JP2007092607A - 蓄圧式噴射装置の異常判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料調量弁における弁体の摺動異常を早期にかつ適正に判定し、ひいてはエンジンの運転への悪影響を抑制する。
【解決手段】高圧ポンプ１３は燃料を高圧化してコモンレール１２に圧送する。高圧ポンプ１３の燃料吸入経路には、弁体の摺動に伴う開度操作により燃料流量を調整する電磁式の吸入調量弁１４が設けられている。ＥＣＵ２０は、コモンレール圧が目標圧になるよう吸入調量弁１４に対して制御指令を出力して燃料圧フィードバック制御を実施する。また、ＥＣＵ２０は、所定の燃料圧安定条件が成立する場合に、コモンレール圧の挙動に基づいて弁体の摺動異常が発生していることを仮判定する。更に、摺動異常の仮判定がなされた場合に、あらかじめ定めた異常判定用制御指令により吸入調量弁１４を駆動し、その時の燃料圧の挙動に基づいて前記弁体の摺動異常が発生していることを最終判定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、蓄圧式噴射装置の異常判定装置に関するものである。

ディーゼルエンジンの燃料噴射システムとして、燃料の噴射圧に相当する高圧の燃料をコモンレール内に蓄圧するとともに、該コモンレール内に蓄圧した高圧燃料を燃料噴射弁を介してエンジンに噴射供給する蓄圧式燃料噴射システムが実用化されている。この蓄圧式燃料噴射システムでは、燃料噴射弁による燃料噴射が行われるとコモンレール内の燃料圧が低下するが、その際燃料供給ポンプからコモンレールに対して高圧燃料が吐出供給されることによりコモンレール内が所定の高圧状態で保持される。

例えば、燃料供給ポンプの燃料吸入部には電磁駆動式の燃料調量弁が設けられており、その燃料調量弁の開度が操作されることにより燃料供給ポンプによる燃料吐出量が制御され、コモンレール圧が所望の圧力に制御される。燃料調量弁は、燃料経路の開口面積（流路面積）を制御するための弁体を有しており、バルブケース内において摺動状態で弁体が変位することにより燃料経路の開口面積が制御される。このとき、弁体は、ソレノイドコイルに対する指示電流値に応じて変位する。

そして、上記システムでは、コモンレール内における実際の燃料圧が目標燃料圧に一致するよう燃料調量弁に対する指示電流値が制御され、これにより燃料圧フィードバック制御が実施される。

ところで本システムでは、デポジットの堆積など何らかの原因により、燃料調量弁における弁体の摺動抵抗が増加し、それに起因して摺動性が悪化することが考えられる。こうして摺動性悪化に伴う摺動異常が生じると、ソレノイドコイルへの指示電流値に対する弁体の追従動作の遅れが大きくなり、燃料圧がハンチングするなどの不都合が発生する。そしてこの状態を放置しておくと、エンジンの始動不良が生じたり、アイドル運転時のエンジン回転速度が不安定になったりするといった不都合が生じる。それ故、吸入調量弁における弁体の摺動異常が生じた場合にそれを早期に検出できる技術が望まれている。

ちなみに、特許文献１に開示されたポンプ異常診断装置では、複数の圧送系統を有する高圧供給ポンプにおいて、ポンプ圧送量を推定するとともに該推定したポンプ圧送量と所定の判定値とを比較し、その結果ポンプ圧送量が過剰又は不足である場合に、該当する圧送系統が異常である旨検出するようにしていた。或いは、同じく複数の圧送系統を有する高圧供給ポンプにおいて、ポンプ圧送量を推定するとともに該推定したポンプ圧送量の前回値と今回値とを比較し、その結果ポンプ圧送量が過剰又は不足である場合に、該当する圧送系統が異常である旨検出するようにしていた。

しかしながら、上記特許文献１の技術は、燃料調量弁における弁体の摺動異常に関して異常判定を行うものではなく、該摺動異常を検出するのは困難であった。つまり、上記特許文献は、複数の圧送系統のうち異物の噛み込み等により異常となった圧送系統を検出するものであり、ソレノイドコイルへの指示電流値に対して弁体の追従性が遅れる場合においてそれを好適に検出することができなかった。
特開２００４−１０８１７１号公報

本発明は、燃料調量弁における弁体の摺動異常を早期にかつ適正に判定し、ひいてはエンジンの運転への悪影響を抑制することができる蓄圧式噴射装置の異常判定装置を提供することを主たる目的とするものである。

本発明では前提として、コモンレールと燃料供給ポンプと燃料調量弁とを備えた蓄圧式噴射装置において、コモンレール内の燃料圧が目標の燃料圧になるよう燃料調量弁に対して制御指令が出力され、それにより燃料圧フィードバック制御が実施される。このとき、燃料調量弁に対して制御指令が出力されると、その制御指令に応じた弁体の摺動により燃料調量弁の開度が操作され、燃料供給ポンプからコモンレールへの燃料圧送量が調整される。

そして、請求項１に記載の異常判定装置において、第１の異常判定手段は、所定の燃料圧安定条件が成立する場合に、コモンレール内の燃料圧の挙動又は燃料調量弁の駆動電流に基づいて前記弁体の摺動異常が発生していることを仮判定する。また、第２の異常判定手段は、第１の異常判定手段により前記弁体の摺動異常が仮判定された場合に、あらかじめ定めた異常判定用制御指令により前記燃料調量弁を駆動し、その時の燃料圧の挙動又は前記燃料調量弁の駆動電流に基づいて前記弁体の摺動異常が発生していることを最終判定する。

なお、燃料圧安定条件は、例えばエンジンの運転状態がアイドル運転状態である場合など、コモンレール内の燃料圧が安定した状態である場合に成立する条件であり、言い換えれば、コモンレール内の燃料圧が大きく変動するエンジンの過渡運転状態でない場合に成立する条件である。

要するに、デポジットの堆積等により燃料調量弁における弁体の摺動異常が生じると、異常の兆候として、コモンレール内の燃料圧の挙動や燃料調量弁の駆動電流が通常時と相違したものとなる。かかる場合、第１の異常判定手段によれば、アイドル安定状態などにおいて、燃料調量弁における弁体の摺動異常を早期に（予兆段階で）検出できる。ただしこの場合、燃料調量弁における弁体の摺動異常以外の要因で、燃料圧の変動などが生じることも考えられる。この点第１の異常判定手段による仮判定後に、第２の異常判定手段により制御指令が積極操作されて最終判定が行われるため、最終的な異常判定の精度を向上させることができる。この場合、第２の異常判定手段は、都度のエンジン運転状態などとは無関係に（換言すれば、燃料圧フィードバック制御を中断して）制御指令を強制的に操作するものであるが、この強制的な操作は仮判定がなされた場合に限定して実施されるため、エンジン運転状態などへの影響を最小限に抑えることができる。以上により、燃料調量弁における弁体の摺動異常を早期にかつ適正に判定し、ひいてはエンジンの運転への悪影響を抑制することができる。

請求項２に記載の発明では、外乱要因による一時的な燃料圧の変動や燃料調量弁の駆動電流の変動を排除するような判定しきい値又は判定期間が設定されるため、燃料圧の変動や燃料調量弁の駆動電流の変動が生じた場合に、それが外乱要因によるものか、弁体の摺動異常によるものかを分別することができる。

第２の異常判定手段では、異常判定用制御指令の出力により燃料調量弁の弁体のリフト量を強制的に変更し、それに応答する燃料圧の挙動等を異常判定パラメータとすることが有効であると考えられる。この場合、請求項３に記載したように、所定のパターンでステップ状に増加側又は減少側に変化する制御指令を異常判定用制御指令として燃料調量弁に対して出力し、制御指令のステップ変化時における燃料圧の挙動又は燃料調量弁の駆動電流に基づいて弁体の摺動異常が発生していることを最終判定する。又は、請求項４に記載したように、パルス状に変化する制御指令を前記異常判定用制御指令として燃料調量弁に対して出力し、制御指令のパルス変化時における燃料圧の挙動又は燃料調量弁の駆動電流に基づいて弁体の摺動異常が発生していることを最終判定する。

上記の請求項３，４によれば、本来現れるべき燃料圧の挙動等を基準として異常判定が行われるため、燃料調量弁の摺動異常を正しく判定することができる。

請求項５に記載の発明では、前記異常判定用制御指令に基づいて異常判定のための判定しきい値を可変設定する。これにより、異常判定の精度向上を図ることができる。

また、請求項６に記載したように、前記第１及び第２の異常判定手段は、コモンレール内の燃料圧の振幅量、燃料調量弁の駆動電流の振幅量、又は燃料調量弁の駆動電流のオフセット量を異常判定パラメータとして求め、該異常判定パラメータに基づいて前記弁体の摺動異常を判定すると良い。

以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。本実施の形態は、車両ディーゼルエンジンのコモンレール式燃料噴射システムとして本発明を具体化しており、その詳細な構成を以下に説明する。

図１は、コモンレール式燃料噴射システムの概要を示す構成図である。図１において、多気筒ディーゼルエンジン（以下、エンジンという）１０には気筒毎に電磁式インジェクタ１１が配設され、これらインジェクタ１１は各気筒共通のコモンレール（蓄圧配管）１２に接続されている。コモンレール１２には燃料供給ポンプとしての高圧ポンプ１３が接続され、高圧ポンプ１３の駆動に伴い噴射圧相当の高圧燃料がコモンレール１２に連続的に蓄圧される。高圧ポンプ１３は、エンジン１０の回転に伴い駆動され、エンジン回転に同期して燃料の吸入及び吐出が繰り返し行われる。高圧ポンプ１３には、その燃料吸入部に電磁駆動式の吸入調量弁（ＳＣＶ）１４が設けられており、フィードポンプ１５によって燃料タンク１６から汲み上げられた低圧燃料は吸入調量弁１４を介して当該ポンプ１３の燃料室に吸入される。

なお実際には、高圧ポンプ１３、吸入調量弁１４及びフィードポンプ１５は一体化されてポンプユニットとして構成されている。その構成については周知であるため、図示による詳細な説明は割愛し、ここでは構成を簡単に説明する。つまり、ポンプユニットにおいて、ハウジング部材には低圧燃料経路と高圧燃料経路とが形成され、そのうち低圧燃料経路にフィードポンプ１５及び吸入調量弁１４が設けられている。そして、吸入調量弁１４の開弁時において、低圧燃料経路を介して供給される低圧燃料が高圧ポンプ１３にて高圧化され、その高圧燃料が高圧燃料を介して吐出される。

コモンレール１２にはコモンレール圧センサ１７が設けられており、このコモンレール圧センサ１７によりコモンレール１２内の燃料圧（以下、実レール圧とも言う）が検出される。図示は省略するが、コモンレール１２には電磁駆動式（又は機械式）の減圧弁が設けられており、コモンレール圧が過剰に上昇した場合にはこの減圧弁が開放されて減圧が行われるようになっている。

ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等からなる周知のマイクロコンピュータを備えた電子制御ユニットであり、ＥＣＵ２０には、コモンレール圧センサ１７の検出信号の他、エンジンの回転速度を検出するための回転速度センサ、ドライバによるアクセル操作量を検出するアクセル開度センサ、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサ、コモンレール１２内の燃料温度を検出する燃料温度センサなどの各種センサから検出信号が逐次入力される。そして、ＥＣＵ２０は、エンジン回転速度やアクセル開度等のエンジン運転情報に基づいて最適な燃料噴射量及び噴射時期を決定し、それに応じた噴射制御信号をインジェクタ１１に出力する。これにより、各気筒においてインジェクタ１１から燃焼室への燃料噴射が制御される。

また、ＥＣＵ２０は、その時々のエンジン回転速度及び燃料噴射量に基づきコモンレール圧（噴射圧）の目標値を算出するとともに、実レール圧が目標レール圧となるように高圧ポンプ１３の燃料吐出量をフィードバック制御する。実際には、実レール圧と目標レール圧との偏差に基づいて高圧ポンプ１３の目標吐出量を決定し、それに応じて吸入調量弁１４の開度を制御する。このとき、吸入調量弁１４の電磁ソレノイドに対する指示電流値（駆動電流）が制御されることにより、吸入調量弁１４の開度が増減され、それに伴い高圧ポンプ１３による燃料吐出量が調整される。

ここで、吸入調量弁１４の構成を図２に基づいて説明する。吸入調量弁１４は、電磁ソレノイドの非通電時に開放状態（全開状態）で保持されるノーマリオープン弁として構成されており、電磁ソレノイドへの指示電流値を増加させることにより燃料吸入通路の開口面積が増大される。これにより、高圧ポンプ１３の燃料吸入量が増え、結果として高圧ポンプ１３による燃料吐出量が増加するようになっている。

吸入調量弁１４において、略円筒状のバルブケース３１内にはスプールたる弁体３２が摺動可能に収容されている。弁体３２にはその軸方向に延びる燃料導入路３３が形成されるとともに、径方向に延びる複数の連通路３４が形成されている。燃料導入路３３には、フィードポンプ１５から低圧燃料が導入される。また、バルブケース３１には複数の流路３５が形成されている。この場合、弁体３２はスプリング３６により図の左方向に付勢されており、図示の状態ではバルブケース３１の流路３５と弁体３２の連通路３４とが連通されている（吸入調量弁１４が全開状態となっている）。これにより、吸入調量弁１４の先端部（図の左端部）から燃料導入路３３に導入された低圧燃料は、連通路３４と流路３５との連通部分を介して高圧ポンプ１３側に供給される。

また、バルブケース３１にはハウジング３８が組み付けられており、バルブケース３１とハウジング３８との間に形成される環状の空間部にはソレノイド３９が収容されている。図の符号４０は、ソレノイド３９に対して通電信号を供給するためのコネクタ部である。

上記構成の吸入調量弁１４では、ソレノイド３９が通電されると、それに伴い弁体３２がスプリング３６の付勢力に抗して図の右方向に移動し、その分吸入調量弁１４の弁開度が減じられる。このとき、吸入調量弁１４の弁開度は、ソレノイド３９に対する指示電流値に応じて調整され、指示電流値が大きいほど弁開度が減じられ、燃料吸入量が少なくなるようになっている。本実施の形態では特に、所定の駆動周波数で吸入調量弁１４（ソレノイド３９）に対してデューティ駆動信号が出力され、そのデューティ駆動信号により指示電流値が制御される。なお、吸入調量弁１４の駆動周波数は例えば２５０Ｈｚ程度である。

ところで、吸入調量弁１４では、長期の使用に伴うデポジットの堆積などにより弁体３２の摺動抵抗が増加し、それに起因して摺動異常が生じることが考えられる。こうして摺動異常が生じると、ソレノイド３９への通電信号に対する弁体３２の追従動作の遅れが大きくなり、実レール圧がハンチングするなどの不都合が発生する。そしてこれにより、エンジンの始動不良が生じたり、アイドル運転時のエンジン回転速度が不安定になったりするといった不都合が生じる。

図３は、吸入調量弁１４の駆動電流（以下、ＳＣＶ駆動電流という）と弁体３２のリフト動作との関係を示すタイムチャートであり、同図の（ａ）は弁体３２が正常動作する場合を、（ｂ）は弁体３２の摺動異常が生じた場合を示している。

（ａ）の場合、ＳＣＶ駆動電流の周期的な変化に追従して弁体リフト量が変化している。具体的には、ＳＣＶ駆動電流が上昇するのに対応して弁体リフト量が増加するとともに、ＳＣＶ駆動電流が下降するのに対応して弁体リフト量が減少するようになっている。これに対し、（ｂ）の場合には、弁体リフト量の周期的な変化がＳＣＶ駆動電流の変化に追従しておらず、しかもその変動量は大小様々なものとなっている。こうして弁体リフト量がＳＣＶ駆動電流に追従しない場合、実レール圧の変動量（うねり）が過剰に大きくなるなどの事象が生じる。

そこで本実施の形態では、実レール圧の変動量を異常判定パラメータとして、吸入調量弁１４の摺動異常を判定する。また特に、異常判定を仮判定段階と最終判定段階との２段階に分けて実施することとし、まず、エンジンのアイドル安定状態である場合など、燃料圧安定条件が成立する場合において実レール圧の変動量に基づいて摺動異常の仮判定を実施し、次に吸入調量弁１４（ソレノイド３９）に対する指示電流値を所定パターンで強制的に増減操作し、その際の実レール圧の変動量に基づいて摺動異常の最終判定を実施する。

図４は、吸入調量弁１４の摺動異常判定処理を示すフローチャートであり、本処理はＥＣＵ２０によって所定の時間周期で繰り返し実行される。

図４において、ステップＳ１０１では、今現在のエンジン運転状態がアイドル安定状態であるか否かを判定する。例えば、アクセル開度（スロットル開度でも可）が０であり、かつアイドル回転速度が所定回転域にある場合に、アイドル安定状態である旨判定される。また、続くステップＳ１０２では、所定の摺動異常判定条件が成立しているか否かを判定する。摺動異常判定条件として具体的には、水温や燃温が所定の温度範囲内であること、最終噴射量が所定範囲内であることなどが含まれる。

ステップＳ１０１，Ｓ１０２のいずれかが不成立の場合、そのまま本処理を終了する。また、ステップＳ１０１，Ｓ１０２が共に成立した場合、ステップＳ１０３に進む。

ステップＳ１０３では、今回ステップＳ１０１，Ｓ１０２が共に成立した後において、摺動異常の仮判定処理が未実施であるか否かを判定する。そして、未実施である場合においてステップＳ１０４に進み、吸入調量弁１４の摺動異常の仮判定処理を実施する。摺動異常の仮判定処理が実施済みであれば、ステップＳ１０４を読み飛ばしてステップＳ１０５に進む。

ここで、同仮判定処理の詳細を図５に示すサブルーチンにより説明する。図５において、ステップＳ２０１では、実レール圧の変動量（圧力変動量ΔＰｃ）を算出するためのΔＰｃ算出処理を実施する。このとき、実レール圧が脈動してピーク値又はボトム値に達する度にそのピーク値又はボトム値が逐次求められ、その圧力差により圧力変動量ΔＰｃが算出される。次に、ステップＳ２０２では、一周期分の圧力変動量ΔＰｃが算出されたか否かを判定する。このとき、実レール圧の上昇途中又は途中であればステップＳ２０２が否定判定され、実レール圧がピーク値（又はボトム値）となり、一組のピーク値及びボトム値により圧力変動量ΔＰｃが算出されたタイミングであればステップＳ２０２が肯定判別される。

一周期分の圧力変動量ΔＰｃが算出されたタイミングであれば、ステップＳ２０３で圧力変動量ΔＰｃが所定の判定値Ｋ１以上であるか否かを判定する。ΔＰｃ＜Ｋ１の場合、吸入調量弁１４の摺動異常が発生していないとみなし、ステップＳ２０４で異常判定カウンタを０にクリアした後、本処理を終了する。

これに対し、ΔＰｃ≧Ｋ１の場合ステップＳ２０５に進み、異常判定カウンタＣＮＴ１を１インクリメントし、続くステップＳ２０６では、異常判定カウンタＣＮＴ１の値が所定の判定値Ｋ２以上であるか否かを判定する。そして、ＣＮＴ１≧Ｋ２の場合、ステップＳ２０７に進み、吸入調量弁１４の摺動異常が発生している旨仮判定し、それを受けて仮判定フラグＦｅｒｒ１に１をセットする。

なお、ステップＳ２０３，Ｓ２０６における判定値Ｋ１，Ｋ２は、外乱要因による誤判定を排除するような値で設定されている。つまり、電気的なノイズや燃料経路におけるエア混入等による外乱が生じると、それに起因して一時的に実レール圧が変動するが、その圧力変動は継続的なものでない。この場合、判定値Ｋ１，Ｋ２による判定により外乱要因による誤判定が回避できる。

上記図５の仮判定処理を図７を用いてより具体的に説明する。吸入調量弁１４の摺動異常が発生している場合、図７に示すように、目標レール圧に対する実レール圧の変動が大きくなる。このとき、実レール圧の圧力変動量ΔＰｃが判定値Ｋ１以上となり、その状態が継続される。そして、その継続時間が仮判定時間（前記判定値Ｋ２に相当する時間）になると、吸入調量弁１４の摺動異常が発生している旨仮判定される。

前記図４の説明に戻り、ステップＳ１０５では、仮判定フラグＦｅｒｒ１が１であるか否か、すなわち吸入調量弁１４の摺動異常が発生していると仮判定されたか否かを判定する。そして、Ｆｅｒｒ１＝０であればそのまま本処理を終了し、Ｆｅｒｒ１＝１であれば後続のステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６では、吸入調量弁１４の摺動異常の最終判定処理を実施する。

ここで、同最終判定処理の詳細を図６に示すサブルーチンにより説明する。図６の処理では、所定時間ごとに吸入調量弁１４の指示電流値を増加側又は減少側に積極操作し、それに伴う実レール圧の変動量に基づいて吸入調量弁１４の摺動異常を最終判定する。

図６において、ステップＳ３０１では、今回が吸入調量弁１４の指示電流値をステップ的（段階的）に変更するタイミングであるか否かを判定し、変更タイミングであればステップＳ３０２に進み、その時点での指示電流値を所定量αだけ増加側又は減少側に変更する。このとき、指示電流値変更のための制御指令が「異常判定用制御指令」に相当する。

その後、ステップＳ３０３に続く各ステップでは、多段階に操作される指示電流値ごとに実レール圧の変動量（圧力変動量ΔＰｃ）を異常判定パラメータとして吸入調量弁１４の摺動異常を最終判定する。なお、ステップＳ３０３〜Ｓ３０９の各処理は、前述した図５の処理に準ずるものであり、重複する処理については説明を簡略化する。

ステップＳ３０３では、圧力変動量ΔＰｃの算出処理を実施し、一周期分の圧力変動量ΔＰｃが算出されたタイミングであること（ステップＳ３０４がＹＥＳであること）を条件に、ステップＳ３０５で圧力変動量ΔＰｃが所定の判定値Ｋ３以上であるか否かを判定する。ΔＰｃ＜Ｋ３の場合、吸入調量弁１４の摺動異常が発生していないとみなし、ステップＳ３０６で異常判定カウンタを０にクリアした後、本処理を終了する。

これに対し、ΔＰｃ≧Ｋ３の場合ステップＳ３０７に進み、異常判定カウンタＣＮＴ２を１インクリメントし、続くステップＳ３０８では、異常判定カウンタＣＮＴ２の値が所定の判定値Ｋ４以上であるか否かを判定する。そして、ＣＮＴ２≧Ｋ４の場合、ステップＳ３０９に進み、吸入調量弁１４の摺動異常が発生している旨最終判定し、それを受けて最終判定フラグＦｅｒｒ２に１をセットする。

なお、ステップＳ３０５における判定値Ｋ３は、都度の指示電流値に応じて可変設定される。このとき、指示電流値をステップ的に変化させる前の電流値からの変化量が大きいほど、判定値Ｋ３が大きい値とされる。これにより、異常判定の精度向上を図ることができる。ただし、判定値Ｋ３を固定値とすることも可能である。

上記図６の仮判定処理を図８を用いてより具体的に説明する。なお図８では、指示電流値の変化パターンとして、指示電流値を所定量αずつ２段階で減少させ、その後２段階で元の指示電流値に復帰させるようにしている。ただし、各々のステップ変化時の変化量は
その増減回数は任意である。

この場合、指示電流値は、所定時間ごとにステップ状に多段階に操作され、吸入調量弁１４が正常であれば、高圧ポンプ１３による燃料吐出量が安定し、指示電流値に対応して実レール圧が変化する。これに対し、吸入調量弁１４の摺動異常が発生している場合、高圧ポンプ１３による燃料吐出量が不安定になり、目実レール圧の変動が大きくなる。このとき、実レール圧の圧力変動量ΔＰｃが判定値Ｋ３以上となる状態が継続され、吸入調量弁１４の摺動異常が発生していると最終判定される。

再び前記図４の説明に戻り、ステップＳ１０７では、最終判定フラグＦｅｒｒ２が１であるか否か、すなわち吸入調量弁１４の摺動異常が発生していると最終判定されたか否かを判定する。そして、Ｆｅｒｒ２＝０であればそのまま本処理を終了し、Ｆｅｒｒ２＝１であれば後続のステップＳ１０８に進む。ステップＳ１０８では、吸入調量弁１４の摺動異常に対応する所定のフェイルセーフ処理等を適宜実施する。具体的には、摺動不良に伴うコモンレール圧の過上昇を抑制するべく目標レール圧を減補正したり、異常発生を表す故障診断情報（ダイアグコード等）をＥＣＵ２０内のＥＥＰＲＯＭやバックアップＲＡＭ等よりなるバックアップ用メモリに記憶したり、警告ランプ（いわゆるＭＩＬランプ）を点灯させたりする。この場合、警告ランプの点灯により異常発生をドライバ等に告知し、ディーラ等においては故障診断情報の解析により異常部品の修理や交換等を好適に行わせることができる。

なお、摺動異常の仮判定処理（図５）や最終判定処理（図６）は、ステップＳ１０１，Ｓ１０２の各条件の成立期間内で実施されるものであり、各異常判定処理の実施中に前記各条件が一旦不成立になると、異常判定処理がその時点で中断され、通常の燃料圧フィードバック制御が再開される。その場合、カウンタ値などがクリアされる。

以上詳述した本実施の形態によれば、以下の優れた効果が得られる。

吸入調量弁１４の摺動異常判定に際し、仮判定と最終判定との２段階で異常判定を実施するようにしたため、当該摺動異常を早期に（予兆段階で）検出でき、しかも最終的な異常判定の精度を向上させることができる。この場合、最終判定時には、都度のエンジン運転状態などとは無関係に（換言すれば、燃料圧フィードバック制御を中断して）制御指令が強制的に操作されるが、この強制的な操作は仮判定がなされた場合に限定して実施されるため、エンジン運転状態などへの影響を最小限に抑えることができる。以上により、吸入調量弁１４の摺動異常を早期にかつ適正に判定し、ひいてはエンジンの運転への悪影響を抑制することができる。

この場合、アイドル回転が不安定になった時点で吸入調量弁１４の摺動異常が生じていると判定することができ、エンジンの始動不良に至る前段階で、フェイルセーフ処理を発動させるなどの適切な処置を行うことができる。

最終判定時において、指示電流値をステップ状に増減変化させ、それに応答する実レール圧の挙動に基づいて吸入調量弁１４の摺動異常を判定するようにしたため、実レール圧の異常な挙動をあからさまにすることができ、吸入調量弁１４の摺動異常を正しく判定することができる。

なお、本発明は上記実施の形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施しても良い。

上記実施の形態では、摺動異常の仮判定処理（図５の処理）において、実レール圧の変動量（圧力変動量ΔＰｃ）が所定値以上でありかつその状態が所定時間継続した場合に、吸入調量弁１４の摺動異常が発生していると仮判定したが、これを以下のように変更する。つまり、図９に示すように、目標レール圧を基準に実レール圧の上限許容値Ｐｍａｘと下限許容値Ｐｍｉｎとを定めておき、摺動異常の仮判定処理に際し、実レール圧の変動に伴う最大レール圧が上限許容値Ｐｍａｘを超えた場合、又は最小レール圧が下限許容値Ｐｍｉｎを下回った場合に、吸入調量弁１４の摺動異常が発生していると仮判定する。このとき、最大レール圧＞上限許容値Ｐｍａｘ、又は最小レール圧＜下限許容値Ｐｍｉｎとなった回数を計数し、その回数が所定値に達した時に、吸入調量弁１４の摺動異常が発生していると仮判定することも可能である。なお、摺動異常の最終判定において同様に、実レール圧が上限許容値Ｐｍａｘ（又は下限許容値Ｐｍｉｎ）を超えたことに基づく異常判定を実施することも可能である。

吸入調量弁１４の摺動異常が生じた場合、弁体の動作追従性が低下するために実レール圧の変動量（うねり）が過剰に大きくなることを上述したが、これ以外にも、図１０の（ａ）に示すように、ＳＣＶ駆動電流の変動量が過剰に大きくなる、図１０の（ｂ）に示すように、ＳＣＶ駆動電流の変動の中心が正側又は負側にオフセットするなどの事象が生じると考えられる。そこで、ＳＣＶ駆動電流の変動量を異常判定パラメータとして異常判定（仮判定及び最終判定）を実施するようにしたり、ＳＣＶ駆動電流の変動中心のオフセット量を異常判定パラメータとして異常判定（仮判定及び最終判定）を実施するようにしたりしても良い。

図１０の（ａ）では、ＳＣＶ駆動電流の変動量ΔＩが判定値Ｋａ以上となり、かつその継続時間が所定時間になった時点で吸入調量弁１４の摺動異常が発生している旨の仮判定（又は最終判定）がなされる。また、図１０の（ｂ）では、ＳＣＶ駆動電流の変動中心のオフセット量が所定の判定値以上となった時点で吸入調量弁１４の摺動異常が発生している旨の仮判定（又は最終判定）がなされる。

また、吸入調量弁１４の摺動異常に関する仮判定及び最終判定において、各々相違する異常判定パラメータを用いて異常判定を実施するようにしても良い。例えば仮判定においてはＳＣＶ駆動電流を異常判定パラメータとし、最終判定においては実レール圧の変動量を異常判定パラメータとする（逆も可）。

摺動異常の最終判定処理において、指示電流値をステップ状に増減変化させる際に、コモンレール圧の過上昇を防止するべくインジェクタ１１の燃料噴射パルスを固定長さとすると良い。これにより、アイドル運転状態においてコモンレール圧の過上昇により及ぼされる高圧ポンプ１３のダメージが軽減される。なお、燃料噴射パルスの固定パルス長は、アイドル運転状態下で想定される基本パルス長に対し、都度の指示電流値に応じた補正を施して決定されると良い。又は、指示電流値のステップ変化前におけるパルス長に対し、都度の指示電流値に応じた補正を施して決定されると良い。

摺動異常の最終判定処理において、指示電流値をステップ状に変化させる構成に代えて、同指示電流値をパルス状に変化させる構成としても良い。具体的には、図１１に示すように、指示電流値を所定量βだけ一時的に変化させ、その時の実レール圧の挙動に基づいて摺動異常判定を実施する。このとき、吸入調量弁１４が正常であれば、高圧ポンプ１３による燃料吐出量が安定し、指示電流値に対応して実レール圧が変化する。これに対し、吸入調量弁１４の摺動異常が発生している場合、高圧ポンプ１３による燃料吐出量が不安定になり、目実レール圧の変動が大きくなる。故に、吸入調量弁１４の摺動異常が発生していることの最終判定が可能となる。

なお、指示電流値をパルス状に変化させる際において電流値変化の回数や、変化量、間隔等は任意に設定される。指示電流値をパルス状に変化させる度に、電流の変化量を変更する構成とすることも可能である。

上記実施の形態では、高圧ポンプ１３において、燃料吸入経路に燃料調量弁としての吸入調量弁１４を設ける構成とし、この吸入調量弁１４について摺動異常を判定したが、これを変更する。例えば、高圧ポンプ１３の燃料吐出経路に燃料調量弁としての吐出調量弁を設け、この吐出調量弁について摺動異常を判定するようにしても良い。いずれにしても、本発明によれば燃料調量弁の摺動異常を好適に判定できる。

発明の実施の形態におけるコモンレール式燃料噴射システムの概略を示す構成図である。 吸入調量弁の構成を示す断面図である。 ＳＣＶ駆動電流と弁体リフト動作との関係を示すタイムチャートである。 吸入調量弁の摺動異常判定処理を示すフローチャートである。 摺動異常の仮判定処理を示すフローチャートである。 摺動異常の最終判定処理を示すフローチャートである。 吸入調量弁の摺動異常時における実レール圧の変動の様子を示すタイムチャートである。 指示電流値をステップ状に変化させた時の実レール圧の挙動を示すタイムチャートである。 吸入調量弁の摺動異常時における実レール圧の変動の様子を示すタイムチャートである。 吸入調量弁の摺動異常時におけるＳＣＶ駆動電流の変動の様子を示すタイムチャートである。 指示電流値をパルス状に変化させた時の実レール圧の挙動を示すタイムチャートである。

符号の説明

１０…エンジン、１２…コモンレール、１３…高圧ポンプ、１４…吸入調量弁、２０…ＥＣＵ、３２…弁体。

Claims (6)

1. 噴射圧に相当する高圧の燃料圧で燃料を蓄圧するコモンレールと、該コモンレールに対して高圧燃料を圧送する燃料供給ポンプと、該燃料供給ポンプの燃料吸入経路又は燃料吐出経路に設けられ弁体の摺動に伴う開度操作により燃料流量を調整する電磁式の燃料調量弁とを備え、前記コモンレール内の燃料圧が目標の燃料圧になるよう前記燃料調量弁に対して制御指令が出力されて燃料圧フィードバック制御が実施される蓄圧式噴射装置に適用され、
   所定の燃料圧安定条件が成立する場合に、前記コモンレール内の燃料圧の挙動又は前記燃料調量弁の駆動電流に基づいて前記弁体の摺動異常が発生していることを仮判定する第１の異常判定手段と、
   前記第１の異常判定手段により前記弁体の摺動異常が仮判定された場合に、あらかじめ定めた異常判定用制御指令により前記燃料調量弁を駆動し、その時の燃料圧の挙動又は前記燃料調量弁の駆動電流に基づいて前記弁体の摺動異常が発生していることを最終判定する第２の異常判定手段と、
   を備えたことを特徴とする蓄圧式噴射装置の異常判定装置。
2. 前記第１の異常判定手段は、外乱要因による一時的な燃料圧の変動や前記燃料調量弁の駆動電流の変動を排除するような判定しきい値又は判定期間を設定して前記弁体の摺動異常を仮判定することを特徴とする請求項１に記載の蓄圧式噴射装置の異常判定装置。
3. 前記第２の異常判定手段は、所定のパターンでステップ状に増加側又は減少側に変化する制御指令を前記異常判定用制御指令として前記燃料調量弁に対して出力し、制御指令のステップ変化時における燃料圧の挙動又は前記燃料調量弁の駆動電流に基づいて前記弁体の摺動異常が発生していることを最終判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄圧式噴射装置の異常判定装置。
4. 前記第２の異常判定手段は、パルス状に変化する制御指令を前記異常判定用制御指令として前記燃料調量弁に対して出力し、制御指令のパルス変化時における燃料圧の挙動又は前記燃料調量弁の駆動電流に基づいて前記弁体の摺動異常が発生していることを最終判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄圧式噴射装置の異常判定装置。
5. 前記第２の異常判定手段は、前記異常判定用制御指令に基づいて異常判定のための判定しきい値を可変設定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の蓄圧式噴射装置の異常判定装置。
6. 前記第１及び第２の異常判定手段は、前記コモンレール内の燃料圧の振幅量、前記燃料調量弁の駆動電流の振幅量、又は前記燃料調量弁の駆動電流のオフセット量を異常判定パラメータとして求め、該異常判定パラメータに基づいて前記弁体の摺動異常を判定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の蓄圧式噴射装置の異常判定装置。

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