JP2008280911A - コモンレール式燃料噴射システム - Google Patents

Abstract

【課題】コモンレール圧の検出精度が高く、インジェクタの異常の検出精度が高いコモンレール式燃料噴射システムを提供する。
【解決手段】ＥＣＵ４０は、各インジェクタ１５から各気筒１２への燃料の噴射が停止されているときに、特定のインジェクタ１５へ燃料噴射の指令を出す。これにより、コモンレール圧が各インジェクタ１５からの燃料噴射による影響を受けず安定しているときに特定のインジェクタ１５から燃料が噴射される。そのため、特定のインジェクタ１５から燃料を噴射したときのコモンレール圧の変化の検出精度が高くなる。その結果、コモンレール圧の変化を検出することによって算出される特定のインジェクタ１５の噴射開始遅れ期間の算出精度も高くなる。ＥＣＵ４０は、特定のインジェクタ１５の噴射開始遅れ期間が所定の範囲外であった場合、特定のインジェクタ１５に異常が生じていると判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、コモンレール式燃料噴射システムに関する。

従来、コモンレールに蓄えられた高圧の燃料をインジェクタから内燃機関の各気筒へ噴射するコモンレール式燃料噴射システムが公知である。このような燃料噴射システムは、コモンレールの内部における燃料の圧力（以下、コモンレールの内部における燃料の圧力を「コモンレール圧」という。）を検出する圧力センサを備えている。そして、この圧力センサによってコモンレール圧を検出し、検出した圧力に基づいてコモンレール圧をフィードバック制御している（例えば、特許文献１）。

特許文献１に記載されているコモンレール式燃料噴射システムでは、インジェクタに燃料の噴射を指令してからコモンレール圧が変化するまでの期間を噴射開始遅れ期間として算出している。そして、特許文献１に記載されているコモンレール式燃料噴射システムでは、算出した噴射開始遅れ期間に基づいて、コモンレール圧をフィードバックし制御を行っている。

しかしながら、特許文献１では、各インジェクタから各気筒への通常の燃料噴射時にコモンレール圧を検出している。コモンレール圧は、各気筒への燃料の噴射によって常に変動する。そのため、圧力センサで検出されるコモンレール圧は、各気筒への燃料噴射による圧力変動の影響を受ける。その結果、圧力センサで検出したコモンレール圧の変化が通常の燃料噴射によるものなのか、噴射開始遅れ期間を算出するための燃料噴射によるものなのか判断は困難である。これにより、コモンレール圧の検出精度が低下し、噴射開始遅れ期間の算出においても精度が低下するという問題がある。

特開２００３−２２７３９４公報

そこで、本発明の目的は、コモンレール圧の検出精度が高く、インジェクタの異常の検出精度が高いコモンレール式燃料噴射システムを提供することにある。

請求項１記載の発明では、異常検出手段は、各インジェクタから各気筒への燃料の噴射が停止されているときに、任意の特定インジェクタから燃料を噴射する。そして、異常検出手段は、このときのコモンレール圧の変化を検出する。さらに、異常検出手段は、特定のインジェクタに燃料の噴射を指令してからコモンレール圧が変化するまでの期間を噴射開始遅れ期間として算出する。異常検出手段は、算出した噴射開始遅れ期間が所定の範囲外のとき特定のインジェクタに異常が生じていると判断する。このように、請求項１記載の発明では、各インジェクタから各気筒への燃料の噴射が停止されているとき、すなわちコモンレール圧が各気筒への燃料噴射による圧力変動の影響を受けず安定しているとき、特定のインジェクタから燃料が噴射される。これにより、異常検出手段は、特定のインジェクタのみからの燃料噴射によるコモンレール圧の変化を検出できるため、コモンレール圧の変化の検出精度が向上する。その結果、コモンレール圧の変化に基づいて算出される噴射開始遅れ期間の算出精度も向上する。したがって、噴射開始遅れ期間に基づいて検出される特定のインジェクタの異常の検出精度を高めることができる。

請求項２記載の発明では、異常検出手段は、気筒毎にインジェクタの異常を検出する。したがって、各気筒に設けられた各インジェクタの異常を個別に検出することができる。
請求項３記載の発明では、噴射制御手段は、各インジェクタから各気筒への燃料の噴射が停止されてから所定期間を経過した後に特定のインジェクタへ燃料噴射の指令を出す。これにより、コモンレール圧が安定しているときに特定のインジェクタから燃料が噴射される。したがって、特定のインジェクタから燃料が噴射されたときのコモンレール圧の変化の検出精度を高めることができる。

請求項４記載の発明では、噴射制御手段は、各インジェクタから各気筒への燃料の噴射が停止されてから所定期間、すなわちコモンレール圧の変化が所定の範囲内にある期間を経過した後に特定のインジェクタから燃料噴射の指令を出す。これにより、コモンレール圧がより安定しているときに特定のインジェクタから燃料が噴射される。したがって、特定のインジェクタから燃料が噴射されたときのコモンレール圧の変化の検出精度をより高めることができる。

請求項５記載の発明では、噴射制御部は、圧力検出手段によって検出したコモンレール圧の変化が所定の範囲内のときに特定のインジェクタへ燃料噴射の指令を出す。これにより、コモンレール圧が安定しているときに特定のインジェクタから燃料が噴射される。したがって、特定のインジェクタから燃料が噴射されたときのコモンレール圧の変化の検出精度を高めることができる。

請求項６記載の発明では、圧力検出手段は、各インジェクタから各気筒への燃料の噴射が停止されているとき、コモンレール圧を通常の検出周期に比較して短い周期で検出する。これにより、コモンレール圧の短期間における変化を検出することができる。したがって、コモンレール圧の変化の検出精度を高めることができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
本発明のコモンレール式燃料噴射システムを適用したディーゼルエンジンシステムの一実施形態を図１に示す。図１に示す内燃機関の一例としてのディーゼルエンジンシステム（以下、「エンジンシステム」という。）１０は、エンジン本体１１を備えている。エンジン本体１１は、四つの気筒１２を有している。エンジンシステム１０は、コモンレール１３、サプライポンプ１４、インジェクタ１５、電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という。）４０を備えている。サプライポンプ１４は、燃料タンク１６に蓄えられている燃料を加圧してコモンレール１３へ吐出する。コモンレール１３は、サプライポンプ１４で加圧された燃料を、圧力を維持したまま、すなわち蓄圧状態で蓄える。コモンレール１３には、エンジン本体１１の各気筒１２に設置されているインジェクタ１５が接続している。本実施形態のように四気筒のエンジン本体１１の場合、コモンレール１３には四本のインジェクタ１５が接続している。

インジェクタ１５は、それぞれコモンレール１３に蓄圧状態で蓄えられている燃料をエンジン本体１１の各気筒へ噴射する。インジェクタ１５は、図示しない噴孔からの燃料の噴射を断続する図示しないニードル、およびニードルを駆動する図示しない電磁駆動部を有している。電磁駆動部は、ＥＣＵ４０に電気的に接続している。これにより、各インジェクタ１５は、ＥＣＵ４０から出力される電気的な制御信号に基づいて燃料の噴射を断続する。

エンジン本体１１には、吸気系２０および排気系３０が接続している。吸気系２０は、エアクリーナ２１、スロットル２２および吸気管２３を有している。吸気管２３は、吸気通路２４を形成している。吸気通路２４は、エアクリーナ２１とエンジン本体１１とを接続している。エンジン本体１１へ吸入される空気は、エアクリーナ２１において異物が除去される。エアクリーナ２１を通過した空気は、スロットル２２を経由してエンジン本体１１の各気筒１２へ供給される。スロットル２２は、吸気通路２４を開閉する。スロットル２２で吸気通路２４を開閉することにより、エンジン本体１１に吸入される吸気の流量が調整される。

排気系３０は、排気管３１および触媒３２を有している。排気管３１は、排気通路３３を形成している。排気管３１は、エンジン本体１１から排出された排気を外部へ導く。排気管３１の途中には、触媒３２が設置されている。触媒３２は、排気中に含まれる例えば炭化水素あるいは窒素酸化物などを還元または酸化させ、これらの物質を無害化する。触媒３２のエンジン本体１１側には、排気通路３３を流れる排気に例えば還元剤や酸化剤を噴射する噴射弁を設置してもよい。

吸気系２０と排気系３０との間には、過給器５０が設置されている。過給器５０は、排気通路３３を流れる排気によって回転するタービン５１と、タービン５１の回転によって回転し吸気通路２４を流れる吸気を加圧するコンプレッサ５２とを有している。なお、エンジンシステム１０には、例えば排気の一部を吸気系へ還流する排気再循環装置を設置してもよい。

ＥＣＵ４０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭを有するマイクロコンピュータによって構成されている。また、ＥＣＵ４０は、ＲＯＭに記録されているプログラムにしたがってエンジンシステム１０およびエンジンシステム１０が搭載されている車両を統合して制御する。ＥＣＵ４０には、インジェクタ１５だけでなく、スロットル２２およびサプライポンプ１４が接続している。また、ＥＣＵ４０には、圧力センサ４１、アクセルセンサ４２、回転数センサ４３および水温センサ４４が接続している。ここで、圧力センサ４１は、特許請求の範囲における圧力検出手段を構成している。ＥＣＵ４０は、特許請求の範囲における負荷検出手段、噴射制御手段および異常検出手段として機能する。

圧力センサ４１は、コモンレール１３に設置され、コモンレール１３に蓄えられている燃料の圧力、すなわちコモンレール圧を検出する。通常、圧力センサ４１は、所定の周期でコモンレール圧を検出する。圧力センサ４１は、検出したコモンレール圧を電気信号としてＥＣＵ４０へ出力する。アクセルセンサ４２は、図示しないアクセルペダルに設置され、アクセルペダルの開度を検出する。アクセルセンサ４２は、検出したアクセルペダルの開度を電気信号としてＥＣＵ４０へ出力する。回転数センサ４３は、エンジン本体１１に設置され、エンジン本体１１の回転数を検出する。回転数センサ４３は、検出したエンジン本体１１の回転数を電気信号としてＥＣＵ４０へ出力する。水温センサ４４は、エンジン本体１１または図示しないラジエータに設置され、エンジン本体１１を冷却する冷却水の温度を検出する。水温センサ４４は、検出した冷却水の温度を電気信号としてＥＣＵ４０へ出力する。

ＥＣＵ４０は、アクセルセンサ４２で検出されたアクセルペダルの開度に応じて、スロットル２２の開度を調整する。また、ＥＣＵ４０は、アクセルセンサ４２からの出力、回転数センサ４３からの出力に基づいてエンジン本体１１の負荷を検出する。そして、ＥＣＵ４０は、検出したエンジン本体１１の負荷に基づいて、エンジン本体１１へ供給すべき燃料量を算出する。ＥＣＵ４０は、圧力センサ４１によって所定の周期でコモンレール圧を検出しつつ、算出した燃料量に基づいて、コモンレール圧が所定の圧力となるように、燃料タンク１６からサプライポンプ１４へ供給する燃料の流量を調整する。これとともに、ＥＣＵ４０は、インジェクタ１５の開弁時間を調整して所定量の燃料をエンジン本体１１へ供給する。このとき、ＥＣＵ４０は、水温センサ４４から出力された冷却水の温度、あるいは図示しない排気温センサから出力された排気温度などに基づいて、燃料の流量、コモンレール圧、およびインジェクタ１５の開弁時間などを補正してもよい。また、ＥＣＵ４０は、過給器５０による過給圧、あるいは図示しない排気再循環装置による排気循環量などを考慮して燃料の流量、コモンレール圧、およびインジェクタ１５の開弁時間などを補正してもよい。なお、本実施形態の場合、ＥＣＵ４０は、エンジン本体１１が無負荷の状態であると判断すると、インジェクタ１５からエンジン本体１１への燃料の噴射を停止する。

次に、上記の構成のエンジンシステム１０に搭載されたＥＣＵ４０によるインジェクタ１５の異常検出手順について説明する。
本実施形態の場合、エンジン本体１１は、四つの気筒１２を有している。また、各気筒１２それぞれには、インジェクタ１５が一つずつ設置されている。上述のように、インジェクタ１５は、ＥＣＵ４０からの電気的な制御信号によって各気筒１２へ燃料を噴射する。すなわち、インジェクタ１５の電磁駆動部は、ＥＣＵ４０から燃料噴射を示す制御信号を受けると、ニードルを駆動する。これにより、ニードルは、インジェクタ１５の噴孔とは反対側へ移動し噴孔が開放される。その結果、インジェクタ１５の噴孔から燃料が噴射される。一般に個々のインジェクタの燃料噴射に関する応答性には、個体差がある。そのため、インジェクタ１５から燃料が噴射されるとき、インジェクタ１５の電磁駆動部がＥＣＵ４０からの燃料噴射の制御信号を受けてから実際に燃料の噴射が開始されるまでには、わずかな期間（以下、この期間を「噴射開始遅れ期間」という。）を要することがある。

本実施形態では、コモンレール圧が安定しているときに、ＥＣＵ４０からの燃料噴射の指令によって特定のインジェクタ１５から燃料を一回噴射する。このとき、ＥＣＵ４０は、特定のインジェクタ１５の噴射開始遅れ期間を検出する。そして、検出した噴射開始遅れ期間が所定の範囲内であった場合、ＥＣＵ４０は、特定のインジェクタ１５は正常であると判定する。一方、検出した噴射開始遅れ期間が所定の範囲外であった場合、ＥＣＵ４０は、特定のインジェクタ１５に異常が生じていると判定する。

以下、ＥＣＵ４０によるインジェクタ１５の異常検出処理を図２に基づいて具体的に説明する。
ＥＣＵ４０は、エンジン本体１１が運転状態にあるとき、図２に示す流れにしたがってインジェクタ１５の異常を検出する。

（Ｓ１０１）
ＥＣＵ４０は、インジェクタ１５からエンジン本体１１への燃料の噴射が停止されているかどうかを判断する。すなわち、ＥＣＵ４０は、アクセルセンサ４２からの出力および回転数センサ４３からの出力に基づいて検出されたエンジン本体１１の負荷が無負荷になったとき、エンジン本体１１への燃料の噴射が停止されたと判断する。ＥＣＵ４０は、エンジン本体１１への燃料の噴射が停止されたと判断すると、燃料噴射停止フラグをＯＮにする。ここで、燃料噴射停止フラグとは、エンジン本体１１への燃料の噴射が停止されているかどうかを表すフラグである。すなわち、燃料噴射停止フラグがＯＮのとき、エンジン本体１１への燃料の噴射は停止されていることを表す。一方、燃料噴射停止フラグがＯＦＦのとき、エンジン本体１１への燃料の噴射は継続されていることを表す。

燃料噴射停止フラグがＯＮになると、ＥＣＵ４０は、コモンレール圧短周期検出実行フラグをＯＮにする。コモンレール圧短周期検出実行フラグがＯＮになると、ＥＣＵ４０は、圧力センサ４１によって通常よりも短い周期でのコモンレール圧の検出を開始する。ここで、コモンレール圧短周期検出実行フラグとは、通常よりも短い周期でコモンレール圧を検出するかどうかを表すフラグである。すなわち、コモンレール圧短周期検出実行フラグがＯＮのとき、ＥＣＵ４０は、通常よりも短い周期でコモンレール圧を検出する。一方、コモンレール圧短周期検出実行フラグがＯＦＦのとき、ＥＣＵ４０は、通常の周期でコモンレール圧を検出する。

このように、ＥＣＵ４０は、エンジン本体１１への燃料の噴射が停止されたと判断すると、燃料噴射停止フラグをＯＮにするとともにコモンレール圧短周期検出実行フラグをＯＮにする。そして、処理は、ステップＳ１０２へ移行する。一方、ＥＣＵ４０は、エンジン本体１１への燃料の噴射が継続されている、すなわちエンジン本体１１への燃料の噴射が停止されていないと判断すると、インジェクタ１５の異常検出処理を終了する。

（Ｓ１０２）
ＥＣＵ４０は、コモンレール圧が所定の安定範囲内かどうかを確認する。ＥＣＵ４０は、圧力センサ４１によってコモンレール圧を検出する。検出したコモンレール圧が安定範囲内であった場合、処理はステップＳ１０３へ移行する。一方、検出したコモンレール圧が安定範囲外であった場合、処理はステップＳ１０４へ移行する。

（Ｓ１０３）
ＥＣＵ４０は、圧力安定判定カウンタの数値を上昇させ、その数値を圧力安定判定カウンタの数値として設定する。そして、処理は、ステップＳ１０５へ移行する。
（Ｓ１０４）
ＥＣＵ４０は、圧力安定判定カウンタの数値をクリアすなわち０にし、０を圧力安定判定カウンタの数値として設定する。そして、処理は、ステップＳ１０５へ移行する。

（Ｓ１０５）
ＥＣＵ４０は、圧力安定判定カウンタの数値とコモンレール圧安定期間数値とを比較する。ここで、コモンレール圧安定期間数値とは、予め設定されている正の数値であり、コモンレール圧が安定している期間を表す数値である。すなわち、コモンレール圧安定期間数値が大きいほどコモンレール圧が安定している期間が長いことを表す。ＥＣＵ４０によって圧力安定判定カウンタの数値とコモンレール圧安定期間数値とを比較し、圧力安定判定カウンタの数値がコモンレール圧安定期間数値よりも大きい場合、すなわちコモンレール圧が安定範囲内にある状態で所定の期間が経過した場合、処理はステップＳ１０６へ移行する。一方、圧力安定判定カウンタの数値がコモンレール圧安定期間数値以下の場合、処理はステップＳ１０２へ戻る。

（Ｓ１０６）
ＥＣＵ４０は、第１の気筒１２に設置されているインジェクタ１５の異常判定が完了しているかどうかを判断する。すなわち、エンジン本体１１に設けられている四つの気筒１２のうちの第ｉの気筒を表すｉの値が設定されていないとき、もしくはｉの値が０のとき、ＥＣＵ４０は、第１の気筒１２に設置されているインジェクタ１５の異常判定が完了していないと判断する。そして、処理は、ステップＳ１１０へ移行する。一方、ｉの値が１以上のとき、ＥＣＵ４０は、第１の気筒１２に設置されているインジェクタ１５の異常判定は完了していると判断する。そして、処理は、ステップＳ１０７へ移行する。

（Ｓ１０７）
ＥＣＵ４０は、第２の気筒１２に設置されているインジェクタ１５の異常判定が完了しているかどうかを判断する。すなわち、ｉの値が１のとき、ＥＣＵ４０は、第２の気筒１２に設置されているインジェクタ１５の異常判定が完了していないと判断する。そして、処理は、ステップＳ１１１へ移行する。一方、ｉの値が２以上のとき、ＥＣＵ４０は、第２の気筒１２に設置されているインジェクタ１５の異常判定は完了していると判断する。そして、処理は、ステップＳ１０８へ移行する。

（Ｓ１０８）
ＥＣＵ４０は、第３の気筒１２に設置されているインジェクタ１５の異常判定が完了しているかどうかを判断する。すなわち、ｉの値が２のとき、ＥＣＵ４０は、第３の気筒１２に設置されているインジェクタ１５の異常判定が完了していないと判断する。そして、処理は、ステップＳ１１２へ移行する。一方、ｉの値が３以上のとき、ＥＣＵ４０は、第３の気筒１２に設置されているインジェクタ１５の異常判定は完了していると判断する。そして、処理は、ステップＳ１０９へ移行する。

（Ｓ１０９）
ＥＣＵ４０は、第４の気筒１２に設置されているインジェクタ１５の異常判定が完了しているかどうかを判断する。すなわち、ｉの値が３のとき、ＥＣＵ４０は、第４の気筒１２に設置されているインジェクタ１５の異常判定が完了していないと判断する。そして、処理は、ステップＳ１１３へ移行する。一方、ｉの値が４以上のとき、ＥＣＵ４０は、第４の気筒１２に設置されているインジェクタ１５の異常判定は完了していると判断する。そして、ＥＣＵ４０は、インジェクタ１５の異常検出処理を終了する。

（Ｓ１１０）
ＥＣＵ４０は、１をｉの値として設定する。そして、処理は、ステップＳ１１４へ移行する。
（Ｓ１１１）
ＥＣＵ４０は、２をｉの値として設定する。そして、処理は、ステップＳ１１４へ移行する。

（Ｓ１１２）
ＥＣＵ４０は、３をｉの値として設定する。そして、処理は、ステップＳ１１４へ移行する。
（Ｓ１１３）
ＥＣＵ４０は、４をｉの値として設定する。そして、処理は、ステップＳ１１４へ移行する。

（Ｓ１１４）
ＥＣＵ４０は、ステップＳ１１０、ステップＳ１１１、ステップＳ１１２またはステップＳ１１３において設定されたｉの値に基づいて、第ｉの気筒１２に設置されているインジェクタ１５へ燃料噴射の指令を出す。すなわち、ＥＣＵ４０は、第ｉの気筒１２に設置されているインジェクタ１５の電磁駆動部へ、ニードルを駆動するための電気的な制御信号を出力する。これにより、所定の量の燃料がインジェクタ１５から第ｉの気筒１２へ一回噴射される。そして、処理は、ステップＳ１１５へ移行する。

（Ｓ１１５）
ＥＣＵ４０は、ステップＳ１１４でのインジェクタ１５からの燃料の噴射によって生じるコモンレール圧の変化を検出する。ＥＣＵ４０によってコモンレール圧の変化が検出されると、処理はステップＳ１１６へ移行する。

（Ｓ１１６）
ＥＣＵ４０は、第ｉの気筒１２のインジェクタ１５へ燃料噴射の指令を出してから実際にインジェクタ１５から燃料が噴射され始めたときまでの期間を、第ｉの気筒１２のインジェクタ１５の噴射開始遅れ期間として算出する。すなわち、ステップＳ１１４で第ｉの気筒１２のインジェクタ１５へ燃料噴射の指令を出してからステップＳ１１５でコモンレール圧の変化を検出したときまでの期間を、第ｉの気筒１２のインジェクタ１５の噴射開始遅れ期間として算出する。そして、処理は、ステップＳ１１７へ移行する。

（Ｓ１１７）
ＥＣＵ４０は、ステップＳ１１６で算出した、第ｉの気筒１２のインジェクタ１５の噴射開始遅れ期間が所定の範囲内かどうかを判断する。ＥＣＵ４０は、算出した噴射開始遅れ期間が所定の範囲内の場合、第ｉの気筒１２のインジェクタ１５は正常であると判定する。そして、ＥＣＵ４０は、第ｉの気筒１２のインジェクタ１５の正常判定フラグをＯＮにする。一方、ＥＣＵ４０は、算出した噴射開始遅れ期間が所定の範囲外の場合、第ｉの気筒１２のインジェクタ１５は異常であると判定する。そして、ＥＣＵ４０は、第ｉの気筒１２のインジェクタ１５の異常判定フラグをＯＮにする。

このとき、ＥＣＵ４０は、第ｉの気筒１２のインジェクタ１５の正常判定フラグまたは異常判定フラグの状態に基づいて、第ｉの気筒１２のインジェクタ１５の正常または異常の判定結果を車両の搭乗者へ知らせてもよい。例えばＥＣＵ４０は、図示しない警報装置からの音または光などによって正常または異常の判定結果を搭乗者へ知らせてもよい。また、ＥＣＵ４０は、図示しない表示装置に文字または図形などを表示することによって正常または異常の判定結果を搭乗者へ知らせてもよい。
このように、ＥＣＵ４０によって第ｉの気筒１２のインジェクタ１５の正常または異常の判定が行われると、処理はステップＳ１１８へ移行する。

（Ｓ１１８）
ＥＣＵ４０は、エンジン本体１１の四つの気筒１２それぞれに設置されている全てのインジェクタ１５の異常判定が完了したかどうかを判断する。すなわち、ステップＳ１１０、ステップＳ１１１、ステップＳ１１２またはステップＳ１１３において設定されたｉの値が３以下のとき、ＥＣＵ４０は、四つの気筒１２それぞれに設置されている全てのインジェクタ１５の異常判定は完了していないと判断する。そして、処理はステップＳ１０１へ戻る。一方、ｉの数値が４以上のとき、ＥＣＵ４０は、四つの気筒１２それぞれに設置されている全てのインジェクタ１５の異常判定は完了していると判断する。そして、ＥＣＵ４０は、インジェクタ１５の異常検出処理を終了する。

以上が本発明の一実施形態によるコモンレール式燃料噴射システムを適用したエンジンシステム１０に搭載されたＥＣＵ４０によるインジェクタ１５の異常検出処理の流れである。
上述のＥＣＵ４０による一連の異常検出処理の実行回数は、車両の運転一回につき任意の回数を設定してもよい。例えば車両の運転一回につき、上述の異常検出処理を一回のみ行うこととしてもよいし、複数回行うこととしてもよい。また、車両の運転毎に毎回異常検出処理を行うのではなく、所定の期間を経過する毎に異常検出処理を行うこととしてもよい。

また、上述の異常検出処理において各インジェクタ１５の異常判定が途中で終了した場合、すなわちエンジン本体１１の四つの気筒１２それぞれに設置されている全てのインジェクタ１５の異常判定が完了しない段階で、燃料の噴射が再開されることなどによって異常検出処理が終了した場合、異常検出処理を再開したときに、異常判定が完了していないインジェクタ１５の異常判定を行うこととしてもよい。この場合、異常検出処理が途中で終了したときのｉの値をＲＡＭなどに記録しておく。そして、異常検出処理を再開したとき、ステップＳ１０６、ステップＳ１０７、ステップＳ１０８またはステップＳ１０９において、記録しておいたｉの値を用いることによって第何気筒のインジェクタ１５まで異常判定が完了しているかを判断する。

また、上述の異常検出処理のステップＳ１１７で判定したインジェクタ１５の正常または異常の判定結果は、例えば図示しないフラッシュメモリなどの不揮発性のメモリや外部記憶装置に蓄積しておいてもよい。これにより、図示しないＯＢＤ（On-Board Diagnostic system：車載式故障診断装置）などによってインジェクタ１５の故障を診断するときの情報として、蓄積しておいた判定結果を利用することができる。

また、上述の異常検出処理は、ｉの値を設定するステップ、およびｉの値を処理の判断に用いるステップなどを適宜変更することによって、四気筒の内燃機関のインジェクタに限らず任意の気筒数の内燃機関のインジェクタに適用することができる。
次に、本発明の一実施形態によるコモンレール式燃料噴射システムを適用したエンジンシステム１０に搭載されたＥＣＵ４０がインジェクタ１５の異常検出を行うときの、エンジンシステム１０の経時的な状態の変化を図３に基づいて説明する。

ｔ１において、ＥＣＵ４０は、エンジン本体１１への燃料の噴射が停止されていると判断すると、燃料噴射停止フラグをＯＮにする。ＥＣＵ４０は、燃料噴射停止フラグをＯＮにすると、これにともなってコモンレール圧短周期検出実行フラグをＯＮにする。ＥＣＵ４０は、コモンレール圧短周期検出実行フラグをＯＮにすると、通常よりも短い周期でのコモンレール圧の検出を開始する。

ｔ２を経過すると、ＥＣＵ４０は、検出したコモンレール圧が所定の安定範囲内であるため、圧力安定判定カウンタの数値を上昇させる。ｔ３になると、検出したコモンレール圧が安定範囲外であるため、圧力安定判定カウンタの数値をクリア、すなわち０にする。
ｔ３からｔ４までの期間においては、ＥＣＵ４０は、検出したコモンレール圧が所定の安定範囲内のとき圧力安定判定カウンタの数値を上昇させ、検出したコモンレール圧が安定範囲外のとき圧力安定判定カウンタの数値を０にしている。

ｔ４からｔ５までの期間においては、コモンレール圧は所定の安定範囲内にあるため、圧力安定判定カウンタの数値は上昇を続ける。
ｔ５になると、圧力安定判定カウンタの数値が所定のコモンレール圧安定期間数値よりも大きくなるため、ＥＣＵ４０は、コモンレール圧が所定の期間安定していると判断する。そして、ＥＣＵ４０は、特定のインジェクタ１５へ燃料噴射の指令を出す。これにより、特定のインジェクタ１５の電磁駆動部には駆動電流が流れる。

ｔ５において特定のインジェクタ１５の電磁駆動部に駆動電流が流れ、ｔ６になると特定のインジェクタ１５からは燃料が一回噴射される。特定のインジェクタ１５から燃料が噴射されることによりコモンレール１３の内部における燃料の量が減少するため、コモンレール圧は低下する。ＥＣＵ４０は、このときのコモンレール圧の低下を検出することによって、特定のインジェクタ１５から実際に燃料が噴射され始めた時期を推定する。そして、ＥＣＵ４０は、ｔ５からｔ６までの期間、すなわち特定のインジェクタ１５の電磁駆動部に駆動電流が流れてから、特定のインジェクタ１５から実際に燃料が噴射され始めたときまでの期間を噴射開始遅れ期間として算出する。

ｔ７になると、ＥＣＵ４０は、算出した噴射開始遅れ期間が所定の範囲内であるため、特定のインジェクタ１５の正常判定フラグをＯＮにする。このようにして、特定のインジェクタ１５は、正常であると判定される。
ｔ８になると、車両の搭乗者がアクセルペダルを踏み込むことなどによりエンジン本体１１の負荷が上昇し、エンジン本体１１へ燃料が噴射され始める。これにより、ＥＣＵ４０は、エンジン本体１１への燃料の噴射が再開されたと判断し、インジェクタ１５の異常検出処理を終了する。

以上説明したように、本発明の一実施形態では、ＥＣＵ４０は、各インジェクタ１５から各気筒１２への燃料の噴射が停止されているときに、任意の特定インジェクタ１５から燃料を噴射する。そして、ＥＣＵ４０は、このときのコモンレール圧の変化を検出する。さらに、ＥＣＵ４０は、特定のインジェクタ１５に燃料の噴射を指令してからコモンレール圧が変化するまでの期間を噴射開始遅れ期間として算出する。ＥＣＵ４０は、算出した噴射開始遅れ期間が所定の範囲外のとき特定のインジェクタ１５に異常が生じていると判断する。このように、本発明の一実施形態では、各インジェクタ１５から各気筒１２への燃料の噴射が停止されているとき、すなわちコモンレール圧が各気筒１２への燃料噴射による圧力変動の影響を受けず安定しているとき、特定のインジェクタ１５から燃料が噴射される。これにより、ＥＣＵ４０は、特定のインジェクタ１５のみからの燃料噴射によるコモンレール圧の変化を検出できるため、コモンレール圧の変化の検出精度が向上する。その結果、コモンレール圧の変化に基づいて算出される噴射開始遅れ期間の算出精度も向上する。したがって、噴射開始遅れ期間に基づいて検出される特定のインジェクタ１５の異常の検出精度を高めることができる。

また、本発明の一実施形態では、ＥＣＵ４０は、インジェクタ１５の異常検出処理において、四つの気筒１２それぞれに設置されているインジェクタ１５一つずつに対して異常が生じているかどうかの判定をする。したがって、四つの気筒１２それぞれに設置されているインジェクタ１５の異常を個別に検出することができる。

また、本発明の一実施形態では、ＥＣＵ４０は、各インジェクタ１５から各気筒１２への燃料の噴射が停止されてから所定期間を経過した後に特定のインジェクタ１５へ燃料噴射の指令を出す。この所定期間とは、コモンレール圧が所定の範囲内にある期間のことである。そのため、コモンレール圧がより安定しているときに特定のインジェクタ１５から燃料が噴射される。したがって、特定のインジェクタ１５から燃料が噴射されたときのコモンレール圧の変化の検出精度をより高めることができる。

また、本発明の一実施形態では、ＥＣＵ４０は、各インジェクタ１５から各気筒１２への燃料の噴射が停止されているとき、圧力センサ４１によってコモンレール圧を通常の検出周期に比較して短い周期で検出する。これにより、コモンレール圧の短期間における変化を検出することができる。したがって、コモンレール圧の変化の検出精度を高めることができる。

（その他の実施形態）
上述した本発明の一実施形態では、ＥＣＵ４０は、インジェクタ１５の異常検出処理を行うとき、コモンレール圧が所定の安定範囲内にある状態で所定の期間を経過した後に特定のインジェクタ１５へ燃料噴射の指令を出している。しかし、ＥＣＵ４０は、コモンレール圧が所定の安定範囲内にある状態で所定の期間を経過せずとも、コモンレール圧が所定の安定範囲内にあることを確認した時点で特定のインジェクタ１５へ燃料噴射の指令を出してもよい。これにより、コモンレール圧が安定しているときに特定のインジェクタ１５から燃料が噴射される。したがって、特定のインジェクタ１５から燃料が噴射されたときのコモンレール圧の変化の検出精度を高めることができる。

以上説明した本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。

本発明の一実施形態によるコモンレール式燃料噴射システムを適用したエンジンシステムを示す概略図。 本発明の一実施形態によるコモンレール式燃料噴射システムを適用したエンジンシステムの作動の流れを示す概略図。 本発明の一実施形態によるコモンレール式燃料噴射システムを適用したエンジンシステムの経時的な状態の変化を示す概略図。

符号の説明

１０：エンジンシステム（コモンレール式燃料噴射システム）、１１：エンジン本体（内燃機関）、１２：気筒、１３：コモンレール、１５：インジェクタ、４０：ＥＣＵ（負荷検出手段、噴射制御手段、異常検出手段）、４１：圧力センサ（圧力検出手段）

Claims (6)

1. 加圧した燃料を蓄えるコモンレールと、内燃機関の複数の気筒にそれぞれ設けられ前記コモンレールに蓄えられた燃料を前記内燃機関の各気筒へ噴射する複数のインジェクタと、を備えるコモンレール式燃料噴射システムであって、
   前記内燃機関の負荷を検出する負荷検出手段と、
   前記インジェクタと電気的に接続され、前記負荷検出手段で検出された前記内燃機関の負荷に応じて前記インジェクタからの燃料の噴射の断続を指令する噴射制御手段と、
   前記コモンレールに設けられ、前記コモンレールに蓄えられた燃料の圧力を検出する圧力検出手段と、
   前記噴射制御手段によって前記インジェクタから前記気筒への燃料の噴射が停止されているとき、前記噴射制御手段から複数の前記インジェクタのうち任意の特定インジェクタに燃料の噴射を指令してから、前記コモンレールの内部における燃料の圧力が変化するまでの期間に基づいて前記特定インジェクタの異常を検出する異常検出手段と、
   を備えるコモンレール式燃料噴射システム。
2. 前記異常検出手段は、前記内燃機関の前記気筒毎に前記インジェクタの異常を検出する請求項１記載のコモンレール式燃料噴射システム。
3. 前記噴射制御手段は、前記インジェクタから前記気筒への燃料の噴射が停止されてから所定期間を経過すると前記特定インジェクタに燃料の噴射を指令する請求項１記載のコモンレール式燃料噴射システム。
4. 前記所定期間は、前記コモンレールの内部における燃料の圧力変化が所定の範囲内にある期間として設定される請求項３記載のコモンレール式燃料噴射システム。
5. 前記噴射制御手段は、前記圧力検出手段によって検出した前記コモンレールの内部における燃料の圧力の変化が所定の範囲内であるとき前記特定インジェクタに燃料の噴射を指令する請求項１記載のコモンレール式燃料噴射システム。
6. 前記圧力検出手段は、前記インジェクタから前記気筒への燃料の噴射が停止されているとき、前記コモンレールの内部における燃料の圧力を通常の検出周期に比較して短い周期で検出する請求項１から５のいずれか一項記載のコモンレール式燃料噴射システム。

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