JP2009156057A - 内燃機関の制御装置、制御方法、その方法を実現させるプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】加圧燃料を蓄える蓄圧室の燃料を内燃機関に噴射する内燃機関において、内燃機関の始動時の燃焼の不安定化を抑制しつつ、内燃機関が突然停止されることを抑制する。
【解決手段】コモンレール内の加圧燃料をインジェクタから噴射するディーゼルエンジンにおいて、ＥＣＵは、レール圧（コモンレール内の圧力）ＰがＰ（１）よりも低いと（Ｓ１００にてＹＥＳ）、燃料噴射を停止させるステップ（Ｓ１０２）と、レール圧ＰがＰ（１）よりも高く（Ｓ１００にてＮＯ）かつＰ（１）よりも高いＰ（２）よりも低いと（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、燃料噴射量をアイドル噴射量に固定するステップ（Ｓ１０６）と、コモンレールに加圧燃料を供給するサプライポンプの異常が発生したことをインフォメーションパネルに表示するステップ（Ｓ１０８）とを含む、プログラムを実行する。
【選択図】図４

Description

本発明は、内燃機関の制御に関し、特に、コモンレール式ディーゼルエンジンの燃料噴射量制御に関する。

インジェクタ内のニードル弁を開閉させて各気筒の燃焼室内に直接燃料を噴射するエンジンが公知である。このようなエンジンにおいては、インジェクタからの燃料の噴射状態（たとえば噴射燃料の霧化の状態や噴射の範囲）が燃焼状態に大きく影響する。燃焼異常を起こさない適切な噴射状態の燃料をインジェクタから噴射するためには、燃料を適切な高圧状態にしておく必要がある。

そこで、たとえばコモンレール式燃料噴射系統を有するディーゼルエンジン（コモンレール式ディーゼルエンジン）においては、サプライポンプ内の高圧燃料ポンプで加圧された燃料を蓄圧室であるコモンレール内に蓄えておき、コモンレール内の高圧燃料をインジェクタから各気筒の燃焼室内に噴射する。高圧燃料ポンプはエンジンのクランクシャフトに連結されたカムシャフトに設けられるカムにより駆動されるため、エンジン始動初期においてはコモンレール内の燃圧が十分には高められていない状態が生じ得る。このような状態で燃料噴射を開始すると、インジェクタから適切な噴射状態の燃料を噴射できないため、空燃比のオーバーリッチ化あるいはオーバーリーン化を招き、燃焼が不安定化するという問題が生じる。このような問題を解決する技術が、たとえば特開平５−６５８４２号公報（特許文献１）および特開２０００−２６５８８８号公報（特許文献２）に開示されている。

特許文献１に開示されたエンジンの燃料噴射制御方法は、燃料圧力を検出するステップと、燃料圧力が上限圧力値よりも高い場合には燃料噴射量を減量補正するステップと、燃料圧力が下限圧力値よりも低い場合には燃料カットを実行してエンジンを停止させるステップとを含む。

特許文献１に開示された制御方法によると、プレッシャレギュレータの異常などにより、燃料圧力が上限圧力値よりも高い場合には、燃料噴射量の減量補正を行なうので空燃比のオーバーリッチ化が解消される。燃料圧力が下限圧力値よりも低い場合には、燃料カットを行ないエンジンを停止させるので空燃比のオーバーリーン化が解消される。

特許文献２に開示されたエンジンの触媒保護装置は、燃圧の変動により燃圧低下を検出する手段と、燃圧低下が検出されたとき燃圧低下率を算出する手段と、燃圧低下率が増大するに従い燃料噴射停止気筒数を増加させる手段とを含む。

特許文献２に開示された装置によると、燃圧低下率に応じて燃料カット気筒数を増減させて燃料消費量を制限するため、燃圧の急激な低下を防止できる。そのため、車両が不意に停車してしまうことが無く、燃料を補給するための最小限の走行を確保することができる。更に、燃圧低下率に応じて、燃料カット気筒数を増減させることで、燃料噴射対象気筒の空燃比がオーバーリーンとならず、失火の発生を未然に防止できる。
特開平５−６５８４２号公報 特開２０００−２６５８８８号公報

しかしながら、特許文献１に開示された制御方法においては燃料圧力が正常な値であっても時間あたりの低下代が大きいと、たとえわずかな距離であっても運転者が車両を走行させることができなくなったり、パワーステアリングやブレーキの効きが突然低下したりする。また、特許文献２に開示された装置においては、たとえば燃圧低下率が大きく短時間で多数の気筒が突然燃料カットされた場合、エンジントルクが急激に低下するため、大きなショックが発生するとともに、エンジンストールして車両を走行させることができなくなることが考えられる。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、加圧燃料を蓄える蓄圧室の燃料を内燃機関に噴射する内燃機関において、内燃機関の始動時の燃焼の不安定化を抑制しつつ、内燃機関が突然停止されることを抑制することができる制御装置、制御方法、その方法を実現するプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体を提供することである。

第１の発明に係る制御装置は、燃料ポンプから圧送された加圧燃料を蓄える蓄圧室と、蓄圧室内の燃料を内燃機関に噴射するインジェクタとを備えた内燃機関を制御する。この制御装置は、蓄圧室内の圧力を検出するための検出手段と、検出手段により検出された圧力がインジェクタの燃料噴射状態に応じて設定される予め定められた第１の圧力より低い場合に、内燃機関への燃料噴射を停止するようにインジェクタを制御するための噴射停止手段と、検出された圧力が第１の圧力より高い場合、検出された圧力が第１の圧力より高い予め定められた第２の圧力よりも低いか否かを判断するための手段と、検出された圧力が第２の圧力よりも低いと判断された場合、内燃機関への燃料噴射量が内燃機関を燃料の燃焼により駆動することができる下限量に応じた量に減量されるように、インジェクタを制御するための減量手段とを含む。第８の発明に係る制御方法は、第１の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。

第１または８の発明によると、たとえば内燃機関のクランキング中は、蓄圧室内の圧力が第１の圧力（たとえば燃焼異常を起こさない適切な噴射状態の燃料をインジェクタから噴射することができる圧力）に達するまでは、燃料噴射が停止される。そのため、内燃機関始動時の燃焼の不安定化が抑制される。一方、たとえば車両走行中に燃料ポンプの流量が低下する異常が発生した場合、蓄圧室への燃料供給量が低下して蓄圧室内の圧力が低下する。この場合、蓄圧室内の圧力が第１の圧力より高い第２の圧力に低下した時点で、内燃機関への燃料噴射量が、たとえば内燃機関の負荷に応じた量に比べて、内燃機関を燃料の燃焼により駆動することができる下限量に応じた量（たとえばアイドル噴射量）に減量される。減量後の燃料噴射量が燃料ポンプの流量より少なくなると、蓄圧室からの燃料排出量が蓄圧室への燃料供給量よりも少なくなり、蓄圧室内の圧力は上昇する。そのため、蓄圧室内の圧力が第１の圧力まで低下することを抑制することができる。そのため、車両走行中に燃料ポンプの異常が発生した場合であっても、内燃機関が突然停止されることを抑制することができる。その結果、加圧燃料を蓄える蓄圧室の燃料を内燃機関に噴射する内燃機関において、内燃機関の始動時の燃焼の不安定化を抑制しつつ、内燃機関が突然停止されることを抑制することができる制御装置、制御方法、その方法を実現するプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体を提供することができる。

第２の発明に係る制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、減量手段は、検出された圧力が第２の圧力よりも低いと判断された場合、内燃機関への燃料噴射量が予め定められたアイドル噴射量に応じた量に減量されるように、インジェクタを制御する。第９の発明に係る制御方法は、第２の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。

第２または９の発明によると、車両走行中に燃料ポンプの異常が発生した場合であっても、内燃機関のアイドル状態での駆動を継続させることができる。

第３の発明に係る制御装置においては、第２の発明の構成に加えて、減量手段は、検出された圧力が第２の圧力よりも低いと判断された後は、内燃機関への燃料噴射量をアイドル噴射量に固定するように、インジェクタを制御する。第１０の発明に係る制御方法は、第３の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。

第３または１０の発明によると、蓄圧室内の圧力が第２の圧力まで低下して燃料噴射量がアイドル噴射量に減量された後は、その後に蓄圧室内の圧力が上昇して第２の圧力を超えた場合であっても、燃料噴射量はアイドル噴射量に固定される。これにより、アイドル噴射量と内燃機関の負荷に応じた噴射量との間で燃料噴射量が頻繁に変更されることが抑制されるので、内燃機関をアイドル状態で安定して駆動させることができる。

第４の発明に係る制御装置は、第１〜３のいずれかの発明の構成に加えて、検出された圧力が第２の圧力よりも低いと判断された場合、燃料ポンプの異常を内燃機関の運転者に報知するための手段をさらに含む。第１１の発明に係る制御方法は、第４の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。

第４または１１の発明によると、蓄圧室内の圧力が第２の圧力よりも低い場合、燃料ポンプの異常が内燃機関の運転者に報知される。そのため、運転者の要求に応じた走行ができない要因が燃料ポンプの異常であることを運転者に認識させ、燃料ポンプの点検や交換を運転者に促すことができる。

第５の発明に係る制御装置においては、第１〜４のいずれかの発明の構成に加えて、蓄圧室には、蓄圧室内の圧力が第２の圧力よりも高い予め定められた第３の圧力よりも高い場合に、蓄圧室内の圧力を減圧する減圧弁が設けられる。制御装置は、減量手段による燃料噴射量の減量中に、減圧弁の作動頻度が予め定められた頻度を超えると、燃料ポンプの異常が継続していることを内燃機関の運転者に報知するための手段をさらに含む。第１２の発明に係る制御方法は、第５の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。

第５または１２の発明によると、燃料ポンプの異常による燃料噴射量の減量中において、燃料ポンプが正常な状態に復帰した場合には、燃料ポンプによる流量制御が可能となるため、減圧弁が作動する頻度は低い。しかし、燃料ポンプの異常が継続している場合には、燃料噴射量の減量に伴なって蓄圧室内の圧力が上昇し続け、蓄圧室内の圧力が第３の圧力まで上昇すると減圧弁が頻繁に作動する。そこで、燃料噴射量の減量中に、減圧弁の作動頻度が予め定められた頻度を超えた場合には、燃料ポンプの異常が継続していることが内燃機関の運転者に報知される。これにより、運転者に燃料ポンプの点検や交換を強く促すことができる。

第６の発明に係る制御装置は、第１〜４のいずれかの発明の構成に加えて、減量手段による燃料噴射量の減量中に、検出された圧力が減量中の燃料噴射量に応じた目標制御圧より高くなった場合、減量手段による燃料噴射量の減量を停止するための減量停止手段と、減量停止手段による燃料噴射量の減量の停止後に、内燃機関への燃料噴射量が検出された圧力を少なくとも第１の圧力より高く維持する量であってかつ内燃機関の負荷状態に応じた量となるように、インジェクタを制御するための手段とをさらに含む。第１３の発明に係る制御方法は、第６の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。

第６または１３の発明によると、燃料ポンプの異常による燃料噴射量の減量中に、蓄圧室内の圧力が減量中の燃料噴射量に応じた目標制御圧より高くなった場合、燃料ポンプの流量が少なくとも減量中の燃料噴射量よりも多いと考えられる。すなわち、燃料ポンプの流量を越えない範囲であれば、減量中の燃料噴射量よりも多くの燃料を噴射しても、蓄圧室内の圧力は低下しないと考えられる。そこで、蓄圧室内の圧力が減量中の燃料噴射量に応じた目標制御圧より高くなった場合、燃料噴射量の減量が停止される。さらに、燃料噴射量の減量の停止後に、内燃機関への燃料噴射量が、蓄圧室内の圧力を少なくとも第１の圧力より高く維持する量であってかつ内燃機関の負荷状態（たとえばアクセル開度）に応じた量に制御される。これにより、燃料ポンプが異常であっても、燃料噴射が停止されない範囲内で、運転者の加速要求に応じた走行が可能となる。

第７の発明に係る制御装置においては、第１〜６のいずれかの発明の構成に加えて、内燃機関は、コモンレール式ディーゼルエンジンである。第１４の発明に係る制御方法は、第７の発明に係る制御装置と同様の要件を備える。

第７または１４の発明によると、コモンレール式ディーゼルエンジンにおいて、たとえば燃料ポンプの異常などによりコモンレール内の圧力が低下しても、エンジンが突然停止されることを抑制することができる。

第１５の発明に係るプログラムにおいては、第８〜１４のいずれかの発明に係る制御方法をコンピュータに実行させる。第１６の発明に係る記録媒体は、第８〜１４のいずれかの発明に係る制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムをコンピュータ読み取り可能に記録した媒体である。

第１５または１６の発明によると、コンピュータ（汎用でも専用でもよい）を用いて、第８〜１４のいずれかの発明に係る制御方法を実現することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰り返さない。

図１を参照して、本発明の実施の形態に係る制御装置を搭載した車両について説明する。この車両は、ＦＦ（Front engine Front drive）車両である。なお、ＦＦ以外の車両であってもよい。

車両は、エンジン１０００と、オートマチックトランスミッション２０００と、ディファレンシャルギヤ５０００と、ドライブシャフト６０００と、前輪７０００と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）８０００とを含む。

エンジン１０００は、インジェクタから噴射された燃料と空気との混合気を、シリンダの燃焼室内で燃焼させるコモンレール式ディーゼルエンジンである。エンジン１０００に吸入される空気は、コンプレッサなどにより圧縮され、インタークーラなどにより冷却された後、燃焼室内に導入される。燃焼によりシリンダ内のピストンが押し下げられて、クランクシャフトが回転させられる。

本実施の形態において、エンジン１０００は、コモンレール式ディーゼルエンジンであるものとして説明するが、燃料ポンプから圧送された加圧燃料を蓄える蓄圧室の燃料をインジェクタによりエンジンに噴射するものであれば、本発明に係る制御装置を適用できるエンジンは、コモンレール式であることにもディーゼルエンジンであることにも限定されない。エンジン１０００の詳細については後述する。

オートマチックトランスミッション２０００は、トルクコンバータ３２００と、プラネタリギヤユニット３０００と、油圧回路４０００とから構成される。オートマチックトランスミッション２０００は、所望の変速段を形成することにより、クランクシャフトの回転数を所望の回転数に変速する。

トルクコンバータ３２００の入力軸はエンジン１０００のクランクシャフトに連結される。オートマチックトランスミッション２０００の出力ギヤは、ディファレンシャルギヤ５０００と噛合っている。ディファレンシャルギヤ５０００にはドライブシャフト６０００がスプライン嵌合などによって連結される。ドライブシャフト６０００を経由して、左右の前輪７０００に動力が伝達される。

ＥＣＵ８０００には、車速センサ８００２と、シフトレバー８００４のポジションスイッチ８００６と、アクセルペダル８００８のアクセル開度センサ８０１０と、ブレーキペダル８０１２のストロークセンサ８０１４と、エンジン回転数センサ８０２０と、入力軸回転数センサ８０２２と、出力軸回転数センサ８０２４とがハーネスなどを介在させて接続されている。

車速センサ８００２は、ドライブシャフト６０００の回転数から車両の速度を検出する。ポジションスイッチ８００６は、シフトレバー８００４の位置を検出する。アクセル開度センサ８０１０は、アクセルペダル８００８の開度（アクセル開度）ＡＣＣを検出する。ストロークセンサ８０１４は、ブレーキペダル８０１２のストローク量を検出する。エンジン回転数センサ８０２０は、エンジン１０００の出力軸（クランクシャフト）の回転数（エンジン回転数）ＮＥを検出する。入力軸回転数センサ８０２２は、オートマチックトランスミッション２０００の入力軸回転数ＮＴを検出する。出力軸回転数センサ８０２４は、オートマチックトランスミッション２０００の出力軸回転数ＮＯを検出する。これらの各センサは、検出結果を表わす信号をＥＣＵ８０００に送信する。

ＥＣＵ８０００は、車速センサ８００２、ポジションスイッチ８００６、アクセル開度センサ８０１０、ストロークセンサ８０１４、エンジン回転数センサ８０２０、入力軸回転数センサ８０２２、出力軸回転数センサ８０２４などから送られてきた信号、ＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、車両が所望の走行状態となるように、機器類を制御する。

さらに、ＥＣＵ８０００には、インフォメーションパネル８０３０がハーネスなどにより接続されている。インフォメーションパネル８０３０は、ＥＣＵ８０００からのさまざまな異常情報を表示して運転者に警告する。なお、ＥＣＵ８０００からの異常情報を運転者に報知するものであれば、インフォメーションパネル８０３０のように異常情報を表示するものに限定されない。たとえば、異常情報をスピーカにより音声で運転者に報知するようにしてもよい。

図２を参照して、エンジン１０００の燃料噴射装置について説明する。エンジン１０００には、サプライポンプ１２０とコモンレール１３０とインジェクタ１４０とからなる燃料噴射装置が設けられる。

サプライポンプ１２０は、フィードポンプ１２２と、ＳＣＶ（Suction Control Valve）１２４と、高圧ポンプ１２６とを含む。

フィードポンプ１２２は、エンジン１０００のクランクシャフトに連結されたカムシャフトに設けられるカムにより駆動され、フィルタ１１０でろ過された燃料タンク２００の燃料を吸い込み、ＳＣＶ１２４に吐出する。

ＳＣＶ１２４は、高圧ポンプ１２６に供給される燃料流量を調整するソレノイドバルブである。ＳＣＶ１２４は、ＥＣＵ８０００からの制御信号で制御されるスプールでバルブ位置を変化させることで、ＥＣＵ８０００からの制御信号に応じた流量の燃料を高圧ポンプ１２６に供給する。ＳＣＶ１２４は、フィードポンプ１２２から供給された燃料のうち、高圧ポンプ１２６に供給しなかった残りの燃料を配管１２８を経由して燃料タンク２００に戻す。

高圧ポンプ１２６は、フィードポンプ１２２と同様に、エンジン１０００のクランクシャフトに連結されたカムシャフトに設けられるカムにより駆動され、ＳＣＶ１２４から供給された燃料をを加圧し、加圧された燃料を配管２１０を経由してコモンレール１３０に供給する。

コモンレール１３０は、高圧ポンプ１２６からの加圧燃料を蓄える。コモンレール１３０に蓄えられた燃料は、インジェクタ１４０に供給され、インジェクタ１４０により燃焼室内に直接噴射される。インジェクタ１４０に供給された燃料の一部は、燃焼室に噴射されずに配管２２０を経由して燃料タンク２００に戻される。

コモンレール１３０には、レール圧センサ１３２と、減圧弁１３４とが設けられる。レール圧センサ１３２は、コモンレール１３０内の燃料の圧力（レール圧）Ｐを検出し、検出結果を表わす信号をＥＣＵ８０００に送信する。減圧弁１３４は、ＥＣＵ８０００からの制御信号により制御され、コモンレール１３０内の圧力が大きくなり過ぎないように、コモンレール１３０内の燃料を配管２３０に供給してコモンレール１３０内の圧力を減圧する。配管２３０に供給された燃料は燃料タンク２００に戻される。

本実施の形態に係るエンジン１０００のように、燃料が燃焼室内に直接噴射される場合、インジェクタ１４０からの燃料の噴射状態（たとえば噴射燃料の霧化の状態や噴射の範囲）が燃焼状態に大きく影響する。燃焼異常を起こさない適切な噴射状態の燃料をインジェクタ１４０から噴射するためには、インジェクタ１４０内の燃圧（すなわちコモンレール１３０内の燃料の圧力）を適切な高い圧力に制御する必要がある。

そこで、ＥＣＵ８０００は、ＳＣＶ１２４から高圧ポンプ１２６に供給される燃料流量（以下、ＳＣＶ流量とも記載する）を調整して、レール圧Ｐが車両の状態に応じた目標制御圧になるように制御する。車両の状態とは、たとえばアクセル開度ＡＣＣやエンジン回転数ＮＥであるが特にこれらに限定されるものではない。

ＥＣＵ８０００は、通常状態（ＳＣＶ流量を調整してレール圧Ｐを目標制御圧に制御し得る状態）においては、エンジン１０００の負荷（アクセル開度ＡＣＣやエンジン回転数ＮＥや吸入空気量など）に応じた燃料噴射量となるようにインジェクタ１４０を制御する。しかし、サプライポンプ１２０の異常などによりレール圧Ｐを目標制御圧に制御できずにレール圧Ｐが低下した場合、ＥＣＵ８０００は、後述するように、燃料噴射量を通常状態とは異なる量に設定する。

図３に、本実施の形態に係る車両の制御装置であるＥＣＵ８０００の機能ブロック図を示す。ＥＣＵ８０００は、入力インターフェイス（以下、入力Ｉ／Ｆと記載する）８１００と、演算処理部８２００と、記憶部８３００と、出力インターフェイス（以下、出力Ｉ／Ｆと記載する）８４００とを含む。

入力Ｉ／Ｆ８１００は、レール圧センサ１３２からのレール圧Ｐを受信して、演算処理部８２００に送信する。

記憶部８３００には、各種情報、プログラム、しきい値、マップ等が記憶され、必要に応じて演算処理部８２００からデータが読み出されたり、格納されたりする。

演算処理部８２００は、噴射停止制御部８２１０と、減量制御部８２２０と、減圧制御部８２３０と、報知部８２４０とを含む。

噴射停止制御部８２１０は、レール圧Ｐが予め定められた圧力Ｐ（１）より低い場合に、燃料噴射を停止する燃料噴射制御信号を生成する。予め定められた圧力Ｐ（１）は、インジェクタ１４０の作動可能圧力（燃焼異常を起こさない適切な噴射状態の燃料をインジェクタ１４０から噴射することができる圧力）の下限値に応じて設定される。すなわち、噴射停止制御部８２１０は、レール圧Ｐが燃料の噴射状態を適切な状態にできる値に達していない場合には、燃焼の不安定化を抑制するために燃料噴射を停止する。

減量制御部８２２０は、レール圧Ｐが予め定められた圧力Ｐ（２）より低い場合に、燃料噴射量を予め定められたアイドル噴射量（アクセルオフ状態においてエンジン回転数ＮＥを目標アイドル回転数に維持する噴射量）に固定する燃料噴射制御信号を生成する。予め定められた圧力Ｐ（２）は、エンジン回転数ＮＥを目標アイドル回転数に維持するときのコモンレール１３０内の燃料の圧力の目標制御圧（アイドル目標制御圧）Ｐ（ＩＤ）に応じて設定され、少なくとも予め定められた圧力Ｐ（１）よりも高い値に設定される。

減圧制御部８２３０は、コモンレール１３０内の圧力が大きくなり過ぎないように、レール圧Ｐが予め定められた圧力Ｐ（３）より高い場合に、減圧信号（減圧弁１３４を作動させる信号）を生成する。予め定められた圧力Ｐ（３）は、予め定められた圧力Ｐ（１）および予め定められた圧力Ｐ（２）よりも高い値に設定される。

報知部８２４０は、減量制御部８２２０で燃料噴射量を予め定められたアイドル噴射量に固定する燃料噴射制御信号が生成された場合、サプライポンプ１２０の異常を報知する異常信号を生成する。また、報知部８２４０は、減量制御部８２２０で燃料噴射量を予め定められたアイドル噴射量に固定する燃料噴射制御信号が生成された場合において、減圧制御部８２３０で減圧信号が生成される頻度が予め定められた頻度を超える場合に、サプライポンプ１２０の異常が継続していることを報知する異常信号を生成する。

出力Ｉ／Ｆ８４００は、燃料噴射制御部８２２０で生成された燃料噴射制御信号をインジェクタ１４０に送信する。これにより、インジェクタ１４０から燃料噴射制御信号に応じた燃料が噴射される。また、出力Ｉ／Ｆ８４００は、減圧制御部８２３０で生成された減圧信号を減圧弁１３４に送信する。これにより、減圧弁１３４が作動し、コモンレール１３０内の燃料が配管２３０に供給されてコモンレール１３０内の圧力が減圧される。また、出力Ｉ／Ｆ８４００は、報知部８２４０で生成された異常信号をインフォメーションパネル８０３０に送信する。これにより、異常信号に応じた状態がインフォメーションパネル８０３０に表示される。

なお、本実施の形態において、噴射停止制御部８２１０と、減量制御部８２２０と、減圧制御部８２３０と、報知部８２４０とは、いずれも演算処理部８２００であるＣＰＵが記憶部８３００に記憶されたプログラムを実行することにより実現される、ソフトウェアとして機能するものとして説明するが、ハードウェアにより実現されるようにしてもよい。なお、このようなプログラムは記憶媒体に記録されて車両に搭載される。

図４を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ８０００がインジェクタ１４０を制御する際に実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、このプログラムは、予め定められたサイクルタイムで繰り返し実行される。

ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、ＥＣＵ８０００は、レール圧Ｐが予め定められた圧力Ｐ（１）よりも低いか否かを判断する。Ｐ（１）よりも低いと（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。そうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１０４に移される。

Ｓ１０２にて、ＥＣＵ８０００は、燃料噴射を停止する燃料噴射制御信号をインジェクタ１４０に送信して、燃料噴射を停止させる。

Ｓ１０４にて、ＥＣＵ８０００は、レール圧Ｐが予め定められた圧力Ｐ（２）よりも低いか否かを判断する。Ｐ（２）よりも低いと（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、処理はＳ１０６に移される。そうでないと（Ｓ１０４にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ１０６にて、ＥＣＵ８０００は、燃料噴射量を予め定められたアイドル噴射量に固定する燃料噴射制御信号をインジェクタ１４０に送信して、燃料噴射量を予め定められたアイドル噴射量に固定する。

Ｓ１０８にて、ＥＣＵ８０００は、サプライポンプ１２０の異常を報知する異常信号をインフォメーションパネル８０３０に送信して、サプライポンプ１２０の異常が発生したことをインフォメーションパネル８０３０に表示する。

図５を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ８０００が減圧弁１３４を制御する際に実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、このプログラムは、予め定められたサイクルタイムで繰り返し実行される。

Ｓ１５０にて、ＥＣＵ８０００は、レール圧Ｐが予め定められた圧力Ｐ（３）よりも高いか否かを判断する。Ｐ（３）よりも高いと（Ｓ１５０にてＹＥＳ）、処理はＳ１５４に移される。そうでないと（Ｓ１５０にてＮＯ）、処理はＳ１５２に移される。

Ｓ１５２にて、ＥＣＵ８０００は、減圧信号を生成せずに、減圧弁１３４の作動を停止させる。

Ｓ１５４にて、ＥＣＵ８０００は、減圧信号を生成して減圧弁１３４に送信し、減圧弁１３４を作動させる。

Ｓ１５６にて、ＥＣＵ８０００は、燃料噴射がアイドル噴射量に固定されているか否かを判断する。アイドル噴射量に固定されていると（Ｓ１５６にてＹＥＳ）、処理はＳ１５８に移される。そうでないと（Ｓ１５６にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ１５８にて、ＥＣＵ８０００は、減圧減１２４の作動頻度（減圧信号が生成される頻度）が予め定められた頻度を超えているか否かを判断する。たとえば、ＥＣＵ８０００は、予め定められた時間における減圧信号の生成回数を記憶しておき、記憶された減圧信号の生成回数が予め定められた回数より多い場合に、減圧減１２４の作動頻度が予め定められた頻度を超えていると判断する。予め定められた頻度を超えていると（Ｓ１５８にてＹＥＳ）、処理はＳ１６０に移される。そうでないと（Ｓ１５８にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ１６０にて、ＥＣＵ８０００は、サプライポンプ１２０の異常が継続していることを報知する異常信号をインフォメーションパネル８０３０に送信して、サプライポンプ１２０の異常が継続していることをインフォメーションパネル８０３０に表示する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ８０００の動作について説明する。

エンジン１０００を始動するために運転者がイグニッションキーをＳＴＡ位置に切り換えると、エンジン１０００のクランキングが開始される。エンジン回転数ＮＥの上昇に応じてＳＣＶ１２４が制御されてＳＣＶ流量が上昇し始めるとともに、クランクシャフトに連結されたカムシャフトに設けられるカムにより高圧ポンプ１２６が駆動され始め、コモンレール１３０内の燃料の圧力が上昇し始める。

図６に示すように、レール圧ＰがＰ（１）に達する時刻Ｔ（１）までは、燃料噴射が停止される（Ｓ１００にＹＥＳ、Ｓ１０２）。そのため、エンジン１０００始動時の燃焼の不安定化が抑制される。

時刻Ｔ（１）でレール圧ＰがＰ（１）に達すると（Ｓ１００にてＹＥＳ、Ｓ１０４にてＹＥＳ）、アイドル噴射量の燃料がインジェクタ１４０から噴射され（Ｓ１０６）、エンジン１０００が自立運転状態（燃料の燃焼により駆動されている状態）となる。その後、レール圧Ｐがさらに上昇してＰ（２）を超えると（Ｓ１０４にてＮＯ）、燃料噴射量はアイドル噴射量に固定されず、アクセル開度ＡＣＣやエンジン回転数ＮＥなどに応じて増加する。

その後の時刻Ｔ（３）にて、ＳＣＶ１２４内に異物が詰まりＳＣＶ１２４内のバルブが全開時よりも流路断面が狭い状態で固着すると、図６に示すように、ＳＣＶ流量（コモンレール１３０への燃料供給量）が低下して燃料噴射量（コモンレール１３０の燃料排出量）よりも少なくなるため、レール圧Ｐが低下する。この状態が継続すると、図６の一点鎖線に示すように、レール圧ＰがＰ（１）より低下してしまい、車両走行中であっても燃料噴射が突然停止されてしまう（Ｓ１００にＹＥＳ、Ｓ１０２）。

そこで、時刻Ｔ（４）にて、レール圧ＰがＰ（２）まで低下した時点で（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、燃料噴射量がアイドル噴射量に固定される（Ｓ１０６）。これにより、図６に示すように、燃料噴射量が減少されてＳＣＶ流量よりも少なくなり、レール圧ＰがＰ（１）まで低下する前に再び上昇し始める。

そのため、車両走行中にＳＣＶ１２４が固着した場合であっても、燃料噴射は停止されず、エンジン１０００が突然停止してしまうことを回避することができるとともに、車両をアイドル状態で走行させることができる。

さらに、再びレール圧ＰがＰ（２）より高くなっても、燃料噴射量がアイドル噴射量に固定されているため、アイドル噴射量とエンジン１０００の負荷に応じた噴射量との間で燃料噴射量が頻繁に変更されることが抑制される。そのため、エンジン１０００をアイドル状態で安定して駆動させることができる。

さらに、サプライポンプ１２０の異常が発生したことがインフォメーションパネル８０３０に表示される（Ｓ１０８）。そのため、運転者は、サプライポンプ１２０（特にＳＣＶ１２４）の点検や交換を行なうために、近くの整備工場まで車両を走行させることができる。

燃料噴射量がアイドル噴射量に固定された状態において、ＳＣＶ１２４内の異物が排出されずＳＣＶ１２４の固着が継続すると、レール圧Ｐはさらに上昇し続ける。時刻Ｔ（５）にて、レール圧ＰがＰ（３）を超えると（Ｓ１５０にてＹＥＳ）、減圧弁１３４が作動して（Ｓ１５４）レール圧Ｐが一旦低下する。しかし、Ｖ１２４の固着が継続しているため、レール圧ＰがＰ（３）まで低下した時点で減圧弁１３４が停止されると（Ｓ１５２）、再びレール圧Ｐが上昇し、レール圧ＰがＰ（３）を超えた時点で（Ｓ１５０にてＹＥＳ）、再び減圧弁１３４が作動する（Ｓ１５４）。

このように減圧弁１３４の作動と停止とが繰り返され、減圧弁１３４の作動頻度が予め定められた頻度より高くなると（Ｓ１５８）、サプライポンプ１２０の異常が継続していることがインフォメーションパネル８０３０に表示される（Ｓ１６０）。これにより、運転者にサプライポンプ１２０の点検や交換を強く促すことができる。

以上のように、本実施の形態に係る制御装置によれば、コモンレール式ディーゼルエンジンにおいて、コモンレール内のレール圧ＰがＰ（１）より低い場合は燃料噴射が停止されるため、エンジン始動時の燃焼の不安定化が抑制される。一方、車両走行中にＳＣＶの固着によりコモンレールへの燃料供給量が低下してレール圧Ｐが低下しても、Ｐ（１）より高いＰ（２）に低下した時点で、燃料噴射量がアイドル噴射量に固定（減量）される。そのため、コモンレールへの燃料供給量よりも燃料噴射量が少なくなり、レール圧ＰがＰ（１）まで低下する前に上昇する。これにより、燃料噴射は停止されず、車両走行中にエンジンが突然停止してしまうことを回避することができる。

なお、本実施の形態においては、レール圧ＰがＰ（２）より低い場合にエンジン１０００への燃料噴射量をアイドル噴射量に固定する場合について説明したが、エンジン１０００を自立運転させることができる下限量に応じた量に燃料噴射量を減量するのであれば、本発明に係る制御装置は、燃料噴射量をアイドル噴射量にするものにも燃料噴射量を固定するものにも限定されない。たとえば、アイドル噴射量よりもやや高い予め定められた範囲内でアクセル開度に応じて燃料噴射量を減量するようにしてもよい。

＜変形例＞
上述の実施の形態に係るＥＣＵ８０００が実行する、図４のフローチャートに示す制御構造に加えて、図７のフローチャートに示す制御構造を追加してもよい。

図７を参照して、本変形例に係るＥＣＵ８０００が実行するプログラムの制御構造について説明する。

Ｓ２００にて、ＥＣＵ８０００は、燃料噴射がアイドル噴射量に固定されているか否かを判断する。アイドル噴射量に固定されていると（Ｓ２００にてＹＥＳ）、処理はＳ２０２に移される。そうでないと（Ｓ２００にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ２０２にて、ＥＣＵ８０００は、レール圧Ｐがアイドル目標制御圧Ｐ（ＩＤ）より高いか否かを判断する。なお、以下の説明においては、アイドル目標制御圧Ｐ（ＩＤ）がＰ（２）より高い場合について説明するが、アイドル目標制御圧Ｐ（ＩＤ）はＰ（２）と同じ値であってもよい。アイドル目標制御圧Ｐ（ＩＤ）より高いと（Ｓ２０２にてＹＥＳ）、処理はＳ２０４に移される。そうでないと（Ｓ２０２にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ２０４て、ＥＣＵ８０００は、燃料噴射量のアイドル噴射量での固定を解除（すなわち燃料噴射量の減量を停止）する。Ｓ２０６にて、ＥＣＵ８０００は、レール圧Ｐが少なくともＰ（１）より高く維持される範囲内で、エンジン１０００の負荷（アクセル開度ＡＣＣやエンジン回転数ＮＥなど）に応じた燃料噴射量となるように、燃料噴射制御信号を生成し、インジェクタ１４０に送信する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本変形例に係るＥＣＵ８０００の動作について説明する。

図８に示すように、車両走行中（エンジン１０００の自立運転中）の時刻Ｔ（６）にてＳＣＶ１２４が固着し、時刻Ｔ（７）で燃料噴射量がアイドル噴射量に固定された場合（Ｓ１０６）を想定する。

ここで、燃料噴射量をアイドル噴射量に固定した状態で、レール圧Ｐがアイドル目標制御圧Ｐ（ＩＤ）より高くなる場合には、固着後のＳＣＶ流量Ｂが少なくともアイドル噴射量よりも多いと考えられる。すなわち、固着後のＳＣＶ流量Ｂを越えない範囲であれば、アイドル噴射量よりも多くの燃料を噴射しても、レール圧Ｐは低下しないと考えられる。

そこで、時刻Ｔ（８）にて、レール圧Ｐがアイドル目標制御圧Ｐ（ＩＤ）に達すると（Ｓ２０２にてＹＥＳ）、図８に示すように、燃料噴射量のアイドル噴射量での固定が解除され（Ｓ２０４）、レール圧Ｐが少なくともＰ（１）より高く維持される範囲内（すなわち燃料噴射が停止されない範囲内）で、アクセル開度ＡＣＣなどのエンジン１０００の負荷に応じた燃料がインジェクタ１４０から噴射される（Ｓ２０６）。これにより、ＳＣＶ１２４が固着した場合においても、エンジン１０００を停止させることなく、かつ運転者の加速要求に応じた走行がある程度可能となる。

以上のように、本変形例に係る制御装置によれば、燃料噴射量がアイドル噴射量に固定された状態でレール圧Ｐがアイドル目標制御圧Ｐ（ＩＤ）より高くなる場合には、アイドル噴射量での固定を解除（すなわち燃料噴射量の減量を停止）し、レール圧Ｐが少なくともＰ（１）より高く維持される範囲内（すなわち燃料噴射が停止されない範囲内）で、アクセル開度などのエンジンの負荷に応じた燃料を噴射させる。そのため、ＳＣＶの固着などによりサプライポンプが故障したと考えられる場合においても、エンジンを停止させることなく、かつ運転者の加速要求に応じた走行がある程度可能となる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態に係る制御装置が搭載される車両の構造を示す図である。 本発明の実施の形態に係るエンジンの燃料噴射装置の構造を示す図である。 本発明の実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵの機能ブロック図である。 本発明の実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵの制御構造を示すフローチャート（その１）である。 本発明の実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵの制御構造を示すフローチャート（その２）である。 本発明の実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵの動作を示すタイミングチャートである。 本発明の実施の形態の変形例に係る制御装置であるＥＣＵの制御構造を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態の変形例に係る制御装置であるＥＣＵの動作を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１１０ フィルタ、１２０ サプライポンプ、１２２ フィードポンプ、１２６ 高圧ポンプ、１２８，２１０，２２０，２３０ 配管、１３０ コモンレール、１３２ レール圧センサ、１３４ 減圧弁、１４０ インジェクタ、２００ 燃料タンク、１０００ エンジン、２０００ オートマチックトランスミッション、３０００ プラネタリギヤユニット、３２００ トルクコンバータ、４０００ 油圧回路、５０００ ディファレンシャルギヤ、６０００ ドライブシャフト、７０００ 前輪、８０００ ＥＣＵ、８００２ 車速センサ、８００４ シフトレバー、８００６ ポジションスイッチ、８００８ アクセルペダル、８０１０ アクセル開度センサ、８０１２ ブレーキペダル、８０１４ ストロークセンサ、８０２０ エンジン回転数センサ、８０２２ 入力軸回転数センサ、８０２４ 出力軸回転数センサ、８０３０ インフォメーションパネル、８１００ 入力インターフェイス、８２００ 演算処理部、８２１０ 噴射停止制御部、８２２０ 減量制御部、８２３０ 減圧制御部、８２４０ 報知部、８３００ 記憶部、８４００ 出力インターフェイス。

Claims (16)

1. 燃料ポンプから圧送された加圧燃料を蓄える蓄圧室と、前記蓄圧室内の燃料を前記内燃機関に噴射するインジェクタとを備えた内燃機関の制御装置であって、
   前記蓄圧室内の圧力を検出するための検出手段と、
   前記検出手段により検出された圧力が前記インジェクタの燃料噴射状態に応じて設定される予め定められた第１の圧力より低い場合に、前記内燃機関への燃料噴射を停止するように前記インジェクタを制御するための噴射停止手段と、
   前記検出された圧力が前記第１の圧力より高い場合、前記検出された圧力が前記第１の圧力より高い予め定められた第２の圧力よりも低いか否かを判断するための手段と、
   前記検出された圧力が前記第２の圧力よりも低いと判断された場合、前記内燃機関への燃料噴射量が前記内燃機関を燃料の燃焼により駆動することができる下限量に応じた量に減量されるように、前記インジェクタを制御するための減量手段とを含む、制御装置。
2. 前記減量手段は、前記検出された圧力が前記第２の圧力よりも低いと判断された場合、前記内燃機関への燃料噴射量が予め定められたアイドル噴射量に応じた量に減量されるように、前記インジェクタを制御する、請求項１に記載の制御装置。
3. 前記減量手段は、前記検出された圧力が前記第２の圧力よりも低いと判断された後は、前記内燃機関への燃料噴射量を前記アイドル噴射量に固定するように、前記インジェクタを制御する、請求項２に記載の制御装置。
4. 前記制御装置は、前記検出された圧力が前記第２の圧力よりも低いと判断された場合、前記燃料ポンプの異常を前記内燃機関の運転者に報知するための手段をさらに含む、請求項１〜３のいずれかに記載の制御装置。
5. 前記蓄圧室には、前記蓄圧室内の圧力が前記第２の圧力よりも高い予め定められた第３の圧力よりも高い場合に、前記蓄圧室内の圧力を減圧する減圧弁が設けられ、
   前記制御装置は、前記減量手段による燃料噴射量の減量中に、前記減圧弁の作動頻度が予め定められた頻度を超えると、前記燃料ポンプの異常が継続していることを前記内燃機関の運転者に報知するための手段をさらに含む、請求項１〜４のいずれかに記載の制御装置。
6. 前記制御装置は、
   前記減量手段による燃料噴射量の減量中に、前記検出された圧力が減量中の燃料噴射量に応じた目標制御圧より高くなった場合、前記減量手段による前記燃料噴射量の減量を停止するための減量停止手段と、
   前記減量停止手段による前記燃料噴射量の減量の停止後に、前記内燃機関への燃料噴射量が前記検出された圧力を少なくとも前記第１の圧力より高く維持する量であってかつ前記内燃機関の負荷状態に応じた量となるように、前記インジェクタを制御するための手段とをさらに含む、請求項１〜４のいずれかに記載の制御装置。
7. 前記内燃機関は、コモンレール式ディーゼルエンジンである、請求項１〜６のいずれかに記載の制御装置。
8. 燃料ポンプから圧送された加圧燃料を蓄える蓄圧室と、前記蓄圧室内の燃料を前記内燃機関に噴射するインジェクタとを備えた内燃機関の制御方法であって、
   前記蓄圧室内の圧力を検出する検出ステップと、
   前記検出ステップにより検出された圧力が前記インジェクタの燃料噴射状態に応じて設定される予め定められた第１の圧力より低い場合に、前記内燃機関への燃料噴射を停止するように前記インジェクタを制御する噴射停止ステップと、
   前記検出された圧力が前記第１の圧力より高い場合、前記検出された圧力が前記第１の圧力より高い予め定められた第２の圧力よりも低いか否かを判断するステップと、
   前記検出された圧力が前記第２の圧力よりも低いと判断された場合、前記内燃機関への燃料噴射量が前記内燃機関を燃料の燃焼により駆動することができる下限量に応じた量に減量されるように、前記インジェクタを制御する減量ステップとを含む、制御方法。
9. 前記減量ステップは、前記検出された圧力が前記第２の圧力よりも低いと判断された場合、前記内燃機関への燃料噴射量が予め定められたアイドル噴射量に減量されるように、前記インジェクタを制御する、請求項８に記載の制御方法。
10. 前記減量ステップは、前記検出された圧力が前記第２の圧力よりも低いと判断された後は、前記内燃機関への燃料噴射量を前記アイドル噴射量に固定するように、前記インジェクタを制御する、請求項９に記載の制御方法。
11. 前記制御方法は、前記検出された圧力が前記第２の圧力よりも低いと判断された場合、前記燃料ポンプの異常を前記内燃機関の運転者に報知するステップをさらに含む、請求項８〜１０のいずれかに記載の制御方法。
12. 前記蓄圧室には、前記蓄圧室内の圧力が前記第２の圧力よりも高い予め定められた第３の圧力よりも高い場合に、前記蓄圧室内の圧力を減圧する減圧弁が設けられ、
    前記制御方法は、前記減量ステップによる燃料噴射量の減量中に、前記減圧弁の作動頻度が予め定められた頻度を超えると、前記燃料ポンプの異常が継続していることを前記内燃機関の運転者に報知するステップをさらに含む、請求項８〜１１のいずれかに記載の制御方法。
13. 前記制御方法は、
    前記減量ステップによる燃料噴射量の減量中に、前記検出された圧力が減量中の燃料噴射量に応じた目標制御圧より高くなった場合、前記減量ステップによる前記燃料噴射量の減量を停止する減量停止ステップと、
    前記減量停止ステップによる前記燃料噴射量の減量の停止後に、前記内燃機関への燃料噴射量が前記検出された圧力を少なくとも前記第１の圧力より高く維持する量であってかつ前記内燃機関の負荷状態に応じた量となるように、前記インジェクタを制御するステップとをさらに含む、請求項８〜１１のいずれかに記載の制御方法。
14. 前記内燃機関は、コモンレール式ディーゼルエンジンである、請求項８〜１３のいずれかに記載の制御方法。
15. 請求項８〜１４のいずれかに記載の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
16. 請求項８〜１４のいずれかに記載の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムをコンピュータ読み取り可能に記録した記録媒体。

Images