JP2018123789A

JP2018123789A - 内燃機関の燃料噴射装置

Info

Publication number: JP2018123789A
Application number: JP2017017730A
Authority: JP
Inventors: 亨介植松; Kyosuke Uematsu; 賢寛古田; Masahiro Furuta; 松永　英雄; Hideo Matsunaga; 英雄松永; 純平粟田; Jumpei Awada
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2017-02-02
Filing date: 2017-02-02
Publication date: 2018-08-09
Anticipated expiration: 2037-02-02
Also published as: JP6823285B2; CN108386285B; CN108386285A

Abstract

【課題】内燃機関が始動した際の故障診断の機会を増加させる。【解決手段】エンジンが始動した際の筒内燃料噴射弁１１に供給されるデリバリ燃圧Ｐdに基づいて燃圧センサ２４の故障判定をする故障判定部５１を備えたエンジンにおいて、故障判定部５１は、デリバリ燃圧Ｐdを目標燃圧Ｐdt（＝Ｐd＋α）に上昇させる燃圧上昇制御を実行して第１の所定値γ上昇するまでの時間に基づいて燃圧センサ２４の故障判定をする第１の故障判定と、デリバリ燃圧Ｐdを基本目標燃圧Ｐdtaとしつつ筒内燃料噴射弁１１により燃料を噴射する燃圧下降制御を実行して第２の所定値δ低下するまでの時間に基づいて燃圧センサ２４の故障判定をする第２の故障判定と、をエンジンが始動した際のデリバリ燃圧Ｐdに基づいて選択して実行し、燃圧上昇制御における第１の所定値γと燃圧下降制御における第２の所定値δとは異なる値に設定する。【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の筒内燃料噴射弁に燃料を供給する高圧燃料供給装置の故障診断技術に関するものである。

燃焼室内に燃料を噴射する筒内燃料噴射弁を備えた内燃機関が知られている。筒内燃料噴射弁には、燃料タンクから高圧燃料供給装置によって高圧化した燃料が供給されることで、高圧となる燃焼室内に燃料を噴射可能としている。高圧燃料供給装置は、例えば内燃機関によって駆動する高圧燃料ポンプ（プランジャポンプ）と流量制御弁（スピル弁）を備えており、高圧燃料ポンプからの吐出圧、すなわち筒内燃料噴射弁に供給する燃料の圧力(デリバリ燃圧)を燃圧センサによって検出し、当該デリバリ燃圧が目標燃圧になるように、流量制御弁を駆動制御する。

更に、特許文献１では、内燃機関の始動時において、高圧燃料ポンプを作動させて吐出圧を上昇させ、燃圧センサの検出値の上昇度合に基づいて、燃圧センサ、高圧燃料ポンプ、流量制御弁のいずれかが異常であると判定する故障診断装置が提案されている。

特許第４３５５３４６号公報

ところで、特許文献１のような高圧燃料供給装置においては、例えば流量制御弁等の故障時において吐出圧が過剰に上昇しないようにリリーフ弁を備えていることが多い。したがって、例えば内燃機関の停止後すぐに再始動した場合のように、デリバリ燃圧が高圧を維持している場合では、故障診断をするために吐出圧を上昇させるよう目標燃圧を設定することができずに、機関始動時に故障診断が不能となる可能性がある。

また、高圧燃料供給装置に用いられるリリーフ弁は、デリバリ燃圧が過剰に上昇した非常時にのみ開弁するものであるため、許容作動回数を抑えたものが使用される場合が多い。したがって、故障診断をする度に目標燃圧をリリーフ弁のリリーフ圧より上昇させることは、リリーフ弁の耐久寿命の観点から好ましいものではない。
本発明は、上述した課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、機関始動時において、筒内燃料噴射弁に供給する燃料の圧力を適切な範囲内に維持しながら故障診断の機会を増加させることが可能な内燃機関の燃料噴射装置を提供することにある。

上記の目的を達成するべく、本発明の内燃機関の燃料噴射装置は、燃料タンクに貯留した燃料を加圧する高圧燃料供給装置と、前記高圧燃料供給装置により加圧された燃料を供給されて内燃機関の燃焼室に噴射する筒内燃料噴射弁と、前記高圧燃料供給装置から前記筒内燃料噴射弁に供給された燃料の圧力を検出する圧力検出器と、前記内燃機関が始動した際の前記圧力検出器による圧力検出値に基づいて当該圧力検出器の故障判定をする故障判定部と、を備えた内燃機関の燃料噴射装置であって、前記故障判定部は、前記筒内燃料噴射弁に供給された燃料の圧力を上昇させる燃圧上昇制御を実行して前記圧力検出値が第１の所定値以上変化したか否かによって前記圧力検出器の故障判定をする第１の故障判定と、前記筒内燃料噴射弁に供給された燃料の圧力を低下させる燃圧下降制御を実行して前記圧力検出値が第２の所定値以上変化したか否かによって前記圧力検出器の故障判定をする第２の故障判定と、を前記内燃機関が始動した際の前記圧力検出値に基づいて選択して実行し、前記第１の所定値と前記第２の所定値とは異なる値であることを特徴とする。

また、好ましくは、前記故障判定部は、前記燃圧上昇制御または前記燃圧下降制御を開始してから所定期間経過するまでの前記圧力検出値の変化量に基づいて前記圧力検出器の故障判定をし、前記所定期間は、前記第１の故障判定と前記第２の故障判定とで異なる値であるとよい。
また、好ましくは、前記圧力検出器により検出した圧力検出値に基づいて前記高圧燃料供給装置を作動制御して、前記圧力検出値を所定の目標燃圧にする燃圧制御部を備え、
前記燃圧上昇制御は、前記目標燃圧を前記圧力検出値より第３の所定値高い値に設定することで、前記燃料の圧力を上昇させ、前記第３の所定値は前記第１の所定値より高いとよい。

また、好ましくは、前記故障判定部は、前記内燃機関が始動した際の前記圧力検出値が、前記高圧燃料供給装置から供給される燃料の圧力の上限値から前記第３の所定値を減算した値より高い場合には、燃圧下降制御を選択するとよい。
また、好ましくは、前記第３の所定値は、前記目標燃圧が前記上限値を超えないように前記圧力検出値が高くなるに伴って小さく設定されるとよい。

また、好ましくは、前記第１の所定値は、前記内燃機関が始動した際の圧力検出値に基づいて設定されるとよい。
また、好ましくは、前記燃圧下降制御は、前記高圧燃料供給装置からの燃料の供給を抑制した上で前記筒内燃料噴射弁により燃料を噴射することで、前記燃料の圧力を低下させるとよい。

本発明の内燃機関の燃料噴射装置によれば、燃圧上昇制御を実行して圧力検出値が第１の所定値以上変化したか否かによって圧力検出器の故障判定をする第１の故障判定と、燃圧下降制御を実行して圧力検出値が第２の所定値以上変化したか否かによって圧力検出器の故障判定をする第２の故障判定と、を内燃機関が始動した際の圧力検出値に基づいて選択して実行するので、圧力検出器の故障判定の際に燃料の圧力が許容範囲内を維持しつつ故障判定が可能となる。更に、第１の故障判定において故障判定するための圧力検出値の変化量の閾値である第１の所定値と、第２の故障判定において故障判定するための圧力検出値の変化量の閾値である第２の所定値とが異なる値であるので、第１の故障判定及び第２の故障判定で夫々燃料の圧力の変化量を適切に設定することができ、故障判定の際に燃料の圧力を適切な範囲内に維持しながら故障診断の機会を増加させることができる。

本発明の一実施形態の内燃機関の燃料噴射装置の概略構成図である。本実施形態のエンジン始動時におけるデリバリ燃圧、各種モード、各種判定の推移を示すタイムチャートの一例である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態の内燃機関の燃料噴射装置の概略構成図である。
本発明の一実施形態に係る燃料噴射装置を備えたエンジン(内燃機関)は、例えば自動車の走行駆動用エンジンであり、４気筒のガソリンエンジンである。エンジンには、吸気通路に燃料を噴射する吸気通路燃料噴射弁１０（１０ａ〜１０ｄ）と、燃焼室内に燃料を噴射する筒内燃料噴射弁１１（１１ａ〜１１ｄ）と、が各気筒に１つずつ備えられている。

吸気通路燃料噴射弁１０は、内燃機関の吸気ポートに噴射口が配置されている。図１に示すように、吸気通路燃料噴射弁１０は、燃料タンク１２からフィードポンプ１３によって燃料が供給され、吸気ポート内に低圧の燃料を噴射する。フィードポンプ１３の吐出圧は、レギュレータ１４によって調圧される。なお、この吸気通路燃料噴射弁１０による燃料噴射を吸気通路燃料噴射（ＭＰＩ）という。

筒内燃料噴射弁１１は、エンジンの燃焼室に噴射口が配置されている。筒内燃料噴射弁１１は、高圧燃料供給装置２０から供給された高圧の燃料を燃焼室内に噴射する。高圧燃料供給装置２０は、フィードポンプ１３により燃料タンク１２から供給された低圧の燃料を加圧して筒内燃料噴射弁１１に供給する。なお、この筒内燃料噴射弁１１による燃料噴射を筒内燃料噴射(ＤＩ)という。

フィードポンプ１３と吸気通路燃料噴射弁１０との間の燃料供給路にはオリフィス２１ａ、２１ｂが設けられ、高圧燃料供給装置２０と筒内燃料噴射弁１１との間の燃料供給路にはオリフィス２２が設けられており、夫々燃料の流量を調整する。
また、高圧燃料供給装置２０から各筒内燃料噴射弁１１ａ〜１１ｄへの燃料供給路であるデリバリパイプ２３には、高圧燃料供給装置２０からの燃料の吐出圧であるデリバリ燃圧Ｐd（圧力検出値）を検出する燃圧センサ２４（圧力検出器）が設けられている。

高圧燃料供給装置２０は、フィルタ３０、パルセーションダンパ室３１、スピル弁３２、プランジャポンプ３３、吐出弁３４、リリーフ弁３５、を備えて構成されている。
プランジャポンプ３３は、筒状のシリンダ３６内をプランジャ３７が往復動可能に設けられている。プランジャ３７は、図示しないエンジンのドライブシャフトに設けられたカムによって移動される。ドライブシャフトは、例えばエンジンの排気カムシャフトに連結しており、よって、エンジンの駆動によりプランジャ３７がシリンダ３６内を往復動し、シリンダ３６内の加圧室３８の容積を増減させる。

高圧燃料供給装置２０には、フィードポンプ１３から加圧室３８に燃料を供給する供給路３９と、加圧室３８から燃料を吐出する吐出路４０が設けられている。
供給路３９には、上流側から順番に、フィルタ３０、パルセーションダンパ室３１、スピル弁３２が配置されている。
フィルタ３０は、フィードポンプ１３により燃料タンク１２から供給された燃料を濾過する機能を有する。パルセーションダンパ室３１は、供給路３９の燃料の圧力変動を抑制する機能を有する。

スピル弁３２は、スプリング４１により開弁するように付勢されるとともに、ソレノイド４２に通電させることで閉弁するように構成されている。ソレノイド４２は、コントロールユニット５０（燃圧制御部）からスピル弁駆動信号として電力を供給されることで、スピル弁３２を閉作動させる。
吐出路４０には、吐出弁３４が配置されている。吐出弁３４は、スプリングによって閉弁するように付勢されており、前後の差圧が所定値以上、即ち加圧室３８内の圧力が筒内燃料噴射弁１１への設定供給圧力以上に上昇した場合に開弁するように設定されている。

また、リリーフ弁３５は吐出弁３４と並列に配置されている。リリーフ弁３５は、吐出弁３４の下流側の圧力がリリーフ圧Ｐr以上で開弁するように設定されている。
高圧燃料供給装置２０は、プランジャ３７の下方への移動時、即ち加圧室３８の容積の拡大時には、スピル弁３２が開弁し、供給路３９から燃料が加圧室３８内に供給される。プランジャ３７の上方への移動時、即ち加圧室３８の容積の縮小時には、ソレノイド４２にスピル弁駆動信号を一時的に供給してスピル弁３２を閉作動させることで、その後のプランジャ３７の上方への移動時にスピル弁３２の閉弁状態が維持されて、加圧室３８内の燃料が加圧される。

したがって、高圧燃料供給装置２０では、プランジャ３７の下死点から上方への移動開始時毎にスピル弁３２を閉作動させるスピル弁駆動信号をソレノイド４２に入力することで、プランジャ３７の上下動に応じてスピル弁３２が開閉作動を繰り返し、燃料を繰り返して加圧し、高圧の燃料を吐出することが可能となっている。
なお、本実施形態の高圧燃料供給装置２０では、シリンダ３６内におけるプランジャ３７に対して加圧室３８とは反対側の副室に、パルセーションダンパ室３１から燃料を供給して貯留しておくように構成されている。

コントロールユニット５０は、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）及び中央演算処理装置（ＣＰＵ）等を含んで構成されている。コントロールユニット５０は、アクセル操作やエンジン回転速度等に基づいて、吸気通路燃料噴射弁１０及び筒内燃料噴射弁１１を制御して、燃料噴射量の制御を行なうとともに、図示しない点火プラグ等の作動制御を行なって、エンジンの運転制御を行なう。

また、コントロールユニット５０は、エンジンの回転速度及び負荷に基づいて、燃料噴射モードを判定する。燃料噴射モードは、燃料噴射モードマップを用いて判定される。例えば、低負荷低回転時にはＭＰＩモード、中、高負荷運転時にはＤＩ＋ＭＰＩモードに判定される。なお、ＭＰＩモードは、筒内燃料噴射弁１１による燃料噴射を行なわず、吸気通路燃料噴射弁１０のみで燃料噴射を行なうモードであり、ＤＩ＋ＭＰＩモードでは、筒内燃料噴射弁１１及び吸気通路燃料噴射弁１０の両方から燃料を噴射する。

また、コントロールユニット５０は、燃圧センサ２４からデリバリ燃圧Ｐdを入力し、エンジンの運転時にデリバリ燃圧Ｐdが所定の目標燃圧Ｐdtになるように、高圧燃料供給装置２０をフィードバック制御する機能を有している。目標燃圧Ｐdtは、エンジン運転時に燃料噴射モード、即ちエンジンの回転速度及び負荷に基づいて設定される基本目標燃圧Ｐdtaに設定される。なお、この高圧燃料供給装置２０をフィードバック制御するコントロールユニット５０の機能が本発明の燃圧制御部に該当する。また、コントロールユニット５０は、デリバリ燃圧Ｐdが目標燃圧Ｐdtより高い場合には、筒内燃料噴射弁１１から燃料を噴射してデリバリ燃圧Ｐdを目標燃圧Ｐdtに低減させる機能も有している。

更に、本実施形態のコントロールユニット５０は、高圧燃料供給装置２０の故障診断、詳しくは燃圧センサ２４の固着を判定する故障判定部５１を備えている。以下に、図２を用いて、エンジン始動時における故障判定部５１による燃圧センサ２４の故障診断について説明する。
図２は、故障判定部５１により、エンジン始動時において高圧燃料供給装置２０の故障診断を実施した際の、デリバリ燃圧、各種モード、各種判定の推移の一例を示すタイムチャートである。

エンジンが停止したエンストモードが成立している状態（図２中のａまで）から、例えばエンジン始動操作により始動モードが成立して、エンジンを始動させる（図２中のａ→ｂ）。
エンジンが始動完了し、燃圧センサ固着診断共通実施条件が成立したときに、コントロールユニット５０は、燃圧センサ２４からデリバリ燃圧Ｐdを入力し、当該デリバリ燃圧Ｐdに基づいて、燃圧上昇側判定（第１の故障判定）及び燃圧下降側判定（第２の故障判定）のいずれかを選択する（図２中のｂ）。燃圧センサ固着診断共通実施条件は、例えば車両電源ＯＮであること、エンストモードまたは始動モードでないこと、エンジン始動から燃圧センサ２４の正常または故障判定が済んでいないこと、燃圧センサ２４が天絡、地絡、断線故障ではないこと等の条件である。燃圧センサ２４が、天絡、地絡、断線故障ではないか否かは、燃圧センサ２４の出力が所定値以上または０でないことによって判定できる。

デリバリ燃圧Ｐdが最大燃圧値Ｐdmax−第３の所定値α以下の場合には燃圧上昇側判定を選択し、デリバリ燃圧Ｐdが最大燃圧値Ｐdmax−第３の所定値αより高い場合には、燃圧下降側判定を選択する。最大燃圧値Ｐdmaxは、通常のエンジン運転時に設定される目標燃圧Ｐdtである基本目標燃圧Ｐdtaより高く、かつリリーフ弁３５のリリーフ圧Ｐrより低い値であり、本発明の上限値に該当する。第３の所定値αは、後述する第１の所定値（燃圧上昇側判定値）γより大きい値に設定する。

燃圧上昇側判定は、図２の燃圧上昇側判定のグラフにおける短い破線で示すように、目標燃圧Ｐdtを現状のデリバリ燃圧Ｐdに第３の所定値αを加算した値（Ｐd＋α）にする燃圧上昇制御を行なうとともに、燃圧上昇側判定カウンタを初期値Ｘu（例えば３０回点火）から減少するように計測する（図２中の燃圧上昇側判定におけるｂ）。なお、燃圧上昇側判定カウンタ及び後述する燃圧下降側判定カウンタは、点火回数を計測するカウンタであるが、点火回数の代わりに時間を計測するものでもよい。図２の（Ａ）正常時に示すように、燃圧上昇側判定カウンタが０に到達する前に、デリバリ燃圧Ｐdが燃圧上昇側判定開始後、第１の所定値（燃圧上昇側正常判定値）γ以上変化した場合には、燃圧センサ固着正常判定が成立し、燃圧センサ２４が正常であると判定する（図２中のc）。なお、この第１の所定値γは、デリバリ燃圧を上昇させる上記の燃圧上昇制御を行い燃圧センサ２４の検出値（デリバリ燃圧Ｐd）の変化に基づいて正常か否かを判別するのに必要な値に設定すればよい。

図２の（Ｂ）故障時に示すように、燃圧上昇側判定カウンタが０に到達しても、デリバリ燃圧Ｐdが燃圧上昇側判定開始後、第１の所定値（燃圧上昇側正常判定値）γ以上変化しない場合には、燃圧センサ固着故障判定が成立し、燃圧センサ２４が固着していると判定する（図２中のｄ）。
一方、燃圧下降側判定では、図２の燃圧下降側判定のグラフにおける破線で示すように、目標燃圧Ｐdtは基本目標燃圧Ｐdtaと同一とする。デリバリ燃圧Ｐdが最大燃圧値Ｐdmax−αより高いと判定して所定時間ｔａ経過した後に燃料噴射モードをＭＰＩモードからＭＰＩ＋ＤＩモードに切り変える（図２中ｅ）。ここで基本目標燃圧Ｐdtaは、ＭＰＩ＋ＤＩモードを行うためにＭＰＩモードよりも高く設定されるが、最大燃圧値Ｐdmax−αよりも低い値である。したがって、ＭＰＩ＋ＤＩモードの実行により、筒内燃料噴射弁１１から燃料を噴射する燃圧下降制御を行ない、デリバリ燃圧Ｐdが低下する。燃圧下降制御中、デリバリ燃圧Ｐdが、目標燃圧Ｐdt＋第４の所定値βより大きい場合に燃圧下降側判定を行い、燃圧下降側判定カウンタを初期値Ｘd（例えば１００回点火）から減少するように計測する。なお、燃圧上昇側判定カウンタの初期値Ｘu、燃圧下降側判定カウンタの初期値Ｘdは、本発明の所定の所定期間に該当する。

図２（Ｃ）正常時に示すように、燃圧下降側判定カウンタが０に到達する前に、デリバリ燃圧Ｐdが第２の所定値(燃圧下降側正常判定値)δ以上下降した場合には、燃圧センサ固着正常判定が成立し、燃圧センサ２４が正常であると判定する（図２中ｆ）。
なお、第２の所定値δは、燃圧下降制御を行い燃圧センサ２４の検出値（デリバリ燃圧Ｐd）の変化に基づいて正常か否かを判別するのに必要な値に設定すればよい。第４の所定値βは燃圧下降側判定実施条件として第２の所定値δより大きい値に設定される。これにより、デリバリ燃圧Ｐdが目標燃圧Ｐdt＋第４の所定値βより大きい場合に燃圧下降制御を実行すれば、確実に第２の所定値δ以上変化して燃圧下降側判定が可能となる。

図２の（Ｄ）故障時に示すように、燃圧下降側判定カウンタが０に到達しても、デリバリ燃圧Ｐdが第２の所定値δ以上下降しない場合には、燃圧センサ固着故障判定が成立し、燃圧センサ２４が固着していると判定する（図２中g）。
なお、第１の所定値（燃圧上昇側判定値）γを第３の所定値αより小さく設定すること、及び第２の所定値（燃圧下降側判定値）δを第４の所定値βより小さく設定することは、いずれも燃圧のフィードバック制御において目標燃圧Ｐdt付近に設定されている不感帯を避けて燃圧上昇側判定及び燃圧下降側判定を行うためである。

以上のように、本実施形態では、エンジン始動後にデリバリ燃圧を変化させる制御を行ない、燃圧センサ２４の検出値であるデリバリ燃圧Ｐdの変化に基づいて、燃圧センサ２４が故障しているか否かの故障診断を行う。特に、本実施形態では、エンジン始動後のデリバリ燃圧Ｐdに基づいて燃圧上昇側判定と燃圧下昇側判定を選択し、目標燃圧Ｐdtを現状のデリバリ燃圧Ｐdより第３の所定値α上昇させる燃圧上昇制御を行なうか、または目標燃圧ＰdtをＭＰＩ＋ＤＩモードにおける基本目標燃圧Ｐdta、即ち現状より低い値に抑えた上で筒内燃料噴射弁１１から燃料噴射をする燃圧下降制御を行なうことで、デリバリ燃圧を低下させて燃圧センサ２４の検出値（デリバリ燃圧Ｐd）の変化を監視する。

このように、エンジン始動直後のモニタ開始時におけるデリバリ燃圧Ｐdに基づいて、燃圧上昇側判定及び燃圧下昇側判定のいずれかを選択し、目標燃圧Ｐdtを互いに異なる値に設定するので、いずれの判定においても目標燃圧Ｐdtを適切な値に設定することができる。詳しくは、デリバリ燃圧Ｐdが最大燃圧値Ｐdmax−α以下の場合には、目標燃圧Ｐdtをデリバリ燃圧Ｐd＋αとして燃圧上昇側判定を行なっても、デリバリ燃圧Ｐdが最大燃圧値Ｐdmaxを超えることを防止できる。一方、デリバリ燃圧Ｐdが最大燃圧値Ｐdmax−αを超えている場合には、燃圧上昇側判定を行わず、目標燃圧Ｐdtを基本目標燃圧Ｐdtaとし筒内燃料噴射を行って燃圧下降側判定を実行することで、デリバリ燃圧Ｐdが最大燃圧値Ｐdmaxを超えないようにすることができる。

これにより、燃圧センサ２４の故障診断においてデリバリ燃圧Ｐdがリリーフ弁３５のリリーフ圧Ｐrを超えることを防止することができ、リリーフ弁３５の耐久寿命を長くすることができる。
また、デリバリ燃圧Ｐdが最大燃圧値Ｐdmax−α以下では、燃圧上昇側判定が行われるので、エンジン始動直後に燃圧上昇側判定を極力実施させることができる。これにより、例えば燃圧センサ２４が固着していて、実際のデリバリ燃圧Ｐdが低いにもかかわらず高い値を出力している場合に燃圧上昇側判定を行なうことで、燃圧下降側判定の機会を減少させ、燃圧下降側判定による燃圧低下によってエンジン停止してしまう虞を回避することができる。

以上のように、エンジン始動直後に、燃圧上昇側判定と燃圧下降側判定とを選択して行うことによって、エンジン始動時での故障診断機会を増加させ、始動時を除くエンジン運転中における故障診断を抑制し、エンジン出力への影響を抑制することができる。
また、燃圧上昇側判定においては開始時のデリバリ燃圧Ｐdから第１の所定値(燃圧上昇側正常判定値)γ増加したか否かによって故障判定し、燃圧下降側判定においては開始時のデリバリ燃圧Ｐdから第２の所定値(燃圧下降側正常判定値)δ低下したか否かによって故障判定をしており、デリバリ燃圧Ｐdの変化量の判定値である第１の所定値γと第２の所定値δとが異なるように設定するとよい。これにより、燃圧上昇側判定及び燃圧下降側判定の夫々で正確かつ迅速に判定が行われるように目標燃圧Ｐdtを適切な値に設定することができ、デリバリ燃圧Ｐdを適切な範囲内に維持しながら故障診断の機会をより増加させることができる。

なお、上記実施形態では、燃圧上昇側判定における目標燃圧Ｐdtの加算値である第３の所定値αを一定の値としているが、燃圧上昇制御開始時におけるデリバリ燃圧Ｐdに基づいて変化させてもよい。例えば、低燃圧領域では、最大燃圧値Ｐdmaxまで余裕があるので、第３の所定値αを大きく設定するとよい。このように、第３の所定値αを大きく設定することで、デリバリ燃圧Ｐdを目標燃圧Ｐdtに制御する際のフィードバック補正量が大きくなり、デリバリ燃圧Ｐdの立ち上がりが大きくなるので、燃圧上昇側判定カウンタの初期値Ｘuを短く設定して早期に燃圧上昇側判定を完了させることができる。一方、高燃圧領域であって最大燃圧値Ｐdmaxまで余裕が少ない場合には、第３の所定値αを小さく設定するとよい。これにより、デリバリ燃圧Ｐdの立ち上がりが小さくなり燃圧上昇側判定カウンタの初期値Ｘuを長く設定しなければならず判定時間が長くなるが、急激なデリバリ燃圧Ｐdの上昇を抑えて、デリバリ燃圧Ｐdが最大燃圧値Ｐdmaxを超え難くしてリリーフ弁３５等の保護を図ることができる。

また、上記実施形態では、例えばエンジン始動操作によりエンジン始動した際に故障判定部５１による燃圧センサ２４の故障診断を行うが、エンジン始動操作時だけでなく、エンジン自動停止始動装置によるエンジン再始動時、ハイブリッド車において走行モードをＥＶモードからシリーズモードまたはパラレルモードに移行した際でのエンジン始動時等に実行してよい。

本願発明は、筒内燃料噴射弁に高圧の燃料を供給する高圧燃料供給装置を備え、筒内燃料噴射弁に供給する燃料の圧力を検出して高圧燃料供給装置を制御する内燃機関において、広く適用することができる。

１エンジン
１１筒内燃料噴射弁
２０高圧燃料供給装置
２４燃圧センサ（圧力検出器）
５０コントロールユニット(燃圧制御部)
５１故障判定部

Claims

燃料タンクに貯留した燃料を加圧する高圧燃料供給装置と、
前記高圧燃料供給装置により加圧された燃料を供給されて内燃機関の燃焼室に噴射する筒内燃料噴射弁と、
前記高圧燃料供給装置から前記筒内燃料噴射弁に供給された燃料の圧力を検出する圧力検出器と、
前記内燃機関が始動した際の前記圧力検出器による圧力検出値に基づいて当該圧力検出器の故障判定をする故障判定部と、
を備えた内燃機関の燃料噴射装置であって、
前記故障判定部は、前記筒内燃料噴射弁に供給された燃料の圧力を上昇させる燃圧上昇制御を実行して前記圧力検出値が第１の所定値以上変化したか否かによって前記圧力検出器の故障判定をする第１の故障判定と、前記筒内燃料噴射弁に供給された燃料の圧力を低下させる燃圧下降制御を実行して前記圧力検出値が第２の所定値以上変化したか否かによって前記圧力検出器の故障判定をする第２の故障判定と、を前記内燃機関が始動した際の前記圧力検出値に基づいて選択して実行し、
前記第１の所定値と前記第２の所定値とは異なる値であることを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。
前記故障判定部は、前記燃圧上昇制御または前記燃圧下降制御を開始してから所定期間経過するまでの前記圧力検出値の変化量に基づいて前記圧力検出器の故障判定をし、
前記所定期間は、前記第１の故障判定と前記第２の故障判定とで異なる値であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
前記圧力検出器により検出した圧力検出値に基づいて前記高圧燃料供給装置を作動制御して、前記圧力検出値を所定の目標燃圧にする燃圧制御部を備え、
前記燃圧上昇制御は、前記目標燃圧を前記圧力検出値より第３の所定値高い値に設定することで、前記燃料の圧力を上昇させ、前記第３の所定値は前記第１の所定値より高いことを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
前記故障判定部は、前記内燃機関が始動した際の前記圧力検出値が、前記高圧燃料供給装置から供給される燃料の圧力の上限値から前記第３の所定値を減算した値より高い場合には、燃圧下降制御を選択することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
前記第３の所定値は、前記目標燃圧が前記上限値を超えないように前記圧力検出値が高くなるに伴って小さく設定されることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
前記第１の所定値は、前記内燃機関が始動した際の圧力検出値に基づいて設定されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
前記燃圧下降制御は、前記高圧燃料供給装置からの燃料の供給を抑制した上で前記筒内燃料噴射弁により燃料を噴射することで、前記燃料の圧力を低下させることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射装置。