JP3384444B2 - 蓄圧式燃料噴射装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蓄圧式燃料噴射装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼルエンジンの燃料噴射装置とし
て、蓄圧器に蓄圧した高圧燃料をエンジンの各気筒に安
定に供給して低速域から高速域までの広い運転領域にお
いてエンジン性能を向上可能とする蓄圧式燃料噴射装置
（コモンレールシステム）がある。このような燃料噴射
装置を用いた場合でも、燃料噴射開始直後における燃料
噴射率が過大であると、燃焼の初期に急激な爆発燃焼が
行われ、エンジン騒音が増大するばかりでなく排気ガス
中の窒素酸化物（ＮＯｘ）が増大する。

【０００３】このような不具合を解消するため、各回の
燃料噴射サイクルの初期段階において、低めの燃料噴射
率で燃料を噴射する蓄圧式燃料噴射装置が提案されてい
る。この提案に係わる燃料噴射装置は、例えば、低圧燃
料を貯溜する低圧蓄圧器と、高圧燃料を貯溜する高圧蓄
圧器と、低圧蓄圧器又は高圧蓄圧器をインジェクタ（燃
料噴射ノズル）に選択的に連通させて燃料噴射率を切り
換える切換弁と、インジェクタの圧力制御室と燃料タン
クとを連通・遮断して燃料噴射時期を制御する開閉弁と
を備えている。

【０００４】蓄圧器での燃圧形成に関して、例えば、エ
ンジンにより夫々駆動される低圧燃料ポンプ及び高圧燃
料ポンプを用いて低圧及び高圧の燃料を得るもの、或い
は、高圧燃料ポンプにより高圧燃料を得ると共に低圧蓄
圧器へ導入した高圧燃料を調圧して低圧燃料を得るもの
がある（例えば、特開平６−９３９３６）。また、高圧
蓄圧器の高圧燃料から低圧蓄圧器の低圧燃料を得るタイ
プの蓄圧式燃料噴射装置（例えば、ＷＯ９８／０９０６
８）では、例えば、各気筒のインジェクタに対応して設
置してある燃料噴射時期制御用の開閉弁を閉弁すると共
に燃料噴射率切換用の切換弁を低圧側へ切り換えること
により、インジェクタの燃料室（燃料溜まり）に低圧燃
料を満たすと共にインジェクタを閉弁状態に保持し、燃
料噴射開始時期が到来した時に開閉弁を開弁させてイン
ジェクタを開弁させて低圧燃料をノズルから噴射させて
低圧初期噴射（以下「低圧噴射」という）を行い、低圧
噴射期間が経過した時に切換弁を高圧側へ切り換え、高
圧蓄圧器からの高圧燃料をノズルから噴射させて高圧主
噴射（以下「高圧噴射」という）を行い、噴射終了時期
が到来すると切換弁を低圧側へ切り換えると共に開閉弁
を閉弁する。即ち、切換弁により低圧蓄圧器と高圧蓄圧
器を燃料噴射中に切り換えて燃料の噴射波形の制御を行
う。低圧蓄圧器では、切換弁が閉弁した後当該切換弁と
インジェクタの燃料室との間に溜まった高圧燃料を調圧
して低圧燃料を得る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、低圧蓄
圧器と高圧蓄圧器を燃料噴射中に切り換えて噴射波形の
制御を行う上記構成の蓄圧式燃料噴射装置において、各
気筒のインジェクタに対応して設置してある燃料噴射率
を切り換える切換弁からインジェクタ間の燃料通路で燃
料圧力が異常となったとき当該異常が発生した燃料通路
の気筒の燃料噴射圧力、燃料噴射量が残りの他の気筒と
比べて異常となるため、エンジン出力の低下、トルク変
動の増大等を来たし、正常にはエンジンを運転すること
ができなくなる。また、このような異常な状態でエンジ
ンの運転を続けた場合、過負荷、排気温度の上昇等によ
り、エンジンひいては車両に損傷を与える場合が生ずる
等の問題がある。

【０００６】このため、本発明では、各気筒の燃料噴射
ノズルに対応して設置されている燃料噴射率を切り換え
る切換弁から燃料噴射ノズル間の燃料通路で燃料圧力が
異常となったときにこれを判定し、エンジン故障等を未
然に防止するようにした蓄圧式燃料噴射装置を提供する
ことを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の請求項１では、燃料ポンプで加圧された高
圧燃料は、第１蓄圧器に貯溜され、第１制御弁、燃料通
路を介してエンジンの燃焼室内に噴射する燃料噴射ノズ
ルに供給されると共に、前記燃料通路に分岐通路を介し
て接続され、前記第１蓄圧器内の燃圧よりも低圧の第２
蓄圧器に供給されて貯溜される。この第２蓄圧器の燃圧
は、当該第２蓄圧器内の燃料を大気解放側へ排出する第
２制御弁により制御される。制御手段は、前記第１蓄圧
器内の高圧燃料を前記第２蓄圧器に向かって排出すべく
前記第１制御弁を開弁制御し、且つ前記第２蓄圧器の燃
料圧を設定圧にすべく前記第２蓄圧器の燃料圧を検出す
る圧力検出手段の出力に応じて前記第２制御弁を開弁制
御する。

【０００８】第１蓄圧器から排出される高圧燃料は、オ
リフィスを通して第２蓄圧器に供給されて低圧燃料とし
て貯溜されるため、第１蓄圧器から排出される燃料量に
異常があると、第２蓄圧器に供給される燃料量が変化
し、第２制御弁の開弁率が設定圧に対する理論開弁率の
範囲を逸脱する。従って、設定圧に対する第２制御弁の
開弁率を検出することで、第１制御弁から燃料噴射ノズ
ル間の燃料通路の燃料圧の異常判定を行なうことができ
る。制御手段は、前記設定圧に対する前記第２制御弁の
開弁率が基準領域外のとき前記第１制御弁から燃料噴射
ノズル間の燃料通路の燃料圧に異常が発生したと判定す
る。

【０００９】請求項２の発明では、制御手段は、前記設
定圧に基づく基準領域より開弁率が大きいとき、第１制
御弁が開弁状態で故障していると判定する。請求項３の
発明では、制御手段は、前記設定圧に基づく基準領域よ
り開弁率が小さいとき、第１制御弁が閉弁状態で故障し
ていると判定する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施例を例示的に詳しく説明する。図１は、本発明
の実施形態としての蓄圧式燃料噴射装置の概略構成図、
図２は、図１に示す燃料噴射装置の主要要素とエンジン
の各気筒のインジェクタとの接続を示す概略図である。

【００１１】図１及び図２において、蓄圧式燃料噴射装
置は、例えば、直列６気筒のディーゼルエンジン（図示
せず）に搭載されるもので、高圧燃料ポンプ１は、例え
ば、図３に示すようなプランジャポンプ２０を２台備
え、各プランジャポンプ２０は、前記直列６気筒エンジ
ンの前３気筒と後３気筒に夫々対応しており、前３気筒
の各プランジャ２１、後３気筒の各プランジャ２１を駆
動する各カム２２は、夫々３つの山を備えており、ポン
プ軸が１回転する間に各プランジャ２１が各１回の圧送
ストロークを実施して燃料を圧送するようになってい
る。圧送ストロークの調整は、プンランジャポンプ２０
の吐出側に設けられている電磁弁２３の閉弁時期を調整
することにより行われ、この電磁弁２３が開弁している
間は、プランジャポンプ２０の圧送動作が無効になるよ
うになっている。電磁弁２３は、後述する電子制御装置
８により制御される。

【００１２】図１に戻り、蓄圧式燃料噴射装置の制御手
段としての電子制御装置（ＥＣＵ）８は、エンジン回転
センサ８ａにより検出されたエンジン回転数Ｎｅと、ア
クセル開度センサ（図示せず）により検出されたアクセ
ルペダル踏込量（アクセル開度）Ａccとに応じて高圧燃
料ポンプ１の電磁弁２３を制御して圧送ストロークを可
変調整し、更に、高圧蓄圧器（第１蓄圧器）３に設けら
れている圧力センサ（第１燃圧検出手段）３ａにより検
出された燃料圧Ｐ_HPに応じて圧送ストローク（吐出圧）
をフィードバック制御することにより、エンジン運転状
態に適合する高圧燃料を得るようになっている。

【００１３】高圧燃料ポンプ１により加圧された燃料
は、高圧蓄圧器３に貯溜される。この高圧蓄圧器３は、
各気筒に共通するものであり、燃料通路１０ａに連通し
ている。燃料通路１０ａの途中には、例えば、二方電磁
弁から成る燃料噴射率切換用の切換弁（第１制御弁）５
が各気筒毎に設けられ（図２）、当該切換弁５の直ぐ下
流に上流側から下流側にのみ燃料の流れを許容する逆止
弁３２が設けられている。

【００１４】燃料通路１０ａには、逆止弁３２の下流に
おいて当該燃料通路１０ａから分岐した燃料通路１０ｂ
を介して各気筒に共通の低圧蓄圧器（第２蓄圧器）４が
接続されている。燃料通路１０ｂの途中には逆止弁６
と、当該逆止弁６をバイパスするバイパス通路が設けら
れており、このバイパス通路にオリフィス６ａが設けら
れている。逆止弁６は、低圧蓄圧器４から燃料通路１０
ａ方向にのみ燃料の流れを許容する。燃料通路１０ａ内
の燃料圧が燃料通路１０ｂ内の燃料圧よりも高い場合、
燃料通路１０ａ内の燃料がオリフィス６ａを通して燃料
通路１０ｂに流入し、更に低圧蓄圧器４に流入する。燃
料通路１０ｂの低圧蓄圧器４と燃料タンク１７との間に
は電子制御装置８の制御下で動作して低圧蓄圧器４の燃
料圧を制御する圧力制御弁（第２制御弁）３４が設けら
れている。また、図２に示すように低圧蓄圧器４には当
該低圧蓄圧器４内の燃圧Ｐ_LPを検出する圧力センサ４ａ
（第２燃圧検出手段）が設けられている。

【００１５】電子制御装置８は、低圧蓄圧器４内の燃圧
が、エンジン回転数Ｎｅとアクセルペダル踏込量Ａccと
によって表されるエンジン運転状態に適合した圧力にな
るように、圧力センサ４ａにより検出した実圧力Ｐ_LPに
基づいて圧力制御弁３４を制御する。エンジンの各気筒
に設けられている燃料噴射ノズルとしてのインジェクタ
９は、燃料通路１０ａにオリフィス１５を介して接続さ
れた圧力制御室１１及び燃料室（燃料溜まり）１２を有
し、圧力制御室１１は、オリフィス１６、燃料戻り通路
１０ｃを介して燃料タンク１７に接続されている。そし
て、燃料戻り通路１０ｃの途中に例えば、二方電磁弁か
らなる燃料噴射時期制御用の開閉弁７が接続されてい
る。尚、開閉弁７は、インジェクタ内に設置されていて
もよい。

【００１６】インジェクタ９は、ノズル（噴孔）９ａを
開閉するニードル弁１３と、圧力制御室１１内に摺動可
能に収納された油圧ピストン１４とを有し、ニードル弁
１３は、スプリング（図示せず）によりノズル９ａ側に
付勢されて閉弁されている。燃料通路１０ａから圧力制
御室１１と燃料室１２とに燃料が供給されると共に噴射
時期制御用の開閉弁７を閉弁されている場合、前記スプ
リングのばね力と燃圧との合力がニードル弁１３に加わ
り、当該ニードル弁１３は、燃料室１２内の燃料圧に抗
してノズル９ａを閉塞する。開閉弁７が開弁して圧力制
御室１１内の燃料が燃料タンク１７側（大気開放側）へ
排出されると、燃料室１２内の燃料圧によりニードル弁
１３が前記スプリングのばね力に抗して油圧ピストン１
４側へ移動してノズル９ａが開口し、燃料室１２内の燃
料がノズル９ａからエンジンの燃焼室へ噴射される。

【００１７】以下、上記構成の燃料噴射装置の通常モー
ドでの動作を説明する。電子制御装置８の制御下で、高
圧蓄圧器３内の燃料圧及び低圧蓄圧器４内の燃料圧がエ
ンジン運転状態に適合するように制御され、エンジン運
転状態（エンジン回転数、アクセルペダル踏込量等）に
応じて燃料噴射期間（燃料噴射開始・終了時期）及び低
圧噴射期間が設定される。

【００１８】図４に示すように、燃料噴射開始時期が到
来するまでの間、切換弁５及び開閉弁７は、共に閉弁さ
れており、切換弁５の下流側の燃料通路１０ａには低圧
蓄圧器４から低圧燃料が供給され、この低圧燃料がイン
ジェクタ９の圧力制御室１１及び燃料室１２に供給され
る。開閉弁７が閉弁されていることで圧力制御室１１内
に供給された燃圧が油圧ピストン１４を介してニードル
弁１３に加わり、当該ニードル弁１３によりノズル９ａ
が閉塞されて閉弁されている。

【００１９】燃料噴射開始時期になると、開閉弁７のみ
が開弁され、インジェクタ９の圧力制御室１１内の低圧
燃料がオリフィス１６及び燃料戻り通路１０ｃを通して
燃料タンク１７に排出される。これにより油圧ピストン
１４を介してニードル弁１３に加わる燃圧とスプリング
のばね力との合力が、当該ニードル弁１３を押し上げる
ように作用する燃料室１２内の燃圧よりも小さくなった
時点でニードル弁１３が上昇してノズル９ａが開口さ
れ、ノズル９ａから低圧燃料が噴射される。即ち、噴射
初期において比較的小さい燃料噴射率（単位時間当たり
の燃料噴射量）での低圧噴射が実行される。この低圧噴
射により、燃料噴射期間の初期段階での燃焼は、比較的
緩慢に行われ、排気ガス中のＮＯｘ量の低減が図られ
る。

【００２０】低圧噴射を開始してから所定時間が経過す
ると、噴射時期制御用の開閉弁７が開弁された状態のま
ま、噴射率切換用の切換弁５が開弁され、燃料室１２に
高圧燃料が供給され、インジェクタ９から高圧燃料が噴
射される。即ち、低圧噴射での燃料噴射率よりも大きい
噴射率での燃料噴射（高圧噴射）が実行される。そし
て、燃料噴射終了時期になると、噴射時期制御用の開閉
弁７が閉弁され、燃料通路１０ａからオリフィス１５を
通して圧力制御室１１に供給された高圧燃料が油圧ピス
トン１４を介してニードル弁１３に作用し、当該ニード
ル弁１３がノズル９ａを閉塞し、ノズル９ａからの燃料
噴射が終了する。燃料噴射終了時点で燃料噴射率が急速
に立ち下がってエンジンからの黒煙（スモーク）やパテ
ィキュレート（粒状物質ＰＭ）の排出量が低減される。
噴射率切換用の切換弁５は、燃料噴射終了時期における
開閉弁７の閉弁と同時に閉弁され、或いは、燃料噴射時
期終了時期から所定時間が経過した時点で閉弁される。

【００２１】図５に示すようにインジェクタ９の燃料室
１２と噴射率切換用の切換弁５との間において、燃料通
路１０ａ内の高圧燃料は、燃料通路１０ｂのオリフィス
６ａを通して低圧蓄圧器４に流入し、これにより、燃料
通路１０ａ内の燃料圧は、各回の燃料噴射サイクルでの
燃料噴射が終了した時点から漸減して、次回の燃料噴射
サイクルでの燃料噴射が開始されるまでに圧力制御弁３
４により設定される低圧噴射に適合する燃料圧に低下
し、次回の低圧噴射での噴射率は、所要のものとなる。

【００２２】既に説明したように、各気筒のインジェク
タに対応して設置してある燃料噴射率を切り換える切換
弁からインジェクタ間の燃料通路で燃料圧力が異常とな
ったとき、例えば、図２に示す６気筒中の第１気筒の切
換弁５-1が故障した場合には、当該第１気筒への燃料噴
射圧力及び燃料噴射量が、残りの他の気筒と比べて異常
となるため、エンジン出力の低下、トルク変動の増大等
を来たし、正常にはエンジンを運転することができなく
なる。

【００２３】即ち、インジェクタ・切換弁の制御におい
て、第１気筒の切換弁５-1が閉弁状態で故障した場合の
噴射波形は、図６に示すように切換弁が正常な気筒の噴
射波形（点線で示す）に対して高圧噴射が行われない低
圧噴射のみの異常な噴射となる。従って、切換弁５-1の
第１気筒だけ高圧噴射ができなくなり、他の気筒に比べ
て燃料噴射量が少なくなる。このように６気筒中１気筒
だけ燃料量が少なくなるためにトルク変動が大きくな
り、エンジンの振動が大きくなる。図６は、切換弁５-1
が閉弁状態で故障した場合の燃料噴射波形、インジェク
タ９及び切換弁５-1の駆動を示すタイミングチャートを
示す。

【００２４】また、切換弁５-1が開弁状態で故障した場
合の噴射波形は、図７に示すように切換弁が正常な気筒
の噴射波形（点線で示す）に対して低圧噴射が行われな
い高圧噴射のみの波形となる。従って、当該切換弁５-1
の第１気筒だけ他の気筒よりも燃料量が多くなる。この
ように６気筒中１気筒だけ燃料量が多くなくためにトル
ク変動が大きくなり、エンジンの振動が大きくなる。し
かも、切換弁５-1が故障した第１気筒だけ設定燃料量を
超えて燃料を噴射することとなり、当該第１気筒だけが
過負荷となり、エンジンが焼き付く虞がある。図７は、
図２の切換弁５-1が開弁状態で故障した場合の燃料噴射
波形、インジェクタ９及び切換弁５-1の駆動を示すタイ
ミングチャートを示す。

【００２５】このようにどの切換弁５が閉弁状態又は開
弁状態の何れの状態で故障した場合でも、低圧噴射と高
圧噴射の組合せができなくなり、切換弁が正常な他の気
筒に対して噴射量が異常となる。そこで、本発明の蓄圧
式燃料噴射装置では、電子制御装置８は、図９に示す切
換弁故障判定ルーチンを所定周期で実行する。この判定
ルーチンにおいて、高圧燃料と低圧燃料の噴射を切り換
える噴射率切換用の切換弁５が正常か否かを判定し（ス
テップＳ１）、正常であるときには通常制御モードに移
行し（ステップＳ２）、故障しているときには故障時制
御モード（リンプホームモード）に移行する（ステップ
Ｓ３）。

【００２６】ステップＳ１における切換弁５の故障判定
は、電子制御装置８により低圧蓄圧器４の燃料圧を制御
する圧力制御弁３４の負荷状態をモニタして判定する。
この切換弁５の故障判定は、閉弁状態で故障している場
合と、開弁状態で故障している場合との２通りを判定す
る。切換弁５-1が閉弁状態で故障した場合には、燃料通
路１０ａから低圧蓄圧器４への高圧燃料の供給が、当該
切換弁５-1を通して供給される分だけ少なくなる。この
ため、低圧蓄圧器４の燃料圧を制御する圧力制御弁３４
（図１、図２）のデューティ比（開弁率）を通常状態よ
りも小さくして（閉弁時間を長くして）燃料タンク１７
に排出される燃料量を少なくしないと、低圧蓄圧器４の
燃料圧が設定圧力にならない。このため圧力制御弁３４
のデューティ比（負荷）が小さくなる。

【００２７】また、切換弁５-1が開弁状態で故障した場
合には、燃料通路１０ａから低圧蓄圧器４への高圧燃料
の供給量が、当該切換弁５-1を通して供給される分だけ
増大するために当該低圧蓄圧器４の燃料圧を制御する圧
力制御弁３４のデューティ比を通常状態よりも大きくし
て（開弁時間を長くして）多量の燃料を燃料タンク１７
に排出しないと、低圧蓄圧器４の燃料圧が設定圧力にな
らない。このため圧力制御弁３４のデューティ比（負
荷）が大きくなる。

【００２８】図１０は、低圧蓄圧器４の指示圧力と圧力
制御弁３４のデューティ比（負荷）の関係を示す。図１
０において、実線は、切換弁５が正常な状態における圧
力制御弁３４のデューティ比の基準値（理論開弁率）を
示し、その両側にデューティ比許容値（ヒステリシス）
が設定されて基準領域Ｉとされている。基準領域Ｉの下
側の領域IIは、圧力制御弁３４のデューティ比が小さい
即ち、負荷が小さい領域、上側の領域IIIは、圧力制御
弁３４のデューティ比が大きい即ち、負荷が大きい領域
である。

【００２９】電子制御装置８は、圧力制御弁３４のデュ
ーティ比（負荷）をモニタして、図１０の基準領域Ｉを
逸脱した領域IIにある場合には切換弁５が閉弁状態で故
障しているものと判定し、領域IIIにある場合には切換
弁５が開弁状態で故障しているものと判定する。切換弁
５の故障としては、高圧燃料に晒されることに起因する
スプールのスティック等の機械的な故障と、ソレノイド
の断線による電気的な故障がある。また、他にオリフィ
ス６ａの詰まり等に起因する故障もある。切換弁５のソ
レノイドが断線している場合には、電子制御装置８は、
断線判定により切換弁５の故障を判定する。

【００３０】電子制御装置８は、図９のステップＳ３の
切換弁の故障時制御モード（リンプホームモード）にお
いて、燃料噴射量、噴射圧力、インジェクタ９及び燃料
噴射率を切り換え制御する切換弁５の各制御マップを故
障モード用に切り換えて制御する。即ち、図１１に実線
で示すように燃料噴射量制御は、点線で示す通常モード
（最大値）に対して最大噴射量・エンジンの最高回転数
（最大値）を制限する。図１１は、エンジン回転数と燃
料噴射量との関係を示す特性図である。

【００３１】更に、電子制御装置８は、図１２に実線で
示すように高圧蓄圧器３と低圧蓄圧器４の最高圧力（燃
料圧）を所定圧（以下「設定圧」という）に制御する。
この設定圧は、最大圧力が点線で示す通常制御時におけ
る高圧蓄圧器４の燃料圧よりも低く、通常制御時におけ
る低圧蓄圧器４の燃料圧よりも高く、且つ低圧蓄圧器４
の許容耐圧（許容圧力）以下とされている。この設定圧
は、高圧燃料ポンプ１のプランジャ２１（図１）の圧送
ストロークの有効区間を調整して高圧蓄圧器３の燃料圧
を制御すると共に、圧力制御弁３４のデューティ比を制
御して低圧蓄圧器４の燃料圧を制御し、これら高圧蓄圧
器３と低圧蓄圧器４の燃料圧が同一となるように制御す
る。図１２は、エンジン回転数と高圧蓄圧器３及び低圧
蓄圧器４の各燃料圧との関係を示す特性図である。

【００３２】このように高圧蓄圧器３の最大圧力（燃料
圧）を低圧蓄圧器４の許容耐圧以下とすることで、切換
弁５が故障した気筒と、切換弁５が正常な他の気筒の燃
料噴射圧が同一となり、気筒間のトルク差が無くなり、
トルク変動が抑制され、エンジン振動が抑制される。図
８は、切換弁の故障モード時における燃料噴射波形、イ
ンジェクタ９及び切換弁５の駆動を示すタイミングチャ
ートを示す。図８に示すように、インジェクタ９の開弁
時期即ち、噴射時期を制御する開閉弁７の制御は、通常
制御と同一のマップを使用して制御の簡略化を図る。ま
た、正常な切換弁５の開弁時期は、インジェクタ９の開
弁時期（開閉弁７の開弁時期）よりも進め（進角）に設
定する。これにより、切換弁５の閉弁故障時には高圧蓄
圧器３の燃料圧（Ｐ_HP）＝低圧蓄圧器４の燃料圧
（Ｐ_LP）に制御している状態であるから、切換弁５が閉
弁故障している気筒は、他の切換弁５が正常な気筒と同
一圧力の燃料を低圧蓄圧器４から供給されて、全気筒の
噴射波形を揃えることができる。また、或る切換弁５が
開弁故障時には、他の切換弁５が正常な気筒は、全噴射
期間中に亘って切換弁５が開弁していることになり、前
記切換弁５が開弁故障している気筒と同じ条件となるた
め、全気筒の噴射波形を揃えることができる。

【００３３】このように、電子制御装置８により燃料噴
射率を切り換える切換弁５の故障を判定し、故障時には
リンプホームモードに設定することで、エンジン本体の
損傷、ひいてはエンジン本体の過負荷、排気温度の上昇
等に伴う車両の損傷を回避することができる。また、切
換弁故障時には、リンプホームモードで適正な制御を行
うことで、エンジンの過負荷運転、回転変動等を抑制し
て、修理工場まで自走することが可能となる。

【００３４】尚、切換弁５からインジェクタ９間の燃料
通路の異常としては、前述したように切換弁５の機械的
な故障の他、切換弁５のソレノイドの断線故障、或いは
燃料通路１０ｂのオリフィス６ａの目詰まり等により切
換弁５からインジェクタ９間の燃料通路１０ａ、１０ｂ
で燃料圧力が異常となる場合もあり、これらの異常が発
生した場合についても上述と同様である。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、第１蓄圧器から排出さ
れる高圧燃料により第２蓄圧器の低圧燃料が蓄圧される
ため、第１蓄圧器から排出される燃料量に異常がある
と、第２蓄圧器に供給される燃料量が変化し、第２制御
弁の開弁率が設定圧に対する理論開弁率の範囲を逸脱す
る。従って、設定圧に対する第２制御弁の開弁率を検出
することで、間接的に、第１制御弁から燃料噴射ノズル
間の燃料通路の燃料圧力の異常判定を行なうことができ
る。これにより、エンジンの故障や車両の損傷等を未然
に防止することが可能となる。

【００３６】また、請求項２の発明では、開弁率が大き
いときは、供給される燃料が設定相当の量より多いとき
であり、第１制御弁が開弁状態で故障しているものと判
定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る蓄圧式燃料噴射装置
を示す概略図である。

【図２】図１に示す燃料噴射装置の主要要素とエンジン
の各気筒のインジェクタとの接続を示す概略図である。

【図３】図１に示す高圧燃料ポンプの概略図である。

【図４】通常モードで実施される一燃料噴射サイクルに
おける、時間経過に伴う噴射率の変化並びに噴射率切換
用の切換弁及び噴射時期制御用の開閉弁の各開閉状態の
変化を示す図である。

【図５】通常モードで実施される一燃料噴射サイクルに
おける、時間経過に伴うインジェクタと切換弁との間の
燃料通路内の燃料圧力の変化を示す図である。

【図６】切換弁が閉弁状態で故障した場合の燃料噴射波
形、インジェクタ及び切換弁の駆動を示すタイミングチ
ャートである。

【図７】切換弁が開弁状態で故障した場合の燃料噴射波
形、インジェクタ及び切換弁の駆動を示すタイミングチ
ャートである。

【図８】切換弁の故障モード時における燃料噴射波形、
インジェクタ及び切換弁の駆動を示すタイミングチャー
トである。

【図９】図１に示す蓄圧式燃料噴射装置の切換弁故障判
定ルーチンのフローチャートである。

【図１０】低圧蓄圧器の指示圧力と圧力制御弁のデュー
ティ比（負荷）の関係を示す特性図である。

【図１１】エンジン回転数と燃料噴射量との関係を示す
特性図である。

【図１２】エンジン回転数と高圧及び低圧蓄圧器の圧力
（燃圧）との関係を示す特性図である。

【符号の説明】

１ 高圧燃料ポンプ ３ 高圧蓄圧器（第１蓄圧器） ４ 低圧蓄圧器（第２蓄圧器） ３ａ、４ａ 圧力センサ ５ 高圧・低圧蓄圧器（燃料噴射率）切換用の切換弁
（第１制御弁） ７ 噴射時期制御用の開閉弁 ８ 電子制御装置（制御手段） ９ インジェクタ（燃料噴射ノズル） １０ａ、１０ｂ 燃料通路 ２０ プランジャポンプ ２１ プランジャ ２２ カム ２３ 電磁弁 ３４ 低圧蓄圧器の圧力制御弁（第２制御弁）

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−90658（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−93936（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−323220（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−49067（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−68368（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−291777（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−238431（ＪＰ，Ａ) 国際公開98／9068（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02M 47/00 F02M 47/02 F02M 45/00 F02M 45/04 F02M 55/02 310 F02M 55/02 350 F02M 61/20

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料ポンプにより加圧された高圧の燃料
   を貯溜する第１蓄圧器と、 前記第１蓄圧器と燃料通路を介して接続し燃料をエンジ
   ンの燃焼室内に噴射する燃料噴射ノズルと、 前記第１蓄圧器内の高圧燃料を前記燃料通路下流側へ排
   出する第１制御弁と、 前記第１蓄圧器内の高圧燃料よりも低圧の燃料を貯溜
   し、前記第１制御弁より下流側の前記燃料通路に分岐通
   路を介して接続される第２蓄圧器と、前記分岐通路に介装され前記第２蓄圧器側から前記燃料
   通路側への燃料の流れを許容する逆止弁と、 前記分岐通路に前記逆止弁と並列に設けられ前記燃料通
   路側及び前記第２蓄圧器側の燃料圧力差による燃料の流
   れを許容するオリフィスと、 前記第２蓄圧器内の燃料を大気開放側へ排出し、前記第
   ２蓄圧器内の燃料圧力を制御する第２制御弁と、 前記第２蓄圧器の燃料圧を検出する圧力検出手段と、 前記燃料噴射ノズルの開閉に対応して前記第１制御弁を
   開弁制御し、且つ前記第２蓄圧器の燃料圧を設定圧にす
   べく前記圧力検出手段の出力に応じて前記第２制御弁を
   開弁制御すると共に、前記設定圧に対する前記第２制御
   弁の開弁率が基準領域外のとき前記第１制御弁から前記
   燃料噴射ノズル間の燃料通路の燃料圧が異常になったと
   判定する制御手段とを有したことを特徴とする蓄圧式燃
   料噴射装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、前記設定圧に基づく基
   準領域より前記開弁率が大きいとき、前記第１制御弁は
   開弁状態で故障していると判定することを特徴とする請
   求項１に記載の蓄圧式燃料噴射装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、前記設定圧に基づく基
   準領域より前記開弁率が小さいとき、前記第１制御弁は
   閉弁状態で故障していると判定することを特徴とする請
   求項１に記載の蓄圧式燃料噴射装置。