JP3807270B2 - 蓄圧式燃料噴射装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧供給ポンプからコモンレールへの燃料の吐出量をフィードバック制御するフィードバック制御手段を備えた蓄圧式燃料噴射装置に関するもので、特に蓄圧式燃料噴射装置を搭載したディーゼルエンジンの始動時における高圧供給ポンプからコモンレールへの燃料の吐出量の制御方法に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、蓄圧式燃料噴射装置を搭載したディーゼルエンジンにおいて、エンジン始動時における高圧供給ポンプからコモンレールへの燃料の吐出量の制御方法は、ポンプ位相が明らかになり、所定のコモンレール圧以上に上昇するか、エンジン回転速度が所定回転速度以上に上昇するまでは、ポンプカムボトムからポンプカムトップまでの燃料圧送行程期間中に、高圧供給ポンプからコモンレールへの燃料の吐出量を調量する電磁弁の電磁コイルへの通電ＯＮ時間と通電ＯＦＦ時間とを繰り返すことにより、コモンレール圧の昇圧性を向上するようにした特開２０００−１８０５２公報に記載の技術が公知である。
また、コモンレール圧センサが故障した場合は、目標コモンレール圧を実コモンレール圧に置き換えて、エンジンの出力の制限を行い、エンジンの運転を可能とする技術も公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、コモンレール圧センサの故障時におけるエンジン始動時においては、実際のコモンレール圧が検出できないため、上記の昇圧性向上の手段を用いることができず、図８のタイミングチャートに示したように、コモンレール圧の昇圧性能が悪化し、スタータスイッチをＯＮしてからクランキングを経てエンジンの始動が完了するまでの時間（Ｔｂ）が長くなるという問題が生じている。ここで、図８においてＮＰＣは実コモンレール圧で、ＰＦＩＮは目標コモンレール圧で、ＮＥはエンジン回転数である。
また、エンジンが搭載されている車両によっては、自動エンジン始動システムを採用しているものがあり、その自動エンジン始動システムの設定によっては、コモンレール圧センサの故障時には、全くエンジンを始動できないという問題が発生することも考えられた。
【０００４】
【発明の目的】
本発明の目的は、燃料圧力検出手段の異常時のエンジン始動時においてコモンレール圧の昇圧性を向上させることにより、燃料圧力検出手段の故障時においても正常時と同等の始動性能を確保することのできる蓄圧式燃料噴射装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、燃料圧力検出手段の正常時のエンジン始動時に、燃料圧力検出手段によって検出される実コモンレール圧が、回転速度検出手段によって検出されるエンジン回転速度およびエンジン温度検出手段によって検出されるエンジン温度に応じて設定された第１始動時コモンレール圧と略一致するように、高圧供給ポンプからコモンレールへの燃料の吐出量を制御している。
【０００６】
また、燃料圧力検出手段の異常時のエンジン始動時に、回転速度検出手段によって検出されるエンジン回転速度が低いときに第１始動時コモンレール圧よりも高く設定された第２始動時コモンレール圧に基づいて、高圧供給ポンプからコモンレールへの燃料の吐出量を制御している。それによって、エンジン回転速度が低いときでも、高圧供給ポンプからコモンレールへの燃料の吐出量を多くすることができるので、コモンレールに蓄圧された燃料のコモンレール圧の昇圧性能を向上することができる。これにより、燃料圧力検出手段が故障した時のエンジン始動時においても、燃料圧力検出手段の正常時と略同等の始動性能を得ることができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明によれば、燃料圧力検出手段の異常時のエンジン始動時に、回転速度検出手段によって検出されるエンジン回転速度が低いときに第１始動時コモンレール圧よりも高く設定された第２始動時コモンレール圧に基づいて、吐出量制御用電磁弁の電磁コイルへの通電時間を制御することにより、エンジン回転速度が低いときには吐出量制御用電磁弁の電磁コイルへの通電時間を長くすることができる。これにより、エンジン回転速度が低いときでも、高圧供給ポンプからコモンレールへの燃料の吐出量を多くすることができるので、コモンレールに蓄圧された燃料のコモンレール圧の昇圧性能を向上することができる。
【０００８】
請求項３に記載の発明によれば、第２始動時コモンレール圧は、回転速度検出手段によって検出されるエンジン回転速度が低い程、第１始動時コモンレール圧よりも極めて高く設定され、且つ回転速度検出手段によって検出されるエンジン回転速度が高くなるに従って第１始動時コモンレール圧に収束するように設定されることを特徴としている。それによって、燃料圧力検出手段の異常時のエンジン始動時に、コモンレールに蓄圧された燃料のコモンレール圧が、燃料圧力検出手段の正常時のエンジン始動時の第１始動時コモンレール圧に擬似的に沿わせることができるので、燃料圧力検出手段が故障した時のエンジン始動時においても、燃料圧力検出手段の正常時と略同等の始動性能を得ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
［実施例の構成］
発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。ここで、図１はコモンレール式燃料噴射装置の全体構成を示した図である。
【００１０】
本実施例のコモンレール式燃料噴射装置は、本発明の蓄圧式燃料噴射装置に相当するもので、例えば多気筒ディーゼルエンジン（以下エンジンと略す）１の各気筒の燃焼室内に高圧燃料を噴射供給する複数のインジェクタ２と、高圧燃料を蓄圧するサージタンクの一種であるコモンレール３と、燃料タンク４から燃料を汲み上げる周知の低圧供給ポンプ（フィードポンプ）５と、この低圧供給ポンプ５を経て吸入された燃料を高圧に加圧しコモンレール３に供給する可変吐出量型高圧供給ポンプ（サプライポンプ：以下高圧供給ポンプと略す）６と、複数のインジェクタ２の噴射時期や噴射量および高圧供給ポンプ６の吐出量を制御する電子制御ユニット（以下ＥＣＵと呼ぶ）１０とを備えた電子制御燃料噴射システムである。
【００１１】
インジェクタ２は、周知の構成のものであり、コモンレール３にそれぞれ連通する燃料配管の下流端に接続され、エンジン１の各気筒の燃焼室内に高圧燃料を噴射供給する燃料噴射ノズルと、この燃料噴射ノズルを駆動する噴射期間制御用電磁弁（以下電磁弁と略す）８とから構成されている。そして、インジェクタ２による燃料噴射は、ＥＣＵ１０から図示しないインジェクタ駆動回路を介して出力された制御信号により制御されるものであり、電磁弁８が開弁している間、コモンレール３に蓄圧された高圧燃料をエンジン１の各気筒の燃焼室内に噴射供給する。
【００１２】
コモンレール３は、高圧燃料を吐出する高圧供給ポンプ６の吐出口と吐出弁１１および燃料配管１２を介して接続されている。また、コモンレール３には、内部のコモンレール圧が所定の限界圧力を越えないようにするためのプレッシャリミッタ（図示せず）が設けられている。さらに、コモンレール３には、各インジェクタ２からエンジン１へ噴射供給する実際の噴射圧力、つまり実コモンレール圧（ＮＰＣ）を検出するコモンレール圧センサ２４が取り付けられている。
【００１３】
高圧供給ポンプ６は、燃料をプランジャ室内に吸入して加圧し、ＥＣＵ１０から指令された目標コモンレール圧（ＰＦＩＮ）に対応した吐出量の高圧燃料をコモンレール３に吐出するように動作する。そして、高圧供給ポンプ６は、エンジン１のクランク軸の回転によって燃料タンク４内の燃料を加圧室（プランジャ室）へ汲み上げるための低圧供給ポンプ５を内蔵している。この高圧供給ポンプ６は、低圧供給ポンプ５によってプランジャ室に供給された燃料を加圧して高圧燃料としてコモンレール３へ圧送するためのプランジャ（図示せず）が設けられている。
【００１４】
また、高圧供給ポンプ６には、燃料の吐出圧（吐出量、圧送量）を制御するための吐出量制御用電磁弁（ポンプ流量制御弁：以下電磁弁と略す）７が取り付けられている。この電磁弁７は、ＥＣＵ１０から図示しないポンプ駆動回路を介して出力された制御信号により制御されるものであり、電磁弁７の開弁率が可変することで、コモンレール３への燃料の吐出圧（吐出量、圧送量）が調整される。これにより、コモンレール３に蓄圧される燃料圧力、つまり実コモンレール圧を変更できる。なお、電磁弁７は、電磁コイルが通電されると開弁し、ＥＣＵ１０からの電磁コイルの通電ＯＮ時間が長い程、コモンレール３への燃料の吐出圧（吐出量、圧送量）が大きくなるように動作する。
【００１５】
次に、ＥＣＵ１０を図１に基づいて簡単に説明する。このＥＣＵ１０には、制御処理、演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラムおよびデータを保存するＲＯＭ、ＲＡＭ、入力回路、出力回路、各種センサの検出回路、各種センサの故障診断回路、電源回路、インジェクタ駆動回路およびポンプ駆動回路等の機能を含んで構成される周知の構造のマイクロコンピュータが設けられている。そして、各種センサからのセンサ信号は、Ａ／Ｄ変換器でＡ／Ｄ変換された後にマイクロコンピュータに入力されるように構成されている。
【００１６】
ここで、ＥＣＵ１０に検出信号を出力する基本センサとしては、エンジン１の回転速度（ＮＥ：エンジン回転数とも言う）を検出する回転速度センサ（回転速度検出手段）２１（これは高圧供給ポンプ６に内蔵される場合もある）、アクセルペダルの踏み込み量（以下アクセル開度と言う）を検出するアクセル開度センサ（運転状態検出手段）２２、エンジン１の冷却水の温度（ＴＨＷ：エンジン冷却水温とも言う）を検出する冷却水温センサ（エンジン温度検出手段）２３等がある。アクセル開度センサ２２の他に、気筒判別センサ２５、目標噴射量（ＱＦＩＮ）を算出する目標噴射量決定手段、噴射時期センサ、吸気圧センサ、吸気温度センサ等のエンジン１の運転状態を検出する運転状態検出手段を使用しても良い。また、冷却水温センサ２３の他に、燃料温度センサ２６、エンジン温度センサ等のエンジン温度を検出するエンジン温度検出手段を使用しても良い。
【００１７】
ＥＣＵ１０は、エンジン１の運転状態に応じた最適な噴射時期、噴射量（＝噴射期間）を決定し、図示しないインジェクタ駆動回路（ＥＤＵ）を介して各インジェクタ２の電磁弁８を駆動する。すなわち、ＥＣＵ１０は、回転速度センサ２１によって検出されたエンジン回転数（ＮＥ）およびアクセル開度センサ２２によって検出されたアクセル開度（ＡＣＣＰ）等から、冷却水温センサ２３によって検出されたエンジン冷却水温（ＴＨＷ）の補正を加味して目標噴射量（ＱＦＩＮ）を算出し、この算出した目標噴射量（ＱＦＩＮ）を達成するために、運転状態毎に実コモンレール圧（ＮＰＣ）から算出されたインジェクタ通電信号に応じて各インジェクタ２の電磁弁８をそれぞれ駆動することでエンジン１が運転される。
【００１８】
また、ＥＣＵ１０は、本発明の第１始動時吐出量制御手段、第２始動時吐出量制御手段に相当するもので、図示しないポンプ駆動回路（ＥＤＵ）を介して高圧供給ポンプ６の電磁弁７を駆動する。すなわち、ＥＣＵ１０は、回転速度センサ２１によって検出されたエンジン回転数（ＮＥ）およびアクセル開度センサ２２によって検出されたアクセル開度（ＡＣＣＰ）等により判断される最適なコモンレール圧となるように高圧供給ポンプ６の電磁弁７に制御信号を出力するように構成されている。
【００１９】
さらに、ＥＣＵ１０は、上述したコモンレール圧センサ２４によって検出される実コモンレール圧（ＮＰＣ）が、目標噴射量（ＱＦＩＮ）、エンジン回転数（ＮＥ）やエンジン冷却水温（ＴＨＷ）等のエンジンパラメータを基に設定される目標コモンレール圧（ＰＦＩＮ）と一致するように、電磁弁７、つまり高圧供給ポンプ６の吐出口からコモンレール３への燃料の吐出圧（吐出量、圧送量）をフィードバック制御するプログラム（フィードバック制御手段）を搭載している。ここで、コモンレール圧センサ２４は、コモンレール３に取り付けられたもので、コモンレール５内に蓄圧された燃料圧力、つまり実コモンレール圧（ＮＰＣ）を検出する燃料圧力検出手段（コモンレール圧検出手段）である。
【００２０】
なお、ＥＣＵ１０は、エンジン１を始動する目的で、車両乗員がイグニッションスイッチをＯＮし、更にスタータへの通電を開始してエンジン１のクランク軸を必要最低回転速度以上でクランキングしている時に、図２に示したように、回転速度センサ２１によって検出されたエンジン回転数（ＮＥ）および冷却水温センサ２３によって検出されたエンジン冷却水温（ＴＨＷ）に応じてエンジン始動に最適な噴射開始圧力（第１始動時コモンレール圧）を算出する第１始動時コモンレール圧決定手段を有している。ここで、エンジン冷却水温（ＴＨＷ）が低い程、始動時目標コモンレール圧は高く設定される。
【００２１】
また、マイクロコンピュータには、コモンレール圧センサ２４の故障（異常状態）およびその検出回路の故障を自己診断する故障診断回路が設けられている。このため、ＥＣＵ１０は、コモンレール圧センサ２４またはその検出回路が故障した時のエンジン始動時に、図２に示したように、回転速度センサ２１によって検出されたエンジン回転数（ＮＥ）に応じて実際のコモンレール圧（実コモンレール圧）の昇圧性を向上させるための最適な噴射開始圧力（第２始動時コモンレール圧）を算出する第２始動時コモンレール圧決定手段を有している。
【００２２】
ここで、本実施例のＥＣＵ１０による目標コモンレール圧（ＰＦＩＮ）の算出方法は、始動時ではない（通常の運転状態）ならば、図２の基本コモンレール圧マップ（ＭＰＢＡＳＥ１）を用いて、目標噴射量（ＱＦＩＮ）、エンジン回転数（ＮＥ）およびエンジン冷却水温（ＴＨＷ）から求められる基本コモンレール圧（ＰＢＡＳＥ）を、目標コモンレール圧（ＰＦＩＮ）として算出する。また、エンジン始動時ならば、図２の第１始動時コモンレール圧マップ（ＭＰＳＴＡ）を用いて、エンジン回転数（ＮＥ）およびエンジン冷却水温（ＴＨＷ）から求められる第１始動時コモンレール圧（ＰＳＴＡ）を、目標コモンレール圧（ＰＦＩＮ）として算出する。また、故障診断回路によってコモンレール圧センサ２４またはその検出回路の故障が確定した場合には、エンジン回転数（ＮＥ）のみから求められるコモンレール圧センサ異常時の第２始動時コモンレール圧（ＰＳＴＡＰＣＦ）を目標コモンレール圧（ＰＦＩＮ）とする。
【００２３】
なお、図２に示したマップ選択手段３１は、ＸＳＴＡＲＴ（始動時状態フラグ）がＯＮ（１）の時には、目標コモンレール圧（ＰＦＩＮ）として基本コモンレール圧（ＰＢＡＳＥ）を選択し、また、ＸＳＴＡＲＴ（始動時状態フラグ）がＯＦＦ（０）の時には、目標コモンレール圧（ＰＦＩＮ）として第１始動時コモンレール圧（ＰＳＴＡ）または第２始動時コモンレール圧（ＰＳＴＡＰＣＦ）を選択するように構成されている。そして、図２に示したマップ選択手段３２は、ＸＬＨＳＰＣ（コモンレール圧センサ異常時フラグ）がＯＮ（１）の時には、コモンレール圧センサ異常時の第２始動時コモンレール圧（ＰＳＴＡＰＣＦ）を選択し、また、ＸＬＨＳＰＣ（コモンレール圧センサ異常時フラグ）がＯＦＦ（０）の時には、第１始動時コモンレール圧（ＰＳＴＡ）を選択するように構成されている。
【００２４】
［実施例の制御方法］
次に、本実施例の始動時コモンレール圧の制御方法を図１ないし図５に基づいて簡単に説明する。ここで、図３および図４はＥＣＵによる高圧供給ポンプの吐出量の算出方法を示したフローチャートである。
【００２５】
先ず、図３のフローチャートに示したように、イグニッションスイッチのＯＮ（ＩＧ・ＯＮ）信号とスタータスイッチのＯＮ（ＳＴ・ＯＮ）信号とから始動時状態（ＸＳＴＡＲＴ＝１）であるか否かを判定する（ステップＳ１）。この判定結果がＮＯの場合には、図４のフローチャートに示したように、コモンレール圧センサ２４の出力値から実コモンレール圧（ＮＰＣ）を算出する（ステップＳ２）。次に、エンジン回転数（ＮＥ）、目標噴射量（ＱＦＩＮ）、エンジン冷却水温（ＴＨＷ）および図２の基本コモンレール圧マップ（ＭＰＢＡＳＥ１）に基づいて基本コモンレール圧（ＰＢＡＳＥ）を算出する（ステップＳ３）。次に、基本コモンレール圧（ＰＢＡＳＥ）を目標コモンレール圧（ＰＦＩＮ）に置き換える（ステップＳ４）。
【００２６】
続いて、コモンレール圧力のフィードバック（ＦＢ）制御を行う。すなわち、コモンレール圧センサ２４によって検出される実コモンレール圧（ＮＰＣ）が目標コモンレール圧（ＰＦＩＮ）と一致するように高圧供給ポンプ６の吐出量をフィードバック制御する。具体的には、実コモンレール圧（ＮＰＣ）と目標コモンレール圧（ＰＦＩＮ）との圧力偏差値（ΔＰＣ）を算出する（ステップＳ５）。次に、圧力偏差値（ΔＰＣ）から高圧供給ポンプ６の圧送用のフィードバック量を算出する（ステップＳ６）。次に、目標噴射量（ＱＦＩＮ）および目標コモンレール圧（ＰＦＩＮ）から基本圧送量を算出する（ステップＳ７）。次に、基本圧送量とフィードバック量とから、高圧供給ポンプ６の吐出口からコモンレール３への燃料の吐出量（圧送量）を算出する。つまり、高圧供給ポンプ６の電磁弁７の電磁コイルへの通電時間を算出する（ステップＳ８）。
【００２７】
また、図３のフローチャートに示したように、ステップＳ１の判定結果がＹＥＳの場合には、故障診断回路によってコモンレール圧センサ２４またはその検出回路が故障（異常）であるか否かを判定する。つまり、コモンレール圧センサ２４の出力値がエンジン始動時における使用範囲外であるか否かを判定する（ステップＳ９）。この判定結果がＮＯの場合、つまりコモンレール圧センサ２４が正常の時には、図４のフローチャートに示したように、コモンレール圧センサ２４の出力値から実コモンレール圧（ＮＰＣ）を算出する（ステップＳ１０）。次に、エンジン回転数（ＮＥ）、エンジン冷却水温（ＴＨＷ）および図２の第１始動時コモンレール圧マップ（ＭＰＳＴＡ）に基づいて第１始動時コモンレール圧（ＰＳＴＡ）を算出する（ステップＳ１１）。次に、第１始動時コモンレール圧（ＰＳＴＡ）を目標コモンレール圧（ＰＦＩＮ）に置き換える（ステップＳ１２）。その後に、ステップＳ５以下の制御処理を実施する。
【００２８】
また、図３のフローチャートに示したように、ステップＳ９の判定結果がＹＥＳの場合、つまりコモンレール圧センサ２４が異常の時には、実コモンレール圧（ＮＰＣ）を目標コモンレール圧（ＰＦＩＮ）に置き換えて以降の制御（例えばＥＧＲ制御等）を行う（ステップＳ１３）。次に、エンジン回転数（ＮＥ）および図２および図５の第２始動時コモンレール圧マップ（ＭＰＳＴＡＰＣＦ）に基づいて第２始動時コモンレール圧（ＰＳＴＡＰＣＦ）を算出する（ステップＳ１４）。次に、第２始動時コモンレール圧（ＰＳＴＡＰＣＦ）を目標コモンレール圧（ＰＦＩＮ）に置き換える（ステップＳ１５）。次に、高圧供給ポンプ６の吐出口からコモンレール３への燃料の吐出量（圧送量）を算出する。つまり、高圧供給ポンプ６の電磁弁７の電磁コイルへの通電時間を算出する（ステップＳ１６）。
【００２９】
［実施例の特徴］
ここで、本実施例のコモンレール式燃料噴射装置においては、コモンレール圧センサ２４の故障診断回路によりコモンレール圧センサ２４またはその検出回路の故障と判断され、コモンレール圧を目標コモンレール圧に置き換えてエンジン運転される場合に、コモンレール圧の昇圧性能を高める目的で、高圧供給ポンプ６の電磁弁７の電磁コイルへの通電時間を長く与えるために、エンジン回転数（ＮＥ）が低いときに通常の第１始動時コモンレール圧（ＰＳＴＡ）よりも高く設定される専用の第２始動時コモンレール圧（ＰＳＴＡＰＣＦ）に基づいて高圧供給ポンプ６の吐出口からコモンレール３への燃料の吐出量（圧送量）、つまり高圧供給ポンプ６の電磁弁７の電磁コイルへの通電時間を制御することを特徴としている。
【００３０】
具体的には、コモンレール圧センサ２４が故障した時のエンジン始動時に、コモンレール圧センサ２４の正常時とは別の第２始動時コモンレール圧（ＰＳＴＡＰＣＦ）を設定することにより、高圧供給ポンプ６の電磁弁７の電磁コイルへの通電時間を長く与えることができる。これにより、高圧供給ポンプ６の吐出口からコモンレール３への燃料の吐出量（圧送量）を多くすることができるので、実際のコモンレール圧の昇圧性能を高めることができる。したがって、コモンレール圧センサ２４の正常時と同等のエンジン始動性能を確保することができる。
【００３１】
なお、本実施例のコモンレール圧センサ異常時の第２始動時コモンレール圧マップ（図５参照）によれば、回転速度センサ２１によって検出されたエンジン回転数（ＮＥ）が第１所定値以下の低いときには、コモンレール圧センサ２４の正常時の第１始動時コモンレール圧（ＰＳＴＡ）よりも著しく高い第２始動時コモンレール圧（ＰＳＴＡＰＣＦ）＝目標コモンレール圧（ＰＦＩＮ）に設定される。これにより、コモンレール圧センサ２４が故障していても、高圧供給ポンプ６の電磁弁７の電磁コイルへの通電時間を長く与えることができるので、エンジン回転速度が低いときでも、高圧供給ポンプ６の吐出口からコモンレール３への燃料の吐出量（圧送量）を多くすることができる。その結果、実際のコモンレール圧の昇圧性能を高めることができる。
【００３２】
そして、エンジン回転数（ＮＥ）が上昇していき第２所定値以上に高くなると、コモンレール圧センサ２４の正常時の第１始動時コモンレール圧（ＰＳＴＡ）と略同等の第２始動時コモンレール圧（ＰＳＴＡＰＣＦ）＝目標コモンレール圧（ＰＦＩＮ）に設定される。それによって、スタータスイッチをＯＮしてエンジン１をクランキングしエンジン１の始動が完了した際には、コモンレール圧センサ２４の正常時の目標コモンレール圧（ＰＦＩＮ）に収束することにより、目標コモンレール圧（ＰＦＩＮ）に対して実際のコモンレール圧が大きくオーバーシュートしたり、または大きくアンダーシュートしたりする現象を抑えることができ、黒煙（スモーク）の発生を抑えることもできる。
【００３３】
また、回転速度センサ２１によって検出されたエンジン回転数（ＮＥ）が第１所定値と第２所定値との間にある時に、目標コモンレール圧（ＰＦＩＮ）を徐々に減少させる勾配は、回転速度センサ２１によって検出されたエンジン回転数（ＮＥ）が第１所定値から途中までは急激に傾いており、回転速度センサ２１によって検出されたエンジン回転数（ＮＥ）が途中から第２所定値までは緩やかに傾いている。
【００３４】
すなわち、第２始動時コモンレール圧（ＰＳＴＡＰＣＦ）＝目標コモンレール圧（ＰＦＩＮ）は、エンジン回転数（ＮＥ）が低い程大きく、エンジン回転数が高くなるに従って小さくなるように設定されているので、コモンレール圧センサ２４の正常時の場合と疑似的に実コモンレール圧が昇圧するように制御される。また、コモンレール圧センサ２４が故障した時であっても、上述のように高圧供給ポンプ６の吐出口からコモンレール３への燃料の吐出量（圧送量）を制御することにより、エンジン１を始動させるための擬似的なコモンレール圧制御を行うことができる。これにより、自動エンジン始動システムを採用している車両においても、コモンレール圧センサ２４の故障時にエンジン１を始動することができる。
【００３５】
それによって、コモンレール圧センサ２４が故障した時のエンジン始動時に、図６および図７のタイミングチャートに示したように、コモンレール圧センサ２４の異常時の実コモンレール圧（ＮＰＣ：図７参照）が、コモンレール圧センサ２４の正常時の実コモンレール圧（ＮＰＣ：図６参照）と同等の勾配で昇圧するため、スタータスイッチをＯＮしてからクランキングを経てエンジン１の始動が完了するまでの時間Ｔａ（＜Ｔｂ）を従来の技術（図８参照）と比較して大幅に短縮することができる。ここで、図６および図７においてＮＰＣは実コモンレール圧で、ＰＦＩＮは目標コモンレール圧で、ＮＥはエンジン回転数である。
【００３６】
［変形例］
本実施例では、エンジン回転数（ＮＥ）とエンジン冷却水温（ＴＨＷ）に応じて通常の第１始動時コモンレール圧（ＰＳＴＡ）＝目標コモンレール圧（ＰＦＩＮ）を決定した例を説明したが、バッテリ電圧が低下する程スタータの回転速度が遅くなるので、バッテリ電圧はエンジン温度に左右されるエンジンルーム内の雰囲気温度が低下すると低くなる。このため、エンジン回転数およびバッテリ電圧はエンジン温度と相関があるため、いずれかを用いて通常の第１始動時コモンレール圧（ＰＳＴＡ）＝目標コモンレール圧（ＰＦＩＮ）を決定しても良い。
【００３７】
本実施例では、エンジン回転数（ＮＥ）のみに応じて専用の第２始動時コモンレール圧（ＰＳＴＡＰＣＦ）＝目標コモンレール圧（ＰＦＩＮ）を決定した例を説明したが、上述の理由により、エンジン回転数およびバッテリ電圧またはエンジン温度を用いて専用の第２始動時コモンレール圧（ＰＳＴＡＰＣＦ）＝目標コモンレール圧（ＰＦＩＮ）を決定しても良い。
【００３８】
本実施例では、コモンレール圧センサ２４をコモンレール３に直接取り付けて、コモンレール３内に蓄圧される燃料圧力（実コモンレール圧）を検出するようにしているが、燃料圧力検出手段を高圧供給ポンプ６のプランジャ室からインジェクタ２内の燃料通路までの間の燃料配管等に取り付けて、高圧供給ポンプ６のプランジャ室より吐出された燃料圧力を検出するようにしても良い。
【００３９】
本実施例では、ＥＣＵ１０の故障診断回路によってコモンレール圧センサ２４またはその検出回路が故障（異常）であるか否かを判定する際に、コモンレール圧センサ２４の出力値がエンジン始動時における使用範囲外であるか否かを判定するようにしているが、ＥＣＵ１０の故障診断回路によってコモンレール圧センサ２４またはその検出回路が故障であるか否かを判定する際に、コモンレール圧センサ２４の出力値がエンジン始動時における使用範囲よりも上回っているか否か、あるいはエンジン始動時における使用範囲よりも下回っているか否かをを判定するようにしても良い。
【００４０】
本実施例では、高圧供給ポンプ６のプランジャ室（加圧室）からコモンレール３への燃料の吐出量を変更（調整）する吐出量制御用電磁弁７を設けた例を説明したが、高圧供給ポンプ６のプランジャ室（加圧室）内に吸入される燃料の吸入量を変更（調整）する吸入量制御用電磁弁を設けても良い。なお、吐出量制御用電磁弁７または吸入量制御用電磁弁の電磁コイルの通電ＯＮ時間が長い程、燃料の吐出量または吸入量が大きくなるように動作する吐出量制御用電磁弁７または吸入量制御用電磁弁を高圧供給ポンプ６に設けても良く、また、吐出量制御用電磁弁７または吸入量制御用電磁弁の電磁コイルの通電ＯＮ時間が短い程、燃料の吐出量または吸入量が大きくなるように動作する吐出量制御用電磁弁７または吸入量制御用電磁弁を高圧供給ポンプ６に設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】コモンレール式燃料噴射装置の全体構成を示した概略図である（実施例）。
【図２】ＥＣＵによる目標コモンレール圧の算出方法を示したブロック図である（実施例）。
【図３】ＥＣＵによる高圧供給ポンプの吐出量の算出方法を示したフローチャートである（実施例）。
【図４】ＥＣＵによる高圧供給ポンプの吐出量の算出方法を示したフローチャートである（実施例）。
【図５】第２始動時コモンレール圧マップを示した特性図である（実施例）。
【図６】コモンレール圧センサ正常時の実コモンレール圧、目標コモンレール圧、エンジン回転数の推移を示したタイミングチャートである（実施例）。
【図７】コモンレール圧センサ異常時の実コモンレール圧、目標コモンレール圧、エンジン回転数の推移を示したタイミングチャートである（実施例）。
【図８】コモンレール圧センサ異常時の実コモンレール圧、目標コモンレール圧、エンジン回転数の推移を示したタイミングチャートである（従来例）。
【符号の説明】
１ エンジン
２ インジェクタ
３ コモンレール
６ 高圧供給ポンプ
７ 電磁弁（吐出量制御用電磁弁）
１０ ＥＣＵ（第１始動時吐出量制御手段、第２始動時吐出量制御手段）
２１ 回転速度センサ（回転速度検出手段）
２２ アクセル開度センサ（運転状態検出手段）
２３ エンジン冷却水温（エンジン温度検出手段）
２４ コモンレール圧センサ（燃料圧力検出手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧供給ポンプからコモンレールへの燃料の吐出量をフィードバック制御するフィードバック制御手段を備えた蓄圧式燃料噴射装置に関するもので、特に蓄圧式燃料噴射装置を搭載したディーゼルエンジンの始動時における高圧供給ポンプからコモンレールへの燃料の吐出量の制御方法に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、蓄圧式燃料噴射装置を搭載したディーゼルエンジンにおいて、エンジン始動時における高圧供給ポンプからコモンレールへの燃料の吐出量の制御方法は、ポンプ位相が明らかになり、所定のコモンレール圧以上に上昇するか、エンジン回転速度が所定回転速度以上に上昇するまでは、ポンプカムボトムからポンプカムトップまでの燃料圧送行程期間中に、高圧供給ポンプからコモンレールへの燃料の吐出量を調量する電磁弁の電磁コイルへの通電ＯＮ時間と通電ＯＦＦ時間とを繰り返すことにより、コモンレール圧の昇圧性を向上するようにした特開２０００−１８０５２公報に記載の技術が公知である。
また、コモンレール圧センサが故障した場合は、目標コモンレール圧を実コモンレール圧に置き換えて、エンジンの出力の制限を行い、エンジンの運転を可能とする技術も公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、コモンレール圧センサの故障時におけるエンジン始動時においては、実際のコモンレール圧が検出できないため、上記の昇圧性向上の手段を用いることができず、図８のタイミングチャートに示したように、コモンレール圧の昇圧性能が悪化し、スタータスイッチをＯＮしてからクランキングを経てエンジンの始動が完了するまでの時間（Ｔｂ）が長くなるという問題が生じている。ここで、図８においてＮＰＣは実コモンレール圧で、ＰＦＩＮは目標コモンレール圧で、ＮＥはエンジン回転数である。
また、エンジンが搭載されている車両によっては、自動エンジン始動システムを採用しているものがあり、その自動エンジン始動システムの設定によっては、コモンレール圧センサの故障時には、全くエンジンを始動できないという問題が発生することも考えられた。
【０００４】
【発明の目的】
本発明の目的は、燃料圧力検出手段の異常時のエンジン始動時においてコモンレール圧の昇圧性を向上させることにより、燃料圧力検出手段の故障時においても正常時と同等の始動性能を確保することのできる蓄圧式燃料噴射装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、燃料圧力検出手段の正常時のエンジン始動時に、燃料圧力検出手段によって検出される実コモンレール圧が、回転速度検出手段によって検出されるエンジン回転速度およびエンジン温度検出手段によって検出されるエンジン温度に応じて設定された第１始動時コモンレール圧と略一致するように、高圧供給ポンプからコモンレールへの燃料の吐出量を制御している。
【０００６】
また、燃料圧力検出手段の異常時のエンジン始動時に、回転速度検出手段によって検出されるエンジン回転速度が低いときに第１始動時コモンレール圧よりも高く設定された第２始動時コモンレール圧に基づいて、高圧供給ポンプからコモンレールへの燃料の吐出量を制御している。それによって、エンジン回転速度が低いときでも、高圧供給ポンプからコモンレールへの燃料の吐出量を多くすることができるので、コモンレールに蓄圧された燃料のコモンレール圧の昇圧性能を向上することができる。これにより、燃料圧力検出手段が故障した時のエンジン始動時においても、燃料圧力検出手段の正常時と略同等の始動性能を得ることができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明によれば、燃料圧力検出手段の異常時のエンジン始動時に、回転速度検出手段によって検出されるエンジン回転速度が低いときに第１始動時コモンレール圧よりも高く設定された第２始動時コモンレール圧に基づいて、吐出量制御用電磁弁の電磁コイルへの通電時間を制御することにより、エンジン回転速度が低いときには吐出量制御用電磁弁の電磁コイルへの通電時間を長くすることができる。これにより、エンジン回転速度が低いときでも、高圧供給ポンプからコモンレールへの燃料の吐出量を多くすることができるので、コモンレールに蓄圧された燃料のコモンレール圧の昇圧性能を向上することができる。
【０００８】
請求項３に記載の発明によれば、第２始動時コモンレール圧は、回転速度検出手段によって検出されるエンジン回転速度が低い程、第１始動時コモンレール圧よりも極めて高く設定され、且つ回転速度検出手段によって検出されるエンジン回転速度が高くなるに従って第１始動時コモンレール圧に収束するように設定されることを特徴としている。それによって、燃料圧力検出手段の異常時のエンジン始動時に、コモンレールに蓄圧された燃料のコモンレール圧が、燃料圧力検出手段の正常時のエンジン始動時の第１始動時コモンレール圧に擬似的に沿わせることができるので、燃料圧力検出手段が故障した時のエンジン始動時においても、燃料圧力検出手段の正常時と略同等の始動性能を得ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
［実施例の構成］
発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。ここで、図１はコモンレール式燃料噴射装置の全体構成を示した図である。
【００１０】
本実施例のコモンレール式燃料噴射装置は、本発明の蓄圧式燃料噴射装置に相当するもので、例えば多気筒ディーゼルエンジン（以下エンジンと略す）１の各気筒の燃焼室内に高圧燃料を噴射供給する複数のインジェクタ２と、高圧燃料を蓄圧するサージタンクの一種であるコモンレール３と、燃料タンク４から燃料を汲み上げる周知の低圧供給ポンプ（フィードポンプ）５と、この低圧供給ポンプ５を経て吸入された燃料を高圧に加圧しコモンレール３に供給する可変吐出量型高圧供給ポンプ（サプライポンプ：以下高圧供給ポンプと略す）６と、複数のインジェクタ２の噴射時期や噴射量および高圧供給ポンプ６の吐出量を制御する電子制御ユニット（以下ＥＣＵと呼ぶ）１０とを備えた電子制御燃料噴射システムである。
【００１１】
インジェクタ２は、周知の構成のものであり、コモンレール３にそれぞれ連通する燃料配管の下流端に接続され、エンジン１の各気筒の燃焼室内に高圧燃料を噴射供給する燃料噴射ノズルと、この燃料噴射ノズルを駆動する噴射期間制御用電磁弁（以下電磁弁と略す）８とから構成されている。そして、インジェクタ２による燃料噴射は、ＥＣＵ１０から図示しないインジェクタ駆動回路を介して出力された制御信号により制御されるものであり、電磁弁８が開弁している間、コモンレール３に蓄圧された高圧燃料をエンジン１の各気筒の燃焼室内に噴射供給する。
【００１２】
コモンレール３は、高圧燃料を吐出する高圧供給ポンプ６の吐出口と吐出弁１１および燃料配管１２を介して接続されている。また、コモンレール３には、内部のコモンレール圧が所定の限界圧力を越えないようにするためのプレッシャリミッタ（図示せず）が設けられている。さらに、コモンレール３には、各インジェクタ２からエンジン１へ噴射供給する実際の噴射圧力、つまり実コモンレール圧（ＮＰＣ）を検出するコモンレール圧センサ２４が取り付けられている。
【００１３】
高圧供給ポンプ６は、燃料をプランジャ室内に吸入して加圧し、ＥＣＵ１０から指令された目標コモンレール圧（ＰＦＩＮ）に対応した吐出量の高圧燃料をコモンレール３に吐出するように動作する。そして、高圧供給ポンプ６は、エンジン１のクランク軸の回転によって燃料タンク４内の燃料を加圧室（プランジャ室）へ汲み上げるための低圧供給ポンプ５を内蔵している。この高圧供給ポンプ６は、低圧供給ポンプ５によってプランジャ室に供給された燃料を加圧して高圧燃料としてコモンレール３へ圧送するためのプランジャ（図示せず）が設けられている。
【００１４】
また、高圧供給ポンプ６には、燃料の吐出圧（吐出量、圧送量）を制御するための吐出量制御用電磁弁（ポンプ流量制御弁：以下電磁弁と略す）７が取り付けられている。この電磁弁７は、ＥＣＵ１０から図示しないポンプ駆動回路を介して出力された制御信号により制御されるものであり、電磁弁７の開弁率が可変することで、コモンレール３への燃料の吐出圧（吐出量、圧送量）が調整される。これにより、コモンレール３に蓄圧される燃料圧力、つまり実コモンレール圧を変更できる。なお、電磁弁７は、電磁コイルが通電されると開弁し、ＥＣＵ１０からの電磁コイルの通電ＯＮ時間が長い程、コモンレール３への燃料の吐出圧（吐出量、圧送量）が大きくなるように動作する。
【００１５】
次に、ＥＣＵ１０を図１に基づいて簡単に説明する。このＥＣＵ１０には、制御処理、演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラムおよびデータを保存するＲＯＭ、ＲＡＭ、入力回路、出力回路、各種センサの検出回路、各種センサの故障診断回路、電源回路、インジェクタ駆動回路およびポンプ駆動回路等の機能を含んで構成される周知の構造のマイクロコンピュータが設けられている。そして、各種センサからのセンサ信号は、Ａ／Ｄ変換器でＡ／Ｄ変換された後にマイクロコンピュータに入力されるように構成されている。
【００１６】
ここで、ＥＣＵ１０に検出信号を出力する基本センサとしては、エンジン１の回転速度（ＮＥ：エンジン回転数とも言う）を検出する回転速度センサ（回転速度検出手段）２１（これは高圧供給ポンプ６に内蔵される場合もある）、アクセルペダルの踏み込み量（以下アクセル開度と言う）を検出するアクセル開度センサ（運転状態検出手段）２２、エンジン１の冷却水の温度（ＴＨＷ：エンジン冷却水温とも言う）を検出する冷却水温センサ（エンジン温度検出手段）２３等がある。アクセル開度センサ２２の他に、気筒判別センサ２５、目標噴射量（ＱＦＩＮ）を算出する目標噴射量決定手段、噴射時期センサ、吸気圧センサ、吸気温度センサ等のエンジン１の運転状態を検出する運転状態検出手段を使用しても良い。また、冷却水温センサ２３の他に、燃料温度センサ２６、エンジン温度センサ等のエンジン温度を検出するエンジン温度検出手段を使用しても良い。
【００１７】
ＥＣＵ１０は、エンジン１の運転状態に応じた最適な噴射時期、噴射量（＝噴射期間）を決定し、図示しないインジェクタ駆動回路（ＥＤＵ）を介して各インジェクタ２の電磁弁８を駆動する。すなわち、ＥＣＵ１０は、回転速度センサ２１によって検出されたエンジン回転数（ＮＥ）およびアクセル開度センサ２２によって検出されたアクセル開度（ＡＣＣＰ）等から、冷却水温センサ２３によって検出されたエンジン冷却水温（ＴＨＷ）の補正を加味して目標噴射量（ＱＦＩＮ）を算出し、この算出した目標噴射量（ＱＦＩＮ）を達成するために、運転状態毎に実コモンレール圧（ＮＰＣ）から算出されたインジェクタ通電信号に応じて各インジェクタ２の電磁弁８をそれぞれ駆動することでエンジン１が運転される。
【００１８】
また、ＥＣＵ１０は、本発明の第１始動時吐出量制御手段、第２始動時吐出量制御手段に相当するもので、図示しないポンプ駆動回路（ＥＤＵ）を介して高圧供給ポンプ６の電磁弁７を駆動する。すなわち、ＥＣＵ１０は、回転速度センサ２１によって検出されたエンジン回転数（ＮＥ）およびアクセル開度センサ２２によって検出されたアクセル開度（ＡＣＣＰ）等により判断される最適なコモンレール圧となるように高圧供給ポンプ６の電磁弁７に制御信号を出力するように構成されている。
【００１９】
さらに、ＥＣＵ１０は、上述したコモンレール圧センサ２４によって検出される実コモンレール圧（ＮＰＣ）が、目標噴射量（ＱＦＩＮ）、エンジン回転数（ＮＥ）やエンジン冷却水温（ＴＨＷ）等のエンジンパラメータを基に設定される目標コモンレール圧（ＰＦＩＮ）と一致するように、電磁弁７、つまり高圧供給ポンプ６の吐出口からコモンレール３への燃料の吐出圧（吐出量、圧送量）をフィードバック制御するプログラム（フィードバック制御手段）を搭載している。ここで、コモンレール圧センサ２４は、コモンレール３に取り付けられたもので、コモンレール５内に蓄圧された燃料圧力、つまり実コモンレール圧（ＮＰＣ）を検出する燃料圧力検出手段（コモンレール圧検出手段）である。
【００２０】
なお、ＥＣＵ１０は、エンジン１を始動する目的で、車両乗員がイグニッションスイッチをＯＮし、更にスタータへの通電を開始してエンジン１のクランク軸を必要最低回転速度以上でクランキングしている時に、図２に示したように、回転速度センサ２１によって検出されたエンジン回転数（ＮＥ）および冷却水温センサ２３によって検出されたエンジン冷却水温（ＴＨＷ）に応じてエンジン始動に最適な噴射開始圧力（第１始動時コモンレール圧）を算出する第１始動時コモンレール圧決定手段を有している。ここで、エンジン冷却水温（ＴＨＷ）が低い程、始動時目標コモンレール圧は高く設定される。
【００２１】
また、マイクロコンピュータには、コモンレール圧センサ２４の故障（異常状態）およびその検出回路の故障を自己診断する故障診断回路が設けられている。このため、ＥＣＵ１０は、コモンレール圧センサ２４またはその検出回路が故障した時のエンジン始動時に、図２に示したように、回転速度センサ２１によって検出されたエンジン回転数（ＮＥ）に応じて実際のコモンレール圧（実コモンレール圧）の昇圧性を向上させるための最適な噴射開始圧力（第２始動時コモンレール圧）を算出する第２始動時コモンレール圧決定手段を有している。
【００２２】
ここで、本実施例のＥＣＵ１０による目標コモンレール圧（ＰＦＩＮ）の算出方法は、始動時ではない（通常の運転状態）ならば、図２の基本コモンレール圧マップ（ＭＰＢＡＳＥ１）を用いて、目標噴射量（ＱＦＩＮ）、エンジン回転数（ＮＥ）およびエンジン冷却水温（ＴＨＷ）から求められる基本コモンレール圧（ＰＢＡＳＥ）を、目標コモンレール圧（ＰＦＩＮ）として算出する。また、エンジン始動時ならば、図２の第１始動時コモンレール圧マップ（ＭＰＳＴＡ）を用いて、エンジン回転数（ＮＥ）およびエンジン冷却水温（ＴＨＷ）から求められる第１始動時コモンレール圧（ＰＳＴＡ）を、目標コモンレール圧（ＰＦＩＮ）として算出する。また、故障診断回路によってコモンレール圧センサ２４またはその検出回路の故障が確定した場合には、エンジン回転数（ＮＥ）のみから求められるコモンレール圧センサ異常時の第２始動時コモンレール圧（ＰＳＴＡＰＣＦ）を目標コモンレール圧（ＰＦＩＮ）とする。
【００２３】
なお、図２に示したマップ選択手段３１は、ＸＳＴＡＲＴ（始動時状態フラグ）がＯＮ（１）の時には、目標コモンレール圧（ＰＦＩＮ）として基本コモンレール圧（ＰＢＡＳＥ）を選択し、また、ＸＳＴＡＲＴ（始動時状態フラグ）がＯＦＦ（０）の時には、目標コモンレール圧（ＰＦＩＮ）として第１始動時コモンレール圧（ＰＳＴＡ）または第２始動時コモンレール圧（ＰＳＴＡＰＣＦ）を選択するように構成されている。そして、図２に示したマップ選択手段３２は、ＸＬＨＳＰＣ（コモンレール圧センサ異常時フラグ）がＯＮ（１）の時には、コモンレール圧センサ異常時の第２始動時コモンレール圧（ＰＳＴＡＰＣＦ）を選択し、また、ＸＬＨＳＰＣ（コモンレール圧センサ異常時フラグ）がＯＦＦ（０）の時には、第１始動時コモンレール圧（ＰＳＴＡ）を選択するように構成されている。
【００２４】
［実施例の制御方法］
次に、本実施例の始動時コモンレール圧の制御方法を図１ないし図５に基づいて簡単に説明する。ここで、図３および図４はＥＣＵによる高圧供給ポンプの吐出量の算出方法を示したフローチャートである。
【００２５】
先ず、図３のフローチャートに示したように、イグニッションスイッチのＯＮ（ＩＧ・ＯＮ）信号とスタータスイッチのＯＮ（ＳＴ・ＯＮ）信号とから始動時状態（ＸＳＴＡＲＴ＝１）であるか否かを判定する（ステップＳ１）。この判定結果がＮＯの場合には、図４のフローチャートに示したように、コモンレール圧センサ２４の出力値から実コモンレール圧（ＮＰＣ）を算出する（ステップＳ２）。次に、エンジン回転数（ＮＥ）、目標噴射量（ＱＦＩＮ）、エンジン冷却水温（ＴＨＷ）および図２の基本コモンレール圧マップ（ＭＰＢＡＳＥ１）に基づいて基本コモンレール圧（ＰＢＡＳＥ）を算出する（ステップＳ３）。次に、基本コモンレール圧（ＰＢＡＳＥ）を目標コモンレール圧（ＰＦＩＮ）に置き換える（ステップＳ４）。
【００２６】
続いて、コモンレール圧力のフィードバック（ＦＢ）制御を行う。すなわち、コモンレール圧センサ２４によって検出される実コモンレール圧（ＮＰＣ）が目標コモンレール圧（ＰＦＩＮ）と一致するように高圧供給ポンプ６の吐出量をフィードバック制御する。具体的には、実コモンレール圧（ＮＰＣ）と目標コモンレール圧（ＰＦＩＮ）との圧力偏差値（ΔＰＣ）を算出する（ステップＳ５）。次に、圧力偏差値（ΔＰＣ）から高圧供給ポンプ６の圧送用のフィードバック量を算出する（ステップＳ６）。次に、目標噴射量（ＱＦＩＮ）および目標コモンレール圧（ＰＦＩＮ）から基本圧送量を算出する（ステップＳ７）。次に、基本圧送量とフィードバック量とから、高圧供給ポンプ６の吐出口からコモンレール３への燃料の吐出量（圧送量）を算出する。つまり、高圧供給ポンプ６の電磁弁７の電磁コイルへの通電時間を算出する（ステップＳ８）。
【００２７】
また、図３のフローチャートに示したように、ステップＳ１の判定結果がＹＥＳの場合には、故障診断回路によってコモンレール圧センサ２４またはその検出回路が故障（異常）であるか否かを判定する。つまり、コモンレール圧センサ２４の出力値がエンジン始動時における使用範囲外であるか否かを判定する（ステップＳ９）。この判定結果がＮＯの場合、つまりコモンレール圧センサ２４が正常の時には、図４のフローチャートに示したように、コモンレール圧センサ２４の出力値から実コモンレール圧（ＮＰＣ）を算出する（ステップＳ１０）。次に、エンジン回転数（ＮＥ）、エンジン冷却水温（ＴＨＷ）および図２の第１始動時コモンレール圧マップ（ＭＰＳＴＡ）に基づいて第１始動時コモンレール圧（ＰＳＴＡ）を算出する（ステップＳ１１）。次に、第１始動時コモンレール圧（ＰＳＴＡ）を目標コモンレール圧（ＰＦＩＮ）に置き換える（ステップＳ１２）。その後に、ステップＳ５以下の制御処理を実施する。
【００２８】
また、図３のフローチャートに示したように、ステップＳ９の判定結果がＹＥＳの場合、つまりコモンレール圧センサ２４が異常の時には、実コモンレール圧（ＮＰＣ）を目標コモンレール圧（ＰＦＩＮ）に置き換えて以降の制御（例えばＥＧＲ制御等）を行う（ステップＳ１３）。次に、エンジン回転数（ＮＥ）および図２および図５の第２始動時コモンレール圧マップ（ＭＰＳＴＡＰＣＦ）に基づいて第２始動時コモンレール圧（ＰＳＴＡＰＣＦ）を算出する（ステップＳ１４）。次に、第２始動時コモンレール圧（ＰＳＴＡＰＣＦ）を目標コモンレール圧（ＰＦＩＮ）に置き換える（ステップＳ１５）。次に、高圧供給ポンプ６の吐出口からコモンレール３への燃料の吐出量（圧送量）を算出する。つまり、高圧供給ポンプ６の電磁弁７の電磁コイルへの通電時間を算出する（ステップＳ１６）。
【００２９】
［実施例の特徴］
ここで、本実施例のコモンレール式燃料噴射装置においては、コモンレール圧センサ２４の故障診断回路によりコモンレール圧センサ２４またはその検出回路の故障と判断され、コモンレール圧を目標コモンレール圧に置き換えてエンジン運転される場合に、コモンレール圧の昇圧性能を高める目的で、高圧供給ポンプ６の電磁弁７の電磁コイルへの通電時間を長く与えるために、エンジン回転数（ＮＥ）が低いときに通常の第１始動時コモンレール圧（ＰＳＴＡ）よりも高く設定される専用の第２始動時コモンレール圧（ＰＳＴＡＰＣＦ）に基づいて高圧供給ポンプ６の吐出口からコモンレール３への燃料の吐出量（圧送量）、つまり高圧供給ポンプ６の電磁弁７の電磁コイルへの通電時間を制御することを特徴としている。
【００３０】
具体的には、コモンレール圧センサ２４が故障した時のエンジン始動時に、コモンレール圧センサ２４の正常時とは別の第２始動時コモンレール圧（ＰＳＴＡＰＣＦ）を設定することにより、高圧供給ポンプ６の電磁弁７の電磁コイルへの通電時間を長く与えることができる。これにより、高圧供給ポンプ６の吐出口からコモンレール３への燃料の吐出量（圧送量）を多くすることができるので、実際のコモンレール圧の昇圧性能を高めることができる。したがって、コモンレール圧センサ２４の正常時と同等のエンジン始動性能を確保することができる。
【００３１】
なお、本実施例のコモンレール圧センサ異常時の第２始動時コモンレール圧マップ（図５参照）によれば、回転速度センサ２１によって検出されたエンジン回転数（ＮＥ）が第１所定値以下の低いときには、コモンレール圧センサ２４の正常時の第１始動時コモンレール圧（ＰＳＴＡ）よりも著しく高い第２始動時コモンレール圧（ＰＳＴＡＰＣＦ）＝目標コモンレール圧（ＰＦＩＮ）に設定される。これにより、コモンレール圧センサ２４が故障していても、高圧供給ポンプ６の電磁弁７の電磁コイルへの通電時間を長く与えることができるので、エンジン回転速度が低いときでも、高圧供給ポンプ６の吐出口からコモンレール３への燃料の吐出量（圧送量）を多くすることができる。その結果、実際のコモンレール圧の昇圧性能を高めることができる。
【００３２】
そして、エンジン回転数（ＮＥ）が上昇していき第２所定値以上に高くなると、コモンレール圧センサ２４の正常時の第１始動時コモンレール圧（ＰＳＴＡ）と略同等の第２始動時コモンレール圧（ＰＳＴＡＰＣＦ）＝目標コモンレール圧（ＰＦＩＮ）に設定される。それによって、スタータスイッチをＯＮしてエンジン１をクランキングしエンジン１の始動が完了した際には、コモンレール圧センサ２４の正常時の目標コモンレール圧（ＰＦＩＮ）に収束することにより、目標コモンレール圧（ＰＦＩＮ）に対して実際のコモンレール圧が大きくオーバーシュートしたり、または大きくアンダーシュートしたりする現象を抑えることができ、黒煙（スモーク）の発生を抑えることもできる。
【００３３】
また、回転速度センサ２１によって検出されたエンジン回転数（ＮＥ）が第１所定値と第２所定値との間にある時に、目標コモンレール圧（ＰＦＩＮ）を徐々に減少させる勾配は、回転速度センサ２１によって検出されたエンジン回転数（ＮＥ）が第１所定値から途中までは急激に傾いており、回転速度センサ２１によって検出されたエンジン回転数（ＮＥ）が途中から第２所定値までは緩やかに傾いている。
【００３４】
すなわち、第２始動時コモンレール圧（ＰＳＴＡＰＣＦ）＝目標コモンレール圧（ＰＦＩＮ）は、エンジン回転数（ＮＥ）が低い程大きく、エンジン回転数が高くなるに従って小さくなるように設定されているので、コモンレール圧センサ２４の正常時の場合と疑似的に実コモンレール圧が昇圧するように制御される。また、コモンレール圧センサ２４が故障した時であっても、上述のように高圧供給ポンプ６の吐出口からコモンレール３への燃料の吐出量（圧送量）を制御することにより、エンジン１を始動させるための擬似的なコモンレール圧制御を行うことができる。これにより、自動エンジン始動システムを採用している車両においても、コモンレール圧センサ２４の故障時にエンジン１を始動することができる。
【００３５】
それによって、コモンレール圧センサ２４が故障した時のエンジン始動時に、図６および図７のタイミングチャートに示したように、コモンレール圧センサ２４の異常時の実コモンレール圧（ＮＰＣ：図７参照）が、コモンレール圧センサ２４の正常時の実コモンレール圧（ＮＰＣ：図６参照）と同等の勾配で昇圧するため、スタータスイッチをＯＮしてからクランキングを経てエンジン１の始動が完了するまでの時間Ｔａ（＜Ｔｂ）を従来の技術（図８参照）と比較して大幅に短縮することができる。ここで、図６および図７においてＮＰＣは実コモンレール圧で、ＰＦＩＮは目標コモンレール圧で、ＮＥはエンジン回転数である。
【００３６】
［変形例］
本実施例では、エンジン回転数（ＮＥ）とエンジン冷却水温（ＴＨＷ）に応じて通常の第１始動時コモンレール圧（ＰＳＴＡ）＝目標コモンレール圧（ＰＦＩＮ）を決定した例を説明したが、バッテリ電圧が低下する程スタータの回転速度が遅くなるので、バッテリ電圧はエンジン温度に左右されるエンジンルーム内の雰囲気温度が低下すると低くなる。このため、エンジン回転数およびバッテリ電圧はエンジン温度と相関があるため、いずれかを用いて通常の第１始動時コモンレール圧（ＰＳＴＡ）＝目標コモンレール圧（ＰＦＩＮ）を決定しても良い。
【００３７】
本実施例では、エンジン回転数（ＮＥ）のみに応じて専用の第２始動時コモンレール圧（ＰＳＴＡＰＣＦ）＝目標コモンレール圧（ＰＦＩＮ）を決定した例を説明したが、上述の理由により、エンジン回転数およびバッテリ電圧またはエンジン温度を用いて専用の第２始動時コモンレール圧（ＰＳＴＡＰＣＦ）＝目標コモンレール圧（ＰＦＩＮ）を決定しても良い。
【００３８】
本実施例では、コモンレール圧センサ２４をコモンレール３に直接取り付けて、コモンレール３内に蓄圧される燃料圧力（実コモンレール圧）を検出するようにしているが、燃料圧力検出手段を高圧供給ポンプ６のプランジャ室からインジェクタ２内の燃料通路までの間の燃料配管等に取り付けて、高圧供給ポンプ６のプランジャ室より吐出された燃料圧力を検出するようにしても良い。
【００３９】
本実施例では、ＥＣＵ１０の故障診断回路によってコモンレール圧センサ２４またはその検出回路が故障（異常）であるか否かを判定する際に、コモンレール圧センサ２４の出力値がエンジン始動時における使用範囲外であるか否かを判定するようにしているが、ＥＣＵ１０の故障診断回路によってコモンレール圧センサ２４またはその検出回路が故障であるか否かを判定する際に、コモンレール圧センサ２４の出力値がエンジン始動時における使用範囲よりも上回っているか否か、あるいはエンジン始動時における使用範囲よりも下回っているか否かをを判定するようにしても良い。
【００４０】
本実施例では、高圧供給ポンプ６のプランジャ室（加圧室）からコモンレール３への燃料の吐出量を変更（調整）する吐出量制御用電磁弁７を設けた例を説明したが、高圧供給ポンプ６のプランジャ室（加圧室）内に吸入される燃料の吸入量を変更（調整）する吸入量制御用電磁弁を設けても良い。なお、吐出量制御用電磁弁７または吸入量制御用電磁弁の電磁コイルの通電ＯＮ時間が長い程、燃料の吐出量または吸入量が大きくなるように動作する吐出量制御用電磁弁７または吸入量制御用電磁弁を高圧供給ポンプ６に設けても良く、また、吐出量制御用電磁弁７または吸入量制御用電磁弁の電磁コイルの通電ＯＮ時間が短い程、燃料の吐出量または吸入量が大きくなるように動作する吐出量制御用電磁弁７または吸入量制御用電磁弁を高圧供給ポンプ６に設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】コモンレール式燃料噴射装置の全体構成を示した概略図である（実施例）。
【図２】ＥＣＵによる目標コモンレール圧の算出方法を示したブロック図である（実施例）。
【図３】ＥＣＵによる高圧供給ポンプの吐出量の算出方法を示したフローチャートである（実施例）。
【図４】ＥＣＵによる高圧供給ポンプの吐出量の算出方法を示したフローチャートである（実施例）。
【図５】第２始動時コモンレール圧マップを示した特性図である（実施例）。
【図６】コモンレール圧センサ正常時の実コモンレール圧、目標コモンレール圧、エンジン回転数の推移を示したタイミングチャートである（実施例）。
【図７】コモンレール圧センサ異常時の実コモンレール圧、目標コモンレール圧、エンジン回転数の推移を示したタイミングチャートである（実施例）。
【図８】コモンレール圧センサ異常時の実コモンレール圧、目標コモンレール圧、エンジン回転数の推移を示したタイミングチャートである（従来例）。
【符号の説明】
１ エンジン
２ インジェクタ
３ コモンレール
６ 高圧供給ポンプ
７ 電磁弁（吐出量制御用電磁弁）
１０ ＥＣＵ（第１始動時吐出量制御手段、第２始動時吐出量制御手段）
２１ 回転速度センサ（回転速度検出手段）
２２ アクセル開度センサ（運転状態検出手段）
２３ エンジン冷却水温（エンジン温度検出手段）
２４ コモンレール圧センサ（燃料圧力検出手段）
Claims (3)
- （ａ）燃料を高圧に加圧して吐出する高圧供給ポンプと、
（ｂ）この高圧供給ポンプより吐出された高圧燃料を蓄圧するコモンレールと、
（ｃ）このコモンレールに蓄圧された高圧燃料を噴射するインジェクタと、
（ｄ）このインジェクタが搭載されたエンジンの回転速度を検出する回転速度検出手段と、
（ｅ）前記エンジンの温度を検出するエンジン温度検出手段と、
（ｆ）前記コモンレールに蓄圧された燃料のコモンレール圧を検出する燃料圧力検出手段と、
（ｇ）前記燃料圧力検出手段の正常時のエンジン始動時に、前記燃料圧力検出手段によって検出される実コモンレール圧が、前記回転速度検出手段によって検出されるエンジン回転速度および前記エンジン温度検出手段によって検出されるエンジン温度に応じて設定された第１始動時コモンレール圧と略一致するように、前記高圧供給ポンプから前記コモンレールへの燃料の吐出量を制御する第１始動時吐出量制御手段と、
（ｈ）前記燃料圧力検出手段の異常時のエンジン始動時に、前記回転速度検出手段によって検出されるエンジン回転速度が低いときに前記第１始動時コモンレール圧よりも高く設定された第２始動時コモンレール圧に基づいて、前記高圧供給ポンプから前記コモンレールへの燃料の吐出量を制御する第２始動時吐出量制御手段と
を備えた蓄圧式燃料噴射装置。 - 請求項１に記載の蓄圧式燃料噴射装置において、
前記高圧供給ポンプには、前記高圧供給ポンプから前記コモンレールへの燃料の吐出量を変更する吐出量制御用電磁弁が設けられ、
前記吐出量制御用電磁弁は、電磁コイルへの通電時間が長い程、前記コモンレールへの燃料の吐出量が多くなるように構成されており、
前記第２始動時吐出量制御手段は、前記燃料圧力検出手段の異常時のエンジン始動時に、前記回転速度検出手段によって検出されるエンジン回転速度が低いときに前記第１始動時コモンレール圧よりも高く設定された前記第２始動時コモンレール圧に基づいて、前記吐出量制御用電磁弁の電磁コイルへの通電時間を制御することを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。 - 請求項１または請求項２に記載の蓄圧式燃料噴射装置において、
前記第２始動時コモンレール圧は、前記回転速度検出手段によって検出されるエンジン回転速度が低い程、前記第１始動時コモンレール圧よりも極めて高く設定され、且つ前記回転速度検出手段によって検出されるエンジン回転速度が高くなるに従って前記第１始動時コモンレール圧に収束するように設定されることを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
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