JP3900903B2 - 蓄圧式燃料噴射装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧供給ポンプより圧送された高圧燃料をコモンレール内に蓄圧すると共に、そのコモンレール内に蓄圧した高圧燃料を例えばディーゼルエンジンの各気筒に搭載されたインジェクタを介してエンジンの各気筒の燃焼室内に噴射供給する蓄圧式燃料噴射装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えばディーゼルエンジン等のエンジンにより回転駆動される高圧供給ポンプによってコモンレール内に高圧燃料を加圧圧送して蓄圧すると共に、そのコモンレール内に蓄圧した高圧燃料をエンジンの各気筒毎に搭載された各気筒のインジェクタに分配し、各気筒のインジェクタからエンジンの各気筒の燃焼室内へ高圧燃料を噴射供給するコモンレール式燃料噴射システム（蓄圧式燃料噴射装置：特開昭６２−２５８１６０号公報等）が公知である。
【０００３】
ここで、高圧供給ポンプが過剰圧送（全量圧送）する等の異常時には、高圧供給ポンプからコモンレールを経て各気筒のインジェクタまでの高圧配管経路（システム）内の燃料圧が限界設定圧を超える可能性がある。このような高圧供給ポンプが過剰圧送する等の異常時に備えて、システム内の燃料圧が限界設定圧を超えた際に開弁するプレッシャリミッタ（圧力安全弁）を、高圧供給ポンプとインジェクタとを結ぶ燃料配管またはコモンレールの端部に搭載し、コモンレール式燃料噴射システムの信頼性を保証している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、高圧供給ポンプより吐出される燃料の圧送量をＥＣＵからのポンプ駆動信号に応じて変更することが可能な入り口調量弁を備え、その入り口調量弁としてノーマリオープンタイプ（常開型：入り口調量弁の駆動ラインへの通電が停止している時は全量圧送するタイプ）の電磁弁を用いたコモンレール式燃料噴射システムが見受けられる。
【０００５】
ところが、入り口調量弁の駆動ラインの故障（断線等）時には、高圧供給ポンプが全量圧送となることにより、高圧供給ポンプよりコモンレールに燃料が過剰圧送されてシステム内の燃料圧が限界設定圧を超えるため、プレッシャリミッタが開弁する。このため、コモンレール圧が限界設定圧以下に抑えられ、その間に、車両を退避走行（リンプフォーム）させることが考えられる。この場合には、コモンレール圧センサによって検出された実コモンレール圧、およびエンジンの運転条件によって設定される目標噴射量に応じたインジェクタの噴射時期・噴射期間制御（噴射パルス制御）を実施することで、車両の継続走行が可能となっている。
【０００６】
但し、車両を運転中に運転者（ドライバー）が不意にイグニッションスイッチをＯＦＦすることによるＥＣＵへのＥＣＵ電源のＯＦＦ時または車載バッテリとＥＣＵとを結び、ＥＣＵへＥＣＵ電源を供給するＥＣＵ電源ラインの断線時を考えると、ＥＣＵへのＥＣＵ電源の供給が断たれた時点で、プログラムに基づくインジェクタの噴射時期・噴射期間制御（噴射パルス制御）や高圧供給ポンプの圧送量制御（コモンレール圧制御）は強制的に終了する。
【０００７】
このため、ＥＣＵより入り口調量弁へポンプ駆動信号を出力することができず、つまり常開型の入り口調量弁の駆動ラインが断線した時と同じ状態となり、高圧供給ポンプが過剰圧送（全量圧送）となる。これにより、プレッシャリミッタが作動するまでは、高圧配管経路（システム）内は異常高圧状態が続く。それによって、システム内の異常高圧による高圧供給ポンプの破損や燃料配管からの燃料漏れ等が発生する可能性があるので、コモンレール式燃料噴射システムの安全性が低下するという問題点があった。
【０００８】
また、エンジンを低速で運転している間は、プレッシャリミッタが一旦開弁した後にコモンレール内の燃料圧が閉弁圧以下に低下してプレッシャリミッタが閉弁し、再度コモンレール内の燃料圧が限界設定圧を超えるとプレッシャリミッタが開弁する。このような圧力脈動によりプレッシャリミッタが開弁と閉弁とを繰り返し、コモンレール圧が不安定となり、車両の安全走行ができないという問題点があった。
【０００９】
【発明の目的】
本発明の目的は、車両を運転している時に不意にコンピュータへの電源の供給が断たれた時においても、エンジンが回転中は高圧供給ポンプを電気的に駆動することで、安全性および信頼性を向上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。また、エンジンを低速で運転している時でも、高圧配管経路内の燃料圧を安定させて、車両の安全走行を可能と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。
【００１０】
【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、車両を運転している時にコンピュータへの電源の供給が断たれた時、あるいはコンピュータ側の異常または故障が発生した時、あるいは高圧供給ポンプの異常または故障が発生した時には、エンジンが回転している間は、つまりエンジンが停止（エンスト）するまでは、バックアップ駆動回路によって高圧供給ポンプの調量弁（電磁式アクチュエータ）を電気的に駆動することにより、高圧供給ポンプの過剰圧送を抑えることができるので、高圧配管経路内の燃料圧の異常高圧状態を抑えることができる。それによって、高圧配管経路内の燃料圧の異常高圧による高圧供給ポンプの破損や高圧配管経路からの燃料漏れ等を防止できるので、蓄圧式燃料噴射装置の安全性および信頼性を高めることができる。また、車両を運転している時に不意に運転スイッチがオフされても、エンジンが回転している間は、コンピュータによって高圧供給ポンプの圧送量が減少する側に高圧供給ポンプの調量弁（電磁式アクチュエータ）を電気的に駆動することを特徴としている。なお、高圧供給ポンプの圧送量を減少する側に駆動するとは、例えば高圧供給ポンプの圧送を停止（中止）側に駆動したり、高圧供給ポンプの圧送量（吐出量）が０に近づくように駆動したりすることである。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、コンピュータは、運転スイッチがオフされて電源の供給が断たれると、メモリに記憶されたプログラムに基づく制御が強制的に終了されるように構成されていることを特徴としている。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、高圧供給ポンプの調量弁（電磁式アクチュエータ）として、高圧供給ポンプの加圧室内に吸入される燃料の吸入量を調整することで、高圧供給ポンプからコモンレールへの燃料の吐出量を変更する吸入量調整用の電磁弁を設けている。そして、高圧供給ポンプの異常または故障とは、電磁弁の全開異常による高圧供給ポンプの過剰圧送である。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、高圧供給ポンプの調量弁（電磁式アクチュエータ）として、高圧供給ポンプの出口からコモンレールへの燃料の吐出量を調整することで、高圧供給ポンプからコモンレールへの燃料の吐出量を変更する吐出量調整用の電磁弁を設けている。そして、高圧供給ポンプの異常または故障とは、電磁弁の全開異常による高圧供給ポンプの過剰圧送である。
【００１４】
請求項５に記載の発明によれば、高圧供給ポンプの調量弁（電磁式アクチュエータ）を電気的に駆動するとは、高圧供給ポンプの駆動ラインに対して並列接続されたバックアップ駆動ラインを用いて、エンジン回転数に対応した駆動電流を電磁弁に供給することであることを特徴としている。また、請求項６に記載の発明によれば、コンピュータの電源ラインが正常時に、バックアップ駆動回路に電源オン信号を出力する電源オン信号出力部を設けている。そして、バックアップ駆動回路は、電源オン信号出力部から電源オン信号を入力している間は、高圧供給ポンプの調量弁の電気的な駆動を停止することを特徴としている。
【００１５】
請求項７に記載の発明によれば、高圧供給ポンプの加圧室からコモンレールを経て複数個のインジェクタまでの高圧配管経路内の燃料圧が限界設定圧を超えると圧力安全弁が開弁してコモンレール内の燃料圧を限界設定圧以下に抑えて蓄圧式燃料噴射装置の信頼性を保証すると同時に、圧力安全弁の圧力レギュレート機能によって圧力安全弁の開弁後もコモンレール内の燃料圧がレギュレート圧力以上に維持できるので、エンジンを低速で運転している時でも、高圧配管経路内の燃料圧が安定する。これにより、エンジン回転が安定し、車両の安全走行が可能となり、車両を退避走行（リンプフォーム）させることができる。
【００１６】
請求項８に記載の発明によれば、コンピュータは、メモリに記憶されたプログラムに基づいて複数個のインジェクタの各電磁式アクチュエータを電気的に駆動するインジェクタ駆動回路を介して複数個のインジェクタの各電磁式アクチュエータを電子制御することを特徴としている。また、請求項９に記載の発明によれば、噴射パルス幅決定手段においては、燃料圧センサによって検出される高圧配管経路内の燃料圧、および噴射量決定手段によって設定された目標噴射量に応じて複数個のインジェクタに印加する噴射パルス幅が決定される。これにより、エンジンの運転条件に応じた最適な目標噴射量に基づく噴射パルス幅制御を決定することができる。
【００１７】
【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システムの全体構造を示した図である。
【００１８】
本実施例のコモンレール式燃料噴射システムは、多気筒ディーゼルエンジン等の多気筒内燃機関（以下エンジンと言う）の各気筒毎に搭載された複数個（本例では４個）のインジェクタ（ＩＮＪ）１と、エンジンにより回転駆動されるサプライポンプ３と、このサプライポンプ３より吐出された高圧燃料を蓄圧する蓄圧室を形成するコモンレール５と、複数個のインジェクタ１の各電磁式アクチュエータおよびサプライポンプ３の電磁式アクチュエータを電子制御する、マイクロコンピュータを含んで構成される電子制御ユニット（以下ＥＣＵと呼ぶ）９とを備えている。
【００１９】
各気筒のインジェクタ１は、コモンレール５より分岐する複数の分岐管（フローダンパ：高圧配管経路）１３に連結された高圧配管（高圧配管経路）１４の下流端に接続され、コモンレール５に蓄圧された高圧燃料をエンジンの各気筒の燃焼室内に噴射供給する燃料噴射ノズルである。これらのインジェクタ１からエンジンへの燃料の噴射時期・噴射期間の変更は、電磁式アクチュエータとしての噴射時期・噴射期間制御用の電磁弁２への通電および通電停止（ＯＮ／ＯＦＦ）により電子制御される。つまり、各気筒のインジェクタ１にそれぞれ装着された電磁弁２がＥＣＵ９によって通電されている間、コモンレール５に蓄圧された高圧燃料が、エンジンの各気筒の燃焼室内に噴射供給される。
【００２０】
サプライポンプ３は、エンジンのクランク軸（クランクシャフト）の回転に伴ってポンプ駆動軸が回転することで燃料タンク１０内の燃料を汲み上げる周知のフィードポンプ（低圧供給ポンプ：図示せず）と、ポンプ駆動軸により駆動されるプランジャ（図示せず）と、このプランジャの往復運動により燃料を加圧する加圧室（プランジャ室：図示せず）とを有している。そして、サプライポンプ３は、フィードポンプにより吸い出された燃料を燃料配管１１を介して吸入し、加圧室内で加圧し高圧化して燃料流路を経て吐出口からコモンレール５へ高圧燃料を吐出する高圧供給ポンプである。このサプライポンプ３の加圧室への燃料流路の入り口側には、その燃料流路を開閉することで、サプライポンプ３からコモンレール５への燃料の圧送量（吐出量）を変更する電磁式アクチュエータとしての入り口調量弁４が取り付けられている。
【００２１】
入り口調量弁４は、図示しないポンプ駆動回路（ＥＤＵ）を介してＥＣＵ９からのポンプ駆動信号によって電子制御されることにより、サプライポンプ３の加圧室内に吸入される燃料の吸入量を調整する吸入量調整用電磁弁で、各インジェクタ１からエンジンへ噴射供給する噴射圧力（燃料圧）、つまりコモンレール圧を変更する。その入り口調量弁４は、通電が停止されると弁状態が全開状態となるノーマリオープンタイプ（常開型）のポンプ流量制御弁（電磁弁）である。
【００２２】
コモンレール５には、連続的に噴射圧力に相当する高い圧力（コモンレール圧）が蓄圧される必要があり、そのために燃料配管（高圧配管経路）１２を介して高圧燃料を吐出するサプライポンプ３の吐出口と接続されている。本実施例では、コモンレール５の図示右端部に、コモンレール５内の圧力、つまり実コモンレール圧（Ｐｃ）を検出するコモンレール圧センサ１５を装着している。なお、インジェクタ１からのリーク燃料およびサプライポンプ３からのリーク燃料は、図示しないリーク配管（低圧通路）を経て燃料タンク１０にリターンされる。
【００２３】
また、リリーフ配管（低圧配管経路）１７には、コモンレール５内の圧力（以下コモンレール圧と言う）が限界蓄圧圧力（限界設定圧）を超えることがないように圧力を逃がすためのプレッシャリミッタ１６が取り付けられている。本実施例では、プレッシャリミッタ１６は、コモンレール５とリリーフ配管１７との間に接続される。なお、リリーフ配管１７は、コモンレール５から燃料タンク１０へ燃料をリリーフする配管である。
【００２４】
プレッシャリミッタ１６は、コモンレール圧が限界設定圧を超えた際に開弁してコモンレール圧を限界設定圧以下に抑えるための圧力安全弁である。このプレッシャリミッタ１６は、バルブボディ（弁本体）、このバルブボディに形成された弁孔を開閉するバルブニードル（弁体）、このバルブニードルと一体的に動作するピストン、バルブニードルおよびピストンが弁座に着座する側（閉弁側）に所定の付勢力で付勢するスプリング等から構成されている。
【００２５】
そして、バルブニードルのシート径とスプリングのセット荷重とでプレッシャリミッタ１６の開弁圧が決定されている。また、プレッシャリミッタ１６は、コモンレール圧が限界設定圧を超えた際に開弁した後に、コモンレール圧が所定値以下に低下すると閉弁してしまうが、本実施例のプレッシャリミッタ１６は、圧力レギュレート機能を備えている。すなわち、プレッシャリミッタ１６は、一旦開弁した後に、サプライポンプ３が過剰圧送する等の異常時に車両を退避走行（リンプフォーム）させる目的で、車両を安定走行させるのに必要な圧力（レギュレート圧力）を維持できるように閉弁圧を規制している。
【００２６】
なお、上記のような車両をリンプフォームさせるためには、車両を安定走行させる時の燃料圧を、インジェクタ１の作動圧力よりも高い圧力にしてインジェクタ１からエンジンの各気筒への燃料噴射を可能にし、且つエンジン振動、車両挙動、異音やノッキング等の発生しない低い圧力にして安定した走行状態を確保する必要がある。この圧力をレギュレート圧力とすると、このレギュレート圧力はプレッシャリミッタ１６のバルブニードルまたはバルブニードルと一体的に動作するピストンの外径とバルブニードルおよびピストンを閉弁方向に付勢するスプリングの付勢力とで決まる。すなわち、プレッシャリミッタ１６のバルブニードルまたはピストンと開弁圧を決めるバルブニードルのシート径の二乗比で閉弁圧が規制される。
【００２７】
ＥＣＵ９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メモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭまたはバックアップＲＡＭ）、Ｉ／Ｏポート（入力回路、出力回路）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（本発明のコンピュータに相当する）が設けられている。そして、高圧配管経路（システム）内の燃料圧に相当するコモンレール５内の圧力（実コモンレール圧：Ｐｃ）を検出する燃料圧センサとしてのコモンレール圧センサ１５や、エンジンの運転条件を検出する運転条件検出手段としての回転速度センサ、アクセル開度センサおよび冷却水温センサ（いずれも図示せず）等の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。
【００２８】
本実施例のＥＣＵ９は、イグニッションスイッチ（本発明の運転スイッチに相当する）２１がＯＮ（オン）されてＥＣＵ電源の供給が成された時点で、メモリに記憶されたプログラムに基づいてインジェクタ１のアクチュエータおよびサプライポンプ３のアクチュエータを電気的に駆動するインジェクタ駆動回路およびポンプ駆動回路を介してインジェクタ１およびサプライポンプ３を電子制御するように構成されている。また、ＥＣＵ９は、イグニッションスイッチ２１がＯＦＦ（オフ）されてＥＣＵ電源の供給が断たれると、メモリに記憶されたプログラムに基づく上記の制御が強制的に終了されるように構成されている。
【００２９】
また、ＥＣＵ９には、図１に示したように、ＩＧ・ＯＮ信号を検出するＩＧ信号検出部２２、およびバッテリ電源２４からＥＣＵ９へのＥＣＵ電源の供給状態を検出するＥＣＵ電源検出部（以下ＥＣＵ電源ＯＮ信号出力部と言う）２３が設けられている。なお、これらのＩＧ信号検出部２２およびＥＣＵ電源ＯＮ信号出力部２３は、マイクロコンピュータに電源の供給が成されない時でも作動可能なものである。そのＩＧ信号検出部２２は、イグニッションスイッチ２１のＩＧ・ＯＮ信号を検出したら、ＥＣＵ９とバッテリ電源２４とを結ぶＥＣＵ電源ライン（ワイヤリングハーネス：Ｗ／Ｈ）３１を断続するメインリレー２５を通電（ＯＮ）するように構成されている。また、ＥＣＵ電源ＯＮ信号出力部２３は、ＥＣＵ電源の供給を検出すると、後記するバックアップ駆動回路７にＥＣＵ電源ＯＮ信号を出力する。
【００３０】
なお、ＩＧ信号検出部２２は、車両を運転している時に運転者（ドライバー）によって不意にイグニッションスイッチ２１がＯＦＦされた場合に、メインリレー２５の通電停止（ＯＦＦ）を所定条件を満足するまで遅延させることもできる。その所定条件を満足するとは、イグニッションスイッチ２１がＯＦＦされてからエンジンが停止するまで、あるいはイグニッションスイッチ２１がＯＦＦされてから所定時間が経過するまでである。
【００３１】
そして、ＥＣＵ９は、エンジンの運転条件に応じた最適な目標噴射量（＝噴射期間：Ｑ）、目標噴射時期を決定する噴射量、噴射時期決定手段と、コモンレール圧センサ１５によって検出される実コモンレール圧（Ｐｃ）および目標噴射量（Ｑ）に応じたインジェクタ１に印加するインジェクタ（ＩＮＪ）噴射パルス幅（インジェクタ噴射パルス時間：Ｔｑ）を演算する噴射パルス幅決定手段と、インジェクタ駆動回路（ＥＤＵ）を介して各気筒のインジェクタ１にそれぞれ装着された電磁弁２にＩＮＪ噴射パルスを印加するインジェクタ駆動手段とを備えている。そして、ＥＣＵ９によるサプライポンプ調量制御（コモンレール圧制御）は、エンジンの運転条件に応じた最適な目標コモンレール圧（Ｐｔ）を演算し、この目標コモンレール圧（Ｐｔ）を達成するために、サプライポンプ３の入り口調量弁４への駆動電流（ポンプ駆動信号）の制御を実施することである。
【００３２】
ここで、ＥＣＵ９の異常または故障としては、図１に示したように、メインリレー２５を介してＥＣＵ９とバッテリ電源２４とを結ぶＥＣＵ電源ライン３１の故障（断線またはショート）または異常（誤操作によるＯＦＦ）、あるいはイグニッションスイッチ２１とＩＧ信号検出部２２とを結ぶＩＧ信号ライン（ワイヤリングハーネス：Ｗ／Ｈ）３２の故障（断線またはショート）または異常（誤操作によるＯＦＦ）が考えられる。なお、ＥＣＵ電源ライン３１の故障（断線等）または異常（誤操作によるＯＦＦ）は、上記のＥＣＵ電源ＯＮ信号出力部２３からバックアップ駆動回路７へＥＣＵ電源ＯＮ信号が出力されないので、ＥＣＵ電源ＯＮ信号出力部２３によって検出可能である。また、ＩＧ信号ライン３２の断線（またはＯＦＦ）は、上述したＩＧ信号検出部２２によって検出可能である。また、サプライポンプ３の異常または故障としては、図１に示したように、サプライポンプ３の入り口調量弁４を電気的に駆動するポンプ駆動回路（ＥＤＵ）を介して入り口調量弁４とＥＣＵ９とを結ぶ入り口調量弁（ポンプ）駆動ライン（ワイヤリングハーネス：Ｗ／Ｈ）３３の故障（断線またはショート）が考えられる。
【００３３】
バックアップ駆動回路７は、ドライバーが車両を運転中（エンジンが回転中）で、且つＥＣＵ電源ＯＮ信号出力部２３からＥＣＵ電源ＯＮ信号が出力されない異常時に、入り口調量弁駆動ライン３３に対して並列接続されたバックアップ駆動ライン３４を用いて駆動電流を入り口調量弁４に供給するように構成されている。このバックアップ駆動回路７は、エンジンにより回転駆動されるオルタネータ（車両用交流発電機）３５の発電によって生成される電力を入り口調量弁４の制御電流（エンジン回転数に対応した制御電流）として利用している。
【００３４】
［実施例の制御方法］
次に、本実施例のコモンレール式燃料噴射システムの制御方法を図１および図２に基づいて簡単に説明する。ここで、図２はＩＧ信号ラインのＯＦＦ（または断線）時、あるいはＥＣＵ電源ラインの断線時、あるいは入り口調量弁駆動ラインの断線時のサプライポンプ調量制御（コモンレール圧制御）を示した制御フローチャートである。
【００３５】
なお、制御フローチャートは、本発明のメモリに記憶されたプログラムに相当するもので、イグニッションスイッチ２１がＯＦＦ→ＯＮへと切り換わったときに起動されて所定時間毎に随時実行され、また、サプライポンプ３が過剰圧送等の故障がなく正常であって、イグニッションスイッチ２１がＯＮ→ＯＦＦへと切り換わってエンジンが停止し、メインリレー２５がＯＦＦされてＥＣＵ９へのＥＣＵ電源の供給が断たれたときには、強制的に終了されるものである。
【００３６】
先ず、イグニッションスイッチ２１がＯＮされているか否かを判定する。すなわち、ＩＧ信号検出部２２によってＩＧ・ＯＮ信号が検出してい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、つまり不意にイグニッションスイッチ２１がＯＦＦされた場合またはＩＧ信号ライン３２が断線した場合には、ＥＣＵ９によってエンジンが回転中であるか否かを判定する。
【００３７】
すなわち、回転速度センサによって検出されるエンジン回転速度（以下エンジン回転数と言う：ＮＥ）が所定値（例えばエンスト限界回転数）以上であるか否かを判定する（ステップＳ２）。この判定結果がＮＯの場合、つまりエンジンの回転が無く、エンジン停止中の場合には、バッテリ電源２４からＥＣＵ９へのＥＣＵ電源の供給を断つ（ＯＦＦする）ために、ＥＣＵ電源ライン３１を断続するメインリレー２５をＯＦＦ（開成）する（ステップＳ３）。これにより、ＥＣＵ９へのＥＣＵ電源の供給が断たれるため制御フローチャートの実行が終了する。
【００３８】
また、ステップＳ２の判定結果がＹＥＳの場合、つまりエンジンが停止しているのではなく、エンジンが回転している場合には、ＥＣＵ９に制御されるポンプ駆動回路（ＥＤＵ）によって入り口調量弁４を電気的に駆動する。すなわち、サプライポンプ３よりコモンレール５へ圧送される燃料の圧送量（サプライポンプ３よりコモンレール５へ吐出される吐出量）が減少する（サプライポンプ３の圧送が停止に向かう）ように、ポンプ駆動回路（ＥＤＵ）によって入り口調量弁４を電気的に駆動する。具体的には、サプライポンプ３より吐出される燃料の圧送量が０に向かうように、つまり入り口調量弁４が閉弁する方向（入り口調量弁４の通電量が大きくなる方向）に向かうように入り口調量弁４の駆動電流を調整する（ステップＳ４）。以降、ステップＳ１に戻り、上記の処理を繰り返す。
【００３９】
また、ステップＳ１の判定結果がＹＥＳの場合には、バッテリ電源２４からＥＣＵ９へＥＣＵ電源を供給するために、ＥＣＵ電源ライン３１を断続するメインリレー２５をＯＮ（閉成）する（ステップＳ５）。次に、ＥＣＵ電源ライン３１に故障（断線またはショート）が有るか否かを判定する。すなわち、ＥＣＵ電源ＯＮ信号出力部２３においてバッテリ電源２４からＥＣＵ９へのＥＣＵ電源の供給状態を検出しているか否かを判定する（ステップＳ６）。この判定結果がＮＯの場合、つまりＥＣＵ電源ライン３１が正常の場合には、ＥＣＵ電源ＯＮ信号出力部２３からバックアップ駆動回路７へＥＣＵ電源ＯＮ信号を出力する（ステップＳ７）。次に、入り口調量弁駆動ライン３３に故障（断線またはショート等）が有るか否かを判定する（ステップＳ８）。この判定結果がＹＥＳの場合には、ステップＳ１０へ進む。なお、ステップＳ８においてＥＣＵ９が故障しているか否かを判定しても良い。
【００４０】
ここで、入り口調量弁４の駆動時には、ＥＣＵ９はポンプ駆動回路（ＥＤＵ）を介して所定のパルス間隔のポンプ駆動信号に応じた制御電流値を入り口調量弁４に供給しているので、ＥＣＵ９は入り口調量弁４へのポンプ駆動信号をフィードバック制御しながら入り口調量弁４を制御している。このため、ＥＣＵ９では、入り口調量弁４へのポンプ駆動信号の電圧値または電流値が通常使用する範囲外の時にサプライポンプ３の異常または故障として判断するようにしている。本実施例では、入り口調量弁４としてノーマリオープンタイプの電磁弁を使用しているので、入り口調量弁駆動ライン３３の故障（断線等）時には通常使用する範囲外の０Ｖとなり、入り口調量弁４は全開異常、つまりサプライポンプ３は過剰圧送（全量圧送）となる。
【００４１】
また、上記のステップＳ８の判定結果がＮＯの場合、つまりイグニッションスイッチ２１がＯＮされ、ＥＣＵ９にＥＣＵ電源の供給が成され、且つ入り口調量弁駆動ライン３３が正常の場合には、ＥＣＵ９によって通常のインジェクタ１の噴射時期・噴射期間制御（噴射パルス制御）、および通常のサプライポンプ調量制御（コモンレール圧制御）を実施する（ステップＳ９）。以降、ステップＳ１に戻り、上記の処理を繰り返す。
【００４２】
すなわち、ＥＣＵ９によるインジェクタ１の噴射時期・噴射期間制御（噴射パルス制御）とは、回転速度センサ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によって検出されたアクセル開度（ＡＣＣＰ）等のエンジン運転情報、更には冷却水温センサ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（Ｑ）を算出し、コモンレール圧センサ１５によって検出される実コモンレール圧（Ｐｃ）および目標噴射量（Ｑ）からＩＮＪ噴射パルス幅（Ｔｑ）を算出し、このＩＮＪ噴射パルス幅（Ｔｑ）に応じたＩＮＪ噴射パルスを各気筒のインジェクタ１にそれぞれ装着された電磁弁２に出力する制御を言う。
【００４３】
また、ＥＣＵ９によるコモンレール圧制御は、回転速度センサ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によって検出されたアクセル開度（ＡＣＣＰ）等のエンジン運転情報、更には冷却水温センサ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コモンレール圧（Ｐｔ）を演算し、この目標コモンレール圧（Ｐｔ）を達成するために、サプライポンプ３の入り口調量弁４にポンプ駆動信号を出力する制御を言う。さらに、より好ましくは、コモンレール圧センサ１５によって検出される実コモンレール圧（Ｐｃ）が、上述したようにエンジンの運転条件によって設定される目標コモンレール圧（Ｐｔ）と略一致するように、サプライポンプ３の入り口調量弁４に供給する駆動電流をフィードバック制御することが望ましい。
【００４４】
また、ステップＳ６の判定結果がＹＥＳの場合、つまりＥＣＵ電源ライン３１が故障（断線またはショート）している場合には、ＥＣＵ９はメモリに予め記憶されたプログラムに基づく制御は強制的に終了すると共に、ＥＣＵ電源ＯＮ信号出力部２３においてＥＣＵ電源の供給状態が検出されないために、ＥＣＵ電源ＯＮ信号出力部２３からバックアップ駆動回路７へＥＣＵ電源ＯＮ信号が出力されない。
【００４５】
あるいは、ステップＳ８の判定結果がＹＥＳの場合、つまり入り口調量弁駆動ライン３３の故障（断線またはショート）の場合には、サプライポンプ３の過剰圧送（全量圧送）等によって高圧配管経路（システム）内が異常高圧状態であると判断できる。このため、ＥＣＵ１０は、ＥＣＵ電源ＯＮ信号出力部２３からバックアップ駆動回路７へのＥＣＵ電源ＯＮ信号の出力を禁止（無しに）する（ステップＳ１０）。これにより、バックアップ駆動回路７にＥＣＵ電源ＯＮ信号の入力が無くなると同時に、バックアップ駆動回路７によって入り口調量弁４の電気的な駆動が開始される（ステップＳ１１）。
【００４６】
次に、エンジンが回転中であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。この判定結果がＮＯの場合、つまりエンジンが停止した時点で、バックアップ駆動回路７による入り口調量弁４の電気的な駆動が停止される（ステップＳ１３）。また、ステップＳ１２の判定結果がＹＥＳの場合、つまりエンジンが回転している場合には、バックアップ駆動回路７によってサプライポンプ３よりコモンレール５へ圧送される燃料の圧送量が減少する（サプライポンプ３の圧送が停止に向かう）ように入り口調量弁４を電気的に駆動する。具体的には、サプライポンプ３より吐出される燃料の圧送量が０に向かうように、つまり入り口調量弁４が閉弁する方向に向かうように入り口調量弁４の駆動電流を調整する（ステップＳ１４）。その後に、ステップＳ１２に戻り、上記の処理を繰り返す。
【００４７】
ここで、ステップＳ１１〜Ｓ１４の処理は、ＥＣＵ９のメモリに予め記憶されたプログラムではなく、また、バックアップ駆動回路７は回路を切り替える切替スイッチとして機能しているため、バックアップ駆動回路７によって入り口調量弁４を電気的に駆動しているのでもなく、実際には、エンジンが回転中の場合には、エンジンにより回転駆動されるオルタネータ３５の発電によって生成される電力によって入り口調量弁４を電気的に駆動している。
【００４８】
したがって、ステップＳ１２のように、バックアップ駆動回路７によってエンジンが回転中であるか否かを判定することはできず、エンジンが回転している間、オルタネータ３５の発電によって生成される電力によって入り口調量弁４を電気的に駆動できるように構成されている。このため、エンジン回転数（ＮＥ）が大きければ大きい程、入り口調量弁４に供給される駆動電流は大きくなり、これにより入り口調量弁４の弁開度は小さくなる。逆に、エンジン回転数（ＮＥ）が小さければ小さい程、入り口調量弁４に供給される駆動電流は小さくなり、これにより入り口調量弁４の弁開度は大きくなる。
【００４９】
［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システムのように、サプライポンプ３の入り口調量弁４としてノーマリオープンタイプ（常開型）の電磁弁を採用している場合には、ＥＣＵ９と入り口調量弁４とを結ぶ入り口調量弁駆動ライン３３に故障（断線等）が生じると、サプライポンプ３の圧送量を変更する入り口調量弁４が全開異常となる。
【００５０】
このような入り口調量弁４の全開異常時には、エンジンが回転中の場合、サプライポンプ３が高圧燃料をコモンレール５へ過剰圧送（全量圧送）することにより、サプライポンプ３からコモンレール５を経て各気筒のインジェクタ１までの高圧配管経路（システム）内の燃料圧（以下コモンレール圧と言う）が異常上昇することになる。そして、更にコモンレール圧が上昇して限界設定圧（プレッシャリミッタ１６の開弁圧）を超えると、プレッシャリミッタ１６が開弁して、コモンレール５内の高圧燃料をプレッシャリミッタ１６、リリーフ配管１７を経て燃料タンク１０に逃がし、コモンレール圧を限界設定圧以下に抑える。このとき、入り口調量弁駆動ライン３３の故障（断線等）によりサプライポンプ３の圧送量はＥＣＵ９側のポンプ駆動回路（ＥＤＵ）によって制御することはできないが、バックアップ駆動回路７によって入り口調量弁４への駆動電流をエンジン回転数（ＮＥ）に応じて変更することで、入り口調量弁４の弁開度を絞る側に調節できるので、システム内の異常高圧状態を抑えることができる。例えば入り口調量弁４の開弁特性を、オルタネータ３５より供給される最低電流値において所定値（例えばアイドル時の制御値）となるように設定することもできる。
【００５１】
また、エンジン回転数（ＮＥ）が所定値（アイドル状態）以下の時、つまりエンジンを低速で運転している間は、プレッシャリミッタ１６が一旦開弁した後にコモンレール圧が閉弁圧以下に低下してプレッシャリミッタ１６が閉弁し、再度コモンレール圧が限界設定圧を超えるとプレッシャリミッタ１６が開弁する。このような圧力脈動によりプレッシャリミッタ１６が開弁と閉弁とを繰り返し、コモンレール圧が不安定となり、車両の安全走行ができないという問題点があった。
【００５２】
そこで、本実施例では、圧力レギュレート機能を備えたプレッシャリミッタ１６を搭載しているので、プレッシャリミッタ１６が一旦開弁した後はコモンレール圧が限界設定圧よりも下がるが、車両を安定走行させるのに必要な圧力（レギュレート圧力）にコモンレール圧を維持できるため、プレッシャリミッタ１６が閉弁することを抑制できる。それによって、上記のプレッシャリミッタ１６の圧力レギュレート機能によってコモンレール圧はインジェクタ１の作動圧力以上に保たれるため、コモンレール圧センサ１５によってそのレギュレート圧力を検出し、その圧力に応じたインジェクタ１の噴射時期・噴射期間制御（噴射パルス制御）を実施することで、車両を安定走行させることができ、車両の退避走行（リンプフォーム）が可能となる。
【００５３】
しかし、車両を運転している時に不意にドライバーがイグニッションスイッチ２１をＯＦＦした時、あるいはイグニッションスイッチ２１とＩＧ信号検出部２２とを結ぶＩＧ信号ライン３２の断線時には、イグニッションスイッチ２１をＯＦＦ（またはＩＧ信号ライン３２の断線）してからエンジンが確実に停止するまで、メインリレー２５のＯＦＦを遅延させることによって、ＥＣＵ９へのＥＣＵ電源の供給を継続させるようにしている。
【００５４】
そして、ＥＣＵ９によって入り口調量弁４をポンプ圧送停止側に電気的に駆動することで、入り口調量弁４への駆動電流が無くなることによるサプライポンプ３の過剰圧送によるシステム内の異常高圧状態を防止できる。それによって、システム内の異常高圧によるサプライポンプ３の破損や燃料配管１２〜１４とインジェクタ１およびコモンレール５との継手部からの燃料漏れ、燃料配管１２〜１４のバースト等を防止できるので、コモンレール式燃料噴射システムの安全性を向上することができる。これにより、不意のイグニッションスイッチ２１のＯＦＦ時またはＩＧ信号ライン３２の断線時に、車両を安定走行させることができ、車両を退避走行（リンプフォーム）させることができる。
【００５５】
また、ＥＣＵ９とバッテリ電源２４とを結ぶＥＣＵ電源ライン３１の断線時には、ＥＣＵ９へのＥＣＵ電源の供給が断たれた時点で、プログラムに基づくインジェクタ１の噴射時期・噴射期間制御（噴射パルス制御）やサプライポンプ３の圧送量制御（コモンレール圧制御）は強制的に終了してしまう。このため、ＥＣＵ９より入り口調量弁４へポンプ駆動信号を出力することができず、つまりノーマリオープンタイプ（常開型）の入り口調量弁４の入り口調量弁駆動ライン３３が故障（断線等）した時と同じ状態となり、入り口調量弁４が全開異常となりサプライポンプ３が過剰圧送（全量圧送）となってしまうという不具合が生じる。
【００５６】
そこで、本実施例では、ＥＣＵ９へのＥＣＵ電源の供給が断たれたことを、ＥＣＵ電源ＯＮ信号出力部２３からバックアップ駆動回路７へのＥＣＵ電源ＯＮ信号が無くなることで検出し、その後はバックアップ駆動回路７の作動によって入り口調量弁４への駆動電流をエンジン回転数（ＮＥ）に応じて変更することで、入り口調量弁４の弁開度を調節できるので、システム内の異常高圧状態を抑えることができる。それによって、システム内の異常高圧によるサプライポンプ３の破損や燃料配管１２〜１４とインジェクタ１およびコモンレール５との継手部からの燃料漏れ、燃料配管１２〜１４のバースト等を防止できるので、コモンレール式燃料噴射システムの安全性および信頼性を向上させることができる。
【００５７】
［変形例］
本実施例では、コモンレール圧センサ（燃料圧センサ）１５をコモンレール５の図示右端部に直接取り付けて、コモンレール５内に蓄圧される燃料圧（実コモンレール圧）を検出するようにしているが、燃料圧センサをサプライポンプ３のプランジャ室（加圧室）からインジェクタ１内の燃料通路までの間の燃料配管等に取り付けて、サプライポンプ３の加圧室より吐出された燃料圧を検出するようにしても良い。
【００５８】
本実施例では、サプライポンプ３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）する入り口調量弁（吸入量調整用電磁弁）４を設けた例を説明したが、サプライポンプ３のプランジャ室（加圧室）からコモンレール５への燃料の吐出量を変更（調整）する吐出量調整用電磁弁を設けても良い。また、本実施例では、吐出量調整用電磁弁または吸入量調整用電磁弁の弁開度がその電磁弁への通電を停止した時に全開となるノーマリオープンタイプ（常開型）の電磁弁を用いたが、吐出量調整用電磁弁または吸入量調整用電磁弁の弁開度がその電磁弁を通電した時に全開となるノーマリクローズタイプ（常閉型）の電磁弁を用いても良い。
【００５９】
本実施例では、マイクロコンピュータ側の異常または故障の判定を、ＥＣＵ電源ライン３１の故障（断線またはショート）を検出することにより判定しているが、ＥＣＵ９のマイクロコンピュータまたはポンプ駆動回路（ＥＤＵ）から入り口調量弁（高圧供給ポンプのアクチュエータ）４への出力異常（制御異常）を検出することにより判定するようにしても良い。また、ＥＣＵ９のマイクロコンピュータ側またはポンプ駆動回路（ＥＤＵ）側の異常または故障、あるいはサプライポンプ（高圧供給ポンプ）３の異常または故障を検出した場合に、インジケータランプ等の表示手段を点灯してドライバーに注意を促すようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】コモンレール式燃料噴射システムの全体構造を示した概略図である（実施例）。
【図２】サプライポンプ調量制御を示した制御フローチャートである（実施例）。
【符号の説明】
１ インジェクタ
３ サプライポンプ（高圧供給ポンプ）
４ ノーマリオープンタイプの入り口調量弁（吸入量調整用電磁弁）
５ コモンレール
７ バックアップ駆動回路
９ ＥＣＵ（マイクロコンピュータを含んで構成される電子制御ユニット）
１２ 燃料配管（高圧配管経路）
１３ 分岐管（高圧配管経路）
１４ 高圧配管（高圧配管経路）
１５ コモンレール圧センサ（燃料圧センサ）
１６ プレッシャリミッタ（圧力安全弁）
２１ イグニッションスイッチ（運転スイッチ）
２２ ＩＧ信号検出部
２３ ＥＣＵ電源ＯＮ信号出力部
２４ バッテリ電源
２５ メインリレー
３１ ＥＣＵ電源ライン
３３ 入り口調量弁駆動ライン（ポンプ駆動ライン）
３４ バックアップ駆動ライン
３５ オルタネータ（車両用交流発電機）

Claims (9)

1. （ａ）エンジンの各気筒毎に搭載された複数個のインジェクタと、
   （ｂ）前記エンジンにより回転駆動される高圧供給ポンプであって、加圧室内に吸入した燃料を加圧し高圧化する高圧供給ポンプと、
   （ｃ）この高圧供給ポンプより圧送された高圧燃料を蓄圧すると共に、この蓄圧された高圧燃料を前記複数個のインジェクタに分配するコモンレールと、
   （ｄ）運転スイッチがオンされて電源の供給が成されると、メモリに記憶されたプログラムに基づいて前記高圧供給ポンプの電磁式アクチュエータを電気的に駆動するポンプ駆動回路を介して前記高圧供給ポンプの電磁式アクチュエータを電子制御するコンピュータと、
   （ｅ）車両を運転している時に、前記コンピュータへの電源の供給が断たれた時、あるいは前記コンピュータ側の異常または故障が発生した時、あるいは前記高圧供給ポンプの異常または故障が発生した時には、前記エンジンが回転している間は前記高圧供給ポンプの電磁式アクチュエータを電気的に駆動するバックアップ駆動回路と
   を備えた蓄圧式燃料噴射装置において、
   前記高圧供給ポンプの電磁式アクチュエータは、前記ポンプ駆動回路を介して前記コンピュータによって電子制御されることにより、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調量弁であって、
   前記コンピュータは、車両を運転している時に不意に前記運転スイッチがオフされても、前記エンジンが回転している間は、前記高圧供給ポンプの圧送量が減少する側に前記高圧供給ポンプの調量弁を電気的に駆動することを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
2. 請求項１に記載の蓄圧式燃料噴射装置において、
   前記コンピュータは、前記運転スイッチがオフされて電源の供給が断たれると、前記メモリに記憶されたプログラムに基づく制御が強制的に終了されるように構成されていることを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
3. 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、
   前記高圧供給ポンプの調量弁は、前記高圧供給ポンプの加圧室内に吸入される燃料の吸入量を調整する吸入量調整用の電磁弁であって、
   前記高圧供給ポンプの異常または故障とは、前記電磁弁の全開異常による前記高圧供給ポンプの過剰圧送であることを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
4. 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、
   前記高圧供給ポンプの調量弁は、前記高圧供給ポンプの加圧室から前記コモンレールへの燃料の吐出量を調整する吐出量調整用の電磁弁であって、
   前記高圧供給ポンプの異常または故障とは、前記電磁弁の全開異常による前記高圧供給ポンプの過剰圧送であることを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
5. 請求項３または請求項４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の調量弁を電気的に駆動するとは、前記高圧供給ポンプの駆動ラインに対して並列接続されたバックアップ駆動ラインを用いて、エンジン回転数に対応した駆動電流を前記電磁弁に供給することであることを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
6. 請求項１ないし請求項５のうちいずれかに記載の蓄圧式燃料噴射装置において、
   前記コンピュータの電源ラインが正常時に、前記バックアップ駆動回路に電源オン信号を出力する電源オン信号出力部を備え、
   前記バックアップ駆動回路は、前記電源オン信号出力部から電源オン信号を入力している間は、前記高圧供給ポンプの調量弁の電気的な駆動を停止することを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
7. 請求項１ないし請求項６のうちいずれか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の加圧室から前記コモンレールを経て前記複数個のインジェクタまでの高圧配管経路内の燃料圧が限界設定圧を超えた際に開弁して燃料圧を限界設定圧以下に抑えるための圧力安全弁を備え、
   前記圧力安全弁は、開弁した後に、前記高圧配管経路内の燃料圧を車両を退避走行させるのに必要なレギュレート圧力以上に維持することが可能な圧力レギュレート機能を備えたことを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
8. 請求項１ないし請求項７のうちいずれかに記載の蓄圧式燃料噴射装置において、
   前記コンピュータは、前記メモリに記憶されたプログラムに基づいて前記複数個のインジェクタの各電磁式アクチュエータを電気的に駆動するインジェクタ駆動回路を介して前記複数個のインジェクタの各電磁式アクチュエータを電子制御することを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
9. 請求項８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の加圧室から前記コモンレールを経て前記複数個のインジェクタまでの高圧配管経路内の燃料圧を検出する燃料圧センサを備え、
   前記プログラムは、前記エンジンの運転条件から目標噴射量を算出する噴射量決定手段、および前記燃料圧センサによって検出された前記高圧配管経路内の燃料圧と前記噴射量決定手段によって設定された目標噴射量とから噴射パルス幅を決定する噴射パルス幅決定手段を有することを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。

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