JP3941667B2 - 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、サプライポンプによって加圧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、コモンレール内に蓄圧された高圧燃料をインジェクタを介してエンジンの各気筒内に噴射供給する蓄圧式燃料噴射装置に関するもので、特にコモンレール内の燃料圧力が限界設定圧力または開弁圧設定値を超えた際に開弁してコモンレール内の燃料圧力を限界設定圧力以下に抑えるためのプレッシャリミッタを備えた蓄圧式燃料噴射装置に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ディーゼルエンジン等の内燃機関（以下エンジンと呼ぶ）により回転駆動されるサプライ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された高圧燃料を、エンジンの各気筒毎に搭載された複数個の電磁式燃料噴射弁（インジェクタ）に分配し、これらのインジェクタからエンジンの各気筒内へ高圧燃料を噴射供給する蓄圧式燃料噴射装置が公知である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、サプライポンプの加圧室に至る燃料吸入経路には、加圧室内に吸入される燃料の吸入量を調整することで、サプライポンプの加圧室からコモンレールへの高圧燃料の圧送量を変更する吸入調量弁（ＳＣＶ）が設けられている。なお、吸入調量弁としては、通電停止時に弁開度が全開となるノーマリオープンタイプ（常開型）の電磁弁が採用されている。これにより、その吸入調量弁を駆動するポンプ駆動信号送信用のワイヤハーネスの断線故障が生じたり、あるいは吸入調量弁の内蔵部品の断線故障が生じたり、あるいは吸入調量弁を制御するコンピュータの出力異常または吸入調量弁を駆動する駆動信号の出力異常が生じたり、あるいは吸入調量弁の弁体と弁座との間に異物が噛み込んだりすると、吸入調量弁の全開異常が発生することにより、サプライポンプが高圧燃料を過剰圧送（ポンプ全量圧送）する可能性がある。
【０００４】
この場合には、サプライポンプの加圧室よりコモンレールを経て各気筒のインジェクタの油溜まりまでの蓄圧式燃料噴射装置の燃料系の高圧側の配管経路（高圧配管経路、コモンレールシステム）内の燃料圧力、特にコモンレール内の燃料圧力が限界設定圧力を超える可能性がある。このような吸入調量弁の全開異常によるサプライポンプの過剰圧送等のシステム内の異常高圧に備えて、コモンレール内の燃料圧力が限界設定圧力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、コモンレールに取り付けることで、蓄圧式燃料噴射装置の信頼性を保証していた。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２９５６８５（第１−７頁、図１−図２）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の蓄圧式燃料噴射装置においては、吸入調量弁の制御不能時、つまり吸入調量弁の全開異常によるサプライポンプの過剰圧送（ポンプ全量圧送）時であっても、エンジン回転速度が所定値以下の低速で、且つエンジンの各気筒内への燃料噴射量が所定値以上の場合には、図４のグラフに示したように、コモンレール内の燃料圧力が定常時よりも高圧であっても、限界設定圧力まで上昇せず、つまりプレッシャリミッタが開弁しない。これにより、コモンレール内の燃料圧力が異常高圧（定常時の圧力＝１８０ＭＰａ＜コモンレール圧力＜限界設定圧力＝プレッシャリミッタの開弁圧設定値）で釣り合ってしまう。
【０００７】
このような状況が長時間継続すると、すなわち、エンジン回転速度が低速で、且つコモンレール圧力が異常高圧の低速高圧状態が長時間継続すると、サプライポンプやインジェクタが異常高圧作動となり、サプライポンプが許容圧力を超えて運転される領域（レギュレート開弁不可能領域、ＮＧ領域：図４参照）となるので、サプライポンプやインジェクタの性能が劣化したり、蓄圧式燃料噴射装置の燃料系の高圧側の配管経路（コモンレールシステム、燃料系の高圧側の燃料経路）途中の配管継手部および高圧シール部において燃料漏れ等の不具合が発生したりする。したがって、サプライポンプ、インジェクタ、高圧シール部の耐久性が低下する等、蓄圧式燃料噴射装置の信頼性を低下させてしまうという問題があった。
【０００８】
【発明の目的】
本発明の目的は、燃料供給ポンプの異常故障時に、コモンレール内の燃料圧力を圧力安全弁の限界設定圧力（開弁圧設定値）以上に上昇させることで、燃料供給ポンプや燃料噴射弁等の耐久性を向上させることができ、且つコモンレールシステムの信頼性を向上させ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。
【０００９】
【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、燃料供給ポンプの異常故障時には、コモンレール内の燃料圧力を上昇させて圧力安全弁を強制的に開弁させることにより、エンジン回転速度が低速で、且つコモンレール内の燃料圧力が異常高圧の低速高圧状態が長時間継続することはなく、燃料供給ポンプや燃料噴射弁の異常高圧作動を防止できる。
【００１０】
それによって、燃料供給ポンプや燃料噴射弁の性能が劣化したり、蓄圧式燃料噴射装置の燃料系の高圧側の配管経路（コモンレールシステム、燃料系の高圧側の燃料経路）途中の配管継手部や高圧シール部において燃料漏れ等の不具合が発生したりすることもない。したがって、燃料供給ポンプや燃料噴射弁等の耐久性を向上させることができ、且つ蓄圧式燃料噴射装置（コモンレールシステム）の信頼性を向上させることができるという効果が得られる。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、燃料供給ポンプのポンプ圧送期間と燃料噴射弁の噴射期間とが重複する気筒への指令噴射時期を、通常時噴射時期よりも燃料供給ポンプのポンプ圧送期間と燃料噴射弁の噴射期間とが重複しないように遅角させる噴射時期遅角手段を設けたことにより、コモンレール内の燃料圧力の上昇傾向が燃料噴射弁から当該気筒への燃料噴射によって妨げられることなく、コモンレール内の燃料圧力が限界設定圧力（圧力安全弁の開弁圧設定値）以上に十分上昇させることができるので、圧力安全弁を強制的に開弁させることができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、内燃機関の運転条件または運転状態によって決定される指令噴射量を、通常時噴射量よりも所定値以下（例えば減量または０）に制限する噴射量制限手段を設けたことにより、コモンレール内の燃料圧力の上昇傾向が燃料噴射弁から当該気筒への燃料噴射によって妨げられることなく、コモンレール内の燃料圧力が限界設定圧力（圧力安全弁の開弁圧設定値）以上に十分上昇させることができるので、圧力安全弁を強制的に開弁させることができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、燃料供給ポンプの異常故障時であって、しかも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所定値以下で、且つ噴射量決定手段によって設定される指令噴射量が所定値以上の際に、燃料供給ポンプの運転領域が、コモンレール内の燃料圧力が異常高圧で釣り合う領域、あるいは燃料供給ポンプが許容圧力を超えて運転される領域、あるいは燃料供給ポンプの全量吐出時の圧力特性と圧力安全弁の限界設定圧力または開弁圧設定値とで囲まれた運転領域等の異常運転領域に有ると判断できる。このような異常運転領域に有ると判断した場合には、上記のフェイル制御を実施することで、コモンレール内の燃料圧力を限界設定圧力（圧力安全弁の開弁圧設定値）以上に上昇させて圧力安全弁を強制的に開弁させる。これにより、エンジン回転速度が低速で、且つコモンレール内の燃料圧力が異常高圧の低速高圧状態が長時間継続することはなく、燃料供給ポンプや燃料噴射弁の異常高圧作動を防止することができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明によれば、燃料供給ポンプの異常故障時であって、しかも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所定値以下で、且つ燃料圧力検出手段によって検出されるコモンレール内の燃料圧力と燃料圧力決定手段によって設定される目標燃料圧力との圧力偏差が所定値以上で、且つこの状態が所定時間以上継続している際に、燃料供給ポンプの運転領域が、コモンレール内の燃料圧力が異常高圧で釣り合う領域、あるいは燃料供給ポンプが許容圧力を超えて運転される領域、あるいは燃料供給ポンプの全量吐出時の圧力特性と圧力安全弁の限界設定圧力または開弁圧設定値とで囲まれた運転領域等の異常運転領域に有ると判断できる。このような異常運転領域に有ると判断した場合には、上記のフェイル制御を実施することで、コモンレール内の燃料圧力を限界設定圧力（圧力安全弁の開弁圧設定値）以上に上昇させて圧力安全弁を強制的に開弁させる。これにより、エンジン回転速度が低速で、且つコモンレール内の燃料圧力が異常高圧の低速高圧状態が長時間継続することはなく、燃料供給ポンプや燃料噴射弁の異常高圧作動を防止することができる。
【００１５】
請求項６に記載の発明によれば、圧力安全弁に、コモンレール内の燃料圧力を、レギュレート圧力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により、エンジン回転速度がアイドル回転速度以上であれば、車両を不完全ながら継続走行またはリンプホームさせることができる。また、請求項７および請求項８に記載の発明によれば、燃料供給ポンプには、燃料吸入経路を経て流入した燃料を加圧する加圧室、および燃料吸入経路の開度に応じて加圧室からコモンレール内へ吐出される吐出量を調整する流量制御弁が設けられている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態の構成］
図１ないし図８は本発明の第１実施形態を示したもので、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。
【００１７】
本実施形態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内燃機関（以下エンジンと言う）１を設置した自動車等の車両に搭載されて、燃料の噴射圧力に相当する高圧燃料を蓄圧するコモンレール２と、このコモンレール２内の燃料圧力を限界設定圧力（圧力安全弁の開弁圧設定値）以下に抑えるためのプレッシャリミッタ（本発明の圧力安全弁に相当する）３と、コモンレール２内に蓄圧された高圧燃料をエンジン１の各気筒内に噴射供給する複数個（本例では４個）のインジェクタ（本発明の燃料噴射弁に相当する）４と、吸入した燃料を加圧して高圧化しコモンレール２内に圧送する吸入調量型のサプライポンプ（本発明の燃料供給ポンプに相当する）５と、エンジン１の各気筒のインジェクタ４のアクチュエータおよびサプライポンプ５のアクチュエータを電子制御するエンジン制御装置（エンジン制御ユニット：以下ＥＣＵと呼ぶ）１０とを備えている。
【００１８】
コモンレール２には、連続的に燃料の噴射圧力に相当する高い圧力が蓄圧される必要があり、そのためにコモンレール２に蓄圧される高圧燃料は、高圧配管１１を介してサプライポンプ５から供給されている。なお、コモンレール２から燃料タンク７へ燃料をリリーフするリリーフ配管１２には、コモンレール圧が限界設定圧力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３が取り付けられている。
【００１９】
プレッシャリミッタ３は、サプライポンプ５の加圧室からコモンレール２を経てインジェクタ４の燃料溜まりまでの高圧配管経路（燃料系の高圧側の配管経路、コモンレールシステム）内の燃料圧力、すなわち、コモンレール２内の燃料圧力（所謂コモンレール圧力）が限界設定圧力を超えた際に開弁して、コモンレールシステム内の燃料圧力を限界設定圧力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３は、コモンレール２の図示左端部とリリーフ配管１２の図示上端側の端部との間に液密的に接続される略円筒状のハウジング、このハウジングの先端側（コモンレール２側）に固定されるバルブボディ（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が弁座に着座する側（閉弁方向）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。そして、ボールバルブ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３の開弁圧が決定されている。
【００２０】
なお、プレッシャリミッタ３は、コモンレール圧力が限界設定圧力を超えた際に開弁した後に、コモンレール圧力が所定値以下に低下すると閉弁してしまうが、プレッシャリミッタ３に圧力レギュレート機能を備えるようにしても良い。この場合、プレッシャリミッタ３は、一旦開弁した後に、サプライポンプ５が過剰圧送する等のコモンレールシステム内の異常高圧時に車両を退避走行（リンプホーム）させる目的で、車両を継続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する。
【００２１】
また、車両をリンプホームさせるためには、車両を継続走行させる時の燃料圧力を、インジェクタ４の作動圧力よりも高い圧力にしてインジェクタ４からエンジン１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、不完全ながらも安定した走行状態を確保する必要がある。この燃料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、バルブニードルの外周の流路抵抗（クリアランスと嵌合長さ）とバルブニードルを閉弁方向に付勢するスプリングの付勢力とで決まる（例えば５０ＭＰａ）。
【００２２】
エンジン１の各気筒（例えば気筒＃１、気筒＃２、気筒＃３、気筒＃４）毎に搭載されたインジェクタ４は、コモンレール２より分岐する複数の分岐管１３の下流端に接続され、噴射孔を形成したノズルボディと噴射孔を開閉するノズルニードルとからなるノズル、ノズルボディ内に摺動自在に支持されたノズルニードルを開弁方向に駆動する電磁式アクチュエータ、およびノズルニードルを閉弁方向に付勢するスプリング等の付勢手段等により構成された電磁式燃料噴射弁である。
【００２３】
これらのインジェクタ４からエンジン１への燃料噴射は、ノズルニードルと一体的に動作するコマンドピストンの背圧制御室内の燃料圧力を制御する電磁式アクチュエータとしての噴射制御用電磁弁（図示せず：以下電磁弁と略す）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４の電磁弁が開弁している間、コモンレール２内に蓄圧された高圧燃料がエンジン１の各気筒内に噴射供給される。ここで、インジェクタ４からのリーク燃料または背圧制御室からの排出燃料（リターン燃料）は、燃料還流路１８から燃料還流路１９を経て燃料タンク７に還流するように構成されている。
【００２４】
サプライポンプ５は、吸入した燃料を加圧して吐出口からコモンレール２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５は、エンジン１のクランク軸（クランクシャフト）１４の回転に伴ってポンプ駆動軸１５が回転することで燃料タンク７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１５により回転駆動されるカム（図示せず）と、このカムにより上死点と下死点との間を往復運動するように駆動される２個のプランジャ＃１、＃２と、これらのプランジャ＃１、＃２が２個のシリンダ内をそれぞれ往復摺動することにより、燃料吸入経路（図示せず）を経て吸入された燃料を加圧する２個の加圧室（プランジャ室：図示せず）と、これらの加圧室内の燃料圧力が所定値以上に上昇すると開弁する２個の吐出弁（図示せず）とを有している。
【００２５】
また、サプライポンプ５には、内部の燃料温度が高温にならないように、リークポートが設けられており、サプライポンプ５からのリーク燃料は、燃料還流路１７から燃料還流路１９を経て燃料タンク７に還流するように構成されている。このサプライポンプ５の加圧室へ燃料を流入させるための燃料吸入経路には、その燃料吸入経路の開口度合（弁のリフト量または弁の開口面積）を調整することで、サプライポンプ５からコモンレール２への燃料の吐出量（ポンプ吐出量、ポンプ圧送量）を変更するソレノイドアクチュエータとしての吸入調量弁（以下ＳＣＶと言う）６が取り付けられている。
【００２６】
ＳＣＶ６は、図示しないポンプ駆動回路を介してＥＣＵ１０から印加されるＳＣＶ駆動電流値によって電子制御されることにより、サプライポンプ５の加圧室内に吸入される燃料の吸入量を調整するポンプ流量制御弁である。このＳＣＶ６は、フィードポンプから加圧室内へ燃料を送るための燃料吸入経路の開度を調整するバルブ（図示せず）、このバルブを閉弁方向に駆動するソレノイドコイル（図示せず）、およびバルブを開弁方向に付勢するスプリング等のバルブ付勢手段（図示せず）等を有している。
【００２７】
ＳＣＶ６は、ポンプ駆動回路を介してソレノイドコイルに印加されるＳＣＶ駆動電流値の大きさに比例して、サプライポンプ５の加圧室から、コモンレール２へ吐出される高圧燃料の圧送量を調整して、コモンレール２内の燃料圧力、つまり各気筒毎に搭載されたインジェクタ４からエンジン１の各気筒内へ噴射供給する燃料噴射圧力に相当するコモンレール圧力を変更する。このＳＣＶ６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）の電磁弁である。
【００２８】
ＥＣＵ１０には、制御処理、演算処理を行うＣＰＵ、各種の制御プログラムおよびデータを保存する記憶装置（ＲＯＭやＲＡＭまたはスタンバイＲＡＭ等のメモリ）、入力回路、出力回路、電源回路、インジェクタ駆動回路（ＥＤＵ）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。また、ＥＣＵ１０は、図示しないイグニッションスイッチがオン（ＯＮ）すると、メモリ内に格納された制御プログラムに基づいて、例えばインジェクタ４の電磁弁、サプライポンプ５のＳＣＶ６等の各制御部品のアクチュエータを電子制御するように構成されている。
【００２９】
そして、ＥＣＵ１０は、図１に示したように、コモンレールシステム内の燃料圧力、つまりコモンレール２内の燃料圧力（以下コモンレール圧力と言う：ＰＣ）を検出するための燃料圧力センサ（燃料圧力検出手段）２５からの電圧信号や、その他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。ここで、マイクロコンピュータには、エンジン１の運転条件または運転状態を検出する運転条件または運転状態検出手段としての、エンジン１のクランクシャフト１４の回転角度を検出するためのクランク角度センサ２１、アクセル開度（ＡＣＣＰ）を検出するためのアクセル開度センサ（エンジン負荷検出手段）２２、エンジン冷却水温（ＴＨＷ）を検出するための冷却水温センサ２３、およびサプライポンプ５内に吸入されるポンプ吸入側の燃料温度（ＴＨＦ）を検出するための燃料温度センサ２４等が接続されている。
【００３０】
上記のセンサのうちクランク角度センサ２１は、エンジン１のクランクシャフト１４、あるいはサプライポンプ５のポンプ駆動軸１５に取り付けられたＮＥタイミングロータ（図示せず）の外周に対向するように設けられている。そのＮＥタイミングロータの外周面には、所定角度毎に凸状歯が複数個配置されている。そして、クランク角度センサ２１は、電磁ピックアップよりなり、ＮＥタイミングロータの各凸状歯がクランク角度センサ２１に対して接近離反することにより、電磁誘導によってパルス状の回転位置信号（ＮＥ信号パルス）、特にサプライポンプ５の回転速度（ポンプ回転速度）と同期したＮＥ信号パルスが出力される。なお、ＥＣＵ１０は、クランク角度センサ２１より出力されたＮＥ信号パルスの間隔時間を計測することによってエンジン回転速度（エンジン回転数とも言う：ＮＥ）を検出する回転速度検出手段として機能する。
【００３１】
そして、ＥＣＵ１０は、クランク角度センサ２１等の回転速度検出手段により検出されたエンジン回転速度（ＮＥ）とアクセル開度センサ２２により検出されたアクセル開度（ＡＣＣＰ）とによって、基本噴射量（指令噴射量：Ｑ）を算出する噴射量決定手段と、エンジン回転速度（ＮＥ）と指令噴射量（Ｑ）とによって指令噴射時期（ＴＦＩＮ）を算出する噴射時期決定手段と、指令噴射量（Ｑ）と燃料圧力センサ２５により検出されるコモンレール圧力（ＰＣ）とによって、インジェクタ４の電磁弁への通電時間（インジェクタ４の指令噴射期間、指令噴射パルス時間：ＴＱ）を算出する噴射期間決定手段と、指令噴射時期（ＴＦＩＮ）から所望の指令噴射期間（ＴＱ）が終了するまでインジェクタ駆動回路（ＥＤＵ）を介して各インジェクタ４の電磁弁にパルス状のインジェクタ駆動電流（ＩＮＪ指令噴射パルス）を印加するインジェクタ駆動手段とを備えている。
【００３２】
そして、ＥＣＵ１０は、エンジン１の運転条件または運転状態に応じた最適な燃料噴射圧力を演算し、ポンプ駆動回路を介してＳＣＶ６のソレノイドコイルを駆動する燃料圧力制御手段を有している。これは、エンジン回転速度（ＮＥ）と指令噴射量（Ｑ）とによって目標燃料圧力（目標コモンレール圧力：ＰＦＩＮ）を算出し、この目標コモンレール圧力（ＰＦＩＮ）を達成するために、ＳＣＶ６のソレノイドコイルに印加するＳＣＶ駆動電流値を調整して、サプライポンプ５よりコモンレール２内へ吐出される燃料の吐出量を変更してコモンレール圧力を制御するように構成されている。
【００３３】
さらに、より好ましくは、エンジン１の各気筒内へ実際に噴射供給される燃料噴射量（実噴射量）の制御精度を向上させる目的で、燃料圧力センサ２５によって検出されるコモンレール圧力（ＰＣ）が目標コモンレール圧力（ＰＦＩＮ）と略一致するように、例えばＰＩＤ制御によって、ＳＣＶ６へのソレノイドコイルに印加するＳＣＶ駆動電流値をフィードバック制御することが望ましい。なお、ＳＣＶ駆動電流値の制御は、デューティ（ＤＵＴＹ）制御により行うことが望ましい。すなわち、コモンレール圧力（ＰＣ）と目標コモンレール圧力（ＰＦＩＮ）との圧力偏差（ΔＰＣ）に応じて単位時間当たりの制御パルス信号（パルス状のポンプ駆動信号）のオン／オフの割合（通電時間割合・デューティ比）を調整して、ＳＣＶ６の弁開度（リフト量または開口面積）を変化させるデューティ制御を用いることで、高精度なデジタル制御が可能になる。
【００３４】
［第１実施形態の制御方法］
次に、本実施形態のコモンレール式燃料噴射システムの制御方法を図１ないし図４に基づいて簡単に説明する。ここで、図２はダイアグノーシスフラグの設定方法を示したフローチャートで、図３はプレッシャリミッタを強制的に開弁させるための噴射時期制御方法を示したフローチャートである。
【００３５】
運転者（ドライバー）がエンジンキーをＯＦＦ位置またはＡＣＣ位置からＩＧ位置まで回してイグニッションスイッチがオン（ＩＧ・ＯＮ）すると、図２のメインルーチンが起動する。この図２のメインルーチンは、所定時間（例えば１０〜４０°ＣＡ）毎に実施される。なお、ポンプ異常故障履歴フラグであるダイアグノーシスフラグ（ＦＤＩＡＧ）は、例えばＳＣＶ６のソレノイドコイルの断線故障またはＳＣＶ６を駆動する駆動信号送信用のワイヤハーネスの断線故障を修理した後に、修理作業者が専用のスイッチ（例えば既存スイッチの長押しや複数の既存スイッチの同時押し等）をＯＮした時に０にリセット（解除）される。また、ＥＣＵ１０自身が何らかのダイアグ解除情報を得たら、ダイアグノーシスフラグ（ＦＤＩＡＧ）を０にリセット（解除）するようにしても良い。
【００３６】
先ず、サプライポンプ５の運転領域が、コモンレール圧力（ＰＣ）が異常高圧で釣り合う領域、あるいはサプライポンプ５が許容圧力を超えて運転される領域、あるいはサプライポンプ５の全量吐出時の圧力特性（全負荷時：ＡＣＣＰ＝１００％）とプレッシャリミッタ３の開弁圧設定値（限界設定圧力）とで囲まれた運転領域（図７のグラフや図８（ｂ）のタイミングチャート参照）等の異常運転領域に有るか否かの判定処理を行う。すなわち、コモンレール圧力（ＰＣ）と目標コモンレール圧力（ＰＦＩＮ）との圧力偏差（ΔＰＣ）とエンジン回転速度（ＮＥ）との関係から導き出されるレギュレート開弁不可能領域（ＮＧ領域：図４のグラフ参照）に有るか否かの判定処理を行う。具体的には、エンジン回転速度（ＮＥ）が所定値（Ａ：例えば１０００ｒｐｍ）以下の低速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２のメインルーチンを抜けて、上記の所定時間毎にステップＳ１以下の判定処理等を繰り返す。
【００３７】
また、ステップＳ１の判定結果がＹＥＳの場合には、燃料圧力センサ２５によって検出されるコモンレール圧力（ＰＣ）とエンジン回転速度（ＮＥ）および指令噴射量（Ｑ）等のエンジン運転情報によって算出（設定）される目標コモンレール圧力（ＰＦＩＮ）との圧力偏差（ΔＰＣ）を算出する（ステップＳ２）。次に、コモンレール圧力（ＰＣ）と目標コモンレール圧力（ＰＦＩＮ）との圧力偏差（ΔＰＣ）が所定値（Ｂ）以上に大きいか否かを判定する（ステップＳ３）。この判定結果がＮＯの場合には、図２のメインルーチンを抜けて、上記の所定時間毎にステップＳ１以下の判定処理等を繰り返す。
【００３８】
また、ステップＳ３の判定結果がＹＥＳの場合には、継続時間の判定を行う。具体的には、圧力偏差（ΔＰＣ）が所定値（Ｂ）以上の状態が連続して所定時間（（Ｃｓｅｃ）以上経過しているか否かを判定する（運転領域判断手段：ステップＳ４）。この判定結果がＮＯの場合には、図２のメインルーチンを抜けて、上記の所定時間毎にステップＳ１以下の判定処理等を繰り返す。
【００３９】
また、ステップＳ４の判定結果がＹＥＳの場合には、サプライポンプ５の運転領域が、コモンレール圧力（ＰＣ）が異常高圧で釣り合う領域、あるいはサプライポンプ５が許容圧力を超えて運転される領域、あるいはサプライポンプ５の全量吐出時の圧力特性とプレッシャリミッタ３の開弁圧設定値（限界設定圧力）とで囲まれた運転領域（図７のグラフや図８（ｂ）のタイミングチャート参照）等の異常運転領域に有ると判断することができる。すなわち、コモンレール圧力（ＰＣ）と目標コモンレール圧力（ＰＦＩＮ）との圧力偏差（ΔＰＣ）とエンジン回転速度（ＮＥ）との関係から導き出されるレギュレート開弁不可能領域（ＮＧ領域）に有ると判断して、ポンプ異常故障履歴フラグであるダイアグノーシスフラグ（ＦＤＩＡＧ）を１にセットし（運転領域判断手段）、エンジンキーをＯＦＦ位置またはＡＣＣ位置に戻してイグニッションスイッチをオフ（ＩＧ・ＯＦＦ）しても記憶内容が消去されない記憶媒体である不揮発性メモリ（例えばスタンバイＲＡＭやＥＥＰＲＯＭ）等のメモリに記憶する（ステップＳ５）。その後に、図２のメインルーチンを抜けて、上記の所定時間毎にステップＳ１以下の判定処理等を繰り返す。
【００４０】
なお、ステップＳ３において、燃料圧力センサ２５によって検出されるコモンレール圧力（ＰＣ）が所定値（例えば１８０ＭＰａ）以上で、且つ所定値（プレッシャリミッタの開弁圧設定値±α）以下の圧力範囲内にあるか否かを判定して、その判定結果がＹＥＳの場合には、サプライポンプ５の運転領域が異常運転領域に有る、すなわち、レギュレート開弁不可能領域（ＮＧ領域）に有ると判断して、ポンプ異常故障履歴フラグであるダイアグノーシスフラグ（ＦＤＩＡＧ）を１にセットするようにしても良い。
【００４１】
ここで、図５のタイミングチャートに示したような、３６０°ＣＡ間で２噴射１圧送のコモンレール式燃料噴射システムの場合には、インジェクタ４の実噴射時期および実噴射期間とサプライポンプ５の圧送期間とが重なる気筒が存在する。すなわち、指令噴射時期（ＴＦＩＮ）は、各気筒のＴＤＣ位置近傍に設定されるため、サプライポンプ５のプランジャ＃１の圧送期間に、気筒＃３の噴射時期または気筒＃１の噴射時期とが重なり、また、サプライポンプ５のプランジャ＃２の圧送期間に、気筒＃２の噴射時期または気筒＃４の噴射時期とが重なる。
【００４２】
これにより、ＳＣＶ６の制御不能時、例えばＳＣＶ６のソレノイドコイルの断線故障またはＳＣＶ６を駆動する駆動信号送信用のワイヤハーネスの断線故障を要因とする、サプライポンプ５の過剰圧送（ポンプ全量圧送）時であっても、エンジン回転速度（ＮＥ）が所定値（Ａ）以下の低速で、且つ燃料噴射量（実噴射量）または指令噴射量（Ｑ）が所定値以上であると、上記のようなレギュレート開弁不可能領域（ＮＧ領域）となり、図５のタイミングチャートに実線で示したように、コモンレール圧力（ＰＣ）がプレッシャリミッタ３の開弁圧設定値を超えず、異常高圧で釣り合ってしまうので、プレッシャリミッタ３を強制的に開弁させる目的で、次の図３のサブルーチンを実行する。
【００４３】
そして、図３のサブルーチンが起動すると、ダイアグノーシスフラグ（ＦＤＩＡＧ）が１にセットされているか否かを判定する（ステップＳ１１）。この判定結果がＮＯの場合には、エンジン回転速度（ＮＥ）と指令噴射量（Ｑ）と通常時噴射時期（指令噴射時期：ＴＦＩＮ）との関係を予め実験等により測定して作成した特性図（図６のグラフの破線参照）に基づいて、通常時噴射時期（ＴＦＩＮ）を算出する（ステップＳ１２）。その後に、図３のサブルーチンを抜ける。
【００４４】
また、ステップＳ１１の判定結果がＹＥＳの場合には、すなわち、ダイアグノーシスフラグ（ＦＤＩＡＧ）が１にセットされている場合には、プレッシャリミッタ３を強制的に開弁させる目的で、エンジン回転速度（ＮＥ）と指令噴射量（Ｑ）とフェイル時噴射時期との関係を予め実験等により測定して作成した特性図（図６のグラフの実線参照）に基づいて、フェイル時噴射時期を算出する。具体的には、図６のグラフの実線に示したように、エンジン回転速度（ＮＥ）や指令噴射量（Ｑ）に係わらず、サプライポンプ５の圧送期間とインジェクタ４の指令噴射期間とが重なる気筒（本実施形態では気筒＃３および気筒＃２のフェイル時噴射時期を、通常時噴射時期（指令噴射時期：ＴＦＩＮ）よりも上死点後（ＡＴＤＣ）のクランク角度（例えば２０°ＣＡ）付近まで遅角する（燃料圧力増加手段、噴射時期遅角手段：ステップＳ１３）。その後に、図３の制御ルーチンを抜ける。
【００４５】
なお、ステップＳ１３でフェイル時噴射時期を算出するような、ダイアグノーシスフラグ（ＦＤＩＡＧ）が１にセットされている時には、サプライポンプ５のＳＣＶ６の開弁故障によるサプライポンプ５の過剰圧送（ポンプ全量圧送）を要因とする、インジェクタ４やサプライポンプ５の異常高圧作動が発生している時、つまりサプライポンプ５が許容圧力を超えて長時間運転される異常運転領域に有る時であるため、ドライバーに注意を促す目的で、異常警告灯等のインジケータランプ（視覚表示手段）を点灯するようにしたり、音声ガイド（聴覚表示手段）によってドライバーに認識させるようにしても良い。
【００４６】
［第１実施形態の特徴］
ここで、サプライポンプ５のポンプ流量制御弁として、ノーマリオープンタイプ（常開型）の電磁弁よりなるＳＣＶ６を採用した場合には、ＳＣＶ６の制御不能時、例えばＥＣＵ１０の出力ポートとＳＣＶ６のソレノイドコイルとを結ぶワイヤハーネス（Ｗ／Ｈ）の断線またはＳＣＶ６のソレノイドコイルの断線またはＥＣＵ１０からＳＣＶ６へ出力するポンプ駆動信号の異常（出力異常）等によりＳＣＶ６が電気的に全開故障となったり、あるいはＳＣＶ６のバルブ（弁体）と弁座との間に異物が噛み込んでＳＣＶ６が機械的に全開故障となったりすると、サプライポンプ５が過剰圧送（ポンプ全量圧送）となる。
【００４７】
そして、サプライポンプ５が過剰圧送となって、サプライポンプ５の加圧室からコモンレール２を経てインジェクタ４の燃料溜まり（シート部）までの高圧配管経路（コモンレールシステム）内の燃料圧力が異常高圧となると、コモンレール圧力（ＰＣ）が上昇する。そして、コモンレール圧力（ＰＣ）が限界設定圧力（＝プレッシャリミッタ３の開弁圧設定値）を超えると、プレッシャリミッタ３が開弁して、コモンレール２内の高圧燃料を、燃料系の低圧側、つまりリリーフ配管１２を経て燃料タンク７に逃がす。これにより、サプライポンプ５の加圧室からコモンレール２を経てインジェクタ４の燃料溜まり（シート部）までの高圧配管経路（コモンレールシステム）内の燃料圧力が限界設定圧力以下に抑えられる。
【００４８】
ここで、本実施形態では、コモンレール２内の燃料圧力を、車両を不完全ながら継続走行またはリンプホームさせるのに必要なレギュレート圧力（例えば５０ＭＰａ）に維持することが可能な圧力レギュレート機能をプレッシャリミッタ３に追加している。これにより、コモンレール２内の燃料圧力が限界設定圧力を超えて、プレッシャリミッタ３が開弁した後に、つまりプレッシャリミッタ３の作動後には、図７のグラフおよび図８（ａ）のタイミングチャートに示したように、コモンレール圧力（ＰＣ）がレギュレート機能付きのプレッシャリミッタ３の開弁後の圧力特性となり、エンジン回転速度（ＮＥ）がアイドル回転速度以上に保たれ、車両を不完全ながら継続走行またはリンプホームさせることができる。
【００４９】
しかしながら、上述したように、ＳＣＶ６の制御不能時、例えばＳＣＶ６のソレノイドコイルの断線故障またはＳＣＶ６を駆動する駆動信号送信用のワイヤハーネスの断線故障を要因とする、サプライポンプ５の過剰圧送（ポンプ全量圧送）時であっても、エンジン回転速度（ＮＥ）が所定値（Ａ）以下の低速で、且つ燃料噴射量（実噴射量）または指令噴射量（Ｑ）が所定値以上であると、図７のグラフおよび図８（ｂ）のタイミングチャートに示したように、コモンレール圧力（ＰＣ）がポンプ全量吐出時の圧力特性とポンプ許容圧力との間のレギュレート開弁不可能領域（ＮＧ領域）となり、コモンレール圧力（ＰＣ）がプレッシャリミッタ３の開弁圧設定値を超えず、プレッシャリミッタ３が作動しないため、ポンプ許容圧力を超えて異常高圧で釣り合ってしまう。
【００５０】
このエンジン回転速度（ＮＥ）が所定値（Ａ）以下の低速で、且つ燃料噴射量（実噴射量）または指令噴射量（Ｑ）が所定値以上の状態が長時間継続すると、図８（ｃ）のグラフに示したように、仮にポンプ全量吐出時であっても、コモンレール圧力（ＰＣ）が燃料噴射量の増加に伴って低くなる圧力特性を形成するので、図８（ｂ）のタイミングチャートに示したように、インジェクタ４やサプライポンプ５が異常高圧作動となり、サプライポンプ５やインジェクタ４の性能が劣化したり、コモンレールシステム（燃料系の高圧側の燃料経路）途中の配管継手部や高圧シール部において燃料漏れ等の不具合が発生したりする。したがって、コモンレール式燃料噴射システムの信頼性が低下する可能性がある。
【００５１】
特に、サプライポンプ５の性能が劣化する可能性がある。この理由は、コモンレール圧力（ＰＣ）とエンジン回転速度（ＮＥ）とサプライポンプ５の使用可能範囲（ポンプ許容圧を超えて運転される領域）との関係を示した図７のグラフおよび図８（ｂ）のタイミングチャートからも分かるように、サプライポンプ５のカム軸の摺接部とプランジャの摺接部との間に、通常はオイル潤滑膜が形成されているものが、低速高圧時にはそのオイル潤滑膜を作り難くなり、サプライポンプ５の性能劣化が進行し易くなる。
【００５２】
そこで、本実施形態のコモンレール式燃料噴射システムでは、３６０°ＣＡ間で２噴射１圧送のコモンレール式燃料噴射システムの場合、サプライポンプ５の運転領域が上記のようなレギュレート開弁不可能領域（ＮＧ領域）となったら、インジェクタ４の実噴射時期および実噴射期間とサプライポンプ５の圧送期間とが重なる気筒の指令噴射時期（フェイル時噴射時期）を、図５のタイミングチャートに示したように、通常時噴射時期よりも、サプライポンプ５の圧送期間が終了する（例えばＡＴＤＣ２０°ＣＡ付近）まで遅角させるようにして、コモンレール圧力（ＰＣ）の上昇傾向の妨げとなる、インジェクタ４からエンジン１の気筒（例えば気筒＃３または気筒＃２）内への燃料噴射を、サプライポンプ５の圧送期間と重なる間（重複期間中）は、実施しないようにする。これにより、図５のタイミングチャートに破線で示したように、コモンレール圧力（ＰＣ）がプレッシャリミッタ３の開弁圧設定値以上に上昇し易くなるので、プレッシャリミッタ３が強制的に開弁する。
【００５３】
それによって、低速高圧状態が長時間継続することは有り得ないので、図８（ａ）のタイミングチャートに示したように、ポンプ許容圧力を超えてもインジェクタ４やサプライポンプ５の性能劣化に至ることはなく、また、インジェクタ４やサプライポンプ５が異常高圧作動となって、サプライポンプ５の加圧室よりコモンレール２を経て各気筒のインジェクタ４の油溜まりやシール部までのコモンレール式燃料噴射システムの燃料系の高圧側の配管経路（高圧配管経路、コモンレールシステム）途中の配管継手部や高圧シール部からの燃料漏れ等の不具合が生じることもない。
したがって、インジェクタ４やサプライポンプ５等の耐久性を向上させることができ、且つコモンレール式燃料噴射システムの信頼性を向上できるという効果を得ることができる。
【００５４】
［第２実施形態］
図９は本発明の第２実施形態を示したもので、２噴射１圧送時の、ＮＥ信号パルスに対するサプライポンプのプランジャ＃１、＃２のＴＤＣ位置および各気筒のＴＤＣ位置、ＮＥ信号パルスに対するサプライポンプのプランジャ＃１、＃２の圧送期間と吸入期間と吸入開始時期を示したタイミングチャートである。
【００５５】
本実施形態のサプライポンプ５は、プランジャ＃１、＃２が上死点（ＴＤＣ）位置から下死点位置を過ぎるまでの期間が加圧室内に低圧燃料を吸入する吸入期間とされ、その後に、吐出弁が開弁している間、つまりプランジャ＃１、＃２がＴＤＣ位置に戻るまでの期間が加圧室内で加圧された高圧燃料をコモンレール２内へ圧送する圧送期間とされている。なお、図９のタイミングチャートに示した、サプライポンプ５のプランジャ＃１、＃２位置の推移は、サプライポンプ５のカムプロフィールまたはカム位相であっても良い。
【００５６】
そして、本実施形態のクランク角度センサ２１は、第１実施形態と同様にして、エンジン１のクランクシャフト１４、あるいはサプライポンプ５のポンプ駆動軸１５に取り付けられたＮＥタイミングロータ（図示せず）の外周に対向するように設けられている。そのＮＥタイミングロータの外周面には、所定角度毎に凸状歯が複数個配置されている。そして、ＮＥタイミングロータの外周面には、エンジン１の各気筒にそれぞれを対応させるように、基準とする各気筒の基準位置（上死点位置：気筒＃１のＴＤＣ位置、気筒＃３のＴＤＣ位置、気筒＃４のＴＤＣ位置、気筒＃２のＴＤＣ位置）を判別するための４個の凸状歯が所定角度（１８０°ＣＡ）毎に設けられている。また、サプライポンプ５の吸入開始時期（上死点位置：プランジャ＃１のＴＤＣ位置、プランジャ＃２のＴＤＣ位置）を判別するための２個の凸状歯が所定角度（３６０°ＣＡ）毎に設けられている。
【００５７】
ここで、図９のタイミングチャートに示したように、３６０°ＣＡ間で２噴射１圧送のコモンレール式燃料噴射システムの場合には、インジェクタ４の実噴射時期および実噴射期間とサプライポンプ５の圧送期間とが重なる気筒が存在する。すなわち、指令噴射時期（ＴＦＩＮ）は、各気筒のＴＤＣ位置近傍に設定されるため、サプライポンプ５のプランジャ＃１の圧送期間に、気筒＃４の噴射時期および気筒＃２の噴射時期とが重なり、また、サプライポンプ５のプランジャ＃２の圧送期間に、気筒＃１の噴射時期および気筒＃３の噴射時期とが重なる。
【００５８】
そこで、本実施形態のコモンレール式燃料噴射システムにおいては、サプライポンプ５の運転領域が上記のようなレギュレート開弁不可能領域（ＮＧ領域）となって、ポンプ異常故障履歴フラグであるダイアグノーシスフラグ（ＦＤＩＡＧ）が１にセットされたら、サプライポンプ５の圧送期間が終了する側で燃料噴射を実施する気筒である気筒＃２および気筒＃３の噴射時期を、サプライポンプ５の圧送期間と重ならないように、すなわち、サプライポンプ５の圧送期間が終了するまで、例えばＡＴＤＣ２０°ＣＡ付近まで遅角させることで、プレッシャリミッタ３を強制的に開弁させることができるので、第２実施形態と同様な効果を得ることができる。
【００５９】
［第３実施形態］
図１０ないし図１２は本発明の第３実施形態を示したもので、図１０はプレッシャリミッタを強制的に開弁させるための噴射量制御方法を示したフローチャートである。
【００６０】
そして、図１０のサブルーチンが起動すると、ダイアグノーシスフラグ（ＦＤＩＡＧ）が１にセットされているか否かを判定する（ステップＳ２１）。この判定結果がＮＯの場合には、エンジン回転速度（ＮＥ）とアクセル開度（ＡＣＣＰ）と通常時最大噴射量との関係を予め実験等により測定して作成した特性図（図１１のグラフの破線参照）に基づいて、指令噴射量（通常時噴射量：Ｑ）を算出する（ステップＳ２２）。その後に、図１０のサブルーチンを抜ける。
【００６１】
また、ステップＳ２１の判定結果がＹＥＳの場合には、すなわち、ダイアグノーシスフラグ（ＦＤＩＡＧ）が１にセットされている場合には、プレッシャリミッタ３を強制的に開弁させる目的で、エンジン回転速度（ＮＥ）とアクセル開度（ＡＣＣＰ）とフェイル時噴射量との関係を予め実験等により測定して作成した特性図（図１１のグラフの実線参照）に基づいて、指令噴射量（フェイル時噴射量：Ｑ）を算出する。具体的には、フェイル時噴射量（Ｑ）を、図１１のグラフに基づいて設定される通常時噴射量よりも所定値以下（例えば減量または０）に制限する（燃料圧力増加手段、噴射量制限手段：ステップＳ２３）。その後に、図１０のサブルーチンを抜ける。ここで、図１１のグラフには、アクセル開度（ＡＣＣＰ）が１００％開度時（全負荷時）の場合の最大噴射量（フルＱ）のみが記されているが、アクセル開度（ＡＣＣＰ）が０％開度時、２５％開度時、５０％開度時、７５％開度時の場合のフェイル時噴射量も、図１１のグラフに示したように、通常時噴射量よりも所定値以上制限された値に設定される。
【００６２】
なお、ステップＳ２３でフェイル時噴射量を算出するような、ダイアグノーシスフラグ（ＦＤＩＡＧ）が１にセットされている時には、サプライポンプ５のＳＣＶ６の開弁故障によるサプライポンプ５の過剰圧送（ポンプ全量圧送）を要因とする、インジェクタ４やサプライポンプ５の異常高圧作動が発生している時、つまりサプライポンプ５が許容圧力を超えて長時間運転される異常運転領域に有る時であるため、ドライバーに注意を促す目的で、異常警告灯等のインジケータランプ（視覚表示手段）を点灯するようにしたり、音声ガイド（聴覚表示手段）によってドライバーに認識させるようにしても良い。
【００６３】
そして、図１２のタイミングチャートに示したような、３６０°ＣＡ間で１噴射１圧送のコモンレール式燃料噴射システムの場合には、インジェクタ４の実噴射時期および実噴射期間とサプライポンプ５の圧送期間とが常に重なる気筒が存在する。すなわち、指令噴射時期（ＴＦＩＮ）は、各気筒のＴＤＣ位置近傍に設定されるため、サプライポンプ５のプランジャ＃１の圧送期間に、気筒＃４の噴射時期および気筒＃１の噴射時期とが重なり、また、サプライポンプ５のプランジャ＃２の圧送期間に、気筒＃２の噴射時期および気筒＃３の噴射時期とが重なる。
【００６４】
そこで、図１２のタイミングチャートに示したような、３６０°ＣＡ間で１噴射１圧送のコモンレール式燃料噴射システムの場合には、上記のようなレギュレート開弁不可能領域（ＮＧ領域）となって、ポンプ異常故障履歴フラグであるダイアグノーシスフラグ（ＦＤＩＡＧ）が１にセットされたら、エンジン１の各気筒のインジェクタ４への噴射量指令値である指令噴射量（Ｑ）または指令噴射期間（ＴＱ）を、通常時噴射量よりも所定の噴射量補正量分だけ減量するか、あるいはゼロとなるように噴射量を制限することで、コモンレール圧力（ＰＣ）の上昇傾向の妨げとなる、インジェクタ４からエンジン１の気筒内へ噴射供給される燃料噴射量（実噴射量）が制限される。これにより、図１２のタイミングチャートに破線で示したように、コモンレール圧力（ＰＣ）がプレッシャリミッタ３の開弁圧設定値以上に上昇し易くなるので、プレッシャリミッタ３が強制的に開弁する。したがって、第１実施形態または第２実施形態と同様な効果を得ることができる。
【００６５】
［他の実施形態］
本実施形態では、燃料圧力センサ２５をコモンレール２に直接取り付けて、コモンレール２内に蓄圧される燃料圧力（コモンレール圧力）を検出するようにしているが、燃料圧力センサ２５をサプライポンプ５のプランジャ室（加圧室）からインジェクタ４内の燃料通路までの間の高圧配管経路を形成する燃料配管等に取り付けて、サプライポンプ５の加圧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。
【００６６】
本実施形態では、ＳＣＶ６の弁開度がそのＳＣＶ６の電磁コイルへの通電を停止した時に全開状態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、ＳＣＶ６の弁開度がその電磁コイルを通電した時に全開状態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。この場合のＳＣＶ６の制御不能時とは、ＥＣＵ１０またはポンプ駆動回路からの制御電圧の過大異常時が考えられる。
【００６７】
ここで、本実施形態では、エンジン１の運転条件または運転状態を検出する運転条件または運転状態検出手段としてのクランク角度センサ２１、アクセル開度センサ２２を用いて指令噴射量（Ｑ）、指令噴射時期（ＴＦＩＮ）、目標コモンレール圧力（ＰＦＩＮ）を演算するようにしているが、運転条件または運転状態検出手段としての冷却水温センサ２３および燃料温度センサ２４、その他のセンサ類（例えば吸気温センサ、吸気圧センサ、気筒判別センサ、噴射時期センサ等）からの検出信号（エンジン運転情報）を考慮した補正量を加味して指令噴射量（Ｑ）、指令噴射時期（ＴＦＩＮ）、目標コモンレール圧力（ＰＦＩＮ）を補正するようにしても良い。
【００６８】
また、クランク角度センサ２１とアクセル開度センサ２２とによって基本噴射量（Ｑ）を演算する基本噴射量決定手段によって設定される基本噴射量（Ｑ）に、エンジン冷却水温（ＴＨＷ）やポンプ側の燃料温度（ＴＨＦ）等を考慮した噴射量補正量を加味して指令噴射量（ＱＦＩＮ）を演算し（指令噴射量決定手段）、その指令噴射量（ＱＦＩＮ）とエンジン回転速度（ＮＥ）と指令噴射時期（ＴＦＩＮ）との関係を予め実験等により測定した作成した特性マップまたは演算式に基づいて、指令噴射時期（ＴＦＩＮ）を演算するようにしても良い。また、その指令噴射量（ＱＦＩＮ）とコモンレール圧力（ＰＣ）と指令噴射期間（ＴＱ）との関係を予め実験等により測定した作成した特性マップまたは演算式に基づいて、指令噴射期間（ＴＱ）を演算するようにしても良い。
【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（第１実施形態）。
【図２】ダイアグノーシスフラグの設定方法を示したフローチャートである（第１実施形態）。
【図３】プレッシャリミッタを強制的に開弁させるための噴射時期制御方法を示したフローチャートである（第１実施形態）。
【図４】レギュレート開弁不可能領域（ＮＧ領域）を示したグラフである（第１実施形態）。
【図５】気筒＃１のＴＤＣ位置、気筒＃３のＴＤＣ位置、サプライポンプのプランジャ＃１の圧力特性を示したタイミングチャートである（第１実施形態）。
【図６】エンジン回転速度に対する通常時噴射時期（指令噴射時期）とフェイル時噴射時期を示した特性図である（第１実施形態）。
【図７】エンジン回転速度に対するポンプ全量吐出時の圧力特性（全負荷時）を示したグラフである（第１実施形態）。
【図８】（ａ）は図７のＡ点のコモンレール圧力の挙動を示したタイミングチャートで、（ｂ）は図７のＢ点（全負荷）のコモンレール圧力の挙動を示したタイミングチャートで、（ｃ）はコモンレール圧力と噴射量との関係を示したグラフである（第１実施形態）。
【図９】２噴射１圧送時の、ＮＥ信号パルスに対するサプライポンプのプランジャ＃１、＃２のＴＤＣ位置および各気筒のＴＤＣ位置、ＮＥ信号パルスに対するサプライポンプのプランジャ＃１、＃２の圧送期間と吸入期間と吸入開始時期を示したタイミングチャートである（第２実施形態）。
【図１０】プレッシャリミッタを強制的に開弁させるための噴射量制御方法を示したフローチャートである（第３実施形態）。
【図１１】エンジン回転速度に対する通常時最大噴射量とフェイル時最大噴射量を示した特性図である（第３実施形態）。
【図１２】気筒＃４のＴＤＣ位置、気筒＃２のＴＤＣ位置、気筒＃１のＴＤＣ位置、気筒＃３のＴＤＣ位置、コモンレール圧力の挙動を示したタイミングチャートである（第３実施形態）。
【符号の説明】
１ エンジン（内燃機関）
２ コモンレール
３ プレッシャリミッタ（圧力安全弁）
４ インジェクタ（燃料噴射弁）
５ サプライポンプ（燃料供給ポンプ）
６ ＳＣＶ（流量制御弁）
１０ ＥＣＵ（燃料圧力増加手段、噴射時期遅角手段、噴射量制限手段、運転領域判断手段、噴射量決定手段、燃料圧力決定手段、コンピュータ）
２１ クランク角度センサ（回転速度検出手段）
２５ 燃料圧力センサ（燃料圧力検出手段）

Claims (8)

1. （ａ）燃料の噴射圧力に相当する高圧燃料を蓄圧するコモンレールと、
   （ｂ）内燃機関により駆動されて、吸入した燃料を加圧して前記コモンレール内に圧送する燃料供給ポンプと、
   （ｃ）前記内燃機関の各気筒毎に搭載されて、前記内燃機関の各気筒内に、前記コモンレール内に蓄圧された高圧燃料を噴射供給する燃料噴射弁と、
   （ｄ）前記コモンレール内の燃料圧力が限界設定圧力を超えた際に開弁して、前記コモンレール内の燃料圧力を限界設定圧力以下に抑えるための圧力安全弁と、
   （ｅ）前記燃料供給ポンプの異常故障時に、前記コモンレール内の燃料圧力を上昇させて前記圧力安全弁を強制的に開弁させる燃料圧力増加手段と
   を備えた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、
   前記燃料圧力増加手段は、前記燃料供給ポンプのポンプ圧送期間と前記燃料噴射弁の噴射期間とが重複する気筒への指令噴射時期を、
   通常時噴射時期よりも前記燃料供給ポンプのポンプ圧送期間と前記燃料噴射弁の噴射期間とが重複しないように遅角させる噴射時期遅角手段を有し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、
   前記燃料圧力増加手段は、前記内燃機関の運転条件または運転状態によって決定される指令噴射量を、
   通常時噴射量よりも所定値以下に制限する噴射量制限手段を有していることを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
4. 請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載の蓄圧式燃料噴射装置において、
   前記燃料圧力増加手段は、前記コモンレール内の燃料圧力が異常高圧で釣り合う異常運転領域、あるいは前記燃料供給ポンプが許容圧力を超えて運転される異常運転領域、あるいは前記燃料供給ポンプの全量吐出時の圧力特性と前記圧力安全弁の限界設定圧力または開弁圧設定値とで囲まれた異常運転領域を判断する運転領域判断手段を備え、
   前記運転領域判断手段は、エンジン回転速度を検出する回転速度検出手段、および前記内燃機関の運転条件または運転状態によって指令噴射量を算出する噴射量決定手段を有し、
   前記燃料供給ポンプの異常故障時であって、しかも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所定値以下で、且つ前記噴射量決定手段によって設定される指令噴射量が所定値以上の際に、前記燃料供給ポンプの運転領域が前記異常運転領域に有ると判断することを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
5. 請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載の蓄圧式燃料噴射装置において、
   前記燃料圧力増加手段は、前記コモンレール内の燃料圧力が異常高圧で釣り合う異常運転領域、あるいは前記燃料供給ポンプが許容圧力を超えて運転される異常運転領域、あるいは前記燃料供給ポンプの全量吐出時の圧力特性と前記圧力安全弁の限界設定圧力または開弁圧設定値とで囲まれた異常運転領域を判断する運転領域判断手段を備え、
   前記運転領域判断手段は、エンジン回転速度を検出する回転速度検出手段、前記コモンレール内の燃料圧力を検出する燃料圧力検出手段、前記内燃機関の運転条件または運転状態によって目標燃料圧力を算出する燃料圧力決定手段を有し、前記燃料供給ポンプの異常故障時であって、しかも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所定値以下で、且つ前記燃料圧力検出手段によって検出される前記コモンレール内の燃料圧力と前記燃料圧力決定手段によって設定される目標燃料圧力との圧力偏差が所定値以上で、且つこの状態が所定時間以上継続している際に、前記燃料供給ポンプの運転領域が前記異常運転領域に有ると判断す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のうちのいずれか１つに記載の蓄圧式燃料噴射装置において、
   前記圧力安全弁は、前記コモンレール内の燃料圧力を、車両を不完全ながら継続走行またはリンプホームさせるのに必要なレギュレート圧力に維持することが可能な圧力レギュレート機能を有してい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のうちのいずれか１つに記載の蓄圧式燃料噴射装置において、
   前記燃料供給ポンプは、燃料吸入経路を経て流入した燃料を加圧する加圧室、および前記燃料吸入経路の開度に応じて前記加圧室から前記コモンレール内へ吐出される吐出量を調整する流量制御弁を有し、
   前記燃料供給ポンプの異常故障時とは、前記流量制御弁の開弁異常または閉弁異常であることを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
8. 請求項７に記載の蓄圧式燃料噴射装置において、
   前記流量制御弁は、通電が停止すると、全開する常開型の電磁弁であって、
   ポンプ駆動信号に応じて前記流量制御弁の弁開度を制御するコンピュータと、前記流量制御弁と前記コンピュータとを電気的に接続する駆動信号送信用のワイヤハーネスとを備え、
   前記燃料供給ポンプの異常故障時とは、前記コンピュータの制御異常または前記ワイヤハーネスの断線異常であることを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。

Images