JP4239958B2 - 内燃機関の燃料噴射装置の故障診断方法および内燃機関の燃料噴射装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の蓄圧室と、少なくとも１つの蓄圧室を除いた他の蓄圧室へ燃料が至るのを遮断する燃料遮断弁とを備えた内燃機関の燃料噴射装置および当該燃料噴射装置の故障診断方法に関する。

燃料を燃料噴射弁から内燃機関の気筒内に直接噴射する筒内噴射式内燃機関においては、エミッション低減を図るためにも、燃料噴射弁から噴射される燃料の噴霧状態を微細化することが重要であり、それを実現するためには燃料噴射圧力を高める必要がある。

一方、複数の燃料噴射弁における燃料噴射圧力を一定にするために、各燃料噴射弁は畜圧室に接続されており、高圧ポンプから圧送された燃料はこの蓄圧室で所定の高圧にまで圧力が高められるようになっている。

それゆえ、高圧ポンプが内燃機関の駆動により作動する構成である場合には、機関始動時には機関回転数が低いために高い吐出圧を得ることができず、早期に蓄圧室内の燃料の圧力を高めるのが困難であるという問題がある。

これに対して、特許文献１に記載の燃料噴射装置は、２つの蓄圧室を備えた４気筒内燃機関において、機関始動時には、燃料を遮断するための手段たる切換弁（燃料遮断弁）により高圧ポンプから一方の蓄圧室への燃料の供給を遮断してその蓄圧室に接続された燃料噴射弁からの燃料噴射を阻止し、高圧ポンプにより高圧に加圧された燃料は、他方の蓄圧室にのみ供給されてその蓄圧室に接続された燃料噴射弁のみから噴射する構成である。

かかる構成にすることにより、高圧ポンプが燃料を供給する蓄圧室及び配管系の容積が減少し、また燃料の消費量も減少するので、機関始動時の低速回転状態であっても、前記他方の蓄圧室内の燃料を速やかに高圧にでき、この蓄圧室に接続されている燃料噴射弁の燃料噴射圧力を高めることができる。そして、これにより、機関始動後早期に安定した燃焼を得ることができ、エミッションを低減することができる。
特開平１０−１０３１７５号公報 特開平１１−６２７７３号公報

上述した特許文献１の構成においては、燃料遮断弁が開いたまま閉じない所謂開故障時には、前記他方の蓄圧室においても早期に燃料噴射圧力を高めることができないことから、機関始動後早期に安定した燃焼を得ることができなくなる。また、燃料遮断弁が閉じたまま開かない所謂閉故障時には、前記一方の蓄圧室には燃料が供給されなくなる。

それゆえ、燃料遮断弁が正常に作動していない場合には、早期にその故障を検出することが重要であり、また、故障を検出した場合には適切な処置を施すことが重要となる。

本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数の蓄圧室と、少なくとも１つの蓄圧室を除いた他の蓄圧室へ燃料が至るのを遮断する燃料遮断弁とを備えた構成において、燃料遮断弁の故障を検出することができる技術を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る内燃機関の燃料噴射装置の故障診断方法にあっては、内燃機関の複数の気筒の各々に燃料を噴射する複数の燃料噴射弁と、前記複数の燃料噴射弁の内の１部の燃料噴射弁に接続され、燃料ポンプから圧送された燃料を貯留する複数の蓄圧室と、前記燃料ポンプから圧送された燃料の圧力が所定圧より低い場合に、少なくとも１つの蓄圧室を除いた他の蓄圧室へ燃料が至るのを遮断する燃料遮断弁と、を備えた内燃機関の燃料噴射装置において、内燃機関始動時の蓄圧室内の燃料の圧力に基づいて前記燃料遮断弁の故障を診断することを特徴とする。

複数の燃料噴射弁の内の１部の燃料噴射弁に接続され、燃料ポンプから圧送された燃料を貯留する複数の蓄圧室と、燃料ポンプから圧送された燃料の圧力が所定圧より低い場合に、少なくとも１つの蓄圧室を除いた他の蓄圧室へ燃料が至るのを遮断する燃料遮断弁とを備えた内燃機関の燃料噴射装置においては、内燃機関始動時であって燃料ポンプから圧送された燃料の圧力が所定圧より低い場合には、燃料遮断弁により少なくとも１つの蓄圧室を除いた他の蓄圧室へ燃料が至るのを遮断しているため、燃料ポンプが燃料を供給する箇所の容積が減少するので、燃料遮断弁により燃料が至るのが遮断されない蓄圧室内の燃料の圧力が早期に高められる。また、かかる場合には、燃料遮断弁により燃料が至るのが遮断されない蓄圧室に接続された燃料噴射弁からのみ燃料が噴射されるので、燃料の消費量も減少することから、当該蓄圧室内の燃料の圧力が早期に高められる。ゆえに、早期に高圧にされた燃料を噴射することができるので、始動時間の短縮とエミッション低減の両方を改善させることができる。

ただし、燃料遮断弁が閉じたまま開かない所謂閉故障時には、始動後においても燃料遮断弁により燃料が至るのが遮断される蓄圧室には燃料が供給されなくなる。また、燃料遮断弁が開いたまま閉じない所謂開故障時には、始動時に、燃料遮断弁により燃料が至るのが遮断されない蓄圧室においても早期に燃料圧力を高めることができないことから、上述した効果を得ることができなくなる。

本発明に係る内燃機関の燃料噴射装置の故障診断方法にあっては、内燃機関始動時の蓄圧室内の燃料の圧力に基づいて燃料遮断弁の故障を診断するので、簡便かつ正確に燃料遮断弁の故障を診断することができる。

その手法として、前記燃料遮断弁により燃料が至るのが遮断されない蓄圧室内の燃料の圧力が前記所定圧より高くなったときに、前記燃料遮断弁により燃料が至るのが遮断される蓄圧室内の燃料の圧力が、前記所定圧から燃料噴射による圧力降下分を減算した圧力よりも低い場合には、前記燃料遮断弁が閉じたまま開かない閉故障であると診断することが好適である。

燃料遮断弁が開くと、燃料ポンプから圧送された燃料の圧力が所定圧以上である場合には、燃料遮断弁により燃料が至るのが遮断される蓄圧室内へも燃料が至ることから、当該蓄圧室内の燃料の圧力も高くなる。したがって、このように、燃料遮断弁により燃料が至るのが遮断されない蓄圧室内の燃料の圧力が所定圧より高くなったにもかかわらず、燃料遮断弁により燃料が至るのが遮断される蓄圧室内の燃料の圧力が、前記所定圧から燃料噴射による圧力降下分を減算した圧力よりも低い場合には燃料遮断弁が閉じたまま開かない閉故障であると診断することができる。

また、前記燃料噴射弁が、当該燃料噴射弁に接続された蓄圧室内の燃料の圧力が前記所定圧よりも低い最低作動圧以上である場合に作動され、燃料を噴射するものである場合、内燃機関のクランキング時であって前記燃料遮断弁により燃料が至るのが遮断されない蓄圧室内の燃料の圧力が前記最低作動圧より低いときに、各蓄圧室内の燃料の圧力の差が所
定値よりも小さい場合には、前記燃料遮断弁が開いたまま閉じない開故障であると診断することが好適である。

燃料遮断弁が閉じているときに、燃料ポンプから燃料が圧送されると、燃料遮断弁により燃料が至るのが遮断されない蓄圧室内の燃料の圧力と、燃料遮断弁により燃料が至るのが遮断されない蓄圧室内の燃料の圧力には圧力差が生じる。したがって、燃料ポンプがクランクシャフトの回転と連動して駆動されるものである場合、このように、内燃機関のクランキング時であって燃料遮断弁により燃料が至るのが遮断されない蓄圧室内の燃料の圧力が最低作動圧より低いときに、各蓄圧室内の燃料の圧力の差が所定値よりも小さい場合には、燃料遮断弁が開いたまま閉じない開故障であると診断することができる。

本発明に係る内燃機関の燃料噴射装置にあっては、内燃機関の複数の気筒の各々に燃料を噴射する複数の燃料噴射弁と、前記複数の燃料噴射弁の内の１部の燃料噴射弁に接続され、燃料ポンプから圧送された燃料を貯留する複数の蓄圧室と、前記燃料ポンプから圧送された燃料が所定圧より低い場合に、少なくとも１つの蓄圧室を除いた他の蓄圧室へ燃料が至るのを遮断する燃料遮断弁と、内燃機関始動時の各蓄圧室内の燃料の圧力に基づいて前記燃料遮断弁の故障を診断する故障診断装置とを備えたことを特徴とする。

ここで、前記故障診断装置は、前記燃料遮断弁により燃料が至るのが遮断されない蓄圧室内の燃料の圧力が前記所定圧より高くなったときに、前記燃料遮断弁により燃料が至るのが遮断される蓄圧室内の燃料の圧力が、前記所定圧から燃料噴射による圧力降下分を減算した圧力よりも低い場合には、前記燃料遮断弁が閉じたまま開かない閉故障であると診断することが好適である。

また、前記燃料噴射弁が、当該燃料噴射弁に接続された蓄圧室内の燃料の圧力が前記所定圧よりも低い最低作動圧以上であるときに作動され、燃料を噴射するものである場合、前記故障診断装置は、内燃機関のクランキング時であって前記燃料遮断弁により燃料が至るのが遮断されない蓄圧室内の燃料の圧力が前記最低作動圧より低いときに、各蓄圧室内の燃料の圧力の差が所定値よりも小さい場合には前記燃料遮断弁が開いたまま閉じない開故障であると診断することが好適である。

そして、かかる故障診断装置を備えることにより、燃料遮断弁の故障を早期に診断することができ、例えば、前記燃料遮断弁が閉じたまま開かない閉故障であると前記故障診断装置が診断したときには、前記燃料遮断弁により燃料が至るのが遮断される蓄圧室に接続された燃料噴射弁による燃料噴射を禁止することにより、始動時間の短縮とエミッション低減の両方を改善させることができるとともに、燃料噴射弁を駆動させるのに要する電力を削減することができる。

以上説明したように、本発明によれば、複数の蓄圧室と、少なくとも１つの蓄圧室を除いた他の蓄圧室へ燃料が至るのを遮断する燃料遮断弁とを備えた構成において、燃料遮断弁の故障を検出することができる。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を以下の実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

図１は、本実施例に係る内燃機関１の概略構成図である。内燃機関１は、６個の気筒２の内、３個の気筒を１つの気筒群とした場合に２つの気筒群がＶ字形に備えられた内燃機関であり、クランクシャフト３に対して左右に気筒が振り分けられて配置されている。

クランクプーリ４側をフロントとしたときに、フロント側からみて、左側に配置される気筒群を左バンク、右側に配置される気筒群を右バンクと呼ぶ。そして、各気筒の番号を、左バンクのフロント側から第１気筒（＃１）、第３気筒（＃３）、第５気筒（＃５）、右バンクのフロント側から第２気筒（＃２）、第４気筒（＃４）、第６気筒（＃６）と呼ぶ。

そして、各気筒には、気筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁５が備えられており、左バンクの気筒に備えられた燃料噴射弁は第１の蓄圧室６に接続されており、右バンクの気筒に備えられた燃料噴射弁は第２の蓄圧室７に接続されている。そして、これら蓄圧室６，７は燃料供給管８を介して高圧燃料ポンプ９と連通している。この高圧燃料ポンプ９は、クランクシャフト３の回転により駆動されて燃料を高圧に加圧するものである。例えば、クランクシャフト３の回転により駆動されるカムシャフトによって駆動され燃料を加圧するものであることを例示することができる。

燃料供給管８は図に示したように途中で分岐しており、分岐点から第２の蓄圧室７へ至る経路の途中には、燃料遮断弁としてのチェック弁１０が設けられている。このチェック弁１０は、高圧燃料ポンプ９側から第２の蓄圧室７側に燃料が流れる場合に、燃料圧力が圧力Ｐｂ（例えば、７ＭＰａ）以上の場合に開弁して燃料が流れることを許容し、他方、第２の蓄圧室７側から高圧燃料ポンプ９側に燃料が流れるのを阻止するものである。以下、圧力Ｐｂを、「開弁燃圧Ｐｂ」という。

そして、第１の蓄圧室６には、当該蓄圧室内の燃料の圧力（Ｐ１）に対応した電気信号を出力する第１の燃圧センサ１１が、第２の蓄圧室７には、当該蓄圧室内の燃料の圧力（Ｐ２）に対応した電気信号を出力する第２の燃圧センサ１２が取り付けられている。

このように構成された内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）１３が併設されている。このＥＣＵ１３は、Ｃ
ＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭなどからなる算術論理演算回路である。

ＥＣＵ１３には、上述した第１の燃圧センサ１１、第２の燃圧センサ１２、クランクシャフト３の回転角度を検出するクランクポジションセンサ等の各種センサが電気配線を介して接続され、上記した各種センサの出力信号がＥＣＵ１３に入力されるようになっている。一方、ＥＣＵ１３には、燃料噴射弁５等が電気配線を介して接続され、ＥＣＵ１３が燃料噴射弁５を制御することが可能になっている。

例えば、ＥＣＵ１３は、一定時間毎に実行すべき基本ルーチンにおいて、各種センサの出力信号の入力、機関回転数の演算、燃料噴射量の演算、燃料噴射時期の演算などを実行する。基本ルーチンにおいてＥＣＵ１３が入力した各種信号やＥＣＵ１３が演算して得られた各種制御値は、ＥＣＵ１３のＲＡＭに一時的に記憶される。

更に、ＥＣＵ１３は、各種のセンサやスイッチからの信号の入力、一定時間の経過、あるいはクランクポジションセンサからのパルス信号の入力などをトリガとした割り込み処理において、ＲＡＭから各種制御値を読み出し、それら制御値に従って燃料噴射弁５等を制御する。

このように構成された内燃機関１の始動時においては、イグニッションキーによるスタ
ータＯＮによりスタータモータが起動され、クランキングが行われるが、その際の目標の燃料圧力として、前記開弁燃圧Ｐｂより低い圧力である始動時圧力Ｐａ（例えば、６ＭＰａ）を確保するようにする。そして、内燃機関始動後の通常運転時の目標の燃料圧力を前記開弁燃圧Ｐｂ以上に設定するようにする。

このように構成された燃料供給装置においては、クランキング時、スタータモータによりクランクシャフト３が回転されると、それにしたがって高圧燃料ポンプ９が駆動され、燃料が第１の蓄圧室６に供給される。かかる場合の、目標燃料圧力は始動時圧力Ｐａであり、上述したように、チェック弁１０は、燃料圧力が始動時圧力（最低作動圧）Ｐａより高い開弁燃圧Ｐｂ以上の場合に開弁して高圧燃料ポンプ９側から第２の蓄圧室７側に燃料が流れることを許容することから、燃料圧力が開弁燃圧Ｐｂより低い場合には第１の蓄圧室６にのみ供給される。そして、機関回転数が上昇するのにしたがって高圧燃料ポンプ９の駆動力が増し、燃料圧力が開弁燃圧Ｐｂ以上に高くなると、チェック弁１０が開弁し第２の蓄圧室７にも燃料が供給されることとなる。

その結果、燃料圧力が開弁燃圧Ｐｂより低い場合には、高圧燃料ポンプ９が燃料を供給する箇所の容積が減少するので、第１の蓄圧室６内の燃料の圧力が早期に高められる。また、かかる場合には、第１の蓄圧室６に接続された燃料噴射弁からのみ燃料が噴射されるので、燃料の消費量も減少することから、蓄圧室内の燃料の圧力が早期に高められる。それゆえ、クランキング時であっても、第１の蓄圧室６の燃料を迅速に高圧にでき、第１の蓄圧室６に接続された燃料噴射弁のみによる高圧噴射を実現することができる。

これにより、内燃機関始動時に燃料噴射弁から噴射される燃料の噴霧状態を微細化することができるので、着火し易くなり、始動時に気筒内に供給する燃料量を減少させることができるとともに、始動時間を短縮させることができる。また、これにより内燃機関始動時に燃焼せずに排出される燃料量を減少させることができるので、エミッションを低減させることができる。

ただし、高圧燃料ポンプ９から第２の蓄圧室７への燃料供給経路にチェック弁１０を設けているので、チェック弁１０が閉じたまま開かない所謂閉故障時には、始動後においても第２の蓄圧室７には燃料が供給されなくなる。また、チェック弁１０が開いたまま閉じない所謂開故障時には、始動時に、第１の蓄圧室６においても早期に燃料圧力を高めることができないことから、上述した効果を得ることができなくなる。それゆえ、チェック弁１０が正常に作動しているか否かを検出することが重要である。

そこで、本実施例においては、チェック弁１０が正常に作動しているか否かを診断する。これは、ＥＣＵ１３が以下に説明する故障診断方法を用いることにより行うものである。概略としては、図２に示す開故障診断方法のフローチャートに基づいてチェック弁１０が開故障しているかどうかを診断し、図４に示す閉故障診断方法のフローチャートに基づいてチェック弁１０が閉故障しているかどうかを診断する。

先ず、図２に示すフローチャートを用いて開故障診断方法について説明する。この制御ルーチンは、予めＥＣＵ１３のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、当該内燃機関が搭載された車両のイグニッションスイッチがＯＮにされた後、一定時間の経過、あるいはクランクポジションセンサからのパルス信号の入力などをトリガとした割り込み処理としてＥＣＵ１３が実行するルーチンである。

先ず、ステップ（以下、単に「Ｓ」という。）１０１において、内燃機関１の始動が完了しているかどうかを判定する。そして、本ステップで肯定判定された場合にはＳ１０２へ進み、否定判定された場合には本ルーチンの実行を終了する。

Ｓ１０２においては、クランキング中であるか否かを判定する。つまり、イグニッションスイッチが、「ＡＣＣ（アクセサリ）」の位置を経て「ＳＴＡＲＴ」の位置に切り替えられ、スタータモータが既に起動しているか否かを判定する。

Ｓ１０２で否定判定された場合にはＳ１０３に進み、始動要求が有るかどうかを判定する。つまり、イグニッションスイッチが「ＡＣＣ」の位置を経て「ＳＴＡＲＴ」の位置に切り替えられているかどうかを判定する。そして、本ステップで肯定判定された場合にはＳ１０４へ進み、クランキングを行う。すなわち、スタータモータを起動させ、クランクシャフト３を回転させる。

一方、Ｓ１０３で否定判定された場合、つまり、イグニッションスイッチが「ＡＣＣ」の位置に維持されている、あるいは「ＡＣＣ」の位置から「ＳＴＡＲＴ」の位置へ切り替えられている途中である場合にはＳ１０５に進む。

Ｓ１０５においては、第１の燃圧センサ１１の検出値に基づいて算出された燃料圧力Ｐ１が、開故障判定燃圧ｃより低く（Ｐ１＜ｃ）、かつ第２の燃圧センサ１２の検出値に基づいて算出された燃料圧力Ｐ２が、前記開故障判定燃圧ｃからセンサばらつきｄを減算した値より低い（Ｐ２＜ｃ−ｄ）か否かを判定する。燃料圧力Ｐ１，Ｐ２の値は、基本ルーチンにて演算されＲＡＭに一時的に記憶された値を読込んでも良い。

なお、開故障判定燃圧ｃは、前記始動時圧力Ｐａよりも低い値であり、当該開故障判定燃圧ｃよりも燃料圧力が低い場合には、燃料圧力が低すぎるためにチェック弁１０が開故障しているかどうかを判定することが困難となる値として、予め設定される値である。センサばらつきｄは、実際の燃料圧力と当該燃圧センサ１１，１２の検出に基づく燃料圧力とのずれを考慮して予め設定される値であり、実際の燃料圧力に対して燃圧センサ１１，１２の検出に基づく燃料圧力が±ｄの幅でばらつくことを示す。

Ｓ１０５の処理は、前回の運転時の燃料圧力が蓄圧室６，７に残存している場合には、今回のクランキング時にチェック弁１０が開故障しているかどうかを判定することが困難となるので、前回の運転時の燃料圧力が残存しているかどうかを判定するものである。

そして、Ｓ１０５にて否定判定された場合には、前回の運転時の燃料圧力が蓄圧室６，７に残存し、チェック弁１０が開故障しているかどうかを判定することが困難となるので、本ルーチンの実行を終了する。一方、Ｓ１０５にて肯定判定された場合にはＳ１０６へ進み、前回の運転終了後に燃料圧力が十分に低下し、今回、チェック弁１０の開故障を診断できることを示すために、フラグ「Ｘｅｘ」をＯＮにして本ルーチンの実行を終了する。

Ｓ１０２においてクランキング中であると判定された場合、あるいはＳ１０４にてクランキングが実行された後には、Ｓ１０７へ進み、以下の事項を判定する。つまり、第１の燃圧センサ１１の検出値に基づいて算出された燃料圧力Ｐ１が、開故障判定燃圧ｃ以上であって始動時圧力Ｐａより低く（ｃ≦Ｐ１＜Ｐａ）、かつ第２の燃圧センサ１２の検出値に基づいて算出された燃料圧力Ｐ２が、始動時圧力Ｐａにセンサばらつきｄを加算した値より低く（Ｐ２＜Ｐａ＋ｄ）、かつフラグ「Ｘｅｘ」がＯＮであるか否かを判定する。

そして、本ステップで肯定判定された場合、すなわち、クランキング前には燃料圧力Ｐ１，Ｐ２が十分に低下していた場合であって、クランキングにより、燃料圧力Ｐ１が開故障判定燃圧ｃ以上、始動時圧力Ｐａより低くなっていると判定された場合には、Ｓ１０８へ進む。一方、本ステップで否定判定された場合には、現時点ではチェック弁１０が開故
障しているかどうかを判定することが困難であると判定し本ルーチンの実行を終了する。

Ｓ１０８においては、第１の燃圧センサ１１の検出値に基づいて算出された燃料圧力Ｐ１と第２の燃圧センサ１２の検出値に基づいて算出された燃料圧力Ｐ２との差の絶対値が、前記センサばらつきｄよりも大きい（｜Ｐ１−Ｐ２｜＞ｄ）かどうかを判定する。つまり、燃料圧力Ｐ１，Ｐ２がともに、図３に示した「チェック弁開故障判定領域」に入っているかどうかを判定する。

そして、本ステップで否定判定された場合には、始動時圧力Ｐａより低い領域において、燃料圧力Ｐ１の上昇にしたがって燃料圧力Ｐ２も上昇していると考えられることから、開弁燃圧Ｐｂより低い圧力でもチェック弁１０が開いていることを示しているので、Ｓ１１０へ進み、チェック弁１０が開いたまま閉じない開故障であると判定する。簡単に言うと、燃料圧力Ｐ１，Ｐ２がともに、図３に示した「チェック弁開故障判定領域」に入っているので、チェック弁１０が開故障であると判定する。

一方、Ｓ１０８において肯定判定された場合には、燃料圧力Ｐ１が上昇しても燃料圧力Ｐ２は上昇しないと考えられることから、開弁燃圧Ｐｂより低い圧力ではチェック弁１０が閉じていることを示しているので、Ｓ１０９へ進み、チェック弁１０が開故障していないと判定する。

次に、図４に示すフローチャートを用いて閉故障診断方法について説明する。この制御ルーチンは、予めＥＣＵ１３のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、当該内燃機関が搭載された車両のイグニッションスイッチがＯＮにされた後、一定時間の経過、あるいはクランクポジションセンサからのパルス信号の入力などをトリガとした割り込み処理としてＥＣＵ１３が実行するルーチンである。

先ず、Ｓ２０１において、第１の燃圧センサ１１の検出値に基づいて算出された燃料圧力Ｐ１が、開弁燃圧Ｐｂより高い（Ｐ１＞Ｐｂ）か否かを判定する。そして、本ステップで否定判定された場合には、現時点ではチェック弁１０が閉故障しているかどうかを判定することが困難であると判定して本ルーチンの実行を終了する。一方、本ステップで肯定判定された場合にはＳ２０２へ進む。

Ｓ２０２においては、第２の燃圧センサ１２の検出値に基づいて算出された燃料圧力Ｐ２が、開弁燃圧Ｐｂから後述する燃料圧力降下分ｅを減算した値より高い（Ｐ２＞Ｐｂ−ｅ）か否かを判定する。つまり、燃料圧力Ｐ１，Ｐ２がともに、図３に示した「チェック弁閉故障判定領域」に入っているかどうかを判定する。なお、燃料圧力降下分ｅは、燃料噴射弁５が開弁して燃料が噴射されることに起因して、蓄圧室の燃料圧力が低下する分の値として予め定められる値である。

そして、本ステップで肯定判定された場合には、燃料圧力Ｐ１が開弁燃圧Ｐｂより高いために、チェック弁１０が正常に開弁し、燃料圧力Ｐ２も上昇したと考えられることから、Ｓ２０３へ進み、チェック弁１０が閉じたまま開かない閉故障であると判定する。

一方、Ｓ２０２で否定判定された場合には、燃料圧力Ｐ１が開弁燃圧Ｐｂより高いにもかかわらず、燃料圧力Ｐ２が上昇していない、すなわちチェック弁１０が正常に開弁していないと考えられることから、Ｓ２０４へ進み、チェック弁１０が閉故障していると判定する。簡単に言うと、燃料圧力Ｐ１，Ｐ２がともに、図３に示した「チェック弁閉故障判定領域」に入っているので、チェック弁１０が閉故障していると判定する。

次に、燃料噴射弁作動制御について説明する。上述したように、ＥＣＵ１３は、一定時
間毎に実行すべき基本ルーチンにおいて、燃料噴射量の演算、燃料噴射時期の演算などを実行し、それら演算した値に従って燃料噴射弁５等を制御するが、その前提として燃料噴射弁５からの燃料噴射を許可するかどうかを本制御結果に基づいて判断するものである。

具体的に、図５に示すフローチャートを用いて燃料噴射弁作動制御について説明する。この制御ルーチンは、予めＥＣＵ１３のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、当該内燃機関が搭載された車両のイグニッションスイッチがＯＮにされた後、一定時間の経過、あるいはクランクポジションセンサからのパルス信号の入力などをトリガとした割り込み処理としてＥＣＵ１３が実行するルーチンである。

先ず、Ｓ３０１において、内燃機関１がクランキング中であるか、あるいは始動が完了しているかどうかを判定する。そして、本ステップで否定判定された場合にはＳ３０２へ進み、始動要求が有るかどうかを判定する。この処理は、図２におけるＳ１０３の処理と同一であるのでその詳細は省略する。そして、Ｓ３０２で肯定判定された場合にはＳ３０３へ進んでクランキングを行い、その後Ｓ３０４へ進む。一方、Ｓ３０２で否定判定された場合には、クランキング中でもなく、始動も完了していないことからＳ３０５へ進み、左右両バンクの燃料噴射弁５の作動を禁止して本ルーチンの実行を終了する。

Ｓ３０１で肯定判定された場合には、クランキング中であるか、あるいは始動が完了していることからＳ３０２およびＳ３０３の処理をスキップしてＳ３０４へ進む。

Ｓ３０４においては、第１の燃圧センサ１１の検出値に基づいて算出された燃料圧力Ｐ１が、始動時圧力Ｐａ以上であるか否かを判定する。そして、肯定判定された場合には、Ｓ３０６へ進み、第１の蓄圧室６に接続された左バンクの燃料噴射弁５の作動を許可し、左バンクの気筒への燃料噴射を許可する。一方、本ステップで否定された場合には、燃料圧力Ｐ１が、始動時圧力Ｐａより低いことから、Ｓ３０５へ進み、両バンクの燃料噴射弁５の作動を禁止して本ルーチンの実行を終了する。

Ｓ３０７においては、チェック弁１０が閉故障していないかどうかを判定する。これは、上述した閉故障診断方法を用いて診断した結果、チェック弁１０が閉故障無しであると診断されているかどうかを判定するものである。そして、否定判定された場合、つまり閉故障有りと診断されている場合には、チェック弁１０が閉じたままで開かずに、第２の蓄圧室７に接続された右バンクの燃料噴射弁５に燃料が供給されないことから、Ｓ３０８に進み、右バンクの燃料噴射弁の作動を禁止する。

Ｓ３０７において肯定判定された場合、つまり閉故障無しと診断されている場合には、Ｓ３０９に進み、第２の燃圧センサ１２の検出値に基づいて算出された燃料圧力Ｐ２が、前記開弁燃圧Ｐｂ以上であるか否かを判定する。そして、肯定判定された場合には、Ｓ３１０へ進み、第２の蓄圧室７に接続された右バンクの燃料噴射弁５の作動を許可し、右バンクの気筒への燃料噴射を許可する。一方、Ｓ３０９で否定された場合には、燃料圧力Ｐ２が、開弁燃圧Ｐｂより低いことから、Ｓ３０８へ進み、右バンクの燃料噴射弁５の作動を禁止して本ルーチンの実行を終了する。

かかる燃料噴射弁作動制御を実行して、燃圧センサ１１，１２の検出値に応じて燃料噴射弁５の作動を制御することにより、各燃料噴射弁が、目標の燃料圧力に達した後に燃料噴射するので、内燃機関の始動時および始動後において安定した燃焼状態を維持することができる。

また、チェック弁１０が閉故障している場合には、右バンクの燃料噴射弁５の作動が禁止されるので、燃料噴射弁５の開弁に必要な電力の損失を回避することができる。また、
チェック弁１０が閉故障していると診断された場合に、その旨を当該内燃機関が搭載された車両の使用者等に知らせるようにすることで、左バンクの気筒のみで長時間運転され続けることを防止することができる。

なお、本実施例に係る内燃機関１は、加圧された燃料を貯留する蓄圧室６，７を有しているが、特にかかる構成に限定されるものではなく、蓄圧室の代わりにデリバリパイプであってもよい。

実施例に係る内燃機関とその燃料噴射装置の概略構成を示す図である。 実施例に係る開故障診断方法のフローチャートである。 燃料圧力Ｐ１、燃料圧力Ｐ２およびチェック弁故障判定領域を示す図である。 実施例に係る閉故障診断方法のフローチャートである。 実施例に係る燃料噴射弁作動制御のフローチャートである。

符号の説明

１ 内燃機関
２ 気筒
３ クランクシャフト
４ クランクプーリ
５ 燃料噴射弁
６ 第１の蓄圧室
７ 第２の蓄圧室
８ 燃料供給管
９ 高圧燃料ポンプ
１０ チェック弁
１１ 第１の燃圧センサ
１２ 第２の燃圧センサ
１３ ＥＣＵ

Claims (5)

1. 内燃機関の複数の気筒の各々に燃料を噴射する複数の燃料噴射弁と、
   前記複数の燃料噴射弁の内の１部の燃料噴射弁に接続され、燃料ポンプから圧送された燃料を貯留する複数の蓄圧室と、
   前記燃料ポンプから圧送された燃料の圧力が所定圧より低い場合に、少なくとも１つの蓄圧室を除いた他の蓄圧室へ燃料が至るのを遮断する燃料遮断弁と、
   を備えた内燃機関の燃料噴射装置において、
   内燃機関始動時の蓄圧室内の燃料の圧力に基づいて前記燃料遮断弁の故障を診断する内燃機関の燃料噴射装置の故障診断方法であって、
   前記燃料遮断弁により燃料が至るのが遮断されない蓄圧室内の燃料の圧力が前記所定圧より高くなったときに、前記燃料遮断弁により燃料が至るのが遮断される蓄圧室内の燃料の圧力が、前記所定圧から燃料噴射による圧力降下分を減算した圧力よりも低い場合には、前記燃料遮断弁が閉じたまま開かない閉故障であると診断することを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置の故障診断方法。
2. 内燃機関の複数の気筒の各々に燃料を噴射する複数の燃料噴射弁と、
   前記複数の燃料噴射弁の内の１部の燃料噴射弁に接続され、燃料ポンプから圧送された燃料を貯留する複数の蓄圧室と、
   前記燃料ポンプから圧送された燃料の圧力が所定圧より低い場合に、少なくとも１つの蓄圧室を除いた他の蓄圧室へ燃料が至るのを遮断する燃料遮断弁と、
   を備えた内燃機関の燃料噴射装置において、
   内燃機関始動時の蓄圧室内の燃料の圧力に基づいて前記燃料遮断弁の故障を診断する内燃機関の燃料噴射装置の故障診断方法であって、
   前記燃料噴射弁が、当該燃料噴射弁に接続された蓄圧室内の燃料の圧力が前記所定圧よりも低い最低作動圧以上であるときに作動され、燃料を噴射するものである場合、
   内燃機関のクランキング時であって前記燃料遮断弁により燃料が至るのが遮断されない蓄圧室内の燃料の圧力が前記最低作動圧より低いときに、各蓄圧室内の燃料の圧力の差が所定値よりも小さい場合には、前記燃料遮断弁が開いたまま閉じない開故障であると診断することを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置の故障診断方法。
3. 内燃機関の複数の気筒の各々に燃料を噴射する複数の燃料噴射弁と、
   前記複数の燃料噴射弁の内の１部の燃料噴射弁に接続され、燃料ポンプから圧送された燃料を貯留する複数の蓄圧室と、
   前記燃料ポンプから圧送された燃料の圧力が所定圧より低い場合に、少なくとも１つの蓄圧室を除いた他の蓄圧室へ燃料が至るのを遮断する燃料遮断弁と、
   内燃機関始動時の蓄圧室内の燃料の圧力に基づいて前記燃料遮断弁の故障を診断する故障診断装置と、
   を備え、
   前記故障診断装置は、前記燃料遮断弁により燃料が至るのが遮断されない蓄圧室内の燃料の圧力が前記所定圧より高くなったときに、前記燃料遮断弁により燃料が至るのが遮断される蓄圧室内の燃料の圧力が、前記所定圧から燃料噴射による圧力降下分を減算した圧力よりも低い場合には、前記燃料遮断弁が閉じたまま開かない閉故障であると診断することを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。
4. 内燃機関の複数の気筒の各々に燃料を噴射する複数の燃料噴射弁と、
   前記複数の燃料噴射弁の内の１部の燃料噴射弁に接続され、燃料ポンプから圧送された燃料を貯留する複数の蓄圧室と、
   前記燃料ポンプから圧送された燃料の圧力が所定圧より低い場合に、少なくとも１つの蓄圧室を除いた他の蓄圧室へ燃料が至るのを遮断する燃料遮断弁と、
   内燃機関始動時の蓄圧室内の燃料の圧力に基づいて前記燃料遮断弁の故障を診断する故障診断装置と、
   を備え、
   前記燃料噴射弁が、当該燃料噴射弁に接続された蓄圧室内の燃料の圧力が前記所定圧よりも低い最低作動圧以上であるときに作動され、燃料を噴射するものである場合、
   前記故障診断装置は、内燃機関のクランキング時であって前記燃料遮断弁により燃料が至るのが遮断されない蓄圧室内の燃料の圧力が前記最低作動圧より低いときに、各蓄圧室内の燃料の圧力の差が所定値よりも小さい場合には、前記燃料遮断弁が開いたまま閉じない開故障であると診断することを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。
5. 前記燃料遮断弁が閉じたまま開かない閉故障であると前記故障診断装置が診断したときには、前記燃料遮断弁により燃料が至るのが遮断される蓄圧室に接続された燃料噴射弁による燃料噴射を禁止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。

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