JP4937232B2 - コモンレールの圧力制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関に供給する燃料を蓄圧するコモンレール内の燃料圧力を制御するコモンレールの圧力制御装置に関する。

従来のコモンレールの圧力制御装置として、特許文献１に開示されたものが知られている。この圧力制御装置では、内燃機関により回転駆動される燃料ポンプによって、コモンレールに燃料を蓄圧するとともに、蓄圧された燃料をインジェクタを介して内燃機関の各気筒内に噴射供給する。また、コモンレールには、コモンレール内の圧力が所定の開弁圧よりも高くなったときに開弁する機械式の燃料圧力安全弁が設けられている。

燃料ポンプが故障していると判定されたときには、燃料ポンプからインジェクタまでの配管経路内の燃料圧力が過大になり、インジェクタや燃料ポンプに悪影響を与えるおそれがあるので、コモンレール内の燃料圧力を燃料圧力安全弁の開弁圧以上に上昇させることで、燃料圧力安全弁を開弁させる。これにより、コモンレール内の高圧燃料を、燃料戻し路を介して燃料タンクに逃がし、燃料圧力を低下させることで、燃料ポンプやインジェクタなどの耐用性を向上させるようにしている。

しかし、この従来の圧力制御装置では、燃料ポンプの故障と判定されたときに、コモンレール内の圧力を強制的に上昇させ、燃料圧力安全弁を開弁するだけなので、コモンレール内に蓄圧された高温の燃料が燃料戻し路へ流れることで、燃料戻し路の配管の途中や近傍に配置された燃料系部品や配線などが、高温の燃料によって悪影響を受けるおそれがある。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、燃料圧力制御装置または燃料圧力安全弁の故障時に、コモンレール内の圧力を、燃料温度が確実に低下した状態で逃がすことにより、燃料戻し路の途中に配置された燃料系部品などへの悪影響を防止することができるコモンレールの圧力制御装置を提供することを目的とする。

特開２００４−１５６５５８号公報

上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明は、内燃機関３に供給される燃料量が要求トルクＴＤに基づいて決定されるとともに、内燃機関３に供給する燃料を蓄圧するコモンレール９内の燃料圧力を制御するコモンレール９の圧力制御装置１であって、燃料を加圧し、コモンレール９に供給する燃料ポンプ（実施形態における（以下、本項において同じ）高圧ポンプ１０、低圧ポンプ１１）と、コモンレール９に蓄圧された燃料の圧力を制御するための燃料圧力制御装置（燃料調整弁１０ａ、燃料流量センサ２０、燃料圧力センサ２１）と、コモンレール９内の圧力を燃料戻し路８を介して逃がすための燃料圧力安全弁１３と、コモンレール９に設けられ、コモンレール９に供給される燃料の温度に相関する燃料温度パラメータ（燃料温度ＴＦ、エンジン回転数ＮＥ）を検出する燃料温度パラメータ検出手段（燃料温度センサ２２、クランク角センサ２３）と、燃料圧力制御装置または燃料圧力安全弁１３が故障しているか否かを判定する故障判定手段（ＥＣＵ２、図２）と、燃料圧力制御装置または燃料圧力安全弁１３が故障していると判定されたときに、検出された燃料温度パラメータに応じて要求トルクを低減する要求トルク低減手段（ＥＣＵ２、図７のステップ７８）と、燃料圧力制御装置または燃料圧力安全弁１３が故障していると判定されたときに、燃料圧力安全弁１３を開弁方向に制御することによって、コモンレール９内の圧力を逃がし、低減する圧力低減手段（ＥＣＵ２、図８のステップ９４）と、を備えることを特徴とする。

このコモンレールの圧力制御装置によれば、燃料ポンプによって加圧された燃料が、コモンレールに供給され、蓄圧されるとともに、コモンレール内の圧力は燃料圧力制御装置で制御される。コモンレールには、コモンレール内の圧力を燃料戻し路を介して逃がすための燃料圧力安全弁が設けられている。また、燃料温度パラメータ検出手段が、燃料の温度に相関する燃料温度パラメータを検出する。

また、燃料圧力制御装置または燃料圧力安全弁が故障していると判定されたときには、検出された燃料温度パラメータに応じて、内燃機関に要求される要求トルクを低減する。要求トルクが低減されると、それに応じて、内燃機関に供給される燃料量が減少し、燃料ポンプからコモンレールに供給される燃料量も減少する。これに伴い、コモンレール内の圧力が減少することによって、コモンレール内の燃料の温度は下がる。

また、燃料圧力制御装置または燃料圧力安全弁が故障していると判定されたときには、コモンレールに設けられた燃料圧力安全弁を開弁方向に制御し、コモンレール内の燃料を燃料戻り路を介して逃がすことによって、コモンレール内の圧力を低減する。

以上の制御により、燃料圧力制御装置または燃料圧力安全弁の故障時に、コモンレール内の圧力を、燃料の温度が確実に低下した状態で逃がすことができ、それにより、燃料戻し路の途中や近傍に配置された燃料系部品や配線などへの悪影響を防止することができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のコモンレール９の圧力制御装置１において、燃料温度パラメータは、コモンレール９に供給される燃料の温度を含み、検出された燃料の温度が所定温度よりも低いときに、トルク低減手段による要求トルクの低減を禁止する要求トルク低減禁止手段（図７のステップ７６）をさらに備えることを特徴とする。

燃料の温度が所定温度よりも低いときには、コモンレール内の燃料を燃料戻し路を介して逃がしても、燃料戻し路の途中や近傍に配置された燃料系部品や配線が、高温の燃料によって悪影響を受けるおそれがない。本発明によれば、燃料圧力制御装置または燃料圧力安全弁が故障していると判定されたときに、要求トルクの低減を禁止するので、高温の燃料による燃料系部品などへの悪影響を生じることなく、ドライバーの要求する内燃機関の出力を確保することによって、ドライバビリティを確保することができる。

請求項３に係る発明は、請求項１に記載のコモンレール９の圧力制御装置１において、燃料圧力制御装置または燃料圧力安全弁１３が故障していると判定されたときに、ドライバーに燃料圧力制御装置または燃料圧力安全弁１３の故障の発生を通知する故障通知手段（ＥＣＵ２、警告灯１６、図６のステップ６６）をさらに備えることを特徴とする。

この構成によれば、燃料圧力制御装置または燃料圧力安全弁が故障していると判定されたときに、その旨を故障通知手段によってドライバーに通知するので、故障発生時の要求トルクの低減により内燃機関の出力が低下する可能性を、ドライバに予告することができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について説明する。図１は、本実施形態によるコモンレール９の圧力制御装置１を、これを適用した内燃機関３（以下「エンジン」という）とともに概略的に示している。エンジン３は、車両（図示せず）に搭載された、例えば４気筒のディーゼルエンジンである。

エンジン３の各気筒（図示せず）にはインジェクタ４が設けられている（１つのみ図示）。インジェクタ４は、燃料供給装置５に接続されており、この燃料供給装置５から供給された燃料を気筒内に噴射する。インジェクタ４の燃料噴射量ＱＩＮＪは、後述するＥＣＵ２からの駆動信号によって制御される。また、インジェクタ４には燃料還流路１５が接続されており、インジェクタ４からのリーク燃料や、背圧制御室（図示せず）からの排出燃料は、この燃料還流路１５から燃料戻し路８を介して燃料タンク６に還流する。

燃料供給装置５は、燃料を貯留する燃料タンク６と、互いに並列の燃料供給路７および燃料戻し路８を介して燃料タンク６に接続され、燃料を高圧状態で蓄圧するコモンレール９と、燃料供給路７の途中に設けられた高圧ポンプ１０（燃料ポンプ）と、燃料タンク６内に設けられた、低圧ポンプ１１（燃料ポンプ）を有している。

低圧ポンプ１１は、ＥＣＵ２により制御される電動タイプのものであり、エンジン３の運転中は常に運転され、燃料タンク６内の燃料を所定圧まで昇圧し、燃料供給路７を介して高圧ポンプ１０に圧送する。

高圧ポンプ１０は、エンジン３のクランクシャフト（図示せず）に連結された容積式のものであり、クランクシャフトで駆動されることにより、低圧ポンプ１１から送られた燃料をさらに昇圧し、コモンレール９に圧送する。

高圧ポンプ１０には、燃料調整弁１０ａが設けられている。燃料調整弁１０ａは、ソレノイドとスプール弁機構を組み合わせたものであり、ソレノイドに供給される電流をＥＣＵ２で制御することにより、低圧ポンプ１１から高圧ポンプ１０に供給される燃料量を調整するとともに、不要な燃料を、燃料戻し路１２を介して燃料タンク６に戻す。

また、高圧ポンプ１０には、燃料流量センサ２０が設けられている。燃料流量センサ２０は、高圧ポンプ１０から吐出され、コモンレール９に供給される単位時間当たりの燃料の量（以下「燃料流量」という）を検出し、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。

燃料供給路７の高圧ポンプ１０とコモンレール９との間には、燃料温度センサ２２が設けられている。燃料温度センサ２２は、コモンレール９に供給される燃料の温度（以下「燃料温度」という）ＴＦを検出し、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。

コモンレール９の、燃料戻し路８との接続部分には、燃料圧力安全弁１３が設けられている。燃料圧力安全弁１３は、常開式の電磁弁で構成されており、供給される電流をＥＣＵ２で制御することにより、その弁開度が無段階に変化することによって、コモンレール９から燃料タンク６への戻し燃料量が制御される。なお、燃料圧力安全弁１３は常開式であるので、電流が大きいほど、その弁開度が小さくなることによって、燃料タンク６への戻し燃料量はより小さくなる。

以上の構成の燃料供給装置５では、燃料調整弁１０ａにより、コモンレール９に流入する燃料量を制御するとともに、燃料圧力安全弁１３により、コモンレール９から流出する燃料量を制御することによって、コモンレール９内の燃料圧力が制御される。これにより、コモンレール９内に、燃料が高圧状態で蓄圧される。また、コモンレール９内の燃料は、燃料噴射路１４を介してインジェクタ４に送られる。

さらに、コモンレール９には、燃料圧力センサ２１が取り付けられている。燃料圧力センサは、コモンレール９内の燃料の圧力（以下「燃料圧力」という）ＰＦを検出し、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。本実施形態では、燃料調整弁１０ａ、燃料流量センサ２０および燃料圧力センサ２１によって、燃料圧力制御装置が構成されている。

また、エンジン３には、例えばマグネットロータおよびＭＲＥピックアップで構成されたクランク角センサ２３が設けられている。クランク角センサ２３は、エンジン３のクランクシャフトの回転に伴い、いずれもパルス信号であるＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号をＥＣＵ２に出力する。このＣＲＫ信号は、所定クランク角（例えば１０°）ごとに出力される。ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを算出する。また、ＴＤＣ信号は、エンジン３の各気筒において、ピストン（図示せず）が吸気行程のＴＤＣ位置よりも若干、手前の所定のクランク角位置にあることを表す信号であり、本実施形態のような４気筒エンジンの場合には、クランク角１８０°ごとに出力される。

また、ＥＣＵ２には、アクセル開度センサ２４から、アクセルペダル（図示せず）の操作量（以下「アクセル開度」という）ＡＰを表す検出信号が、車速センサ２５から、車速ＶＰを表す検出信号が、電流センサ２６から、燃料調整弁１０ｂへ供給される電流（以下「供給電流」という）ＡＶＦを表す検出信号が、それぞれ出力される。運転席のメーターパネル（図示せず）上には、燃料圧力制御装置または燃料圧力安全弁１３が故障していることを、ドライバーに通知するための警告灯１６が設けられており、そのオン／オフは、ＥＣＵ２によって制御される。

ＥＣＵ２は、Ｉ／Ｏインターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどからなるマイクロコンピュータで構成されている。ＥＣＵ２は、前述した各種のセンサ２０〜２６からの検出信号に応じ、インジェクタ４の燃料噴射量ＱＩＮＪの制御を含むエンジン制御や、燃料圧力制御装置または燃料圧力安全弁１３の故障を判定する故障判定処理などを実行する。本実施形態では、ＥＣＵ２が、故障判定手段、要求トルク低減手段、圧力低減手段、要求トルク低減手段および故障通知手段に相当する。

なお、ＥＣＵ２は、イグニッションスイッチＩＧＳＷ（図示せず）のオフ後においても、バックアップ電源により作動可能になっており、その作動中に設定された各種のデータやフラグなどは不揮発性メモリ（図示せず）に記憶、保持される。

次に、図２〜図６を参照しながら、ＥＣＵ２によって実行される燃料圧力制御装置または燃料圧力安全弁１３の故障判定処理について説明する。図２〜図５がサブルーチン、図６がメインルーチンに相当する。各処理は、所定時間（例えば１０ｍｓｅｃ）ごとに実行される。

図２は、燃料圧力の異常を判定する燃料圧力異常判定処理を示す。まず、検出された燃料圧力ＰＦと正常時燃料圧力ＰＦＥとの差の絶対値を、圧力偏差ＤＰＦとして算出し（ステップ２１）、算出した圧力偏差ＤＰＦが所定の判定値ＰＴＨＲよりも大きいか否かを判別する（ステップ２２）。ここで、正常時燃料圧力ＰＦＥは、検出されたエンジン回転数ＮＥなどのパラメータに応じ、所定のマップを検索することによって算出される。

上記ステップ２２の答がＮＯで、圧力偏差ＤＰＦが判定値ＰＴＨＲ以下のときには、燃料圧力が正常であると判定する。そのときには、アップカウント式タイマのタイマ値ＴＭ＿ＰＮＧを「０」にリセットし（ステップ２３）、燃料圧力が正常であることを表すために、燃料圧力異常フラグＦ＿ＰＮＧを「０」にセットし（ステップ２４）、本処理を終了する。

一方、上記ステップ２２の答がＹＥＳで、圧力偏差ＤＰＦが判定値ＰＴＨＲよりも大きいときには、タイマ値ＴＭ＿ＰＮＧが所定時間Ｔ１（例えば１．０ｓｅｃ）以上か否かを判別する（ステップ２５）。この答がＮＯのときには、前記ステップ２４を実行し、燃料圧力異常フラグＦ＿ＰＮＧを「０」にセットし、本処理を終了する。

一方、上記ステップ２５の答がＹＥＳのとき、すなわち、圧力偏差ＤＰＦが判定値ＰＴＨＲよりも大きい状態が所定時間Ｔ１以上、継続したときには、燃料調整弁１０ａ、燃料圧力安全弁１３または燃料圧力センサ２１などの故障により、燃料圧力の異常が発生していると判定し、そのことを表すために、燃料圧力異常フラグＦ＿ＰＮＧを「１」にセットし（ステップ２６）、本処理を終了する。

図３は、コモンレール９に供給される燃料の流量の異常を判定する燃料流量異常判定処理を示す。まず、検出された燃料流量ＱＦと正常時燃料流量ＱＦＥとの差の絶対値を、流量偏差ＤＱＦとして算出し（ステップ３１）、算出した流量偏差ＤＱＦが所定の判定値ＱＴＨＲよりも大きいか否かを判別する（ステップ３２）。ここで、正常時燃料流量ＱＦＥは、検出されたエンジン回転数ＮＥなどのパラメータに応じ、所定のマップを検索することによって算出される。

上記ステップ３２の答がＮＯで、流量偏差ＤＱＦが判定値ＱＴＨＲ以下のときには、燃料流量が正常であると判定する。そのときには、アップカウント式タイマのタイマ値ＴＭ＿ＱＮＧを「０」にリセットし（ステップ３３）、燃料流量が正常であることを表すために、流量異常フラグＦ＿ＱＮＧを「０」にセットし（ステップ３４）、本処理を終了する。

一方、上記ステップ３２の答がＹＥＳで、流量偏差ＤＱＦが判定値ＱＴＨＲよりも大きいときには、タイマ値ＴＭ＿ＱＮＧが所定時間Ｔ２（例えば１．０ｓｅｃ）以上か否かを判別する（ステップ３５）。この答がＮＯのときには、前記ステップ３４を実行し、流量異常フラグＦ＿ＱＮＧを「０」にセットし、本処理を終了する。

一方、上記ステップ３５の答がＹＥＳのとき、すなわち、流量偏差ＤＱＦが判定値ＱＴＨＲよりも大きい状態が所定時間Ｔ２以上、継続したときには、燃料調整弁１０ａまたは燃料流量センサ１０ｂなどの故障により、燃料流量の異常が発生していると判定し、そのことを表すために、流量異常フラグＦ＿ＱＮＧを「１」にセットし（ステップ３６）、本処理を終了する。

図４は、ＥＣＵ２と燃料調整弁１０ａの間の断線の有無を判定する断線異常判定処理を示す。まず、検出された供給電流ＡＶＦが上限判定値ＡＶＭＡＸよりも大きいか否かを判別する（ステップ４１）。

この答がＮＯで、供給電流ＡＶＦが上限判定値ＡＶＭＡＸ以下のときには、供給電流ＡＶＦが下限判定値ＡＶＭＩＮよりも小さいか否かを判別する（ステップ４２）。

この答がＮＯで、ＡＶＭＩＮ≦ＡＶＦ≦ＡＶＭＡＸのときには、断線異常が発生していないと判定する。そのときには、アップカウント式タイマのタイマ値ＴＭ＿ＳＮＧを「０」にリセットし（ステップ４３）、断線異常が発生していないことを表すために、断線異常フラグＦ＿ＳＮＧを「０」にセットし（ステップ４４）、本処理を終了する。

一方、上記ステップ４１、４２のいずれかの答がＹＥＳのときには、タイマ値ＴＭ＿ＳＮＧが所定時間Ｔ３（例えば０．２ｓｅｃ）以上か否かを判別する（ステップ４５）。この答がＮＯのときには、前記ステップ４４を実行し、断線異常フラグＦ＿ＳＮＧを「０」にセットし、本処理を終了する。

一方、上記ステップ４５の答がＹＥＳのとき、すなわち、供給電流ＡＶＦが上限判定値ＡＶＭＡＸよりも大きい状態、または下限判定値ＡＶＭＩＮよりも小さい状態が，所定時間Ｔ３以上、継続したときには、断線異常が発生していると判定し、そのことを表すために、断線異常フラグＦ＿ＳＮＧを「１」にセットし（ステップ４６）、本処理を終了する。

図５は、コモンレール９の降圧異常を判定する降圧異常判定処理を示す。本処理は、イグニッションスイッチＩＧＳＷのオフ後に行われる。まず、イグニションスイッチＩＧＳＷが、オフであるか否かを判別する（ステップ５１）。この答がＮＯのときには、アップカウント式タイマのタイマ値ＴＭ＿ＰＡＮＧを「０」にリセットし（ステップ５２）、降圧異常フラグＦ＿ＰＡＮＧを「０」にセットし（ステップ５３）、本処理を終了する。

一方、ステップ５１の答がＹＥＳのときには、イグニッションスイッチＩＧＳＷのオフ後の経過時間を表すディレイタイマ値ＴＭ＿ＩＧが、所定時間Ｔ４（例えば１０．０ｓｅｃ）以上であるか否かを判別する（ステップ５４）。この答がＮＯのときには、前記ステップ５２および５３を実行し、本処理を終了する。

一方、上記ステップ５４の答がＹＥＳで、イグニッションスイッチＩＧＳＷのオフ後、所定時間Ｔ４が経過しているときには、燃料圧力ＰＦが所定の判定値ＰＡＴＭより大きいか否かを判別する（ステップ５５）。

この答がＮＯで、燃料圧力ＰＦが判定値ＰＡＴＭ以下のときには、コモンレール９内の圧力が正常に下降していると判定する。そのときには、前記ステップ５２および５３を実行し、本処理を終了する。

一方、上記ステップ５５の答がＹＥＳで、燃料圧力ＰＦが判定値ＰＡＴＭよりも大きいときには、タイマ値ＴＭ＿ＰＡＮＧが所定時間Ｔ５（例えば０．１ｓｅｃ）以上か否かを判別する（ステップ５６）。この答がＮＯのときには、前記ステップ５３を実行し、本処理を終了する。

一方、上記ステップ５６の答がＹＥＳのとき、すなわち、燃料圧力ＰＦが判定値ＰＡＴＭよりも大きい状態が所定時間Ｔ５以上、継続したときには、燃料圧力安全弁１３または燃料圧力センサ２１などの故障により、降圧異常が発生していると判定し、そのことを表すために、降圧異常フラグＦ＿ＰＡＮＧを「１」にセットし（ステップ５７）、本処理を終了する。

図６は、燃料圧力制御装置または燃料圧力安全弁１３の故障判定処理を示す。本処理では、図２〜図５の異常判定処理でそれぞれ設定された４つの異常フラグを用いて、故障判定を行う。

具体的には、ステップ６１〜６４において、図２の判定処理で設定された燃料圧力異常フラグＦ＿ＰＮＧ、図３の判定処理で設定された流量異常フラグＦ＿ＱＮＧ、図４の判定処理で設定された断線異常フラグＦ＿ＳＮＧ、および図５の判定処理で設定された降圧異常フラグＦ＿ＰＡＮＧが、それぞれ「１」であるか否かを判別する。

これらのステップ６１〜６４の答のいずれかがＹＥＳのときには、燃料圧力制御装置または燃料圧力安全弁１３が故障していると判定し、そのことを表すために、故障発生フラグＦ＿ＮＧを「１」にセットする（ステップ６５）。また、燃料圧力制御装置または燃料圧力安全弁１３が故障していると判定されていることをドライバーに知らせるために、警告灯１６を点灯させ（ステップ６６）、本処理を終了する。

一方、上記ステップ６１〜６４の答がいずれもＮＯのときには、燃料圧力制御装置または燃料圧力安全弁１３が故障していないと判定し、故障発生フラグＦ＿ＮＧを「０」にセットし（ステップ６７）、本処理を終了する。

以上のように、燃料圧力異常、流量異常、断線異常および降圧異常のうちの少なくとも１つの異常が発生していると判定されたときには、燃料圧力制御装置または燃料圧力安全弁１３が故障していると判定される。

図７は、エンジン３に要求される要求トルクの算出処理を示す。本処理では、まずステップ７１において、検出されたエンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、基本要求トルクＴＤ＿ＢＡＳＥを算出する。このマップでは、基本要求トルクＴＤ＿ＢＡＳＥは、エンジン回転数ＮＥが高いほど、またアクセル開度が大きいほど、より大きな値に設定されている。

次に、故障発生フラグＦ＿ＮＧが「１」であるか否かを判別する（ステップ７２）。この答がＮＯで、燃料圧力制御装置および燃料圧力安全弁１３が正常と判定されているときには、燃料温度ＴＦおよびエンジン回転数ＮＥに応じ、正常時用の要求トルクリミットマップ（図示せず）を検索することによって、正常時要求トルクリミットＴＤ＿ＬＭＴＯＫを算出し（ステップ７３）、要求トルクリミットＴＤ＿ＬＭＴとして設定する（ステップ７４）。

一方、上記ステップ７２の答がＹＥＳで、燃料圧力制御装置または燃料圧力安全弁１３が故障していると判定されているときには、検出された燃料温度ＴＦが所定温度ＴＳ（例えば１００℃）よりも高いか否かを判別する（ステップ７５）。

この答がＹＥＳで、燃料温度ＴＦが所定温度ＴＳよりも高いときには、燃料温度ＴＦおよびエンジン回転数ＮＥに応じ、故障時用の要求トルクリミットマップ（図示せず）を検索することによって、故障時要求トルクリミットＴＤ＿ＬＭＴＮＧを算出し（ステップ７７）、要求トルクリミットＴＤ＿ＬＭＴとして設定する（ステップ７８）。

この故障時要求トルクリミットＴＤ＿ＬＭＴＮＧは、上記の正常時要求トルクリミットＴＤ＿ＬＭＴＯＫよりも小さな値に設定されている。このような設定により、故障判定時には、より小さな故障時要求トルクリミットＴＤ＿ＬＭＴＮＧが、要求トルクリミットＴＤ＿ＬＭＴとして用いられることによって、要求トルクＴＤがより厳しく制限され、低減される。また、故障時要求トルクリミットＴＤ＿ＬＭＴＮＧは、燃料温度ＴＦが高いほど、またエンジン回転数ＮＥが高いほど、より小さな値に設定されている。

一方、前記ステップ７５の答がＮＯで、燃料温度ＴＦが所定温度ＴＳ以下のときには、要求トルクリミットＴＤ＿ＬＭＴを所定値ＴＭＡＸに設定する（ステップ７６）。この所定値ＴＭＡＸは、ステップ７１で設定される基本要求トルクＴＤ＿ＢＡＳＥと比べて、常に大きくなるような値に設定されている。このような設定により、要求トルクＴＤが、要求トルクリミットＴＤ＿ＬＭＴで制限されることがなくなり、その結果、要求トルクＴＤの低減が実質的に禁止される。

次に、ステップ７４、７６または７７で設定された要求トルクリミットＴＤ＿ＬＭＴを用いて、ステップ７９以降で要求トルクＴＤのリミット処理を行う。まず、ステップ７１で算出した基本要求トルクＴＤ＿ＢＡＳＥが、要求トルクリミットＴＤ＿ＬＭＴよりも大きいか否かを判別する（ステップ７９）。

この答がＮＯで、基本要求トルクリミットＴＤ＿ＢＡＳＥが要求トルクリミットＴＤ＿ＬＭＴ以下のときには、基本要求トルクＴＤ＿ＢＡＳＥを要求トルクＴＤとして設定する（ステップ８０）。

一方、上記ステップ７９の答がＹＥＳで、基本要求トルクリミットＴＤ＿ＢＡＳＥが要求トルクリミットＴＤ＿ＬＭＴを上回っているときには、要求トルクリミットＴＤ＿ＬＭＴを要求トルクＴＤとして設定する（ステップ８１）ことによって、要求トルクＴＤを制限し、本処理を終了する。

以上のように、設定された要求トルクＴＤは、エンジン回転数ＮＥとともに、燃料噴射量ＱＩＮＪを算出するのに用いられる。この場合、燃料噴射量ＱＩＮＪは、要求トルクＴＤが大きいほど、またエンジン回転数ＮＥが高いほど、より大きな値に設定される。

図８は、燃料圧力安全弁１３の制御処理を示す。本処理ではまず、故障発生フラグＦ＿ＮＧが「１」であるか否かを判別する（ステップ９１）。

この答がＮＯで、燃料圧力制御装置および燃料圧力安全弁１３が正常と判定されているときには、エンジン３の運転状態に応じた通常制御によって、燃料圧力安全弁１３の開度を制御する（ステップ９２）。

一方、上記ステップ９１の答がＹＥＳで、燃料圧力制御装置または燃料圧力安全弁１３が故障していると判定されているときには、燃料温度ＴＦが所定温度ＴＳよりも高いか否かを判別する（ステップ９３）。

この答がＹＥＳで、燃料温度ＴＦが所定温度ＴＳよりも高いときには、燃料圧力安全弁１３を閉じるように制御し（ステップ９４）、本処理を終了する。これにより、燃料の温度が高い状態では、コモンレール９内に燃料が保持される。

一方、上記ステップ９３の答がＮＯで、燃料温度ＴＦが所定温度ＴＳ以下のときには、燃料圧力安全弁１３を開弁方向に制御し（ステップ９５）、本処理を終了する。これにより、燃料の温度が低下した状態で、コモンレール９内の燃料が、燃料戻し路８を介して燃料タンク６に戻される。

以上のように本実施形態によれば、燃料圧力制御装置または燃料圧力安全弁１３が故障していると判定されたときに（図６のステップ６５）、燃料温度パラメータである燃料温度ＴＦおよびエンジン回転数ＮＥに応じて、要求トルクリミットＴＤ＿ＬＭＴをより小さな値に設定し（図７のステップ７８）、エンジン３への要求トルクＴＤを低減することによって、燃料の燃料温度ＴＦを低下させる。また、燃料圧力装置の故障判定時、燃料温度ＴＦが所定温度ＴＳよりも高いときには、燃料圧力安全弁１３を閉じるように制御し（図８のステップ９４）、コモンレール９内に燃料を保持する。一方、燃料温度ＴＦが所定温度ＴＳ以下になったときに、燃料圧力安全弁１３を開弁方向に制御する（図８のステップ９５）ことにより、コモンレール９内の燃料を、燃料戻し路８を介して燃料タンク６に戻す。以上の制御により、燃料圧力制御装置または燃料圧力安全弁１３の故障時に、コモンレール９内の圧力を、燃料温度が確実に低下した状態で逃がすことができ、それにより、燃料戻し路８の途中に配置された燃料系部品などへの悪影響を防止することができる。

また、燃料温度ＴＦが所定温度ＴＳ以下のときには、要求トルクリミットＴＤ＿ＬＭＴを大きな所定値ＴＭＡＸに設定することによって、要求トルクＴＤの低減を禁止する（図７のステップ７６）ので、高温の燃料による燃料系部品などへの悪影響を生じることなく、ドライバーの要求するエンジン３の出力を確保することによって、ドライバビリティを確保することができる。さらに、燃料圧力制御装置または燃料圧力安全弁１３が故障していると判定されたときには、警告灯１６を点灯させ（図６のステップ６６）、その旨をドライバーに通知するので、故障発生時の要求トルクＴＤの低減によりエンジン３の出力が低下する可能性を、ドライバーに予告することができる。

なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、本実施形態では、燃料温度パラメータとして、燃料温度ＴＦとエンジン回転数ＮＥを用いているが、コモンレール９に供給される燃料の温度に相関する他の適当なパラメータを用いてもよい。また、要求トルクＴＤの低減およびその禁止を、要求トルクリミットＴＤ＿ＬＭＴを介して行っているが、要求トルクリミットＴＤ＿ＬＭＴを介さずに、要求トルクＴＤに対して直接、行ってもよい。また、本実施形態では、燃料圧力制御装置または燃料圧力安全弁１３の故障判定を、図２〜図５の異常判定処理により、燃料圧力異常、流量異常、断線異常、および降圧異常という４つの条件に基づいて行っているが、他の適当な条件や方法で行ってもよい。

さらに、実施形態は、本発明をディーゼルエンジンに適用した例であるが、本発明は、これに限らず、ディーゼルエンジン以外のコモンレールを有する各種のエンジン、例えば、クランク軸を鉛直方向に配置した船外機などのような船舶推進機用エンジンに適用可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。

本実施形態によるコモンレールの圧力制御装置を、これを適用した内燃機関とともに概略的に示す図である。 図６のステップ６１における燃料圧力異常判定処理を示すフローチャートである。 図６のステップ６２における流量異常判定処理を示すフローチャートである。 図６のステップ６３における断線異常判定処理を示すフローチャートである。 図６のステップ６４における降圧異常判定処理を示すフローチャートである。 燃料圧力制御装置または燃料圧力安全弁の故障判定処理を示すフローチャートである。 燃料圧力制御装置の要求トルクの算出処理を示すフローチャートである。 燃料圧力制御装置の燃料圧力安全弁の制御処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 圧力制御装置
２ ＥＣＵ（故障判定手段、要求トルク低減手段、圧力低減手段、
要求トルク低減手段、故障通知手段）
３ エンジン
９ コモンレール
１０ 高圧ポンプ（燃料ポンプ）
１０ａ 燃料調整弁（燃料圧力制御装置）
１１ 低圧ポンプ（燃料ポンプ）
１３ 燃料圧力安全弁
１６ 警告灯（故障通知手段）
２０ 燃料流量センサ（燃料圧力制御装置）
２１ 燃料圧力センサ（燃料圧力制御装置）
２２ 燃料温度センサ（燃料温度パラメータ検出手段）
２３ クランク角センサ（燃料温度パラメータ検出手段）
ＴＤ 要求トルク
ＴＦ 燃料温度（燃料温度パラメータ）
ＮＥ エンジン回転数（燃料温度パラメータ）
ＰＦ 燃料圧力
ＴＳ 所定温度

Claims (3)

1. 内燃機関に供給される燃料量が要求トルクに基づいて決定されるとともに、前記内燃機関に供給する燃料を蓄圧するコモンレール内の燃料圧力を制御するコモンレールの圧力制御装置であって、
   燃料を加圧し、前記コモンレールに供給する燃料ポンプと、
   前記コモンレールに蓄圧された燃料の圧力を制御するための燃料圧力制御装置と、
   前記コモンレールに設けられ、当該コモンレール内の圧力を燃料戻し路を介して逃がすための燃料圧力安全弁と、
   前記コモンレールに供給される燃料の温度に相関する燃料温度パラメータを検出する燃料温度パラメータ検出手段と、
   前記燃料圧力制御装置または前記燃料圧力安全弁が故障しているか否かを判定する故障判定手段と、
   前記燃料圧力制御装置または前記燃料圧力安全弁が故障していると判定されたときに、前記検出された燃料温度パラメータに応じて前記要求トルクを低減する要求トルク低減手段と、
   前記燃料圧力制御装置または前記燃料圧力安全弁が故障していると判定されたときに、前記燃料圧力安全弁を開弁方向に制御することによって、前記コモンレール内の圧力を逃がし、低減する圧力低減手段と、
   を備えることを特徴とするコモンレールの圧力制御装置。
2. 前記燃料温度パラメータは、前記コモンレールに供給される燃料の温度を含み、
   当該検出された燃料の温度が所定温度よりも低いときに、前記トルク低減手段による要求トルクの低減を禁止する要求トルク低減禁止手段をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載のコモンレールの圧力制御装置。
3. 前記燃料圧力制御装置または前記燃料圧力安全弁が故障していると判定されたときに、ドライバーに当該故障の発生を通知する故障通知手段をさらに備えることを特徴とする、請求項１または２に記載のコモンレールの圧力制御装置。

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