JP5042357B2 - 噴射異常検出方法及びコモンレール式燃料噴射制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料噴射の異常を検出する方法及びコモンレール式燃料噴射制御装置に係り、特に、燃料噴射制御動作の信頼性向上等を図ったものに関する。

ディーセルエンジンに代表される内燃機関への燃料供給を制御する装置としてはコモンレール式燃料噴射制御装置が広く採用されるに至っているが、近年、より高圧、高精度の燃料噴射制御の実現等の観点から、噴射制御弁としてピエゾ素子を用いたピエゾインジェクタを用いたものなど種々の構成のものが提案されている（例えば、特許文献１等参照）。
ところで、かかる燃料噴射制御装置においては、燃料噴射弁から余剰燃料を燃料タンクへ戻すための戻り燃料通路が設けられるが、燃料噴射弁の噴射動作を阻害しないようにするため、戻り燃料通路には圧力保持弁が設けられて燃料噴射弁から見た戻り燃料通路側の圧力が所定圧以上に保持されるようになっている（例えば、特許文献２等参照）。

このような燃料噴射弁からの戻り燃料通路に圧力保持弁を設けるのは、先に述べたピエゾインジェクタを用いた装置にあっても同様である。特に、ピエゾインジェクタの場合、ピエゾアクチュエータのストロークを増幅するため油圧回路が用いられた構成を採るものが一般的であるが、その構造上、噴射の１ストローク毎に、この油圧回路から若干の燃料が上述の戻り燃料通路へ漏れるようになっているため、次回の噴射のための燃料の充填のためには、ピエゾインジェクタと戻り燃料通路を接続する圧力保持弁によって確実に圧力を保持する必要がある。

しかしながら、上述の圧力保持弁は機械式のものが一般的であり、外部から何らの電気的な制御が加えられている訳ではないないため、故障が生じ所定圧を保持できなくなった場合に、次述するような噴射異常を招くことがあるが、その検出をすることができない。すなわち、例えば、レール圧が比較的低圧状態にあって、圧力保持弁が所定圧を保持できない故障状態となった場合にあっては、燃料噴射が全くできなくなるのではなく、本来の噴射量よりも低い噴射量ではあるが燃料噴射が行われる状態となる場合がある。この場合、噴射量の違いはあっても、燃料噴射は行われている状態であり、しかも、圧力保持弁自体の故障が検出される訳ではないので、従来、制御装置においては、このような状態を噴射状態が異常であると判定することができなかった。このように噴射量が本来の量よりも低下した状態で燃料噴射が行われる現象は、燃料噴射弁において機械的な故障が生じた場合にも同様に起こり得ることであり、それを確実に検出する術がないのが現状である。
特表２００７−５１０８４９号公報 特表２００６−５２３７９３号公報

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、新たな部品を追加すること無く、燃料噴射が行われない場合のみならず、噴射量が異常に低下した状態での燃料噴射をも含む噴射異常を確実に検出することのできる噴射異常検出方法及びコモンレール式燃料噴射制御装置を提供するものである。

本発明の第１の形態によれば、燃料タンクの燃料が高圧ポンプによりコモンレールへ加圧、圧送され、当該コモンレールに接続された燃料噴射弁を介して内燃機関へ高圧燃料の噴射を可能としてなると共に、前記高圧ポンプの上流側に低圧制御電磁弁が設けられ、当該低圧制御電磁弁の駆動制御によりレール圧制御可能としてなり、前記燃料噴射弁からの戻り燃料通路内に圧力保持弁が設けられてなるコモンレール式燃料噴射制御装置における噴射異常検出方法であって、
前記低圧制御電磁弁が閉ループで制御される状態において、
エンジンの動作状態に応じて定められる前記低圧制御電磁弁における最低限の燃料通過流量である基準燃料通過流量と、前記低圧制御電磁弁の閉ループ制御において定まるものであり実際のレール圧制御に供される前記低圧制御電磁弁の燃料通過流量と、の差が所定閾値より大きい場合に、噴射異常と判定するよう構成されてなる噴射異常検出方法が提供される。
本発明の第２の形態によれば、燃料タンクの燃料が高圧ポンプによりコモンレールへ加圧、圧送され、当該コモンレールに接続された燃料噴射弁を介して内燃機関へ高圧燃料の噴射を可能としてなり、前記高圧ポンプの上流側に低圧制御電磁弁が設けられ、前記燃料噴射弁からの戻り燃料通路内に圧力保持弁が設けられ、電子制御ユニットにより前記低圧制御電磁弁が駆動制御されてレール圧制御を可能としてなるコモンレール式燃料噴射制御装置であって、
前記電子制御ユニットは、
前記低圧制御電磁弁が閉ループで制御される状態において、
エンジンの動作状態に応じて定められる前記低圧制御電磁弁における最低限の燃料通過流量である基準燃料通過流量と、前記低圧制御電磁弁の閉ループ制御において定まるものであり実際のレール圧制御に供される前記低圧制御電磁弁の燃料通過流量と、の差を算出し、当該算出された差が所定閾値より大きい場合に、噴射異常と判定するよう構成されてなるコモンレール式燃料噴射制御装置が提供される。

本発明によれば、低圧制御電磁弁の燃料の通過量を、噴射異常検出に用いるよう構成したので、新たな部品を追加すること無く、燃料噴射が行われない場合のみならず、噴射量が異常に低下した異常な噴射状態をも確実に検出することができ、信頼性の向上に寄与することができるという効果を奏するものである。
また、従来と異なり、そのような噴射異常をドライバに警報、報知することができ、ドライバビリティの向上に寄与することができるという効果を奏するものである。

本発明の実施の形態における噴射異常検出方法が適用されるコモンレール式燃料噴射制御装置の構成例を示す構成図である。 図１に示されたコモンレール式燃料噴射制御装置において実行されるレール圧制御における第３の制御モードと噴射異常検出処理との概略の関係を機能的に表した機能ブロック図である。 図１に示されたコモンレール式燃料噴射制御装置を構成する電子制御ユニットにより実行される噴射異常検出処理の手順を示すサブルーチンフローチャートである。

５…高圧ポンプ
８…流量制御弁
１０…コモンレール
１２…圧力制御弁
１３…燃料噴射弁
１５…圧力保持弁
４０…電子制御ユニット

以下、本発明の実施の形態について、図１乃至図３を参照しつつ説明する。
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
最初に、本発明の実施の形態における噴射異常検出方法が適用されるコモンレール式燃料噴射制御装置の構成例について、図１を参照しつつ説明する。
この図１に示されたコモンレール式燃料噴射制御装置Ｓは、燃料を貯蔵する燃料タンク１と、燃料タンク１の燃料を高圧ポンプ装置５０へ供給する低圧フィードポンプ２と、高圧燃料の圧送を行う高圧ポンプ装置５０と、この高圧ポンプ装置５０により圧送された高圧燃料を蓄えるコモンレール１０と、このコモンレール１０から供給された高圧燃料を図示されないディーゼルエンジンの気筒へ噴射供給する複数の燃料噴射弁１３と、燃料噴射制御処理や後述する噴射異常検出処理などが実行される電子制御ユニット（図１においては「ＥＣＵ」と表記）４０を主たる構成要素として構成されたものとなっている。

なお、上述のそれぞれの構成要素は、電子制御ユニット４０を除いて、燃料通路で接続されており、図１においては、高圧燃料通路３７を太線で、低圧燃料通路１８ａ〜１８ｃを細線で、燃料還流路３０ａ〜３０ｃを破線で、それぞれ表している。また、図１において、電気配線を一点鎖線で表している。

低圧フィードポンプ２は、燃料タンク１に貯蔵された燃料を、低圧燃料通路１８ａ〜１８ｃを介して高圧ポンプ５の加圧室５ａへ供給するようになっている。本発明の実施の形態における低圧フィードポンプ２は、電磁低圧ポンプが用いられており、電子制御ユニット４０による通電制御によって所定の流量の低圧燃料を圧送するよう構成されたものとなっている。

高圧ポンプ装置５０は、高圧ポンプ５と、流量制御弁８と、圧力調整弁１４などを主たる構成要素として構成されたものとなっている。
高圧ポンプ５は、低圧フィードポンプ２によって圧送され、燃料吸入弁６を介して加圧室５ａに導入された低圧燃料を、プランジャ７によって加圧し、燃料吐出弁９及び高圧燃料通路３７を介してコモンレール１０に圧送するようになっているものである。
本発明の実施の形態における高圧ポンプ５は、燃料タンク１から低圧燃料通路１８ａ、１８ｂを介して高圧ポンプ５内へ送られる低圧燃料が、一旦、カム室１６内に流入せしめられ、そこからさらに低圧燃料通路１８ｃを介して加圧室５ａへ導入されるよう構成されたものとなっている。

また、カム室１６と加圧室５ａとを接続する低圧燃料通路１８ｃの途中には、電磁式の流量制御弁（低圧制御電磁弁）８が設けられており、要求されるレール圧及び要求噴射量に応じて電子制御ユニット４０の駆動制御を受けて低圧燃料の流量を調節し、加圧室５ａへ送出できるようになっている。

一方、流量制御弁８の上流側には、圧力調整弁１４が低圧燃料流路１８ｃから分岐して接続されて、流量制御弁８と並列的に配設されており、圧力調整弁１４は、さらに、燃料タンク１に通じる燃料還流路３０ａに接続されたものとなっている。
かかる圧力調整弁１４は、その前後の差圧、すなわち、低圧燃料通路１８ａ〜１８ｃやカム室１６内の圧力と、圧力調整弁１４よりも燃料タンク１側の燃料還流路３０ａ内の圧力との差が、所定値を超えた際に開弁状態となるオーバーフローバルブを用いたものとなっている。
このため、低圧フィードポンプ２によって低圧燃料が圧送されている状態においては、低圧燃料流路１８ａ〜１８ｃ及びカム室１６内の圧力が、燃料還流路３０ａ内の圧力に対して所定の差圧分だけ大きく維持されることとなる。

一方、コモンレール１０には、高圧燃料通路３９を介して複数の燃料噴射弁１３が接続されており、高圧ポンプ５から圧送され蓄積された高圧燃料が各燃料噴射弁１３へ供給されるようになっている。
このコモンレール１０には、レール圧センサ２１及び圧力制御弁（高圧制御電磁弁）１２が取り付けられている。

圧力制御弁１２は、例えば、電磁式比例制御弁が用いられ、コモンレール１０に蓄積された高圧燃料の一部を、燃料還流路３０ｂに放出する量を調節できるようになっており、これによってコモンレール１０内の圧力を減圧できるようになっている。

レール圧センサ２１で検出された実レール圧の信号は、電子制御ユニット４０へ入力され、実レール圧が目標レール圧となるよう行われる流量制御弁８と圧力制御弁１２の駆動制御に供されるものとなっている。
燃料噴射弁１３は、公知の電磁制御式のものやピエゾ式のものが用いられており、電子制御ユニット４０によりその駆動制御が行われて、図示されない内燃機関の気筒内へ高圧燃料が噴射されるようになっている。なお、燃料噴射弁１３からの戻り燃料は、圧力保持弁１５と燃料還流路３０ｃ（戻り燃料通路）を介して燃料タンク１へ戻されるようになっている。

ここで、圧力保持弁１５は、いわゆる機械式のものであり、所定圧で開放状態となるように構成されてなるものである。
この圧力保持弁１５が故障した場合、最悪時には、燃料噴射が行われなくなることがあるが、必ずしも燃料噴射が不可能な状態になる場合だけではなく、噴射量が本来の量より低下した状態ではあるが燃料噴射が行われる状態となることもある。このような噴射異常は、燃料噴射弁１３が機械的に故障した場合も生じ得るものであり、本発明の実施の形態においては、後述するように電子制御ユニット４０において実行される噴射異常検出処理によってかかる噴射異常の検出ができるようになっている。

電子制御ユニット４０は、例えば、公知・周知の構成を有してなるマイクロコンピュータ（図示せず）を中心に、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶素子（図示せず）を有すると共に、燃料噴射弁１３を駆動するための駆動回路（図示せず）や、流量制御弁８や圧力制御弁１２への通電を行うための通電回路（図示せず）を主たる構成要素として構成されたものとなっている。
かかる電子制御ユニット４０には、先に述べたようにレール圧センサ２１の検出信号が入力される他、エンジン回転数やアクセル開度などの各種の検出信号が、図示されないエンジンの動作制御や燃料噴射制御に供するために入力されるようになっている。

次に、かかる構成のコモンレール式燃料噴射制御装置において行われるレール圧制御について概括的に説明する。
本発明の実施の形態においては、流量制御弁８と圧力制御弁１２とによってレール圧の制御が行われるようになっている。
圧力制御弁１２によるレール圧制御は、コモンレール１０からの高圧燃料の放出量を調節し、レール圧を直接的に制御できる一方、流量制御弁８によるレール圧制御は、高圧ポンプ５の加圧室５ａへの低圧燃料の供給量を調節し、それによってコモンレール１０への高圧燃料の圧送量を調節し、レール圧を制御するものである。

本発明の実施の形態においては、電子制御ユニット４０により、このような流量制御弁８と圧力制御弁１２のそれぞれのレール圧制御の違いを生かして、次述するように第１乃至第３の制御モードが図示されないエンジンの運転状況に応じて適宜選択されて、レール圧制御が行われるようになっている。

最初に、第２の制御モードについて説明すれば、この制御モードにおいては、流量制御弁８が開ループで制御される一方、圧力制御弁１２が閉ループで制御されるものとなっている。
流量制御弁８によって調節され、加圧室５ａに供給される低圧燃料の流量は、高圧ポンプ５の回転数に応じて規定されているため、加圧室５ａ内で高圧化される高圧燃料は、高圧ポンプ５の回転数に応じて定量的にコモンレール１０に圧送されるものとなっている。

また、高圧ポンプ５の加圧室５ａへの低圧燃料の供給量は、コモンレール１０に圧送される高圧燃料の流量が目標レール圧を達成するために必要な流量以上となるように設定されている。
そして、圧力制御弁１２の開度が、レール圧センサ２１によって検出された実レール圧に基づいて電子制御ユニット４０によりフィードバック制御され、所定量の高圧燃料がコモンレール１０から放出されることによって、実レール圧が目標レール圧に調整されるようになっている。

この第２の制御モードは、圧力制御弁１２によりレール圧が直接的に制御されるため、レール圧制御の応答性に優れている。また、比較的大量の高圧燃料がコモンレールに定量的に圧送されるため燃料温度を上昇させ易いという長所もある。但し、大量の高圧燃料をコモンレール１０に供給した上で、圧力制御弁１２から高圧燃料の一部を放出する制御であるため、燃費が非効率的になり易く、そのため、この第２の制御モードは、図示されないエンジンの始動時や燃料温度が低下している状態等において行われるようになっている。

次に、第３の制御モードについて説明すれば、この制御モードは、流量制御弁８が閉ループで制御される一方、圧力制御弁１２が開ループで制御されるものとなっている。
かかる第３の制御モードにおいて、圧力制御弁１２は全閉状態とされ、コモンレール１０からの圧力制御弁１２を介しての高圧燃料の放出は行われないため、この圧力制御弁１２によるレール圧制御は実質的に行われない。

一方、流量制御弁８は、その弁開度が、実レール圧を基にしてフィードバック制御され、コモンレール１０へ圧送される高圧燃料の流量が調節されることによって、実レール圧が目標レール圧となるように制御されるものとなっている。
この第３の制御モードでは、加圧室５ａに供給される低圧燃料の流量を制御することにより、コモンレール１０に圧送される高圧燃料の流量が調節されるため、必要なときに必要な量の高圧燃料がコモンレール１０へ圧送できるので、駆動トルクを必要以上に増大させることなく、燃費の効率化が図られるものとなっている。
かかる第３の制御モードは、流量制御弁８の弁開度を変えてからレール圧が変動するまでに時間差が生ずるため、レール圧を急速に減圧した場合等におけるレール圧制御の応答性が、先の第２の制御モードに比して劣っている。

このような第２及び第３の制御モードのそれぞれの特徴を生かし、双方の短所を補う制御モードとして、第１の制御モードがある。
すなわち、第１の制御モードにおいては、流量制御弁８及び圧力制御弁１２が共に閉ループで制御され、コモンレール１０に圧送される高圧燃料の流量とコモンレール１０からの高圧燃料の放出量がバランスよく調節されて、レール圧制御の負担が分散できるものとなっている。

本発明の実施の形態における噴射異常検出方法は、何らかの原因により燃料噴射が行われなくなった場合や、燃料噴射は行われるが、その噴射量が本来の噴射量から極端に低下している場合などの噴射異常の検出を可能としたものである。
本発明の実施の形態における噴射異常検出方法は、特に、レール圧制御が第３の制御モードにある場合に行うに適したものであり、図２には、第３の制御モードと、本発明の実施の形態において実行される噴射異常検出処理との概略の関係を機能的に表した機能ブロック図が示されており、以下、同図を参照しつつ、その内容について説明する。

まず、第３の制御モードは、流量制御弁８が閉ループで制御される一方、圧力制御弁１２が開ループで制御される制御モードであり、流量制御弁８によるポンプ５への燃料の供給量を調整することで、間接的にレール圧の制御を行うものである。
流量制御弁８によるポンプ５への燃料の供給量（以下「流量制御弁指示流量」と称する）は、エンジン回転数Ｎｅと指示噴射量Ｑとから所定のマップ（プレコントロールＭＡＰ）によって定まるプレコントロール量に、装置の動作特性のばらつきを考慮して定まるものとなっている（図２参照）。

すなわち、まず、電子制御ユニット４０には、エンジン回転数Ｎｅと指示噴射量Ｑとからプレコントロール量を定めるプレコントロールＭＡＰが予め記憶されている。ここで、プレコントロール量は、エンジン回転数Ｎｅと指示噴射量Ｑで定められる流量制御弁８によるポンプ５への燃料の供給量である。
また、指示噴射量Ｑは、図示されないエンジンの動作状態に基づいて所定の演算処理によって演算算出される燃料噴射弁１３から噴射されるべき燃料の量である。
プレコントロールＭＡＰは、エンジン回転数Ｎｅと指示噴射量Ｑを基に、後述するＰＩ制御（比例・積分制御）におけるＰＩ定数とレール圧の変化を考慮してシミュレーションによって定められるものであるが、個々のプレコントロール量は、シミュレーションにより求められた必要燃料量よりも若干少な目の値に設定されたものとなっている。このように、シミュレーションにより求められた必要燃料量よりも若干少な目の値とするのは、その不足分を次述するようにＰＩ制御により補償されるようにしているためである。

上述のようにして求められたプレコントロール量は、ＰＩ制御により不足分が補償されることとなる。
すなわち、図示されないエンジンの動作状態に基づいて所定の演算処理によって演算算出される目標レール圧と、レール圧センサ２１によって検出された実圧との差に基づいてＰＩ制御（比例・積分制御）が行われるようになっており、その制御結果がプレコントロール量に加算されることで、プレコントロール量の値だけでは不足する燃料の量が補償された流量制御弁指示流量αが得られるようになっている。

さらに、電子制御ユニット４０には、流量制御弁指示流量αと流量制御弁８の通電電流値（通電量）（以下「流量制御弁指示電流」と称する）との相関関係（流量・電流特性）がマップとして記憶されており、上述のようにして求められた流量制御弁指示流量αに対して、その流量・電流特性から流量制御弁８へ通電すべき電流Ｉの大きさが決定されて、図示されない通電駆動回路によりその電流Ｉが流量制御弁８に通電されるものとなっている。

一方、電子制御ユニット４０には、エンジン回転数Ｎｅと指示噴射量Ｑとの種々の組み合わせに対して、それぞれの場合において流量制御弁８により高圧ポンプ５へ最低限供給されるべき燃料の量を定めたマップ（以下「必須供給量マップ」と称する）が記憶されている。
そして、エンジン回転数Ｎｅと指示噴射量Ｑが入力される度に必須供給量マップによって、そのエンジン回転数Ｎｅと指示噴射量Ｑの下で高圧ポンプ５へ最低限供給されるべき燃料の量β（基準燃料通過流量）が読み出され、先の流量制御弁指示流量αとの差を基に、次述する噴射異常検出処理が実行され、噴射異常が検出されるようになっている。

図３には、電子制御ユニット４０において実行される噴射異常検出処理の手順を示すサブルーチンフローチャートが示されており、以下、同図を参照しつつ、その内容について説明する。
処理が開始されると、最初に、レール圧制御が噴射異常検出を行うに適した所定の制御モードにあるか否かが判定される（図３のステップＳ１００参照）。ここで、所定の制御モードは、具体的には、先に説明した第３の制御モードである。

レール圧制御が第３の制御モードにあるか否かの判定は、フラグによる判定が好適である。
すなわち、図示されないメインルーチンにおいては、レール圧制御として先に述べた３つの制御モードが選択的に実行されるようになっているが、通常、いずれの制御モードが実行されているかを明らかにするため制御モードに応じてフラグ設定が行われるので、そのフラグを流用し第３の制御モードであるか否かを判定するようにすると好適である。

そして、ステップＳ１００において、第３の制御モードではないと判定された場合（ＮＯの場合）には、以下の処理を行うに適していないので、一連の処理が終了されて、図示されないメインルーチンへ一旦戻り、他の処理がなされた後に、所定のタイミングでこの図３に示された処理が再度実行されることとなる。
一方、ステップＳ１００において、レール圧制御が第３の制御モードにあると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、指示噴射量Ｑが読み込まれることとなる（図３のステップＳ１０２参照）。

ここで、指示噴射量Ｑは、図示されないエンジンの動作状態に基づいて所定の演算処理によって演算算出される燃料噴射弁１３から噴射されるべき燃料の量であり、この演算処理は、図示されないメインルーチンにおいて実行されるもので、ここでは、その演算結果が読み込まれて流用されるものとなっている。
次いで、指示噴射量Ｑが零を上回っているか否かが判定され（図３のステップ１０４参照）、零を上回っていないと判定された場合（ＮＯの場合）には、以下の処理を実行するに適した状態ではないとして一連の処理が一旦終了されることとなる。

一方、ステップＳ１０４において、指示噴射量Ｑが零を上回っていると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、エンジン回転数Ｎｅが読み込まれることとなる（図３のステップＳ１０６参照）。
ここで、エンジン回転数Ｎｅは、先の指示噴射量と同様、図示されないメインルーチンにおいて用いられるようになっているもので、ステップＳ１０６においては、それが読み込まれて流用されるものとなっている。

次いで、上述したようにして得られた指示噴射量Ｑ及びエンジン回転数Ｎｅに対して定まる高圧ポンプ５への最低供給量、換言すれば、流量制御弁８の通過流量β（基準燃料通過流量）が、予め定められた必須供給量マップを用いて求められることとなる（図３のステップＳ１０８参照）。
ここで、必須供給量マップは、先に述べたように、エンジン回転数Ｎｅと指示噴射量Ｑとの種々の組み合わせに対して、それぞれの場合において流量制御弁８により高圧ポンプ５へ最低限供給されるべき燃料の量を定めたマップである。

次いで、流量制御弁指示流量αが読み込まれることとなる（図３のステップＳ１１０参照）。すなわち、先に述べたように、図示されないレール圧制御処理において算出される流量制御弁指示流量αが読み込まれることとなる。
そして、流量制御弁通過流量βと流量制御弁指示流量αの差（流量制御弁通過流量β−流量制御弁指示流量α）が、所定閾値Ｋを超えているか否かが判定されることとなる（図３のステップＳ１１２参照）。

ステップＳ１１２において、（流量制御弁通過流量β−流量制御弁指示流量α）が、所定閾値Ｋを超えていると判定された場合（ＹＥＳの場合）は、エラー確定、すなわち、噴射異常が発生している状態であるとされ、例えば、警報の発生や異常表示を適宜行い、一連の処理が終了されることとなる（図３のステップＳ１１４参照）。
ここで、本発明の実施の形態における噴射異常とは、何らかの原因により、燃料噴射が行われない状態、又は、何燃料噴射は行われるが、噴射量が異常に低下する状態の双方を含む概念である。

このようにβ−α＞Ｋが成立する場合にエラー確定とするのは、β−α＞Ｋの成立状態が、流量制御弁８による高圧ポンプ５へ供給される燃料の量、換言すれば、流量制御弁８の通過流量αが、正常な噴射状態にあって本来あるべき最低限の量β以下の状態であることを意味し、これは、何らかの原因により噴射異常が生じていると考えられるためである。
すなわち、例えば、圧力保持弁１５や燃料噴射弁１３に機械的故障が生じ、燃料噴射弁１３による燃料噴射がなされない状態、又は、燃料噴射はされるが、その噴射量が極端に低下した状態となると、コモンレール１０から出力される燃料の量が低下し、レール圧が上昇する。これに対して先に述べたＰＩ制御（図２参照）がレール圧を下げようと作用するため、流量制御弁指示流量αが小さくなる。したがって、流量制御弁指示流量αの減少の程度を捉えることで、噴射異常と判定することができるものであり、本発明の実施の形態における噴射異常検出は、このような観点に立つものである。
なお、エラー確定の処理（図３のステップＳ１１４）は、ステップＳ１１２においてβ−α＞Ｋが成立していると判定され、その状態が所定時間継続された場合に実行するようにしても好適である。

一方、ステップＳ１１２において、β−α＞Ｋではないと判定された場合（ＮＯの場合）には、噴射異常ではないとみなされて、一連の処理が終了されて、図示されないメインルーチンへ一旦戻り、他の処理がなされた後に、所定のタイミングでこの図３に示された処理が再度実行されることとなる。
なお、上述の構成例においては、流量制御弁指示流量αが正常であるか否かを判定する比較対象として、エンジン回転数Ｎｅと指示噴射量Ｑとの種々の組み合わせに対して、それぞれの場合において流量制御弁８により高圧ポンプ５へ最低限供給されるべき燃料の量（流量制御弁通過流量）βを基準燃料通過流量として用いるようにしたが、これに代えて、例えば、図２で説明したプレコントロールマップで求められる流量を用いるようにしても良い。これは、噴射異常が生じている場合、プレコントロール量に装置の動作特性のＰＩ制御分を加味した流量である流量制御弁指示流量αは、プレコントロール量自体よりも小さくなるためである。

なお、上述した本発明の実施の形態においては、噴射異常検出処理の実行に適するレール圧制御の状態としては、第３の制御モードが適切であるとして説明した（図３のステップＳ１００参照）が、基本的には流量制御弁８が閉ループ制御されている状態であれば良い。したがって、具体的には、例えば、流量制御弁８と圧力制御弁１２を備え、流量制御弁８の閉ループ制御と、圧力制御弁１２の閉ループ制御を選択的に行うよう構成された燃料噴射制御装置において流量制御弁８が閉ループ制御されている状態にある場合にも、本発明の実施の形態における噴射異常検出処理を適用することができる。
また、流量制御弁８のみを有してその閉ループ制御によりレール圧制御を行うよう構成された燃料噴射制御装置においても、本発明の実施の形態における噴射異常検出処理を適用することができる。

新たな部品を追加することなく、噴射が行われない故障状態のみならず、噴射があっても異常な噴射状態をも検出可能としたので、特に、燃料噴射制御において、簡易な構成で信頼性の高い燃料噴射制御が要請される燃料噴射制御装置に適用できる。

Claims (4)

1. 燃料タンクの燃料が高圧ポンプによりコモンレールへ加圧、圧送され、当該コモンレールに接続された燃料噴射弁を介して内燃機関へ高圧燃料の噴射を可能としてなると共に、前記高圧ポンプの上流側に低圧制御電磁弁が設けられ、当該低圧制御電磁弁の駆動制御によりレール圧制御可能としてなり、前記燃料噴射弁からの戻り燃料通路内に圧力保持弁が設けられてなるコモンレール式燃料噴射制御装置における噴射異常検出方法であって、
   前記低圧制御電磁弁が閉ループで制御される状態において、
   エンジンの動作状態に応じて定められる前記低圧制御電磁弁における最低限の燃料通過流量である基準燃料通過流量と、前記低圧制御電磁弁の閉ループ制御において定まるものであり実際のレール圧制御に供される前記低圧制御電磁弁の燃料通過流量と、の差が所定閾値より大きい場合に、噴射異常と判定することを特徴とする噴射異常検出方法。
2. 低圧制御電磁弁における最低限の燃料通過流量は、予め定められたマップを用いて決定し、当該マップは、エンジンの動作状態に応じて所定の演算式により演算算出される燃料噴射弁の噴射量と、エンジン回転数との種々の組み合わせに対する前記低圧制御電磁弁における最低限の燃料通過量を規定したものであることを特徴とする請求項１記載の噴射異常検出方法。
3. 燃料タンクの燃料が高圧ポンプによりコモンレールへ加圧、圧送され、当該コモンレールに接続された燃料噴射弁を介して内燃機関へ高圧燃料の噴射を可能としてなり、前記高圧ポンプの上流側に低圧制御電磁弁が設けられ、前記燃料噴射弁からの戻り燃料通路内に圧力保持弁が設けられ、電子制御ユニットにより前記低圧制御電磁弁が駆動制御されてレール圧制御を可能としてなるコモンレール式燃料噴射制御装置であって、
   前記電子制御ユニットは、
   前記低圧制御電磁弁が閉ループで制御される状態において、
   エンジンの動作状態に応じて定められる前記低圧制御電磁弁における最低限の燃料通過流量である基準燃料通過流量と、前記低圧制御電磁弁の閉ループ制御において定まるものであり実際のレール圧制御に供される前記低圧制御電磁弁の燃料通過流量と、の差を算出し、当該算出された差が所定閾値より大きい場合に、噴射異常と判定するよう構成されてなることを特徴とするコモンレール式燃料噴射制御装置。
4. 低圧制御電磁弁における最低限の燃料通過流量は、予め定められたマップを用いて決定し、当該マップは、エンジンの動作状態に応じて所定の演算式により演算算出される燃料噴射弁の噴射量と、エンジン回転数との種々の組み合わせに対する前記低圧制御電磁弁における最低限の燃料通過量を規定したものであることを特徴とする請求項３記載のコモンレール式燃料噴射制御装置。

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