JPH09273443A

JPH09273443A - 蓄圧式燃料噴射装置

Info

Publication number: JPH09273443A
Application number: JP8085522A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Oki; 守沖; Akikazu Kojima; 昭和小島; Hiroshi Haraguchi; 寛原口
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1996-04-08
Filing date: 1996-04-08
Publication date: 1997-10-21
Anticipated expiration: 2016-04-08
Also published as: JP3879137B2

Abstract

(57)【要約】【課題】コモンレール式燃料噴射装置において、燃料
噴射系の異常原因が燃料洩れと燃料噴放しのいずれかを
的確に区別し、それぞれに最適な処理を行う。【解決手段】燃料噴射系における燃料洩れ量QLを算出
し（ステッフ゜240）、このQLが所定値KQL 以上か否かによっ
て燃料洩れの発生を判定する（ステッフ゜250）。燃料洩れが
あると判定された場合には、さらに、回転変動偏差DTNE
を算出し（ステッフ゜270）、このDTNEが所定値KDTNE 以上か
否かによって噴放しの発生を判定する（ステッフ゜280）。噴
放し発生時には、コモンレール圧の上限値PLを０にして
実質的に燃料噴射を停止する（ステッフ゜320）。一方、噴放
しでないときは、QLに基づき、予め設定された演算式
｛PL=f(QL)｝を用いて、燃料洩れ量が大きくなるほど小
さな値となるようコモンレール圧の上限値PLを算出し、
制限下での燃料噴射を実行する（ステッフ゜360）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料供給ポンプか
ら圧送されてくる燃料を蓄圧室（コモンレール）内に一
旦高圧状態で蓄え、蓄圧室内の高圧燃料をディーゼル機
関に噴射供給するディーゼル機関の蓄圧式燃料噴射装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の蓄圧式燃料噴射装置で
は、ディーゼル機関の運転状態（回転数、負荷等）に基
づき、コモンレール内の燃料圧力（コモンレール圧）、
燃料噴射量、及び燃料噴射時期の目標値を算出し、コモ
ンレール圧がその算出した目標値となるように燃料供給
ポンプからの燃料吐出量をフィードバック制御するとと
もに、上記算出した燃料噴射量及び燃料噴射時期に応じ
て、高圧燃料をディーゼル機関に噴射供給するインジェ
クタを開閉制御している。

【０００３】この種の装置によれば、コモンレール圧に
より燃料噴射圧を、またインジェクタの開弁時間及び開
弁時期により燃料噴射量及び燃料噴射時期を、夫々制御
できるため、燃料噴射ポンプとノズルからなる一般的な
燃料噴射装置に比べて、燃料噴射制御を緻密に行うこと
ができるのであるが、燃料供給ポンプからコモンレール
を通ってインジェクタに至る燃料噴射系にて配管の割れ
等による燃料洩れや、インジェクタ不具合などによる気
筒内への噴放しが発生した場合、コモンレール圧が低下
するため上記フィードバック制御により燃料供給ポンプ
からの燃料の吐出量が増加し、これにより燃料洩れ、噴
放しが続いてしまうといった不具合があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】こうした問題を解消す
るため、例えば特開平５−５２１４６号公報や特開平５
−２７２４５号公報に開示される装置では、燃料ポンプ
の目標制御量と基準値とを比較して異常な燃料洩れを検
知するようにしている。

【０００５】しかし、これら公報に開示された装置で
は、配管系への燃料洩れも気筒内への燃料噴き放しも同
じ「異常な燃料洩れ」と判定されてしまい、燃料洩れと
燃料噴き放しを区別することができない。このため、燃
料噴射系統の異常時に最適な対応をとることができない
場合があり、ダイアグノーシスも十分に行えないという
問題がある。

【０００６】また、燃料噴射系統の異常の中には、この
他、気筒への燃料無噴射状態も考えられるが、上記従来
技術では、これを検知することができていない。そこ
で、本発明は、燃料噴射系統の異常が生じている場合
に、燃料洩れと燃料噴放しとを的確に区別できるように
することを第１の目的とし、併せて、原因別の最適な制
御を行う様にすることを第２の目的とする。さらに、こ
れらの目的に加えて、燃料無噴射の状態も適切に判定で
きるようにすることを第３の目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るためになされた本発明の蓄圧式燃料噴射装置は、吐出
量制御手段による制御状態に基づいて、燃料噴射系に異
常が生じているか否かを判定する燃料系異常判定手段を
備え、ディーゼル機関の回転速度に基づいて、気筒間で
の回転変動量を算出する回転変動量算出手段と、燃料噴
射系に異常が発生していると判定されている場合に、回
転変動量が所定の基準値以上のときは気筒内への燃料の
噴放しによる異常と判定し、回転変動量が基準値未満の
ときは燃料噴射系からの燃料洩れによる異常と判定する
異常原因判別手段とを備えることを特徴とする。

【０００８】燃料系異常判定手段は、例えば、吐出量制
御手段による目標吐出量自体又はその補正値が所定値を
越える場合に燃料系に異常ありと判定する手段として構
成することができる。あるいは、燃料噴射弁の機構的に
高圧部から低圧経路へとリークが予定されている燃料の
量（予定リーク量）を算出し、この予定リーク量及び目
標燃料噴射量の合計と、目標吐出量とに基づいて、予定
外の燃料リークが発生しているか否かを判定し、予定外
の燃料リーが発生しているならば、燃料系に何等かの異
常があるものと判定する手段として構成することができ
る。いずれにしても、燃料洩れや燃料噴放しが生じる
と、目標吐出量自体又はその補正値が通常より大きく算
出されるので、簡単に異常の有無を判別することができ
る。

【０００９】そして、異常ありと判別された場合、燃料
噴放しであるなら、気筒間で回転変動が生じることか
ら、上記の如く構成することで簡単に燃料噴放しによる
異常と判別することができ、それ以外であれば、配管の
割れなどによる燃料洩れによる異常であると判別するこ
とができるのである。

【００１０】この様に、本発明は、回転変動にも着目す
ることで、目標吐出量やその補正値に現れる燃料系の異
常の原因を的確に区別することができるのである。そし
て、この様に異常原因を的確に区別できる結果、異常原
因判別手段の原因判別結果に応じて、警告、目標吐出量
の上限ガード又は車両停止のいずれかの措置をとる原因
別異常処理手段を備えさせ、原因別の最適な制御を行う
様にするという第２の目的を簡単に達成することができ
る。

【００１１】ここで、より具体的には、燃料洩れによる
異常が生じているとき、燃料洩れの量を算出する燃料洩
れ量算出手段を備えさせ、原因別異常処理手段は、燃料
洩れによる異常に対しては目標吐出量を燃料洩れの量に
応じた値に制限し、気筒内への燃料の噴放しによる異常
に対しては燃料噴射を実質的に停止する手段として構成
するとよい。気筒内への燃料の噴放しは、そのまま放置
すると機関の損傷を招くおそれがあるので、実質的に燃
料噴射を停止して機関の損傷を未然に防止するためであ
る。この一方、単なる燃料洩れである場合は、過剰燃料
噴射による機関の損傷は生じないので、燃料噴射を停止
させる必要はなく、むしろ、修理工場等へ自力走行でき
る様にしておく方がよいからである。ただし、この場合
も、燃料洩れが大きいような場合には、燃料噴射系の圧
力をできるだけ低下させて燃料洩れが加速しないように
するのがよく、この意味で、燃料洩れの量に応じて目標
吐出量を制限するようにしているのである。

【００１２】ここで、燃料噴射を実質的に停止するに当
たっては、目標吐出量を強制的に０にするとよい。この
ように構成しておけば、燃料洩れの場合も燃料噴放しの
場合も目標吐出量に対するガードという同一の措置で対
応でき、制御内容が共通化するという構成上の利点があ
る。

【００１３】もちろん、こうした処理と共に警告も行う
様にしてもよいし、燃料洩れによる異常の場合には、燃
料洩れ量が小さいときは単に警告のみに留める様にして
も構わない。さらに、第３の目的をも達成するには、上
述の蓄圧式燃料噴射装置において、回転変動量算出手段
によって所定の基準値異常の回転変動量が算出されてい
るにも拘らず、燃料系異常判定手段により燃料系に異常
が生じていると判定されていない場合には、燃料無噴射
の気筒が生じていると判別する燃料無噴射判別手段をも
備えるようにするとよい。そして、燃料無噴射の気筒が
生じている場合には警告を発する無噴射警告手段を備え
るようにすると、運転者に修理を促すことができ、適切
な措置をとり易くするという利点がある。

【００１４】なお、本発明において、燃料噴射弁の機構
的に、高圧部から低圧経路へとリークが予定されている
燃料の量を算出する予定リーク量算出手段と、予定リー
ク量算出手段及び目標燃料噴射量算出手段の算出した燃
料の量の合計と、目標吐出量算出手段の算出した目標吐
出量とに基づいて、予定外の燃料リークが発生している
か否かを判定する予定外リーク判定手段とを備えるよう
にし、特に、蓄圧室内の燃料圧力の変化分に相当する燃
料の量を算出する圧力変化相当燃料量算出手段を備え、
予定外リーク判定手段は、燃料の量の合計を求めるに当
り圧力変化相当燃料量算出手段の算出した燃料の量を加
えて判定を行うよう構成するとよい。このようにしてお
くことで、過渡時故に目標吐出量が増減するときも、圧
力変化相当燃料量がこれに伴って増減することから両者
が相殺し合い、燃料噴射系に異常が発生しているか否か
を的確に判定することができる。

【００１５】ここで、予定リーク量算出手段を、燃料噴
射弁の閉弁中に燃料噴射弁から定常的にリークする燃料
の量を算出する定常リーク量算出手段と、燃料噴射弁を
開弁することによって燃料噴射弁から低圧経路へリーク
する燃料の量を算出する開弁時リーク量算出手段とを備
える手段として構成するとよい。これは、燃料噴射弁か
らは、閉弁時であっても高圧燃料が燃料噴射弁内部に常
時加わっているために内部の弁体の隙間などからわずか
ずつリークが生じていることと、開弁時には弁体の動作
に伴って高圧燃料がリークする点に着目し、原因別に燃
料の予定リーク量を算出するためである。

【００１６】ここで、この蓄圧式燃料噴射装置におい
て、燃料の温度を検出する燃料温度検出手段を備え、定
常リーク量算出手段及び開弁時リーク量算出手段は、リ
ークする燃料の量を算出するに当り燃料の温度を考慮す
るように構成しておくとよい。燃料温度は燃料の粘度と
関係があり、粘度が低くなればリークし易くなるからで
ある。この他のパラメータとしては、燃料圧力もリーク
量に影響を与える。燃料圧力が高いほど燃料の予定リー
ク量が大きくなる。

【００１７】なお、定常リーク量算出手段では１ストロ
ーク当りのリーク量として算出を行う様に、さらに、デ
ィーゼル機関の回転速度もパラメータとするとよい。ま
た、開弁時リーク量算出手段は、燃料噴射弁が２方制御
弁の場合には、さらに、燃料噴射期間を考慮することが
必要である。２方制御弁においては開弁中は高圧部と低
圧経路とが連通状態となるからである。なお、燃料噴射
期間は目標燃料噴射量に対応することから、目標燃料噴
射量でこのパラメータを代用することができる。

【００１８】以上説明した様に、本発明の蓄圧式燃料噴
射装置によれば、燃料噴射系に異常がるか否かだけでな
く、異常の原因をも的確に判別するので、その後の処理
を適切に行うことができ、ディーゼル機関の損傷を的確
に防止する等の効果を発揮することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につき
説明する。まず図１は実施の形態としての蓄圧式燃料噴
射装置全体の構成を表す概略構成図である。

【００２０】図に示す如く本実施の形態の蓄圧式燃料噴
射装置１は、６気筒のディーゼルエンジン２と、ディー
ゼルエンジン２の各気筒に燃料を噴射供給する燃料噴射
弁（インジェクタ）３と、このインジェクタ３に供給す
る高圧燃料を蓄圧する蓄圧室（コモンレール）４と、コ
モンレール４に高圧燃料を圧送する燃料供給ポンプ５
と、これらを制御する電子制御装置（ＥＣＵ）６とを備
える。

【００２１】ＥＣＵ６は、回転速度センサ７及びアクセ
ルセンサ８にて検出されるエンジン回転速度ＮＥやエン
ジン負荷を表すアクセル開度ＡCCを取り込み、ディーゼ
ルエンジン２の燃焼状態がこの検出された運転状態に応
じて最適となるような燃料噴射圧を実現するための目標
燃料圧力（後述の最終目標コモンレール圧ＰＦ）を算出
し、コモンレール４に設けたコモンレール圧センサ９に
て検出された実燃料圧力（実コモンレール圧ＰＡ）が目
標燃料圧力と一致するように燃料供給ポンプ５を駆動制
御してコモンレール圧のフィードバック制御を行う。

【００２２】燃料供給ポンプ５は、このＥＣＵ６からの
制御指令に従って、燃料タンク１０に蓄えられた燃料を
低圧ポンプ１１を経て吸入し、自身の内部にて高圧に加
圧し、この加圧された高圧燃料を供給配管１２を介して
コモンレール４に圧送する。各インジェクタ３は、配管
１３によって、高圧燃料を蓄圧したコモンレール４と連
結されている。そして、各インジェクタ３に配設された
コントロール弁１４を開閉動作することで、このコモン
レール４にて蓄圧されて目標燃料圧力となった高圧燃料
が、ディーゼルエンジン２の各気筒の燃焼室へ噴射され
る。このインジェクタ３のコントロール弁１４の開閉動
作は、ＥＣＵ６からのインジェクタ制御指令に基づいて
実行される。このインジェクタ制御指令は燃料噴射量や
燃料噴射時期を調節するためのものであって、回転速度
センサ７やアクセルセンサ８等からの検出信号に基づい
て算出され、回転速度センサ７や後述の気筒判別センサ
３８等の検出値に基づいて、所定のタイミングでＥＣＵ
６から出力される。なお、燃料供給ポンプ５に対する制
御指令も回転速度センサ７や気筒判別センサ３８等から
の検出値に基づいた所定のタイミングで出力される。

【００２３】また、本実施例の装置においては、燃料温
度を検出するための燃料温度センサ１５も備えられてい
る。この燃料温度センサ１５の検出値ＴＨＦもまたＥＣ
Ｕ６に入力されている。次に、燃料供給ポンプ５の構成
を図２及び図３に基づき説明する。

【００２４】燃料供給ポンプ５は、ハウジング２０と、
その下端部に配設されたカム室３０と、ハウジング２０
内に配設されたポンプシリンダ２１と、ポンプシリンダ
２１に連通し、前記低圧ポンプ１１から低圧燃料の供給
を受ける導入管２２と、ポンプシリンダ２１の上端部に
螺着された燃料吐出制御弁としての電磁弁６０とを備え
る。

【００２５】ポンプシリンダ２１の内部にはプランジャ
２３が液密を保って摺動自在に嵌挿されている。プラン
ジャ２３は円柱形状をなし、その上端面はポンプシリン
ダ２１の内周面とによりポンプ室２４を形成する。ポン
プシリンダ２１には、コモンレール４への供給配管１２
が連結される吐出孔４１が穿設されている。

【００２６】また、ポンプシリンダ２１とハウジング２
０との間には燃料溜２６が形成され、導入管２２からハ
ウジング２０内へ導入された低圧燃料はここへ溜るよう
になっている。なお、燃料溜２６は、ポンプ室２４から
溢流する燃料の逃がしとしても作用する。

【００２７】吐出孔４１は、逆止弁４２を介して吐出口
４５に連通している。ポンプ室２４で加圧された燃料
は、この逆止弁４２の弁体４３を、リターンスプリング
４４の付勢力やコモンレール圧に抗して押し開くこと
で、吐出口４５から供給配管１２を通り、コモンレール
４に圧送されるのである。

【００２８】プランジャ２３の下端部は弁座３５に連結
され、弁座３５はプランジャスプリング２７によりカム
ローラ３３を備えたタペット３４に押圧されている。カ
ム室３０内には、ディーゼルエンジン２の回転速度の１
／２で回転するカム軸３１が挿通され、カム軸３１には
カムローラ３３と接触するカム３２が固定されている。
そして、カム軸３１の回転によりプランジャ２３は、カ
ムローラ３３，タペット３４を介してカム３２のカムプ
ロフィルに沿って上下に往復動する。

【００２９】カム３２は、カムプロフィルのプランジャ
２３の下死点をカム角度０度とすると、カム角度０度か
ら約３０度程度までの間をカム３２の外側に中心を有す
る曲率Ｒ1 の円弧状の凹曲面３２ｃと、カム３２の内側
に曲率の中心を有する曲面３２ｄとからなり、カム角度
９０度でプランジャ２３が上死点に至る様なカムプロフ
ィルを有するほぼ楕円形状のものである。

【００３０】ポンプシリンダ２１の上端に螺着された電
磁弁６０は、ポンプ室２４に開口する低圧通路６１を開
閉する弁体６２を備えている。弁体６２は、いわゆる外
開弁である。従って、弁体６２は、通常はスプリング６
５によりポンプ室２４内へ開いた状態となって低圧通路
６１を開口する状態にあり、通電されるとスプリング６
５の付勢力に抗して移動し、低圧通路６１とポンプ室２
４とを遮断する状態になる。また、弁体６２は、ポンプ
室２４の内部の燃料圧力を閉弁方向の圧力として受ける
ことになるので、燃料圧力が高くなるほど閉弁時のシー
ル性が良くなる。

【００３１】この弁体６２によって開閉される低圧通路
６１は、ギャラリー６３及び通路６４を介して燃料溜２
６に連通している。一方、プランジャ２３は、カム軸３
１の回転に伴ってポンプシリンダ２１内を上下動する。
なお、プランジャ２３の下降は、プランジャスプリング
２７の復帰力によってなされる。

【００３２】プランジャ２３が下降する際に、通常開弁
状態にある電磁弁６０を介して、低圧燃料が燃料溜２６
からポンプ室２４へと吸入される。ポンプ室２４へ吸入
された燃料はプランジャ２３の上昇に伴って加圧傾向に
なるが、電磁弁６０が通電されていない場合は、低圧通
路６１，ギャラリー６３及び通路６４を通って燃料溜２
６に溢流し、ポンプ室２４内の燃料の実質的な加圧は行
われない。

【００３３】これに対し、プランジャ２３の上昇中に電
磁弁６０に通電がなされると、弁体６２が低圧通路６１
を遮断するため、ポンプ室２４内の燃料は溢流すること
ができなくなり、加圧され始める。そして、ポンプ室２
４内の燃料圧力が上昇して、逆止弁４２のリターンスプ
リング４４の付勢力及び弁体４３に加わっているコモン
レール４の圧力に打ち勝つと、逆止弁４２が押し開か
れ、高圧燃料が吐出孔４１，吐出口４５及び供給配管１
２を通ってコモンレール４へ圧送される。

【００３４】カム軸３１には、図３に示す様に、一つの
タイミングギヤ３６と、ディーゼルエンジン２の気筒数
の１／２の個数の燃料供給ポンプ５（本実施例において
は３個）とが配設される。なお、図では便宜的に、燃料
供給ポンプの一つは省略し、２個の燃料供給ポンプ５
ａ，５ｂだけを示している。また、図２に示したものと
同じ構成には、それぞれ添字ａ，ｂを付してあるので、
それら添字ａ，ｂの付された構成の詳細な構造等は図２
を参照されたい。

【００３５】タイミングギヤ３６には、合計６個の突起
３７が配設されている。また、タイミングギヤ３６と近
接対向して、電磁ピックアップからなる気筒判別センサ
３８が設けられている。タイミングギヤ３６に設けられ
た突起３７は、カム軸３１が１回転する間の各カム３２
ａ，３２ｂ、…の作用によって、各高圧ポンプ５ａ，５
ｂ，…で実行されるプランジャ２３ａ，２３ｂ，…の上
昇行程の開始タイミング（即ち、下死点到達時期）を気
筒判別センサ３８にて検出するためのものである。この
気筒判別センサ３８で検出されたタイミング信号は、Ｅ
ＣＵ６に入力される。

【００３６】ＥＣＵ６は、この気筒判別センサ３８によ
るタイミング信号に基づいて電磁弁６０ａ，６０ｂ，…
へ駆動パルスを出力する。この実施の形態では、インジ
ェクタ３として、図４に示す様な３方制御弁を用いてい
る。

【００３７】この３方制御弁の下部のケーシング部材７
１はボディロア７２と連結部７３とノズルボディ７４か
らなり、リテーリングナット７５により各部材７２，７
３，７４が一体化されている。そのノズルボディ７４内
には弁体摺動孔７６およひ燃料溜り室７７が形成され、
先端にはその燃料溜り室７７に連通するノズル孔７８が
形成されている。上記弁体摺動孔７６にはノズルニード
ル７９の大径部８０が摺動自在に嵌合されている。この
ノズルニードル７９の大径部８０には連結部８１が形成
されるとともに、下方先端部には小径部８２および弁体
部８３が一体形成されている。そして、この弁体部８３
によりシート部Ｘが開閉されノズル孔７８からの噴射が
オンオフされる。

【００３８】上記ノズルニードル７９の連結部８１の先
端には、フランジ８４、ピストンピン８５およびピスト
ン８６が一体的に連結されている。また、ノズルニード
ル７９は、バネ８７により閉方向に付勢されている。前
記ピストン８６はボディロア７２に形成されたシリンダ
８８内に摺動自在に嵌合され、また、シリンダ８８内に
は前ピストン８６の端部を臨ませる圧力制御室８９が形
成されている。圧力制御室８９上部にはオリフィスを有
するプレート弁９０が設けられるとともに、そのプレー
ト弁９０を押圧するバネ９１が配設されている。

【００３９】前記ボディロア７２上には三方制御弁９２
（電磁弁）を有する上部のケーシング部材９３が密着接
続されている。すなわち、円筒形状のボディアッパ９４
をボディロア７２に螺着し、そのボディアッパ９４の内
部孔に三方弁ボディ２５を配置し、リテーリングナット
９６がボディアッパ９４の内部孔内に螺入されている。

【００４０】前記三方弁ボディ９５内にアウタバルブ９
７が摺動自在に嵌合され、そのアウタバルブ９７の内部
孔にはインナバルブ９８が配設されている。そして、コ
イル９９が消磁されているときにはアウタバルブ９７は
バネ１００の力により下方位置にあり、高圧側通路１０
１と圧力制御室８９とが油通路１０２を介して連通され
る。また、コイル９９が励磁されているときにはアウタ
バルブ９７は上動し、圧力制御室８９とドレイン通路
（低圧側通路）１０３とが油通路１０２を介して連通さ
れる。

【００４１】前記下部のケーシング部材７１には燃料供
給通路１０４が形成され、その一端がケーシング部材
（ボディロア７２）７１の表面に露出され、他端が前記
燃料溜り室７７に連通されるとともに、上部のケーシン
グ部材９３の高圧側通路１０１に連通されている。さら
に、その下部のケーシング部材（ボディロア７２）７１
の表面部においてインレット１０５が螺入され、燃料供
給通路１０４と連通している。

【００４２】そして、後記コモンレール１０８の高圧燃
料は前記インレット１０５、燃料供給通路１０４を介し
て燃料溜り室７７に供給されるとともに、三方制御弁９
２に供給される。また、前記ドレイン通路１０３の燃料
はドレインタンクに抜くことができるようになってい
る。したがって、圧力制御室８９に対して高圧の燃料が
供給されているときにはこの圧力を受けてピストン８６
からノズルニードル７９に加わる閉弁方向の力が燃料溜
り室７７の圧力によって開弁方向に加わる力を上回つて
ノズルニードル７９はノズル孔７８を閉じている。この
状態から三方制御弁９２が制御され圧力制御室８９が低
圧側のドレイン通路１０３と連通して、圧力制御室８９
の燃料が低圧側に流出することによりノズルニードル７
９が開弁方向に移動して燃料が噴射されることとなる。
このとき、液圧はプレート弁９０のオリフィスの作用に
よりゆっくり降下する。

【００４３】このような各気筒毎に設けられるインジェ
クタ３は、図１に示すように、配管１３を介してコモン
レール４に接続している。次に、コモンレール圧、燃料
噴射量及び燃料噴射時期を制御するためにＥＣＵ６にて
実行される制御量算出処理及びコモンレール圧制御処理
について図５〜図７に示すフローチャートに沿って説明
する。

【００４４】制御量算出処理は、ＥＣＵ６にて繰り返し
実行されるメインルーチンであり、図５に示すように、
まずステップ１１０にて回転速度センサ７からの検出信
号に基づきエンジン回転速度ＮＥを算出し、続くステッ
プ１２０にてアクセルセンサ８からの検出信号をＡ／Ｄ
変換してアクセル開度ＡCCを算出する。

【００４５】次にステップ１３０では、上記算出したエ
ンジン回転速度ＮＥとアクセル開度ＡCCとに基づき、図
８に示す如き目標燃料噴射量算出マップを用いて目標燃
料噴射量ＱＦを算出する。また続くステップ１４０で
は、この算出された目標燃料噴射量ＱＦとエンジン回転
速度ＮＥとに基づいて、図９に示す如き目標コモンレー
ル圧算出マップを用いてコモンレール４内の目標燃料圧
力，即ち目標コモンレール圧（図には目標圧力と記載）
ＰＳを算出する。

【００４６】次にステップ１５０では、後述のコモンレ
ール圧制御処理にてセットされるフラグＫ１，Ｋ２がセ
ットされているか否かを判断する。そして、このフラグ
Ｋ１，Ｋ２がリセット状態であれば、ステップ１６０に
移行して、上記ステップ１４０にて求めた目標コモンレ
ール圧ＰＳを、制御に実際に用いる最終目標コモンレー
ル圧ＰＦとして設定する。

【００４７】一方、フラグＫ１，Ｋ２がセットされてい
る場合には、ステップ１７０に移行する。そしてステッ
プ１７０では、上記ステップ１４０にて求めた目標コモ
ンレール圧ＰＳと、後述のコモンレール圧制御処理にて
設定されたコモンレール圧の上限値ＰＬとを比較し、そ
の小さい方を制御に用いる最終目標コモンレール圧ＰＦ
として設定する。

【００４８】また次に続くステップ１８０では、上記算
出したエンジン回転速度ＮＥとアクセル開度ＡCCとに基
づき、燃料噴射時期を算出する周知の燃料噴射時期算出
処理を実行し、再度ステップ１１０に移行する。このよ
うに制御量算出処理では、ディーゼルエンジン２の運転
状態、即ちエンジン回転速度ＮＥ及びアクセル開度ＡCC
に基づき、燃料噴射制御のための目標燃料噴射量ＱＦ、
最終目標コモンレール圧ＰＦ及び燃料噴射時期を算出す
る。

【００４９】次にコモンレール圧制御処理は、ディーゼ
ルエンジン２の回転に同期して実行される割り込みルー
チンであり、図６に示す如く処理が開始されると、まず
ステップ２１０を実行し、最終目標コモンレール圧ＰＦ
と目標燃料噴射量ＱＦとに基づき、図１０に示す如き基
本通電開始時期算出マップを用いて、電磁弁６０の基本
通電開始時期ＴＳを算出する。

【００５０】また続くステップ２２０では、コモンレー
ル圧センサ９からの検出信号に基づき実コモンレール圧
ＰＡを検出し、この値ＰＡと最終目標コモンレール圧Ｐ
Ｆとの偏差（ＰＡ−ＰＦ）に基づき、予め設定された演
算式｛ＴＢ＝ｆ（ＰＡ−ＰＦ）｝を用いて上記基本通電
開始時期ＴＳに対するフィードバック補正量ＴＢを算出
する。

【００５１】そしてステップ２３０では、この算出され
たフィードバック補正量ＴＢとステップ２１０にて算出
された基本通電開始時期ＴＳとを加算することにより、
電磁弁６０を実際に駆動するのに使用する目標通電開始
時期ＴＦを算出する。算出された上記目標通電開始時期
ＴＦに基づき、ステップ２４０にて、燃料洩れ量ＱＬを
算出する。この燃料洩れ量ＱＬの算出は、図７に示す様
にして実行される。

【００５２】まず、上記目標通電開始時期ＴＦに基づ
き、ステップ２４１にて、燃料供給ポンプ５からの燃料
吐出量ＱＴを、予め設定された演算式｛ＱＴ＝ｆ（Ｔ
Ｆ）｝を用いて算出する。燃料吐出量はＱＴは、目標通
電開始時期ＴＦが早いタイミングとなるほど大きな値と
なる。

【００５３】次にステップ２４２にて、インジェクタの
内部リーク量ＱＩを、燃料温度センサ１５より検出され
た燃料温度ＴＨＦとコモンレール圧センサ９より検出さ
れたコモンレール圧ＰＡと回転速度センサ７より検出さ
れた回転速度ＮＥの関数として予め設定された演算式
｛ＱＩ＝ｆ（ＴＨＦ，ＰＡ，ＮＥ）｝を用いて算出す
る。内部リークは、インジェクタ閉弁中において、部品
の隙間から燃料がリークすることにより生じる燃料洩れ
である。そして、その量ＱＩは、燃料温度ＴＨＦが高い
ほど多くなり、コモンレール圧ＰＡが高いほど多くな
る。回転速度ＮＥは、１ストローク当りの内部リーク量
を求めるためのパラメータとして用いられている。

【００５４】そして、ステップ２４３にて、インジェク
タのスイッチングリーク量ＱＳを、燃料温度センサ１５
より検出された燃料温度ＴＨＦとコモンレール圧センサ
９より検出されたコモンレール圧ＰＡの関数として予め
設定された演算式｛ＱＩ＝ｆ（ＴＨＦ，ＰＡ）｝を用い
て算出する。インジェクタスイッチングリーク量は、ノ
ズルを開弁する際に、圧力制御室８９からドレイン通路
１０３へと抜ける燃料量に相当する。その量ＱＳは、燃
料温度ＴＨＦが高いほど多くなり、コモンレール圧ＰＡ
が高いほど多くなる。

【００５５】続いてステップ２４４にて、コモンレール
圧の変化分に相当する燃料量ＱＰを、演算式｛ＱＰ＝Ｖ
・（ＰＡ_i −ＰＡ_i-1 ）／Ｅ｝（Ｖ：高圧径路容積，
Ｅ：燃料弾性係数，ＰＡ_i-1 ：前回の噴射後圧力，ＰＡ
_i ：今回の噴射後圧力）を用いて算出する。

【００５６】そしてステップ２４５にて、燃料洩れ量Ｑ
Ｌを演算式｛ＱＬ＝ＱＴ−（ＱＩ＋ＱＳ＋ＱＰ＋Ｑ
Ｆ）｝にて算出する。ここで、ＱＦは今回の燃料噴射量
である。この燃料洩れ量ＱＬの演算式にコモンレール圧
の変化分に相当する燃料量ＱＰを入れることにより、す
べての運転状態（過渡運転）において演算式は成り立つ
ので、ほぼすべての運転条件において燃料洩れの判定が
可能ということになる。

【００５７】このように、燃料洩れ量ＱＬが算出される
と、ステップ２５０に移行し、燃料洩れ量ＱＬが予め設
定された所定値ＫＱＬ以上か否かによって燃料洩れの発
生を判定する（図６参照）。このステップ２５０にて燃
料洩れがないと判定されると、ステップ３７０にて、燃
料洩れの判定に使用する燃料洩れ判定カウンタＮ１、燃
料洩れ判定フラグＫ１をリセットした後、当該コモンレ
ール圧制御処理を一旦終了する。一方、燃料洩れがある
と判定されるとステップ２６０にて、燃料洩れ判定カウ
ンタＮ１をイクリメントする。

【００５８】次に、ステップ２７０にて回転変動偏差Ｄ
ＴＮＥを算出する。なお、回転変動偏差ＤＴＮＥは、図
１１，図１２，図１３に示す様に、前回気筒と今回気筒
との回転変動偏差が算出されるものであればどのような
算出方法を採用してもよい。回転変動偏差ＤＴＮＥが算
出されると、ステップ２８０に移行し、回転変動偏差Ｄ
ＴＮＥが予め設定された所定値ＫＤＴＮＥ以上か否かに
よって噴放しの発生を判定する。

【００５９】噴放し発生が判定されるとステップ２９０
に移行し、噴放し判定カウンタＮ２をインクリメントす
る。そして、ステップ３００にて噴放し判定カウンタＮ
２が所定値３であれば、ステップ３１０にて噴放し判定
フラグＫ２をセットし、ステップ３２０にてコモンレー
ル圧の上限値ＰＬを０にし、当該コモンレール圧制御処
理を終了する。

【００６０】ステップ２８０にて噴放し発生がないと判
定されると、ステップ３３０に移行し噴放し判定カウン
タＮ２及び噴放し判定フラグＫ２をリセットする。次
に、ステップ３４０にて燃料洩れ判定カウンタＮ１が所
定値２０以上であれば、ステップ３５０にて燃料洩れ判
定フラグＫ１をセットし、ステップ３６０に移行し、ス
テップ２４０にて算出された燃料洩れ量ＱＬに基づき、
予め設定された演算式｛ＰＬ＝ｆ（ＱＬ）｝を用いて、
燃料洩れ量が大きくなるほど小さな値となるようコモン
レール圧の上限値ＰＬを算出し、当該コモンレール圧制
御処理を終了する。

【００６１】以上説明したように本実施の形態の蓄圧式
燃料噴射装置１によれば、燃料洩れ量ＱＬが予め設定さ
れた所定値ＫＱＬを越えた場合、さらに、回転変動偏差
ＤＴＮＥが所定値ＫＤＴＮＥを越えたか否かによって、
配管系への燃料洩れかそれとも燃料の噴き放しかの判定
を行う。ＱＬ＞ＫＱＬかつＤＴＮＥ＞ＤＴＮＥの燃料噴
き放しの場合は、ＰＬ＝０とすることによって燃料噴射
を実質的に停止し、エンジンが損傷等を受けるのを未然
に防止することができる。一方、ＱＬ＞ＫＱＬでＤＴＮ
Ｅ≦ＫＤＴＮＥの場合には、配管系への燃料洩れと判断
し、燃料洩れ量ＱＬに基づき、燃料洩れ量ＱＬが大きい
ほど小さくなるようコモンレール圧上限値ＰＬを決定し
て、最終目標コモンレール圧ＰＦの上限を制限するよう
にされている。この結果、実施の形態によれば、燃料洩
れと噴き放しとを区別することができ、しかも、それぞ
れの場合に最適な措置をとることができる。

【００６２】また、上述の実施の形態では、ＱＬの算出
に当たってＱＰを考慮していることにより、加速，減速
等の過渡状態時における燃料洩れや噴き放しをも正確に
判定することができる。よって、過渡状態時においても
燃料系統の異常を見逃すことがなく、適切な措置を早期
に採ることが可能になる。

【００６３】次に、第２の実施の形態について説明す
る。この実施の形態も、システム構成等は上述の実施の
形態（以下、第１の実施の形態と呼ぶ。）と同じである
が、図６のフローチャートに代えて、次の様な処理を実
行する。図１４に示す様に、基本通電時間ＴＳ，フィー
ドバック補正量ＴＢ，目標通電開始時期ＴＦを算出した
ら（Ｓ４１０）、燃料洩れ量ＱＬ及び回転変動偏差ＤＴ
ＮＥを算出する（Ｓ４２０，Ｓ４３０）。そして｜ＤＴ
ＮＥ｜が所定値ＫＤＴＮＥより大きいか否かを判定する
（Ｓ４４０）。

【００６４】｜ＤＴＮＥ｜＞ＫＤＴＮＥの場合には、次
に、ＱＬが所定値ＫＱＬより大きいか否かを判定する
（Ｓ４５０）。ＱＬ＞ＫＱＬの場合には、回転変動偏差
は燃料噴き放しによるものと考えられるため、フラグＫ
２に１をセットし、コモンレール圧の上限値ＰＬを０と
してエンジンの損傷が拡大するのを未然に防止する（Ｓ
４６０，Ｓ４７０）。一方、ＱＬ≦ＫＱＬの場合には、
回転変動偏差は燃料停止によるものと判断できるので、
警告ランプを点灯して早期の修理を促すようにする（Ｓ
４８０）。また、｜ＤＴＮＥ｜≦ＫＤＴＮＥの場合にも
ＱＬ＞ＫＱＬか否かを判定し（Ｓ４９０）、ＱＬ＞ＫＱ
Ｌなら配管系への燃料洩れと判断できるので、フラグＫ
１＝１とし（Ｓ５００）、燃料洩れ量ＱＬに基づき、予
め設定された演算式｛ＰＬ＝ｆ（ＱＬ）｝を用いて、燃
料洩れ量が大きくなるほど小さな値となるようコモンレ
ール圧の上限値ＰＬを算出し（Ｓ５１０）、当該コモン
レール圧制御処理を終了する。なお、Ｓ４９０＝ＮＯで
あるときは、フラグＫ１，Ｋ２を共に０にリセットする
（Ｓ５２０）。

【００６５】この第２の実施の形態によれば、燃料噴
射、燃料停止及び燃料配管系のへの洩れのいずれによる
異常が生じているかを的確に判断し、それぞれの原因に
見合った対応をすることができる。以上本発明の実施の
形態を説明したが、本発明を実施するに当たっては、こ
れらに限らず、例えば、上記警告や燃料停止等に加え
て、ダイアグノーシス情報を記憶するようにするなど、
さらに種々なる態様を採用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態のシステムを示す構成図である。

【図２】燃料供給ポンプの構成を示す断面図である。

【図３】燃料供給ポンプの構成を示す模式図である。

【図４】インジェクタの構成を示す断面図である。

【図５】ＥＣＵにて実行される制御量算出処理のフロ
ーチャートである。

【図６】ＥＣＵにて実行されるコモンレール圧制御処
理のフローチャートである。

【図７】ＥＣＵにて実行される燃料洩れ量算出処理の
フローチャートである。

【図８】目標燃料噴射量算出用のマップを表す線図で
ある。

【図９】目標コモンレール圧算出用のマップを表す線
図である。

【図１０】基準通電開始時期算出用のマップを表す線
図である。

【図１１】回転変動偏差の算出方法の説明図である。

【図１２】回転変動偏差の算出方法の説明図である。

【図１３】回転変動偏差の算出方法の説明図である。

【図１４】ＥＣＵにて実行されるコモンレール圧制御
処理のフローチャートである。

【符号の説明】

１・・・蓄圧式燃料噴射装置、２・・・ディーゼルエン
ジン、３・・・インジェクタ、４・・・コモンレール、
５・・・燃料供給ポンプ、６・・・ＥＣＵ、７・・・回
転速度センサ、８・・・アクセルセンサ、９・・・コモ
ンレール圧センサ、１０・・・燃料タンク、１１・・・
低圧ポンプ、１２・・・供給配管、１３・・・配管、１
４・・・コントロール弁、１５・・・燃料温度センサ、
３８・・・気筒判別センサ、４５・・・吐出口、６０・
・・電磁弁。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ０２Ｄ 45/00 ３４５Ｆ０２Ｄ 45/00 ３４５Ｋ３６２３６２ＪＦ０２Ｍ 37/08 Ｆ０２Ｍ 37/08 Ｂ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料ポンプにより吐出される燃料を高圧
状態で一旦蓄えておく蓄圧室と、該蓄圧室から燃料の供給を受けてディーゼル機関の気筒
内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、ディーゼル機関の回転速度を含む運転状態を検出する運
転状態検出手段と、該検出される運転状態に基づいてディーゼル機関の１回
の燃焼に必要な目標燃料噴射量を算出する目標燃料噴射
量算出手段と、該算出される目標燃料噴射量に基づいて前記燃料噴射弁
を開閉制御する燃料噴射制御手段と、前記検出される運転状態に基づいて、前記蓄圧室内の燃
料の目標圧力を算出する目標圧力算出手段と、前記蓄圧室の燃料圧力を検出する燃料圧力検出手段と、該検出される燃料圧力と前記算出される目標圧力との差
に基づいて、前記蓄圧室に対して前記燃料ポンプから吐
出すべき燃料の目標吐出量を算出する目標吐出量算出手
段と、該算出される目標吐出量に基づいて、前記燃料ポンプの
吐出量を制御する吐出量制御手段と、前記吐出量制御手段による制御状態に基づいて、燃料噴
射系に異常が生じているか否かを判定する燃料系異常判
定手段とを備える蓄圧式燃料噴射装置において、前記検出されるディーゼル機関の回転速度に基づいて、
気筒間での回転変動量を算出する回転変動量算出手段
と、前記燃料系異常判定手段により燃料噴射系に異常が発生
していると判定されている場合に、前記算出される回転
変動量が所定の基準値以上のときは気筒内への燃料の噴
放しによる異常と判定し、回転変動量が前記基準値未満
のときは燃料噴射系からの燃料洩れによる異常と判定す
る異常原因判別手段とを備えることを特徴とする蓄圧式
燃料噴射装置。
【請求項２】請求項１記載の蓄圧式燃料噴射装置にお
いて、異常原因判別手段の原因判別結果に応じて、警告、目標
吐出量の上限ガード又は車両停止のいずれかの措置をと
る原因別異常処理手段を備えていることを特徴とする蓄
圧式燃料噴射装置。
【請求項３】請求項２記載の蓄圧式燃料噴射装置にお
いて、前記燃料洩れによる異常が生じているとき、燃料洩れの
量を算出する燃料洩れ量算出手段を備え、前記原因別異常処理手段は、燃料洩れによる異常に対し
ては前記目標吐出量を燃料洩れの量に応じた値に制限
し、気筒内への燃料の噴放しによる異常に対しては燃料
噴射を実質的に停止する手段として構成されることを特
徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
【請求項４】請求項３記載の蓄圧式燃料噴射装置にお
いて、前記原因別異常処理手段は、前記目標吐出量を強制的に
０にすることで燃料噴射を実質的に停止する手段として
構成されていることを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
【請求項５】請求項１〜４のいずれか記載の蓄圧式燃
料噴射装置において、前記回転変動量算出手段によって所定の基準値異常の回
転変動量が算出されているにも拘らず、前記燃料系異常
判定手段により燃料系に異常が生じていると判定されて
いない場合には、燃料無噴射の気筒が生じていると判別
する燃料無噴射判別手段をも備えることを特徴とする蓄
圧式燃料噴射装置。
【請求項６】請求項５記載の蓄圧式燃料噴射装置にお
いて、燃料無噴射の気筒が生じている場合には警告を発
する無噴射警告手段を備えることを特徴とする蓄圧式燃
料噴射装置。