JPH11324777A - 過給機付内燃機関の燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 過給機付内燃機関に燃料を噴射供給する装置
において、噴射ポンプ内のスピル弁が閉弁状態で故障し
た際に、その故障を、内燃機関がオーバラン状態になる
前に速やかに検出することで、スピル弁故障時の安全性
を向上する。 【解決手段】 過給機による吸気の過給圧が、エンジン
の回転数と噴射量指令値とから求めた過給圧基準値を越
えるか、或いは、噴射ポンプの回転変動が、エンジンの
回転数と噴射量指令値とから求めた回転変動基準値を越
えると（Ｓ５１０；ＹＥＳ）、噴射ポンプのスピル弁が
閉弁状態で故障したと判断して、ポンプ室に燃料を供給
する供給流路に設けた燃料遮断弁を閉弁させ、エンジン
を停止させる（Ｓ５３０）。また、故障判定回数が判定
値ＫORCNT を越えると（Ｓ５６０；ＹＥＳ）、エンジン
の再始動を禁止する（Ｓ５７０）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、過給機を備えた内
燃機関に燃料を噴射供給する燃料噴射装置に関し、特
に、噴射ポンプのポンプ室内の加圧燃料をスピル弁を介
して溢流させることにより燃料噴射量を制御する過給機
付内燃機関の燃料噴射装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ディーゼルエンジン等の内燃
機関に高圧の燃料を噴射供給する燃料噴射装置として、
内燃機関の回転に同期して往復動するプランジャにより
ポンプ室を拡縮することでポンプ室内の燃料を加圧し、
内燃機関に圧送する噴射ポンプを備えたものが知られて
いる。そしてこの種の燃料噴射装置では、一般に、噴射
ポンプのポンプ室に連通する燃料の排出経路にスピル弁
を設け、ポンプ室からの燃料圧送途中でスピル弁を開弁
して燃料を溢流させることにより、内燃機関への燃料噴
射量を制御するようにしている。

【０００３】ところが、こうした従来の燃料噴射装置で
は、スピル弁が閉弁した状態で故障してしまうと、燃料
噴射量の制御ができなくなるばかりでなく、内燃機関に
大量の燃料が供給されて、内燃機関がオーバラン状態と
なってしまうといった問題があった。

【０００４】そこで、従来では、内燃機関の回転数を検
出し、その回転数がオーバラン状態を示す回転数となっ
たときには、内燃機関の運転を強制的に停止するように
していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、こうした従来
の安全対策では、内燃機関の回転数からオーバラン状態
を検出してから、内燃機関の運転を停止するので、スピ
ル弁が閉弁状態で故障すると、内燃機関は一旦オーバラ
ン状態になることになり、充分な安全性を確保できない
といった問題があった。

【０００６】本発明は、こうした問題に鑑みなされたも
ので、スピル弁が閉弁状態で故障した際、その故障を、
内燃機関がオーバラン状態になる前に速やかに検出する
ことで、スピル弁閉弁故障時の安全性を向上することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めになされた請求項１に記載の過給機付内燃機関の燃料
噴射装置においては、噴射量制御手段が、内燃機関の回
転数とアクセル開度とを含む運転条件に基づいて噴射量
指令値を算出し、この噴射量指令値に応じて噴射ポンプ
のスピル弁を開閉制御することにより、噴射ポンプのポ
ンプ室から内燃機関に圧送される加圧燃料量（つまり燃
料噴射量）を制御する。

【０００８】また噴射量制御手段による燃料噴射量の制
御中（換言すれば内燃機関の運転中）には、過給圧基準
値算出手段が、内燃機関の回転数と噴射量制御手段が算
出した噴射量指令値とから、内燃機関において過給機に
より加圧される吸気の過給圧基準値を算出し、回転変動
基準値算出手段が、内燃機関の回転数と噴射量指令値と
から、噴射ポンプの回転変動基準値を算出する。

【０００９】そして、過給圧異常判定手段が、内燃機関
にて過給機により実際に加圧された吸気の過給圧を検出
して、この過給圧が過給圧基準値よりも大きいときに過
給圧の異常を判定すると共に、回転変動異常判定手段
が、噴射ポンプの回転変動を検出して、この回転変動が
回転変動基準値よりも大きいときに回転変動の異常を判
定し、これら過給圧異常判定手段及び回転変動異常判定
手段のいずれか一方又は両方にて過給圧或いは回転変動
の異常が判定されると、故障判断手段が、スピル弁の閉
弁状態での故障を判断する。

【００１０】このように、本発明の過給機付内燃機関の
燃料噴射装置においては、スピル弁の閉弁状態での故障
判断に、内燃機関にて過給機により加圧される吸気の過
給圧と、噴射ポンプの回転変動とを用いる。これは、ス
ピル弁が閉弁状態で故障した際に、内燃機関に大量の燃
料が供給されて内燃機関がオーバラン状態になる前にス
ピル弁の故障を検出するためである。

【００１１】つまり、過給機による吸気の過給圧と噴射
ポンプの回転変動とは、内燃機関の回転数及び燃料噴射
量に応じて変化し、スピル弁が閉弁状態で故障して内燃
機関の回転が上昇し始めると、過給圧及び回転変動も上
昇し始める。そこで、本発明では、内燃機関の回転数と
噴射量指令値とから過給圧及び回転変動の基準値を夫々
設定して、センサ等を用いて検出した過給圧及び回転変
動がその設定した各基準値を越えたか否かを判断するこ
とにより、スピル弁の故障に伴う過給圧及び回転変動の
異常を夫々判定し、その判定結果に基づきスピル弁の故
障を判断するのである。

【００１２】このため、本発明によれば、内燃機関がオ
ーバラン状態に入る前に速やかにスピル弁の故障を検出
することができ、内燃機関運転時の安全性を高めること
ができる。ここで、本発明において、スピル弁の故障判
定のために、過給圧と回転変動との２つのパラメータを
用いるのは、スピル弁の故障を正確に判定するためであ
り、故障判断手段としては、故障判定の精度を確保でき
れば、過給圧異常判定手段及び回転変動異常判定手段の
いずれか一方で異常が判断されたときにスピル弁の故障
を判断するようにしてもよく、過給圧異常判定手段及び
回転変動異常判定手段の両方で異常が判定されたときに
スピル弁の故障を判断するようにしてもよい。

【００１３】つまり、例えば、内燃機関に設けられる過
給機が排気を利用してタービンを回転させるターボチャ
ージャである場合、内燃機関の低速回転域では過給機が
機能しないことから、ターボチャージャを備えた内燃機
関において、過給圧異常判定手段の判定結果だけでスピ
ル弁の故障を判定するようにすると、内燃機関の低速回
転域ではスピル弁の故障判定を実行できなくなる。

【００１４】また、噴射ポンプ（換言すれば内燃機関）
の回転変動の周期は、内燃機関の低速回転域では長く、
内燃機関の高速回転域では短くなるので、回転変動の検
出精度は、内燃機関の低速回転領域程高く、高回転域程
低くなる。従って、回転変動異常判定手段の判定結果だ
けでスピル弁の故障を判定するようにすると、内燃機関
の高速回転時にスピル弁の故障を検出できないことが考
えられる。

【００１５】従って、過給機としてターボチャージャを
備えた内燃機関に設けられる燃料噴射装置においては、
過給圧異常判定手段及び回転変動異常判定手段のいずれ
か一方で異常が判定された際に、スピル弁の故障を判断
（ＯＲ判定）するようにすれば、内燃機関の全回転域で
スピル弁の故障を精度よく検出できることになる。

【００１６】一方、このように内燃機関の全回転域でＯ
Ｒ判定によりスピル弁の故障を判断するようにした場
合、過給圧異常判定手段及び回転変動異常判定手段の誤
動作によって、スピル弁の故障を誤検出することが考え
られる。そこで、過給機としてターボチャージャを備え
た内燃機関の燃料噴射装置においては、更に、過給圧異
常判定手段及び回転変動異常判定手段にてスピル弁の故
障判定を行うことができる内燃機関の中速回転域では、
各異常判定手段の両方で異常が判定された際に、スピル
弁の故障を判断（ＡＮＤ判定）するようにしてもよい。

【００１７】また次に、過給機としては、内燃機関の回
転軸から直接動力を受けてタービンを回転させるスーパ
チャージャも知られているが、この種の過給機を備えた
内燃機関においては、内燃機関の全回転域で過給機が動
作するので、過給圧異常判定手段だけでもスピル弁の故
障判定は可能である。また、回転変動についても、回転
変動を高速に演算し得る演算装置（ＣＰＵ等）を用いれ
ば、内燃機関の全回転域で回転変動を正確に検出するこ
とが可能になり、この場合には、回転変動異常判定手段
だけでもスピル弁の故障判定は可能である。

【００１８】しかし、このように過給圧異常判定手段及
び回転変動異常判定手段のいずれか一方だけでスピル弁
の故障を判断するようにした場合には、過給圧異常判定
手段或いは回転変動異常判定手段が外乱等の影響を受け
て過給圧或いは回転変動の異常を誤検出すると、スピル
弁の故障を誤判定してしまうことになる。このため、過
給圧異常判定手段及び回転変動異常判定手段の一方だけ
でスピル弁の故障を判断し得る装置においても、これら
各異常判定手段の両方で異常が判定されたときにスピル
弁の故障を判断するようにするとよい。

【００１９】そして、このように、本発明によれば、故
障判断手段における故障判断のアルゴリズムを、本発明
を適用する燃料噴射装置の特性に応じて適宜設定するこ
とにより、スピル弁の故障を速やかに且つ高精度に検出
することが可能になる。また次に、故障判断手段により
スピル弁の故障が判断されたときには、請求項２に記載
のように、報知手段により、その旨を内燃機関の運転者
等に報知するようにしてもよく、更に、請求項３に記載
のように、燃料供給遮断手段によって、噴射ポンプにお
いてポンプ室に燃料を供給する供給流路に介装された燃
料遮断弁を閉弁し、ポンプ室への燃料供給を遮断するよ
うにしてもよい。

【００２０】そして、請求項２に記載のようにスピル弁
の故障を報知するようにした場合には、運転者等に対し
て内燃機関の運転停止を促すことができ、請求項３に記
載のようにポンプ室への燃料供給を遮断するようにした
場合には、噴射ポンプから内燃機関への燃料噴射を中断
させて、内燃機関の運転を強制的に停止させることがで
きる。

【００２１】また、スピル弁の故障を検出した際に、内
燃機関の運転を強制的に停止させるには、請求項４に記
載のように、吸気遮断手段によって、内燃機関の吸気通
路に設けた吸気絞り弁を閉弁して、内燃機関への吸気の
流入を遮断するようにしてもよく、或いは、請求項３に
記載の燃料供給遮断手段と請求項４に記載の吸気遮断手
段とを同時に動作させて、内燃機関の運転を停止させる
ようにしてもよい。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図面と共
に説明する。図１は、本発明が適用された実施例の燃料
噴射装置全体の構成を表す概略構成図である。

【００２３】図１に示すように、本実施例の燃料噴射装
置は、自動車用ディーゼルエンジン（以下、単にエンジ
ンという）２の気筒内に燃料噴射弁４を介して燃料を噴
射供給するためのものであり、燃料配管６を介して燃料
噴射弁４に高圧燃料を圧送し、燃料噴射弁４から燃料を
噴射させる噴射ポンプ１０と、噴射ポンプ１０から燃料
噴射弁４に圧送する燃料量（つまり燃料噴射量）等を制
御する電子制御装置（以下、単にＥＣＵという）３０と
から構成される。

【００２４】噴射ポンプ１０は、エンジン２の各気筒
（図１では１気筒分のみを記載）に燃料を分配供給する
周知の分配型ポンプであり、ポンプ室１２内に往復動可
能且つ回転可能に設けられたプランジャ１４を備える。
プランジャ１４のポンプ室１２とは反対側には、カムプ
レート１６が取り付けられており、カムプレート１６の
プランジャ１４とは反対側面には、カムローラ１８が当
接されている。

【００２５】そして、プランジャ１４は、エンジン２の
回転に同期してエンジン２の２回転に１回の割で回転
し、その回転に伴いカムプレート１６に形成された凸部
（フェイスカム）がカムローラ１８を乗り上げること
で、ポンプ室１２内を往復動する。またこのようにプラ
ンジャ１４が往復動すると、ポンプ室１２の容積が拡大
・縮小（拡縮）し、ポンプ室１２の容積が縮小すること
で、ポンプ室１２内の燃料が加圧されて、燃料噴射弁４
に圧送される。

【００２６】また、ポンプ室１２には、ポンプ室１２に
燃料を供給する供給流路２０、及びポンプ室１２内の燃
料を溢流させるスピル流路２２が接続されており、これ
ら供給流路２０及びスピル流路２２は、夫々、図示しな
い燃料室に連通されている。そして、供給流路２０に
は、燃料遮断弁２４が介装されており、スピル流路２２
には、スピル弁２６が介装されている。

【００２７】尚、燃料遮断弁２４及びスピル弁２６は、
ソレノイドへの通電状態によって開閉状態が切り替わる
電磁弁から構成されている。そして、本実施例では、ス
ピル弁２６には、ソレノイドへの通電時に閉弁し、ソレ
ノイドへの通電を遮断したときに、図示しないばねの付
勢力により開弁する構造のものが使用され、燃料遮断弁
２４には、ソレノイドへの通電時に開弁し、ソレノイド
への通電を遮断したときに、図示しないばねの付勢力に
より開弁する構造のものが使用されている。

【００２８】次に、エンジン２は、排気管２ａから排出
される排気を利用してタービンを回転させ、吸気管２ｂ
を通る吸入空気（吸気）を昇圧する過給機（所謂ターボ
チャージャ）８を備える。そして、吸気管２ｂの過給機
８よりも下流側には、吸気絞り弁（即ちスロットルバル
ブ）３２が設けられ、更に、スロットルバルブ３２より
も下流側には、過給機８により過給されスロットルバル
ブ３２を通過した吸気の圧力（過給圧）を検出する吸気
圧センサ３４が設けられている。尚、スロットルバルブ
３２は、所謂リンクレススロットルバルブであり、その
開度（スロットル開度）は、スロットルバルブ３２を駆
動するスロットルアクチュエータ３６を介して、ＥＣＵ
３０により制御される。

【００２９】また、ＥＣＵ３０は、スロットルアクチュ
エータ３６を介してスロットル開度を制御するスロット
ル制御、ドライブ回路３８を介してスピル弁２６を開閉
することにより噴射ポンプ１０からエンジン２への燃料
噴射量を制御する燃料噴射量制御、スピル弁２６の閉弁
状態での故障を検出してエンジン２を強制的に停止させ
るエンジン停止制御等を実行するためのものであり、Ｃ
ＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を中心とするマイクロコンピュ
ータにて構成されている。

【００３０】そして、ＥＣＵ３０においてこれら各種制
御を実行するために、本実施例の燃料噴射装置には、噴
射ポンプ１０内のプランジャ１４の回転からエンジン２
の回転数ＮＥを検出する回転数センサ４０、及び、運転
者により操作される図示しないアクセルペダルの踏込量
（以下、アクセル開度という）を検出するアクセルセン
サ４２が備えられ、これら回転数センサ４０及びアクセ
ルセンサ４２からの検出信号は、上記吸気圧センサ３４
からの過給圧を表す検出信号と共に、ＥＣＵ３０に入力
される。また、ＥＣＵ３０には、スピル弁２６の故障を
検出した際に、その旨を運転者に報知するための故障ラ
ンプ４４も接続されている。尚、回転数センサ４０は、
プランジャ１４（延いてはエンジン２）の所定の回転角
度毎にパルス信号を発生する周知のものである。

【００３１】次に、ＥＣＵ３０において実行される各種
制御処理のうち、前述の燃料噴射量制御及びエンジン停
止制御を行うために実行される処理について、図２〜図
６に示すフローチャートに沿って説明する。まず図２
は、燃料噴射量を制御するためにエンジン２の始動後に
繰り返し実行されるスピル弁開閉処理を表す。

【００３２】この処理では、まずＳ１１０（Ｓはステッ
プを表す）にて、回転数センサ４０により検出された回
転数ＮＥとアクセルセンサ４２により検出されたアクセ
ル開度ＡCCPFとから、図示しないマップ等に基づいて噴
射量指令値ＱFIN を算出する。そして、続くＳ１２０で
は、スピル弁２６の閉弁時期ＱＰANGFを、回転数センサ
４０により検出された回転数ＮＥと後述のＳ１３０にて
前回求めたスピル弁２６の開弁時期ＱANGFとから算出
し、続くＳ１３０では、スピル弁２６の開弁時期ＱANGF
を、回転数センサ４０により検出された回転数ＮＥとＳ
１１０で求めた噴射量指令値ＱFIN とから算出する。そ
して、最後にＳ１４０にて、上記Ｓ１２０及びＳ１３０
で求めたスピル弁２６の閉弁時期ＱＰANGFと開弁時期Ｑ
ANGFとに応じた駆動信号をドライブ回路３８に出力する
ことにより、スピル弁２６を開閉させ、当該処理を一旦
終了する。

【００３３】次に、図３は、燃料遮断弁２４を制御する
ためにＥＣＵ３０にて繰り返し実行される燃料遮断弁開
閉処理を表す。この処理では、まずＳ２１０にて、イグ
ニッションスイッチがＯＮ状態であるか否かを判断す
る。そして、イグニッションスイッチがＯＮ状態であれ
ば、続くＳ２２０に移行して、後述の処理にてスピル弁
２６の故障が検出されているか否かを判断し、スピル弁
２６の故障が検出されていなければ、噴射ポンプ１０か
らエンジン２に燃料を供給させるべく、燃料遮断弁２４
の駆動信号をドライブ回路３８に出力して、燃料遮断弁
２４を開弁させた後、当該処理を一旦終了する。

【００３４】一方、Ｓ２１０にて、イグニッションスイ
ッチがＯＮ状態でないと判断されるか、或いはＳ２２０
にて、スピル弁２６の故障が検出されていると判断され
ると、噴射ポンプ１０からエンジン２に燃料を供給する
必要がなく、特にスピル弁２６が閉弁状態で故障した際
には、燃料遮断弁２４を開弁してポンプ室１２に燃料を
供給すると、エンジン２に大量の燃料が供給されてエン
ジン２がオーバランし、エンジン２の破損に至る可能性
があるので、Ｓ２４０に移行し、ドライブ回路３８への
燃料遮断弁２４の駆動信号の出力を停止して、燃料遮断
弁２４を閉弁させた後、当該処理を一旦終了する。

【００３５】この結果、イグニッションスイッチがＯＮ
状態で、スピル弁２６の故障が検出されていなければ、
燃料遮断弁２４は開状態に保持される。そして、このよ
うに燃料遮断弁２４が開状態に保持されているときに
は、噴射ポンプ１０の供給流路２０は、図７に示すよう
に、プランジャ１４の移動によってポンプ室１２が圧縮
された後、プランジャ１４の回転及びプランジャ１４先
端のスリット（図示せず）により連通される。従って、
ポンプ室１２には、その後、プランジャ１４が後退し
て、ポンプ室１２が拡張するのに伴い、燃料が吸入され
ることになる。そして、ポンプ室１２が最大容積にまで
拡張されると、プランジャ１４の回転により、供給流路
２０が遮断される。

【００３６】一方、スピル弁開閉処理にて算出されるス
ピル弁２６の閉弁時期ＱＰANGF及び開弁時期ＱANGFは、
図７に示すように、プランジャ１４がポンプ室１２を圧
縮し始める前にスピル弁２６を閉弁し、プランジャ１４
がポンプ室１２を圧縮することにより燃料噴射弁４（延
いてはエンジン２）に圧送される燃料量が噴射量指令値
ＱFIN に達した時点で、スピル弁２６を開弁させるため
のものである。従って、上記スピル弁開閉処理にて制御
されるスピル弁２６の閉弁時期ＱＰANGFと開弁時期ＱAN
GFとによって、噴射ポンプ１０からエンジン２への燃料
噴射量が噴射量指令値ＱFIN に制御されることになる。

【００３７】また、燃料遮断弁開閉処理では、後述の処
理でスピル弁２６の故障が検出されている場合には、燃
料遮断弁２４を閉弁させる。そして、この状態では、噴
射ポンプ１０のポンプ室１２には、燃料が供給されなく
なるので、噴射ポンプ１０からエンジン２への燃料供給
が停止され、エンジン２が強制的に停止されることにな
る。

【００３８】尚、本実施例において、上記スピル弁開閉
処理は、請求項１記載の噴射量制御手段として機能し、
スピル弁開閉処理にてスピル弁２６の故障時に燃料遮断
弁２４を閉弁させるＳ２２０，Ｓ２４０の処理が、請求
項３記載の燃料供給遮断手段として機能する。

【００３９】次に、図４及び図５は、過給圧及び噴射ポ
ンプ１０（換言すればエンジン２）の回転変動からスピ
ル弁２６の故障判定を行う過給圧異常判定処理及び回転
変動異常判定処理を表す。図４に示す如く、過給圧異常
判定処理では、まずＳ３１０にて、回転数センサ４０に
より検出される回転数ＮＥと噴射量指令値ＱFIN とに基
づき過給圧基準値ＰIMBASEを算出する、過給圧基準値算
出手段（請求項１）としての処理を実行する。

【００４０】この過給圧基準値ＰIMBASEは、吸気圧セン
サ３４にて検出される過給圧ＰIMからスピル弁２６の故
障を判定するための基準値であり、予め実験等により作
成されＲＯＭに記憶された図８（ｂ）に示す如きマップ
を用いて算出される。即ち、図８（ａ）に実線で示すよ
うに、スピル弁２６が正常に作動しているときには、過
給圧ＰIMは噴射量指令値ＱFIN 及び回転数ＮＥに応じて
増加するが、スピル弁２６が閉弁状態で故障すると、噴
射ポンプ１０からエンジン２に供給される燃料が異常に
増大するので、過給圧ＰIMは、図８（ａ）に一点鎖線で
示すように、高いレベルで一定となる。

【００４１】そこで本実施例では、過給圧基準値ＰIMBA
SEとして、図８（ａ）に点線で示すように、正常時の過
給圧ＰIMとスピル弁故障時の過給圧ＰIMとの間で、正常
時の過給圧ＰIMよりも若干高い値を設定できるように、
図８（ｂ）に示す過給圧基準値算出用のマップを予め作
成しておき、これを用いて過給圧基準値ＰIMBASEを設定
するようにしているのである。尚、回転数ＮＥが高く、
噴射量指令値ＱFIN が大きいほど、過給圧ＰIMが大きく
なるので、過給圧基準値算出用のマップもこの特性に対
応したものとなる。

【００４２】このようにＳ３１０にて過給圧基準値ＰIM
BASEが算出されると、Ｓ３２０に移行し、吸気圧センサ
３４により検出された過給圧ＰIMが、過給圧基準値ＰIM
BASEを超えているか否かを判断する。そして、過給圧Ｐ
IMが、過給圧基準値ＰIMBASE以下であるときには、Ｓ３
３０にて、過給圧（換言すればスピル弁２６）は正常で
あると判定（記憶）し、当該処理を一旦終了する。また
逆に、過給圧ＰIMが、過給圧基準値ＰIMBASEを越えてい
るときには、Ｓ３４０にて、過給圧（換言すればスピル
弁２６）は異常であると判定（記憶）し、当該処理を一
旦終了する。尚、Ｓ３２０〜Ｓ３４０の処理は、請求項
１に記載の過給圧異常判定手段として機能する。

【００４３】一方、図５に示す如く、回転変動異常判定
処理では、まずＳ４１０にて、回転数センサ４０により
検出される回転数ＮＥと噴射量指令値ＱFIN とに基づき
回転変動基準値ＤNEBASEを算出する、回転変動基準値算
出手段（請求項１）としての処理を実行する。

【００４４】この回転変動基準値ＤNEBASEは、エンジン
２の１サイクル毎に生じる回転変動ＤNE（図９（ａ）参
照）からスピル弁２６の故障を判定するための基準値で
あり、上述の過給圧基準値ＰIMBASEと同様、予め実験等
により作成されＲＯＭに記憶された図９（ｃ）に示す如
きマップを用いて算出される。

【００４５】即ち、図９（ａ）に示すように、噴射ポン
プ１０（換言すればエンジン２）の回転変動ＤNEは、エ
ンジン２の回転に同期して発生するものであり、回転数
センサ４０からエンジン２の所定回転角度毎に出力され
るパルス信号のパルス間隔の変化から検出できるが、こ
の回転変動ＤNEは、スピル弁２６が正常に作動している
ときには、図９（ｂ）に実線で示すように、噴射量指令
値ＱFIN 及び回転数ＮＥに応じて増加し、スピル弁２６
が閉弁状態で故障すると、図９（ｂ）に一点鎖線で示す
ように、高いレベルで一定となる。

【００４６】そこで本実施例では、上述の過給圧基準値
ＰIMBASEと同様、回転変動基準値ＤNEについても、図９
（ｂ）に点線で示すように、正常時の回転変動ＤNEとス
ピル弁故障時の回転変動ＤNEとの間で、正常時の回転変
動ＤNEよりも若干高い値を設定できるように、図９
（ｃ）に示す回転変動基準値算出用のマップを予め作成
しておき、これを用いて回転変動基準値ＤNEBASEを設定
するようにしているのである。尚、過給圧ＰIMと同様、
回転変動ＤNEは、回転数ＮＥが高く、噴射量指令値ＱFI
N が大きいほど、大きくなるので、回転変動基準値算出
用のマップもこの特性に対応したものとなる。

【００４７】このようにＳ４１０にて回転変動基準値Ｄ
NEBASEが算出されると、Ｓ４２０に移行し、回転数セン
サ４０からの検出信号に基づき算出された回転変動ＤNE
が、回転変動基準値ＤNEBASEを超えているか否かを判断
する。そして、回転変動ＤNEが、回転変動基準値ＤNEBA
SE以下であるときには、Ｓ４３０にて、回転変動（換言
すればスピル弁２６）は正常であると判定（記憶）し、
当該処理を一旦終了する。また逆に、回転変動ＤNEが、
回転変動基準値ＤNEBASEを越えているときには、Ｓ４４
０にて、回転変動（換言すればスピル弁２６）は異常で
あると判定（記憶）し、当該処理を一旦終了する。尚、
Ｓ４２０〜Ｓ４４０の処理は、請求項１に記載の回転変
動異常判定手段として機能する。

【００４８】次に、図６は、上記各異常判定処理による
判定結果に基づきスピル弁２６の閉弁状態での故障を判
定するスピル弁故障判定処理を表す。尚、この処理は、
請求項１に記載の故障判断手段として機能する。図６に
示す如く、この処理が開始されると、まずＳ５１０に
て、上述の過給圧異常判定処理又は回転変動異常判定処
理にて、過給圧又は回転変動の異常が判定されたか否か
を判断する。そして、過給圧又は回転変動の異常が判定
されていれば、スピル弁２６が閉弁状態で故障している
ものと判断して、Ｓ５２０に移行し、図２に示したスピ
ル弁開閉処理を禁止し、更に続くＳ５３０にて、スピル
弁２６の故障を判定した旨を記憶することにより、図３
に示した燃料遮断弁開閉処理にて、燃料遮断弁２４を強
制的に閉弁させる。

【００４９】また続くＳ５４０では、故障ランプ４４を
点灯させることにより、スピル弁２６が故障した旨を運
転者に報知する、報知手段（請求項２）としての処理を
実行し、更に、続くＳ５５０にて、故障判定回数をカウ
ントするカウンタをインクリメントすることにより、故
障判定回数を更新し記憶する。

【００５０】そして、続くＳ５６０では、Ｓ５５０で更
新した故障判定回数が、予め設定された判定値ＫORCNT
（例えば、２回）を越えたか否かを判断し、故障判定回
数が判定値ＫORCNT を越えていなければ、当該処理を一
旦終了する。また、故障判定回数が判定値ＫORCNT を越
えている場合には、スピル弁２６は完全に故障している
と判断して、Ｓ５７０にて、その後のエンジン２の始動
を禁止し、更にＳ５８０にて、例えば、故障ランプ４４
の点灯形態を変更（例えば、点滅させる）ことにより、
エンジン２の始動は不能になったことを運転者に報知し
た後、当該処理を一旦終了する。

【００５１】一方、Ｓ５１０にて、過給圧又は回転変動
の異常が判定されていないと判断された場合には、スピ
ル弁２６は正常に動作していると判断して、Ｓ５９０に
移行し、故障判定回数をカウントするカウンタをリセッ
トすることにより、故障判定回数をクリアし、当該処理
を一旦終了する。

【００５２】以上説明したように、本実施例の燃料噴射
装置においては、エンジン２の運転中に、過給機８によ
る吸気の過給圧ＰIMが、エンジン２の回転数ＮＥと噴射
量指令値ＱFIN とから求めた過給圧基準値ＰIMBASEを越
えるか、或いは、噴射ポンプ１０の回転変動ＤNEが、エ
ンジン２の回転数ＮＥと噴射量指令値ＱFIN とから求め
た回転変動基準値ＤNEBASEを越えると、噴射ポンプ１０
のスピル弁２６が閉弁状態で故障したと判断して、ポン
プ室１２に燃料を供給する供給流路２０に設けた燃料遮
断弁２４を閉弁させて、供給流路２０からポンプ室１２
への燃料供給を遮断するようにしている。

【００５３】このため、本実施例によれば、エンジン２
の回転数からエンジン２のオーバランを検出することに
より、スピル弁２６の故障判定を行う従来装置に比べ、
スピル弁２６の故障を速やかに検出して、エンジン２を
停止させることが可能になり、安全性を高めることがで
きる。

【００５４】また本実施例では、スピル弁２６の故障判
定回数が判定値ＫORCNT に達すると、その後のエンジン
２の始動を禁止するようにしているので、スピル弁２６
が一時的に故障又は外乱等の影響で誤判断した際には、
その後のエンジン２の再始動によってスピル弁２６を正
常に復帰させることができると共に、スピル弁２６が完
全に故障した際には、エンジン２の再始動を繰り返し行
うことによって、エンジン２自体が破損してしまうのを
防止することができる。

【００５５】また、スピル弁２６の故障或いは完全故障
を検出した際には、その旨を運転者に報知するため、運
転者は、エンジン停止がスピル弁２６の故障によるもの
であることを検知して、適切な対応をとることができ
る。以上、本発明の一実施例について説明したが、本発
明は、上記実施例に限定されるものではなく、種々の態
様を採ることができる。

【００５６】例えば、上記実施例では、スピル弁故障判
定処理において、過給圧異常判定処理にて過給圧の異常
が判定されるか、或いは、回転変動異常判定処理にて回
転変動の異常が判定された場合に、スピル弁２６の故障
を判定するものとして説明したが、過給圧異常判定処理
と回転変動異常判定処理との両方で異常が判定されたと
きにだけ、スピル弁２６の故障を判定するようにしても
よい。

【００５７】また、例えば、上記実施例では、スピル弁
２６の故障判定は、過給圧異常判定処理及び回転変動異
常判定処理による異常判定結果だけで行うものとして説
明したが、スピル弁２６の故障が判定されてエンジン２
が一旦停止した後、次にエンジン２が始動された際に
は、上記スピル弁故障判定処理とは別に、エンジン始動
直後のアイドル運転時の回転数ＮＥからスピル弁２６の
故障を判定する図１０に示す如きスピル弁故障簡易判定
処理を行うようにしてもよい。

【００５８】即ち、この簡易判定処理では、故障判定回
数が、エンジン２の始動禁止を判定する判定値ＫORCNT
よりも小さい簡易判定実行用の判定値ＫRUN （例えば、
１回）を越え（Ｓ６１０；ＹＥＳ）、且つ、エンジン２
が始動直後の安定状態（アイドル運転状態）にあるとき
に（Ｓ６２０；ＹＥＳ）、回転数ＮＥが通常のアイドル
回転数よりも若干高い判定回転数ＫNEOR（例えば、２０
００[r.p.m.]）を判定時間（例えば、０．５秒）以上連
続して越えた際に（Ｓ６３０；ＹＥＳ）、エンジン２の
再起動によってもスピル弁２６は正常動作しなかったと
判断して、スピル弁故障判定処理のＳ５２０にジャンプ
する。

【００５９】そして、このような簡易判定処理を実行す
るようにすれば、スピル弁２６の故障判定後のエンジン
再始動時に、スピル弁２６が正常復帰したか、故障状態
のままであるかを、より速やかに判定することができる
ようになり、エンジン再始動後の安全性を高めることが
できる。

【００６０】また、上記実施例では、スピル弁２６の故
障を判定した際には、燃料遮断弁２４を閉弁し、供給流
路２０からポンプ室１２への燃料供給を遮断することに
より、エンジン２を停止させるようにしたが、燃料遮断
弁２４に代えて、エンジン２の吸気管２ｂに設けたスロ
ットルバルブ３２を強制的に閉弁させて、エンジン２の
運転を停止するようにしてもよく、或いは、燃料遮断弁
２４の閉弁とスロットルバルブ３２の閉弁とを同時に行
うようにしてもよい。

【００６１】また更に上記実施例では、ディーゼルエン
ジンに燃料を噴射供給する燃料噴射装置について説明し
たが、例えば、気筒内に直接燃料を噴射供給する直噴式
のガソリンエンジンに燃料を噴射供給する燃料噴射装置
等、スピル弁を備えた噴射ポンプを用いて内燃機関に高
圧燃料を供給する装置であれば、本発明を適用して上記
実施例と同様の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例の燃料噴射装置の構成を表す概略構成
図である。

【図２】 ＥＣＵにおいて実行されるスピル弁開閉処理
を表すフローチャートである。

【図３】 同じく燃料遮断弁開閉処理を表すフローチャ
ートである。

【図４】 同じく過給圧異常判定処理を表すフローチャ
ートである。

【図５】 同じく回転変動異常判定処理を表すフローチ
ャートである。

【図６】 同じくスピル弁故障判定処理を表すフローチ
ャートである。

【図７】 スピル弁と供給流路の開閉タイミングを示す
タイミングチャートである。

【図８】 過給圧異常判定処理の動作を説明する説明図
である。

【図９】 回転変動異常判定処理の動作を説明する説明
図である。

【図１０】 スピル弁故障簡易判定処理を表すフローチ
ャートである。

【符号の説明】 ２…エンジン、２ａ…排気管、２ｂ…吸気管、４…燃料
噴射弁、６…燃料配管、８…過給機、１０…噴射ポン
プ、１２…ポンプ室、１４…プランジャ、１６…カムプ
レート、１８…カムローラ、２０…供給流路、２２…ス
ピル流路、２４…燃料遮断弁、２６…スピル弁、３０…
ＥＣＵ（電子制御装置）、３２…スロットルバルブ、３
４…吸気圧センサ、３８…ドライブ回路、４０…回転数
センサ、４２…アクセルセンサ、４４…故障ランプ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 41/02 ３８０ Ｆ０２Ｄ 41/02 ３８０Ｄ Ｆ０２Ｍ 65/00 ３０５ Ｆ０２Ｍ 65/00 ３０５Ｂ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プランジャの往復動により拡縮するポン
   プ室と、該ポンプ室に燃料を供給する供給流路と、前記
   ポンプ室から燃料を逃すスピル弁とを備え、前記ポンプ
   室内の加圧燃料を、過給機を備えた内燃機関に噴射供給
   する噴射ポンプと、 前記内燃機関の回転数とアクセル開度とを含む運転条件
   に基づいて噴射量指令値を算出し、該噴射量指令値に応
   じて前記スピル弁を開閉制御する噴射量制御手段と、 を備えた過給機付内燃機関の燃料噴射装置において、 前記内燃機関の回転数と前記噴射量指令値とから、前記
   内燃機関において前記過給機により加圧される吸気の過
   給圧基準値を算出する過給圧基準値算出手段と、 前記内燃機関にて前記過給機により実際に加圧された吸
   気の過給圧を検出し、該過給圧が前記過給圧基準値より
   も大きいときに過給圧の異常を判定する過給圧異常判定
   手段と、 前記内燃機関の回転数と前記噴射量指令値とから、前記
   噴射ポンプの回転変動基準値を算出する回転変動基準値
   算出手段と、 前記噴射ポンプの回転変動を検出し、該回転変動が前記
   回転変動基準値よりも大きいときに回転変動の異常を判
   定する回転変動異常判定手段と、 前記過給圧異常判定手段及び前記回転変動異常判定手段
   のいずれか一方又は両方にて異常が判定されたときに、
   前記スピル弁の閉弁状態での故障を判断する故障判断手
   段と、 を設けたことを特徴とする過給機付内燃機関の燃料噴射
   装置。
2. 【請求項２】 前記故障判断手段により前記スピル弁の
   故障が判断されると、その旨を報知する報知手段を備え
   たことを特徴とする請求項１記載の過給機付内燃機関の
   燃料噴射装置。
3. 【請求項３】 前記故障判断手段により前記スピル弁の
   故障が判断されると、前記供給流路に介装された燃料遮
   断弁を閉弁して、前記ポンプ室への燃料供給を遮断する
   燃料供給遮断手段を備えたことを特徴とする請求項１又
   は請求項２記載の過給機付内燃機関の燃料噴射装置。
4. 【請求項４】 前記故障判断手段により前記スピル弁の
   故障が判断されると、前記内燃機関の吸気通路に設けた
   吸気絞り弁を閉弁して、前記内燃機関への吸気の流入を
   遮断する吸気遮断手段を備えたことを特徴とする請求項
   １〜請求項３いずれか記載の過給機付内燃機関の燃料噴
   射装置。