JPH1182134A - 筒内燃料噴射エンジンの高圧燃料系診断装置及び制御装置 - Google Patents

筒内燃料噴射エンジンの高圧燃料系診断装置及び制御装置

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JPH1182134A
JPH1182134A JP9238547A JP23854797A JPH1182134A JP H1182134 A JPH1182134 A JP H1182134A JP 9238547 A JP9238547 A JP 9238547A JP 23854797 A JP23854797 A JP 23854797A JP H1182134 A JPH1182134 A JP H1182134A
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fuel
pressure
fuel injection
pulse width
injector
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Koji Morikawa
弘二 森川
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Subaru Corp
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Fuji Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】筒内燃料噴射エンジンにおける高圧燃料系の異
常を的確に診断する。 【解決手段】高圧燃料系の燃料圧力Pfが、エンジン起
動後、所定時間経過しても(S22)、高圧燃料系の燃料
圧力Pfが設定圧力PFSに達しないとき(S24)、及
び、エンジン始動後、高圧燃料系の燃料圧力Pfが下限
値PFLと上限値PFHにより定まる通常取り得ない燃料圧
力範囲外に逸脱したとき(S27,S28)、及び、リーン空
燃比の状況下で燃料噴射パルス幅Tiが通常取り得ない
上限値TiNGMAXを上回る状態が所定時間継続したとき
(S30〜S33)の少なくとも1つの条件成立時に、高圧燃
料系の異常と診断する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、筒内燃料噴射エン
ジンにおける高圧燃料系の異常を診断する筒内燃料噴射
エンジンの高圧燃料系診断装置に関し、更には、高圧燃
料系の異常時に対処することが可能な筒内燃料噴射エン
ジンの制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、燃費、エンジン出力の向上、
及び、排気エミッションの改善を目的として、筒内(燃
焼室内)に直接燃料を噴射し、噴射燃料を点火プラグに
より着火して燃焼させる筒内燃料噴射エンジンが知られ
ている。
【0003】そして、この筒内燃料噴射エンジンにおい
ては、特開平2−169834号公報、或いは、特開平
8−177699号公報等に開示されているように、筒
内圧力に抗して筒内に燃料を直接噴射するため、インジ
ェクタに供給する燃料圧力を高圧に維持する必要があ
り、燃料タンクからの燃料を低圧ポンプ(フィードポン
プ)により高圧ポンプに送給し、この高圧ポンプによっ
て更に燃料を昇圧して、高圧燃料をインジェクタに供給
している。
【0004】すなわち、高圧ポンプは燃料自吸能力が不
十分なため、高圧ポンプの上流に電動式フィードポンプ
等の低圧ポンプを配設し、この低圧ポンプによって燃料
タンクから燃料を高圧ポンプに送給するようにしてい
る。
【0005】また、高圧ポンプに安定して燃料を供給す
るために、高圧ポンプの最大吐出流量と同等以上の吐出
流量を有する低圧ポンプを採用し、更に、低圧レギュレ
ータによって低圧ポンプからの燃料圧力を所定の燃料圧
力に調圧して高圧ポンプに送給している。
【0006】更に、この種の筒内燃料噴射エンジンにお
いては、エンジン運転状態に基づいて燃料噴射量を定め
る燃料噴射パルス幅を設定し、この燃料噴射パルス幅に
よる駆動信号をインジェクタに出力して、この燃料噴射
パルス幅駆動信号によるインジェクタの開弁時間によっ
て所望とする燃料噴射量を得るようにしている。従っ
て、高圧ポンプからインジェクタに燃料を供給する高圧
燃料系の燃料圧力を所定の圧力に保持する必要があり、
このため、高圧ポンプによって昇圧された燃料を高圧レ
ギュレータによって所定の制御燃料圧力に調圧し、この
制御燃料圧力による高圧燃料をインジェクタに供給する
ようにしている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高圧燃
料系を構成する高圧ポンプ、或いは高圧レギュレータの
異常、又は、高圧燃料系からの燃料漏れ等が生じると、
インジェクタに供給する高圧燃料の燃料圧力を所定の制
御燃料圧力に維持できず、燃料噴射制御性が悪化し、ま
た、インジェクタに開弁不良等の異常が生じた場合に
も、所望とする燃料噴射量を得ることができず、同様
に、燃料噴射制御性が悪化する。
【0008】そして、これら高圧燃料系の異常度合いが
進行すると、燃料噴射制御性がより悪化してエンジンの
燃焼状態が悪化し、著しい場合には、エンジン運転不能
或いはエンジン損傷を招く虞がある。
【0009】本発明は、上記事情に鑑み、筒内燃料噴射
エンジンにおける高圧燃料系の異常を的確に診断するこ
とが可能な筒内燃料噴射エンジンの高圧燃料系診断装置
を提供することを第1の目的とし、更には、高圧燃料系
の異常時にフェイルセーフを行うことが可能な筒内燃料
噴射エンジンの制御装置を提供することを第2の目的と
する。
【0010】
【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、請求項1記載の発明は、高圧ポンプにより燃料
を昇圧し、筒内に直接燃料を噴射するインジェクタに高
圧燃料を供給する筒内燃料噴射エンジンの高圧燃料系診
断装置において、図1(a)の基本構成図に示すよう
に、高圧燃料系の燃料圧力の挙動、及び、空燃比とイン
ジェクタへの燃料噴射パルス幅との関係の少なくとも一
方を監視し、上記燃料圧力の挙動が異常のとき、及び、
空燃比と燃料噴射パルス幅との関係に整合性が無いとき
の少なくとも1つの条件成立時に、高圧燃料系の異常と
診断して高圧燃料系の異常を報知する診断手段を備えた
ことを特徴とする。
【0011】上記第2の目的を達成するため、請求項2
記載の発明は、低圧ポンプからの低圧燃料を低圧レギュ
レータにより所定の燃料圧力に調圧して高圧ポンプに送
給し、該高圧ポンプにより更に燃料を昇圧し且つ高圧レ
ギュレータにより所定の制御燃料圧力に調圧された高圧
燃料をインジェクタに供給すると共に、エンジン運転状
態に基づいて燃料噴射量を設定し、該燃料噴射量による
燃料をインジェクタにより筒内に直接噴射する筒内燃料
噴射エンジンの制御装置において、図1(b)の基本構
成図に示すように、上記高圧レギュレータをバイパスし
高圧燃料系と低圧燃料系とを連通する燃料バイパス通路
を設け、該燃料バイパス通路に配設された開閉弁手段
と、高圧燃料系の燃料圧力の挙動、及び、空燃比とイン
ジェクタへの燃料噴射パルス幅との関係の少なくとも一
方を監視し、上記燃料圧力の挙動が異常のとき、及び、
空燃比と燃料噴射パルス幅との関係に整合性が無いとき
の少なくとも1つの条件成立時に、高圧燃料系の異常と
診断する診断手段と、高圧燃料系の正常時には、上記開
閉弁手段を閉弁制御し、高圧燃料系の異常時には、上記
開閉弁を開弁制御する開閉弁制御手段と、高圧燃料系の
正常時には、上記高圧レギュレータにより規定される制
御燃料圧力に対応して、エンジン運転状態に基づき、燃
料噴射量を定める上記インジェクタに対する燃料噴射パ
ルス幅を設定し、一方、高圧燃料系の異常時には、上記
低圧レギュレータにより規定される低圧燃料圧力に対応
して、エンジン運転状態に基づき、燃料噴射パルス幅を
設定する燃料噴射制御手段とを備えたことを特徴とす
る。
【0012】請求項3記載の発明は、低圧ポンプからの
低圧燃料を低圧レギュレータにより所定の燃料圧力に調
圧して高圧ポンプに送給し、該高圧ポンプにより更に燃
料を昇圧し且つ電磁式高圧レギュレータにより調圧され
た高圧燃料をインジェクタに供給すると共に、エンジン
運転状態に基づいて燃料噴射時期及び燃料噴射量を設定
し、該燃料噴射時期において上記噴射量による燃料をイ
ンジェクタにより筒内に直接噴射する筒内燃料噴射エン
ジンの制御装置において、図1(c)の基本構成図に示
すように、上記電磁式高圧レギュレータの下流側を低圧
燃料系に接続構成し、また、高圧燃料系の燃料圧力の挙
動、及び、空燃比とインジェクタへの燃料噴射パルス幅
との関係の少なくとも一方を監視し、上記燃料圧力の挙
動が異常のとき、及び、空燃比と燃料噴射パルス幅との
関係に整合性が無いときの少なくとも1つの条件成立時
に、高圧燃料系の異常と診断する診断手段と、高圧燃料
系の正常時には、所定の制御燃料圧力を得るよう上記電
磁式高圧レギュレータに対する制御量を設定し、高圧燃
料系の異常時には、上記電磁式高圧レギュレータを全開
にする制御量を設定する高圧レギュレータ制御手段と、
高圧燃料系の正常時には、上記電磁式高圧レギュレータ
による制御燃料圧力に対応して、エンジン運転状態に基
づき、燃料噴射量を定める上記インジェクタに対する燃
料噴射パルス幅を設定し、一方、高圧燃料系の異常時に
は、上記低圧レギュレータにより規定される低圧燃料圧
力に対応して、エンジン運転状態に基づき、燃料噴射パ
ルス幅を設定する燃料噴射制御手段とを備えたことを特
徴とする。
【0013】請求項4記載の発明は、請求項2或いは請
求項3記載の発明において、更に、高圧燃料系の実用域
での燃料圧力をパラメータとして、該燃料圧力による燃
料噴射量の変化を補正するための燃料圧力補正係数をメ
モリした燃料圧力補正係数テーブルと、エンジン回転数
及びエンジン負荷をパラメータとして、低圧レギュレー
タにより規定される低圧燃料圧力の状況下で要求燃料噴
射量を得るに適正な燃料噴射パルス幅をメモリした異常
時燃料噴射パルス幅テーブルとを備え、上記燃料噴射制
御手段は、高圧燃料系の正常時には、エンジン運転状態
に基づいて基本燃料噴射量を設定し、上記高圧レギュレ
ータ或いは上記電磁式高圧レギュレータによる所定の制
御燃料圧力の状態下で、上記基本燃料噴射量を得るため
の、インジェクタに対する基本開弁時間を定める基本燃
料噴射パルス幅を、上記基本燃料噴射量に基づいて設定
すると共に、高圧燃料系の燃料圧力に基づき上記燃料圧
力補正係数テーブルを参照して燃料圧力補正係数を設定
し、該燃料圧力補正係数により上記基本燃料噴射パルス
幅を補正してインジェクタに対する最終的な燃料噴射パ
ルス幅を設定し、一方、高圧燃料系の異常時には、エン
ジン回転数及びエンジン負荷に基づいて上記異常時燃料
噴射パルス幅テーブルを参照し、インジェクタに対する
最終的な燃料噴射パルス幅を設定することを特徴とす
る。
【0014】請求項5記載の発明は、請求項2或いは請
求項3記載の発明において、更に、高圧燃料系の実用域
での燃料圧力をパラメータとして、該燃料圧力による燃
料噴射量の変化を補正するための燃料圧力補正係数をメ
モリした燃料圧力補正係数テーブルを備え、上記燃料噴
射制御手段は、エンジン運転状態に基づいて基本燃料噴
射量を設定し、上記高圧レギュレータ或いは上記電磁式
高圧レギュレータによる所定の制御燃料圧力の状態下
で、上記基本燃料噴射量を得るための、インジェクタに
対する基本開弁時間を定める基本燃料噴射パルス幅を、
上記基本燃料噴射量に基づいて設定すると共に、高圧燃
料系の燃料圧力に基づき上記燃料圧力補正係数テーブル
を参照して燃料圧力補正係数を設定し、更に、少なくと
も高圧燃料系の異常時には、上記低圧レギュレータによ
る低圧燃料圧力に対応して基本燃料噴射パルス幅を増加
補正するための異常時補正係数を設定し、上記燃料圧力
補正係数及び異常時補正係数により上記基本燃料噴射パ
ルス幅を補正してインジェクタに対する最終的な燃料噴
射パルス幅を設定することを特徴とする。
【0015】請求項6記載の発明は、請求項2或いは請
求項3記載の発明において、更に、上記低圧レギュレー
タによる低圧燃料圧力、及び高圧燃料系の実用域での燃
料圧力をパラメータとして、該燃料圧力による燃料噴射
量の変化を補正するための燃料圧力補正係数をメモリし
た燃料圧力補正係数テーブルを備え、上記燃料噴射制御
手段は、エンジン運転状態に基づいて基本燃料噴射量を
設定し、上記高圧レギュレータ或いは上記電磁式高圧レ
ギュレータによる所定の制御燃料圧力の状態下で、上記
基本燃料噴射量を得るための、インジェクタに対する基
本開弁時間を定める基本燃料噴射パルス幅を、上記基本
燃料噴射量に基づいて設定すると共に、高圧燃料系の燃
料圧力に基づき上記燃料圧力補正係数テーブルを参照し
て燃料圧力補正係数を設定し、該燃料圧力補正係数によ
り上記基本燃料噴射パルス幅を補正してインジェクタに
対する最終的な燃料噴射パルス幅を設定することを特徴
とする。
【0016】請求項7記載の発明は、低圧ポンプからの
低圧燃料を低圧レギュレータにより所定の燃料圧力に調
圧して高圧ポンプに送給し、該高圧ポンプにより更に燃
料を昇圧し且つ高圧レギュレータにより所定の制御燃料
圧力に調圧された高圧燃料をインジェクタに供給すると
共に、エンジン低負荷低回転時には、後期噴射による成
層燃焼を選択して、エンジン運転状態に基づき成層燃焼
に適合する燃料噴射量、燃料噴射時期、及び点火時期を
設定し、また、エンジン高負荷高回転時には、早期噴射
による均一混合燃焼を選択して、エンジン運転状態に基
づき均一混合燃焼に適合する燃料噴射量、燃料噴射時
期、及び点火時期を設定し、上記燃料噴射時期において
上記噴射量による燃料をインジェクタにより筒内に直接
噴射して、上記点火時期において点火プラグにより点火
して噴射燃料を着火し、成層燃焼或いは均一混合燃焼を
行う筒内燃料噴射エンジンの制御装置において、図2
(a)の基本構成図に示すように、上記高圧レギュレー
タをバイパスし高圧燃料系と低圧燃料系とを連通する燃
料バイパス通路を設け、該燃料バイパス通路に配設され
た開閉弁手段と、高圧燃料系の燃料圧力の挙動、及び、
空燃比とインジェクタへの燃料噴射パルス幅との関係の
少なくとも一方を監視し、上記燃料圧力の挙動が異常の
とき、及び、空燃比と燃料噴射パルス幅との関係に整合
性が無いときの少なくとも1つの条件成立時に、高圧燃
料系の異常と診断する診断手段と、高圧燃料系の正常時
には、上記開閉弁手段を閉弁制御し、高圧燃料系の異常
時には、上記開閉弁を開弁制御する開閉弁制御手段と、
エンジン運転状態に基づいてエンジン低負荷低回転時に
は後期噴射による成層燃焼を選択し、エンジン高負荷高
回転時には早期噴射による均一混合燃焼を選択する燃焼
方式選択手段と、高圧燃料系の正常時であって、成層燃
焼が選択されている時には、上記高圧レギュレータによ
り規定される制御燃料圧力に対応して、エンジン運転状
態に基づき、成層燃焼に適合する燃料噴射量を定める上
記インジェクタに対する燃料噴射パルス幅を設定すると
共に、燃料噴射時期を燃料噴射対象気筒の圧縮行程に設
定し、また、高圧燃料系の正常時であって均一混合燃焼
が選択されている時には、上記高圧レギュレータにより
規定される制御燃料圧力に対応して、エンジン運転状態
に基づき、均一混合燃焼に適合する上記インジェクタに
対する燃料噴射パルス幅を設定すると共に、燃料噴射時
期を燃料噴射対象気筒の排気行程終期ないし吸気行程に
設定し、一方、高圧燃料系の異常時には、上記低圧レギ
ュレータにより規定される低圧燃料圧力に対応して、エ
ンジン運転状態に基づき均一混合燃焼に適合する燃料噴
射パルス幅を設定すると共に、均一混合燃焼に適合する
燃料噴射時期を設定する燃料噴射制御手段と、高圧燃料
系の正常時であって成層燃焼が選択されている時には、
エンジン運転状態に基づき成層燃焼に適合する点火時期
を設定し、高圧燃料系の正常時であって均一混合燃焼が
選択されている時、或いは、高圧燃料系の異常時には、
エンジン運転状態に基づき均一混合燃焼に適合する点火
時期を設定する点火時期制御手段とを備えたことを特徴
とする。
【0017】請求項8記載の発明は、低圧ポンプからの
低圧燃料を低圧レギュレータにより所定の燃料圧力に調
圧して高圧ポンプに送給し、該高圧ポンプにより更に燃
料を昇圧し且つ電磁式高圧レギュレータにより調圧され
た高圧燃料をインジェクタに供給すると共に、エンジン
低負荷低回転時には、後期噴射による成層燃焼を選択し
て、エンジン運転状態に基づき成層燃焼に適合する燃料
噴射量、燃料噴射時期、及び点火時期を設定し、また、
エンジン高負荷高回転時には、早期噴射による均一混合
燃焼を選択して、エンジン運転状態に基づき均一混合燃
焼に適合する燃料噴射量、燃料噴射時期、及び点火時期
を設定し、上記燃料噴射時期において上記噴射量による
燃料をインジェクタにより筒内に直接噴射して、上記点
火時期において点火プラグにより点火して噴射燃料を着
火し、成層燃焼或いは均一混合燃焼を行う筒内燃料噴射
エンジンの制御装置において、図2(b)の基本構成図
に示すように、上記電磁式高圧レギュレータの下流側を
低圧燃料系に接続構成し、また、高圧燃料系の燃料圧力
の挙動、及び、空燃比とインジェクタへの燃料噴射パル
ス幅との関係の少なくとも一方を監視し、上記燃料圧力
の挙動が異常のとき、及び、空燃比と燃料噴射パルス幅
との関係に整合性が無いときの少なくとも1つの条件成
立時に、高圧燃料系の異常と診断する診断手段と、高圧
燃料系の正常時には、所定の制御燃料圧力を得るよう上
記電磁式高圧レギュレータに対する制御量を設定し、高
圧燃料系の異常時には、上記電磁式高圧レギュレータを
全開にする制御量を設定する高圧レギュレータ制御手段
と、エンジン運転状態に基づいてエンジン低負荷低回転
時には後期噴射による成層燃焼を選択し、エンジン高負
荷高回転時には早期噴射による均一混合燃焼を選択する
燃焼方式選択手段と、高圧燃料系の正常時であって、成
層燃焼が選択されている時には、上記電磁式高圧レギュ
レータによる制御燃料圧力に対応して、エンジン運転状
態に基づき、成層燃焼に適合する燃料噴射量を定める上
記インジェクタに対する燃料噴射パルス幅を設定すると
共に、燃料噴射時期を燃料噴射対象気筒の圧縮行程に設
定し、また、高圧燃料系の正常時であって、均一混合燃
焼が選択されている時には、上記電磁式高圧レギュレー
タによる制御燃料圧力に対応して、エンジン運転状態に
基づき、均一混合燃焼に適合する上記インジェクタに対
する燃料噴射パルス幅を設定すると共に、燃料噴射時期
を燃料噴射対象気筒の排気行程終期ないし吸気行程に設
定し、一方、高圧燃料系の異常時には、上記低圧レギュ
レータにより規定される低圧燃料圧力に対応して、エン
ジン運転状態に基づき均一混合燃焼に適合する燃料噴射
パルス幅を設定すると共に、均一混合燃焼に適合する燃
料噴射時期を設定する燃料噴射制御手段と、高圧燃料系
の正常時であって成層燃焼が選択されている時には、エ
ンジン運転状態に基づき成層燃焼に適合する点火時期を
設定し、高圧燃料系の正常時であって均一混合燃焼が選
択されている時、或いは、高圧燃料系の異常時には、エ
ンジン運転状態に基づき均一混合燃焼に適合する点火時
期を設定する点火時期制御手段とを備えたことを特徴と
する。
【0018】請求項9記載の発明は、請求項7或いは請
求項8記載の発明において、更に、高圧燃料系の実用域
での燃料圧力をパラメータとして、該燃料圧力による燃
料噴射量の変化を補正するための燃料圧力補正係数をメ
モリした燃料圧力補正係数テーブルと、エンジン回転数
及びエンジン負荷をパラメータとして、低圧レギュレー
タにより規定される低圧燃料圧力の状況下で均一混合燃
焼に適合する要求燃料噴射量を得るに適正な燃料噴射パ
ルス幅をメモリした異常時燃料噴射パルス幅テーブルと
を備え、上記燃料噴射制御手段は、高圧燃料系の正常時
であって、成層燃焼が選択されている時には、エンジン
運転状態に基づいて成層燃焼に適合する基本燃料噴射量
を設定し、また、高圧燃料系の正常時であって均一混合
燃焼が選択されている時には、エンジン運転状態に基づ
いて均一混合燃焼に適合する基本燃料噴射量を設定し、
上記高圧レギュレータ或いは上記電磁式高圧レギュレー
タによる所定の制御燃料圧力の状態下で、上記基本燃料
噴射量を得るための、インジェクタに対する基本開弁時
間を定める基本燃料噴射パルス幅を、上記基本燃料噴射
量に基づいて設定すると共に、高圧燃料系の燃料圧力に
基づき上記燃料圧力補正係数テーブルを参照して燃料圧
力補正係数を設定し、該燃料圧力補正係数により上記基
本燃料噴射パルス幅を補正してインジェクタに対する最
終的な燃料噴射パルス幅を設定し、一方、高圧燃料系の
異常時には、エンジン回転数及びエンジン負荷に基づい
て上記異常時燃料噴射パルス幅テーブルを参照し、イン
ジェクタに対する最終的な燃料噴射パルス幅を設定する
ことを特徴とする。
【0019】請求項10記載の発明は、請求項7或いは
請求項8記載の発明において、更に、高圧燃料系の実用
域での燃料圧力をパラメータとして、該燃料圧力による
燃料噴射量の変化を補正するための燃料圧力補正係数を
メモリした燃料圧力補正係数テーブルを備え、上記燃料
噴射制御手段は、高圧燃料系の正常時であって、成層燃
焼が選択されている時には、エンジン運転状態に基づい
て成層燃焼に適合する基本燃料噴射量を設定し、また、
高圧燃料系の正常時であって均一混合燃焼か選択されて
いる時、或いは、高圧燃料系の異常時には、エンジン運
転状態に基づいて均一混合燃焼に適合する基本燃料噴射
量を設定し、上記高圧レギュレータ或いは上記電磁式高
圧レギュレータによる所定の制御燃料圧力の状態下で、
上記基本燃料噴射量を得るための、インジェクタに対す
る基本開弁時間を定める基本燃料噴射パルス幅を、上記
基本燃料噴射量に基づいて設定すると共に、高圧燃料系
の燃料圧力に基づき上記燃料圧力補正係数テーブルを参
照して燃料圧力補正係数を設定し、更に、少なくとも高
圧燃料系の異常時には、上記低圧レギュレータによる低
圧燃料圧力に対応して基本燃料噴射パルス幅を増加補正
するための異常時補正係数を設定し、上記燃料圧力補正
係数及び異常時補正係数により上記基本燃料噴射パルス
幅を補正してインジェクタに対する最終的な燃料噴射パ
ルス幅を設定することを特徴とする。
【0020】請求項11記載の発明は、請求項7或いは
請求項8記載の発明において、更に、上記低圧レギュレ
ータによる低圧燃料圧力、及び高圧燃料系の実用域での
燃料圧力をパラメータとして、該燃料圧力による燃料噴
射量の変化を補正するための燃料圧力補正係数をメモリ
した燃料圧力補正係数テーブルを備え、上記燃料噴射制
御手段は、高圧燃料系の正常時であって、成層燃焼が選
択されている時には、エンジン運転状態に基づいて成層
燃焼に適合する基本燃料噴射量を設定し、また、高圧燃
料系の正常時であって均一混合燃焼が選択されている
時、或いは、高圧燃料系の異常時には、エンジン運転状
態に基づいて均一混合燃焼に適合する基本燃料噴射量を
設定し、上記高圧レギュレータ或いは上記電磁式高圧レ
ギュレータによる所定の制御燃料圧力の状態下で、上記
基本燃料噴射量を得るための、インジェクタに対する基
本開弁時間を定める基本燃料噴射パルス幅を、上記基本
燃料噴射量に基づいて設定すると共に、高圧燃料系の燃
料圧力に基づき上記燃料圧力補正係数テーブルを参照し
て燃料圧力補正係数を設定し、該燃料圧力補正係数によ
り上記基本燃料噴射パルス幅を補正してインジェクタに
対する最終的な燃料噴射パルス幅を設定することを特徴
とする。
【0021】請求項12記載の発明は、請求項2ないし
請求項11記載の発明において、上記燃料噴射制御手段
は、高圧燃料系の異常時において設定する燃料噴射パル
ス幅を上限規制することを特徴とする。
【0022】請求項13記載の発明は、請求項1記載の
発明による筒内燃料噴射エンジンの高圧燃料系診断装
置、或いは、請求項2ないし請求項12記載の発明によ
る筒内燃料噴射エンジンの制御装置において、上記診断
手段は、高圧燃料系の燃料圧力がエンジン起動後所定時
間経過しても所定圧力に達しないとき、及び、エンジン
始動後、高圧燃料系の燃料圧力が通常取り得ない燃料圧
力範囲外に逸脱したとき、及び、リーン空燃比の状況下
で燃料噴射パルス幅が所定値を上回る状態が所定時間継
続したときの少なくとも1つの条件成立時に高圧燃料系
の異常と診断することを特徴とする。
【0023】すなわち、請求項1記載の発明では、筒内
燃料噴射エンジンの高圧燃料系の燃料圧力の挙動、及
び、空燃比とインジェクタへの燃料噴射パルス幅との関
係の少なくとも一方を監視する。そして、燃料圧力の挙
動が異常のとき、及び、空燃比と燃料噴射パルス幅との
関係に整合性が無いときの少なくとも1つの条件成立時
に、高圧燃料系の異常と診断し、高圧燃料系の異常を報
知する。
【0024】請求項2記載の発明では、筒内燃料噴射エ
ンジンの高圧燃料系の燃料圧力の挙動、及び、空燃比と
インジェクタへの燃料噴射パルス幅との関係の少なくと
も一方を監視し、燃料圧力の挙動が異常のとき、及び、
空燃比と燃料噴射パルス幅との関係に整合性が無いとき
の少なくとも1つの条件成立時に、高圧燃料系の異常と
診断する。そして、高圧燃料系の正常時には、高圧ポン
プをバイパスし高圧燃料系と低圧燃料系とを連通する燃
料バイパス通路に配設された開閉弁手段を閉弁し、高圧
ポンプにより昇圧され且つ高圧レギュレータによって所
定の制御燃料圧力に調圧された高圧燃料をインジェクタ
に供給する。そして、この時には、高圧レギュレータに
よる制御燃料圧力に対応して、エンジン運転状態に基づ
き、燃料噴射量を定めるインジェクタに対する燃料噴射
パルス幅を設定する。一方、高圧燃料系の異常時には、
上記開閉弁手段を開弁することで、低圧ポンプにより送
給され低圧レギュレータにより所定の燃料圧力に調圧さ
れた低圧燃料を、そのまま高圧燃料系に供給してインジ
ェクタに供給する。そして、低圧レギュレータにより調
圧される低圧燃料圧力に対応して、エンジン運転状態に
基づき、インジェクタに対する燃料噴射パルス幅を設定
する。
【0025】請求項3記載の発明では、高圧レギュレー
タとして電磁式高圧レギュレータを採用し、この電磁式
高圧レギュレータの下流側を低圧燃料系に接続構成す
る。また、筒内燃料噴射エンジンの高圧燃料系の燃料圧
力の挙動、及び、空燃比とインジェクタへの燃料噴射パ
ルス幅との関係の少なくとも一方を監視し、燃料圧力の
挙動が異常のとき、及び、空燃比と燃料噴射パルス幅と
の関係に整合性が無いときの少なくとも1つの条件成立
時に、高圧燃料系の異常と診断する。そして、高圧燃料
系の正常時には、所定の制御燃料圧力を得るよう上記電
磁式高圧レギュレータに対する制御量を設定し、高圧ポ
ンプにより昇圧され且つ電磁式高圧レギュレータによっ
て所定の制御燃料圧力に調圧された高圧燃料をインジェ
クタに供給する。そして、この時には、電磁式高圧レギ
ュレータによる制御燃料圧力に対応して、エンジン運転
状態に基づき、燃料噴射量を定めるインジェクタに対す
る燃料噴射パルス幅を設定する。一方、高圧燃料系の異
常時には、上記電磁式高圧レギュレータを全開にするこ
とで、低圧ポンプにより送給され低圧レギュレータによ
り所定の燃料圧力に調圧された低圧燃料を、そのまま高
圧燃料系に供給してインジェクタに供給する。そして、
低圧レギュレータにより調圧される低圧燃料圧力に対応
して、エンジン運転状態に基づき、インジェクタに対す
る燃料噴射パルス幅を設定する。
【0026】また、上記燃料噴射パルス幅を設定するに
際し、請求項4記載の発明では、高圧燃料系の実用域で
の燃料圧力をパラメータとして、該燃料圧力による燃料
噴射量の変化を補正するための燃料圧力補正係数をメモ
リした燃料圧力補正係数テーブルと、エンジン回転数及
びエンジン負荷をパラメータとして、低圧レギュレータ
により規定される低圧燃料圧力の状況下で要求燃料噴射
量を得るに適正な燃料噴射パルス幅をメモリした異常時
燃料噴射パルス幅テーブルとを備える。そして、高圧燃
料系の正常時には、エンジン運転状態に基づいて基本燃
料噴射量を設定し、上記高圧レギュレータ或いは上記電
磁式高圧レギュレータによる所定の制御燃料圧力の状態
下で、上記基本燃料噴射量を得るためのインジェクタに
対する基本開弁時間を定める基本燃料噴射パルス幅を上
記基本燃料噴射量に基づいて設定すると共に、高圧燃料
系の燃料圧力に基づき上記燃料圧力補正係数テーブルを
参照して燃料圧力補正係数を設定する。そして、この燃
料圧力補正係数により上記基本燃料噴射パルス幅を補正
してインジェクタに対する最終的な燃料噴射パルス幅を
設定する。一方、高圧燃料系の異常時には、エンジン回
転数及びエンジン負荷に基づいて上記異常時燃料噴射パ
ルス幅テーブルを参照し、インジェクタに対する最終的
な燃料噴射パルス幅を設定する。
【0027】また、請求項5記載の発明では、高圧燃料
系の実用域での燃料圧力をパラメータとして、該燃料圧
力による燃料噴射量の変化を補正するための燃料圧力補
正係数をメモリした燃料圧力補正係数テーブルを備え
る。そして、燃料噴射パルス幅を設定するに際し、エン
ジン運転状態に基づいて基本燃料噴射量を設定し、上記
高圧レギュレータ或いは上記電磁式高圧レギュレータに
よる所定の制御燃料圧力の状態下で、上記基本燃料噴射
量を得るためのインジェクタに対する基本開弁時間を定
める基本燃料噴射パルス幅を上記基本燃料噴射量に基づ
いて設定すると共に、高圧燃料系の燃料圧力に基づき上
記燃料圧力補正係数テーブルを参照して燃料圧力補正係
数を設定する。また、少なくとも高圧燃料系の異常時に
は、上記低圧レギュレータによる低圧燃料圧力に対応し
て基本燃料噴射パルス幅を増加補正するための異常時補
正係数を設定する。そして、上記燃料圧力補正係数及び
異常時補正係数により上記基本燃料噴射パルス幅を補正
してインジェクタに対する最終的な燃料噴射パルス幅を
設定する。
【0028】さらに、請求項6記載の発明では、上記低
圧レギュレータによる低圧燃料圧力、及び高圧燃料系の
実用域での燃料圧力をパラメータとして、該燃料圧力に
よる燃料噴射量の変化を補正するための燃料圧力補正係
数をメモリした燃料圧力補正係数テーブルを備える。そ
して、燃料噴射パルス幅を設定するに際し、エンジン運
転状態に基づいて基本燃料噴射量を設定し、上記高圧レ
ギュレータ或いは上記電磁式高圧レギュレータによる所
定の制御燃料圧力の状態下で、上記基本燃料噴射量を得
るためのインジェクタに対する基本開弁時間を定める基
本燃料噴射パルス幅を上記基本燃料噴射量に基づいて設
定すると共に、高圧燃料系の燃料圧力に基づき上記燃料
圧力補正係数テーブルを参照して燃料圧力補正係数を設
定する。そして、この燃料圧力補正係数により上記基本
燃料噴射パルス幅を補正してインジェクタに対する最終
的な燃料噴射パルス幅を設定する。
【0029】請求項7記載の発明では、筒内燃料噴射エ
ンジンの高圧燃料系の燃料圧力の挙動、及び、空燃比と
インジェクタへの燃料噴射パルス幅との関係の少なくと
も一方を監視し、燃料圧力の挙動が異常のとき、及び、
空燃比と燃料噴射パルス幅との関係に整合性が無いとき
の少なくとも1つの条件成立時に、高圧燃料系の異常と
診断する。また、エンジン運転状態に基づいてエンジン
低負荷低回転時には後期噴射による成層燃焼を選択し、
高負荷高回転時には早期噴射による均一混合燃焼を選択
する。そして、高圧燃料系の正常時には、高圧ポンプを
バイパスし高圧燃料系と低圧燃料系とを連通する燃料バ
イパス通路に配設された開閉弁手段を閉弁し、高圧ポン
プにより昇圧され且つ高圧レギュレータによって所定の
制御燃料圧力に調圧された高圧燃料をインジェクタに供
給する。そして、高圧燃料系の正常時であって成層燃焼
が選択されている時には、高圧レギュレータによる制御
燃料圧力に対応して、エンジン運転状態に基づき、成層
燃焼に適合する燃料噴射量を定める上記インジェクタに
対する燃料噴射パルス幅を設定すると共に、燃料噴射時
期を燃料噴射対象気筒の圧縮行程に設定し、更に、エン
ジン運転状態に基づいて成層燃焼に適合する点火時期を
設定することで、成層燃焼を行わせる。また、高圧燃料
系の正常時であって均一混合燃焼が選択されている時に
は、高圧レギュレータによる制御燃料圧力に対応して、
エンジン運転状態に基づき、均一混合燃焼に適合する燃
料噴射量を定めるインジェクタに対する燃料噴射パルス
幅を設定すると共に、燃料噴射時期を燃料噴射対象気筒
の排気行程終期ないし吸気行程に設定し、更に、均一混
合燃焼に適合する点火時期を設定することで、均一混合
燃焼を行わせる。一方、高圧燃料系の異常時には、上記
開閉弁手段を開弁することで、低圧ポンプにより送給さ
れ低圧レギュレータにより所定の燃料圧力に調圧された
低圧燃料を、そのまま高圧燃料系に供給してインジェク
タに供給する。そして、高圧燃料系の異常時には、上記
低圧レギュレータにより調圧される低圧燃料圧力に対応
して、エンジン運転状態に基づき、均一混合燃焼に適合
する燃料噴射パルス幅を設定する。そして、この時に
は、更に、エンジン運転状態に基づいて均一混合燃焼に
適合する燃料噴射時期及び点火時期を設定することで、
燃焼方式の選択に拘わらず、早期噴射による均一混合燃
焼を行う。
【0030】請求項8記載の発明では、高圧レギュレー
タとして電磁式高圧レギュレータを採用し、この電磁式
高圧レギュレータの下流側を低圧燃料系に接続構成す
る。また、筒内燃料噴射エンジンの高圧燃料系の燃料圧
力の挙動、及び、空燃比とインジェクタへの燃料噴射パ
ルス幅との関係の少なくとも一方を監視し、燃料圧力の
挙動が異常のとき、及び、空燃比と燃料噴射パルス幅と
の関係に整合性が無いときの少なくとも1つの条件成立
時に、高圧燃料系の異常と診断する。また、エンジン運
転状態に基づいてエンジン低負荷低回転時には後期噴射
による成層燃焼を選択し、高負荷高回転時には早期噴射
による均一混合燃焼を選択する。そして、高圧燃料系の
正常時には、所定の制御燃料圧力を得るよう上記電磁式
高圧レギュレータに対する制御量を設定し、高圧ポンプ
により昇圧され且つ電磁式高圧レギュレータによって所
定の制御燃料圧力に調圧された高圧燃料をインジェクタ
に供給する。そして、高圧燃料系の正常時であって成層
燃焼が選択されている時には、電磁式高圧レギュレータ
による制御燃料圧力に対応して、エンジン運転状態に基
づき、成層燃焼に適合する燃料噴射量を定める上記イン
ジェクタに対する燃料噴射パルス幅を設定すると共に、
燃料噴射時期を燃料噴射対象気筒の圧縮行程に設定し、
更に、エンジン運転状態に基づいて成層燃焼に適合する
点火時期を設定することで、成層燃焼を行わせる。ま
た、高圧燃料系の正常時であって均一混合燃焼が選択さ
れている時には、電磁式高圧レギュレータによる制御燃
料圧力に対応して、エンジン運転状態に基づき、均一混
合燃焼に適合する燃料噴射量を定めるインジェクタに対
する燃料噴射パルス幅を設定すると共に、燃料噴射時期
を燃料噴射対象気筒の排気行程終期ないし吸気行程に設
定し、更に、均一混合燃焼に適合する点火時期を設定す
ることで、均一混合燃焼を行わせる。一方、高圧燃料系
の異常時には、上記電磁式高圧レギュレータを全開にす
ることで、低圧ポンプにより送給され低圧レギュレータ
により所定の燃料圧力に調圧された低圧燃料を、そのま
ま高圧燃料系に供給してインジェクタに供給する。そし
て、高圧燃料系の異常時には、上記低圧レギュレータに
より調圧される低圧燃料圧力に対応して、エンジン運転
状態に基づき、均一混合燃焼に適合する燃料噴射パルス
幅を設定する。そして、この時には、更に、エンジン運
転状態に基づいて均一混合燃焼に適合する燃料噴射時期
及び点火時期を設定することで、燃焼方式の選択に拘わ
らず、早期噴射による均一混合燃焼を行う。
【0031】また、上記燃料噴射パルス幅を設定するに
際し、請求項9記載の発明では、高圧燃料系の実用域で
の燃料圧力をパラメータとして、該燃料圧力による燃料
噴射量の変化を補正するための燃料圧力補正係数をメモ
リした燃料圧力補正係数テーブルと、エンジン回転数及
びエンジン負荷をパラメータとして、低圧レギュレータ
により規定される低圧燃料圧力の状況下で均一混合燃焼
に適合する要求燃料噴射量を得るに適正な燃料噴射パル
ス幅をメモリした異常時燃料噴射パルス幅テーブルとを
備える。そして、高圧燃料系の正常時であって、成層燃
焼が選択されている時には、エンジン運転状態に基づい
て成層燃焼に適合する基本燃料噴射量を設定し、また、
高圧燃料系の正常時であって均一混合燃焼が選択されて
いる時には、エンジン運転状態に基づいて均一混合燃焼
に適合する基本燃料噴射量を設定する。そして、上記高
圧レギュレータ或いは上記電磁式高圧レギュレータによ
る所定の制御燃料圧力の状態下で、上記基本燃料噴射量
を得るための、インジェクタに対する基本開弁時間を定
める基本燃料噴射パルス幅を、上記基本燃料噴射量に基
づいて設定し、更に、高圧燃料系の燃料圧力に基づいて
上記燃料圧力補正係数テーブルを参照し、燃料圧力補正
係数を設定する。そして、この燃料圧力補正係数により
上記基本燃料噴射パルス幅を補正してインジェクタに対
する最終的な燃料噴射パルス幅を設定する。一方、高圧
燃料系の異常時には、エンジン回転数及びエンジン負荷
に基づいて上記異常時燃料噴射パルス幅テーブルを参照
し、インジェクタに対する最終的な燃料噴射パルス幅を
設定する。
【0032】また、請求項10記載の発明では、高圧燃
料系の実用域での燃料圧力をパラメータとして、該燃料
圧力による燃料噴射量の変化を補正するための燃料圧力
補正係数をメモリした燃料圧力補正係数テーブルを備え
る。そして、燃料噴射パルス幅を設定するに際し、高圧
燃料系の正常時であって、成層燃焼が選択されている時
には、エンジン運転状態に基づいて成層燃焼に適合する
基本燃料噴射量を設定し、また、高圧燃料系の正常時で
あって均一混合燃焼が選択されている時、或いは、高圧
燃料系の異常時には、エンジン運転状態に基づいて均一
混合燃焼に適合する基本燃料噴射量を設定する。そし
て、上記高圧レギュレータ或いは上記電磁式高圧レギュ
レータによる所定の制御燃料圧力の状態下で、上記基本
燃料噴射量を得るための、インジェクタに対する基本開
弁時間を定める基本燃料噴射パルス幅を、上記基本燃料
噴射量に基づいて設定し、更に、高圧燃料系の燃料圧力
に基づいて上記燃料圧力補正係数テーブルを参照し、燃
料圧力補正係数を設定する。また、少なくとも高圧燃料
系の異常時には、上記低圧レギュレータによる低圧燃料
圧力に対応して基本燃料噴射パルス幅を増加補正するた
めの異常時補正係数を設定する。そして、上記燃料圧力
補正係数及び異常時補正係数により上記基本燃料噴射パ
ルス幅を補正してインジェクタに対する最終的な燃料噴
射パルス幅を設定する。
【0033】さらに、請求項11記載の発明では、上記
低圧レギュレータによる低圧燃料圧力、及び高圧燃料系
の実用域での燃料圧力をパラメータとして、該燃料圧力
による燃料噴射量の変化を補正するための燃料圧力補正
係数をメモリした燃料圧力補正係数テーブルを備える。
そして、燃料噴射パルス幅を設定するに際し、高圧燃料
系の正常時であって、成層燃焼が選択されている時に
は、エンジン運転状態に基づいて成層燃焼に適合する基
本燃料噴射量を設定し、また、高圧燃料系の正常時であ
って均一混合燃焼が選択されている時、或いは、高圧燃
料系の異常時には、エンジン運転状態に基づいて均一混
合燃焼に適合する基本燃料噴射量を設定する。そして、
上記高圧レギュレータ或いは上記電磁式高圧レギュレー
タによる所定の制御燃料圧力の状態下で、上記基本燃料
噴射量を得るための、インジェクタに対する基本開弁時
間を定める基本燃料噴射パルス幅を、上記基本燃料噴射
量に基づいて設定し、更に、高圧燃料系の燃料圧力に基
づいて上記燃料圧力補正係数テーブルを参照し、燃料圧
力補正係数を設定する。そして、この燃料圧力補正係数
により上記基本燃料噴射パルス幅を補正してインジェク
タに対する最終的な燃料噴射パルス幅を設定する。
【0034】また、高圧燃料系の異常時において燃料噴
射パルス幅を設定するに際し、請求項12記載の発明で
は、燃料噴射パルス幅を上限規制することで、高圧燃料
系の異常時は、エンジン出力を制限する。
【0035】また、高圧燃料系を診断するに際し、請求
項13記載の発明では、高圧燃料系の燃料圧力が、エン
ジン起動後、所定時間経過しても所定圧力に達しないと
き、及び、エンジン始動後、高圧燃料系の燃料圧力が通
常取り得ない燃料圧力範囲外に逸脱したとき、及び、リ
ーン空燃比の状況下で燃料噴射パルス幅が所定値を上回
る状態が所定時間継続したときの少なくとも1つの条件
成立時に、高圧燃料系の異常と診断する。
【0036】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を説明する。図3〜図23は本発明の実施の第
1形態を示す。
【0037】先ず、図19に基づいて筒内燃料噴射エン
ジンの概略構成について説明する。同図において、符号
1は筒内燃料噴射エンジンの一例としての自動車等の車
輌用の水平対向型4サイクル4気筒筒内直噴ガソリンエ
ンジン(以下、単に「エンジン」と称する)である。こ
のエンジン1のシリンダブロック1aの左右両バンクに
は、シリンダヘッド2がそれぞれ設けられ、各シリンダ
ヘッド2に各気筒に対応して吸気ポート2aと排気ポー
ト2bが形成されている。
【0038】このエンジン1の吸気系は、各吸気ポート
2aにインテークマニホルド3が連通され、このインテ
ークマニホルド3に各気筒の吸気通路が集合するエアチ
ャンバ4を介してスロットルチャンバ5が連通されてい
る。そして、このスロットルチャンバ5の上流側に吸気
管6を介してエアクリーナ7が取り付けられ、このエア
クリーナ7がエアインテークチャンバ8に連通されてい
る。
【0039】また、上記スロットルチャンバ5には、ア
クセルペダル9に連動するスロットル弁5aが設けられ
ている。上記吸気管6には、スロットル弁5aをバイパ
スするバイパス通路10が接続され、このバイパス通路
10に、アイドル時にその弁開度によって該バイパス通
路10を流れるバイパス空気量を調整することでアイド
ル回転数を制御するアイドル回転数制御弁(ISC弁)
11が介装されている。
【0040】一方、上記シリンダヘッド2には、燃焼室
12内(筒内)に燃料を直接噴射するインジェクタ13
が各気筒毎に配設されている。そして、上記シリンダヘ
ッド2の各気筒毎に、先端の放電電極を燃焼室12に露
呈する点火プラグ13が取り付けられ、この点火プラグ
13に、各気筒毎に配設された点火コイル15を介して
イグナイタ16が接続されている。
【0041】また、エンジン1の排気系としては、上記
シリンダヘッド2の各排気ポート2bに連通するエキゾ
ーストマニホルド17の集合部に排気管18が連通さ
れ、この排気管18に触媒コンバータ19が介装されて
マフラ20に連通されている。
【0042】次に、エンジン1の燃料供給系の構成につ
いて、図19及び図20に基づき説明する。図19及び
図20の符号21は、燃料タンク22から上記各インジ
ェクタ13に燃料を供給するための燃料通路である。そ
して、この燃料通路21に、上流側から順に、燃料フィ
ルタ23、低圧ポンプの一例としての電動式フィードポ
ンプ24、このフィードポンプ24からの燃料を所定の
高圧力に昇圧するためのエンジン駆動式プランジャポン
プ等からなる高圧ポンプ25、上記各インジェクタ13
に連通接続するコモンレール26、及び、インジェクタ
13への燃料圧力を所定の制御燃料圧力PfB(例えば、
PfB=7MPa)に調圧するための周知の機械式プレッ
シャレギュレータからなる高圧レギュレータ27が介装
されている。
【0043】そして、燃料通路21の高圧ポンプ25の
上流側が、フィードポンプ24により燃料タンク22か
ら燃料を送出する低圧燃料通路21aを構成し、上記高
圧ポンプ25と高圧レギュレータ27との間が、低圧燃
料通路21aからの燃料を昇圧して所定の高圧燃料を上
記各インジェクタ13に供給する高圧燃料通路21bを
構成している。
【0044】また、フィードポンプ24下流の低圧燃料
通路21aと燃料タンク22が燃料リターン通路21c
を介して連通され、この燃料リターン通路21cに、低
圧燃料通路21aの燃料圧力を所定圧力(例えば、0.
2MPa)に調圧するためのダイアフラム式プレッシャ
レギュレータ等からなる低圧レギュレータ28が介装さ
れている。
【0045】更に、高圧レギュレータ27の下流側が、
低圧燃料系として、フィードポンプ24下流の低圧燃料
通路21aと低圧レギュレータ28との間の燃料リター
ン通路21cに接続されており、高圧レギュレータ27
からの余剰燃料を低圧燃料通路21aに戻すことで、小
容量のフィードポンプ24を採用することを可能として
いる。
【0046】一方、上記高圧レギュレータ27の上流と
下流とをバイパスし高圧燃料系と低圧燃料系とを連通す
る燃料バイパス通路21dが、コモンレール26と高圧
レギュレータ27間の高圧燃料通路21bと、低圧レギ
ュレータ28上流の燃料リターン通路21cとに連通接
続されており、この燃料バイパス通路21dに、開閉弁
手段の一例として電磁切換弁からなるバイパス切換弁2
9が配設されている。
【0047】また、上記コモンレール26と高圧レギュ
レータ27との間の高圧燃料通路21bと、低圧レギュ
レータ28下流の燃料リターン通路21cとを連通する
パージ通路21eに、電磁切換弁からなるベーパ処理弁
30が配設されている。
【0048】次に、エンジン運転状態を検出するための
センサ類について説明する。
【0049】エンジン負荷の一例として、要求負荷を表
す上記アクセルペダル9の踏込み量(アクセル開度)を
検出するために、該アクセルペダル9の支持部にポテン
ショメータ等からなるアクセル開度センサ31が併設さ
れている。
【0050】また、エンジン1aのシリンダブロック1
aにノックセンサ32が取り付けられており、シリンダ
ブロック1aの左右両バンクを連通する冷却水通路33
に冷却水温センサ34が臨まされている。更に、インジ
ェクタ13に供給される高圧燃料系の燃料圧力Pfを検
出するため、上記コモンレール26に燃料圧力センサ3
5が配設されている。
【0051】また、触媒コンバータ19の上流に、空燃
比を検出する空燃比センサの一例としてリニアO2セン
サ36が配設されている。このリニアO2センサ36
は、周知のように、空燃比に対してリニアな出力特性を
有し、リニアO2センサ36の出力値によって直接的に
空燃比を検出することが可能である。
【0052】また、エンジン1のクランクシャフト37
に軸着するクランクロータ38の外周に、電磁ピックア
ップ等からなるクランク角センサ39が対設され、更
に、クランクシャフト37に対して1/2回転するカム
シャフト40に連設するカムロータ41に、電磁ピック
アップ等からなる気筒判別センサ42が対設されてい
る。
【0053】上記クランクロータ38は、図21に示す
ように、その外周に突起38a,38b,38cが形成
され、これらの各突起38a,38b,38cが、各気
筒(#1,#2気筒と#3,#4気筒)の圧縮上死点前
(BTDC)θ1,θ2,θ3の位置に形成されてい
る。本形態においては、θ1=97°CA,θ2=65
°CA,θ3=10°CAである。
【0054】また、図22に示すように、上記カムロー
タ41の外周には、気筒判別用の突起41a,41b,
41cが形成され、突起41aが#3,#4気筒の圧縮
上死点後(ATDC)θ4の位置に形成され、突起41
bが3個の突起で構成されて最初の突起が#1気筒のA
TDCθ5の位置に形成されている。更に、突起41c
が2個の突起で構成され、最初の突起が#2気筒のAT
DCθ6の位置に形成されている。本形態においては、
θ4=20°CA,θ5=5°CA,θ6=20°CA
である。
【0055】そして、エンジン運転に伴いクランクシャ
フト37及びカムシャフト40の回転により上記クラン
クロータ38及びカムロータ41が回転し、クランクロ
ータ38の各突起38a,38b,38cが上記クラン
ク角センサ39によって検出され、図14及び図15の
タイムチャートに示すように、クランク角センサ39か
らθ1,θ2,θ3(BTDC97°,65°,10°
CA)の各クランクパルスがエンジン1/2回転(18
0°CA)毎に出力される。一方、θ3クランクパルス
とθ1クランクパルスとの間で上記カムロータ41の各
突起が上記気筒判別センサ42によって検出され、気筒
判別センサ42から所定数の気筒判別パルスが出力され
る。
【0056】後述するように、電子制御装置50(図2
3参照)では、上記クランク角センサ39から出力され
る各クランクパルスの入力間隔時間に基づいてエンジン
回転数NEを算出し、また、各気筒の燃焼行程順(本実
施の形態では、#1気筒→#3気筒→#2気筒→#4気
筒)と、上記気筒判別センサ42から出力される気筒判
別パルスをカウンタによって計数した値とのパターンに
基づいて、燃料噴射対象気筒や点火対象気筒等の気筒判
別を行う。
【0057】上記インジェクタ13、点火プラグ14、
ISC弁11に対する制御量の演算、制御信号の出力、
すなわち燃料噴射制御、点火時期制御、アイドル回転数
制御等のエンジン制御、及び、フィードポンプ24の作
動制御、バイパス切換弁29の開閉制御、パージ処理弁
30の開閉制御等の各種制御は、図23に示す電子制御
装置(ECU)50によって行われる。
【0058】上記ECU50は、CPU51、ROM5
2、RAM53、バックアップRAM54、カウンタ・
タイマ群55、及びI/Oインターフェイス56がバス
ラインを介して互いに接続されるマイクロコンピュータ
を中心として構成され、各部に安定化電源を供給する定
電圧回路57、上記I/Oインターフェイス56に接続
される駆動回路58及びA/D変換器等59等の周辺回
路が内蔵されている。
【0059】尚、上記カウンタ・タイマ群は、フリーラ
ンカウンタ、気筒判別センサ信号(気筒判別パルス)の
入力計数用カウンタ等の各種カウンタ、燃料噴射用タイ
マ、点火用タイマ、クランク角センサ信号(クランクパ
ルス)の入力間隔時間計時用タイマ、及び、システム異
常監視用のウオッチドッグタイマ等の各種タイマを便宜
上総称するものであり、その他、各種のソフトウエアカ
ウンタ・タイマが用いられる。
【0060】上記定電圧回路57は、2回路のリレー接
点を有する電源リレー60の第1のリレー接点を介して
バッテリ61に接続され、バッテリ61に、上記電源リ
レー60のリレーコイルがイグニッションスイッチ62
を介して接続されている。また、上記定電圧回路57
は、直接、上記バッテリ61に接続されており、イグニ
ッションスイッチ62がONされて電源リレー60の接
点が閉となるとECU50の各部へ電源を供給する一
方、上記イグニッションスイッチ62のON,OFFに
拘わらず、常時、上記バックアップRAM54にバック
アップ用の電源を供給する。更に、上記バッテリ61に
は、フィードポンプリレー63のリレー接点を介して上
記フィードポンプ24が接続されている。尚、上記電源
リレー60の第2のリレー接点には、上記バッテリ61
から各アクチュエータに電源を供給するための電源線が
接続されている。
【0061】上記I/Oインターフェイス56の入力ポ
ートには、ノックセンサ32、クランク角センサ39、
気筒判別センサ42、車速を検出するための車速センサ
43、エンジン始動状態を検出するためスタータスイッ
チ44が接続されており、更に、上記A/D変換器59
を介して、アクセル開度センサ31、冷却水温センサ3
4、燃料圧力センサ35、及びリニアO2センサ36が
接続されると共に、バッテリ電圧VBが入力されてモニ
タされる。
【0062】一方、上記I/Oインターフェイス56の
出力ポートには、ISC弁11、インジェクタ13、バ
イパス切換弁29、ベーパ処理弁30、図示しないイン
ストルメントパネルに配設され各種警報を集中表示する
警報ランプ45、及び、フィードポンプリレー63のリ
レーコイルが上記駆動回路58を介して接続されると共
に、イグナイタ16が接続されている。
【0063】また、上記I/Oインターフェイス56に
は、外部接続用コネクタ65が接続されており、この外
部接続用コネクタ65にシリアルモニタ(携帯型故障診
断装置)70を接続することで、シリアルモニタ70に
よってECU50における入出力データ、及び、ECU
50の自己診断機能により上記バックアップRAM54
にストアされた高圧燃料系の異常を示す後述する高圧燃
料系NGフラグFHPNGを含む故障部位、故障内容を示す
トラブルデータを読み出して診断可能としている。更
に、上記シリアルモニタ70によって、上記トラブルデ
ータのイニシャルセット(クリア)が行えるようになっ
ている。
【0064】尚、このシリアルモニタ70によるトラブ
ルデータの診断、及びイニシャルセットについては、本
出願人による特公平7−76730号公報に詳述されて
いる。
【0065】上記CPU51では、ROM52に記憶さ
れている制御プログラムに従って、I/Oインターフェ
イス56を介して入力されるセンサ・スイッチ類からの
検出信号、及びバッテリ電圧等を処理し、RAM53に
格納される各種データ、及びバックアップRAM54に
格納されている各種学習値データ、ROM52に記憶さ
れている固定データ等に基づき、燃料噴射量、燃料噴射
時期、点火時期、ISC弁11に対する駆動信号のデュ
ーティ比等を演算し、燃料噴射制御、点火時期制御、ア
イドル回転数制御等のエンジン制御を行うと共に、フィ
ードポンプ24の作動制御、バイパス切換弁29の開閉
制御、並びに、パージ処理弁30の開閉制御等の各種制
御を行う。
【0066】このような制御系において、ECU50
は、更に、燃料圧力センサ35により検出される高圧燃
料系の燃料圧力Pfの挙動、並びに、リニアO2センサ
36により検出される空燃比A/Fとインジェクタ13
の開弁時間を定める燃料噴射パルス幅Tiとの関係を監
視する。そして、燃料圧力Pfの挙動が異常のとき、及
び、空燃比A/Fと燃料噴射パルス幅との関係に整合性
が無いときの少なくとも1つの条件成立時に、高圧燃料
系の異常と診断し、上記警報ランプ45を点灯して高圧
燃料系の異常を報知すると共に、バックアップRAM5
4の所定アドレスに、高圧燃料系の異常を示す高圧燃料
系NGフラグFHPNGをセットする。
【0067】すなわち、高圧燃料系を構成する高圧ポン
プ25、或いは高圧レギュレータ27の異常、又は、高
圧燃料系からの燃料漏れ等が生じると、インジェクタ1
3に供給する高圧燃料の燃料圧力Pfを所定の制御燃料
圧力に維持できず、高圧燃料系の燃料圧力Pfの挙動が
異常となり、また、インジェクタ13に開弁不良等の異
常が生じた場合にも、所望とする燃料噴射量を得ること
ができず、空燃比A/Fとインジェクタ13の開弁時間
を定める燃料噴射パルス幅Tiとの関係に整合性が無く
なる。
【0068】従って、高圧燃料系の燃料圧力Pfの挙
動、並びに、空燃比A/Fとインジェクタ13の開弁時
間を定める燃料噴射パルス幅Tiとの関係を判断するこ
とで、これら高圧燃料系の異常を的確に診断することが
可能となる。
【0069】より詳細には、高圧燃料系を診断するに際
し、高圧燃料系の燃料圧力Pfが、エンジン起動後、所
定時間経過しても所定圧力に達しないとき、及び、エン
ジン始動後、高圧燃料系の燃料圧力Pfが通常取り得な
い燃料圧力範囲外に逸脱したとき、及び、リーン空燃比
の状況下で燃料噴射パルス幅Tiが所定値を上回る状態
が所定時間継続したときの少なくとも1つの条件成立時
に、高圧燃料系の異常と診断する。
【0070】また、この高圧燃料系に対する診断結果を
燃料噴射制御に反映することで、フェイルセーフ制御を
行う。すなわち、高圧燃料系の正常時には、上記バイパ
ス切換弁29を閉弁して、燃料バイパス通路21dから
の燃料リークを防止し、高圧ポンプ25により昇圧され
且つ高圧レギュレータ27によって所定の制御燃料圧力
に調圧された高圧燃料をインジェクタ13に供給する。
そして、この時には、高圧レギュレータ27により規定
される制御燃料圧力PfBに対応して、エンジン運転状態
に基づき、燃料噴射量を定めるインジェクタ13に対す
る燃料噴射パルス幅Tiを設定することで、従来と同様
に、要求燃料噴射量に一致する燃料噴射量を得ることが
できる。
【0071】一方、高圧燃料系の異常時には、上記バイ
パス切換弁29を開弁し、燃料バイパス通路21dによ
り高圧燃料系と低圧燃料系とを連通することで、フィー
ドポンプ24により送給され低圧レギュレータ28によ
り所定の燃料圧力に調圧された低圧燃料を、そのまま高
圧燃料系に供給してインジェクタ13に供給する。そし
て、低圧レギュレータ28により調圧される低圧燃料圧
力に対応して、エンジン運転状態に基づき、燃料噴射量
を定めるインジェクタ13に対する燃料噴射パルス幅T
iを設定する。
【0072】すなわち、高圧燃料系を構成する高圧ポン
プ25、或いは高圧レギュレータ27に異常が生じ、或
いは高圧燃料系の燃料漏れ等に起因して、高圧燃料系の
高圧燃料が所定の制御燃料圧力PfBに達しない場合、又
は、高圧レギュレータ27が全閉固着等の異常を生じ高
圧燃料系の燃料圧力Pfが異常上昇した場合には、バイ
パス切換弁29を開弁することで、高圧ポンプ25及び
高圧レギュレータ27による高圧燃料に依存することな
く、低圧燃料系の低圧燃料を、そのまま高圧燃料系に供
給してインジェクタ13に供給する。そして、更に、こ
の低圧燃料圧力の下で、所定の燃料噴射量を得るようイ
ンジェクタ13に対する燃料噴射パルス幅Tiが設定さ
れるため、高圧燃料系に異常が生じたとしても、この燃
料噴射パルス幅Tiによって要求燃料噴射量に一致する
ようインジェクタ13の開弁時間を制御することが可能
となり、要求燃料噴射量に対するインジェクタ13から
実際に噴射される燃料噴射量の誤差を抑制し、燃料噴射
制御性の悪化を抑制することが可能となる。
【0073】従って、高圧燃料系に異常が生じたとして
も、燃料噴射制御性の悪化が抑制されるため、エンジン
の燃焼状態の悪化によるエンジン損傷等の弊害を防止し
て、運転を継続することが可能となる。
【0074】また、この時には、低圧燃料系から高圧燃
料系に低圧燃料が供給されるため、燃料圧縮による高圧
ポンプ25の負荷が軽減され、また、高圧レギュレータ
27が非作動状態となり、例え、高圧ポンプ25或いは
高圧レギュレータ27に異常が生じたとしても、この異
常度合いの進行を抑制して致命的な損傷等を防止するこ
とが可能となる。
【0075】また、高圧燃料系の異常として、インジェ
クタ13に開弁不良が生じているときには、低圧燃料が
インジェクタ13に供給されるため、インジェクタ13
の燃料圧力に抗する開弁負荷が軽減され、或る程度の燃
料噴射制御性を確保することが可能となり、この場合に
おいても燃料噴射制御性の悪化を抑制することが可能と
なる。
【0076】更に、高圧燃料系の異常として、高圧燃料
系から燃料漏れが生じているときには、高圧燃料系に低
圧燃料が供給されて、高圧燃料系の燃料圧力が低下され
るため、少なくとも高圧燃料系の燃料漏れを抑制するこ
とが可能となる。
【0077】更に具体的には、本実施の形態では、上記
ECU50は、高圧燃料系の異常を診断し、また、エン
ジン運転状態に基づいてエンジン低負荷低回転時には後
期噴射による成層燃焼を選択し、高負荷高回転時には早
期噴射による均一混合燃焼を選択する。そして、高圧燃
料系の正常時には、上記バイパス切換弁29を閉弁し
て、高圧ポンプ25により昇圧され且つ高圧レギュレー
タ27によって所定の制御燃料圧力に調圧された高圧燃
料をインジェクタ13に供給する。
【0078】そして、高圧燃料系の正常時であって、成
層燃焼が選択されている時には、高圧レギュレータ27
による制御燃料圧力PfBに対応して、エンジン運転状態
に基づき、成層燃焼に適合する燃料噴射量を定める上記
インジェクタ13に対する燃料噴射パルス幅Tiを設定
すると共に、燃料噴射時期を燃料噴射対象気筒の圧縮行
程に設定し、更に、エンジン運転状態に基づいて成層燃
焼に適合する点火時期を設定することで、エンジン低負
荷低回転時には成層燃焼を行わせ、排気エミッションの
改善及び燃費の向上を図る。
【0079】また、高圧燃料系の正常時であって、均一
混合燃焼が選択されている時には、高圧レギュレータ2
7による制御燃料圧力PfBに対応して、エンジン運転状
態に基づき、均一混合燃焼に適合する燃料噴射量を定め
るインジェクタ13に対する燃料噴射パルス幅Tiを設
定すると共に、燃料噴射時期を燃料噴射対象気筒の排気
行程終期ないし吸気行程に設定し、更に、均一混合燃焼
に適合する点火時期を設定することで、高負荷高回転時
には均一混合燃焼を行わせ、エンジン出力の向上を図
る。
【0080】一方、高圧燃料系の異常時には、上記バイ
パス切換弁29を開弁することで、低圧燃料系の低圧燃
料を、そのまま高圧燃料系に供給してインジェクタ13
に供給する。そして、高圧燃料系の異常時には、上記低
圧レギュレータ28により調圧される低圧燃料圧力に対
応して、エンジン運転状態に基づき、均一混合燃焼に適
合する燃料噴射パルス幅Tiを設定する。そして、この
時には、更に、エンジン運転状態に基づいて均一混合燃
焼に適合する燃料噴射時期及び点火時期を設定すること
で、燃焼方式の選択に拘わらず、早期噴射による均一混
合燃焼を行う。
【0081】ここで、高圧燃料系の異常時には、低圧燃
料系の低圧燃料をインジェクタ13に供給して低圧燃料
を筒内(燃焼室12内)に噴射するため、図16に示す
ように、成層燃焼に対応して燃料噴射時期を圧縮行程に
設定すると、インジェクタ13から噴射する低圧燃料の
圧力と筒内圧力との差圧を十分確保することができず、
燃料噴射パルス幅Tiによるインジェクタ13の開弁時
間により燃料噴射量を的確に計量することができず、燃
料噴射制御性が悪化する。従って、この時には、低圧燃
料圧力と筒内圧力との差圧が充分に確保される排気行程
終期ないし吸気行程に燃料噴射時期を設定する均一混合
燃焼を行うことで、燃料噴射パルス幅Tiによるインジ
ェクタ13の開弁時間により燃料噴射量を的確に計量す
ることが可能となり、燃料噴射制御性の悪化を防止する
ことが可能となる。
【0082】すなわち、ECU50によって本発明に係
る診断手段、開閉弁制御手段、燃料噴射制御手段、並び
に、燃焼方式選択手段、点火時期制御手段の各機能が実
現される。
【0083】以下、上記ECU50によって実行される
本発明に係る制御処理について、図3〜図13に示すフ
ローチャートに従って説明する。
【0084】先ず、イグニッションスイッチ62がON
され、ECU50に電源が投入されると、システムがイ
ニシャライズされ、バックアップRAM54に格納され
ている各種学習値等のデータを除く、各フラグ、各カウ
ンタ類が初期化される。
【0085】また、ECU50のシステムイニシャライ
ズにより、ECU50からベーパ処理弁30に駆動信号
が出力されて、ベーパ処理弁30が開弁し、パージ通路
21eを介してコモンレール26と高圧レギュレータ2
7との間の高圧燃料通路21bと、低圧レギュレータ2
8下流の燃料リターン通路21cとが連通されると共
に、フィードポンプリレー63がONされてフィードポ
ンプ24が通電され、該フィードポンプ24の作動が開
始される。
【0086】これにより、燃料タンク22内の燃料が、
フィルタ23を経てフィードポンプ24により送出され
る。
【0087】また、ECU50のシステムイニシャライ
ズにより、バイパス切換弁29が閉弁制御され、該バイ
パス切換弁29の閉弁により燃料バイパス通路21dを
介しての低圧燃料系と高圧燃料系との連通が遮断され
る。尚、システムイニシャライズ後は、後述する図5の
バイパス切換弁制御ルーチンによって、高圧燃料系の異
常診断結果に応じバイパス切換弁29が開閉制御され
る。
【0088】そして、フィードポンプ24によって送出
された燃料が、低圧レギュレータ28により調圧されて
高圧ポンプ25に供給されると共に、低圧レギュレータ
28からの余剰燃料が燃料リターン通路21cを介して
燃料タンク22に戻される。
【0089】尚、このとき、エンジン1は未だ起動して
おらず、高圧ポンプ25は停止しているが、この高圧ポ
ンプ25は上述のようにエンジン駆動式のプランジャポ
ンプ等からなり、吸入口及び吐出口にそれぞれ逆止弁が
設けられており(図示せず)、従って、この逆止弁によ
り高圧ポンプ25を介して高圧燃料通路21bに燃料が
流れる。そして、更に、上記ベーパ処理弁30の開弁に
よりパージ通路21eを介してコモンレール26と高圧
レギュレータ27との間の高圧燃料通路21bと、低圧
レギュレータ28下流の燃料リターン通路21cとが連
通されていることで、燃料が高圧燃料通路21bからパ
ージ通路21e、燃料リターン通路21cを介して燃料
タンク22に戻される。
【0090】従って、燃料供給系にベーパが生じていて
も、ベーパが燃料タンク22に排出される。これによ
り、ベーパによる燃料噴射制御性の悪化が未然に防止さ
れて、エンジン1の始動に備えられる。
【0091】そして、スタータスイッチ44がONされ
てエンジン1が起動すると、ECU50は、スタータス
イッチ44のONに同期して、上記ベーパ処理弁30を
閉弁制御し、以後、パージ通路21eを介しての高圧燃
料系と燃料タンク22との連通を遮断する。そして、エ
ンジン1の起動に伴い高圧ポンプ25が駆動し、フィー
ドポンプ24からの送出燃料が高圧ポンプ25によって
加圧されると共に、上記ベーパ処理弁30の閉弁により
高圧レギュレータ27での燃料調圧が可能となり、高圧
レギュレータ27により調圧された所定の高圧燃料が、
コモンレール26を経て各気筒のインジェクタ13に供
給される。
【0092】また、スタータスイッチ44がONされて
エンジン1が起動すると、クランク角センサ39からの
クランクパルス入力毎に、図3に示す気筒判別/エンジ
ン回転数算出ルーチンが実行される。
【0093】この気筒判別/エンジン回転数算出ルーチ
ンでは、エンジン運転に伴いクランクロータ38が回転
してクランク角センサ39からクランクパルスが入力さ
れると、先ず、ステップS1で、今回入力されたクランク
パルスがθ1,θ2,θ3の何れのクランク角に対応す
る信号かを、気筒判別センサ42からの気筒判別パルス
の入力パターンに基づいて識別する。
【0094】そして、ステップS2で、クランクパルスと
気筒判別パルスとの入力パターン、及び各気筒の燃焼行
程順(本実施の形態では、#1気筒→#3気筒→#2気
筒→#4気筒)から点火対象気筒、燃料噴射対象気筒等
の気筒判別を行う。
【0095】すなわち、図14及び図15のタイムチャ
ートに示すように、例えば、前回クランクパルスが入力
してから今回クランクパルスが入力されるまでの間に気
筒判別パルスの入力が有れば、今回のクランクパルスは
θ1クランクパルスであると識別でき、更に、次回入力
されるクランクパルスはθ2クランクパルスと識別でき
る。
【0096】また、前回と今回とのクランクパルス入力
間に気筒判別パルスの入力が無く、前々回と前回のクラ
ンクパルス入力間に気筒判別パルスの入力が有ったとき
には、今回のクランクパルスはθ2クランクパルスと識
別でき、次回入力されるクランクパルスはθ3クランク
パルスと識別できる。また、前回と今回との間、及び前
々回と前回のクランクパルス入力間に、何れも気筒判別
パルスの入力が無いときには、今回入力されたクランク
パルスはθ3クランクパルスと識別でき、次回入力され
るクランクパルスはθ1クランクパルスと識別できる。
【0097】更に、前回と今回とのクランクパルス入力
間に気筒判別パルスが3個入力(突起41bに対応する
θ5気筒判別パルス)したときには、次の圧縮上死点は
#3気筒であり、点火対象気筒は#3気筒と判別するこ
とができる。
【0098】ここで、図14は成層燃焼時におけるタイ
ムチャートを示し、図15は均一混合燃焼時におけるタ
イムチャートを示す。図14に示すように、成層燃焼
は、該当気筒に対し圧縮行程において燃料噴射を行い、
燃料噴射を点火直前に終了する必要がある。また、均一
混合燃焼は、燃焼室12内(筒内)に噴射燃料が充分拡
散して噴射燃料と空気とが均一に混合した後に点火する
ため、図15に示すように、該当気筒に対し排気行程終
期ないし吸気行程において燃料噴射を行う必要がある。
【0099】本実施の形態では、該当気筒に対し、均一
混合燃焼時において最大で該当気筒のBTDC380°
CAで燃料噴射を開始するため、これ以前に燃料噴射対
象気筒を特定する必要がある。このため、該当気筒に対
してBTDC425°CAにおいて入力されるθ2クラ
ンクパルス入力時の気筒判別結果及び各気筒の燃焼行程
順(本形態では、#1気筒→#3気筒→#2気筒→#4
気筒)に基づいて燃料噴射対象気筒#iを決定する。
【0100】すなわち、θ2クランクパルスの入力時、
現在の気筒判別結果(次の圧縮上死点気筒)が#3気筒
のとき、成層燃焼の選択下においては#2気筒が次の燃
料噴射対象気筒#iとして決定され(図14参照)、均
一混合燃焼の選択下においては#4気筒が次の燃料噴射
対象気筒#iとして決定される(図15参照)。
【0101】一方、前回と今回のクランクパルス入力間
に気筒判別パルスが2個入力(突起41cに対応するθ
6気筒判別パルス)したときには、次の圧縮上死点は#
4気筒であり、点火対象気筒は#4気筒と判別すること
ができる。そして、θ2クランクパルス入力時におい
て、その時の気筒判別結果が#4気筒のときには、成層
燃焼の選択下では#1気筒が次の燃料噴射対象気筒#i
として決定され、均一混合燃焼の選択下では#3気筒が
次の燃料噴射対象気筒#iとして決定される。
【0102】また、前回と今回のクランクパルス入力間
に気筒判別パルスが1個入力(突起41aに対応するθ
4気筒判別パルス)し、前回の圧縮上死点気筒判別結果
が#4気筒のときには、次の圧縮上死点は#1気筒であ
り、点火対象気筒は#1気筒と判別できる。そして、θ
2クランクパルス入力時の気筒判別結果が#1気筒のと
きには、成層燃焼の選択下では#3気筒が次の燃料噴射
対象気筒#iとして決定され、均一混合燃焼の選択下で
は#2気筒が次の燃料噴射対象気筒#iとして決定され
る。
【0103】同様に、前回と今回のクランクパルス入力
間に気筒判別パルスが1個入力し、前回の圧縮上死点気
筒判別結果が#3気筒のときには、次の圧縮上死点は#
2気筒であり、点火対象気筒は#2気筒と判別できる。
そして、θ2クランクパルス入力時の気筒判別結果が#
2気筒のときには、成層燃焼の選択下では#4気筒が次
の燃料噴射対象気筒#iとして決定され、均一混合燃焼
の選択下では#1気筒が次の燃料噴射対象気筒#iとし
て決定される。
【0104】その後、ステップS3へ進み、前記クランク
パルス入力間隔計時用タイマによって計時された前回の
クランクパルス入力から今回のクランクパルス入力まで
の時間、すなわちクランクパルス入力間隔時間(θ1ク
ランクパルスとθ2クランクパルスの入力間隔時間Tθ
12、θ2クランクパルスとθ3クランクパルスの入力間
隔時間Tθ23、或いはθ3クランクパルスとθ1クラン
クパルスの入力間隔時間Tθ31)を読み出し、クランク
パルス入力間隔時間Tθを検出する。
【0105】次いで、ステップS4へ進み、今回識別した
クランクパルスに対応するクランクパルス間角度を読み
出し、このクランクパルス間角度と上記クランクパルス
入力間隔時間Tθとに基づいてエンジン回転数NEを算
出し、RAM53の所定アドレスにストアしてルーチン
を抜ける。
【0106】尚、上記クランクパルス間角度は既知であ
り、予めROM52に固定データとして記憶されている
ものであり、本実施の形態においては、θ1クランクパ
ルスとθ2クランクパルス間の角度θ12は32°CAで
あり、θ2クランクパルスとθ3クランクパルス間の角
度θ23は55°CA、θ3クランクパルスとθ1クラン
クパルス間の角度θ31は93°CAである。
【0107】また、システムイニシャライズ後、図4に
示す高圧燃料系診断ルーチンが所定周期(例えば、10
msec)毎に実行され、高圧燃料系に対する故障診断が行
われる。そして、所定周期毎に実行される図5のバイパ
ス切換弁制御ルーチンにおいて、高圧燃料系に対する診
断結果に応じ、高圧燃料系の正常時には、上記バイパス
切換弁29を閉弁制御し、高圧燃料系の異常時にはバイ
パス切換弁29を開弁制御する。
【0108】また、図6の燃焼方式選択ルーチンにおい
て、上記エンジン回転数NEが読み出され、燃焼方式を
選択する際に用いられる。そして、図7の点火制御ルー
チン、及び図8に示す燃料噴射制御ルーチンにおいて、
上記エンジン回転数NE、高圧燃料系に対する診断結
果、及び燃料方式の選択結果が読み出され、燃焼方式の
決定や、点火時期、燃料噴射パルス幅、燃料噴射時期を
設定する際に用いられる。
【0109】次に、図4の高圧燃料系診断ルーチンにつ
いて説明すると、先ず、ステップS11で、エンジン回転
数NEによりエンスト判定を行う。
【0110】本実施の形態では、(1)高圧燃料系の燃
料圧力Pfが、エンジン起動後、所定時間経過しても所
定圧力に達しないとき、(2)エンジン始動後、高圧燃
料系の燃料圧力Pfが通常取り得ない燃料圧力範囲外に
逸脱したとき、(3)リーン空燃比の状況下で燃料噴射
パルス幅Tiが所定値を上回る状態が所定時間継続した
とき、の少なくとも1つの条件成立時に、高圧燃料系の
異常と診断し、また、上記(1)〜(3)の全ての条件
が非成立の時に、高圧燃料系の正常と診断する。
【0111】ここで、NE=0でエンストの時には、高
圧ポンプ25が作動しておらず、また、燃料噴射も行わ
れておらず、高圧燃料系の異常診断を行うことができな
い。従って、この時には高圧燃料系に対する診断を行う
ことなく、ステップS11からステップS12へ進み、ステッ
プS12〜S15で、エンジン起動直後の燃料圧力挙動による
高圧燃料系の異常診断すなわち初期診断の終了時にセッ
トされる初期診断終了フラグFAS、スタータスイッチ4
4のONに伴いセットされるスタータスイッチON判別
終了フラグFINI、スタータスイッチ44のONによる
エンジン起動後の時間を計時するためのエンジン起動後
時間カウント値CAS、及び、エンジン起動直後の初期診
断により高圧燃料系の正常と判断されたときにセットさ
れる初期診断OKフラグFOKを、それぞれクリアし(F
AS←0、FINI←0、CAS←0、FOK←0)、更にステ
ップS16で、リーン空燃比の状況下で燃料噴射パルス幅
Tiが所定値を上回る状態の、継続時間を計時するため
の異常継続時間カウント値CNGをクリアして(CNG←
0)、ルーチンを抜け、エンジン起動後において実行す
る高圧燃料系の故障診断に備える。
【0112】一方、上記ステップS11において、NE≠0
の時には、ステップS17へ進み、上記初期診断終了フラ
グFASを参照し、エンジン起動直後の高圧燃料系の燃料
圧力Pfの挙動に基づく初期診断が終了しているか否か
を判断する。
【0113】そして、FAS=0で、エンジン起動後、未
だ初期診断が終了していないときには、ステップS18へ
進み、ステップS18〜S26の処理により、エンジンを起動
してから所定時間経過後の高圧燃料系の燃料圧力Pfを
所定値と比較することで、上記(1)の条件による高圧
燃料系の異常を診断する。
【0114】ステップS18では、上記スタータスイッチ
ON判別終了フラグFINIを参照し、FINI=0で未だス
タータスイッチ44のON操作が確認されていないとき
には、ステップS19へ進み、スタータスイッチ44がO
Nされたか否かを判断する。
【0115】そして、スタータスイッチ44がOFFの
時、すなわち、NE≠0且つFINI=0で、エンジン回転
が検出された初回にも拘わらずスタータスイッチ44の
ON操作が行われていないときには、整合性が無いた
め、上記ステップS12へ進み、ステップS12〜S16を経
て、ルーチンを抜ける。
【0116】一方、上記ステップS19においてスタータ
スイッチ44がONの時には、ステップS20で、スター
タスイッチON判別終了フラグFINIをセットして(FI
NI←1)、ステップS21へ進む。このスタータスイッチ
FINIのセットにより、エンジン起動後、高圧燃料系に
対する初期診断が終了するまでの次回以降のルーチン実
行時は、上記ステップS11,S17を経て上記ステップS18
からステップS21へジャンプする。
【0117】ステップS21では、スタータスイッチ44
のONによるエンジン起動後の時間を計時するエンジン
起動後時間カウント値CASをカウントアップし(CAS←
CAS+1)、続くステップS22で、上記エンジン起動後
時間カウント値CASを設定値CS1と比較することで、エ
ンジン起動後の時間が所定時間に達したか否かを判断す
る。
【0118】上記設定値CS1は、予めシミュレーション
或いは実験等により、高圧燃料系の正常時において、エ
ンジン起動後、エンジン1の運転に伴い高圧燃料ポンプ
25が駆動され、この高圧燃料ポンプ25の駆動により
高圧燃料系の燃料圧力Pfが昇圧し、高圧レギュレータ
27による調圧作用により高圧燃料系の燃料圧力Pfが
所定の制御燃料圧力PfB(本実施の形態では、PfB=7
MPa)に達するまでの時間を求め、この時間値を設定
値CASとして、ROM52に固定データとしてメモリさ
れているものである。すなわち、上記設定値CS1は、高
圧燃料系が正常であれば、エンジン起動後、高圧燃料系
の燃料圧力Pfが上昇し、高圧レギュレータ27による
規定される制御燃料圧力PfBに達するまでの予期される
時間を定めるもので、本実施の形態では、例えば、2〜
5sec相当値に設定される。
【0119】そして、CAS<CS1で、エンジン起動後の
時間が設定値CS1による所定時間に達しておらず、スタ
ータスイッチ44のONによりエンジン1が起動してか
ら高圧燃料系の燃料圧力Pfが高圧レギュレータ27に
よる所定の制御燃料圧力PfBに未だ達さないと見なされ
る時には、上記ステップS16を経て、ルーチンを抜け
る。
【0120】一方、上記ステップS22においてCAS≧CS
1で、スタータスイッチ44のONによるエンジン起動
後の時間が、上記設定値CS1により定まる所定時間に達
したとき、すなわち、エンジン1の起動後、高圧燃料系
の燃料圧力Pfが昇圧し高圧レギュレータ27による制
御燃料圧力PfBに達したと見なされる時、ステップS23
へ進み、初期診断終了フラグFASをセットし(FAS←
1)、続くステップS24で、燃料圧力センサ35による
高圧燃料系の燃料圧力Pfを読み出し、この燃料圧力P
fを設定圧力PFSと比較することで、実際に高圧燃料系
の燃料圧力Pfが正規に昇圧したか否かを検証する。
【0121】上記設定圧力PFS1は、高圧燃料系の正常
時において高圧レギュレータ27により規定される制御
燃料圧力PfB(本実施の形態では、PfB=7MPa)、
或いは、この制御燃料圧力PfBに対し余裕度を加味し該
制御燃料圧力PfBよりも若干低い値であり、予め固定デ
ータとしてROM52にメモリされているもので、本実
施の形態においては、例えば、PFS1=6〜6.5MP
aに設定されている。
【0122】そして、Pf≧PFSで、エンジン1を起動
してから所定時間経過後の高圧燃料系の燃料圧力Pfが
設定圧力PFSに達しており、高圧燃料系の燃料圧力Pf
が正規に昇圧しているときには、高圧燃料系の正常と判
断し、ステップS25で、エンジン起動直後の初期診断に
より高圧燃料系の正常を示す初期診断OKフラグFOKを
セットし(FOK←1)、上記ステップS16を経て、ルー
チンを抜ける。
【0123】一方、上記ステップS24においてPf<PF
Sで、エンジン起動後、所定時間経過しても、高圧燃料
系の燃料圧力Pfが上記設定圧力PFSに達しておらず、
高圧燃料系が正常であれば上昇し得る所定圧力に達しな
いときは、高圧燃料系の異常と診断して、ステップS26
へ進む。
【0124】そして、ステップS26で、バックアップR
AM54にトラブルデータとしてストアされる高圧燃料
系の異常を示す高圧燃料系NGフラグFHPNGをセットす
ると共に(FHPNG←1)、点滅の長短、所定時間におけ
る点滅回数、或いはこれらの組合せによる所定の点滅コ
ードで、警報ランプ45を点滅させ、高圧燃料系の異常
を報知し、上記ステップS16を経てルーチンを抜ける。
【0125】ここで、イグニッションスイッチ60のO
Nに伴いフィードポンプ24の作動が開始されフィード
ポンプ24により高圧ポンプ25を介して高圧燃料系に
燃料が供給される。そして、スタータスイッチ44のO
Nによるエンジン1の起動に伴い高圧ポンプ25が駆動
し、フィードポンプ24からの送出燃料が高圧ポンプ2
5により加圧されて高圧燃料系に供給される。そして、
高圧燃料系が正常の時には、高圧燃料系の燃料圧力Pf
は、図17に実線で示すように、高圧ポンプ25の駆動
により正規に上昇し、上記設定値CS1による所定時間経
過前に、設定圧力PFS以上となる。そして、高圧レギュ
レータ27により規定される制御燃料圧力PfBに達する
と、高圧レギュレータ27の調圧作用により高圧燃料系
の燃料圧力Pfは上記制御燃料圧力PfBに保持される。
【0126】一方、高圧燃料系を構成する高圧ポンプ2
5に異常が生じ、或いは、高圧レギュレータ29の作動
不良、燃料リーク等の異常が生じ、或いは、高圧燃料系
に燃料漏れ等が生じると、図17に破線で示すように、
高圧燃料系の燃料圧力Pfの昇圧が遅延し、或いは、高
圧燃料系の燃料圧力Pfが規定の制御燃料圧力PfBにま
で上昇せず、途中で昇圧が停止する。
【0127】すなわち、これら高圧燃料系の異常時に
は、エンジン起動後において、高圧燃料系が正常状態で
あれば高圧燃料系の燃料圧力Pfが充分に昇圧し得ると
見なし得る上記設定値CS1による所定時間を経過後も、
高圧燃料系の燃料圧力Pfが上記設定圧力PFSに達せ
ず、従って、エンジン起動後の時間と高圧燃料系の燃料
圧力Pfとを判断することで、これら高圧燃料系の異常
を早期且つ的確に診断することが可能となる。
【0128】そして、上記初期診断終了フラグFASのセ
ットによりエンジン始動直後の初期診断の終了後は、上
記ステップS17からステップS27へ進み、ステップS27及
びステップS28の処理により、高圧燃料系の燃料圧力P
fを、許容範囲を定める下限値PFL、上限値PFHとそれ
ぞれ比較することで、上記(2)の条件による高圧燃料
系の異常を診断する。
【0129】すなわち、初期診断終了後のエンジン運転
中においても、高圧燃料系の異常診断を行う。
【0130】ここで、エンジン始動後、高圧燃料系の燃
料圧力Pfが正規に上昇し、高圧レギュレータ27によ
り規定される制御燃料圧力PfBに達した後、エンジン運
転中は、燃料中の異物の混入等に起因して高圧燃料系を
構成する高圧ポンプ25或いは高圧レギュレータ27に
異物の囓り等が生じたり、或いは、高圧ポンプ25、高
圧レギュレータ27自体の異常や高圧燃料系からの燃料
漏れが生じると、図17に2点鎖線で示すように、高圧
燃料系の燃料圧力Pfが異常低下する。また、高圧レギ
ュレータ27に全閉固着等の異常が生じると、高圧レギ
ュレータ27からの燃料排出による燃料調圧が不能とな
り、図17に2点鎖線で示すように、高圧燃料系の燃料
圧力Pfが異常上昇する。
【0131】従って、エンジン起動直後の初期診断の終
了後は、高圧燃料系の燃料圧力Pfを、許容範囲を定め
る下限値PFL、上限値PFHとそれぞれ比較することで、
これらの高圧燃料系の異常を的確に診断することができ
る。
【0132】ステップS27では、燃料圧力センサ35に
よる高圧燃料系の現在の燃料圧力Pfを読み出し、この
燃料圧力Pfを、上記制御燃料圧力PfBよりも低い値で
予め設定された高圧燃料系の正常時には通常取り得ない
下限値PFL(本実施の形態では、例えば4〜5MPa)
と比較し、続くステップS28で、燃料圧力Pfを、上記
制御燃料圧力PfBよりも高い値で予め設定された高圧燃
料系の正常時には通常取り得ない上限値PFH(本実施の
形態では、例えば9MPa)と比較する。
【0133】そして、Pf<PFL、或いはPf>PFH
で、エンジン始動後、高圧燃料系の燃料圧力Pfが通常
取り得ない燃料圧力範囲外に逸脱しているときには、該
当するステップから上記ステップS26へ進み、高圧燃料
系NGフラグFHPNGをセットすると共に(FHPNG←
1)、警報ランプ45を所定の点滅コードで点滅させ
て、高圧燃料系の異常を報知し、上記ステップS16を経
てルーチンを抜ける。
【0134】一方、上記ステップS27,S28による判断の
結果、PFL≦Pf≦PFHで、高圧燃料系の燃料圧力Pf
が許容範囲にある時には、ステップS29へ進み、ステッ
プS29以降の処理により、空燃比A/Fと燃料噴射パル
ス幅Tiとの整合性を判断し、上記(3)の条件による
高圧燃料系の異常を診断する。
【0135】ここで、高圧燃料系を構成する高圧ポンプ
25、或いは高圧レギュレータ27の異常、又は、高圧
燃料系からの燃料漏れ等が生じると、インジェクタ13
に供給する高圧燃料の燃料圧力Pfを所定の制御燃料圧
力に維持できず、インジェクタ13に同一燃料噴射パル
ス幅Tiによる駆動信号を与えた場合、インジェクタ1
3に供給される高圧燃料系の燃料圧力Pfの低下によ
り、燃料噴射量が減少する。また、周知のように、燃料
噴射制御には空燃比フィードバック制御を取り入れてお
り、燃料噴射量の減少により実際の空燃比A/Fが目標
空燃比に対しリーンの時には、燃料増量補正を行うべく
燃料噴射パルス幅Tiが増加補正される。
【0136】このため、燃料圧力系の異常により高圧燃
料系の燃料圧力Pfが低下すると、燃料噴射量の減少に
より、目標空燃比に対し空燃比A/Fがリーンとなり、
これを補正すべく空燃比フィードバック補正によって燃
料噴射パルス幅Tiが異常に長くなり、空燃比A/Fと
インジェクタ13の開弁時間を定める燃料噴射パルス幅
Tiとの関係に整合性が無くなる。
【0137】また、インジェクタ13に正規の制御燃料
圧力による高圧燃料が供給されていても、インジェクタ
13に開弁不良等の異常が生じた場合は、所望とする燃
料噴射量を得ることができず、同様に、空燃比フィード
バック補正によって燃料噴射パルス幅Tiが異常に長く
なり空燃比A/Fとインジェクタ13の開弁時間を定め
る燃料噴射パルス幅Tiとの関係に整合性が無くなる。
【0138】従って、空燃比フィードバック制御の実行
中において、空燃比A/Fと燃料噴射パルス幅Tiとの
関係を判断することで、これらの高圧燃料系の異常を的
確に診断することができる。
【0139】ステップS28では、空燃比フィードバック
制御中か否かを判断し、リニアO2センサ36の非活性
時を含む空燃比オープンループ制御中の時には、診断条
件の非成立により、空燃比A/Fと燃料噴射パルス幅T
iとの整合性に基づく高圧燃料系の診断を行うことな
く、上記ステップS16を経て、ルーチンを抜ける。
【0140】そして、空燃比フィードバック制御中の
時、上記ステップS28からステップS29へ進み、リニアO
2センサ36によって検出される空燃比A/Fを読み出
し、この空燃比A/Fを設定値(A/F)Sと比較する
ことで、実際の空燃比が所定以上のリーン空燃比か否か
を判断する。
【0141】そして、A/F<(A/F)Sの時には、
診断条件の非成立と判断して、上記ステップS16を経
て、ルーチンを抜ける。
【0142】一方、A/F≧(A/F)Sで、空燃比A
/Fが設定値(A/F)Sによる所定以上のリーン空燃
比の時、診断条件成立と判断してステップS30へ進み、
後述の燃料噴射制御ルーチンによって設定される燃料噴
射パルス幅Tiを読み出し、該燃料噴射パルス幅Ti
を、このリーン空燃比の状況下では通常取り得ない上限
値TiNGMAXと比較することで、インジェクタ13を含
む高圧燃料系の異常を判断する。
【0143】ここで、空燃比フィードバック制御中にお
いて、空燃比A/Fが所定のリーン空燃比の状況下で、
燃料噴射量を定める燃料噴射パルス幅Tiが、インジェ
クタ13を含む高圧燃料系が正常であれば通常取り得な
い上限値TiNGMAXを上回り、異常に長いときには、高
圧燃料系の燃料圧力の低下、或いはインジェクタ13の
開弁不良等の高圧燃料系の異常に起因して燃料噴射量が
減少し、所定以上のリーン空燃比であるにも拘わらず、
空燃比フィードバック補正により燃料噴射パルス幅Ti
が異常に長くなったのであり、このとき、インジェクタ
13を含む高圧燃料系の異常と判断することができる。
【0144】従って、上記設定値(A/F)S、及び上
限値TiNGMAXは、これらの整合性に基づいて、予めシ
ミュレーション或いは実験等により、それぞれ適正値を
求め、ROM52に固定データとしてメモリされてい
る。
【0145】そして、上記ステップS30において、Ti
>TiNGMAXで、空燃比A/Fが上記設定値(A/F)S
による所定以上のリーン空燃比の状況下で燃料噴射パル
ス幅Tiが上限値TiNGMAXによる所定値を上回ると
き、インジェクタ13を含む高圧燃料系の異常と判断
し、ステップS31へ進み、更に、ステップS31,S32で、
この異常状態の継続時間を判断する。
【0146】ステップS31では、この異常状態の継続時
間を計時するための異常継続時間カウント値CNGをカウ
ントアップし(CNG←CNG+1)、続くステップS32
で、この異常継続時間カウント値CNGを、設定値CS2と
比較する。
【0147】上記設定値CS2は、空燃比フィードバック
補正の応答遅れを考慮し、更に、外乱等の影響によりリ
ニアO2センサ36の出力値が一時的に所定以上のリー
ン空燃比を示し、或いは外乱等の影響により一時的に燃
料噴射パルス幅Tiが一時的に異常値を示すことによる
誤診断を防止し、確実に、インジェクタ13を含む高圧
燃料系が異常であると確定することのできる時間値を定
めるもので、予めシミュレーション或いは実験等により
適正値を求め、ROM52に固定データとしてメモリさ
れている。
【0148】そして、CNG<CS2で、リーン空燃比の状
況下で燃料噴射パルス幅Tiが上限値TiMAXを上回る
異常状態の継続時間が上記設定値CS2により定まる所定
時間に達していないときには、高圧燃料系の異常と確定
することができず、異常の未確定により、そのままルー
チンを抜ける。
【0149】一方、上記ステップS32において、CNG≧
CS2で、異常状態の継続時間が上記設定値CS2により定
まる所定時間に達したとき、すなわち、空燃比フィード
バック制御中において、空燃比A/Fが上記設定値(A
/F)Sによる所定以上のリーン空燃比の状況下で、燃
料噴射パルス幅Tiが、インジェクタ13を含む高圧燃
料系が正常であれば通常取り得ない上限値TiNGMAXを
上回り、この状態が所定時間継続したとき、高圧燃料系
を構成する高圧ポンプ25、或いは高圧レギュレータ2
7の異常、又は、高圧燃料系からの燃料漏れ、或いは、
インジェクタ13の開弁不良等による高圧燃料系の異常
と確定して、上記ステップS26へ進む。そして、高圧燃
料系NGフラグFHPNGをセットすると共に(FHPNG←
1)、警報ランプ45を所定の点滅コードで点滅させ
て、高圧燃料系の異常を報知し、上記ステップS16を経
てルーチンを抜ける。
【0150】尚、診断精度が若干低下するものの、上記
(1)及び(2)の高圧燃料系の燃料圧力Pfの挙動に
よる診断を省略し、この空燃比A/Fと燃料噴射パルス
幅Tiとの関係の整合性のみに基づいて、高圧燃料系の
異常を診断するようにしてもよい。
【0151】また、上記ステップS30において、Ti≦
TiNGMAXのとき、すなわち、高圧燃料系の燃料圧力P
fが正常範囲を定める前記下限値PFLと上限値PFHとに
よる範囲内にあり、且つ、空燃比A/Fが上記設定値
(A/F)Sによる所定以上のリーン空燃比の状況下で
あっても、これに対応する燃料噴射パルス幅Tiが設定
されているとき、換言すれば、上記(2)及び(3)の
条件が非成立の時、ステップS33へ進み、前記初期診断
OKフラグFOKを参照し、上述のエンジン起動直後の初
期診断においても、高圧燃料系の正常と判断されている
か否かを判断する。
【0152】そして、FOK=0で、エンジン起動直後の
初期診断において、高圧燃料系の異常と診断されている
ときには、上記(2)及び(3)の条件が非成立であっ
ても、高圧燃料系の正常と確定することができず、上記
ステップS16を経て、ルーチンを抜ける。
【0153】一方、上記ステップS33においてFOK=1
で、エンジン起動直後の初期診断において高圧燃料系の
正常と判断されており、上記(1)〜(3)の全ての条
件が非成立の時に、高圧燃料系の正常と確定して、ステ
ップS34へ進み、バックアップRAM54にトラブルデ
ータとしてストアされている高圧燃料系の異常を示す高
圧燃料系NGフラグFHPNGをクリアし(FHPNG←0)、
また、この時、警報ランプ45の所定コードの点滅によ
る高圧燃料系の異常表示が行われているときには、これ
を中止する。そして、上記ステップS16を経てルーチン
を抜ける。
【0154】以上の結果、高圧燃料系に異常が生じたと
きには、警報ランプ45の点滅によって報知され、運転
者は容易に故障を判断することができる。
【0155】また、ディーラ等のサービス工場でのトラ
ブルシューティングの際に、外部接続コネクタ65を介
してシリアルモニタ70を接続することで、シリアルモ
ニタ70によってECU50における高圧燃料系NGフ
ラグFHPNGによるトラブルデータを読み出して、高圧燃
料系の故障を的確に判断することができる。
【0156】そして、該当個所を修理後、上記シリアル
モニタ70により上記高圧燃料系NGフラグFHPNGをク
リアする。尚、本実施の形態においては、該当個所を修
理後、シリアルモニタ70によって上記高圧燃料系NG
フラグFHPNGをクリアしなくても、高圧燃料系が正常に
復帰すれば、上記高圧燃料系診断ルーチンにおいて、高
圧燃料系NGフラグFHPNGはクリアされる。
【0157】一方、上記高圧燃料系診断ルーチンによる
高圧燃料系NGフラグFHPNGが、図5のバイパス切換弁
制御ルーチン、図7の点火制御ルーチン、及び、図8の
燃料噴射制御ルーチンにおいて参照され、FHPNG=0の
高圧燃料系の正常時には、上記バイパス切換弁29を閉
弁制御すると共に、所定周期毎に実行される後述の図6
の燃焼方式選択ルーチンにおいて選択される燃焼方式に
応じ、高圧レギュレータ27による制御燃料圧力PfBに
対応して、エンジン運転状態に基づき、各燃焼方式に適
合する燃料噴射量を定める上記インジェクタ13に対す
る燃料噴射パルス幅Tiを設定し、更に、各燃焼方式に
適合する燃料噴射時期及び点火時期を設定する。
【0158】また、FHPNG=1の高圧燃料系の異常時に
は、バイパス切換弁29を開弁制御すると共に、上記低
圧レギュレータ28により調圧される低圧燃料圧力に対
応して、エンジン運転状態に基づき、均一混合燃焼に適
合する燃料噴射パルス幅Tiを設定する。そして、この
時には、更に、エンジン運転状態に基づいて均一混合燃
焼に適合する燃料噴射時期及び点火時期を設定すること
で、燃焼方式の選択に拘わらず、早期噴射による均一混
合燃焼を行う。
【0159】次に、図5のバイパス切換弁制御ルーチン
について説明する。このバイパス切換弁制御ルーチン
は、システムイニシャライズ後、所定周期(例えば、1
0msec)毎に実行され、ステップS41で、上記高圧燃料
系診断ルーチンによる高圧燃料系NGフラグFHPNGを参
照し、FHPNG=0の高圧燃料系の正常時には、ステップ
S42へ進み、バイパス切換弁29のソレノイドコイルを
非通電として(SOL←OFF)、バイパス切換弁29
を閉弁制御し、ルーチンを抜ける。
【0160】従って、高圧燃料系の正常時には、バイパ
ス切換弁29が閉弁され、このバイパス切換弁29の閉
弁によって、燃料バイパス通路21dからの燃料リーク
が防止されて、通常通り、高圧ポンプ25により昇圧さ
れ且つ高圧レギュレータ27によって所定の制御燃料圧
力に調圧された高圧燃料がインジェクタ13に供給され
る。
【0161】一方、上記ステップS41において、FHPNG
=1の高圧燃料系の異常時には、ステップS43へ進み、
バイパス切換弁29のソレノイドコイルを通電して(S
OL←ON)、バイパス切換弁29を開弁制御し、ルー
チンを抜ける。
【0162】その結果、高圧燃料系の異常時には、バイ
パス切換弁29の開弁によって燃料バイパス通路21d
を介し高圧燃料系と低圧燃料系とが連通される。従っ
て、高圧燃料系の異常時には、高圧ポンプ25及び高圧
レギュレータ27による高圧燃料に依存することなく、
フィードポンプ24により送給され且つ低圧レギュレー
タ28により所定の燃料圧力に調圧された低圧燃料が、
そのまま高圧燃料系に供給されてインジェクタ13に供
給される。
【0163】また、システムイニシャライズ後、上記高
圧燃料系診断ルーチンと並行して、図6に示す燃焼方式
選択ルーチンが所定周期(例えば、10msec)毎に実行
され、エンジン回転数NE及びアクセル開度ALPHに
よるエンジン運転状態に基づいて、燃焼方式として成層
燃焼或いは均一混合燃焼を選択する。
【0164】次に、この燃焼方式選択ルーチンについて
説明すると、先ず、ステップS51で、現在のエンジン回
転数NEに基づいて領域判定値テーブルを補間計算付き
で参照し、成層燃焼と均一混合燃焼との何れを選択する
かを判断するための領域判定値L0を設定する。
【0165】この領域判定値L0は、エンジン負荷に応
じて燃焼方式を成層燃焼或いは均一混合燃焼に切換える
際の基準となる判定値である。本実施の形態では、エン
ジン負荷の一例として、要求負荷を表すアクセル開度A
LPHを採用し、アクセル開度センサ31により検出さ
れるアクセル開度ALPHを上記領域判定値L0と比較
することで、成層燃焼を選択するか均一混合燃焼を選択
するかを決定する。尚、この燃焼方式の切換えは、燃料
噴射時期及び点火時期を変更することで行う。
【0166】ここで、上述のように、成層燃焼は、該当
気筒に対し圧縮行程において燃料噴射を行い、燃料噴射
を点火直前に終了し、燃料噴霧の後端部に点火プラグ1
4により着火させる燃焼方式で、燃料周辺の空気しか利
用しないので、充填空気量に対し極めて少ない燃料噴射
量で安定した燃焼を得ることができるため、エンジン低
負荷低回転時に適している。一方、均一混合燃焼は、燃
料を比較的早い時期すなわち該当気筒に対し排気行程終
期ないし吸気行程において噴射し、燃焼室12内に噴射
燃料が拡散し噴射燃料と空気とが均一に混合した後に点
火する燃焼方式で、空気利用率が高くエンジン出力の向
上が可能であり、エンジン高負荷高回転時に適してい
る。
【0167】従って、上記領域判定値テーブルは、エン
ジン回転数NEによる領域毎に、成層燃焼と均一混合燃
焼とを切換える適正アクセル開度を、予めシミュレーシ
ョン或いは実験等により求め、この適正アクセル開度を
領域判定値L0として、エンジン回転数NEをパラメー
タとするテーブルとして設定し、ROM52の一連のア
ドレスにメモリされているものである。尚、この領域判
定値テーブルの一例を図18に示す。同図に示すよう
に、上記領域判定値テーブルには、エンジン回転数NE
が上昇するに従い、低い値の領域判定値L0が格納され
ている。
【0168】次いで、ステップS52へ進み、アクセル開
度センサ31による現在のアクセル開度ALPHを上記
領域判定値L0と比較する。
【0169】そして、ALPH≦L0のエンジン低負荷
低回転時には(図18の斜線領域)、燃費の向上及び排
気エミッションの改善を図るため成層燃焼を選択する。
そして、成層燃焼が選択されたことを示すため、ステッ
プS53で、燃焼方式判別フラグFCOMBをクリアして(FC
OMB←0)、ルーチンを抜ける。
【0170】一方、上記ステップS52において、ALP
H>L0のエンジン高負荷高回転時には、エンジン出力
の向上を図るため均一混合燃焼を選択する。そして、均
一混合燃焼の選択を示すため、ステップS54で、燃焼方
式判別フラグFCOMBをセットして(FCOMB←1)、ルー
チンを抜ける。
【0171】そして、高圧燃料系の正常時(FHPNG=0
のとき)、以上の燃焼方式選択ルーチンにより設定され
た上記燃焼方式判別フラグFCOMBが、図7の点火制御ル
ーチン、及び図8の燃料噴射制御ルーチンにおいて、そ
れぞれ参照される。そして、FCOMB=0で、成層燃焼が
選択されているときには、高圧レギュレータ27により
規定される制御燃料圧力PfB(本実施の形態では、PfB
=7MPa)に対応して、エンジン運転状態に基づき、
成層燃焼に適合する燃料噴射量を定める上記インジェク
タ13に対する燃料噴射パルス幅Tiを設定すると共
に、燃料噴射時期を燃料噴射対象気筒#iの圧縮行程に
設定し、更に、エンジン運転状態に基づいて成層燃焼に
適合する点火時期を設定することで、エンジン低負荷低
回転時には成層燃焼を行わせ、排気エミッションの改善
及び燃費の向上を図る。
【0172】また、FCOMB=1で均一混合燃焼が選択さ
れているときには、高圧レギュレータ27により規定さ
れる制御燃料圧力PfBに対応して、エンジン運転状態に
基づき、均一混合燃焼に適合する燃料噴射量を定めるイ
ンジェクタ13に対する燃料噴射パルス幅Tiを設定す
ると共に、燃料噴射時期を燃料噴射対象気筒#iの排気
行程終期ないし吸気行程に設定し、更に、均一混合燃焼
に適合する点火時期を設定することで、エンジン高負荷
高回転時には均一混合燃焼を行わせ、エンジン出力の向
上を図る。
【0173】一方、高圧燃料系の異常時(FHPNG=1の
とき)には、上記バイパス切換弁29の開弁により低圧
燃料系の低圧燃料がそのままインジェクタ13に供給さ
れるため、上記低圧レギュレータ28により規定される
低圧燃料圧力(本実施の形態では、0.2MPa)に対
応して、エンジン運転状態に基づき、均一混合燃焼に適
合する燃料噴射パルス幅Tiを設定する。そして、この
時には、更に、エンジン運転状態に基づいて均一混合燃
焼に適合する燃料噴射時期及び点火時期を設定すること
で、燃焼方式の選択に拘わらず、早期噴射による均一混
合燃焼を行う。
【0174】先ず、燃料噴射制御ルーチンの説明に先立
ち、図7の点火制御ルーチンについて説明する。
【0175】この点火制御ルーチンは、所定周期(例え
ば、10msec)毎に実行され、先ず、ステップS61で、
上記高圧燃料系NGフラグFHPNGを参照する。
【0176】そして、FHPNG=0の高圧燃料系の正常時
には、ステップS62へ進み、更に上記燃焼方式判別フラ
グFCOMBを参照する。そして、FCOMB=0の成層燃焼選
択時には、ステップS63へ進み、エンジン運転状態とし
てエンジン回転数NE及び要求負荷を表すアクセル開度
ALPHに基づいて、ROM52に格納されている成層
燃焼時基本進角値テーブルを補間計算付きで参照し、成
層燃焼に適合する基本点火時期としての基本進角値AD
VBASEを設定する。
【0177】上記成層燃焼時基本進角値テーブルは、予
めシミュレーション或いは実験等により、アクセル開度
ALPHとエンジン回転数NEとによるエンジン運転領
域毎に、成層燃焼に適合する最適点火時期を求め、この
成層燃焼に適合する点火時期をBTDC何°CAにおい
て点火するのかを定める基本進角値ADVBASEとして、
アクセル開度ALPH及びエンジン回転数NEをパラメ
ータとするテーブルとして設定し、ROM52の一連の
アドレスにメモリされているものである。
【0178】その後、ステップS64へ進み、ノックセン
サ32により検出されるノックの有無に応じて運転領域
毎に遅角或いは進角量が学習される点火時期学習補正値
ADVKRを、アクセル開度ALPHとエンジン回転数N
Eとに基づいてバックアップRAM54にストアされて
いる点火時期学習補正値テーブルを補間計算付きで参照
して設定する。
【0179】そして、ステップS65で、上記基本進角値
ADVBASEに点火時期学習補正値ADVKRを加算して学
習補正し、点火時期を定める制御進角ADVを設定する
(ADV←ADVBASE+ADVKR)。
【0180】次いで、ステップS66で、上記制御進角A
DVに基づいて、θ1クランクパルス入力を基準とした
点火コイル15に対する通電遮断タイミング、すなわち
点火時期を定める点火タイミングTADVを設定する。
【0181】本実施の形態では、いわゆる時間制御方式
によって点火時期を制御しており、図14及び図15に
示すように、点火コイル15に対する通電開始タイミン
グ(ドエルセット)、及び通電遮断タイミング(点火タ
イミング;ドエルカット)を、θ1クランクパルス入力
後の時間によって設定する。
【0182】すなわち、上記制御進角ADVは角度デー
タ(BTDC°CA)のため、θ1クランクパルスが入
力してから点火するまでの時間に換算する必要があり、
最新のクランクパルス入力間隔時間をTθ、該最新のク
ランクパルス入力間隔時間Tθに対応するクランクパル
ス間の角度をθとすると、本実施の形態では、θ1クラ
ンクパルス入力を基準として点火タイミングTADVを、
1°CA回転当たりの時間(Tθ/θ)から次式により
設定する。
【0183】TADV←(Tθ/θ)×(θ1−ADV) θ1;本実施の形態においては、θ1=97°CA そして、ステップS67で、バッテリ電圧VBに基づきテー
ブルを補間計算付きで参照して点火コイル15に対する
通電時間(ドエル)DWLを設定する。この通電時間D
WLは、バッテリ電圧VBに依存するコイル一次電流の
最適通電時間を定めるもので、ステップS67中に、この
テーブルの一例を示す。すなわち、バッテリ電圧VBの
低下時には、通電時間DWLを長くして点火エネルギー
を確保し、バッテリ電圧VBの上昇時には、通電時間D
WLを短くしてエネルギーロスや点火コイル15の発熱
を防止する。
【0184】次いで、ステップS68へ進み、上記点火タ
イミングTADVから通電時間DWLを減算してθ1クラ
ンクパルス入力を基準とする通電開始タイミングTDWL
を設定し(TDWL←TADV−DWL)、ルーチンを抜け
る。
【0185】一方、上記ステップS61において、FHPNG
=1の高圧燃料系の異常時、或いは、FHPNG=0の高圧
燃料系の正常時であって上記ステップS62においてFCOM
B=1で、均一混合燃焼が選択されている時には、ステ
ップS69へ進む。
【0186】そして、ステップS69で、エンジン運転状
態としてエンジン回転数NE及び要求負荷を表すアクセ
ル開度ALPHに基づいて、均一混合燃焼時基本進角値
テーブルを補間計算付きで参照し、均一混合燃焼に適合
する基本点火時期としての基本進角値ADVBASEを設定
する。
【0187】上記均一混合燃焼時基本進角値テーブル
は、予めシミュレーション或いは実験等により、アクセ
ル開度ALPHとエンジン回転数NEとによるエンジン
運転領域毎に、均一混合燃焼に適合する最適点火時期を
求め、この均一混合燃焼に適合する最適点火時期を基本
進角値ADVBASEとして、アクセル開度ALPH及びエ
ンジン回転数NEをパラメータとするテーブルとして設
定し、ROM52の一連のアドレスにメモリされている
ものである。尚、均一混合燃焼時の基本進角値ADVBA
SEは、成層燃焼時よりも進角側の値を示す。
【0188】そして、上記ステップS64へ進み、アクセ
ル開度ALPHとエンジン回転数NEとに基づいて点火
時期学習補正値テーブルを補間計算付きで参照して点火
時期学習補正値ADVKRを設定する。そして、上記ステ
ップS65,S66で、上記ステップS69において設定した均
一混合燃焼に適合する基本進角値ADVBASEに、上記点
火時期学習補正値ADVKRを加算して制御進角ADVを
設定し、この角度データによる制御進角ADVをθ1ク
ランクパルス入力を基準とした点火タイミングTADVに
時間換算する。更に、上記ステップS67,S68で、バッテ
リ電圧VBに基づきテーブル参照により通電時間DWL
を設定し、上記点火タイミングTADVから通電時間DW
Lを減算して通電開始タイミングTDWLを設定し、ルー
チンを抜ける。
【0189】以上の結果、θ1クランクパルス入力に同
期して起動する後述の図9のθ1クランクパルス割り込
みルーチンにより、上述の気筒判別/エンジン回転数算
出ルーチンにおける点火対象気筒データが読み出される
と共に、上記点火制御ルーチンにおいて設定された最新
の通電開始タイミングTDWL及び点火タイミングTADVが
読み出される。そして、点火対象気筒の通電開始タイミ
ングタイマに上記通電開始タイミングTDWLがセットさ
れると共に、点火対象気筒の点火時期タイマに上記点火
タイミングTADVがセットされ、θ1クランクパルス入
力に同期して上記各タイマがスタートされ、各燃焼方式
に適合する点火が行われる。
【0190】また、高圧燃料系の正常時であって、成層
燃焼が選択されているときには、点火時期を定める上記
点火タイミングTADVが、図8の燃料噴射制御ルーチン
において参照され、この点火タイミングTADVに基づい
て該当気筒の燃料噴射時期を定める燃料噴射開始タイミ
ングIJSTが設定される。
【0191】次に、図8に示す燃料噴射制御ルーチンに
ついて説明する。
【0192】この燃料噴射制御ルーチンは、所定周期
(例えば、10msec)毎に実行され、先ず、ステップS7
1で、上記高圧燃料系診断ルーチンによる高圧燃料系N
GフラグFHPNGを参照する。
【0193】そして、FHPNG=0の高圧燃料系の正常時
には、ステップS72へ進み、更に上記燃焼方式判別フラ
グFCOMBを参照する。そして、FCOMB=0で成層燃焼が
選択されている時には、ステップS73へ進み、エンジン
運転状態としてエンジン回転数NEと要求負荷を表すア
クセル開度ALPHとに基づいて、成層燃焼時基本燃料
噴射量テーブルを補間計算付きで参照し、成層燃焼に適
合し且つ所定のエンジン出力を得るための要求燃料噴射
量に対応する基本燃料噴射量GF[単位;g]を設定す
る。
【0194】上記成層燃焼時基本燃料噴射量テーブル
は、予めシミュレーション或いは実験等により、エンジ
ン回転数NEとアクセル開度ALPHとによるエンジン
運転領域毎に、成層燃焼に適合し且つ所定のエンジン出
力を得るに適正な1気筒1サイクル当たりの最適燃料噴
射量を求め、この最適燃料噴射量を基本燃料噴射量GF
として、エンジン回転数NE及びアクセル開度ALPH
をパラメータとするテーブルとして設定し、ROM52
の一連のアドレスにメモリされているものである。
【0195】次いで、ステップS74へ進み、上記基本燃
料噴射量GFに基づいて基本燃料噴射パルス幅テーブル
を補間計算付きで参照し、この基本燃料噴射量GFを得
るためのインジェクタ13に対する基本燃料噴射パルス
幅Tp[単位;msec]を設定する。
【0196】上記基本燃料噴射パルス幅テーブルは、イ
ンジェクタ13に供給される燃料の圧力が高圧レギュレ
ータ27による制御燃料圧力PfB(本実施の形態では、
PfB=7MPa)の状態下において、基本燃料噴射量G
Fによる領域毎に、この基本燃料噴射量GFを得るに適
正なインジェクタ13の開弁時間を定める基本燃料噴射
パルス幅Tpを予めシミュレーション或いは実験等によ
り求め、基本燃料噴射量GFをパラメータとするテーブ
ルとして設定し、ROM52の一連のアドレスにメモリ
されているものである。
【0197】上記基本燃料噴射パルス幅テーブルの一例
をステップS74中に示す。基本燃料噴射量GFの増加に
伴い、この基本燃料噴射量GFを得るには、インジェク
タ13の基本開弁時間を与える基本燃料噴射パルス幅T
pを増加する必要がある。従って、上記基本燃料噴射パ
ルス幅テーブルには、基本燃料噴射量GFが増加するほ
ど、大きい値の基本燃料噴射パルス幅Tpがストアされ
ている。尚、インジェクタ13に燃料噴射パルス幅信号
を出力後、インジェクタ13が実際に開弁するまでの無
効時間は、燃料圧力に拘わらず略一定であり、上記基本
燃料噴射パルス幅Tpの設定の際に、この無効時間に対
する補正も行われる。
【0198】ここで、FHPNG=0の高圧燃料系の正常時
には、上述のバイパス切換弁制御ルーチンによって、バ
イパス切換弁29が閉弁されており、燃料バイパス通路
21dからの燃料リークを防止し、高圧ポンプ25によ
り昇圧され且つ高圧レギュレータ27によって所定の制
御燃料圧力に調圧された高圧燃料をインジェクタ13に
供給している。従って、この時には、高圧レギュレータ
27により規定される制御燃料圧力PfBに対応して、上
記基本燃料噴射量GFを基本燃料噴射パルス幅Tpに変
換することで、高圧燃料系の正常時は、従来と同等に、
要求燃料噴射量に一致する燃料噴射量を得ることができ
る。
【0199】続くステップS75では、燃料圧力センサ3
5による燃料圧力Pfと上記基本燃料噴射パルス幅Tp
とに基づいて燃料圧力補正係数テーブルを補間計算付き
で参照し、燃料圧力Pfに応じ上記基本燃料噴射パルス
幅Tpを補正するための燃料圧力補正係数Kp[単位;
無]を設定する。
【0200】上記燃料圧力補正係数テーブルは、燃料圧
力Pfと基本燃料噴射パルス幅Tpとによる領域毎に、
上記基本燃料噴射パルス幅Tpを補正して上記基本燃料
噴射量GFを得るに適正な係数を予めシミュレーション
或いは実験等により求め、この係数を燃料圧力補正係数
Kpとし、燃料圧力Pfと基本燃料噴射パルス幅Tpと
をパラメータとするテーブルとして設定し、ROM52
の一連のアドレスにメモリされているものである。尚、
上記燃料圧力補正係数テーブルにおいてパラメータとす
る燃料圧力の範囲は、始動時における燃料圧力Pfの上
昇過程をも考慮して高圧燃料系の実用域での燃料圧力を
カバーするため、本実施の形態では、例えば、1MPa
〜9MPaの範囲に設定されている。
【0201】ここで、上記基本燃料噴射パルス幅Tpは
高圧レギュレータ27により規定される制御燃料圧力P
fB(=7MPa)に対応して設定されており、更に、燃
料圧力補正係数Kpによる補正は、後述のステップS76
に示すように、基本燃料噴射パルス幅Tpに対して乗算
項で与えられる。従って、燃料圧力センサ35により検
出される高圧燃料系の燃料圧力Pfが制御燃料圧力PfB
と一致するとき(本実施の形態では、Pf=7MPaの
とき)、燃料圧力補正係数Kpによる補正無しの状態と
するため、上記燃料圧力補正係数テーブルの該当燃料圧
力領域には、Kp=1.0の値がストアされている。そ
して、燃料圧力補正係数テーブルには、燃料圧力Pfが
制御燃料圧力PfBよりも高い領域において、燃料圧力P
fが上昇するほど、基本燃料噴射パルス幅Tpを減少さ
せるために、Kp=1.0よりも漸次的に小さい値の燃
料圧力補正係数Kpがストアされており、逆に、燃料圧
力Pfが制御燃料圧力PfBよりも低く、燃料圧力Pfが
低下するほど、基本燃料噴射パルス幅Tpを増加補正す
るために、Kp=1.0よりも漸次的に大きい値の燃料
圧力補正係数Kpがストアされている。
【0202】但し、燃料噴射パルス幅Tpが微少領域
(本実施の形態では、例えば、Tp<0.6〜0.7ms
ec)においては、高燃料圧力時には、低燃料圧力時に対
し、燃料圧力Pfによるインジェクタ13の閉弁力が増
加することに起因しインジェクタ13の有効開口時間及
び有効開口面積の減少による影響が著しく、同一の燃料
噴射パルス幅の下では、逆に燃料圧力Pfが高いほど、
インジェクタ13から噴射される燃料量が減少する。こ
のため、上記燃料圧力補正係数テーブルには、基本燃料
噴射パルス幅Tpが所定値未満(本実施の形態では、T
p<0.6〜0.7msec)の領域においては、燃料圧力
Pfが上昇するほど、逆に、漸次的に値の大きい燃料圧
力係数Kpがストアされている。
【0203】次いで、ステップS76へ進み、上記基本燃
料噴射パルス幅Tpに上記燃料圧力補正係数Kpを乗算
して燃料圧力補正を行い、更に、空燃比フィードバック
補正係数KA/Fを乗算して空燃比補正を行って、インジ
ェクタ13に対する最終的な燃料噴射パルス幅Tiを設
定する(Ti←Tp×Kp×KA/F)。
【0204】尚、上記空燃比フィードバック補正係数K
A/Fは、周知のもので、エンジン運転領域に対応して設
定される目標空燃比と、リニアO2センサ36により検
出される実際の空燃比A/Fとの比較結果に応じて設定
され、実際の空燃比A/Fが目標空燃比に収束するよ
う、上記基本燃料噴射パルス幅Tpを補正するためのも
のである。
【0205】その後、ステップS77で、再び上記燃焼方
式判別フラグFCOMBを参照し、FCOMB=0の成層燃焼選
択時には、ステップS78へ進み、エンジン回転数NEとア
クセル開度ALPHとによるエンジン運転状態に基づい
て燃料噴射終了タイミングテーブルを検索し補間計算に
より燃料噴射終了タイミングIJEND[単位;msec]を
設定する。
【0206】ここで、成層燃焼は、圧縮行程において燃
料噴射を行い、燃料噴射を点火直前に終了し、燃料噴霧
の後端部に点火プラグ14により着火する燃焼方式であ
る。すなわち、本実施の形態では、インジェクタ13か
らの燃料噴射後、筒内吸気流により、その燃料噴霧によ
る可燃範囲の空燃比混合気が点火プラグ14の放電電極
間に到達したとき、その燃料噴霧の後端部に点火プラグ
14の点火によって着火し、火炎を伝播させて成層燃焼
を行わせるため、燃料噴射終了と点火との間の時間間隔
を管理する必要がある。
【0207】従って、上記燃料噴射終了タイミングテー
ブルは、エンジン回転数NEと要求負荷を表すアクセル
開度ALPHとによるエンジン運転領域毎に、予めシミ
ュレーション或いは実験等により、この成層燃焼に適合
する点火前の燃料噴射の最適終了時期、すなわち、イン
ジェクタ13からの燃料噴射後、その燃料噴霧混合気の
後端部が筒内吸気流により点火プラグ14の放電電極間
に到達するまでの時間を求め、この時間値を燃料噴射終
了タイミングIJENDとして、エンジン回転数NE及びア
クセル開度ALPHをパラメータとするテーブルとして
設定し、ROM52の一連のアドレスにメモリされてい
る。
【0208】そして、ステップS79へ進み、上記点火制
御ルーチンによる点火タイミングTADVを読み出し、こ
の点火タイミングTADVから上記燃料噴射終了タイミン
グIJEND及び上記燃料噴射パルス幅Tiにより逆算し
て、θ1クランクパルス入力を基準とした燃料噴射開始
時期を定める燃料噴射開始タイミングIJST[単位;ms
ec]を設定し(IJST←TADV−(Ti+IJEND))、
ルーチンを抜ける。
【0209】本実施の形態では、時間制御方式によって
燃料噴射開始時期を制御しており、成層燃焼時には、図
14のタイムチャートに示すように、該当気筒に対する
燃料噴射開始タイミングIJSTを、θ1クランクパルス
入力後の時間によって設定する。
【0210】すなわち、上記燃料噴射終了タイミングI
JENDは、燃料噴射終了と点火との間の時間間隔を表
し、点火前の時間値である。従って、これを、θ1クラ
ンクパルスが入力してから燃料噴射を開始するまでの時
間に換算する必要がある。このため、本実施の形態で
は、θ1クランクパルス入力を基準として設定されてい
る点火タイミングTADVから、上記燃料噴射終了タイミ
ングIJENDと上記燃料噴射パルス幅Tiによる加算値
を減算することで、θ1クランクパルス入力を基準とし
た燃料噴射開始タイミングIJSTを設定する。
【0211】一方、FHPNG=0の高圧燃料系の正常時で
あって、上記ステップS72において、FCOMB=1で、均
一混合燃焼が選択されているときには、ステップS72か
らステップS80へ進み、エンジン回転数NE及びアクセル
開度ALPHによるエンジン運転状態に基づいて、均一
混合燃焼時基本燃料噴射量テーブルを補間計算付きで参
照し、均一混合燃焼に適合し且つ所定のエンジン出力を
得るための基本燃料噴射量GF[単位;g]を設定す
る。
【0212】上記均一混合燃焼時基本燃料噴射量テーブ
ルは、エンジン回転数NEと要求負荷を表すアクセル開
度ALPHとによる領域毎に、予めシミュレーション或
いは実験等により、均一混合燃焼に適合し且つ所定のエ
ンジン出力空燃比を得るに適正な1気筒1サイクル当た
りの最適燃料噴射量を求め、この最適燃料噴射量を基本
燃料噴射量GFとして、エンジン回転数NE及びアクセ
ル開度ALPHをパラメータとするテーブルとして設定
し、ROM52の一連のアドレスにメモリされているも
のである。
【0213】そして、基本燃料噴射量GFの設定後、上
記ステップS74へ進み、この基本燃料噴射量GFに基づ
いて基本燃料噴射パルス幅テーブルを補間計算付きで参
照し、高圧レギュレータ27により規定される制御燃料
圧力PfBの状況下で、この基本燃料噴射量GFを得るた
めのインジェクタ13に対する基本燃料噴射パルス幅T
pを設定し、上記ステップS75で、燃料圧力センサ35
による燃料圧力Pfと上記基本燃料噴射パルス幅Tpと
に基づき燃料圧力補正係数テーブルを補間計算付きで参
照して燃料圧力補正係数Kpを設定する。そして、上記
ステップS76で、上記基本燃料噴射パルス幅Tpに上記
燃料圧力補正係数Kp及び空燃比フィードバック補正係
数KA/Fを乗算して燃料圧力補正及び空燃比補正を行
い、インジェクタ13に対する最終的な燃料噴射パルス
幅Tiを設定する。
【0214】そして、更に、上記ステップS77で、再び
上記燃焼方式判別フラグFCOMBを参照し、FCOMB=1の
均一混合燃焼選択時には、ステップS77からステップS81
へ進む。
【0215】ステップS81では、エンジン回転数NEとア
クセル開度ALPHとによるエンジン運転状態に基づい
て燃料噴射開始角度テーブルを検索して補間計算により
該当気筒の圧縮上死点を基準とした燃料噴射開始角度I
Jsa[単位;°CA]を設定する。
【0216】ここで、均一混合燃焼時には、燃料噴射を
なるべく早い時期に終了させ、噴射燃料を拡散し新気と
充分に混合させることが望ましいが、高回転高負荷時に
は、燃料噴射量を多く必要とするため燃料噴射パルス幅
Tiが長くなり、且つ、これと相反して1サイクルに要
する時間が短くなる。従って、燃料噴射開始時期を適切
に管理しないと、排気行程初期から排気行程中期にかけ
て燃料噴射が開始し、排気系への燃料の吹き抜けが生じ
る虞がある。
【0217】すなわち、均一混合燃焼時には、排気行程
終期ないし吸気行程において、燃料噴射を開始させる必
要があり、本実施の形態では、この燃料噴射開始時期を
該当気筒の圧縮上死点を基準とした圧縮上死点前のクラ
ンク角度で管理する(図15参照)。
【0218】従って、上記燃料噴射開始角度テーブル
は、この均一混合燃焼に適合する該当気筒の圧縮上死点
前の燃料噴射の最適開始角度を、エンジン回転数NEと
アクセル開度ALPHとによる領域毎に、予めシミュレ
ーション或いは実験等により求め、この最適燃料噴射開
始角度を燃料噴射開始角度IJsaとして、エンジン回転
数NE及びアクセル開度ALPHをパラメータとするテ
ーブルとして設定し、ROM52の一連のアドレスにメ
モリされている。
【0219】そして、ステップS82で、上記燃料噴射開
始角度IJsaに基づいて、基準クランクパルス入力後か
らの燃料開始時期を定める時間値として、燃料噴射開始
タイミングIJST[単位;msec]を設定する。
【0220】本実施の形態では、上述のように、時間制
御方式によって燃料噴射開始時期を制御しており、均一
混合燃焼時には、図15のタイムチャートに示すよう
に、該当気筒に対する燃料噴射開始タイミングIJST
を、該当気筒に対し2つ前のθ2クランクパルス入力後
の時間によって設定する。
【0221】すなわち、上記燃料噴射開始角度IJsa
は、該当気筒の圧縮上死点を基準としたクランク角度デ
ータのため、これを時間換算し、且つ、この値を、燃料
噴射開始タイミングIJSTを設定する際の基準とする該
当気筒に対し2つ前のθ2クランクパルス入力から該当
気筒の圧縮上死点に至るまでの時間から減算すること
で、所望とする燃料噴射開始タイミングIJSTを算出す
ることが可能である。
【0222】最新のクランクパルス入力間隔時間をT
θ、この最新のクランクパルス入力間隔時間Tθに対応
するクランクパルス間の角度をθとすると、燃料噴射開
始タイミングIJSTの設定基準とする該当気筒に対し2
つ前のθ2クランクパルス入力から該当気筒の圧縮上死
点に至るまでの時間TθSは、1°CA回転当たりの時
間(Tθ/θ)から、次式によって算出することができ
る。
【0223】TθS=(Tθ/θ)×θS 尚、上記θSは、該当気筒に対し2つ前のθ2クランク
パルスから該当気筒の圧縮上死点までの角度であり、予
めROM52に固定データとしてメモリされており、本
実施の形態においては、θS=2×180+65=42
5°CAである。
【0224】従って、この時間値TθS(=(Tθ/
θ)×θS)から、上記燃料噴射開始角度IJsaを時間
換算した値((Tθ/θ)−IJsa)を減算すること
で、燃料噴射開始タイミングIJSTを算出することがで
き、均一混合燃焼選択時における燃料噴射開始タイミン
グIJSTは、次式によって設定される。
【0225】IJST←(Tθ/θ)×(θS−IJsa) そして、燃料噴射開始タイミングIJSTの設定後、ルー
チンを抜ける。
【0226】一方、上記ステップS71で、FHPNG=1の
高圧燃料系の異常時には、燃焼方式の選択に拘わらず、
ステップS71からステップS83へ進む。
【0227】そして、ステップS83で、エンジン回転数
NE及びアクセル開度ALPHによるエンジン運転状態
に基づいて、異常時燃料噴射パルス幅テーブルを補間計
算付きで参照し、低圧レギュレータ28により規定され
る低圧燃料圧力の状況下で、均一混合燃焼に適合し且つ
所定のエンジン出力を得るための燃料噴射量を定める燃
料噴射パルス幅Ti[単位;msec]を設定する。
【0228】上記異常時燃料噴射パルス幅テーブルは、
予めシミュレーション或いは実験等により、エンジン回
転数NEと要求負荷を表すアクセル開度ALPHとによ
る領域毎に、均一混合燃焼に適合し且つ所定のエンジン
出力を得るに適正な1気筒1サイクル当たりの燃料噴射
量を求めて、更に、インジェクタ13に供給される燃料
の圧力が低圧レギュレータ28により規定される低圧燃
料圧力(本実施の形態では、0.2MPa)の状況下に
おいて、この燃料噴射量を得るための燃料噴射パルス幅
Tiを求め、エンジン回転数NE及びアクセル開度AL
PHをパラメータとするテーブルとして設定し、ROM
52の一連のアドレスにメモリされているものである。
【0229】すなわち、FHPNG=1の高圧燃料系の異常
時には、上述のバイパス切換弁制御ルーチンによりバイ
パス切換弁29が開弁されて、フィードポンプ24によ
って送給され低圧レギュレータ28により調圧された低
圧燃料系の低圧燃料がそのままインジェクタ13に供給
される。従って、この時には、上記低圧レギュレータ2
8により規定される低圧燃料圧力(本実施の形態では、
0.2MPa)に対応して、エンジン回転数NE及びア
クセル開度ALPHによるエンジン運転状態に基づき、
均一混合燃焼に適合する燃料噴射パルス幅Tiを設定す
る。
【0230】尚、本実施の形態では、この高圧燃料系の
異常時に設定される燃料噴射パルス幅Tiは、インジェ
クタ13に供給される低圧燃料圧力(0.2MPa)に
対応して、高圧レギュレータ27により規定される制御
燃料圧力PfB(7MPa)に対応して設定される高圧燃
料系の正常時の燃料噴射パルス幅Tiに対し、略2〜
2.5倍程度の値に設定される。
【0231】また、上記異常時燃料噴射パルス幅テーブ
ルに格納する燃料噴射パルス幅Tiに上限を設け、この
燃料噴射パルス幅Tiの上限規制により、高圧燃料系の
異常時には、エンジン出力を制限することが望ましい。
【0232】すなわち、高圧燃料系の異常時には、燃料
噴射パルス幅Tiの上限規制によりエンジン出力を制限
することで、高圧燃料系の異常度合い進行を抑制し、且
つ、フェイルセーフ制御による燃料噴射制御性の悪化を
確実に防止してエンジン1の燃焼状態の悪化を未然に防
止することが可能となる。
【0233】そして、燃料噴射パルス幅Tiの設定後、
上記ステップS81へ進み、エンジン回転数NEとアクセル
開度ALPHとによるエンジン運転状態に基づいて燃料
噴射開始角度テーブルを補間計算付きで参照し、該当気
筒の圧縮上死点を基準とした燃料噴射開始角度IJsaを
設定し、上記ステップS82で、この燃料噴射開始角度I
Jsaに基づいて、燃料噴射開始タイミングIJSTを設定
して、ルーチンを抜ける。
【0234】すなわち、FHPNG=1の高圧燃料系の異常
時には、バイパス切換弁29を開弁し、低圧燃料系の低
圧燃料をインジェクタ13に供給して低圧燃料を筒内
(燃焼室12内)に噴射するため、図16に示すよう
に、成層燃焼を行うべく燃料噴射時期を圧縮行程に設定
すると、インジェクタ13から噴射する低圧燃料の圧力
と筒内圧力との差圧を十分確保することができず、燃料
噴射パルス幅Tiによるインジェクタ13の開弁時間に
より燃料噴射量を的確に計量することができず、燃料噴
射制御性が悪化する。
【0235】従って、高圧燃料系の異常時には、上記低
圧レギュレータ28により規定される低圧燃料圧力(本
実施の形態では、0.2MPa)に対応して、エンジン
回転数NE及びアクセル開度ALPHによるエンジン運
転状態に基づき、均一混合燃焼に適合する燃料噴射パル
ス幅Tiを設定し、更に、低圧燃料圧力と筒内圧力との
差圧が充分に確保される排気行程終期ないし吸気行程に
燃料噴射時期を設定して、均一混合燃焼を行うことで、
この燃料噴射パルス幅Tiによるインジェクタ13の開
弁時間により燃料噴射量を的確に計量することが可能と
なり、燃料噴射制御性の悪化を防止することが可能とな
る。
【0236】以上の結果、θ1クランクパルス入力に同
期して起動する図9のθ1クランクパルス割り込みルー
チンにおいて、各燃焼方式に適合する点火が行われる。
【0237】更に、FHPNG=0の高圧燃料系の正常時で
あって、FCOMB=0で成層燃焼が選択されているときに
は、このθ1クランクパルス割り込みルーチンによっ
て、上述の気筒判別/エンジン回転数算出ルーチンにお
ける成層燃焼に対応する燃料噴射対象気筒データが読み
出されると共に、上述の燃料噴射制御ルーチンにおいて
設定された成層燃焼に対応する最新の燃料噴射開始タイ
ミングIJST及び燃料噴射パルス幅Tiが読み出され
る。そして、燃料噴射対象気筒の噴射開始タイミングタ
イマに上記燃料噴射開始タイミングIJSTがセットされ
ると共に、燃料噴射タイマに上記燃料噴射パルス幅Ti
がセットされ、θ1クランクパルス入力に同期して上記
噴射開始タイミングタイマがスタートされて、成層燃焼
に適合する燃料噴射が行われる。
【0238】次に、図9に示すθ1クランクパルス割り
込みルーチンについて説明する。
【0239】このθ1クランクパルス割り込みルーチン
は、エンジン運転に伴いθ1クランクパルスが入力する
毎に実行され、ステップS91,S92で、上記気筒判別/エ
ンジン回転数算出ルーチンにおける点火対象気筒データ
を読み出すとと共に、上記点火制御ルーチンによる最新
の通電開始タイミングTDWL,点火タイミングTADVを読
み出して、それぞれ点火対象気筒の通電開始タイミング
タイマ,点火時期タイマに上記通電開始タイミングTDW
L,点火タイミングTADVをセットし、各タイマをスター
トする。
【0240】次いで、ステップS93で、上記高圧燃料系
診断ルーチンによる高圧燃料系NGフラグFHPNGを参照
し、FHPNG=1の高圧燃料系の異常時には、そのままル
ーチンを抜け、また、FHPNG=0の高圧燃料系の正常時
には、ステップS94へ進み、更に上記燃焼方式判別フラ
グFCOMBを参照する。
【0241】そして、FCOMB=1で均一混合燃焼が選択
されている時には、同様に、そのままルーチンを抜け
る。
【0242】一方、高圧燃料系の正常時であって、FCO
MB=0で成層燃焼が選択されている時には、上記ステッ
プS94からステップS95へ進み、上述の気筒判別/エンジ
ン回転数算出ルーチンにより気筒判別されている成層燃
焼時の燃料噴射対象気筒データ#iを読み出すと共に、
上記燃料噴射制御ルーチンにより設定されている最新の
燃料噴射開始タイミングIJSTを読み出し、燃料噴射対
象気筒#iの噴射開始タイミングタイマに上記燃料噴射
開始タイミングIJSTをセットし、この噴射開始タイミ
ングタイマをスタートする。
【0243】次いで、ステップS96で、上記燃料噴射制
御ルーチンにより設定されている最新の燃料噴射パルス
幅Tiを読み出し、この燃料噴射パルス幅Tiを燃料噴
射対象気筒#iの燃料噴射タイマにセットして、ルーチ
ンを抜ける。
【0244】上述の点火制御ルーチンにより、通電開始
タイミングTDWL、及び点火時期を定める点火タイミン
グTADVは、成層燃焼時及び均一混合燃焼時共に、θ1
クランクパルス入力を基準として設定されており、且
つ、上記高圧燃料系NGフラグFHPNG、上記燃焼方式判
別フラグFCOMBに応じ各燃焼方式に適合する値に設定さ
れている。また、燃料噴射開始タイミングIJST及び燃
料噴射パルス幅Tiも、上記高圧燃料系NGフラグFHP
NG、上記燃焼方式判別フラグFCOMBに応じ各燃焼方式に
適合する値に設定されている。
【0245】すなわち、FHPNG=0の高圧燃料系の正常
時であって、FCOMB=0で成層燃焼が選択されている時
には、上述の燃料噴射制御ルーチンによって、成層燃焼
に適合する燃料噴射時期IJST及び燃料噴射パルス幅T
iが設定されており、上記ステップS95,S96では、この
成層燃焼に適合する最新の燃料噴射開始タイミングIJ
ST,燃料噴射パルス幅Tiが読み出されて噴射開始タイ
ミングタイマ,燃料噴射タイマにセットされる。また、
この時、上記燃料噴射開始タイミングIJSTは、θ1ク
ランクパルス入力を基準として設定されている。
【0246】従って、FHPNG=0の高圧燃料系の正常時
であって、且つ、FCOMB=0で成層燃焼が選択されてい
る時には、θ1クランクパルス入力に同期して起動する
本ルーチンのステップS95で、噴射開始タイミングタイ
マをスタートして、この燃料噴射開始タイミングIJST
の計時を開始する。
【0247】すなわち、FHPNG=0の高圧燃料系の正常
時であって、且つ、FCOMB=0で成層燃焼が選択されて
いる時、例えば、図14のタイムチャートに示すよう
に、#2気筒のBTDCθ1クランクパルス入力によ
り、本ルーチンが起動されたとすると、点火対象気筒は
#2気筒であり、燃料噴射対象気筒は前回のθ2クラン
クパルス入力時において気筒判別されている#2気筒と
なる。
【0248】ここでは、説明を分かり易くするため、図
14及び図15に示すように、同一気筒(#2気筒)に
ついて説明すると、高圧燃料系の正常時であって成層燃
焼が選択されている時には、図14に示すように、該当
気筒の圧縮上死点前におけるθ1クランクパルス入力に
よって、該当気筒の噴射開始タイミングタイマがスター
トされる。
【0249】そして、この時は、噴射開始タイミングタ
イマには、上記燃料噴射制御ルーチンによって点火タイ
ミングTADVから逆算して設定された成層燃焼に適合す
る燃料噴射開始タイミングIJSTがセットされ、この燃
料噴射開始タイミングIJSTは、点火タイミングTADV
を基準として、その点火前において燃料を噴射後、イン
ジェクタ13からの燃料噴霧が筒内吸気流により点火プ
ラグ14の放電電極間に到達し、この燃料噴霧の後端部
に点火プラグ14によって着火して、成層燃焼を行うに
適正な時間を与える。
【0250】そして、上記噴射開始タイミングタイマの
計時により燃料噴射開始タイミングIJSTに達すると、
図11に示すIJST割り込みルーチンが起動し、ステッ
プS111で、該当気筒の燃料噴射タイマをスタートして、
ルーチンを抜ける。
【0251】その結果、該燃料噴射タイマにセットされ
ている上記燃料噴射パルス幅Tiによるインジェクタ駆
動信号が該当気筒のインジェクタ13へ出力され(図1
4参照)、該当気筒のインジェクタ13から、上記燃料
噴射パルス幅Tiに対応するインジェクタ開弁時間によ
り所定に計量された量の燃料が噴射される。
【0252】ここで、FHPNG=0の高圧燃料系の正常時
には、上述のバイパス切換弁制御ルーチンにより、燃料
バイパス通路21dに介装されたバイパス切換弁29が
閉弁され、通常通り、高圧ポンプ25により昇圧され且
つ高圧レギュレータ27によって所定の制御燃料圧力P
fBに調圧された高圧燃料がインジェクタ13に供給され
る。
【0253】また、FHPNG=0の高圧燃料系の正常時で
あって、且つ、FCOMB=0で成層燃焼が選択されている
時には、上記燃料噴射パルス幅Tiは、上述の燃料噴射
制御ルーチンにより、エンジン回転数NEとアクセル開
度ALPHとによるエンジン運転状態に基づいて成層燃
焼に適合する基本燃料噴射量GFを設定し、上記高圧レ
ギュレータ27により規定される制御燃料圧力PfBに対
応して、上記基本燃料噴射量GFを基本燃料噴射パルス
幅Tpに変換し、更に、この基本燃料噴射パルス幅Tp
を、前記燃料圧力補正係数Kpにより、実際の高圧燃料
系の燃料圧力Pfによる燃料噴射量の変化を補償して設
定されており、エンジン運転状態に応じて設定される要
求噴射量に対しインジェクタ13から噴射される実際の
燃料噴射量が一致するに適正な値に設定されている。
【0254】従って、これにより、インジェクタ13に
供給される燃料圧力と燃料噴射パルス幅Tiとの整合性
が得られ、該当気筒のインジェクタ13から、上記燃料
噴射パルス幅Tiに対応して所定に計量された、成層燃
焼に適合し且つその時のエンジン運転状態に応じ所定の
出力を確保するための要求燃料噴射量に一致した適正量
の燃料が噴射される。
【0255】また、FHPNG=0の高圧燃料系の正常時で
あって、且つ、FCOMB=0で成層燃焼が選択されている
時には、上述の点火制御ルーチンによって、成層燃焼に
適合する点火タイミングTADV、及び、この点火タイミ
ングTADVを基に通電開始タイミングTDWLが設定されて
おり、θ1クランクパルス割り込みルーチンの上記ステ
ップS91,S92では、この最新の通電開始タイミングTDW
L、及び、この成層燃焼に適合する最新の点火タイミン
グTADVが読み出されてそれぞれ該当気筒の通電開始タ
イミングタイマ,点火時期タイマにセットされ、該当気
筒のBTDCθ1クランクパルス入力に同期して、該当
気筒の通電開始タイミングタイマ及び点火時期タイマも
スタートされる。
【0256】そして、上記通電開始タイミングタイマの
計時により通電開始タイミングTDWLに達すると、図1
2に示すTDWL割り込みルーチンが起動し、ステップS12
1で、該当気筒のドエルセットによりECU50からイ
グナイタ16へ該当気筒に対する通電信号が出力され
(図14参照)、該当気筒の点火コイル15の通電(ド
エル)が開始される。
【0257】その後、上記点火時期タイマの計時により
該点火時期タイマにセットされた成層燃焼に適合する点
火タイミングTADVに達すると、図13に示すTADV割り
込みルーチンが起動し、ステップS131で、該当気筒の点
火コイル15に対するドエルをカットして、ルーチンを
抜ける。
【0258】その結果、該当気筒の点火コイル15に高
圧の2次電圧が誘起され、該当気筒の点火プラグ14の
放電電極がスパークする。
【0259】FHPNG=0の高圧燃料系の正常時であっ
て、FCOMB=0で成層燃焼が選択されている時には、上
述のように、燃料噴射開始タイミングIJSTが点火タイ
ミングTADVを基準として逆算設定されているため、イ
ンジェクタ13からの燃料噴霧が筒内吸気流により、確
実に点火プラグ14の放電電極間に到達した時点で、該
当気筒の点火プラグ14が点火されて、燃料噴霧の後端
部に着火し、燃料噴霧混合気に火炎が伝播して成層燃焼
が行われる。これにより、FHPNG=0で高圧燃料系が正
常状態での、エンジン低負荷低回転時は、この成層燃焼
によって、燃費の向上、及び排気エミッションの改善を
図ることが可能となる。
【0260】一方、FHPNG=0の高圧燃料系の正常時で
あってFCOMB=1で均一混合燃焼が選択されている時、
或いは、FHPNG=1の高圧燃料系の異常時は、θ2クラ
ンクパルス入力に同期して起動する図10のθ2クラン
クパルス割り込みルーチンにおいて、均一混合燃焼に対
応する燃料噴射対象気筒データが読み出されると共に、
上述の燃料噴射制御ルーチンにおいて設定された均一混
合燃焼に対応する最新の燃料噴射開始タイミングIJST
及び燃料噴射パルス幅Tiが読み出される。そして、燃
料噴射対象気筒の噴射開始タイミングタイマに上記燃料
噴射開始タイミングIJSTがセットされると共に、燃料
噴射タイマに上記燃料噴射パルス幅Tiがセットされ、
θ2クランクパルス入力に同期して上記噴射開始タイミ
ングタイマがスタートされて、均一混合燃焼に適合する
燃料噴射が行われる。
【0261】次に、図10に示すθ2クランクパルス割
り込みルーチンについて説明すると、ステップS101で、
上記高圧燃料系診断ルーチンによる高圧燃料系NGフラ
グFHPNGを参照し、FHPNG=1の高圧燃料系の異常時に
は、ステップS103へジャンプし、また、FHPNG=0の高
圧燃料系の正常時には、ステップS102へ進み、更に上記
燃焼方式判別フラグFCOMBを参照する。
【0262】そして、FCOMB=0で成層燃焼が選択され
ている時には、そのままルーチンを抜ける。
【0263】一方、高圧燃料系の正常時であってFCOMB
=1で均一混合燃焼が選択されている時、或いは、FHP
NG=1の高圧燃料系の異常時には、該当するステップか
らステップS103へ進み、上述の気筒判別/エンジン回転
数算出ルーチンにより気筒判別されている均一混合燃焼
時の燃料噴射対象気筒データ#iを読み出すと共に、上
記燃料噴射制御ルーチンにより設定されている最新の燃
料噴射開始タイミングIJSTを読み出し、燃料噴射対象
気筒#iの噴射開始タイミングタイマに上記燃料噴射開
始タイミングIJSTをセットし、この噴射開始タイミン
グタイマをスタートする。
【0264】次いで、ステップS104で、上記燃料噴射制
御ルーチンにより設定されている最新の燃料噴射パルス
幅Tiを読み出し、この燃料噴射パルス幅Tiを燃料噴
射対象気筒#iの燃料噴射タイマにセットして、ルーチ
ンを抜ける。
【0265】ここで、FHPNG=0の高圧燃料系の正常時
であってFCOMB=1で均一混合燃焼が選択されている
時、或いは、FHPNG=1の高圧燃料系の異常時には、上
述の燃料噴射制御ルーチンによって、該当気筒の圧縮上
死点を基準として逆算設定された均一混合燃焼に適合す
る燃料噴射タイミングIJSTが設定されており、また、
均一混合燃焼に適合し且つその時のエンジン運転状態に
応じ所定のエンジン出力を得るための燃料噴射量を得る
燃料噴射パルス幅Tiが設定されている。
【0266】従って、上記ステップS103,S104では、こ
の均一混合燃焼に適合する最新の燃料噴射開始タイミン
グIJST,燃料噴射パルス幅Tiが読み出されて噴射開
始タイミングタイマ,燃料噴射タイマにセットされ、図
15に示すように、該当気筒の圧縮上死点前における2
つ前のθ2クランクパルス入力によって、該当気筒の噴
射開始タイミングタイマがスタートされる。
【0267】そして、上記噴射開始タイミングタイマの
計時により燃料噴射開始タイミングIJSTに達すると、
上述の図11のIJST割り込みルーチンが起動し、ステ
ップS111で、該当気筒の燃料噴射タイマをスタートし
て、ルーチンを抜ける。
【0268】その結果、該燃料噴射タイマにセットされ
ている上記燃料噴射パルス幅Tiによるインジェクタ駆
動信号が該当気筒のインジェクタ13へ出力され(図1
5参照)、該当気筒のインジェクタ13から、上記燃料
噴射パルス幅Tiに対応するインジェクタ開弁時間によ
り所定に計量された量の燃料が噴射される。
【0269】ここで、FHPNG=0の高圧燃料系の正常時
には、上述のバイパス切換弁制御ルーチンにより、燃料
バイパス通路21dに介装されたバイパス切換弁29が
閉弁され、通常通り、高圧ポンプ25により昇圧され且
つ高圧レギュレータ27によって所定の制御燃料圧力P
fBに調圧された高圧燃料がインジェクタ13に供給され
る。
【0270】また、FHPNG=0の高圧燃料系の正常時で
あって、且つ、FCOMB=1で均一混合燃焼が選択されて
いる時には、上記燃料噴射パルス幅Tiは、上述の燃料
噴射制御ルーチンにより、エンジン回転数NEとアクセ
ル開度ALPHとによるエンジン運転状態に基づいて均
一混合燃焼に適合する基本燃料噴射量GFを設定し、上
記高圧レギュレータ27により規定される制御燃料圧力
PfBに対応して、上記基本燃料噴射量GFを基本燃料噴
射パルス幅Tpに変換し、更に、この基本燃料噴射パル
ス幅Tpを、前記燃料圧力補正係数Kpにより、実際の
高圧燃料系の燃料圧力Pfによる燃料噴射量の変化を補
償して設定されており、エンジン運転状態に応じて設定
される要求噴射量に対しインジェクタ13から噴射され
る実際の燃料噴射量が一致するに適正な値に設定されて
いる。
【0271】従って、これにより、FHPNG=0の高圧燃
料系の正常時であって、且つ、FCOMB=1で均一混合燃
焼が選択されている時には、インジェクタ13に供給さ
れる高圧燃料圧力と燃料噴射パルス幅Tiとの整合性が
得られ、該当気筒のインジェクタ13から、上記燃料噴
射パルス幅Tiに対応して所定に計量された、均一混合
燃焼に適合し且つその時のエンジン運転状態に応じ所定
のエンジン出力空燃比を得るための要求燃料噴射量に一
致した適正量の燃料が噴射される。
【0272】一方、FHPNG=1の高圧燃料系の異常時に
は、上述のバイパス切換弁制御ルーチンにより、燃料バ
イパス通路21dに介装されたバイパス切換弁29が開
弁されて、燃料バイパス通路21dを介し高圧燃料系と
低圧燃料系が連通され、高圧ポンプ25及び高圧レギュ
レータ27による高圧燃料に依存することなく、フィー
ドポンプ24により送給され且つ低圧レギュレータ28
により所定の燃料圧力に調圧された低圧燃料がインジェ
クタ13に供給される。
【0273】そして、この高圧燃料系の異常時には、上
記燃料噴射パルス幅Tiは、上述の燃料噴射制御ルーチ
ンにより、上記低圧レギュレータ28により規定される
低圧燃料圧力に対応して、エンジン回転数NE及びアク
セル開度ALPHによるエンジン運転状態に基づき、均
一混合燃焼に適合して設定されており、要求燃料噴射量
に対し、インジェクタ13に供給される燃料の圧力が低
圧レギュレータ28により規定される低圧燃料圧力の状
況下において、インジェクタ13から噴射される実際の
燃料噴射量が一致するに適正な値に設定されている。
【0274】従って、これにより、FHPNG=1の高圧燃
料系の異常時であっても、インジェクタ13に供給され
る低圧燃料圧力と燃料噴射パルス幅Tiとの整合性が得
られ、該当気筒のインジェクタ13から、上記燃料噴射
パルス幅Tiに対応して所定に計量された、均一混合燃
焼に適合し且つその時のエンジン運転状態に応じた所定
の出力を確保するための要求噴射量に一致した適正量の
燃料が噴射される。
【0275】更に、この時には、均一混合燃焼に対応し
て燃料噴射開始タイミングIJSTにより燃料噴射時期
が、筒内圧力の低い排気行程終期ないし吸気行程に設定
されるため、インジェクタ13から噴射する低圧燃料の
圧力と筒内圧力との差圧が充分に確保され、上記燃料噴
射パルス幅Tiによるインジェクタ13の開弁時間によ
り燃料噴射量を的確に計量することが可能となり、燃料
噴射制御性の悪化を防止することが可能となる。
【0276】その後、該当気筒のBTDCθ1クランク
パルスによって、上述の図9のθ1クランクパルス割り
込みルーチンが起動し、該当気筒の通電開始タイミング
タイマ,点火時期タイマに、最新の通電開始タイミング
TDWL,点火タイミングTADVがそれぞれセットされて、
各タイマがスタートされる。
【0277】ここで、FHPNG=0の高圧燃料系の正常時
であってFCOMB=1で均一混合燃焼が選択されている
時、或いは、FHPNG=1の高圧燃料系の異常時は、上述
の点火制御ルーチンによって、均一混合燃焼に適合する
点火タイミングTADV、及び、この点火タイミングTADV
を基に通電開始タイミングTDWLが設定されている。従
って、θ1クランクパルス割り込みルーチンの上記ステ
ップS91,S92では、この最新の通電開始タイミングTDW
L、及び、この均一混合燃焼に適合する最新の点火タイ
ミングTADVが読み出されてそれぞれ該当気筒の通電開
始タイミングタイマ,点火時期タイマにセットされ、該
当気筒のBTDCθ1クランクパルス入力に同期して、
該当気筒の通電開始タイミングタイマ及び点火時期タイ
マがスタートされる。
【0278】そして、上記通電開始タイミングタイマの
計時により通電開始タイミングTDWLに達すると、上述
の図12のTDWL割り込みルーチンが起動し、ステップS
121で、該当気筒のドエルセットによりECU50から
イグナイタ16へ該当気筒に対する通電信号が出力され
(図15参照)、該当気筒の点火コイル15の通電(ド
エル)が開始される。
【0279】その後、上記点火時期タイマの計時により
該点火時期タイマにセットされた均一混合燃焼に適合す
る点火タイミングTADVに達すると、上述の図13のTA
DV割り込みルーチンが起動し、ステップS131で、該当気
筒の点火コイル15に対するドエルがカットされる。こ
れにより、該当気筒の点火コイル15に高圧の2次電圧
が誘起され、該当気筒の点火プラグ14の放電電極がス
パークする。
【0280】ここで、均一混合燃焼時の燃料噴射タイミ
ングIJSTは、上述のように、該当気筒の圧縮上死点を
基準として該当気筒の排気行程終期ないし吸気行程に逆
算設定されており、点火時において燃料噴霧と新気との
均一混合状態を得るに適正な時点で、燃料噴射が開始さ
れる。
【0281】従って、燃焼室12内で噴射燃料と新気と
が充分に混合された状態、すなわち、燃料噴霧が充分拡
散した均一混合状態の下で、点火が行われて着火し、こ
の均一混合状態の混合気が即座に燃焼する。これによ
り、FHPNG=0の高圧燃料系の正常状態での、エンジン
高負荷高回転時には、均一混合燃焼によって高い平均有
効圧力が得られ、要求エンジン出力が確保される共に、
エンジン出力の向上が可能となる。
【0282】また、FHPNG=1の高圧燃料系の異常時に
は、低圧燃料系の低圧燃料をそのままインジェクタ13
に供給し、燃料燃焼方式の選択に拘わらず、早期噴射に
よる均一混合燃焼が行われ、高圧燃料系の燃料圧力異常
に伴う燃料噴射制御性の悪化、及びエンジン燃焼状態の
悪化が防止される。
【0283】次に、図24に基づいて、本発明の実施の
第2形態を説明する。
【0284】上記実施の第1形態では、エンジン回転数
NE及びアクセル開度ALPHをパラメータとして、低
圧レギュレータ28により規定される低圧燃料圧力の状
況下で均一混合燃焼に適合する要求燃料噴射量を得るに
適正な燃料噴射パルス幅Tiをメモリした異常時燃料噴
射パルス幅テーブルを備え、FHPNG=1の高圧燃料系の
異常時には、この異常時燃料噴射パルス幅テーブルを参
照することで、上記低圧レギュレータ28により規定さ
れる低圧燃料圧力に対応して、エンジン回転数NE及び
アクセル開度ALPHによるエンジン運転状態に基づ
き、均一混合燃焼に適合する燃料噴射パルス幅Tiを設
定する。
【0285】これに対し、本実施の形態は、高圧燃料系
の異常時には、高圧燃料系の正常時であって均一混合燃
焼が選択されている時と同様に、均一混合燃焼時基本燃
料噴射量テーブルにより均一混合燃焼に適合する基本燃
料噴射量GFを設定し、この基本燃料噴射量GFを、前
記基本燃料噴射パルス幅テーブルにより、高圧レギュレ
ータ27により規定される制御燃料圧力PfBに対応し
て、基本燃料噴射パルス幅Tpに変換する。そして、更
に、高圧燃料系の異常時に、上記低圧レギュレータ28
による低圧燃料圧力に対応して上記基本燃料噴射パルス
幅Tpを増加補正するための異常時補正係数KFSを設定
する。そして、この異常時補正係数KFSを燃料噴射パル
ス幅Tiの演算式に組み込むことで、高圧燃料系の異常
時には、高圧レギュレータ27により規定される制御燃
料圧力PfB対応で設定された基本燃料噴射パルス幅Tp
を、上記低圧レギュレータ28による低圧燃料圧力に対
応して増加補正し、低圧レギュレータ28により規定さ
れる低圧燃料圧力に対応し均一混合燃焼に適合する燃料
噴射パルス幅Tiを簡易的に設定する。
【0286】これにより、異常時燃料噴射パルス幅テー
ブルを省略し、異常時燃料噴射テーブルに格納する燃料
噴射パルス幅Tiのデータセッティング工数、及び、テ
ーブルによるメモリ(ROM52)の使用容量を削減す
ることが可能となる。また、単一の異常時補正係数KFS
により対象可能なため、上記実施の第1形態に対し、高
圧燃料系の正常時と異常時とで燃料噴射パルス幅Tiの
設定を、或る程度共用化することが可能となって制御が
簡素化し、データセッティング工数を著しく低減するこ
とが可能となる。
【0287】具体的には、本実施の形態では、上記実施
の第1形態における図8の燃料噴射制御ルーチンに代
え、図24に示す燃料噴射制御ルーチンを採用する。
【0288】尚、その他のルーチンについては上記実施
の第1形態と同様であり、その説明は省略する。また、
図24の燃料噴射制御ルーチンにおいて、上記実施の第
1形態と同一のステップについては同一の符号を付し
て、その詳細説明は省略する。
【0289】以下、図24の燃料噴射制御ルーチンにつ
いて説明する。
【0290】図24に示す燃料噴射制御ルーチンは、上
記実施の第1形態と同様に、システムイニシャライズ
後、所定周期(例えば、10msec)毎に実行され、先
ず、ステップS71で、高圧燃料系NGフラグFHPNGを参
照し、FHPNG=0の高圧燃料系の正常時には、ステップ
S201へ進み、高圧燃料系の異常時における基本燃料噴射
パルス幅Tpを増加補正するための異常時補正係数KFS
を“1.0”に設定する(KFS←0)。
【0291】すなわち、FHPNG=0の高圧燃料系の正常
時は、前述のバイパス切換弁制御ルーチンによりバイパ
ス切換弁29が閉弁され、高圧レギュレータ27によっ
て調圧された高圧燃料がインジェクタ13に供給されて
いる。そして、異常時補正係数KFSの補正対象とする基
本燃料噴射パルス幅Tpは、後述の処理により、高圧レ
ギュレータ27により規定される制御燃料圧力PfB(=
7MPa)に対応して設定され、更に、この異常時補正
係数Kpによる補正は、後述のステップS202に示すよう
に、基本燃料噴射パルス幅Tpに対し乗算項で与えられ
る。
【0292】従って、FHPNG=0の高圧燃料系の正常時
には、異常時補正係数KFSを“1.0”に設定すること
で、この異常時補正係数KFSによる補正無しの状態とす
る。
【0293】その後、ステップS72へ進み、燃焼方式判
別フラグFCOMBを参照する。
【0294】そして、FCOMB=0で、成層燃焼が選択さ
れている時には、ステップS73へ進み、エンジン回転数
NEとアクセル開度ALPHとによるエンジン運転状態
に基づき、成層燃焼時基本燃料噴射量テーブルを補間計
算付きで参照し、成層燃焼に適合し且つ所定のエンジン
出力を得るための要求噴射量に対応する基本燃料噴射量
GFを設定する。
【0295】そして、基本燃料噴射量GFの設定後、ス
テップS74へ進み、この基本燃料噴射量GFに基づいて
基本燃料噴射パルス幅テーブルを補間計算付きで参照
し、高圧レギュレータ27により規定される制御燃料圧
力PfB(=7MPa)の状況下で、この基本燃料噴射量
GFを得るためのインジェクタ13に対する基本燃料噴
射パルス幅Tpを設定し、続くステップS75で、燃料圧
力センサ35による燃料圧力Pfと上記基本燃料噴射パ
ルス幅Tpとに基づき燃料圧力補正係数テーブルを補間
計算付きで参照して燃料圧力補正係数Kpを設定する。
【0296】尚、上記燃料圧力補正係数テーブルにおい
てパラメータとする燃料圧力の範囲は、上記実施の第1
形態と同様に、始動時における燃料圧力Pfの上昇過程
をも考慮して高圧燃料系の実用域での燃料圧力をカバー
するため、例えば、1MPa〜9MPaの範囲に設定さ
れている。
【0297】そして、ステップS202で、上記基本燃料噴
射パルス幅Tpに、上記燃料圧力補正係数Kp、空燃比
フィードバック補正係数KA/Fを乗算して圧力補正及び
空燃比補正を行うと共に、上記ステップS201で設定した
異常時補正係数KFSを乗算して、インジェクタ13に対
する最終的な燃料噴射パルス幅Tiを設定する(Ti←
Tp×Kp×KA/F×KFS)。
【0298】このとき、異常時補正係数KFSは、上述の
ように、KFS=1.0に設定されており、従って、高圧
燃料系の正常時であって成層燃焼が選択されている時に
は、異常時補正係数KFSによる増加補正が行われず、高
圧レギュレータ27により規定される制御燃料圧力PfB
に対応して、成層燃焼に適合する燃料噴射パルス幅Ti
が設定される。
【0299】すなわち、FHPNG=0の高圧燃料系の正常
時には、前述のバイパス切換弁制御ルーチンにより、燃
料バイパス通路21dに介装されたバイパス切換弁29
が閉弁され、通常通り、高圧ポンプ25により昇圧され
且つ高圧レギュレータ27によって所定の制御燃料圧力
PfBに調圧された高圧燃料がインジェクタ13に供給さ
れている。
【0300】そして、FHPNG=0の高圧燃料系の正常時
であって、且つ、FCOMB=0で成層燃焼が選択されてい
る時には、上記燃料噴射パルス幅Tiは、エンジン回転
数NEとアクセル開度ALPHとによるエンジン運転状
態に基づいて成層燃焼に適合する基本燃料噴射量GFを
設定し、上記高圧レギュレータ27により規定される制
御燃料圧力PfBに対応して、上記基本燃料噴射量GFを
基本燃料噴射パルス幅Tpに変換し、更に、この基本燃
料噴射パルス幅Tpを、前記燃料圧力補正係数Kpによ
り、実際の高圧燃料系の燃料圧力Pfによる燃料噴射量
の変化を補償して設定され、エンジン運転状態に応じて
設定される要求噴射量に対しインジェクタ13から噴射
される実際の燃料噴射量が一致するに適正な値に設定さ
れる。
【0301】従って、これにより、インジェクタ13に
供給される燃料圧力と燃料噴射パルス幅Tiとの整合性
が図られ、FHPNG=0の高圧燃料系の正常時であって、
FCOMB=0で成層燃焼が選択されている時には、上記実
施の第1形態と同様に、該当気筒のインジェクタ13か
ら、上記燃料噴射パルス幅Tiに対応して所定に計量さ
れた、成層燃焼に適合し且つその時のエンジン運転状態
に応じ所定の出力を確保するための要求燃料噴射量に一
致した適正量の燃料を噴射することが可能となる。
【0302】次いでステップS203で、再び上記高圧燃料
系NGフラグFHPNGを参照し、FHPNG=0の高圧燃料系
の正常時には、ステップS77へ進み、更に上記燃焼方式
判別フラグFCOMBを参照する。
【0303】そして、FCOMB=0で成層燃焼が選択され
ている時には、ステップS78へ進み、エンジン回転数NE
とアクセル開度ALPHとによるエンジン運転状態に基
づいて燃料噴射終了タイミングテーブルを補間計算付き
で参照して、燃料噴射終了タイミングIJENDを設定す
る。そして、ステップS79で、前述の点火制御ルーチン
による点火タイミングTADVを読み出し、この点火タイ
ミングTADVから上記燃料噴射終了タイミングIJEND及
び上記燃料噴射パルス幅Tiにより逆算して、θ1クラ
ンクパルス入力を基準とした燃料噴射開始タイミングI
JSTを設定し、ルーチンを抜ける。
【0304】一方、FHPNG=0の高圧燃料系の正常時で
あって、上記ステップS72において、FCOMB=1で、均
一混合燃焼が選択されているときには、ステップS72か
らステップS80へ進み、エンジン回転数NE及びアクセル
開度ALPHによるエンジン運転状態に基づいて均一混
合燃焼時基本燃料噴射量テーブルを補間計算付きで参照
し、均一混合燃焼に適合し且つ所定の出力空燃比を得る
ための基本燃料噴射量GFを設定する。
【0305】そして、基本燃料噴射量GFの設定後、上
記ステップS74へ進み、この基本燃料噴射量GFに基づ
いて基本燃料噴射パルス幅テーブルを補間計算付きで参
照し、高圧レギュレータ27により規定される制御燃料
圧力PfBの状況下で、この基本燃料噴射量GFを得るた
めのインジェクタ13に対する基本燃料噴射パルス幅T
pを設定し、上記ステップS75で、燃料圧力センサ35
による燃料圧力Pfと上記基本燃料噴射パルス幅Tpと
に基づき燃料圧力補正係数テーブルを補間計算付きで参
照して燃料圧力補正係数Kpを設定する。
【0306】そして、上記ステップS202で、上記基本燃
料噴射パルス幅Tpに、上記燃料圧力補正係数Kp、空
燃比フィードバック補正係数KA/F、及び異常時補正係
数KFSを乗算して、インジェクタ13に対する最終的な
燃料噴射パルス幅Tiを設定する(Ti←Tp×Kp×
KA/F×KFS)。
【0307】このとき、異常時補正係数KFSは、上述の
ステップS201において、KFS=1.0に設定されてお
り、従って、高圧燃料系の正常時であって均一混合燃焼
が選択されている時には、異常時補正係数KFSによる増
加補正が行われず、高圧レギュレータ27により規定さ
れる制御燃料圧力PfBに対応して、均一混合燃焼に適合
する燃料噴射パルス幅Tiが設定される。
【0308】ここで、FHPNG=0の高圧燃料系の正常時
には、上述のバイパス切換弁制御ルーチンにより、燃料
バイパス通路21dに介装されたバイパス切換弁29が
閉弁され、通常通り、高圧ポンプ25により昇圧され且
つ高圧レギュレータ27によって所定の制御燃料圧力P
fBに調圧された高圧燃料がインジェクタ13に供給され
る。
【0309】そして、FHPNG=0の高圧燃料系の正常時
であって、且つ、FCOMB=1で均一混合燃焼が選択され
ている時には、上記燃料噴射パルス幅Tiは、エンジン
回転数NEとアクセル開度ALPHとによるエンジン運
転状態に基づいて均一混合燃焼に適合する基本燃料噴射
量GFを設定し、上記高圧レギュレータ27により規定
される制御燃料圧力PfBに対応して、上記基本燃料噴射
量GFを基本燃料噴射パルス幅Tpに変換し、更に、こ
の基本燃料噴射パルス幅Tpを、前記燃料圧力補正係数
Kpにより、実際の高圧燃料系の燃料圧力Pfによる燃
料噴射量の変化を補償して設定され、エンジン運転状態
に応じて設定される要求噴射量に対しインジェクタ13
から噴射される実際の燃料噴射量が一致するに適正な値
に設定される。
【0310】従って、これにより、インジェクタ13に
供給される燃料圧力と燃料噴射パルス幅Tiとの整合性
が図られ、FHPNG=0の高圧燃料系の正常時であって、
且つ、FCOMB=1で均一混合燃焼が選択されている時に
も、上記実施の第1形態と同様に、該当気筒のインジェ
クタ13から、上記燃料噴射パルス幅Tiに対応して所
定に計量された、均一混合燃焼に適合し且つその時のエ
ンジン運転状態に応じ所定のエンジン出力空燃比を得る
ための要求燃料噴射量に一致した適正量の燃料を噴射す
ることが可能となる。
【0311】そして、上記ステップS203で、再び高圧燃
料系NGフラグFHPNGを参照し、FHPNG=0の高圧燃料
系の正常時には、更に、上記ステップS77で、燃焼方式
判別フラグFCOMBを参照し、FCOMB=1の均一混合燃焼
選択時には、ステップS77からステップS81へ進む。
【0312】そして、ステップS81で、エンジン回転数
NEとアクセル開度ALPHとによるエンジン運転状態
に基づいて燃料噴射開始角度テーブルを補間計算付きで
参照し、該当気筒の圧縮上死点を基準とした燃料噴射開
始角度IJsaを設定し、続くステップS82で、この燃料
噴射開始角度IJsaに基づいて、燃料噴射開始タイミン
グIJSTを設定して、ルーチンを抜ける。
【0313】一方、上記ステップS71で、FHPNG=1の
高圧燃料系の異常時には、燃焼方式の選択に拘わらず、
ステップS204へ進む。
【0314】そして、ステップS204で、設定値KSETに
より異常時補正係数KFSを新たに設定する(KFS←KSE
T)。
【0315】ここで、FHPNG=1の高圧燃料系の異常時
には、上述のバイパス切換弁制御ルーチンにより、バイ
パス切換弁29が開弁され、低圧レギュレータ28によ
り調圧された低圧燃料がインジェクタ13に供給され
る。また、本実施の形態では、この高圧燃料系の異常時
においても、均一混合燃焼時基本燃料噴射量テーブルに
より均一混合燃焼に適合する基本燃料噴射量GFを設定
し、この基本燃料噴射量GFを、前記基本燃料噴射パル
ス幅テーブルにより、高圧レギュレータ27により規定
される制御燃料圧力PfB(=7MPa)に対応して、基
本燃料噴射パルス幅Tpに変換する。
【0316】そして、更に、この高圧レギュレータ27
による制御燃料圧力PfB(=7MPa)対応で設定され
た基本燃料噴射パルス幅Tpを、低圧レギュレータ28
により規定される低圧燃料圧力(=0.2MPa)に対
応して上記異常時補正係数KFSによって増加補正し、低
圧レギュレータ28により規定される低圧燃料圧力に対
応し均一混合燃焼に適合する燃料噴射パルス幅Tiを設
定することで、インジェクタ13に供給される燃料圧力
と燃料噴射パルス幅Tiとの整合性を図る。
【0317】従って、高圧燃料系の異常時において上記
異常時補正係数KFSを設定するための設定値KSETは、
低圧レギュレータ28により調圧された低圧燃料がイン
ジェクタ13に供給されている状態で、高圧レギュレー
タ27による制御燃料圧力PfB(=7MPa)対応で設
定された基本燃料噴射パルス幅Tpを増加補正して要求
燃料噴射量と同一の燃料噴射量を得るための係数値を予
めシミュレーション或いは実験等により求め、この係数
値を設定値KSETとして、ROM52に固定データとし
てメモリされているものであり、本実施の形態では、例
えば、KSET=2〜2.5に設定される。
【0318】そして、異常時補正係数KFSの設定後、上
記ステップS80へ進み、エンジン回転数NE及びアクセル
開度ALPHに基づいて均一混合燃焼時基本燃料噴射量
テーブルを補間計算付きで参照し、均一混合燃焼に適合
し且つ所定の出力を得るための基本燃料噴射量GFを設
定する。
【0319】そして、上記ステップS74で、この基本燃
料噴射量GFに基づいて基本燃料噴射パルス幅テーブル
を補間計算付きで参照し、高圧レギュレータ27による
制御燃料圧力PfB(=7MPa)対応の基本燃料噴射パ
ルス幅Tpを設定する。更に、上記ステップS75で、燃
料圧力センサ35による燃料圧力Pfと上記基本燃料噴
射パルス幅Tpとに基づき燃料圧力補正係数テーブルを
補間計算付きで参照して燃料圧力補正係数Kpを設定
し、ステップS202へ進む。
【0320】そして、ステップS202で、上記基本燃料噴
射パルス幅Tpに、上記燃料圧力補正係数Kp、空燃比
フィードバック補正係数KA/Fを乗算して補正すると共
に、上記ステップS204で新たに設定した異常時補正係数
KFSを乗算して、高圧レギュレータ27による制御燃料
圧力PfB(=7MPa)対応で設定された基本燃料噴射
パルス幅Tpを、低圧レギュレータ28により規定され
る低圧燃料圧力(=0.2MPa)に対応して増加補正
し、インジェクタ13に対する最終的な燃料噴射パルス
幅Tiを設定する(Ti←Tp×Kp×KA/F×KF
S)。
【0321】これにより、FHPNG=1の高圧燃料系の異
常時には、インジェクタ13に供給される低圧レギュレ
ータ28による低圧燃料圧力に対応して、燃料噴射パル
ス幅Tiを、エンジン運転状態に応じて設定される要求
噴射量に対しインジェクタ13から噴射される実際の燃
料噴射量が一致するに適正な値に設定することが可能と
なる。
【0322】従って、これにより、インジェクタ13に
供給される燃料圧力と燃料噴射パルス幅Tiとの整合性
が図られ、FHPNG=1の高圧燃料系の異常時であって
も、該当気筒のインジェクタ13から、上記燃料噴射パ
ルス幅Tiに対応して所定に計量された、均一混合燃焼
に適合し且つその時のエンジン運転状態に応じた所定の
出力を確保するための要求燃料噴射量に一致した適正量
の燃料を噴射することが可能となる。
【0323】その後、上記ステップS203で、再び高圧燃
料系NGフラグFHPNGを参照し、FHPNG=1の高圧燃料
系の異常時には、ステップS205へ進み、上記燃料噴射パ
ルス幅Tiを、エンジン出力を制限するために予め設定
された上限規制値TiMAXと比較する。
【0324】すなわち、高圧燃料系の異常時には、燃料
噴射パルス幅Tiを上限規制値TiMAXにより上限規制
してエンジン出力を制限することで、高圧燃料系の異常
度合いの進行を抑制し、且つ、フェイルセーフ制御によ
る燃料噴射制御性の悪化を確実に防止して、エンジン1
の燃焼状態の悪化を未然に防止することが可能となる。
【0325】そして、ステップS205で、Ti≦TiMAX
で上記燃料噴射パルス幅Tiが上限規制値TiMAX以下
の時には、燃料噴射パルス幅Tiの上限規制を行うこと
なく、そのまま上記ステップS81へジャンプし、一方、
Ti>TiMAXで燃料噴射パルス幅Tiが上限規制値T
iMAXを上回るときには、ステップS206で、燃料噴射パ
ルス幅Tiを上限規制値TiMAXにより上限規制した後
(Ti←TiMAX)、上記ステップS81へ進む。
【0326】そして、上記ステップS81で、エンジン回
転数NEとアクセル開度ALPHとによるエンジン運転
状態に基づいて燃料噴射開始角度テーブルを補間計算付
きで参照し、該当気筒の圧縮上死点を基準とした燃料噴
射開始角度IJsaを設定し、続くステップS82で、この
燃料噴射開始角度IJsaに基づいて、燃料噴射開始タイ
ミングIJSTを設定して、ルーチンを抜ける。
【0327】尚、本実施の形態では、FHPNG=0の高圧
燃料系の正常時においても、異常時補正係数KFSを、K
FS=1.0とし、異常時補正係数KFSによる補正無しの
状態として、燃料噴射パルス幅Tiの演算式に組み込ん
でいるが、本発明はこれに限定されず、高圧燃料系の正
常時には、異常補正係数KFSの設定を省略すると共に、
燃料噴射パルス幅Tiの演算式において異常時補正係数
KFSを省略するようにしてもよい。すなわち、少なくと
も高圧燃料系の異常時に、上記低圧レギュレータ28に
よる低圧燃料圧力に対応して上記基本燃料噴射パルス幅
Tpを増加補正するための異常時補正係数KFSを設定
し、この異常時補正係数KFSにより基本燃料噴射パルス
幅Tpを補正してインジェクタに対する最終的な燃料噴
射パルス幅を設定すればよい。
【0328】次に、図25に基づいて、本発明の実施の
第3形態を説明する。
【0329】本実施の形態は、上記実施の各形態に対
し、上記燃料圧力補正係数テーブルにおいてカバーする
燃料圧力の範囲を、高圧燃料系の実用域での燃料圧力の
みならず、更に、上記低圧レギュレータ28による低圧
燃料圧力範囲まで拡大する。
【0330】そして、高圧燃料系の異常時には、高圧燃
料系の正常時であって均一混合燃焼が選択されている時
と同様に、均一混合燃焼時基本燃料噴射量テーブルによ
り均一混合燃焼に適合する基本燃料噴射量GFを設定
し、この基本燃料噴射量GFを、前記基本燃料噴射パル
ス幅テーブルにより、高圧レギュレータ27により規定
される制御燃料圧力PfBに対応して、基本燃料噴射パル
ス幅Tpに変換する。そして、燃料圧力センサ35によ
り検出される実際の高圧燃料系の燃料圧力Pf、すなわ
ち、インジェクタ13に実際に供給される燃料の圧力に
基づいて、上記燃料圧力補正係数テーブルを参照して燃
料圧力補正係数Kpを設定し、この燃料圧力補正係数K
pにより上記基本燃料噴射パルス幅Tpを補正してイン
ジェクタ13に対する最終的な燃料噴射パルス幅Tiを
設定する。
【0331】すなわち、上記燃料圧力補正係数テーブル
における燃料圧力によるパラメータ範囲を、低圧レギュ
レータ28による低圧燃料圧力範囲まで拡大すること
で、高圧燃料系の異常時に、前述のバイパス切換弁制御
ルーチンにより、バイパス切換弁29が開弁され、低圧
レギュレータ28により調圧された低圧燃料がインジェ
クタ13に供給されている場合であっても、高圧レギュ
レータ27による制御燃料圧力PfB対応で設定された基
本燃料噴射パルス幅Tpを、インジェクタ13に供給さ
れる実際の燃料の圧力に対応して燃料圧力補正係数Kp
により補償することが可能となり、インジェクタ13に
供給される燃料圧力と燃料噴射パルス幅Tiとの整合性
を図ることができる。
【0332】これにより、高圧燃料系の正常時と異常時
における燃料噴射パルス幅Tiの設定を、全く共用化す
ることが可能となり、上記実施の第2形態よりも、更に
制御系を簡素化することが可能となる。
【0333】具体的には、本実施の形態では、上記実施
の各形態の燃料噴射制御ルーチンに代え、図25に示す
燃料噴射制御ルーチンを採用する。
【0334】尚、その他のルーチンについては上記実施
の第1形態と同様であり、その説明は省略する。また、
図25の燃料噴射制御ルーチンにおいて、上記実施の各
形態と同一のステップについては同一の符号を付して、
その詳細説明は省略する。
【0335】以下、図25の燃料噴射制御ルーチンにつ
いて説明する。
【0336】図25に示す燃料噴射制御ルーチンは、上
記実施の各形態と同様に、システムイニシャライズ後、
所定周期(例えば、10msec)毎に実行され、先ず、ス
テップS71で、高圧燃料系NGフラグFHPNGを参照し、
FHPNG=0の高圧燃料系の正常時には、ステップS72へ
進み、燃焼方式判別フラグFCOMBを参照する。
【0337】そして、FCOMB=0で、成層燃焼が選択さ
れている時には、ステップS73へ進み、エンジン回転数
NEとアクセル開度ALPHとによるエンジン運転状態
に基づき、成層燃焼時基本燃料噴射量テーブルを補間計
算付きで参照し、成層燃焼に適合し且つ所定のエンジン
出力を得るための要求噴射量に対応する基本燃料噴射量
GFを設定する。
【0338】そして、基本燃料噴射量GFの設定後、ス
テップS74へ進み、この基本燃料噴射量GFに基づいて
基本燃料噴射パルス幅テーブルを補間計算付きで参照
し、高圧レギュレータ27により規定される制御燃料圧
力PfB(=7MPa)の状況下で、この基本燃料噴射量
GFを得るためのインジェクタ13に対する基本燃料噴
射パルス幅Tpを設定し、続くステップS75で、燃料圧
力センサ35により検出される高圧燃料系の燃料圧力P
fと上記基本燃料噴射パルス幅Tpとに基づいて燃料圧
力補正係数テーブルを補間計算付きで参照し、高圧レギ
ュレータによる制御燃料圧力PfB対応で設定された基本
燃料噴射パルス幅Tpを、インジェクタ13に供給され
る実際の燃料圧力に応じて補償するための燃料圧力補正
係数Kpを設定する。
【0339】ここで、本実施の形態で採用する上記燃料
圧力補正係数テーブルは、カバーする燃料圧力の範囲
を、高圧燃料系の実用域での燃料圧力のみならず、更
に、上記低圧レギュレータ28により規定される低圧燃
料圧力範囲まで拡大したものである。
【0340】すなわち、上記燃料圧力補正係数テーブル
は、燃料圧力Pfと基本燃料噴射パルス幅Tpとによる
領域毎に、高圧レギュレータ27による制御燃料圧力P
fB(=7MPa)対応で設定された上記基本燃料噴射パ
ルス幅Tpを補正して上記基本燃料噴射量GFを得るに
適正な係数を予めシミュレーション或いは実験等により
求め、この係数を燃料圧力補正係数Kpとし、燃料圧力
Pfと基本燃料噴射パルス幅Tpとをパラメータとする
テーブルとして設定し、ROM52の一連のアドレスに
メモリされている。そして、この燃料圧力補正係数テー
ブルにおいてパラメータとする燃料圧力の範囲は、始動
時における燃料圧力Pfの上昇過程を含む高圧燃料系の
実用域での燃料圧力範囲のみならず、高圧燃料系の異常
時において、インジェクタ13に低圧レギュレータ28
による低圧燃料を供給することによる低圧燃料圧力をカ
バーするため、本実施の形態では、例えば、0.2MP
a〜9MPaの範囲に設定されている。
【0341】そして、燃料圧力補正係数Kpの設定後、
ステップS76へ進み、上記基本燃料噴射パルス幅Tp
に、上記燃料圧力補正係数Kp及び空燃比フィードバッ
ク補正係数KA/Fを乗算して燃料圧力補正及び空燃比補
正を行い、インジェクタ13に対する最終的な燃料噴射
パルス幅Tiを設定する(Ti←Tp×Kp×KA/
F)。
【0342】次いでステップS203で、再び上記高圧燃料
系NGフラグFHPNGを参照し、FHPNG=0の高圧燃料系
の正常時には、ステップS77へ進み、更に上記燃焼方式
判別フラグFCOMBを参照する。
【0343】そして、FCOMB=0で成層燃焼が選択され
ている時には、ステップS78へ進み、エンジン回転数NE
とアクセル開度ALPHとによるエンジン運転状態に基
づいて燃料噴射終了タイミングテーブルを補間計算付き
で参照して、燃料噴射終了タイミングIJENDを設定す
る。そして、ステップS79で、前述の点火制御ルーチン
による点火タイミングTADVを読み出し、この点火タイ
ミングTADVから上記燃料噴射終了タイミングIJEND及
び上記燃料噴射パルス幅Tiにより逆算して、θ1クラ
ンクパルス入力を基準とした燃料噴射開始タイミングI
JSTを設定し、ルーチンを抜ける。
【0344】一方、上記ステップS71においてFHPNG=
1の高圧燃料系の異常時、或いは、FHPNG=0の高圧燃
料系の正常時であって上記ステップS72において、FCOM
B=1で、均一混合燃焼が選択されているときには、該
当するステップからステップS80へ進み、エンジン回転
数NE及びアクセル開度ALPHによるエンジン運転状
態に基づいて均一混合燃焼時基本燃料噴射量テーブルを
補間計算付きで参照し、均一混合燃焼に適合し且つ所定
の出力空燃比を得るための基本燃料噴射量GFを設定す
る。
【0345】そして、基本燃料噴射量GFの設定後、上
記ステップS74へ進み、この基本燃料噴射量GFに基づ
いて基本燃料噴射パルス幅テーブルを補間計算付きで参
照し、高圧レギュレータ27により規定される制御燃料
圧力PfBの状況下で、この基本燃料噴射量GFを得るた
めのインジェクタ13に対する基本燃料噴射パルス幅T
pを設定し、上記ステップS75で、燃料圧力センサ35
により検出される高圧燃料系の燃料圧力Pfと上記基本
燃料噴射パルス幅Tpとに基づいて燃料圧力補正係数テ
ーブルを補間計算付きで参照し燃料圧力補正係数Kpを
設定する。
【0346】そして、上記ステップS76で、上記基本燃
料噴射パルス幅Tpに、上記燃料圧力補正係数Kp及び
空燃比フィードバック補正係数KA/Fを乗算して燃料圧
力補正及び空燃比補正を行い、インジェクタ13に対す
る最終的な燃料噴射パルス幅Tiを設定する。
【0347】そして、上記ステップS203で、再び高圧燃
料系NGフラグFHPNGを参照し、FHPNG=0の高圧燃料
系の正常時には、更に、上記ステップS77で、燃焼方式
判別フラグFCOMBを参照し、FCOMB=1の均一混合燃焼
選択時には、ステップS77からステップS81へ進む。
【0348】一方、上記ステップS203で、FHPNG=1の
高圧燃料系の異常時には、ステップS205へ進み、上記燃
料噴射パルス幅Tiを、エンジン出力を制限するために
予め設定された上限規制値TiMAXと比較する。
【0349】そして、Ti≦TiMAXで上記燃料噴射パ
ルス幅Tiが上限規制値TiMAX以下の時には、燃料噴
射パルス幅Tiの上限規制を行うことなく、そのままス
テップS81へジャンプし、一方、Ti>TiMAXで燃料噴
射パルス幅Tiが上限規制値TiMAXを上回るときに
は、ステップS206で、燃料噴射パルス幅Tiを上限規制
値TiMAXにより上限規制した後(Ti←TiMAX)、ス
テップS81へ進む。
【0350】そして、ステップS81で、エンジン回転数
NEとアクセル開度ALPHとによるエンジン運転状態
に基づいて燃料噴射開始角度テーブルを補間計算付きで
参照し、該当気筒の圧縮上死点を基準とした燃料噴射開
始角度IJsaを設定し、続くステップS82で、この燃料
噴射開始角度IJsaに基づいて、燃料噴射開始タイミン
グIJSTを設定して、ルーチンを抜ける。
【0351】以上のように、燃料圧力補正係数テーブル
において、カバーする燃料圧力の範囲を、始動時におけ
る燃料圧力Pfの上昇過程を含む高圧燃料系の実用域で
の燃料圧力範囲のみならず、高圧燃料系の異常時におい
て、インジェクタ13に低圧レギュレータ28による低
圧燃料を供給することによる低圧燃料圧力範囲まで拡大
し、この圧力補正係数テーブルには、燃料圧力Pfと基
本燃料噴射パルス幅Tpとによる領域毎に、高圧レギュ
レータ27による制御燃料圧力PfB(=7MPa)対応
で設定された上記基本燃料噴射パルス幅Tpを補正して
上記基本燃料噴射量GFを得るに適正な燃料圧力補正係
数Kpが格納されている。
【0352】従って、燃料圧力センサ35によって検出
される高圧燃料系の燃料圧力Pf、すなわち、インジェ
クタ13に実際に供給される燃料の圧力と基本燃料噴射
パルス幅Tpとに基づき、上記燃料圧力補正係数テーブ
ルを参照して、燃料圧力補正係数Kpを設定し、この圧
力補正係数Kpによって、高圧レギュレータ27による
制御燃料圧力PfB対応で設定された基本燃料噴射パルス
幅Tpを補正し、インジェクタ13の開弁時間を定める
最終的な燃料噴射パルス幅Tiを設定することで、イン
ジェクタ13に供給される燃料圧力の相違による要求燃
料噴射量に対する実際の燃料噴射量の変化を補償するこ
とが可能となり、高圧燃料が供給される高圧燃料系の正
常時は勿論のこと、低圧燃料が供給される高圧燃料系の
異常時であっても、要求噴射量に対し、インジェクタ1
3から噴射される実際の燃料噴射量が一致するに適正な
値に、燃料噴射パルス幅Tiを設定することができる。
【0353】その結果、高圧燃料系の正常時と異常時に
おける燃料噴射パルス幅Tiの設定を全く共用すること
が可能となり、制御系を簡素にして実現でき、且つ、高
圧燃料が供給される高圧燃料系の正常時は勿論のこと、
低圧燃料が供給される高圧燃料系の異常時においても、
インジェクタ13に供給される燃料圧力と燃料噴射パル
ス幅Tiとの整合性を図ることができ、要求燃料噴射量
に一致した適正量の燃料を噴射することが可能となる。
【0354】次に、図26〜図28に基づいて、本発明
の実施の第4形態を説明する。
【0355】本実施の形態は、高圧レギュレータとして
ECU50により制御可能な電磁式高圧レギュレータ8
0を採用し、上記実施の各形態における燃料バイパス通
路21d及びバイパス切換弁29を不要としたものであ
る。
【0356】尚、上記実施の各形態と同一の構成品につ
いては、同一の符号を付して、その説明を省略する。
【0357】本実施の形態で採用する電磁式高圧レギュ
レータ80は、常開式であり、ECU50から出力され
る駆動信号のデューティ比DUTYに応じて、その弁開
度が制御され、ECU50から出力される駆動信号のデ
ューティ比DUTYが、00H(0%)で全開となり、
デューティ比DUTYの増加に伴い弁開度が減少し、D
UTY=FFH(100%)で全閉となる。
【0358】そして、図26に示すように、この電磁式
高圧レギュレータ80の下流側を、低圧燃料系として、
フィードポンプ24下流の低圧燃料通路21aと低圧レ
ギュレータ28上流との間の燃料リターン通路に接続構
成する。
【0359】また、図27に示すように、ECU50の
I/Oインターフェイス56の出力ポートに、駆動回路
58を介して、上記電磁式高圧レギュレータ80が接続
される。
【0360】そして、ECU50は、図28に示す電磁
式高圧レギュレータ制御ルーチンを実行し、FHPNG=0
の高圧燃料系の正常時には、所定の目標とする制御燃料
圧力PfB(本実施の形態では、例えば、PfB=7MP
a)と、燃料圧力センサ35によって検出される高圧燃
料系の燃料圧力Pfとの比較結果に応じて電磁式高圧レ
ギュレータ80に対する駆動信号のデューティ比DUT
Yを設定し、高圧燃料系の燃料圧力Pfが制御燃料圧力
PfBに収束するよう電磁式高圧レギュレータ80をフィ
ードバック制御する。一方、FHPNG=1の高圧燃料系の
異常時には、電磁式高圧レギュレータ80を全開にする
制御量、すなわち、電磁式高圧レギュレータ80に対す
る駆動信号のデューティ比DUTYをDUTY=00H
に設定し、電磁式高圧レギュレータ80を全開させるこ
とで、高圧燃料系と低圧燃料系とを連通し、フィードポ
ンプ24に送給され低圧レギュレータ28により所定の
燃料圧力に調圧された低圧燃料を、そのまま高圧燃料系
に供給しインジェクタ13に供給する。
【0361】すなわち、本実施の形態では、ECU50
は、本発明に係る高圧レギュレータ制御手段としての機
能をも実現する。
【0362】尚、その他のルーチンについては、上記実
施の各形態のルーチンを適宜採用するものであり、その
説明は省略する。また、本実施の形態では、前記バイパ
ス切換弁29を備えず、従って、上記実施の第1形態に
示す図5のバイパス切換弁制御ルーチンは不要である。
【0363】以下、図28の電磁式高圧レギュレータ制
御ルーチンについて説明する。
【0364】図28に示す高圧レギュレータ制御ルーチ
ンは、システムイニシャライズ後、所定周期(例えば、
10msec)毎に実行され、先ず、ステップS301で、高圧
燃料系NGフラグFHPNGを参照し、FHPNG=0の高圧燃
料系の正常時には、ステップS302へ進む。
【0365】ステップS302では、通常制御(フィードバ
ック制御)への移行を指示する通常制御移行フラグF2
を参照する。この通常制御移行フラグF2は、エンジン
起動後、高圧燃料系の燃料圧力Pfが所定の燃料圧力に
達したとき、セットされるもので、イニシャル値はF2
=0である。
【0366】そして、F2=0のときは、ステップS303
へ進み、更に、電磁式高圧レギュレータ80に対するデ
ューティ比DUTYの初期設定の完了時にセットされる
初期設定完了フラグF1を参照する。そして、F1=0
で、高圧燃料系正常時の本ルーチンの初回実行時には、
ステップS304へ進み、デューティ比DUTYを電磁式高
圧レギュレータ80を全閉とする“FFH”に設定し
(DUTY←FFH)、続くステップS304で、初期設定
の完了により初期設定完了フラグF1をセットし(F1
←1)、ステップS306で、上記ステップS304で設定した
デューティ比DUTYをセットして、ルーチンを抜け
る。
【0367】その結果、上記デューティ比DUTY=F
FHによる駆動信号が電磁式高圧レギュレータ80に出
力されて、電磁式高圧レギュレータ80が全閉し、この
電磁式高圧レギュレータ80から燃料リークが防止され
る。
【0368】そして、F1=1の初期設定の完了後は、
上記ステップS303からステップS307へ進み、燃料圧力セ
ンサ35による高圧燃料系の燃料圧力Pfを、予め設定
された設定圧力PHと比較する。
【0369】上記設定圧力PFは、高圧燃料系の燃料圧
力Pf、すなわち、インジェクタ13に供給される燃料
の圧力が、目標とする制御燃料圧力PfBに略達したかを
判断するためのもので、本実施の形態では、例えば、P
H=6〜7MPaに設定される。
【0370】そして、Pf≦PHで、高圧燃料系の燃料
圧力Pfが未だ目標とする制御燃料圧力に達していない
ときには、そのままルーチンを抜け、Pf>PHとな
り、高圧燃料系の燃料圧力Pfが目標とする制御燃料圧
力に略達したと判断されるとき、ステップS308へ進み、
通常制御(フィードバック制御)への移行を指示する通
常制御移行フラグF2をセットして(F2←1)、ルー
チンを抜ける。
【0371】すなわち、エンジン起動により高圧ポンプ
25の駆動が開始され、エンジン始動後、高圧燃料系の
燃料圧力Pfが上記設定圧力PHによる所定の燃料圧力
に達するまでは、電磁式高圧レギュレータ80を全閉と
し、電磁式高圧レギュレータ80をオープンループ制御
することで、電磁式高圧レギュレータからの燃料リーク
を防止し、高圧燃料系の燃料圧力Pfを目標とする制御
燃料圧力PfBに早期に昇圧させる。
【0372】その後は、上記通常制御移行フラグF2が
セットされたことで、上記ステップS302からステップS3
09へ進み、ステップS309〜S313の処理により、目標とす
る制御燃料圧力PfB(=7MPa)と、燃料圧力センサ
35によって検出される高圧燃料系の燃料圧力Pfとの
比較結果に応じて電磁式高圧レギュレータ80に対する
駆動信号のデューティ比DUTYを設定し、高圧燃料系
の燃料圧力Pfが制御燃料圧力PfBに収束するよう電磁
式高圧レギュレータ80をフィードバック制御する。
【0373】すなわち、ステップS309で、予め設定され
た目標とする制御燃料圧力PfBから燃料圧力センサ35
による高圧燃料系の燃料圧力Pfを減算し、制御燃料圧
力PfBに対する燃料圧力Pfの偏差ΔPを算出し(ΔP
←PfB−Pf)、続くステップS310で、比例積分制御
(PI制御)における比例定数KPFに上記偏差ΔPを乗
算して比例分フィードバック値Pを算出し(P←KPF×
ΔP)、更に、ステップS311で、比例積分制御における
積分定数KIに上記偏差ΔPを乗算した値に、前回の積
分分フィードバック値IOLDを加算して、新たな積分分
フィードバック値Iを算出する(I←IOLD+KI×Δ
P)。
【0374】そして、ステップS312で、次回に備え、今
回算出した積分分フィードバック値Iにより、前回の積
分分フィードバック値IOLDを更新し、続くステップS31
3で、制御燃料圧力PfBに対応して予め設定された基本
デューティ比DBに、上記比例分フィードバック値P及
び積分分フィードバック値Iを加算して、電磁式高圧レ
ギュレータ80に対する制御量を定めるデューティ比D
UTYを算出する(DUTY←DB+P+I)。
【0375】そして、上記ステップS306へ進み、上記ス
テップS313で算出したデューティ比DUTYをセットし
て、ルーチンを抜ける。
【0376】その結果、ECU50から上記デューティ
比DUTYによる駆動信号が電磁式高圧レギュレータ8
0に出力され、このデューティ比DUTYに対応して、
電磁式高圧レギュレータ80の弁開度が制御されて、高
圧燃料系の燃料圧力Pfが制御燃料圧力PfBに収束する
ようフィードバック制御される。
【0377】従って、FHPNG=0の高圧燃料系の正常時
には、高圧ポンプ25により昇圧され且つ電磁式高圧レ
ギュレータ80によって所定の制御燃料圧力に調圧され
た高圧燃料がインジェクタ13に供給される。
【0378】一方、上記ステップS301において、FHPNG
=1の高圧燃料系の異常時には、ステップS314へ進み、
電磁式高圧レギュレータ80に対する制御量を定めるデ
ューティ比DUTYを、電磁式高圧レギュレータ80を
全開とする“00H”に設定し(DUTY←00H)、
ステップS315,S316で、それぞれ初期設定完了フラグF
1,通常制御移行フラグF2をクリアして(F1←0、
F2←0)、上記ステップS306へ進み、上記ステップS3
314で設定したデューティ比DUTY(=00H)をセ
ットして、ルーチンを抜ける。
【0379】その結果、上記デューティ比DUTY=0
0Hによる駆動信号が電磁式高圧レギュレータ80に出
力されて、電磁式高圧レギュレータ80が全開する。
【0380】これにより、高圧燃料系の異常時には、電
磁式高圧レギュレータ80の全開により、高圧燃料系と
低圧燃料系とが連通され、上記実施の第1形態と同様
に、高圧燃料に依存することなく、フィードポンプ24
により送給され且つ低圧レギュレータ28により所定の
燃料圧力に調圧された低圧燃料を、そのまま高圧燃料系
に供給してインジェクタ13に供給することが可能とな
る。
【0381】従って、電磁式高圧レギュレータ80に、
上記実施の第1形態のバイパス切換弁29と同等の機能
を持たせることができ、バイパス切換弁29及び前記燃
料バイパス通路21dを廃止することが可能となり、燃
料供給系の構成部品点数を削減して、燃料供給系の構成
を簡素化することが可能となる。
【0382】尚、本発明は、上記実施の各形態に限定さ
れず、例えば、上記各形態においては、エンジン負荷の
一例としてアクセル開度ALPHを用いるようにしてい
るが、アクセル開度ALPHに代え、スロットル開度、
吸入空気量、スロットル弁下流の吸気管圧力、或いは、
1吸気行程当たりの吸入空気量等を採用するようにして
もよい。
【0383】また、上記実施の各形態では、時間制御方
式により点火時期、及び燃料噴射時期を制御するように
しているが、本発明はこれに限定されず、角度制御方式
を採用し、角度により点火時期及び燃料噴射時期を制御
するようにしてもよいことは勿論である。
【0384】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明によれば、筒内燃料噴射エンジンの高圧燃料系の燃料
圧力の挙動、及び、空燃比とインジェクタへの燃料噴射
パルス幅との関係の少なくとも一方を監視する。そし
て、燃料圧力の挙動が異常のとき、及び、空燃比と燃料
噴射パルス幅との関係に整合性が無いときの少なくとも
1つの条件成立時に、高圧燃料系の異常と診断するの
で、高圧燃料系を構成する高圧ポンプ或いは高圧レギュ
レータ等の異常、或いは高圧燃料系の燃料漏れ、或いは
インジェクタの異常等、これら高圧燃料系に異常が生じ
たときには、高圧燃料系の異常を的確に診断することが
できる。
【0385】また、高圧燃料系の異常と診断したときに
は、高圧燃料系の異常を報知するので、高圧燃料系が故
障したまま運転を続けることが防止され、高圧燃料系の
異常による排気エミッションの悪化やエンジンに対する
弊害等を防止することができる。
【0386】請求項2記載の発明によれば、筒内燃料噴
射エンジンの高圧燃料系の燃料圧力の挙動、及び、空燃
比とインジェクタへの燃料噴射パルス幅との関係の少な
くとも一方を監視し、燃料圧力の挙動が異常のとき、及
び、空燃比と燃料噴射パルス幅との関係に整合性が無い
ときの少なくとも1つの条件成立時に、高圧燃料系の異
常と診断するので、高圧燃料系を構成する高圧ポンプ或
いは高圧レギュレータ等の異常、或いは高圧燃料系の燃
料漏れ、或いはインジェクタの異常等、これら高圧燃料
系に異常が生じたときには、高圧燃料系の異常を的確に
診断することができる。
【0387】そして、高圧燃料系に対する診断結果を燃
料噴射制御に反映し、高圧燃料系の正常時には、高圧ポ
ンプをバイパスし高圧燃料系と低圧燃料系とを連通する
燃料バイパス通路に配設された開閉弁手段を閉弁して、
高圧ポンプにより昇圧され且つ高圧レギュレータによっ
て所定の制御燃料圧力に調圧された高圧燃料をインジェ
クタに供給する。そして、この時には、高圧レギュレー
タによる制御燃料圧力に対応して、エンジン運転状態に
基づき、燃料噴射量を定めるインジェクタに対する燃料
噴射パルス幅を設定するので、インジェクタに供給され
る高圧燃料圧力と燃料噴射パルス幅との関係に整合性が
図れ、従来と同様に、要求燃料噴射量に一致した適正量
の燃料をインジェクタから噴射することができる。
【0388】一方、高圧燃料系の異常時には、上記開閉
弁手段を開弁することで、高圧燃料系を構成する高圧ポ
ンプ及び高圧レギュレータによる高圧燃料に依存するこ
となく、低圧ポンプにより送給され低圧レギュレータに
より所定の燃料圧力に調圧された低圧燃料を、そのまま
高圧燃料系に供給してインジェクタに供給する。そし
て、低圧レギュレータにより調圧される低圧燃料圧力に
対応して、エンジン運転状態に基づき、インジェクタに
対する燃料噴射パルス幅を設定するので、この低圧燃料
圧力の下で、所定の燃料噴射量を得るようインジェクタ
に対する燃料噴射パルス幅が設定され、高圧燃料系に異
常が生じたとしても、この燃料噴射パルス幅によって要
求燃料噴射量に一致するようインジェクタの開弁時間を
制御することが可能となり、要求燃料噴射量に対するイ
ンジェクタから実際に噴射される燃料噴射量の誤差を抑
制し、燃料噴射制御性の悪化を抑制することができる。
従って、高圧燃料系に異常が生じたとしても、燃料噴射
制御性の悪化が抑制されるため、エンジンの燃焼状態の
悪化によるエンジン損傷等の弊害を防止して、運転を継
続することができる。
【0389】また、この時には、低圧燃料系から高圧燃
料系に低圧燃料が供給されるため、燃料圧縮による高圧
ポンプの負荷が軽減され、また、高圧レギュレータが非
作動状態となり、例え、高圧ポンプ或いは高圧レギュレ
ータに異常が生じたとしても、この異常度合いの進行を
抑制して致命的な損傷等を防止することができる。
【0390】また、高圧燃料系の異常として、インジェ
クタに開弁不良が生じているときには、低圧燃料がイン
ジェクタに供給されるため、インジェクタの燃料圧力に
抗する開弁負荷が軽減され、或る程度の燃料噴射制御性
を確保することが可能となり、この場合においても燃料
噴射制御性の悪化を抑制することができる。
【0391】更に、高圧燃料系の異常として、高圧燃料
系から燃料漏れが生じているときには、高圧燃料系に低
圧燃料が供給されて、高圧燃料系の燃料圧力が低下され
るため、少なくとも高圧燃料系の燃料漏れを抑制するこ
とができる。
【0392】請求項3記載の発明によれば、筒内燃料噴
射エンジンの高圧燃料系の燃料圧力の挙動、及び、空燃
比とインジェクタへの燃料噴射パルス幅との関係の少な
くとも一方を監視し、燃料圧力の挙動が異常のとき、及
び、空燃比と燃料噴射パルス幅との関係に整合性が無い
ときの少なくとも1つの条件成立時に、高圧燃料系の異
常と診断するので、高圧燃料系を構成する高圧ポンプ等
の異常、或いは高圧燃料系の燃料漏れ、或いはインジェ
クタの異常等、これら高圧燃料系に異常が生じたときに
は、高圧燃料系の異常を的確に診断することができる。
【0393】また、高圧レギュレータとして電磁式高圧
レギュレータを採用し、この電磁式高圧レギュレータの
下流側を低圧燃料系に接続構成する。そして、高圧燃料
系に対する診断結果を燃料噴射制御に反映し、高圧燃料
系の正常時には、所定の制御燃料圧力を得るよう上記電
磁式高圧レギュレータに対する制御量を設定し、高圧ポ
ンプにより昇圧され且つ電磁式高圧レギュレータによっ
て所定の制御燃料圧力に調圧された高圧燃料をインジェ
クタに供給する。そして、この時には、電磁式高圧レギ
ュレータによる制御燃料圧力に対応して、エンジン運転
状態に基づき、燃料噴射量を定めるインジェクタに対す
る燃料噴射パルス幅を設定するので、インジェクタに供
給される高圧燃料圧力と燃料噴射パルス幅との関係に整
合性が図れ、従来と同様に、要求燃料噴射量に一致した
適正量の燃料をインジェクタから噴射することができ
る。
【0394】一方、高圧燃料系の異常時には、上記電磁
式高圧レギュレータを全開にすることで、高圧燃料に依
存することなく、低圧ポンプにより送給され低圧レギュ
レータにより所定の燃料圧力に調圧された低圧燃料を、
そのまま高圧燃料系に供給してインジェクタに供給す
る。そして、低圧レギュレータにより調圧される低圧燃
料圧力に対応して、エンジン運転状態に基づき、インジ
ェクタに対する燃料噴射パルス幅を設定するので、この
低圧燃料圧力の下で、所定の燃料噴射量を得るようイン
ジェクタに対する燃料噴射パルス幅が設定され、高圧燃
料系に異常が生じたとしても、この燃料噴射パルス幅に
よって要求燃料噴射量に一致するようインジェクタの開
弁時間を制御することが可能となり、要求燃料噴射量に
対するインジェクタから実際に噴射される燃料噴射量の
誤差を抑制し、燃料噴射制御性の悪化を抑制することが
できる。従って、高圧燃料系に異常が生じたとしても、
燃料噴射制御性の悪化が抑制されるため、エンジンの燃
焼状態の悪化によるエンジン損傷等の弊害を防止して、
運転を継続することができる。
【0395】また、この時には、低圧燃料系から高圧燃
料系に低圧燃料が供給されるため、燃料圧縮による高圧
ポンプの負荷が軽減され、また、電磁式高圧レギュレー
タが実質的に非作動状態となり、例え、高圧ポンプ或い
は電磁式高圧レギュレータに異常が生じたとしても、こ
の異常度合いの進行を抑制して致命的な損傷等を防止す
ることができる。
【0396】また、高圧燃料系の異常として、インジェ
クタに開弁不良が生じているときには、低圧燃料がイン
ジェクタに供給されるため、インジェクタの燃料圧力に
抗する開弁負荷が軽減され、或る程度の燃料噴射制御性
を確保することが可能となり、この場合においても燃料
噴射制御性の悪化を抑制することができる。
【0397】更に、高圧燃料系の異常として、高圧燃料
系から燃料漏れが生じているときには、高圧燃料系に低
圧燃料が供給されて、高圧燃料系の燃料圧力が低下され
るため、少なくとも高圧燃料系の燃料漏れを抑制するこ
とができる。
【0398】また、上記請求項2記載の発明の高圧レギ
ュレータと開閉弁手段との機能を電磁式高圧レギュレー
タに併せ持つことができるため、請求項2記載の発明に
おける開閉弁手段及び燃料バイパス通路を廃止すること
ができる。従って、請求項2記載の発明に対し、燃料供
給系の構成部品点数を削減して、燃料供給系の構成を簡
素化できる効果を有する。
【0399】請求項4記載の発明によれば、高圧燃料系
の実用域での燃料圧力をパラメータとして、該燃料圧力
による燃料噴射量の変化を補正するための燃料圧力補正
係数をメモリした燃料圧力補正係数テーブルと、エンジ
ン回転数及びエンジン負荷をパラメータとして、低圧レ
ギュレータにより規定される低圧燃料圧力の状況下で要
求燃料噴射量を得るに適正な燃料噴射パルス幅をメモリ
した異常時燃料噴射パルス幅テーブルとを備える。そし
て、上記燃料噴射パルス幅を設定するに際し、高圧燃料
系の正常時には、エンジン運転状態に基づいて基本燃料
噴射量を設定し、上記高圧レギュレータ或いは上記電磁
式高圧レギュレータによる所定の制御燃料圧力の状態下
で、上記基本燃料噴射量を得るためのインジェクタに対
する基本開弁時間を定める基本燃料噴射パルス幅を上記
基本燃料噴射量に基づいて設定すると共に、高圧燃料系
の燃料圧力に基づき上記燃料圧力補正係数テーブルを参
照して燃料圧力補正係数を設定する。そして、この燃料
圧力補正係数により上記基本燃料噴射パルス幅を補正し
てインジェクタに対する最終的な燃料噴射パルス幅を設
定するので、上記請求項2或いは上記請求項3記載の発
明の効果に加え、インジェクタに高圧燃料が供給される
高圧燃料系の正常時には、高圧レギュレータ或いは電磁
式高圧レギュレータによる所定の制御燃料圧力対応で設
定した基本燃料噴射パルス幅を、更に燃料圧力補正係数
によって補正するため、実際の高圧燃料系の燃料圧力す
なわちインジェクタに供給される実際の燃料圧力に応
じ、要求燃料噴射量に対する実際の燃料噴射量の変化を
補償して、インジェクタの開弁時間を定める最終的な燃
料噴射パルス幅を設定することができる。従って、実際
にインジェクタに供給される高圧燃料圧力に応じ、要求
燃料噴射量を得るに適正な燃料噴射パルス幅を設定する
ことができ、その結果、要求燃料噴射量に一致した適正
量の燃料を確実にインジェクタから噴射させることが可
能となって、燃料噴射制御精度をより向上することがで
きる。
【0400】また、低圧燃料系の低圧燃料をそのままイ
ンジェクタに供給する高圧燃料系の異常時には、エンジ
ン回転数及びエンジン負荷に基づいて上記異常時燃料噴
射パルス幅テーブルを参照し、インジェクタに対する最
終的な燃料噴射パルス幅を設定するので、エンジン回転
数及びエンジン負荷による要求噴射量に対応して、低圧
レギュレータにより規定される低圧燃料圧力の状況下で
要求燃料噴射量を得るに適正な燃料噴射パルス幅を的確
に設定することが可能となり、低圧燃料系の低圧燃料を
そのままインジェクタに供給する高圧燃料系の異常時で
あっても、要求燃料噴射量に対するインジェクタから実
際に噴射される燃料噴射量の誤差を確実に抑制すること
ができ、燃料噴射制御性を向上することができる効果を
有する。
【0401】請求項5記載の発明によれば、高圧燃料系
の実用域での燃料圧力をパラメータとして、該燃料圧力
による燃料噴射量の変化を補正するための燃料圧力補正
係数をメモリした燃料圧力補正係数テーブルを備える。
そして、燃料噴射パルス幅を設定するに際し、エンジン
運転状態に基づいて基本燃料噴射量を設定し、上記高圧
レギュレータ或いは上記電磁式高圧レギュレータによる
所定の制御燃料圧力の状態下で、上記基本燃料噴射量を
得るためのインジェクタに対する基本開弁時間を定める
基本燃料噴射パルス幅を上記基本燃料噴射量に基づいて
設定すると共に、高圧燃料系の燃料圧力に基づき上記燃
料圧力補正係数テーブルを参照して燃料圧力補正係数を
設定する。また、少なくとも高圧燃料系の異常時には、
上記低圧レギュレータによる低圧燃料圧力に対応して基
本燃料噴射パルス幅を増加補正するための異常時補正係
数を設定する。そして、上記燃料圧力補正係数及び異常
時補正係数により上記基本燃料噴射パルス幅を補正して
インジェクタに対する最終的な燃料噴射パルス幅を設定
するので、上記請求項4記載の発明に対し、高圧燃料系
の異常時には、高圧レギュレータにより規定される制御
燃料圧力対応で設定された基本燃料噴射パルス幅を、上
記低圧レギュレータによる低圧燃料圧力に対応して異常
時補正係数によって増加補正し、低圧レギュレータによ
り規定される低圧燃料圧力に対応して燃料噴射パルス幅
を簡易的に設定することがきる。
【0402】従って、上記請求項4記載の発明で採用す
る異常時燃料噴射パルス幅テーブルを省略し、異常時燃
料噴射テーブルに格納する燃料噴射パルス幅のデータセ
ッティング工数、及び、テーブルによるメモリの使用容
量を削減することができる。
【0403】また、異常時補正係数により対象可能なた
め、上記請求項4記載の発明に対し、高圧燃料系の正常
時と異常時とで燃料噴射パルス幅の設定を、或る程度共
用化することが可能となって制御が簡素化し、データセ
ッティング工数を著しく低減することができる効果を有
する。
【0404】請求項6記載の発明によれば、上記低圧レ
ギュレータによる低圧燃料圧力、及び高圧燃料系の実用
域での燃料圧力をパラメータとして、該燃料圧力による
燃料噴射量の変化を補正するための燃料圧力補正係数を
メモリした燃料圧力補正係数テーブルを備える。そし
て、燃料噴射パルス幅を設定するに際し、エンジン運転
状態に基づいて基本燃料噴射量を設定し、上記高圧レギ
ュレータ或いは上記電磁式高圧レギュレータによる所定
の制御燃料圧力の状態下で、上記基本燃料噴射量を得る
ためのインジェクタに対する基本開弁時間を定める基本
燃料噴射パルス幅を上記基本燃料噴射量に基づいて設定
すると共に、高圧燃料系の燃料圧力に基づき上記燃料圧
力補正係数テーブルを参照して燃料圧力補正係数を設定
する。そして、この燃料圧力補正係数により上記基本燃
料噴射パルス幅を補正してインジェクタに対する最終的
な燃料噴射パルス幅を設定する。すなわち、上記燃料圧
力補正係数テーブルにおいて、カバーする燃料圧力の範
囲を、高圧燃料系の実用域での燃料圧力範囲のみなら
ず、低圧レギュレータによる低圧燃料圧力範囲まで拡大
することで、高圧燃料系の異常時に、低圧レギュレータ
により調圧された低圧燃料がインジェクタに供給されて
いる場合であっても、高圧レギュレータによる制御燃料
圧力対応で設定された基本燃料噴射パルス幅を、インジ
ェクタに供給される実際の燃料の圧力に対応して燃料圧
力補正係数により補償することが可能となり、高圧燃料
が供給される高圧燃料系の正常時は勿論のこと、低圧燃
料が供給される高圧燃料系の異常時であっても、インジ
ェクタに供給される燃料圧力と燃料噴射パルス幅との整
合性を図ることができる。
【0405】従って、高圧燃料系の正常時と異常時にお
ける燃料噴射パルス幅の設定を、全く共用化することが
可能となり、上記請求項5記載の発明に対し、更に制御
系を簡素化することができる効果を有する。
【0406】請求項7記載の発明によれば、筒内燃料噴
射エンジンの高圧燃料系の燃料圧力の挙動、及び、空燃
比とインジェクタへの燃料噴射パルス幅との関係の少な
くとも一方を監視し、燃料圧力の挙動が異常のとき、及
び、空燃比と燃料噴射パルス幅との関係に整合性が無い
ときの少なくとも1つの条件成立時に、高圧燃料系の異
常と診断するので、高圧燃料系を構成する高圧ポンプ或
いは高圧レギュレータ等の異常、或いは高圧燃料系の燃
料漏れ、或いはインジェクタの異常等、これら高圧燃料
系に異常が生じたときには、高圧燃料系の異常を的確に
診断することができる。
【0407】また、エンジン運転状態に基づいてエンジ
ン低負荷低回転時には後期噴射による成層燃焼を選択
し、高負荷高回転時には早期噴射による均一混合燃焼を
選択する。そして、高圧燃料系に対する診断結果を燃料
噴射制御に反映し、高圧燃料系の正常時には、高圧ポン
プをバイパスし高圧燃料系と低圧燃料系とを連通する燃
料バイパス通路に配設された開閉弁手段を閉弁し、高圧
ポンプにより昇圧され且つ高圧レギュレータによって所
定の制御燃料圧力に調圧された高圧燃料をインジェクタ
に供給する。そして、高圧燃料系の正常時であって成層
燃焼が選択されている時には、高圧レギュレータによる
制御燃料圧力に対応して、エンジン運転状態に基づき、
成層燃焼に適合する燃料噴射量を定める上記インジェク
タに対する燃料噴射パルス幅を設定すると共に、燃料噴
射時期を燃料噴射対象気筒の圧縮行程に設定し、更に、
エンジン運転状態に基づいて成層燃焼に適合する点火時
期を設定して、成層燃焼を行わせるので、インジェクタ
に供給される高圧燃料圧力と燃料噴射パルス幅との整合
性が得られ、高圧燃料系が正常であって、エンジン運転
状態が低負荷低回転の時には、従来と同様に、成層燃焼
に適合し且つその時のエンジン運転状態に応じ所定の出
力を確保するための要求燃料噴射量に一致した適正量の
燃料をインジェクタから噴射することができ、エンジン
運転状態が低負荷低回転の時には、成層燃焼によって、
燃費の向上、及び排気エミッションの改善を図ることが
できる。
【0408】また、高圧燃料系の正常時であって均一混
合燃焼が選択されている時には、高圧レギュレータによ
る制御燃料圧力に対応して、エンジン運転状態に基づ
き、均一混合燃焼に適合する燃料噴射量を定めるインジ
ェクタに対する燃料噴射パルス幅を設定すると共に、燃
料噴射時期を燃料噴射対象気筒の排気行程終期ないし吸
気行程に設定し、更に、均一混合燃焼に適合する点火時
期を設定して、均一混合燃焼を行わせるので、インジェ
クタに供給される高圧燃料圧力と燃料噴射パルス幅との
整合性が得られ、高圧燃料系が正常であって、エンジン
運転状態が高負荷高回転の時には、従来と同様に、均一
混合燃焼に適合し且つその時のエンジン運転状態に応じ
所定の出力空燃比を得るための要求燃料噴射量に一致し
た適正量の燃料をインジェクタから噴射することができ
る。そして、この高負荷高回転時には、均一混合燃焼に
よって高い平均有効圧力が得られ、要求エンジン出力が
確保されると共に、エンジン出力の向上を図ることがで
きる。
【0409】一方、高圧燃料系の異常時には、上記開閉
弁手段を開弁することで、低圧ポンプにより送給され低
圧レギュレータにより所定の燃料圧力に調圧された低圧
燃料を、そのまま高圧燃料系に供給してインジェクタに
供給する。そして、高圧燃料系の異常時には、上記低圧
レギュレータにより調圧される低圧燃料圧力に対応し
て、エンジン運転状態に基づき、均一混合燃焼に適合す
る燃料噴射パルス幅を設定するので、この低圧燃料圧力
の下で、均一混合燃焼に適合する所定の燃料噴射量を得
るようインジェクタに対する燃料噴射パルス幅が設定さ
れ、高圧燃料系に異常が生じたとしても、この燃料噴射
パルス幅によって要求燃料噴射量に一致するようインジ
ェクタの開弁時間を制御することが可能となり、要求燃
料噴射量に対するインジェクタから実際に噴射される燃
料噴射量の誤差を抑制し、燃料噴射制御性の悪化を抑制
することができる。
【0410】そして、この高圧燃料系の異常時には、更
に、エンジン運転状態に基づいて均一混合燃焼に適合す
る燃料噴射時期及び点火時期を設定することで、燃焼方
式の選択に拘わらず、早期噴射による均一混合燃焼を行
うので、高圧燃料系の異常時に、インジェクタに低圧燃
料を供給し該インジェクタから低圧燃料を噴射する場合
であっても、この低圧燃料の圧力と筒内圧力との差圧が
充分に確保される排気行程終期ないし吸気行程に燃料噴
射が行われ、上記燃料噴射パルス幅によるインジェクタ
の開弁時間により燃料噴射量を的確に計量することが可
能となり、燃料噴射制御性の悪化を、更に、確実に防止
することができる。
【0411】従って、高圧燃料系に異常が生じたとして
も、燃料噴射制御性の悪化が確実に防止されて、エンジ
ンの燃焼状態の悪化によるエンジン損傷等の弊害を解消
して運転を継続することができる。
【0412】また、この時には、低圧燃料系から高圧燃
料系に低圧燃料が供給されるため、燃料圧縮による高圧
ポンプの負荷が軽減され、また、高圧レギュレータが非
作動状態となり、例え、高圧ポンプ或いは高圧レギュレ
ータに異常が生じたとしても、この異常度合いの進行を
抑制して致命的な損傷等を防止することができる。
【0413】また、高圧燃料系の異常として、インジェ
クタに開弁不良が生じているときには、低圧燃料がイン
ジェクタに供給されるため、インジェクタの燃料圧力に
抗する開弁負荷が軽減され、或る程度の燃料噴射制御性
を確保することが可能となり、この場合においても燃料
噴射制御性の悪化を抑制することができる。
【0414】更に、高圧燃料系の異常として、高圧燃料
系から燃料漏れが生じているときには、高圧燃料系に低
圧燃料が供給されて、高圧燃料系の燃料圧力が低下され
るため、少なくとも高圧燃料系の燃料漏れを抑制するこ
とができる。
【0415】請求項8記載の発明によれば、筒内燃料噴
射エンジンの高圧燃料系の燃料圧力の挙動、及び、空燃
比とインジェクタへの燃料噴射パルス幅との関係の少な
くとも一方を監視し、燃料圧力の挙動が異常のとき、及
び、空燃比と燃料噴射パルス幅との関係に整合性が無い
ときの少なくとも1つの条件成立時に、高圧燃料系の異
常と診断するので、高圧燃料系を構成する高圧ポンプ等
の異常、或いは高圧燃料系の燃料漏れ、或いはインジェ
クタの異常等、これら高圧燃料系に異常が生じたときに
は、高圧燃料系の異常を的確に診断することができる。
【0416】また、高圧レギュレータとして電磁式高圧
レギュレータを採用し、この電磁式高圧レギュレータの
下流側を低圧燃料系に接続構成する。また、エンジン運
転状態に基づいてエンジン低負荷低回転時には後期噴射
による成層燃焼を選択し、高負荷高回転時には早期噴射
による均一混合燃焼を選択する。そして、高圧燃料系に
対する診断結果を燃料噴射制御に反映し、高圧燃料系の
正常時には、所定の制御燃料圧力を得るよう上記電磁式
高圧レギュレータに対する制御量を設定し、高圧ポンプ
により昇圧され且つ電磁式高圧レギュレータによって所
定の制御燃料圧力に調圧された高圧燃料をインジェクタ
に供給する。そして、高圧燃料系の正常時であって成層
燃焼が選択されている時には、電磁式高圧レギュレータ
による制御燃料圧力に対応して、エンジン運転状態に基
づき、成層燃焼に適合する燃料噴射量を定める上記イン
ジェクタに対する燃料噴射パルス幅を設定すると共に、
燃料噴射時期を燃料噴射対象気筒の圧縮行程に設定し、
更に、エンジン運転状態に基づいて成層燃焼に適合する
点火時期を設定して、成層燃焼を行わせるので、インジ
ェクタに供給される高圧燃料圧力と燃料噴射パルス幅と
の整合性が得られ、高圧燃料系が正常であって、エンジ
ン運転状態が低負荷低回転の時には、従来と同様に、成
層燃焼に適合し且つその時のエンジン運転状態に応じ所
定の出力を確保するための要求燃料噴射量に一致した適
正量の燃料をインジェクタから噴射することができ、エ
ンジン運転状態が低負荷低回転の時には、成層燃焼によ
って、燃費の向上、及び排気エミッションの改善を図る
ことができる。
【0417】また、高圧燃料系の正常時であって均一混
合燃焼が選択されている時には、電磁式高圧レギュレー
タによる制御燃料圧力に対応して、エンジン運転状態に
基づき、均一混合燃焼に適合する燃料噴射量を定めるイ
ンジェクタに対する燃料噴射パルス幅を設定すると共
に、燃料噴射時期を燃料噴射対象気筒の排気行程終期な
いし吸気行程に設定し、更に、均一混合燃焼に適合する
点火時期を設定して、均一混合燃焼を行わせるので、イ
ンジェクタに供給される高圧燃料圧力と燃料噴射パルス
幅との整合性が得られ、高圧燃料系が正常であって、エ
ンジン運転状態が高負荷高回転の時には、従来と同様
に、均一混合燃焼に適合し且つその時のエンジン運転状
態に応じ所定の出力空燃比を得るための要求燃料噴射量
に一致した適正量の燃料をインジェクタから噴射するこ
とができる。そして、この高負荷高回転時には、均一混
合燃焼によって高い平均有効圧力が得られ、要求エンジ
ン出力が確保されると共に、エンジン出力の向上を図る
ことができる。
【0418】一方、高圧燃料系の異常時には、上記電磁
式高圧レギュレータを全開にすることで、高圧燃料に依
存することなく、低圧ポンプにより送給され低圧レギュ
レータにより所定の燃料圧力に調圧された低圧燃料を、
そのまま高圧燃料系に供給してインジェクタに供給す
る。そして、高圧燃料系の異常時には、上記低圧レギュ
レータにより調圧される低圧燃料圧力に対応して、エン
ジン運転状態に基づき、均一混合燃焼に適合する燃料噴
射パルス幅を設定するので、この低圧燃料圧力の下で、
均一混合燃焼に適合する所定の燃料噴射量を得るようイ
ンジェクタに対する燃料噴射パルス幅が設定され、高圧
燃料系に異常が生じたとしても、この燃料噴射パルス幅
によって要求燃料噴射量に一致するようインジェクタの
開弁時間を制御することが可能となり、要求燃料噴射量
に対するインジェクタから実際に噴射される燃料噴射量
の誤差を抑制し、燃料噴射制御性の悪化を抑制すること
ができる。
【0419】そして、この高圧燃料系の異常時には、更
に、エンジン運転状態に基づいて均一混合燃焼に適合す
る燃料噴射時期及び点火時期を設定することで、燃焼方
式の選択に拘わらず、早期噴射による均一混合燃焼を行
うので、高圧燃料系の異常時に、インジェクタに低圧燃
料を供給し該インジェクタから低圧燃料を噴射する場合
であっても、この低圧燃料の圧力と筒内圧力との差圧が
充分に確保される排気行程終期ないし吸気行程に燃料噴
射が行われ、上記燃料噴射パルス幅によるインジェクタ
の開弁時間により燃料噴射量を的確に計量することが可
能となり、燃料噴射制御性の悪化を、更に、確実に防止
することができる。
【0420】従って、高圧燃料系に異常が生じたとして
も、燃料噴射制御性の悪化が確実に防止されて、エンジ
ンの燃焼状態の悪化によるエンジン損傷等の弊害を解消
して運転を継続することができる。
【0421】また、この時には、低圧燃料系から高圧燃
料系に低圧燃料が供給されるため、燃料圧縮による高圧
ポンプの負荷が軽減され、また、電磁式高圧レギュレー
タが実質的に非作動状態となり、例え、高圧ポンプ或い
は電磁式高圧レギュレータに異常が生じたとしても、こ
の異常度合いの進行を抑制して致命的な損傷等を防止す
ることができる。
【0422】また、高圧燃料系の異常として、インジェ
クタに開弁不良が生じているときには、低圧燃料がイン
ジェクタに供給されるため、インジェクタの燃料圧力に
抗する開弁負荷が軽減され、或る程度の燃料噴射制御性
を確保することが可能となり、この場合においても燃料
噴射制御性の悪化を抑制することができる。
【0423】更に、高圧燃料系の異常として、高圧燃料
系から燃料漏れが生じているときには、高圧燃料系に低
圧燃料が供給されて、高圧燃料系の燃料圧力が低下され
るため、少なくとも高圧燃料系の燃料漏れを抑制するこ
とができる。
【0424】また、上記請求項7記載の発明の高圧レギ
ュレータと開閉弁手段との機能を電磁式高圧レギュレー
タに併せ持つことができるため、請求項7記載の発明に
おける開閉弁手段及び燃料バイパス通路を廃止すること
ができる。従って、請求項7記載の発明に対し、燃料供
給系の構成部品点数を削減して、燃料供給系の構成を簡
素化できる効果を有する。
【0425】請求項9記載の発明によれば、高圧燃料系
の実用域での燃料圧力をパラメータとして、該燃料圧力
による燃料噴射量の変化を補正するための燃料圧力補正
係数をメモリした燃料圧力補正係数テーブルと、エンジ
ン回転数及びエンジン負荷をパラメータとして、低圧レ
ギュレータにより規定される低圧燃料圧力の状況下で均
一混合燃焼に適合する要求燃料噴射量を得るに適正な燃
料噴射パルス幅をメモリした異常時燃料噴射パルス幅テ
ーブルとを備える。そして、上記燃料噴射パルス幅を設
定するに際し、高圧燃料系の正常時であって、成層燃焼
が選択されている時には、エンジン運転状態に基づいて
成層燃焼に適合する基本燃料噴射量を設定し、また、高
圧燃料系の正常時であって均一混合燃焼が選択されてい
る時には、エンジン運転状態に基づいて均一混合燃焼に
適合する基本燃料噴射量を設定する。そして、上記高圧
レギュレータ或いは上記電磁式高圧レギュレータによる
所定の制御燃料圧力の状態下で、上記基本燃料噴射量を
得るための、インジェクタに対する基本開弁時間を定め
る基本燃料噴射パルス幅を、上記基本燃料噴射量に基づ
いて設定し、更に、高圧燃料系の燃料圧力に基づいて上
記燃料圧力補正係数テーブルを参照し、燃料圧力補正係
数を設定する。そして、この燃料圧力補正係数により上
記基本燃料噴射パルス幅を補正してインジェクタに対す
る最終的な燃料噴射パルス幅を設定するので、上記請求
項7或いは上記請求項8記載の発明の効果に加え、イン
ジェクタに高圧燃料が供給される高圧燃料系の正常時に
は、高圧レギュレータ或いは電磁式高圧レギュレータに
よる所定の制御燃料圧力対応で設定した基本燃料噴射パ
ルス幅を、更に燃料圧力補正係数によって補正するた
め、実際の高圧燃料系の燃料圧力すなわちインジェクタ
に供給される実際の燃料圧力に応じ、要求燃料噴射量に
対する実際の燃料噴射量の変化を補償して、インジェク
タの開弁時間を定める最終的な燃料噴射パルス幅を設定
することができる。従って、実際にインジェクタに供給
される高圧燃料圧力に応じ、要求燃料噴射量を得るに適
正な燃料噴射パルス幅を設定することができ、その結
果、成層燃焼時及び均一混合燃焼時共に、要求燃料噴射
量に一致した適正量の燃料を確実にインジェクタから噴
射させることが可能となって、燃料噴射制御精度をより
向上することができる。
【0426】また、低圧燃料系の低圧燃料をそのままイ
ンジェクタに供給する高圧燃料系の異常時には、エンジ
ン回転数及びエンジン負荷に基づいて上記異常時燃料噴
射パルス幅テーブルを参照し、インジェクタに対する最
終的な燃料噴射パルス幅を設定するので、エンジン回転
数及びエンジン負荷による要求噴射量に対応して、低圧
レギュレータにより規定される低圧燃料圧力の状況下で
均一混合燃焼に適合する要求燃料噴射量を得るに適正な
燃料噴射パルス幅を的確に設定することが可能となり、
低圧燃料系の低圧燃料をそのままインジェクタに供給す
る高圧燃料系の異常時であっても、要求燃料噴射量に対
するインジェクタから実際に噴射される燃料噴射量の誤
差を確実に抑制することができ、燃料噴射制御性を向上
することができる効果を有する。
【0427】請求項10記載の発明によれば、高圧燃料
系の実用域での燃料圧力をパラメータとして、該燃料圧
力による燃料噴射量の変化を補正するための燃料圧力補
正係数をメモリした燃料圧力補正係数テーブルを備え
る。そして、燃料噴射パルス幅を設定するに際し、高圧
燃料系の正常時であって、成層燃焼が選択されている時
には、エンジン運転状態に基づいて成層燃焼に適合する
基本燃料噴射量を設定し、また、高圧燃料系の正常時で
あって均一混合燃焼が選択されている時、或いは、高圧
燃料系の異常時には、エンジン運転状態に基づいて均一
混合燃焼に適合する基本燃料噴射量を設定する。そし
て、上記高圧レギュレータ或いは上記電磁式高圧レギュ
レータによる所定の制御燃料圧力の状態下で、上記基本
燃料噴射量を得るための、インジェクタに対する基本開
弁時間を定める基本燃料噴射パルス幅を、上記基本燃料
噴射量に基づいて設定し、更に、高圧燃料系の燃料圧力
に基づいて上記燃料圧力補正係数テーブルを参照し、燃
料圧力補正係数を設定する。また、少なくとも高圧燃料
系の異常時には、上記低圧レギュレータによる低圧燃料
圧力に対応して基本燃料噴射パルス幅を増加補正するた
めの異常時補正係数を設定する。そして、上記燃料圧力
補正係数及び異常時補正係数により上記基本燃料噴射パ
ルス幅を補正してインジェクタに対する最終的な燃料噴
射パルス幅を設定するので、上記請求項9記載の発明に
対し、高圧燃料系の異常時には、高圧レギュレータによ
り規定される制御燃料圧力対応で設定された基本燃料噴
射パルス幅を、上記低圧レギュレータによる低圧燃料圧
力に対応して異常時補正係数によって増加補正し、低圧
レギュレータにより規定される低圧燃料圧力に対応して
燃料噴射パルス幅を簡易的に設定することがきる。
【0428】従って、上記請求項9記載の発明で採用す
る異常時燃料噴射パルス幅テーブルを省略し、異常時燃
料噴射テーブルに格納する燃料噴射パルス幅のデータセ
ッティング工数、及び、テーブルによるメモリの使用容
量を削減することができる。
【0429】また、異常時補正係数により対象可能なた
め、上記請求項9記載の発明に対し、高圧燃料系の正常
時と異常時とで燃料噴射パルス幅の設定を、或る程度共
用化することが可能となって制御が簡素化し、データセ
ッティング工数を著しく低減することができる効果を有
する。
【0430】請求項11記載の発明によれば、上記低圧
レギュレータによる低圧燃料圧力、及び高圧燃料系の実
用域での燃料圧力をパラメータとして、該燃料圧力によ
る燃料噴射量の変化を補正するための燃料圧力補正係数
をメモリした燃料圧力補正係数テーブルを備える。そし
て、燃料噴射パルス幅を設定するに際し、高圧燃料系の
正常時であって、成層燃焼が選択されている時には、エ
ンジン運転状態に基づいて成層燃焼に適合する基本燃料
噴射量を設定し、また、高圧燃料系の正常時であって均
一混合燃焼が選択されている時、或いは、高圧燃料系の
異常時には、エンジン運転状態に基づいて均一混合燃焼
に適合する基本燃料噴射量を設定する。そして、上記高
圧レギュレータ或いは上記電磁式高圧レギュレータによ
る所定の制御燃料圧力の状態下で、上記基本燃料噴射量
を得るための、インジェクタに対する基本開弁時間を定
める基本燃料噴射パルス幅を、上記基本燃料噴射量に基
づいて設定し、更に、高圧燃料系の燃料圧力に基づいて
上記燃料圧力補正係数テーブルを参照し、燃料圧力補正
係数を設定する。そして、この燃料圧力補正係数により
上記基本燃料噴射パルス幅を補正してインジェクタに対
する最終的な燃料噴射パルス幅を設定する。すなわち、
上記燃料圧力補正係数テーブルにおいて、カバーする燃
料圧力の範囲を、高圧燃料系の実用域での燃料圧力範囲
のみならず、低圧レギュレータによる低圧燃料圧力範囲
まで拡大することで、高圧燃料系の異常時に、低圧レギ
ュレータにより調圧された低圧燃料がインジェクタに供
給されている場合であっても、高圧レギュレータによる
制御燃料圧力対応で設定された基本燃料噴射パルス幅
を、インジェクタに供給される実際の燃料の圧力に対応
して燃料圧力補正係数により補償することが可能とな
り、高圧燃料が供給される高圧燃料系の正常時は勿論の
こと、低圧燃料が供給される高圧燃料系の異常時であっ
ても、インジェクタに供給される燃料圧力と燃料噴射パ
ルス幅との整合性を図ることができる。
【0431】従って、高圧燃料系の正常時と異常時にお
ける燃料噴射パルス幅の設定を、全く共用化することが
可能となり、上記請求項10記載の発明に対し、更に制
御系を簡素化することができる効果を有する。
【0432】請求項12記載の発明によれば、高圧燃料
系の異常時において燃料噴射パルス幅を設定するに際
し、燃料噴射パルス幅を上限規制してエンジン出力を制
限するので、上記請求項2ないし請求項11記載の発明
の効果に加え、高圧燃料系の異常時には、その異常の進
行を抑制することができ、且つ、フェイルセーフ制御に
よる燃料噴射制御性の悪化を確実に防止してエンジン燃
焼状態の悪化を未然に防止することができる効果を有す
る。
【0433】請求項13記載の発明によれば、高圧燃料
系を診断するに際し、高圧燃料系の燃料圧力が、エンジ
ン起動後、所定時間経過しても所定圧力に達しないと
き、及び、エンジン始動後、高圧燃料系の燃料圧力が通
常取り得ない燃料圧力範囲外に逸脱したとき、及び、リ
ーン空燃比の状況下で燃料噴射パルス幅が所定値を上回
る状態が所定時間継続したときの少なくとも1つの条件
成立時に、高圧燃料系の異常と診断するので、上記請求
項1ないし請求項12記載の発明の効果に加え、高圧燃
料系を構成する高圧ポンプ或いは高圧レギュレータ,電
磁式高圧レギュレータ等の異常、或いは高圧燃料系の燃
料漏れ、或いはインジェクタの異常等、これら高圧燃料
系に異常が生じたときには、高圧燃料系の異常を早期且
つ的確に診断することができる。
【0434】また、空燃比と燃料噴射パルス幅との整合
性により高圧燃料系の異常を判断するに際し、リーン空
燃比を基準として燃料噴射パルス幅を判断し、燃料噴射
量を定める燃料噴射パルス幅が、高圧燃料系が正常であ
れば通常取り得ない所定値を上回るとき、高圧燃料系の
異常と診断するので、これによっても、高圧燃料系の異
常を確実に診断することができる。
【0435】さらに、空燃比と燃料噴射パルス幅との整
合性を判断するに際し、その整合性の異常状態の継続時
間をも判断しているため、空燃比フィードバック補正の
応答遅れや、外乱等の影響により空燃比センサの出力値
或いは燃料噴射パルス幅が異常値を示すことによる誤診
断を防止することができる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の基本構成図
【図2】本発明の基本構成図(続き)
【図3】本発明の実施の第1形態に係り、気筒判別/エ
ンジン回転数算出ルーチンのフローチャート
【図4】同上、高圧燃料系診断ルーチンのフローチャー
【図5】同上、バイパス切換弁制御ルーチンのフローチ
ャート
【図6】同上、燃焼方式選択ルーチンのフローチャート
【図7】同上、点火制御ルーチンのフローチャート
【図8】同上、燃料噴射制御ルーチンのフローチャート
【図9】同上、θ1クランクパルス割り込みルーチンの
フローチャート
【図10】同上、θ2クランクパルス割り込みルーチン
のフローチャート
【図11】同上、IJST割り込みルーチンのフローチャ
ート
【図12】同上、TDWL割り込みルーチンのフローチャ
ート
【図13】同上、TADV割り込みルーチンのフローチャ
ート
【図14】同上、クランクパルス、気筒判別パルス、及
び、成層燃焼時における点火信号並びにインジェクタ駆
動信号の関係を示すタイムチャート
【図15】同上、クランクパルス、気筒判別パルス、及
び、均一混合燃焼時における点火信号並びにインジェク
タ駆動信号の関係を示すタイムチャート
【図16】同上、低圧燃料圧力と筒内圧力との関係を示
すタイミングチャート
【図17】同上、高圧燃料系の燃料圧力の挙動を示すタ
イムチャート
【図18】同上、領域判定値テーブルの説明図
【図19】同上、筒内燃料噴射エンジンの全体概略図
【図20】同上、燃料供給系の概略構成図
【図21】同上、クランクロータとクランク角センサの
正面図
【図22】同上、カムロータと気筒判別センサの正面図
【図23】同上、電子制御系の回路構成図
【図24】本発明の実施の第2形態に係り、燃料噴射制
御ルーチンのフローチャート
【図25】本発明の実施の第3形態に係り、燃料噴射制
御ルーチンのフローチャート
【図26】本発明の実施の第4形態に係り、筒内燃料噴
射エンジンの全体概略図
【図27】同上、電子制御系の回路構成図
【図28】同上、電磁式高圧レギュレータ制御ルーチン
のフローチャート
【符号の説明】
1 筒内燃料噴射エンジン 13 インジェクタ 21d 燃料バイパス通路 24 フィードポンプ(低圧ポンプ) 25 高圧ポンプ 27 高圧レギュレータ 28 低圧レギュレータ 29 バイパス切換弁(開閉弁手段) 35 燃料圧力センサ 36 リニアO2センサ(空燃比センサ) 45 警報ランプ 50 電子制御装置(診断手段、開閉弁制御手段、燃料
噴射制御手段、燃焼方式選択手段、点火時期制御手段、
高圧レギュレータ制御手段) 80 電磁式高圧レギュレータ Pf 高圧燃料系の燃料圧力 A/F 空燃比 Ti 燃料噴射パルス幅 PfB 制御燃料圧力 ALPH アクセル開度(エンジン負荷;エンジン運転
状態) NE エンジン回転数(エンジン運転状態) IJST 燃料噴射開始タイミング(燃料噴射時期) DUTY デューティ比(電磁式高圧レギュレータに対
する制御量) Kp 燃料圧力補正係数 GF 基本燃料噴射量 Tp 基本燃料噴射パルス幅 KFS 異常時補正係数 TADV 点火タイミング(点火時期) TiMAX 上限規制値(エンジン出力を制限するための
燃料噴射パルス幅の上限規制値) CAS エンジン起動後時間カウント値(エンジン起動後
の時間) CS1 設定値(所定時間) PFS 設定圧力(所定圧力) PFL 下限値(高圧燃料系の正常時には通常取り得ない
燃料圧力の下限値) PFH 上限値(高圧燃料系の正常時には通常取り得ない
燃料圧力の上限値) TiNGMAX 上限値(所定のリーン空燃比の状況下では
通常取り得ない燃料噴射パルス幅の上限値;所定値) CNG 異常継続時間カウント値(所定時間)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI G01M 15/00 G01M 15/00 Z

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】高圧ポンプにより燃料を昇圧し、筒内に直
    接燃料を噴射するインジェクタに高圧燃料を供給する筒
    内燃料噴射エンジンの高圧燃料系診断装置において、 高圧燃料系の燃料圧力の挙動、及び、空燃比とインジェ
    クタへの燃料噴射パルス幅との関係の少なくとも一方を
    監視し、上記燃料圧力の挙動が異常のとき、及び、空燃
    比と燃料噴射パルス幅との関係に整合性が無いときの少
    なくとも1つの条件成立時に、高圧燃料系の異常と診断
    して高圧燃料系の異常を報知する診断手段を備えたこと
    を特徴とする筒内燃料噴射エンジンの高圧燃料系診断装
    置。
  2. 【請求項2】低圧ポンプからの低圧燃料を低圧レギュレ
    ータにより所定の燃料圧力に調圧して高圧ポンプに送給
    し、該高圧ポンプにより更に燃料を昇圧し且つ高圧レギ
    ュレータにより所定の制御燃料圧力に調圧された高圧燃
    料をインジェクタに供給すると共に、エンジン運転状態
    に基づいて燃料噴射量を設定し、該燃料噴射量による燃
    料をインジェクタにより筒内に直接噴射する筒内燃料噴
    射エンジンの制御装置において、 上記高圧レギュレータをバイパスし高圧燃料系と低圧燃
    料系とを連通する燃料バイパス通路を設け、該燃料バイ
    パス通路に配設された開閉弁手段と、 高圧燃料系の燃料圧力の挙動、及び、空燃比とインジェ
    クタへの燃料噴射パルス幅との関係の少なくとも一方を
    監視し、上記燃料圧力の挙動が異常のとき、及び、空燃
    比と燃料噴射パルス幅との関係に整合性が無いときの少
    なくとも1つの条件成立時に、高圧燃料系の異常と診断
    する診断手段と、 高圧燃料系の正常時には、上記開閉弁手段を閉弁制御
    し、高圧燃料系の異常時には、上記開閉弁を開弁制御す
    る開閉弁制御手段と、 高圧燃料系の正常時には、上記高圧レギュレータにより
    規定される制御燃料圧力に対応して、エンジン運転状態
    に基づき、燃料噴射量を定める上記インジェクタに対す
    る燃料噴射パルス幅を設定し、一方、高圧燃料系の異常
    時には、上記低圧レギュレータにより規定される低圧燃
    料圧力に対応して、エンジン運転状態に基づき、燃料噴
    射パルス幅を設定する燃料噴射制御手段とを備えたこと
    を特徴とする筒内燃料噴射エンジンの制御装置。
  3. 【請求項3】低圧ポンプからの低圧燃料を低圧レギュレ
    ータにより所定の燃料圧力に調圧して高圧ポンプに送給
    し、該高圧ポンプにより更に燃料を昇圧し且つ電磁式高
    圧レギュレータにより調圧された高圧燃料をインジェク
    タに供給すると共に、エンジン運転状態に基づいて燃料
    噴射時期及び燃料噴射量を設定し、該燃料噴射時期にお
    いて上記噴射量による燃料をインジェクタにより筒内に
    直接噴射する筒内燃料噴射エンジンの制御装置におい
    て、 上記電磁式高圧レギュレータの下流側を低圧燃料系に接
    続構成し、また、高圧燃料系の燃料圧力の挙動、及び、
    空燃比とインジェクタへの燃料噴射パルス幅との関係の
    少なくとも一方を監視し、上記燃料圧力の挙動が異常の
    とき、及び、空燃比と燃料噴射パルス幅との関係に整合
    性が無いときの少なくとも1つの条件成立時に、高圧燃
    料系の異常と診断する診断手段と、 高圧燃料系の正常時には、所定の制御燃料圧力を得るよ
    う上記電磁式高圧レギュレータに対する制御量を設定
    し、高圧燃料系の異常時には、上記電磁式高圧レギュレ
    ータを全開にする制御量を設定する高圧レギュレータ制
    御手段と、 高圧燃料系の正常時には、上記電磁式高圧レギュレータ
    による制御燃料圧力に対応して、エンジン運転状態に基
    づき、燃料噴射量を定める上記インジェクタに対する燃
    料噴射パルス幅を設定し、一方、高圧燃料系の異常時に
    は、上記低圧レギュレータにより規定される低圧燃料圧
    力に対応して、エンジン運転状態に基づき、燃料噴射パ
    ルス幅を設定する燃料噴射制御手段とを備えたことを特
    徴とする筒内燃料噴射エンジンの制御装置。
  4. 【請求項4】更に、高圧燃料系の実用域での燃料圧力を
    パラメータとして、該燃料圧力による燃料噴射量の変化
    を補正するための燃料圧力補正係数をメモリした燃料圧
    力補正係数テーブルと、 エンジン回転数及びエンジン負荷をパラメータとして、
    低圧レギュレータにより規定される低圧燃料圧力の状況
    下で要求燃料噴射量を得るに適正な燃料噴射パルス幅を
    メモリした異常時燃料噴射パルス幅テーブルとを備え、 上記燃料噴射制御手段は、高圧燃料系の正常時には、エ
    ンジン運転状態に基づいて基本燃料噴射量を設定し、上
    記高圧レギュレータ或いは上記電磁式高圧レギュレータ
    による所定の制御燃料圧力の状態下で、上記基本燃料噴
    射量を得るための、インジェクタに対する基本開弁時間
    を定める基本燃料噴射パルス幅を、上記基本燃料噴射量
    に基づいて設定すると共に、高圧燃料系の燃料圧力に基
    づき上記燃料圧力補正係数テーブルを参照して燃料圧力
    補正係数を設定し、該燃料圧力補正係数により上記基本
    燃料噴射パルス幅を補正してインジェクタに対する最終
    的な燃料噴射パルス幅を設定し、一方、高圧燃料系の異
    常時には、エンジン回転数及びエンジン負荷に基づいて
    上記異常時燃料噴射パルス幅テーブルを参照し、インジ
    ェクタに対する最終的な燃料噴射パルス幅を設定するこ
    とを特徴とする請求項2或いは請求項3記載の筒内燃料
    噴射エンジンの制御装置。
  5. 【請求項5】更に、高圧燃料系の実用域での燃料圧力を
    パラメータとして、該燃料圧力による燃料噴射量の変化
    を補正するための燃料圧力補正係数をメモリした燃料圧
    力補正係数テーブルを備え、 上記燃料噴射制御手段は、エンジン運転状態に基づいて
    基本燃料噴射量を設定し、上記高圧レギュレータ或いは
    上記電磁式高圧レギュレータによる所定の制御燃料圧力
    の状態下で、上記基本燃料噴射量を得るための、インジ
    ェクタに対する基本開弁時間を定める基本燃料噴射パル
    ス幅を、上記基本燃料噴射量に基づいて設定すると共
    に、高圧燃料系の燃料圧力に基づき上記燃料圧力補正係
    数テーブルを参照して燃料圧力補正係数を設定し、更
    に、少なくとも高圧燃料系の異常時には、上記低圧レギ
    ュレータによる低圧燃料圧力に対応して基本燃料噴射パ
    ルス幅を増加補正するための異常時補正係数を設定し、
    上記燃料圧力補正係数及び異常時補正係数により上記基
    本燃料噴射パルス幅を補正してインジェクタに対する最
    終的な燃料噴射パルス幅を設定することを特徴とする請
    求項2或いは請求項3記載の筒内燃料噴射エンジンの制
    御装置。
  6. 【請求項6】更に、上記低圧レギュレータによる低圧燃
    料圧力、及び高圧燃料系の実用域での燃料圧力をパラメ
    ータとして、該燃料圧力による燃料噴射量の変化を補正
    するための燃料圧力補正係数をメモリした燃料圧力補正
    係数テーブルを備え、 上記燃料噴射制御手段は、エンジン運転状態に基づいて
    基本燃料噴射量を設定し、上記高圧レギュレータ或いは
    上記電磁式高圧レギュレータによる所定の制御燃料圧力
    の状態下で、上記基本燃料噴射量を得るための、インジ
    ェクタに対する基本開弁時間を定める基本燃料噴射パル
    ス幅を、上記基本燃料噴射量に基づいて設定すると共
    に、高圧燃料系の燃料圧力に基づき上記燃料圧力補正係
    数テーブルを参照して燃料圧力補正係数を設定し、該燃
    料圧力補正係数により上記基本燃料噴射パルス幅を補正
    してインジェクタに対する最終的な燃料噴射パルス幅を
    設定することを特徴とする請求項2或いは請求項3記載
    の筒内燃料噴射エンジンの制御装置。
  7. 【請求項7】低圧ポンプからの低圧燃料を低圧レギュレ
    ータにより所定の燃料圧力に調圧して高圧ポンプに送給
    し、該高圧ポンプにより更に燃料を昇圧し且つ高圧レギ
    ュレータにより所定の制御燃料圧力に調圧された高圧燃
    料をインジェクタに供給すると共に、エンジン低負荷低
    回転時には、後期噴射による成層燃焼を選択して、エン
    ジン運転状態に基づき成層燃焼に適合する燃料噴射量、
    燃料噴射時期、及び点火時期を設定し、また、エンジン
    高負荷高回転時には、早期噴射による均一混合燃焼を選
    択して、エンジン運転状態に基づき均一混合燃焼に適合
    する燃料噴射量、燃料噴射時期、及び点火時期を設定
    し、上記燃料噴射時期において上記噴射量による燃料を
    インジェクタにより筒内に直接噴射して、上記点火時期
    において点火プラグにより点火して噴射燃料を着火し、
    成層燃焼或いは均一混合燃焼を行う筒内燃料噴射エンジ
    ンの制御装置において、 上記高圧レギュレータをバイパスし高圧燃料系と低圧燃
    料系とを連通する燃料バイパス通路を設け、該燃料バイ
    パス通路に配設された開閉弁手段と、 高圧燃料系の燃料圧力の挙動、及び、空燃比とインジェ
    クタへの燃料噴射パルス幅との関係の少なくとも一方を
    監視し、上記燃料圧力の挙動が異常のとき、及び、空燃
    比と燃料噴射パルス幅との関係に整合性が無いときの少
    なくとも1つの条件成立時に、高圧燃料系の異常と診断
    する診断手段と、 高圧燃料系の正常時には、上記開閉弁手段を閉弁制御
    し、高圧燃料系の異常時には、上記開閉弁を開弁制御す
    る開閉弁制御手段と、 エンジン運転状態に基づいてエンジン低負荷低回転時に
    は後期噴射による成層燃焼を選択し、エンジン高負荷高
    回転時には早期噴射による均一混合燃焼を選択する燃焼
    方式選択手段と、 高圧燃料系の正常時であって、成層燃焼が選択されてい
    る時には、上記高圧レギュレータにより規定される制御
    燃料圧力に対応して、エンジン運転状態に基づき、成層
    燃焼に適合する燃料噴射量を定める上記インジェクタに
    対する燃料噴射パルス幅を設定すると共に、燃料噴射時
    期を燃料噴射対象気筒の圧縮行程に設定し、また、高圧
    燃料系の正常時であって均一混合燃焼が選択されている
    時には、上記高圧レギュレータにより規定される制御燃
    料圧力に対応して、エンジン運転状態に基づき、均一混
    合燃焼に適合する上記インジェクタに対する燃料噴射パ
    ルス幅を設定すると共に、燃料噴射時期を燃料噴射対象
    気筒の排気行程終期ないし吸気行程に設定し、一方、高
    圧燃料系の異常時には、上記低圧レギュレータにより規
    定される低圧燃料圧力に対応して、エンジン運転状態に
    基づき均一混合燃焼に適合する燃料噴射パルス幅を設定
    すると共に、均一混合燃焼に適合する燃料噴射時期を設
    定する燃料噴射制御手段と、 高圧燃料系の正常時であって成層燃焼が選択されている
    時には、エンジン運転状態に基づき成層燃焼に適合する
    点火時期を設定し、高圧燃料系の正常時であって均一混
    合燃焼が選択されている時、或いは、高圧燃料系の異常
    時には、エンジン運転状態に基づき均一混合燃焼に適合
    する点火時期を設定する点火時期制御手段とを備えたこ
    とを特徴とする筒内燃料噴射エンジンの制御装置。
  8. 【請求項8】低圧ポンプからの低圧燃料を低圧レギュレ
    ータにより所定の燃料圧力に調圧して高圧ポンプに送給
    し、該高圧ポンプにより更に燃料を昇圧し且つ電磁式高
    圧レギュレータにより調圧された高圧燃料をインジェク
    タに供給すると共に、エンジン低負荷低回転時には、後
    期噴射による成層燃焼を選択して、エンジン運転状態に
    基づき成層燃焼に適合する燃料噴射量、燃料噴射時期、
    及び点火時期を設定し、また、エンジン高負荷高回転時
    には、早期噴射による均一混合燃焼を選択して、エンジ
    ン運転状態に基づき均一混合燃焼に適合する燃料噴射
    量、燃料噴射時期、及び点火時期を設定し、上記燃料噴
    射時期において上記噴射量による燃料をインジェクタに
    より筒内に直接噴射して、上記点火時期において点火プ
    ラグにより点火して噴射燃料を着火し、成層燃焼或いは
    均一混合燃焼を行う筒内燃料噴射エンジンの制御装置に
    おいて、 上記電磁式高圧レギュレータの下流側を低圧燃料系に接
    続構成し、 また、高圧燃料系の燃料圧力の挙動、及び、空燃比とイ
    ンジェクタへの燃料噴射パルス幅との関係の少なくとも
    一方を監視し、上記燃料圧力の挙動が異常のとき、及
    び、空燃比と燃料噴射パルス幅との関係に整合性が無い
    ときの少なくとも1つの条件成立時に、高圧燃料系の異
    常と診断する診断手段と、 高圧燃料系の正常時には、所定の制御燃料圧力を得るよ
    う上記電磁式高圧レギュレータに対する制御量を設定
    し、高圧燃料系の異常時には、上記電磁式高圧レギュレ
    ータを全開にする制御量を設定する高圧レギュレータ制
    御手段と、 エンジン運転状態に基づいてエンジン低負荷低回転時に
    は後期噴射による成層燃焼を選択し、エンジン高負荷高
    回転時には早期噴射による均一混合燃焼を選択する燃焼
    方式選択手段と、 高圧燃料系の正常時であって、成層燃焼が選択されてい
    る時には、上記電磁式高圧レギュレータによる制御燃料
    圧力に対応して、エンジン運転状態に基づき、成層燃焼
    に適合する燃料噴射量を定める上記インジェクタに対す
    る燃料噴射パルス幅を設定すると共に、燃料噴射時期を
    燃料噴射対象気筒の圧縮行程に設定し、また、高圧燃料
    系の正常時であって、均一混合燃焼が選択されている時
    には、上記電磁式高圧レギュレータによる制御燃料圧力
    に対応して、エンジン運転状態に基づき、均一混合燃焼
    に適合する上記インジェクタに対する燃料噴射パルス幅
    を設定すると共に、燃料噴射時期を燃料噴射対象気筒の
    排気行程終期ないし吸気行程に設定し、一方、高圧燃料
    系の異常時には、上記低圧レギュレータにより規定され
    る低圧燃料圧力に対応して、エンジン運転状態に基づき
    均一混合燃焼に適合する燃料噴射パルス幅を設定すると
    共に、均一混合燃焼に適合する燃料噴射時期を設定する
    燃料噴射制御手段と、 高圧燃料系の正常時であって成層燃焼が選択されている
    時には、エンジン運転状態に基づき成層燃焼に適合する
    点火時期を設定し、高圧燃料系の正常時であって均一混
    合燃焼が選択されている時、或いは、高圧燃料系の異常
    時には、エンジン運転状態に基づき均一混合燃焼に適合
    する点火時期を設定する点火時期制御手段とを備えたこ
    とを特徴とする筒内燃料噴射エンジンの制御装置。
  9. 【請求項9】更に、高圧燃料系の実用域での燃料圧力を
    パラメータとして、該燃料圧力による燃料噴射量の変化
    を補正するための燃料圧力補正係数をメモリした燃料圧
    力補正係数テーブルと、 エンジン回転数及びエンジン負荷をパラメータとして、
    低圧レギュレータにより規定される低圧燃料圧力の状況
    下で均一混合燃焼に適合する要求燃料噴射量を得るに適
    正な燃料噴射パルス幅をメモリした異常時燃料噴射パル
    ス幅テーブルとを備え、 上記燃料噴射制御手段は、高圧燃料系の正常時であっ
    て、成層燃焼が選択されている時には、エンジン運転状
    態に基づいて成層燃焼に適合する基本燃料噴射量を設定
    し、また、高圧燃料系の正常時であって均一混合燃焼が
    選択されている時には、エンジン運転状態に基づいて均
    一混合燃焼に適合する基本燃料噴射量を設定し、上記高
    圧レギュレータ或いは上記電磁式高圧レギュレータによ
    る所定の制御燃料圧力の状態下で、上記基本燃料噴射量
    を得るための、インジェクタに対する基本開弁時間を定
    める基本燃料噴射パルス幅を、上記基本燃料噴射量に基
    づいて設定すると共に、高圧燃料系の燃料圧力に基づき
    上記燃料圧力補正係数テーブルを参照して燃料圧力補正
    係数を設定し、該燃料圧力補正係数により上記基本燃料
    噴射パルス幅を補正してインジェクタに対する最終的な
    燃料噴射パルス幅を設定し、一方、高圧燃料系の異常時
    には、エンジン回転数及びエンジン負荷に基づいて上記
    異常時燃料噴射パルス幅テーブルを参照し、インジェク
    タに対する最終的な燃料噴射パルス幅を設定することを
    特徴とする請求項7或いは請求項8記載の筒内燃料噴射
    エンジンの制御装置。
  10. 【請求項10】更に、高圧燃料系の実用域での燃料圧力
    をパラメータとして、該燃料圧力による燃料噴射量の変
    化を補正するための燃料圧力補正係数をメモリした燃料
    圧力補正係数テーブルを備え、 上記燃料噴射制御手段は、高圧燃料系の正常時であっ
    て、成層燃焼が選択されている時には、エンジン運転状
    態に基づいて成層燃焼に適合する基本燃料噴射量を設定
    し、また、高圧燃料系の正常時であって均一混合燃焼が
    選択されている時、或いは、高圧燃料系の異常時には、
    エンジン運転状態に基づいて均一混合燃焼に適合する基
    本燃料噴射量を設定し、上記高圧レギュレータ或いは上
    記電磁式高圧レギュレータによる所定の制御燃料圧力の
    状態下で、上記基本燃料噴射量を得るための、インジェ
    クタに対する基本開弁時間を定める基本燃料噴射パルス
    幅を、上記基本燃料噴射量に基づいて設定すると共に、
    高圧燃料系の燃料圧力に基づき上記燃料圧力補正係数テ
    ーブルを参照して燃料圧力補正係数を設定し、更に、少
    なくとも高圧燃料系の異常時には、上記低圧レギュレー
    タによる低圧燃料圧力に対応して基本燃料噴射パルス幅
    を増加補正するための異常時補正係数を設定し、上記燃
    料圧力補正係数及び異常時補正係数により上記基本燃料
    噴射パルス幅を補正してインジェクタに対する最終的な
    燃料噴射パルス幅を設定することを特徴とする請求項7
    或いは請求項8記載の筒内燃料噴射エンジンの制御装
    置。
  11. 【請求項11】更に、上記低圧レギュレータによる低圧
    燃料圧力、及び高圧燃料系の実用域での燃料圧力をパラ
    メータとして、該燃料圧力による燃料噴射量の変化を補
    正するための燃料圧力補正係数をメモリした燃料圧力補
    正係数テーブルを備え、 上記燃料噴射制御手段は、高圧燃料系の正常時であっ
    て、成層燃焼が選択されている時には、エンジン運転状
    態に基づいて成層燃焼に適合する基本燃料噴射量を設定
    し、また、高圧燃料系の正常時であって均一混合燃焼が
    選択されている時、或いは、高圧燃料系の異常時には、
    エンジン運転状態に基づいて均一混合燃焼に適合する基
    本燃料噴射量を設定し、上記高圧レギュレータ或いは上
    記電磁式高圧レギュレータによる所定の制御燃料圧力の
    状態下で、上記基本燃料噴射量を得るための、インジェ
    クタに対する基本開弁時間を定める基本燃料噴射パルス
    幅を、上記基本燃料噴射量に基づいて設定すると共に、
    高圧燃料系の燃料圧力に基づき上記燃料圧力補正係数テ
    ーブルを参照して燃料圧力補正係数を設定し、該燃料圧
    力補正係数により上記基本燃料噴射パルス幅を補正して
    インジェクタに対する最終的な燃料噴射パルス幅を設定
    することを特徴とする請求項7或いは請求項8記載の筒
    内燃料噴射エンジンの制御装置。
  12. 【請求項12】上記燃料噴射制御手段は、高圧燃料系の
    異常時において設定する燃料噴射パルス幅を上限規制す
    ることを特徴とする請求項2ないし請求項11記載の筒
    内燃料噴射エンジンの制御装置。
  13. 【請求項13】上記診断手段は、高圧燃料系の燃料圧力
    がエンジン起動後所定時間経過しても所定圧力に達しな
    いとき、及び、エンジン始動後、高圧燃料系の燃料圧力
    が通常取り得ない燃料圧力範囲外に逸脱したとき、及
    び、リーン空燃比の状況下で燃料噴射パルス幅が所定値
    を上回る状態が所定時間継続したときの少なくとも1つ
    の条件成立時に高圧燃料系の異常と診断することを特徴
    とする請求項1記載の筒内燃料噴射エンジンの高圧燃料
    系診断装置、或いは、請求項2ないし請求項12記載の
    筒内燃料噴射エンジンの制御装置。
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