(57)【要約】【課題】  高圧燃料系システムに備えられている安全弁の機能が低下し、開弁圧以上の状態でも燃料を放出することができない状態が想定される。さらにこの状態において、高圧燃料ポンプの吸入弁の制御が不可能となる二重故障が発生した場合、安全弁が機能せず、燃料圧力が異常高圧となる事態が想定されるため、速やかに燃料圧力を低下させる必要があった。【解決手段】  本発明に係る内燃機関の制御装置は上記目的を達成するために、燃料圧力検出手段により検出される燃料圧力が閾値Ｐ＿ａ以上の場合、燃料噴射弁の開弁期間を通常より増大させ、燃料噴射弁からの燃料噴射を停止する制御を禁止すると共に、低圧燃料ポンプを停止させることで、速やかに燃料圧力を低下させる。燃料圧力が低下した後、燃料噴射弁の開弁期間を通常の値に戻し、燃料圧力検出手段により検出される燃料圧力と目標燃料圧力の差に基づき、低圧燃料ポンプの吐出量を変化させる。【選択図】図６
2010116881.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に高圧の燃料を供給する高圧燃料ポンプと、
前記高圧燃料ポンプへ燃料を供給する低圧燃料ポンプと、
前記内燃機関の気筒内に燃料を直接噴射する一つ以上の燃料噴射弁と、
前記高圧燃料ポンプと前記燃料噴射弁とを駆動する燃料噴射制御装置と、
前記高圧燃料ポンプと燃料噴射弁とを接続する高圧燃料配管と、
前記高圧配管に備えられる燃料圧力検出手段をと備え、
前記燃料噴射制御装置が正常に作動する範囲内で、内燃機関に取り付けられている燃料噴射弁の最大噴射量の合計が高圧燃料ポンプの最大吐出量を上回るように設計された内燃機関の制御装置において、
前記燃料圧力検出手段により検出される燃料圧力がある閾値Ｐ＿ａ以上の場合、前記高圧燃料ポンプが吐出する単位時間当たりの燃料吐出量よりも前記燃料噴射弁が噴射する単位時間当たりの噴射量の合計が大きくなるように前記開弁期間を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記燃料圧力検出手段により検出される燃料圧力がある閾値Ｐ＿ａ以上の場合、前記燃料噴射弁からの燃料噴射の停止を禁止することを特徴とする請求項１記載の制御装置。
【請求項３】
請求項１記載の制御装置において、低圧燃料ポンプを停止することを特徴とする制御装置。
【請求項４】
前記燃料圧力検出手段により検出される燃料圧力が閾値Ｐ＿ａ以下の所定の値以下となった場合、前記低圧燃料ポンプを停止することを特徴とする、請求項２に記載の制御装置。
【請求項５】
前記燃料圧力検出手段により検出される燃料圧力が閾値Ｐ＿ａ以下のある閾値Ｐ＿ｂ未満となった場合、前記燃料噴射弁の開弁期間を通常の値に戻すことを特徴とする、請求項１記載の制御装置。
【請求項６】
前記低圧燃料ポンプを停止した後、所定時間経過後に、前記燃料噴射弁の開弁期間を通常の値に戻すことを特徴とする、請求項３に記載の制御装置。
【請求項７】
前記燃料圧力検出手段により検出される燃料圧力が閾値Ｐ＿ａ以下のある閾値Ｐ＿ｃ未満となった場合、前記燃料圧力検出手段により検出される燃料圧力と目標燃料圧力の差に基づき、前記低圧燃料ポンプの運転，停止を切り替えることを特徴とする請求項３記載の制御装置。
【請求項８】
前記高圧燃料ポンプまたは前記高圧燃料配管に安全弁が備え付けられ、前記閾値Ｐ＿ａを、前記安全弁の開弁圧力から所定値以上とすることを特徴とする、請求項１に記載の制御装置。
【請求項９】
前記安全弁の故障を検出しているとき、前記低圧燃料ポンプの吐出量を通常より低下させることを特徴とする請求項８に記載の制御装置。
【請求項１０】
前記安全弁の故障を検出しているとき、前記記閾値Ｐ＿ａを前記安全弁の開弁圧以下に変更することを特徴とする請求項８に記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧の燃料を供給する高圧燃料ポンプと燃料噴射弁を備えた内燃機関に係り、高圧燃料配管の燃料圧力を確実に低下させることができる内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高圧の燃料を筒内に直接噴射する筒内噴射内燃機関が知られている。車両の燃料タンクに備え付けられた低圧燃料ポンプにより、燃料を内燃機関に圧送する。内燃機関には高圧燃料ポンプが取り付けられており、内燃機関を駆動力として、圧送されてきた燃料を更に高圧に昇圧し、燃料噴射弁が取り付けられている高圧燃料配管へ圧送する。
【０００３】
近年、高圧燃料ポンプの吐出効率向上と低フリクション化，小型，軽量化の要求がある。この要求を満たすために燃料の吸入量を調整することで吐出量を調整する高圧燃料ポンプが開発されている。このタイプの高圧燃料ポンプでは、吸入弁の駆動を行うソレノイドに対して、内燃機関の制御装置から駆動電流を通電することにより吸入量の調整を行う。
【０００４】
このような高圧燃料ポンプでは、吸入弁に駆動電流を供給するハーネスが断線した場合、吸入弁の制御が不可能となり、内燃機関により回転駆動される高圧燃料ポンプが高圧燃料配管へ過剰圧送してしまう事態が想定される。しかし、高圧燃料ポンプまたは高圧燃料配管には安全弁が備え付けられているため、安全弁が正常な状態であれば、安全弁の開弁圧以上に燃料圧力が上昇することはない。
【０００５】
上記の安全弁のように、高圧燃料ポンプを備えたシステムにおいては、何らかの異常が生じた場合には速やかに燃料圧力の上昇を抑制し、安全性を確保する必要がある。
【０００６】
一方、コモンレール内の燃料圧力が、ポンプ使用許容域に対応した第１判定値、あるいは第１判定値よりも高く、燃料供給ポンプの性能劣化に影響を与える第２判定値を超える異常高圧状態が所定時間継続した際に、燃料供給ポンプの異常故障を検出する。そして、燃料供給ポンプの異常故障が検出された時点から所定時間経過後にエンジンの運転を停止するものが知られている。（例えば、特許文献１参照。）
【０００７】
また、高圧燃料ポンプ下流側の高圧燃料配管の内部の圧力を燃圧センサで検出し、その燃圧が所定圧力異常の異常な圧力となった場合には、低圧燃料ポンプであるフィ−ドポンプを停止させるようにしたので、高圧燃料配管の内部の圧力を確実に低下させることができるものが知られている。（例えば、特許文献２参照。）
【０００８】
【特許文献１】特許第３９７２８２３号公報
【特許文献２】特許第３２３７５６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、安全弁が何らかの理由により、その機能が低下し、開弁圧以上の状態でも燃料を放出することができない状態が想定される（安全弁の固着故障）。さらにこの状態において、高圧燃料ポンプの吸入弁を駆動するハーネスの断線等により吸入弁の制御が不可能となった場合、安全弁が機能していないため、燃料圧力が異常高圧となる事態が想定される。
【００１０】
このような事態に対して、特許文献１に記載の内容では内燃機関を停止することで異常高圧状態が継続するのを防止しているが、走行不能となるため、使用者の立場では車両を安全な場所に退避させることができない。あるいはディーラーまで自走して修理を行うことができず、利便性が損なわれる可能性がある。
【００１１】
また特許文献２に記載の内容では、低圧燃料ポンプ停止後も、低圧燃料ポンプから高圧燃料ポンプに接続されている燃料配管内に燃料が残存しているため、内燃機関により強制的に回転駆動されている高圧燃料ポンプが高圧燃料配管への吐出を続け、異常高圧を回避できない場合がある。
【００１２】
本発明の目的は、安全弁が機能しない状態において、高圧燃料ポンプの吐出量制御が不可能となった場合においても、異常高圧を回避できる内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記のような課題を解決するため本発明においては、内燃機関に高圧の燃料を供給する高圧燃料ポンプと、前記高圧燃料ポンプへ燃料を供給する低圧燃料ポンプと、前記内燃機関の気筒内に燃料を直接噴射する一つ以上の燃料噴射弁と、前記高圧燃料ポンプと前記燃料噴射弁とを駆動する燃料噴射制御装置と、前記高圧燃料ポンプと燃料噴射弁とを接続する高圧燃料配管と、前記高圧配管に備えられる燃料圧力検出手段をと備え、前記燃料噴射制御装置が正常に作動する範囲内で、内燃機関に取り付けられている燃料噴射弁の最大噴射量の合計が高圧燃料ポンプの最大吐出量を上回るように設計された内燃機関の制御装置において、前記燃料圧力検出手段により検出される燃料圧力がある閾値Ｐ＿ａ以上の場合、前記高圧燃料ポンプが吐出する単位時間当たりの燃料吐出量よりも前記燃料噴射弁が噴射する単位時間当たりの噴射量の合計が大きくなるように前記開弁期間を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば安全弁がない又は安全弁が機能しない状態（固着故障）と、高圧燃料ポンプの燃料吸入量を調整する吸入弁が故障し、吐出量が制御不能となった状態とが同時に生じる二重故障のような場合においても、異常高圧を回避しつつ、内燃機関の運転を継続することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明を実施するための最良の形態としては、内燃機関に高圧の燃料を供給する高圧燃料ポンプと、高圧燃料ポンプへ燃料を供給する低圧燃料ポンプと、内燃機関の気筒内に燃料を直接噴射する一つ以上の燃料噴射弁と、高圧燃料ポンプと燃料噴射弁とを駆動する燃料噴射制御装置と、高圧燃料ポンプと燃料噴射弁とを接続する高圧燃料配管と、高圧配管に備えられる燃料圧力検出手段とを備え、燃料噴射制御装置が正常に作動する範囲内で、内燃機関に取り付けられている燃料噴射弁の最大噴射量の合計が高圧燃料ポンプの最大吐出量を上回るように設計された内燃機関の制御装置において、燃料圧力検出手段により検出される燃料圧力がある閾値Ｐ＿ａ以上の場合、高圧燃料ポンプが吐出する単位時間当たりの燃料吐出量よりも前記燃料噴射弁が噴射する単位時間当たりの噴射量の合計が大きくなるように前記開弁期間を制御することを特徴とする内燃機関の制御装置がある。
【００１６】
このような構成とすることにより、安全弁がない又は安全弁が機能しない状態（固着故障）と、高圧燃料ポンプの燃料吸入量を調整する吸入弁が故障し、吐出量が制御不能となった状態とが同時に生じる二重故障のような場合においても、異常高圧を回避しつつ、内燃機関の運転を継続することができる。
【００１７】
また、燃料圧力検出手段により検出される燃料圧力がある閾値Ｐ＿ａ以上の場合、燃料噴射弁からの燃料噴射の停止を禁止することで、高圧燃料配管内に蓄積された燃料を確実に燃料噴射弁から排出することができる。その結果、高圧燃料配管内の圧力を迅速に低下させることができる。
【００１８】
また、低圧燃料ポンプを停止することより、高圧燃料ポンプに供給される燃料を絶つことができ、高圧配管内に吐出される燃料を低減することができる。その結果、高圧燃料配管内の圧力を迅速に低下させることができる。
【００１９】
また、燃料圧力検出手段により検出される燃料圧力が閾値Ｐ＿ａ以下の所定の値以下となった場合、低圧燃料ポンプを停止する。低圧燃料ポンプを停止するに当たり、迅速に高圧配管内の圧力を下げる目的では、高圧配管内の圧力が閾値Ｐ＿ａを超えたときに低圧燃料ポンプを停止することが良い。しかし、低圧燃料ポンプと高圧燃料ポンプとをつなぐ配管が設計上低圧燃料ポンプを停止した際の負圧に耐えられないような場合には、その影響を最小限にするために高圧配管内の圧力が所定値になるまで待ってから低圧燃料ポンプを停止することが良い。
【００２０】
また、燃料圧力検出手段により検出される燃料圧力が閾値Ｐ＿ａ以下のある閾値Ｐ＿ｂ未満となった場合、燃料噴射弁の開弁期間を通常の値に戻す。燃圧がＰ＿ｂまで下がれば燃料噴射弁を正常時の開弁期間としても高圧配管の損傷を防ぐことができるからである。また、燃料噴射弁を正常時の開弁期間で内燃機関を運転することにより、待避走行を可能としたり、レッカー車などによらず自走でディーラー等の修理工場に辿り着くことができる。低圧燃料ポンプを停止した後、所定時間経過後に、前記燃料噴射弁の開弁期間を通常の値に戻すこととしても良い。
【００２１】
また、燃料圧力検出手段により検出される燃料圧力が閾値Ｐ＿ａ以下のある閾値Ｐ＿ｃ未満となった場合、前記燃料圧力検出手段により検出される燃料圧力と目標燃料圧力の差に基づき、前記低圧燃料ポンプの運転，停止を切り替えることにより、タンクからの高圧配管への燃料供給を継続的に行うことができ、前述の待避走行距離を伸ばすことができる。
【００２２】
また、安全弁が備えられている場合には、閾値Ｐ＿ａを安全弁の開弁圧力から所定値以上とすることで、正常時の安全弁の能力を生かしつつ、異常時には迅速に高圧配管内の燃圧を下げることができる。
【００２３】
また、安全弁の故障を検出しているとき、低圧燃料ポンプの吐出量を通常より低下させることにより、高圧配管内の燃圧が異常高圧となるリスクを低減させる。
【００２４】
また、安全弁の故障を検出しているとき、前記記閾値Ｐ＿ａを前記安全弁の開弁圧以下に変更することで、高圧配管内の燃圧が異常高圧となるリスクをより低減させる。
【００２５】
以下、図１〜図１０を用いて、本発明の実施形態による内燃機関の制御装置の構成及び動作についてさらに具体的に説明する。
【００２６】
最初に、図１を用いて、本実施形態による制御装置を搭載する内燃機関システムの構成について説明する。
【００２７】
エンジン１には、ピストン２，吸気弁３，排気弁４が備えられる。吸入空気は、空気流量計（ＡＦＭ）２０を通過してスロットル弁１９に入り、分岐部であるコレクタ１５より吸気管１０，吸気弁３を介してエンジン１の燃焼室２１に供給される。燃料は、燃料タンク２３から低圧燃料ポンプ２４によって内燃機関へと供給され、さらに高圧燃料ポンプ２５によって燃料噴射に必要な圧力に高められる。高圧燃料ポンプ２５によって昇圧された燃料は、燃料噴射弁５から、エンジン１の燃焼室２１に噴射供給され、点火コイル７，点火プラグ６によって点火される。燃料の圧力は、燃料圧力センサ２６によって計測される。
【００２８】
燃焼後の排気ガスは、排気弁４を介して排気管１１に排出される。排気管１１には、排気ガス浄化のための三元触媒１２が備えられている。ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）９には、燃料噴射制御装置２７が内蔵され、エンジン１のクランク角度センサ１６の信号，ＡＦＭ２０の空気量信号，排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサ１３の信号，アクセル開度センサ２２のアクセル開度，燃料圧力センサ２６等の信号が入力される。ＥＣＵ９には、クランク角度センサ１６の信号からエンジン回転数を演算する回転数検出手段と、水温センサ８から得られる内燃機関の水温とエンジン始動後の経過時間等から三元触媒１２が暖機されて状態であるかを判断する暖気判定手段が備えられている。
【００２９】
また、ＥＣＵ９は、エンジン１に必要な吸入空気量を算出し、それに見合った開度信号をスロットル弁１９に出力する。また、ＥＣＵ９は、燃料噴射制御装置２７は吸入空気量に応じた燃料量を算出して、燃料噴射弁５に燃料噴射信号を出力し、点火プラグ６に点火信号を出力する。
【００３０】
排気管１１とコレクタ１５との間は、ＥＧＲ通路１８により接続されている。ＥＧＲ通路１８の途中には、ＥＧＲ弁１４が備えられている。ＥＧＲ弁１４の開度は、ＥＣＵ９によって制御され、必要に応じて、排気管１１の中の排気ガスが、吸気管１０に還流される。
【００３１】
図２に燃料タンクから燃料噴射弁までの燃料配管，ポンプを中心とする燃料系システムの模式図を示す。低圧燃料ポンプ２４によって圧送された燃料はダンパ３４によってその圧力脈動が減衰される。スプリング３７によりプランジャー３６は下降し、吸入弁３１側の燃料通路から低圧の燃料を吸入する。内燃機関により駆動されるポンプ駆動カム３５によりプランジャー３６が上昇し、燃料を加圧する。燃料の圧力が上昇し、高圧燃料配管２９内の燃料圧力と吐出弁３３の開弁圧を上回ると、吐出弁が開弁し、高圧燃料配管２９へ燃料が圧送される。
【００３２】
内燃機関の制御装置は、演算される目標燃圧に対して、燃料圧力センサ２６によってセンシングされる高圧燃料配管２９内の燃料圧力が追従するように、高圧燃料ポンプ２５の燃料吐出量を調節する。吐出量の調整は、吸入弁３１の開閉タイミング、つまり吸入弁のソレノイド制御ハーネス３８へ通電を行うタイミングを燃料噴射制御装置２７を内蔵した制御装置９により制御することにより行われる。
【００３３】
高圧燃料ポンプ２５には安全弁３０が内蔵されており、所定圧力以上で開弁する。その際には燃料が低圧燃料配管２８へ戻ることとなり、高圧燃料配管２９が異常高圧状態に陥るのを防止する。なお、安全弁３０が高圧燃料配管２９に備え付けられている場合も同様の機能を果たす。
【００３４】
次に燃料系システム、特に高圧燃料ポンプ２５，安全弁３０の機能が損なわれた場合の燃料圧力の挙動について図３を用いて説明する。燃料系システムの機能が正常な時刻０からＴ１において、高圧燃料配管２９の燃料圧力は目標燃圧（ｂ）に制御されている。時刻Ｔ１において吸入弁３１，吸入弁ソレノイド３２，ソレノイド制御ハーネス３８，吐出弁３３が何らかの原因により正常な機能が低下した場合、制御装置９は高圧燃料ポンプ２５の吐出量を制御することができなくなる。高圧燃料ポンプ２５が昇圧を行えなくなった場合、高圧燃料配管２９内の燃料圧力は、ほぼ低圧燃料ポンプが圧送する圧力（ａ）に低下する。あるいは、高圧燃料ポンプが常時昇圧を続ける状態になった場合、安全弁が開弁し、高圧燃料配管２９内部の燃料圧力は開弁圧（ｃ）に保たれることになる。あるいは燃料圧力が（ａ）から（ｃ）の範囲内を（ｄ）に示すように不定となる。
【００３５】
続いて時刻Ｔ２において安全弁の機能が低下する、いわゆる二重故障の状態となった場合の燃料圧力挙動について説明する。安全弁の機能が低下すると高圧燃料ポンプ２５が圧送し続ける燃料を逃がす経路が失われる。既に高圧燃料ポンプが常時昇圧を続ける故障状態に陥り、燃料圧力が安全弁の開弁圧（ｃ）に張り付いている場合で、かつ高圧燃料ポンプが吐出する燃料量が、燃料噴射弁が噴射する燃料量を上回っている場合、高圧燃料配管２９の燃圧は異常高圧状態（ｅ）に陥る可能性がある。
【００３６】
図４に別の二重故障時の燃料圧力の状態を示す。時刻Ｔ１において安全弁３０の機能が低下した場合、その他の燃料系システムの部品が正常であれば、通常時と同様に高圧燃料配管２９内の燃料圧力は目標燃圧（ｂ）に制御される。
【００３７】
さらに時刻Ｔ２において、高圧燃料ポンプが常時昇圧を続ける状態になるような機能低下が起こった場合、安全弁３０の機能が低下しているため、高圧燃料ポンプ２５が圧送し続ける燃料を逃がす経路が失われている。この時、高圧燃料ポンプが吐出する燃料量が、燃料噴射弁が噴射する燃料量を上回っている場合、高圧燃料配管２８の燃圧は異常高圧状態（ｅ）に陥る可能性がある。
【００３８】
前述のように、燃料系システムにおいて単一の機能が損なわれた場合においては、異常高圧の状態に陥ることはない。しかしながら安全弁の故障と同時に発生する二重故障の状態となった場合、異常高圧の状態に陥る可能性があるため、対策を講じる必要がある。以下、本発明における二重故障時の対応方法について図５から図１０を用いて説明する。
【００３９】
本発明が前提とする燃料系システムにおける、高圧燃料ポンプ２５の最大吐出量と、内燃機関に取り付けられている複数の燃料噴射弁５から噴射される最大噴射量の合計値を比較したグラフを図５に示す。ここで燃料噴射弁５の最大噴射量とは、燃料噴射制御装置２７や燃料噴射弁５が正常に動作する範囲内で、各々の部品の破損に至らない通電期間を燃料噴射弁５へ与えた場合である。なお、燃料噴射弁５からの噴射量がエンジン回転数に依存しないのは、燃料噴射制御装置２７が正常に動作する範囲の通電期間がエンジンのクランク角度で規定されるためである。
【００４０】
高圧燃料配管２９内の燃料圧力が通常の圧力Ｐ＿ｎ以下の場合、図５（１）に示すようにエンジン回転数が高い領域では、高圧燃料ポンプの最大吐出量が燃料噴射弁５からの最大噴射量の合計値を上回っている。燃料圧力が増加すると、高圧燃料ポンプ２５の吐出弁３３の開弁が遅れるため、高圧燃料ポンプ２５の吐出効率（吐出量）は低下する。一方、燃料噴射弁の噴射量は、開弁時間が等しければ燃料圧力と内燃機関の筒内圧の差に依存するため、燃料圧力が増加すると、噴射量も増加する。従って通常より燃料圧力が通常の圧力Ｐ＿ｎより高い場合、（２）に示すように、エンジン回転数が高い領域でも高圧燃料ポンプ２５の最大吐出量と燃料噴射弁５からの最大噴射量が拮抗する。更に燃料圧力が増加した場合、例えば図３，図４に示す安全弁の圧力となった場合、（３）に示すようにエンジン回転数全域に渡って燃料噴射弁５からの最大噴射量が高圧燃料ポンプ２５の最大吐出量を上回ることになる。
【００４１】
図６に、本発明の内燃機関の制御装置により異常昇圧を回避する制御を行った際の、二重故障時の燃料圧力の挙動と、燃料噴射弁５の燃料噴射期間，低圧燃料ポンプ２４の吐出量を示す。時刻Ｔ１において二重故障が発生すると、高圧燃料配管２９内の燃料圧力は上昇する。このとき安全弁もその機能が低下しているため、燃料圧力は安全弁の開弁圧力（ｃ）を超えて上昇する。
【００４２】
図７，図８，図９に示すフローチャートを用いて本発明の制御装置における二重故障時の制御方法を示す。図６の時刻Ｔ２において燃料圧力センサ２６によりセンシングされる燃料圧力がある閾値Ｐ＿ａを超えたことを制御装置が認識したとき、Ｓ３０にて二重故障と判定する。二重故障と判定された後、Ｓ７５にてアクセルオフ等の時に行う燃料カット制御を禁止する。Ｓ７０にて燃料圧力が図６に示す閾値Ｐ＿ｂより大きいと判定されている間、Ｓ９０にて燃料噴射弁５へ通電する期間を通常より増大させる。なお燃料噴射弁５への通電期間は燃料噴射制御装置２７や燃料噴射弁５が正常に動作する範囲内とし、各々の部品の破損に至らない値とする。
【００４３】
なお、燃料圧力を基準に判定するＳ７０の代わりに、二重故障判定が成立した後、図８または図９のＳ２３０に示す、低圧燃料ポンプ停止からの時間がある値Ｔｆより大きいか否かで判定するＳ７１を使用することもできる。
【００４４】
図６の時刻Ｔ４においてＳ７０またはＳ７１によって、燃料噴射期間を通常の制御（Ｓ４０，５０，６０）に戻す。時刻Ｔ２からＴ４にかけて可燃性をよりも燃料噴射弁５から最大の燃料を噴射させることを優先してきたため、燃焼が成立せずに発生トルクが低下し、それに伴ってエンジン回転数が低下する。時刻Ｔ４において通常の噴射量制御に戻すことでトルクを発生させ、エンジンストールを防止することを目的としている。
【００４５】
燃料系システムが正常な状態では、図７のＳ１０，Ｓ４０にて空気流量計（ＡＦＭ）２０によって計測される吸入空気量に基づき、燃料噴射弁５へ通電する期間を演算する。さらにＳ２０，Ｓ５０，Ｓ６０にて燃料圧力等の補正を行い、適切な燃料量が噴射されるよう、通電する期間を補正する。以上により内燃機関の燃焼室内に導入される空気と燃料の質量割合は適切な範囲に保たれ、可燃性が確保される。
【００４６】
一方、本発明において二重故障であると判定された場合には、Ｓ９０において、上記可燃性を考慮せずに、高圧燃料配管２９から燃料を減少させ、燃料圧力を低下させることを優先する。そのため燃料噴射弁５へ通電する期間は、空気流量計（ＡＦＭ）２０によって計測される吸入空気量によらず、予め設定された、通常よりも長い期間とする。
【００４７】
高圧燃料配管２９の燃料圧力が安全弁の開弁圧以上に上昇している時、高圧燃料ポンプ２５の最大吐出量と内燃機関に取り付けられている全ての燃料噴射弁５の最大噴射量は図５の（３）に示すようになっている。つまり、燃料噴射弁５の噴射量が高圧燃料ポンプ２５の吐出量を上回るため、図６のＴ２以降において高圧燃料配管内の燃料を減少させ、燃料圧力を低下させることができる。
【００４８】
燃料噴射弁５に印加される駆動電流を図１０に示す。駆動パルス幅Ｔｉは制御装置９により演算される。通常、制御装置９に内蔵されている燃料噴射制御装置２７から供給される電流波形は開弁のためのIpeak＿Ａ，開いた弁を保持するためのIhold＿Ａから成る。制御装置９からの指令により燃料噴射制御装置２７から供給する電流波形を変更可能なシステムにおいては、前述のように二重故障により燃料圧力が高くなっている状態においては、開弁，保持電流をIpeak＿Ｂ，Ihold＿Ｂへと増大させ、燃料噴射弁５の開弁，保持力を上昇させ、燃料圧力が高い状態においても確実に燃料を噴射できるようにすることも可能である。
【００４９】
燃料噴射弁５の燃料噴射により燃料圧力が低下すると、図５の（ｂ）に示すように高圧燃料ポンプ２５の吐出効率が上昇して吐出量が増加し、燃料噴射弁５からの噴射量が減少する。このため、特にエンジン回転数が高い領域では、燃料圧力が高い状態で吐出量と噴射量が釣り合い、高圧燃料配管２９内の燃料圧力はほぼ一定となり、燃料を減少させることができなくなる。
【００５０】
上記現象を回避するため、図８のＳ３０にて二重故障判定が行われた場合、Ｓ２３０において低圧燃料ポンプ２４の運転を停止させる。これは新たな燃料が燃料タンク２３から高圧燃料ポンプ２５へ供給されることを停止することで、高圧燃料ポンプ２５の吐出量を低下させ、高圧燃料配管内に新たに流れ込む燃料を低減させることを目的としている。結果として、図６の時刻Ｔ３あるいはＴ４の以降も燃料噴射弁５の噴射量が高圧燃料ポンプ２５の吐出量より大きくなり、燃料圧力を低下させることができる。
【００５１】
低圧燃料ポンプ２４の運転を停止すると燃料タンクからの燃料供給が急激に遮断される。二重故障後、高圧燃料ポンプ２５がフル吐出状態にある場合、低圧燃料ポンプと高圧燃料ポンプを結ぶ低圧燃料配管２８内部の圧力が急激に低下し、低圧燃料配管２８の変形や破損等が発生する可能性がある。
【００５２】
よって図９のＳ２２０において燃料圧力が図６の閾値Ｐ＿ａ未満であることを判定し（図６に示す時刻Ｔ３）、Ｓ２３０において低圧燃料ポンプ２４の運転を停止させるようにすることも考えられる。
【００５３】
図８，図９いずれのフローにおいても、燃料圧力が図６の閾値Ｐ＿ｃまで低下したことをＳ２４０にて判定し、時刻Ｔ５以降は低圧燃料ポンプ２４の運転，停止を順次切り替える。あるいは低圧燃料ポンプ２４の吐出量が可変にできる場合、吐出量を変化させる。これは高圧燃料ポンプ２５が吐出量の制御を行えない状態にあるため、二重故障時の目標燃圧へのフィードバック制御を低圧燃料ポンプ２４にて行うためである。
【００５４】
以上、これまでは二重故障が発生した際の、異常昇圧の回避方法について述べてきた。一方、安全弁３０の故障診断を予め実施することで、より迅速に異常昇圧を回避する方法を述べる。まず安全弁３０の故障診断方法については種々の方法が考えられる。例えば制御装置９により演算される高圧燃料配管２９内部の目標燃圧を一時的に安全弁３０の開弁圧力より大きくする。安全弁３０が正常であれば、燃料圧力センサ２６で検出される燃料圧力は目標燃料圧力には到達せず、安全弁３０の開弁圧を示す。一方、安全弁３０の機能が低下している場合、燃料圧力は安全弁３０の開弁圧を超えて目標燃料圧力となる。
【００５５】
安全弁が故障していることが検知されている場合、低圧燃料ポンプ２４の吐出量を通常より低下させることで、高圧燃料ポンプ２５からの吐出量制御が困難となる故障が発生した場合にも、迅速に高圧燃料配管２９の燃料圧力を低下させることが可能となる。
【００５６】
また、同時に上記閾値Ｐ＿ａを安全弁３０の開弁圧以下に変更することで、迅速に高圧燃料配管２９の燃料圧力を低下させることが可能となる。
【００５７】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではない。また、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施形態による制御装置を搭載する内燃機関システムの構成図である。
【図２】本発明の実施形態による燃料噴射システムの構成図である。
【図３】二重故障時に想定される燃料圧力の推移である。
【図４】二重故障時に想定される燃料圧力の推移である。
【図５】本発明の実施形態による高圧燃料噴射ポンプの最大吐出量と燃料噴射弁の最大噴射量を燃料圧力の違いごとに示したグラフである。
【図６】本発明の実施形態による二重故障時に想定される燃料圧力の推移と燃料噴射弁の噴射期間，低圧燃料ポンプの吐出量を示したグラフである。
【図７】本発明の実施形態による制御装置の制御フローチャートである。
【図８】本発明の実施形態による制御装置の制御フローチャートである。
【図９】本発明の実施形態による制御装置の制御フローチャートである。
【図１０】本発明の実施形態による燃料噴射弁の駆動電流である。
【符号の説明】
【００５９】
１  エンジン
２  ピストン
３  吸気弁
４  排気弁
５  燃料噴射弁
６  点火プラグ
７  点火コイル
８  水温センサ
９  ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）
１０  吸気管
１１  排気管
１２  三元触媒
１３  酸素センサ
１４  ＥＧＲ弁
１５  コレクタ
１６  クランク角センサ
１８  ＥＧＲ通路
１９  スロットル弁
２０  ＡＦＭ
２１  燃焼室
２２  アクセル開度センサ
２３  燃料タンク
２４  低圧燃料ポンプ
２５  高圧燃料ポンプ
２６  燃料圧力センサ
２７  燃料噴射制御装置
２８  低圧燃料配管
２９  高圧燃料配管
３０  安全弁
３１  吸入弁
３２  吸入弁ソレノイド
３３  吐出弁
３４  ダンパ
３５  ポンプ駆動カム
３６  プランジャー
３７  スプリング
３８  ソレノイド制御ハーネス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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