(57)【要約】【課題】圧力センサ２の出力異常を検出できる蓄圧式燃料噴射装置を提供する。【解決手段】ＥＣＵ７は、ＩＧスイッチのオフ信号を検出した後、減圧弁９を開弁制御してから所定時間経過した後、圧力センサ２の出力を取り込む。その後、圧力センサ２の出力特性から、取り込んだセンサ出力に対応する燃料圧力を求め、その燃料圧力と大気圧との差が所定値以上ある時は、圧力センサ２の出力異常であると判断する。  この方法によれば、コモンレール１の燃料圧力が大気圧まで低下したと見込まれる時に、圧力センサ２によってコモンレール１の燃料圧力を検出するので、圧力センサ２の出力に異常がなければ、圧力センサ２によって検出される燃料圧力が大気圧と略等しくなる。従って、圧力センサ２によって検出される燃料圧力と大気圧との差が所定値以上ある時は、圧力センサ２の出力が異常であると判断できる。【選択図】図１
2006329033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を高圧化して圧送する燃料供給ポンプと、
この燃料供給ポンプより圧送された燃料を蓄圧するコモンレールと、
このコモンレールより供給される燃料をエンジンの気筒へ噴射するインジェクタと、
前記コモンレールに蓄圧された燃料圧力を検出する圧力センサと、
この圧力センサの検出結果を基に、前記燃料供給ポンプの吐出量をフィードバック制御する制御装置とを備える蓄圧式燃料噴射装置において、
前記制御装置は、
前記コモンレールの燃料圧力が大気圧まで低下していると見込まれる状態で、前記圧力センサの出力を取り込むセンサ出力入力手段と、
取り込まれたセンサ出力に相当する燃料圧力を大気圧と比較して、両者の差が所定値以上の時に、前記圧力センサの出力が異常であると判断するセンサ出力異常判定手段とを有することを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
【請求項２】
請求項１に記載した蓄圧式燃料噴射装置において、
前記センサ出力入力手段は、前記エンジンを停止するためにイグニッションスイッチがオフ操作されてから所定時間経過した後、前記イグニッションスイッチのオン操作により前記制御装置が起動してから前記燃料供給ポンプが燃料圧送を開始するまでの間に、前記圧力センサの出力を取り込むことを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
【請求項３】
請求項１に記載した蓄圧式燃料噴射装置において、
前記センサ出力入力手段は、前記エンジンを停止するためにイグニッションスイッチがオフ操作されてから所定時間経過した後、前記制御装置の通電用リレーがオフ制御されるまでの間に、前記圧力センサの出力を取り込むことを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載した蓄圧式燃料噴射装置において、
前記コモンレールの燃料圧力を低圧側に開放する圧力開放通路と、
この圧力開放通路を開閉する減圧弁とを有し、
前記制御装置は、前記イグニッションスイッチのオフ操作に同期して前記減圧弁を開弁制御することを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
【請求項５】
請求項１に記載した蓄圧式燃料噴射装置において、
前記センサ出力異常判定手段は、前記燃料供給ポンプによる前記コモンレールへの燃料圧送が停止され、その停止状態が所定時間継続した後、前記燃料供給ポンプによる燃料圧送が開始されるまでの間に前記圧力センサの出力を取り込むことを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
【請求項６】
請求項５に記載した蓄圧式燃料噴射装置において、
前記コモンレールの燃料圧力を低圧側に開放する圧力開放通路と、
この圧力開放通路を開閉する減圧弁とを有し、
前記制御装置は、前記燃料供給ポンプによる前記コモンレールへの燃料圧送が停止されている間に、前記減圧弁を開弁制御することを特徴とする蓄圧式燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コモンレールに蓄圧された高圧燃料をインジェクタからエンジンに噴射する蓄圧式燃料噴射装置に関し、特に、コモンレールの燃料圧力を検出する圧力センサの出力異常を判定するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来公知の蓄圧式燃料噴射装置では、コモンレールの燃料圧力（実レール圧と呼ぶ）を圧力センサによって検出し、その検出された実レール圧が目標レール圧と一致するように、燃料供給ポンプの吐出量をフィードバック制御している。このフィードバック制御の信頼性は、圧力センサの検出精度に大きく依存するため、圧力センサの精度保証を向上させる必要がある。
そこで、特許文献１では、例えば、エンジン停止後に実レール圧が大気圧まで低下した時に、圧力センサの検出値を大気圧相当時の学習値として取り込み、予め記憶された圧力センサの出力特性を、前記学習値を使用した出力特性に変更することで、個々の圧力センサが持つ出力特性のズレを補正する方法が提案されている。
【特許文献１】特開２００３−２０６８０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、圧力センサの検出値は、制御装置であるＥＣＵに電気信号（電圧）として出力される。このため、圧力センサとＥＣＵとを結ぶ信号線に抵抗を挿入すると、図５に示す様に、圧力センサの出力特性にずれが生じて（抵抗分だけ平行移動する）、圧力センサの出力（電圧）が実際の出力（電圧）より低くなる。これにより、ＥＣＵでは、コモンレールの実レール圧が実際の燃料圧力より低い燃料圧力として認識されるため、コモンレールに蓄圧される実際の燃料圧力が目標レール圧より高く維持される。その結果、インジェクタの噴射圧力が高くなるため、噴射量が増大して、コモンレールシステムの信頼性が低下する問題がある。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、圧力センサの出力異常を検出できる蓄圧式燃料噴射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
（請求項１の発明）
本発明は、燃料を高圧化して圧送する燃料供給ポンプと、この燃料供給ポンプより圧送された燃料を蓄圧するコモンレールと、このコモンレールより供給される燃料をエンジンの気筒へ噴射するインジェクタと、コモンレールに蓄圧された燃料圧力を検出する圧力センサと、この圧力センサの検出結果を基に、燃料供給ポンプの吐出量をフィードバック制御する制御装置とを備える蓄圧式燃料噴射装置において、制御装置は、コモンレールの燃料圧力が大気圧まで低下していると見込まれる状態で、圧力センサの出力を取り込むセンサ出力入力手段と、取り込まれたセンサ出力に相当する燃料圧力を大気圧と比較して、両者の差が所定値以上の時に、圧力センサの出力が異常であると判断するセンサ出力異常判定手段とを有することを特徴とする。
【０００５】
上記の構成によれば、コモンレールの燃料圧力が大気圧まで低下していると見込まれる時に、圧力センサによってコモンレールの燃料圧力を検出するので、圧力センサの出力に異常がなければ、圧力センサによって検出される燃料圧力が大気圧と略等しくなる。従って、圧力センサによって検出される燃料圧力が大気圧と異なる場合、つまり、圧力センサによって検出される燃料圧力と大気圧との差が所定値以上の時は、圧力センサの出力が異常であると判断できる。
【０００６】
（請求項２の発明）
請求項１に記載した蓄圧式燃料噴射装置において、センサ出力入力手段は、エンジンを停止するためにイグニッションスイッチがオフ操作されてから所定時間経過した後、イグニッションスイッチのオン操作により制御装置が起動してから燃料供給ポンプが燃料圧送を開始するまでの間に、圧力センサの出力を取り込むことを特徴とする。
イグニッションスイッチのオフ操作により、燃料供給ポンプからコモンレールへの燃料圧送が停止されると、その後、時間経過と共にコモンレールの燃料圧力は次第に低下する。そこで、イグニッションスイッチをオフ操作してからコモンレールの燃料圧力が大気圧まで低下すると予想される時間が経過した後、つまり、イグニッションスイッチがオフ操作されてから所定時間経過した後、再度エンジンを始動させるためにイグニッションスイッチをオン操作して、制御装置が起動した時に圧力センサの出力を取り込むことで、大気圧まで低下したと見込まれるコモンレールの燃料圧力を検出できる。
【０００７】
（請求項３の発明）
請求項１に記載した蓄圧式燃料噴射装置において、センサ出力入力手段は、エンジンを停止するためにイグニッションスイッチがオフ操作されてから所定時間経過した後、制御装置の通電用リレーがオフ制御されるまでの間に、圧力センサの出力を取り込むことを特徴とする。
制御装置は、イグニッションスイッチがオフ操作された時に、通電用リレーをオフ制御するタイミングを遅延させることで、イグニッションスイッチがオフ操作された後でも、通電用リレーをオフ制御するまでの間に、圧力センサの出力を取り込むことができる。そこで、イグニッションスイッチをオフ操作してからコモンレールの燃料圧力が大気圧まで低下すると予想される時間が経過した後、つまり、イグニッションスイッチがオフ操作されてから所定時間経過した後、制御装置が機能している間（通電用リレーがオフ制御されるまでの間）に圧力センサの出力を取り込むことで、大気圧まで低下したと見込まれるコモンレールの燃料圧力を検出できる。
【０００８】
（請求項４の発明）
請求項２または３に記載した蓄圧式燃料噴射装置において、コモンレールの燃料圧力を低圧側に開放する圧力開放通路と、この圧力開放通路を開閉する減圧弁とを有し、制御装置は、イグニッションスイッチのオフ操作に同期して減圧弁を開弁制御することを特徴とする。
減圧弁が圧力開放通路を開くと、コモンレールの燃料圧力が低圧側に開放されるため、減圧弁を有しないシステムと比較した場合に、イグニッションスイッチのオフ操作後、コモンレールの燃料圧力が大気圧まで低下するのに要する時間が短くなる。これにより、請求項２に係る発明では、イグニッションスイッチがオフ操作された後、再度オン操作されるまでの間に必要な所定時間を短く設定できる。また、請求項３に係る発明では、イグニッションスイッチがオフ操作されてから、通電用リレーをオフ制御するまでの遅延時間を短くできる。
【０００９】
（請求項５の発明）
請求項１に記載した蓄圧式燃料噴射装置において、センサ出力異常判定手段は、燃料供給ポンプによるコモンレールへの燃料圧送が停止され、その停止状態が所定時間継続した後、燃料供給ポンプによる燃料圧送が開始されるまでの間に圧力センサの出力を取り込むことを特徴とする。
燃料供給ポンプからコモンレールへの燃料圧送が停止されると、その後、時間経過と共にコモンレールの燃料圧力は次第に低下する。このため、燃料供給ポンプによる燃料圧送が停止してからコモンレールの燃料圧力が大気圧まで低下すると予想される時間が経過した後、つまり、燃料供給ポンプによる燃料圧送の停止状態が所定時間継続した後、再度、燃料供給ポンプによる燃料圧送が開始されるまでの間に圧力センサの出力を取り込むことで、大気圧まで低下したと見込まれるコモンレールの燃料圧力を検出できる。
【００１０】
（請求項６の発明）
請求項５に記載した蓄圧式燃料噴射装置において、コモンレールの燃料圧力を低圧側に開放する圧力開放通路と、この圧力開放通路を開閉する減圧弁とを有し、制御装置は、燃料供給ポンプによるコモンレールへの燃料圧送が停止されている間に、減圧弁を開弁制御することを特徴とする。
減圧弁が圧力開放通路を開くと、コモンレールの燃料圧力が低圧側に開放されるため、減圧弁を有しないシステムと比較した場合に、燃料供給ポンプによる燃料圧送が停止された後、コモンレールの燃料圧力が大気圧まで低下するのに要する時間が短くなる。その結果、請求項５に係る発明では、燃料供給ポンプによる燃料圧送の停止時間を短くできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例により詳細に説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は蓄圧式燃料噴射装置の全体構成図である。
実施例１に示す蓄圧式燃料噴射装置は、例えば、多気筒ディーゼル機関（以下エンジンと略す）に適用されるもので、噴射圧力に相当する高圧燃料を蓄圧するコモンレール１と、このコモンレール１に取り付けられる圧力センサ２と、燃料タンク３より汲み上げた燃料を加圧してコモンレール１に圧送する燃料供給ポンプ４と、コモンレール１に蓄圧された高圧燃料をエンジンの筒内５に噴射するインジェクタ６と、燃料供給ポンプ４およびインジェクタ６等の動作を制御する制御装置（以下ＥＣＵ７と呼ぶ）等より構成される。
【００１３】
コモンレール１には、燃料供給ポンプ４より供給される高圧燃料が目標レール圧まで蓄圧される。コモンレール１の目標レール圧は、エンジンの運転状態（例えば、アクセル開度とエンジン回転速度）に応じてＥＣＵ７により設定される。
このコモンレール１には、燃料タンク３に通じるリリーフ通路８が接続され、そのリリーフ通路８に減圧弁９が取り付けられている。減圧弁９は、ＥＣＵ７によって通電制御される電磁弁であり、非通電の時に閉弁状態を保つ常閉タイプである。
圧力センサ２は、コモンレール１に蓄圧された燃料圧力を電気信号（電圧）に変換して検出し、その検出情報をＥＣＵ７に出力する。
【００１４】
燃料供給ポンプ４は、エンジンに駆動されて回転するカム軸１０と、このカム軸１０に駆動されて燃料タンク３から燃料を汲み上げるフィードポンプ１１と、カム軸１０の回転が伝達されてシリンダ内を往復動するプランジャ１２と、シリンダ内の加圧室１３に吸入される燃料量を調量する吸入調量弁１４等より構成される。
この燃料供給ポンプ４は、カム軸１０が回転すると、プランジャ１２がシリンダ内を上死点から下死点に向かって移動する際に、フィードポンプ１１より送り出された燃料が吸入弁１５を押し開いて加圧室１３に吸入される。この加圧室１３に吸入される燃料量は、ＥＣＵ７によって制御される吸入調量弁１４の弁開度に応じて決定される。その後、プランジャ１２がシリンダ内を下死点から上死点に向かって移動すると、加圧室１３に吸入された燃料が加圧され、吐出弁１６を開弁してコモンレール１へ圧送される。
【００１５】
インジェクタ６は、エンジンの各気筒にそれぞれ取り付けられ、高圧配管１７を介してコモンレール１に接続されている。このインジェクタ６は、ＥＣＵ７によって電子制御される電磁弁６ａを有し、この電磁弁６ａの開閉動作に応じて噴射タイミング及び噴射量が制御される。
ＥＣＵ７は、周知のマイクロコンピュータを中心に構成され、このマイクロコンピュータに各種センサ（例えば、ＮＥセンサ１８、アクセル開度センサ１９、圧力センサ２等）で検出されたセンサ情報が信号処理回路（図示せず）を介して入力される。マイクロコンピュータでは、入力したセンサ情報を基に、以下に説明する噴射量制御、噴射圧制御、およびセンサ出力判定処理等を実施する。
【００１６】
ＮＥセンサ１８は、エンジンに駆動されて回転するパルサ２０の近傍に配置され、パルサ２０が１回転する間に、パルサ２０の外周部に設けられた歯部の数に相当する複数のパルス信号を出力する。ＥＣＵ７は、ＮＥセンサ１８より出力されたパルス信号の時間間隔を計測することで、回転速度ＮＥを検出する。
アクセル開度センサ１９は、運転者が操作するアクセルペダル２１の操作量（踏込み量）よりアクセル開度を検出して、検出結果をＥＣＵ７に出力する。
【００１７】
噴射量制御は、インジェクタ６より噴射される噴射量および噴射時期を制御するもので、例えば、エンジンの回転速度とアクセル開度を基に、エンジンの運転状態に応じた最適な噴射量および噴射時期を演算し、その演算結果に従ってインジェクタ６の電磁弁６ａを駆動する。
噴射圧制御は、コモンレール１に蓄圧される燃料圧力を制御するもので、圧力センサ２によって検出される燃料圧力が目標レール圧と一致する様に、燃料供給ポンプ４に内蔵される吸入調量弁１４の弁開度を調整して、燃料供給ポンプ４からコモンレール１へ向けて吐出される燃料吐出量をフィードバック制御する。
センサ出力判定処理は、噴射圧制御に係わる圧力センサ２の出力が正常か異常かを判定するものであり、ＥＣＵ７のメモリに格納されたプログラムに従って実行される。
【００１８】
続いて、ＥＣＵ７によるセンサ出力判定処理の具体的な手順を図２に示すフローチャート及び図３に示すタイムチャートを基に説明する。
なお、ＥＣＵ７は、図示しないイグニッションスイッチ（以下、ＩＧスイッチと呼ぶ）のオン操作およびオフ操作に伴って出力されるオン信号およびオフ信号を検出するＩＧ信号検出回路と、車載バッテリからＥＣＵ７へ電力を供給するための電力供給ラインに設けられたメインリレー（図示せず）をオン／オフ制御するメインリレー駆動回路を有している。このメインリレー駆動回路は、ＩＧスイッチがオフ操作された場合（ＩＧ信号検出回路によってＩＧスイッチのオフ信号が検出された時）に、メインリレーをオフ制御するタイミングを所定時間だけ遅延させることができる（図３参照）。
【００１９】
ステップ１０…ＩＧスイッチのオフ信号を検出したか否かを判定する。この判定結果がＹＥＳの時、つまり、ＩＧスイッチのオフ信号を検出した時は、次のステップ２０へ進み、判定結果がＮＯの時は、本処理を終了する。
ステップ２０…減圧弁９を開弁制御する。この結果、減圧弁９がリリーフ通路８を開くことにより、コモンレール１の燃料圧力が低圧側に開放され、最終的に大気圧まで低下する（図３参照）。
【００２０】
ステップ３０…ＩＧスイッチのオフ信号を検出してから所定時間経過したか否かを判定する。この処理は、減圧弁９を開いてからコモンレール１の燃料圧力が大気圧まで低下したか否かを経過時間によって判断している。この判定結果がＹＥＳの時、つまり、ＩＧスイッチのオフ信号を検出してから所定時間経過した時は、コモンレール１の燃料圧力が、既に大気圧まで低下していると判断して、次のステップ４０へ進み、判定結果がＮＯの時は、ステップ１０の処理へ戻る。
【００２１】
ステップ４０…圧力センサ２の出力（センサ出力と呼ぶ）を取り込む（本発明のセンサ出力入力手段）。このセンサ出力は、アナログ信号（電圧）であり、ＥＣＵ７に内蔵されるＡ／Ｄ変換器（図示せず）を介してマイクロコンピュータに入力される。なお、このステップ４０の処理は、図３に示す様に、ＩＧスイッチのオフ信号を検出した後、所定時間経過してからメインリレーをオフ制御するまでの間（図中の範囲Ａ）に実行される。
ステップ５０…メモリに記憶されている圧力センサ２の出力特性（図５参照）から、ステップ４０で取り込んだセンサ出力に対応する燃料圧力を求め、その燃料圧力と大気圧（１気圧）との差ΔＰを算出する。
【００２２】
ステップ６０…センサ出力に対応する燃料圧力と大気圧との差ΔＰが所定値以上あるか否かを判定する。この判定結果がＹＥＳの時、つまり、ΔＰが所定値以上ある時は、次のステップ７０へ進み、所定値未満の時は、本処理を終了する。
ステップ７０…コモンレール１の燃料圧力が大気圧まで低下していると見込まれる状態で検出された燃料圧力が大気圧と異なる場合、つまり、ΔＰが所定値以上である時は、圧力センサ２の出力異常であると判断する（本発明のセンサ出力異常判定手段）。
【００２３】
（実施例１の効果）
上記のセンサ出力判定処理によれば、コモンレール１の燃料圧力が大気圧まで低下していると見込まれる時、つまり、ＩＧスイッチのオフ信号を検出してから所定時間経過した時に、圧力センサ２によってコモンレール１の燃料圧力を検出するので、圧力センサ２の出力に異常がなければ、圧力センサ２によって検出される燃料圧力が大気圧と略等しくなる。従って、圧力センサ２によって検出される燃料圧力が大気圧と異なる場合、つまり、圧力センサ２によって検出される燃料圧力と大気圧との差が所定値以上ある時は、圧力センサ２の出力が異常であると判断できる。
【００２４】
これにより、圧力センサ２自体に異常が無ければ、圧力センサ２とＥＣＵ７とを結ぶ信号線に何らかの異常があると推定できる。例えば、「発明が解決しようとする課題」に記載した様に、前記信号線に抵抗が挿入されると、図５に示した様に、圧力センサ２の出力特性にずれが生じるため、コモンレール１の燃料圧力が実際に大気圧まで低下している状態で、圧力センサ２の出力を取り込んでも、そのセンサ出力から求められる燃料圧力は大気圧と異なり、抵抗分に応じた圧力差が生じる。従って、「圧力センサ２の出力異常」と判定された時は、信号線に抵抗が挿入されている可能性があるため、信号線をチェックすることによって、信号線に抵抗が挿入されているか否かを検出できる。
【実施例２】
【００２５】
この実施例２では、実施例１に記載したセンサ出力判定処理に係るステップ４０の処理、つまり圧力センサ２の出力を取り込むタイミングが実施例１の場合とは異なり、ＩＧスイッチのオン操作によりＥＣＵ７が起動してから、燃料供給ポンプ４が燃料圧送を開始するまでの間に実行する。現実的には、図３に示す様に、ＩＧスイッチのオン信号を検出した時点（図中Ｂ点）で実行される。
但し、コモンレール１の燃料圧力が大気圧まで低下していると見込まれる状態でセンサ出力を取り込む必要があるので、ＩＧスイッチがオフ操作されてから所定時間経過した後に、ＩＧスイッチがオン操作された場合に限定される。
この実施例２の方法であっても、センサ出力を取り込むタイミングが実施例１の場合と異なるだけであり、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【実施例３】
【００２６】
図４はセンサ出力判定処理に係るタイムチャートである。
この実施例３は、実施例１に記載したセンサ出力判定処理において、ＩＧスイッチのオフ信号を検出した時点で、減圧弁９を開弁制御しない方法、あるいは減圧弁９を持たないシステムに適用され、実施例２に記載したタイミング、つまり、図４に示す様に、ＩＧスイッチのオン信号を検出した時点（図中Ｂ点）でセンサ出力を取り込む場合の一例である。
【００２７】
なお、この実施例３では、ＩＧスイッチがオフ操作されてからメインリレーをオフ制御するまでの遅延時間を設定する必要がないので、図４に示す様に、ＩＧスイッチがオフ操作された後、短時間でメインリレーをオフ制御している。但し、減圧弁９を開弁制御する実施例１の場合と比較して、コモンレール１の燃料圧力が大気圧まで低下するのに要する時間が長くなるため、ＩＧスイッチのオフ信号を検出した後の所定時間を長く設定する必要がある。その所定時間の計測は、ＥＣＵ７に内蔵されるカウンタによって行われ、ＩＧスイッチがオン操作された時のカウンタ値により、所定時間が経過したか否かを判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】蓄圧式燃料噴射装置の全体図である。
【図２】センサ出力判定処理の手順を示すフローチャートである（実施例１）。
【図３】センサ出力判定処理に係るタイムチャートである（実施例１）。
【図４】センサ出力判定処理に係るタイムチャートである（実施例３）。
【図５】圧力センサの出力特性を示す図面である。
【符号の説明】
【００２９】
１  コモンレール
２  圧力センサ
４  燃料供給ポンプ
６  インジェクタ
７  ＥＣＵ７（制御装置：センサ出力入力手段、センサ出力異常判定手段）
８  リリーフ通路（圧力開放通路）
９  減圧弁
【図１】
2006329033.tif 000003
【図２】
2006329033.tif 000004
【図３】
2006329033.tif 000005
【図４】
2006329033.tif 000006
【図５】
2006329033.tif 000007