(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクの燃料が高圧ポンプによりコモンレールへ加圧、圧送され、当該コモンレールに接続された燃料噴射弁を介してエンジンへ高圧燃料の噴射を可能としてなると共に、前記高圧ポンプの上流側に調量弁が設けられ、電子制御ユニットにより前記調量弁が駆動制御されて前記コモンレールのレール圧を制御可能に構成されてなるコモンレール式燃料噴射制御装置における燃料漏れ検出方法であって、
実レール圧が指示レール圧を下回り、かつ、前記高圧ポンプに対する指示吐出量が最大吐出量の継続状態にあって、前記高圧ポンプへ対する指示吐出量の引き下げを行った際に、実レール圧の低下が生じた場合に、高圧回路の燃料漏れと判定することを特徴とする燃料漏れ検出方法。
【請求項２】
前記高圧ポンプへ対する指示吐出量の引き下げを行った際に、実レール圧の低下が生じない場合に、低圧系統の故障と判定することを特徴とする請求項１記載の燃料漏れ検出方法。
【請求項３】
燃料タンクの燃料が高圧ポンプによりコモンレールへ加圧、圧送され、当該コモンレールに接続された燃料噴射弁を介してエンジンへ高圧燃料の噴射を可能としてなると共に、前記高圧ポンプの上流側に調量弁が設けられ、電子制御ユニットにより前記調量弁が駆動制御されて前記コモンレールのレール圧を制御可能に構成されてなるコモンレール式燃料噴射制御装置であって、
前記電子制御ユニットは、
実レール圧が指示レール圧を下回り、かつ、前記高圧ポンプに対する指示吐出量が最大吐出量で継続された状態にあるか否かを判定し、実レール圧が指示レール圧を下回り、かつ、前記高圧ポンプに対する指示吐出量が最大吐出量で継続された状態にあると判定された場合に、前記高圧ポンプへ対する指示吐出量の引き下げを行い、それによって、実レール圧の低下が生じたと判定された場合、高圧回路の燃料漏れと判定するよう構成されてなることを特徴とするコモンレール式燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記電子制御ユニットは、
前記高圧ポンプへ対する指示吐出量の引き下げを行った際に、実レール圧の低下が生じない場合に、低圧系統の故障と判定するよう構成されてなることを特徴とする請求項３記載のコモンレール式燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コモンレール式燃料噴射制御装置における燃料漏れの検出方法に係り、特に、信頼性の向上等を図ったものに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来方法としては、例えば、エンジンの始動時から所定時間の間に、コモンレールの圧力を検出する圧力センサの検出値が所定値を越えない場合には高圧ポンプ等の故障と判定する方法等が種々提案、実用化されている（例えば、特許文献１等参照）。
また、他の従来の方法としては、例えば、圧力センサによって検出された実際のレール圧が指示レール圧より低く、高圧ポンプの指示吐出量が最大となった場合に、故障発生とする方法もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２９０９８号公報（第４−７頁、図１−図５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記前者の従来の方法の場合、エンジンの始動時の所定時間における異常、故障検出であるため、その後の使用状態における異常、故障の発生を検出することはできないという問題がある。
また、後者の従来方法では、高圧回路の燃料漏れが生じた場合におけるレール圧の変化と、フィルタづまり等の低圧系の不具合が生じた場合のレール圧の変化がほぼ同様となるため、高圧回路の燃料漏れとフィルタづまり等の低圧系の不具合との区別ができないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、高圧回路の燃料漏れと低圧系の不具合とを区別して故障検出を可能とする燃料漏れ検出方法及びコモンレール式燃料噴射制御装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記本発明の目的を達成するため、本発明に係る燃料漏れ検出方法は、
燃料タンクの燃料が高圧ポンプによりコモンレールへ加圧、圧送され、当該コモンレールに接続された燃料噴射弁を介してエンジンへ高圧燃料の噴射を可能としてなると共に、前記高圧ポンプの上流側に調量弁が設けられ、電子制御ユニットにより前記調量弁が駆動制御されて前記コモンレールのレール圧を制御可能に構成されてなるコモンレール式燃料噴射制御装置における燃料漏れ検出方法であって、
実レール圧が指示レール圧を下回り、かつ、前記高圧ポンプに対する指示吐出量が最大吐出量の継続状態にあって、前記高圧ポンプへ対する指示吐出量の引き下げを行った際に、実レール圧の低下が生じた場合に、高圧回路の燃料漏れと判定するよう構成されてなるものである。
また、上記本発明の目的を達成するため、本発明に係るコモンレール式燃料噴射制御装置は、
燃料タンクの燃料が高圧ポンプによりコモンレールへ加圧、圧送され、当該コモンレールに接続された燃料噴射弁を介してエンジンへ高圧燃料の噴射を可能としてなると共に、前記高圧ポンプの上流側に調量弁が、前記高圧ポンプの下流側に圧力制御弁が、それぞれ設けられ、電子制御ユニットにより前記調量弁と前記圧力制御弁が駆動制御されて前記コモンレールのレール圧を制御可能に構成されてなるコモンレール式燃料噴射制御装置であって、
前記電子制御ユニットは、
実レール圧が指示レール圧を下回り、かつ、前記高圧ポンプに対する指示吐出量が最大吐出量で継続された状態にあるか否かを判定し、実レール圧が指示レール圧を下回り、かつ、前記高圧ポンプに対する指示吐出量が最大吐出量で継続された状態にあると判定された場合に、前記高圧ポンプへ対する指示吐出量の引き下げを行い、それによって、実レール圧の低下が生じたと判定された場合、高圧回路の燃料漏れと判定するよう構成されてなるものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、コモンレール式燃料噴射制御装置の高圧回路の燃料漏れと、低圧系統の故障とを簡易な手法により判別することができるので、的確な対応を図ることが可能となり、装置のさらなる安全性、信頼性の向上を図ることができるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態におけるコモンレール式燃料噴射制御装置の構成例を示す構成図である。
【図２】図１に示されたコモンレール式燃料噴射制御装置を構成する電子制御ユニットにより実行される燃料漏れ検出処理の手順を示すサブルーチンフローチャートである。
【図３】高圧回路の燃料漏れが生じた場合のノーマルオープンタイプの調量弁の通電電流と高圧ポンプの吐出量との関係、及び、低圧系の不具合が生じた場合の調量弁の通電電流と高圧ポンプの吐出量との関係を示す概略特性線図である。
【図４】高圧回路の燃料漏れが生じた場合のノーマルクローズタイプの調量弁の通電電流と高圧ポンプの吐出量との関係、及び、低圧系の不具合が生じた場合の調量弁の通電電流と高圧ポンプの吐出量との関係を示す概略特性線図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について、図１乃至図４を参照しつつ説明する。
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
最初に、図１に示されたコモンレール式燃料噴射制御装置について説明する。
このコモンレール式燃料噴射制御装置は、高圧燃料の圧送を行う高圧ポンプ装置５０と、この高圧ポンプ装置５０により圧送された高圧燃料を蓄えるコモンレール１と、このコモンレール１から供給された高圧燃料をエンジン３の気筒へ噴射供給する複数の燃料噴射弁２−１〜２−ｎと、燃料噴射制御処理や後述するレール圧制御処理などを実行する電子制御ユニット（図１においては「ＥＣＵ」と表記）４を主たる構成要素として構成されたものとなっている。
かかる構成自体は、従来から良く知られているこの種の燃料噴射制御装置の基本的な構成と同一のものである。
【００１０】
高圧ポンプ装置５０は、供給ポンプ５と、調量弁６と、高圧ポンプ７とを主たる構成要素として構成されてなる公知・周知の構成を有してなるものである。
かかる構成において、燃料タンク９の燃料は、供給ポンプ５により汲み上げられ、調量弁６を介して高圧ポンプ７へ供給されるようになっている。調量弁６には、電磁式比例制御弁が用いられ、その通電量が電子制御ユニット４に制御されることで、高圧ポンプ７への供給燃料の流量、換言すれば、高圧ポンプ７の吐出量が調整されるものとなっている。
【００１１】
なお、供給ポンプ５の出力側と燃料タンク９との間には、戻し弁８が設けられており、供給ポンプ５の出力側の余剰燃料を燃料タンク９へ戻すことができるようになっている。
また、供給ポンプ５は、高圧ポンプ装置５０の上流側に高圧ポンプ装置５０と別体に設けるようにしても、また、燃料タンク９内に設けるようにしても良いものである。
燃料噴射弁２−１〜２−ｎは、エンジン３の気筒毎に設けられており、それぞれコモンレール１から高圧燃料の供給を受け、電子制御ユニット４による噴射制御によって燃料噴射を行うようになっている。
【００１２】
電子制御ユニット４は、例えば、公知・周知の構成を有してなるマイクロコンピュータ（図示せず）を中心に、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶素子（図示せず）を有すると共に、燃料噴射弁２−１〜２−ｎを駆動するための駆動回路（図示せず）や、調量弁６への通電を行うための通電回路（図示せず）を主たる構成要素として構成されたものとなっている。
かかる電子制御ユニット４には、コモンレール１の圧力を検出する圧力センサ１１の検出信号が入力される他、エンジン回転数やアクセル開度、また、燃料温度などの各種の検出信号が、エンジン３の動作制御や燃料噴射制御に供するために入力されるようになっている。
【００１３】
図２には、かかる電子制御ユニット４によって実行される燃料漏れ検出処理の手順を示すサブルーチンフローチャートが示されており、以下、同図を参照しつつ本発明の実施の形態における燃料漏れ検出処理について説明する。
この図２に示された燃料漏れ検出処理は、電子制御ユニット４において、先に概説したような従来のようなレール圧制御等の種々の制御が実行される中で、サブルーチン処理の一つとして実行されるものとなっている。
【００１４】
しかして、電子制御ユニット４による処理が開始されると、圧力センサ１１により検出されたコモンレール１の実際のレール圧（実圧）が、アクセル開度やエンジン回転数等に基づいて電子制御ユニット４によるレール圧制御処理において算出された指示レール圧（指示圧）を下回っているか否かが判定される（図２のステップＳ１０２参照）。
ステップＳ１０２において、実圧が指示圧を下回っていると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、次述するステップＳ１０４の処理へ進む一方、実圧は指示圧を下回っていないと判定された場合（ＮＯの場合）には、故障状態ではないとして一連の処理が終了され、メインルーチンへ一旦戻ることとなる。
【００１５】
ステップＳ１０４においては、電子制御ユニット４のレール圧制御処理において演算算出された高圧ポンプ７に対するポンプ指示吐出量が、高圧ポンプ７の最大吐出量に達しているか否かが判定され、ポンプ指示吐出量が高圧ポンプ７の最大吐出量に達していないと判定された場合（ＮＯの場合）には、故障状態ではないとして一連の処理が終了され、メインルーチンへ一旦戻ることとなる。
一方、ステップＳ１０４において、ポンプ指示吐出量が高圧ポンプ７の最大吐出量に達していると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、その状態が基準時間Ｔｓを超えて持続されているか否かが判定されることとなる（図２のステップＳ１０６参照）。なお、ステップＳ１０６において、「Ｔ」は、ポンプ指示吐出量が高圧ポンプ７の最大吐出量に達してからの経過時間であり、例えば、電子制御ユニット４において、よく知られている計時ブログラムの実行によって計時されるものである。
【００１６】
しかして、ステップＳ１０６において、高圧ポンプ７の最大吐出量に達した状態が基準時間Ｔｓを超えて持続していないと判定された場合（ＮＯの場合）には、故障状態ではないとして一連の処理が終了され、メインルーチンへ一旦戻ることとなる。
一方、ステップＳ１０６において、高圧ポンプ７の最大吐出量に達した状態が基準時間Ｔｓを超えて持続していると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、ポンプ指示吐出量の引き下げが行われる（図２のステップＳ１０８参照）。
すなわち、具体的には、調量弁６が、通電が行われていない状態において開弁状態となる、いわゆるノーマルオープンと称される構成のものとすると、その場合、通電電流の増加が行われ、その結果、ポンプ指示吐出量が引き下げられることとなる。
なお、調量弁６が、いわゆるノーマルクローズと称される構成のものである場合には、ポンプ指示吐出量の引き下げのためには、通電電流の引き下げを行うこととなる。
【００１７】
次いで、上述のポンプ指示吐出量の引き下げにより、圧力センサ１１により検出された実レール圧の低下が生じたか否かが判定され（図２のステップＳ１１０参照）、実レール圧の低下が生じたと判定された場合（ＹＥＳの場合）には、高圧回路の燃料漏れが生じているエラー状態（故障状態）であるとされ（図２のステップＳ１１２参照）、エンジン停止状態とされて（図２のステップＳ１１４参照）、一連の処理が終了され、図示されないメインルーチンへ一旦戻ることとなる。
【００１８】
一方、ステップＳ１１０において、実レール圧の低下が生じていないと判定された場合（ＮＯの場合）には、低圧系統における部品等の不良によるエラー状態とされ（図２のステップＳ１１６参照）、必要な警報処理が実行されて（図２のステップＳ１１８参照）、一連の処理が終了され、図示されないメインルーチンへ一旦戻ることとなる。
【００１９】
ここで、上述のように、ポンプ指示吐出量の引き下げの後に、実レール圧が低下したか否かを判定することで、高圧回路の故障か、低圧系統の故障かが判別が可能な根拠について、図３を参照しつつ説明する。
まず、図３において、横軸は調量弁６の通電電流Ｉを、縦軸は高圧ポンプ７の吐出量Ｑを、それぞれ表している。なお、調量弁６は、いわゆるノーマルオープンのものであるとする。
上述のような故障判断が可能なのは、本願発明者が鋭意試験、研究した結果、高圧回路の故障、すなわち、高圧ポンプ７の吐出側から下流側に何らかの故障（例えば、燃料漏れ））が発生した場合と、低圧系統、すなわち、高圧ポンプ７の入力側より上流側の故障（例えば、フィルタづまり、フィルタワキシング、エア混入等）が発生した場合とでは、調量弁６の通電電流Ｉを変化させた場合のポンプ吐出量の変化が異なるということを見出したことに依拠するものである。
【００２０】
すなわち、高圧回路の故障の場合、高圧ポンプ７に必要とされる吐出量（要求吐出量）は、燃料噴射弁２−１〜２−ｎにおける燃料の消費量と、燃料の漏れ分との総和となるが、その要求吐出量は、高圧ポンプ７の最大吐出量Ｑａを上回るものとなる。そのため、調量弁６の通電電流Ｉを下げて高圧ポンプ７の吐出量を最大吐出量Ｑａとしても、高圧ポンプ７により高圧回路へ吐出される燃料量は要求吐出量に対して不足するため、実レール圧が指示レール圧に達しない状態となる。
【００２１】
このようなことから、高圧回路に何らかの故障、より具体的には最も典型的な例として、燃料漏れが生じている場合、調量弁６の通電電流Ｉの変化に対する高圧ポンプ７の吐出量の変化は、通電電流Ｉが零からある電流値までは、吐出量は高圧ポンプ７の最大吐出量Ｑａとなり、ある電流値を超えて電流値が増加すると、電流値の増加と共に吐出量は零に向かって低下する如くとなる（図３の実線の特性線参照）。
【００２２】
一方、低圧系統に何らかの故障が生じている場合、燃料噴射弁２−１〜２−ｎにより消費される燃料の消費量の吐出量が必要とされる高圧ポンプ７には、それに見合うだけの燃料が供給されないため、調量弁６の通電電流Ｉを下げても高圧ポンプ７の吐出量は不足し、最大吐出量Ｑａに達することはない。
このようなことから、低圧系統に何らかの故障が生じている場合、調量弁６の通電電流Ｉの変化に対する高圧ポンプ７の吐出量の変化は、通電電流Ｉが零からある電流値までは、高圧ポンプ７の最大吐出量Ｑａより小さな値Ｑｂにおいて一定し（図３の二点鎖線の特性線及び実線の特性線参照）、ある電流値を超えて電流値が増加すると、先の高圧回路が故障の場合と同様に、電流値の増加と共に吐出量は零に向かって低下する如くとなる（図３の実線の特性線参照）。
【００２３】
かかる変化特性の違いにより、例えば、高圧回路が故障している場合に、ステップＳ１０８の処理において、ポンプ指示吐出量を下げるために、調量弁６の通電電流Ｉが、図３に示された特性線の吐出量一定の領域の値（例えば、図３のＩ１）から通電電流Ｉの増加と共に吐出量が低下する領域における値（例えば、図３のＩ２）へ変化せしめられると、吐出量が低下するため、実レール圧が低下することとなる。そのため、ステップＳ１１０の処理において、実レール圧が低下したと判定された場合（ＹＥＳの場合）には、高圧回路の典型的な故障状態である燃料漏れが生じていると判定することができる（図２のステップＳ１１２参照）。
【００２４】
一方、低圧系統の故障の場合には、ステップＳ１０８の処理において、調量弁６の通電電流Ｉを、上述の高圧回路の例と同様に、Ｉ１からＩ２に変化させても、吐出量は一定に維持されるため（図３の二点鎖線の特性線参照）、実レール圧は低下せず、ステップＳ１１０の処理において、実レール圧が低下したとの判定はなされず、低圧系統の故障と判定することができる（図２のステップＳ１１６参照）。
なお、ステップＳ１０８におけるポンプ指示吐出量の引き下量、換言すれば、調量弁６の通電電流Ｉの増加量は、本発明の実施の形態におけるコモンレール式燃料噴射制御装置が適用される個々の車両の条件等を勘案して試験やシミュレーション結果等に基づいて設定するのが好適である。
【００２５】
なお、調量弁６が、いわゆるノーマルクローズと称される構成のものである場合、図３で説明した調量弁６の通電電流Ｉと高圧ポンプ７の吐出量Ｑの関係は、図４に示された如くとなる。
図４において、横軸は調量弁６の通電電流Ｉを、縦軸は高圧ポンプ７の吐出量Ｑを、それぞれ表している。
また、実線の特性線は、図３同様、高圧回路が故障の場合における調量弁６の通電電流Ｉと高圧ポンプ７の吐出量との関係を表しており、二点鎖線の特性線は、図３同様、低圧系統が故障の場合における調量弁６の通電電流Ｉと高圧ポンプ７の吐出量との関係を表している。
同図によれば、基本的には図３で説明したと同様、ステップＳ１０８の処理において、ポンプ指示吐出量を下げるため、調量弁６の通電電流ＩをＩ１からＩ２へ引き下げた場合、高圧回路の故障の場合には、高圧ポンプ７の吐出量が低下するが（図４の実線の特性線参照）、低圧系統の故障の場合には、高圧ポンプ７の吐出量に変化を生じないことが理解できる。
【００２６】
上述の本発明の実施の形態においては、コモンレール１のレール圧が調量弁６のみに制御される構成において、燃料漏れ検出処理が行われる例を示したが、コモンレール式燃料噴射制御装置の構成としては、コモンレール１の余剰高圧燃料をタンク９へ戻すリターン通路（図示せず）に、電磁式の圧力制御弁を設け、調量弁６と共にレール圧の制御に用いられるような構成としたものであっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
簡易な構成で、高圧回路の燃料漏れと低圧系統の故障の判別が所望されるコモンレール式燃料噴射制御装置に適する。
【符号の説明】
【００２８】
１…コモンレール
２−１〜２−ｎ…燃料噴射弁
３…エンジン
４…電子制御ユニット
６…調量弁
７…高圧ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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