(57)【要約】【課題】燃料噴射装置１のレール圧センサ７に関し、出力異常が高出力側、低出力側のいずれの側に生じても、早期に出力異常を検出できるようにすることにある。【解決手段】アイドル時指令噴射量は、略一定の値に算出されると予測できるので、マイコンは、アイドル時指令噴射量について現在値が過去値に比べて明らかに異なる値に算出された場合に、レール圧センサ７に出力異常が発生したものと判断する。このため、レール圧センサ７の出力異常が高出力側、低出力側のいずれの側に生じても、アイドル運転時に、早期に出力異常を検出することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに燃料を噴射供給するインジェクタと、
燃料を高圧状態で蓄圧するとともに、複数の前記インジェクタに分配するコモンレールと、
このコモンレールに蓄圧された燃料の圧力を検出するレール圧センサと、
このレール圧センサによる検出値に応じて前記インジェクタによる噴射量の指令値を算出し、この噴射量の指令値に基づき前記インジェクタを制御する制御手段とを備える燃料噴射装置において、
前記エンジンがアイドル運転しているときの前記噴射量の指令値を、アイドル時指令噴射量と定義すると、
前記制御手段は、
前記エンジンがアイドル運転しているときに、前記アイドル時指令噴射量の過去値と、前記アイドル時指令噴射量の現在値とを比較し、
この比較の結果に基づき、前記レール圧センサに異常が発生したか否かを判断することを特徴とする燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンに燃料を噴射して供給する燃料噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、燃料噴射装置は、エンジンの運転状態を示す運転状態量（例えば、コモンレールに蓄圧された燃料の圧力やエンジン回転数など）を検出する運転状態量検出手段（以下、センサとする）を備え、この運転状態量の検出値に応じてインジェクタによる噴射量の指令値（指令噴射量とする）を算出し、算出された指令噴射量に基づきインジェクタを制御している。このため、センサが運転状態量を正確に検出できなくなると、燃料噴射装置は、指令噴射量を適切に算出できなくなり、様々な問題が生じる。
【０００３】
例えば、センサの１つであってレール圧を検出するレール圧センサに出力異常が発生し、レール圧が真値よりも高めに検出されると（つまり、高出力側に出力異常が発生すると）、実噴射量は指令噴射量よりも少なくなる。このため、実噴射量の不足によりエンストやエンジン出力の低下が発生したり、ＰＭ堆積量が真値よりも多く見積もられて過剰なＤＰＦ再生処理（例えば、過剰なポスト噴射）が行われたりする。逆に、レール圧が真値よりも低めに検出されると、実噴射量は指令噴射量よりも多くなる。このため、実噴射量の過剰によりスモークが増加したりする。
【０００４】
したがって、レール圧センサの出力異常を早期に検出するための技術が、種々、考えられている。例えば、エンジン停止後、所定時間以上経過した後にエンジンを始動したときに、レール圧の検出値が所定の範囲内にあるか否かを判断することで、レール圧センサの低出力側への出力異常を検出する方法が公知となっている（例えば、特許文献１参照）。しかし、この技術によれば、高出力側への出力異常を検出することができない。
【特許文献１】特開２００３−２２２０４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、レール圧センサに関し、出力異常が高出力側、低出力側のいずれの側に生じても、早期に出力異常を検出することができる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】
【０００６】
〔請求項１の手段〕
請求項１に記載の燃料噴射装置は、エンジンに燃料を噴射供給するインジェクタと、燃料を高圧状態で蓄圧するとともに、複数のインジェクタに分配するコモンレールと、コモンレールに蓄圧された燃料の圧力を検出するレール圧センサと、レール圧センサによる検出値に応じてインジェクタによる噴射量の指令値を算出し、噴射量の指令値に基づきインジェクタを制御する制御手段とを備える。
【０００７】
そして、エンジンがアイドル運転しているときの噴射量の指令値を、アイドル時指令噴射量と定義すると、制御手段は、エンジンがアイドル運転しているときに、アイドル時指令噴射量の過去値と、アイドル時指令噴射量の現在値とを比較し、この比較の結果に基づき、レール圧センサに異常が発生したか否かを判断する。
【０００８】
本発明では、レール圧センサに異常が発生したか否かを判断する際に、インジェクタによる燃料噴射を制御するために算出される指令値（例えば、噴射量の指令値：指令噴射量）に着目する。ここで、アイドル運転のように、繰り返し出現するエンジンの運転状態であって、略一定の運転状態量を示すと考えられる運転状態では、指令噴射量の現在値も略一定の値に算出されるものと予測できる。
【０００９】
したがって、アイドル時指令噴射量の現在値が、過去値に比べて明らかに異なる値に算出された場合、アイドル時指令噴射量の算出の基になる運転状態量の検出値に何らかの変動が生じたものと判断することができる。
【００１０】
そして、この手段によれば、アイドル時指令噴射量について過去値と現在値との比較の結果、運転状態量の検出値に何らかの変動が生じたものと判断される場合に、レール圧センサに出力異常が発生したものと判断する。このため、レール圧センサの出力異常が高出力側、低出力側のいずれの側に生じても、アイドル運転時に、早期に出力異常を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
最良の形態１の燃料噴射装置は、エンジンに燃料を噴射供給するインジェクタと、燃料を高圧状態で蓄圧するとともに、複数のインジェクタに分配するコモンレールと、コモンレールに蓄圧された燃料の圧力を検出するレール圧センサと、レール圧センサによる検出値に応じてインジェクタによる噴射量の指令値を算出し、噴射量の指令値に基づきインジェクタを制御する制御手段とを備える。
【００１２】
そして、エンジンがアイドル運転しているときの噴射量の指令値を、アイドル時指令噴射量と定義すると、制御手段は、エンジンがアイドル運転しているときに、アイドル時指令噴射量の過去値と、アイドル時指令噴射量の現在値とを比較し、この比較の結果に基づき、レール圧センサに異常が発生したか否かを判断する。
【実施例１】
【００１３】
〔実施例１の構成〕
実施例１の燃料噴射装置１の構成を、図１を用いて説明する。
燃料噴射装置１は、例えば、ディーゼルエンジン等の直噴型のエンジン２に燃料を噴射供給するものである。
【００１４】
この燃料噴射装置１は、図１に示すように、燃料タンク３から燃料を吸入し、吸入した燃料を高圧化して吐出する燃料供給ポンプ４と、エンジン２の気筒内に燃料を噴射供給するインジェクタ５と、燃料供給ポンプ４により高圧化された燃料を高圧状態で蓄圧し、蓄圧した燃料を各インジェクタ５に分配するコモンレール６と、コモンレール６に蓄圧された燃料の圧力（レール圧）を検出するレール圧センサ７と、燃料供給ポンプ４やインジェクタ５等を駆動制御する電子制御装置（ＥＣＵ）８とを備える。
【００１５】
燃料供給ポンプ４は、エンジン２により回転駆動され、燃料タンク３から燃料を吸引して吐出する低圧ポンプ（図示せず）、エンジン２により回転駆動され、低圧ポンプから吐出された燃料を高圧化してコモンレール６に吐出する高圧ポンプ（図示せず）、低圧ポンプと高圧ポンプとの間に介在し、コモンレール６に吐出される燃料の流量（ポンプ吐出量とする）を調節する調量弁９を有する。
【００１６】
ここで、調量弁９は、ＥＣＵ８からの指令に応じて開度を可変することで、ポンプ吐出量を調節する。この際、ＥＣＵ８は、レール圧に関して、レール圧センサ７による検出値が指令値に略一致するように、調量弁９に指令を与える。
【００１７】
インジェクタ５は、コモンレール６内と連通するとともに、気筒内に燃料を噴射する噴射ノズル１０、噴射ノズル１０の弁体（図示せず）を駆動する電磁スピル弁１１を有する。ここで、噴射ノズル１０の弁体は、軸方向に作用する力のバランス変動により駆動されて噴孔（図示せず）を開放する。
【００１８】
つまり、弁体には、コモンレール６から分配された燃料の圧力に基づく付勢力が、閉弁方向および開弁方向のそれぞれに作用する。そして、弁体に対し閉弁方向に圧力を及ぼす燃料が、電磁スピル弁１１の作動により燃料タンク３に逃がされると、閉弁方向に作用する付勢力が弱まり、弁体が噴孔を開放する。
【００１９】
そして、電磁スピル弁１１は、ＥＣＵ８からの指令により通電を受けるソレノイドコイル（図示せず）を有し、このソレノイドコイルが通電を受けると、弁体に対し閉弁方向に圧力を及ぼす燃料を逃がす。ソレノイドコイルへの通電開始時期および通電期間の指令値は、ＥＣＵ８で算出される。この際、ＥＣＵ８は、レール圧等の各種の検出値に応じてインジェクタ５による噴射量の指令値（指令噴射量）を算出し、この指令噴射量に基づき通電開始時期および通電期間の指令値を算出する。
【００２０】
コモンレール６は、燃料を高圧状態で蓄圧する蓄圧容器、および蓄圧した燃料を各インジェクタ５に分配する分配容器として機能する。また、コモンレール６の一端には、レール圧の指令値が低下したときに、開弁してコモンレール６内の燃料を燃料タンク３に逃がすリリーフ弁１２が装着されている。
【００２１】
さらに、コモンレール６の他端には、レール圧センサ７が装着されている。ここで、レール圧は、エンジン２の運転状態を示す運転状態量の一つであり、レール圧センサ７は、運転状態量を検出する運転状態量検出手段（センサ）の一つである。
【００２２】
ＥＣＵ８は、各種の検出値の取り込み、各種の指令値の算出、および算出された指令値に基づく制御信号の出力を行う周知構造のマイコン（図示せず）、およびマイコンから制御信号の入力を受け電磁スピル弁１１のソレノイドコイル等の各種アクチュエータに給電する駆動回路（図示せず）等により構成されている。
【００２３】
マイコンは、制御処理および演算処理を行うＣＰＵ、各種制御プログラムおよびデータを記憶するＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶装置、入力装置、出力装置等により構成される周知構造のマイクロコンピュータである。そして、マイコンは、レール圧センサ７やその他の各種センサから検出値を取り込み、取り込んだ検出値に基づき指令噴射量等の指令値を算出する。
【００２４】
なお、レール圧センサ７以外の各種のセンサとは、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ１６、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ１７、エンジン２の冷却水温を検出する水温センサ１８、燃料の温度を検出する燃料温度センサ１９等である。つまり、アクセル開度、エンジン回転数、エンジン２の冷却水温、および燃料の温度は運転状態量であり、アクセル開度センサ１６、エンジン回転数センサ１７、水温センサ１８および燃料温度センサ１９は、運転状態量を検出するセンサである。
【００２５】
そして、エンジン２がアイドル運転しているときの指令噴射量を、アイドル時指令噴射量と定義すると、マイコンは、エンジン２がアイドル運転しているときに、アイドル時指令噴射量の過去値と、アイドル時指令噴射量の現在値とを比較し、この比較の結果に基づき、各種センサの中でレール圧センサ７に異常が発生したか否かを判断する。
【００２６】
つまり、本実施例の燃料噴射装置１によれば、レール圧センサ７に異常が発生したか否かを判断する際に、アイドル時指令噴射量に着目する。ここで、アイドル運転のように、繰り返し出現するエンジン２の運転状態であって、運転状態量が略一定の値を示すと考えられる運転状態では、指令噴射量も略一定の値に算出されるものと予測できる。
【００２７】
そして、アイドル時指令噴射量について、現在値が過去値に比べて明らかに異なる値に算出された場合、マイコンは、アイドル時指令噴射量の算出の基になる運転状態量の検出値の中でレール圧の検出値に何らかの変動が生じたものと判断する。つまり、マイコンは、アイドル時指令噴射量について、現在値が過去値に比べて明らかに異なる値に算出された場合、レール圧センサ７に出力異常が発生したものと判断する。
【００２８】
〔実施例１の制御方法〕
実施例１の燃料噴射装置１による制御方法を、図２に示すフローチャートを用いて説明する。
まず、ステップＳ１で、エンジン２がアイドル運転しているか否かを判断する。このステップＳ１では、例えば、エンジン回転数が所定値以下であり、かつ、車速がゼロであるときに、エンジン２がアイドル運転していると判断する。そして、エンジン２がアイドル運転していると判断すれば（ＹＥＳ）、ステップＳ２に進み、エンジン２がアイドル運転していないと判断すれば（ＮＯ）、この制御処理を終了する。
【００２９】
ステップＳ２では、アイドル時指令噴射量の現在値を記憶する。ここで、記憶されるアイドル時指令噴射量の現在値には、様々な態様が考えられる。例えば、直近のアイドル時指令噴射量の移動平均値を、アイドル時指令噴射量の現在値としてもよく（態様１とする）、今回のアイドル運転開始以降に算出された全てのアイドル時指令噴射量の平均値を、アイドル時指令噴射量の現在値としてもよく（態様２とする）、今回のアイドル運転開始以降に算出された全てのアイドル時指令噴射量の最大値を、アイドル時指令噴射量の現在値としてもよい（態様３とする）。
【００３０】
そして、ステップＳ３で、ポンプ吐出量が所定の範囲内にあるか否かを判断する。このステップＳ３では、例えば、ポンプ吐出量の指令値などを用いて判断する。なお、ポンプ吐出量の指令値は、調量弁９の開度を制御するために算出される。
【００３１】
次に、ステップＳ４で、アイドル時指令噴射量における現在値と過去値との差分ΔＱｉが、所定の範囲内にあるか否か、つまり、差分ΔＱｉが上限値αよりも小さく、かつ下限値−βよりも大きいか否かを判断する。
【００３２】
ここで、上限値αは正の数を示す所定の閾値であり、下限値−βは負の数を示す所定の閾値である。この上限値αおよび下限値−βは、差分ΔＱｉに対する許容値に、エアコンやオルタネータ等の車両負荷による出力吸収値を加味して設定される。つまり、車両負荷の出力吸収により、センサに対する出力異常の判断が影響を受けないようにするため、上限値αおよび下限値−βは、車両負荷が加味されて設定される。
【００３３】
ここで、差分ΔＱｉの態様には、ステップＳ２において記憶されるアイドル時指令噴射量の現在値の態様に応じて、様々なものが考えられる。例えば、態様１の場合、今回制御処理時における直近のアイドル時指令噴射量の移動平均値と、前回制御処理時における直近のアイドル時指令噴射量の移動平均値との差を、差分ΔＱｉとしてもよい。また、態様２の場合、今回のアイドル運転開始以降に算出された全てのアイドル時指令噴射量の平均値と、前回のアイドル運転において算出された全てのアイドル時指令噴射量の平均値との差を、差分ΔＱｉとしてもよい。さらに、態様３の場合、今回のアイドル運転開始以降に算出された全てのアイドル時指令噴射量の最大値と、前回のアイドル運転において算出された全てのアイドル時指令噴射量の最大値との差を、差分ΔＱｉとしてもよい。
【００３４】
そして、ステップＳ４で差分ΔＱｉが上限値αよりも小さく、かつ下限値−βよりも大きいと判断すれば（ＹＥＳ）、この制御処理を終了し、差分ΔＱｉが上限値α以上、または下限値−β以下と判断すれば（ＮＯ）、ステップＳ５に進み、ダイアグランプの点灯等の異常処置を行う。
【００３５】
〔実施例１の作用〕
実施例１の燃料噴射装置１の作用を、図３に示すように、レール圧センサ７に出力異常が発生した場合を例示して説明する。
【００３６】
例えば、レール圧の真値に対するレール圧センサ７の出力が高出力側に変動すると、アイドル時の実噴射量がアイドル時指令噴射量よりも少なくなるので、エンジン出力が低下する。このため、マイコンは、このエンジン出力の低下を補うため、アイドル時指令噴射量を大きく算出する。したがって、差分ΔＱｉは、レール圧センサ７の出力が高出力側に変動する前よりも大きくなる。この結果、差分ΔＱｉが上限値α以上になると、レール圧センサ７に出力異常が発生したものと判断される。
【００３７】
また、レール圧の真値に対するレール圧センサ７の出力が低出力側に変動すると、アイドル時の実噴射量がアイドル時指令噴射量よりも多くなるので、エンジン出力が上昇する。このため、マイコンは、このエンジン出力の上昇を抑えるため、アイドル時指令噴射量を小さく算出する。したがって、差分ΔＱｉは、レール圧センサ７の出力が低出力側に変動する前よりも小さくなる。この結果、差分ΔＱｉが下限値−β以下になると、レール圧センサ７に出力異常が発生したものと判断される。
【００３８】
〔実施例１の効果〕
実施例１の燃料噴射装置１によれば、マイコンは、エンジン２がアイドル運転しているときに、アイドル時指令噴射量の過去値と、アイドル時指令噴射量の現在値とを比較し、この比較の結果に基づき、レール圧センサ７に出力異常が発生したか否かを判断する。
アイドル時指令噴射量は、略一定の値に算出されると予測できる。そこで、燃料噴射装置１は、アイドル時指令噴射量について現在値が過去値に比べて明らかに異なる値に算出された場合に、アイドル時指令噴射量の算出の基になる運転状態量の検出値に何らかの変動が生じているものと判断する。そして、燃料噴射装置１は、運転状態量の検出値に何らかの変動が生じているものと判断した場合、レール圧センサ７に出力異常が発生したものと判断する。このため、レール圧センサ７の出力異常が高出力側、低出力側のいずれの側に生じても、アイドル運転時に、早期にレール圧センサ７の出力異常を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】燃料噴射装置の構成を示す説明図である。
【図２】燃料噴射装置による制御処理を示すフローチャートである。
【図３】レール圧の真値とレール圧センサの出力との相関図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  燃料噴射装置
２  エンジン
５  インジェクタ
６  コモンレール
７  レール圧センサ
８  電子制御装置、ＥＣＵ（制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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