JPH04347358A - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の燃料噴射制御
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】吐出作用が順次間隔を隔てて行われる複
数のポンプから構成される燃料噴射ポンプを具備すると
共に、これら各ポンプの燃料吐出通路を各ポンプに共通
のコモンレールを介して、機関本体の各気筒毎に備えら
れた燃料噴射弁に連結し、コモンレール内の燃料圧を予
め定められた目標燃料圧に制御するようにした内燃機関
の燃料噴射制御装置が公知である（特開平１−２６７３
５５号公報参照）。この内燃機関では具体的には、各ポ
ンプの加圧室から燃料逃し通路を夫々分岐すると共にこ
の燃料逃し通路を介して排出される燃料量を制御する制
御弁を各燃料逃し通路内に配置し、コモンレール内に圧
力センサを配置し、圧力センサにより検出されたコモン
レール内の燃料圧が予め定められた燃料圧となるように
各制御弁の閉弁期間をフィードバック制御するようにし
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の内
燃機関において、燃料噴射ポンプを構成する複数のポン
プの内の或るポンプが何らかの原因で故障してそのポン
プからの吐出作用が全く或いはほとんど行われない場合
がある。その場合には、コモンレール内の燃料圧が上述
の予め定められた目標燃料圧に制御されるべく、残りの
正常に作動しているポンプからの燃料吐出量が増大せし
められることになる。しかしながら、燃料噴射弁から噴
射される燃料噴射量が多い機関中高負荷運転時には、正
常なポンプからの燃料吐出量がたとえ最大限に増大せし
められても、燃料噴射弁から噴射された燃料量を補充す
るのに必要な燃料量を正常なポンプからだけでは吐出す
ることができない。その結果、コモンレール内の燃料圧
が目標燃料圧から低下していってしまう。一方、燃料噴
射弁からの燃料噴射時間はコモンレール内の燃料圧が目
標燃料圧になっていると仮定して計算されるので、この
ように燃料圧が目標燃料圧から低下してしまうと燃料噴
射量が正規の燃料噴射量よりも減少し、その結果燃焼が
不調になってしまうという問題が生ずる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明によれば吐出作用が順次間隔を隔てて行われ
る複数のポンプから構成される燃料噴射ポンプを具備す
ると共に、各ポンプの燃料吐出通路を各ポンプに共通の
コモンレールを介して燃料噴射弁に連結し、コモンレー
ル内の燃料圧を予め定められた第１の目標燃料圧に制御
するようにした内燃機関の燃料噴射制御装置において、
ポンプの吐出を開始すべき時期の前後のコモンレール内
の圧力差が予め定められた圧力差以下のときにはコモン
レール内の燃料圧を第１の目標燃料圧よりも低い予め定
められた第２の目標燃料圧に制御するようにしている。

【０００５】

【作用】燃料噴射ポンプを構成する複数のポンプからの
吐出作用が順次間隔を隔てて行われ、すべてのポンプが
正常に作動しているときにはコモンレール内の燃料圧が
予め定められた第１の目標燃料圧に制御される。一方、
複数のポンプの内の或るポンプの吐出を開始すべき時期
の前後のコモンレール内の圧力差が予め定められた圧力
差以下のときにはコモンレール内の燃料圧が第１目標燃
料圧よりも低い予め定められた第２の目標燃料圧に制御
される。このようにコモンレール内の燃料圧が低下せし
められると正常に作動しているポンプ内における燃料の
漏洩が低減され、斯くして正常に作動しているポンプの
吐出効率が上昇せしめられる。従ってコモンレール内の
燃料圧が上述の第２目標燃料圧に維持される。

【０００６】

【実施例】図３に２気筒２サイクル内燃機関の全体図を
示す。図３を参照すると、１は機関本体、２は機関本体
１の各気筒、３は各気筒２毎に備えられた燃料噴射弁、
４は各気筒２の点火栓、５は燃料噴射ポンプ、６は燃料
供給ポンプ、７は燃料タンクを夫々示す。

【０００７】燃料噴射ポンプ５は並列に配置された第１
のポンプ８ａと第２のポンプ８ｂとから構成される。図
３に示されるように第１ポンプ８ａと第２ポンプ８ｂは
同一の構造を有する。即ち各ポンプ８ａ，８ｂはシリン
ダ１０と、シリンダ１０内に往復動可能に挿入されたプ
ランジャ１１とを具備し、シリンダ１０の内壁面とプラ
ンジャ１１の頂面とにより加圧室１２が形成される。プ
ランジャ１１は圧縮ばね１４によってカム軸１５上に形
成されたカム１６ａまたは１６ｂに押圧されており、こ
のカム軸１５は機関により駆動される。図３に示される
実施例では機関の１回転に対してカム軸１５が１回転し
、カム軸１５の１回転に対してプランジャ１１が１往復
動するようになっている。また、一対のカム１６ａと１
６ｂは互いに位相が　１８０°異なった同一形状をなす
。従って、機関の一サイクルに対して一対のポンプ８ａ
，８ｂから１回ずつ交互に燃料が吐出されるようになっ
ている。

【０００８】第１ポンプ８ａのシリンダ１０および第２
ポンプ８ｂのシリンダ１０は燃料供給通路１８を介して
燃料供給ポンプ６の吐出側に連結され、燃料供給ポンプ
６の吸込側は燃料タンク７に連結される。一方、第１ポ
ンプ８ａの加圧室１２および第２ポンプ８ｂの加圧室１
２は燃料吐出通路２０を介して、各ポンプ８ａ，８ｂに
共通のコモンレール２２に連結される。加圧室１２と燃
料吐出通路２０との連結部には、加圧室１２から燃料吐
出通路２０に向けてのみ燃料の流通を可能ならしめる逆
止弁２４が配置される。コモンレール２２は燃料分配通
路２６を介して、機関本体１の各気筒２毎に備えられた
燃料噴射弁３に連結される。また、コモンレール２２に
はコモンレール２２内の燃料圧Ｐを検出するための圧力
センサ２８が取り付けられる。

【０００９】燃料タンク７から燃料供給ポンプ６内に供
給された燃料は燃料供給ポンプ６によって予め定められ
た低圧Ｐｆ　に昇圧される。この低圧Ｐｆ　に昇圧され
た燃料が、各ポンプ８ａ，８ｂのプランジャ１１の往復
動により加圧されてコモンレール２２内に圧送される。 なお、上述のように第１ポンプ８ａと第２ポンプ８ｂの
位相が１８０°異なるので、第１ポンプ８ａおよび第２
ポンプ８ｂから交互に燃料がコモンレール２２内に圧送
される。また、第１ポンプ８ａの加圧室１２と燃料供給
通路１８とを連結する第１の燃料逃し通路３０ａが設け
られ、この第１燃料逃し通路３０ａ内には第１ポンプ８
ａの加圧室１２から第１燃料逃し通路３０ａを介して排
出される燃料量を制御するための第１の制御弁３２ａが
配置される。この第１制御弁３２ａは例えばソレノイド
を具備するアクチュエータ３３ａによって開閉作動され
、このアクチュエータ３３ａは電子制御ユニット４０の
出力信号により制御される。同様に第２ポンプ８ｂの加
圧室１２と燃料供給通路１８とを連結する第２の燃料逃
し通路３０ｂが設けられ、この第２燃料逃し通路３０ｂ
内には第２ポンプ８ｂの加圧室１２から第２燃料逃し通
路３０ｂを介して排出される燃料量を制御するための第
２の制御弁３２ｂが配置される。この第２制御弁３２ｂ
は例えばソレノイドを具備するアクチュエータ３３ｂに
よって開閉作動され、このアクチュエータ３３ｂは電子
制御ユニット４０の出力信号により制御される。

【００１０】電子制御ユニット４０はディジタルコンピ
ュータからなり、双方向性バス４１によって相互に接続
されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）４２、ＲＡＭ（ラ
ンダムアクセスメモリ）４３、ＣＰＵ（マイクロプロセ
ッサ）４４、バックアップＲＡＭ　４５、入力ポート４
６および出力ポート４７を具備する。圧力センサ２８は
コモンレール２２内の燃料圧Ｐに比例した出力電圧を発
生し、この出力電圧がＡＤ変換器４８を介して入力ポー
ト４６に入力される。また、図示しない機関給気通路内
に配置されたエアフローメータ３５は吸入空気量Ｑに比
例した出力電圧を発生し、この出力電圧がＡＤ変換器４
９を介して入力ポート４６に入力される。また入力ポー
ト４６には上死点検出センサ３６の出力信号およびクラ
ンク角センサ３７の出力信号が入力される。上死点検出
センサ３６は例えば　＃１気筒が上死点にあることを示
す出力パルスを発生し、クランク角センサ３７はクラン
クシャフトが例えば１０度回転する毎に出力パルスを発
生する。 従ってこれらの上死点検出センサ３６とクランク角セン
サ３７の出力信号から　＃１気筒の上死点を基準とした
現在のクランク角を計算することができる。なお電子制
御ユニット４０内では、クランク角センサ３７の出力信
号に基づいて機関回転数Ｎが算出される。一方、出力ポ
ート４７は対応する駆動回路５１，５２を介して第１制
御弁３２ａのアクチュエータ３３ａおよび第２制御弁３
２ｂのアクチュエータ３３ｂに接続される。また、出力
ポート４７は夫々対応する駆動回路５３，５４，５５，
５６を介して各気筒２の燃料噴射弁３および点火栓４に
接続される。更に出力ポート４７は対応する駆動回路５
７，５８を介して一対の警告ランプ６０ａ，６０ｂに接
続される。なお、警告ランプ６０ａは第１ポンプ８ａに
異常が発生したときに点灯せしめられ、警告ランプ６０
ｂは第２ポンプ８ｂに異常が発生したときに点灯せしめ
られる。

【００１１】次に、図３および図４を参照して第１制御
弁３２ａおよび第２制御弁３２ｂの開閉制御について説
明する。なお、第１制御弁３２ａと第２制御弁３２ｂと
は同様に開閉制御されるので、ここでは第１制御弁３２
ａを例にとって説明する。図４に示されるようにプラン
ジャ１１の下降行程中には第１制御弁３２ａが開弁され
ている。プランジャ１１が下降して燃料供給通路１８が
加圧室１２に連通すると、燃料供給ポンプ６によって低
圧Ｐｆ　に昇圧された燃料が燃料供給通路１８を介して
加圧室１２内に吸入される。 プランジャ１１が下死点を過ぎて上昇すると燃料供給通
路１８がプランジャ１１の外周壁面により加圧室１２に
対して再び閉鎖される。次いでプランジャ１１が更に上
昇するときにおいて第１制御弁３２ａが開弁している場
合には加圧室１２内の燃料が第１燃料逃し通路３０ａを
介して燃料供給通路１８内に返戻せしめられる。一方、
第１制御弁３２ａが閉弁すると加圧室１２内の燃料が圧
縮され、その結果加圧室１２内の燃料圧が燃料吐出通路
２０内の燃料圧よりも高くなると逆止弁２４が開弁して
、加圧室１２内の燃料が燃料吐出通路２０を介してコモ
ンレール２２内に押し込まれ、斯くしてコモンレール２
２内の燃料圧Ｐがただちに上昇せしめられる。従って、
プランジャ１１の上昇行程中において第１制御弁３２ａ
の閉弁期間ＲＣＰを制御することにより第１ポンプ８ａ
から燃料吐出通路２０内に吐出される燃料量Ｑｐ　が制
御され、斯くしてコモンレール２２内の燃料圧Ｐを応答
性良く制御することができる。図３および図４に示され
る実施例では、圧力センサ２８により検出されたコモン
レール２２内の燃料圧Ｐが予め定められた第１の目標燃
料圧Ｐｎ　、例えば１０ＭＰａ　になるように第１制御
弁３２ａの閉弁期間ＲＣＰがフィードバック制御される
。なお図４に示されるように第１制御弁３２ａの閉弁終
了時期ＲＯはプランジャ１１が上死点に位置する時期に
固定されており、一方、第１制御弁３７ａの閉弁開始時
期ＲＣは閉弁期間ＲＣＰに応じて変化せしめられる。第
２制御弁３２ｂも第１制御弁３２ａと同様に開閉制御さ
れる。なお、上述のように第１ポンプ８ａと第２ポンプ
８ｂとは位相が　１８０°異なっているので、第１ポン
プ８ａと第２ポンプ８ｂから交互に間隔を隔てて燃料が
吐出される。また、各ポンプ８ａ，８ｂのプランジャ１
１が機関一サイクルに１往復動するので、各ポンプ８ａ
，８ｂから機関一サイクルに夫々１回ずつ燃料が吐出さ
れる。

【００１２】次に図２を参照して、燃料噴射弁３からの
燃料噴射作用および燃料噴射ポンプ５からの燃料吐出作
用と、コモンレール２２内の燃料圧Ｐの変動との関係に
ついて説明する。図２（ａ）および（ｂ）に示されるよ
うに機関本体１の１番気筒と２番気筒とは　１８０°位
相が異なっている。従って各気筒に備えられた燃料噴射
弁３から、ほぼ　１８０°クランク角間隔で交互に燃料
噴射が行われる。この燃料噴射時間　ＴＡＵｎ　は、例
えば機関負荷Ｑ／Ｎ（吸入空気量Ｑ／機関回転数Ｎ）と
機関回転数Ｎに関するマップの形で予めＲＯＭ　４２内
に記憶されている燃料噴射時間　ＴＡＵｎ　のデータに
基づいて計算される。また燃料噴射完了時期ＥＪ１，Ｅ
Ｊ２は、同様にＱ／ＮとＮに関するマップの形で予めＲ
ＯＭ　４２内に記憶されている燃料噴射完了時期ＥＪ１
，ＥＪ２のデータに基づいて計算される。一方、燃料噴
射開始時期ＳＪ１，ＳＪ２は、燃料噴射時間　ＴＡＵｎ
　と燃料噴射完了時期ＥＪ１，ＥＪ２とから計算される
。燃料噴射弁３から燃料噴射が行われると、図２（ｅ）
に示されるようにコモンレール２２内の燃料圧Ｐが低下
する。

【００１３】図２（ｃ）および（ｄ）は、第１ポンプ８
ａの第１制御弁３２ａの閉弁時期と第２ポンプ８ｂの第
２制御弁３２ｂの閉弁時期を示している。上述のように
第１制御弁３２ａが閉弁しているときに第１ポンプ８ａ
からコモンレール２２内に燃料が圧送され、第２制御弁
３２ｂが閉弁しているときに第２ポンプ８ｂからコモン
レール２２内に燃料が圧送される。図２からわかるよう
に、第１ポンプ８ａおよび第２ポンプ８ｂから交互に間
隔を隔てて燃料が圧送され、この燃料圧送期間が隣り合
う燃料噴射期間の間にくるようにカム軸１５の位相が機
関クランク軸（図示しない）の位相に対して調節されて
いる。

【００１４】上述のように各制御弁３２ａ，３２ｂの閉
弁終了時期ＲＯ１，ＲＯ２は対応するプランジャ１１が
上死点に位置する時期に設定されている。また、第１制
御弁３２ａの閉弁期間ＲＣＰの計算は第２ポンプ８ｂの
プランジャ１１が上死点に位置するとき、即ち第２制御
弁３２ｂの閉弁終了時期ＲＯ２において次のようにして
行われる。即ち、圧力センサ２８により検出されたコモ
ンレール２２内の燃料圧Ｐと第１目標燃料圧Ｐｎ　との
差圧ΔＰと、１番気筒の燃料噴射弁３から次に噴射され
るべく求められた燃料噴射量Ｑｉ　とに基づいてこれら
ΔＰおよびＱｉ　を補償すべく、第１ポンプ８ａからコ
モンレール２２内に圧送される燃料吐出量Ｑｐ　が次式
に基づいて計算される。 Ｑｐ　＝Ｋ・Ｑｉ　＋Ｋｐ　（Ｐ−Ｐｎ　）…（１）こ
こでＫｐ　はコモンレール２２内の燃料圧Ｐと機関回転
数Ｎとに依存する補正係数であり、この補正係数Ｋｐ　
は、コモンレール２２内の燃料圧Ｐと機関回転数Ｎに関
するマップの形で予めＲＯＭ　４２内に記憶されている
補正係数Ｋｐ　のデータに基づいて計算される。また、
Ｋは補正係数であり、この補正係数Ｋの中には燃料噴射
ポンプ５内における燃料の漏洩分を補正するためのパラ
メータが含まれる。更に、燃料噴射量Ｑｉ　ぎりぎりを
吐出させるのではなく、ある程度の余裕を持たせた燃料
量を吐出させるようにするためのパラメータが補正係数
Ｋの中に含まれている。即ち、例えば燃料噴射量Ｑｉ　
が５０ｍｍ３　のときには７０ｍｍ３　の燃料量を吐出
させるようにする。このようにして求められた第１ポン
プ８ａからの燃料吐出量Ｑｐ　に基づいて第１制御弁３
２ａの閉弁期間　ＲＣＰ１が算出される。 一方、第１制御弁３２ａの閉弁開始時期ＲＣ１は閉弁期
間ＲＣＰと閉弁終了時期ＲＯ１とから算出される。

【００１５】斯くして第１ポンプ８ａから燃料がコモン
レール２２内に圧送されると、図２（ｅ）に示されるよ
うにコモンレール２２内の燃料圧Ｐが上昇せしめられ、
コモンレール２２内の燃料圧Ｐが第１目標燃料圧Ｐｎ　
、例えば１０ＭＰａ　に制御される。なお、上述のよう
に燃料噴射弁３から噴射される燃料噴射量Ｑｉ　よりも
若干多めの燃料量が第１ポンプ８ａから吐出されるので
、コモンレール２２内の燃料圧Ｐは第１目標燃料圧Ｐｎ
　よりも少し高い圧力まで上昇せしめられる。一方、第
２制御弁３２ｂの閉弁時期の計算は、第１ポンプ８ａの
プランジャ１１が上死点に位置するとき、即ち第１制御
弁３２ａの閉弁終了時期ＲＯ１において同様にして行わ
れる。

【００１６】しかしながら、このように吐出作用が交互
に間隔を隔てて行われる一対のポンプ８ａ，８ｂを具備
する内燃機関において、一方のポンプ８ａまたは８ｂの
制御弁３２ａまたは３２ｂが何らかの原因で開弁しっぱ
なしになってしまった場合にはそのポンプからの吐出作
用が全く行われなくなってしまう。また、一方のポンプ
８ａまたは８ｂのプランジャ１１が作動しなくなってし
まった場合にもそのポンプからの吐出作用が全く行われ
なくなってしまう。また、一方のポンプ８ａまたは８ｂ
のプランジャ１１が著しく摩耗して燃料の漏洩が著しく
多くなった場合にはそのポンプからの吐出作用が著しく
低下してしまう。

【００１７】第１ポンプ８ａにこのような異常が発生し
た場合のコモンレール２２内の燃料圧Ｐの変動が図２（
ｅ）に実線で示されている。図２（ｅ）に実線で示され
るように、第１ポンプ８ａに異常が発生して第１制御弁
３２ａの閉弁指令信号が出力されているにも拘らずに第
１ポンプ８ａからコモンレール２２内に燃料が全く或い
はほとんど圧送されない場合にはコモンレール２２内の
燃料圧Ｐが当然上昇しない。従って、第１ポンプ８ａか
ら吐出されるはずであった燃料量も併せた燃料量が第２
ポンプ８ｂから吐出されるように第２制御弁３２ｂの閉
弁期間ＲＣＰが増大せしめられることになる。即ち、第
２制御弁３２ｂの閉弁開始時期ＲＣ２が早められる。し
かしながら、燃料噴射弁３から噴射される燃料噴射量が
少い機関低負荷運転時には正常に作動している第２ポン
プ８ｂからの燃料吐出のみによってコモンレール２２内
の燃料圧Ｐを第１目標燃料圧Ｐｎ　まで上昇させること
ができたとしても、燃料噴射弁３から噴射される燃料噴
射量が多い機関中高負荷運転時には第２制御弁３２ｂの
閉弁期間ＲＣＰが最大限に増大せしめられてもコモンレ
ール２２内の燃料圧Ｐを第１目標燃料圧Ｐｎ　まで上昇
させることはできない。即ち、機関中高負荷運転時には
、正常に作動している一方のポンプ８ａまたは８ｂだけ
から１番気筒の燃料噴射量と２番気筒の燃料噴射量とを
併せた燃料量を吐出させることはできない。その結果、
コモンレール２２内の燃料圧Ｐが第１目標燃料圧Ｐｎ　
から急速に低下していってしまう。一方、燃料噴射弁３
からの燃料噴射時間　ＴＡＵｎ　は、上述のようにコモ
ンレール２２内の燃料圧Ｐが第１目標燃料圧Ｐｎ　であ
るときのマップに基づいて算出される。従って、このよ
うにコモンレール２２内の燃料圧Ｐが第１目標燃料圧Ｐ
ｎ　から低下していってしまうと、燃料噴射量Ｑｉ　が
正規の燃料噴射量よりも減少してしまう。 その結果、燃焼が不調になってしまうという問題が生ず
る。

【００１８】この問題を解決するために本発明では、一
方のポンプ８ａまたは８ｂに異常が発生した場合には図
１に示されるようにコモンレール２２内の燃料圧Ｐを第
１目標燃料圧Ｐｎ　よりも低い予め定められた第２の目
標燃料圧Ｐｌ　、例えば５ＭＰａ　に制御するようにし
ている。

【００１９】まず初めに、ポンプ８ａまたは８ｂに異常
が発生したか否かを判定する方法について説明する。ポ
ンプ８ａまたは８ｂの異常判定は、ポンプの吐出を開始
すべき時期の前後のコモンレール２２内の圧力差Ｄが予
め定められた圧力差Ｄｏ　以上であるか否かが判別され
る。 図２に示される実施例では、１番気筒の燃料噴射完了時
期ＥＪ１から第１制御弁３２ａの閉弁開始時期ＲＣ１ま
での期間内のコモンレール２２内の平均圧力　ＰＭＡ１
と、第１制御弁３２ａの閉弁開始時期ＲＣ１から閉弁終
了時期ＲＯ１までの期間内のコモンレール２２内の平均
圧力　ＰＭＢ１との圧力差Ｄが予め定められた圧力差Ｄ
ｏ　以下のときには、第１ポンプ８ａに異常が発生した
と判定される。同様にして、２番気筒の燃料噴射完了時
期ＥＪ２から第２制御弁３２ｂの閉弁開始時期ＲＣ２ま
での期間内のコモンレール２２内の平均圧力　ＰＭＡ２
と、第２制御弁３２ｂの閉弁開始時期ＲＣ２から閉弁終
了時期ＲＯ２までの期間内のコモンレール２２内の平均
圧力　ＰＭＢ２との圧力差Ｄが予め定められた圧力差Ｄ
ｏ　以下のときには、第２ポンプ８ｂに異常が発生した
と判定される。

【００２０】いずれかのポンプ８ａまたは８ｂに異常が
発生したと判定されたときには、図１に示されるように
コモンレール２２内の燃料圧Ｐが第１目標燃料圧Ｐｎ　
よりも低い第２目標燃料圧Ｐｌ　に制御されると共に、
対応する警告ランプ６０ａまたは６０ｂが点灯せしめら
れる。このようにいずれかのポンプ８ａまたは８ｂに異
常が発生したときにコモンレール２２内の目標燃料圧が
低下せしめられると正常に作動しているポンプ内におけ
る燃料の漏洩が低減され、その結果ポンプの燃料吐出量
が増大せしめられる。斯くして、燃料噴射量が多い機関
中高負荷運転時においても、図１に示されるように正常
に作動している一方のポンプ８ｂから１番気筒の燃料噴
射量と２番気筒の燃料噴射量とを併せた燃料量を吐出さ
せることができる。従って、コモンレール２２内の燃料
圧Ｐが第２目標燃料圧Ｐｌ　に維持される。

【００２１】例えば、１番気筒の燃料噴射と２番気筒の
燃料噴射に必要な合計の燃料量が１００ｍｍ３である場
合を考える。第１ポンプ８ａと第２ポンプ８ｂが共に正
常に作動しているときには、上述のようにある程度の余
裕をみた例えば１４０ｍｍ３の燃料量が二つのポンプか
ら吐出されるように各ポンプ８ａ，　８ｂから夫々７０
ｍｍ３　の燃料が吐出される。ここで一方のポンプ８ａ
または８ｂに異常が発生すると、上述のように他方の正
常に作動しているポンプからの燃料吐出量が増大せしめ
られる。しかしながらコモンレール２２内の目標燃料圧
を第１目標燃料圧Ｐｎ　のままにしておくと、制御弁３
２ａまたは３２ｂの閉弁期間ＲＣＰが最大限に増大せし
められても正常な一つのポンプから８０ｍｍ３　の燃料
しか吐出できないとする。この場合、吐出される燃料量
８０ｍｍ３　は燃料噴射される燃料量１００ｍｍ３に対
して２０ｍｍ３　不足してしまう。一方、コモンレール
２２内の目標燃料圧を第１目標燃料圧Ｐｎ　よりも低い
第２目標燃料圧Ｐｌ　に切り換えると、上述のようにポ
ンプ内の燃料の漏洩が低減されるので、正常に作動して
いるポンプの燃料吐出効率が上昇せしめられる。ポンプ
の燃料吐出効率が約２０％上昇すれば、正常な一つのポ
ンプから１００ｍｍ３の燃料を吐出することができ、斯
くして燃料噴射に必要な燃料量が確保される。従って、
図１に示されるようにコモンレール２２内の燃料圧Ｐを
第２目標燃料圧Ｐｌ　に制御することができる。

【００２２】なお、いずれかのポンプ８ａまたは８ｂに
異常が発生してコモンレール２２内の燃料圧Ｐが第２目
標燃料圧Ｐｌ　に制御されるときには、各気筒の燃料噴
射弁３からの燃料噴射時間　ＴＡＵｌ　および燃料噴射
時期が、コモンレール２２内の燃料圧Ｐが第２目標燃料
圧Ｐｌであるときのマップに基づいて計算される。即ち
、燃料圧Ｐが第２目標燃料圧Ｐｌ　のときの燃料噴射時
間　ＴＡＵｌ　のデータが、機関負荷Ｑ／Ｎと機関回転
数Ｎに関するマップの形で予めＲＯＭ　４２内に記憶さ
れており、このマップに基づいて燃料噴射時間　ＴＡＵ
ｌ　が計算される。同様に、燃料圧Ｐが第２目標燃料圧
Ｐｌ　のときの燃料噴射完了時期ＥＪ１，ＥＪ２のデー
タがＱ／ＮとＮに関するマップの形で予めＲＯＭ　４２
内に記憶されており、このマップに基づいて燃料噴射完
了時期ＥＪ１，ＥＪ２が計算される。上述のようにコモ
ンレール２２内の燃料圧Ｐが第２目標燃料圧に維持され
ているので、各気筒の燃料噴射弁３から適正な燃料噴射
量Ｑｉ　を噴射することができ、斯くして安定した燃焼
を確保することができる。一方、警告ランプ６０ａまた
は６０ｂが点灯されるので、運転者はポンプ８ａまたは
８ｂの異常に気付くことになる。

【００２３】次に図５を参照して、本実施例におけるポ
ンプの異常判定領域について説明する。まず、燃料噴射
弁３からの燃料噴射量Ｑｉ　が非常に少い機関極低負荷
運転領域では、ポンプ８ａ，８ｂの吐出を開始すべき時
期の前後のコモンレール２２内の圧力差Ｄが、正常に作
動しているポンプにおいても非常に小さい。従って機関
極低負荷運転領域はポンプの異常判定領域から除外する
。また、機関極高回転運転領域では、ポンプ８ａ，８ｂ
から吐出される燃料の動圧特性の影響が大きくなり、ポ
ンプ８ａ，８ｂから燃料が吐出される時期とコモンレー
ル２２内の燃料圧Ｐが上昇する時期との関係が図２に示
される関係からずれてくる。従って機関極高回転運転領
域はポンプの異常判定領域から除外する。また、機関極
低回転運転領域では、ポンプ８ａ，８ｂ内における燃料
の漏洩が多くなるので、ポンプ８ａ，８ｂの燃料吐出期
間内におけるコモンレール２２内の燃料圧Ｐの上昇過程
が理論値と異なる。従って、この場合にはポンプの異常
判定を行うのには無理がある。更に、燃料タンク７内に
燃料を入れた後の最初の機関始動時には燃料タンク７内
に空気が入っている場合があり、この場合にポンプの異
常判定を行うと一時的にポンプ８ａまたは８ｂに異常が
発生したと判定されてしまう。従って機関始動時にはポ
ンプの異常判定をしないこととする。即ち、機関極低回
転運転領域はポンプの異常判定領域から除外する。

【００２４】次に図６から図１０を参照して、ポンプの
異常判定処理ルーチンについて説明する。このルーチン
は例えば１０°クランク角間隔毎の割込みによって実行
される。なお図６から図１０において、第１ポンプの異
常判定フラグＰＦ１は機関始動時に値０にリセットされ
、第１ポンプ８ａが異常であると判定されたときに値１
がセットされる。同様に第２ポンプの異常判定フラグＰ
Ｆ２は機関始動時に値０にリセットされ、第２ポンプ８
ｂが異常であると判定されたときに値１がセットされる
。また、クランク角Ｃは１番気筒の上死点を０°とした
ときの現在のクランク角であり、上死点検出センサ３６
とクランク角センサ３７の出力信号から計算される。

【００２５】図６から図１０を参照するとまず初めにス
テップ６９において、第１ポンプの異常判定フラグＰＦ
１の値が０であるか否かが判別される。フラグＰＦ１が
０である場合にはステップ７０に進んで、第２ポンプの
異常判定フラグＰＦ２の値が０であるか否かが判別され
る。フラグＰＦ２が０である場合にはステップ７１に進
む。一方、ステップ６９においてフラグＰＦ１が０でな
いと判別されたとき、またはステップ７０においてフラ
グＰＦ２が０でないと判別されたとき、即ち第１ポンプ
８ａまたは第２ポンプ８ｂが異常であると既に判定され
ているときにはそのまま本ルーチンを終了する。

【００２６】ステップ７１ではエアフローメータ３５の
出力信号から求まる吸入空気量Ｑ、およびクランク角セ
ンサ３７の出力信号から求まる機関回転数Ｎに基づいて
機関負荷Ｑ／Ｎが計算される。次いでステップ７２では
現在の機関運転状態が図５に示されるポンプの異常判定
領域内にあるか否かが、機関回転数Ｎおよび機関負荷Ｑ
／Ｎに基づいて判別される。現在の機関運転状態がポン
プの異常判定領域外であるときにはそのまま本ルーチン
を終了する。一方、現在の機関運転状態がポンプの異常
判定領域内であるときにはステップ７３に進む。

【００２７】ステップ７３ではクランク角Ｃが２番気筒
の燃料噴射完了時期ＥＪ２以上でかつ第２制御弁３２ｂ
の閉弁開始時期ＲＣ２以下であるか否かが判別される。 肯定判定された場合にはステップ７４に進んで、圧力セ
ンサ２８により検出されたコモンレール２２内の燃料圧
Ｐが変数ＰＡ２に加算される。次いでステップ７５では
カウンタＮＡ２の値が１だけ加算される。次いでステッ
プ７６では平均圧力算出フラグＭＡ２に値０がセットさ
れて、本ルーチンを終了する。

【００２８】一方、ステップ７３において否定判定され
た場合にはステップ７７に進んで、クランク角Ｃが次式
の範囲内にあるか否かが判別される。 ＲＣ２≦Ｃ≦（ＲＯ２＋ε）　　…（２）ここでＲＣ２
は上述のように第２制御弁３２ｂの閉弁開始時期であり
、ＲＯ２は第２制御弁３２ｂの閉弁終了時期であり、ε
は予め定められた微小クランク角である。

【００２９】ステップ７７において肯定判定された場合
にはステップ７８に進んで、平均圧力算出フラグＭＡ２
が０であるか否かが判別される。平均圧力算出フラグＭ
Ａ２が０である場合にはステップ７９に進んで、２番気
筒の燃料噴射完了時期ＥＪ２から第２制御弁３２ｂの閉
弁開始時期ＲＣ２までの期間におけるコモンレール２２
内の平均圧力　ＰＭＡ２が次式に基づいて計算される。 ＰＭＡ２＝ＰＡ２／ＮＡ２　　…（３）次いでステップ
８０では変数ＰＡ２に値０．０がセットされ、次いでス
テップ８１ではカウンタＮＡ２に値０がセットされ、次
いでステップ８２では平均圧力算出フラグＭＡ２に値１
がセットされ、次いでステップ８３に進む。一方、ステ
ップ７８において平均圧力算出フラグＭＡ２が０でない
場合にはそのままステップ８３に進む。

【００３０】ステップ８３では、圧力センサ２８により
検出されたコモンレール２２内の燃料圧Ｐが変数ＰＢ２
に加算される。次いでステップ８４ではカウンタＮＢ２
の値が１だけ加算される。次いでステップ８５ではクラ
ンク角Ｃが（ＲＯ２−ε）以上でかつ（ＲＯ２＋ε）以
下であるか否かが判別される。否定判定された場合には
そのまま本ルーチンを終了する。一方、肯定判定された
場合にはステップ８６に進んで、第２制御弁３２ｂの閉
弁開始時期ＲＣ２から閉弁終了時期ＲＯ２までの期間に
おけるコモンレール２２内の平均圧力　ＰＭＢ２が次式
に基づいて計算される。 ＰＭＢ２＝ＰＢ２／ＮＢ２　　…（４）次いでステップ
８７では変数ＰＢ２に値０．０がセットされ、次いでス
テップ８８ではカウンタＮＢ２に値０がセットされる。

【００３１】次いでステップ８９では、平均圧力　ＰＭ
Ｂ２と　ＰＭＡ２との圧力差Ｄ（Ｄ＝　ＰＭＢ２−ＰＭ
Ａ２）が予め定められた圧力差Ｄｏ　以上であるか否か
が判別される。肯定判定された場合にはそのまま本ルー
チンを終了する。一方、否定判定された場合にはステッ
プ９０に進んで第２ポンプの異常判定フラグＰＦ２に値
１がセットされる。次いでステップ９１では第２ポンプ
８ｂの警告ランプ６０ｂが点灯されて、本ルーチンを終
了する。

【００３２】一方、ステップ７７において否定判定され
た場合にはステップ９２に進んで、クランク角Ｃが１番
気筒の燃料噴射完了時期ＥＪ１以上でかつ第１制御弁３
２ａの閉弁開始時期ＲＣ１以下であるか否かが判別され
る。肯定判定された場合にはステップ９３に進んで、圧
力センサ２８により検出されたコモンレール２２内の燃
料圧Ｐが変数ＰＡ１に加算される。次いでステップ９４
ではカウンタＮＡ１の値が１だけ加算される。次いでス
テップ９５では平均圧力算出フラグＭＡ１に値０がセッ
トされて、本ルーチンを終了する。

【００３３】一方、ステップ９２において否定判定され
た場合にはステップ９６に進んで、クランク角Ｃが次式
の範囲内にあるか否かが判別される。 ＲＣ１≦Ｃ≦　３６０°または０°≦Ｃ≦（ＲＯ１＋ε
）　　…（５） ここでＲＣ１は上述のように第１制御弁３２ａの閉弁開
始時期であり、ＲＯ１は第１制御弁３２ａの閉弁終了時
期であり、εは予め定められた微小クランク角である。

【００３４】ステップ９６において肯定判定された場合
にはステップ９７に進んで、平均圧力算出フラグＭＡ１
が０であるか否かが判別される。平均圧力算出フラグＭ
Ａ１が０である場合にはステップ９８に進んで、１番気
筒の燃料噴射完了時期ＥＪ１から第１制御弁３２ａの閉
弁開始時期ＲＣ１までの期間におけるコモンレール２２
内の平均圧力　ＰＭＡ１が次式に基づいて計算される。 ＰＭＡ１＝ＰＡ１／ＮＡ１　　…（６）次いでステップ
９９では変数ＰＡ１に値０．０がセットされ、次いでス
テップ１００　ではカウンタＮＡ１に値０がセットされ
、次いでステップ１０１　では平均圧力算出フラグＭＡ
１に値１がセットされ、次いでステップ１０２　に進む
。一方、ステップ９７において平均圧力算出フラグＭＡ
１が０でない場合にはそのままステップ１０２　に進む
。

【００３５】ステップ１０２　では、圧力センサ２８に
より検出されたコモンレール２２内の燃料圧Ｐが変数Ｐ
Ｂ１に加算される。次いでステップ１０３　ではカウン
タＮＢ１の値が１だけ加算される。次いでステップ１０
４　ではクランク角Ｃが（ＲＯ１−ε）以上でかつ（Ｒ
Ｏ１＋ε）以下であるか否かが判別される。否定判定さ
れた場合にはそのまま本ルーチンを終了する。一方、肯
定判定された場合にはステップ１０５　に進んで、第１
制御弁３２ａの閉弁開始時期ＲＣ１から閉弁終了時期Ｒ
Ｏ１までの期間におけるコモンレール２２内の平均圧力
　ＰＭＢ１が次式に基づいて計算される。 ＰＭＢ１＝ＰＢ１／ＮＢ１　　…（７）次いでステップ
１０６　では変数ＰＢ１に値０．０がセットされ、次い
でステップ１０７　ではカウンタＮＢ１に値０がセット
される。

【００３６】次いでステップ１０８　では、平均圧力　
ＰＭＢ１と　ＰＭＡ１との圧力差Ｄ（Ｄ＝　ＰＭＢ１−
　ＰＭＡ１）が予め定められた圧力差Ｄｏ　以上である
か否かが判別される。肯定判定された場合にはそのまま
本ルーチンを終了する。 一方、否定判定された場合にはステップ１０９　に進ん
で第１ポンプの異常判定フラグＰＦ１に値１がセットさ
れる。 次いでステップ１１０　では第１ポンプ８ａの警告ラン
プ６０ａが点灯されて、本ルーチンを終了する。

【００３７】次に図１１を参照して、第１制御弁の閉弁
処理ルーチンについて説明する。このルーチンは、第２
ポンプ８ｂのプランジャ１１が上死点にあるときに相当
する機関クランク角、即ち第２制御弁３２ｂの閉弁終了
時期ＲＯ２において、図６から図１０に示されるポンプ
の異常判定処理ルーチンが実行された後に割込み処理さ
れる。

【００３８】図１１を参照するとまず初めにステップ１
２０　において第１ポンプの異常判定フラグＰＦ１の値
が０であるか否かが判別される。フラグＰＦ１が０であ
る場合にはステップ１２１　に進んで、第２ポンプの異
常判定フラグＰＦ２の値が０であるか否かが判別される
。フラグＰＦ２が０である場合にはステップ１２２　に
進んで、圧力センサ２８により検出されたコモンレール
２２内の燃料圧Ｐと、第１目標燃料圧Ｐｎとから差圧Δ
Ｐが次式に基づいて計算される。 ΔＰ＝Ｐ−Ｐｎ　　　…（８） 次いでステップ１２３　では上述のように予めＲＯＭ　
４２内に記憶されているデータに基づいて補正係数Ｋｐ
　が計算される。次いでステップ１２４　では上述のよ
うに第１ポンプ８ａからコモンレール２２内に圧送すべ
き燃料吐出量Ｑｐ　が次式に基づいて計算される。 Ｑｐ　＝Ｋ・Ｑｉ　＋Ｋｐ　・ΔＰ　　…（９）ここで
Ｑｉ　は図１３に示される噴射処理ルーチンにおいて計
算された１番気筒からの燃料噴射量であり、Ｋは上述の
補正係数である。次いでステップ１２８　に進む。

【００３９】一方、ステップ１２０　において第１ポン
プの異常判定フラグＰＦ１が０でないと判別された場合
、またはステップ１２１　において第２ポンプの異常判
定フラグＰＦ２が０でないと判別された場合にはステッ
プ１２５　に進んで、圧力センサ２８により検出された
コモンレール２２内の燃料圧Ｐと第２目標燃料圧Ｐｌ　
とから差圧ΔＰが次式に基づいて計算される。 ΔＰ＝Ｐ−Ｐｌ　　　…（１０） 次いでステップ１２６　ではステップ１２３　と同様に
して補正係数Ｋｐ　が計算される。次いでステップ１２
７　ではステップ１２４と同様にして第１ポンプ８ａか
らコモンレール２２内に圧送すべき燃料吐出量Ｑｐ　が
上述の式（９）に基づいて計算され、次いでステップ１
２８　に進む。

【００４０】ステップ１２８　では燃料吐出量Ｑｐ　か
ら第１制御弁３２ａの閉弁期間　ＲＣＰ１が算出される
。次いでステップ１２９では第１制御弁３２ａの閉弁開
始時期ＲＣ１が閉弁期間ＲＣＰ１と閉弁終了時期ＲＯ１
とから計算される。なお、上述のように第１制御弁３２
ａの閉弁終了時期ＲＯ１は第１ポンプ８ａのプランジャ
１１が上死点に位置する時期に固定されている。次いで
ステップ１３０　では第１制御弁３２ａが閉弁開始時期
ＲＣ１に閉弁を開始すると共に閉弁終了時期ＲＯ１に閉
弁を終了するように第１制御弁３２ａのアクチュエータ
３３ａが駆動せしめられる。

【００４１】次に図１２を参照して第２制御弁の閉弁処
理ルーチンについて説明する。このルーチンは、第１ポ
ンプ８ａのプランジャ１１が上死点にあるときに相当す
るクランク角、即ち第１制御弁３２ａの閉弁終了時期Ｒ
Ｏ１において、図６から図１０に示されるポンプの異常
判定処理ルーチンが実行された後に割込み処理される。 なお、図１２に示されるステップ１４０　からステップ
１５０　の各処理内容は、第１制御弁３２ａが第２制御
弁３２ｂに置き換わる点と、第１ポンプ８ａが第２ポン
プ８ｂに置き換わる点と、１番気筒が２番気筒に置き換
わる点とを除いて、図１１に示される第１制御弁の閉弁
処理ルーチンにおけるステップ１２０　からステップ１
３０　の各処理内容と同様である。

【００４２】次に図１３を参照して燃料噴射処理ルーチ
ンについて説明する。この燃料噴射処理ルーチンは一定
クランク角間隔毎の割込みによって実行される。図１３
を参照するとまず初めにステップ１６０　において、上
死点検出センサ３６およびクランク角センサ３７の出力
信号から現在のクランク角を計算して、これにより次に
燃料噴射すべき気筒の気筒番号Ｍを判別する。次いでス
テップ１６１　ではエアフローメータ３５の出力信号か
ら求まる吸入空気量Ｑ、およびクランク角センサ３７の
出力信号から求まる機関回転数Ｎに基づいて機関負荷Ｑ
／Ｎが計算される。

【００４３】次いでステップ１６２　では第１ポンプの
異常判定フラグＰＦ１の値が０であるか否かが判別され
る。フラグＰＦ１が０である場合にはステップ１６３　
に進んで、第２ポンプの異常判定フラグＰＦ２の値が０
であるか否かが判別される。フラグＰＦ２が０である場
合にはステップ１６４　に進む。ステップ１６４　では
、燃料噴射時間　ＴＡＵｎ　が、コモンレール２２内の
燃料圧Ｐが第１目標燃料圧Ｐｎ　であるときのマップに
基づいて計算される。次いでステップ１６５　では燃料
噴射時期が、コモンレール２２内の燃料圧Ｐが第１目標
燃料圧Ｐｎ　であるときのマップに基づいて計算される
。次いでステップ１６６　では気筒Ｍの燃料噴射弁３か
ら燃料噴射を行うべく、燃料噴射時間　ＴＡＵｎ　が出
力される。

【００４４】一方、ステップ１６２　において第１ポン
プの異常判定フラグＰＦ１が０でないと判別された場合
、またはステップ１６３　において第２ポンプの異常判
定フラグＰＦ２が０でないと判別された場合にはステッ
プ１６７　に進む。ステップ１６７　では燃料噴射時間
　ＴＡＵｌ　が、コモンレール２２内の燃料圧Ｐが第２
目標燃料圧Ｐｌ　であるときのマップに基づいて計算さ
れる。次いでステップ１６８　では燃料噴射時期が、コ
モンレール２２内の燃料圧Ｐが第２目標燃料圧Ｐｌ　で
あるときのマップに基づいて計算される。次いでステッ
プ１６９　では気筒Ｍの燃料噴射弁３から燃料噴射を行
うべく、燃料噴射時間　ＴＡＵｌ　が出力される。

【００４５】なお、本実施例では機関クランク角から各
ポンプ８ａ，８ｂの位相を決定するようにしているが、
カム軸１５に角度検出センサを取り付けてこの角度検出
センサの出力信号から各ポンプ８ａ，８ｂの位相を検出
するようにすることもできる。また、図３に示される実
施例では燃料噴射ポンプ５が一対のポンプ８ａ，８ｂか
ら構成される場合について説明したが、燃料噴射ポンプ
５を構成するポンプの個数は二つに限定されない。

【００４６】

【発明の効果】燃料噴射ポンプを構成する複数のポンプ
の内の或るポンプの吐出を開始すべき時期の前後のコモ
ンレール内の圧力差が予め定められた圧力差以下のとき
にコモンレール内の燃料圧が第２目標燃料圧に制御され
るので、正常に作動しているポンプ内の燃料の漏洩が低
減されて、正常に作動しているポンプからの燃料吐出量
が増大せしめられる。斯くしてコモンレール内の燃料圧
を第２目標燃料圧に維持することができ、その結果安定
した燃焼を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】コモンレール内の燃料圧が第２目標燃料圧に制
御される場合の燃料噴射時期、第１および第２の制御弁
の開閉制御時期、およびコモンレール内の燃料圧の変動
を示すタイムチャートである。

【図２】コモンレール内の燃料圧が第１目標燃料圧に制
御される場合の燃料噴射時期、第１および第２の制御弁
の開閉制御時期、およびコモンレール内の燃料圧の変動
を示すタイムチャートである。

【図３】２気筒２サイクル内燃機関の全体図である。

【図４】ポンプのプランジャのストローク量と制御弁の
閉弁時期との関係を示す線図である。

【図５】ポンプの異常判定領域を示す線図である。

【図６】ポンプの異常判定処理ルーチンを示すフローチ
ャートの第１部分である。

【図７】ポンプの異常判定処理ルーチンを示すフローチ
ャートの第２部分である。

【図８】ポンプの異常判定処理ルーチンを示すフローチ
ャートの第３部分である。

【図９】ポンプの異常判定処理ルーチンを示すフローチ
ャートの第４部分である。

【図１０】ポンプの異常判定処理ルーチンを示すフロー
チャートの第５部分である。

【図１１】第１の制御弁の閉弁処理ルーチンを示すフロ
ーチャートである。

【図１２】第２の制御弁の閉弁処理ルーチンを示すフロ
ーチャートである。

【図１３】燃料噴射処理ルーチンを示すフローチャート
である。

【符号の説明】

３…燃料噴射弁 ５…燃料噴射ポンプ ８ａ…第１のポンプ ８ｂ…第２のポンプ ２０…燃料吐出通路 ２２…コモンレール ３２ａ…第１の制御弁 ３２ｂ…第２の制御弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　吐出作用が順次間隔を隔てて行われる
   複数のポンプから構成される燃料噴射ポンプを具備する
   と共に、該各ポンプの燃料吐出通路を各ポンプに共通の
   コモンレールを介して燃料噴射弁に連結し、該コモンレ
   ール内の燃料圧を予め定められた第１の目標燃料圧に制
   御するようにした内燃機関の燃料噴射制御装置において
   、該ポンプの吐出を開始すべき時期の前後のコモンレー
   ル内の圧力差が予め定められた圧力差以下のときにはコ
   モンレール内の燃料圧を上記第１の目標燃料圧よりも低
   い予め定められた第２の目標燃料圧に制御するようにし
   た内燃機関の燃料噴射制御装置。