JP4842882B2 - インジェクタ保護制御方法及びコモンレール式燃料噴射制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、コモンレール式燃料噴射制御に係り、特に、インジェクタの保護による装置の信頼性の向上等を図ったものに関する。

従来、この種の装置としては、例えば、高圧ポンプによりコモンレールへ高圧燃料を圧送し、コモンレールに蓄圧された高圧燃料を気筒に対応して設けられたインジェクタへ供給し、各インジェクタから内燃機関の対応する気筒へ高圧燃料を所定のタイミングで噴射するよう構成されたコモンレール式燃料噴射装置が特許文献１等に開示され、良く知られたものとなっている。
かかるコモンレール式燃料噴射装置においては、噴射後にインジェクタ内の余剰燃料を燃料タンクに戻すのが通常であり、上述の特許文献１等に開示された従来装置においても、そのような構成が採られている。

特開２００３−２７８５８６号公報（第４−１０頁、図１−図１１）

しかしながら、上述のように噴射に用いられなかったインジェクタの余剰燃料は、インジェクタ内における噴射後の急激な圧力低下による圧力変動のため、熱エネルギーを得て高温状態となる。通常、インジェクタ頭部は、走行風等による空冷によって余剰燃料温度が一定以上に上昇しないように、インジェクタの配設位置等が考慮されている。ところが、何らかの原因により、走行風等による空冷が不十分となったり、風の流れが一時的に途絶えるような事態の発生が、現実的には非常に想定し難いが、理論上皆無であるとは断言できない。

そして、その様な状態において、先に述べたような余剰燃料の戻しが行われた場合には、燃料温度の異常な上昇を招き、インジェクタの機能低下が考えられ、ひいては、車両動作の停止という事態を招くということが理論的には考えられ、車両の更なる安全性、信頼性向上等の観点から、かかる理論上発生の可能性が予測される事態であっても十分な対応措置を講ずることが望ましく、そのような、より安全性、信頼性の高い車両が所望されている。

ところで、先の特許文献１に開示された従来装置においては、所定値を越えるインジェクタの温度が検出された場合、インジェクタへの通電電流を制御する等により、インジェクタ温度の過上昇を抑圧し、装置の熱的信頼性の向上を図り、ひいては、インジェクタ温度の過上昇による噴射量の減少や出力低下を防止する方策が開示されている。

かかる方策は、インジェクタ温度の上昇を抑圧するという点では、上述のような問題解決の１つの手段となり得るものではあるが、インジェクタの温度を検出するセンサを新たに設ける必要があり、極力、構成の簡素化、部品点数の削減等を求められる車両にあっては、例えセンサ一つであっても、新たな部品の追加は、決して得策ではない。
このような事から、新たな部品を追加することなく、しかも、インジェクタの温度を直接検出すること無しに、余剰燃料の温度上昇に起因するインジェクタの機能低下を確実に防止でき、装置の信頼性向上を図る方策が所望されている。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、新たな部品を追加することなく、インジェクタにおける余剰燃料の温度上昇によるインジェクタの機能低下を確実に防止することのできるインジェクタ保護制御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。

上記本発明の目的を達成するため、本発明に係るインジェクタ保護制御方法は、
コモンレール式燃料噴射制御装置におけるインジェクタ保護制御方法であって、
予め定められた１つ又は複数の判断指標が、それぞれの所定の基準を越えているか否かを周期的に判定し、その判定結果を得る毎に、その判定結果に応じて判定用カウンタの計数値を増減させると共に、当該増減の後の計数値が所定の保護開始基準を越えたか否かを判定し、前記計数値が所定の保護開始基準を越えた場合に、燃料温度が所定の保護開始温度を超えているか否かを判定し、燃料温度が所定の保護開始温度を超えている場合に、前記計数値が前記所定の保護開始基準を下回るまで、燃料噴射量とレール圧の制限を行う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、
燃料タンク内の燃料が高圧ポンプにより加圧、圧送されてコモンレールに蓄積され、当該コモンレールに接続されたインジェクタへ高圧燃料を供給し、当該インジェクタによる燃料噴射を可能として構成されてなると共に、前記高圧ポンプ及びインジェクタの動作を制御する電子制御ユニットを有し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、
予め定められた１つ又は複数の判断指標が、それぞれの所定の基準を越えているか否かを周期的に判定し、その判定結果を得る毎に、その判定結果に応じて判定用カウンタの計数値を増減させると共に、当該増減の後の計数値が所定の保護開始基準を越えたか否かを判定し、前記計数値が所定の保護開始基準を越えたと判定された場合に、燃料温度が所定の保護開始温度を超えているか否かを判定し、燃料温度が所定の保護開始温度を超えていると判定された場合に、前記計数値が前記所定の保護開始基準を下回るまで、燃料噴射量とレール圧の制限を行うよう構成されてなるものである。

本発明によれば、インジェクタの余剰燃料の温度上昇を、所定の判断指標を用いて実質的に推定し、インジェクタ保護のための制御処理が必要であるか否かを判定できるようにすると共に、インジェクタ保護が必要とされる場合に、燃料噴射制御における燃料噴射量の規制等を実行するように構成することにより、新たな部品を追加することなく、インジェクタの機能低下を招くような余剰燃料の異常な温度上昇を把握することができ、しかも、燃料噴射量の規制等を実行することにより、確実なインジェクタ保護を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図１乃至図３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、本発明の実施の形態におけるインジェクタ保護制御方法が適用されるコモンレール式燃料噴射制御装置の構成例について、図１を参照しつつ説明する。

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は、図示されないディーゼル機関の気筒へ燃料を噴射供給するインジェクタ１と、このインジェクタ１へ供給する高圧燃料を蓄えるコモンレール２と、このコモンレール２への高圧燃料の圧送を行う高圧ポンプ３と、インジェクタ１や高圧ポンプ３の動作を制御する電子制御ユニット４とを主たる構成要素として構成されたもので、その基本的構成は、従来から良く知られているものである。

高圧ポンプ３には、燃料タンク５から燃料が供給されるようになっており、高圧ポンプ３は、その燃料を圧縮し、コモンレール２へ圧送するようになっている。
インジェクタ１は、図示されないディーゼル機関の各々の気筒に対応して設けられて、それぞれコモンレール２と配管接続されて、コモンレール２からの高圧燃料が供給されるようになっている。
コモンレール２には、所定圧力以上に上昇したコモンレール２の余剰燃料を燃料タンク５へ戻すため、排出口（図示せず）が設けられると共に、リリーフ弁６が取着されており、このリリーフ弁６は、インジェクタ１の余剰燃料の逃がし口（図示せず）と共に、燃料タンク５と配管接続されたものとなっている。

電子制御ユニット（図１においては「ＥＣＵ」と表記）４は、高圧ポンプ３やインジェクタ１の動作制御を行うもので、その一環として後述するようなインジェクタ保護制御処理を実行するようになっている。かかる電子制御ユニット４は、例えば、マイクロコンピュータを中心に、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶素子や入出力インターフェイス等（図示せず）を有して構成されたものとなっている。

本発明の実施の形態における電子制御ユニット４には、後述するインジェクタ保護制御処理などの動作制御のために、燃料温度センサ１１、レール圧センサ１２、クランク角度センサ１３、カム角度センサ１４、水温センサ１５、外気温センサ１６及び車速センサ１７などの各種センサの検出信号が入力されるようになっている。
なお、これらのセンサは、本発明のインジェクタ保護制御のために新たに必要となるものではなく、通常、車両の電子制御のために装備されているものであり、それらの出力信号を流用するようにすれば良いものである。

ここで、燃料温度センサ１１は、高圧ポンプ３から圧送される燃料の温度、換言すれば、コモンレール２やインジェクタ１から燃料タンク５へ戻された余剰燃料の温度を検出するためのもので、高圧ポンプ３の入口部分の適宜な箇所に取着されている。
レール圧センサ１２は、コモンレール２内の圧力を検出するためのもので、コモンレール２の適宜な箇所に取着されるものである。
クランク角度センサ１３は、エンジン（図示せず）のクランクシャフトに取り付けられ、クランクシャフトの回転角度を検出し、検出信号の時間間隔からエンジン回転数Ｎｅが検出できるようになっているものである。

カム角度センサ１４は、エンジン（図示せず）のカムシャフトに取り付けられ、カムシャフトの回転角度を検出し、インジェクタ（例えば、４気筒であれば、各々のインジェクタ）の燃料噴射時期や燃料噴射ポンプの燃料圧送期間を決定できるようにしたものである。
水温センサ１５は、図示されないエンジンの冷却水の温度を検出するため、冷却水の流通部分に設けられ、検出温度に応じて適宜な信号を出力するよう構成されたものである。

外気温センサ１６は、車両外部の温度を検出するためのもので、車体の適宜な箇所に設けられ、検出温度に応じて適宜な信号を出力するよう構成されたものである。
車速センサ１７は、車両の走行速度を検出するためのもので、種々の構成のものがあるが、ここでは、特定の構成のものに限定される必要はない。

図２及び図３には、電子制御ユニット４により実行されるインジェクタ保護制御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、その内容について説明する。
処理が開始されると、判断指標としてのエンジン回転数Ｎｅが所定の基準値Ｎｓより大であるか否かが判定され（図２のステップＳ１００参照）、エンジン回転数Ｎｅが所定の基準回転数Ｎｓより大（Ｎｅ＞Ｎｓ）であると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、次述するステップＳ１０２の処理へ進む一方、Ｎｅ＞Ｎｓではないと判定された場合（ＮＯの場合）には、後述するステップＳ１０８の処理へ進むこととなる。

ここで、所定の基準回転数Ｎｓは、インジェクタ保護のための制御を行う必要のあるエンジン回転数であるか否かを判定する基準であり、実験やシュミレーションによって設定されるのが好適である。かかる基準回転数は、概念的には、余剰燃料の温度上昇が大きくなり、後述するようなインジェクタ保護のための処理を必要とする程のエンジン回転数とするに適しているか否かという観点から定められるものである。本発明の実施の形態においては、例えば、Ｎｓ＝１２００ｒｐｍに設定されている。
なお、エンジン回転数Ｎｅは、クランク角度センサ１３の検出信号を基に、電子制御ユニット４において所定の演算式により演算算出されるものとなっている。

ステップＳ１０２においては、車速センサ１７によって検出された判断指標としての車速Ｖが所定の基準車速Ｖｓより大であるか否かが判定され、車速Ｖが所定の基準車速Ｖｓより大（Ｖ＞Ｖｓ）であ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、Ｖ＞Ｖｓではないと判定された場合（ＮＯの場合）には、後述するステップＳ１０８の処理へ進むこととなる。

ここで、所定の基準車速Ｖｓは、インジェクタ保護のための制御を行う必要のある車速であるか否かを判定する基準であり、実験やシュミレーションによって設定されるのが好適である。かかる基準車速は、概略的には、余剰燃料の温度上昇が大きくなり、後述するようなインジェクタ保護のための制御を必要と判定するに適しているか否かという観点から定められるものである。

ステップＳ１０４においては、レール圧センサ１２により検出された判断指標としてのコモンレール２内の燃料圧、すなわちレール圧Ｐｒが所定の基準レール圧Ｐｒｓより大であるか否かが判定され、レール圧Ｐｒが所定の基準レール圧Ｐｒｓより大（Ｐｒ＞Ｐｒｓ）であると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、次述するステップＳ１０６の処理へ進む一方、Ｐｒ＞Ｐｒｓではないと判定された場合（ＮＯの場合）には、後述するステップＳ１０８の処理へ進むこととなる。

ここで、所定の基準レール圧Ｐｒｓは、外気温度によって決定されるもので、このため、例えば、予め種々の外気温度とそれぞれの外気温度において適切な基準レール圧Ｐｒｓの相関関係をマップ化したものや、所定の演算式化したものを電子制御ユニット４の所定の記憶領域に記憶するのが好適である。そして、外気温センサ１６によって検出された外気温度に対して適切な基準レール圧Ｐｒｓが、上述のように予め記憶されたマップ等に基づいて求められることとなる。

このように外気温によって基準レール圧Ｐｒｓを設定するようにしたのは、外気温によって燃料の粘度の変化等によりインジェクタ１による燃料噴射の状態が変化し、それによって余剰燃料の温度上昇も異なることに留意したためである。

ステップＳ１０６においては、インジェクタ保護のための制御を実行するか否かの判定に用いられる判定用カウンタの計数値が所定値だけ増加されることとなる。
本発明の実施の形態においては、先のステップＳ１００〜１０４が全てＹＥＳと判定された場合に、判定用カウンタの計数値を所定値（例えば「１」）だけ増やし、後述するように計数値が所定値を越えた場合に後述するインジェクタ保護のための処理が実行されるようにしており、ステップＳ１０６は、その前提となる計数処理である。

なお、ステップＳ１０６を実行する判断指標として、本発明の実施の形態においては、上述のように、エンジン回転数Ｎｅ、車速Ｖ及びレール圧を用いるようにしたのは、これらが、インジェクタ１の余剰燃料の温度上昇に比較的大きく影響する因子であると考えたためである。勿論、この３つに限定される必要はなく、これらに、更に、他の判断指標としての何らかの物理量を加味するようにしても良い。

さらに、本発明の実施の形態において、カウンタ値を増分である所定値は、燃料冷却水の水温と外気温度によって決定されるものとなっている。このため、例えば、予め種々の燃料冷却水の水温及び外気温度と、これら燃料冷却水の水温及び外気温度の個々の組み合わせに対して、それぞれ適切な所定値との相関関係をマップ化したものや、所定の演算式化したものを電子制御ユニット４の所定の記憶領域に記憶すると好適である。そして、ステップＳ１０６の実行時において検出された燃料冷却水の水温及び外気温度に対して、上述のように予め記憶されているマップ等によって適切な所定値が決定されることとなる。

次に、ステップＳ１０８においては、エンジン回転数Ｎｅが所定の基準回転数Ｎｓｌ以下（Ｎｅ≦Ｎｓｌ）であるか否かが判定され、エンジン回転数Ｎｅが所定の基準回転数Ｎｓｌ以下であると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、後述するステップＳ１１４の処理へ進む一方、エンジン回転数Ｎｅが所定の基準回転数Ｎｓｌ以下ではないと判定された場合（ＮＯの場合）には、次述するステップＳ１１０の処理へ進むこととなる。
ここで、所定の基準回転数Ｎｓｌは、先のステップＳ１００における所定の基準回転数Ｎｓに対して、Ｎｓｌ＜Ｎｓの関係となるように設定されたものである。このようにエンジン回転数Ｎｅの上昇を検出する場合（ステップＳ１００参照）と、エンジン回転数Ｎｅの下降を検出する（ステップＳ１０８参照）場合で、基準回転数に差を設けることは、いわゆるヒステリシスを設けたことに相当し、これによって、基準回転数前後における判定動作の安定性が確保されるものである。

ステップＳ１１０においては、車速Ｖが所定の基準車速Ｖｓｌ以下であるか否かが判定され、車速Ｖが所定の基準車速Ｖｓｌ以下（Ｖ≦Ｖｓｌ）であると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、後述するステップＳ１１４の処理へ進む一方、Ｖ≦Ｖｓｌではないと判定された場合（ＮＯの場合）には、次述するステップＳ１１２の処理へ進むこととなる。
ここで、所定の基準車速Ｖｓｌは、先のステップＳ１０２における所定の基準車速Ｖｓに対して、Ｖｓｌ＜Ｖｓの関係となるように設定されたもので、これは、先の基準回転数の場合（ステップＳ１０８参照）同様、判定基準にヒステリシスを設けることに相当するものである。

ステップＳ１１２においては、レール圧Ｐｒが所定の基準レール圧Ｐｒｓｌ以下であるか否かが判定され、レール圧Ｐｒが所定の基準レール圧Ｐｒｓｌ以下（Ｐｒ≦Ｐｒｓｌ）であると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、次述するステップＳ１１４の処理へ進む一方、Ｐｒ≦Ｐｒｓｌではないと判定された場合（ＮＯの場合）には、後述するステップＳ１１６（図３参照）の処理へ進むこととなる。
ここで、所定の基準レール圧Ｐｒｓｌは、先のステップＳ１０４における所定の基準レール圧Ｐｒｓに対して、Ｐｒｓｌ＜Ｐｒｓの関係となるように設定されたもので、これは、先の基準回転数の場合（ステップＳ１０８参照）同様、判定基準にヒステリシスを設けることに相当するものである。

ステップＳ１１４においては、ステップＳ１０６で説明した判定用カウンタの計数値が、所定値（例えば「１」）だけ減算されることとなる。これは、ステップＳ１０８、Ｓ１１０、Ｓ１１２のいずれかにおいて、それぞれ基準値以下であると判定されたことにより、インジェクタ保護のための制御を実行する必要性が低くなったとして、先のステップＳ１０６の場合とは逆に、カウンタの計数値を減ずるものである。
なお、カウンタ値を減算する所定値は、先にステップＳ１０６で説明したように、燃料冷却水の水温及び外気温度に応じて種々設定されるものとなっている。

次に、ステップＳ１１６（図３参照）においては、判定用カウンタの計数値が保護開始基準としての所定値Ｃｓより大であるか否かが判定され、判定用カウンタの計数値が所定値Ｃｓより大である（カウンタ値＞Ｃｓ）と判定された場合（ＹＥＳの場合）には、次述するステップＳ１１８の処理へ進む一方、判定用カウンタの計数値は所定値Ｃｓより大ではないと判定された場合（ＮＯの場合）には、後述するステップＳ１２６の処理へ進むこととなる。
なお、このように、判定用カウンタの計数値が所定値Ｃｓを越える場合とは、例えば、冬季に、ラジエータグリルが雪により幹線に覆われて凍結し、エンジンルーム内に外気が流入できなくなったようなことに起因して、インジェクタ１の余剰燃料温度が異常上昇したような場合が考えられる。

このステップＳ１１６における保護開始基準としての所定値Ｃｓは、コモンレール２の大きさや、レール圧等によって異なるもので、特定の値に限定されるものではなく、個々の燃料噴射制御装置の動作条件等に応じて最適値が定められるべきものである。
また、所定値Ｃｓは、ヒシテリシスを設定したものとするとより好適である。
すなわち、先のステップＳ１０６における計数値の加算が実行される一方、ステップＳ１１４における計数値の減算が実行されることなくステップＳ１１６が実行される場合の所定値Ｃｓ１（第１の保護開始基準）と、これとは逆に、先のステップＳ１０６における計数値の加算が実行されることなく、ステップＳ１１４における計数値の減算が実行される場合の所定値Ｃｓ２（第２の保護開始基準）とを設け、Ｃｓ１＞Ｃｓ２とすることにより、動作の安定性を確保でき、好適である。

ステップＳ１１８においては、燃料温度センサ１１によって検出された燃料温度が所定の第１の基準燃料温度Ｔｇｓ１より大であるか否かが判定され、燃料温度は第１の基準燃料温度Ｔｇｓ１より大である（燃料温度＞Ｔｇｓ１）と判定された場合（ＹＥＳの場合）には、インジェクタ保護の為の制御を行う必要があるとして後述するステップＳ１２０の処理へ進む一方、燃料温度は第１の基準燃料温度Ｔｇｓ１より大ではないと判定された場合（ＮＯの場合）には、ステップＳ１２６の処理へ進むこととなる。

このように、本発明の実施の形態においては、判定用カウンタの計数値と燃料温度の双方の条件が満たされた場合に、インジェクタ保護のための処理（後述するステップＳ１２０以降の処理）を行う必要ありと判定するようにしたが、これらは、インジェクタ１の温度を直接検出することなく、インジェクタ保護の要否を判断するためである。そして、このような、判定用カウンタの計数値と燃料温度を用いた判断により、インジェクタ１の温度がインジェクタ保護を行う必要があると判断される程度の状態であるか否かを、温度センサを用いることなく、実質的に推定しているに等しいということが言えるものとなっている。

ここで、本発明の実施の形態においては、第１の基準燃料温度Ｔｇｓ１は、燃料冷却水の水温と外気温度によって決定されるものとなっている。すなわち、具体的には、例えば、予め種々の燃料冷却水の水温及び外気温度と、これら燃料冷却水の水温及び外気温度の個々の組み合わせに対して、それぞれ適切な第１の基準燃料温度Ｔｇｓ１の値の相関関係をマップ化したものや、所定の演算式としたものを電子制御ユニット４の所定の記憶領域に記憶する。そして、ステップＳ１１８の実行時において、検出された燃料冷却水の水水温及び外気温度に対して、上述のように予め記憶されているマップ等によって適切な第１の基準燃料温度Ｔｇｓ１を求めるようにするのが好適である。

ステップＳ１２６においては、燃料温度が所定の第２の基準燃料温度Ｔｇｓ２より大であるか否かが判定され、燃料温度は第２の基準燃料温度Ｔｇｓ２より大である（燃料温度＞Ｔｇｓ２）と判定された場合（ＹＥＳの場合）には、後述するステップＳ１２０の処理へ進む一方、燃料温度は第２の基準燃料温度Ｔｇｓ２より大でないと判定された場合（ＮＯの場合）には、後述するステップＳ１２８の処理へ進むこととなる。

ここで、第２の基準燃料温度Ｔｇｓ２は、予め設定された所定の温度である。
ステップＳ１２０の処理へ進むか否かの判定において、この第２の基準燃料温度Ｔｇｓ２と先のステップＳ１１８における第１の基準燃料温度Ｔｇｓ１とを用いるようにしたのは、次述するような理由によるものである。
すなわち、ステップＳ１１８は、あくまでも燃料噴射動作などが正常に行われている中で、エンジン回転数や車速、外気温度などの諸条件の変化によって余剰燃料温度が上昇した場合に、インジェクタ保護のための制御を行う必要と判断される状態にあるか否かを判定するものであり、エンジンが正常動作にあることが前提である。

これに対して、ステップＳ１２６は、燃料噴射などが正常動作ではなく、何らかの異常動作状態にあって、余剰燃料温度が上昇した場合にあっても、インジェクタ保護のための制御を行う必要があるという観点から、その要否を判断するために行われものである。

次に、ステップＳ１２８においては、燃料関連部品のエラーが発生しているか否かが判定され、燃料関連部品のエラーが発生し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Ｓ１２０の処理へ進む一方、燃料関連部品のエラーは発生していないと判定された場合（ＮＯの場合）には、後述するステップＳ１３０の処理へ進むこととなる。
ここで、燃料関連部品のエラーとは、電子制御ユニット４により判定されるものである。すなわち、本発明の実施の形態においては、詳細は省略するが、電子制御ユニット４により、燃料制御に関連する各種のセンサ等の部品、例えば、燃料温度センサ１１、外気温センサ１６などについて、その動作のエラー、故障発生の有無などの判定処理が行われるようになっており、Ｓ１２８においては、そのようなエラーなどが発生しているか否かを判定するものである。

ステップＳ１２０においては、先のステップＳ１１８において燃料温度＞Ｔｇｓ１であると判定された場合、ステップＳ１２６において燃料温度＞Ｔｇｓ２であると判定された場合、ステップＳ１２８において所定のエラー発生と判定された場合のいずれかの後、燃料噴射量が所定の制限値に規制されてインジェクタ１による燃料噴射動作が行われることとなる。
すなわち、上述した一連の処理によって、燃料温度がインジェクタ１の保護を行うに値する状態にあると判定されたことに対応し、インジェクタ１による燃料噴射量が、エンジン回転数及び燃料温度を基にインジェクタ保護の観点から演算算出された制限値に規制されて、インジェクタ１による燃料噴射が行われることとなる。ここで、制限値の算出には、実験やシュミレーション等に基づいて予め設定された所定の演算式を用いるのが好適である。

次いで、ステップＳ１２２においては、先に述べた一連の処理により燃料温度がインジェクタ１の保護を行うに値する状態にあると判定されたことに対応し、レール圧が所定の制限値を越えないようにしてインジェクタ１による燃料噴射量が行われることとなる。
ここで、レール圧の制限値は、エンジン回転数及び燃料温度を基に、所定の演算式により算出される。そして、このレール圧の制限値を算出するための演算式は、実験やシュミレーション等に基づいて予め設定されているものである。

次に、ステップＳ１２４においては、スモークリミット値に対する補正が行われることとなる。ここで、スモークリミット値は、排気ガス中にスモークが発生するのを防止するために、エンジン（図示せず）に吸入される空気量に応じて燃料噴射量の制限を行うスモークリミットと称される制御処理において設定される燃料噴射量である。このスモークリミットは、一般に良く知られている制御で、電子制御ユニット４において、図２及び図３に示されたインジェクタ保護制御とは別個に実行されるようになっているものである。

先のステップＳ１２０及びＳ１２２は、燃料温度を低下させるために行われるものであるのに対して、このステップＳ１２４におけるスモークリミット値の補正は、ステップＳ１２０及びＳ１２２が実行されることにより、スモークリミット値が悪化することを防止する観点から行われるものである。

本発明の実施の形態において、スモークリミット値の補正は、先に述べたように、電子制御ユニット４において別個に求められているスモークリミット値に対して、次述するようにして求められた補正係数を乗ずることで行われるものとなっている。
ここで、補正係数は、ステップＳ１２２において算出されたレール圧の制限値と通常の制御状態におけるレール圧の目標値との差分と、エンジン回転数とに基づいて、すなわち、換言すれば、これらの値をパラメータとして、所定のマップや演算式から求められるものとなっている。なお、所定のマップ、演算式は、エンジンの規模等に応じて、実験やシュミレーション結果に基づいて設定するのが好適である。

一方、先のステップＳ１２８において、燃料関連部品のエラーは発生していないと判定された場合（ＮＯの場合）には、通常制御が行われることとなる（図３のステップＳ１３０参照）。
すなわち、この場合、燃料温度がインジェクタ保護のための制御を必要とする状態では無いので、燃料噴射量、レール圧、スモークリミット値は、通常の制御処理で定まる値とされて燃料噴射制御などが行われることとなる。
そして、ステップＳ１２４又はステップＳ１３０が実行された後は、一連の処理が終了し、図示されないメインルーチンへ一旦戻り、他の処理が実行された後、再び、図２及び図３に示された一連の処理が実行されることとなる。

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１に示されたコモンレール式燃料噴射制御装置のコントロールユニットにおいて実行されるインジェクタ保護制御処理の前半の手順を示すサブルーチンフローチャートである。 図１に示されたコモンレール式燃料噴射制御装置のコントロールユニットにおいて実行されるインジェクタ保護制御処理の後半の手順を示すサブルーチンフローチャートである。

符号の説明

１…インジェクタ
２…コモンレール
３…高圧ポンプ
４…電子制御ユニット
１１…燃料温度センサ
１２…レール圧センサ
１３…クランク角度センサ
１４…カム角度センサ
１５…水温センサ
１６…外気温センサ
１７…車速センサ

Claims (15)

1. コモンレール式燃料噴射制御装置におけるインジェクタ保護制御方法であって、
   予め定められた１つ又は複数の判断指標が、それぞれの所定の基準を越えているか否かを周期的に判定し、その判定結果を得る毎に、その判定結果に応じて判定用カウンタの計数値を増減させると共に、当該増減の後の計数値が所定の保護開始基準を越えたか否かを判定し、前記計数値が所定の保護開始基準を越えた場合に、燃料温度が所定の保護開始温度を超えているか否かを判定し、燃料温度が所定の保護開始温度を超えている場合に、前記計数値が前記所定の保護開始基準を下回るまで、燃料噴射量とレール圧の制限を行うことを特徴とするインジェクタ保護制御方法。
2. 判断指標は、少なくともエンジン回転数、車速及びレール圧であって、これらの判断指標が、それぞれの所定の基準を越えた場合には、判定用カウンタの計数値を増す一方、前記判定指標が、それぞれの所定の基準を下回る場合には、判定用カウンタの計数値を減ずることを特徴とする請求項１記載のインジェクタ保護制御方法。
3. 燃料噴射量の制限は、インジェクタの燃料噴射量が、エンジン回転数と燃料温度に基づいて定められる噴射量制限値を越えないよう前記インジェクタの燃料噴射動作を規制する一方、レール圧の制限は、レール圧が、エンジン回転数と燃料温度に基づいて定められるレール圧制限値を越えないように高圧ポンプの動作を規制することを特徴とする請求項２記載のインジェクタ保護制御方法。
4. 燃料噴射量とレール圧の制限を行うと共に、スモークが発生する限界値として噴射可能な燃料噴射量であるスモークリミット値を、通常制御状態におけるレール圧の目標値とレール圧制限値との差分と、エンジン回転数とに基づいて定められる係数によって補正することを特徴とする請求項３記載のインジェクタの保護制御方法。
5. 判定用カウンタの計数値が所定の保護開始基準を越えていない場合にあって、燃料温度が第２の所定の保護開始温度を超えている場合に、燃料噴射量とレール圧の制限を行うことを特徴とする請求項４記載のインジェクタの保護制御方法。
6. 燃料タンク内の燃料が高圧ポンプにより加圧、圧送されてコモンレールに蓄積され、当該コモンレールに接続されたインジェクタへ高圧燃料を供給し、当該インジェクタによる燃料噴射を可能として構成されてなると共に、前記高圧ポンプ及びインジェクタの動作を制御する電子制御ユニットを有し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、
   予め定められた１つ又は複数の判断指標が、それぞれの所定の基準を越えているか否かを周期的に判定し、その判定結果を得る毎に、その判定結果に応じて判定用カウンタの計数値を増減させると共に、当該増減の後の計数値が所定の保護開始基準を越えたか否かを判定し、前記計数値が所定の保護開始基準を越えたと判定された場合に、燃料温度が所定の保護開始温度を超えているか否かを判定し、燃料温度が所定の保護開始温度を超えていると判定された場合に、前記計数値が前記所定の保護開始基準を下回るまで、燃料噴射量とレール圧の制限を行う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。
7. 判断指標は、少なくともエンジン回転数、車速及びレール圧であって、これらの判断指標が、それぞれの所定の基準を越えたと判定された場合には、判定用カウンタの計数値を増す一方、前記判定指標が、それぞれの所定の基準を下回ると判定された場合には、判定用カウンタの計数値を減ずることを特徴とする請求項６記載のコモンレール式燃料噴射制御装置。
8. 燃料噴射量の制限は、インジェクタの燃料噴射量が、エンジン回転数と燃料温度に基づいて定められる噴射量制限値を越えないよう前記インジェクタの燃料噴射動作を規制すると共に、レール圧の制限は、レール圧が、エンジン回転数と燃料温度に基づいて定められるレール圧制限値を越えないように高圧ポンプの動作を規制することを特徴とする請求項７記載のコモンレール式燃料噴射制御装置。
9. 燃料噴射量とレール圧の制限を行うと共に、スモークが発生する限界値として噴射可能な燃料噴射量であるスモークリミット値を、通常制御状態におけるレール圧の目標値とレール圧制限値との差分と、エンジン回転数とに基づいて定められる係数によって補正することを特徴とする請求項８記載のコモンレール式燃料噴射制御装置。
10. 判定用カウンタの計数値が所定の保護開始基準を越えていないと判定された場合にあって、燃料温度が第２の所定の保護開始温度を超えていると判定された場合に、燃料噴射量とレール圧の制限を行うことを特徴とする請求項９記載のコモンレール式燃料噴射制御装置。
11. 燃料タンク内の燃料が高圧ポンプにより加圧、圧送されてコモンレールに蓄積され、当該コモンレールに接続されたインジェクタへ高圧燃料を供給し、当該インジェクタによる燃料噴射を可能として構成されてなると共に、前記高圧ポンプ及び前記インジェクタの駆動制御を実行する電子制御ユニットを有してなるコモンレール式燃料噴射制御装置における前記電子制御ユニットにおいて実行されるインジェクタ保護制御プログラムであって、
    予め定められた１つ又は複数の判断指標が、それぞれの所定の基準を越えているか否かを判定するステップと、
    予め定められた１つ又は複数の判断指標が、それぞれの所定の基準を越えていると判定された場合に、判定用カウンタの計数値を、所定値だけ増すステップと、
    予め定められた１つ又は複数の判断指標が、それぞれの所定の基準を越えていないと判定された場合に、判定用カウンタの計数値を、所定値だけ減ずるステップと、
    判定用カウンタの計数値の増減の後の計数値が所定の保護開始基準を越えたか否かを判定するステップと、
    判定用カウンタの計数値の増減の後の計数値が所定の保護開始基準を越えたと判定された場合、燃料温度が所定の保護開始温度を超えているか否かを判定するステップと、
    燃料温度が所定の保護開始温度を超えていると判定された場合、判定用カウンタの計数値が所定の保護開始基準を下回るまで、燃料噴射量とレール圧の制限を行うステップと、
    を有してなることを特徴とするインジェクタ保護制御プログラム。
12. 判断指標は、少なくともエンジン回転数、車速及びレール圧であることを特徴とする請求項１１記載のインジェクタ保護制御プログラム。
13. 燃料噴射量の制限は、インジェクタの燃料噴射量が、エンジン回転数と燃料温度に基づいて定められる噴射量制限値を越えないよう前記インジェクタの燃料噴射動作を規制し、レール圧の制限は、レール圧が、エンジン回転数と燃料温度に基づいて定められるレール圧制限値を越えないように高圧ポンプの動作を規制するものであることを特徴とする請求項１２記載のインジェクタ保護制御プログラム。
14. 燃料温度が所定の保護開始温度を超えていると判定された場合、判定用カウンタの計数値が所定の保護開始基準を下回るまで、スモークが発生する限界値として噴射可能な燃料噴射量であるスモークリミット値を、通常制御状態におけるレール圧の目標値とレール圧制限値との差分と、エンジン回転数とに基づいて定められる係数によって補正するステップを含むことを特徴とする請求項１３記載のインジェクタ保護制御プログラム。
15. 判定用カウンタの計数値の増減の後の計数値が所定の保護開始基準を越えていないと判定された場合、燃料温度が第２の保護開始基準を越えているか否かを判定するステップと、
    燃料温度が第２の保護開始基準を越えていると判定された場合に、燃料噴射量とレール圧の制限を行うステップと、
    を有してなることを特徴とする請求項１４記載のインジェクタ保護制御プログラム。

Images