燃料供給制御装置およびそれを用いた燃料供給システム
【課題】リリーフ弁の異常を判定する燃料供給制御装置およびそれを用いた燃料供給システムを提供する。
【解決手段】燃料供給制御装置は、フィードポンプの回転数Ｎｐが所定回転数Ｎｐ０よりも高く（Ｓ４００：Ｙｅｓ）、フィードポンプと燃料フィルタとの間に設置された圧力センサによるフィード圧の検出値Ｐｓｏｕｔがフィード圧の推定値Ｆｐに公差Ｐｔを加算した値（Ｆｐ＋Ｐｔ）よりも高い場合（Ｓ４０２：Ｙｅｓ）、フィード圧を減圧するリリーフ弁は閉弁固着していると判定する（Ｓ４０４）。また、フィードポンプ３２の回転数Ｎｐが所定回転数Ｎｐ０以下であり（Ｓ４００：Ｎｏ）、Ｐｓｏｕｔ＜Ｆｐ−Ｐｔであれば（Ｓ４０６：Ｙｅｓ）、燃料供給制御装置は、リリーフ弁は開弁固着していると判定する（Ｓ４０８）。
【解決手段】燃料供給制御装置は、フィードポンプの回転数Ｎｐが所定回転数Ｎｐ０よりも高く（Ｓ４００：Ｙｅｓ）、フィードポンプと燃料フィルタとの間に設置された圧力センサによるフィード圧の検出値Ｐｓｏｕｔがフィード圧の推定値Ｆｐに公差Ｐｔを加算した値（Ｆｐ＋Ｐｔ）よりも高い場合（Ｓ４０２：Ｙｅｓ）、フィード圧を減圧するリリーフ弁は閉弁固着していると判定する（Ｓ４０４）。また、フィードポンプ３２の回転数Ｎｐが所定回転数Ｎｐ０以下であり（Ｓ４００：Ｎｏ）、Ｐｓｏｕｔ＜Ｆｐ−Ｐｔであれば（Ｓ４０６：Ｙｅｓ）、燃料供給制御装置は、リリーフ弁は開弁固着していると判定する（Ｓ４０８）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の気筒に燃料噴射弁が噴射する燃料をフィードポンプから供給し、フィードポンプの下流側に燃料フィルタを設置し、フィードポンプのフィード圧が所定圧を超えるとリリーフ弁が開弁してフィード圧を減圧する燃料供給システムに用いられる燃料供給制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料供給システムにおいて、フィードポンプから供給される燃料中の異物が、例えば下流側の高圧ポンプまたは燃料噴射弁の摺動部、あるいは燃料噴射弁の弁部等に噛み込むことを防止するために、フィードポンプの下流側に設置された燃料フィルタにより燃料中の異物を除去することが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このような燃料供給システムにおいては、フィードポンプのフィード圧が所定圧を超えるとリリーフ弁が開弁してフィードポンプのフィード圧を減圧することにより、燃料フィルタに過大な燃料圧力が加わって燃料フィルタが破損することを防止している。
【特許文献１】特開２００６−２０７４９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、リリーフ弁の摺動部または弁部に異物が噛み込むと、リリーフ弁が常時開弁する開弁固着、あるいはリリーフ弁が常時閉弁する閉弁固着が発生するおそれがある。
リリーフ弁が開弁固着すると、フィードポンプのフィード圧が十分に上昇しないので、エンジン回転数が低いときにエンジン運転状態が不安定になるか、あるいはエンジンの始動不良が生じるおそれがある。
【０００５】
また、リリーフ弁が閉弁固着すると、フィード圧が所定圧を超えても減圧できないので、燃料フィルタに過度の燃料圧力が加わり燃料フィルタが破損することがある。燃料フィルタが破損すると、燃料中の異物が除去されずに下流側に流出する。その結果、燃料フィルタの下流側に設置されている装置として、例えば高圧ポンプまたは燃料噴射弁の摺動部、あるいは燃料噴射弁の弁部等に異物が噛み込むおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、リリーフ弁の異常を判定する燃料供給制御装置およびそれを用いた燃料供給システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１から６に記載の発明によると、フィードポンプと、フィードポンプの下流側の燃料フィルタとの間に設置される圧力センサの検出信号に基づいてフィードポンプのフィード圧をフィード圧検出手段が検出し、フィードポンプの運転状態に基づいてフィード圧推定手段がフィード圧を推定し、異常判定手段は、フィード圧検出手段が検出するフィード圧の検出値と、フィード圧推定手段が推定するフィード圧の推定値とに基づいてフィードポンプのリリーフ弁の異常を判定する。
【０００８】
リリーフ弁は、フィードポンプのフィード圧が所定圧を超えると開弁してフィード圧を減圧するので、フィード圧に応じて正しく開弁または閉弁しないと、圧力センサの検出信号に基づいて検出されるフィード圧の検出値と、フィードポンプの運転状態に基づいて推定されるフィード圧の推定値との間にずれが生じる。したがって、フィード圧の検出値と推定値との間にずれが生じている場合には、フィード圧の検出値と推定値とに基づいてリリーフ弁が異常であると判定できる。
【０００９】
請求項２に記載の発明によると、フィード圧推定手段はフィードポンプの回転数に基づいてフィード圧を推定し、異常判定手段は、回転数が所定値よりも高い領域において、フィード圧の検出値が推定値よりも所定範囲を超えて高い場合、リリーフ弁が閉弁固着していると判定する。
【００１０】
フィードポンプのフィード圧はフィードポンプの回転数に応じて変化するので、フィードポンプの回転数に基づいてフィードポンプのフィード圧を高精度に推定できる。
また、フィードポンプの回転数が所定値よりも高い領域においてはフィード圧がリリーフ弁の開弁圧を超えるので、リリーフ弁が正常であればリリーフ弁が開弁し、フィード圧は減圧する。しかし、リリーフ弁が開弁せず閉弁固着していると、フィードポンプの回転数が所定値よりも高い領域においては、フィード圧の検出値は推定値よりも所定範囲を超えて高くなる。言い換えれば、フィードポンプの回転数が所定値よりも高い領域において、フィード圧の検出値が推定値よりも所定範囲を超えて高くなると、リリーフ弁が閉弁固着していると判定できる。
【００１１】
請求項３に記載の発明によると、フィード圧推定手段はフィードポンプの回転数に基づいてフィード圧を推定し、異常判定手段は、回転数が所定値よりも低い領域において、検出値が推定値よりも所定範囲を超えて低い場合、リリーフ弁が開弁固着していると判定する。
【００１２】
請求項２に記載の発明と同様に、フィードポンプのフィード圧はフィードポンプの回転数に応じて変化するので、フィードポンプの回転数に基づいてフィードポンプのフィード圧を高精度に推定できる。
【００１３】
また、フィードポンプの回転数が所定値よりも低い領域においては、フィード圧がリリーフ弁の開弁圧よりも低くなるので、リリーフ弁が正常であればリリーフ弁は閉弁する。しかし、リリーフ弁が閉弁せず開弁固着していると、フィードポンプの回転数が所定値よりも低い領域においては、フィード圧の検出値は推定値よりも所定範囲を超えて低くなる。言い換えれば、フィードポンプの回転数が所定値よりも低い領域において、フィード圧の検出値が推定値よりも所定範囲を超えて低くなると、リリーフ弁が開弁固着していると判定できる。
【００１４】
請求項４に記載の発明によると、異常判定手段は、内燃機関の運転が停止したときに、フィード圧の検出値の変化とフィード圧の推定値の変化とに基づいてリリーフ弁の異常を判定する。
【００１５】
内燃機関の運転が停止するとフィードポンプの運転も停止するので、燃料が徐々に低圧側にリークすることにより、フィードポンプと燃料フィルタとの間において圧力センサが検出する残圧は低下する。そして、リリーフ弁が正常であれば、エンジンが停止したときに、フィード圧の検出値はフィード圧の推定値とほぼ同じ割合で低下する。一方、リリーフ弁が異常であれば、エンジンが停止したときに、フィード圧の検出値の変化はフィード圧の推定値の変化とは異なる筈である
したがって、内燃機関が停止したときにフィード圧の検出値の変化とフィード圧の推定値の変化とに基づいて、リリーフ弁の異常を判定できる。
【００１６】
請求項５に記載の発明によると、異常判定手段は、内燃機関の運転が停止したときに、フィード圧の検出値がフィード圧の推定値に対して所定時間よりも早期に低下する場合、リリーフ弁が開弁固着していると判定する。
【００１７】
リリーフ弁が開弁固着していると、内燃機関の運転が停止しフィードポンプの運転が停止すると、リリーフ弁が正常に閉弁しているときのフィード圧の推定値よりもフィード圧の検出値は早く低下する。したがって、例えばフィード圧の検出値が推定値よりも早期に大気圧まで低下する場合、リリーフ弁が開弁固着していると判定できる。
【００１８】
尚、本発明に備わる複数の手段の各機能は、構成自体で機能が特定されるハードウェア資源、プログラムにより機能が特定されるハードウェア資源、またはそれらの組み合わせにより実現される。また、これら複数の手段の各機能は、各々が物理的に互いに独立したハードウェア資源で実現されるものに限定されない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
本発明の一実施形態による燃料供給システムを図１に示す。
（燃料供給システム１０）
本実施形態の蓄圧式の燃料供給システム１０は、例えば図示しない４気筒のディーゼルエンジンの気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁８０に燃料供給ポンプ３０が加圧した燃料を供給する。
【００２０】
燃料供給ポンプ３０は、フィードポンプ３２、調量弁４０および高圧ポンプ５０等で構成されており、フィードポンプ３２が燃料タンク１２から吸い上げた燃料を高圧ポンプ５０で加圧する。
【００２１】
フィルタ１４、３４は、フィードポンプ３２が燃料タンク１２から燃料を吸い上げる燃料通路２００に設置されており、フィードポンプ３２内に燃料が吸入される前に燃料中の異物を除去する。図１において、フィルタ１４、３４および後述するフィルタ３８は、金属メッシュ等の比較的目の粗いフィルタである。
【００２２】
プライミングポンプ１６は、車両の組立時などにおいて、バイパス通路２０２を介してフィードポンプ３２をバイパスしてフィードポンプ３２の下流側に燃料を供給する。バイパス通路２０２に設置された逆止弁１８は、燃料フィルタ２０からバイパス通路２０２への燃料の逆流を防止する。
【００２３】
燃料フィルタ２０はフィードポンプ３２の下流側に設置されている。このため、燃料フィルタ２０にはフィードポンプ３２のフィード圧が加わる。これにより、フィードポンプ３２の燃料吸入側でありフィードポンプ３２の上流側に設置されるフィルタ１４、３４に比べ、燃料フィルタ２０は目詰まりを起こしにくい。その結果、燃料フィルタ２０にはフィルタ１４、３４よりも目が細かいフィルタエレメントを使用できるので、燃料フィルタ２０の濾過性能はフィルタ１４、３４よりも高い。
【００２４】
フィードポンプ３２と燃料フィルタ２０との間には、圧力センサ２２が設置されている。圧力センサ２２は、フィードポンプ３２と燃料フィルタ２０との間の燃料圧力、つまりフィードポンプ３２のフィード圧に対応する検出信号を出力する。
【００２５】
リリーフ弁２４は、燃料フィルタ２０に加わる燃料圧力が所定圧を超えると開弁し、逃がし通路２０４から余剰燃料を燃料タンク１２に排出する。
フィードポンプ３２は、公知のトロコイドポンプまたはベーンポンプである。フィードポンプ３２は、高圧ポンプ５０と同様にカムシャフト５２により回転駆動される。カムシャフト５２はエンジンのクランクシャフトにより回転駆動される。図２の（Ａ）、（Ｂ）の実線３００に示すように、フィードポンプ３２のフィード圧Ｆｐは、フィードポンプの回転数Ｎｐが上昇すると上昇する。ただし、フィードポンプの回転数ＮｐがＮｐ０を超えて上昇し、フィード圧がリリーフ弁３６の開弁圧である所定圧を超えるとリリーフ弁３６が開弁するので、フィードポンプの回転数ＮｐがＮｐ０を超えるとフィード圧の上昇率は低下する。
【００２６】
リリーフ弁３６は、フィードポンプ３２のフィード圧がリリーフ弁３６の開弁圧である所定圧を超えると開弁する。これにより、フィードポンプ３２の下流側の燃料がリリーフ弁３６からフィードポンプ３２の上流側に戻されるので、フィードポンプ３２のフィード圧は減圧される。リリーフ弁３６は、特許請求の範囲に記載したリリーフ弁に相当する。
【００２７】
燃料フィルタ２０で異物を除去された燃料は、燃料通路２１０を通り調量弁４０に供給される。フィルタ３８は調量弁４０の上流側に設置されており、調量弁４０に供給される燃料中の異物を除去する。
【００２８】
調量弁４０は、エンジン運転状態に基づいて開度が制御される電磁弁である。調量弁４０の開度が制御されると、高圧ポンプ５０に吸入される燃料吸入量が調整され、高圧ポンプ５０が吐出する燃料吐出量が調整される。
【００２９】
燃料通路２１２は、調量弁４０の閉弁時に調量弁４０から漏れる燃料をフィードポンプ３２の上流側に戻す。また、燃料通路２１４は、フィードポンプ３２から供給される燃料の一部を、高圧ポンプ５０のカム室に潤滑油として供給する。
【００３０】
高圧ポンプ５０のプランジャ５６は、カムシャフト５２とともにカム５４が回転することにより往復運動し、加圧室に吸入した燃料を加圧する。プランジャ５６は、カムシャフト５２を挟んで径方向反対側に２個設置されている。
【００３１】
吸入弁６０は、調量弁４０から加圧室に燃料が吸入されるときに開弁し、加圧室から燃料が吐出されるときに閉弁する。一方、吐出弁６２は、調量弁４０から加圧室に燃料が吸入されるときに閉弁し、加圧室から燃料が吐出されるときに開弁する。
【００３２】
高圧ポンプ５０から吐出された燃料は、燃料通路２１６を通りコモンレール７０に供給される。コモンレール７０は、高圧ポンプ５０から供給された燃料を蓄圧する。プレッシャリミッタ７２はコモンレール７０内の燃料圧力（以下、コモンレール圧とも言う。）が所定圧を超えると開弁し、コモンレール圧を減圧する。プレッシャリミッタ７２が開弁すると、コモンレール７０内の燃料が燃料通路２２０から燃料タンク１２に排出される。燃料通路２２０には、高圧ポンプ５０および燃料噴射弁８０から漏れ出た燃料も排出される。
【００３３】
コモンレール７０で蓄圧された燃料は、燃料噴射弁８０からディーゼルエンジンの気筒内に噴射される。
燃料供給制御装置としての電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）９０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等を中心とするマイクロコンピュータにて構成されている。そして、ＥＣＵ９０は、圧力センサ２２、アクセル開度センサ、エンジン回転数センサを含む各種センサから検出信号を取り込み、エンジン運転状態を制御する。
【００３４】
例えば、ＥＣＵ９０は、調量弁４０への通電量を制御して高圧ポンプ５０の燃料吸入量を調整することにより高圧ポンプ５０の燃料吐出量を調量する。また、ＥＣＵ９０は、燃料噴射弁８０の燃料噴射量、燃料噴射時期、およびメイン噴射の前後にパイロット噴射、ポスト噴射等を実施する多段噴射のパターンを制御する。
【００３５】
ＥＣＵ９０は、ＲＯＭまたはフラッシュメモリに記憶された制御プログラムにより、以下の各手段として機能する。
（フィード圧検出手段）
ＥＣＵ９０は、フィードポンプ３２と燃料フィルタ２０との間に設置された圧力センサ２２の検出信号に基づき、フィードポンプ３２のフィード圧を検出する。
【００３６】
（フィード圧推定手段）
フィードポンプ３２のフィード圧はフィードポンプ３２の吐出量により決定され、フィードポンプ３２の吐出量はフィードポンプ３２の回転数により決定される。前述したように、フィードポンプ３２はカムシャフト５２により回転駆動されるので、フィードポンプ３２の回転数は、エンジン回転数（Ｎｅ）により決定される。ＥＣＵ９０は、フィードポンプ３２の回転数Ｎｐとフィード圧Ｆｐとの関係を、図２の（Ａ）の実線３００に示す特性としてマップ等に記憶している。これにより、ＥＣＵ９０は、フィードポンプ３２の回転数に基づいてフィード圧を高精度に推定できる。
【００３７】
（異常判定手段）
ＥＣＵ９０は、フィード圧検出手段が圧力センサ２２の検出信号に基づいて検出したフィードポンプ３２のフィード圧の検出値と、フィード圧推定手段がフィードポンプ３２の回転数Ｎｐに基づいて推定したフィード圧の推定値との差に基づいて、リリーフ弁３６が異常であるか否かを判定する。以下に、リリーフ弁３６の異常判定について説明する。
【００３８】
（１）閉弁固着
異物の噛み込み等によりリリーフ弁３６が閉弁固着していると、フィードポンプ３２の回転数がＮｐ０を超え、フィード圧がリリーフ弁３６の開弁圧を超えてもリリーフ弁３６は開弁せず閉弁したままである。その結果、フィードポンプ３２の回転数がＮｐ０よりも高い領域において、フィード圧は、図２の（Ａ）に示す正常時の実線３００に対して点線３０２に示すように所定範囲を超えて高くなる。したがって、ＥＣＵ９０は、フィードポンプ３２の回転数がＮｐ０よりも高い領域において、フィード圧検出手段が検出するフィード圧の検出値が、フィード圧推定手段が推定するフィード圧の推定値よりも所定範囲を超えて高い場合、リリーフ弁３６が閉弁固着していると判定する。
【００３９】
（２）開弁固着
異物の噛み込み等によりリリーフ弁３６が開弁固着していると、正常であれば開弁しない回転数ＮｐがＮｐ０よりも小さい場合にもリリーフ弁３６は開弁している。その結果、フィードポンプ３２の回転数がＮｐ０より低い領域において、フィード圧は、図２の（Ｂ）に示す正常時の実線３００に対して点線３０４が示すように所定範囲を超えて低下する。したがって、ＥＣＵ９０は、フィードポンプ３２の回転数がＮｐ０よりも低い領域において、フィード圧検出手段が検出するフィード圧の検出値が、フィード圧推定手段が推定するフィード圧の推定値よりも所定範囲を超えて低い場合、リリーフ弁３６が開弁固着していると判定する。
【００４０】
また、エンジンが停止すると、フィードポンプ３２と燃料フィルタ２０との間において圧力センサ２２が検出する残圧の検出値は、図２の（Ｃ）において実線３１０が示すように緩やかに低下する。
【００４１】
しかし、リリーフ弁３６が開弁固着していると、図２の点線３１２が示すように、フィードポンプ３２と燃料フィルタ２０との間の残圧は、リリーフ弁３６が正常時に大気圧まで低下するときに要する所定時間よりも早期に大気圧まで低下する。ＥＣＵ９０は、エンジンが停止したときに、フィードポンプ３２と燃料フィルタ２０との間の残圧の検出値、つまり圧力センサ２２の検出信号に基づいて検出するフィード圧の検出値がフィード圧の推定値に対して所定時間よりも早期に大気圧に低下すると、リリーフ弁３６が開弁固着していると判定する。
【００４２】
（異常判定）
次に、リリーフ弁３６の異常を判定する異常判定ルーチンについて、図３および図４に示すフローチャートに基づいて説明する。図３はエンジン運転中の異常判定ルーチンであり、図４はエンジン停止時の異常判定ルーチンである。図３および図４のルーチンは常時実行される。図３および図４において「Ｓ」はステップを表している。
【００４３】
（エンジン運転中の異常判定ルーチン）
図３のＳ４００においてＥＣＵ９０は、フィードポンプ３２の回転数Ｎｐが所定回転数Ｎｐ０よりも高いかを判定する。
【００４４】
フィードポンプ３２の回転数Ｎｐが所定回転数Ｎｐ０よりも高い場合（Ｓ４００：Ｙｅｓ）、Ｓ４０２においてＥＣＵ９０は、フィード圧の検出値Ｐｓｏｕｔがフィード圧の推定値Ｆｐに公差Ｐｔを加算した値（Ｆｐ＋Ｐｔ）よりも高いかを判定する。Ｐｓｏｕｔ＞Ｆｐ＋Ｐｔであれば（Ｓ４０２：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ９０は、リリーフ弁３６は閉弁固着していると判定する（Ｓ４０４）。リリーフ弁３６が閉弁固着している場合、ＥＣＵ９０は、警告灯等によりリリーフ弁３６の異常を運転者に報知することが望ましい。これにより、リリーフ弁３６を交換する等の適切な処置を速やかに実施できる。
【００４５】
リリーフ弁３６が閉弁固着していると、フィード圧が所定圧を超えてもフィード圧を減圧できないので、フィード圧が過度に上昇し、燃料フィルタ２０が破損するおそれがある。燃料フィルタ２０が破損すると、燃料フィルタ２０の下流側の高圧ポンプ５０または燃料噴射弁８０の摺動部、あるいは燃料噴射弁８０の弁部に異物が噛み込むことがある。
【００４６】
そこで、リリーフ弁３６が閉弁固着している異常を報知し、リリーフ弁３６を交換することにより、燃料フィルタ２０の破損を防止して燃料フィルタ２０の下流側への異物の流入を防止できる。
【００４７】
Ｐｓｏｕｔ≦Ｆｐ＋Ｐｔであれば（Ｓ４０２：Ｎｏ）、ＥＣＵ９０は、リリーフ弁３６は開弁固着していないと判定し、本ルーチンを終了する。
フィードポンプ３２の回転数Ｎｐが所定回転数Ｎｐ０以下の場合（Ｓ４００：Ｎｏ）、Ｓ４０６においてＥＣＵ９０は、フィード圧の検出値Ｐｓｏｕｔがフィード圧の推定値Ｆｐから公差Ｐｔを減算した値（Ｆｐ−Ｐｔ）よりも低いかを判定する。Ｐｓｏｕｔ＜Ｆｐ−Ｐｔであれば（Ｓ４０６：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ９０は、リリーフ弁３６は開弁固着していると判定する（Ｓ４０８）。リリーフ弁３６が開弁固着している場合、ＥＣＵ９０は、警告灯等によりリリーフ弁３６の異常を運転者に報知することが望ましい。これにより、リリーフ弁３６を交換する等の適切な処置を速やかに実施できる。
【００４８】
リリーフ弁３６が開弁固着していると、エンジン回転数が低い場合にもリリーフ弁３６が開弁しフィードポンプ３２のフィード圧が低下するので、高圧ポンプ５０の吐出量が不足しコモンレール圧を目標圧に蓄圧できない。その結果、エンジン回転数が低いときのエンジン運転状態が不安定になり、エンジンが停止するおそれがある。また、フィードポンプ３２のフィード圧が低いために、エンジンを始動できないこともある。
【００４９】
そこで、リリーフ弁３６が開弁固着している異常を報知し、リリーフ弁３６を交換することにより、エンジン回転数が低い場合にもエンジン運転状態が安定するとともに、エンジンの始動不良を防止できる。
【００５０】
Ｐｓｏｕｔ≧Ｆｐ−Ｐｔであれば（Ｓ４０６：Ｎｏ）、ＥＣＵ９０は、リリーフ弁３６は開弁固着していないと判定し、本ルーチンを終了する。
（エンジン停止時の異常判定ルーチン）
図４のＳ４１０においてＥＣＵ９０は、エンジンが停止し、フィードポンプ３２の回転数Ｎｐが０になったかを判定する。Ｎｐ＝０でなければ（Ｓ４１０：Ｎｏ）、エンジンは停止していないと判断し、ＥＣＵ９０は本ルーチンを終了する。
【００５１】
Ｎｐ＝０であれば（Ｓ４１０：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ９０は、エンジンは停止したと判断し、エンジン停止後の経過時間をカウントする（Ｓ４１２）。所定時間経過すると（Ｓ４１４：Ｙｅｓ）、Ｓ４１６においてＥＣＵ９０は、フィードポンプ３２と燃料フィルタ２０との間の残圧の検出値が大気圧に相当する０になる検出経過時間Ｔが、リリーフ弁３６の正常時にフィードポンプ３２と燃料フィルタ２０との間の残圧の０になると推定される推定経過時間ｔよりも短いか、つまりフィード圧の検出値がフィード圧の推定値に対して所定時間よりも早期に低下するかを判定する。
【００５２】
検出経過時間Ｔが推定経過時間ｔよりも短い場合（Ｓ４１６：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ９０は、リリーフ弁３６は開弁固着していると判定する。リリーフ弁３６が開弁固着している場合、前述したように、ＥＣＵ９０は、警告灯等によりリリーフ弁３６の異常を運転者に報知することが望ましい。これにより、リリーフ弁３６を交換する等の適切な処置を速やかに実施できる。その結果、エンジン回転数が低い場合にもエンジン運転状態が安定するとともに、次回のエンジンの始動不良を防止できる。
【００５３】
検出経過時間Ｔが推定経過時間ｔ以上の場合（Ｓ４１６：Ｎｏ）、ＥＣＵ９０は、リリーフ弁３６は開弁固着していないと判定し、本ルーチンを終了する。
以上説明した上記実施形態では、フィードポンプの下流側に燃料フィルタを設置し、フィードポンプのフィード圧が所定圧を超えるとリリーフ弁が開弁してフィード圧を減圧する燃料供給システムにおいて、圧力センサ２２が検出するフィード圧の検出値と、フィードポンプ３２の回転数等の運転状態から推定するフィード圧の推定値とに基づいて、リリーフ弁３６が開弁固着しているか、または閉弁固着しているかの異常であるかを判定した。これにより、リリーフ弁３６が開弁固着または閉弁固着している場合には、リリーフ弁３６を交換する等の適切な処置を速やかに実施できる。
【００５４】
［他の実施形態］
上記実施形態では、フィードポンプ３２と燃料フィルタ２０との間、つまり燃料フィルタ２０の上流側に圧力センサ２２を設置し、圧力センサ２２の検出信号に基づいてフィードポンプ３２のフィード圧を検出した。これに対し、燃料フィルタ２０の上流側に加え、燃料フィルタ２０の下流側に圧力センサを設置し、両方の圧力センサの検出圧から燃料フィルタ２０の上流と下流との差圧を検出してもよい。燃料フィルタ２０の上流と下流との差圧を検出することにより、燃料フィルタ２０の目詰まりの程度を検出できる。燃料フィルタ２０の上流と下流とにそれぞれ圧力センサを設置せず、差圧センサを設置すれば燃料フィルタ２０の目詰まりの程度を検出することはできる。しかしながら、差圧センサではフィードポンプ３２のフィード圧を検出できないので、本発明には不適である。
【００５５】
また、上記実施形態では、フィードポンプ３２が供給する燃料を高圧ポンプ５０で加圧し、コモンレール７０で蓄圧するコモンレール式のディーゼルエンジンの燃料供給システムに本発明を適用した例について説明した。これに対し、フィードポンプの下流側に燃料フィルタが設置されており、フィードポンプのフィード圧が所定圧を超えるとリリーフ弁が開弁してフィード圧を減圧するのであれば、コモンレール式またはディーゼルエンジンに限らず、どのような内燃機関用の燃料供給システムに本発明を適用してもよい。
【００５６】
上記実施形態では、フィード圧検出手段、フィード圧推定手段および異常判定手段の機能を制御プログラムにより機能が特定されるＥＣＵ９０により実現している。これに対し、上記手段の機能の少なくとも一部を、回路構成自体で機能が特定されるハードウェアで実現してもよい。
【００５７】
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本実施形態による燃料供給システムを示すブロック図。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）はフィードポンプの回転数と燃料圧力との関係を示す特性図、（Ｃ）はエンジン停止後の時間経過と残圧との関係を示す特性図。
【図３】エンジン運転中のリリーフ弁の異常判定を示すフローチャート。
【図４】エンジン停止時のリリーフ弁の異常判定を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００５９】
１０：燃料供給システム、２０：燃料フィルタ、２２：圧力センサ、３０：燃料供給ポンプ、３２：フィードポンプ、３６：リリーフ弁、５０高圧ポンプ、７０：コモンレール、８０：燃料噴射弁、９０：ＥＣＵ（燃料供給制御装置、フィード圧検出手段、フィード圧推定手段、異常判定手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の気筒に燃料噴射弁が噴射する燃料をフィードポンプから供給し、フィードポンプの下流側に燃料フィルタを設置し、フィードポンプのフィード圧が所定圧を超えるとリリーフ弁が開弁してフィード圧を減圧する燃料供給システムに用いられる燃料供給制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料供給システムにおいて、フィードポンプから供給される燃料中の異物が、例えば下流側の高圧ポンプまたは燃料噴射弁の摺動部、あるいは燃料噴射弁の弁部等に噛み込むことを防止するために、フィードポンプの下流側に設置された燃料フィルタにより燃料中の異物を除去することが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このような燃料供給システムにおいては、フィードポンプのフィード圧が所定圧を超えるとリリーフ弁が開弁してフィードポンプのフィード圧を減圧することにより、燃料フィルタに過大な燃料圧力が加わって燃料フィルタが破損することを防止している。
【特許文献１】特開２００６−２０７４９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、リリーフ弁の摺動部または弁部に異物が噛み込むと、リリーフ弁が常時開弁する開弁固着、あるいはリリーフ弁が常時閉弁する閉弁固着が発生するおそれがある。
リリーフ弁が開弁固着すると、フィードポンプのフィード圧が十分に上昇しないので、エンジン回転数が低いときにエンジン運転状態が不安定になるか、あるいはエンジンの始動不良が生じるおそれがある。
【０００５】
また、リリーフ弁が閉弁固着すると、フィード圧が所定圧を超えても減圧できないので、燃料フィルタに過度の燃料圧力が加わり燃料フィルタが破損することがある。燃料フィルタが破損すると、燃料中の異物が除去されずに下流側に流出する。その結果、燃料フィルタの下流側に設置されている装置として、例えば高圧ポンプまたは燃料噴射弁の摺動部、あるいは燃料噴射弁の弁部等に異物が噛み込むおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、リリーフ弁の異常を判定する燃料供給制御装置およびそれを用いた燃料供給システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１から６に記載の発明によると、フィードポンプと、フィードポンプの下流側の燃料フィルタとの間に設置される圧力センサの検出信号に基づいてフィードポンプのフィード圧をフィード圧検出手段が検出し、フィードポンプの運転状態に基づいてフィード圧推定手段がフィード圧を推定し、異常判定手段は、フィード圧検出手段が検出するフィード圧の検出値と、フィード圧推定手段が推定するフィード圧の推定値とに基づいてフィードポンプのリリーフ弁の異常を判定する。
【０００８】
リリーフ弁は、フィードポンプのフィード圧が所定圧を超えると開弁してフィード圧を減圧するので、フィード圧に応じて正しく開弁または閉弁しないと、圧力センサの検出信号に基づいて検出されるフィード圧の検出値と、フィードポンプの運転状態に基づいて推定されるフィード圧の推定値との間にずれが生じる。したがって、フィード圧の検出値と推定値との間にずれが生じている場合には、フィード圧の検出値と推定値とに基づいてリリーフ弁が異常であると判定できる。
【０００９】
請求項２に記載の発明によると、フィード圧推定手段はフィードポンプの回転数に基づいてフィード圧を推定し、異常判定手段は、回転数が所定値よりも高い領域において、フィード圧の検出値が推定値よりも所定範囲を超えて高い場合、リリーフ弁が閉弁固着していると判定する。
【００１０】
フィードポンプのフィード圧はフィードポンプの回転数に応じて変化するので、フィードポンプの回転数に基づいてフィードポンプのフィード圧を高精度に推定できる。
また、フィードポンプの回転数が所定値よりも高い領域においてはフィード圧がリリーフ弁の開弁圧を超えるので、リリーフ弁が正常であればリリーフ弁が開弁し、フィード圧は減圧する。しかし、リリーフ弁が開弁せず閉弁固着していると、フィードポンプの回転数が所定値よりも高い領域においては、フィード圧の検出値は推定値よりも所定範囲を超えて高くなる。言い換えれば、フィードポンプの回転数が所定値よりも高い領域において、フィード圧の検出値が推定値よりも所定範囲を超えて高くなると、リリーフ弁が閉弁固着していると判定できる。
【００１１】
請求項３に記載の発明によると、フィード圧推定手段はフィードポンプの回転数に基づいてフィード圧を推定し、異常判定手段は、回転数が所定値よりも低い領域において、検出値が推定値よりも所定範囲を超えて低い場合、リリーフ弁が開弁固着していると判定する。
【００１２】
請求項２に記載の発明と同様に、フィードポンプのフィード圧はフィードポンプの回転数に応じて変化するので、フィードポンプの回転数に基づいてフィードポンプのフィード圧を高精度に推定できる。
【００１３】
また、フィードポンプの回転数が所定値よりも低い領域においては、フィード圧がリリーフ弁の開弁圧よりも低くなるので、リリーフ弁が正常であればリリーフ弁は閉弁する。しかし、リリーフ弁が閉弁せず開弁固着していると、フィードポンプの回転数が所定値よりも低い領域においては、フィード圧の検出値は推定値よりも所定範囲を超えて低くなる。言い換えれば、フィードポンプの回転数が所定値よりも低い領域において、フィード圧の検出値が推定値よりも所定範囲を超えて低くなると、リリーフ弁が開弁固着していると判定できる。
【００１４】
請求項４に記載の発明によると、異常判定手段は、内燃機関の運転が停止したときに、フィード圧の検出値の変化とフィード圧の推定値の変化とに基づいてリリーフ弁の異常を判定する。
【００１５】
内燃機関の運転が停止するとフィードポンプの運転も停止するので、燃料が徐々に低圧側にリークすることにより、フィードポンプと燃料フィルタとの間において圧力センサが検出する残圧は低下する。そして、リリーフ弁が正常であれば、エンジンが停止したときに、フィード圧の検出値はフィード圧の推定値とほぼ同じ割合で低下する。一方、リリーフ弁が異常であれば、エンジンが停止したときに、フィード圧の検出値の変化はフィード圧の推定値の変化とは異なる筈である
したがって、内燃機関が停止したときにフィード圧の検出値の変化とフィード圧の推定値の変化とに基づいて、リリーフ弁の異常を判定できる。
【００１６】
請求項５に記載の発明によると、異常判定手段は、内燃機関の運転が停止したときに、フィード圧の検出値がフィード圧の推定値に対して所定時間よりも早期に低下する場合、リリーフ弁が開弁固着していると判定する。
【００１７】
リリーフ弁が開弁固着していると、内燃機関の運転が停止しフィードポンプの運転が停止すると、リリーフ弁が正常に閉弁しているときのフィード圧の推定値よりもフィード圧の検出値は早く低下する。したがって、例えばフィード圧の検出値が推定値よりも早期に大気圧まで低下する場合、リリーフ弁が開弁固着していると判定できる。
【００１８】
尚、本発明に備わる複数の手段の各機能は、構成自体で機能が特定されるハードウェア資源、プログラムにより機能が特定されるハードウェア資源、またはそれらの組み合わせにより実現される。また、これら複数の手段の各機能は、各々が物理的に互いに独立したハードウェア資源で実現されるものに限定されない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
本発明の一実施形態による燃料供給システムを図１に示す。
（燃料供給システム１０）
本実施形態の蓄圧式の燃料供給システム１０は、例えば図示しない４気筒のディーゼルエンジンの気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁８０に燃料供給ポンプ３０が加圧した燃料を供給する。
【００２０】
燃料供給ポンプ３０は、フィードポンプ３２、調量弁４０および高圧ポンプ５０等で構成されており、フィードポンプ３２が燃料タンク１２から吸い上げた燃料を高圧ポンプ５０で加圧する。
【００２１】
フィルタ１４、３４は、フィードポンプ３２が燃料タンク１２から燃料を吸い上げる燃料通路２００に設置されており、フィードポンプ３２内に燃料が吸入される前に燃料中の異物を除去する。図１において、フィルタ１４、３４および後述するフィルタ３８は、金属メッシュ等の比較的目の粗いフィルタである。
【００２２】
プライミングポンプ１６は、車両の組立時などにおいて、バイパス通路２０２を介してフィードポンプ３２をバイパスしてフィードポンプ３２の下流側に燃料を供給する。バイパス通路２０２に設置された逆止弁１８は、燃料フィルタ２０からバイパス通路２０２への燃料の逆流を防止する。
【００２３】
燃料フィルタ２０はフィードポンプ３２の下流側に設置されている。このため、燃料フィルタ２０にはフィードポンプ３２のフィード圧が加わる。これにより、フィードポンプ３２の燃料吸入側でありフィードポンプ３２の上流側に設置されるフィルタ１４、３４に比べ、燃料フィルタ２０は目詰まりを起こしにくい。その結果、燃料フィルタ２０にはフィルタ１４、３４よりも目が細かいフィルタエレメントを使用できるので、燃料フィルタ２０の濾過性能はフィルタ１４、３４よりも高い。
【００２４】
フィードポンプ３２と燃料フィルタ２０との間には、圧力センサ２２が設置されている。圧力センサ２２は、フィードポンプ３２と燃料フィルタ２０との間の燃料圧力、つまりフィードポンプ３２のフィード圧に対応する検出信号を出力する。
【００２５】
リリーフ弁２４は、燃料フィルタ２０に加わる燃料圧力が所定圧を超えると開弁し、逃がし通路２０４から余剰燃料を燃料タンク１２に排出する。
フィードポンプ３２は、公知のトロコイドポンプまたはベーンポンプである。フィードポンプ３２は、高圧ポンプ５０と同様にカムシャフト５２により回転駆動される。カムシャフト５２はエンジンのクランクシャフトにより回転駆動される。図２の（Ａ）、（Ｂ）の実線３００に示すように、フィードポンプ３２のフィード圧Ｆｐは、フィードポンプの回転数Ｎｐが上昇すると上昇する。ただし、フィードポンプの回転数ＮｐがＮｐ０を超えて上昇し、フィード圧がリリーフ弁３６の開弁圧である所定圧を超えるとリリーフ弁３６が開弁するので、フィードポンプの回転数ＮｐがＮｐ０を超えるとフィード圧の上昇率は低下する。
【００２６】
リリーフ弁３６は、フィードポンプ３２のフィード圧がリリーフ弁３６の開弁圧である所定圧を超えると開弁する。これにより、フィードポンプ３２の下流側の燃料がリリーフ弁３６からフィードポンプ３２の上流側に戻されるので、フィードポンプ３２のフィード圧は減圧される。リリーフ弁３６は、特許請求の範囲に記載したリリーフ弁に相当する。
【００２７】
燃料フィルタ２０で異物を除去された燃料は、燃料通路２１０を通り調量弁４０に供給される。フィルタ３８は調量弁４０の上流側に設置されており、調量弁４０に供給される燃料中の異物を除去する。
【００２８】
調量弁４０は、エンジン運転状態に基づいて開度が制御される電磁弁である。調量弁４０の開度が制御されると、高圧ポンプ５０に吸入される燃料吸入量が調整され、高圧ポンプ５０が吐出する燃料吐出量が調整される。
【００２９】
燃料通路２１２は、調量弁４０の閉弁時に調量弁４０から漏れる燃料をフィードポンプ３２の上流側に戻す。また、燃料通路２１４は、フィードポンプ３２から供給される燃料の一部を、高圧ポンプ５０のカム室に潤滑油として供給する。
【００３０】
高圧ポンプ５０のプランジャ５６は、カムシャフト５２とともにカム５４が回転することにより往復運動し、加圧室に吸入した燃料を加圧する。プランジャ５６は、カムシャフト５２を挟んで径方向反対側に２個設置されている。
【００３１】
吸入弁６０は、調量弁４０から加圧室に燃料が吸入されるときに開弁し、加圧室から燃料が吐出されるときに閉弁する。一方、吐出弁６２は、調量弁４０から加圧室に燃料が吸入されるときに閉弁し、加圧室から燃料が吐出されるときに開弁する。
【００３２】
高圧ポンプ５０から吐出された燃料は、燃料通路２１６を通りコモンレール７０に供給される。コモンレール７０は、高圧ポンプ５０から供給された燃料を蓄圧する。プレッシャリミッタ７２はコモンレール７０内の燃料圧力（以下、コモンレール圧とも言う。）が所定圧を超えると開弁し、コモンレール圧を減圧する。プレッシャリミッタ７２が開弁すると、コモンレール７０内の燃料が燃料通路２２０から燃料タンク１２に排出される。燃料通路２２０には、高圧ポンプ５０および燃料噴射弁８０から漏れ出た燃料も排出される。
【００３３】
コモンレール７０で蓄圧された燃料は、燃料噴射弁８０からディーゼルエンジンの気筒内に噴射される。
燃料供給制御装置としての電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）９０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等を中心とするマイクロコンピュータにて構成されている。そして、ＥＣＵ９０は、圧力センサ２２、アクセル開度センサ、エンジン回転数センサを含む各種センサから検出信号を取り込み、エンジン運転状態を制御する。
【００３４】
例えば、ＥＣＵ９０は、調量弁４０への通電量を制御して高圧ポンプ５０の燃料吸入量を調整することにより高圧ポンプ５０の燃料吐出量を調量する。また、ＥＣＵ９０は、燃料噴射弁８０の燃料噴射量、燃料噴射時期、およびメイン噴射の前後にパイロット噴射、ポスト噴射等を実施する多段噴射のパターンを制御する。
【００３５】
ＥＣＵ９０は、ＲＯＭまたはフラッシュメモリに記憶された制御プログラムにより、以下の各手段として機能する。
（フィード圧検出手段）
ＥＣＵ９０は、フィードポンプ３２と燃料フィルタ２０との間に設置された圧力センサ２２の検出信号に基づき、フィードポンプ３２のフィード圧を検出する。
【００３６】
（フィード圧推定手段）
フィードポンプ３２のフィード圧はフィードポンプ３２の吐出量により決定され、フィードポンプ３２の吐出量はフィードポンプ３２の回転数により決定される。前述したように、フィードポンプ３２はカムシャフト５２により回転駆動されるので、フィードポンプ３２の回転数は、エンジン回転数（Ｎｅ）により決定される。ＥＣＵ９０は、フィードポンプ３２の回転数Ｎｐとフィード圧Ｆｐとの関係を、図２の（Ａ）の実線３００に示す特性としてマップ等に記憶している。これにより、ＥＣＵ９０は、フィードポンプ３２の回転数に基づいてフィード圧を高精度に推定できる。
【００３７】
（異常判定手段）
ＥＣＵ９０は、フィード圧検出手段が圧力センサ２２の検出信号に基づいて検出したフィードポンプ３２のフィード圧の検出値と、フィード圧推定手段がフィードポンプ３２の回転数Ｎｐに基づいて推定したフィード圧の推定値との差に基づいて、リリーフ弁３６が異常であるか否かを判定する。以下に、リリーフ弁３６の異常判定について説明する。
【００３８】
（１）閉弁固着
異物の噛み込み等によりリリーフ弁３６が閉弁固着していると、フィードポンプ３２の回転数がＮｐ０を超え、フィード圧がリリーフ弁３６の開弁圧を超えてもリリーフ弁３６は開弁せず閉弁したままである。その結果、フィードポンプ３２の回転数がＮｐ０よりも高い領域において、フィード圧は、図２の（Ａ）に示す正常時の実線３００に対して点線３０２に示すように所定範囲を超えて高くなる。したがって、ＥＣＵ９０は、フィードポンプ３２の回転数がＮｐ０よりも高い領域において、フィード圧検出手段が検出するフィード圧の検出値が、フィード圧推定手段が推定するフィード圧の推定値よりも所定範囲を超えて高い場合、リリーフ弁３６が閉弁固着していると判定する。
【００３９】
（２）開弁固着
異物の噛み込み等によりリリーフ弁３６が開弁固着していると、正常であれば開弁しない回転数ＮｐがＮｐ０よりも小さい場合にもリリーフ弁３６は開弁している。その結果、フィードポンプ３２の回転数がＮｐ０より低い領域において、フィード圧は、図２の（Ｂ）に示す正常時の実線３００に対して点線３０４が示すように所定範囲を超えて低下する。したがって、ＥＣＵ９０は、フィードポンプ３２の回転数がＮｐ０よりも低い領域において、フィード圧検出手段が検出するフィード圧の検出値が、フィード圧推定手段が推定するフィード圧の推定値よりも所定範囲を超えて低い場合、リリーフ弁３６が開弁固着していると判定する。
【００４０】
また、エンジンが停止すると、フィードポンプ３２と燃料フィルタ２０との間において圧力センサ２２が検出する残圧の検出値は、図２の（Ｃ）において実線３１０が示すように緩やかに低下する。
【００４１】
しかし、リリーフ弁３６が開弁固着していると、図２の点線３１２が示すように、フィードポンプ３２と燃料フィルタ２０との間の残圧は、リリーフ弁３６が正常時に大気圧まで低下するときに要する所定時間よりも早期に大気圧まで低下する。ＥＣＵ９０は、エンジンが停止したときに、フィードポンプ３２と燃料フィルタ２０との間の残圧の検出値、つまり圧力センサ２２の検出信号に基づいて検出するフィード圧の検出値がフィード圧の推定値に対して所定時間よりも早期に大気圧に低下すると、リリーフ弁３６が開弁固着していると判定する。
【００４２】
（異常判定）
次に、リリーフ弁３６の異常を判定する異常判定ルーチンについて、図３および図４に示すフローチャートに基づいて説明する。図３はエンジン運転中の異常判定ルーチンであり、図４はエンジン停止時の異常判定ルーチンである。図３および図４のルーチンは常時実行される。図３および図４において「Ｓ」はステップを表している。
【００４３】
（エンジン運転中の異常判定ルーチン）
図３のＳ４００においてＥＣＵ９０は、フィードポンプ３２の回転数Ｎｐが所定回転数Ｎｐ０よりも高いかを判定する。
【００４４】
フィードポンプ３２の回転数Ｎｐが所定回転数Ｎｐ０よりも高い場合（Ｓ４００：Ｙｅｓ）、Ｓ４０２においてＥＣＵ９０は、フィード圧の検出値Ｐｓｏｕｔがフィード圧の推定値Ｆｐに公差Ｐｔを加算した値（Ｆｐ＋Ｐｔ）よりも高いかを判定する。Ｐｓｏｕｔ＞Ｆｐ＋Ｐｔであれば（Ｓ４０２：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ９０は、リリーフ弁３６は閉弁固着していると判定する（Ｓ４０４）。リリーフ弁３６が閉弁固着している場合、ＥＣＵ９０は、警告灯等によりリリーフ弁３６の異常を運転者に報知することが望ましい。これにより、リリーフ弁３６を交換する等の適切な処置を速やかに実施できる。
【００４５】
リリーフ弁３６が閉弁固着していると、フィード圧が所定圧を超えてもフィード圧を減圧できないので、フィード圧が過度に上昇し、燃料フィルタ２０が破損するおそれがある。燃料フィルタ２０が破損すると、燃料フィルタ２０の下流側の高圧ポンプ５０または燃料噴射弁８０の摺動部、あるいは燃料噴射弁８０の弁部に異物が噛み込むことがある。
【００４６】
そこで、リリーフ弁３６が閉弁固着している異常を報知し、リリーフ弁３６を交換することにより、燃料フィルタ２０の破損を防止して燃料フィルタ２０の下流側への異物の流入を防止できる。
【００４７】
Ｐｓｏｕｔ≦Ｆｐ＋Ｐｔであれば（Ｓ４０２：Ｎｏ）、ＥＣＵ９０は、リリーフ弁３６は開弁固着していないと判定し、本ルーチンを終了する。
フィードポンプ３２の回転数Ｎｐが所定回転数Ｎｐ０以下の場合（Ｓ４００：Ｎｏ）、Ｓ４０６においてＥＣＵ９０は、フィード圧の検出値Ｐｓｏｕｔがフィード圧の推定値Ｆｐから公差Ｐｔを減算した値（Ｆｐ−Ｐｔ）よりも低いかを判定する。Ｐｓｏｕｔ＜Ｆｐ−Ｐｔであれば（Ｓ４０６：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ９０は、リリーフ弁３６は開弁固着していると判定する（Ｓ４０８）。リリーフ弁３６が開弁固着している場合、ＥＣＵ９０は、警告灯等によりリリーフ弁３６の異常を運転者に報知することが望ましい。これにより、リリーフ弁３６を交換する等の適切な処置を速やかに実施できる。
【００４８】
リリーフ弁３６が開弁固着していると、エンジン回転数が低い場合にもリリーフ弁３６が開弁しフィードポンプ３２のフィード圧が低下するので、高圧ポンプ５０の吐出量が不足しコモンレール圧を目標圧に蓄圧できない。その結果、エンジン回転数が低いときのエンジン運転状態が不安定になり、エンジンが停止するおそれがある。また、フィードポンプ３２のフィード圧が低いために、エンジンを始動できないこともある。
【００４９】
そこで、リリーフ弁３６が開弁固着している異常を報知し、リリーフ弁３６を交換することにより、エンジン回転数が低い場合にもエンジン運転状態が安定するとともに、エンジンの始動不良を防止できる。
【００５０】
Ｐｓｏｕｔ≧Ｆｐ−Ｐｔであれば（Ｓ４０６：Ｎｏ）、ＥＣＵ９０は、リリーフ弁３６は開弁固着していないと判定し、本ルーチンを終了する。
（エンジン停止時の異常判定ルーチン）
図４のＳ４１０においてＥＣＵ９０は、エンジンが停止し、フィードポンプ３２の回転数Ｎｐが０になったかを判定する。Ｎｐ＝０でなければ（Ｓ４１０：Ｎｏ）、エンジンは停止していないと判断し、ＥＣＵ９０は本ルーチンを終了する。
【００５１】
Ｎｐ＝０であれば（Ｓ４１０：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ９０は、エンジンは停止したと判断し、エンジン停止後の経過時間をカウントする（Ｓ４１２）。所定時間経過すると（Ｓ４１４：Ｙｅｓ）、Ｓ４１６においてＥＣＵ９０は、フィードポンプ３２と燃料フィルタ２０との間の残圧の検出値が大気圧に相当する０になる検出経過時間Ｔが、リリーフ弁３６の正常時にフィードポンプ３２と燃料フィルタ２０との間の残圧の０になると推定される推定経過時間ｔよりも短いか、つまりフィード圧の検出値がフィード圧の推定値に対して所定時間よりも早期に低下するかを判定する。
【００５２】
検出経過時間Ｔが推定経過時間ｔよりも短い場合（Ｓ４１６：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ９０は、リリーフ弁３６は開弁固着していると判定する。リリーフ弁３６が開弁固着している場合、前述したように、ＥＣＵ９０は、警告灯等によりリリーフ弁３６の異常を運転者に報知することが望ましい。これにより、リリーフ弁３６を交換する等の適切な処置を速やかに実施できる。その結果、エンジン回転数が低い場合にもエンジン運転状態が安定するとともに、次回のエンジンの始動不良を防止できる。
【００５３】
検出経過時間Ｔが推定経過時間ｔ以上の場合（Ｓ４１６：Ｎｏ）、ＥＣＵ９０は、リリーフ弁３６は開弁固着していないと判定し、本ルーチンを終了する。
以上説明した上記実施形態では、フィードポンプの下流側に燃料フィルタを設置し、フィードポンプのフィード圧が所定圧を超えるとリリーフ弁が開弁してフィード圧を減圧する燃料供給システムにおいて、圧力センサ２２が検出するフィード圧の検出値と、フィードポンプ３２の回転数等の運転状態から推定するフィード圧の推定値とに基づいて、リリーフ弁３６が開弁固着しているか、または閉弁固着しているかの異常であるかを判定した。これにより、リリーフ弁３６が開弁固着または閉弁固着している場合には、リリーフ弁３６を交換する等の適切な処置を速やかに実施できる。
【００５４】
［他の実施形態］
上記実施形態では、フィードポンプ３２と燃料フィルタ２０との間、つまり燃料フィルタ２０の上流側に圧力センサ２２を設置し、圧力センサ２２の検出信号に基づいてフィードポンプ３２のフィード圧を検出した。これに対し、燃料フィルタ２０の上流側に加え、燃料フィルタ２０の下流側に圧力センサを設置し、両方の圧力センサの検出圧から燃料フィルタ２０の上流と下流との差圧を検出してもよい。燃料フィルタ２０の上流と下流との差圧を検出することにより、燃料フィルタ２０の目詰まりの程度を検出できる。燃料フィルタ２０の上流と下流とにそれぞれ圧力センサを設置せず、差圧センサを設置すれば燃料フィルタ２０の目詰まりの程度を検出することはできる。しかしながら、差圧センサではフィードポンプ３２のフィード圧を検出できないので、本発明には不適である。
【００５５】
また、上記実施形態では、フィードポンプ３２が供給する燃料を高圧ポンプ５０で加圧し、コモンレール７０で蓄圧するコモンレール式のディーゼルエンジンの燃料供給システムに本発明を適用した例について説明した。これに対し、フィードポンプの下流側に燃料フィルタが設置されており、フィードポンプのフィード圧が所定圧を超えるとリリーフ弁が開弁してフィード圧を減圧するのであれば、コモンレール式またはディーゼルエンジンに限らず、どのような内燃機関用の燃料供給システムに本発明を適用してもよい。
【００５６】
上記実施形態では、フィード圧検出手段、フィード圧推定手段および異常判定手段の機能を制御プログラムにより機能が特定されるＥＣＵ９０により実現している。これに対し、上記手段の機能の少なくとも一部を、回路構成自体で機能が特定されるハードウェアで実現してもよい。
【００５７】
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本実施形態による燃料供給システムを示すブロック図。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）はフィードポンプの回転数と燃料圧力との関係を示す特性図、（Ｃ）はエンジン停止後の時間経過と残圧との関係を示す特性図。
【図３】エンジン運転中のリリーフ弁の異常判定を示すフローチャート。
【図４】エンジン停止時のリリーフ弁の異常判定を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００５９】
１０：燃料供給システム、２０：燃料フィルタ、２２：圧力センサ、３０：燃料供給ポンプ、３２：フィードポンプ、３６：リリーフ弁、５０高圧ポンプ、７０：コモンレール、８０：燃料噴射弁、９０：ＥＣＵ（燃料供給制御装置、フィード圧検出手段、フィード圧推定手段、異常判定手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射弁が内燃機関の気筒に噴射する燃料を供給するフィードポンプと、
前記フィードポンプの下流側に設置され前記フィードポンプから供給される燃料中の異物を除去する燃料フィルタと、
前記フィードポンプのフィード圧が所定圧を超えると開弁して前記フィード圧を減圧するリリーフ弁と、
を備える燃料供給システムに用いられる燃料供給制御装置において、
前記フィードポンプと前記燃料フィルタとの間に設置される圧力センサと、
前記圧力センサの検出信号に基づいて前記フィードポンプのフィード圧を検出するフィード圧検出手段と、
前記フィードポンプの運転状態に基づいて前記フィード圧を推定するフィード圧推定手段と、
前記フィード圧検出手段が検出する前記フィード圧の検出値と、前記フィード圧推定手段が推定する前記フィード圧の推定値とに基づいて前記リリーフ弁の異常を判定する異常判定手段と、
を備えることを特徴とする燃料供給制御装置。
【請求項２】
前記フィード圧推定手段は前記フィードポンプの回転数に基づいて前記フィード圧を推定し、
前記異常判定手段は、前記回転数が所定値よりも高い領域において、前記検出値が前記推定値よりも所定範囲を超えて高い場合、前記リリーフ弁が閉弁固着していると判定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料供給制御装置。
【請求項３】
前記フィード圧推定手段は前記フィードポンプの回転数に基づいて前記フィード圧を推定し、
前記異常判定手段は、前記回転数が所定値よりも低い領域において、前記検出値が前記推定値よりも所定範囲を超えて低い場合、前記リリーフ弁が開弁固着していると判定する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の燃料供給制御装置。
【請求項４】
前記異常判定手段は、前記内燃機関の運転が停止したときに、前記検出値の変化と前記推定値の変化とに基づいて前記リリーフ弁の異常を判定することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の燃料供給制御装置。
【請求項５】
前記異常判定手段は、前記内燃機関の運転が停止したときに、前記検出値が前記推定値に対して所定時間よりも早期に低下する場合、前記リリーフ弁が開弁固着していると判定することを特徴とする請求項４に記載の燃料供給制御装置。
【請求項６】
内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁に蓄圧した燃料を供給するコモンレールと、
加圧した燃料を前記コモンレールに供給する高圧ポンプと、
燃料タンクから吸い上げた燃料を前記高圧ポンプに供給するフィードポンプと、
前記フィードポンプのフィード圧が所定圧を超えると開弁して前記フィード圧を減圧するリリーフ弁と、
請求項１から５のいずれか一項に記載の燃料供給制御装置と、
を備えることを特徴とする燃料供給システム。
【請求項１】
燃料噴射弁が内燃機関の気筒に噴射する燃料を供給するフィードポンプと、
前記フィードポンプの下流側に設置され前記フィードポンプから供給される燃料中の異物を除去する燃料フィルタと、
前記フィードポンプのフィード圧が所定圧を超えると開弁して前記フィード圧を減圧するリリーフ弁と、
を備える燃料供給システムに用いられる燃料供給制御装置において、
前記フィードポンプと前記燃料フィルタとの間に設置される圧力センサと、
前記圧力センサの検出信号に基づいて前記フィードポンプのフィード圧を検出するフィード圧検出手段と、
前記フィードポンプの運転状態に基づいて前記フィード圧を推定するフィード圧推定手段と、
前記フィード圧検出手段が検出する前記フィード圧の検出値と、前記フィード圧推定手段が推定する前記フィード圧の推定値とに基づいて前記リリーフ弁の異常を判定する異常判定手段と、
を備えることを特徴とする燃料供給制御装置。
【請求項２】
前記フィード圧推定手段は前記フィードポンプの回転数に基づいて前記フィード圧を推定し、
前記異常判定手段は、前記回転数が所定値よりも高い領域において、前記検出値が前記推定値よりも所定範囲を超えて高い場合、前記リリーフ弁が閉弁固着していると判定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料供給制御装置。
【請求項３】
前記フィード圧推定手段は前記フィードポンプの回転数に基づいて前記フィード圧を推定し、
前記異常判定手段は、前記回転数が所定値よりも低い領域において、前記検出値が前記推定値よりも所定範囲を超えて低い場合、前記リリーフ弁が開弁固着していると判定する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の燃料供給制御装置。
【請求項４】
前記異常判定手段は、前記内燃機関の運転が停止したときに、前記検出値の変化と前記推定値の変化とに基づいて前記リリーフ弁の異常を判定することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の燃料供給制御装置。
【請求項５】
前記異常判定手段は、前記内燃機関の運転が停止したときに、前記検出値が前記推定値に対して所定時間よりも早期に低下する場合、前記リリーフ弁が開弁固着していると判定することを特徴とする請求項４に記載の燃料供給制御装置。
【請求項６】
内燃機関の気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁に蓄圧した燃料を供給するコモンレールと、
加圧した燃料を前記コモンレールに供給する高圧ポンプと、
燃料タンクから吸い上げた燃料を前記高圧ポンプに供給するフィードポンプと、
前記フィードポンプのフィード圧が所定圧を超えると開弁して前記フィード圧を減圧するリリーフ弁と、
請求項１から５のいずれか一項に記載の燃料供給制御装置と、
を備えることを特徴とする燃料供給システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−２８１１８４（Ｐ２００９−２８１１８４Ａ）
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３２０１６（Ｐ２００８−１３２０１６）
【出願日】平成２０年５月２０日（２００８．５．２０）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月２０日（２００８．５．２０）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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