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】リリーフ弁および逆止弁が開弁固着しているか否か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がアイドル回転数Ｎｐｉよりも高く（Ｓ４００：Ｙｅｓ）、フィードポンプのフィード圧の検出値Ｐｓｏｕｔが推定値Ｆｐから公差Ｐｔを減算した値（Ｆｐ−Ｐｔ）よりも低く（Ｓ４０２：Ｙｅｓ）、検出値Ｐｓｏｕｔが、リリーフ弁が正常な状態で、フィードポンプをバイパスするバイパス通路に設置された逆止弁が全開しているときのフィード圧の推定値Ｆｃｆｏ以上であれば（Ｓ４０４：Ｙｅｓ）、リリーフ弁は正常であるが、逆止弁は開弁固着している異常であると判定する（Ｓ４０６）。Ｆｃｆｏ＞Ｐｓｏｕｔであれば（Ｓ４０２：Ｙｅｓ、Ｓ４０４：Ｎｏ）、燃料供給制御装置は、リリーフ弁および逆止弁の両方が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がアイドル回転数Ｎｐｉよりも高く（Ｓ４００：Ｙｅｓ）、フィードポンプのフィード圧の検出値Ｐｓｏｕｔが推定値Ｆｐから公差Ｐｔを減算した値（Ｆｐ−Ｐｔ）よりも低く（Ｓ４０２：Ｙｅｓ）、検出値Ｐｓｏｕｔが、リリーフ弁が正常な状態で、フィードポンプをバイパスするバイパス通路に設置された逆止弁が全開しているときのフィード圧の推定値Ｆｃｆｏ以上であれば（Ｓ４０４：Ｙｅｓ）、リリーフ弁は正常であるが、逆止弁は開弁固着している異常であると判定する（Ｓ４０６）。Ｆｃｆｏ＞Ｐｓｏｕｔであれば（Ｓ４０２：Ｙｅｓ、Ｓ４０４：Ｎｏ）、燃料供給制御装置は、リリーフ弁および逆止弁の両方が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し、フィードポンプをバイパスするバイパス通路に逆止弁を設置し、バイパス通路を通ってフィードポンプの下流側から上流側へ燃料が流れることを禁止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ものが知られている。これにより、フィードポンプの下流側に設置された部品が過大なフィード圧のために損傷することを防止できる。
【０００３】
例えば、特許文献１においては、フィードポンプから供給される燃料中の異物が、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している。そして、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、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。
【０００４】
また、特許文献１では、フィードポンプをバイパスしてフィードポンプの上流側から下流側に燃料を供給できるバイパス通路に逆止弁を設置している。バイパス通路に設置された逆止弁は、フィードポンプの上流側から下流側への燃料流れを許可し、フィードポンプの下流側から上流側への燃料流れを禁止するものである。
【０００５】
これにより、例えば、燃料供給システムを組み付けた後、または燃料フィルタの交換後、または燃料タンクの燃料切れ等により燃料通路に空気が入り込んでいる場合に、フィードポンプをバイパスしてプライミングポンプからフィードポンプの下流側にバイパス通路を通って燃料が流れることを逆止弁が許可し、燃料通路に入り込んだ空気を抜くことができる。一方、内燃機関（エンジンとも言う。）の運転中には、フィードポンプから圧送される燃料がフィードポンプの下流側から上流側にバイパス通路を通って戻ることを逆止弁が禁止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２０７４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、リリーフ弁とバイパス通路に設置された逆止弁とにおいて、摺動部または弁部に異物が噛み込むと、リリーフ弁および逆止弁が常時開弁する開弁固着が発生するおそれがある。
【０００８】
リリーフ弁または逆止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、エンジンの始動不良が生じるおそれがある。
また、エンジンの通常運転中には、フィードポンプのフィード圧が十分に上昇しないことにより、例えば燃料噴射圧が低下し、内燃機関の出力不足、またはエミッションの悪化を招く恐れがある。
【０００９】
そこで、燃料供給システムにおいて、リリーフ弁および逆止弁の開弁固着を検出し、適切な処置を実施することが望まれる。
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、リリーフ弁および逆止弁が開弁固着しているか否か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】
【００１０】
請求項１から６に記載の発明によると、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リリーフ弁および逆止弁が開弁固着しているか否かを判定する。
【００１１】
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、開弁固着しているとフィード圧に応じて正しく開弁または閉弁しない。その結果、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。
【００１２】
また、フィードポンプをバイパスするバイパス通路に設置された逆止弁が開弁固着していると、フィードポンプから圧送される燃料が逆止弁を通ってフィードポンプの下流側から上流側に戻るので、フィード圧の検出値とフィード圧の推定値との間にずれが生じる。
【００１３】
これにより、フィード圧の検出値と推定値とに基づいて、リリーフ弁および逆止弁が開弁固着しているか否かを判定できる。その結果、リリーフ弁および逆止弁の開弁固着を検出し、適切な処置を実施することができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明によると、異常判定手段は、内燃機関の運転中に逆止弁が開弁固着していると判定していない場合、内燃機関の運転が停止したときに、フィード圧の推定値の低下量とフィード圧の検出値の低下量とに基づいて、リリーフ弁が開弁固着しているか否かを判定する。
【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、圧力センサが検出するフィードポンプの下流側の残圧は低下する。そして、リリーフ弁および逆止弁が開弁固着しておらず正常であれば、内燃機関が停止したときに、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、逆止弁は正常であるがリリーフ弁が開弁固着している場合、内燃機関が停止したときに、フィード圧の検出値の低下量はフィード圧の推定値の低下量よりも大きくなる筈である
したがって、内燃機関の運転中に逆止弁が開弁固着していると判定されていない場合、内燃機関が停止したときにフィード圧の検出値の低下量とフィード圧の推定値の低下量とに基づいて、リリーフ弁の異常を判定できる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によると、異常判定手段は、内燃機関の運転中において、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い場合、リリーフ弁および逆止弁の少なくともいずれか一方が開弁固着していると判定する。
【００１７】
リリーフ弁および逆止弁の少なくともいずれか一方が開弁固着していると、フィード圧の検出値は、フィード圧の推定値よりも公差等を考慮した所定範囲を超えて低くなる。したがって、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い場合、リリーフ弁および逆止弁の少なくともいずれか一方が開弁固着していると判定できる。
【００１８】
請求項４に記載の発明によると、異常判定手段は、内燃機関の運転中において、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、かつフィード圧の検出値がリリーフ弁が正常なときの逆止弁の全開時におけるフィード圧の推定値以上である場合、逆止弁が開弁固着していると判定する。
【００１９】
リリーフ弁がフィード圧に応じて正常に作動している場合に逆止弁が開弁固着していると、フィード圧の検出値は、逆止弁が全開しているときのフィード圧の推定値以上になるはずである。したがって、内燃機関の運転中において、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、かつフィード圧の検出値がリリーフ弁が正常なときの逆止弁の全開時におけるフィード圧の推定値以上である場合、逆止弁が開弁固着していると判定できる。
【００２０】
請求項５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する。
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。
【００２１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【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）はフィードポンプの回転数とフィード圧との関係を示す特性図、（Ｂ）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】エンジン運転中の異常判定ルーチンを示すフローチャート。
【図４】エンジンが停止したときの異常判定ルーチンを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。
【００２４】
燃料供給ポンプ３０は、フィードポンプ３２、調量弁４２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から吸い上げて圧送する燃料を高圧ポンプ５０で加圧する。
【００２５】
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４０は、金属メッシュ等の比較的目の粗いフィルタである。
【００２６】
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は、フィードポンプ３２をバイパスし、フィードポンプ３２の上流側とフィードポンプ３２の下流側である燃料フィルタ２０とフィードポンプ３２との間を接続している。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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）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。
【００３０】
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。
【００３１】
逆止弁３８は、バイパス通路２０２に設置されている。逆止弁３８は、フィードポンプ３２の下流側からフィードポンプ３２の上流側への燃料流れを禁止し、フィードポンプ３２の上流側からフィードポンプ３２の下流側への燃料流れを許可する。図１では、逆止弁３８は燃料供給ポンプ３０の内部に設置されているが、燃料供給ポンプ３０の外部に設置されていてもよい。
【００３２】
例えば、燃料供給システム１０を組み立てた後にプライミングポンプ１６を作動させると、逆止弁３８が開弁し、フィードポンプ３２をバイパスしてバイパス通路２０２を通り、燃料フィルタ２０から高圧ポンプ５０に燃料が供給される。これにより、フィードポンプ３２から高圧ポンプ５０に燃料を供給する燃料通路に入り込んでいる空気を排除できる。
【００３３】
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４２に供給される。フィルタ４０は調量弁４２の上流側に設置されており、調量弁４２に供給される燃料中の異物を除去する。
【００３４】
調量弁４２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４２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。
【００３５】
燃料通路２１２は、調量弁４２の閉弁時に調量弁４２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。
【００３６】
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。
【００３７】
吸入弁６０は、調量弁４２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４２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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
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（Ａｃｃｐ）センサ、エンジン回転数（ＮＥ）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。
【００４０】
例えば、ＥＣＵ９０は、調量弁４２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。
【００４１】
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。
【００４２】
（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Ｎｐに基づいてフィード圧Ｆｐを高精度に推定できる。
【００４３】
（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Ｐｓｏｕｔ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Ｆｐとの差に基づいて、リリーフ弁３６および逆止弁３８が開弁固着しているか否かを判定する。
【００４４】
（エンジン運転中の開弁固着判定）
（１）エンジン運転中において、リリーフ弁３６および逆止弁３８が開弁固着しておらず正常であれば、フィードポンプ３２の回転数Ｎｐとフィード圧Ｆｐとの関係は、フィード圧の検出値Ｐｓｏｕｔの公差Ｐｔの範囲を含め、図２の（Ａ）の実線３００に示す特性になる。
【００４５】
尚、フィードポンプ３２の回転数Ｎｐがアイドル回転数Ｎｐｉよりも低い場合は、回転数Ｎｐが不安定になるので、フィード圧の検出値Ｐｓｏｕｔと推定値Ｆｐとに基づいてリリーフ弁３６および逆止弁３８が開弁固着しているか否かを判定することが困難な場合がある。したがって、フィードポンプ３２の回転数Ｎｐがアイドル回転数Ｎｐｉ以上の範囲で、リリーフ弁３６および逆止弁３８が開弁固着しているか否かを判定することが望ましい。
【００４６】
フィードポンプ３２の回転数Ｎｐが所定回転数としてアイドル回転数Ｎｐｉ以上の範囲において、圧力センサ２２の検出信号から検出するフィード圧の検出値Ｐｓｏｕｔが、実線３００から推定されるフィード圧の推定値Ｆｐから公差Ｐｔを減算した値よりも低くなる、つまりフィード圧の検出値Ｐｓｏｕｔが推定値Ｆｐよりも所定範囲を超えて低い場合、リリーフ弁３６および逆止弁３８の少なくともいずれか一方が開弁固着しているためにフィード圧が低下していると判定できる。
【００４７】
ここで、リリーフ弁３６は正常であるが、逆止弁３８が開弁固着している場合、推定値Ｆｐは、逆止弁３８が全開しているときの圧力以上になる。図２の（Ａ）において、実線３０２は、リリーフ弁３６の正常時に逆止弁３８が全開しているときの推定値Ｆｐを示している。
【００４８】
したがって、実線３００が示すフィード圧の推定値Ｆｐから公差Ｐｔを減算した値よりも点線３０４が示すフィード圧の検出値Ｐｓｏｕｔが低く、かつ実線３０２が示す値以上である場合には、リリーフ弁３６は正常であるが、逆止弁３８が開弁固着していると判定する。
（２）フィード圧の検出値Ｐｓｏｕｔが実線３０２よりも低い場合には、リリーフ弁３６および逆止弁３８の両方が開弁固着していると判定する。
（３）逆止弁３８は正常であり開弁固着していないが、リリーフ弁３６が開弁固着していることをエンジン運転中に判定することは困難である。元々、リリーフ弁３６はフィードポンプ３２の回転数Ｎｐが上昇しフィード圧が上昇すると開弁してフィード圧を減圧するので、リリーフ弁３６が開弁固着していても、フィードポンプ３２の回転数Ｎｐが上昇して検出値Ｐｓｏｕｔが上昇すると、検出値Ｐｓｏｕｔと推定値Ｆｐとのずれが小さくなる。したがって、検出値Ｐｓｏｕｔと推定値Ｆｐとに基づいて、リリーフ弁３６が開弁固着しているか否かを判定することは困難である。
【００４９】
（エンジンが停止したときの開弁固着判定）
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（Ｂ）において実線３１０が示すように緩やかに低下する。
【００５０】
しかし、逆止弁３８が開弁固着しておらず、リリーフ弁３６が開弁固着していると、図２の（Ｂ）において点線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の低下量がフィード圧の推定値の低下量よりも大きいときに、リリーフ弁３６が開弁固着していると判定する。
【００５１】
（異常判定ルーチン）
次に、リリーフ弁３６および逆止弁３８が開弁固着しているか否か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はエンジンが停止したときの異常判定ルーチンである。図３のルーチンは常時実行される。図４のルーチンは、図３のルーチンで逆止弁３８が開弁固着していると判定されていない場合に実行される。図３および図４において「Ｓ」はステップを表している。
【００５２】
（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が所定回転数としてアイドル回転数Ｎｐｉよりも高いか否かを判定する。フィードポンプ３２の回転数Ｎｐがアイドル回転数Ｎｐｉ以下の場合（Ｓ４００：Ｎｏ）、ＥＣＵ９０は本ルーチンを終了する。
【００５３】
エンジンが運転中であり、フィードポンプ３２の回転数Ｎｐがアイドル回転数Ｎｐｉ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から公差Ｐｔを減算した値（Ｆｐ−Ｐｔ）よりも低いか否かを判定する。Ｐｓｏｕｔ≧Ｆｐ−Ｐｔであれば（Ｓ４０２：Ｎｏ）、ＥＣＵ９０は本ルーチンを終了する。
【００５４】
Ｐｓｏｕｔ＜Ｆｐ−Ｐｔであれば（Ｓ４０２：Ｙｅｓ）、Ｓ４０４においてＥＣＵ９０は、フィード圧の検出値Ｐｓｏｕｔが、リリーフ弁３６が開弁固着しておらず正常な状態で逆止弁３８が全開しているときのフィード圧の推定値Ｆｃｆｏ以上であるか否かを判定する。
【００５５】
Ｆｃｆｏ≦Ｐｓｏｕｔであれば（Ｓ４０４：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ９０は、リリーフ弁３６は開弁固着しておらず正常であるが、逆止弁３８は開弁固着していると判定する（Ｓ４０６）。逆止弁３８が開弁固着している場合、ＥＣＵ９０は、警告灯等により逆止弁３８の異常を運転者に報知することが望ましい。これにより、逆止弁３８を交換する等の適切な処置を速やかに実施できる。
【００５６】
Ｆｃｆｏ＞Ｐｓｏｕｔであれば（Ｓ４０４：Ｎｏ）、ＥＣＵ９０は、リリーフ弁３６および逆止弁３８の両方が開弁固着していると判定する（Ｓ４０８）。この場合も、ＥＣＵ９０は、警告灯等によりリリーフ弁３６および逆止弁３８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および逆止弁３８を交換する等の適切な処置を速やかに実施できる。
【００５７】
（エンジンが停止したときの異常判定ルーチン）
図４のＳ４２０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（Ｓ４２０：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。
【００５８】
Ｎｐ＝０であれば（Ｓ４２０：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（Ｓ４２２）。所定時間経過すると（Ｓ４２４：Ｙｅｓ）、Ｓ４２６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になるまでに要した検出経過時間Ｔ（図２の（Ｂ）参照。）が、リリーフ弁３６および逆止弁３８の正常時にフィードポンプ３２と燃料フィルタ２０との間の残圧が０になると推定される推定経過時間ｔよりも短いか否か、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否かを判定する。言い換えれば、フィード圧の検出値の低下量がフィード圧の推定値の低下量よりも大きいか否かを判定する。
【００５９】
ｔ＞Ｔの場合（Ｓ４２６：Ｙｅｓ）、エンジン運転中には逆止弁３８が開弁固着していると判定されていないでの、ＥＣＵ９０は、リリーフ弁３６が開弁固着していると判定する。
【００６０】
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。
【００６１】
ｔ≦Ｔの場合（Ｓ４２６：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。
本実施形態では、リリーフ弁３６が特許請求の範囲に記載したリリーフ弁に相当する。また、本実施形態では、Ｓ４０２およびＳ４０４でフィードポンプ３２の検出値Ｐｓｏｕｔを参照している機能がフィード圧検出手段の機能に相当し、Ｓ４０２でフィードポンプ３２の推定値Ｆｐを参照している機能がフィード圧推定手段の機能に相当する。また、Ｓ４０２およびＳ４０４でフィードポンプ３２の検出値Ｐｓｏｕｔと推定値Ｆｐとに基づいてリリーフ弁３６および逆止弁３８の開弁固着を判定している機能が異常判定手段の機能に相当する。
【００６２】
以上説明した本実施形態では、エンジン運転中には、フィードポンプ３２の検出値Ｐｓｏｕｔと推定値Ｆｐとに基づいて、逆止弁３８が開弁固着しているか否か、あるいはリリーフ弁３６および逆止弁３８の両方が開弁固着しているか否かを判定している。
【００６３】
また、エンジンが停止したときには、エンジン運転中に逆止弁３８が開弁固着していないと判定している場合に、フィードポンプ３２の検出値Ｐｓｏｕｔの低下量と、推定値Ｆｐの低下量とに基づいて、リリーフ弁３６が開弁固着しているか否かを判定している。
【００６４】
これにより、リリーフ弁３６および逆止弁３８の少なくともいずれか一方が開弁固着しているときに、異常を報知し、リリーフ弁３６および逆止弁３８の少なくともいずれか一方を交換する等の適切な処置を速やかに実施することができる。
【００６５】
［他の実施形態］
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し、フィードポンプをバイパスするバイパス通路に逆止弁が設置され、フィードポンプの下流側から上流側への燃料流れを逆止弁が禁止し、フィードポンプの上流側から下流側への燃料流れを逆止弁が許可する構成であれば、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。
【００６６】
また、リリーフ弁は燃料フィルタ保護用に限らず他の用途に使用されてもよく、フィードポンプをバイパスするバイパス通路に設置された逆止弁はプライミング用に限らず、他の用途に使用されてもよい。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【符号の説明】
【００６９】
１０：燃料供給システム、１６：プライミングポンプ、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、３８：逆止弁、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し、フィードポンプをバイパスするバイパス通路に逆止弁を設置し、バイパス通路を通ってフィードポンプの下流側から上流側へ燃料が流れることを禁止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ものが知られている。これにより、フィードポンプの下流側に設置された部品が過大なフィード圧のために損傷することを防止できる。
【０００３】
例えば、特許文献１においては、フィードポンプから供給される燃料中の異物が、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している。そして、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、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。
【０００４】
また、特許文献１では、フィードポンプをバイパスしてフィードポンプの上流側から下流側に燃料を供給できるバイパス通路に逆止弁を設置している。バイパス通路に設置された逆止弁は、フィードポンプの上流側から下流側への燃料流れを許可し、フィードポンプの下流側から上流側への燃料流れを禁止するものである。
【０００５】
これにより、例えば、燃料供給システムを組み付けた後、または燃料フィルタの交換後、または燃料タンクの燃料切れ等により燃料通路に空気が入り込んでいる場合に、フィードポンプをバイパスしてプライミングポンプからフィードポンプの下流側にバイパス通路を通って燃料が流れることを逆止弁が許可し、燃料通路に入り込んだ空気を抜くことができる。一方、内燃機関（エンジンとも言う。）の運転中には、フィードポンプから圧送される燃料がフィードポンプの下流側から上流側にバイパス通路を通って戻ることを逆止弁が禁止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２０７４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、リリーフ弁とバイパス通路に設置された逆止弁とにおいて、摺動部または弁部に異物が噛み込むと、リリーフ弁および逆止弁が常時開弁する開弁固着が発生するおそれがある。
【０００８】
リリーフ弁または逆止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、エンジンの始動不良が生じるおそれがある。
また、エンジンの通常運転中には、フィードポンプのフィード圧が十分に上昇しないことにより、例えば燃料噴射圧が低下し、内燃機関の出力不足、またはエミッションの悪化を招く恐れがある。
【０００９】
そこで、燃料供給システムにおいて、リリーフ弁および逆止弁の開弁固着を検出し、適切な処置を実施することが望まれる。
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、リリーフ弁および逆止弁が開弁固着しているか否か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】
【００１０】
請求項１から６に記載の発明によると、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リリーフ弁および逆止弁が開弁固着しているか否かを判定する。
【００１１】
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、開弁固着しているとフィード圧に応じて正しく開弁または閉弁しない。その結果、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。
【００１２】
また、フィードポンプをバイパスするバイパス通路に設置された逆止弁が開弁固着していると、フィードポンプから圧送される燃料が逆止弁を通ってフィードポンプの下流側から上流側に戻るので、フィード圧の検出値とフィード圧の推定値との間にずれが生じる。
【００１３】
これにより、フィード圧の検出値と推定値とに基づいて、リリーフ弁および逆止弁が開弁固着しているか否かを判定できる。その結果、リリーフ弁および逆止弁の開弁固着を検出し、適切な処置を実施することができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明によると、異常判定手段は、内燃機関の運転中に逆止弁が開弁固着していると判定していない場合、内燃機関の運転が停止したときに、フィード圧の推定値の低下量とフィード圧の検出値の低下量とに基づいて、リリーフ弁が開弁固着しているか否かを判定する。
【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、圧力センサが検出するフィードポンプの下流側の残圧は低下する。そして、リリーフ弁および逆止弁が開弁固着しておらず正常であれば、内燃機関が停止したときに、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、逆止弁は正常であるがリリーフ弁が開弁固着している場合、内燃機関が停止したときに、フィード圧の検出値の低下量はフィード圧の推定値の低下量よりも大きくなる筈である
したがって、内燃機関の運転中に逆止弁が開弁固着していると判定されていない場合、内燃機関が停止したときにフィード圧の検出値の低下量とフィード圧の推定値の低下量とに基づいて、リリーフ弁の異常を判定できる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によると、異常判定手段は、内燃機関の運転中において、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い場合、リリーフ弁および逆止弁の少なくともいずれか一方が開弁固着していると判定する。
【００１７】
リリーフ弁および逆止弁の少なくともいずれか一方が開弁固着していると、フィード圧の検出値は、フィード圧の推定値よりも公差等を考慮した所定範囲を超えて低くなる。したがって、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い場合、リリーフ弁および逆止弁の少なくともいずれか一方が開弁固着していると判定できる。
【００１８】
請求項４に記載の発明によると、異常判定手段は、内燃機関の運転中において、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、かつフィード圧の検出値がリリーフ弁が正常なときの逆止弁の全開時におけるフィード圧の推定値以上である場合、逆止弁が開弁固着していると判定する。
【００１９】
リリーフ弁がフィード圧に応じて正常に作動している場合に逆止弁が開弁固着していると、フィード圧の検出値は、逆止弁が全開しているときのフィード圧の推定値以上になるはずである。したがって、内燃機関の運転中において、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、かつフィード圧の検出値がリリーフ弁が正常なときの逆止弁の全開時におけるフィード圧の推定値以上である場合、逆止弁が開弁固着していると判定できる。
【００２０】
請求項５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する。
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。
【００２１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【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）はフィードポンプの回転数とフィード圧との関係を示す特性図、（Ｂ）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】エンジン運転中の異常判定ルーチンを示すフローチャート。
【図４】エンジンが停止したときの異常判定ルーチンを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。
【００２４】
燃料供給ポンプ３０は、フィードポンプ３２、調量弁４２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から吸い上げて圧送する燃料を高圧ポンプ５０で加圧する。
【００２５】
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４０は、金属メッシュ等の比較的目の粗いフィルタである。
【００２６】
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は、フィードポンプ３２をバイパスし、フィードポンプ３２の上流側とフィードポンプ３２の下流側である燃料フィルタ２０とフィードポンプ３２との間を接続している。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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）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。
【００３０】
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。
【００３１】
逆止弁３８は、バイパス通路２０２に設置されている。逆止弁３８は、フィードポンプ３２の下流側からフィードポンプ３２の上流側への燃料流れを禁止し、フィードポンプ３２の上流側からフィードポンプ３２の下流側への燃料流れを許可する。図１では、逆止弁３８は燃料供給ポンプ３０の内部に設置されているが、燃料供給ポンプ３０の外部に設置されていてもよい。
【００３２】
例えば、燃料供給システム１０を組み立てた後にプライミングポンプ１６を作動させると、逆止弁３８が開弁し、フィードポンプ３２をバイパスしてバイパス通路２０２を通り、燃料フィルタ２０から高圧ポンプ５０に燃料が供給される。これにより、フィードポンプ３２から高圧ポンプ５０に燃料を供給する燃料通路に入り込んでいる空気を排除できる。
【００３３】
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４２に供給される。フィルタ４０は調量弁４２の上流側に設置されており、調量弁４２に供給される燃料中の異物を除去する。
【００３４】
調量弁４２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４２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。
【００３５】
燃料通路２１２は、調量弁４２の閉弁時に調量弁４２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。
【００３６】
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。
【００３７】
吸入弁６０は、調量弁４２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４２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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
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（Ａｃｃｐ）センサ、エンジン回転数（ＮＥ）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。
【００４０】
例えば、ＥＣＵ９０は、調量弁４２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。
【００４１】
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。
【００４２】
（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Ｎｐに基づいてフィード圧Ｆｐを高精度に推定できる。
【００４３】
（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Ｐｓｏｕｔ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Ｆｐとの差に基づいて、リリーフ弁３６および逆止弁３８が開弁固着しているか否かを判定する。
【００４４】
（エンジン運転中の開弁固着判定）
（１）エンジン運転中において、リリーフ弁３６および逆止弁３８が開弁固着しておらず正常であれば、フィードポンプ３２の回転数Ｎｐとフィード圧Ｆｐとの関係は、フィード圧の検出値Ｐｓｏｕｔの公差Ｐｔの範囲を含め、図２の（Ａ）の実線３００に示す特性になる。
【００４５】
尚、フィードポンプ３２の回転数Ｎｐがアイドル回転数Ｎｐｉよりも低い場合は、回転数Ｎｐが不安定になるので、フィード圧の検出値Ｐｓｏｕｔと推定値Ｆｐとに基づいてリリーフ弁３６および逆止弁３８が開弁固着しているか否かを判定することが困難な場合がある。したがって、フィードポンプ３２の回転数Ｎｐがアイドル回転数Ｎｐｉ以上の範囲で、リリーフ弁３６および逆止弁３８が開弁固着しているか否かを判定することが望ましい。
【００４６】
フィードポンプ３２の回転数Ｎｐが所定回転数としてアイドル回転数Ｎｐｉ以上の範囲において、圧力センサ２２の検出信号から検出するフィード圧の検出値Ｐｓｏｕｔが、実線３００から推定されるフィード圧の推定値Ｆｐから公差Ｐｔを減算した値よりも低くなる、つまりフィード圧の検出値Ｐｓｏｕｔが推定値Ｆｐよりも所定範囲を超えて低い場合、リリーフ弁３６および逆止弁３８の少なくともいずれか一方が開弁固着しているためにフィード圧が低下していると判定できる。
【００４７】
ここで、リリーフ弁３６は正常であるが、逆止弁３８が開弁固着している場合、推定値Ｆｐは、逆止弁３８が全開しているときの圧力以上になる。図２の（Ａ）において、実線３０２は、リリーフ弁３６の正常時に逆止弁３８が全開しているときの推定値Ｆｐを示している。
【００４８】
したがって、実線３００が示すフィード圧の推定値Ｆｐから公差Ｐｔを減算した値よりも点線３０４が示すフィード圧の検出値Ｐｓｏｕｔが低く、かつ実線３０２が示す値以上である場合には、リリーフ弁３６は正常であるが、逆止弁３８が開弁固着していると判定する。
（２）フィード圧の検出値Ｐｓｏｕｔが実線３０２よりも低い場合には、リリーフ弁３６および逆止弁３８の両方が開弁固着していると判定する。
（３）逆止弁３８は正常であり開弁固着していないが、リリーフ弁３６が開弁固着していることをエンジン運転中に判定することは困難である。元々、リリーフ弁３６はフィードポンプ３２の回転数Ｎｐが上昇しフィード圧が上昇すると開弁してフィード圧を減圧するので、リリーフ弁３６が開弁固着していても、フィードポンプ３２の回転数Ｎｐが上昇して検出値Ｐｓｏｕｔが上昇すると、検出値Ｐｓｏｕｔと推定値Ｆｐとのずれが小さくなる。したがって、検出値Ｐｓｏｕｔと推定値Ｆｐとに基づいて、リリーフ弁３６が開弁固着しているか否かを判定することは困難である。
【００４９】
（エンジンが停止したときの開弁固着判定）
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（Ｂ）において実線３１０が示すように緩やかに低下する。
【００５０】
しかし、逆止弁３８が開弁固着しておらず、リリーフ弁３６が開弁固着していると、図２の（Ｂ）において点線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の低下量がフィード圧の推定値の低下量よりも大きいときに、リリーフ弁３６が開弁固着していると判定する。
【００５１】
（異常判定ルーチン）
次に、リリーフ弁３６および逆止弁３８が開弁固着しているか否か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はエンジンが停止したときの異常判定ルーチンである。図３のルーチンは常時実行される。図４のルーチンは、図３のルーチンで逆止弁３８が開弁固着していると判定されていない場合に実行される。図３および図４において「Ｓ」はステップを表している。
【００５２】
（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が所定回転数としてアイドル回転数Ｎｐｉよりも高いか否かを判定する。フィードポンプ３２の回転数Ｎｐがアイドル回転数Ｎｐｉ以下の場合（Ｓ４００：Ｎｏ）、ＥＣＵ９０は本ルーチンを終了する。
【００５３】
エンジンが運転中であり、フィードポンプ３２の回転数Ｎｐがアイドル回転数Ｎｐｉ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から公差Ｐｔを減算した値（Ｆｐ−Ｐｔ）よりも低いか否かを判定する。Ｐｓｏｕｔ≧Ｆｐ−Ｐｔであれば（Ｓ４０２：Ｎｏ）、ＥＣＵ９０は本ルーチンを終了する。
【００５４】
Ｐｓｏｕｔ＜Ｆｐ−Ｐｔであれば（Ｓ４０２：Ｙｅｓ）、Ｓ４０４においてＥＣＵ９０は、フィード圧の検出値Ｐｓｏｕｔが、リリーフ弁３６が開弁固着しておらず正常な状態で逆止弁３８が全開しているときのフィード圧の推定値Ｆｃｆｏ以上であるか否かを判定する。
【００５５】
Ｆｃｆｏ≦Ｐｓｏｕｔであれば（Ｓ４０４：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ９０は、リリーフ弁３６は開弁固着しておらず正常であるが、逆止弁３８は開弁固着していると判定する（Ｓ４０６）。逆止弁３８が開弁固着している場合、ＥＣＵ９０は、警告灯等により逆止弁３８の異常を運転者に報知することが望ましい。これにより、逆止弁３８を交換する等の適切な処置を速やかに実施できる。
【００５６】
Ｆｃｆｏ＞Ｐｓｏｕｔであれば（Ｓ４０４：Ｎｏ）、ＥＣＵ９０は、リリーフ弁３６および逆止弁３８の両方が開弁固着していると判定する（Ｓ４０８）。この場合も、ＥＣＵ９０は、警告灯等によりリリーフ弁３６および逆止弁３８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および逆止弁３８を交換する等の適切な処置を速やかに実施できる。
【００５７】
（エンジンが停止したときの異常判定ルーチン）
図４のＳ４２０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（Ｓ４２０：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。
【００５８】
Ｎｐ＝０であれば（Ｓ４２０：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（Ｓ４２２）。所定時間経過すると（Ｓ４２４：Ｙｅｓ）、Ｓ４２６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になるまでに要した検出経過時間Ｔ（図２の（Ｂ）参照。）が、リリーフ弁３６および逆止弁３８の正常時にフィードポンプ３２と燃料フィルタ２０との間の残圧が０になると推定される推定経過時間ｔよりも短いか否か、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否かを判定する。言い換えれば、フィード圧の検出値の低下量がフィード圧の推定値の低下量よりも大きいか否かを判定する。
【００５９】
ｔ＞Ｔの場合（Ｓ４２６：Ｙｅｓ）、エンジン運転中には逆止弁３８が開弁固着していると判定されていないでの、ＥＣＵ９０は、リリーフ弁３６が開弁固着していると判定する。
【００６０】
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。
【００６１】
ｔ≦Ｔの場合（Ｓ４２６：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。
本実施形態では、リリーフ弁３６が特許請求の範囲に記載したリリーフ弁に相当する。また、本実施形態では、Ｓ４０２およびＳ４０４でフィードポンプ３２の検出値Ｐｓｏｕｔを参照している機能がフィード圧検出手段の機能に相当し、Ｓ４０２でフィードポンプ３２の推定値Ｆｐを参照している機能がフィード圧推定手段の機能に相当する。また、Ｓ４０２およびＳ４０４でフィードポンプ３２の検出値Ｐｓｏｕｔと推定値Ｆｐとに基づいてリリーフ弁３６および逆止弁３８の開弁固着を判定している機能が異常判定手段の機能に相当する。
【００６２】
以上説明した本実施形態では、エンジン運転中には、フィードポンプ３２の検出値Ｐｓｏｕｔと推定値Ｆｐとに基づいて、逆止弁３８が開弁固着しているか否か、あるいはリリーフ弁３６および逆止弁３８の両方が開弁固着しているか否かを判定している。
【００６３】
また、エンジンが停止したときには、エンジン運転中に逆止弁３８が開弁固着していないと判定している場合に、フィードポンプ３２の検出値Ｐｓｏｕｔの低下量と、推定値Ｆｐの低下量とに基づいて、リリーフ弁３６が開弁固着しているか否かを判定している。
【００６４】
これにより、リリーフ弁３６および逆止弁３８の少なくともいずれか一方が開弁固着しているときに、異常を報知し、リリーフ弁３６および逆止弁３８の少なくともいずれか一方を交換する等の適切な処置を速やかに実施することができる。
【００６５】
［他の実施形態］
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し、フィードポンプをバイパスするバイパス通路に逆止弁が設置され、フィードポンプの下流側から上流側への燃料流れを逆止弁が禁止し、フィードポンプの上流側から下流側への燃料流れを逆止弁が許可する構成であれば、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。
【００６６】
また、リリーフ弁は燃料フィルタ保護用に限らず他の用途に使用されてもよく、フィードポンプをバイパスするバイパス通路に設置された逆止弁はプライミング用に限らず、他の用途に使用されてもよい。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【符号の説明】
【００６９】
１０：燃料供給システム、１６：プライミングポンプ、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、３８：逆止弁、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、
前記フィードポンプをバイパスするバイパス通路に設置され、前記フィードポンプの下流側から前記フィードポンプの上流側への燃料流れを禁止し、前記フィードポンプの上流側から前記フィードポンプの下流側への燃料流れを許可する逆止弁と、
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の下流側に設置された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および前記逆止弁が開弁固着しているか否か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】
前記異常判定手段は、前記内燃機関の運転中に前記逆止弁が開弁固着していると判定していない場合、前記内燃機関の運転が停止したときに、前記推定値の低下量と前記検出値の低下量とに基づいて、前記リリーフ弁が開弁固着しているか否かを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】
前記異常判定手段は、前記内燃機関の運転中において、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、前記リリーフ弁および前記逆止弁の少なくともいずれか一方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中において、前記検出値が前記推定値よりも所定範囲を超えて低く、かつ前記検出値が前記リリーフ弁が正常なときの前記逆止弁の全開時における前記推定値以上である場合、前記逆止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３に記載の燃料供給制御装置。
【請求項５】
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することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項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圧送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、
プライミング時に前記フィードポンプをバイパスするバイパス通路に燃料を供給するプライミングポンプと、
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、
前記バイパス通路に設置され、前記フィードポンプの下流側から前記フィードポンプの上流側への燃料流れを禁止し、前記プライミングポンプによるプライミング時に前記フィードポンプの上流側から前記フィードポンプの下流側への燃料流れを許可する逆止弁と、
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、
前記フィードポンプをバイパスするバイパス通路に設置され、前記フィードポンプの下流側から前記フィードポンプの上流側への燃料流れを禁止し、前記フィードポンプの上流側から前記フィードポンプの下流側への燃料流れを許可する逆止弁と、
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の下流側に設置された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および前記逆止弁が開弁固着しているか否か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】
前記異常判定手段は、前記内燃機関の運転中に前記逆止弁が開弁固着していると判定していない場合、前記内燃機関の運転が停止したときに、前記推定値の低下量と前記検出値の低下量とに基づいて、前記リリーフ弁が開弁固着しているか否かを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】
前記異常判定手段は、前記内燃機関の運転中において、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、前記リリーフ弁および前記逆止弁の少なくともいずれか一方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中において、前記検出値が前記推定値よりも所定範囲を超えて低く、かつ前記検出値が前記リリーフ弁が正常なときの前記逆止弁の全開時における前記推定値以上である場合、前記逆止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３に記載の燃料供給制御装置。
【請求項５】
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することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項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圧送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、
プライミング時に前記フィードポンプをバイパスするバイパス通路に燃料を供給するプライミングポンプと、
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、
前記バイパス通路に設置され、前記フィードポンプの下流側から前記フィードポンプの上流側への燃料流れを禁止し、前記プライミングポンプによるプライミング時に前記フィードポンプの上流側から前記フィードポンプの下流側への燃料流れを許可する逆止弁と、
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２０１０−２４８９７３（Ｐ２０１０−２４８９７３Ａ）
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９８１１９（Ｐ２００９−９８１１９）
【出願日】平成２１年４月１４日（２００９．４．１４）
【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２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月１４日（２００９．４．１４）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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