(57)【要約】【課題】リリーフ弁が開弁していることを適正に判定することができるリリーフ弁の開弁判定装置を提供することにある。【解決手段】ＥＣＵ９０は、デリバリパイプ６０内の燃圧の目標値である目標燃圧と圧力センサ８２により検出された実燃圧との偏差に基づいて、高圧ポンプ３０の吐出量をフィードバック制御する。また、ＥＣＵ９０は、実燃圧が開弁圧まで上昇したと判定した場合において、目標燃圧を所定の開弁時目標値に設定する。そして、設定した開弁時目標値に対する実燃圧の追従性に基づいて、リリーフ弁８０が開弁状態にあることを判定する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（１００）の駆動軸（１２）の回転により駆動され、燃料を高圧化して吐出する燃料ポンプ（３０）と、前記燃料ポンプから吐出される高圧燃料を蓄える蓄圧容器（６０）と、前記蓄圧容器内の高圧燃料を噴射する燃料噴射弁（６２）と、前記蓄圧容器内の実燃圧を検出する圧力センサ（８２）と、前記蓄圧容器又は前記燃料ポンプから前記蓄圧容器までの高圧側配管（４４）に設けられ内部の燃圧が異常高圧になることに伴い開弁するリリーフ弁（８０）とを備え、
前記リリーフ弁は、所定の開弁圧まで燃圧が上昇することで開弁し、その開弁状態で前記開弁圧よりも低圧側の所定の閉弁圧まで燃圧が低下することで閉弁するものである燃料噴射システムに適用され、
前記蓄圧容器内の燃圧の目標値である目標燃圧と前記圧力センサにより検出された実燃圧との偏差に基づいて、前記燃料ポンプの吐出量をフィードバック制御するポンプ制御部と、
前記実燃圧が前記開弁圧まで上昇したことを判定する燃圧判定部と、
前記実燃圧が前記開弁圧まで上昇したと判定された場合において、前記目標燃圧を所定の開弁時目標値に設定する設定部と、
前記設定部により設定された前記開弁時目標値に対する前記実燃圧の追従性に基づいて、前記リリーフ弁が開弁状態にあることを判定する開弁判定部と、
を備えるリリーフ弁の開弁判定装置。
【請求項２】
前記設定部は、前記内燃機関の回転速度が大きいほど、前記開弁時目標値を大きい値に設定する請求項１に記載のリリーフ弁の開弁判定装置。
【請求項３】
前記設定部は、単位時間当たりの前記燃料噴射弁の噴射量が大きいほど、前記開弁時目標値を小さい値に設定する請求項１又は２に記載のリリーフ弁の開弁判定装置。
【請求項４】
前記設定部は、燃料温度が高いほど、前記開弁時目標値を小さい値に設定する請求項１〜３のいずれか一項に記載のリリーフ弁の開弁判定装置。
【請求項５】
前記設定部は、燃料に含まれるアルコール濃度が高いほど、前記開弁時目標値を大きい値に設定する請求項１〜４のいずれか一項に記載のリリーフ弁の開弁判定装置。
【請求項６】
前記設定部は、
前記内燃機関の回転速度が所定回転速度よりも高回転となる回転域では、前記開弁時目標値を、前記燃料ポンプが駆動されかつ前記リリーフ弁が開弁状態である場合に収束するとみなされる収束燃圧よりも低い燃圧に設定し、
前記内燃機関の回転速度が前記所定回転速度よりも低回転となる回転域では、前記開弁時目標値を、前記収束燃圧よりも高い燃圧に設定する請求項１〜５のいずれか一項に記載のリリーフ弁の開弁判定装置。
【請求項７】
前記開弁判定部は、前記実燃圧が前記開弁圧まで上昇したと判定されてから所定の待ち時間の経過後に、前記実燃圧の追従性に基づいて、前記リリーフ弁が開弁状態にあることを判定する請求項１〜６のいずれか一項に記載のリリーフ弁の開弁判定装置。
【請求項８】
前記燃料噴射弁の噴射タイミングを、前記燃料ポンプによって燃料を吸入する吸入行程、及び燃料を吐出する吐出行程のいずれかに設定するタイミング設定部を備え、
前記タイミング設定部は、前記開弁判定部により前記リリーフ弁が開弁状態にあることが判定された場合において、前記燃料噴射弁の噴射タイミングを、前記燃料ポンプの吐出行程に設定する請求項１〜７のいずれか一項に記載のリリーフ弁の開弁判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リリーフ弁の開弁判定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、燃料を高圧化して吐出する燃料ポンプと、燃料ポンプから吐出される高圧燃料を蓄える蓄圧容器と、蓄圧容器内の高圧燃料を噴射する燃料噴射弁と、を備える燃料噴射システムが開示されている。また、燃料噴射システムでは、蓄圧容器内の燃料圧力である燃圧が目標燃圧となるように、燃料ポンプの吐出量をフィードバック制御している。
【０００３】
燃料噴射システムでは、燃料ポンプと蓄圧容器との間に、燃圧が所定値よりも高圧となる場合に開弁するリリーフ弁が設けられている。蓄圧容器の圧力が所定値より高くなる異常状態では、リリーフ弁が開弁することで蓄圧容器を減圧する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３６１０８９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
燃料ポンプの故障により、燃料ポンプの吐出量が最大吐出量に維持されるフル吐出異常が生じる場合がある。フル吐出異常は、例えば、燃料ポンプの吐出量を制御する調量弁の故障により生じる。フル吐出異常が生じると、蓄圧容器内の燃圧が所定値よりも大きくなることで、リリーフ弁が開弁状態となる。
【０００６】
ここで、蓄圧容器内の燃圧を検出する圧力センサを設けておき、リリーフ弁が開弁している状態である開弁状態を圧力センサの検出値により判定することが考えられる。しかし、リリーフ弁の開弁後は蓄圧容器が減圧され、蓄圧容器内の燃圧が目標燃圧付近まで低下する場合がある。このような場合、圧力センサの検出値によりリリーフ弁の開弁状態を判定すると、リリーフ弁が開弁状態であっても、リリーフ弁が閉弁していると誤判定してしまうおそれがある。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、リリーフ弁が開弁していることを適正に判定することができるリリーフ弁の開弁判定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明に係るリリーフ弁の開弁判定装置は、内燃機関の駆動軸の回転により駆動され、燃料を高圧化して吐出する燃料ポンプと、前記燃料ポンプから吐出される高圧燃料を蓄える蓄圧容器と、前記蓄圧容器内の高圧燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記蓄圧容器内の実燃圧を検出する圧力センサと、前記蓄圧容器、又は前記燃料ポンプから前記蓄圧容器までの高圧側配管に設けられ内部の燃圧が異常高圧になることに伴い開弁するリリーフ弁とを備える燃料噴射システムに適用される。また、前記リリーフ弁は、所定の開弁圧まで燃圧が上昇することで開弁し、その開弁状態で前記開弁圧よりも低圧側の所定の閉弁圧まで燃圧が低下することで閉弁する。リリーフ弁の開弁判定装置は、前記蓄圧容器内の燃圧の目標値である目標燃圧と前記圧力センサにより検出された実燃圧との偏差に基づいて、前記燃料ポンプの吐出量をフィードバック制御するポンプ制御部と、前記実燃圧が前記開弁圧まで上昇したことを判定する燃圧判定部と、前記実燃圧が前記開弁圧まで上昇したと判定された場合において、前記目標燃圧を所定の開弁時目標値に設定する設定部と、前記設定部により設定された前記開弁時目標値に対する前記実燃圧の追従性に基づいて、前記リリーフ弁が開弁状態にあることを判定する開弁判定部と、を備える。
【０００９】
例えば、燃料ポンプのフル吐出異常によりリリーフ弁が開弁すると、リリーフ弁が開弁されたまま蓄圧容器の燃圧が低下し、やがて所定の燃圧に収束する。リリーフ弁の開弁状態による燃圧の収束は、フル吐出異常での燃料ポンプの吐出量とリリーフ弁による減圧量とが釣り合うことで生じる。
【００１０】
この点、上記構成では、実燃圧が開弁圧まで上昇したと判定された場合において、目標燃圧を所定の開弁時目標値に設定する。上記のとおりリリーフ弁の開弁後はポンプ吐出量とリリーフ弁による減圧量との間で燃圧が釣り合う状態になることを加味して、燃圧フィードバック制御の目標燃圧を意図的に設定する。そのため、リリーフ弁が開弁状態にあることに起因して燃圧が目標燃圧に追従できないことを明確化することができる。これにより、リリーフ弁が開弁していることを適正に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】燃料供給システムの構成図。
【図２】デリバリパイプ内の燃圧変化を説明するタイミングチャート。
【図３】開弁判定処理を説明するフローチャート。
【図４】ステップＳ１１の処理を詳細に説明するフローチャート。
【図５】各諸条件と上昇時間判定値との関係性を説明する図。
【図６】諸条件と開弁時目標値との関係性を説明する図。
【図７】ステップＳ１７の処理を詳細に示すフローチャート。
【図８】インジェクタの燃料噴射タイミングを説明する図。
【図９】本実施形態の作用を説明するタイミングチャート。
【図１０】エンジン回転速度Ｎｅと収束後の燃圧との関係を説明する図。
【図１１】エンジン回転速度Ｎｅに応じた開弁時目標値を説明する図。
【図１２】第２実施形態に係る開弁判定処理を説明するフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１実施形態）
以下、第１実施形態に係るリリーフ弁の開弁判定装置が適用される燃料噴射システムについて、図面を参照しつつ説明する。図１では、燃料噴射システム１０は、４気筒のエンジン１００（内燃機関に相当）に適用されている。
【００１３】
シリンダブロック１１０の各気筒には駆動軸１２に連結されたピストンが収容されている。また、各気筒は、吸気ポートを通じて流入空気が流れる吸気配管に接続されており、排気ポートを通じて排気ガスが排気される排気配管に接続されている。
【００１４】
本実施形態では、エンジン１００は筒内噴射型（直噴型）であるため、気筒毎に燃料を噴射するインジェクタ６２が設けられている、また、エンジン１００のシリンダヘッドには、気筒ごとに点火プラグが取り付けられており、点火プラグの火花放電によって筒内の混合気が着火される。
【００１５】
駆動軸１２の外周側には、駆動軸１２が所定クランク角で回転するごとにパルス信号を出力する回転角センサ１３が取り付けられている。回転角センサ１３からのクランク角信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度Ｎｅが検出される。
【００１６】
燃料噴射システム１０は、インジェクタ６２に加えて、燃料タンク１８と、高圧ポンプ３０と、デリバリパイプ６０と、ＥＣＵ９０とを備えている。高圧ポンプ３０が燃料ポンプに相当し、デリバリパイプ６０が蓄圧容器に相当し、インジェクタ６２が燃料噴射弁に相当する。
【００１７】
燃料タンク１８の内部には、燃料を吸入し、加圧した後に吐出する低圧ポンプ２０が設けられている。低圧ポンプ２０の出口は低圧側配管２２に連通している。低圧ポンプ２０により吐出される燃料の圧力は、レギュレータ等により調節されている。また、燃料タンク１８の内部には、燃料温度を検出するための燃料温度センサ１６が設けられている。また、燃料タンク１８の内部には、燃料性状であるアルコール濃度を検出するためのアルコール濃度センサ１７が設けられている。燃料温度センサ１６及びアルコール濃度センサ１７は、ＥＣＵ９０に接続されており、検出値をＥＣＵ９０に出力する。
【００１８】
高圧ポンプ３０は、低圧側配管２２から供給される燃料を高圧化して、高圧側配管４４に吐出する。本実施形態では、高圧ポンプ３０が燃料ポンプに相当する。
【００１９】
高圧ポンプ３０のシリンダボディ３２には、低圧室４０及び加圧室４２が形成されている。低圧室４０は、低圧側配管２２に連通しており、低圧側配管２２を通じて供給される燃料を蓄える。低圧室４０と加圧室４２とが連通する通路には調量弁３６が設けられている。調量弁３６は、ＥＣＵ９０に接続されており、ＥＣＵ９０からの制御信号により低圧室４０から加圧室４２への燃料の供給量が制御される。
【００２０】
加圧室４２には、往復動作により加圧室４２内の圧力を変化させるプランジャ３４が設けられている。プランジャ３４における加圧室４２と反対側の端は、カム１４に連結されている。カム１４はエンジン１００の駆動軸１２に連結されており、エンジン回転速度Ｎｅに応じて、カム１４の回転速度が変化する。プランジャ３４は、カム１４の回転により上死点と下死点との間で往復動する。
【００２１】
加圧室４２には、加圧室４２内で加圧された燃料を吐出する吐出弁３８が設けられている。吐出弁３８の吐出口は、デリバリパイプ６０に繋がる高圧側配管４４に連通している。吐出弁３８は、加圧室４２から高圧側配管４４へ燃料を流通させる逆止弁であり、加圧室４２内の燃圧が所定の吐出圧以上になると開弁状態となる。
【００２２】
調量弁３６が開弁状態となり、かつプランジャ３４が上死点から下死点に向かって下降することにより、低圧室４０内の燃料が加圧室４２へ吸入される。以下、低圧室４０内の燃料が加圧室４２へ吸入される行程を吸入行程と称す。調量弁３６が開弁状態であり、プランジャ３４が下死点から上死点に向かって上昇することで、加圧室４２内の燃料が調量弁３６を介して低圧室４０へ戻される。以下、加圧室４２内の燃料が低圧室４０へ戻される行程を戻し行程と称す。そして、調量弁３６が閉弁状態となり、プランジャ３４の上昇が継続することで、加圧室４２内の燃料が加圧される。加圧室４２の燃圧が吐出圧以上となることで、吐出弁３８による燃料の吐出が行われる。以下、加圧室４２内の燃料が吐出圧まで加圧される行程を吐出行程と称す。
【００２３】
高圧側配管４４と連通するデリバリパイプ６０は、高圧ポンプ３０により吐出された燃料を加圧状態で蓄える。デリバリパイプ６０には、燃料を噴射するインジェクタ６２が連通している。
【００２４】
高圧側配管４４には、デリバリパイプ６０内の燃料を減圧するリリーフ弁８０が設けられている。リリーフ弁８０は、所定の開弁圧まで燃圧が上昇することで開弁し、その開弁状態で開弁圧よりも低圧側の所定の閉弁圧まで燃圧が低下することで閉弁する。
【００２５】
リリーフ弁８０の入口側は、高圧側配管４４と連通し、出口側は、戻り配管４５を通じて低圧室４０と連通している。リリーフ弁８０が開弁状態となることで、高圧側配管４４内の燃料がリリーフ弁８０を通じて低圧室４０へ戻り、デリバリパイプ６０が減圧する。リリーフ弁８０を開弁状態にする開弁圧は、例えば、デリバリパイプ６０が劣化する前の耐圧（レール耐圧）よりも低くなるよう定められている。開弁圧が異常高圧に相当する。
【００２６】
デリバリパイプ６０には、デリバリパイプ６０の燃圧を検出する圧力センサ８２が設けられている。圧力センサ８２は、ＥＣＵ９０に接続されており、検出した燃圧（以下、検出圧Ｐｍという）をＥＣＵ９０に出力する。なお、圧力センサ８２は、高圧側配管４４内の燃圧や、インジェクタ６２内の燃圧を検出するものであってもよい。
【００２７】
ＥＣＵ９０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、駆動回路、入出力インターフェース等を備えるマイクロコンピュータである。ＥＣＵ９０は、デリバリパイプ６０内の燃圧の目標値である目標燃圧と圧力センサ８２により検出された検出圧Ｐｍ（実燃圧）との偏差に基づいて、高圧ポンプ３０の吐出量をフィードバック制御する。具体的には、目標燃圧に応じて、高圧ポンプ３０が備える調量弁３６の開弁期間を制御することにより、吐出弁３８の吐出量を制御する。そのため、ＥＣＵ９０は、ポンプ制御部に相当する。
【００２８】
また、ＥＣＵ９０は、エンジン１００の圧縮行程でインジェクタ６２に燃料を噴射させる圧縮行程噴射と、吸気行程でインジェクタ６２に燃料を噴射させる吸気行程噴射とを切替えることができる。圧縮行程噴射では、ＥＣＵ９０は、インジェクタ６２による燃料を噴射するタイミングを示す噴射タイミングＳＯＩを、圧縮行程に設定する。一方、吸気行程噴射では、ＥＣＵ９０は、噴射タイミングＳＯＩを吸気行程に設定する。本実施形態では、高圧ポンプ３０の吸入行程は、エンジン１００の圧縮行程に同期しており、吐出行程は、エンジンの吸気行程に同期している。
【００２９】
上記構成の燃料噴射システム１０において、デリバリパイプ６０内の燃圧がリリーフ弁８０を開弁させる異常高圧（開弁圧）まで上昇した場合に、リリーフ弁８０が開弁することで、デリバリパイプ６０が減圧する。図２は、デリバリパイプ６０内の燃圧変化を説明するタイミングチャートである。
【００３０】
時刻ｔ１以前では、高圧ポンプ３０が故障しておらず、デリバリパイプ６０の燃圧が目標燃圧Ｔｆに近い値となるよう高圧ポンプ３０の吐出量が制御されている。時刻ｔ１の直前において高圧ポンプ３０が故障することで、高圧ポンプ３０が最大吐出量で吐出を行うフル吐出異常となったとする。高圧ポンプ３０からの１回の吐出量が、インジェクタ６２の１回の噴射量を上回っており、高圧ポンプ３０による吐出毎にデリバリパイプ６０内の燃圧が上昇している。
【００３１】
時刻ｔ２において、燃圧がリリーフ弁８０の開弁圧Ｐ１に到達し、リリーフ弁８０が開弁状態となっている。リリーフ弁８０が開弁状態となることで、高圧側配管４４の燃料が戻り配管４５を通じて低圧室４０に戻り、時刻ｔ３において、デリバリパイプ６０の燃圧低下が起こる。
【００３２】
リリーフ弁８０は、燃圧が開弁圧Ｐ１よりも低い閉弁圧となるまで開弁状態を維持するため、リリーフ弁８０が開弁した後は、デリバリパイプ６０内の燃圧低下が継続する。図２において破線で示す燃圧変化では、例えば、時刻ｔ４における燃圧が、目標燃圧Ｔｆよりも高い値となっており目標燃圧Ｔｆとの差も大きい。そのため、圧力センサ８２により検出される検出圧Ｐｍと目標燃圧Ｔｆとの差により、ＥＣＵ９０はリリーフ弁８０が開弁状態であることを判定することができる。
【００３３】
一方、図２において実線で示す燃圧変化では、時刻ｔ４における燃圧と、目標燃圧Ｔｆとの差が破線で示す燃圧変化での差よりも小さくなっている。この場合、検出圧Ｐｍと目標燃圧Ｔｆとの差からでは、デリバリパイプ６０の燃圧が、フィードバック制御が機能することで目標燃圧Ｔｆまで低下したのか、リリーフ弁８０の開弁状態が継続することで目標燃圧Ｔｆまで低下したのかを区別することがむずかしい。
【００３４】
フィードバック制御により燃圧が収束している状態では、目標燃圧Ｔｆにより設定された燃圧となるように、高圧ポンプ３０の吐出量が制御されている。そのため、目標燃圧Ｔｆを変更することで、収束燃圧が変更後の目標燃圧Ｔｆに追従するよう変化する。即ち、リリーフ弁が閉弁しており、かつフィードバック制御により燃圧が収束している状態では、目標燃圧Ｔｆの変更に対する収束燃圧の追従性が高いと言える。
【００３５】
一方、リリーフ弁８０の開弁状態が継続することで燃圧が収束している状態では、高圧ポンプ３０からの吐出量とリリーフ弁８０による減圧量とが釣り合うことで燃圧が所定値に収束している。そのため、目標燃圧Ｔｆを変更しても、燃圧は目標燃圧Ｔｆに追従するよう変化しない。即ち、リリーフ弁８０の開弁状態が継続することで燃圧が収束している状態では、目標燃圧Ｔｆの変更に対する、燃圧の追従性が低いと言える。
【００３６】
本実施形態では、デリバリパイプ６０内の燃圧が収束している状況下において、目標燃圧Ｔｆの変更に対する燃圧の追従性を利用することで、リリーフ弁８０が開弁状態であることを判定することとした。具体的には、ＥＣＵ９０は、デリバリパイプ６０の燃圧が開弁圧まで上昇したことを判定した場合に、目標燃圧Ｔｆをデリバリパイプ６０内の燃圧の収束値と異なる値を示す開弁時目標値に設定する。そして、ＥＣＵ９０は、開弁時目標値に対する燃圧の追従性を判定する。開弁時目標値に対する燃圧の追従性が高い場合、ＥＣＵ９０はリリーフ弁８０が閉弁状態であることを判定する。一方、開弁時目標値に対する燃圧の追従性が低い場合、ＥＣＵ９０はリリーフ弁８０が開弁状態であることを判定する。
【００３７】
次に、ＥＣＵ９０により実施される、リリーフ弁８０の開弁判定処理を、図３を用いて説明する。図３に示す開弁判定処理は、ＥＣＵ９０により所定周期で繰り返し実行される。
【００３８】
ステップＳ１１では、検出圧Ｐｍがリリーフ弁８０を開弁させる高圧異常状態に達しているか否かを判定する。本実施形態では、ステップＳ１１が燃圧判定部に相当する。
【００３９】
図４は、ステップＳ１１の処理を詳細に説明するフローチャートである。ステップＳ２１では、検出圧Ｐｍを高圧側判定値ＴＨ１と比較する。本実施形態では、高圧側判定値ＴＨ１はリリーフ弁８０の開弁圧に設定されている。
【００４０】
検出圧Ｐｍが高圧側判定値ＴＨ１よりも大きければステップＳ２２に進む。ステップＳ２２では、検出圧Ｐｍが高圧側判定値ＴＨ１よりも大きな値となる継続時間を判定する異常判定値ＴＨ２を設定する。本実施形態では、燃圧変化に影響を与える諸条件に基づいて、異常判定値ＴＨ２を設定している。具体的には、燃圧変化に影響を与える諸条件として、回転角センサ１３により検出されるエンジン回転速度Ｎｅと、インジェクタ６２の１回当たりの噴射量を示す燃料噴射量Ｑと、燃料温度センサ１９により計測された燃料温度Ｔｅｍｐと、燃料に含まれるアルコール濃度ＡＬＣを示す燃料性状とを用いている。
【００４１】
図５は、各諸条件と異常判定値ＴＨ２との関係性を説明する図である。図５（ａ）は、横軸をエンジン回転速度Ｎｅとし、縦軸を異常判定値ＴＨ２とするグラフである。図５（ｂ）は、横軸を燃料噴射量Ｑとし、縦軸を異常判定値ＴＨ２とするグラフである。図５（ｃ）は、横軸を燃料温度Ｔｅｍｐとし、縦軸を異常判定値ＴＨ２とするグラフである。図５（ｄ）は、横軸をアルコール濃度ＡＬＣとし、縦軸を異常判定値ＴＨ２とするグラフである。
【００４２】
エンジン回転速度Ｎｅが大きいほど、インジェクタ６２の燃料噴射の頻度や、高圧ポンプ３０の吐出頻度が高くなるため燃圧の変化が大きくなり、燃圧が変化し易くなる。そのため、図５（ａ）に示すように、エンジン回転速度Ｎｅが高いほど、検出圧Ｐｍが高圧側判定値ＴＨ１よりも大きな値に維持されにくくなるため、異常判定値ＴＨ２が小さな値に設定される。
【００４３】
燃料噴射量Ｑが大きいほど、燃圧の減圧速度が大きくなる。そのため、図５（ｂ）に示すように、燃料噴射量Ｑが大きくなるほど、検出圧Ｐｍが高圧側判定値ＴＨ１よりも大きな値に維持されにくくなるため、異常判定値ＴＨ２が小さい値に設定される。
【００４４】
燃料温度Ｔｅｍｐが低いほど、燃料の体積弾性係数が高いため、燃圧が下降し易くなる。そのため、図５（ｃ）に示すように、燃料温度Ｔｅｍｐが高くなるほど、検出圧Ｐｍが高圧側判定値ＴＨ１よりも大きな値に維持されにくくなるため、異常判定値ＴＨ２が大きい値に設定される。
【００４５】
燃料に含まれるアルコール濃度が高くなるほど、燃料の体積弾性係数が高いため、燃圧が下降し易くなる。そのため、図５（ｄ）に示すように、アルコール濃度が高くなるほど、検出圧Ｐｍが高圧側判定値ＴＨ１よりも大きな値に維持されにくくなるため、異常判定値ＴＨ２が小さい値に設定される。
【００４６】
燃圧変化に対する影響は、エンジン回転速度Ｎｅ及び燃料噴射量Ｑが、燃料温度Ｔｅｍｐ及びアルコール濃度ＡＬＣよりも高くなる。そのため、本実施形態では、エンジン回転速度Ｎｅ及び燃料噴射量Ｑにおける異常判定値ＴＨ２の重み付けを大きくし、燃料温度Ｔｅｍｐ及びアルコール濃度ＡＬＣにおける異常判定値ＴＨ２の重み付けを小さくしている。
【００４７】
ステップＳ２３では、異常判定カウンタＣｏ１を増加させる。異常判定カウンタＣｏ１は、検出圧Ｐｍが高圧側判定値ＴＨ１よりも大きな値に維持されている時間を計測する値である。なお、ステップＳ２１において、検出圧Ｐｍが高圧側判定値ＴＨ１以下であれば、ステップＳ２４に進み、異常判定カウンタＣｏ１を零にリセットする。
【００４８】
ステップＳ２５では、異常判定カウンタＣｏ１をステップＳ２２で設定した異常判定値ＴＨ２と比較する。検出圧Ｐｍが高圧側判定値ＴＨ１よりも大きな値である時間が継続することで、異常判定カウンタＣｏ１の増加も継続する。異常判定カウンタＣｏ１が異常判定値ＴＨ２以下であれば、図３のステップＳ１２に進む。一方、ステップＳ２５において、異常判定カウンタＣｏ１が異常判定値ＴＨ２よりも大きいと判定した場合、ステップＳ２６に進み、デリバリパイプ６０が高圧異常状態であることを判定する。
【００４９】
図３に戻り、ステップＳ１２では、ステップＳ１１において高圧異常状態の判定を行っていれば、ステップＳ１３に進む。一方、高圧異常状態の判定を行っていなければ、ステップＳ１４に進む。
【００５０】
デリバリパイプ６０が高圧異常状態となることでリリーフ弁８０が開弁してから、燃圧が収束するまでの間は、高圧ポンプ３０の吐出量とリリーフ弁８０による減圧量とが釣り合っていない。そのため、検出圧Ｐｍの変動が、検出圧Ｐｍが収束している状態での変動よりも大きくなる。検出圧Ｐｍの変動により、開弁時目標値に対する燃圧の追従性を誤判定するおそれがある。そこで、ステップＳ１３〜Ｓ１５では、高圧異常状態を判定してから所定の待ち時間の経過後に、リリーフ弁８０の開弁判定を実施している。
【００５１】
まず、ステップＳ１３では、判定後カウンタＣｏ２を増加させる。判定後カウンタＣｏ２は、燃圧の低下が開始されてから燃圧が収束するまでに要する時間を計測する値である。なお、ステップＳ１４に進む場合、判定後カウンタＣｏ２を零にリセットする。
【００５２】
ステップＳ１５では、デリバリパイプ６０の燃圧が収束しているか否かを判定する。具体的には、判定後カウンタＣｏ２が収束時間ＴＨ３よりも大きい場合、燃圧が収束していると判定する。収束時間ＴＨ３は、燃圧が上昇から下降に転じてから収束するまでに要する時間である。例えば、燃料の性状等に応じて、収束時間ＴＨ３が定められている。判定後カウンタＣｏ２が収束時間ＴＨ３以下であれば、デリバリパイプ６０の燃圧が収束していないとして、図４の処理を一旦終了する。
【００５３】
判定後カウンタＣｏ２が収束時間ＴＨ３よりも大きければ、ステップＳ１６に進む。ステップＳ１６では、目標燃圧としての開弁時目標値Ｖ１を設定する。本実施形態では、開弁時目標値Ｖ１を、デリバリパイプ６０内の収束後の燃圧として想定される値よりも高い値に設定する。具体的には、収束後の燃圧は、燃圧を変化させる諸条件によって変化するため、この諸条件を考慮して開弁時目標値Ｖ１を設定する。具体的には、エンジン回転速度Ｎｅと、燃料噴射量Ｑと、燃料温度Ｔｅｍｐと、燃料の性状（アルコール濃度ＡＬＣ）とのそれぞれの条件を考慮して開弁時目標値Ｖ１を設定する。ステップＳ１６が設定部に相当する。
【００５４】
図６は、諸条件と開弁時目標値Ｖ１との関係性を説明する図である。図６（ａ）は、横軸をエンジン回転速度Ｎｅとし、縦軸を開弁時目標値Ｖ１とするグラフである。図６（ｂ）は、燃料噴射量Ｑとし、縦軸を開弁時目標値Ｖ１とするグラフである。図６（ｃ）は、横軸を燃料温度Ｔｅｍｐとし、縦軸を開弁時目標値Ｖ１とするグラフである。図６（ｄ）は、横軸をアルコール濃度ＡＬＣとし、縦軸を開弁時目標値Ｖ１とするグラフである。
【００５５】
エンジン回転速度Ｎｅが大きいほど、高圧ポンプ３０の吐出頻度が高くなるため燃圧が低下しにくくなる。そのため、図６（ａ）に示すように、エンジン回転速度Ｎｅが大きいほど、デリバリパイプ６０内の燃圧が高い値となるため、開弁時目標値Ｖ１が大きな値に設定される。
【００５６】
燃料噴射量Ｑが大きいほど、燃圧の減圧量が大きくなることで、燃圧が低下し易くなる。そのため、図６（ｂ）に示すように、燃料噴射量が大きくなるほど、デリバリパイプ６０内の燃圧が低い値となるため、開弁時目標値Ｖ１が小さい値に設定される。
【００５７】
燃料温度Ｔｅｍｐが低いほど、燃料の体積弾性係数が高くなるため、燃圧が高くなる。そのため、図６（ｃ）に示すように、燃料温度Ｔｅｍｐが高くなるほど、デリバリパイプ６０内の燃圧が低い値となるため、開弁時目標値Ｖ１が小さい値に設定される。
【００５８】
燃料に含まれるアルコール濃度が高くなるほど、燃料の体積弾性係数が高くなるため、燃圧が高くなる。そのため、図６（ｄ）に示すように、アルコール濃度が高くなるほど、デリバリパイプ６０内の燃圧が低い値となるため、開弁時目標値Ｖ１が大きな値に設定される。
【００５９】
燃圧変化に対する影響は、エンジン回転速度Ｎｅ及び燃料噴射量Ｑが、燃料温度Ｔｅｍｐ及びアルコール濃度ＡＬＣよりも高くなる。そのため、本実施形態では、エンジン回転速度Ｎｅ及び燃料噴射量Ｑにおける開弁時目標値Ｖ１に対する重み付けを、燃料温度Ｔｅｍｐ及びアルコール濃度ＡＬＣにおける開弁時目標値Ｖ１に対する重み付けよりも高くしている。
【００６０】
図３に戻りステップＳ１７では、目標燃圧をステップＳ１６で設定した開弁時目標値に設定することで、リリーフ弁８０の開弁判定を行う。そのため、ステップＳ１７の処理において、開弁時目標値に対する収束後の検出圧Ｐｍの追従性が判定される。ステップＳ１７が開弁判定部に相当する。
【００６１】
図７は、ステップＳ１７の処理を詳細に示すフローチャートである。ステップＳ４０では、ステップＳ１６で設定した開弁時目標値Ｖ１を目標燃圧Ｔｆとして設定する。本実施形態では、図３の処理が繰り返し実施される毎に、ステップＳ４０において、開弁時目標値Ｖ１を設定しているため、目標燃圧Ｔｆとして設定した開弁時目標値Ｖ１に対してフィルターを適用するいわゆるなまし処理を実施している。
【００６２】
ステップＳ４１では、デリバリパイプ６０の現在の検出圧Ｐｍを取得する。本実施形態では、ステップＳ１５において、デリバリパイプ６０内の燃圧が収束していることを判定しており、ステップＳ４１で取得する検出圧Ｐｍは収束後の燃圧である。
【００６３】
ステップＳ４２〜Ｓ４６では、目標燃圧Ｔｆと検出圧Ｐｍとの燃圧偏差ΔＰｍに基づいて、開弁時目標値に対する検出圧Ｐｍの追従性を判定する。
【００６４】
まず、ステップＳ４２では、ステップＳ４１で設定した開弁時目標値Ｖ１と検出圧Ｐｍとの差である燃圧偏差ΔＰｍと、偏差判定値ＴＨ４と比較する。本実施形態では、開弁時目標値Ｖ１と検出圧Ｐｍとの差の絶対値を燃圧偏差ΔＰｍとしている。偏差判定値ＴＨ４は、例えば、フィードバック制御により検出圧Ｐｍが目標燃圧に制御される場合の、検出圧Ｐｍと目標燃圧との誤差に応じて定められればよい。
【００６５】
燃圧偏差ΔＰｍが偏差判定値ＴＨ４よりも大きければ、ステップＳ４３に進み、開弁判定用カウンタＣｏ３を増加させる。開弁判定用カウンタＣｏ３は、燃圧偏差ΔＰｍが継続して偏差判定値ＴＨ４よりも大きい時間を計測する値である。燃圧偏差ΔＰｍが偏差判定値ＴＨ４以下であれば、ステップＳ４４に進み、開弁判定用カウンタＣｏ３を零にリセットする。
【００６６】
ステップＳ４５では、開弁判定用カウンタＣｏ３が時間判定値ＴＨ５よりも大きいか否かを判定する。時間判定値ＴＨ５は、燃圧偏差ΔＰｍが偏差判定値ＴＨ４よりも大きい状態が継続される時間を示す。そのため、開弁判定用カウンタＣｏ３が時間判定値ＴＨ５よりも大きい場合、検出圧Ｐｍが目標燃圧Ｔｆに近づいておらず、開弁時目標値に対する燃圧の追従性が低いと判定することができる。
【００６７】
ステップＳ４６では、リリーフ弁８０が開弁状態であることを判定する。そして、図３に戻り、ステップＳ１８に進む。一方、開弁判定用カウンタＣｏ３が時間判定値ＴＨ５以下であれば、リリーフ弁８０が開弁状態であることを判定することなく、ステップＳ１８に進む。
【００６８】
ステップＳ１８，Ｓ１９では、リリーフ弁８０が開弁状態である場合と閉弁状態である場合とに応じて、インジェクタ６２の噴射タイミングＳＯＩを変更する。高圧ポンプ３０の吸入行程と吐出行程とを比較した場合、吸入行程では、吐出弁３８が燃料を吐出しないため、デリバリパイプ６０の燃圧が吐出行程よりも低くなる。また、吸入行程に重なってインジェクタ６２の燃料噴射が行われると、燃料噴射が行われない場合と比べて、デリバリパイプ６０の燃圧低下が大きくなる。そのため、燃圧の収束後に、吸入行程において燃料噴射が実施されると、燃圧が閉弁圧まで低下することで、リリーフ弁８０が開弁状態から閉弁状態となるおそれがある。
【００６９】
リリーフ弁８０が閉弁状態となることで、デリバリパイプ６０の燃圧は再び上昇に転じる。燃圧の上昇は、燃圧がリリーフ弁８０の開弁圧まで上昇するまで継続され、リリーフ弁８０が開弁状態となることで再び下降に転じる。そのため、デリバリパイプ６０内において、燃圧の上昇と下降とが繰り返され、短い期間での圧力変化が大きくなる。その結果、高圧側配管４４からデリバリパイプ６０にかけて劣化を促進させるおそれがある。そこで、リリーフ弁８０の開弁状態を判定している場合、噴射タイミングＳＯＩを吸入行程から吐出行程に変更することで、リリーフ弁８０が再び閉弁状態となることを防止する。
【００７０】
図８は、高圧ポンプ３０の各行程を説明する図である。図８では、高圧ポンプ３０の各行程（吸入行程Ｄ１、戻し行程Ｄ２、吐出行程Ｄ３）と、インジェクタ６２の噴射タイミングＳＯＩとの関係性を示している。また、リリーフ弁８０が閉弁状態であると判定した場合の噴射タイミングＳＯＩを破線で示し、リリーフ弁８０が開弁状態であると判定した場合の噴射タイミングＳＯＩを実線で示している。
【００７１】
まず、ステップＳ１８では、ステップＳ１７により、リリーフ弁８０が開弁状態であると判定している場合、ステップＳ１９に進む。ステップＳ１９では、噴射タイミングＳＯＩを、高圧ポンプ３０の吸入行程から吐出行程に変更する。本実施形態では、インジェクタ６２の噴射を、圧縮行程噴射から吸気行程噴射に変更することで、噴射タイミングＳＯＩの変更を行う。
【００７２】
ステップＳ１９がタイミング設定部に相当する。そして、ステップＳ１９の処理が終了すると、図３の処理を一旦終了する。一方、ステップＳ１８において、リリーフ弁８０が閉弁状態であると判定している場合、図３の処理を一旦終了する。
【００７３】
図９は、本実施形態のリリーフ弁の開弁判定を示すタイムチャートである。なお、図９では、エンジン回転速度Ｎｅが一定に保たれるアイドリング状態での、燃圧の変化を示している。
【００７４】
時刻ｔ２１よりも前に高圧ポンプ３０が故障しており、高圧ポンプ３０がフル吐出異常となったとする。そのため、デリバリパイプ６０内の燃圧が上昇し始める。時刻ｔ２２において、デリバリパイプ６０の燃圧が開弁圧Ｐ１を超えると、リリーフ弁８０が開弁状態となる。時刻ｔ２３において、異常判定カウンタＣｏ１が異常判定値ＴＨ２よりも大きくなることで、デリバリパイプ６０の高圧異常状態が判定される。その後、検出圧Ｐｍが収束するまでの時間が判定後カウンタＣｏ２により計測される。
【００７５】
時刻ｔ２４において、判定後カウンタＣｏ２が収束時間ＴＨ３よりも大きくなり、燃圧が収束したことが判定される。このため、目標燃圧Ｔｆが開弁時目標値Ｖ１に設定され、開弁時目標値Ｖ１に対する検出圧Ｐｍの追従性が判定される。
【００７６】
図９では、時刻ｔ２５以降においても、検出圧Ｐｍと開弁時目標値Ｖ１との差である燃圧偏差ΔＰｍが継続して大きくなっており、開弁判定用カウンタＣｏ３が増加している。時刻ｔ２６において、開弁判定用カウンタＣｏ３が時間判定値ＴＨ５よりも大きくなる。そのため、時刻ｔ２６において、リリーフ弁８０が開弁状態であると判定される。
【００７７】
以上説明した本実施形態では以下の効果を奏する。
【００７８】
・ＥＣＵ９０は、検出圧が開弁圧まで上昇したと判定された場合において、開弁時目標値を目標燃圧に設定する。そして、設定された開弁時目標値に対する検出圧の追従性に基づいて、リリーフ弁８０が開弁状態にあることを判定することとした。この場合、リリーフ弁８０の開弁後はポンプ吐出量とリリーフ弁８０による減圧量との間で燃圧が釣り合う状態になることを加味して、フィードバック制御の目標燃圧を意図的に設定する。そのため、リリーフ弁８０が開弁状態にあることに起因して燃圧が目標燃圧に追従できないことを明確化することができる。これにより、リリーフ弁が開弁していることを適正に判定することができる。
【００７９】
・ＥＣＵ９０は、エンジン回転速度Ｎｅが大きいほど、開弁時目標値を大きい値に設定することとした。この場合、エンジン回転速度Ｎｅに伴う燃圧の収束傾向に応じて、開弁時目標値を設定することができ、リリーフ弁８０が開弁状態であることを適正に判定することができる。
【００８０】
・ＥＣＵ９０は、燃料の噴射量が大きくなるほど、開弁時目標値を小さい値に設定することとした。この場合、燃料の噴射量を考慮した開弁時目標値を設定でき、リリーフ弁の開弁判定の精度を高めることができる。
【００８１】
・ＥＣＵ９０は、燃料温度が高くなるほど、開弁時目標値を小さい値に設定することとした。この場合、燃料温度を考慮した開弁時目標値を設定でき、リリーフ弁８０の開弁判定の精度を高めることができる。
【００８２】
・ＥＣＵ９０は、燃料のアルコール濃度が高くなるほど、開弁時目標値を大きい値に設定することとした。この場合、燃料に含まれるアルコール濃度を考慮した開弁時目標値を設定でき、リリーフ弁８０の開弁判定の精度を高めることができる。
【００８３】
・ＥＣＵ９０は、検出圧が開弁圧まで上昇したと判定してから所定の待ち時間の経過後に、検出圧の追従性に基づいて、リリーフ弁８０が開弁状態であることを判定することとした。この場合、検出圧の変動が小さくなった状態で開弁時目標値に対する追従性を判定することで、開弁状態の誤判定を抑制することができる。
【００８４】
・ＥＣＵ９０は、リリーフ弁８０が開弁状態であると判定した後は、インジェクタ６２の噴射タイミングを、高圧ポンプ３０の吸入行程から吐出行程に設定することとした。この場合、デリバリパイプ６０内の燃圧が上昇と下降とを繰り返すのを防止し、高圧側配管４４からデリバリパイプ６０にかけて劣化が促進するのを防止することができる。
【００８５】
（第２実施形態）
第２実施形態では第１実施形態と異なる構成を中心に説明する。なお、同一の符号を付した箇所は同一の箇所を示し、その説明は繰り返さない。
【００８６】
この第２実施形態においても、ＥＣＵ９０は、デリバリパイプ６０内の燃圧の収束値と異なる目標燃圧を設定し、設定した目標燃圧に対する燃圧の追従性によりリリーフ弁８０の開弁状態を判定する。
【００８７】
図１０は、リリーフ弁８０が開弁している状態での、エンジン回転速度Ｎｅとデリバリパイプ６０内の収束後の燃圧との関係を説明する図であり、横軸をエンジン回転速度Ｎｅとし、縦軸を収束後の燃圧とするグラフである。また、上限値Ｐ２及び下限値Ｐ３により規定される燃圧の範囲は、高圧ポンプ３０による燃料吐出が正常である場合に想定される燃圧範囲を示している。ＥＣＵ９０は、目標燃圧を燃圧範囲内において設定する。
【００８８】
本実施形態においても、リリーフ弁８０の開弁判定に用いられる開弁時目標値は、エンジン回転速度Ｎｅが大きいほど高い値に設定される。目標燃圧は上限値Ｐ２よりも高い値に設定できないため、開弁時目標値を収束後の燃圧よりも高い値に設定する場合、エンジン回転速度Ｎｅが高い領域では、開弁時目標値から収束燃圧までの燃圧差が小さくなる。また、目標燃圧は下限値Ｐ３よりも低い値に設定できないため、開弁時目標値を収束後の燃圧よりも低い値に設定する場合、エンジン回転速度Ｎｅが低い領域では、開弁時目標値から収束燃圧までの燃圧差が小さくなる。開弁時目標値から収束燃圧までの燃圧差が小さいと、リリーフ弁８０の開弁判定が適正に実施できない場合も想定される。
【００８９】
また、例えば、リリーフ弁８０が閉弁状態となっている場合に、開弁時目標値が燃圧範囲の上限値Ｐ２や、燃圧範囲の下限値Ｐ３に設定されると、高圧ポンプ３０の吐出性能によっては、燃圧を開弁目標値に追従させることができないおそれがある。
【００９０】
そこで、本実施形態では、エンジン回転速度Ｎｅが所定の回転速度よりも高くなる場合に、収束時の燃圧として想定される値よりも開弁時目標値を低い値としている。図１１では、リリーフ弁８０が開弁状態である場合に収束するとみなされる収束燃圧Ｖ２を破線により示している。また、速度判定値ＴＨ６を一点鎖線で示しており、速度判定値ＴＨ６よりも低いエンジン回転速度Ｎｅの領域を低速回転域Ａ１とし、速度判定値ＴＨ６よりも高いエンジン回転速度Ｎｅの領域を高速回転域Ａ２としている。速度判定値ＴＨ６は、例えば、図１０の上限値Ｐ２に相当するエンジン回転速度Ｎｅよりも低回転側に定められている。
【００９１】
低速回転域Ａ１での開弁時目標値Ｖ３は、リリーフ弁８０が開弁状態である場合に収束するとみなされる収束燃圧Ｖ２よりも高い値に定められている。また、高速回転域Ａ２での開弁時目標値Ｖ４は、収束燃圧Ｖ２よりも低い値に定められている。
【００９２】
図１２は、第２実施形態に係る開弁判定処理を説明するフローチャートである。図１２に示す処理は、ＥＣＵ９０により所定周期で繰り返し実施される。
【００９３】
ステップＳ１５において、判定後カウンタＣｏ２が収束時間ＴＨ３よりも大きく、検出圧Ｐｍが収束していると判定した場合、ステップＳ５１に進む。ステップＳ５１では、エンジン回転速度Ｎｅが高回転状態であるか否かを判定する。具体的には、エンジン回転速度Ｎｅを、速度判定値ＴＨ６と比較する。
【００９４】
エンジン回転速度Ｎｅを速度判定値ＴＨ６よりも大きいと判定すれば、ステップＳ５２に進む。一方、エンジン回転速度Ｎｅを速度判定値ＴＨ６以下と判定すれば、ステップＳ５４に進む。
【００９５】
ステップＳ５２では、開弁時目標値Ｖ４を設定する。一方、ステップＳ５４では、開弁時目標値Ｖ３を設定する。
【００９６】
ステップＳ５３では、ステップＳ５２で設定した開弁時目標値Ｖ４を目標燃圧に設定することで、リリーフ弁８０の開弁判定を実施する。また、ステップＳ５５では、ステップＳ５４で設定した開弁時目標値Ｖ３を目標燃圧に設定することでリリーフ弁８０の開弁判定を実施する。
【００９７】
以上説明した本実施形態では以下の効果を奏する。
【００９８】
・ＥＣＵ９０は、エンジン回転速度Ｎｅが低速回転域であれば、目標燃圧を収束燃圧よりも低い開弁時目標値に設定する。一方で、エンジン回転速度Ｎｅが高速回転域であれば、目標燃圧を収束燃圧よりも高い開弁時目標値に設定する。この場合、開弁時目標値と収束燃圧との差が小さくなることが防止され、リリーフ弁８０の開弁状態を適正に判定することができる。
【００９９】
（他の実施形態）
上記実施形態を例えば次のように変更してもよい。
【０１００】
・ステップＳ１６,Ｓ５２,Ｓ５４において、開弁時目標値を設定する諸条件として、エンジン回転速度Ｎｅ、燃料噴射量Ｑ、燃料温度、及び燃料性状の少なくともいずれかを用いるものであってもよい。
【符号の説明】
【０１０１】
１０…燃料噴射システム、１２…駆動軸、３０…高圧ポンプ、６０…デリバリパイプ、６２…インジェクタ、８０…リリーフ弁、８２…圧力センサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2019039408.tif 000008
【図７】
2019039408.tif 000009
【図８】
2019039408.tif 000010
【図９】
2019039408.tif 000011
【図１０】
2019039408.tif 000012
【図１１】
2019039408.tif 000013
【図１２】
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