JP2009270511A - 燃料システムの異常診断装置および異常診断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】減圧弁が異常であるか否かを診断するために減圧弁を駆動することによる悪影響を小さくする。
【解決手段】ＥＣＵ２００は、制御部３００と、判定部３０２と、制限部３０４とを備える。制御部３００は、コモンレール内の燃料の圧力を低減する減圧弁が異常であるか正常であるかを診断する際、減圧弁が予め定められた診断モードで駆動するように制御する。判定部３０２は、コモンレール内の燃料の圧力の上昇に関する条件、コモンレール内の燃料の圧力の低下に関する条件および減圧弁の駆動に関する条件のうちの少なくともいずれか一つが満たされた否かを判定する。制限部３０４は、コモンレール内の燃料の圧力の上昇に関する条件、コモンレール内の燃料の圧力の低下に関する条件および減圧弁の駆動に関する条件のうちの少なくともいずれか一つが満たされると、減圧弁が駆動するように制御することを制限する。
【選択図】図２

Description

本発明は、燃料システムの異常診断装置および異常診断方法に関し、特に、燃料の圧力を低減する減圧弁が異常であるか正常であるかを診断する際に燃料システムを制御する技術に関する。

従来より、コモンレール内に貯えられた高圧の燃料をインジェクタから噴射するディーゼルエンジンが実用化されている。コモンレール内の燃料の圧力は、エンジンおよび車両などの運転状態に応じて定められる目標圧力になるように制御される。

ところで、目標圧力が低下すると、コモンレール内の燃料の圧力が目標圧力に対して高くなる場合がある。そこで、コモンレール内の燃料の圧力を速やかに低下させるために、コモンレールには、減圧弁が設けられる。減圧弁が開くように制御されると、コモンレール内の圧力が速やかに低下される。これにより、コモンレール内の燃料の圧力と目標圧力との差を小さくすることができる。

一方、減圧弁が異常である場合において、減圧弁が開かないと、コモンレール内の燃料の圧力を低減することができない。したがって、減圧弁の修理の要否を決定するために、減圧弁が異常であるか否かを診断する必要がある。たとえば、減圧弁を駆動したときに検出されるコモンレール内の燃料の圧力の挙動に基づいて、減圧弁の異常の有無が診断される。しかしながら、コモンレール内の燃料の圧力を検出するセンサが異常であると、圧力の挙動を誤って検出し得る。そのため、減圧弁が異常であるか否かを誤って診断し得る。

そこで、特開２００７−１００６２４号公報（特許文献１）に記載の燃料噴射制御装置のように、圧力を検出するセンサが異常でない場合に減圧弁が異常であるか否かを判定する技術が提案されている。
特開２００７−１００６２４号公報

しかしながら、圧力を検出するセンサが異常である場合以外にも、減圧弁の異常診断にとって不適当な状況があり得る。減圧弁の異常診断にとって不適当な状況において減圧弁の異常診断を実行した場合、エンジンもしくは減圧弁に悪影響があったり、減圧弁が異常であるか否かを誤って診断し得る。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、減圧弁が異常であるか否かを診断するために減圧弁を駆動することによる悪影響を小さくすることができる燃料システムの異常診断装置および異常診断方法を提供することである。

第１の発明に係る燃料システムの異常診断装置は、燃料を噴射する燃料噴射弁と、燃料噴射弁に供給する燃料を貯える貯蔵部と、貯蔵部に燃料を供給する燃料ポンプと、開いた状態において貯蔵部内の燃料の圧力を低減する減圧弁とが設けられた燃料システムの異常診断装置である。この制御装置は、貯蔵部内の燃料の圧力を検出するための手段と、減圧弁が異常であるか否かを診断するための異常診断モードで減圧弁が駆動するように制御するための手段と、貯蔵部内の燃料の圧力の上昇、貯蔵部内の燃料の圧力の低下および減圧弁の駆動のうちの少なくともいずれか一つに関する条件が満たされたか否かを判定するための手段と、条件が満たされたと判定された場合、減圧弁が駆動するように制御することを制限するための制限手段とを備える。第１５の発明に係る燃料システムの異常診断方法は、第１の発明に係る異常診断装置と同様の要件を備える。

この構成によると、燃料システムには、燃料を噴射する燃料噴射弁と、燃料噴射弁に供給する燃料を貯える貯蔵部と、貯蔵部に燃料を供給する燃料ポンプと、開いた状態において貯蔵部内の燃料の圧力を低減する減圧弁とが設けられる。減圧弁に異常があるか否かを診断するために、貯蔵部内の燃料の圧力が検出されるとともに、減圧弁が異常あるか否かを診断するための異常診断モードで減圧弁が駆動される。たとえば、減圧弁が閉じるように制御されたり、開くように制御されたりする。これにより、減圧弁が駆動する際の圧力の挙動を得ることができる。そのため、減圧弁が駆動する際の圧力の挙動に基づいて、減圧弁が異常であるか正常であるかを作業者などが診断することができる。ただし、貯蔵部内の燃料の圧力の上昇、貯蔵部内の燃料の圧力の低下および減圧弁の駆動のうちの少なくともいずれか一つに関する条件が満たされたと判定された場合、減圧弁が駆動するように制御することが制限される。たとえば、貯蔵部内の燃料の圧力の上昇に関する条件が満たされた場合、減圧弁が閉じるように制御することが制限される。これにより、貯蔵部内の燃料の圧力が過度に上昇しないようにすることができる。貯蔵部内の燃料の圧力の低下に関する条件が満たされた場合、減圧弁が開くように制御することが制限される。これにより、減圧弁が開かなくても燃料の圧力が低下し得る状況において、減圧弁が異常であるかを誤って診断しないようにすることができる。減圧弁の駆動に関する条件が満たされた場合、減圧弁が開くように制御することが制限される。これにより、減圧弁が開くように制御される時間もしくは回数を制限し、減圧弁の劣化速度を遅くすることができる。また、異常とは別の要因により減圧弁が駆動し難い状況において減圧弁が開くように制御することを制限し、減圧弁が異常であるかを誤って診断しないようにすることができる。そのため、減圧弁が異常であるか否かを診断するために減圧弁を駆動することによる悪影響を小さくすることができる燃料システムの異常診断装置もしくは異常診断方法を提供することができる。

第２の発明に係る燃料システムの異常診断装置においては、第１の発明の構成に加え、条件は、貯蔵部内の燃料の圧力の上昇に関する条件である。制限手段は、貯蔵部内の燃料の圧力の上昇に関する条件が満たされたと判定された場合、減圧弁が閉じるように制御することを制限するための手段を含む。第１６の発明に係る燃料システムの異常診断方法は、第２の発明に係る異常診断装置と同様の要件を備える。

この構成によると、貯蔵部内の燃料の圧力の上昇に関する条件が満たされた場合、減圧弁が閉じるように制御することが制限される。これにより、貯蔵部内の燃料の圧力が過度に上昇しないようにすることができる。

第３の発明に係る燃料システムの異常診断装置においては、第２の発明の構成に加え、貯蔵部内の燃料の圧力の上昇に関する条件は、エンジンがアイドル状態でないという条件である。第１７の発明に係る燃料システムの異常診断方法は、第３の発明に係る異常診断装置と同様の要件を備える。

この構成によると、エンジンがアイドル状態でないと、減圧弁が閉じるように制御することが制限される。これにより、エンジンの出力軸回転数が高くなり、たとえばエンジンにより駆動される燃料ポンプから貯蔵部に供給される燃料の圧力が高くなり得る状況において、減圧弁が閉じるように制御することを制限することができる。そのため、貯蔵部内の燃料の圧力が過度に上昇しないようにすることができる。

第４の発明に係る燃料システムの異常診断装置においては、第２の発明の構成に加え、エンジンには、エンジンの出力軸の回転により駆動されることにより貯蔵部に燃料を供給する燃料ポンプが設けられる。貯蔵部内の燃料の圧力の上昇に関する条件は、車両が走行中であるという条件である。第１８の発明に係る燃料システムの異常診断方法は、第４の発明に係る異常診断装置と同様の要件を備える。

この構成によると、車両が走行中であると、減圧弁が閉じるように制御することが制限される。これにより、エンジンの出力軸回転数が高くなり、たとえばエンジンにより駆動される燃料ポンプから貯蔵部に供給される燃料の圧力が高くなり得る状況において、減圧弁が閉じるように制御することを制限することができる。そのため、貯蔵部内の燃料の圧力が過度に上昇しないようにすることができる。

第５の発明に係る燃料システムの異常診断装置においては、第２の発明の構成に加え、貯蔵部内の燃料の圧力の上昇に関する条件は、貯蔵部内の燃料の圧力が予め定められた圧力よりも大きいという条件である。第１９の発明に係る燃料システムの異常診断方法は、第５の発明に係る異常診断装置と同様の要件を備える。

この構成によると、貯蔵部内の燃料の圧力が予め定められた圧力よりも大きいと、減圧弁が閉じるように制御することが制限される。これにより、貯蔵部内の燃料の圧力が高い状況において、減圧弁が閉じるように制御することを制限することができる。そのため、貯蔵部内の燃料の圧力が過度に上昇しないようにすることができる。

第６の発明に係る燃料システムの異常診断装置においては、第２の発明の構成に加え、貯蔵部内の燃料の圧力の上昇に関する条件は、燃料ポンプから貯蔵部に供給される燃料の圧力が予め定められた圧力よりも大きいという条件である。第２０の発明に係る燃料システムの異常診断方法は、第６の発明に係る異常診断装置と同様の要件を備える。

この構成によると、燃料ポンプから貯蔵部に供給される燃料の圧力が予め定められた圧力よりも大きいと、減圧弁が閉じるように制御することが制限される。これにより、燃料ポンプから貯蔵部に供給される燃料の圧力が高い状況において、減圧弁が閉じるように制御することを制限することができる。そのため、貯蔵部内の燃料の圧力が過度に上昇しないようにすることができる。

第７の発明に係る燃料システムの異常診断装置においては、第１の発明の構成に加え、条件は、貯蔵部内の燃料の圧力の低下に関する条件である。制限手段は、貯蔵部内の燃料の圧力の低下に関する条件が満たされたと判定された場合、減圧弁が開くように制御することを制限するための手段を含む。第２１の発明に係る燃料システムの異常診断方法は、第７の発明に係る異常診断装置と同様の要件を備える。

この構成によると、貯蔵部内の燃料の圧力の低下に関する条件が満たされた場合、減圧弁が開くように制御することが制限される。これにより、減圧弁が開かなくても燃料の圧力が低下し得る状況において、減圧弁が異常であるかを誤って診断しないようにすることができる。

第８の発明に係る燃料システムの異常診断装置においては、第７の発明の構成に加え、貯蔵部内の燃料の圧力の低下に関する条件は、貯蔵部内の燃料の圧力が予め定められた圧力より低いという条件である。第２２の発明に係る燃料システムの異常診断方法は、第８の発明に係る異常診断装置と同様の要件を備える。

この構成によると、貯蔵部内の燃料の圧力が予め定められた圧力より低いと、減圧弁が開くように制御することが制限される。これにより、減圧弁が開かなくても燃料の圧力が低い状況において、減圧弁が異常であるかを誤って診断しないようにすることができる。

第９の発明に係る燃料システムの異常診断装置においては、第１の発明の構成に加え、条件は、減圧弁の駆動に関する条件である。制限手段は、減圧弁の駆動に関する条件が満たされたと判定された場合、減圧弁が開くように制御することを制限するための手段を含む。第２３の発明に係る燃料システムの異常診断方法は、第９の発明に係る異常診断装置と同様の要件を備える。

この構成によると、減圧弁の駆動に関する条件が満たされた場合、減圧弁が開くように制御することが制限される。これにより、減圧弁が開くように制御される時間もしくは回数が過剰にならないようにすることができる。また、異常とは別の要因により減圧弁が駆動し難い状況において減圧弁が開くように制御することを制限し、減圧弁が異常であるかを誤って診断しないようにすることができる。

第１０の発明に係る燃料システムの異常診断装置においては、第９の発明の構成に加え、減圧弁は、電力により駆動する。減圧弁の駆動に関する条件は、減圧弁に供給される電圧が予め定められた電圧よりも小さいという条件である。第２４の発明に係る燃料システムの異常診断方法は、第１０の発明に係る異常診断装置と同様の要件を備える。

この構成によると、減圧弁に供給される電圧が予め定められた電圧よりも小さいと、減圧弁が開くように制御することが制限される。これにより、減圧弁が正常であっても駆動し難い状況において、減圧弁が開くように制御することが制限される。そのため、減圧弁が異常であるかを誤って診断しないようにすることができる。

第１１の発明に係る燃料システムの異常診断装置は、第９の発明の構成に加え、エンジンが始動したか否かを判定するための手段をさらに備える。減圧弁の駆動に関する条件は、エンジンが始動した後であるか否かの判定中であるという条件である。第２５の発明に係る燃料システムの異常診断方法は、第１１の発明に係る異常診断装置と同様の要件を備える。

この構成によると、エンジンが始動したか否かの判定中であると、減圧弁が開くように制御することが制限される。これにより、燃料中の気泡を小さくしたり、燃料噴射弁に供給する燃料を補填したりするために減圧弁が開かれるクランキングの直後において、減圧弁が開くように制御することが制限される。そのため、減圧弁が開くように制御される時間もしくは回数が過剰にならないようにすることができる。

第１２の発明に係る燃料システムの異常診断装置においては、第９の発明の構成に加え、減圧弁の駆動に関する条件は、予め定められた時間以上継続して減圧弁を開くように制御したという条件である。第２６の発明に係る燃料システムの異常診断方法は、第１２の発明に係る異常診断装置と同様の要件を備える。

この構成によると、予め定められた時間以上継続して減圧弁を開くように制御すると、減圧弁が開くように制御することが制限される。これにより、減圧弁が開くように制御される時間が過剰にならないようにすることができる。

第１３の発明に係る燃料システムの異常診断装置においては、第１〜１２のいずれかの発明の構成に加え、異常診断モードでは、燃料の噴射を制限するように燃料噴射弁が制御されるとともに燃料ポンプの回転数がしきい値まで低下した状態において、閉じた状態から開いた状態になるように減圧弁が制御される。第２７の発明に係る燃料システムの異常診断方法は、第１３の発明に係る異常診断装置と同様の要件を備える。

この構成によると、異常診断モードでは、燃料の噴射を制限するように燃料噴射弁が制御されるとともに燃料ポンプの回転数がしきい値まで低下した状態において、閉じた状態から開いた状態になるように減圧弁が制御される。これにより、燃料の圧力に対する燃料噴射弁および燃料ポンプの影響が小さい状態における燃料の圧力を検出することができる。この状態で燃料の圧力が低下すれば、減圧弁は正常に開いたことにより、燃料の圧力が低下したといえる。これにより、減圧弁の動作による燃料の圧力の挙動に基づいて、減圧弁が異常であるか否かを作業者などが診断することができる。そのため、減圧弁が異常であるか否かを精度よく判定することができる。

第１４の発明に係る燃料システムの異常判定装置においては、第１４の発明の構成に加え、異常診断モードでは、減圧弁が閉じた状態になるように制御された後に燃料の噴射を制限するように燃料噴射弁が制御される。第２８の発明に係る燃料システムの異常診断方法は、第１４の発明に係る異常診断装置と同様の要件を備える。

この構成によると、減圧弁が閉じた状態になるように制御された後に燃料の噴射を制限するように燃料噴射弁が制御される。この状態において燃料の圧力が低下しなければ、減圧弁が正常に閉じ、かつ燃料噴射弁および燃料ポンプは燃料の圧力を維持可能な状態であるといえる。よって、燃料の圧力を維持可能な状態であるか否かを判定することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

図１を参照して、本発明の実施の形態に係る異常診断装置を搭載した車両のエンジン１００について説明する。エンジン１００は、ディーゼルエンジンである。なお、ディーゼルエンジン以外の内燃機関を用いるようにしてもよい。エンジン１００には、複数の気筒が設けられる。

エンジン１００に吸入される空気は、エアクリーナ１０２によりろ過され、ターボチャージャのコンプレッサ１０４により圧縮される。圧縮された空気は、インタークーラ１０６により外気との間で熱交換させられて冷却され、吸気管１０８およびインテークマニホールド１１０を通り、燃焼室内に導入される。燃焼室内に導入される空気のうち、新気の量は、スロットルバルブ１１２により制御される。スロットルバルブ１１２の開度は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２００により制御される。なお、スロットルバルブ１１２を設けなくてもよい。

燃焼室には、サプライポンプ１１４により加圧され、コモンレール１１６に貯えられた燃料が、インジェクタ１１８により噴射される。燃焼室内で、空気と燃料との混合気が燃焼することにより、エンジン１００は駆動力を発生する。

サプライポンプ１１４は、エンジン１００の出力軸（クランクシャフト）に連結され、出力軸が回転することにより駆動される。サプライポンプ１１４からコモンレール１１６に燃料が供給される。また、サプライポンプ１１４からコモンレール１１６に供給される燃料の流量は、サプライポンプ１１４に設けられたサクションコントロールバルブの開度に応じて制御される。したがって、エンジン１００の出力軸が回転している状態において、サプライポンプ１１４からコモンレール１１６への燃料供給を停止することもできる。なお、電動モータにより駆動するサプライポンプを用いるようにしてもよい。

インジェクタ１１８は、各気筒に対して設けられる。燃料の目標の噴射時期は、たとえば、アクセル開度、エンジン１００の出力軸回転数および車速などをパラメータに有するマップに従って定められる。なお、目標の噴射時期を設定する方法は、周知の一般的な技術を利用すればよいため、ここではその更なる説明は繰り返さない。

インジェクタ１１８からの燃料の噴射量は、たとえば、アクセル開度、エンジン１００の出力軸回転数および車速などをパラメータに有するマップに従って定められる。アイドル時には、ＩＳＣ（Idle Speed Control）により、エンジン１００の出力軸回転数が予め定められる目標回転速度になるように、燃料の噴射量が定められる。なお、燃料の噴射量を設定する方法は、周知の一般的な技術を利用すればよいため、ここではその更なる説明は繰り返さない。

燃焼後の混合気、すなわち排気ガスは、エギゾーストマニホールド１２０に導かれ、ターボチャージャのタービン１２２を通り抜けた後、触媒１２４により浄化され、車外に排出される。

排気ガスの一部は、エギゾーストマニホールド１２０に連結されたＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）パイプ１２６を介して再循環させられる。ＥＧＲパイプ１２６を流れる排気ガスは、酸化触媒１２８を通り抜け、ＥＧＲクーラ１３０により冷却水との間で熱交換させられて冷却される。冷却された排気ガスは、ＥＧＲバルブ１３２を介して、スロットルバルブ１１２よりも下流で、吸気側に再循環させられる。

再循環させられる排気ガスの量（ＥＧＲ量）は、ＥＧＲバルブ１３２の開度により調整される。ＥＧＲバルブ開度は、ＥＧＲバルブリニアソレノイド１３４により制御される。通常時、ＥＧＲバルブ開度は、エンジン１００のトルクが高いほどＥＧＲバルブ１３２を閉じるように、すなわちＥＧＲ量が少なくなるように制御される。具体的には、ＥＧＲにより変化する吸気酸素濃度が、エンジン１００の状態（エンジン回転数速度、過給圧、各部温度、負荷、吸入空気量）に応じた目標値になるように、ＥＧＲバルブリフトセンサ１３６を用いて検出されたＥＧＲバルブ開度がＥＣＵ２００に入力されて、ＥＧＲバルブ開度がフィードバック制御される。なお、ＥＧＲバルブ１３２の動作方式は、ＥＧＲバルブリニアソレノイド１３４によるもの以外に、負圧式やモータ式であってもよい。

コモンレール１１６には、減圧弁１３８が設けられる。減圧弁１３８は、補機バッテリ１４０から供給される電力により駆動する電磁弁である。減圧弁１３８が開くと、コモンレール１１６内の燃料が排出され、コモンレール１１６内の燃料の圧力が低下する。減圧弁１３８から排出される燃料は燃料タンクに戻される。

減圧弁１３８は、コモンレール１１６内の燃料の圧力が目標圧力よりも高い場合の他にも、たとえばエンジン１００の始動のためのクランキング中に開くように制御される。インジェクタ１１８内の変位拡大室に減圧弁１３８により減圧された燃料を供給して燃料中の気泡を小さくしたり、インジェクタ１１８に供給される燃料を補填したりするために、クランキング中に減圧弁１３８が開くように制御される。なお、クランキング中における減圧弁１３８の制御方法については周知の技術を利用すればよいため、ここではその詳細な説明は繰り返さない。

ＥＣＵ２００には、出力軸回転数センサ（クランクポジションセンサ）２０２、アクセル開度センサ２０４、車速センサ２０６、圧力センサ２０８、電圧センサ２１２などから信号が入力される。

出力軸回転数センサ２０２は、エンジン１００の出力軸回転数を検出する。アクセル開度センサ２０４は、アクセルペダルの開度を検出する。車速センサ２０６は、エンジン１００を搭載した車両の速度を検出する。たとえば、エンジン１００に接続されるトランスミッションの出力軸回転数から車速が検出される。

圧力センサ２０８は、コモンレール１１６内の燃料の圧力を検出する。圧力センサ２０８により検出された圧力は、ＥＣＵ２００のＲＡＭ（Random Access Memory）２１０に記憶される。

電圧センサ２１２は、補機バッテリ１４０の電圧、すなわち補機バッテリ１４０から減圧弁１３８に供給される電圧を検出する。

ＥＣＵ２００は、これらのセンサから送信された信号、メモリに記憶されたプログラムおよびマップなどに基づいて演算処理を行なう。これにより、ＥＣＵ２００は、エンジン１００を制御する。

図２を参照して、本実施の形態におけるＥＣＵ２００の機能について説明する。なお、以下に説明するＥＣＵ２００の機能は、ソフトウェアにより実現するようにしてもよく、ハードウェアにより実現するようにしてもよい。

ＥＣＵ２００は、制御部３００と、判定部３０２と、制限部３０４とを備える。
制御部３００は、自動車の修理工場などにおいて減圧弁１３８が異常であるか正常であるかを作業者が診断する際、減圧弁１３８、インジェクタ１１８およびサプライポンプ１１４が予め定められた診断モードで駆動するように制御する。

たとえば、作業者が減圧弁１３８の異常診断を行なうために設計された診断装置（診断ツール）をＥＣＵ２００に接続した状態で、診断装置からの指令信号を受けると、減圧弁１３８、インジェクタ１１８およびサプライポンプ１１４が予め定められた診断モードで駆動するように制御される。

本実施の形態においては、図３に示すように、まず、時間Ｔ１において、減圧弁１３８が閉じるように強制的に制御される。減圧弁１３８が閉じるように制御された後、時間Ｔ２において、燃料の噴射を停止するようにインジェクタ１１８が制御されるとともに、サプライポンプ１１４からコモンレール１１６への燃料供給を停止するようにサプライポンプ１１４が制御される。

燃料の噴射を停止した後、時間Ｔ３においてエンジン１００の出力軸回転数がしきい値まで低下すると、すなわちエンジン１００の出力軸回転数がしきい値以下になると、減圧弁１３８が開くように強制的に制御される。たとえばコモンレール１１６内の燃料の圧力に対するサプライポンプ１１４の影響がほとんどなくなる値がしきい値に設定される。減圧弁１３８は、予め定められた時間ΔＴだけ継続して開くように制御される。

なお、本実施の形態においては、エンジン１００の出力軸回転数がしきい値まで低下した場合、サプライポンプ１１４の回転数がしきい値まで低下したと判定される。すなわち、サプライポンプ１１４の回転数がしきい値まで低下したか否かが、エンジン１００の出力軸回転数がしきい値まで低下したか否かにより間接的に判定される。サプライポンプ１１４の回転数を直接的に検出するようにしてもよい。

作業者は、診断装置のディスプレイなどに表示される燃料の圧力の挙動（推移）に基づいて、減圧弁１３８が異常であるか正常であるかを判断する。なお、減圧弁１３８が異常であるか正常であるかをＥＣＵ２００が診断するようにしてもよい。

たとえば、図３において実線で示すように、減圧弁１３８が閉じ、かつ燃料の噴射および燃料供給が停止された状態、すなわち図３の時間Ｔ１〜Ｔ３までの期間において圧力が維持され、かつ時間Ｔ３において減圧弁１３８が開くように制御されてから圧力が低下すると、減圧弁１３８が正常に開いたことにより燃料の圧力が低下したといえる。そのため、減圧弁１３８が正常であると診断できる。

一方、図３において一点鎖線で示すように、減圧弁１３８が閉じ、かつ燃料の噴射および燃料供給が停止された状態、すなわち図３の時間Ｔ１〜Ｔ３までの期間において、燃料の圧力が急低下する場合、インジェクタ１１８、サプライポンプ１１４および減圧弁１３８の少なくともいずれか１つから燃料が漏れていると診断できる。

図３において二点鎖線で示すように、時間Ｔ３において減圧弁１３８が開くように制御されたにもかかわらず、燃料の圧力の低下率が小さいと、減圧弁１３８が異常であると診断できる。なお、減圧弁１３８の診断方法はこれらに限らない。

判定部３０２は、減圧弁１３８の駆動を制限するために定められる条件が満たされたか否かを判定する。より具体的には、コモンレール１１６内の燃料の圧力の上昇に関する条件、コモンレール１１６内の燃料の圧力の低下に関する条件および減圧弁１３８の駆動に関する条件のうちの少なくともいずれか一つが満たされた否かが判定される。

コモンレール１１６内の燃料の圧力の上昇に関する条件は、エンジン１００がアイドル状態（より好ましくは、アイドルで安定した状態）でないという条件、車両が走行中であるという条件、コモンレール１１６内の燃料の圧力、すなわち圧力センサ２０８により検出される圧力が予め定められた上限値よりも大きいという条件、サプライポンプ１１４からコモンレール１１６に供給される燃料の圧力が予め定められた圧力よりも大きいという条件などを含む。

たとえば、アクセルペダルの開度が零より大きい場合、すなわちアクセルペダルが操作されていると、エンジン１００がアイドル状態でないと判定される。車速が零より大きい場合、車両が走行中であると判定される。サプライポンプ１１４に設けられたサクションコントロールバルブの開度が予め定められた値よりも大きい場合、サプライポンプ１１４からコモンレール１１６に供給される燃料の圧力が予め定められた圧力よりも大きいと判定される。なお、各条件を判定する方法はこれらに限らない。

コモンレール１１６内の燃料の圧力の低下に関する条件は、コモンレール１１６内の燃料の圧力が予め定められた圧力より低いという条件などを含む。

減圧弁１３８の駆動に関する条件は、補機バッテリ１４０の電圧が予め定められた電圧よりも小さいという条件、エンジン１００が始動したか否かの判定中であるという条件、予め定められた時間ΔＴ以上継続して減圧弁１３８を開くように制御したという条件などを含む。

たとえば、イグニッションスイッチがオンにされた後、エンジン１００出力軸回転数が予め定められた回転数まで上昇するか否かにより、エンジン１００が始動したか否かが判定される。したがって、イグニッションスイッチがオンにされた後、エンジン１００出力軸回転数が予め定められた回転数より小さいと、エンジンが始動したか否かの判定中であるという条件が満たされる。

制限部３０４は、コモンレール１１６内の燃料の圧力の上昇に関する条件、コモンレール１１６内の燃料の圧力の低下に関する条件および減圧弁１３８の駆動に関する条件のうちの少なくともいずれか一つが満たされると、図４に示す表の組合せに従って、減圧弁１３８が駆動するように制御することを制限する。すなわち、減圧弁１３８が開くように制御されることおよび閉じるように制御されることが、禁止もしくは中止される。

図４に示すように、エンジン１００がアイドル状態でないという条件、車両が走行中であるという条件、コモンレール１１６内の燃料の圧力、すなわち圧力センサ２０８により検出される圧力が予め定められた上限値よりも大きいという条件、サプライポンプ１１４からコモンレール１１６に供給される燃料の圧力が予め定められた圧力よりも大きいという条件のうちの少なくともいずれか一つが満たされると、減圧弁１３８が開くように制御されることおよび閉じるように制御されることが、禁止もしくは中止される。

また、図４に示すように、圧力センサ２０８が異常である場合にも、減圧弁１３８が開くように制御されることおよび閉じるように制御されることが、禁止もしくは中止される。

コモンレール１１６内の燃料の圧力が予め定められた圧力より低いという条件、補機バッテリ１４０の電圧が予め定められた電圧よりも小さいという条件、エンジン１００が始動したか否かの判定中であるという条件、予め定められた時間ΔＴ以上継続して減圧弁１３８を開くように制御したという条件のうちの少なくともいずれか一つが満たされると、減圧弁１３８が開くように制御されることが、禁止もしくは中止される。

したがって、図３の時間Ｔ１において、エンジン１００がアイドル状態でないという条件、車両が走行中であるという条件、コモンレール１１６内の燃料の圧力が予め定められた上限値よりも大きいという条件、サプライポンプ１１４からコモンレール１１６に供給される燃料の圧力が予め定められた圧力よりも大きいという条件、圧力センサ２０８が異常であるという条件のうちの少なくともいずれか一つが満たされると、減圧弁１３８が閉じるように制御されることが禁止される。

図３の時間Ｔ１〜Ｔ３までの期間において、コモンレール１１６内の燃料の圧力が予め定められた上限値よりも大きいという条件が満たされると、減圧弁１３８が閉じるように制御されることが中止される。

図３の時間Ｔ３において、エンジン１００がアイドル状態でないという条件、車両が走行中であるという条件、コモンレール１１６内の燃料の圧力が予め定められた上限値よりも大きいという条件、サプライポンプ１１４からコモンレール１１６に供給される燃料の圧力が予め定められた圧力よりも大きいという条件、圧力センサ２０８が異常であるという条件のうちの少なくともいずれか一つが満たされると、減圧弁１３８が開くように制御されることが禁止される。

また、図３の時間Ｔ３において、コモンレール１１６内の燃料の圧力が予め定められた圧力より低いという条件、補機バッテリ１４０の電圧が予め定められた電圧よりも小さいという条件、エンジン１００が始動したか否かの判定中であるという条件のうちの少なくともいずれか一つの条件が満たされると、減圧弁１３８が開くように制御されることが禁止される。

図３の時間Ｔ４において、減圧弁１３８を開くように制御した時間が予め定められた時間ΔＴ以上になると、減圧弁１３８が開くように制御されることが中止される。すなわち、時間Ｔ４以降は、減圧弁１３８が開くように制御されることが禁止される。

以上のように、本実施の形態に係る異常診断装置によれば、減圧弁の異常診断を行なう場合、コモンレール内の燃料の圧力の上昇に関する条件、コモンレール内の燃料の圧力の低下に関する条件および減圧弁の駆動に関する条件のうちの少なくともいずれか一つが満たされると、減圧弁が駆動するように制御することが制限される。たとえば、コモンレール内の燃料の圧力の上昇に関する条件が満たされた場合、減圧弁が閉じるように制御することが制限される。これにより、コモンレール内の燃料の圧力が過度に上昇しないようにすることができる。コモンレール内の燃料の圧力の低下に関する条件が満たされた場合、減圧弁が開くように制御することが制限される。これにより、減圧弁が開かなくても燃料の圧力が低下し得る状況において、減圧弁が異常であるかを誤って診断しないようにすることができる。減圧弁の駆動に関する条件が満たされた場合、減圧弁が開くように制御することが制限される。これにより、減圧弁が開くように制御される時間もしくは回数を制限し、減圧弁の劣化速度を遅くすることができる。また、異常とは別の要因により減圧弁が駆動し難い状況において減圧弁が開くように制御することを制限し、減圧弁が異常であるかを誤って診断しないようにすることができる。そのため、減圧弁が異常であるか否かを診断するために減圧弁を駆動することによる悪影響を小さくすることができる。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

エンジンの概略構成図である。 ＥＣＵの機能ブロック図である。 燃料の圧力などの推移を示すタイミングチャートである。 減圧弁の駆動を制限する条件を示す図である。

符号の説明

１００ エンジン、１１４ サプライポンプ、１１６ コモンレール、１１８ インジェクタ、１３８ 減圧弁、２００ ＥＣＵ、２０８ 圧力センサ、２１２ 電圧センサ、３００ 制御部、３０２ 判定部、３０４ 制限部。

Claims (28)

1. 燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記燃料噴射弁に供給する燃料を貯える貯蔵部と、前記貯蔵部に燃料を供給する燃料ポンプと、開いた状態において前記貯蔵部内の燃料の圧力を低減する減圧弁とが設けられた燃料システムの異常診断装置であって、
   前記貯蔵部内の燃料の圧力を検出するための手段と、
   前記減圧弁が異常であるか否かを診断するための異常診断モードで前記減圧弁が駆動するように制御するための手段と、
   前記貯蔵部内の燃料の圧力の上昇、前記貯蔵部内の燃料の圧力の低下および前記減圧弁の駆動のうちの少なくともいずれか一つに関する条件が満たされたか否かを判定するための手段と、
   前記条件が満たされたと判定された場合、前記減圧弁が駆動するように制御することを制限するための制限手段とを備える、燃料システムの異常診断装置。
2. 前記条件は、前記貯蔵部内の燃料の圧力の上昇に関する条件であって、
   前記制限手段は、前記貯蔵部内の燃料の圧力の上昇に関する条件が満たされたと判定された場合、前記減圧弁が閉じるように制御することを制限するための手段を含む、請求項１に記載の燃料システムの異常診断装置。
3. 前記貯蔵部内の燃料の圧力の上昇に関する条件は、エンジンがアイドル状態でないという条件である、請求項２に記載の燃料システムの異常診断装置。
4. 前記貯蔵部内の燃料の圧力の上昇に関する条件は、車両が走行中であるという条件である、請求項２に記載の燃料システムの異常診断装置。
5. 前記貯蔵部内の燃料の圧力の上昇に関する条件は、前記貯蔵部内の燃料の圧力が予め定められた圧力よりも大きいという条件である、請求項２に記載の燃料システムの異常診断装置。
6. 前記貯蔵部内の燃料の圧力の上昇に関する条件は、前記燃料ポンプから前記貯蔵部に供給される燃料の圧力が予め定められた圧力よりも大きいという条件である、請求項２に記載の燃料システムの異常診断装置。
7. 前記条件は、前記貯蔵部内の燃料の圧力の低下に関する条件であって、
   前記制限手段は、前記貯蔵部内の燃料の圧力の低下に関する条件が満たされたと判定された場合、前記減圧弁が開くように制御することを制限するための手段を含む、請求項１に記載の燃料システムの異常診断装置。
8. 前記貯蔵部内の燃料の圧力の低下に関する条件は、前記貯蔵部内の燃料の圧力が予め定められた圧力より低いという条件である、請求項７に記載の燃料システムの異常診断装置。
9. 前記条件は、前記減圧弁の駆動に関する条件であって、
   前記制限手段は、前記減圧弁の駆動に関する条件が満たされたと判定された場合、前記減圧弁が開くように制御することを制限するための手段を含む、請求項１に記載の燃料システムの異常診断装置。
10. 前記減圧弁は、電力により駆動し、
    前記減圧弁の駆動に関する条件は、前記減圧弁に供給される電圧が予め定められた電圧よりも小さいという条件である、請求項９に記載の燃料システムの異常診断装置。
11. エンジンが始動したか否かを判定するための手段をさらに備え、
    前記減圧弁の駆動に関する条件は、エンジンが始動したか否かの判定中であるという条件である、請求項９に記載の燃料システムの異常診断装置。
12. 前記減圧弁の駆動に関する条件は、予め定められた時間以上継続して前記減圧弁を開くように制御したという条件である、請求項９に記載の燃料システムの異常診断装置。
13. 前記異常診断モードでは、燃料の噴射を制限するように前記燃料噴射弁が制御されるとともに前記燃料ポンプの回転数がしきい値まで低下した状態において、閉じた状態から開いた状態になるように前記減圧弁が制御される、請求項１〜１２のいずれかに記載の燃料システムの異常診断装置。
14. 前記異常診断モードでは、前記減圧弁が閉じた状態になるように制御された後に燃料の噴射を制限するように前記燃料噴射弁が制御される、請求項１３に記載の燃料システムの異常診断装置。
15. 燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記燃料噴射弁に供給する燃料を貯える貯蔵部と、前記貯蔵部に燃料を供給する燃料ポンプと、開いた状態において前記貯蔵部内の燃料の圧力を低減する減圧弁とが設けられた燃料システムの異常診断方法であって、
    前記貯蔵部内の燃料の圧力を検出するステップと、
    前記減圧弁が異常であるか否かを診断するための異常診断モードで前記減圧弁が駆動するように制御するステップと、
    前記貯蔵部内の燃料の圧力の上昇、前記貯蔵部内の燃料の圧力の低下および前記減圧弁の駆動のうちの少なくともいずれか一つに関する条件が満たされたか否かを判定するステップと、
    前記条件が満たされたと判定された場合、前記減圧弁が駆動するように制御することを制限するステップとを備える、燃料システムの異常診断方法。
16. 前記条件は、前記貯蔵部内の燃料の圧力の上昇に関する条件であって、
    前記減圧弁が駆動するように制御することを制限するステップは、前記貯蔵部内の燃料の圧力の上昇に関する条件が満たされたと判定された場合、前記減圧弁が閉じるように制御することを制限するステップを含む、請求項１５に記載の燃料システムの異常診断方法。
17. 前記貯蔵部内の燃料の圧力の上昇に関する条件は、エンジンがアイドル状態でないという条件である、請求項１６に記載の燃料システムの異常診断方法。
18. 前記貯蔵部内の燃料の圧力の上昇に関する条件は、車両が走行中であるという条件である、請求項１６に記載の燃料システムの異常診断方法。
19. 前記貯蔵部内の燃料の圧力の上昇に関する条件は、前記貯蔵部内の燃料の圧力が予め定められた圧力よりも大きいという条件である、請求項１６に記載の燃料システムの異常診断方法。
20. 前記貯蔵部内の燃料の圧力の上昇に関する条件は、前記燃料ポンプから前記貯蔵部に供給される燃料の圧力が予め定められた圧力よりも大きいという条件である、請求項１６に記載の燃料システムの異常診断方法。
21. 前記条件は、前記貯蔵部内の燃料の圧力の低下に関する条件であって、
    前記減圧弁が駆動するように制御することを制限するステップは、前記貯蔵部内の燃料の圧力の低下に関する条件が満たされたと判定された場合、前記減圧弁が開くように制御することを制限するステップを含む、請求項１５に記載の燃料システムの異常診断方法。
22. 前記貯蔵部内の燃料の圧力の低下に関する条件は、前記貯蔵部内の燃料の圧力が予め定められた圧力より低いという条件である、請求項２１に記載の燃料システムの異常診断方法。
23. 前記条件は、前記減圧弁の駆動に関する条件であって、
    前記減圧弁が駆動するように制御することを制限するステップは、前記減圧弁の駆動に関する条件が満たされたと判定された場合、前記減圧弁が開くように制御することを制限するステップを含む、請求項１５に記載の燃料システムの異常診断方法。
24. 前記減圧弁は、電力により駆動し、
    前記減圧弁の駆動に関する条件は、前記減圧弁に供給される電圧が予め定められた電圧よりも小さいという条件である、請求項２３に記載の燃料システムの異常診断方法。
25. エンジンが始動したか否かを判定するステップをさらに備え、
    前記減圧弁の駆動に関する条件は、エンジンが始動したか否かの判定中であるという条件である、請求項２３に記載の燃料システムの異常診断方法。
26. 前記減圧弁の駆動に関する条件は、予め定められた時間以上継続して前記減圧弁を開くように制御したという条件である、請求項２３に記載の燃料システムの異常診断方法。
27. 前記異常診断モードでは、燃料の噴射を制限するように前記燃料噴射弁が制御されるとともに前記燃料ポンプの回転数がしきい値まで低下した状態において、閉じた状態から開いた状態になるように前記減圧弁が制御される、請求項１５〜２６のいずれかに記載の燃料システムの異常診断方法。
28. 前記異常診断モードでは、前記減圧弁が閉じた状態になるように制御された後に燃料の噴射を制限するように前記燃料噴射弁が制御される、請求項２７に記載の燃料システムの異常診断方法。

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