JP6965665B2

JP6965665B2 - リリーフ弁の開弁判定装置

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Publication number: JP6965665B2
Application number: JP2017187234A
Authority: JP
Inventors: 靖雄平田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2017-09-27
Filing date: 2017-09-27
Publication date: 2021-11-10
Anticipated expiration: 2037-09-27
Also published as: JP2019060315A

Description

本発明は、燃料噴射システムのリリーフ弁が開弁していることを判定する装置に関する。

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。

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。

特許第３６１０８９４号公報

燃料ポンプが故障することで、燃料ポンプの吐出量が最大吐出量とな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。

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、リリーフ弁が開弁することで、蓄圧容器内の燃圧はリリーフ弁の開弁時よりも低下している。そのため、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。

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。

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では、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、前記蓄圧容器内の検出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、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る。開弁判定装置は、前記圧力センサにより検出された検出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、前記検出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、前記検出圧の変動を示す変動幅を取得する取得部と、取得された前記変動幅と所定の幅判定値との比較結果に基づいて、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。

燃料ポンプのフル吐出異常によりリリーフ弁が開弁状態になると、燃料ポンプによる燃料吐出に伴う燃圧上昇と、リリーフ弁が開弁していることに伴う燃圧低下とが共に生じる。そのため、蓄圧容器内に燃圧変動が生じ、この燃圧変動はリリーフ弁が閉弁している状態での燃料吐出に伴う燃圧上昇と燃料噴射弁による燃料噴射に伴う燃圧低下とにより生じる燃圧変動よりも大きくなる。この点、上記構成では、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、検出圧の変動を示す変動幅を取得する。そして、取得された変動幅と所定の幅判定値との比較結果に基づいて、リリーフ弁が開弁状態にあることを判定することとした。この場合、変動幅と幅判定値との比較結果により、リリーフ弁の開弁状態と閉弁状態とを明確に区別することができ、リリーフ弁の開弁状態を適正に判定することができる。

燃料供給システムの構成図。デリバリパイプ内の燃圧変化を説明する図。開弁判定処理を説明するフローチャート。各諸条件と上昇時間判定値との関係性を説明する図。各諸条件と幅判定値との関係性を説明する図。本実施形態の作用を説明するタイミングチャート。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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調整される。

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。

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。

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低下することにより、低圧室４０内の燃料が加圧室４２へ吸入される。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。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。

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。

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。

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。

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。

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（検出圧）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。

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の燃圧が低下する。図２（ａ）は、デリバリパイプ６０内の燃圧変化の推移を示すタイミングチャートである。

図２（ａ）に示すように、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。図２（ｂ）に示すように、時刻ｔ１以前では、高圧ポンプ３０による燃料吐出に伴う燃圧上昇と、インジェクタ６２による燃料噴射に伴う燃圧低下とが繰り返されることで、デリバリパイプ６０内の燃圧が目標燃圧に保たれている。

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回の燃料噴射量を上回り、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。

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の燃圧の低下が生じる。

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。そのため、デリバリパイプ６０内の燃圧は、リリーフ弁８０の開弁圧Ｐ１よりも低い値となる。一方で、リリーフ弁８０の閉弁状態においても、フィードバック制御による燃料吐出量の制限により、燃圧低下が生じる。そのため、検出圧Ｐｍからでは、リリーフ弁８０が開弁状態であるか閉弁状態であるかを区別することがむずかしい。

デリバリパイプ６０が異常高圧となった後、リリーフ弁８０が開弁状態となることで、高圧ポンプ３０の燃料吐出に伴う燃圧上昇と、リリーフ弁８０の開弁状態に伴う燃圧低下とが共に生じ、デリバリパイプ６０内に燃圧変動が生じる（図２（ｃ））。リリーフ弁８０の開弁状態での燃圧変動は、閉弁状態での燃圧変動よりも大きくなる。そのため、リリーフ弁８０の開弁状態では、デリバリパイプ６０内の燃圧変動を示す変動幅Ｗ２（図２（ｃ））が、閉弁状態での燃圧変動を示す変動幅Ｗ１（図２（ｂ））よりも大きくなる。

本実施形態では、デリバリパイプ６０内の燃圧変動を変動幅として取得し、取得した変動幅に基づいてリリーフ弁８０の開弁状態と閉弁状態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内の燃圧がリリーフ弁８０の開弁圧まで上昇したことを判定し、判定後における変動幅と所定の幅判定値との比較結果に基づいて、リリーフ弁が開弁状態にあることを判定する。

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。

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まで上昇しているか否かを判定する。本実施形態では、検出圧Ｐｍをリリーフ弁８０の開弁圧Ｐ１と比較する。ステップＳ１１が燃圧判定部に相当する。

検出圧Ｐｍが開弁圧Ｐ１よりも大きければステップＳ１２に進む。ステップＳ１２では、検出圧Ｐｍが開弁圧Ｐ１よりも大きな値に維持される時間を判定する異常判定値ＴＨ１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ＴＨ１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回当たりの燃料噴射量を示す燃料噴射量Ｑと、燃料温度センサ１６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る。

図４は、各諸条件と異常判定値ＴＨ１との関係性を説明する図である。図４（ａ）は、横軸をエンジン回転速度Ｎｅとし、縦軸を異常判定値ＴＨ１とするグラフである。図４（ｂ）は、横軸を燃料噴射量Ｑとし、縦軸を異常判定値ＴＨ１とするグラフである。図４（ｃ）は、横軸を燃料温度Ｔｅｍｐとし、縦軸を異常判定値ＴＨ１とするグラフである。図４（ｄ）は、横軸をアルコール濃度ＡＬＣとし、縦軸を異常判定値ＴＨ１とするグラフである。

エンジン回転速度Ｎｅが小さいほど、インジェクタ６２の燃料噴射の頻度が低くなるためデリバリパイプ６０が高圧異常状態に維持され易くなる。そのため、図４（ａ）に示すように、エンジン回転速度Ｎｅが低いほど、異常判定値ＴＨ１が大きな値に設定される。

燃料噴射量Ｑが小さいほど、１回の燃料噴射での燃圧の低下量が小さくなり、デリバリパイプ６０が高圧異常状態に維持され易くなる。そのため、図４（ｂ）に示すように、燃料噴射量Ｑが小さいほど、異常判定値ＴＨ１が大きな値に設定される。

燃料温度Ｔｅｍｐが高いほど、燃料の体積弾性係数が低くなり、デリバリパイプ６０が高圧異常状態に維持され易くなる。そのため、図４（ｃ）に示すように、燃料温度Ｔｅｍｐが高いほど、異常判定値ＴＨ１が大きい値に設定される。

燃料に含まれるアルコール濃度が低いほど、燃料の体積弾性係数が低くなり、デリバリパイプ６０が高圧異常状態に維持され易くなる。そのため、図４（ｄ）に示すように、アルコール濃度が低いほど、異常判定値ＴＨ１が大きい値に設定される。

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ＴＨ１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ＴＨ１の重み付けを小さくしている。

ステップＳ１３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が開弁圧Ｐ１よりも大きな値を継続する時間を計測する値である。なお、ステップＳ１１において、検出圧Ｐｍが開弁圧Ｐ１以下であれば、ステップＳ１４に進み、異常判定カウンタＣｏ１を零にリセットする。

ステップＳ１５では、待ち時間カウンタＣｏ２が０以上であるか否かを判定する。待ち時間カウンタＣｏ２は初期値が０である。待ち時間カウンタＣｏ２が初期値である場合、ステップＳ１５において否定判定し、ステップＳ１６に進む。

ステップＳ１６では、異常判定カウンタＣｏ１をステップＳ１２で設定した異常判定値ＴＨ１と比較する。異常判定カウンタＣｏ１が異常判定値ＴＨ１以下であると判定すると、図３の処理を一旦終了する。そして、次回処理において、検出圧Ｐｍが開弁圧Ｐ１よりも大きな値であれば、ステップＳ１３において異常判定カウンタＣｏ１を増加する。

一方、ステップＳ１６において、異常判定カウンタＣｏ１が異常判定値ＴＨ１よりも大きな値であると判定した場合、デリバリパイプ６０が高圧異常状態であるため、ステップＳ１７に進む。

ステップＳ１７では、待ち時間カウンタＣｏ２を増加させる。デリバリパイプ６０内の燃圧が低下する期間では、リリーフ弁８０が閉弁している状態でも、燃圧変動が大きくなる場合がある。そこで、ＥＣＵ９０は、検出圧Ｐｍが開弁圧Ｐ１まで上昇したと判定してから所定の待ち時間の経過後の検出圧Ｐｍをデリバリパイプ６０内の収束燃圧として検出する。具体的には、待ち時間カウンタＣｏ２によりデリバリパイプ６０内の燃圧が収束するまでの時間をカウントする。

ステップＳ１８では、待ち時間カウンタＣｏ２が収束判定値ＴＨ２よりも大きいか否かを判定する。収束判定値ＴＨ２は、デリバリパイプ６０内の燃圧が開弁圧Ｐ１から収束燃圧に低下するのに要する時間を示している。例えば、収束判定値ＴＨ２は、燃料温度や、燃圧性状に応じて、その値を変更すればよい。待ち時間カウンタＣｏ２が収束判定値ＴＨ２以下であれば、図３の処理を一旦終了する。この場合、次回のステップＳ１７の処理において、待ち時間カウンタＣｏ２を増加する。

ステップＳ１８において、待ち時間カウンタＣｏ２が収束判定値ＴＨ２よりも大きければ、デリバリパイプ６０内の燃圧が収束したとして、ステップＳ１９に進む。

ステップＳ１９では、検出圧Ｐｍに基づいてデリバリパイプ６０内の燃圧の変動幅Ｗを算出する。本実施形態では、エンジン回転速度Ｎｅに応じた、検出圧Ｐｍの変動周期内での最大値と最小値とをそれぞれ取得し、取得した最大値から最小値を引いた値を変動幅Ｗとして算出する。例えば、変動周期内における検出圧Ｐｍの最大値から最小値を引いた値を複数回算出し、算出した各値の平均値を変動幅Ｗとして算出するものであってもよい。ステップＳ１９が取得部に相当する。

ステップＳ２０では、変動幅Ｗを判定するための幅判定値ＴＨ３を設定する。本実施形態では、幅判定値ＴＨ３を、リリーフ弁８０が閉弁していると想定した場合における、燃圧の推定変動幅により設定する。リリーフ弁８０の閉弁状態では、デリバリパイプ６０内の燃圧の変化状態は諸条件によって異なる。そのため、燃圧の変化態様に影響を与える諸条件を考慮して幅判定値ＴＨ３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）とを諸条件として幅判定値ＴＨ３を設定する。

図５は、諸条件と幅判定値ＴＨ３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、縦軸を幅判定値ＴＨ３とするグラフである。図５（ｂ）は、燃料噴射量Ｑとし、縦軸を幅判定値ＴＨ３とするグラフである。図５（ｃ）は、横軸を燃料温度Ｔｅｍｐとし、縦軸を幅判定値ＴＨ３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、縦軸を幅判定値ＴＨ３とするグラフである。

デリバリパイプ６０内に脈動が生じる場合、変動幅（変動幅）は所定の回転速度Ｎ１で最大となる。そのため、図５（ａ）に示すように、回転速度Ｎ１での変動幅が最大となるように、エンジン回転速度Ｎｅに応じて、幅判定値ＴＨ３を設定する。

インジェクタ６２の燃料噴射量Ｑが大きいほど、インジェクタ６２の燃料消費に伴うデリバリパイプ６０内の燃圧低下量が大きく、収束燃圧が低くなる。デリバリパイプ６０内の収束燃圧が低いほど、単位時間当たりの燃料噴射量を示す燃料噴射率が小さくなり、燃料に生じる変動幅が小さくなる。そのため、図５（ｂ）に示すように、燃料噴射量Ｑが大きいほど、幅判定値ＴＨ３を小さい値に設定する。

デリバリパイプ６０の燃料温度Ｔｅｍｐが高いほど、燃料の体積弾性係数が低くなり、高圧ポンプ３０により吐出される燃料の吐出燃圧が低い値となる。吐出燃圧が低いほど、燃料に生じる変動幅が小さくなる。そのため、図５（ｃ）に示すように、燃料温度Ｔｅｍｐが高いほど、幅判定値ＴＨ３が小さい値に設定される。

燃料に含まれるアルコール濃度ＡＬＣが低いほど、燃料の体積弾性係数が低くなり、高圧ポンプ３０により吐出される燃料の吐出燃圧が低い値となる。そのため、図５（ｄ）に示すように、アルコール濃度ＡＬＣが低いほど、幅判定値ＴＨ３が小さい値に設定される。

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、幅判定値ＴＨ３の設定において、エンジン回転速度Ｎｅ及び燃料噴射量Ｑの幅判定値ＴＨ３に対する重み付けを、燃料温度Ｔｅｍｐ及びアルコール濃度ＡＬＣの幅判定値ＴＨ３に対する重み付けよりも高くしている。

図３に戻りステップＳ２１〜Ｓ２５では、ステップＳ１９で算出した変動幅Ｗと、幅判定値ＴＨ３との比較結果を用いて、リリーフ弁８０の開弁判定を行う。ステップＳ２１〜Ｓ２５が開弁判定部に相当する。

まず、ステップＳ２１では、ステップＳ１９で算出した変動幅Ｗが、ステップＳ２０で設定した幅判定値ＴＨ３よりも大きいか否かを判定する。変動幅Ｗが幅判定値ＴＨ３よりも大きければ、ステップＳ２２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、変動幅Ｗが幅判定値ＴＨ３よりも大きい値である時間を計測する値である。一方、変動幅Ｗが幅判定値ＴＨ３以下であれば、ステップＳ２１に進み、開弁判定用カウンタＣｏ３を零にリセットする。

ステップＳ２４では、開弁判定用カウンタＣｏ３が時間判定値ＴＨ４よりも大きいか否かを判定する。開弁判定用カウンタＣｏ３が時間判定値ＴＨ４よりも大きければ、ステップＳ２５に進み、リリーフ弁８０が開弁状態であることを判定する。一方、開弁判定用カウンタＣｏ３が時間判定値ＴＨ４以下であれば、リリーフ弁８０の開弁状態を判定することなく、図３の処理を一旦終了する。

次に、図６を用いて本実施形態に係る作用を説明する。

図６は、開弁判定処理を示すタイムチャートである。なお、図６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。

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。また、高圧ポンプ３０のフル吐出異常に伴い、デリバリパイプ６０内の変動幅も大きくなっている。

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ＴＨ１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。そのため、待ち時間カウンタＣｏ２の計測が開始される。

リリーフ弁８０の開弁状態に伴う、デリバリパイプ６０内の燃圧の低下が生じ、その後、燃圧が収束燃圧まで収束する。図６では、時刻ｔ２４において、待ち時間カウンタＣｏ２が収束判定値ＴＨ２よりも大きくなることで、デリバリパイプ６０内の燃圧変動を示す変動幅の計測が開始される。

時刻ｔ２４以後においても、変動幅が継続して幅判定値ＴＨ３よりも大きく、開弁判定用カウンタＣｏ３が増加されている。そして、開弁判定用カウンタＣｏ３が時間判定値ＴＨ４よりも大きくなることで、リリーフ弁８０の開弁状態が判定される。

以上説明した本実施形態では以下の効果を奏する。

・ＥＣＵ９０は、検出圧がリリーフ弁８０の開弁圧Ｐ１まで上昇したことを判定した場合に、検出圧Ｐｍの変動を示す変動幅Ｗと幅判定値ＴＨ３との比較結果に基づいて、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、変動幅Ｗと幅判定値ＴＨ３との比較結果により、リリーフ弁８０の開弁状態と閉弁状態とを明確に区別することができ、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。

・ＥＣＵ９０は、エンジン回転速度Ｎｅに基づいて、幅判定値ＴＨ３を設定することとした。この場合、エンジン回転速度Ｎｅに伴う燃圧の変動傾向に応じて、幅判定値ＴＨ３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。

・ＥＣＵ９０は、インジェクタ６２による燃料噴射量Ｑに基づいて、幅判定値ＴＨ３を設定することとした。この場合、インジェクタ６２による燃料噴射量Ｑに伴う燃圧の変動傾向に応じて、幅判定値ＴＨ３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。

・ＥＣＵ９０は、デリバリパイプ６０の燃料温度Ｔｅｍｐに基づいて、幅判定値ＴＨ３を設定することとした。この場合、燃料温度Ｔｅｍｐに伴う燃圧の変動傾向に応じて、幅判定値ＴＨ３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。

・ＥＣＵ９０は、燃料のアルコール濃度ＡＬＣに基づいて、幅判定値ＴＨ３を設定することとした。この場合、燃料のアルコール濃度ＡＬＣに伴う燃圧の変動傾向に応じて、幅判定値ＴＨ３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。

・ＥＣＵ９０は、デリバリパイプ６０の検出圧Ｐｍが開弁圧Ｐ１まで上昇したと判定した場合において、検出圧Ｐｍが収束した後に変動幅Ｗを取得する。そして、取得した変動幅Ｗ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の開弁状態と閉弁状態との間で燃圧変動の差が大きい期間で、リリーフ弁８０の開弁判定を実施することができる。その結果、リリーフ弁８０の開弁判定の精度を高めることができる。

（その他の実施形態）
・図３のステップＳ２１において、ＥＣＵ９０は、変動幅Ｗが幅判定値ＴＨ３よりも大きいと判定した場合に、ステップＳ２５に進み、開弁判定を行ってもよい。

・ステップＳ２０において、幅判定値ＴＨ３を設定する諸条件として、エンジン回転速度Ｎｅ及び燃料噴射量Ｑの少なくともいずれかを用いるものであってもよい。

・リリーフ弁８０は、デリバリパイプ６０に設けられていてもよい。

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、１００…エンジン。

Claims

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（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、
前記圧力センサにより検出された検出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、
前記検出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、前記検出圧の変動を示す変動幅を取得する取得部と、
前記変動幅が最大となる前記内燃機関の所定回転速度よりも低い回転速度では、該回転速度が高いほど幅判定値を大きく設定し、前記所定回転速度よりも高い回転速度では、該回転速度が高いほど幅判定値を小さく設定し、取得された前記変動幅が設定した前記幅判定値よりも大きいと判定した場合、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。
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（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、
前記圧力センサにより検出された検出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、
前記検出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、前記検出圧の変動を示す変動幅を取得する取得部と、
前記燃料噴射弁の燃料噴射量が大きいほど幅判定値を小さく設定し、取得された前記変動幅が設定した前記幅判定値よりも大きいと判定した場合、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。
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（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、
前記圧力センサにより検出された検出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、
前記検出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、前記検出圧の変動を示す変動幅を取得する取得部と、
前記蓄圧容器の燃料温度が高いほど幅判定値を小さく設定し、取得された前記変動幅が設定した前記幅判定値よりも大きいと判定した場合、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。
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（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、
前記圧力センサにより検出された検出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、
前記検出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、前記検出圧の変動を示す変動幅を取得する取得部と、
前記燃料に含まれるアルコール濃度が低いほど幅判定値を小さく設定し、取得された前記変動幅が設定した前記幅判定値よりも大きいと判定した場合、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。
前記取得部は、前記検出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、前記検出圧が収束した後に前記変動幅を取得し、
前記開弁判定部は、前記検出圧が収束した後の前記変動幅に基づいて、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１〜４のいずれか一項に記載のリリーフ弁の開弁判定装置。