(57)【要約】  燃圧切換え可能な燃料供給システムにおける燃圧切換え動作の異常を確実に検出することができる低コストの燃料供給システムの異常検出装置を提供するため、エンジン（１）のインジェクタ（３）に燃料を供給する燃料ポンプユニット（１１）と、その燃圧を異なる複数の設定圧のうち任意の設定圧に調整可能なプレッシャレギュレータ（２０）と、設定圧を切り換えるようプレッシャレギュレータ（２０）を操作する設定圧切換操作機構（４０）とを備えた燃料供給システムにあって、インジェクタ（３）への燃料供給量が略一定となるときに設定圧を低圧側の設定圧から高圧側の設定圧に切り換えるよう設定圧切換操作機構（４０）を作動させ、その切換え後のポンプ駆動モータ（１１ｍ）の通電にかかる状態変化を検出する状態変化検出部（５１ａ）と、その検出情報に基づいて設定圧の切換えに異常が生じたか否かを判定する異常判定部（５１ｂ）とを備えている。
2012123985.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料消費部に燃料を供給するようポンプ駆動モータによって駆動される燃料ポンプと、
前記燃料ポンプから前記燃料消費部に供給される燃料を導入し、該燃料の圧力を異なる複数の設定圧のうち任意の１つの設定圧に調整可能な可変燃圧調整弁と、
前記任意の１つの設定圧を前記複数の設定圧のうち他の１つの設定圧に切り換えるよう前記可変燃圧調整弁を操作する操作手段と、を備えた燃料供給システムにあって、
前記燃料消費部への単位時間当りの燃料供給量が略一定となるときに前記可変燃圧調整弁の設定圧を前記複数の設定圧のうち第１の設定圧から第２の設定圧に切り換えるよう前記操作手段を作動させ、該設定圧の切換え後の前記ポンプ駆動モータの通電にかかる状態の変化を検出する状態変化検出手段と、
前記状態変化検出手段の検出情報に基づいて前記可変燃圧調整弁の前記設定圧の切換えに異常が生じたか否かを判定する異常判定手段と、を備えたことを特徴とする燃料供給システムの異常検出装置。
【請求項２】
前記状態変化検出手段が、前記設定圧の切換え後における前記ポンプ駆動モータの通電電流の変化を検出することを特徴とする請求項１に記載の燃料供給システムの異常検出装置。
【請求項３】
前記燃料消費部が、内燃機関の燃料噴射部であり、
前記状態変化検出手段は、前記内燃機関の運転中に燃料噴射部からの燃料噴射量が略一定となるアイドル運転時に前記ポンプ駆動モータの通電にかかる状態の変化を検出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料供給システムの異常検出装置。
【請求項４】
前記燃料消費部が、内燃機関の燃料噴射部であり、
前記状態変化検出手段は、前記内燃機関の運転中に燃料噴射部からの燃料噴射が一時的に停止される燃料カット時に前記ポンプ駆動モータの通電にかかる状態の変化を検出することを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちいずれか１の請求項に記載の燃料供給システムの異常検出装置。
【請求項５】
前記燃料消費部が、内燃機関の燃料噴射部であり、
前記操作手段が、前記内燃機関が停止されるときに前記可変燃圧調整弁の設定圧を前記複数の設定圧のうち低圧側の設定圧から高圧側の設定圧に切り換えるとともに、
前記状態変化検出手段が、前記内燃機関が停止されるときの前記ポンプ駆動モータの通電にかかる状態の変化を検出することを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちいずれか１の請求項に記載の燃料供給システムの異常検出装置。
【請求項６】
前記状態変化検出手段は、前記内燃機関の停止のために前記ポンプ駆動モータが停止されるとき、該ポンプ駆動モータの停止を指示する信号の発生時点から前記ポンプ駆動モータが停止する時点までの停止時間内における前記ポンプ駆動モータの通電にかかる状態の変化を検出することを特徴とする請求項１ないし請求項５のうちいずれか１の請求項に記載の燃料供給システムの異常検出装置。
【請求項７】
前記状態変化検出手段は、前記ポンプ駆動モータを停止させるときの所要停止時間を前記ポンプ駆動モータの電流または電圧の変化に基づいて検出し、
前記異常判定手段は、検出された前記所要停止時間に基づいて前記可変燃圧調整弁の前記設定圧の切換えに異常が生じたか否かを判定することを特徴とする請求項７に記載の燃料供給システムの異常検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料供給システムの異常検出装置、特に燃料ポンプによって内燃機関に供給される燃料の圧力を切換え可能な燃料供給システムにおいてその切換え動作の異常を検出するのに好適な燃料供給システムの異常検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、内燃機関を動力源とする自動車等の車両においては、内燃機関を制御するＥＣＵ（電子制御ユニット）のＯＢＤ（オンボード診断システム）機能の一部として、内燃機関の運転中に排気エミッションが法規制範囲内に抑制され得る状態であるか否かを常時診断することや、排気エミッションを法規制範囲内から逸脱させてしまうような故障等の異常が生じたときにはＭＩＬ（異常警告灯）を点灯させることが、要求されるようになってきた。【０００３】
このような車両に搭載される内燃機関においては、ドライバからの要求操作入力に応えつつ排気エミッションを最小限に抑制し、かつ、高度な燃費低減要求にも応え得るよう、燃料噴射量を微小量から大量までの広い噴射量範囲できめ細かく制御することが要求される。さらに、排気エミッションを法規制範囲内から逸脱させてしまうような異常を、ＥＣＵのＯＢＤ機能によって迅速にかつ確実に検出する必要がある。【０００４】
そこで、内燃機関に供給される燃料の圧力（以下、単に燃圧ともいう）を異なる複数の燃圧のうち任意の燃圧に切換え可能にした燃料供給システムや、燃料供給システムにおける異常を検知する各種の異常検出装置が提案されている。【０００５】
例えば、燃圧を検出する燃圧センサの検出値とその燃圧を調整する可変プレッシャレギュレータの駆動デューティ値との関係を基に、燃圧制御系の故障判定を行う異常検出装置が知られている。この装置では、燃圧センサの出力値が故障判定不感帯の下限ライン以下または上限ライン以上の危険燃圧に達したときに燃圧フィードバック制御を開始し、その燃圧フィードバック制御を行っている条件下において、燃圧センサの出力値が危険燃圧に達した状態が所定時間以上継続したり、燃圧の変化速度（所定時間当りの燃圧変化の幅）や目標燃圧に対する燃圧偏差の積分値が所定値を超えたりすると、燃料制御系の故障と判断するようになっている（例えば、特許文献１参照）。【０００６】
また、燃料ポンプの吐出量を小流量から大流量に切り換えた後の排気空燃比を空燃比センサによって検出し、その検出値が所定値よりリッチ側にならないときには、燃料ポンプの吐出量を切り換える切換機構に故障が生じていると判定するようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。【０００７】
さらに、燃圧を調整する調圧弁（プレッシャレギュレータ）の閉弁を弁接触スイッチによって検出し、燃料ポンプの劣化によりその燃料吐出圧が所定値以下になって調圧弁が閉弁し続ける異常状態になったとき、弁接触スイッチの検出情報に基づいてその異常状態を検出するようにしたものも知られている（例えば、特許文献３参照）。【０００８】
その他、燃料ポンプの通電デューティが設定デューティ値以上であって燃料ポンプの実際の通電電流が設定電流値よりも許容誤差以上小さくなる状態が所定時間継続されたときに燃料ポンプが異常であると判定するもの（例えば、特許文献４参照）、空燃比の値が異常に大きく、かつ、燃料ポンプ駆動モータの回転数が正常であると判定された場合に燃料配管や燃料流制御部材等、燃料ポンプ以外の燃料系に異常が発生していると判定するもの（例えば、特許文献５参照）、燃料ポンプ駆動モータに流れる電流とそのモータ回転数が指定電流−回転数データマップに基づいて得られる適正範囲内か否かを判定することで、配管の詰まりや配管からの燃料漏れによって燃料ポンプ駆動モータの負荷および回転数が正常範囲から外れたときにこれを検出するようにしたもの（例えば、特許文献６参照）、燃料ポンプ駆動モータの駆動電流および駆動電圧を検出して燃料吐出圧力と燃料吐出量を算出し、燃料供給系の作動状態を診断するもの（例えば、特許文献７参照）等も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−１９０２４０号公報
【特許文献２】特開平０７−１１９５７２号公報
【特許文献３】特開平０６−０１０７４４号公報
【特許文献４】特開２００８−０３８７１８号公報
【特許文献５】特開２００８−１２１５９４号公報
【特許文献６】特開２００４−１６２５２９号公報
【特許文献７】特開２００７−１９２１９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述の燃圧センサを用いる従来の燃料供給システムの異常検出装置にあっては、その燃圧センサが高価であるために異常検出装置のコスト高を招いてしまうという問題があった。【００１１】
また、既存の空燃センサを用いる従来の燃料供給システムの異常検出装置にあっては、空燃センサの検出素子が加熱や暖機を必要とするため、エンジンの冷間始動時にＨＣ（未燃ガス）濃度が高くなっても異常検出できないという問題があった。【００１２】
さらに、従来の燃料供給システムの異常検出装置にあっては、いずれも内燃機関に供給される燃料の圧力を異なる複数の燃圧のうち任意の燃圧に切換え可能にした燃料供給システムにおける燃圧切換え動作の異常を検出するのに適していなかった。そのため、例えば車両走行中に燃料に混入した異物によって燃圧切換え用のバルブ等に故障が生じても、その燃圧のまま運転が継続されると、異常検出できないままエンジンの運転が終了してしまい、次の始動後まで異常検出できない可能性があった。【００１３】
このように、従来の燃料供給システムの異常検出装置にあっては、燃圧切換え可能な燃料供給システムにおいて、燃圧切換え動作の異常を確実に検出することが困難であるか、異常検出装置がコスト高のものになってしまうという問題があった。【００１４】
そこで、本発明は、燃圧切換え可能な燃料供給システムにおけるその燃圧切換え動作の異常を確実に検出することができる低コストの燃料供給システムの異常検出装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するため、本発明に係る燃料供給システムの異常検出装置は、（１）燃料消費部に燃料を供給するようポンプ駆動モータによって駆動される燃料ポンプと、前記燃料ポンプから前記燃料消費部に供給される燃料を導入し、該燃料の圧力を異なる複数の設定圧のうち任意の１つの設定圧に調整可能な可変燃圧調整弁と、前記任意の１つの設定圧を前記複数の設定圧のうち他の１つの設定圧に切り換えるよう前記可変燃圧調整弁を操作する操作手段と、を備えた燃料供給システムにあって、前記燃料消費部への単位時間当りの燃料供給量が略一定となるときに前記可変燃圧調整弁の設定圧を前記複数の設定圧のうち第１の設定圧から第２の設定圧に切り換えるよう前記操作手段を作動させ、該設定圧の切換え後の前記ポンプ駆動モータの通電にかかる状態の変化を検出する状態変化検出手段と、前記状態変化検出手段の検出情報に基づいて前記可変燃圧調整弁の前記設定圧の切換えに異常が生じたか否かを判定する異常判定手段と、を備えたことを特徴とする。【００１６】
この構成により、燃料消費部への燃料供給量が略一定となると、可変燃圧調整弁の設定圧が第１の設定圧から第２の設定圧に切り換えられ、その切換え後のポンプ駆動モータの通電にかかる状態の変化が状態変化検出手段によって検出され、その状態変化検出手段の検出情報に基づいて可変燃圧調整弁による燃圧（設定圧）の切換えに異常が生じたか否かが異常判定手段によって判定される。したがって、高価な燃圧センサを用いたり空燃センサの検出情報を用いたりすることなく燃圧切換え動作の異常を確実に検出可能となる。なお、ここにいうポンプ駆動モータの通電にかかる状態の変化は、ポンプ駆動モータに流れる電流の変化あるいは、そのポンプ駆動モータの端子電圧の変化であり、その変化に伴うポンプ駆動モータの作動状態の変化として間接的に検出されるものであってもよい。また、燃料供給量が略一定となるとは、所要の検出精度を確保できる範囲内（所定の誤差範囲内）で燃料供給量が変動し得ることを意味している。【００１７】
本発明の燃料供給システムの異常検出装置は、好ましくは、（２）前記状態変化検出手段が、前記設定圧の切換え後における前記ポンプ駆動モータの通電電流の変化を検出することを特徴とするものである。したがって、設定圧の切換えにより燃料ポンプの回転負荷が変化し、同一の駆動電圧に対しポンプ駆動モータに流れる電流が変化するとき、この電流変化が生じたか否かで設定圧の切換えが正常か否かが確実に判定されることになる。なお、通電電流の変化は、ポンプ駆動モータに直列に接続されたシャント抵抗の両端間の電圧の変化として検出できるだけでなく、公知の各種の検出法で検出できる。また、例えばポンプ電圧一定の状態下におけるポンプ回転数の変化としても検出できる。【００１８】
本発明の燃料供給システムの異常検出装置においては、（３）前記燃料消費部が、内燃機関の燃料噴射部であり、前記状態変化検出手段は、前記内燃機関の運転中に燃料噴射部からの燃料噴射量が略一定となるアイドル運転時に前記ポンプ駆動モータの通電にかかる状態の変化を検出することが好ましい。【００１９】
この場合、燃料の圧力が正常に切り換えられてポンプ駆動モータの負荷トルクが変化すると、燃料ポンプおよびポンプ駆動モータの回転数が変化し、ポンプ駆動モータに流れる電流が変化する。また、燃料噴射量が略一定となる状態では、ポンプ駆動電圧を略一定にでき、燃圧の変化に応じてポンプ駆動モータに流れる電流を明確に変化させることができることから、この電流変化を低ノイズで検出できる。したがって、燃圧センサを用いたり空燃センサの検出情報を用いたりすることなく、燃圧切換え動作が正常か異常かをポンプ駆動モータに流れる電流の変化の有無によって確実に検出可能となる。【００２０】
本発明の燃料供給システムの異常検出装置においては、（４）前記燃料消費部が、内燃機関の燃料噴射部であり、前記状態変化検出手段は、前記内燃機関の運転中に燃料噴射部からの燃料噴射が一時的に停止される燃料カット時に前記ポンプ駆動モータの通電にかかる状態の変化を検出するものであっても好ましい。【００２１】
この場合も、異常検出処理に際して燃料の圧力が正常に切り換えられると、燃料カット中も駆動されるポンプ駆動モータの負荷トルクが変化し、燃料ポンプおよびポンプ駆動モータの回転数が変化し、ポンプ駆動モータに流れる電流が変化する。また、燃料噴射量がゼロまたは略一定となる燃料カット状態では、さらにポンプ駆動電圧が一定であれば、燃圧の変化に応じてポンプ駆動モータに流れる電流が明確に変化することから、この電流変化を低ノイズで検出できる。したがって、燃圧センサを用いたり空燃センサの検出情報を用いたりすることなく、燃圧切換え動作が正常か異常かをポンプ駆動モータに流れる電流の変化の有無によって確実に検出可能となる。【００２２】
本発明の燃料供給システムの異常検出装置においては、（５）前記燃料消費部が、内燃機関の燃料噴射部であり、前記操作手段が、前記内燃機関が停止されるときに前記可変燃圧調整弁の設定圧を前記複数の設定圧のうち低圧側の設定圧から高圧側の設定圧に切り換えるとともに、前記状態変化検出手段が、前記内燃機関が停止されるときの前記ポンプ駆動モータの通電にかかる状態の変化を検出することが好ましい。【００２３】
この構成により、内燃機関の停止時に可変燃圧調整弁の設定圧が高圧となり、内燃機関の停止後に高設定圧の状態が保持されることから、内燃機関の停止直後や始動時における燃料ベーパの発生が有効に抑制され、内燃機関の始動性が向上する。また、この内燃機関の停止に際しての可変燃圧調整弁による燃圧（設定圧）の切換えを利用して、状態変化検出手段によりポンプ駆動モータの通電にかかる状態の変化が検出されることで、燃圧切換え動作が正常か異常かが確実に検出可能となる。したがって、内燃機関が低燃料圧力での運転が続いた後に停止されるような場合であっても、その停止までに燃圧切換え動作の異常が発生していればその運転の終了時までに確実に検出できることになり、内燃機関の次の始動後までその異常が検知できないといったことがない。【００２４】
本発明の燃料供給システムの異常検出装置においては、（６）前記状態変化検出手段は、前記内燃機関の停止のために前記ポンプ駆動モータが停止されるとき、該ポンプ駆動モータの停止を指示する信号の発生時点から前記ポンプ駆動モータが停止する時点までの停止時間内における前記ポンプ駆動モータの通電にかかる状態の変化を検出するものであってもよい。【００２５】
この場合、ポンプ駆動モータの停止を指示する信号の発生時、例えば運転中のポンプ駆動電圧から給電停止時電圧への切換え時点である給電停止時点において、ポンプ駆動モータにはその直前の負荷トルクおよび回転数に応じた逆起電力が生じる。したがって、給電停止時点においてポンプ駆動モータに流れる電流や、給電停止時点からポンプ駆動モータがその実回転を停止する時点までの所要停止時間は、停止指示時点直前におけるポンプ駆動モータの回転数や負荷トルクに応じたものとなる。その結果、燃圧切換え動作の異常を検出可能な時期を増やすことができるとともに、内燃機関の停止までに燃圧切換え動作の異常が発生していれば、その異常を運転終了時までに確実に検出できることになる。【００２６】
本発明の燃料供給システムの異常検出装置においては、（７）前記状態変化検出手段は、前記ポンプ駆動モータを停止させるときの所要停止時間を前記ポンプ駆動モータの電流または電圧の変化に基づいて検出し、前記異常判定手段は、検出された前記所要停止時間に基づいて前記可変燃圧調整弁の前記設定圧の切換えに異常が生じたか否かを判定することを特徴とする。【００２７】
この構成により、可変燃圧調整弁による燃圧（設定圧）の切換えに異常が生じたか否かによって、ポンプ駆動モータへの給電停止時点における所要停止時間が相違することになり、燃圧切換え動作の異常を検出可能な時期を増やすことができ、しかも、内燃機関の停止までに燃圧切換え動作の異常が発生していれば、その異常を運転終了時までに確実に検出できることになる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、燃料消費部への燃料供給量が略一定になるとき、可変燃圧調整弁の設定圧を第１の設定圧から第２の設定圧に切り換え、その切換え後のポンプ駆動モータの通電にかかる状態の変化を状態変化検出手段により検出して、その検出情報に基づいて可変燃圧調整弁による燃圧の切換えに異常が生じたか否かの異常判定を実行するようにしているので、高価な燃圧センサを用いたり空燃センサの検出情報を用いたりすることなく燃圧切換え動作の異常を確実に検出することでき、燃圧切換え可能な燃料供給システムにおけるその燃圧切換え動作の異常を確実に検出することができる低コストの燃料供給システムの異常検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る燃料供給システムの概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る燃料供給システムの異常検出装置の概略ブロック構成図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る燃料供給システムにおける可変燃圧調整弁の構成を示すその断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る燃料供給システムの異常検出装置で燃料噴射量が略一定となるときに実行される燃圧切換え異常検出動作の説明図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る燃料供給システムの異常検出装置で燃料噴射量が略一定となるときに実行される燃圧切換え異常検出動作の制御手順を示す概略フローチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態に係る燃料供給システムの異常検出装置でエンジン停止直前に実行される燃圧切換え異常検出動作の説明図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る燃料供給システムの異常検出装置でエンジン停止直前に燃料ポンプを停止させるときに実行される燃圧切換え異常検出動作の制御手順の一態様を示すその概略フローチャートである。
【図８】本発明の第２実施形態に係る燃料供給システムの異常検出装置でエンジン停止直前に燃料ポンプを停止させるときに実行される燃圧切換え異常検出動作の制御手順の別の一態様を示すその概略フローチャートである。
【図９】本発明の第２実施形態に係る燃料供給システムの異常検出装置でエンジン停止直前に燃料ポンプを停止させるときに実行される燃圧切換え異常検出動作の制御手順の他の態様を示すその概略フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００３１】
（第１実施形態）
図１〜図５は、本発明に係る燃料供給システムの異常検出装置の第１実施形態を示している。なお、本実施形態は、本発明を車両用の内燃機関の燃料供給システムに適用したものである。また、この燃料供給システムは、燃料タンク内にサブタンクを設け、そのサブタンク内に燃料ポンプ等を配したものであり、エンジンで遂次消費される燃料消費量分だけサブタンク内に燃料を導入する燃料移送手段として図示しない公知のジェットポンプを有している。
【００３２】
まず、その燃料供給システムの構成について説明する。
【００３３】
図１に示すように、本実施形態の燃料供給システムは、エンジン１（燃料消費部）で消費される燃料、例えばガソリンを貯留する燃料タンク２と、その燃料タンク２のサブタンク２ａ（以下、単に燃料タンク２という）内に貯留された燃料をエンジン１の複数のインジェクタ３（内燃機関の燃料噴射部、燃料消費部）に圧送・供給する燃料圧送機構１０と、この燃料圧送機構１０からインジェクタ３に供給される燃料を導入して予め設定されたシステム圧Ｐ１に調圧するとともに、そのシステム圧Ｐ１を複数の設定圧のうち任意の１つの設定圧、例えば高圧側の設定圧と低圧側の設定圧のうちいずれか一方に切り換えることができるプレッシャレギュレータ２０（可変燃圧調整弁）と、プレッシャレギュレータ２０の現在の設定圧（任意の１つの設定圧）を高圧側の設定圧と低圧側の設定圧とのうち現在とは異なる他の設定圧に切り換えるよう３方電磁弁４５によってプレッシャレギュレータ２０を切換え操作することができる設定圧切換操作機構４０（操作手段）と、を備えている。
【００３４】
エンジン１は、自動車に搭載される多気筒の内燃機関、例えば４サイクルガソリンエンジンであり、このエンジン１の複数の気筒１ｃに対応して設けられたインジェクタ３は、例えばその噴孔側の端部３ａを各気筒１ｃに対応する吸気ポート１ａ内に露出している。また、燃料圧送機構１０からの燃料は、デリバリーパイプ４を介して各インジェクタ３に分配されるようになっている。
【００３５】
燃料圧送機構１０は、燃料タンク２内の燃料を汲み上げるとともに加圧して吐出する燃料ポンプユニット１１と、燃料ポンプユニット１１の吸入口側で異物の吸入を阻止するサクションフィルタ１２と、燃料ポンプユニット１１の吐出口側で吐出燃料中の異物を除去する燃料フィルタ１３と、その燃料フィルタ１３の上流側または下流側に位置するチェック弁１４（逆止弁）と、を含んで構成されている。
【００３６】
燃料ポンプユニット１１は、詳細を図示しないが、例えばポンプ作動用の羽根車を有する燃料ポンプ１１ｐと、その燃料ポンプ１１ｐを回転駆動する内蔵直流モータであるポンプ駆動モータ１１ｍとを有している。この燃料ポンプユニット１１は、そのポンプ駆動モータ１１ｍへの通電を後述するＥＣＵ（電子制御ユニット）５１により制御されることで駆動および停止されるようになっている。
【００３７】
また、燃料ポンプユニット１１は、燃料タンク２内から燃料を汲み上げ加圧して吐出することができるとともに、同一の供給電圧に対しそのポンプ駆動モータ１１ｍの回転速度［ｒｐｍ］を負荷トルクに応じて変化させたり、供給電圧の変化に対応してポンプ駆動モータ１１ｍの回転速度を変化させたりすることで、その単位時間当りの吐出量や吐出圧を変化させることができるようになっている。
【００３８】
チェック弁１４は、燃料ポンプユニット１１からインジェクタ３側への燃料供給方向に開弁する一方、インジェクタ３側から燃料ポンプユニット１１側への燃料の逆流方向には閉弁し、加圧された供給燃料の逆流を阻止するようになっている。
【００３９】
図３に示すように、プレッシャレギュレータ２０は、燃料が導入される流体導入口２１ａおよびその燃料が排出される流体排出口２１ｂを有するハウジング２１を備えており、このハウジング２１は一対の凹状のハウジング部材１８、１９をそれらの外周部でかしめ結合して形成されている。
【００４０】
ハウジング２１の内部には、ハウジング２１の内部を２室に区画する隔壁状の調圧部材２２が設けられている。この調圧部材２２は、ハウジング２１との間に流体導入口２１ａに連通する調圧室２３を形成する隔壁部２４と、調圧室２３内の燃料圧に応じた開度で調圧室２３を流体排出口２１ｂに連通させる開弁方向に変位する可動弁体部２５とを一体化したものであり、隔壁部２４はその一面側で調圧室２３内の燃料圧を常時受圧するようになっている。調圧部材２２の隔壁部２４は、また、その他面側でハウジング２１との間に調圧室２３側に背圧を付与する背圧室２６を形成しており、その背圧室２６内には、調圧部材２２の可動弁体部２５を閉弁方向に付勢する圧縮コイルばね２７（弾性部材）が設けられている。また、調圧部材２２と共に背圧室２６を形成する他方のハウジング部材１９には、少なくとも１つの大気圧導入穴１９ａが形成されている。
【００４１】
調圧部材２２の隔壁部２４は、具体的には、例えば基布材料層に燃料に対し劣化し難いゴム層を一体的に接着した可撓性のダイヤフラムで構成されており、調圧部材２２の可動弁体部２５は、隔壁部２４の中央部に支持された例えば金属製の円板状の弁体プレートで構成されている。
【００４２】
一方、ハウジング２１の内部には、調圧室２３の内部で調圧部材２２の可動弁体部２５に対向するように第１弁座部３１および第２弁座部３２が同心に配置されており、第１弁座部３１および第２弁座部３２は、互いに径が異なり同軸に配置された外側筒状部材３５および内側筒状部材３６によって構成されている。ここで、第１弁座部３１はその内周側に流体排出口２１ｂに連通する排出通路３１ｈを形成しており、第２弁座部３２は、その内周側で第１弁座部３１との間に操作圧導入通路３２ｈを形成している。
【００４３】
プレッシャレギュレータ２０のハウジング２１、調圧部材２２および外側筒状部材３５は、燃料ポンプユニット１１から吐出された燃料を径方向外側の流体導入口２１ａから導入して隔壁部２４にその燃料圧を受圧させる環状の導入側通路３７を形成している。また、第１弁座部３１の内側の排出通路３１ｈは、ハウジング２１の流体排出口２１ｂに連通しており、第１弁座部３１および第２弁座部３２の間の操作圧導入通路３２ｈは、ハウジング２１の操作圧導入孔２１ｃに連通している。
【００４４】
また、ハウジング２１の流体導入口２１ａは、燃料圧送機構１０のチェック弁１４より下流側の回路部分である燃料通路１５に分岐通路１５ａを介して接続されており、ハウジング２１の操作圧導入孔２１ｃは、燃料圧送機構１０のチェック弁１４より上流側の回路部分である分岐通路１６に３方電磁弁４５を介して接続されている。
【００４５】
設定圧切換操作機構４０を構成する３方電磁弁４５は、燃料圧送機構１０の分岐通路１６に接続された第１ポート４５ａと、ハウジング２１の操作圧導入孔２１ｃに接続された第２ポート４５ｂと、燃料タンク２内に開放されたドレーンポート相当の第３ポート４５ｃとを有している。この３方電磁弁４５は、燃料圧送機構１０で加圧された燃料を操作圧導入通路３２ｈ内に導入するよう第１ポート４５ａおよび第２ポート４５ｂを連通させるとともに第３ポート４５ｃを閉止する供給状態と、操作圧導入通路３２ｈを燃料タンク２内に開放するよう第２ポート４５ｂおよび第３ポート４５ｃを連通させるとともに第１ポート４５ａを閉止するドレーン状態とのうち任意の一方に切換え可能な電磁弁である。
【００４６】
また、３方電磁弁４５は、電磁操作部４５ｄの通電・励磁状態をＥＣＵ５１により制御されることで、前述の供給状態とドレーン状態とに切換え制御されるようになっており、分岐通路１６、ＥＣＵ５１および３方電磁弁４５によって、プレッシャレギュレータ２０の設定圧の切換え制御を実行する設定圧切換操作機構４０が構成されている。
【００４７】
この設定圧切換操作機構４０の３方電磁弁４５が前記ドレーン状態となるとき、すなわち、操作圧導入通路３２ｈの内部の燃料圧Ｐｗが燃料タンク２内の圧力と同等な低圧になるときには、調圧部材２２の実質的な受圧領域の面積が可動弁体部２５の周囲の隔壁部２４の環状受圧面２４ａ側のみとなる。一方、この３方電磁弁４５が供給状態となるとき、すなわち、操作圧導入通路３２ｈに加圧された燃料が供給されることで操作圧導入通路３２ｈの内部の燃料圧Ｐｗが高圧になるときには、調圧部材２２の受圧領域の面積が、隔壁部２４の環状受圧面２４ａのみならず、第２弁座部３２および操作圧導入通路３２ｈに対向する環状の受圧面領域（図示せず）を含むものとなる。したがって、操作圧導入通路３２ｈに操作圧（加圧された燃料）が供給されるか否かによって調圧部材２２の受圧領域の面積が変化する。そして、調圧部材２２のこの受圧領域の面積が増大すると、圧縮コイルばね２７の付勢力に対抗して調圧部材２２を開弁させる燃圧が小さくて済むので、環状の導入側通路３７内の燃料の調圧レベルが低下する。逆に、操作圧導入通路３２ｈが燃料タンク２内に開放され、調圧部材２２の受圧領域の面積が縮小されると、圧縮コイルばね２７の付勢力に対抗して調圧部材２２を開弁させるのに大きな燃圧が必要になるので、環状の導入側通路３７内の燃料の調圧レベルが上昇するようになっている。
【００４８】
プレッシャレギュレータ２０は、このように、調圧室２３内の環状の導入側通路３７に導入される燃料を予め設定された設定圧に調整する調圧機能を有するとともに、燃料ポンプユニット１１から吐出されインジェクタ３に供給される燃料を調圧室２３内の操作圧導入通路３２ｈに選択的に導入することで、その設定圧を予め設定された高圧側の設定圧と低圧側の設定圧とのうち任意の一方の設定圧に切り換えることができる。
【００４９】
なお、プレッシャレギュレータ２０の高圧側の設定圧は、エンジン停止直後等にデリバリーパイプ４内の燃料温度が高温になっても、燃料ベーパが生じ難い燃料圧（通常、ゲージ圧で３２４ｋＰａ以上）の設定値となっている。また、低圧側の設定圧は、例えばゲージ圧で２００ｋＰａであり、走行中にデリバリーパイプ４内の燃料温度が比較的低温になったとき、燃料ベーパが生じ難い燃料圧設定値となっている。
【００５０】
ＥＣＵ５１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）等の不揮発性メモリからなるバックアップメモリに加えて、入力インターフェース回路および出力インターフェース回路等を含んで構成されており、このＥＣＵ５１には車両のイグニッションスイッチのＯＮ／ＯＦＦ信号が取り込まれるとともに、図２に示すように、バッテリ１００からの電源供給がなされるようになっている。さらに、ＥＣＵ５１の入力インターフェース回路には、各種センサ群が接続されており、これらセンサ群からのセンサ情報がＡ／Ｄ変換器等を含む入力インターフェース回路を通してＥＣＵ５１に取り込まれるようになっている。ＥＣＵ５１の出力インターフェース回路には、インジェクタ３や燃料ポンプユニット１１、３方電磁弁４５等のアクチュエータ類を制御するためのリレースイッチや、燃料ポンプユニット１１の駆動電流を可変制御するためのスイッチング素子等が接続されている。
【００５１】
このＥＣＵ５１は、ＲＯＭ内に格納された制御プログラムを実行することで、公知の電子スロットル制御、燃料噴射量制御、点火時期制御、燃料カット制御、可変バルブタイミング制御等を実行することができる。例えば、ＥＣＵ５１は、エアフローメータにより検出される吸入空気量とクランク角センサにより検出されるエンジン回転数とに基づいて燃焼毎に必要な基本噴射量を算出し、さらにエンジン１の運転状態に応じた各種補正や空燃比フィードバック補正等を施した燃料噴射量を算出し、その燃料噴射量に対応する燃料噴射時間だけ対応するインジェクタ３を開弁駆動する。なお、ここでの燃料噴射時間は、インジェクタ３に供給される燃圧の設定値に応じて理論空燃比を保つよう設定される。
【００５２】
また、ＥＣＵ５１は、エンジン１の運転に要求される燃料噴射量に応じて燃料ポンプユニット１１の吐出量を最適値にするようその吐出量に対応するポンプ駆動モータ１１ｍの駆動電圧をコマンド値を生成し、後述する燃料ポンプコントローラ５２と協働してポンプ駆動モータ１１ｍの駆動電圧をフィードバック制御する機能を有している。
【００５３】
さらに、ＥＣＵ５１は、各種センサ群からのセンサ情報およびＲＯＭに予め格納された設定値やマップ情報に基づいて、エンジン１の運転中にその負荷状態を繰返し判定し、部分負荷の運転領域においては３方電磁弁４５を供給状態に復帰させる非励磁状態（以下、ＯＦＦ状態という）として、燃料ポンプユニット１１からの燃料をプレッシャレギュレータ２０の低圧側の設定圧に調圧させるようになっている。一方、ＥＣＵ５１は、エンジン１の始動時やエンジン１の停止直前には、３方電磁弁４５を前記ドレーン状態にする励磁状態（以下、ＯＮ状態という）として、燃料ポンプユニット１１からの燃料をプレッシャレギュレータ２０を高圧側の設定圧に切り換えるようになっている。そのため、ＥＣＵ５１のＲＯＭおよびバックアップメモリに格納される設定値には、燃料圧の高圧側の設定値および低圧側の設定値がそれぞれ含まれ、ＲＯＭおよびバックアップメモリに格納されるマップ情報には、運転負荷の判定とその判定結果に応じた燃料圧の切換制御のためのマップ等が含まれている。
【００５４】
ＥＣＵ５１は、また、そのＯＢＤ機能の一部として、エンジン１の運転中にその排気エミッションが法規制範囲内に抑制され得る状態であるか否かを常時診断する機能と、排気エミッションを法規制範囲内から逸脱させてしまうような故障等の異常が生じたときには図外のＭＩＬ（異常警告灯）を点灯させる機能と、を有している。
【００５５】
図１および図２に示すように、燃料タンク２の上部には、燃料ポンプユニット１１の動作を制御する燃料ポンプコントローラ５２が設けられており、この燃料ポンプコントローラ５２には、ポンプ駆動モータ１１ｍの端子電圧を検出する電圧検出部５３と、ポンプ駆動モータ１１ｍに流れる電流を検出する電流検出部５４とが装着されている。
【００５６】
燃料ポンプコントローラ５２は、ＥＣＵ５１からのポンプ制御信号（前述の電圧フィードバック制御のコマンド入力）と、ポンプ駆動モータ１１ｍの端子電圧を検出する電圧検出部５３の検出信号との偏差に応じて、燃料ポンプユニット１１のポンプ駆動モータ１１ｍに印加する電圧を制御したり、燃料圧送機構１０の異常診断のためのポンプ駆動モータ１１ｍの作動状態に応じた診断用信号（図２中のＤｉａｇ信号）をＥＣＵ５１に供給したりすることができるようになっている。
【００５７】
この燃料ポンプコントローラ５２には、バッテリ１００からの電源供給がなされるようになっているとともに、ＥＣＵ５１が通信可能に接続されている。また、燃料ポンプコントローラ５２には、ＥＣＵ５１からのポンプ制御信号に応じて燃料ポンプユニット１１のポンプ駆動モータ１１ｍに対する通電をＯＮ／ＯＦＦ切替えするリレースイッチ回路や、ポンプ駆動モータ１１ｍに印加する電圧またはポンプ駆動モータ１１ｍへの供給エネルギを可変制御するための図示しないスイッチング素子等が内蔵されている。ここにいうスイッチング素子は、例えばＰＷＭ（Pulse Width Modulation）入力信号に応じて燃料ポンプユニット１１のポンプ駆動モータ１１ｍのコイルへの供給エネルギを可変制御するＭＯＳ−ＦＥＴ形のトランジスタで構成されている。なお、燃料ポンプコントローラ５２は、電流検出部５４に代えて、ポンプ駆動モータ１１ｍの略一定の駆動電圧下でポンプ駆動モータ１１ｍの回転数［ｒｐｍ］を検出する回転速度検出部を有していてもよい。
【００５８】
一方、ＥＣＵ５１は、そのＲＯＭ内に格納された制御プログラムにより実現される複数の機能部として、プレッシャレギュレータ２０の設定圧の切換え後におけるポンプ駆動モータ１１ｍの通電にかかる状態の変化を燃料ポンプコントローラ５２からの診断用信号によって検出する状態変化検出部５１ａ（状態変化検出手段）と、その状態変化検出部５１ａの検出情報に基づいてプレッシャレギュレータ２０の設定圧の切換えに異常が生じたか否かを判定する異常判定部５１ｂ（異常判定手段）と、を有している。
【００５９】
また、ＥＣＵ５１の状態変化検出部５１ａは、燃料消費部であるエンジン１のインジェクタ３の燃料噴射量［ｇ／ｓｅｃ］が略一定となり、燃料ポンプユニット１１の単位時間当りの燃料供給量およびポンプ駆動モータ１１ｍの端子電圧がそれぞれ略一定となる特定の条件下において、プレッシャレギュレータ２０の設定圧を複数の設定圧のうち第１の設定圧である低圧側の設定圧から、複数の設定圧のうち第２の設定圧である高圧側の設定圧に切り換えるよう、設定圧切換操作機構４０の３方電磁弁４５を作動させるとともに、その設定圧の切換えによるポンプ駆動モータ１１ｍの通電電流の変化を燃料ポンプコントローラ５２からの診断用信号によって検出するようになっている。
【００６０】
ＥＣＵ５１の異常判定部５１ｂは、インジェクタ３からの燃料噴射量（インジェクタ３への燃料供給量）が略一定となる特定の条件下において、３方電磁弁４５の励磁状態を、操作圧導入通路３２ｈに操作圧を供給するＯＦＦ状態からその操作圧を解放するＯＮ状態に切り換えて、プレッシャレギュレータ２０の設定圧（燃圧）を低圧側の設定圧から高圧側の設定圧に切り換える燃圧切換え操作と、少なくともその燃圧切換え操作の前後にわたる一定時間内において燃料ポンプユニット１１のポンプ駆動モータ１１ｍに印加するポンプ駆動電圧を一定に保持し続ける電圧保持操作と、状態変化検出部５１ａからの診断用信号として入力されるポンプ駆動モータ１１ｍの駆動連流［Ａ］を基に（またはポンプ駆動モータ１１ｍの回転数［ｒｐｍ］を基に）、プレッシャレギュレータ２０の設定圧の切換えによる燃圧切換えが正常になされたのか、その燃圧切換えに異常が生じたのかを判定する異常判定処理と、をそれぞれ実行するようになっている。
【００６１】
ここでの異常判定処理は、プレッシャレギュレータ２０の設定圧の切換えに応じたポンプ駆動モータ１１ｍの通電にかかる状態の変化、例えば設定圧の切換え後におけるポンプ駆動モータ１１ｍの通電電流の明確な変化（変動誤差範囲を超える有意の変化）が生じていれば、正常に燃圧が切り換えられていると判定し、その設定圧の切換え後におけるポンプ駆動モータ１１ｍの通電電流の明確な変化が生じていなければ、燃圧切換えを妨げる何らかの異常が生じたと判定するものである。あるいは、この異常判定処理において、プレッシャレギュレータ２０の設定圧の切換え後におけるポンプ駆動モータ１１ｍの通電電流の明確な変化でなく、それに相当するポンプ駆動モータ１１ｍの回転数の明確な変化が生じていれば正常に燃圧が切り換えられていると判定し、そのような回転数の明確な変化が生じていなければ燃圧切換えを妨げる何らかの異常が生じたと判定することもできる。
【００６２】
インジェクタ３への単位時間当りの燃料供給量が略一定となる特定の条件下とは、例えばインジェクタ３における燃料噴射量が一定量以下で略一定である状態であり、具体的には、（ｉ）エンジン１の暖機完了後のアイドル運転状態、（ii）車両の減速時等におけるエンジン１の運転中に少なくとも一部の気筒に対応するインジェクタ３からの燃料噴射が一時的に停止される燃料カット運転状態もしくは気筒休止運転状態、あるいは、（iii）エンジン１の運転停止の直前の低速回転状態であって燃料ポンプユニット１１の回転が継続されている燃圧切換え可能な状態である。
【００６３】
次に、作用について説明する。
【００６４】
上述のように構成された本実施形態の燃料供給システムでは、エンジン１の停止中、燃料ポンプユニット１１のポンプ駆動モータ１１ｍおよび３方電磁弁４５への通電はそれぞれ停止されている状態にある。
【００６５】
このとき、プレッシャレギュレータ２０の操作圧導入通路３２ｈには加圧された燃料が供給されないが、ＥＣＵ５１は、エンジン１の現在の停止状態に入る直前に３方電磁弁４５を一旦ＯＮ状態にしてプレッシャレギュレータ２０を高圧側の設定圧に切り換えた後で停止しているので、チェック弁１４からインジェクタ３までの燃圧保持区間における燃圧は、燃料ベーパを生じ難い比較的高い燃圧に維持されている。
【００６６】
エンジン１が始動されるときには、ＥＣＵ５１により燃料ポンプユニット１１が起動されるが、このとき、３方電磁弁４５がＯＮ状態となり、プレッシャレギュレータ２０が高圧側の設定圧に切り換えられる。したがって、燃料ポンプユニット１１の吐出圧が上昇するとともに燃料ポンプユニット１１からの燃料が調圧室２３内の環状の導入側通路３７に導入されると、その燃料の圧力が速やかに高圧側の設定圧、例えば４００［ｋＰａ］に達し、燃料通路１５を通し高燃料圧のシステム圧Ｐ１がデリバリーパイプ４に供給される。したがって、燃料圧送機構１０による燃料圧送の再開時に、即座に十分な燃料圧での燃料供給を開始することができる。
【００６７】
エンジン１の始動から一定時間が経過した後の通常の運転状態、例えばその部分負荷運転時には燃費や燃料ポンプユニット１１の信頼性の面から低圧側の設定圧が要求される。この部分負荷運転時においては、３方電磁弁４５が操作圧導入通路３２ｈに操作圧を供給するＯＦＦ状態となり、プレッシャレギュレータ２０の設定圧が低圧側の設定圧に切り換えられた状態で、燃料ポンプユニット１１の運転が継続される。
【００６８】
一方、高負荷要求時には、３方電磁弁４５がＯＮ状態となり、燃料ポンプユニット１１からの燃料が調圧室２３内の導入側通路３７において高圧側の設定圧に調圧される。
【００６９】
ところで、このようなエンジン１の運転中、エンジン１の排気エミッションを法規制範囲内から逸脱させてしまうような故障等の異常が生じたときには、図外のＭＩＬを点灯させる必要がある。
【００７０】
そこで、エンジン１の運転に極力影響を与えることなく確実に異常検出を行うべく、ＥＣＵ５１は、図５に示すような手順で、エンジン１の排気エミッションが法規制範囲内に抑制され得るか否かをエンジン１の運転期間中に少なくとも１度は診断する。
【００７１】
すなわち、インジェクタ３への燃料供給量が略一定となる特定の条件、例えばエンジン１のアイドル運転状態、燃料カット運転状態、気筒休止運転状態、あるいは、エンジン１の運転停止の直前の低速回転状態であって燃料ポンプユニット１１の回転が継続されている燃圧切換え可能な状態になると、ＥＣＵ５１の状態変化検出部５１ａが、まず、プレッシャレギュレータ２０の設定圧を低圧側の設定圧から高圧側の設定圧に切り換えるよう３方電磁弁４５をＯＮ状態にするとともに（ステップＳ１１）、その設定圧の切換え後におけるポンプ駆動モータ１１ｍの通電電流をそれぞれ燃料ポンプコントローラ５２からの診断用信号に基づいて検出する。
【００７２】
次いで、異常判定部５１ｂが、状態変化検出部５１ａからの診断用信号として入力されるポンプ駆動モータ１１ｍの駆動連流を基に、設定圧の切換え後のポンプ駆動モータ１１ｍの通電電流に燃圧の切換えに対応する明確な変化が生じているか否かによって、プレッシャレギュレータ２０の設定圧の切換えによる燃圧切換えが正常になされたか、その燃圧切換えの異常が生じたかを判定する異常判定処理を実行する（ステップＳ１２）。
【００７３】
このとき、燃圧の切換えが正常に完了していれば、図４（ａ）〜図４（ｆ）に示すように、３方電磁弁４５のＯＮ状態への切換えに伴ってプレッシャレギュレータ２０が高圧側の設定圧に切り換わることで、チェック弁１４からインジェクタ３までの燃圧保持区間における燃圧が上昇する一方、設定圧の切換え後で燃料ポンプユニット１１のポンプ駆動モータ１１ｍの回転負荷（負荷トルク）が増加することでポンプ回転数が低下し、それに比例するポンプ駆動モータ１１ｍの逆起電力が低下し、ポンプ駆動モータ１１ｍに流れる電流が増加する。
【００７４】
したがって、ポンプ駆動モータ１１ｍの通電電流にプレッシャレギュレータ２０の設定圧の切換えに応じた明確な変化が生じているときは（ステップＳ１２でＹＥＳの場合）、プレッシャレギュレータ２０の設定圧の切換えが正常に完了したと判定され（ステップＳ１３）、一方、ポンプ駆動モータ１１ｍの通電電流にプレッシャレギュレータ２０の設定圧の切換えに応じた明確な変化が生じていないときは（ステップＳ１２でＮＯの場合）、何らかの異常によってプレッシャレギュレータ２０の設定圧の切換えが正常に完了できない異常発生状態であると判定される（ステップＳ１４）。
【００７５】
すなわち、ポンプ駆動モータ１１ｍの通電電流にプレッシャレギュレータ２０の設定圧の切換えに応じた明確な変化が生じているか否かにより、高価な燃圧センサを用いたり空燃センサの検出情報を用いたりすることなく、燃圧切換え動作の異常が確実に検出可能となる。
【００７６】
なお、ここでのポンプ駆動モータ１１ｍに対する略一定の印加電圧をＥｖ［Ｖ］、ポンプ駆動モータ１１ｍにおける逆起電力係数をＫｅ、ポンプ駆動モータ１１ｍの回転数をＮ［ｒｐｍ］、ポンプ駆動モータ１１ｍに流れる電流をＩ、ポンプ駆動モータ１１ｍの内部抵抗をＲとすると、Ｅｍ＝Ｋｅ×Ｎとなり、Ｅｖ−Ｅｍ＝Ｒ×Ｉとなる。したがって、Ｉ＝（Ｅｖ−Ｋｅ×Ｎ）／Ｒで表すことができ、電流Ｉと回転数Ｎは、回転数Ｎが大きくなるほど電流Ｉが小さくなる１：１の比例関係となる。
【００７７】
上述の作用に加えて、本実施形態では、燃料の圧力が正常に切り換えられてポンプ駆動モータ１１ｍの負荷トルクが変化すると、燃料ポンプユニット１１およびポンプ駆動モータ１１ｍの回転数が変化し、ポンプ駆動モータ１１ｍに流れる電流Ｉが変化する。また、インジェクタ３への燃料供給量が略一定となる状態では、ポンプ駆動電圧Ｅｖを略一定にでき、燃圧の変化に応じてポンプ駆動モータ１１ｍに流れる電流Ｉを明確に変化させることができることから、この電流Ｉの明確な変化を低ノイズで検出できる。したがって、燃圧センサを用いたり空燃センサの検出情報を用いたりすることなく、燃圧切換え動作が正常か異常かをポンプ駆動モータ１１ｍに流れる電流の変化の有無によって確実に検出可能となる。
【００７８】
さらに、ＥＣＵ５１の状態変化検出部５１ａが、エンジン１の運転中にあってインジェクタ３からの燃料噴射が一時的に停止される燃料カット時に、ポンプ駆動モータ１１ｍの通電電流またはそれに相当する状態変化を検出することができるので、燃料噴射量がゼロまたは略一定となりポンプ駆動電圧を略一定にでき、その状態で燃圧の変化に応じてポンプ駆動モータ１１ｍに流れる電流を明確に変化させることができる。したがって、ポンプ駆動モータ１１ｍの通電電流の変化を低ノイズで検出でき、燃圧切換え動作が正常か異常かを確実に検出できる。
【００７９】
また、本実施形態では、エンジン１が停止されるときに、その停止に先立ってプレッシャレギュレータ２０の設定圧が低圧側の設定圧から高圧側の設定圧に切り換えられることから、エンジン１の停止直後や始動時における燃料ベーパの発生が有効に抑制され、エンジン１の始動性が向上する。しかも、このエンジン１の停止時におけるプレッシャレギュレータ２０の設定圧の切換えを利用し、ＥＣＵ５１の状態変化検出部５１ａによってポンプ駆動モータ１１ｍの通電にかかる状態の変化が検出されるので、燃圧切換え動作が正常か異常かが確実に検出可能となる。したがって、エンジン１が低燃料圧力での運転の継続後に停止されるような場合であっても、その停止までに燃圧切換え動作の異常が発生していれば、その運転の停止処理が終了する時までに確実に異常検出できることになり、エンジン１の次の始動後までその異常が検知できないといった問題が生じることがない。
【００８０】
このように、本実施形態においては、エンジン１のインジェクタ３における燃料噴射量（燃料消費部への燃料供給量）が略一定になるとき、プレッシャレギュレータ２０の設定圧を低圧側の設定圧から高圧側の設定圧に切り換え、その切換え後のポンプ駆動モータ１１ｍの通電にかかる状態の変化を状態変化検出部５１ａにより検出し、その検出情報に基づいてプレッシャレギュレータ２０による燃圧の切換えに異常が生じたか否かの異常判定を実行するようにしているので、高価な燃圧センサを用いたり空燃センサの検出情報を用いたりすることなく燃圧切換え動作の異常を確実に検出することでき、燃圧切換え可能な燃料供給システムにおけるその燃圧切換え動作の異常を確実に検出することができる低コストの燃料供給システムの異常検出装置を提供することができる。
【００８１】
（第２実施形態）
図６〜図９は、本発明に係る燃料供給システムの異常検出装置の第２実施形態を示す図である。なお、本実施形態は、上述の第1実施形態と略同様の全体構成を有しており、その異常検出装置における異常検出方法のみが第1実施形態と相違するものである。したがって、第1実施形態と同様の構成については図１〜図５に示した第1実施形態の対応する構成要素の参照符号を用い、第1実施形態との相違点についてのみ以下に説明する。
【００８２】
本実施形態においては、ＥＣＵ５１が、エンジン１の運転停止の直前の低速回転状態であって燃料ポンプユニット１１の回転が継続されている燃圧切換え可能な特定の状態下において、プレッシャレギュレータ２０の設定圧を低圧側の設定圧から高圧側の設定圧に切り換えるよう３方電磁弁４５をＯＮ状態にする。そして、ＥＣＵ５１の状態変化検出部５１ａが、エンジン１の停止のためにポンプ駆動モータ１１ｍが停止されるとき、ポンプ駆動電圧の低下時点（ポンプ駆動モータ１１ｍの停止を指示する信号の発生時点）からポンプ駆動モータ１１ｍが実際に停止する時点までの所要停止時間内におけるポンプ駆動モータ１１ｍの通電にかかる状態の変化を燃料ポンプコントローラ５２からの診断用信号に基づいて検出するようになっている。
【００８３】
燃圧の切換えが正常に完了していれば、図６（ａ）〜図６（ｆ）に示すように、３方電磁弁４５のＯＮ状態への切換えに伴ってプレッシャレギュレータ２０が高圧側の設定圧に切り換わることで、チェック弁１４からインジェクタ３までの燃圧保持区間における燃圧が上昇する一方、設定圧の切換えにより燃料ポンプユニット１１のポンプ駆動モータ１１ｍの回転負荷（負荷トルク）が増加することでポンプ回転数が低下し、それに比例するポンプ駆動モータ１１ｍの逆起電力が低下し、ポンプ駆動モータ１１ｍに流れる電流が一旦増加する。
【００８４】
本実施形態では、プレッシャレギュレータ２０の設定圧切換えによりポンプ駆動モータ１１ｍに流れる電流が一旦増加した後に、ポンプ駆動電圧がゼロに切り換えられる（図６（ｃ）参照）。
【００８５】
具体的には、図６（ａ）に示すように、インジェクタ３への燃料供給量が噴射量ゼロに対応する略一定の値となる特定の条件下、例えばエンジン１の運転停止の直前の低速回転状態であって燃料ポンプユニット１１の回転が継続されている燃圧切換え可能な状態になると、ＥＣＵ５１の状態変化検出部５１ａによって、図６（ｂ）および図７に示すように、プレッシャレギュレータ２０の設定圧を低圧側の設定圧から高圧側の設定圧に切り換えるよう３方電磁弁４５がＯＮ状態に切り換えられる（図６（ｂ）中にｔ１で示すタイミング；ステップＳ２１）。
【００８６】
次いで、図６（ｃ）および図７に示すように、ＥＣＵ５１がエンジン１の停止のためにポンプ駆動モータ１１ｍを停止させるようポンプ駆動電圧をゼロに低下させることで、ポンプ駆動モータ１１ｍの停止が指示される（図６（ｃ）中にｔ２で示すタイミング；ステップＳ２２）。
【００８７】
そして、このポンプ駆動電圧の低下時点ｔ（停止指示信号発生時点）からポンプ駆動モータ１１ｍが実際に停止する時点までの所要停止時間内におけるポンプ駆動モータ１１ｍの通電にかかる状態の変化、例えばポンプ駆動モータ１１ｍの端子電圧が、燃料ポンプコントローラ５２からの診断用信号に基づいて検出される。
【００８８】
ところで、ポンプ駆動モータ１１ｍの停止を指示する信号の発生時、すなわち、運転中のポンプ駆動電圧Ｅｖから給電停止時電圧Ｅｖ＝０［Ｖ］への切換え時点である給電停止時点においては、図６（ｃ）に示すように、回転中のポンプ駆動モータ１１ｍにその直前の回転数に応じた逆起電力Ｅｍが生じることになる。
【００８９】
すなわち、第１実施形態の場合と同様に、ポンプ駆動モータ１１ｍに対する略一定の印加電圧をＥｖ［Ｖ］、ポンプ駆動モータ１１ｍにおける逆起電力係数をＫｅ、ポンプ駆動モータ１１ｍの回転数をＮ［ｒｐｍ］、ポンプ駆動モータ１１ｍに流れる電流をＩ［Ａ］、ポンプ駆動モータ１１ｍの内部抵抗をＲ［Ω］とした場合、燃料ポンプユニット１１の運転中にポンプ駆動モータ１１ｍの印加電圧Ｅｖを０［Ｖ］にすると、その時点からわずかの時間内において、ポンプ駆動モータ１１ｍにその回転数に応じた逆起電力Ｅｍ＝Ｋｅ・Ｎが生じる。このときのポンプ駆動モータ１１ｍの端子電圧や電流は、図６（ｃ）および図６（ｆ）に示すように、ポンプ駆動モータ１１ｍの回転数を反映したものとなり、正常な燃圧切換えがなされた場合（同図中の実線）と、正常な燃圧切換えを妨げる何らかの異常が発生している場合（同図中の点線）とでは、明確に相違することになる。
【００９０】
このように、給電停止時点においてポンプ駆動モータ１１ｍに流れる電流Ｉや逆起電力Ｅｍにより増大する電圧変化量、さらにその給電停止時点からポンプ駆動モータ１１ｍがその実回転を停止する時点までの所要停止時間は、停止指示時点の直前におけるポンプ駆動モータ１１ｍの回転数や通電電流に応じたものとなる。
【００９１】
そこで、図７に示すように、ポンプ駆動モータ１１ｍの停止指示直後の逆起電力による電圧変化量が規定値ｖａ以下の変化量Ｅｍとなれば、正常な燃圧切換えがなされた正常状態と判定することができ（ステップＳ２３，Ｓ２４；図６（ｃ）中の実線参照）、一方、ポンプ駆動モータ１１ｍの停止指示直後の電圧変化量が規定値ｖａを超える大きな変化量Ｅｍ´となれば、正常な燃圧切換えを妨げる何らかの異常が発生した異常状態と判定することができる（ステップＳ２３，Ｓ２５；図６（ｃ）中の破線参照）。
【００９２】
あるいは、図８に示すように、ステップＳ２１，Ｓ２２の後、ポンプ駆動モータ１１ｍの停止指示直後の逆起電力による電流変化量が生じるとき、ポンプ駆動モータ１１ｍへの給電停止時点からポンプ駆動モータ１１ｍがその実回転を停止する時点までの所要停止時間が規定時間Ｔａ（例えば、０．１秒程度）以内の所要停止時間Ｔｍとなれば、正常な燃圧切換えがなされた正常状態と判定することができ（ステップＳ３３，Ｓ３４；図６（ｃ）中の実線参照）、一方、そのポンプ駆動モータ１１ｍへの給電停止時点からポンプ駆動モータ１１ｍがその実回転を停止する時点までの所要停止時間が規定時間Ｔａを超える所要停止時間Ｔｍ´となれば、正常な燃圧切換えを妨げる何らかの異常が発生した異常状態と判定することができる（ステップＳ３３，Ｓ３５；図６（ｃ）中の破線参照）。
【００９３】
さらに、図９に示すように、ステップＳ２１，Ｓ２２の後、ポンプ駆動モータ１１ｍの停止指示直後の逆起電力による電流変化量が規定値ｉａ以下の変化量ｉｍとなれば、正常な燃圧切換えがなされた正常状態と判定することができ（ステップＳ４３，Ｓ４４；図６（ｆ）中の実線参照）、一方、ポンプ駆動モータ１１ｍの停止指示直後の電流変化量が規定値ｉａを超える大きな変化量ｉｍ´となれば、正常な燃圧切換えを妨げる何らかの異常が発生した異常状態と判定することができる（ステップＳ４３，Ｓ４５；図６（ｆ）中の破線参照）。
【００９４】
このように、本実施形態では、ＥＣＵ５１の状態変化検出部５１ａによって、ポンプ駆動モータ１１ｍを停止させるときにポンプ駆動モータ１１ｍに逆起電量によって生じる電圧、電流または所要停止時間の変化量が検出され、その検出されたその変化量に基づいて、ＥＣＵ５１の異常判定部５１ｂによりプレッシャレギュレータ２０の設定圧の切換えに異常が生じたか否かが判定される。
【００９５】
したがって、燃圧切換え動作の異常を検出可能な時期を第１実施形態の場合よりも増やすことができるとともに、エンジン１の停止までに燃圧切換え動作の異常が発生していれば、その異常を運転終了時までに確実に検出できることになる。
【００９６】
なお、本実施形態においては、ポンプ駆動モータ１１ｍの停止指示直後の逆起電力による電圧変化量Ｅｍ，Ｅｍ´を検出する場合には、電流検出部５４を省略することができ、製造コストが低減できる。また、ポンプ駆動モータ１１ｍの停止指示直後の逆起電力による電流変化量ｉｍ，ｉｍ´を検出する場合には、電流変化量を精度良く検出できることから、異常検出精度を高めることができる。さらに、ポンプ駆動モータ１１ｍへの給電停止時点からポンプ駆動モータ１１ｍがその実回転を停止する時点までの所要停止時間Ｔｍ，Ｔｍ´を検出する場合も、電圧や電流の絶対値でなくＯＮ、ＯＦＦ時間で検出できるので、逆起電力による電流変化を精度良く検出して所要の異常検出精度を確保できる。
【００９７】
なお、通電電流の変化は、ポンプ駆動モータに直列に接続された電気抵抗の両端間の電圧の変化として検出し得るだけでなく、例えばポンプ電圧一定の状態下におけるポンプ回転数の変化としても検出することも勿論可能である。
【００９８】
また、ＥＣＵ５１の状態変化検出部５１ａは、第１実施形態においては、インジェクタ３への燃料供給量が一定なる特定の条件下で燃圧切換えがなされたときのポンプ駆動モータ１１ｍの電流変化によって燃圧切換えに異常がないかを検査し、第２実施形態では、燃料ポンプ停止直後のポンプ駆動モータ１１ｍに逆起電量によって生じる電圧、電流または所要停止時間の変化を検出して燃圧切換えに異常がないかを検査するものとしたが、両者の検査を併用したり、第２実施形態における複数種の電圧変化量Ｅｍ，Ｅｍ´、電流変化量ｉｍ，ｉｍ´、所要停止時間Ｔｍ，Ｔｍ´等を組み合わせた複数の変化量を用いて異常検出を行うことができることはいうまでもない。さらに、各実施形態では、低圧側の設定圧から高圧側の設定圧に切り換えたときのポンプ駆動モータ１１ｍの通電状態の変化等を検出したが、高圧側の設定圧から低圧側の設定圧に切り換えたときのポンプ駆動モータ１１ｍの通電状態の変化等を検出することも可能である。
【００９９】
本発明は、設定圧が２段階でなく、多段階に切換え制御される可変燃圧調整方式の燃料供給システムにも適用可能である。
【０１００】
また、上述の各実施形態においては、プレッシャレギュレータ２０が単一のケース内に調圧用の通路および排出用の通路とは別に操作圧給排用の通路を有するものを励磁したが、特に特定の方式に限定されるものではなく、異なる複数の設定圧のうち任意の設定圧に切換え可能なものであれば、複数の流体回路素子を併用するものであってもよい。
【０１０１】
さらに、上述の各実施形態においては、説明の便宜上、ポンプ駆動モータ１１ｍの駆動電圧が一定の状態で燃圧切換えを行う場合について説明したが、エンジン１の運転状態でインジェクタ３への燃料供給量が略一定となる場合等においては、ポンプ駆動モータ１１ｍの駆動電圧が厳密に一定である必要はなく、或る程度良好なＳ／Ｎ比で異常検出できる範囲内で変動し得るものである。すなわち、燃料供給量が略一定となるとは、所要の検出精度を確保できる範囲内（所定の誤差範囲内）で燃料供給量が変動し得ることを意味しており、その変動量は、例えば同一の設定圧の範囲内におけるプレッシャレギュレータ２０からの排出燃料流量の変動範囲より狭い範囲内である。
【０１０２】
以上説明したように、本発明に係る燃料供給システムの異常検出装置は、燃料消費部への燃料供給量が略一定になるとき、可変燃圧調整弁の設定圧を第１の設定圧から第２の設定圧に切り換え、その切換え後のポンプ駆動モータの通電にかかる状態の変化を状態変化検出手段により検出して、その検出情報に基づいて可変燃圧調整弁による燃圧の切換えに異常が生じたか否かの異常判定を実行するようにしているので、高価な燃圧センサを用いたり空燃センサの検出情報を用いたりすることなく燃圧切換え動作の異常を確実に検出することでき、燃圧切換え可能な燃料供給システムにおけるその燃圧切換え動作の異常を確実に検出することができる低コストの燃料供給システムの異常検出装置を提供することができるという効果を奏するものであり、燃料ポンプによって内燃機関に供給される燃料の圧力を切換え可能な燃料供給システムにおいてその切換え動作の異常を検出するのに好適な燃料供給システムの異常検出装置全般に有用である。
【符号の説明】
【０１０３】
１  エンジン（内燃機関）
２  燃料タンク
２ａ  サブタンク
３  インジェクタ（燃料消費部）
４  デリバリーパイプ
１０  燃料圧送機構
１１  燃料ポンプユニット
１１ｍ  ポンプ駆動モータ
１１ｐ  燃料ポンプ
１５  燃料通路
１６  分岐通路
２０  プレッシャレギュレータ（可変燃圧調整弁）
２１  ハウジング
２２  調圧部材
２６  背圧室
３１  第１弁座部
３２  第２弁座部
４０  設定圧切換操作機構
４５  ３方電磁弁
４５ａ  第１ポート
４５ｂ  第２ポート
４５ｃ  第３ポート
４５ｄ  電磁操作部
５１  ＥＣＵ（電子制御ユニット）
５１ａ  状態変化検出部（状態変化検出手段）
５１ｂ  異常判定部（異常判定手段）
５２  燃料ポンプコントローラ
５３  電圧検出部
５４  電流検出部
Ｐ１  システム圧
Ｐｗ  操作圧
【図１】
2012123985.tif 000003
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年8月29日(2013.8.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃料噴射部に燃料を供給するようポンプ駆動モータによって駆動される燃料ポンプと、
前記燃料ポンプから前記燃料噴射部に供給される燃料を導入し、該燃料の圧力を異なる複数の設定圧のうち任意の１つの設定圧に調整可能な可変燃圧調整弁と、
前記任意の１つの設定圧を前記複数の設定圧のうち他の１つの設定圧に切り換えるよう前記可変燃圧調整弁を操作する操作手段と、を備えた燃料供給システムにあって、
前記燃料噴射部への単位時間当りの燃料供給量が略一定となるときに前記可変燃圧調整弁の設定圧を前記複数の設定圧のうち第１の設定圧から第２の設定圧に切り換えるよう前記操作手段を作動させ、該設定圧の切換え後の前記ポンプ駆動モータの通電にかかる状態の変化を検出する状態変化検出手段と、
前記状態変化検出手段の検出情報に基づいて前記可変燃圧調整弁の前記設定圧の切換えに異常が生じたか否かを判定する異常判定手段と、を備え、
前記状態変化検出手段は、前記内燃機関の運転中に前記燃料噴射部での燃料噴射が一時的に停止される燃料カット時に前記ポンプ駆動モータの通電にかかる状態の変化を検出することを特徴とする燃料供給システムの異常検出装置。
【請求項２】
内燃機関の燃料噴射部に燃料を供給するようポンプ駆動モータによって駆動される燃料ポンプと、
前記燃料ポンプから前記燃料噴射部に供給される燃料を導入し、該燃料の圧力を異なる複数の設定圧のうち任意の１つの設定圧に調整可能な可変燃圧調整弁と、
前記任意の１つの設定圧を前記複数の設定圧のうち他の１つの設定圧に切り換えるよう前記可変燃圧調整弁を操作する操作手段と、を備えた燃料供給システムにあって、
前記燃料噴射部への単位時間当りの燃料供給量が略一定となるときに前記可変燃圧調整弁の設定圧を前記複数の設定圧のうち第１の設定圧から第２の設定圧に切り換えるよう前記操作手段を作動させ、該設定圧の切換え後の前記ポンプ駆動モータの通電にかかる状態の変化を検出する状態変化検出手段と、
前記状態変化検出手段の検出情報に基づいて前記可変燃圧調整弁の前記設定圧の切換えに異常が生じたか否かを判定する異常判定手段と、を備え、
前記状態変化検出手段は、前記内燃機関の停止のために前記燃料噴射部の燃料噴射量が一定量以下となるときに前記ポンプ駆動モータの通電にかかる状態の変化を検出することを特徴とする燃料供給システムの異常検出装置。
【請求項３】
内燃機関の燃料噴射部に燃料を供給するようポンプ駆動モータによって駆動される燃料ポンプと、
前記燃料ポンプから前記燃料噴射部に供給される燃料を導入し、該燃料の圧力を異なる複数の設定圧のうち任意の１つの設定圧に調整可能な可変燃圧調整弁と、
前記任意の１つの設定圧を前記複数の設定圧のうち他の１つの設定圧に切り換えるよう前記可変燃圧調整弁を操作する操作手段と、を備えた燃料供給システムにあって、
前記燃料噴射部への単位時間当りの燃料供給量が略一定となるときに前記可変燃圧調整弁の設定圧を前記複数の設定圧のうち第１の設定圧から第２の設定圧に切り換えるよう前記操作手段を作動させ、該設定圧の切換え後の前記ポンプ駆動モータの通電にかかる状態の変化を検出する状態変化検出手段と、
前記状態変化検出手段の検出情報に基づいて前記可変燃圧調整弁の前記設定圧の切換えに異常が生じたか否かを判定する異常判定手段と、を備え、
前記状態変化検出手段は、前記内燃機関の停止のために前記ポンプ駆動モータが停止されるとき、該ポンプ駆動モータの停止を指示する信号の発生時点から前記ポンプ駆動モータが停止する時点までの停止時間内における前記ポンプ駆動モータの通電にかかる状態の変化を検出することを特徴とする燃料供給システムの異常検出装置。
【請求項４】
前記状態変化検出手段は、前記ポンプ駆動モータを停止させるときの所要停止時間を前記ポンプ駆動モータの電流または電圧の変化に基づいて検出し、
前記異常判定手段は、検出された前記所要停止時間に基づいて前記可変燃圧調整弁の前記設定圧の切換えに異常が生じたか否かを判定することを特徴とする請求項３に記載の燃料供給システムの異常検出装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
ハウジング２１の内部には、ハウジング２１の内部を２室に区画する隔壁状の調圧部材２２が設けられている。この調圧部材２２は、ハウジング２１との間に流体導入口２１ａに連通する調圧室２３を形成する隔壁部２４と、調圧室２３内の燃料圧に応じた開度で調圧室２３を流体排出口２１ｂに連通させる開弁方向に変位する可動弁体部２５とを一体化したものであり、隔壁部２４はその一面側で調圧室２３内の燃料圧を常時受圧するようになっている。調圧部材２２の隔壁部２４は、また、その他面側でハウジング２１との間に調圧室２３側に背圧を付与する背圧室２６を形成しており、その背圧室２６内には、調圧部材２２の可動弁体部２５を閉弁方向に付勢する圧縮コイルばね２７（弾性部材）が設けられている。また、調圧部材２２と共に背圧室２６を形成するハウジング部材１９には、少なくとも１つの大気圧導入穴１９ａが形成されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８７】
そして、このポンプ駆動電圧の低下時点ｔ２（停止指示信号発生時点）からポンプ駆動モータ１１ｍが実際に停止する時点までの所要停止時間内におけるポンプ駆動モータ１１ｍの通電にかかる状態の変化、例えばポンプ駆動モータ１１ｍの端子電圧が、燃料ポンプコントローラ５２からの診断用信号に基づいて検出される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１００
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１００】
また、上述の各実施形態においては、プレッシャレギュレータ２０が単一のケース内に調圧用の通路および排出用の通路とは別に操作圧給排用の通路を有するものを例示したが、特に特定の方式に限定されるものではなく、異なる複数の設定圧のうち任意の設定圧に切換え可能なものであれば、複数の流体回路素子を併用するものであってもよい。
【国際調査報告】
2012123985.tif 000012
2012123985.tif 000013
2012123985.tif 000014
2012123985.tif 000015