(57)【要約】【課題】高圧ポンプの過剰吐出異常が発生した場合に、燃料供給システムが破損するのを防止するとともに、内燃機関の運転性が低下するのを抑制する。【解決手段】エンジン１０には、燃料タンク２５内の燃料を加圧する低圧ポンプ部３０と、低圧ポンプ部３０から吐出される燃料を更に加圧する高圧ポンプ部４０と、高圧ポンプ部４０から吐出される高圧燃料を蓄えるデリバリパイプ３５とを介して燃料が供給される。ＥＣＵ６０は、燃料調量弁４３により高圧ポンプ部４０の燃料吐出量を制御することでデリバリパイプ３５内の燃料圧力を制御する。一方、高圧ポンプ部４０からデリバリパイプ３５に対して高圧燃料が過剰吐出される状態であることが検出される場合には、高圧ポンプ部４０の燃料吐出量を低圧ポンプ部３０で制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンク内の燃料を加圧する低圧ポンプ部と、前記低圧ポンプ部から吐出される燃料を更に加圧する高圧ポンプ部と、前記高圧ポンプ部から吐出される高圧燃料を蓄える蓄圧室とを備える内燃機関の蓄圧式燃料供給システムに適用され、
前記高圧ポンプ部の燃料吐出量を制御することで前記蓄圧室内の燃料圧力を制御する蓄圧式燃料供給システムの制御装置であって、
前記高圧ポンプ部から前記蓄圧室に対して高圧燃料が過剰吐出される状態であることを検出する吐出異常検出手段と、
前記吐出異常検出手段により前記高圧ポンプ部の過剰吐出の状態が検出される場合に、前記高圧ポンプ部の燃料吐出量を前記低圧ポンプ部で制御する調量制御手段と、
を備えることを特徴とする蓄圧式燃料供給システムの制御装置。
【請求項２】
前記蓄圧室内の燃料圧力が所定の開弁圧に達すると開弁して前記蓄圧室内を減圧する圧力開放弁と、
前記圧力開放弁の減圧機能の異常を検出する減圧異常検出手段とを更に備え、
前記調量制御手段は、前記減圧異常検出手段により前記圧力開放弁の減圧機能の異常が検出される場合に、前記低圧ポンプ部により前記高圧ポンプ部の燃料吐出量を制御する請求項１に記載の蓄圧式燃料供給システムの制御装置。
【請求項３】
前記高圧ポンプ部の過剰吐出異常が発生した場合に前記蓄圧室内の燃料圧力の目標値を可変に設定する目標燃圧設定手段を更に備え、
前記調量制御手段は、前記目標燃圧設定手段により設定される前記目標値に基づいて、前記高圧ポンプ部の燃料吐出量を前記低圧ポンプ部にて制御する請求項１又は２に記載の蓄圧式燃料供給システムの制御装置。
【請求項４】
前記目標燃圧設定手段は、前記高圧ポンプ部の過剰吐出異常時において前記高圧ポンプ部の正常時よりも前記目標値を小さい値に設定する請求項３に記載の蓄圧式燃料供給システムの制御装置。
【請求項５】
前記蓄圧室内の高圧燃料を気筒内に直接噴射する燃料噴射弁を備える筒内噴射式の内燃機関の蓄圧式燃料供給システムに適用される請求項１乃至４のいずれか一項に記載の蓄圧式燃料供給システムの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄圧式燃料供給システムの制御装置に関するものであり、詳しくは、低圧ポンプ部と高圧ポンプ部と蓄圧室とを備える内燃機関の蓄圧式燃料供給システムの制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば筒内噴射式のガソリンエンジンの燃料供給システムとして、燃料タンクから燃料を汲み上げて加圧する低圧ポンプと、低圧ポンプから圧送される燃料を更に高圧にする高圧ポンプと、高圧ポンプから吐出される高圧燃料を蓄える蓄圧室とを備え、蓄圧室内の高圧燃料を燃料噴射弁から内燃機関の気筒内に直接噴射するものが実用化されている。このシステムにおいては一般に、高圧ポンプに燃料調量弁を設け、その燃料調量弁の開閉制御により高圧ポンプの燃料吐出量を制御する。これにより、蓄圧室内の燃料圧力が制御され、更には燃料噴射弁の噴射圧力が制御される。
【０００３】
上記燃料供給システムにおいて、例えば燃料調量弁の断線やソレノイド故障等が発生すると、高圧ポンプからの燃料吐出量を適正に制御できなくなることが考えられる。例えば、燃料調量弁の故障により高圧ポンプの吐出燃料が高圧にならない事態が生じた場合、蓄圧室への燃料供給量が不足することになる。あるいは、高圧ポンプから過剰量の燃料が継続して吐出される事態（例えば高圧ポンプの最大吐出量が継続して吐出されるフル吐出異常）が生じた場合、蓄圧室への燃料供給量が過剰になる。これらの事態が生じた場合、蓄圧室内の燃料圧力を制御することができず、その結果、燃料噴射弁の噴射圧力を制御することができなくなる。そのため、内燃機関にて燃焼が適切に実施されず、最悪の場合には退避走行を実施できないことが懸念される。また、過剰吐出異常時においては、高圧ポンプから過剰量の燃料が吐出され続けることにより、高圧ポンプよりも下流側（高圧側）において燃料圧力が過度に上昇し、燃料供給システムにて破損が生じるおそれがある。
【０００４】
そこで、高圧ポンプの吐出異常が発生した場合において内燃機関の運転を可能にするための方法が種々提案されている（例えば特許文献１など）。特許文献１には、低圧ポンプから圧送される燃料を、高圧ポンプを迂回して蓄圧室に供給するバイパス通路を燃料供給システムに設け、高圧ポンプの異常時には、低圧ポンプからの燃料をそのバイパス通路を経由して蓄圧室に供給することが開示されている。
【特許文献１】特許第３８２７８１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のシステムでは蓄圧室へ供給される燃料の圧力がフィード圧程度であるため、燃料噴射弁の噴射圧力が低く、要求噴射量に見合う燃料量を噴射できないことが考えられる。そのため、高圧ポンプを迂回して低圧ポンプから燃料噴射弁に燃料を供給する従来の構成では、高圧ポンプの吐出異常時に内燃機関にて燃焼が十分に行われず、内燃機関の運転性が大きく低下するおそれがある。
【０００６】
一方、高圧ポンプの過剰吐出異常時では、高圧ポンプにおいてフィード圧よりも高圧の燃料を吐出可能であることから、高圧ポンプの加圧機能を利用して蓄圧室に高圧燃料を供給可能にする余地があるものと考えられる。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、燃料供給システムにおいて高圧ポンプの過剰吐出異常が発生した場合に、燃料供給システムが破損するのを防止するとともに、内燃機関の運転性が低下するのを抑制することができる蓄圧式燃料供給システムの制御装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。
【０００９】
本発明は、燃料タンク内の燃料を加圧する低圧ポンプ部と、前記低圧ポンプ部から吐出される燃料を更に加圧する高圧ポンプ部と、前記高圧ポンプ部から吐出される高圧燃料を蓄える蓄圧室とを備える内燃機関の蓄圧式燃料供給システムに適用され、
前記高圧ポンプ部の燃料吐出量を制御することで前記蓄圧室内の燃料圧力を制御する蓄圧式燃料供給システムの制御装置に関する。そして、請求項１に記載の発明は、前記高圧ポンプ部から前記蓄圧室に対して高圧燃料が過剰吐出される状態であることを検出する吐出異常検出手段と、前記吐出異常検出手段により前記高圧ポンプ部の過剰吐出の状態が検出される場合に、前記高圧ポンプ部の燃料吐出量を前記低圧ポンプ部で制御する調量制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
要するに、高圧ポンプ部で過剰吐出異常が発生した場合、高圧ポンプ部よりも下流側（高圧側）において燃料圧力が過度に上昇し、蓄圧室などの高圧燃料供給系が破損することが懸念される。本発明は、高圧ポンプ部の過剰吐出異常が検出された場合に、その高圧ポンプ部の燃料吐出量を低圧ポンプ部にて制御するため、高圧ポンプ部で燃料の調量ができない場合であっても、蓄圧室内の燃料圧力を制御することができる。これにより、高圧ポンプの過剰吐出異常が発生した場合において、蓄圧室などの高圧燃料供給系が破損するのを防止することができる。また、蓄圧室に吐出される燃料は、過剰吐出状態（例えば全吐出状態）の高圧ポンプを経由しているため、蓄圧室内の燃料圧力を比較的（例えば低圧ポンプ部の吐出側圧力であるフィード圧に比べて）高圧にすることができ、蓄圧室に接続される燃料噴射弁の噴射圧力をフィード圧以上に保つことができる。したがって、高圧ポンプ部の過剰吐出異常時において内燃機関の運転性が低下するのを抑制することができる。
【００１１】
蓄圧室内の燃料圧力に応じて開閉する圧力開放弁を備える蓄圧式燃料供給システムにおいて、例えば圧力開放弁の開放口の目詰まりや開弁不能等といった異常が発生すると、蓄圧室の減圧が適正に実施されないことが懸念される。この状態において、高圧ポンプ部の過剰吐出異常が生じると、蓄圧室内の燃料圧力が圧力開放弁の開弁圧を超える圧力となり、その結果、蓄圧室等の高圧燃料供給系にて破損が生じることが考えられる。その点に鑑み、請求項２に記載の発明は、前記蓄圧室内の燃料圧力が所定の開弁圧に達すると開弁して前記蓄圧室内を減圧する圧力開放弁と、前記圧力開放弁の減圧機能の異常を検出する減圧異常検出手段とを更に備え、前記調量制御手段が、前記減圧異常検出手段により前記圧力開放弁の減圧機能の異常が検出される場合に、前記低圧ポンプ部により前記高圧ポンプ部の燃料吐出量を制御する。この構成によれば、蓄圧室内の燃料圧力が圧力開放弁の開弁圧を超える圧力になるといった圧力開放弁の減圧機能の異常が検出される場合に、低圧ポンプ部により高圧ポンプ部の燃料吐出量を制御するため、高圧ポンプ部の過剰吐出異常が発生した場合において燃料供給システムが破損するのを防止するといった効果を好適に得ることができる。
【００１２】
内燃機関において種々の運転制御を可能にするには、蓄圧室内の燃料圧力を可変にするのが好ましい。また、低圧ポンプ部の駆動損失を軽減しつつ燃焼を十分に行わせるには、燃料噴射弁の噴射圧力すなわち蓄圧室内の燃料圧力が、例えば内燃機関の運転状態に応じて可変制御されるのが好ましく、具体的には機関回転速度が大きくかつ内燃機関の負荷が大きいほど蓄圧室内の燃料圧力を高圧にするのが望ましい。その点に鑑み、請求項３に記載の発明は、前記高圧ポンプ部の過剰吐出異常が発生した場合に前記蓄圧室内の燃料圧力の目標値を可変に設定する目標燃圧設定手段を更に備え、前記調量制御手段が、前記目標燃圧設定手段により設定される前記目標値に基づいて、前記高圧ポンプ部の燃料吐出量を前記低圧ポンプ部にて制御する。この構成によれば、高圧ポンプ部の吐出異常時において蓄圧室内の目標燃圧が可変設定されるとともに、その目標値に基づいて低圧ポンプ部が駆動されるため、高圧ポンプ部の吐出異常時であっても、内燃機関の運転状態等に応じた噴射圧力で燃料噴射を実施することができる。これにより、高圧ポンプ部の吐出異常時であっても、内燃機関において種々の運転制御を実施できるとともに、低圧ポンプ部の駆動損失を低減しつつ燃焼を好適に実施することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明では、前記目標燃圧設定手段が、前記高圧ポンプ部の過剰吐出異常時において前記高圧ポンプ部の正常時よりも前記目標値を小さい値に設定する。この構成によれば、高圧ポンプ部の過剰吐出異常時には、蓄圧室内の燃料圧力を正常時に比べて小さい値に設定するため、低圧ポンプ部及び高圧ポンプ部の負荷を軽減することができ、低圧ポンプ部等において二次故障が発生するのを抑制することができる。
【００１４】
筒内噴射式の内燃機関では、燃焼を好適に行うために噴射燃料を微粒化させる必要があり、その微粒化のためには筒内に噴射する燃料を高圧にしておく必要がある。一方、低圧ポンプ部により加圧される程度の燃料圧力（フィード圧）では、燃料噴射弁の噴射圧力が低いために、噴射燃料の微粒化が十分でなく燃焼が悪化することが考えられる。その点に鑑み、請求項５に記載の発明では、上記発明が、前記蓄圧室内の高圧燃料を気筒内に直接噴射する燃料噴射弁を備える筒内噴射式の内燃機関の蓄圧式燃料供給システムに適用される。この構成によれば、フィード圧よりも高い圧力の燃料が蓄圧室に供給されるため、燃料噴射弁の噴射圧力をフィード圧以上に保つことができる。したがって、例えば高圧ポンプ部を迂回して低圧ポンプ部から直接蓄圧室に燃料を供給する場合に比べ、噴射燃料の微粒化を好適に実施することができ、ひいては高圧ポンプ部の過剰吐出異常時において内燃機関の燃焼が悪化するのを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を具体化した実施の形態について図面を参照しつつ説明する。本実施の形態は、内燃機関である筒内噴射式の車載多気筒ガソリンエンジンを対象にエンジン制御システムを構築するものとしている。当該制御システムにおいては、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）を中枢として燃料噴射量の制御や点火時期の制御等を実施する。このエンジン制御システムの全体概略構成図を図１に示す。
【００１６】
図１においてエンジン１０は、車両フロント部に配置されている。同エンジン１０において、吸気管１１の上流部には吸入空気量を検出するためのエアフロメータ１２が設けられている。エアフロメータ１２の下流側には、ＤＣモータ等のスロットルアクチュエータ１３によって開度調節されるスロットルバルブ１４が設けられている。スロットルバルブ１４の開度（スロットル開度）は、スロットルアクチュエータ１３に内蔵されたスロットル開度センサにより検出される。スロットルバルブ１４の下流側にはサージタンク１６が設けられ、このサージタンク１６には、吸気管圧力を検出するための吸気管圧力センサ１７が設けられている。また、サージタンク１６には、エンジン１０の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド１８が接続されており、吸気マニホールド１８において各気筒の吸気ポート近傍には、スワール流やタンブル流を発生させる気流制御弁１９が設けられている。
【００１７】
エンジン１０の吸気ポート及び排気ポートには、それぞれ吸気バルブ２１及び排気バルブ２２が設けられている。この吸気バルブ２１の開動作によりサージタンク１６内の空気が燃焼室２３内に導入され、排気バルブ２２の開動作により燃焼後の排ガスが排気管２８に排出される。
【００１８】
エンジン１０のシリンダブロックには、燃焼室２３内に燃料を直接供給する燃料噴射弁２４が取り付けられている。燃料噴射弁２４には、車両後部（例えば後輪のやや前方）に配置された燃料タンク２５が、高圧燃料配管２７及び低圧燃料配管２６を介して接続されている。この燃料タンク２５内の燃料が、低圧燃料配管２６及び高圧燃料配管２７を通過して燃料噴射弁２４に供給される。
【００１９】
燃料タンク２５から燃料噴射弁２４への燃料供給経路において、その最上流部（すなわち車両後部）には低圧ポンプ部３０が配置されており、低圧ポンプ部３０の下流側であって車両前部（例えばエンジンルーム内）には低圧燃料配管２６を介して高圧ポンプ部４０に接続されている。高圧ポンプ部４０の下流側には、蓄圧室としてのデリバリパイプ３５が設けられ、その下流側で高圧燃料配管２７を介して燃料噴射弁２４に接続されている。なお、低圧燃料配管２６及び高圧燃料配管２７について、低圧燃料配管２６は車両後部から車両前部に延びているため、高圧燃料配管２７よりも長くなっている。
【００２０】
低圧ポンプ部３０には、バッテリ（図示略）からの給電により駆動する電磁駆動式の低圧ポンプ３１が設けられており、燃料タンク２５内に配置されている。低圧ポンプ３１は、燃料タンク２５内に貯留される燃料を汲み上げてフィード圧（例えば０．３ＭＰａ）まで加圧し、燃料配管２６を介して高圧ポンプ部４０に圧送する。また、低圧ポンプ３１と高圧ポンプ部４０との途中には例えば機械式のレギュレータ３２が接続され、このレギュレータ３２によって低圧ポンプ３１の吐出圧が一定圧（フィード圧）に調整され、余剰分の燃料が燃料戻し管３３により燃料タンク２５に戻される。
【００２１】
高圧ポンプ部４０には、機関駆動式の高圧ポンプ４１が設けられている。高圧ポンプ４１は、低圧ポンプ３１から圧送される所定圧力（フィード圧）の燃料を更に高圧にして（例えば４〜２０ＭＰａにして）下流側に吐出する。高圧ポンプ４１から吐出される燃料は、逆止弁４２を介してデリバリパイプ３５に送られた後、デリバリパイプ３５から各気筒の燃料噴射弁２４に分配される。
【００２２】
高圧ポンプ４１について具体的には、図２に示すように、燃料通路４８の途中に配置されたポンプ室４４内でプランジャ４５を往復運動させることにより燃料の吸入／吐出を行うピストンポンプであり、このプランジャ４５が、エンジン１０のカム軸２９の回転に伴い回転駆動するカム４６によって駆動される。高圧ポンプ４１の燃料吸入側には、通電に伴い閉弁する常開式の燃料調量弁４３が設けられており、この燃料調量弁４３の閉弁時間を制御することで高圧ポンプ部４０の燃料吐出量が調整される。
【００２３】
すなわち、プランジャ４５が下降する際にはポンプ室４４に燃料が吸入され、所定の燃料吸入量の燃料がポンプ室４４に貯留される。その後、プランジャ４５が上昇に転じた際に燃料調量弁４３が非通電の場合には、燃料調量弁４３が開弁状態を保つことにより、ポンプ室４４内の燃料が上流側に戻される。一方、燃料調量弁４３への通電に伴い燃料調量弁４３が閉弁されると、ポンプ室４４内の燃料圧力が上昇し、その高圧燃料がデリバリパイプ３５側へ吐出される。つまり、高圧ポンプ部４０においては、燃料調量弁４３への通電時間を長くすることで燃料吐出量が多くなり、燃料調量弁４３への通電時間を短くすることで燃料吐出量が少なくなる。
【００２４】
なお、燃料調量弁４３については、常開式の代わりに常閉式のものを用いてもよい。この場合、燃料調量弁４３の開弁時間を制御することにより、高圧ポンプ部４０の燃料吐出量が制御される。
【００２５】
また、高圧ポンプ部４０について、逆止弁４２の下流側には、燃料吐出圧を制限する圧力開放弁としてのリリーフ弁４７が設けられている。リリーフ弁４７は、高圧ポンプ部４０の燃料吐出圧が所定のリリーフ圧（例えば２５ＭＰａ）以上の場合に開弁し、その開弁時に高圧ポンプ４１の吐出燃料を、燃料戻し管４９を介して燃料タンク２５に戻す。これにより、デリバリパイプ３５内の燃料圧力がリリーフ圧を超えないようになっている。なお、リリーフ弁４７については、高圧ポンプ部４０に設ける代わりに、デリバリパイプ３５に設けてもよい。
【００２６】
図１の説明に戻り、エンジン１０のシリンダヘッドには、気筒毎に点火プラグ１５が取り付けられている。点火プラグ１５には、点火コイル等よりなる点火装置（図示略）を通じて、所望とする点火時期において高電圧が印加される。この高電圧の印加により、各点火プラグ１５の対向電極間に火花放電が発生し、燃焼室２３内の混合気が着火され燃焼に供される。
【００２７】
排気管２８には、排出ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等を浄化するための三元触媒等の触媒５１が設けられている。また、触媒５１の上流側には、排ガスを検出対象として混合気の空燃比（酸素濃度）を検出するためのＯ2センサ５２が設けられている。
【００２８】
排気管２８は、ＥＧＲ配管５３を介してサージタンク１６に接続されており、このＥＧＲ配管５３の途中に電磁駆動式のＥＧＲバルブ５４が設けられている。なお、ＥＧＲ配管５３の排気側接続部位は三元触媒５１の下流側であってもよい。ＥＧＲバルブ５４においては、その開度（ＥＧＲ開度）が調節されることにより、排気管２８から吸気通路側に再循環される排気の量（ＥＧＲガス量）が制御される。
【００２９】
また、エンジン１０には、冷却水温を検出する冷却水温センサ５５や、エンジンの所定クランク角毎に（例えば３０°ＣＡ周期で）矩形状のクランク角信号を出力するクランク角度センサ５６が取り付けられている。その他本システムには、デリバリパイプ３５内の燃料圧力を検出する燃圧センサ５７や、ドライバによるアクセル操作量を検出するアクセルセンサ５８、例えば運転手席の前面に設けられ異常が検出された場合に点灯する異常警告ランプ５９などが設けられている。
【００３０】
ＥＣＵ６０は、周知の通りＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータ（以下、マイコンという）６１を主体として構成され、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、都度のエンジン運転状態に応じてエンジン１０の各種制御を実施する。すなわち、ＥＣＵ６０のマイコン６１は、前述した各種センサなどから各々検出信号を入力し、それらの各種検出信号に基づいて燃料噴射量や点火時期等を演算して燃料噴射弁２４やその他の燃料供給系の各部（低圧ポンプ３１及び燃料調量弁４３）、点火装置の駆動を制御したり、あるいはスロットル制御やＥＧＲ制御を実施したりする。
【００３１】
燃料噴射制御についてマイコン６１は、エンジン１０の吸入空気量とエンジン回転速度とから燃料噴射量を算出し、デリバリパイプ３５内の燃料圧力（噴射圧力）等から燃料噴射量を噴射時間に換算する。そして、算出した噴射時間だけ燃料噴射弁２４を開弁する。また、デリバリパイプ３５の燃料圧力については、アクセル操作量やエンジン回転速度に応じて目標燃圧を所定範囲内（例えば４〜２０ＭＰａ）に設定し、その目標燃圧になるよう燃料調量弁４３の閉弁時間を制御することにより高圧ポンプ部４０の燃料吐出量を調整している。
【００３２】
ここで、燃料タンク２５から燃料噴射弁２４までの燃料供給経路における異常として、例えば燃料調量弁４３の断線やソレノイド故障などにより、高圧ポンプ部４０の最大吐出量の燃料が継続して高圧ポンプ部４０からデリバリパイプ３５に供給されるフル吐出異常が発生した場合、デリバリパイプ３５内の燃料圧力（噴射圧力）を目標燃圧に制御することができず、燃料噴射制御を適正に実施できないことが考えられる。
【００３３】
特に、リリーフ弁４７の故障が重なり、リリーフ弁４７で減圧が十分に実施できない場合には、高圧ポンプ部４０から過剰量の燃料が吐出され続ける結果、デリバリパイプ３５内の燃料圧力がデリバリパイプ３５の耐圧（例えば３０ＭＰａ）を超え、デリバリパイプ３５や高圧燃料配管２７が破損してしまうおそれがある。
【００３４】
そこで、本実施形態では、高圧ポンプ部４０のフル吐出異常が発生し、高圧ポンプ部４０から最大吐出量の燃料がデリバリパイプ３５に継続して供給される場合に、デリバリパイプ３５に供給する燃料量を低圧ポンプ部３０で調整する。このとき、低圧ポンプ部３０から高圧ポンプ部４０を介してデリバリパイプ３５に燃料供給することで、デリバリパイプ３５内の燃料圧力をフィード圧よりも高くする。この処理としてＥＣＵ６０のマイコン６１は、以下の処理を実行する。
【００３５】
まず、高圧ポンプ部４０のフル吐出異常を検出した場合の処理（異常検出時処理）について説明する。図３は、本実施形態における異常検出時処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ６０のマイコン６１により所定周期毎に実行される。
【００３６】
図３において、まずステップＳ１１では、高圧ポンプ部４０のフル吐出異常が発生しているか否かを判定する。本実施形態では、高圧ポンプ部４０の吐出量推定値を例えば燃圧変化量から算出し、その吐出量推定値が最大吐出量又はその近傍値の状態が所定時間継続している場合に、高圧ポンプ部４０のフル吐出異常が発生しているものと判断する。なお、高圧ポンプ部４０のフル吐出異常の検出方法は上記に限定せず、例えば高圧ポンプ部４０の吐出量推定値が、燃料噴射弁２４の要求噴射量などから算出される高圧ポンプ部４０の要求吐出量よりも多い状態が所定時間継続していることや、燃圧センサ５７で検出した燃圧検出値が目標燃圧よりも高い状態が所定時間継続していること等を単独で又は上記方法と組み合わせて診断してもよい。
【００３７】
高圧ポンプ部４０のフル吐出異常を検出した場合にはステップＳ１２へ進み、異常警告ランプ５９を点灯する。また、高圧ポンプ部４０では高圧燃料の吐出量を調整できないことから、高圧ポンプ部４０の代わりに低圧ポンプ３１にてデリバリパイプ３５内の燃料圧力を調整する処理（低圧側調量処理）を開始する。さらに、ステップＳ１３では、運転に制限を設けるために、例えばスロットル開度に対して上限ガードを設定する。
【００３８】
次に、低圧側調量処理について、図４を用いて説明する。図４は、低圧側調量処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ６０のマイコン６１により所定周期毎に実行される。
【００３９】
図４において、まずステップＳ２０では、低圧ポンプ３１により高圧燃料の吐出量を調整するための許可条件（低圧側調量許可条件）が成立しているか否かを判定する。低圧側調量許可条件として本実施形態では、低圧ポンプ部３０が異常でないこと、及び低圧ポンプ３１に給電するバッテリの電圧が所定値以上であること等とする。低圧側調量許可条件が成立していなければステップＳ２１へ進み、エンジン１０を停止させる。
【００４０】
一方、低圧調量許可条件が成立している場合にはステップＳ２２へ進み、低圧ポンプ３１にて高圧燃料の吐出量を調整する際のデリバリパイプ３５の目標燃圧（異常時目標燃圧Ｐｆｓｔｒ）を算出する。異常時目標燃圧Ｐｆｓｔｒについて本実施形態では、エンジン１０の運転状態に応じて可変にしており、例えばエンジン回転速度とエンジン負荷と異常時目標燃圧Ｐｆｓとの関係をマップ等として予め記憶しておき、この関係と現在の目標回転速度及びエンジン負荷とから異常時目標燃圧Ｐｆｓｔｒを算出する。
【００４１】
図５は、エンジン回転速度とエンジン負荷と異常時目標燃圧Ｐｆｓｔｒとの関係を示す図である。図５によれば、エンジン回転速度が高くかつエンジン負荷が大きいほど異常時目標燃圧Ｐｆｓｔｒを大きい値に設定してある。また、異常時目標燃圧Ｐｆｓｔｒ（Ｐｆｓｔｒ１〜Ｐｆｓｔｒ５）は、高圧ポンプ部４０の正常時において、エンジン回転速度及びエンジン負荷に基づいてそれぞれ設定される目標燃圧（正常時目標燃圧）よりも小さい値に設定してあり、例えば最大値Ｐｆｓｔｒ５について、正常時目標燃圧の上限値（例えば２０ＭＰａ）よりも低い燃圧（例えば１２ＭＰａ）にしてある。また、目標燃圧Ｐｆｓｔｒのうち最小値Ｐｆｓｔｒ１については、フィード圧よりも大きい値（圧縮行程での噴射が可能となる燃圧の下限値として、例えば１ＭＰａや２ＭＰａ）にしてある。
【００４２】
図４の説明に戻り、ステップＳ２３以降では、高圧ポンプ部４０の燃料吐出量の調整を、低圧ポンプ３１の燃料吐出量を制御することにより行う。ここで、本実施形態では、低圧ポンプ部３０と高圧ポンプ部４０とがそれぞれ車両の後部と前部とに離れて配置されていることから、低圧ポンプ部３０から吐出された燃料が、高圧ポンプ部４０からデリバリパイプ３５に対して吐出されるまでに時間遅れが発生する。そこで、低圧ポンプ部３０の駆動制御として本実施形態では、低圧ポンプ部３０からデリバリパイプ３５までの燃料の輸送遅れを見込んで、低圧ポンプ３１のオン状態とオフ状態との切り替えを実施する。具体的には、燃圧センサ５７で検出した燃圧検出値Ｐｄが、異常時目標燃圧Ｐｆｓｔｒよりもαだけ大きい値（オン判定値Ｐｆｓｏｎ）を下回る場合に低圧ポンプ３１をオフからオンに切り替える。また、燃圧検出値Ｐｄが、異常時目標燃圧Ｐｆｓｔｒよりもαだけ小さい値（オフ判定値Ｐｆｓｏｆｆ）を上回る場合に低圧ポンプ３１をオンからオフに切り替える。
【００４３】
すなわち、図４のステップＳ２３で、燃圧検出値Ｐｄが下降中であり、かつ燃圧検出値Ｐｄがオン判定値Ｐｆｓｏｎよりも小さいか否かを判定する。燃圧検出値Ｐｄが下降中であり、かつ燃圧検出値Ｐｄがオン判定値Ｐｆｓｏｎよりも小さい場合には、ステップＳ２４へ進み、低圧ポンプ３１の通電をオフからオンにして低圧ポンプ３１を駆動する。
【００４４】
また、ステップＳ２５で、燃圧検出値Ｐｄが上昇中であり、かつ燃圧検出値Ｐｄがオフ判定値Ｐｆｓｏｆｆよりも大きいか否かを判定する。そして、燃圧検出値Ｐｄが上昇中であり、かつ燃圧検出値Ｐｄがオフ判定値Ｐｆｓｏｆｆよりも大きい場合には、ステップＳ２６へ進み、低圧ポンプ３１の通電をオンからオフにして低圧ポンプ３１の駆動を停止する。一方、上記ステップＳ２３及びＳ２５で否定判定がなされた場合には、ステップＳ２７へ進み、低圧ポンプ３１のオン状態又はオフ状態をそのまま維持する。つまり、燃圧検出値Ｐｄが下降中であってかつ燃圧検出値Ｐｄがオン判定値Ｐｆｓｏｎ以上の場合には、低圧ポンプ３１をオフのままにする。また、燃圧検出値Ｐｄが上昇中であってかつ燃圧検出値Ｐｄがオフ判定値Ｐｆｓｏｎ以下の場合には、低圧ポンプ３１をオンのままにする。
【００４５】
続くステップＳ２８では、エンジン１０が停止したか、又は高圧ポンプ部４０が正常復帰したか否かを判定し、エンジン停止又は高圧ポンプ部４０の正常復帰が検出された場合には、ステップＳ２９へ進み、低圧ポンプ３１により高圧ポンプ部４０の燃料吐出量を制御するのを停止する。
【００４６】
図６は、低圧ポンプ３１により高圧ポンプ部４０の燃料吐出量の調整を実施する場合における燃料圧力の推移を示すタイムチャートである。図６のうち（ａ）は高圧ポンプ部４０のフル吐出異常の診断結果を示し、（ｂ）は燃圧検出値Ｐｄの推移を示し、（ｃ）は低圧ポンプ３１のオン／オフの推移を示し、（ｄ）は高圧ポンプ部４０の燃料吐出量の推移を示す。なお、図６においては、エンジン運転状態が定常状態であり、異常時目標燃圧Ｐｆｓｔｒが一定値になっていることを前提とする。
【００４７】
図６において、故障診断により高圧ポンプ部４０のフル吐出異常が検出されると、高圧ポンプ部４０からデリバリパイプ３５への燃料吐出量の調整が低圧ポンプ３１により実施される。つまり、高圧ポンプ部４０のフル吐出異常が検出された時点では、デリバリパイプ３５の燃料圧力（燃圧検出値Ｐｄ）が正常時目標燃圧よりも高いことから、その燃料圧力を低下させるために、低圧ポンプ３１の駆動を停止させる。これにより、高圧ポンプ部４０の燃料吐出量がゼロになり、デリバリパイプ３５の燃料圧力が次第に低下する。
【００４８】
その後、燃圧検出値Ｐｄがオン判定値Ｐｆｓｏｎを下回ると低圧ポンプ３１が駆動され、時間遅れΔｔが経過した時点で高圧ポンプ部４０の燃料吐出量が最大吐出量Ｑｍａｘになる。これにより、デリバリパイプ３５の燃料圧力が上昇する。また、燃圧検出値Ｐｄがオフ判定値Ｐｆｓｏｆｆを上回ると低圧ポンプ３１の駆動が停止され、時間遅れΔｔが経過した時点で高圧ポンプ部４０の燃料吐出量がゼロになる。これにより、デリバリパイプ３５の燃料圧力が下降する。このように、低圧ポンプ３１のオン／オフ制御により、デリバリパイプ３５の燃料圧力を異常時目標燃圧Ｐｆｓｔｒにしている。
【００４９】
以上詳述した実施形態によれば以下の優れた効果が得られる。
【００５０】
高圧ポンプ部４０のフル吐出異常が検出された場合に、高圧ポンプ部４０の燃料吐出量を低圧ポンプ３１にて調整する構成としたため、例えば燃料調量弁４３の断線やソレノイド故障により高圧ポンプ部４０で燃料吐出量の調整ができない場合であっても、デリバリパイプ３５内の燃料圧力を制御することができる。これにより、高圧ポンプ部４０の過剰吐出異常が発生した場合において、デリバリパイプ３５や高圧燃料配管２７が破損するのを防止することができる。また、デリバリパイプ３５に吐出される燃料は、フル吐出状態の高圧ポンプを経由しているため、デリバリパイプ３５内の燃料圧力をフィード圧に比べて高圧にすることができ、燃料噴射弁２４の噴射圧力をフィード圧以上に保つことができる。したがって、高圧ポンプ部４０のフル吐出異常時においてエンジン１０の運転性が低下するのを抑制することができ、ひいては退避走行を確実に実施することができる。
【００５１】
また、筒内噴射式のエンジン１０において、吸気行程での燃料噴射により生成される混合気に対して点火を行う均質燃焼と、圧縮行程での燃料噴射により生成される混合気に対して点火を行う成層燃焼とを、高圧ポンプ部４０のフル吐出異常時であっても実施することができる。つまり、燃料噴射弁２４の噴射圧力が低圧ポンプ３１の吐出燃料相当の圧力（フィード圧）であると、燃料噴射率が低いため均質燃焼に限定されてしまうところ、本実施形態では、低圧ポンプ３１から吐出される燃料よりも高い圧力の燃料がデリバリパイプ３５に圧送されるため、均質燃焼と成層燃焼とを実現することができる点で好適である。
【００５２】
デリバリパイプ３５の異常時目標燃圧Ｐｆｓｔｒを可変に設定し、その設定した目標燃圧Ｐｆｓｔｒに基づいて低圧ポンプ３１により高圧ポンプ部４０の燃料吐出量を制御する構成としたため、高圧ポンプ部４０の吐出異常時であっても種々の噴射圧力で燃料噴射を実施することができる。これにより、高圧ポンプ部４０の吐出異常時であっても、エンジン１０において種々の運転制御を実施できる。特に、本実施形態では、エンジン運転状態（具体的には、エンジン回転速度及びエンジン負荷）に応じて異常時目標燃圧Ｐｆｓｔｒを可変に設定する構成としたため、低圧ポンプ部３０の駆動損失を低減しつつ燃焼を好適に実施することができる。
【００５３】
異常時目標燃圧Ｐｆｓｔｒを正常時目標燃圧に比べて小さい値に設定する構成としたため、低圧ポンプ３１及び高圧ポンプ部４０の負荷を軽減することができ、低圧ポンプ３１等において二次故障が発生するのを抑制することができる。
【００５４】
（他の実施形態）
本発明は、上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施されてもよい。
【００５５】
・上記実施形態では、エンジン１０の運転状態（エンジン回転速度及びエンジン負荷）に応じて異常時目標燃圧Ｐｆｓｔｒを可変に設定し、燃圧センサ５７の燃圧検出値が異常時目標燃圧Ｐｆｓｔｒになるよう低圧ポンプ３１のオン／オフを切り替える構成としたが、異常時目標燃圧Ｐｆｓｔｒを固定値にして低圧ポンプ３１のオン／オフを切り替える構成としてもよい。このときの異常時目標燃圧Ｐｆｓｔｒについては特に限定しないが、例えば正常時におけるアイドル回転制御時の目標燃圧Ｐｉｄｌを基に設定される値（例えば４ＭＰａ＋α）にしてもよい。
【００５６】
・上記実施形態では、低圧ポンプ部３０にて高圧ポンプ部４０の燃料吐出量を調整するのにあたり、低圧ポンプ３１を通電制御して低圧ポンプ３１の燃料吐出量を調整することにより高圧ポンプ部４０の燃料吐出量を調整する構成としたが、低圧ポンプ部３０のレギュレータ３２が電動式の場合には、レギュレータ３２を通電制御して低圧ポンプ３１からの吐出燃料の戻し量を調整することにより高圧ポンプ部４０の燃料吐出量を調整する構成としてもよい。
【００５７】
・上記実施形態では、低圧ポンプ３１のオン／オフ制御により低圧ポンプ３１の燃料吐出量を変えることで高圧ポンプ部４０の燃料吐出量を調整する構成としたが、低圧ポンプ３１において作動デューティによる燃料吐出量の可変制御が可能な場合には、そのデューディ制御により低圧ポンプ３１の燃料吐出量を変えることで高圧ポンプ部４０の燃料吐出量を調整する構成としてもよい。この場合、燃料噴射弁２４の要求噴射量に基づいて低圧ポンプ３１の燃料吐出量を算出し、その算出した燃料吐出量に基づいて低圧ポンプ３１の作動デューティを制御するのが望ましい。
【００５８】
・上記実施形態では、低圧ポンプ３１による燃料の調量を、燃圧センサ５７により検出されるデリバリパイプ３５内の燃料圧力（燃圧検出値）が異常時目標燃圧Ｐｆｓｔｒになるよう低圧ポンプ３１の燃料吐出量を調整するフィードバック制御にて行う構成としたが、燃圧検出値とは無関係に低圧ポンプ３１の燃料吐出量を調整するオープン制御にて行う構成としてもよい。
【００５９】
・上記実施形態では、高圧ポンプ部４０のフル吐出異常が検出される場合に低圧ポンプ部３０により高圧ポンプ部４０の燃料吐出量を制御する構成としたが、高圧ポンプ部４０のフル吐出異常に加え、更にリリーフ弁４７の減圧機能が異常であるか否かを判定し、高圧ポンプ部４０のフル吐出異常及びリリーフ弁４７の減圧機能異常が検出される場合に低圧ポンプ部３０により高圧ポンプ部４０の燃料吐出量を制御する構成としてもよい。つまり、リリーフ弁４７の開放口の目詰まりやリリーフ弁４７の作動不能等により、リリーフ弁４７によるデリバリパイプ３５内の減圧が制限されると、デリバリパイプ３５内の燃料圧力が過度に上昇し、デリバリパイプ３５や高圧燃料配管２７等が破損してしまうことが懸念される。そこで、高圧ポンプ部４０のフル吐出異常に加え、リリーフ弁４７の減圧機能異常が検出される場合に低圧ポンプ部３０で高圧ポンプ部４０の燃料吐出量を制御することにより、高圧ポンプ部４０のフル吐出異常が発生した場合において、デリバリパイプ３５や高圧燃料配管２７が破損するのを防止するといった効果を好適に得ることができる。ここで、リリーフ弁４７の減圧機能異常については、例えば燃圧センサ５７で検出した燃圧検出値がリリーフ圧を超えるか否かを判定し、燃圧検出値がリリーフ圧を超える場合にリリーフ弁４７の減圧機能異常が発生しているものと判断すればよい。
【００６０】
・上記実施形態では、機関駆動式の高圧ポンプ部４０について説明したが、電磁駆動式の高圧ポンプ部に本発明を適用してもよい。電磁駆動式の高圧ポンプ部においてフル吐出異常が生じた場合に低圧ポンプ３１にて燃料の調量を行うことにより、上記と同様の効果を得ることができる。また、低圧ポンプ部３０について、電磁駆動式としたが、機関駆動式としてもよい。
【００６１】
・上記実施形態では、高圧ポンプ部４０の過剰吐出異常としてフル吐出異常が発生した場合について説明したが、フル吐出異常時に限らず、高圧ポンプ部４０の燃料吐出量が目標値よりも多くなる場合に適用できる。
【００６２】
・上記実施形態では、内燃機関としてガソリンエンジンを用いる構成としたが、ディーゼルエンジンを用いる構成としてもよい。つまり、本発明を、ディーゼルエンジンのコモンレール式燃料供給システムの制御装置にて具体化してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】エンジン制御システムの全体概略構成図。
【図２】高圧ポンプ部の概略構成図。
【図３】異常検出時処理の処理手順の一例を示すフローチャート。
【図４】低圧側調量処理の処理手順の一例を示すフローチャート。
【図５】エンジン回転速度とエンジン負荷と異常時目標燃圧との関係を示す図。
【図６】低圧ポンプにて燃料調量を実施する場合の燃料圧力の推移を示すタイムチャート。
【符号の説明】
【００６４】
１０…エンジン、２４…燃料噴射弁、２５…燃料タンク、２６…燃料配管、３０…低圧ポンプ部、３１…低圧ポンプ、３２…レギュレータ、４０…高圧ポンプ部、４１…高圧ポンプ、４２…逆止弁、４３…燃料調量弁、４７…リリーフ弁、５６…クランク角度センサ、５７…燃圧センサ、５９…異常警告ランプ、６０…ＥＣＵ、６１…マイコン。
【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】
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