(57)【要約】【課題】遮断弁の開閉故障を適正に診断し、診断の実施頻度を十分に確保する。【解決手段】燃料供給システムは、気体燃料を高圧状態で貯蔵するガスタンク４２と、気体燃料を噴射する第１噴射弁２１と、噴射圧を減圧調整する圧力調整弁６０と、高圧通路５１に設けられ気体燃料の流通を遮断する遮断機能を有する遮断弁４５とを備える。制御部８０は、第１噴射弁２１による燃料噴射を実施している所定の診断期間において、遮断弁２４に閉指令を出力するとともに、その閉指令から所定の閉鎖時間が経過した後に開指令を出力する。そして、当該診断期間において、高圧センサ４６により検出した下流側圧力と、閉指令を出力した時点からの第１噴射弁２１による燃料噴射量の積算値とに基づいて遮断弁４５の開閉故障を診断する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体燃料を高圧状態で貯蔵する燃料タンク（４２）と、前記燃料タンクから燃料通路（４１）を通じて供給される前記気体燃料を噴射する燃料噴射手段（２１）と、前記燃料通路に設けられ、前記燃料噴射手段に供給される気体燃料の圧力を減圧調整する圧力調整手段（６０、６５）と、前記燃料通路において前記燃料タンクと前記圧力調整手段との間の高圧通路部（４１ａ、５１）に設けられ、前記気体燃料の流通を遮断する遮断機能を有する遮断弁（４５）と、を備える内燃機関（１０）の燃料供給システムに適用され、
前記燃料噴射手段による燃料噴射を実施している所定の診断期間において、前記遮断弁を開放した状態から閉鎖した状態に切り替える閉指令を出力するとともに、その閉指令から所定の閉鎖時間が経過した後に前記遮断弁を開放した状態に切り替える開指令を出力する指令手段と、
前記燃料通路において前記遮断弁よりも下流側の燃料圧力である下流側圧力を検出する圧力検出手段（４６、４７）と、
前記所定の診断期間において、前記圧力検出手段により検出した下流側圧力と、前記指令手段により前記閉指令を出力した時点からの前記燃料噴射手段による燃料噴射量の積算値とに基づいて前記遮断弁の開閉故障を診断する診断手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の燃料供給制御装置。
【請求項２】
前記診断手段は、
前記指令手段により前記閉指令を出力した時点からの前記燃料噴射手段による燃料噴射量の積算値に基づいて前記下流側圧力を推定する圧力推定手段と、
前記圧力推定手段により推定した下流側圧力と、前記圧力検出手段により検出した下流側圧力とに基づいて前記開閉故障を診断する第１診断手段と、を備える請求項１に記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
【請求項３】
前記圧力推定手段は、前記指令手段による閉指令から前記所定の閉鎖時間が経過するまでの閉鎖指令期間において該閉指令に伴い前記遮断弁が閉鎖した状態になった場合の前記下流側圧力を推定し、
前記第１診断手段は、前記圧力推定手段により推定した下流側圧力と、前記閉鎖指令期間において前記圧力検出手段により検出した下流側圧力とに基づいて前記遮断弁の開故障を診断する請求項２に記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
【請求項４】
前記圧力推定手段は、前記指令手段による開指令よりも後の開放指令期間において該開指令に伴い前記遮断弁が開放した状態になった場合の前記下流側圧力を推定し、
前記第１診断手段は、前記圧力推定手段により推定した下流側圧力と、前記開放指令期間において前記圧力検出手段により検出した下流側圧力とに基づいて前記遮断弁の開故障を診断する請求項２又は３に記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
【請求項５】
前記圧力推定手段は、前記指令手段による閉指令から前記所定の閉鎖時間が経過するまでの閉鎖指令期間において該閉指令に伴い前記遮断弁が閉鎖した状態になった場合の前記下流側圧力と、前記指令手段による前記開指令よりも後の開放指令期間において該開指令に伴い前記遮断弁が開放した状態になった場合の前記下流側圧力とを推定し、
前記第１診断手段は、前記圧力推定手段により推定した下流側圧力と、前記閉鎖指令期間及び前記開放指令期間において前記圧力検出手段により検出した下流側圧力とに基づいて前記遮断弁の閉故障を診断する請求項２乃至４のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
【請求項６】
前記圧力推定手段は、前記指令手段により前記閉指令を出力した時点からの前記燃料噴射手段による燃料噴射量の積算値と、前記指令手段により前記開指令を出力した時点からの前記遮断弁よりも下流側への燃料流量とに基づいて前記下流側圧力を推定する請求項４又は５に記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
【請求項７】
前記内燃機関の運転状態に応じて前記所定の閉鎖時間を可変に設定する請求項１乃至６のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
【請求項８】
前記圧力検出手段は、前記下流側圧力として、前記高圧通路部における前記遮断弁と前記圧力調整手段との間の燃料圧力である減圧前圧力を検出し、
前記診断手段は、前記圧力検出手段により検出した減圧前圧力と、前記指令手段により前記閉指令を出力した時点からの前記燃料噴射手段による燃料噴射量の積算値とに基づいて前記遮断弁の開閉故障を診断する請求項１乃至７のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
【請求項９】
前記圧力調整手段は、前記燃料噴射手段に供給される気体燃料の圧力を所定の設定圧に減圧調整するものであり、
前記指令手段は、前記圧力推定手段により推定した下流側圧力が前記所定の設定圧よりも低圧側となった後に前記開指令を出力する請求項２乃至８のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃料供給制御装置に関し、詳しくは気体燃料を使用する車載内燃機関の燃料供給システムに適用される燃料供給制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば圧縮天然ガス（ＣＮＧ）等の気体燃料を燃焼させて駆動する内燃機関が実用化されている。こうした内燃機関において、気体燃料を燃料噴射弁に供給する燃料供給系の構成としては、気体燃料を高圧状態で貯蔵するガスタンクと、ガスタンクと燃料噴射弁とを繋ぐ燃料配管の途中に設けられ、ガスタンクから供給される気体燃料の圧力を減圧調整する圧力調整弁と、圧力調整弁よりも上流側に設けられ、圧力調整弁に対する気体燃料の流通を遮断する遮断弁とを備える構成が知られている。また、気体燃料の燃料供給系において、遮断弁の故障状態を判定する技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１に記載のものは、気体燃料による内燃機関の運転状態において、開いている遮断弁を閉弁して遮断弁閉じタイマのカウントを開始し、遮断弁閉じタイマがカウントアップしたら遮断弁を開くと同時に圧力センサで圧力を計測して圧力初期値として記憶する。また、記憶すると同時に診断タイマのカウントを開始し、診断タイマがカウントアップしたら圧力センサで圧力を計測して圧力最終値とする。そして圧力初期値と圧力最終値とから求めた圧力上昇率が予め定めたしきい値より小さい場合に、遮断弁が故障状態（閉じたまま開かない状態）であると判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２８２９５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
気体燃料の噴射を実施している期間では、燃料噴射弁による噴射の態様に応じて燃料通路内の燃料圧力の変化の態様が相違する。一方、上記特許文献１に記載の判定方法では、燃料通路内の燃料圧力の挙動が安定した状態で実施しないと、診断タイマのカウントを開始してからカウントアップするまでの時間に対する圧力変化量にばらつきが生じることが考えられる。そのため、誤判定が生じたり又は診断の実施頻度が低下したりするおそれがある。
【０００６】
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、気体燃料を内燃機関に供給する燃料供給系において、遮断弁の開閉故障を適正に診断することができるとともに、診断の実施頻度を十分に確保することができる内燃機関の燃料供給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】
【０００７】
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。
【０００８】
本発明は、気体燃料を高圧状態で貯蔵する燃料タンク（４２）と、前記燃料タンクから燃料通路（４１）を通じて供給される前記気体燃料を噴射する燃料噴射手段（２１）と、前記燃料通路に設けられ、前記燃料噴射手段に供給される気体燃料の圧力を減圧調整する圧力調整手段（６０、６５）と、前記燃料通路において前記燃料タンクと前記圧力調整手段との間の高圧通路部（４１ａ、５１）に設けられ、前記気体燃料の流通を遮断する遮断機能を有する遮断弁（４５）と、を備える内燃機関（１０）の燃料供給システムに適用される。
【０００９】
請求項１に記載の発明は、前記燃料噴射手段による燃料噴射を実施している所定の診断期間において、前記遮断弁を開放した状態から閉鎖した状態に切り替える閉指令を出力するとともに、その閉指令から所定の閉鎖時間が経過した後に前記遮断弁を開放した状態に切り替える開指令を出力する指令手段と、前記燃料通路において前記遮断弁よりも下流側の燃料圧力である下流側圧力を検出する圧力検出手段（４６、４７）と、前記所定の診断期間において、前記圧力検出手段により検出した下流側圧力と、前記指令手段により前記閉指令を出力した時点からの前記燃料噴射手段による燃料噴射量の積算値とに基づいて前記遮断弁の開閉故障を診断する診断手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
燃料噴射手段に通じる燃料通路に設けられた遮断弁は、該遮断弁を閉鎖した状態にする閉指令を出力しているにもかかわらず完全に閉鎖した状態にならなかったり、該遮断弁を開放した状態にする開指令を出力しているにもかかわらず完全に開放した状態にならなかったりすることがある。また、こうした開閉故障が生じると、燃料噴射手段による燃料噴射の実施期間に遮断弁に対して閉指令及び開指令をこの順で出力した場合において、遮断弁よりも下流側の燃料圧力の変化の態様が正常時とは異なるものとなる。
【００１１】
ここで、燃料噴射手段による燃料噴射の実施期間に遮断弁を閉鎖した状態に切り替えた場合、遮断弁よりも下流側の燃料圧力の変化の態様は、燃料噴射手段による燃料噴射量に応じて相違する。具体的には、遮断弁が駆動指令に対応して正常に作動する場合、遮断弁に閉指令を出力してから所定の閉鎖時間が経過するまでの期間では、閉指令からの燃料噴射量の積算値に応じた傾きで燃料圧力が低下する。また、閉指令から開指令への切り替え後では、該積算値に応じた傾きで燃料圧力が上昇する。
【００１２】
こうした点に着目し、本構成では、気体燃料を噴射している所定の診断期間に、遮断弁に閉指令及び開指令をこの順で出力するとともに、その診断期間において遮断弁よりも下流側の燃料圧力（実測値）と、閉指令からの燃料噴射量の積算値とに基づいて減圧弁の故障診断を実施する。この構成によれば、遮断弁の故障診断に際し、該診断期間での燃料噴射量の積算値に対応して生じる燃料圧力の変化を加味することができる。したがって、燃料噴射量の変動に伴い燃料通路内の燃料圧力が安定しない状況下であっても、その圧力変動に基づく誤判定を回避することができる。また、燃料通路内の燃料圧力が不安定な状況下であっても故障診断を実施でき、診断の実施頻度を十分に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】エンジンの燃料供給制御システムの全体概略構成図。
【図２】レギュレータの概略構成を示す図。
【図３】正常時の燃料圧力の推移を示すタイムチャート。
【図４】遮断弁の開故障時における燃料圧力の推移を示すタイムチャート。
【図５】遮断弁の閉故障時における燃料圧力の推移を示すタイムチャート。
【図６】遮断弁の故障診断処理の処理手順を示すフローチャート。
【図７】第１診断処理の処理手順を示すフローチャート。
【図８】第２診断処理の処理手順を示すフローチャート。
【図９】第３診断処理の処理手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態は、気体燃料である圧縮天然ガス（ＣＮＧ）と液体燃料であるガソリンとを燃焼用の燃料として使用する、いわゆるバイフューエルタイプの車載多気筒エンジン（多気筒内燃機関）に適用される燃料供給システムとして具体化されている。本システムの全体概略図を図１に示す。
【００１５】
図１に示すエンジン１０は、多気筒（例えば直列３気筒）の火花点火式エンジンよりなり、その吸気ポートには吸気マニホールド１２を介して吸気管１１が接続されており、排気ポートには排気マニホールド１３を介して排気管１４が接続されている。吸気管１１には、空気量調整手段としてのスロットル弁１５が設けられている。このスロットル弁１５は、ＤＣモータ等のスロットルアクチュエータ１５ａにより開度調節される電子制御式のスロットル弁として構成されている。スロットル弁１５の開度（スロットル開度）は、スロットルアクチュエータ１５ａに内蔵されたスロットル開度センサ１５ｂにより検出される。
【００１６】
排気管１４には、排気の成分を検出する排気センサ１８ａ，１８ｂと、排気を浄化する触媒１９とが設けられている。排気センサ１８ａ，１８ｂとしては、排気中の酸素濃度に応じた検出信号を出力する酸素センサが、触媒１９の上流側及び下流側にそれぞれ設けられている。
【００１７】
エンジン１０の吸気ポート及び排気ポートには、気筒内に導入される空気量を調整する機関バルブとしての吸気バルブ２５及び排気バルブ２６がそれぞれ設けられている。吸気バルブ２５の開動作により空気と燃料との混合気が気筒内に導入され、排気バルブ２６の開動作により燃焼後の排気が排気通路に排出される。
【００１８】
エンジン１０の各気筒には点火プラグ２０が設けられている。点火プラグ２０には、点火コイル等よりなる点火装置２０ａを通じて、所望とする点火時期に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２０の対向電極間に火花放電が発生し、気筒内に導入した燃料が着火され燃焼に供される。
【００１９】
本システムには、エンジン１０の各気筒に対して燃料を噴射供給する燃料噴射手段として、気体燃料（ＣＮＧ燃料）を噴射する第１噴射弁２１と、液体燃料（ガソリン）を噴射する第２噴射弁２２とが設けられている。これら各噴射弁２１，２２は吸気マニホールド１２にそれぞれ燃料を噴射する。
【００２０】
次に、第１噴射弁２１に対して気体燃料を供給する気体燃料供給部４０について説明する。気体燃料供給部４０において、第１噴射弁２１にはガス配管４１を介してガスタンク４２が接続されている。ガス配管４１の途中には、第１噴射弁２１に供給される気体燃料の圧力を減圧調整する圧力調整機能を有するレギュレータ４３が設けられている。レギュレータ４３は、ガスタンク４２内に貯蔵された高圧状態（例えば最大２０ＭＰａ）の気体燃料を、第１噴射弁２１の噴射圧である所定の設定圧（例えば０．３〜０．４ＭＰａ、以下、レギュレータ設定圧ともいう。）になるように減圧調整するものである。減圧調整後の気体燃料は、ガス配管４１を通って第１噴射弁２１に供給される。なお、ガス配管４１において、レギュレータ４３よりも上流側が高圧側通路を形成する高圧配管部４１ａ、下流側が低圧側通路を形成する低圧配管部４１ｂとなっている。
【００２１】
ガス配管４１等により形成される燃料通路には更に、ガスタンク４２の燃料出口の付近に配置されたタンク主止弁４４と、タンク主止弁４４よりも下流側であってレギュレータ４３の燃料入口の付近に配置された遮断弁４５とが設けられている。これら各弁４４，４５によって、ガス配管４１における気体燃料の流通が許容及び遮断される。タンク主止弁４４及び遮断弁４５はいずれも電磁式の開閉弁であり、非通電時に気体燃料の流通を遮断し、通電時に気体燃料の流通を許容する常閉式となっている。
【００２２】
本システムにおいて、レギュレータ４３には、減圧調整前の燃料圧力（高圧配管部４１ａの燃料圧力）を検出する圧力センサとしての高圧センサ４６が一体に設けられており、低圧配管部４１ｂには、燃料圧力を検出する圧力センサとして低圧センサ４７が設けられている。また本システムにおいて、第２噴射弁２２に液体燃料を供給する液体燃料供給部７０は、液体燃料を貯蔵する燃料タンク７２を備えており、当該燃料タンク７２が、燃料配管７１を介して第２噴射弁２２に接続されている。燃料配管７１には、燃料タンク７２内の液体燃料を第２噴射弁２２に給送する燃料ポンプ７３が設けられている。
【００２３】
ここで、レギュレータ４３の具体的構成を、図２を用いて説明する。レギュレータ４３は、機械的に定められた圧力値（レギュレータ設定圧）になるよう低圧配管部４１ｂ内の燃料圧力を調整する機械式の圧力調整装置を構成するものである。
【００２４】
図２において、レギュレータ４３は、高圧配管部４１ａ（すなわちガスタンク４２側）に接続される高圧通路５１と、低圧配管部４１ｂ（すなわち第１噴射弁２１側）に接続される低圧通路５２とを有しており、高圧通路５１には遮断弁４５と高圧センサ４６とが設けられている。高圧センサ４６は、高圧通路５１における遮断弁４５よりも下流側で気体燃料の圧力（レギュレータ上流圧、減圧前圧力に相当）を検出する。また、高圧通路５１において、遮断弁４５よりも上流側には異物除去用のフィルタ５３ａが配置されている。
【００２５】
遮断弁４５は、ばね５４により閉弁方向に付勢された弁体５５を有しており、電磁駆動部５６が通電されることによりばね５４の付勢力に抗して弁体５５が閉弁位置から開弁位置に変位するようになっている。遮断弁４５において、弁体５５の後端側（上流側）には第１燃料室５７が設けられており、弁体５５の先端側（小径部が設けられた下流側）には第２燃料室５８が設けられている。これら両燃料室５７，５８は、弁体５５に設けられた燃料通路５９を介して連通されており、各燃料室５７，５８にガスタンク４２から高圧の気体燃料が供給されるようになっている。遮断弁４５が閉鎖した状態下では、ガスタンク４２側の燃料圧力により弁体５５に閉鎖方向の力が付与されている。そして、電磁駆動部５６への通電が行われると、その通電に伴いばね５４の付勢力に抗して弁体５５が開弁位置に変位し、開放した状態になる（図示の状態）。これにより、高圧の気体燃料が遮断弁４５よりも下流側に流出する。
【００２６】
レギュレータ４３において、遮断弁４５の下流側には圧力調整弁６０が設けられている。圧力調整弁６０は、高圧通路５１に弁体室６１を備えており、弁体室６１には弁体６２が収容されている。弁体６２は低圧通路５２の入口部分である弁座部６３を開閉する開閉部材である。弁体６２が開位置にあれば、弁座部６３が開かれて高圧通路５１と低圧通路５２とが連通され、弁体６２が閉位置にあれば、弁座部６３が閉じられて高圧通路５１と低圧通路５２との連通が遮断される。
【００２７】
弁体６２は、低圧通路５２内の燃料圧力（噴射圧に相当）と、弁体作動部６５により生じる開弁方向の力とのバランスに応じて開閉される。詳しくは、弁体作動部６５は、エンジン１０の吸気管１１内に連通された空間を有する開放部６７と、開放部６７の空間部分に設けられた調整ばね６６と、開放部６７と低圧通路５２とを仕切る仕切部材としてのダイアフラム６８とを備えている。ダイアフラム６８は弁体６２に一体に設けられている。ダイアフラム６８には、閉弁方向の力として低圧通路５２内の燃料圧力が作用し、開弁方向の力として調整ばね６６の付勢力と吸気管１１内の圧力（吸気管圧力）とが作用する。
【００２８】
かかる構成において、「閉弁方向の力＞開弁方向の力」であれば、弁体６２が閉弁位置で保持される。一方、第１噴射弁２１による燃料噴射が行われて低圧通路５２内の燃料圧力が低下し、「閉弁方向の力＜開弁方向の力」になると、ダイアフラム６８の変位に伴い弁体６２が開弁方向に変位する。このとき、閉弁方向の力と開弁方向の力との差に応じて弁体６２の開弁位置（弁体シフト量）が決まり、その開弁位置に応じて弁座部６３の開口面積が変更される。この開口面積の変更により、高圧通路５１から低圧通路５２に流入する燃料量が調整され、低圧通路５２内の燃料圧力が所定の設定圧（レギュレータ設定圧）で維持される。なお、レギュレータ設定圧は吸気管圧力に応じた値を示し、吸気管圧力が正側に大きいほど（エンジン負荷が大きいほど）弁体６２が開弁方向に変位することにより高圧側となる。
【００２９】
低圧通路５２には、圧力調整弁６０よりも下流側に異物除去用のフィルタ５３ｂが配置されており、フィルタ５３ｂの更に下流側に、気体燃料の圧力（噴射圧）を検出する低圧センサ４７と、気体燃料の温度を検出する温度センサ４８とが設けられている。また、低圧通路５２から分岐した分岐部５２ａには、低圧通路５２内の燃料圧力が異常高圧になった場合にガス抜きをするリリーフ弁６９が設けられている。リリーフ弁６９は機械駆動式であり、低圧通路５２の燃料圧力が所定のリリーフ圧よりも高くなった場合に開弁する。本実施形態では、弁体６２や弁体作動部６５といった構成部品からなる圧力調整弁６０により圧力調整手段が構成されている。
【００３０】
制御部８０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ等を備えており、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。具体的には、制御部８０は、上述した各種センサや、本システムに設けられたその他のセンサ類（クランク角センサ８１、吸気管圧力センサ８２、冷却水温センサ８３、車速センサ等）と電気的に接続されており、これらのセンサからの出力（検出信号）が入力される。また、制御部８０は、点火装置２０ａ、各噴射弁２１，２２等の駆動部と電気的に接続されており、駆動信号を各駆動部に向けて出力することにより各駆動部の駆動を制御する。
【００３１】
点火装置２０ａや各噴射弁２１，２２、遮断弁４５等の駆動部には、制御部８０から駆動信号が入力されるようになっており、その入力した駆動信号に応じて各駆動部が駆動される。具体的には、点火装置２０ａは、制御部８０からの点火信号に応じて高電圧を出力し点火プラグに点火火花を生じさせる。第１噴射弁２１は、制御部８０からの噴射信号に応じた量の気体燃料を吸気ポートに噴射し、第２噴射弁２２は、制御部８０からの噴射信号に応じた量の液体燃料を吸気ポートに噴射する。遮断弁４５は、制御部８０からの開信号（開指令）により遮断弁４５を開放状態に切り替え、閉信号（閉指令）により遮断弁４５を閉鎖状態に切り替える。
【００３２】
制御部８０は、エンジン運転状態やタンク内の燃料残量、図示しない燃料選択スイッチからの入力信号等に応じて、使用燃料を選択的に切り替えている。具体的には、ガスタンク４２内の気体燃料の残存量が所定値を下回った場合又は燃料選択スイッチにより液体燃料の使用が選択されている場合には、液体燃料を優先的に使用し、燃料タンク７２内の液体燃料の残存量が所定値を下回った場合又は燃料選択スイッチにより気体燃料の使用が選択されている場合には、気体燃料を優先的に使用する。
【００３３】
ところで、遮断弁４５では、気体燃料中に混入しているオイル成分などの不純物が弁座部に付着したり弁座部のシール性が不足したりすることに起因して、閉鎖状態での隙間が生じることがある（開故障）。かかる開故障が生じた場合、遮断弁４５を閉鎖状態にしておく期間で気体燃料が意図せずに下流側に漏れ出ることが懸念される。また、遮断弁４５において開放状態での開きが制限される閉故障が生じた場合、気体燃料の下流側への流通が意図せずに制限され、その結果、気体燃料を用いたエンジン運転時において気筒内に供給する燃料量が不足することが懸念される。そこで本実施形態では、遮断弁４５の開閉故障が生じているか否かを判断する故障診断を実施することとしている。
【００３４】
以下、本実施形態における遮断弁４５の故障診断について説明する。第１噴射弁２１により気体燃料を噴射してエンジン運転を行っている場合では通常、遮断弁４５に開指令を出力して遮断弁４５を開放した状態にしておく。本実施形態では、このように第１噴射弁２１による燃料噴射を実施している期間に、その燃料噴射を継続したまま遮断弁４５の故障診断を実施する。具体的には、第１噴射弁２１による燃料噴射を実施している所定の診断期間において、遮断弁４５を閉鎖した状態に切り替える閉指令を出力するとともに、その閉指令から所定の閉鎖時間が経過した後に遮断弁４５を開放した状態に切り替える開指令を出力する。このとき、遮断弁４５の正常時と開閉故障時とでは、遮断弁４５の下流側における燃料通路内の燃料圧力（下流側圧力）の変化の態様が相違する。また、下流側圧力のうちでも特に、高圧通路内の燃料圧力であるレギュレータ上流圧Ｐｔにおいて正常時と開閉故障時との違いが現れやすい。これを利用し、本実施形態では遮断弁４５の開閉故障について診断する。
【００３５】
ここで、遮断弁４５を閉鎖した状態で第１噴射弁２１による燃料噴射を実施した場合、その実施期間でのレギュレータ上流圧Ｐｔの変化の態様は、第１噴射弁２１によってエンジン１０の気筒内に噴射される燃料噴射量に応じて相違する。具体的には、燃料噴射量が多いほど燃料通路内の燃料量が少なくなるため、レギュレータ上流圧Ｐｔの低下の傾きが大きくなる。また、遮断弁４５を開放した状態に切り替えた後でも、レギュレータ上流圧Ｐｔの変化の態様は第１噴射弁２１よって噴射される燃料噴射量に応じて相違し、燃料噴射量が多いほど燃料通路内の燃料圧力が回復しにくく、レギュレータ上流圧Ｐｔの上昇の傾きが小さくなる。
【００３６】
そこで本実施形態では、遮断弁４５について開指令→閉指令→開指令の順に駆動信号を出力した場合のレギュレータ上流圧Ｐｔに基づいて遮断弁４５の故障診断を実施する構成において、当該診断期間内で第１噴射弁２１により噴射された燃料噴射量の積算値を加味している。特に本実施形態では、診断期間内で第１噴射弁２１により噴射された燃料噴射量の積算値に基づいて、閉指令に伴い遮断弁４５が閉鎖した状態になったと仮定した場合のレギュレータ上流圧Ｐｔ、及びその後の開指令に伴い遮断弁４５が開放した状態になったと仮定した場合のレギュレータ上流圧Ｐｔをそれぞれ推定し、その圧力推定値と、高圧センサ４６により検出したレギュレータ上流圧Ｐｔとに基づいて遮断弁４５の開閉故障を診断している。
【００３７】
本実施形態における遮断弁４５の故障診断処理の詳細を図３〜図５を用いて説明する。図３〜図５は、遮断弁４５に対する駆動信号と、その駆動信号に対するレギュレータ上流圧Ｐｔの推定値及び実測値（センサ検出値）の推移を示し、図３は正常時、図４は遮断弁４５の開故障時、図５は遮断弁４５の閉故障時を示している。また、図中の燃料圧力について、黒塗り四角印は閉鎖指令期間での圧力推定値、黒塗り丸印は開放指令期間での圧力推定値を示し、実線はセンサ検出値（実測値）を示す。
【００３８】
遮断弁４５が制御部８０からの駆動指令に対応して正常に作動する場合、遮断弁４５に閉指令を出力してから所定の閉鎖時間ｔａが経過するまでの期間（閉鎖指令期間に相当）では、遮断弁４５が閉鎖されている状態で第１噴射弁２１による燃料噴射が実施される。つまり、この閉鎖指令期間では、遮断弁４５よりも上流側からの燃料供給が遮断された状態で第１噴射弁２１から噴射されることにより、遮断弁４５よりも下流側の燃料通路内の気体燃料が消費される。したがって、閉鎖指令期間では、閉指令を出力した時点以降で第１噴射弁２１により噴射された燃料噴射量の積算値に応じて、遮断弁４５よりも下流側の燃料通路内の燃料圧力が低下する。
【００３９】
具体的には、圧力調整弁６０の上流側と下流側とで燃料圧力の変化の態様が相違し、圧力調整弁６０の上流側では、第１噴射弁２１による燃料噴射に伴い高圧の気体燃料が低圧通路５２側に供給される。そのため、レギュレータ上流圧Ｐｔは、閉鎖指令期間内での燃料噴射量の積算値が大きくなるにつれて徐々に低下する（図３〜図５の黒塗り四角印）。一方、圧力調整弁６０の下流側の燃料圧力である噴射圧Ｐｆは、レギュレータ上流圧Ｐｔが設定圧Ｐｒｇよりも高圧となっている期間では設定圧Ｐｒｇで保持され、設定圧Ｐｒｇを下回ると（図３では時刻ｔ１２）、高圧通路５１の燃料圧力と同じ変化態様で徐々に低下する。
【００４０】
また、遮断弁４５について閉指令から開指令に切り替えた後の期間（開放指令期間に相当）では閉鎖状態の遮断弁４５が開放状態に切り替わり、遮断弁４５よりも下流側への気体燃料の流出が許容される。したがって、開放指令期間では、閉指令を出力した時点以降で第１噴射弁２１により噴射された燃料噴射量の積算値と、遮断弁４５の上流側から下流側への燃料流量との収支に応じて、遮断弁４５よりも下流側の燃料通路内の燃料圧力が上昇する。
【００４１】
具体的には、レギュレータ上流圧Ｐｔが設定圧Ｐｒｇに達するまでは、レギュレータ上流圧Ｐｔ及び噴射圧Ｐｆは同じ変化の態様で圧力上昇する（図３では期間ｔ１３〜ｔ１４）。また、レギュレータ上流圧Ｐｔが設定圧Ｐｒｇに到達した以降では、噴射圧Ｐｆは圧力調整弁６０によって設定圧Ｐｒｇで保持され、レギュレータ上流圧Ｐｔは傾きを大きくして更に上昇し、やがて閉指令前の燃料圧力まで回復する（図３〜図５の黒塗り丸印）。
【００４２】
気体燃料供給部４０の正常時の場合、閉鎖指令期間では閉指令に伴い遮断弁４５が閉鎖した状態になる。この場合、図３に示すように、レギュレータ上流圧Ｐｔの実測値は圧力推定値と同様の変化を示す。また、噴射圧Ｐｆは、レギュレータ上流圧Ｐｔが設定圧Ｐｒｇを下回るまでは設定圧Ｐｒｇで保持され、その後の期間ｔ１２〜ｔ１３において圧力推定値と同様の変化を示す。一方、開放指令期間では、開指令に伴い遮断弁４５が開放した状態になる。この場合、レギュレータ上流圧Ｐｔは圧力推定値と同様の変化を示す。また、噴射圧Ｐｆは、レギュレータ上流圧Ｐｔが設定圧Ｐｒｇを上回るまでの期間ｔ１３〜ｔ１４において圧力推定値と同様の変化を示す。
【００４３】
これに対し、遮断弁４５の閉じが悪くなる開故障が生じた場合、図４に示すように、閉鎖指令期間ｔ２１〜ｔ２３では、閉指令を出力しているにもかかわらず遮断弁４５が完全に閉鎖せず、そのためレギュレータ上流圧Ｐｔの実測値が圧力推定値よりも高圧側となる。また、レギュレータ上流圧Ｐｔの実測値は圧力推定値よりも圧力低下の傾きが小さく、時間経過と共に実測値と圧力推定値との差が次第に大きくなる（図中のａ）。噴射圧Ｐｆはレギュレータ設定圧Ｐｒｇで保持されたままになる。一方、開放指令期間（ｔ２３〜）では、開指令に伴い遮断弁４５が開放した状態に切り替わる。この場合、レギュレータ上流圧Ｐｔの実測値は圧力推定値よりも高圧側となる（図中のｂ）。また、遮断弁４５の開放に伴い遮断弁４５よりも下流側に流入する燃料流量の変化が正常時に比べて小さく、実測値は圧力推定値よりも圧力上昇の傾きが小さくなる。
【００４４】
遮断弁４５の開きが悪くなる閉故障が生じた場合、図５に示すように、閉鎖指令期間ｔ３１〜ｔ３３では、閉指令に伴い遮断弁４５が閉鎖した状態になることにより、レギュレータ上流圧Ｐｔの実測値と圧力推定値とが同じ態様で低下する。また、噴射圧Ｐｆは、レギュレータ上流圧Ｐｔが設定圧Ｐｒｇを下回った後の期間ｔ３２〜ｔ３３において圧力推定値と同様の変化を示す。
【００４５】
これに対し、開放指令期間（ｔ３３〜）では、開指令を出力しているにもかかわらず遮断弁４５が完全に開放せず、そのためレギュレータ上流圧Ｐｔの実測値が圧力推定値よりも低圧側となる。また、レギュレータ上流圧Ｐｔ及び噴射圧Ｐｆの実測値は同じ変化の態様で圧力上昇するが、遮断弁４５よりも下流側への燃料流出が制限されることにより、圧力推定値よりも圧力上昇の傾きが小さい。また、レギュレータ上流圧Ｐｔは、時間経過と共に実測値と圧力推定値との差が次第に大きくなる（図中のｃ）。
【００４６】
上記のような圧力変化の相違に着目し、本実施形態では、遮断弁４５の故障診断処理として以下の（１）〜（３）の各処理を実施する。
（１）閉鎖指令期間内での圧力推定値とレギュレータ上流圧Ｐｔの実測値とに基づいて、遮断弁４５の開故障を診断する第１診断処理。
（２）開放指令期間内での圧力推定値とレギュレータ上流圧Ｐｔの実測値とに基づいて、遮断弁４５の開故障を診断する第２診断処理。
（３）閉鎖指令期間及び開放指令期間内でのレギュレータ上流圧Ｐｔの圧力推定値とその実測値とに基づいて、遮断弁４５の閉故障を診断する第３診断処理。
【００４７】
次に、本実施形態における遮断弁４５の故障診断処理の処理手順について図６〜図９のフローチャートを用いて説明する。この処理は制御部８０のＣＰＵにより所定周期毎に実行される。
【００４８】
図６において、ステップＳ１００では、第１噴射弁２１による燃料噴射の実施期間であるか否かを判定する。ステップＳ１００で肯定判定された場合、ステップＳ１０１へ進み、故障診断の実施条件が成立しているか否かを判定する。ここでは、高圧センサ４６及び低圧センサ４７が正常であること、第１噴射弁２１が正常であること、エンジン始動から所定時間が経過していること等を含む。なお、第１噴射弁２１、高圧センサ４６及び低圧センサ４７が正常であるか否かは、図示しない別ルーチンによる異常診断の結果を入力することにより判定する。
【００４９】
故障診断の実施条件が成立している場合、ステップＳ１０２へ進み、診断中フラグをセットし、ステップＳ１０３で遮断弁４５を閉弁させる閉指令の出力後であるか否かを判定する。閉指令の出力前であればステップＳ１０３で否定判定されてステップＳ１０４へ進み、遮断弁４５に閉指令を出力する時間として閉鎖時間ｔａを設定する（時間設定手段）。本実施形態ではエンジン運転状態に応じて閉鎖時間ｔａを設定しており、エンジン高回転又は高負荷であるほど閉鎖時間ｔａを短い時間に設定している。
【００５０】
エンジン運転状態に応じて閉鎖時間ｔａを可変設定する理由は以下の通りである。第１噴射弁２１による燃料噴射の実施期間に遮断弁４５を閉鎖状態に切り替えた場合、その切り替え後の噴射圧の変化態様はエンジン運転状態に応じて異なる。具体的には、エンジン１０が高回転又は高負荷であるほど、第１噴射弁２１による燃料噴射量が多くなり、その結果、噴射圧の低下の傾き（低下速度）が大きくなる。また、噴射圧の低下速度が大きいほど、遮断弁４５が閉鎖状態になった後の所定時間における噴射圧の落ち込み量が大きくなり、気筒内に供給される燃料量が不足してエンストするおそれがある。そこで本実施形態では、エンジン運転状態に応じて閉鎖時間ｔａを可変設定することとしている。具体的には、エンジン運転状態（エンジン回転速度及びエンジン負荷）と閉鎖時間ｔａとの関係をマップとして予め定めておき、制御部８０は、都度のエンジン運転状態に対応する閉鎖時間ｔａを同マップから読み出すことにより閉鎖時間ｔａを設定する。また当該マップによれば、レギュレータ上流圧Ｐｔの圧力推定値が設定圧Ｐｒｇよりも低圧側となった後に開指令が出力されるように閉鎖時間ｔａが定めてある。
【００５１】
なお、第１噴射弁２１による燃料噴射量はエンジン運転状態と相関があり、エンジン高回転であるほど又はエンジン高負荷であるほど、燃料噴射量としては大きい値が設定される。したがって、都度のエンジン運転状態に応じて閉鎖時間ｔａを可変設定する構成に代えて、第１噴射弁２１からの燃料噴射量に応じて閉鎖時間ｔａを可変設定する構成としてもよい。
【００５２】
続くステップＳ１０５では、遮断弁４５を閉鎖した状態にする閉指令を出力する（指令手段）。ステップＳ１０６では、遮断弁４５の閉指令の出力タイミングから閉鎖時間ｔａが経過したか否かを判定する。そして、閉鎖時間ｔａが経過する前であればステップＳ１０７へ進み、図７に示す第１診断処理を実施する。
【００５３】
図７において、ステップＳ２０１では、レギュレータ上流圧Ｐｔの実測値（高圧センサ４６の検出値）を取得する。続くステップＳ２０２では、閉指令の出力タイミング以降における第１噴射弁２１による燃料噴射量の積算値ΣＱに基づいて、レギュレータ上流圧Ｐｔの圧力推定値Ｐｒｓを算出する（圧力推定手段）。ここでは、遮断弁４５の閉指令の出力タイミングで高圧センサ４６により検出されたレギュレータ上流圧Ｐｔを開始前圧力Ｐｓｔとして記憶しておく。また、閉指令から現時点までの第１噴射弁２１による全噴射回数分の燃料噴射量の総和として積算値ΣＱを算出する。そして、積算値ΣＱに相当する燃料圧力を開始前圧力Ｐｓｔから差し引くことにより圧力推定値Ｐｒｓを算出する。
【００５４】
なお、圧力推定値の算出方法は上記に限らず、例えば前回の算出タイミングから今回の算出タイミングの間に第１噴射弁２１から噴射された燃料量と、圧力推定値の前回値とを用いて圧力推定値を算出してもよい。
【００５５】
続くステップＳ２０３では、ステップＳ２０１で取得したレギュレータ上流圧Ｐｔの実測値と、ステップＳ２０２で算出した圧力推定値Ｐｒｓとを比較する。実測値と圧力推定値Ｐｒｓとの差が所定値Ｋ１以下であればステップＳ２０４の処理を行わずに本処理を終了する。一方、実測値−圧力推定値Ｐｒｓが所定値Ｋ１よりも大きければステップＳ２０４へ進み、遮断弁４５において開故障が生じている旨を判定（仮判定）する（第１診断手段）。
【００５６】
図６の説明に戻り、ステップＳ１０６で閉指令から閉鎖時間ｔａが経過したと判定されるとステップＳ１０８へ進み、遮断弁４５を開放した状態にする開指令を出力する（指令手段）。
【００５７】
遮断弁４５に対して閉指令の出力後ではステップＳ１０３で肯定判定され、ステップＳ１０９へ進む。ステップＳ１０９では遮断弁４５の開指令の出力後であるか否かを判定し、肯定判定された場合にはステップＳ１１０へ進む。ステップＳ１１０では、遮断弁４５に閉指令を出力している閉鎖指令期間内でレギュレータ上流圧Ｐｔの実測値と圧力推定値Ｐｒｓとの差が所定値Ｋ３よりも大きいか否かを判定する。なお、所定値Ｋ３は所定値Ｋ１と同じでもよいし、Ｋ３より小さくてもよい。ステップＳ１１０で肯定判定された場合にはステップＳ１１１へ進み、図８に示す第２診断処理を実行し、ステップＳ１１０で否定判定された場合にはステップＳ１１２へ進み、図９に示す第３診断処理を実行する。
【００５８】
図８の第２診断処理において、ステップＳ３０１では、高圧センサ４６により検出されるレギュレータ上流圧Ｐｔの実測値を取得する。続くステップＳ３０２では、閉指令の出力タイミング以降における第１噴射弁２１による燃料噴射量の積算値ΣＱと、閉指令から開指令への切り替えタイミング以降における遮断弁４５よりも下流側への燃料流量Ｖｉｎとに基づいて圧力推定値Ｐｒｓを算出する（圧力推定手段）。ここでは、開始前圧力Ｐｓｔから、積算値ΣＱと燃料流量Ｖｉｎとの収支に対応する燃料圧力を差し引くことにより圧力推定値Ｐｒｓを算出する。燃料流量Ｖｉｎは、例えば低圧センサ４７により検出された噴射圧Ｐｆと吸気管圧力センサにより検出された吸気管圧力とに基づいて、予め定めたマップ等を用いて算出する。
【００５９】
なお、圧力推定値の算出方法は上記に限らず、例えば前回の算出タイミングから今回の算出タイミングまでの期間内に第１噴射弁２１から噴射された燃料量及び当該期間内における遮断弁４５の下流側への燃料流量と、圧力推定値の前回値とを用いて圧力推定値を算出してもよい。
【００６０】
続くステップＳ３０３では、ステップＳ３０１で取得したレギュレータ上流圧Ｐｔの実測値と、ステップＳ３０２で算出した圧力推定値Ｐｒｓとを比較する。実測値−圧力推定値Ｐｒｓ＞所定値Ｋ２であればステップＳ３０４へ進み、遮断弁４５において開故障が生じている旨を判定（本判定）する（第１診断手段）。このとき、遮断弁開故障フラグをセットする。その後、ステップＳ３０５で診断中フラグをオフして今回の故障診断処理を終了する。
【００６１】
一方、実測値と圧力推定値Ｐｒｓとの差（実測値−圧力推定値）が所定値Ｋ２以下であれば、ステップＳ３０６へ進み、遮断弁４５の開指令から所定時間が経過したか否かを判定する。なお、所定時間が経過したか否かの判定に代えて、圧力推定値Ｐｒｓが所定の回復判定値（例えば開始前圧力Ｐｓｔ又はその近傍値）に到達したか否かを判定してもよい。ステップＳ３０６で肯定判定された場合にはステップＳ３０５へ進み、診断中フラグをオフして今回の故障診断処理を終了する。
【００６２】
なお、本実施形態では、第１診断処理で開故障有りと判定されたにもかかわらず第２診断処理で開故障有りの判定がされずに診断中フラグがオフされた場合には、遮断弁４５について開故障が生じているものと特定せず、図６の故障診断処理を再実行する。
【００６３】
図９の第３診断処理において、ステップＳ４０１では、高圧センサ４６により検出されるレギュレータ上流圧Ｐｔの実測値及び低圧センサ４７により検出される噴射圧Ｐｆの実測値を取得する。続くステップＳ４０２は上記図８のステップＳ３０２と同様の処理を実行することにより圧力推定値Ｐｒｓを算出する（圧力推定手段）。
【００６４】
続くステップＳ４０３では、レギュレータ上流圧Ｐｔ及び噴射圧Ｐｆの各々について実測値と圧力推定値Ｐｒｓとを比較するとともに、レギュレータ上流圧Ｐｔ及び噴射圧Ｐｆの実測値の差が所定範囲内であるか否かを判定する。なお、噴射圧Ｐｆについての実測値と圧力推定値Ｐｒｓとの比較は、圧力推定値Ｐｒｓがレギュレータ設定圧Ｐｒｇに到達する前であることを条件に実施する。そして、レギュレータ上流圧Ｐｔについて圧力推定値Ｐｒｓ−実測値＞所定値Ｋ４であること、噴射圧Ｐｆについて圧力推定値Ｐｒｓ−実測値＞所定値Ｋ５であること、及びレギュレータ上流圧Ｐｔ及び噴射圧Ｐｆの実測値の差が所定範囲内であること、の条件が全て成立している場合にはステップＳ４０４へ進み、遮断弁４５において閉故障が生じている旨を判定（本判定）する（第１診断手段）。このとき、遮断弁閉故障フラグをセットし、ステップＳ４０５で診断中フラグをオフにする。なお、所定値Ｋ４，Ｋ５は同じでもよいし、Ｋ４をＫ５よりも大きい値としてもよい。
【００６５】
一方、上記条件の少なくともいずれかが成立していない場合には、ステップＳ４０６へ進み、上記図８のステップＳ３０６と同じ処理を実行する。ステップＳ４０６で肯定判定されるとステップＳ４０５へ進み、診断中フラグをオフして故障診断処理を終了する。
【００６６】
なお、本実施形態では、ステップＳ４０３で上記条件のいずれか１つでも不成立の場合には遮断弁４５について閉故障が生じているものと特定せず、図６の故障診断処理を再実行することとする。また、遮断弁開故障フラグ又は遮断弁閉故障フラグがセットされた場合には、その旨をランプ表示やメッセージ表示等で運転者に通知する。あるいは、上記通知に代えて又は上記通知と共に、エンジン１０の出力制限を実施するか又は使用燃料を液体燃料に切り替えてもよい。
【００６７】
以上詳述した本実施形態によれば、次の優れた効果が得られる。
【００６８】
第１噴射弁２１による燃料噴射を実施している所定の診断期間において、遮断弁４５に閉指令及び開指令をこの順で出力するとともに、その診断期間内で高圧センサ４６により検出したレギュレータ上流圧Ｐｔの実測値と、遮断弁４５に対する閉指令からの燃料噴射量の積算値ΣＱとに基づいて、遮断弁４５の開閉故障を診断する構成とした。この構成によれば、正常時と故障時とにおける燃料圧力の変化の相違を利用して遮断弁４５の開閉故障を診断する場合に、その診断期間での燃料噴射による圧力低下分を加味することができる。その結果、エンジン運転状態の相違に起因する誤判定を回避することができる。また、エンジン１０の過渡運転時等といった燃料通路内の燃料圧力が不安定になる状況下であっても判定精度を確保することができ、故障診断の実施頻度を十分に確保することができる。
【００６９】
具体的には、遮断弁４５に対して閉指令を出力した時点からの第１噴射弁２１による燃料噴射量の積算値ΣＱに基づいて、その閉指令に伴い遮断弁４５が閉鎖した状態になったと仮定した場合のレギュレータ上流圧Ｐｔとして圧力推定値Ｐｒｓを算出し、その算出した圧力推定値Ｐｒｓと、高圧センサ４６により検出したレギュレータ上流圧Ｐｔの実測値とに基づいて遮断弁４５の開閉故障を診断する構成とした。エンジン運転状態に応じて都度の燃料噴射量が異なり、また燃料噴射量が異なると、燃料噴射による燃料通路内の燃料消費量が相違する。そのため、遮断弁４５よりも下流側の燃料通路内の燃料圧力、特にレギュレータ上流圧Ｐｔにおいて圧力変化の態様が相違する。この点、上記構成では、燃料噴射量の積算値に基づき推定した燃料圧力と実測値とを対比することにより故障診断を実施するため、燃料通路内の燃料圧力が不安定になる状況下であっても判定精度を確保しつつ遮断弁４５の故障診断を実施することができる。
【００７０】
しかも、上記構成によれば、遮断弁４５について、閉指令を出力しているにもかかわらず完全に閉鎖した状態にならない故障である開故障と、遮断弁４５に開指令を出力しているにもかかわらず完全に開放した状態にならない故障である閉故障とを判定することができる。
【００７１】
また、遮断弁４５の正常時と異常時とでは、噴射圧Ｐｆに比べてレギュレータ上流圧Ｐｔにおいて圧力変化の相違が明確に現れることから、レギュレータ上流圧Ｐｔについて実測値と圧力推定値Ｐｒｓとを比較することにより、遮断弁４５の故障判定をより正確に実施することができる。
【００７２】
例えば、第１診断処理によれば、閉鎖指令期間において、当該期間での圧力推定値Ｐｒｓと高圧センサ４６により検出したレギュレータ上流圧Ｐｔの実測値とに基づいて、より具体的には、閉鎖指令期間内で圧力推定値Ｐｒｓがレギュレータ上流圧Ｐｔに対して所定値Ｋ１よりも大きくなった場合に、遮断弁４５の開故障有りと判定することができる。
【００７３】
また、第２診断処理によれば、開放指令期間において、当該期間での圧力推定値Ｐｒｓと高圧センサ４６により検出したレギュレータ上流圧Ｐｔの実測値とに基づいて、より具体的には、開放指令期間内で圧力推定値Ｐｒｓがレギュレータ上流圧Ｐｔに対して所定値Ｋ２よりも大きい場合に、遮断弁４５の開故障有りと判定することができる。特に本実施形態では、第１診断処理と第２診断処理とで遮断弁４５の開故障が生じていると判定された場合に当該開故障について本判定をして運転者に対する通知等を行う構成としたため、故障診断の精度をより高めることができるし、誤判定を回避することができる。
【００７４】
第３診断処理によれば、閉鎖指令期間及び開放指令期間での圧力推定値Ｐｒｓとレギュレータ上流圧Ｐｔの実測値とに基づいて、より具体的には、閉鎖指令期間においてレギュレータ上流圧Ｐｔの実測値と圧力推定値Ｐｒｓとの差が所定値Ｋ３よりも小さく、かつ開放指令期間においてレギュレータ上流圧Ｐｔの実測値と圧力推定値Ｐｒｓとの差（圧力推定値Ｐｒｓ−実測値）が所定値Ｋ４よりも大きい場合には、遮断弁４５の閉故障有りと判定することができる。
【００７５】
遮断弁４５が駆動指令に対応して開閉する場合、燃料通路内における燃料圧力の変化の主たる要因は、閉鎖指令期間では第１噴射弁２１による燃料噴射であるのに対し、開放指令期間では第１噴射弁２１による燃料噴射の他に、遮断弁４５の上流側から下流側に流通される気体燃料量（燃料流量）が含まれる。この点に鑑み、上記構成では、遮断弁４５に対して閉指令を出力した時点からの第１噴射弁２１による燃料噴射量の積算値ΣＱと、開指令を出力した時点からの遮断弁４５よりも下流側への燃料流量Ｖｉｎとに基づいて、開放指令期間での圧力推定値Ｐｒｓを算出する構成とした。この構成とすることにより、開放指令期間での圧力推定値Ｐｒｓをより正確に算出することができ、ひいては故障診断の判定精度を高めることができる。
【００７６】
遮断弁４５を閉弁状態にしておく期間での燃料圧力の低下の傾きはエンジン運転状態に応じて異なり、エンジン１０が高負荷であるほど又は高回転であるほど燃料噴射量が多くなり、燃料圧力（噴射圧）の低下速度が大きくなる。また、噴射圧の低下速度が大きいほど、遮断弁４５の閉弁後の所定時間における噴射圧の落ち込み量が大きくなる結果、気筒内への燃料供給量が不足してエンストするおそれがある。その点、上記構成では、都度のエンジン運転状態に応じて閉鎖時間ｔａを可変設定するため、遮断弁４５の故障診断に際してエンストが生じないようにすることができる。
【００７７】
圧力推定値Ｐｒｓがレギュレータ設定圧Ｐｒｇよりも低圧側となる期間では、噴射圧Ｐｆについても正常時と異常時とで圧力変化に違いが生じる。この点に着目し、圧力推定値Ｐｒｓがレギュレータ設定圧Ｐｒｇよりも低圧側となった後に遮断弁４５に対して開指令を出力するように閉鎖時間ｔａを設定した。これにより、レギュレータ上流圧Ｐｔ及び噴射圧Ｐｆの実測値と圧力推定値Ｐｒｓとを対比した結果に基づいて遮断弁４５の故障診断を実施することができる。また、診断に用いるパラメータが増えるため、故障診断の判定精度を高めることができる。
【００７８】
（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。
【００７９】
・上記実施形態では、第１診断処理及び第２診断処理で開故障有りと判定された場合に遮断弁開故障フラグをセットし、その旨をランプ表示やメッセージ表示等で運転者に通知する構成としたが、第１診断処理及び第２診断処理のいずれか一方のみで開故障有りと判定された場合に遮断弁開故障フラグをセットしてもよい。
【００８０】
・上記実施形態の第３診断処理において、ステップＳ４０３でレギュレータ上流圧Ｐｔ及び噴射圧Ｐｆが共に圧力推定値Ｐｒｓ−実測値＞所定値Ｋ４であると判定された場合に、遮断弁４５において閉故障有りと判定したが、レギュレータ上流圧Ｐｔ及び噴射圧Ｐｆのいずれか一方のみで上記判定された場合に遮断弁４５において閉故障有りと判定してもよい。また、レギュレータ上流圧Ｐｔ及び噴射圧Ｐｆの実測値の差が所定範囲内であるか否かの判定を実施せずに閉故障有りと判定してもよい。
【００８１】
・エンジン運転状態（エンジン回転速度及びエンジン負荷）と閉鎖時間ｔａとの関係をマップとして予め定めておき、都度のエンジン運転状態に対応する閉鎖時間ｔａを同マップから読み出すことにより閉鎖時間ｔａを可変設定する構成とした。これを変更し、閉鎖指令期間における圧力推定値が所定の下限許容値に達した場合に遮断弁４５に対して開指令を出力することにより、エンジン運転状態（燃料噴射量）に応じて閉鎖時間ｔａを可変設定する構成としてもよい。
【００８２】
・上記実施形態では、レギュレータ上流圧Ｐｔの実測値と圧力推定値との差分に基づいて遮断弁４５の故障診断を実施したが、レギュレータ上流圧Ｐｔの実測値の変化の傾きと圧力推定値の変化の傾きとの比較により遮断弁４５の故障診断を実施してもよい。この場合、例えば閉鎖指令期間において実測値の変化の傾き（低下速度）が圧力推定値の低下速度よりも所定以上小さい場合に遮断弁４５の開故障有りと判定することができる。また、閉鎖指令期間において実測値の低下速度が圧力推定値の低下速度と略同じであり、かつ開放指令期間において実測値の低下速度が圧力推定値の低下速度よりも所定以上小さい場合に遮断弁４５の閉故障有りと判定することができる。
【００８３】
・燃料通路において遮断弁４５よりも下流側の燃料圧力である下流側圧力を検出する圧力検出手段を低圧センサ４７とし、所定の診断期間において、閉指令を出力した時点からの第１噴射弁２１による燃料噴射量の積算値に基づいて噴射圧Ｐｆを推定する。そして、その噴射圧Ｐｆの圧力推定値と、低圧センサ４７により検出した噴射圧Ｐｆとに基づいて遮断弁４５の開閉故障を診断する構成とする。具体的には、例えば圧力調整弁６０が正常である場合に閉鎖指令期間において噴射圧Ｐｆの実測値と圧力推定値とを比較し、圧力推定値が設定圧Ｐｒｇを下回った後の実測値が圧力推定値よりも所定以上大きい場合に遮断弁４５の開故障有りと判定する（図４参照）。
【００８４】
・遮断弁４５の閉故障を診断する場合に、開放指令期間において圧力推定値Ｐｒｓが所定圧Ｐ１（例えばレギュレータ設定圧Ｐｒｇ）に達するまでに要する時間ＴＢ１と、高圧センサ４６により検出されたレギュレータ上流圧Ｐｔ及び低圧センサ４７により検出された噴射圧Ｐｆの少なくともいずれかが所定圧Ｐ１に達するまでに要する時間ＴＢ２とに基づいて遮断弁４５の故障診断を実施する構成としてもよい。このとき、時間ＴＢ２が時間ＴＢ１よりも所定以上である場合に、遮断弁４５の閉故障有りと判定する。
【００８５】
・遮断弁４５の開故障診断に際し、更に噴射圧Ｐｆの実測値と圧力推定値Ｐｒｓとを比較し、その比較結果を加味して遮断弁４５の開故障を診断してもよい。遮断弁４５の開故障が生じた場合には、レギュレータ上流圧Ｐｔだけでなく噴射圧Ｐｆでも圧力推定値Ｐｒｓに対してずれが生じる（図３及び図４）。したがって、上記構成とすることにより、遮断弁４５の開故障の診断精度を高めることができる。具体的には、例えば第１診断処理について、図７のステップＳ２０１で低圧センサ４７により検出された噴射圧Ｐｆを更に取得し、ステップＳ２０３で、その取得した噴射圧Ｐｆの実測値と、ステップＳ２０２で算出した圧力推定値Ｐｒｓとを比較する。このとき、圧力推定値Ｐｒｓがレギュレータ設定圧Ｐｒｇよりも低圧側である場合に噴射圧Ｐｆの実測値が圧力推定値Ｐｒｓに対して所定値よりも大きいこと、及びレギュレータ上流圧Ｐｔの実測値が圧力推定値Ｐｒｓに対して所定値Ｋ１よりも大きいこと、の２つの条件が成立した場合に、ステップＳ２０４で遮断弁４５の開故障有りと判定する。
【００８６】
・上記実施形態では、レギュレータ４３の構成を機械式の圧力調整装置としたが、通電制御により低圧配管部４１ｂ内の燃料圧力を可変調整する電磁式の圧力調整装置としてもよい。あるいは、レギュレータ４３として、レギュレータ４３よりも下流側の圧力変化に応じて機械的に定められた所定の設定圧になるように低圧配管部４１ｂ内の燃料圧力を調整する機械式の圧力調整機構と、通電制御により低圧配管部４１ｂ内の燃料圧力を可変調整する電磁式の圧力調整機構とを備える圧力調整装置を用いてもよい。
【００８７】
・上記実施形態では、気体燃料（ＣＮＧ燃料）と液体燃料（ガソリン燃料）とを燃焼用の燃料として使用するバイフューエルエンジンに本発明を具体化する場合について説明したが、燃焼用の燃料として気体燃料のみを使用するガスエンジンに本発明を具体化してもよい。あるいは、気体燃料と液体燃料とを併用して使用するエンジンに本発明を具体化してもよい。
【００８８】
・上記実施形態では気体燃料をＣＮＧ燃料としたが、標準状態で気体状態の他の気体燃料を用いることもでき、例えばメタン、エタン、プロパン、ブタン、水素、ジメチルエーテルなどを主成分とする燃料を用いる構成としてもよい。また、液体燃料についてもガソリン燃料に限定しない。例えば燃焼用の燃料として軽油を用いるディーゼルエンジンに対して気体燃料の供給系を搭載したシステムに本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００８９】
１０…エンジン（内燃機関）、２１…第１噴射弁（燃料噴射手段）、４１…ガス配管（燃料通路）、４１ａ…高圧配管部（高圧通路部）、４１ｂ…低圧配管部（低圧通路部）、４２…ガスタンク、４５…遮断弁、４６…高圧センサ（高圧検出手段）、４７…低圧センサ（低圧検出手段）、５１…高圧通路（高圧通路部）、５２…低圧通路（低圧通路部）、６０…圧力調整弁（圧力調整手段）、６５…弁体作動部（圧力調整手段）、８０…制御部（指令手段、診断手段、圧力推定手段、第１診断手段）。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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