(57)【要約】【課題】燃圧センサのオフセット異常についても診断可能にするとともに、より詳細に異常が生じた燃圧センサを診断することのできる異常診断装置を提供する。【解決手段】燃料噴射弁１０（#1〜#4）と、各高圧通路１１ａ内の燃料圧力をそれぞれ検出する燃圧センサ２０と、を備える燃料噴射システムに適用される燃圧センサの異常診断装置であって、異常が生じている１つ目の燃圧センサ２０（第１燃圧センサ）を特定する第１異常特定部と、第１燃圧センサ以外の燃圧センサ２０に対応する燃料噴射弁１０による噴射が行われていない時に、第１燃圧センサ以外の燃圧センサ２０により燃料圧力を同時に検出させる同時検出部と、第１燃圧センサ以外の燃圧センサ２０において、燃料圧力を２つの燃圧センサ２０で比較することを複数の組み合わせで行い、比較結果の多数決により異常が生じている２つ目の燃圧センサ２０を特定する第２異常特定部と、を備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
４気筒以上の気筒（#1〜#4）を備える内燃機関の各気筒に設けられ、燃料を噴孔（１１ｂ）から噴射する燃料噴射弁（１０）と、各燃料噴射弁の前記噴孔までの各燃料通路（１１ａ）内の燃料圧力をそれぞれ検出する燃圧センサ（２０）と、を備える燃料噴射システムに適用される燃圧センサの異常診断装置であって、
前記燃圧センサのうち異常が生じている１つ目の燃圧センサである第１燃圧センサを特定する第１異常特定部と、
前記第１異常特定部により特定された前記第１燃圧センサ以外の前記燃圧センサに対応する前記燃料噴射弁による噴射が行われていない時に、前記第１燃圧センサ以外の前記燃圧センサにより前記燃料圧力を同時に検出させる同時検出部と、
前記第１燃圧センサ以外の前記燃圧センサにおいて、前記同時検出部により同時に検出させられた前記燃料圧力を２つの燃圧センサで比較することを複数の組み合わせで行い、比較結果の多数決により異常が生じている２つ目の燃圧センサである第２燃圧センサを特定する第２異常特定部と、
を備えることを特徴とする燃圧センサの異常診断装置。
【請求項２】
前記内燃機関は、前記４気筒以上の気筒において所定の順序で前記燃料噴射弁による噴射が行われるものであり、
前記同時検出部は、前記４気筒以上の気筒のうち所定気筒で前記燃料噴射弁による噴射が行われる前に、前記燃料噴射弁による噴射が行われる順序が前記所定気筒の１つ前の気筒において前記燃料噴射弁による噴射が行われていない場合に、前記所定気筒で前記燃料噴射弁による噴射が行われる前に前記第１燃圧センサ以外の前記燃圧センサにより前記燃料圧力を同時に検出させる請求項１に記載の燃圧センサの異常診断装置。
【請求項３】
前記同時検出部は、前記所定の順序に従って前記所定気筒を変更して、前記第１燃圧センサ以外の前記燃圧センサにより前記燃料圧力を同時に検出させることを連続して行う請求項２に記載の燃圧センサの異常診断装置。
【請求項４】
前記同時検出部は、前記第１異常特定部により特定された前記第１燃圧センサ以外の全ての前記燃圧センサに対応する前記燃料噴射弁による噴射が行われていない時に、前記第１燃圧センサ以外の全ての前記燃圧センサにより前記燃料圧力を同時に検出させ、
前記第２異常特定部は、前記第１燃圧センサ以外の全ての前記燃圧センサにおいて、前記同時検出部により同時に検出させられた前記燃料圧力を２つの燃圧センサで比較することを全ての組み合わせで行い、比較結果の多数決により前記第２燃圧センサを特定する請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃圧センサの異常診断装置。
【請求項５】
前記内燃機関は、５気筒以上の気筒を備えるものであり、
前記同時検出部は、前記第１燃圧センサ及び前記第２燃圧センサ以外の前記燃圧センサに対応する前記燃料噴射弁による噴射が行われていない時に、前記第１燃圧センサ及び前記第２燃圧センサ以外の前記燃圧センサにより前記燃料圧力を同時に検出させ、
前記第１燃圧センサ及び前記第２燃圧センサ以外の前記燃圧センサにおいて、前記同時検出部により同時に検出させられた前記燃料圧力を２つの燃圧センサで比較することを複数の組み合わせで行い、比較結果の多数決により異常が生じている３つ目の燃圧センサである第３燃圧センサを特定する第３異常特定部を備える請求項１〜４のいずれか１項に記載の燃圧センサの異常診断装置。
【請求項６】
前記同時検出部は、前記内燃機関において前記燃料噴射弁による噴射が行われていない燃料カット中に、前記第１燃圧センサ以外の前記燃圧センサにより前記燃料圧力を同時に検出させる請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃圧センサの異常診断装置。
【請求項７】
前記内燃機関は、前記４気筒以上の気筒において所定の順序で前記燃料噴射弁による噴射が行われるものであり、
前記第１異常特定部は、次に噴射が行われる燃料噴射弁である第１燃料噴射弁に対応する燃圧センサと、前記第１燃料噴射弁の次に噴射が行われる燃料噴射弁である第２燃料噴射弁に対応する燃圧センサとにより、前記燃料圧力を同時に検出させることを順次行い、その都度前記第１燃料噴射弁に対応する燃圧センサ及び前記第２燃料噴射弁に対応する燃圧センサにより検出された前記燃料圧力を比較し、比較結果の多数決により前記第１燃圧センサを特定する請求項１〜６のいずれか１項に記載の燃圧センサの異常診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料の圧力を検出する燃圧センサの異常有無を診断する燃圧センサの異常診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の各気筒に備えられた燃料噴射弁へ、コモンレール（蓄圧容器）から高圧燃料を分配する燃料噴射システムにおいて、燃料噴射弁へ供給する燃料の圧力を検出する燃圧センサが特許文献１に記載されている。なお、特許文献１に記載の燃圧センサはコモンレールに取り付けられており、燃圧センサの検出値が目標値となるよう、コモンレール内の圧力（レール圧）を制御している。そして、このような燃圧センサに異常が生じているか否かについて、以下の手法により診断している。
【０００３】
すなわち、燃料噴射弁から燃料を噴射すると、その噴射に伴いレール圧は低下する。したがって、燃料噴射に伴い生じた燃圧センサ検出値の低下量が、想定される低下量（規範低下量）に対して大きくずれている場合に、燃圧センサに異常が生じていると診断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−７７７０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、燃圧センサは、燃料の圧力に応じたレベルの出力信号を検出値として出力する。しかしながら、燃圧センサが経年劣化した場合等、出力信号がオフセットして（平行に）ずれる異常状態に陥る場合がある。この場合、出力信号の傾きは正常であるため、燃圧センサ検出値の低下量が規範低下量に対して大きくずれることはない。よって、このようなオフセット異常が生じた場合には、上記従来の診断手法では正常と誤診断してしまい、燃圧センサの異常を検出できない。
【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、その目的は、燃圧センサのオフセット異常についても診断可能にするとともに、より詳細に異常が生じた燃圧センサを診断することのできる燃圧センサの異常診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。
【０００８】
請求項１に記載の発明は、４気筒以上の気筒（#１〜#４）を備える内燃機関の各気筒に設けられ、燃料を噴孔（１１ｂ）から噴射する燃料噴射弁（１０）と、各燃料噴射弁の前記噴孔までの各燃料通路（１１ａ）内の燃料圧力をそれぞれ検出する燃圧センサ（２０）と、を備える燃料噴射システムに適用される燃圧センサの異常診断装置であって、前記燃圧センサのうち異常が生じている１つ目の燃圧センサである第１燃圧センサを特定する第１異常特定部と、前記第１異常特定部により特定された前記第１燃圧センサ以外の前記燃圧センサに対応する前記燃料噴射弁による噴射が行われていない時に、前記第１燃圧センサ以外の前記燃圧センサにより前記燃料圧力を同時に検出させる同時検出部と、前記第１燃圧センサ以外の前記燃圧センサにおいて、前記同時検出部により同時に検出させられた前記燃料圧力を２つの燃圧センサで比較することを複数の組み合わせで行い、比較結果の多数決により異常が生じている２つ目の燃圧センサである第２燃圧センサを特定する第２異常特定部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、４気筒以上の気筒を備える内燃機関の各気筒に燃料噴射弁が設けられており、各燃料噴射弁の噴孔から燃料が噴射される。そして、各燃料噴射弁の噴孔までの各燃料通路内の燃料圧力が、燃圧センサによりそれぞれ検出される。
【００１０】
ここで、燃圧センサのうち異常が生じている１つ目の燃圧センサである第１燃圧センサが、第１異常特定部により特定される。第１異常特定部が第１燃圧センサを特定する態様は任意である。第１異常特定部により特定された第１燃圧センサ以外の燃圧センサに対応する燃料噴射弁による噴射が行われていない時に、第１燃圧センサ以外の燃圧センサにより燃料圧力が同時に検出される。この時、第１燃圧センサ以外の燃圧センサに対応する燃料噴射弁では噴射が行われていないため、これらの燃圧センサでは燃料噴射弁による噴射の影響が小さい状態、すなわち同程度の高さの燃料圧力を検出することができる。
【００１１】
そして、同時に検出された燃料圧力が２つの燃圧センサで比較され、異常が生じている２つ目の燃圧センサである第２燃圧センサが特定される。このため、一方の燃圧センサにおいてオフセット異常が生じていた場合には、他方の燃圧センサにより検出された燃料圧力との比較で、異常が生じていることを特定することができる。したがって、燃圧センサのオフセット異常についても診断することができる。
【００１２】
さらに、同時に検出された燃料圧力を２つの燃圧センサで比較することが複数の組み合わせで行われ、比較結果の多数決により第２燃圧センサが特定される。ここで、第１燃圧センサ及び第２センサにより検出される燃料圧力が同様に低くなっている異常等では、第１燃圧センサと第２燃圧センサとで燃料圧力を比較した場合に、第１燃圧センサ及び第２燃圧センサが共に正常と診断される。これに対して、第１燃圧センサを除いた燃圧センサにおいて比較結果の多数決が行われるため、上記異常が生じた場合であっても第２センサを特定することができる。したがって、より詳細に異常が生じた燃圧センサを診断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】燃料噴射システムの概略を示す模式図。
【図２】噴射指令信号に対応する噴射率及び燃圧の変化を示すタイムチャート。
【図３】噴射時燃圧波形、非噴射時燃圧波形、及び噴射波形を示すタイムチャート。
【図４】燃圧センサの出力特性を示すグラフ。
【図５】第１異常特定に用いる検出値Ｐ＃１〜Ｐ＃４の組み合わせを示すタイムチャート。
【図６】異常特定の結果の一例を示す模式図。
【図７】第１異常特定の処理手順を示すフローチャート。
【図８】第２異常特定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、車載ディーゼルエンジンのコモンレール式燃料噴射システムに適用した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。ディーゼルエンジン（内燃機関）は、４つの気筒＃１〜＃４を備えており、気筒内に高圧燃料を噴射して圧縮自着火燃焼させる。
【００１５】
図１は、燃料噴射システムの概略を示す模式図である。まず、燃料噴射弁１０を含むエンジンの燃料噴射システムについて説明する。
【００１６】
燃料タンク４０内の燃料は、燃料ポンプ４１によりコモンレール４２（蓄圧容器）に圧送されて蓄圧され、各気筒の燃料噴射弁１０（#1〜#4）へ分配供給される。複数の燃料噴射弁１０（#1〜#4）は、所定の順序で燃料の噴射を行う。本実施形態では、＃１→＃３→＃４→＃２の順番で繰り返し噴射することを想定している。
【００１７】
なお、燃料ポンプ４１にはプランジャポンプが用いられており、プランジャの往復動に同期して燃料が圧送される。そして、燃料ポンプ４１は、エンジン出力を駆動源としてクランク軸により駆動され、＃１→＃３→＃４→＃２の順番で噴射される期間中に、決められた回数だけ燃料を圧送する。
【００１８】
燃料噴射弁１０は、以下に説明するボデー１１、ニードル形状の弁体１２及び電動アクチュエータ１３等を備えている。ボデー１１は、内部に高圧通路１１ａを形成するとともに、燃料を噴射する噴孔１１ｂを形成している。弁体１２は、ボデー１１内に収容されて噴孔１１ｂを開閉する。
【００１９】
ボデー１１内には弁体１２に背圧を付与する背圧室１１ｃが形成されており、高圧通路１１ａ及び低圧通路１１ｄは背圧室１１ｃと接続されている。電動アクチュエータ１３は、高圧通路１１ａ及び低圧通路１１ｄと背圧室１１ｃとの連通状態を切り換えるように、制御弁１４を作動させる。電動アクチュエータ１３の駆動は、ＥＣＵ３０により制御される。
【００２０】
背圧室１１ｃが低圧通路１１ｄと連通するよう制御弁１４を作動させると、背圧室１１ｃ内の燃料圧力は低下して弁体１２はリフトアップ（開弁作動）し、噴孔１１ｂが開かれる。その結果、コモンレール４２から高圧通路１１ａへ供給された高圧燃料は、噴孔１１ｂから燃焼室へ噴射される。一方、背圧室１１ｃが高圧通路１１ａと連通するよう制御弁１４を作動させると、背圧室１１ｃ内の燃料圧力は上昇して弁体１２はリフトダウン（閉弁作動）し、噴孔１１ｂが閉じられて燃料噴射が停止される。
【００２１】
燃圧センサ２０は、以下に説明するステム２１（起歪体）及び圧力センサ素子２２等を備えている。ステム２１はボデー１１に取り付けられており、ステム２１に形成されたダイヤフラム部２１ａが高圧通路１１ａ（燃料通路）を流通する高圧燃料の圧力を受けて弾性変形する。圧力センサ素子２２はダイヤフラム部２１ａに取り付けられており、ダイヤフラム部２１ａで生じた弾性変形量に応じて圧力検出信号をＥＣＵ３０へ出力する。
【００２２】
燃圧センサ２０は、全ての燃料噴射弁１０に搭載されている。以下の説明では、気筒＃１に搭載されている燃料噴射弁１０を噴射弁１０(#1)、噴射弁１０(#1)に搭載されている燃圧センサ２０をセンサ２０(#1)と記載する。同様に、気筒＃２〜＃４に搭載されている燃料噴射弁１０および燃圧センサ２０を、噴射弁１０(#2〜#4)、センサ２０(#2〜#4)と記載する。
【００２３】
ＥＣＵ３０（電子制御装置）は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、記憶装置、及び入出力インターフェイス等を備える周知のマイクロコンピュータである。ＥＣＵ３０は、車両のアクセルペダルの操作量やエンジン負荷、エンジン回転速度ＮＥ等に基づき目標噴射状態（噴射段数、噴射開始時期、噴射終了時期、噴射量等）を算出する。例えば、エンジン負荷及びエンジン回転速度に対応する最適噴射状態を、噴射状態マップにして記憶させておく。そして、現状のエンジン負荷及びエンジン回転速度に基づき、噴射状態マップを参照して目標噴射状態を算出する。
【００２４】
算出した目標噴射状態に対応する噴射指令信号ｔ１、ｔ２、ｔｑ（図２（ａ）参照）は、後に詳述する噴射率パラメータｔｄ，ｔｅ，Ｒｍａｘに基づき設定される。そして、これらの噴射率パラメータの学習値は、燃圧センサ２０の検出値の変化（圧力波形）により検出される。
【００２５】
次に、噴射率パラメータを検出して学習する手法について、図２および図３を用いて以下に説明する。なお、以下の説明では、噴射弁１０(#1)で燃料噴射した時のセンサ２０(#1)の検出値に基づく学習についての説明であるが、他の噴射弁で噴射している時についても同様であり、噴射している燃料噴射弁１０に搭載された燃圧センサ２０の検出値に基づき噴射率パラメータを学習する。
【００２６】
例えば噴射弁１０(#1)で燃料噴射した時には、センサ２０(#1)の検出値に基づき、噴射に伴い生じた燃料圧力の変化を燃圧波形（図２（ｃ）参照）として検出する。検出した燃圧波形に基づき単位時間当たりの燃料噴射量の変化を表した噴射率波形（図２（ｂ）参照）を演算して噴射状態を検出する。検出した噴射率波形（噴射状態）を特定する噴射率パラメータｔｄ，ｔｅ，Ｒｍａｘを学習して、噴射弁１０(#1)の噴射制御に用いる。
【００２７】
図２（ｃ）の燃圧波形に示されるセンサ２０(#1)の検出値は、噴射開始に伴い変曲点Ｐ１から降下を開始し、最大噴射率に達したことに伴い変曲点Ｐ２にて降下が終了する。その後、弁体１２のリフトダウンを開始したことに伴い変曲点Ｐ３で上昇を開始し、弁体１２が閉弁して噴射終了したことに伴い変曲点Ｐ４で上昇が終了する。その後、上昇と下降を繰り返すよう脈動しながら減衰していく（一点鎖線枠Ｗｃ内参照）。
【００２８】
この燃圧波形は、図２（ｂ）に示す噴射率波形と相関がある。具体的には、変曲点Ｐ１の出現時期と噴射開始時期Ｒ１とは相関があり、変曲点Ｐ３の出現時期と噴射終了時期Ｒ４とは相関があり、変曲点Ｐ１からＰ２までの圧力降下量ΔＰと最大噴射率（噴射率パラメータＲｍａｘ）とは相関がある。
【００２９】
図２（ａ）は、噴射弁１０(#1)に出力した噴射指令信号を示しており、先述した噴射率パラメータｔｄは、噴射開始指令時期ｔ１に対する噴射開始時期Ｒ１の遅れ時間（噴射開始遅れ時間ｔｄ）である。噴射率パラメータｔｅは、噴射終了指令時期ｔ２に対する噴射終了時期Ｒ４の遅れ時間（噴射終了遅れ時間ｔｅ）である。
【００３０】
したがって、先述した各種相関を表す相関係数を予め試験して取得しておき、これらの相関係数を用いて、センサ２０(#1)の燃圧波形から検出された変曲点Ｐ１，Ｐ３の出現時期および圧力降下量ΔＰに基づき、噴射率パラメータｔｄ，ｔｅ，Ｒｍａｘを算出する。また、これらの噴射率パラメータｔｄ，ｔｅ，Ｒｍａｘに基づけば噴射率波形を推定することができ、推定した噴射率波形の面積（図２（ｂ）中の網点ハッチ参照）に基づき噴射量を算出することもできる。
【００３１】
以上により、燃圧センサ２０の検出値を用いれば、噴射指令信号に対する実際の噴射状態（噴射率パラメータｔｄ，ｔｅ，Ｒｍａｘおよび噴射量等）を算出して学習することができる。そして、ＥＣＵ３０は、その学習値に基づき目標噴射状態に対応する噴射指令信号を設定する。
【００３２】
以下の説明では、燃料噴射弁１０から燃料を噴射させている気筒を噴射気筒（表気筒）、この噴射気筒が燃料を噴射している時に燃料噴射させていない気筒を非噴射気筒（裏気筒）とし、噴射気筒に対応する燃圧センサ２０を噴射時センサ、非噴射気筒に対応する燃圧センサ２０を非噴射時センサと呼ぶ。
【００３３】
噴射時センサにより検出された燃圧波形である噴射時燃圧波形Ｗａ（図３（ａ）参照）は、噴射による影響のみを表しているわけではなく、以下に例示する噴射以外の影響で生じた波形成分をも含んでいる。すなわち、燃料ポンプ４１がプランジャポンプの如く間欠的に燃料を圧送するものである場合には、燃料噴射中にポンプ圧送が行われると、そのポンプ圧送期間中における噴射時燃圧波形Ｗａは全体的に圧力が高くなった波形となる。すなわち、噴射時燃圧波形Ｗａ（図３（ａ）参照）には、噴射による燃圧変化を表した燃圧波形である噴射波形Ｗｂ（図３（ｃ）参照）と、ポンプ圧送による燃圧上昇を表した燃圧波形（図３（ｂ）中の実線Ｗｕ参照）とが含まれている。
【００３４】
また、このようなポンプ圧送が燃料噴射中に行われなかった場合であっても、燃料を噴射した直後は、その噴射分だけ噴射システム内全体の燃圧が低下する。そのため、噴射時燃圧波形Ｗａは全体的に圧力が低くなった波形となる。すなわち、噴射時燃圧波形Ｗａには、噴射による燃圧変化を表した噴射波形Ｗｂの成分と、噴射システム内全体の燃圧低下を表した燃圧波形（図３（ｂ）中の点線Ｗｕ’参照）の成分とが含まれている。
【００３５】
そこで本実施形態では、非噴射時センサにより検出される非噴射時燃圧波形Ｗｕ（Ｗｕ’）は、コモンレール４２内の燃圧の変化を表していることに着目する。そして、噴射時センサにより検出された噴射時燃圧波形Ｗａから、非噴射時センサにより検出された非噴射時燃圧波形Ｗｕ（Ｗｕ’）を差し引いて、噴射波形Ｗｂを演算している。なお、図２（ｃ）に示す燃圧波形は噴射波形Ｗｂである。
【００３６】
また、多段噴射を実施する場合には、前段噴射にかかる燃圧波形の脈動（図２（ｃ）の一点鎖線枠Ｗｃ内参照）が燃圧波形Ｗａに重畳する。特に、前段噴射とのインターバルが短い場合には、燃圧波形Ｗａは前段噴射による脈動の影響を大きく受ける。そこで、非噴射時燃圧波形Ｗｕ（Ｗｕ’）に加えて、前段噴射による脈動を燃圧波形Ｗａから差し引く処理を実施して、噴射波形Ｗｂを算出することが望ましい。
【００３７】
図４は、燃圧センサ２０の出力特性を示すグラフである。燃圧センサ２０の出力電圧（検出値）は、実燃圧に比例して高くなる。図中の実線Ｌ１は、燃圧センサ２０が正常である時の特性を示すものである。燃圧センサ２０に断線または短絡の異常が生じると、燃圧にかかわらず出力電圧は閾値ＴＨ１未満または閾値ＴＨ２を超える値となる。そこでＥＣＵ３０は、燃料ポンプ４１の作動時において、出力電圧が閾値ＴＨ１〜ＴＨ２の範囲内であるか否かに基づき、断線または短絡の異常有無を診断している。
【００３８】
また、燃圧センサ２０の経年劣化が進行してくると、出力電圧特性の傾きが正常時と異なる傾きになる（点線Ｌ２参照）といった特性異常や、出力電圧が正常時から平行に一定量だけずれる（一点鎖線Ｌ３参照）といった特性異常（オフセット異常）が生じる。このような特性異常の有無については、複数の燃圧センサ２０の中から、検出値の脈動が所定範囲内になっている２つの燃圧センサを選択し、選択した２つの燃圧センサの検出値を比較することで診断する（第１異常特定）。
【００３９】
図５中の一点鎖線枠は、選択した２つの燃圧センサの組み合わせ（ペアＡ〜Ｄ）を示しており、例えばペアＡは、センサ２０(#1)の検出値Ｐ＃１とセンサ２０(#3)の検出値Ｐ＃３との組み合わせを示す。同様にして、ペアＢは検出値Ｐ＃３，Ｐ＃４の組み合わせ、ペアＣは検出値Ｐ＃４，Ｐ＃２の組み合わせ、ペアＤは検出値Ｐ＃２，Ｐ＃１の組み合わせを示す。
【００４０】
これらの組み合わせは、現時点において次に噴射を予定している燃料噴射弁１０（第１燃料噴射弁）に備えられた燃圧センサ２０、及び第１燃料噴射弁の次に噴射を予定している燃料噴射弁１０（第２燃料噴射弁）に備えられた燃圧センサ２０であり、これらの燃圧センサを異常有無の判定対象として選択する。
【００４１】
ここで、４気筒において所定の順序で燃料噴射弁１０による噴射が行われる場合に、現時点において次に噴射が行われる第１燃料噴射弁は、自身の燃料噴射弁での前回の噴射から最も時間が経過している燃料噴射弁である。このため、第１燃料噴射弁に対応する燃圧センサ２０は、燃料圧力の脈動の影響が最も小さくなっている。そして、第１燃料噴射弁の次に噴射が行われる第２燃料噴射弁に対応する燃圧センサ２０は、燃料圧力の脈動の影響が第１燃料噴射弁に対応する燃圧センサ２０の次に小さくなっている。
【００４２】
また、その時々の第１燃料噴射弁に対応する燃圧センサ２０により順次検出される検出値Ｐ＃１〜Ｐ＃４の検出タイミングは、第１燃料噴射弁に対応する燃圧センサ２０の燃圧波形に変曲点Ｐ１が現れる直前が望ましい。例えば、噴射開始指令時期ｔ１のタイミング、或いはその時期ｔ１の所定時間前のタイミングでの検出値Ｐ＃１〜Ｐ＃４を異常有無の判定に用いる。また、その時々の第２燃料噴射弁に対応する燃圧センサ２０による検出値Ｐ＃１〜Ｐ＃４の検出タイミングは、第１燃料噴射弁に対応する燃圧センサ２０の検出タイミングと同じタイミングであることが望ましい。
【００４３】
そして、このように選択された２つの燃圧センサ２０のいずれかに特性異常が生じていれば、互いの検出値が大きく乖離することになるので、燃圧センサ２０に異常が生じている旨を検出できる。そこで、第１燃料噴射弁に対応する燃圧センサ２０の検出値と第２燃料噴射弁に対応する燃圧センサ２０センサの検出値との圧力差が、予め設定しておいた閾値Ｐｔｈ以上となっているか否かに応じて、特性異常の有無を診断する。そして、各々のペアＡ〜Ｄでの検出値の比較において最も多く異常と判定された燃圧センサを、異常であると特定する。すなわち、比較結果の多数決により、４つの燃圧センサ２０のうち異常が生じている１つ目の燃圧センサ２０である第１燃圧センサを特定する。
【００４４】
図６（ａ），（ｂ）は、この特定（第１異常特定）の仕方について説明した具体例であり、各ペアＡ〜Ｄの検出値Ｐ＃１〜Ｐ＃４を示す。なお、上述した圧力差が閾値Ｐｔｈ以上になっている場合には、該当するペアの両燃圧センサを異常（×印参照）と仮判定する。また、各燃圧センサ２０(#1)〜２０(#4)について、異常仮判定された数をカウントする。
【００４５】
図６（ａ）は、全ての燃圧センサ２０(#1)〜２０(#4)が正常である場合の具体例である。この場合には、全てのペアＡ〜Ｄにおいて圧力差が閾値Ｐｔｈ未満であると判定されるので、全ての燃圧センサ２０(#1)〜(#4)が正常であると診断される。
【００４６】
図６（ｂ）は、燃圧センサ２０(#1)の検出値が低くなっている異常が生じた場合の具体例である。この場合には、ペアＡおよびペアＤにおいて圧力差が閾値Ｐｔｈ以上であるとして異常判定されることになる。そして、ペアＡにかかる燃圧センサ２０(#1)，２０(#3)について異常と仮判定されるとともに、ペアＤにかかる燃圧センサ２０(#2)，２０(#1)について異常と仮判定される。その結果、異常と仮判定された回数は燃圧センサ２０(#1)が最多となるので、燃圧センサ２０(#1)が異常であると特定される。
【００４７】
図７は、上述した第１異常特定の処理手順を示すフローチャートである。この一連の処理は、ＥＣＵ３０（第１異常特定部）によって所定の周期で繰り返し実行される。
【００４８】
まず、同図に示すＳ１１において、先述した全てのペアＡ〜Ｄについて検出値Ｐ＃１〜Ｐ＃４を比較し、閾値Ｐｔｈを用いた異常判定を実施する。続くＳ１２では、異常判定された回数が最も多い燃圧センサがいずれであるかを判定（多数決）する。
【００４９】
異常判定された燃圧センサが存在していない場合（Ｓ１３：ＮＯ）には、Ｓ１４において、全ての燃圧センサ２０(#1)〜(#4)が正常であると診断する。一方、異常判定された燃圧センサが存在する場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）には、Ｓ１５において、該当する燃圧センサ２０（異常判定最多の燃圧センサ）を、異常が生じている１つ目の燃圧センサ（第１燃圧センサ）として特定する。その後、この一連の処理を一旦終了する。
【００５０】
ここで、４つの燃圧センサ２０において、上記異常が生じている１つ目の燃圧センサに続き、２つ目の燃圧センサに異常が生じた場合を検討する。この場合について、上記第１異常特定を行った場合の結果を以下に示す。
【００５１】
図６（ｃ）は、燃圧センサ２０(#1)，２０(#2)の検出値が共に高くなっている異常が生じた場合の具体例である。この場合には、ペアＡおよびペアＣにおいて圧力差が閾値Ｐｔｈ以上であるとして異常判定されることになる。その結果、異常と仮判定された回数は全ての燃圧センサ２０(#1)〜２０(#4)で同一（１回）となるので、いずれの燃圧センサ２０が異常であるかについては特定できず、いずれかの燃圧センサ２０が異常であるとしか診断できない。
【００５２】
そこで、本実施形態では、異常が生じている１つ目の燃圧センサが特定された場合に、異常が生じている２つ目の燃圧センサ（第２燃圧センサ）を特定する第２異常特定を行う。
【００５３】
図８は、第２異常特定の処理手順を示すフローチャートである。この一連の処理は、ＥＣＵ３０によって所定の周期で繰り返し実行される。
【００５４】
まず、上記第１異常特定により、異常が生じている１つ目の燃圧センサ（第１燃圧センサ）が特定されていない場合（Ｓ２１：ＮＯ）には、この一連の処理を一端終了する。一方、上記第１異常特定により、異常が生じている１つ目の燃圧センサが特定されている場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）には、Ｓ２２において、現時点で次に噴射を予定している所定気筒よりも噴射が行われる順序が１つ前の気筒において、燃料噴射弁１０による噴射が行われていないか否か判定する。
【００５５】
上記判定において否定判定された場合（Ｓ２２：ＮＯ）には、この一連の処理を一旦終了する。一方、上記判定において肯定判定された場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）には、Ｓ２３において、上述したように燃圧センサ２０の燃圧波形に変曲点Ｐ１が現れる直前のタイミングで、全ての燃圧センサ２０により燃料圧力を同時に検出させる。すなわち、少なくとも第１燃圧センサ以外の燃圧センサ２０に対応する燃料噴射弁１０では噴射が行われていない時に、少なくとも第１燃圧センサ以外の燃圧センサ２０により燃料圧力を同時に検出させる。
【００５６】
続くＳ２４では、第１燃圧センサ以外の燃圧センサ２０において、２つの燃圧センサ２０の全ての組み合わせで検出値Ｐ＃１〜Ｐ＃４を比較し、閾値Ｐｔｈを用いた異常判定を実施する。続くＳ２５では、異常判定された回数が最も多い燃圧センサがいずれであるかを判定（多数決）する。すなわち、第１燃圧センサ以外の燃圧センサ２０において、検出値Ｐ＃１〜Ｐ＃４を２つの燃圧センサ２０で比較することを複数の組み合わせで行い、比較結果の多数決を行う。
【００５７】
異常判定された燃圧センサが存在していない場合（Ｓ２６：ＮＯ）には、Ｓ２７において、全ての燃圧センサ２０(#1)〜(#4)が正常であると診断する。一方、異常判定された燃圧センサが存在する場合（Ｓ２６：ＹＥＳ）には、Ｓ２８において、該当する燃圧センサ２０（異常判定最多の燃圧センサ）を、異常が生じている２つ目の燃圧センサ（第２燃圧センサ）として特定する。その後、この一連の処理を一旦終了する。
【００５８】
なお、Ｓ２１〜Ｓ２４の処理が同時検出部としての処理に相当し、Ｓ２５〜Ｓ２８の処理が第２異常特定部としての処理に相当する。
【００５９】
例えば、車両の減速時にエンジンの燃料カットを行っている最中は、噴射が行われる順序が所定気筒の１つ前の気筒において燃料噴射弁１０による噴射が行われていない状態が継続することとなる。このため、上述した所定の順序に従って所定気筒を変更して、第１燃圧センサ以外の燃圧センサ２０により燃料圧力を同時に検出させること（Ｓ２３）を連続して行う。そして、その都度同時に検出された燃料圧力を２つの燃圧センサ２０で比較することを複数の組み合わせで行い（Ｓ２４）、比較結果の多数決により第２燃圧センサを特定する（Ｓ２５〜Ｓ２８）。
【００６０】
図６（ｄ）は、燃圧センサ２０(#1)の検出値が高くなっている異常に続き、燃圧センサ２０(#2)が高くなっている異常が生じた場合の具体例である。ここでは、Ｐ＃１は、第1燃圧センサによる検出値として比較の対象から除かれている。この場合には、ペアＥおよびペアＧにおいて圧力差が閾値Ｐｔｈ以上であるとして異常判定されることになる。そして、ペアＥにかかる燃圧センサ２０(#2)，２０(#3)について異常と仮判定されるとともに、ペアＧにかかる燃圧センサ２０(#4)，２０(#2)について異常と仮判定される。その結果、異常と仮判定された回数は燃圧センサ２０(#2)が最多となるので、燃圧センサ２０(#2)が異常であると特定される。
【００６１】
以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。
【００６２】
・第１異常特定において、燃圧センサ２０(#1〜#4)のうち異常が生じている１つ目の燃圧センサ２０である第１燃圧センサが特定される。第１燃圧センサ以外の燃圧センサ２０に対応する燃料噴射弁１０による噴射が行われていない時に、第１燃圧センサ以外の燃圧センサ２０により燃料圧力が同時に検出される。この時、第１燃圧センサ以外の燃圧センサ２０に対応する燃料噴射弁１０では噴射が行われていないため、これらの燃圧センサ２０では燃料噴射弁１０による噴射の影響が小さい状態、すなわち同程度の高さの燃料圧力を検出することができる。
【００６３】
そして、同時に検出された燃料圧力が２つの燃圧センサ２０で比較され、異常が生じている２つ目の燃圧センサ２０である第２燃圧センサが特定される。このため、一方の燃圧センサ２０においてオフセット異常が生じていた場合には、他方の燃圧センサ２０により検出された燃料圧力との比較で、異常が生じていることを特定することができる。したがって、燃圧センサ２０のオフセット異常についても診断することができる。
【００６４】
・同時に検出された燃料圧力を２つの燃圧センサ２０で比較することが複数の組み合わせで行われ、比較結果の多数決により第２燃圧センサが特定される。ここで、第１燃圧センサ及び第２センサにより検出される燃料圧力が同様に高くなっている異常では、第１燃圧センサと第２燃圧センサとで燃料圧力を比較した場合に、第１燃圧センサ及び第２燃圧センサが共に正常と診断される（図６（ｃ）のペアＤ参照）。これに対して、第１燃圧センサを除いた燃圧センサ２０において比較結果の多数決が行われるため、上記異常が生じた場合であっても第２センサを特定することができる（図６（ｄ）参照）。したがって、より詳細に異常が生じた燃圧センサ２０を診断することができる。
【００６５】
・所定気筒で燃料噴射弁１０による噴射が行われる前に、燃料噴射弁１０による噴射が行われる順序が所定気筒の１つ前の気筒において燃料噴射弁１０による噴射が行われていない場合に、所定気筒で燃料噴射弁１０による噴射が行われる前に第１燃圧センサ以外の燃圧センサ２０により燃料圧力が同時に検出される。このため、噴射が行われる順序が所定気筒の１つ前の気筒において燃料噴射弁１０による噴射が行われた場合と比較して、燃料圧力の脈動の影響を小さくすることができる。したがって、第２燃圧センサの異常診断をより正確に行うことができる。
【００６６】
・所定気筒で燃料噴射弁１０による噴射が行われる前に、噴射が行われる順序が所定気筒の１つ前の気筒において燃料噴射弁１０による噴射が行われていない状態が継続する場合は、第１燃圧センサ以外の燃圧センサ２０により燃料圧力を同時に検出させることが連続して行われる。そして、その都度同時に検出された燃料圧力を２つの燃圧センサ２０で比較することが複数の組み合わせで行われ、比較結果の多数決により第２燃圧センサが特定される。したがって、第２燃圧センサを特定する機会を増やすことができる。さらに、燃料噴射弁１０による噴射が行われてから時間が経過するほど、燃料圧力の脈動の影響が小さくなるため、第２燃圧センサの異常診断の精度を向上させることができる。
【００６７】
・第１燃圧センサ以外の全ての燃圧センサ２０を対象として、燃料圧力の同時検出、及び２つの燃圧センサ２０の全ての組み合わせによる燃料圧力の比較が行われる。したがって、２つの燃圧センサ２０の組み合わせを増やすことができ、第２燃圧センサの異常診断をより正確に行うことができる。
【００６８】
・エンジンにおいて燃料噴射弁１０による噴射が行われていない燃料カット中に、第１燃圧センサ以外の燃圧センサ２０により燃料圧力が同時に検出されるため、燃料圧力の脈動の影響を極めて小さくすることができる。したがって、第２燃圧センサの異常診断の精度をより向上させることができる。
【００６９】
・現時点において次に噴射が行われる燃料噴射弁１０である第１燃料噴射弁に対応する燃圧センサ２０と、第１燃料噴射弁の次に噴射が行われる燃料噴射弁である第２燃料噴射弁に対応する燃圧センサ２０とにより、燃料圧力が同時に検出されて比較される。このため、燃料圧力の脈動の影響が最も小さい２つの燃圧センサ２０の組み合わせで、燃料圧力の比較を行うことができる。したがって、燃圧センサ２０の異常診断を正確に行うことができる。
【００７０】
なお、上記実施形態を以下のように変更して実施することもできる。
【００７１】
・上記実施形態では、第１異常特定における判定対象として、現時点において次に噴射を予定している燃料噴射弁１０（第１燃料噴射弁）に備えられた燃圧センサ２０、及び第１燃料噴射弁の次に噴射を予定している燃料噴射弁１０（第２燃料噴射弁）に備えられた燃圧センサ２０を採用した。しかしながら、第１異常特定における判定対象として、第１燃料噴射弁に備えられた燃圧センサ２０、及び第２燃料噴射弁に備えられた燃圧センサ２０以外の燃圧センサ２０を採用することもできる。例えば、第１燃料噴射弁に備えられた燃圧センサ２０と、第２燃料噴射弁の次に噴射を予定している燃料噴射弁１０（第３燃料噴射弁）に備えられた燃圧センサ２０とを、異常有無の判定体対象として採用することもできる。
【００７２】
・エンジンが５気筒以上の気筒を備え、各気筒に燃料噴射弁１０及び燃圧センサ２０が設けられている燃料噴射システムを対象として、異常が生じている２つ目の燃圧センサが特定された場合に、異常が生じている３つ目の燃圧センサ（第３燃圧センサ）を特定する第３異常特定部を備えるようにしてよい。第３異常特定部による処理は、図８の第２異常特定に準じて行うことができる。こうした構成によれば、第２燃圧センサが特定された場合に、残りの気筒について更に異常が生じている第３燃圧センサを特定することができる。したがって、より詳細に異常が生じた燃圧センサ２０を診断することができる。
【００７３】
・また、上記のように燃料噴射弁１０及び燃圧センサ２０をそれぞれ５つ以上備える燃料噴射システムでは、第２異常特定において、第１燃圧センサ以外の燃圧センサ２０の一部を対象として、燃料圧力の同時検出、及び２つの燃圧センサ２０の複数の組み合わせによる燃料圧力の比較を行ってもよい。例えば、燃料噴射弁１０及び燃圧センサ２０をそれぞれ６つ備える燃料噴射システムでは、第１燃圧センサを特定した場合に、第１燃圧センサ以外の３つの燃圧センサ２０を選択して、それら３つの燃圧センサ２０を判定対象として、上述した第２異常特定を行うことができる。
【００７４】
・上記実施形態では、現時点で次に噴射を予定している所定気筒よりも噴射が行われる順序が１つ前の気筒において、燃料噴射弁１０による噴射が行われていない場合に、全ての燃圧センサ２０により燃料圧力を同時に検出させるようにした。しかしながら、所定気筒よりも噴射が行われる順序が１つ前の気筒において、燃料噴射弁１０により微少量の燃料噴射が行われている場合に、全ての燃圧センサ２０により燃料圧力を同時に検出させることもできる。この場合も、前の噴射による燃料圧力の脈動の影響を小さくすることができる。
【００７５】
・第１異常特定において、第１燃圧センサを特定する態様は任意である。例えば、第２異常特定と同様にして、全ての燃圧センサ２０により燃料圧力を同時に検出させて、２つの燃圧センサ２０の複数の組み合わせで比較結果の多数決を行ってもよい。また、燃圧センサ２０の出力電圧が閾値ＴＨ１未満または閾値ＴＨ２を超える値になっていることをもって、断線または短絡の異常が生じている燃圧センサ２０を特定してもよい。
【００７６】
・上記実施形態では、２つの燃圧センサ２０による検出値の圧力差が、予め設定しておいた閾値Ｐｔｈ以上となっているか否かに応じて、特性異常の有無を診断した。しかしながら、２つの燃圧センサ２０による検出値の比が、予め設定しておいた閾値以上となっているか否かに応じて、特性異常の有無を診断することもできる。
【００７７】
・ディーゼルエンジンに限らず、デリバリパイプを備えるガソリン直噴エンジンに上述した異常診断装置を適用することもできる。
【符号の説明】
【００７８】
１０…燃料噴射弁、１１ａ…高圧通路、１１ｂ…噴孔、２０…燃圧センサ、３０…ＥＣＵ。
【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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