(57)【要約】【課題】燃料圧送系を構成する燃料供給源の正常な圧送動作と異常状態との誤判定を防止することが可能な燃料噴射装置の故障診断装置を提供する。【解決手段】燃料供給ポンプＰは、蓄圧室Ｒと接続された圧力室２３ａ、２３ｂの容積を拡縮する圧送手段と、圧力室２３ａ、２３ｂに向かう流れ方向を順方向とする吸入弁４ａ、４ｂと、吸入弁４ａ、４ｂへの通過燃料量を制御する制御弁６ａ、６ｂと、圧力室２３ａ、２３ｂと蓄圧室Ｒの間に設けられるデリバリバルブ３と、圧送手段、吸入弁４ａ、４ｂ、制御弁６ａ、６ｂ、およびデリバリバルブ３のうち少なくともいずれか一つの動作状態を検出する燃料圧送系動作検出手段Ｓ４と、判定手段（ＥＣＵ）Ｃを備え、判定手段（ＥＣＵ）Ｃは、燃料圧送系動作検出手段Ｓ４による検出結果に基いて燃料圧送系の異常か否かを判定する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を加圧して吐出する燃料供給ポンプと、前記燃料供給ポンプより圧送された燃料を高圧状態で蓄える蓄圧室と、燃料圧送系の異常を判定する判定手段とを備えた燃料噴射装置の故障診断装置において、
前記燃料供給ポンプは、前記蓄圧室と接続された圧力室の容積を拡縮する圧送手段と、
燃料の低圧側から汲み上げ、前記圧力室に燃料を供給する低圧ポンプと、
前記低圧ポンプから前記圧力室に至る燃料経路の途中に、前記低圧ポンプから前記圧力室に向かう流れ方向を順方向とする逆止弁と、
前記低圧ポンプと前記逆止弁との間に設けられ、前記低圧ポンプから前記逆止弁への通過燃料量を制御する制御弁と、
前記圧力室と前記蓄圧室の間に設けられ、前記圧力室内の燃料圧力が前記蓄圧室内の燃料圧力より高くなると前記蓄圧室へ燃料を流通する吐出弁と、
前記燃料供給ポンプにおける、前記圧送手段、前記逆止弁、前記制御弁、および前記吐出弁のうち少なくともいずれか一つの動作状態を検出する燃料圧送系動作検出手段とを備え、
前記判定手段は、前記燃料圧送系動作検出手段による検出結果に基いて異常か否かを判定することを特徴とする燃料噴射装置の故障診断装置。
【請求項２】
前記逆止弁、前記吐出弁、および前記制御弁は、それぞれ、燃料の流通、遮断を切換える弁部を有し、
前記燃料圧送系動作検出手段は、前記弁部を構成する弁体の挙動を検出することを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射装置の故障診断装置。
【請求項３】
前記燃料圧送系動作検出手段は、前記弁体の挙動を検出する弁体動作検出手段であって、
前記弁体動作検出手段は、前記弁体が離座、着座する弁座と、前記弁体が前記弁座から離間する最大リフト量を制限する制限部材とのうちの少なくとも一方に前記弁体が衝突するとき生じる振動を検出することを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射装置の故障診断装置。
【請求項４】
前記燃料圧送系動作検出手段は、前記弁体の挙動を検出する弁体動作検出手段であって、
前記弁体動作検出手段は、前記弁体の変位を検出することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の燃料噴射装置の故障診断装置。
【請求項５】
前記圧送手段は、前記圧力室内に臨み、移動可能な複数のプランジャと、
前記プランジャと相対回転が可能なカムと、
前記プランジャの前記圧力室側の端面とは反対の端面に配置され、前記プランジャの移動と協働可能、かつ前記カムに転接可能なローラおよびシューとを備え、
前記燃料圧送系動作検出手段は、前記カム、前記ローラおよび前記シューを覆う低圧燃料における、前記プランジャの移動により生じる圧力変動を検出することを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の燃料噴射装置の故障診断装置。
【請求項６】
前記制御弁の駆動制御、および前記逆止弁、前記吐出弁の動作特性の推定をする制御手段を備え、
前記判定手段は、前記制御手段による前記制御弁への駆動信号、前記制御手段が推定した前記逆止弁の動作特性、および前記制御手段が推定した前記吐出弁の動作特性の少なくともいずれかと、前記検出結果とを比較して異常か否かを判定することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の燃料噴射装置の故障診断装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記蓄圧室に設けられ、前記蓄圧室内の高圧燃料のコモンレール圧を検出する圧力検出手段と、
前記燃料供給ポンプの回転速度もしくは前記燃料供給ポンプを回転駆動する内燃機関の回転速度を検出する回転速度検出手段とを備え、
前記制御手段は、前記内燃機関の運転状態に応じて設定され前記蓄圧室内に蓄えられる目標コモンレール圧、および前記燃料供給ポンプから前記蓄圧室へ供給する燃料の目標圧送量とを算出し、
前記判定手段は、前記目標コモンレール圧と前記圧力検出手段により実測されたコモンレール圧との差が所定値以上、前記回転速度検出手段により実測された回転速度が所定値以上、および前記目標圧送量が所定値以上であることの全てを満足するとき、異常か否かの診断を開始することを特徴とする請求項６に記載の燃料噴射装置の故障診断装置。
【請求項８】
前記判定手段によって前記燃料圧送系を構成する前記燃料供給ポンプが異常であると判定された場合には、前記燃料圧送系の故障状態を報知する報知手段を備えていることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の燃料噴射装置の故障診断装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記判定手段によって前記燃料圧送系を構成する前記燃料供給ポンプが異常であると判定されると、前記目標圧送量を、前記内燃機関が搭載された車両が走行可能な所定圧送量以下に設定する退避制御を行なうことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の燃料噴射装置の故障診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料噴射装置の故障診断装置に関し、特に高圧燃料供給源としての燃料供給ポンプの故障診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料噴射装置としては、例えばディーゼル機関用燃料噴射システムとしての蓄圧式燃料噴射装置において、ディーゼル機関により回転駆動され、燃料を高圧化して吐出する燃料供給ポンプと、この燃料供給ポンプから吐出された高圧燃料を蓄圧し、一種のサージタンクとして機能するコモンレールとを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このコモンレールは、各気筒に設けられたインジェクタに連通する共通の蓄圧装置であって、コモンレール内の高圧燃料を所定のタイミングでインジェクタにより各気筒の燃焼室に噴射される。この種の蓄圧式燃料噴射装置は、コモンレール内の燃料圧力が所定圧力に保持されるように、コモンレールに、燃料供給ポンプによって所定の流量の高圧燃料が圧送供給される必要がある。
【０００３】
特許文献１は、燃料供給ポンプあるいはコモンレール等の燃料圧送系の異常や故障を検出する検出手法を開示している。この従来技術によると、コモンレール内の燃料圧力、いわゆるコモンレール圧を圧力センサによって検出し、このコモンレール圧の圧力パターン、例えば圧力変動による圧力差から、燃料圧送系の異常を判定する。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−２３８３９２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術では、圧力差を検出するため、インジェクタの異常時あるいは正常な噴射制御による多段噴射時等において、これら噴射により圧力降下もしくは圧力上昇の様々な態様が生じるため、圧力差を検出し、検出した圧力差から燃料供給ポンプの異常や故障を精度よく判定することは難しい。
【０００６】
これに対して、燃料供給ポンプにおける高圧燃料を吐出する吐出能力から異常や故障を判定する方法が考えられる。この吐出能力は、燃料供給ポンプからコモンレールへ圧送される流量と、インジェクタから噴射される噴射量と、燃料供給ポンプを含めた蓄圧式燃料噴射装置全体のリーク量との燃料収支から求めることは可能である。しかしながら、燃料供給ポンプおよびインジェクタ性能の経時変化により検出精度が悪化するおそれがある。
【０００７】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、したがってその目的は、燃料圧送系の異常を精度よく検出可能で、燃料圧送系を構成する燃料供給源の正常な圧送動作と異常状態との誤判定を防止することが可能な燃料噴射装置の故障診断装置を提供することにある。
【０００８】
さらに、別の目的は、燃料供給源の正常な圧送動作と異常状態との誤判定の防止が図れるとともに、燃料供給源の異常あるいは故障箇所の特定が可能な燃料噴射装置の故障診断装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１によれば、燃料を加圧して吐出する燃料供給ポンプと、燃料供給ポンプより圧送された燃料を高圧状態で蓄える蓄圧室と、燃料圧送系の異常を判定する判定手段とを備えた燃料噴射装置の故障診断装置において、燃料供給ポンプは、蓄圧室と接続された圧力室の容積を拡縮する圧送手段と、燃料の低圧側から汲み上げ、圧力室に燃料を供給する低圧ポンプと、低圧ポンプから圧力室に至る燃料経路の途中に、低圧ポンプから圧力室に向かう流れ方向を順方向とする逆止弁と、低圧ポンプと逆止弁との間に設けられ、低圧ポンプから逆止弁への通過燃料量を制御する制御弁と、圧力室と蓄圧室の間に設けられ、圧力室内の燃料圧力が蓄圧室内の燃料圧力より高くなると蓄圧室へ燃料を流通する吐出弁と、燃料供給ポンプにおける、圧送手段、逆止弁、制御弁、および吐出弁のうち少なくともいずれか一つの動作状態を検出する燃料圧送系動作検出手段とを備え、判定手段は、燃料圧送系動作検出手段による検出結果に基いて異常か否かを判定する。
【００１０】
燃料ポンプは、低圧ポンプ、制御弁、逆止弁、圧力室の容積を拡縮する圧送手段、および吐出弁を備え、燃料の低圧側から蓄圧室への燃料経路に、低圧ポンプ、制御弁、逆止弁、および吐出弁の順で配置されている。圧力室の容積拡大時つまり吸入行程では、制御弁の開弁動作により逆止弁を介して燃料が順方向つまり圧力室に向かって流れる。制御弁が閉弁動作すると、燃料の順方向流れが停止され、圧力室への燃料充填が終了する。なお、制御弁が開弁動作および閉弁動作すると、逆止弁は、ほぼ同時期に開弁、閉弁する。圧力室の容積収縮時つまり圧送行程では、燃料圧送手段による加圧動作により高圧燃料が吐出弁の開弁動作を通じて蓄圧室に圧送される。
【００１１】
従来構成では、燃料圧送系等の燃料系統の異常を判定する手段として、蓄圧室内に蓄えられた燃料圧力いわゆるコモンレール圧を検出し、検出したコモンレール圧の検出結果等により異常の有無を判定していたため、高圧燃料の供給源である燃料供給ポンプの正常動作を、異常との誤判定をするおそれがある。
【００１２】
これに対して、逆止弁、制御弁、吐出弁、および圧送手段のうち少なくともいずれか一つの動作状態を検出する燃料圧送系動作検出手段を備えるので、異常を検出する検出精度の向上が図れる。その結果、例えば多段噴射制御時等における正常な燃料供給ポンプの圧送動作を、異常状態であると判定する誤判定を防止することが可能である。
【００１３】
本発明の請求項２によれば、逆止弁、吐出弁、および制御弁は、それぞれ、燃料の流通、遮断を切換える弁部を有するため、燃料圧送系動作検出手段としては弁部を構成する弁体の挙動を検出することで、逆止弁、吐出弁、および制御弁における動作状態を検出することが可能である。
【００１４】
本発明の請求項３によれば、燃料圧送系動作検出手段は、弁体の挙動を、例えば振動信号として検出する振動センサ等の弁体動作検出手段であって、弁体動作検出手段は、弁体が離座、着座する弁座と、弁体が弁座から離間する最大リフト量を制限する制限部材とのうちの少なくとも一方に前記弁体が衝突するとき生じる振動を検出することができる。
【００１５】
本発明の請求項４によれば、燃料圧送系動作検出手段は、弁体の挙動を、例えば変位信号として検出するリフトセンサ等の弁体動作検出手段であって、弁体動作検出手段は、弁体の変位を検出することができる。
【００１６】
本発明の請求項５によれば、圧送手段は、圧力室内に臨み、移動可能な複数のプランジャと、プランジャと相対回転が可能なカムと、プランジャの圧力室側の端面とは反対の端面に配置され、プランジャの移動と協働可能、かつカムに転接可能なローラおよびシューとを備えているため、燃料圧送系動作検出手段としては、カム、ローラおよびシューを覆う低圧燃料における圧力変動を検出することで、プランジャの移動を検出することが可能である。
【００１７】
本発明の請求項６によれば、制御弁を駆動制御、および逆止弁、吐出弁の動作特性の推定をする制御手段を備え、判定手段は、制御手段による前記制御弁への駆動信号、制御手段が推定した逆止弁の動作特性、および制御手段が推定した吐出弁の動作特性の少なくともいずれかと、検出結果とを比較して異常か否かを判定する。
【００１８】
これにより、判定手段は、燃料圧送系動作検出手段で検出した検出結果と、この検出結果に対応した、制御手段による制御弁への駆動信号、制御手段が推定した逆止弁の動作特性、および制御手段が推定した吐出弁の動作特性の少なくともいずれかとを比較するので、異常か否かを確実に判定することが可能である。
【００１９】
本発明の請求項７によれば、制御手段は、蓄圧室に設けられ、蓄圧室内の高圧燃料のコモンレール圧を検出する圧力検出手段と、燃料供給ポンプの回転速度もしくは燃料供給ポンプを回転駆動する内燃機関の回転速度を検出する回転速度検出手段とを備え、制御手段は、内燃機関の運転状態に応じて設定され蓄圧室内に蓄えられる目標コモンレール圧、および燃料供給ポンプから蓄圧室へ供給する燃料の目標圧送量とを算出し、判定手段は、目標コモンレール圧と圧力検出手段により実測されたコモンレール圧との差が所定値以上、回転速度検出手段により実測された回転速度が所定値以上、および目標圧送量が所定値以上であることの全てを満足するとき、異常か否かの診断を開始する。
【００２０】
制御手段は、蓄圧室に設けられ、蓄圧室内の高圧燃料のコモンレール圧を検出する圧力センサ等の圧力検出手段と、燃料供給ポンプの回転速度もしくは燃料供給ポンプを回転駆動する内燃機関の回転速度を検出する回転センサ等の回転速度検出手段とを備えている。この制御手段は、例えば回転センサ等の運転状態検出手段により検出し、これら検出した検出信号から内燃機関の運転状態を判断する。そして、制御手段は、この内燃機関の運転状態に対応した、蓄圧室に蓄えられる目標コモンレール圧、および燃料供給ポンプから蓄圧室へ供給する燃料の目標圧送量とを算出する。
【００２１】
判定手段は、目標コモンレール圧と圧力検出手段により実測されたコモンレール圧との差が所定値以上、回転速度検出手段により実測された回転速度が所定値以上、および目標圧送量が所定値以上であることの全てを満足するとき、異常か否かの診断を開始するので、判定手段における判定方法によっては誤判定してしまうことを防止することが可能である。
【００２２】
例えば燃料供給ポンプにおける運転範囲において、燃料供給ポンプの圧送能力が低い領域、例えば回転速度が低速領域で、かつ要求負荷が低負荷領域である場合では、燃料供給ポンプの目標圧送量が小さく、結果として、燃料圧送系動作検出手段による検出信号が小さくなる。検出信号が小さい場合には、検出精度が低下する可能性がある。この様な領域では、判定手段による診断を禁止することで、誤判定の防止が図れる。
【００２３】
本発明の請求項８によれば、判定手段によって燃料圧送系を構成する燃料供給ポンプが異常であると判定された場合には、燃料圧送系の故障状態を報知する報知手段を備えている。
【００２４】
これにより、運転者、あるいは車両の運転者等の乗員等のユーザに修理を促すことができる。
【００２５】
さらに、ユーザが燃料圧送系の故障状態を知らされないまま、異常または故障状態にある燃料噴射装置を運転しようとして生じる２次故障等を防止することが可能である。例えば燃料供給ポンプの圧送能力が、燃料供給ポンプの異常または故障が原因で低下している場合、正常な燃料供給ポンプであっても吐出能力が他の運転条件より低くなる始動時において、始動を何度も試みようと繰返すために車両のバッテリ電圧を低下させてしまうことを防止することができる。
【００２６】
本発明の請求項９によれば、制御手段は、判定手段によって燃料圧送系を構成する燃料供給ポンプが異常であると判定されと、目標圧送量を、内燃機関が搭載された車両が走行可能な所定圧送量以下に設定する退避制御を行なう。
【００２７】
これにより、判定手段によって燃料供給ポンプが異常であると判定された場合に、直ちに燃料噴射装置から内燃機関への噴射燃料の供給停止を行なうのではなく、通常の燃料噴射制御と異なる退避制御を行なうので、少なくとも車両の走行を可能にすることができる。その結果、車両つまり燃料噴射装置にリンプホーム機能を持たせることが可能である。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明の燃料噴射装置の故障診断装置を、ディーゼル機関に搭載されるコモンレール式燃料噴射装置に適用して、具体化した実施形態を図面に従って説明する。
【００２９】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態の燃料噴射装置の故障診断装置を適用するコモンレール式燃料噴射装置のシステム概略構成を表す構成図である。図２は、図１中の燃料供給ポンプの要部を表わす断面図であって、燃料圧送系に係る構成を示す部分的断面図である。図４は、図２中の圧送手段を示す断面図であって、図４（ａ）は図２のＡ−Ａから、図４（ｂ）は図２のＢ−Ｂからみた断面図である。図５は、図２に示す燃料供給ポンプに係る燃料圧送系の燃料経路を示す模式的燃料回路図である。図７は、実施形態に係わる燃料圧送系の異常有無を診断するための制御処理を示すフローチャートである。なお、図３は、図１中の燃料供給ポンプの全体構成を示す部分的断面図である。図６は、本実施形態に適用した燃料供給ポンプの作動を説明するためのタイムチャートである。
【００３０】
図１に示すように、燃料噴射装置は、燃料を加圧して吐出する燃料供給ポンプＰと、燃料供給ポンプＰから吐出された燃料を高圧状態で蓄える蓄圧室（以下、コモンレールと呼ぶ）Ｒと、多気筒（図１では４気筒）ディーゼル機関（以下、エンジンと呼ぶ）Ｅの各気筒毎に設けられ、コモンレールＲに蓄圧された高圧燃料をその気筒の燃焼室に噴射供給する燃料噴射弁（以下、インジェクタと呼ぶ）Ｉと、これらの燃料圧送系を含むエンジンＥを構成する装置を駆動制御する制御手段（以下、ＥＣＵと呼ぶ）Ｃとを備えている。なお、このＥＣＵ１０は、エンジンＥを制御する制御装置であって、燃料供給ポンプＰの制御に限らず、複数のインジェクタＩ等を電子制御する電子式コントロールユニットである。各気筒毎に設けられたインジェクタＩは、各気筒供給の蓄圧室としてのコモンレールＲに接続されている。インジェクタＩからエンジンＥの各燃焼室への燃料の噴射は、噴射制御用電磁弁Ｂ１のＯＮ−ＯＦＦにより制御され、電磁弁Ｂ１が開弁している間、コモンレールＲ内の燃料がインジェクタＩによりエンジンＥに噴射される。
【００３１】
なお、以下の説明においてエンジンＥは４気筒として説明する。
【００３２】
コモンレールＲには供給配管Ｒ１を介して高圧燃料を供給する燃料供給ポンプＰが接続されている。燃料供給ポンプＰは、フィードポンプＰ１、吐出弁Ｂ２、圧送燃料調量弁Ｐ２、および燃料圧送系動作検出手段Ｓ４を含んで構成されている。燃料供給ポンプＰは、燃料タンクＴから低圧ポンプ（以下、フィードポンプと呼ぶ）Ｐ１を経て吸入される低圧燃料を高圧に加圧し、コモンレールＲ内の燃料を所定の高圧いわゆるコモンレール圧に制御する。
【００３３】
ＥＣＵＣは、ＣＰＵ等を有する一般的なハード構成のもので、これに入力する各種センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３の入力等に基いてインジェクタＩおよび燃料供給ポンプＰにそれぞれ制御信号を出力してインジェクタＩおよび燃料供給ポンプＰを制御するようになっている。ＥＣＵＣには、例えば回転速度検出手段としてのエンジン回転数センサＳ２、気筒判別センサＳ３等より、エンジンＥの運転状態に係る情報が入力される。また、コモンレールＲには、コモンレール圧を検出する圧力検出手段としての圧力センサＳ１が配設され、これよりＥＣＵＣにコモンレール圧の情報が入力している。ＥＣＵＣは、これらの情報に基づき最適の噴射時期、噴射量（噴射期間）を決定して噴射制御用電磁弁Ｂ１に制御信号を出力する。さらに、ＥＣＵＣは、これらエンジンＥの運転状態に係わる情報からコモンレールＲ内に蓄えられるべき目標コモンレール圧、および燃料供給ポンプＰからコモンレールへ供給する高圧燃料の目標圧送量を算出する。この目標圧送量に基いて燃料供給ポンプＰの圧送量つまり吐出量を制御する。
【００３４】
次に、燃料供給ポンプＰの構成について、図２から図５に従って説明する。図３に示すように、ポンプハウジング１内には、エンジンＥ（図１参照）によってエンジンＥの回転と同期して回転駆動されるドライブシャフトＤが挿通保持されている。このドライブシャフトＤの左端部には、タイミングプーリー５１が固定されている。その外周に懸架されるタイミングベルト（図示せず）等を介して、ドライブシャフトＤはエンジンＥによって回転駆動される。ドライブシャフトＤの右端側には低圧燃料供給用のベーン式フィードポンプＰ１が連結されている。フィードポンプＰ１はドライブシャフトＤと一体に回転し、燃料タンクＴ（図１参照）から燃料を吸入して所定のフィード圧にて燃料を低圧流路１１、１２、ヘッド１４内の低圧流路１３を通してヘッド１４の内部に形成される燃料溜まり５ａに送出している。フィードポンプＰ１の燃料吐出側と燃料吸入側とは、吐出圧力が調節できるように図示しない圧力調整弁を介して接続されている。このように、可変吐出量高圧ポンプＰは図１に示したフィードポンプＰ１を内蔵する構成となっている。ドライブシャフトＤは、ベアリングＤ１、Ｄ２を介してポンプハウジング１に回転可能に支持されており、その右端部にインナーカム８が一体に形成されている。ポンプハウジング１の右端開口にはヘッド１４が嵌着されており、このヘッド１４は左端中央部が突出してインナーカム８内に挿通するように配置されている。
【００３５】
ヘッド１４の下端部には、圧力室２３ａへの低圧燃料の流入量を制御、すなわち、フィードポンプＰ１と後述の吸入弁４ａとの間の通過燃料量を制御するための制御弁６ａが配設されている。ヘッド１４の右端中央部内には、逆止弁（以下、吸入弁と呼ぶ）４ａが配設されている。また、吸入弁４ａの上方には吐出弁（以下、デリバリバルブと呼ぶ）３が配設されている。なお圧力室２３ａに対応する制御弁６ａ、吸入弁４ａの他に、図示しない位置に圧力室２３ｂに対応する制御弁６ｂ、吸入弁４ｂが設けられている。なお、ここで、制御弁６ａ、６ｂは、図１示す圧送燃料調量弁Ｐ２を構成している。また、図１に示す吐出弁Ｂ２は、デリバリバルブ３を構成している。
【００３６】
なお、以下の説明では、圧力室２３ａに対応する制御弁６ａおよび吸入弁４ａを含む側の構成について詳述し、圧力室２３ｂに対応する制御弁６ｂおよび吸入弁４ｂを含む側の構成についての説明は省略する。
【００３７】
また、ヘッド１４には、図５に示すように、制御弁６ａから圧力室２３ａへ至る燃料経路と、圧力室２３ａからデリバリバルブ３に至る燃料経路が形成されている。図３において、ヘッド１４には、制御弁６ａから吸入弁４ａに至る流路７２、７１ａが形成され、吸入弁４ａから圧力室２３ａに至る流路３０ａ、４０ａが形成されている。また、流路３０ａ、４０ａのうち、圧力室２３ａ側の流路４０ａから分岐してデリバリバルブ３に至る流路として、吐出孔１６ｂが形成されている。なお、制御弁６ｂから圧力室２３ｂへ至る燃料経路、および圧力室２３ｂからデリバリバルブ３に至る燃料経路も同様な構成となっている（図５参照）。
【００３８】
制御弁６ａは、通電により電磁力を発生する電磁駆動部と、電磁駆動部に発生、消失する電磁力により開弁、閉弁する弁部とを有する周知の電磁弁であればいずれの弁装置であってもよい。本実施例の制御弁６ａは、図２に示すように、コイル６２を内蔵するハウジング６１と、その上端部内に嵌装固定されるバルブボディ６８を有し、バルブボディ６８に設けたシリンダ６９内に、弁体７３を摺動可能に保持している。制御弁６ａは、ハウジング６１外周に設けたフランジ６３に図示しないボルトを挿通することによって固定されている。弁体７３の上端部周りには環状の流路７４ａが形成され、流路７４ａは流路７４ｂにて上記燃料溜まり５ａと連通するとともに、流路７４ｃにて、吸入弁４ａに至る流路７２と連通している。弁体７３の下端にはアーマチャ６４が圧入固定してあり、アーマチャ６４は、ステータ６５と一定の間隔で対向している。ステータ６５の外側には上記コイル６２が配され、ステータ６５内部に設けたスプリング室６６内にはスプリング６７が配設されて、上記アーマチャ６４を図の上方に付勢している。
【００３９】
流路７４ｃの開口端には略円錐状の弁座（以下、シート面７５と呼ぶ）が形成してあり、コイル６２に通電しない図示の状態で、弁体７３の先端部がこのシート面７５に着座して上記流路７４ａ、７４ｃ間を閉鎖するように構成されている。ＥＣＵＣからの制御信号によりコイル６２へ通電されると、アーマチャ６４が吸引され、これと一体の弁体７３先端部がシート面７５から離れて、流路７４ａ、７４ｃ間を開放する。このように、制御弁６ａを、非通電状態で閉弁する構成いわゆるノーマオープンタイプとすることで、コイルの破損時に燃料の圧送が行われないようにする効果がある。なお、図示しない制御弁６ｂも同様の構成となっている。
【００４０】
ヘッド１４の左端中央部には、図２に示すように、内部に圧力室２３ａ、２３ｂを形成する第１、第２のシリンダ２ａ、２ｂが形成してある。シリンダ２ａとシリンダ２ｂとはドライブシャフトＤの軸方向に間隔をおいて配置され、これらシリンダ２ａ、２ｂは、軸線が互いに直交する方向となるように形成されている。また、シリンダ２ａ、２ｂは、それぞれドライブシャフトＤの軸線と直交する方向に形成されている。図４（Ａ）は、図２のＡ−Ａ断面であり、第１のシリンダ２ａ内に、第１の一対のプランジャ２１ａ、２１ｃが対向して配置され、それぞれ往復動自在かつ摺動自在に支持されている。シリンダ２ａの内壁面とプランジャ２１ａ、２１ｃの端面とで区画される空間は、第１の圧力室２３ａを形成する。図４（Ｂ）は、図２のＢ−Ｂ断面であり、同様に、第２のシリンダ２ｂ内に、第２の一対のプランジャ２１ｂ、２１ｄが対向して配置され、それぞれ往復動自在かつ摺動自在に支されている。シリンダ２ｂの内壁面とプランジャ２１ｂ、２１ｄの端面とで区画される空間は、第２の圧力室２３ｂを形成する。
【００４１】
一対のプランジャ２１ａ、２１ｃは、図４（Ａ）に示すように、その一方のプランジャ２１ａが、他方のプランジャ２１ｃより短くなるように形成され、従って、圧力室２３ａは、シリンダ２ａの中央よりややずれた位置にある。一対のプランジャ２１ｂ、２１ｄも同様で、図４（Ｂ）に示すように、プランジャ２１ｂが他方のプランジャ２１ｄより短く、圧力室２３ｂは摺動孔２ｂの中央よりややずれた位置に形成される。このようにすることで、流路４０ａ、４０ｂ、流路３０ａ、３０ｂを形成し易くなる。その結果、吸入弁４ａおよび制御弁６ａと、吸入弁４ｂおよび制御弁６ｂとを所定の間隔を置いて配置することが容易となる。
【００４２】
また、各プランジャ２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの外側端部には、それぞれシュー２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄが設けられ、各シュー２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄにローラ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄが回転自在に保持されている。シュー２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄはその端面がシューガイド１５とプレート７により摺動自在となっている（図２および図３参照）。シューガイド１５とプレート７とは、図略のボルトによりヘッド１４に固定されている。プレート７とドライブシャフトＤの間には、ワッシャ７６が挿入されており、ドライブシャフトＤとワッシャ７６間、ワッシャ７６とプレート７間が回転すべりするようになっている。
【００４３】
インナーカム８は、複数のシリンダ２ａ、２ｂに対し共通に設けられ、その回転により、プランジャ２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄをシリンダ２ａ、２ｂ内で往復動させるように構成されている。インナーカム８の内周面は、複数のカム山を有するカム面８１となしてあり、このカム面８１に、ローラ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄの外周が摺接するように配置されている。なお、本実施例ではインナーカム８の内周面を楕円形に形成し、カム山を等間隔で２つ形成している（図４（Ａ）において、プランジャ２１ａ、２１ｃと対向する位置）。ドライブシャフトＤと一体となったインナーカム８が回転すると、プランジャ２１ａ、２１ｃがシリンダ２ａ内を、プランジャ２１ｂ、２１ｄがシリンダ２ｂ内を往復移動し、プランジャ２１ａ、２１ｃとプランジャ２１ｂ、２２ｄとが交互に上昇して、圧力室２３ａ、２３ｂ内の燃料をそれぞれ加圧する。
【００４４】
なお、ここで、プランジャ２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄと、ローラ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄと、シュー２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄと、インナーカム８（詳しくは、カム面８１）と、シリンダ２ａ、２ｂとは、圧力室２３ａ、２３ｂの容積を拡縮する圧送手段を構成している。圧送手段は、互いに独立な２つのシリンダ２ａ、２ｂにそれぞれ２本のプランジャを配置している。シリンダ２ａと一対のプランジャ２１ａ、２１ｃ、およびこれら囲まれた圧力室２３ａとからなる燃料圧送系を、第１の圧送系と呼び、シリンダ２ｂと一対のプランジャ２１ｂ、２１ｄ、およびこれら囲まれた圧力室２３ｂとからなる圧送系を、第２の圧送系と呼ぶ。なお、プランジャ２１ａ、２１ｃ、と、ローラ２２ａ、２２ｃと、シュー２４ａ、２４ｃと、シリンダ２ａと、インナーカム８（詳しくは、カム面８１）とは第１の圧送手段を構成し、プランジャ２１ｂ、２１ｄと、ローラ２２ｂ、２２ｄと、シュー２４ｂ、２４ｄと、シリンダ２ｂと、インナーカム８（詳しくは、カム面８１）とは第２の圧送手段を構成する。第１の圧送手段、第２の圧送手段は、それぞれ第１の圧送系、第２の圧送系を通じて交互に圧送を行なう。
【００４５】
吸入弁４ａは逆止弁の構造を有し、図２に示すように、ハウジング４２を左右方向に貫通する流路４３と、この流路４３を開閉する弁体４４とを有する。流路４３は、燃料経路途中で、圧力室２３ａ方向（図２の左方向）に向かって拡径する円錐状の弁座（以下、シート面と呼ぶ）４５を有する。弁体４４は、スプリングストッパ４１内に保持されるスプリング４６によってシート面４５側（図２の右方向）に付勢され、シート面４５に着座している。このように、吸入弁４ａは図示の通常状態で閉弁しており、制御弁６ａが開弁して燃料溜まり５ａから低圧燃料が流入するとともに流路３０ａの圧力（詳しくは圧力室２３ａの圧力）が低下すると開弁するように構成されている。この開弁時において、低圧燃料は、流路７２、ハウジング４２外周に設けた環状流路４８、ハウジング４２内部の流路４９、流路４３、スプリングストッパ４１内の流路５０、ヘッド１４に設けた流路３０ａ、４０ａを通って、圧力室２３ａに流入する。
【００４６】
図２に示されない吸入弁４ｂの構造も、吸入弁４ａと同様な構成を有する。制御弁６ｂが開弁して燃料溜まり５ｂから低圧燃料が流入するとともに流路３０ｂの圧力（詳しくは圧力室２３ｂの圧力）が低下すると開弁するように構成されている。開弁時において、低圧燃料は、流路７２、ハウジング４２外周に設けた環状流路４８、ハウジング４２内部の流路４９、流路４３、スプリングストッパ４１内の流路５０、ヘッド１４に設けた流路３０ｂ、４０ｂを通って、圧力室２３ｂに流入する。なお、これら吸入弁４ａ、４ｂは、スクリュ４７によって、ヘッド１４内に固定される。
【００４７】
デリバリバルブ３は逆止弁機能を有し、弁体としてのボール３１ａ、３１ｂを備えている。ボール３１ａは、圧力室２３ａつまり第１の圧送系に連通する吐出孔１６ａに続く流路を、ボール３１ｂは、圧力室２３ｂ（図４（Ｂ）参照）つまり第２の圧送系に連通する吐出孔１６ｂに続く流路を開閉するように構成されている。各圧力室２３ａ、２３ｂで加圧された燃料の圧力がコモンレールＲの圧力より高くなると、ボール３１ａまたはボール３１ｂが開弁し、供給配管Ｒ１を通ってコモンレールＲに供給される。ここで、圧力室２３ａ、２３ｂにおける燃料の加圧は交互になされるため、ボール３１ａ、３１ｂを介しての燃料の吐出も交互になされることになる。なおコモンレールＲへの供給圧力はエンジンＥの運転状態によって異なる。
【００４８】
また、圧力室２３ａ、２３ｂへの低圧燃料の供給系は、燃料溜まり５ａ、制御弁６ａ、吸入弁４ａ、および流路３０ａを順に経て圧力室２３ａに至る燃料経路を有する第１の供給系と、燃料溜まり５ｂ、制御弁６ｂ、吸入弁４ｂ、流路３０ｂを順に経て圧力室２３ｂに至る燃料経路を有する第２の供給系を有する。
【００４９】
次に、図６を用いて上記構成を有する燃料供給ポンプＰにおける吐出動作について説明する。図中、カム＃１は、図４（Ａ）におけるプランジャ２１ａ、２１ｃに対向する、カム面８１上の点８１ａ、８１ｃにおけるリフト量を示す。カム＃２は、図４（Ｂ）におけるプランジャ２１ｂ、２１ｄに対向する、カム面８１上の点８１ｂ、８１ｄにおけるリフト量を示す。ＳＣＶ＃１は制御弁６ａの弁体７３のリフト量であり、ＳＣＶ＃２は制御弁６ｂの弁体７３のリフト量である。
【００５０】
インナーカム８が回転することでカム＃１、カム＃２が上昇と下降を繰り返す。シリンダ２ａ、２ｂの形成方向が互いに直交しているので、カム＃１とカム＃２とは１８０°ＣＡ位相が異なり、一方の圧力室２３ａ（２３ｂ）の非圧送時である燃料吸入時に他方の圧力室２３ｂ（２３ａ）が圧送作動をするようになっている。
【００５１】
圧力室２３ａ、２３ｂにおける吸入、圧送作動について説明する。制御弁６ａのコイル６２への通電は、カム＃１が下降を開始する時点で制御弁６ａの弁体７３が開弁するように、これより先立って行われる。制御弁６ａの通電をオンすると、燃料溜まり５ａから、制御弁６ａの流路７４ｃ、７２、吸入弁４ａ内の流路４３、流路３０ａ、４０ａを通って、燃料が圧力室２３ａに流入する。この時、流入する燃料によって、プランジャ２１ａ、２１ｃはカム面８１側に押しつけられながら下降し圧力室２３ａの容積拡大にともなって燃料の吸入が行われる。
【００５２】
ＥＣＵＣから制御弁６ａのコイル６２への通電が停止されると、制御弁６ａの弁体７３が閉弁する。吸入弁４ａは、弁体７３が閉弁するとほぼ同時期に、閉弁する。その結果、圧力室２３ａへの燃料の吸入は停止する。その後も、カム＃１は下降し続けるが、吸入が終了すると、プランジャ２１ａ、２１ｃのリフトは停止して、カムローラ２２ａ、２２ｃとインナーカム８は離れる。
【００５３】
その後、カム＃１が上昇に転じると、圧送行程に入る。カム＃１が上昇を開始しても、プランジャ２１ａ、２１ｃはすぐには上昇を開始しない。カム＃１のリフト量がプランジャ２１ａ、２１ｃのリフト量となると、カムローラ２２ａ、２２ｃがインナーカム８に当接する。当接すると、カムローラ２２ａ、２２ｃがシュー２４ａ、２４ｃを介してプランジャ２１ａ、２１ｃを上昇させる。このとき、吸入弁４ａは閉弁している。その後、プランジャ２１ａ、２１ｃの上昇とともに圧力室２３ａの容積が縮小し、圧力室２３ａ内の燃料を加圧するため、圧力室２３ａ内の圧力が次第に高くなる。圧力室２３ａ、２３ｃ内の燃料の圧力が所定圧を越えると、吐出孔１６ａ、デリバリバルブ３を経て、供給配管Ｒ１よりコモンレールＲに高圧燃料が供給される（図１参照）。カム＃１のリフト量が最大となりプランジャ２１ａ、２１ｃのリフトが最大点に達すると、圧送が終了する。
【００５４】
この間に制御弁６ａとは略１８０°ＣＡ遅れて制御弁６ｂに通電され、カム＃２が下降を開始し、圧力室２３ａの場合と同様に圧力室２３ｂにおける燃料の吸入、圧送が行われる。
【００５５】
次に、本発明の要部である燃料噴射装置の故障診断装置に係る構成について図２および図７に従って説明する。故障診断装置は、燃料圧送系動作検出手段Ｓ４と、燃料圧送系動作検出手段Ｓ４による検出結果に基いて燃料供給ポンプＰが異常か否かを判定する判定手段とを含んで構成されている。なお、判定手段は、ＥＣＵＣに含まれる構成の場合であっても、ＥＣＵＣの制御回路とは別に、判定手段を備えた判定回路が構成される場合であってもよい。なお、以下の実施例の説明では、判定手段は、ＥＣＵＣに含まれるものとする。
【００５６】
図２に示すように、燃料圧送系動作検出手段Ｓ４は、デリバリバルブ３に取付けられている。詳しくは、デリバリバルブ３は、ボール３１ａ、３１ｂと、ボール３１ａ、３１ｂが着座、離座する弁座（以下、シート面と呼ぶ）３２ａと、ガスケット３３と、ホルダ３４とを含んで構成されている。シート面３２ａは、ボール３１ａ、３１ｂを収容し、吐出孔１６ａ、１６ｂに続く流路を有する弁ハウジング３２に形成され、供給配管Ｒ１方向に向かって拡径する円錐状となっている。ガスケット３３は、ボール３１ａ、３１ｂがシート面３２ａから離座する最大リフト量を制限する制限部材を構成している。ホルダ３４には、燃料圧送系動作検出手段Ｓ４としての振動センサが固定されている。ホルダ３４は、ボール３１ａ、３１ｂがシート面３２ａおよびガスケット３３の少なくとも一方に衝突するとき生じる振動を伝達する振動伝達部材を構成している。振動センサＳ４から検出された振動信号は、ＥＣＵＣに入力される。なお、振動センサＳ４は、振動を検出ことが可能であればいずれの装置、機器であってもよい。
【００５７】
次に、ＥＣＵＣが、振動センサＳ４により検出された検出信号に基いて異常か否かを判定する制御処理について、以下図７に従って説明する。
【００５８】
Ｓ５０１（Ｓはステップを表わす）では、故障診断を開始するか否かを診断開始条件で判断する。エンジンＥの運転状態の情報から算出した目標コモンレール圧と、圧力センサＳ１により実測されたコモンレール圧との差が所定値以上、回転数センサＳ２により実測された回転速度が所定値以上、およびエンジンＥの運転状態の情報から算出した目標圧送量（目標吸入量）が所定値以上であることというこれら診断開始条件を満足する場合には、故障診断を開始する、すなわちＳ５０２へ移行する。逆に満足しない場合には当該処理を終了して待機、または当該処理を再び実行する。なお、この目標圧送量（目標吸入量）に応じて制御弁６ａがＥＣＵＣによって制御されている。
【００５９】
Ｓ５０２では、第１の圧送系（図６に示すカム＃１）での圧送開始タイミングを算出し、第１の圧送系の圧送期間を求める。すなわち、ＥＣＵＣに駆動制御される制御弁６ａの開弁期間（図６に示すＳＣＶ＃１）に応じて圧力室２３ａに充填される燃料量つまり圧送量（吸入量）が決まるため、図６に示すカム＃１のリフト量が、その吸入量位置にあるプランジャ２１ａ、２１ｃのリフト量になると圧送が開始されるので、目標圧送量（目標吸入量）から第１の圧送系の圧送開始時期と圧送期間とを算出できる。さらに、Ｓ５０２では、振動センサＳ４による振動信号から、デリバリバルブ３のボール３１ａの挙動を検出する。
【００６０】
次に、Ｓ５０３では、第１の圧送系（図６に示すカム＃１）の圧送期間中にボール３１ａの挙動を検出したか否かを判断する。圧送期間中にボール３１ａの挙動を検出したならば、Ｓ５０４へ移行する。逆に圧送期間中にボール３１ａの挙動を検出しなかったならば、Ｓ５０５へ移行し、第１の圧送系が異常状態であると判定する。
【００６１】
Ｓ５０４では、第２の圧送系（図６に示すカム＃２）での圧送開始タイミングを算出し、第２の圧送系の圧送期間を求める。図６に示すカム＃２のリフト量が、その吸入量位置にあるプランジャ２１ｂ、２１ｄのリフト量になると圧送が開始されるので、目標圧送量（目標吸入量）から第１の圧送系の圧送開始時期と圧送期間とを算出できる。さらに、Ｓ５０４では、振動センサＳ４による振動信号から、デリバリバルブ３のボール３１ｂの挙動を検出する。
【００６２】
次に、Ｓ５０６では、第２の圧送系（図６に示すカム＃２）の圧送期間中にボール３１ｂの挙動を検出したか否かを判断する。圧送期間中にボール３１ｂの挙動を検出したならば、Ｓ５０１へ移行する。逆に圧送期間中にボール３１ｂの挙動を検出しなかったならば、Ｓ５０７へ移行し、第２の圧送系が異常状態であると判定する。なお、燃料圧送系動作検出手段Ｓ４をデリバリバルブ３に取付ける場合には、第１の圧送系の異常状態、第２の圧送系の異常状態は、それぞれ異常検出部の上流側に配置される部材、すなわち第１の圧送手段、吸入弁４ａ、制御弁６ａのいずれか、第２の圧送手段、吸入弁４ｂ、制御弁６ｂのいずれかが異常、あるいは故障していると判断される。
【００６３】
これにより、燃料圧送系を構成する燃料供給ポンプＰの異常を検出する検出精度の向上が図れる。その結果、例えば多段噴射制御時等における正常な燃料供給ポンプＰの圧送動作を、異常状態であると判定する誤判定を防止することが可能である。
【００６４】
（第２の実施形態）
以下、本発明を適用した他の実施形態を説明する。なお、以下の実施形態においては、第１の実施形態と同じもしくは均等の構成には同一の符号を付し、説明を繰返さない。
【００６５】
第２の実施形態では、燃料圧送系動作検出手段Ｓ４を、第１の実施形態で説明した振動センサに代えて、図８に示すように、リフトセンサとする。図８は、本実施形態に係わる燃料圧送系における燃料圧送系動作検出手段を示す部分的断面図である。図８に示すように、リフトセンサＳ４は、被測定物の変位を検出するコイル等から構成され、ボール３１ａ、３１ｂの変位を検出する。なお、リフトセンサＳ４は、被測定物であるボール３１ａ、３１ｂの変位を検出することが可能であればいずれの装置、機器であってもよい。リフトセンサＳ４では、圧送期間中のボール３１ａ、３１ｂの挙動として、リフト開始もしくは終了を検出する。
【００６６】
この様に構成にしても、第１の実施形態と同様な効果を得ることができる。
【００６７】
（第３の実施形態）
第３の実施形態では、振動センサＳ４を、第１の実施形態で説明したデリバリバルブ３に代えて、図９に示すように、二つの制御弁６ａ、６ｂにそれぞれ取付ける。図９は、本実施形態に係わる燃料圧送系における燃料圧送系動作検出手段を示す部分的断面図である。図１０は、本実施形態に係わる燃料圧送系の異常有無を診断するための制御処理を示すフローチャートである。
【００６８】
図９に示すように、制御弁６ａ、６ｂには、バルブボディ６８とハウジング６１の軸方向の間にスペーサ７０が挟み込まれている。このスペーサ７０は、弁体７３がシート面７５から離座する最大リフト量を制限する制限部材を構成している。ハウジング６１には、図９に示すように、振動センサＳ４が固定されている。ハウジング６１は、弁体７３がシート７５面およびスペーサ７０の少なくとも一方に衝突するとき生じる振動を伝達する振動伝達部材を構成している。
【００６９】
次に、ＥＣＵＣが、制御弁６ａ、６ｂに取付けられた振動センサＳ４により検出された検出信号に基いて異常か否かを判定する制御処理について、以下図１０に従って説明する。
【００７０】
第１の実施形態と同様に、Ｓ５０１にて、まず、故障診断を開始するか否かを診断開始条件で判断する。診断開始条件を満足する場合には、故障診断を開始し、Ｓ６０２へ移行する。逆に満足しない場合には当該処理を終了して待機、または当該処理を再び実行する。
【００７１】
Ｓ６０２では、第２の圧送系（図６に示すカム＃２）での吸入開始タイミングもしくは吸入終了タイミングを算出する。ＥＣＵＣは、目標圧送量（目標吸入量）に応じて制御弁６ｂの開弁期間を決めるため、目標圧送量（目標吸入量）から第２の圧送系の吸入開始時期と、吸入期間もしくは吸入終了時期とを算出できる。さらにＳ６０２では、振動センサＳ４による振動信号から、制御弁６ｂの弁体７３の挙動を検出する。
【００７２】
次に、Ｓ６０３では、第２の圧送系（図６に示すカム＃２）での吸入期間中に制御弁６ｂの弁体７３の挙動を検出したか否かを判断する。吸入期間中に制御弁６ｂの弁体７３の挙動を検出したならば、Ｓ６０４へ移行する。逆に吸入期間中に制御弁６ｂの弁体７３の挙動を検出しなかったならば、Ｓ６０５へ移行し、第２の圧送系が異常状態であると判定する。
【００７３】
Ｓ６０４では、第１の圧送系（図６に示すカム＃１）での吸入開始タイミングもしくは吸入終了タイミングを算出する。目標圧送量（目標吸入量）から第１の圧送系の吸入開始時期と、吸入期間もしくは吸入終了時期とを算出できる。さらに、Ｓ６０４では、振動センサＳ４による振動信号から、制御弁６ａの弁体７３の挙動を検出する。
【００７４】
次に、Ｓ６０６では、第１の圧送系（図６に示すカム＃１）での吸入期間中に制御弁６ａの弁体７３の挙動を検出したか否かを判断する。吸入期間中に制御弁６ａの弁体７３の挙動を検出したならば、Ｓ５０１へ移行する。逆に吸入期間中に制御弁６ａの弁体７３の挙動を検出しなかったならば、Ｓ６０７へ移行し、第１の圧送系が異常状態であると判定する。
【００７５】
これにより、第１の実施形態と同様に、燃料圧送系を構成する燃料供給ポンプＰの異常を検出する検出精度の向上が図れる。その結果、例えば多段噴射制御時等における正常な燃料供給ポンプＰの圧送動作を、異常状態であると判定する誤判定を防止することが可能である。
【００７６】
なお、変形例としては、制御弁６ａ、６ｂに取付ける燃料圧送系動作検出手段Ｓ４を、振動センサに代えて、リフトセンサとしてもよい。例えばリフトセンサＳ４として、アーマチャ６４の変位を光学センサ等の非接触による計測手段を用いることで、アーマチャ６４と一体の弁体７３の変位を検出することが可能である。リフトセンサＳ４では、吸入期間中の弁体７３の挙動として、リフト開始もしくは終了を検出する。この様な構成にしても、第３の実施形態と同様な効果を得ることができる。
【００７７】
（第４の実施形態）
第４の実施形態では、振動センサ４を、第３の実施形態で説明した二つの制御弁６ａ、６ｂに代えて、図１１に示すように、二つの吸入弁４ａ、４ｂにそれぞれ取付ける。図１１は、本実施形態に係わる燃料圧送系における燃料圧送系動作検出手段を示す部分的断面図である。図１２は、本実施形態に係わる燃料圧送系の異常有無を診断するための制御処理を示すフローチャートである。
【００７８】
図１１に示すように、スプリングストッパ４１の弁体側端面は、弁体４４がシート面４５から離座する最大リフト量を制限する。スクリュ４７には、図１１に示すように、振動センサＳ４が固定されている。スクリュ４７は、弁体４４がシート面４５およびスプリングストッパ４１の少なくとも一方に衝突するとき生じる振動を伝達する振動伝達部材を構成している。
【００７９】
次に、ＥＣＵＣが、吸入弁４ａ、４ｂに取付けられた振動センサＳ４により検出された検出信号に基いて異常か否かを判定する制御処理について、以下図１２に従って説明する。
【００８０】
第３の実施形態と同様に、Ｓ５０１にて、まず、故障診断を開始するか否かを診断開始条件で判断する。診断開始条件を満足する場合には、故障診断を開始し、Ｓ７０２へ移行する。逆に満足しない場合には当該処理を終了して待機、または当該処理を再び実行する。
【００８１】
Ｓ７０２では、第３の実施形態と同様に、第２の圧送系（図６に示すカム＃２）での吸入開始タイミングもしくは吸入終了タイミングを算出する。なお、制御弁６ｂは吸入弁４ｂから圧力室２３ｂへの通過燃料量を制御するため、吸入弁４ｂの開弁動作、閉弁動作は、制御弁６ｂの開弁時期、閉弁時期に比べてそれぞれ僅かに遅れる。制御弁６ｂの動作より僅かに遅れる吸入弁４ｂの動作を考慮して、吸入開始タイミングもしくは吸入終了タイミングを算出してもよい。吸入期間内における吸入弁４ｂの動作状態の検出精度の向上が図れる。さらに、Ｓ７０２では、第３の実施形態と同様に、振動センサＳ４による振動信号から、吸入弁４ｂの弁体４４の挙動を検出する。
【００８２】
次に、Ｓ７０３では、第２の圧送系（図６に示すカム＃２）での吸入期間中に吸入弁４ｂの弁体４４の挙動を検出したか否かを判断する。吸入期間中に吸入弁４ｂの弁体４４の挙動を検出したならば、Ｓ７０４へ移行する。逆に吸入期間中に吸入弁４ｂの弁体４４の挙動を検出しなかったならば、Ｓ７０５へ移行し、第２の圧送系が異常状態であると判定する。
【００８３】
Ｓ７０４では、第１の圧送系（図６に示すカム＃１）での吸入開始タイミングもしくは吸入終了タイミングを算出する。目標圧送量（目標吸入量）から第１の圧送系の吸入開始時期と、吸入期間もしくは吸入終了時期とを算出できる。なお、Ｓ７０２の場合と同様に、制御弁６ａの動作より僅かに遅れる吸入弁４ａの動作を考慮すれば、吸入期間内における吸入弁４ａの動作状態の検出精度の向上が図れる。さらに、Ｓ７０２では、第３の実施形態と同様に、振動センサＳ４による振動信号から、吸入弁４ａの弁体４４の挙動を検出する。
【００８４】
次に、Ｓ７０６では、第１の圧送系（図６に示すカム＃１）での吸入期間中に吸入弁４ａの弁体４４の挙動を検出したか否かを判断する。吸入期間中に吸入弁４ａの弁体４４の挙動を検出したならば、Ｓ５０１へ移行する。逆に吸入期間中に吸入弁４ａの弁体４４の挙動を検出しなかったならば、Ｓ７０７へ移行し、第１の圧送系が異常状態であると判定する。
【００８５】
これにより、第３の実施形態と同様に、燃料圧送系を構成する燃料供給ポンプＰの異常を検出する検出精度の向上が図れる。その結果、例えば多段噴射制御時等における正常な燃料供給ポンプＰの圧送動作を、異常状態であると判定する誤判定を防止することが可能である。
【００８６】
（第５の実施形態）
第５の実施形態では、吸入弁４ａ、４ｂに取付ける燃料圧送系動作検出手段Ｓ４を、第４の実施形態で説明した振動センサに代えて、図１３に示すように、リフトセンサとする。図１３は、本実施形態に係わる燃料圧送系における燃料圧送系動作検出手段を示す部分的断面図である。リフトセンサＳ４では、吸入期間中の弁体４４の挙動として、リフト開始もしくは終了を検出する。この様に構成にしても、第４の実施形態と同様な効果を得ることができる。
【００８７】
（第６の実施形態）
第６の実施形態では、第１の圧送系、第２の圧送系の異常状態の有無の判定方法として、図１４および図１５に示すように、それぞれ第１の圧送手段、第２の圧送手段の動作を、プランジャの移動によるカム室圧力の変動から検出する。図１４は、本実施形態に係わる燃料圧送系の異常有無を診断するための制御処理を示すフローチャートである。図１５は、本実施形態に係わる燃料圧送系の異常有無を判定する手順を説明するタイムチャートである。
【００８８】
カム８、シュー２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、ローラ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、およびプランジャ２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄのシュー側端部は、低圧燃料に覆われている（図３および図４参照）。この低圧燃料はカム室空間に貯留されている。
【００８９】
プランジャ２１ａ、２１ｃの往復移動に応じてシュー２４ａ、２４ｃおよびローラ２２ａ、２２ｃが往復移動し、プランジャ２１ｂ、２１ｄの往復移動に応じてシュー２４ｂ、２４ｄおよびローラ２２ｂ、２２ｄが往復移動するため、カム室内の燃料はプランジャ２１ａ、２１ｃの往復移動に応じて圧力変動する。
【００９０】
ここで、図１５において、図１５（ａ）および図１５（ｃ）はそれぞれ制御弁６ａ、制御弁６ｂの開弁期間を示す。図１５（ｂ）は第１の圧送系（図６に示すカム＃１を示し、カム面８１と、プランジャ２１ａ、２１ｃ、シュー２４ａ、２４ｃ、およびローラ２２ａ、２２ｃとの関係を示す。図１５（ｄ）は第２の圧送系（図６に示すカム＃１を示し、カム面８１と、プランジャ２１ｂ、２１ｄ、シュー２４ｂ、２４ｄ、およびローラ２２ｂ、２２ｄとの関係を示す。図１５（ｅ）は、プランジャ２１ａ、２１ｃ、プランジャ２１ｂ、２１ｄの往復移動に伴うカム室内の容積変化を示す。図１５（ａ）から図１５（ｅ）の実線が正常状態、破線が異常状態を表す。異常状態の例として、第２の圧送系の異常（図１５（ｄ）の破線を参照）を示している。ＥＣＵＣは、目標コモンレール圧に応じた燃料供給ポンプＰから圧送量を吐出させるため、第１の圧送系側の制御弁６ａの開弁期間を、正常時に比べて延長する（図１５（ａ）の破線を参照）。
【００９１】
なお、燃料圧送系動作検出手段Ｓ４は、カム室内の燃料圧力を検出する。カム室内の燃料圧力を検出可能な圧力センサ等の圧力検出手段であれば、いずれの装置、機器であってもよい。圧力センサＳ４はポンプハウジング１（図３参照）に取付けられる。
【００９２】
次に、ＥＣＵＣが、圧力センサＳ４により検出された検出信号に基いて異常か否かを判定する制御処理について、以下図７に従って説明する。
【００９３】
Ｓ５０１にて、まず、故障診断を開始するか否かを診断開始条件で判断する。診断開始条件を満足する場合には、Ｓ８０２へ移行する。逆に満足しない場合には当該処理を終了して待機、または当該処理を再び実行する。
【００９４】
Ｓ８０２では、カム室内の燃料圧力が所定値以上か否かを判断する。カム室内の燃料圧力が所定値以上ならば、Ｓ８０３へ移行し、診断を開始する。カム室内の燃料圧力が所定値以上でないならば、Ｓ５０１へ移行する。
【００９５】
Ｓ８０３では、図１５（ｅ）に示す期間Ｔ１１、期間Ｔ１２、期間Ｔ１３におけるカム室内の燃料圧力を圧力センサＳ４で検出し、それぞれ第１圧力Ｐ１、第２圧力Ｐ２、第３圧力Ｐ３として記憶し、Ｓ８０４へ移行する。
【００９６】
Ｓ８０４では、第１圧力Ｐ１と第２圧力Ｐ２の差、すなわちＰ１がＰ２より小さい（Ｐ１−Ｐ２＜０）か否かを判断する。Ｐ１がＰ２より小さいならば、Ｓ８０６へ移行する。逆にＰ１がＰ２より大きいならば、Ｓ８０５へ移行し、第１の圧送系の異常状態であると判定する。
【００９７】
Ｓ８０６では、第２圧力Ｐ２と第３圧力Ｐ３の差、すなわちＰ２がＰ３より大きい（Ｐ２−Ｐ３＞０）か否かを判断する。Ｐ２がＰ３より大きいならば、Ｓ５０１へ移行する。逆にＰ２がＰ３より小さいならば、Ｓ８０７へ移行し、第２の圧送系の異常状態であると判定する。
【００９８】
この様な構成にしても、燃料圧送系を構成する燃料供給ポンプＰの異常を検出する検出精度の向上が図れる。その結果、例えば多段噴射制御時等における正常な燃料供給ポンプＰの圧送動作を、異常状態であると判定する誤判定を防止することが可能である。
【００９９】
（第７の実施形態）
第７の実施形態では、第１の実施形態から第６の実施形態のいずれかで第１の圧送系あるいは第２の圧送系の異常判定がなされた後における制御処理を、図１６に従って説明する。
【０１００】
Ｓ９０１では、第１の圧送系、第２の圧送系のいずれかが異常状態であると判定されたか否かを判断する。第１の圧送系、第２の圧送系のいずれかが異常状態であると判定されたならば、Ｓ９０２へ移行する。逆に第１の圧送系、第２の圧送系のいずれも異常状態と判定されていないならば、当該処理を終了する。
【０１０１】
Ｓ９０２では、第１の圧送系、第２の圧送系のうち一方は正常か否かを判断する。一方は正常であれば、Ｓ９０３へ移行する。両方とも正常でないならば、Ｓ９０４へ移行し、燃料圧送系の異常状態を報知する。運転者等のユーザに修理を促すことができる。
【０１０２】
Ｓ９０３では、内燃機関Ｅの搭載された車両が走行可能な所定圧送量以下にし、燃料供給ポンプＰの制御弁６ａ、６ｂをオープン制御する。車両走行を可能にし、退避制御（フェイルセーフ制御）が可能となる。
【０１０３】
以上説明した本実施形態によれば、燃料供給ポンプＰを構成するデリバリバルブ３、制御弁６ａ、６ｂ、吸入弁４ａ、４ｂ、および圧送手段のうち少なくともいずれか一つの動作状態を検出する燃料圧送系動作検出手段Ｓ４を備えるので、燃料圧送系を構成する燃料供給ポンプＰの異常を検出する検出精度の向上が図れる。その結果、例えば多段噴射制御時等における正常な燃料供給ポンプＰの圧送動作を、異常状態であると判定する誤判定を防止することが可能である。
【０１０４】
また、以上説明した本実施形態によれば、デリバリバルブ３、制御弁６ａ、６ｂ、および吸入弁４ａ、４ｂは、それぞれ燃料の流通、遮断を切換える弁部を有するため、燃料圧送系動作検出手段Ｓ４は、それぞれの弁部を構成するボール３１ａ、３１ｂ、弁体７３、弁体４４の挙動を検出することで、デリバリバルブ３、制御弁６ａ、６ｂ、および吸入弁４ａ、４ｂにおける動作状態を検出することが可能である。
【０１０５】
なお、これらデリバリバルブ３、制御弁６ａ、６ｂ、および吸入弁４ａ、４ｂに取付ける燃料圧送系動作検出手段Ｓ４としては、振動センサ等の振動検出手段、あるいはリフトセンサ等の弁体動作検出手段によって弁体の動作を検出することが好ましい。振動センサでは、弁体の弁座（シート面）への衝突時もしくはリフト量の制限部材の衝突時を、リフトセンサでは、リフト開始もしくはリフト終了を検出することができる。
【０１０６】
さらになお、以上説明した本実施形態によれば、圧送手段（詳しくは、第１の圧送手段、第２の圧送手段）は、圧力室２３ａ、２３ｂに臨み、往復移動可能な複数のプランジャ２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄと、これらプランジャに対し相対回転可能なカム８１（詳しくはカム面８１）と、これらプランジャの圧力室側の端面とは反対の端面に配置され、これらプランジャの往復移動と協働可能、かつカム面８１に転接可能なローラ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄおよびシュー２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄとを備えている。そのため、燃料圧送系動作検出手段Ｓ４は、カム８１、ローラ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、シュー２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、およびプランジャ２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄのシュー側端部を覆う低圧燃料における圧力変動を検出することで、プランジャの移動を検出することが可能である。
【０１０７】
さらになお、以上説明した本実施形態によれば、燃料圧送系動作検出手段Ｓ４をデリバリバルブ３、制御弁６ａ、６ｂ、吸入弁４ａ、４ｂ、および圧送手段のうち少なくともいずれかに取付ける場合において、制御弁６ａ、６ｂ、および吸入弁４ａ、４ｂについては、それぞれ、二つの制御弁６ａ、６ｂ、二つの吸入弁４ａ、４ｂに取付けるので、第１の圧送系、第２の圧送系のいずれかに異常があるか否かを特定することが可能である。
【０１０８】
さらになお、以上説明した本実施形態によれば、ＥＣＵＣは、回転センサＳ２等の運転状態検出手段により検出し、これら検出した検出信号からエンジンＥの運転状態を判断する。そして、ＥＣＵＣは、このエンジンＥの運転状態に対応した、コモンレールＲに蓄えられる目標コモンレール圧、および燃料供給ポンプＰからコモンレールＲへ供給する燃料の目標圧送量とを算出する。ＥＣＵＣを構成する判定手段は、目標コモンレール圧と圧力センサＳ１により実測されたコモンレール圧の差が所定値以上、回転数センサＳ２により実測された回転速度が所定値以上、およびエンジンＥの運転状態の情報から算出した目標圧送量が所定値以上であることを満足するとき、異常か否かの診断を開始するので、判定手段における判定方法によっては誤判定してしまうことを防止することが可能である。例えば燃料供給ポンプＰにおける運転範囲において、燃料供給ポンプＰの圧送能力が低い領域、例えば回転速度が低速領域で、かつ要求負荷が低負荷領域である場合では、燃料供給ポンプＰの目標圧送量が小さく、結果として、燃料圧送系動作検出手段Ｓ４による検出信号が小さくなる。検出信号が小さい場合には、検出精度が低下する可能性がある。この様な領域では、判定手段つまりＥＣＵＣによる診断を禁止することで、誤判定の防止が図れる。
【０１０９】
さらになお、以上説明した本実施形態によれば、ＥＣＵＣを構成する判定手段は、ＥＣＵＣから制御弁６ａ、６ｂへの出力される駆動信号、もしくはＥＣＵＣが算出もしくは推定した制御弁６ａ、６ｂ、吸入弁４ａ、４ｂ、およびデリバリバルブ３の少なくともいずれかの動特性を考慮した動作推定特性と、燃料圧送系動作検出手段Ｓ４で検出した検出結果とを比較して異常か否かを判定することが好ましい。これにより、異常か否かを確実に判定することが可能である。
【０１１０】
さらになお、以上説明した本実施形態によれば、ＥＣＵＣによって燃料圧送系を構成する燃料供給ポンプＰ（詳しくは、第１の圧送系、第２の圧送系）が異常であると判定された場合には、燃料圧送系の故障状態を報知する報知手段を備える。これにより、運転者、あるいは車両の運転者等の乗員等のユーザに修理を促すことができる。さらに、ユーザが燃料圧送系の故障状態を知らされないまま、異常または故障状態にある燃料噴射装置を運転しようとして生じる２次故障等を防止することが可能である。例えば燃料供給ポンプＰの圧送能力が、燃料供給ポンプＰの異常または故障が原因で低下している場合、正常な燃料供給ポンプＰであっても吐出能力が他の運転条件より低くなる始動時において、始動を何度も試みようと繰返すために車両のバッテリ電圧を低下させてしまうことを２次故障の防止が図れる。
【０１１１】
さらになお、以上説明した本実施形態によれば、ＥＣＵＣによって燃料供給ポンプＰが異常であると判定された場合には、ＥＣＵＣは、目標圧送量を、エンジンＥが搭載された車両が走行可能な所定圧送量以下にし、退避制御を行なう。これにより、ＥＣＵＣによって燃料供給ポンプＰが異常であると判定された場合に、直ちに燃料噴射装置からエンジンＥへの噴射燃料の供給停止を行なうのではなく、通常の燃料噴射制御と異なる退避制御を行なうので、少なくとも車両の走行を可能にすることができる。その結果、車両つまり燃料噴射装置にリンプホーム機能を持たせることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の燃料噴射装置の故障診断装置を適用するコモンレール式燃料噴射装置のシステム概略構成を表す構成図である。
【図２】図１中の燃料供給ポンプの要部を表わす断面図であって、燃料圧送系に係る構成を示す部分的断面図である。
【図３】図１中の燃料供給ポンプの全体構成を示す部分的断面図である。
【図４】図２中の圧送手段を示す断面図であって、図４（ａ）は図２のＡ−Ａから、図４（ｂ）は図２のＢ−Ｂからみた断面図である。
【図５】図２に示す燃料供給ポンプに係る燃料圧送系の燃料経路を示す模式的燃料回路図である。
【図６】第１の実施形態に適用した燃料供給ポンプの作動を説明するためのタイムチャートである。
【図７】第１の実施形態に係わる燃料圧送系の異常有無を診断するための制御処理を示すフローチャートである。
【図８】第２の実施形態に係わる燃料圧送系における燃料圧送系動作検出手段を示す部分的断面図である。
【図９】第３の実施形態に係わる燃料圧送系における燃料圧送系動作検出手段を示す部分的断面図である。
【図１０】３の実施形態に係わる燃料圧送系の異常有無を診断するための制御処理を示すフローチャートである。
【図１１】第４の実施形態に係わる燃料圧送系における燃料圧送系動作検出手段を示す部分的断面図である。
【図１２】第４の実施形態に係わる燃料圧送系の異常有無を診断するための制御処理を示すフローチャートである。
【図１３】第５の実施形態に係わる燃料圧送系における燃料圧送系動作検出手段を示す部分的断面図である。
【図１４】第６の実施形態に係わる燃料圧送系の異常有無を診断するための制御処理を示すフローチャートである。
【図１５】第６の実施形態に係わる燃料圧送系の異常有無を判定する手順を説明するタイムチャートである。
【図１６】第７の実施形態に係わる燃料圧送系の異常有無を診断に係る制御処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
Ｅ  エンジン（内燃機関）
Ｐ  燃料供給ポンプ
Ｐ１  低圧ポンプ（燃料供給ポンプＰの一部）
Ｒ  コモンレール（蓄圧室）
Ｃ  ＥＣＵ（制御手段、および判定手段）
Ｓ４  振動センサ（燃料圧送系動作検出手段）
１  ポンプハウジング
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ  プランジャ
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ  ローラ
２３ａ、２３ｂ  圧力室
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ  シュー
３  デリバリバルブ（吐出弁）
３１ａ、３１ｂ  ボール（弁体）
３２ａ、３２ｂ  シート面（弁座）
３３  ガスケット（ボール３１ａ、３１ｂのリフト量を制限する制限部材）
４ａ、４ｂ  吸入弁（逆止弁）
４４  弁体
６ａ、６ｂ  制限弁
７３  弁体
８  カム
８１  カム面
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2004340034.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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