(57)【要約】【課題】サプライポンプの圧送不良や過剰圧送等の異常故障の検出のための特別な操作を行うことなく、サプライポンプの複数の圧送系統のうち少なくとも１つ以上の圧送系統に発生した異常故障を精度良く検出する。【解決手段】１つのＳＣＶで複数の圧送系統のポンプ圧送量を制御するタイプのサプライポンプのポンプ異常診断装置において、サプライポンプの複数の圧送系統毎の３６０°ＣＡ間のポンプ吐出量を算出し、少なくとも１つ以上の圧送系統のみ３６０°ＣＡ間のポンプ吐出量が、ポンプ正常時の１圧送系統の圧送量から算出される判定スレッシュよりも少ない場合には、当該圧送系統に圧送不良故障が発生していると診断する。また、少なくとも１つ以上の圧送系統のみ３６０°ＣＡ間のポンプ吐出量が判定スレッシュよりも多い場合には、当該圧送系統に過剰圧送故障が発生していると診断する。【選択図】　　　　図８
2004108171.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）吸入した燃料を加圧して圧送する複数の圧送系統を有する高圧供給ポンプと、
（ｂ）前記複数の圧送系統毎のポンプ圧送量を推定する圧送量推定手段と、
（ｃ）この圧送量推定手段により推定した前記複数の圧送系統毎のポンプ圧送量を、判定値と比較し、
特定の圧送系統のみポンプ圧送量が前記判定値よりも過剰または不足している場合に、当該圧送系統の過剰圧送または圧送不良を検出する異常故障検出手段とを備えたポンプ異常診断装置。
【請求項２】
請求項１に記載のポンプ異常診断装置において、
前記異常故障検出手段は、全ての圧送系統でポンプ圧送量が前記判定値よりも不足している場合に、燃料残量が所定値以下のガス欠として除外し、
全ての圧送系統でポンプ圧送量が前記判定値よりも過剰である場合に、全ての圧送系統の過剰圧送を検出することを特徴とするポンプ異常診断装置。
【請求項３】
（ａ）吸入した燃料を加圧して圧送する複数の圧送系統を有する高圧供給ポンプと、
（ｂ）前記複数の圧送系統毎のポンプ圧送量を推定する圧送量推定手段と、
（ｃ）この圧送量推定手段により推定した前記複数の圧送系統毎のポンプ圧送量の前回圧送量と今回圧送量との差を算出する圧送量差検出手段と、
（ｄ）この圧送量差検出手段により算出した前記複数の圧送系統毎の前回圧送量と今回圧送量との差を、判定値と比較し、
全ての圧送系統毎の前回圧送量と今回圧送量との差が前記判定値よりも過剰または不足している場合に、当該圧送系統の過剰圧送または圧送不良を検出する異常故障検出手段とを備えたポンプ異常診断装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載のポンプ異常診断装置において、
前記判定値は、エンジン回転速度または燃料噴射量または燃料噴射圧力のうち少なくとも１つ以上を基準にして設定されることを特徴とするポンプ異常診断装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載のポンプ異常診断装置において、
前記判定値は、前記高圧供給ポンプの全圧送系統が正常な場合の１圧送系統当たりのポンプ圧送量またはポンプ吐出量を基準にして設定されることを特徴とするポンプ異常診断装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載のポンプ異常診断装置において、
（ａ）前記高圧供給ポンプの複数の圧送系統より吐出された高圧燃料を蓄圧すると共に、この蓄圧された高圧燃料を、内燃機関の各気筒毎に搭載された複数のインジェクタに分配供給するコモンレールと、
（ｂ）このコモンレール内の燃料圧力を検出する燃料圧力検出手段と、
（ｃ）エンジン回転速度とアクセル開度とによって目標噴射量を算出する噴射量決定手段と、
（ｄ）前記目標噴射量と前記エンジン回転速度とによって目標燃料圧力を算出する燃料圧力決定手段と、
（ｅ）前記コモンレール内の燃料圧力と前記目標燃料圧力との圧力差に基づいて、前記複数の圧送系統毎のうちの少なくとも１つ以上の圧送系統のポンプ圧送量を制御する圧力制御手段と
を備えたことを特徴とするポンプ異常診断装置。
【請求項７】
請求項６に記載のポンプ異常診断装置において、
前記圧送量推定手段は、前記複数の圧送系統のうちの少なくとも１つの圧送系統が燃料を圧送する圧送期間前後でのコモンレール圧力変化を計測するコモンレール圧力変化計測手段と、
前記複数の圧送系統のうちの少なくとも１つの圧送系統が燃料を圧送する圧送期間内における、前記インジェクタより流出する燃料の総流出量を推定する総流出量推定手段と
を有し、
前記圧送期間前後でのコモンレール圧力変化と前記圧送期間内における総流出量とによって、前記複数の圧送系統毎のポンプ圧送量を算出することを特徴とするポンプ異常診断装置。
【請求項８】
請求項６に記載のポンプ異常診断装置において、
前記圧送量推定手段は、前記複数の圧送系統のうちの少なくとも１つの圧送系統が燃料を圧送する圧送期間前後でのコモンレール圧力変化量を計測するコモンレール圧力変化量計測手段と、
前記複数の圧送系統のうちの少なくとも１つの圧送系統が燃料を圧送する圧送期間内における、前記インジェクタより流出する燃料の総流出量を推定する総流出量推定手段と、
前記コモンレールを含む高圧燃料部の総容積および燃料の体積弾性率を用い、前記コモンレール圧力変化量に相当する、前記コモンレール内の燃料量変化量を算出する燃料量変化量算出手段と
を有し、
前記コモンレール内の燃料量変化量と前記圧送期間内における総流出量とによって、前記複数の圧送系統毎のポンプ圧送量を算出することを特徴とするポンプ異常診断装置。
【請求項９】
請求項６に記載のポンプ異常診断装置において、
前記圧送量推定手段は、前記複数の圧送系統のうちの少なくとも１つの圧送系統が燃料を圧送する圧送期間前後でのコモンレール圧力変化量を計測するコモンレール圧力変化量計測手段と、
前記複数の圧送系統のうちの少なくとも１つの圧送系統が燃料を圧送する圧送期間内における、前記インジェクタより流出する燃料の総流出量を推定する総流出量推定手段と、
前記コモンレールを含む高圧燃料部の総容積および燃料の体積弾性率を用い、前記圧送期間内における総流出量に相当するコモンレール圧力変化量を算出するコモンレール圧力変化量算出手段と
を有し、
前記圧送期間前後でのコモンレール圧力変化量と前記総流出量に相当するコモンレール圧力変化量とによって、前記複数の圧送系統毎のポンプ圧送量に相当する圧力変化を算出することを特徴とするポンプ異常診断装置。
【請求項１０】
請求項７ないし請求項９のうちいずれか１つに記載のポンプ異常診断装置において、
前記総流出量推定手段は、前記複数の圧送系統のうちの少なくとも１つの圧送系統が燃料を圧送する圧送期間内での、燃料噴射量、インジェクタ静的リーク量およびインジェクタ動的リーク量の総量である、前記圧送期間内における総流出量を算出することを特徴とするポンプ異常診断装置。
【請求項１１】
請求項６ないし請求項１０のうちいずれか１つに記載のポンプ異常診断装置において、
前記複数の圧送系統のうち少なくとも１つ以上の圧送系統の異常故障が検出された場合に、前記目標噴射量または前記目標燃料圧力または前記エンジン回転速度のうちのいずれか１つ以上を所定範囲内に制限することを特徴とするポンプ異常診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蓄圧式燃料噴射装置のコモンレール内に高圧燃料を圧送するための高圧供給ポンプの各圧送系統毎の異常故障を検出することが可能なポンプ故障診断装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ディーゼルエンジン用の燃料噴射システムとして知られる蓄圧式燃料噴射システムでは、コモンレール内に高圧燃料を蓄圧し、コモンレールより分岐する複数のインジェクタから所定のタイミングでエンジンの各気筒に燃料を噴射するように構成されている。コモンレールには、燃料の噴射圧力に相当する高圧燃料を常時蓄圧する必要があるために、高圧供給ポンプから燃料配管を経て高圧燃料が圧送され、このポンプ圧送量（ポンプ吐出量）を制御することにより、コモンレール内の燃料圧力（実コモンレール圧力）が目標燃料圧力（目標コモンレール圧力）と略一致するようにフィードバック制御している。
【０００３】
ここで、上記のような蓄圧式燃料噴射システムに使用される可変吐出量型高圧供給ポンプの複数の圧送系統（第１、第２電磁弁、第１、第２高圧ポンプ）毎の圧送不良を検出するポンプ異常診断装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。これは、故障した圧送系統を特定するために、アイドル安定状態の時の基準圧力パターンを検出した後に、２つの電磁弁のうちの一方の第１電磁弁を閉弁して第１高圧ポンプの作動を停止し、また、２つの電磁弁のうちの他方の第２電磁弁を閉弁して第２高圧ポンプの作動を停止し、その前後で圧力パターンが変化しない場合、つまり第１、第２停止圧力パターンと基準圧力パターンとが一致していると判断された場合に、その圧送系統の圧送不良故障を特定するように構成されている。
【０００４】
【特許文献１】
特許第３０３３２１４号公報（第１−７頁、図１１−図１３）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のポンプ異常診断装置においては、圧送系統毎に１つずつ電磁弁を備えている可変吐出量型高圧供給ポンプの場合にしか適用できず、１つの電磁弁で複数の圧送系統への吸入燃料量を弁孔の開口面積を変更することでポンプ圧送量またはポンプ吐出量を調量する吸入調量型の高圧供給ポンプの場合には、複数の圧送系統毎の圧送不良故障を検出することができないという問題があった。
【０００６】
さらに、故障検出のプロセスに電磁弁の停止動作を含むため、アイドル安定状態等の低圧力、低回転速度時に、正常な電磁弁の作動を停止した結果として、コモンレール圧力の低下を招き、燃料噴射が不安定となったり、場合によってはエンジンが停止（例えばコモンレール圧力が下がり過ぎて、インジェクタが燃料をエンジンの気筒内に噴射できない場合、あるいはエンジンを運転するのに充分な噴射量の燃料噴射ができない場合等）する可能性があった。
【０００７】
【発明の目的】
本発明は、高圧供給ポンプの圧送不良や過剰圧送等の異常故障の検出のための特別な操作を行うことなく、高圧供給ポンプの複数の圧送系統のうち少なくとも１つ以上の圧送系統に発生した異常故障を精度良く検出することのできるポンプ異常診断装置を提供することにある。また、高圧供給ポンプの圧送不良の故障と、ガス欠による圧送不良とを確実に区別することのできるポンプ異常診断装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、高圧供給ポンプの複数の圧送系統毎のポンプ圧送量を推定し、この推定した複数の圧送系統毎のポンプ圧送量を、判定値と比較する。そして、少なくとも１つ以上の圧送系統のみ、つまり特定の圧送系統のみポンプ圧送量が判定値よりも過剰または不足している場合には、当該圧送系統に過剰圧送または圧送不良等の異常故障が発生していると診断する。それによって、異常故障の検出のための特別な操作を実施することなく、高圧供給ポンプの複数の圧送系統毎の過剰圧送または圧送不良等の異常故障の発生を診断できるので、燃料の噴射圧力（コモンレール内の燃料圧力）の低下を防止できる。これにより、過剰圧送または圧送不良等の異常故障の診断中に、内燃機関への燃料噴射の不安定やエンジン停止を防止することができる。
【０００９】
ここで、高圧供給ポンプの圧送系統とは、燃料タンクから低圧燃料を汲み上げる周知のフィードポンプから、複数のプランジャによって燃料を加圧する複数の加圧室までの複数の燃料吸入経路、これらの燃料吸入経路に設置された吸入チェック弁、複数の燃料吸入経路のうちの少なくとも１つ以上の燃料吸入経路に設置された吸入調量弁等の電磁弁、複数の加圧室から複数の吐出口までの複数の燃料圧送経路、これらの燃料圧送経路に設置された複数の吐出弁または複数の高圧逆止弁等を指す。したがって、電磁弁を１圧送系統毎に１個ずつ備える高圧供給ポンプの場合には、電磁弁の固着による圧送不良または過剰圧送を圧送系統毎に検出することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、全ての圧送系統でポンプ圧送量が判定値よりも不足している場合には、例えば燃料タンク内の燃料残量が所定値以下のガス欠として（過剰圧送または圧送不良等の異常故障の診断より）除外する。また、全ての圧送系統でポンプ圧送量が判定値よりも過剰である場合には、全ての圧送系統で過剰圧送が発生していると診断することにより、圧送不良の故障と、ガス欠による圧送不良とを確実に区別することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、高圧供給ポンプの複数の圧送系統毎のポンプ圧送量を推定し、圧送系統毎のポンプ圧送量の前回圧送量と今回圧送量との差を算出し、複数の圧送系統毎の前回圧送量と今回圧送量との差を、判定値と比較する。そして、全ての圧送系統毎の前回圧送量と今回圧送量との差が判定値よりも過剰または不足している場合には、当該圧送系統に過剰圧送または圧送不良等の異常故障が発生していると診断する。それによって、異常故障の検出のための特別な操作を実施することなく、高圧供給ポンプの複数の圧送系統毎の過剰圧送または圧送不良等の異常故障の発生を診断できるので、燃料の噴射圧力（コモンレール内の燃料圧力）の低下を防止できる。これにより、過剰圧送または圧送不良等の異常故障の診断中に、内燃機関への燃料噴射の不安定やエンジン停止を防止することができる。
【００１２】
ここで、１つの電磁弁で複数の圧送系統への吸入燃料量を調量する高圧供給ポンプの場合には、過剰圧送は電磁弁の固着によって発生し、特定の圧送気筒に発生するのではなく、全ての圧送系統で同時発生するため、請求項３に記載の発明では故障圧送系統の特定は不可能であるが、圧送不良に関しては、吸入チェック弁、高圧逆止弁を圧送系統毎に各々１個ずつ備えるため、故障圧送系統の特定が可能となる。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、判定値は、エンジン回転速度または燃料噴射量または燃料噴射圧力のうち少なくとも１つ以上を基準にして設定されることを特徴とする。また、請求項５に記載の発明によれば、判定値は、高圧供給ポンプの全圧送系統が正常な場合の１圧送系統当たりのポンプ圧送量またはポンプ吐出量を基準にして設定されることを特徴としている。ここで、例えば吸入調量弁等の電磁弁への駆動電流値とエンジン回転速度とによって高圧供給ポンプの全圧送系統が正常な場合の１圧送系統当たりのポンプ圧送量またはポンプ吐出量を算出するようにしても良い。
【００１４】
請求項６に記載の発明によれば、燃料圧力検出手段によって検出されるコモンレール内の燃料圧力と燃料圧力決定手段によって設定される目標燃料圧力との圧力差に基づいて、高圧供給ポンプの複数の圧送系統毎のうちの少なくとも１つ以上の圧送系統のポンプ圧送量を制御することにより、コモンレール内の燃料圧力を目標燃料圧力に略一致するようにフィードバック制御でき、燃料噴射量の制御精度を向上できる。
【００１５】
請求項７に記載の発明によれば、複数の圧送系統のうちの少なくとも１つの圧送系統が燃料を圧送する圧送期間前後でのコモンレール圧力変化と、複数の圧送系統のうちの少なくとも１つの圧送系統が燃料を圧送する圧送期間内における、インジェクタより流出する燃料の総流出量とによって、新たなセンサ部品を追加することなく、高圧供給ポンプの複数の圧送系統毎のポンプ圧送量を容易に算出できる。
【００１６】
請求項８に記載の発明によれば、コモンレール圧力変化量に相当するコモンレール内の燃料量変化量と、複数の圧送系統のうちの少なくとも１つの圧送系統が燃料を圧送する圧送期間内における、インジェクタより流出する燃料の総流出量とによって、新たなセンサ部品を追加することなく、高圧供給ポンプの複数の圧送系統毎のポンプ圧送量を容易に算出できる。
【００１７】
請求項９に記載の発明によれば、複数の圧送系統のうちの少なくとも１つの圧送系統が燃料を圧送する圧送期間前後でのコモンレール圧力変化量と、圧送期間内における、インジェクタより流出する燃料の総流出量に相当するコモンレール圧力変化量とによって、新たなセンサ部品を追加することなく、高圧供給ポンプの複数の圧送系統毎のポンプ圧送量に相当する圧力変化を算出できる。
【００１８】
請求項１０に記載の発明によれば、新たなセンサ部品を追加することなく、複数の圧送系統のうちの少なくとも１つの圧送系統が燃料を圧送する圧送期間内での、燃料噴射量、インジェクタ静的リーク量およびインジェクタ動的リーク量の総量である、圧送期間内における総流出量を算出できる。また、請求項１１に記載の発明によれば、複数の圧送系統のうち少なくとも１つ以上の圧送系統の異常故障が検出された場合に、目標噴射量または目標燃料圧力またはエンジン回転速度のうちのいずれか１つ以上を所定範囲内に制限することにより、正常な圧送系統の吐出量増加による過大な負担を防止できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態の構成］
図１ないし図９は本発明の第１実施形態を示したもので、図１はコモンレール式燃料噴射システムの全体構成を示した図である。
【００２０】
本実施形態のコモンレール式燃料噴射システムは、例えば自動車等の車両に搭載された４気筒のディーゼルエンジン等の内燃機関（以下エンジンと呼ぶ）１の各気筒に噴射供給する燃料噴射圧力に相当する高圧燃料を蓄圧する蓄圧容器としてのコモンレール２と、このコモンレール２内に蓄圧された高圧燃料をエンジン１の各気筒の燃焼室内に噴射供給する複数個のインジェクタ３と、吸入した燃料を加圧してコモンレール２内に圧送する高圧供給ポンプ（以下サプライポンプと呼ぶ）４と、複数個のインジェクタ３およびサプライポンプ４を電子制御する電子制御ユニット（以下ＥＣＵと呼ぶ）１０とを備えている。
【００２１】
エンジン１の各気筒内には、連接棒を介してクランクシャフト１１に連結されたピストン１２が摺動自在に配設されている。コモンレール２には、連続的に燃料噴射圧力に相当する高い圧力が蓄圧される必要があり、そのためにコモンレール２に蓄圧される高圧燃料は、高圧配管１３を介してサプライポンプ４から供給されている。なお、コモンレール２から燃料タンク１４へ燃料をリリーフするリリーフ配管１５には、コモンレール圧が限界設定圧を越えることがないように、圧力を逃がすためのプレッシャリミッタ６が取り付けられている。
【００２２】
複数個のインジェクタ３は、エンジン１のシリンダブロックに各気筒に個別に対応して取り付けられており、エンジン１の各気筒のインジェクタ３への高圧燃料は、燃料噴射管１６を介してコモンレール２から分配供給されている。各気筒のインジェクタ３は、各気筒毎の燃焼室内に高圧燃料を噴射する燃料噴射ノズル、この燃料噴射ノズル内に収容されたノズルニードルを開弁方向に駆動する電磁式アクチュエータ、およびノズルニードルを閉弁方向に付勢するスプリング等のニードル付勢手段等から構成された電磁式燃料噴射弁である。
【００２３】
これらのインジェクタ３からエンジン１の各気筒の燃焼室内への燃料噴射は、ノズルニードルに連結したコマンドピストンの背圧制御室内の燃料圧力を制御する電磁式アクチュエータとしての電磁弁への通電および通電停止により電子制御される。つまり、各気筒のインジェクタ３の電磁弁が開弁している間、コモンレール２内に蓄圧された高圧燃料がエンジン１の各気筒の燃焼室内に噴射供給される。ここで、インジェクタ３からのリーク燃料または背圧制御室からの排出燃料（リターン燃料）は、燃料還流路１７から燃料還流路１９を経て燃料系の低圧側（燃料タンク１４）にリターンされる。
【００２４】
サプライポンプ４は、吸入した燃料を加圧して、高圧配管１３を経てコモンレール２内に圧送する圧送系統を２つ備え、後記する１つの吸入調量弁５で、全ての圧送系統のポンプ圧送量またはポンプ吐出量を、吸入燃料量を調量することで制御するタイプの高圧供給ポンプである。このサプライポンプ４は、エンジンのクランクシャフト１１の回転に伴ってポンプ駆動軸が回転することで、燃料タンク１４から燃料フィルタ２０を経て低圧燃料を汲み上げる周知のフィードポンプ（低圧供給ポンプ：図示せず）と、ポンプ駆動軸により回転駆動されるカム（図示せず）と、このカムに駆動されて上死点と下死点との間を往復運動する２個のプランジャ＃１、＃２と、これらのプランジャ＃１、＃２が各シリンダ内を往復摺動することにより吸入された燃料を加圧する２個の加圧室（プランジャ室：図示せず）と、フィードポンプから２個の加圧室へ低圧燃料を吸入するための複数の燃料吸入経路（図示せず）と、２個の加圧室から高圧配管１３ａ、１３ｂを経てコモンレール２内に高圧燃料を圧送するための複数の燃料圧送経路（図示せず）とを有している。２個のプランジャ＃１、＃２と２個のシリンダとから２個のポンプエレメント（高圧ポンプ）が構成される。
【００２５】
なお、複数の燃料吸入経路には、逆流を防止するための２個の吸入チェック弁（図示せず）がそれぞれ設置されている。また、複数の燃料圧送経路には、２個の加圧室内の燃料圧力が所定値以上に上昇すると開弁する２個の吐出弁（高圧逆止弁：図示せず）が設置されている。ここで、複数の燃料吸入経路、２個の吸入チェック弁、２個のプランジャ＃１、＃２、複数の燃料圧送経路、２個の吐出弁によって本発明の高圧供給ポンプの複数の圧送系統が構成される。
【００２６】
そして、サプライポンプ４は、図２に示したように、プランジャ＃１、＃２が上死点（ＴＤＣ）位置から下死点位置を過ぎるまでの期間が加圧室内に低圧燃料を吸入する吸入期間とされ、その後に、吐出弁が開弁している間、つまりプランジャ＃１、＃２（図７のポンプ▲２▼、ポンプ▲１▼に相当する）が上死点（ＴＤＣ）位置に戻るまでの期間が加圧室内で加圧された高圧燃料を圧送する圧送期間とされている。また、サプライポンプ４には、内部の燃料温度が高温にならないように、リークポートが設けられており、サプライポンプ４からのリーク燃料は、燃料還流路１８から燃料還流路１９を経て燃料系の低圧側（燃料タンク１４）にリターンされる。
【００２７】
また、フィードポンプの出口部と複数の燃料吸入経路の入口部との間を連通する燃料流路（図示せず）、あるいはフィードポンプから加圧室に至る燃料吸入経路（図示せず）の途中には、その燃料流路または燃料吸入経路の開口度合を調整することで、サプライポンプ４からコモンレール２への燃料の吐出量（ポンプ吐出量またはポンプ圧送量）を変更する吸入調量弁（以下ＳＣＶと言う）５が取り付けられている。そして、ＳＣＶ５は、ポンプ駆動回路（ＳＣＶ駆動回路）を介してＥＣＵ１０から印加されるＳＣＶ駆動電流値によって電子制御されることにより、サプライポンプ４の加圧室内に吸入される燃料の吸入量を調整する。
【００２８】
このＳＣＶ５は、フィードポンプから加圧室内へ燃料を送るための燃料吸入経路の開度を調整するバルブ（図示せず）、バルブを閉弁方向に駆動するソレノイドコイル（図示せず）、およびバルブを開弁方向に付勢するスプリング等のバルブ付勢手段（図示せず）を有する電磁式流量制御弁である。すなわち、ＳＣＶ５は、ＳＣＶ駆動回路を介してソレノイドコイルに印加されるＳＣＶ駆動電流値の大きさに比例して、サプライポンプ４の加圧室から、コモンレール２へ吐出される高圧燃料の圧送量（ポンプ吐出量）を調整して、コモンレール２内の燃料圧力、つまり各インジェクタ３からエンジン１の各気筒内へ噴射供給する燃料噴射圧力に相当するコモンレール圧力を変更する。
【００２９】
ここで、エンジン１の運転中に、各気筒の燃焼室内で燃焼した排気ガスは、排気管２２を通り、バリアブルノズルターボ（ＶＮＴ）２３のタービンの駆動源となった後に、触媒（図示せず）、マフラー（図示せず）を経て排出される。上記のバリアブルノズルターボ２３の制御は、吸気圧センサ３６の信号とＶＮＴ駆動量センサ３７の信号とに基づいて行われる。過給された吸入空気は、吸気管２４を経て各気筒内へ導入される。そして、吸気管２４の途中には、絞り弁（スロットルバルブ）２５が配設され、このスロットルバルブ２５の開度は、ＥＣＵ１０からの駆動信号により作動するリニアアクチュエータ２６によって調節される。
【００３０】
また、本実施形態の吸気管２４には、排気管２２を流れる排気ガスの一部である排気再循環ガス（ＥＧＲガス）を吸気管２４へ導く排気ガス還流路２７が接続されている。そして、排気ガス還流路２７と吸気管２４との接続口には、ＥＧＲバルブ７が設置され、排気ガス還流路２７の途中には、ＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲガスクーラ２８が設置されている。
【００３１】
ＥＧＲバルブ７は、エンジン１の排気ガスの一部を吸気側に戻すための排気ガス還流路２７の開度を調整するバルブ３１、印加されるＥＧＲバルブ駆動信号が大きくなる程、バルブ３１を開弁方向に駆動するリニアソレノイド３２、およびバルブ３１を閉弁方向に付勢するスプリング等のバルブ付勢手段（図示せず）を有し、ＥＧＲバルブ駆動信号の大きさに比例して、エンジン１の排気側から吸気管２４へ戻るＥＧＲガスの排気ガス還流量（ＥＧＲ量）を調整する排気ガス再循環装置用電磁弁である。
【００３２】
なお、ＥＧＲガスのＥＧＲ量は、吸気量センサ３３と吸気温センサ３４とＥＧＲバルブ用リフトセンサ３５からの信号で、所定値を保持できるようにフィードバック制御している。したがって、エンジン１の各気筒内に吸い込まれて吸気管２４を通過する吸入空気は、エミッションを低減するために運転状態毎に設定されたＥＧＲ量になるようにＥＧＲバルブ７のバルブ３１の弁開度がリニアに制御され、排気管２２からの排気ガスとミキシングされることになる。
【００３３】
ＥＣＵ１０には、制御処理、演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラムおよびデータを保存する記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリ）、入力回路、出力回路、電源回路、インジェクタ駆動回路（ＩＮＪ駆動回路：ＥＤＵ）等の機能を含んで構成される周知の構造のマイクロコンピュータが設けられている。そして、各種センサからのセンサ信号は、Ａ／Ｄ変換器でＡ／Ｄ変換された後にマイクロコンピュータに入力されるように構成されている。
【００３４】
ＥＣＵ１０は、クランク角度検出手段およびカム角度検出手段からの回転角度信号を入力するように構成されている。クランク角度検出手段は、エンジン１のクランクシャフト１１に対応して回転するシグナルロータ（例えばクランクシャフト１１が１回転する間に１回転する回転体）３８と、このシグナルロータ３８の外周に多数形成されたクランク角度検出用の歯と、これらの歯の接近と離間によってＮＥ信号パルス（図２参照）を発生する電磁ピックアップコイルよりなるクランク角度センサ４１とから構成されている。このクランク角度センサ４１は、シグナルロータ３８が１回転（クランクシャフト１１が１回転）する間に複数のＮＥ信号パルスを出力する。そして、ＥＣＵ１０は、ＮＥ信号パルスの間隔時間を計測することによってエンジン回転速度（以下エンジン回転数と言う）を検出する。
【００３５】
カム角度検出手段は、エンジン１の動弁系またはサプライポンプ４のカム軸２９に対応して回転するシグナルロータ（例えばクランクシャフト１１が２回転する間に１回転する回転体）３９と、このシグナルロータ３９の外周に多数形成されたカム角度検出用の歯と、これらの歯の接近と離間によってＧ信号パルスを発生する電磁ピックアップコイルよりなるカム角度センサ４２とから構成されている。このカム角度センサ４２は、シグナルロータ３９が１回転（カム軸２９が１回転）する間に複数のＧ信号パルスを出力する。
【００３６】
また、ＥＣＵ１０は、アクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）を測定するアクセル開度センサ４３、エンジン１の冷却水温を検出する冷却水温センサ４４、およびコモンレール２内の燃料圧力（所謂コモンレール圧）を検出する燃料圧力センサ（燃料圧力検出手段）４５等からセンサ信号を入力するように構成されている。なお、ＥＣＵ１０は、車両の走行速度（車速）を測定するための車速センサ４６から車速信号を入力するように構成されている。ここで、燃料還流路１７には、インジェクタ３から燃料系の低圧側（燃料タンク１４）へリークするインジェクタリーク温度（燃料温度：ＴＨＦ）を測定する燃料温度センサ（燃料温度検出手段）４７が搭載されている。この燃料温度センサ４７は、検出精度を上げるために各インジェクタ３の燃料還流路１７の集合部分にできるだけ近い位置に搭載するのが望ましい。
【００３７】
そして、ＥＣＵ１０は、クランク角度センサ４１からのＮＥ信号パルスより検出したエンジン回転数（ＮＥ）とアクセル開度センサ４３によって検出したアクセル開度（ＡＣＣＰ）とから基本噴射量（目標噴射量：Ｑ）を算出する噴射量決定手段と、エンジン回転数（ＮＥ）と目標噴射量（Ｑ）とから指令噴射時期（ＴＦＩＮ）を算出する噴射時期決定手段と、目標噴射量（Ｑ）と燃料圧力センサ４５によって検出されたコモンレール２内の燃料圧力（実コモンレール圧力：ＰＣ）とからインジェクタ駆動時間（噴射指令パルス長さ、噴射指令パルス時間、噴射指令パルス幅、指令噴射期間：ＴＱ）を算出する噴射期間決定手段と、ＩＮＪ駆動回路（ＥＤＵ）を介して各気筒のインジェクタ３の電磁弁にパルス状のインジェクタ駆動電流（噴射指令パルス）を印加するインジェクタ駆動手段とから構成されている。
【００３８】
そして、ＥＣＵ１０は、多気筒エンジン１の運転条件または運転状態に応じた最適な噴射圧力を演算し、ＳＣＶ駆動回路を介してサプライポンプ４のＳＣＶ５のソレノイドコイルを駆動する吐出量制御手段（ＳＣＶ制御手段）を有している。すなわち、ＥＣＵ１０は、エンジン運転情報によって目標燃料圧力（目標コモンレール圧力：ＰＦＩＮ）を算出し、この目標コモンレール圧力（ＰＦＩＮ）を達成するために、サプライポンプ４のＳＣＶ５のソレノイドコイルに印加するポンプ駆動信号（駆動電流値＝ＳＣＶ通電値または制御パルス信号）を調整して、サプライポンプ４より吐出される燃料の圧送量（ポンプ吐出量またはポンプ圧送量）を制御するように構成されている。
【００３９】
さらに、より好ましくは、燃料噴射量の制御精度を向上させる目的で、実コモンレール圧力（ＮＰＣ）がエンジン回転数（ＮＥ）と目標噴射量（Ｑ）とによって設定される目標コモンレール圧力（ＰＦＩＮ）と略一致するように、ＰＩＤ（比例積分微分）制御によって、サプライポンプ４のＳＣＶ５へのポンプ駆動信号をフィードバック制御することが望ましい。
【００４０】
なお、サプライポンプ４のＳＣＶ５へのポンプ駆動信号（駆動電流値＝ＳＣＶ通電値または制御パルス信号）の制御は、デューティ（ＤＵＴＹ）制御により行うことが望ましい。すなわち、実コモンレール圧力（ＮＰＣ）と目標コモンレール圧力（ＰＦＩＮ）との圧力偏差（ΔＰ）に応じて単位時間当たりの制御パルス信号のオン／オフの割合（通電時間割合・デューティ比）を調整して、サプライポンプ４のＳＣＶ５の弁開度を変化させるデューティ制御を用いることで、高精度なデジタル制御が可能になる。
【００４１】
［第１実施形態の制御方法］
次に、本実施形態のサプライポンプの異常故障診断方法を図１ないし図９に基づいて簡単に説明する。ここで、図３はポンプ吐出量異常診断方法を示したフローチャートである。
【００４２】
また、図３のメインルーチンは、イグニッションスイッチがオン（ＩＧ・ＯＮ）となった後に、所定の演算タイミング毎に実行される。なお、本実施形態では、図７のタイミングチャートに示したように、カムトップが＃１気筒ＢＴＤＣ１０８°ＣＡ、＃４気筒のＢＴＤＣ１０８°ＣＡであるので、最も近い割り込み角度として「ＢＴＤＣ１０８°ＣＡ」を演算タイミングとする。
【００４３】
先ず、燃料圧力センサ４５によって検出される実コモンレール圧力（ＮＰＣ）を取り込む（ステップＳ１）。次に、複数の圧送系統のうちの少なくとも１つの圧送系統が燃料を圧送する圧送期間前後でのコモンレール圧力変化量（ΔＰ）を算出する。すなわち、３６０°ＣＡ間のコモンレール圧力変化量（ΔＰ）を計測する（ステップＳ２）。具体的には、例えば３６０°ＣＡ前の前回の実コモンレール圧力（ＰＣｉ−１）と３６０°ＣＡ後の今回の実コモンレール圧力（ＰＣｉ）との圧力差を求める。
【００４４】
次に、図４の診断許可条件判定ルーチンを用いて診断許可条件判定を実施する（ステップＳ３）。次に、診断許可フラグがセット（ＸＣＮＤ＝１）されているか否かを判定する（ステップＳ４）。この判定結果がＮＯの場合、つまりＸＣＮＤ＝０の場合には、図３のメインルーチンのステップＳ５以降の処理を実施せずに、ポンプ吐出量異常診断を終了する。
【００４５】
また、ステップＳ４の判定結果がＹＥＳの場合、つまりＸＣＮＤ＝１の場合には、複数の圧送系統のうちの少なくとも１つの圧送系統が燃料を圧送する圧送期間内における、複数個のインジェクタ３より流出する燃料の総流出量を算出する。すなわち、３６０°ＣＡ間の総流出量を算出する（ステップＳ５）。具体的には、３６０°ＣＡ間の燃料噴射量（ＱＩＮＪ）の総計と３６０°ＣＡ間のインジェクタクリアランスリーク量（インジェクタ静的リーク量：ＱＳＬ）の総計と３６０°ＣＡ間のインジェクタスイッチングリーク量（インジェクタ動的リーク量：ＱＤＬ）の総計とを加算して３６０°ＣＡ間の総流出量を求める。
【００４６】
ここで、インジェクタ静的リーク量（ＱＳＬ）は、エンジン回転数（ＮＥ）と実コモンレール圧力（ＮＰＣ）とインジェクタリーク温度（燃料温度：ＴＨＦ）とからマップまたは演算式を用いて算出することができる。マップの場合は、エンジン回転数（ＮＥ）および実コモンレール圧力（ＮＰＣ）とインジェクタ静的リーク量の基準値（ＱＳＬＢＡＳＥ）との関係を予め実験等により求めて作成した特性マップ（２次元マップ）を用いてインジェクタ静的リーク量の基準値（ＱＳＬＢＡＳＥ）を算出する。
【００４７】
続いて、燃料温度センサ４７によって検出された燃料温度（ＴＨＦ）と燃料温度補正係数（α）との関係を予め実験等により求めて作成した特性マップ（１次元マップ）を用いて燃料温度補正係数（α）を算出する。続いて、インジェクタ静的リーク量の基準値（ＱＳＬＢＡＳＥ）に燃料温度補正係数（α）を乗算してインジェクタ静的リーク量（ＱＳＬ）を算出する（静的リーク量算出手段）。
【００４８】
また、インジェクタ動的リーク量（ＱＤＬ）は、噴射指令パルス長さ（ＴＱ）と実コモンレール圧力（ＮＰＣ）とインジェクタ動的リーク量（ＱＤＬ）との関係を予め実験等により求めて作成した特性マップ（２次元マップ）または演算式を用いてインジェクタ動的リーク量（ＱＤＬ）を算出する（動的リーク算出手段）。また、３６０°ＣＡ間の燃料噴射量（ＱＩＮＪ）は、図７に示したように、３６０°ＣＡ間では＃１気筒、＃３気筒または＃４気筒、＃２気筒への燃料噴射が実施されるため、目標噴射量（Ｑ）×２となる。なお、目標噴射量（Ｑ）×２の代わりに、実際の燃料噴射量、あるいは基本噴射量に冷却水温（ＴＨＷ）や燃料温度（ＴＨＦ）等を考慮した噴射量補正量を加味した指令噴射量（ＱＦＩＮ）×２を用いても良い。
【００４９】
次に、コモンレール圧力変化相当量を算出する。これは、３６０°ＣＡのコモンレール圧力変化量（ΔＰ）に高圧燃料部総容積（Ｖ）を乗じた値を、体積弾性率（Ｅ）で割った値を、コモンレール圧力変化相当量（高圧燃料部をΔＰ昇圧に必要な容積：ΔＶ）とする（ステップＳ６）。ここで、体積弾性率Ｅは、実コモンレール圧力（ＮＰＣ）と燃料温度（インジェクタリーク温度またはポンプオーバーフロー温度またはサプライポンプ入口温度：ＴＨＦ）に基づいて、下記の数１の演算式またはマップを用いて与えることができる。
【数１】
2004108171.tif 000003
Ｖはコモンレール２を含む高圧燃料部総容積で、Ｅは燃料の体積弾性率である。
【００５０】
次に、３６０°ＣＡ間のポンプ吐出量（１圧送系統の圧送量）を算出する。これは、下記の数２および数３の演算式に基づいて、総流出量からコモンレール圧力変化相当量（ΔＶ）を減算した値を、３６０°ＣＡ間のポンプ吐出量（１圧送系統の圧送量：ＱＰ）とする（ステップＳ７）。次に、図５および図６のサブルーチンを用いてポンプ吐出量異常診断を実施する（ステップＳ１０）。次に、図９のサブルーチンを用いて異常検出時処置を実施する（ステップＳ１１）。
【数２】
2004108171.tif 000004
【数３】
2004108171.tif 000005
【００５１】
次に、図４は、図３のメインルーチンのステップＳ３の診断許可条件判定の詳細を示したフローチャートである。なお、図４の診断許可条件判定ルーチンは、イグニッションスイッチがオン（ＩＧ・ＯＮ）となった後に、所定の制御タイミング（例えば１００ｍｓ）毎に実行される。
【００５２】
先ず、前回と今回とで目標コモンレール圧力（ＰＦＩＮ）の変化が小さいか否かを判定する（ステップＳ１３）。この判定結果がＮＯの場合には、エンジン１が加速状態または減速状態で運転されていると判断して、診断許可カウンタ（ＣＣＮＤ）をリセットする（ステップＳ１４）。次に、診断許可フラグ（ＸＣＮＤ）をクリアする（ステップＳ１５）。その後に、図４のルーチンを抜けて、図３のステップＳ４の判定処理でＮＯと判定され、ポンプ吐出量異常診断を終了する。
【００５３】
また、ステップＳ１３の判定結果がＹＥＳの場合には、前回と今回とで目標噴射量（Ｑ）の変化が小さいか否かを判定する（ステップＳ１６）。この判定結果がＮＯの場合には、エンジンが加速状態または減速状態で運転されていると判断して、ステップＳ１４の処理に進む。
【００５４】
また、ステップＳ１６の判定結果がＹＥＳの場合には、エンジンが定常運転されていると判断して、診断許可カウンタ（ＣＣＮＤ）をカウントアップする（ステップＳ１７）。次に、エンジンの定常状態が所定時間継続しているか否かを判定する。つまり、ＣＣＮＤ＞所定値であるか否かを判定する（ステップＳ１８）。この判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ１５の処理に進む。
【００５５】
また、ステップＳ１８の判定結果がＹＥＳの場合には、エンジンの定常状態が所定時間継続していると判断して、診断許可フラグ（ＸＣＮＤ）をセットする（ステップＳ１９）。その後に、図４のルーチンを抜けて、図３のステップＳ４の判定処理でＹＥＳと判定され、ポンプ吐出量異常診断を継続する。
【００５６】
次に、図５および図６は、図３のメインルーチンのステップＳ１０のポンプ吐出量異常診断の詳細を示したフローチャートである。なお、図５および図６のポンプ吐出量異常診断ルーチンは、イグニッションスイッチがオン（ＩＧ・ＯＮ）となった後に、所定の制御タイミング（例えば３６０°ＣＡ）毎に実行される。
【００５７】
先ず、圧送系統カウンタをカウントアップする（ステップＳ２１）。次に、圧送系統カウンタが圧送系統数よりも多いか否かを判定する（ステップＳ２２）。この判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ２４の処理に進む。
【００５８】
また、ステップＳ２２の判定結果がＹＥＳの場合には、圧送系統カウンタを１にセットする（ステップＳ２３）。次に、サプライポンプ４が正常な場合の１燃料圧送系統当たりのポンプ圧送量から判定値（判定スレッシュ）を算出する（ステップＳ２４）。次に、サプライポンプ４の１つ以上の圧送系統より吐出される３６０°ＣＡ間のポンプ吐出量が（判定スレッシュ＋α）よりも多いか否かを判定する（ステップＳ２５）。この判定結果がＹＥＳの場合には、特定の圧送系統のみ過剰圧送故障していると判断して、ＫＡＪＯ（過剰カウンタ）を１にセットする（ステップＳ２６）。その後に、ステップＳ２８の処理に進む。
【００５９】
また、ステップＳ２５の判定結果がＮＯの場合には、全ての圧送系統で過剰圧送は発生していないと判断して、ＫＡＪＯ（過剰カウンタ）を０にリセットする（ステップＳ２７）。次に、サプライポンプ４の１つ以上の圧送系統より吐出される３６０°ＣＡ間のポンプ吐出量が（判定スレッシュ−α）よりも少ないか否かを判定する（ステップＳ２８）。この判定結果がＹＥＳの場合には、ｔ　ＨＵＳＯＫＵ（仮不足カウンタ）を１にセットする（ステップＳ２９）。その後に、ステップＳ３１の判定処理に進む。
【００６０】
また、ステップＳ２８の判定結果がＮＯの場合には、ｔ　ＨＵＳＯＫＵ（仮不足カウンタ）を０にリセットする（ステップＳ３０）。次に、圧送系統カウンタが１にセットされているか否かを判定する（ステップＳ３１）。この判定結果がＮＯの場合には、図５および図６のルーチンを抜ける。
【００６１】
また、ステップＳ３１の判定結果がＹＥＳの場合には、全ての圧送系統がｔ　ＨＵＳＯＫＵ（仮不足カウンタ）＝１にセットされているか否かを判定する（ステップＳ３２）。この判定結果がＹＥＳの場合には、全ての圧送系統で３６０°ＣＡ間のポンプ吐出量が不足していると判断して、ガス欠として故障診断より除外するために、ＨＵＳＯＫＵ（不足カウンタ）を０にリセットする（ステップＳ３３）。その後に、図５および図６のルーチンを抜ける。
また、ステップＳ３２の判定結果がＮＯの場合には、特定の圧送系統のみ圧送不良故障していると判断して、ＨＵＳＯＫＵ（不足カウンタ）を１にセットする（ステップＳ３４）。その後に、図５および図６のルーチンを抜ける。
【００６２】
ここで、図７は、クランク角度、燃料吐出率、正常時圧力波形、燃料吐出率、１圧送系統圧送不能時の圧力波形を示したタイミングチャートである。また、本実施形態のように、圧送系統を２つ備える場合で、且つ１つのＳＣＶ５で全ての圧送系統のポンプ吐出量またはポンプ圧送量を調量する場合で、図７に示したように、一方の圧送系統が正常で、且つ他方の圧送系統が圧送不能となる理由は、異常な圧送系統の燃料圧送経路または吐出弁（高圧逆止弁）の異物等による閉塞または異物の噛み込みによる全開異常が考えられる。また、異常な圧送系統の燃料吸入経路または吸入チェック弁の異物等による閉塞または異物の噛み込みによる全開異常が考えられる。
【００６３】
ここで、図８（ａ）は、圧送系統を２つ備える場合の吐出不良（圧送不良）故障を示した図である。なお、正常な圧送系統が過剰圧送となっているのは、コモンレール圧力のフィードバック制御により、異常圧送系統の吐出不良（圧送不良）を補うために、正常な圧送系統の３６０°ＣＡ間のポンプ吐出量またはポンプ圧送量が増加するからである。また、図８（ｂ）は、圧送系統を２つ備える場合で、且つ１つのＳＣＶ５で全ての圧送系統のポンプ吐出量またはポンプ圧送量を調量する場合の過剰圧送故障を示した図である。この場合には、全ての圧送系統が同時に過剰圧送故障となる。また、図８（ｃ）は、圧送系統を２つ備える場合で、且つ１つの電磁弁で１つの圧送系統のポンプ吐出量またはポンプ圧送量を調量する場合には、特定の圧送系統のみが過剰圧送故障となる。
【００６４】
次に、図９は、図３のメインルーチンのステップＳ１１の異常検出時処置の詳細を示したフローチャートである。この図９の異常検出時処置ルーチンは、イグニッションスイッチがオン（ＩＧ・ＯＮ）となった後に、所定の制御タイミング（例えば１８０°ＣＡ）毎に実行される（４気筒の場合）。
【００６５】
先ず、エンジン回転数（ＮＥ）を算出する（ステップＳ４１）。次に、アクセル開度（ＡＣＣＰ）を取り込む（ステップＳ４２）。次に、少なくとも１つ以上の圧送系統に圧送不良または過剰圧送等の異常故障（フェイル）が発生しているか否かを判定する。すなわち、前述した図５のサブルーチンのＫＡＪＯ（過剰カウンタ）、前述した図６のサブルーチンのＨＵＳＯＫＵ（不足カウンタ）、後述する図１１のサブルーチンのＰＦＡＩＬ（確定故障カウンタ）の少なくとも１つが「１」にセットされている状態であるか否かを判定する（ステップＳ４３）。この判定結果がＮＯの場合には、エンジン回転数（ＮＥ）とアクセル開度（ＡＣＣＰ）と予め実験等により測定して作成された特性マップとによって目標噴射量（Ｑ）を算出する（ステップＳ４４）。
【００６６】
次に、インジェクタ３の噴射量制御を実施する。具体的には、エンジン回転数（ＮＥ）と目標噴射量（Ｑ）とから指令噴射時期（ＴＦＩＮ）を算出する。続いて、目標噴射量（Ｑ）と実コモンレール圧力（ＮＰＣ）とから指令噴射期間（インジェクタ駆動時間、噴射指令パルス長さ：ＴＱ）を算出する。そして、ＩＮＪ駆動回路（ＥＤＵ）を介して各気筒のインジェクタ３の電磁弁にパルス状のインジェクタ駆動電流（ＩＮＪ噴射指令パルス）を印加する（ステップＳ４５）。その後に、図９のルーチンを抜ける。
【００６７】
また、ステップＳ４３の判定結果がＹＥＳの場合には、アクセル開度（ＡＣＣＰ）を上限値（例えば１０％）以下に制限する（ステップＳ４６）。エンジン回転数（ＮＥ）とアクセル開度（ＡＣＣＰ）と予め実験等により測定して作成された特性マップとによって目標噴射量（Ｑ）を算出する（ステップＳ４７）。次に、目標噴射量（Ｑ）を上限値（例えば１５ｍｍ３　／ｓｔ）以下に制限する（ステップＳ４８）。その後に、ステップＳ４５のインジェクタ３の噴射量制御を実施する。
【００６８】
［第１実施形態の効果］
以上のように、本実施形態のコモンレール式燃料噴射システム用のサプライポンプ４の少なくとも１つ以上の圧送系統の圧送不良または過剰圧送を検出するポンプ異常診断装置においては、複数の圧送系統のうちの少なくとも１つの圧送系統が燃料を圧送する圧送期間内におけるポンプ圧送量、つまり複数の圧送系統毎の３６０°ＣＡ間のポンプ吐出量を算出し、この算出した複数の圧送系統毎の３６０°ＣＡ間のポンプ吐出量を、サプライポンプ４の正常時の１圧送系統の圧送量より与えられる判定スレッシュと比較して、複数の圧送系統のうちの少なくとも１つの圧送系統に、圧送不良または過剰圧送等の異常故障が発生しているか否かを診断している。
【００６９】
そして、サプライポンプ４の複数の圧送系統のうちの少なくとも１つ以上の圧送系統のみ、つまり特定の圧送系統のみ、３６０°ＣＡ間のポンプ吐出量が判定スレッシュ（または判定スレッシュ−α）よりも少ない場合には、図８（ａ）に示したように、当該圧送系統に圧送不良故障が発生していると精度良く診断することができる。また、サプライポンプ４の複数の圧送系統のうちの少なくとも１つ以上の圧送系統のみ、つまり特定の圧送系統のみ、３６０°ＣＡ間のポンプ吐出量が判定スレッシュ（または判定スレッシュ＋α）よりも多い場合には、図８（ｂ）、（ｃ）に示したように、当該圧送系統に過剰圧送故障が発生していると精度良く診断することができる。
【００７０】
それによって、異常故障の検出のための特別な操作を実施することなく、サプライポンプ４の複数の圧送系統毎の過剰圧送または圧送不良等の異常故障の発生を正確に、しかも精度良く診断することができるので、コモンレール２内の燃料圧力（コモンレール圧力）の低下を防止することができる。これにより、過剰圧送または圧送不良等の異常故障の診断中に、エンジン１への燃料噴射の不安定やエンジン停止（例えばコモンレール圧力が下がり過ぎて、インジェクタ３が燃料をエンジン１の各気筒内に噴射できない場合、あるいはエンジン１を運転するのに充分な燃料噴射量の燃料噴射ができない場合等）を防止することができる。ここで、サプライポンプ４の圧送不良の故障と、ガス欠による圧送不良とを区別するために、サプライポンプ４の圧送系統毎に３６０°ＣＡ間のポンプ吐出量を算出し、全ての圧送系統でポンプ吐出量が不足している場合には、ガス欠として圧送不良故障として診断させないようにする。
【００７１】
そして、サプライポンプ４の１つ以上の圧送系統に圧送不良または過剰圧送等の異常故障が発生していると判断した場合には、図９の異常検出時処置を実施することによって、アクセル開度（ＡＣＣＰ）を所定値（例えば１０％）以下に制限し、且つ目標噴射量（Ｑ）を所定値（例えば１５ｍｍ３　／ｓｔ）以下に制限することで、エンジン回転数（ＮＥ）および目標コモンレール圧力（ＰＦＩＮ）を所定値以下に制限することができる。これにより、サプライポンプ４の正常な圧送系統の過大な負担を軽減することができるので、正常な圧送系統のプランジャとカムとの間に介在するタペットの摩耗や焼き付きを防止することができる。
【００７２】
なお、タペットの摩耗や焼き付きの防止には、目標コモンレール圧力（ＰＦＩＮ）を所定値以下に制限することによる面圧低減に加えて、燃料噴射量（目標噴射量：Ｑ）、エンジン回転数（ＮＥ）を所定値以下に制限することにより、サプライポンプ４のポンプ回転数を低減する必要があると、実験等により判定したため、制限量には目標コモンレール圧力（ＰＦＩＮ）を必ず含み、且つ燃料噴射量（目標噴射量：Ｑ）とエンジン回転数（ＮＥ）との少なくとも一方を含むことが望ましい。
【００７３】
［第２実施形態］
図１０は本発明の第２実施形態を示したもので、ポンプ吐出量異常診断方法を示したフローチャートである。なお、図３のメインルーチンと同一の制御処理については同番号を付し、説明を省略する。
【００７４】
ステップＳ４の判定結果がＹＥＳの場合、つまりＸＣＮＤ＝１の場合には、複数の圧送系統のうちの少なくとも１つの圧送系統が燃料を圧送する圧送期間内における、複数個のインジェクタ３より流出する燃料の総流出量に相当する３６０°ＣＡ間のコモンレール圧力変化を算出する。これは、総流出量に体積弾性率Ｅを乗算した値を、高圧燃料部総容積Ｖで割った値を、総流出量に相当する３６０°ＣＡ間のコモンレール圧力変化とする（ステップＳ８）。次に、３６０°ＣＡ間のポンプ吐出量に相当するコモンレール圧力変化を算出する。これは、総流出量相当圧力変化から３６０°ＣＡ間のコモンレール圧力変化を減算した値を、３６０°ＣＡ間のポンプ吐出量に相当する３６０°ＣＡ間の圧力変化とする（ステップＳ９）。
【００７５】
次に、ステップＳ１０で、３６０°ＣＡ間のポンプ吐出量に相当する３６０°ＣＡ間の圧力変化と、サプライポンプ４が正常な場合の１燃料圧送系統当たりのポンプ圧送量から算出される判定スレッシュ（判定値）とを比較して、特定の圧送系統のみポンプ圧送量が過剰または不足している場合に、当該圧送系統の過剰圧送または圧送不良等の異常故障を検出する。なお、第１実施形態と同様にして、全ての圧送系統で３６０°ＣＡ間のポンプ圧送量が不足している場合には、ガス欠として除外する。
【００７６】
ここで、過剰圧送故障については、圧送系統毎に各１つずつの電磁弁でポンプ吐出量を制御するタイプのサプライポンプの場合には、圧送系統毎のポンプ圧送量を調量するための１つ以上の電磁弁の固着によって、特定の圧送系統のみ３６０°ＣＡ間のポンプ圧送量が過剰であることを検出することができる。また、本実施形態のように、全ての圧送系統のポンプ圧送量を１つのＳＣＶ５で制御するタイプのサプライポンプ４の場合には、全ての圧送系統のポンプ圧送量を調量するための１つのＳＣＶ５の固着によって、全ての圧送系統で同時に過剰圧送故障が発生する可能性があるため、全ての圧送系統で３６０°ＣＡ間のポンプ圧送量が過剰である場合には、全ての圧送系統が過剰であること（過剰圧送故障）を検出する。
【００７７】
［第３実施形態］
図１１および図１２は本発明の第３実施形態を示したもので、図１１は、図３のメインルーチンのステップＳ１０のポンプ吐出量異常診断の詳細を示したフローチャートである。
【００７８】
先ず、前回のポンプ吐出量と今回のポンプ吐出量との差の絶対値を算出する。具体的には、３６０°ＣＡ前の特定圧送系統の３６０°ＣＡ間のポンプ吐出量と３６０°ＣＡ後の特定圧送系統の３６０°ＣＡ間のポンプ吐出量との差の絶対値を算出する。あるいは図７のポンプ▲２▼の絶対値を算出する場合には、ポンプ▲１▼の３６０°ＣＡ間のポンプ吐出量とポンプ▲２▼の３６０°ＣＡ間のポンプ吐出量との差の絶対値を算出する（ステップＳ５１）。
【００７９】
次に、サプライポンプ４が正常な場合の１燃料圧送系統当たりのポンプ圧送量から判定値（判定スレッシュ）を算出する（ステップＳ５２）。次に、前回のポンプ吐出量と今回のポンプ吐出量との差の絶対値が判定スレッシュよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ５３）。この判定結果がＹＥＳの場合には、故障監視カウンタ（ＣＦＡＩＬ）をカウントアップする（ステップＳ５４）。その後に、ステップＳ５６の判定処理に進む。
【００８０】
また、ステップＳ５３の判定結果がＮＯの場合には、故障監視カウンタ（ＣＦＡＩＬ）をカウントダウンする（ステップＳ５５）。次に、故障監視カウンタ（ＣＦＡＩＬ）が所定値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ５６）。この判定結果がＹＥＳの場合には、圧送不良または過剰圧送が特定圧送系統に発生していると判断して、確定故障カウンタ（ＰＦＡＩＬ）を１にセットする（ステップＳ５７）。その後に、図１１のルーチンを抜ける。
【００８１】
また、ステップＳ５６の判定結果がＮＯの場合には、圧送不良または過剰圧送が特定圧送系統に発生していないと判断して、確定故障カウンタ（ＰＦＡＩＬ）を０にリセットする（ステップＳ５８）。その後に、図１１のルーチンを抜ける。
【００８２】
ここで、本実施形態のポンプ吐出量異常診断を図１２に基づいて簡単に説明する。図１２（ａ）のグラフからも確認できるように、圧送不良故障もしくは過剰圧送故障が特定圧送系統に発生した場合には、本実施形態のように、２つの圧送系統を備えるサプライポンプ４の場合には、コモンレール圧力のフィードバック制御により、異常圧送系統の吐出不良を補うために、正常な圧送系統の吐出量が増加するからである。
【００８３】
また、圧送系統毎にポンプ圧送量を算出し、前回のポンプ圧送量と今回のポンプ圧送量との差の絶対値を用いて故障診断を行う診断方法においては、図１２（ｂ）に示したように、前回のポンプ圧送量と今回のポンプ圧送量との差の絶対値が判定スレッシュを越えているので、圧送不良故障もしくは過剰圧送故障が特定圧送系統に発生していると判断でき、異常故障と診断することができる。
【００８４】
なお、全ての圧送系統が過剰圧送になった場合には、前回のポンプ圧送量と今回のポンプ圧送量との差の絶対値を用いて故障診断を行う診断方法では検出することができない可能性がある。また、全ての圧送系統が圧送不良になった場合には、ガス欠の可能性があるが、この診断方法であれば異常故障と診断させずに済む。すなわち、ガス欠時には、全圧送系統でポンプ圧送量が不足するため、前回のポンプ圧送量と今回のポンプ圧送量との差として現れないことを利用してガス欠による圧送不良と区別することができる。さらに、前回のポンプ圧送量と今回のポンプ圧送量との差の絶対値を用いることによって、インジェクタ静的リーク量、インジェクタ動的リーク量の算出モデルと現物との誤差（バラツキ、モデル同定誤差）をキャンセルできるので、圧送不良もしくは過剰圧送等の異常故障の診断精度を向上することができる。
【００８５】
［第４実施形態］
図１３は本発明の第４実施形態を示したもので、図５のサブルーチンのステップＳ２４もしくは図１１のサブルーチンのステップＳ５２における、判定スレッシュを算出する制御ロジックを示した図である。
【００８６】
本実施形態のＥＣＵ１０は、エンジン回転数（ＮＥ）とアクセル開度（ＡＣＣＰ）とに応じて目標噴射量（Ｑ）を演算する噴射量決定手段と、この噴射量決定手段によって設定された目標噴射量（Ｑ）と燃料圧力センサ４５によって検出される実コモンレール圧力（ＮＰＣ）と基本判定値と予め実験等により測定して作成された特性マップとによって基本判定値を演算する基本判定値決定手段（１０１）と、エンジン回転数（ＮＥ）と補正係数と予め実験等により測定して作成された特性マップとによって補正係数を演算する補正係数決定手段（１０２）と、基本判定値決定手段（１０１）によって設定された基本判定値に、補正係数決定手段（１０２）によって設定された補正係数を乗算して、判定スレッシュを算出する判定スレッシュ決定手段とを備えている。
【００８７】
以上により、予め定める判定値（判定しきい値、判定スレッシュ）を、少なくとも目標噴射量（Ｑ）と実コモンレール圧力（ＮＰＣ）とエンジン回転数（ＮＥ）とを用いて与えることができる。また、予め定める判定値（判定しきい値、判定スレッシュ）を、サプライポンプ４の正常時の１燃料圧送系統当たりの３６０°ＣＡ間のポンプ圧送量で与えることができる。さらに、サプライポンプ４の正常時の１燃料圧送系統当たりの３６０°ＣＡ間のポンプ圧送量を、目標噴射量（Ｑ）、実コモンレール圧力（ＮＰＣ）、エンジン回転数（ＮＥ）のうちの少なくとも１つ以上を用いて与える補正係数で補正しても良い。
【００８８】
［第５実施形態］
図１４は本発明の第５実施形態を示したもので、図５のサブルーチンのステップＳ２４もしくは図１１のサブルーチンのステップＳ５２における、判定スレッシュを算出する制御ロジックを示した図である。
【００８９】
本実施形態のＥＣＵ１０は、エンジン回転数（ＮＥ）とアクセル開度（ＡＣＣＰ）とに応じて目標噴射量（ＱＦＩＮ）を演算する噴射量決定手段と、エンジン回転数（ＮＥ）と目標噴射量（ＱＦＩＮ）とに応じて目標コモンレール圧力（ＰＦＩＮ）を演算する目標コモンレール圧力決定手段と、噴射量決定手段によって設定された目標噴射量（ＱＦＩＮ）と目標コモンレール圧力決定手段によって設定される目標コモンレール圧力（ＰＦＩＮ）と基本判定値と予め実験等により測定して作成された特性マップとによって基本判定値を演算する基本判定値決定手段（１０１）と、エンジン回転数（ＮＥ）と補正係数と予め実験等により測定して作成された特性マップとによって補正係数を演算する補正係数決定手段（１０２）と、噴射量決定手段によって設定された目標噴射量（ＱＦＩＮ）とオフセット値と予め実験等により測定して作成された特性マップとによってオフセット値を演算するオフセット値決定手段（１０３）と、基本判定値決定手段（１０１）によって設定された基本判定値に、補正係数決定手段（１０２）によって設定された補正係数を乗算した値に、オフセット値決定手段（１０３）によって設定されたオフセット値を加算して、判定スレッシュを算出する判定スレッシュ決定手段とを備えている。
【００９０】
以上により、第４実施形態と同様にして、予め定める判定値（判定しきい値、判定スレッシュ）を、少なくとも目標噴射量（Ｑ）と実コモンレール圧力（ＮＰＣ）とエンジン回転数（ＮＥ）とを用いて与えることができる。また、予め定める判定値（判定しきい値、判定スレッシュ）を、サプライポンプ４の正常時の１燃料圧送系統当たりの３６０°ＣＡ間のポンプ圧送量で与えることができる。さらに、サプライポンプ４の正常時の１燃料圧送系統当たりの３６０°ＣＡ間のポンプ圧送量を、目標噴射量（Ｑ）、実コモンレール圧力（ＮＰＣ）、エンジン回転数（ＮＥ）のうちの少なくとも１つ以上を用いて与えるオフセット値または補正係数で補正しても良い。
【００９１】
［第６実施形態］
図１５は本発明の第６実施形態を示したもので、図３のメインルーチンのステップＳ１１の異常検出時処置の詳細を示したフローチャートである。この図１５のフローチャートは、３６０°ＣＡ毎に実行される（本実施形態の場合）。
【００９２】
先ず、エンジン回転数（ＮＥ）を算出する（ステップＳ６１）。次に、エンジン回転数（ＮＥ）とアクセル開度（ＡＣＣＰ）と予め実験等により測定して作成された特性マップとによって目標噴射量（Ｑ）を算出する（ステップＳ６２）。次に、エンジン回転数（ＮＥ）と目標噴射量（Ｑ）と予め実験等により測定して作成された特性マップとによって目標コモンレール圧力（ＰＦＩＮ）を算出する（ステップＳ６３）。
【００９３】
次に、少なくとも１つ以上の圧送系統に圧送不良または過剰圧送等の異常故障（フェイル）が発生しているか否かを判定する。すなわち、図５のサブルーチンのＫＡＪＯ（過剰カウンタ）、図６のサブルーチンのＨＵＳＯＫＵ（不足カウンタ）、図１１のサブルーチンのＰＦＡＩＬ（確定故障カウンタ）の少なくとも１つが「１」にセットされている状態であるか否かを判定する（ステップＳ６４）。
【００９４】
この判定結果がＮＯの場合には、実コモンレール圧力（ＮＰＣ）と目標コモンレール圧力（ＰＦＩＮ）との圧力差に応じて、サプライポンプ４のポンプ吐出量を制御してコモンレール内の燃料圧力（コモンレール圧力）を制御する。具体的には、実コモンレール圧力（ＮＰＣ）が目標コモンレール圧力（ＰＦＩＮ）と略一致するように、ＰＩＤ（比例積分微分）制御によって、サプライポンプ４のＳＣＶ５へのポンプ駆動信号をフィードバック制御する（ステップＳ６５）。その後に、図１５のルーチンを抜ける。
【００９５】
また、ステップＳ６４の判定結果がＹＥＳの場合には、目標コモンレール圧力（ＰＦＩＮ）を所定値（例えば５０ＭＰａ）以下に制限する（ステップＳ６６）。その後に、ステップＳ６５のポンプ吐出量制御（コモンレール圧力制御）を実施する。以上のように、少なくとも１つ以上の圧送系統に圧送不良または過剰圧送等の異常故障（フェイル）が発生している場合には、正常な圧送系統の過大な負担を軽減するために、目標コモンレール圧力（ＰＦＩＮ）を所定値（例えば５０ＭＰａ）以下に制限することで、サプライポンプ４のタペットの焼き付きを防止することができる。
【００９６】
［他の実施形態］
本実施形態では、燃料圧力センサ４５をコモンレール２に直接取り付けて、コモンレール２内に蓄圧される実コモンレール圧力（ＮＰＣ）を検出するようにしているが、燃料圧力検出手段をサプライポンプ４のプランジャ室（加圧室）からインジェクタ３内の燃料通路までの間の燃料配管等に取り付けて、サプライポンプ４の加圧室より吐出された燃料圧力を検出するようにしても良い。
【００９７】
本実施形態では、エンジンの運転条件に応じて設定される目標噴射量として、エンジン回転数（ＮＥ）とアクセル開度（ＡＣＣＰ）とに応じて設定される基本噴射量（Ｑ）を用いたが、エンジンの運転条件に応じて設定される目標噴射量として、その基本噴射量（Ｑ）に、エンジン冷却水温（ＴＨＷ）や燃料温度（ＴＨＦ）等を考慮した噴射量補正量を加味して算出される指令噴射量（ＱＦＩＮ）を用いても良い。
【００９８】
ここで、本実施形態では、エンジン１の運転条件を検出する運転条件検出手段としてクランク角度センサ４１、アクセル開度センサ４３、冷却水温センサ４４および燃料温度センサ４７を用いて基本噴射量（Ｑ）、指令噴射量（ＱＦＩＮ）、指令噴射時期（ＴＦＩＮ）、目標コモンレール圧力（ＰＦＩＮ）を演算するようにしているが、運転条件検出手段としてのその他のセンサ類（例えば吸気温センサ、吸気圧センサ、気筒判別センサ、噴射時期センサ等）からの検出信号（エンジン運転情報）を加味して指令噴射量（ＱＦＩＮ）、指令噴射時期（ＴＦＩＮ）、目標コモンレール圧力（ＰＦＩＮ）を補正するようにしても良い。
【００９９】
本実施形態では、本発明を、１つのＳＣＶ５等の電磁弁で複数の圧送系統への吸入燃料量を開口面積を調整することで調量するタイプのサプライポンプ４の複数の圧送系統のうちの少なくとも１つ以上の圧送系統に、圧送不良または過剰圧送等の異常故障が発生しているか否かを判断するポンプ異常診断装置（ポンプ故障診断装置）に適用した例を説明したが、本発明を、圧送系統毎に１つの電磁弁を備えたサプライポンプの複数の圧送系統のうちの少なくとも１つ以上の圧送系統に、圧送不良または過剰圧送等の異常故障が発生しているか否かを判断するポンプ故障診断装置に適用しても良い。
【０１００】
本実施形態では、本発明を、２つの圧送系統を有するサプライポンプ４の２つの圧送系統のうちの少なくとも１つ以上の圧送系統に、圧送不良または過剰圧送等の異常故障が発生しているか否かを判断するポンプ故障診断装置に適用した例を説明したが、本発明を、３つ以上の圧送系統を有するサプライポンプ４の３つ以上の圧送系統のうちの少なくとも１つ以上の圧送系統に、圧送不良または過剰圧送等の異常故障が発生しているか否かを判断するポンプ故障診断装置に適用しても良い。また、本発明を、蓄圧式燃料噴射装置用のサプライポンプ４ではなく、コモンレールを持たない燃料噴射システム用の分配型燃料噴射ポンプのポンプ故障診断装置に適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】コモンレール式燃料噴射システムの全体構成を示した概略図である（第１実施形態）。
【図２】ＮＥ信号パルス、サプライポンプのプランジャ＃２位置、サプライポンプのプランジャ＃１位置の推移を示したタイミングチャートである（第１実施形態）。
【図３】ポンプ吐出量異常診断方法を示したフローチャートである（第１実施形態）。
【図４】診断許可条件判定の詳細を示したフローチャートである（第１実施形態）。
【図５】ポンプ吐出量異常診断の詳細を示したフローチャートである（第１実施形態）。
【図６】ポンプ吐出量異常診断の詳細を示したフローチャートである（第１実施形態）。
【図７】クランク角度、燃料吐出率、正常時圧力波形、燃料吐出率、１圧送系統圧送不能時の圧力波形を示したタイミングチャートである（第１実施形態）。
【図８】（ａ）〜（ｃ）はポンプ吐出量異常診断の詳細を示した説明図である（第１実施形態）。
【図９】異常検出時処置の詳細を示したフローチャートである（第１実施形態）。
【図１０】ポンプ吐出量異常診断方法を示したフローチャートである（第２実施形態）。
【図１１】ポンプ吐出量異常診断の詳細を示したフローチャートである（第３実施形態）。
【図１２】ポンプ吐出量異常診断の詳細を示した説明図である（第３実施形態）。
【図１３】判定スレッシュ算出方法の一例を示した図である（第４実施形態）。
【図１４】判定スレッシュ算出方法の他の例を示した図である（第５実施形態）。
【図１５】異常検出時処置の詳細を示したフローチャートである（第６実施形態）。
【符号の説明】
１　エンジン（内燃機関）
２　コモンレール
３　インジェクタ
４　サプライポンプ（高圧供給ポンプ）
５　ＳＣＶ（吸入調量弁、電磁弁）
１０　ＥＣＵ（圧送量推定手段、異常故障検出手段、ポンプ異常診断装置、圧送量差検出手段）
４５　燃料圧力センサ（燃料圧力検出手段）
４７　燃料温度センサ（燃料温度検出手段）
【図１】
2004108171.tif 000006
【図２】
2004108171.tif 000007
【図３】
2004108171.tif 000008
【図４】
2004108171.tif 000009
【図５】
2004108171.tif 000010
【図６】
2004108171.tif 000011
【図７】
2004108171.tif 000012
【図８】
2004108171.tif 000013
【図９】
2004108171.tif 000014
【図１０】
2004108171.tif 000015
【図１１】
2004108171.tif 000016
【図１２】
2004108171.tif 000017
【図１３】
2004108171.tif 000018
【図１４】
2004108171.tif 000019
【図１５】
2004108171.tif 000020