(57)【要約】【課題】燃料供給装置の動作状態に即した燃料供給制御を行うために、その動作状態を確実に把握することができる内燃機関の燃料供給装置を提供する。【解決手段】ＥＣＵは、燃料ポンプを駆動する直流モータの駆動電流値と駆動電圧値とを検出し（ステップＳ１１０）、検出された駆動電流値と駆動電圧値とから、燃料ポンプから圧送される燃料の燃料圧力と燃料吐出量とを算出する（ステップＳ１２０）。そして、燃料圧力と燃料吐出量とに基づいて燃料供給装置の動作状態を診断する（ステップＳ１３０）。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に燃料を噴射供給する燃料噴射機構と、燃料タンク内に貯留された燃料を前記燃料噴射機構に圧送する燃料ポンプと、前記燃料噴射機構内の燃料の圧力を調圧する調圧機構とを備える内燃機関の燃料供給装置において、
前記燃料ポンプの駆動電流値と駆動電圧値とを検出する駆動値検出手段と、
前記検出された駆動電流値と駆動電圧値とにより前記燃料ポンプから圧送される燃料の燃料圧力と燃料吐出量とを算出し、前記燃料圧力と前記燃料吐出量とに基づいて燃料供給装置の動作状態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装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の燃料供給装置において、
前記診断手段により燃料供給装置の動作状態が異常である旨診断されたときに、前記燃料噴射機構による燃料噴射を停止する制御手段を更に備える
ことを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
【請求項３】
請求項１に記載の内燃機関の燃料供給装置において、
前記診断手段により燃料供給装置の動作状態が異常である旨診断されたときに、前記燃料噴射機構の燃料噴射時間を補正する制御手段を更に備える
ことを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
【請求項４】
請求項１に記載の内燃機関の燃料供給装置において、
前記診断手段により燃料供給装置の動作状態が異常である旨診断されたときに、前記燃料ポンプの駆動電圧値を補正する制御手段を更に備える
ことを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
【請求項５】
請求項１に記載の内燃機関の燃料供給装置において、
前記診断手段により燃料供給装置の動作状態が異常である旨診断されたときに、内燃機関の吸入空気量を調整するスロットルバルブの開度を補正する制御手段を更に備える
ことを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料供給装置において、
前記制御手段は、前記補正によっても前記診断手段により燃料供給装置の動作状態が異常である旨診断されるときには、前記燃料噴射機構による燃料噴射を停止する
ことを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に燃料を噴射供給する燃料供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の燃料供給装置は、燃料タンク内に貯留された燃料を燃料ポンプにより燃料噴射弁に圧送し、圧送された燃料を燃料噴射弁から内燃機関に噴射供給するように構成されている。こうした燃料供給装置は、燃料ポンプから圧送される燃料の一部をプレッシャレギュレータを介して燃焼タンクに戻すことにより、燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を所定圧力に調圧するとともに、燃料噴射弁の開弁時間によって内燃機関への燃料供給量を制御している。
【０００３】
ところで、このような燃料供給装置は、機関の要求燃料量に対して燃料ポンプから圧送される燃料量が過多になると、プレッシャレギュレータから燃料タンクに戻される燃料が増加して燃料供給のためのエネルギ効率が低下する。また、燃料タンクに戻される燃料は、機関によって加熱されて温度が高くなるため、燃料タンク内で多量の燃料蒸発ガスを生じさせることとなる。このため、キャニスタを用いた燃料蒸発ガス処理装置を介して機関に供給される燃料が多くなり、空燃比のリッチ化によって排気ガスに含まれる未燃焼成分濃度が上昇してエミッションが悪化する虞がある。一方、機関の要求燃料量に対して燃料ポンプから圧送される燃料量が過少になると、燃料噴射弁からの燃料噴射量が不足し、空燃比のリーン化によって失火が発生することがある。失火が発生すると、排気ガスに含まれる酸素濃度が上昇して触媒コンバータの酸化が促進され、触媒コンバータが発熱して溶損する虞がある。
【０００４】
そこで、機関の要求燃料量に応じて燃料ポンプから圧送される燃料量を調整するために、機関運転状態に応じて燃料ポンプの駆動電圧値を制御するようにした燃料供給装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７−１８９８４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のように燃料ポンプの駆動電圧値の制御を行う燃料供給装置は、その動作状態によっては所望の燃料量が燃料噴射弁に供給されないことがある。例えば、プレッシャレギュレータの異常等の理由により、プレッシャレギュレータから燃料タンクに戻される燃料の流量が設定されている流量よりも減少するような場合においては、燃料噴射弁に供給される燃料量が過多になることがある。一方、プレッシャレギュレータから燃料タンクに戻される燃料の流量が設定されている流量よりも増加する場合においては、燃料噴射弁に供給される燃料量が過少になることがある。
【０００６】
このように、駆動電圧値の制御だけでは燃料ポンプから圧送される燃料量を適切に調整できない場合があり、燃料供給装置の動作状態に見合った燃料供給制御を行うことが困難となっている。このため、燃料の供給過多に起因するエミッションの悪化や、燃料の供給過少に起因する触媒コンバータの溶損といった排気性能の問題は依然として残されている。また、燃料噴射弁に供給される燃料量が過少になる場合には、要求燃料量を内燃機関に供給できないことがあり、内燃機関の運転性を悪化させてしまう虞がある。
【０００７】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃料供給装置の動作状態に即した燃料供給制御を行うために、その動作状態を確実に把握することができる内燃機関の燃料供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、内燃機関に燃料を噴射供給する燃料噴射機構と、燃料タンク内に貯留された燃料を前記燃料噴射機構に圧送する燃料ポンプと、前記燃料噴射機構内の燃料の圧力を調圧する調圧機構とを備える内燃機関の燃料供給装置において、前記燃料ポンプの駆動電流値と駆動電圧値とを検出する駆動値検出手段と、前記検出された駆動電流値と駆動電圧値とにより前記燃料ポンプから圧送される燃料の燃料圧力と燃料吐出量とを算出し、前記燃料圧力と前記燃料吐出量とに基づいて燃料供給装置の動作状態を診断する診断手段とを備えることをその要旨としている。
【０００９】
同構成によれば、駆動値検出手段により検出される燃料ポンプの駆動電流値と駆動電圧値とから、燃料ポンプから圧送される燃料の燃料圧力と燃料吐出量とを算出し、算出された燃料圧力と燃料吐出量とに基づいて燃料供給装置の動作状態を診断する。このように燃料ポンプの駆動電流値と駆動電圧値とを検出すると、燃料ポンプに加わる負荷とその回転数とを求めることができるため、負荷に対応する燃料圧力と回転数に対応する燃料吐出量とを算出することができる。そして、燃料圧力と燃料吐出量とを把握できることから、調圧機構、燃料ポンプ等の動作状態を診断することができる。例えば、燃料吐出量が増加しているにもかかわらず燃料圧力が低下しているような状態であれば、調圧機構を構成するプレッシャレギュレータの閉弁動作不良により圧力の調圧値が低くなっている等の異常を診断することができる。また、燃料吐出量が減少しているにもかかわらず燃料圧力が上昇しているような状態であれば、燃料を供給する配管が詰まっている等の異常を診断することができる。このように、燃料吐出量が増加しているにもかかわらず燃料圧力が低下して燃料が供給過少となるような状態や、燃料吐出量が減少しているにもかかわらず燃料圧力が上昇して燃料が供給過多となるような状態から、燃料供給装置の動作異常を診断することができる。
【００１０】
なお、駆動電流値及び駆動電圧値のいずれか一方を検出するような場合では、燃料圧力と燃料吐出量との両者を把握することができないため、燃料供給装置の動作状態を正確に診断することができない。この点、上記のように駆動電流値と駆動電圧値とから燃料圧力と燃料吐出量とを算出することによって、燃料供給装置の動作状態を確実に診断することができる。このため、燃料ポンプから圧送される燃料が供給過少又は供給過多となるような燃料供給装置の動作異常を好適に診断することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の燃料供給装置において、前記診断手段により燃料供給装置の動作状態が異常である旨診断されたときに、前記燃料噴射機構による燃料噴射を停止する制御手段を更に備えることをその要旨としている。
【００１２】
同構成によれば、燃料供給装置の動作状態が異常である旨診断されたときに、燃料噴射機構による燃料噴射を停止して内燃機関を停止させるため、燃料が供給過少又は供給過多となるような状態で内燃機関が運転されることを回避することができる。このため、要求燃料量が内燃機関に供給されないことによる内燃機関の運転性の悪化を抑えるとともに、燃料の供給過多に起因するエミッションの悪化や、燃料の供給過少に起因する触媒コンバータの溶損等の排気性能の悪化を抑制することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の燃料供給装置において、前記診断手段により燃料供給装置の動作状態が異常である旨診断されたときに、前記燃料噴射機構の燃料噴射時間を補正する制御手段を更に備えることをその要旨としている。
【００１４】
同構成によれば、燃料供給装置の動作状態が異常である旨診断されたときに、燃料噴射機構の燃料噴射時間を補正するため、燃料が供給過少となるような状態においては燃料噴射時間を長くし、燃料が供給過多となるような状態においては燃料噴射時間を短くすることによって、適切な燃料噴射量となるように燃料供給装置を制御することができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の燃料供給装置において、前記診断手段により燃料供給装置の動作状態が異常である旨診断されたときに、前記燃料ポンプの駆動電圧値を補正する制御手段を更に備えることをその要旨としている。
【００１６】
同構成によれば、燃料供給装置の動作状態が異常である旨診断されたときに、燃料ポンプの駆動電圧値を補正するため、燃料が供給過少となるような状態においては駆動電圧値を上げて燃料ポンプからの燃料吐出量を増加させ、燃料が供給過多となるような状態においては駆動電圧値を下げて燃料ポンプからの燃料吐出量を減少させることができる。このため、燃料供給装置の動作異常時においても、燃料噴射機構に供給される燃料量が適切な燃料量となるように燃料供給装置を制御することができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の燃料供給装置において、前記診断手段により燃料供給装置の動作状態が異常である旨診断されたときに、内燃機関の吸入空気量を調整するスロットルバルブの開度を補正する制御手段を更に備えることをその要旨としている。
【００１８】
同構成によれば、燃料供給装置の動作状態が異常である旨診断されたときに、内燃機関の吸入空気量を調整するスロットルバルブの開度を補正する。このため、燃料が供給過少となって、燃料噴射量が足りないような場合においては、スロットルバルブの開度を小さくして吸入空気量を減少させることにより、空燃比のリーン化を抑えて触媒コンバータの溶損を抑制することができる。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、請求項３〜５のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料供給装置において、前記制御手段は、前記補正によっても前記診断手段により燃料供給装置の動作状態が異常である旨診断されるときには、前記燃料噴射機構による燃料噴射を停止することをその要旨としている。
【００２０】
同構成によれば、燃料噴射機構の燃料噴射時間の補正、燃料ポンプの駆動電圧値の補正、又はスロットルバルブの開度の補正によっても燃料供給装置の動作状態が異常である旨診断されるときには、燃料噴射機構による燃料噴射を停止して内燃機関を停止させる。このため、燃料供給装置の動作異常を回避できないような場合には、燃料が供給過少又は供給過多となることに起因する排気性能等への悪影響を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（第１実施形態）
以下、図１〜４を参照して、本発明に係る内燃機関の燃料供給装置を具体化した第１実施形態について説明する。
【００２２】
図１は燃料供給装置を搭載したガソリンエンジン（以下、単にエンジンという）の構成図である。内燃機関としてのエンジン１１は複数の気筒１２を有するシリンダブロック１３を備え、各気筒１２にはピストン１４が往復移動可能に設けられる。ピストン１４は、コンロッド１５を介してエンジン１１の下部に設けられたクランクシャフト１６に連結されている。そして、ピストン１４の往復運動は、コンロッド１５によりクランクシャフト１６の回転運動へと変換される。
【００２３】
シリンダブロック１３の上部には、シリンダヘッド１７が設けられる。シリンダヘッド１７の底面とピストン１４の上端面とによって囲まれた空間により燃焼室１８が形成される。シリンダヘッド１７には、吸気ポート２０及び排気ポート２１が燃焼室１８と連通するよう形成される。また、シリンダヘッド１７には、吸気ポート２０及び排気ポート２１をそれぞれ開閉するための吸気バルブ２２及び排気バルブ２３が往復移動可能に設けられる。吸気バルブ２２及び排気バルブ２３が開閉駆動されることで、吸気ポート２０及び排気ポート２１と燃焼室１８とが連通・遮断される。
【００２４】
吸気ポート２０には、スロットルバルブ２４を有する吸気通路２５が接続されている。エンジン１１の外部の空気は、吸気ポート２０、吸気通路２５等を通って燃焼室１８に吸入される。スロットルバルブ２４は、吸気通路２５の途中に回動可能に設けられるとともに、電動モータ等からなるアクチュエータ２６により駆動される。吸気通路２５を流れる吸気量は、スロットルバルブ２４の開度に応じて調整される。排気ポート２１には排気通路２７が接続されており、排気通路２７の途中には排気中の有害成分を浄化する触媒コンバータ２８が設けられている。燃焼室１８で生じた排気は、排気ポート２１、排気通路２７等を通ってエンジン１１の外部へ排出される。
【００２５】
また、シリンダヘッド１７には、電磁式の燃料噴射弁２９が配設される。燃料噴射弁２９は通電により開弁し、吸気ポート２０に燃料を噴射供給する。燃料噴射弁２９から噴射された燃料は、空気と混ざり合って混合気となり燃焼室１８内に吸入される。シリンダヘッド１７には、燃焼室１８内の混合気に対して点火を行う点火プラグ３０が設けられる。
【００２６】
燃料供給装置３１は、吸気ポート２０に燃料を噴射供給する燃料噴射機構３２と、燃料タンク３３内に貯留された燃料を燃料噴射機構３２に圧送する燃料ポンプ３４と、燃料噴射機構３２内の燃料の圧力を調圧する調圧機構３５とを備える。
【００２７】
燃料タンク３３は、吸気ポート２０に供給される燃料を貯留する。燃料ポンプ３４は、燃料タンク３３内に設けられるとともに、燃料タンク３３内の燃料を汲み取り、フィルタ３６が設けられた供給経路３７を介してデリバリパイプ３８と燃料噴射弁２９とにより構成される燃料噴射機構３２へと燃料を圧送する。燃料ポンプ３４は、ＤＣブラシモータ等の直流モータ３９により駆動される。直流モータ３９は、ドライバ４０を介してバッテリ４１に接続されるとともに、ドライバ４０を通じて駆動制御される。
【００２８】
デリバリパイプ３８の下流側には、プレッシャレギュレータ４２が接続される。プレッシャレギュレータ４２は、デリバリパイプ３８内の燃料の圧力が一定値以上になると、デリバリパイプ３８内の燃料を還流通路４３を通じて燃料タンク３３に還流させる。プレッシャレギュレータ４２と還流通路４３とにより構成される調圧機構３５により、デリバリパイプ３８内の燃料の圧力が調圧される。
【００２９】
エンジン１１にはその機関運転状態を検出するための各種センサが設けられている。例えば、回転速度センサ５１によってクランクシャフト１６の回転速度が検出され、スロットルセンサ５２によってスロットルバルブ２４の開度が検出される。また、吸気通路２５に設けられた吸入空気量センサ５３によって燃焼室１８に吸入される空気量が検出され、排気通路２７に設けられた酸素濃度センサ５４によって空燃比の状態が検出される。また、ドライバ４０に設けられた駆動値検出手段としての燃料ポンプ駆動値センサ５５によって燃料ポンプ３４を駆動する直流モータ３９の駆動電流値と駆動電圧値とが検出される。
【００３０】
エンジン１１の各種制御は、ＥＣＵ６１によって行われる。ＥＣＵ６１はマイクロコンピュータを中心に構成されており、エンジン１１の上記各センサの検出信号がそれぞれ取り込まれる。そして、それらの検出信号に基づいてＥＣＵ６１の中央処理装置は、メモリに記憶されているプログラムや制御データ等に従って演算処理を行い、その演算結果に基づいて各種制御を行う。例えば、上記各センサ等により検出される機関運転状態に基づいて点火プラグ３０や燃料噴射弁２９の駆動を制御する。また、アクセルペダルの踏み込み量等に基づいてスロットルバルブ２４の開度目標値を設定し、その設定された開度目標値となるようにスロットルバルブ２４の開度制御を行う。
【００３１】
次に、燃料供給装置３１が、燃料タンク３３の燃料を吸気ポート２０へと供給する動作について説明する。燃料供給装置３１は、その動作がＥＣＵ６１によって駆動制御される。ＥＣＵ６１は、機関運転状態に応じて燃料タンク３３から燃料噴射機構３２へ供給される燃料量を制御し、燃料噴射弁２９の開弁制御を行う。
【００３２】
ＥＣＵ６１は、吸入空気量センサ５３による吸入空気量の検出値や、クランクシャフト１６の回転速度を検出する回転速度センサ５１による検出値に基づき、燃料噴射弁２９から噴射される要求燃料量を算出する。ＥＣＵ６１は、このように算出された要求燃料量から、デリバリパイプ３８内の燃料の圧力が所望の圧力になるように燃料ポンプ３４の駆動を制御する。例えば、機関の要求燃料量が多いときは、燃料ポンプ３４を駆動する直流モータ３９に印加される駆動電圧値を高く設定して、燃料ポンプ３４から圧送される燃料吐出量を増加させ、デリバリパイプ３８内の燃料圧力を維持する。デリバリパイプ３８内の燃料の圧力は、調圧機構３５によっても調圧され、燃料圧力が過大となる場合には燃料タンク３３に燃料が還流されるため、ＥＣＵ６１は、還流される燃料量が過多にならないように、燃料ポンプ３４の駆動を制御する。そして、ＥＣＵ６１は、要求燃料量に応じて、燃料噴射弁２９の開弁時間、すなわち燃料噴射時間を制御し、燃料噴射時間に応じた量の燃料を吸気ポート２０へ噴射供給する。
【００３３】
このように、ＥＣＵ６１は、直流モータ３９の駆動電圧値と燃料噴射弁２９の燃料噴射時間とを制御し、機関運転状態に応じて適正な量の燃料を燃料タンク３３から燃料噴射弁２９へと供給するとともに、燃料噴射弁２９から適切な量の燃料を噴射供給する。
【００３４】
ところで、上記のように制御される燃料供給装置３１において、調圧機構３５による燃料の調圧機能が正常に働かない場合、燃料ポンプ３４による燃料の供給能力が低下している場合等は、デリバリパイプ３８内の燃料の圧力が所望の圧力となるように制御できないときがある。例えば、プレッシャレギュレータ４２の閉弁動作が不良となり、還流通路４３を通じて燃料ポンプ３４に還流される燃料が多くなる場合には、燃料ポンプ３４から圧送される燃料吐出量を増加させても、デリバリパイプ３８内の燃料の圧力が上昇しない。このような場合は、燃料噴射機構３２に印加される圧力が過少の状態となっているため、燃料噴射弁２９から吸気ポート２０へ噴射供給される燃料量を十分に確保できない虞がある。そこで、ＥＣＵ６１は、燃料供給装置３１の動作状態を把握し、その動作状態に応じた燃料供給を行うために、以下のような制御を行う。
【００３５】
図２のフローチャートは、ＥＣＵ６１によって行われる燃料供給制御ルーチンを示している。ＥＣＵ６１は、エンジン１１が運転されているときに、この燃料供給制御ルーチンを所定タイミングごとに繰り返し行う。
【００３６】
燃料供給制御ルーチンが開始されると、ＥＣＵ６１は、各センサ値を取得する（ステップＳ１１０）。このステップでは、ＥＣＵ６１は、燃料ポンプ駆動値センサ５５から検出される直流モータ３９の駆動電流値及び駆動電圧値と、吸入空気量センサ５３から検出される吸入空気量と、回転速度センサ５１から検出されるクランクシャフト１６の回転速度とを取得する。
【００３７】
次いで、診断手段としてのＥＣＵ６１は、検出された直流モータ３９の駆動電流値と駆動電圧値とから、燃料ポンプ３４から圧送される燃料の燃料圧力Ｐと燃料吐出量Ｑとを算出する。（ステップＳ１２０）。図３は直流モータ３９のトルクと回転数との関係（Ｔ−Ｎ特性）、及びトルクと駆動電流との関係（Ｔ−Ｉ特性）を示す特性線図である。直流モータ３９のトルクＴは、駆動電流Ｉにほぼ比例し、直流モータ３９の回転数Ｎは、駆動電圧Ｖに伴って上昇するとともに、トルクＴの増加に伴って減少する。すなわち、この特性線図を用いると、駆動電流Ｉから直流モータ３９のトルクＴを求めることができ、駆動電圧Ｖから直流モータ３９の回転数Ｎを求めることができる。例えば、直流モータ３９の駆動電流値Ａと駆動電圧値Ｂとが検出されると、駆動電流値Ａからトルク値Ｃが求められる。そして、駆動電圧値Ｂから対応するＴ−Ｎ特性の特性線図を選択して、トルク値Ｃから回転数Ｄが求められる。ＥＣＵ６１は、燃料ポンプ３４から圧送される燃料の燃料圧力Ｐを、トルク値Ｃすなわち燃料ポンプ３４に加わる負荷から換算するとともに、燃料ポンプ３４からの燃料吐出量Ｑを、回転数Ｄすなわち燃料ポンプ３４の回転数から換算する。そして、燃料ポンプ３４から圧送される燃料の燃料圧力Ｐと燃料吐出量Ｑとを算出する。また、ＥＣＵ６１は、燃焼室１８に吸入される吸入空気量とクランクシャフト１６の回転速度とから、燃料噴射弁２９から噴射されるべき要求燃料量を算出する。
【００３８】
次いで、診断手段としてのＥＣＵ６１は、ステップＳ１２０で算出された、燃料圧力Ｐ、燃料吐出量Ｑ、及び要求燃料量から、燃料供給装置３１の動作状態を診断する（ステップＳ１３０）。このステップでは、燃料噴射機構３２に供給されるべき要求燃料量に対して、燃料ポンプ３４から適切な燃料吐出量が圧送されているか、またデリバリパイプ３８内の燃料の圧力が適切な圧力になっているかという点から燃料供給装置３１の動作状態を診断する。
【００３９】
図４に燃料ポンプ３４から圧送される燃料吐出量Ｑと燃料圧力Ｐとの関係図を示す。燃料吐出量Ｑと燃料圧力Ｐとは基本的に比例関係を有し、燃料吐出量Ｑが増加するほど燃料圧力Ｐが上昇する。燃料ポンプ３４の動作状態が領域Ｘにあるときは、燃料吐出量Ｑと燃料圧力Ｐとがほぼ比例関係を有しているため、燃料供給装置３１が正常に動作していることを示す。すなわち、領域Ｘにあるときは、要求燃料量に応じて燃料ポンプ３４から適切な燃料吐出量が圧送され、デリバリパイプ３８内の燃料の圧力が適切な圧力に制御されている状態を示している。
【００４０】
これに対して、燃料ポンプ３４の動作状態が領域Ｙにあるときは、直流モータ３９の駆動電流値が相対的に低く駆動電圧値が相対的に高くなるときであり、燃料吐出量Ｑに対して燃料圧力Ｐが低くなっている状態を示す。すなわち、領域Ｙにあるときは、燃料吐出量Ｑが増加しているにもかかわらず燃料圧力Ｐが低下している状態であるため、燃料噴射機構３２に圧送される燃料が供給過少となっていることを示している。このように燃料が供給過少となる原因としては、プレッシャレギュレータ４２の閉弁動作が異常である場合や、燃料ポンプ３４の燃料供給能力が低下している場合等が考えられる。プレッシャレギュレータ４２の閉弁動作が異常である場合、例えばプレッシャレギュレータ４２が開きっぱなしである場合は、燃料ポンプ３４からの燃料吐出量Ｑを増加させても、還流通路４３を介して燃料ポンプ３４に還流される燃料も増加するため、要求燃料圧力をデリバリパイプ３８が維持することができずに、燃料が供給過少の状態となる。また、燃料ポンプ３４の燃料供給能力が低下している場合は、燃料ポンプ３４の回転数に対して燃料吐出量Ｑが不足するため、要求燃料圧力をデリバリパイプ３８が維持することができずに、燃料が供給過少の状態となる。
【００４１】
また、燃料ポンプ３４の動作状態が領域Ｚにあるときは、直流モータ３９の駆動電流値が相対的に高く駆動電圧値が相対的に低くなるときであり、燃料吐出量Ｑに対して燃料圧力Ｐが高くなっている状態を示す。すなわち、領域Ｚにあるときは、燃料吐出量Ｑが減少しているにもかかわらず燃料圧力Ｐが上昇している状態であるため、燃料噴射機構３２に圧送される燃料が供給過多となっていることを示している。このように燃料が供給過多となる原因としては、プレッシャレギュレータ４２の開弁動作が異常である場合や、還流通路４３が詰まっている場合等が考えられる。プレッシャレギュレータ４２の開弁動作が異常である場合、例えばプレッシャレギュレータ４２が閉じっぱなしである場合や、還流通路４３が詰まっている場合は、燃料ポンプ３４からの燃料吐出量Ｑを減少させても、還流通路４３を介して燃料ポンプ３４に還流される燃料がさらに減少する。このため、要求燃料量以上の燃料がデリバリパイプ３８に供給されて、燃料が供給過多の状態となる。
【００４２】
このように、ＥＣＵ６１は、燃料ポンプ３４の動作状態に基づいて燃料供給装置３１の動作状態を診断する。燃料ポンプ３４の動作状態が領域Ｘにあるときは、正常に燃料供給制御が行われている旨を診断し、燃料ポンプ３４の動作状態が領域Ｙ又は領域Ｚにあるときは、燃料が供給過少又は供給過多となっている旨を診断する。
【００４３】
次いで、ＥＣＵ６１は、ステップＳ１３０の診断結果から、燃料供給装置３１の動作状態が異常であるか否かを判定する（ステップＳ１４０）。すなわち、燃料ポンプ３４の動作状態が領域Ｙ又は領域Ｚにあるときは、燃料が供給過少又は供給過多となっているため、燃料供給装置３１の動作状態が異常である旨判定し、燃料ポンプ３４の動作状態が領域Ｘにあるときは、燃料供給装置３１の動作状態が正常である旨判定する。
【００４４】
そして、燃料供給装置３１の動作状態が異常である旨判定されたときに、制御手段としてのＥＣＵ６１は、燃料噴射弁２９による燃料噴射を停止する（ステップＳ１５０）。燃料供給装置３１の動作状態が異常であるときは、燃料が供給過少又は供給過多となるような状態でエンジン１１の運転が継続されることを防止するため、ＥＣＵ６１は燃料噴射を停止してエンジン１１を停止させる。そして、警告灯によって燃料供給装置３１が異常であることを告知する等の処理を行い、このルーチンを終了する。また、ステップＳ１４０において、燃料供給装置３１の動作状態が異常である旨判定されないときは、そのままこのルーチンを終了する。
【００４５】
以上のようにして、ＥＣＵ６１は、燃料ポンプ駆動値センサ５５から検出される直流モータ３９の駆動電流値と駆動電圧値とに基づいて燃料供給装置３１の動作状態を診断する。そして、燃料供給装置３１の動作状態が異常であるときは、燃料噴射機構３２による燃料噴射を停止してエンジン１１を停止させる。これにより、燃料供給装置３１の動作状態を的確に診断するとともに、燃料が供給過少又は供給過多となるような状態でエンジン１１の運転が継続されることを防止する。
【００４６】
上記第１実施形態の燃料供給装置によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）第１実施形態では、燃料ポンプ駆動値センサ５５から検出される直流モータ３９の駆動電流値と駆動電圧値とから、燃料ポンプ３４から圧送される燃料の燃料圧力Ｐと燃料吐出量Ｑとを算出し、算出された燃料圧力Ｐと燃料吐出量Ｑとに基づいて燃料供給装置３１の動作状態を診断する。このように燃料ポンプ３４の駆動電流値と駆動電圧値とを検出すると、燃料ポンプ３４に加わる負荷とその回転数とを求めることができるため、燃料ポンプから圧送される燃料の燃料圧力Ｐと燃料吐出量Ｑとを算出することができる。そして、燃料圧力Ｐと燃料吐出量Ｑとの関係に基づいて、調圧機構３５の調圧機能や、燃料ポンプ３４の燃料供給能力等の動作状態を診断することができる。このため、駆動電流値及び駆動電圧値のいずれか一方を検出するような場合に比べて、燃料供給装置３１の動作状態を正確に診断することができる。
【００４７】
また、燃料圧力Ｐと燃料吐出量Ｑとから燃料供給装置３１の動作状態を診断するため、燃料ポンプ３４から圧送される燃料が供給過少又は供給過多となるような燃料供給装置３１の動作異常を好適に診断することができる。
【００４８】
また、直流モータ３９の駆動電流値と駆動電圧値とにより燃料供給装置３１の動作状態を診断できるため、デリバリパイプ３８内の燃料の圧力を検出するような燃料圧力センサが不要となり、燃料供給装置３１の構成の簡素化及び低コスト化を図ることができる。
【００４９】
（２）第１実施形態では、燃料供給装置３１の動作状態が異常である旨判定されたときに、燃料噴射弁２９による燃料噴射を停止してエンジン１１を停止させるため、燃料が供給過少又は供給過多となるような状態でエンジン１１が運転されることを回避することができる。このため、要求燃料量が燃焼室１８に供給されないことによるエンジン１１の運転性の悪化を抑えることができる。また、燃料の供給過多に起因するエミッションの悪化や、燃料の供給過少に起因する触媒コンバータ２８の溶損等の排気性能の悪化を抑制することができる。
【００５０】
（第２実施形態）
次に、図５を参照して、本発明に係る内燃機関の燃料供給装置を具体化した第２実施形態について説明する。この第２実施形態は、図２に示す燃料供給制御ルーチンの処理のみが第１実施形態と異なる。なお、以下に説明する実施形態において、第１実施形態と同一構成については同一符号を付し、その重複する説明を省略又は簡略する。
【００５１】
図５に、燃料供給制御ルーチンのフローチャートを示す。図５のフローチャートにおけるステップＳ１１０からステップＳ１４０までの処理は、図２のフローチャートと同じである。ここでは図２のフローチャートと異なるステップＳ１４０以降の処理について説明を行う。
【００５２】
燃料供給装置３１の動作状態が異常である旨判定されたときは（ステップＳ１４０にてＹＥＳ）、制御手段としてのＥＣＵ６１は、直流モータ３９の駆動電圧値を補正する（ステップＳ２１０）。このステップでは、燃料供給装置３１が燃料が供給過少又は供給過多となるような動作状態であるときには、直流モータ３９の駆動電圧値を補正して燃料吐出量Ｑが適切な量に近づくような処理をしている。すなわち、燃料が供給過少である場合は、駆動電圧値が上昇するように補正する。これにより、図２に示すＴ−Ｎ特性が、回転数Ｎが増大する方向に移動するため、燃料ポンプ３４の燃料吐出量Ｑが増加する。一方、燃料が供給過多である場合は、駆動電圧値が低下するように補正し、燃料ポンプ３４の燃料吐出量Ｑを減少させる。なお、燃料が供給過多である場合には、駆動電圧値を０にして燃料ポンプ３４を停止させる期間を設けるようにしてもよい。そして、ＥＣＵ６１は、燃料供給装置３１の動作状態を再度診断する（ステップＳ２２０）。ステップＳ２２０における診断は、ステップＳ１３０と同様の方法によって行う。
【００５３】
次いで、ＥＣＵ６１は、ステップＳ２２０の診断結果から、燃料供給装置３１の動作状態が異常であるか否かを判定する（ステップＳ２３０）。直流モータ３９に付加できる電圧値は、バッテリ４１等の電源条件や、直流モータ３９の信頼性の面から限度がある。このため、直流モータ３９の駆動電圧値の補正によっても、燃料が供給過少又は供給過多となっているときは、燃料供給装置３１の動作状態が異常である旨判定する。そして、燃料供給装置３１の動作状態が異常である旨判定されないときは、直流モータ３９の駆動電圧値の補正によって、動作異常からの退避処置を行うことができたと見做して、そのままこのルーチンを終了する。
【００５４】
ステップＳ２３０において、燃料供給装置３１の動作状態が異常である旨判定されたときは、制御手段としてのＥＣＵ６１は、燃料噴射弁２９の燃料噴射時間を補正する（ステップＳ２４０）。このステップでは、直流モータ３９の駆動電圧値の補正によっても、燃料が供給過少又は供給過多となるときには、燃料噴射弁２９の燃料噴射時間を補正して、燃料噴射量が適切な量に近づくような処理をしている。すなわち、燃料が供給過少である場合には燃料噴射時間が長くなるように補正し、燃料が供給過多である場合には燃料噴射時間が短くなるように補正する。そして、ＥＣＵ６１は、燃料供給装置３１の動作状態を再度診断する（ステップＳ２５０）。ステップＳ２５０における診断は、ステップＳ１３０と同様の方法によって行う。
【００５５】
次いで、ＥＣＵ６１は、ステップＳ２５０の診断結果から、燃料供給装置３１の動作状態が異常であるか否かを判定する（ステップＳ２６０）。補正できる燃料噴射弁２９の燃料噴射時間には限度があり、その限度は機関回転数等の機関運転状態によっても変動する。このため、燃料噴射時間の補正によっても、燃料が供給過少又は供給過多となるときは、燃料供給装置３１の動作状態が異常である旨判定する。そして、燃料供給装置３１の動作状態が異常である旨判定されないときは、燃料噴射時間の補正によって、動作異常からの退避処置を行うことができたと見做して、そのままこのルーチンを終了する。
【００５６】
ステップＳ２６０において、燃料供給装置３１の動作状態が異常である旨判定されたときは、制御手段としてのＥＣＵ６１は、スロットルバルブ２４の開度を補正する（ステップＳ２７０）。このステップでは、料噴射時間の補正によっても、燃料が供給過少又は供給過多となるときには、スロットルバルブ２４の開度を補正して、燃焼室１８内の混合気が理論空燃比に近づくような処理をしている。例えば、燃料が供給過少となって、燃料噴射量が足りないような場合においては、スロットルバルブ２４の開度を小さくして吸入空気量を減少させる。これにより、空燃比のリーン化を抑えて、触媒コンバータ２８の溶損を抑制するようにしている。
【００５７】
そして、ＥＣＵ６１は、スロットルバルブ２４の開度を補正することによって、酸素濃度センサ５４から検出される空燃比が許容範囲となったか否かを判定する（ステップＳ２８０）。空燃比が許容範囲となったときは、排気性能の悪化を抑えることができるため、そのままこのルーチンを終了する。
【００５８】
ステップＳ２８０において、空燃比が許容範囲とならない旨判定されたときは、燃料噴射弁２９による燃料噴射を停止する（ステップＳ２９０）。スロットルバルブ２４の開度の補正によっても空燃比が許容範囲とならないときは、排気性能への悪影響を抑えるため、燃料噴射を停止してエンジン１１を停止させる。そして、警告灯によって燃料供給装置３１が異常であることを告知する等の処理を行い、このルーチンを終了する。
【００５９】
以上のようにして、ＥＣＵ６１は、燃料ポンプ駆動値センサ５５から検出される直流モータ３９の駆動電流値と駆動電圧値とに基づいて燃料供給装置３１の動作状態を診断する。燃料供給装置３１の動作状態が異常であるときは、直流モータ３９の駆動電圧値の補正、燃料噴射弁２９の燃料噴射時間の補正、スロットルバルブ２４の開度の補正をして、動作異常からの退避処置を行う。そして、これらの退避処置によっても、燃料供給装置３１の動作状態やエンジン１１の運転状態を改善できないときは、燃料噴射を停止してエンジン１１を停止させる。
【００６０】
上記第２実施形態の燃料供給装置によれば、第１実施形態の効果（１）に加えて、以下のような効果を得ることができる。
（３）第２実施形態では、燃料供給装置３１の動作状態が異常である旨判定されたときに、直流モータ３９の駆動電圧値を補正する。このため、燃料が供給過少となるような状態においては駆動電圧値を上げて燃料ポンプ３４からの燃料吐出量を増加させ、燃料が供給過多となるような状態においては駆動電圧値を下げて燃料ポンプ３４からの燃料吐出量を減少させることができる。従って、燃料供給装置３１の動作異常時においても、燃料噴射機構３２に供給される燃料量が適切な燃料量となるように燃料供給装置３１を制御することができる。
【００６１】
（４）第２実施形態では、燃料供給装置３１の動作状態が異常である旨判定されたときに、燃料噴射弁２９の燃料噴射時間を補正する。このため、燃料が供給過少となるような状態においては燃料噴射時間を長くし、燃料が供給過多となるような状態においては燃料噴射時間を短くすることによって、適切な燃料噴射量となるように燃料供給装置３１を制御することができる。
【００６２】
（５）第２実施形態では、燃料供給装置３１の動作状態が異常である旨判定されたときに、スロットルバルブ２４の開度を補正する。このため、燃料が供給過少となって、燃料噴射量が足りないような場合においては、スロットルバルブ２４の開度を小さくして吸入空気量を減少させることにより、空燃比のリーン化を抑えて触媒コンバータ２８の溶損を抑制することができる。
【００６３】
（６）第２実施形態では、直流モータ３９の駆動電圧値の補正、燃料噴射弁２９の燃料噴射時間の補正、スロットルバルブ２４の開度の補正によっても燃料供給装置３１の動作状態が異常である旨診断されるときには、燃料噴射弁２９による燃料噴射を停止してエンジン１１を停止させる。このため、燃料供給装置３１の動作異常を回避できないような場合には、燃料が供給過少又は供給過多となるような状態でエンジン１１が運転されることを防止することができる。従って、燃料の供給過多に起因するエミッションの悪化や、燃料の供給過少に起因する触媒コンバータ２８の溶損等の排気性能の悪化を抑制することができる。
【００６４】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・第１及び第２実施形態では、燃料噴射機構３２は燃料を吸気ポート２０に噴射供給するように構成されているが、燃料を燃焼室１８に直接噴射供給する形式、又は燃料を燃焼室１８と吸気ポート２０との両方に噴射供給する形式の燃料噴射機構としてもよい。
【００６５】
・第１及び第２実施形態では、１つの燃料ポンプ３４により燃料タンク３３内に貯留された燃料を燃料噴射機構３２に圧送するようにしているが、複数の燃料ポンプを用いて燃料を燃料噴射機構に圧送するようにしてもよい。複数の燃料ポンプを用いた燃料供給装置についても、上記実施形態と同様の原理を用いて燃料供給装置の動作状態を診断し、燃料供給制御を行うことができる。
【００６６】
・第１及び第２実施形態では、燃料ポンプ駆動値センサ５５から検出される直流モータ３９の駆動電流値と駆動電圧値とに基づいて燃料供給装置３１の動作状態を診断しているが、その他のセンサ、例えばデリバリパイプ３８内の燃料の圧力を検出する燃料圧力センサ等を併用して燃料供給装置３１の動作状態を診断するようにしてもよい。
【００６７】
・第１及び第２実施形態では、直流モータ３９により燃料ポンプ３４を駆動するように構成されているが、直流モータ以外のアクチュエータにより燃料ポンプ３４を駆動するように構成してもよい。直流モータ以外のアクチュエータを使用しても、上記実施形態と同様の原理を用いて燃料供給装置の動作状態を診断し、燃料供給制御を行うことができる。
【００６８】
・第２実施形態では、燃料供給装置３１の動作状態が異常である旨判定されたときに、直流モータ３９の駆動電圧値の補正、燃料噴射弁２９の燃料噴射時間の補正、スロットルバルブ２４の開度の補正を行うように燃料供給制御をしているが、これらの補正のうち１つ又は２つのみを行うように燃料供給制御をしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】燃料供給装置を搭載したエンジンの構成図。
【図２】燃料供給制御ルーチンのフローチャート。
【図３】直流モータのトルクと回転数との関係及びトルクと駆動電流との関係を示す特性線図。
【図４】燃料ポンプから圧送される燃料吐出量と燃料圧力との関係図。
【図５】第２実施形態における燃料供給制御ルーチンのフローチャート。
【符号の説明】
【００７０】
１１…エンジン、１８…燃焼室、２４…スロットルバルブ、２８…触媒コンバータ、２９…燃料噴射弁、３１…燃料供給装置、３２…燃料噴射機構、３３…燃料タンク、３４…燃料ポンプ、３５…調圧機構、３８…デリバリパイプ、３９…直流モータ、４０…ドライバ、４２…プレッシャレギュレータ、５１…回転速度センサ、５２…スロットルセンサ、５３…吸入空気量センサ、５４…酸素濃度センサ、５５…燃料ポンプ駆動値センサ、６１…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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