(57)【要約】【課題】燃圧センサの異常を早期に、かつ正確に検出することができる燃料供給装置を提供する。【解決手段】燃圧センサが異常でない場合に、燃圧センサにより検出された実際の燃圧が目標燃圧となるよう電動式のフィードポンプの駆動をフィードバック制御する一方で、燃圧センサが異常である場合に、フィードポンプの駆動電流に基づき燃圧を推定し、推定された燃圧が目標燃圧となるようフィードポンプの駆動をＦＰＣを介してフィードバック制御するとともに、燃圧センサが異常か否かを判定するＥＣＵを備え、ＥＣＵは、エンジンから排出される排気ガスの空燃比が理論空燃比となっていない場合に、フィードポンプの駆動電流に基づき燃圧を推定し、燃圧センサにより検出された燃圧が推定された燃圧から乖離しているときに燃圧センサが異常であると判定する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクに貯留されている燃料を内燃機関に圧送する電動式の燃料ポンプと、
前記内燃機関に圧送される燃料の燃圧を検出する燃圧センサと、
前記燃圧センサが異常か否かを判定する異常判定手段と、
前記燃圧センサが異常でない場合に、前記燃圧センサにより検出された実際の燃圧が目標とする目標燃圧となるよう前記燃料ポンプの駆動をフィードバック制御する一方で、前記燃圧センサが異常である場合に、前記燃料ポンプの駆動電流に基づき前記燃圧を推定し、推定された燃圧が前記目標燃圧となるよう前記燃料ポンプの駆動をフィードバック制御するポンプ駆動制御手段と、を備え、
前記異常判定手段は、前記内燃機関から排出される排気ガスの空燃比が予め定められた所定の空燃比となっていない場合に、前記駆動電流に基づき前記燃圧を推定し、前記燃圧センサにより検出された燃圧が推定された燃圧から乖離しているときに前記燃圧センサが異常であると判定することを特徴とする燃料供給装置。
【請求項２】
前記異常判定手段は、前記燃料ポンプに印加する印加電圧を一定とした場合に、前記燃圧に応じて変動する前記駆動電流の特性から前記燃圧を推定することを特徴とする請求項１に記載の燃料供給装置。
【請求項３】
前記ポンプ駆動制御手段は、前記燃圧センサが異常でない場合に、前記駆動電流に基づき前記燃圧を推定し、推定された燃圧が前記燃圧センサにより検出された実際の燃圧から乖離しているときには、前記推定された燃圧を用いた前記フィードバック制御を禁止することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料供給装置。
【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。
【背景技術】
【０００２】
一般に、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構成されている。
【０００３】
従来、この種の燃料供給装置として、燃圧センサによって検出された実際の燃料圧力（以下、実燃圧という）を目標燃料圧力（以下、目標燃圧という）に一致させるように、実燃圧と目標燃圧との偏差に基づいて燃料ポンプの吐出量をフィードバック制御する燃料供給装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この特許文献１に記載の燃料供給装置は、燃圧センサが故障した場合であっても要求よりも実際の燃料噴射量が不足してリーン空燃比で内燃機関が運転されてしまうことを抑制するために、燃圧センサ故障時（燃圧センサの異常検出時）に燃圧センサによる出力値を用いずに燃料ポンプを駆動制御するフェイルセーフ機能を備えている。特許文献１には、具体的なフェイルセーフ機能として、燃圧センサの異常検出時は燃圧センサの出力値を用いた燃料ポンプのフィードバック制御を禁止し、燃料ポンプの吐出量を最大吐出量や目標燃圧が得られる程度の所定の吐出量に固定することが開示さている。
【０００５】
ここで、特許文献１に記載の燃料供給装置では、燃圧センサの異常検出のために、燃圧センサの出力値が正常であると判断できる設定値１以上で、かつ設定値２未満の正常範囲を設定し、実際の出力値が当該正常範囲外となっている状態が所定時間以上継続した場合に燃圧センサが異常であると判定するようになっている。なお、上述の設定値１は、燃圧センサの正常時には燃圧センサの出力値が下回ることのない値に設定されており、また設定値２は、燃圧センサの正常時には同出力値が超えることのない値に設定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−０８５１４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の従来の燃料供給装置にあっては、燃圧センサの出力値が正常範囲外となっている状態が所定時間以上継続しているか否かを監視しなければ燃圧センサの異常を検出できないので、燃圧センサの異常検出を早期に行うことができないという問題があった。
【０００８】
また、燃圧センサの出力値が正常範囲外となった場合にのみ、燃圧センサが異常であると判定するので、燃圧センサの出力値が正常範囲内で実際の燃圧とずれている場合には、これを燃圧センサの異常として判定することができないという問題があった。
【０００９】
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、従来と比較して燃圧センサの異常を早期に、かつ正確に検出することができる燃料供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る燃料供給装置は、上記目的達成のため、（１）燃料タンクに貯留されている燃料を内燃機関に圧送する電動式の燃料ポンプと、前記内燃機関に圧送される燃料の燃圧を検出する燃圧センサと、前記燃圧センサが異常か否かを判定する異常判定手段と、前記燃圧センサが異常でない場合に、前記燃圧センサにより検出された実際の燃圧が目標とする目標燃圧となるよう前記燃料ポンプの駆動をフィードバック制御する一方で、前記燃圧センサが異常である場合に、前記燃料ポンプの駆動電流に基づき前記燃圧を推定し、推定された燃圧が前記目標燃圧となるよう前記燃料ポンプの駆動をフィードバック制御するポンプ駆動制御手段と、を備え、前記異常判定手段は、前記内燃機関から排出される排気ガスの空燃比が予め定められた所定の空燃比となっていない場合に、前記駆動電流に基づき前記燃圧を推定し、前記燃圧センサにより検出された燃圧が推定された燃圧から乖離しているときに前記燃圧センサが異常であると判定する構成を有する。
【００１１】
この構成により、本発明に係る燃料供給装置は、排気ガスの空燃比が予め定められた所定の空燃比となっていない場合に、燃料ポンプの駆動電流に基づき燃圧を推定し、燃圧センサにより検出された燃圧が推定された燃圧から乖離しているときに燃圧センサが異常であると判定する。
【００１２】
したがって、排気ガスの空燃比が予め定められた所定の空燃比となっていない場合には、燃圧センサに異常が発生していると仮定して早期に燃圧センサの異常判定処理を行うことができる。これにより、燃圧センサの異常を早期に検出することができる。例えば、燃圧センサの故障等が原因で実際の燃圧よりも燃圧センサによって検出された燃圧が高い場合には、内燃機関に対して燃料が多く噴射されるため排気ガスがリッチ状態となる。つまり、こうした排気ガスのリッチ状態を検出することで、燃圧センサに異常が発生していると仮定することができる。したがって、このような場合に燃圧センサの異常判定処理を行うことにより早期に燃圧センサの異常を検出することが可能となる。
【００１３】
また、推定された燃圧と燃圧センサにより検出された燃圧とを比較して燃圧センサの異常を判定するので、燃圧センサの異常を正確に検出することができる。
【００１４】
また、本発明に係る燃料供給装置は、上記（１）に記載の燃料供給装置において、（２）前記異常判定手段は、前記燃料ポンプに印加する印加電圧を一定とした場合に、前記燃圧に応じて変動する前記駆動電流の特性から前記燃圧を推定する構成を有する。
【００１５】
この構成により、本発明に係る燃料供給装置は、燃料ポンプの印加電圧を一定とした場合に燃圧に応じて変動する駆動電流の特性から燃圧を推定するので、燃圧センサ以外の値を用いて正確に燃圧を推定することができる。
【００１６】
また、本発明に係る燃料供給装置は、上記（１）または（２）に記載の燃料供給装置において、（３）前記ポンプ駆動制御手段は、前記燃圧センサが異常でない場合に、前記駆動電流に基づき前記燃圧を推定し、推定された燃圧が前記燃圧センサにより検出された実際の燃圧から乖離しているときには、前記推定された燃圧を用いた前記フィードバック制御を禁止する構成を有する。
【００１７】
この構成により、本発明に係る燃料供給装置は、燃圧センサが異常でない場合に、推定された燃圧が燃圧センサにより検出された実際の燃圧から乖離しているときには、燃圧の推定処理自体に何らかの異常が発生していると判断することができる。この場合、推定された燃圧を用いると、適切な燃圧で燃料ポンプを駆動させることができないので、推定された燃圧を用いた燃料ポンプの駆動に係るフィードバック制御を禁止するようにした。これにより、燃圧の推定処理に信頼性がある場合にのみ、推定された燃圧を用いた燃料ポンプの駆動に係るフィードバック制御を行うことができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、燃圧センサの異常を早期に、かつ正確に検出することができる燃料供給装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係る燃料供給装置が適用される燃料供給システムの概略構成図である。
【図２】フィードポンプの印加電圧を一定とした場合における駆動電流と燃圧との関係を示すグラフである。
【図３】フィードポンプの駆動制御を示すフローチャートである。
【図４】図３における燃圧センサ異常判定処理を示すフローチャートである。
【図５】燃圧の推定処理の異常判定処理を示すフローチャートである。
【図６】フィードポンプの通電異常判定処理を示すフローチャートである。
【図７】燃圧を一定とした場合における駆動電流と印加電圧との関係を示すグラフである。
【図８】フィードポンプの通電異常時における印加電圧の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２１】
本実施の形態では、本発明に係る燃料供給装置を、駆動力源として車両に搭載された内燃機関の燃料供給システムに適用した例について説明する。
【００２２】
図１に示すように、燃料供給システムは、エンジン１０に対してポート噴射用の低圧側燃料を供給する第１燃料供給装置２０と、第１燃料供給装置２０からの供給燃料を加圧して筒内噴射用の高圧側燃料を供給する第２燃料供給装置３０と、エンジン１０の作動状態に応じて低圧側燃料の供給圧力を可変制御する燃圧可変装置４０とを含んで構成されている。
【００２３】
エンジン１０は、自動車等の車両に搭載される多気筒の内燃機関、例えば直列４気筒の４サイクルガソリンエンジンである。なお、エンジン１０としては、直列４気筒エンジンに限らず、例えば直列６気筒エンジン、Ｖ型６気筒エンジン、Ｖ型１２気筒エンジンまたは水平対向６気筒エンジン等の種々の型式のエンジンによって構成されていてもよい。
【００２４】
このエンジン１０は、通常は、各気筒１１内の燃焼室１３において燃料、例えばガソリンを消費しつつ図示しないクランク軸から回転動力を出力する燃料消費状態で作動する。
【００２５】
各気筒１１には、ピストン１２が収納され、燃焼室１３が画成されている。また、各気筒１１には、吸気弁１４および排気弁１５がそれぞれ所定のタイミングで開閉するように装着されている。
【００２６】
また、エンジン１０には、複数の気筒１１に対応する複数の点火プラグ１６がそれぞれ対応する燃焼室１３内に露出するように設けられている。さらに、エンジン１０には、これら点火プラグ１６を点火駆動するイグニッションコイルを有する図示しない点火装置や、スロットル開度を可変制御する図示しない電子制御スロットルモータが装備されている。
【００２７】
また、エンジン１０の排気通路１８上には、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する排ガス浄化触媒を含む浄化装置１９が設けられている。したがって、エンジン１０から排出される排気ガスは、浄化装置１９を介して外気へ排出される。
【００２８】
第１燃料供給装置２０は、燃料タンク２１と、フィードポンプ２２と、リリーフ弁２３と、低圧燃料配管２４と、低圧側デリバリーパイプ２５と、燃圧センサ２６と、複数のポート噴射用のインジェクタ２７と、燃料ポンプコントローラ（以下、単にＦＰＣという）２８と、ジェットポンプ２９とを含んで構成されている。
【００２９】
燃料タンク２１は、例えばサブタンク２１ａを内蔵する所定容積のもので、外部から燃料を補給可能になっている。なお、燃料タンク２１は、その底壁形状によってサブタンクの内部と外部に相当する複数のタンク部分に区分される鞍型その他のものでもよい。
【００３０】
フィードポンプ２２は、燃料タンク２１に貯留されている燃料をエンジン１０に圧送する電動式の燃料ポンプである。本実施の形態におけるフィードポンプ２２は、本発明に係る燃料ポンプを構成する。
【００３１】
このフィードポンプ２２は、燃料タンク２１内の燃料を汲み上げて所定のフィード燃圧以上に加圧することができる吐出能力（吐出量および吐出圧）可変タイプのもので、例えば円周流ポンプで構成されている。フィードポンプ２２は、ポンプ作動用の羽根車と、そのポンプ作動部分を駆動する内蔵モータとを有している。したがって、フィードポンプ２２は、例えばその内蔵モータの駆動電圧、すなわちフィードポンプ２２に印加する印加電圧と負荷トルクとに応じてポンプ作動用の羽根車の回転速度および回転トルクのうち少なくとも一方を変化させることで、その単位時間当りの吐出能力、すなわち吐出圧や吐出量を変化させることができるようになっている。
【００３２】
リリーフ弁２３は、フィードポンプ２２から低圧燃料配管２４内に吐出される燃料の圧力（以下、燃圧という）が予め設定された設定上限圧力に達するまでに上昇したときに開弁し、その燃圧を設定上限圧力以下に制限する安全弁機能を有する圧力制御弁である。ここにいう設定上限圧力とは、この設定上限圧力を超える燃圧になると例えばポート噴射用のインジェクタ２７からの燃料漏れを誘発し易くなる程度に高い燃圧であり、例えば数百ｋＰａに設定されている。
【００３３】
低圧側デリバリーパイプ２５は、フィードポンプ２２によって加圧された燃料を低圧燃料配管２４を通して導入して所定量の燃料を貯留する金属製のものである。この低圧側デリバリーパイプ２５は、その燃圧に応じて撓むことにより燃圧の脈動を吸収する機能と、ポート噴射用のインジェクタ２７からのポート噴射に必要な燃圧を蓄圧する機能とを併有している。
【００３４】
燃圧センサ２６は、低圧側デリバリーパイプ２５に設けられ、エンジン１０に圧送される燃料の燃圧、すなわち低圧側デリバリーパイプ２５内の燃圧（Ｐｆ）を検出するようになっている。
【００３５】
複数のポート噴射用のインジェクタ２７は、複数の気筒１１に対応して設けられており、それぞれの噴孔側の端部を各気筒１１に対応する吸気ポート１１ａ内に露出させている。また、これらのインジェクタ２７は、それぞれ低圧側デリバリーパイプ２５に配管接続されるとともに、ＥＣＵ５０からのポート噴射駆動信号により開弁するようＥＣＵ５０側の図示しないドライバ回路に配線接続されている。そして、複数のインジェクタ２７が順次ポート噴射駆動信号により噴射駆動されるとき、開弁した一部のインジェクタ２７から、低圧側デリバリーパイプ２５内に蓄圧・貯留されている燃料が、そのポート噴射駆動信号による所定時間毎の開弁時間比率（デューティ比）に応じて対応する吸気ポート１１ａ内に噴射されるようになっている。
【００３６】
ＦＰＣ２８は、ＥＣＵ５０から指令される印加電圧に応じてフィードポンプ２２を駆動するようになっている。これにより、フィードポンプ２２の吐出能力（吐出量および吐出圧）が可変制御される。
【００３７】
ジェットポンプ２９は、低圧燃料配管２４内からの燃料を図示しない内部のベンチュリを通して燃料タンク２１のサブタンク２１ａ内に排出するものである。ジェットポンプ２９は、その排出流量に応じたベンチュリ効果により、燃料タンク２１内であってサブタンク２１ａ外に貯留された燃料をサブタンク２１ａ内に汲み上げるようになっている。このジェットポンプ２９は、エンジン１０で遂次消費される燃料消費量分だけサブタンク２１ａ内に燃料を導入する手段となっている。
【００３８】
第２燃料供給装置３０は、プランジャ型の燃料加圧ポンプ３１と、電磁スピル型の吸入制御弁３２と、高圧燃料配管３５と、高圧側デリバリーパイプ３６と、複数の筒内噴射用のインジェクタ３７とを含んで構成されている。
【００３９】
燃料加圧ポンプ３１は、図示しないプランジャを往復動させて燃料加圧室の容積を変化させることにより、フィードポンプ２２で加圧された燃料を高圧燃料配管３５を通して燃料加圧室内に吸入するようになっている。そして、燃料加圧ポンプ３１は、燃料加圧室内に吸入した燃料を吸入制御弁３２の閉弁状態下で加圧して、気筒内直接燃料噴射が可能な程度の高圧で吐出できるようになっている。また、燃料加圧ポンプ３１は、エンジン１０の図示しないクランク軸からの回転動力により駆動されるようになっている。
【００４０】
吸入制御弁３２は、選択的に励磁駆動され、燃料加圧ポンプ３１の燃料加圧室の容積増加期間中に開弁するとともに、燃料加圧ポンプ３１の燃料加圧室の容積減少期間中に吐出量（吐出燃料流量）に応じた必要期間だけ閉弁することができる。また、吸入制御弁３２は、燃料加圧ポンプ３１の燃料加圧動作を不能にするよう、その開弁状態を保持可能となっている。なお、電磁スピル型の吸入制御弁３２は、非通電時に常時開弁した状態となるようになっている。
【００４１】
高圧側デリバリーパイプ３６は、燃料加圧ポンプ３１により高圧に加圧された燃料を導入して貯留する高剛性の金属製のもので、気筒内直接燃料噴射に必要な燃圧を蓄圧する機能を有している。
【００４２】
複数の筒内噴射用のインジェクタ３７は、それぞれ高圧側デリバリーパイプ３６に配管接続されるとともに、ＥＣＵ５０からの筒内噴射駆動信号により開弁するようＥＣＵ５０側のドライバ回路に配線接続されている。そして、これらインジェクタ３７は、それぞれその開弁時に高圧側デリバリーパイプ３６内に蓄圧・貯留された高圧燃料を、筒内噴射駆動信号による所定時間毎の開弁時間比率（デューティ比）に応じて各気筒１１内に噴射するようになっている。
【００４３】
燃圧可変装置４０は、フィードポンプ２２およびＦＰＣ２８と、ＦＰＣ２８を介してフィードポンプ２２の吐出能力を可変制御するＥＣＵ５０とによって構成されている。燃圧可変装置４０は、車両およびエンジン１０の運転状態とドライバからの要求操作入力等に基づいて、フィードポンプ２２の吐出能力を可変制御する機能を発揮するようになっている。
【００４４】
ＥＣＵ５０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびバックアップメモリ（例えば、不揮発性メモリまたはバッテリによりバックアップされるＲＡＭ）や、入力インターフェース回路および出力インターフェース回路等を含んで構成されている。
【００４５】
ＥＣＵ５０の入力インターフェース回路には、アクセル開度センサ６１、エアフローメータ６２、クランク角センサ６３、水温センサ６４、Ａ／Ｆセンサ６５および燃圧センサ２６等の各種センサ類が接続されている。
【００４６】
アクセル開度センサ６１は、車両に装備された図示しないアクセルペダルの踏込み率をアクセル開度（Ａｃｃｐ）として検出する。エアフローメータ６２は、エンジン１０の吸入空気量（Ｑａ）を検出する。クランク角センサ６３は、エンジン１０の機関回転速度を算出可能なクランク角（ＣＡ）を検出する。水温センサ６４は、エンジン１０の冷却水温度（Ｔｈｗ）を検出する。Ａ／Ｆセンサ６５は、空燃比に比例した出力特性を有し、比較的広範囲にわたる空燃比を連続的に検出可能である。なお、本実施の形態では、空燃比センサとして空燃比に対してリニアな特性を有するＡ／Ｆセンサ６５を用いたが、これに限らず、理論空燃比を境に出力値が急変する特性（Ｚ特性）を有するＯ２センサを用いてもよい。
【００４７】
ＥＣＵ５０の出力インターフェース回路には、図示しないドライバ回路を介してポート噴射用および筒内噴射用のインジェクタ２７、３７や吸入制御弁３２の電磁駆動部（図示せず）、ＦＰＣ２８や電子スロットルモータ、前述の点火装置等が接続されている。
【００４８】
このＥＣＵ５０は、ＲＯＭ内に格納された制御プログラムを実行することで、公知の電子スロットル制御、燃料噴射量制御、点火時期制御等を実行することができる。例えば、ＥＣＵ５０は、エアフローメータにより検出される吸入空気量とクランク角センサにより検出されるエンジン回転数とに基づいて燃焼毎に必要な基本噴射量を算出し、さらに、エンジン１０の運転状態に応じた各種補正や空燃比フィードバック補正等を施した燃料噴射量を算出し、その燃料噴射量に対応する燃料噴射時間だけ対応するインジェクタ２７、３７を開弁駆動することができる。
【００４９】
また、ＥＣＵ５０は、車両およびエンジン１０の運転状態とドライバからの要求操作入力等に基づいて目標燃圧を算出するようになっている。ＥＣＵ５０は、算出した目標燃圧と燃圧センサ２６によって検出される低圧側デリバリーパイプ２５内の実燃圧とが一致するように、それらの燃圧間の偏差に応じてフィードポンプ２２の印加電圧をフィードバック制御する。ＥＣＵ５０は、実燃圧が目標燃圧となるようにフィードバック制御されたフィードポンプ２２の印加電圧の指令信号をＦＰＣ２８に出力する。ＦＰＣ２８は、ＥＣＵ５０から指令される印加電圧に応じてフィードポンプ２２を駆動する。これにより、フィードポンプ２２は、ポンプ作動用の羽根車の回転速度や回転トルク（勿論、速度とトルクの双方でもよい）が変化し、その吐出能力が変化する。このように、フィードポンプ２２は、ＥＣＵ５０から指令される印加電圧に応じて低圧側デリバリーパイプ２５内の実燃圧が目標燃圧に追従する方向に変化するよう駆動されるようになっている。すなわち、ＥＣＵ５０は、ＦＰＣ２８を介して、フィードポンプ２２の吐出能力（吐出量および吐出圧）を可変制御して、低圧側デリバリーパイプ２５内の実燃圧を目標燃圧に追従させることができるようになっている。
【００５０】
また、ＦＰＣ２８には、フィードポンプ２２の内蔵モータの端子電圧を検出する電圧検出部（図示せず）や、フィードポンプ２２の内蔵モータに流れる駆動電流を検出する電流検出部（図示せず）が設けられている。そして、ＦＰＣ２８は、ＥＣＵ５０と双方向通信可能に接続されており、電圧検出部や電流検出部で検出された端子電圧および駆動電流に係る情報（電圧情報、駆動電流情報）をＥＣＵ５０に送信可能に構成されている。
【００５１】
ここで、従来、上述した燃圧センサ２６が何らかの理由により故障等の異常をきたすと、低圧側デリバリーパイプ２５内の実燃圧が不明となるため、フィードポンプ２２の吐出能力を適切に制御することができなくなるという問題があった。この場合のフェールセーフとして、例えば燃圧不足によるエンジンストールを防止するために、過剰に燃圧を上昇させることが行われていた。しかし、これでは、無駄にフィードポンプ２２を駆動させることとなり、不必要な駆動エネルギの浪費により燃費が悪化してしまう。また、フィードポンプ２２がブラシ付きモータを駆動源として用いている場合には、摩耗によりブラシの寿命が低下するおそれもある。さらに、燃圧が高い場合には、フィードポンプ２２の内蔵モータの許容最大電流値が高くなるため、ＦＰＣ２８についてはコスト高や大型化につながってしまう。
【００５２】
そこで、本実施の形態では、ＥＣＵ５０が、燃圧センサ２６によって検出された検出結果に基づいて燃圧センサ２６が異常しているか否かを判定し、この判定結果に基づき、フィードポンプ２２の駆動制御を切り替えるようになっている。
【００５３】
具体的には、燃圧センサ２６が異常でない、つまり正常である場合には、ＥＣＵ５０は、上述した通り、燃圧センサ２６により検出された実燃圧が目標燃圧となるようＦＰＣ２８を介してフィードポンプ２２の駆動をフィードバック制御するようになっている。
【００５４】
一方で、燃圧センサ２６が異常である場合には、ＥＣＵ５０は、フィードポンプ２２の駆動電流に基づき燃圧を推定し、推定された燃圧が目標燃圧となるようＦＰＣ２８を介してフィードポンプ２２の駆動をフィードバック制御するようになっている。こうしたフィードポンプ２２の駆動制御の切り替えを行うＥＣＵ５０およびＦＰＣ２８は、本発明に係るポンプ駆動制御手段を構成する。また、燃圧センサ２６が異常か否かを判定するＥＣＵ５０は、本発明に係る異常判定手段を構成する。
【００５５】
ここで、燃圧センサ２６が異常か否かは、具体的にはＥＣＵ５０によって次の通り判定される。
【００５６】
すなわち、ＥＣＵ５０は、エンジン１０から排出される排気ガスの空燃比が予め定められた所定の空燃比となっていない場合に、フィードポンプ２２の駆動電流に基づき燃圧を推定し、燃圧センサ２６により検出された燃圧が推定された燃圧から乖離しているときに燃圧センサ２６が異常であると判定するようになっている。
【００５７】
予め定められた所定の空燃比とは、例えば理論空燃比である。したがって、排気ガスの空燃比が予め定められた所定の空燃比となっていない場合とは、Ａ／Ｆセンサ６５により検出された空燃比が理論空燃比よりもリッチ側かリーン側のいずれかの場合をいう。例えば、燃圧センサ２６の故障等が原因で実際の燃圧よりも燃圧センサ２６によって検出された燃圧が高い場合には、エンジン１０に対して燃料が多く噴射されるため排気ガスがリッチ状態となる。つまり、こうした排気ガスのリッチ状態を検出することで、燃圧センサ２６に異常が発生していると仮定することができる。したがって、このような場合に燃圧センサ２６の異常判定処理を行うことにより早期に燃圧センサ２６の異常を検出することが可能となる。
【００５８】
ここで、低圧側デリバリーパイプ２５内の燃圧とフィードポンプ２２の駆動電流との間には、図２に示すような関係がある。
【００５９】
すなわち、図２に示すように、フィードポンプ２２の駆動電流は、フィードポンプ２２の印加電圧を一定（例えば、Ｖ１［Ｖ］）とした場合に、例えば燃圧Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３［ｋＰａ］に応じてＩ１、Ｉ２、Ｉ３［Ａ］と変動する特性を有している。したがって、本実施の形態では、ＥＣＵ５０は、図２に示す特性から低圧側デリバリーパイプ２５内の燃圧を推定するようになっている。なお、図２に示す特性は、予め実験的に求めてマップとしてＥＣＵ５０のＲＯＭに記憶されている。
【００６０】
次に、図３を参照して、フィードポンプ２２の駆動制御について説明する。
【００６１】
図３に示すフィードポンプ２２の駆動制御は、所定時間間隔でＥＣＵ５０により実行される。
【００６２】
まず、ＥＣＵ５０は、車両およびエンジン１０の運転状態とドライバからの要求操作入力等に基づいて目標燃圧を算出し（ステップＳ１）、燃圧センサ異常判定処理を実行する（ステップＳ２）。燃圧センサ異常判定処理については、後述する。
【００６３】
次いで、ＥＣＵ５０は、燃圧センサ異常判定処理の結果、燃圧センサ２６が異常か否かを判定する（ステップＳ３）。ＥＣＵ５０は、燃圧センサ２６が異常でないと判定した場合には、燃圧センサ２６を介して低圧側デリバリーパイプ２５内の実燃圧を測定する（ステップＳ４）。
【００６４】
その後、ＥＣＵ５０は、目標燃圧と実燃圧とが一致しているか否かを判定する（ステップＳ５）。ここで、目標燃圧と実燃圧とが一致している場合に限らず、例えば目標燃圧と実燃圧との偏差が許容範囲内であるか否かを判定してもよい。
【００６５】
ＥＣＵ５０は、目標燃圧と実燃圧とが一致していないと判定した場合には、実燃圧が目標燃圧に一致するように、これら燃圧間の偏差に応じてフィードポンプ２２の印加電圧を算出し（ステップＳ６）、算出された印加電圧でＦＰＣ２８を介してフィードポンプ２２を駆動する（ステップＳ７）。
【００６６】
一方、ＥＣＵ５０は、目標燃圧と実燃圧とが一致していると判定した場合には、実燃圧、印加電圧、駆動電流の各値を記憶し（ステップＳ８）、ステップＳ６に移行する。本ステップにおいては、ＥＣＵ５０は、実燃圧、印加電圧、駆動電流の各値を記憶することにより、検出された実燃圧ごとに「印加電圧−駆動電流特性」を学習する。ここで学習された「印加電圧−駆動電流特性」は、上述した図２に示す特性に反映される。これにより、フィードポンプ２２の内蔵モータや、同内蔵モータに接続されたハーネス、あるいはＦＰＣ２８等の個体差による影響や経年劣化の影響を加味した、より精度の高い燃圧推定を行うことができる。
【００６７】
他方、ステップＳ３において、ＥＣＵ５０は、燃圧センサ２６が異常であると判定した場合には、ＦＰＣ２８からフィードポンプ２２の駆動電流情報を取得する（ステップＳ９）。
【００６８】
次いで、ＥＣＵ５０は、図２に示す特性を参照することにより、取得した駆動電流の値に基づき、低圧側デリバリーパイプ２５内の燃圧を推定し（ステップＳ１０）、ステップＳ６に移行する。このとき、ステップＳ６において、ＥＣＵ５０は、推定した燃圧が目標燃圧に一致するように、これら燃圧間の偏差に応じてフィードポンプ２２の印加電圧を算出し、算出された印加電圧でＦＰＣ２８を介してフィードポンプ２２を駆動する（ステップＳ７）。
【００６９】
次に、図４を参照して、図３のステップＳ２で実行される燃圧センサ異常判定処理について説明する。
【００７０】
図４に示す燃圧センサ異常判定処理は、図３に示すフィードポンプ２２の駆動制御において、ステップＳ２に移行する度にＥＣＵ５０によって実行される。
【００７１】
まず、ＥＣＵ５０は、Ａ／Ｆセンサ情報、すなわちＡ／Ｆセンサ６５の検出結果（実際の空燃比）をＡ／Ｆセンサ６５から取得する（ステップＳ２１）。
【００７２】
次いで、ＥＣＵ５０は、取得した実際の空燃比と理論空燃比とを比較することにより、排気ガスの空燃比（Ａ／Ｆ）が異常か否かを判定する（ステップＳ２２）。具体的には、ＥＣＵ５０は、Ａ／Ｆセンサ６５で検出された空燃比が理論空燃比よりもリッチ側かリーン側のいずれかであるかを判定する。
【００７３】
ＥＣＵ５０は、排気ガスの空燃比（Ａ／Ｆ）が異常でない、つまり取得した実際の空燃比が理論空燃比に一致すると判定した場合には、燃圧センサ２６が正常であると判定し（ステップＳ２３）、本処理を終了する。
【００７４】
一方、排気ガスの空燃比（Ａ／Ｆ）が異常であると判定した場合には、燃圧センサ２６を介して低圧側デリバリーパイプ２５内の燃圧を測定する（ステップＳ２４）。次いで、ＥＣＵ５０は、ＦＰＣ２８からフィードポンプ２２の駆動電流情報を取得する（ステップＳ２５）。
【００７５】
そして、ＥＣＵ５０は、図２に示す特性を参照することにより、取得した駆動電流の値に基づき、低圧側デリバリーパイプ２５内の燃圧を推定する（ステップＳ２６）。
【００７６】
次いで、ＥＣＵ５０は、ステップＳ２４で測定した燃圧（以下、測定燃圧ともいう）と、ステップＳ２６で推定した燃圧（以下、推定燃圧ともいう）とを比較し、これら燃圧が略一致するか否かを判定する（ステップＳ２７）。
【００７７】
ＥＣＵ５０は、測定燃圧と推定燃圧とが略一致すると判定した場合には、燃圧センサ２６が正常であると判定し（ステップＳ２３）、本処理を終了する。
【００７８】
一方、ＥＣＵ５０は、測定燃圧と推定燃圧とが略一致しない、つまり測定燃圧が推定燃圧から乖離していると判定した場合には、燃圧センサ２６が異常であると判定し（ステップＳ２８）、本処理を終了する。
【００７９】
ところで、上述した図３のステップＳ１０および図４のステップＳ２６において、それぞれ燃圧の推定処理を行っているが、これら燃圧の推定処理自体に何らかの異常が発生していると、正確な推定燃圧が得られず、結果として適切な燃圧でフィードポンプ２２を駆動させることができないおそれがある。
【００８０】
そこで、本実施の形態に係るＥＣＵ５０は、燃圧センサ２６が異常でない場合に、駆動電流に基づき低圧側デリバリーパイプ２５内の燃圧を推定し、この推定燃圧が測定燃圧から乖離しているときには、推定燃圧を用いたフィードポンプ２２の駆動に係るフィードバック制御を禁止するようにしている。すなわち、ＥＣＵ５０は、燃圧センサ２６の正常時に燃圧の推定処理が異常か否かを判定する異常判定処理を実行し、推定処理に異常があるときに上述したフィードバック制御を禁止する。
【００８１】
以下、この異常判定処理について、図５に示すフローチャートを参照して具体的に説明する。
【００８２】
図５に示すように、ＥＣＵ５０は、燃圧センサ２６が異常か否かを判定し（ステップＳ３１）、燃圧センサ２６が異常でない、つまり正常であると判定した場合にステップＳ３２以降の異常判定処理を実行する。一方、ＥＣＵ５０は、燃圧センサ２６が異常であると判定した場合には、本処理を終了する。
【００８３】
ここで、燃圧センサ２６が異常か否かは、図４に示す燃圧センサ異常判定処理により判定される。このとき、図４に示す燃圧センサ異常判定処理において、排気ガスの空燃比（Ａ／Ｆ）が正常であることにより燃圧センサ２６が正常である場合にステップＳ３２以降の異常判定処理を実行するのが好ましい。仮に、図４に示すステップＳ２４〜ステップＳ２７の各処理により燃圧センサが正常と判定された場合に図５に示す異常判定処理を実行すると、推定燃圧が正常でない場合であっても本異常判定処理のステップＳ３６で測定燃圧と推定燃圧とが略一致すると判断されるおそれがあるからである。
【００８４】
ＥＣＵ５０は、ステップＳ３１において燃圧センサ２６が異常でない、つまり正常であると判定した場合には、燃圧センサ２６を介して低圧側デリバリーパイプ２５内の燃圧を測定する（ステップＳ３２）。
【００８５】
次いで、ＥＣＵ５０は、ＦＰＣ２８からフィードポンプ２２の駆動電流情報を取得する（ステップＳ３４）。
【００８６】
そして、ＥＣＵ５０は、図２に示す特性を参照することにより、取得した駆動電流の値に基づき、低圧側デリバリーパイプ２５内の燃圧を推定する（ステップＳ３５）。
【００８７】
次いで、ＥＣＵ５０は、ステップＳ３２で測定した測定燃圧と、ステップＳ３５で推定した推定燃圧とを比較し、これら燃圧が略一致するか否かを判定する（ステップＳ３６）。
【００８８】
ＥＣＵ５０は、測定燃圧と推定燃圧とが略一致すると判定した場合には、燃圧の推定処理が正常であるとして本処理を終了する。
【００８９】
一方、ＥＣＵ５０は、測定燃圧と推定燃圧とが略一致しない、つまり推定燃圧が測定燃圧から乖離していると判定した場合には、推定燃圧によるフィードポンプ２２の駆動に係るフィードバック制御を禁止して（ステップＳ３８）、本処理を終了する。
【００９０】
ここで、例えばフィードポンプ２２の内蔵モータとＦＰＣ２８とを電気的に接続するコネクタの接触不良等があると、配線抵抗が増加する通電異常が発生し得る。このようなフィードポンプ２２の通電異常は、フィードポンプ２２の内蔵モータの正常な動作を妨げる要因となる。このため、フィードポンプ２２の通電異常を早期に、かつ確実に検出し、対策を講じる必要がある。
【００９１】
そこで、本実施の形態では、図２に示す特性を利用することにより、上述したようなフィードポンプ２２の通電異常を検出する通電異常検出処理を実行するようになっている。この通電異常検出処理は、図６に示すフローチャートに従って、ＥＣＵ５０により実行される。図６に示す通電異常検出処理は、所定時間間隔で実行される。
【００９２】
図６に示すように、ＥＣＵ５０は、燃圧センサ２６を介して低圧側デリバリーパイプ２５内の燃圧を測定する（ステップＳ４１）。
【００９３】
その後、ＥＣＵ５０は、測定した測定燃圧に基づきフィードポンプ２２の印加電圧を算出し、算出された印加電圧の指示値をＦＰＣ２８に送信する、印加電圧指示を行う（ステップＳ４２）。そして、ＥＣＵ５０は、ＦＰＣ２８からフィードポンプ２２の駆動電流情報を取得する（ステップＳ４３）。
【００９４】
次いで、ＥＣＵ５０は、取得した駆動電流の値から印加電圧の正常範囲情報を参照する（ステップＳ４４）。ここで、印加電圧の正常範囲情報とは、駆動電流を一定としたときに所定の燃圧を得るために必要とされる印加電圧の範囲であって、例えば上限印加電圧をＶＨ、下限印加電圧をＶＬとする範囲を示す情報である。この正常範囲情報は、駆動電流の値ごとに複数設けられている。これら複数の正常範囲情報は、予め実験的に求めてＥＣＵ５０のＲＯＭに記憶されている。
【００９５】
そして、ＥＣＵ５０は、ステップＳ４４でＲＯＭに記憶された正常範囲情報を参照した結果、ＦＰＣ２８から得られる実際の印加電圧の値が上述した正常範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ４５）。
【００９６】
ＥＣＵ５０は、実際の印加電圧の値が上述した正常範囲内であると判定した場合には、ステップＳ４２で指示した印加電圧の値と実際の印加電圧の値とが略一致するためフィードポンプ２２の通電状態が正常であると判断して本処理を終了する。
【００９７】
一方、ＥＣＵ５０は、実際の印加電圧の値が上述した正常範囲内でないと判定した場合には、実際の印加電圧の値がステップＳ４２で指示した印加電圧の値から大きく乖離しているため、フィードポンプ２２の通電異常を検出して本処理を終了する。
【００９８】
例えば、図７に示すように、ステップＳ４１で測定された燃圧がＰ１［ｋＰａ］であり、燃圧Ｐ１［ｋＰａ］を得るために必要とされる印加電圧としてステップＳ４２で印加電圧Ｖ１［Ｖ］が指示されたとき、ステップＳ４３で得られた駆動電流の値がＩ１［Ａ］であったとする。
【００９９】
このとき、図７からも判断できるように、駆動電流Ｉ１［Ａ］で一定のときに燃圧Ｐ１［ｋＰａ］を得るために必要な印加電圧は、印加電圧Ｖ１［Ｖ］である。ところが、ＦＰＣ２８から得られた実際の印加電圧は、印加電圧Ｖ２［Ｖ］であった。この場合、印加電圧は、明らかに印加電圧Ｖ１［Ｖ］を含む正常範囲から逸脱しており、フィードポンプ２２の通電異常により印加電圧が過上昇したものと判断される。つまり、図８に示すように、それまで実際の印加電圧は、正常範囲に含まれる印加電圧Ｖ１［Ｖ］付近を推移していたが、通電異常によりある時間において上限印加電圧ＶＨ［Ｖ］を超え、異常領域に達したものと判断される。これにより、ステップＳ４５においてＮＯと判定され、フィードポンプ２２の通電異常が検出される。なお、図８は、駆動電流をＩ１［Ａ］、燃圧をＰ１［ｋＰａ］としたときの印加電圧の推移を示したものである。
【０１００】
以上のように、本実施の形態に係る燃料供給装置は、排気ガスの空燃比が理論空燃比となっていない場合に、フィードポンプ２２の駆動電流に基づき燃圧を推定し、燃圧センサ２６により検出された燃圧が推定された燃圧から乖離しているときに燃圧センサ２６が異常であると判定する。
【０１０１】
したがって、排気ガスの空燃比が理論空燃比となっていない場合には、燃圧センサ２６に異常が発生していると仮定して早期に燃圧センサ２６の異常判定処理を行うことができる。これにより、燃圧センサ２６の異常を早期に検出することができる。
【０１０２】
また、推定された燃圧と燃圧センサ２６により検出された燃圧とを比較して燃圧センサ２６の異常を判定するので、燃圧センサ２６の異常を正確に検出することができる。
【０１０３】
また、本実施の形態に係る燃料供給装置は、フィードポンプ２２の印加電圧を一定とした場合に燃圧に応じて変動する駆動電流の特性から燃圧を推定するので、燃圧センサ２６以外の値を用いて正確に燃圧を推定することができる。
【０１０４】
さらに、本実施の形態に係る燃料供給装置は、燃圧センサ２６が異常でない場合に、推定された燃圧が燃圧センサ２６により検出された実際の燃圧から乖離しているときには、燃圧の推定処理自体に何らかの異常が発生していると判断することができる。この場合、推定された燃圧を用いると、適切な燃圧でフィードポンプ２２を駆動させることができないので、推定された燃圧を用いたフィードポンプ２２の駆動に係るフィードバック制御を禁止するようにした。これにより、燃圧の推定処理に信頼性がある場合にのみ、推定された燃圧を用いたフィードポンプ２２の駆動に係るフィードバック制御を行うことができる。
【０１０５】
なお、本実施の形態では、エンジン１０を、気筒１１内の燃焼室１３に直接に燃料を噴射する筒内噴射と、気筒１１に対応する吸気ポート１１ａ内に燃料を噴射するポート噴射とを併用するデュアル噴射方式の内燃機関で構成したが、これに限らず、吸気ポート内に燃料を噴射するポート噴射のみを行う内燃機関で構成してもよい。
【０１０６】
また、本実施の形態では、ＥＣＵ５０は、フィードポンプ２２の駆動制御を行うにあたり、ＦＰＣ２８に対してフィードポンプ２２の印加電圧を指令するようにしているが、これに限らず、例えばフィードポンプ２２の内蔵モータの回転数を算出し、算出した回転数をＦＰＣ２８に指令するようにしてもよい。
【０１０７】
以上説明したように、本発明に係る燃料供給装置は、燃圧センサの異常を早期に、かつ正確に検出することができ、車両等に搭載される内燃機関に燃料を噴射供給する燃料供給装置に有用である。
【符号の説明】
【０１０８】
１０  エンジン（内燃機関）
２０  第１燃料供給装置
２１  燃料タンク
２２  フィードポンプ（燃料ポンプ）
２５  低圧側デリバリーパイプ
２６  燃圧センサ
２７  ポート噴射用のインジェクタ
２８  ＦＰＣ（ポンプ駆動制御手段）
３０  第２燃料供給装置
３７  筒内噴射用のインジェクタ
４０  燃圧可変装置
５０  ＥＣＵ（ポンプ駆動制御手段、異常判定手段）
６５  Ａ／Ｆセンサ
【図１】
2013253560.tif 000003
【図２】
2013253560.tif 000004
【図３】
2013253560.tif 000005
【図４】
2013253560.tif 000006
【図５】
2013253560.tif 000007
【図６】
2013253560.tif 000008
【図７】
2013253560.tif 000009
【図８】
2013253560.tif 000010