JP2002047983A - 内燃機関の高圧燃料供給システムの異常診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高圧燃料供給システムの異常診断の信頼性を
向上させる。 【解決手段】 筒内噴射式エンジンの高圧燃料供給シス
テムの異常診断実行条件（始動時でないこと、要求
噴射量Ｑinj が所定値Ａ以下であること）が成立する
と、高圧ポンプの吐出量積算値ΣＱp と要求噴射量積算
値ΣＱinj を算出する（ステップ１０１〜１０４）。そ
して、要求噴射量積算値ΣＱinj が所定値Ｂを越える毎
に、ポンプ吐出量積算値ΣＱp と要求噴射量積算値ΣＱ
inj との差ＤＱを算出し、この差ＤＱに基づいて推定燃
圧ＤＰＲを算出する（ステップ１０５〜１０７）。この
後、推定燃圧ＤＰＲと燃圧センサの検出燃圧ＰＲとの差
の絶対値が所定範囲内（α1 ＜｜ＤＰＲ−ＰＲ｜＜α2
）であるか否かを判定し、所定範囲内から外れていれ
ば、高圧燃料供給システムの異常と判断して異常検出フ
ラグを「１」にセットする（ステップ１０９，１１
０）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料タンクから汲
み上げられた燃料を高圧ポンプで高圧に加圧して燃料噴
射弁に圧送する高圧燃料供給システムの異常の有無を判
定する内燃機関の高圧燃料供給システムの異常診断装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、気筒内に燃料を直接噴射する筒
内噴射式エンジンは、燃焼性を確保するために、噴射圧
力を高圧にして噴射燃料を微粒化する必要がある。その
ため、筒内噴射エンジンでは、燃料タンクから低圧ポン
プで汲み上げた燃料を高圧ポンプで高圧に加圧して燃料
噴射弁へ圧送するようにしている。この高圧ポンプは、
大きな駆動力を必要とするため、エンジンのカム軸に嵌
着されたカムにより高圧ポンプのピストンを往復運動さ
せることで燃料を圧送するようにしている。このような
高圧燃料供給システムでは、燃料噴射弁に供給する燃料
の圧力（以下「燃圧」と略記する）を燃圧センサで検出
し、その検出燃圧に基づいて高圧ポンプの吐出量をフィ
ードバック制御することで、燃圧を目標燃圧に制御する
ようにしている。尚、高圧ポンプの吐出量の制御は、高
圧ポンプの吐出行程時に吸入口側の燃圧制御弁の閉弁時
間を制御することで行うようにしたものが多い。

【０００３】このような高圧燃料供給システムにおいて
も、異常診断機能（ダイアグノーシス）を搭載したもの
がある。例えば、特許第２８４４８８１号公報では、高
圧ポンプの吐出量指令値が正常時に越えることのない値
よりも大きくなったときに、異常と判定するようにして
いる。

【０００４】また、特開平１０−８９１３５号公報で
は、噴射時期を挟まない２つの時期に燃圧を検出し、そ
の燃圧の偏差と燃料圧送指令量とに基づいて高圧燃料供
給システムの異常の有無を判定するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前者（特許第
２８４４８８１号公報）の異常診断方法では、例えば、
高圧ポンプの吐出量指令値が正常範囲の上限付近（又は
下限付近）に張り付いた状態が長時間続いているにも拘
らず、実燃圧が目標燃圧からずれた状態が長時間続くよ
うな異常が発生した場合でも、高圧ポンプの吐出量指令
値が正常時に越えることのない値よりも大きくならない
限り、異常を検出することができない。例えば、高圧燃
料供給システムから燃料が少しずつ漏れる場合や、燃圧
センサの経時劣化等により燃圧センサの検出精度が悪化
した場合、或は、一部の気筒の燃料噴射弁が異常になっ
た場合等は、高圧ポンプの吐出量指令値が正常時に越え
ることのない値よりも大きくなるとは限らないため、異
常を検出できない可能性がある。

【０００６】また、後者（特開平１０−８９１３５号公
報）の異常診断方法では、噴射時期を挟まない２つの時
期の燃圧の偏差を異常診断パラメータとして用いるが、
噴射時期を挟まない２つの時期の間隔は非常に短いた
め、例えば、燃料が少しずつ漏れても、それを燃圧の偏
差として検出することができない可能性が高い。要する
に、この異常診断方法では、短時間で燃圧が急激に変化
するような異常しか検出することができない。

【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、従ってその目的は、従来の異常診断方法
では検出できなかった異常も検出することが可能とな
り、高圧燃料供給システムの異常診断の信頼性を向上さ
せることができる内燃機関の高圧燃料供給システムの異
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】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１の内燃機関の高圧燃料供給システ
ムの異常診断装置は、所定期間の高圧ポンプの吐出量の
指令値と燃料噴射量の指令値（要求噴射量）とをそれぞ
れ積算手段により積算し、高圧ポンプの吐出量積算値と
燃料噴射量積算値との比較値と燃圧センサで検出した燃
圧とに基づいて高圧燃料供給システムの異常の有無を異
常診断手段により判定する。例えば、高圧ポンプの吐出
量積算値と燃料噴射量積算値とが同一であれば、高圧ポ
ンプから燃料噴射弁までの燃料配管内に流入する燃料量
と流出する燃料量とが同一になるため、高圧ポンプの異
常や燃料漏れ等の異常が無ければ、高圧ポンプの吐出側
の燃料配管内の総燃料量が一定に保たれて燃圧も一定に
保たれる。また、高圧ポンプの吐出量積算値が燃料噴射
量積算値よりも多くなると、高圧ポンプの異常や燃料漏
れ等の異常が無ければ、高圧ポンプの吐出側の燃料配管
内の総燃料量が増加して燃圧が上昇する。反対に、高圧
ポンプの吐出量積算値が燃料噴射量積算値よりも少なく
なると、高圧ポンプの異常や燃料噴射弁の噴射不良等が
無ければ、燃料配管内の総燃料量が減少して燃圧が低下
する。従って、高圧ポンプの吐出量積算値と燃料噴射量
積算値との比較値（大小関係）は、正常時の実燃圧の挙
動を推定するパラメータとなるため、この比較値と燃圧
センサの検出燃圧とを異常診断パラメータとして用いる
ことで、従来の異常診断方法では検出できなかった様々
な異常を精度良く検出することができ、高圧燃料供給シ
ステムの異常診断の信頼性を向上させることができる。

【０００９】ところで、内燃機関の停止中は、高圧ポン
プも停止して、燃料配管内の燃圧を高圧に保つことがで
きないため、内燃機関の停止中に燃圧が低下する。従っ
て、始動時には、燃圧が低い状態から昇圧され、しか
も、始動時には、機関回転速度（高圧ポンプの回転速
度）が低く、単位時間当たりの燃料吐出量が少ないにも
拘らず、燃料噴射量が比較的多いため、高圧燃料供給シ
ステムが正常な場合でも、始動時には燃圧（燃圧センサ
の検出燃圧）の変動が大きくなる。このため、始動時の
高圧ポンプの吐出量積算値と燃料噴射量積算値との比較
値から始動時の燃圧の挙動を精度良く推定することは困
難である。また、加速時、高負荷時等には、燃料噴射量
が多くなり、燃料噴射量積算値等の誤差が大きくなる。
従って、始動時や燃料噴射量が多いときに、高圧燃料供
給システムの異常診断を実施すると、燃圧の推定精度が
低下して異常診断精度が低下するおそれがある。

【００１０】そこで、請求項２のように、内燃機関の始
動時及び／又は燃料噴射量の指令値（要求噴射量）が所
定値以上となる運転状態の時には、異常診断を異常診断
禁止手段によって禁止するようにすると良い。このよう
にすれば、燃圧の推定精度が低下すると予想される運転
状態の時に、高圧燃料供給システムの異常診断を禁止す
ることができ、異常診断の信頼性を更に向上させること
ができる。

【００１１】前述したように、高圧ポンプの吐出量積算
値と燃料噴射量積算値との大小関係（両者の差がプラス
値かマイナス値か）によって正常時の燃圧の変化方向が
分かり、両者の差の絶対値によって正常時の燃圧の変化
幅を推定できる。この関係を利用して、請求項３のよう
に、高圧ポンプの吐出量積算値と燃料噴射量積算値との
差から燃圧を推定し、その推定燃圧が燃圧センサで検出
した燃圧よりも所定値以上高い場合は高圧燃料供給シス
テムの燃料漏れと判定するようにしても良い。つまり、
高圧燃料供給システムが正常であれば、高圧ポンプの吐
出量積算値と燃料噴射量積算値との差から推定した燃圧
が実際の燃圧（実燃圧）とほぼ一致するが、推定燃圧が
実燃圧よりも所定値（正常時の少なくとも最大誤差範
囲）以上高ければ、実燃圧が何等かの原因で異常低下し
たものと判断でき、実燃圧が異常低下する原因として
は、燃料漏れが考えられる。燃料漏れが発生すると、燃
料配管内の総燃料量が減少して燃圧が低下するためであ
る。

【００１２】また、請求項４のように、高圧ポンプの吐
出量積算値と燃料噴射量積算値との差から推定した燃圧
が燃圧センサで検出した燃圧よりも所定値以上高い場合
（つまり推定燃圧と燃圧センサの検出燃圧との関係から
実燃圧が低下していると推定される場合）に、空燃比が
目標空燃比よりもリッチ側にずれているときは、燃圧セ
ンサの出力（検出燃圧）の異常低下と判定するようにし
ても良い。つまり、燃料噴射量の指令値（要求噴射量）
は、実燃圧が目標燃圧に制御されていることを前提にし
て決定されるため、実燃圧が低下すれば、その分、実際
の燃料噴射量が不足して空燃比が目標空燃比よりもリー
ン側にずれるのが正常な状態である。従って、推定燃圧
と燃圧センサの検出燃圧との関係から実燃圧が低下して
いると推定されるにも拘らず、空燃比が目標空燃比より
もリッチ側にずれるということは、実際には、実燃圧が
上昇していることを意味する。このような状態は、実燃
圧が上昇していることを検出できない状態、つまり燃圧
センサの出力（検出燃圧）が異常低下している状態にな
っていることを意味する。従って、推定燃圧と燃圧セン
サの検出燃圧との関係から実燃圧が低下していると推定
されるにも拘らず、空燃比が目標空燃比よりもリッチ側
にずれるときは、燃圧センサの出力の異常低下と判定す
ることができる。

【００１３】また、請求項５のように、高圧ポンプの吐
出量積算値と燃料噴射量積算値との差から推定した燃圧
が燃圧センサで検出した燃圧よりも所定値以上低い場合
に、空燃比が目標空燃比よりもリーン側にずれていると
きは、燃圧センサの出力（検出燃圧）の異常上昇と判定
するようにしても良い。つまり、推定燃圧が燃圧センサ
の検出燃圧よりも所定値以上低い場合は、実燃圧が上昇
していると推定されるが、空燃比が目標空燃比よりもリ
ーン側にずれるということは、実際には、実燃圧が低下
していることを意味する。このような状態は、実燃圧が
低下していることを検出できない状態、つまり燃圧セン
サの出力（検出燃圧）が異常上昇している状態になって
いることを意味する。従って、推定燃圧と燃圧センサの
検出燃圧との関係から実燃圧が上昇していると推定され
るのに、空燃比が目標空燃比よりもリーン側にずれると
きは、燃圧センサの出力の異常上昇と判定することがで
きる。

【００１４】また、請求項６のように、高圧ポンプの吐
出量積算値と燃料噴射量積算値との差から推定した燃圧
が燃圧センサで検出した燃圧よりも所定値以上低い場合
に、内燃機関のトルク変動量が所定値以上のときは、燃
料噴射弁の異常と判定するようにしても良い。つまり、
推定燃圧が燃圧センサの検出燃圧よりも所定値以上低い
場合は、実燃圧が上昇していると推定されるが、実燃圧
が上昇する原因の１つとして、燃料噴射弁の噴射不良に
よって実際の燃料噴射量が要求噴射量よりも少なくなっ
ていることが考えられる。もし、一部の気筒の燃料噴射
弁が異常になると、内燃機関のトルク変動量が大きくな
る現象が発生するため、推定燃圧と燃圧センサの検出燃
圧との関係から実燃圧が上昇していると推定される場合
に、トルク変動量が大きいときは、燃料噴射弁の異常と
判定することができる。

【００１５】また、請求項７のように、内燃機関の停止
時間が所定時間以上経過してから内燃機関を始動する時
に、燃圧センサの検出燃圧が所定範囲から外れている場
合は、燃圧センサの異常と判定するようにしても良い。
前述したように、内燃機関の停止中は、燃圧が時間の経
過と共に燃圧が低下するため、内燃機関の停止時間があ
る程度長くなると、燃圧が大気圧付近まで低下する。従
って、内燃機関の停止時間がある程度経過してから始動
する場合は、始動時の燃圧が大気圧付近から上昇するこ
とになる。このような場合に、始動時の燃圧センサの検
出燃圧が大気圧付近の所定範囲から外れている場合に
は、燃圧センサの異常と判定することができる。

【００１６】この場合、内燃機関の停止時間はタイマに
より測定しても良いが、この場合は内燃機関の停止中に
タイマを動作させるための電源を供給する必要がある。
そこで、請求項８のように、内燃機関の停止時間が所定
時間以上経過したか否かを内燃機関の前回の停止時の冷
却水温と今回の始動時の冷却水温との温度差に基づいて
判定するようにしても良い。つまり、内燃機関の停止中
は、時間の経過と共に冷却水温が放熱により低下するた
め、前回の停止時の冷却水温と今回の始動時の冷却水温
との温度差を見れば、内燃機関の停止時間をタイマで測
定しなくても、内燃機関の停止時間が所定時間以上経過
したか否かを判定することができる。

【００１７】また、請求項９のように、今回の始動時の
燃圧センサの検出燃圧が前回の停止時の検出燃圧よりも
所定値以上高い場合は、燃圧センサの異常と判定するよ
うにしても良い。前述したように、内燃機関の停止中は
燃圧が低下するため、今回の始動時の実燃圧が前回の停
止時の実燃圧より高くなることは起こり得ない。従っ
て、今回の始動時の検出燃圧が前回の停止時の検出燃圧
よりも所定値（少なくとも検出誤差）以上高い場合は、
燃圧センサの異常と判定することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】［実施形態（１）］以下、本発明
を筒内噴射式内燃機関に適用した実施形態（１）を図１
乃至図６に基づいて説明する。

【００１９】まず、図１に基づいてエンジン制御系シス
テム全体の概略構成を説明する。筒内噴射式内燃機関で
ある筒内噴射式エンジン１１の吸気管１２の最上流部に
は、エアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１
３の下流側に、ステップモータ１４によって開度調節さ
れるスロットルバルブ１５が設けられている。ステップ
モータ１４がエンジン電子制御回路（以下「エンジンＥ
ＣＵ」と表記する）１６からの出力信号に基づいて駆動
されることで、スロットルバルブ１５の開度（スロット
ル開度）が制御され、そのスロットル開度に応じて各気
筒ヘの吸入空気量が調節される。スロットルバルブ１５
の近傍には、スロットル開度を検出するスロットルセン
サ１７が設けられている。

【００２０】このスロットルバルブ１５の下流側には、
サージタンク１９が設けられ、このサージタンク１９
に、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホ
ールド２０が接続されている。各気筒の吸気マニホール
ド２０内には、それぞれ第１吸気路２１と第２吸気路２
２が仕切り形成され、これら第１吸気路２１と第２吸気
路２２が、エンジン１１の各気筒に形成された２つの吸
気ポート２３にそれぞれ連結されている。各気筒の第２
吸気路２２内には、スワールコントロール弁２４が配置
されている。各気筒のスワールコントロール弁２４は、
共通のシャフト２５を介してステップモータ２６に連結
されている。このステップモータ２６がＥＣＵ１６から
の出力信号に基づいて駆動されることで、スワールコン
トロール弁２４の開度が制御され、その開度に応じて各
気筒内のスワール流強度が調整される。ステップモータ
２６には、スワールコントロール弁２４の開度を検出す
るスワールコントロール弁センサ２７が取り付けられて
いる。

【００２１】また、エンジン１１の各気筒の上部には、
燃料を筒内に直接噴射する燃料噴射弁２８が取り付けら
れている。各気筒の燃料噴射弁２８には、後述する高圧
燃料供給システム５０によって高圧の燃料が供給され
る。

【００２２】更に、エンジン１１のシリンダヘッドに
は、各気筒毎に点火プラグ（図示せず）が取り付けら
れ、各点火プラグの点火によって燃焼室内の混合気が着
火される。また、気筒判別センサ３２は、特定気筒が吸
気上死点に達した時に気筒判別信号パルスを出力し、ク
ランク角センサ３３は、エンジン１１のクランクシャフ
トが所定クランク角（例えば３０℃Ａ）回転する毎にク
ランク角信号パルスを出力し、このクランク角信号の出
力周波数によってエンジン回転速度Ｎｅが検出される。
更に、このクランク角信号と気筒判別信号によって、ク
ランク角の検出や気筒判別が行われる。

【００２３】一方、エンジン１１の排気ポート３５に
は、排気マニホールド３６を介して排気管３７が接続さ
れている。この排気管３７には、理論空燃比付近で排気
を効率良く浄化する三元触媒３８とＮＯｘ吸蔵型のリー
ンＮＯｘ触媒３９とが直列に配置されている。このリー
ンＮＯｘ触媒３９は、排気中の酸素濃度が高いリーン運
転中に、排気中のＮＯｘを吸着し、空燃比がリッチに切
り換えられて排気中の酸素濃度が低下した時に、吸着し
たＮＯｘを還元浄化して放出する。このリーンＮＯｘ触
媒３９の下流側には、リーンＮＯｘ触媒３９から流出す
る排気中のＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘ濃度センサ（図
示せず）が設置され、排気中のＮＯｘ濃度から推定した
リーンＮＯｘ触媒３９のＮＯｘ吸着量が所定値より多く
なった時に一時的に空燃比がリーンからリッチに切り換
えられる。

【００２４】また、排気管３７のうちの三元触媒３８の
上流側とサージタンク１９との間には、排気の一部を還
流させるＥＧＲ配管４０が接続され、このＥＧＲ配管４
０の途中に、ＥＧＲ量（排気還流量）を制御するＥＧＲ
弁４１が設けられている。また、アクセルペダル１８に
は、アクセル開度を検出するアクセルセンサ４２が設け
られている。

【００２５】次に、各気筒の燃料噴射弁２８に高圧の燃
料を供給する高圧燃料供給システム５０の構成を図２乃
至図４に基づいて説明する。燃料を貯留する燃料タンク
５１内には、燃料を汲み上げる低圧ポンプ５２が設置さ
れている。この低圧ポンプ５２は、バッテリ（図示せ
ず）を電源とする電動モータ（図示せず）によって駆動
される。この低圧ポンプ５２から吐出される燃料は、燃
料配管５３を通して高圧ポンプ５４に供給される。燃料
配管５３には、プレッシャレギュレータ５５が接続さ
れ、このプレッシャレギュレータ５５によって低圧ポン
プ５２の吐出圧（高圧ポンプ５４への燃料供給圧力）が
例えば０．３ＭＰａ程度に調圧され、その圧力を越える
燃料の余剰分は燃料戻し管５６により燃料タンク５１内
に戻される。

【００２６】図３に示すように、高圧ポンプ５４は、円
筒状のポンプ室５８内でピストン５９を往復運動させて
燃料を吸入／吐出するピストンポンプであり、ピストン
５９は、エンジン１１のカム軸６０に嵌着されたカム６
１の回転運動によって駆動され、該ピストン５９のリフ
ト量が図４に示すようにクランク角に応じて周期的に変
化する。この高圧ポンプ５４の吸入口６３側には、電磁
弁からなる燃圧制御弁６２が設けられている。この燃圧
制御弁６２が開弁された状態で、ピストン５９が下降す
ると、低圧ポンプ５２から送られてくる燃料がポンプ室
５８内に吸入される。また、燃圧制御弁６２が開弁され
た状態で、ピストン５９が上昇すると、ポンプ室５８内
の燃料が低圧ポンプ５２側に戻されるが、このようなピ
ストン５９の上昇中に、燃圧制御弁６２が閉弁される
と、ポンプ室５８内の燃料が燃料配管４５を通して燃料
噴射弁２８側に圧送される。従って、ピストン５９の上
昇中に、燃圧制御弁６２の閉弁時間を制御することで、
高圧ポンプ５４から燃料噴射弁２８側への燃料吐出量
（図４中の斜線部分）を制御し、それによって、燃料噴
射弁２８に供給する燃料の圧力（燃圧）を制御する。こ
の場合、燃圧を上昇させるときには燃圧制御弁６２の閉
弁時間を長くし、逆に、燃圧を低下させるときには燃圧
制御弁６２の閉弁時間を短くする。

【００２７】一方、高圧ポンプ５４の吐出口６４側に
は、吐出した燃料の逆流を防止する逆止弁６５が設けら
れている。高圧ポンプ５４から吐出された燃料は、燃料
配管４５を通してデリバリパイプ２９に送られ、このデ
リバリパイプ２９からエンジン１１のシリンダヘッドに
気筒毎に取り付けられた燃料噴射弁２８に高圧の燃料が
分配される。高圧ポンプ５４の吐出口６４側の燃料配管
４５には、燃圧を検出する燃圧センサ３０が設けられ、
この燃圧センサ３０の出力信号（検出燃圧）がＥＣＵ１
６に入力される。

【００２８】このＥＣＵ１６は、マイクロコンピュータ
を主体として構成され、内蔵のＲＯＭ（記憶媒体）に記
憶された燃圧制御プログラム（図示せず）を実行するこ
とで、燃圧センサ３０の検出燃圧を目標燃圧に一致させ
るように高圧ポンプ５４の燃圧制御弁６２の閉弁時間
（燃料噴射弁２８への燃料吐出量）をフィードバック制
御する燃圧制御手段として機能する。更に、ＥＣＵ１６
は、エンジン回転速度、吸気管圧力（又は吸入空気
量）、冷却水温等のエンジン運転状態を検出する前記各
種センサの出力信号を読み込み、エンジン制御用の各種
プログラム（図示せず）に従って、前述したステップモ
ータ１４，２６、ＥＧＲ弁４１、燃料噴射弁２８、点火
プラグの動作を制御し、吸入空気量（スロットル開
度）、スワール流強度（スワールコントロール弁２４の
開度）、ＥＧＲ量（ＥＧＲ弁４１の開度）、燃料噴射
量、噴射時期（燃焼モード）、点火時期等を制御する。

【００２９】例えば、低・中負荷運転時には、空燃比が
リーンとなるように少量の燃料を圧縮行程で噴射し、点
火プラグの近傍に成層混合気を形成して成層燃焼させる
ことで、燃費を向上させる（成層燃焼モード）。また、
高負荷運転時には、理論空燃比付近又はそれよりも若干
リッチとなるように燃料噴射量を増量し、燃料を吸気行
程で噴射して均質混合気を形成して均質燃焼させること
で、エンジン出力を高める（均質燃焼モード）。

【００３０】更に、ＥＣＵ１６は、内蔵のＲＯＭ（記憶
媒体）に記憶された図５の異常診断プログラムを実行す
ることで、高圧ポンプ５４の吐出量積算値ΣＱp と燃料
噴射量積算値Ｑinj との差から燃圧ＤＰＲを推定し、そ
の推定燃圧ＤＰＲと燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲとの
ずれ量に基づいて高圧燃料供給システム５０の異常の有
無を判定する。このＥＣＵ１６の異常診断機能が特許請
求の範囲でいう異常診断手段に相当する役割を果たす。
以下、図５の異常診断プログラムの処理内容を説明す
る。

【００３１】図５の異常診断プログラムは、イグニッシ
ョンスイッチ６６（図２参照）のオン後に、所定時間毎
又は所定クランク角毎に繰り返し実行される。本プログ
ラムが起動されると、まず、ステップ１０１で、始動時
であるか否かを判定し、始動時であれば、ステップ１１
２に進み、後述するポンプ吐出量積算値ΣＱp と要求噴
射量積算値ΣＱinj を共に０にクリアして本プログラム
を終了する。この処理により、始動時には、異常診断が
禁止される。このようにする理由は、始動時には、燃圧
が低い状態から昇圧され、しかも、始動時には、エンジ
ン回転速度（高圧ポンプ５４の回転速度）が低く、単位
時間当たりの燃料吐出量が少ないにも拘らず、燃料噴射
量（要求噴射量Ｑinj ）が比較的多いため、高圧燃料供
給システム５０が正常な場合でも、始動時には燃圧（燃
圧センサ３０の検出燃圧ＰＲ）の変動が大きくなり、異
常診断精度が低下するためである。

【００３２】一方、始動時でなければ、ステップ１０１
からステップ１０２に進み、燃料噴射量の指令値である
要求噴射量Ｑinj が所定値Ａよりも多いか否かを判定
し、要求噴射量Ｑinj が所定値Ａよりも多ければ、ステ
ップ１１２に進み、ポンプ吐出量積算値ΣＱp と要求噴
射量積算値ΣＱinj を共に０にクリアして本プログラム
を終了する。この処理により、始動時の場合と同じく、
要求噴射量Ｑinj が所定値Ａよりも多い場合も、異常診
断が禁止される。このようにする理由は、要求噴射量Ｑ
inj が所定値Ａよりも多い場合は、燃料噴射量が多いた
めに、積算値ΣＱp ，ΣＱinj の誤差が大きくなり、燃
圧の推定精度が低下するためである。尚、ステップ１０
１，１０２，１１２の処理が特許請求の範囲でいう異常
診断禁止手段としての役割を果たす。

【００３３】本実施形態（１）では、異常診断実行条件
は、始動時でないこと（ステップ１０１で「Ｎ
ｏ」）、要求噴射量Ｑinj が所定値Ａ以下であること
（ステップ１０２で「Ｎｏ」）であり、これら２つの条
件，が満たされたときに、異常診断実行条件が成立
して、ステップ１０３以降の異常診断処理を次のように
して実行する。

【００３４】まず、ステップ１０３で、高圧ポンプ５４
の今回の吐出量指令値Ｑp を前回までのポンプ吐出量積
算値ΣＱp に積算して、今回のポンプ吐出量積算値ΣＱ
p を更新する。そして、次のステップ１０４で、今回の
要求噴射量Ｑinj を前回までの要求噴射量積算値ΣＱin
j に積算して、今回の要求噴射量積算値ΣＱinj を更新
する。これらステップ１０３，１０４の処理が特許請求
の範囲でいう積算手段としての役割を果たす。その後、
ステップ１０５に進み、要求噴射量積算値ΣＱinj が所
定値Ｂを越えたか否かを判定し、越えていなければ、以
降の処理を行うことなく、本プログラムを終了する。

【００３５】そして、要求噴射量積算値ΣＱinj が所定
値Ｂを越える毎に、ステップ１０６〜１１１の処理によ
り、高圧燃料供給システム５０の異常診断を次のように
して実行する。まず、ステップ１０６で、ポンプ吐出量
積算値ΣＱp と要求噴射量積算値ΣＱinj との差ＤＱを
算出し、次のステップ１０７で、ポンプ吐出量積算値Σ
Ｑp と要求噴射量積算値ΣＱinj との差ＤＱに基づいて
図６のマップから推定燃圧ＤＰＲを算出する。

【００３６】この場合、ポンプ吐出量積算値ΣＱp が燃
料噴射量積算値ΣＱinj よりも多くなると、高圧ポンプ
５４の異常や燃料漏れ等の異常が無ければ、高圧ポンプ
５４の吐出側の燃料配管４５，２９内の総燃料量が増加
して燃圧が上昇するという特性を考慮して、図６のマッ
プの特性は、ポンプ吐出量積算値ΣＱp と要求噴射量積
算値ΣＱinj との差ＤＱが大きくなるほど（つまりポン
プ吐出量積算値ΣＱpが燃料噴射量積算値ΣＱinj より
も多くなるほど）、推定燃圧ＤＰＲが高くなるように設
定されている。

【００３７】推定燃圧ＤＰＲの算出後、ステップ１０８
に進み、ポンプ吐出量積算値ΣＱpと要求噴射量積算値
ΣＱinj を共にクリアし、次のステップ１０９で、推定
燃圧ＤＰＲと燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲとの差の絶
対値が高圧燃料供給システム５０の正常時のばらつきの
範囲に相当する所定範囲内（α1 ＜｜ＤＰＲ−ＰＲ｜＜
α2 ）であるか否かを判定し、所定範囲内であれば、高
圧燃料供給システム５０が正常であると判断して、ステ
ップ１１１に進み、異常検出フラグを正常を意味する
「０」にセットする。

【００３８】これに対し、推定燃圧ＤＰＲと燃圧センサ
３０の検出燃圧ＰＲとの差の絶対値が所定範囲から外れ
ている場合は、高圧燃料供給システム５０の異常と判断
してステップ１１２に進み、異常検出フラグを異常を意
味する「１」にセットする。

【００３９】以上説明した本実施形態（１）によれば、
ポンプ吐出量積算値ΣＱp と要求噴射量積算値ΣＱinj
との差ＤＱから推定燃圧ＤＰＲを算出し、この推定燃圧
ＤＰＲと燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲとの差（ずれ
量）から高圧燃料供給システム５０の異常の有無を判定
するようにしたので、従来の異常診断方法では検出でき
なかった異常も検出することが可能となり、高圧燃料供
給システム５０の異常診断の信頼性を向上させることが
できる。

【００４０】しかも、本実施形態（１）では、始動時や
要求噴射量Ｑinj が多い場合は、実燃圧（燃圧センサ３
０の検出燃圧ＰＲ）の変動が大きくなったり、積算値Σ
Ｑp，ΣＱinj の誤差が大きくなり、燃圧の推定精度が
低下することを考慮して、始動時や要求噴射量Ｑinj が
多い場合に、高圧燃料供給システム５０の異常診断を禁
止するようにしたので、燃圧の推定精度が高いときに高
圧燃料供給システム５０の異常診断を行うことができ、
燃圧の推定精度の低下による診断精度の低下を回避する
ことができる。

【００４１】［実施形態（２）］本発明の実施形態
（２）では、図７に示す異常診断プログラムを実行する
ことで、ポンプ吐出量積算値ΣＱp と要求噴射量積算値
ΣＱinj との差ＤＱから算出した推定燃圧ＤＰＲと燃圧
センサ３０の検出燃圧ＰＲとの差が所定値α2 よりも大
きい場合、つまり、推定燃圧ＤＰＲが燃圧センサ３０の
検出燃圧ＰＲよりも所定値α2 以上高い場合は、次の理
由により高圧燃料供給システム５０の燃料漏れと判定す
るところに特徴がある。すなわち、高圧燃料供給システ
ム３０が正常であれば、ポンプ吐出量積算値ΣＱp と要
求噴射量積算値ΣＱinj との差ＤＱから算出した推定燃
圧ＤＰＲが実際の燃圧（実燃圧）とほぼ一致するが、推
定燃圧ＤＰＲが実燃圧よりも所定値α2 （正常時の少な
くとも最大誤差）以上高ければ、実燃圧が何等かの原因
で異常低下したものと判断でき、実燃圧が異常低下する
原因としては、燃料漏れが考えられる。燃料漏れが発生
すると、燃料配管４５，２９内の総燃料量が減少して燃
圧が低下するためである。

【００４２】図７の異常診断プログラムにおいても、前
記実施形態（１）で説明した図５の異常診断プログラム
のステップ１０１〜１０８、１１２と全く同じ処理を行
い、ポンプ吐出量積算値ΣＱp と要求噴射量積算値ΣＱ
inj との差ＤＱから推定燃圧ＤＰＲを算出する処理等を
行う。

【００４３】その後、ステップ１２１に進み、推定燃圧
ＤＰＲと燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲとの差が所定値
α2 よりも大きいか否かを判定する。ここで、所定値α
2 は推定燃圧ＤＰＲの推定誤差と検出燃圧ＰＲの検出誤
差とを考慮して、正常時の推定燃圧ＤＰＲと検出燃圧Ｐ
Ｒとのずれ量の最大値に相当する値又はそれよりも少し
大きな値に設定されている。従って、推定燃圧ＤＰＲと
検出燃圧ＰＲとの差が所定値α2 以下であれば、高圧燃
料供給システム５０の燃料漏れが無いと判断して、ステ
ップ１２３に進み、燃料漏れ検出フラグを燃料漏れ無し
を意味する「０」にセットする。

【００４４】これに対し、推定燃圧ＤＰＲと燃圧センサ
３０の検出燃圧ＰＲとの差が所定値α2 よりも大きい場
合は、高圧燃料供給システム５０の燃料漏れが有ると判
断して、ステップ１２２に進み、燃料漏れ検出フラグを
燃料漏れ有りを意味する「１」にセットする。

【００４５】以上説明した本実施形態（２）の異常診断
処理の一例を図８のタイムチャートを用いて説明する。
図８（ａ）は要求噴射量Ｑinj がほぼ一定に制御されて
いる場合の正常時の挙動を示し、図８（ｂ）は要求噴射
量Ｑinj がほぼ一定に制御されている場合の燃料漏れ発
生時の挙動を示している。エンジン運転中は、高圧ポン
プ５４の吐出量指令値Ｑp と要求噴射量Ｑinj を所定周
期で積算し、要求噴射量積算値ΣＱinj が所定値Ｂを越
える毎に、ポンプ吐出量積算値ΣＱp と要求噴射量積算
値ΣＱinj との差ＤＱから推定燃圧ＤＰＲを算出し、こ
の推定燃圧ＤＰＲと燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲとの
差が所定値α2 よりも大きいか否かで、高圧燃料供給シ
ステム５０の燃料漏れの有無を判定する。

【００４６】高圧燃料供給システム５０が正常な場合に
は、図８（ａ）に示すように、要求噴射量Ｑinj がほぼ
一定であれば、燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲが目標燃
圧Ｆにほぼ一致しているときは、高圧ポンプ５４の吐出
量指令値Ｑp もほぼ一定となる。その結果、ポンプ吐出
量積算値ΣＱp と要求噴射量積算値ΣＱinj との差ＤＱ
から算出した推定燃圧ＤＰＲと燃圧センサ３０の検出燃
圧ＰＲとの差が小さくなるため、燃料漏れ無しと判定さ
れ、燃料漏れ検出フラグが燃料漏れ無しを意味する
「０」に維持される。

【００４７】一方、高圧燃料供給システム５０の燃料漏
れが発生すると、図８（ｂ）に示すように、要求噴射量
Ｑinj がほぼ一定であっても、燃料漏れにより実燃圧
（検出燃圧ＰＲ）が低下するため、実燃圧を上昇させる
べく高圧ポンプ５４の吐出量指令値Ｑp が増加される。
その結果、燃料漏れ発生時のポンプ吐出量積算値ΣＱp
は、正常時よりも大きくなるため、燃料漏れ発生時の推
定燃圧ＤＰＲが正常時よりも高くなる。これにより、推
定燃圧ＤＰＲと燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲとの差が
所定値α2 よりも大きくなるため、燃料漏れ有りと判定
され、燃料漏れ検出フラグが燃料漏れ有りを意味する
「１」にセットされる。

【００４８】［実施形態（３）］次に、図９乃至図１３
に基づいて本発明の実施形態（３）を説明する。本実施
形態（３）では、ポンプ吐出量積算値ΣＱp と要求噴射
量積算値ΣＱinj との差ＤＱから算出した推定燃圧ＤＰ
Ｒが燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲよりも所定値α2 以
上高い場合に、実空燃比が目標空燃比よりもリッチ側に
ずれているときは、次の理由により、燃圧センサ３０の
出力（検出燃圧ＰＲ）の異常低下と判定するところに特
徴がある。

【００４９】つまり、要求噴射量Ｑinj は、実燃圧が目
標燃圧に制御されていることを前提にして決定されるた
め、実燃圧が低下すれば、その分、実際の燃料噴射量が
不足して実空燃比が目標空燃比よりもリーン側にずれる
のが正常な状態である。従って、推定燃圧ＤＰＲと燃圧
センサ３０の検出燃圧ＰＲとの関係から実燃圧が低下し
ていると推定されるにも拘らず、実空燃比が目標空燃比
よりもリッチ側にずれるということは、実際には、実燃
圧が上昇していることを意味する。このような状態は、
実燃圧が上昇していることを検出できない状態、つまり
燃圧センサ３０の出力（検出燃圧ＰＲ）が異常低下して
いる状態になっていることを意味する。従って、推定燃
圧ＤＰＲと燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲとの関係から
実燃圧が低下していると推定されるにも拘らず、実空燃
比が目標空燃比よりもリッチ側にずれるときは、燃圧セ
ンサ３０の出力の異常低下と判定することができる。

【００５０】本実施形態（３）で実行する図９の異常診
断プログラムにおいても、前記実施形態（１）で説明し
た図５の異常診断プログラムのステップ１０１〜１０
８、１１２と全く同じ処理を行い、ポンプ吐出量積算値
ΣＱp と要求噴射量積算値ΣＱinj との差ＤＱから推定
燃圧ＤＰＲを算出する処理等を行う。

【００５１】その後、ステップ１３１，１３２で、推定
燃圧ＤＰＲと燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲとの関係か
ら実燃圧が低下していると推定されるにも拘らず、実空
燃比が目標空燃比よりも明らかにリッチ側にずれた状態
になっているか否かを判定する。つまり、ステップ１３
１で、推定燃圧ＤＰＲと燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲ
との差が所定値α2 よりも大きいか否かで、実燃圧が低
下していると推定されるか否かを判定する。ここで、所
定値α2 は推定燃圧ＤＰＲの推定誤差と検出燃圧ＰＲの
検出誤差とを考慮して、正常時の推定燃圧ＤＰＲと検出
燃圧ＰＲとのずれ量の最大値に相当する値又はそれより
も少し大きな値に設定されている。従って、推定燃圧Ｄ
ＰＲと検出燃圧ＰＲとの差が所定値α2 以下の場合（実
燃圧が低下していないと推定される場合）は、燃圧セン
サ３０の出力の異常低下が発生していないと判断して、
ステップ１３４に進み、燃圧センサ出力異常低下フラグ
を「０」にセットする。

【００５２】これに対し、推定燃圧ＤＰＲと燃圧センサ
３０の検出燃圧ＰＲとの差が所定値α2 よりも大きい場
合（実燃圧が低下していると推定される場合）は、ステ
ップ１３２に進み、排気管３７の三元触媒３８の上流側
に設けた空燃比センサ（又は酸素センサ）で検出した実
空燃比と目標空燃比とのずれ量が所定値β1 よりも小さ
いか否かで、実空燃比が目標空燃比よりも明らかにリッ
チ側にずれているか否かを判定し、実空燃比と目標空燃
比とのずれ量が所定値β1 よりも小さい場合（実空燃比
が目標空燃比よりも明らかにリッチ側にずれている場
合）は、燃圧センサ３０の出力の異常低下と判断して、
ステップ１３３に進み、燃圧センサ出力異常低下フラグ
を「１」にセットする。尚、ステップ１３２で、「Ｎ
ｏ」と判定された場合は、ステップ１３４に進み、燃圧
センサ出力異常低下フラグを「０」にセットする。

【００５３】図１０の目標空燃比算出プログラムは、エ
ンジン運転中に所定時間毎又は所定クランク角毎に繰り
返し起動される。本プログラムが起動されると、まず、
ステップ２０１で、現在のエンジン回転速度Ｎｅと要求
トルクを読み込み、次のステップ２０２で、現在のエン
ジン回転速度Ｎｅと要求トルクに応じてマップ等により
目標空燃比を算出する。

【００５４】一方、図１１の噴射時間算出プログラム
は、エンジン運転中に所定時間毎又は所定クランク角毎
に繰り返し起動される。本プログラムが起動されると、
まず、ステップ３０１で、現在の燃圧センサ３０の検出
燃圧ＰＲを読み込み、次のステップ３０２で、現在の要
求噴射量Ｑinj を読み込む。この後、ステップ３０３に
進み、現在の検出燃圧ＰＲに応じて図１２のマップか
ら、要求噴射量Ｑinj に対する燃圧補正係数ＫＰを算出
する。この場合、噴射時間が同じであれば、実燃圧が高
くなるほど、実際の燃料噴射量が増加するという特性を
考慮して、図１２のマップの特性は、燃圧補正係数ＫＰ
＝（目標燃圧／検出燃圧ＰＲ）^1/2 となるように設定さ
れている。従って、検出燃圧ＰＲが目標燃圧と一致する
ときは、燃圧補正係数ＫＰが１となり、検出燃圧ＰＲが
高くなるほど、燃圧補正係数ＫＰが小さくなる。

【００５５】燃圧補正係数ＫＰの算出後、ステップ３０
４に進み、要求噴射量Ｑinj 、燃料噴射量を噴射時間に
換算するための時間換算定数、無効噴射時間及び燃圧補
正係数ＫＰを次式に代入して、噴射時間ＴＡＵ（噴射パ
ルス幅）を算出する。 ＴＡＵ＝（Ｑinj ×時間換算定数＋無効噴射時間）×Ｋ
Ｐ

【００５６】以上説明した本実施形態（３）の異常診断
処理の一例を図１３のタイムチャートを用いて説明す
る。図１３は、要求噴射量Ｑinj がほぼ一定に制御され
ているときに、燃圧センサ３０の出力が一時的に異常低
下した場合の挙動を示している。燃圧センサ３０の出力
（検出燃圧ＰＲ）が異常低下すると、ＥＣＵ１６は、実
燃圧が目標燃圧よりも低下したと誤判定するため、高圧
ポンプ５４の吐出量指令値Ｑp を増加させる。その結
果、実燃圧が目標燃圧よりも明らかに高くなるが、ＥＣ
Ｕ１６は、燃圧センサ３０の出力低下により実燃圧が目
標燃圧よりも低下したと誤判定しているため、燃圧補正
係数ＫＰを増大させて噴射時間ＴＡＵを増加させる。こ
のため、実燃圧が目標燃圧よりも明らかに高くなってい
るにも拘らず、噴射時間ＴＡＵが増量補正されて、実際
の燃料噴射量が増量される結果となり、実空燃比が目標
空燃比よりもリッチ側に大きくずれる。

【００５７】そこで、本実施形態（３）では、推定燃圧
ＤＰＲと燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲとの関係から実
燃圧が低下していると推定されるにも拘らず、実空燃比
が目標空燃比よりもリッチ側にずれるときは、燃圧セン
サ３０の出力の異常低下と判定する。

【００５８】［実施形態（４）］次に、図１４及び図１
５に基づいて本発明の実施形態（４）を説明する。本実
施形態（４）では、ポンプ吐出量積算値ΣＱp と要求噴
射量積算値ΣＱinj との差ＤＱから算出した推定燃圧Ｄ
ＰＲが燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲよりも所定値α3
以上低い場合に、実空燃比が目標空燃比よりもリーン側
にずれているときは、次の理由により、燃圧センサ３０
の出力（検出燃圧ＰＲ）の異常上昇と判定するところに
特徴がある。

【００５９】つまり、推定燃圧ＤＰＲが燃圧センサ３０
の検出燃圧ＰＲよりも所定値α3 以上低い場合は、実燃
圧が上昇していると推定されるが、実空燃比が目標空燃
比よりもリーン側にずれるということは、実際には、実
燃圧が低下していることを意味する。このような状態
は、実燃圧が低下していることを検出できない状態、つ
まり燃圧センサ３０の出力（検出燃圧ＰＲ）が異常上昇
している状態になっていることを意味する。従って、推
定燃圧ＤＰＲと燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲとの関係
から実燃圧が上昇していると推定されるのに、実空燃比
が目標空燃比よりもリーン側にずれるときは、燃圧セン
サ３０の出力の異常上昇と判定することができる。

【００６０】本実施形態（４）で実行する図１４の異常
診断プログラムにおいても、前記実施形態（１）で説明
した図５の異常診断プログラムのステップ１０１〜１０
８、１１２と全く同じ処理を行い、ポンプ吐出量積算値
ΣＱp と要求噴射量積算値ΣＱinj との差ＤＱから推定
燃圧ＤＰＲを算出する処理等を行う。

【００６１】その後、ステップ１４１，１４２で、推定
燃圧ＤＰＲと燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲとの関係か
ら実燃圧が上昇していると推定されるにも拘らず、実空
燃比が目標空燃比よりも明らかにリーン側にずれた状態
になっているか否かを判定する。つまり、ステップ１４
１で、推定燃圧ＤＰＲと燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲ
との差が所定値α3 よりも小さいか否かで、実燃圧が上
昇していると推定されるか否かを判定する。ここで、所
定値α3 は推定燃圧ＤＰＲの推定誤差と検出燃圧ＰＲの
検出誤差とを考慮して、正常時の推定燃圧ＤＰＲと検出
燃圧ＰＲとのずれ量の最大値に相当する値又はそれより
も少し大きな値に設定されている。従って、推定燃圧Ｄ
ＰＲと検出燃圧ＰＲとの差が所定値α3 以上の場合（実
燃圧が上昇していないと推定される場合）は、燃圧セン
サ３０の出力の異常上昇が発生していないと判断して、
ステップ１４４に進み、燃圧センサ出力異常上昇フラグ
を「０」にセットする。

【００６２】これに対し、推定燃圧ＤＰＲと燃圧センサ
３０の検出燃圧ＰＲとの差が所定値α3 よりも小さい場
合（実燃圧が上昇していると推定される場合）は、ステ
ップ１４２に進み、排気管３７の三元触媒３８の上流側
に設けた空燃比センサ（又は酸素センサ）で検出した実
空燃比と目標空燃比とのずれ量が所定値β2 よりも大き
いか否かで、実空燃比が目標空燃比よりも明らかにリー
ン側にずれているか否かを判定し、実空燃比と目標空燃
比とのずれ量が所定値β2 よりも大きい場合（実空燃比
が目標空燃比よりも明らかにリーン側にずれている場
合）は、燃圧センサ３０の出力の異常上昇と判断して、
ステップ１４３に進み、燃圧センサ出力異常上昇フラグ
を「１」にセットする。尚、ステップ１４２で、「Ｎ
ｏ」と判定された場合は、ステップ１４４に進み、燃圧
センサ出力異常上昇フラグを「０」にセットする。

【００６３】以上説明した本実施形態（４）の異常診断
処理の一例を図１５のタイムチャートを用いて説明す
る。図１５は、要求噴射量Ｑinj がほぼ一定に制御され
ているときに、燃圧センサ３０の出力が一時的に異常上
昇した場合の挙動を示している。燃圧センサ３０の出力
（検出燃圧ＰＲ）が異常上昇すると、ＥＣＵ１６は、実
燃圧が目標燃圧よりも上昇したと誤判定するため、高圧
ポンプ５４の吐出量指令値Ｑp を減少させる。その結
果、実燃圧が目標燃圧よりも明らかに低くなるが、ＥＣ
Ｕ１６は、燃圧センサ３０の出力上昇により実燃圧が目
標燃圧よりも上昇したと誤判定しているため、燃圧補正
係数ＫＰを小さくして噴射時間ＴＡＵを減少させる。こ
のため、実燃圧が目標燃圧よりも明らかに低くなってい
るにも拘らず、噴射時間ＴＡＵが減量補正されて、実際
の燃料噴射量が減量される結果となり、実空燃比が目標
空燃比よりもリーン側に大きくずれる。

【００６４】そこで、本実施形態（４）では、推定燃圧
ＤＰＲと燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲとの関係から実
燃圧が上昇していると推定されるにも拘らず、実空燃比
が目標空燃比よりもリーン側にずれるときは、燃圧セン
サ３０の出力の異常上昇と判定する。

【００６５】［実施形態（５）］次に、図１６及び図１
７に基づいて本発明の実施形態（５）を説明する。本実
施形態（５）では、ポンプ吐出量積算値ΣＱp と要求噴
射量積算値ΣＱinj との差ＤＱから算出した推定燃圧Ｄ
ＰＲが燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲよりも所定値α3
以上低い場合に、エンジン１１のトルク変動量が所定値
γ以上のときは、次の理由により、燃料噴射弁２８の異
常と判定するところに特徴がある。

【００６６】つまり、推定燃圧ＤＰＲが燃圧センサ３０
の検出燃圧ＰＲよりも所定値α3 以上低い場合は、実燃
圧が上昇していると推定されるが、実燃圧が上昇する原
因の１つとして、燃料噴射弁２８の噴射不良によって実
際の燃料噴射量が要求噴射量Ｑinj よりも少なくなって
いることが考えられる。もし、一部の気筒の燃料噴射弁
２８が異常になると、エンジン１１のトルク変動量が大
きくなる現象が発生するため、推定燃圧ＤＰＲが燃圧セ
ンサ３０の検出燃圧ＰＲとの関係から実燃圧が上昇して
いると推定される場合に、トルク変動量が大きいとき
は、燃料噴射弁２８の異常と判定することができる。

【００６７】本実施形態（５）で実行する図１６の異常
診断プログラムにおいても、前記実施形態（１）で説明
した図５の異常診断プログラムのステップ１０１〜１０
８、１１２と全く同じ処理を行い、ポンプ吐出量積算値
ΣＱp と要求噴射量積算値ΣＱinj との差ＤＱから推定
燃圧ＤＰＲを算出する処理等を行う。

【００６８】その後、ステップ１５１で、推定燃圧ＤＰ
Ｒと燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲとの差が所定値α3
よりも小さいか否かで、実燃圧が上昇していると推定さ
れるか否かを判定し、推定燃圧ＤＰＲと検出燃圧ＰＲと
の差が所定値α3 以上の場合（実燃圧が上昇していない
と推定される場合）は、燃料噴射弁２８の異常が発生し
ていないと判断して、ステップ１５４に進み、燃料噴射
弁異常フラグを「０」にセットする。

【００６９】これに対し、推定燃圧ＤＰＲと燃圧センサ
３０の検出燃圧ＰＲとの差が所定値α3 よりも小さい場
合（実燃圧が上昇していると推定される場合）は、ステ
ップ１５２に進み、エンジン１１のトルク変動量が所定
値γよりも大きいか否かを判定し、エンジン１１のトル
ク変動量が所定値γよりも大きい場合は、燃料噴射弁２
８の異常と判断して、ステップ１５３に進み、燃料噴射
弁異常フラグを「１」にセットする。一方、ステップ１
４２で、トルク変動量が所定値γ以下と判定された場合
は、ステップ１５４に進み、燃料噴射弁異常フラグを
「０」にセットする。

【００７０】以上説明した本実施形態（５）の異常診断
処理の一例を図１７のタイムチャートを用いて説明す
る。図１５は、要求噴射量Ｑinj がほぼ一定に制御され
ているときに、一部の気筒の燃料噴射弁２８が異常（噴
射不能）になった場合の挙動を示している。エンジン運
転中に、一部の気筒の燃料噴射弁２８が異常になって燃
料噴射が無くなると、燃料噴射弁２８が異常になった気
筒の噴射タイミング毎に実燃圧（検出燃圧ＰＲ）が一時
的に上昇するため、実燃圧（検出燃圧ＰＲ）が上昇する
毎に高圧ポンプ５４の吐出量指令値Ｑp を一時的に減少
させる。その結果、ポンプ吐出量積算値ΣＱp が正常時
よりも減少して、ポンプ吐出量積算値ΣＱp と要求噴射
量積算値ΣＱinj との差ＤＱから算出する推定燃圧ＤＰ
Ｒが目標燃圧Ｆよりも低下する。これにより、推定燃圧
ＤＰＲが燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲよりも所定値α
3 以上低くなり、且つ、エンジン１１のトルク変動量が
所定値γよりも大きくなるため、燃料噴射弁２８の異常
と判定される。

【００７１】［実施形態（６）］本発明の実施形態
（６）では、図１８の異常診断プログラムを実行するこ
とで、エンジン停止時間が所定時間Ｃ以上経過してから
エンジン１１を始動する時に、燃圧センサ３０の検出燃
圧ＰＲが所定範囲から外れている場合は、燃圧センサ３
０の異常と判定するところに特徴がある。つまり、エン
ジン停止中は、高圧ポンプ５４も停止して、高圧ポンプ
５４の吐出側の燃料配管４５，２９内の燃圧を高圧に保
つことができないため、エンジン停止時間の経過と共に
燃圧が低下する。従って、エンジン停止時間がある程度
長くなると、燃圧が大気圧付近まで低下するため、この
状態で始動する場合は、始動時の燃圧が大気圧付近から
上昇することになる。このような場合に、始動時の燃圧
センサ３０の検出燃圧ＰＲが大気圧付近の所定範囲から
外れている場合は、燃圧センサ３０の異常と判定するこ
とができる。

【００７２】本実施形態（６）で実行する図１８の異常
診断プログラムでは、まずステップ４０１，４０２で、
異常診断実行条件が成立しているか否かを判定する。こ
こで、異常診断実行条件は、始動時であること（ステ
ップ４０１）、始動前のエンジン停止時間が所定時間
Ｃを越えていること（ステップ４０２）であり、これら
２つの条件，のいずれか一方でも満たさない条件が
あれば、異常診断実行条件が成立せず、以降の処理を行
うことなく、本プログラムを終了する。

【００７３】一方、２つの条件，が共に満たされれ
ば、異常診断実行条件が成立し、ステップ４０３に進
み、燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲを読み込み、次のス
テップ４０４で、この検出燃圧ＰＲが所定範囲内（ω1
＜ＰＲ＜ω2 ）であるか否かを判定し、所定範囲内（ω
1 ＜ＰＲ＜ω2 ）であれば、燃圧センサ３０が正常であ
ると判断して、ステップ４０６に進み、燃圧センサ異常
フラグを「０」にセットする。もし、検出燃圧ＰＲが所
定範囲内（ω1 ＜ＰＲ＜ω2 ）でなければ、燃圧センサ
３０の異常と判断して、ステップ４０５に進み、燃圧セ
ンサ異常フラグを「１」にセットする。

【００７４】［実施形態（７）］上記実施形態（６）で
は、エンジン停止時間をタイマ等により測定する必要が
あるため、エンジン停止中にタイマ等を動作させるため
の電源を供給する必要がある。

【００７５】そこで、本発明の実施形態（７）では、エ
ンジン停止時間の計測を不要にするために、図１９の異
常診断プログラムを実行することで、エンジン停止時間
が所定時間以上経過したか否かを前回のエンジン停止時
の冷却水温ＴＨＷ0 と今回の始動時の冷却水温ＴＨＷと
の温度差に基づいて判定するようにしている。つまり、
エンジン停止中は、時間の経過と共に冷却水温が放熱に
より低下するため、前回のエンジン停止時の冷却水温Ｔ
ＨＷ0 と今回の始動時の冷却水温ＴＨＷとの温度差を見
れば、エンジン停止時間をタイマで測定しなくても、エ
ンジン停止時間が所定時間以上経過したか否かを判定す
ることができる。

【００７６】図１９の異常診断プログラムでは、まずス
テップ５０１〜５０３で、異常診断実行条件が成立して
いるか否かを判定する。すなわち、ステップ５０１で、
始動時であるか否かを判定し、始動時であれば、ステッ
プ５０２に進み、ＥＣＵ１６のバックアップＲＡＭに記
憶された前回のエンジン停止時の冷却水温ＴＨＷ0 を読
み込み、今回の始動時の冷却水温ＴＨＷと前回のエンジ
ン停止時の冷却水温ＴＨＷ0 との温度差（ＴＨＷ−ＴＨ
Ｗ0 ）が所定温度Ｄ1 （Ｄ１はマイナス温度）よりも小
さいか否かを判定し、所定温度Ｄ1 以上であれば、エン
ジン停止時間が所定時間以上経過していないと判断し
て、以降の処理を行うことなく、本プログラムを終了す
る。

【００７７】一方、今回の始動時の冷却水温ＴＨＷと前
回のエンジン停止時の冷却水温ＴＨＷ0 との温度差（Ｔ
ＨＷ−ＴＨＷ0 ）が所定温度Ｄ1 よりも小さい場合は、
エンジン停止時間が所定時間以上経過していると判断し
て、ステップ５０４に進み、燃圧センサ３０の検出燃圧
ＰＲを読み込み、次のステップ５０５で、この検出燃圧
ＰＲが所定範囲内（ω1 ＜ＰＲ＜ω2 ）であるか否かを
判定し、所定範囲内（ω1 ＜ＰＲ＜ω2 ）であれば、燃
圧センサ３０が正常であると判断して、ステップ５０７
に進み、燃圧センサ異常フラグを「０」にセットする。

【００７８】もし、検出燃圧ＰＲが所定範囲内（ω1 ＜
ＰＲ＜ω2 ）でなければ、燃圧センサ３０の異常と判断
して、ステップ５０６に進み、燃圧センサ異常フラグを
「１」にセットする。

【００７９】［実施形態（８）］本発明の実施形態
（８）では、図２０の異常診断プログラムを実行するこ
とで、今回の始動時の燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲが
前回のエンジン停止時の検出燃圧ＰＲ0 よりも所定値Ｃ
1 以上高いか否かで、燃圧センサ３０の異常の有無と判
定するところに特徴がある。つまり、エンジン停止中は
時間の経過と共に実燃圧が低下するため、今回の始動時
の実燃圧が前回のエンジン停止時の実燃圧より高くなる
ことは起こり得ない。従って、今回の始動時の検出燃圧
ＰＲが前回のエンジン停止時の検出燃圧ＰＲ0 よりも所
定値Ｃ1 （少なくとも検出誤差）以上高い場合は、燃圧
センサ３０の異常と判定することができる。

【００８０】図２０の異常診断プログラムでは、ステッ
プ６０１で、始動時であるか否かを判定し、始動時でな
ければ、以降の処理を行うことなく、本プログラムを終
了する。一方、始動時であれば、ステップ６０２に進
み、ＥＣＵ１６のバックアップＲＡＭに記憶された前回
のエンジン停止時の燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲ0 を
読み込み、次のステップ６０３で、今回の始動時の検出
燃圧ＰＲと前回のエンジン停止時の検出燃圧ＰＲ0 との
圧力差（ＰＲ−ＰＲ0 ）が所定値Ｃ1 よりも大きいか否
かを判定し、圧力差（ＰＲ−ＰＲ0 ）が所定値Ｃ1 より
も大きい場合、つまり、今回の始動時の燃圧センサ３０
の検出燃圧ＰＲが前回のエンジン停止時の検出燃圧ＰＲ
0 よりも所定値Ｃ1 以上高い場合は、燃圧センサ３０の
異常と判断して、ステップ６０４に進み、燃圧センサ異
常フラグを「１」にセットする。

【００８１】これに対し、圧力差（ＰＲ−ＰＲ0 ）が所
定値Ｃ1 以下の場合は、燃圧センサ３０が正常であると
判断して、ステップ６０５に進み、燃圧センサ異常フラ
グを「０」にセットする。

【００８２】以上説明した各実施形態（１）〜（８）は
適宜組み合わせて実施しても良いことは言うまでもな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態（１）におけるエンジン制御
系システム全体の概略構成を示す図

【図２】高圧燃料供給システム全体の概略構成を示す図

【図３】高圧ポンプの概略構成を示す図

【図４】高圧ポンプの吸入・吐出動作を説明するための
タイムチャート

【図５】実施形態（１）の異常診断プログラムの処理の
流れを示すフローチャート

【図６】ポンプ吐出量積算値ΣＱp と要求噴射量積算値
ΣＱinj との差ＤＱから推定燃圧ＤＰＲを算出するマッ
プを概念的に示す図

【図７】実施形態（２）の異常診断プログラムの処理の
流れを示すフローチャート

【図８】（ａ）は要求噴射量Ｑinj がほぼ一定である場
合の正常時の挙動を示すタイムチャート、（ｂ）は要求
噴射量Ｑinj がほぼ一定である場合の燃料漏れ発生時の
挙動を示すタイムチャート

【図９】実施形態（３）の異常診断プログラムの処理の
流れを示すフローチャート

【図１０】実施形態（３）の目標空燃比算出プログラム
の処理の流れを示すフローチャート

【図１１】実施形態（３）の噴射時間算出プログラムの
処理の流れを示すフローチャート

【図１２】燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲから燃圧補正
係数ＫＰを算出するマップを概念的に示す図

【図１３】実施形態（３）の要求噴射量Ｑinj がほぼ一
定に制御されているときに、燃圧センサの出力が一時的
に異常低下した場合の挙動を示すタイムチャート

【図１４】実施形態（４）の異常診断プログラムの処理
の流れを示すフローチャート

【図１５】実施形態（４）の要求噴射量Ｑinj がほぼ一
定に制御されているときに、燃圧センサの出力が一時的
に異常上昇した場合の挙動を示すタイムチャート

【図１６】実施形態（５）の異常診断プログラムの処理
の流れを示すフローチャート

【図１７】実施形態（５）の要求噴射量Ｑinj がほぼ一
定に制御されているときに、一部の気筒の燃料噴射弁が
異常（噴射不能）になった場合の挙動を示すタイムチャ
ート

【図１８】実施形態（６）の異常診断プログラムの処理
の流れを示すフローチャート

【図１９】実施形態（７）の異常診断プログラムの処理
の流れを示すフローチャート

【図２０】実施形態（８）の異常診断プログラムの処理
の流れを示すフローチャート

【符号の説明】

１１…筒内噴射式エンジン（内燃機関）、１２…吸気
管、１５…スロットルバルブ、１６…ＥＣＵ（燃圧制御
手段，積算手段，異常診断手段，異常診断禁止手段）、
２４…スワールコントロール弁、２８…燃料噴射弁、２
９…デリバリパイプ、３０…燃圧センサ、３７…排気
管、３８…三元触媒、３９…リーンＮＯｘ触媒、４１…
ＥＧＲ弁、４５…燃料配管、５０…高圧燃料供給システ
ム、５１…燃料タンク、５２…低圧ポンプ、５４…高圧
ポンプ、５５…プレッシャレギュレータ、５９…ピスト
ン、６０…カム軸、６１…カム、６２…燃圧制御弁、６
５…逆止弁。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 45/00 ３２４ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３２４ ３４５ ３４５Ｋ ３６０ ３６０Ｂ ３６４ ３６４Ｆ Ｆターム(参考） 3G084 BA09 BA13 BA14 CA01 CA07 DA27 EA11 EB12 EB22 FA00 FA13 FA20 FA26 FA32 3G301 HA01 HA04 HA13 HA16 JB09 KA28 LB04 LB06 MA01 MA11 MA28 NA06 NA08 NC01 NC02 ND03 ND04 NE23 PA11Z PB08A PB08Z PD01Z PE01Z PE03Z PE05Z PE08Z PF03Z PF16Z

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料タンクから汲み上げられた燃料を加
   圧して燃料噴射弁に圧送する高圧ポンプと、 前記高圧ポンプの吐出側の燃料の圧力（以下「燃圧」と
   略記する）を検出する燃圧センサと、 前記燃圧センサで検出した燃圧を目標燃圧に一致させる
   ように前記高圧ポンプの吐出量をフィードバック制御す
   る燃圧制御手段とを備えた内燃機関の高圧燃料供給シス
   テムにおいて、 所定期間の前記高圧ポンプの吐出量の指令値と燃料噴射
   量の指令値とをそれぞれ積算する積算手段と、 前記積算手段で積算した前記高圧ポンプの吐出量積算値
   と燃料噴射量積算値との比較値と前記燃圧センサで検出
   した燃圧とに基づいて高圧燃料供給システムの異常の有
   無を判定する異常診断手段とを備えていることを特徴と
   する内燃機関の高圧燃料供給システムの異常診断装置。
2. 【請求項２】 内燃機関の始動時及び／又は燃料噴射量
   の指令値が所定値以上となる運転状態の時に前記異常診
   断手段による高圧燃料供給システムの異常診断を禁止す
   る異常診断禁止手段を備えていることを特徴とする請求
   項１に記載の内燃機関の高圧燃料供給システムの異常診
   断装置。
3. 【請求項３】 前記異常診断手段は、前記高圧ポンプの
   吐出量積算値と燃料噴射量積算値との差から燃圧を推定
   し、その推定燃圧が前記燃圧センサで検出した燃圧より
   も所定値以上高い場合は高圧燃料供給システムの燃料漏
   れと判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の
   内燃機関の高圧燃料供給システムの異常診断装置。
4. 【請求項４】 前記異常診断手段は、前記高圧ポンプの
   吐出量積算値と燃料噴射量積算値との差から推定した燃
   圧が前記燃圧センサで検出した燃圧よりも所定値以上高
   い場合に、空燃比が目標空燃比よりもリッチ側にずれて
   いるときは、前記燃圧センサの出力の異常低下と判定す
   ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の
   内燃機関の高圧燃料供給システムの異常診断装置。
5. 【請求項５】 前記異常診断手段は、前記高圧ポンプの
   吐出量積算値と燃料噴射量積算値との差から推定した燃
   圧が前記燃圧センサで検出した燃圧よりも所定値以上低
   い場合に、空燃比が目標空燃比よりもリーン側にずれて
   いるときは、前記燃圧センサの出力の異常上昇と判定す
   ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の
   内燃機関の高圧燃料供給システムの異常診断装置。
6. 【請求項６】 前記異常診断手段は、前記高圧ポンプの
   吐出量積算値と燃料噴射量積算値との差から推定した燃
   圧が前記燃圧センサで検出した燃圧よりも所定値以上低
   い場合に、内燃機関のトルク変動量が所定値以上のとき
   は、燃料噴射弁の異常と判定することを特徴とする請求
   項１乃至５のいずれかに記載の内燃機関の高圧燃料供給
   システムの異常診断装置。
7. 【請求項７】 前記異常診断手段は、内燃機関の停止時
   間が所定時間以上経過してから内燃機関を始動する時に
   前記燃圧センサの検出燃圧が所定範囲から外れている場
   合は、前記燃圧センサの異常と判定することを特徴とす
   る請求項１乃至６のいずれかに記載の内燃機関の高圧燃
   料供給システムの異常診断装置。
8. 【請求項８】 前記異常診断手段は、内燃機関の停止時
   間が所定時間以上経過したか否かを内燃機関の前回の停
   止時の冷却水温と今回の始動時の冷却水温との温度差に
   基づいて判定することを特徴とする請求項７に記載の内
   燃機関の高圧燃料供給システムの異常診断装置。
9. 【請求項９】 前記異常診断手段は、内燃機関の今回の
   始動時の前記燃圧センサの検出燃圧が前回の停止時の検
   出燃圧よりも所定値以上高い場合は、該燃圧センサの異
   常と判定することを特徴とする請求項１乃至８のいずれ
   かに記載の内燃機関の高圧燃料供給システムの異常診断
   装置。