JP2005337031A - 筒内燃料噴射式内燃機関の高圧燃料系異常診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高圧燃料ポンプのスピル弁に異常が発生した場合に、スピル弁の異常を精度よく診断することのできる筒内燃料噴射式内燃機関の高圧燃料系異常診断装置を得る。
【解決手段】蓄圧室１２、高圧燃料ポンプ１８、スピル弁３３、インジェクタ１５、燃圧センサ１９および燃圧制御手段３０を備えている。高圧燃料ポンプ１８の制御期間は、燃料吸入期間と燃料吐出期間とを含み、燃料吐出期間は、スピル弁閉制御期間とスピル弁開制御期間とを含む。燃圧制御手段３０は、スピル弁閉制御期間およびスピル弁開制御期間を調節するスピル弁制御期間設定手段と、内燃機関の運転中における燃料吐出期間のうち、スピル弁開制御期間を判定期間として検出する判定期間検出手段と、判定期間に基づいて燃圧の変化を算出する燃圧変化算出手段と、燃圧の変化に基づいてスピル弁３３が異常であることを判定する異常診断手段と、を含む。
【選択図】図２

Description

この発明は、筒内燃料噴射式内燃機関における高圧燃料系の異常を診断する筒内燃料噴射式内燃機関の高圧燃料系異常診断装置に関し、特に、スピル弁の異常を診断する筒内燃料噴射式内燃機関の高圧燃料系異常診断装置に関するものである。

従来の筒内燃料噴射式内燃機関の高圧燃料系異常診断装置としては、たとえば第１の従来装置として、燃料供給ポンプの吐出側圧力を検出する圧力検出手段と、この圧力検出手段の検出結果に基づいて燃料供給ポンプの吐出側圧力があらかじめ定められた目標圧力となるように燃料供給ポンプの吐出量を制御する制御手段と、この制御手段において吐出量を制御するために使用される吐出量制御指令値が正常時に越えることがないあらかじめ定められた判定値よりも大きくなったときに、異常状態であることを判定する異常判定手段とを備えたものがあげられる（たとえば、特許文献１参照）。

上記第１の従来装置は、燃料供給管の破損や蓄圧室の破損などによって生じる燃料漏れや高圧燃料ポンプの異常に起因した異常（十分な量の燃料が吐出されないという異常）を正確に検出して、適切な処置を講ずることを目的としている。

また、第２の従来装置として、内燃機関の運転中における、燃料供給ポンプからの所定周期毎での圧送量による燃料圧送と、燃料噴射弁による各気筒への燃料噴射とが、いずれも実行されない所定の判定期間における蓄圧室内の燃料圧変化に基づき、燃料供給ポンプから燃料噴射弁に至る燃料供給系からの燃料洩れを判定する装置も提案されている（たとえば、特許文献２参照）。

また、第３の従来装置として、高圧燃料ポンプから吐出される燃料系内の燃料圧力と機関回転速度とを読み込み、機関回転速度が所定のアイドル回転速度以上で、かつ非燃料噴射期間中で、かつ所定時間内に設定時間以上燃料圧力が高圧の規制圧力未満となっているときに、燃料系に異常が発生している可能性があると見なして、異常フラグをセットするとともに異常ランプを点灯表示し、また、異常フラグがセットされていると判定されたときには、燃料ポンプの吐出口と燃料タンクとを結ぶバイパス通路に介装された開閉弁を開いて、燃料系内の圧力上昇を解除する装置も提案されている（たとえば、特許文献３参照）。

ただし、一般的に、高圧燃料系内のスピル弁が閉位置で固着するような異常状態には、スピル弁の断線や短絡により電気的にスピル弁が閉位置で固着するような電気的な異常状態と、燃料へ混入した異物などによりスピル弁が物理的に閉位置で固着するような物理的な異常状態とがあり、電気的な異常状態は、公知の異常（断線や短絡）検出回路で検出することができる。

しかしながら、スピル弁が物理的な異常状態にある場合には、電子制御ユニットからスピル弁に開指令を与えても開くことができない状態、または、高圧燃料ポンプの燃料吐出期間にスピル弁を開制御しているにも関わらずスピル弁が閉位置に固定された状態となり、電気的には正常状態を示すので、公知の異常検出回路で検出することはできない。

一方、第４の従来装置として、高圧燃料系の燃料圧力の挙動、または、空燃比とインジェクタへの燃料噴射パルス幅との関係を監視して、燃料圧力の挙動が異常な場合、または、空燃比と燃料噴射パルス幅との関係に整合性が無い場合に（条件成立時に）、高圧燃料系が異常であると診断することにより、高圧燃料系を構成する高圧ポンプや高圧レギュレータの異常、または高圧燃料系からの燃料漏れ、さらにインジェクタの開弁不良などの異常を的確に診断する装置も提案されている（たとえば、特許文献４参照）。

上記第４の従来装置は、詳細に言えば、高圧燃料系を診断するに際し、高圧燃料系の燃料圧力が、エンジン起動後に所定時間だけ経過しても所定圧力に達しない場合、または、エンジン始動後に高圧燃料系の燃料圧力が通常取り得ない燃料圧力範囲外に逸脱した場合、または、リーン空燃比の状況下で燃料噴射パルス幅が所定値を上回る状態が所定時間にわたって継続した場合に（条件成立時に）、高圧燃料系の異常と診断するものである。

特許第２８４４８８１号公報 特許第３３４５９３３号公報 特開平１０−９０２８号公報 特開平１１−８２１３４号公報

従来の筒内燃料噴射式内燃機関の高圧燃料系異常診断装置では、上記第１〜第４の従来装置の場合には、高圧燃料系の異常を検出することはできるものの、具体的に高圧燃料系のどの部分が異常状態であるのかを特定することができないという課題があった。

また、第１〜第３の従来装置の場合には、主に燃料漏れに起因する高圧燃料系の異常検出はできるものの、たとえば、高圧燃料ポンプの燃料吐出期間にスピル弁を開制御しているにも関わらず、スピル弁が閉位置で固着しているようなスピル弁異常の場合に、異常状態を検出することができないという課題があった。

この発明は、上記課題を解決するためのなされたものであり、高圧燃料ポンプの燃料吐出期間にスピル弁を開制御しているにも関わらずスピル弁が閉位置にあるようなスピル弁異常が発生した場合に、高い信頼性で確実に異常状態を検出することのできる筒内燃料噴射式内燃機関の高圧燃料系異常診断装置を得ることを目的とする。

この発明による筒内燃料噴射式内燃機関の高圧燃料系異常診断装置は、燃料を高圧状態で蓄える蓄圧室と、燃料タンクから供給される燃料を吸入して蓄圧室に圧送する高圧燃料ポンプと、高圧燃料ポンプの増圧室と低圧側とを連通する燃料逃し通路を開閉するスピル弁と、蓄圧室に蓄えられた高圧燃料を内燃機関の各気筒内に直接的に噴射供給するインジェクタと、インジェクタに供給される燃料の圧力を燃圧として検出する燃圧センサと、燃圧の目標値を可変設定する燃圧制御手段と、を備えた筒内燃料噴射式内燃機関の高圧燃料系異常診断装置であって、燃圧制御手段による高圧燃料ポンプの制御期間は、燃料を吸入する燃料吸入期間と、燃料を吐出する燃料吐出期間とを含み、燃料吐出期間は、増圧室から蓄圧室に燃料を圧送させるためにスピル弁を閉制御するスピル弁閉制御期間と、増圧室から低圧側に燃料を逃すためにスピル弁を開制御するスピル弁開制御期間とを含み、燃圧制御手段は、スピル弁閉制御期間およびスピル弁開制御期間を調節するスピル弁制御期間設定手段と、内燃機関の運転中における燃料吐出期間のうち、スピル弁開制御期間を判定期間として検出する判定期間検出手段と、判定期間に基づいて、燃圧の変化を算出する燃圧変化算出手段と、燃圧の変化に基づいてスピル弁が異常であることを判定する異常診断手段と、を含むものである。

この発明によれば、高圧燃料ポンプの燃料吐出期間にスピル弁を開制御しているにも関わらずスピル弁が閉位置にあるようなスピル弁異常が発生した場合に、確実に異常状態を検出することができる。

実施の形態１．
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
図１はこの発明の実施の形態１が適用される筒内燃料噴射式内燃機関の燃圧制御装置を概略的に示す構成図であり、たとえば車両に搭載される内燃機関の制御装置により構成された場合を示している。
また、図２は図１内の燃料系の周辺を具体的に示すブロック構成図である。

図１において、筒内燃料噴射式内燃機関を構成するエンジン１０は、複数の気筒を有し、各気筒の燃焼室１１内には、燃料レール（蓄圧室）１２を介した高圧の燃料が直接噴射されるように構成されている。ここでは、図面の煩雑さを回避するため、代表的に１つの気筒のみに関連した構成を示している。

エンジン１０のクランクシャフト（図示せず）には、クランク角センサ１３が設けられ、カムシャフト（図示せず）には、カム角センサ１４が設けられている。
クランク角センサ１３は、エンジン１０の回転速度Ｎｅに対応したパルス信号を出力する。

気筒毎の各燃焼室１１内には、燃料を直接噴射するためのインジェクタ１５と、燃料を燃焼させるための火花を発生する点火プラグ１６とが設けられている。
また、エンジン１０の排気弁（または、吸気弁）用のカムシャフトには、カムシャフトと一体で回転するポンプカム１７が設けられている。

ポンプカム１７に関連して設けられた高圧燃料ポンプ１８は、出力ポートが燃料レール１２に連通された構成を有し、燃料レール１２内の燃圧ＰＦが目標燃圧ＰＦｏと一致するよう駆動される（詳細については後述する）。

ここで、燃料レール１２内の燃圧ＰＦは、電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」と称す）３０により、平均、または、フィルタリング処理されたものである。また、目標燃圧ＰＦｏは、たとえば、エンジン１０の回転速度Ｎｅまたは負荷情報などに基づいて可変設定される。
燃料レール１２には、燃料レール１２内の燃圧ＰＦをフィードバック情報として出力するための燃圧センサ１９が設けられている。

高圧燃料ポンプ１８の入力ポートには、燃料タンク２０が連通されている。
燃料タンク２０内には、ＥＣＵ３０の制御下で燃料を汲み上げるフィードポンプ２１が設けられている。
フィードポンプ２１の出力側には、燃料を浄化するためのフィルタ２２と、高圧燃料ポンプ１８への供給燃料の圧力を調整するためのレギュレータ２３とが設けられている。

図２においては、燃料タンク２０からの燃料系に関連させて、高圧燃料ポンプ１８および燃料レール１２の具体的構成が示されている。
インジェクタ１５、高圧燃料ポンプ１８および燃料タンク２０内のフィードポンプ２１は、ＥＣＵ３０により駆動制御される。

図２において、ＥＣＵ３０は、クランク角センサ１３からの出力情報に基づいてエンジン回転速度Ｎｅを検出するとともに、カム角センサ１４からの出力情報に基づいて各気筒を判別する。

また、ＥＣＵ３０は、各気筒の燃料噴射および点火タイミングなどを演算し、各種アクチュエータを駆動制御する。さらに、ＥＣＵ３０は、燃圧センサ１９からの出力情報（燃圧ＰＦ）に基づいて、燃料レール１２内の燃圧ＰＦを目標燃圧ＰＦｏにフィードバック制御する。

高圧燃料ポンプ１８は、ポンプカム１７により上下運動するピストン３１と、ピストン３１と連動する増圧室３２と、燃料レール１２への燃料圧送量を調整するスピル弁３３とを備えている。
スピル弁３３は、通電時に上方移動するコイル３４と、コイル３４を下方に付勢するスプリング３５と、コイル３４の下端部に設けられた弁体３６とにより構成されている。

増圧室３２の入力ポート側および燃料レール１２への出力ポート側には、それぞれ逆止弁３７Ａおよび逆止弁３７Ｂが挿入されている。
また、燃料レール１２にはリリーフ弁３８が設けられており、リリーフ弁３８は、燃料レール１２内の燃圧ＰＦがリリーフ弁３８の開弁圧に達すると開弁し、燃料レール内の燃料を燃料タンク２０に戻すように構成されている。

図１および図２において、ＥＣＵ３０は、燃圧制御手段を構成しており、エンジン回転速度Ｎｅおよび負荷情報などに基づいて目標燃圧ＰＦｏを設定し、高圧燃料ポンプ１８を駆動制御して、燃料レール１２内の燃圧ＰＦが目標燃圧ＰＦｏとなるように制御する。

このため、ＥＣＵ３０は、スピル弁閉制御期間およびスピル弁開制御期間（後述する）を調節するスピル弁制御期間設定手段と、エンジン１０の運転中における燃料吐出期間のうち、スピル弁開制御期間を判定期間として検出する判定期間検出手段と、判定期間に基づいて燃圧ＰＦの変化を算出する燃圧変化算出手段と、燃圧ＰＦの変化に基づいてスピル弁３３が異常であることを判定する異常診断手段と、を備えている。

また、ＥＣＵ３０は、気筒毎のインジェクタ１５および点火プラグ１６を個別に制御し、各気筒の燃料噴射および点火タイミングを制御する。このとき、各インジェクタ１５および各点火プラグ１６は、ＥＣＵ３０から出力されるインジェクタ駆動信号および点火信号により駆動される。

次に、図１および図２を参照しながら、ＥＣＵ３０および高圧燃料ポンプ１８による通常の燃圧フィードバック制御動作（インジェクタ１５への供給燃料の圧力設定動作）について説明する。
まず、フィードポンプ２１により燃料タンク２０内から汲み上げられた燃料は、フィルタ２２を通過した後、レギュレータ２３で燃圧調整されて、高圧燃料ポンプ１８に導入される。

高圧燃料ポンプ１８内のピストン３１は、カムシャフトと一体で回転するポンプカム１７により上下運動しており、これにより増圧室３２の容積が変化し、増圧室３２により圧縮された燃料は、逆止弁３７Ｂを介して燃料レール１２に導入されるように構成されている。

すなわち、高圧燃料ポンプ１８により、燃料が燃料レール１２に圧送される。
ただし、燃料吐出期間中の燃料レール１２への燃料圧送量は、スピル弁３３の弁体３６（以下、総称して、単に「スピル弁３３」と称す）の開弁／閉弁期間を制御することにより調整される。

以下、ポンプカム１７が下降する期間を燃料吸入期間と称し、ポンプカム１７が上昇する期間を燃料吐出期間と称する。

スピル弁３３内の弁体３６は、ＥＣＵ３０からコイル３４への通電信号により上方移動し、スプリング３５の付勢力に打ち勝って、増圧室３２に関連した下端部の通路を開く。
弁体３６が上方移動して通路が開くと、増圧室３２が吸入ポート側と連通し、増圧室３２内の燃料が吸入ポート側に戻るので、燃料レール１２に燃料が送出されなくなる。したがって、燃料が、高圧燃料ポンプ１８から燃料レール１２に吐出されることはない。

一方、コイル３４への通電が遮断されると、コイル３４は、スプリング３５の付勢力により下方移動してこの通路を閉じるので、高圧燃料ポンプ１８から燃料レール１２に高圧燃料が吐出される。
このとき、リリーフ弁３８は、燃圧ＰＦが開弁圧に達すると開弁して、燃料レール内の燃料を燃料タンク２０に戻す。
また、燃圧センサ１９は、燃料レール１２内の燃圧ＰＦを検出してＥＣＵ３０に送信し、ＥＣＵ３０による燃圧フィードバック制御に寄与する。
こうして燃圧制御された燃料レール１２内の高圧燃料は、インジェクタ１５から燃焼室１１内に直接噴射される。

以上の燃圧制御は、燃圧ＰＦが目標燃圧ＰＦｏとなるように燃料レール１２への燃料圧送量を調節する処理動作（いわゆる、低圧スピル方式の可変燃圧制御）である。
この発明の実施の形態１においては、燃料レール１２に圧送された燃料をスピルして、目標燃圧ＰＦｏとなるよう調節する処理（いわゆる、高圧スピル方式の可変燃圧制御）が適用されてもよい。

ここで、図３のタイミングチャートを参照しながら、図１および図２のように構成された筒内燃料噴射式内燃機関の燃圧制御装置における燃料レール１２内の燃圧挙動について説明する。
図３において、横軸は時間であり、燃料噴射期間は、複数（＃１〜＃４）の気筒毎に、Ｌｏｗレベル区間で示されている。

また、スピル弁３３の開閉制御状態として、Ｃｌｏｓｅ側の区間は、スピル弁３３の閉制御中であり、Ｏｐｅｎ側の区間は、スピル弁３３の開制御中（スピル弁開制御中）であることを示している。
また、ポンプカム１７のリフト量において、上昇期間は燃料吐出期間、下降期間は燃料吐出期間吸入期間である。
さらに、燃圧挙動として、高圧側と低圧側とが示されている。

すなわち、ＥＣＵ（燃圧制御手段）３０による高圧燃料ポンプ１８の制御期間は、燃料を吸入する燃料吸入期間と、燃料を吐出する燃料吐出期間とを含む。
また、燃料吐出期間は、増圧室３２から燃料レール（蓄圧室）１２に燃料を圧送させるためにスピル弁３３を閉制御するスピル弁閉制御期間と、増圧室３２から低圧側に燃料を逃すためにスピル弁３３を開制御するスピル弁開制御期間とを含む。

ここで、エンジン１０の運転中における燃料レール１２内の燃圧挙動を見ると、燃料吐出期間において、スピル弁３３の開閉制御状態が「閉制御中」であれば、高圧燃料ポンプ１８から燃料レール１２に燃料が圧送されて燃圧ＰＦが上昇することが分かる。

また、インジェクタ１５による各気筒への「燃料噴射中」において、燃圧ＰＦが下降していることが分かる。
また、高圧燃料ポンプ１８からの燃料圧送と、インジェクタ１５による各気筒への燃料噴射とが、いずれも実行されない期間においては、燃圧ＰＦが一定であることが分かる。

さらに、燃料吐出期間（ポンプカム１７のリフト量上昇期間）で、かつ、スピル弁３３の開制御中の区間Ａにおける燃圧挙動は、インジェクタ１５による各気筒への燃料噴射が実行されていれば燃圧ＰＦが低下し、燃料噴射がなければ燃圧ＰＦが一定となる。

すなわち、区間Ａにおいては、ポンプカム１７が上昇中でありながら、スピル弁３３が開制御されているため、増圧室３２と吸入ポートとが連通し、増圧室３２内の燃料が吸入ポートに戻るので、燃圧ＰＦが上昇することはない。

このように、通常状態では、区間Ａにおいて燃圧ＰＦが上昇することがないことから、区間Ａにおいて燃圧ＰＦが上昇した場合には、高圧燃料ポンプ１８から燃料レール１２に燃料が圧送されている異常状態であることが分かる。
すなわち、ＥＣＵ３０からのスピル弁３３に対する指令値が、「開制御」を示しているにも関わらず、燃圧ＰＦが上昇することから、ポンプカム１７の上昇中にスピル弁３３が閉弁側で固着するような異常状態が発生していることが分かる。

以下、図４のフローチャートを参照しながら、この発明の実施の形態１によるスピル弁３３の異常診断処理について説明する。
図４において、まず、ＥＣＵ３０は、内燃機関が運転中であるか否かを判定し（ステップＳ４１）、運転中でない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、直ちに図４の処理ルーチンを終了する。

一方、ステップＳ４１において、運転中である（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、続いて、燃料吐出期間で、かつスピル弁３３が開制御中であるか否かを判定し（ステップＳ４２）、燃料吐出期間でないか、またはスピル弁３３が開制御中でない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、直ちに図４の処理ルーチンを終了する。

一方、ステップＳ４２において、燃料吐出期間で、かつスピル弁３３が開制御中である（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、続いて、燃料レール１２内の燃圧ＰＦが上昇中であるか否かを判定する（ステップＳ４３）。

なお、ステップＳ４２内の処理において、スピル弁３３が開制御中であるか否かの判定は、たとえば、ＥＣＵ３０からスピル弁３３内のコイル３４に供給される通電信号に基づいて実行することができる。

ステップＳ４３において、燃圧ＰＦが上昇中である（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、スピル弁３３は異常状態であると診断し（ステップＳ４４）、燃圧ＰＦが上昇中でない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、スピル弁３３は異常状態でないと診断し（ステップＳ４５）、図４の処理ルーチンを終了する。

このように、ＥＣＵ３０は、内燃機関の運転中における高圧燃料ポンプ１８の燃料吐出期間のうち、高圧燃料ポンプ１８の増圧室３２から低圧側に燃料を逃すためにスピル弁３３を開制御する期間において、燃圧センサ１９により検出される燃圧ＰＦの変化に基づいて、スピル弁３３の異常状態を診断する。

これにより、前述の電気的な（スピル弁３３の断線や短絡により電気的にスピル弁３３が閉弁位置で固着するような）異常状態のみに対応した公知の異常検出回路では、検出不可能な物理的な（たとえば、燃料に混入した異物などによりスピル弁３３が物理的に閉弁位置で固着し、ＥＣＵ３０からスピル弁３３に開弁指令を与えても、開弁することができないような）異常状態に対しても、スピル弁３３の異常状態を特定して検出することができる。

実施の形態２．
なお、上記実施の形態１では、燃料噴射の有無を異常診断条件に含めなかったが、図５に示すように、燃料噴射の有無を異常診断条件に含めてもよい。

以下、図５のフローチャートを参照しながら、この発明の実施の形態２によるスピル弁３３の異常診断処理について説明する。
なお、この発明の実施の形態２による装置の全体構成は、図１および図２に示した通りであり、ＥＣＵ３０内の一部機能のみが前述と異なる。

この場合、ＥＣＵ３０内の判定期間検出手段は、内燃機関の運転中における高圧燃料ポンプ１８の燃料吐出期間のうち、高圧燃料ポンプ１８の増圧室３２から低圧側に燃料を逃すためにスピル弁３３を開制御するスピル弁開制御期間であって、かつ、インジェクタによる各気筒への燃料噴射が実行されない期間を、判定期間として検出する。

図５において、前述（図４参照）と同様の処理（ステップＳ４１〜Ｓ４５）については、詳述を省略する。
この場合、ステップＳ４１において、内燃機関が運転中（すなわち、ＹＥＳ）と判定され、ステップＳ４２において、燃料吐出期間で、かつスピル弁３３が開制御中（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、続いて、インジェクタ１５により高圧燃料を各気筒に噴射中であるか否かを判定する（ステップＳ５３）。

ステップＳ５３において、燃料噴射中である（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、直ちに図５の処理ルーチンを終了し、燃料噴射中でない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ステップＳ４３に進む。

なお、ステップＳ５３内の処理において、インジェクタ１５により高圧燃料がエンジン１０の各気筒に噴射中であるか否かの判定は、たとえば、ＥＣＵ３０からインジェクタ１５に供給される駆動信号に基づいて実行することができる。

以下、前述と同様に、ステップＳ４３において、燃料レール１２内の燃圧ＰＦが上昇中（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、スピル弁３３は異常条件であると診断し（ステップＳ４４）、燃圧ＰＦが上昇中でない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、スピル弁３３は異常でないと診断する（ステップＳ４５）。

このように、ＥＣＵ３０内の判定期間検出手段は、内燃機関の運転中における高圧燃料ポンプ１８の燃料吐出期間のうち、高圧燃料ポンプ１８の増圧室３２から低圧側に燃料を逃すためにスピル弁３３を開制御する期間であって、かつ、インジェクタ１５による各気筒への燃料噴射が実行されない期間を、判定期間として検出する。

これにより、インジェクタ１５による各気筒への燃料噴射によって燃圧ＰＦが低下する期間は、スピル弁３３の異常判定期間から除去されるので、燃圧挙動が一定の期間のみにスピル弁３３の異常診断を行うことができ、さらに信頼性（検出性、耐誤検出性）の高い異常診断を実現することができる。

実施の形態３．
なお、上記実施の形態１では、異常診断区間における燃料噴射の禁止処理およびスピル弁３３の強制開制御を考慮しなかったが、図６および図７に示すように、異常診断区間において、全気筒の燃料噴射禁止処理とともに、スピル弁３３の強制開制御を実行してもよい。

以下、図６のタイミングチャートおよび図７のフローチャートを参照しながら、全気筒の燃料噴射禁止中、かつ、スピル弁３３の強制開制御中に、スピル弁３３の異常診断区間Ｂを設定したこの発明の実施の形態３について説明する。
また、この発明の実施の形態３による装置の全体構成は、図１および図２に示した通りであり、ＥＣＵ３０内の一部機能のみが前述と異なる。

図６はこの発明の実施の形態３による全気筒燃料噴射禁止中の燃圧ＰＦの挙動を示すタイミングチャートであり、燃料噴射禁止期間（スピル弁３３の強制開制御区間）Ｂを設定した点を除けば、前述の図３と同様である。

この場合、ＥＣＵ３０は、全気筒の燃料噴射を禁止する燃料噴射禁止手段と、燃料噴射禁止手段が全気筒の燃料噴射を禁止している間に、スピル弁が高圧燃料ポンプの増圧室と低圧側とを連通する燃料逃し通路を開制御するスピル弁開制御手段と、を備えている。
また、ＥＣＵ３０内の判定期間検出手段は、燃料噴射禁止手段が全気筒の燃料噴射を禁止し、かつ、スピル弁開制御手段がスピル弁を開制御している期間を判定期間として検出する。

図６において、全気筒の燃料噴射禁止期間として、レベル「１」側が燃料噴射の禁止中を示し、レベル「０」側が燃料噴射の許可中を示している。
また、ＥＣＵ３０が全気筒のインジェクタ１５に対して燃料噴射禁止の指令を出力している間に、ＥＣＵ３０内のスピル弁開制御手段は、スピル弁３３を強制的に開制御し、高圧燃料ポンプ１８による燃料レール１２への燃料圧送を禁止する。

なお、全気筒に対する燃料噴射禁止処理の条件としては、たとえば、内燃機関への導入空気量を調整するスロットル弁（図示せず）の開度が全閉であって、かつ、燃料カットモード中（車両速度が減速中）などの場合が挙げられる。

内燃機関の運転中における燃料レール１２内の燃圧ＰＦの挙動（図６）を参照すると、前述のように、燃料吐出期間において、スピル弁３３の開閉制御状態が閉制御中であれば、高圧燃料ポンプ１８から燃料レール１２に燃料が圧送されて燃圧ＰＦが上昇し、インジェクタ１５による各気筒への燃料噴射中に燃圧ＰＦが下降していることが分かる。

また、高圧燃料ポンプ１８からの燃料圧送、または、インジェクタ１５による各気筒への燃料噴射が、いずれも実行されない期間においては、燃圧ＰＦが一定であることが分かる。

さらに、全気筒の燃料噴射禁止中にインジェクタ１５が全気筒の燃料噴射を禁止している区間Ｂであって、かつ、高圧燃料ポンプ１８による燃料レール１２への燃料圧送を強制的に禁止している区間Ｂにおいては、燃圧ＰＦが一定であることが分かる。

このように、図６内の区間Ｂにおける燃圧ＰＦの挙動が一定であることから、この区間Ｂの間に燃圧ＰＦが上昇した場合には、高圧燃料ポンプ１８から燃料レール１２に燃料が圧送されている異常状態であることが分かる。
すなわち、ＥＣＵ３０からの指令値が、スピル弁３３に対する開制御を示しているにも関わらず、燃圧ＰＦが上昇することから、ポンプカム１７の上昇中にスピル弁３３が閉側で固着するような異常状態が発生していることが分かる。

次に、図７のフローチャートを参照しながら、この発明の実施の形態３によるスピル弁３３の異常診断処理について説明する。
図７において、前述（図４参照）と同様の処理（ステップＳ４１、Ｓ４３〜Ｓ４５）については、詳述を省略する。

この場合、ステップＳ４１において、内燃機関が運転中（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、続いて、全気筒の燃料噴射が禁止中（燃料カットモード中）であるか否かを判定する（ステップＳ７２）。

ステップＳ７２において、燃料噴射禁止中でない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、直ちに図７の処理ルーチンを終了し、燃料噴射禁止中である（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、続いて、スピル弁３３の開制御が実行中（強制開制御中）か否かを判定する（ステップＳ７３）。

ステップＳ７３において、スピル弁３３の強制開制御中ではない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、直ちに図７の処理ルーチンを終了し、強制開制御中である（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、続いて、燃料レール１２内の燃圧ＰＦが上昇中であるか否かを判定する（ステップＳ４３）。

以下、前述と同様に、ステップＳ４３において、燃料レール１２内の燃圧ＰＦが上昇中（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、スピル弁３３は異常条件であると診断し（ステップＳ４４）、燃圧ＰＦが上昇中でない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、スピル弁３３は異常でないと診断する（ステップＳ４５）。

このように、ＥＣＵ３０内の判定期間検出手段は、燃料噴射禁止手段が全気筒の燃料噴射を禁止している期間であって、かつ、スピル弁開制御手段がスピル弁３３を開制御している期間を、判定期間として検出する。
これにより、比較的長時間の判定期間を確保することができ、さらに信頼性（検出性、耐誤検出性）の高いスピル弁３３の異常診断を実現することができる。

実施の形態４．
なお、上記実施の形態１〜３では、燃圧ＰＦの上昇中の判定基準について具体的に言及しなかったが、図８に示すように、判定期間検出手段によって検出される判定期間の開始時点の燃圧を基準燃圧（判定基準）ＰＦｂａｓｅとして設定してもよい。
以下、図１および図２とともに、図８を参照しながら、この発明の実施の形態４によるスピル弁３３の異常診断処理について説明する。

図８はこの発明の実施の形態４によるスピル弁３３の異常診断処理を示すフローチャートである。
図８において、前述（図４、図５、図７参照）と同様の処理（ステップＳ４１、Ｓ４２、Ｓ４４、Ｓ４５）については、詳述を省略する。
また、ステップＳ４３Ａは、基準燃圧ＰＦｂａｓｅに基づく燃圧上昇中の判定処理であり、前述のステップＳ４３に対応している。

この場合、ＥＣＵ３０は、判定期間検出手段によって検出される判定期間の開始時点の燃圧ＰＦを記憶する燃圧記憶手段を備えている。
また、ＥＣＵ３０内において、燃圧変化算出手段は、スピル弁３３の異常判定期間において、燃圧記憶手段に記憶された判定期間の開始時点の燃圧ＰＦ（＝基準燃圧ＰＦｂａｓｅ）に対して増圧方向か否かを燃圧変化として算出し、異常診断手段は、燃圧変化が増圧方向に変化したことを示す場合に、スピル弁３３が異常であることを判定するようになっている。

まず、ＥＣＵ３０は、内燃機関が運転中であるかを判定し（ステップＳ４１）、運転中である（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、続いて、スピル弁３３の異常判定期間の開始時点（燃料吐出期間であって、かつ、スピル弁３３の開制御中となる時点）であるか否かを判定する（ステップＳ８２）。
なお、スピル弁３３の異常判定期間の開始時点としては、判定期間の開始直前または開始直後を設定してもよい。

ステップＳ８２において、判定期間の開始時点でない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、直ちにステップＳ４２に進み、判定期間の開始時点である（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、判定期間の開始時点での燃圧ＰＦを基準燃圧ＰＦｂａｓｅとして記憶手段に記憶させて（ステップＳ８３）、ステップＳ４２に進む。

次に、ステップＳ４２において、燃料吐出期間であって、かつ、スピル弁３３が開制御中である（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、続いて、インジェクタ１５により高圧燃料を各気筒に噴射中であるか否かを判定する（ステップＳ５３）。
ステップＳ５３において、燃料噴射中でない（判定期間中）（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、続いて、燃料レール１２内の燃圧ＰＦが基準燃圧ＰＦｂａｓｅよりも大きくなった（燃圧ＰＦが上昇中）か否かを判定する（ステップＳ４３Ａ）。

以下、ＰＦ＞ＰＦｂａｓｅ（燃圧ＰＦが上昇中）（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、スピル弁３３が異常状態であることを診断し（ステップＳ４４）、ＰＦ≦ＰＦｂａｓｅ（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、スピル弁３３が異常状態でないことを診断し（ステップＳ４５）、図８の処理ルーチンを終了する。

このように、判定期間において、燃圧変化算出手段によって算出される燃圧変化が、燃圧記憶手段に記憶された判定期間の開始時点での基準燃圧ＰＦｂａｓｅに対して増圧方向に変化したことを示す場合に、スピル弁３３が異常であることを判定することにより、さらに信頼性（検出性、耐誤検出性）の高いスピル弁異常の診断を実現することができる。

実施の形態５．
なお、上記実施の形態４では、燃圧ＰＦが基準燃圧ＰＦｂａｓｅよりも増加した場合に燃圧ＰＦが上昇中であることを判定したが、図９に示すように、基準燃圧ＰＦｂａｓｅに対する燃圧ＰＦの増圧量に基づいて、燃圧ＰＦの上昇中を判定してもよい。
以下、図１および図２とともに、図９を参照しながら、この発明の実施の形態５によるスピル弁３３の異常診断処理について説明する。

図９はこの発明の実施の形態５によるスピル弁３３の異常診断処理を示すフローチャートであり、図９において、ステップＳ４３Ｂ以外の処理は、前述（図８参照）と同様である。
ステップＳ４３Ｂは、基準燃圧ＰＦｂａｓｅに基づく燃圧上昇中の判定処理であり、前述のステップＳ４３Ａに対応している。

この場合、ＥＣＵ３０内において、燃圧変化算出手段は、判定期間において、燃圧記憶手段に記憶された判定期間の開始時点での燃圧ＰＦ（＝基準燃圧ＰＦｂａｓｅ）に対する燃圧増圧量（＝ＰＦ−ＰＦｂａｓｅ）を燃圧変化として算出し、異常診断手段は、燃圧変化が増圧方向に所定増圧値ＰＦｕｐ以上だけ変化したことを示す場合に、スピル弁３３が異常であることを判定するようになっている。

ＥＣＵ３０は、まず、ステップＳ４１において、内燃機関が運転中である（すなわち、ＹＥＳ）と判定され、ステップＳ８２において、スピル弁３３の異常判定期間の開始時点である（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、ステップＳ８３において、判定期間の開始時点での燃圧ＰＦを基準燃圧ＰＦｂａｓｅとして記憶する。

続いて、ステップＳ４２において、燃料吐出期間であって、かつ、スピル弁３３が開制御中である（すなわち、ＹＥＳ）と判定され、ステップＳ５３において、インジェクタ１５により高圧燃料を各気筒に噴射中でない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、判定期間中と見なし、ステップＳ４３Ｂに進む。

ステップＳ４３Ｂにおいて、ＥＣＵ３０は、判定期間における燃料レール１２内の燃圧ＰＦが、ＰＦｂａｓｅに対して所定増圧値ＰＦｕｐ以上だけ増圧しているか否かにより、燃圧ＰＦが上昇中であるか否かを判定する。
ここで、所定増圧値ＰＦｕｐは、燃圧ＰＦの挙動のばらつき（燃圧センサ１９のばらつきも含む）の範囲以上の圧力値に設定されており、これにより、燃圧ＰＦの挙動のばらつきによる誤診断を確実に排除するようになっている。

以下、ステップＳ４３Ｂにおいて、燃圧ＰＦが上昇中であって、ＰＦ−ＰＦｂａｓｅ≧ＰＦｕｐ（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、スピル弁３３が異常状態であることを診断し（ステップＳ４４）、燃圧ＰＦが上昇中ではなく、ＰＦ−ＰＦｂａｓｅ＜ＰＦｕｐ（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、スピル弁３３が異常状態でないと診断し（ステップＳ４５）、図９の処理ルーチンを終了する。

このように、判定期間において、燃圧変化算出手段によって算出される燃圧変化が、燃圧記憶手段に記憶された判定期間の開始時点の燃圧ＰＦ（＝基準燃圧ＰＦｂａｓｅ）に対して所定増圧値ＰＦｕｐ以上だけ増圧方向に変化したことを示す場合に、スピル弁３３が異常状態であることを判定することにより、燃圧ＰＦの挙動ばらつき（燃圧センサ１９のばらつきも含む）による誤診断を排除することができ、さらに信頼性の高いスピル弁３３の異常診断を実現することができる。

実施の形態６．
なお、上記実施の形態４、５では、判定期間の開始時点での基準燃圧ＰＦｂａｓｅを用いて燃圧ＰＦの上昇中を判定したが、図１０に示すように、単位時間ｔ［ｓｅｃ］内での燃圧上昇率を燃圧変化として算出し、燃圧上昇率を用いて燃圧ＰＦの上昇中を判定してもよい。
以下、図１および図２とともに、図１０を参照しながら、この発明の実施の形態６によるスピル弁３３の異常診断処理について説明する。

図１０はこの発明の実施の形態６によるスピル弁３３の異常診断処理を示すフローチャートであり、図１０において、ステップＳ４３Ｃ以外の処理は前述（図５参照）と同様である。
ステップＳ４３Ｃは、燃圧上昇率ＰＦｒａｔｅ（＝ＰＦｔ−ＰＦ／ｔ）に基づく燃圧上昇中の判定処理であり、前述のステップＳ４３（または、ステップＳ４３Ａ、Ｓ４３Ｂ）に対応している。

この場合、ＥＣＵ３０内において、燃圧変化算出手段は、判定期間内の単位時間ｔ［ｓｅｃ］当たりの燃圧上昇率ＰＦｒａｔｅ（＝ＰＦｔ−ＰＦ／ｔ）を燃圧変化として算出し、異常診断手段は、燃圧変化（＝燃圧上昇率ＰＦｒａｔｅ）が所定上昇率ＰＦｕｐｒ以上を示す場合に、スピル弁３３が異常状態であることを判定するようになっている。

まず、ＥＣＵ３０は、ステップＳ４１において、内燃機関が運転中である（すなわち、ＹＥＳ）と判定され、ステップＳ４２において、燃料吐出期間であって、かつ、スピル弁３３が開制御中である（すなわち、ＹＥＳ）と判定され、また、ステップＳ５３において、インジェクタ１５により高圧燃料を各気筒に噴射中でない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、判定期間中と見なし、ステップＳ４３Ｃに進む。

ステップＳ４３Ｃにおいて、ＥＣＵ３０は、判定期間における燃料レール１２内の燃圧ＰＦが上昇中であるか否かを、単位時間ｔ［ｓｅｃ］当たりの燃圧上昇率ＰＦｒａｔｅが所定上昇率ＰＦｕｐｒよりも大きいか否かにより判定する。

ここで、スピル弁３３に異常が発生したときの燃圧上昇率ＰＦｒａｔｅは、高圧燃料ポンプ１８に導入された燃料の全てを燃料レール１２に圧送する全吐出状態に相当し、最大値となっているので、所定上昇率ＰＦｒａｔｅは、燃圧ＰＦの挙動ばらつき（燃圧センサ１９のばらつきも含む）による誤診断を排除した上で、上記最大値となる燃圧上昇率ＰＦｒａｔｅを検出するのに適した値に設定されている。

なお、単位時間ｔ［ｓｅｃ］は、燃圧上昇率ＰＦｒａｔｅの演算周期（または、処理周期）に相当する。
また、燃圧上昇率ＰＦｒａｔｅは、単位時間ｔ［ｓｅｃ］前の燃圧ＰＦｔと、現時点での燃圧ＰＦとを用いて、以下の式（１）のように表される。

ＰＦｒａｔｅ＝（ＰＦｔ−ＰＦ）÷ｔ ・・・（１）

以下、ステップＳ４３Ｃにおいて、燃圧ＰＦが上昇中であって、ＰＦｒａｔｅ＞ＰＦｕｐｒ（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、スピル弁３３が異常状態であることを診断し（ステップＳ４４）、燃圧ＰＦが上昇中ではなく、ＰＦｒａｔｅ≦ＰＦｕｐｒ（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、スピル弁３３が異常状態でないと診断し（ステップＳ４５）、図１０の処理ルーチンを終了する。

このように、燃料レール１２内の燃圧ＰＦが上昇中であるか否かを、単位時間ｔ当たりの燃圧上昇率ＰＦｒａｔｅ（式（１）参照）が所定上昇率ＰＦｕｐｒよりも大きいか否かにより判定し、燃圧上昇率ＰＦｒａｔｅが最大となっている間に、スピル弁３３が異常状態であることを判定することにより、さらに信頼性の高いスピル弁３３の異常診断を実現することができる。

実施の形態７．
なお、上記実施の形態１〜６では、燃圧変化算出手段による燃圧変化の算出開始時期について特に言及しなかったが、図１１に示すように、燃圧変化算出手段による燃圧変化の算出開始時期を、判定期間の開始から所定時間Ｃｃｎｓｔの経過後に設定してもよい。
以下、図１および図２とともに、図１１を参照しながら、この発明の実施の形態７によるスピル弁３３の異常診断処理について説明する。

図１１はこの発明の実施の形態７によるスピル弁３３の異常診断処理を示すフローチャートであり、図１１において、ステップＳ１１４〜Ｓ１１６の処理を追加挿入したことを除けば、前述（図５参照）と同様である。

この場合、ＥＣＵ３０内の燃圧変化算出手段は、判定期間の開始後にインクリメントされるタイマカウンタＣを含み、判定期間の開始から所定時間Ｃｃｎｓｔの経過後に、燃圧変化の算出（スピル弁３３の異常診断）を開始するようになっている。
すなわち、内燃機関の運転中における判定期間（燃料吐出期間であって、かつ、スピル弁３３の開制御中）となってから、所定時間Ｃｃｎｓｔが経過するまでは、スピル弁３３の異常診断を禁止するようになっている。

まず、ＥＣＵ３０は、ステップＳ４１において、内燃機関が運転中である（すなわち、ＹＥＳ）と判定され、ステップＳ４２において、燃料吐出期間であって、かつ、スピル弁３３が開制御中である（すなわち、ＹＥＳ）と判定され、また、ステップＳ５３において、インジェクタ１５により高圧燃料を各気筒に噴射中でない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、判定期間中と見なし、ステップＳ１１４に進む。

一方、ステップＳ４１において、内燃機関が運転中でない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、判定期間中ではないと見なし、ステップＳ１１５に進む。
また、ステップＳ４２において、燃料吐出期間でないか、または、スピル弁３３が開制御中でない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、判定期間中ではないと見なし、ステップＳ１１５に進む。

同様に、ステップＳ５３において、インジェクタ１５により高圧燃料を各気筒に噴射中である（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、判定期間中ではないと見なし、ステップＳ１１５に進む。
このように判定期間中でない場合、ＥＣＵ３０は、ステップＳ１１５において、判定期間の開始後に動作するタイマカウンタＣをリセット（０クリア）して、図１１の処理ルーチンを終了する。

一方、判定期間中である場合、ＥＣＵ３０は、ステップＳ１１４において、判定期間の開始後に動作するタイマカウンタＣをインクリメントする。
続いて、タイマカウンタＣの値が判定期間の開始後から所定時間Ｃｃｎｓｔ以上の経過を示すか否かを判定し（ステップＳ１１６）、Ｃ＜Ｃｃｎｓｔ（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、直ちに図１１の処理ルーチンを終了する。

ここで、所定時間Ｃｃｎｓｔは、たとえば、燃圧ＰＦの上昇中に判定期間に入った場合に、判定期間の成立タイミングによっては惰性で燃圧ＰＦが上昇するような期間が生じ得るが、このような惰性による燃圧上昇期間を排除するのに十分な時間に設定されている。

一方、ステップＳ１１６において、Ｃ≧Ｃｃｎｓｔ（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、燃圧ＰＦの上昇中の判定処理（ステップＳ４３）に進む。
以下、ステップＳ４３において、燃圧が上昇中である（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、スピル弁３３が異常であると診断し（ステップＳ４４）、燃圧が上昇中でない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、スピル弁３３が異常でないと診断し（ステップＳ４５）、図１１の処理ルーチンを終了する。

このように、燃圧変化算出手段による燃圧変化の算出開始時期を、判定期間の開始後から所定時間Ｃｃｎｓｔだけ経過した時点に設定することにより、たとえば、燃圧上昇中に判定期間に入った場合に、惰性で燃圧上昇するような期間を排除することができ、さらに信頼性の高いスピル弁３３の異常診断を実現することができる。

実施の形態８．
なお、上記実施の形態１〜７では、スピル弁３３の異常診断処理の実行条件（判定期間の設定条件）として内燃機関の回転速度Ｎｅを考慮しなかったが、図１２に示すように、異常診断処理の実行条件として回転速度Ｎｅを追加設定してもよい。
以下、図１および図２とともに、図１２を参照しながら、この発明の実施の形態８によるスピル弁３３の異常診断処理について説明する。

図１２はこの発明の実施の形態８によるスピル弁３３の異常診断処理を示すフローチャートであり、図１２において、ステップＳ１２２の処理を追加挿入したことを除けば、前述（図５参照）と同様である。

この場合、ＥＣＵ３０は、回転速度算出手段を備えており、クランク角センサ１３からのパルス信号に基づいて内燃機関の回転速度Ｎｅを算出する。
また、ＥＣＵ３０内の異常診断手段は、異常診断処理の実行条件（判定期間の設定条件）として、回転速度Ｎｅが所定速度ＮＥｃｎｓｔよりも低いことが追加されており、回転速度Ｎｅが所定速度ＮＥｃｎｓｔ以上を示す場合には、スピル弁３３の異常判定処理の実行を中止するようになっている。

まず、ＥＣＵ３０は、ステップＳ４１において、内燃機関が運転中である（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、内燃機関の回転速度Ｎｅが所定回転速度ＮＥｃｎｓｔよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１２２）。

ここで、所定回転速度ＮＥｃｎｓｔは、たとえば、高圧燃料ポンプ１８から燃料レール１２への燃料圧送を中止している間（スピル弁３３を開制御して燃料逃し通路を開いている間）に、内燃機関の回転速度Ｎｅの上昇によって、燃料逃し通路から十分に燃料を逃すことができずに、燃料レール１２に向けて一部の燃料を圧送してしまう状態を排除するのに十分な値に設定されている。

ステップＳ１２２において、Ｎｅ≧ＮＥｃｎｓｔ（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、スピル弁３３の異常診断処理を中止して、直ちに図１２の処理ルーチンを終了する。
一方、ステップＳ１２２において、Ｎｅ＜ＮＥｃｎｓｔ（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、ステップＳ４２以降の判定期間の判定処理および異常診断処理を実行する。

このように、内燃機関の回転速度Ｎｅが所定回転速度ＮＥｃｎｓｔ以上を示す場合に、スピル弁３３の異常診断処理を禁止することにより、たとえば、高圧燃料ポンプ１８から燃料レール１２への燃料圧送を禁止中（スピル弁３３の開制御による燃料逃し通路の開制御中）に、回転上昇によって燃料逃し通路から燃料を十分に逃すことができずに、燃料レール１２に一部燃料圧送してしまうような状態を排除することができ、さらに信頼性の高いスピル弁３３の異常診断を実現することができる。

実施の形態９．
なお、上記実施の形態１〜８では、スピル弁３３の異常診断後のフェールセーフ処理について言及しなかったが、図１３に示すように、スピル弁３３の異常状態が診断された際にフェールセーフ処理（ステップＳ１３６）を実行してもよい。
以下、図１および図２とともに、図１３を参照しながら、この発明の実施の形態９によるスピル弁３３の異常診断処理について説明する。

図１３はこの発明の実施の形態８によるスピル弁３３の異常診断処理を示すフローチャートであり、図１３において、ステップＳ１３６のフェールセーフ処理（高圧燃料ポンプ１８への燃料供給を中止する処理）を追加挿入したことを除けば、前述（図５参照）と同様である。

この場合、ＥＣＵ３０は、高圧燃料ポンプ１８への燃料の吸入を制御する燃料吸入制御手段を備えており、燃料吸入制御手段は、異常診断手段によりスピル弁３３が異常であることが診断された場合には、高圧燃料ポンプ１８への燃料吸入処理を中止するようになっている。

すなわち、ステップＳ４１、Ｓ４２、Ｓ５３により判定期間の条件が成立し、ステップＳ４３、Ｓ４４において、スピル弁３３が異常状態であることが診断された場合には、高圧燃料ポンプ１８への燃料供給を停止し（ステップＳ１３６）、図１３の処理ルーチンを終了する。

このように、スピル弁３３が異常の場合に、高圧燃料ポンプ１８への燃料供給を禁止することにより、燃料レール１２内が異常高燃圧となることを回避して、燃料レール１２が破損して燃料が流出することを防止することができる。したがって、異常発生時のフェールセーフを実現することができる。

実施の形態１０．
なお、上記実施の形態９では、スピル弁３３の異常時における高圧燃料ポンプ１８への燃料供給の停止方法について具体的に言及しなかったが、図１４に示すように、フィードポンプ２１を停止させてもよい。
以下、図１および図２とともに、図１４を参照しながら、この発明の実施の形態１０によるスピル弁３３の異常診断処理について説明する。

図１４はこの発明の実施の形態８によるスピル弁３３の異常診断処理を示すフローチャートであり、図１４において、他のステップＳ４１〜Ｓ４５は前述（図１３参照）と同様の処理であり、ステップＳ１４６は、前述のステップＳ１３６に対応している。

この場合、ＥＣＵ３０内の燃料吸入制御手段は、燃料タンク２０から燃料を汲み上げて高圧燃料ポンプ１８に燃料を供給するフィードポンプ２１と関連して作用し、異常診断手段によりスピル弁３３が異常であることが診断された場合には、フィードポンプ２１を停止させるようになっている。

すなわち、ステップＳ４１、Ｓ４２、Ｓ５３により判定期間の条件が成立し、ステップＳ４３、Ｓ４４において、スピル弁３３が異常状態であることが診断された場合には、高圧燃料ポンプ１８への燃料供給を停止するために、フィードポンプ２１を停止させて（ステップＳ１４６）、図１４の処理ルーチンを終了する。

このように、スピル弁３３が異常の場合に、フィードポンプ２１を停止させることにより、高圧燃料ポンプ１８への燃料供給を確実に禁止することができる。
したがって、燃料レール１２内が異常高燃圧となることを回避して、燃料レール１２が破損して燃料が流出することを防止し、異常発生時のフェールセーフを実現することができる。

なお、この発明は、燃料に混入した異物などによってスピル弁３３が物理的に閉位置で固着するような物理的閉塞異常の場合と、高圧燃料ポンプ１８の燃料吐出期間にスピル弁３３を開制御しているにも関わらず、スピル弁３３が閉位置にあるような異常の場合と、スピル弁３３の断線や短絡により電気的にスピル弁が閉位置で固着するような電気的閉塞異常の場合と、のいずれにおいても適用可能である。

また、上記実施の形態１〜１０では、燃料の吸入通路と逃し通路とが個別に設けられた高圧燃料ポンプ１８について説明したが、燃料の吸入通路と逃し通路とが一体に設けられた（プランジャロッドによりスピル弁３３が開閉される形式の）高圧燃料ポンプを適用することも可能である。

さらに、上記実施の形態１〜１０では、筒内噴射式の火花点火式ガソリンエンジン（図１参照）を例にとって説明したが、これに限らず、同様の高圧燃料噴射系を有する他の機関（たとえば、圧縮着火式ディーゼル機関など）に適用することも可能である。

この発明の実施の形態１に係る筒内燃料噴射式内燃機関の高圧燃料系異常診断装置を概略的に示す構成図である。 この発明の実施の形態１に係る筒内燃料噴射式内燃機関の高圧燃料系異常診断装置の燃料系を示すブロック構成図である。 この発明の実施の形態１による高圧燃料系の動作を説明するためのタイミングチャートである。 この発明の実施の形態１による動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２による動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態３による高圧燃料系の動作を説明するためのフローチャートである。 この発明の実施の形態３による動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態４による動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態５による動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態６による動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態７による動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態８による動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態９による動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１０による動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ エンジン（筒内燃料噴射式内燃機関）、１１ 燃焼室、１２ 燃料レール（蓄圧室）、１３ クランク角センサ、１４ カム角センサ、１５ インジェクタ、１６ 点火プラグ、１７ ポンプカム、１８ 高圧燃料ポンプ、１９ 燃圧センサ、２０ 燃料タンク、２１ フィードポンプ、３０ ＥＣＵ（燃圧制御手段）、３３ スピル弁、３６ 弁体、Ｎｅ 回転速度、ＰＦ 燃圧。

Claims (10)

1. 燃料を高圧状態で蓄える蓄圧室と、
   燃料タンクから供給される燃料を吸入して前記蓄圧室に圧送する高圧燃料ポンプと、
   前記高圧燃料ポンプの増圧室と低圧側とを連通する燃料逃し通路を開閉するスピル弁と、
   前記蓄圧室に蓄えられた高圧燃料を内燃機関の各気筒内に直接的に噴射供給するインジェクタと、
   前記インジェクタに供給される燃料の圧力を燃圧として検出する燃圧センサと、
   前記燃圧の目標値を可変設定するとともに、前記燃圧を前記目標値に設定する燃圧制御手段と、
   を備えた筒内燃料噴射式内燃機関の高圧燃料系異常診断装置であって、
   前記燃圧制御手段による前記高圧燃料ポンプの制御期間は、前記燃料を吸入する燃料吸入期間と、前記燃料を吐出する燃料吐出期間とを含み、
   前記燃料吐出期間は、前記増圧室から前記蓄圧室に燃料を圧送させるために前記スピル弁を閉制御するスピル弁閉制御期間と、前記増圧室から低圧側に燃料を逃すために前記スピル弁を開制御するスピル弁開制御期間とを含み、
   前記燃圧制御手段は、
   前記スピル弁閉制御期間および前記スピル弁開制御期間を調節するスピル弁制御期間設定手段と、
   前記内燃機関の運転中における前記燃料吐出期間のうち、前記スピル弁開制御期間を判定期間として検出する判定期間検出手段と、
   前記判定期間に基づいて、前記燃圧の変化を算出する燃圧変化算出手段と、
   前記燃圧の変化に基づいて前記スピル弁が異常であることを判定する異常診断手段と、
   を含むことを特徴とする筒内燃料噴射式内燃機関の高圧燃料系異常診断装置。
2. 前記判定期間検出手段は、前記内燃機関の運転中における、前記高圧燃料ポンプの燃料吐出期間のうち、前記高圧燃料ポンプの増圧室から低圧側に燃料を逃すために前記スピル弁を開制御するスピル弁開制御期間であって、かつ、前記インジェクタによる各気筒への燃料噴射が実行されない期間を、前記判定期間として検出することを特徴とする請求項１に記載の筒内燃料噴射式内燃機関の高圧燃料系異常診断装置。
3. 全気筒の燃料噴射を禁止する燃料噴射禁止手段と、
   前記燃料噴射禁止手段が前記全気筒の燃料噴射を禁止している間に、前記スピル弁により前記燃料逃し通路を開制御するスピル弁開制御手段と、
   を備え、
   前記判定期間検出手段は、前記燃料噴射禁止手段が前記全気筒の燃料噴射を禁止し、かつ、前記スピル弁開制御手段が前記スピル弁を開制御している期間を判定期間として検出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の筒内燃料噴射式内燃機関の高圧燃料系異常診断装置。
4. 前記判定期間検出手段によって検出される判定期間の開始時点の燃圧を記憶する燃圧記憶手段を備え、
   前記燃圧変化算出手段は、前記判定期間において、前記燃圧記憶手段に記憶された前記判定期間の開始時点の燃圧に対して増圧方向の変化を前記燃圧変化として算出し、
   前記異常診断手段は、前記燃圧変化が前記増圧方向に変化したことを示す場合に、前記スピル弁が異常であることを判定することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の筒内燃料噴射式内燃機関の高圧燃料系異常診断装置。
5. 前記判定期間検出手段によって検出される判定期間の開始時点の燃圧を記憶する燃圧記憶手段を備え、
   前記燃圧変化算出手段は、前記判定期間において、前記燃圧記憶手段に記憶された前記判定期間の開始時点の燃圧に対する燃圧増圧量を前記燃圧変化として算出し、
   前記異常診断手段は、前記燃圧変化が増圧方向に所定増圧値以上だけ変化したことを示す場合に、前記スピル弁が異常であることを判定することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の筒内燃料噴射式内燃機関の高圧燃料系異常診断装置。
6. 前記燃圧変化算出手段は、前記判定期間検出手段によって検出される判定期間内の単位時間当たりの燃圧上昇率を前記燃圧変化として算出し、
   前記異常診断手段は、前記燃圧変化が所定上昇率以上を示す場合に、前記スピル弁が異常であることを判定することを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の筒内燃料噴射式内燃機関の高圧燃料系異常診断装置。
7. 前記燃圧変化算出手段は、前記判定期間検出手段によって検出される判定期間の開始から所定時間の経過後に、前記燃圧変化の算出を開始することを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の筒内燃料噴射式内燃機関の高圧燃料系異常診断装置。
8. 前記内燃機関の回転速度を算出する回転速度算出手段を備え、
   前記異常診断手段は、前記内燃機関の回転速度が所定速度以上を示す場合に、前記スピル弁の異常判定処理の実行を中止することを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の筒内燃料噴射式内燃機関の高圧燃料系異常診断装置。
9. 前記高圧燃料ポンプへの燃料の吸入を制御する燃料吸入制御手段を備え、
   前記燃料吸入制御手段は、前記異常診断手段により前記スピル弁が異常であることが診断された場合には、前記高圧燃料ポンプへの燃料吸入処理を中止することを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の筒内燃料噴射式内燃機関の高圧燃料系異常診断装置。
10. 前記燃料吸入制御手段は、
    前記燃料タンクから燃料を汲み上げて前記高圧燃料ポンプに燃料を供給するフィードポンプを含み、
    前記異常診断手段により前記スピル弁が異常であることが診断された場合には、前記フィードポンプを停止させることを特徴とする請求項９に記載の筒内燃料噴射式内燃機関の高圧燃料系異常診断装置。

Images