JP2009114919A - 燃料ポンプの異常診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】早期に異常を発見することのできる燃料ポンプの異常診断装置を提供する。
【解決手段】燃圧センサの出力に基づき燃圧Ｐを検知し、燃料ポンプの吐出量を低下させて燃圧Ｐを第１の所定燃圧Ｐ１にまで下降させる。そして、第１の所定燃圧Ｐ１にまで燃圧Ｐが下降したときに燃料ポンプの吐出量を再び上昇させて、燃圧Ｐを上昇させる。次いで、第２の所定燃圧Ｐ２に上昇するまでの経過時間ΔＴ２を計測し、経過時間ΔＴ２と内燃機関の運転状態とに基づき燃料ポンプの異常判定を行う。すなわち、内燃機関の運転状態毎に定められた所定時間Ｔｂと経過時間ΔＴ２とを比較することにより異常判定を行う。
【選択図】図３

Description

この発明は燃料ポンプの異常診断装置に関する。

内燃機関の燃料系は、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するとともに、この圧送された燃料が燃料噴射弁から内燃機関の燃焼室に噴射供給されるように構成されている。こうした燃料系では、プレッシャレギュレータを介して燃料ポンプから圧送される燃料の一部を燃料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（以下「燃圧」という）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燃焼室への燃料供給量を制御している。

このように燃料を圧送する燃料ポンプに異常が発生すると、要求される燃圧を維持することができず、燃焼室に供給される燃料量が不足するようになる。そのため、運転者の所望とする出力を得ることができずにドライバビリティが低下するおそれがある。

また、排気中の有害成分を浄化するために排気通路に設けられた触媒は、上述したような燃料不足の状況下において劣化するおそれのあることが知られている。例えば、燃料不足によって混合気の空燃比がリーンになり失火が起きるとともに未燃焼ガスが排気通路に導入されると、高温になっている触媒上で未燃焼ガスが燃焼するため同触媒が過熱され易い。このように触媒が過熱されると、触媒の劣化が起こるとともに排気エミッションが悪化するおそれがある。

そこで従来、燃料ポンプの機能低下を判断する構成として種々のものが提案されている。例えば、特許文献１記載の構成は、内燃機関始動時、所定時間の経過後に燃圧が所定値以下の場合に燃料ポンプの異常を判定するものである。また、特許文献２記載の構成は、運転領域を複数の運転領域に分割し、実際の燃圧と目標燃圧との差圧が所定値以上であり、且つその状態が所定時間以上継続している場合に燃料ポンプの異常をその運転領域毎に判定するものである。
特開２０００−２７４３２２号公報 特開２００７−１００６２６号公報

ところで、燃料ポンプの異常発生の初期段階において同燃料ポンプの燃料吐出能力が低下しても、定常運転時においては要求される目標燃圧を維持することができる場合がある。しかし、この場合であっても、要求される燃料供給量が運転状態の変化により急増すると燃圧が目標燃圧よりも低下するおそれがあり、かかる燃圧の調圧性の悪化によっても上述のようなドライバビリティや排気エミッションの悪化、触媒の劣化といった問題が生じるおそれがある。

ここで、特許文献１に記載の構成では内燃機関の始動時に燃料ポンプの異常を判定するため、運転中に燃料ポンプの異常を検知することができない。一方、特許文献２に記載の構成では、運転中においてその運転状態に応じた判定は可能であるものの、急激な運転状態の変化に燃料ポンプの燃料吐出能力が追従できないといった異常を検知することが困難である。また、実際の燃圧と目標燃圧との差圧が所定値以上である状態が所定時間以上継続している場合に燃料ポンプの異常を判定するため、異常をより確実に判定するためには差圧または所定時間を比較的大きく設定する必要があり、燃料ポンプの機能が低下した初期の段階において迅速に異常を判定するという点において未だ改善の余地がある。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、早期に異常を発見することのできる燃料ポンプの異常診断装置を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、燃料通路を通じて燃料タンク内に貯留された燃料を内燃機関の燃料噴射弁に圧送する燃料ポンプの異常診断装置であって、圧送される前記燃料の燃圧が目標燃圧になるように調整する圧力調整手段と、前記燃圧を検知する燃圧検知手段と、前記燃料ポンプの吐出量を低下させて前記燃圧を第１の所定燃圧にまで下降させるとともに、前記燃圧が第１の所定燃圧にまで下降したときに前記燃料ポンプの吐出量を上昇させて第２の所定燃圧に上昇するまでの経過時間を計測し、同経過時間と前記内燃機関の運転状態に基づき前記燃料ポンプの異常判定を行う異常判定手段とを備えることを要旨とする。

上記構成によれば、燃圧検知手段により燃圧を検知し、燃料ポンプの吐出量を低下させて前記燃圧を第１の所定燃圧にまで下降させるとともに、同第１の所定燃圧にまで燃圧が下降したときに燃料ポンプの吐出量を再び上昇させて、第２の所定燃圧に上昇するまでの経過時間を計測し、同経過時間と内燃機関の運転状態とに基づき燃料ポンプの異常判定を行うため、内燃機関の通常運転状態において燃料ポンプの異常を判定することができる。

ここで、燃料ポンプは燃料通路を通じて燃料噴射のために使用される燃料を圧送するとともに、燃料通路内の燃圧は目標燃圧になるように調整されている。したがって、燃圧を一旦下降させてから再び上昇させるようにすると、燃料噴射のために要求される燃料量に加えて、燃圧を上昇させるための燃料量も燃料ポンプは吐出する必要がある。この燃料ポンプに異常がある場合には吐出能力が低下するため、燃圧の上昇に要する時間が正常状態の燃料ポンプよりも長くなる。すなわち、一旦燃圧を下降させて上昇させるといった作動状態の変化を燃料ポンプに積極的に実行させることにより、燃圧の高さを経時的に検知するだけでは判定し難いような燃料ポンプの異常も、早期に判定できるようになる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の燃料ポンプの異常診断装置において、前記第１の所定燃圧は、前記内燃機関の運転状態に失火が発生しない量の燃料を前記燃料噴射弁から噴射することが可能な燃圧の範囲内に設定されることを要旨とする。

上記構成によれば、第１の所定燃圧は、内燃機関に失火が発生しない量の燃料を燃料噴射弁から噴射することが可能な燃圧の範囲内に設定されるため、内燃機関の通常運転状態を保持しつつ上記異常判定を行うことができる。なお、このように内燃機関に失火が発生しない量の燃料を燃料噴射弁から噴射することが可能な燃圧の範囲は、実験等に基づき決定することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の燃料ポンプの異常診断装置において、前記検知される燃圧と前記目標燃圧との差圧が所定値以上である時間が所定時間以上継続したことを条件として前記異常判定手段による異常判定を実行することを要旨とする。

上記構成によれば、検知される燃圧と目標燃圧との差圧が所定値以上である時間が所定時間以上継続したことを条件として異常判定手段による異常判定を実行するため、燃料ポンプに異常が発生したおそれがあることを予め検知することにより上記異常判定の実行頻度を少なくしつつ、燃圧の高さを経時的に検知するだけでは判定し難いような燃料ポンプの異常も早期に判定できるようになる。なお、上記異常判定手段により燃料ポンプの作動状態を積極的に変化させて同燃料ポンプの異常を判定するため、検知される燃圧と目標燃圧との差圧の判定値である所定値およびその継続時間の判定値である所定時間はそれほど大きな値に設定する必要はなく、上記条件において燃料ポンプの異常の発生を厳密に検知する必要はない。

具体的には、請求項４に記載されるように、前記圧力調整手段は前記燃圧を設定圧に維持するプレッシャレギュレータであり、前記第２の所定燃圧は同設定圧以下であってその近傍の圧力に設定されるといった構成を採用することができる。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の燃料ポンプの異常診断装置において、前記内燃機関の運転状態が高回転且つ高負荷状態であるときに前記異常判定手段による異常判定を実行することを要旨とする。

上記構成によれば、内燃機関の運転状態が高回転且つ高負荷状態であるときに異常判定手段による異常判定を実行するため、燃焼室に噴射される燃料供給量が多く燃料ポンプが多くの燃料を吐出している状態において異常判定を実行することになる。すなわち、一旦燃圧を下降させた後に燃圧を上昇させる過程での燃料ポンプへの負荷がより高くなるため、正常な状態と異常な状態との差が大きく現れるようになる。したがって、燃料ポンプの異常を判定することが容易になる。

（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる燃料ポンプの異常診断装置を具体化した第１の実施の形態について説明する。図１は本実施形態にかかる燃料ポンプの異常診断装置が適用された内燃機関１０とその周辺機器の概略構成図である。

同図１に示すように、複数の気筒を有する内燃機関１０には、シリンダ１１とピストン１２とによって燃焼室１３が気筒毎に形成されている。また、吸気通路１４には燃料を同吸気通路１４に噴射する燃料噴射弁１５が設けられているとともに、この燃料噴射弁１５から噴射された燃料は吸気通路１４に吸入された空気と混合されて燃焼室１３に供給される。このように燃焼室１３に導入された混合気は点火プラグ（図示略）により点火され、燃焼した後に排気通路１６に排出される。この排気通路１６には、排気を浄化するための反応を行う排気浄化触媒１９が配設されている。

燃料噴射弁１５の上流の吸気通路１４には、吸入空気量を調整するためのスロットルバルブ１７と、同スロットルバルブ１７を開閉駆動するアクチュエータ１８とが設けられている。このスロットルバルブ１７にはその開度を検出するスロットルセンサ１７ａが取り付けられるとともに、さらにその上流部分には吸入空気量を検知する吸入空気量センサ１４ａが取り付けられている。

上記燃料は、燃料タンク２０に貯留されるとともに、燃料ポンプ２２の作動により燃料通路２１を通じて燃料噴射弁１５に圧送される。また、これら燃料ポンプ２２と燃料通路２１との間にはプレッシャレギュレータ２３が設けられるとともに同プレッシャレギュレータ２３にはリターン通路２４が接続されている。このプレッシャレギュレータ２３は、燃料通路２１の燃料の圧力（燃圧）が予め定められた設定圧を超えたときに開弁されることにより燃料通路２１内の燃圧を設定圧に維持する圧力作動弁であり、開弁された際にリターン通路２４を通じて燃料が燃料タンク２０に戻される。なお、燃料通路２１には、燃圧を検出する燃圧センサ２１ａが取り付けられている。

機関回転速度センサ３１は機関回転速度を検出し、アクセル開度センサ３２はアクセルペダルの踏み込み量を検出して電子制御装置３０に出力する。また、上記各種センサの出力は制御装置３０に入力される。この制御装置３０は、演算装置、駆動回路他、各種制御の演算結果やその演算に用いられる関数マップ等で記載する記憶装置等を備えている。そして、制御装置３０は、各種センサからの信号に基づき、燃料噴射弁１５の燃料噴射量制御や燃料噴射時期制御、スロットルバルブ１７を開閉するアクチュエータ１８の駆動量制御、燃料ポンプ２２の駆動量制御等の各種制御、及びイントスルメントパネルに設置される警告灯３３の点灯制御を行う。なお、本実施形態において、上記プレッシャレギュレータ２３は圧力調整手段に相当し、上記燃圧センサ２１ａは燃圧検知手段に相当し、制御装置３０は異常判定手段に相当する。

次に、制御装置３０による制御について、その実行手段を図２〜４を参照して説明する。図２および図３のフローチャートは一連の処理の流れを示しているが、実際の処理は制御装置３０により内燃機関１０の始動後において所定の周期をもって繰り返し実行される。

同図２に示されるように、この一連の処理では、まず高回転且つ高負荷運転であるか否かが判定される（ステップ１１０）。具体的には、吸入空気量センサ１４ａ，機関回転速度センサ３１，アクセル開度センサ３２等からの各種出力に基づき判断される。そして、高回転且つ高負荷運転でない旨判定された場合は（ステップ１１０：ＮＯ）、以後の処理を行わずに待機あるいは他のルーチンの処理を実施する。一方、高回転且つ高負荷運転である旨判定された場合には（ステップ１１０：ＹＥＳ）、続いて検知された燃圧Ｐと目標燃圧Ｐｔとの差圧ΔＰが所定値Ｐａ以上であるか否かが判定される（ステップ１２０）。具体的には、燃圧センサ２１ａの出力に基づいて燃圧Ｐが検知されるとともに、目標燃圧Ｐｔとの差圧ΔＰ（＝Ｐｔ−Ｐ）が算出される。本実施形態では、燃圧Ｐが設定圧に維持されるようにプレッシャレギュレータ２３により調整されているため、目標燃圧Ｐｔはこの設定圧と同一の値である。

そして、差圧ΔＰが所定値Ｐａ以上でない旨判定された場合には（ステップ１２０：ＮＯ）、燃料ポンプに異常なしと判定（ステップ１４０）して一連の処理を終了する。一方、差圧ΔＰが所定値Ｐａ以上である旨判定された場合には（ステップ１２０：ＹＥＳ）、続いて差圧ΔＰが所定値Ｐａ以上である状態の継続時間ΔＴ１が所定時間Ｔａ以上であるか否かが判定される（ステップ１３０）。

そして、差圧ΔＰが所定値Ｐａ以上である状態の継続時間ΔＴ１が所定時間以上Ｔａ以上でない場合、すなわち継続時間ΔＴ１が所定時間Ｔａより短かった場合には（ステップ１３０：ＮＯ）、燃料ポンプに異常なしと判定（ステップ１４０）して一連の処理を終了する。一方、差圧ΔＰが所定値Ｐａ以上である状態の継続時間ΔＴ１が所定時間Ｔａ以上である場合には（ステップ１３０：ＹＥＳ）、異常判定を実行する条件が成立したと判断して図３に示される異常判定を実行する（ステップ１５０）。なお、差圧ΔＰの判定値である所定値Ｐａおよびその継続時間ΔＴ１の判定値である所定時間Ｔａはそれほど大きな値に設定する必要はなく、燃料ポンプ２２の異常の発生を厳密に検知する必要はない。これは、後に詳述する異常判定処理により燃料ポンプ２２の異常を判定するからである。これら所定値Ｐａおよび所定時間Ｔａの値は、実験等に基づき好適な値が設定される。

次に、異常判定の処理手順を図３および図４を併せ参照して説明する。なお、これまでに説明した一連の処理手順を以下の説明において「予備判定」と呼ぶ。
同図３に示すように、異常判定処理では、まず燃料ポンプを停止する（ステップ２１０）。具体的には、図４に示されるように燃料ポンプ２２をタイミングｔ０に停止させる。これにより、燃料ポンプ２２の吐出量が低下するため、燃料噴射弁１５からの燃料噴射に伴って燃圧Ｐが下降する。

続いて、燃圧Ｐが第１の所定燃圧Ｐ１まで下降したか否かが判定される（ステップ２２０）。具体的には、燃圧センサ２１ａからの出力に基づき燃圧Ｐが検知され、この検知された燃圧Ｐに基づき判断される。ここで、第１の所定燃圧Ｐ１は、内燃機関１０に失火が発生しない量の燃料を燃料噴射弁１５から噴射することが可能な燃圧の範囲内に設定される。この範囲は実験等に基づき決定される。そして、燃圧Ｐが第１の所定燃圧Ｐ１まで下降していない旨判定された場合には（ステップ２２０：ＮＯ）、以後の処理を行わずに待機あるいは他のルーチンの処理を実行する。一方、燃圧Ｐが第１の所定燃圧Ｐ１まで下降した旨判定された場合には（ステップ２２０：ＹＥＳ）、燃料ポンプを稼働させ（ステップ２３０）、続いて経過時間ΔＴ２の計測を開始する（ステップ２４０）。具体的には、図４に示されるように燃料ポンプ２２をタイミングｔ１に稼働させて経過時間ΔＴ２の計測を開始する。このように燃料ポンプ２２を稼働させることにより燃料ポンプ２２の吐出量が再び上昇するため、燃圧Ｐが上昇する。

次に、燃圧Ｐが第２の所定燃圧Ｐ２に上昇したか否かが判定される（ステップ２５０）。ここで、第２の所定燃圧Ｐ２はプレッシャレギュレータ２３によって維持される設定圧、すなわち目標燃圧Ｐｔと同一の値が設定される。そして、燃圧Ｐが第２の所定燃圧Ｐ２に上昇していない旨判定された場合には（ステップ２５０：ＮＯ）、以後の処理を行わずに待機、あるいは他のルーチンの処理を実行する。一方、燃圧Ｐが第２の所定燃圧Ｐ２に上昇した旨判定された場合には（ステップ２５０：ＹＥＳ）、燃料ポンプ稼働（タイミングｔ１）から燃圧Ｐが第２の所定燃圧Ｐ２に上昇するまで（タイミングｔ２）の経過時間ΔＴ２が算出される（ステップ２６０）。図４に示されるように、タイミングｔ２に燃圧Ｐが第２の所定燃圧Ｐ２にまで上昇しているので、ΔＴ２は式ΔＴ２＝ｔ２−ｔ１により算出される。

そして、算出された経過時間ΔＴ２は所定時間Ｔｂよりも長いか否かが判定される（ステップ２７０）。なお、所定時間Ｔｂは、正常状態の燃料ポンプ２２が第１の所定燃圧Ｐ１から第２の所定燃圧にまで燃圧Ｐを上昇させるのに要する時間Ｔｎに燃料ポンプ２２の異常を判定するための遅延時間Ｔｒを加えたものである。この所定時間Ｔｂは、内燃機関１０の運転状態毎に実験等に基づき設定される。本実施形態では、ステップ１１０で判定されたように、高回転且つ高負荷状態で内燃機関１０が運転しているため、高回転且つ高負荷状態での所定時間Ｔｂが適用される。

ここで、燃料ポンプ２２に異常がある場合には吐出能力が低下するため、燃圧Ｐの上昇に要する時間ΔＴ２が正常状態の燃料ポンプ２２の要する時間Ｔｎに燃料ポンプ２２の異常を判定するための遅延時間Ｔｒを加えた時間、すなわち所定時間Ｔｂよりも長くなる。そして、経過時間ΔＴ２が所定時間Ｔｂよりも長い旨判定された場合は（ステップ２７０：ＹＥＳ）、燃料ポンプ２２が燃圧Ｐを第２の所定燃圧Ｐ２にまで所定時間Ｔｂ以内に上昇させるだけの吐出能力がないと判断することができる。すなわち、燃料ポンプに異常ありと判定される（ステップ２８０）。したがって、内燃機関１０の運転状態に基づいて設定される同所定時間Ｔｂと経過時間ΔＴ２とを比較することによって、燃料ポンプ２２の異常判定を行うことができる。

続いて、異常警告を実行する（ステップ３００）。具体的には、インストルメントパネルの警告ランプ３３を点灯または点滅させることによって運転者に異常発生を認知させる。次いで、フェイルセーフ処理を実行する（ステップ３１０）。具体的には、内燃機関１０の出力を制限、すなわち運転状態を低回転且つ低負荷に制限することにより実行する。より具体的には、燃料噴射弁１５の燃料噴射量を制限するとともにスロットルバルブ１７の開度を制限する。これにより退避走行に移行させて、一連の処理を終了する。

一方、経過時間ΔＴ２が所定時間Ｔｂよりも長くない旨、すなわち所定時間Ｔｂ以下である旨判定された場合には（ステップ２７０：ＮＯ）、燃料ポンプに異常なしと判定して（ステップ２９０）、一連の処理を終了する。

以上説明した第１の実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）燃圧センサ２１ａの出力に基づいて燃圧Ｐを検知し、燃料ポンプ２２の吐出量を低下させて燃圧Ｐを第１の所定燃圧Ｐ１にまで下降させるとともに、第１の所定燃圧Ｐ１にまで燃圧Ｐが下降したときに燃料ポンプ２２の吐出量を再び上昇させて、第２の所定燃圧Ｐ２に上昇するまでの経過時間ΔＴ２を計測する。そして、経過時間ΔＴ２と内燃機関１０の運転状態とに基づき燃料ポンプ２２の異常判定を行う。すなわち内燃機関１０の運転状態毎に定められた所定時間Ｔｂと経過時間ΔＴ２とを比較することにより燃料ポンプ２２の異常判定を行うため、内燃機関１０の通常運転状態において燃料ポンプ２２の異常を判定することができる。

（２）燃圧Ｐを第１の所定燃圧Ｐ１にまで一旦下降させてから再び上昇させるようにすると、燃料噴射のために要求される燃料量に加えて、燃圧Ｐを上昇させるための燃料量も燃料ポンプ２２は吐出する必要がある。したがって、燃圧Ｐを一旦下降させて上昇させるといった作動状態の変化を燃料ポンプ２２に積極的に実行させることにより、燃圧Ｐの高さを経時的に検知するだけでは判定し難いような燃料ポンプ２２の異常も、早期に判定できるようになる。

（３）第１の所定燃圧Ｐ１は、内燃機関１０に失火が発生しない量の燃料を燃料噴射弁１５から噴射することが可能な燃圧の範囲内に設定されるため、内燃機関１０の通常運転状態を保持しつつ上記異常判定を行うことができる。

（４）検知される燃圧Ｐと目標燃圧Ｐｔとの差圧ΔＰが所定値Ｐａ以上である時間が所定時間Ｔａ以上継続したことを条件として、すなわち予備判定を実行した後に異常判定手段による異常判定を実行するため、燃料ポンプ２２に異常が発生したおそれがあることを予め検知することにより上記異常判定の実行頻度を少なくしつつ、燃圧Ｐの高さを経時的に検知するだけでは判定し難いような燃料ポンプ２２の異常も早期に判定できるようになる。

（５）異常判定手段により燃料ポンプ２２の作動状態を積極的に変化させて同燃料ポンプ２２の異常を判定するため、検知される燃圧Ｐと目標燃圧Ｐｔとの差圧ΔＰの判定値である所定値Ｐａおよびその継続時間ΔＴ１の判定値である所定時間Ｔａはそれほど大きな値に設定する必要はなく、これら所定値Ｐａおよび所定時間Ｔａとの比較による予備判定においては、燃料ポンプ２２の異常の発生を厳密に検知する必要はない。

（６）内燃機関１０の運転状態が高回転且つ高負荷状態であるときに異常判定手段による異常判定を実行するため、燃焼室１３に噴射される燃料供給量が多く燃料ポンプ２２が多くの燃料を吐出している状態において異常判定を実行することになる。すなわち、燃圧Ｐを一旦下降させた後に燃圧Ｐを上昇させる過程での燃料ポンプ２２への負荷がより高くなるため、正常な状態と異常な状態との差が大きく現れるようになる。したがって、燃料ポンプ２２の異常を判定することが容易になる。

（７）警告ランプ３３を点灯または点滅させるため、燃料ポンプ２２に異常が発生したことを運転者に認知させることができるようになる。したがって、修理を促すことができるとともに運転者が異常を認識せずに長時間運転し続ける事態を回避することができるようになる。

（８）フェイルセーフ処理を実行するため、燃料ポンプ２２への負荷を軽減することができる。したがって、燃料ポンプ２２の異常の悪化を抑制することができるとともに、触媒の劣化および排気エミッションの悪化等も抑制することができるようになる。
（第２の実施形態）
以下、本発明にかかる燃料ポンプの異常診断装置を具体化した第２の実施の形態について図５を参照して説明する。本実施の形態にかかる燃料ポンプの異常診断装置と第１の実施の形態にかかる燃料ポンプの異常診断装置とは、次の点において異なる。すなわち、第１の実施形態においては、予備判定によって燃料ポンプの異常が発生したおそれがあることを予め検知して異常判定を実行していたが、第２の実施形態においては、予備判定により燃料ポンプの異常発生を予め検知することなく異常判定を実行する。なお、第１の実施形態と同様の処理については具体的な態様の説明を省略する。

図５のフローチャートは一連の処理の流れを示しているが、実際の処理は制御装置３０により内燃機関１０の始動後において所定の周期をもって繰り返し実行される。
同図５に示されるように、この一連の処理では、まず高回転且つ高負荷運転であるか否かが判定される（ステップ４１０）。そして、高回転且つ高負荷運転でない旨判定された場合は（ステップ４１０：ＮＯ）、以後の処理を行わずに待機あるいは他のルーチンの処理を実施する。一方、高回転且つ高負荷運転である旨判定された場合には（ステップ４１０：ＹＥＳ）、続いて燃料ポンプを停止する（ステップ４２０）。続いて、燃圧Ｐが第１の所定燃圧Ｐ１まで下降したか否かが判定される（ステップ４３０）。

そして、燃圧Ｐが第１の所定燃圧Ｐ１まで下降していない旨判定された場合には（ステップ４３０：ＮＯ）、以後の処理を行わずに待機あるいは他のルーチンの処理を実行する。一方、燃圧Ｐが第１の所定燃圧Ｐ１まで下降した旨判定された場合には（ステップ４３０：ＹＥＳ）、燃料ポンプを稼働させ（ステップ４４０）、続いて経過時間ΔＴ２の計測を開始する（ステップ４５０）。次に、燃圧Ｐが第２の所定燃圧Ｐ２に上昇したか否かが判定される（ステップ４６０）。

そして、燃圧Ｐが第２の所定燃圧Ｐ２に上昇していない旨判定された場合には（ステップ４６０：ＮＯ）、続いて経過時間ΔＴ２は異常判定時間Ｔｃよりも長いか否かが判定される（ステップ４７０）。ここで、異常判定時間Ｔｃとは、同時間Ｔｃが経過した後であっても燃圧Ｐが第２の所定燃圧Ｐ２にまで上昇しなかった場合に、燃料ポンプ２２に異常があると判定することのできる時間が設定される。この異常判定時間Ｔｃは、内燃機関１０の運転状態毎に実験等に基づき設定される。なお、燃圧Ｐを一旦第１の所定燃圧Ｐ１にまで下降させてから再び上昇させるようにすると、燃料噴射のために要求される燃料量に加えて、燃圧Ｐを上昇させるための燃料量も燃料ポンプ２２は吐出する必要がある。したがって、経過時間ΔＴ２は異常判定時間Ｔｃよりも長い旨判定された場合（ステップ４７０：ＹＥＳ）には、燃料ポンプ２２が燃圧Ｐを第２の所定燃圧Ｐ２にまで上昇させるだけの吐出能力がないと判断することができる。すなわち、燃料ポンプに異常ありと判定される（ステップ５００）。一方、経過時間ΔＴ２は異常判定時間Ｔｃよりも長くない旨判定された場合には（ステップ４７０：ＮＯ）、さらに燃圧Ｐが第２の所定燃圧Ｐ２に上昇したか否か判定が繰り返される（ステップ４６０）。

そして、燃圧Ｐが第２の所定燃圧Ｐ２に上昇した旨判定された場合は（ステップ４６０：ＹＥＳ）、燃料ポンプ稼働から燃圧Ｐが第２の所定燃圧Ｐ２に上昇するまでの経過時間ΔＴ２が算出され（ステップ４８０）、続いて、算出された経過時間ΔＴ２は上述した所定時間Ｔｂよりも長いか否かが判定される（ステップ４９０）。そして、経過時間ΔＴ２が所定時間Ｔｂよりも長い旨判定された場合は（ステップ４９０：ＹＥＳ）、燃料ポンプに異常ありと判定する（ステップ５００）。

さらに、燃料ポンプに異常ありと判定された場合には（ステップ５００）、異常警告を実行し（ステップ５１０）、次いでフェイルセーフ処理を実行する（ステップ５２０）ことにより退避走行に移行させて、一連の処理を終了する。

一方、経過時間ΔＴ２は異常判定時間Ｔｂよりも長くない旨判定された場合には（ステップ４９０：ＮＯ）、燃料ポンプに異常なしと判定して（ステップ５３０）一連の処理を終了する。

以上説明した第２の実施形態によれば、上記（４）（５）を除く作用効果に準ずる作用効果を奏することができる。
（その他の実施形態）
なお、この発明にかかる燃料ポンプの異常診断装置は、上記実施の形態にて例示した構成に限定されるものではなく、同実施の形態を適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。

・上記実施の形態では、第２の所定燃圧Ｐ２は、設定圧である目標燃圧Ｐｔと同一の値である例を示したが、目標燃圧Ｐｔ以下で且つ第１の所定燃圧Ｐ１より高い値であれば、いかなる圧力値が設定されてもよい。ここで、第２の所定燃圧Ｐ２は、目標燃圧Ｐｔの近傍の圧力に設定されているほど第１の所定燃圧Ｐ１との圧力差が大きくなるため、第２の所定燃圧Ｐ２にまで上昇させるために燃料ポンプ２２にかかる負荷が大きくなる。すなわち、同燃料ポンプ２２の正常な状態と異常な状態とで第２の所定燃圧Ｐ２に上昇するまでの経過時間の差が大きく現れるようになるため、燃料ポンプ２２の異常を判定することが容易になる。したがって、かかる点からは、第２の所定燃圧Ｐ２は設定圧である目標燃圧Ｐｔの近傍の圧力に設定されることが望ましい。

・上記実施の形態では、所定時間Ｔｂは、正常状態の燃料ポンプ２２が第１の所定燃圧Ｐ１から第２の所定燃圧にまで燃圧Ｐを上昇させるのに要する時間Ｔｎに燃料ポンプ２２の異常を判定するための遅延時間Ｔｒを加えたものとした。そして、算出された経過時間ΔＴ２は所定時間Ｔｂよりも長いか否かを判定したが（ステップ２７０）、経過時間ΔＴ２と所定時間Ｔｂとの比が所定の判定値よりも大きいか否かを判定してもよい。また、経過時間ΔＴ２と第２の所定燃圧にまで燃圧Ｐを上昇させるのに要する時間Ｔｎとの差、あるいは経過時間ΔＴ２と時間Ｔｎとの比に基づいて判定を行ってもよい。

・上記第２の実施の形態において、経過時間ΔＴ２は異常判定時間Ｔｃよりも長いか否かを判定したが（ステップ４７０）、この判定を第１の実施の形態において行ってもよい。

・上記実施の形態では、燃料ポンプ２２を停止させることにより吐出量を低下させる例を示したが、吐出量を低下させることができるのであれば、必ずしも燃料ポンプ２２を停止させることを要しない。すなわち、燃料ポンプ２２の単位時間あたりの燃料吐出量を低下させることにより燃圧Ｐを低下させるとともに、第１の所定燃圧Ｐ１にまで下降したタイミングで燃料ポンプ２２の吐出量を上昇させて燃圧Ｐを上昇させる態様を採用してもよい。この場合であっても、上記（１）〜（８）に準ずる作用効果を奏することができる。

・上記実施の形態では、内燃機関１０の運転状態が高回転且つ高負荷であると判定された場合に燃料ポンプ２２の異常判定を実行する例を示した。しかし、高回転時か否かを判定するともに、高回転時であると判定された場合に異常判定を実行する態様を採用してもよい。具体的には、機関回転速度センサ３１の出力に基づき検知された機関回転速度によって高回転時か否かを判定する。

・さらに、内燃機関１０の運転状態に関わらず燃料ポンプ２２の異常判定を実行する態様を採用することもできる。なお、上述したように、第１の所定燃圧Ｐ１から第２の所定燃圧Ｐ２にまで上昇するために要する時間ΔＴ２は、内燃機関１０の運転状態によって異なる。したがって、吸入空気量センサ１４ａ，機関回転速度センサ３１，アクセル開度センサ３２等からの各種出力に基づき判断された内燃機関１０の運転状態によって、適宜所定時間Ｔｂを選択する必要がある。

・上記実施の形態では、燃圧センサ２１ａの出力された信号により燃圧を検知する例を示したが、燃圧センサではなく燃圧スイッチにより燃圧を検知する態様を採用することもできる。具体的には、第１の所定燃圧および第２の所定燃圧を検知することのできる燃圧スイッチを燃圧毎に複数設置するとよい。

・上記実施の形態では、プレッシャレギュレータ２３によって燃圧を設定圧に維持する例を示した。すなわち、燃料ポンプ２２は燃料通路２１を通じて燃料噴射のために使用される燃料を圧送するとともにこの燃料の燃圧はプレッシャレギュレータ２３により調整される。また、燃圧センサ２１ａの出力により検知された燃料通路２１の燃圧Ｐは燃料ポンプ２２の異常判定のみに使用される。しかし、燃圧センサの出力により検知された燃圧に基づき燃料ポンプの駆動量制御を行うことにより、燃料通路の燃圧をフィードバック制御する態様を採用してもよい。なお、このフィードバック制御は、異常判定のために設けられる燃圧センサからの出力に基づき行ってもよく、別に設けられる燃圧センサからの出力に基づき行ってもよい。

・上記実施の形態では、燃料噴射弁１５の燃料噴射量を制限するとともにスロットルバルブ１７の開度を制限することにより低回転且つ低負荷に制限する例を示したが、燃料ポンプ２２にかかる負荷を軽減させることのできるものであれば、他の態様を採用することもできる。例えば、燃料ポンプ２２の燃料吐出量を減少させる態様であってもよい。また、燃圧センサによって燃料通路の燃圧が目標燃圧になるようにフィードバック制御している構成であっては、この目標燃圧を減圧側に補正させる態様であってもよい。

・上記実施の形態では、インストルパネルの警告ランプ３３を点灯または点滅させることによって異常警告をする例を示した。しかし、燃料ポンプに異常が発生したことを運転者に認知させることができれば、例えばインストルメントパネルの表示部に警告表示を行う等、他の態様を採用してもよい。

・また、異常警告およびフェイルセーフ処理のいずれか一方のみを実行する態様を採用してもよい。
・上記実施の形態では、単数の燃料ポンプ２２により燃料タンク２０内に貯留された燃料を燃料噴射弁１５に圧送するとともに、同燃料を吸気通路１４に噴射供給する例を示した。しかし、複数の燃料ポンプを用いた燃料系であっても、上記実施形態と同様に燃料ポンプの異常診断を行うことができる。具体的には、上記実施形態で例示した低圧の燃料ポンプに加えて、周知の高圧ポンプおよび畜圧室を備える構成を採用してもよい。

本発明の実施形態にかかる燃料ポンプの異常診断装置をその周辺構成とともに示すブロック図。 第１の実施形態にかかる予備判定についてその処理手順を示すフローチャート。 第１の実施形態における燃料ポンプの異常判定についてその処理手順を示すフローチャート。 第１の実施形態にかかる燃料ポンプの異常診断における燃圧の推移について示すタイミングチャート。 第２の実施形態における異常判定の制御についてその処理手順を示すフローチャート。

符号の説明

１０…内燃機関、１１…シリンダ、１２…ピストン、１３…燃焼室、１４…吸気通路、１５…燃料噴射弁、１６…排気通路、１７…スロットルバルブ、１８…アクチュエータ、１９…排気浄化触媒、２０…燃料タンク、２１…燃料通路、２２…燃料ポンプ、２３…プレッシャレギュレータ、２４…リターン通路、３０…電子制御装置、２１ａ…燃圧センサ。

Claims (5)

1. 燃料通路を通じて燃料タンク内に貯留された燃料を内燃機関の燃料噴射弁に圧送する燃料ポンプの異常診断装置であって、
   圧送される前記燃料の燃圧が目標燃圧になるように調整する圧力調整手段と、
   前記燃圧を検知する燃圧検知手段と、
   前記燃料ポンプの吐出量を低下させて前記燃圧を第１の所定燃圧にまで下降させるとともに、前記燃圧が第１の所定燃圧にまで下降したときに前記燃料ポンプの吐出量を上昇させて第２の所定燃圧に上昇するまでの経過時間を計測し、同経過時間と前記内燃機関の運転状態に基づき前記燃料ポンプの異常判定を行う異常判定手段と
   を備えることを特徴とする燃料ポンプの異常診断装置。
2. 請求項１に記載の燃料ポンプの異常診断装置において、
   前記第１の所定燃圧は、前記内燃機関に失火が発生しない量の燃料を前記燃料噴射弁から噴射することが可能な燃圧の範囲内に設定される
   ことを特徴とすることを特徴とする燃料ポンプの異常診断装置。
3. 請求項１又は２に記載の燃料ポンプの異常診断装置において、
   前記検知される燃圧と前記目標燃圧との差圧が所定値以上である時間が所定時間以上継続したことを条件として前記異常判定手段による異常判定を実行する
   ことを特徴とすることを特徴とする燃料ポンプの異常診断装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料ポンプの異常診断装置において、
   前記圧力調整手段は前記燃圧を設定圧に維持するプレッシャレギュレータであり、前記第２の所定燃圧は同設定圧以下であってその近傍の圧力に設定される
   ことを特徴とする燃料ポンプの異常診断装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の燃料ポンプの異常診断装置において、
   前記内燃機関の運転状態が高回転且つ高負荷状態であるときに前記異常判定手段による異常判定を実行する
   ことを特徴とする燃料ポンプの異常診断装置。

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