JP5126102B2

JP5126102B2 - 内燃機関の燃料供給装置

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Publication number: JP5126102B2
Application number: JP2009028785A
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Inventors: 進小島
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-02-10
Filing date: 2009-02-10
Publication date: 2013-01-23
Anticipated expiration: 2029-02-10
Also published as: JP2010185308A

Description

本発明は、内燃機関にて駆動される高圧燃料ポンプに対して、電動式の低圧燃料ポンプを利用して燃料を送り、高圧燃料ポンプにて加圧された燃料を内燃機関に供給する内燃機関の燃料供給装置に関する。

電動式の低圧燃料ポンプを利用して高圧燃料ポンプに燃料を送る燃料供給装置は周知である。この種の燃料供給装置として、内燃機関の始動開始からの燃圧の立ち上がりを監視することによって低圧燃料ポンプの故障を判定するものが知られている（特許文献１）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２〜４が存在する。

特開２０００−２７４３２２号公報特開２００５−３０７９３１号公報特開平１０−２９９６００号公報特開２００６−２３３８４８号公報

特許文献１の燃料供給装置は内燃機関の始動時の燃圧の立ち上がりが遅い場合に低圧燃料ポンプの故障を検出するため、始動完了後の内燃機関の運転中に低圧燃料ポンプの故障を含む燃料供給系の異常を判定することができない。

そこで、本発明は、内燃機関の運転中に燃料供給系の異常を判定できる内燃機関の燃料供給装置を提供することを目的とする。

本発明の燃料供給装置は、内燃機関に供給する燃料の燃圧を調整可能な調整手段が設けられ、前記内燃機関にて駆動される高圧燃料ポンプに対して、電動式の低圧燃料ポンプを利用して燃料を送り、前記高圧燃料ポンプにて加圧された燃料を前記内燃機関に供給する内燃機関の燃料供給装置において、前記高圧燃料ポンプの下流側の燃圧を検出する燃圧検出手段と、前記燃圧検出手段が検出した燃圧と目標値との偏差が低減するように、前記偏差に応じた制御量を前記調整手段に与えることにより前記調整手段を制御する高圧ポンプ制御手段と、前記低圧燃料ポンプに対して与えるべき供給電力を前記高圧ポンプ制御手段が前記調整手段に与える前記制御量に基づいて算出する供給電力算出手段と、前記供給電力算出手段が算出した前記供給電力を前記低圧燃料ポンプへ供給することにより前記低圧燃料ポンプを制御する低圧ポンプ制御手段と、前記供給電力が前記内燃機関の運転状態毎に設定された所定値を超えた場合に前記内燃機関の燃料供給系に異常が生じたと判定する異常判定手段と、を備えるものである（請求項１）。

この燃料供給装置によれば、高圧燃料ポンプ下流側の燃圧と目標値との偏差に応じて変化する制御量に基づいて低圧燃料ポンプへ供給する供給電力が算出される。そのため、内燃機関の運転中に燃料供給系に異常が生じ、実際の燃圧と目標値との間の偏差が大きくなって制御量が想定外に増大した場合にはそれに伴って低圧燃料ポンプへの供給電力も想定外に増加する。従って、低圧燃料ポンプへの供給電力が所定値を超えたことに基づいて内燃機関の運転中における燃料供給系の異常を判定できる。

本発明の燃料供給装置の一態様においては、前記異常判定手段が前記燃料供給系の異常を判定した場合に、前記燃圧検出手段の検出結果に基づいて、前記異常に含まれる故障モードを特定する故障モード特定手段を備えてもよい（請求項２）。燃料供給系の異常に含まれる故障モードに応じて燃圧の状態が変わるため、燃圧検出手段の検出結果を参照することによって故障モードを特定することができる。

前記故障モード特定手段は、前記燃圧検出手段の検出結果と、前記低圧燃料ポンプが前記高圧燃料ポンプへ燃料を送る際のフィード圧の標準値とが同等である場合に、前記高圧燃料ポンプの故障を前記故障モードとして特定してもよい（請求項３）。高圧燃料ポンプが故障して機能不全に陥っている場合はフィード圧の標準値と同等の燃圧しか得られない。従って、高圧燃料ポンプ下流の燃圧がフィード圧の標準値と同等であるか否かを検査することにより高圧燃料ポンプの故障を故障モードとして特定することができる。なお、標準値は正常運転時におけるフィード圧であり運転状態毎に予め設定されている。本態様における「同等」は完全同一だけを意味するものではなく、完全同一の他にこれらの相違が所定範囲内に収まっている場合をも含む。

前記故障モード特定手段は、前記内燃機関に対する燃料供給が中断される燃料カット運転の前後で前記燃圧検出手段が検出した燃圧が低下する場合に、前記内燃機関に至る燃料経路の燃料漏れを前記故障モードとして特定してもよい（請求項４）。燃料カット運転時には燃料経路に燃料が閉じ込められているので、燃料カット運転の前後で燃圧が低下することはない。その前後で燃圧が低下することは燃料経路に燃料漏れが生じていることを意味する。従って、燃料カット運転の前後における燃圧低下を監視することにより燃料漏れを故障モードとして特定することが可能になる。

前記故障モード特定手段は、前記高圧燃料ポンプが停止している場合において、前記燃圧検出手段が検出した燃圧が前記低圧燃料ポンプが前記高圧燃料ポンプへ燃料を送る際のフィード圧の標準値よりも高く、かつ前記内燃機関に対する燃料供給が中断される燃料カット運転の前後で前記燃圧検出手段が検出した燃圧が低下しない場合に、前記低圧燃料ポンプの故障を前記故障モードとして特定してもよい（請求項５）。燃料カット運転の前後で燃圧が低下しない場合は燃料経路に燃料が閉じ込められているので燃料漏れに該当しない。また、フィード圧の標準値よりも燃圧が高い場合は高圧燃料ポンプが機能していることが分かる。これらの状況下で供給電力が過剰になっているのは低圧燃料ポンプの故障により高圧燃料ポンプへの燃料供給の不足していることが予想される。従って、燃圧がフィード圧の標準値よりも高くかつ燃料カット運転の前後で燃圧が低下しないか否かを検査することにより低圧燃料ポンプの故障を故障モードとして特定できる。

低圧燃料ポンプが故障した状態で過剰な電力供給を続けると燃費悪化を招くし、また低圧燃料ポンプが燃料タンク内に設置される場合には低圧燃料ポンプの発熱に伴って燃料タンク内の燃料温度の上昇を招くおそれがある。そのため、前記故障モード特定手段が前記低圧燃料ポンプの故障を前記故障モードとして特定した場合に、前記低圧燃料ポンプに対する電力供給を停止させるフェールセーフ手段を更に備えてもよい（請求項６）。この場合には、低圧燃料ポンプが故障した状態で電力供給が継続することを回避できるため、上述した燃費悪化や燃料タンク内の燃料温度の上昇等の弊害を防止できる。

前記フェールセーフ手段は、前記低圧燃料ポンプに対する電力供給を停止させた状態で前記高圧燃料ポンプによる燃料供給が確保されるように、前記内燃機関の回転数及び機関温度をそれぞれ低下させ得る所定操作を行ってもよい（請求項７）。所定操作を行うことにより、高圧燃料ポンプの作動速度を低くし、かつ機関温度の上昇を抑えることができるため、高圧燃料ポンプ内におけるベーパーの発生を抑制できる。これにより、高圧燃料ポンプのみによる燃料供給を安定的に続行することが可能になる。このため、低圧燃料ポンプが故障した場合でも内燃機関の運転を中止せずに、一定の制限下で内燃機関の運転を確保可能である。所定操作は適宜設定してよい。例えば、内燃機関が自動変速機に連結された状態で車両に搭載される場合にあっては、自動変速機の変速比を高速側に変化させる操作を所定操作としてもよい。また、内燃機関に対する燃料噴射量（供給量）を一定値以下に制限する操作を所定操作としてもよい。更に、内燃機関に搭載された冷却装置の冷却力を高める操作、例えばラジエータファンを作動状態に維持することやサーモスタットの設定温度が可変の場合にその設定温度を低温側に変化させることを所定操作としてもよい。

以上説明したように、本発明の燃料供給装置によれば、高圧燃料ポンプ下流側の燃圧と目標値との偏差に応じて変化する制御量に基づいて低圧燃料ポンプへ供給する供給電力が算出されるため、内燃機関の運転中に燃料供給系に異常が生じ、実際の燃圧と目標値との間の偏差が大きくなって制御量が想定外に増大した場合にはそれに伴って低圧燃料ポンプへの供給電力も想定外に増加する。従って、低圧燃料ポンプへの供給電力が所定値を超えたことに基づいて内燃機関の運転中における燃料供給系の異常を判定できる。

本発明の一形態に係る燃料供給装置が適用された内燃機関の燃料供給系を模式的に示した図。図１に示した燃料供給装置の制御系の機能ブロック図。図２の異常診断対策部が実行する制御ルーチンの一例を示したフローチャート。

図１は本発明の一形態に係る燃料供給装置が適用された内燃機関の燃料供給系を模式的に示している。内燃機関１は不図示の車両に走行用動力源として搭載される。内燃機関１は直列４気筒型で筒内直接噴射型の火花点火内燃機関として構成されている。燃料供給装置２は内燃機関１の気筒毎に設けられた燃料噴射弁３を備えていて、各燃料噴射弁３は先端部を気筒内に臨ませるようにして不図示のシリンダヘッドに取り付けられている。

各燃料噴射弁３による燃料供給を行うため、燃料供給装置２は燃料であるガソリンが貯留された燃料タンク５から燃料を汲み上げる低圧燃料ポンプ６と、気筒内に供給する燃料の圧力（燃圧）を高圧化する高圧燃料ポンプ７と、高圧燃料ポンプ７から吐出された燃料を各燃料噴射弁３へ分配するデリバリパイプ８とを備えている。高圧燃料ポンプ７には低圧燃料ポンプ６の利用によって燃料が送られ、高圧燃料ポンプ７にて加圧された燃料はデリバリパイプ８を介して内燃機関１の気筒毎に分配される。

低圧燃料ポンプ６と高圧燃料ポンプ７とは低圧通路９によって結ばれており、その低圧通路９には燃料を濾過するフィルタ１０と、ポンプ駆動に伴う燃料の脈動を減衰させるパルセーションダンパ１１とがそれぞれ取り付けられている。低圧通路９には低圧燃料ポンプ６の下流から分岐する分岐通路１２が接続されており、その分岐通路１２には低圧通路９内の圧力が所定の上限値を超えることを防止するプレッシャーレギュレータ１３が設けられている。高圧燃料ポンプ７とデリバリパイプ８とは高圧通路１４にて結ばれている。

デリバリーパイプ８には余剰燃料を燃料タンク５に戻すリターン通路１５が接続されている。リターン通路１５にはリリーフバルブ１６が取り付けられていて、そのリリーフバルブ１６は燃圧が上限値を超えた場合にリターン通路１５を開通させる。これにより、余剰燃料は燃料タンク５に戻される。リターン通路１５は高圧燃料ポンプ７とも通じており、高圧燃料ポンプ７の余剰燃料もリターン通路１５を介して燃料タンク５に戻される。

低圧燃料ポンプ６は燃料タンク５内に取り付けられている。低圧燃料ポンプ６は、その内部構造の図示を略したが、直流電動モータとそのモータにて駆動されるインペラーとを備えた周知の回転型電動式ポンプとして構成されている。

高圧燃料ポンプ７は内燃機関１のカムシャフト１７から取り出した動力にて駆動される周知のプランジャ式ポンプとして構成されている。高圧燃料ポンプ７はポンプハウジング１８に形成された吸入口１８ａ及び吐出口１８ｂを有しており、吸入口１８ａには低圧通路９が吐出口１８ｂには高圧通路１４がそれぞれ接続されている。ポンプハウジング１８にはプランジャ２０が往復自在に収容されるプランジャ室１８ｃが形成されいて、このプランジャ室１８ｃは吸入口１８ａ及び吐出口１８ｂのそれぞれと連通している。吸入口１８ａには電磁駆動式のスピル弁２０が設けられており、吐出口１８ｂには燃料の逆流を防止するチェックバルブ２１が設けられている。高圧燃料ポンプ７には、カムシャフト１７の回転をプランジャ２０の往復運動に変換するプランジャ駆動装置２３が設けられており、この駆動装置２３はカムシャフト１７に形成されたポンプ駆動カム２４と、プランジャ２０に連結されたカムフォロア２５と、カムフォロア２５をポンプ駆動カム２４に押し付けるリターンスプリング２６とを備えている。

高圧燃料ポンプ７は、内燃機関１の運転によりカムシャフト１７が回転するとプランジャ２０がプランジャ室１８ｃ内を往復運動する。プランジャ２０の往復運動に合わせてスピル弁２０の開閉動作が制御されることにより吐出量を調整することができる。スピル弁２０はソレノイド２７にて駆動される。ソレノイド２７への通電が停止された場合に吸入口１８ａが開かれるように、スピル弁２０には開弁スプリング２８が取り付けられている。高圧燃料ポンプ７の圧縮行程中におけるスピル弁２０の閉弁期間を増減させることにより、ポンプ下流の燃圧を変化させることができる。従って、図示のスピル弁２０は本発明に係る調整手段に相当する。

低圧燃料ポンプ６及び高圧燃料ポンプ７のそれぞれの動作はエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）３０にて制御される。周知のように、ＥＣＵ３０は各種センサの出力情報を取得し、燃料噴射量や点火時期等の運転パラメータを演算し、各燃料噴射弁３や不図示の点火プラグ等の制御対象を動作させるコンピュータとして構成されている。図示を省略したが、ＥＣＵ３０には主演算装置として機能するマイクロプロセッサ及びその動作に必要な記憶装置等の周辺装置が内蔵されている。ＥＣＵ３０に接続される各種センサは多岐に亘るため本発明に関連するもののみを図示する。本発明に関連するセンサとしては、デリバリパイプ８内の圧力（燃圧）に応じた信号を出力する燃圧センサ３１、内燃機関１の回転速度（機関回転数）に応じた信号を出力するクランク角センサ３２及び内燃機関１内を循環する冷却水の温度（冷却水温）に応じた信号を出力する水温センサ３３が設けられている。

図２は燃料供給装置２の制御系の機能ブロック図を示している。図示するように、ＥＣＵ３０は、高圧燃料ポンプ７を制御する高圧ポンプ制御部４１と、低圧燃料ポンプ６を制御する低圧ポンプ制御部４２と、これらの制御部４１、４２で使用される各種情報を読み書きできる記憶部４３とを有している。

高圧ポンプ制御部４１は燃圧センサ３１から実際の燃圧Ｐｒを取得し、比較部４５にて燃圧Ｐｒと目標値Ｐｔとの偏差δを算出し、その偏差δを駆動デューティ算出部４６に送る。燃圧の目標値Ｐｔは目標値算出部４７にて算出される。目標値算出部４７は記憶部４３に記憶されている現在の燃料噴射量Ｑを読み出して、その燃料噴射量Ｑに基づいて標準値Ｐｓを算出する。なお、燃料噴射量Ｑは機関回転数や負荷率等の各種物理量に基づいて別途演算される。駆動デューティ演算部４６は偏差δに応じた制御量である駆動デューティＤｕを算出し、その駆動デューティＤｕを実行部４８及び低圧ポンプ制御部４２のそれぞれに送る。実行部４８は駆動デューティＤｕでスピル弁２０のソレノイド２７に通電する。これにより、高圧燃料ポンプ７（のスピル弁２０）は偏差δが低減する方向に制御されて、燃圧は運転状態に見合った目標値に落ち着く。

低圧ポンプ制御部４２はクランク角センサ３２から機関回転数Ｎｅを、水温センサ３３から冷却水温Ｔｗをそれぞれ取得して供給電力算出部５０にて低圧燃料ポンプ６に与える供給電力Ｗｄを算出する。供給電力算出部５０は、機関回転数Ｎｅ、冷却水温Ｔｗ及び記憶部４３から読み出した燃料噴射量Ｑにて定義される運転状態と、駆動デューティー算出部４６から受け取った駆動デューティＤｕとに基づいて供給電力Ｗｄを算出する。この供給電力Ｗｄは、高圧燃料ポンプ７による吐出不良を回避できるフィード圧を実現可能なできる限り小さな値として算出される。こうした供給電力Ｗｄの算出は、記憶部４３に記憶されている供給電力算出マップＭ１を読み出して、このマップＭ１を用いて行われる。

データ構造の図示を省略したが、供給電力算出マップＭ１は機関回転数Ｎｅ、冷却水温Ｔｗ、燃料噴射量Ｑ及び駆動デューティＤｕをそれぞれ変数として供給電力Ｗｄを与えるように構成されている。駆動デューティＤｕが大きいほど大きな供給電力Ｗｄが与えられるようになっている。高圧燃料ポンプ７の吐出不良はその内部（プランジャ室１８ｃ）で燃料が沸騰してベーパーが発生することにより引き起こされる。こうした燃料の沸騰は高圧燃料ポンプ７内の圧力が燃料温度に対応した飽和蒸気圧未満になると発生するため、運転状態毎にベーパーの発生を防止し得るフィード圧の下限を、実機を利用して実験的に又は所定の演算モデルを利用したシュミュレーションにて調査し、そのフィード圧を実現する供給電力Ｗｄを運転状態（機関回転数Ｎｅ、冷却水温Ｔｗ及び燃料噴射量Ｑ）と駆動デューティＤｕとに関連づけて規定することによって、供給電力算出マップＭ１が作成されている。

供給電力算出部５０は算出した供給電力Ｗｄを実行部５１と異常診断対策部５２とに送る。実行部５１は供給電力Ｗｄ相当の電力を低圧燃料ポンプ６（の直流モータ）に供給する。これにより、低圧燃料ポンプ６が駆動されて高圧燃料ポンプ７の吐出不良が生じないフィード圧を実現できる。

異常診断対策部５２は燃料供給系の異常を診断しその対策を講ずるものであり、燃料供給系の異常を診断する診断部５３と、その診断部５３の診断結果に応じて内燃機関１の各部に対して所定操作を行うフェールセーフ部５４とを備えている。診断部５３は供給電力算出部５０から受け取った供給電力Ｗｄと、記憶部４３に記憶されていて運転状態毎に設定された所定値Ｗｔｈとを比較し、供給電力Ｗｄが所定値Ｗｔｈを超えている場合に燃料供給系に異常が生じたものと判定する。そして、診断部５３は、異常に含まれる故障として予め想定された複数の故障モードのなかから一の故障モードを、燃圧センサ３１が検出した燃圧Ｐｒ及びフィード圧の標準値Ｐｔｈ等を参照する後述の処理を実行することにより特定し、故障モード毎に対応付けられた故障信号Ｓｃをフェールセーフ部５４に送る。フェールセーフ部５４は診断部５３から受け取った故障信号Ｓｃを参照し、故障モード毎に用意された所定操作を行うための制御信号Ｓｇ、Ｓｆを、実行部５１及び内燃機関１の各操作対象Ｘに送ることにより故障モード毎の対策を講ずるようにしている。本形態では、複数の故障モードとして、高圧燃料ポンプ７の故障、燃料漏れ及び低圧燃料ポンプ６の３つの故障モードが想定されており、これらの故障モード毎の対策が準備されている。

図３は、図２に示した異常診断対策部５２が行う制御ルーチンの一例を示したフローチャートである。このルーチンのプログラムは記憶部４３に保持されており、適時に読み出されて所定間隔で繰り返し実行される。

ステップＳ１では、供給電力算出部５０が算出した供給電力Ｗｄが所定値Ｗｔｈを超えているか否かを判定する。所定値Ｗｔｈは運転状態毎に設定された供給電力値であり、正常動作時の供給電力値に対応する。供給電力Ｗｄがこの所定値Ｗｔｈを超えている場合は駆動デューティＤｕが通常よりも大きい等を原因とした燃料供給系の異常の発生が予想される。そこで、こうした異常をもたらす故障モードを特定するため、ステップＳ１で供給電力Ｗｄが所定値Ｗｔｈを超えている場合はステップＳ２以降に処理を進める。そうでない場合はステップＳ１を再実行して、常に供給電力Ｗｄを監視するようにする。

ステップＳ２では、燃圧センサ３１が検出した高圧燃料ポンプ７下流の燃圧Ｐｒが、フィード圧の標準値Ｐｔｈと同等であるか否かを判定する。この同等は、完全同一だけを意味するものではなく、完全同一の他にこれらの相違が所定範囲内に収まっている場合をも含む。標準値Ｐｔｈは運転状態毎に設定された正常動作時のフィード圧に対応し、記憶部４３に保持されている。燃圧Ｐｒがフィード圧と同等であれば高圧燃料ポンプ７が十分に機能していないことになる。そこで、燃圧Ｐｒが標準値Ｐｔｈと同等である場合は高圧燃料ポンプ７の故障を故障モードとして特定し、ステップＳ３に進んで不図示のインジケータに高圧燃料ポンプ７の故障を意味する情報を表示させる。一方、燃圧Ｐｒが標準値Ｐｔｈと同等でない場合、つまり燃圧Ｐｒが標準値Ｐｔｈよりも高い場合は高圧燃料ポンプ７の故障以外の故障モードを特定するため、処理をステップＳ１０に進める。

ステップＳ４では、内燃機関１に対する燃料供給、具体的には内燃機関１の気筒内への燃料噴射が中断されている燃料カット運転が実行されているか否かを判定する。燃料カット運転が実行されている場合はステップＳ５に進み、そうでない場合はステップＳ４を再実行する。

ステップＳ５では、燃料カット運転時の燃圧低下を正確に検査するため、低圧燃料ポンプ６を停止させる。続くステップＳ６で、燃料カット運転の前後で燃圧が低下したか否かを判定する。燃料カット運転時には燃料経路内に燃料が閉じ込められるため、燃料漏れがなければ燃圧は維持される。従って、燃圧が低下した場合には燃料経路の燃料漏れが予想される。そこで、ステップＳ６で燃圧が低下した場合には燃料漏れを故障モードとして特定し、ステップＳ７に進んで不図示のインジケータに燃料漏れを意味する情報を表示させる。そして、続くステップＳ８で、燃料漏れに伴う危険を回避するため、内燃機関１が停止するように燃料供給を停止させるとともに点火プラグの放電を中止させる。具体的には図２に示したように操作対象Ｘとしての燃料噴射弁３及び不図示の点火プラグのそれぞれに制御信号Ｓｆを送る。一方、燃料カット運転の前後で燃圧低下が起こらない場合は、高圧燃料ポンプ７の故障表示を維持したまま、ステップＳ９に進み、低圧燃料ポンプ６の作動を再開させて今回のルーチンを終了する。

ステップＳ１０では、燃料カット運転が実行されているか否かを判定し、燃料カット運転が実行されている場合はステップＳ１１に進み、そうでない場合はステップＳ１０を再実行する。ステップＳ１１では、燃料カット時の燃圧低下を正確に検査するため、高圧燃料ポンプ７のスピル弁２０への通電を停止して開弁状態に維持することにより高圧燃料ポンプ７の機能を停止させる。続くステップＳ１２では、燃料カット運転の前後で燃圧が低下したか否かを判定する。燃料カット運転の前後で燃圧が低下した場合は燃料経路の燃料漏れが予想されるため、燃料漏れを故障モードとして特定する。そして、ステップＳ１３に進んで不図示のインジケータに燃料漏れを意味する情報を表示させる。

ステップＳ１３では、燃料漏れに伴う危険を回避するため、内燃機関１が停止するように燃料供給を停止させるとともに点火プラグの放電を中止させる。具体的には図２に示したように操作対象Ｘとしての燃料噴射弁３及び不図示の点火プラグのそれぞれに制御信号Ｓｆを送る。一方、燃料カット運転の前後で燃圧低下が起こらない場合は、異常をもたらす故障モードとして低圧燃料ポンプ６の故障が推認される。そこで、ステップＳ１２で否定的判定がされた場合は、低圧燃料ポンプ６の故障を故障モードとして特定する。そして、ステップＳ１５に進んで、低圧燃料ポンプ６の故障を意味する情報をインジケータに表示させる。

ステップＳ１６では、低圧燃料ポンプ６に対する過剰な電力供給の継続に伴う燃費悪化及び低圧燃料ポンプ６の発熱に伴う燃料タンク５内の燃料温度の上昇を回避するため、低圧燃料ポンプ６に対する電力供給を停止させる。具体的には図２に示すようにフェールセーフ部５４が実行部５１に対して制御信号Ｓｇを送ることにより、低圧燃料ポンプ６への電力供給が停止される。

ステップＳ１７では、通常の運転モードから内燃機関１の出力を制限する退避運転モードへ切り替える。低圧燃料ポンプ６が停止した状態でもプランジャ２０の移動速度（内燃機関１の回転数）が低く、燃料温度（機関温度）が低い条件下においては高圧燃料ポンプ７の自給作用を利用して内燃機関１に対する燃料供給を継続できる。そこで、退避運転モードでは、高圧燃料ポンプ７の自給作用を確保する条件を整えるため機関回転数及び機関温度をそれぞれ低下させる所定操作を実行する。ステップＳ１７の退避運転モードにおける所定操作としては、（１）内燃機関１に連結される不図示の自動変速機の変速比を高速側に変化させる操作、（２）機関回転数の高回転化を制限するため燃料噴射量（供給量）を一定以下に制限する操作、及び（３）機関温度としての冷却水温を低下させるため不図示のラジエータファンを作動状態に維持する操作が行われる。これにより、高圧燃料ポンプ７のみによる燃料供給を安定的に続行することが可能になるので、低圧燃料ポンプ６が故障した場合でも内燃機関１の運転を中止せずに、一定の制限下で内燃機関１の運転を確保することができる。

以上の形態において、燃圧センサ３１が本発明に係る燃圧検出手段に、高圧ポンプ制御部４１が本発明に係る高圧ポンプ制御手段に、低圧ポンプ制御部４２が本発明に係る低圧ポンプ制御手段に、供給電力算出部５０が本発明に係る供給電力算出手段に、それぞれ相当する。また、異常診断対策部５２は図３の制御ルーチンを実行することにより本発明に係る異常判定手段、故障モード特定手段及びフェールセーフ手段としてそれぞれ機能する。そして、異常診断対策部５２の診断部５３が本発明に係る異常判定手段及び故障モード特定手段に相当し、フェールセーフ部５４が本発明に係るフェールセーフ手段に相当する。

但し、本発明は上記形態に限定されるものではなく本発明の要旨の範囲内において種々の形態にて実施できる。上記形態では、機関温度として冷却水温Ｔｗを用いたが、機関温度としては潤滑油温を用いることもできる。内燃機関に搭載された冷却装置のサーモスタットが可変式の場合には、低圧燃料ポンプの故障を特定した場合に内燃機関に搭載された冷却装置の冷却力を高めるために、上述したラジエータファンを作動状態に維持することの代わりに又はこれとともにサーモスタットの設定温度を低温側に変化させることを所定操作としてもよい。

１内燃機関
６低圧燃料ポンプ
７高圧燃料ポンプ
２０スピル弁（調整手段）
３０ＥＣＵ
３１燃圧センサ（燃圧検出手段）
４１高圧ポンプ制御部（高圧ポンプ制御手段）
４２低圧ポンプ制御部（低圧ポンプ制御手段）
５０供給電力算出部（供給電力算出手段）
５２異常診断対策部（異常判定手段、故障モード特定手段、フェールセーフ手段）
５３診断部（異常判定手段、故障モード特定手段）
５４フェールセーフ部（フェールセーフ手段）
Ｄｕ駆動デューティ（制御量）

Claims

内燃機関に供給する燃料の燃圧を調整可能な調整手段が設けられ、前記内燃機関にて駆動される高圧燃料ポンプに対して、電動式の低圧燃料ポンプを利用して燃料を送り、前記高圧燃料ポンプにて加圧された燃料を前記内燃機関に供給する内燃機関の燃料供給装置において、
前記高圧燃料ポンプの下流側の燃圧を検出する燃圧検出手段と、前記燃圧検出手段が検出した燃圧と目標値との偏差が低減するように、前記偏差に応じた制御量を前記調整手段に与えることにより前記調整手段を制御する高圧ポンプ制御手段と、前記低圧燃料ポンプに対して与えるべき供給電力を前記高圧ポンプ制御手段が前記調整手段に与える前記制御量に基づいて算出する供給電力算出手段と、前記供給電力算出手段が算出した前記供給電力を前記低圧燃料ポンプへ供給することにより前記低圧燃料ポンプを制御する低圧ポンプ制御手段と、前記供給電力が前記内燃機関の運転状態毎に設定された所定値を超えた場合に前記内燃機関の燃料供給系に異常が生じたと判定する異常判定手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
前記異常判定手段が前記燃料供給系の異常を判定した場合に、前記燃圧検出手段の検出結果に基づいて、前記異常に含まれる故障モードを特定する故障モード特定手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の燃料供給装置。
前記故障モード特定手段は、前記燃圧検出手段の検出結果と、前記低圧燃料ポンプが前記高圧燃料ポンプへ燃料を送る際のフィード圧の標準値とが同等である場合に、前記高圧燃料ポンプの故障を前記故障モードとして特定する請求項２に記載の燃料供給装置。
前記故障モード特定手段は、前記内燃機関に対する燃料供給が中断される燃料カット運転の前後で前記燃圧検出手段が検出した燃圧が低下する場合に、前記内燃機関に至る燃料経路の燃料漏れを前記故障モードとして特定する請求２又は３に記載の燃料供給装置。
前記故障モード特定手段は、前記高圧燃料ポンプが停止している場合において、前記燃圧検出手段が検出した燃圧が前記低圧燃料ポンプが前記高圧燃料ポンプへ燃料を送る際のフィード圧の標準値よりも高く、かつ前記内燃機関に対する燃料供給が中断される燃料カット運転の前後で前記燃圧検出手段が検出した燃圧が低下しない場合に、前記低圧燃料ポンプの故障を前記故障モードとして特定する請求項２〜４のいずれか一項に記載の燃料供給装置。
前記故障モード特定手段が前記低圧燃料ポンプの故障を前記故障モードとして特定した場合に、前記低圧燃料ポンプに対する電力供給を停止させるフェールセーフ手段を更に備える請求項５に記載の燃料供給装置。
前記フェールセーフ手段は、前記低圧燃料ポンプに対する電力供給を停止させた状態で前記高圧燃料ポンプによる燃料供給が確保されるように、前記内燃機関の回転数及び機関温度をそれぞれ低下させ得る所定操作を行う請求項６に記載の燃料供給装置。