JP5163810B2 - 内燃機関におけるリーク機構診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の燃料系におけるリーク機構の異常及び正常を診断するリーク機構診断装置に関する。

一般に、内燃機関の燃料系には、高圧状態で燃料を蓄える蓄圧室内の燃料圧力を燃料のリークにより減圧する減圧弁が設けられている。そして、その減圧弁のリーク機能の異常及び正常を診断する装置が知られている（例えば特許文献１参照）。

この特許文献１では、リーク機構である減圧弁の診断と、蓄圧室内の燃料圧力を検出する燃圧センサの診断とを実行している。この内、特に燃圧センサの診断に際しては、燃料温度の違いによる燃料粘性を考慮して燃圧センサの診断タイミングを設定している。すなわち蓄圧室内が減圧弁開放により、高圧状態から大気圧状態に低下するまでの時間は、減圧弁が正常であったとしても、燃料粘度が高いほど長くなる。燃料粘度は燃料温度が低いほど高くなる。このことから、特許文献１では、減圧弁開放から診断タイミングまでの時間を、燃料温度が低いほど長く設定することにより、燃圧センサの異常有無の診断精度を確保している。

特開２００７−１００６２４号公報（第７−８頁、図３−５）

ところでハイブリッド車両における間欠運転制御により内燃機関が停止した場合、あるいは車両降坂走行時のフューエルカットの場合などでは、高圧燃料系での燃料圧力が高圧のままでは燃料噴射弁からの燃料漏れなどの不都合を招く。これを防止するために減圧弁などのリーク機構により高圧燃料系の燃料圧力を低減することになるが、このようなリーク機構において、リーク機構自体の異常及び正常の診断を行う場合には、特許文献１に記載されているごとくリーク機構によるリーク実行に伴い生じる燃料圧力変化を検出することになる。

しかしこのような診断時は内燃機関にて燃焼が実行されていない状態であることから、内燃機関の発熱が無くなることで、高圧燃料系での燃料温度がそれまでの高温状態から低下することになる。このため高圧燃料系内の燃料圧力も温度低下と共に減少することになる。

このことにより、リーク機構が燃料リークを実行していなくても、高圧燃料系の燃料圧力が低下し、燃料リークを実行したかのごとくに見えることになる。
このような状況が発生すると、診断装置では、高圧燃料系での温度低下が生じる直前状態において高圧燃料系の燃料圧力が低下していないことによりリーク機構は異常であると診断していても、その後に高圧燃料系の温度低下により燃料圧力低下現象が生じると、リーク機構が正常に燃料リークできる状態に戻ったと誤診し、診断精度が悪化するおそれがある。

特許文献１においては、燃圧センサの異常有無の診断では、燃料粘度を考慮して低温ほど長い時間間隔をおいて圧力検出を実行しているが、このような手法を、リーク機構の診断に適用した場合には、高圧燃料系が低温化するほどに長い時間にわたって診断が先延ばしされることになる。このようなことになると、リーク機構が燃料リークを実行していない状態でも、低温化による高圧燃料系の燃料圧力低下を助長してしまい、診断精度が更に悪化することになる。

本発明は、内燃機関の高圧燃料経路から燃料をリークするリーク機構に対する異常及び正常の診断精度を高めることを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本願発明の第１の態様では、高圧燃料ポンプから燃料噴射弁に至る高圧燃料経路と、前記高圧燃料経路内の燃料をリークすることで前記高圧燃料経路内の燃料圧力を減圧させるリーク機構とを備えた内燃機関におけるリーク機構診断装置であって、前記高圧燃料経路に配置されて同高圧燃料経路内の燃料圧力を検出する燃料圧力検出部と、前記燃料圧力検出部により検出される燃料圧力に基づいて前記リーク機構による燃料リーク時の異常及び正常を診断する診断部と、を備え、前記診断部は前記内燃機関の駆動停止状態が継続している期間が所定時間を経過した後は前記診断を行わない。

内燃機関が駆動停止の場合には、燃料噴射弁による燃料噴射はなされず、内燃機関では燃焼による発熱が生じない。このため高圧燃料経路内の燃料は放熱に伴い低温化する。
そして内燃機関が駆動停止の場合には、高圧燃料ポンプによる燃料圧送もなされないことから、リーク機構がリーク機能を果たした場合は高圧燃料経路内の燃料圧力は低下するが、このようなリーク機構による燃料リークが生じていなくても低温化に伴って高圧燃料経路内の燃料圧力は低下して行くことになる。

したがってこのような内燃機関の駆動停止状態にて、或る程度の時間が経過すると、高圧燃料経路内の燃料圧力は、リーク機構が燃料リークを行っていない状態でも、あたかも燃料リークしているかのごとくの低圧レベルになる。

したがって、内燃機関の駆動停止状態が継続している期間においては、前述した或る程度の時間に基づいて設定した所定時間を用いて、この所定時間が経過した後はリーク機構によるリーク時の異常及び正常の診断は行わないことにしている。

このことにより、内燃機関の高圧燃料経路から燃料をリークするリーク機構に対する異常及び正常の診断精度を高めることができる。
上記第１の態様において、前記内燃機関の駆動停止状態とは、少なくとも、前記高圧燃料ポンプが燃料圧送を停止し、かつ前記燃料噴射弁を含む複数の燃料噴射弁のいずれもが燃料噴射を停止している状態である。このような内燃機関の駆動停止状態にてリーク機構によるリーク時の異常及び正常を診断する際に、前述のごとく所定時間を設定することで異常及び正常の診断精度を高めることができる。

上記リーク機構診断装置は、内燃機関の冷却水温と外気温との一方又は両方を検出する温度検出部をさらに備えている。そして、前記診断部はこの温度検出部が検出する前記冷却水温と前記外気温との一方又は両方に応じて前記所定時間の長さを調節する。

冷却水温や外気温は、内燃機関の駆動停止時において高圧燃料経路内の燃料温度低下速度に影響し、このことにより高圧燃料経路内の燃料圧力低下速度に影響することから、診断部は、冷却水温と外気温との一方又は両方に応じて所定時間の長さを調節する。

このことにより、内燃機関の高圧燃料経路から燃料をリークするリーク機構に対する異常及び正常の診断精度を更に高めることができる。
前記診断部は前記温度検出部が検出する前記冷却水温と前記外気温との一方又は両方が低いほど、前記所定時間を短くする。

具体的には、冷却水温や外気温が低ければ低いほど、内燃機関の駆動停止時において高圧燃料経路内の燃料温度は急速に低下し、このことにより燃料圧力も急速に低下することになる。

したがって、リーク機構がリークしていなくても、冷却水温や外気温が低ければ低いほど、それだけ早期に、あたかもリークしているかのごとくに、高圧燃料経路内の燃料圧力は低圧レベルとなる。

このため冷却水温と外気温との一方又は両方が低いほど所定時間を短くすることにより、内燃機関の高圧燃料経路から燃料をリークするリーク機構に対する異常及び正常の診断精度を更に高めることができる。

また、前記診断部は、前記内燃機関の駆動停止状態が継続している期間の開始から所定時間内に前記燃料圧力検出部により検出される燃料圧力がリーク機構による燃料リークに対応した低圧レベルにならない場合にはリーク機構が異常であると診断し、この異常であるとした診断後に燃料圧力が前記低圧レベルになったとしても前記所定時間が経過した後である場合にはリーク機構が正常であると診断しない。

前述したごとく内燃機関の駆動停止状態では内燃機関で燃焼による発熱が生じない。このため高圧燃料経路内の燃料は放熱に伴い低温化する。そして内燃機関の駆動停止状態では高圧燃料ポンプによる燃料圧送もなされていないことから、リーク機構による燃料リークが生じていなくても、低温化に伴って高圧燃料経路内の燃料圧力は低下して行く。

しかし内燃機関の駆動停止状態の初期に直ちに燃料が低温化するわけではないので、燃料圧力は低圧レベルになるまでは時間を要し、その間に異常との診断は可能である。
ところが、或る程度の時間が経過すると、上述したごとくの低温化により、高圧燃料経路内の燃料圧力はリーク機構が燃料リークを行っていなくても、あたかも燃料リークしているかのごとくの低下レベルとなる。

したがって、前述した或る程度の時間に基づいて設定した所定時間を用いて、リーク機構が一旦異常であると診断された後に、燃料圧力が低圧レベルとなったとしても、それが所定時間の経過後である場合には正常と診断しないことにしている。このことにより誤診断を防止できる。

このようにして内燃機関の高圧燃料経路から燃料をリークするリーク機構に対する異常及び正常の診断精度を高めることができる。

実施の形態１の内燃機関燃料系とその制御系のブロック図。 実施の形態１のＥＣＵが実行するリーク機構診断実行制御処理のフローチャート。 実施の形態１の制御例を示すタイミングチャート。 実施の形態１の制御例を示すタイミングチャート。 実施の形態２のリーク機構診断実行制御処理のフローチャート。 実施の形態２で用いられる所定時間設定マップＭＡＰａｗの説明図。 実施の形態２の制御例を示すタイミングチャート。 実施の形態３のリーク機構診断実行制御処理のフローチャート。 実施の形態３の制御例を示すタイミングチャート。 実施の形態３の制御例を示すタイミングチャート。 実施の形態３の制御例を示すタイミングチャート。

［実施の形態１］
図１は、本発明が適用された内燃機関（ここではガソリンエンジンの例を示す）の燃料系とその制御系のブロック図である。この内燃機関は車両駆動用であり、内燃機関、燃料系及び制御系は車両に搭載されている。この車両はハイブリッド車両であり、内燃機関と共に電動モータを備えている。

前記燃料系は低圧燃料系２と高圧燃料系４とを有している。低圧燃料系２は、フィードポンプ６、低圧燃料経路８及び低圧デリバリパイプ１０，１１を備えており、フィードポンプ６により燃料タンク１２から汲み上げられた燃料は、低圧燃料として低圧燃料経路８を介して低圧デリバリパイプ１０，１１へ供給される。尚、図１ではＶ型６気筒エンジンの例を示しており、２つの低圧デリバリパイプ１０，１１が設けられている。これら低圧デリバリパイプ１０，１１にはそれぞれ３体、合計で６体の低圧燃料噴射弁１０ａ，１１ａが配置されている。この低圧燃料噴射弁１０ａは、それぞれ各気筒に対応する吸気ポートに配置されて、吸気中に燃料を噴射するものである。

低圧燃料経路８の途中にはプレッシャレギュレータ１４が配置されており、所定の低圧（ここでは４００ｋＰａ）に低圧燃料系２内の燃料圧力を調節している。尚、低圧デリバリパイプ１０，１１には圧力脈動を抑制するパルセーションダンパー１０ｂ，１１ｂが設けられている。

高圧燃料系４は、低圧燃料経路８から分岐した高圧側燃料供給経路１６、高圧燃料ポンプ１８、リーク通路２０及び高圧デリバリパイプ２２，２３を備えている。
高圧燃料ポンプ１８は、内燃機関の出力を利用して駆動されるものである。ここでは内燃機関のカムシャフトの回転に連動してポンプカム１８ａが回転し、この回転によりポンプシリンダ１８ｂ内にてプランジャ１８ｃが往復運動する。このことにより電磁開閉弁１８ｄを介して高圧側燃料供給経路１６から高圧燃料ポンプ１８内に低圧燃料を吸入し、かつ加圧により高圧化した燃料を、吐出通路１８ｅへ高圧燃料として吐出している。この吐出量は電磁開閉弁１８ｄの開閉デューティにより調節される。尚、高圧燃料ポンプ１８において、高圧側燃料供給経路１６側には、圧力脈動を抑制するパルセーションダンパー１８ｆが設けられている。

高圧燃料ポンプ１８の吐出通路１８ｅから吐出された高圧燃料は、２つの高圧デリバリパイプ２２，２３に供給され、これら高圧デリバリパイプ２２，２３にそれぞれ３体、合計で６体設けられている高圧燃料噴射弁２２ａ，２３ａから直接、各気筒内に高圧燃料が噴射される。尚、一方の高圧デリバリパイプ２２には図示するごとく燃圧センサ２２ｂが設けられて、高圧燃料系４の燃料圧力ｐｆを検出している。

高圧燃料ポンプ１８の吐出通路１８ｅには吐出弁２４が設けられている。この吐出弁２４は、開弁圧が例えば６０ｋＰａの逆止弁であり、高圧デリバリパイプ２２，２３側と高圧燃料ポンプ１８側との差圧が開弁圧以下であれば閉じて、高圧デリバリパイプ２２，２３から高圧燃料ポンプ１８への高圧燃料の逆流を阻止している。

この吐出通路１８ｅには、吐出弁２４が配置された部分とは並列にリーク通路２０が設けられている。このリーク通路２０には、リリーフ弁２６が設けられている。このリリーフ弁２６は、ここでは開弁圧が２ＭＰａに設定されている。

内燃機関の駆動時に高圧燃料ポンプ１８が駆動されている場合には、プランジャ１８ｃの運動と共にリリーフ弁２６は開閉を繰り返している。
内燃機関が駆動停止状態となって高圧燃料ポンプ１８が電磁開閉弁１８ｄの開放状態を継続している場合には、高圧燃料ポンプ１８内は高圧側燃料供給経路１６に開放されて低圧化する。したがってリリーフ弁２６は開弁し、高圧デリバリパイプ２２，２３の高圧燃料をリークする。このことで、内燃機関の駆動停止時には、高圧デリバリパイプ２２，２３内の燃料圧力を２ＭＰａに低下させることができる。

制御系にて中心的な役割を果たすＥＣＵ（電子制御ユニット）３０は、マイクロコンピュータを中心として構成された制御回路である。ＥＣＵ３０は、低圧燃料噴射弁１０ａ，１１ａと高圧燃料噴射弁２２ａ，２３ａとによる燃料噴射制御を実行したり、電磁開閉弁１８ｄの開閉デューティ制御によって高圧燃料ポンプ１８から高圧デリバリパイプ２２，２３への燃料吐出による圧送量を調節して燃料圧力ｐｆを制御する処理を実行したりしている。そして更に後述するごとくのリーク機構診断に関する処理を実行している。

これらの制御のためにＥＣＵ３０は、燃圧センサ２２ｂによる高圧燃料系４の燃料圧力ｐｆ検出と共に、外気温センサ３２から外気温ＴＨＡ、冷却水温センサ３４から内燃機関の冷却水の温度である冷却水温ＴＨＷを検出している。更に、ＥＣＵ３０は、内燃機関に設けられた他のセンサから各種データを検出している。例えば内燃機関のクランク軸に対向して配置されたクランク軸回転センサから機関回転数ＮＥ、アクセルペダルのストロークセンサからアクセルペダルの踏み込み量であるアクセル操作量ＡＣＣＰ、車軸に設けられた車速センサから車速ＳＰＤなどを検出している。尚、外気温センサ３２としては、特別にエンジンルームや他の車両部分に外気温を検出するセンサを設けても良いが、ここでは内燃機関の各気筒に吸入される空気が通過する吸気経路に配置された吸気温センサを、外気温センサ３２として用いている。

更にＥＣＵ３０は間欠運転制御を実行している。この間欠運転制御は、一時的な車両停止時、又は車両走行時に内燃機関の駆動運転を自動停止・自動始動させる処理である。
このような間欠運転制御により内燃機関の駆動停止が生じた場合に、ＥＣＵ３０は燃圧センサ２２ｂが検出する燃料圧力ｐｆの挙動に基づいて、リリーフ弁２６によるリーク時の異常及び正常を診断するリーク機構診断処理を実行している。

具体的には、少なくとも、高圧燃料ポンプ１８が燃料圧送を停止し、かつ燃料噴射弁１０ａ，１１ａ，２２ａ，２３ａのいずれもが燃料噴射を停止している状態を内燃機関の駆動停止状態、すなわち機関駆動停止状態としている。そしてこのような機関駆動停止時に、次に述べるようにリーク機構診断処理を実行する。

すなわち、このリーク機構診断処理では、燃圧センサ２２ｂにより検出される燃料圧力ｐｆが低下して所定の低圧レベルとなる状態を、或る時間経過しても示さない場合には、リリーフ弁２６の異常と診断している。更に経過時間にかかわらず、燃料圧力ｐｆが所定の低圧レベルとなればリリーフ弁２６の正常と診断している。

ここで所定の低圧レベルとは、リリーフ弁２６が正常にリーク機能を果たした場合の燃料圧力（＝２ＭＰａ）の近傍に設定した圧力値以下の圧力領域であり、後述する低圧レベル判定値Ｐｘ以下の圧力領域に相当する。

そしてＥＣＵ３０は、このようなリーク機構診断処理に対して、更に図２のフローチャートに示すごとくのリーク機構診断実行制御処理を行っている。このリーク機構診断実行制御処理は、機関駆動停止期間において周期的に実行される処理である。なお個々の処理内容に対応するフローチャート中のステップを「Ｓ〜」で表す。

本処理が開始されると、まず今回の機関駆動停止時において、機関駆動停止継続時間が所定時間以上か否かが判定される（Ｓ１００）。この所定時間は次のごとく予め設定されている時間である。

すなわち、内燃機関が駆動停止されると、高圧燃料ポンプ１８による高圧燃料系４の高圧化はなされない。更に内燃機関の燃焼熱発生が停止したことにより高圧燃料系４は低温化する。これらのことにより高圧燃料系４の燃料圧力ｐｆが低下する。このようにリリーフ弁２６によって高圧デリバリパイプ２２，２３からの燃料リークがなされなくても温度要因により燃料圧力ｐｆの低下は生じる。

したがってこの低温化により低下する燃料圧力ｐｆが、まるで燃料リークがあったかのごとくの燃料圧力ｐｆとなる機関駆動停止後の経過時間を、実験やシミュレーションにて求める。そして、この経過時間よりも少し短い時間を前記所定時間として設定している。

ここで機関駆動停止継続時間が所定時間以上でなければ（Ｓ１００でＮＯ）、このまま処理を一旦出る。以後、機関駆動停止継続時間が所定時間以上とならない限り（Ｓ１００でＮＯ）、このような処理状態が継続する。

したがって、図３のタイミングチャートに示すごとく、機関駆動停止時（タイミングｔ０）から実行されるリーク機構診断処理は、所定時間内（タイミングｔ０〜ｔ２）では停止されることなく、その処理が継続する。

図３の例では、ＥＣＵ３０は、高圧燃料系４の燃料圧力ｐｆが低圧レベル判定値Ｐｘより高い状態では、機関駆動停止時（タイミングｔ０）から異常カウンタを周期的にカウントアップしている。この異常カウンタが閾値Ｃｅに到達すれば、ＥＣＵ３０は異常との診断データを内部メモリに記憶することになる。

しかし図３の例では、リリーフ弁２６は正常にリーク機能を果たしているので、所定時間内のタイミングｔ１にて燃料圧力ｐｆが低圧レベル判定値Ｐｘ以下となっている。このことにより、ＥＣＵ３０は正常との診断データを内部メモリに記憶すると共に、異常カウンタのカウントアップを停止している。

そして機関駆動停止継続時間が所定時間を経過すると（Ｓ１００でＹＥＳ：タイミングｔ２）、今回の機関駆動停止中では、タイミングｔ２以後のリリーフ弁２６に対する診断は停止される（Ｓ１０２）。

したがってタイミングｔ２以後は、今回の機関駆動停止中では、その診断内容、ここでは正常との診断が維持されることになる。
図４のタイミングチャートは、高圧燃料ポンプ１８が駆動を停止してもリリーフ弁２６の開弁が困難となる異常を生じており、このことにより高圧デリバリパイプ２２，２３内が２ＭＰａを越えていてもリーク機能を正常に果たせない場合の例を示している。

リリーフ弁２６はリークできないので、機関駆動停止時（タイミングｔ１０）以後は、高圧燃料系４からの放熱による燃料温度低下に対応して燃料圧力ｐｆは緩慢に低下する。
図４の例では、燃料圧力ｐｆは、機関駆動停止（タイミングｔ１０）から少なくとも所定時間内（タイミングｔ１０〜ｔ１２）は高圧状態（ｐｆ＞Ｐｘ）を維持しており、この間に異常カウンタはカウントアップされて、その値は閾値Ｃｅに達する（タイミングｔ１１）。このことからＥＣＵ３０は異常との診断データを内部メモリに記憶する。

その後も、燃料圧力ｐｆが低圧レベル判定値Ｐｘより高ければ、異常カウンタのカウントアップが再開されるが、図４の例では、再度の異常カウンタのカウントアップ中に所定時間となる（Ｓ１００でＹＥＳ：タイミングｔ１２）。したがって診断停止となる（Ｓ１０２）。

これ以後は（タイミングｔ１２〜）、今回の機関駆動停止状態が継続する限り、リリーフ弁２６に対するリーク機能の異常及び正常についての診断は停止することになる。このためタイミングｔ１２以後のタイミングｔ１３にて燃料圧力ｐｆが低圧レベル判定値Ｐｘ以下になっても正常とは診断しない。

もし本実施の形態のような所定時間を設けず、機関駆動停止中に継続して診断を許した場合には、タイミングｔ１３にて、燃料圧力ｐｆ≦Ｐｘとなることから、一点鎖線のごとく正常との診断がなされて、ＥＣＵ３０の内部メモリに最新のデータとして記憶されてしまう。本実施の形態では、このような燃料温度低下に伴う誤診は生じない。

上述した構成において、燃圧センサ２２ｂが燃料圧力検出部に、リリーフ弁２６がリーク機構に、ＥＣＵ３０が診断部に相当する。ＥＣＵ３０が実行する前述したリーク機構診断処理と図２のリーク機構診断実行制御処理とは、診断部が実行する処理に相当する。

以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
（１）内燃機関が駆動停止状態にある場合、すなわち少なくとも高圧燃料ポンプ１８が燃料圧送を停止し、かつ燃料噴射弁１０ａ，１１ａ，２２ａ，２３ａのいずれもが燃料噴射を停止している状態である場合は、燃料噴射弁１０ａ，１１ａ，２２ａ，２３ａによる燃料噴射は全くなされず内燃機関からは燃焼による発熱が生じない。このため高圧デリバリパイプ２２，２３内の燃料は放熱に伴い低温化する。

そして高圧燃料ポンプ１８による燃料圧送もなされないことから、リーク機構であるリリーフ弁２６がそのリーク機能を果たしている場合には、図３に示したごとく、高圧デリバリパイプ２２，２３内の燃料圧力ｐｆは燃料リークにより急速に低下する。

しかしこのようなリリーフ弁２６による燃料リークが生じていない場合であっても、上述したごとくの低温化に伴って高圧デリバリパイプ２２，２３内の燃料圧力ｐｆは低下する。

したがって図４に示したごとく、内燃機関の駆動停止状態にて或る程度の時間が経過すると、高圧デリバリパイプ２２，２３内の燃料圧力ｐｆは、リリーフ弁２６が燃料リークを行っていない状態であっても、あたかも燃料リークしているかのごとくの低圧レベル（低圧レベル判定値Ｐｘ以下）になる。

したがって内燃機関の駆動停止状態が継続している期間においては、この或る程度の時間に基づいて設定した所定時間を用いて、この所定時間が経過した後は（Ｓ１００でＹＥＳ）、リリーフ弁２６によるリーク時の異常及び正常の診断は行わないことにしている（Ｓ１０２）。このことで図４に示したごとく、リリーフ弁２６が異常であるにもかかわらず、正常であるとの誤診断を生じてしまう事態（一点鎖線で示す診断）を防止できる。

こうして内燃機関の高圧燃料経路（ここでは高圧デリバリパイプ２２，２３）から燃料をリークするリリーフ弁２６に対する異常及び正常の診断精度を高めることができる。
［実施の形態２］
本実施の形態では外気温ＴＨＡと冷却水温ＴＨＷとにより所定時間を変更する。このために、ＥＣＵ３０は前記図２の処理の代わりに、図５に示すリーク機構診断実行制御処理を周期的に実行する。他の構成は前記実施の形態１と同じであるので、図１も参照して説明する。

機関駆動停止状態となることでリーク機構診断実行制御処理（図５）が開始されると、まず外気温センサ３２にて検出されている外気温ＴＨＡと、冷却水温センサ３４にて検出されている冷却水温ＴＨＷとが、ＥＣＵ３０内の作業メモリに読み込まれる（Ｓ２００）。

次に所定時間設定マップＭＡＰａｗにより外気温ＴＨＡ及び冷却水温ＴＨＷに基づいて所定時間が設定される（Ｓ２０２）。この所定時間設定マップＭＡＰａｗは、例えば図６に示すごとくの関係を有するマップとして構成されている。

図６では、外気温ＴＨＡ及び冷却水温ＴＨＷの高さと、所定時間の長さとの関係は、破線の等高線で表しているごとく、外気温ＴＨＡあるいは冷却水温ＴＨＷが低ければ所定時間は短くなり、外気温ＴＨＡあるいは冷却水温ＴＨＷが高ければ所定時間は長くなるように設計されている。そして外気温ＴＨＡと冷却水温ＴＨＷとが共に低ければ所定時間は特に短くなり、外気温ＴＨＡと冷却水温ＴＨＷとが共に高ければ所定時間は特に長くなる。例えば所定時間は最短側では１０秒、最長側では３０秒の値が設定され、その間の領域は図６の等高線に表された値分布に対応して所定時間が設定される。

前記実施の形態１にて説明したごとく、所定時間は、機関駆動停止に伴う高圧燃料系４の低温化により低下する燃料圧力ｐｆが、リリーフ弁２６による燃料リークが存在しなくても、燃料リークがあったかのごとくの燃料圧力ｐｆとなる時間に基づいて設定されるものである。

しかし外気温ＴＨＡや冷却水温ＴＨＷが低ければ、燃料低温化が促進されて、リリーフ弁２６による燃料リークが存在しなくても、燃料圧力ｐｆが短時間で、燃料リークがあったかのごとくの燃料圧力ｐｆにまで低下する。逆に外気温ＴＨＡや冷却水温ＴＨＷが高ければ、燃料低温化が遅延して、燃料圧力ｐｆは長時間かけないと、燃料リークがあったかのごとくの燃料圧力ｐｆにまで低下しない。

このような関係を考慮して図６の所定時間設定マップＭＡＰａｗが前述したごとく設定されている。したがって、この所定時間設定マップＭＡＰａｗを用いることで、迅速かつ高精度に診断停止タイミングを実現できる所定時間を設定できることになる。

図５では、このように設定した所定時間により、前記実施の形態１の図２にて説明したごとく、機関駆動停止継続時間が、所定時間以上継続している状態か否かが判定される（Ｓ２０４）。機関駆動停止継続時間が所定時間以上となっていない状態では（Ｓ２０４でＮＯ）、このまま処理を出るので、前述したリーク機構診断処理は実行を継続できる。

機関駆動停止継続時間が所定時間以上となれば（Ｓ２０４でＹＥＳ）、今回の機関駆動停止中でのリリーフ弁２６に対する異常及び正常の診断は停止される（Ｓ２０６）。
図７のタイミングチャートは、リリーフ弁２６のリーク異常の例であるが、外気温ＴＨＡ及び冷却水温ＴＨＷが低いことにより、所定時間設定マップＭＡＰａｗから設定された所定時間が、前記図４に示した例よりも短くされた例を示している。

すなわち機関駆動停止時（ｔ２０）以後は、高圧燃料系４の放熱による燃料温度低下に対応して燃料圧力ｐｆは低下する。しかし外気温ＴＨＡ及び冷却水温ＴＨＷが可成り低いことにより、リリーフ弁２６がリーク異常であっても、燃料圧力ｐｆは、前記図４の場合に比較して急速に低下する。

機関駆動停止の初期においては、燃料圧力ｐｆは低圧レベル判定値Ｐｘより高いことから、異常カウンタはカウントアップされるが、所定時間設定マップＭＡＰａｗにより設定される所定時間（ｔ２０〜ｔ２１）が短いので、閾値Ｃｅに達する前に、所定時間が終了する（ｔ２１）。

このためタイミングｔ２１以後はステップＳ２０４でＹＥＳと判定されるようになり、リリーフ弁２６に対するリーク機構診断はその実行が停止される（Ｓ２０６）。このため異常カウンタが停止し、以後は、異常及び正常の診断はなされなくなる。

もし、所定時間が外気温ＴＨＡ及び冷却水温ＴＨＷにより調節されないものであるとすると、図７にて一点鎖線にて示すごとく、所定時間内において、異常カウンタが閾値Ｃｅに達する前あるいは達した後に（図７では達する前に）、燃料圧力ｐｆが低圧レベル判定値Ｐｘ以下となる可能性がある。その場合には正常との診断データがＥＣＵ３０の内部メモリに最新の診断データとして記憶されることになる。本実施の形態では、このような燃料温度低下に伴う誤診はなされない。

上述した構成において、燃圧センサ２２ｂが燃料圧力検出部に、外気温センサ３２及び冷却水温センサ３４が温度検出部に、リリーフ弁２６がリーク機構に、ＥＣＵ３０が診断部に相当する。ＥＣＵ３０が実行するリーク機構診断処理と図５のリーク機構診断実行制御処理とは、診断部が実行する処理に相当する。

以上説明した本実施の形態２によれば、以下の効果が得られる。
（１） 前記実施の形態１の効果を生じると共に、一律に所定時間を設定しているのではなく、上述したごとく冷却水温ＴＨＷと外気温ＴＨＡとの両方に応じて所定時間の長さを調節している。このことから、図７にて説明したごとく、リリーフ弁２６に対する異常及び正常の診断精度を更に高めることができる。

［実施の形態３］
本実施の形態では、ＥＣＵ３０は前記図２の処理の代わりに、図８に示すリーク機構診断実行制御処理を周期的に実行する。他の構成は前記実施の形態１と同じであるので、図１も参照して説明する。

機関駆動停止状態となることでリーク機構診断実行制御処理（図８）が開始されると、まず外気温センサ３２にて検出されている外気温ＴＨＡ及び冷却水温センサ３４にて検出されている冷却水温ＴＨＷがＥＣＵ３０内の作業メモリに読み込まれる（Ｓ３００）。

次に外気温ＴＨＡが低温状態にあるか否かの境界を示す所定温度Ｔｘよりも外気温ＴＨＡが低い状態と、冷却水温ＴＨＷが低温状態にあるか否かの境界を示す所定温度Ｔｙよりも冷却水温ＴＨＷが低い状態とのいずれか一方が満足されているか否かが判定される（Ｓ３０２）。

ここで外気温ＴＨＡ＜Ｔｘではなく、かつ冷却水温ＴＨＷ＜Ｔｙでもない場合には（Ｓ３０２でＮＯ）、このまま一旦、本処理を出る。したがって、リリーフ弁２６に対するリーク機構診断は実行可能とされる。

しかし外気温ＴＨＡ＜Ｔｘ又は冷却水温ＴＨＷ＜Ｔｙの場合、すなわち外気温ＴＨＡ＜Ｔｘである条件と、冷却水温ＴＨＷ＜Ｔｙである条件との少なくともいずれかの条件が該当する場合には（Ｓ３０２でＹＥＳ）、今回の機関駆動停止中でのリリーフ弁２６に対する異常及び正常の診断は停止される（Ｓ３０４）。

ここでリリーフ弁２６が正常にリーク機能を果たしている場合を図９のタイミングチャートに示す。機関駆動停止時（ｔ３０）には外気温ＴＨＡ≧Ｔｘ及び冷却水温ＴＨＷ≧Ｔｙであるとすると（Ｓ３０２でＮＯ）、リーク機構診断は実行可能である。

このためＥＣＵ３０は、高圧燃料系４の燃料圧力ｐｆが低圧レベル判定値Ｐｘより高い状態では（ｔ３０〜ｔ３１）、異常カウンタを周期的にカウントアップしているが、異常カウンタが閾値Ｃｅに到達する前に、リリーフ弁２６の燃料リークにより燃料圧力ｐｆが低圧レベル判定値Ｐｘ以下となる（ｔ３１）。したがってＥＣＵ３０は異常カウンタのカウントアップを停止し、正常との診断データを内部メモリに記憶する。

その後、冷却水温ＴＨＷ＜Ｔｙとなると（Ｓ３０２でＹＥＳ：ｔ３２）、今回の機関駆動停止中において、以後はリリーフ弁２６に対する異常及び正常の診断は停止される（Ｓ３０４）。

したがって、今回の機関駆動停止中では、その診断内容、ここでは正常との診断内容が維持される。
リリーフ弁２６が異常によりリーク機能を果たせない場合を、図１０のタイミングチャートに示す。ここで機関駆動停止時（ｔ４０）には外気温ＴＨＡ≧Ｔｘ及び冷却水温ＴＨＷ≧Ｔｙであるとすると（Ｓ３０２でＮＯ）、リーク機構診断は実行可能である。

このためＥＣＵ３０は、高圧燃料の燃料圧力ｐｆが低圧レベル判定値Ｐｘより高い状態では、異常カウンタを周期的にカウントアップすることから、異常カウンタは閾値Ｃｅに到達する（ｔ４０〜ｔ４１）。このためＥＣＵ３０は異常との診断データを内部メモリに記憶する。

そして、その後、冷却水温ＴＨＷが所定温度Ｔｙより低くなる（Ｓ３０２でＹＥＳ：ｔ４２）。このため今回の機関駆動停止中は、リリーフ弁２６に対する異常及び正常の診断は停止される（Ｓ３０４）。

更に、その後に、リリーフ弁２６によりリークされていない状態にて、燃料温度低下により燃料圧力ｐｆは低圧レベル判定値Ｐｘ以下となる（ｔ４３）。しかし、このタイミングｔ４３では既に異常及び正常の診断は停止されているので正常との誤診断は生じない。したがって今回の機関駆動停止中では、異常との診断内容が維持されることになる。

もし冷却水温ＴＨＷが低下しても異常及び正常の診断を継続するものとすると、図１０に一点鎖線にて示すごとく、タイミングｔ４３にて正常との誤診断がなされてしまう。
リリーフ弁２６が異常によりリーク機能を果たせない状態において、機関駆動停止当初から外気温ＴＨＡ＜Ｔｘである場合を図１１に示す。このような場合は、機関駆動停止当初（ｔ５０）からリリーフ弁２６に対する異常及び正常の診断は停止されることになる。

したがって高圧燃料系４内の燃料が急速な低温化により、燃料圧力ｐｆが急速に低圧レベル判定値Ｐｘ以下となっても（ｔ５１）、既に異常及び正常の診断は停止された状態である。このため一点鎖線にて図示したごとく診断が継続されている場合になされてしまう正常との誤診断は回避される。

上述した構成において、燃圧センサ２２ｂが燃料圧力検出部に、外気温センサ３２及び冷却水温センサ３４が温度検出部に、リリーフ弁２６がリーク機構に、ＥＣＵ３０が診断部に相当する。ＥＣＵ３０が実行するリーク機構診断処理と図８のリーク機構診断実行制御処理とは、診断部が実行する処理に相当する。

以上説明した本実施の形態３によれば、以下の効果が得られる。
（１）上述したごとく外気温ＴＨＡと冷却水温ＴＨＷとのいずれかが、それぞれの所定温度Ｔｘ，Ｔｙよりも低い場合には、最初から診断自体を停止することから、図９〜１１にて説明したごとく、リリーフ弁２６に対する誤診断を防止でき、異常及び正常の診断精度を高めることができる。

［その他の実施の形態］
・前記各実施の形態ではハイブリッド車両における間欠運転制御時でのリリーフ弁の異常及び正常診断について述べたが、少なくとも、高圧燃料ポンプによる燃料圧送が停止され、かついずれの燃料噴射弁も燃料噴射が停止されている状態ならば、他の機関駆動停止状態においても前述したリーク機構診断実行制御処理を同様に実行することができる。

例えば、車両ドライバーにより内燃機関が駆動停止される場合、あるいは降坂走行時などでのフューエルカットの場合である。このような場合に上記各実施の形態の処理を適用しても、各実施の形態に示したごとくの効果を生じさせることができる。

したがって本発明はハイブリッド車両のみでなく、前述した内燃機関を搭載している車両ならば、いかなる車両にも適用可能である。このため、前記各実施の形態においてＥＣＵが実行している間欠運転制御は、いわゆるハイブリッド車両にて行われる間欠運転制御のみでなく、アイドルストップなどのエコラン制御、あるいはフューエルカット制御を含む広義の意味での間欠運転制御も含ませることができる。

・前記実施の形態２では、冷却水温ＴＨＷと外気温ＴＨＡとの両方に応じて、所定時間を設定していたが、冷却水温ＴＨＷと外気温ＴＨＡとのいずれか一方に応じて所定時間の長さを設定するものでも良い。

・前記実施の形態３に示したリーク機構診断実行制御処理（図８）のステップＳ３０２では、外気温ＴＨＡ＜Ｔｘと冷却水温ＴＨＷ＜Ｔｙとの論理和条件であったが、外気温ＴＨＡ＜Ｔｘと冷却水温ＴＨＷ＜Ｔｙとのいずれかの条件のみであっても良い。あるいは外気温ＴＨＡ＜Ｔｘと冷却水温ＴＨＷ＜Ｔｙとの論理積条件としても良い。

・前記各実施の形態のリーク機構診断停止（図２のステップＳ１０２、図５のステップＳ２０６、図８のステップＳ３０４）では、異常とも正常とも診断しないようにしていた。しかし、正常との診断がなされなければ、誤診断とはならないことから、図２のステップＳ１０２、図５のステップＳ２０６あるいは図８のステップＳ３０４では、少なくとも正常との診断がなされないようにする処理であっても良い。

２…低圧燃料系、４…高圧燃料系、６…フィードポンプ、８…低圧燃料経路、１０，１１…低圧デリバリパイプ、１０ａ，１１ａ…低圧燃料噴射弁、１０ｂ，１１ｂ…パルセーションダンパー、１２…燃料タンク、１４…プレッシャレギュレータ、１６…高圧側燃料供給経路、１８…高圧燃料ポンプ、１８ａ…ポンプカム、１８ｂ…ポンプシリンダ、１８ｃ…プランジャ、１８ｄ…電磁開閉弁、１８ｅ…吐出通路、１８ｆ…パルセーションダンパー、２０…リーク通路、２２，２３…高圧デリバリパイプ、２２ａ，２３ａ…高圧燃料噴射弁、２２ｂ…燃圧センサ、２４…吐出弁、２６…リリーフ弁、３０…ＥＣＵ、３２…外気温センサ、３４…冷却水温センサ。

Claims (3)

1. 高圧燃料ポンプから燃料噴射弁に至る高圧燃料経路と、前記高圧燃料経路内の燃料をリークすることで前記高圧燃料経路内の燃料圧力を減圧させるリーク機構とを備えた内燃機関におけるリーク機構診断装置であって、
   前記高圧燃料経路に配置されて同高圧燃料経路内の燃料圧力を検出する燃料圧力検出部と、
   前記燃料圧力検出部により検出される燃料圧力に基づいて前記リーク機構による燃料リーク時の異常及び正常を診断する診断部と、
   内燃機関の冷却水温と外気温との一方又は両方を検出する温度検出部と、
   を備え、前記診断部は前記内燃機関の駆動停止状態が継続している期間が所定時間を経過した後は前記診断を行わないとともに、前記温度検出部が検出する前記冷却水温と前記外気温との一方又は両方に応じて前記所定時間の長さを調節し、
   前記内燃機関の駆動停止状態とは、少なくとも、前記高圧燃料ポンプが燃料圧送を停止し、かつ前記燃料噴射弁を含む複数の燃料噴射弁のいずれもが燃料噴射を停止している状態であることを特徴とするリーク機構診断装置。
2. 請求項１に記載のリーク機構診断装置において、前記診断部は前記温度検出部が検出する前記冷却水温と前記外気温との一方又は両方が低いほど、前記所定時間を短くすることを特徴とするリーク機構診断装置。
3. 請求項１又は２に記載のリーク機構診断装置において、前記診断部は、前記内燃機関の駆動停止状態が継続している期間の開始から所定時間内に前記燃料圧力検出部により検出される燃料圧力がリーク機構による燃料リークに対応した低圧レベルにならない場合にはリーク機構が異常であると診断し、この異常であるとした診断後に燃料圧力が前記低圧レベルになったとしても前記所定時間が経過した後である場合にはリーク機構が正常であると診断しないことを特徴とするリーク機構診断装置。

Images