JP6197775B2 - 減量弁の異常判定装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料噴射弁（吸気ポート噴射弁および筒内噴射弁）と、それら噴射弁群に接続された燃料供給経路に燃料を吐出する第１ポンプと、同経路上に設けられる減量弁であって閉弁時に第１ポンプの吐出燃料の全部を噴射弁群に供給し且つ開弁時に所定の排出量の燃料を供給経路から排出することによって吐出燃料の一部を噴射弁群に供給する減量弁と、吐出燃料を昇圧した後に筒内噴射弁に向けて吐出する第２ポンプと、を有する燃料システムに適用される、減量弁の異常判定装置に関する。

従来から、燃料噴射弁とポンプとを繋ぐ燃料供給経路上に減量弁を設けた燃料システムが提案されている。減量弁は、供給経路を通過する燃料のうちの所定量（換言すると、ポンプから吐出された燃料のうちの所定量）を必要に応じて同経路から排出可能な開閉弁である。具体的には、減量弁が開いている場合には減量弁を介して所定量が燃料供給経路から排出され、減量弁が閉じている場合には同排出が生じない。即ち、減量弁は、開いているときにはポンプによる吐出燃料の“一部”を燃料噴射弁に供給し、閉じているときには同吐出燃料の“全部”を燃料噴射弁に供給するようになっている。

減量弁を用いることにより、例えば、燃料噴射弁が必要とする量（燃料噴射弁における燃料の要求量）の燃料を同噴射弁に供給しつつ、ポンプから吐出される燃料の量（ポンプの吐出量）を増減できる。具体的には、減量弁を閉じた場合、吐出燃料の全部が燃料噴射弁に供給されるため、要求量と同じ量を吐出するようポンプに指示すれば、燃料噴射弁に要求量の燃料を供給できる。一方、減量弁を開いた場合、吐出燃料の一部が燃料噴射弁に供給されるため、減量弁を介して排出される所定量（排出量）を要求量に加えた量を吐出するようポンプに指示すれば、燃料噴射弁に要求量の燃料を供給できる。即ち、減量弁を開閉することにより、要求量を維持しながら、吐出量を“要求量”と“要求量と排出量との合計”との間で切り替えることができる。

例えば、従来の燃料システムの一つは、燃料噴射弁の要求量が少ないためにポンプに指示される吐出量がポンプの下限吐出量よりも少なくなる場合、減量弁を開くと共に、要求量と排出量との合計を吐出するようポンプに指示するようになっている。即ち、この燃料システムは、上記の場合、ポンプに指示される吐出量を排出量の分だけ増やすようになっている。これにより、この燃料システムは、燃料噴射弁の要求量がポンプの下限吐出量よりも少ない場合であっても、その要求量の燃料を燃料噴射弁に供給できる（例えば、特許文献１を参照。）。

特開２０１３−２３１３７３号公報

減量弁は、一般に機械的な開閉機構を有しており、経年劣化等に起因し、開いた状態または閉じた状態のまま周辺の部材に固着する場合がある。例えば、減量弁が開いた状態で固着した場合、減量弁に閉弁の指示（閉じる指示）が与えられても、減量弁は閉じることができない。一方、減量弁が閉じた状態で固着した場合、減量弁に開弁の指示（開く指示）が与えられても、減量弁は開くことができない。以下、前者を「開固着異常」といい、後者を「閉固着異常」という。

減量弁を備えた燃料システムが内燃機関（以下「機関」という。）に適用される場合、上述した異常は、機関の空燃比制御（例えば、空燃比を目標値に一致させるためのフィードバック量などのパラメータ）などに影響を及ぼす。例えば、「開固着異常」が生じた場合、減量弁への指示が開弁から閉弁に変わっても、減量弁は実際には閉じない。一方、ポンプの吐出量は、減量弁が閉じたことを前提として切り替えられる（即ち、排出量の分だけ減らされる）。そのため、燃料噴射弁の要求量に対してポンプの吐出量が不足し、燃料噴射弁に供給される燃料の圧力（以下「燃圧」という。）が低下する。その結果、燃料の噴射量および噴射状態（拡散の度合い等）に意図しない変化が生じ、上記パラメータが変動する。即ち、減量弁の異常に起因し、上記パラメータが変動する。逆に言えば、上記パラメータの変動に基づいて減量弁が異常であるか否かを判定（診断）できる、とも考えられる。

しかしながら、機関の空燃比制御に関するパラメータは、一般に、減量弁の影響だけでなく、減量弁以外の他の部材（例えば、機関の吸気系に属する各種部材）の影響も受ける。そのため、仮に同パラメータに意図しない変化が生じても、その変動が減量弁の異常に起因するか又は他の部材の異常に起因するかを特定することは困難である。換言すると、減量弁が異常であるか否かと、他の部材が異常であるか否かと、を区別して判定することは困難である。

本発明の目的は、減量弁が異常であるか否かを独立して判定できる異常判定装置を提供することにある。

上記課題を解決するための本発明による減量弁の異常判定装置は、
内燃機関の吸気ポートに燃料を噴射する第１噴射弁及び前記機関の気筒内に燃料を噴射する第２噴射弁を含む「噴射弁群」と、前記噴射弁群に接続された供給経路に燃料を吐出する「第１ポンプ」と、前記供給経路上に設けられる減量弁であって閉弁時に前記第１ポンプによる吐出燃料の全部を前記噴射弁群に供給し且つ開弁時に所定の排出量の燃料を前記供給経路から排出することによって前記吐出燃料の一部を前記噴射弁群に供給する「減量弁」と、前記吐出燃料を昇圧した後に前記第２噴射弁に向けて吐出する「第２ポンプ」と、を有する燃料システム（燃料系）に適用される。

そして、本発明の異常判定装置は、
前記減量弁に開弁又は閉弁の指示を与えると共に前記第１ポンプに吐出量を指示し、前記第２ポンプに吐出量を指示し、且つ、前記減量弁が異常であるか否かを判定可能な「制御部」を備えている。

ここで、前記制御部は、前記第１ポンプに指示する吐出量に関し、
「前記噴射弁群における燃料の要求量と、前記第１噴射弁に供給される燃料の圧力である第１燃圧を制御するためのフィードバック制御におけるフィードバック量と、前記減量弁への指示が開弁の場合に前記排出量に設定され且つ前記減量弁への指示が閉弁の場合にゼロに設定される補正量と、の合計」を吐出するように、前記第１ポンプに吐出量を指示する、ようになっている。

更に、前記制御部は、前記第２ポンプに指示する吐出量に関し、
前記第２噴射弁に供給される燃料の圧力である第２燃圧を制御するための量を吐出するように、前記第２ポンプに吐出量を指示する、ようになっている。

加えて、前記制御部は、前記減量弁の「異常判定処理」として、
前記第１噴射弁の燃料噴射を禁止し且つ前記フィードバック制御の応答速度を該異常判定処理が実行されていないときの応答速度よりも低下させる「前処理」を行った時点以降に、前記補正量を変更することなく前記減量弁への指示を変更する「主処理」を行い、前記主処理を行ったときの前記第１燃圧の推移に基づき、前記減量弁が異常であるか否かを判定する、ように構成されている。

上記構成により、上述した異常判定処理に従って減量弁の異常判定が行われる。この異常判定処理は、減量弁への指示（主処理における開弁の指示）に連動するパラメータ（第１燃圧）を利用して行われる。更に、このパラメータは、本燃料システムに固有のパラメータである。よって、本発明の異常判定装置は、減量弁が異常であるか否かを他の部材の異常判定と区別して判定できる。

本発明による減量弁の異常判定処理の詳細について、以下に述べる。

本発明の「制御部」は、「前記減量弁に開弁又は閉弁の指示を与えると共に前記第１ポンプに吐出量を指示」する。具体的には、制御部は、減量弁に対して必要に応じて「開弁又は閉弁の指示」を与える。更に、制御部は、第１ポンプに対して「前記噴射弁群における燃料の要求量」と「第１燃圧を制御するためのフィードバック制御におけるフィードバック量」と「前記減量弁への指示が開弁の場合に前記排出量に設定され且つ前記減量弁への指示が閉弁の場合にゼロに設定される補正量」との合計を吐出する指示を与える。

但し、「フィードバック制御」は、第１燃圧が所定の目標値に一致するように吐出量を「フィードバック量」だけ増減する制御である。更に、「排出量」は、減量弁の開弁時に減量弁を介して「供給経路から排出」される（その結果、噴射弁に実際に供給される燃料の量が減量される）量であり、事前の実験等によって予め特定され得る「所定の」量である。排出量は、固定値であってもよく、減量弁の経年劣化等を考慮した可変値であってもよい。加えて、以下、制御部が第１ポンプに指示する吐出量は単に「第１吐出量」と称呼され、制御部が第２ポンプに指示する吐出量は単に「第２吐出量」と称呼される。

減量弁が“正常”である場合、減量弁に閉弁の指示（閉じる指示）が与えられると、同指示に従って減量弁が閉じるため、減量弁によって排出される量（ゼロ）と「補正量」（減量弁への指示が閉弁の場合にはゼロ）とが“一致する”。同様に、減量弁に開弁の指示（開く指示）が与えられると、同指示に従って減量弁が開くため、減量弁によって排出される量（所定の排出量）と「補正量」（減量弁への指示が閉弁の場合には同排出量）とが“一致する”。そのため、この場合、減量弁への指示の変化に伴って第１吐出量が増減されても、減量弁の開閉によってその増減が相殺されるため、第１燃圧は変化しない。

逆に言えば、この場合、第１吐出量に排出量を加算することなく（換言すると、補正量をゼロに維持したまま）減量弁への指示を閉弁から開弁に変えると、排出量の分だけ噴射弁に供給される燃料が不足するため、第１燃圧が低下することになる。同様に、第１吐出量から排出量を減算することなく（換言すると、補正量を排出量に維持したまま）減量弁への指示を開弁から閉弁に変えると、排出量の分だけ噴射弁に供給される燃料が過剰となるため、第１燃圧が上昇することになる。

これに対し、減量弁に“開固着異常”が生じている場合、減量弁に閉弁の指示（閉じる指示）が与えられても、減量弁が閉じない。また、減量弁に“閉固着異常”が生じている場合、減量弁に開弁の指示（開く指示）が与えられても、減量弁が開かない。即ち、減量弁にこれら異常が生じている場合、減量弁への指示を変えても、減量弁の実際の開閉状態は変わらない（開固着または閉固着したままである）。よって、第１吐出量に排出量を加算することなく（補正量をゼロに維持したまま）減量弁への指示を閉弁から開弁に変えても、第１燃圧は変化しない。同様に、第１吐出量から排出量を減算することなく（換言すると、補正量を排出量に維持したまま）減量弁への指示を開弁から閉弁に変えても、第１燃圧は変化しない。

このように、減量弁に“開固着異常”又は“閉固着異常”が生じている場合、「補正量を変更することなく前記減量弁への指示を変更」する処理（主処理）を行っても、第１燃圧は同指示が変わる前の値に維持される（変化しない）ことになる。更に、上記説明から理解されるように、この第１燃圧の推移は、減量弁の異常に起因する。よって、上述した第１燃圧の推移に基づき、減量弁の異常判定を他の部材の異常判定と区別して行うことができる。これが、本発明における「異常判定処理」である。

但し、異常判定処理を精度良く行う観点からは、上記「主処理」を行ったときの第１燃圧の変動（減量弁が“正常”であるときの変化の度合い）が出来る限り大きいことが好ましい。しかし、上述したように、第１燃圧は、同燃圧を目標値に一致させるフィードバック制御の制御下にある。そのため、「主処理」を行ったときの第１燃圧の変動がフィードバック制御によって抑制され、減量弁が正常であっても第１燃圧の変動が小さくなる場合がある。そこで、異常判定処理の実行中に限り、フィードバック制御の働きを弱めることが考えられる。ところが、第１燃圧の変動が過度に大きくなると、第１噴射弁による燃料の噴射状態（拡散の度合い等）に意図しない変化が生じ、機関の空燃比制御等に影響を及ぼす可能性がある。このように、主処理の実行時に第１燃圧の変動を大きくすることは、異常判定処理の精度を向上させる観点からは好ましいものの、燃圧制御の観点からは好ましくない。

そこで、異常判定処理においては、「前記第１噴射弁の燃料噴射を禁止し且つ前記フィードバック制御の応答速度を該異常判定処理が実行されていないときの応答速度よりも低下させる」処理（前処理）を行った時点以降に、第１燃圧に変動が生じ得る処理（主処理）を行うようになっている。

これにより、前処理によって「第１噴射弁の燃料噴射を禁止」しているため、第１燃圧の変動が第１噴射弁による燃料の噴射状態等に影響を及ぼすことはない。更に、「フィードバック制御の応答速度を該異常判定処理が実行されていないときの応答速度よりも低下」させているため、第１燃圧の変動が大きくなり、異常判定処理を精度良く行うことができる。加えて、そのように第１燃圧の変動が大きくなっても、第２噴射弁における燃圧（第２燃圧）は第２ポンプによって別途制御されているため、第２噴射弁による燃料の噴射状態等に影響は及ばない。よって、異常判定処理の実行時には、第２噴射弁のみによって機関への燃料供給を行えばよい。このように、前処理により、主処理における減量弁の異常判定の精度の向上と、燃圧制御への影響の抑制と、を両立させることができる。

以上に説明したように、本発明の異常判定装置は、減量弁が異常であるか否かを独立して判定できる。

ところで、減量弁が「異常である」とは、減量弁に開固着異常または閉固着異常が生じていることを表す。逆に、減量弁が異常ではない（正常である）とは、減量弁に開固着異常も閉固着異常も生じていないことを表す。

更に、燃圧制御のための「フィードバック量」は、燃圧の目標値に対する実際値の偏差に基づく制御量であればよく、特に制限されない。例えば、フィードバック量は、同偏差に基づく比例項（Ｐ項）及び同偏差の時間積分値に基づく積分項（Ｉ項）の一方または双方を含むように算出され得る。更に、そのように算出されたフィードバック量に同偏差の時間微分値に基づく微分項（Ｄ項）を追加してもよい。

更に、第１ポンプ及び第２ポンプに指示される「吐出量」、並びに、後述される「最大吐出量」及び「閾値吐出量」は、燃料システムにおける各ポンプの制御機構に対応したパラメータであればよく、特に制限されない。例えば、吐出量として、各ポンプから単位時間当たりに吐出される燃料の体積、及び、各ポンプをＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式にて制御する場合における各ポンプへの入力電圧のデューティ比、等が採用され得る。同様に、例えば、最大吐出量として、各ポンプから単位時間当たりに吐出可能な燃料の最大体積、及び、ＰＷＭ方式の制御における入力電圧のデューティ比の最大値（＝１）等が採用され得る。更に、例えば、閾値吐出量として、その最大吐出量から所定量を減じた量が採用され得る（詳細は後述される。）。

以上、本発明の異常判定装置について説明した。次いで、以下、本発明の異常判定装置のいくつかの態様（態様１〜５）について述べる。

・態様１
上述した減量弁の異常判定（異常判定処理）を行うとき、燃圧制御の観点から、第１噴射弁（吸気ポート噴射弁）の燃料噴射が禁止されると共に、必要に応じて第２噴射弁（筒内噴射弁）のみを用いて機関への燃料供給がなされる。しかし、機関の運転状態および機関における他の制御の実行状態等によっては、第１噴射弁（吸気ポート噴射弁）の燃料噴射を禁止することが困難な場合がある。そのため、減量弁の異常判定は、可能な限り、上述した判定手法（異常判定処理）と、第１噴射弁の噴射を継続しながら減量弁の異常判定が可能な判定手法と、を組合せて実行されることが好ましい。

そこで、一の態様として、前記制御部は、
前記減量弁が異常であるか否かを判定するとき、
「第１異常判定」として、“前記減量弁への指示が閉弁の場合における前記第１ポンプに指示される吐出量が閾値吐出量以上であるとの条件”が成立していない場合、前記減量弁への指示が開弁である期間中の前記フィードバック量と、前記減量弁への指示が閉弁である期間中の前記フィードバック量と、の差に基づき、前記減量弁が異常であるか否かを判定し、
「第２異常判定」として、前記条件が成立している場合、前記“前処理”を行った時点以降に、前記“主処理”として前記補正量をゼロに維持しながら前記減量弁への指示を閉弁から開弁に変更する処理を行い、前記主処理を行ったときの前記第１燃圧の推移に基づき、前記減量弁が異常であるか否かを判定する、ように構成され得る。

上記構成により、２種類の異常判定手法（第１異常判定または第２異常判定）に従って減量弁の異常判定が行われる。これら異常判定手法は、減量弁への指示（開弁の指示または閉弁の指示）に連動するパラメータ（フィードバック量または燃料の圧力）を利用して行われる。更に、これらパラメータは、本燃料システムに固有のパラメータである。更に、第１異常判定は、第１噴射弁の燃料噴射を禁止することなく実行可能である（詳細は後述される。）。よって、本発明の異常判定装置は、他の制御等への影響を出来る限り小さくしながら、減量弁が異常であるか否かを他の部材の異常判定と区別して判定できる。

より具体的に述べると、減量弁が“正常”である場合、上述したように、減量弁への指示の変化に伴って第１吐出量が増減されても（補正量がゼロと排出量との間で切り替えられても）、減量弁の開閉によってその増減が相殺されるため、第１燃圧は変化しない。よって、第１燃圧を制御するためのフィードバック量も変化しない。換言すると、減量弁の開閉は、フィードバック量に影響を及ぼさない。その結果、この場合、「減量弁への指示が開弁である期間中の前記フィードバック量」と、「減量弁への指示が閉弁である期間中の前記フィードバック量」と、は実質的に一致することになる（図３も参照。）。

これに対し、減量弁に“開固着異常”が生じている場合、減量弁に閉弁の指示（閉じる指示）が与えられても、減量弁が閉じないため、実際に排出される量（減量弁が開固着しているため所定の排出量）と、「補正量」（減量弁が閉じることを前提としたゼロ）と、が“一致しない”。そのため、閉弁の指示に伴って第１燃圧が低下すると共に、第１燃圧の低下を相殺するようにフィードバック量が増大する。その後、減量弁に開弁の指示（開く指示）が与えられると、実際に排出される量（排出量）と、「補正量」（減量弁が開くことを前提とした排出量）と、が“一致する”。そのため、増大していたフィードバック量が、元の量に戻る（減量弁が正常である場合の量まで減少する）。このように、この場合、減量弁の開閉がフィードバック量に影響を及ぼす。その結果、「減量弁への指示が開弁である期間中の前記フィードバック量」と、「減量弁への指示が閉弁である期間中の前記フィードバック量」と、が相違することになる（図３も参照。）。

また、減量弁に“閉固着異常”が生じている場合、減量弁に開弁の指示（開く指示）が与えられても、減量弁が開かないため、実際に排出される量（減量弁が閉固着しているためゼロ）と、「補正量」（減量弁が開くことを前提とした排出量）と、が“一致しない”。そのため、開弁の指示に伴って第１燃圧が上昇すると共に、第１燃圧の上昇を相殺するようにフィードバック量が減少する。その後、減量弁に閉弁の指示（閉じる指示）が与えられると、実際に排出される量（減量弁が閉固着しているためゼロ）と、「補正量」（減量弁が閉じることを前提としたゼロ）と、が“一致する”。そのため、減少していたフィードバック量が、元の量に戻る（減量弁が正常である場合の量まで増大する）。このように、この場合、減量弁の開閉がフィードバック量に影響を及ぼす。その結果、「減量弁への指示が開弁である期間中の前記フィードバック量」と、「減量弁への指示が閉弁である期間中の前記フィードバック量」と、が相違することになる（図３も参照。）。

このように、減量弁に“開固着異常”又は“閉固着異常”が生じている場合、減量弁への指示が相違すると、フィードバック量も相違することになる。更に、上記説明から理解されるように、このフィードバック量の相違は、減量弁の異常に起因する。よって、上述した各フィードバック量の「差」に基づき、減量弁の異常判定を他の部材の異常判定と区別して行うことができる。これが、本発明における「第１異常判定」である。

但し、第１異常判定は、第１ポンプが“常に”制御部の指示に対応した量の燃料を吐出可能であること（逆に言えば、制御部が何らの制限なく第１ポンプに吐出量を指示可能であること）を前提としている。しかし、一般に、燃料吐出用のポンプは、指示可能な最大吐出量（ポンプの構造およびポンプの制御機構などに起因する上限量）を有する。そのため、制御部が第１ポンプに指示するべき吐出量（上記「合計」）がその最大吐出量よりも多くなる場合、制御部は実際の吐出量をその吐出量に一致させられず、第１異常判定が適切に行われない可能性がある。

そこで、本発明の第１異常判定は、「減量弁への指示が閉弁の場合における前記第１ポンプに指示される吐出量が閾値吐出量以上であるとの条件が成立していない場合」に限り、行われるようになっている。この理由は、以下の通りである。まず、上述したように、減量弁が正常であるか異常であるかにかかわらず、減量弁への指示が“閉弁”から“開弁”に変わると、第１吐出量に排出量が加算される（第１吐出量が増やされる）。そのため、第１異常判定を適切に行う観点からは、第１吐出量が増やされる“前”（減量弁への指示が“閉弁”のとき）の第１吐出量が、第１ポンプに指示可能な最大吐出量に比べて十分に少ない必要がある。そこで、第１異常判定は、「減量弁への指示が閉弁の場合における前記第１ポンプに指示される吐出量が閾値吐出量以上であるとの条件」が“成立していない”場合に行われる。なお、閾値吐出量は、第１ポンプに指示可能な最大吐出量よりも十分に少ない量であり、その具体例は後述される。

一方、「前記条件が成立している」場合、本発明の「第２異常判定」が行われる。第２異常判定は、上記「異常判定処理」に相当する判定手法であり、第１異常判定とは異なり、「第１燃圧」の推移に基づいて異常判定を行うようになっている。

具体的には、第２異常判定は、上記異常判定処理のうちの「前記補正量をゼロに維持しながら前記減量弁への指示を閉弁から開弁に変更する処理」を、主処理として行う。この主処理によれば、上述したように、第１燃圧の変動のみに基づく異常判定が可能である。換言すると、第１燃圧の変動に伴うフィードバック制御によって第１吐出量が変動する前に（即ち、第１噴射弁を実質的に増大させることなく）、異常判定を完了し得る。そのため、第２異常判定は、上記条件が成立している場合（第１吐出量が閾値吐出量以上であり、減量弁を開弁すると共に第１吐出量を増量させる指示が困難である場合）であっても、減量弁の異常判定を行うことができる。

・態様２
上記「前処理」においてフィードバック制御の応答速度を低下させる方法は、異常判定処理（又は第２異常判定）を精度良く行う観点等から定められればよく、具体的な構成は特に制限されない。

例えば、一の態様として、前記制御部は、
前記前処理として、「前記異常判定処理を行うときの前記フィードバック制御の不感帯を前記異常判定処理が実行されていないときの前記不感帯よりも広げる」と共に、「前記異常判定処理を行うときの前記フィードバック制御のフィードバックゲインを前記異常判定処理が実行されていないときの前記フィードバックゲインよりも大きくする」ように構成され得る。

上記構成により、フィードバック制御の不感帯を広げる（即ち、フィードバック制御を開始する基準となる“目標圧と実燃圧との差の閾値”を大きくする）ことにより、フィードバック制御が開始され難くなる。更に、フィードバック制御のフィードバックゲインを大きくする（即ち、フィードバック制御が開始された“後”のフィードバック量を大きくする）ことにより、フィードバック制御が開始された後に第１燃圧が速やかに目標圧に近づくことになる。その結果、フィードバック制御の応答速度を低下させるだけでなく、第１燃圧が過度に低下することによる影響（例えば、燃料供給経路内における気泡（ベーパ）の発生等）をも防ぐことができる。

・態様３
上記「閾値吐出量」は、第１吐出量に排出量が加算されてもその第１吐出量が第１ポンプの最大吐出量に到達しない量、に設定されればよい。具体的には、閾値吐出量は、第１ポンプの最大吐出量とその閾値吐出量との差が排出量よりも大きくなるように（即ち、最大吐出量から排出量を減じた量よりも閾値吐出量が少なくなるように）定められればよい。一方、閾値吐出量が小さい量に設定されるほど、異常判定処理（又は第２異常判定）が行われる頻度が高まることになる。しかし、上述したように、燃圧制御の観点からは、異常判定処理（又は第２異常判定）が行われる頻度は出来る限り低い（即ち、閾値吐出量が大きい）ことが好ましい。

そこで、一の態様として、
前記閾値吐出量は、前記第１ポンプに指示可能な最大吐出量よりも前記排出量だけ少ない量に設定され得る。

上記構成により、異常判定処理（又は第２異常判定）が第１燃圧の燃圧制御へ及ぼす影響を出来る限り小さくしながら、減量弁の異常判定を行うことができる。

・態様４
上記「制御部」は、上述した従来の燃料システムと同様、第１ポンプに指示される吐出量が所定の下限量以下となる場合に減量弁に開弁を指示するように構成されてもよい。例えば、制御部は、噴射弁群における要求量が下限量以下である場合に減量弁に開弁を指示し、同要求量が下限量よりも多い場合に減量弁に閉弁を指示する、ように構成され得る（図２も参照。）。即ち、制御部は、減量弁の異常判定とは異なる理由により（第１ポンプの適正作動を目的として）減量弁に開閉の指示を与えるように構成され得る。更に、制御部は、そのような開閉の指示に代えて、減量弁の異常判定を目的として減量弁に開閉の指示を与えてもよい。

換言すると、上記「第１異常判定」において、減量弁への指示が開弁または閉弁であるときの各フィードバック量は、減量弁の異常判定を目的として積極的に減量弁に開閉の指示を与えながら（即ち、アクティブに）取得してもよく、ポンプの適正作動を目的として自然に減量弁の開閉の指示が変化することを待って（即ち、パッシブに）取得してもよい。

例えば、前者（異常判定を目的とした開閉指示）の態様として、前記制御部は、
前記第１異常判定において、前記減量弁への指示を閉弁から開弁に変更したときの前記フィードバック量の変化量の絶対値、及び、前記減量弁への指示を開弁から閉弁に変更したときの前記フィードバック量の変化量の絶対値、の少なくとも一方が第１閾値以上である場合、前記減量弁が異常であると判定する、ように構成され得る。

上記「第１閾値」は、上記変化量の絶対値がその第１閾値以上である場合に減量弁が異常であると判定し得る適値であればよく、第１異常判定の原理上は排出量以下の値であればよい。例えば、第１閾値として、排出量そのもの、又は、排出量よりも所定量だけ少ない量、が採用され得る。

・態様５
上記「異常判定処理」（又は第２異常判定）は、減量弁が異常である場合には補正量を変更することなく減量弁への指示を変化させたときに第１燃圧が“変化しない”ことに着目している。しかし、たとえ減量弁が異常であっても、時々刻々と変化するフィードバック量等に起因し、第１燃圧が多少は変化する可能性がある。そこで、減量弁の異常判定をより精度よく行う観点から、異常判定処理（又は第２異常判定）は、第１燃圧の変化量が“減量弁が正常であると判定できる量”に達していない場合に減量弁が“異常”である、と判定するように構成されてもよい。

具体的には、一の態様として、前記制御部は、
前記異常判定処理において、前記主処理を行ったときの前記第１燃圧の変化量の絶対値が第２閾値以上でなく、且つ、前記主処理を行った後に前記第１燃圧の変化量を所定時間に亘って積算した積算値の絶対値が第３閾値以上でない場合、前記減量弁が異常であると判定する、ように構成され得る。

上記「第２閾値」は、第１燃圧の変化量の絶対値がその第２閾値以上である場合に減量弁が正常であると判定し得る適値であればよい。更に、上記「第３閾値」は、第１燃圧の変化量の絶対値が第２閾値以上でなかったとしても、同変化量の積算値の絶対値が第３閾値以上である場合にに減量弁が正常であると判定し得る適値であればよい。第３閾値は、、例えば第１燃圧を測定するセンサの劣化等に起因し、減量弁が正常であっても第１燃圧が第２閾値以上に変化しない可能性があることを考慮した条件である。なお、燃圧制御の観点から、異常判定処理（又は第２異常判定）において減量弁が異常であるか否かが判定された後、速やかに減量弁への指示を元に戻す（即ち、同指示を開弁から閉弁に変える）ことが好ましい。

本発明の実施形態に係る異常判定装置、同装置が適用される燃料システム、及び、同システムを搭載した内燃機関の概略図である。 図１に記載した燃料システムに含まれるフューエルポンプの作動線図である。 減量弁の状態（正常または異常）と、燃料システムにおける各種パラメータと、の関係の一例を表すタイムチャートである。 減量弁の状態（正常または異常）と、燃料システムにおける各種パラメータと、の関係の一例を表すタイムチャートである。 ポート噴射弁における燃圧を制御するためのフィードバック制御のモード切り替えを説明する模式図である。 本発明の実施形態に係る異常判定装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。 本発明の実施形態に係る異常判定装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。 本発明の実施形態に係る異常判定装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。 本発明の実施形態に係る異常判定装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。

＜実施形態＞
［装置の概要］
図１を参照しながら、本発明の実施形態に係る異常判定装置（以下「実施装置」という。）の概略構成を説明する。

図１は、実施装置が適用される燃料システムを搭載した内燃機関ＥＧ（以下「機関ＥＧ」という。）の概略構成を示している。機関ＥＧは、ポート噴射及び筒内噴射併用型・火花点火式・４サイクルの内燃機関である。機関ＥＧは、以下（１）〜（９）に示す構成を有している。

（１）燃料システム
ポート噴射弁１１、筒内噴射弁１２、低圧デリバリパイプ１３、高圧デリバリパイプ１４、低圧フューエルポンプ１５、高圧フューエルポンプ１６、燃料タンク１７、減量弁１８、及び、燃圧センサ（低圧側センサ１９ａ，高圧側センサ１９ｂ）が、燃料システムに含まれる。
（２）シリンダブロック部
気筒２１、ピストン２２、コンロッド２３、クランクシャフト２４、及び、燃焼室２５が、シリンダブロック部に含まれる。
（３）シリンダヘッド部
吸気ポート３１、吸気弁３２、インテークカムシャフト３３、排気ポート３４、排気弁３５、エキゾーストカムシャフト３６、点火プラグ３７、及び、イグナイタ３８が、シリンダヘッド部に含まれる。
（４）吸気系統
インテークマニホールド４１、吸気管４２、エアクリーナ４３、スロットル弁４４、及び、スロットル弁アクチュエータ４４ａが、吸気系統に含まれる。
（５）排気系統
エキゾーストマニホールド５１、排気管５２、及び、排ガス浄化用触媒５３が、排気系統に含まれる。
（６）アクセルペダル６１
（７）イグニッション・キー・スイッチ６２
（８）各種センサ
クランクポジションセンサ７１、エアフロメータ７２、空燃比センサ７３，７４、吸気温度センサ７５、及び、水温センサ７６が、各種センサに含まれる。
（９）電子制御装置８１

燃料システムに含まれる減量弁１８は、低圧フューエルポンプ１５から吐出された燃料の全部をポート噴射弁１１及び筒内噴射弁１２（噴射弁群）に供給すること、及び、同燃料の一部をポート噴射弁１１及び筒内噴射弁１２に供給すること、を切り替え可能な開閉弁である。

減量弁１８は、低圧フューエルポンプ１５とポート噴射弁１１及び筒内噴射弁１２（厳密には低圧デリバリパイプ１３及び高圧デリバリパイプ１４）とを繋ぐ燃料供給経路上に設けられている。具体的には、減量弁１８は、ポート噴射弁１１に繋がる燃料供給経路と、筒内噴射弁１２に繋がる燃料供給経路と、が合流する位置よりも上流側において、燃料供給経路に介装されている。減量弁１８は、電子制御装置８１の指示信号（開弁の指示または閉弁の指示）に基づいて開閉するようになっている。減量弁１８は、開弁しているとき、低圧フューエルポンプ１５から吐出された燃料の一部を燃料供給経路から排出させて燃料タンク１７に戻すようになっている。即ち、このとき、低圧フューエルポンプ１５から吐出された燃料の“一部”（燃料タンク１７に戻される燃料以外の燃料）がポート噴射弁１１及び筒内噴射弁１２に供給される。一方、減量弁１８は、閉弁しているとき、同排出を行わないようになっている。即ち、このとき、低圧フューエルポンプ１５から吐出された燃料の“全部”がポート噴射弁１１及び筒内噴射弁１２に供給される。

低圧フューエルポンプ１５は、燃料タンク１７から供給された燃料を昇圧すると共に、電子制御装置８１の指示信号に対応した量の燃料を吐出する、電動ポンプである。具体的には、電子制御装置８１は、下記（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）を合計した量を低圧フューエルポンプ１５の吐出量Ｆｏｕｔとして算出し、吐出量Ｆｏｕｔの燃料を吐出するように低圧フューエルポンプ１５に指示を与えるようになっている（図６の燃圧制御ルーチンも参照。）。以下、低圧フューエルポンプ１５に指示される吐出量Ｆｏｕｔは、単に「吐出量Ｆｏｕｔ」とも称呼される。
（Ａ）ポート噴射弁１１及び筒内噴射弁１２において要求される要求量Ｆｉｎｊ
（Ｂ）ポート噴射弁１１における燃圧を制御するためのフィードバック制御におけるフィードバック量Ｆｆｂ
（Ｃ）減量弁１８への指示が開弁である場合には減量弁１８を介して排出される排出量Ｆｄに設定され且つ減量弁１８への指示が閉弁である場合にはゼロに設定される補正量Ｆｖｏｐｅｎ

なお、低圧フューエルポンプ１５は、ＰＷＭ方式にて制御されている。具体的には、電子制御装置８１は、上述したように吐出量Ｆｏｕｔを定めた後、その吐出量Ｆｏｕｔに対応するように低圧フューエルポンプ１５への入力電圧のデューティ比を定め、そのデューティ比を低圧フューエルポンプ１５を作動させるコントローラ（いわゆるＦＰＣ。Ｆｕｅｌ Ｐｕｍｐ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ。図示省略）に指示信号として送信するようになっている。即ち、本例における吐出量Ｆｏｕｔは、実質的に上記デューティ比を表す。

図２は、低圧フューエルポンプ１５の作動線図（要求量Ｆｉｎｊ、フィードバック量Ｆｆｂ、補正量Ｆｖｏｐｅｎ（ゼロ又は排出量Ｆｄ）、及び、吐出量Ｆｏｕｔの関係）である。電子制御装置８１は、横軸（Ｆｉｎｊ＋Ｆｆｂ）の値に基づき、縦軸（Ｆｏｕｔ）の値の燃料を吐出するように低圧フューエルポンプ１５に指示を与えるようになっている。図２の縦軸（Ｆｏｕｔ）に示すように、低圧フューエルポンプ１５は、その構造および制御機構等に起因する、電子制御装置８１が指示可能な吐出量Ｆｏｕｔの最大量（最大吐出量）Ｆｍａｘを有する。なお、ＰＷＭ方式の制御において、最大吐出量Ｆｍａｘを指示することは、低圧フューエルポンプ１５への入力電圧のデューティ比を“１”にすること（即ち、実質的にＰＷＭ制御を行っていないこと）に相当する。

更に、縦軸（Ｆｏｕｔ）に示すように、低圧フューエルポンプ１５は、吐出量Ｆｏｕｔが所定の最小量（最小吐出量）Ｆｍｉｎよりも少ない領域においては使用されないようになっている。具体的には、横軸（Ｆｉｎｊ＋Ｆｆｂ）の量と最小吐出量Ｆｍｉｎとが比較され、横軸（Ｆｉｎｊ＋Ｆｆｂ）の量が最小吐出量Ｆｍｉｎ以下である場合、横軸の量に排出量Ｆｄを加算した量が、吐出量Ｆｏｕｔとして用いられる。例えば、横軸の量がＦｍｉｎのときに吐出量はＦｍｉｎ＋Ｆｄであり、横軸の量がゼロのときに吐出量はＦｍｉｎである。

但し、このように排出量Ｆｄが加算される場合、減量弁１８に“開弁”が指示される。そのため、減量弁１８が正常であれば、吐出量Ｆｏｕｔ（＝Ｆｉｎｊ＋Ｆｆｂ＋Ｆｄ）から排出量Ｆｄを減じた量（＝Ｆｉｎｊ＋Ｆｆｂ）の燃料が筒内噴射弁１２に供給される。よって、この場合、排出量Ｆｄが吐出量Ｆｏｕｔに加算されていても、最終的にポート噴射弁１１及び筒内噴射弁１２に供給される燃料の量は、横軸の量Ｆｉｎｊ＋Ｆｆｂのままである。一方、横軸の量Ｆｉｎｊ＋Ｆｆｂが最小吐出量Ｆｍｉｎよりも多い場合、減量弁１８に“閉弁”が指示される。そのため、減量弁１８が正常であれば、吐出量Ｆｏｕｔの（＝Ｆｉｎｊ＋Ｆｆｂ）燃料がそのままポート噴射弁１１及び筒内噴射弁１２に供給される。よって、この場合も、吐出量Ｆｏｕｔ（＝Ｆｉｎｊ＋Ｆｆｂ）の燃料が筒内噴射弁１２に供給されることになる。このように、減量弁が正常であれば、横軸の量Ｆｉｎｊ＋Ｆｆｂにかかわらず（減量弁１８への開閉指示にかかわらず）、横軸の量Ｆｉｎｊ＋Ｆｆｂの燃料が筒内噴射弁１２に供給される。

最小吐出量Ｆｍｉｎは、低圧フューエルポンプ１５に指示される吐出量と、実際の吐出量と、の間の比例関係（リニアリティ）が維持され得る最小の吐出量であり、事前の実験等によって予め定められている。本例においては、最小吐出量Ｆｍｉｎと排出量Ｆｄとが一致するように、燃料システムが設計されている。

更に、縦軸（Ｆｏｕｔ）に示すように、指示可能な最大吐出量Ｆｍａｘよりも排出量Ｆｄだけ少ない量が、閾値吐出量Ｆｏｕｔｔｈとして図示されている。閾値吐出量Ｆｏｕｔｔｈは、後述される異常判定において用いられる量である。閾値吐出量Ｆｏｕｔｔｈの詳細は、後述される。

なお、上記説明においては、低圧フューエルポンプ１５の最小吐出量Ｆｍｉｎと、パラメータＦｉｎｊ＋Ｆｆｂ（図２の横軸に相当）と、を比較し、減量弁１８への指示（開弁または閉弁の指示）を切り替えている。しかし、減量弁１８の開閉のために最小吐出量Ｆｍｉｎと比較するパラメータとして、Ｆｉｎｊ＋Ｆｆｂ（要求量とフィードバック量との和）に代えて、Ｆｉｎｊ（要求量のみ）が用いられてもよい。要求量Ｆｉｎｊのみを用いる場合、フィードバック量Ｆｆｂを考慮することなく減量弁１８の開閉処理等を実行できるため、燃料システムの制御を単純化できる。

但し、上記の場合、フィードバック量Ｆｆｂの大きさによっては、要求量Ｆｉｎｊと、要求量とフィードバック量との和Ｆｉｎｊ＋Ｆｆｂと、が大きく相違し、減量弁１８を適切なタイミングにて開閉できないとも考えられる。しかし、フィードバック量Ｆｆｂは、通常、燃料システムの経年劣化等に起因して徐々に増大する（例えば、ＰＩＤ制御における積分項が大きくなる）傾向がある。そのため、減量弁１８を開く必要がないにもかかわらず開弁の指示がなされる場合（Ｆｉｎｊ＋Ｆｆｂ＞Ｆｍｉｎであるにもかかわらず、Ｆｉｎｊ＜Ｆｍｉｎである場合）は生じ得るものの、その逆の場合（減量弁１８を開く必要があるときに閉弁の指示がなされる場合）は通常は生じない。よって、上記パラメータとして要求量Ｆｉｎｊのみが用いられても、通常、吐出量Ｆｏｕｔが最小吐出量Ｆｍｉｎよりも少ない領域にて低圧フューエルポンプ１５が使用されることはない。即ち、図２の作動線図に矛盾が生じることはない。

再び図１を参照すると、高圧フューエルポンプ１６は、燃料供給経路を介して低圧フューエルポンプ１５から供給された燃料を更に昇圧すると共に、電子制御装置８１の指示信号に対応した量の燃料を吐出する、プランジャーポンプである。具体的には、高圧フューエルポンプ１６は、電子制御装置８１の指示信号に従って吸入弁（図示省略）を開閉させ、同ポンプ内に燃料を流入させる。そして、その燃料を、エキゾーストカムシャフト３６の回転動力を用いて駆動されるプランジャー（図示省略）を用いて圧縮（昇圧）する。圧縮（昇圧）された燃料は、同ポンプ内の燃圧が目標圧に到達した際に開弁する吐出弁（図示省略）を介し、筒内噴射弁１２に向かう燃料供給経路に吐出される。

このように、高圧フューエルポンプ１６は、吐出弁の開弁圧に基づいて定まる燃圧を有する吐出燃料を、吸入弁を開閉するタイミングに基づいて定まる量だけ吐出する。別の言い方をすると、高圧フューエルポンプ１６は、筒内噴射弁１２における燃圧を目標圧に維持するための量を吐出量として吐出するように、電子制御装置８１によって制御される。なお、高圧フューエルポンプ１６は、低圧フューエルポンプ１５とは独立して制御されるようになっている。

上述した作動線図に従って低圧フューエルポンプ１５から吐出された燃料は、燃料供給経路を介して低圧デリバリパイプ１３及び高圧フューエルポンプ１６に注入される。低圧デリバリパイプ１３に注入された燃料は、電子制御装置８１の指示に従い、ポート噴射弁１１から吸気ポート３１に噴射される。一方、高圧フューエルポンプ１６に注入された燃料は、高圧フューエルポンプ１６によって上述したように昇圧された後に高圧デリバリパイプ１４に注入される。そして、高圧デリバリパイプ１４に注入された燃料は、電子制御装置８１の指示に従い、筒内噴射弁１２から気筒２１の内部に噴射される。なお、低圧デリバリパイプ１３に注入された燃料の圧力は低圧側センサ１９ａによって計測され、高圧デリバリパイプ１４に注入された燃料の圧力は高圧側センサ１９ｂによって計測される。

電子制御装置８１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータを主体とした電子回路である。電気制御装置のＣＰＵ（以下、単に「ＣＰＵ」という。）は、ポート噴射弁１１、筒内噴射弁１２、低圧フューエルポンプ１５、高圧フューエルポンプ１６及び減量弁１８等に指示信号を送信すると共に、上記各センサから出力される信号を受信するように構成されている。

以上が、実施装置が適用される燃料システム、及び、同燃料システムを搭載した機関ＥＧの概要である。

［減量弁の異常判定］
図３及び図４を参照しながら、実施装置における減量弁１８の異常判定の手法を「第１異常判定」及び「第２異常判定」の順に説明する。図３及び図４は、減量弁１８の状態（正常、開固着異常、閉固着異常）と、燃料システムにおける各種パラメータと、の関係の一例を表すタイムチャートである。図３及び図４において、“実線”は減量弁１８が正常である場合の同パラメータの推移を表し、“破線”は減量弁１８に開固着異常が生じている場合の同パラメータの推移を表し、“一点鎖線”は減量弁１８に閉固着異常が生じている場合の同パラメータの推移を表す。

但し、説明の便宜上、図３及び図４のタイムチャートにおいては、要求量Ｆｉｎｊは一定値Ａに維持されながら、減量弁１８に開閉が指示されている。即ち、これらタイムチャートにおいては、要求量Ｆｉｎｊの大小とは関わりなく（即ち、減量弁１８の異常判定を目的として）減量弁１８に開閉が指示されている。

・第１異常判定（図３）
図３に示す例においては、時刻ｔ０にて減量弁１８に「開弁」が指示されており、時刻ｔ０から所定時間が経過した時刻ｔ１にて減量弁１８に「閉弁」が指示される。このとき、減量弁１８が“正常”である場合、時刻ｔ１にて、減量弁１８の開閉状態が開弁から閉弁に変化する。しかし、“開固着異常”が生じている場合、減量弁１８の開閉状態は変わらず、減量弁１８は開弁したままとなる。同様に、“閉固着異常”が生じている場合、減量弁１８は閉弁したままとなる。

更に、時刻ｔ１にて、閉弁の指示と共に、補正量Ｆｖｏｐｅｎが排出量Ｆｄからゼロに減少する。減量弁１８が“正常”である場合、補正量Ｆｖｏｐｅｎの減少と共に減量弁１８が閉弁するため、時刻ｔ１の前後において、ポート噴射弁１１における燃圧（以下「第１燃圧ＦＰ１」という。）は目標圧ＦＰ１ｔｇｔに維持される。しかし、“開固着異常”が生じている場合、減量弁１８が開弁したまま（即ち、減量弁１８の開閉状態が変わらないまま）補正量Ｆｖｏｐｅｎが減少することになるため、ポート噴射弁１１及び筒内噴射弁１２に供給される燃料が不足し、第１燃圧ＦＰ１が目標圧ＦＰ１ｔｇｔから乖離するように低下する。同様に、“閉固着異常”が生じている場合、減量弁１８の開閉状態が変わらないまま補正量Ｆｖｏｐｅｎがゼロに減量されるため、第１燃圧ＦＰ１が低下する。なお、上述した燃料の不足量は、排出量Ｆｄに等しい。

そのため、減量弁１８が“正常”である場合、時刻ｔ１の前後において、フィードバック量Ｆｆｂは値Ｂに維持される。しかし、“開固着異常”又は“閉固着異常”が生じている場合、低下した第１燃圧ＦＰ１を再び目標圧ＦＰ１ｔｇｔに一致させるために（換言すると、燃料の不足分（＝Ｆｄ）を補うために）、フィードバック量Ｆｆｂが増大する。この場合における増大量はＦｄである。その結果、第１燃圧ＦＰ１は、目標圧ＦＰ１ｔｇｔに戻る。但し、このフィードバック制御には、フィードバック制御の応答速度に応じた応答時間が必要であるため、時刻ｔ１から所定時間が経過した後、第１燃圧ＦＰ１が目標圧ＦＰ１ｔｇｔに一致することになる。

要求量Ｆｉｎｊ、フィードバック量Ｆｆｂ及び補正量Ｆｖｏｐｅｎが上述したように推移するため、減量弁１８が“正常”である場合、時刻ｔ１にて指示される吐出量Ｆｏｕｔは減少する。このときの減少量は、排出量Ｆｄに等しい。一方、“開固着異常”又は“閉固着異常”が生じている場合、吐出量Ｆｏｕｔは一旦減少した後に元の量に戻る。

時刻ｔ１から所定時間が経過した時刻ｔ２においては、フィードバック量Ｆｆｂが既に収束しているため、第１燃圧ＦＰ１及び吐出量Ｆｏｕｔは安定している。時刻ｔ２において、“開固着異常”が生じている場合のフィードバック量は、正常時のフィードバック量Ｂよりも排出量Ｆｄの分だけ大きい値となる。一方、“閉固着異常”が生じている場合のフィードバック量は、正常時のフィードバック量Ｂと実質的に同一である。

なお、上記同様の理由（各パラメータが推移する理由）により、減量弁１８に開弁が指示されている時刻ｔ０において、“開固着異常”が生じている場合のフィードバック量は正常時のフィードバック量Ｂと実質的に同一であり、“閉固着異常”が生じている場合のフィードバック量は正常時のフィードバック量Ｂよりも排出量Ｆｄの分だけ小さい値となる。

時刻ｔ２から所定時間が経過すると、時刻ｔ３にて、減量弁１８に「開弁」が指示される。このとき、各パラメータの推移は、時刻ｔ１において減量弁１８に「閉弁」が指示された場合の推移と、正負が逆である点を除いて同一である。即ち、時刻ｔ１において増大したパラメータは時刻ｔ３において減少し、時刻ｔ１において減少したパラメータは時刻ｔ３において増大する。よって、時刻ｔ３にて、減量弁１８が“正常”である場合、時刻ｔ３の前後において、フィードバック量Ｆｆｂは値Ｂに維持される。しかし、“開固着異常”又は“閉固着異常”が生じている場合、フィードバック量Ｆｆｂが排出量Ｆｄに相当する量だけ減少する。

このように、減量弁１８に“開固着異常”又は“閉固着異常”が生じている場合、減量弁１８への指示が変化すると、フィードバック量Ｆｆｂが変化することになる。即ち、減量弁１８への指示が開弁である期間中のフィードバック量と、同指示が閉弁である期間中のフィードバック量と、は異なることになる。そこで、前者のフィードバック量と、後者のフィードバック量と、の差に基づき、減量弁１８が異常であるか否かを判定できる。この判定手法が「第１異常判定」と称呼される。

但し、図３に示すように、減量弁１８が正常であるか異常であるかにかかわらず、時刻ｔ３にて減量弁への指示が閉弁から開弁に変化すると、吐出量Ｆｏｕｔが増大する。具体的には、減量弁１８が“正常”である場合には吐出量Ｆｏｕｔが排出量Ｆｄ分だけ増大し、減量弁１８が“異常”である場合であっても一時的に（フィードバック制御の応答時間が経過するまでの間）吐出量Ｆｏｕｔが増大する。ここで、増大時に算出された吐出量Ｆｏｕｔが最大吐出量Ｆｍａｘよりも多い場合（例えば、デューティ比が１を超える場合）、実際の吐出量をその吐出量Ｆｏｕｔに一致させられないことになる。この場合、フィードバック量Ｆｆｂの変動が小さくなり、第１異常判定の精度が低下する可能性がある。よって、第１異常判定を精度良く行う観点からは、このように増大した吐出量Ｆｏｕｔが最大吐出量Ｆｍａｘよりも小さいことが望ましい。そこで、第１異常判定は、「減量弁１８への指示が閉弁の場合における吐出量Ｆｏｕｔが閾値吐出量Ｆｏｕｔｔｈ以上である」との条件が成立していない場合に行われる。なお、本例における閾値吐出量Ｆｏｕｔｔｈは、図２に示すように、最大吐出量Ｆｍａｘよりも排出量Ｆｄだけ少ない量である。

・第２異常判定（図４）
一方、上記条件（減量弁１８への指示が閉弁の場合における吐出量Ｆｏｕｔが閾値吐出量Ｆｏｕｔｔｈ以上である）が成立する場合、第２異常判定を行うことにより、吐出量Ｆｏｕｔが最大吐出量Ｆｍａｘに到達することを防ぎつつ、異常判定を行うことができる。

図４に示す例においては、時刻ｔ０において、ポート噴射弁１１及び筒内噴射弁１２の双方を用いて、機関ＥＧへ燃料が供給されている。即ち、ポート噴射弁１１の噴射が許可されており、筒内噴射弁１２の噴射も許可されている（筒内噴射弁１２の噴射については図示省略。）。更に、時刻ｔ０において、フィードバック制御は、第１異常判定に適した応答速度を有するモードＭ１にて実行されている（詳細は後述される。）。加えて、時刻ｔ０にて、減量弁１８に「閉弁」が指示されている。

時刻ｔ０から所定時間が経過した時刻ｔ１にて、ポート噴射弁１１による燃料噴射が禁止される。即ち、時刻ｔ１以降（後述される時刻ｔ６まで）、筒内噴射弁１２のみを用いて機関ＥＧに燃料が供給されることになる。更に、時刻ｔ１から所定時間が経過した時刻ｔ２にて、フィードバック制御が、第２異常判定に適した応答速度を有するモードＭ２にて実行され始める。即ち、時刻ｔ２にて、フィードバック制御のモードがモードＭ１からモードＭ２に切り替えられる。この一連の処理が「前処理」と称呼される。

モードＭ１及びモードＭ２の相違を、図５を参照しながら説明する。図５の横軸は“実際の第１燃圧ＦＰ１と目標圧ＦＰ１ｔｇｔとの差”（偏差ΔＦＰ１）を表し、縦軸は“偏差ΔＦＰ１に対して定まるフィードバック量”（本例では、後述されるＰＩ制御の比例項のみ）を表している。図５において、“実線”はモードＭ１における偏差ΔＦＰ１とフィードバック量Ｆｆｂとの関係を表し、“破線”はモードＭ２における同関係を表す。

図５に示すように、モードＭ２における不感帯Ｚ２は、モードＭ１における不感帯Ｚ１よりも広い。即ち、モードＭ２が用いられる場合、モードＭ１が用いられる場合と比べ、偏差ΔＦＰ１（の絶対値）がより大きくなるまで、フィードバック量Ｆｆｂがゼロに維持される。即ち、モードＭ２が用いられる場合、モードＭ１が用いられる場合よりもフィードバック制御が開始され難くなり、モードＭ１が用いられる場合よりも応答速度が低下する。

一方、モードＭ２におけるフィードバックゲインＫｐ２（破線の傾き）は、モードＭ１におけるフィードバックゲインＫｐ１（実線の傾き）よりも大きい。即ち、モードＭ２が用いられる場合、モードＭ１が用いられる場合と比べ、フィードバック制御が開始された後のフィードバック量Ｆｆｂの増加率が大きくなる。即ち、モードＭ２が用いられる場合、モードＭ１が用いられる場合よりも、フィードバック制御が開始された後に燃圧ＦＰ１がより速やかに目標圧ＦＰ１ｔｇｔに近づくことになる。

なお、図５には、偏差ΔＦＰ１と比例項の関係のみが記載されている。しかし、ＰＩ制御における積分項についても、比例項と同様、モードＭ２において不感帯を拡大すると共にフィードバックゲインを増大するように、フィードバック制御のモードの切り替えが行われる。

再び図４を参照すると、時刻ｔ２から所定時間が経過した時刻ｔ３にて減量弁１８に「開弁」が指示される。但し、図３に示した例と異なり、時刻ｔ３にて減量弁１８に開弁が指示されても、補正量Ｆｖｏｐｅｎはゼロに維持される。この一連の処理が「主処理」と称呼される。

減量弁１８が“正常”であれば、減量弁１８が開弁するものの補正量Ｆｖｏｐｅｎがゼロのままであるため、時刻ｔ３にて第１燃圧ＦＰ１が低下する。ここで、上述した前処理によってフィードバック制御の応答速度を低下させているため、前処理を行わない場合（即ち、モードＭ１の場合）に比べて第１燃圧ＦＰ１を大きく低下させることができる。これに対し、“開固着異常”又は“閉固着異常”が生じている場合、減量弁１８の開閉状態が変わらないため、第１燃圧ＦＰ１は目標圧ＦＰ１ｔｇｔに維持される。

このように、減量弁１８に“開固着異常”又は“閉固着異常”が生じている場合、補正量Ｆｖｏｐｅｎがゼロに維持されたまま減量弁１８への指示が閉弁から開弁に変化すると、第１燃圧ＦＰ１が変化しないことになる。即ち、減量弁１８が正常である場合における第１燃圧ＦＰ１の推移と、減量弁１８が異常である場合における第１燃圧ＦＰ１の推移と、が異なることになる。特に、フィードバック制御のモードがモードＭ２であれば、両者の相違が大きくなる。そこで、この第１燃圧ＦＰ１の推移に基づき、減量弁１８が異常であるか否かを判定できる。この判定手法が「第２異常判定」と称呼される。

第２異常判定においては、燃圧制御の観点から、減量弁１８の異常判定が完了した後、フィードバック制御による第１燃圧ＦＰ１の補正を待つことなく、速やかに減量弁１８への指示を元に戻す（即ち、時刻ｔ４にて同指示を開弁から閉弁に変える）ことが好ましい。これにより、図４に示すように、減量弁１８が正常である場合のフィードバック量Ｆｆｂは、時刻ｔ３の後に増大を始めるものの、時刻ｔ４にて減量弁１８が閉弁するため、速やかに元の量Ｃに戻る。その結果、吐出量Ｆｏｕｔも、同様に、時刻ｔ３の後に僅かに増大した後に元の量Ａ＋Ｃに戻る。これにより、「減量弁１８への指示が閉弁の場合における吐出量Ｆｏｕｔが閾値吐出量Ｆｏｕｔｔｈ以上である」場合であっても、吐出量Ｆｏｕｔの増大を防ぐと共に、吐出量Ｆｏｕｔが最大吐出量Ｆｍａｘに到達することを防ぐことができる。よって、減量弁１８の異常判定を適切に実行できる。

更に、減量弁１８の異常判定が完了した後、前処理にて設定された各パラメータも、元に戻される。具体的には、時刻ｔ４から所定時間が経過した時刻ｔ５にてフィードバック制御のモードがモードＭ１に切り替えられ、時刻ｔ５から所定時間が経過した時刻ｔ６にてポート噴射弁１１の噴射が再び許可される。

［装置の作動］
図６〜図９を参照しながら、実施装置の実際の作動を説明する。実施装置において、ＣＰＵは、図６に示す「燃圧制御」ルーチンを実行し、低圧フューエルポンプ１５に指示する吐出量Ｆｏｕｔを調整することにより、第１燃圧ＦＰ１を制御する。なお、筒内噴射弁１２における第２燃圧ＦＰ２は、ＣＰＵが図示しないルーチンを実行し、所定の目標圧に一致するように高圧フューエルポンプ１６の吐出量を調整することにより、制御されている。更に、ＣＰＵは、図７〜図９に示す「減量弁の異常判定」ルーチンを実行し、減量弁１８が異常であるか否か（開固着異常または閉固着異常が生じているか否か）を判定する。

なお、以下の説明における時刻ｔ０〜ｔ６は、図３及び図４における時刻ｔ０〜ｔ６にそれぞれ対応している。

まず、ＣＰＵは、所定時間が経過する毎に図６のルーチンを実行する。本ルーチンの処理を開始すると、ＣＰＵは、ステップ６００からステップ６０５に進み、現時点における要求量Ｆｉｎｊ（ｔ）を決定する。例えば、現時点を時刻ｔ０とすると、要求量Ｆｉｎｊ（ｔ０）は、機関ＥＧの運転状態等に基づいて同要求量を決定するための他のルーチン（図示省略）に基づき、決定されるようになっている。なお、ポート噴射弁１１及び筒内噴射弁１２のそれぞれにおいて噴射される燃料の量（即ち、要求量Ｆｉｎｊの分配割合）は、図示しないルーチンにより、機関ＥＧの運転状態等に基づいて決定されるようになっている。

次いで、ＣＰＵは、ステップ６１０に進み、現時点において減量弁１８の異常判定（第１異常判定または第２異常判定）が実行中ではないか否かを判定する。具体的には、ＣＰＵは、後述される図８又は図９のルーチンを実行中でなければ、現時点にて異常判定が実行されていない（即ち「Ｙｅｓ」）と判定する。一方、ＣＰＵは、同ルーチンを実行中であれば、現時点にて異常判定を実行している（即ち「Ｎｏ」）と判定する。

現時点にて異常判定が実行されていない場合、ＣＰＵは、「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ６１５に進む。ステップ６１５にて、ＣＰＵは、減量弁１８への指示を決定するために「要求量Ｆｉｎｊ（ｔ０）が最小吐出量Ｆｍｉｎ以下であるか否か」を判定する。即ち、本例においては、減量弁１８の開閉のために最小吐出量Ｆｍｉｎと比較するパラメータとして、Ｆｉｎｊ（要求量のみ）が用いられている。最小吐出量Ｆｍｉｎは、事前の実験等によって予め定められ、ＲＯＭに記憶されている。

例えば、現時点（時刻ｔ０）における要求量Ｆｉｎｊ（ｔ０）が最小吐出量Ｆｍｉｎ以下である場合、ＣＰＵは、ステップ６１５にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ６２０に進む。ＣＰＵは、ステップ６２０にて、補正量Ｆｖｏｐｅｎの値に、排出量Ｆｄを格納する。排出量Ｆｄは、事前の実験等によって予め定められ、ＲＯＭに記憶されている。本例における排出量Ｆｄは固定値であるが、排出量Ｆｄとして減量弁１８の経年劣化等を考慮した可変値が用いられてもよい。次いで、ＣＰＵは、ステップ６２５に進み、減量弁１８を開弁する指示を、減量弁１８を開閉するアクチュエータ（図示省略）に送信する。

これに対し、現時点（時刻ｔ０）における要求量Ｆｉｎｊ（ｔ０）が最小吐出量Ｆｍｉｎよりも多い場合、ＣＰＵは、ステップ６１５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ６３０に進む。ＣＰＵは、ステップ６３０にて、補正量Ｆｖｏｐｅｎの値にゼロを格納する。次いで、ＣＰＵは、ステップ６３５に進み、減量弁１８を閉弁する指示を、減量弁１８を開閉するアクチュエータ（図示省略）に送信する。

このように、現時点（時刻ｔ０）における要求量Ｆｉｎｊ（ｔ０）が最小吐出量Ｆｍｉｎ以下である場合、減量弁１８に開弁が指示されると共に、補正量Ｆｖｏｐｅｎの値が排出量Ｆｄに設定される。一方、同要求量Ｆｉｎｊ（ｔ０）が最小吐出量Ｆｍｉｎよりも多い場合、減量弁１８に閉弁が指示されると共に、補正量Ｆｖｏｐｅｎの値がゼロに設定される。

ＣＰＵは、上述した各処理の後、ステップ６４０に進み、現時点における燃圧制御用のフィードバック量Ｆｆｂ（ｔ０）を決定する。フィードバック量Ｆｆｂ（ｔ０）は、現時点における第１燃圧ＦＰ１（ｔ０）を目標圧ＦＰ１ｔｇｔ（ｔ０）に一致させるための比例・積分制御（ＰＩ制御）を行う他のルーチン（図示省略）に基づき、決定されるようになっている。

具体的には、ＣＰＵは、燃圧センサ（低圧側センサ１９ａ）の出力値に基づいて第１燃圧ＦＰ１（ｔ０）を取得すると共に、目標圧ＦＰ１ｔｇｔ（ｔ０）と第１燃圧ＦＰ１（ｔ０）との偏差ΔＦＰ１（ｔ０）を算出する。更に、ＣＰＵは、偏差ΔＦＰ１（ｔ０）に所定のゲインＫｐを乗算することにより、フィードバック量の比例項ＦＢｐ（ｔ０）を算出する。なお、目標圧ＦＰ１ｔｇｔ（ｔ０）は、機関ＥＧの運転状態等に基づいて目標圧ＦＰ１ｔｇｔを決定するためのマップ（図示省略）に基づき、決定される。ゲインＫｐは、事前の実験等によって予め定められた適値であり、ＲＯＭに格納されている。本例においては、ゲインＫｐとして、図５に示すＫｐ１（モードＭ１時のフィードバックゲイン）が用いられる。

次いで、ＣＰＵは、偏差ΔＦＰ１（ｔ）を時間積分した値（積分開始時点τ＝０から現時点τ＝ｔまでの積分値）に所定のゲインＫｉを乗算することにより、フィードバック量の積分項ＦＢｉ（ｔ０）を算出する。なお、積分開始時点（τ＝０の時点）は、燃料システムの初回起動時である。ゲインＫｉは、事前の実験等によって予め定められた適値であり、ＲＯＭに格納されている。本例においては、比例項のゲインと同様、ゲインＫｉとして、モードＭ１が用いられるときのフィードバックゲインＫｉ１（図５においては図示省略）が用いられる。

そして、ＣＰＵは、比例項ＦＢｐ（ｔ０）と積分項ＦＢｉ（ｔ０）との和に所定の係数Ｋｆｂを乗算することにより、フィードバック量Ｆｆｂ（ｔ０）を算出する。係数Ｋｆｂは、“燃圧”の値として算出される比例項ＦＢｐ（ｔ０）及び積分項ＦＢｉ（ｔ０）を低圧フューエルポンプ１５に指示する“吐出量”に変換するための係数である。係数Ｋｆｂは、事前の実験等によって予め定められ、ＲＯＭに格納されている。

ステップ６４０における処理の後、ＣＰＵは、ステップ６４５に進み、下式（１）に従って吐出量Ｆｏｕｔ（ｔ０）を算出する。下式（１）に示すように、吐出量Ｆｏｕｔ（ｔ）は、要求量Ｆｉｎｊ（ｔ）と、フィードバック量Ｆｆｂ（ｔ）と、補正量Ｆｖｏｐｅｎと、の合計量である。

Ｆｏｕｔ（ｔ）＝Ｆｉｎｊ（ｔ）＋Ｆｆｂ（ｔ）＋Ｆｖｏｐｅｎ …（１）

次いで、ＣＰＵは、ステップ６５０に進み、吐出量Ｆｏｕｔ（ｔ０）の燃料を吐出するよう、低圧フューエルポンプ１５に指示を与える。具体的には、ＣＰＵは、「吐出量Ｆｏｕｔ（ｔ０）に対応した低圧フューエルポンプ１５の入力電圧のデューティ比」をＲＯＭに格納されたマップ等を参照して特定し、このデューティ比を低圧フューエルポンプ１５を動作させるコントローラ（ＦＰＣ）に指示信号として送信する。

その後、ＣＰＵは、ステップ６９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

これに対し、ステップ６１０にて、現時点にて異常判定が実行されている場合、ＣＰＵは、「Ｎｏ」と判定してステップ６４０に直接進む。そのため、この場合、要求量Ｆｉｎｊと最小吐出量Ｆｍｉｎとの比較に基づく減量弁１８の開閉の切り替え（ステップ６２５又はステップ６３５）は行われない。この切り替えに代えて、この場合、各異常判定手法に準じて減量弁１８の開閉の切り替えが行われる（詳細は後述される。）。よって、この場合、補正量Ｆｖｏｐｅｎの値は、各異常判定手法に準じた値に設定される。

その後、ＣＰＵは、上記同様、ステップ６４０〜ステップ６５０の処理を実行し、吐出量Ｆｏｕｔ（ｔ０）の燃料を吐出するよう、低圧フューエルポンプ１５に指示を与える。その後、ＣＰＵは、ステップ６９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

更に、ＣＰＵは、所定時間が経過する毎に、図７に示す「減量弁の異常判定」ルーチンを実行する。本ルーチンの処理を開始すると、ＣＰＵは、ステップ７００からステップ７１０に進み、減量弁１８の異常判定を行うための「判定実行条件」が現時点（時刻ｔ０）において成立しているか否かを判定する。具体的には、ＣＰＵは、下記条件１〜３の全てが成立した場合に判定実行条件が成立すると判定し、下記条件１〜３の何れか１つが成立しない場合に判定実行条件が成立しないと判定する。

（条件１）
前回の異常判定の実施から所定時間が経過していること。例えば、前回の異常判定が完了した後に減量弁１８が開閉した回数の積算値が、所定の閾値以上であること。
（条件２）
機関ＥＧが定常運転中であること。例えば、機関ＥＧの回転数の変化率が所定の閾値以下であり、機関ＥＧの吸入空気量の変化率が所定の閾値以下であり、機関ＥＧの空燃比制御に関する補正量の変化率が所定の閾値以下であること。
（条件３）
ポート噴射弁１１、筒内噴射弁１２、燃圧センサ１９ａ，１９ｂ及び各種センサ７１〜７４が正常であること。

条件１は、異常判定が行われる頻度が過度に高くなることを防ぐための条件である。条件２は、機関ＥＧの空燃比制御に起因する要求量Ｆｉｎｊ及び目標圧ＦＰ１ｔｇｔの変動が出来る限り小さい場合に異常判定を行うための条件である。なお、機関ＥＧの回転数はクランクポジションセンサ７１の出力値に基づいて算出され、機関ＥＧの吸入空気量はエアフロメータ７２の出力値に基づいて算出され、機関ＥＧの空燃比制御に関する補正量は空燃比センサ７３，７４の出力値に基づいて算出される。条件３は、異常判定の結果が正しいことを担保するための条件である。なお、ポート噴射弁１１、筒内噴射弁１２、燃圧センサ１９ａ，１９ｂ及び各種センサ７１〜７４が正常であるか否かの判定は、同判定を周知の手法に従って行う他のルーチン（図示省略）に基づいて行われる。条件１〜３における各閾値は、事前の実験等によって予め定められ、ＲＯＭに格納されている。

現時点において判定実行条件が成立しない場合、ＣＰＵは、ステップ７１０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ７９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。即ち、この場合、減量弁１８の異常判定は行われない。

これに対し、現時点において判定実行条件が成立する場合、ＣＰＵは、ステップ７１０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ７２０に進む。ＣＰＵは、ステップ７２０にて、減量弁１８への指示が閉弁の場合において指示される吐出量Ｆｏｕｔが閾値吐出量Ｆｏｕｔｔｈ以上であるか否か、を判定する。具体的には、ＣＰＵは、現時点（時刻ｔ０）における減量弁１８への指示が閉弁であれば、現時点における吐出量Ｆｏｕｔ（ｔ０）が閾値吐出量Ｆｏｕｔｔｈ以上であるか否かを判定する。一方、現時点における減量弁１８への指示が開弁であれば、ＣＰＵは、減量弁１８への指示が閉弁となるまで待機し、減量弁１８への指示が閉弁になった時点にて吐出量Ｆｏｕｔが閾値吐出量Ｆｏｕｔｔｈ以上であるか否かを判定する。閾値吐出量Ｆｏｕｔｔｈは、低圧フューエルポンプ１５に指示可能な最大吐出量Ｆｍａｘよりも排出量Ｆｄだけ少ない値として設定され（図２参照）、ＲＯＭに格納されている。

減量弁１８への指示が閉弁の場合に指示される吐出量Ｆｏｕｔが閾値吐出量Ｆｏｕｔｔｈ以上ではない場合、ＣＰＵは、ステップ７２０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ７３０に進む。ＣＰＵは、ステップ７３０にて、図８に示す「第１異常判定」ルーチンを実行することにより、減量弁１８が異常であるか否かを判定する（詳細は図８を参照しながら後述される。）。一方、減量弁１８への指示が閉弁の場合の吐出量Ｆｏｕｔが閾値吐出量Ｆｏｕｔｔｈ以上である場合、ＣＰＵは、ステップ７２０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ７４０に進む。ＣＰＵは、ステップ７４０にて、図９に示す「第２異常判定」ルーチンを実行することにより、減量弁１８が異常であるか否かを判定する（詳細は図９を参照しながら後述される。）。

例えば、「第１異常判定」を実行する場合、ＣＰＵは、図８のステップ８００から処理を開始し、ステップ８１０に進む。ＣＰＵは、ステップ８１０及びステップ８２０の処理を実行することにより、減量弁１８への開閉指示が現時点の状態（本例では開弁の指示）にある場合におけるフィードバック量Ｆｆｂ１を取得する。ＣＰＵは、取得したフィードバック量Ｆｆｂ１をＲＡＭに記憶する。

具体的には、ＣＰＵは、現時点（時刻τ＝ｔ０）からなまし時間ｔａが経過する時点（ｔ＝ｔ０＋ｔａ）までの期間において、フィードバック量Ｆｆｂ（τ）を下式（２）に順次適用し、なまし値Ｆｆｂ１（τ）を算出する。なお、下式（２）において、値Ｎは下式による演算の実行回数（初期値は１）であり、なまし値Ｆｆｂ１（τ）の初期値はゼロである。

Ｆｆｂ１（τ）＝Ｆｆｂ１（τ−１）＋（Ｆｆｂ１（τ）−Ｆｆｂ１（τ−１））／Ｎ
…（２）

ＣＰＵは、ステップ８１０の処理を行う毎にステップ８２０に進み、時刻ｔ０からなまし時間ｔａが経過したか否か（即ち、現時点が時刻ｔ０＋ｔａか否か）を判定する。現時点において未だなまし時間ｔａが経過していない場合、ＣＰＵは、ステップ８２０にて「Ｎｏ」と判定し、再びステップ８１０に戻って同ステップの処理を繰り返す。なお、この間、図６のステップ６１０及びステップ６４０〜ステップ６５０の処理が繰り返し実行される。

そして、なまし時間ｔａが経過すると、ＣＰＵは、ステップ８２０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ８３０に進む。ＣＰＵは、ステップ８３０にて、減量弁１８への開閉指示を変更する。具体的には、現時点（時刻ｔ０＋ｔａ）における減量弁１８への指示が開弁であれば、ＣＰＵは、減量弁１８に閉弁を指示する。逆に、現時点における減量弁１８への指示が閉弁であれば、ＣＰＵは、減量弁１８に開弁を指示する。更に、この指示と共に、ＣＰＵは、減量弁１８への指示に合わせて補正量Ｆｖｏｐｅｎを切り替える。具体的には、減量弁１８に開弁を指示する場合には補正量Ｆｖｏｐｅｎを排出量Ｆｄに設定し、減量弁１８に閉弁を指示する場合には補正量Ｆｖｏｐｅｎをゼロに設定する（図６も参照。）。

なお、本例においては、ＣＰＵは、ステップ８２０にて「Ｙｅｓ」と判定した時点（時刻ｔ０＋ｔａ）から所定時間が経過した後の時点（時刻ｔ１）において、ステップ８３０の処理を実行し、減量弁１８への指示を開弁から閉弁に変更する。

次いで、ＣＰＵは、ステップ８４０に進む。ＣＰＵは、上記同様、ステップ８４０及びステップ８５０の処理を実行することにより、減量弁１８への開閉指示が現時点の状態（本例では閉弁の指示）にある場合におけるフィードバック量Ｆｆｂ２を取得する。ＣＰＵは、取得したフィードバック量Ｆｆｂ２をＲＡＭに記憶する。

具体的には、ＣＰＵは、減量弁１８への指示を変更した後にフィードバック量が安定した時点（時刻τ＝ｔ２）からなまし時間ｔａが経過する時点（ｔ＝ｔ２＋ｔａ）までの期間において、フィードバック量Ｆｆｂ（τ）を下式（３）に順次適用し、なまし値Ｆｆｂ２（τ）を算出する。なお、下式（３）において、値Ｎは下式による演算の実行回数（初期値は１）であり、なまし値Ｆｆｂ２（τ）の初期値はゼロである。

Ｆｆｂ２（τ）＝Ｆｆｂ２（τ−１）＋（Ｆｆｂ（τ）−Ｆｆｂ２（τ−１））／Ｎ
…（３）

ＣＰＵは、ステップ８４０の処理を行う毎にステップ８５０に進み、時刻ｔ２からなまし時間ｔａが経過したか否か（即ち、現時点が時刻ｔ２＋ｔａか否か）を判定する。現時点において未だなまし時間ｔａが経過していない場合、ＣＰＵは、ステップ８５０にて「Ｎｏ」と判定し、再びステップ８４０に戻って同ステップの処理を繰り返す。なお、上記同様、この間、図６のステップ６１０及びステップ６４０〜ステップ６５０の処理が繰り返し実行される。

そして、なまし時間ｔａが経過すると、ＣＰＵは、ステップ８５０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ８６０に進む。ＣＰＵは、ステップ８６０にて、減量弁１８への開閉指示を変更する前のフィードバック量Ｆｆｂ１と、同指示を変更した後のフィードバック量Ｆｆｂ２と、の差の絶対値｜Ｆｆｂ１−Ｆｆｂ２｜が、所定の第１閾値Ｔｈｒ１以上であるか否かを判定する。第１閾値Ｔｈｒ１は、上記絶対値がその第１閾値Ｔｈｒ１以上である場合に減量弁１８が異常であると判断できる値である。第１閾値Ｔｈｒ１は、事前の実験等によって予め定められ、ＲＯＭに記憶されている。

上記絶対値が第１閾値Ｔｈｒ１以上である場合、ＣＰＵは、ステップ８６０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ８７０に進み、「減量弁１８に異常が生じている」と判定する。一方、上記絶対値が第１閾値Ｔｈｒ１よりも小さい場合、ＣＰＵは、ステップ８６０にて「Ｎｏ」と判定してステップ８８０に進み、「減量弁１８に異常は無い」と判定する。その後、ＣＰＵは、ステップ８９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

ＣＰＵは、図８のルーチンを終了すると、図７のステップ７３０に戻る。そして、ＣＰＵは、ステップ７９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

一方、「第２異常判定」を実行する場合、ＣＰＵは、図９のステップ９００から処理を開始し、ステップ９０５に進む。ＣＰＵは、ステップ９０５にて、時刻ｔ０から所定時間が経過した時刻ｔ１にてポート噴射弁１１による燃料噴射を禁止し、更に、時刻ｔ１から所定時間が経過した時刻ｔ２にて第１燃圧ＦＰ１に関するフィードバック制御のモードをモードＭ１からモードＭ２に切り替える（即ち、前処理を行う。）。

次いで、ＣＰＵは、ステップ９１０に進む。ＣＰＵは、ステップ９１０にて、現時点（例えば、時刻ｔ２から所定時間が経過した後の時刻ｔ３）における第１燃圧ＦＰ１（ｔ３）をＲＡＭに記憶する。

次いで、ＣＰＵは、ステップ９１５に進む。なお、現時点における減量弁１８への指示は、図７のステップ７２０にて「Ｙｅｓ」と判定されたように、閉弁である。ＣＰＵは、ステップ９１５にて、補正量Ｆｖｏｐｅｎをゼロに維持しながら減量弁１８に開弁を指示する（即ち、主処理を行う。）。そして、ＣＰＵは、ステップ９２０に進む。ＣＰＵは、ステップ９２０にて、減量弁１８に開弁を指示した時点（時刻ｔ３）から所定時間ｔｂが経過した後の第１燃圧ＦＰ１（ｔ３＋ｔｂ）を取得する。ＣＰＵは、取得した第１燃圧ＦＰ１（ｔ３＋ｔｂ）をＲＡＭに記憶する。所定時間ｔｂは、異常判定が可能な程度に第１燃圧ＦＰ１が低下するために要する時間である。所定時間ｔｂは、事前の実験等によって予め定められ、ＲＯＭに記憶されている。

次いで、ＣＰＵは、ステップ９２５に進む。ＣＰＵは、ステップ９２５にて、減量弁１８に開弁を指示する前の第１燃圧ＦＰ１（ｔ３）と、減量弁１８に開弁を指示した後の第１燃圧ＦＰ１（ｔ１＋ｔｂ）と、の差の絶対値が所定の第２閾値Ｔｈｒ２以上であるか否かを判定する。第２閾値Ｔｈｒ２は、上記絶対値が第２閾値Ｔｈｒ２以上である場合に減量弁１８が正常であると判断できる値である。第２閾値Ｔｈｒ２は、事前の実験等によって予め定められ、ＲＯＭに記憶されている。

上記絶対値が第２閾値Ｔｈｒ２以上である場合、ＣＰＵは、ステップ９２５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ９３０に進み、「減量弁１８に異常は無い」と判定する。その後、ＣＰＵは、ステップ９３５に進み、時刻ｔ１＋ｆｂから所定時間が経過した時刻ｔ４にて、減量弁１８に閉弁を指示する。

次いで、ＣＰＵは、ステップ９４０に進む。ＣＰＵは、ステップ９４０にて、時刻ｔ４から所定時間が経過した時刻ｔ５にて上記フィードバック制御のモードをモードＭ２からモードＭ１に戻し、更に、時刻ｔ５から所定時間が経過した時刻ｔ６にてポート噴射弁１１による燃料噴射を許可する。そして、ＣＰＵは、ステップ９９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

一方、ステップ９２５にて、上記絶対値が第２閾値Ｔｈｒ２以上でない場合、ＣＰＵは、ステップ９２５にて「Ｎｏ」と判定してステップ９４５に進む。このように、ＣＰＵは、主処理を実行したときの第１燃圧ＦＰ１の変化量が第２閾値Ｔｈｒ２以上でなくても、即座に減量弁１８が異常であるとは判定しない。この理由は、燃圧センサ１９ａの劣化等に起因し、減量弁１８が正常であるにもかかわらず、時刻ｔ３にて第１燃圧ＦＰ１が十分に低下しない可能性があるためである。

そこで、ＣＰＵは、ステップ９４５にて、減量弁１８に開弁を指示した時点（時刻ｔ３）から所定時間ｔｃが経過するまでの期間中において、同指示前の第１燃圧ＦＰ１（ｔ３）と第１燃圧ＦＰ１（τ）との差を積算し、積算値ＦＰｓｕｍを取得する。

次いで、ＣＰＵは、ステップ９５０に進む。ＣＰＵは、ステップ９５０にて、積算値ＦＰｓｕｍの絶対値が所定の第３閾値Ｔｈｒ３以上であるか否かを判定する。第３閾値Ｔｈｒ３は、上記絶対値が第３閾値Ｔｈｒ３以上である場合に減量弁１８が正常であると判断できる値である。第３閾値Ｔｈｒ３は、事前の実験等によって予め定められ、ＲＯＭに記憶されている。

上記絶対値が第３閾値Ｔｈｒ３以上である場合、ＣＰＵは、ステップ９５０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ９３０に進み、「減量弁１８に異常は無い」と判定する。その後、ＣＰＵは、上記同様、ステップ９３５及びステップ９４０を経てステップ９９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。

一方、上記絶対値が第３閾値Ｔｈｒ３以上ではない場合、ＣＰＵは、ステップ９５０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ９５５に進む。ＣＰＵは、ステップ９５５にて、「減量弁１８に異常が生じている」と判定する。その後、ＣＰＵは、上記同様、ステップ９３５及びステップ９４０を経てステップ９９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。

ＣＰＵは、図９のルーチンを終了すると、図７のステップ７４０に戻る。そして、ＣＰＵは、ステップ７９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

以上に説明したように、実施装置は、減量弁１８が異常であるか否かを、他の部材の異常判定と区別して判定できる。更に、実施装置は、低圧フューエルポンプ１５の吐出量Ｆｏｕｔに対応した適切な手法（第１異常判定または第２異常判定）によって減量弁１８の異常判定を実行することにより、他の制御等への影響を出来る限り小さくしながら、減量弁１８の異常判定を実行できる。

＜その他の態様＞
本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用できる。

例えば、実施装置は、燃圧を制御するためのフィードバック制御として、比例・積分制御（ＰＩ制御）を用いている（図６のステップ６４０）。しかし、本発明の異常判定装置は、比例・積分制御に代えて、比例・積分・微分制御（ＰＩＤ制御）を採用してもよい。

更に、実施装置は、第２異常判定において、ポート噴射弁１１の噴射の禁止、フィードバック制御のモードの切り替え、及び、減量弁１８への指示の変更、をこの順に行っている（図４の時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３）。しかし、本発明の異常判定装置は、この順に代えて、ポート噴射弁１１の噴射の禁止およびフィードバック制御のモードの切り替えを同時に行った後、減量弁１８への指示の変更を行ってもよい。更に、本発明の異常判定装置は、ポート噴射弁１１の噴射の禁止、フィードバック制御のモードの切り替え、及び、減量弁１８への指示の変更、の全てを同時に行っても良い。

更に、実施装置は、第２異常判定を行うときのフィードバック制御のモード（モードＭ２）として、不感帯を通常のモード（モードＭ１）よりも拡大し、フィードバックゲインを通常のモード（モードＭ１）よりも大きくしている。しかし、本発明の異常判定装置は、モードＭ２として、不感帯を通常のモード（モードＭ１）よりも拡大するだけのモード及び、不感帯を通常のモード（モードＭ１）と同一としつつフィードバックゲインを通常のモード（モードＭ１）よりも小さくするモード等を採用し得る。

更に、本発明の異常判定装置は、第２異常判定において第１燃圧の変化量を積算している期間中において（図９のステップ９４５）、第２異常判定とは異なる理由によって第１燃圧ＦＰ１が変動することとなった場合（例えば、機関ＥＧの運転状態の変化等）、同積算を中止してもよい。この場合、第２異常判定とは異なる理由による第１燃圧ＦＰ１の変動が収まった後、再度、第１燃圧の変化量を積算すればよい。

更に、実施装置は、第１異常判定の判定条件（図８のステップ８６０）を１回満たした場合、減量弁１８に異常があると判定するようになっている。しかし、本発明の異常判定装置は、同判定条件を複数回満たした場合に減量弁１８に異常があると判定する、ように構成されてもよい。第２異常判定の判定条件（図９のステップ９２５及びステップ９５０）についても、同様である。

更に、本発明の異常判定装置は、異常判定の実行が機関ＥＧに及ぼす影響を出来る限り小さくする観点から、異常判定を実行する回数を制限してもよい。例えば、本発明の異常判定装置は、第２異常判定を、機関ＥＧがアイドル運転（無負荷の状態において所定のアイドル回転数にて待機する運転）を行う毎に１回だけ実行するように、制限してもよい。更に、本発明の異常判定装置は、第２異常判定を、機関ＥＧを搭載した車両が１回走行する毎に（即ち、或るアイドル運転が終了して車両が走行し始めてから、次のアイドル運転が開始されるまでの間に）１回だけ実行するように、制限してもよい。第１異常判定についても同様である。

更に、実施装置は、筒内噴射弁１２が機関ＥＧの気筒２１内に燃料を直接噴射する（即ち、筒内噴射の）燃料システムに適用されている。しかし、本発明の異常判定装置は、機関ＥＧの吸気ポート３１に燃料を噴射する（即ち、ポート噴射の）燃料システムに適用されてもよい。更に、本発明の異常判定装置は、機関ＥＧの気筒２１および吸気ポート３１の双方に燃料を噴射する（即ち、筒内噴射・ポート噴射併用型の）燃料システムに適用されてもよい。

１１…ポート噴射弁、１２…筒内噴射弁、１５…低圧フューエルポンプ、１６…高圧フューエルポンプ、１８…減量弁、１９ａ，１９ｂ…燃圧センサ、８１…電子制御装置

Claims (6)

1. 内燃機関の吸気ポートに燃料を噴射する第１噴射弁及び前記機関の気筒内に燃料を噴射する第２噴射弁を含む噴射弁群と、前記噴射弁群に接続された供給経路に燃料を吐出する第１ポンプと、前記供給経路上に設けられる減量弁であって閉弁時に前記第１ポンプによる吐出燃料の全部を前記噴射弁群に供給し且つ開弁時に所定の排出量の燃料を前記供給経路から排出することによって前記吐出燃料の一部を前記噴射弁群に供給する減量弁と、前記吐出燃料を昇圧した後に前記第２噴射弁に向けて吐出する第２ポンプと、を有する燃料システムに適用される、減量弁の異常判定装置であって、
   前記減量弁に開弁又は閉弁の指示を与えると共に前記第１ポンプに吐出量を指示し、前記第２ポンプに吐出量を指示し、且つ、前記減量弁が異常であるか否かを判定可能な制御部を備え、
   前記制御部は、
   前記噴射弁群における燃料の要求量と、前記第１噴射弁に供給される燃料の圧力である第１燃圧を制御するためのフィードバック制御におけるフィードバック量と、前記減量弁への指示が開弁の場合に前記排出量に設定され且つ前記減量弁への指示が閉弁の場合にゼロに設定される補正量と、の合計を吐出するように、前記第１ポンプに吐出量を指示し、
   前記第２噴射弁に供給される燃料の圧力である第２燃圧を制御するための量を吐出するように、前記第２ポンプに吐出量を指示し、
   前記減量弁の異常判定処理として、前記第１噴射弁の燃料噴射を禁止し且つ前記フィードバック制御の応答速度を該異常判定処理が実行されていないときの応答速度よりも低下させる前処理を行った時点以降に、前記補正量を変更することなく前記減量弁への指示を変更する主処理を行い、前記主処理を行ったときの前記第１燃圧の推移に基づき、前記減量弁が異常であるか否かを判定する、
   減量弁の異常判定装置。
2. 請求項１に記載の異常判定装置であって、
   前記制御部が、前記減量弁が異常であるか否かを判定するとき、
   第１異常判定として、前記減量弁への指示が閉弁の場合における前記第１ポンプに指示される吐出量が閾値吐出量以上であるとの条件が成立していない場合、前記減量弁への指示が開弁である期間中の前記フィードバック量と、前記減量弁への指示が閉弁である期間中の前記フィードバック量と、の差に基づき、前記減量弁が異常であるか否かを判定し、
   第２異常判定として、前記条件が成立している場合、前記前処理を行った時点以降に、前記主処理として前記補正量をゼロに維持しながら前記減量弁への指示を閉弁から開弁に変更する処理を行い、前記主処理を行ったときの前記第１燃圧の推移に基づき、前記減量弁が異常であるか否かを判定する、
   減量弁の異常判定装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の異常判定装置において、
   前記制御部が、
   前記前処理として、前記異常判定処理を行うときの前記フィードバック制御の不感帯を前記異常判定処理が実行されていないときの前記不感帯よりも広げると共に、前記異常判定処理を行うときの前記フィードバック制御のフィードバックゲインを前記異常判定処理が実行されていないときの前記フィードバックゲインよりも大きくする、
   減量弁の異常判定装置。
4. 請求項２に記載の異常判定装置において、
   前記閾値吐出量が、前記第１ポンプに指示可能な最大吐出量よりも前記排出量だけ少ない量である、
   減量弁の異常判定装置。
5. 請求項２〜請求項４の何れか一項に記載の異常判定装置において、
   前記制御部が、
   前記第１異常判定において、前記減量弁への指示を閉弁から開弁に変更したときの前記フィードバック量の変化量の絶対値、及び、前記減量弁への指示を開弁から閉弁に変更したときの前記フィードバック量の変化量の絶対値、の少なくとも一方が第１閾値以上である場合、前記減量弁が異常であると判定する、
   減量弁の異常判定装置。
6. 請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の異常判定装置において、
   前記制御部が、
   前記異常判定処理において、前記主処理を行ったときの前記第１燃圧の変化量の絶対値が第２閾値以上でなく、且つ、前記主処理を行った後に前記第１燃圧の変化量を所定時間に亘って積算した積算値の絶対値が第３閾値以上でない場合、前記減量弁が異常であると判定する、
   減量弁の異常判定装置。
   
   

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