JP7056360B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料ポンプを備える車両に適用される車両の制御装置に関する。

特許文献１には、異常検出手段を備える燃料供給装置が開示されている。この異常検出手段は、燃料ポンプのモータの回転数に基づいて算出される電流値と、モータに流れる実際の電流値と、の比較に基づいて、燃料供給装置の配管外れ等の異常を検出するように構成されている。

特開２００４‐１６２５２９号公報

燃料供給装置が備える燃料ポンプでは、モータによって回転駆動される回転体の熱変形やモータの軸受に発生する錆等によって、回転体を回転させる際の抵抗が大きくなるような異常が発生することがある。しかしながら、特許文献１では、燃料供給装置の異常の検知に際して、こうした回転体の回転抵抗の増加に起因する異常が燃料ポンプに生じることについて何ら考慮されていない。

上記課題を解決するための車両の制御装置は、モータを動力源とする燃料ポンプと、該燃料ポンプによって燃料タンクから吸引された燃料が供給される燃料噴射弁と、を備える車両に適用される車両の制御装置であって、前記モータを流れる電流値を検出する検出部と、前記モータの駆動を開始してから前記電流値が規定値に達するまでの到達時間を測定し、前記到達時間が規定の閾値よりも大きいときに、前記燃料ポンプに異常が生じていると判定する判定部と、を備えることをその要旨とする。

燃料ポンプのモータによって回転駆動される回転体が変形したり、モータの軸受に錆が発生したりすると、回転体の回転抵抗が増加することがある。回転体の回転抵抗が増加した状態でモータの駆動を開始させる場合、回転抵抗が増加していない場合と比較して、モータに流れる電流の増加速度が大きくなりにくい。すなわち、モータの駆動を開始してから電流値が規定値に達するまでの時間に基づいて、回転抵抗の増加度合いを推測することができる。したがって、上記構成によれば、電流値が規定値に到達するまでの到達時間を基に、回転体の回転抵抗の増加に起因する燃料ポンプの異常を検出することができる。

車両の制御装置の一実施形態と、同車両の制御装置が制御対象とする燃料ポンプとを示す模式図。 同車両の制御装置で実行される異常判定処理の処理ルーチンを示すフローチャート。 燃料ポンプの駆動源であるモータを流れる電流値の変化を示す図。 異常判定処理に用いられる、ポンプ回転数と目標燃圧と到達時間閾値との関係を示すマップ。 同車両の制御装置で実行される補正要否判定処理の処理ルーチンを示すフローチャート。 補正要否判定処理に用いられる、ポンプ回転数と目標燃圧と基本到達時間との関係を示すマップ。 同車両の制御装置で実行される電圧補正処理の処理ルーチンを示すフローチャート。 電圧補正処理に用いられる、ポンプ回転数と目標燃圧と補正因子との関係を示すマップ。

以下、車両の制御装置の一実施形態について、図１～図８を参照して説明する。
図１には、車両の制御装置としてのＥＣＵ１０と、ＥＣＵ１０が制御対象とする燃料供給装置と、を示している。

燃料供給装置は、内燃機関の燃焼室に燃料を供給する燃料噴射弁９３と、燃料を貯留する燃料タンク９１と、燃料タンク９１と燃料噴射弁９３とを接続する燃料配管９２と、燃料タンク９１に貯留された燃料を吸引して燃料配管９２に吐出する燃料ポンプ３０と、によって構成されている。

燃料ポンプ３０は、電動のモータ３１と、モータ３１の駆動と連動して駆動する回転体としてのインペラ３２とを備えている。モータ３１及びインペラ３２は、ハウジング３３に収容されている。モータ３１は、車両に搭載されているバッテリ８１からの給電によって駆動する。

ＥＣＵ１０は、内燃機関の自動停止と、内燃機関の自動再始動と、を行うアイドリングストップ機能を有している。ＥＣＵ１０は、アイドリングストップ許可条件が成立したときに、内燃機関の自動停止の実行を許可する。

ＥＣＵ１０は、機能部として、噴射制御部１４と、検出部１１と、判定部１２と、ポンプ駆動量算出部１３と、記憶部１５とを備えている。
噴射制御部１４は、燃料噴射弁９３からの燃料噴射を制御する。噴射制御部１４は、内燃機関の機関回転数ＮＥと吸入空気量Ｇａとに基づいて、燃料噴射弁９３の噴射量の目標値である要求噴射量Ｑｔと、燃料配管９２内の燃圧の目標値である目標燃圧ＦＰｔと、を算出する。噴射制御部１４は、要求噴射量Ｑｔと目標燃圧ＦＰｔとに基づいて、燃料噴射弁９３から燃料が噴射される時間である噴射時間を算出する。そして、噴射制御部１４は、燃料噴射弁９３への通電時間が噴射時間と等しくなるように、燃料噴射弁９３を制御する。

検出部１１は、内燃機関が備える各種センサからＥＣＵ１０に入力される信号に基づいて、車両の制御に用いるパラメータを算出する。検出部１１は、バッテリ８１の充放電状況に基づいてバッテリ電圧Ｖｂを算出する。検出部１１は、燃料ポンプ３０のインペラ３２の回転数としてポンプ回転数ＮＰを算出する。ポンプ回転数ＮＰは、モータ３１の回転数と相関している。そのため、検出部１１は、モータ３１の回転数に基づいて、ポンプ回転数ＮＰを算出する。検出部１１は、モータ３１に流れる電流値としてモータ電流Ｉを検出する。

判定部１２は、異常判定処理、及び、補正要否判定処理を実行する。異常判定処理は、燃料ポンプ３０に異常が生じているか否かを判定する処理である。補正要否判定処理は、異常判定処理の判定結果に基づいて燃料ポンプ３０の制御態様を変更するか否かを判定する処理である。判定部１２が実行する異常判定処理及び補正要否判定処理の詳細については後述する。

なお、ここでいう燃料ポンプ３０の異常とは、インペラ３２などの燃料ポンプ３０の回転体の回転抵抗が大きくなるような事象のことである。例えば、インペラ３２が熱膨張によって変形すると、燃料ポンプ３０においてハウジング３３とインペラ３２とのクリアランスが減少することがある。このようにハウジング３３とインペラ３２とのクリアランスが減少すると、インペラ３２の回転抵抗が大きくなり、インペラ３２を回転させにくくなる。

また、ハウジング３３内に水分が入り込むと、モータ３１の軸受に錆が発生することがある。このように軸受に錆が発生すると、インペラ３２の回転抵抗が大きくなり、インペラ３２を回転させにくくなる。

そして、このような異常が燃料ポンプ３０で発生すると、静摩擦力が大きくなる分、燃料ポンプ３０の駆動開始時ではインペラ３２の回転速度が大きくなりにくくなる。その結果、燃料ポンプ３０から燃料配管９２内に吐出される燃料量が多くなりにくくなる。

ポンプ駆動量算出部１３は、モータ３１に印加する電圧の目標値としてモータ電圧Ｖｔを算出する。モータ電圧Ｖｔは、要求噴射量Ｑｔと目標燃圧ＦＰｔとに基づいて算出される。ポンプ駆動量算出部１３は、燃料ポンプ３０を制御するための駆動信号のデューティ比Ｄｕｔｙを算出する。デューティ比Ｄｕｔｙは、モータ電圧Ｖｔとバッテリ電圧Ｖｂとに基づいて算出される。具体的には、モータ電圧Ｖｔをバッテリ電圧Ｖｂで除算した値に「１００」を乗算することによって、デューティ比Ｄｕｔｙが算出される（Ｄｕｔｙ＝（Ｖｔ／Ｖｂ）×１００）。そのため、デューティ比Ｄｕｔｙは、モータ電圧Ｖｔが高いほど大きくなる。また、デューティ比Ｄｕｔｙは、バッテリ電圧Ｖｂが低いほど大きくなる。そして、ポンプ駆動量算出部１３は、算出したデューティ比Ｄｕｔｙに対応したＰＷＭ信号を、後述するＦＰＣ２０に送信する。

なお、ポンプ駆動量算出部１３は、判定部１２での補正要否判定処理の実行によって燃料ポンプ３０の制御態様を変更すると判定されたときには、要求噴射量Ｑｔと目標燃圧ＦＰｔとに基づいて算出されたモータ電圧Ｖｔを補正する電圧補正処理を実行する。ポンプ駆動量算出部１３が実行する電圧補正処理の詳細については後述する。

記憶部１５には、判定部１２が異常判定処理や補正要否判定処理を実行する際に算出された値（例えば、後述する到達時間ＴＩ）が記憶される。なお、記憶部１５は、バックアップＲＡＭによって構成されている。そのため、記憶部１５に記憶された到達時間ＴＩ等の値は、内燃機関の運転が停止されても保持される。

車両は、燃料ポンプ３０を制御するためのポンプ制御部を構成するフューエルポンプコントローラとしてのＦＰＣ２０を備えている。ＦＰＣ２０は、ＥＣＵ１０から受信したＰＷＭ信号に基づいて、燃料ポンプ３０の制御を行う。ＦＰＣ２０は、ＰＷＭ信号から特定されるデューティ比Ｄｕｔｙ、すなわちポンプ駆動量算出部１３によって算出されたデューティ比Ｄｕｔｙに基づいた駆動信号を生成する。そして、ＦＰＣ２０は、生成した駆動信号に基づいてモータ３１を駆動させる。そのため、デューティ比Ｄｕｔｙが大きいほど、モータ３１の回転数を大きくすることができる。ＥＣＵ１０とＦＰＣ２０とによって、燃料ポンプ３０を制御するポンプ制御部が構成されている。

図２を参照して、ＥＣＵ１０の判定部１２で実行される異常判定処理の処理ルーチンについて説明する。本処理ルーチンは、所定の周期毎に繰り返し実行される。
本処理ルーチンが実行されると、まずステップＳ１０１において、判定開始条件が成立しているか否かが判定される。ここでは、燃料ポンプ３０に異常が発生しやすい状況であるときに、判定開始条件が成立していると判定される。本実施形態では、以下の条件（イ）、（ロ）、（ハ）の何れもが満たされている場合に判定開始条件が成立していると判定される。
（イ）内燃機関の水温が水温閾値よりも高い。
（ロ）内燃機関の油温が油温閾値よりも高い。
（ハ）内燃機関の吸気温度が吸気温閾値よりも高い。

水温、油温及び吸気温度の何れもが高い場合、燃料タンク９１内の燃料の温度が高く、燃料ポンプ３０のインペラ３２に伝達される熱量が多いと推測される。このようにインペラ３２に伝達される熱量が多いほど、インペラ３２が熱変形しやすい。そこで、本実施形態では、条件（イ）、（ロ）、（ハ）の何れもが満たされている場合には、インペラ３２が熱変形する虞のある温度まで燃料温度が上昇していると推定し、判定開始条件が成立していると判定される。

判定開始条件が成立していない場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、本処理ルーチンが一旦終了される。一方、判定開始条件が成立している場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、処理がステップＳ１０２に移行される。

ステップＳ１０２では、ＥＣＵ１０の記憶部１５に記憶されている到達時間ＴＩが取得される。到達時間ＴＩは、検出部１１によって算出されるモータ電流Ｉの値に基づいて、判定部１２によって測定される。判定部１２は、モータ３１の駆動が開始される度に到達時間ＴＩを測定して、到達時間ＴＩを記憶部１５に記憶する。

図３を参照して、判定部１２が測定する到達時間ＴＩについて説明する。図３には、モータ３１の駆動を開始してからのモータ３１に流れるモータ電流Ｉの推移を示している。
判定部１２は、モータ３１の駆動を開始してから、モータ電流Ｉが増加して電流ピーク値Ｉｐに到達するまでの時間を到達時間ＴＩとして測定する。すなわち、本実施形態では、電流ピーク値Ｉｐが規定値に相当する。例えば、図３の実線に示す例では、モータ３１の駆動が開始されてから、タイミングｔ２においてモータ電流Ｉが電流ピーク値Ｉｐに達している。以下では、モータ３１に流れるモータ電流Ｉが電流ピーク値Ｉｐであるときの燃料ポンプ３０の駆動状態を定常状態とする。

検出部１１によって算出されるモータ電流Ｉは、電流ピーク値Ｉｐに達したあと、電流ピーク値Ｉｐで保持されたり、電流ピーク値Ｉｐから少し小さくなったりする。そのため、到達時間ＴＩを測定する場合、判定部１２は、モータ電流Ｉの保持又はモータ電流Ｉの低下を検知したときに、モータ電流Ｉが電流ピーク値Ｉｐに達したタイミングを把握する。そして、判定部１２は、モータ３１の駆動開始のタイミングから、モータ電流Ｉが電流ピーク値Ｉｐに達したタイミングまでの時間の長さを到達時間ＴＩとして算出する。

なお、モータ３１の駆動開始時には、図３に示すようにモータ３１に突入電流が発生する。突入電流とは、図３におけるタイミングｔ１近傍のようにモータ３１の駆動開始時にモータ３１に一時的に流れる大きな電流のことである。突入電流が発生する期間は、予め推定することができる。そのため、判定部１２は、突入電流の発生期間が終わったあとでのモータ電流Ｉの最大値を電流ピーク値Ｉｐとして、モータ３１の駆動開始のタイミングから、モータ電流Ｉが電流ピーク値Ｉｐに達したタイミングまでの時間の長さを到達時間ＴＩとして算出する。

ステップＳ１０２の処理において、到達時間ＴＩを取得すると、処理がステップＳ１０３に移行される。
ステップＳ１０３では、到達時間閾値ＴＩＴｈが算出される。到達時間閾値ＴＩＴｈは、燃料ポンプ３０のインペラ３２の回転抵抗が増加したか否かの判断基準として設定される値である。到達時間閾値ＴＩＴｈは、判定部１２が備えるマップに基づいて算出される。当該マップには、ポンプ回転数ＮＰと目標燃圧ＦＰｔと到達時間閾値ＴＩＴｈとの関係が設定されている。この関係は、予め実験等によって定められている。

図４には、ポンプ回転数ＮＰと目標燃圧ＦＰｔと到達時間閾値ＴＩＴｈとの関係の例を示している。図中の三本の実線は、ポンプ回転数ＮＰと到達時間閾値ＴＩＴｈとに対する目標燃圧ＦＰｔの関係を例示するものである。これら実線は、図中上側ほど目標燃圧ＦＰｔが大きいときにおけるポンプ回転数ＮＰと到達時間閾値ＴＩＴｈとに対する関係を示している。

判定部１２は、図４に示すマップを参照し、現時点のポンプ回転数ＮＰと目標燃圧ＦＰｔとに基づいて、到達時間閾値ＴＩＴｈを算出する。そのため、到達時間閾値ＴＩＴｈは、ポンプ回転数ＮＰが所定値であるという条件の下では目標燃圧ＦＰｔが大きいほど大きい値として算出される。到達時間閾値ＴＩＴｈが算出されると、処理がステップＳ１０４に移行される。

ステップＳ１０４では、到達時間ＴＩが到達時間閾値ＴＩＴｈよりも大きいか否かが判定される。到達時間ＴＩが到達時間閾値ＴＩＴｈ以下である場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、燃料ポンプ３０のインペラ３２の回転抵抗が増加したとの判定がなされないため、本処理ルーチンが一旦終了される。一方、到達時間ＴＩが到達時間閾値ＴＩＴｈよりも大きい場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、インペラ３２の回転抵抗が増加したと判定され、処理がステップＳ１０５に移行される。

ステップＳ１０５では、異常フラグにオンがセットされる。その後、本処理ルーチンが終了される。異常フラグは、インペラ３２の回転抵抗の増加に起因する異常が燃料ポンプ３０で発生していると判定されたときにはオンがセットされるフラグである。なお、異常フラグがオンであるかオフであるかの情報は、記憶部１５に記憶される。

ＥＣＵ１０は、異常フラグがオンであるとき、ポンプ異常時処理として、以下に記載する処理（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を実行する。
（Ａ）アイドリングストップ機能による内燃機関の自動停止の実行を禁止する。
（Ｂ）車両の車内に設けられている報知装置を制御して、燃料ポンプ３０の異常を報知する。例えば、報知装置としての表示灯を点灯させる。
（Ｃ）判定部１２で実行される補正要否判定処理を通じて、モータ電圧Ｖｔの補正を実行する。

図５を参照して、判定部１２で実行される補正要否判定処理の処理ルーチンについて説明する。本処理ルーチンは、所定の周期毎に繰り返し実行される。
本処理ルーチンが実行されると、まずステップＳ２０１において、図２に示した異常判定処理の実行によって異常フラグにオンがセットされたか否かが判定される。異常フラグがオフである場合（Ｓ２０１：ＮＯ）、本処理ルーチンが一旦終了される。一方、異常フラグがオンである場合（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、処理がステップＳ２０２に移行される。

ステップＳ２０２では、到達時間ＴＩが取得される。すなわち、記憶部１５から到達時間ＴＩが読み出される。その後、処理がステップＳ２０３に移行される。
ステップＳ２０３では、基本到達時間ＴＩＢが算出される。基本到達時間ＴＩＢは、インペラ３２の回転抵抗の増加に起因する異常が燃料ポンプ３０で発生していない場合における到達時間ＴＩの推定値である。本実施形態では、基本到達時間ＴＩＢは、判定部１２が備えるマップに基づいて算出される。当該マップには、ポンプ回転数ＮＰと目標燃圧ＦＰｔと基本到達時間ＴＩＢとの関係が設定されている。この関係は、予め実験等によって定められている。

図６には、ポンプ回転数ＮＰと目標燃圧ＦＰｔと基本到達時間ＴＩＢとの関係の例を示している。図中の三本の実線は、ポンプ回転数ＮＰと基本到達時間ＴＩＢとに対する目標燃圧ＦＰｔの関係を例示するものである。これら実線は、図中上側ほど目標燃圧ＦＰｔが大きいときにおけるポンプ回転数ＮＰと基本到達時間ＴＩＢとに対する関係を示している。

判定部１２は、図６に示すマップを参照し、現時点のポンプ回転数ＮＰと目標燃圧ＦＰｔとに基づいて、基本到達時間ＴＩＢを算出する。そのため、基本到達時間ＴＩＢは、ポンプ回転数ＮＰが所定値であるという条件の下では目標燃圧ＦＰｔが大きいほど大きい値として算出される。基本到達時間ＴＩＢが算出されると、処理がステップＳ２０４に移行される。

ステップＳ２０４では、遅れ時間Ｄが算出される。判定部１２は、到達時間ＴＩから基本到達時間ＴＩＢを減算することで遅れ時間Ｄを算出する。そして、判定部１２は、算出した遅れ時間Ｄを記憶部１５に記憶する。その後、処理がステップＳ２０５に移行される。

ステップＳ２０５では、遅れ時間Ｄが遅れ時間閾値ＤＴｈよりも大きいか否かが判定される。遅れ時間閾値ＤＴｈは、到達時間ＴＩと基本到達時間ＴＩＢとの乖離が大きいか否かの判断基準であり、予め実験等によって求められた値である。そして、遅れ時間Ｄが遅れ時間閾値ＤＴｈよりも大きい場合、燃料ポンプ３０の駆動開始時における燃料ポンプ３０の燃料吐出量が少ないと判断できるため、モータ電圧Ｖｔを増大補正する必要有りと判定される。一方、遅れ時間Ｄが遅れ時間閾値ＤＴｈ以下である場合、燃料ポンプ３０の駆動開始時における燃料ポンプ３０の燃料吐出量が少ないとの判断がなされないため、モータ電圧Ｖｔを増大補正する必要有りとの判定がなされない。したがって、遅れ時間Ｄが遅れ時間閾値ＤＴｈよりも大きい場合（Ｓ２０５：ＹＥＳ）、処理がステップＳ２０６に移行される。ステップＳ２０６では、電圧Ｆ／Ｂ許可フラグがオンにされる。その後、本処理ルーチンが終了される。なお、電圧Ｆ／Ｂ許可フラグは、モータ電圧Ｖｔの補正を許容する際にオンがセットされる一方、モータ電圧Ｖｔの補正を許容しない際にはオフがセットされるフラグである。そして、電圧Ｆ／Ｂ許可フラグがオンであるかオフであるかの情報は、記憶部１５に記憶される。

一方、ステップＳ２０５において、遅れ時間Ｄが遅れ時間閾値ＤＴｈ以下である場合（Ｓ２０５：ＮＯ）、処理がステップＳ２０７に移行される。ステップＳ２０７では、電圧Ｆ／Ｂ許可フラグがオフにされ、その後本処理ルーチンが終了される。

図７を参照して、ポンプ駆動量算出部１３で実行される電圧補正処理の処理ルーチンについて説明する。本処理ルーチンは、図５に示した補正要否判定処理におけるステップＳ２０６の処理が実行されて電圧Ｆ／Ｂ許可フラグがオンにされている場合に、繰り返し実行される。本処理ルーチンは、電圧Ｆ／Ｂ許可フラグがオフにされている場合には実行されない。

本処理ルーチンが実行されると、まずステップＳ３０１において、モータ電圧Ｖｔの補正量の算出に用いられる補正因子Ｋｆが算出される。補正因子Ｋｆは、ポンプ駆動量算出部１３が備えるマップに基づいて算出される。当該マップには、ポンプ回転数ＮＰと目標燃圧ＦＰｔと補正因子Ｋｆとの関係が設定されている。この関係は、予め実験等によって定められている。

図８には、ポンプ回転数ＮＰと目標燃圧ＦＰｔと補正因子Ｋｆとの関係の例を示している。図中の三本の実線は、ポンプ回転数ＮＰと補正因子Ｋｆとに対する目標燃圧ＦＰｔの関係を例示するものである。これら実線は、図中上側ほど目標燃圧ＦＰｔが大きいときにおけるポンプ回転数ＮＰと補正因子Ｋｆとに対する関係を示している。

ポンプ駆動量算出部１３は、現時点のポンプ回転数ＮＰと目標燃圧ＦＰｔとに基づいて、補正因子Ｋｆを算出する。補正因子Ｋｆは、ポンプ回転数ＮＰが所定値であるという条件の下では目標燃圧ＦＰｔが大きいほど大きい値として算出される。補正因子Ｋｆが算出されると、処理がステップＳ３０２に移行される。

ステップＳ３０２では、電圧補正量Ｋが算出される。ポンプ駆動量算出部１３は、記憶部１５から遅れ時間Ｄを読み出し、補正因子Ｋｆに遅れ時間Ｄを乗算することで電圧補正量Ｋを算出する。電圧補正量Ｋが算出されると、処理がステップＳ３０３に移行される。

ステップＳ３０３では、モータ電圧Ｖｔが補正される。ポンプ駆動量算出部１３は、モータ電圧Ｖｔに電圧補正量Ｋを加算した値を新たにモータ電圧Ｖｔとして設定する。その後、本処理ルーチンが終了される。

ポンプ駆動量算出部１３は、電圧補正処理によってモータ電圧Ｖｔを補正した場合、補正後のモータ電圧Ｖｔに基づいてデューティ比Ｄｕｔｙを算出する。補正後のモータ電圧Ｖｔに基づいて算出されたデューティ比Ｄｕｔｙは、モータ電圧Ｖｔが補正されない場合に算出されるデューティ比Ｄｕｔｙよりも大きい。ＦＰＣ２０は、こうしたデューティ比Ｄｕｔｙに基づいた駆動信号を生成し、当該駆動信号に基づいてモータ３１の駆動を制御する。その結果、モータ電圧Ｖｔを補正しない場合と比較してモータ３１の出力トルクが大きくなる分、燃料ポンプ３０の燃料吐出量が多くされる。

本実施形態の作用及び効果について説明する。
燃料ポンプ３０が備えるモータ３１のインペラ３２は、熱膨張によって変形することがある。インペラ３２が変形すると、燃料ポンプ３０のハウジング３３とインペラ３２とのクリアランスが減少し、インペラ３２の回転抵抗が増加する。

インペラ３２の回転抵抗が増加した状態でモータ３１の駆動を開始させる場合、回転抵抗が増加していない場合と比較して静摩擦力が大きい分、ポンプ回転数ＮＰの増加速度が大きくなりにくい。その結果、ポンプ回転数ＮＰと相関するモータ３１に流れる電流の増加速度が大きくなりにくい。図３には、インペラ３２の回転抵抗が増加した状態におけるモータ電流Ｉの推移の例を二点鎖線で示している。二点鎖線で示すように、タイミングｔ２よりも後のタイミングであるタイミングｔ３においてモータ電流Ｉが電流ピーク値Ｉｐに到達している。すなわち、インペラ３２の回転抵抗が大きいほど、到達時間ＴＩが長くなる。

ＥＣＵ１０によれば、到達時間ＴＩが到達時間閾値ＴＩＴｈよりも大きい場合に、インペラ３２の回転抵抗の増加に起因する異常が燃料ポンプ３０に発生していると判定される。これによって、インペラ３２の回転抵抗の増加に起因する燃料ポンプ３０の異常を検出することができる。

ところで、アイドリングストップ機能によって内燃機関が自動停止された場合、燃料噴射弁９３からの燃料噴射が停止され、燃料ポンプ３０の駆動が停止される。その後、内燃機関が自動再始動されると、燃料噴射弁９３からの燃料の噴射が再開されるため、燃料ポンプ３０の駆動が開始される。このとき、上記異常が燃料ポンプ３０で発生している場合、燃料ポンプ３０の駆動開始時における燃料ポンプ３０の燃料吐出量が増加されにくい。すなわち、燃料噴射弁９３に供給される燃料の圧力が低下する虞がある。

この点、ＥＣＵ１０では、異常フラグがオンにセットされているときには、アイドリングストップ機能による内燃機関の自動停止が禁止される。内燃機関の自動停止を禁止することによって、自動停止による燃料噴射の停止が行われないため、燃料ポンプ３０の停止を抑制することができる。これによって、燃料ポンプ３０に上記異常が発生しているときに、燃料ポンプ３０の停止と起動とが繰り返されることを抑制できる。したがって、内燃機関の再始動時において燃料噴射弁９３に供給される燃料の圧力が低下することを抑制できる。

また、ＥＣＵ１０では、異常フラグがオンにセットされているときには、報知装置を制御する。これによって、車両の搭乗者に異常を報知することができ、異常への対処を促すことができる。

さらに、ＥＣＵ１０では、異常フラグがオンにセットされているときには、電圧補正処理の実行によってモータ電圧Ｖｔを増大補正することができる。インペラ３２の回転抵抗が増加している場合、燃料ポンプ３０の駆動力が低下することがあるが、モータ電圧Ｖｔを増大補正することによって、燃料ポンプ３０に生じる異常に起因する、燃料ポンプ３０の駆動開始時における燃料吐出量の増大の遅れを軽減することができる。すなわち、燃料ポンプ３０の駆動開始時において、燃料噴射弁９３に供給される燃料の圧力の低下を抑制することができる。

内燃機関の前回の運転停止時までに上記異常が燃料ポンプ３０に発生していると判定されている場合、次の内燃機関の始動時では、電圧補正処理によって増大補正されたモータ電圧Ｖｔに基づいて燃料ポンプ３０の駆動が開始される。そのため、次の内燃機関の始動時にあっては、燃料ポンプ３０の燃料吐出量の増大の遅れを軽減できる分、燃料噴射弁９３に供給される燃料の圧力の低下を抑制でき、ひいては内燃機関の始動時における燃料噴射弁９３の制御性の低下を抑制できる。

また、ＥＣＵ１０では、補正要否判定処理を実行することによって、燃料ポンプ３０に異常が生じている場合であっても、遅れ時間Ｄが大きくないときには電圧補正処理が実行されないように構成している。すなわち、燃料ポンプ３０に上記異常は発生しているものの、燃料ポンプ３０の駆動開始時における燃料吐出量の増大の遅れが小さいときには、モータ電圧Ｖｔが補正されない。これによって、燃料ポンプ３０に上記異常が発生している場合にモータ電圧Ｖｔを必ず補正する場合と比較して、バッテリ８１の消耗を抑制できる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、ポンプ異常時処理において（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の処理を実行するように構成している。これら（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の処理の一部のみを実行するようにしてもよい。（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の処理のうち少なくとも二つの処理を実行する場合、処理が実行される順序は限定されるものではない。

・上記実施形態では、ＥＣＵ１０がアイドリングストップ機能を有しているが、ＥＣＵ１０がアイドリングストップ機能を有していないとしても、上記実施形態と同様に、異常判定処理に基づいて燃料ポンプ３０の異常を検出することができる。また、異常の報知及びモータ電圧Ｖｔの補正を実施することもできる。

・ＥＣＵ１０は、ハイブリッド車両に適用することができる。この場合、異常フラグがオンであるときには、内燃機関の間欠運転の実施を禁止するようにしてもよい。これによって、アイドリングストップ機能による内燃機関の自動停止を禁止する上記実施形態における構成と同様に、燃料ポンプ３０の停止と起動とが繰り返されることを抑制できる。

・上記実施形態では、異常フラグがオンであり、且つ、遅れ時間Ｄが遅れ時間閾値ＤＴｈよりも大きい場合には、燃料ポンプ３０の駆動状態が定常状態になった以降でも、モータ電圧Ｖｔの補正が継続される。しかし、これに替えて、燃料ポンプ３０の駆動状態が定常状態になった場合には、モータ電圧Ｖｔを補正しないようにしてもよい。こうした構成であっても、上記実施形態と同様に、燃料ポンプ３０の駆動開始時における燃料吐出量の増大の遅れを軽減することができる。

・上記実施形態における燃料ポンプ３０に上記異常が発生しているか否かの判定（すなわち、図２に示した処理ルーチンにおいて、ステップＳ１０２以降の各処理）は、内燃機関の冷間始動時に行うようにしてもよい。

例えば車両が長い期間駐車されていた場合、燃料に水分が混入することがある。こうした水分によって、モータ３１やモータ３１の軸受に錆が発生して燃料ポンプ３０の回転抵抗が増加する虞がある。冷間始動時に判定開始条件が成立していると判定して異常判定処理の処理を進めることによって、燃料への水分混入に起因して発生した燃料ポンプ３０の回転抵抗の増加を検出することができる。これによって、インペラ３２の熱膨張以外での要因でインペラ３２の回転抵抗が増加した場合であっても、燃料ポンプ３０に上記異常が発生しているか否かを判定することが可能となる。

・上記実施形態では、到達時間閾値ＴＩＴｈを予め設定したマップに基づいて算出した。これに替えて、例えば車両の製造直後等、燃料ポンプ３０に異常が生じていないと推定されるときにモータ電流Ｉが電流ピーク値Ｉｐに到達するまでの時間を測定して、測定値に規定の補正値を加算した値を到達時間閾値ＴＩＴｈとして学習してもよい。

・上記実施形態では、モータ３１の駆動を開始してからモータ電流Ｉが電流ピーク値Ｉｐに到達するまでの時間を到達時間ＴＩとして、到達時間ＴＩを用いて異常判定処理を実行した。異常判定処理では、突入電流が発生する期間が経過してからモータ電流Ｉが電流ピーク値Ｉｐに到達するまでの経過時間を採用することもできる。この場合、当該経過時間と、突入電流が発生する期間の時間の長さと、の和を到達時間ＴＩとして異常判定処理が実行される。

・上記実施形態における異常判定処理では、ステップＳ１０４の処理において、到達時間ＴＩが到達時間閾値ＴＩＴｈ以下である場合には処理ルーチンを一旦終了させた。これに替えて、異常フラグにオフをセットした後に処理ルーチンを終了するようにしてもよい。これによれば、例えば測定される到達時間ＴＩの揺らぎの影響で異常フラグが誤ってオンにされたとしても、燃料ポンプ３０に異常が生じていない場合には誤った判定を解消することができる。

・燃料ポンプ３０の駆動モードとして、診断モードを用意してもよい。診断モードでは、ポンプ回転数ＮＰの目標値を下限回転数よりも低い値に設定し、この目標値に向けてポンプ回転数ＮＰを増加させる際に到達時間ＴＩを測定させ、この到達時間ＴＩを用いて異常判定処理を実施する。下限回転数とは、内燃機関が運転されており且つ燃料ポンプ３０の駆動状態が定常状態であるときにおけるポンプ回転数ＮＰの下限値である。このようにポンプ回転数ＮＰの目標値が小さいときに燃料ポンプ３０の駆動を開始させることによって、当該目標値が大きい場合と比較してモータ３１の出力トルクが小さくなる分、インペラ３２の回転抵抗が大きいときと回転抵抗が大きくないときとで、到達時間ＴＩの差異が大きくなりやすい。すなわち、燃料ポンプ３０の異常を検出しやすい。

診断モードは、例えば数か月毎のように規定期間毎に実行するとよい。これによって、燃料ポンプ３０の異常を検出する機会を確保することができる。また、診断モードは、燃料温度が規定の燃料温度閾値よりも高いときに実行するようにしてもよい。この場合、インペラ３２が膨張しやすいときに異常判定処理を実行することができる。なお、診断モードでは、ステップＳ１０１の処理を省略してもよい。

・上記実施形態では、所定周期毎に異常判定処理を繰り返し実行した。異常判定処理は、車両の販売店や整備工場等において外部装置を車両に接続した場合に実行するようにしてもよい。この場合、ステップＳ１０１の処理は省略される。

また、この場合の異常判定処理では、上記診断モードと同様に、ポンプ回転数ＮＰの目標値を下限回転数よりも低い値に設定して測定した到達時間ＴＩを用いるとよい。
・上記実施形態では、電流ピーク値Ｉｐを規定値として採用しているが、規定値は、電流ピーク値Ｉｐとは異なる値であってもよい。例えば、燃料ポンプ３０の駆動状態が定常状態であるときにモータ３１に流れるモータ電流Ｉよりも小さい値を規定値として採用してもよい。

・上記実施形態では、ＥＣＵ１０とＦＰＣ２０とによって構成されるポンプ制御部を示しているが、これはポンプ制御部の一例である。例えば、ＦＰＣ２０の機能を内包したＥＣＵ１０によってポンプ制御部を構成することもできる。

１０…ＥＣＵ、１１…検出部、１２…判定部、２０…ＦＰＣ、３０…燃料ポンプ、３１…モータ、３２…インペラ、３３…ハウジング、８１…バッテリ、９１…燃料タンク、９２…燃料配管、９３…燃料噴射弁。

Claims (1)

1. モータを動力源とする燃料ポンプと、該燃料ポンプによって燃料タンクから吸引された燃料が供給される燃料噴射弁と、を備える車両に適用される車両の制御装置であって、
   前記モータを流れる電流値を検出する検出部と、
   前記モータの駆動を開始してから前記電流値が規定値に達するまでの到達時間を測定し、前記到達時間が規定の閾値よりも大きいときに、前記燃料ポンプに異常が生じていると判定する判定部と、を備え、
   前記判定部は、前記到達時間から、前記燃料ポンプに異常が生じていない場合における前記到達時間の推定値である基本到達時間を減算することで遅れ時間を算出し、前記遅れ時間が、予め定められた遅れ時間閾値より大きい場合、前記モータの電圧を増大補正することを許容する
   車両の制御装置。

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