JP3610894B2 - 内燃機関の高圧燃料供給システムの異常診断装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料タンクから汲み上げられた燃料を高圧ポンプで高圧に加圧して燃料噴射弁に圧送する高圧燃料供給システムの異常の有無を判定する内燃機関の高圧燃料供給システムの異常診断装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、気筒内に燃料を直接噴射する筒内噴射式エンジンは、燃焼性を確保するために、噴射圧力を高圧にして噴射燃料を微粒化する必要がある。そのため、筒内噴射エンジンでは、燃料タンクから低圧ポンプで汲み上げた燃料を高圧ポンプで高圧に加圧して燃料噴射弁へ圧送するようにしている。この高圧ポンプは、大きな駆動力を必要とするため、エンジンのカム軸に嵌着されたカムにより高圧ポンプのピストンを往復運動させることで燃料を圧送するようにしている。このような高圧燃料供給システムでは、燃料噴射弁に供給する燃料の圧力（以下「燃圧」と略記する）を燃圧センサで検出し、その検出燃圧に基づいて高圧ポンプの吐出量をフィードバック制御することで、燃圧を目標燃圧に制御するようにしている。尚、高圧ポンプの吐出量の制御は、高圧ポンプの吐出行程時に吸入口側の燃圧制御弁の閉弁時間を制御することで行うようにしたものが多い。
【０００３】
このような高圧燃料供給システムにおいても、異常診断機能（ダイアグノーシス）を搭載したものがある。例えば、特許第２８４４８８１号公報では、高圧ポンプの吐出量指令値が正常時に越えることのない値よりも大きくなったときに、異常と判定するようにしている。
【０００４】
また、特開平１０−８９１３５号公報では、噴射時期を挟まない２つの時期に燃圧を検出し、その燃圧の偏差と燃料圧送指令量とに基づいて高圧燃料供給システムの異常の有無を判定するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前者（特許第２８４４８８１号公報）の異常診断方法では、例えば、高圧ポンプの吐出量指令値が正常範囲の上限付近（又は下限付近）に張り付いた状態が長時間続いているにも拘らず、実燃圧が目標燃圧からずれた状態が長時間続くような異常が発生した場合でも、高圧ポンプの吐出量指令値が正常時に越えることのない値よりも大きくならない限り、異常を検出することができない。例えば、高圧燃料供給システムから燃料が少しずつ漏れる場合や、燃圧センサの経時劣化等により燃圧センサの検出精度が悪化した場合、或は、一部の気筒の燃料噴射弁が異常になった場合等は、高圧ポンプの吐出量指令値が正常時に越えることのない値よりも大きくなるとは限らないため、異常を検出できない可能性がある。
【０００６】
また、後者（特開平１０−８９１３５号公報）の異常診断方法では、噴射時期を挟まない２つの時期の燃圧の偏差を異常診断パラメータとして用いるが、噴射時期を挟まない２つの時期の間隔は非常に短いため、例えば、燃料が少しずつ漏れても、それを燃圧の偏差として検出することができない可能性が高い。要するに、この異常診断方法では、短時間で燃圧が急激に変化するような異常しか検出することができない。
【０００７】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、従来の異常診断方法では検出できなかった異常も検出することが可能となり、高圧燃料供給システムの異常診断の信頼性を向上させることができる内燃機関の高圧燃料供給システムの異常診断装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１の内燃機関の高圧燃料供給システムの異常診断装置は、所定期間の高圧ポンプの吐出量の指令値と燃料噴射量の指令値（要求噴射量）とをそれぞれ積算手段により積算し、高圧ポンプの吐出量積算値と燃料噴射量積算値との比較値と燃圧センサで検出した燃圧とに基づいて高圧燃料供給システムの異常の有無を異常診断手段により判定する。例えば、高圧ポンプの吐出量積算値と燃料噴射量積算値とが同一であれば、高圧ポンプから燃料噴射弁までの燃料配管内に流入する燃料量と流出する燃料量とが同一になるため、高圧ポンプの異常や燃料漏れ等の異常が無ければ、高圧ポンプの吐出側の燃料配管内の総燃料量が一定に保たれて燃圧も一定に保たれる。また、高圧ポンプの吐出量積算値が燃料噴射量積算値よりも多くなると、高圧ポンプの異常や燃料漏れ等の異常が無ければ、高圧ポンプの吐出側の燃料配管内の総燃料量が増加して燃圧が上昇する。反対に、高圧ポンプの吐出量積算値が燃料噴射量積算値よりも少なくなると、高圧ポンプの異常や燃料噴射弁の噴射不良等が無ければ、燃料配管内の総燃料量が減少して燃圧が低下する。従って、高圧ポンプの吐出量積算値と燃料噴射量積算値との比較値（大小関係）は、正常時の実燃圧の挙動を推定するパラメータとなるため、この比較値と燃圧センサの検出燃圧とを異常診断パラメータとして用いることで、従来の異常診断方法では検出できなかった様々な異常を精度良く検出することができ、高圧燃料供給システムの異常診断の信頼性を向上させることができる。
【０００９】
ところで、内燃機関の停止中は、高圧ポンプも停止して、燃料配管内の燃圧を高圧に保つことができないため、内燃機関の停止中に燃圧が低下する。従って、始動時には、燃圧が低い状態から昇圧され、しかも、始動時には、機関回転速度（高圧ポンプの回転速度）が低く、単位時間当たりの燃料吐出量が少ないにも拘らず、燃料噴射量が比較的多いため、高圧燃料供給システムが正常な場合でも、始動時には燃圧（燃圧センサの検出燃圧）の変動が大きくなる。このため、始動時の高圧ポンプの吐出量積算値と燃料噴射量積算値との比較値から始動時の燃圧の挙動を精度良く推定することは困難である。また、加速時、高負荷時等には、燃料噴射量が多くなり、燃料噴射量積算値等の誤差が大きくなる。従って、始動時や燃料噴射量が多いときに、高圧燃料供給システムの異常診断を実施すると、燃圧の推定精度が低下して異常診断精度が低下するおそれがある。
【００１０】
そこで、請求項２のように、内燃機関の始動時及び／又は燃料噴射量の指令値（要求噴射量）が所定値以上となる運転状態の時には、異常診断を異常診断禁止手段によって禁止するようにすると良い。このようにすれば、燃圧の推定精度が低下すると予想される運転状態の時に、高圧燃料供給システムの異常診断を禁止することができ、異常診断の信頼性を更に向上させることができる。
【００１１】
前述したように、高圧ポンプの吐出量積算値と燃料噴射量積算値との大小関係（両者の差がプラス値かマイナス値か）によって正常時の燃圧の変化方向が分かり、両者の差の絶対値によって正常時の燃圧の変化幅を推定できる。この関係を利用して、請求項３のように、高圧ポンプの吐出量積算値と燃料噴射量積算値との差から燃圧を推定し、その推定燃圧が燃圧センサで検出した燃圧よりも所定値以上高い場合は高圧燃料供給システムの燃料漏れと判定するようにしても良い。つまり、高圧燃料供給システムが正常であれば、高圧ポンプの吐出量積算値と燃料噴射量積算値との差から推定した燃圧が実際の燃圧（実燃圧）とほぼ一致するが、推定燃圧が実燃圧よりも所定値（正常時の少なくとも最大誤差範囲）以上高ければ、実燃圧が何等かの原因で異常低下したものと判断でき、実燃圧が異常低下する原因としては、燃料漏れが考えられる。燃料漏れが発生すると、燃料配管内の総燃料量が減少して燃圧が低下するためである。
【００１２】
また、請求項４のように、高圧ポンプの吐出量積算値と燃料噴射量積算値との差から推定した燃圧が燃圧センサで検出した燃圧よりも所定値以上高い場合（つまり推定燃圧と燃圧センサの検出燃圧との関係から実燃圧が低下していると推定される場合）に、空燃比が目標空燃比よりもリッチ側にずれているときは、燃圧センサの出力（検出燃圧）の異常低下と判定するようにしても良い。つまり、燃料噴射量の指令値（要求噴射量）は、実燃圧が目標燃圧に制御されていることを前提にして決定されるため、実燃圧が低下すれば、その分、実際の燃料噴射量が不足して空燃比が目標空燃比よりもリーン側にずれるのが正常な状態である。従って、推定燃圧と燃圧センサの検出燃圧との関係から実燃圧が低下していると推定されるにも拘らず、空燃比が目標空燃比よりもリッチ側にずれるということは、実際には、実燃圧が上昇していることを意味する。このような状態は、実燃圧が上昇していることを検出できない状態、つまり燃圧センサの出力（検出燃圧）が異常低下している状態になっていることを意味する。従って、推定燃圧と燃圧センサの検出燃圧との関係から実燃圧が低下していると推定されるにも拘らず、空燃比が目標空燃比よりもリッチ側にずれるときは、燃圧センサの出力の異常低下と判定することができる。
【００１３】
また、請求項５のように、高圧ポンプの吐出量積算値と燃料噴射量積算値との差から推定した燃圧が燃圧センサで検出した燃圧よりも所定値以上低い場合に、空燃比が目標空燃比よりもリーン側にずれているときは、燃圧センサの出力（検出燃圧）の異常上昇と判定するようにしても良い。つまり、推定燃圧が燃圧センサの検出燃圧よりも所定値以上低い場合は、実燃圧が上昇していると推定されるが、空燃比が目標空燃比よりもリーン側にずれるということは、実際には、実燃圧が低下していることを意味する。このような状態は、実燃圧が低下していることを検出できない状態、つまり燃圧センサの出力（検出燃圧）が異常上昇している状態になっていることを意味する。従って、推定燃圧と燃圧センサの検出燃圧との関係から実燃圧が上昇していると推定されるのに、空燃比が目標空燃比よりもリーン側にずれるときは、燃圧センサの出力の異常上昇と判定することができる。
【００１４】
また、請求項６のように、高圧ポンプの吐出量積算値と燃料噴射量積算値との差から推定した燃圧が燃圧センサで検出した燃圧よりも所定値以上低い場合に、内燃機関のトルク変動量が所定値以上のときは、燃料噴射弁の異常と判定するようにしても良い。つまり、推定燃圧が燃圧センサの検出燃圧よりも所定値以上低い場合は、実燃圧が上昇していると推定されるが、実燃圧が上昇する原因の１つとして、燃料噴射弁の噴射不良によって実際の燃料噴射量が要求噴射量よりも少なくなっていることが考えられる。もし、一部の気筒の燃料噴射弁が異常になると、内燃機関のトルク変動量が大きくなる現象が発生するため、推定燃圧と燃圧センサの検出燃圧との関係から実燃圧が上昇していると推定される場合に、トルク変動量が大きいときは、燃料噴射弁の異常と判定することができる。
【００１５】
また、請求項７のように、内燃機関の停止時間が所定時間以上経過してから内燃機関を始動する時に、燃圧センサの検出燃圧が所定範囲から外れている場合は、燃圧センサの異常と判定するようにしても良い。前述したように、内燃機関の停止中は、燃圧が時間の経過と共に燃圧が低下するため、内燃機関の停止時間がある程度長くなると、燃圧が大気圧付近まで低下する。従って、内燃機関の停止時間がある程度経過してから始動する場合は、始動時の燃圧が大気圧付近から上昇することになる。このような場合に、始動時の燃圧センサの検出燃圧が大気圧付近の所定範囲から外れている場合には、燃圧センサの異常と判定することができる。
【００１６】
この場合、内燃機関の停止時間はタイマにより測定しても良いが、この場合は内燃機関の停止中にタイマを動作させるための電源を供給する必要がある。
そこで、請求項８のように、内燃機関の停止時間が所定時間以上経過したか否かを内燃機関の前回の停止時の冷却水温と今回の始動時の冷却水温との温度差に基づいて判定するようにしても良い。つまり、内燃機関の停止中は、時間の経過と共に冷却水温が放熱により低下するため、前回の停止時の冷却水温と今回の始動時の冷却水温との温度差を見れば、内燃機関の停止時間をタイマで測定しなくても、内燃機関の停止時間が所定時間以上経過したか否かを判定することができる。
【００１７】
また、請求項９のように、今回の始動時の燃圧センサの検出燃圧が前回の停止時の検出燃圧よりも所定値以上高い場合は、燃圧センサの異常と判定するようにしても良い。前述したように、内燃機関の停止中は燃圧が低下するため、今回の始動時の実燃圧が前回の停止時の実燃圧より高くなることは起こり得ない。従って、今回の始動時の検出燃圧が前回の停止時の検出燃圧よりも所定値（少なくとも検出誤差）以上高い場合は、燃圧センサの異常と判定することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
［実施形態（１）］
以下、本発明を筒内噴射式内燃機関に適用した実施形態（１）を図１乃至図６に基づいて説明する。
【００１９】
まず、図１に基づいてエンジン制御系システム全体の概略構成を説明する。筒内噴射式内燃機関である筒内噴射式エンジン１１の吸気管１２の最上流部には、エアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側に、ステップモータ１４によって開度調節されるスロットルバルブ１５が設けられている。ステップモータ１４がエンジン電子制御回路（以下「エンジンＥＣＵ」と表記する）１６からの出力信号に基づいて駆動されることで、スロットルバルブ１５の開度（スロットル開度）が制御され、そのスロットル開度に応じて各気筒ヘの吸入空気量が調節される。スロットルバルブ１５の近傍には、スロットル開度を検出するスロットルセンサ１７が設けられている。
【００２０】
このスロットルバルブ１５の下流側には、サージタンク１９が設けられ、このサージタンク１９に、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド２０が接続されている。各気筒の吸気マニホールド２０内には、それぞれ第１吸気路２１と第２吸気路２２が仕切り形成され、これら第１吸気路２１と第２吸気路２２が、エンジン１１の各気筒に形成された２つの吸気ポート２３にそれぞれ連結されている。各気筒の第２吸気路２２内には、スワールコントロール弁２４が配置されている。各気筒のスワールコントロール弁２４は、共通のシャフト２５を介してステップモータ２６に連結されている。このステップモータ２６がＥＣＵ１６からの出力信号に基づいて駆動されることで、スワールコントロール弁２４の開度が制御され、その開度に応じて各気筒内のスワール流強度が調整される。ステップモータ２６には、スワールコントロール弁２４の開度を検出するスワールコントロール弁センサ２７が取り付けられている。
【００２１】
また、エンジン１１の各気筒の上部には、燃料を筒内に直接噴射する燃料噴射弁２８が取り付けられている。各気筒の燃料噴射弁２８には、後述する高圧燃料供給システム５０によって高圧の燃料が供給される。
【００２２】
更に、エンジン１１のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ（図示せず）が取り付けられ、各点火プラグの点火によって燃焼室内の混合気が着火される。また、気筒判別センサ３２は、特定気筒が吸気上死点に達した時に気筒判別信号パルスを出力し、クランク角センサ３３は、エンジン１１のクランクシャフトが所定クランク角（例えば３０℃Ａ）回転する毎にクランク角信号パルスを出力し、このクランク角信号の出力周波数によってエンジン回転速度Ｎｅが検出される。更に、このクランク角信号と気筒判別信号によって、クランク角の検出や気筒判別が行われる。
【００２３】
一方、エンジン１１の排気ポート３５には、排気マニホールド３６を介して排気管３７が接続されている。この排気管３７には、理論空燃比付近で排気を効率良く浄化する三元触媒３８とＮＯｘ吸蔵型のリーンＮＯｘ触媒３９とが直列に配置されている。このリーンＮＯｘ触媒３９は、排気中の酸素濃度が高いリーン運転中に、排気中のＮＯｘを吸着し、空燃比がリッチに切り換えられて排気中の酸素濃度が低下した時に、吸着したＮＯｘを還元浄化して放出する。このリーンＮＯｘ触媒３９の下流側には、リーンＮＯｘ触媒３９から流出する排気中のＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘ濃度センサ（図示せず）が設置され、排気中のＮＯｘ濃度から推定したリーンＮＯｘ触媒３９のＮＯｘ吸着量が所定値より多くなった時に一時的に空燃比がリーンからリッチに切り換えられる。
【００２４】
また、排気管３７のうちの三元触媒３８の上流側とサージタンク１９との間には、排気の一部を還流させるＥＧＲ配管４０が接続され、このＥＧＲ配管４０の途中に、ＥＧＲ量（排気還流量）を制御するＥＧＲ弁４１が設けられている。また、アクセルペダル１８には、アクセル開度を検出するアクセルセンサ４２が設けられている。
【００２５】
次に、各気筒の燃料噴射弁２８に高圧の燃料を供給する高圧燃料供給システム５０の構成を図２乃至図４に基づいて説明する。燃料を貯留する燃料タンク５１内には、燃料を汲み上げる低圧ポンプ５２が設置されている。この低圧ポンプ５２は、バッテリ（図示せず）を電源とする電動モータ（図示せず）によって駆動される。この低圧ポンプ５２から吐出される燃料は、燃料配管５３を通して高圧ポンプ５４に供給される。燃料配管５３には、プレッシャレギュレータ５５が接続され、このプレッシャレギュレータ５５によって低圧ポンプ５２の吐出圧（高圧ポンプ５４への燃料供給圧力）が例えば０．３ＭＰａ程度に調圧され、その圧力を越える燃料の余剰分は燃料戻し管５６により燃料タンク５１内に戻される。
【００２６】
図３に示すように、高圧ポンプ５４は、円筒状のポンプ室５８内でピストン５９を往復運動させて燃料を吸入／吐出するピストンポンプであり、ピストン５９は、エンジン１１のカム軸６０に嵌着されたカム６１の回転運動によって駆動され、該ピストン５９のリフト量が図４に示すようにクランク角に応じて周期的に変化する。この高圧ポンプ５４の吸入口６３側には、電磁弁からなる燃圧制御弁６２が設けられている。この燃圧制御弁６２が開弁された状態で、ピストン５９が下降すると、低圧ポンプ５２から送られてくる燃料がポンプ室５８内に吸入される。また、燃圧制御弁６２が開弁された状態で、ピストン５９が上昇すると、ポンプ室５８内の燃料が低圧ポンプ５２側に戻されるが、このようなピストン５９の上昇中に、燃圧制御弁６２が閉弁されると、ポンプ室５８内の燃料が燃料配管４５を通して燃料噴射弁２８側に圧送される。従って、ピストン５９の上昇中に、燃圧制御弁６２の閉弁時間を制御することで、高圧ポンプ５４から燃料噴射弁２８側への燃料吐出量（図４中の斜線部分）を制御し、それによって、燃料噴射弁２８に供給する燃料の圧力（燃圧）を制御する。この場合、燃圧を上昇させるときには燃圧制御弁６２の閉弁時間を長くし、逆に、燃圧を低下させるときには燃圧制御弁６２の閉弁時間を短くする。
【００２７】
一方、高圧ポンプ５４の吐出口６４側には、吐出した燃料の逆流を防止する逆止弁６５が設けられている。高圧ポンプ５４から吐出された燃料は、燃料配管４５を通してデリバリパイプ２９に送られ、このデリバリパイプ２９からエンジン１１のシリンダヘッドに気筒毎に取り付けられた燃料噴射弁２８に高圧の燃料が分配される。高圧ポンプ５４の吐出口６４側の燃料配管４５には、燃圧を検出する燃圧センサ３０が設けられ、この燃圧センサ３０の出力信号（検出燃圧）がＥＣＵ１６に入力される。
【００２８】
このＥＣＵ１６は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵のＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された燃圧制御プログラム（図示せず）を実行することで、燃圧センサ３０の検出燃圧を目標燃圧に一致させるように高圧ポンプ５４の燃圧制御弁６２の閉弁時間（燃料噴射弁２８への燃料吐出量）をフィードバック制御する燃圧制御手段として機能する。更に、ＥＣＵ１６は、エンジン回転速度、吸気管圧力（又は吸入空気量）、冷却水温等のエンジン運転状態を検出する前記各種センサの出力信号を読み込み、エンジン制御用の各種プログラム（図示せず）に従って、前述したステップモータ１４，２６、ＥＧＲ弁４１、燃料噴射弁２８、点火プラグの動作を制御し、吸入空気量（スロットル開度）、スワール流強度（スワールコントロール弁２４の開度）、ＥＧＲ量（ＥＧＲ弁４１の開度）、燃料噴射量、噴射時期（燃焼モード）、点火時期等を制御する。
【００２９】
例えば、低・中負荷運転時には、空燃比がリーンとなるように少量の燃料を圧縮行程で噴射し、点火プラグの近傍に成層混合気を形成して成層燃焼させることで、燃費を向上させる（成層燃焼モード）。また、高負荷運転時には、理論空燃比付近又はそれよりも若干リッチとなるように燃料噴射量を増量し、燃料を吸気行程で噴射して均質混合気を形成して均質燃焼させることで、エンジン出力を高める（均質燃焼モード）。
【００３０】
更に、ＥＣＵ１６は、内蔵のＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された図５の異常診断プログラムを実行することで、高圧ポンプ５４の吐出量積算値ΣＱｐ と燃料噴射量積算値Ｑｉｎｊ との差から燃圧ＤＰＲを推定し、その推定燃圧ＤＰＲと燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲとのずれ量に基づいて高圧燃料供給システム５０の異常の有無を判定する。このＥＣＵ１６の異常診断機能が特許請求の範囲でいう異常診断手段に相当する役割を果たす。以下、図５の異常診断プログラムの処理内容を説明する。
【００３１】
図５の異常診断プログラムは、イグニッションスイッチ６６（図２参照）のオン後に、所定時間毎又は所定クランク角毎に繰り返し実行される。本プログラムが起動されると、まず、ステップ１０１で、始動時であるか否かを判定し、始動時であれば、ステップ１１２に進み、後述するポンプ吐出量積算値ΣＱｐ と要求噴射量積算値ΣＱｉｎｊ を共に０にクリアして本プログラムを終了する。この処理により、始動時には、異常診断が禁止される。このようにする理由は、始動時には、燃圧が低い状態から昇圧され、しかも、始動時には、エンジン回転速度（高圧ポンプ５４の回転速度）が低く、単位時間当たりの燃料吐出量が少ないにも拘らず、燃料噴射量（要求噴射量Ｑｉｎｊ ）が比較的多いため、高圧燃料供給システム５０が正常な場合でも、始動時には燃圧（燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲ）の変動が大きくなり、異常診断精度が低下するためである。
【００３２】
一方、始動時でなければ、ステップ１０１からステップ１０２に進み、燃料噴射量の指令値である要求噴射量Ｑｉｎｊ が所定値Ａよりも多いか否かを判定し、要求噴射量Ｑｉｎｊ が所定値Ａよりも多ければ、ステップ１１２に進み、ポンプ吐出量積算値ΣＱｐ と要求噴射量積算値ΣＱｉｎｊ を共に０にクリアして本プログラムを終了する。この処理により、始動時の場合と同じく、要求噴射量Ｑｉｎｊ が所定値Ａよりも多い場合も、異常診断が禁止される。このようにする理由は、要求噴射量Ｑｉｎｊ が所定値Ａよりも多い場合は、燃料噴射量が多いために、積算値ΣＱｐ ，ΣＱｉｎｊ の誤差が大きくなり、燃圧の推定精度が低下するためである。尚、ステップ１０１，１０２，１１２の処理が特許請求の範囲でいう異常診断禁止手段としての役割を果たす。
【００３３】
本実施形態（１）では、異常診断実行条件は、▲１▼始動時でないこと（ステップ１０１で「Ｎｏ」）、▲２▼要求噴射量Ｑｉｎｊ が所定値Ａ以下であること（ステップ１０２で「Ｎｏ」）であり、これら２つの条件▲１▼，▲２▼が満たされたときに、異常診断実行条件が成立して、ステップ１０３以降の異常診断処理を次のようにして実行する。
【００３４】
まず、ステップ１０３で、高圧ポンプ５４の今回の吐出量指令値Ｑｐ を前回までのポンプ吐出量積算値ΣＱｐ に積算して、今回のポンプ吐出量積算値ΣＱｐ を更新する。そして、次のステップ１０４で、今回の要求噴射量Ｑｉｎｊ を前回までの要求噴射量積算値ΣＱｉｎｊ に積算して、今回の要求噴射量積算値ΣＱｉｎｊ を更新する。これらステップ１０３，１０４の処理が特許請求の範囲でいう積算手段としての役割を果たす。その後、ステップ１０５に進み、要求噴射量積算値ΣＱｉｎｊ が所定値Ｂを越えたか否かを判定し、越えていなければ、以降の処理を行うことなく、本プログラムを終了する。
【００３５】
そして、要求噴射量積算値ΣＱｉｎｊ が所定値Ｂを越える毎に、ステップ１０６〜１１１の処理により、高圧燃料供給システム５０の異常診断を次のようにして実行する。まず、ステップ１０６で、ポンプ吐出量積算値ΣＱｐ と要求噴射量積算値ΣＱｉｎｊ との差ＤＱを算出し、次のステップ１０７で、ポンプ吐出量積算値ΣＱｐ と要求噴射量積算値ΣＱｉｎｊ との差ＤＱに基づいて図６のマップから推定燃圧ＤＰＲを算出する。
【００３６】
この場合、ポンプ吐出量積算値ΣＱｐ が燃料噴射量積算値ΣＱｉｎｊ よりも多くなると、高圧ポンプ５４の異常や燃料漏れ等の異常が無ければ、高圧ポンプ５４の吐出側の燃料配管４５，２９内の総燃料量が増加して燃圧が上昇するという特性を考慮して、図６のマップの特性は、ポンプ吐出量積算値ΣＱｐ と要求噴射量積算値ΣＱｉｎｊ との差ＤＱが大きくなるほど（つまりポンプ吐出量積算値ΣＱｐ が燃料噴射量積算値ΣＱｉｎｊ よりも多くなるほど）、推定燃圧ＤＰＲが高くなるように設定されている。
【００３７】
推定燃圧ＤＰＲの算出後、ステップ１０８に進み、ポンプ吐出量積算値ΣＱｐ と要求噴射量積算値ΣＱｉｎｊ を共にクリアし、次のステップ１０９で、推定燃圧ＤＰＲと燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲとの差の絶対値が高圧燃料供給システム５０の正常時のばらつきの範囲に相当する所定範囲内（α１ ＜｜ＤＰＲ−ＰＲ｜＜α２ ）であるか否かを判定し、所定範囲内であれば、高圧燃料供給システム５０が正常であると判断して、ステップ１１１に進み、異常検出フラグを正常を意味する「０」にセットする。
【００３８】
これに対し、推定燃圧ＤＰＲと燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲとの差の絶対値が所定範囲から外れている場合は、高圧燃料供給システム５０の異常と判断してステップ１１２に進み、異常検出フラグを異常を意味する「１」にセットする。
【００３９】
以上説明した本実施形態（１）によれば、ポンプ吐出量積算値ΣＱｐ と要求噴射量積算値ΣＱｉｎｊ との差ＤＱから推定燃圧ＤＰＲを算出し、この推定燃圧ＤＰＲと燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲとの差（ずれ量）から高圧燃料供給システム５０の異常の有無を判定するようにしたので、従来の異常診断方法では検出できなかった異常も検出することが可能となり、高圧燃料供給システム５０の異常診断の信頼性を向上させることができる。
【００４０】
しかも、本実施形態（１）では、始動時や要求噴射量Ｑｉｎｊ が多い場合は、実燃圧（燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲ）の変動が大きくなったり、積算値ΣＱｐ ，ΣＱｉｎｊ の誤差が大きくなり、燃圧の推定精度が低下することを考慮して、始動時や要求噴射量Ｑｉｎｊ が多い場合に、高圧燃料供給システム５０の異常診断を禁止するようにしたので、燃圧の推定精度が高いときに高圧燃料供給システム５０の異常診断を行うことができ、燃圧の推定精度の低下による診断精度の低下を回避することができる。
【００４１】
［実施形態（２）］
本発明の実施形態（２）では、図７に示す異常診断プログラムを実行することで、ポンプ吐出量積算値ΣＱｐ と要求噴射量積算値ΣＱｉｎｊ との差ＤＱから算出した推定燃圧ＤＰＲと燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲとの差が所定値α２ よりも大きい場合、つまり、推定燃圧ＤＰＲが燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲよりも所定値α２ 以上高い場合は、次の理由により高圧燃料供給システム５０の燃料漏れと判定するところに特徴がある。すなわち、高圧燃料供給システム３０が正常であれば、ポンプ吐出量積算値ΣＱｐ と要求噴射量積算値ΣＱｉｎｊ との差ＤＱから算出した推定燃圧ＤＰＲが実際の燃圧（実燃圧）とほぼ一致するが、推定燃圧ＤＰＲが実燃圧よりも所定値α２ （正常時の少なくとも最大誤差）以上高ければ、実燃圧が何等かの原因で異常低下したものと判断でき、実燃圧が異常低下する原因としては、燃料漏れが考えられる。燃料漏れが発生すると、燃料配管４５，２９内の総燃料量が減少して燃圧が低下するためである。
【００４２】
図７の異常診断プログラムにおいても、前記実施形態（１）で説明した図５の異常診断プログラムのステップ１０１〜１０８、１１２と全く同じ処理を行い、ポンプ吐出量積算値ΣＱｐ と要求噴射量積算値ΣＱｉｎｊ との差ＤＱから推定燃圧ＤＰＲを算出する処理等を行う。
【００４３】
その後、ステップ１２１に進み、推定燃圧ＤＰＲと燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲとの差が所定値α２ よりも大きいか否かを判定する。ここで、所定値α２ は推定燃圧ＤＰＲの推定誤差と検出燃圧ＰＲの検出誤差とを考慮して、正常時の推定燃圧ＤＰＲと検出燃圧ＰＲとのずれ量の最大値に相当する値又はそれよりも少し大きな値に設定されている。従って、推定燃圧ＤＰＲと検出燃圧ＰＲとの差が所定値α２ 以下であれば、高圧燃料供給システム５０の燃料漏れが無いと判断して、ステップ１２３に進み、燃料漏れ検出フラグを燃料漏れ無しを意味する「０」にセットする。
【００４４】
これに対し、推定燃圧ＤＰＲと燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲとの差が所定値α２ よりも大きい場合は、高圧燃料供給システム５０の燃料漏れが有ると判断して、ステップ１２２に進み、燃料漏れ検出フラグを燃料漏れ有りを意味する「１」にセットする。
【００４５】
以上説明した本実施形態（２）の異常診断処理の一例を図８のタイムチャートを用いて説明する。図８（ａ）は要求噴射量Ｑｉｎｊ がほぼ一定に制御されている場合の正常時の挙動を示し、図８（ｂ）は要求噴射量Ｑｉｎｊ がほぼ一定に制御されている場合の燃料漏れ発生時の挙動を示している。エンジン運転中は、高圧ポンプ５４の吐出量指令値Ｑｐ と要求噴射量Ｑｉｎｊ を所定周期で積算し、要求噴射量積算値ΣＱｉｎｊ が所定値Ｂを越える毎に、ポンプ吐出量積算値ΣＱｐ と要求噴射量積算値ΣＱｉｎｊ との差ＤＱから推定燃圧ＤＰＲを算出し、この推定燃圧ＤＰＲと燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲとの差が所定値α２ よりも大きいか否かで、高圧燃料供給システム５０の燃料漏れの有無を判定する。
【００４６】
高圧燃料供給システム５０が正常な場合には、図８（ａ）に示すように、要求噴射量Ｑｉｎｊ がほぼ一定であれば、燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲが目標燃圧Ｆにほぼ一致しているときは、高圧ポンプ５４の吐出量指令値Ｑｐ もほぼ一定となる。その結果、ポンプ吐出量積算値ΣＱｐ と要求噴射量積算値ΣＱｉｎｊ との差ＤＱから算出した推定燃圧ＤＰＲと燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲとの差が小さくなるため、燃料漏れ無しと判定され、燃料漏れ検出フラグが燃料漏れ無しを意味する「０」に維持される。
【００４７】
一方、高圧燃料供給システム５０の燃料漏れが発生すると、図８（ｂ）に示すように、要求噴射量Ｑｉｎｊ がほぼ一定であっても、燃料漏れにより実燃圧（検出燃圧ＰＲ）が低下するため、実燃圧を上昇させるべく高圧ポンプ５４の吐出量指令値Ｑｐ が増加される。その結果、燃料漏れ発生時のポンプ吐出量積算値ΣＱｐ は、正常時よりも大きくなるため、燃料漏れ発生時の推定燃圧ＤＰＲが正常時よりも高くなる。これにより、推定燃圧ＤＰＲと燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲとの差が所定値α２ よりも大きくなるため、燃料漏れ有りと判定され、燃料漏れ検出フラグが燃料漏れ有りを意味する「１」にセットされる。
【００４８】
［実施形態（３）］
次に、図９乃至図１３に基づいて本発明の実施形態（３）を説明する。本実施形態（３）では、ポンプ吐出量積算値ΣＱｐ と要求噴射量積算値ΣＱｉｎｊ との差ＤＱから算出した推定燃圧ＤＰＲが燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲよりも所定値α２ 以上高い場合に、実空燃比が目標空燃比よりもリッチ側にずれているときは、次の理由により、燃圧センサ３０の出力（検出燃圧ＰＲ）の異常低下と判定するところに特徴がある。
【００４９】
つまり、要求噴射量Ｑｉｎｊ は、実燃圧が目標燃圧に制御されていることを前提にして決定されるため、実燃圧が低下すれば、その分、実際の燃料噴射量が不足して実空燃比が目標空燃比よりもリーン側にずれるのが正常な状態である。従って、推定燃圧ＤＰＲと燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲとの関係から実燃圧が低下していると推定されるにも拘らず、実空燃比が目標空燃比よりもリッチ側にずれるということは、実際には、実燃圧が上昇していることを意味する。このような状態は、実燃圧が上昇していることを検出できない状態、つまり燃圧センサ３０の出力（検出燃圧ＰＲ）が異常低下している状態になっていることを意味する。従って、推定燃圧ＤＰＲと燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲとの関係から実燃圧が低下していると推定されるにも拘らず、実空燃比が目標空燃比よりもリッチ側にずれるときは、燃圧センサ３０の出力の異常低下と判定することができる。
【００５０】
本実施形態（３）で実行する図９の異常診断プログラムにおいても、前記実施形態（１）で説明した図５の異常診断プログラムのステップ１０１〜１０８、１１２と全く同じ処理を行い、ポンプ吐出量積算値ΣＱｐ と要求噴射量積算値ΣＱｉｎｊ との差ＤＱから推定燃圧ＤＰＲを算出する処理等を行う。
【００５１】
その後、ステップ１３１，１３２で、推定燃圧ＤＰＲと燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲとの関係から実燃圧が低下していると推定されるにも拘らず、実空燃比が目標空燃比よりも明らかにリッチ側にずれた状態になっているか否かを判定する。つまり、ステップ１３１で、推定燃圧ＤＰＲと燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲとの差が所定値α２ よりも大きいか否かで、実燃圧が低下していると推定されるか否かを判定する。ここで、所定値α２ は推定燃圧ＤＰＲの推定誤差と検出燃圧ＰＲの検出誤差とを考慮して、正常時の推定燃圧ＤＰＲと検出燃圧ＰＲとのずれ量の最大値に相当する値又はそれよりも少し大きな値に設定されている。従って、推定燃圧ＤＰＲと検出燃圧ＰＲとの差が所定値α２ 以下の場合（実燃圧が低下していないと推定される場合）は、燃圧センサ３０の出力の異常低下が発生していないと判断して、ステップ１３４に進み、燃圧センサ出力異常低下フラグを「０」にセットする。
【００５２】
これに対し、推定燃圧ＤＰＲと燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲとの差が所定値α２ よりも大きい場合（実燃圧が低下していると推定される場合）は、ステップ１３２に進み、排気管３７の三元触媒３８の上流側に設けた空燃比センサ（又は酸素センサ）で検出した実空燃比と目標空燃比とのずれ量が所定値β１ よりも小さいか否かで、実空燃比が目標空燃比よりも明らかにリッチ側にずれているか否かを判定し、実空燃比と目標空燃比とのずれ量が所定値β１ よりも小さい場合（実空燃比が目標空燃比よりも明らかにリッチ側にずれている場合）は、燃圧センサ３０の出力の異常低下と判断して、ステップ１３３に進み、燃圧センサ出力異常低下フラグを「１」にセットする。尚、ステップ１３２で、「Ｎｏ」と判定された場合は、ステップ１３４に進み、燃圧センサ出力異常低下フラグを「０」にセットする。
【００５３】
図１０の目標空燃比算出プログラムは、エンジン運転中に所定時間毎又は所定クランク角毎に繰り返し起動される。本プログラムが起動されると、まず、ステップ２０１で、現在のエンジン回転速度Ｎｅと要求トルクを読み込み、次のステップ２０２で、現在のエンジン回転速度Ｎｅと要求トルクに応じてマップ等により目標空燃比を算出する。
【００５４】
一方、図１１の噴射時間算出プログラムは、エンジン運転中に所定時間毎又は所定クランク角毎に繰り返し起動される。本プログラムが起動されると、まず、ステップ３０１で、現在の燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲを読み込み、次のステップ３０２で、現在の要求噴射量Ｑｉｎｊ を読み込む。この後、ステップ３０３に進み、現在の検出燃圧ＰＲに応じて図１２のマップから、要求噴射量Ｑｉｎｊ に対する燃圧補正係数ＫＰを算出する。この場合、噴射時間が同じであれば、実燃圧が高くなるほど、実際の燃料噴射量が増加するという特性を考慮して、図１２のマップの特性は、燃圧補正係数ＫＰ＝（目標燃圧／検出燃圧ＰＲ）^１／２ となるように設定されている。従って、検出燃圧ＰＲが目標燃圧と一致するときは、燃圧補正係数ＫＰが１となり、検出燃圧ＰＲが高くなるほど、燃圧補正係数ＫＰが小さくなる。
【００５５】
燃圧補正係数ＫＰの算出後、ステップ３０４に進み、要求噴射量Ｑｉｎｊ 、燃料噴射量を噴射時間に換算するための時間換算定数、無効噴射時間及び燃圧補正係数ＫＰを次式に代入して、噴射時間ＴＡＵ（噴射パルス幅）を算出する。
ＴＡＵ＝（Ｑｉｎｊ ×時間換算定数＋無効噴射時間）×ＫＰ
【００５６】
以上説明した本実施形態（３）の異常診断処理の一例を図１３のタイムチャートを用いて説明する。図１３は、要求噴射量Ｑｉｎｊ がほぼ一定に制御されているときに、燃圧センサ３０の出力が一時的に異常低下した場合の挙動を示している。燃圧センサ３０の出力（検出燃圧ＰＲ）が異常低下すると、ＥＣＵ１６は、実燃圧が目標燃圧よりも低下したと誤判定するため、高圧ポンプ５４の吐出量指令値Ｑｐ を増加させる。その結果、実燃圧が目標燃圧よりも明らかに高くなるが、ＥＣＵ１６は、燃圧センサ３０の出力低下により実燃圧が目標燃圧よりも低下したと誤判定しているため、燃圧補正係数ＫＰを増大させて噴射時間ＴＡＵを増加させる。このため、実燃圧が目標燃圧よりも明らかに高くなっているにも拘らず、噴射時間ＴＡＵが増量補正されて、実際の燃料噴射量が増量される結果となり、実空燃比が目標空燃比よりもリッチ側に大きくずれる。
【００５７】
そこで、本実施形態（３）では、推定燃圧ＤＰＲと燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲとの関係から実燃圧が低下していると推定されるにも拘らず、実空燃比が目標空燃比よりもリッチ側にずれるときは、燃圧センサ３０の出力の異常低下と判定する。
【００５８】
［実施形態（４）］
次に、図１４及び図１５に基づいて本発明の実施形態（４）を説明する。本実施形態（４）では、ポンプ吐出量積算値ΣＱｐ と要求噴射量積算値ΣＱｉｎｊ との差ＤＱから算出した推定燃圧ＤＰＲが燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲよりも所定値α３ 以上低い場合に、実空燃比が目標空燃比よりもリーン側にずれているときは、次の理由により、燃圧センサ３０の出力（検出燃圧ＰＲ）の異常上昇と判定するところに特徴がある。
【００５９】
つまり、推定燃圧ＤＰＲが燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲよりも所定値α３ 以上低い場合は、実燃圧が上昇していると推定されるが、実空燃比が目標空燃比よりもリーン側にずれるということは、実際には、実燃圧が低下していることを意味する。このような状態は、実燃圧が低下していることを検出できない状態、つまり燃圧センサ３０の出力（検出燃圧ＰＲ）が異常上昇している状態になっていることを意味する。従って、推定燃圧ＤＰＲと燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲとの関係から実燃圧が上昇していると推定されるのに、実空燃比が目標空燃比よりもリーン側にずれるときは、燃圧センサ３０の出力の異常上昇と判定することができる。
【００６０】
本実施形態（４）で実行する図１４の異常診断プログラムにおいても、前記実施形態（１）で説明した図５の異常診断プログラムのステップ１０１〜１０８、１１２と全く同じ処理を行い、ポンプ吐出量積算値ΣＱｐ と要求噴射量積算値ΣＱｉｎｊ との差ＤＱから推定燃圧ＤＰＲを算出する処理等を行う。
【００６１】
その後、ステップ１４１，１４２で、推定燃圧ＤＰＲと燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲとの関係から実燃圧が上昇していると推定されるにも拘らず、実空燃比が目標空燃比よりも明らかにリーン側にずれた状態になっているか否かを判定する。つまり、ステップ１４１で、推定燃圧ＤＰＲと燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲとの差が所定値α３ よりも小さいか否かで、実燃圧が上昇していると推定されるか否かを判定する。ここで、所定値α３ は推定燃圧ＤＰＲの推定誤差と検出燃圧ＰＲの検出誤差とを考慮して、正常時の推定燃圧ＤＰＲと検出燃圧ＰＲとのずれ量の最大値に相当する値又はそれよりも少し大きな値に設定されている。従って、推定燃圧ＤＰＲと検出燃圧ＰＲとの差が所定値α３ 以上の場合（実燃圧が上昇していないと推定される場合）は、燃圧センサ３０の出力の異常上昇が発生していないと判断して、ステップ１４４に進み、燃圧センサ出力異常上昇フラグを「０」にセットする。
【００６２】
これに対し、推定燃圧ＤＰＲと燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲとの差が所定値α３ よりも小さい場合（実燃圧が上昇していると推定される場合）は、ステップ１４２に進み、排気管３７の三元触媒３８の上流側に設けた空燃比センサ（又は酸素センサ）で検出した実空燃比と目標空燃比とのずれ量が所定値β２ よりも大きいか否かで、実空燃比が目標空燃比よりも明らかにリーン側にずれているか否かを判定し、実空燃比と目標空燃比とのずれ量が所定値β２ よりも大きい場合（実空燃比が目標空燃比よりも明らかにリーン側にずれている場合）は、燃圧センサ３０の出力の異常上昇と判断して、ステップ１４３に進み、燃圧センサ出力異常上昇フラグを「１」にセットする。尚、ステップ１４２で、「Ｎｏ」と判定された場合は、ステップ１４４に進み、燃圧センサ出力異常上昇フラグを「０」にセットする。
【００６３】
以上説明した本実施形態（４）の異常診断処理の一例を図１５のタイムチャートを用いて説明する。図１５は、要求噴射量Ｑｉｎｊ がほぼ一定に制御されているときに、燃圧センサ３０の出力が一時的に異常上昇した場合の挙動を示している。燃圧センサ３０の出力（検出燃圧ＰＲ）が異常上昇すると、ＥＣＵ１６は、実燃圧が目標燃圧よりも上昇したと誤判定するため、高圧ポンプ５４の吐出量指令値Ｑｐ を減少させる。その結果、実燃圧が目標燃圧よりも明らかに低くなるが、ＥＣＵ１６は、燃圧センサ３０の出力上昇により実燃圧が目標燃圧よりも上昇したと誤判定しているため、燃圧補正係数ＫＰを小さくして噴射時間ＴＡＵを減少させる。このため、実燃圧が目標燃圧よりも明らかに低くなっているにも拘らず、噴射時間ＴＡＵが減量補正されて、実際の燃料噴射量が減量される結果となり、実空燃比が目標空燃比よりもリーン側に大きくずれる。
【００６４】
そこで、本実施形態（４）では、推定燃圧ＤＰＲと燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲとの関係から実燃圧が上昇していると推定されるにも拘らず、実空燃比が目標空燃比よりもリーン側にずれるときは、燃圧センサ３０の出力の異常上昇と判定する。
【００６５】
［実施形態（５）］
次に、図１６及び図１７に基づいて本発明の実施形態（５）を説明する。本実施形態（５）では、ポンプ吐出量積算値ΣＱｐ と要求噴射量積算値ΣＱｉｎｊ との差ＤＱから算出した推定燃圧ＤＰＲが燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲよりも所定値α３ 以上低い場合に、エンジン１１のトルク変動量が所定値γ以上のときは、次の理由により、燃料噴射弁２８の異常と判定するところに特徴がある。
【００６６】
つまり、推定燃圧ＤＰＲが燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲよりも所定値α３ 以上低い場合は、実燃圧が上昇していると推定されるが、実燃圧が上昇する原因の１つとして、燃料噴射弁２８の噴射不良によって実際の燃料噴射量が要求噴射量Ｑｉｎｊ よりも少なくなっていることが考えられる。もし、一部の気筒の燃料噴射弁２８が異常になると、エンジン１１のトルク変動量が大きくなる現象が発生するため、推定燃圧ＤＰＲが燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲとの関係から実燃圧が上昇していると推定される場合に、トルク変動量が大きいときは、燃料噴射弁２８の異常と判定することができる。
【００６７】
本実施形態（５）で実行する図１６の異常診断プログラムにおいても、前記実施形態（１）で説明した図５の異常診断プログラムのステップ１０１〜１０８、１１２と全く同じ処理を行い、ポンプ吐出量積算値ΣＱｐ と要求噴射量積算値ΣＱｉｎｊ との差ＤＱから推定燃圧ＤＰＲを算出する処理等を行う。
【００６８】
その後、ステップ１５１で、推定燃圧ＤＰＲと燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲとの差が所定値α３ よりも小さいか否かで、実燃圧が上昇していると推定されるか否かを判定し、推定燃圧ＤＰＲと検出燃圧ＰＲとの差が所定値α３ 以上の場合（実燃圧が上昇していないと推定される場合）は、燃料噴射弁２８の異常が発生していないと判断して、ステップ１５４に進み、燃料噴射弁異常フラグを「０」にセットする。
【００６９】
これに対し、推定燃圧ＤＰＲと燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲとの差が所定値α３ よりも小さい場合（実燃圧が上昇していると推定される場合）は、ステップ１５２に進み、エンジン１１のトルク変動量が所定値γよりも大きいか否かを判定し、エンジン１１のトルク変動量が所定値γよりも大きい場合は、燃料噴射弁２８の異常と判断して、ステップ１５３に進み、燃料噴射弁異常フラグを「１」にセットする。
一方、ステップ１４２で、トルク変動量が所定値γ以下と判定された場合は、ステップ１５４に進み、燃料噴射弁異常フラグを「０」にセットする。
【００７０】
以上説明した本実施形態（５）の異常診断処理の一例を図１７のタイムチャートを用いて説明する。図１５は、要求噴射量Ｑｉｎｊ がほぼ一定に制御されているときに、一部の気筒の燃料噴射弁２８が異常（噴射不能）になった場合の挙動を示している。エンジン運転中に、一部の気筒の燃料噴射弁２８が異常になって燃料噴射が無くなると、燃料噴射弁２８が異常になった気筒の噴射タイミング毎に実燃圧（検出燃圧ＰＲ）が一時的に上昇するため、実燃圧（検出燃圧ＰＲ）が上昇する毎に高圧ポンプ５４の吐出量指令値Ｑｐ を一時的に減少させる。その結果、ポンプ吐出量積算値ΣＱｐ が正常時よりも減少して、ポンプ吐出量積算値ΣＱｐ と要求噴射量積算値ΣＱｉｎｊ との差ＤＱから算出する推定燃圧ＤＰＲが目標燃圧Ｆよりも低下する。これにより、推定燃圧ＤＰＲが燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲよりも所定値α３ 以上低くなり、且つ、エンジン１１のトルク変動量が所定値γよりも大きくなるため、燃料噴射弁２８の異常と判定される。
【００７１】
［実施形態（６）］
本発明の実施形態（６）では、図１８の異常診断プログラムを実行することで、エンジン停止時間が所定時間Ｃ以上経過してからエンジン１１を始動する時に、燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲが所定範囲から外れている場合は、燃圧センサ３０の異常と判定するところに特徴がある。つまり、エンジン停止中は、高圧ポンプ５４も停止して、高圧ポンプ５４の吐出側の燃料配管４５，２９内の燃圧を高圧に保つことができないため、エンジン停止時間の経過と共に燃圧が低下する。従って、エンジン停止時間がある程度長くなると、燃圧が大気圧付近まで低下するため、この状態で始動する場合は、始動時の燃圧が大気圧付近から上昇することになる。このような場合に、始動時の燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲが大気圧付近の所定範囲から外れている場合は、燃圧センサ３０の異常と判定することができる。
【００７２】
本実施形態（６）で実行する図１８の異常診断プログラムでは、まずステップ４０１，４０２で、異常診断実行条件が成立しているか否かを判定する。ここで、異常診断実行条件は、▲１▼始動時であること（ステップ４０１）、▲２▼始動前のエンジン停止時間が所定時間Ｃを越えていること（ステップ４０２）であり、これら２つの条件▲１▼，▲２▼のいずれか一方でも満たさない条件があれば、異常診断実行条件が成立せず、以降の処理を行うことなく、本プログラムを終了する。
【００７３】
一方、２つの条件▲１▼，▲２▼が共に満たされれば、異常診断実行条件が成立し、ステップ４０３に進み、燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲを読み込み、次のステップ４０４で、この検出燃圧ＰＲが所定範囲内（ω１ ＜ＰＲ＜ω２ ）であるか否かを判定し、所定範囲内（ω１ ＜ＰＲ＜ω２ ）であれば、燃圧センサ３０が正常であると判断して、ステップ４０６に進み、燃圧センサ異常フラグを「０」にセットする。もし、検出燃圧ＰＲが所定範囲内（ω１ ＜ＰＲ＜ω２ ）でなければ、燃圧センサ３０の異常と判断して、ステップ４０５に進み、燃圧センサ異常フラグを「１」にセットする。
【００７４】
［実施形態（７）］
上記実施形態（６）では、エンジン停止時間をタイマ等により測定する必要があるため、エンジン停止中にタイマ等を動作させるための電源を供給する必要がある。
【００７５】
そこで、本発明の実施形態（７）では、エンジン停止時間の計測を不要にするために、図１９の異常診断プログラムを実行することで、エンジン停止時間が所定時間以上経過したか否かを前回のエンジン停止時の冷却水温ＴＨＷ０ と今回の始動時の冷却水温ＴＨＷとの温度差に基づいて判定するようにしている。つまり、エンジン停止中は、時間の経過と共に冷却水温が放熱により低下するため、前回のエンジン停止時の冷却水温ＴＨＷ０ と今回の始動時の冷却水温ＴＨＷとの温度差を見れば、エンジン停止時間をタイマで測定しなくても、エンジン停止時間が所定時間以上経過したか否かを判定することができる。
【００７６】
図１９の異常診断プログラムでは、まずステップ５０１〜５０３で、異常診断実行条件が成立しているか否かを判定する。すなわち、ステップ５０１で、始動時であるか否かを判定し、始動時であれば、ステップ５０２に進み、ＥＣＵ１６のバックアップＲＡＭに記憶された前回のエンジン停止時の冷却水温ＴＨＷ０ を読み込み、今回の始動時の冷却水温ＴＨＷと前回のエンジン停止時の冷却水温ＴＨＷ０ との温度差（ＴＨＷ−ＴＨＷ０ ）が所定温度Ｄ１ （Ｄ１はマイナス温度）よりも小さいか否かを判定し、所定温度Ｄ１ 以上であれば、エンジン停止時間が所定時間以上経過していないと判断して、以降の処理を行うことなく、本プログラムを終了する。
【００７７】
一方、今回の始動時の冷却水温ＴＨＷと前回のエンジン停止時の冷却水温ＴＨＷ０ との温度差（ＴＨＷ−ＴＨＷ０ ）が所定温度Ｄ１ よりも小さい場合は、エンジン停止時間が所定時間以上経過していると判断して、ステップ５０４に進み、燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲを読み込み、次のステップ５０５で、この検出燃圧ＰＲが所定範囲内（ω１ ＜ＰＲ＜ω２ ）であるか否かを判定し、所定範囲内（ω１ ＜ＰＲ＜ω２ ）であれば、燃圧センサ３０が正常であると判断して、ステップ５０７に進み、燃圧センサ異常フラグを「０」にセットする。
【００７８】
もし、検出燃圧ＰＲが所定範囲内（ω１ ＜ＰＲ＜ω２ ）でなければ、燃圧センサ３０の異常と判断して、ステップ５０６に進み、燃圧センサ異常フラグを「１」にセットする。
【００７９】
［実施形態（８）］
本発明の実施形態（８）では、図２０の異常診断プログラムを実行することで、今回の始動時の燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲが前回のエンジン停止時の検出燃圧ＰＲ０ よりも所定値Ｃ１ 以上高いか否かで、燃圧センサ３０の異常の有無と判定するところに特徴がある。つまり、エンジン停止中は時間の経過と共に実燃圧が低下するため、今回の始動時の実燃圧が前回のエンジン停止時の実燃圧より高くなることは起こり得ない。従って、今回の始動時の検出燃圧ＰＲが前回のエンジン停止時の検出燃圧ＰＲ０ よりも所定値Ｃ１ （少なくとも検出誤差）以上高い場合は、燃圧センサ３０の異常と判定することができる。
【００８０】
図２０の異常診断プログラムでは、ステップ６０１で、始動時であるか否かを判定し、始動時でなければ、以降の処理を行うことなく、本プログラムを終了する。一方、始動時であれば、ステップ６０２に進み、ＥＣＵ１６のバックアップＲＡＭに記憶された前回のエンジン停止時の燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲ０ を読み込み、次のステップ６０３で、今回の始動時の検出燃圧ＰＲと前回のエンジン停止時の検出燃圧ＰＲ０ との圧力差（ＰＲ−ＰＲ０ ）が所定値Ｃ１ よりも大きいか否かを判定し、圧力差（ＰＲ−ＰＲ０ ）が所定値Ｃ１ よりも大きい場合、つまり、今回の始動時の燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲが前回のエンジン停止時の検出燃圧ＰＲ０ よりも所定値Ｃ１ 以上高い場合は、燃圧センサ３０の異常と判断して、ステップ６０４に進み、燃圧センサ異常フラグを「１」にセットする。
【００８１】
これに対し、圧力差（ＰＲ−ＰＲ０ ）が所定値Ｃ１ 以下の場合は、燃圧センサ３０が正常であると判断して、ステップ６０５に進み、燃圧センサ異常フラグを「０」にセットする。
【００８２】
以上説明した各実施形態（１）〜（８）は適宜組み合わせて実施しても良いことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態（１）におけるエンジン制御系システム全体の概略構成を示す図
【図２】高圧燃料供給システム全体の概略構成を示す図
【図３】高圧ポンプの概略構成を示す図
【図４】高圧ポンプの吸入・吐出動作を説明するためのタイムチャート
【図５】実施形態（１）の異常診断プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図６】ポンプ吐出量積算値ΣＱｐ と要求噴射量積算値ΣＱｉｎｊ との差ＤＱから推定燃圧ＤＰＲを算出するマップを概念的に示す図
【図７】実施形態（２）の異常診断プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図８】（ａ）は要求噴射量Ｑｉｎｊ がほぼ一定である場合の正常時の挙動を示すタイムチャート、（ｂ）は要求噴射量Ｑｉｎｊ がほぼ一定である場合の燃料漏れ発生時の挙動を示すタイムチャート
【図９】実施形態（３）の異常診断プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図１０】実施形態（３）の目標空燃比算出プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図１１】実施形態（３）の噴射時間算出プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図１２】燃圧センサ３０の検出燃圧ＰＲから燃圧補正係数ＫＰを算出するマップを概念的に示す図
【図１３】実施形態（３）の要求噴射量Ｑｉｎｊ がほぼ一定に制御されているときに、燃圧センサの出力が一時的に異常低下した場合の挙動を示すタイムチャート
【図１４】実施形態（４）の異常診断プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図１５】実施形態（４）の要求噴射量Ｑｉｎｊ がほぼ一定に制御されているときに、燃圧センサの出力が一時的に異常上昇した場合の挙動を示すタイムチャート
【図１６】実施形態（５）の異常診断プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図１７】実施形態（５）の要求噴射量Ｑｉｎｊ がほぼ一定に制御されているときに、一部の気筒の燃料噴射弁が異常（噴射不能）になった場合の挙動を示すタイムチャート
【図１８】実施形態（６）の異常診断プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図１９】実施形態（７）の異常診断プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図２０】実施形態（８）の異常診断プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【符号の説明】
１１…筒内噴射式エンジン（内燃機関）、１２…吸気管、１５…スロットルバルブ、１６…ＥＣＵ（燃圧制御手段，積算手段，異常診断手段，異常診断禁止手段）、２４…スワールコントロール弁、２８…燃料噴射弁、２９…デリバリパイプ、３０…燃圧センサ、３７…排気管、３８…三元触媒、３９…リーンＮＯｘ触媒、４１…ＥＧＲ弁、４５…燃料配管、５０…高圧燃料供給システム、５１…燃料タンク、５２…低圧ポンプ、５４…高圧ポンプ、５５…プレッシャレギュレータ、５９…ピストン、６０…カム軸、６１…カム、６２…燃圧制御弁、６５…逆止弁。

Claims (9)

1. 燃料タンクから汲み上げられた燃料を加圧して燃料噴射弁に圧送する高圧ポンプと、
   前記高圧ポンプの吐出側の燃料の圧力（以下「燃圧」と略記する）を検出する燃圧センサと、
   前記燃圧センサで検出した燃圧を目標燃圧に一致させるように前記高圧ポンプの吐出量をフィードバック制御する燃圧制御手段とを備えた内燃機関の高圧燃料供給システムにおいて、
   所定期間の前記高圧ポンプの吐出量の指令値と燃料噴射量の指令値とをそれぞれ積算する積算手段と、
   前記積算手段で積算した前記高圧ポンプの吐出量積算値と燃料噴射量積算値との比較値と前記燃圧センサで検出した燃圧とに基づいて高圧燃料供給システムの異常の有無を判定する異常診断手段と
   を備えていることを特徴とする内燃機関の高圧燃料供給システムの異常診断装置。
2. 内燃機関の始動時及び／又は燃料噴射量の指令値が所定値以上となる運転状態の時に前記異常診断手段による高圧燃料供給システムの異常診断を禁止する異常診断禁止手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の高圧燃料供給システムの異常診断装置。
3. 前記異常診断手段は、前記高圧ポンプの吐出量積算値と燃料噴射量積算値との差から燃圧を推定し、その推定燃圧が前記燃圧センサで検出した燃圧よりも所定値以上高い場合は高圧燃料供給システムの燃料漏れと判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の高圧燃料供給システムの異常診断装置。
4. 前記異常診断手段は、前記高圧ポンプの吐出量積算値と燃料噴射量積算値との差から推定した燃圧が前記燃圧センサで検出した燃圧よりも所定値以上高い場合に、空燃比が目標空燃比よりもリッチ側にずれているときは、前記燃圧センサの出力の異常低下と判定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の内燃機関の高圧燃料供給システムの異常診断装置。
5. 前記異常診断手段は、前記高圧ポンプの吐出量積算値と燃料噴射量積算値との差から推定した燃圧が前記燃圧センサで検出した燃圧よりも所定値以上低い場合に、空燃比が目標空燃比よりもリーン側にずれているときは、前記燃圧センサの出力の異常上昇と判定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の内燃機関の高圧燃料供給システムの異常診断装置。
6. 前記異常診断手段は、前記高圧ポンプの吐出量積算値と燃料噴射量積算値との差から推定した燃圧が前記燃圧センサで検出した燃圧よりも所定値以上低い場合に、内燃機関のトルク変動量が所定値以上のときは、燃料噴射弁の異常と判定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の内燃機関の高圧燃料供給システムの異常診断装置。
7. 前記異常診断手段は、内燃機関の停止時間が所定時間以上経過してから内燃機関を始動する時に前記燃圧センサの検出燃圧が所定範囲から外れている場合は、前記燃圧センサの異常と判定することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の内燃機関の高圧燃料供給システムの異常診断装置。
8. 前記異常診断手段は、内燃機関の停止時間が所定時間以上経過したか否かを内燃機関の前回の停止時の冷却水温と今回の始動時の冷却水温との温度差に基づいて判定することを特徴とする請求項７に記載の内燃機関の高圧燃料供給システムの異常診断装置。
9. 前記異常診断手段は、内燃機関の今回の始動時の前記燃圧センサの検出燃圧が前回の停止時の検出燃圧よりも所定値以上高い場合は、該燃圧センサの異常と判定することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の内燃機関の高圧燃料供給システムの異常診断装置。

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