特許 7572895 燃料供給装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-16

(45)【発行日】2024-10-24

(54)【発明の名称】燃料供給装置

(51)【国際特許分類】

   F02D 41/22 20060101AFI20241017BHJP

   F02M 59/44 20060101ALI20241017BHJP

   F02D 45/00 20060101ALI20241017BHJP

   F02M 37/08 20060101ALI20241017BHJP

【ＦＩ】

F02D41/22

F02M59/44 C

F02D45/00 345

F02M37/08 J

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021057238

(22)【出願日】2021-03-30

(65)【公開番号】P2022154288

(43)【公開日】2022-10-13

【審査請求日】2024-02-07

(73)【特許権者】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】110002066

【氏名又は名称】弁理士法人筒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】加藤 淳平

【審査官】小林 勝広

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－０５３７４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１７４４１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２５００６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｄ ４１／００－４５／００

Ｆ０２Ｍ ３７／００－７１／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンに燃料を供給する燃料供給装置であって、
前記エンジンに設けられ、燃料を噴射するインジェクタと、
前記インジェクタに燃料供給経路を介して接続され、燃料を圧送する第１燃料ポンプと、
前記燃料供給経路に設けられ、燃料を圧送する第２燃料ポンプと、
前記エンジンの排気系に設けられ、空燃比を検出する空燃比センサと、
互いに通信可能に接続されるプロセッサおよびメモリを備え、前記インジェクタ、前記第１燃料ポンプおよび前記第２燃料ポンプを制御する制御システムと、
を有し、
前記制御システムは、前記インジェクタの作動状況に基づいて、前記第１燃料ポンプの推定仕事率を算出し、
前記制御システムは、前記第１燃料ポンプの作動状況に基づいて、前記第１燃料ポンプの実仕事率を算出し、
前記制御システムは、前記実仕事率が前記推定仕事率を上回り、かつ前記空燃比が閾値よりもリーン側である場合に、前記第１燃料ポンプを停止させる、
燃料供給装置。

【請求項2】

請求項１に記載の燃料供給装置において、
前記空燃比と比較される閾値は、理論空燃比よりもリーン側に設定される、
燃料供給装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の燃料供給装置において、
前記制御システムは、前記実仕事率が前記推定仕事率を上回り、前記実仕事率と前記推定仕事率との差分が閾値を上回り、かつ前記空燃比が閾値よりもリーン側である場合に、前記第１燃料ポンプを停止させる、
燃料供給装置。

【請求項4】

請求項１～３の何れか１項に記載の燃料供給装置において、
前記制御システムは、前記インジェクタに作用する燃圧に基づいて、前記第１燃料ポンプの回転速度を制御する、
燃料供給装置。

【請求項5】

請求項１～４の何れか１項に記載の燃料供給装置において、
前記第２燃料ポンプは、燃料を加圧する加圧室が形成されるポンプ本体と、前記ポンプ本体に取り付けられて前記加圧室を開閉する電磁弁と、を備え、
前記制御システムは、前記第１燃料ポンプ、前記第２燃料ポンプおよび前記インジェクタの作動状況に基づいて推定燃圧を算出し、かつ前記インジェクタと前記第２燃料ポンプとの間に位置する圧力センサから実燃圧を取得し、
前記制御システムは、前記実燃圧が前記推定燃圧を下回り、前記推定燃圧と前記実燃圧との差分が閾値を上回る場合に、前記第２燃料ポンプの前記加圧室を開放する、
燃料供給装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジンに燃料を供給する燃料供給装置に関する。

【背景技術】

【0002】

内燃機関であるエンジンには、低圧燃料ポンプおよび高圧燃料ポンプ等からなる燃料供給装置が設けられている。燃料タンク内の燃料は、低圧燃料ポンプおよび高圧燃料ポンプを経てインジェクタに供給される（特許文献１および２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１０－５３７４１号公報

【文献】特開２００６－１６１６７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、燃料供給装置において燃料漏れ等の異常が発生した場合には、エンジン停止等の処置を実施することが必要である。このため、燃料供給装置の異常を適切に検出することが求められている。

【0005】

本発明の目的は、燃料供給装置の異常を適切に検出することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

一実施形態の燃料供給装置はエンジンに燃料を供給する燃料供給装置であって、前記エンジンに設けられ、燃料を噴射するインジェクタと、前記インジェクタに燃料供給経路を介して接続され、燃料を圧送する第１燃料ポンプと、前記燃料供給経路に設けられ、燃料を圧送する第２燃料ポンプと、前記エンジンの排気系に設けられ、空燃比を検出する空燃比センサと、互いに通信可能に接続されるプロセッサおよびメモリを備え、前記インジェクタ、前記第１燃料ポンプおよび前記第２燃料ポンプを制御する制御システムと、を有し、前記制御システムは、前記インジェクタの作動状況に基づいて、前記第１燃料ポンプの推定仕事率を算出し、前記制御システムは、前記第１燃料ポンプの作動状況に基づいて、前記第１燃料ポンプの実仕事率を算出し、前記制御システムは、前記実仕事率が前記推定仕事率を上回り、かつ前記空燃比が閾値よりもリーン側である場合に、前記第１燃料ポンプを停止させる。

【発明の効果】

【0007】

一実施形態の燃料供給装置は、プロセッサおよびメモリを備える制御システムを有する。制御システムは、インジェクタの作動状況に基づいて、第１燃料ポンプの推定仕事率を算出し、制御システムは、第１燃料ポンプの作動状況に基づいて、第１燃料ポンプの実仕事率を算出し、制御システムは、実仕事率が推定仕事率を上回り、かつ空燃比が閾値よりもリーン側である場合に、第１燃料ポンプを停止させる。これにより、燃料供給装置の異常を適切に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の一実施の形態である燃料供給装置を備えた車両の構成例を示す図である。

【図2】燃料供給装置の構成例を示す図である。

【図3A】高圧燃料ポンプの作動状況を示す図である。

【図3B】高圧燃料ポンプの作動状況を示す図である。

【図3C】高圧燃料ポンプの作動状況を示す図である。

【図4】各制御ユニットの構成を簡単に示した図である。

【図5】分配配管内の燃圧と低圧燃料ポンプの回転速度との関係の一例を示す図である。

【図6】異常判定制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。

【図7】異常判定制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。

【図8】異常判定制御の実行状況の例を示す図である。

【図9】異常判定制御の実行状況の例を示す図である。

【図10】空燃比と比較される閾値の一例を示す図である。

【図11】空燃比がリッチであるときの燃料系の作動状況を示す図である。

【図12】空燃比がリーンであるときの燃料系の作動状況を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一または実質的に同一の構成や要素については、同一の符号を付して繰り返しの説明を省略する。

【0010】

［車両構成］
図１は本発明の一実施の形態である燃料供給装置１０を備えた車両１１の構成例を示す図である。図１に示すように、車両１１には、エンジン１２および変速機１３を備えたパワートレイン１４が搭載されている。変速機１３の出力軸１５には、プロペラ軸１６およびデファレンシャル機構１７を介して車輪１８が連結されている。また、車両１１にはガソリン等の燃料を溜める燃料タンク１９が設けられており、燃料タンク１９とエンジン１２とは燃料供給経路２０を介して互いに接続されている。

【0011】

［エンジン］
図２は燃料供給装置１０の構成例を示す図である。図２に示すように、エンジン１２は、ピストン２１を収容するシリンダブロック２２と、シリンダブロック２２に搭載されるシリンダヘッド２３と、を有している。シリンダヘッド２３には、燃焼室２４に連通する吸気ポート３０が形成されており、燃焼室２４に連通する排気ポート４０が形成されている。また、シリンダヘッド２３には、吸気ポート３０を開閉する吸気バルブ３１が組み付けられており、排気ポート４０を開閉する排気バルブ４１が組み付けられている。さらに、シリンダヘッド２３には、吸気バルブ３１を駆動する吸気カム軸３２が設けられており、排気バルブ４１を駆動する排気カム軸４２が設けられている。なお、吸気カム軸３２や排気カム軸４２は、図示しないクランク軸にタイミングチェーン等を介して連結される。

【0012】

シリンダヘッド２３の吸気ポート３０には吸気管３３が接続されており、シリンダヘッド２３の排気ポート４０には排気管４３が接続されている。エンジン１２の吸気系３４を構成する吸気管３３には、吸入空気量を調整するスロットルバルブ３５が接続されており、吸入空気からダストを除去するエアクリーナボックス３６が接続されている。また、エンジン１２の吸気管３３には、吸入空気量を検出するエアフローセンサ３７が設けられている。また、エンジン１２の排気系４４を構成する排気管４３には、排出ガスの酸素濃度から空燃比を検出する空燃比センサ４５が設けられている。なお、空燃比とは、燃焼室２４内に供給される空気と燃料との質量比である。

【0013】

［燃料系］
エンジン１２は、燃焼室２４に燃料を供給する燃料系５０を有している。燃料系５０は、ガソリン等の燃料を溜める燃料タンク１９と、燃焼室２４に燃料を噴射するインジェクタ５１と、を有している。また、燃料系５０は、燃料タンク１９に設けられる低圧燃料ポンプ（第１燃料ポンプ）５２と、インジェクタ５１の分配配管５３に接続される高圧燃料ポンプ（第２燃料ポンプ）５４と、を有している。低圧燃料ポンプ５２と高圧燃料ポンプ５４とは燃料配管５５を介して接続されており、高圧燃料ポンプ５４とインジェクタ５１とは燃料配管５６および分配配管５３を介して接続されている。つまり、低圧燃料ポンプ５２とインジェクタ５１とは、燃料配管５５、高圧燃料ポンプ５４、燃料配管５６および分配配管５３からなる燃料供給経路２０を介して接続されている。なお、インジェクタ５１にはノズルを開閉する図示しない電磁弁が組み込まれており、この電磁弁によって燃料噴射量が制御される。また、分配配管５３には、圧力調整弁５７を備えた戻し配管５８が接続されている。

【0014】

高圧燃料ポンプ５４は、加圧室６０が形成されるポンプ本体６１と、ポンプ本体６１に往復動自在に組み付けられるプランジャ６２と、を有している。ポンプ本体６１には、加圧室６０に連通する吸入ポート６３および吐出ポート６４が形成されている。ポンプ本体６１の吸入ポート６３には、低圧燃料ポンプ５２側の燃料配管５５が接続されており、ポンプ本体６１の吐出ポート６４には、逆止弁６５を介してインジェクタ５１側の燃料配管５６が接続されている。また、高圧燃料ポンプ５４は、吸気カム軸３２に取り付けられるポンプカム６６と、ポンプカム６６とプランジャ６２とに挟まれるリフター６７と、を有している。さらに、高圧燃料ポンプ５４は、吸入ポート６３を開閉つまり加圧室６０を開閉する電磁弁６８を有している。エンジン運転によってポンプカム６６が駆動されると、プランジャ６２はポンプカム６６に追従して往復運動を行う。このとき、電磁弁６８によって吸入ポート６３を開閉させることにより、高圧燃料ポンプ５４の動作を制御することが可能となる。

【0015】

図３Ａ～図３Ｃは、高圧燃料ポンプ５４の作動状況を示す図である。図３Ａおよび図３Ｂに示すように、高圧燃料ポンプ５４によって燃料を圧送する際には、プランジャ６２の往復運動に合わせて電磁弁６８の開閉制御が実行される。すなわち、図３Ａに示すように、プランジャ６２が下死点に向けて下降移動する際には、電磁弁６８によって吸入ポート６３が開放される。このように、加圧室６０の拡張に合わせて吸入ポート６３を開くことにより、燃料配管５５から加圧室６０に燃料を流入させることができる。続いて、図３Ｂに示すように、プランジャ６２が上死点に向けて上昇移動する際には、電磁弁６８によって吸入ポート６３が閉塞される。このように、加圧室６０の縮小に合わせて吸入ポート６３を閉じることにより、加圧室６０内の燃料をプランジャ６２によって加圧することができ、逆止弁６５および燃料配管５６を経て分配配管５３に高圧の燃料を圧送することができる。

【0016】

一方、図３Ｃに示すように、高圧燃料ポンプ５４による燃料の加圧を停止させる際には、電磁弁６８によって吸入ポート６３が開放状態に保持される。このように、高圧燃料ポンプ５４の加圧室６０を開放することにより、ポンプカム６６が回転してプランジャ６２が上昇する場合であっても、加圧室６０から燃料配管５５に燃料を戻すことができ、高圧燃料ポンプ５４による燃料の加圧を停止させることができる。なお、図３Ｃに示した状況であっても、低圧燃料ポンプ５２から圧送される燃料は、加圧室６０および逆止弁６５を経てインジェクタ５１に供給される。

【0017】

［制御システム］
図２に示すように、燃料供給装置１０には、前述した燃料系５０を制御するため、複数の電子制御ユニットからなる制御システム７０が設けられている。制御システム７０を構成する電子制御ユニットとして、スロットルバルブ３５、インジェクタ５１、低圧燃料ポンプ５２および高圧燃料ポンプ５４等を制御するエンジン制御ユニットＣＵ１がある。また、制御システム７０を構成する電子制御ユニットとして、エンジン制御ユニットＣＵ１に制御信号を出力する車両制御ユニットＣＵ２がある。これらの制御ユニットＣＵ１，ＣＵ２は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の車載ネットワーク７１を介して互いに通信可能に接続されている。車両制御ユニットＣＵ２は、エンジン制御ユニットＣＵ１や後述する各種センサからの入力情報に基づき、エンジン１２や燃料系５０の作動目標を設定する。そして、エンジン１２や燃料系５０の作動目標に応じた制御信号を生成し、これらの制御信号をエンジン制御ユニットＣＵ１に対して出力する。

【0018】

車両制御ユニットＣＵ２に接続されるセンサとして、車両１１の走行速度である車速を検出する車速センサ７２があり、アクセルペダルの操作量を検出するアクセルセンサ７３があり、ブレーキペダルの操作量を検出するブレーキセンサ７４がある。また、車両制御ユニットＣＵ２には、制御システム７０を起動する際に運転者によって操作されるスタートスイッチ７５が接続されている。さらに、車両制御ユニットＣＵ２には、燃料系５０の異常発生時に点灯する警告灯７６が接続されており、燃料系５０の異常発生時に車外のサーバ等と通信する通信ユニット７７が接続されている。

【0019】

また、エンジン制御ユニットＣＵ１には、燃料の圧力を検出する低圧圧力センサ８０および高圧圧力センサ８１が接続されている。低圧圧力センサ８０は、低圧燃料ポンプ５２から燃料が供給される燃料配管５５に取り付けられている。また、高圧圧力センサ（圧力センサ）８１は、高圧燃料ポンプ５４から燃料が供給される分配配管５３に取り付けられている。なお、高圧圧力センサ８１の取付箇所としては、分配配管５３に限られることはなく、燃料配管５６であっても良い。つまり、高圧圧力センサ８１の取付箇所としては、インジェクタ５１と高圧燃料ポンプ５４との間に位置する燃料供給経路２０であれば良い。

【0020】

図４は各制御ユニットＣＵ１，ＣＵ２の構成を簡単に示した図である。図４に示すように、各制御ユニットＣＵ１，ＣＵ２は、プロセッサ９０およびメモリ９１等が組み込まれたマイクロコントローラ９２を有している。メモリ９１には所定のプログラムが格納されており、プロセッサ９０によってプログラムの命令セットが実行される。プロセッサ９０とメモリ９１とは、互いに通信可能に接続されている。なお、図示する例では、マイクロコントローラ９２に１つのプロセッサ９０と１つのメモリ９１とが組み込まれているが、これに限られることはなく、マイクロコントローラ９２に複数のプロセッサ９０を組み込んでも良く、マイクロコントローラ９２に複数のメモリ９１を組み込んでも良い。

【0021】

また、各制御ユニットＣＵ１，ＣＵ２には、入力変換回路９３、駆動回路９４、通信回路９５、外部メモリ９６および電源回路９７等が設けられている。入力変換回路９３は、各種センサから入力される信号を、マイクロコントローラ９２に入力可能な信号に変換する。駆動回路９４は、マイクロコントローラ９２から出力される信号に基づき、前述したスロットルバルブ３５等のアクチュエータに対する駆動信号を生成する。通信回路９５は、マイクロコントローラ９２から出力される信号を、他の制御ユニットに向けた通信信号に変換する。また、通信回路９５は、他の制御ユニットから受信した通信信号を、マイクロコントローラ９２に入力可能な信号に変換する。さらに、電源回路９７は、マイクロコントローラ９２、入力変換回路９３、駆動回路９４、通信回路９５および外部メモリ９６等に対し、安定した電源電圧を供給する。また、不揮発性メモリ等の外部メモリ９６には、非通電時にも保持すべきデータ等が記憶される。

【0022】

［低圧燃料ポンプの駆動制御］
低圧燃料ポンプ５２の駆動制御について説明する。燃料系５０には、低圧燃料ポンプ５２として、電動モータによって駆動されるトロコイドポンプやウエスコポンプ等が設けられている。制御システム７０は、分配配管５３内の燃料圧力（以下、燃圧と記載する。）を所定範囲内に維持するように、電動モータを制御することで低圧燃料ポンプ５２の回転数つまり回転速度を制御している。

【0023】

図５は分配配管５３内の燃圧と低圧燃料ポンプ５２の回転速度との関係の一例を示す図である。図５に示すように、制御システム７０は、分配配管５３内の燃圧が所定の目標範囲Ｘａに収まるように、低圧燃料ポンプ５２の回転速度を制御している。すなわち、制御システム７０は、燃料噴射量の減少等によって燃圧が上昇する際には（矢印ａ１）、低圧燃料ポンプ５２の回転速度を低下させる（矢印ｂ１）。一方、制御システム７０は、燃料噴射量の増加等によって燃圧が低下する際には（矢印ａ２）、低圧燃料ポンプ５２の回転速度を上昇させる（矢印ｂ２）。このように、制御システム７０は、インジェクタ５１に作用する燃圧に基づいて、低圧燃料ポンプ５２の回転速度を制御している。これにより、低圧燃料ポンプ５２の消費電力を抑制することができるため、車両１１のエネルギー効率を高めることができる。なお、図５に示した例では、低圧燃料ポンプ５２の目標回転速度を連続的に変化させているが、これに限られることはなく、低圧燃料ポンプ５２の目標回転速度を段階的に変化させても良い。

【0024】

［異常判定制御］
続いて、燃料系５０の異常を判定する異常判定制御について説明する。図６および図７は異常判定制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。図６および図７に示したフローチャートにおいては、符号Ａの箇所で互いに接続されている。また、図８および図９は異常判定制御の実行状況の例を示す図である。なお、図６および図７のフローチャートに示される各ステップには、制御システム７０を構成する１つまたは複数のプロセッサ９０によって実行される処理が示されている。また、図６および図７に示される異常判定制御は、運転者によってスタートスイッチ７５が操作され、車両制御ユニットＣＵ２等からなる制御システム７０が起動された後に、制御システム７０によって所定周期毎に実行される制御である。

【0025】

図６に示すように、ステップＳ１０において、制御システム７０は、低圧燃料ポンプ５２の作動状況、高圧燃料ポンプ５４の作動状況およびインジェクタ５１の作動状況に基づいて、推定燃圧Ｐ１を算出する。この推定燃圧Ｐ１は、燃料系５０の作動状況から推定される分配配管５３内の燃圧である。例えば、低圧燃料ポンプ５２の回転速度が高くなるにつれて推定燃圧Ｐ１は高く算出される。低圧燃料ポンプ５２の消費電力が増加するにつれて推定燃圧Ｐ１は高く算出される。また、高圧燃料ポンプ５４のポンプカム６６の回転速度が高くなるにつれて推定燃圧Ｐ１は高く算出される。さらに、インジェクタ５１の燃料噴射量が減少するにつれて推定燃圧Ｐ１は高く算出される。なお、推定燃圧Ｐ１を算出する際には、所定の演算式を用いても良く、低圧燃料ポンプ５２の回転速度や消費電力等に基づき予め作成された所定の燃圧データを用いても良い。

【0026】

続くステップＳ１１において、制御システム７０は、高圧圧力センサ８１から実燃圧Ｐ２を取得する。この実燃圧Ｐ２は、分配配管５３内の実際の燃圧であり、インジェクタ５１に作用する実際の燃圧である。ステップＳ１１において実燃圧Ｐ２が取得されると、制御システム７０は、ステップＳ１２に進み、推定燃圧Ｐ１から実燃圧Ｐ２を減算した値が、所定の閾値Ｐｘを上回るか否かを判定する。ステップＳ１２において、推定燃圧Ｐ１から実燃圧Ｐ２を減算した値が閾値Ｐｘ以下になる状況とは、図８にケース１，２として示した状況である。つまり、実燃圧Ｐ２が推定燃圧Ｐ１を上回る状況、または実燃圧Ｐ２が推定燃圧Ｐ１を下回ったとしても、推定燃圧Ｐ１と実燃圧Ｐ２との差分が閾値Ｐｘ以下となる状況である。この場合には、実燃圧Ｐ２が十分に確保されていることから、制御システム７０は、燃料系５０が正常であると判定し、ルーチンを抜ける。なお、閾値Ｐｘとして、０以上の正の値を設定することが可能である。

【0027】

一方、ステップＳ１２において、推定燃圧Ｐ１から実燃圧Ｐ２を減算した値が閾値Ｐｘを上回る状況とは、図８にケース３として示した状況である。つまり、実燃圧Ｐ２が推定燃圧Ｐ１を下回り、かつ推定燃圧Ｐ１と実燃圧Ｐ２との差分が閾値Ｐｘを上回る状況である。この場合には、実燃圧Ｐ２が過度に低下していることから、制御システム７０は、燃料系５０における燃料漏れの虞があると判定し、ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３において、制御システム７０は、運転者に燃料系異常を通知するため、警告灯７６を点灯させる。続くステップＳ１４において、制御システム７０は、高圧燃料ポンプ５４の吸入ポート６３を開いて加圧室６０を開放させることにより、高圧燃料ポンプ５４による燃料の加圧を停止させる。なお、ステップＳ１４において、低圧燃料ポンプ５２は燃料の圧送を継続しており、低圧燃料ポンプ５２からインジェクタ５１に対する燃料供給は継続される。

【0028】

次いで、制御システム７０は、ステップＳ１５に進み、燃料系５０に設けられたポンプ５２，５４等の各種デバイスが正常であるか否か、つまり各種デバイスから発せられる異常信号の有無を判定する。ステップＳ１５において、各種デバイスから異常信号が出力されていない場合に、制御システム７０は、各種デバイスが正常であると判定し、ステップＳ１６に進む。ステップＳ１６において、制御システム７０は、高圧圧力センサ８１および低圧圧力センサ８０が正常であるか否かを判定する。ステップＳ１６においては、高圧燃料ポンプ５４による加圧が停止されることから、高圧燃料ポンプ５４の前後の燃圧は互いに等しくなる。このため、制御システム７０は、ステップＳ１６において、双方の圧力センサ８０，８１によって検出される燃圧が所定範囲内に収まるか否かを判定する。そして、制御システム７０は、双方の圧力センサ８０，８１によって検出される燃圧が所定範囲内に収まる場合に、双方の圧力センサ８０，８１が正常であると判定し、ステップＳ１７に進む。一方、ステップＳ１５において各種デバイスの異常信号を検出した場合や、ステップＳ１６において双方の圧力センサ８０，８１によって検出される燃圧が所定範囲から外れた場合に、制御システム７０は、異常判定制御の継続が困難であると判定し、ルーチンを抜ける。

【0029】

図７に示すように、ステップＳ１７において、制御システム７０は、インジェクタ５１の作動状況に基づいて、低圧燃料ポンプ５２の推定仕事率Ｗ１を算出する。この推定仕事率Ｗ１は、インジェクタ５１の作動状況から推定される低圧燃料ポンプ５２の仕事率である。ステップＳ１７において、制御システム７０は、インジェクタ５１の作動状況から単位時間当たりの燃料噴射量を算出し、この単位時間当たりの燃料噴射量に基づき低圧燃料ポンプ５２の推定仕事率Ｗ１を算出する。つまり、インジェクタ５１の燃料噴射量が増加するにつれて、低圧燃料ポンプ５２による燃料の圧送量が増加するため、制御システム７０は、燃料噴射量が増加するにつれて推定仕事率Ｗ１を高く算出する。なお、推定仕事率Ｗ１を算出する際には、所定の演算式を用いても良く、燃料噴射量等に基づき予め作成された所定の仕事率データを用いても良い。

【0030】

続いて、制御システム７０は、ステップＳ１８に進み、低圧燃料ポンプ５２の作動状況に基づいて、低圧燃料ポンプ５２の実際の仕事率である実仕事率Ｗ２を算出する。ステップＳ１８において、制御システム７０は、低圧燃料ポンプ５２の回転速度や消費電力等に基づいて、低圧燃料ポンプ５２の実仕事率Ｗ２を算出する。例えば、低圧燃料ポンプ５２の回転速度が高くなるにつれて実仕事率Ｗ２は高く算出され、低圧燃料ポンプ５２の消費電力が高くなるにつれて実仕事率Ｗ２は高く算出される。なお、実仕事率Ｗ２を算出する際には、所定の演算式を用いても良く、低圧燃料ポンプ５２の回転速度や消費電力等に基づき予め作成された所定の仕事率データを用いても良い。

【0031】

ステップＳ１８において実仕事率Ｗ２が算出されると、制御システム７０は、ステップＳ１９に進み、実仕事率Ｗ２から推定仕事率Ｗ１を減算した値が、所定の閾値Ｗｘを上回るか否かを判定する。ステップＳ１９において、実仕事率Ｗ２から推定仕事率Ｗ１を減算した値が閾値Ｗｘ以下になる状況とは、図９にケース４，５として示した状況である。つまり、実仕事率Ｗ２が推定仕事率Ｗ１を下回る状況、または実仕事率Ｗ２が推定仕事率Ｗ１を上回ったとしても、実仕事率Ｗ２と推定仕事率Ｗ１との差分が閾値Ｗｘ以下となる状況である。この場合には、低圧燃料ポンプ５２の実仕事率Ｗ２が過度に増加していないことから、制御システム７０は、燃料系５０が正常であると判定し、ルーチンを抜ける。

【0032】

一方、ステップＳ１９において、実仕事率Ｗ２から推定仕事率Ｗ１を減算した値が閾値Ｗｘを上回る状況とは、図９にケース６として示した状況である。つまり、実仕事率Ｗ２が推定仕事率Ｗ１を上回り、かつ実仕事率Ｗ２と推定仕事率Ｗ１との差分が閾値Ｗｘを上回る状況である。この場合には、低圧燃料ポンプ５２の実仕事率Ｗ２が過度に増加していることから、制御システム７０は、燃料系５０における燃料漏れの虞があると判定し、ステップＳ２０に進む。ステップＳ２０において、制御システム７０は、空燃比センサ４５によって検出された空燃比が、所定の閾値αを下回る状況であるか否かを判定する。

【0033】

図１０は空燃比と比較される閾値αの一例を示す図である。図１０に示すように、空燃比と比較される閾値αは、理論空燃比よりもリーン側に設定されている。なお、空燃比とは、燃焼室２４内に供給される空気と燃料との質量比であり、空気質量に対する燃料質量の比である。つまり、空燃比がリーン側に変化するということは、空気割合が多くなることであり、空燃比の値が大きくなることを意味している。また、空燃比がリッチ側に変化するということは、空気割合が少なくなることであり、空燃比の値が小さくなることを意味している。また、燃料がガソリンである場合の理論空燃比は１４．７である。

【0034】

図１１は空燃比がリッチであるときの燃料系５０の作動状況を示す図であり、図１２は空燃比がリーンであるときの燃料系５０の作動状況を示す図である。前述した図７のステップＳ２０から「Ｙｅｓ」に進む状況とは、実仕事率Ｗ２から推定仕事率Ｗ１を減算した値が閾値Ｗｘを上回り、かつ空燃比が閾値α以上である状況である。つまり、インジェクタ５１の燃料噴射量に対して低圧燃料ポンプ５２の燃料吐出量が多い状況であり、かつ燃焼室２４に供給された燃料が多い状況である。このため、図１１に矢印Ｘ１で示すように、インジェクタ５１からシリンダ内に対して燃料漏れが発生している状況であると想定される。そこで、制御システム７０は、ステップＳ２１に進み、低圧燃料ポンプ５２からインジェクタ５１に対する燃料供給を継続させることにより、エンジン１２の運転状態を維持している。このように、エンジン１２外に燃料が漏れていない状況においては、整備工場等までの車両移動を可能にするため、エンジン１２の運転状態を維持している。

【0035】

一方、図７のステップＳ２０において、空燃比が閾値αを上回ると判定されると、制御システム７０は、ステップＳ２２に進み、低圧燃料ポンプ５２を停止させる。つまり、図７のステップＳ２０から「Ｎｏ」に進む状況とは、実仕事率Ｗ２から推定仕事率Ｗ１を減算した値が閾値Ｗｘを上回り、かつ空燃比が閾値αを下回る状況である。つまり、インジェクタ５１の燃料噴射量に対して低圧燃料ポンプ５２の燃料吐出量が多い状況であり、かつ燃焼室２４内に供給された燃料が少ない状況である。このため、図１２に矢印Ｘ２，Ｘ３で示すように、燃料供給経路２０から燃料漏れが発生している虞のある状況であると想定される。

【0036】

そこで、制御システム７０は、ステップＳ２２に進み、低圧燃料ポンプ５２を停止させ、ステップＳ２３に進み、エンジン１２を停止させる。また、制御システム７０は、ステップＳ２４に進み、警告音やディスプレイ表示等を用いて車内の乗員に退避を通知する。その後、制御システム７０は、ステップＳ２５に進み、乗員の退避が完了したか否かを判定する。ステップＳ２５において乗員の退避が完了していないと判定されると、制御システム７０は、ステップＳ２６に進み、通信ユニット７７を用いて警察等の緊急連絡先に通報を行ってルーチンを抜ける。なお、ステップＳ２５において、制御システム７０は、乗員の着座を検出する図示しないシートセンサからの信号や、車体ドアの開閉を検出する図示しないドアセンサからの信号等に基づいて、乗員が車室内から退避したか否かを判定する。

【0037】

これまで説明したように、制御システム７０は、低圧燃料ポンプ５２の実仕事率Ｗ２が推定仕事率Ｗ１を上回り、実仕事率Ｗ２と推定仕事率Ｗ１との差分が閾値Ｗｘを上回り、かつ空燃比が閾値αを下回る場合に、燃料供給経路２０からの燃料漏れを想定して低圧燃料ポンプ５２を停止させる。これにより、燃料供給装置１０の異常を適切に検出することができ、燃料供給装置１０の異常に適切に対処することができる。また、閾値Ｗｘとしては、０以上の正の値を設定することが可能である。つまり、制御システム７０は、低圧燃料ポンプ５２の実仕事率Ｗ２が推定仕事率Ｗ１を上回り、かつ空燃比が閾値αを下回る場合に、低圧燃料ポンプ５２を停止させるように制御可能である。また、空燃比と比較される閾値αについては、図１０に示すように、理論空燃比よりもリーン側に設定されているが、これに限られることはない。例えば、閾値αとして、理論空燃比と一致する閾値を設定しても良く、理論空燃比よりもリッチ側の閾値を設定しても良い。

【0038】

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。前述の説明では、複数の制御ユニットＣＵ１，ＣＵ２によって制御システム７０を構成しているが、これに限られることはない。例えば、１つの制御ユニットによって制御システム７０を構成しても良い。また、前述の説明では、燃料としてガソリンを例示しているが、これに限られることはない。例えば、燃料として、軽油を用いても良く、エタノールを用いても良く、ガソリンとエタノールとの混合物を用いても良い。また、図示する例では、低圧燃料ポンプ５２を燃料タンク１９内に設置しているが、これに限られることはなく、低圧燃料ポンプ５２を燃料タンク１９外に設置しても良い。また、前述の説明では、高圧燃料ポンプ５４のポンプカム６６を吸気カム軸３２によって駆動しているが、これに限られることはなく、ポンプカム６６を他の回転軸を用いて駆動しても良い。

【符号の説明】

【0039】

１０ 燃料供給装置
１１ 車両
１２ エンジン
２０ 燃料供給経路
４４ 排気系
４５ 空燃比センサ
５１ インジェクタ
５２ 低圧燃料ポンプ（第１燃料ポンプ）
５４ 高圧燃料ポンプ（第２燃料ポンプ）
６０ 加圧室
６１ ポンプ本体
６８ 電磁弁
７０ 制御システム
８１ 高圧圧力センサ（圧力センサ）
９０ プロセッサ
９１ メモリ
Ｗ１ 推定仕事率
Ｗ２ 実仕事率
Ｗｘ 閾値
α 閾値
Ｐ１ 推定燃圧
Ｐ２ 実燃圧
Ｐｘ 閾値

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】