7586009 燃圧センサの異常診断装置

(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】2024-11-11

(45)【発行日】2024-11-19

(54)【発明の名称】燃圧センサの異常診断装置

(51)【国際特許分類】

   F02M 55/02 20060101AFI20241112BHJP

【ＦＩ】

F02M55/02 360K

F02M55/02 360G

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021118141

(22)【出願日】2021-07-16

(65)【公開番号】P2023013749

(43)【公開日】2023-01-26

【審査請求日】2024-02-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110004370

【氏名又は名称】弁理士法人片山特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】熊田 健一郎

(72)【発明者】

【氏名】城 佑輔

【審査官】藤村 泰智

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１８０１８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０６８１２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０６０２４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０３３１０５３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｍ ５５／００ ～ ５５／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料タンクから供給される燃料を加圧する加圧室を有した高圧ポンプと、
前記加圧室から吐出された燃料を蓄える蓄圧容器と、
前記蓄圧容器内の燃料を内燃機関の気筒内に直接噴射する燃料噴射弁と、
前記高圧ポンプの前記加圧室よりも下流側に設けられ、前記蓄圧容器側からの燃圧が所定の開弁圧よりも高い場合に付勢部材の付勢力に抗して弁体が弁座から離間することにより開弁して燃料を前記加圧室に戻し、前記蓄圧容器側からの燃圧が前記開弁圧よりも低下すると前記付勢部材の付勢力に従って前記弁体が前記弁座に着座することにより閉弁するリリーフ弁と、
前記蓄圧容器内での燃圧を検出する燃圧センサと、
を含む燃料供給システムに適用され、前記リリーフ弁が開弁した際の前記燃圧センサによる検出燃圧が正常範囲内にあるか否かに基づいて前記燃圧センサの異常の有無を診断する燃圧センサの異常診断装置において、
前記内燃機関の回転数、負荷、冷却水温、及び油温がそれぞれ所定範囲内であり、前回の前記燃圧センサの異常の有無の診断の実行から所定時間以上経過している場合に、前記燃圧センサの診断開始条件が成立し、
前記燃圧センサの診断開始条件が成立した場合に、前記蓄圧容器内での燃圧が前記開弁圧よりも低い所定圧力未満の場合に前記高圧ポンプへの指示吐出量を第１吐出量に制御する第１制御部と、
前記蓄圧容器内での燃圧が前記所定圧力以上から前記開弁圧まで、前記指示吐出量を前記第１吐出量よりも少ない第２吐出量に制御する第２制御部と、を備えた燃圧センサの異常診断装置。

【請求項2】

前記第２制御部は、前記蓄圧容器内での燃料が所定の目標昇圧速度で昇圧するように前記第２吐出量をフィードバック制御する、請求項１の燃圧センサの異常診断装置。

【請求項3】

前記指示吐出量が前記第１吐出量に制御されている場合での前記蓄圧容器内での燃料の実際の昇圧速度である実昇圧速度に基づいて、前記目標昇圧速度に対応した前記第２吐出量の初期値を算出する算出部を備え、
前記第２制御部は、前記蓄圧容器内での燃圧が前記所定圧力以上となった場合に前記指示吐出量を前記第２吐出量の初期値に制御する、請求項２の燃圧センサの異常診断装置。

【請求項4】

前記第１吐出量は、前記高圧ポンプへ指示可能な前記指示吐出量の最大値である、請求項１乃至３の何れかの燃圧センサの異常診断装置。

【請求項5】

前記燃料供給システムは、前記燃料タンクから前記加圧室に燃料を加圧して供給する低圧ポンプを含み、
前記所定圧力は、前記低圧ポンプにより加圧された燃料の圧力と、前記開弁圧との間の中間値以上である、請求項１乃至４の何れかの燃圧センサの異常診断装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、燃圧センサの異常診断装置に関する。

【背景技術】

【0002】

燃料タンクから供給される燃料を加圧する加圧室を有した高圧ポンプと、加圧室から吐出された燃料を蓄える蓄圧容器と、蓄圧容器内の燃料を内燃機関の気筒内に直接噴射する燃料噴射弁と、高圧ポンプの加圧室よりも下流側に設けられ蓄圧容器側からの燃圧が所定の開弁圧になると開弁して燃料を加圧室に戻すリリーフ弁と、蓄圧容器内での燃圧を検出する燃圧センサと、を備えた燃料供給システムが知られている（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－１９３２２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

蓄圧容器内の燃料をリリーフ弁の開弁圧にまで昇圧させて、その際の燃圧センサの出力値が正常範囲内にあるか否かに基づいて燃圧センサの異常の有無を診断する場合がある。この場合、リリーフ弁の弁体が付勢部材に抗して弁座から離間することによりリリーフ弁が開弁し、その後に付勢部材の付勢力に従って弁体が弁座に着座することによりリリーフ弁が閉弁する。

【0005】

ここで、診断時間を短縮するために、蓄圧容器内の燃料を開弁圧にまで短時間で昇圧させることが考えられる。しかしながらこの場合、短時間で昇圧した燃料により弁体が弁座から大きく離間し、これにより付勢部材の付勢力が増大し、その後に付勢部材の付勢力に従って弁体が弁座に衝突して異音が発生するおそれがある。

【0006】

そこで本発明は、診断時間を短縮しつつ異音が抑制された燃圧センサの異常診断装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的は、燃料タンクから供給される燃料を加圧する加圧室を有した高圧ポンプと、前記加圧室から吐出された燃料を蓄える蓄圧容器と、前記蓄圧容器内の燃料を内燃機関の気筒内に直接噴射する燃料噴射弁と、前記高圧ポンプの前記加圧室よりも下流側に設けられ、前記蓄圧容器側からの燃圧が所定の開弁圧よりも高い場合に付勢部材の付勢力に抗して弁体が弁座から離間することにより開弁して燃料を前記加圧室に戻し、前記蓄圧容器側からの燃圧が前記開弁圧よりも低下すると前記付勢部材の付勢力に従って前記弁体が前記弁座に着座することにより閉弁するリリーフ弁と、前記蓄圧容器内での燃圧を検出する燃圧センサと、を含む燃料供給システムに適用され、前記リリーフ弁が開弁した際の前記燃圧センサによる検出燃圧が正常範囲内にあるか否かに基づいて前記燃圧センサの異常の有無を診断する燃圧センサの異常診断装置において、前記内燃機関の回転数、負荷、冷却水温、及び油温がそれぞれ所定範囲内であり、前回の前記燃圧センサの異常の有無の診断の実行から所定時間以上経過している場合に、前記燃圧センサの診断開始条件が成立し、前記燃圧センサの診断開始条件が成立した場合に、前記蓄圧容器内での燃圧が前記開弁圧よりも低い所定圧力未満の場合に前記高圧ポンプへの指示吐出量を第１吐出量に制御する第１制御部と、前記蓄圧容器内での燃圧が前記所定圧力以上から前記開弁圧まで、前記指示吐出量を前記第１吐出量よりも少ない第２吐出量に制御する第２制御部と、を備えた燃圧センサの異常診断装置により達成できる。

【0009】

前記指示吐出量が前記第１吐出量に制御されている場合での前記蓄圧容器内での燃料の実際の昇圧速度である実昇圧速度に基づいて、前記目標昇圧速度に対応した前記第２吐出量の初期値を算出する算出部を備え、前記第２制御部は、前記蓄圧容器内での燃圧が前記所定圧力以上となった場合に前記指示吐出量を前記第２吐出量の初期値に制御してもよい。

【0010】

前記第１吐出量は、前記高圧ポンプへ指示可能な前記指示吐出量の最大値であってもよい。

【0011】

前記燃料供給システムは、前記燃料タンクから前記加圧室に燃料を加圧して供給する低圧ポンプを含み、前記所定圧力は、前記低圧ポンプにより加圧された燃料の圧力と、前記開弁圧との間の中間値以上であってもよい。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、診断時間を短縮しつつ異音が抑制された燃圧センサの異常診断装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、燃料供給システムの概略構成図である。

【図2】図２Ａは、リリーフ弁の概略構成図であり、図２Ｂ及び図２Ｃは、リリーフ弁の開弁時での力の作用の説明図である。

【図3】図３は、燃圧センサの異常診断制御実行中での高圧デリバリパイプ内の燃圧の推移を示したタイミングチャートである。

【図4】図４は、ＥＣＵが実行する燃圧センサの異常診断制御の一例を示したフローチャートである。

【図5】図５は、吐出量の初期値の算出方法の一例を示したフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

［燃料供給システムの概略構成］
図１は、燃料供給システム１の概略構成図である。燃料供給システム１は、エンジン１０、燃料タンク２１、低圧ポンプ２２、低圧管２５、低圧デリバリパイプ２６、高圧デリバリパイプ３６、燃圧センサ２８及び３８、燃温センサ３９、高圧ポンプ４０、及びＥＣＵ（Electronic Control Unit）５等を備える。燃料供給システム１は、例えばエンジン１０を走行動力源とする車両に搭載されるが、これに限定されない。

【0015】

エンジン１０は、各気筒内に燃料を噴射する筒内噴射弁３７、及び各吸気ポート内に燃料を噴射するポート噴射弁２７を備えた火花点火式の４気筒ガソリンエンジンである。また、エンジン１０は、複数のピストンに連動したクランク軸に連動し吸気弁又は排気弁を駆動するカム軸１５を備えている。

【0016】

燃料タンク２１には、燃料であるガソリンが貯留されている。低圧ポンプ２２は、燃料を加圧して低圧管２５に吐出する。低圧管２５内に吐出された燃料は、低圧デリバリパイプ２６を介してポート噴射弁２７に供給され、また低圧管２５から分岐した分岐管２５ａを介して高圧ポンプ４０にも供給される。

【0017】

高圧ポンプ４０は、分岐管２５ａから供給された燃料を加圧して、高圧デリバリパイプ３６に吐出する。高圧ポンプ４０により加圧された燃料は、高圧デリバリパイプ３６を介して筒内噴射弁３７に供給される。高圧デリバリパイプ３６は、蓄圧容器の一例である。

【0018】

燃圧センサ２８及び３８は、それぞれ低圧デリバリパイプ２６及び高圧デリバリパイプ３６内の燃圧を検出する。燃温センサ３９は、高圧デリバリパイプ３６内の燃料の温度を検出する。ＥＣＵ５は、燃圧センサ２８及び３８、及び燃温センサ３９の検出値を取得する。

【0019】

ＥＣＵ５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及び書き換え可能な不揮発性メモリを備えており、ＲＯＭに記憶されたプログラムをＣＰＵが実行することにより、後述する燃圧センサ３８の異常診断制御を実行する。燃圧センサ３８の異常診断制御は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び不揮発性メモリにより機能的に実現される第１制御部、第２制御部、及び算出部により実行される。詳しくは後述する。

【0020】

また、ＥＣＵ５は、エンジン１０の運転領域に応じて、総燃料噴射量に対する筒内噴射弁３７から噴射する燃料噴射量の割合である筒内噴射率を変更する。例えばエンジン１０の運転領域が低負荷領域では筒内噴射比率は０％であり、高負荷領域では１００％であり、中負荷領域ではその中間の値に設定される。

【0021】

［高圧ポンプの概略構成］
高圧ポンプ４０について説明する。高圧ポンプ４０には、シリンダ４１、プランジャ４２、加圧室４３、吸入通路４５、吐出通路４７、リリーフ通路４９、吸入弁５０、吐出弁６０、及びリリーフ弁７０が設けられている。

【0022】

プランジャ４２は、エンジン１０の駆動に連動してシリンダ４１内を往復する。詳細には、プランジャ４２は、カム軸１５と共に回転するカムＣＰ側にバネにより付勢され、カムＣＰの回転によりシリンダ４１内を往復する。

【0023】

加圧室４３は、シリンダ４１及びプランジャ４２により画定され、プランジャ４２の上昇により加圧室４３の容積は減少し、プランジャ４２の下降により加圧室４３の容積は増大する。

【0024】

吸入通路４５は、低圧管２５から分岐した分岐管２５ａと加圧室４３とを連通している。吸入通路４５には、燃圧脈動を抑制するパルセーションダンパ４４が設けられている。リリーフ通路４９は、加圧室４３と高圧デリバリパイプ３６とを連通している。吐出通路４７は、吐出弁６０よりも加圧室４３側のリリーフ通路４９と吐出弁６０よりも高圧デリバリパイプ３６側のリリーフ通路４９とを連通している。即ち、吐出通路４７は、リリーフ弁７０をバイパスしている。

【0025】

吸入弁５０は、加圧室４３の燃料導入口側に設けられ、吸入通路４５及び加圧室４３の連通状態を切り替える電磁駆動式の開閉弁である。吸入弁５０は、弁体５１と、弁体５１を駆動するコイル５５と、弁体５１を常に開方向に付勢するバネ５３とを有している。コイル５５の通電は、ＥＣＵ５により制御される。コイル５５が通電されると、弁体５１は、バネ５３の付勢力に抗して吸入通路４５と加圧室４３とを遮断する。コイル５５が非通電の状態では、弁体５１は、バネ５３の付勢力により開状態が維持される。

【0026】

吐出弁６０は、吐出通路４７上に設けられ、加圧室４３側から高圧デリバリパイプ３６側への燃料の流通は許容するが逆方向の流通は規制する逆止弁である。具体的には、吐出弁６０は、加圧室４３の燃圧が高圧デリバリパイプ３６内の燃圧より所定の分だけ高くなったときに開弁する。

【0027】

高圧ポンプ４０の吸入行程では、吸入弁５０が開きプランジャ４２が下降して、燃料が分岐管２５ａから吸入通路４５を介して加圧室４３に充填される。加圧行程では、吸入弁５０が閉じプランジャ４２の上昇に伴い加圧室４３の容積が減少し、加圧室４３内の燃料が加圧される。吐出行程では、加圧室４３側から吐出弁６０に作用する燃圧の力が、高圧デリバリパイプ３６側から吐出弁６０に作用する燃圧の力と吐出弁６０のばねの付勢力とにより大きくなったときに吐出弁６０が開き、加圧された燃料が高圧デリバリパイプ３６へ供給される。

【0028】

リリーフ弁７０は、リリーフ通路４９上に設けられ、高圧デリバリパイプ３６側から加圧室４３側への燃料の流通は許容するが逆方向の流通は規制する逆止弁である。リリーフ弁７０は、高圧デリバリパイプ３６や筒内噴射弁３７に異常が発生し得るほどに高圧デリバリパイプ３６内の燃圧が過度に上昇した場合に開弁することにより、これらに異常が発生することを抑制する。

【0029】

［リリーフ弁の概略構成］
図２Ａは、リリーフ弁７０の概略構成図である。リリーフ弁７０は、弁体７１、弁座７３、及びバネ７５を含む。弁体７１は球状である。弁座７３には、孔７３ａが形成され弁体７１よりも高圧デリバリパイプ３６側に位置している。バネ７５は、弁体７１が弁座７３に着座して孔７３ａを閉鎖するように、弁体７１を付勢する付勢部材の一例である。尚、吐出弁６０もリリーフ弁７０と同様の構造である。

【0030】

図２Ｂ及び図２Ｃは、リリーフ弁７０の開弁時での力の作用の説明図である。図２Ｂには、弁体７１に作用する力Ｆ１～Ｆ３を示している。力Ｆ１及びＦ２は、弁体７１が弁座７３に向う方向、即ちリリーフ弁７０の閉弁方向に作用する力である。力Ｆ３は、弁体７１が弁座７３から離れる方向、即ちリリーフ弁７０の開弁方向に作用する力である。力Ｆ１は、弁体７１がバネ７５から受ける付勢力である。力Ｆ２は、リリーフ弁７０よりも加圧室４３側のリリーフ通路４９内の燃圧から弁体７１が受ける力である。力Ｆ３は、高圧デリバリパイプ３６側のリリーフ通路４９内の燃圧から弁体７１が受ける力である。力Ｆ２は、低圧ポンプ２２の回転数が大きいほど増大する。力Ｆ３は、高圧ポンプ４０の行程に応じて、最大値及び最小値間で増減を繰り返す。リリーフ弁７０よりも加圧室４３側のリリーフ通路４９内の燃料は、吸入行程では加圧室４３に吸引され、加圧行程及び吐出行程ではリリーフ弁７０側に吐出されるからである。

【0031】

高圧デリバリパイプ３６内の燃圧が上述したように過度に上昇していない場合には、図２Ｂに示すように弁体７１には力Ｆ１～Ｆ３が作用し、（Ｆ１＋Ｆ２）＞Ｆ３の関係が成立してリリーフ弁７０は閉弁状態が維持される。

【0032】

高圧デリバリパイプ３６内での燃圧が増大し、図２Ｃ示すように（Ｆ１＋Ｆ２）＜Ｆ３となると、弁体７１はバネ７５の付勢力である力Ｆ１に抗して弁座７３から離間し、リリーフ通路４９内の燃料が、孔７３ａを介して高圧デリバリパイプ３６側から加圧室４３側に流入する。これにより、Ｆ２＝Ｆ３となって、弁体７１は力Ｆ１に従って再び弁座７３に着座してリリーフ弁７０は閉弁する。

【0033】

ここで、力Ｆ１はバネ７５の付勢力であるため、バネ７５の圧縮量が大きいほど力Ｆ１も増大する。従って、弁体７１が弁座７３に着座した状態から離間する瞬間での、力Ｆ３の力Ｆ２に対する大きさが大きいほど、弁体７１が弁座７３から離間した後のバネ７５の圧縮量は大きくなり力Ｆ１も増大する。このため、バネ７５の圧縮量が大きく力Ｆ１が大きいと、その後に弁体７１が弁座７３に着座することにより衝突音が発生するおそれがある。

【0034】

上述の状況は、燃圧センサ３８の異常診断制御の実行中に生じるおそれがある。燃圧センサ３８の異常診断制御は、診断条件成立時に、高圧デリバリパイプ３６内の燃料をリリーフ弁７０が開弁する開弁圧まで昇圧させて、その際の燃圧センサ３８による検出燃圧が正常範囲内に含まれているか否かに基づいて、燃圧センサ３８は正常であるか又は異常であるのかが診断される。ここで、高圧デリバリパイプ３６内の燃料を開弁圧にまで昇圧に要する時間を短縮して診断を短時間で終了するために、高圧デリバリパイプ３６内の燃料の昇圧速度をできる限り速くすることが考えられる。高圧デリバリパイプ３６内の燃料の昇圧速度が速いと、上述したように、リリーフ弁７０が開弁して再び閉弁する際での弁体７１が弁座７３に衝突する際の衝突音が増大する。例えば燃料供給システム１が車両に搭載されている場合には、車両がアイドル運転状態の際に、この衝突音が異音として運転者に認識されるそれがある。

【0035】

［燃圧センサの異常診断制御］
そこでＥＣＵ５は、以下のように燃圧センサ３８の異常診断制御を実行する。図３は、燃圧センサ３８の異常診断制御実行中での高圧デリバリパイプ３６内の燃圧の推移を示したタイミングチャートである。時刻ｔ１から異常診断制御が開始されると、燃料が圧力Ｐ１になるまで昇圧速度Ｖ１で昇圧する。圧力Ｐ１は、所定圧力の一例である。時刻ｔ２で燃料が圧力Ｐ１にまで昇圧すると、燃料は圧力Ｐ２まで昇圧速度Ｖ１よりも遅い昇圧速度Ｖ２で緩やかに昇圧する。圧力Ｐ２は、リリーフ弁７０の開弁圧である。時刻ｔ３で燃料が圧力Ｐ２にまで昇圧すると、リリーフ弁７０が開閉を繰り返すことにより、燃圧は圧力Ｐ２付近で昇降を繰り返し、その状態で燃圧センサ３８による検出燃圧が正常範囲内にあるか否かが診断される。このように、燃料は圧力Ｐ１まで速い昇圧速度Ｖ１で昇圧するため診断時間を短縮することができ、燃料は圧力Ｐ１から圧力Ｐ２まで遅い昇圧速度Ｖ２で昇圧するためリリーフ弁７０の開閉時の異音を抑制できる。

【0036】

尚、診断時間を短縮する観点から、昇圧速度Ｖ２はリリーフ弁７０の開閉時の異音を抑制できる範囲内でできる限り速いことが好ましい。また、診断時間を短縮の観点からは、圧力Ｐ１は圧力Ｐ２に近い方が好ましい。例えば圧力Ｐ１は、低圧ポンプ２２が加圧する燃圧と圧力Ｐ２との間の中間の圧力以上であることが好ましい。但し、圧力Ｐ１が圧力Ｐ２に近すぎると燃圧が圧力Ｐ１に到達した際に昇圧速度が昇圧速度Ｖ１から昇圧速度Ｖ２にまで低下する前に圧力Ｐ２に到達して、リリーフ弁７０の開閉時の異音を抑制することができないおそれがある。そのため、昇圧速度が昇圧速度Ｖ１から昇圧速度Ｖ２に低下させることができる程度に圧力Ｐ１は圧力Ｐ２から離れていることが好ましい。また、異音を抑制する観点からは、昇圧速度Ｖ２は遅い方が好ましいが、上述した異音は、必ずしも異音を完全に抑制する必要はない。例えば燃料供給システム１が車両に搭載されている場合には、エンジン１０の駆動音により、ある程度までの異音は運転者に認識されないため、運転者に認識されない程度の異音に抑制できる範囲であれば、昇圧速度Ｖ２は速くてもよい。

【0037】

次に、ＥＣＵ５が実行する燃圧センサ３８の異常診断制御の一例について説明する。図４は、ＥＣＵ５が実行する燃圧センサ３８の異常診断制御の一例を示したフローチャートである。ＥＣＵ５は、イグニッションオンの間は本制御を所定時間毎に繰り返し実行する。

【0038】

ＥＣＵ５は、燃圧センサ３８の診断開始条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ１）。診断開始条件は、例えばエンジン回転数やエンジン負荷、エンジン冷却水温、エンジン油温が所定範囲内であり、前回の燃圧センサ３８の異常診断制御の実行から所定時間以上経過していること等である。ステップＳ１でＮｏの場合には本制御を終了する。

【0039】

ステップＳ１でＹｅｓの場合、ＥＣＵ５は筒内噴射率を０％に設定し、高圧デリバリパイプ３６内の目標燃圧を、リリーフ弁７０の開弁圧である圧力Ｐ２に設定する（ステップＳ２）。ＥＣＵ５は、高圧ポンプ４０への指示吐出量を吐出量Ｅ１に設定する（ステップＳ３）。吐出量Ｅ１は、必ずしもこれに限定されないが、固定値であり、高圧ポンプ４０への指示可能な吐出量の最大値が好ましい。次にＥＣＵ５は、燃圧センサ３８による検出燃圧が圧力Ｐ１以上を示すか否かを判定する（ステップＳ４）。ステップＳ４でＮｏの場合には、ステップＳ３の処理が継続される。即ち、検出燃圧が圧力Ｐ１未満である間は、高圧ポンプ４０への指示吐出量は最大値である吐出量Ｅ１に設定されるため、高圧デリバリパイプ３６内の燃料を上述した昇圧速度Ｖ１で短時間で昇圧することができる。ステップＳ３は、第１制御部が実行する処理の一例である。

【0040】

ステップＳ４でＹｅｓの場合には、高圧ポンプ４０の吐出量を吐出量Ｅ１よりも小さい吐出量Ｅ２に設定し、吐出量Ｅ２をフィードバック制御する（ステップＳ５）。高圧ポンプ４０への指示吐出量は吐出量Ｅ１よりも小さい吐出量Ｅ２に設定されるので、高圧デリバリパイプ３６内の燃料を上述した昇圧速度Ｖ２で緩やかに昇圧することができ、リリーフ弁７０の開閉に伴う異音を抑制できる。吐出量Ｅ２のフィードバック制御は、詳しくは後述するが、高圧ポンプ４０の一回の燃料の吐出による燃圧センサ３８内の燃圧の上昇量である昇圧幅Ｕ２が所定の目標値に収束するように、吐出量Ｅ２を可変設定される。ステップＳ５は、第２制御部が実行する処理の一例である。

【0041】

次にＥＣＵ５は、リリーフ弁７０が開閉したか否かを判定する（ステップＳ６）。具体的には、高圧ポンプ４０からの燃料の吐出に同期して燃圧センサ３８の検出値が増減を繰り返す場合には、リリーフ弁７０が開閉しているものと判定し、燃圧センサ３８の検出値が一定の場合や、一定の増大率で増大している場合等は、リリーフ弁７０は閉弁したままであると判定する。

【0042】

ステップＳ６でＮｏの場合には、ＥＣＵ５は、ステップＳ６でＮｏと判定されてから所定時間経過したか否かを判定する（ステップＳ７）。所定時間とは例えば数秒である。ステップＳ７でＮｏの場合、即ち、ステップＳ６でＮｏと判定されてから所定時間が経過するまでは、ステップＳ５の処理が継続される。

【0043】

ステップＳ６でＹｅｓの場合、又はステップＳ７でＹｅｓの場合には、ＥＣＵ５は上述したように検出燃圧が正常範囲内にあるか否か、具体的には、検出燃圧が下側閾値α以下であって且つ上側閾値β（＞α）以下であるか否かに基づいて燃圧センサ３８の異常診断を行う（ステップＳ８）。下側閾値αは、リリーフ弁７０の開弁圧である圧力Ｐ２から所定のマージン分だけ小さい値である。上側閾値βは、圧力Ｐ２よりも所定のマージン分だけ大きい値である。

【0044】

ステップＳ８でＹｅｓの場合、ＥＣＵ５は燃圧センサ３８は正常であると診断する（ステップＳ９）。ステップＳ８でＮｏの場合、ＥＣＵ５は燃圧センサ３８は異常であると診断する（ステップＳ１０）。

【0045】

次に吐出量Ｅ２の初期値ｅ２の算出方法について説明する。図５は、吐出量Ｅ２の初期値ｅ２の算出方法の一例を示したフローチャートである。ＥＣＵ５は、異常診断制御による燃料の昇圧が開始されたか否かを判定する（ステップＳ１１）。ステップＳ１１でＮｏの場合には本制御は終了する。ステップＳ１１でＹｅｓの場合には、ＥＣＵ５は、昇圧のための高圧ポンプ４０の吐出開始タイミングを算出する（ステップＳ１２）。具体的には、カム軸１５のカムＣＰの位相と吐出量Ｅ１とに基づいて、吸入弁５０の開閉状態の切り替わりのタイミングが算出され、このタイミングに基づいて高圧ポンプ４０の吐出開始タイミングが算出される。高圧ポンプ４０の吐出開始タイミングとは、詳細には高圧ポンプ４０の加圧室４３から燃料が吐出されるタイミングである。

【0046】

次に、ＥＣＵ５は高圧ポンプ４０の加圧室４３から、吐出通路４７及び高圧デリバリパイプ３６を介して燃圧センサ３８にまで燃圧が到達する燃圧伝播到達タイミングを算出する（ステップＳ１３）。ここで、加圧室４３から、吐出通路４７及び高圧デリバリパイプ３６を介して燃圧センサ３８にまで燃圧が到達するのに要する伝播時間Ｔは、以下に示す関係式（式１）を用いて算出することができる。
Ｔ＝Ｌ／（Ｇ／ρ）^１／２…（１）
「Ｌ」は、加圧室４３から、吐出通路４７及び高圧デリバリパイプ３６を介した、燃圧センサ３８までの配管の長さ［ｃｍ］である。「Ｇ」は、燃料の体積弾性率［ｄｙｎ／ｃｍ^２］である。「ρ」は、燃料の密度［ｇ／ｃｍ^３］である。体積弾性率は、燃圧及び燃温に基づいて算出される。燃料の密度は、燃温に基づいて算出される。燃圧及び燃温はそれぞれ燃圧センサ３８及び燃温センサ３９に基づいて検出される。

【0047】

このようにして算出された伝播時間Ｔに基づいて、燃料伝播到達タイミングが算出される。具体的には、ステップＳ１２で算出された吐出開始タイミングに伝播時間Ｔを加算することにより、燃料伝播到達タイミングを算出することができる。

【0048】

ＥＣＵ５は、ステップＳ１３で算出された燃圧伝播到達タイミングでの燃圧センサ３８により検出された、燃料の昇圧幅Ｕ１を算出する（ステップＳ１４）。具体的には、燃圧伝播到達タイミング前後での燃圧センサ３８により検出された燃圧の上昇量を、昇圧幅Ｕ１として算出される。昇圧幅Ｕ１は、吐出量Ｅ１に対応している。即ち昇圧幅Ｕ１は、指示吐出量が吐出量Ｅ１に設定されて加圧室４３から燃料が吐出された場合に、その吐出された燃料に起因して燃圧が燃圧センサ３８にまで伝播した際の燃圧センサ３８での燃圧の上昇量に相当する。このように、燃圧伝播到達タイミングでの燃圧センサ３８により検出された、燃料の上昇量を昇圧幅Ｕ１として算出することにより、ノイズなどを除去した、吐出量Ｅ１に対応した昇圧幅Ｕ１を精度よく算出することができる。

【0049】

次にＥＣＵ５は、上記のように算出した昇圧幅Ｕ１を、加圧室４３から燃料が吐出されるたびに算出して、それらの値の平均値ＡＵ１を算出する（ステップＳ１５）。平均値ＡＵ１を算出することにより、より精度よく吐出量Ｅ１に対応した昇圧幅を算出することができる。

【0050】

次にＥＣＵ５は、燃圧センサ３８による検出燃圧が圧力Ｐ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ１６）。ステップＳ１６でＮｏの場合には、ステップＳ１２以降の処理が継続される。

【0051】

ステップＳ１６でＹｅｓの場合には、吐出量Ｅ２の初期値ｅ２を算出する（ステップＳ１７）。具体的には、指示吐出量と昇圧幅との関係を示す以下の比の式（２）から算出される式（３）に基づいて、初期値ｅ２が算出される。
ｅ２：ＴＵ２＝Ｅ１：ＡＵ１…（２）
ｅ２＝（Ｅ１×ＴＵ２）／ＡＵ１…（３）
「ＴＵ２」は、吐出量Ｅ２に対応した昇圧幅の目標値であり、予めリリーフ弁７０の開閉に伴う異音の発生が抑制できる程度に定められている。尚、目標昇圧幅ＴＵ２は、これに限定されないが、異音の発生を抑制できる範囲でできる限り大きいことが好ましい。診断時間を更に短縮することができるからである。ステップＳ１７は、算出部が実行する処理の一例である。

【0052】

高圧ポンプ４０への指示吐出量を、このようにして算出された初期値ｅ２に設定し、ＥＣＵ５は燃圧センサ３８で検出される昇圧幅Ｕ２が目標昇圧幅ＴＵ２に維持されるように、吐出量Ｅ２をフィードバック制御する。尚、指示吐出量が初期値ｅ２又は吐出量Ｅ２に設定された場合にも、上述したステップＳ１２及びＳ１３と同様の方法により、吐出量Ｅ２に対応する昇圧幅Ｕ２を算出し、吐出量Ｅ２をフィードバック制御する。このように、実際の昇圧幅が目標昇圧幅ＴＵ２となるように吐出量Ｅ２をフィードバック制御することに、リリーフ弁７０の開閉に伴う異音の発生を効果的に抑制することができる。

【0053】

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

【符号の説明】

【0054】

１ 燃料供給システム
５ ＥＣＵ（燃圧センサの異常診断装置、第１制御部、第２制御部）
１０ エンジン（内燃機関）
１５ カム軸
２１ 燃料タンク
２２ 低圧ポンプ
２５ 低圧管
２５ａ 分岐管
２６ 低圧デリバリパイプ
２７ ポート噴射弁
２８、３８ 燃圧センサ
３９ 燃温センサ
３６ 高圧デリバリパイプ（蓄圧容器）
３７ 筒内噴射弁
４０ 高圧ポンプ
４１ シリンダ
４２ プランジャ
４３ 加圧室
４７ 吐出通路
４９ リリーフ通路
５０ 吸入弁
６０ 吐出弁
７０ リリーフ弁
７１ 弁体
７３ 弁座
７３ａ 孔
７５ バネ（付勢部材）
ＣＰ カム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】