内燃機関の燃料供給制御装置
【課題】本願発明は、燃料配管内の燃料圧力を検出する燃料圧力センサの一時的な異常を検出できるようにする。
【解決手段】最近に正常判定したセンサ出力ＶＦＰＯＬＤと、最新のセンサ出力ＶＦＰとの偏差の絶対値が第１閾値Ａを超えた場合には、燃料圧力センサの出力にノイズが重畳するなどの異常が発生したものと判断し、異常判定フラグＦＬＧＦＰに１を設定し、また、最近に正常判定したセンサ出力ＶＦＰＯＬＤに基づき、燃料ポンプの駆動デューティを算出するようにする。そして、燃料圧力センサ３３の最新出力を変換して得た実燃圧ＦＵＰＲと目標燃圧ＴＧＦＵＰＲとの偏差の絶対値が第２閾値Ｂを下回る状態が、設定時間ｔＳＬを超えて継続すれば、異常判定を解除し、異常判定フラグＦＬＧＦＰを零にリセットする。
【解決手段】最近に正常判定したセンサ出力ＶＦＰＯＬＤと、最新のセンサ出力ＶＦＰとの偏差の絶対値が第１閾値Ａを超えた場合には、燃料圧力センサの出力にノイズが重畳するなどの異常が発生したものと判断し、異常判定フラグＦＬＧＦＰに１を設定し、また、最近に正常判定したセンサ出力ＶＦＰＯＬＤに基づき、燃料ポンプの駆動デューティを算出するようにする。そして、燃料圧力センサ３３の最新出力を変換して得た実燃圧ＦＵＰＲと目標燃圧ＴＧＦＵＰＲとの偏差の絶対値が第２閾値Ｂを下回る状態が、設定時間ｔＳＬを超えて継続すれば、異常判定を解除し、異常判定フラグＦＬＧＦＰを零にリセットする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃料供給制御装置に関し、詳しくは、燃料配管内の実燃料圧力を検出する手段の異常を判定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、燃料配管内の実燃料圧力と目標燃料圧力との偏差に基づいて、燃料ポンプを制御するフィードバック制御量を設定する一方、実燃料圧力の最大値から最小値を差し引いた変化量や、フィードバック制御量の変化量積算値に基づいて、実燃料圧力を検出するセンサの異常を判定するようにした、内燃機関の燃料供給装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４１９３３３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、実燃料圧力の最大値から最小値を差し引いた変化量や、フィードバック制御量の変化量積算値に基づき、燃料圧力センサの異常を判定する場合、ショートなどのスタック異常は判定できるものの、燃料圧力センサの出力に対するノイズの重畳などの一時的な異常を検出することができない。このため、一時的な異常が発生したときに、実燃料圧力とは異なるセンサ出力に基づいて燃料ポンプが制御されてしまうことがあった。
【０００５】
そこで、本願発明は、燃料配管内の燃料圧力を検出する手段の一時的な異常を検出できる内燃機関の燃料供給制御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】
【０００６】
そのため、本願発明では、内燃機関に対して燃料を圧送する燃料配管内の実燃料圧力の変化量を検出し、前記変化量が第１閾値を越えたときに、燃料配管内の実燃料圧力を検出する燃圧検出手段の異常を判定し、異常判定されている状態で、実燃料圧力と目標燃料圧力との偏差が第２閾値を下回ったときに、異常判定を解除するようにした。
【発明の効果】
【０００７】
上記発明によると、燃料配管内の燃料圧力を検出する手段の一時的な異常を検出でき、一時的な異常に基づいて燃料圧力が誤って制御されてしまうことを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本願発明の実施形態における燃料供給制御装置を含む内燃機関のシステム図である。
【図２】本願発明の実施形態における燃料圧力センサの異常判定処理を示すフローチャートである。
【図３】本願発明の実施形態における燃料圧力センサの出力にノイズが重畳した状態及び出力変化量の算出特性を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明に係る内燃機関の燃料供給制御装置のシステム構成図である。
図１において、車両用の内燃機関（エンジン）１は、吸気通路（吸気ポート）２に燃料噴射弁３を備え、この燃料噴射弁３は、吸気通路（吸気ポート）２内に燃料を噴射する。
【００１０】
燃料噴射弁３が噴射した燃料は、吸気行程で吸気バルブ４が開くと、空気と共に燃焼室５内に吸引され、点火プラグ６による火花点火によって着火燃焼する。燃焼室５内の燃焼ガスは、排気行程で排気バルブ７が開くと、排気通路８に排出される。
吸気通路２の燃料噴射弁３が配設される部分よりも上流側には、スロットルモータ９で開閉される電子制御スロットル１０を設けてあり、この電子制御スロットル１０の開度によって内燃機関１の吸入空気量が調整される。
【００１１】
また、燃料タンク１１内の燃料を燃料ポンプ１２によって燃料噴射弁３（内燃機関１）に圧送する燃料供給装置１３が設けられている。
燃料供給装置１３は、燃料タンク１１、燃料ポンプ１２、燃料ギャラリー配管１４、燃料供給配管１５を含んで構成される。
【００１２】
燃料ポンプ１２は、モータでポンプインペラを回転駆動する電動式ポンプであり、燃料タンク１１内に配置される。
燃料ポンプ１２の吐出口には燃料供給配管１５の一端が接続され、燃料供給配管１５の他端は燃料ギャラリー配管１４に接続され、更に、燃料ギャラリー配管１４に燃料噴射弁３の燃料供給口が接続される。
【００１３】
尚、燃料供給配管１５内の燃料圧力が既定の最低圧を超えるときに開弁して、燃料供給配管１５内の燃料を、オリフィスを介して燃料タンク１１内に戻すプレッシャレギュレータや、このプレッシャレギュレータから戻される燃料の流れを利用して燃料を移送させるジェットポンプなどを備えてもよい。
【００１４】
燃料噴射弁３による燃料噴射、点火プラグ６による点火動作、電子制御スロットル１０の開度などを制御する制御ユニットとして、マイクロコンピュータを備えるＥＣＭ（エンジン・コントロール・モジュール）３１を設けてある。
また、前記燃料ポンプ１２の駆動出力信号を出力する制御ユニットとして、マイクロコンピュータを備えるＦＰＣＭ（フューエル・ポンプ・コントロール・モジュール）３０を設けてある。
【００１５】
ＥＣＭ３１とＦＰＣＭ３０とは相互に通信可能に構成され、ＥＣＭ３１からＦＰＣＭ３０に向けては、燃料ポンプ１２の駆動デューティ（印加電圧）の指示信号などが送信される。
尚、本願における駆動デューティ（％）とは、１周期におけるオン時間割合であり、駆動デューティが大きいほど燃料ポンプ１２の印加電圧が高くなって、燃料ポンプ１２の回転速度が高くなるため、駆動デューティを変化させることで、燃料ポンプ１２の吐出量を変化させ、燃料噴射弁３に供給される燃料圧力（燃料配管内の燃料圧力）を制御するように構成されている。
また、ＥＣＭ３１としての機能と、ＦＰＣＭ３０としての機能とを兼ね備える１つの制御ユニットを備えることができる。
【００１６】
ＥＣＭ３１には、燃料ギャラリー配管１６（燃料配管）内の実燃圧ＦＵＰＲを検出する燃料圧力センサ（燃圧検出手段）３３、図外のアクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）ＡＣＣを検出するアクセル開度センサ３４、内燃機関１の吸入空気流量ＱＡを検出するエアフローセンサ３５、内燃機関１の回転速度ＮＥを検出する回転センサ３６、内燃機関１の冷却水温度ＴＷ（機関温度）を検出する水温センサ３７、排気中の酸素濃度に応じて内燃機関１の空燃比の理論空燃比（目標空燃比）に対するリッチ・リーンＲＬを検出する酸素センサ３８などからの検出信号が入力される。
尚、前記酸素センサ３８に代えて、空燃比に応じた出力を発生する空燃比センサを備えてもよい。
【００１７】
ＥＣＭ３１は、吸入空気流量ＱＡと機関回転速度ＮＥとに基づいて基本噴射パルス幅ＴＰを演算し、基本噴射パルス幅ＴＰをそのときの実燃圧ＦＵＰＲに応じて補正する一方、酸素センサ３８の出力に基づいて実際の空燃比を目標空燃比に近づけるための空燃比フィードバック補正係数LAMBDAを演算し、実燃圧ＦＵＰＲに応じて補正した基本噴射パルス幅ＴＰを、更に空燃比フィードバック補正係数LAMBDAなどで補正して、最終的な噴射パルス幅ＴＩを演算する。
そして、各気筒の噴射タイミングになると、燃料噴射弁３に対して噴射パルス幅ＴＩの噴射パルス信号を出力し、燃料噴射弁３による燃料噴射量及び噴射タイミングを制御する。
【００１８】
また、ＥＣＭ３１は、内燃機関１の負荷を示す基本噴射パルス幅ＴＰや機関回転速度ＮＥなどに基づいて点火時期（点火進角値）を演算し、該点火時期において点火プラグ６による火花放電がなされるように、図外の点火コイルへの通電を制御する。
また、ＥＣＭ３１は、アクセル開度ＡＣＣなどから電子制御スロットル１０の目標開度を演算し、実開度が目標開度に近づくようにスロットルモータ９を駆動制御する。
【００１９】
更に、ＥＣＭ３１は、機関運転条件（例えば、機関負荷、機関回転速度、機関温度など）に基づいて燃料ギャラリー配管１６（燃料配管）内の目標燃圧ＴＧＦＵＰＲを演算し、燃料圧力センサ３３が検出した実燃圧ＦＵＰＲが目標燃圧ＴＧＦＵＰＲに近づくように、例えば、実燃圧ＦＵＰＲと目標燃圧ＴＧＦＵＰＲとの偏差に基づく比例積分微分制御（ＰＩＤ制御）によって、燃料ポンプ１２の駆動デューティ（操作量）を算出する。
そして、ＥＣＭ３１は、算出した駆動デューティを指示する信号を、ＦＰＣＭ３０に出力し、ＦＰＣＭ３０は、指示された駆動デューティで燃料ポンプ１２への通電のオン／オフを制御する。
【００２０】
このように、本実施形態において、ＥＣＭ３１は、燃料配管内の目標燃圧を設定する手段、及び、実燃圧と目標燃圧とに基づいて操作量を算出する手段としての機能を備え、また、燃料ポンプ１２の吐出量を変化させることで、燃料配管内の燃圧を調整するので、燃料ポンプ１２が、操作量に応じて燃料配管内の燃料圧力を調整する手段に相当する。
尚、燃料ポンプ１２の印加電圧を一定として、燃料配管からの燃料のリリーフ量を電子制御することで、実燃圧ＦＵＰＲを目標燃圧ＴＧＦＵＰＲに近づける構成であってもよく、この場合、リリーフ量の電子制御が可能なプレッシャレギュレータが、燃料配管内の燃料圧力を調整する手段に相当することになる。
【００２１】
また、ＥＣＭ３１は、燃料圧力センサ３３（燃圧検出手段）の異常判定を行う手段、及び、異常判定を解除する手段としての機能を備えており、以下では、係る異常判定処理を、図２のフローチャートに従って詳細に説明する。
図２のフローチャートに示すルーチンは、ＥＣＭ３１によって一定時間毎に実行される。
【００２２】
ステップＳ１０１では、燃料圧力センサ３３の出力電圧ＶＦＰのサンプリングを行う。
燃料圧力センサ３３は、燃料ギャラリー配管１６（燃料配管）内の実燃圧ＦＵＰＲに比例する電圧の信号を出力するセンサであり、ステップＳ１０１では、燃料圧力センサ３３の出力信号をＡ／Ｄ変換して求めた電圧データの最新値をサンプリングし、サンプリングした最新の電圧データを、今回値ＶＦＰにセットする。
また、ステップＳ１０１では、本ルーチンの前回実行時における今回値ＶＦＰを、前回値ＶＦＰＯＬＤにセットする。
燃料ポンプ１２の駆動デューティ（操作量）は、今回値ＶＦＰ（或いは今回値ＶＦＰを変換して求めた実燃圧ＦＵＰＲ）に基づいて演算される。
【００２３】
ステップＳ１０２（異常判定手段）では、今回値ＶＦＰと前回値ＶＦＰＯＬＤとの偏差の絶対値（変化量）を算出し（変化量算出手段）、この偏差の絶対値と第１閾値Ａとを比較する。
燃料圧力センサ３３の正常状態が継続していた場合、前回値ＶＦＰＯＬＤは、本ルーチンの前回実行時にステップＳ１０１でサンプリングしたセンサ電圧であって、最近に正常であると判断したセンサ電圧である。
従って、ステップＳ１０２では、最近に正常であると判断したセンサ電圧を基準とし、この基準電圧（正常センサ電圧）からの最新のセンサ電圧の変化量（偏差）を、第１閾値Ａと比較することになる。
【００２４】
尚、燃料圧力センサ３３の出力電圧ＶＦＰを実燃圧ＦＵＰＲに変換し、実燃圧ＦＵＰＲの今回値と前回値との偏差として、実燃圧ＦＵＰＲの変化量を算出してもよい。また、燃料圧力センサ３３の正常状態が継続していた場合、前回値ＶＦＰＯＬＤは、本ルーチンの前回実行時にステップＳ１０１でサンプリングしたセンサ電圧であるから、今回値ＶＦＰと前回値ＶＦＰＯＬＤとの偏差の絶対値は、本ルーチンの実行周期当たりのセンサ電圧の変化量であって、センサ電圧の変化速度を示すことになる。
【００２５】
前記第１閾値Ａは、燃料ポンプ１２の駆動デューティ（操作量）を、実燃圧ＦＵＰＲが目標燃圧ＴＧＦＵＰＲに近づくように制御しているときに、燃料圧力センサ３３の正常状態では達することがない値であり、燃料圧力センサ３３の出力にノイズが重畳するなどの異常が発生して初めて超える値に設定してある。
即ち、燃料ポンプ１２の吐出量の最大変化速度や、内燃機関１における最大又は最小燃料消費量や、燃料噴射に伴う燃圧の脈動などを加味しても、燃料配管内の燃料圧力の変化量が超えることがない値に、前記第１閾値Ａを設定してある。
【００２６】
従って、今回値ＶＦＰと前回値ＶＦＰＯＬＤとの偏差の絶対値が第１閾値Ａを超えた場合、即ち、燃料圧力センサ３３の出力が正常レベルから急変した場合には、燃料圧力センサ３３の出力に例えばノイズが重畳するなどした一時的な異常状態であって、ノイズの立ち上がりや立ち下り部分での変化を検出したものと判断できる。
即ち、図３において、Ｔ１の時点でノイズが発生した場合、燃料圧力センサ３３の出力電圧が急変するため、今回値ＶＦＰと前回値ＶＦＰＯＬＤとの偏差の絶対値と第１閾値Ａを比較することで、燃料圧力センサ３３の一時的な異常を精度よく検出することができる。
一方、今回値ＶＦＰと前回値ＶＦＰＯＬＤとの偏差の絶対値が第１閾値Ａ以下である場合、即ち、燃料圧力センサ３３の出力が正常レベル付近に安定している場合には、燃料圧力センサ３３の出力に対するノイズの重畳などの一時的な異常が発生していない、燃料圧力センサ３３の正常状態であると判断できる。
【００２７】
そこで、今回値ＶＦＰと前回値ＶＦＰＯＬＤとの偏差の絶対値が第１閾値Ａを超えていると判断すると、ステップＳ１０４へ進み、燃料圧力センサ３３の異常判定の有無を示すフラグＦＬＧＦＰに、異常判定状態であることを示す「１」をセットする。
尚、フラグＦＬＧＦＰの初期値は零であり、フラグＦＬＧＦＰ＝１である異常判定状態において、警告ランプ３９を点灯させるなどして、車両の運転者に、燃料圧力センサ３３（燃料供給系）の異常を警告することができる。
【００２８】
また、ステップＳ１０４では、今回ステップＳ１０１で設定した今回値ＶＦＰに前回値ＶＦＰＯＬＤの値、即ち、本ルーチンの前回実行時における燃料圧力センサ３３の出力電圧をセットする更新処理を行う。
前回までセンサ電圧が正常で、今回サンプリングした電圧が異常値（ノイズ成分）であったため、今回値ＶＦＰと前回値ＶＦＰＯＬＤとの偏差の絶対値（変化量）が第１閾値Ａを超えた場合、今回サンプリングしたセンサ電圧（ノイズ成分）に基づいて、燃料ポンプ１２の駆動デューティ（操作量）を算出させると、実際の燃料圧力とは異なる圧力に基づき、駆動デューティ（操作量）を算出することになり、実際の燃料圧力が目標からずれて、内燃機関１における空燃比制御性などが低下する。
【００２９】
そこで、燃料圧力センサ３３の正常状態での最後の出力である前回値ＶＦＰＯＬＤに基づいて燃料ポンプ１２の駆動デューティ（操作量）を算出させるために、今回値ＶＦＰに対し、今回サンプリングした出力電圧（ノイズ成分）に代えて、本ルーチンの前回実行時における燃料圧力センサ３３の出力電圧、換言すれば、正常状態での出力電圧をセットするものである。
このように、今回サンプリングした出力電圧がノイズ成分であると判断すると、正常状態での出力である本ルーチンの前回実行時における出力電圧を今回値ＶＦＰにセットするので、次回の本ルーチン実行時において、前回値は実際にはノイズ成分であるものの、正常値を前回値ＶＦＰＯＬＤとして設定することになる。従って、次回の本ルーチン実行時に、ステップＳ１０２では、正常状態での出力電圧に対する最新の出力電圧の変化量が演算されることになる。
【００３０】
そして、次回も今回値ＶＦＰと前回値ＶＦＰＯＬＤとの偏差の絶対値が第１閾値Ａを超えていると判断した場合には、ステップＳ１０４へ進むが、このときの前回値ＶＦＰＯＬＤは、ノイズ判定前の正常値がセットされているから、係る正常値を、ノイズ成分である出力電圧に代えて今回値ＶＦＰにセットすることで、引き続き、正常状態での出力電圧に基づき燃料ポンプ１２の駆動デューティ（操作量）を算出させることになる。
例えば、図３に示すように、Ｔ１の時点で今回値ＶＦＰと前回値ＶＦＰＯＬＤとの偏差の絶対値が第１閾値Ａを超えていると判断すると、Ｔ１の時点での今回値ＶＦＰに対し、Ｔ１の時点でのサンプリング値に代えて、前回のＴ０の時点でのサンプリング値をセットする。
【００３１】
そして、次回のＴ２の時点では、Ｔ１の時点で今回値ＶＦＰを前回値ＶＦＰＯＬＤとするが、Ｔ１の時点で今回値ＶＦＰとしてＴ０の時点でのサンプリング値がセットされているので、Ｔ２の時点での前回値ＶＦＰＯＬＤも、Ｔ０の時点でのサンプリング値、即ち、異常発生直前の出力電圧に設定される。
Ｔ２の時点でも、今回値ＶＦＰと前回値ＶＦＰＯＬＤとの偏差の絶対値が第１閾値Ａを超えていると判断すると、Ｔ２の時点での今回値ＶＦＰに対し、Ｔ２の時点でのサンプリング値に代えて、前々回のＴ０の時点でのサンプリング値をセットする。
【００３２】
従って、出力電圧が異常である間は、異常発生直前の（図３におけるＴ０時点での）出力電圧に基づき、燃料ポンプ１２の駆動デューティ（操作量）が算出されることになり、ノイズ成分などの異常出力に基づき駆動デューティ（操作量）が算出されてしまうことを抑制できる。これにより、実際の燃料圧力を目標付近に安定させて、内燃機関１における空燃比の制御精度を維持できる。
【００３３】
一方、ステップＳ１０２で、今回値ＶＦＰと前回値ＶＦＰＯＬＤとの偏差の絶対値が第１閾値Ａ以下であると判断した場合には、ステップＳ１０３へ進む。
ステップＳ１０３では、フラグＦＬＧＦＰ＝１であるか否かを判別し、フラグＦＬＧＦＰ＝０であって、燃料圧力センサ３３の正常判定状態であれば、フラグＦＬＧＦＰ＝０の状態を継続し、最新にサンプリングしたセンサ電圧ＶＦＰに基づき、燃料ポンプ１２の駆動デューティ（操作量）を算出させればよいので、ステップＳ１０８へ進む。
一方、フラグＦＬＧＦＰ＝１であって、燃料圧力センサ３３の異常が判定されている状態であれば、ステップＳ１０２で、｜ＶＦＰ−ＶＦＰＯＬＤ｜＞Ａであると判断した場合と同様に、前記ステップＳ１０４へ進む。
【００３４】
ステップＳ１０４に進んだ異常判定状態では、続いてステップＳ１０５へ進み、異常判定を解除できるか否かを判断する。
ステップＳ１０５では、実燃圧ＦＵＰＲ（燃料圧力センサ３３の最新出力を変換して得た実燃圧ＦＵＰＲ）と目標燃圧ＴＧＦＵＰＲとの偏差の絶対値を算出し（偏差算出手段）、この偏差の絶対値が第２閾値Ｂを下回る状態が、設定時間ｔＳＬを超えて継続しているか否かを判断する。
【００３５】
前記第２閾値Ｂは、実燃圧ＦＵＰＲが目標燃圧ＴＧＦＵＰＲに安定的に収束しているときに、前記偏差の絶対値が下回る値であって、収束状態での燃料噴射に伴う燃圧の脈動によっては、前記偏差の絶対値が超えることがない値に設定してある。
また、設定時間ｔＳＬは、目標燃圧ＴＧＦＵＰＲへの収束状態が安定したと判断できる収束状態の最小継続時間であり、設定時間ｔＳＬを上回って収束状態（実燃圧ＦＵＰＲが、目標燃圧ＴＧＦＵＰＲ±第２閾値Ｂの範囲内である状態）が継続した場合は、収束状態に安定したと判断できるようにしてある。
尚、収束状態への安定とは、その時点以降も収束状態の継続が見込まれることを示すものとする。
【００３６】
従って、実燃圧ＦＵＰＲと目標燃圧ＴＧＦＵＰＲとの偏差の絶対値が第２閾値Ｂを下回る状態が、設定時間ｔＳＬを超えて継続していれば、実燃圧ＦＵＰＲが目標燃圧ＴＧＦＵＰＲ付近に安定して収束している状態であると判断できる。
実燃圧ＦＵＰＲと目標燃圧ＴＧＦＵＰＲとの偏差の絶対値が第２閾値Ｂを下回る状態が設定時間ｔＳＬを超えて継続していれば、燃料圧力センサ３３の出力にノイズが重畳するなどして一時的に異常になったとしても、その後、ノイズの重畳が停止して正常レベルに安定的に復帰したことで、継続的な収束状態が得られているものと推定できる。
【００３７】
一方、実燃圧ＦＵＰＲと目標燃圧ＴＧＦＵＰＲとの偏差の絶対値が第２閾値Ｂを下回る状態が、設定時間ｔＳＬを超えて継続していない場合には、そのときの出力が、正常レベルに近いとしても、ノイズ重畳状態から脱したとは言えず、例えば、正常レベルを挟んでセンサ出力が振動している途中である可能性がある。
このため、実燃圧ＦＵＰＲと目標燃圧ＴＧＦＵＰＲとの偏差の絶対値が第２閾値Ｂ以上であるか、又は、前記偏差の絶対値が第２閾値Ｂを下回っているものの、係る状態の継続時間が設定時間ｔＳＬ以下である場合は、ステップＳ１０６へ進み、フラグＦＬＧＦＰ＝１の状態、即ち、燃料圧力センサ３３の異常判定状態を継続させる。
【００３８】
一方、実燃圧ＦＵＰＲと目標燃圧ＴＧＦＵＰＲとの偏差の絶対値が第２閾値Ｂを下回る状態が、設定時間ｔＳＬを超えて継続していれば、ノイズ重畳などの一時的な異常状態から脱したものと判断し、ステップＳ１０７（異常判定解除手段）へ進み、フラグＦＬＧＦＰをゼロにリセットし、異常判定を解除する。
このようにして異常判定が解除されれば、燃料圧力センサ３３の最新出力に基づき燃料ポンプ１２の駆動デューティを算出する状態に復帰し、高い精度で燃料圧力を制御できるようになる。
【００３９】
尚、燃料圧力センサ３３の異常判定を行った後、解除限界時間に達しても、異常判定（フラグＦＬＧＦＰ＝１）が解除されなかった場合には、燃料圧力センサ３３の異常は、ノイズの重畳などの一時的な異常ではなく、スタック故障（センサ出力が高出力側又は小出力側に張り付く故障）である可能性があるので、別途、スタック故障の判定を行い、燃料圧力センサ３３の出力に基づく燃料ポンプ１２の駆動デューティの算出を停止し、駆動デューティをスタック故障に適合する値として予め設定されたデューティに固定するなどのフェイル処理を行うことが好ましい。
【００４０】
ステップＳ１０８では、今回値ＶＦＰに基づき、燃料ポンプ１２の駆動デューティ（操作量）の算出を行う。具体的には、燃料圧力センサ３３の出力電圧である今回値ＶＦＰに基づき実燃圧を検出し、この実燃圧が目標燃圧ＴＧＦＵＰＲに近づくように、燃料ポンプ１２の駆動デューティ（操作量）を算出する。
ここで、ステップＳ１０６へ進んでフラグＦＬＧＦＰに１をセットした場合には、前述のように、今回値ＶＦＰに対して、最も最近に正常判定した出力電圧がセットされるから、この正常値に基づき燃料ポンプ１２の駆動デューティ（操作量）を算出させることができる。
【００４１】
この場合、今回値ＶＦＰは最新値ではなく、過去のセンサ出力値となるが、目標燃圧が安定している場合には、今回値ＶＦＰに基づき駆動デューティ（操作量）を算出させることで、燃圧制御の精度を十分に維持できる。
一方、目標燃圧が変化するときには、過去のセンサ出力値を継続して用いると、燃圧の制御精度が低下してしまう。即ち、目標燃圧が変化するときには、過去のセンサ出力値を継続して用いると、目標燃圧の変化によって生じた燃圧偏差を解消しようとして操作量を変化させ、これによって実燃圧が変化しても、操作量の演算に用いる燃圧の検出値が変化しないため、実燃圧を目標燃圧付近に制御することができず、また、燃料噴射パルス幅を実際の燃圧とは異なる圧力に基づき補正することになってしまい、失火やエンストを招く可能性がある。
【００４２】
そこで、目標燃圧が変化する場合には、燃料配管や燃料ポンプ１２などの作動特性や位相遅れを考慮した燃料供給系の規範モデルを元に、今回値ＶＦＰを基準として燃圧変化を予測し、この予測した燃圧に基づき、燃料ポンプ１２の駆動デューティ（操作量）を算出させたり、燃料噴射パルス幅を補正したりすることができる。このようにすれば、目標燃圧が変化しても、実燃圧を目標燃圧付近に制御でき、また、燃料噴射パルス幅を略実燃圧に応じて補正することができ、失火やエンストの発生を抑制できる。
一方、フラグＦＬＧＦＰ＝０であって、燃料圧力センサ３３が正常状態である場合には、今回値ＶＦＰは、燃料圧力センサ３３の最新の出力値であって、かつ、ノイズ成分ではなく実際の燃圧に見合う値であるから、今回値ＶＦＰに基づいて燃料ポンプ１２の駆動デューティ（操作量）を算出し、また、燃料噴射パルス幅の補正を行うことで、目標燃圧が変化しても、実燃圧を目標燃圧に制御でき、また、燃料噴射パルス幅を実燃圧に応じて補正することができる。
【００４３】
上記実施形態によると、燃料配管内の燃料圧力を検出する燃料圧力センサ３３（燃圧検出手段）の一時的な異常を検出でき、一時的な異常による実際とは異なる検出結果に基づいて、燃料ポンプ１２の駆動デューティが誤って算出されることを抑制でき、燃料圧力の制御精度、引いては、内燃機関１における空燃比制御精度の低下を抑制できる。
また、正常時のセンサ出力を基準とし、係る基準値からのセンサ出力の変化量に基づいて、燃料圧力センサ３３の一時的な異常を検出するので、異常発生後のセンサ出力変化が比較的小さい状態でも異常の継続を検出でき、一時的な異常を精度良く検出できる。
【００４４】
また、実燃圧ＦＵＰＲが目標燃圧ＴＧＦＵＰＲ付近に安定して収束していることを条件に、一時的な異常の判定を解除するので、異常判定を適切なタイミングで解除でき、一時的な異常から脱したときに、可及的速やかに燃料圧力センサ３３の正常時における制御、即ち、燃料圧力センサ３３の最新出力に基づく燃料ポンプ１２の駆動デューティの算出に復帰させることができる。
また、燃料圧力センサ３３の異常判定期間（フラグＦＬＧＦＰ＝１である期間）において、直前の正常時の出力に基づいて燃料ポンプ１２の駆動デューティ（操作量）を算出するので、一時的な異常発生中も、燃料ポンプ１２が誤って制御されることで実燃圧ＦＵＰＲが目標燃圧ＴＧＦＵＰＲからずれてしまうことを抑制できる。
【００４５】
ここで、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に効果と共に記載する。
（イ）前記異常判定解除手段が、前記偏差が第２閾値を下回っている状態が、設定時間を越えて継続した場合に、前記異常判定手段による異常判定を解除することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
【００４６】
上記発明によると、実燃料圧力と目標燃料圧力との偏差が第２閾値を下回って、実燃料圧力が目標燃料圧力に充分に近づいたと判断され、かつ、その状態が設定時間だけ継続すると、燃圧検出手段の一時的な異常は安定して解消されているものと判断し、異常判定を解除する。
従って、燃圧検出手段の一時的な異常が安定して解消されていることを、可及的速やかにかつ的確に判断できる。
【符号の説明】
【００４７】
１…内燃機関、１１…燃料タンク、１２…燃料ポンプ、１５…燃料ギャラリー配管、１６…燃料供給配管、３０…ＦＣＭ（フューエル・コントロール・モジュール）、３１…ＥＣＭ（エンジン・コントロール・モジュール）、３３…燃圧センサ（燃圧検出手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃料供給制御装置に関し、詳しくは、燃料配管内の実燃料圧力を検出する手段の異常を判定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、燃料配管内の実燃料圧力と目標燃料圧力との偏差に基づいて、燃料ポンプを制御するフィードバック制御量を設定する一方、実燃料圧力の最大値から最小値を差し引いた変化量や、フィードバック制御量の変化量積算値に基づいて、実燃料圧力を検出するセンサの異常を判定するようにした、内燃機関の燃料供給装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４１９３３３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、実燃料圧力の最大値から最小値を差し引いた変化量や、フィードバック制御量の変化量積算値に基づき、燃料圧力センサの異常を判定する場合、ショートなどのスタック異常は判定できるものの、燃料圧力センサの出力に対するノイズの重畳などの一時的な異常を検出することができない。このため、一時的な異常が発生したときに、実燃料圧力とは異なるセンサ出力に基づいて燃料ポンプが制御されてしまうことがあった。
【０００５】
そこで、本願発明は、燃料配管内の燃料圧力を検出する手段の一時的な異常を検出できる内燃機関の燃料供給制御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】
【０００６】
そのため、本願発明では、内燃機関に対して燃料を圧送する燃料配管内の実燃料圧力の変化量を検出し、前記変化量が第１閾値を越えたときに、燃料配管内の実燃料圧力を検出する燃圧検出手段の異常を判定し、異常判定されている状態で、実燃料圧力と目標燃料圧力との偏差が第２閾値を下回ったときに、異常判定を解除するようにした。
【発明の効果】
【０００７】
上記発明によると、燃料配管内の燃料圧力を検出する手段の一時的な異常を検出でき、一時的な異常に基づいて燃料圧力が誤って制御されてしまうことを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本願発明の実施形態における燃料供給制御装置を含む内燃機関のシステム図である。
【図２】本願発明の実施形態における燃料圧力センサの異常判定処理を示すフローチャートである。
【図３】本願発明の実施形態における燃料圧力センサの出力にノイズが重畳した状態及び出力変化量の算出特性を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明に係る内燃機関の燃料供給制御装置のシステム構成図である。
図１において、車両用の内燃機関（エンジン）１は、吸気通路（吸気ポート）２に燃料噴射弁３を備え、この燃料噴射弁３は、吸気通路（吸気ポート）２内に燃料を噴射する。
【００１０】
燃料噴射弁３が噴射した燃料は、吸気行程で吸気バルブ４が開くと、空気と共に燃焼室５内に吸引され、点火プラグ６による火花点火によって着火燃焼する。燃焼室５内の燃焼ガスは、排気行程で排気バルブ７が開くと、排気通路８に排出される。
吸気通路２の燃料噴射弁３が配設される部分よりも上流側には、スロットルモータ９で開閉される電子制御スロットル１０を設けてあり、この電子制御スロットル１０の開度によって内燃機関１の吸入空気量が調整される。
【００１１】
また、燃料タンク１１内の燃料を燃料ポンプ１２によって燃料噴射弁３（内燃機関１）に圧送する燃料供給装置１３が設けられている。
燃料供給装置１３は、燃料タンク１１、燃料ポンプ１２、燃料ギャラリー配管１４、燃料供給配管１５を含んで構成される。
【００１２】
燃料ポンプ１２は、モータでポンプインペラを回転駆動する電動式ポンプであり、燃料タンク１１内に配置される。
燃料ポンプ１２の吐出口には燃料供給配管１５の一端が接続され、燃料供給配管１５の他端は燃料ギャラリー配管１４に接続され、更に、燃料ギャラリー配管１４に燃料噴射弁３の燃料供給口が接続される。
【００１３】
尚、燃料供給配管１５内の燃料圧力が既定の最低圧を超えるときに開弁して、燃料供給配管１５内の燃料を、オリフィスを介して燃料タンク１１内に戻すプレッシャレギュレータや、このプレッシャレギュレータから戻される燃料の流れを利用して燃料を移送させるジェットポンプなどを備えてもよい。
【００１４】
燃料噴射弁３による燃料噴射、点火プラグ６による点火動作、電子制御スロットル１０の開度などを制御する制御ユニットとして、マイクロコンピュータを備えるＥＣＭ（エンジン・コントロール・モジュール）３１を設けてある。
また、前記燃料ポンプ１２の駆動出力信号を出力する制御ユニットとして、マイクロコンピュータを備えるＦＰＣＭ（フューエル・ポンプ・コントロール・モジュール）３０を設けてある。
【００１５】
ＥＣＭ３１とＦＰＣＭ３０とは相互に通信可能に構成され、ＥＣＭ３１からＦＰＣＭ３０に向けては、燃料ポンプ１２の駆動デューティ（印加電圧）の指示信号などが送信される。
尚、本願における駆動デューティ（％）とは、１周期におけるオン時間割合であり、駆動デューティが大きいほど燃料ポンプ１２の印加電圧が高くなって、燃料ポンプ１２の回転速度が高くなるため、駆動デューティを変化させることで、燃料ポンプ１２の吐出量を変化させ、燃料噴射弁３に供給される燃料圧力（燃料配管内の燃料圧力）を制御するように構成されている。
また、ＥＣＭ３１としての機能と、ＦＰＣＭ３０としての機能とを兼ね備える１つの制御ユニットを備えることができる。
【００１６】
ＥＣＭ３１には、燃料ギャラリー配管１６（燃料配管）内の実燃圧ＦＵＰＲを検出する燃料圧力センサ（燃圧検出手段）３３、図外のアクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）ＡＣＣを検出するアクセル開度センサ３４、内燃機関１の吸入空気流量ＱＡを検出するエアフローセンサ３５、内燃機関１の回転速度ＮＥを検出する回転センサ３６、内燃機関１の冷却水温度ＴＷ（機関温度）を検出する水温センサ３７、排気中の酸素濃度に応じて内燃機関１の空燃比の理論空燃比（目標空燃比）に対するリッチ・リーンＲＬを検出する酸素センサ３８などからの検出信号が入力される。
尚、前記酸素センサ３８に代えて、空燃比に応じた出力を発生する空燃比センサを備えてもよい。
【００１７】
ＥＣＭ３１は、吸入空気流量ＱＡと機関回転速度ＮＥとに基づいて基本噴射パルス幅ＴＰを演算し、基本噴射パルス幅ＴＰをそのときの実燃圧ＦＵＰＲに応じて補正する一方、酸素センサ３８の出力に基づいて実際の空燃比を目標空燃比に近づけるための空燃比フィードバック補正係数LAMBDAを演算し、実燃圧ＦＵＰＲに応じて補正した基本噴射パルス幅ＴＰを、更に空燃比フィードバック補正係数LAMBDAなどで補正して、最終的な噴射パルス幅ＴＩを演算する。
そして、各気筒の噴射タイミングになると、燃料噴射弁３に対して噴射パルス幅ＴＩの噴射パルス信号を出力し、燃料噴射弁３による燃料噴射量及び噴射タイミングを制御する。
【００１８】
また、ＥＣＭ３１は、内燃機関１の負荷を示す基本噴射パルス幅ＴＰや機関回転速度ＮＥなどに基づいて点火時期（点火進角値）を演算し、該点火時期において点火プラグ６による火花放電がなされるように、図外の点火コイルへの通電を制御する。
また、ＥＣＭ３１は、アクセル開度ＡＣＣなどから電子制御スロットル１０の目標開度を演算し、実開度が目標開度に近づくようにスロットルモータ９を駆動制御する。
【００１９】
更に、ＥＣＭ３１は、機関運転条件（例えば、機関負荷、機関回転速度、機関温度など）に基づいて燃料ギャラリー配管１６（燃料配管）内の目標燃圧ＴＧＦＵＰＲを演算し、燃料圧力センサ３３が検出した実燃圧ＦＵＰＲが目標燃圧ＴＧＦＵＰＲに近づくように、例えば、実燃圧ＦＵＰＲと目標燃圧ＴＧＦＵＰＲとの偏差に基づく比例積分微分制御（ＰＩＤ制御）によって、燃料ポンプ１２の駆動デューティ（操作量）を算出する。
そして、ＥＣＭ３１は、算出した駆動デューティを指示する信号を、ＦＰＣＭ３０に出力し、ＦＰＣＭ３０は、指示された駆動デューティで燃料ポンプ１２への通電のオン／オフを制御する。
【００２０】
このように、本実施形態において、ＥＣＭ３１は、燃料配管内の目標燃圧を設定する手段、及び、実燃圧と目標燃圧とに基づいて操作量を算出する手段としての機能を備え、また、燃料ポンプ１２の吐出量を変化させることで、燃料配管内の燃圧を調整するので、燃料ポンプ１２が、操作量に応じて燃料配管内の燃料圧力を調整する手段に相当する。
尚、燃料ポンプ１２の印加電圧を一定として、燃料配管からの燃料のリリーフ量を電子制御することで、実燃圧ＦＵＰＲを目標燃圧ＴＧＦＵＰＲに近づける構成であってもよく、この場合、リリーフ量の電子制御が可能なプレッシャレギュレータが、燃料配管内の燃料圧力を調整する手段に相当することになる。
【００２１】
また、ＥＣＭ３１は、燃料圧力センサ３３（燃圧検出手段）の異常判定を行う手段、及び、異常判定を解除する手段としての機能を備えており、以下では、係る異常判定処理を、図２のフローチャートに従って詳細に説明する。
図２のフローチャートに示すルーチンは、ＥＣＭ３１によって一定時間毎に実行される。
【００２２】
ステップＳ１０１では、燃料圧力センサ３３の出力電圧ＶＦＰのサンプリングを行う。
燃料圧力センサ３３は、燃料ギャラリー配管１６（燃料配管）内の実燃圧ＦＵＰＲに比例する電圧の信号を出力するセンサであり、ステップＳ１０１では、燃料圧力センサ３３の出力信号をＡ／Ｄ変換して求めた電圧データの最新値をサンプリングし、サンプリングした最新の電圧データを、今回値ＶＦＰにセットする。
また、ステップＳ１０１では、本ルーチンの前回実行時における今回値ＶＦＰを、前回値ＶＦＰＯＬＤにセットする。
燃料ポンプ１２の駆動デューティ（操作量）は、今回値ＶＦＰ（或いは今回値ＶＦＰを変換して求めた実燃圧ＦＵＰＲ）に基づいて演算される。
【００２３】
ステップＳ１０２（異常判定手段）では、今回値ＶＦＰと前回値ＶＦＰＯＬＤとの偏差の絶対値（変化量）を算出し（変化量算出手段）、この偏差の絶対値と第１閾値Ａとを比較する。
燃料圧力センサ３３の正常状態が継続していた場合、前回値ＶＦＰＯＬＤは、本ルーチンの前回実行時にステップＳ１０１でサンプリングしたセンサ電圧であって、最近に正常であると判断したセンサ電圧である。
従って、ステップＳ１０２では、最近に正常であると判断したセンサ電圧を基準とし、この基準電圧（正常センサ電圧）からの最新のセンサ電圧の変化量（偏差）を、第１閾値Ａと比較することになる。
【００２４】
尚、燃料圧力センサ３３の出力電圧ＶＦＰを実燃圧ＦＵＰＲに変換し、実燃圧ＦＵＰＲの今回値と前回値との偏差として、実燃圧ＦＵＰＲの変化量を算出してもよい。また、燃料圧力センサ３３の正常状態が継続していた場合、前回値ＶＦＰＯＬＤは、本ルーチンの前回実行時にステップＳ１０１でサンプリングしたセンサ電圧であるから、今回値ＶＦＰと前回値ＶＦＰＯＬＤとの偏差の絶対値は、本ルーチンの実行周期当たりのセンサ電圧の変化量であって、センサ電圧の変化速度を示すことになる。
【００２５】
前記第１閾値Ａは、燃料ポンプ１２の駆動デューティ（操作量）を、実燃圧ＦＵＰＲが目標燃圧ＴＧＦＵＰＲに近づくように制御しているときに、燃料圧力センサ３３の正常状態では達することがない値であり、燃料圧力センサ３３の出力にノイズが重畳するなどの異常が発生して初めて超える値に設定してある。
即ち、燃料ポンプ１２の吐出量の最大変化速度や、内燃機関１における最大又は最小燃料消費量や、燃料噴射に伴う燃圧の脈動などを加味しても、燃料配管内の燃料圧力の変化量が超えることがない値に、前記第１閾値Ａを設定してある。
【００２６】
従って、今回値ＶＦＰと前回値ＶＦＰＯＬＤとの偏差の絶対値が第１閾値Ａを超えた場合、即ち、燃料圧力センサ３３の出力が正常レベルから急変した場合には、燃料圧力センサ３３の出力に例えばノイズが重畳するなどした一時的な異常状態であって、ノイズの立ち上がりや立ち下り部分での変化を検出したものと判断できる。
即ち、図３において、Ｔ１の時点でノイズが発生した場合、燃料圧力センサ３３の出力電圧が急変するため、今回値ＶＦＰと前回値ＶＦＰＯＬＤとの偏差の絶対値と第１閾値Ａを比較することで、燃料圧力センサ３３の一時的な異常を精度よく検出することができる。
一方、今回値ＶＦＰと前回値ＶＦＰＯＬＤとの偏差の絶対値が第１閾値Ａ以下である場合、即ち、燃料圧力センサ３３の出力が正常レベル付近に安定している場合には、燃料圧力センサ３３の出力に対するノイズの重畳などの一時的な異常が発生していない、燃料圧力センサ３３の正常状態であると判断できる。
【００２７】
そこで、今回値ＶＦＰと前回値ＶＦＰＯＬＤとの偏差の絶対値が第１閾値Ａを超えていると判断すると、ステップＳ１０４へ進み、燃料圧力センサ３３の異常判定の有無を示すフラグＦＬＧＦＰに、異常判定状態であることを示す「１」をセットする。
尚、フラグＦＬＧＦＰの初期値は零であり、フラグＦＬＧＦＰ＝１である異常判定状態において、警告ランプ３９を点灯させるなどして、車両の運転者に、燃料圧力センサ３３（燃料供給系）の異常を警告することができる。
【００２８】
また、ステップＳ１０４では、今回ステップＳ１０１で設定した今回値ＶＦＰに前回値ＶＦＰＯＬＤの値、即ち、本ルーチンの前回実行時における燃料圧力センサ３３の出力電圧をセットする更新処理を行う。
前回までセンサ電圧が正常で、今回サンプリングした電圧が異常値（ノイズ成分）であったため、今回値ＶＦＰと前回値ＶＦＰＯＬＤとの偏差の絶対値（変化量）が第１閾値Ａを超えた場合、今回サンプリングしたセンサ電圧（ノイズ成分）に基づいて、燃料ポンプ１２の駆動デューティ（操作量）を算出させると、実際の燃料圧力とは異なる圧力に基づき、駆動デューティ（操作量）を算出することになり、実際の燃料圧力が目標からずれて、内燃機関１における空燃比制御性などが低下する。
【００２９】
そこで、燃料圧力センサ３３の正常状態での最後の出力である前回値ＶＦＰＯＬＤに基づいて燃料ポンプ１２の駆動デューティ（操作量）を算出させるために、今回値ＶＦＰに対し、今回サンプリングした出力電圧（ノイズ成分）に代えて、本ルーチンの前回実行時における燃料圧力センサ３３の出力電圧、換言すれば、正常状態での出力電圧をセットするものである。
このように、今回サンプリングした出力電圧がノイズ成分であると判断すると、正常状態での出力である本ルーチンの前回実行時における出力電圧を今回値ＶＦＰにセットするので、次回の本ルーチン実行時において、前回値は実際にはノイズ成分であるものの、正常値を前回値ＶＦＰＯＬＤとして設定することになる。従って、次回の本ルーチン実行時に、ステップＳ１０２では、正常状態での出力電圧に対する最新の出力電圧の変化量が演算されることになる。
【００３０】
そして、次回も今回値ＶＦＰと前回値ＶＦＰＯＬＤとの偏差の絶対値が第１閾値Ａを超えていると判断した場合には、ステップＳ１０４へ進むが、このときの前回値ＶＦＰＯＬＤは、ノイズ判定前の正常値がセットされているから、係る正常値を、ノイズ成分である出力電圧に代えて今回値ＶＦＰにセットすることで、引き続き、正常状態での出力電圧に基づき燃料ポンプ１２の駆動デューティ（操作量）を算出させることになる。
例えば、図３に示すように、Ｔ１の時点で今回値ＶＦＰと前回値ＶＦＰＯＬＤとの偏差の絶対値が第１閾値Ａを超えていると判断すると、Ｔ１の時点での今回値ＶＦＰに対し、Ｔ１の時点でのサンプリング値に代えて、前回のＴ０の時点でのサンプリング値をセットする。
【００３１】
そして、次回のＴ２の時点では、Ｔ１の時点で今回値ＶＦＰを前回値ＶＦＰＯＬＤとするが、Ｔ１の時点で今回値ＶＦＰとしてＴ０の時点でのサンプリング値がセットされているので、Ｔ２の時点での前回値ＶＦＰＯＬＤも、Ｔ０の時点でのサンプリング値、即ち、異常発生直前の出力電圧に設定される。
Ｔ２の時点でも、今回値ＶＦＰと前回値ＶＦＰＯＬＤとの偏差の絶対値が第１閾値Ａを超えていると判断すると、Ｔ２の時点での今回値ＶＦＰに対し、Ｔ２の時点でのサンプリング値に代えて、前々回のＴ０の時点でのサンプリング値をセットする。
【００３２】
従って、出力電圧が異常である間は、異常発生直前の（図３におけるＴ０時点での）出力電圧に基づき、燃料ポンプ１２の駆動デューティ（操作量）が算出されることになり、ノイズ成分などの異常出力に基づき駆動デューティ（操作量）が算出されてしまうことを抑制できる。これにより、実際の燃料圧力を目標付近に安定させて、内燃機関１における空燃比の制御精度を維持できる。
【００３３】
一方、ステップＳ１０２で、今回値ＶＦＰと前回値ＶＦＰＯＬＤとの偏差の絶対値が第１閾値Ａ以下であると判断した場合には、ステップＳ１０３へ進む。
ステップＳ１０３では、フラグＦＬＧＦＰ＝１であるか否かを判別し、フラグＦＬＧＦＰ＝０であって、燃料圧力センサ３３の正常判定状態であれば、フラグＦＬＧＦＰ＝０の状態を継続し、最新にサンプリングしたセンサ電圧ＶＦＰに基づき、燃料ポンプ１２の駆動デューティ（操作量）を算出させればよいので、ステップＳ１０８へ進む。
一方、フラグＦＬＧＦＰ＝１であって、燃料圧力センサ３３の異常が判定されている状態であれば、ステップＳ１０２で、｜ＶＦＰ−ＶＦＰＯＬＤ｜＞Ａであると判断した場合と同様に、前記ステップＳ１０４へ進む。
【００３４】
ステップＳ１０４に進んだ異常判定状態では、続いてステップＳ１０５へ進み、異常判定を解除できるか否かを判断する。
ステップＳ１０５では、実燃圧ＦＵＰＲ（燃料圧力センサ３３の最新出力を変換して得た実燃圧ＦＵＰＲ）と目標燃圧ＴＧＦＵＰＲとの偏差の絶対値を算出し（偏差算出手段）、この偏差の絶対値が第２閾値Ｂを下回る状態が、設定時間ｔＳＬを超えて継続しているか否かを判断する。
【００３５】
前記第２閾値Ｂは、実燃圧ＦＵＰＲが目標燃圧ＴＧＦＵＰＲに安定的に収束しているときに、前記偏差の絶対値が下回る値であって、収束状態での燃料噴射に伴う燃圧の脈動によっては、前記偏差の絶対値が超えることがない値に設定してある。
また、設定時間ｔＳＬは、目標燃圧ＴＧＦＵＰＲへの収束状態が安定したと判断できる収束状態の最小継続時間であり、設定時間ｔＳＬを上回って収束状態（実燃圧ＦＵＰＲが、目標燃圧ＴＧＦＵＰＲ±第２閾値Ｂの範囲内である状態）が継続した場合は、収束状態に安定したと判断できるようにしてある。
尚、収束状態への安定とは、その時点以降も収束状態の継続が見込まれることを示すものとする。
【００３６】
従って、実燃圧ＦＵＰＲと目標燃圧ＴＧＦＵＰＲとの偏差の絶対値が第２閾値Ｂを下回る状態が、設定時間ｔＳＬを超えて継続していれば、実燃圧ＦＵＰＲが目標燃圧ＴＧＦＵＰＲ付近に安定して収束している状態であると判断できる。
実燃圧ＦＵＰＲと目標燃圧ＴＧＦＵＰＲとの偏差の絶対値が第２閾値Ｂを下回る状態が設定時間ｔＳＬを超えて継続していれば、燃料圧力センサ３３の出力にノイズが重畳するなどして一時的に異常になったとしても、その後、ノイズの重畳が停止して正常レベルに安定的に復帰したことで、継続的な収束状態が得られているものと推定できる。
【００３７】
一方、実燃圧ＦＵＰＲと目標燃圧ＴＧＦＵＰＲとの偏差の絶対値が第２閾値Ｂを下回る状態が、設定時間ｔＳＬを超えて継続していない場合には、そのときの出力が、正常レベルに近いとしても、ノイズ重畳状態から脱したとは言えず、例えば、正常レベルを挟んでセンサ出力が振動している途中である可能性がある。
このため、実燃圧ＦＵＰＲと目標燃圧ＴＧＦＵＰＲとの偏差の絶対値が第２閾値Ｂ以上であるか、又は、前記偏差の絶対値が第２閾値Ｂを下回っているものの、係る状態の継続時間が設定時間ｔＳＬ以下である場合は、ステップＳ１０６へ進み、フラグＦＬＧＦＰ＝１の状態、即ち、燃料圧力センサ３３の異常判定状態を継続させる。
【００３８】
一方、実燃圧ＦＵＰＲと目標燃圧ＴＧＦＵＰＲとの偏差の絶対値が第２閾値Ｂを下回る状態が、設定時間ｔＳＬを超えて継続していれば、ノイズ重畳などの一時的な異常状態から脱したものと判断し、ステップＳ１０７（異常判定解除手段）へ進み、フラグＦＬＧＦＰをゼロにリセットし、異常判定を解除する。
このようにして異常判定が解除されれば、燃料圧力センサ３３の最新出力に基づき燃料ポンプ１２の駆動デューティを算出する状態に復帰し、高い精度で燃料圧力を制御できるようになる。
【００３９】
尚、燃料圧力センサ３３の異常判定を行った後、解除限界時間に達しても、異常判定（フラグＦＬＧＦＰ＝１）が解除されなかった場合には、燃料圧力センサ３３の異常は、ノイズの重畳などの一時的な異常ではなく、スタック故障（センサ出力が高出力側又は小出力側に張り付く故障）である可能性があるので、別途、スタック故障の判定を行い、燃料圧力センサ３３の出力に基づく燃料ポンプ１２の駆動デューティの算出を停止し、駆動デューティをスタック故障に適合する値として予め設定されたデューティに固定するなどのフェイル処理を行うことが好ましい。
【００４０】
ステップＳ１０８では、今回値ＶＦＰに基づき、燃料ポンプ１２の駆動デューティ（操作量）の算出を行う。具体的には、燃料圧力センサ３３の出力電圧である今回値ＶＦＰに基づき実燃圧を検出し、この実燃圧が目標燃圧ＴＧＦＵＰＲに近づくように、燃料ポンプ１２の駆動デューティ（操作量）を算出する。
ここで、ステップＳ１０６へ進んでフラグＦＬＧＦＰに１をセットした場合には、前述のように、今回値ＶＦＰに対して、最も最近に正常判定した出力電圧がセットされるから、この正常値に基づき燃料ポンプ１２の駆動デューティ（操作量）を算出させることができる。
【００４１】
この場合、今回値ＶＦＰは最新値ではなく、過去のセンサ出力値となるが、目標燃圧が安定している場合には、今回値ＶＦＰに基づき駆動デューティ（操作量）を算出させることで、燃圧制御の精度を十分に維持できる。
一方、目標燃圧が変化するときには、過去のセンサ出力値を継続して用いると、燃圧の制御精度が低下してしまう。即ち、目標燃圧が変化するときには、過去のセンサ出力値を継続して用いると、目標燃圧の変化によって生じた燃圧偏差を解消しようとして操作量を変化させ、これによって実燃圧が変化しても、操作量の演算に用いる燃圧の検出値が変化しないため、実燃圧を目標燃圧付近に制御することができず、また、燃料噴射パルス幅を実際の燃圧とは異なる圧力に基づき補正することになってしまい、失火やエンストを招く可能性がある。
【００４２】
そこで、目標燃圧が変化する場合には、燃料配管や燃料ポンプ１２などの作動特性や位相遅れを考慮した燃料供給系の規範モデルを元に、今回値ＶＦＰを基準として燃圧変化を予測し、この予測した燃圧に基づき、燃料ポンプ１２の駆動デューティ（操作量）を算出させたり、燃料噴射パルス幅を補正したりすることができる。このようにすれば、目標燃圧が変化しても、実燃圧を目標燃圧付近に制御でき、また、燃料噴射パルス幅を略実燃圧に応じて補正することができ、失火やエンストの発生を抑制できる。
一方、フラグＦＬＧＦＰ＝０であって、燃料圧力センサ３３が正常状態である場合には、今回値ＶＦＰは、燃料圧力センサ３３の最新の出力値であって、かつ、ノイズ成分ではなく実際の燃圧に見合う値であるから、今回値ＶＦＰに基づいて燃料ポンプ１２の駆動デューティ（操作量）を算出し、また、燃料噴射パルス幅の補正を行うことで、目標燃圧が変化しても、実燃圧を目標燃圧に制御でき、また、燃料噴射パルス幅を実燃圧に応じて補正することができる。
【００４３】
上記実施形態によると、燃料配管内の燃料圧力を検出する燃料圧力センサ３３（燃圧検出手段）の一時的な異常を検出でき、一時的な異常による実際とは異なる検出結果に基づいて、燃料ポンプ１２の駆動デューティが誤って算出されることを抑制でき、燃料圧力の制御精度、引いては、内燃機関１における空燃比制御精度の低下を抑制できる。
また、正常時のセンサ出力を基準とし、係る基準値からのセンサ出力の変化量に基づいて、燃料圧力センサ３３の一時的な異常を検出するので、異常発生後のセンサ出力変化が比較的小さい状態でも異常の継続を検出でき、一時的な異常を精度良く検出できる。
【００４４】
また、実燃圧ＦＵＰＲが目標燃圧ＴＧＦＵＰＲ付近に安定して収束していることを条件に、一時的な異常の判定を解除するので、異常判定を適切なタイミングで解除でき、一時的な異常から脱したときに、可及的速やかに燃料圧力センサ３３の正常時における制御、即ち、燃料圧力センサ３３の最新出力に基づく燃料ポンプ１２の駆動デューティの算出に復帰させることができる。
また、燃料圧力センサ３３の異常判定期間（フラグＦＬＧＦＰ＝１である期間）において、直前の正常時の出力に基づいて燃料ポンプ１２の駆動デューティ（操作量）を算出するので、一時的な異常発生中も、燃料ポンプ１２が誤って制御されることで実燃圧ＦＵＰＲが目標燃圧ＴＧＦＵＰＲからずれてしまうことを抑制できる。
【００４５】
ここで、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に効果と共に記載する。
（イ）前記異常判定解除手段が、前記偏差が第２閾値を下回っている状態が、設定時間を越えて継続した場合に、前記異常判定手段による異常判定を解除することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
【００４６】
上記発明によると、実燃料圧力と目標燃料圧力との偏差が第２閾値を下回って、実燃料圧力が目標燃料圧力に充分に近づいたと判断され、かつ、その状態が設定時間だけ継続すると、燃圧検出手段の一時的な異常は安定して解消されているものと判断し、異常判定を解除する。
従って、燃圧検出手段の一時的な異常が安定して解消されていることを、可及的速やかにかつ的確に判断できる。
【符号の説明】
【００４７】
１…内燃機関、１１…燃料タンク、１２…燃料ポンプ、１５…燃料ギャラリー配管、１６…燃料供給配管、３０…ＦＣＭ（フューエル・コントロール・モジュール）、３１…ＥＣＭ（エンジン・コントロール・モジュール）、３３…燃圧センサ（燃圧検出手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に対して燃料を圧送する燃料配管内の実燃料圧力を検出する燃圧検出手段と、
前記燃料配管内の目標燃料圧力を設定する目標設定手段と、
前記燃料配管内の燃料圧力を調整する圧力調整手段と、
前記実燃料圧力と前記目標燃料圧力とに基づいて前記圧力調整手段の操作量を算出し、前記圧力調整手段に出力する操作量算出手段と、
を備えた内燃機関の燃料供給制御装置において、
前記実燃料圧力の変化量を検出する変化量検出手段と、
前記変化量が第１閾値を超えたときに、前記燃圧検出手段の異常を判定する異常判定手段と、
前記実燃料圧力と前記目標燃料圧力との偏差を算出する偏差算出手段と、
前記異常判定手段によって異常判定されている状態で、前記偏差が第２閾値を下回ったときに、前記異常判定手段による異常判定を解除する異常判定解除手段と、
を設けたことを特徴とする内燃機関の燃料供給制御装置。
【請求項２】
前記変化量検出手段は、前記変化量が前記第１閾値以下であるときの実燃料圧力からの変化量を算出することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
【請求項３】
前記操作量算出手段が、前記燃圧検出手段の異常が判定されている期間において、前記変化量が前記第１閾値以下であるときの実燃料圧力に基づいて前記操作量を算出することを特徴とする請求項２記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
【請求項１】
内燃機関に対して燃料を圧送する燃料配管内の実燃料圧力を検出する燃圧検出手段と、
前記燃料配管内の目標燃料圧力を設定する目標設定手段と、
前記燃料配管内の燃料圧力を調整する圧力調整手段と、
前記実燃料圧力と前記目標燃料圧力とに基づいて前記圧力調整手段の操作量を算出し、前記圧力調整手段に出力する操作量算出手段と、
を備えた内燃機関の燃料供給制御装置において、
前記実燃料圧力の変化量を検出する変化量検出手段と、
前記変化量が第１閾値を超えたときに、前記燃圧検出手段の異常を判定する異常判定手段と、
前記実燃料圧力と前記目標燃料圧力との偏差を算出する偏差算出手段と、
前記異常判定手段によって異常判定されている状態で、前記偏差が第２閾値を下回ったときに、前記異常判定手段による異常判定を解除する異常判定解除手段と、
を設けたことを特徴とする内燃機関の燃料供給制御装置。
【請求項２】
前記変化量検出手段は、前記変化量が前記第１閾値以下であるときの実燃料圧力からの変化量を算出することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
【請求項３】
前記操作量算出手段が、前記燃圧検出手段の異常が判定されている期間において、前記変化量が前記第１閾値以下であるときの実燃料圧力に基づいて前記操作量を算出することを特徴とする請求項２記載の内燃機関の燃料供給制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−６０８６４（Ｐ２０１３−６０８６４Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９９３２４（Ｐ２０１１−１９９３２４）
【出願日】平成２３年９月１３日（２０１１．９．１３）
【出願人】（５０９１８６５７９）日立オートモティブシステムズ株式会社 (2,205)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１３日（２０１１．９．１３）
【出願人】（５０９１８６５７９）日立オートモティブシステムズ株式会社 (2,205)
【Ｆターム（参考）】
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