内燃機関の燃料供給装置
【課題】高圧燃料系に異常が有る場合にいずれのポンプに異常が有るか判別することが可能な内燃機関の燃料供給装置を提供する。
【解決手段】直噴用フィードポンプ１６から吐出された燃料を高圧燃料ポンプ１７で加圧して筒内噴射弁１１に送る高圧燃料系１４と、ポート噴射用フィードポンプ２４から吐出された燃料をポート噴射弁１２に送る低圧燃料系１５とを備えた燃料供給装置１０において、直噴用フィードポンプ１６から吐出された燃料がポート噴射弁１２に送られるように高圧燃料系１４と低圧燃料系１５とを接続する連通通路３２を備え、高圧燃料系１４に異常が有る場合にはポート噴射用フィードポンプ２４及び筒内噴射弁１１がそれぞれ停止するとともに直噴用フィードポンプ１６及びポート噴射弁１２がそれぞれ動作するようにこれらを制御して内燃機関１を運転し、内燃機関１が運転可能であれば高圧燃料ポンプ１７に異常が有ると判定する。
【解決手段】直噴用フィードポンプ１６から吐出された燃料を高圧燃料ポンプ１７で加圧して筒内噴射弁１１に送る高圧燃料系１４と、ポート噴射用フィードポンプ２４から吐出された燃料をポート噴射弁１２に送る低圧燃料系１５とを備えた燃料供給装置１０において、直噴用フィードポンプ１６から吐出された燃料がポート噴射弁１２に送られるように高圧燃料系１４と低圧燃料系１５とを接続する連通通路３２を備え、高圧燃料系１４に異常が有る場合にはポート噴射用フィードポンプ２４及び筒内噴射弁１１がそれぞれ停止するとともに直噴用フィードポンプ１６及びポート噴射弁１２がそれぞれ動作するようにこれらを制御して内燃機関１を運転し、内燃機関１が運転可能であれば高圧燃料ポンプ１７に異常が有ると判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１低圧燃料ポンプから吐出された燃料を高圧燃料ポンプで加圧して筒内噴射弁に送る高圧燃料系と、第２低圧燃料ポンプから吐出された燃料をポート噴射弁に送る低圧燃料系とを備えた内燃機関の燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高圧の燃料を燃焼室に直接噴射する高圧燃料系と、低圧の燃料を吸気ポート内に噴射する低圧燃料系とを備え、内燃機関の運転状態に応じてこれら２つの燃料系を適宜に選択して使用する燃料供給装置が知られている。このような装置において、気筒内の圧力に基づいて高圧燃料系に異常が有るか否か判定し、高圧燃料系に異常が有る場合には低圧燃料系を使用して内燃機関を運転する装置が知られている（特許文献１参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２、３が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０７−２９３３０１号公報
【特許文献２】特開平０９−０３２６１７号公報
【特許文献３】特開２００５−３１５１７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に高圧燃料系では、低圧燃料ポンプで汲み上げた燃料を高圧燃料ポンプで加圧して高圧の燃料にしている。特許文献１の装置では、気筒内の圧力に基づいて高圧燃料系の異常を判定するため、これら２つの燃料ポンプのいずれに異常が有るか判別できない。
【０００５】
そこで、本発明は、高圧燃料系に異常が有る場合にいずれのポンプに異常が有るか判別することが可能な内燃機関の燃料供給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】
本発明の内燃機関の燃料供給装置は、内燃機関の気筒内に燃料を噴射する筒内噴射手段と、前記内燃機関の吸気ポート内に燃料を噴射するポート噴射手段と、第１低圧燃料ポンプから吐出された燃料を高圧燃料ポンプで加圧して前記筒内噴射手段に送る高圧燃料系と、第２低圧燃料ポンプから吐出された燃料を前記ポート噴射手段に送る低圧燃料系と、を備えた燃料供給装置において、前記第１低圧燃料ポンプから吐出された燃料が前記ポート噴射手段に送られるように前記高圧燃料系と前記低圧燃料系とを接続する連通通路と、前記高圧燃料系に異常が有る場合には前記第２低圧燃料ポンプ及び前記筒内噴射手段がそれぞれ停止するとともに前記第１低圧燃料ポンプ及び前記ポート噴射手段がそれぞれ動作するようにこれらを制御して前記内燃機関を運転し、前記内燃機関が運転可能であれば前記高圧燃料ポンプに異常が有ると判定する異常判定手段と、を備えている（請求項１）。
【０００７】
第１低圧燃料ポンプが正常に動作する場合は、第２低圧燃料ポンプ及び筒内噴射手段が停止し、かつ第１低圧燃料ポンプ及びポート噴射手段が動作するように制御すれば、第１低圧燃料ポンプからポート噴射手段に送られた燃料にて内燃機関が運転できる。一方、第１低圧燃料ポンプに異常が有る場合には、同様の制御をしてもポート噴射手段に燃料が送られないため、内燃機関の運転が不可能となる。従って、高圧燃料系に異常が有る場合にこのような制御を行い、内燃機関が運転可能であれば高圧燃料ポンプに、内燃機関が運転不可能であれば第１低圧燃料ポンプに異常が有ることが特定できる。本発明の燃料供給装置によれば、このように高圧燃料系のいずれのポンプに異常が有るか判別できるので、修理対応が容易になる。
【０００８】
本発明の燃料供給装置の一形態において、前記第１低圧燃料ポンプ又は前記高圧燃料ポンプに異常が有る場合には、前記低圧燃料系のみを動作させ、前記ポート噴射手段から燃料を噴射させて前記内燃機関を運転し、前記第２低圧燃料ポンプに異常が有る場合には、前記高圧燃料系のみを動作させ、前記筒内噴射手段及び前記ポート噴射手段の両方又は前記筒内噴射手段のみから燃料を噴射させて前記内燃機関を運転する運転制御手段をさらに備えていてもよい（請求項２）。この形態によれば、高圧燃料系又は低圧燃料系の一方に異常が有る場合には他方で内燃機関を運転するので、運転を継続できる。
【発明の効果】
【０００９】
以上に説明したように、本発明の燃料供給装置によれば、高圧燃料系に異常が有る場合にいずれのポンプに異常が有るか判別できる。そのため、修理対応が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一形態に係る燃料供給装置が組み込まれた内燃機関の燃料供給系を模式的に示す図。
【図２】ＥＣＵが実行する診断ルーチンを示すフローチャート。
【図３】ＥＣＵが実行する異常箇所判定ルーチンを示すフローチャート。
【図４】ＥＣＵが実行する退避運転制御ルーチンを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本発明の一形態に係る燃料供給装置が組み込まれた内燃機関の燃料供給系を模式的に示している。この内燃機関１は車両に走行用動力源として搭載されるものである。また、内燃機関１は４つの気筒を有する直列４気筒型の火花点火式内燃機関として構成されている。燃料供給装置１０は、内燃機関１の気筒毎に設けられた筒内噴射手段としての筒内噴射弁１１と、各気筒の吸気ポート毎に設けられたポート噴射手段としてのポート噴射弁１２とを備えている。筒内噴射弁１１は、先端部を気筒内に臨ませるようにしてシリンダヘッド（不図示）に取り付けられている。また、ポート噴射弁１２は、先端部を吸気ポート内に臨ませるようにしてシリンダヘッドに取り付けられている。
【００１２】
燃料供給装置１０は、燃料が貯溜された燃料タンク１３と、燃料タンク１３の燃料を各筒内噴射弁１１に送るための高圧燃料系１４と、燃料タンク１３の燃料を各ポート噴射弁１２に送るための低圧燃料系１５とを備えている。高圧燃料系１４は、燃料タンク１３から燃料を汲み上げる第１低圧燃料ポンプとしての直噴用フィードポンプ１６と、燃料を加圧する高圧燃料ポンプ１７と、高圧燃料ポンプ１７から吐出された燃料を各筒内噴射弁１１に分配する高圧用デリバリパイプ１８とを備えている。直噴用フィードポンプ１６の吐出側と高圧燃料ポンプ１７の吸入側とは第１低圧通路１９で接続され、高圧燃料ポンプ１７の吐出側と高圧用デリバリパイプ１８とは高圧通路２０で接続されている。第１低圧通路１９には、燃料を燃料タンク１３に戻す第１リターン通路２１が接続されている。第１リターン通路２１には、第１低圧通路１９内の圧力が予め設定した開弁圧以上になると開弁する第１安全弁２２が設けられている。なお、図示は省略したが第１低圧通路１９には燃料の脈動を減衰させるパルセーションダンパが設けられている。高圧用デリバリパイプ１８には、内部の圧力に対応した信号を出力する燃圧センサ２３が設けられている。高圧燃料系１４では、直噴用フィードポンプ１６により汲み上げられた燃料が高圧燃料ポンプ１７で加圧されて高圧用デリバリパイプ１８に送られる。その後、加圧された燃料は各筒内噴射弁１１に分配されて気筒内に噴射される。
【００１３】
低圧燃料系１５は、第２低圧燃料ポンプとしてのポート噴射用フィードポンプ２４と、ポート噴射用フィードポンプ２４から吐出された燃料を各ポート噴射弁１２に分配する低圧用デリバリパイプ２５とを備えている。これらは第２低圧通路２６で接続されている。第２低圧通路２６には、ポート噴射用フィードポンプ２４から低圧用デリバリパイプ２５への燃料の流れは許容し、逆方向への流れは阻止する第１逆止弁２７が設けられている。第２低圧通路２６のうちポート噴射用フィードポンプ２４と第１逆止弁２７との間の上流側区間２６ａには第２リターン通路２８が、第１逆止弁２７と低圧用デリバリパイプ２５との間の下流側区間２６ｂには第３リターン通路２９がそれぞれ接続されている。これらリターン通路２８、２９はいずれも燃料を燃料タンク１３に戻すためのものである。第２リターン通路２８には、第２低圧通路２６内の圧力が所定のポート噴射目標圧以上になると開弁する圧力調整弁３０が設けられている。第３リターン通路２９には、下流側区間２６ｂの圧力が予め設定した開弁圧以上になると開弁する第２安全弁３１が設けられている。この弁３１の開弁圧としては、例えばポート噴射目標圧が設定されている。低圧燃料系１５では、ポート噴射用フィードポンプ２４により汲み上げられた燃料が低圧用デリバリパイプ２５に送られる。その後、燃料は各ポート噴射弁１２に分配されて吸気ポートに噴射される。
【００１４】
この図に示すように第１低圧通路１９と下流側区間２６ｂとは連通通路３２で接続されている。連通通路３２には、高圧燃料系１４から低圧燃料系１５への燃料の流れは許容し、逆方向への流れは阻止する第２逆止弁３３が設けられている。そのため、この燃料供給装置１０では、直噴用フィードポンプ１６から吐出された燃料を連通通路３２及び下流側区間２６ｂを介して低圧用デリバリパイプ２５に送ることができる。
【００１５】
２つのフィードポンプ１６、２４は、燃料タンク１３内に取り付けられている。これらフィードポンプ１６、２４は、その内部構造の図示を省略したが、電動モータとそのモータにて駆動されるインペラとを備えた周知の電動ポンプとして構成されている。そのため、これらフィードポンプ１６、２４では、電動モータの回転数等を変更することにより吐出圧力（フィード圧）を変更できる。
【００１６】
高圧燃料ポンプ１７は、内燃機関１のカムシャフト２から取り出した動力にて駆動される周知のプランジャ式ポンプとして構成されている。高圧燃料ポンプ１７は、カムシャフト２に取り付けられた駆動カム１７ａと、吸入口を開閉する電磁駆動式の吸入弁１７ｂとを備えている。また、図示は省略したが吐出口には燃料の逆流を防止するための逆止弁が設けられている。この高圧燃料ポンプ１７では、駆動カム１７ａにて不図示のプランジャを往復動させ、そのプランジャの往復運動に合わせて吸入弁１７ｂを開閉させることにより燃料の吸入及び吐出が行われる。そして、この際に吸入弁１７ｂの開閉タイミングを適宜に変更することにより吐出量が調整される。
【００１７】
各フィードポンプ１６、２４及び高圧燃料ポンプ１７のそれぞれの動作はエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）４０にて制御される。ＥＣＵ４０は各種センサの出力情報を取得し、燃料噴射量や点火時期等の運転パラメータを演算し、各噴射弁１１、１２や不図示の点火プラグ等の制御対象を動作させるコンピュータとして構成されている。図示を省略したが、ＥＣＵ４０には主演算装置として機能するマイクロプロセッサ及びその動作に必要な記憶装置等の周辺装置が内蔵されている。ＥＣＵ４０には種々のセンサが接続されている。例えば、内燃機関１の回転速度（機関回転数）に対応した信号を出力するクランク角センサ４１、内燃機関１の吸入空気量に対応した信号を出力するエアフローメータ４２、内燃機関１の排気の空燃比に対応した信号を出力する空燃比センサ４３等が接続されている。また、ＥＣＵ４０には、各フィードポンプ１６、２４で断線が発生しているか否か検知する断線センサ４４が接続されている。上述した燃圧センサ２３もＥＣＵ４０に接続されている。この他にも種々のセンサが接続されているが、それらの図示は省略した。
【００１８】
次にＥＣＵ４０により実行される種々の制御について説明する。内燃機関１では、燃料噴射モードとして、筒内噴射弁１１による燃料噴射が行われる一方でポート噴射弁１２による燃料噴射が中止される筒内噴射モード、筒内噴射弁１１による燃料噴射が中止される一方でポート噴射弁１２による燃料噴射が行われるポート噴射モード、及び筒内噴射弁１１とポート噴射弁１２とのそれぞれで１サイクル中に燃料噴射が行われる噴き分け噴射モードが設けられている。なお、筒内噴射モードでは、直噴用フィードポンプ１６が運転され、ポート噴射用フィードポンプ２４が止められる。ポート噴射モードでは、ポート噴射用フィードポンプ２４が運転され、直噴用フィードポンプ１６が止められる。噴き分け噴射モードでは、両方のフィードポンプ１６、２４が運転される。ＥＣＵ４０は、内燃機関１の運転状態に応じて各噴射モードを適宜に切り替える。また、ＥＣＵ４０は、各噴射モードにおいて各噴射弁１１、１２から噴射すべき燃料量を内燃機関１の運転状態に応じて算出し、算出した量の燃料が噴射されるように各噴射弁１１、１２を制御する。
【００１９】
また、ＥＣＵ４０は、高圧用デリバリパイプ１８内の圧力（実燃圧）が筒内噴射目標圧になるように吸入弁１７ｂを制御する。なお、筒内噴射目標圧は筒内噴射弁１１から噴射すべき燃料量（目標燃料量）に応じて周知の方法にて設定される値である。上述したように吸入弁１７ｂは電磁駆動式の弁である。そこで、ＥＣＵ４０は吸入弁１７ｂのソレノイドに通電する時間と通電を停止する時間との比、すなわち駆動ディーティを変更し、これにより吸入弁１７ｂを制御する。この際、ＥＣＵ４０は、駆動デューティに対して実燃圧と筒内噴射目標圧との偏差に基づく比例積分制御（ＰＩ制御）を行う。詳しく説明すると、駆動ディーティは、目標燃料量に応じて定まる制御量（フィードフォワード項）、実燃圧と筒内噴射目標圧との差（燃圧差）の大きさに応じて定まる制御量（比例項）、及び燃圧差の一部を積算した制御量（積分項）を加算することにより算出される。そして、ＥＣＵ４０はこのように算出された駆動ディーティにて吸入弁１７ｂを制御する。なお、燃圧差とフィードフォワード項との関係、及び燃圧差と比例項との関係は、予め実験や数値計算等の適合作業によって定めればよい。また、燃圧差のうち積分項に加算される割合についても同様に予め実験や数値計算等の適合作業によって定めればよい。
【００２０】
さらにＥＣＵ４０は、高圧燃料ポンプ１７の運転に支障が生じないように直噴用フィードポンプ１６のフィード圧を低下させる最小フィード圧制御を実行する。この制御では、フィードポンプ１６の運転中にフィード圧を一定量ずつ低下させる。しかしながら、フィード圧を下げすぎると高圧燃料ポンプ１７の吸引時に第１低圧通路１９内の燃料の圧力が飽和蒸気圧を下回って燃料が気化し、これにより第１低圧通路１９内にベーパが発生する。ベーパは高圧燃料ポンプ１７による燃料の加圧を邪魔するので、実燃圧の制御が不安定になる。さらに、ベーパが大量に発生すると高圧燃料ポンプ１７の吸引不良や吐出不良が誘発され、ポンプ１７の運転に支障が生じる。そこで、この最小フィード圧制御では、上述した吸入弁１７ｂのＰＩ制御で使用する積分項に基づいてフィード圧を制御し、これによりベーパの発生を抑制する。第１低圧通路１９内にベーパが無い場合、高圧燃料ポンプ１７によって燃料を適切に加圧できるので、実燃圧と筒内噴射目標圧とが一致するか又は燃圧差を小さくすることができる。この場合、積分項は一定又は低下傾向になる。一方、第１低圧通路１９内にベーパが発生すると高圧燃料ポンプ１７によって燃料を適切に加圧できないので、燃圧差が大きくなる。この場合、積分項は増加傾向になる。そこで、この制御では、積分項が一定又は低下傾向にある場合にはフィード圧を一定量ずつ低下させ、積分項が増加傾向にある場合にはフィード圧を上昇させる。このようにフィード圧を制御することにより、高圧燃料ポンプ１７の運転に支障が生じないように直噴用フィードポンプ１６のフィード圧を下げることができる。そのため、このフィードポンプ１６で消費されるエネルギを低減できる。
【００２１】
この他にＥＣＵ４０は、図２に示す診断ルーチンを実行して燃料供給装置１０に異常が有るか否か診断する。この診断ルーチンは内燃機関１の運転中に所定の周期で繰り返し実行される。
【００２２】
このルーチンにおいてＥＣＵ４０は、まずステップＳ１１で内燃機関１の運転状態を取得する。運転状態としては、例えば内燃機関１の回転数、吸入空気量、排気の空燃比、及び高圧用デリバリパイプ１８内の圧力（実燃圧）が取得される。また、燃料噴射モードも運転状態として取得される。次のステップＳ１２においてＥＣＵ４０は燃料噴射モードがポート噴射モードか否か判定する。ポート噴射モードと判定した場合にはステップＳ１３に進み、ＥＣＵ４０は低圧燃料系１５の異常の有無を診断する。この診断では、例えば排気の空燃比が目標空燃比、例えばストイキに維持可能か否か判定される。また、断線センサ４４によりポート噴射用フィードポンプ２４の断線が検知されているか否か判定される。そして、排気の空燃比が目標空燃比に維持できない場合や断線が検知されている場合には低圧燃料系１５に異常が有ると診断される。次のステップＳ１４においてＥＣＵ４０は低圧燃料系１５に異常が有ったか否か判定する。異常が有る場合にはステップＳ１５に進み、ＥＣＵ４０は低圧燃料系１５に異常が有ることを示す低圧異常フラグをオンに切り替える。その後、今回のルーチンを終了する。一方、異常が無い場合にはステップＳ１６に進み、ＥＣＵ４０は低圧異常フラグをオフに切り替える。その後、今回のルーチンを終了する。
【００２３】
ステップＳ１２においてポート噴射モードではないと判定した場合にはステップＳ１７に進み、ＥＣＵ４０は筒内噴射モードか否か判定する。筒内噴射モードではないと判定した場合には今回のルーチンを終了する。一方、筒内噴射モードと判定した場合にはステップＳ１８に進み、ＥＣＵ４０は高圧燃料系１４の異常の有無を診断する。この診断では、例えば実燃圧を筒内噴射目標圧に維持可能か否か判定される。また、断線センサ４４により直噴用フィードポンプ１６の断線が検知されているか否か判定される。そして、吸入弁１７ｂの駆動デューティを増加させても実燃圧を維持できない場合や断線が検知されている場合に高圧燃料系１４に異常が有ると診断される。次のステップＳ１９においてＥＣＵ４０は高圧燃料系１４に異常が有ったか否か判定する。異常が有る場合にはステップＳ２０に進み、ＥＣＵ４０は高圧燃料系１４に異常が有ることを示す高圧異常フラグをオンに切り替える。その後、今回のルーチンを終了する。一方、異常が無い場合にはステップＳ２１に進み、ＥＣＵ４０は高圧異常フラグをオフに切り替える。その後、今回のルーチンを終了する。
【００２４】
図３は、ＥＣＵ４０が高圧燃料系１４に異常が有る場合に異常が有るポンプを特定するために実行する異常箇所判定ルーチンを示している。このルーチンは、エンジン１の運転中に所定の周期で繰り返し実行される。このルーチンを実行することによりＥＣＵ４０が本発明の異常判定手段として機能する。
【００２５】
このルーチンにおいてＥＣＵ４０はまずステップＳ３１で高圧異常フラグがオンか否か判定する。フラグがオフの場合には今回のルーチンを終了する。一方、フラグがオンの場合にはステップＳ３２に進み、ＥＣＵ４０は直噴用フィードポンプ１６の断線が検知されているか否か判定する。断線が検知されている場合には今回のルーチンを終了する。一方、断線が検知されていない場合にはステップＳ３３に進み、ＥＣＵ４０は燃料噴射モードがポート噴射モードか否か判定する。ポート噴射モードではない場合には今回のルーチンを終了する。
【００２６】
一方、ポート噴射モードの場合にはステップＳ３４に進み、ＥＣＵ４０は異常箇所判定制御を実行する。この判定制御では、ポート噴射用フィードポンプ２４が停止するとともに直噴用フィードポンプ１６が最大出力で動作するようにこれらのポンプ１６、２４が制御される。また、ポート噴射弁１２による燃料噴射が行われ、かつ筒内噴射弁１１による燃料噴射が中止されるようにこれらの噴射弁１１、１２が制御される。直噴用フィードポンプ１６が正常に動作する場合は、異常箇所判定制御を実行しても低圧用デリバリパイプ２５には直噴用フィードポンプ１６から吐出された燃料が送られるので、ポート噴射弁１２から適切な量の燃料が噴射される。そのため、内燃機関１を運転できる。一方、直噴用フィードポンプ１６に異常が有る場合には低圧用デリバリパイプ２５への燃料供給が止まるため、ポート噴射弁１２から噴射される燃料量が減少する。この場合、内燃機関１の出力が低下し、運転に支障が生じる。このように異常箇所判定制御を実行することにより、直噴用フィードポンプ１６に異常が有るか否か判定できる。
【００２７】
次のステップＳ３５においてＥＣＵ４０は、内燃機関１が運転可能か否か判定する。上述したように直噴用フィードポンプ１６に異常が有る場合にはポート噴射弁１２から噴射される燃料量が減少する。そこで、例えば異常箇所判定制御を実行した直後に排気の空燃比がリーン側に大きく変化した場合に内燃機関１の運転が不可能と判定する。内燃機関１の運転が可能と判定した場合にはステップＳ３６に進み、ＥＣＵ４０は高圧燃料ポンプ１７に異常が有ることを示す高圧燃料ポンプ異常フラグをオンに切り替える。一方、内燃機関１の運転が不可能と判定した場合にはステップＳ３７に進み、ＥＣＵ４０は直噴用フィードポンプ１６に異常が有ることを示す直噴用フィードポンプ異常フラグをオンに切り替える。なお、これらの異常フラグはＥＣＵ４０の記憶装置に記憶され、異常箇所の修理が完了するまで保持される。ステップＳ３６又はＳ３７の実行後はステップＳ３８に進み、ＥＣＵ４０は燃料噴射モードをポート噴射モードに切り替える。その後、今回のルーチンを終了する。
【００２８】
図４は、ＥＣＵ４０が高圧燃料系１４又は低圧燃料系１５の一方に異常が有っても内燃機関１の運転を継続するために実行する退避運転制御ルーチンを示している。この制御ルーチンは、内燃機関１の運転中に所定の周期で繰り返し実行される。このルーチンを実行することによりＥＣＵ４０が本発明の運転制御手段として機能する。
【００２９】
この制御ルーチンにおいてＥＣＵ４０はまずステップＳ４１で高圧異常フラグがオンか否か判定する。高圧異常フラグがオンの場合はステップＳ４２に進み、ＥＣＵ４０は低圧異常フラグがオンか否か判定する。低圧異常フラグがオンの場合はステップＳ４３に進み、ＥＣＵ４０は内燃機関１を停止させる。その後、今回の制御ルーチンを終了する。一方、低圧異常フラグがオフの場合にはステップＳ４４に進み、ＥＣＵ４０は燃料噴射モードをポート噴射モードに切り替える。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００３０】
高圧異常フラグがオフの場合にはステップＳ４５に進み、ＥＣＵ４０は低圧異常フラグがオンか否か判定する。低圧異常フラグがオフの場合には今回の制御ルーチンを終了する。一方、低圧異常フラグがオンの場合にはステップＳ４６に進み、ＥＣＵ４０は内燃機関１の運転モードを退避運転モードに切り替える。その後、今回の制御ルーチンを終了する。この退避運転モードでは、ポート噴射用フィードポンプ２４の運転が禁止されるとともにポート噴射モードへの切替が禁止される。一方、噴き分け噴射モード及び筒内噴射モードへの切替は許可される。ただし、噴き分け噴射モードでは、高圧燃料系１４からポート噴射弁１２にも燃料が送られるように直噴側フィードポンプ１６が最大出力で運転される。そのため、最小フィード圧制御は中止される。これにより両方の噴射弁１１、１２からの燃料噴射を行うことができる。なお、この場合のフィード圧の制御は、第１安全弁２２の開弁圧によって行われる。筒内噴射モードについては退避運転モードにおいても通常と同様に実施され、最小フィード圧制御も実施される。
【００３１】
本発明の燃料供給装置１０によれば、図３のルーチンを繰り返し実行するので、高圧燃料系１４のいずれのポンプに異常が有るか特定することができる。また、その結果がＥＣＵ４０の記憶装置に記憶されるので、修理対応が容易になる。
【００３２】
この燃料供給装置１０では、高圧燃料系１４又は低圧燃料系１５の一方に異常が有る場合には他方の燃料系で内燃機関１を運転するので、運転を継続できる。上述したように退避運転モードでは直噴側フィードポンプ１６にて各デリバリパイプ１８、２５に燃料を送る。そのため、ポート噴射用フィードポンプ２４に異常が有っても各噴射弁１１、１２からの燃料噴射を行うことができる。従って、ドライバビリティの悪化を抑制できる。また、燃費や排気エミッションの悪化も抑制できる。
【００３３】
本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、本発明は最小フィード圧制御を実施しない内燃機関に適用してもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１ 内燃機関
１０ 燃料供給装置
１１ 筒内噴射弁（筒内噴射手段）
１２ ポート噴射弁（ポート噴射手段）
１４ 高圧燃料系
１５ 低圧燃料系
１６ 直噴用フィードポンプ（第１低圧燃料ポンプ）
１７ 高圧燃料ポンプ
２４ ポート噴射用フィードポンプ（第２低圧燃料ポンプ）
３２ 連通通路
４０ エンジンコントロールユニット（異常判定手段、運転制御手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１低圧燃料ポンプから吐出された燃料を高圧燃料ポンプで加圧して筒内噴射弁に送る高圧燃料系と、第２低圧燃料ポンプから吐出された燃料をポート噴射弁に送る低圧燃料系とを備えた内燃機関の燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高圧の燃料を燃焼室に直接噴射する高圧燃料系と、低圧の燃料を吸気ポート内に噴射する低圧燃料系とを備え、内燃機関の運転状態に応じてこれら２つの燃料系を適宜に選択して使用する燃料供給装置が知られている。このような装置において、気筒内の圧力に基づいて高圧燃料系に異常が有るか否か判定し、高圧燃料系に異常が有る場合には低圧燃料系を使用して内燃機関を運転する装置が知られている（特許文献１参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２、３が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０７−２９３３０１号公報
【特許文献２】特開平０９−０３２６１７号公報
【特許文献３】特開２００５−３１５１７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に高圧燃料系では、低圧燃料ポンプで汲み上げた燃料を高圧燃料ポンプで加圧して高圧の燃料にしている。特許文献１の装置では、気筒内の圧力に基づいて高圧燃料系の異常を判定するため、これら２つの燃料ポンプのいずれに異常が有るか判別できない。
【０００５】
そこで、本発明は、高圧燃料系に異常が有る場合にいずれのポンプに異常が有るか判別することが可能な内燃機関の燃料供給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】
本発明の内燃機関の燃料供給装置は、内燃機関の気筒内に燃料を噴射する筒内噴射手段と、前記内燃機関の吸気ポート内に燃料を噴射するポート噴射手段と、第１低圧燃料ポンプから吐出された燃料を高圧燃料ポンプで加圧して前記筒内噴射手段に送る高圧燃料系と、第２低圧燃料ポンプから吐出された燃料を前記ポート噴射手段に送る低圧燃料系と、を備えた燃料供給装置において、前記第１低圧燃料ポンプから吐出された燃料が前記ポート噴射手段に送られるように前記高圧燃料系と前記低圧燃料系とを接続する連通通路と、前記高圧燃料系に異常が有る場合には前記第２低圧燃料ポンプ及び前記筒内噴射手段がそれぞれ停止するとともに前記第１低圧燃料ポンプ及び前記ポート噴射手段がそれぞれ動作するようにこれらを制御して前記内燃機関を運転し、前記内燃機関が運転可能であれば前記高圧燃料ポンプに異常が有ると判定する異常判定手段と、を備えている（請求項１）。
【０００７】
第１低圧燃料ポンプが正常に動作する場合は、第２低圧燃料ポンプ及び筒内噴射手段が停止し、かつ第１低圧燃料ポンプ及びポート噴射手段が動作するように制御すれば、第１低圧燃料ポンプからポート噴射手段に送られた燃料にて内燃機関が運転できる。一方、第１低圧燃料ポンプに異常が有る場合には、同様の制御をしてもポート噴射手段に燃料が送られないため、内燃機関の運転が不可能となる。従って、高圧燃料系に異常が有る場合にこのような制御を行い、内燃機関が運転可能であれば高圧燃料ポンプに、内燃機関が運転不可能であれば第１低圧燃料ポンプに異常が有ることが特定できる。本発明の燃料供給装置によれば、このように高圧燃料系のいずれのポンプに異常が有るか判別できるので、修理対応が容易になる。
【０００８】
本発明の燃料供給装置の一形態において、前記第１低圧燃料ポンプ又は前記高圧燃料ポンプに異常が有る場合には、前記低圧燃料系のみを動作させ、前記ポート噴射手段から燃料を噴射させて前記内燃機関を運転し、前記第２低圧燃料ポンプに異常が有る場合には、前記高圧燃料系のみを動作させ、前記筒内噴射手段及び前記ポート噴射手段の両方又は前記筒内噴射手段のみから燃料を噴射させて前記内燃機関を運転する運転制御手段をさらに備えていてもよい（請求項２）。この形態によれば、高圧燃料系又は低圧燃料系の一方に異常が有る場合には他方で内燃機関を運転するので、運転を継続できる。
【発明の効果】
【０００９】
以上に説明したように、本発明の燃料供給装置によれば、高圧燃料系に異常が有る場合にいずれのポンプに異常が有るか判別できる。そのため、修理対応が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一形態に係る燃料供給装置が組み込まれた内燃機関の燃料供給系を模式的に示す図。
【図２】ＥＣＵが実行する診断ルーチンを示すフローチャート。
【図３】ＥＣＵが実行する異常箇所判定ルーチンを示すフローチャート。
【図４】ＥＣＵが実行する退避運転制御ルーチンを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本発明の一形態に係る燃料供給装置が組み込まれた内燃機関の燃料供給系を模式的に示している。この内燃機関１は車両に走行用動力源として搭載されるものである。また、内燃機関１は４つの気筒を有する直列４気筒型の火花点火式内燃機関として構成されている。燃料供給装置１０は、内燃機関１の気筒毎に設けられた筒内噴射手段としての筒内噴射弁１１と、各気筒の吸気ポート毎に設けられたポート噴射手段としてのポート噴射弁１２とを備えている。筒内噴射弁１１は、先端部を気筒内に臨ませるようにしてシリンダヘッド（不図示）に取り付けられている。また、ポート噴射弁１２は、先端部を吸気ポート内に臨ませるようにしてシリンダヘッドに取り付けられている。
【００１２】
燃料供給装置１０は、燃料が貯溜された燃料タンク１３と、燃料タンク１３の燃料を各筒内噴射弁１１に送るための高圧燃料系１４と、燃料タンク１３の燃料を各ポート噴射弁１２に送るための低圧燃料系１５とを備えている。高圧燃料系１４は、燃料タンク１３から燃料を汲み上げる第１低圧燃料ポンプとしての直噴用フィードポンプ１６と、燃料を加圧する高圧燃料ポンプ１７と、高圧燃料ポンプ１７から吐出された燃料を各筒内噴射弁１１に分配する高圧用デリバリパイプ１８とを備えている。直噴用フィードポンプ１６の吐出側と高圧燃料ポンプ１７の吸入側とは第１低圧通路１９で接続され、高圧燃料ポンプ１７の吐出側と高圧用デリバリパイプ１８とは高圧通路２０で接続されている。第１低圧通路１９には、燃料を燃料タンク１３に戻す第１リターン通路２１が接続されている。第１リターン通路２１には、第１低圧通路１９内の圧力が予め設定した開弁圧以上になると開弁する第１安全弁２２が設けられている。なお、図示は省略したが第１低圧通路１９には燃料の脈動を減衰させるパルセーションダンパが設けられている。高圧用デリバリパイプ１８には、内部の圧力に対応した信号を出力する燃圧センサ２３が設けられている。高圧燃料系１４では、直噴用フィードポンプ１６により汲み上げられた燃料が高圧燃料ポンプ１７で加圧されて高圧用デリバリパイプ１８に送られる。その後、加圧された燃料は各筒内噴射弁１１に分配されて気筒内に噴射される。
【００１３】
低圧燃料系１５は、第２低圧燃料ポンプとしてのポート噴射用フィードポンプ２４と、ポート噴射用フィードポンプ２４から吐出された燃料を各ポート噴射弁１２に分配する低圧用デリバリパイプ２５とを備えている。これらは第２低圧通路２６で接続されている。第２低圧通路２６には、ポート噴射用フィードポンプ２４から低圧用デリバリパイプ２５への燃料の流れは許容し、逆方向への流れは阻止する第１逆止弁２７が設けられている。第２低圧通路２６のうちポート噴射用フィードポンプ２４と第１逆止弁２７との間の上流側区間２６ａには第２リターン通路２８が、第１逆止弁２７と低圧用デリバリパイプ２５との間の下流側区間２６ｂには第３リターン通路２９がそれぞれ接続されている。これらリターン通路２８、２９はいずれも燃料を燃料タンク１３に戻すためのものである。第２リターン通路２８には、第２低圧通路２６内の圧力が所定のポート噴射目標圧以上になると開弁する圧力調整弁３０が設けられている。第３リターン通路２９には、下流側区間２６ｂの圧力が予め設定した開弁圧以上になると開弁する第２安全弁３１が設けられている。この弁３１の開弁圧としては、例えばポート噴射目標圧が設定されている。低圧燃料系１５では、ポート噴射用フィードポンプ２４により汲み上げられた燃料が低圧用デリバリパイプ２５に送られる。その後、燃料は各ポート噴射弁１２に分配されて吸気ポートに噴射される。
【００１４】
この図に示すように第１低圧通路１９と下流側区間２６ｂとは連通通路３２で接続されている。連通通路３２には、高圧燃料系１４から低圧燃料系１５への燃料の流れは許容し、逆方向への流れは阻止する第２逆止弁３３が設けられている。そのため、この燃料供給装置１０では、直噴用フィードポンプ１６から吐出された燃料を連通通路３２及び下流側区間２６ｂを介して低圧用デリバリパイプ２５に送ることができる。
【００１５】
２つのフィードポンプ１６、２４は、燃料タンク１３内に取り付けられている。これらフィードポンプ１６、２４は、その内部構造の図示を省略したが、電動モータとそのモータにて駆動されるインペラとを備えた周知の電動ポンプとして構成されている。そのため、これらフィードポンプ１６、２４では、電動モータの回転数等を変更することにより吐出圧力（フィード圧）を変更できる。
【００１６】
高圧燃料ポンプ１７は、内燃機関１のカムシャフト２から取り出した動力にて駆動される周知のプランジャ式ポンプとして構成されている。高圧燃料ポンプ１７は、カムシャフト２に取り付けられた駆動カム１７ａと、吸入口を開閉する電磁駆動式の吸入弁１７ｂとを備えている。また、図示は省略したが吐出口には燃料の逆流を防止するための逆止弁が設けられている。この高圧燃料ポンプ１７では、駆動カム１７ａにて不図示のプランジャを往復動させ、そのプランジャの往復運動に合わせて吸入弁１７ｂを開閉させることにより燃料の吸入及び吐出が行われる。そして、この際に吸入弁１７ｂの開閉タイミングを適宜に変更することにより吐出量が調整される。
【００１７】
各フィードポンプ１６、２４及び高圧燃料ポンプ１７のそれぞれの動作はエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）４０にて制御される。ＥＣＵ４０は各種センサの出力情報を取得し、燃料噴射量や点火時期等の運転パラメータを演算し、各噴射弁１１、１２や不図示の点火プラグ等の制御対象を動作させるコンピュータとして構成されている。図示を省略したが、ＥＣＵ４０には主演算装置として機能するマイクロプロセッサ及びその動作に必要な記憶装置等の周辺装置が内蔵されている。ＥＣＵ４０には種々のセンサが接続されている。例えば、内燃機関１の回転速度（機関回転数）に対応した信号を出力するクランク角センサ４１、内燃機関１の吸入空気量に対応した信号を出力するエアフローメータ４２、内燃機関１の排気の空燃比に対応した信号を出力する空燃比センサ４３等が接続されている。また、ＥＣＵ４０には、各フィードポンプ１６、２４で断線が発生しているか否か検知する断線センサ４４が接続されている。上述した燃圧センサ２３もＥＣＵ４０に接続されている。この他にも種々のセンサが接続されているが、それらの図示は省略した。
【００１８】
次にＥＣＵ４０により実行される種々の制御について説明する。内燃機関１では、燃料噴射モードとして、筒内噴射弁１１による燃料噴射が行われる一方でポート噴射弁１２による燃料噴射が中止される筒内噴射モード、筒内噴射弁１１による燃料噴射が中止される一方でポート噴射弁１２による燃料噴射が行われるポート噴射モード、及び筒内噴射弁１１とポート噴射弁１２とのそれぞれで１サイクル中に燃料噴射が行われる噴き分け噴射モードが設けられている。なお、筒内噴射モードでは、直噴用フィードポンプ１６が運転され、ポート噴射用フィードポンプ２４が止められる。ポート噴射モードでは、ポート噴射用フィードポンプ２４が運転され、直噴用フィードポンプ１６が止められる。噴き分け噴射モードでは、両方のフィードポンプ１６、２４が運転される。ＥＣＵ４０は、内燃機関１の運転状態に応じて各噴射モードを適宜に切り替える。また、ＥＣＵ４０は、各噴射モードにおいて各噴射弁１１、１２から噴射すべき燃料量を内燃機関１の運転状態に応じて算出し、算出した量の燃料が噴射されるように各噴射弁１１、１２を制御する。
【００１９】
また、ＥＣＵ４０は、高圧用デリバリパイプ１８内の圧力（実燃圧）が筒内噴射目標圧になるように吸入弁１７ｂを制御する。なお、筒内噴射目標圧は筒内噴射弁１１から噴射すべき燃料量（目標燃料量）に応じて周知の方法にて設定される値である。上述したように吸入弁１７ｂは電磁駆動式の弁である。そこで、ＥＣＵ４０は吸入弁１７ｂのソレノイドに通電する時間と通電を停止する時間との比、すなわち駆動ディーティを変更し、これにより吸入弁１７ｂを制御する。この際、ＥＣＵ４０は、駆動デューティに対して実燃圧と筒内噴射目標圧との偏差に基づく比例積分制御（ＰＩ制御）を行う。詳しく説明すると、駆動ディーティは、目標燃料量に応じて定まる制御量（フィードフォワード項）、実燃圧と筒内噴射目標圧との差（燃圧差）の大きさに応じて定まる制御量（比例項）、及び燃圧差の一部を積算した制御量（積分項）を加算することにより算出される。そして、ＥＣＵ４０はこのように算出された駆動ディーティにて吸入弁１７ｂを制御する。なお、燃圧差とフィードフォワード項との関係、及び燃圧差と比例項との関係は、予め実験や数値計算等の適合作業によって定めればよい。また、燃圧差のうち積分項に加算される割合についても同様に予め実験や数値計算等の適合作業によって定めればよい。
【００２０】
さらにＥＣＵ４０は、高圧燃料ポンプ１７の運転に支障が生じないように直噴用フィードポンプ１６のフィード圧を低下させる最小フィード圧制御を実行する。この制御では、フィードポンプ１６の運転中にフィード圧を一定量ずつ低下させる。しかしながら、フィード圧を下げすぎると高圧燃料ポンプ１７の吸引時に第１低圧通路１９内の燃料の圧力が飽和蒸気圧を下回って燃料が気化し、これにより第１低圧通路１９内にベーパが発生する。ベーパは高圧燃料ポンプ１７による燃料の加圧を邪魔するので、実燃圧の制御が不安定になる。さらに、ベーパが大量に発生すると高圧燃料ポンプ１７の吸引不良や吐出不良が誘発され、ポンプ１７の運転に支障が生じる。そこで、この最小フィード圧制御では、上述した吸入弁１７ｂのＰＩ制御で使用する積分項に基づいてフィード圧を制御し、これによりベーパの発生を抑制する。第１低圧通路１９内にベーパが無い場合、高圧燃料ポンプ１７によって燃料を適切に加圧できるので、実燃圧と筒内噴射目標圧とが一致するか又は燃圧差を小さくすることができる。この場合、積分項は一定又は低下傾向になる。一方、第１低圧通路１９内にベーパが発生すると高圧燃料ポンプ１７によって燃料を適切に加圧できないので、燃圧差が大きくなる。この場合、積分項は増加傾向になる。そこで、この制御では、積分項が一定又は低下傾向にある場合にはフィード圧を一定量ずつ低下させ、積分項が増加傾向にある場合にはフィード圧を上昇させる。このようにフィード圧を制御することにより、高圧燃料ポンプ１７の運転に支障が生じないように直噴用フィードポンプ１６のフィード圧を下げることができる。そのため、このフィードポンプ１６で消費されるエネルギを低減できる。
【００２１】
この他にＥＣＵ４０は、図２に示す診断ルーチンを実行して燃料供給装置１０に異常が有るか否か診断する。この診断ルーチンは内燃機関１の運転中に所定の周期で繰り返し実行される。
【００２２】
このルーチンにおいてＥＣＵ４０は、まずステップＳ１１で内燃機関１の運転状態を取得する。運転状態としては、例えば内燃機関１の回転数、吸入空気量、排気の空燃比、及び高圧用デリバリパイプ１８内の圧力（実燃圧）が取得される。また、燃料噴射モードも運転状態として取得される。次のステップＳ１２においてＥＣＵ４０は燃料噴射モードがポート噴射モードか否か判定する。ポート噴射モードと判定した場合にはステップＳ１３に進み、ＥＣＵ４０は低圧燃料系１５の異常の有無を診断する。この診断では、例えば排気の空燃比が目標空燃比、例えばストイキに維持可能か否か判定される。また、断線センサ４４によりポート噴射用フィードポンプ２４の断線が検知されているか否か判定される。そして、排気の空燃比が目標空燃比に維持できない場合や断線が検知されている場合には低圧燃料系１５に異常が有ると診断される。次のステップＳ１４においてＥＣＵ４０は低圧燃料系１５に異常が有ったか否か判定する。異常が有る場合にはステップＳ１５に進み、ＥＣＵ４０は低圧燃料系１５に異常が有ることを示す低圧異常フラグをオンに切り替える。その後、今回のルーチンを終了する。一方、異常が無い場合にはステップＳ１６に進み、ＥＣＵ４０は低圧異常フラグをオフに切り替える。その後、今回のルーチンを終了する。
【００２３】
ステップＳ１２においてポート噴射モードではないと判定した場合にはステップＳ１７に進み、ＥＣＵ４０は筒内噴射モードか否か判定する。筒内噴射モードではないと判定した場合には今回のルーチンを終了する。一方、筒内噴射モードと判定した場合にはステップＳ１８に進み、ＥＣＵ４０は高圧燃料系１４の異常の有無を診断する。この診断では、例えば実燃圧を筒内噴射目標圧に維持可能か否か判定される。また、断線センサ４４により直噴用フィードポンプ１６の断線が検知されているか否か判定される。そして、吸入弁１７ｂの駆動デューティを増加させても実燃圧を維持できない場合や断線が検知されている場合に高圧燃料系１４に異常が有ると診断される。次のステップＳ１９においてＥＣＵ４０は高圧燃料系１４に異常が有ったか否か判定する。異常が有る場合にはステップＳ２０に進み、ＥＣＵ４０は高圧燃料系１４に異常が有ることを示す高圧異常フラグをオンに切り替える。その後、今回のルーチンを終了する。一方、異常が無い場合にはステップＳ２１に進み、ＥＣＵ４０は高圧異常フラグをオフに切り替える。その後、今回のルーチンを終了する。
【００２４】
図３は、ＥＣＵ４０が高圧燃料系１４に異常が有る場合に異常が有るポンプを特定するために実行する異常箇所判定ルーチンを示している。このルーチンは、エンジン１の運転中に所定の周期で繰り返し実行される。このルーチンを実行することによりＥＣＵ４０が本発明の異常判定手段として機能する。
【００２５】
このルーチンにおいてＥＣＵ４０はまずステップＳ３１で高圧異常フラグがオンか否か判定する。フラグがオフの場合には今回のルーチンを終了する。一方、フラグがオンの場合にはステップＳ３２に進み、ＥＣＵ４０は直噴用フィードポンプ１６の断線が検知されているか否か判定する。断線が検知されている場合には今回のルーチンを終了する。一方、断線が検知されていない場合にはステップＳ３３に進み、ＥＣＵ４０は燃料噴射モードがポート噴射モードか否か判定する。ポート噴射モードではない場合には今回のルーチンを終了する。
【００２６】
一方、ポート噴射モードの場合にはステップＳ３４に進み、ＥＣＵ４０は異常箇所判定制御を実行する。この判定制御では、ポート噴射用フィードポンプ２４が停止するとともに直噴用フィードポンプ１６が最大出力で動作するようにこれらのポンプ１６、２４が制御される。また、ポート噴射弁１２による燃料噴射が行われ、かつ筒内噴射弁１１による燃料噴射が中止されるようにこれらの噴射弁１１、１２が制御される。直噴用フィードポンプ１６が正常に動作する場合は、異常箇所判定制御を実行しても低圧用デリバリパイプ２５には直噴用フィードポンプ１６から吐出された燃料が送られるので、ポート噴射弁１２から適切な量の燃料が噴射される。そのため、内燃機関１を運転できる。一方、直噴用フィードポンプ１６に異常が有る場合には低圧用デリバリパイプ２５への燃料供給が止まるため、ポート噴射弁１２から噴射される燃料量が減少する。この場合、内燃機関１の出力が低下し、運転に支障が生じる。このように異常箇所判定制御を実行することにより、直噴用フィードポンプ１６に異常が有るか否か判定できる。
【００２７】
次のステップＳ３５においてＥＣＵ４０は、内燃機関１が運転可能か否か判定する。上述したように直噴用フィードポンプ１６に異常が有る場合にはポート噴射弁１２から噴射される燃料量が減少する。そこで、例えば異常箇所判定制御を実行した直後に排気の空燃比がリーン側に大きく変化した場合に内燃機関１の運転が不可能と判定する。内燃機関１の運転が可能と判定した場合にはステップＳ３６に進み、ＥＣＵ４０は高圧燃料ポンプ１７に異常が有ることを示す高圧燃料ポンプ異常フラグをオンに切り替える。一方、内燃機関１の運転が不可能と判定した場合にはステップＳ３７に進み、ＥＣＵ４０は直噴用フィードポンプ１６に異常が有ることを示す直噴用フィードポンプ異常フラグをオンに切り替える。なお、これらの異常フラグはＥＣＵ４０の記憶装置に記憶され、異常箇所の修理が完了するまで保持される。ステップＳ３６又はＳ３７の実行後はステップＳ３８に進み、ＥＣＵ４０は燃料噴射モードをポート噴射モードに切り替える。その後、今回のルーチンを終了する。
【００２８】
図４は、ＥＣＵ４０が高圧燃料系１４又は低圧燃料系１５の一方に異常が有っても内燃機関１の運転を継続するために実行する退避運転制御ルーチンを示している。この制御ルーチンは、内燃機関１の運転中に所定の周期で繰り返し実行される。このルーチンを実行することによりＥＣＵ４０が本発明の運転制御手段として機能する。
【００２９】
この制御ルーチンにおいてＥＣＵ４０はまずステップＳ４１で高圧異常フラグがオンか否か判定する。高圧異常フラグがオンの場合はステップＳ４２に進み、ＥＣＵ４０は低圧異常フラグがオンか否か判定する。低圧異常フラグがオンの場合はステップＳ４３に進み、ＥＣＵ４０は内燃機関１を停止させる。その後、今回の制御ルーチンを終了する。一方、低圧異常フラグがオフの場合にはステップＳ４４に進み、ＥＣＵ４０は燃料噴射モードをポート噴射モードに切り替える。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００３０】
高圧異常フラグがオフの場合にはステップＳ４５に進み、ＥＣＵ４０は低圧異常フラグがオンか否か判定する。低圧異常フラグがオフの場合には今回の制御ルーチンを終了する。一方、低圧異常フラグがオンの場合にはステップＳ４６に進み、ＥＣＵ４０は内燃機関１の運転モードを退避運転モードに切り替える。その後、今回の制御ルーチンを終了する。この退避運転モードでは、ポート噴射用フィードポンプ２４の運転が禁止されるとともにポート噴射モードへの切替が禁止される。一方、噴き分け噴射モード及び筒内噴射モードへの切替は許可される。ただし、噴き分け噴射モードでは、高圧燃料系１４からポート噴射弁１２にも燃料が送られるように直噴側フィードポンプ１６が最大出力で運転される。そのため、最小フィード圧制御は中止される。これにより両方の噴射弁１１、１２からの燃料噴射を行うことができる。なお、この場合のフィード圧の制御は、第１安全弁２２の開弁圧によって行われる。筒内噴射モードについては退避運転モードにおいても通常と同様に実施され、最小フィード圧制御も実施される。
【００３１】
本発明の燃料供給装置１０によれば、図３のルーチンを繰り返し実行するので、高圧燃料系１４のいずれのポンプに異常が有るか特定することができる。また、その結果がＥＣＵ４０の記憶装置に記憶されるので、修理対応が容易になる。
【００３２】
この燃料供給装置１０では、高圧燃料系１４又は低圧燃料系１５の一方に異常が有る場合には他方の燃料系で内燃機関１を運転するので、運転を継続できる。上述したように退避運転モードでは直噴側フィードポンプ１６にて各デリバリパイプ１８、２５に燃料を送る。そのため、ポート噴射用フィードポンプ２４に異常が有っても各噴射弁１１、１２からの燃料噴射を行うことができる。従って、ドライバビリティの悪化を抑制できる。また、燃費や排気エミッションの悪化も抑制できる。
【００３３】
本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、本発明は最小フィード圧制御を実施しない内燃機関に適用してもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１ 内燃機関
１０ 燃料供給装置
１１ 筒内噴射弁（筒内噴射手段）
１２ ポート噴射弁（ポート噴射手段）
１４ 高圧燃料系
１５ 低圧燃料系
１６ 直噴用フィードポンプ（第１低圧燃料ポンプ）
１７ 高圧燃料ポンプ
２４ ポート噴射用フィードポンプ（第２低圧燃料ポンプ）
３２ 連通通路
４０ エンジンコントロールユニット（異常判定手段、運転制御手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の気筒内に燃料を噴射する筒内噴射手段と、前記内燃機関の吸気ポート内に燃料を噴射するポート噴射手段と、第１低圧燃料ポンプから吐出された燃料を高圧燃料ポンプで加圧して前記筒内噴射手段に送る高圧燃料系と、第２低圧燃料ポンプから吐出された燃料を前記ポート噴射手段に送る低圧燃料系と、を備えた燃料供給装置において、
前記第１低圧燃料ポンプから吐出された燃料が前記ポート噴射手段に送られるように前記高圧燃料系と前記低圧燃料系とを接続する連通通路と、前記高圧燃料系に異常が有る場合には前記第２低圧燃料ポンプ及び前記筒内噴射手段がそれぞれ停止するとともに前記第１低圧燃料ポンプ及び前記ポート噴射手段がそれぞれ動作するようにこれらを制御して前記内燃機関を運転し、前記内燃機関が運転可能であれば前記高圧燃料ポンプに異常が有ると判定する異常判定手段と、を備えている内燃機関の燃料供給装置。
【請求項２】
前記第１低圧燃料ポンプ又は前記高圧燃料ポンプに異常が有る場合には、前記低圧燃料系のみを動作させ、前記ポート噴射手段から燃料を噴射させて前記内燃機関を運転し、前記第２低圧燃料ポンプに異常が有る場合には、前記高圧燃料系のみを動作させ、前記筒内噴射手段及び前記ポート噴射手段の両方又は前記筒内噴射手段のみから燃料を噴射させて前記内燃機関を運転する運転制御手段をさらに備えている請求項１に記載の燃料供給装置。
【請求項１】
内燃機関の気筒内に燃料を噴射する筒内噴射手段と、前記内燃機関の吸気ポート内に燃料を噴射するポート噴射手段と、第１低圧燃料ポンプから吐出された燃料を高圧燃料ポンプで加圧して前記筒内噴射手段に送る高圧燃料系と、第２低圧燃料ポンプから吐出された燃料を前記ポート噴射手段に送る低圧燃料系と、を備えた燃料供給装置において、
前記第１低圧燃料ポンプから吐出された燃料が前記ポート噴射手段に送られるように前記高圧燃料系と前記低圧燃料系とを接続する連通通路と、前記高圧燃料系に異常が有る場合には前記第２低圧燃料ポンプ及び前記筒内噴射手段がそれぞれ停止するとともに前記第１低圧燃料ポンプ及び前記ポート噴射手段がそれぞれ動作するようにこれらを制御して前記内燃機関を運転し、前記内燃機関が運転可能であれば前記高圧燃料ポンプに異常が有ると判定する異常判定手段と、を備えている内燃機関の燃料供給装置。
【請求項２】
前記第１低圧燃料ポンプ又は前記高圧燃料ポンプに異常が有る場合には、前記低圧燃料系のみを動作させ、前記ポート噴射手段から燃料を噴射させて前記内燃機関を運転し、前記第２低圧燃料ポンプに異常が有る場合には、前記高圧燃料系のみを動作させ、前記筒内噴射手段及び前記ポート噴射手段の両方又は前記筒内噴射手段のみから燃料を噴射させて前記内燃機関を運転する運転制御手段をさらに備えている請求項１に記載の燃料供給装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−２２９６７４（Ｐ２０１２−２２９６７４Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９９２５４（Ｐ２０１１−９９２５４）
【出願日】平成２３年４月２７日（２０１１．４．２７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２７日（２０１１．４．２７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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