JP2020133455A - 燃料ポンプの診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動中の燃料ポンプの状態を把握することによって異常の予兆を検知する燃料ポンプの診断装置を提供する。【解決手段】診断装置としての制御ユニット１０が適用される燃料供給システム２０は、ポンプ室３８に収容されているインペラ４４の回転によって燃料タンク２１から吸引した燃料を吐出する燃料ポンプ３０を有する。制御ユニット１０は、燃料ポンプ３０を駆動するＦＰＣ１３を備えている。制御ユニット１０は、燃料ポンプ３０の状態を診断するポンプ診断部１２を備えている。ポンプ診断部１２は、燃料ポンプ３０が有するモータ４１の回転数であるポンプ回転数と燃料ポンプ３０が吐出する燃料圧力との相関と、燃料ポンプ３０の駆動初期においての上記相関である初期相関と、に基づいて燃料ポンプ３０の状態を診断する。【選択図】図１

Description

本発明は、燃料ポンプの診断装置に関する。

燃料タンクから燃料を吸引する燃料ポンプのインペラは、燃料に曝されているため次第に膨潤する。インペラが膨潤すると、インペラを収容するポンプ室とインペラとの間のクリアランスが小さくなり、インペラがポンプ室の内壁に干渉することがある。インペラとポンプ室の内壁との干渉によってインペラの回転が妨げられると、燃料ポンプが停止する虞がある。

特許文献１に開示されている燃料ポンプは、インペラの膨潤量を予測して膨潤後のインペラが干渉しないクリアランスを有するようにインペラ又はポンプ室の形状を設定している。

国際公開第２０１３／０５４４１２号

インペラの膨潤によって引き起こされる燃料ポンプの停止は、燃料供給の途絶を意味する。このため、燃料ポンプが停止に至る前にインペラの膨潤を検知することが好ましい。
特許文献１に開示されている燃料ポンプは、予測したインペラの膨潤量に基づいてクリアランスを設定しているに過ぎない。すなわち、駆動中の燃料ポンプの状態を把握することについては、検討がされていない。インペラの膨潤を要因として燃料ポンプが停止に至ることを抑制するという観点から、駆動中の燃料ポンプの状態を把握することが求められている。

上記課題を解決するための燃料ポンプの診断装置は、ポンプ室に収容されているインペラの回転によって燃料タンクから吸引した燃料を吐出する燃料ポンプを有する燃料供給システムに適用され、前記燃料ポンプを駆動するポンプ制御部と、前記燃料ポンプが有するモータの回転数であるポンプ回転数と前記燃料ポンプが吐出する燃料圧力との相関と、前記燃料ポンプへの通電を初めて行なってから規定期間が経過するまでの駆動初期においての前記相関である初期相関と、に基づいて前記燃料ポンプの状態を診断するポンプ診断部と、を備えることをその要旨とする。

燃料ポンプでは、インペラとポンプ室との間のクリアランスの大きさが変化すると、所定のポンプ回転数で燃料ポンプを駆動する場合の燃料圧力が変化する。上記構成によれば、燃料ポンプの駆動によって得られる燃料圧力とポンプ回転数とを用いることによって、駆動初期の燃料ポンプと比較して燃料ポンプの状態を診断することができる。これによって、駆動中の燃料ポンプの状態を把握することができる。

燃料ポンプの診断装置の一例では、前記ポンプ診断部は、前記燃料ポンプを駆動する際に許容できる限界まで前記インペラが膨潤している場合に前記燃料圧力として規定圧力が得られるときの前記ポンプ回転数の値を膨潤判定閾値として、当該診断の対象である前記燃料ポンプにおいて前記燃料圧力として前記規定圧力が得られるときの前記ポンプ回転数の値が前記膨潤判定閾値よりも低いとき、前記燃料ポンプに異常が発生する予兆として前記インペラの膨潤に伴う前記予兆を検知する。

インペラが膨潤している状態では、インペラが膨潤していない状態と比較してインペラとポンプ室とのクリアランスが小さくなる。このため、所定のポンプ回転数で燃料ポンプを駆動する場合の吐出圧が、インペラが膨潤している状態では、インペラが膨潤していない状態と比較して高くなる。すなわち、インペラが膨潤している状態では、インペラが膨潤していない状態と比較して、低いポンプ回転数において燃料圧力が規定圧力まで昇圧することになる。上記構成のように燃料圧力が規定圧力まで昇圧したときのポンプ回転数の値と膨潤判定閾値とを比較することによって、ポンプ回転数の値が膨潤判定閾値よりも低い場合に、インペラの膨潤に伴う異常の予兆を検知することができる。すなわち、燃料ポンプが停止する異常が発生する前に異常の予兆を検知することができる。

燃料ポンプの診断装置の一例では、前記ポンプ診断部は、前記燃料ポンプを駆動する際に許容できる限界まで前記ポンプ室または前記インペラが摩耗している場合に前記燃料圧力として規定圧力が得られるときの前記ポンプ回転数の値を摩耗判定閾値として、当該診断の対象である前記燃料ポンプにおいて前記燃料圧力として前記規定圧力が得られるときの前記ポンプ回転数の値が前記摩耗判定閾値よりも高いとき、前記燃料ポンプに異常が発生する予兆として前記ポンプ室または前記インペラの摩耗に伴う前記予兆を検知する。

燃料ポンプでは、インペラの膨潤の他に、インペラの回転に異物が巻き込まれることによるポンプ室やインペラの摩耗が進行することがある。ポンプ室やインペラが摩耗している状態では、ポンプ室やインペラが摩耗していない状態と比較してインペラとポンプ室とのクリアランスが大きくなる。このため、所定のポンプ回転数で燃料ポンプを駆動する場合の吐出圧が、ポンプ室やインペラが摩耗している状態では、ポンプ室やインペラが摩耗していない状態と比較して低くなる。すなわち、ポンプ室やインペラが摩耗している状態では、ポンプ室やインペラが摩耗していない状態と比較して、燃料圧力を規定圧力まで昇圧する際のポンプ回転数が高くなる。上記構成のように燃料圧力が規定圧力まで昇圧したときのポンプ回転数の値と摩耗判定閾値とを比較することによって、ポンプ回転数の値が摩耗判定閾値よりも高い場合に、ポンプ室やインペラの摩耗に伴う異常の予兆を検知することができる。これによって、所定のポンプ回転数で燃料ポンプを駆動したときに得られる燃料圧力が過度に低下して燃料ポンプの性能が低下する前に、性能が低下する予兆を検知することができる。

燃料ポンプの診断装置の一例では、前記ポンプ診断部は、前記燃料ポンプを駆動する際に許容できる限界まで前記インペラが膨潤している場合に前記燃料圧力として規定圧力が得られるときの前記ポンプ回転数の値を膨潤判定閾値として、前記駆動初期において前記燃料圧力として前記規定圧力が得られるときのポンプ回転数の値を初期値として、当該診断の対象である前記燃料ポンプにおいて前記燃料圧力として前記規定圧力が得られるときの前記ポンプ回転数の値が前記初期値よりも前記膨潤判定閾値に近いほど、前記駆動初期における燃料ポンプのインペラと比較して前記診断の対象である前記燃料ポンプの前記インペラの膨潤が進行していることを検知する。

上記構成のように初期値からのポンプ回転数の乖離度合いを判定することによって、初期値との乖離が大きい場合には、燃料ポンプの停止といった異常の発生に至っていないまでも、初期値との乖離が大きいほど異常が発生しやすい状態であるということができる。すなわち、上記構成によれば、インペラの膨潤が進行していることを異常が発生する前に検知することができる。

燃料ポンプの診断装置の一例では、前記ポンプ診断部は、診断の対象である前記燃料ポンプの前記ポンプ回転数と前記燃料圧力との相関と、前記初期相関と、に基づいて、前記モータの回転軸の軸方向における前記インペラと前記ポンプ室との間のクリアランスであるスラストクリアランスの大きさを推定し、推定した前記スラストクリアランスの大きさに基づいて前記燃料ポンプに異常が発生する予兆を検知する。

インペラとポンプ室との間のクリアランスのうち、特に、モータの回転軸の軸方向における間隙であるスラストクリアランスの大きさは、燃料ポンプの吐出性能に対する寄与が大きい。こうした事情から、スラストクリアランスの大きさは、燃料ポンプの吐出性能を向上するために、小さく設定されることが多い。このため、インペラが膨潤して燃料ポンプの停止が引き起こされる場合には、インペラの膨潤によってスラストクリアランスがなくなった結果としてスラストクリアランスの確保ができないことが要因となりうる。上記構成によれば、スラストクリアランスの大きさを推定することによって、異常の予兆を検知することができる。

燃料ポンプの診断装置の一例では、前記ポンプ診断部は、前記診断を前回実施した際の前記燃料ポンプの駆動条件と同条件で前記燃料ポンプを駆動して前記診断を繰り返し実行するものであり、今回診断時のポンプ回転数と前回診断時のポンプ回転数との差に基づいて、前回診断時と比較して前記インペラの膨潤が進行していること検知する。

上記構成のように診断を繰り返し実行して結果を比較することによって、インペラの膨潤が進行しているか否かを判定することができる。これによって、異常の予兆として、インペラの膨潤の進行を検知することができる。

燃料ポンプの診断装置の一実施形態と、燃料供給システムとを示す模式図。 同燃料供給システムが有する燃料ポンプのインペラ周辺を模式的に示す断面図。 同診断装置が実施する処理の流れを示すフローチャート。 燃料ポンプの状態とポンプ回転数と燃料圧力との関係を示す図。 ポンプ回転数とスラストクリアランスとの関係を示す図。 同診断装置が実施する診断処理を示すフローチャート。 診断装置の変更例が実施する診断処理に関する図。 診断装置の他の変更例が実施する診断処理に関する図。 診断装置の他の変更例が実施する診断処理に関する図。 診断装置のさらに他の変更例が実施する診断処理に関する図。 診断装置のさらに他の変更例が実施する診断処理を示すフローチャート。

以下、燃料ポンプの診断装置の一実施形態について、図１〜図６を参照して説明する。
図１は、燃料ポンプの診断装置としての制御ユニット１０と、燃料ポンプ３０を有する燃料供給システム２０と、を示している。燃料供給システム２０は、燃料タンク２１と、燃料ポンプ３０と、燃料噴射弁２６と、を備えている。

燃料ポンプ３０は、燃料タンク２１に貯留されている燃料を供給通路２２に吐出する。供給通路２２には、逆止弁２３が設けられている。逆止弁２３よりも下流側には、プレッシャレギュレータ２４が設けられている。

供給通路２２は、デリバリパイプ２５に接続されている。デリバリパイプ２５には、燃料噴射弁２６が設けられている。デリバリパイプ２５には、燃圧センサ２７が設けられている。

燃料ポンプ３０は、有底筒状のハウジング３１を備えている。ハウジング３１には、燃料を吐出する吐出部３９が形成されている。吐出部３９には、供給通路２２が接続されている。ハウジング３１において吐出部３９の反対側となるハウジング３１の開口には、カバー３２が取り付けられている。カバー３２には、燃料タンク２１内の燃料を吸引する吸入口３３が形成されている。

燃料ポンプ３０は、モータ４１を備えている。モータ４１は、ハウジング３１に収容されている。ハウジング３１内には、モータ４１のシャフト４２を軸支する軸受け４３を有するケーシング３５が取り付けられている。ケーシング３５には、シャフト４２の軸方向に貫通する吐出通路３６が形成されている。

モータ４１のシャフト４２には、樹脂製のインペラ４４が取り付けられている。インペラ４４は、ケーシング３５とカバー３２とによって区画されているポンプ室３８に収容されている。インペラ４４は、円板状であり、カバー３２側の面に形成されている複数の吸入側羽根４５を備えている。複数の吸入側羽根４５は、周方向に並んでいる。インペラ４４は、ケーシング３５側の面に形成されている複数の吐出側羽根４６を備えている。複数の吐出側羽根４６は、周方向に並んでいる。インペラ４４には、シャフト４２の軸方向に貫通する連通孔が形成されている。

ポンプ室３８には、カバー３２のうちケーシング３５側の面に形成されている第１溝３４が設けられている。第１溝３４は、吸入口３３と連通したＣ字形状の溝である。ポンプ室３８には、ケーシング３５のうちカバー３２側の面に形成されている第２溝３７が設けられている。第２溝３７は、吐出通路３６と連通したＣ字形状の溝である。

燃料ポンプ３０では、モータ４１の駆動によってインペラ４４が回転すると、吸入側羽根４５によって第１溝３４に旋回流が形成される。旋回する過程で燃料が昇圧されると、一部の燃料がケーシング３５側に押し出される。押し出された燃料は、吐出側羽根４６によって形成されている第２溝３７の旋回流によって昇圧される。第２溝３７から吐出通路３６を介して押し出された燃料が、吐出部３９から吐出される。

図２に示すように、インペラ４４とカバー３２との間、インペラ４４とケーシング３５との間には、クリアランスが設けられている。図２には、模式的に誇張したクリアランスを示している。また、図２には、シャフト４２の軸方向に沿った軸線Ｃを表示している。軸線Ｃの延伸方向におけるインペラ４４とケーシング３５との間のクリアランスを第１クリアランスＣＬａとする。軸線Ｃの延伸方向におけるインペラ４４とカバー３２との間のクリアランスを第２クリアランスＣＬｂとする。第１クリアランスＣＬａ及び第２クリアランスＣＬｂを合わせて、軸線Ｃの延伸方向におけるスラストクリアランスであるクリアランスＣＬとする。

クリアランスＣＬの大きさは、燃料ポンプ３０の吐出性能に大きく寄与している。インペラ４４は、燃料に曝されているため、不可逆的に体積が増大する膨潤が発生する。インペラ４４が膨潤すると、クリアランスＣＬが小さくなる。クリアランスＣＬが小さくなると吐出圧が増加するが、クリアランスＣＬが小さくなりインペラ４４がポンプ室３８の内壁と干渉するようになると、インペラ４４の回転が阻害される。ひいては、燃料ポンプ３０の停止が引き起こされる虞がある。一方で、ポンプ室３８に異物が吸入される等によってポンプ室３８またはインペラ４４が摩耗することがある。ポンプ室３８またはインペラ４４が摩耗すると、クリアランスＣＬが大きくなる。クリアランスＣＬが大きくなると、吐出圧の低下が引き起こされる。

図１に示すように、制御ユニット１０は、燃料供給システム２０を備える車両に搭載されている。制御ユニット１０には、各種センサが接続されている。制御ユニット１０は、各種センサの一例である燃圧センサ２７からの検出信号に基づいて、デリバリパイプ２５内の燃料圧力ＱＰを検出することができる。

制御ユニット１０は、車両の制御装置であるＥＣＵ１１と、燃料ポンプ３０を駆動するポンプ制御部としてのＦＰＣ１３と、を備えている。
ＥＣＵ１１は、ポンプ診断部１２を備えている。ポンプ診断部１２は、燃料ポンプ３０に異常が生じる予兆を検出するための診断処理を実施する。

ＦＰＣ１３は、ＥＣＵ１１が算出する要求吐出量ＱＶＴに基づいて、燃料ポンプ３０を駆動制御する。ＦＰＣ１３は、フィードフォワード制御（以下、「Ｆ／Ｆ制御」という。）およびフィードバック制御（以下、「Ｆ／Ｂ制御」という。）によって燃料ポンプ３０のモータ４１を制御する。

Ｆ／Ｆ制御では、要求吐出量ＱＶＴに基づいてポンプ回転数Ｎｐの目標値として目標回転数ＮｐＴが算出される。ＦＰＣ１３は、ポンプ回転数Ｎｐが目標回転数ＮｐＴとなるように燃料ポンプ３０のモータ電圧を設定して燃料ポンプ３０を駆動する。

Ｆ／Ｂ制御では、燃料圧力ＱＰに基づいて実吐出量を推定し、実吐出量が要求吐出量ＱＶＴに追従するようにポンプ回転数Ｎｐを制御する。
また、制御ユニット１０には、報知装置５０が接続されている。報知装置５０としては、たとえば警告灯を採用することができる。ポンプ診断部１２は、診断処理を実施した結果として燃料ポンプ３０に異常が生じる予兆を検出した場合に、警告灯を点灯させることによって、当該予兆を検知したことを報知することができる。

図３を用いて、ポンプ診断部１２によって実施される診断処理に関する処理の流れについて説明する。この処理の流れでは、ＦＰＣ１３が実施するポンプ制御に続いて診断処理が実施される。

まず、ステップＳ１１においてＦＰＣ１３によってポンプ制御が実施されると、続くステップＳ１２において、ポンプ診断部１２によって診断処理が実施される。診断処理の詳細については後述する。診断処理の実施が終了すると、処理がステップＳ１３に移行される。

ステップＳ１３では、診断処理によって異常発生の予兆が検出されたか否かが判定される。詳しくは後述するが、インペラ４４が膨潤していると判定された場合、またはポンプ室３８またはインペラ４４が摩耗していると判定された場合には、異常発生の予兆があると判定される。その他の診断結果の場合には、異常発生の予兆がないと判定される。異常発生の予兆がない場合には（Ｓ１３：ＮＯ）、本処理ルーチンが終了される。

一方、異常発生の予兆がある場合には（Ｓ１３：ＹＥＳ）、処理がステップＳ１４に移行される。ステップＳ１４では、ポンプ診断部１２によって報知処理が実施される。報知処理では、診断処理の実施によって異常発生の予兆が検出されたことが記憶される。さらに、ポンプ診断部１２は、報知装置５０によって異常発生の予兆を報知する。報知処理が実施されると、本処理ルーチンが終了される。

図４を用いて、診断処理に関するポンプ回転数Ｎｐと燃料圧力ＱＰとの関係について説明する。燃料ポンプ３０では、ポンプ回転数Ｎｐが高いほど吐出圧が高くなり、燃料圧力ＱＰが高くなる。

以下では、インペラ４４が膨潤しておらず、ポンプ室３８およびインペラ４４が摩耗していない、すなわち、異常が生じていない状態の燃料ポンプを基準の燃料ポンプとする。また、基準の燃料ポンプと比較してインペラ４４の膨潤が進行している状態の燃料ポンプを膨潤状態の燃料ポンプとする。さらに、基準の燃料ポンプと比較してポンプ室３８またはインペラ４４の摩耗が進行している状態の燃料ポンプを摩耗状態の燃料ポンプとする。

基準の燃料ポンプでは、モータへの通電を初めて行なってから規定期間が経過するまでの駆動初期において、図４に示すようにポンプ回転数Ｎｐと燃料圧力ＱＰとの比例関係が成立する。これを初期相関とする。なお、規定期間とは、クリアランスＣＬの大きさの変動によってポンプ回転数Ｎｐと燃料圧力ＱＰとの相関に変化が生じないと予想できる期間である。膨潤状態の燃料ポンプでは、図４に示すように所定のポンプ回転数Ｎｐで燃料ポンプを駆動した場合の燃料圧力ＱＰが基準の燃料ポンプと比較して高くなる傾向がある。すなわち、膨潤状態の燃料ポンプにおいて成立するポンプ回転数Ｎｐと燃料圧力ＱＰとの相関では、初期相関と比較して、所定のポンプ回転数Ｎｐに対応する燃料圧力ＱＰが高い値を示す。一方で、摩耗状態の燃料ポンプでは、図４に示すように所定のポンプ回転数Ｎｐで燃料ポンプを駆動した場合の燃料圧力ＱＰが基準の燃料ポンプと比較して低くなる傾向がある。すなわち、摩耗状態の燃料ポンプにおいて成立するポンプ回転数Ｎｐと燃料圧力ＱＰとの相関では、初期相関と比較して、所定のポンプ回転数Ｎｐに対応する燃料圧力ＱＰが低い値を示す。図４に示す燃料ポンプ３０の状態とポンプ回転数Ｎｐと燃料圧力ＱＰとの関係は、インペラ４４の膨潤やポンプ室３８またはインペラ４４の摩耗が発生してクリアランスＣＬの大きさが変動することによって成立している。

続いて図５を用いて、診断処理に関するポンプ回転数ＮｐとクリアランスＣＬとの関係について説明する。図５には、燃料ポンプ３０の駆動によって燃料圧力ＱＰを規定圧力ＱＰｘに上昇する際のポンプ回転数Ｎｐと、クリアランスＣＬの大きさと、の関係を示している。図４に示したように、膨潤状態の燃料ポンプでは、所定のポンプ回転数Ｎｐに対応する燃料圧力ＱＰが高い。一方、摩耗状態の燃料ポンプでは、所定のポンプ回転数Ｎｐに対応する燃料圧力ＱＰが低い。すなわち、クリアランスＣＬが大きいほど所定のポンプ回転数Ｎｐに対応する燃料圧力ＱＰが低くなる。このため、図５に示すように、燃料圧力ＱＰを規定圧力ＱＰｘに上昇する際のポンプ回転数Ｎｐが高いほど、クリアランスＣＬが大きいという関係が成立する。

本実施形態では、基準の燃料ポンプにおけるクリアランスＣＬの大きさを含むクリアランスＣＬの基準範囲を設定している。図５に示すように、基準範囲における最小値を許容下限値ＣＬｔｈ２として、基準範囲における最大値を許容上限値ＣＬｔｈ３としている。燃料ポンプ３０のクリアランスＣＬが許容下限値ＣＬｔｈ２よりも小さい場合には、基準の燃料ポンプと比較してインペラ４４が膨潤傾向にあるといえる。膨潤傾向とは、インペラ４４とポンプ室３８の内壁との干渉に至らないまでもインペラ４４が膨潤している状態のことを示す。一方で、燃料ポンプ３０のクリアランスＣＬが許容上限値ＣＬｔｈ３よりも大きい場合には、基準の燃料ポンプと比較してポンプ室３８またはインペラ４４が摩耗傾向にあるといえる。

さらに、クリアランスＣＬが膨潤限界値ＣＬｔｈ１よりも小さくなると燃料ポンプ３０が停止する虞がある値として膨潤限界値ＣＬｔｈ１を設定している。換言すれば、燃料ポンプ３０のクリアランスＣＬが膨潤限界値ＣＬｔｈ１よりも大きい範囲にあれば、インペラ４４の膨潤を要因とした燃料ポンプ３０の停止は発生しない。

また、クリアランスＣＬが摩耗限界値ＣＬｔｈ４よりも大きくなっている場合に燃料ポンプ３０の吐出性能が低くなっていると判定するための値として摩耗限界値ＣＬｔｈ４を設定している。

すなわち、図５に示す関係から、以下（Ａ）〜（Ｅ）の事項を導き出すことができる。なお、第１〜第４回転数閾値Ｎｐｔｈ１〜４は、図５に示すように、第１回転数閾値Ｎｐｔｈ１、第２回転数閾値Ｎｐｔｈ２、第３回転数閾値Ｎｐｔｈ３、第４回転数閾値Ｎｐｔｈ４の順に高い値を示す。
（Ａ）燃料ポンプ３０の駆動によって燃料圧力ＱＰを規定圧力ＱＰｘに上昇する際のポンプ回転数Ｎｐが、許容下限値ＣＬｔｈ２に対応する第２回転数閾値Ｎｐｔｈ２から許容上限値ＣＬｔｈ３に対応する第３回転数閾値Ｎｐｔｈ３までの範囲内にある場合には、燃料ポンプ３０のクリアランスＣＬの大きさは基準範囲に収まっている。
（Ｂ）燃料圧力ＱＰを規定圧力ＱＰｘに上昇する際のポンプ回転数Ｎｐが、許容下限値ＣＬｔｈ２に対応する第２回転数閾値Ｎｐｔｈ２よりも低い場合には、クリアランスＣＬが基準範囲よりも小さく、インペラ４４が膨潤傾向にある。
（Ｃ）燃料圧力ＱＰを規定圧力ＱＰｘに上昇する際のポンプ回転数Ｎｐが、膨潤限界値ＣＬｔｈ１に対応する第１回転数閾値Ｎｐｔｈ１よりも低い場合には、クリアランスＣＬが基準範囲よりも小さく、インペラ４４の膨潤によって燃料ポンプ３０が停止する虞がある。
（Ｄ）燃料圧力ＱＰを規定圧力ＱＰｘに上昇する際のポンプ回転数Ｎｐが、許容上限値ＣＬｔｈ３に対応する第３回転数閾値Ｎｐｔｈ３よりも高い場合には、クリアランスＣＬが基準範囲よりも大きく、ポンプ室３８またはインペラ４４が摩耗傾向にある。
（Ｅ）燃料圧力ＱＰを規定圧力ＱＰｘに上昇する際のポンプ回転数Ｎｐが、摩耗限界値ＣＬｔｈ４に対応する第４回転数閾値Ｎｐｔｈ４よりも高い場合には、クリアランスＣＬが基準範囲よりも大きく、ポンプ室３８またはインペラ４４の摩耗によって燃料ポンプ３０の性能が低下している。

したがって、第１回転数閾値Ｎｐｔｈ１は、燃料ポンプ３０を駆動する際に許容できる限界までインペラ４４が膨潤している場合に燃料圧力ＱＰとして規定圧力ＱＰｘが得られるときのポンプ回転数Ｎｐの値である。第１回転数閾値Ｎｐｔｈ１を膨潤判定閾値という。また、第４回転数閾値Ｎｐｔｈ４は、燃料ポンプ３０を駆動する際に許容できる限界までポンプ室３８またはインペラ４４が摩耗している場合に燃料圧力ＱＰとして規定圧力ＱＰｘが得られるときのポンプ回転数Ｎｐの値である。第４回転数閾値Ｎｐｔｈ４を摩耗判定閾値という。また、クリアランスＣＬが基準範囲に収まる第２回転数閾値Ｎｐｔｈ２から第３回転数閾値Ｎｐｔｈ３までの範囲内の値は、燃料ポンプ３０への通電を初めて行なってから規定期間が経過するまでの駆動初期において燃料圧力ＱＰとして規定圧力ＱＰｘが得られるときのポンプ回転数Ｎｐの値である初期値ということができる。

上記（Ａ）〜（Ｅ）の事項に基づいて燃料ポンプ３０の状態を診断するため、ポンプ診断部１２は、燃料ポンプ３０の駆動によって燃料圧力ＱＰが規定圧力ＱＰｘに上昇したときのポンプ回転数Ｎｐを記憶して、記憶したポンプ回転数Ｎｐを診断処理に用いる。

図６を用いて、ポンプ診断部１２が実施する診断処理の一例について説明する。本処理ルーチンは、図３のステップＳ１２の処理によって開始される。
本処理ルーチンが開始されると、まずステップＳ１０１において、燃料圧力ＱＰが規定圧力ＱＰｘに上昇する際のポンプ回転数Ｎｐが第２回転数閾値Ｎｐｔｈ２から第３回転数閾値Ｎｐｔｈ３の範囲にあるか否かが判定される。ポンプ回転数Ｎｐが第２回転数閾値Ｎｐｔｈ２から第３回転数閾値Ｎｐｔｈ３の範囲にあるとき、すなわちポンプ回転数Ｎｐが第２回転数閾値Ｎｐｔｈ２以上であり且つポンプ回転数Ｎｐが第３回転数閾値Ｎｐｔｈ３以下である場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、処理がステップＳ１０２に移行される。ステップＳ１０２では、クリアランスＣＬの大きさが基準範囲内であると判定される。その後、本処理ルーチンが終了される。

一方、ポンプ回転数Ｎｐが第２回転数閾値Ｎｐｔｈ２から第３回転数閾値Ｎｐｔｈ３の範囲にないとき、すなわちポンプ回転数Ｎｐが第２回転数閾値Ｎｐｔｈ２よりも低い場合またはポンプ回転数Ｎｐが第３回転数閾値Ｎｐｔｈ３よりも高い場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、処理がステップＳ１０３に移行される。

ステップＳ１０３では、ポンプ回転数Ｎｐが第３回転数閾値Ｎｐｔｈ３よりも高いか否かが判定される。ポンプ回転数Ｎｐが第３回転数閾値Ｎｐｔｈ３よりも高い場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、処理がステップＳ１０４に移行される。一方、ポンプ回転数Ｎｐが第２回転数閾値Ｎｐｔｈ２よりも低い場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、処理がステップＳ１０７に移行される。

ステップＳ１０４では、ポンプ回転数Ｎｐが第４回転数閾値Ｎｐｔｈ４よりも高いか否かが判定される。ポンプ回転数Ｎｐが第４回転数閾値Ｎｐｔｈ４よりも高い場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、処理がステップＳ１０５に移行される。ステップＳ１０５では、クリアランスＣＬが基準範囲よりも大きく、ポンプ室３８またはインペラ４４が摩耗しており異常発生の予兆があると判定される。その後、本処理ルーチンが終了される。一方、ポンプ回転数Ｎｐが第４回転数閾値Ｎｐｔｈ４以下である場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、処理がステップＳ１０６に移行される。ステップＳ１０６では、クリアランスＣＬが基準範囲よりも大きく、ポンプ室３８またはインペラ４４が摩耗傾向にあると判定される。その後、本処理ルーチンが終了される。

ステップＳ１０７では、ポンプ回転数Ｎｐが第１回転数閾値Ｎｐｔｈ１よりも低いか否かが判定される。ポンプ回転数Ｎｐが第１回転数閾値Ｎｐｔｈ１よりも低い場合（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、処理がステップＳ１０８に移行される。ステップＳ１０８では、クリアランスＣＬが基準範囲よりも小さく、インペラ４４が膨潤しており異常発生の予兆があると判定される。その後、本処理ルーチンが終了される。一方、ポンプ回転数Ｎｐが第１回転数閾値Ｎｐｔｈ１以上である場合（Ｓ１０８：ＮＯ）、処理がステップＳ１０９に移行される。ステップＳ１０９では、クリアランスＣＬが基準範囲よりも小さく、インペラ４４が膨潤傾向にあると判定される。その後、本処理ルーチンが終了される。

本実施形態の作用及び効果について説明する。
燃料ポンプでは、吐出性能を向上するために、スラストクリアランスの大きさが小さく設定されることが多い。このため、燃料ポンプのインペラが膨潤して燃料ポンプの停止が引き起こされる場合には、インペラの膨潤によってスラストクリアランスが「０」に近づいた結果としてスラストクリアランスの確保ができないことが要因となりうる。この点、燃料ポンプの診断装置としての本実施形態の制御ユニット１０によれば、クリアランスＣＬの大きさを推定し、推定したクリアランスＣＬの大きさに基づいて燃料ポンプ３０に異常が発生する予兆を検知することができる。すなわち、クリアランスＣＬを推定することができるため、駆動中の燃料ポンプ３０の状態を把握することができ、異常の発生によって燃料ポンプ３０が停止に至る前に異常が発生する予兆を検知することができる。

また、制御ユニット１０では、燃料ポンプ３０の駆動によって燃料圧力ＱＰを規定圧力ＱＰｘに上昇する際のポンプ回転数Ｎｐと、クリアランスＣＬの大きさと、の関係に基づいて燃料ポンプ３０の状態を診断する。これによって、燃料圧力ＱＰが規定圧力ＱＰｘまで昇圧したときのポンプ回転数Ｎｐの値が、膨潤判定閾値としての第１回転数閾値Ｎｐｔｈ１よりも低い場合に、インペラ４４の膨潤に伴う異常の予兆を検知することができる。すなわち、燃料ポンプ３０が停止する異常が発生する前に異常の予兆を検知することができる。

さらに、制御ユニット１０では、燃料圧力ＱＰが規定圧力ＱＰｘまで昇圧したときのポンプ回転数Ｎｐの値が、摩耗判定閾値としての第４回転数閾値Ｎｐｔｈ４よりも高い場合に、ポンプ室３８やインペラ４４の摩耗に伴う異常の予兆を検知することができる。これによって、所定のポンプ回転数Ｎｐで燃料ポンプ３０を駆動したときに得られる燃料圧力ＱＰが過度に低下して燃料ポンプ３０の性能が低下する前に、性能が低下する予兆を検知することができる。

また、制御ユニット１０のポンプ診断部１２が実施する診断処理では、図４及び図５に示すように、ポンプ回転数ＮｐとクリアランスＣＬの大きさとの関係において、駆動初期の燃料ポンプにおけるクリアランスＣＬに基づいてクリアランスＣＬの基準範囲を設定している。基準範囲に対応する値からのポンプ回転数Ｎｐの乖離が大きい場合には、異常の発生に至っていない場合でも異常が発生しやすい状態であるといえる。本実施形態の診断処理によれば、ポンプ回転数Ｎｐが基準範囲に対応する値から乖離しており膨潤判定閾値としての第１回転数閾値Ｎｐｔｈ１に近いほど、インペラ４４の膨潤が進行していると診断することができる。これによって、燃料ポンプ３０に異常が発生する前に、インペラ４４の膨潤が進行していることを検知することができる。

同様に、本実施形態の診断処理によれば、ポンプ回転数Ｎｐが基準範囲に対応する値から乖離しており摩耗判定閾値としての第４回転数閾値Ｎｐｔｈ４に近いほど、ポンプ室３８またはインペラ４４の摩耗が進行していると診断することができる。これによって、燃料ポンプ３０に異常が発生する前に、ポンプ室３８またはインペラ４４の摩耗が進行していることを検知することができる。

燃料ポンプ３０では、インペラ４４の膨潤と、ポンプ室３８またはインペラ４４の摩耗とが同時に進行することがある。摩耗と膨潤が同時進行している場合、膨潤によってクリアランスＣＬが小さくなっても摩耗によってクリアランスＣＬが大きくなれば、クリアランスＣＬが基準範囲に収まることもある。この場合、摩耗と膨潤が発生していても燃料ポンプ３０としては吐出性能が確保されているといえる。ポンプ回転数Ｎｐに基づいてクリアランスＣＬを推定することによって駆動中の燃料ポンプ３０の状態を把握できる本実施形態の診断処理によれば、摩耗と膨潤が発生していても燃料ポンプ３０の性能が確保されている場合には、異常の予兆を検知しないようにすることができる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、図３に示したステップＳ１２で実施される診断処理として、図６に示したフローチャートを用いて燃料ポンプ３０に発生する異常の予兆を検知する処理を例示した。ステップＳ１２で実施される診断処理としては、図５に示した関係が記憶されているマップを用いて、燃料圧力ＱＰを規定圧力ＱＰｘに上昇する際のポンプ回転数Ｎｐに対するクリアランスＣＬの大きさから異常の予兆を検知する処理を実施することもできる。

・上記実施形態では、燃料ポンプ３０に発生する異常の予兆を検知する診断処理において、燃料圧力ＱＰを規定圧力ＱＰｘに上昇する際のポンプ回転数Ｎｐに基づいてクリアランスＣＬの大きさを推定し、異常の予兆を検知するように構成した。ところが、図５に示した関係に基づいて判定を行う場合には、ポンプ回転数Ｎｐが第１〜４回転数閾値Ｎｐｔｈ１〜４の各閾値によって区切られた区画のいずれに位置しているかを判定することによって、異常の予兆としてインペラ４４の膨潤の検知、または、ポンプ室３８またはインペラ４４の摩耗の検知を行うことができる。すなわち、燃料ポンプ３０に発生する異常の予兆を検知する診断処理において、ポンプ回転数Ｎｐに基づくクリアランスＣＬの推定は、必須ではない。

・上記実施形態における図２に示した処理の流れを繰り返し実行してもよい。すなわち、ポンプ診断部１２が診断処理を繰り返し実行してもよい。このとき、診断処理を繰り返し実行する間、ステップＳ１１におけるポンプ制御では、燃料ポンプ３０を駆動する条件を同条件とする。たとえば、燃料ポンプ３０のモータ電圧を変更しない。

ポンプ診断部１２が診断処理を繰り返し実行することによって、燃料ポンプ３０の駆動によって燃料圧力ＱＰを規定圧力ＱＰｘに上昇する際のポンプ回転数Ｎｐが、前回診断時と比較して今回診断時の方が小さい場合には、前回診断時よりもクリアランスＣＬが大きくなっており、インペラ４４の膨潤が進行していることを異常の予兆として検知できる。一方で、ポンプ回転数Ｎｐが、前回診断時と比較して今回診断時の方が大きい場合には、前回診断時よりもクリアランスＣＬが小さくなっており、ポンプ室３８またはインペラ４４の摩耗が進行していることを異常の予兆として検知できる。

ところで、インペラ４４の膨潤と、ポンプ室３８またはインペラ４４の摩耗とが同時に進行する場合、膨潤または摩耗の進行速度によっては、インペラ４４が膨潤傾向であることが一旦検知されても基準範囲内のクリアランスＣＬに戻る場合もある。上記構成のように診断処理を繰り返し実行することによって、診断の精度を向上させることができる。

・上記実施形態では、図５及び図６を用いて、ポンプ回転数ＮｐとクリアランスＣＬとの関係に基づいて燃料ポンプ３０に発生する異常の予兆を検知する診断処理について説明した。診断処理の処理内容は、変更することができる。たとえば、ＦＰＣ１３による燃料ポンプ３０の駆動に関して、Ｆ／Ｆ制御中のポンプ回転数Ｎｐの値を初期回転数として、Ｆ／Ｂ制御によってポンプ回転数Ｎｐが変動した時の初期回転数からの変化量を回転数変化量ΔＮｐとする。この回転数変化量ΔＮｐを用いて、燃料ポンプ３０に発生する異常の予兆を検知する診断処理を行うことができる。

図７を用いて、診断処理に関する回転数変化量ΔＮｐとクリアランスＣＬとの関係について説明する。図４に示したように、クリアランスＣＬが大きいほど所定のポンプ回転数Ｎｐに対応する燃料圧力ＱＰが低くなる。このため、図７に示すように、回転数変化量ΔＮｐが大きいほどクリアランスＣＬが大きいという関係が成立する。

図７に示すように、摩耗限界値ＣＬｔｈ４に対応する回転数変化量ΔＮｐの値は「ｒｂ」である。許容上限値ＣＬｔｈ３に対応する回転数変化量ΔＮｐの値は「ｒｂ」よりも小さい「ｒａ」である。許容下限値ＣＬｔｈ２に対応する回転数変化量ΔＮｐの値は「−ｒａ」である。膨潤限界値ＣＬｔｈ１に対応する回転数変化量ΔＮｐの値は「−ｒａ」よりも小さい「−ｒｃ」である。すなわち、図７に示す関係から、以下（Ｆ）〜（Ｊ）の事項を導き出すことができる。
（Ｆ）回転数変化量ΔＮｐの大きさが「ｒａ」以下である場合、すなわち「ΔＮｐ≦｜ｒａ｜」の場合には、燃料ポンプ３０のクリアランスＣＬの大きさは基準範囲に収まっている。
（Ｇ）回転数変化量ΔＮｐが「−ｒａ」よりも小さい場合、すなわち「ΔＮｐ＜−ｒａ」の場合には、クリアランスＣＬが基準範囲よりも小さく、インペラ４４が膨潤傾向にある。
（Ｈ）回転数変化量ΔＮｐが「−ｒｃ」よりも小さい場合、すなわち「ΔＮｐ＜−ｒｃ」の場合には、クリアランスＣＬが基準範囲よりも小さく、インペラ４４の膨潤によって燃料ポンプ３０が停止する虞がある。
（Ｉ）回転数変化量ΔＮｐが「ｒａ」より大きい場合、すなわち「ΔＮｐ＞ｒａ」の場合には、クリアランスＣＬが基準範囲よりも大きく、ポンプ室３８またはインペラ４４が摩耗傾向にある。
（Ｊ）回転数変化量ΔＮｐが「ｒｂ」より大きい場合、すなわち「ΔＮｐ＞ｒｂ」の場合には、クリアランスＣＬが基準範囲よりも大きく、ポンプ室３８またはインペラ４４の摩耗によって燃料ポンプ３０の性能が低下している。

上記（Ｆ）〜（Ｊ）の事項に基づいて燃料ポンプ３０の状態を診断することができる。たとえば、ＦＰＣ１３がＦ／Ｂ制御を開始してから実吐出量が要求吐出量ＱＶＴに到達するまでの期間におけるポンプ回転数Ｎｐの変化量を回転数変化量ΔＮｐとして記憶する。回転数変化量ΔＮｐを用いて診断処理を実施することができる。また、Ｆ／Ｂ制御の実行中においてポンプ回転数Ｎｐの変化量として回転数変化量ΔＮｐを逐次監視し、回転数変化量ΔＮｐが「−ｒａ」よりも小さくなったときにインペラ４４の膨潤によって燃料ポンプ３０が停止する虞があると判定することもできる。こうした診断処理によっても、上記実施形態と同様に、駆動中の燃料ポンプ３０の状態を把握することができ、燃料ポンプ３０に発生する異常の予兆を検知することができる。

・診断処理の処理内容は、次のように変更することができる。ポンプ回転数Ｎｐが所定の回転数に制御されているときの燃料ポンプ３０の単位時間当たりの吐出量ＱＶは、燃料圧力ＱＰと比例関係にある。したがって、図８に示すように、燃料ポンプ３０の状態とポンプ回転数Ｎｐと吐出量ＱＶとの間には、図４に示した関係と同様の相関が成立する。すなわち、膨潤状態の燃料ポンプにおいて成立するポンプ回転数Ｎｐと吐出量ＱＶとの相関では、初期相関と比較して、所定のポンプ回転数Ｎｐに対応する吐出量ＱＶが高い値を示す。一方で、摩耗状態の燃料ポンプにおいて成立するポンプ回転数Ｎｐと吐出量ＱＶとの相関では、初期相関と比較して、所定のポンプ回転数Ｎｐに対応する吐出量ＱＶが低い値を示す。ここで、ＦＰＣ１３がＦ／Ｆ制御を実施しているときには、ポンプ回転数Ｎｐは、一定の目標回転数ＮｐＴに制御される。ポンプ回転数Ｎｐが目標回転数ＮｐＴに制御されているとき、燃料圧力ＱＰを所定の圧力だけ増加させるために要する時間を昇圧時間Ｔとする。図８に示すように、所定のポンプ回転数Ｎｐに対応する吐出量ＱＶは、クリアランスＣＬが大きいほど低くなる。このため、図９に示すように、ポンプ回転数Ｎｐが一定であるとき、クリアランスＣＬが大きいほど昇圧時間Ｔが長いという関係が成立する。この図９に示す昇圧時間ＴとクリアランスＣＬとの関係に基づいて、診断処理を実施することができる。

図９に示す関係から、以下（Ｋ）〜（Ｏ）の事項を導き出すことができる。
（Ｋ）昇圧時間Ｔが、許容下限値ＣＬｔｈ２に対応する第２時間閾値Ｔｔｈ２から許容上限値ＣＬｔｈ３に対応する第３時間閾値Ｔｔｈ３までの範囲内にある場合には、燃料ポンプ３０のクリアランスＣＬの大きさは基準範囲に収まっている。
（Ｌ）昇圧時間Ｔが、許容下限値ＣＬｔｈ２に対応する第２時間閾値Ｔｔｈ２よりも短い場合には、クリアランスＣＬが基準範囲よりも小さく、インペラ４４が膨潤傾向にある。
（Ｍ）昇圧時間Ｔが、膨潤限界値ＣＬｔｈ１に対応する第１時間閾値Ｔｔｈ１よりも短い場合には、クリアランスＣＬが基準範囲よりも小さく、インペラ４４の膨潤によって燃料ポンプ３０が停止する虞がある。
（Ｎ）昇圧時間Ｔが、許容上限値ＣＬｔｈ３に対応する第３時間閾値Ｔｔｈ３よりも長い場合には、クリアランスＣＬが基準範囲よりも大きく、ポンプ室３８またはインペラ４４が摩耗傾向にある。
（Ｏ）昇圧時間Ｔが、摩耗限界値ＣＬｔｈ４に対応する第４時間閾値Ｔｔｈ４よりも長い場合には、クリアランスＣＬが基準範囲よりも大きく、ポンプ室３８またはインペラ４４の摩耗によって燃料ポンプ３０の性能が低下している。

上記（Ｋ）〜（Ｏ）の事項に基づいて燃料ポンプ３０の状態を診断することができる。この診断処理によっても、上記実施形態と同様に、駆動中の燃料ポンプ３０の状態を把握することができ、燃料ポンプ３０に発生する異常の予兆を検知することができる。

・上記実施形態では、図５に示した燃料ポンプ３０の駆動によって燃料圧力ＱＰを規定圧力ＱＰｘに上昇する際のポンプ回転数Ｎｐと、クリアランスＣＬの大きさと、の関係に基づいて実施する診断処理を例示した。燃料ポンプ３０の状態とポンプ回転数Ｎｐと吐出量ＱＶとの間には、図８に示すように相関が成立する。このため、燃料ポンプ３０の駆動によって所定の吐出量ＱＶが得られる際のポンプ回転数Ｎｐと、クリアランスＣＬの大きさと、の関係に基づいて診断処理を実施することもできる。この診断処理によっても、上記実施形態と同様に、駆動中の燃料ポンプ３０の状態を把握することができ、燃料ポンプ３０に発生する異常の予兆を検知することができる。

・診断処理の処理内容は、次のように変更することができる。図４に示すように、所定のポンプ回転数Ｎｐに対応する燃料圧力ＱＰは、クリアランスＣＬが大きいほど低くなる。このため、図１０に示すように、ポンプ回転数Ｎｐが一定であるとき、燃料圧力ＱＰが低いほどクリアランスＣＬが大きいという関係が成立する。ここで、ＦＰＣ１３がＦ／Ｆ制御を実施しているとき、ポンプ回転数Ｎｐは、一定の目標回転数ＮｐＴに制御される。ポンプ回転数Ｎｐが目標回転数ＮｐＴに制御されているときの燃料圧力ＱＰの大きさを用いることによって、図１０に示す燃料圧力ＱＰとクリアランスＣＬとの関係に基づいて診断処理を実施することができる。

図１０に示す関係から、以下（Ｐ）〜（Ｔ）の事項を導き出すことができる。
（Ｐ）ポンプ回転数Ｎｐが目標回転数ＮｐＴに制御されているときの燃料圧力ＱＰが、許容上限値ＣＬｔｈ３に対応する第２燃圧閾値ＱＰｔｈ２から許容下限値ＣＬｔｈ２に対応する第３燃圧閾値ＱＰｔｈ３までの範囲内にある場合には、燃料ポンプ３０のクリアランスＣＬの大きさは基準範囲に収まっている。
（Ｑ）燃料圧力ＱＰが、許容下限値ＣＬｔｈ２に対応する第３燃圧閾値ＱＰｔｈ３よりも高い場合には、クリアランスＣＬが基準範囲よりも小さく、インペラ４４が膨潤傾向にある。
（Ｒ）燃料圧力ＱＰが、膨潤限界値ＣＬｔｈ１に対応する第４燃圧閾値ＱＰｔｈ４よりも高い場合には、クリアランスＣＬが基準範囲よりも小さく、インペラ４４の膨潤によって燃料ポンプ３０が停止する虞がある。
（Ｓ）燃料圧力ＱＰが、許容上限値ＣＬｔｈ３に対応する第２燃圧閾値ＱＰｔｈ２よりも低い場合には、クリアランスＣＬが基準範囲よりも大きく、ポンプ室３８またはインペラ４４が摩耗傾向にある。
（Ｔ）燃料圧力ＱＰが、摩耗限界値ＣＬｔｈ４に対応する第１燃圧閾値ＱＰｔｈ１よりも低い場合には、クリアランスＣＬが基準範囲よりも大きく、ポンプ室３８またはインペラ４４の摩耗によって燃料ポンプ３０の性能が低下している。

上記（Ｐ）〜（Ｔ）の事項に基づいて燃料ポンプ３０の状態を診断することができる。
図１１を用いて、ポンプ診断部１２が実施する診断処理の一例について説明する。本処理ルーチンは、図３のステップＳ１２の処理によって開始される。

本処理ルーチンが開始されると、まずステップＳ３０１において、ポンプ回転数Ｎｐが目標回転数ＮｐＴに制御されているときの燃料圧力ＱＰが第２燃圧閾値ＱＰｔｈ２から第３燃圧閾値ＱＰｔｈ３までの範囲にあるか否かが判定される。燃料圧力ＱＰが第２燃圧閾値ＱＰｔｈ２から第３燃圧閾値ＱＰｔｈ３の範囲にあるとき、すなわち燃料圧力ＱＰが第２燃圧閾値ＱＰｔｈ２以上であり且つ燃料圧力ＱＰが第３燃圧閾値ＱＰｔｈ３以下である場合（Ｓ３０１：ＹＥＳ）、処理がステップＳ３０２に移行される。ステップＳ３０２では、クリアランスＣＬの大きさが基準範囲内であると判定される。その後、本処理ルーチンが終了される。

一方、燃料圧力ＱＰが第２燃圧閾値ＱＰｔｈ２から第３燃圧閾値ＱＰｔｈ３の範囲にないとき、すなわち燃料圧力ＱＰが第２燃圧閾値ＱＰｔｈ２よりも低い場合または燃料圧力ＱＰが第３燃圧閾値ＱＰｔｈ３よりも高い場合（Ｓ３０１：ＮＯ）、処理がステップＳ３０３に移行される。

ステップＳ３０３では、燃料圧力ＱＰが第２燃圧閾値ＱＰｔｈ２よりも低いか否かが判定される。燃料圧力ＱＰが第２燃圧閾値ＱＰｔｈ２よりも低い場合（Ｓ３０３：ＹＥＳ）、処理がステップＳ３０４に移行される。一方、燃料圧力ＱＰが第３燃圧閾値ＱＰｔｈ３よりも高い場合（Ｓ３０３：ＮＯ）、処理がステップＳ３０７に移行される。

ステップＳ３０４では、燃料圧力ＱＰが第１燃圧閾値ＱＰｔｈ１よりも低いか否かが判定される。燃料圧力ＱＰが第１燃圧閾値ＱＰｔｈ１よりも低い場合（Ｓ３０４：ＹＥＳ）、処理がステップＳ３０５に移行される。ステップＳ３０５では、クリアランスＣＬが基準範囲よりも大きく、ポンプ室３８またはインペラ４４が摩耗しており異常発生の予兆があると判定される。その後、本処理ルーチンが終了される。一方、燃料圧力ＱＰが第１燃圧閾値ＱＰｔｈ１以上である場合（Ｓ３０４：ＮＯ）、処理がステップＳ３０６に移行される。ステップＳ３０６では、クリアランスＣＬが基準範囲よりも大きく、ポンプ室３８またはインペラ４４が摩耗傾向にあると判定される。その後、本処理ルーチンが終了される。

ステップＳ３０７では、燃料圧力ＱＰが第４燃圧閾値ＱＰｔｈ４よりも高いか否かが判定される。燃料圧力ＱＰが第４燃圧閾値ＱＰｔｈ４よりも高い場合（Ｓ３０７：ＹＥＳ）、処理がステップＳ３０８に移行される。ステップＳ３０８では、クリアランスＣＬが基準範囲よりも小さく、インペラ４４が膨潤しており異常発生の予兆があると判定される。その後、本処理ルーチンが終了される。一方、燃料圧力ＱＰが第４燃圧閾値ＱＰｔｈ４以下である場合（Ｓ３０８：ＮＯ）、処理がステップＳ３０９に移行される。ステップＳ３０９では、クリアランスＣＬが基準範囲よりも小さく、インペラ４４が膨潤傾向にあると判定される。その後、本処理ルーチンが終了される。

この診断処理によっても、上記実施形態と同様に、駆動中の燃料ポンプ３０の状態を把握することができ、燃料ポンプ３０に発生する異常の予兆を検知することができる。
・上記実施形態では、ＦＰＣ１３が実施するポンプ制御に続いて診断処理が実施されるように構成している。このポンプ制御は、燃料噴射弁２６からの燃料噴射を実施するためにＥＣＵ１１が算出する要求吐出量ＱＶＴに基づいて燃料ポンプ３０を駆動するポンプ制御であってもよいし、燃料噴射弁２６からの燃料噴射時期に関わらず、診断処理を実施するために燃料ポンプ３０を駆動するポンプ制御であってもよい。

・上記実施形態では、車両のＥＣＵ１１が備えるポンプ診断部１２を例示した。診断処理を実施するポンプ診断部１２は、車両の外部に位置する演算装置に設けられていてもよい。すなわち、車両の制御ユニット１０に設けられているポンプ制御部としてのＦＰＣ１３と、車両の外部に位置する演算装置に設けられているポンプ診断部１２と、によって燃料ポンプの診断装置が構成されていてもよい。たとえば、制御ユニット１０と演算装置との間で外部通信回路網を介してデータの送受信を可能に構成する。これによって、制御ユニット１０から送信されるポンプ回転数Ｎｐ等のデータを受信する演算装置において診断処理を実施することができる。この診断処理によっても、上記実施形態と同様に、駆動中の燃料ポンプ３０の状態を把握することができ、燃料ポンプ３０に発生する異常の予兆を検知することができる。

１０…制御ユニット、１１…ＥＣＵ、１２…ポンプ診断部、１３…ＦＰＣ、２０…燃料供給システム、２１…燃料タンク、２２…供給通路、２３…逆止弁、２４…プレッシャレギュレータ、２５…デリバリパイプ、２６…燃料噴射弁、２７…燃圧センサ、３０…燃料ポンプ、３８…ポンプ室、４１…モータ、４２…シャフト、４４…インペラ、５０…報知装置。

Claims (6)

1. ポンプ室に収容されているインペラの回転によって燃料タンクから吸引した燃料を吐出する燃料ポンプを有する燃料供給システムに適用され、
   前記燃料ポンプを駆動するポンプ制御部と、
   前記燃料ポンプが有するモータの回転数であるポンプ回転数と前記燃料ポンプが吐出する燃料圧力との相関と、前記燃料ポンプへの通電を初めて行なってから規定期間が経過するまでの駆動初期においての前記相関である初期相関と、に基づいて前記燃料ポンプの状態を診断するポンプ診断部と、を備える
   燃料ポンプの診断装置。
2. 前記ポンプ診断部は、前記燃料ポンプを駆動する際に許容できる限界まで前記インペラが膨潤している場合に前記燃料圧力として規定圧力が得られるときの前記ポンプ回転数の値を膨潤判定閾値として、当該診断の対象である前記燃料ポンプにおいて前記燃料圧力として前記規定圧力が得られるときの前記ポンプ回転数の値が前記膨潤判定閾値よりも低いとき、前記燃料ポンプに異常が発生する予兆として前記インペラの膨潤に伴う前記予兆を検知する
   請求項１に記載の燃料ポンプの診断装置。
3. 前記ポンプ診断部は、前記燃料ポンプを駆動する際に許容できる限界まで前記ポンプ室または前記インペラが摩耗している場合に前記燃料圧力として規定圧力が得られるときの前記ポンプ回転数の値を摩耗判定閾値として、当該診断の対象である前記燃料ポンプにおいて前記燃料圧力として前記規定圧力が得られるときの前記ポンプ回転数の値が前記摩耗判定閾値よりも高いとき、前記燃料ポンプに異常が発生する予兆として前記ポンプ室または前記インペラの摩耗に伴う前記予兆を検知する
   請求項２に記載の燃料ポンプの診断装置。
4. 前記ポンプ診断部は、前記燃料ポンプを駆動する際に許容できる限界まで前記インペラが膨潤している場合に前記燃料圧力として規定圧力が得られるときの前記ポンプ回転数の値を膨潤判定閾値として、前記駆動初期において前記燃料圧力として前記規定圧力が得られるときのポンプ回転数の値を初期値として、
   当該診断の対象である前記燃料ポンプにおいて前記燃料圧力として前記規定圧力が得られるときの前記ポンプ回転数の値が前記初期値よりも前記膨潤判定閾値に近いほど、前記駆動初期における燃料ポンプのインペラと比較して前記診断の対象である前記燃料ポンプの前記インペラの膨潤が進行していることを検知する
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃料ポンプの診断装置。
5. 前記ポンプ診断部は、診断の対象である前記燃料ポンプの前記ポンプ回転数と前記燃料圧力との相関と、前記初期相関と、に基づいて、前記モータの回転軸の軸方向における前記インペラと前記ポンプ室との間のクリアランスであるスラストクリアランスの大きさを推定し、推定した前記スラストクリアランスの大きさに基づいて前記燃料ポンプに異常が発生する予兆を検知する
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の燃料ポンプの診断装置。
6. 前記ポンプ診断部は、前記診断を前回実施した際の前記燃料ポンプの駆動条件と同条件で前記燃料ポンプを駆動して前記診断を繰り返し実行するものであり、今回診断時のポンプ回転数と前回診断時のポンプ回転数との差に基づいて、前回診断時と比較して前記インペラの膨潤が進行していること検知する
   請求項２〜５のいずれか一項に記載の燃料ポンプの診断装置。