JP5867311B2

JP5867311B2 - 異常診断装置

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Publication number: JP5867311B2
Application number: JP2012141196A
Authority: JP
Inventors: 安藤　充宏; 充宏安藤; 山崎　直樹; 直樹山崎
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2012-06-22
Filing date: 2012-06-22
Publication date: 2016-02-24
Anticipated expiration: 2032-06-22
Also published as: JP2014005769A

Description

本発明は、燃料性状または燃料噴射弁についての異常を診断する異常診断装置に関する。

近年、ガソリンにアルコールを混合させた混合燃料を用いることを想定した内燃機関の開発が進んでいる。この種の内燃機関では、規定値を超えたアルコール濃度の混合燃料を用いた場合、内燃機関に出力制限をかける等のフェールセーフ制御を実施することが望ましい。そのため、アルコール濃度を検出するセンサを設け、そのセンサにより混合燃料の異常（性状不良）を検出する旨が、特許文献１、２等にて開示されている。

また、このような混合燃料以外の場合においても、給油した燃料が性状不良の場合があるため、燃料の性状を検出するセンサを設け、そのセンサにより性状不良を検出し、フェールセーフ制御を実施することが望まれている。

特開２００１１−１７９４５９号公報特開２００１０−１９００７５号公報

しかしながら、上記センサ（性状センサ）は高価であるため、センサを用いることなく性状不良を検出する手法が従来より望まれている。また、性状センサが備えられている場合であっても、センサを用いることなく性状不良を検出できれば、性状センサの故障を検知することができる。

本発明は、上記問題を鑑みてなされたもので、その目的は、性状センサを用いることなく燃料の性状不良を判定可能にした異常診断装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、燃料噴射弁の異常発生箇所を判定可能にした異常診断装置を提供することにある。

上記目的を達成する発明は以下の点を特徴とする。すなわち、内燃機関の燃料噴射弁の内部で生じる燃料のリーク量であって、燃料噴射弁が噴射作動していない噴射停止時に生じる静リーク量を推定する静リーク量推定手段と、燃料噴射弁の内部で生じる燃料のリーク量であって、燃料噴射弁の噴射作動に起因して生じる動リーク量を推定する動リーク量推定手段と、推定した静リーク量および動リーク量に基づき、燃料が性状不良であるか否かの判定、および燃料噴射弁の異常発生箇所の判定の少なくとも一方を実施する異常原因判定手段と、燃料噴射弁へ供給される燃料の圧力を検出する燃圧センサと、噴射停止の状態において、圧力が所定時間で自然降下していく降下量、または圧力が所定量だけ自然降下するのに要する降下時間を、停止時降下値として取得する停止時取得手段と、噴射作動に伴い圧力が降下している状態において、圧力が所定時間で降下する降下量、または圧力が所定量だけ降下するのに要する降下時間を、作動時降下値として取得する作動時取得手段と、を備え、静リーク量推定手段は、停止時降下値に基づき静リーク量を推定し、動リーク量推定手段は、作動時降下値と停止時降下値との差分に基づき、動リーク量を推定し、停止時取得手段および作動時取得手段は、圧力が所定圧以上であることを条件として、停止時降下値および作動時降下値の計測を開始し、所定圧は、静リーク量が動リーク量以上になる値に設定されていることを特徴とする。

ここで、燃料の粘性が想定を超えた規定外の値になるような性状不良の場合には、静リーク量および動リーク量のいずれもが異常値になる筈である。例えば、高粘性の場合には両リーク量のいずれもが少なくなり、低粘性の場合には両リーク量のいずれもが多くなる。これに対し、静リーク量が異常値であり動リーク量が正常値であれば、燃料噴射弁のうち静リークする部分に異常が発生しており、動リークする部分および燃料性状は正常の筈である。逆に、静リーク量が正常値であり動リーク量が異常値であれば、燃料噴射弁のうち動リークする部分に異常が発生しており、静リークする部分および燃料性状は正常の筈である。

これらの点に着目し、上記発明では、静リーク量および動リーク量に基づき、燃料が性状不良であるか否かの判定、および燃料噴射弁の異常発生箇所の判定の少なくとも一方を実施するので、燃料の性状不良判定または燃料噴射弁の異常発生箇所判定を、性状センサを用いることなく実現できる。

本発明の一実施形態である異常診断装置が適用される、燃料噴射システムの概要を示す図。静リークに伴いレール圧が降下していく推移を示すグラフ。単発微小噴射に伴いレール圧が降下していく推移を示すグラフ。レール圧の降下時間および降下量と、燃料消費量との関係を示すマップ。性状不良判定および異常発生箇所判定の処理手順を示すフローチャート。図５のサブルーチン処理であって、静リーク量推定の処理手順を示すフローチャート。レール圧変化の一態様を示すタイムチャート。図５のサブルーチン処理であって、動リーク量推定の処理手順を示すフローチャート。動リーク量および静リーク量と、レール圧との関係を示す図。

以下、本発明にかかる異常診断装置の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１に示す燃料噴射弁１０は内燃機関の燃焼に供する燃料を噴射するものであり、電子制御ユニット（ＥＣＵ１１）により制御されて、蓄圧容器１２から供給される高圧燃料を噴射する。図１の例では、多気筒の内燃機関を想定しており、各気筒に設けられた燃料噴射弁１０に、蓄圧容器１２から高圧燃料が分配されている。

燃料噴射弁１０は、以下に説明するボデー２０、ニードル３０、ピストン４０、制御弁５０、電磁コイル６０等を備えて構成されている。ボデー２０には、燃料を噴射する噴孔２１と、蓄圧容器１２から供給されてくる高圧燃料を噴孔２１へ導く高圧通路２２と、ボデー２０の内部でリークする燃料を燃料タンク（図示せず）へ排出する低圧通路２３とが形成されている。

ニードル３０は、高圧通路２２内に摺動可能な状態で配置されている。そして、ニードル３０がリフトダウンしてボデー２０のシート面２２ａに着座すると、高圧通路２２が閉弁され、噴孔２１からの燃料噴射が停止される。一方、ニードル３０がリフトアップしてシート面２２ａから離座すると、高圧通路２２が開弁されて噴孔２１から燃料が噴射される。ニードル３０には、スプリング３１の弾性力およびピストン４０の作動力が、閉弁力として閉弁方向（図１の下向き）に付与されており、また、高圧通路２２の燃料溜り部２２ｂの燃料圧力が、開弁力として開弁方向（図１の上向き）に付与されている。

ピストン４０は、ボデー２０内部に摺動可能な状態で配置されている。ピストン４０には、ボデー２０内部に形成された背圧室２４の燃料圧力（背圧）が、ニードル３０を閉弁させる向き（図１の下向き）に付与されており、この背圧力が先述したピストン４０の作動力となる。なお、背圧室２４には、流入オリフィス２４ａを通じて高圧通路２２内の高圧燃料が流入する。また、背圧室２４内の高圧燃料は、流出オリフィス２４ｂを通じて低圧通路２３へ流出する。

制御弁５０は、流出オリフィス２４ｂを開閉する弁体であり、ＥＣＵ１１が電磁コイル６０に通電させて電磁力を生じさせると、その電磁力により制御弁５０は吸引され、スプリング５１の弾性力に抗して制御弁５０は流出オリフィス２４ｂを開弁する。一方、ＥＣＵ１１が電磁コイル６０への通電をオフさせると、スプリング５１の弾性力により制御弁５０は流出オリフィス２４ｂを閉弁する。

次に、燃料噴射弁１０の作動について説明する。

ＥＣＵ１１が電磁コイル６０を通電オンさせると、制御弁５０が開弁作動して流出オリフィス２４ｂから背圧室２４の燃料が流出（動リーク）する。すると、背圧が徐々に低下していき、ピストン作動力が低下していく。そして、ニードル３０の閉弁力（スプリング弾性力＋ピストン作動力）が開弁力よりも小さくなった時点で、ニードル３０はリフトアップを開始し、噴孔２１からの燃料噴射が開始される。

一方、ＥＣＵ１１が電磁コイル６０を通電オフさせると、制御弁５０が閉弁作動して流出オリフィス２４ｂからの流出（動リーク）が停止する。すると、背圧が徐々に上昇していき、ピストン作動力が増大していく。そして、ニードル３０の閉弁力（スプリング弾性力＋ピストン作動力）が開弁力よりも大きくなった時点で、ニードル３０はリフトダウンを開始し、噴孔２１からの燃料噴射が停止される。

なお、ニードル３０がリフトダウンを開始した時点で噴射が停止される訳ではなく、ニードル３０がリフトダウンを開始してからシート面２２ａに着座するまでの期間（閉弁作動期間）においても、噴孔２１からは燃料が噴射され続けることとなる。このような閉弁作動期間における噴射量は、閉弁作動時におけるシート面２２ａからの動リーク量とみなす。或いは、電磁コイル６０への通電オンから通電オフに切り替えた時点からニードル３０がシート面２２ａに着座するまでの期間を閉弁作動期間とし、この閉弁作動期間における噴射量を動リーク量とみなしてもよい。

要するに、閉弁作動期間におけるシート面２２ａからのリークと、流出オリフィス２４ｂからのリークとが、燃料噴射弁１０の内部で生じる主な動リークとして想定されている。また、ボデー２０のうちピストン４０が摺動する摺動面２０ａを通じて、背圧室２４内の高圧燃料は低圧通路２３へリークする。同様に、ボデー２０のうちニードル３０が摺動する摺動面２０ｂを通じて、燃料溜り部２２ｂ内の高圧燃料は低圧通路２３へリークする。これら摺動面２０ａ、２０ｂからのリークは、燃料噴射弁１０の作動状態に拘わらず常時生じるものであり、燃料噴射弁１０の内部で生じる主な静リークとして想定されている。

蓄圧容器１２内の燃料圧力（レール圧）、つまり燃料噴射弁１０へ供給される燃料の圧力は、噴孔２１からの燃料噴射に伴い低下し、その噴射量が多いほどレール圧の低下量も多くなる。同様にして、先述した静リークおよび動リークに伴いレール圧は低下し、そのリーク量が多いほどレール圧の低下量も多くなる。
この点に着目し、本実施形態では、蓄圧容器１２に備えられたレール圧センサ１３（燃圧センサ）によりレール圧を検出し、リークに伴い生じるレール圧低下の推移に基づき、以下のように静リーク量および動リーク量をＥＣＵ１１が推定している。

図２は、静リークに伴いレール圧が降下していく推移を示すグラフであり、内燃機関が減速運転していることに起因して燃料噴射弁１０からの燃料噴射を停止するよう噴射カット制御を実施している期間（減速無噴射期間）における、レール圧の推移である。図３は、減速無噴射時に、車両乗員が感知できない程度の微小量の燃料を１回だけ噴射し、その単発微小噴射に伴いレール圧が降下していく推移を示すグラフである。但し、このレール圧の降下には、動リークおよび静リークに伴い降下した分も含まれている。なお、レール圧が降下を開始するｔａ時点以前、および降下が終了したｔｂ時点以降においては、図示しない燃料ポンプから蓄圧容器１２へ高圧燃料が圧送されてきたことにより、レール圧の降下が生じていない。

ＥＣＵ１１は、減速無噴射期間ｔａ〜ｔｂにおいて、レール圧の降下量ΔＰａおよび降下時間ΔＴａを計測する。図２の例では、所定量（降下量ΔＰａ）だけ圧力が降下するのに要した時間（降下時間ΔＴａ）を計測している。また、単発微小噴射を開始した以降に期間ｔａ〜ｔｂにおいて、レール圧の降下量ΔＰｂおよび降下時間ΔＴｂを計測する。図３の例では、微小噴射開始のｔｃ時点から所定時間（降下時間ΔＴｂ）が経過する間に生じた降下量ΔＰｂを計測している。

さらにＥＣＵ１１は、計測した無噴射時の降下量ΔＰａおよび降下時間ΔＴａに基づき、図４に示すマップを用いて、燃料噴射弁１０における無噴射時の燃料消費量Ｑａを算出する。図４のマップは、予め計測した試験結果に基づき作成したものであってもよいし、数値解析結果に基づき作成したものであってもよい。同様にして、計測した微小噴射時の降下量ΔＰｂおよび降下時間ΔＴｂに基づき、図４に示すマップを用いて微小噴射時の燃料消費量Ｑｂを算出する。なお、降下量ΔＰａ、ΔＰｂが多いほど、降下時間ΔＴａ、ΔＴｂが長いほど、消費量Ｑａ、Ｑｂは多くなる。また、計測開始時点でのレール圧や燃料温度に応じて、算出した消費量Ｑａ、Ｑｂを補正してもよい。

先述したように、微小噴射時の消費量Ｑｂには、噴射量、動リーク量および静リーク量が含まれている。一方、無噴射時の消費量Ｑａは静リーク量しか含まれていない。この点に着目し、ＥＣＵ１１は、無噴射時の消費量Ｑａを静リーク量とみなす。また、微小噴射時の消費量Ｑｂ（作動時降下値）と無噴射時の消費量Ｑａ（停止時降下値）との差分に基づき動リーク量を推定する。具体的には、微小噴射時の消費量Ｑｂから、無噴射時の消費量Ｑａおよび微小噴射量を減算して得られた値を、動リーク量とみなす。

さらに、ＥＣＵ１１は、上述の如く推定した動リーク量および静リーク量に基づき、燃料が性状不良であるか否かの判定、および燃料噴射弁１０の異常発生箇所の判定を実施する。以下、ＥＣＵ１１が有するマイクロコンピュータにより実施される前記判定の手順を、図５を用いて説明する。

先ず、図５のステップＳ１０において、内燃機関が初期状態であるか否かを判定する。具体的には、内燃機関の運転時間が所定時間未満、或いは車両の総走行距離が所定距離未満である場合に、前記初期状態であると判定する。初期状態でないと判定されれば（Ｓ１０：ＮＯ）、前回の静リーク量および動リーク量の推定実施から所定距離走行したことを条件として（Ｓ１１：ＹＥＳ）、先述した静リーク量の推定をステップＳ１２（静リーク量推定手段）にて実施する。

続くステップＳ１３では、推定した静リーク量の値が正常範囲内にあるか否かの異常判定を実施する。異常と判定された場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、続くステップＳ１４にて静リーク異常フラグをオンに設定する。次に、先述した動リーク量の推定をステップＳ１５（動リーク量推定手段）にて実施する。続くステップＳ１６では、推定した動リーク量の値が正常範囲内にあるか否かの異常判定を実施する。異常と判定された場合（Ｓ１６：ＹＥＳ）、続くステップＳ１７にて動リーク異常フラグをオンに設定する。

次に、ステップＳ１８〜Ｓ２０において静リーク異常フラグおよび動リーク異常フラグの組み合わせを判定する。そして、その判定結果に応じて、燃料性状不良の有無および燃料噴射弁１０の異常発生箇所を、ステップＳ２１〜Ｓ２４において判定する。なお、ステップＳ１８〜Ｓ２３が「異常原因判定手段」、ステップＳ１８、Ｓ１９、Ｓ２１が「燃料性状判定手段」、ステップＳ１８、Ｓ１９、Ｓ２２が「静リーク異常判定手段」、ステップＳ１８、Ｓ２０、Ｓ２３が「動リーク異常判定手段」に相当する。

具体的には、静リーク異常フラグおよび動リーク異常フラグのいずれもがオンである場合（Ｓ１８：ＹＥＳ、Ｓ１９：ＹＥＳ）、ステップＳ２１にて燃料が性状不良であると判定する。静リーク異常フラグがオンであり、かつ、動リーク異常フラグがオフである場合（Ｓ１８：ＹＥＳ、Ｓ１９：ＮＯ）、ステップＳ２２において、燃料噴射弁１０のうち静リークする部分（摺動面２０ａ、２０ｂ）が異常発生箇所であると判定する。静リーク異常フラグがオフであり、かつ、動リーク異常フラグがオンである場合（Ｓ１８：ＮＯ、Ｓ２０：ＹＥＳ）、ステップＳ２３において、燃料噴射弁１０のうち動リークする部分（流出オリフィス２４ｂ、シート面２２ａ）が異常発生箇所であると判定する。

例えば、摺動面２０ａ、２０ｂの摩耗が想定を超えて著しく進行すると、静リーク量が正常範囲を超えて多くなる。また、摺動面２０ａ、２０ｂに異物が噛み込んだり付着したりすると、静リーク量が正常範囲を超えて少なくなる。同様に、流出オリフィス２４ｂ、シート面２２ａの摩耗が想定を超えて著しく進行すると、動リーク量が正常範囲を超えて多くなる。また、流出オリフィス２４ｂ、シート面２２ａに異物が噛み込んだり付着したりすると、動リーク量が正常範囲を超えて少なくなる。

なお、静リーク異常フラグおよび動リーク異常フラグのいずれもがオフである場合（Ｓ１８：ＮＯ、Ｓ２０：ＮＯ）、ステップＳ２４において、動リーク部分および静リーク部分のいずれも正常であり、燃料性状も正常であると正常判定する。

次に、図６および図７を用いて、図５に示すステップＳ１２のサブルーチン処理について説明する。先ず、図６のステップＳ３０において減速無噴射の状態になるｔａ時点（図７参照）まで待機する。減速無噴射の状態になると（Ｓ３０：ＹＥＳ）、続くステップＳ３１にて所定のディレイ時間が経過するｔ１時点まで待機する。この時、レール圧（実Ｐｃ）が所定圧力（開始Ｐｃ）以上でない場合には（Ｓ３２：ＮＯ）、次回の減速無噴射時まで再び待機する。実Ｐｃ≧開始Ｐｃであれば（Ｓ３２：ＹＥＳ）、実Ｐｃ＝開始Ｐｃになるｔ２時点まで待機する。実Ｐｃ＝開始Ｐｃになると（Ｓ３３：ＹＥＳ）、続くステップＳ３４において、先述した降下時間ΔＴａの計測を開始する。

その後、実Ｐｃが所定圧力（終了Ｐｃ）にまで低下すると（Ｓ３５：ＹＥＳ）、実Ｐｃ＝終了Ｐｃになったｔ３時点で降下時間ΔＴａの計測を終了し、計測した時間、つまり開始Ｐｃから終了Ｐｃまでに要した降下時間ΔＴａを記憶する（Ｓ３６）。但し、図７中の点線に示すように、計測を開始してから上限時間が経過しても終了Ｐｃまで低下しない場合には（Ｓ３７：ＹＥＳ）、上限時間に達したｔ４時点で計測を強制的に終了させ、計測開始のｔ２時点からｔ４時点までに生じた圧力降下量ΔＰａを記憶する（Ｓ３８）。なお、上記ステップＳ３４〜Ｓ３８が「停止時取得手段」に相当する。

続くステップＳ３９では、これらの計測値ΔＴａ、ΔＰａ（停止時降下値）を燃料温度に基づき補正する。つまり、図４に示すマップは燃料温度に応じて変化するため、その温度変化分を補正する。続くステップＳ４０では、図４のマップを用いて、温度補正後の計測値ΔＴａ、ΔＰａに基づき、燃料消費量Ｑａ（つまり静リーク量）を算出する。以上により、静リーク量が推定される。

次に、図８を用いて、図５に示すステップＳ１５のサブルーチン処理について、説明する。先ず、図８のステップＳ５０において、各気筒の燃料噴射弁１０の各々に対して降下時間ΔＴｂおよび降下量ΔＰｂを計測するにあたり、今回の計測が１気筒目であるか否かを判定する。１気筒目であれば（Ｓ５０：ＹＥＳ）、続くステップＳ５１において減速無噴射の状態になるまで待機する。減速無噴射の状態になると（Ｓ５１：ＹＥＳ）、続くステップＳ５２において、以下に例示する単発噴射条件を満たしているか否かを判定する。

すなわち、減速無噴射の状態になってから所定のディレイ時間が経過したこと、レール圧（実Ｐｃ）が所定圧力（開始Ｐｃ）であること、内燃機関の運転状態が単発噴射によって大きな影響を受けない状態（例えばＥＧＲ量が所定値未満、車速が所定値未満）であること等が、単発噴射条件として挙げられる。

単発噴射条件を満たしていれば（Ｓ５２：ＹＥＳ）、ステップＳ５０で判定した気筒に該当する燃料噴射弁１０から、予め決められた微小量の燃料を１回噴射させる、といった単発噴射を実施する（Ｓ５３）。そして、ステップＳ５４において、先述した降下時間ΔＴｂの計測を開始する。

その後、実Ｐｃが所定圧力（終了Ｐｃ）にまで低下すると（Ｓ５５：ＹＥＳ）、実Ｐｃ＝終了Ｐｃになった時点で降下時間ΔＴｂの計測を終了し、計測した時間、つまり開始Ｐｃから終了Ｐｃまでに要した降下時間ΔＴｂを記憶する（Ｓ５６）。但し、計測を開始してから上限時間が経過しても終了Ｐｃまで低下しない場合には（Ｓ５７：ＹＥＳ）、上限時間に達した時点で計測を強制的に終了させ、計測開始から強制終了時点までに生じた圧力降下量ΔＰｂを記憶する（Ｓ５８）。なお、上記ステップＳ５４〜Ｓ５８が「作動時取得手段」に相当する。

続くステップＳ５９では、これらの計測値ΔＴｂ、ΔＰｂ（作動時降下値）を燃料温度に基づき補正する。続くステップＳ６０では、図４のマップを用いて、温度補正後の計測値ΔＴｂ、ΔＰｂに基づき燃料消費量Ｑｂを算出する。そして、今回算出した作動時の消費量Ｑｂから、前回算出した停止時の消費量Ｑａおよび単発噴射量（微小量）を減算する。この減算により得られた値が動リーク量の推定値に相当する。

以上により、本実施形態によれば、図６および図８の処理により静リーク量および動リーク量を精度よく推定できる。そして、推定したこれらのリーク量が共に異常値になっている場合に燃料性状不良であると判定する（Ｓ２１）。よって、燃料性状を直接検出するアルコール濃度センサ等を要すること無く、燃料性状不良を精度よく診断できる。

さらに、推定した静リーク量が異常値であり動リーク量が正常値であれば、燃料噴射弁１０のうち静リークする部分（摺動面２０ａ、２０ｂ）が異常発生箇所であると判定する（Ｓ２２）。逆に、推定した静リーク量が正常値であり動リーク量が異常値であれば、燃料噴射弁１０のうち動リークする部分（流出オリフィス２４ｂ、シート面２２ａ）が異常発生箇所であると判定する（Ｓ２３）。よって、燃料噴射弁１０の異常発生個所を診断できるので、燃料噴射弁１０を修理する作業者が、異常発生していない箇所の部品まで交換してしまうことの回避を促すことができる。

また、燃料性状不良の有無および異常発生箇所に応じて、内燃機関の出力制限をかける等のフェールセーフ制御の内容を変更できるので、異常状態に適したフェールセーフ制御を実施することを容易に実現できる。

さらに本実施形態によれば、以下に列挙する効果も発揮される。

（１）噴射停止の状態において、燃料圧力が所定時間で自然降下していく降下量ΔＰａ、または燃料圧力が所定量だけ自然降下するのに要する降下時間ΔＴａを、停止時降下値として計測する。

これらの停止時降下値ΔＰａ、ΔＴａと静リーク量とは相関が高いため、計測した停止時降下値ΔＰａ、ΔＴａに基づき静リーク量を推定する本実施形態によれば、静リーク量を高精度で推定できる。しかも、減速無噴射時に計測するので、前記相関をより一層高めることができ、前記推定の精度を向上できる。

（２）噴射作動に伴い、流出オリフィス２４ｂおよびシート面２２ａから動リークが生じることに起因して燃料圧力が降下している状態において、燃料圧力が所定時間で降下する降下量ΔＰｂ、または燃料圧力が所定量だけ降下するのに要する降下時間ΔＴｂを、作動時降下値として計測する。

これらの作動時降下値ΔＰｂ、ΔＴｂと燃料消費量Ｑｂ（静リーク量＋動リーク＋噴射量）とは相関が高いため、計測した停止時降下値ΔＰｂ、ΔＴｂに基づき燃料消費量Ｑｂを推定する本実施形態によれば、燃料消費量Ｑｂを高精度で推定できる。さらに、このように算出した燃料消費量Ｑｂから、静リーク量Ｑｂおよび微小噴射量を減算して得られた値（減算値）を、動リーク量として推定するため、動リーク量を高精度で推定できる。しかも、噴射停止時に所定量（微小量）の燃料を噴射し、その噴射に伴い圧力が降下している期間中に作動時降下値ΔＰｂ、ΔＴｂを計測するので、前記相関をより一層高めることができ、前記推定の精度を向上できる。

（３）ここで、図９に示すように、リーク時のレール圧が低いほど静リーク量および動リーク量はともに少なくなるが、両リーク量の総量に対する静リーク量の割合が小さくなる。そのため、レール圧が低い時に計測した降下値ΔＰａ、ΔＴａ、ΔＰｂ、ΔＴｂの差分（消費量Ｑａ、Ｑｂの差分）で動リーク量を推定すると、推定精度が悪くなる。

この点を鑑みた本実施形態では、停止時取得手段Ｓ３４〜Ｓ３８および作動時取得手段Ｓ５４〜Ｓ５８は、圧力が所定圧以上であることを条件として、停止時降下値ΔＰａ、ΔＴａおよび作動時降下値ΔＰｂ、ΔＴｂの計測を開始する。そのため、上述した推定精度の悪化を回避できる。例えば、前記所定圧を、静リーク量が動リーク量以上になる値（図９の例では１００ＭＰａ）に設定すれば、上述した推定精度の悪化を十分に回避でき、望ましい。

（４）停止時取得手段Ｓ３４〜Ｓ３８および作動時取得手段Ｓ５４〜Ｓ５８は、停止時降下値ΔＰａ、ΔＴａおよび作動時降下値ΔＰｂ、ΔＴｂを計測するにあたり、レール圧の降下量が制限量に達した時点で前記計測を終了させ、前記制限量だけ圧力降下するのに要した時間ΔＴａ、ΔＴｂを停止時降下値および作動時降下値とする。なお、前記制限量は、図６および図８の例では開始Ｐｃと終了Ｐｃとの差分量に相当し、図７の例ではΔＰａに相当する。

ここで、燃料の粘性が異常に低い場合には、静リーク量および動リーク量が異常に多くなるため、レール圧は短時間で急激に低下することとなる。この場合、計測開始から所定時間が経過するまでに生じた圧力降下量ΔＰａ、ΔＰｂを計測しようとすると、必要以上に圧力が降下するまで診断を待つことになり、燃料性状異常との診断が遅れ、フェールセーフ制御の開始が遅くなる。

この点を鑑みた本実施形態では、上述の如く、レール圧降下量が制限量に達した時点で計測を終了させ、制限量だけ圧力降下するのに要した時間ΔＴａ、ΔＴｂを、停止時降下値および作動時降下値として診断に用いる。そのため、必要以上に圧力が降下するまで診断を待つことを回避でき、燃料性状異常との診断結果を迅速に得ることができ、フェールセーフ制御の開始が遅くなることを抑制できる。

（５）停止時取得手段Ｓ３４〜Ｓ３８および作動時取得手段Ｓ５４〜Ｓ５８は、停止時降下値ΔＰａ、ΔＴａおよび作動時降下値ΔＰｂ、ΔＴｂを計測するにあたり、計測時間が制限時間に達した時点で前記計測を終了させ、その制限時間で生じた圧力降下量ΔＰａ、ΔＰｂを停止時降下値および作動時降下値とする。なお、前記制限時間は、図６〜図８の例では上限時間ｔ２〜ｔ４に相当する。

ここで、燃料の粘性が異常に高い場合には、静リーク量および動リーク量が異常に少なくなるため、レール圧の低下速度は異常に遅くなる。この場合、所定量だけ圧力が降下するのに要した時間ΔＴａを計測しようとすると、必要以上に計測時間が長くなり、燃料性状異常との診断が遅れ、フェールセーフ制御の開始が遅くなる。

この点を鑑みた本実施形態では、上述の如く、計測時間が制限時間に達した時点で計測を終了させ、制限時間で生じた圧力降下量ΔＰａ、ΔＰｂを停止時降下値および作動時降下値として診断に用いる。そのため、必要以上に計測時間が長くなることを回避でき、燃料性状異常との診断結果を迅速に得ることができ、フェールセーフ制御の開始が遅くなることを抑制できる。

（６）ここで、内燃機関の初期状態時には、燃料噴射弁１０の各部位における摩耗等の経年劣化速度が速いので、異常発生箇所の診断頻度を多くすることが望ましい。この点を鑑みた上記実施形態では、図５のステップＳ１０、Ｓ１１に示す如く、内燃機関が初期状態でない場合には所定距離走行する毎に診断を実施するのに対し、初期状態の場合には所定距離走行していなくても診断を実施する。図５の例では、図５の処理を実行するトリガが発生する毎に診断を実施する。そのため、初期状態時の診断頻度を多くすることとなり、異常が発生した旨を迅速に検知できる。

（他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、以下のように変更して実施してもよい。また、各実施形態の特徴的構成をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。

・上記実施形態では、停止時取得手段および作動時取得手段による取得値を、圧力降下量ΔＰａ、ΔＰｂまたは降下時間ΔＴａ、ΔＴｂとしているが、圧力降下の傾きを取得値としてもよい。

・内燃機関の初期状態時には、燃料噴射弁１０の経年劣化速度が速いことは先述した通りであり、この点を鑑みて、車両の走行距離や内燃機関の運転時間等に応じて、静リーク量および動リーク量の異常判定（Ｓ１３、Ｓ１６）に用いる閾値であって、正常範囲の上限値および下限値を、可変設定してもよい。

・上記実施形態では、静リーク量および動リーク量の推定値に基づき、異常発生箇所の判定および燃料性状判定の両方を実施しているが、いずれか一方の判定を廃止してもよい。

・上記実施形態では、蓄圧容器１２に設置されたセンサ１３を用いて、異常発生箇所の判定および燃料性状判定に用いる圧力（燃料噴射弁１０へ供給される燃料の圧力）を検出しているが、当該センサ１３の設置位置は蓄圧容器１２に限定されるものではなく、例えば燃料噴射弁１０に設置した燃圧センサや、蓄圧容器１２から燃料噴射弁１０へ燃料を供給する高圧配管に設置した燃圧センサであってもよい。

Ｓ１２…静リーク量推定手段、Ｓ１５…動リーク量推定手段、Ｓ１８、Ｓ１９、Ｓ２２…静リーク異常判定手段（異常原因判定手段）、Ｓ１８、Ｓ２０、Ｓ２３…動リーク異常判定手段（異常原因判定手段）、Ｓ１８、Ｓ１９、Ｓ２１…燃料性状判定手段（異常原因判定手段）。

Claims

内燃機関の燃料噴射弁（１０）の内部で生じる燃料のリーク量であって、前記燃料噴射弁が噴射作動していない噴射停止時に生じる静リーク量を推定する静リーク量推定手段（Ｓ１２）と、
前記燃料噴射弁の内部で生じる燃料のリーク量であって、前記燃料噴射弁の噴射作動に起因して生じる動リーク量を推定する動リーク量推定手段（Ｓ１５）と、
推定した前記静リーク量および前記動リーク量に基づき、燃料が性状不良であるか否かの判定、および前記燃料噴射弁の異常発生箇所の判定の少なくとも一方を実施する異常原因判定手段（Ｓ１８、Ｓ１９、Ｓ２０、Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ２３）と、
前記燃料噴射弁へ供給される燃料の圧力を検出する燃圧センサ（１３）と、
前記噴射停止の状態において、前記圧力が所定時間で自然降下していく降下量（ΔＰａ）、または前記圧力が所定量だけ自然降下するのに要する降下時間（ΔＴａ）を、停止時降下値として取得する停止時取得手段（Ｓ３４〜Ｓ３８）と、
前記噴射作動に伴い前記圧力が降下している状態において、前記圧力が所定時間で降下する降下量（ΔＰｂ）、または前記圧力が所定量だけ降下するのに要する降下時間（ΔＴｂ）を、作動時降下値として取得する作動時取得手段（Ｓ５４〜Ｓ５８）と、
を備え、
前記静リーク量推定手段は、前記停止時降下値に基づき前記静リーク量を推定し、
前記動リーク量推定手段は、前記作動時降下値と前記停止時降下値との差分に基づき、前記動リーク量を推定し、
前記停止時取得手段および前記作動時取得手段は、前記圧力が所定圧以上であることを条件として、前記停止時降下値および前記作動時降下値の計測を開始し、
前記所定圧は、前記静リーク量が前記動リーク量以上になる値に設定されていることを特徴とする異常診断装置。
前記異常原因判定手段は、
前記静リーク量および前記動リーク量のいずれもが正常範囲を超えた異常値である場合に、燃料が性状不良であると判定する燃料性状判定手段（Ｓ１８、Ｓ１９、Ｓ２１）を有することを特徴とする請求項１に記載の異常診断装置。
前記異常原因判定手段は、
前記静リーク量が正常範囲を超えた異常値であり、かつ、前記動リーク量が正常範囲内である正常値である場合に、前記燃料噴射弁のうち静リークする部分が異常発生箇所であると判定する静リーク異常判定手段（Ｓ１８、Ｓ１９、Ｓ２２）を有することを特徴とする請求項１または２に記載の異常診断装置。
前記異常原因判定手段は、
前記動リーク量が正常範囲を超えた異常値であり、かつ、前記静リーク量が正常範囲内である正常値である場合に、前記燃料噴射弁のうち動リークする部分が異常発生箇所であると判定する動リーク異常判定手段（Ｓ１８、Ｓ２０、Ｓ２３）を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の異常診断装置。
前記作動時取得手段は、前記噴射停止時に所定量の燃料を噴射し、その噴射に伴い前記圧力が降下している期間中に前記作動時降下値を取得することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の異常診断装置。
前記停止時取得手段および前記作動時取得手段は、前記停止時降下値および前記作動時降下値を計測するにあたり、前記圧力の降下量が制限量に達した時点で前記計測を終了させ、前記制限量だけ圧力降下するのに要した時間を前記停止時降下値および前記作動時降下値とすることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の異常診断装置。
前記停止時取得手段および前記作動時取得手段は、前記停止時降下値および前記作動時降下値を計測するにあたり、計測時間が制限時間に達した時点で前記計測を終了させ、前記制限時間で生じた圧力降下量を前記停止時降下値および前記作動時降下値とすることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の異常診断装置。