(57)【要約】【課題】燃料の噴射率を制御するための第２バルブの固着異常や当該第２バルブを駆動するための第２駆動部の固着駆動異常を適切に異常診断できるようにした電子制御装置を提供する。【解決手段】制御装置は、噴射毎に高速又は低速を含む噴射率上昇傾き指令を発生させる。制御装置は、燃料噴射装置へ駆動指令する時刻ｔ０から燃料を実噴射する実噴射開始時刻までの実噴射開始遅延時間Ｔ１、Ｔ２との間で相関を備える噴射圧降下開始点ｔ１、ｔ２を検出し、噴射圧降下開始点に基づいて、燃料を実噴射するときの実噴射率上昇傾きが高速又は低速の噴射率上昇傾き指令に対応したそれぞれの噴射率上昇傾きの条件を満たしているか否かを判定する。制御装置は、条件を満たしていないと判定すると、第２バルブ３０の閉固着異常／開固着異常、又は、第２駆動部３２による第２バルブ３０の閉固着駆動異常／開固着駆動異常と異常診断する。これにより、第２バルブ３０の固着異常や第２駆動部３２の固着駆動異常を適切に異常診断できる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コモンレール（５）から高圧燃料流路（３５）を通じて供給された燃料を噴射孔（４７）から噴射するノズルニードル（２５）と、前記ノズルニードルの背部に前記燃料を蓄積すると共に前記ノズルニードルの前記噴射孔から噴射される前記燃料を制御する制御室（４３、４９）と、前記制御室の内部に設けられ前記高圧燃料流路及び前記制御室の圧力に従動する油圧従動弁（２７）と、前記油圧従動弁の内部に設けられる１つの第１通路（４５）と、前記第１通路を制限する１つの第１オリフィス（４５ａ）と、前記油圧従動弁の内部を介することなく前記制御室と低圧室（３６）とを接続する少なくとも１以上の第２通路（４１）と、前記第２通路をそれぞれ制限する少なくとも１以上の第２オリフィス（４１ａ）と、前記第１オリフィスを連通・遮断する第１バルブ（２９）と、前記第２オリフィスを連通・遮断する第２バルブ（３０）と、前記第１バルブを駆動する第１駆動部（３１）と、前記第２バルブを駆動する第２駆動部（３２）と、前記噴射孔から噴射されない前記燃料を排出するために設けられた前記低圧室と、を備えた燃料噴射装置（７〜１０）と、
前記第１駆動部を用いて前記第１バルブを開閉制御すると共に、前記第２駆動部を用いて前記第２バルブを開閉制御する電子制御装置（２）と、を備え、前記噴射毎の前記燃料の噴射率を制御する燃料噴射制御システム（１）、
を構成する前記電子制御装置であって、
前記電子制御装置が、前記コモンレールの内部圧力を低下させる場合、前記第１駆動部により前記第１バルブを閉制御すると共に前記第２駆動部により前記第２バルブを開制御することで前記油圧従動弁を従動させて前記第２オリフィスを連通し、前記コモンレールから前記高圧燃料流路、前記制御室及び前記低圧室を連通させることで、前記ノズルニードルの前記噴射孔から前記燃料を内燃機関に噴射することなく、前記燃料を前記低圧室から流出させて前記コモンレールの内部圧力を低下させるように構成され、
前記噴射毎に高速又は低速を含む噴射率上昇傾き指令を発生させる噴射率上昇傾き指令部（２、Ｓ４１）と、
前記燃料噴射装置へ駆動指令する時刻（ｔ０）から前記燃料を実噴射する実噴射開始時刻までの実噴射開始遅延時間（Ｔ１、Ｔ２）との間で相関を備える噴射圧降下開始点（ｔ１、ｔ２）を検出し、前記噴射圧降下開始点に基づいて、前記燃料を実噴射するときの実噴射率上昇傾きが前記高速又は前記低速の前記噴射率上昇傾き指令に対応したそれぞれの噴射率上昇傾きの条件を満たしているか否かを判定する判定部（２、Ｓ２２、Ｓ２４〜Ｓ２５、Ｓ３２、Ｓ３４〜Ｓ３５）と、
前記判定部により前記条件を満たしていないと判定されると、前記第２バルブの閉固着異常／開固着異常、又は、前記第２駆動部による前記第２バルブの閉固着駆動異常／開固着駆動異常と異常診断する診断部（２、Ｓ２６、Ｓ３６）と、
を備える電子制御装置。
【請求項２】
前記診断部が、前記第２バルブの閉固着異常又は前記第２駆動部による前記第２バルブの閉固着駆動異常と診断した場合、
前記噴射率上昇傾き指令部は、全ての前記噴射に係る前記噴射率上昇傾き指令を前記低速にする（Ｓ５２）請求項１記載の電子制御装置。
【請求項３】
前記診断部が、前記第２バルブの開固着異常又は前記第２駆動部による前記第２バルブの開固着駆動異常と診断した場合、
前記噴射率上昇傾き指令部は、全ての前記噴射に係る前記噴射率上昇傾き指令を前記高速に設定する（Ｓ５４）請求項１記載の電子制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、燃料の噴射率を制御可能な燃料噴射制御システムを構成する電子制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、出願人は２つのバルブを用いて油圧を制御することでノズル先端から燃料を噴射する燃料噴射装置を提案している（例えば、特許文献１参照）。近年の燃料噴射制御システムは、燃料の噴射率を制御して高圧燃料流路を通じて供給された燃料を噴射するように構成されている。燃料はノズルニードルにより形成される噴射孔から噴射されるが、燃料噴射装置はノズルニードルの背部には燃料を蓄積する制御室を設けている。このため、燃料の噴射率は、制御室に蓄積された燃料の減圧速度を調整することで制御可能になっている。燃料の噴射率は、制御室の蓄積燃料の減圧速度に比例することが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２０１３１１２７５１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
他方、制御室の内部には油圧従動弁が設けられている。制御室と燃料排出用の低圧室との間には、油圧従動弁の内部に設けられる第１通路と、油圧従動弁の内部を介することなく接続する第２通路とが設けられている。これらの第１通路及び第２通路にはオリフィスが備えられており、これらのオリフィスの連通・遮断を制御する第１及び第２バルブ、これらの第１及び第２駆動部が備えられており、これらにより燃料の噴射率を制御可能になっている。また第２バルブは燃料を蓄積するコモンレールの内部圧力を低下させることも可能に設けられている。
【０００５】
電子制御装置は、高速又は低速を含むパターンにより各駆動部に噴射率上昇傾き指令を発生させるが、この指令を与えたにも拘わらず、特に燃料噴射率を制御するためのバルブ（本願に係る第２バルブ相当）の固着異常や駆動部（本願に係る第２駆動部相当）の固着駆動異常を生じていると、燃料噴射の出力が所望の燃料噴射率とならないことがある。異常を生じた状態のまま制御を続けてしまうと、所望の噴射量で噴射制御できず所望のトルクを達成できない。
【０００６】
本発明の目的は、燃料の噴射率を制御するための第２バルブの固着異常や当該第２バルブを駆動するための第２駆動部の固着駆動異常を適切に異常診断できるようにした電子制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明は、燃料噴射装置（７〜１０）と電子制御装置（２）とを備え噴射毎の燃料の噴射率を制御可能にする燃料噴射制御システム（１）に関する。
燃料噴射装置（７〜１０）は、コモンレール（５）から高圧燃料流路（３５）を通じて供給された燃料を噴射孔（４７）から噴射するノズルニードル（２５）と、ノズルニードルの背部に燃料を蓄積すると共にノズルニードルの噴射孔から噴射される燃料を制御する制御室（４３、４９）と、制御室の内部に設けられ高圧燃料流路及び制御室の圧力に従動する油圧従動弁（２７）と、油圧従動弁の内部に設けられる１つの第１通路（４５）と、前記第１通路を制限する１つの第１オリフィス（４５ａ）と、油圧従動弁の内部を介することなく制御室と低圧室（３６）とを接続する少なくとも１以上の第２通路（４１）と、第２通路をそれぞれ制限する少なくとも１以上の第２オリフィス（４１ａ）と、第１オリフィスを連通・遮断する第１バルブ（２９）と、第２オリフィスを連通・遮断する第２バルブ（３０）と、第１バルブを駆動する第１駆動部（３１）と、第２バルブを駆動する第２駆動部（３２）と、噴射孔から噴射されない前記燃料を排出するために設けられた低圧室と、を備える。
【０００８】
また、電子制御装置は、第１駆動部を用いて前記第１バルブを開閉制御すると共に、前記第２駆動部を用いて前記第２バルブを開閉制御するが、電子制御装置が、コモンレールの内部圧力を低下させる場合、第１駆動部により第１バルブを閉制御すると共に第２駆動部により第２バルブを開制御することで油圧従動弁を従動させて第２オリフィスを連通し、コモンレールから高圧燃料流路、制御室及び低圧室を連通させることで、ノズルニードルの噴射孔から燃料を内燃機関に噴射することなく、燃料を低圧室から流出させてコモンレールの内部圧力を低下させるように構成されている。
【０００９】
請求項１記載の発明によれば、噴射率上昇傾き指令部（Ｓ４１）は、噴射毎に高速又は低速を含む噴射率上昇傾き指令を発生させる。判定部（Ｓ２２、Ｓ２４〜Ｓ２５、Ｓ３２、Ｓ３４〜Ｓ３５）は、燃料噴射装置へ駆動指令する時刻（ｔ０）から燃料を実噴射する実噴射開始時刻までの実噴射開始遅延時間（Ｔ１、Ｔ２）との間で相関を備える噴射圧降下開始点（ｔ１、ｔ２）を検出し、噴射圧降下開始点に基づいて、燃料を実噴射するときの実噴射率上昇傾きが高速又は低速の噴射率上昇傾き指令に対応したそれぞれの噴射率上昇傾きの条件を満たしているか否かを判定する。診断部（Ｓ２６、Ｓ３６）は、判定部により条件を満たしていないと判定されると、第２バルブの閉固着異常／開固着異常、又は、第２駆動部による第２バルブの閉固着駆動異常／開固着駆動異常と異常診断する。これにより、第２バルブの固着異常や第２駆動部の固着駆動異常を適切に異常診断できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態における燃料噴射制御システムの構成図
【図２】燃料噴射装置を模式的に示す断面図
【図３】コモンレールの内部圧力を低下させるときの燃料の流れを説明する説明図
【図４】高速又は低速の噴射率上昇傾き指令時における実噴射率、噴射圧の変化を示す図
【図５】噴射圧降下開始点検出処理のフローチャートを示す図
【図６】実噴射率上昇傾き判定処理のフローチャートを示す図
【図７】第２バルブ閉固着異常の判定処理のフローチャートを示す図
【図８】第２バルブ開固着異常の判定処理のフローチャートを示す図
【図９】噴射率上昇傾き指令に応じた正常／異常の対応関係の説明図
【図１０】燃料噴射装置の駆動処理のフローチャートを示す図
【図１１】噴射率上昇傾き指令の算出処理のフローチャートを示す図
【図１２】高速用駆動パルス算出、設定処理のフローチャートを示す図
【図１３】低速用駆動パルス算出、設定処理のフローチャートを示す図
【図１４】第１駆動部の駆動パルスのオン時処理のフローチャートを示す図
【図１５】第２実施形態における燃料噴射制御システムの構成図
【図１６】第３実施形態における燃料噴射制御システムの構成図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、電子制御装置の幾つかの実施形態について図面を参照しながら説明する。各実施形態において、同一又は類似の動作を行う構成については、同一又は類似の符号を付して必要に応じて説明を省略する。
【００１２】
（第１実施形態）
まず図１を参照し、燃料噴射制御システム１の構成を説明する。燃料噴射制御システム１は、ＥＣＵ（Electronic(Engine) Control Unit）による燃料噴射制御装置（以下、制御装置と称す）２と共に、フィードポンプ３、高圧燃料ポンプ４、コモンレール５、クランク角センサ６、燃料噴射装置７〜１０、及び内燃機関１１を主に備える。
【００１３】
制御装置２は、燃料噴射装置７〜１０を個別に制御することで内燃機関１１の各気筒＃１〜＃４の燃料室に燃料を供給制御する。この制御装置２は、例えばマイクロコンピュータを主体として構成され、内燃機関１１に噴射する燃料の噴射率を制御可能になっており、本願に係る指令部、判定部、診断部として機能する部分である。本形態では、４気筒の例を示すが、６気筒でも良く、この限りではない。
【００１４】
フィードポンプ３は、燃料タンク１２に貯蔵された燃料を高圧燃料ポンプ４に圧送する。高圧燃料ポンプ４は、例えばプランジャ式のポンプである。高圧燃料ポンプ４は、内燃機関１１の出力軸を用いて制御装置２のポンプ駆動部６０（後述参照）により駆動される。高圧燃料ポンプ４は、フィードポンプ３から供給された低圧燃料を昇圧して高圧燃料とし高圧燃料配管１３を通じてコモンレール５に供給する。コモンレール５は、燃料噴射装置７〜１０に燃料を供給するために設けられる。コモンレール５は、高圧燃料ポンプ４から供給される高圧燃料を一時的に蓄積し、高圧を保持したまま各燃料噴射装置７〜１０に高圧配管１６を通じて分配する。
【００１５】
コモンレール５には圧力センサ１４が備え付けられている。圧力センサ１４は、コモンレール５に蓄積された燃料圧力を検出し、この検出信号を制御装置２に出力する。クランク角センサ６は、シグナルロータ１５と組み合わされることで構成され、内燃機関１１の内部の図示しないクランクシャフトの回転を検出する。シグナルロータ１５は、例えば円盤状に構成され、例えば内燃機関１１のクランクシャフトと一体に回転する。シグナルロータ１５の外周部には多数の突起が構成されており、クランク角センサ６は、シグナルロータ１５の突起の接近と離間とに応じたクランク角信号を出力する。
【００１６】
制御装置２は、クランク角センサ６のクランク角信号を受信することに応じてエンジン回転数を算出可能になっている。制御装置２は、センサ信号Ｓの変化に伴いクランクシャフトを回転させるためのトルクを変更制御する。制御装置２は、クランク角信号を含む各種センサ信号Ｓに基づいて燃料噴射装置７〜１０を通じて燃料を噴射制御する。
【００１７】
＜燃料噴射装置７〜１０の基本構成、動作説明＞
以下、燃料噴射装置７〜１０の基本構成及び動作を説明する。燃料噴射装置７〜１０は、内燃機関１１の気筒内に燃料を噴射するために設けられ、インジェクタ又は燃料噴射弁とも称される。本形態では、ソレノイド式の燃料噴射装置７〜１０に適用した形態を示す。
各燃料噴射装置７〜１０にはそれぞれ内蔵圧力センサ７ａ〜１０ａが備えられる。内蔵圧力センサ７ａ〜１０ａは、図示していないが高圧燃料に接触可能な状態で各燃料噴射装置７〜１０の内部に配置されている。燃料噴射装置７〜１０は互いに同様の構造である。このため以下では、図２を参照して燃料噴射装置７の構造を説明し、燃料噴射装置８〜１０の構造説明を省略する。
【００１８】
図２に示すように、燃料噴射装置７は、第１〜第４部材２１〜２４、ノズルニードル２５、ノズルニードル２５用のスプリング２６、油圧従動弁２７、油圧従動弁２７用のスプリング２８、第１バルブ２９、第２バルブ３０、第１駆動部３１、第２駆動部３２、第１スプリング３３、第２スプリング３４等を主に備える。
【００１９】
第１部材２１には、第１高圧燃料流路３５、低圧室３６、及び低圧通路３７が構成されている。第１〜第３部材２１〜２３が組付けられると、第１高圧燃料流路３５は第１〜第３部材２１〜２３にかけて貫通するように構成される。第１高圧燃料流路３５には、高圧配管１６を通じてコモンレール５に接続されており、コモンレール５から高圧配管１６を通じて高圧燃料が供給される。
【００２０】
第１部材２１に設けられた低圧室３６は、第１バルブ２９が開くときに第２部材２２側の開口の第３通路３９に連通するよう構成され、第１バルブ２９が閉じているときに第３通路３９との間が遮断されるように構成される。また低圧室３６は、第２バルブ３０が開くときに第２部材２２側の開口の第２通路４１に連通するよう構成され、第２バルブ３０が閉じているときに第２通路４１との間が遮断されるように構成される。
【００２１】
低圧室３６は、第２部材２２側の開口の周囲が第１部材２１と第２部材２２との間にてシールされている。また、低圧室３６には低圧通路３７が連通するように構成されている。低圧通路３７には、図１に示す低圧配管３８が接続されている。そして、低圧室３６の内部の低圧燃料は、当該低圧室３６から流出し、低圧通路３７及び低圧配管３８を介して燃料タンク１２に戻されるように構成されている。
【００２２】
第１部材２１の低圧室３６の内部には、第１バルブ２９、第２バルブ３０、第１駆動部３１、第２駆動部３２、第１スプリング３３、及び第２スプリング３４が配置されている。
【００２３】
通常、第１スプリング３３は、第１バルブ２９を第３通路３９に近付ける方向に付勢するように配置されている。この場合、第１バルブ２９が閉じるため低圧室３６と第３通路３９との間が遮断される。第２スプリング３４は、第２バルブ３０を第２通路４１に近付ける方向に付勢するように配置されている。この場合、第２バルブ３０が閉じるため低圧室３６と第２通路４１との間が遮断される。
【００２４】
第１駆動部３１は通電されると電磁力を発生し、第１スプリング３３の付勢力に反発して第１バルブ２９を第２部材２２から離間させる。これにより、第１駆動部３１が通電されることで第１バルブ２９を開駆動でき、第１バルブ２９が開くことで低圧室３６と第３通路３９との間を連通させることができる。
【００２５】
第２駆動部３２は通電されると電磁力を発生し、第２スプリング３４の付勢力に反発して第２バルブ３０を第２部材２２から離間させる。これにより、第２駆動部３２が通電されることで第２バルブ３０を開駆動でき、第２バルブ３０が開くことで低圧室３６と第２通路４１とを連通させることができる。
【００２６】
第２部材２２には、第３通路３９、中間室４０、及び第２通路４１が構成されており、さらに第１高圧燃料流路３５から分岐した第２高圧燃料流路３５ａが構成されている。高圧燃料は、第１高圧燃料流路３５から第２高圧燃料流路３５ａへ分岐して供給される。第２高圧燃料流路３５ａは、第３オリフィス３５ａａを備え、環状室４２に接続されている。第３オリフィス３５ａａは、第２高圧燃料流路３５ａを流れる高圧燃料の流量を制限する。第２高圧燃料流路３５ａに複数の第３オリフィス３５ａａが備えられていたり、第２高圧燃料流路３５ａの流路面積が小さく構成されることで第２高圧燃料流路３５ａの構造自体が第３オリフィス３５ａａとして構成されていても良い。
【００２７】
第２通路４１は、第２オリフィス４１ａを備え、油圧従動弁２７の内部を介することなく低圧室３６と第１制御室４３とを接続している。第２通路４１は、複数の第２オリフィス４１ａを備えていたり、第２通路４１の流路面積が小さく構成されることで第２通路４１の構造自体が第２オリフィス４１ａとして構成されていても良い。
【００２８】
環状室４２は、環状に構成され、第３部材２３側の開口を通じて第１制御室４３に連通するように構成されている。第３部材２３には、第１制御室４３が構成されている。第１制御室４３は、第２部材２２に接触して配置され当該第２部材２２側に一部開口を備える。この開口は、その周囲が第２部材２２と第３部材２３との間でシールされている。第１制御室４３には接続通路４４が接続されている。この接続通路４４は、第１制御室４３と第２制御室４９との間の通路を接続する。接続通路４４は、第４オリフィス４４ａを備え、第４オリフィス４４ａは、接続通路４４を流れる燃料の流量を制限する。この接続通路４４は、複数の第４オリフィス４４ａを備えていても良いし、また接続通路４４の流路面積が小さく設定されることで接続通路４４の構造自体が第４オリフィス４４ａの機能を備えていても良い。
【００２９】
第１制御室４３の内側には油圧従動弁２７が配置されている。油圧従動弁２７は円柱状に構成されている。円柱状の油圧従動弁２７には第１通路４５が中心軸線方向に貫通するように構成されている。この第１通路４５は、第１オリフィス４５ａを備える。第１オリフィス４５ａは、第１通路４５を流れる燃料の流量を制限する。第１通路４５が、複数の第１オリフィス４５ａを備えていたり、第１通路４５の流路面積が小さく設定されることで、第１通路４５が第１オリフィス４５ａの機能を備えていても良い。
【００３０】
第１制御室４３の内部には、油圧従動弁２７を第２部材２２へ近付ける方向へ付勢するためのスプリング２８が配置されている。油圧従動弁２７が第２部材２２に当接しているときには、中間室４０が第１通路４５を介して第１制御室４３に連通されるものの、環状室４２の第３部材２３の側の開口は油圧従動弁２７により遮断される。
【００３１】
例えば図３に示すように、油圧従動弁２７が第２部材２２から離間しているときには、中間室４０が第１通路４５を介することなく第１制御室４３に連通され、環状室４２もまた第１制御室４３に連通される。また、図２及び図３に示すように、第２通路４１は、油圧従動弁２７を介さずに第１制御室４３に連通するように構成されている。第２通路４１は、油圧従動弁２７の位置、すなわち油圧従動弁２７のリフト状態にかかわらず、低圧室３６と第１制御室４３とを直接連通する。
【００３２】
図２に示すように、第４部材２４には、高圧室４６、噴射孔４７、シリンダ４８、及び第２制御室４９が構成されている。高圧燃料は、第１高圧燃料流路３５を通じて高圧室４６に供給される。第４部材２４の内部には、ノズルニードル２５が配置されている。このノズルニードル２５の先端部は、円錐状に構成され基端部は円筒状に構成され、高圧室４６がその側面を覆うように配置される。シリンダ４８は、ノズルニードル２５を図２の上下方向に往復摺動可能に支持している。ノズルニードル２５の背部には、第２制御室４９が配置されている。第２制御室４９は接続通路４４を通じて第１制御室４３に接続されている。
【００３３】
第２制御室４９の内部には、ノズルニードル２５を噴射孔４７に近付ける方向へ付勢するスプリング２６が配置されている。第１制御室４３及び第２制御室４９により制御室が構成されている。噴射孔４７は、内燃機関１１の気筒内に連通するように構成される。
【００３４】
第２制御室４９の内部の圧力が所定の圧力よりも高いときには、ノズルニードル２５が高圧室４６と噴射孔４７とを遮断したまま維持するか、又はノズルニードル２５が噴射孔４７を塞ぐ方向に移動する。逆に、第２制御室４９の圧力が所定圧力以下のときには、ノズルニードル２５が第３部材２３の側、すなわち図示上方向に移動する。この場合、高圧燃料が高圧室４６の内部から噴射孔４７から噴射される。したがって、第１制御室４３及び第２制御室４９の内部の圧力に基づいて、高圧室４６と内燃機関１１の気筒内とを連通・遮断できる。
【００３５】
＜燃料噴射装置７〜１０の内部の各室の圧力変化説明＞
燃料噴射制御システム１は、各種モードを設定して動作するようになっており、制御装置２はこのモードに基づいて各燃料噴射装置７〜１０の噴射孔４７から燃料を噴射制御したり、燃料噴射装置７〜１０を通じて燃料を燃料タンク１２に排出制御することでコモンレール５の内部圧力を低下させることができる。以下、各モードにおける第１バルブ２９と第２バルブ３０の開閉動作に伴う燃料噴射装置７〜１０の内部の各室の圧力変化を説明する。
【００３６】
まず、第１スプリング３３の付勢力及び第２スプリング３４の付勢力が作用し第１バルブ２９及び第２バルブ３０が共に閉じていると仮定する。第１バルブ２９が閉じているときには、第３通路３９と低圧室３６との間が遮断される。また第２バルブ３０が閉じているときには、第２通路４１と低圧室３６との間が遮断される。このような初期状態では、第２制御室４９、第１制御室４３、中間室４０、第３通路３９、及び第２通路４１の内部は密閉され、これらの内部の燃料圧力は何れも高圧状態で釣り合う。このため、噴射孔４７は閉じられる。また油圧従動弁２７はスプリング２８により付勢されることで第２部材２２に当接する。
【００３７】
＜低速モード＞
以下、噴射孔４７から燃料を内燃機関１１に比較的遅く噴射する低速モードにおける燃料噴射装置７〜１０の内部の各室の圧力状態の変化を説明する。この低速モードにおいて、制御装置２は、初期状態から第２バルブ３０を閉じたまま第１バルブ２９を開き、その後、第１バルブ２９を閉じる。
【００３８】
第１バルブ２９が開くと、第３通路３９及び低圧室３６が連通する。低圧室３６と中間室４０と第１制御室４３とが第３通路３９を通じて連通する。これにより第１制御室４３及び中間室４０が低圧化し、中間室４０は低圧室３６と同程度に低圧化する。
【００３９】
また第１制御室４３の内部に蓄積された燃料は、第１通路４５を通じて中間室４０の側に流れるものの、第１オリフィス４５ａが作用することでこの第１オリフィス４５ａを通じた燃料の流量が制限される。このとき、第１通路４５は、第１オリフィス４５ａの前後で圧力差を生じる。これにより第１制御室４３は中圧状態に保持される。
【００４０】
第１制御室４３の内部の燃料圧力の作用により、油圧従動弁２７が第２部材２２の中間室４０の側に引き付けられる。環状室４２の第３部材２３側の開口が油圧従動弁２７により閉じられるため、第２高圧燃料流路３５ａと第１制御室４３との間の遮断状態が維持される。
【００４１】
第１制御室４３の圧力が中圧状態となるため、第２制御室４９の圧力も中圧状態に変化する。すると、高圧燃料が第１高圧燃料流路３５を通じてノズルニードル２５に作用し、当該ノズルニードル２５をシリンダ４８に沿って第２制御室４９の側に摺動させる。これにより、ノズルニードル２５は開状態となり、高圧燃料が噴射孔４７から噴射される。このとき、第１オリフィス４５ａを通じた燃料の流路が比較的狭く制限されるため、第１制御室４３が中圧状態に達する速度も遅くなる。この結果、ノズルニードル２５が噴射孔４７を開く速度は比較的遅くなり、時間経過に対する燃料噴射量の変化、すなわち噴射率が比較的低い。
【００４２】
この後、第１バルブ２９が閉じられると、第３通路３９、中間室４０、第２通路４１及び第１制御室４３が密閉されるが、第１制御室４３内の燃料は第１オリフィス４５ａを通じて中間室４０及び第３通路３９にも流れ込む。他方、環状室４２と第１制御室４３とには圧力差を生じるため、第２高圧燃料流路３５ａ内の燃料が環状室４２を通じてスプリング２８の付勢力に反発するように油圧従動弁２７を押圧する。
【００４３】
これにより、油圧従動弁２７のリフト量が減少し、高圧燃料が環状室４２を通じて第１制御室４３及び第２制御室４９に流れ込み、この結果、第１制御室４３及び第２制御室４９が高圧化する。第１制御室４３及び第２制御室４９の内部圧力が第１高圧燃料流路３５の圧力と同程度の高圧状態に変化すると、スプリング２８の付勢力が作用し油圧従動弁２７が第２部材２２の側に当接する。この結果、油圧従動弁２７が環状室４２と第１制御室４３との間を遮断し、前記の初期状態に戻る。
【００４４】
＜高速モード＞
以下、噴射孔４７から燃料を高速噴射する場合の高速モードにおける燃料噴射装置７の内部の各室の圧力状態の変化を説明する。この高速モードにおいて、制御装置２は、初期状態から第１バルブ２９及び第２バルブ３０を概ね同時に開くように制御する。
【００４５】
第１バルブ２９及び第２バルブ３０が概ね同時に開くと、第３通路３９及び低圧室３６が連通すると共に第２通路４１及び低圧室３６も連通する。このため、低圧室３６と中間室４０と第１制御室４３とが第３通路３９及び第２通路４１を通じて連通する。これにより、第１制御室４３及び中間室４０が低圧化する。
【００４６】
このとき、中間室４０は低圧室３６と同程度に低圧化するが、前述の第１バルブ２９だけが開いた場合に比較して素早く低圧化できる。また第１制御室４３内に蓄積された燃料は、第１通路４５を通じて中間室４０の側に流れるものの第１オリフィス４５ａが作用するため燃料の流量が制限される。このとき、第１通路４５は、第１オリフィス４５ａの前後で圧力差を生じる。
【００４７】
他方、第１制御室４３の内部の燃料は、第２通路４１をも介して低圧室３６に流れる。このとき、第２オリフィス４１ａが作用し第２オリフィス４１ａを通じた燃料の流量も制限される。第２通路４１は、第２オリフィス４１ａの前後で圧力差を生じる。これにより、第１制御室４３は中圧状態に保持される。
【００４８】
このとき、第１制御室４３の内部の燃料圧力の作用により、油圧従動弁２７が第２部材２２の中間室４０の側に引き付けられる。環状室４２の第３部材２３の側の開口が油圧従動弁２７により閉じられるため、第２高圧燃料流路３５ａと第１制御室４３との間の遮断状態が維持される。
【００４９】
第１制御室４３が中圧状態になると、第２制御室４９の圧力も中圧状態に変化する。第１制御室４３及び第２制御室４９が中圧状態となるため、前述同様に、高圧燃料が第１高圧燃料流路３５を通じてノズルニードル２５に作用すると、当該ノズルニードル２５がシリンダ４８に沿って第２制御室４９の側に摺動する。これにより、ノズルニードル２５は開状態となり、高圧燃料が噴射孔４７から噴射される。このとき、第１オリフィス４５ａ及び第２オリフィス４１ａを通じた燃料の流路が、前述の低速モードに比較して広く制限されるため、第１制御室４３が中圧状態に達する速度も速くなる。この結果、ノズルニードル２５が噴射孔４７を開く速度は比較的速くなり、時間経過に対する燃料噴射量の変化、すなわち噴射率が比較的高くなる。
【００５０】
この後、第２バルブ３０が閉じられても第１制御室４３などの各室の内部油圧の変動は概ねないが、その後、第１バルブ２９が閉じられることで第１制御室４３の内部燃料は第１オリフィス４５ａを通じて中間室４０及び第３通路３９に流れ込む。このとき、第３通路３９、中間室４０、第２通路４１及び第１制御室４３が密閉され、中間室４０及び第１制御室４３は中圧状態となる。
【００５１】
環状室４２と第１制御室４３とに圧力差を生じるため、第２高圧燃料流路３５ａ内の燃料が環状室４２を通じてスプリング２８の付勢力に反発するように油圧従動弁２７を押圧する。これにより、油圧従動弁２７のリフト量が減少し、高圧燃料が環状室４２を通じて第１制御室４３及び第２制御室４９に流れ込み、この結果、第１制御室４３及び第２制御室４９が高圧化する。第１制御室４３及び第２制御室４９の内部圧力が第１高圧燃料流路３５の圧力と同程度の高圧状態に変化すると、スプリング２８の付勢力が作用し油圧従動弁２７が第２部材２２の側に当接する。この結果、油圧従動弁２７が環状室４２と第１制御室４３との間を遮断し、前記の初期状態に戻る。
【００５２】
＜第２バルブ３０の開閉状態に基づくノズルニードル２５のリフト速度の違いの説明＞
第１バルブ２９及び第２バルブ３０が概ね同時に開くと、第１バルブ２９だけが開くよりも、第１制御室４３の内部圧力が素早く低下する。このため、第１バルブ２９及び第２バルブ３０が概ね同時に開くときには、第１バルブ２９だけが開くときよりも、ノズルニードル２５のリフト速度が速い。このため、第１バルブ２９及び第２バルブ３０が同時に開いたときには、第１バルブ２９だけを開いた場合に比較して噴射率を高くできる。
【００５３】
＜レール減圧モード＞
以下、図３を参照しながらレール減圧モードの動作を説明する。コモンレール５の内部圧力を低下させるため、レール減圧モードが設けられている。レール減圧モードでは、制御装置２は、初期状態から第１駆動部３１により第１バルブ２９を閉制御して閉状態に保持したまま、第２駆動部３２により第２バルブ３０を開制御する。
【００５４】
前述したように、初期状態では、油圧従動弁２７はスプリング２８に付勢されており、油圧従動弁２７は第２部材２２に当接している。この状態において第２バルブ３０が開くと、第１制御室４３の蓄積燃料が第２通路４１を通じて低圧室３６に排出され、第１制御室４３の内部圧力が低くなる。
【００５５】
第２高圧燃料流路３５ａの蓄積燃料が環状室４２を通じて油圧従動弁２７を押圧し、油圧従動弁２７は第２部材２２から離間しリフト量が減少する。すると第１制御室４３と中間室４０とが連通する。中間室４０の圧力が第１制御室４３の圧力と同等レベルになるため、油圧従動弁２７は、第２高圧燃料流路３５ａから燃料圧力を受けて中間室４０に引き付けられることはない。このため燃料は、コモンレール５から第１高圧燃料流路３５、第２高圧燃料流路３５ａ、第１制御室４３、第２通路４１を通じて低圧室３６に流れ込み、低圧室３６から低圧配管３８を通じて燃料タンク１２に排出される。図３に矢印で示す燃料の流れを参照。
【００５６】
また第２高圧燃料流路３５ａの第３オリフィス３５ａａを介して第１制御室４３に流れ込む燃料流量は、第２通路４１の第２オリフィス４１ａを介して低圧室３６に流れ出す燃料流量よりも多くなるように設定されている。このため、第１制御室４３から排出される燃料の量より第２高圧燃料流路３５ａから第１制御室４３へ流入する燃料量が多い。
【００５７】
この結果、第１制御室４３及び第２制御室４９の燃料圧力が低下することはなく、ノズルニードル２５がシリンダ４８に沿って摺動することもない。これにより噴射孔４７がノズルニードル２５により遮断された状態を保持できる。この結果、噴射孔４７から燃料を内燃機関１１に噴射させることなく、低圧室３６から燃料を排出させることができ、コモンレール５の内部圧力を低下させることができる。
【００５８】
以上のように、レール減圧モードでは、少なくとも一つの燃料噴射装置（例えば７）を用いてコモンレール５の内部圧力を低下させることができる。
【００５９】
内燃機関１１が４気筒４サイクル構成の場合には、上死点ＴＤＣを基準とした前後のクランク角信号のクランク角１８０°ＣＡの範囲内で単発噴射、又は３回、５回など多段噴射する。例えば、５回噴射するときには、それぞれの噴射を、パイロット噴射、プレ噴射、メイン噴射、アフタ噴射、ポスト噴射と称している。例えば、３回噴射するときにはプレ噴射やポスト噴射を省略して実行する。
【００６０】
制御装置２は、これらの噴射毎に前述の高速モード又は低速モードを決定し、当該高速又は低速を含む噴射率上昇傾き指令を発生させ、そして図４に示すように、各燃料噴射装置７〜１０に対応した駆動パルスを発生させる。
【００６１】
例えば、制御装置２が高速モードの噴射率上昇傾き指令を発生させた場合、図４に示すように第１バルブ２９を駆動するための駆動パルスと、第２バルブ３０を駆動するための駆動パルスとを独立して発生し、これらの駆動パルスに基づいて第１駆動部３１及び第２駆動部３２にそれぞれ通電制御する。第１駆動部３１及び第２駆動部３２には概ね同時に電流が流れるため、第１バルブ２９及び第２バルブ３０が概ね同時に開くことになり、これにより、駆動パルスに対応した燃料噴射装置７〜１０の噴射孔４７から内燃機関１１に燃料を高速噴射できる。
【００６２】
また制御装置２が、低速モードの噴射率上昇傾き指令を発生させたときには、第１バルブ２９を駆動するための駆動パルスを発生し、この駆動パルスに基づいて第１駆動部３１に通電制御する。第１駆動部３１に電流が流れると、第１バルブ２９が開き、これにより、駆動パルスに対応した燃料噴射装置７〜１０の噴射孔４７から内燃機関１１に燃料を低速噴射できる。
【００６３】
＜噴射圧の降下開始点の検出処理＞
制御装置２は、各燃料噴射装置７〜１０の第１バルブ２９の駆動パルスを発生したタイミングから所定時間（例えば１０μ秒）毎に、対応した各燃料噴射装置７〜１０に内蔵された内蔵圧力センサ７ａ〜１０ａのセンシングデータにより噴射圧を検出し、図５に示す噴射圧の降下開始点の検出処理を実行する。以下では、内蔵圧力センサ７ａ〜１０ａのセンシングデータにより噴射圧を検出する形態を示すが、これに限られるものではない。
制御装置２は、この噴射圧の降下開始点の検出処理ルーチンに入ると、ステップＳ１において噴射圧を今回噴射圧として取得し、ステップＳ２において今回噴射圧から前回噴射圧を減算して噴射圧差を算出する。すなわち制御装置２は、噴射毎に噴射圧の情報を取得し、これらの前後の噴射に係る噴射圧差を算出する。
【００６４】
そして制御装置２は、この噴射圧差が一定値を下回ることを条件として（Ｓ３でＹＥＳ）、Ｓ４において「実噴射率上昇傾き判定処理」を実行し、Ｓ５において今回の噴射圧を前回の噴射圧として記憶して終了する。このとき、噴射圧差の判定処理は、ノイズ対策のために複数回連続判定するようにしても良い。
【００６５】
図４に示すように、高速噴射時には、第１バルブ２９及び第２バルブ３０は概ね同時に開駆動するため、噴射圧は比較的速く降下開始する。逆に低速噴射時には、第１バルブ２９だけが開駆動するため、噴射圧は比較的遅く降下開始する。このため、ステップＳ３において噴射圧差が一定値を下回る条件を満たす噴射圧降下開始時刻（「噴射圧降下開始点」相当）は、高速噴射時における噴射圧降下開始時刻ｔ１の方が低速噴射時における噴射圧降下開始時刻ｔ２に比較して速くなる。
【００６６】
＜実噴射率上昇傾き判定処理＞
次に、Ｓ３の条件を満たしたときに実行されるＳ４の実噴射率上昇傾き判定処理について図６を参照して説明する。
制御装置２は、Ｓ３の条件を満たすとＳ１１において現在時刻を噴射圧降下開始時刻として取得し、Ｓ１２において噴射圧降下開始時刻ｔ１、ｔ２と第１バルブ２９の駆動パルスのオン時刻ｔ０とから実噴射開始遅延時間Ｔを算出する。この場合、高速モードの実噴射開始遅延時間Ｔ１は、時刻差ｔ１−ｔ０に相関を備えて算出される。例えば、実噴射開始遅延時間Ｔ１は、時刻差ｔ１−ｔ０に比例する時間である。また、低速モードの実噴射開始遅延時間Ｔ２は、時刻差ｔ２−ｔ０に相関を備えて算出される。例えば、実噴射開始遅延時間Ｔ２は時刻差ｔ２−ｔ０に比例する時間である。図４には、技術内容を理解しやすくするため、実噴射開始遅延時間Ｔ１が時刻差ｔ１−ｔ０に一致し、実噴射開始遅延時間Ｔ２が時刻差ｔ２−ｔ０に一致するように記載しているが、これに限られるものではない。
【００６７】
そして、制御装置２は、Ｓ１３において噴射率上昇傾き指令が高速モードであるか低速モードであるかを判定し、この高速／低速に基づいて異常の有無を判定する。制御装置２が低速モードであると判定すれば、Ｓ１４において燃料噴射装置７〜１０の第２バルブ３０の閉固着異常判定処理を実行する。Ｓ１４の処理では、第２バルブ３０の弁機構における閉固着異常と共に、第２駆動部３２による電気的な閉固着駆動異常も同時に判定することになる。したがって、Ｓ１４における第２バルブ３０の閉固着異常判定処理は、第２駆動部３２の閉固着駆動異常の判定処理と同時に行われる。以下の説明では、第２バルブ３０の閉固着異常の説明を行い、第２駆動部３２による閉固着駆動異常の判定処理の説明は省略する。
【００６８】
逆に、制御装置２が、低速モードであると判定すれば、Ｓ１５において燃料噴射装置７〜１０の第２バルブ３０の開固着異常判定処理を実行する。Ｓ１５の処理では、第２バルブ３０の弁機構における開固着異常と共に、第２駆動部３２による電気的な開固着駆動異常も同時に判定することになる。したがって、Ｓ１５における第２バルブ３０の開固着異常判定処理は、第２駆動部３２の開固着駆動異常の判定処理と同時に行われる。以下の説明では、第２バルブ３０の開固着異常の説明を行い、第２駆動部３２による開固着駆動異常の判定処理の説明は省略する。
【００６９】
＜燃料噴射装置７〜１０の第２バルブ３０の閉固着異常判定処理＞
次に、Ｓ１４における第２バルブ３０の閉固着異常判定処理について図７を参照して説明する。燃料噴射装置７〜１０の第２バルブ３０の閉固着異常判定処理において、制御装置２は、Ｓ２１において高速モードにおける実噴射開始遅延時間予測値を算出する。
【００７０】
実噴射開始遅延時間予測値は、燃料を噴射孔４７から噴射するときの制御室４３及び４９の内部圧力により定まる。このため、前述した燃料噴射装置７〜１０の構造に基づいて、シミュレーション又は実験などにより内蔵圧力センサ７ａ〜１０ａの検出圧力−実噴射開始遅延時間予測値の対応マップを制御装置２の内部メモリに用意しておき、制御装置２がこの対応マップに基づいて実噴射開始遅延時間予測値を算出すると良い。実噴射開始遅延時間予測値については、前述した燃料噴射装置７〜１０の構造に基づく製造ばらつきをシミュレーション又は実験などにより求めておき、当該製造ばらつきに起因した誤制御を行わないように不感帯を定め、不感帯を用いた実噴射開始遅延時間の関係式や対応マップを制御装置２の内部メモリ（記憶部）に用意しておき、不感帯を考慮した実噴射開始遅延時間予測値を算出することが望ましい。
【００７１】
また制御装置２は、Ｓ２２において実噴射開始遅延時間予測値が実噴射開始遅延時間Ｔよりも小さいか否かを判定する。実際の噴射率上昇傾き（以下、実噴射率上昇傾きと称す）は、図４に示すように、実噴射開始遅延時間Ｔとの間で相関性を備えており、実噴射開始遅延時間Ｔが短ければ実噴射率上昇傾きは大きくなり、実噴射開始遅延時間Ｔが長ければ実噴射率上昇傾きは小さくなる。
【００７２】
このため制御装置２は、Ｓ２２において実噴射開始遅延時間予測値が実噴射開始遅延時間Ｔよりも小さいか否かを判定することで、実噴射率上昇傾きが高速モードにおける噴射率上昇傾き指令の条件を満たしていないか否かを判定できる。Ｓ２２において実噴射開始遅延時間Ｔが実噴射開始遅延時間予測値以下となるとき、制御装置２は、実噴射率上昇傾きが所定の上昇傾き以上になると判定できるため、実噴射率上昇傾きが高速モードにおける噴射率上昇傾き指令の条件を満たすと判定できる。このため制御装置２は、Ｓ２２においてＮＯと判定し、Ｓ２３において第２バルブ３０の閉固着異常カウンタをクリアすることで正常と判定する。
【００７３】
逆に、Ｓ２２において実噴射開始遅延時間Ｔが実噴射開始遅延時間予測値を超えるときには、制御装置２は、実噴射率上昇傾きが所定の上昇傾き未満になったと判定できるため、実噴射率上昇傾きが高速モードにおける噴射率上昇傾き指令の条件を満たさないと判定できる。
【００７４】
このため制御装置２は、Ｓ２２においてＹＥＳと判定し、Ｓ２４において第２バルブ３０の閉固着異常カウンタをインクリメントし、Ｓ２５において第２バルブ３０の閉固着異常カウンタが閾値を示す所定値以上であるか否かを判定し、この結果がＹＥＳであることを条件としてＳ２６において第２バルブ３０の閉固着異常フラグをオンする。この場合、異常カウンタの閾値を示す所定値は、１又は複数の何れであっても良い。
【００７５】
すなわち、第２バルブ３０の閉固着異常を生じたときには、制御装置２は、高速モードの噴射毎にＳ２２〜Ｓ２５の処理を実行して第２バルブ３０の閉固着異常カウンタをカウントアップし、Ｓ２２〜Ｓ２５の処理を異常カウンタの閾値を示す所定値だけ連続して実行することでＳ２６において第２バルブ３０の閉固着異常フラグをオンする。逆に、第２バルブ３０の閉固着異常カウンタが所定値に達するまでの間に高速モードの噴射時に一回でも正常であると判定したときには、第２バルブ３０の閉固着異常カウンタがクリアされる。これにより、第２バルブ３０の閉固着異常であると断定する条件を厳しくできる。
【００７６】
＜燃料噴射装置７〜１０の第２バルブ３０の開固着異常判定処理＞
次に、Ｓ１５における第２バルブ３０の開固着異常判定処理について図８を参照して説明する。燃料噴射装置７〜１０の第２バルブ３０の開固着異常判定処理において、制御装置２は、Ｓ３１において低速モードにおける実噴射開始遅延時間予測値を算出する。各噴射開始遅延時間予測値は、燃料を噴射孔４７から噴射するときの制御室４３及び４９の内部圧力により定まる。このため、前述した燃料噴射装置７〜１０の構造に基づいて、シミュレーション又は実験などにより内蔵圧力センサ７ａ〜１０ａの検出圧力−実噴射開始遅延時間予測値の対応マップを制御装置２の内部メモリに用意しておき、制御装置２がこの対応マップに基づいて実噴射開始遅延時間予測値を算出すると良い。
【００７７】
また、制御装置２は、Ｓ３２において実噴射開始遅延時間予測値が実噴射開始遅延時間より大きいか否かを判定する。前述したように、実噴射率上昇傾きは、実噴射開始遅延時間Ｔとの間で相関性を備えている。このため、制御装置２がＳ３２において実噴射開始遅延時間予測値が実噴射開始遅延時間よりも大きいか否かを判定することで、実噴射率上昇傾きが低速モードにおける噴射率上昇傾き指令の条件を満たしていないか否かを判定できる。Ｓ３２において実噴射開始遅延時間が実噴射開始遅延時間予測値以上となるとき、制御装置２は、実噴射率上昇傾きが所定の上昇傾き以下になると判定できるため、実噴射率上昇傾きが低速モードにおける噴射率上昇傾き指令の条件を満たすと判定できる。このとき制御装置２は、Ｓ３２においてＮＯと判定し、Ｓ３３において第２バルブ３０の開固着異常カウンタをクリアすることで正常と判定する。
【００７８】
逆に、Ｓ３２において実噴射開始遅延時間が実噴射開始遅延時間予測値未満となるときには、制御装置２は、実噴射率上昇傾きが所定の上昇傾きを超えたと判定できるため、実噴射率上昇傾きが低速モードにおける噴射率上昇傾き指令の条件を満たさないと判定できる。
【００７９】
このため、制御装置２は、Ｓ３２においてＹＥＳと判定し、Ｓ３４において第２バルブ３０の開固着異常カウンタをインクリメントし、Ｓ３５において第２バルブ３０の開固着異常カウンタが閾値を示す所定値以上であるか否かを判定し、この結果がＹＥＳであることを条件としてＳ３６において第２バルブ３０の開固着異常フラグをオンする。この場合、異常カウンタの閾値を示す所定値は、１又は複数の何れであっても良い。
【００８０】
すなわち、第２バルブ３０の開固着異常を生じたときには、制御装置２は、低速モードの噴射毎にＳ３２〜Ｓ３５の処理を実行して第２バルブ３０の開固着異常カウンタをカウントアップし、Ｓ３２〜Ｓ３５の処理を異常カウンタの閾値を示す所定値だけ連続して実行することでＳ３６において第２バルブ３０の閉固着異常フラグをオンする。逆に、第２バルブ３０の開固着異常カウンタが所定値に達するまでの間に低速モードの噴射時に一回でも正常であると判定したときには、第２バルブ３０の開固着異常カウンタがクリアされる。これにより、第２バルブ３０の開固着異常であると断定する条件を厳しくできる。
【００８１】
＜第２バルブ３０の閉固着異常／開固着異常の判定処理の変形例＞
前述では、Ｓ２２、Ｓ３２において噴射開始遅延時間予測値と実噴射開始遅延時間との関係性に基づいて第２バルブ３０の閉固着異常又は開固着異常を判定した形態を示したが、これに代えて実噴射率上昇傾きの値を求めて判定しても良い。このとき、前述した燃料噴射装置７〜１０の構造に基づいて、シミュレーション又は実験などにより実噴射開始遅延時間と実噴射率上昇傾きとの対応マップを制御装置２の内部メモリに用意しておき、この対応マップに基づいて実噴射率上昇傾きを算出し、この算出された実噴射率上昇傾きの値が、高速モード又は低速モードにおける噴射率上昇傾き指令の条件を満たしているか否かを判定しても良い。
実噴射率上昇傾きは、前述した噴射開始遅延時間予測値との関係性に基づいて算出しても良い。またこれに代えて又はこれに加えて、実噴射率上昇傾きは、前述した燃料噴射装置７〜１０の構造に基づく製造ばらつきをシミュレーション又は実験などにより求めておき、当該製造ばらつきに起因した誤制御を行わないように不感帯を定め、不感帯を用いた実噴射率上昇傾きの関係式や対応マップを制御装置２の内部メモリ（記憶部）に用意しておき、不感帯を考慮した実噴射率上昇傾きを算出することが望ましい。
【００８２】
まとめると、図９に示すように、制御装置２は、噴射率上昇傾き指令が高速モードであるときには、実噴射開始が速ければ正常であり、実噴射開始が遅ければ第２バルブ３０の閉固着異常であると判定する。逆に、制御装置２は、噴射率上昇傾き指令が低速モードであるときには、実噴射開始が遅ければ正常であり、実噴射開始が速ければ第２バルブ３０の開固着異常であると判定する。この結果、第２バルブ３０の閉固着異常／開固着異常を判定できる。
【００８３】
＜燃料噴射装置７〜１０の駆動処理＞
次に制御装置２が、個々の噴射制御を実行するときの燃料噴射装置７〜１０の駆動処理を説明する。制御装置２は、図１０のＳ４１において噴射率上昇傾き指令算出処理を実行する。以下、図１１を参照してＳ４１の噴射率上昇傾き指令算出処理の内容を説明する。制御装置２は、Ｓ５１において第２バルブ３０の閉固着異常フラグがオンとされているか否かを判定する。この時点において第２バルブ３０の閉固着異常フラグがオンとされており、Ｓ５１において異常と判定されると、制御装置２は、Ｓ５２において噴射率上昇傾き指令を低速に設定する。
【００８４】
また、Ｓ５１において第２バルブ３０の閉固着異常フラグがオフされており正常と判定されていれば、Ｓ５３において第２バルブ３０の開固着異常フラグがオンされているか否かを判定する。そして、第２バルブ３０の開固着異常フラグがオンされており、異常と判定されていれば、Ｓ５４において噴射率上昇傾き指令を高速に設定する。また、Ｓ５３において第２バルブ３０の開固着異常フラグがオフされており、正常と判定されていれば、Ｓ５５において噴射量、及び、内燃機関１１のクランク角センサ６から得られるエンジン回転数情報に基づいて噴射率上昇傾き指令を算出する。
【００８５】
その後、制御装置２は、図１０のＳ４２において内蔵圧力センサ７ａ〜１０ａの検出圧力を今回噴射圧として取得する。そして制御装置２は、Ｓ４３において噴射率上昇傾き指令が高速モードであるか否かを判定し、高速モードであればＳ４４において高速駆動処理を実行する。このとき、制御装置２は第１バルブ２９及び第２バルブ３０を概ね同時に開くための駆動パルスのタイミングを算出して設定する。また制御装置２は、噴射率上昇傾き指令が低速モードであれば、Ｓ４５において低速駆動処理を実行する。このとき制御装置２は、第１バルブ２９だけを開くための駆動パルスのタイミングを算出して設定する。
【００８６】
＜＜高速モードの駆動処理＞＞
以下、図１０のＳ４４における高速駆動パルス算出、設定処理の内容を図１２を参照して説明する。制御装置２は、図１２のＳ６１において、噴射量、及びＳ４２で取得される今回噴射圧に基づいて、第１バルブ２９の駆動用の第１駆動部３１に印加する駆動パルスの幅を算出する。また制御装置２は、Ｓ６２において、噴射時期、及び高速用（高速モード）の噴射開始遅延時間予測値に基づいて第１駆動部３１の駆動パルスのオン時刻を算出する。また制御装置２は、Ｓ６３において、第１駆動部３１に印加する駆動パルスのオン時刻、及び、駆動パルス幅に基づいて、駆動パルスのオフ時刻を算出する。
【００８７】
そして制御装置２は、Ｓ６４において第１駆動部３１の駆動パルスのオン時刻、及びオフ時刻を内部タイマにセットする。そして、制御装置２は、Ｓ６５において第２バルブ３０の開固着異常フラグがオフ、すなわち正常であるか否かを判定し異常であればこのルーチンを抜ける。この場合、第２バルブ３０の開固着異常時には、第２駆動部３２に駆動パルスを印加しなくても常時第２バルブ３０が開状態となっていることが想定されるため、第２駆動部３２に駆動パルスを与えることなく終了する。
【００８８】
逆に制御装置２は、Ｓ６５において第２バルブ３０の開固着異常フラグがオフ、すなわち正常であるか否かを判定し、正常であれば、Ｓ６６において今回噴射圧から第２駆動部３２の駆動パルス幅を算出する。
【００８９】
そして制御装置２は、Ｓ６７において噴射時期、及び高速用（高速モード）の噴射開始遅延時間予測値に基づいて、第２駆動部３２の駆動パルスのオン時刻を算出する。次に、制御装置２は、Ｓ６８において第２駆動部３２の駆動パルスのオン時刻及び駆動パルス幅を用いて駆動パルスのオフ時刻を算出する。そして制御装置２は、Ｓ６９において第２駆動部３２の駆動パルスのオン時刻及びオフ時刻を内蔵タイマにセットする。
【００９０】
この後、制御装置２は、内蔵タイマに設定されたオン時刻、オフ時刻において、第１駆動部３１により第１バルブ２９を開閉制御すると共に第２駆動部３２により第２バルブ３０を開閉制御することで、第１バルブ２９及び第２バルブ３０を概ね同時に開弁できる。この結果、第２バルブ３０の開固着異常フラグがオンしていてもオフしていても、高速駆動処理できる。
【００９１】
＜＜低速モードにおける駆動処理＞＞
以下、Ｓ４５の低速モードにおける駆動パルスの算出、設定処理を図１３を参照して説明する。制御装置２は、図１３のＳ７１において、噴射量、及びＳ４２で取得される今回噴射圧に基づいて、第１バルブ２９の駆動用の第１駆動部３１に印加する駆動パルスの幅を算出する。また制御装置２は、Ｓ７２において、噴射時期、及び低速用（低速モード）の噴射開始遅延時間予測値に基づいて第１駆動部３１に印加する駆動パルスのオン時刻を算出する。また制御装置２は、Ｓ７３において第１駆動部３１に印加する駆動パルスのオン時刻、及び、駆動パルス幅に基づいて、駆動パルスのオフ時刻を算出する。その後、制御装置２は、Ｓ７４において第１駆動部３１に印加する駆動パルスのオン時刻とオフ時刻とを内蔵タイマにセットする。制御装置２は、第１駆動部３１の駆動パルスのオン時刻に達すると、図１４のＳ７５に示すように、現在時刻を第２駆動部３２の駆動パルスのオン時刻に設定し、このオン時刻を基準として、内蔵タイマのオフ時刻において第１バルブ２９を駆動することで第１バルブ２９だけを開弁、閉弁でき、低速駆動処理できる。
【００９２】
本実施形態に係る特徴を概念的にまとめる。
制御装置２が、燃料噴射装置７〜１０へ駆動指令する時刻ｔ０から燃料を実噴射する実噴射開始時刻までの実噴射開始遅延時間Ｔ１、Ｔ２との間で相関を備える噴射圧降下開始時刻ｔ１、ｔ２を検出し、噴射圧降下開始時刻ｔ１、ｔ２に基づいて、燃料を実噴射するときの実噴射率上昇傾きが高速モード又は低速モードの噴射率上昇傾き指令に対応したそれぞれの噴射率上昇傾きの条件を満たしているか否かを判定し（Ｓ２２、Ｓ２４〜Ｓ２５、Ｓ３２、Ｓ３４〜Ｓ３５）、条件を満たさないと判定されると第２バルブ３０の閉固着異常フラグ／開固着異常フラグをオンすることで第２バルブ３０の閉固着異常／開固着異常と異常診断している（Ｓ２６、Ｓ３６）。また、第２駆動部３２の閉固着駆動異常／開固着駆動異常も同時に異常診断できる。
【００９３】
例えば、第２駆動部３２又は第２バルブ３０の異常により、実噴射率上昇傾きが所望の噴射率上昇傾き指令と大幅に異なる場合には、実噴射量が大幅にずれてしまい所望のトルクを達成できなくなる。このため、制御装置２は、噴射圧降下開始時刻ｔ１、ｔ２から算出可能な実噴射開始遅延時間Ｔに基づいて、実噴射率上昇傾きが高速モード／低速モードの噴射率上昇傾き指令における条件を満たしていないと判定したときには、第２バルブ３０の閉固着異常／開固着異常、又は、第２駆動部３２による第２バルブ３０の閉固着駆動異常／開固着駆動異常であると異常診断できる。
【００９４】
また、制御装置２がＳ１１〜Ｓ１５の処理を実行することで異常診断した結果、第２バルブ３０の閉固着異常又は第２駆動部３２による閉固着駆動異常と判定したときには、Ｓ５２において全ての噴射に係る噴射率上昇傾き指令を低速モードに設定している。このため、異常診断された後には、全ての噴射に係る噴射率上昇傾き指令について高速モードの設定を回避できる。この結果、異常診断後には例えば全て低速噴射できるようになり信頼性高くフェールセーフできる。
【００９５】
逆に、第２バルブ３０の開固着異常又は第２駆動部３２による開固着駆動異常と判定したときには、Ｓ５２において全ての噴射に係る噴射率上昇傾き指令を高速モードに設定すると良い。第２バルブ３０又は第２駆動部３２の異常時には、実噴射遅延時間の変化により噴射時期がずれてしまい、第２バルブ３０の駆動期間と実噴射量との相関関係の変化により当該実噴射量がずれてしまうことが想定される。このため、異常と診断した場合には、全ての噴射に係る噴射率上昇傾き指令を異常診断結果に対応した高速モード又は低速モードに一律に定めることで、トルク及びエミッションへの影響を最小限に抑えることができる。
【００９６】
（第２実施形態）
図１５に示すように、コモンレール５に減圧弁５０を設けても良い。図示していないが、減圧弁５０には燃料タンク１２に燃料を戻すリターン配管が接続されている。コモンレール５に減圧弁５０を設けた場合、コモンレール５から減圧しても、燃料噴射装置７〜１０から減圧しても良い。
【００９７】
（第３実施形態）
図１６に示すように、燃料噴射装置７〜１０に内蔵圧力センサ７ａ〜１０ａを設けていない場合にも前述実施形態は適用可能である。この場合、制御装置２は、コモンレール５に備え付けられる圧力センサ１４を用いて圧力を検出し前述実施形態のように異常判定すると良い。逆に言えば、圧力センサ１４が備え付けられていれば、内蔵圧力センサ７ａ〜１０ａを設けなくても良い。
【００９８】
（他の実施形態）
前述実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に示す変形または拡張が可能である。
第２実施形態では、コモンレール５に減圧弁５０を設けた形態を示したが、第１実施形態のようにコモンレール５に減圧弁５０を設けていない場合には燃料噴射装置７〜１０から減圧すると良い。
第２オリフィス４１ａは第２通路４１に１つだけ備えた形態を示したが、低圧室３６と第１制御室４３とを接続する通路を複数設けても良いし、第２オリフィス４１ａをこれらの複数の通路にそれぞれ設けても良い。すなわち第２オリフィス４１ａは、少なくとも１以上設ければ良い。第１制御室４３と第２制御室４９とは一体の室で構成されていても良い。
高速モード、低速モードの噴射率上昇傾き指令を設け、これらの何れかのモードを設定する形態を示したが、これに限定されるものではなく、他の噴射率上昇傾きのモードを別途設けても良い。例えば、駆動パルス発生後に、第１バルブ２９を開いた後、ある時間だけ遅延して第２バルブ３０を開くモードを設けても良い。この場合、噴射率を段階的に変化させることができる。
【００９９】
ソレノイド式の燃料噴射装置７〜１０に適用した形態を示したが、ピエゾ式の燃料噴射装置（インジェクタ）を適用した場合にも同様に適用できる。ピエゾ式の燃料噴射装置はピエゾアクチュエータ及び駆動伝達ピンを備えて構成され、駆動部がピエゾアクチュエータに電圧を印加することでエネルギを注入し燃料を噴射する機構を備える。このピエゾ式の燃料噴射装置に適用した場合においても、燃料の噴射率を制御可能になるため、前述実施形態と同様の制御を実行することで同様の作用効果を得られる。
【０１００】
本開示に記載の制御装置２及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリーを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御装置２及びその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御装置２及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリーと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。
各実施形態の構成は適宜組み合わせて適用することができる。前述実施形態の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略した態様も実施形態と見做すことが可能である。また、特許請求の範囲に記載した文言によって特定される発明の本質を逸脱しない限度において考え得るあらゆる態様も実施形態と見做すことが可能である。
【０１０１】
本開示は、前述した実施形態に準拠して記述したが、本開示は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範畴や思想範囲に入るものである。
【符号の説明】
【０１０２】
図面中、１は燃料噴射制御システム、２は電子制御装置、５はコモンレール、７〜１０は燃料噴射装置、１１は内燃機関、２５はノズルニードル、２７は油圧従動弁、２９は第１バルブ、３０は第２バルブ、３１は第１駆動部、３２は第２駆動部、３６は低圧室、４１は第２通路、４１ａは第２オリフィス、４３は第１制御室（制御室）、４５は第１通路、４５ａは第１オリフィス、４７は噴射孔、４９は第２制御室（制御室）、を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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