(57)【要約】【課題】燃料噴射弁の噴射量の異常を検出するとともに、指令噴射量に対し補正できない実噴射量のずれ量を高精度に算出する燃料噴射制御装置を提供する。【解決手段】燃料噴射制御装置は、仮診断２００において、仮診断噴射の結果に基づいて算出した補正パルス幅２１０が、限界パルス幅２２０、２２２を超えているか否かを判定する。補正パルス幅２１０は、微少噴射量学習で学習した学習補正量２１２と、学習補正量２１２にさらに加えた補正量２１４との合計である。補正パルス幅２１０が限界パルス幅２２０、２２２を超えている場合、燃料噴射制御装置は、本診断２３０において、指令噴射量２４０と、限界パルス幅２２０、２２２で補正した駆動信号により燃料噴射弁が噴射した実噴射量２４２との差を、指令噴射量２４０と実噴射量２４２との噴射ずれ量（Ｑずれ量）２５０として算出する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の各気筒に燃料を噴射する燃料噴射弁に対して噴射量学習を実施する燃料噴射システムに適用され、前記燃料噴射弁の噴射量を診断する燃料噴射制御装置において、
前記燃料噴射弁の噴射量を診断する診断条件が成立しているか否かを判定する診断条件判定手段と、
前記診断条件が成立している場合、駆動信号を出力して前記燃料噴射弁に診断噴射を指令する噴射指令手段と、
前記診断噴射を指令された前記燃料噴射弁が実際に噴射した実噴射量を算出する実噴射量算出手段と、
前記燃料噴射弁に対する前記診断噴射の指令噴射量と前記実噴射量との差に基づいて前記駆動信号を補正する補正量を算出する補正量算出手段と、
前記補正量が限界値を超えているか否かを判定する補正限界判定手段と、
前記補正量が限界値を超えていると前記補正限界判定手段が判定すると、前記指令噴射量と、前記限界値で補正された前記駆動信号を出力して前記噴射指令手段が前記診断噴射を指令したときの前記実噴射量との差を算出する噴射ずれ量算出手段と、
を備えることを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記駆動信号は前記燃料噴射弁の噴射量をパルス幅で制御するパルス信号であり、前記限界値で補正された前記駆動信号は、基本パルス幅を限界パルス幅で補正されたパルス信号であることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記診断条件判定手段は、前記内燃機関の始動から停止までの１サイクルにおいて、前記診断条件が成立しているか否かを少なくとも１回判定することを特徴とする請求項１または２に記載の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記診断条件判定手段は、前記内燃機関の運転状態が減速無噴射状態であることを前記診断条件として判定することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の各気筒に燃料を噴射する燃料噴射弁の噴射量を診断する燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、排ガス規制の強化に対応するために、燃料噴射弁の噴射量を高精度に制御することが求められている。例えば、コモンレール式のディーゼルエンジンのように、１燃焼サイクルにおいて、エンジンの主なトルクを生成するメイン噴射の前に微少量のパイロット噴射を実施する場合には、噴射量の高精度な制御が特に重要である。そのため、燃料噴射弁の加工誤差および経時劣化に対する機械的改良が行われている。
【０００３】
しかしながら、機械的な改良には限界があるので、特許文献１に開示されているように、噴射量を学習して噴射量を補正し、燃料噴射弁の噴射量を高精度に制御することが知られている。噴射量学習では、燃料噴射弁に対する指令噴射量と燃料噴射弁が実際に噴射する実噴射量との差に基づいて、燃料噴射弁に燃料噴射を指令する駆動信号の補正量を学習する。
【特許文献１】特開２００５−３６７８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、内燃機関の所定運転時間間隔毎、または車両の所定走行距離間隔毎に噴射量学習を実施する場合、次回の噴射量学習を実施するまでの間に燃料噴射弁の摺動不良または摩耗等が想定以上に進み、指令噴射量と実噴射量との差が所定範囲を超えて大きくなることがある。このような噴射量の異常は次回の噴射量学習を実施するまで検出できないので、規制値以上の有害成分が排ガス中に排出されるおそれがある。
【０００５】
また、指令噴射量と実噴射量との差が所定範囲を超えて大きくなり、指令噴射量と実噴射量と差に基づいて補正される駆動信号の補正量が保証された補正限界範囲を超えた場合、指令噴射量に対し補正限界範囲まで駆動信号を補正したときの実噴射量のずれ量、すなわち指令噴射量に対し補正できない実噴射量のずれ量を駆動信号の補正量に基づいて高精度に算出することは困難である。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、燃料噴射弁の噴射量の異常を検出するとともに、指令噴射量に対し補正できない実噴射量のずれ量を高精度に算出する燃料噴射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】
【０００７】
請求項１から４に記載の発明によると、内燃機関の各気筒に燃料を噴射する燃料噴射弁に対して噴射量学習を実施する燃料噴射システムに適用され、燃料噴射弁の噴射量を診断する燃料噴射制御装置において、燃料噴射弁の噴射量を診断する診断条件が成立している場合、噴射指令手段が燃料噴射弁に診断噴射を指令し、燃料噴射弁に対する指令噴射量と実噴射量との差に基づいて燃料噴射弁に対する駆動信号を補正する補正量を補正量算出手段が算出する。そして、駆動信号に対する補正量が限界値を超えている場合、指令噴射量と、限界値で補正された駆動信号を出力して噴射指令手段が診断噴射を指令したときの実噴射量との差を噴射ずれ量算出手段が算出する。
【０００８】
このように、噴射量学習を実施する燃料噴射システムにおいて、駆動信号に対する補正量が限界値を超えているかを判定することにより、噴射量学習以外のタイミングで噴射量の異常を検出できる。
【０００９】
また、駆動信号の補正量が限界値を超えている場合に、駆動信号に対する補正量からではなく、限界値で補正された駆動信号により実際に診断噴射を実施し、指令噴射量と実噴射量との差を算出するので、指令噴射量に対し補正できない実噴射量のずれ量を高精度に算出できる。そして、算出された実噴射量のずれに基づいて、燃料噴射弁の噴射量の異常を高精度に診断できる。
【００１０】
請求項３に記載の発明によると、診断条件判定手段は、内燃機関の始動から停止までの１サイクルにおいて、診断条件が成立しているか否かを少なくとも１回判定する。
これにより、内燃機関の運転中に診断条件が成立すれば、内燃機関の運転中に燃料噴射弁の噴射量を少なくとも１回診断できる。
【００１１】
請求項４に記載の発明によると、診断条件判定手段は、内燃機関の運転状態が減速無噴射状態であることを診断条件として判定する。
内燃機関の運転状態が減速無噴射状態であれば、外乱の少ない運転状態において、指令噴射量と、限界値で補正された駆動信号により診断噴射を指令したときの実噴射量との差を高精度に算出できる。
【００１２】
尚、本発明に備わる複数の手段の各機能は、構成自体で機能が特定されるハードウェア資源、プログラムにより機能が特定されるハードウェア資源、またはそれらの組み合わせにより実現される。また、これら複数の手段の各機能は、各々が物理的に互いに独立したハードウェア資源で実現されるものに限定されない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
［燃料噴射システム］
図１に、本実施形態の燃料噴射システム１０を示す。燃料噴射システム１０は、例えば、自動車用の４気筒のディーゼルエンジン（以下、単に「エンジン」ともいう。）２に燃料を噴射するためのものであり、燃料を加圧する高圧ポンプ２０と、高圧ポンプ２０から供給される高圧燃料を蓄えるコモンレール４０と、コモンレール４０から供給される高圧燃料をエンジン２の各気筒の燃焼室に噴射する燃料噴射弁５０と、本システムを制御する電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）６０とを備える。
【００１４】
フィードポンプ１４は、燃料タンク１２から吸い上げた燃料を吐出して高圧ポンプ２０に供給する。調量弁１６は、高圧ポンプ２０の吸入側に設置されており、電流制御されることにより高圧ポンプ２０が吸入行程で吸入する燃料吸入量を調量する。そして、燃料吸入量が調量されることにより、高圧ポンプ２０の燃料吐出量が調量される。
【００１５】
燃料供給ポンプとしての高圧ポンプ２０は、フィードポンプ１４が吐出する燃料を吸入弁３０を介してシリンダ２２内の加圧室２４に吸入する。プランジャ２６はカムシャフト２８の回転に伴って往復移動し、加圧室２４に吸入された燃料を加圧する。加圧室２４で加圧された燃料は、吐出弁３２からコモンレール４０に供給される。
【００１６】
コモンレール４０は、高圧ポンプ２０から供給された高圧燃料を目標レール圧に蓄圧する。圧力センサ４２はコモンレール４０内の燃料圧力（以下、コモンレール圧とも言う。）を検出してＥＣＵ６０に出力する。プレッシャリミッタ４４は、コモンレール圧が予め設定された上限値を超えるとコモンレール４０内の燃料を排出し、コモンレール圧が上限値を超えないように制限する。
【００１７】
燃料噴射弁５０は、エンジン２の気筒毎に搭載され、それぞれ高圧配管４６を介してコモンレール４０に接続されている。燃料噴射弁５０は、電磁弁５２とノズル５４とを有している。電磁弁５２は、コモンレール４０の高圧燃料が印加される制御室から低圧側に通じる低圧通路（図示せず）を開閉して制御室の圧力を制御する。電磁弁５２は、電磁弁５２への通電オン時に低圧通路を開放し、通電オフ時に低圧通路を遮断する。
【００１８】
ノズル５４は噴孔を開閉するニードル（図示せず）を内蔵している。制御室の燃料圧力はニードルに噴孔を閉じる閉弁方向に加わる。したがって、電磁弁５２への通電オンにより低圧通路が開放されて制御室の燃料圧力が低下すると、ニードルがノズル５４内を上昇して開弁し噴孔を開くことによりコモンレール４０から供給された高圧燃料が噴孔から噴射される。一方、電磁弁５２の通電オフにより低圧通路が遮断されて、制御室の燃料圧力が上昇すると、ニードルがノズル５４内を下降して閉弁し噴孔を閉じることにより噴射が遮断される。
【００１９】
燃料噴射制御装置としてのＥＣＵ６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、入出力インタフェース等を中心とするマイクロコンピュータにて構成されている。そして、ＥＣＵ６０は、圧力センサ４２、回転数センサ４８、アクセル開度センサを含む各種センサから検出信号を取り込み、エンジン運転状態を制御する。例えば、ＥＣＵ６０は、高圧ポンプ２０の燃料吸入量、燃料噴射弁５０の燃料噴射量、燃料噴射時期、およびメイン噴射の前後にパイロット噴射、ポスト噴射等を実施する多段噴射のパターンを制御する。ＥＣＵ６０が燃料噴射弁５０に燃料噴射を指令する駆動信号は、パルス幅で噴射量を制御するパルス信号である。パルス信号のパルス幅が長くなるにしたがい指令噴射量は増加する。
【００２０】
燃料噴射システム１０において、ＥＣＵ６０は、前述した燃料噴射弁５０に対する通常の噴射制御に加え、図２に示すように、微少噴射量学習（微少Ｑ学習）および噴射量診断を実施する。ＥＣＵ６０は、所定の走行距離間隔、例えば数百ｋｍ〜数千ｋｍの間隔で微少噴射量学習を実施する。ＥＣＵ６０は、特許文献１に開示されている微少噴射量学習のように、例えばパイロット噴射量に相当する指令噴射量と実噴射量との差に基づいて、指令噴射量に実噴射量が一致するように燃料噴射弁５０に燃料噴射を指令する駆動信号の補正量（以下、学習補正量とも言う。）として、パルス信号の補正パルス幅を学習する。
【００２１】
微少噴射量学習と微少噴射量学習との間で燃料噴射弁５０に摺動不良または摩耗が生じても、前回の微少噴射量学習で学習した学習補正量で駆動信号を補正することにより指令噴射量に対する燃料噴射弁５０の実噴射量のずれ量が所定の噴射量の範囲内になるのであれば、排ガス中に排出される有害成分は許容範囲内である。
【００２２】
しかしながら、微少噴射量学習と微少噴射量学習との間で燃料噴射弁５０に想定以上の摺動不良または摩耗が生じ、学習補正量で駆動信号を補正しても、指令噴射量に対して実噴射量が所定の範囲を超えて増加または減少することがある。この場合、微少噴射量学習だけでは、次回の微少噴射量学習まで噴射量異常を検出できない。
【００２３】
そこで、本実施形態では、燃料噴射弁５０に対し、微少噴射量学習以外のタイミングで噴射量診断を実施する。ＲＯＭまたはフラッシュメモリに記憶されている制御プログラムにより、燃料噴射弁５０に噴射量診断を実施する燃料噴射制御装置としてＥＣＵ６０が機能する各手段について以下に説明する。
【００２４】
（診断条件判定手段）
ＥＣＵ６０は、微少噴射量学習を実施するタイミング以外、すなわち図２において微少噴射量学習（微少Ｑ学習）を未実施のタイミングにおいて、アクセルペダルがオフされエンジン２が減速無噴射運転状態になると、燃料噴射弁５０に対して噴射量の診断を実施する診断条件が成立したと判断する。ＥＣＵ６０は、エンジン２が始動してから停止するまでの１サイクルにおいて少なくとも１回、噴射量診断の診断条件が成立しているか否かを判定する。これにより、エンジン２の運転中に診断条件が成立すれば、エンジン２の運転中に少なくとも１回噴射量診断を実施できる。
【００２５】
減速無噴射運転状態において噴射量診断を実施することにより、外乱の少ない運転状態において、指令噴射量と、補正限界値で補正された駆動信号により診断噴射を指令したときの実噴射量との差である噴射ずれ量を高精度に算出できる。
【００２６】
（調圧手段）
診断条件が成立すると、ＥＣＵ６０は、燃料噴射弁５０の噴射量を診断する診断噴射を実施するために、高圧ポンプ２０の吐出量を制御するか、あるいは燃料噴射弁５０が燃料を噴射しない程度に燃料噴射弁５０の制御室の燃料を低圧側に排出することにより、コモンレール圧を所定圧に調圧する。
【００２７】
微少噴射量学習では、コモンレール圧の低圧から高圧までの作動圧力範囲を複数の圧力領域に分割し、コモンレール圧を全ての圧力領域毎に調圧して補正量を学習する。これに対し、噴射量診断では、噴射量の異常と異常程度とを診断できればよいので、全ての圧力領域のうちの所定の１個、あるいは低圧側および高圧側で各１個、計２個の圧力領域にコモンレール圧を調圧して診断噴射を実施する。
【００２８】
（噴射指令手段）
診断条件が成立しコモンレール圧が診断噴射を実施するための所定圧に調圧されると、ＥＣＵ６０は、診断噴射を実施する指令噴射量を算出し、指令噴射量を噴射するための駆動信号の基本パルス幅を学習補正量で補正し、補正した駆動信号により燃料噴射弁５０に仮診断の燃料噴射を指令する。
【００２９】
そして、後述するように仮診断の噴射により燃料噴射弁５０の実噴射量が指令噴射量に対して補正限界を超えている噴射量異常が検出されると、ＥＣＵ６０は、限界パルス幅で補正された駆動信号により、燃料噴射弁５０に本診断の燃料噴射を指令する。
【００３０】
（補正量算出手段）
ＥＣＵ６０は、仮診断噴射を実施したときのエンジン２の回転数変動量からエンジン２の発生トルクを算出する。エンジン２の発生トルクは噴射量に比例するので、発生トルクから実噴射量を算出できる。ＥＣＵ６０は、仮診断噴射を指令したときの指令噴射量と算出した実噴射量との差に基づき、指令噴射量に実噴射量が一致するように駆動信号のパルス幅を補正する補正パルス幅を算出する。指令噴射量に対して実噴射量が少ないときには、補正パルス幅は、駆動信号のパルス幅を大きくして噴射量を増加するために正の値になる。一方、指令噴射量に対して実噴射量が多いときには、補正パルス幅は、駆動信号のパルス幅を小さくして噴射量を低減するために負の値になる。
【００３１】
（補正限界判定手段）
ＥＣＵ６０は、図３の仮診断２００に示すように、仮診断噴射の結果に基づいて補正量算出手段が算出した補正パルス幅２１０が、補正が保証された補正限界値である補正上限値２２０または補正下限値２２２を超えているか否かを判定する。仮診断２００において、学習補正量２１２と、学習補正量２１２にさらに加えた補正量２１４との合計が基本パルス信号に対する補正パルス幅２１０である。
【００３２】
保証された限界パルス幅（補正上限値２２０または補正下限値２２２）を補正パルス幅２１０が超えている場合、ＥＣＵ６０は、保証された補正範囲では指令噴射量に一致するように実噴射量を補正できない噴射量異常を燃料噴射弁５０が発生していると判断する。
【００３３】
（噴射ずれ量算出手段）
ＥＣＵ６０は、補正パルス幅２１０が限界パルス幅２２０、２２２を超えている場合、図３の本診断２３０に示すように、駆動信号の基本パルス幅を限界値である限界パルス幅２２０、２２２で補正した駆動信号により燃料噴射弁５０に本診断の燃料噴射を指令する。そして、指令噴射量２４０と、限界パルス幅２２０、２２２で補正した駆動信号により燃料噴射弁５０が噴射した実噴射量２４２との差を、指令噴射量２４０に対し補正できない実噴射量２４２の噴射ずれ量（Ｑずれ量）２５０として算出する。この噴射ずれ量２５０が大きいほど、燃料噴射弁５０の噴射量の異常程度は高い。
【００３４】
（噴射量診断）
次に、燃料噴射弁５０に対する噴射量診断を、図４〜図７に基づいて説明する。図４〜図６のフローチャートにおいて、「Ｓ」はステップを表している。図４〜図６のフローチャートが示す診断ルーチンは、前述した噴射量診断を実施する診断条件が成立したときに、所定のコモンレール圧において全気筒に対する噴射量診断が終了するまで繰り返し実行される。コモンレール圧の作動圧力範囲において低圧側および高圧側の各１個の圧力領域で噴射量診断を実施する場合は、低圧側と高圧側とに調圧されたコモンレール圧において、図４〜図６に示す診断ルーチンが全気筒に対してそれぞれ実行される。
【００３５】
燃料噴射弁５０の異常を最終的に診断するルーチンは、図４〜図６の診断ルーチンの結果に基づいて燃料噴射弁５０の噴射量の異常を診断する。図４および図５のＳ３１０以降の処理は、指令噴射量に対して燃料噴射弁５０の実噴射量のずれ量が補正できる範囲内にあるか否かを診断する仮診断処理であり、図６は、指令噴射量に対して補正限界まで補正したときの実噴射量のずれ量を算出する本診断処理である。図４のＳ３００〜Ｓ３０８は仮診断および本診断で共通の処理である。
【００３６】
（共通処理）
図４のＳ３００においてＥＣＵ６０は、診断噴射の指令噴射量を算出し、前回の微少噴射量学習で学習した学習補正量（パルス幅）と、仮診断において算出した後述する第１パルス幅補正量とで駆動信号の基本パルス幅を補正し、燃料噴射弁５０に指令噴射量の単発の診断噴射を指令する。Ｓ３００において算出された指令噴射量は、例えばパイロット噴射量に相当する微少量であり、該当気筒に対する以下の仮診断および本診断が終了するまで同じ値である。
【００３７】
仮診断の第１パルス幅補正量は、指令噴射量に実噴射量を一致させるように微少噴射量学習で学習した学習補正量を、指令噴射量に実噴射量との差に基づいてさらに補正する補正量である。第１パルス幅補正量の初期値は０である。
【００３８】
仮診断の第１パルス幅補正量は、微少噴射量学習で学習した学習補正量と第１パルス幅補正量とを加算すると、補正が許可される正の上限値または負の下限値を超えることもある。これに対し、本診断の第１パルス幅補正量は、学習補正量と第１パルス幅補正量とを加算すると、補正が許可される正の上限値または負の下限値となる限界パルス幅に設定される。
【００３９】
Ｓ３０２においてＥＣＵ６０は、第１噴射カウンタをカウントアップする。Ｓ３０４においてＥＣＵ６０は、前述したようにエンジン２の回転数変動量に基づいて発生トルクを算出し、発生トルクに基づいて実噴射量を算出する。Ｓ３０６においてＥＣＵ６０は、今回までに診断噴射した実噴射量の合計を第１噴射カウンタの値で除算し、実噴射量の平均を算出する。Ｓ３０８においてＥＣＵ６０は、診断を未実施か仮診断中であるかを診断コードに基づいて判定する。診断コードの初期値は０であり、ＥＣＵ６０は、診断コードが０であれば、仮診断をやり直す場合も含めて診断を未実施であり、今回が仮診断の１回目の診断噴射であると判定し、診断コードが１であれば、仮診断を実施中であり、今回が仮診断の連続する２回目以降の診断噴射であると判定する。また、ＥＣＵ６０は、診断コードが２であれば、本診断の実施中であると判定する。
【００４０】
０〜２以外の診断コードの値は、噴射量診断の結果を表している。診断コードが３の場合は、指令噴射量に対して実噴射量のずれ量が補正可能な範囲内にあり、補正できないずれ量が０ｍｍ3／ｓｔであるか、あるいは補正限界を超えているが補正できないずれ量を算出できたことを表している。
【００４１】
診断コードが４の場合は、仮診断において駆動信号を補正しても実噴射量が指令噴射量に近づかず、噴射量が発散する異常であることを表している。
診断コードが５の場合は、仮診断において該当気筒の噴射量を増加または低減する方向と、ＦＣＣＢにおいて該当気筒の噴射量を増加または低減する方向とが一致せず異なっている相互監視異常であることを表している。
【００４２】
診断を未実施か仮診断中であれば（Ｓ３０８：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ６０はＳ３１０に処理を移行し、本診断中であれば（Ｓ３０８：Ｎｏ）、ＥＣＵ６０は図６のＳ３７０に処理を移行する。
【００４３】
尚、ＥＣＵ６０は、以下に説明する仮診断と本診断とを気筒毎に連続して実行してもよいし、全気筒に対して仮診断を実行してから本診断を実行してもよい。
（仮診断１）
ＥＣＵ６０は、指令噴射量と、今回の診断噴射により燃料噴射弁５０が噴射した実噴射量との差である噴射ずれ量を算出し（Ｓ３１０）、噴射ずれ量に基づいて指令噴射量に実噴射量を一致させるように駆動信号のパルス幅を補正するパルス幅補正量を算出し（Ｓ３１２）、仮診断において今回までの仮診断噴射において算出したパルス幅補正量の平均を算出する（Ｓ３１４）。指令噴射量に対して実噴射量が大きく噴射ずれ量が負になる場合、パルス幅補正量は、基本パルス幅と学習補正量とで規定される駆動信号のパルス幅を小さくして実噴射量を減少させるために負の値になる。一方、指令噴射量に対して実噴射量が小さく噴射ずれ量が正になる場合、パルス幅補正量は、駆動信号のパルス幅を大きくして実噴射量を増加させるために正の値になる。
【００４４】
Ｓ３１６においてＥＣＵ６０は、Ｓ３１０で算出した噴射ずれ量が所定範囲外であるかを判定する。ここで、図７の（Ａ）に示すように、Ｓ３１６において噴射ずれ量が連続して所定範囲内（ＯＫ領域）になるときには、Ｓ３１６において判定する所定範囲は狭くなっていく。仮診断中のＳ３１６において噴射ずれ量が所定範囲外（ＮＧ領域）になると、仮診断はやり直され、所定範囲は１回目の範囲に設定される。
【００４５】
指令噴射量と今回の実噴射量との噴射ずれ量が所定範囲を超えると（Ｓ３１６：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ６０はＳ３１８に処理を移行し、指令噴射量と今回の実噴射量との噴射ずれ量が所定範囲内であれば（Ｓ３１６：Ｎｏ）、ＥＣＵ６０は図５の３４０に処理を移行する。
【００４６】
Ｓ３１８においてＥＣＵ６０は、第２噴射カウンタをカウントアップする。これは、噴射ずれ量が所定範囲を超え（Ｓ３１６：Ｙｅｓ）、仮診断がやり直しになった場合を含めて仮診断噴射の噴射回数をカウントすることにより、後述するＳ３２４において第２噴射カウンタが所定回数に達したときに、それ以上の仮診断噴射を禁止するためである。
【００４７】
Ｓ３２０において、Ｓ３１４で算出したパルス幅補正量の平均を第１パルス幅補正量に加算する。そして、Ｓ３２２においてＥＣＵ６０は、指令噴射量と今回の実噴射量との噴射ずれ量が所定範囲を超えているので（Ｓ３１６：Ｙｅｓ）、１回目から仮診断噴射をやり直すために、第１噴射カウンタと、Ｓ３０６で算出した実噴射量の平均と、Ｓ３１４で算出したパルス幅補正量の平均と、診断コードとを０クリアする。また、ＥＣＵ６０は、前述したように、Ｓ３１６で判定する所定範囲を１回目の値に設定する。
【００４８】
Ｓ３２４においてＥＣＵ６０は、第２噴射カウンタが所定回数になったかを判定する。第２噴射カウンタが所定回数になると（Ｓ３２４：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ６０は、仮診断のやり直しも含めて仮診断噴射を連続して所定回数実施したと判断し、該当気筒においてこれ以上の仮診断噴射を禁止する。Ｓ３２６においてＥＣＵ６０は、図３に示すように、第１パルス幅補正量（図３ではＱずれ補正量）が、学習補正量（図３では微少Ｑ補正量）に加算すると駆動信号の補正が許可される限界パルス幅となるパルス幅の範囲内であるかを判定する。
【００４９】
指令噴射量と今回の実噴射量との噴射ずれ量が所定範囲を超えており（Ｓ３１６：Ｙｅｓ）、第２噴射カウンタが所定回数になった（Ｓ３２４：Ｙｅｓ）にもかかわらず、第１パルス幅補正量が学習補正量に加算すると限界パルス幅となるパルス幅の範囲内であれば（Ｓ３２６：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ６０は実噴射量が指令噴射量に近づかずに発散している異常であると判断し、診断コードに４（発散。図７の（Ｂ）参照。）を設定して本ルーチンを終了する（Ｓ３２８）。診断コードが４の場合、ＥＣＵ６０は、該当気筒に対する本診断を実施せず、他に仮診断を未実施の気筒が存在する場合には、他気筒に対する仮診断を実施する。
【００５０】
第１パルス幅補正量が学習補正量に加算すると限界パルス幅となるパルス幅の範囲を超えている場合（Ｓ３２６：Ｎｏ）、ＥＣＵ６０は、適正な補正パルス幅の範囲内では指令噴射量と実噴射量との噴射ずれ量を所定範囲内にできないと判断する。そして、ＥＣＵ６０は、補正できない噴射ずれ量を算出する本診断を実行するために診断コードに２（本診断中。図７の（Ｂ）参照。）を設定する（Ｓ３３０）。診断コードに２を設定すると、Ｓ３０８において「Ｎｏ」と判定され、本診断が実施される。
【００５１】
Ｓ３３２においてＥＣＵ６０は、第１噴射カウンタとＳ３０６において算出した実噴射量の平均値とをクリアする。Ｓ３３４においてＥＣＵ６０は、学習補正量に加算すると正の補正上限値または負の補正下限値である限界パルス幅になる補正量を第１パルス幅補正量として設定し、本ルーチンを終了する。
【００５２】
（仮診断２）
前述したＳ３１６において指令噴射量と今回の実噴射量との噴射ずれ量が所定範囲内であれば（Ｓ３１６：Ｎｏ）、図５に示すＳ３４０においてＥＣＵ６０は、仮診断において噴射ずれ量が所定回数連続して所定範囲内であるかを判定する。
【００５３】
噴射ずれ量が所定回数連続して所定範囲内になっていない場合（Ｓ３４０：Ｎｏ）、ＥＣＵ６０は、第２噴射カウンタをカウントアップし（Ｓ３４２）、診断コードに１（仮診断中）を設定して本ルーチンを終了する（Ｓ３４４）。
【００５４】
噴射ずれ量が所定回数連続して所定範囲内であれば（Ｓ３４０：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ６０は、第２噴射カウンタをクリアし（Ｓ３４６）、第２パルス幅補正量を算出する（Ｓ３４８）。第２パルス幅補正量は、駆動信号の基本パルス幅を、学習補正量と、Ｓ３２０で算出した第１パルス幅補正量とにより補正したときに、指令噴射量と実噴射量とのずれ量をＳ３１６およびＳ３４０で判定して許可している所定範囲よりもさらに小さくするために、学習補正量と第１パルス幅補正量とに加えて補正するパルス幅補正量である。
【００５５】
Ｓ３５０においてＥＣＵ６０は、学習補正量と、第１パルス幅補正量と、Ｓ３４８で算出した第２パルス幅補正量とを加算して最終パルス幅補正量を算出する。そして、最終パルス幅補正量により該当気筒の噴射量を増加または低減する方向と、ＦＣＣＢにおいて該当気筒の噴射量を増加または低減する方向とが一致するか否かを判定する。
【００５６】
補正方向が一致せず異なっている場合（Ｓ３５２：Ｎｏ）、Ｓ３５４においてＥＣＵ６０は、ＦＣＣＢの補正方向と噴射量診断の補正方向とが異なる相互監視異常であることを表すために診断コードに５（図７の（Ｂ）参照。）を設定して本ルーチンを終了する。
【００５７】
補正方向が一致する場合（Ｓ３５２：Ｙｅｓ）、Ｓ３５６においてＥＣＵ６０は、最終パルス幅補正量が限界パルス幅の範囲内であるかを判定する。最終パルス幅補正量が限界パルス幅の範囲内であれば（Ｓ３５６：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ６０は、補正により指令噴射量に実噴射量を一致させることができると判断し、補正できない噴射ずれ量に０ｍｍ3／ｓｔを設定し（Ｓ３５８）、診断コードに３（診断完了。図７の（Ｂ）参照。）を設定して本ルーチンを終了する（Ｓ３６０）。この場合、燃料噴射弁５０の噴射量は正常であるから、ＥＣＵ６０は該当気筒の燃料噴射弁５０に対して本診断を実施しない。
【００５８】
最終パルス幅補正量が限界パルス幅の範囲を超えている場合（Ｓ３５６：Ｎｏ）、ＥＣＵ６０は、本診断が必要であると判断して診断コードに２（本診断中。図７の（Ｂ）参照。）を設定し（Ｓ３６２）、第１噴射カウンタと、図４のＳ３０６で算出した実噴射量の平均値とをクリアする（Ｓ３６４）。そして、Ｓ３６６においてＥＣＵ６０は、第１パルス幅補正量に、学習補正量に加算すると限界パルス幅となるパルス幅を設定して本ルーチンを終了する。
【００５９】
（本診断）
図４のＳ３００からＳ３０６において、限界パルス幅で補正された駆動信号により燃料噴射弁５０に燃料噴射を指令して実噴射量を算出するとともに実噴射量の平均値を算出し、Ｓ３０８で診断未実施でもなく仮診断中でもなく本診断中であると判定すると（Ｓ３０８：Ｎｏ）、図６のＳ３７０においてＥＣＵ６０は、限界パルス幅で補正された駆動信号により所定回数の本診断噴射を実施したかを判定する。限界パルス幅で所定回数の本診断噴射を実施した場合（Ｓ３７０：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ６０は、指令噴射量と、本診断において図４のＳ３０６で算出した実噴射量の平均値との差である噴射ずれ量を算出し（Ｓ３７２）、診断コードに３（診断完了。図７の（Ｂ）参照。）を設定して本ルーチンを終了する（Ｓ３７４）。
【００６０】
本診断噴射の実施回数が所定回数に達していない場合（Ｓ３７０：Ｎｏ）、ＥＣＵ６０は、Ｓ３７６で診断コードに２（本診断中。図７の（Ｂ）参照。）を設定し、本ルーチンを終了する。
【００６１】
以上の仮診断および本診断を実施した結果である診断コードと、診断コードが３の場合には噴射ずれ量の値とに基づいて、ＥＣＵ６０または他のＥＣＵの噴射量診断手段により、各気筒の燃料噴射弁５０に対する最終的な噴射量診断が実施される。
【００６２】
以上説明した本実施形態では、微少噴射量学習のインターバル中に燃料噴射弁５０の噴射量診断を実施することにより、微少噴射量学習のインターバル中に噴射量異常が発生したことを検出できる。
【００６３】
また、限界パルス幅で補正した駆動信号により本診断において燃料噴射弁５０に診断噴射を指令し、実噴射量を算出するので、指令噴射量に対し補正できない実噴射量のずれ量を高精度に算出できる。
【００６４】
これに対し、仮診断において、駆動信号に対する補正パルス幅が限界パルス幅を超えた場合に、限界パルス幅を超えた補正パルス幅に基づいて限界パルス幅で補正したときの実噴射量を推定することはできる。しかしながら、あくまでも補正パルス幅に基づいて推定した噴射量であり、実際に燃料を噴射しているわけではない。したがって、上記実施形態のように、実際に限界パルス幅で駆動信号を補正して診断噴射を実施し算出された実噴射量に比べ、精度は低くなる。
【００６５】
また、噴射量診断は、噴射量の異常と、そのときの噴射ずれ量とを検出できればよいので、コモンレール圧の作動圧力範囲において複数に分割された圧力領域のうち所定の１個、または低圧側および高圧側の各１個、計２個の圧力領域で診断噴射を実施すればよい。したがって、コモンレール圧の作動圧力範囲の全領域で学習噴射を実施する微少噴射量学習に比べ、診断に要する噴射量を低減できる。
【００６６】
［他の実施形態］
上記実施形態の図５のＳ３５２の判定において、最終パルス幅補正量により該当気筒の噴射量を増加または低減する方向と、ＦＣＣＢにおいて該当気筒の噴射量を増加または低減する方向とが一致する場合（Ｓ３５２：Ｙｅｓ）、Ｓ３５０で算出された最終パルス幅補正量は、限界パルス幅の範囲内であるか否かに関わらず正しい補正量である。
【００６７】
そこで、Ｓ３５２の判定において補正方向が一致すれば（Ｓ３５２：Ｙｅｓ）、最終パルス幅補正量が限界パルス幅の範囲内の場合には（Ｓ３５６：Ｙｅｓ）、Ｓ３５０で算出された最終パルス幅補正量を噴射量診断したコモンレール圧における該当気筒の学習補正量として設定し、最終パルス幅補正量が限界パルス幅の範囲を超えている場合には（Ｓ３５６：Ｎｏ）、限界パルス幅を噴射量診断したコモンレール圧における該当気筒の学習補正量として設定してもよい。
【００６８】
上記実施形態では、診断条件判定手段、噴射指令手段、実噴射量算出手段、補正量算出手段、補正限界判定手段、噴射ずれ量算出手段の機能を、制御プログラムにより機能が特定されるＥＣＵ６０により実現している。これに対し、上記複数の手段の機能の少なくとも一部を、回路構成自体で機能が特定されるハードウェアで実現してもよい。
【００６９】
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本実施形態による燃料噴射システムを示すブロック図。
【図２】微少噴射量学習のインターバル中の噴射量異常を示す説明図。
【図３】噴射量診断の仮診断および本診断を示す説明図。
【図４】噴射量診断を示すフローチャート。
【図５】噴射量診断を示すフローチャート。
【図６】噴射量診断を示すフローチャート。
【図７】（Ａ）は噴射量の補正過程を示す説明図、（Ｂ）は診断結果を示す説明図。
【符号の説明】
【００７１】
２：ディーゼルエンジン（内燃機関）、１０：燃料噴射システム、２０：高圧ポンプ（燃料供給ポンプ）、４０：コモンレール、５０：燃料噴射弁、６０：ＥＣＵ（燃料噴射制御装置、診断条件判定手段、噴射指令手段、実噴射量算出手段、補正量算出手段、補正限界判定手段、噴射ずれ量算出手段）
【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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