(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に燃料を噴射する開弁状態と燃料噴射を停止する閉弁状態とを切り替えるインジェクタ（１〜４）に対してスイッチ手段（１４）のオン／オフ制御に応じた定電流制御を実施することで当該インジェクタの開閉弁を制御するインジェクタ制御装置（１０）の噴射異常を検出する噴射異常検出装置（３０）であって、
前記スイッチ手段のオン／オフ制御に応じて変化する前記インジェクタの低電位側の電圧を基準値と比較する比較手段（２１）と、
前記比較手段の比較結果に基づいて噴射異常が生じているか否かを判定する判定手段（１１）と、
排気ガスの空燃比に基づいてリーン状態が継続するリーン異常とリッチ状態が継続するリッチ異常のいずれかを検出する空燃比異常検出手段（１１）と、
前記判定手段により前記噴射異常が生じていると判定された後に前記空燃比異常検出手段により前記リーン異常が検出されると、前記インジェクタが開弁状態に切り替わらずに閉弁状態が継続される閉弁継続異常状態であることを検出し、前記判定手段により前記噴射異常が生じていると判定された後に前記空燃比異常検出手段により前記リッチ異常が検出されると、前記インジェクタが閉弁状態に切り替わらずに開弁状態が継続される開弁継続異常状態であることを検出する異常状態検出手段（１１）と、
を備え、
前記スイッチ手段および前記比較手段は、ドライバＩＣ（１２）に含まれ、
前記判定手段、前記空燃比異常検出手段および前記異常状態検出手段は、マイコン（１１）に含まれることを特徴とする噴射異常検出装置。
【請求項２】
前記インジェクタを介した燃料噴射量を調整可能な燃料噴射量調整手段（１２）を備え、
前記空燃比異常検出手段は、リーン状態の継続が検出されるときに前記燃料噴射量調整手段により前記燃料噴射量を増量した後も継続してリーン状態が検出される場合に前記リーン異常を検出し、リッチ状態の継続が検出されるときに前記燃料噴射量調整手段により前記燃料噴射量を減量した後も継続してリッチ状態が検出される場合に前記リッチ異常を検出することを特徴とする請求項１に記載の噴射異常検出装置。
【請求項３】
前記異常状態検出手段により前記閉弁継続異常状態および前記開弁継続異常状態のいずれかが検出されるとその旨を報知する報知手段（３１）を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の噴射異常検出装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の噴射異常検出装置と、前記スイッチ手段と、このスイッチ手段を制御する制御手段（１３）と、を備え、前記インジェクタの開閉弁を制御するインジェクタ制御装置（１０）であって、
前記噴射異常検出装置により前記開弁継続異常状態が検出される場合のフェールセーフを前記閉弁継続異常状態が検出される場合のフェールセーフよりも緊急性を高くするように実施することを特徴とするインジェクタ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インジェクタの開閉弁を制御するインジェクタ制御装置の噴射異常を検出する噴射異常検出装置およびこの噴射異常検出装置を有するインジェクタ制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関に燃料を噴射するインジェクタの開閉弁を制御するインジェクタ制御装置の噴射異常を検出する噴射異常検出装置に関する技術として、下記特許文献１に開示される自動車用エンジン制御装置の故障診断装置が知られている。この故障診断装置は、複数のインジェクタを通常状態に駆動してエンジンをアイドリング運転しているときに１つのインジェクタを停止させて、エンジンの運転状況が明らかに変化するときに当該停止インジェクタが正常であると判断し、エンジンの運転状況が変化しないときに当該停止インジェクタが異常であると判断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０２−１０５０３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図１０は、閉弁継続異常および開弁継続異常を区別可能な従来の噴射異常検出回路１２０の概略構成を示すブロック図である。図１１は、閉弁継続異常および開弁継続異常を区別不能な従来の噴射異常検出回路１３０の概略構成を示すブロック図である。
ところで、インジェクタ制御装置に関する異常としては、例えば、断線等によりインジェクタが開弁状態に切り替わらずに閉弁状態が継続してしまう閉弁継続異常がある。このような異常が生じると、噴射する燃料が規定量よりも少なくなりトルク不足やラフアイドルとなってしまう。また、インジェクタ制御装置に関する異常として、例えば、グランドショート等によりインジェクタが閉弁状態に切り替わらずに開弁状態が継続してしまう開弁継続異常がある。このような異常が生じると、噴射する燃料が規定量よりも多い燃料過多状態になってしまう。なお、インジェクタ制御装置に関する異常としては、閉弁継続異常および開弁継続異常だけでなく、例えば、規定値を超える電流が駆動ドライバ等に流れる過電流異常等がある。
【０００５】
図１０に示すエンジン制御ＥＣＵ１１０は、インジェクタ１００を駆動制御する電子装置であり、インジェクタ１００の開閉弁状態を制御するドライバＩＣ１１２と、このドライバＩＣ１１２を制御するマイコン１１１とを備えている。ドライバＩＣ１１２は、マイコン１１１から入力される駆動信号に応じて、インジェクタ１００の低電位側に接続される駆動ドライバ１１４をドライバ制御部１１３によりオン／オフ制御する。さらに、インジェクタ１００の高電位側に接続される図略の高電流用ドライバまたは定電流ドライバをオン／オフ制御（スイッチング制御）することで、インジェクタ１００に対するバッテリＢの電源電圧を利用した定電流制御等を実施することもできる。
【０００６】
このように構成されるドライバＩＣ１１２について、閉弁継続異常および開弁継続異常のような異常を検出するためには、例えば、図１０に例示する噴射異常検出回路１２０が必要となる。この噴射異常検出回路１２０は、開弁継続異常と区別するための閉弁継続異常検出レベル確定用の定電流源１２１と、閉弁継続異常検出用の高閾値コンパレータ１２２と、開弁継続異常検出用の低閾値コンパレータ１２３とを備えている。このような構成により、両コンパレータ１２２，１２３からの出力に応じて、閉弁継続異常と開弁継続異常とが区別して検出される。
【０００７】
ところで、近年のコストダウン要求から、噴射異常検出回路１３０を、例えば、図１１に例示するように、定電流源１２１および高閾値コンパレータ１２２を廃止して低閾値コンパレータ１２３を有するように構成することができる。このように構成される場合には、低閾値コンパレータ１２３からの出力に応じて、エンジン制御ＥＣＵ１１０に燃料系異常が生じていることを検出することができる。
【０００８】
しかしながら、低コスト化を図った噴射異常検出回路１３０では、燃料系異常が生じていることは検出できても、この燃料系異常が閉弁継続異常および開弁継続異常のいずれであるかを区別することができない。開弁継続異常は、燃料過多状態を招く異常であるため、燃料供給量が減る閉弁継続異常に対して、フェールセーフを実施する緊急性が高い異常であることから、低コスト化を図る場合であっても閉弁継続異常および開弁継続異常を区別できることが望ましい。
【０００９】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、簡易な構成にてインジェクタ制御装置の噴射異常を検出し得る異常検出装置およびインジェクタ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】
【００１０】
上記目的を達成するため、特許請求の範囲の請求項１に記載の発明は、内燃機関に燃料を噴射する開弁状態と燃料噴射を停止する閉弁状態とを切り替えるインジェクタ（１〜４）に対してスイッチ手段（１４）のオン／オフ制御に応じた定電流制御を実施することで当該インジェクタの開閉弁を制御するインジェクタ制御装置（１０）の噴射異常を検出する噴射異常検出装置（３０）であって、前記スイッチ手段のオン／オフ制御に応じて変化する前記インジェクタの低電位側の電圧を基準値と比較する比較手段（２１）と、前記比較手段の比較結果に基づいて噴射異常が生じているか否かを判定する判定手段（１１）と、排気ガスの空燃比に基づいてリーン状態が継続するリーン異常とリッチ状態が継続するリッチ異常のいずれかを検出する空燃比異常検出手段（１１）と、前記判定手段により前記噴射異常が生じていると判定された後に前記空燃比異常検出手段により前記リーン異常が検出されると、前記インジェクタが開弁状態に切り替わらずに閉弁状態が継続される閉弁継続異常状態であることを検出し、前記判定手段により前記噴射異常が生じていると判定された後に前記空燃比異常検出手段により前記リッチ異常が検出されると、前記インジェクタが閉弁状態に切り替わらずに開弁状態が継続される開弁継続異常状態であることを検出する異常状態検出手段（１１）と、を備え、前記スイッチ手段および前記比較手段は、ドライバＩＣ（１２）に含まれ、前記判定手段、前記空燃比異常検出手段および前記異常状態検出手段は、マイコン（１１）に含まれることを特徴とする。
なお、特許請求の範囲および上記手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明では、判定手段により噴射異常が生じていると判定された後に空燃比異常検出手段によりリーン異常が検出されると、閉弁継続異常状態であることが異常状態検出手段により検出される。また、判定手段により噴射異常が生じていると判定された後に空燃比異常検出手段によりリッチ異常が検出されると、開弁継続異常状態であることが異常状態検出手段により検出される。
【００１２】
噴射異常が生じていることに起因してリーン異常が検出されると、噴射する燃料が規定量よりも少なくなる状態、すなわち、閉弁状態が継続してしまう閉弁継続異常が生じる状態が想定される。このため、噴射異常が生じておりリーン異常が検出される場合に、閉弁継続異常を検出することができる。また、噴射異常が生じていることに起因してリッチ異常が検出されると、噴射する燃料が規定量よりも多い燃料過多状態、すなわち、開弁状態が継続してしまう開弁継続異常が生じる状態が想定される。このため、噴射異常が生じておりリッチ異常が検出される場合に、開弁継続異常を検出することができる。
【００１３】
特に、比較手段として、コンパレータ等のように基準値と比較する機能を有するように構成すればよいため、当該比較手段を簡素な素子等で構成することができる。また、空燃比を検出するセンサは、インジェクタにて噴射した燃料を噴射する内燃機関に通常採用されているため、そのセンサからの検出結果を空燃比異常検出手段にて利用することで、新たなセンサ等を設ける必要もない。
したがって、簡易な構成にてインジェクタ制御装置の噴射異常を検出することができる。
【００１４】
請求項２の発明では、リーン状態の継続が検出されるときに燃料噴射量調整手段により燃料噴射量を増量した後も継続してリーン状態が検出される場合に、空燃比異常検出手段によりリーン異常が検出される。閉弁継続異常が生じていない場合に燃料噴射量を増量するとリーン状態からリッチ状態に移行しやすくなる。そこで、このように燃料噴射量を増量するときでも継続してリーン状態が検出される場合には、高い確率で閉弁継続異常のためにリーン異常が生じているため、閉弁継続異常を確実に検出することができる。
【００１５】
一方、リッチ状態の継続が検出されるときに燃料噴射量調整手段により燃料噴射量を減量した後も継続してリッチ状態が検出される場合に、空燃比異常検出手段によりリッチ異常が検出される。開弁継続異常が生じていない場合に燃料噴射量を減量するとリッチ状態からリーン状態に移行しやすくなる。そこで、このように燃料噴射量を減量するときでも継続してリッチ状態が検出される場合には、高い確率で開弁継続異常のためにリッチ異常が生じているため、開弁継続異常を確実に検出することができる。
【００１６】
請求項３の発明では、異常状態検出手段により閉弁継続異常状態および開弁継続異常状態のいずれかが検出されるとその旨が報知手段により報知される。これにより、運転者等は、閉弁継続異常状態および開弁継続異常状態のいずれかが生じたときでも、その異常状態を正確に把握することができ、運転者等に対してその異常を解消するために適した処置を促すことができる。
【００１７】
請求項４の発明のインジェクタ制御装置は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の噴射異常検出装置と、上記スイッチ手段と、このスイッチ手段を制御する制御手段と、を備えている。そして、噴射異常検出装置により開弁継続異常状態が検出される場合のフェールセーフが、閉弁継続異常状態が検出される場合のフェールセーフよりも緊急性を高くするように実施される。
【００１８】
これにより、上述のように簡易的に構成される噴射異常検出装置を用いることで、燃料系異常が閉弁継続異常および開弁継続異常のいずれであるかを区別して検出でき、その異常の緊急性に応じたフェールセーフを実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態に係る噴射異常検出装置を採用するインジェクタ制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１のドライバＩＣの概略構成を示すブロック図である。
【図３】Ｏ２センサの出力電圧とリーン状態およびリッチ状態との関係を示すグラフである。
【図４】Ａ／Ｆセンサの飽和電流とリーン状態およびリッチ状態との関係を示すグラフである。
【図５】第１実施形態における噴射異常検出処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】図６（Ａ）は、正常時に排気センサにて検出される空燃比を示す波形図であり、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示す検出状態に応じて判定されるリーン状態およびリッチ状態を示す波形図である。
【図７】図７（Ａ）は、リッチ異常時に排気センサにて検出される空燃比を示す波形図であり、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）に示す検出状態に応じて判定されるリーン状態およびリッチ状態を示す波形図である。
【図８】第２実施形態における噴射異常検出処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】図９（Ａ）は、リッチ異常時に排気センサにて検出される空燃比を示す波形図であり、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）に示す検出状態に応じて判定されるリーン状態およびリッチ状態を示す波形図であり、図９（Ｃ）は、図９（Ｂ）に示す判定結果に応じて調整される燃料噴射量の増減を示す波形図である。
【図１０】閉弁継続異常および開弁継続異常を区別可能な従来の噴射異常検出装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１１】閉弁継続異常および開弁継続異常を区別不能な従来の噴射異常検出装置の概略構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態に係る異常検出装置およびインジェクタ制御装置について、図面を参照して説明する。
図１に示すエンジン制御ＥＣＵ１０は、車両に搭載されるものであり、ガソリンエンジン，ディーゼルエンジン等の内燃機関（以下、単にエンジンという）における複数の気筒毎に設けられたインジェクタ（図１では４つのインジェクタ１〜４を例示する）をそれぞれ個別に駆動制御するインジェクタ制御装置である。エンジン制御ＥＣＵ１０は、インジェクタのアクチュエータ（ソレノイドコイルやピエゾ素子であり、ここではソレノイドコイルを採用する、図示省略）への通電状態（通電時間）によって、インジェクタを開閉させてエンジンへの燃料の噴射量を制御する。
【００２１】
インジェクタは、例えば、気筒内に直接燃料を噴射する直噴型のインジェクタであり、４気筒エンジンの場合は、図１に例示するように４個のインジェクタ１〜４が設けられる。なお、直噴型のインジェクタとは、エンジンの気筒に燃料を直接噴射するインジェクタを示すものである。
【００２２】
インジェクタ１〜４は、ソレノイドコイルに通電されると、このソレノイドコイルにより弁体が開弁位置に移動する。これにより、インジェクタ１〜４が開弁状態となり、燃料を噴射可能な状態となる。また、インジェクタ１〜４は、ソレノイドコイルへの通電が停止（遮断）されると、このソレノイドコイルにより弁体が閉弁位置に移動する。これにより、インジェクタ１〜４が閉弁状態となり、燃料の噴射が停止される。
【００２３】
図２は、図１のドライバＩＣ１２の概略構成を示すブロック図である。なお、図２では、便宜上、インジェクタ１とこのインジェクタ１を駆動するための素子等を図示しており、インジェクタ２〜４やこれらインジェクタ２〜４を駆動するための素子等の図示を省略している。そのため、以下の説明では、主に、インジェクタ１を駆動制御する場合を例に説明する。
【００２４】
図１および図２に示すように、エンジン制御ＥＣＵ１０は、主に、マイコン１１と、ドライバＩＣ１２と、異常検出回路２０とを備えており、異常検出回路２０とマイコン１１とにより本発明の特徴的構成である噴射異常検出装置３０を構成する。なお、マイコン１１およびドライバＩＣ１２間は、パラレル接続またはシリアル接続により通信可能に接続されている。
【００２５】
マイコン１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、発振回路、及び記憶内容が書き換え可能な不揮発性メモリ（例えばＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）やフラッシュＲＯＭ）などを備えて構成される周知のマイクロコンピュータである。マイコン１１は、ＣＰＵが予めＲＯＭに格納されたプログラムなどを読み出して、演算処理を実行することで後述する駆動制御処理や噴射異常検出処理等を実行する。
【００２６】
マイコン１１は、エンジン回転数、アクセル開度、エンジン水温など、各種センサ（図示省略）にて検出されるエンジンの運転情報に基づいて、駆動制御処理を実行することで、気筒毎に設定された噴射設定期間に応じたパルス幅のパルス信号である駆動信号を生成してドライバＩＣ１２に出力する。
【００２７】
このように駆動信号が出力されている間、インジェクタ１のソレノイドコイルが通電される。つまり、マイコン１１は、エンジンの運転情報に基づいて、インジェクタ１のソレノイドコイルへの通電期間を設定し、この設定した通電期間に応じた駆動信号（パルス信号）を出力する。すなわち、駆動信号は、そのパルス持続時間（パルス幅）が設定した通電期間と同等であり、インジェクタ１への通電期間を示す信号とも言い換えることができる。
【００２８】
図３は、Ｏ２センサの出力電圧とリーン状態およびリッチ状態との関係を示すグラフである。図４は、Ａ／Ｆセンサの飽和電流とリーン状態およびリッチ状態との関係を示すグラフである。
マイコン１１には、各インジェクタ１〜４から噴射された燃料が燃焼した後の排気ガスを検出対象として、空気と燃料との比率である空燃比を検出する排気センサ５がその検出結果を出力可能に接続されている。本実施形態では、排気センサ５として、例えば、Ｏ２センサが採用されており、この排気センサ５は、図３に例示するように、排出ガスの空燃比に応じて基準電圧を基準に出力電圧が変化するように構成される。このため、マイコン１１は、排気センサ５からの出力電圧に基づいて、燃料比率が低いリーン状態か、燃料比率が高いリッチ状態であるかを検出する。なお、排気センサ５としては、Ｏ２センサを採用することに限らず、例えば、図４に例示するように、空燃比に応じて飽和電流がリニアに変化するＡ／Ｆセンサを採用してもよい。
【００２９】
ドライバＩＣ１２は、マイコン１１から入力される駆動信号に応じて、インジェクタ１の低電位側に接続される駆動ドライバ１４をドライバ制御部１３によりオン／オフ制御する。さらに、インジェクタ１の高電位側に接続される図略の高電流用駆動ドライバまたは定電流用駆動ドライバをオン／オフ制御（スイッチング制御）することで、インジェクタ１に対するバッテリＢの電源電圧を利用した定電流制御等を実施することもできる。この場合、各インジェクタ２〜４には、それぞれ低電位側に駆動ドライバが接続されており、この駆動ドライバをドライバ制御部によりオン／オフ制御するとともに、各インジェクタ２〜４の高電位側に接続される図略の高電流用駆動ドライバまたは定電流用駆動ドライバをオン／オフ制御（スイッチング制御）することで、各インジェクタ２〜４に対するバッテリＢの電源電圧を利用した定電流制御等を実施する。なお、各駆動ドライバは、例えば、ＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子により構成され、特許請求の範囲に記載の「スイッチ手段」の一例に相当し得る。また、ドライバ制御部１３は、特許請求の範囲に記載の「制御手段」の一例に相当し得る。
【００３０】
異常検出回路２０は、インジェクタ１〜４ごとにコンパレータ２１を備えており、このコンパレータ２１は、対象のインジェクタの低電位側の電圧を基準値と比較する比較手段として機能するもので、当該インジェクタの低電位側の電圧が上記基準値よりも低くなると、Ｌｏ異常の燃料系異常信号をマイコン１１に出力する。また、駆動ドライバ１４が過熱状態となる場合や過電流が流れる場合には、Ｈｉ異常の燃料系異常信号がマイコン１１に出力される。なお、コンパレータ２１は、特許請求の範囲に記載の「比較手段」の一例に相当し得る。
【００３１】
次に、異常検出回路２０からの燃料系異常信号に基づいて、マイコン１１にて実施される噴射異常検出処理について、図５〜７を用いて詳細に説明する。図５は、第１実施形態における噴射異常検出処理の流れを示すフローチャートである。図６（Ａ）は、正常時に排気センサ５にて検出される空燃比を示す波形図であり、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示す検出状態に応じて判定されるリーン状態およびリッチ状態を示す波形図である。図７（Ａ）は、リッチ異常時に排気センサ５にて検出される空燃比を示す波形図であり、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）に示す検出状態に応じて判定されるリーン状態およびリッチ状態を示す波形図である。
【００３２】
マイコン１１にて噴射異常検出処理が開始されると、まず、上述したＬｏ異常の燃料系異常信号またはＨｉ異常の燃料系異常信号が入力されるまで、ステップＳ１０１，Ｓ１０３にてＮｏとの判定が繰り返され、インジェクタごとに設けられるいずれかのコンパレータ２１からＬｏ異常の燃料系異常信号が入力されると（Ｓ１０１でＹｅｓ）、燃料系異常状態であることが確定されて、燃料系異常状態の確定を示すフラグが設定される（Ｓ１０５）。なお、ステップＳ１０１に示す判定処理を実施するマイコン１１は、特許請求の範囲に記載の「判定手段」の一例に相当し得る。
【００３３】
続いて、ステップＳ１０７に示す判定処理にて、排気センサ５からの出力に基づいて、リッチ異常であるか否かについて判定される。なお、ステップＳ１０７に示す判定処理を実施するマイコン１１は、特許請求の範囲に記載の「空燃比異常検出手段」および「異常状態検出手段」の一例に相当し得る。
【００３４】
ここで、リッチ異常およびリーン異常について、図６および図７を用いて説明する。図６（Ａ）に示すように、正常時での空燃比は、排気センサ５により、燃料比率が最適な状態を基準に燃料比率が低い状態と燃料比率が高い状態とを交互に繰り返すように検出される。この場合には、図６（Ｂ）に示すように、燃料比率が低いリーン状態と燃料比率が高いリッチ状態とが交互に現れるように判定される。
【００３５】
一方、図７（Ａ）に示すように、燃料比率が高い状態が継続して検出されると、図７（Ｂ）に示すように、リーン状態が検出されることなくリッチ状態の検出が継続され、リッチ異常と判定される。また、燃料比率が低い状態が継続して検出されると、リッチ状態が検出されることなくリーン状態の検出が継続され、リーン異常と判定される。
【００３６】
上記ステップＳ１０７に示す判定処理にて、排気センサ５からの出力に基づいて、図７に例示するようなリッチ異常が検出されると（Ｓ１０７でＹｅｓ）、以下の理由により開弁継続異常状態であることが確定されて、開弁継続異常状態の確定を示すフラグが設定される（Ｓ１０９）。
【００３７】
噴射異常が生じていることに起因してリッチ異常が検出されると、噴射する燃料が規定量よりも多い燃料過多状態、すなわち、インジェクタが閉弁状態に切り替わらずに開弁状態が継続してしまう開弁継続異常が生じる状態が想定される。このため、噴射異常が生じておりリッチ異常が検出される場合に、開弁継続異常を検出することができる。
【００３８】
このように、開弁継続異常状態が確定されると、ステップＳ１１１に示す第１フェールセーフ処理がなされる。この処理では、開弁継続異常を解消するための処置がなされる。具体的には、例えば、インパネ等に設けられる警告灯３１を所定の状態に点灯させることで開弁継続異常発生を報知するとともに車両の運転の停止を促し、運転停止後に燃料供給を停止する。これにより、フェールセーフを実施する緊急性が高い異常である開弁継続異常に起因する燃料過多状態の発生を確実に防止することができる。
【００３９】
一方、上記ステップＳ１０７に示す判定処理にて、排気センサ５からの出力に基づいて、リーン異常が検出されると（Ｓ１０７でＮｏ）、以下の理由により閉弁継続異常状態であることが確定されて、閉弁継続異常状態の確定を示すフラグが設定される（Ｓ１１３）。
【００４０】
噴射異常が生じていることに起因してリーン異常が検出されると、噴射する燃料が規定量よりも少なくなる状態、すなわち、インジェクタが開弁状態に切り替わらずに閉弁状態が継続してしまう閉弁継続異常が生じる状態が想定される。このため、噴射異常が生じておりリーン異常が検出される場合に、閉弁継続異常を検出することができる。
【００４１】
このように、閉弁継続異常状態が確定されると、ステップＳ１１５に示す第２フェールセーフ処理がなされる。この処理では、閉弁継続異常を解消するための処置がなされる。具体的には、例えば、警告灯３１を所定の状態に点灯させることで閉弁継続異常発生を報知するとともにエンジンの回転数が所定の上限値を超えないように回転数抑制制御を実施することで、エンジンにかかる負荷を減らして、トルク不足やラフアイドルとなる状態を防止する。これにより、開弁継続異常発生時よりもフェールセーフを実施する緊急性が低い異常である閉弁継続異常が発生する場合でも、その異常状態に適した処置を実施することができる。
【００４２】
また、駆動ドライバ１４が過熱状態となるか過電流が流れることから、Ｈｉ異常の燃料系異常信号が入力されると（Ｓ１０３でＹｅｓ）、燃料系異常状態であることが確定されて、燃料系異常状態の確定を示すフラグが設定される（Ｓ１１７）。このような異常は、上記閉弁継続異常時と同様に、開弁継続異常発生時よりもフェールセーフを実施する緊急性が低い異常であることから、上記ステップＳ１１５に示す第２フェールセーフ処理がなされて、警告灯３１が所定の状態に点灯するとともに、回転数抑制制御が実施される。
【００４３】
以上説明したように、本実施形態に係る噴射異常検出装置３０では、コンパレータ２１からＬｏ異常の燃料系異常信号が入力されることで噴射異常が生じていると判定される場合にリーン異常が検出されると、閉弁継続異常状態であることが検出される。また、Ｌｏ異常の燃料系異常信号が入力されることで噴射異常が生じていると判定される場合にリッチ異常が検出されると、開弁継続異常状態であることが検出される。
【００４４】
インジェクタ１〜４の低電位側の電圧を基準値と比較する比較手段として、コンパレータ２１のように基準値と比較する機能を有するように構成すればよいため、当該比較手段を簡素な素子等で構成することができる。また、空燃比を検出する排気センサ５は、インジェクタ１〜４にて噴射した燃料を噴射する内燃機関に通常採用されているため、その排気センサ５からの検出結果を利用することで、新たなセンサ等を設ける必要もない。
したがって、簡易な構成にてドライバＩＣ１２等のエンジン制御ＥＣＵ１０（インジェクタ制御装置）の噴射異常を検出することができる。
【００４５】
そして、噴射異常検出装置３０により開弁継続異常状態が検出される場合のフェールセーフが、閉弁継続異常状態が検出される場合のフェールセーフよりも緊急性を高くするように実施される。これにより、上述のように簡易的に構成される噴射異常検出装置３０を用いることで、燃料系異常が閉弁継続異常および開弁継続異常のいずれであるかを区別して検出でき、その異常の緊急性に応じたフェールセーフを実施することができる。
【００４６】
また、上述した第１フェールセーフ処理および第２フェールセーフ処理では、閉弁継続異常状態および開弁継続異常状態のいずれかが検出されるとその旨が警告灯３１の点灯により報知される。これにより、運転者等は、閉弁継続異常状態および開弁継続異常状態のいずれかが生じたときでも、その異常状態を正確に把握することができ、フェールセーフを実施するだけでなく、運転者等に対してその異常を解消するために適した処置を促すことができる。なお、警告灯３１に限らず、視覚的または聴覚的に報知可能な警告装置等により上記異常を報知してもよい。警告灯３１および上記警告装置等は、特許請求の範囲に記載の「報知手段」の一例に相当し得る。
【００４７】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る異常検出装置およびインジェクタ制御装置について、図８および図９を参照して説明する。図８は、第２実施形態における噴射異常検出処理の流れを示すフローチャートである。図９（Ａ）は、リッチ異常時に排気センサにて検出される空燃比を示す波形図であり、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）に示す検出状態に応じて判定されるリーン状態およびリッチ状態を示す波形図であり、図９（Ｃ）は、図９（Ｂ）に示す判定結果に応じて調整される燃料噴射量の増減を示す波形図である。
【００４８】
本第２実施形態では、閉弁継続異常および開弁継続異常を確実に検出するため、噴射異常検出処理を図５に示すフローチャートに代えて図８に示すフローチャートに基づいて実施する点が、上記第１実施形態の異常検出装置と異なる。したがって、第１実施形態の異常検出装置と実質的に同一の構成部分には、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００４９】
本第２実施形態における噴射異常検出処理では、図８に示すフローチャートからわかるように、Ｌｏ異常の燃料系異常信号が入力されることで（Ｓ１０１でＹｅｓ）、燃料系異常状態の確定を示すフラグが設定されると（Ｓ１０５）、ステップＳ１０６に示す燃料噴射量調整処理がなされる。この処理では、排気センサ５からの出力に基づいて、例えば、図９（Ａ），（Ｂ）に例示するように、リッチ状態の継続が検出されるときには、図９（Ｃ）に例示するように、燃料噴射量が減量される。また、リーン状態の継続が検出されるときには、燃料噴射量が増量される。ここで、燃料噴射量の調整は、ドライバＩＣ１２により、インジェクタへの供給電流が制御されて当該インジェクタの開度を調整することで実施される。なお、ドライバＩＣ１２は、特許請求の範囲に記載の「燃料噴射量調整手段」の一例に相当し得る。
【００５０】
そして、上述のように燃料噴射量が調整された状態で、ステップＳ１０７に示す判定処理がなされ、排気センサ５からの出力に基づいて、リッチ異常であるか否かについて判定される。具体的には、リッチ状態の継続が検出されるときに燃料噴射量を減量して所定時間（例えば１ｓ）経過後も継続してリッチ状態が検出される場合には（図９の波線領域Ｓ参照）、リッチ異常が検出される。また、リーン状態の継続が検出されるときに燃料噴射量を増量して所定時間経過後も継続してリーン状態が検出される場合には、リーン異常が検出される。
【００５１】
開弁継続異常が生じていない場合に燃料噴射量を減量するとリッチ状態からリーン状態に移行しやすくなる。そこで、このように燃料噴射量を減量するときでも継続してリッチ状態が検出される場合には、高い確率で開弁継続異常のためにリッチ異常が生じているため、開弁継続異常を確実に検出することができる。
【００５２】
また、閉弁継続異常が生じていない場合に燃料噴射量を増量するとリーン状態からリッチ状態に移行しやすくなる。そこで、このように燃料噴射量を増量するときでも継続してリーン状態が検出される場合には、高い確率で閉弁継続異常のためにリーン異常が生じているため、閉弁継続異常を確実に検出することができる。
【００５３】
なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよい。
（１）エンジン制御ＥＣＵ１０は、４つのインジェクタ１〜４を駆動制御することに限らず、例えば、１〜３つのインジェクタを駆動制御として構成されてもよいし、５つ以上のインジェクタを駆動制御として構成されてもよい。この場合には、コンパレータ２１は、対象のインジェクタの低電位側の電圧を基準値と比較するように、インジェクタごとにそれぞれ設けられる。
【００５４】
（２）上述した第１フェールセーフ処理では、開弁継続異常を検出することで、車両の運転の停止を促して運転停止後に燃料供給を停止することに限らず、燃料過多状態に対応すべき処置を実施してもよい。また、第２フェールセーフ処理では、閉弁継続異常を検出することで、回転数抑制制御を実施することに限らず、噴射する燃料が規定量よりも少なくなる状態に対応すべき処置を実施してもよい。このように、開弁継続異常または閉弁継続異常を区別して検出することで、その異常に応じたフェールセーフを実施することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１〜４…インジェクタ
５…排気センサ
１０…エンジン制御ＥＣＵ（インジェクタ制御装置）
１１…マイコン（判定手段，空燃比異常検出手段，異常状態検出手段）
１２…ドライバＩＣ（燃料噴射量調整手段）
１３…ドライバ制御部（制御手段）  １４…駆動ドライバ（スイッチ手段）
２０…異常検出回路  ２１…コンパレータ（比較手段）
３０…異常検出装置
３１…警告灯（報知手段）
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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