(57)【要約】  同一気筒に対する２つの燃料噴射弁（２４Ｒ、２４Ｌ）に対して共用され、ＥＣＵ（４０）からの指令に基づいて上記２つの燃料噴射弁（２４Ｒ、２４Ｌ）を駆動する駆動回路（５２）を備える。一端が駆動回路（５２）に接続された共通部（５６ａ）と、当該共通部（５６ａ）の他端において分岐した後の各部位であって上記２つの燃料噴射弁（２４Ｒ、２４Ｌ）がそれぞれ配置された各分岐部（５６ｂ）とを含み、上記２つの燃料噴射弁（２４Ｒ、２４Ｌ）に供給される電流が流れる通電ライン（５６）を備える。共通部（５６ａ）を流れる電流値Ｉを検知する。一方の燃料噴射弁（２４Ｌ）に対する分岐部（５６ｂ）に挿入された電気抵抗（５８）を備える。電流値Ｉの大きさに基づいて、同一気筒に対する上記２つの燃料噴射弁（２４Ｒ、２４Ｌ）の中で通電の異常の発生が認められる燃料噴射弁を検出する。
2013031019.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一気筒に対して複数の燃料噴射弁を備える内燃機関の燃料供給装置であって、
同一気筒に対する前記複数の燃料噴射弁に対して共用され、外部からの指令に基づいて同一気筒に対する前記複数の燃料噴射弁を駆動する駆動回路と、
一端が前記駆動回路に接続された共通部と、当該共通部の他端において分岐した後の各部位であって同一気筒に対する前記複数の燃料噴射弁がそれぞれ配置された各分岐部とを含み、前記複数の燃料噴射弁に供給される電流が流れる通電ラインと、
前記通電ラインの前記共通部を流れる電流を検知する電流検知手段と、
同一気筒に対する前記複数の燃料噴射弁のうちの全数もしくは全数から１を引いた数の設置対象燃料噴射弁に対して、当該設置対象燃料噴射弁のそれぞれに対する前記通電ラインの前記分岐部に挿入され、前記設置対象燃料噴射弁が２つ以上となる場合には互いに数値の異なるものとされた電気抵抗と、
前記電流検知手段により検知される電流値の大きさに基づいて、同一気筒に対する前記複数の燃料噴射弁の中で通電の異常の発生が認められる燃料噴射弁を検出する異常燃料噴射弁検出手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
【請求項２】
同一気筒に対して複数の燃料噴射弁を備える内燃機関の燃料供給装置であって、
同一気筒に対する前記複数の燃料噴射弁に対して共用され、外部からの指令に基づいて同一気筒に対する前記複数の燃料噴射弁を駆動する駆動回路と、
一端が前記駆動回路に接続された共通部と、当該共通部の他端において分岐した後の各部位であって同一気筒に対する前記複数の燃料噴射弁がそれぞれ配置された各分岐部とを含み、前記複数の燃料噴射弁に供給される電流が流れる通電ラインと、
前記通電ラインの前記共通部を流れる電流を検知する電流検知手段と、
を備え、
同一気筒に対する前記複数の燃料噴射弁のそれぞれは、互いに内部抵抗値が異なるように設定されたものであって、
前記電流検知手段により検知される電流値の大きさに基づいて、同一気筒に対する前記複数の燃料噴射弁の中で通電の異常の発生が認められる燃料噴射弁を検出する異常燃料噴射弁検出手段と、
を更に備えることを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
【請求項３】
前記異常燃料噴射弁検出手段によって同一気筒に対する前記複数の燃料噴射弁の一部に前記異常の発生が認められる場合に、同一気筒において前記異常の発生が認められていない燃料噴射弁の通電時間を増加させる異常時通電時間制御手段を更に備えることを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の燃料供給装置。
【請求項４】
前記内燃機関は、複数の気筒を備えるものであって、
前記異常燃料噴射弁検出手段によって同一気筒に対する前記複数の燃料噴射弁の一部に前記異常の発生が認められる場合に、同一気筒において前記異常の発生が認められていない残りの燃料噴射弁にて噴射可能な最大燃料噴射量に合わせて、前記異常の発生が認められる燃料噴射弁が属する気筒以外の気筒における燃料噴射量を制限する他気筒噴射量制限手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の内燃機関の燃料供給装置。
【請求項５】
前記異常燃料噴射弁検出手段によって同一気筒に対する前記複数の燃料噴射弁の一部に前記異常の発生が認められる場合に、各気筒の前記複数の燃料噴射弁に供給される燃料のフィード燃料圧力を増加させるフィード燃料圧力調整手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の内燃機関の燃料供給装置。
【請求項６】
前記内燃機関は、複数の気筒を備えるものであって、
前記電流検知手段は、前記内燃機関が備える前記複数の気筒のうちの少なくとも２つにおけるそれぞれの前記通電ラインの前記共通部を流れる電流を検知する手段として、非接触式電流センサを含むことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項記載の内燃機関の燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の燃料供給装置に係り、特に、同一気筒に対して複数の燃料噴射弁を備える内燃機関の燃料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、同一気筒に対して複数の燃料噴射弁を備える内燃機関の制御装置が開示されている。より具体的には、この従来の内燃機関は、筒内に直接燃料を噴射可能な筒内噴射用燃料噴射弁と、吸気ポートに向けて燃料を噴射可能なポート噴射用燃料噴射弁とを各気筒に１つずつ備えている。【０００３】
上記内燃機関の制御装置では、各気筒の筒内噴射用燃料噴射弁への通電は、ＥＣＵからの燃料噴射信号を受けた筒内噴射用の駆動制御回路によって制御されている。より具体的には、上記駆動制御回路は、各気筒の筒内噴射用燃料噴射弁に対して個別に備えられたスイッチング手段としての給電制御用トランジスタへの通電を制御し、これにより、各気筒の筒内噴射用燃料噴射弁への通電が制御されるようになっている。これは、ポート噴射用燃料噴射弁についても同様である。【０００４】
つまり、上記従来の内燃機関は、各気筒に対して、筒内噴射用の給電制御用トランジスタによって通電が制御される筒内噴射用燃料噴射弁と、ポート噴射用の給電制御用トランジスタによって通電が制御されるポート噴射用燃料噴射弁とを備えている。そのうえで、上記内燃機関の制御装置は、気筒単位で見た場合には、個々の燃料噴射弁毎に、断線故障の検出回路を備えているといえる。
尚、出願人は、本発明に関連するものとして、上記の文献を含めて、以下に記載する文献を認識している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】日本特開２００６−２５８０３６号公報
【特許文献２】日本特開平１０−２５２５３９号公報
【特許文献３】日本特開昭５８−２１４６３４号公報
【特許文献４】日本特開２００９−２９３４３６号公報
【特許文献５】日本特開２００９−２０３８８４号公報
【特許文献６】日本特開２００３−０２０９７５号公報
【特許文献７】日本特開２００５−１８０２１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載のように同一気筒に対して複数の燃料噴射弁を備えている従来の内燃機関では、同一気筒において燃料噴射弁に断線故障が発生した際に何れの燃料噴射弁に断線が生じたかを判断するためには、燃料噴射弁毎に断線故障検出回路を備える必要があった。すなわち、単一の断線故障検出回路では、同一気筒において断線故障が生じた燃料噴射弁を特定することができなかった。【０００７】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、同一気筒に対して配置された複数の燃料噴射弁への通電が単一の駆動回路によって制御される構成を備えている場合において、同一気筒において通電の異常が生じた燃料噴射弁を簡素な構成を用いて良好に特定することのできる内燃機関の燃料供給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】
【０００８】
本発明の一態様は、同一気筒に対して複数の燃料噴射弁を備える内燃機関の燃料供給装置であって、駆動回路と、通電ラインと、電流検知手段と、電気抵抗と、異常燃料噴射弁検出手段とを備えている。
駆動回路は、同一気筒に対する前記複数の燃料噴射弁に対して共用され、外部からの指令に基づいて同一気筒に対する前記複数の燃料噴射弁を駆動する。通電ラインは、一端が前記駆動回路に接続された共通部と、当該共通部の他端において分岐した後の各部位であって同一気筒に対する前記複数の燃料噴射弁がそれぞれ配置された各分岐部とを含み、前記複数の燃料噴射弁に供給される電流が流れるものである。電流検知手段は、前記通電ラインの前記共通部を流れる電流を検知する。電気抵抗は、同一気筒に対する前記複数の燃料噴射弁のうちの全数もしくは全数から１を引いた数の設置対象燃料噴射弁に対して、当該設置対象燃料噴射弁のそれぞれに対する前記通電ラインの前記分岐部に挿入され、前記設置対象燃料噴射弁が２つ以上となる場合には互いに数値の異なるものとされたものである。異常燃料噴射弁検出手段は、前記電流検知手段により検知される電流値の大きさに基づいて、同一気筒に対する前記複数の燃料噴射弁の中で通電の異常の発生が認められる燃料噴射弁を検出する。【０００９】
本発明の上記一態様の構成を備えている場合には、同一気筒において何れかの燃料噴射弁への通電の異常が発生した際に、どの燃料噴射弁に通電の異常が生じたかに応じて、通電ラインの共通部を流れる電流値が変化することになる。このため、本発明の上記一態様によれば、上記電流検知手段により検知される上記電流値の大きさに基づいて、同一気筒において通電の異常の生じた燃料噴射弁を簡素な構成を用いて良好に特定することができる。【００１０】
また、本発明の他の態様は、同一気筒に対して複数の燃料噴射弁を備える内燃機関の燃料供給装置であって、駆動回路と、通電ラインと、電流検知手段と、異常燃料噴射弁検出手段とを備えている。
駆動回路は、同一気筒に対する前記複数の燃料噴射弁に対して共用され、外部からの指令に基づいて同一気筒に対する前記複数の燃料噴射弁を駆動する。通電ラインは、一端が前記駆動回路に接続された共通部と、当該共通部の他端において分岐した後の各部位であって同一気筒に対する前記複数の燃料噴射弁がそれぞれ配置された各分岐部とを含み、前記複数の燃料噴射弁に供給される電流が流れるものである。電流検知手段は、前記通電ラインの前記共通部を流れる電流を検知する。同一気筒に対する前記複数の燃料噴射弁のそれぞれは、互いに内部抵抗値が異なるように設定されたものである。異常燃料噴射弁検出手段は、前記電流検知手段により検知される電流値の大きさに基づいて、同一気筒に対する前記複数の燃料噴射弁の中で通電の異常の発生が認められる燃料噴射弁を検出する。【００１１】
本発明の上記他の態様の構成を備えている場合においても、同一気筒において何れかの燃料噴射弁への通電の異常が発生した際に、どの燃料噴射弁に通電の異常が生じたかに応じて、通電ラインの共通部を流れる電流値が変化することになる。このため、本発明の上記他の態様によっても、上記電流検知手段により検知される上記電流値の大きさに基づいて、同一気筒において通電の異常の生じた燃料噴射弁を簡素な構成を用いて良好に特定することができる。【００１２】
また、本発明は、前記異常燃料噴射弁検出手段によって同一気筒に対する前記複数の燃料噴射弁の一部に前記異常の発生が認められる場合に、同一気筒において前記異常の発生が認められていない燃料噴射弁の通電時間を増加させる異常時通電時間制御手段を更に備えるものであってもよい。
これにより、何れかの燃料噴射弁への通電の異常が発生した場合であっても、当該異常の発生気筒において残された正常な燃料噴射弁を用いて噴射可能な燃料量が増えることになる。その結果、当該異常の発生気筒において、燃料噴射量が不足するのを防止することができるので、空燃比変化が生ずるのを防止することができる。【００１３】
また、本発明における前記内燃機関は、複数の気筒を備えるものであってもよい。そして、前記異常燃料噴射弁検出手段によって同一気筒に対する前記複数の燃料噴射弁の一部に前記異常の発生が認められる場合に、同一気筒において前記異常の発生が認められていない残りの燃料噴射弁にて噴射可能な最大燃料噴射量に合わせて、前記異常の発生が認められる燃料噴射弁が属する気筒以外の気筒における燃料噴射量を制限する他気筒噴射量制限手段を更に備えるものであってもよい。
これにより、何れかの燃料噴射弁への通電の異常が発生した気筒において、燃料噴射量が不足するのを防止することができるので、気筒毎の空燃比変化が生ずるのを防止することができる。【００１４】
また、本発明は、前記異常燃料噴射弁検出手段によって同一気筒に対する前記複数の燃料噴射弁の一部に前記異常の発生が認められる場合に、各気筒の前記複数の燃料噴射弁に供給される燃料のフィード燃料圧力を増加させるフィード燃料圧力調整手段を更に備えるものであってもよい。
これにより、何れかの燃料噴射弁への通電の異常が発生した場合であっても、当該異常の発生気筒において残された正常な燃料噴射弁を用いて噴射可能な燃料量が増えることになる。その結果、当該異常の発生気筒において、燃料噴射量が不足するのを防止することができるので、空燃比変化が生ずるのを防止することができる。【００１５】
また、本発明における前記内燃機関は、複数の気筒を備えるものであってもよい。そして、前記電流検知手段は、前記内燃機関が備える前記複数の気筒のうちの少なくとも２つにおけるそれぞれの前記通電ラインの前記共通部を流れる電流を検知する手段として、非接触式電流センサを含むものであってもよい。
これにより、単一の非接触式電流センサによって何れかの気筒において通電の異常の生じた燃料噴射弁を特定できるので、より低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態１における燃料供給装置が搭載された内燃機関のシステム構成を説明するための図である。
【図２】本発明の実施の形態１の内燃機関の燃料供給装置における燃料噴射制御部の構成を概略的に表したブロック図である。
【図３】発明の実施の形態１において実行される燃料噴射弁の断線故障検出ルーチンのフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態１において実行される制御ルーチンのフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態１の変形例における燃料噴射制御部の構成を概略的に表したブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態２における燃料噴射制御部の構成を概略的に表したブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
実施の形態１．
［内燃機関のシステム構成］
図１は、本発明の実施の形態１における燃料供給装置が搭載された内燃機関１０のシステム構成を説明するための図である。図１に示すシステムは、内燃機関１０を備えている。本発明における内燃機関１０の気筒数および気筒配置は特に限定されないが、本実施形態の内燃機関１０は、一例として、＃１〜＃４の４つの気筒を有する直列４気筒型エンジンであるものとする。
【００１８】
内燃機関１０の各気筒内には、ピストン１２が設けられている。各気筒内には、ピストン１２の頂部側に燃焼室１４が形成されている。燃焼室１４には、吸気通路１６および排気通路１８が連通している。吸気通路１６の入口近傍には、吸気通路１６に吸入される空気の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ２０が設けられている。エアフローメータ２０の下流には、電子制御式のスロットルバルブ２２が設けられている。
【００１９】
各気筒に向けて分岐した後の吸気通路１６（吸気マニホールド部）には、各吸気ポート内に向けて燃料を噴射するために、内部に電磁コイル（図示省略）を備える電磁式の燃料噴射弁２４Ｒ、２４Ｌが設けられている。すなわち、本実施形態の内燃機関１０は、気筒毎に２つの燃料噴射弁２４Ｒ、２４Ｌを備えている。本実施形態では、これらの燃料噴射弁２４Ｒ、２４Ｌが備える電磁コイルの内部抵抗値は、同一であるものとする。これらの燃料噴射弁２４Ｒ、２４Ｌには、燃料ポンプ（フィードポンプ）２６によって、燃料タンク２８内の燃料が供給されるようになっている。本実施形態のシステムは、燃料噴射弁２４Ｒ、２４Ｌに供給される燃料の圧力（以下、「フィード燃圧」と称する）を可変とするための燃圧レギュレータ３０を備えている。
【００２０】
また、各気筒には、燃焼室１４内の混合気に点火するための点火プラグ３２が設けられている。更に、排気通路１８には、各気筒から排出された排気ガスの空燃比を検出するための空燃比センサ３４が配置されている。更に、内燃機関１０のクランクシャフト３６の近傍には、クランクシャフト３６の回転角度（クランク角度）やエンジン回転数を検出するためのクランク角センサ３８が配置されている。
【００２１】
更に、図１に示すシステムは、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)４０を備えている。ＥＣＵ４０の入力部には、上述したエアフローメータ２０、空燃比センサ３４およびクランク角センサ３８等の内燃機関１０の運転状態を検知するための各種センサが電気的に接続されている。また、ＥＣＵ４０の出力部には、上述したスロットルバルブ２２、燃料噴射弁２４Ｒ、２４Ｌ、燃圧レギュレータ３０および点火プラグ３２等の内燃機関１０の運転を制御するための各種のアクチュエータが電気的に接続されている。ＥＣＵ４０は、上述した各種センサの出力に基づき、所定のプログラムに従って各種アクチュエータを作動させることにより、内燃機関１０の運転状態を制御するものである。
【００２２】
［燃料噴射制御部の構成］
図２は、本発明の実施の形態１の内燃機関の燃料供給装置における燃料噴射制御部５０の構成を概略的に表したブロック図である。
図２に示すように、燃料噴射制御部５０は、気筒毎に、駆動回路５２と電流検知部５４とを１つずつ備えている。駆動回路５２は、同一気筒に対する２つの燃料噴射弁２４Ｒ、２４Ｌへの通電を制御するためのものである。駆動回路５２は、ＥＣＵ４０と電気的に接続されており、また、通電ライン５６を介して同一気筒に対する２つの燃料噴射弁２４Ｒ、２４Ｌと電気的に接続されている。駆動回路５２の内部には、スイッチング手段としてのトランジスタ（図示省略）等の電子部品が内蔵されている。駆動回路５２は、ＥＣＵ４０からの指令（燃料噴射信号）を受けた際に、上記トランジスタを導通させることによって、駆動電圧（ここでは、一例としてバッテリー電圧＋Ｂ）が通電ライン５６を介して個々の燃料噴射弁２４Ｒ、２４Ｌに印加するように構成されている。燃料噴射弁２４Ｒ、２４Ｌが備える電磁コイルは、上記駆動電圧の印加に伴う駆動電流の流通によって電磁力を発生させる。これにより、燃料噴射弁２４Ｒ、２４Ｌが開弁し、燃料が吸気ポートに噴射される。
【００２３】
以上のように、本実施形態の燃料噴射制御部５０は、同一気筒に対して備えられた２つの燃料噴射弁２４Ｒ、２４Ｌに対して単一の駆動回路５２を有し、当該駆動回路５２（より具体的には、単一のスイッチング手段（上記トランジスタ））が通電を制御することによって燃料噴射弁２４Ｒ、２４Ｌの作動を制御するものである。
【００２４】
また、通電ライン５６は、図２に示すように、一端が駆動回路５２に接続された共通部５６ａと、当該共通部５６ａの他端において分岐した後の２つの部位であって同一気筒に対する２つの燃料噴射弁２４Ｒ、２４Ｌがそれぞれ配置された２つの分岐部５６ｂとからなる。そして、通電ライン５６の共通部５６ａには、その部位を流れる電流を検知するために、上記電流検知部５４が備えられている。電流検知部５４は、その内部に、抵抗値が小さく、かつ耐電力性の高い電気抵抗（図示省略）が備えられている。ＥＣＵ４０は、電流検知部５４が備える当該電気抵抗の両端電圧を検出することで、通電ライン５６の共通部５６ａを流れる電流値を検知できるように構成されている。
【００２５】
更に、図２に示すように、各気筒における２つの燃料噴射弁２４Ｒ、２４Ｌのうちの一方（ここでは、一例として、燃料噴射弁２４Ｌ）側の分岐部５６ｂには、燃料噴射弁２４Ｌ（の電磁コイル）と直列に、小サイズ（例えば、１Ω）の電気抵抗５８が挿入されている。
【００２６】
［燃料噴射弁の断線故障の検出手法（断線故障の生じた燃料噴射弁の特定手法）］
１つの気筒につき複数（例えば、２つ）の燃料噴射弁を備えている場合において、これらの燃料噴射弁を単一の通電タイミングに基づいて作動させる場合であれば、図１、２を参照して以上説明した構成のように、駆動回路を１気筒当たり１つ備えるようにすることで、コストを低く抑えつつ、燃料噴射制御部を構成することが可能となる。その一方で、燃料噴射制御部には、一般に、燃料噴射弁の断線故障の検出のための回路が搭載される。そして、そのような回路は、燃料噴射弁への通電の有無に基づいて燃料噴射弁の断線故障の有無を検出するというものである。
【００２７】
しかしながら、上記のように１つの気筒につき複数の燃料噴射弁を備え、かつ、１気筒当たり１つの駆動回路を備える構成の場合には、以下に示す本実施形態の検出手法のように特別な配慮がなされていないと、１つの電流検知部によってはどちらの燃料噴射弁に断線故障が生じたかを特定することはできない。より具体的には、ポート噴射式の燃料噴射弁は、一般に、バッテリー電圧＋Ｂによって駆動され、各燃料噴射弁の電磁コイルの抵抗値は１２Ω程度である。従って、同一気筒に対する２つの燃料噴射弁への通電が正常である場合には、燃料噴射弁には１本当たり１Ａ程度の電流が流れることになる。ところが、このような構成において通電ラインの共通部において電流を検知している場合には、２つの燃料噴射弁のうちのどちらに断線故障が生じた場合であっても、検知される電流値は１Ａ程度の同じ値となってしまう。このため、断線故障が生じた燃料噴射弁を特定することができない。その結果、１気筒当たり２系統の電流検知部を設けることが必要となり、コスト面において問題となる。
【００２８】
そこで、本実施形態では、既述したように、各気筒に配置される２つの燃料噴射弁２４Ｒ、２４Ｌのうちの一方（図２では燃料噴射弁２４Ｌ）側の通電ライン５６の分岐部５６ｂ上に、電気抵抗５８を直列に備えるようにした。そのうえで、電流検知部５４を利用して、通電ライン５６の共通部５６ａの電流値の大きさに基づいて、同一気筒に対する２つの燃料噴射弁２４Ｒ、２４Ｌのどちらに断線故障が生じたかを特定するようにした。
【００２９】
図３は、本発明の実施の形態１において、ＥＣＵ４０が実行する燃料噴射弁の断線故障検出ルーチンを示すフローチャートである。尚、本ルーチンは、各気筒における燃料噴射弁２４Ｒ、２４Ｌの通電タイミングが到来する毎に起動されるものとする。
【００３０】
図３に示すルーチンでは、先ず、現在のバッテリー電圧値（電源電圧値）が取得される（ステップ１００）。次いで、電流検知部５４を用いて、通電ライン５６の共通部５６ａを流れる電流値Ｉが検知される（ステップ１０２）。
【００３１】
次に、上記ステップ１０２において検知された電流値Ｉが、所定の第１判定値Ｉ１よりも高いか否かが判定される（ステップ１０４）。同一気筒に対する２つの燃料噴射弁２４Ｒ、２４Ｌへの通電が正常に行われている場合の電流値Ｉは、何れか一方の燃料噴射弁に断線故障が生じた場合と比べて約２倍の値となる。例えば、燃料噴射弁２４Ｒ、２４Ｌのそれぞれの電磁コイルの抵抗値が１２Ωであり、電気抵抗５８の抵抗値が１Ωである場合には、合成抵抗は、６．２４Ωとなる。従って、何れの燃料噴射弁２４Ｒ、２４Ｌにも断線故障が発生していない場合の電流値Ｉは、バッテリー電圧が１２Ｖであれば約１．９２Ａとなる。一方、燃料噴射弁２４Ｒに断線故障が発生した場合の電流値Ｉは、バッテリー電圧が１２Ｖであれば約０．９２Ａとなり、燃料噴射弁２４Ｌに断線故障が発生した場合の電流値Ｉは、バッテリー電圧が１２Ｖであれば１Ａとなる。ただし、何れの場合の電流値Ｉも、内燃機関１０の運転中にバッテリー電圧値が変化すれば変化する。具体的には、バッテリー電圧値が高いほど、電流値Ｉも高くなる。このような電流値Ｉの傾向を事前に把握しておくことによって、本ステップ１０４における第１判定値Ｉ１は、同一気筒に対する２つの燃料噴射弁２４Ｒ、２４Ｌへの通電が正常な状態であるか、或いは、どちらかの燃料噴射弁に断線故障が発生した状態であるかを判断できる値（例えば、１．５Ａ）として予め設定されている。
【００３２】
上記ステップ１０４において電流値Ｉが上記第１判定値Ｉ１よりも高いと判定された場合には、今回の処理サイクルにおいて判定を行っている気筒に対する２つの燃料噴射弁２４Ｒ、２４Ｌへの通電が正常であると判定される（ステップ１０６）。
【００３３】
一方、上記ステップ１０４の判定が不成立である場合には、次いで、電流値Ｉが所定の第２判定値Ｉ２よりも低いか否かが判定される（ステップ１０８）。本ステップ１０８における第２判定値Ｉ２は、同一気筒に対する２つの燃料噴射弁２４Ｒ、２４Ｌのどちらに断線故障が生じているかを判別するために、燃料噴射弁２４Ｒに断線故障が生じている時の電流値Ｉと、燃料噴射弁２４Ｌに断線故障が生じている時の電流値Ｉとの中間値となるように予め設定されている。そして、第２判定値Ｉ２は、バッテリー電圧が高いほど、大きな値となるように設定されている。例えば、上記のように例示したケースでは、燃料噴射弁２４Ｒに断線故障が発生した場合の電流値Ｉは、バッテリー電圧が１２Ｖであれば約０．９２Ａとなり、燃料噴射弁２４Ｌに断線故障が発生した場合の電流値Ｉは、バッテリー電圧が１２Ｖであれば１Ａとなる。従って、この場合には、上記第２判定値Ｉ２は、０．９２Ａと１Ａとを区別できる値として、例えば、０．９６Ａに設定されることになる。つまり、本ステップ１０８では、現在のバッテリー電圧値に応じた参照された第２判定値Ｉ２が現在の電流値Ｉと比較されることになる。このような手法によれば、内燃機関１０の運転中のバッテリー電圧値の変化にかかわらず、断線故障の生じた燃料噴射弁が相違することによる電流値Ｉを正確に評価できるようになる。
【００３４】
上記ステップ１０８において電流値Ｉが上記第２判定値Ｉ２よりも低いと判定された場合には、燃料噴射弁２４Ｒに断線故障が生じていると判定される（ステップ１１０）。一方、上記ステップ１０８において電流値Ｉが上記第２判定値Ｉ２以上であると判定された場合、すなわち、電流値Ｉが第２判定値Ｉ２と第１判定値Ｉ１との間の値であると判断できる場合には、燃料噴射弁２４Ｌに断線故障が生じていると判定される（ステップ１１２）。
【００３５】
上述したように、本実施形態の燃料噴射制御部５０では、各気筒の２つの燃料噴射弁２４Ｒ、２４Ｌの一方（図２では燃料噴射弁２４Ｌ）側の通電ライン５６の分岐部５６ｂに電気抵抗５８を直列に配置することによって、燃料噴射弁２４Ｒ、２４Ｌの電磁コイルを含めて２つの分岐部５６ｂ上の抵抗値を互いに異ならせている。そのうえで、以上説明した図３に示すルーチンによれば、通電ライン５６の共通部５６ａの電流値Ｉの変化に基づいて、断線故障が生じた場合においてどちらの燃料噴射弁に断線故障が生じたかを容易に特定できるようになる。尚、図３では表されていないが、電流値Ｉが検出されない（ゼロである）場合には、双方の燃料噴射弁２４Ｒ、２４Ｌに断線故障が生じたと判定することができる。
【００３６】
以上のように、本実施形態のシステムによれば、単一の駆動回路５２を用いて同一気筒に対する２つの燃料噴射弁２４Ｒ、２４Ｌの作動を制御するものにおいて、燃料噴射弁２４Ｒ、２４Ｌのどちらに断線故障が生じたかに応じて、共通部５６ａを流れる電流値Ｉの違いが判別できる程度の小サイズの電気抵抗５８を一方の分岐部５６ｂに備えておくという簡素な構成を利用して、１つの電流検知部５４を用いて断線故障の生じた燃料噴射弁を特定することが可能となる。
【００３７】
［片方の燃料噴射弁に断線故障が生じた場合の制御］
図４は、本発明の実施の形態１において、ＥＣＵ４０が断線故障の発生時に実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。尚、本ルーチンは、上記図３に示すルーチンにおけるステップ１１０または１１２の処理が実行された場合（すなわち、燃料噴射弁２４Ｒ、２４Ｌの何れか一方に断線故障が検出された場合）に起動されるものとする。
【００３８】
図４に示すルーチンでは、先ず、断線故障が発生した燃料噴射弁２４Ｒまたは２４Ｌが属する気筒において、当該断線故障の発生が認められていない方の燃料噴射弁２４Ｌまたは２４Ｒの通電時間を増加させる処理が実行される（ステップ２００）。より具体的には、一方の燃料噴射弁２４Ｒ、２４Ｌを使用できない状況下において、現在の目標空燃比を満たす燃料噴射量が確保できるように、正常な方の燃料噴射弁２４Ｌまたは２４Ｒの通電時間が増やされる。
【００３９】
次に、燃圧レギュレータ３０を制御して、各気筒の燃料噴射弁２４Ｒ、２４Ｌに供給されるフィード燃圧が高められる（ステップ２０２）。尚、断線故障の発生した気筒において残された正常な燃料噴射弁２４Ｌまたは２４Ｒに付与される燃圧を、他の気筒の燃料噴射弁２４Ｒ等に付与される燃圧と個別に変化させられる構成を備えている場合には、断線故障の発生気筒に対する燃圧のみを高めるようにしてもよい。
【００４０】
次に、上記ステップ２０２の処理によりフィード燃圧が高められた状態で、断線故障の発生した気筒において残された正常な燃料噴射弁２４Ｌまたは２４Ｒにて噴射可能な最大燃料噴射量に合わせて、断線故障の発生していない他の気筒における燃料噴射量が制限される（ステップ２０４）。
【００４１】
以上説明した図４に示すルーチンによれば、断線故障が発生した燃料噴射弁２４Ｒまたは２４Ｌが属する気筒において、当該断線故障の発生が認められていない方の燃料噴射弁２４Ｌまたは２４Ｒの通電時間が、現在の目標空燃比を満たす燃料噴射量が確保できるように増やされる。これにより、断線故障が発生した場合であっても、断線故障の発生気筒の空燃比を断線故障の発生前と同じ値に維持できるようになる。このため、気筒毎の空燃比変化が生ずるのを防止することができる。その結果、排気エミッションの悪化を防止することができる。
【００４２】
また、上記ルーチンによれば、断線故障の発生した気筒において残された正常な燃料噴射弁２４Ｌまたは２４Ｒにて噴射可能な最大燃料噴射量に合わせて、断線故障の発生していない他の気筒における燃料噴射量が制限される。つまり、上記最大燃料噴射量に合わせて、内燃機関１０の出力制限が行われることになる。これにより、断線故障の発生気筒において、燃料噴射量が不足するのを防止することができるので、気筒毎の空燃比変化が生ずるのを防止することができる。このような制御によっても、排気エミッションの悪化を防止することができる。
【００４３】
更に、上記ルーチンによれば、断線故障が検出された場合には、燃圧レギュレータ３０を制御して、各気筒の燃料噴射弁２４Ｒ、２４Ｌに供給されるフィード燃圧が高められる。これにより、断線故障の発生気筒において残された正常な燃料噴射弁２４Ｌまたは２４Ｒを用いて噴射可能な燃料量が増えることになる。その結果、断線故障の発生気筒において、燃料噴射量が不足するのを防止することができるので、気筒毎の空燃比変化が生ずるのを防止することができる。このような制御によっても、排気エミッションの悪化を防止することができる。また、上記の出力制限を緩和させることが可能となる。
【００４４】
ところで、上述した実施の形態１においては、燃料噴射制御部５０における各気筒のための通電ライン５６の共通部５６ａに、電流検知部５４を備えるようにしている。しかしながら、本発明における電流検知手段は、上記の構成に限定されるものではなく、例えば、以下の図５に示すものであってもよい。
【００４５】
図５は、本発明の実施の形態１の変形例における燃料噴射制御部６０の構成を概略的に表したブロック図である。尚、図５において、上記図２に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
図５に示す燃料噴射制御部６０では、上記電流検知部５４に代え、ホール素子を使用した非接触式の電流センサ６２を備えている。この電流センサ６２は、通電ライン５６を電流が流れる際に生ずる磁界を電気信号に変換して電流値を検出可能なセンサである。図５に示す構成では、全気筒のための通電ライン５６の共通部５６ａを流れる電流を、単一の電流センサ６２を利用して検知するようにしている。直列４気筒型の内燃機関１０では、各気筒の燃料噴射弁２４Ｒ等への通電期間は重ならない。従って、このような構成によれば、電流センサ６２が検知する電流値Ｉと、ＥＣＵ４０から各気筒への駆動信号（燃料噴射信号）とを比較することによって、ある時刻の電流値Ｉがどの気筒のものであるかを判別することができる。このような電流センサ６２を備える図５に示す構成に対して、上記図３に示すルーチンの処理を適用させるようにすることで、１つの電流センサ６２によって何れかの気筒において断線故障の生じた燃料噴射弁２４Ｒ、２４Ｌを特定できるので、より低コスト化を図ることができる。更には、上記構成に対して上記図４に示すルーチンの処理を適用させるようにすることで、片方の燃料噴射弁２４Ｒまたは２４Ｌに断線故障が生じた場合に、既述したように気筒毎の空燃比変化を防止できるようになる。尚、通電期間が重ならないようになっていれば、内燃機関１０のような直列４気筒型エンジンに限らず、他の気筒構成を有する内燃機関においても、非接触式の電流センサ６２を適用することが可能である。
【００４６】
また、上述した実施の形態１においては、各気筒における２つの燃料噴射弁２４Ｒ、２４Ｌのうちの一方（図２では燃料噴射弁２４Ｌ）側の分岐部５６ｂに、燃料噴射弁２４Ｌ（の電磁コイル）と直列に、小サイズ（例えば、１Ω）の電気抵抗５８を挿入するようにしている。しかしながら、本発明における電気抵抗の設置対象燃料噴射弁は、上記のように２つの燃料噴射弁２４Ｒ、２４Ｌのうちの一方のみに限らない。すなわち、例えば、同一気筒に対して２つの燃料噴射弁を備えている場合には、必要に応じて、それぞれの燃料噴射弁に対して互いに数値の異なる電気抵抗を備えるようにしてもよい。また、本発明における電気抵抗は、燃料噴射弁が備える電磁コイルと直列に分岐部上に配置されるようになっていれば、燃料噴射弁の内部に備わったものであってもよい。
【００４７】
また、上述した実施の形態１においては、各気筒に２つの燃料噴射弁２４Ｒ、２４Ｌを備えた構成を例に挙げて説明を行った。しかしながら、本発明において同一気筒に対して備えられる燃料噴射弁の数は、２つに限らず、３つ以上であってもよい。同一気筒に対して備えられる燃料噴射弁の数が３つ以上の場合であっても、本発明によれば、上記電流値Ｉの大きさに基づいて、同一気筒において何本の燃料噴射弁に断線故障が生じたかを判断することが可能となる。更に付け加えると、例えば、同一気筒に対して備えられる燃料噴射弁の数が３つの場合には、本発明における電気抵抗の設置対象燃料噴射弁は、２つもしくは３つとなる。
【００４８】
尚、上述した実施の形態１においては、燃料噴射弁２４Ｒおよび２４Ｌが本発明の一態様における「複数の燃料噴射弁」に、燃料噴射弁２４Ｌが本発明の一態様における「設置対象燃料噴射弁」に、電気抵抗５８が前記本発明の一態様における「電気抵抗」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ４０が、上記ステップ１０２の処理を実行することにより本発明の一態様における「電流検知手段」が、上記ステップ１０４〜１１２の一連の処理を実行することにより本発明の一態様における「異常燃料噴射弁検出手段」が、それぞれ実現されている。
また、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ４０が上記ステップ２００の処理を実行することにより本発明における「異常時通電時間制御手段」が実現されている。更に、ＥＣＵ４０が上記ステップ２０４の処理を実行することにより本発明における「他気筒噴射量制限手段」が実現されている。更にまた、ＥＣＵ４０が上記ステップ２０２の処理を実行することにより本発明における「フィード燃料圧力調整手段」が実現されている。
【００４９】
実施の形態２．
次に、図６を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
図６は、本発明の実施の形態２における燃料噴射制御部７０の構成を概略的に表したブロック図である。尚、図６において、上記図２に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
【００５０】
上述した実施の形態１の燃料噴射制御部５０（図２参照）では、各気筒の燃料噴射弁２４Ｌ側の通電ライン５６の分岐部５６ｂに、燃料噴射弁２４Ｌと直列に電気抵抗５８が備えられている。これに対し、本実施形態の燃料噴射制御部７０では、図６に示すように、通電ライン５６の分岐部５６ｂ上にそのような電気抵抗５８を備えておらず、その代わりとして、一方の燃料噴射弁７２Ｒの電磁コイルの抵抗値Ｒ１と、他方の燃料噴射弁７２Ｌの電磁コイルの抵抗値Ｒ２とが、互いに異なる値に設定されている。より具体的には、抵抗値Ｒ１と抵抗値Ｒ２とは、燃料噴射弁２４Ｒ、２４Ｌのどちらに断線故障が生じたかに応じて、共通部５６ａを流れる電流値Ｉの違いが判別できる程度で異なるものとされている。このような設定は、例えば、電磁コイルの巻き数を異ならせることで実現することができる。
【００５１】
上述した本実施形態の構成を採用することによっても、上述した実施の形態１の構成と同様に、燃料噴射弁７２Ｒ、７２Ｌのそれぞれのための２つの分岐部５６ｂ上の抵抗値を互いに異ならせることができる。そして、本実施形態においても、ＥＣＵ４０に上記図３に示すルーチンの処理を実行させることにより、通電ライン５６の共通部５６ａの電流値Ｉの変化に基づいて、断線故障が生じた場合においてどちらの燃料噴射弁に断線故障が生じたかを容易に特定できるようになる。
【００５２】
更には、本実施形態においても、ＥＣＵ４０に上記図４に示すルーチンの処理を実行させることにより、断線故障が検出された場合に、上述した実施の形態１において説明した効果を奏することができるようになる。また、本実施形態の燃料噴射制御部７０の構成を変形し、上記図５を参照して既述したように、電流検知部５４に代えて、非接触式の電流センサ６２を備えるようにしてもよい。
【００５３】
尚、上述した実施の形態２においては、燃料噴射弁７２Ｒおよび７２Ｌが本発明の他の態様における「複数の燃料噴射弁」に相当している。また、ＥＣＵ４０が、上記ステップ１０２の処理を実行することにより本発明の他の態様における「電流検知手段」が、上記ステップ１０４〜１１２の一連の処理を実行することにより本発明の他の態様における「異常燃料噴射弁検出手段」が、それぞれ実現されている。
【００５４】
ところで、上述した実施の形態１および２においては、同一気筒に対して同一の駆動回路５２によって制御される複数の燃料噴射弁２４Ｒ、２４Ｌを備え、かつ、各燃料噴射弁２４Ｒ等に向けて分岐した後の通電ライン５６の各分岐部５６ｂ上の抵抗値が互いに異なるようにした構成を備える場合において、通電ライン５６の共通部５６ａを流れる電流値Ｉに基づいて、断線故障が発生した燃料噴射弁２４Ｒ、２４Ｌを特定するようにしている。しかしながら、本発明において判定の対象とされる燃料噴射弁への通電の異常の態様は、上記電流値Ｉの大きさの変化に基づいて判断できるものであれば、必ずしも断線故障に限定されるものではなく、燃料噴射弁が備える電磁コイルの劣化などであってもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１０  内燃機関
１２  ピストン
１４  燃焼室
１６  吸気通路
１８  排気通路
２０  エアフローメータ
２２  スロットルバルブ
２４Ｌ、２４Ｒ、７２Ｌ、７２Ｒ  燃料噴射弁
２６  燃料ポンプ
２８  燃料タンク
３０  燃圧レギュレータ
３２  点火プラグ
３４  空燃比センサ
４０  ＥＣＵ(Electronic Control Unit)
５０、６０、７０  燃料噴射制御部
５２  駆動回路
５４  電流検知部
５６  通電ライン
５６ａ  通電ラインの共通部
５６ｂ  通電ラインの分岐部
５８  電気抵抗
６２  電流センサ
【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】
2013031019.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成26年1月17日(2014.1.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2013031019.tif 000009
【国際調査報告】
2013031019.tif 000010
2013031019.tif 000011
2013031019.tif 000012
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