(57)【要約】【課題】エンジントルクの過不足を招く異常の発生をより的確に検出することのできるエンジンの燃料噴射制御装置を提供する。【解決手段】ディーゼルエンジン１０の燃料噴射制御装置２０の通電制御部２７は、要求噴射量演算部２６が演算した要求噴射量ＱＦＩＮに基づいて、インジェクタ１３の通電の時期及び時間を設定する。モニタ噴射量演算部２９は、通電の時期及び時間を取得し、膨張行程中の規定の期間である部分燃焼判定期間の開始時期よりもインジェクタ１３の通電時期が早い場合には、実噴射量と同じ量となり、通電時期が部分燃焼判定期間内である場合には、「０」よりも大きく、且つ実噴射量よりも少ない量となるように、モニタ噴射量ＱＭを演算する。診断部３０は、気筒１１の１サイクルに行われた各通電のモニタ噴射量ＱＭの合計と要求噴射量ＱＦＩＮとを比較して当該燃料噴射制御装置２０の異常の有無を診断する。【選択図】図１
2018040290.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電が行われている間、気筒内に燃料を噴射するインジェクタを備えるエンジンの燃料噴射制御装置であって、
要求分のエンジントルクの発生に必要な燃料噴射量である要求噴射量を演算する要求噴射量演算部と、
前記要求噴射量に基づいて、前記要求分のエンジントルクが発生するように燃料噴射を行うべく前記インジェクタの通電の時期及び時間を設定する通電制御部と、
前記インジェクタの通電が行われたときに、同通電の時期と時間とを取得するとともに、膨張行程中の規定の期間である部分燃焼判定期間の開始よりも前記通電の時期が早い場合には、通電に応じて前記インジェクタから実際に噴射された燃料の量である実噴射量と同じ量となり、前記通電の時期が前記部分燃焼判定期間内である場合には、「０」よりも大きく、且つ前記実噴射量よりも少ない量となるように、診断用の燃料噴射量の評価値であるモニタ噴射量を演算するモニタ噴射量演算部と、
前記気筒の１サイクルに行われた各通電の前記モニタ噴射量の合計と前記要求噴射量とを比較して当該燃料噴射制御装置の異常の有無を診断する診断部と、
を備えることを特徴とするエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記モニタ噴射量演算部は、前記通電の時期が前記部分燃焼判定期間内にある場合に、同通電の時期が前記部分燃焼判定期間の終了時期に近いほど、前記実噴射量に対する前記モニタ噴射量の比率が小さくなるように前記モニタ噴射量の演算を行う
請求項１に記載のエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記モニタ噴射量演算部は、前記インジェクタへの通電の開始時期及び終了時期のいずれかを前記通電の時期として用いるものであって、同通電の時期が前記部分燃焼判定期間の開始時期以前であるときには値が「１」となり、同通電の時期が同部分燃焼判定期間内であるときには遅角側であるほど値が小さくなり、同通電の時期が前記部分燃焼判定期間の終了時期以降であるときには値が「０」となるように、トルク感度係数の値を同通電の時期に応じて設定するとともに、同トルク感度係数を前記実噴射量に乗算した積となるように前記モニタ噴射量を演算する
請求項２に記載のエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記通電制御部は、前記部分燃焼判定期間に行われる燃料噴射を含んだ分割噴射を行うときに、前記部分燃焼判定期間の開始時期よりも早い時期に噴射する燃料の量の合計が前記要求噴射量よりも少なくなり、且つ前記部分燃焼判定期間に行われる燃料噴射の燃料噴射量を前記合計に加えた量が前記要求噴射量よりも多くなるように前記通電の時期及び時間の設定を行う
請求項１〜３のいずれか1項に記載のエンジン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、エンジンの燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載用のディーゼルエンジン等の燃料噴射制御装置は、要求分のエンジントルクの発生に必要な燃料噴射量を要求噴射量として演算し、その要求噴射量に応じてインジェクタの通電時間を設定することで、要求通りのエンジントルクが発生するように燃料噴射制御を行っている。こうした燃料噴射制御装置に異常が発生して、インジェクタの通電が適切に行われなくなると、エンジントルクの過不足が発生してしまう。
【０００３】
従来、特許文献１に記載のエンジンの燃料噴射制御装置では、インジェクタの通電時間を取得するとともに、その通電時間からインジェクタから実際に噴射された燃料の量（実噴射量）を演算し、その実噴射量と要求噴射量とを比較することで、燃料噴射制御装置の異常の有無を診断している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２３８２０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
噴射した燃料のすべてが燃焼してエンジントルクの発生に寄与するとすれば、燃料噴射量はそのまま、エンジントルクの指標値となる。このときの要求噴射量と実噴射量との一致は、要求通りのエンジントルクの発生を意味することになり、上記従来の燃料噴射制御装置の診断方法によっても、要求通りのエンジントルクが発生しているかどうかを確認することができる。
【０００６】
ところが、膨張行程の後半に燃料噴射が行われた場合には、噴射した燃料の一部が未燃となってエンジントルクの発生に寄与しなくなるため、燃料噴射量からエンジントルクの発生量を一義的に求められなくなってしまう。そのため、このときの要求噴射量と実噴射量との一致は、必ずしも、要求通りのエンジントルクの発生を意味しなくなり、上記従来の燃料噴射制御装置の診断方法では、要求通りのエンジントルクが発生しているかどうかを確認することができなくなる。
【０００７】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、エンジントルクの過不足を招く異常の発生をより的確に検出することのできるエンジンの燃料噴射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】
【０００８】
上記課題を解決するエンジンの燃料噴射制御装置は、通電が行われている間、燃料を噴射するインジェクタを備えるエンジンに適用される。そして、同燃料噴射制御装置は、要求分のエンジントルクの発生に必要な燃料噴射量である要求噴射量を演算する要求噴射量演算部と、要求噴射量に基づいて、要求分のエンジントルクが発生するように燃料噴射を行うべくインジェクタの通電の時期及び時間を設定する通電制御部と、を備える。
【０００９】
こうした燃料噴射制御装置では、インジェクタの通電の時間から、その通電に応じてインジェクタから実際に噴射された燃料の量（実噴射量）を求めることができる。噴射した燃料がすべて燃焼してエンジントルクの発生に寄与するのであれば、実噴射量からエンジントルクの発生量を一義的に求めることができる。ただし、膨張行程後半に燃料が噴射された場合、噴射した燃料の一部が未燃となりエンジントルクの発生に寄与しなくなる。そのため、そうした時期に燃料噴射が行われることがある場合には、実際にエンジントルクの発生に寄与する燃料の量は、実噴射量よりも少なくなる。
【００１０】
ここで、上記のようなエンジントルクの発生に寄与する燃料の量が実噴射量よりも少なくなる期間に燃料が噴射されたかどうかは、インジェクタの通電の時期から確認することができる。すなわち、インジェクタの通電の時期が、膨張行程中の規定の期間（部分燃焼判定期間）内であるか否かにより、エンジントルクの発生に寄与する燃料の量が実噴射量よりも少なくなる期間に燃料が噴射されたかどうかを確認することができる。
【００１１】
これに対して上記燃料噴射制御装置では、インジェクタの通電が行われたときに、同通電の時期と時間とを取得するとともに、診断用の燃料噴射量の評価値であるモニタ噴射量を演算するモニタ噴射量演算部を備えている。モニタ噴射量演算部は、膨張行程中の規定の期間である部分燃焼判定期間の開始よりも通電の時期が早い場合には、通電に応じてインジェクタから実際に噴射された燃料の量である実噴射量と同じ量となるようにモニタ噴射量を演算する。一方で、通電の時期が部分燃焼判定期間内である場合には、「０」よりも大きく、且つ実噴射量よりも少ない量となるように、モニタ噴射量を演算する。こうしたモニタ噴射量演算部によれば、インジェクタの通電の時期が上記部分燃焼判定期間にある場合に、エンジントルクの発生に寄与する燃料の量が実噴射量よりも少なくなることを反映した量としてモニタ噴射量が演算されるようになる。そして、上記燃料噴射制御装置は、気筒の１サイクルに行われた各通電のモニタ噴射量の合計と要求噴射量とを比較して当該燃料噴射制御装置の異常の有無を診断する診断部を備えている。こうして上記のようなモニタ噴射量を用いて診断を行えば、エンジントルクの発生に寄与する燃料の量が実噴射量よりも少なくなる時期に燃料が噴射された場合にも、要求通りのエンジントルクが発生しているかどうかを確認できるようになる。したがって、上記エンジンの燃料噴射制御装置によれば、エンジントルクの過不足を招く異常の発生をより的確に検出することができる。
【００１２】
上記のようなエンジントルクの発生に寄与する燃料の量が実噴射量よりも少なくなる期間においても、インジェクタの通電の時期が遅くなるほど、未燃となる燃料の量は多くなる。そのため、上記燃料噴射制御装置におけるモニタ噴射量演算部は、通電の時期が部分燃焼判定期間内にある場合に、同通電の時期が部分燃焼判定期間の終了時期に近いほど、実噴射量に対するモニタ噴射量の比率が小さくなるようにモニタ噴射量の演算を行うことが望ましい。こうしたモニタ噴射量の演算は、例えば次のように行うことができる。すなわち、インジェクタへの通電の開始時期及び終了時期のいずれかを通電の時期として用い、同通電の時期が部分燃焼判定期間の開始時期以前であるときには値が「１」となり、同通電の時期が同部分燃焼判定期間内であるときには遅角側であるほど値が小さくなり、同通電の時期が部分燃焼判定期間の終了時期以降であるときには値が「０」となるように、トルク感度係数の値を同通電の時期に応じて設定する。そして、同トルク感度係数を実噴射量に乗算した積となるようにモニタ噴射量を演算する。
【００１３】
なお、部分燃焼判定期間に行う燃料噴射を含んだ分割噴射を行う場合、部分燃焼判定期間に噴射した燃料の一部がエンジントルクの発生に寄与するようになる。こうした部分燃焼判定期間の燃料噴射により発生する分のエンジントルクを無視して、燃料噴射を行えば、要求分よりも大きいエンジントルクが発生してしまう。こうした場合にも、上記燃料噴射制御装置における通電制御部が、部分燃焼判定期間に行われる燃料噴射を含んだ分割噴射を行うときに、部分燃焼判定期間の開始時期よりも早い時期に噴射する燃料の量の合計が要求噴射量よりも少なくなり、且つ部分燃焼判定期間に行われる燃料噴射の量をその合計に加えた量が要求噴射量よりも多くなるように通電の時期及び時間の設定を行うようにすれば、部分燃焼判定期間の燃料噴射により発生する分のエンジントルクを考慮した、分割噴射の各噴射の燃料噴射量の設定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】エンジンの燃料噴射制御装置の一実施形態の構成を模式的に示すブロック図。
【図２】同実施形態の燃料噴射制御装置による燃料噴射の実施態様の一例を示すタイムチャート。
【図３】同実施形態の燃料噴射制御装置においてモニタ噴射量演算部が実施するモニタ噴射量演算処理のフローチャート。
【図４】同モニタ噴射量演算処理でのモニタ噴射量の演算に用いられるトルク感度係数と通電開始時期との関係を示すグラフ。
【図５】同実施形態の燃料噴射制御装置において診断部が実施する診断処理のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、エンジンの燃料噴射制御装置の一実施形態を、図１〜図５を参照して詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態の燃料噴射制御装置２０が適用されるディーゼルエンジン１０の気筒１１には、ピストン１２とインジェクタ１３とがそれぞれ設けられている。インジェクタ１３は、通電が行われている間、気筒１１内に燃料を噴射する。
【００１６】
気筒１１では、吸気行程、圧縮行程、膨張（燃焼）行程、及び排気行程の４つの行程を１サイクルとして燃焼が繰り返される。吸気行程には、ピストン１２の下降に応じて空気が気筒１１内に取り込まれる。圧縮行程には、気筒１１内の取り込んだ空気がピストン１２の上昇に応じて圧縮される。膨張行程には、圧縮された空気中にインジェクタ１３から噴射された燃料が自己着火して、その燃料の燃焼圧によりピストン１２が下降する。排気行程には、燃焼により生じた排ガスが、ピストン１２の上昇に応じて気筒１１から排出される。
【００１７】
ピストン１２は、コネクティングロッド１４を介して、ディーゼルエンジン１０の出力軸であるクランクシャフト１５に連結されている。そして、気筒１１内でのピストン１２の昇降に応じてクランクシャフト１５が回転する。
【００１８】
こうしたディーゼルエンジン１０の燃料噴射制御を行う本実施形態の燃料噴射制御装置２０には、クランクポジションセンサ２１、アクセルポジションセンサ２２、及び噴射圧センサ２３が接続されている。クランクポジションセンサ２１は、クランクシャフト１５の回転に応じてパルス波状の信号（クランク信号）を燃料噴射制御装置２０に出力する。また、アクセルポジションセンサ２２は、アクセルペダルの踏込量（アクセルペダル踏込量ＡＣＣＰ）に応じた信号を燃料噴射制御装置２０に出力する。さらに、噴射圧センサ２３は、インジェクタ１３が気筒１１内に噴射する燃料の圧力（噴射圧ＰＭ）に応じた信号を燃料噴射制御装置２０に出力する。
【００１９】
また、燃料噴射制御装置２０には、信号処理部２４とタイマ２５とが設けられている。信号処理部２４は、上記各センサ（２１〜２３）の出力信号から以下の各値を演算して出力する。すなわち、信号処理部２４は、クランクポジションセンサ２１の出力信号からエンジン回転数ＮＥとクランク角θとを演算して出力する。また、信号処理部２４は、アクセルポジションセンサ２２の出力信号からアクセルペダル踏込量ＡＣＣＰを、噴射圧センサ２３の出力信号から噴射圧ＰＭを、それぞれ演算して出力する。さらに、タイマ２５は、現在の時刻を表す信号を出力する。
【００２０】
さらに、燃料噴射制御装置２０には、インジェクタ１３の燃料噴射の制御にかかる制御構造として、要求噴射量演算部２６、通電制御部２７、及び駆動回路２８を備えている。要求噴射量演算部２６は、要求分のエンジントルクの発生に必要な燃料噴射量である要求噴射量ＱＦＩＮを演算して通電制御部２７に出力する。通電制御部２７は、要求噴射量ＱＦＩＮに基づき、インジェクタ１３の通電を行う時期及び時間を指示する信号である噴射指令信号ＳＩＮＪを生成して駆動回路２８に出力する。駆動回路２８は、噴射指令信号ＳＩＮＪに応じてインジェクタ１３への通電を実施する。また、駆動回路２８は、インジェクタ１３の通電状況を表す信号である通電モニタ信号ＳＭＮを生成して、後述のモニタ噴射量演算部２９に出力している。
【００２１】
また、燃料噴射制御装置２０は、自身の異常の有無の診断を行っている。そして、燃料噴射制御装置２０は、こうした診断にかかる制御構造として、上記のモニタ噴射量演算部２９と診断部３０とを備えている。モニタ噴射量演算部２９は、駆動回路２８から入力した通電モニタ信号ＳＭＮに基づき、診断用の燃料噴射量の評価値であるモニタ噴射量ＱＭを演算して診断部３０に出力する。診断部３０は、気筒１１の１サイクルに行われた各通電のモニタ噴射量ＱＭの合計（合計モニタ噴射量ＱＭＴ）と、上記要求噴射量演算部２６が演算した要求噴射量ＱＦＩＮとを比較して当該燃料噴射制御装置２０の異常の有無を診断する。
【００２２】
なお、燃料噴射制御装置２０には、フェールセーフ処理部３１が設けられている。フェールセーフ処理部３１は、診断部３０が異常有りと診断したときにフェールセーフのための処理を実施する。異常時のフェールセーフ処理としては、例えば、退避走行のための必要最小限の量以下に燃料噴射量を制限する処理が行われる。
【００２３】
（燃料噴射制御）
次に、上述の要求噴射量演算部２６、通電制御部２７、及び駆動回路２８によるインジェクタ１３の燃料噴射制御の詳細を説明する。なお、以下の説明におけるインジェクタ１３の通電や燃料噴射の時期は、気筒１１におけるピストン１２が圧縮上死点（ＴＤＣ）に位置するときのクランク角θを「０°ＣＡ」とし、その圧縮上死点のクランク角θに対する、進角方向（ＢＴＤＣ）及び遅角方向（ＡＴＤＣ）のクランクシャフト１５の回転角度により表わされている。
【００２４】
要求噴射量演算部２６は、エンジン回転数ＮＥ及びアクセルペダル踏込量ＡＣＣＰから求められる要求トルクに対して、その要求トルク分のエンジントルクを発生するために必要な、１サイクル当りの燃料噴射量をベース噴射量として演算する。そして、要求噴射量演算部２６は、そのベース噴射量に各種補正を行って要求噴射量ＱＦＩＮを演算している。こうした要求噴射量演算部２６による要求噴射量ＱＦＩＮの演算は、噴射した燃料の全量が燃焼することを前提とした場合に、要求分のトルクを発生させるために必要な燃料噴射量となるように行われる。
【００２５】
なお、本実施形態の燃料噴射制御装置２０では、要求噴射量ＱＦＩＮ分の燃料を複数回に分けて噴射する分割噴射を行っている。こうした分割噴射では、主たる燃料噴射であるメイン噴射に加え、パイロット噴射、アフター噴射、プレ・ポスト噴射、ポスト噴射が行われる。パイロット噴射は、メイン噴射で噴射する燃料の着火性を高めるため、メイン噴射の前に行われる燃料噴射である。アフター噴射は、燃え残った燃料を焼き切るため、メイン噴射の直後に行われる燃料噴射である。ポスト噴射は、触媒に未燃燃料を供給するため、気筒１１内での燃焼が終わった後に行われる燃料噴射である。さらに、プレ・ポスト噴射は、排気温を高めたり、燃料の不完全燃焼により生じるＣＯを触媒に供給したりするため、膨張行程の後半に行われる燃料噴射である。なお、パイロット噴射、メイン噴射、及びアフター噴射では、噴射した燃料のほぼ全量が燃焼されてエンジントルクの発生に寄与するが、燃焼終了後に行われるポスト噴射は、エンジントルクの発生には寄与しない燃料噴射となっている。一方、プレ・ポスト噴射では、噴射した燃料のうちの一部のみが燃焼してエンジントルクの発生に寄与することになる。
【００２６】
なお、１サイクルにおけるメイン噴射の回数は１回と決まっているが、それ以外の噴射の回数はディーゼルエンジン１０の運転状況に応じて変更される。具体的には、パイロット噴射の回数は０〜３回の間で、アフター噴射の回数は０〜２回の間で、プレ・ポスト噴射の回数は０〜２回の間で、ポスト噴射の回数は０〜１回の間で、それぞれ変更される。
【００２７】
こうした分割噴射を行う本実施形態の燃料噴射制御装置２０において、通電制御部２７は、下記態様で噴射指令信号を生成している。まず、通電制御部２７は、現在のディーゼルエンジン１０の運転状況（エンジン回転数ＮＥ、アクセルペダル踏込量ＡＣＣＰなど）に基づき、メイン噴射以外の各噴射の噴射量をそれぞれ演算する。また、通電制御部２７は、現在のディーゼルエンジン１０の運転状況に基づき、メイン噴射を含む各噴射の開始時期をそれぞれ演算する。そして、通電制御部２７は、演算した各噴射量と、要求噴射量演算部２６が演算した要求噴射量ＱＦＩＮとに基づき、下式の関係となるように、メイン噴射の噴射量（メイン噴射量ＱＭＡＩＮ）を演算する。なお、同式において、ＱＰＬＴ１，ＱＰＬＴ２，ＱＰＬＴ３は、各パイロット噴射の噴射量を、ＱＡＦ１，ＱＡＦ２は各アフター噴射の噴射量を、ＱＰＰＳＴ１，ＱＰＰＳＴ２は、各プレ・ポスト噴射の噴射量を、それぞれ表している。また、ＭＱＴ１，ＭＱＴ２は、各プレ・ポスト噴射のトルク効率係数を表している。トルク効率係数ＭＱＴ１，ＭＱＴ２の値は、各プレ・ポスト噴射の開始時期に応じて設定されており、その値は、プレ・ポスト噴射において噴射した燃料のうち、燃焼してエンジントルクの発生に寄与する燃料の量の比率を表している。具体的には、トルク効率係数ＭＱＴ１，ＭＱＴ２の値は、「０」より大きく、且つ「１」より小さい範囲において、該当プレ・ポスト噴射の開始時期が遅いほど、小さい値に設定される。
【００２８】
【数１】
2018040290.tif 000003
このように、通電制御部２７は、プレ・ポスト噴射にて噴射した燃料の一部がエンジントルクの発生に寄与することを反映して、各噴射の噴射量を定めている。すなわち、通電制御部２７は、要求噴射量ＱＦＩＮ分の燃料を、ポスト噴射、メイン噴射、アフター噴射の各噴射の全量と、プレ・ポスト噴射の噴射量の一部とに割り振るように、各噴射の噴射量を定めている。そのため、プレ・ポスト噴射が行われる場合、パイロット噴射、メイン噴射及びアフター噴射の各噴射量の合計は、要求噴射量ＱＦＩＮよりも少なくなる。また、この場合のパイロット噴射、メイン噴射、アフター噴射、及びプレ・ポスト噴射の各噴射量の合計は、要求噴射量ＱＦＩＮよりも多くなる。
【００２９】
さらに、通電制御部２７は、演算した各噴射量の燃料噴射に必要なインジェクタ１３の通電時間を噴射圧ＰＭに基づき演算する。インジェクタ１３の燃料の噴射率（単位時間当たりの燃料の噴射量）は、噴射圧ＰＭが高いほど、多くなるため、通電制御部２７は、噴射量が同じでも、噴射圧ＰＭが高いときには、同噴射圧ＰＭが低いときよりも短い時間となるように噴射時間を演算する。そして、通電制御部２７は、各噴射の開始時期となったときにオンとなり、その後、噴射時間が経過したときにオフとなるように、噴射指令信号を生成して駆動回路２８に出力する。
【００３０】
図２に、こうした本実施形態における燃料噴射の実施状況の一例を示す。なお、同図には、噴射回数が最大となるときの状況が、すなわちメイン噴射に加え、３回のポスト噴射、２回のアフター噴射、２回のプレ・ポスト噴射、及び１回のポスト噴射が行われるときの、噴射指令信号、インジェクタ１３の噴射率、及び通電モニタ信号の推移が示されている。駆動回路２８は、噴射指令信号がオンとなっている期間、インジェクタ１３への通電を行う。そして、これに応じてインジェクタ１３から燃料が噴射される。また、駆動回路２８は、これと共に、インジェクタ１３への通電が開始したときにパルスが立ち下がり、同通電が終了したときにパルスが立ち上がるパルス波状の信号として通電モニタ信号ＳＭＮを生成し、モニタ噴射量演算部２９に出力している。
【００３１】
なお、同図に示されるモニタ期間は、モニタ噴射量演算部２９及び診断部３０による当該燃料噴射制御装置２０の異常診断に際して、通電モニタ信号ＳＭＮの参照期間を示しており、パイロット噴射からポスト噴射までの各噴射の噴射期間をすべて含むように設定されている。また、同図に示される、膨張行程中の「θ１」から「θ２」までの期間は、その期間にインジェクタ１３の通電が行われた場合、同通電に応じて噴射された燃料の一部が未燃となる期間（以下、部分燃焼判定期間）を示している。すなわち、上記のプレ・ポスト噴射は、こうした部分燃焼判定期間内の通電により実施される燃料噴射となっている。
【００３２】
（異常診断）
次に、上述のモニタ噴射量演算部２９、及び診断部３０による当該燃料噴射制御装置２０の異常診断の詳細を説明する。上述したように、異常診断に際して、モニタ噴射量演算部２９は、通電モニタ信号ＳＭＮに基づき、インジェクタ１３への通電毎にモニタ噴射量ＱＭを演算し、診断部３０は、気筒１１の１サイクルに行われた各通電のモニタ噴射量ＱＭの合計（合計モニタ噴射量ＱＭＴ）と要求噴射量ＱＦＩＮとを比較することで、当該燃料噴射制御装置２０の異常の有無を診断している。
【００３３】
図３に、モニタ噴射量演算部２９により行われるモニタ噴射量演算処理のフローチャートを示す。モニタ噴射量演算部２９は、ディーゼルエンジン１０の運転中、本処理を繰り返し実行する。
【００３４】
本処理が開始されると、まずステップＳ１００において、通電モニタ信号ＳＭＮのパルスの立下りが検出されたか否かが判定される。なお、通電モニタ信号ＳＭＮのパルスの立下りは、インジェクタ１３の通電が開始されたことを示す。そして、そうしたパルスの立下りが検出された場合には（ＹＥＳ）、ステップＳ１１０に処理が進められ、検出されなかった場合には（ＮＯ）、ステップＳ１２０に処理が進められる。そして、ステップＳ１１０に処理が進められると、そのステップＳ１１０において、タイマ２５から取得した現在の時刻が通電開始時刻ＴＳとして、信号処理部２４が演算した現在のクランク角が通電開始時期θＳとして、それぞれ記憶された後、今回の処理が終了される。
【００３５】
これに対してステップＳ１２０に処理が進められると、そのステップＳ１２０において、通電モニタ信号ＳＭＮのパルスの立上がりが検出されたか否かが判定される。なお、通電モニタ信号ＳＭＮのパルスの立上がりは、インジェクタ１３の通電が終了されたことを示す。ここで、そうしたパルスの立ち上がりが検出された場合には（ＹＥＳ）、ステップＳ１３０に処理が進められ、検出されなかった場合には（ＮＯ）、そのまま今回の処理が終了される。
【００３６】
ステップＳ１３０に処理が進められると、そのステップＳ１３０において、ステップＳ１１０にて記憶した通電開始時刻ＴＳと、タイマ２５から取得した現在の時刻とに基づき、通電開始時刻ＴＳから現在の時刻までの経過時間として通電時間Ｔが算出される。こうした通電時間Ｔは、インジェクタ１３の通電時間を表している。
【００３７】
続いて、ステップＳ１４０において、信号処理部２４が噴射圧センサ２３の出力信号から演算した噴射圧ＰＭが読み込まれる。そして、次のステップＳ１５０において、通電時間Ｔ及び噴射圧ＰＭに基づき、それら通電時間Ｔ及び噴射圧ＰＭから想定される同通電時間Ｔにおけるインジェクタ１３の実際の噴射量が、実噴射量Ｑとして演算される。
【００３８】
さらに、続くステップＳ１６０では、ステップＳ１１０にて記憶した通電開始時期θＳからトルク感度係数κが演算される。図４に、同ステップＳ１６０において設定されるトルク感度係数κの値と通電開始時期θＳとの関係を示す。同図に示すように、トルク感度係数κの値は、通電開始時期θＳが部分燃焼判定期間の開始時期θ１以前の範囲では「１」となり、通電開始時期θＳが部分燃焼判定期間内にあるときには通電開始時期θＳが遅角側であるほど小さくなり、通電開始時期θＳが部分燃焼判定期間の終了時期θ２以降の範囲では「０」となるように設定されている。こうしたトルク感度係数κの値は、通電時間Ｔにインジェクタ１３から噴射された燃料のうち、燃焼してエンジントルクの発生に寄与する燃料の量の比率に相応する値となっている。
【００３９】
また、続くステップＳ１７０では、トルク感度係数κを実噴射量Ｑに乗算した積となるようにモニタ噴射量ＱＭが演算される（ＱＭ＝κ×Ｑ）。こうして演算されたモニタ噴射量ＱＭは、通電開始時期θＳが部分燃焼判定期間の開始時期θ１よりも早い場合には、実噴射量Ｑと等しい量となる。また、モニタ噴射量ＱＭは、通電開始時期θＳが、部分燃焼判定期間の開始時期θ１から終了時期θ２までの期間にある場合には、「０」より大きく、且つ実噴射量Ｑよりも少ない量となる。さらに、通電開始時期θＳが部分燃焼判定期間の終了時期θ２よりも遅い場合には、モニタ噴射量ＱＭは、実噴射量Ｑに拘わらず、「０」となる。
【００４０】
モニタ噴射量ＱＭが演算されると、続くステップＳ１８０において、演算したモニタ噴射量ＱＭが診断部３０に出力される。そして、ステップＳ１９０において、通電開始時刻ＴＳ、通電開始時期θＳ、及びモニタ噴射量ＱＭの値がクリアされた後、今回の処理が終了される。
【００４１】
図５に、診断部３０により行われる診断処理のフローチャートを示す。診断部３０は、ディーゼルエンジン１０の運転中、本処理を繰り返し実施する。
本処理が開始されると、まずステップＳ２００において、モニタ期間中であるか否かが判定される。ここで、モニタ期間中であれば（ＹＥＳ）、ステップＳ２１０に処理が進められ、モニタ期間中でなければ（ＮＯ）、ステップＳ２３０に処理が進められる。
【００４２】
ステップＳ２１０に処理が進められると、ステップＳ２１０において、モニタ噴射量演算部２９からモニタ噴射量ＱＭが入力されたか否かが判定される。ここで、モニタ噴射量ＱＭが入力されていれば（ＹＥＳ）、ステップＳ２２０に処理が進められ、入力されていなければ（ＮＯ）、そのまま今回の処理が終了される。ステップＳ２２０に処理が進められると、そのステップＳ２２０において、更新後の値が、今回入力されたモニタ噴射量ＱＭの値を更新前の値に加えた和となるように、合計モニタ噴射量ＱＭＴの値が更新された後、今回の処理が終了される。
【００４３】
これに対して、ステップＳ２３０に処理が進められると、そのステップＳ２３０において、モニタ期間の終了時であるか否かが判定される。ここでの判定は、本診断処理の前回の実行時にはモニタ期間中であり、今回の実行時にはモニタ期間中ではなかった場合をモニタ期間の終了時であるとして行われる。そして、モニタ期間の終了時であれば（ＹＥＳ）、ステップＳ２４０に処理が進められ、同モニタ期間の終了時でなければ（ＮＯ）、そのまま今回の処理が終了される。
【００４４】
ステップＳ２４０に処理が進められると、そのステップＳ２４０において、合計モニタ噴射量ＱＭＴが、要求噴射量ＱＦＩＮに規定値αを加えた和を上回っているか（ＱＭＴ＞ＱＦＩＮ＋α）、否かが判定される。
【００４５】
このステップＳ２４０において否定判定された場合、すなわち「ＱＭＴ≦ＱＦＩＮ＋α」であった場合（ＮＯ）、ステップＳ２５０に処理が進められ、そのステップＳ２５０において、仮異常カウンタＣの値が「０」にクリアされる。そして、ステップＳ２６０において、合計モニタ噴射量ＱＭＴの値が「０」にクリアされた後、今回の処理が終了される。
【００４６】
一方、ステップＳ２４０において肯定判定された場合、すなわち「ＱＭＴ＞ＱＦＩＮ＋α」であった場合（ＹＥＳ）、ステップＳ２７０に処理が進められて、そのステップＳ２７０において上記仮異常カウンタＣの値が「１」加増される。そして、続くステップＳ２８０において、仮異常カウンタＣの値が規定の異常判定値以上であるか否かが判定される。
【００４７】
ここで、仮異常カウンタＣの値が規定の異常判定値未満であれば（Ｓ２８０：ＮＯ）、上記ステップＳ２６０に処理が進められ、そのステップＳ２６０において、合計モニタ噴射量ＱＭＴの値が「０」にクリアされた後、今回の処理が終了される。
【００４８】
一方、仮異常カウンタＣの値が規定の異常判定値以上であれば（Ｓ２８０：ＹＥＳ）、ステップＳ２９０に処理が進められ、そのステップＳ２９０において、フェールセーフ処理部３１への異常信号の出力が行われる。そして、その後、上記ステップＳ２６０において、合計モニタ噴射量ＱＭＴの値が「０」にクリアされた後、今回の処理が終了される。
【００４９】
こうした診断処理では、モニタ期間の終了毎、すなわち気筒１１の１サイクル毎に、ステップＳ２４０の判定が行われる。そして、仮異常カウンタＣの値は、同ステップＳ２４０において肯定判定された場合に加増され、否定判定された場合にクリアされる。よって、仮異常カウンタＣの値は、ステップＳ２４０での肯定判定、すなわち「ＱＭＴ＞ＱＦＩＮ＋α」となる状態の継続期間（サイクル数）を表す。そして、上記診断処理のステップＳ２８０において、仮異常カウンタＣの値が異常判定値以上である場合に、フェールセーフ処理部３１の異常信号の出力が行われる。すなわち、上記診断処理では、「ＱＭＴ＞ＱＦＩＮ＋α」となる状態が規定期間以上継続した場合に、当該燃料噴射制御装置２０に異常が有ると診断している。
【００５０】
こうした診断処理におけるステップＳ２５０の判定に使用されるときの合計モニタ噴射量ＱＭＴの値は、モニタ期間中にモニタ噴射量演算部２９から入力された各モニタ噴射量ＱＭを合計した和となる。すなわち、同ステップＳ２５０では、気筒１１の１サイクルに行われた各通電のモニタ噴射量ＱＭの合計と要求噴射量ＱＦＩＮとを比較して燃料噴射制御装置２０の異常の有無を診断している。
【００５１】
なお、以上では、ディーゼルエンジン１０に複数設けられた気筒１１の一つに着目して説明しているが、実際には下記（イ）〜（ニ）の各処理は、気筒１１毎にそれぞれ個別に行われるものとなっている。
【００５２】
（イ）通電制御部２７による噴射指令信号ＳＩＮＪの生成、出力。
（ロ）駆動回路２８によるインジェクタ１３への通電、及び通電モニタ信号ＳＭＮの生成、出力。
【００５３】
（ハ）モニタ噴射量演算部２９によるモニタ噴射量ＱＭの演算、出力。
（ニ）診断部３０による合計モニタ噴射量ＱＭＴの演算、及び同合計モニタ噴射量ＱＭＴと要求噴射量ＱＦＩＮとの比較による診断。
【００５４】
（作用効果）
続いて、以上のように構成された本実施形態の燃料噴射制御装置２０の作用、及び効果について説明する。
【００５５】
本実施形態の燃料噴射制御装置２０において通電制御部２７は、部分燃焼判定期間にインジェクタ１３への通電を行って燃料を噴射するプレ・ポスト噴射を含む分割噴射を行うようにインジェクタ１３への通電制御を行っている。こうしたプレ・ポスト噴射では、噴射した燃料の一部のみが燃焼して、エンジントルクの発生に寄与する。そのため、通電制御部２７は、そうしたプレ・ポスト噴射でのエンジントルクの発生量も考慮したうえで、要求噴射量ＱＦＩＮ分の燃料の燃焼による発生量と同量のエンジントルクが発生するように、分割噴射における各噴射の噴射量を設定している。こうした場合、部分燃焼判定期間の開始時期θ１よりも早い時期に噴射が行われるポスト噴射、メイン噴射、及びアフター噴射の噴射量の合計は要求噴射量ＱＦＩＮよりも少なくなり、その合計にプレ・ポスト噴射の噴射量を加えた和は要求噴射量ＱＦＩＮよりも多くなる。
【００５６】
一方、通電モニタ信号ＳＭＮからは、各噴射におけるインジェクタ１３の通電時間Ｔが分かり、この通電時間Ｔと噴射圧ＰＭからは、各噴射におけるインジェクタ１３の実噴射量Ｑが求められる。ただし、この場合、各噴射の噴射量の合計が要求噴射量ＱＦＩＮと一致しないため、各噴射の実噴射量Ｑの合計と要求噴射量ＱＦＩＮとを比較するだけでは、正常に燃料噴射が行われたかどうかを確認することが、ひいては要求を超えるエンジントルクの発生を検出することができなくなる。
【００５７】
これに対して本実施形態におけるモニタ噴射量演算部２９は、通電モニタ信号ＳＭＮからインジェクタ１３の通電の時間（通電時間Ｔ）と同通電の時期（通電開始時期θＳ）とを取得し、それらからモニタ噴射量ＱＭを演算している。モニタ噴射量ＱＭは、通電開始時期θＳが部分燃焼判定期間の開始時期θ１よりも早い場合には、実噴射量Ｑと等しい量となり、通電開始時期θＳが部分燃焼判定期間内（開始時期θ１から終了時期θ２までの期間）の場合には、「０」よりも大きく、且つ実噴射量Ｑよりも小さい量となるように演算されている。また、モニタ噴射量ＱＭは、通電開始時期θＳが部分燃焼判定期間の終了時期θ２よりも遅い場合には、実噴射量Ｑに拘わらず、「０」となるように演算されている。よって、モニタ噴射量ＱＭは、噴射した燃料のうちのエンジントルクの発生に寄与する燃料の量に相当した量として演算されるようになる。
【００５８】
そして、本実施形態において診断部３０は、気筒１１の１サイクルに行われた各通電のモニタ噴射量ＱＭの合計である合計モニタ噴射量ＱＭＴと要求噴射量ＱＦＩＮとを比較して燃料噴射制御装置２０の異常の有無を診断している。要求噴射量ＱＦＩＮは、噴射した燃料が全量燃焼することを前提とした場合に、要求分のトルクを発生させるために必要な燃料噴射量として演算されている。一方、合計モニタ噴射量ＱＭＴは、各噴射において噴射した燃料のうちの、燃焼してエンジントルクの発生に寄与する燃料の量を合計した量に相当する。そのため、上記比較により、要求に応じたエンジントルクが適切に発生しているかどうかを確認することができる。
【００５９】
なお、上記実施形態は、更に以下のように変更して実施することも可能である。
・上記実施形態では、要求を超えるエンジントルクの発生を招く燃料噴射制御装置２０の異常の診断を行うようにしていたが、上記合計モニタ噴射量ＱＭＴと要求噴射量ＱＦＩＮとの比較からは、要求を下回る過小なエンジントルクの発生を招く燃料噴射制御装置２０の異常診断を行うことも可能である。例えば、図５の異常診断処理におけるステップＳ２４０を「ＱＭＴ＜ＱＦＩＮ−β（βは規定の定数）」となっているか否かを判定する処理とすれば、要求を下回る過小なエンジントルクの発生を招く燃料噴射制御装置２０の異常の有無を診断できる。さらに、同ステップＳ２４０を、「ＱＭＴ＞ＱＦＩＮ＋α」又は「ＱＭＴ＜ＱＦＩＮ−β」の場合に肯定判定となる判定処理とすれば、要求を下回る過小なエンジントルクの発生を招く異常、要求を超える過大なエンジントルクの発生を招く異常の双方を診断できるようになる。
【００６０】
・上記のような合計モニタ噴射量ＱＭＴと要求噴射量ＱＦＩＮとの比較から、次のような燃料噴射制御装置２０の異常を診断することも可能である。アフター噴射のためのインジェクタ１３の通電時期が遅れ、部分燃焼判定期間内に入ってしまった場合、本来は噴射した燃料の全てが燃焼される筈のアフター噴射として噴射した燃料の一部しか燃焼されなくなるため、エンジントルクの発生量は要求よりも少なくなる。こうした場合、アフター噴射のモニタ噴射量ＱＭが実噴射量Ｑよりも少ない量となるように演算されて、合計モニタ噴射量ＱＭＴが要求噴射量ＱＦＩＮよりも少なくなる。そのため、アフター噴射のためのインジェクタ１３の通電時期の遅延を招く燃料噴射制御装置２０の異常の有無も、合計モニタ噴射量ＱＭＴと要求噴射量ＱＦＩＮとの比較により診断することができる。
【００６１】
・上記のような合計モニタ噴射量ＱＭＴと要求噴射量ＱＦＩＮとの比較から、更に次のような燃料噴射制御装置２０の異常を診断することも可能である。ポスト噴射のためのインジェクタ１３の通電時期が早まり、部分燃焼判定期間内に入ってしまった場合、本来は燃焼されない筈のポスト噴射として噴射された燃料の一部が燃焼するため、エンジントルクの発生量は要求よりも多くなる。こうした場合、上記モニタ噴射量演算部２９によれば、ポスト噴射のモニタ噴射量ＱＭが「０」よりも大きい量となるように演算され、その結果、合計モニタ噴射量ＱＭＴが要求噴射量ＱＦＩＮよりも多くなる。そのため、ポスト噴射のためのインジェクタ１３の通電時期の早期化を招くような燃料噴射制御装置２０の異常の有無も、合計モニタ噴射量ＱＭＴと要求噴射量ＱＦＩＮとの比較により診断することができる。
【００６２】
・上記実施形態では、通電モニタ信号ＳＭＮから通電開始時期θＳを取得して、モニタ噴射量ＱＭの演算を行うようにしていたが、通電モニタ信号ＳＭＮから通電の終了時期を取得し、その通電の終了時期が部分燃焼期間内である場合に、「０」より大きく、且つ実噴射量Ｑよりも少ない量となるようにモニタ噴射量ＱＭを演算するようにしてもよい。
【００６３】
・上記実施形態では、部分燃焼判定期間におけるトルク感度係数κの値を、遅角側への通電時期の変化に対して徐々に減少するように設定していた。部分燃焼判定期間におけるトルク感度係数κの値を、「０」より大きく、且つ「１」より小さい定数としてもよい。こうした場合にも、部分燃焼判定期間に通電が行われたときのモニタ噴射量ＱＭは、「０」よりも大きく、且つ実噴射量Ｑよりも小さい量となり、エンジントルクの発生に寄与する燃料の量が実噴射量Ｑよりも少なくなることを反映した量として演算されることになる。
【００６４】
・上記実施形態では、部分燃焼判定期間の終了時期θ２よりもインジェクタ１３の通電の時期が遅い場合、実噴射量Ｑに拘わらず、値が「０」となるようにモニタ噴射量ＱＭの演算を行っていたが、インジェクタ１３の通電の時期が終了時期θ２よりも遅い場合には、その通電についてのモニタ噴射量ＱＭの演算をそもそも行わないようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１０…ディーゼルエンジン（エンジン）、１１…気筒、１３…インジェクタ、２０…燃料噴射制御装置、２６…要求噴射量演算部、２７…通電制御部、２９…モニタ噴射量演算部、３０…診断部。
【図１】
2018040290.tif 000004
【図２】
2018040290.tif 000005
【図３】
2018040290.tif 000006
【図４】
2018040290.tif 000007
【図５】
2018040290.tif 000008