(57)【要約】      （修正有）【課題】多段噴射制御が正常に動作しているか、もしくは、異常動作をしているかを判定し、必要に応じて、多段噴射制御のフェイルセーフを実行する。【解決手段】気筒毎にそれぞれ設けられた燃料噴射弁と、燃料噴射弁の駆動電流または駆動電圧に基づいて前記燃料噴射弁の開弁状態か閉弁状態のいずれかもしくは双方を検知する開閉弁検知手段と、開弁状態もしくは閉弁状態の検知開始タイミングと検知終了タイミングを含む検知実行期間を判定する検知実行判定手段を備え、他気筒との重複検知及び開弁検知と閉弁検知の重複など検知干渉を防ぐことができ、誤検知などのリスクを低減する。【選択図】図１５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御指令によって内燃機関に燃料を噴射させるための燃料噴射弁を制御する燃料噴射弁の制御装置において、
前記燃料噴射弁の動作状態によって変化が生じるパラメータに基づいて、前記燃料噴射弁が前記制御指令に対応した動作を行っているかどうかを判定することを特徴とする燃料噴射弁の制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の燃料噴射弁の制御装置において、
前記制御装置は、前記燃料噴射弁の制御に関するプログラムを実行する演算処理装置を備え、
前記燃料噴射弁の動作状態によって変化が生じるパラメータに基づく、前記燃料噴射弁が前記制御指令に対応した動作を行っているかどうかの判定は、前記演算処理装置によって実行されることを特徴とする燃料噴射弁の制御装置。
【請求項３】
請求項２記載の燃料噴射弁の制御装置において、
前記燃料噴射弁の制御装置は、前記内燃機関の１燃焼サイクル中に複数回前記燃料噴射弁から燃料を噴射させ、
前記パラメータに基づいて、前記制御指令に対応した回数、前記燃料噴射弁が噴射を行っているかどうかを判定することを特徴とする燃料噴射弁の制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の燃料噴射弁の制御装置において、
前記パラメータに基づいて、前記制御指令に対応した噴射量、または噴射タイミングで前記燃料噴射弁が噴射を行っているかどうかを判定することを特徴とする燃料噴射弁の制御装置。
【請求項５】
請求項３に記載の燃料噴射弁の制御装置において、
前記パラメータは、前記燃料噴射弁の振動を検出する振動センサの出力値、前記燃料噴射弁の歪を検出する歪センサの出力値、前記燃料噴射弁に供給する燃料の圧力を検出する燃圧センサの出力値、前記燃料噴射弁の開弁時期、前記燃料噴射弁の閉弁時期のうち少なくとも一つであることを特徴とする燃料噴射弁の制御装置。
【請求項６】
請求項２に記載の燃料噴射弁の制御装置において、
前記制御装置は、前記燃料噴射弁への駆動電圧を出力するためのスイッチ素子を含む駆動回路を備え、前記パラメータは、前記駆動回路から前記燃料噴射弁への出力に重畳して現れる情報であることを特徴とする燃料噴射弁の制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載の燃料噴射弁の制御装置において、
前記パラメータは、前記燃料噴射弁の駆動電流値または駆動電圧値の微小変化であることを特徴とする燃料噴射弁の制御装置。
【請求項８】
請求項３に記載の燃料噴射弁の制御装置において、
前記制御装置が１燃焼サイクル中に複数回噴射制御を行った際の、正常動作回数または異常動作回数の少なくとも一方を算出することを特徴とする燃料噴射弁の制御装置。
【請求項９】
請求項８に記載の燃料噴射弁の制御装置において、
前記制御指令に基づく噴射回数と、前記正常動作回数または前記異常動作回数の少なくとも一方を比較し、
前記制御指令に基づく噴射回数と前記正常動作回数とが一致した場合、又は、前記制御指令に基づく多段噴射回数から前記異常動作回数を減算した値が前記制御指令に基づく噴射回数と等しい場合、噴射制御が正常実行されたと判定し、
前記制御指令に基づく噴射回数と前記正常動作回数とが不一致の場合、又は、前記制御指令に基づく噴射回数から前記異常動作回数を減算した値が前記制御指令に基づく噴射回数でない場合、前記噴射制御が異常実行されたと判定することを特徴とする燃料噴射弁の制御装置。
【請求項１０】
請求項６に記載の燃料噴射弁の制御装置において、
前記制御装置は前記燃料噴射弁の駆動電流の計測値に基づき、前記駆動電流が所定の電流値となるように前記スイッチ素子をオン／オフ制御し、
前記パラメータは、前記制御指令による前記燃料噴射弁の駆動時間が所定時間以上のときの、前記スイッチ素子のオン動作またはオフ動作の少なくとも一方の有無であることを特徴とする燃料噴射弁の制御装置。
【請求項１１】
請求項３に記載の燃料噴射弁の制御装置において、
前記制御装置は、バッテリ電圧を昇圧して前記バッテリ電圧よりも高い高電圧を生成する高電圧生成回路を備え、前記パラメータは前記高電圧であり、前記制御指令による駆動開始直後に前記高電圧が供給されたときの、前記燃料噴射弁の駆動電圧が予め定められた高電圧電圧正常判定値以上であるか否かに基づいて、前記制御指令に対応した回数、前記燃料噴射弁が噴射を行っているかどうかを判定することを特徴とする燃料噴射弁の制御装置。
【請求項１２】
請求項３に記載の燃料噴射弁の制御装置において、
前記パラメータは前記燃料噴射弁へ供給する燃料の圧力であり、
１燃焼サイクル中初回噴射開始前の燃料圧力と、前記制御指令による前記燃料噴射弁の駆動期間と燃料圧力とから推定される燃圧降下と、に基づいて、前記制御指令に対応した回数、前記燃料噴射弁が噴射を行っているかどうかを判定することを特徴とする燃料噴射弁の制御装置。
【請求項１３】
請求項２に記載の燃料噴射弁の制御装置において、
前記パラメータは、前記燃料噴射弁の開弁開始時期、開弁完了時期、閉弁完了時期のうち少なくとも１つであることを特徴とする燃料噴射弁の制御装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の燃料噴射弁の制御装置において、
前記開弁開始時期または前記開弁完了時期と、前記閉弁完了時期とが所定期間以内に検知された場合、燃料噴射弁の正常動作と判定し、所定期間を超えて検出された場合、前記燃料噴射弁が前記制御指令に対応した動作を行っていると判定することを特徴とする燃料噴射弁の制御装置。
【請求項１５】
請求項３に記載の燃料噴射弁の制御装置において、前記燃料噴射弁が前記制御指令に対応した動作を行っていないと判定した場合、分割多段噴射の禁止、車両の運転者への通知、ログの記憶、１燃焼サイクル中の燃料噴射量の補正、または燃料噴射時期の補正、の少なくとも１つを行うことを特徴とした燃料噴射弁の制御装置。
【請求項１６】
請求項２記載の燃料噴射弁の制御装置において、
前記演算処理装置は、前記燃料噴射弁への駆動電圧を出力するためのスイッチ素子を含む駆動回路を診断し、前記駆動回路の異常状態と、前記燃料噴射弁が前記制御指令に対応した動作を行っていない異常状態と、を区別して判定し、判定結果に応じてフェールセーフ処理、前記制御指令の補正処理、車両の運転者への通知、またはログの記憶のうち少なくとも一つを含む処理を切り替えることを特徴とする燃料噴射弁の制御装置。
【請求項１７】
内燃機関に燃料を噴射させるための燃料噴射弁の制御に関するプログラムを実行する演算処理装置を備え、
前記演算処理装置は、前記燃料噴射弁への駆動電圧を制御するためのスイッチ素子を含む駆動回路に対して制御指令を送信し、前記燃料噴射弁を制御する燃料噴射弁の制御装置において、
前記演算処理装置は、前記燃料噴射弁の動作状態によって変化が生じるパラメータに基づいて、前記燃料噴射弁が前記制御指令に対応した動作を行っているかどうかを判定することを特徴とする燃料噴射弁の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃料噴射弁を制御する制御装置に関し、特に筒内に直接燃料を噴射する筒内直噴式内燃機関の燃料噴射弁制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、内燃機関の排気性能向上策として、１燃焼サイクル中に少なくとも複数回の燃料噴射を行う多段噴射制御が行われている。この多段噴射制御では、内燃機関の運転状態などから求められる多段噴射回数に基づき分割した上で燃料噴射を実行する。
【０００３】
また、多段噴射制御実行時の燃料噴射量演算は、従来の演算式に算出された燃料噴射量を総噴射量として扱い、前記総噴射量を前記多段噴射回数に基づく分割比にて除算した多段噴射回数毎の燃料噴射量にて燃料噴射弁の駆動制御を行う。
【０００４】
特許文献１では、燃料噴射量演算を行う制御装置と燃料噴射弁の駆動回路とが別体構成となる多段噴射制御システムにおいて、制御装置から駆動回路に出力した制御指令に対応して駆動回路が燃料噴射弁に駆動信号を正しく行えているか否かを判定する制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−３６３４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１記載の発明は、駆動回路からの出力が正常かどうかを確認することで、燃料噴射弁が制御装置の制御指令通りに動作しているかを判定するものであり、燃料噴射弁自体の実際の動作を確認するものではない。
【０００７】
したがって、特許文献１記載の発明では、駆動回路の出力が正常として燃料噴射弁が制御装置の指令通りに動作していると判定する一方、実際には燃料噴射弁の構造上の機械フリクションや動作特性が変化した場合等の異常状態を検出出来ず、排気性能の期待値を満足することができないおそれがある。
【０００８】
さらに、多段噴射制御を実行する際には、燃料噴射弁の構造上の故障や動作特性劣化等が原因で多段噴射回数の制御指令値と実際に燃料噴射弁が実行した噴射回数とが不一致の場合、排気性能を大きく損なうおそれがある。
【０００９】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、燃料噴射弁の構造上の特性変化や動作特性劣化等、駆動回路以外の異常に起因する燃料噴射制御の異常を検出出来、ひいては排気性能の保証を行うことが出来る制御装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため本発明の燃料噴射弁の制御装置は、制御指令によって内燃機関に燃料を噴射させるための燃料噴射弁を制御する燃料噴射弁の制御装置において、前記燃料噴射弁の動作状態によって変化が生じるパラメータに基づいて、前記燃料噴射弁が前記制御指令に対応した動作を行っているかどうかを判定することを特徴とする。
【００１１】
また、他の態様の本発明の燃料噴射弁の制御装置は、さらに前記内燃機関の１燃焼サイクル中に複数回前記燃料噴射弁から燃料を噴射させる多段噴射制御を実施し、前記パラメータに基づいて、前記制御指令に対応した回数、前記燃料噴射弁が多段噴射を行っているかどうかを判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、燃料噴射弁の構造上の特性変化や動作特性劣化等、駆動回路以外の異常に起因する燃料噴射制御の異常を検出出来、ひいては排気性能の保証を行う事が出来る。
【００１３】
さらに、多段噴射制御を行うシステムにおいては、多段噴射回数の実動作保証を行うことができる共に、異常時に多段噴射制御の禁止や燃料噴射量の補正などのフェイルセーフ制御へ適切に移行することでき、ひいては排気性能の保証を行う事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の全体構成を表す図である。
【図２】燃料噴射弁駆動手段の構成を表す図である。
【図３】従来からの燃料噴射弁駆動例を表す図である。
【図４】多段噴射制御の説明図である。
【図５】多段噴射時の燃料噴射弁駆動例を表す図である。
【図６】本発明の解決しようとする課題の一例を表す図である。
【図７】本発明の解決しようとする課題の一例を表す図である。
【図８】本発明の解決しようとする課題の一例を表す図である。
【図９】本発明の一実施例を表す図である。
【図１０】本発明の制御フローチャートを表す図である。
【図１１】本発明の他の全体構成を表す図である。
【図１２】本発明の一実施例を表す図である。
【図１３】本発明の一実施例を表す図である。
【図１４】本発明の一実施例を表す図である。
【図１５】本発明の正常判定方法の例を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を用いて本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１６】
図1は、燃料噴射制御装置における基本構成の1例を示したものである。まず、バッテリ(103)から供給されるバッテリ電圧(110)は、ヒューズ（図示せず）とリレー(図示せず)を介して、車載エンジン等を制御する内燃機関制御装置(図示せず)内に備わる燃料噴射弁制御装置(101)に供給される。
【００１７】
燃料噴射弁制御装置(101)内では、燃料噴射弁(108)内に備わる弁体が高燃料圧力（以下、高燃圧）状態においても、燃料噴射弁の弁体が開弁動作を行う上で必要となる高い電源電圧（以下、高電圧：109）をバッテリ電圧(1103)から、生成する高電圧生成手段(104)を備える。
【００１８】
高電圧生成手段(104)は、駆動IC(105)からの指令に基づき、バッテリ電圧(110)から、予め設定された目標高電圧まで昇圧する。これにより生成された高電圧(109)を、燃料噴射弁の作動開始時に印加することで、燃料噴射弁(108)内の弁体が、高圧な燃料圧力により生じる強い閉弁力に勝る開弁力を得ることができる。
【００１９】
また、駆動IC(105)内では、マイコン(102)から入力する燃料噴射弁(108)の駆動時間(パルス信号：114)と燃料噴射弁(108)の駆動電流設定値(115)に基づき、燃料噴射弁駆動手段(106、107)を所定のシーケンスにて制御することで電流制御を行う。燃料噴射弁駆動手段(106、107)の説明については、図2を用いて後述する。
【００２０】
図１では、マイコン(102)と駆動IC(105)とを同じ燃料噴射弁制御装置(101)内に実装する例を示したが、マイコン(102)と駆動IC(105)とを別の装置に実装して通信線で接続するようにしてもよい。
【００２１】
燃料噴射弁のパルス信号(114)と駆動電流の設定値(115)は、マイコン(102)内部にて演算される。詳しくは、マイコン(102)内部のメモリ、または図示しないメモリにプログラムとして備わり、マイコン(102)によって実行される多段噴射制御演算手段(102a)により、内燃機関の運転状態又は、運転シーンなどから、多段噴射の実行可否判定を行い、多段噴射制御を許可した場合、多段噴射回数や、燃料噴射量の分割比、それぞれの噴射タイミングなどが所定の演算式により算出される。当然の如く、多段噴射制御が禁止と判定した場合、１燃焼サイクル中に一度のみ燃料を噴射を行う、従来からの燃料噴射弁(108)駆動演算処理を行う。
【００２２】
多段噴射制御演算手段(102a)は、内燃機関の運転状態から決定される燃料噴射量の他、所定の手順により演算された多段噴射回数、分割比、更には、燃料噴射弁(108)の駆動タイミングを演算し、その情報(113）を燃料噴射弁パルス信号演算ブロック(102b)へ出力する。
【００２３】
燃料噴射弁パルス信号演算ブロック(102b)は、多段噴射制御中に複数回行われる噴射毎の燃料噴射量を演算（例えば、燃料噴射量を分割比で除算）し、内燃機関に備わる燃料噴射弁(108)毎のパルス信号(114)を生成し、駆動IC(105)へ出力する。
【００２４】
また、燃料噴射弁駆動波形指令ブロック(102c)は、内燃機関の運転状態や燃圧などの情報(111)から決定される燃料噴射弁(108)の駆動電流プロフィールを(115)を駆動IC(105)へ出力する。
【００２５】
これらの駆動制御により、燃料噴射弁(108)の弁体が開弁から閉弁までの動作を行った際、物理的に変化が生じる信号を燃料噴射弁駆動状態入力手段(102f)へ入力する。本図では、物理的に変化が生じる信号を燃料噴射弁(108)の駆動電圧（詳しくは作動圧）として図示している。
【００２６】
また、燃料噴射弁駆動状態入力手段(102f)では、必要に応じて、所定の信号処理（例えば、フィルタリング処理や高速フーリエ変換など）を行う。
【００２７】
燃料噴射弁駆動状態入力手段(102f)にて、入力された情報は、実行噴射回数判定手段(102e)に入力され(116)、ここで、所定条件を満足した否かにより、燃料噴射弁(108)が正常に動作したか否か、もしくは、異常動作があったか否かの判定が行われ、この結果に基づき、正常に動作した噴射回数もしくは、異常のあった噴射回数などが集計される。
【００２８】
実行噴射回数判定手段(102e)の結果(117)と多段噴射制御演算手段(102a)によって演算された指令噴射回数(119)が一致したか否かにより、多段噴射制御が正常であるか否かを判定する。
【００２９】
また、実行噴射回数判定手段(102e)の結果(117)と多段噴射制御演算手段(102a)によって演算された指令噴射回数が不一致の場合、内燃機関が要求する燃料噴射量を満足してないため、燃料噴射量の誤差が生じた異常であると判定をする。
【００３０】
尚、当然ながら、本図は、説明上の都合から、実際の構成を簡略化した図となっているが、例えば、従来からパルス信号(114)は、内燃機関に備わる燃料噴射弁毎に備わることが一般的であり、同様に、多段噴射制御に関する噴射回数や分割比、噴射タイミングなども、時間的に変化が生じるため、気筒毎に処理することが望ましい。
【００３１】
同様に、燃料噴射弁駆動状態入力手段(102f)にて演算した情報(116)、実行噴射回数判定手段(102e)の結果(117)、指令噴射回数(119)等は、気筒毎に備わる。
【００３２】
次に図2にて、図1で示した燃料噴射弁(108)の駆動手段(106、107)の詳細説明を行う。
【００３３】
図1で説明した様に、燃料噴射弁(108)の上流側駆動手段(106)は、燃料噴射弁(108)を開弁させる為に必要となる電流を供給するため、高電圧生成手段(104)が生成した高電圧(109)を、電流逆流防止の為に備わるダイオード(201)を介し、図中のTR_Hivboost(203)の回路を用いて、燃料噴射弁(108)に供給する。一方、燃料噴射弁(108)を開弁させた後は、燃料噴射弁(108)の弁体が開弁状態を保持する為に必要となるバッテリ電圧(110)を高電圧(109)同様に、電流逆流防止の為のダイオード(202)を介し、図中のTR_Hivb(204)の回路を用いて、燃料噴射弁(108)に供給する。
【００３４】
次に、燃料噴射弁(108)の下流の燃料噴射弁駆動手段(107)には、TR_Low(205)が備わっており、この駆動回路TR_Low(205)をONにする事で、燃料噴射弁(108)に対し、上流側の燃料噴射弁駆動手段(106)からの電源電圧(109 or 110)を燃料噴射弁(108)に印加することができる。また、TR_Low(205)の下流側には、シャント抵抗(206)が備わり、燃料噴射弁(108)に通電された電流値を検出する事で、所望の燃料噴射弁(108)の電流制御を行うものである。
【００３５】
尚、本説明は燃料噴射弁(108)の駆動方法について1例を示したものであり、例えば、燃料圧力が比較的低い場合や、内燃機関の吸気ポートに燃料を噴射するシステムなどにおいて、燃料噴射弁(108)の開弁時に高電圧(109)ではなくバッテリ電圧(110)を用いる方法がある。
【００３６】
また、TR_Hivboost(203)、TR_Hivb(204)、TR_Low(205)それぞれは、MOSFET等のスイッチ素子を用いることが出来る。
【００３７】
次に図3を用いて、従来の燃料噴射弁(108)の駆動方法について説明する。
【００３８】
図3は、燃料噴射弁を駆動した際の駆動電流(301)と駆動電圧(302)の挙動を示したものである。図の上から、燃料噴射弁の駆動指令であるパルス信号(114)、駆動電流(301)、駆動電圧(302)となっている。尚、駆動電圧(302)は、図1における下流側燃料噴射弁駆動手段(107)と燃料噴射弁制御装置(201)のGND間に生じる電圧を記載する。
【００３９】
マイコン(102)から駆動IC(105)へパルス信号(114)が入力されると、駆動IC(105)は、パルス信号に基づき、燃料噴射弁(108)の駆動を行う。具体的には、パルス信号がOFFからONとなった時点(T303)から燃料噴射弁(108)の駆動が開始され、駆動IC(105)は、図1内の燃料噴射弁駆動波形指令ブロック(102c)にて決定された駆動電流プロフィール(115)に基づき、燃料噴射弁(108)を電流制御する。
【００４０】
電流制御の１例を図3に示しているが、まず、駆動電流(301)が、最初の制御目標値である目標開弁電流(301a)に至る時点(T304)まで、高電圧(109)を供給する。また、別の方法として、開弁時の制御目標として、パルス信号(114)がONとなった時点(T303)から、所定の期間(301e)高電圧(109)を燃料噴射弁(108)へ供給する。
【００４１】
その後、駆動電流(301)の制御目標値は、保持電流1(301b)へ移行する。
ここで、電源電圧は、開弁保持用の電源電圧であるバッテリ電圧(110)に切替えを行い、その後、必要に応じて、第２の保持電流目標値である保持電流2(301c)へ切替えを行う(T305)。この保持電流の切替えは、例えば、パルス信号(114)がONとなった時点(T303)から、燃料噴射弁(108)の特性に基づき、所定期間(301d)として設定しておく。また、駆動電流(301)は、制御目標値である保持電流1(301b)または保持電流2(301c)にて保持するため、TR_Hivb(204)の回路のオン/オフ制御、所謂、Duty制御（チョッパー制御ともいう）を行い、パルス信号(114)がONからOFFになる時点(T306)まで、これを継続する。
【００４２】
パルス信号がOFFとなったT306からは、燃料噴射弁(108)内の残留磁力を素早く抜き、燃料噴射弁(108)内の弁体が早期に閉弁する様に、所定(T307まで)の期間に、燃料噴射弁(108)を駆動する際とは逆方向に高電圧(109)を供給する。
【００４３】
尚、本図では、電流制御の一例として記載しているが、燃料噴射弁(108)の特性や燃圧を含めた内燃機関の運転状態によって、最適な駆動電流プロフィールが存在するため、本図に記述した駆動電流に限らず、本発明の効果を得ることができる。
【００４４】
次に多段噴射制御について説明を行う。
【００４５】
図4は、従来の噴射制御である１回噴射から多段噴射へ切り替わる際のパルス信号(114)を示したものであり、図内のT401は、多段噴射制御が許可された時点を示している。
【００４６】
まず、燃料噴射弁(108)に限らず、所定のクランク角に基づきアーキテクチャ駆動を行う所謂、角度制御の一般的な方法として、気筒毎の制御基準位置(T408a〜T408d)を設け、この制御基準位置(T408a〜T408d)を基準に所望の角度にて、アーキテクチャ動作のタイミングを計っている。
【００４７】
これを踏まえ、図4を説明すると、T401より過去（図内T401より左側）では、多段噴射制御は禁止されており、通常の１回噴射を実行する(402、403)。更に、T401に対し、将来（図内T401より右側）である噴射実行信号(404)は、制御基準位置がT401に対して、左側にあり、この時点での噴射タイミング(409)により、噴射制御を実行するため、ここも１回噴射となる。
【００４８】
これに対し、T401から最初の制御基準位置となるT408bから、多段噴射用の噴射タイミング(401)で405に示した噴射指令が生じるため、ここから、多段噴射が実行される。以後、多段噴射制御が継続され、405と同様の制御を行うことで、406、407も多段噴射が実行される。
【００４９】
尚、図内の多段噴射制御は、３回噴射(405a、404b、405c)で実行されたものを示しているが、この回数が異なる場合においても、基本的な制御方法は変わらない。
【００５０】
また、本発明における多段噴射の定義として、１燃焼サイクル中に少なくとも１回以上の燃料噴射を行うと定義しているが、この１燃焼サイクルとは気筒毎に位置（角度）は異なるものの、４サイクル式内燃機関の燃焼行程（吸気、圧縮、膨張、排気）間の720degとしている。
【００５１】
次に多段噴射制御中（正常時）における燃料噴射弁(108)の駆動電流及び駆動電圧の挙動について説明する。
【００５２】
図5は、例えば、図4内の405a、405b、405cを拡大したものであり、上から、燃料噴射弁(108)へのパルス信号(501)、駆動電流(502)、高電圧(503)、駆動電圧(504)である。尚、本図の駆動電圧(504)は、図1で示した様に、燃料噴射弁(108)の上流側と下流側の作動圧を示したものである。
【００５３】
図4では、３回噴射の多段噴射制御を実行しており、パルス信号(114c)は、それぞれ、405a、405b、405cの燃料噴射を実行する。また、噴射開始タイミングは、T505、T511、T512を燃料噴射弁(108)の作動開始タイミングとしている。
【００５４】
駆動電流は、開弁電流(502a)に至った後(T506)、一旦、燃料噴射弁(108)への電流供給をT507まで停止し、T507から再び駆動電流を供給する駆動電流プロフィールとしている。
【００５５】
パルス信号(114c)が、OFFとなった時点(T508)で、駆動電流(502)は燃料噴射弁への供給を停止し、次の噴射開始タイミング(T511又はT512)から、同様の駆動シーケンスにて、電流供給を行う。この際の高電圧(503)を観察すると、通常、高電圧(503)は高電圧設定値(503a)まで昇圧された状態となっており、燃料噴射弁(108)の開弁開始時(T505からT506)間は、高電圧(503)を使用するため、一時的に電圧は下降する。その後、高電圧(503)は、昇圧開始電圧(503b)を下回ると、駆動IC(105)から高電圧生成手段(104)に対し、昇圧の指令を出し、一定昇圧期間(T510)を以て、再び高電圧設定値(503a)となる。その後、次の噴射動作開始時(T511)から、同様の動作を行う。
【００５６】
次に駆動電圧(504)の説明を行う。駆動電圧(504)は、最初の燃料噴射弁(108)駆動(405a)を行う際(T505)から、高電圧を供給し、駆動電流(502)が開弁電流(502a)に至った時点(T506)まで高電圧(503)を維持するが、該述の通り、若干の電圧降下を伴いつつ、これを継続する。
【００５７】
本図の駆動電流プロフィール上、開弁電流(502a)に達した時点(T506)からは、燃料噴射弁(108)への電流供給を停止するが、これは、図3の駆動電流(302)のパルス信号がOFFになった際(T306からT307)の説明と同様の動作を行う。（本図は、作動圧で記載しているため、逆方向の高電圧(503)はマイナス側に表示される。）
その後、T507から、駆動電流(502)の制御目標は、開弁保持電流(502b)となり、駆動電圧(504)は、バッテリ電圧(504a)となり、駆動電流(502)が開弁保持電流(502b)に至った時点から、Duty制御を行う。このため、駆動電圧(504)は、ON-OFF動作をパルス信号(114c)がOFFとなるT508まで、繰り返し行う。
【００５８】
尚、パルス信号(114c)がOFFとなった時点(T508)からT509までの駆動電圧(504)挙動は、該述のため省略する。また、上述の動作を多段噴射制御による指定された回数継続するが、駆動電流(502)と駆動電圧(504)の挙動は、同様であるため、説明を省略する。
【００５９】
次に多段噴射制御時の異常状態について図6、図7、図8、図9を用いて説明を行う。
【００６０】
図6では、図5同様に３段噴射を行う際の駆動電流(502)と駆動電圧(503)の挙動を示したものである。パルス信号(501)は、図5同様にT605、T607、T608を噴射開始タイミングとして、３段噴射の指令を燃料噴射弁(108)に対して行っている。但し、それぞれの噴射開始タイミング間隔が図5に対して狭くなっていることを特徴としている。
【００６１】
詳しくは、１段目の噴射開始タイミング(T605)において、高電圧(603)は、高電圧設定値(604a)となっていることから、図5に示した様に電流制御目標である開弁電流(602a)にT606で達し、また、このT606時点でパルス信号(601)がOFFとなることから、駆動電流(602)の印加も停止する。この１段目噴射における燃料噴射弁(108)の動作問題はない。
【００６２】
ここで、１段目の駆動電圧(604)挙動は、高電圧設定値(604a)から、開弁電流(602a)に達する時点(T606)まで、使用されることから、電圧降下が発生する。その後、高電圧(603)は、所定期間(図内ではT609)まで、該述の昇圧動作を行い、高電圧設定値(604a)に戻ろうとするが、２段目の噴射開始タイミング(T607)がこの昇圧動作中に生じた場合、高電圧設定値(604a)に達しない状態から、高電圧を再使用するため、本来は、602bの破線で示した駆動電流(602)の軌跡になるところが、602cで示した様に、開弁電流に達する前にパルス信号(601)がOFFとなるため、所望の開弁力を得ることができず、開弁電流(602a)を満たさない電流(602f)までしか至らない。
【００６３】
３段目の噴射動作についても、２段目の噴射開始タイミング(T607)に対して、３段目の噴射開始タイミング(T609)時点の高電圧が低電圧となるため、高電圧設定値(604a)との乖離が大きく、その結果、正常時の駆動電流である602dに対し、実際の駆動電流は602eの様な軌跡となり、更に開弁力低下が生じる恐れがある。
【００６４】
これを燃料噴射弁(108)の弁体挙動として表したものが、図7である。図7内のパルス信号(601)及び駆動電流(602)については、図6と同じものなので、説明を省略する。これに対して、弁体挙動(701)は、パルス信号(601)がONとなった時点(T605)から、若干の遅延時間を以て、開弁動作を始める(T702)。これは、駆動電流(602)が燃料噴射弁(108)に印加され、弁体が開弁し得る起電力が生じるまで時間を要することに起因する。また、T606にてパルス信号(601)がOFFとなるが、弁体挙動(701)は、燃料噴射弁(108)内の残留磁力により開弁状態が維持されるため、閉弁動作に移行するまで、時間を要する。このため、弁体が閉弁を完了するタイミングは、T703となり、パルス信号(601)のON-OFF動作に対して、弁体挙動(701)の開閉弁応答は、遅れる特性を持つ。
【００６５】
これを踏まえ、駆動電流(602)が所望の軌跡(602b、602d)から乖離した状態(602c、602e)になった場合、弁体挙動(601)は、段目噴射の弁挙動は、問題なく所望の動作(601a)を行うのに対し、駆動電流(602)が制御目標である開弁電流(602a)に達しない場合、601bや601cの様に、弁体の移動量（以下、リフト量）が不足することや、開弁開始タイミング(706)にばらつきが生じる恐れ、また、所望の閉弁タイミング(T705)に対して、実際の閉弁タイミング(T704)にばらつきが生じるなどの懸念がある。
【００６６】
本発明では、この様な状態を、実行噴射回数判定手段(102e)により正常判定又は異常判定し、多段噴射正常制御判定手段(102d)により、燃料噴射指令値は、例えば３段噴射としているにも関わらず、正常な燃料噴射は１回しか出来ていないという結果を検出することを特徴とする。
【００６７】
図１の説明では、多段噴射正常制御判定手段(102d)をマイコン(102)において実行される制御プログラムとして実装されているが、この実装方式に限られない。例えば、駆動IC (105)においてハードウェア回路として実装してもよい。
【００６８】
次に、図7とは異なる異常が生じる場合について、図8を用いて説明する。
【００６９】
図8は、上からパルス信号(801)、駆動電流(802)、弁体挙動(802、803)を示したものである。まず、パルス信号がOFFからONとなり(T804)、これに合わせて、駆動電流の印加が始まる。
【００７０】
その後、パルス信号がONとなる期間、駆動電流(802)の印加は継続し、その後、パルス信号(802)がOFFとなった時点(T807)で、駆動電流(802)の印加を停止し、最終的に燃料噴射弁(108)内の残留電流がT808で抜けることでOAとなる。その後、パルス信号(801)は、２段目の噴射実行を指示するため、T810で、ONとなり、再び駆動電流(802)が印加される。
その後、パルス信号がOFFとなる時点(T813)まで、駆動電流(802)が燃料噴射弁(108)へ印加され、先の説明した通り、駆動電流の印加は停止する。
【００７１】
ここで、図内一番下になる弁体挙動(802、803)について説明すると、まず、パルス信号(801)のON-OFFについては、開弁応答遅れが生じ、OFF-ON動作に対しては、閉弁応答遅れがあることは該述の通りであるが、この開弁及び閉弁の応答遅れには、個体ばらつきや経年劣化等の理由により燃料噴射弁(108)毎に異なる特性を持つことが一般的である。例えば、燃料噴射弁Aの弁体挙動を802の実線とし、燃料噴射弁Bの弁体挙動を803の破線として説明すると、１段目の噴射開始タイミングT804に対して、燃料噴射弁Aの弁体応答(802)が先に開弁動作を開始(T805)し、その後、燃料噴射弁Bの弁体挙動(803)がT806のタイミングで開弁動作を開始する。また、前記リフト量のばらつきも燃料噴射弁(108)には存在するため、802と803でその差も生じる。
【００７２】
その後、パルス信号(801)がOFFとなる時点(T807)から弁体挙動(802、803)は、閉弁動作を開始するが、燃料噴射弁Bの弁体挙動(803)は、速やかに閉弁動作を行うのに対し、燃料噴射弁Aの弁体挙動(802)は、緩やかな閉弁動作となっている。
【００７３】
その後、パルス信号(801)は、２段目の噴射動作を行うためT810でONとなるが、燃料噴射弁Bの弁体挙動(803)は、１段目と同じ挙動を示し、指令値通りに２段噴射の動作を実施するが、燃料噴射弁Aの弁体挙動(802)は、閉弁動作が緩やかであるため、閉弁動作を完了する前に、２段目の開弁動作を開始する(T811)。その後、パルス信号(801)がT813でOFFとしたことで、双方の弁体挙動(802、803)はそれぞれの応答特性に応じた閉弁動作となることから、燃料噴射弁Bの閉弁完了タイミングがT814となり、燃料噴射弁Aの閉弁完了タイミングがT815となる。
【００７４】
このシーンにおいても、本発明は、実行噴射回数判定手段(102e)により正常判定又は異常判定し、多段噴射正常制御判定手段(102d)により、燃料噴射指令値は、２段噴射としているにも関わらず、燃料噴射弁Aについては正常な燃料噴射は１回しか出来ていないという結果を検出することが出来る。
【００７５】
このように、多段噴射において燃料噴射指令値の回数よりも少ない回数しか実際の燃料噴射が実行されていない場合には、１燃焼サイクル中の総燃料噴射量は大きくずれが生じてしまう。また、分割すべき各噴射の噴霧が繋がることにより、気筒内の噴霧の到達距離（ペネトレーション）が延長され、燃焼室の壁面やピストン冠面に燃料が付着し、すすの排出増加の原因となってしまう。
【００７６】
図８で示した燃料噴射弁Aの例とは逆に、特定の燃料噴射弁の機械フリクションが増加するなどして特性が変化し、他の燃料噴射弁と同等の駆動電流を印加しても開弁に必要なエネルギーが得られず、パルス信号の期間が短い指令に関しては実際の噴射に至らない異常も考えられる。この時も同様に、特性が変化した燃料噴射弁については燃料噴射指令値よりも少ない回数しか燃料が噴射されず、燃料噴射量が大きくずれることとなり、排気性能が悪化してしまう。
【００７７】
本発明では、このような異常を実際燃料噴射弁の挙動を考慮して判定することで、排気性能悪化を抑える制御を適切に実施、または運転者に異常状態の通知を行う等の処理が可能となる。
【００７８】
次に図9を用いて、別の異常状態の説明を行う。図9では、パルス信号(901)がT907で、ONとなり、駆動電流（図示せず）が燃料噴射弁(108)へ印加される。このため、駆動電圧(902)は、該述の挙動となるが、本来、パルス信号(201)のON期間の長さに応じて燃料噴射弁(108)内の弁体がフルリフト位置(904)まで達するべきところ、例えば、設定した駆動電流プロフィールに対して、燃料噴射弁(108)上流の燃料圧力が高い場合や、燃料噴射弁(108)に機械的なフリクションが増加した場合などにより、フルリフト位置(904)に達することなく、閉弁動作を行う可能性がある。
【００７９】
具体的には、図内905は、正常動作となる弁体挙動を示しており、駆動電流(図示せず)の制御目標が保持電流へ移行した際(T908)、保持電流を維持するため、パルス信号(901)がOFFとなる時点(T909)まで、Duty動作を行う。
【００８０】
しかし、上記に示した問題などにより、最終的に燃料噴射弁(108)の弁体の開弁力が不足した状態に陥った場合、906に示した様な弁体挙動になるおそれがある。この場合、駆動電流(図示せず)が保持電流に到達できず、結果的にT908からT909の間で、TR_Hivb(204)の回路によるDuty動作が発生しない。
【００８１】
これは、燃料噴射弁(108)内の弁体に駆動力を与えるためのコイル等から形成される内部抵抗等が高くなることで、消費電流が増加するため、目標保持電流値に達しないためである。
【００８２】
このため、本発明では、パルス信号(901)が所定期間以上ONとなった場合、駆動電圧(902)のDuty動作が行われているか否かにより正常または異常判定を行う。
【００８３】
駆動電圧(902)のDuty動作が行われているか否かの情報は、燃料噴射弁駆動手段(Hi)(106)から燃料噴射弁(108)への出力に重畳して現れる情報であり、この情報によれば、追加のセンサ等を必要とせず、かつ外乱による誤差も少なく、燃料噴射弁(108)の動作状態を把握することが出来る。
【００８４】
ここでいう所定期間とは、本来駆動電流が保持電流に到達しているべき期間（例えば、T303からT304）で適宜設定出来る。
【００８５】
尚、上記の判定方法はあくまでも１例であり、例えば、学習などにより、過去の正常な動作に対して、現在の動作が所定量以上、乖離した場合などで判定する方法もある。
具体的には、正常な弁体挙動である905の閉弁完了タイミングは、T911となるのに対し、異常な弁体挙動である906の閉弁完了タイミングはT910となるため、T911に対して、所定のクライテリアを設け、このクライテリア以上の乖離が生じた場合、その噴射動作は異常と判定しても良い。
【００８６】
次に本発明の制御方法の１例について、図10を用いて説明する。
【００８７】
まず、S1001にて、従来の燃料噴射制御を行うと共に、多段噴射制御の実行可否判定や、実行可となった場合の多段噴射制御情報の算出を行う。
【００８８】
次に、S1002へ進み、多段噴射制御が実行されるか判定する。条件不成立の場合は何もせず、条件成立時は、S1003へ進み、燃料噴射弁結果系パラメータの入力処理を行う。本処理については、図１内の燃料噴射弁駆動状態入力手段(102f)で説明したが、別方法についても後述する。
【００８９】
その後、S1004へ進み、多段噴射正常判定を行うが、この判定方法についても後述する。その後、S1005へ進み、多段噴射正常判定を行う。正常と判定した場合は、多段噴射を継続し、異常と判定した場合、S1006へ進み、必要に応じてフェイルセーフ処理を行う。
フェイルセーフ処理の１例として、多段噴射を禁止し、従来の１回噴射とすることや、必要に応じて、運転者への告知対応（MIL点灯）などが挙げられる。また、多段噴射を継続しつつ、ずれた噴射回数分、個々の分割噴射の噴射量を補正することで、１燃焼サイクル中の総噴射量を所望の量に調整するフェールセーフ処理も考えられる。
【００９０】
次に図10内のS1003について、詳細説明を行う。図11の構成は、図1と基本的は変わらないため、重複する構成の詳細説明は省略する。図10内S1003では、燃料噴射弁(108)の動作状態に基づき、物理的変化が伴うパラメータを入力し、必要に応じて、信号処理等を行う。この点については、図１を用いて燃料噴射弁(108)の駆動電圧を用いて１例を示したが、その他のパラメータとして、図11に記載した様なものが挙げられる。
【００９１】
1例として、燃料噴射弁(108)の動作によって、燃料噴射弁(108)は、所定方向に対し、歪が生じる。この場合、燃料噴射弁(108)に、歪センサ(1101)を取り付け、これをA/D入力し、必要に応じて、歪が生じるタイミングに合わせた測定期間の設定や、ノイズ除去や必要に応じて、周波数分離等を行う必要がある。同様に、KNOCKセンサ(1102)を用いることも可能であるが、この場合、KNOCKや内燃機関に備わる吸気バルブや排気バルブの着座ノイズを除去する必要がある。これらの測定期間の設定や着座ノイズの除去の処理は、多段噴射制御を行う際にはより複雑な処理を実施する必要がある。
【００９２】
これらの処理により、最終的には、図9等で説明した開弁タイミングや閉弁タイミングを検知することで、実行噴射回数判定手段(102e)へ有効な情報を出力する。
【００９３】
別方法の１例として、燃料噴射弁(108)が駆動することにより、燃料圧の変化が生じるため、燃料噴射弁(108)に供給する燃料の圧力を測定する燃圧センサ(1103)を用いることも可能である。
【００９４】
また、近年では、燃料噴射弁(108)等に用いられるソレノイドの通電電流値や通電電圧値の微小な変化を、微分器等を用いて捉え、ソレノイドによって駆動される弁体の開閉弁動作を歪センサ(1101)等の外付けのセンサ無しに検知する方法（例えば、米国特許公開ＵＳ２０１１／０１７０２２４号公報等記載）が複数開発されている。このような開閉弁検知機能(1104)から出力される情報は燃料噴射弁駆動手段(Hi)(106)から燃料噴射弁(108)への出力に重畳して現れる情報であり、燃料圧力の変化を捉えるよりも応答性に優れ、精度が良い。特に、多段噴射制御を行う際には、複数気筒それぞれについて１燃焼サイクル中複数回の燃料圧力変化が生じることとなるが、各々の噴射に起因する燃料圧力の変化を捉えることは困難であり、燃料噴射弁(108)への出力に重畳して現れる情報によって実行噴射回数判定手段(102e)による判定を行った方がより精度が良い。
【００９５】
したがって、このような開閉弁検知機能(1104)から出力される情報を用いても本発明には有効である。
【００９６】
次に、図10内S1004の処理方法について、具体例を説明する。
【００９７】
図12は、図1の構成を想定したものであり、燃料噴射弁駆動状態入力手段(102f)から出力された情報(116)は、燃料噴射弁(108)の駆動電圧(1203)であることを前提とする。
【００９８】
尚、本図は、図6及び図7で説明したシーンと同じく、各噴射動作の間隔が短く、高電圧(1215)が高電圧設定値(1204)へ到達する前に、次噴射の動作を行うシーンを模擬したものである。
【００９９】
図内のパルス信号(1201)は３段噴射指令としており、それぞれ、T1206a、T1206b、T1206cにて、ONとなり、T1207a、T1207b、T1207cにてOFFとなる。このパルス信号(1201)の指令に基づき、駆動電流(1202)が燃料噴射弁(108)へ印加され、駆動電圧(1203)は図内の様な挙動を示す。
【０１００】
本発明の実行噴射回数判定手段(102e)を用いた判定方法の1例として、パルス信号(1201)がONとなってから所定時間経過後(T1208a、T1208b、T1208c)の駆動電圧(1203)が予め設けられた正常判定値(1205a)以上になるか否かにより、燃料噴射弁(108)の動作を監視することを特徴とする。
【０１０１】
図内では、T1208aの判定時において、1209の値を示しており、正常判定値(1205a)以上であるため、この噴射動作は正常と判定する。しかし、T1208b及びT1208cの判定時において、駆動電圧(1203)は、それぞれ、1210と1211となり、正常判定値(1205a)以上ではないため、噴射動作が異常であると判定する。
【０１０２】
また、別方法として、マイコン(102)にて演算した多段噴射指令値が３段噴射となっているにも関わらず、なんらかの原因により、燃料噴射弁(108)が動作しない可能性もあることから、パルス信号がONとなった時点(T1206a)から、所定時間経過したT1208aにて、駆動電圧(1203)が0V近傍から変化がない場合を異常とすることも本発明では有効である。
【０１０３】
これを図上に示すと、異常判定時(T1208a、T1208b、T1208c)の駆動電圧(1203)が、1212、1213、1214となっている場合、異常と判定する。
【０１０４】
尚、本図の駆動電圧(1203)は、該述の通り、作動圧で表記しており、異常判定値(1205b)を逆方向側にも設けて、異常判定時の駆動電圧(1203)が順方向と逆方向の間である場合を異常と判定しても良い。当然のことであるが、駆動電圧(1203)は、図1で示した通り、燃料噴射弁駆動手段は、燃料噴射弁(108)に対して、上流側(106)と下流(107)に備わっているため、図3で示した駆動電圧(302)の様に、どちらかの接点とGNDにすることでも駆動電圧の入力は可能であるため、異常判定値又は正常判定値は、本説明の限りではない。
【０１０５】
次に、図11で説明した燃圧センサ(1103)を用いた、実行噴射回数判定手段(102e)による正常判定又は、異常判定方法の１例を説明する。
【０１０６】
パルス信号(1301)は、T1305a、T1305b、T1305cでONとなり、T1306a、T1306b、T1306cでOFFとなり、この指令に従い、燃料噴射弁(108)へ駆動電流(1302)が印加される。
【０１０７】
ここで、本発明の実行噴射回数判定手段(102e)は、少なくとも、初回の噴射開始時(T1305a)前の燃圧(1303)を記憶しておき、次回噴射の開始時(T1305b)の燃圧(1303)との差(1303d)が所定差となる否かにより、燃料噴射弁の動作が異常か否か、又は正常か否かを判定する。
【０１０８】
この判定値は、燃圧(1303)とパルス信号(1301)に基づき、設定しておいても良いし、パルス信号(1301)のON時間(1301a、1301b、1301c)に基づき、所定の演算を行い、予測される傾き(1303b)を演算し、この演算値に対して一定の範囲内を正常と判定しても良い。
【０１０９】
別の判定方法として、燃圧(1303)は、弁体挙動(1304)に基づき変化する特性を持つ。これは、該述した弁体の開閉弁応答に起因し、弁体のリフト量が一定量以上から燃料が噴射されるため、パルス信号(1301)のONタイミング(T1305a、T1305b、T1305c)から、燃圧は一定期間遅れて、低下し始める(T1307a)。また、この特性は燃圧(1303)に基づき、遅れ量(1303a)が増えるため、燃圧に基づき、遅れ量(1303a)と上記の説明で求めた燃圧降下の傾き(1303b)を求め、例えば、パルス信号(1301)がOFFとなる時点(T1306a、T1306b、T1306c)で、予測される燃圧と実際の燃圧(1303c)が一定値以上の乖離がある場合を異常と判定しても良い。
【０１１０】
図内で、言えば、１段目噴射は、上記で説明した判定方法のいずれかを使用しても、正常と判定されるが、２段目、３段目の噴射動作は、異常と判定する。
【０１１１】
次に、図11で説明した開閉弁検知機能を用いた異常判定方法又は正常判定方法について、図14を用いて、説明する。
【０１１２】
図14のパルス信号(1401)及び駆動電流(1402)の挙動については、該述のため省略する。弁体挙動は、図8で説明した様な状態であり、燃料噴射弁Aの弁体挙動を1404とし、燃料噴射弁Bの弁体挙動を1403とする。
【０１１３】
開閉弁検知機能(1104)は、燃料噴射弁(108)に備わる弁体について、（1）開弁開始タイミング(T1408、T1409)を検知する方法、（2）開弁完了タイミング(図9内T912)を検知する方法、（3）閉弁完了タイミング(T1415、T1416)を検知する方法などがあるが、どれを用いても本発明の効果を得ることができる。本図では、上記（1）、（3）を用いた場合を開閉弁情報(燃料噴射弁Aは1405、燃料噴射弁B1は406)として説明する。
【０１１４】
燃料噴射弁Bの弁体挙動(1403)は、図8で説明した通り、パルス信号(1401)の指令に対し、正常に動作している。これを開閉弁検知情報でみた場合、１段目の噴射動作は、開弁開始タイミングをT1409で検知することができ、閉弁完了タイミングもT1411にて検知することができる。
同様に2段目の噴射動作についても、開弁開始タイミングをT1413で検知し、閉弁完了タイミングをT1415にて検知することができる。
【０１１５】
これを本発明の実行噴射回数判定手段(102e)は、開弁検知と閉弁検知を１対として双方が所定の範囲（例えばパルス信号(1401)のON、OFFから所定期間内）で検知できれば、燃料噴射弁(108)の動作は正常と判定する。
【０１１６】
これに対し、燃料噴射弁Aの弁体挙動(1403)は、閉弁応答が遅いことから閉弁動作を完了することなく、再び開弁動作に移行しているため、１段目の開弁開始タイミングをT1408で、２段目の閉弁完了タイミングをT1416にて検知することができるが、本来あるべき、１段目の閉弁完了タイミングと２段目の開弁開始タイミングは検知することができない。これを本発明の実行噴射回数判定手段(102e)は、パルス信号(1401)のONタイミング(T1407、T1412)とOFFタイミング(T1410、T1414)と開閉弁情報(1405)と比較することで、どのタイミングに異常があるも含め、噴射異常の判定とする。
【０１１７】
また、別の方法として、上記（3）だけでも上記の判定方法は可能であり、パルス信号(1401)のOFFタイミング(T1410、T1416)から所定期間に閉弁検知ができない場合を異常と判定することも可能である。
【０１１８】
次に、図10の判定結果処理(S1004)について、図15を用いて説明する。尚、図15の制御フローチャートは、説明の都合上、１気筒の１燃焼サイクルにおける処理を示したものである。
【０１１９】
まず、S1501にて、当該気筒の多段噴射回数を取得するが、これは、図10のS1001の処理を含めた多段噴射制御演算手段(S102a)により入力される情報(119)である。
【０１２０】
次に、S1004の多段噴射時の燃料噴射弁(108)が正常動作しているか、もしくは異常動作であるかを判定する処理で、該述の方法によって、判定されるものである。
【０１２１】
S1004にて、異常と判定された場合、なにもせず、正常と判定された場合は、S1502へ進み、正常動作を行った回数のカウントを行う。その後、S1503へ進み、S1501にて取得した多段噴射指令回数に基づき、現在が何回目の噴射を実行しているかを判定し、噴射動作を継続と判定した場合は、次噴射の燃料噴射弁(108)動作について監視するため、S1004へ戻る。
【０１２２】
当該気筒の多段噴射が終了と判定した場合、S1504へ進み、S1501で取得した指令値とS1502でカウントした値とを比較し、一致した場合、S1505へ進み、今回の当該気筒では、多段噴射制御が正常に実行されたと判定し、一致しない場合は、S1506へ進み、今回の当該気筒では、多段噴射制御に異常があると判定する。
【０１２３】
また、S1501で当該気筒の要求噴射量を総噴射量として、S1004で、多段噴射制御時における１回毎の燃料噴射量を演算し、S1502で燃料噴射量を積算させる。その後、S1504にて、総噴射量と積算噴射量を比較して、積算燃料噴射量が所定範囲に収まっていればS1505へ進み、所定範囲を超えていた場合、S1506へ進むと共に、総噴射量と積算噴射量の差を保管すれば、フェイルセーフ処理として、燃料噴射量の増量や減量などの処理が行える。
【０１２４】
これらの方法により、本発明の制御装置では、多段噴射制御の監視を行うことができ、正常な動作を保証できると共に、異常が生じた場合、直ちにフェイルセーフ処理へ移行することができる。
【０１２５】
なお、これまで多段噴射回数の判定方法に関する実施例を中心に説明してきたが、従来の一括噴射や多段噴射における個々の噴射の噴射開始時期や終了時期、噴射量の正常性を、燃料噴射弁の実際の挙動を考慮して判定してもよい。また、多段噴射において、燃料噴射指令値通りの回数燃料噴射が実施されているかの判定ではなく、多段噴射の噴射間隔が適切に確保されているかの判定を行っても良い。これにより、適切な補正処理を行うことで意図せぬ噴霧到達距離（ペネトレーション）の延長による排気悪化を抑制できる。
【０１２６】
また、本発明の制御装置では、駆動回路側の異常と燃料噴射弁側の異常とを切り分けて判定することが出来、さらに切り分けて判定した異常内容に合わせてフェイルセーフ処理も切り替えることが出来る。
【０１２７】
例えば、これまで説明した判定方法に加え、周知の駆動回路側の異常を駆動回路に内蔵されるスイッチ素子のOFF固着異常・ON固着異常検出や、特開2013-36344号公報に記載の駆動回路の異常検出を併せて実施し、駆動回路側と燃料噴射弁側いずれが異常であるのかを判定してよい。その判定結果にあわせ、さらにフェイルセーフ処理、マイコンからの制御指令の補正処理、車両の運転者への通知、または制御装置のメモリへログを記憶する、などの処理を切り替えて実行してよい。
【０１２８】
尚、本明細書に記述した判定方法や比較方法は、あくまでも本発明の実施例であり、明細書の記載方法に限定されるものではない。
【符号の説明】
【０１２９】
１０１・・・燃料噴射弁制御装置
１０２・・・マイコン
１０５・・・駆動IC
１０８・・・燃料噴射弁
【図１】
2019163765.tif 000003
【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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【手続補正書】
【提出日】令和1年5月30日(2019.5.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御指令によって内燃機関に燃料を多段噴射させるための燃料噴射弁を制御する燃料噴射弁の制御装置において、
当該制御装置は多段噴射制御演算手段と実行噴射回数判定手段とを有し、
前記実行噴射回数判定手段は、前記燃料噴射弁を駆動するパルス信号がＯＮとなってから所定時間経過後に前記燃料噴射弁の駆動電圧が所定値以上である場合に噴射したと判定し、
前記実行噴射回数判定手段が判定した噴射回数と、前記多段噴射制御演算手段によって演算された噴射回数が一致しなかった場合、前記燃料噴射弁の多段噴射制御に異常があると判定する燃料噴射弁の制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の燃料噴射弁の制御装置において、
前記制御装置は、前記燃料噴射弁の制御に関するプログラムを実行する演算処理装置を備え、
前記演算処理装置は、前記多段噴射制御演算手段及び前記実行噴射回数判定手段を有することを特徴とする燃料噴射弁の制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の燃料噴射弁の制御装置において、
前記制御装置は、前記燃料噴射弁への前記駆動電圧を出力するためのスイッチ素子を含む駆動回路を備えることを特徴とする燃料噴射弁の制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載の燃料噴射弁の制御装置において、
前記制御装置は、バッテリ電圧を昇圧して前記バッテリ電圧よりも高い高電圧を生成する高電圧生成回路を備え、
前記実行噴射回数判定手段は、前記高電圧が供給されたときの、前記燃料噴射弁の前記駆動電圧が前記所定値以上である場合に噴射したと判定する燃料噴射弁の制御装置。
【請求項５】
請求項１に記載の燃料噴射弁の制御装置において、前記燃料噴射弁の多段噴射制御に異常があると判定した場合、分割多段噴射の禁止、車両の運転者への通知、ログの記憶、１燃焼サイクル中の燃料噴射量の補正、または燃料噴射時期の補正、の少なくとも１つを行うことを特徴とした燃料噴射弁の制御装置。
【請求項６】
請求項２記載の燃料噴射弁の制御装置において、
前記演算処理装置は、前記燃料噴射弁への駆動電圧を出力するためのスイッチ素子を含む駆動回路を診断し、前記駆動回路の異常状態と、前記燃料噴射弁の多段噴射制御に異常がある異常状態と、を区別して判定し、判定結果に応じてフェールセーフ処理、前記制御指令の補正処理、車両の運転者への通知、またはログの記憶のうち少なくとも一つを含む処理を切り替えることを特徴とする燃料噴射弁の制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
また、本発明における多段噴射の定義として、１燃焼サイクル中に少なくとも２回以上の燃料噴射を行うと定義しているが、この１燃焼サイクルとは気筒毎に位置（角度）は異なるものの、４サイクル式内燃機関の燃焼行程（吸気、圧縮、膨張、排気）間の７２０degとしている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１８】
次に、図10の判定結果処理（S1005）について、図15を用いて説明する。尚、図15の制御フローチャートは、説明の都合上、1気筒の1燃焼サイクルにおける処理を示したものである。