(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンコントロールユニットからの燃料噴射開始指令が入力されたときから、燃料噴射弁が備えるソレノイドに比較的大きな所定値に至るまで開弁電流を与えて燃料噴射弁を開弁させる一方、
開弁電流が所定値に至った後は、開弁状態を保持することができる比較的小さな保持電流をソレノイドに与え、エンジンコントロールユニットからの燃料噴射停止指令が入力されるまで、その保持電流値を維持するようにした燃料噴射弁の駆動制御システムであって、
成層燃焼形態と均質燃焼形態との間で燃焼形態を切り換えるエンジンに設けられるものにおいて、
前記ソレノイドに対して開弁電流として実際に与えられている電流値を検出し、これに基づいて駆動制御システムの開弁電流を前記ソレノイドに与える高電圧系に異常が生じたか否かを診断し、
前記高電圧系に異常が生じたときに、
前記燃料噴射弁に開弁電流を与えることを停止し、保持電流を与えて燃料噴射弁を開弁させるようにすると共に、
前記保持電流による開弁動作に伴う開弁遅れ分を考慮して、燃料噴射開始指令から燃料噴射停止指令までの期間を補正するようにし、
更に、強制的に燃料噴射タイミングを均質燃焼用タイミングとするようにしたことを特徴とする燃料噴射弁の駆動制御システム。
【請求項２】
エンジンコントロールユニットからの燃料噴射開始指令が入力されたときから、燃料噴射弁が備えるソレノイドに比較的大きな所定値に至るまで開弁電流を与えて燃料噴射弁を開弁させる一方、
開弁電流が所定値に至った後は、開弁状態を保持することができる比較的小さな保持電流をソレノイドに与え、エンジンコントロールユニットからの燃料噴射停止指令が入力されるまで、その保持電流値を維持するようにした燃料噴射弁の駆動制御システムであって、
成層燃焼形態と均質燃焼形態との間で燃焼形態を切り換えるエンジンに設けられるものにおいて、
前記ソレノイドに対して開弁電流として実際に与えられている電流値を検出する電流値検出手段と、
前記電流値検出手段により検出される電流値に基づいて、駆動制御システムの開弁電流を前記ソレノイドに与える高電圧系に異常が生じたか否かを診断する診断手段と、
前記診断手段により前記高電圧系に異常が生じたと診断されたときに、前記燃料噴射弁に開弁電流を与えることを停止し、保持電流を与えて燃料噴射弁を開弁させるようにするバックアップ制御手段と、
前記バックアップ制御手段によるバックアップ制御中に、保持電流による開弁動作に伴う開弁遅れ分を考慮して、燃料噴射開始指令から燃料噴射停止指令までの期間を補正する噴射指令補正手段と、
前記高電圧系に異常が生じたと診断されたときに、強制的に燃料噴射タイミングを均質燃焼用タイミングとする噴射タイミング切換手段と、
を含んで構成したことを特徴とする燃料噴射弁の駆動制御システム。
【請求項３】
前記診断手段は、前記燃料噴射開始指令が入力されたときから前記開弁電流が前記所定値に至るまでの正常時における電流値特性と、前記電流値検出手段により検出された電流値の実際の電流値特性と、に基づいて、前記高電圧系の異常の有無を診断することを特徴とする請求項２に記載の燃料噴射弁の駆動制御システム。
【請求項４】
前記燃料噴射開始指令から燃料噴射停止指令までの期間の補正が、所謂無効噴射パルス幅を変更することで行われることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１つに記載の燃料噴射弁の駆動制御システム。
【請求項５】
前記高電圧系に異常が生じたときに、
燃料噴射量がバックアップ走行可能な燃料噴射量以下にならないように、前記燃料噴射開始指令から燃料噴射停止指令までの期間が所定以上に制限されることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１つに記載の燃料噴射弁の駆動制御システム。
【請求項６】
前記高電圧系に異常が生じたときに、
エンジン回転速度が所定以下に制限されるように、燃料カット制御を行うことを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１つに記載の燃料噴射弁の駆動制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁（ソレノイド）式燃料噴射弁の駆動制御システムに関し、特に、この駆動制御システムの高電圧系の異常時において、比較的小さな駆動電流によりバックアップ走行（整備工場等への自走）を可能にするための制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の内燃機関に用いられる電磁式燃料噴射弁の駆動制御システムとして、特開平６−１０１５５２号公報に開示されるようなものがある。
すなわち、開弁初期において、バッテリ電源と昇圧回路とを用いて、燃料噴射弁が備える駆動ソレノイドに比較的大きな駆動電流（開弁電流）を与えて応答性よく開弁させるようにすると共に、その後駆動電流の電流値が所定以上となったら、バッテリ電源を介して開弁状態を維持することができる比較的小さな駆動電流（保持電流）を与え、所定開弁時間その電流値を維持させ、所望の燃料噴射量が達成されるようにしたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の燃料噴射弁の駆動制御システムには、自己診断装置が備わっておらず、駆動制御システムが正常に作動しているか否かを診断することができない、という問題がある。そのため、作動不良等に対するユーザ等の認識が遅れ、作動不良等に伴い発生する種々の事態（例えば、運転性、燃費、排気性能の悪化等の不具合）に対する処置が遅れてしまう惧れがある。特に、ソレノイドに開弁電流を与える高電圧系に異常が生じたときには、開弁高電圧の発生不能により燃料噴射量が不足し、運転性の悪化を招くと共に、リーン運転時では、リーン失火等を招く惧れがある。
【０００４】
また、自己診断装置を備えた場合で、駆動制御システムが正常に作動していないと診断された場合には、例えば、悪影響等が発生しない範囲内で、バックアップ走行を可能にすることが望まれるところである。
本発明は、かかる実情に鑑みなされたもので、簡単かつ低コストな構成で、燃料噴射弁の駆動制御システムの、高電圧系の異常を診断し、かつ異常時には、悪影響等を伴わずにバックアップ走行を可能にすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に記載の発明では、
エンジンコントロールユニットからの燃料噴射開始指令が入力されたときから、燃料噴射弁が備えるソレノイドに比較的大きな所定値に至るまで開弁電流を与えて燃料噴射弁を開弁させる一方、
開弁電流が所定値に至った後は、開弁状態を保持することができる比較的小さな保持電流をソレノイドに与え、エンジンコントロールユニットからの燃料噴射停止指令が入力さ  れるまで、その保持電流値を維持するようにした燃料噴射弁の駆動制御システムであって、
成層燃焼形態と均質燃焼形態との間で燃焼形態を切り換えるエンジンに設けられるものにおいて、
前記ソレノイドに対して開弁電流として実際に与えられている電流値を検出し、これに基づいて駆動制御システムの開弁電流を前記ソレノイドに与える高電圧系に異常が生じたか否かを診断し、
前記高電圧系に異常が生じたときに、
前記燃料噴射弁に開弁電流を与えることを停止し、保持電流を与えて燃料噴射弁を開弁させるようにすると共に、
前記保持電流による開弁動作に伴う開弁遅れ分を考慮して、燃料噴射開始指令から燃料噴射停止指令までの期間を補正し、
更に、強制的に燃料噴射タイミングを均質燃焼用タイミングとするように構成した。
【０００６】
請求項２に記載の発明では、図１に示すように、エンジンコントロールユニットからの燃料噴射開始指令が入力されたときから、燃料噴射弁が備えるソレノイドに比較的大きな所定値に至るまで開弁電流を与えて燃料噴射弁を開弁させる一方、
開弁電流が所定値に至った後は、開弁状態を保持することができる比較的小さな保持電流をソレノイドに与え、エンジンコントロールユニットからの燃料噴射停止指令が入力されるまで、その保持電流値を維持するようにした燃料噴射弁の駆動制御システムであって、
成層燃焼形態と均質燃焼形態との間で燃焼形態を切り換えるエンジンに設けられるものにおいて、
前記ソレノイドに対して開弁電流として実際に与えられている電流値を検出する電流値検出手段と、
前記電流値検出手段により検出された電流値に基づいて、駆動制御システムの開弁電流を前記ソレノイドに与える高電圧系に異常が生じたか否かを診断する診断手段と、
前記診断手段により前記高電圧系に異常が生じたと診断されたときに、前記燃料噴射弁に開弁電流を与えることを停止し、保持電流を与えて燃料噴射弁を開弁させるようにするバックアップ制御手段と、
前記バックアップ制御手段によるバックアップ制御中に、保持電流による開弁動作に伴う開弁遅れ分を考慮して、燃料噴射開始指令から燃料噴射停止指令までの期間を補正する噴射指令補正手段と、
前記高電圧系に異常が生じたと診断されたときに、強制的に燃料噴射タイミングを均質燃焼用タイミングとする噴射タイミング切換手段と、
を含んで構成した。
【０００７】
請求項１及び請求項２に記載の発明によれば、駆動制御システムの開弁電流を前記ソレノイドに与える系（即ち、高電圧系）の異常を診断し、異常時には、前記燃料噴射弁に開弁電流を与えることを停止して、保持電流により燃料噴射弁を開弁させると共に、保持電流のみで開弁動作が行われることによる開弁遅れに起因する燃料噴射量の低下を補正して、所望の燃料噴射量を達成することができ、保持電流により悪影響等を伴わずにバックアップ走行を可能にすることができる。
また、高電圧系の異常時において、開弁電流によらず、保持電流により開弁動作を行うこととしたので、安全性を確保（ハーネスの断線、コネクタの外れ等による感電や、スパーク等の惧れを回避）しながら、バックアップ走行を行うことができる。
更に、成層燃焼時における噴射タイミング（例えば、圧縮行程中に設定される）に対して、噴射タイミングが早めに設定（例えば、吸気行程中に設定）されるので、気筒内圧が低い状態で、燃料噴射を行わせることができる。このため、同一開弁時間でも燃料を多めに噴射することができる。
即ち、保持電流のみで開弁される高電圧系の異常時において、最大限短い開弁時間で所定の燃料噴射量を確保することができる。言い換えれば、例えば、圧縮行程中のように気筒内圧が高い状態で噴射させた場合には、燃料をこの高圧な気筒内圧に抗して噴射することになるから、必要噴射量を得るのに開弁時間が長大化し過ぎて圧縮行程中では噴射しきれない惧れがあるが、かかる惧れを確実に回避することができる。また、噴射タイミングを早めに設定すれば、燃料の気化促進（燃料と吸気との混合促進）を図れるので、成層燃焼用タイミングで噴射する場合に比べて、失火の惧れ等を確実に回避することができる。
【０００８】
請求項３に記載の発明では、前記診断手段を、
前記燃料噴射開始指令が入力されたときから前記開弁電流が前記所定値に至るまでの正常時における電流値特性と、前記電流値検出手段により検出された電流値の実際の電流値特性と、に基づいて、前記高電圧系の異常の有無を診断するものとして構成した。
【０００９】
かかる構成によれば、正常時に得られるであろう電流値特性と、実際に得られた電流値特性と、を比較する構成により、簡単かつ高精度に、前記高電圧系の異常の有無を診断することができる。
請求項４に記載の発明では、前記燃料噴射開始指令から燃料噴射停止指令までの期間の補正が、所謂無効噴射パルス幅を変更することで行われるように構成した。
【００１０】
かかる構成とすれば、簡単なロジックで、前記燃料噴射開始指令から燃料噴射停止指令までの期間の補正を行わせることができるので、演算処理時間の削減や製品コスト等の低減を図ることができる。
請求項５に記載の発明では、前記高電圧系に異常が生じたときに、燃料噴射量がバックアップ走行可能な燃料噴射量以下にならないように、前記燃料噴射開始指令から燃料噴射停止指令までの期間が所定以上に制限されるように構成した。
【００１１】
かかる構成によれば、高電圧系の異常時において、保持電流のみで開弁させる場合の最小燃料噴射量（使用している燃料噴射弁で能力として保障される最小燃料噴射量）が確保され、かつバックアップ走行に必要な機関出力が確保される燃料噴射量を設定することができる。これにより、高電圧系の異常時において、燃料噴射量が不安定となるのを抑制しながら、バックアップ走行を可能にすることができる。
【００１２】
請求項６に記載の発明では、前記高電圧系に異常が生じたときに、エンジン回転速度が所定以下に制限されるように、燃料カット制御を行うように構成した。
かかる構成とすれば、高電圧系の異常時において、エンジン回転速度が所定以上に上昇されてしまい、以ってエンジンその他の部品に悪影響が生じるような事態を確実に回避することが可能となる。例えば、保持電流のみで開弁される異常時における開弁時間の長大化に起因する燃焼の悪化延いては未燃分排出量の増大、触媒の過加熱等を確実に防止することができる。
【００１５】
【発明の効果】
請求項１及び請求項２に記載の発明によれば、駆動制御システムの開弁電流を前記ソレノイドに与える高電圧系の異常を診断し、異常時には、前記燃料噴射弁に開弁電流を与えることを停止して、安全性を確保（ハーネスの断線、コネクタの外れ等による感電や、スパーク等の惧れを回避）しながら、保持電流のみで開弁動作が行われることによる開弁遅れに起因する燃料噴射量の低下を補正して、所望の燃料噴射量を達成し、バックアップ走行を可能にすることができる。
また、成層燃焼時における噴射タイミング（例えば、圧縮行程中に設定される）に対して、噴射タイミングが早めに設定（例えば、吸気行程中に設定）されるので、気筒内圧が低い状態で、燃料噴射を行わせることができ、同一開弁時間でも燃料を多めに噴射することができる。
即ち、保持電流のみで開弁される高電圧系の異常時において、最大限短い開弁時間で所定の燃料噴射量を確保することができる。言い換えれば、例えば、圧縮行程中のように気筒内圧が高い状態で噴射させた場合には、燃料をこの高圧な気筒内圧に抗して噴射することになるから、必要噴射量を得るのに開弁時間が長大化し過ぎて圧縮行程中では噴射しきれない惧れがあるが、かかる惧れを確実に回避することができる。また、噴射タイミングを早めに設定すれば、燃料の気化促進（燃料と吸気との混合促進）を図れるので、成層燃焼用タイミングで噴射する場合に比べて、失火の問題等を確実に回避することができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、正常時に得られるであろう電流値特性と、実際に得られた電流値特性と、を比較する構成により、簡単かつ高精度に、前記高電圧系の異常の有無を診断することができる。
請求項４に記載の発明によれば、簡単なロジックで、前記燃料噴射開始指令から燃料噴射停止指令までの期間の補正を行わせることができるので、演算処理時間の削減や製品コスト等の低減を図ることができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、高電圧系の異常時において、保持電流のみで開弁させた場合の最小燃料噴射量（使用している燃料噴射弁で能力として保障される最小燃料噴射量）が確保され、かつバックアップ走行に必要な機関出力が確保される燃料噴射量を設定することができる。これにより、高電圧系の異常時において、燃料噴射量が不安定となるのを抑制しながら、バックアップ走行を可能にすることができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明によれば、高電圧系の異常時において、エンジン回転速度が所定以上に上昇されてしまい、以ってエンジンその他の部品に悪影響が生じるような事態を確実に回避することが可能となる。例えば、保持電流のみで開弁される異常時における開弁時間の長大化に起因する燃焼の悪化延いては未燃分排出量の増大、触媒の過加熱等を確実に防止することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施の形態を、添付の図面に基づいて説明する。
本発明の一実施形態にかかるソレノイド式燃料噴射弁（インジェクタ）の駆動制御装置（インジェクタドライブ［駆動］ユニット）１は、図２に示すように、制御回路３を含んで構成され、この制御回路３は、エンジンコントロールユニット２において運転状態（吸入空気流量、機関回転速度、水温、目標空燃比等）に基づいて設定される噴射信号（噴射パルス信号）を受け、この噴射信号に基づいて第１トランジスタ（Ｔｒ１）及び第２トランジスタ（Ｔｒ２）等を制御して、インジェクタソレノイド４への駆動電流を制御する。
【００２２】
制御回路３は、第１トランジスタ（Ｔｒ１）のベース端子Ｂ１、第２トランジスタ（Ｔｒ２）のベース端子（スイッチング素子）Ｂ２に接続されており、これらのベース端子Ｂ１、ベース端子（スイッチング素子）Ｂ２に制御信号を与えて、第１トランジスタ（Ｔｒ１）、第２トランジスタ（Ｔｒ２）をＯＮ・ＯＦＦ制御し、バッテリ電圧５及び昇圧回路６からインジェクタソレノイド４に供給される駆動電流を制御するようになっている。
【００２３】
具体的には、例えば、図３のタイミングチャートに示すように、開弁初期（噴射信号ＯＮ直後）には、第１トランジスタ（Ｔｒ１）と第２トランジスタ（Ｔｒ２）とを共にＯＮして、インジェクタソレノイド４に大きな駆動電流（インジェクタ電流；開弁電流）を与え、開弁動作の応答性を高める。その後、駆動電流（インジェクタ電流；開弁電流）が所定値以上となったら、第１トランジスタ（Ｔｒ１）のみをＯＦＦし、第２トランジスタ（Ｔｒ２）のみで開弁電流（昇圧回路６からの電流）をインジェクタソレノイド４に与え、開弁動作の応答性・安定性等を維持する。
【００２４】
更に、時間が経過して、駆動電流（インジェクタ電流）が判定値１を越えたときには、第２トランジスタ（Ｔｒ２）をＯＦＦする。その後は、駆動電流が判定値２と判定値３との間（開弁状態を保持するための保持電流）に維持されるように、第１トランジスタ（Ｔｒ１）をＯＮ・ＯＦＦ制御して、エンジンコントロールユニット２において運転状態等に基づいて設定された噴射信号がＯＦＦとなる時期に合わせてインジェクタソレノイド４への通電を停止し、燃料噴射弁を閉弁させるようになっている｛即ち、所定の開弁時間（燃料噴射量）を達成するようになっている｝。
【００２５】
なお、このような燃料噴射弁（インジェクタソレノイド）４の駆動制御を行うために、本実施形態にかかるインジェクタドライブユニット（インジェクタ駆動制御装置）１には、電流検出回路７が備えられている。この電流検出回路７は、インジェクタ駆動電流が判定値１となったことを検出するための電流検出手段１、インジェクタ駆動電流が判定値２となったことを検出するための電流検出手段２、及びインジェクタ駆動電流が判定値３となったことを検出するための電流検出手段３を含んで構成される。
【００２６】
ところで、前記制御回路３によるインジェクタソレノイド４の駆動制御に異常があると、例えば、図４に示すようなインジェクタ挙動となる。
つまり、第２トランジスタ（Ｔｒ２）又は昇圧回路６等に故障等の何らかの異常があると、図４中破線で示すように、開弁高電圧を発生させることができず、以って高応答でインジェクタ４の弁体を開弁させることができないため、開弁時期（インジェクタの弁リフト開始）が時間的に遅れることになる。かかる遅れは、そのままでは燃料噴射量を低下させることになり、要求燃料噴射量を達成することができず、運転性等の低下を招くものであるが、特に、リーン（希薄空燃比）運転時においては過剰なリーン状態を招くため、リーン失火等を招く惧れがある。なお、成層燃焼を行わせる機関にあっては、可燃混合気を良好に点火栓へ輸送することができなくなるので、その影響が更に大きくなる惧れがある。正常時と、異常時（高電圧非発生時＝保持電流のみで開弁させる場合）と、の燃料噴射量を比較した実験結果を、図５に示しておく。
【００２７】
このため、本実施形態にかかるインジェクタドライブユニット１には、インジェクタドライブユニット１による上記の制御（図３のタイミングチャートに示す制御）が正常に行われているか否かを診断するための故障診断回路８が設けられている。なお、かかる故障診断回路８が、本発明にかかる診断手段として機能することとなる。
【００２８】
ところで、成層燃焼とは、例えば、燃焼室（気筒内）に直接臨ませた燃料噴射弁を介して、通常時には、均質混合気（燃焼室全体に均等に燃料が分散している状態）で燃焼を行わせる一方、所定運転状態（低回転速度・低負荷状態等）のもとでは、燃焼室内に点火栓により着火可能な可燃混合気からなる層（１）と、ＥＧＲガスを含む空気層或いは点火栓による着火は困難であるが前記（１）層での燃焼火炎を受けて燃焼可能な混合気からなる層（２）と、の層からなる成層混合気を形成し、極希薄な空燃比（リーン限界近傍の空燃比）での燃焼を実現し、ポンピングロスの低減効果等による燃費等の向上を図るようにした燃焼形態を言う（特開昭６２−１９１６２２号公報、特開平２−１６９８３４号公報等参照）。
【００２９】
以下、本実施形態にかかる故障診断回路８が行うインジェクタドライブユニット１の故障診断制御について説明する。本実施形態にかかる故障診断回路８では、図６のタイミングチャートに示すように、噴射信号がＯＮとなると同時に、開弁電流診断ウィンドをＨｉにするようになっている。
【００３０】
そして、正常であれば（図６において破線で示す状態を参照）、噴射信号がＯＮとなってから駆動電流が判定値１に到達するに十分な期間、開弁電流診断ウィンドがＨｉに維持されるようになっている。従って、もし、この開弁電流診断ウィンドのＨｉ期間内において、駆動電流が判定値１に到達しなかった場合（図６において実線で示す状態を参照）には、何らかの異常が生じ、インジェクタドライブユニット１の高電圧系が正常に機能していないと診断することができることになる。
【００３１】
そして、本実施形態にかかる故障診断回路８では、例えば、開弁電流診断ウィンド内において異常が生じたと判断された場合には、診断信号をＨｉに維持させる一方、開弁電流診断ウィンド内において正常であると診断された場合には、噴射信号がＯＦＦとなったときに、診断信号を一時的にＬｏとする（１ショットだけＬｏ信号を出力させる）ようになっている。
【００３２】
この診断信号は、図４に示したように、エンジンコントロールユニット２に入力されており、エンジンコントロールユニット２では、診断信号がＨｉのままである場合には、インジェクタドライブユニット１の高電圧系に何らかの異常が生じたとして、全気筒に対して高電圧停止信号を発生させ、第２トランジスタ（Ｔｒ２）へのＯＮ信号の出力及び昇圧回路６への通電等を停止させる（図７のタイミングチャート参照）と共に、警告灯等を点灯又は点滅等させ、運転者等に異常があることを認知させ、処置等を促すようになっている。なお、高電圧停止信号を発生させ、第２トランジスタ（Ｔｒ２）へのＯＮ信号の出力や、昇圧回路６への通電等を停止させることで、安全性を確保（ハーネスの断線、コネクタの外れ等による感電や、スパーク等の惧れを回避）することができる。
【００３３】
なお、上記の診断は、ノイズ等による誤診断を防止するために、同一気筒に対して連続Ｎ回診断信号（正常信号；Ｌｏ信号）が欠落したとき（同一気筒で連続Ｎ回診断信号がＯＮのままとなったとき）に、異常が生じたものと診断するように行うこともできる。
このように、本実施形態によれば、開弁電流診断ウィンドを設け、このウィンド内において、正常時に得られるであろう電流値特性と、実際に検出される電流値特性と、を比較する構成により、簡単かつ高精度に、インジェクタドライブユニット１の高電圧系における故障等の異常の有無を診断することができる。
【００３４】
更に、本実施形態にかかるエンジンコントロールユニット２では、インジェクタドライブユニット１の高電圧系に異常が生じたと診断されたときには、以下のようにして、バックアップ走行（整備工場等への自走）を可能にするようにしている。従って、エンジンコントロールユニット２が、本発明にかかるバックアップ制御手段及び噴射指令補正手段として機能することになる。
【００３５】
かかるバックアップ走行を可能にするための制御について、図８のブロック図を参照して説明する。
まず、ブロックＡでは、吸入空気量Ｑと、エンジン回転速度Ｎと、に基づいて、基本燃料噴射パルス幅（基本燃料噴射量）Ｔｐを演算する。
Ｔｐ＝Ｑ／Ｎ×Ｋ      Ｋ；定数
ブロックＢでは、Ｔｐに各種補正を施して、正常時における最終的な燃料噴射パルス幅（燃料噴射量）Ｔｉを演算する。
【００３６】
Ｔｉ＝２×Ｔｐ＋Ｔｓ      Ｔｓ；無効噴射パルス補正値
なお、インジェクタドライブユニット１の高電圧系に異常が生じたと診断されたときには、Ｔｓ＝Ｔｓ２（正常時無効噴射パルス補正値＋正常時に対する異常時の開弁遅れ補正値；即ち、正常時に対して保持電流のみで開弁させた場合の開弁遅れ分を含んだ補正値）とする。
【００３７】
ブロックＣでは、燃料噴射パルス幅の制限を行う。燃料噴射弁４の最小燃料噴射量以上の燃料噴射量とすることで、安定した燃料噴射を実現させるためである。即ち、燃料噴射パルス幅Ｔｉ≧ＴＩＭＩＮに制限する。なお、ＴＩＭＩＮは、正常時には、正常時の最小燃料噴射量が達成される噴射パルス幅以上を確保することができる値に設定されると共に、インジェクタドライブユニット１の高電圧系に異常が生じたと診断されたときには、保持電流のみで開弁させた場合の最小燃料噴射量が確保され、かつバックアップ走行に必要な機関出力が確保される噴射パルス幅以上の値に設定されるようになっている。
【００３８】
ブロックＤでは、燃料噴射タイミングを演算する。なお、インジェクタドライブユニット１の高電圧系に異常が生じたと診断されたときには、均質燃焼用の噴射タイミングとする。これにより、成層燃焼時における噴射タイミング（圧縮行程中に設定される）に対して、噴射タイミングが早めに設定（吸気行程中に設定）されるので、気筒内圧が低い状態で燃料噴射を行わせることができ、同一開弁時間でも燃料を多めに噴射することができる。
【００３９】
即ち、保持電流のみで開弁される高電圧系の異常時において、最大限短い開弁時間で所定の燃料噴射量を確保することができる。言い換えれば、例えば、圧縮行程中のように気筒内圧が高い状態で噴射させる場合には、燃料をこの高圧な気筒内圧に抗して噴射することになるから、必要噴射量を得るのに開弁時間が長大化し過ぎて圧縮行程中では噴射しきれない惧れがあるが、かかる惧れを回避することができる。また、噴射タイミングを早めに設定すれば、燃料の気化促進（燃料と吸気との混合促進）を図れるので、成層燃焼用タイミングで噴射する場合に比べて、失火の惧れ等を確実に回避することができる。
【００４０】
次のブロックＥでは、フューエルカット（燃料カット）処理を行う。
即ち、インジェクタドライブユニット１の高電圧系に異常が生じたと診断されたときには、エンジン回転速度Ｎ≧ＮＥＨＭＡＸで燃料カットを行わせるようになっている。
これにより、高電圧系の異常時において、エンジン回転速度が所定以上に上昇されてしまい、以ってエンジンその他の部品に悪影響が生じるような事態を確実に回避することが可能となる（例えば、保持電流のみで開弁される異常時における開弁時間の長大化に起因する燃焼の悪化延いては未燃分排出量の増大、触媒の過加熱等を確実に防止することができる）。
【００４１】
ここで、上述した制御に関して、図９〜図１３のフローチャートに従って説明する。
図９のフローチャートは、イニシャライズのためのルーチンを示し、イグニッション・スイッチ（ＩＧＮ．ＳＷ）９がｏｆｆからｏｎとなったときに実行される。
Ｓ１では、Ｔｓ＝Ｔｓ１（正常時）にセットすると共に、ＴＩＭＩＮ＝ＴＩＭＩＮ１（正常時）にセットする。
Ｓ２では、『診断許可フラグ』、『インジェクタドライブユニット故障判定フラグ』、『チェックエンジンランプ点灯フラグ』を０にセットして、リターンする。
【００４２】
図１０のフローチャートは、故障診断回路８によるインジェクタドライブユニット１の故障診断を許可するか否かを判定するための診断許可フラグの設定ルーチンを示し、一定時間（例えば、１０ｍｓｅｃ）毎、図１１のフローチャートに示す診断割り込みｊｏｂを行っていないときに実行される（Ｂａｃｋ Ｇｒｏｕｎｄ Ｊｏｂ；ＢＧＪ）。
【００４３】
Ｓ１１では、イグニッション・スイッチ（ＩＧＮ．ＳＷ）９がｏｆｆかｏｎかを判定する。ｏｎであれば、エンジン運転中であり、故障診断回路８を用いたインジェクタドライブユニット１の故障診断を行えるとして、Ｓ１２へ進む。ｏｆｆであれば、エンジン停止中か、運転から停止に切り換わった直後であるから、故障診断回路８を用いたインジェクタドライブユニット１の故障診断は行えないとして、Ｓ１５へ進む。
【００４４】
Ｓ１２では、現在の冷却水温と、所定値（ＴＷＤＧＤＵ）と、を比較する。現在の冷却水温≧ＴＷＤＧＤＵであればＳ１３へ進み、現在の冷却水温＜ＴＷＤＧＤＵであればＳ１５へ進む。このように、所定水温以上のときに限って診断を行わせるのは、故障診断回路８による故障診断精度を向上させるためである。
Ｓ１３では、バッテリ電圧と、所定値（ＶＢＤＧＤＵ）と、を比較する。バッテリ電圧≧ＶＢＤＧＤＵであればＳ１４へ進み、バッテリ電圧＜ＶＢＤＧＤＵであればＳ１５へ進む。このように、バッテリ電圧が所定以上のときに限って診断を行わせるのは、故障診断回路８による故障診断精度を向上させるためである。
【００４５】
Ｓ１４では、診断許可フラグを１（故障診断回路８による診断許可）にセットして、本フローを終了する。
Ｓ１５では、診断許可フラグを０（故障診断回路８による診断不許可）にセットして、本フローを終了する。
図１１のフローチャートは、自己診断のための診断割込み設定割込みジョブであり、噴射信号立下がり時に実行される。
【００４６】
即ち、Ｓ２１では、診断許可フラグが１であるかを判定する。診断許可フラグが０であれば、診断許可が出ていないので、誤診断等を防止すべくリターンする。１であれば、Ｓ２２へ進む。
Ｓ２２では、診断信号がＨｉかＬｏかを判定する。Ｌｏであれば、インジェクタドライブユニット１は正常に作動していると診断し、リターンする。
【００４７】
一方、Ｈｉであれば、インジェクタドライブユニット１の高電圧系に異常が生じた（故障等している）と診断し、Ｓ２３へ進む。
Ｓ２３では、インジェクタドライブユニット故障判定フラグを１にセットして、リターンする。
図１２のフローチャートは、インジェクタドライブユニット１の異常時にチェックランプを点灯させるためのルーチン（診断ルーチン）であり、例えば、１０ｍｓｅｃ毎に実行される。
【００４８】
Ｓ３１では、インジェクタドライブユニット故障判定フラグが１か０かを判定する。０であれば、インジェクタドライブユニット１は正常であるので、本フローを終了する。一方、１であれば、インジェクタドライブユニット１の高電圧系に異常が生じているので、Ｓ３２へ進む。
Ｓ３２では、チェックエンジンランプ点灯フラグを１として（前記高電圧系の異常に対応してチェックエンジンランプを点灯させて）、本フローを終了する。なお、かかるチェックエンジンランプ点灯フラグは、誤診断等も考えられることから、ＩＧＮ．ＳＷ９のｏｆｆ中バックアップはせず、始動後に再び行われた診断結果を反映させることが好ましい。
【００４９】
Ｓ３３では、インジェクタドライブユニット１の高電圧系に異常が生じているので、『Ｔｓ＝Ｔｓ１（正常時無効噴射パルス補正値）』を、『Ｔｓ＝Ｔｓ２（正常時無効噴射パルス補正値＋正常時に対する異常時の開弁遅れ補正値）』とする。
また、燃料噴射パルス幅の下限ＴＩＭＩＮは、保持電流のみで開弁させた場合の最小燃料噴射量が確保され、かつバックアップ走行に必要な機関出力が確保される噴射パルス幅以上の値ＴＩＭＩＮ２とする。
【００５０】
図１３のフローチャートは、インジェクタドライブユニット１の異常時にバックアップ走行を可能にするためのバックアップ制御等のためのルーチンであり、例えば、１０ｍｓｅｃ毎に実行される。
Ｓ４１では、基本燃料噴射パルス幅Ｔｐ（＝Ｑ／Ｎ×Ｋ）を演算する。
Ｓ４２では、インジェクタドライブユニット故障判定フラグが１か０かを判定する。０であれば、インジェクタドライブユニット１は正常であるので、Ｓ４３へ進む。一方、１であれば、インジェクタドライブユニット１の高電圧系に異常が生じているので、Ｓ４６へ進む。
【００５１】
Ｓ４６では、エンジン回転速度Ｎ≧ＮＥＨＭＡＸであるか否かを判断する。ＹＥＳであれば、過剰回転を防止するべくＳ４７へ進む。
Ｓ４７では、燃料カットを行わせるべくＴｉ＝０として、本フローを終了する。
【００５２】
一方、Ｓ４６でＮＯ（エンジン回転速度Ｎ＜ＮＥＨＭＡＸ）と判断された場合には、Ｓ４３へ進む。
当該Ｓ４３では、燃料噴射パルス幅Ｔｉ（＝２×Ｔｐ＋Ｔｓ）を演算する。
なお、正常時には『Ｔｓ＝Ｔｓ１（正常時無効噴射パルス補正値）』にセットされ、異常時には『Ｔｓ＝Ｔｓ２（正常時無効噴射パルス補正値＋正常時に対する異常時の開弁遅れ補正値）』にセットされる（フローチャート中の図を参照）。これにより、高電圧系の異常時において、保持電流のみで開弁動作が行われることによる開弁遅れに起因する燃料噴射量の低下を回復させて、所望の（最低限バックアップ走行可能な）燃料噴射量が達成されることとなる。ところで、異常時にＴｓを変更することで燃料噴射量を補正する構成とすれば、簡単なロジックで所望の（最低限バックアップ走行可能な）燃料噴射量を達成し、演算処理時間の削減や、製品コスト等の低減を図ることができる。
【００５３】
Ｓ４４では、燃料噴射パルス幅Ｔｉ≧ＴＩＭＩＮか否かを判断する。ＹＥＳ（Ｔｉ≧ＴＩＭＩＮ）であれば、本フローを終了する。ＮＯ（Ｔｉ＜ＴＩＭＩＮ）であれば、Ｓ４５へ進む。
Ｓ４５では、Ｔｉ＝ＴＩＭＩＮとして、本フローを終了する。これにより、燃料噴射弁４の能力である最小燃料噴射パルス幅が確保されることとなる。なお、ＴＩＭＩＮは、インジェクタドライブユニット１の高電圧系に異常があると診断されたときには、保持電流のみで開弁させた場合の最小燃料噴射量が確保され、かつバックアップ走行に必要な機関出力が確保される噴射パルス幅以上の値ＴＩＭＩＮ２に設定される（図１２のＳ３３）。これにより、高電圧系の異常時において、バックアップ走行可能な最小の燃料噴射量を確保することができる。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態によれば、開弁電流診断ウィンドを設け、このウィンド内において、正常時に得られるであろう電流値特性と、実際に得られた電流値特性と、を比較する構成により、簡単かつ高精度に、インジェクタドライブユニット１の高電圧系の異常の有無を診断することができる。
更に、本実施形態によれば、インジェクタドライブユニット１の高電圧系に異常が生じたと診断されたときには、安全性を確保（ハーネスの断線、コネクタの外れ等による感電や、スパーク等の惧れを回避）しながら、バックアップ走行（整備工場等への自走）を可能にすることができる。
更に、本実施形態によれば、高電圧系に異常が生じたと診断されたときに、強制的に均質燃焼用の噴射タイミングとすることで（図８のブロックＤ）、気筒内圧が低い状態で燃料噴射を行わせ、最大限短い開弁時間で所定の燃料噴射量を確保することができる。
【００５５】
ところで、以上では、各気筒に燃料噴射弁（インジェクタソレノイド）４を備えた６気筒の内燃機関を例に説明したが、これに限られるものではなく、少なくとも１の燃料噴射弁（インジェクタソレノイド）４を備えた燃焼機関｛燃料噴射方式（筒内直接噴射、吸気ポート内噴射など）、燃焼形態（成層燃焼、均質燃焼、拡散燃焼など）、燃料種（ガソリン、軽油、アルコール、天然ガスなど）にも限定されない｝であれば、本発明を適用することができる。
【００５６】
また、以上では、開弁電流診断ウィンド内で開弁電流が所定値となったか否かを判断して故障診断を行う場合を例に説明したが、これに限られるものではなく、例えば、開弁電流の変化特性（時間的な変化、傾き等）に基づいて故障診断を行うこともできる。
更に、本実施形態にかかるバックアップ走行を可能にする制御は、本実施形態にかかる故障診断制御以外の故障診断制御によりインジェクタドライブユニット１の高電圧系に異常が生じたと診断された場合のバックアップ制御として利用し得るものである。なお、本実施形態では、安全確保のために、異常時に全気筒に対して高電圧停止信号を送る構成としたが、異常気筒に対してのみ高電圧停止信号を送るように構成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のブロック構成図
【図２】本発明の一実施形態にかかるシステム構成図
【図３】同上実施形態における燃料噴射弁の駆動制御を説明するタイミングチャート
【図４】高電圧系の異常時におけるインジェクタ挙動を説明するタイミングチャート
【図５】正常時及び異常時の燃料噴射量を比較した図
【図６】同上実施形態における故障診断回路８による故障診断制御を説明するタイミングチャート
【図７】同上実施形態における診断信号、高電圧停止信号を説明するタイミングチャート
【図８】同上実施形態における、高電圧系の異常時におけるバックアップ制御を説明するブロック図
【図９】同上実施形態におけるフローチャート（イニシャライズ）
【図１０】同上実施形態におけるフローチャート（自己診断許可制御）
【図１１】同上実施形態におけるフローチャート（自己診断）
【図１２】同上実施形態におけるフローチャート（制限処理）
【図１３】同上実施形態におけるフローチャート（燃料噴射量演算）
【符号の説明】
１  インジェクタドライブユニット
２  エンジンコントロールユニット
３  制御回路
４  インジェクタソレノイド（燃料噴射弁）
５  バッテリ電圧
６  昇圧回路
７  電流検出回路（電流値検出手段）
８  故障診断回路（診断手段）
Ｔｒ１、Ｔｒ２  トランジスタ
【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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【図１２】
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【図１３】
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