JP2007113547A - 燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃焼の一行程内に複数回インジェクタを開弁し、内燃機関に燃料を噴射する燃料噴射制御装置において、開弁のためのピーク電流を供給するコンデンサの異常を正確に検出するとともに、異常が検出された場合でも、車両が運行されるようにする。
【解決手段】マイコン１３０は、コンデンサＣ１０の充電電圧を検出回路６１ａを介して検出するとともに、その充電電圧が一定値分だけ上昇する充電時間を計測する。その充電時間が予め定めた正常範囲内にない場合には、コンデンサＣ１０について、複数回の燃料噴射の実施を可能とするために必要な電荷が蓄積できない異常が生じていると判定する。さらに、コンデンサＣ１０の異常が検出されると、マイコン１３０は、内燃機関を作動させるためのメインの燃料噴射以外の燃料噴射の実施を制限する。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料を噴射するためのインジェクタを駆動する装置に関し、特に、コンデンサに充電した高電圧のエネルギーをインジェクタの電磁コイルに放電してインジェクタを開弁させる燃料噴射制御装置に関する。

従来より、例えば車両に搭載された内燃機関の各気筒にそれぞれ燃料を噴射供給するインジェクタとしては、電磁コイルへの通電により開弁するインジェクタが使用されている。

そして、このようなインジェクタを駆動して燃料噴射を制御する燃料噴射制御装置としては、電源電圧よりも高い昇圧電圧をコンデンサに発生させる昇圧回路を備え、電磁コイルに通電すべき通電期間の開始時に、コンデンサから電磁コイルへ昇圧電圧による大きなピーク電流が流れるようにしてインジェクタの噴射ノズルを速やかに開弁させ、その後は、通電期間が終了するまで、電磁コイルに一定電流を流して、インジェクタを開弁状態に保持するようなものが知られている。

そして特に、近年では、燃費の向上、排気ガスの低減、及び騒音の低減等を目的として、各気筒について、燃料の吸入、圧縮、爆発、排気という一回の燃焼行程にて複数回の燃料噴射を行うこと（いわゆる多段噴射を行うこと）が主流になっている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−１４０４６号公報

ところで、前述したように一回の燃焼行程にて複数回の燃料噴射を行う場合、より大容量のコンデンサが必要とされる。これは、各噴射間の時間間隔が短いことからコンデンサを充電する期間を確保できない場合があり、コンデンサはより多くの電荷を蓄えておく必要があるためである。

そして例えば、コンデンサについて、劣化等によりその静電容量が減少し、複数回の燃料噴射を行うために必要とされる十分な電荷を蓄えることができなくなるという問題が生じることが考えられる。この場合、複数回の燃料噴射のうち、内燃機関の作動自体には関係ない燃料噴射（例えば、排気ガスの低減や騒音の低減を目的とする噴射）が実施される一方、内燃機関を作動させるためのメインの燃料噴射が実施されなくなるという事態が生じるおそれがある。このことは内燃機関を継続的に作動する上で好ましくない。

本発明は、こうした問題に鑑みなされたもので、多段噴射を行う燃料噴射制御装置において、インジェクタを開弁させるピーク電流を供給するためのコンデンサの異常の有無を正確に検出するとともに、コンデンサに異常が生じた場合でも、内燃機関の作動を有効に継続させるようにする燃料噴射制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の燃料噴射制御装置では、コンデンサを有し、該コンデンサを充電することにより電源電圧よりも高い所定電圧値の高電圧を生成する高電圧生成手段と、コンデンサから放電されることにより開弁して、内燃機関へ燃料を噴射するインジェクタと、が設けられている。そして、放電手段が、コンデンサからインジェクタへ放電させるようになっている。

また、この装置では、インジェクタに対応する内燃機関の気筒について、燃料の吸入から排気までの燃焼の一行程内に複数回の燃料噴射を実施する。
そして特に、請求項１の燃料噴射制御装置では、異常検出手段が、高電圧生成手段によりコンデンサへの充電が開始された際、そのコンデンサの充電電圧が一定電圧値分だけ上昇する充電時間を計測し、その充電時間が、所定時間範囲内にない場合には、そのコンデンサについて、複数回の燃料噴射の実施を可能にするために必要な電荷を蓄積できない異常が生じていると判定する。

ここで例えば、そのような異常が生じている場合としては、（１）劣化等により静電容量が減少している場合や、（２）リークが増大しているような場合がある。そして、上記（１）の場合には、より短い時間で充電が完了することとなり、上記（２）の場合には、充電エネルギーの一部が漏れ電流として消失し、充電に要する時間が長くなることから、上記各場合における充電時間は、所定時間範囲内に収まらなくなることが考えられる。このため、充電時間が所定時間範囲内にない場合には、前述したような異常が生じていると判定するのである。

そして更に、この装置では、異常検出手段によりコンデンサの異常が検出された場合に、噴射制限手段が、内燃機関への複数回の燃料噴射のうち、特定の燃料噴射の実施を制限する。これはつまり、コンデンサに前述したような異常が生じた場合、例えば１回或いは２回程度の燃料噴射を実施することはできるが、それ以上の複数回の燃料噴射全てを実施することは難しいと考えられるため、特定の燃料噴射については、その実施を制限するのである。

このため、本発明の燃料噴射制御装置によれば、インジェクタを開弁するためのピーク電流供給用のコンデンサが、複数回の燃料噴射の実施を可能にするために必要な電荷を蓄積できない状態となった場合でも、特定の燃料噴射の実施を制限することで、そのコンデンサの充電エネルギーを特に必要な燃料噴射のために利用することができるようになる。

例えば、請求項５に記載のように、この装置が内燃機関を作動させるための主噴射、及びその作動の性能を向上させるための副噴射を行うようになっており、異常検出手段によりコンデンサの異常が検出された場合には、噴射制限手段は、特定の燃料噴射として副噴射の実施を制限することが考えられる。

よって、このような場合には、コンデンサについて、複数回の燃料噴射の実施を可能にするために必要な電荷を蓄積できない異常が生じた場合であっても、そのコンデンサの充電エネルギーを主噴射のために利用するため、内燃機関を確実に作動させることができるようになる。

また、請求項２に記載の燃料噴射制御装置は、請求項１と同様の、高電圧生成手段と、インジェクタと、放電手段と、を備え、インジェクタに対応する内燃機関の気筒について、燃料の吸入から排気までの燃焼の一行程内に複数回の燃料噴射が実施される燃料噴射制御装置である。

そして、本装置では、異常検出手段が、コンデンサの放電前の電圧と放電後の電圧との差を、そのコンデンサの放電電圧値として測定し、その放電電圧値が、所定電圧範囲内にない場合には、そのコンデンサについて、複数回の燃料噴射の実施を可能にするために必要な電荷を蓄積できない異常が生じていると判定する。

これは、例えば劣化等が原因でコンデンサの静電容量が減少している場合には、静電容量、言い換えると蓄積された電荷量に対する放電電荷量の割合は増加することとなる。このため、電圧の低下幅は大きくなると考えられる。また、リークが生じている場合にも、そのリークによりコンデンサのエネルギーが消失し、電圧の低下幅は大きくなる。

また、例えば、コンデンサに充放電しにくくなるような異常が生じた場合には、放電時の電圧の低下幅は小さくなる。
以上より、コンデンサの放電電圧値が所定電圧範囲内にない場合には、そのコンデンサについて、前述したような異常が生じていると判定するものである。

そして、請求項２の装置においても、異常検出手段によりコンデンサの異常が検出された場合には、噴射制限手段が、内燃機関への複数回の燃料噴射のうち、特定の燃料噴射の実施を制限する。

このため、請求項２の燃料噴射制御装置によれば、請求項１の燃料噴射制御装置と同様の効果を得ることができる。
また、請求項１又は請求項２に記載の燃料噴射制御装置においては、請求項３に記載のように、コンデンサの周囲温度を検出する温度検出手段を備え、異常検出手段は、温度検出手段により検出されるコンデンサの周囲温度が、該コンデンサが正常に動作できないような異常温度領域にある場合には、コンデンサの異常の有無を判定しないようになっていることが好ましい。

これは、コンデンサの特性を考慮すると、コンデンサの周囲温度が例えば極端に低い場合に、そのコンデンサの静電容量が減少する場合も考えられるためであり、このような場合にまで異常と判定されることは好ましくない。この請求項３の燃料噴射制御装置によれば、そのような問題を解決することができる。

ところで、例えば、コンデンサを含む特定の回路部分が、エンジンルーム内において、特に内燃機関の冷却水温とコンデンサの周囲温度とがほぼ同一温度になると考えられるようなエンジンブロックの近傍に設けられる場合には、請求項４のように構成することが好ましい。即ち、請求項４の燃料噴射制御装置の如く、コンデンサの周囲温度として冷却水温を検出するようにすれば、コンデンサの周囲温度を検出するための構成を特に新たに設けなくてもよく、構成を簡単にできるとともに、コストの増加を抑制することができる。

次に、請求項６に記載の燃料噴射制御装置では、請求項５に記載の燃料噴射制御装置において、副噴射を複数回行うようになっており、噴射制限手段は、異常検出手段によりコンデンサの異常が検出された場合に、複数回の副噴射のうちの少なくとも１つの実施を制限するようになっている。

この燃料噴射制御装置においても、インジェクタを開弁するための電流供給用のコンデンサが、複数回の燃料噴射の実施を可能にするために必要な電荷を蓄積できない状態となった場合、そのコンデンサの充電エネルギーを主噴射のために利用することができ、内燃機関を確実に作動させることができるようになる。

一方、この種の燃料噴射制御装置としては、内燃機関がディーゼルエンジンの場合、燃焼により生成される粒子状物質を捕集するフィルタに堆積したその粒子状物質の量を検出するとともに、その検出した粒子状物質量が規定量よりも多い場合には、副噴射として、その粒子状物質を燃焼させるための噴射を実施するものが知られている。そして、そのような粒子状物質燃焼用の副噴射を制限すると、環境面において好ましくない。

そこで、請求項７に記載の燃料噴射制御装置では、請求項６に記載の燃料噴射制御装置において、前述したフィルタに堆積した粒子状物質量を検出するＰＭ量検出手段を備え、そのＰＭ量検出手段により検出される粒子状物質量が規定量より大きいと判定すると、複数回の副噴射のうちの少なくとも１つとして、粒子状物質を燃焼させるための副噴射を実施するようになっている。そして、噴射制限手段は、その粒子状物質を燃焼させるための副噴射の実施を制限しないようになっている。

このような請求項７の燃料噴射制御装置によれば、排出される粒子状物質の抑制機能を確保することができる。

以下に、本発明が適用された実施形態の燃料噴射制御装置について、図面に基づき説明する。本実施形態の燃料噴射制御装置は、車両に搭載された多気筒（この例では４気筒）ディーゼルエンジンの各気筒＃１〜＃４（図１参照）に燃料を噴射供給する４個の電磁コイル式ユニットインジェクタ（以下、単に電磁弁と言う）１０１，１０２，１０３，１０４（図１参照）と、その各電磁弁１０１〜１０４のコイル１０１ａ，１０２ａ，１０３ａ，１０４ａ（図１参照）への通電時間及び通電タイミングを制御することにより、ディーゼルエンジンの各気筒＃１〜＃４への燃料噴射量及び燃料噴射時期を制御する電子制御装置（以下、ＥＣＵと言う）１００と、から構成されている。

また、本実施形態においては、各気筒についていわゆる燃料の多段噴射を行うようになっている。具体的には、一回の燃焼行程において、気筒内の活性化を目的とするプレ噴射、騒音，振動及びＮＯｘの低減を目的とするパイロット噴射、ピストンの駆動を目的とするメイン噴射、燃焼により生じたすす（粒子状物質）の再燃焼を目的とするアフター噴射及びポスト噴射、を行うようになっている。

尚、本装置が用いられるディーゼルエンジンの排気経路には、図示はしないが、燃料ガスに含まれる粒子状物質を捕集するフィルタと、粒子状物質を焼却させるための熱源を発生させる酸化触媒と、フィルタの前後（上流側と下流側）の圧力差を計測する差圧センサと、が設けられており、酸化触媒の温度が上げられることでフィルタに堆積した粒子状物質が強制燃焼されるようになっているが、ポスト噴射とは、その強制燃焼を促進させるために行われるものである。また、差圧センサにより計測されるフィルタの前後の圧力差に基づき、フィルタに堆積した粒子状物質量を推定して検出できるようになっている。

また、本装置では、同時に２つの電磁弁を駆動させて各々燃料噴射を行わせる多重噴射を実施するようになっている。また更に、本実施形態において、スイッチング素子として使用しているトランジスタは、ＭＯＳＦＥＴである。
［実施形態１］
まず、図１は、第１実施形態の燃料噴射制御装置を示す構成図である。この図１において、エンジンの各気筒に対して燃料噴射を行う電磁弁１０１，１０２，１０３，１０４はそれぞれ、コイル１０１ａ，１０２ａ，１０３ａ，１０４ａを有した常閉式の電磁弁であり、その各コイル１０１ａ〜１０４ａに通電されると、図示しない弁体がリターンスプリングの付勢力に抗して開弁位置に移動し、燃料噴射が行われる。

また、コイル１０１ａ〜１０４ａの通電が遮断されると、弁体が元の閉弁位置に戻り、燃料噴射が停止される。
そして、本実施形態では、全４気筒の電磁弁１０１〜１０４を２気筒ずつ２つのグループに分け、電磁弁１０１，１０３を同じ噴射グループとして、そのコイル１０１ａ，１０３ａの上流側の一端をＥＣＵ１００が備える端子ＣＯＭ１に接続し、電磁弁１０２，１０４を同じ噴射グループとして、そのコイル１０２ａ，１０４ａの上流側の一端をＥＣＵ１００が備える端子ＣＯＭ２に接続している。尚、各噴射グループは、同時に駆動されることがない電磁弁同士で構成されるが、そのグループ分けは、どの気筒間で多重噴射を実施させるか等のエンジンの設計仕様によって決定される。また、以下の説明において、〈〉内の符号の構成要素は、電磁弁１０２，１０４を駆動させるためのものである。

ＥＣＵ１００は、前述した端子ＣＯＭ１〈ＣＯＭ２〉の他、コイル１０１ａ，１０３ａ〈１０２ａ，１０４ａ〉の下流側の一端がそれぞれ接続される端子ＩＮＪ１，ＩＮＪ３〈ＩＮＪ２，ＩＮＪ４〉と、その端子ＩＮＪ１，ＩＮＪ３〈ＩＮＪ２，ＩＮＪ４〉に一方の出力端子が接続されたトランジスタＴ１０，Ｔ３０〈Ｔ２０，Ｔ４０〉と、トランジスタＴ１０，Ｔ３０〈Ｔ２０，Ｔ４０〉の他方の出力端子とグランドラインとの間に接続された電流検出用の抵抗Ｒ１０〈Ｒ２０〉と、電源電圧としての車載バッテリの電圧（以下、バッテリ電圧と言う）ＶＢが供給される電源ラインＬｐに一方の出力端子が接続されたトランジスタＴ１１〈Ｔ２１〉と、そのトランジスタＴ１１〈Ｔ２１〉の他方の出力端子にアノードが接続され、カソードが上記端子ＣＯＭ１〈ＣＯＭ２〉に接続された逆流防止用のダイオードＤ１１〈Ｄ２１〉と、電磁弁１０１，１０３〈１０２，１０４〉を速やかに開弁作動させるためのピーク電流をコイル１０１ａ，１０３ａ〈１０２ａ，１０４ａ〉に流すためのコンデンサＣ１０〈Ｃ２０〉と、バッテリ電圧ＶＢを昇圧して、そのバッテリ電圧ＶＢよりも高い電圧を生成し、コンデンサＣ１０〈Ｃ２０〉を充電する昇圧回路５０と、を備えている。

また、コンデンサＣ１０〈Ｃ２０〉の充電電圧を検出する検出回路６０ａ〈６０ｂ〉と、コンデンサＣ１０〈Ｃ２０〉の正極側を端子ＣＯＭ１〈ＣＯＭ２〉に接続させる放電用のトランジスタＴ１２〈Ｔ２２〉と、アノードがグランドラインに接続されるとともに、カソードが端子ＣＯＭ１〈ＣＯＭ２〉に接続され、トランジスタＴ１０，Ｔ３０〈Ｔ２０，Ｔ４０〉がオンされている状態でトランジスタＴ１１〈Ｔ２１〉がオンからオフされた時に、コイル１０１ａ，１０３ａ〈１０２ａ，１０４ａ〉に電流を還流させるダイオードＤ１２〈Ｄ２２〉と、トランジスタＴ１０，Ｔ３０〈Ｔ２０，Ｔ４０〉、Ｔ１１〈Ｔ２１〉、Ｔ１２〈Ｔ２２〉、及び昇圧回路５０を制御する駆動制御回路１２０と、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭなどからなる周知のマイクロコンピュータ（以下、単にマイコンと言う）１３０と、このＥＣＵ１００の内部温度を検出する温度センサＨ０１と、が備えられている。

尚、本実施形態においては、コンデンサＣ１０〈Ｃ２０〉としては、アルミ電解コンデンサが用いられる。アルミ電解コンデンサは、例えば従来用いられていたフィルムコンデンサと比較して、静電容量に対する体積比が小さい。そのため、多段噴射を行う場合など高容量のコンデンサが必要とされる時の使用に適している。

ここで、マイコン１３０は、エンジン回転数Ｎｅ、アクセル開度ＡＣＣ、エンジンの冷却水温ＴＨＷなど、各種センサにて検出されるエンジンの運転情報に基づいて、気筒＃１〜＃４毎に噴射指令信号Ｓ＃１〜Ｓ＃４を生成して駆動制御回路１２０に出力する。また、マイコン１３０には、温度センサＨ０１により検出されるＥＣＵ１００の内部温度が入力される。尚、噴射指令信号Ｓ＃１〜Ｓ＃４は、その信号のレベルがハイの間だけ電磁弁１０１〜１０４のコイル１０１ａ〜１０４ａに通電する（つまり、電磁弁１０１〜１０４を開弁させる）、という意味を持っている。このため、マイコン１３０は、エンジンの運転情報に基づいて、各気筒＃１〜＃４毎に、電磁弁１０１〜１０４のコイル１０１ａ〜１０４ａへの通電期間を設定し、その通電期間だけ、該当する気筒の噴射指令信号をハイにしていると言える。

また、昇圧回路５０は、インダクタＬ００と、トランジスタＴ００と、トランジスタＴ００を駆動する充電制御回路１１０とを備えている。そして、インダクタＬ００は一端が電源ラインＬｐに接続され、他端がトランジスタＴ００の一方の出力端子に接続されている。

また、トランジスタＴ００の他方の出力端子とグランドラインとの間には、電流検出用の抵抗Ｒ００が接続されている。そして、トランジスタＴ００のゲート端子には充電制御回路１１０が接続され、この充電制御回路１１０の出力に応じてトランジスタＴ００がオン／オフされる。尚、充電制御回路１１０としては、詳しくは自励式の発振回路が使用されている。

更に、インダクタＬ００とトランジスタＴ００との接続点に、逆流防止用のダイオードＤ１３〈Ｄ２３〉を介して、コンデンサＣ１０〈Ｃ２０〉の正極側の一端が接続されている。そして、コンデンサＣ１０〈Ｃ２０〉の負極側の一端は、トランジスタＴ００と抵抗Ｒ００との接続点に接続されている。

このような昇圧回路５０においては、トランジスタＴ００がオン／オフされると、インダクタＬ００とトランジスタＴ００との接続点に、バッテリ電圧ＶＢよりも高いフライバック電圧（逆起電圧）が発生し、そのフライバック電圧によりダイオードＤ１３〈Ｄ２３〉を通じてコンデンサＣ１０〈Ｃ２０〉が充電される。これにより、コンデンサＣ１０〈Ｃ２０〉がバッテリ電圧ＶＢよりも高い電圧に充電される。

そして、充電制御回路１１０は、駆動制御回路１２０からの充電許可信号がアクティブレベル（例えばハイレベル）になると、トランジスタＴ００をオン／オフさせるが、その際に、コンデンサＣ１０〈Ｃ２０〉の正極側の電圧ＶＣをモニタすると共に、コンデンサＣ１０〈Ｃ２０〉の充電電流を抵抗Ｒ００に生じる電圧によりモニタして、コンデンサＣ１０〈Ｃ２０〉が効率の良い周期で充電されるようにトランジスタＴ００をオン／オフさせ、電圧ＶＣが予め設定された目標値Ｖｍ（図４参照、またＶｍ＞ＶＢである）になるか、駆動制御回路１２０からの充電許可信号が非アクティブレベルになると、トランジスタＴ００をオフのままにして、コンデンサＣ１０〈Ｃ２０〉の充電を止める。

次に、検出回路６０ａ〈６０ｂ〉について、図２を用いて説明する。なお、ここでは、検出回路６０ａについて説明するが、検出回路６０ｂも同様である。図２に示すように、検出回路６０ａは、コンデンサＣ１０の電圧ＶＣを分圧する抵抗Ｒ０１，Ｒ０２からなる分圧回路６１と、２つのコンパレータ１６，１７とから構成されている。コンパレータ１６は、分圧回路６１から入力された電圧と基準電圧ｖａとの大小を比較し、コンパレータ１７は、分圧回路６１から入力された電圧と基準電圧ｖｂとの大小を比較する。そして、コンパレータ１６，１７はそれぞれ、分圧回路６１から入力される電圧のほうが大きいと、ロー信号をマイコン１３０に出力し、基準電圧ｖａ或いは基準電圧ｖｂのほうが大きいと、ハイ信号をマイコン１３０に出力するようになっている。なお、ｖｂ＜ｖａである。また、図２において、ＩＮａはコンパレータ１６から出力される信号を表し、ＩＮｂは、コンパレータ１７から出力される信号を表している。

また、本実施形態において、コンパレータ１６，１７の出力信号ＩＮａ，ＩＮｂは、マイコン１３０のエッジ入力ラッチポートに入力されるようになっている。このエッジ入力ラッチポートは、入力信号に立ち下がりエッジ（即ち、ハイからローへのレベル変化）が生じると、そのこと（つまり、立ち下がりエッジが生じたこと）を示す履歴であるパルス信号情報がマイコン１３０内の特定のレジスタ（以下、ラッチポートレジスタという）に記憶される、といったエッジ自動監視機能のためにマイコン１３０に備えられたポートである。そして、マイコン１３０は、ラッチポートレジスタに記憶されたパルス信号情報に基づき、コンパレータ１７からのロー信号が入力されてからコンパレータ１６からのロー信号が入力されるまでの時間を計測する時間計測処理を実施するようになっている。つまり、分圧回路により分圧された電圧がｖａと一致する時の電圧ＶＣをＶａとし、ｖｂと一致する時の電圧ＶＣをＶｂとすると、マイコン１３０は、コンデンサＣ１０の電圧ＶＣがＶｂからＶａに至るまでの充電時間（図４のｔａ及びｔｂ、或いはｔｃ）を時間計測処理にて計測することとなる。そして、この計測した充電時間は、ＲＡＭに記憶される。なお、図４については後述する。

次に、上記のように構成された燃料噴射制御装置の作用を、図３のタイムチャートを用いて説明する。尚、前述したように、駆動制御回路１２０には、マイコン１３０から各気筒＃１〜＃４の噴射指令信号Ｓ＃１〜Ｓ＃４がそれぞれ入力されるが、ここでは、第１気筒＃１及び第２気筒＃２について説明する。また、図３には、多段噴射と多重噴射との動作例を示している。多段噴射としては、前述したように、プレ噴射、パイロット噴射、メイン噴射、アフター噴射及びポスト噴射があり、これら各噴射は、エンジンの運転情報等に応じて適宜実施されるものである。

図３中、「Ｓ＃１」は第１気筒＃１の噴射指令信号を、「Ｓ＃２」は第２気筒＃２の噴射指令信号を示している。また、噴射指令信号Ｓ＃１がオンになると、Ｔ１０もオンされ、Ｓ＃１がオフになると、Ｔ１０もオフされるようになっている。Ｓ＃２とＴ２０についても同様である。そして、第１気筒＃１における多段噴射として、期間ｔ１ではパイロット噴射が、期間ｔ２ではメイン噴射がそれぞれ実施され、多重噴射として、期間ｔ３では、第１気筒＃１のメイン噴射に重複して、第２気筒＃２に対しポスト噴射が実施されるようになっている。

まず、期間ｔ１のパイロット噴射の開始前において、駆動制御回路１２０は、上記充電制御回路１１０への充電許可信号をアクティブレベルにして昇圧回路５０を作動させ、コンデンサＣ１０，Ｃ２０を、その電圧ＶＣが目標値Ｖｍ（図４参照）になるまで充電させている。

そして、図３に示すように、マイコン１３０から駆動制御回路１２０への第１気筒＃１の噴射指令信号Ｓ＃１が、コイル１０１ａへの通電オフ（噴射停止）を示すローから通電オン（噴射実施）を示すハイになると、駆動制御回路１２０は、トランジスタＴ１０をオンし、それと同時にトランジスタＴ１２もオンさせる。

すると、コンデンサＣ１０の電圧ＶＣが、コイル１０１ａへの通電経路をなす端子ＣＯＭ１に印加されて、そのコンデンサＣ１０に充電されていたエネルギーがコイル１０１ａに放出され、これにより、そのコイル１０１ａへの通電が開始される。そして、このとき、コイル１０１ａには、コンデンサＣ１０の放電により、電磁弁１０１を速やかに開弁させるための大電流（ピーク電流）が流れる。また、このようなコンデンサＣ１０の放電に際し、高電位となる端子ＣＯＭ１側から電源ラインＬｐ側への回り込みは、ダイオードＤ１１によって防止される。尚、図３において、「ＩＮＪ１電流Ｉ」とは、コイル１０１ａに流れる電流（以下、単に電流Ｉと言う）である。

そして、駆動制御回路１２０は、コイル１０１ａに流れる電流Ｉを抵抗Ｒ１０に生じる電圧により検出し、トランジスタＴ１２をオンした後において、その電流Ｉがピーク電流の目標電流値Ｉｐになると、トランジスタＴ１２をオフする。尚、電流Ｉの検出値の代わりに、コンデンサＣ１０の電圧ＶＣを検出し、その電圧ＶＣに基づいてトランジスタＴ１２のオン／オフを制御してもよい。

このようにして、コイル１０１ａへの通電期間の開始時には、トランジスタＴ１２がオンされて、コンデンサＣ１０に充電されたエネルギーがコイル１０１ａに放出され、これにより、そのコイル１０１ａに大電流（ピーク電流）が流れて、電磁弁１０１の開弁応答が早まる。

また、駆動制御回路１２０は、トランジスタＴ１２をオンさせている間は、コンデンサ
Ｃ１０からの放電電流を安定させるために、上記充電制御回路１１０への充電許可信号を非アクティブレベルにして、昇圧回路５０によるコンデンサＣ１０の充電動作（即ち、トランジスタＴ００のオン／オフ）を禁止する。

そして、駆動制御回路１２０は、トランジスタＴ１２をオフした後は、抵抗Ｒ１０に生じる電圧により検出されるコイル１０１ａの電流Ｉが、上記Ｉｐよりも小さい一定電流となるように、トランジスタＴ１１のオン／オフ制御を行う。

具体的に説明すると、駆動制御回路１２０は、噴射指令信号Ｓ＃１がハイになっている間、コイル１０１ａに一定電流を流すための定電流制御として、コイル１０１ａの電流Ｉが下側閾値ＩＬ以下になるとトランジスタＴ１１をオンさせ、コイル１０１ａの電流Ｉが上側閾値ＩＨ以上になるとトランジスタＴ１１をオフさせる、という制御を行う。尚、下側閾値ＩＬと、上側閾値ＩＨと、ピーク電流の目標電流値Ｉｐとの関係は、「ＩＬ＜ＩＨ＜Ｉｐ」である。また、こうした定電流制御を行うための回路部分は、抵抗Ｒ１０に生じる電圧を入力としたウィンドウコンパレータによって構成することができる。

このため、コイル１０１ａの電流Ｉがピーク電流の目標電流値Ｉｐから低下して下側閾値ＩＬ以下になると、以後は、トランジスタＴ１１のオン／オフが繰り返されて、コイル１０１ａの電流Ｉの平均値が、上側閾値ＩＨと下側閾値ＩＬとのほぼ中間の一定電流に制御されることとなる。

このような定電流制御により、トランジスタＴ１２のオフ後は、電源ラインＬｐから、トランジスタＴ１１及びダイオードＤ１１を介して、コイル１０１ａに一定電流を流し、その一定電流により、電磁弁１０１を開弁状態に保持するのである。尚、ダイオードＤ１２は、このような定電流制御のための還流用ダイオードであり、トランジスタＴ１１のオフ時にコイル１０１ａに流れる電流は、そのダイオードＤ１２を介して還流される。

その後、マイコン１３０からの噴射指令信号Ｓ＃１がハイからローになると、駆動制御回路１２０は、トランジスタＴ１０をオフすると共に、トランジスタＴ１１のオン／オフ制御（即ち、定電流制御）を終了して、そのトランジスタＴ１１もオフ状態に保持する。すると、コイル１０１ａへの通電が停止して電磁弁１０１が閉弁し、その電磁弁１０１による燃料噴射が終了される。

尚、噴射指令信号Ｓ＃１がローになって、トランジスタＴ１０及びトランジスタＴ１１がオフされた時、４段目に示すように、コイル１０１ａにはフライバックエネルギーが発生する。

また、駆動制御回路１２０は、トランジスタＴ１２をオフした後、上記充電制御回路１１０への充電許可信号をアクティブレベルに戻して、昇圧回路５０によるコンデンサＣ１０の充電動作（トランジスタＴ００のオン／オフ）を再開させる。これは、次回の電磁弁駆動に備えるためである。

また、図３では、第１気筒＃１におけるメイン噴射の噴射指令信号（期間ｔ２）に、第２気筒＃２におけるポスト噴射の噴射指令信号（期間ｔ３）が重複しており、電磁弁１０１，１０２が同時に駆動される。つまり、多重噴射が実施される。このとき、電磁弁１０１，１０２は別々の噴射グループに属するため、それらは互いに無関係で制御され、仮に、この図３に示すように噴射時期が重複しても互いの影響を受けることなく燃料噴射が実施される。

詳しくは、期間ｔ３で第２気筒＃２の噴射指令信号Ｓ＃２がオンに立ち上げられると、トランジスタＴ２０がオンすると共に、それと同時にトランジスタＴ２２がオンし、電磁弁１０２によるポスト噴射が開始される。つまり、トランジスタＴ２２のオンに伴いコンデンサＣ２０に充電されたエネルギーが電磁弁１０２に放出される。これにより、電磁弁１０２のコイル１０２ａに大電流（ピーク電流）が流れ、電磁弁１０２の開弁応答が早まる。コンデンサＣ２０のエネルギー放出後は、それに引き続き、電流検出用の抵抗Ｒ２０により検出した駆動電流（ＩＮＪ２電流ｉ）に応じてトランジスタＴ２１がオン／オフ制御され、ダイオードＤ２１を介して電磁弁１０２に定電流が供給される。これにより、電磁弁１０２は開弁状態で保持される。

その後、第２気筒＃２の噴射指令信号Ｓ＃２がオフされると、トランジスタＴ２０がオフして電磁弁１０２が閉弁し、同電磁弁１０２によるポスト噴射が終了される。
なお、Ｔ２２のオフ後、充電許可信号がオンになって、トランジスタＴ００がオン／オフを開始すると、昇圧回路５０によるコンデンサＣ２０の充電が開始される。

そして、本実施形態においては、マイコン１３０は前述のように、コンデンサＣ１０，Ｃ２０について、その電圧ＶＣがＶｂからＶａに至るまでの充電時間を時間計測処理にて計測するが、さらにその計測した充電時間から、コンデンサＣ１０，Ｃ２０の異常の有無を判定するようになっている。以下、この点について、図４〜図６を用いて説明する。尚、ここでは、コンデンサＣ１０の場合について説明するが、Ｃ２０についても同様である。

図４は、コンデンサＣ１０の電圧ＶＣと充電時間との関係を表すグラフである。なお、ここでは、所定の電圧値Ｖｓ（０＜＝Ｖｓ＜Ｖｂ）から充電が開始されるものとして説明する。

図４において、曲線ａは、コンデンサＣ１０が正常な時のものであり、曲線ｂは、コンデンサＣ１０に劣化が生じて静電容量が減少している時のものであり、曲線ｃは、コンデンサＣ１０の漏れ電流（リーク）が増大している時のものである。なお、何れの場合も充電の際の印加電圧は同じである。

コンデンサＣ１０が正常であれば、図４の曲線ａに示すように、そのコンデンサＣ１０の電圧ＶＣが、ＶｂからＶａに至るまでの充電時間としての時間ｔａは、予め定められた正常範囲内に収まる。つまり、ｔｍｉｎ＜ｔａ＜ｔｍａｘである。ここで、ｔｍｉｎは、その正常範囲における下限値であり、ｔｍａｘは上限値である。また、Ｖｍは、コンデンサＣ１０についての充電目標値である。

また、コンデンサＣ１０が劣化し、コンデンサＣ１０の静電容量が減少している、つまり、蓄えられる電荷が減少している場合には、そのコンデンサＣ１０の電圧ＶＣがＶｂからＶａに至るまでの充電時間は、図４の時間ｔｂのように短くなる。詳しくは、曲線ｂに示すように、電圧ＶＣの立ち上がりはより急なものとなるから、この場合の充電時間としての時間ｔｂは、ｔｍｉｎよりも小さくなると考えられる。

また、コンデンサＣ１０のリークが増大している場合には、充電エネルギーの一部が消失するため、曲線ｃに示すように、コンデンサＣ１０の電圧ＶＣがＶａまで達しないことが考えられる。また、達したとしても、非常に時間がかかることとなってしまう。つまり、コンデンサＣ１０のリークが増大している場合（曲線ｃの場合）における充電時間としての時間ｔｃについては、ｔｍａｘ＜ｔｃとなると考えられる。なお、ＩＮａ，ＩＮｂは、コンデンサＣ１０が正常な場合（曲線ａの場合）にコンパレータ１６，１７（図２参照）から出力される信号の一例を示している。

このようにして、本実施形態においては、コンデンサＣ１０の電圧ＶＣが、一定値分（ここでは、ＶｂからＶａ）だけ上昇するまでの充電時間を計測することで、コンデンサＣ１０の異常の有無を判定できるようになっている。

ところで、コンデンサＣ１０（本実施形態においては、アルミ電解コンデンサ）は、周囲温度によってその特性が大きく変化することが考えられる。具体的には、コンデンサＣ１０が動作する周囲温度が、規定温度よりも低い低温領域にある場合に、そのコンデンサＣ１０の静電容量は大きく減少する場合がある。そのため、コンデンサＣ１０が正常なものであっても、電圧ＶＣと充電時間との関係は、図４の曲線ｂで表される関係と同様になるため、コンデンサＣ１０の異常の有無は判断できない、或いは判断すべきでないと言える。そこで、本実施形態においては、コンデンサＣ１０の異常の有無を判定する際、図５に示すような判定テーブルを用いている。

図５は、コンデンサＣ１０の電圧ＶＣがＶｂからＶａに至るまでの充電時間（以下、昇圧時間ｔｃｈｇと言う）と、ＥＣＵ１００の内部温度（以下、単にＥＣＵ内部温度と言う）Ｔｅｃｕと、を基準とした判定テーブルである。図５に示すように、昇圧時間ｔｃｈｇが正常範囲内（ｔｍｉｎ＜ｔｃｈｇ＜ｔｍａｘ）にあれば（Ｅ１）、コンデンサＣ１０は、ＥＣＵ内部温度Ｔｅｃｕ、つまり、コンデンサＣ１０の周囲温度に関係なく、正常であるということが言える。また、昇圧時間ｔｃｈｇがｔｍａｘ以上であれば（Ｅ２）、コンデンサＣ１０はＥＣＵ内部温度Ｔｅｃｕに関係なく異常であると言える。そして、昇圧時間ｔｃｈｇがｔｍｉｎ以下である場合であって、ＥＣＵ内部温度Ｔｅｃｕが規定温度Ｔｃｏｎｔ以上であれば（Ｅ３）、コンデンサＣ１０は異常であると判断できるが、ＥＣＵ内部温度Ｔｅｃｕが規定温度Ｔｃｏｎｔより小さければ（Ｅ４）、コンデンサＣ１０の異常の有無は判断できない（判断すべきでない）。これは、異常（この場合は、静電容量の減少）の原因が、コンデンサＣ１０の劣化であるか、或いは周囲温度が低いことによるコンデンサＣ１０の一時的な特性の変化であるかが分からないためである。

次に、マイコン１３０にて実施される処理であって、コンデンサＣ１０の異常の有無を昇圧時間ｔｃｈｇに基づき検出する時間異常検出処理について、図６のフローチャートを用いて説明する。この時間異常検出処理は、マイコン１３０に備えられたＣＰＵ又は専用の論理回路によって実施される。

この時間異常検出処理において、マイコン１３０は、まず、コンデンサＣ１０の昇圧時間ｔｃｈｇを計測する（Ｓ１１０）。具体的には、前述した時間計測処理にて計側した充電時間を、昇圧時間ｔｃｈｇとしてＲＡＭから読み込む。そして、その昇圧時間ｔｃｈｇが正常範囲内（ｔｍｉｎ＜ｔｃｈｇ＜ｔｍａｘ）にあるか否かを判定し（Ｓ１２０）、正常範囲内にないと判定すると（Ｓ１２０：ＮＯ）、次に、昇圧時間ｔｃｈｇがｔｍｉｎ以下であるか否かを判定する（Ｓ１３０）。そして、昇圧時間ｔｃｈｇがｔｍｉｎ以下でないと判定すると（Ｓ１３０：ＮＯ）、昇圧時間ｔｃｈｇはｔｍａｘ以上であると判断するとともにコンデンサＣ１０は異常であると判断して（図５のＥ２）、コンデンサＣ１０が異常であることを表す異常情報を、ＲＡＭにおける所定の格納領域に格納する（Ｓ１６０）。

一方、昇圧時間ｔｃｈｇがｔｍｉｎ以下であると判定すると（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、次に、ＥＣＵ内部温度Ｔｅｃｕを検出する。このＥＣＵ内部温度Ｔｅｃｕは、ＥＣＵ１００に設けられた温度センサＨ０１（図１参照）により検出され、マイコン１３０に出力される。なお、ＥＣＵ内部温度Ｔｅｃｕは、前述したように、コンデンサＣ１０の周囲温度として検出されるものである。

そして、ＥＣＵ内部温度Ｔｅｃｕが、コンデンサＣ１０が正常動作可能な温度領域の下限温度であるＴｃｏｎｔよりも小さいか否かを判定し（Ｓ１５０）、小さいと判定すると（Ｓ１５０：ＹＥＳ、図５のＥ４）、コンデンサＣ１０の正常或いは異常を判断しないこととし、そのまま規定の処理へ移行する。つまり、この場合のＳ１４０及びＳ１５０では、コンデンサＣ１０の昇圧時間ｔｃｈｇが正常範囲内にないのは、コンデンサＣ１０の劣化等の異常が原因ではなく、コンデンサＣ１０の周囲温度が低いためにコンデンサＣ１０の特性が変化したことが原因であると判断し、この場合には、コンデンサＣ１０について、正常であるか異常であるかは判断しないこととしている。

一方、Ｓ１５０の処理にてＥＣＵ内部温度Ｔｅｃｕが下限温度Ｔｃｏｎｔ以上であると判定すると（Ｓ１５０：ＮＯ、図５のＥ３）、コンデンサＣ１０の周囲温度はコンデンサＣ１０が正常動作可能な温度領域のものであると判断するとともに、コンデンサＣ１０は異常であると判断して、その旨を表す異常情報をＲＡＭの所定の格納領域に格納する（Ｓ１６０）。

また、Ｓ１２０にて昇圧時間ｔｃｈｇが正常範囲内（ｔｍｉｎ＜ｔｃｈｇ＜ｔｍａｘ）にあると判定すると（Ｓ１２０：ＹＥＳ、図５のＥ１）、コンデンサＣ１０は正常であると判断し、ＲＡＭの所定の格納領域をクリアする（Ｓ１７０）。

さらに、本実施形態においては、コンデンサＣ１０の異常が検出されると、各気筒における燃料噴射の実施を制限するようになっている。以下、この点について、図７のフローチャートを用いて説明する。

図７は、マイコン１３０にて実施される噴射制限処理の流れを表すフローチャートである。
この噴射制限処理においては、まずエンジン回転数Ｎｅ、アクセル開度ＡＣＣ、エンジンの冷却水温ＴＨＷなど、各種センサにて検出されるエンジンの運転情報に基づいて、燃料の噴射量及び噴射段数を設定する処理を行う（Ｓ２１０）。噴射段数について、具体的には、メイン噴射に加え、プレ噴射、パイロット噴射、アフター噴射、ポスト噴射の実施を適宜設定する。

そして、次に、図６のＳ１６０の処理にてＲＡＭに記憶された異常情報に基づき、コンデンサＣ１０に異常があるか否かを判定する（Ｓ２２０）。つまり、ＲＡＭに異常である旨の情報が記憶されていれば、コンデンサＣ１０は異常であると判定し、逆に、異常である旨の情報が記憶されていなければ、コンデンサＣ１０は異常でないと判定する。

そして、コンデンサＣ１０は異常でないと判定すると（Ｓ２２０：ＮＯ）、噴射量及び噴射段数は、Ｓ２１０において設定した設定値とする（Ｓ２３０）。
一方、コンデンサＣ１０は異常であると判定すると（Ｓ２２０：ＹＥＳ）、噴射段数に関して、燃料噴射をメイン噴射に限定する処理を行う（Ｓ２４０）。

また、燃料噴射をメイン噴射に限定した後、燃焼ガスに含まれる粒子状物質を捕集する前述のフィルタに堆積したその粒子状物質の量（以下、ＰＭ堆積量と言う）を検出するとともに、その検出したＰＭ堆積量が規定量より大きいか否かを判定する（Ｓ２５０）。ＰＭ堆積量の検出について、具体的には、前述したように、差圧センサにより検出されるフィルタの前後の圧力差から、ＰＭ堆積量を検出する。そして、ＰＭ堆積量が規定量より大きいと判定すると（Ｓ２５０：ＹＥＳ）、その粒子状物質を強制燃焼させるためのポスト噴射を実施するよう設定する（Ｓ２６０）。

そして、次に、車両の運転手に対して、コンデンサＣ１０に異常が生じた旨（実際には、燃料噴射動作、或いはエンジンに異常が生じた旨）の警告を表示する（Ｓ２７０）。これにより、運転手は徐行運転をしたり運転を中止したりするなどの対応をとることができるので、交通の混乱を未然に防止することができる。

なお、ＰＭ堆積量が規定量以下であると判定された場合には（Ｓ２５０：ＮＯ）、そのまま前述した警告を表示する処理（Ｓ２７０）へ進む。
なお、本実施形態においては、昇圧回路５０が高電圧生成手段に相当し、電磁弁１０１〜１０４がインジェクタに相当し、トランジスタＴ１０〜Ｔ４０，トランジスタＴ１２，Ｔ２２及び駆動制御回路１２０が放電手段に相当し、検出回路６０ａ，６０ｂ及びマイコン１３０における時間異常検出処理が請求項１における異常検出手段に相当し、噴射制限処理におけるＳ２２０〜Ｓ２６０の処理が噴射制限手段に相当し、温度センサＨ０１が請求項３の温度検出手段に相当し、Ｓ２５０の処理がＰＭ量検出手段に相当している。

以上説明したように、本実施形態の燃料噴射制御装置によれば、エンジンに燃料を供給する電磁弁１０１〜１０４に対し開弁のためのピーク電流を供給するコンデンサＣ１０，Ｃ２０について、劣化やリークの増大といったような、複数回の燃料噴射の実施を可能とするのに必要とされる十分な電荷を蓄積できなくなる異常を検出することができる。しかも、コンデンサＣ１０，Ｃ２０の性能が低下する特定の低温領域においては、そのコンデンサＣ１０，Ｃ２０の異常の有無は判定しないため、より正確に前述したような異常を検出できるようになっている。

そして、コンデンサＣ１０，Ｃ２０の異常が検出された場合には、多段噴射（ここでは、プレ噴射、パイロット噴射、メイン噴射、アフター噴射、及びポスト噴射）のうち、基本的には、エンジンを作動させるためメイン噴射以外の燃料噴射を制限するようになっている。これは、上記各噴射のうち、少なくともエンジンを作動させるメイン噴射は、車両の運行に必要なためである。よって、コンデンサＣ１０，Ｃ２０に前述したような異常が生じた場合でも、エンジンの作動、つまり車両の運行を継続させることができる。

そして更に、燃焼後に生成され、フィルタに堆積する粒子状物質の量（ＰＭ堆積量）を検出し、そのＰＭ堆積量が規定量より大きい場合には、その粒子状物質を強制燃焼させるためのポスト噴射について、その実施を制限しないようになっている。これは、フィルタにおけるＰＭ堆積量が大きくなると、エンジンの作動に支障をきたすだけでなく、環境にも悪影響を及ぼすことになるためである。よって、ポスト噴射の実施を制限しないことにより、エンジンの作動が継続されることをより確実にし、環境にも配慮したものとなる。
［第２実施形態］
次に、第２実施形態の燃料噴射制御装置について説明する。この第２実施形態の燃料噴射制御装置は、第１実施形態の燃料噴射制御装置と比較して、図１における検出回路６０ａ，６０ｂの構成が異なっている。なお、検出回路６０ａ，６０ｂ以外のハードの構成は同じであり、以下、同じ記号を用いるものとする。また、本第２実施形態においては、コンデンサＣ１０，Ｃ２０のピーク電流供給時における放電電圧値から、そのコンデンサＣ１０，Ｃ２０の異常の有無を判定するようになっている。以下、異なる部分についてのみ説明する。

まず、検出回路６０ａ，６０ｂについて、図８を用いて説明する。図８に示すように、本第２実施形態の検出回路６０ａ，６０ｂは、第１実施形態の検出回路６０ａ，６０ｂと比較して、分圧回路６１のみから構成されている。そして、分圧回路６１により分圧されたコンデンサＣ１０，Ｃ２０の電圧ＶＣは、マイコン１３０が備えるＡＤポートに出力される。

次に、本第２実施形態におけるコンデンサＣ１０，Ｃ２０の異常の有無を検出する処理について、図９を用いて説明する。なお、ここでの異常とは、第１実施形態と同様、複数回の燃料噴射の実施を可能とするのに必要とされる十分は電荷を蓄積できなくなる異常のことである。また、ここでは、コンデンサＣ１０についてのみ説明するが、Ｃ２０についても同様である。

図９において、前述したように、マイコン１３０から駆動制御回路１２０への第１気筒＃１の噴射指令信号Ｓ＃１が、コイル１０１ａへの通電オフ（噴射停止）を示すローから通電オン（噴射実施）を示すハイになると、駆動制御回路１２０は、トランジスタＴ１０をオンし、それと同時にトランジスタＴ１２もオンさせる。

すると、コイル１０１ａには、コンデンサＣ１０の放電により、電磁弁１０１を速やかに開弁させるための大電流（ピーク電流）が流れる。そして、ピーク電流がその目標電流値Ｉｐになるまで、コンデンサＣ１０が放電される。また、このＩｐは予め定められた一定の値である。そのため、ピーク電流Ｉｐをコイル１０１ａに流すためにコンデンサＣ１０から放電される電荷量は、ほぼ一定である。

そして、本第２実施形態においては、マイコン１３０は、コンデンサＣ１０について、放電前（Ｔ１２がオンされる直前）の電圧と、放電後（Ｔ１２がオフされた直後）の電圧とを検出回路６０ａを介して検出し、その差を、電圧低下量ΔＶとして計測する電圧差計測処理を実施するようになっている。尚、実際には、検出回路６０ａの分圧回路６１により分圧された電圧を検出し、その差を計測する。そして、その計測した電圧低下量ΔＶはＲＡＭに記憶される。

ここで、例えば、コンデンサＣ１０が劣化してその静電容量が減少している、つまり、蓄積できる電荷量が減少している場合、その蓄積可能な電荷量に対する放電電荷量の割合は大きくなることになる。そしてこの場合には、電圧低下量ΔＶは大きくなると考えられる。また、リークが生じている場合においても、そのリークによりコンデンサＣ１０のエネルギーが消失するため、電圧低下量ΔＶは大きくなる。

また、例えば、コンデンサＣ１０に充放電しにくくなるような異常が生じた場合には、放電時の電圧低下量ΔＶは小さくなる。
本第２実施形態においては、このようなコンデンサＣ１０の特性を利用して、そのコンデンサＣ１０の異常の有無を判定できるようになっている。なお、図９において、Ｖ１は、コンデンサＣ１０の正常時における電圧低下量ΔＶを表し、Ｖ２は、コンデンサＣ１０の異常時における電圧低下量ΔＶを表している。

ところで、コンデンサＣ１０（本実施形態においては、アルミ電解コンデンサ）は、周囲温度によってその特性が大きく変化することが考えられる。具体的には、コンデンサＣ１０が動作する周囲温度が、規定温度よりも低い低温領域にある場合に、そのコンデンサＣ１０の静電容量は大きく減少する場合がある。そのため、コンデンサＣ１０が正常なものであっても、放電時の電圧低下量ΔＶは、図９のＶ２で表される電圧低下量ΔＶとなることが考えられるため、コンデンサＣ１０の異常の有無は判断できない、或いは判断すべきでないと言える。そこで、本第２実施形態においては、コンデンサＣ１０の異常の有無を判定する際、図１０に示すような判定テーブルを用いている。

図１０は、電圧低下量ΔＶとＥＣＵ内部温度Ｔｅｃｕとを基準とした判定テーブルである。図１０に示すように、電圧低下量ΔＶが予め定められた正常範囲内（Ｖｍｉｎ＜ΔＶ＜Ｖｍａｘ）にあれば（Ｅ５）、コンデンサＣ１０は、ＥＣＵ内部温度Ｔｅｃｕ、つまり、コンデンサＣ１０の周囲温度に関係なく、正常であるということが言える。ここで、Ｖｍｉｎは正常範囲における下限値であり、Ｖｍａｘは上限値である。また、電圧低下量ΔＶがＶｍｉｎ以下であれば（Ｅ６）、コンデンサＣ１０はＥＣＵ内部温度Ｔｅｃｕに関係なく異常（断線異常の場合もある）であると言える。そして、電圧低下量ΔＶがＶｍａｘ以上である場合であって、ＥＣＵ内部温度Ｔｅｃｕが規定温度Ｔｃｏｎｔ以上であれば（Ｅ７）、コンデンサＣ１０は異常であると判断できるが、ＥＣＵ内部温度Ｔｅｃｕが規定温度Ｔｃｏｎｔより小さければ（Ｅ８）、コンデンサＣ１０の異常の有無は判断できない（判断すべきでない）。これは、異常（ここでは、静電容量の減少）の原因が、コンデンサＣ１０の劣化であるか、或いは周囲温度が低いことによるコンデンサＣ１０の一時的な特性の変化であるかが分からないためである。

次に、マイコン１３０にて実施される処理であって、コンデンサＣ１０の異常の有無を電圧低下量ΔＶに基づき検出する電圧異常検出処理について、図１１のフローチャートを用いて説明する。この電圧異常検出処理は、マイコン１３０に備えられたＣＰＵ又は専用の論理回路によって実施される。

図１１に示す電圧異常検出処理は、図６に示す時間異常検出処理と比較して、図６におけるＳ１１０，Ｓ１２０及びＳ１３０の処理が異なっている。以下、異なる部分についてのみ説明する。

図１１に示す電圧異常検出処理では、マイコン１３０は、まず、コンデンサＣ１０について、放電前の電圧値と放電後の電圧値との差である電圧低下量ΔＶを計測する（Ｓ３１０）。具体的には、前述した電圧差計測処理にて計測してＲＡＭに記憶した電圧低下量ΔＶを、そのＲＡＭから読み出す。

そして、その電圧低下量ΔＶが正常範囲内（Ｖｍｉｎ＜ＶΔ＜Ｖｍａｘ）にあるか否かを判定する（Ｓ３２０）。正常範囲内にないと判定すると（Ｓ３２０：ＮＯ）、次に、電圧低下量ΔＶがＶｍａｘ以上であるか否かを判定し（Ｓ３３０）、Ｖｍａｘ以上でないと判定すると（Ｓ３３０：ＮＯ）、電圧低下量ΔＶはＶｍｉｎ以下と判断するとともに、コンデンサＣ１０は異常であると判断することとなる（Ｓ１６０、図１０のＥ６）。

また、Ｓ３３０にて電圧低下量ΔＶがＶｍａｘ以上であると判定すると（Ｓ３３０：ＹＥＳ）、次にＳ１４０へ移行することとなる。そして、その後は、図６における処理と同様、ＥＣＵ内部温度Ｔｅｃｕを測定し（Ｓ１４０）、ＴｅｃｕがＴｃｏｎｔよりも小さければ（Ｓ１５０：ＹＥＳ、図１０のＥ８）、コンデンサＣ１０の異常の有無は判断しないこととし、そのまま規定の処理へ移行する。また、ＴｅｃｕがＴｃｏｎｔ以上であれば（Ｓ１５０：ＮＯ、図１０のＥ７）、コンデンサＣ１０は異常であると判断する（Ｓ１６０）。

一方、電圧低下量ΔＶが正常範囲内（Ｖｍｉｎ＜ＶΔ＜Ｖｍａｘ）にあると判定すると（Ｓ３２０：ＹＥＳ、図１０のＥ５）、次にＳ１７０へ移行する。
なお、本第２実施形態においては、検出回路６０ａ，６０ｂ及びマイコン１３０にて実施される電圧異常検出処理が、請求項２の異常検出手段に相当している。

本第２実施形態の燃料噴射制御装置によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができるが、コンデンサＣ１０，Ｃ２０の電圧を検出する検出回路６０ａ，６０ｂにコンパレータを用いないため、その検出回路６０ａ，６０ｂの構成を簡単にできるとともに、コストを抑えることができる。また、マイコン１３０が備えるＡＤポートを利用するような形態となっており、汎用性が広くなっている。
［第３実施形態］
次に、第３実施形態の燃料噴射制御装置について説明する。この第３実施形態の燃料噴射制御装置は、第１実施形態の燃料噴射制御装置と比較して、図示はしないが、コンデンサＣ１０，Ｃ２０の周囲温度としてのＥＣＵ内部温度を検出する温度センサＨ０１が設けられていない点が異なっている。そして、その他のハードの構成は同じであり、以下、同じ記号を用いるものとする。そして本第３実施形態の燃料噴射制御装置においては、ＥＣＵ１００が、車両のエンジンルーム内において、エンジンブロックの近傍に設けられている。そして、マイコン１３０は、コンデンサＣ１０の周囲温度として、エンジンの冷却水温ＴＨＷを検出するようになっている。これは、コンデンサＣ１０がエンジンの近傍に設けられている場合、コンデンサＣ１０の周囲温度は、エンジンの冷却水温とほぼ同一と見ることができるためである。

そして、エンジンの冷却水温ＴＨＷは、そのエンジンの運転情報としてもともとマイコン１３０に入力されるものであり、本第３実施形態の燃料噴射制御装置によれば、コンデンサＣ１０の周囲温度を検出する温度センサＨ０１のような構成を設けなくてもよく、コストを抑えることができる。

なお、本第３実施形態において、マイコン１３０における冷却水温ＴＨＷを検出する処理が、請求項４の温度検出手段に相当している。
［第４実施形態］
次に、第４実施形態の燃料噴射制御装置について説明する。

図１２は、本第４実施形態の燃料噴射制御装置の構成図である。本第４実施形態においては、電磁弁１０１〜１０４の代わりに、ピエゾインジェクタＰ１０１，Ｐ１０２，Ｐ１０３，Ｐ１０４が設けられている。このピエゾインジェクタＰ１０１〜Ｐ１０４は、コンデンサＣ１０，Ｃ２０が放電されることにより充電されるとともに、充電電圧が規定値に達すると、図示しないピストンが駆動するものである。

そして、コンデンサＣ１０，Ｃ２０の放電時に過電流が流れることを防止するために、トランジスタＴ１２と端子ＣＯＭ１との間の通電経路にインダクタＬ１３が接続され、トランジスタＴ２２と端子ＣＯＭ２との間の通電経路にはインダクタＬ２３が接続されている。

さらに、本装置では、ピエゾインジェクタＰ１０１〜Ｐ１０４の放電用のトランジスタＴ１３，Ｔ２３が設けられている。トランジスタＴ１３は、一方の出力端子がトランジスタＴ１２と端子ＣＯＭ１との間の通電経路に接続され、他方の出力端子がグランドラインに接続されている。そして、トランジスタＴ２３は、一方の出力端子がトランジスタＴ２２と端子ＣＯＭ２との間の通電経路に接続され、他方の出力端子がグランドラインに接続されている。

以下、本装置の作用について簡単に説明する。なお、ここでは、ピエゾインジェクタＰ１０１について説明するが、他のピエゾインジェクタＰ１０２〜Ｐ１０４についても同様である。

まず、コンデンサＣ１０には、予め所定のエネルギーが蓄積されている。そして、ピエゾインジェクタＰ１０１についての噴射指令信号がオンされると、トランジスタＴ１０がオンされ、さらに、トランジスタＴ１２がオン／オフされる。すると、コンデンサＣ１０が放電され、その放電エネルギーがピエゾインジェクタＰ１０１に蓄えられる。

そして、ピエゾインジェクタＰ１０１にはピストンを駆動させるための圧電素子が設けられており、そのピエゾインジェクタＰ１０１において充電電圧が規定値に達すると、圧電素子が変形してピストンが駆動される。これにより、エンジンに燃料が噴射される。

そして、所定の噴射期間が経過して噴射指令信号がオフされると、トランジスタＴ１０がオフされるとともに、トランジスタＴ１２もオフされる。さらに、トランジスタＴ１３がオン／オフされ、ピエゾインジェクタＰ１０１が放電される。すると、圧電素子の変形状態が解除され、ピストンが元の位置に戻り、燃料噴射が停止される。

そして、このような本第４実施形態においても、第１実施形態から第３実施形態と同様の手法を用いて、コンデンサＣ１０，Ｃ２０の異常の有無を判定し、異常が生じていると判定された場合でも、車両の運行を継続させるようにすることができる。

まず、本第４実施形態において、第１及び第３実施形態と同じ図６の時間異常検出処理を実施して、コンデンサＣ１０，Ｃ２０の異常の有無を判定するようにできる。また、図７の噴射制限処理を実施して、車両が確実に運行されるようにすることができる。さらに、本第４実施形態の燃料噴射制御装置は、第３実施形態の如く、車両のエンジンルーム内において、エンジンブロックの近傍に設けられてもよい。そして、この場合に、エンジンの冷却水温ＴＨＷをコンデンサＣ１０，Ｃ２０の周囲温度として用いることができる。

また、第２実施形態の適用について、ピエゾインジェクタＰ１０１〜Ｐ１０４は、開弁に必要な電圧値まで充電されるようになっており、その充電電圧値は、駆動制御回路１２０がトランジスタＴ１２，Ｔ２２のオン／オフ回数を制御することで制御される。つまり、コンデンサＣ１０，Ｃ２０の放電エネルギーは概ね一定であり、コンデンサＣ１０，Ｃ２０の放電前の電圧と放電後の電圧との差をとった電圧低下量ΔＶは概ね一定値となる。

ここで、例えば、コンデンサＣ１０，Ｃ２０が劣化してその静電容量が減少している、つまり、蓄積できる電荷量が減少している場合、その蓄積可能な電荷量に対する放電電荷量の割合は大きくなることになる。そしてこの場合には、電圧低下量ΔＶは大きくなると考えられる。また、リークが生じている場合においても、そのリークによりコンデンサＣ１０，Ｃ２０のエネルギーが消失するため、電圧低下量ΔＶは大きくなる。

また、例えば、コンデンサＣ１０，Ｃ２０に充放電しにくくなるような異常が生じた場合には、放電時の電圧低下量ΔＶは小さくなる。
よって、本第４実施形態においても、第２実施形態と同じ図１１の電圧異常検出処理を実施して、電圧低下量ΔＶが予め定められた正常範囲内にない場合には、コンデンサＣ１０，Ｃ２０について、複数回の燃料噴射の実施を可能とするのに必要とされる十分は電荷を蓄積できなくなる異常が生じていると判定することができる。加えて、図７の噴射制限処理を実施して、車両が確実に運行されるようにすることができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術範囲内において種々の形態をとることができる。
例えば、上記実施形態においては、ディーゼルエンジンの燃料噴射の制御システムについて説明したが、ガソリンエンジンの燃料噴射の制御システムに適用しても良い。

また、上記実施形態においては、メイン噴射以外の燃料噴射のうち、ポスト噴射の実施は制限しないようになっているが、コンデンサＣ１０，Ｃ２０の異常の程度、つまり蓄積可能な電荷の減少の程度や運転状況により、プレ噴射、パイロット噴射或いはアフター噴射についても、適宜その実施が制限されないようになる構成としても良い。

また、上記第３実施形態においては、エンジンの冷却水温ＴＨＷをコンデンサＣ１０，Ｃ２０の周囲温度としてそのまま利用しているが、冷却水温ＴＨＷに補正を加えたものを周囲温度としても良い。

実施形態の燃料噴射制御装置の構成図である。 検出回路の構成図である。 燃料噴射制御装置の作用を表すタイムチャートである。 充電電圧と充電時間との関係を表すグラフである。 異常判定の判定テーブルである。 時間異常検出処理の流れを表すフローチャートである。 噴射制限処理の流れを表すフローチャートである。 検出回路の構成図である。 燃料噴射制御装置の作用を表すタイムチャートである。 異常判定の判定テーブルである。 電圧異常検出処理の流れを表すフローチャートである。 実施形態の燃料噴射制御装置の構成図である。

符号の説明

１６，１７…コンパレータ、５０…昇圧回路、６０ａ，６０ｂ…検出回路、６１…分圧回路、１００…電子制御装置（ＥＣＵ）、１０１〜１０４…電磁弁、１０１ａ〜１０４ａ…コイル、１１０…充電制御回路、１２０…駆動制御回路、１３０…マイコン、Ｃ１０，Ｃ２０…コンデンサ、ＣＯＭ１，ＣＯＭ２…端子、Ｄ１１，Ｄ２１，Ｄ１３，Ｄ２３，Ｄ３１，Ｄ３２…ダイオード、Ｈ０１…温度センサ、ＩＮＪ１〜ＩＮＪ４…端子、Ｌ００，Ｌ１３，Ｌ２３…インダクタ、Ｌｐ…電源ライン、Ｒ００，Ｒ０１，Ｒ０２，Ｒ１０，Ｒ２０…抵抗、Ｓ＃１〜Ｓ＃４…噴射指令信号、Ｔ１０〜Ｔ４０，Ｔ１１，Ｔ２１，Ｔ１２，Ｔ２２，Ｔ１３，Ｔ２３…トランジスタ、ＶＢ…バッテリ電圧。

Claims (7)

1. コンデンサを有し、該コンデンサを充電することにより電源電圧よりも高い所定電圧値の高電圧を生成する高電圧生成手段と、
   前記コンデンサから放電されることにより開弁して、内燃機関へ燃料を噴射するインジェクタと、
   前記コンデンサから前記インジェクタへ放電させる放電手段と、
   を備え、前記インジェクタに対応する内燃機関の気筒について、燃料の吸入から排気までの燃焼の一行程内に複数回の燃料噴射を実施する燃料噴射制御装置において、
   前記高電圧生成手段により前記コンデンサへの充電が開始された際、該コンデンサの充電電圧が一定電圧値分だけ上昇する充電時間を計測し、該充電時間が、所定時間範囲内にない場合には、そのコンデンサについて、複数回の燃料噴射の実施を可能にするために必要な電荷を蓄積できない異常が生じていると判定する異常検出手段と、
   前記異常検出手段により前記コンデンサの異常が検出されると、前記内燃機関への複数回の燃料噴射のうち、特定の燃料噴射の実施を制限する噴射制限手段と、
   を備えていることを特徴とする燃料噴射制御装置。
2. コンデンサを有し、該コンデンサを充電することにより電源電圧よりも高い所定電圧値の高電圧を生成する高電圧生成手段と、
   前記コンデンサから放電されることにより開弁して、内燃機関へ燃料を噴射するインジェクタと、
   前記コンデンサから前記インジェクタへ放電させる放電手段と、
   を備え、前記インジェクタに対応する内燃機関の気筒について、燃料の吸入から排気までの燃焼の一行程内に複数回の燃料噴射を実施する燃料噴射制御装置において、
   前記コンデンサの放電前の電圧と放電後の電圧との差を、該コンデンサの放電電圧値として計測し、該放電電圧値が、所定電圧範囲内にない場合には、そのコンデンサについて、複数回の燃料噴射の実施を可能にするために必要な電荷を蓄積できない異常が生じていると判定する異常検出手段と、
   前記異常検出手段により前記コンデンサの異常が検出されると、前記内燃機関への複数回の燃料噴射のうち、特定の燃料噴射の実施を制限する噴射制限手段と、
   を備えていることを特徴とする燃料噴射制御装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の燃料噴射制御装置において、
   前記コンデンサの周囲温度を検出する温度検出手段を備え、
   前記異常検出手段は、前記温度検出手段により検出される前記コンデンサの周囲温度が、該コンデンサが正常に動作できないような異常温度領域にある場合には、前記コンデンサの異常の有無を判定しないようになっていることを特徴とする燃料噴射制御装置。
4. 請求項３に記載の燃料噴射制御装置において、
   前記コンデンサは、前記内燃機関の近傍に設けられ、
   前記温度検出手段は、前記コンデンサの周囲温度として、前記内燃機関の冷却水温を検出するようになっていることを特徴とする燃料噴射制御装置。
5. 請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載の燃料噴射制御装置において、
   当該燃料噴射制御装置は、前記内燃機関を作動させるための主噴射、及び該作動の性能を向上させるための副噴射を行うようになっており、
   前記噴射制限手段は、前記異常検出手段により前記コンデンサの異常が検出された場合には、前記特定の燃料噴射として前記副噴射の実施を制限するようになっていることを特徴とする燃料噴射制御装置。
6. 請求項５に記載の燃料噴射制御装置において、
   当該燃料噴射制御装置は、前記副噴射を複数回行うようになっており、
   前記噴射制限手段は、前記異常検出手段により前記コンデンサの異常が検出された場合に、前記複数回の副噴射のうちの少なくとも１つの実施を制限するようになっていることを特徴とする燃料噴射制御装置。
7. 請求項６に記載の燃料噴射制御装置において、
   前記内燃機関の作動時に燃焼により生成される粒子状物質を捕集するフィルタに堆積した該粒子状物質量を検出するＰＭ量検出手段を備え、
   当該燃料噴射制御装置は、前記ＰＭ量検出手段により検出される前記粒子状物質量が規定量より大きいと判定すると、前記複数回の副噴射のうちの少なくとも１つとして、粒子状物質を燃焼させるための副噴射を実施するようになっており、
   前記噴射制限手段は、前記ＰＭ量検出手段により検出される前記粒子状物質量が前記所定量以上であると判定すると、前記複数回の副噴射のうち、前記粒子状物質を燃焼させるための副噴射の実施は制限しないようになっていることを特徴とする燃料噴射制御装置。

Images