JP2007177662A - 燃料噴射装置の故障判定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、気筒毎に２本の燃料噴射弁を有し、それら２本の燃料噴射弁を利用して内燃機関の予混合燃焼運転と拡散燃焼運転を切り換える燃料噴射装置において、２本の燃料噴射弁の何れが故障しているかを特定可能な技術の提供を課題とする。
【解決手段】本発明に係る燃料噴射装置の異常判定方法は、予混合燃焼運転領域において内燃機関の発生トルクが許容範囲より低下した場合に、各気筒の実際の燃料噴射量と第１燃料噴射弁の目標噴射量との差の絶対値が各気筒の実際の燃料噴射量と第２燃料噴射弁の目標噴射量との差の絶対値より大きければ第１燃料噴射弁が開弁不良であると判定し、各気筒の実際の燃料噴射量と第２燃料噴射弁の目標噴射量との差の絶対値が各気筒の実際の燃料噴射量と第１燃料噴射弁の目標噴射量との差の絶対値より大きければ第２燃料噴射弁が開弁不良であると判定する。
【選択図】図６

Description

本発明は、予混合燃焼運転と拡散燃焼運転を切換可能な内燃機関に適用される燃料噴射装置の故障を判定する技術に関する。

近年、気筒毎に２本の燃料噴射弁を有し、一方の燃料噴射弁から予混合気形成用の燃料噴射を行い、他方の燃料噴射弁から圧縮上死点近傍において火種形成用の燃料噴射を行うことにより内燃機関を予混合燃焼運転させる燃料噴射装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
特開２００４−１９７５９７号公報 特開平７−２２４７０９号公報 特開平５−１４１３０１号公報 特開２００２−３１７６７５号公報

ところで、燃料噴射弁の故障により実際の噴射量が目標値から逸脱すると、燃費や排気エミッションが悪化する。このため、筒内に実際に噴射された燃料量を検出し、検出された燃料量と目標値とを比較することにより燃料噴射弁の故障を判定する方法が考えられる。

しかしながら、上記した従来の内燃機関の燃料噴射装置では、気筒に実際に噴射された燃料量が目標値から逸脱した場合に、２本の燃料噴射弁の何れが故障しているかを特定することが困難であった。

本発明は、上記したような種々の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、気筒毎に２本の燃料噴射弁を有し、それら２本の燃料噴射弁を利用して内燃機関の予混合燃焼運転と拡散燃焼運転を切り換える燃料噴射装置の故障判定方法において、２本の燃料噴射弁の何れが故障しているかを特定可能な技術の提供にある。

本発明は、上記した課題を解決するために、以下のような手段を採用した。すなわち、本発明は、内燃機関が予混合燃焼運転領域にある場合は第１燃料噴射弁から予混合気形成用の燃料噴射を行わせた後に第２燃料噴射弁から圧縮上死点近傍での燃料噴射を行わせ、内燃機関が拡散燃焼運転領域にある場合は第２燃料噴射弁から圧縮上死点近傍での燃料噴射を行わせる燃料噴射装置の故障判定方法であり、内燃機関が予混合燃焼運転領域にある時に該内燃機関のトルクが許容範囲から逸脱すると、各気筒の実際の燃料噴射量と前記第１燃料噴射弁の目標噴射量との差の絶対値を算出するとともに、各気筒の実際の燃料噴射量と前記第２燃料噴射弁の目標噴射量との差の絶対値を算出し、算出された２つの差の絶対値を比較することにより前記第１燃料噴射弁と前記第２燃料噴射弁の何れが故障しているかを特定するようにした。

第１燃料噴射部弁又は第２燃料噴射弁の実際の燃料噴射量が目標噴射量からかけ離れた量になると、内燃機関のトルクが許容範囲から逸脱する。その際、内燃機関が予混合燃焼運転領域にあると、各気筒の実際の燃料噴射量は第１燃料噴射弁から実際に噴射された燃料量と第２燃料噴射弁から実際に噴射された燃料量との総和となる。このため、内燃機関のトルクが許容範囲から逸脱した要因が第１燃料噴射弁の故障に因るか或いは第２燃料噴
射弁の故障に因るか判別する必要がある。

これに対し、本発明では、各気筒の実際の燃料噴射量と第１燃料噴射弁の目標噴射量との差の絶対値を各気筒の実際の燃料噴射量と第２燃料噴射弁の目標噴射量との差の絶対値と比較し、それら２つの差の絶対値の大小関係により第１燃料噴射弁と第２燃料噴射弁の何れが故障しているかを特定する。

例えば、第１燃料噴射弁が開弁不良等によって燃料噴射不能に陥ると、第１燃料噴射弁の実際の噴射量が略零となる。このため、第１燃料噴射弁の目標噴射量と第２燃料噴射弁の目標噴射量との総和に対して各気筒の実際の燃料噴射量が少なくなる。その結果、内燃機関のトルクが許容範囲より低下する。

第１燃料噴射弁が燃料噴射不能に陥った場合には、各気筒の実際の燃料噴射量と第２燃料噴射弁の目標噴射量との差の絶対値が略零になるため、各気筒の実際の燃料噴射量と第１燃料噴射弁の目標噴射量との差の絶対値が各気筒の実際の燃料噴射量と第２燃料噴射弁の目標噴射量との差の絶対値より大きくなる。

一方、第２燃料噴射弁が開弁不能等により燃料噴射不能に陥ると、第２燃料噴射弁の実際の噴射量が略零となる。このため、第１燃料噴射弁の目標噴射量と第２燃料噴射弁の目標噴射量との総和に対して各気筒の実際の燃料噴射量が少なくなる。その結果、内燃機関のトルクが許容範囲より低下する。

第２燃料噴射弁が燃料噴射不能に陥った場合は、各気筒の実際の燃料噴射量と第１燃料噴射弁の目標噴射量との差の絶対値が略零になるため、各気筒の実際の燃料噴射量と第１燃料噴射弁の目標噴射量との差の絶対値が各気筒の実際の燃料噴射量と第２燃料噴射弁の目標噴射量との差の絶対値より小さくなる。

従って、各気筒の実際の燃料噴射量と第１燃料噴射弁の目標噴射量との差の絶対値が各気筒の実際の燃料噴射量と第２燃料噴射弁の目標噴射量との差の絶対値より大きい場合は第１燃料噴射弁が故障していると判定し、各気筒の実際の燃料噴射量と第２燃料噴射弁の目標噴射量との差の絶対値が各気筒の実際の燃料噴射量と第１燃料噴射弁の目標噴射量との差の絶対値より大きい場合は第２燃料噴射弁が故障していると判定することができる。

また、本発明の燃料噴射装置の故障判定方法は、内燃機関が予混合燃焼運転領域にある時に該内燃機関のトルクが許容範囲から逸脱すると、内燃機関の運転状態を予混合燃焼運転から拡散燃焼運転へ強制的に移行させた後、各気筒の実際の燃料噴射量と第２燃料噴射弁の目標噴射量とを比較して第１燃料噴射弁又は第２燃料噴射弁の何れが故障しているかを判別するようにしてもよい。

拡散燃焼運転領域では第２燃料噴射弁のみから燃料噴射が行われるため、各気筒の実際の燃料噴射量が第２燃料噴射弁の目標噴射量から逸脱していれば第２燃料噴射弁が故障していると判定し、各気筒の燃料噴射量が第２燃料噴射弁の目標噴射量と略同等であれば第１燃料噴射弁が故障していると判定することができる。

尚、内燃機関のトルクが許容範囲から逸脱する態様として、内燃機関のトルクが許容範囲より低下する態様に加え、内燃機関のトルクが許容範囲より高くなる態様が想定される。

内燃機関のトルクが許容範囲より高くなる要因としては、第１燃料噴射弁又は第２燃料噴射弁が閉弁不良に陥ることが考えられる。第１燃料噴射弁又は第２燃料噴射弁が閉弁不
良に陥ると、その燃料噴射弁が常時燃料を噴射する状態となるため、内燃機関のトルクが許容範囲より高くなる。

第１燃料噴射弁又は第２燃料噴射弁の閉弁不良を検出する方法としては、第１燃料噴射弁へ供給される燃料を蓄圧貯蔵するコモンレール（以下、「第１コモンレール」と称する）と、第２燃料噴射弁へ供給される燃料を蓄圧貯蔵するコモンレール（以下、「第２コモンレール」と称する）の各々の圧力を検出し、何れか一方の圧力が急激に低下している場合にはそのコモンレールに接続された燃料噴射弁が閉弁不良に陥っていると判定する方法を例示することができる。

本発明において、各気筒の実際の燃料噴射量を特定する方法としては、内燃機関の吸入空気量と空燃比センサの測定値とから実際の燃料噴射量を演算する方法、内燃機関の燃焼圧を計測し、その計測値を燃料噴射量に換算する方法、などを例示することができる。

本発明によれば、気筒毎に２本の燃料噴射弁を有し、それら２本の燃料噴射弁を利用して内燃機関の予混合圧縮燃焼運転と拡散燃焼運転を切り換える燃料噴射装置の故障判定方法において、２本の燃料噴射弁の何れが故障しているかが特定可能になる。

以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。

先ず、本発明の第１の実施例について図１〜図７に基づいて説明する。図１及び図２は、本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。

図１及び図２に示す内燃機関１は、４つの気筒を有するとともに１気筒当たり２本のインジェクタを具備する圧縮着火式の内燃機関（ディーゼルエンジン）である。

内燃機関１のシリンダヘッド２においてピストン３の頂面と対向する面の略中央には、センターインジェクタ４が配置されている。このセンターインジェクタ４は、本発明に係る第２燃料噴射弁に相当する。

シリンダヘッド２においてピストン３の頂面と対向する面の縁には、サイドインジェクタ５が配置されている。このサイドインジェクタ５は、本発明に係る第１燃料噴射弁に相当する。

センターインジェクタ４は、第１燃料パイプ６を介して高圧用コモンレール７と連通している。高圧用コモンレール７は、高圧用燃料管８を介して燃料ポンプ９に接続されている。高圧用コモンレール７には、該高圧用コモンレール７内に蓄圧貯蔵されている燃料の圧力を検出する第１圧力センサ７０が取り付けられている。

サイドインジェクタ５は、第２燃料パイプ１０を介して低圧用コモンレール１１と連通している。低圧用コモンレール１１は、低圧用燃料管１２を介して燃料ポンプ９に接続されている。低圧用コモンレール１１には、該低圧用コモンレール１１内に蓄圧貯蔵されている燃料の圧力を検出する第２圧力センサ１１０が取り付けられている。

シリンダヘッド２には、各気筒の排気ポート１３と連通する複数の枝管を具備したエキゾーストマニフォルド１４が接続されている。エキゾーストマニフォルド１４は、排気管１５と接続されている。排気管１５の途中には、排気浄化触媒１６が配置されている。

エキゾーストマニフォルド１４の各枝管には、各気筒の排気ポート１３から排出される排気の空燃比を個々に測定する空燃比センサ２４が取り付けられている。

また、シリンダヘッド２には、各気筒の吸気ポート１７と連通する複数の枝管を具備したインテークマニフォルド１８が接続されている。インテークマニフォルド１８は吸気管１９と接続されている。吸気管１９には、エアフローメータ２０が取り付けられている。

内燃機関１には、ＥＣＵ２１が併設されている。ＥＣＵ２１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ等から構成される電子回路である。ＥＣＵ２１には、前述したエアフローメータ２０、空燃比センサ２４、第１圧力センサ７０、及び第２圧力センサ１１０に加え、クランクポジションセンサ２２やアクセルポジションセンサ２３等の各種センサが電気的に接続され、それら各種センサの出力信号を入力可能となっている。

ＥＣＵ２１は、前記した各種センサの出力信号をパラメータとしてセンターインジェクタ４、サイドインジェクタ５、燃料ポンプ９等を電気的に制御する。

例えば、ＥＣＵ２１は、図３に示すように、機関負荷（アクセル開度）Ａｃｃｐ及び機関回転数Ｎｅが比較的低い運転領域では、内燃機関１を予混合燃焼運転させるようにセンターインジェクタ４及びサイドインジェクタ５を制御する。一方、機関負荷Ａｃｃｐ及び機関回転数Ｎｅが比較的高い運転領域では、内燃機関１を拡散燃焼運転させるようにセンターインジェクタ４及びサイドインジェクタ５を制御する。

内燃機関１が予混合燃焼運転領域にある時は、ＥＣＵ２１は、図４に示すように、１番気筒（＃１）〜４番気筒（＃４）の各々について、圧縮行程の初期から中期（例えば、圧縮行程上死点前１５０°ＣＡ〜６０°ＣＡ）にてサイドインジェクタ５から燃料噴射（予混合噴射）を行わせることにより気筒内に予混合気を形成し、次いで圧縮上死点の近傍にてセンターインジェクタ４から少量の燃料を噴射させることにより該噴射燃料を火種として前記予混合気を燃焼させる。

内燃機関１が拡散燃焼運転領域にある時は、ＥＣＵ２１は、図５に示すように、１番気筒（＃１）〜４番気筒（＃４）の各々について、圧縮上死点近傍にてセンターインジェクタ４から燃料噴射を行わせることにより、該噴射燃料を拡散燃焼させる。

ところで、センターインジェクタ４或いはサイドインジェクタ５の何れか一方が開弁不良などによって燃料噴射不能に陥る場合がある。インジェクタが燃料噴射不能に陥っているか否かを判別する方法として、従来では、空燃比センサの測定値とエアフローメータの測定値から各気筒の実際の燃料噴射量を演算し、実際の燃料噴射量がインジェクタ（燃料噴射弁）の目標噴射量からかけ離れているか否かを判別する方法が採られていた。

しかしながら、本実施例に例示した内燃機関１のように１気筒当たり２本のインジェクタ（燃料噴射弁）を備えた内燃機関では、該内燃機関１が予混合燃焼運転領域にある時に各気筒の実際の燃料噴射量が目標噴射量から逸脱すると、その要因が２本のインジェクタの何れに依るものか特定することができなかった。

そこで、本実施例では、内燃機関１が予混合燃焼運転領域にある時に各気筒の実際の燃料噴射量が目標噴射量（この場合は、センターインジェクタ４の目標噴射量とサイドインジェクタ５の目標噴射量との総和を示す）から逸脱している場合に、各気筒の実際の燃料噴射量とセンターインジェクタ４の目標噴射量との差の絶対値、及び各気筒の実際の燃料噴射量とサイドインジェクタ５の目標噴射量との差の絶対値を比較して、センターインジ
ェクタ４又はサイドインジェクタ５の何れが燃料噴射不能に陥っているかを判別するようにした。

以下、本実施例における燃料噴射装置の故障判定方法について図６に沿って説明する。図６は、燃料噴射装置の故障判定ルーチンを示すフローチャートである。この故障判定ルーチンは、予めＥＣＵ２１のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、内燃機関１の運転時にＥＣＵ２１が繰り返し実行するルーチンである。

故障判定ルーチンでは、ＥＣＵ２１は、先ずＳ１０１において、エアフローメータ２０の測定値Ｇａに１／４を乗算した値（＝Ｇａ／４）を各空燃比センサ２４の測定値で除算することにより各気筒の実際の燃料噴射量（以下、「実噴射量ΣＦｒ」と称する）を演算する。

Ｓ１０２では、ＥＣＵ２１は、センターインジェクタ４の目標噴射量Ｆｃとサイドインジェクタ５の目標噴射量Ｆｓとの総和（以下、「総目標噴射量ΣＦ」と称する）を演算する。

Ｓ１０３では、ＥＣＵ２１は、前記Ｓ１０２で算出された総目標噴射量ΣＦから前記Ｓ１０１で算出された実噴射量ΣＦｒを減算した値（＝ΣＦ−ΣＦｒ）が所定値△Ｆより大きいか否かを判別する。

前記Ｓ１０３において否定判定された場合は、ＥＣＵ２１は本ルーチンの実行を一旦終了する。一方、前記Ｓ１０３において肯定判定された場合は、ＥＣＵ２１は内燃機関１の発生トルクが異常であるとみなしてＳ１０４へ進む。

Ｓ１０４では、ＥＣＵ２１は、負荷（アクセルポジションセンサ２３の測定値Ａｃｃｐ）と機関回転数Ｎｅとに基づいて内燃機関１が予混合燃焼運転領域にあるか否かを判別する。

前記Ｓ１０４において肯定判定された場合は、ＥＣＵ２１は、Ｓ１０５へ進む。Ｓ１０５では、ＥＣＵ２１は、前記実噴射量ΣＦｒから前記センターインジェクタ４の目標噴射量Ｆｃを減算した値の絶対値（＝｜ΣＦｒ−Ｆｃ｜）が前記実噴射量ΣＦｒから前記サイドインジェクタ５の目標噴射量Ｆｓを減算した値の絶対値（＝｜ΣＦｒ−Ｆｓ｜）より大きいか否かを判別する。

ここで、センターインジェクタ４が燃料噴射不能に陥ると、該センターインジェクタ４の実際の噴射量が略零となる。この場合、実噴射量ΣＦｒはサイドインジェクタ５の目標噴射量Ｆｓと略同等となる。その結果、実噴射量ΣＦｒからサイドインジェクタ５の目標噴射量Ｆｓを減算した値の絶対値（＝｜ΣＦｒ−Ｆｓ｜）が略零となる。これに対し、サイドインジェクタ５の目標噴射量Ｆｓがセンターインジェクタ４の目標噴射量Ｆｃより大きいため、実噴射量ΣＦｒからセンターインジェクタ４の目標噴射量Ｆｃを減算した値の絶対値（＝｜ΣＦｒ−Ｆｃ｜）は零より大きな値となる。

従って、センターインジェクタ４が燃料噴射不能となった場合は、実噴射量ΣＦｒからセンターインジェクタ４の目標噴射量Ｆｃを減算した値の絶対値（＝｜ΣＦｒ−Ｆｃ｜）が実噴射量ΣＦｒからサイドインジェクタ５の目標噴射量Ｆｓを減算した値の絶対値（＝｜ΣＦｒ−Ｆｓ｜）より大きくなる。

一方、サイドインジェクタ５が燃料噴射不能に陥ると、該サイドインジェクタ５の実際の噴射量が略零となる。この場合、実噴射量ΣＦｒはセンターインジェクタ４の目標噴射
量Ｆｃと略同等となる。その結果、実噴射量ΣＦｒからセンターインジェクタ４の目標噴射量Ｆｓを減算した値の絶対値（＝｜ΣＦｒ−Ｆｃ｜）が略零となる。これに対し、実噴射量ΣＦｒからサイドインジェクタ５の目標噴射量Ｆｓを減算した値の絶対値（＝｜ΣＦｒ−Ｆｓ｜）は零より大きな値となる。

従って、サイドインジェクタ５が燃料噴射不能となった場合は、実噴射量ΣＦｒからサイドインジェクタ５の目標噴射量Ｆｓを減算した値の絶対値（＝｜ΣＦｒ−Ｆｓ｜）が実噴射量ΣＦｒからセンターインジェクタ４の目標噴射量Ｆｃを減算した値の絶対値（＝｜ΣＦｒ−Ｆｃ｜）より大きくなる。

上記した知見によれば、前記Ｓ１０５において肯定判定された場合はセンターインジェクタ４が燃料噴射不能に陥っていると判定することができるとともに、前記Ｓ１０５において否定判定された場合はサイドインジェクタ５が燃料噴射不能に陥っていると判定することができる。

ＥＣＵ２１は、前記Ｓ１０５において肯定判定された場合は、Ｓ１０６へ進み、センターインジェクタ４が故障していると判定する。次いで、ＥＣＵ２１は、Ｓ１０７へ進み、内燃機関１をサイドインジェクタ５の燃料噴射のみによって退避走行運転させる。

内燃機関１をサイドインジェクタ５の燃料噴射のみにより退避走行運転させる場合には、ＥＣＵ２１は、内燃機関１の運転状態を予混合燃焼運転領域に制限するとともに、各気筒の圧縮行程の初期から中期にサイドインジェクタ５から予混合噴射を行わせることにより、予混合気を圧縮自着火させる。

尚、サイドインジェクタ５の燃料噴射のみにより内燃機関１を予混合燃焼運転させる場合に、予混合噴射時期が通常時と同様の時期に設定されると、予混合気が希薄化して失火する可能性がある。そこで、本実施例では、サイドインジェクタ５の燃料噴射のみにより内燃機関１を予混合燃焼運転させる場合には、予混合噴射時期を通常時より遅角させるようにした。

ＥＣＵ２１は、前記Ｓ１０５において否定判定された場合は、Ｓ１０８へ進み、サイドインジェクタ５が故障していると判定する。続いて、ＥＣＵ２１は、Ｓ１０９へ進み、内燃機関１をセンターインジェクタ４の燃料噴射のみによって退避走行運転させる。

内燃機関１をセンターインジェクタ４の燃料噴射のみにより退避走行運転させる場合には、ＥＣＵ２１は、予混合燃焼運転領域ではセンターインジェクタ４から予混合噴射と圧縮上死点近傍における燃料噴射を行うことにより内燃機関１を予混合燃焼運転させ、拡散燃焼運転領域ではセンターインジェクタ４から圧縮上死点近傍における燃料噴射を行うことにより内燃機関１を拡散燃焼運転させるようにしてもよい。また、ＥＣＵ２１は、予混合燃焼運転領域においてもセンターインジェクタ４から圧縮上死点近傍における燃料噴射を行うことにより内燃機関１を拡散燃焼運転させるようにしてもよい。

また、前述したＳ１０４において否定判定された場合、すなわち内燃機関１が拡散燃焼運転領域にある場合は、図７のＳ１１０へ進む。Ｓ１１０では、ＥＣＵ２１は、前記Ｓ１０１で算出された実噴射量ΣＦｒがセンターインジェクタ４の目標噴射量Ｆｃと異なっているか否かを判別する。

前記Ｓ１１０において肯定判定された場合（ΣＦｒ≠Ｆｃ）は、ＥＣＵ２１はＳ１１１へ進む。一方、前記Ｓ１１１において否定判定された場合（ΣＦｒ＝Ｆｃ）は、ＥＣＵ２１はＳ１１３へ進む。

Ｓ１１１では、ＥＣＵ２１は、センターインジェクタ４が故障していると判定する。続いて、ＥＣＵ２１は、Ｓ１１２へ進み、前述したＳ１０７と同様の方法により内燃機関１を退避走行運転させる。

一方、Ｓ１１３では、ＥＣＵ２１は、サイドインジェクタ５が故障していると判定する。続いて、ＥＣＵ２１は、Ｓ１１４へ進み、前述したＳ１０９と同様の方法により内燃機関１を退避走行運転させる。

尚、センターインジェクタ４及びサイドインジェクタ５が正常であっても、それらインジェクタ４、５の製造公差等により、インジェクタ４、５の実際の噴射量が多少ばらつく場合がある。依って、前記したＳ１１０において実噴射量ΣＦｒとセンターインジェクタ４の目標噴射量Ｆｃとの差が一定量を超えていればセンターインジェクタ４が故障していると判定され、実噴射量ΣＦｒとセンターインジェクタ４の目標噴射量Ｆｃとの差が一定量以下であればサイドインジェクタ５が故障していると判定されるようにしてもよい。

以上述べた実施例によれば、内燃機関１の発生トルクが許容範囲より低下した場合に、センターインジェクタ４又はサイドインジェクタ５の何れが燃料噴射不能に陥っているかを特定することが可能になる。その結果、内燃機関１を適当に退避走行運転させることが可能となる。

次に、本発明の第２の実施例について図８に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。

前述した第１の実施例では、センターインジェクタ４又はサイドインジェクタ５が燃料噴射不能に陥った場合の故障判定方法について述べたが、本実施例では、センターインジェクタ４又はサイドインジェクタ５の噴孔の詰まり等によって実際の噴射量が目標噴射量を下回ってしまうような故障を判定する方法について述べる。

センターインジェクタ４又はサイドインジェクタ５の何れか一方の噴孔に詰まりが発生すると、そのインジェクタの実際の噴射量を目標噴射量まで増加させることができなくなる。このような故障が発生すると、内燃機関１が予混合燃焼運転領域にある時に故障判定を行うことが困難となる。

依って、本実施例では、内燃機関１が予混合燃焼運転領域にある時に実噴射量ΣＦｒが総目標噴射量ΣＦを下回ると、内燃機関１の運転状態を予混合燃焼運転から拡散燃焼運転へ強制的に移行させた上で、故障判定を行うようにした。

以下、本実施例における故障判定方法について図８に沿って説明する。図８は、本実施例における燃料噴射装置の故障判定ルーチンを示すフローチャートである。この故障判定ルーチンは、予めＥＣＵ２１のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、内燃機関１の運転時にＥＣＵ２１が繰り返し実行するルーチンである。

図８に示す故障判定ルーチンにおいて、Ｓ２０１〜Ｓ２０４の処理は、前述した第１の実施例における故障判定ルーチンのＳ１０１〜Ｓ１０４と同様である。

Ｓ２０４で内燃機関１が予混合燃焼運転領域にあると判定された場合は、ＥＣＵ２１は、Ｓ２０５へ進み、内燃機関１の運転状態を予混合燃焼運転から拡散燃焼運転へ強制的に切り換える。

また、Ｓ２０４で内燃機関１が拡散燃焼運転領域にあると判定された場合は、ＥＣＵ２１は、前記Ｓ２０５をスキップしてＳ２０６へ進む。

Ｓ２０６〜Ｓ２１０の処理は、前述した第１の実施例における故障判定ルーチンのＳ１１０〜Ｓ１１４と同様である。

以上述べた実施例によれば、内燃機関１が拡散燃焼運転されている時に故障判定を行うことができるため、センターインジェクタ４又はサイドインジェクタ５の燃料噴射不能に加え、センターインジェクタ４又はサイドインジェクタ５の噴孔の詰まり等に起因した故障も判定することができる。

次に、本発明の第３の実施例について図９に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。

前述した第１の実施例では、内燃機関１の発生トルクが許容用範囲より低下した場合の故障判定方法について述べたが、本実施例では内燃機関１の発生トルクが許容範囲より高くなった場合の故障判定方法について述べる。

センターインジェクタ４又はサイドインジェクタ５の何れか一方が閉弁不良等により常時燃料噴射状態に陥ると、実噴射量ΣＦｒが総目標噴射量ΣＦを大きく上回るため、内燃機関１の発生トルクが許容範囲を超えてしまう。

そこで、本実施例では、実噴射量ΣＦｒから総目標噴射量ΣＦを減算した値（＝ΣＦｒ−ΣＦ）が所定値△Ｆより大きい場合は、第１圧力センサ７０と第２圧力センサ１１０の測定値に基づいてセンターインジェクタ４とサイドインジェクタ５の何れが故障（閉弁不良）しているかを特定するようにした。

以下、本実施例における故障判定方法について図９に沿って説明する。図９は、本実施例における燃料噴射装置の故障判定ルーチンを示すフローチャートである。この故障判定ルーチンは、予めＥＣＵ２１のＲＯＭに記憶されているルーチンであり、内燃機関１の運転時にＥＣＵ２１が繰り返し実行するルーチンである。

図９の故障判定ルーチンにおいて、Ｓ３０１〜Ｓ３０２の処理は、前述した第１の実施例における故障判定ルーチンのＳ１０１〜Ｓ１０２と同様である。

Ｓ３０３では、ＥＣＵ２１は、実噴射量ΣＦｒから総目標噴射量ΣＦを減算した値（＝ΣＦｒ−ΣＦ）が所定値△Ｆより大きいか否かを判別する。Ｓ３０３において否定判定された場合は、ＥＣＵ２１は本ルーチンの実行を終了する。一方、Ｓ３０３において肯定判定された場合は、ＥＣＵ２１はＳ３０４へ進む。

Ｓ３０４では、ＥＣＵ２１は、第１圧力センサ７０の測定値（以下、「高圧用コモンレール圧Ｐｈ」と称する）と、第２圧力センサ１１０の測定値（以下、「低圧用コモンレール圧Ｐｌ」と称する）を読み込む。

Ｓ３０５では、ＥＣＵ２１は、高圧用コモンレール７の目標圧力Ｐｈｔから前記高圧用コモンレール圧Ｐｈを減算した値（＝Ｐｈｔ−Ｐｈ）が第１所定値△Ｐｈより大きいか否かを判別する。

前記Ｓ３０５において肯定判定された場合（Ｐｈｔ−Ｐｈ＞△Ｐｈ）は、ＥＣＵ２１は、Ｓ３０６へ進み、センターインジェクタ４の閉弁不良により高圧用コモンレール７の圧力が大幅に低下していると判定する。

Ｓ３０７では、ＥＣＵ２１は、センターインジェクタ４に対する燃料供給を遮断する。センターインジェクタ４に対する燃料供給を遮断する方法としては、センターインジェクタ４とサイドインジェクタ５の燃料ポンプを独立させ、故障したインジェクタの燃料ポンプを作動停止させる方法、或いは、第１燃料パイプ６と高圧用燃料管８の何れか一方、及び第２燃料パイプ１０と低圧用燃料管１２の何れか一方に弁機構を設け、その弁機構を閉弁させる方法を例示することができる。

Ｓ３０８では、ＥＣＵ２１は、前述した第１の実施例における故障判定ルーチンのＳ１０７と同様の方法により内燃機関１を退避走行運転させる。

また、前記Ｓ３０５において否定判定された場合（Ｐｈｔ−Ｐｈ≦△Ｐｈ）は、ＥＣＵ２１は、Ｓ３０９へ進む。Ｓ３０９では、ＥＣＵ２１は、低圧用コモンレール１１の目標圧力Ｐｌｔから前記低圧用コモンレール圧Ｐｌを減算した値（＝Ｐｌｔ−Ｐｌ）が第２所定値△Ｐｌより大きいか否かを判別する。

前記Ｓ３０９において否定判定された場合（Ｐｌｔ−Ｐｌ≦△Ｐｌ）は、ＥＣＵ２１は、本ルーチンの実行を終了する。一方、前記Ｓ３０９において肯定判定された場合（Ｐｌｔ−Ｐｌ＞△Ｐｌ）は、ＥＣＵ２１は、Ｓ３１０へ進む。

Ｓ３１０では、ＥＣＵ２１は、サイドインジェクタ５の閉弁不良により低圧用コモンレール１１の圧力が大幅に低下していると判定する。

Ｓ３１１では、ＥＣＵ２１は、サイドインジェクタ５に対する燃料供給を遮断する。サイドインジェクタ５に対する燃料供給を遮断する方法としては、前述したＳ３０７と同様の方法を例示することができる。

Ｓ３１２では、ＥＣＵ２１は、前述した第１の実施例における故障判定ルーチンのＳ１１４と同様の方法により内燃機関１を退避走行運転させる。

以上述べた実施例によれば、内燃機関１の発生トルクが許容範囲を超えた場合に、センターインジェクタ４又はサイドインジェクタ５の何れが閉弁不良に陥っているか、言い換えればセンターインジェクタ４又はサイドインジェクタ５の何れが常時燃料噴射状態に陥っているかを特定することができる。その結果、内燃機関１を適当に退避走行運転させることができる。

尚、前述した実施例１から実施例３では、エキゾーストマニフォルド１４の各枝管に取り付けられた空燃比センサ２４の測定値を利用して実噴射量ΣＦｒを演算する例について述べたが、各気筒の筒内圧を測定する指圧センサが内燃機関１に取り付けられている場合は各気筒の燃焼圧力から実噴射量ΣＦｒを演算するようにしてもよい。

本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す縦断面図である。 本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す横断面図である。 内燃機関の予混合燃焼運転領域と拡散燃焼運転領域を示す図である。 予混合燃焼運転領域におけるセンターインジェクタ及びサイドインジェクタの動作を示すタイミングチャートである。 拡散燃焼運転領域におけるセンターインジェクタ及びサイドインジェクタの動作を示すタイミングチャートである。 実施例１における故障判定ルーチンを示す第１のフローチャートである。 実施例１における故障判定ルーチンを示す第２のフローチャートである。 実施例２における故障判定ルーチンを示すフローチャートである。 実施例３における故障判定ルーチンを示すフローチャートである。

符号の説明

１・・・・・内燃機関
４・・・・・センターインジェクタ（第２燃料噴射弁）
５・・・・・サイドインジェクタ（第１燃料噴射弁）
７・・・・・高圧用コモンレール
１１・・・・低圧用コモンレール
２０・・・・エアフローメータ
２１・・・・ＥＣＵ
２４・・・・空燃比センサ
７０・・・・第１圧力センサ
１１０・・・第２圧力センサ

Claims (3)

1. 内燃機関が予混合燃焼運転領域にある場合は第１燃料噴射弁から予混合気形成用の燃料噴射を行わせた後に第２燃料噴射弁から圧縮上死点近傍での燃料噴射を行わせ、内燃機関が拡散燃焼運転領域にある場合は第２燃料噴射弁から圧縮上死点近傍での燃料噴射を行わせる燃料噴射装置の故障判定方法であり、
   内燃機関が予混合燃焼運転領域にある時に該内燃機関のトルクが許容範囲から逸脱すると、各気筒の実際の燃料噴射量と前記第１燃料噴射弁の目標噴射量との差の絶対値を算出するとともに、各気筒の実際の燃料噴射量と前記第２燃料噴射弁の目標噴射量との差の絶対値を算出し、算出された２つの差の絶対値を比較することにより前記第１燃料噴射弁と前記第２燃料噴射弁の何れが故障しているかを特定することを特徴とする燃料噴射装置の故障判定方法。
2. 請求項１において、前記第１燃料噴射弁の目標噴射量と前記第２燃料噴射弁の目標噴射量との総和に対して各気筒の実際の燃料噴射量が少ない時に、前記内燃機関のトルクが許容範囲から逸脱していると判定することを特徴とする燃料噴射装置の故障判定方法。
3. 請求項１又は２において、各気筒の実際の燃料噴射量と前記第１燃料噴射弁の目標噴射量との差の絶対値が各気筒の実際の燃料噴射量と前記第２燃料噴射弁の目標噴射量との差の絶対値より大きい場合は前記第１燃料噴射弁が故障していると判定し、各気筒の実際の燃料噴射量と前記第１燃料噴射弁の目標噴射量との差の絶対値が各気筒の実際の燃料噴射量と前記第２燃料噴射弁の目標噴射量との差の絶対値より小さい場合は前記第２燃料噴射弁が故障していると判定することを特徴とする燃料噴射装置の故障判定方法。

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