JP6303944B2

JP6303944B2 - 燃料噴射制御装置

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Publication number: JP6303944B2
Application number: JP2014187465A
Authority: JP
Inventors: 展啓滝川; 善生豊島
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-09-16
Filing date: 2014-09-16
Publication date: 2018-04-04
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Description

本発明は、燃圧センサにより検出される燃料圧力に基づいて、燃料噴射制御を行う燃料噴射制御装置に関する。

エンジンの異常態様の一つとして、燃料噴射弁のニードル弁とボデーのシート部との間に異物が噛み込むことで、燃料噴射弁から燃料が噴きっ放しになる過剰噴射異常がある。このような過剰噴射異常の発生時に、エンジンの損傷を抑制すべくフェールセーフ制御を実施する装置が種々提案されている。

例えば、特許文献１に記載の制御装置では、エンジンから排出された排気に基づき空燃比を検出し、燃料配管内の圧力に対する空燃比の検出値に基づいた空燃比の補正量を算出するとともに、空燃比の補正量に基づいて筒内噴射用燃料噴射弁からの燃料の漏れ量を推定している。そして、上記装置では、推定した燃料の漏れ量に基づいて、筒内噴射用燃料噴射弁からの燃料の漏れ量が許容値を超えているか否かを判定し、燃料の漏れ量が許容値を超えている場合に、筒内噴射用燃料噴射弁による燃料噴射からポート噴射用燃料噴射弁による燃料噴射に切り換えたり、筒内噴射用燃料噴射弁に対して燃料を供給するポンプを停止させたりしている。

特開２００９−２５００６０号公報

特許文献１に記載の制御装置では、筒内噴射用燃料噴射弁からの燃料の漏れ量が許容値を超えている場合に、全ての筒内噴射用燃料噴射弁に対してフェールセーフ制御を実施しており、エンジンの効率の低下等が懸念される。

本発明は、上記実情に鑑み、燃料の噴きっ放し異常時にフェールセーフ制御を過剰に行うことなくエンジンの損傷を抑制することのできる燃料噴射制御装置を提供することを主たる目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、燃料を蓄圧保持する蓄圧容器と、前記蓄圧容器に対して前記燃料を圧送する燃料ポンプと、多気筒内燃機関の気筒ごとに設けられ前記燃料を噴射孔から噴射する燃料噴射弁と、前記蓄圧容器から各前記燃料噴射弁の前記噴射孔までの各燃料通路内の燃料圧力をそれぞれ逐次検出する燃圧センサと、を備える燃料噴射システムに適用される燃料噴射制御装置であって、前記燃圧センサにより検出された前記燃料圧力の変化を表す燃圧波形に基づいて、前記燃料噴射弁からの前記燃料の噴きっ放し異常が生じている異常気筒を検出する異常気筒検出手段と、前記異常気筒検出手段により前記異常気筒が検出された場合に、前記異常気筒の前記燃料噴射弁から前記燃料を間欠的に複数回噴射させる間欠駆動手段と、前記異常気筒検出手段により前記異常気筒が検出された場合に、前記異常気筒と異なる気筒の前記燃料噴射弁により、前記燃料の燃焼が行われていない非燃焼期間に前記燃料を噴射させる非燃焼駆動手段と、を備える。

本発明によれば、燃料ポンプから蓄圧容器へ燃料が圧送され、蓄圧容器に燃料が蓄圧保持される。そして、蓄圧容器から各気筒の燃料通路内へ燃料が流通させられ、各燃料通路内の燃料圧力が燃圧センサによりそれぞれ逐次検出される。よって、気筒ごとに検出された燃圧波形に基づいて、燃料噴射弁からの燃料の噴きっ放し異常を瞬時に検出できるとともに、噴きっ放し異常が生じている異常気筒を検出できる。

異常気筒が検出された場合には、異常気筒の燃料噴射弁から燃料が間欠的に複数回噴射される。これにより、燃料噴射弁の異物噛み込みが解消し、正常状態に復帰できることがある。さらに、異常気筒とは異なる気筒の燃料噴射弁により、非燃焼期間に燃料が噴射される。これにより、ドライバの予期しないトルクの発生によるドライバビリティの低下を抑制しつつ、蓄圧容器内の燃料圧力を低下させることができる。その結果、異常気筒の燃料噴射弁からの噴きっ放し量を低減させ、異常気筒の筒内圧を低下させることができる。よって、燃料の噴きっ放し異常時にフェールセーフ制御を過剰に行うことなく、内燃機関の損傷を抑制することができる。

本実施形態に係る燃料噴射システムの構成を示す図。（ａ）噴射指令信号、（ｂ）噴射率、及び（ｃ）検出圧力を示すタイムチャート。噴きっ放し異常発生時における（ａ）噴射指令信号、（ｂ）噴射率、及び（ｃ）検出圧力を示すタイムチャート。フェールセーフ制御を実施する処理手順を示すフローチャート。

以下、燃料噴射制御装置を具現化した実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態に係る燃料噴射制御装置は、４気筒のディーゼルエンジンを対象にしたコモンレール式燃料噴射システムに適用されることを想定している。

まず、図１を参照して、燃料噴射制御装置を提供する燃料噴射システムについて説明する。本実施形態に係る燃料噴射システムは、エンジン（内燃機関）の各気筒＃１〜＃４に搭載された燃料噴射弁１０、燃圧センサ２０、コモンレール４２（蓄圧容器）、燃料ポンプ４１、燃料タンク４０及びＥＣＵ３０を備える。

燃料ポンプ４１は、例えばプランジャポンプであり、エンジンのクランク軸に連動して駆動され、燃料タンク４０内の燃料をコモンレール４２へ圧送する。圧送された燃料はコモンレール４２内に蓄圧保持される。コモンレール４２には、コモンレール４２内の燃料圧力を調整する電磁駆動式の減圧弁１８が設けられている。コモンレール４２内の燃料圧力が目標圧力を上回った場合には、減圧弁１８を開弁することにより、コモンレール４２内から燃料が排出される。コモンレール４２内から排出された燃料は、排出配管１９を介して燃料タンク４０に戻される。

コモンレール４２内に蓄圧された燃料は、コモンレール４２の各吐出口４２ａから各燃料配管４２ｂを通じて、各気筒の燃料噴射弁１０（＃１〜＃４）へ分配されて供給される。各気筒の燃料噴射弁１０は、予め設定された順番で順次燃料を噴射する。

燃料噴射弁１０は、ボデー１１と、ニードル弁１２と、電磁コイルやピエゾ素子等の電動アクチュエータ１３とを備えて構成される。ボデー１１は、内部に、高圧通路１１ａと、低圧通路１１ｄと、高圧通路１１ａと繋がる噴射孔１１ｂとが形成されている。コモンレール４２から供給された燃料は、高圧通路１１ａを通って噴射孔１１ｂから噴射される。ニードル弁１２は、ボデー内部に収容されて噴射孔１１ｂを開閉する。低圧通路１１ｄは、排出配管１９と繋がっており、低圧通路１１ｄから排出された低圧燃料は、排出配管１９を介して燃料タンク４０へ戻される。なお、燃料配管４２ｂ及び高圧通路１１ａによって、コモンレール４２から噴射孔１１ｂまで燃料を流通させる燃料通路が構成されている。

ボデー１１内にはニードル弁１２に背圧を付与する背圧室１１ｃが形成されており、高圧通路１１ａ及び低圧通路１１ｄは背圧室１１ｃと接続されている。電動アクチュエータ１３は、高圧通路１１ａ及び低圧通路１１ｄと背圧室１１ｃとの連通状態を切り換えるように、制御弁１４を作動させる。

電動アクチュエータ１３の通電をオンにすると、制御弁１４が噴射孔１１ｂ側へ押し下げられ、背圧室１１ｃが低圧通路１１ｄと連通する。その結果、ニードル弁１２にかかる背圧は低下して、ニードル弁１２はリフトアップする。よって、ニードル弁１２のシート面１２ａが、噴射孔１１ｂと繋がるように形成されたボデー１１のシート面１１ｅから離座し、噴射孔１１ｂが開いて燃焼室へ燃料が噴射される。一方、電動アクチュエータ１３の通電をオフにすると、制御弁１４が電動アクチュエータ１３側へ押し上げられ、背圧室１１ｃが高圧通路１１ａと連通する。その結果、ニードル弁１２にかかる背圧は上昇して、ニードル弁１２はリフトダウンする。よって、ニードル弁１２のシート面１２ａが、ボデー１１のシート面１１ｅに着座し、噴射孔１１ｂが閉じられて燃料噴射が停止される。電動アクチュエータ１３の通電は、ＥＣＵ３０により制御される。

燃圧センサ２０は、以下に説明するステム２１及び圧力センサ素子２２等を備えている。ステム２１はボデー１１に取り付けられており、ステム２１（起歪体）に形成されたダイヤフラム部２１ａが、高圧通路１１ａを流通する高圧燃料の圧力を受けて弾性変形する。圧力センサ素子２２はダイヤフラム部２１ａに取り付けられており、ダイヤフラム部２１ａで生じた弾性変形量に応じて圧力検出信号をＥＣＵ３０へ出力する。よって、燃圧センサ２０により、燃料通路内の燃料圧力が検出される。燃圧センサ２０は、全ての燃料噴射弁１０に搭載されている。

ＥＣＵ３０（燃料噴射制御装置）は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＩ／Ｏ等を備える周知のマイクロコンピュータである。ＣＰＵがＲＯＭに記憶されている各種プログラムを実行することにより、後述する異常気筒検出手段、間欠駆動手段、非燃焼駆動手段、復帰判定手段、弁駆動手段、及び圧送停止手段の各機能を実現する。

ＥＣＵ３０は、車両のアクセルペダルの操作量やエンジン負荷、エンジン回転速度等に基づき目標噴射状態（噴射段数、噴射開始点、噴射終了点、噴射量等）を算出する。例えば、エンジン負荷及びエンジン回転速度に対応する最適噴射状態を噴射状態マップにして、記憶装置に記憶させておく。そして、現状のエンジン負荷及びエンジン回転速度に基づき、噴射状態マップを参照して目標噴射状態を算出する。

そして、算出した目標噴射状態に基づいて、図２（ａ）に示すような噴射指令信号を設定する。例えば、目標噴射状態に対応する噴射指令信号を指令マップにして、記憶装置に記憶させておき、算出した目標噴射状態に基づき、指令マップを参照して噴射指令信号を設定する。以上により、エンジン負荷及びエンジン回転速度に応じた噴射指令信号が設定され、ＥＣＵ３０から燃料噴射弁１０へ出力される。

噴射指令信号のパルスオン時点ｔ１において、噴射開始が指令され、燃料噴射弁１０の電動アクチュエータ１３が通電作動して噴射孔１１ｂが開く。そして、噴射指令信号のパルスオフ時点ｔ２において、噴射終了が指令され、燃料噴射弁１０の電動アクチュエータ１３が通電作動を停止して噴射孔１１ｂが閉じる。よって、指令信号のパルスオン期間Ｔｑ、すなわち電動アクチュエータの通電期間により燃料噴射弁１０の開弁期間を制御することで、噴射量Ｑが制御される。ただし、ニードル弁１２のリフトアップ時に、ニードル弁１２とボデー１１のシート面１１ｅとの間に異物が噛み込むと、噴射終了が指令されても、噴射孔１１ｂを完全に閉じることができなくなる。その結果、燃料が噴きっ放し状態になる噴きっ放し異常が発生する。上記異物は、燃料噴射弁１０の作動停止時に燃料が温度上昇により劣化して堆積した堆積物等である。

図２（ｂ）及び（ｃ）は図２（ａ）の噴射指令信号に対応するものであり、図２（ｂ）は単位時間当たりの噴射量である噴射率を示し、図２（ｃ）は燃圧センサ２０で検出された検出圧力の時間変化を表す燃圧波形を示す。指令信号のパルスオンに伴いニードル弁１２が上昇を開始するＲ１時点から噴射率が上昇を開始する。そして、Ｒ１時点からＣ１時間経過したＰ１時点で、検出圧力は下降を開始する。その後、Ｒ２時点で噴射孔１１ｂが完全に開いて噴射率が最大噴射率に到達したことに伴い、燃料圧力の下降はＰ２時点で停止する。次に、指令信号のパルスオフに伴いニードル弁１２が下降を開始するＲ３時点から噴射率が下降を開始する。そして、Ｒ３時点からＣ３時間経過したＰ３時点で燃料圧力は上昇を開始する。その後、噴射孔１１ｂが完全に閉じて噴射率がゼロになり実際の噴射が終了したことに伴って、燃料圧力の上昇は停止する。

よって、燃圧波形と噴射率波形とは相関が高い。詳しくは、圧力波形において基準圧Ｐbaseから圧力降下を開始する時点Ｐ１と、実際の噴射開始点Ｒ１とには相関がある。基準圧Ｐbaseは、例えば、噴射指令信号のパルスオン時点ｔ１から所定時間経過するまでの圧力平均値とすればよい。また、基準圧Ｐbaseよりも所定圧だけ低下させた圧力を検出基準圧Ｐｄとする。所定圧は、例えば、噴射指令信号のパルスオン期間Ｔｑが長いほど大きい値に設定される。検出基準圧Ｐｄ及び燃圧波形の交点であるＰ４時点と、実際の噴射終了点Ｒ４とには相関がある。また、燃圧波形における燃圧下降の傾きＰαと噴射率が上昇する部分の噴射率上昇傾きＲαとには相関があり、燃圧波形においてＰ３時点からの燃圧上昇の傾きＰβと噴射率が下降する部分の噴射率下降傾きＲβとには相関がある。さらに、Ｐ１時点における燃料圧力からＰ２時点における燃料圧力までの圧力降下量と最大噴射率Ｒｈとには相関がある。

上述したように、燃圧波形と噴射率波形とは相関が高いため、燃圧波形から噴射状態を検出できる。噴射状態が正常であれば、目標噴射状態に対応する燃圧波形に近い燃圧波形が検出される。これに対して、燃料噴射弁１０からの燃料の噴きっ放し異常が生じると、その燃料噴射弁１０に搭載された燃圧センサ２０により逐次検出された燃圧波形は、正常時と異なる燃圧波形となる。よって、燃圧センサ２０により逐次検出された検出圧力の変化を表す燃圧波形に基づいて、噴きっ放し異常が生じている異常気筒を検出することができる。

次に、噴きっ放し異常時の検出方法及びフェールセーフ制御について、図３を参照して説明する。図３に示すタイムチャートは、４気筒のうちのいずれかの気筒に対応するものであり、図２に示すタイムチャートよりも長い期間を示している。図３（ａ）は、噴きっ放し異常時にフェールセーフ制御を実施する場合の噴射指令信号を示す。図３（ｂ）は噴射率の時間変化である噴射率波形を示し、図３（ｃ）は、検出圧力の時間変化である圧力波形を示す。図３（ｂ）及び（ｃ）において、実線は正常時を示し、破線及び一点鎖線は、噴きっ放し異常時にフェールセーフ制御を実施した場合を示す。また、図３（ｂ）及び（ｃ）において、二点鎖線は、噴きっ放し異常時にフェールセーフ制御を実施しない場合を示す。

目標噴射状態に応じた噴射指令信号Ｓ１を燃料噴射弁１０へ送信すると、検出圧力は、噴射開始に伴い下降する。そして、ｔａ時点において噴射終了が指令されると、燃料噴射弁１０が正常状態の場合、図３（ｃ）に実線で示すように、検出圧力は、噴射終了に伴いｔｂ時点よりも前の時点で上昇を開始し、ｔｂ時点では上昇を続けている。この場合の噴射率は、図３（ｂ）に示すように、ｔｂ時点よりも前の時点で下降を開始する。

一方、燃料噴射弁１０が噴きっ放し異常の場合、図３（ｃ）に破線及び一点鎖線で示すように、検出圧力は、ｔａ時点における噴射終了指令後も下降を続け、ｔｂ時点でも下降を続けている。この場合の噴射率は、図３（ｂ）に示すように、ｔｂ時点でも上昇を続ける。

そこで、噴射終了が指令されたｔａ時点から所定時間Δｔ経過したｔｂ時点において、検出圧力が下降を続けている場合に、噴きっ放し異常が生じていると判定する。異常気筒検出手段は、燃圧波形に基づいて、燃料噴射弁１０から燃料の噴きっ放し異常が生じている異常気筒を検出する。

異常気筒検出手段により異常気筒が検出された場合には、フェールセーフ制御を実施する。まず、第１フェールセーフ制御として、間欠駆動手段により間欠的な噴射を複数回実施する。詳しくは、間欠駆動手段は、所定の噴射間隔で、間欠的噴射の噴射量に応じた噴射指令信号Ｓ２を異常気筒の燃料噴射弁１０へ送信し、噴きっ放し異常の燃料噴射弁１０から、燃料を間欠的に複数回噴射させる。

ここで、間欠的噴射中に燃料の噴きっ放し異常が継続しても、筒内圧が気筒の最大許容筒内圧を超えないようにする必要がある。最大間欠噴射期間は、間欠的噴射を行う最大期間（例えば７２０°ＣＡ）であり、この期間中に燃料の噴きっ放し異常が継続したとしても、筒内圧が最大許容筒内圧を超えない期間である。最大間欠噴射期間と、間欠的噴射時の１回の噴射期間（噴射指令信号Ｓ２のパルス幅）及び噴射間隔（噴射指令信号Ｓ２同士の間隔）とから、間欠的噴射の最大噴射回数が決まる。間欠駆動手段は、間欠的噴射の回数が最大噴射回数を超えない範囲で、噴きっ放し異常の燃料噴射弁１０から、燃料を間欠的に噴射させる。本実施形態では、間欠的噴射時の噴射量は通常時の噴射量よりも少なくし、間欠的噴射時の噴射間隔は、通常時の噴射間隔よりも短くする。なお、最大許容筒内圧は、筒内圧の設計上の上限値であり、筒内圧がこの上限値を超えるとエンジンが損傷するおそれがある。

間欠的噴射された燃料により噛み込んでいた異物が押し出されると、噴射孔１１ｂが完全に閉じて燃料噴射弁１０の噴きっ放し異常が解消する。噴きっ放し異常が解消すると、図３（ｃ）に破線で示すように、最大間欠噴射期間内のｔｃ時点において、すなわち間欠的噴射時に燃料を最大噴射回数噴射する前のｔｃ時点において、検出圧力は上昇する。この場合の噴射率は、間欠的噴射後に下降を開始して０になる。

そこで、復帰判定手段は、間欠駆動手段による間欠的噴射の開始後に、燃圧波形に基づいて、異常気筒の燃料噴射弁１０が正常状態に復帰したか否か判定する。すなわち、復帰判定手段は、間欠的噴射の開始後に、検出圧力が上昇を開始した場合に、異常気筒の燃料噴射弁１０が正常状態に復帰したと判定する。間欠駆動手段は、間欠的噴射の噴射回数が最大噴射回数を超える前に、復帰判定手段により正常状態に復帰したと判定された場合には、間欠的噴射を停止させる。すなわち、第１フェールセーフ制御を終了して、通常の制御に戻る。

一方、図３（ｃ）に一点鎖線で示すように、間欠的噴射を行っても燃料噴射弁１０の噴きっ放し異常が解消せず、最大間欠噴射期間の終了時点であるｔｄ時点においても、検出圧力が下降を続けている場合もある。復帰判定手段は、噴きっ放し異常の燃料噴射弁１０から燃料が最大噴射回数噴射された時点ｔｄで、異常気筒の異常が継続している場合に、すなわち検出圧力が下降を続けている場合に、正常状態に復帰しなかったと判定する。この場合、第２フェールセーフ制御を実施し、コモンレール４２内の燃料圧力を低下させる。

詳しくは、非燃焼駆動手段により、異常気筒と異なる気筒の燃料噴射弁１０により、燃料の燃焼が行われていない非燃焼期間に燃料を噴射させる。非燃焼期間は、気筒に燃料を噴射させてもトルクにならない期間である。ドライバの意図しない燃料の燃焼が行われ、ドライバの予期しないトルクが発生することを抑制するために、非燃焼期間において燃料を噴射させる。特に、非燃焼期間をエンジンの排気行程とすると、燃料は排気とともに気筒外に流出するため、異常気筒とは異なる気筒内に燃料が溜まることによるエンジンの圧縮負荷の増加を抑制できる。また、弁駆動手段により、コモンレール４２の減圧弁１８を開弁して、コモンレール４２内の燃料を燃料タンク４０へ排出する。さらに、圧送停止手段により、燃料ポンプ４１による燃料の圧送を停止する。

ｔｄ時点において第２フェールセーフ制御を実施した場合、図３（ｃ）に一点鎖線で示すように、ｔｄ時点以降、異常気筒における検出圧力は噴射停止圧まで急激に低下する。この場合噴射率は、図３（ｂ）に示すように、ｔｄ時点以降、急激に低下して０になる。よって、非燃焼駆動手段、弁駆動手段、及び圧送停止手段により、コモンレール４２内の燃料圧力を急速に低下させることができる。その結果、異常気筒の燃料噴射弁１０からの噴きっ放し量を速やかに低減させ、異常気筒の筒内圧を速やかに低下させることができる。

一方、図３（ｃ）に二点鎖線で示すように、フェールセーフ制御を実施しない場合、ｔｄ時点後も検出圧力は緩やかに低下する。この場合噴射率も緩やかに低下する。すなわち、噴きっ放し状態が継続する。

次に、噴きっ放し異常発生時にフェールセーフ制御を行う処理手順について、図４のフローチャートを参照して説明する。本処理手順は、ＥＣＵ３０が、気筒毎に所定の周期で繰り返し実行する。

まず、噴射の終了を指令した時点からΔｔ経過した時点において、燃料の噴きっ放し異常を検出したか否か判定する（Ｓ１０）。すなわち、検出圧力が下降を続けているか否か判定する。噴きっ放し異常を検出していない場合は（Ｓ１０：ＮＯ）、本処理を終了する。

噴きっ放し異常を検出した場合は（Ｓ１０：ＹＥＳ）、まず第１フェールセーフ制御を実施する。詳しくは、燃料噴射弁１０から燃料を間欠的に噴射させるとともに（Ｓ１１）、正常状態に復帰したか否か、すなわち検出圧力が上昇を開始したか否か判定する（Ｓ１２）。検出圧力が上昇を開始している場合は、正常状態に復帰したと判定して（Ｓ１２：ＹＥＳ）、本処理を終了する。一方、検出圧力が下降を続けている場合は、正常状態に復帰していないと判定して（Ｓ１２：ＮＯ）、間欠的な噴射の回数が最大噴射回数に到達したか否か判定する（Ｓ１３）。間欠的な噴射の回数が最大噴射回数に到達していない場合は（Ｓ１３：ＮＯ）、Ｓ１１の処理に戻り、Ｓ１１〜Ｓ１３の処理を繰り返し実行する。

間欠的な噴射の回数が最大噴射回数に到達した場合は（Ｓ１３：ＹＥＳ）、最大間欠噴射期間を経過した時点で異常が継続しているため、正常に復帰しなかったと判定する（Ｓ１４）。この場合、第２フェールセーフ制御を実施する（Ｓ１５）。詳しくは、異常気筒とは異なる気筒の燃料噴射弁１０から、エンジンの排気行程に燃料を噴射させる。さらに、燃料ポンプ４１によるコモンレール４２への燃料の圧送を停止する。さらに、コモンレール４２の減圧弁１８を開弁して、コモンレール４２内の燃料を燃料タンク４０へ排出する。これにより、コモンレール４２内の燃料圧力が急激に低下し、噴きっ放し量が低減される。この後、エンジンは停止する。以上で本処理を終了する。なお、エンジンが停止された以降は、異常が修理されるまで本フェールセーフ処理を実行しない。

以上説明した本実施形態によれば、以下の効果を奏する。

・気筒ごとに、燃料通路４２ｂ，１１ａ内の燃料圧力が燃圧センサ２０によりそれぞれ逐次検出される。よって、気筒ごとに検出された燃圧波形に基づいて、燃料噴射弁１０からの燃料の噴きっ放し異常を瞬時に検出できるとともに、噴きっ放し異常が生じている異常気筒を検出できる。そして、異常気筒が検出された場合には、異常気筒の燃料噴射弁１０から燃料が間欠的に複数回噴射される。これにより、燃料噴射弁１０の異物噛み込みが解消し、正常状態に復帰できることがある。

さらに、異常気筒とは異なる気筒の燃料噴射弁１０により、非燃焼期間に燃料が噴射される。これにより、ドライバの予期しないトルクの発生によるドライバビリティの低下を抑制しつつ、コモンレール４２内の燃料圧力を低下させることができる。その結果、異常気筒の燃料噴射弁１０からの噴きっ放し量を低減させ、異常気筒の筒内圧を低下させることができる。よって、燃料の噴きっ放し異常時にフェールセーフ制御を過剰に行うことなく、エンジンの損傷を抑制することができる。ひいては、エンジンの強度を過剰に高くすることを抑制してエンジンを軽くし、燃費を向上させることができる。

・エンジンの排気行程に燃料を噴射することにより、燃料は排気とともに気筒外に流出する。よって、ドライバの意図しない燃料の燃焼が行われることを抑制することができるとともに、異常気筒とは異なる気筒内に燃料が溜まることによるエンジンの圧縮負荷の増加を抑制できる。

・燃料の間欠的噴射の開始後に、燃圧波形に基づいて、異常気筒の燃料噴射弁１０が正常状態に復帰したか否か判定される。そして、正常状態に復帰しなかったと判定されたことを条件として、異常気筒とは異なる気筒の燃料噴射弁１０により、非燃焼期間に燃料が噴射される。よって、フェールセーフ制御の実施を必要最低限に抑制することができる。

・気筒の最大許容筒内圧から決まる最大噴射回数を超えない範囲で、異常気筒の燃料噴射弁から燃料が間欠的に噴射される。そして、燃料が最大噴射回数噴射された時点で異常気筒の異常が継続している場合に、正常状態に復帰しなかったと判定される。よって、異常気筒の筒内圧が最大許容筒内圧に到達するまでに、正常状態に復帰したか否か判定して次の処理を実施できるため、筒内圧が最大許容筒内圧よりも高くなることを抑制するとともに、エンジンの損傷を確実に抑制できる。

・間欠的噴射の噴射回数が最大噴射回数を超える前に、正常状態に復帰したと判定された場合には、異常気筒の燃料噴射弁１０からの燃料の間欠的噴射が停止される。これにより、正常状態に復帰した気筒の筒内圧の上昇を抑制できる。一方、正常状態に復帰したと判定されなかった場合には、最大噴射回数を超えない範囲で、燃料の間欠的噴射が継続されるため、燃料噴射弁１０の異物噛み込みが解消される可能性を向上させることができる。

・正常状態に復帰しなかったと判定された場合には、コモンレール４２の減圧弁１８も駆動することにより、コモンレール４２内の燃料圧力を速やかに低下させることができる。その結果、異常気筒の燃料噴射弁１０からの噴きっ放し量を速やかに低減させ、異常気筒の筒内圧を速やかに低下させることができる。一方、正常状態に復帰したと判定された場合には、コモンレール４２内の燃料圧力が維持されるため、噴射を継続してエンジンの運転を継続ことができる。

・正常状態に復帰しなかったと判定された場合には、燃料ポンプ４１による燃料の圧送を停止することにより、コモンレール４２内の燃料圧力を速やかに低下させることができる。その結果、異常気筒の燃料噴射弁１０からの噴きっ放し量を速やかに低減させ、異常気筒の筒内圧を速やかに低下させることができる。一方、正常状態に復帰したと判定された場合には、コモンレール４２への燃料の圧送が継続されるため、噴射を継続してエンジンの運転を継続することができる。

（他の実施形態）
・間欠的噴射の実施とともに、異常気筒と異なる気筒の燃料噴射弁により非燃焼期間に燃料を噴射させてもよい。このようにすれば、異常気筒への燃料の噴きっ放し量を低減させつつ、異物噛み込みを解消させる機会を得られる。

・間欠的噴射を行っても正常状態に復帰しなかったと判定された場合には、非燃焼駆動手段、弁駆動手段及び圧送停止手段の全ての手段による処理を実施しなくてもよい。非燃焼駆動手段、弁駆動手段及び圧送停止手段のうちの少なくとも１つの手段による処理を実施すればよい。

１０…燃料噴射弁、１１ａ，４２ｂ…燃料通路、１１ｂ…噴射孔、２０…燃圧センサ、３０…ＥＣＵ、４１…燃料ポンプ、４２…コモンレール。

Claims

燃料を蓄圧保持する蓄圧容器（４２）と、前記蓄圧容器に対して前記燃料を圧送する燃料ポンプ（４１）と、多気筒内燃機関の気筒ごとに設けられ前記燃料を噴射孔（１１ｂ）から噴射する燃料噴射弁（１０）と、前記蓄圧容器から各前記燃料噴射弁の前記噴射孔までの各燃料通路（４２ｂ，１１ａ）内の燃料圧力をそれぞれ逐次検出する燃圧センサ（２０）と、を備える燃料噴射システムに適用される燃料噴射制御装置（３０）であって、
前記燃圧センサにより検出された前記燃料圧力の変化を表す燃圧波形に基づいて、前記燃料噴射弁からの前記燃料の噴きっ放し異常が生じている異常気筒を検出する異常気筒検出手段と、
前記異常気筒検出手段により前記異常気筒が検出された場合に、前記異常気筒の前記燃料噴射弁から前記燃料を間欠的に複数回噴射させる間欠駆動手段と、
前記異常気筒検出手段により前記異常気筒が検出された場合に、前記異常気筒と異なる気筒の前記燃料噴射弁により、前記燃料の燃焼が行われていない非燃焼期間に前記燃料を噴射させる非燃焼駆動手段と、
前記間欠駆動手段による間欠的噴射の開始後に、前記燃圧波形に基づいて、前記異常気筒の前記燃料噴射弁が正常状態に復帰したか否か判定する復帰判定手段と、を備え、
前記複数回は、前記気筒の最大許容筒内圧から決まる最大噴射回数を超えない回数であり、
前記復帰判定手段により正常状態に復帰しなかったと判定されたことを条件として、前記非燃焼駆動手段は、前記燃料を噴射させ、
前記復帰判定手段は、前記間欠駆動手段により前記燃料が前記最大噴射回数噴射された時点で、前記異常気筒の異常が継続している場合に、正常状態に復帰しなかったと判定することを特徴とする燃料噴射制御装置。
前記非燃焼期間は、前記内燃機関の排気行程である請求項１に記載の燃料噴射制御装置。
前記間欠駆動手段は、前記間欠的噴射の噴射回数が前記最大噴射回数を超える前に、前記復帰判定手段により正常状態に復帰したと判定されたことを条件として、前記間欠的噴射を停止させる請求項１または２に記載の燃料噴射制御装置。
前記復帰判定手段により正常状態に復帰しなかったと判定されたことを条件として、前記蓄圧容器の減圧弁（１８）を開弁し、前記蓄圧容器内の燃料を排出する弁駆動手段を備える請求項１〜３のいずれかに記載の燃料噴射制御装置。
前記復帰判定手段により正常状態に復帰しなかったと判定されたことを条件として、前記燃料ポンプによる前記燃料の圧送を停止する圧送停止手段を備える請求項１〜４のいずれかに記載の燃料噴射制御装置。