WO2021260998A1 - 燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

燃料噴射が正常に実行されたかを判定する異常判定において、誤判定を防止する。 通電用のコイルを有する複数の燃料噴射弁を制御する燃料噴射制御装置１２７であって、燃料噴射弁のコイルの通電電流又は印加電圧から燃料噴射弁の駆動状態を検出する駆動状態検出部２１１と、燃料噴射指令と燃料噴射弁の駆動状態を比較することで燃料噴射弁の噴射異常を検知する噴射異常検知部２１３と、内燃機関の状態に基づいて、噴射異常検知部２１３による噴射異常検知の実行可否を判定する噴射異常検知実行判定部２１２と、を備える。

Description

燃料噴射制御装置

　本発明は、燃料噴射制御装置に関する。

　大気汚染を引き起こす排気ガス成分の一つである粒子状物質は、燃料噴射弁から噴射された燃料が、燃焼室内のピストン冠面やボアへ付着することで燃焼せず、粒子状物質となることが広く知られている。

　このため、付着燃料を低減できれば粒子状物質（ＰＮ，ＰＭ）を抑制できるため、例えば、燃料噴射弁から噴射された燃料の噴霧長（ペネトレーション）を短くし、ピストン冠面やボアへ噴射燃料が当たらない様にするため、１燃焼サイクル中に複数回の噴射を行う分割噴射などが挙げられる。

　分割噴射実行時の燃料噴射量演算は、１燃焼サイクル中に1回燃料噴射を行う場合の燃料噴射量を総噴射量として扱い、総噴射量を分割噴射回数に基づく分割比で除算した分割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。

　このような分割噴射では、算出した噴射要求（燃料噴射量や噴射開始タイミング、分割噴射回数など）に対して燃料噴射弁へ正常に通電が行われ、噴射要求通りに燃料噴射が実行されているかをモニタし、異常があるか否かを検出する機能を備えることが要望されている。

　特許文献１では、１燃焼サイクル中に燃料噴射弁から複数回燃料を噴射させる分割噴射において、燃料噴射弁に流れる駆動電流や印加される駆動電圧の変化点をカウントし、噴射要求である分割噴射回数通りに燃料噴射が実行されているか否かを判定している。

　また、特許文献２では、燃料噴射弁に流れる駆動電流を検出し、通電・非通電を検出して算出される通電開始タイミング、通電時間等と比較することで、分割噴射の異常検出を実行している。

国際公開第２０１６／１２９４０２号 特開２０１３－３６３４４号公報

　しかしながら、上記特許文献１，２に記載の技術では、正常に分割噴射が実行されているにもかかわらず、異常と誤判定する可能性がある内燃機関の状態、例えば燃料噴射弁の駆動状態が考慮されていない。そのため、内燃機関の状態によっては、正常に分割噴射が実行されているにもかかわらず、異常と判定してしまうことで、燃料噴射を停止させる等、意図せずフェールセーフ制御が実行される可能性がある。

　本発明は、上述の状況に鑑みてなされたものであり、燃料噴射弁による燃料噴射が正常に実行されたかを判定する異常判定において、誤判定を防止することを目的とする。

　上記課題を解決するために、本発明の一態様の燃料噴射制御装置は、通電用のコイルを有する複数の燃料噴射弁を制御する燃料噴射制御装置であって、燃料噴射指令に基づいて燃料噴射弁を駆動するための噴射パルス信号を出力する燃料噴射パルス出力部と、燃料噴射弁のコイルの通電電流又は印加電圧から当該燃料噴射弁の駆動状態を検出する駆動状態検出部と、燃料噴射指令と燃料噴射弁の駆動状態を比較することで、燃料噴射弁の噴射異常を検知する噴射異常検知部と、内燃機関の状態に基づいて、噴射異常検知部による噴射異常検知の実行可否を判定し、実行不可と判定した場合には噴射異常検知部による噴射異常検知を実行しない噴射異常検知実行判定部と、を備える。

　本発明の少なくとも一態様によれば、燃料噴射弁による燃料噴射が正常に実行されたかを判定する異常判定において、誤判定を防止することができる。
　上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の一実施形態に係る燃料噴射制御装置が搭載された内燃機関システムの基本構成例を示す全体構成図である。 本発明の一実施形態に係る燃料噴射制御装置の内部構成例を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る燃料噴射制御装置における燃料噴射駆動部の構成例を示す回路図である。 本発明の一実施形態に係る燃料噴射弁の駆動方法を説明するタイミングチャートである。 本発明の一実施形態に係る１回噴射制御と分割噴射制御を説明する図である。 本発明の一実施形態に係る燃料噴射弁の駆動電流検出信号を説明するタイミングチャートである。 本発明の一実施形態に係る分割噴射異常検知部の動作を説明するタイミングチャートである。 本発明の一実施形態に係る分割噴射異常検知部で検出できる異常状態を説明する図である。 本発明の一実施形態に係る噴射インターバルに応じて分割噴射異常判定を実行しない場合を説明するタイミングチャートである。 本発明の一実施形態に係る噴射パルス幅に応じて分割噴射異常判定を実行しない場合を説明するタイミングチャートである。 本発明の一実施形態に係る昇圧電圧に応じて分割噴射異常判定を実行しない場合を説明するタイミングチャートである。 本発明の一実施形態に係る強制終了タイミングに応じて分割噴射異常判定を実行しない場合を説明するタイミングチャート（その１）である。 本発明の一実施形態に係る強制終了タイミングに応じて分割噴射異常判定を実行しない場合を説明するタイミングチャート（その２）である。

　以下、本発明を実施するための形態の例について、添付図面を参照して説明する。本明細書及び添付図面において実質的に同一の機能又は構成を有する構成要素については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

＜一実施形態＞［内燃機関システム］
　まず、本発明の一実施形態による燃料噴射制御装置を搭載する内燃機関システムの構成について説明する。図１は、一実施形態に係る燃料噴射制御装置を搭載する内燃機関システムの全体構成図である。

　図１に示す内燃機関（エンジン）１０１は、吸入行程、圧縮行程、燃焼（膨張）行程、排気行程の４行程を繰り返す４サイクルエンジンであり、例えば、４つの気筒（シリンダ）を備えた多気筒エンジンである。なお、内燃機関１０１が有する気筒の数は、４つに限定されるものではなく、６つ又は８つ以上など任意の気筒数でもよい。

　内燃機関１０１は、ピストン１０２、吸気弁１０３、排気弁１０４を備えている。内燃機関１０１への吸気（吸入空気）は、流入する空気の量を検出する空気流量計（ＡＦＭ）１２０を通過して、スロットル弁１１９により流量が調整される。スロットル弁１１９を通過した空気は、分岐部であるコレクタ１１５に吸入され、その後、各気筒（シリンダ）に対して設けられた吸気管１１０、吸気弁１０３を介して、各気筒の燃焼室１２１に供給される。

　一方、燃料は、燃料タンク１２３から低圧燃料ポンプ１２４によって高圧燃料ポンプ１２５へ供給され、高圧燃料ポンプ１２５によって燃料噴射に必要な圧力に高められる。すなわち、高圧燃料ポンプ１２５は、排気カム１２８の排気カム軸（不図示）から伝達される動力により、高圧燃料ポンプ１２５内に設けられたプランジャーを上下に可動し、高圧燃料ポンプ１２５内の燃料を加圧（昇圧）する。

　高圧燃料ポンプ１２５の吸入口には、ソレノイドにより駆動する開閉バルブが設けられている。ソレノイドは、電子制御装置であるＥＣＵ（Engine Control Unit）１０９内に設けられた燃料噴射制御装置１２７に接続されている。燃料噴射制御装置１２７は、ＥＣＵ１０９からの制御指令に基づいて、ソレノイドを制御し、高圧燃料ポンプ１２５から吐出する燃料の圧力（以下「燃圧」と略記する。）が所望の圧力になるように開閉バルブを駆動する。ＥＣＵ１０９（燃料噴射制御装置１２７）は、一例としてＣＰＵ１４１、メモリ１４２、及び不図示の入出力インターフェースを備える。

　ＣＰＵ１４１は、演算処理を行うプロセッサである。メモリ１４２は、揮発性又は不揮発性の半導体メモリ等よりなる記憶部である。メモリ１４２には、燃料噴射弁１０５を制御するためのコンピュータープログラムが格納されていてもよい。この場合、ＣＰＵ１４１が、メモリ１４２に記録されたコンピュータープログラムを読み出して実行することにより、燃料噴射制御装置１２７の機能の全部又は一部が実現される。ＥＣＵ１０９には、内燃機関１０１の始動（点火）を指令するためのイグニッションスイッチ信号が入力される。例えば、ＣＰＵ１４１は、イグニッションスイッチ信号がオンであることを検知すると、燃料噴射制御のコンピュータープログラムの処理を開始する。なお、ＣＰＵ１４１に代えてＭＰＵ（Micro Processing Unit）等の他の演算処理装置を用いてもよい。

　高圧燃料ポンプ１２５によって昇圧された燃料は、高圧燃料配管１２９を介して燃料噴射弁１０５へ送られる。燃料噴射弁１０５は、燃料噴射制御装置１２７の指令に基づいて、燃料を燃焼室１２１へ直接噴射する。この燃料噴射弁１０５は、後述する電磁コイルに駆動電流が供給（通電）されることにより、弁体を動作させて、燃料噴射を行う電磁式の弁である。

　また、内燃機関１０１には、高圧燃料配管１２９内の燃圧力を計測する燃圧力センサ（燃圧センサ）１２６が設けられている。ＥＣＵ１０９は、燃圧力センサ１２６による計測結果に基づいて、高圧燃料配管１２９内の燃圧を所望の圧力にするための制御指令を燃料噴射制御装置１２７へ送る。すなわち、ＥＣＵ１０９は、所謂フィードバック制御を行って、高圧燃料配管１２９内の燃圧を所望の圧力にする。

　さらに、内燃機関１０１の各燃焼室１２１には、点火プラグ１０６と、点火コイル１０７と、水温センサ１０８が設けられている。点火プラグ１０６は、燃焼室１２１内に電極部を露出させ、燃焼室１２１内で吸入空気と燃料が混ざった混合気を放電によって引火する。点火コイル１０７は、点火プラグ１０６で放電するための高電圧を作り出す。水温センサ１０８は、内燃機関１０１の気筒を冷却する冷却水の温度を測定する。

　ＥＣＵ１０９は、点火コイル１０７の通電制御と、点火プラグ１０６による点火制御を行う。燃焼室１２１内で吸入空気と燃料が混ざった混合気は、点火プラグ１０６から放たれる火花により燃焼し、この圧力によりピストン１０２が押し下げられる。

　燃焼により生じた排気ガスは、排気弁１０４を介して排気管１１１に排出される。そして、排気管１１１には、三元触媒１１２と、酸素センサ１１３が設けられている。三元触媒１１２は、排気ガス中に含まれる、例えば、窒素酸化物（ＮＯｘ）等の有害物質を浄化する。酸素センサ１１３は、排気ガス中に含まれる酸素濃度を検出し、その検出結果をＥＣＵ１０９に出力する。ＥＣＵ１０９は、酸素センサ１１３の検出結果に基づいて、燃料噴射弁１０５から供給される燃料噴射量が目標空燃比となるように、フィードバック制御を行う。

　また、ピストン１０２には、クランクシャフト１３１がコンロッド１３２介して接続されている。そして、ピストン１０２の往復運動がクランクシャフト１３１により回転運動に変換される。そして、クランクシャフト１３１には、クランク角度センサ１１６が取り付けられている。クランク角度センサ１１６は、クランクシャフト１３１の回転と位相を検出し、その検出結果をＥＣＵ１０９に出力する。ＥＣＵ１０９は、クランク角度センサ１１６の出力に基づいて、内燃機関１０１の回転速度を検出することができる。

　ＥＣＵ１０９には、クランク角度センサ１１６、空気流量計１２０、酸素センサ１１３、運転者が操作するアクセルの開度を示すアクセル開度センサ１２２、燃圧力センサ１２６等の信号が入力される。

　ＥＣＵ１０９は、アクセル開度センサ１２２から供給された信号に基づいて、内燃機関１０１の要求トルクを算出するとともに、アイドル状態であるか否かの判定等を行う。また、ＥＣＵ１０９は、要求トルクなどから、内燃機関１０１に必要な吸入空気量を算出して、それに見合った開度信号をスロットル弁１１９に出力する。

　また、ＥＣＵ１０９は、クランク角度センサ１１６から供給された信号に基づいて、内燃機関１０１の回転速度(以下、エンジン回転数という)を演算する回転数検出部を有する。さらに、ＥＣＵ１０９は、水温センサ１０８から得られる冷却水の温度と、内燃機関１０１の始動後の経過時間等から三元触媒１１２が暖機された状態であるか否かを判断する暖機判断部を有する。

　燃料噴射制御装置１２７は、吸入空気量に応じた燃料量を算出して、それに応じた燃料噴射信号を燃料噴射弁１０５に出力する。さらに、燃料噴射制御装置１２７は、点火コイル１０７に通電信号を出力し、点火プラグ１０６に点火信号を出力する。

［燃料噴射制御装置の構成］
　次に、図１に示す燃料噴射制御装置１２７の構成について、図２と図３を用いて説明する。
　図２は、燃料噴射制御装置１２７の内部構成例を示すブロック図である。図３は、図２に示す燃料噴射駆動部の構成例を示す回路図である。

　図２に示すように、燃料噴射制御装置１２７は、燃料噴射制御部としての分割噴射制御指令部２０１、燃料噴射パルス信号演算部２０２、及び燃料噴射駆動波形指令部２０３と、エンジン状態検知部２１４と、駆動ＩＣ２０８とを備える。また、燃料噴射制御装置１２７は、高電圧生成部（昇圧装置）２０６、燃料噴射駆動部２０７ａ，２０７ｂ、燃料噴射弁駆動状態検出部２１１、分割噴射異常検知実行判定部２１２、及び分割噴射異常検知部２１３を備える。

　エンジン状態検知部２１４は、前述のエンジン回転数、吸入空気量、冷却水温度、燃料圧力や内燃機関１０１の故障状態などの各種情報を集約及び提供する。

　分割噴射制御指令部２０１は、エンジン状態検知部２１４から得られる各種情報に基づく内燃機関１０１の運転状態又は、運転シーン（例えば市街地走行、高速走行等）などから、分割噴射制御実行の判定を行う。分割噴射制御を許可した場合、分割噴射回数や、燃料噴射量の分割比、それぞれの噴射開始タイミングや燃料噴射量などが算出される。当然のことながら、分割噴射制御が実行されない場合は、１燃焼サイクル中に一度のみ燃料噴射を行う。

　燃料噴射パルス信号演算部２０２（燃料噴射パルス出力部の一例）は、分割噴射制御指令部２０１から得られる前述の分割噴射回数や燃料噴射量の分割比、要求噴射量などの各種情報に基づいて、燃料噴射弁１０５の燃料噴射期間（通電期間）を規定する噴射パルス幅を演算する。そして、燃料噴射パルス信号演算部２０２は、演算した噴射パルス幅の噴射パルス信号を、噴射開始タイミングに応じて駆動ＩＣ２０８へ出力する。

　燃料噴射駆動波形指令部２０３は、エンジン状態検知部２１４から得られる燃圧などの各種情報に基づいて、燃料噴射弁１０５の開弁及び開弁維持のために供給する駆動電流の指令値を算出し、駆動ＩＣ２０８へ出力する。

　高電圧生成部２０６には、ヒューズ２０４とリレー２０５を介してバッテリ電圧２０９が供給される。この高電圧生成部２０６は、バッテリ電圧２０９を元に、電磁ソレノイド式の燃料噴射弁１０５が開弁する際に必要となる高い電源電圧２１０（ＶＨ）を生成する。以下、電源電圧２１０を「昇圧電圧２１０」という。燃料噴射弁１０５の電源としては、弁体の開弁力確保を目的とした昇圧電圧２１０と、開弁した後に弁体が閉弁しないように開弁を保持させるバッテリ電圧２０９の２系統を備えている。

　燃料噴射駆動部２０７ａ（スイッチ部）は、燃料噴射弁１０５の上流側（電源側、ハイサイド）に設けられており、燃料噴射弁１０５を開弁させるために必要となる昇圧電圧２１０を燃料噴射弁１０５に供給する。また、燃料噴射駆動部２０７ａは、燃料噴射弁１０５を開弁させた後に、燃料噴射弁１０５の開弁状態を保持するために必要となるバッテリ電圧２０９を燃料噴射弁１０５に供給する。

　図３に示すように、燃料噴射駆動部２０７ａは、ダイオード３０１，３０２と、高電圧側スイッチング素子３０３と、低電圧側スイッチング素子３０４とを有している。燃料噴射駆動部２０７ａは、高電圧生成部２０６から供給された昇圧電圧２１０を、電流逆流防止のために設けたダイオード３０１を通し、高電圧側スイッチング素子３０３を用いて燃料噴射弁１０５に供給する。

　また、燃料噴射駆動部２０７ａは、リレー２０５を介して供給されたバッテリ電圧２０９を、電流逆流防止のために設けたダイオード３０２を通し、低電圧側スイッチング素子３０４を用いて燃料噴射弁１０５に供給する。

　燃料噴射駆動部２０７ｂ（スイッチ部）は、燃料噴射弁１０５の下流側（接地側、ローサイド）に設けられており、スイッチング素子３０５と、シャント抵抗３０６を有している。この燃料噴射駆動部２０７ｂは、スイッチング素子３０５をオンにすることで、上流側の燃料噴射駆動部２０７ａから供給される電源を燃料噴射弁１０５に印加する。また、燃料噴射駆動部２０７ｂは、シャント抵抗３０６によって、燃料噴射弁１０５において消費した電流を検出する。

　図２に示す駆動ＩＣ２０８は、燃料噴射パルス信号演算部２０２で演算された噴射パルス幅と、燃料噴射駆動波形指令部２０３で演算された駆動電流波形（駆動電流プロフィール）に基づいて、燃料噴射駆動部２０７ａ、２０７ｂを制御する。すなわち、駆動ＩＣ２０８は、燃料噴射弁１０５に印加される昇圧電圧２１０及びバッテリ電圧２０９を制御し、燃料噴射弁１０５へ供給する駆動電流を制御する。

　また、ソレノイド４０７の下流側と高電圧生成部２０６との間にダイオード３０９が順方向に接続され、シャント抵抗３０６とソレノイド４０７の上流側との間にダイオード３０８が順方向に接続されている。高電圧側スイッチング素子３０３、低電圧側スイッチング素子３０４、及びスイッチング素子３０５をオフにすると、燃料噴射弁１０５のソレノイド４０７に生じる逆起電力によって、ダイオード３０８とダイオード３０９が通電する。それにより、電流が高電圧生成部２０６側へ帰還され、ソレノイド４０７に供給されていた駆動電流は急速に低下する。このとき、ソレノイド４０７の端子間には、逆起電力として、例えば昇圧電圧２１０に相当する大きさで逆極性の電圧（－ＶＨ）が生じる。

　燃料噴射弁駆動状態検出部２１１（駆動状態検出部の一例）は、燃料噴射弁１０５（ソレノイド４０７）に流れる電流をモニタし、電流が所定の電流値へ到達したか否かを検出する。そして、燃料噴射弁駆動状態検出部２１１は、検出結果として通電検出信号を分割噴射異常検知部２１３へ出力する。なお、燃料噴射弁駆動状態検出部２１１は、燃料噴射弁１０５（ソレノイド４０７）の印加電圧を測定して燃料噴射弁の駆動状態を検出するようにしてもよい。

　分割噴射異常検知実行判定部２１２（噴射異常検知実行判定部の一例）は、エンジン状態検知部２１４や燃料噴射パルス信号演算部２０２などから入力される情報に基づき、分割噴射異常検知部２１３による分割噴射異常検知の実行可否を判定する。そして、分割噴射異常検知実行判定部２１２は、分割噴射異常検知の実行可否の判定結果（許可信号、不許可信号）を分割噴射異常検知部２１３へ出力する。

　分割噴射異常検知部２１３（噴射異常検知部の一例）は、分割噴射異常検知実行判定部２１２から許可された場合に分割噴射異常検知を実行する。分割噴射異常検知部２１３は、燃料噴射弁駆動状態検出部２１１によって検出された通電検出信号（通電状態）と、分割噴射制御指令部２０１で算出された噴射開始タイミング（燃料噴射指令）を比較して異常判定を行う。すなわち、燃料噴射指令どおりに燃料噴射弁１０５のソレノイド４０７へ電流が流れている、又はソレノイド４０７に電圧が印加されているかを判定する。

　なお、燃料噴射弁駆動状態検出部２１１、分割噴射異常検知実行判定部２１２、及び分割噴射異常検知部２１３についての詳細は後述する。

［燃料噴射弁の駆動方法］
　次に、燃料噴射弁１０５の駆動方法について、図４を参照して説明する。
　図４は、燃料噴射弁１０５の駆動方法を説明するタイミングチャートである。横軸に時間、縦軸に噴射パルス、駆動電圧、及び駆動電流を示す。

　図４は、燃料噴射弁１０５から燃料を噴射する際の、噴射パルス、駆動電圧、駆動電流の一例を時系列で示している。燃料噴射弁１０５を駆動する場合は、燃料噴射弁１０５の特性に基づいて、電流設定値(ピーク電流Ｉｐや保持電流Ｉｈなど)を予め設定する。そして、電流設定値による燃料噴射弁１０５の噴射量特性をＥＣＵ１０９内に設けられたメモリ１４２（例えば、ＲＡＭ）に記憶しておく。燃料噴射制御装置１２７は、内燃機関１０１の運転状態と燃料噴射弁１０５の噴射量特性から、燃料噴射弁１０５の噴射パルスを算出する。

　図４に示す時刻Ｔ４００～Ｔ４０１では、燃料噴射パルス信号演算部２０２（図２参照）から出力される噴射パルスがオフ状態である。そのため、燃料噴射駆動部２０７ａ，２０７ｂがオフ状態となり、燃料噴射弁１０５に駆動電流が流れない。したがって、燃料噴射弁１０５から燃料が噴射されない。

　次いで、時刻Ｔ４０１で、噴射パルスがオン状態となり、燃料噴射駆動部２０７ａ（スイッチング素子３０３）と燃料噴射駆動部２０７ｂ（スイッチング素子３０５）がオン状態になる。これにより、ソレノイド４０７に昇圧電圧２１０（駆動電圧）が印加され、ソレノイド４０７（燃料噴射弁１０５）に駆動電流が流れる。燃料噴射弁１０５に駆動電流が流れると、弁体が開弁方向へ移動し始めて燃料噴射弁１０５が開弁する。その結果、燃料噴射弁１０５から燃料が噴射される。

　駆動電流がピーク電流Ｉｐに到達したときに（時刻Ｔ４０２）、燃料噴射駆動部２０７ａ，２０７ｂのスイッチング素子３０３，３０４をオフ状態にし、燃料噴射弁１０５に流れる駆動電流を減少させる。

　そして、時刻Ｔ４０３から噴射パルスが立ち下がる時刻Ｔ４０４までは、燃料噴射駆動部２０７ｂ（スイッチング素子３０５）のオン状態を維持して、燃料噴射駆動部２０７ａ（スイッチング素子３０４）を間欠的にオン状態にする。すなわち、燃料噴射駆動部２０７ａをＰＭＷ（Pulse Width Modulation）制御し、燃料噴射弁１０５に印加される駆動電圧を間欠的にバッテリ電圧２０９にすることで、燃料噴射弁１０５に流れる駆動電流が保持電流Ｉｈを中心に所定の範囲内に収まるようにする。

　時刻Ｔ４０４において、噴射パルスがオフ状態となる。これにより、燃料噴射駆動部２０７ａ，２０７ｂが全てオフ状態となり、ソレノイド４０７へ印加される駆動電圧が減少し、流れる駆動電流も減少する。そして、弁体が閉弁方向へ移動して燃料噴射弁１０５が閉弁する。その結果、燃料噴射弁１０５から燃料が噴射されなくなる。

　なお、噴射パルスがオフ状態となった時刻Ｔ４０４からは、燃料噴射弁１０５内の残留磁気を素早く抜いて燃料噴射弁１０５が早期に閉弁するように、燃料噴射弁１０５を駆動する際とは逆方向に昇圧電圧２１０を供給する。

［分割噴射制御］
　次に、分割噴射制御について図５を参照して説明する。
　図５は、１回噴射制御と分割噴射制御を説明する図である。図５において、１回噴射制御から分割噴射制御へ切り替わる際の噴射パルス５１１の波形を示し、ｎ～（ｎ＋３）気筒の噴射パルスをそれぞれ噴射パルス５１１ａ～５１１ｄとしている。図内の時刻Ｔ５０１は、分割噴射制御が許可された時点を示している（例えば、分割噴射回数が１から３に変化）。

　まず、所定のクランク角に基づき燃料噴射弁１０５の駆動を行うため、角度制御の一般的な方法として、気筒毎の制御基準位置（Ｔ５０８ａ～Ｔ５０８ｄ）を設け、この制御基準位置を基準に所望の角度にて、燃料噴射弁１０５の制御タイミングを計っている。

　これを踏まえ、図５を説明すると、時刻Ｔ５０１より過去（時刻Ｔ５０１より左側）では、分割噴射制御は実行されておらず、１回噴射を実行する。時刻Ｔ５０８ｄで（ｎ＋３）気筒の噴射パルスＴ５０２、時刻Ｔ５０８ａでｎ気筒の噴射パルス５０３が出力される。つまり、１燃焼サイクルに１回の燃料噴射を実行する。さらに、制御基準位置（時刻Ｔ５０１）に対し、将来（時刻Ｔ５０１より右側）である（ｎ＋１）気筒の噴射パルス５０４は左側にあり、この時点での噴射開始タイミング５０９により噴射制御を実行するため、ここも１回噴射となる。

　これに対し、時刻Ｔ５０１から最初の制御基準位置となる時刻Ｔ５０８ｂから、分割噴射用の噴射開始タイミング５１０で噴射指令５０５（分割噴射指令５０５ａ，５０５ｂ，５０５ｃ）が生じる。そのため、噴射開始タイミング５１０以降に、分割噴射が実行される。以後、分割噴射制御が継続され、噴射指令５０５と同様の制御を行うことで、噴射指令５０６、噴射指令５０７も分割噴射が実行される。

　なお、図５の分割噴射制御は、３回噴射（例えば分割噴射指令５０５ａ～５０５ｃ）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。

　また、分割噴射では、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する。１燃焼サイクルとは、気筒毎に位置（角度）は異なるものの、例えば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。ただし、本発明の分割噴射機能の異常判定の対象は、分割噴射に限らず１燃焼サイクル中に燃料噴射を１回実施する場合も含まれる。

［分割噴射の異常状態］
　次に、分割噴射の異常状態について説明する。
　異常状態は、「燃料噴射が実行されない」、「指令値がないのに燃料噴射が実行される」、「指令値に対して燃料噴射のタイミングがずれる」などの噴射指令どおりに燃料噴射が実行されない状態をいう。

　「燃料噴射が実行されない」という異常は例えば、分割噴射制御指令部２０１で演算された噴射パラメータに対して、燃料噴射パルス信号演算部２０２から燃料噴射弁１０５の間の異常により、燃料噴射が実行されない場合を示している。つまり、燃料噴射弁１０５（ソレノイド４０７）に電圧が印加されず、燃料噴射弁１０５に電流が通電していない状態を表している。ただし、燃料噴射弁１０５の下流側でグラウンドにショートする等、燃料噴射弁１０５に電流が通電しているにもかかわらず、燃料噴射弁駆動状態検出部２１１で電流を検出できない場合も含む。

　「指令値がないのに燃料噴射が実行される」という異常は、分割噴射制御指令部２０１で燃料噴射を要求していない（例えば、要求噴射量がゼロ）にもかかわらず、燃料噴射弁１０５に電圧が印加され、燃料噴射弁１０５に電流が流れている状態を表している。

　つまり、「燃料噴射が実行されない」及び「指令値がないのに燃料噴射が実行される」という異常はそれぞれ、噴射指令どおりの回数で分割噴射が実行されない状態である。

　「指令値に対して燃料噴射のタイミングがずれる」という異常は、分割噴射制御指令部２０１で演算された要求噴射タイミングよりも早く（進角方向にずれて）、又は、遅れて（遅角方向にずれて）燃料噴射弁１０５へ電圧が印加され、燃料噴射弁１０５に電流が流れる異常である。

［燃料噴射弁駆動状態検出部］
　次に、燃料噴射弁駆動状態検出部２１１について図６を参照して説明する。
　図６は、燃料噴射弁１０５の駆動電流検出信号を説明するタイミングチャートである。

　燃料噴射弁駆動状態検出部２１１は、燃料噴射弁１０５が燃料噴射を実行したか否かを検出する。１回の噴射毎に燃料噴射パルス信号演算部２０２より噴射パルスが出力される。そして、燃料噴射弁１０５には高電圧生成部２０６、又はバッテリ電圧２０９により電圧が印加され、電流が流れることにより燃料噴射が実行される。

　図６に示すとおり、燃料噴射パルス信号演算部２０２において、分割噴射制御指令部２０１で演算された噴射開始タイミングＩＮＪＳＯＩから噴射パルスＩＮＪＰＬＳをオン状態にする。噴射パルスをオンすると、駆動ＩＣ２０８へＨｉｇｈレベルの信号が伝えられ（Ｔ６０１）、燃料噴射弁１０５へ電流が流れる。そして、所定の噴射時間が経過して、噴射出力を停止する際に駆動ＩＣ２０８へＬｏｗレベルの信号が伝えられる（Ｔ６０２）。

　燃料噴射弁駆動状態検出部２１１では、例えばシャント抵抗３０６により燃料噴射弁１０５（ソレノイド４０７）に流れる駆動電流を計測し、駆動電流検出信号ＩＮＪＤＥＴを生成する。ここで、駆動電流検出信号ＩＮＪＤＥＴは、駆動電流が燃料噴射弁１０５に供給されたか否かを示す信号である。燃料噴射弁駆動状態検出部２１１は、生成した駆動電流検出信号ＩＮＪＤＥＴを分割噴射異常検知部２１３へ出力する。

　燃料噴射弁駆動状態検出部２１１は、燃料噴射弁１０５に流れる駆動電流が所定値（信号ＯＮ閾値）以上となったタイミングで駆動電流検出信号ＩＮＪＤＥＴをＨｉｇｈレベルとし（Ｔ６０３）、駆動電流が所定値（信号ＯＦＦ閾値）以下となったタイミングでＬｏｗレベルとする（Ｔ６０４）。

　なお、駆動電流検出信号ＩＮＪＤＥＴをＨｉｇｈレベル又はＬｏｗレベルに変化させる所定値は、予め実験等で求めておきメモリ１４２に設定する。燃圧に基づいて駆動電流（例えばピーク電流値）を変更する場合には、駆動電流検出信号ＩＮＪＤＥＴを、Ｈｉｇｈレベルにする所定値を燃圧に応じて変化させるか、各燃圧条件におけるピーク電流値の最小値以下とするとよい。

　また、駆動電流検出信号ＩＮＪＤＥＴは、論理が逆になればよいので、ＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルのどちらでもよい。以下、通電検出した場合の駆動電流検出信号ＩＮＪＤＥＴをオン（Ｈｉｇｈレベル）、非通電状態をオフ（Ｌｏｗレベル）とする。

［分割噴射異常検知部］
　次に、分割噴射異常検知部２１３について図７を参照して説明する。
　図７は、分割噴射異常検知部２１３の動作を説明するタイミングチャートである。噴射開始タイミングＩＮＪＳＯＩ＿ＴＲＧは分割噴射制御指令部２０１から出力される目標の噴射開始タイミングであり、噴射パルスＩＮＪＰＬＳ＿ＯＵＴは燃料噴射パルス信号演算部２０２から出力される噴射パルス信号である。

　分割噴射異常検知部２１３は、前述した分割噴射異常の検知を行う。分割噴射異常検知部２１３は、分割噴射制御指令部２０１で算出された噴射開始タイミングＩＮＪＳＯＩ＿ＴＲＧと、燃料噴射弁駆動状態検出部２１１で生成された駆動電流検出信号ＩＮＪＤＥＴを比較して、両者の差に基づいて異常の有無を判断する。なお、異常検出処理は、生成された全ての噴射パルスに対して行われる。

　前述したとおり、分割噴射制御指令部２０１で算出された噴射開始タイミングＩＮＪＳＯＩ＿ＴＲＧや燃料噴射量の情報は、燃料噴射パルス信号演算部２０２に伝えられ、燃料噴射量が噴射パルス幅（通電時間）に変換される。そして、エンジンが回転してクランク角が噴射開始タイミングＩＮＪＳＯＩ＿ＴＲＧの角度となったときに、燃料噴射パルス信号演算部２０２は、噴射パルスＩＮＪＰＬＳ＿ＯＵＴをオン状態にして駆動ＩＣ２０８へ出力する（Ｔ７０１）。噴射パルスＩＮＪＰＬＳ＿ＯＵＴに応じて燃料噴射弁１０５に駆動電流が流れ、燃料噴射弁駆動状態検出部２１１において駆動電流を計測し、電流値が所定値以上となると駆動電流検出信号ＩＮＪＤＥＴをオン状態とする。燃料噴射弁駆動状態検出部２１１では、駆動電流検出信号ＩＮＪＤＥＴがオンとなったタイミングを記憶する。なお、タイミングとは、噴射開始タイミングＩＮＪＳＯＩ＿ＴＲＧや制御基準位置を基準としたクランク角とする。

　駆動電流検出信号ＩＮＪＤＥＴは燃料噴射弁１０５へ流れた電流を計測するが、燃料噴射弁１０５（ソレノイド４０７）のインダクタンスの影響により電流は時定数に応じた遅れをもって上昇する。したがって、駆動電流検出信号ＩＮＪＤＥＴがオンになるタイミング（立ち上がりタイミング）は、異常がなくとも噴射開始タイミングＩＮＪＳＯＩ＿ＴＲＧに対して遅れる。このように、正常時でも噴射開始タイミングＩＮＪＳＯＩ＿ＴＲＧと、駆動電流検出信号ＩＮＪＤＥＴがオンするタイミングには時間差が発生する。

　上記理由により、異常の検出では、噴射開始タイミングＩＮＪＳＯＩ＿ＴＲＧと駆動電流検出信号ＩＮＪＤＥＴがオンになるタイミングとの差が、所定範囲７０３内にあるか否かを判定する。噴射開始タイミングＩＮＪＳＯＩ＿ＴＲＧから所定範囲７０３内に駆動電流検出信号ＩＮＪＤＥＴがオンとなった場合は“正常”と判定し、所定範囲７０３内に駆動電流検出信号ＩＮＪＤＥＴがオンとならなかった場合は“異常”と判定する。

　なお、上記駆動電流検出信号ＩＮＪＤＥＴがオンするタイミングの遅れは、燃料噴射弁１０５へ印加される電圧、燃料噴射弁１０５の温度や抵抗、インダクタンスに応じて決まる。つまり、回路素子の定数や電圧値等がばらついても誤って分割噴射異常診断しないような範囲を、予め実験により決定してメモリ１４２に記憶しておくことが望ましい。

　以上のとおり、噴射異常検知部（分割噴射異常検知部２１３）は、燃料噴射指令による噴射パルス信号の目標出力タイミング（噴射開始タイミングＩＮＪＳＯＩ＿ＴＲＧ）と、駆動状態検出部（燃料噴射弁駆動状態検出部２１１）から出力される燃料噴射弁の駆動状態を表す駆動電流検出信号（駆動電流検出信号ＩＮＪＤＥＴ）の立ち上がりタイミングとを比較し、両タイミングの差分に基づいて燃料噴射弁の噴射異常を検知する。

［分割噴射異常の検知方法］
　次に、分割噴射異常の検知方法について図８を用いて説明する。
　図８は、分割噴射異常検知部２１３で検出できる異常状態を説明する図である。破線は噴射正常のときの波形を表し、実線は噴射異常のときの波形を表す。

　「燃料噴射が実行されない」異常は、分割噴射制御指令部２０１で燃料噴射指令がある（例えば、燃料噴射量がゼロでない）にもかかわらず、噴射開始タイミングＩＮＪＳＯＩ＿ＴＲＧから所定範囲７０３内に駆動電流検出信号ＩＮＪＤＥＴがオンとならない場合である。燃料噴射パルス信号演算部２０２の異常により噴射パルスＩＮＪＰＬＳ＿ＯＵＴが出力されない場合や駆動回路の異常、燃料噴射弁１０５の異常等により燃料噴射弁１０５へ電流が流れない。そのため、燃料噴射弁駆動状態検出部２１１で電流が計測できず、駆動電流検出信号ＩＮＪＤＥＴがオンとならない（図８上段左）。なお、駆動回路には、例えば駆動ＩＣ２０８以降のブロック及び配線が含まれる。

　「指令値がないのに燃料噴射が実行される」異常は、分割噴射制御指令部２０１で燃料噴射指令がない（例えば、要求噴射量がゼロ）にもかかわらず、駆動電流検出信号ＩＮＪＤＥＴがオンとなる場合である。燃料噴射パルス信号演算部２０２の異常により噴射パルスＩＮＪＰＬＳ＿ＯＵＴが出力された場合や、駆動回路の異常により燃料噴射弁１０５へ電流が流れる場合である（図８上段右）。この場合、前回噴射の噴射開始タイミングＩＮＪＳＯＩ＿ＴＲＧと、駆動電流検出信号ＩＮＪＤＥＴがオンとなるタイミングを比較することで、異常検出することができる。

　「指令値に対して燃料噴射のタイミングがずれる」異常は、分割噴射制御指令部２０１で指令した噴射開始タイミングＩＮＪＳＯＩ＿ＴＲＧに対して、燃料噴射弁１０５に早く又は遅く駆動電流が流れる場合に発生する。駆動電流検出信号ＩＮＪＤＥＴが噴射開始タイミングＩＮＪＳＯＩ＿ＴＲＧよりも早くオンとなったり（図８下段左）、駆動電流検出信号ＩＮＪＤＥＴが所定範囲７０３よりも遅くオンとなったりする（図８下段右）。燃料噴射パルス信号演算部２０２の異常や、駆動回路の異常等により、燃料噴射弁１０５へ駆動電流が流れるタイミングが変化する。

　上記状態（異常）を噴射パルス毎かつ駆動電流検出信号ＩＮＪＤＥＴ毎に判定することで、分割噴射異常の検出が可能となる。また、各情報をメモリ１４２（ＲＡＭなど）に一時的に保存しておき、制御基準位置などの一定間隔毎に分割噴射異常の判定を実施してもよい。

　例えば、制御基準位置などのタイミングで１燃焼サイクルにおいて噴射する回数分の噴射開始タイミングＩＮＪＳＯＩ＿ＴＲＧを保存しておく（３回分割噴射する場合は３つの噴射開始タイミングＩＮＪＳＯＩ＿ＴＲＧ）。さらに、駆動電流検出信号ＩＮＪＤＥＴにおいてもオンとなる毎に、オンとなったタイミング情報（時間や角度）をＲＡＭに保存しておく。そして、次の制御基準位置にてそれぞれを比較するようにすれば、逐次処理が不要となり、かつ進角異常と増加異常を区別することが可能となる。

［分割噴射異常検知実行判定部］
　次に、分割噴射異常検知実行判定部２１２について図９を参照して説明する。
　分割噴射異常検知実行判定部２１２は、分割噴射異常検知部２１３の実行可否を判定する。分割噴射異常検知実行判定部２１２により実行可と判定された場合は、分割噴射異常検知部２１３で分割噴射異常検知を実行する。そして、分割噴射異常検知部２１３は、噴射開始タイミングＩＮＪＳＯＩ＿ＴＲＧと駆動電流検出信号ＩＮＪＤＥＴがオンとなるタイミングとの差が大きい場合は“異常”と判定し、両者の差が小さい場合は“正常”と判定する。

　一方、実行不可と判定された場合は、噴射開始タイミングＩＮＪＳＯＩ＿ＴＲＧと駆動電流検出信号ＩＮＪＤＥＴがオンとなるタイミングを検出し、両者の差が所定範囲７０３より大きい場合でも異常と判定しない。また、両者の差が所定範囲７０３内と小さい場合でも正常と判定しない。なお、両者の差を比較する処理自体を実行しなくともよい。

　前述のとおり、分割噴射機能に異常がなくとも、駆動電流検出信号ＩＮＪＤＥＴがオンとなるタイミングが噴射開始タイミングＩＮＪＳＯＩ＿ＴＲＧから所定範囲７０３内とならない場合がある。その場合、分割噴射機能に異常がないにもかかわらず、分割噴射異常検知部２１３が異常と判定してしまう可能性がある。

　そこで、分割噴射異常検知実行判定部２１２では、分割噴射機能が正常な状態にもかかわらず、分割噴射機能の異常と判定する可能性のある場合を検出し、誤った異常判定を回避する制御を行う。

（噴射インターバルに応じた分割噴射異常判定）
　まず、噴射インターバルに応じた分割噴射異常判定について図９を参照して説明する。
　図９は、噴射インターバルに応じて分割噴射異常判定を実行しない場合を説明するタイミングチャートである。破線は噴射インターバルが短い場合の波形を表し、実線は噴射インターバルが長い場合の波形を表している。

　噴射インターバルは、燃料噴射弁１０５の閉弁時間や昇圧電圧充電時間を考慮して決められる。分割噴射制御指令部２０１で演算された噴射開始タイミングＩＮＪＳＯＩ＿ＴＲＧや燃料噴射量は、噴射パルス幅に変換されて、燃料噴射パルス信号演算部２０２から駆動ＩＣ２０８へ出力される。その際、前回の噴射パルス幅のＯＦＦタイミングと、今回の噴射開始タイミングＩＮＪＳＯＩ＿ＴＲＧ＃２との間隔が予め設定された噴射インターバル９０１よりも短い場合には、噴射インターバル９０１以上となるように噴射開始タイミングＩＮＪＳＯＩ＿ＴＲＧ＃２を遅角側にずらして噴射開始タイミングＩＮＪＳＯＩ＿ＯＵＴ＃２とする。これにより、昇圧電圧２１０低下時の通電開始による燃料噴射遅れや、前燃料噴射との結合（オーバーラップ）を回避することができる。

　しかしながら、分割噴射制御指令部２０１で演算された噴射開始タイミングＩＮＪＳＯＩ＿ＴＲＧに対して、実際の噴射開始タイミングが遅れるため、駆動電流検出信号ＩＮＪＤＥＴがオンとなるタイミングも遅れる。これにより、駆動電流検出信号ＩＮＪＤＥＴのオンタイミングが噴射開始タイミングＩＮＪＳＯＩ＿ＴＲＧから所定範囲７０３内とならず、異常と判定してしまう可能性がある。したがって、噴射インターバルの調整により噴射パルスＩＮＪＳＯＩ＿ＴＲＧのオンタイミングを遅らせた場合は、分割噴射機能の異常判定を実施しない。

　なお、エンジン（内燃機関１０１）の回転速度が速いほど、噴射インターバルが短くなる。したがって、噴射異常検知実行判定部（噴射異常検知実行判定部２１２）は、内燃機関の回転速度が所定値以上に速い場合には、噴射異常検知部（分割噴射異常検知部２１３）による噴射異常検知を実行しないようにしてもよい。

　以上のとおり、本実施形態に係る燃料噴射制御装置（燃料噴射制御装置１２７）では、噴射異常検知実行判定部（噴射異常検知実行判定部２１２）は、前回の噴射における噴射パルス信号の目標停止タイミングと、今回の噴射における噴射パルス信号の目標出力タイミング（噴射開始タイミングＩＮＪＳＯＩ＿ＴＲＧ）との間隔（噴射インターバル９０１）が所定値より短い場合には、噴射異常検知部（分割噴射異常検知部２１３）による噴射異常検知を実行しないように構成されている。

（噴射パルス幅に応じた分割噴射異常判定）
　次に、噴射パルス幅に応じた分割噴射異常判定について図１０を参照して説明する。
　燃料噴射パルス信号演算部２０２で算出される噴射パルス幅は、分割噴射制御指令部２０１で算出される燃料噴射量を基に算出される。噴射パルス幅は燃料噴射弁１０５の通電時間であるため、通電時間が長いつまり噴射パルス幅が長ければ燃料噴射量が多く、噴射パルス幅が短ければ燃料噴射量が少ない。したがって、燃料噴射量が少ない場合は噴射パルス幅が短くなる。

　また、燃圧に応じても燃料噴射量が変化する。燃圧が高くなればなるほど単位時間当たりの燃料噴射量は増加する。そのため、通常、要求燃料噴射量を満足するために燃圧に応じて噴射パルス幅を変化させる。つまり、要求燃料噴射量に対して燃圧が高いほど噴射パルス幅を短くするように制御する。

　図１０は、噴射パルス幅に応じて分割噴射異常判定を実行しない場合を説明するタイミングチャートである。破線は噴射パルス幅が長い場合の波形を表し、実線は噴射パルス幅が短い場合の波形を表す。

　図１０に示すとおり、噴射パルス幅が短い場合、駆動電流が信号ＯＮ閾値に到達する前に燃料噴射弁１０５への通電が停止される可能性がある。噴射開始タイミングＩＮＪＳＯＩ＿ＴＲＧ＃２で噴射パルスが出力され、燃料噴射弁１０５に駆動電流が流れ始める。タイミングＴ１００１で噴射パルスの出力が停止されると、燃料噴射弁１０５への通電が停止する。駆動電流が信号ＯＮ閾値に到達する前に通電が停止するため、駆動電流通電信号ＩＮＪＤＥＴはオンとならない。噴射開始タイミングＩＮＪＳＯＩ＿ＴＲＧから所定範囲７０３内に駆動電流通電信号ＩＮＪＤＥＴがオンとならないため、分割噴射機能に異常がないにもかかわらず、異常と判定される。

　したがって、噴射パルス幅が所定値１００２よりも短い場合には、分割噴射機能の異常判定を実施しない。所定値１００２は、噴射開始タイミングＩＮＪＳＯＩ＿ＴＲＧになってから駆動電流通電信号ＩＮＪＤＥＴがオンするまでの時間以上である。この所定値１００２は、予め実験により算出しメモリ１４２に記憶しておく。

　以上のとおり、本実施形態に係る燃料噴射制御装置（燃料噴射制御装置１２７）では、噴射異常検知実行判定部（噴射異常検知実行判定部２１２）は、燃料噴射弁の通電時間指令である噴射パルス信号の幅（噴射パルス幅）が所定値より短い場合には、噴射異常検知部（分割噴射異常検知部２１３）による噴射異常検知を実行しないように構成されている。

（昇圧電圧に応じた分割噴射異常判定）
　次に、昇圧電圧２１０に応じた分割噴射異常判定について図１１を参照して説明する。
　昇圧電圧２１０が低い場合、燃料噴射弁１０５へ駆動電流が流れ始めてからピーク電流に到達するまでの時間が長くなる。例えば、エンジン回転数が高い場合や分割噴射数が多い場合などにおいて、他気筒との噴射間隔が短くなることで昇圧電圧２１０の充放電バランスが崩れ、昇圧電圧２１０が低い状態で燃料噴射を開始する場合がある。また、高電圧生成部２０６の故障等により昇圧電圧２１０の供給ができなくなった場合も同様である。
なお、高電圧生成部２０６が故障した場合はバッテリ電圧２０９による供給となるため、駆動電流が大きくなるまでに時間を要する。

　図１１は、昇圧電圧２１０に応じて分割噴射異常判定を実行しない場合を説明するタイミングチャートである。破線は昇圧電圧２１０が高い場合の波形を表し、実線は昇圧電圧２１０が低い場合の波形を表す。

　噴射開始タイミングＩＮＪＳＯＩ＿ＴＲＧから噴射パルスを出力した場合、燃料噴射弁１０５に対して電圧が印加されて駆動電流が流れ始める。しかし、昇圧電圧２１０が低いことにより、駆動電流の上昇速度が遅く、電流値が信号ＯＮ閾値に到達するのが遅くなる。例えば、昇圧電圧２１０が高いときはタイミングＴ１１０１、低いときはより遅いタイミングＴ１１０２となる。そのため、駆動電流検出信号ＩＮＪＤＥＴがオンとなるタイミングが噴射開始タイミングＩＮＪＳＯＩ＿ＴＲＧ＃２から所定範囲７０３内とならず、分割噴射機能の異常と判定される。

　したがって、燃料噴射弁１０５に印加する電圧（昇圧電圧２１０）が所定値以下の場合、又は昇圧装置が異常と判定されている場合には、分割噴射機能の異常判定を実施しない。

　以上のとおり、本実施形態に係る燃料噴射制御装置（燃料噴射制御装置１２７）では、噴射異常検知実行判定部（噴射異常検知実行判定部２１２）は、燃料噴射弁に印加する電圧が所定値以下の場合には、噴射異常検知部（分割噴射異常検知部２１３）による噴射異常検知を実行しないように構成されている。

　また、エンジン状態を表す情報の一つとして冷却水の温度がある。水温センサ１０８が測定する冷却水の温度が高いときは、内燃機関１０１の温度が高く駆動回路の抵抗値が小さくなるため、昇圧電圧２１０が低下する可能性がある。よって、冷却水の温度が閾値よりも高い場合も、分割噴射機能の異常判定を実施しないことが望ましい。

　このように、本実施形態では、噴射異常検知実行判定部（噴射異常検知実行判定部２１２）は、内燃機関の冷却水の温度を測定する水温センサ１０８の測定値が所定値以上の場合には、噴射異常検知部（分割噴射異常検知部２１３）による噴射異常検知を実行しないように構成されている。

（強制終了タイミングに応じた分割噴射異常判定）
　次に、燃料噴射の強制終了タイミングに応じた分割噴射異常判定について図１２及び図１３を参照して説明する。

　排気弁１０４の閉弁完了タイミングより以前に噴射開始タイミングＩＮＪＳＯＩ＿ＴＲＧを設定した場合、燃料噴射弁１０５から噴射された燃料が燃焼することなく排気管１１１へ排出され、排気性能が悪化する。また、噴射パルスがオフとなるタイミングが点火タイミングと近くなると、噴射燃料の気化時間が十分に確保されず、混合気の形成が不十分となる。この場合、点火プラグ１０６に燃料が付着する恐れがある。したがって、通常は燃料の気化時間などを考慮し、点火タイミングから、進角側へ所定期間を設けた位置（強制終了タイミングＴ１２０１）までに噴射動作を完了させる。

　しかしながら、噴射分割数の増加、前述の噴射インターバルやエンジン回転急変動などの過渡状態においては、燃料噴射終了タイミングが遅くなる。そのため、強制終了タイミングＴ１２０１以降も噴射パルス信号のオン状態が続く場合や、噴射開始タイミングＩＮＪＳＯＩ＿ＴＲＧが強制終了タイミングＴ１２０１以降となる場合は、強制終了タイミングＴ１２０１で噴射パルスをオフとする。それにより、分割噴射制御指令部２０１から燃料噴射要求があるにもかかわらず燃料噴射が実行されない可能性があり、その場合は、駆動電流検出信号ＩＮＪＤＥＴがオンとならない。

　図１２に、強制終了タイミングに応じて分割噴射異常判定を実行しない場合のタイミングチャート（その１）を示す。破線は本来出力される波形を表す。図１２では、２回目の噴射開始タイミングＩＮＪＳＯＩ＿ＴＲＧ＃２が強制終了タイミングＴ１２０１以降となっている。そのため、燃料噴射パルス信号演算部２０２から噴射パルスＩＮＪＰＬＳ＿ＯＵＴが出力されず、駆動電流検出信号ＩＮＪＤＥＴがオンとならない。

　図１３に、強制終了タイミングに応じて分割噴射異常判定を実行しない場合のタイミングチャート（その２）を示す。破線は本来出力される波形を表し、実線は実際に出力される波形を表す。図１３では、２回目の噴射開始タイミングＩＮＪＳＯＩ＿ＴＲＧ＃２で出力された噴射パルスＩＮＪＰＬＳ＿ＯＵＴの噴射終了タイミング（Ｔ１３０１）が、強制終了タイミングＴ１２０１以降となっている。そのため、噴射パルスＩＮＪＰＬＳ＿ＯＵＴが強制終了タイミングＴ１２０１でオフし、駆動電流検出信号ＩＮＪＤＥＴがオンとならない。

　したがって、噴射パルスがオンとなっている期間中もしくは噴射開始タイミングＩＮＪＳＯＩ＿ＴＲＧ前に強制終了タイミングＴ１２０１がある場合には、分割噴射機能の異常判定を実施しない。

　以上のとおり、噴射異常検知実行判定部（分割噴射異常検知実行判定部２１２）は、少なくとも噴射パルス信号の目標出力タイミング（噴射開始タイミングＩＮＪＳＯＩ＿ＴＲＧ）及び目標停止タイミングの少なくともいずれか一方のクランク角が、内燃機関の制御基準位置から所定回転角度以上である場合には、噴射異常検知部（分割噴射異常検知部２１３）による噴射異常検知を実行しないように構成されている。ここで、クランク角の所定回転角度とは、クランクシャフト１３１が制御基準位置から所定角度回転した位置に相当するタイミングであって、強制終了タイミングＴ１２０１に相当する。

（燃料カット中の分割噴射異常判定）
　次に、燃料カット中の分割噴射異常判定について説明する。
　内燃機関が搭載された車両の減速時や燃料噴射に関わる部品の故障時などに燃料カット処理が実行される。通常、燃料カットに必要な各情報を集約し、分割噴射制御指令部２０１とは異なる制御指令部（図示せず）から燃料噴射パルス信号演算部２０２へ燃料カット指令が出力され、燃料噴射を停止する。また、燃料カット要求が分割噴射制御指令部２０１に出力され、分割噴射制御指令部２０１において要求噴射量をゼロとしてもよい。つまり、噴射パルスＩＮＪＰＬＳ＿ＯＵＴがオンとなっている期間がゼロである場合、駆動電流検出信号ＩＮＪＤＥＴがオンとならないため、分割噴射機能の異常判定を実施しない。

　このように、噴射異常検知実行判定部（分割噴射異常検知実行判定部２１２）は、燃料噴射弁の通電停止が指令されている場合には、噴射異常検知部（分割噴射異常検知部２１３）による噴射異常検知を実行しないように構成される。

　ただし、上記のようにすると、「燃料噴射が実行されない」、「指令値に対して燃料噴射のタイミングがずれる」という異常に対しては誤った異常判定を回避することができるが、「指令値がないのに燃料噴射が実行される」という故障に対しては、異常検知ができなくなる。

　したがって、燃料カット中の異常判定については、噴射開始タイミングＩＮＪＳＯＩ＿ＴＲＧと駆動電流検出信号ＩＮＪＤＥＴがオンとなるタイミングとの比較ではなく、燃料カット中に駆動電流検出信号ＩＮＪＤＥＴがオンとなるか否かを検出する。これにより、「指令値がないのに燃料噴射が実行される」という故障に対して、正確に異常判定ができる。

　このように、噴射異常検知部（分割噴射異常検知部２１３）は、燃料噴射弁の通電停止が指令されている場合には、燃料噴射弁の通電停止中に駆動状態検出部（燃料噴射弁駆動状態検出部２１１）から出力される燃料噴射弁の駆動電流検出信号（駆動電流検出信号ＩＮＪＤＥＴ）がオンとなるときに燃料噴射弁の噴射異常と判断するように構成されている。

　以上のとおり、本実施形態に係る燃料噴射制御装置（燃料噴射制御装置１２７）は、通電用のコイルを有する複数の燃料噴射弁（１０５）を制御する燃料噴射制御装置であって、燃料噴射指令に基づいて燃料噴射弁を駆動するための噴射パルス信号を出力する燃料噴射パルス出力部（燃料噴射パルス信号演算部２０２）と、燃料噴射弁のコイルの通電電流又は印加電圧から当該燃料噴射弁の駆動状態を検出する駆動状態検出部（燃料噴射弁駆動状態検出部２１１）と、燃料噴射指令と燃料噴射弁の駆動状態を比較することで、燃料噴射弁の噴射異常を検知する噴射異常検知部（分割噴射異常検知部２１３）と、内燃機関の状態に基づいて、噴射異常検知部による噴射異常検知の実行可否を判定し、実行不可と判定した場合には噴射異常検知部による噴射異常検知を実行しない噴射異常検知実行判定部（分割噴射異常検知実行判定部２１２）と、を備える。

　上記構成の本実施形態に係る燃料噴射制御装置によれば、燃料噴射弁による燃料噴射が正常に実行されたかを判定する異常判定において、噴射機能（例えば分割噴射機能）が正常な状態にもかかわらず、噴射機能の異常と判定する可能性のある場合を内燃機関の状態に基づいて検出し、誤った異常判定を回避する制御を行う。これにより、噴射機能の異常判定において、誤判定を防止することができる。それゆえ、正確に噴射機能の異常を判定することができ、誤った異常判定（又は正常判定）による排気性能の悪化や内燃機関のトルク変動等を回避することができる。

　また、本実施形態に係る燃料噴射制御装置（燃料噴射制御装置１２７）において、上記内燃機関（内燃機関１０１）の状態とは、燃料噴射弁（燃料噴射弁１０５）の駆動状態であって、少なくとも連続する噴射パルス信号の間隔（噴射インターバル９０１）、噴射パルス信号の幅、コイル（ソレノイド４０７）に印加する電圧（昇圧電圧２１０）、又は、噴射パルス信号の立ち上がりタイミング（噴射開始タイミングＩＮＪＳＯＩ＿ＴＲＧ）若しくは立ち下がりタイミングのいずれかである。

　また、本実施形態に係る燃料噴射制御装置（燃料噴射制御装置１２７）において、上記内燃機関の状態（内燃機関１０１）とは、少なくとも内燃機関の回転速度又は温度のいずれかである。

＜変形例＞
　以上、本発明の燃料噴射制御装置の一実施形態について、その作用効果も含めて説明した。しかし、本発明は上述した一実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、その他種々の応用例、変形例を取り得ることは勿論である。
　例えば、上述した一実施形態は本発明を分かりやすく説明するために燃料噴射制御装置の構成を詳細かつ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成要素を備えるものに限定されない。また、一実施形態の構成の一部について、他の構成要素の追加又は置換、削除をすることも可能である。

　また、上記の各構成、機能、処理部等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計するなどによりハードウェアで実現してもよい。ハードウェアとして、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などを用いてもよい。

　１０１…内燃機関、　１０５…燃料噴射弁、　１０９…ＥＣＵ、　１２７…燃料噴射制御装置、　２０１…分割噴射制御指令部、　２０２…燃料噴射パルス信号演算部、　２０３…燃料噴射駆動波形指令部、　２１１…燃料噴射弁駆動状態検出部、　２１２…分割噴射異常検知実行判定部、　２１３…分割噴射異常検知部、　２１４…エンジン状態検知部、　４０７…ソレノイド

Claims (12)

1. 　通電用のコイルを有する複数の燃料噴射弁を制御する燃料噴射制御装置であって、
   　燃料噴射指令に基づいて前記燃料噴射弁を駆動するための噴射パルス信号を出力する燃料噴射パルス出力部と、
   　前記燃料噴射弁の前記コイルの通電電流又は印加電圧から前記燃料噴射弁の駆動状態を検出する駆動状態検出部と、
   　前記燃料噴射指令と前記燃料噴射弁の駆動状態を比較することで、前記燃料噴射弁の噴射異常を検知する噴射異常検知部と、
   　内燃機関の状態に基づいて、前記噴射異常検知部による噴射異常検知の実行可否を判定し、実行不可と判定した場合には前記噴射異常検知部による噴射異常検知を実行しない噴射異常検知実行判定部と、を備える
   　燃料噴射制御装置。
2. 　前記内燃機関の状態とは、前記燃料噴射弁の駆動状態であって、少なくとも連続する噴射パルス信号の間隔、噴射パルス信号の幅、前記コイルに印加する電圧、又は、噴射パルス信号の立ち上がりタイミング若しくは立ち下がりタイミングのいずれかである
   　請求項１に記載の燃料噴射制御装置。
3. 　前記内燃機関の状態とは、少なくとも前記内燃機関の回転速度又は温度のいずれかである
   　請求項１に記載の燃料噴射制御装置。
4. 　前記噴射異常検知実行判定部は、前回の噴射における噴射パルス信号の目標停止タイミングと、今回の噴射における噴射パルス信号の目標出力タイミングとの間隔が所定値より短い場合には、前記噴射異常検知部による噴射異常検知を実行しない
   　請求項２に記載の燃料噴射制御装置。
5. 　前記噴射異常検知実行判定部は、前記燃料噴射弁の通電時間指令である噴射パルス信号の幅が所定値より短い場合には、前記噴射異常検知部による噴射異常検知を実行しない
   　請求項２に記載の燃料噴射制御装置。
6. 　前記噴射異常検知実行判定部は、前記燃料噴射弁に印加する電圧が所定値以下の場合には、前記噴射異常検知部による噴射異常検知を実行しない
   　請求項２に記載の燃料噴射制御装置。
7. 　前記噴射異常検知実行判定部は、少なくとも前記噴射パルス信号の目標出力タイミング及び目標停止タイミングのいずれか一方のクランク角が、前記内燃機関の制御基準位置から所定回転角度以上である場合には、前記噴射異常検知部による噴射異常検知を実行しない
   　請求項２に記載の燃料噴射制御装置。
8. 　前記噴射異常検知実行判定部は、前記燃料噴射弁の通電停止が指令されている場合には、前記噴射異常検知部による噴射異常検知を実行しない
   　請求項２に記載の燃料噴射制御装置。
9. 　前記噴射異常検知部は、前記燃料噴射弁の通電停止が指令されている場合には、前記燃料噴射弁の通電停止中に前記駆動状態検出部から出力される前記燃料噴射弁の駆動電流検出信号がオンとなるときに前記燃料噴射弁の噴射異常と判断する
   　請求項２に記載の燃料噴射制御装置。
10. 　前記噴射異常検知実行判定部は、前記内燃機関の回転速度が所定値以上の場合には、前記噴射異常検知部による噴射異常検知を実行しない
    　請求項３に記載の燃料噴射制御装置。
11. 　前記噴射異常検知実行判定部は、前記内燃機関の冷却水の温度を測定する水温センサの測定値が所定値以上の場合には、前記噴射異常検知部による噴射異常検知を実行しない
    　請求項３に記載の燃料噴射制御装置。
12. 　前記噴射異常検知部は、前記燃料噴射指令による噴射パルス信号の目標出力タイミングと、前記駆動状態検出部から出力される前記燃料噴射弁の駆動電流検出信号の立ち上がりタイミングとを比較し、両タイミングの差分に基づいて前記燃料噴射弁の噴射異常を検知する
    　請求項１に記載の燃料噴射制御装置。

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