JP4957930B2 - 内燃機関の監視装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の異常の判定方法を改善した内燃機関の監視装置に関する発明である。

例えば、特許文献１（特表２００５−５２２６１７号公報）に記載されているように、内燃機関の実燃料噴射量（噴射された燃料質量）及び／又は目標燃料噴射量（噴射すべき燃料質量）に基づいて瞬時トルクを求め、この瞬時トルクが許容トルクよりも大きい場合にエラー対応（例えば燃料カット等）を実行するようにしたものがある。

特表２００５−５２２６１７号公報（第２頁等）

ところで、内燃機関の運転条件等によっては燃料噴射量が増加しても、燃料噴射時期が変化しなければ実トルクが増大しないことがある。しかし、上記特許文献１の技術では、燃料噴射時期を考慮せずに燃料噴射量に基づいて算出した瞬時トルクが許容トルクよりも大きいか否かを判定するようにしているため、燃料噴射量が増加しても燃料噴射時期の影響で実トルクが増大しなかった場合に、瞬時トルクが許容トルクよりも大きくなってしまう可能性があり、その結果、トルクの異常増大と誤判定してエラー対応を実行してしまう可能性がある。

また、筒内に燃料を直接噴射する筒内噴射式の内燃機関では、各気筒の吸気行程で筒内に燃料を噴射して均質燃焼させる均質燃焼モードと、各気筒の圧縮行程で筒内に燃料を噴射して成層燃焼させる成層燃焼モードとの間で燃焼モードを切り換えるようにしている。一般に、均質燃焼モードでは、スロットル開度で吸入空気量を調整し、この吸入空気量に基づいて燃料噴射量を設定してトルクを制御するため、吸入空気量を基準にした空気量ベース実トルクを算出すれば、実トルクを精度良く求めることができる。一方、成層燃焼モードでは、スロットル開度を大きく開いて吸入空気量を多くした状態で、燃料噴射量を調整してトルクを制御するため、燃料噴射量を基準にした燃料量ベース実トルクを算出すれば、実トルクを精度良く求めることができる。

しかし、燃焼モードが成層燃焼モードのときに、燃料噴射異常によって燃料噴射時期が吸気行程又はその付近までずれると、成層燃焼モードで制御しているにも拘らず、実際には均質燃焼に近い燃焼状態になっていることがある。このような場合、燃焼モードが成層燃焼モード（つまり燃料量ベース実トルクに適した燃焼モード）に制御されていても、燃料量ベース実トルクの算出精度が低下するため、燃料量ベース実トルクを用いてトルク異常の有無を判定すると、トルク異常の有無を精度良く判定することができないという問題がある。

本発明は、これらの事情を考慮してなされたものであり、従って本発明の目的は、トルク異常を精度良く検出することができる内燃機関の監視装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、内燃機関の燃料噴射異常の有無を判定する燃料噴射異常判定手段と、内燃機関の運転状態に応じて燃焼モードを切り換える燃焼モード切換手段と、内燃機関の吸入空気量を基準にした空気量ベース実トルクを算出する空気量ベース実トルク算出手段と、内燃機関の燃料噴射量又は空燃比を基準にした燃料量ベース実トルクを算出する燃料量ベース実トルク算出手段と、通常時には、前記燃焼モードに応じて前記空気量ベース実トルクと前記燃料量ベース実トルクのうちの一方を異常判定用実トルクとして選択し、その異常判定用実トルクと要求トルクとを比較してトルク異常の有無を判定するトルク異常判定手段とを備え、前記トルク異常判定手段は、前記燃料噴射異常判定手段により燃料噴射異常有りと判定された場合には、どちらの燃焼モードに制御されていても、前記空気量ベース実トルクを前記異常判定用実トルクとして選択することを特徴とするものである。

本発明は、燃料量ベース実トルクに適した燃焼モードに制御されている場合でも、燃料噴射異常によって、実際には空気量ベース実トルクに適した燃焼状態になっている可能性があることを考慮して、空気量ベース実トルクを異常判定用実トルクとして選択してトルク異常の有無を判定するものであり、これにより、トルク異常の有無を精度良く判定してトルク異常を精度良く検出することができると共に、トルク異常の誤判定によるフェイルセーフ処理の誤実行を未然に防止することができる。

この場合、請求項２のように、筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁を備えた筒内噴射式の内燃機関に適用して、燃焼モードを均質燃焼モードと成層燃焼モードとの間で切り換え、通常時には、均質燃焼モードのときに空気量ベース実トルクを異常判定用実トルクとして選択し、成層燃焼モードのときに燃料量ベース実トルクを異常判定用実トルクとして選択するシステムにおいて、燃料噴射異常有りと判定された場合には、どちらの燃焼モードに制御されていても、空気量ベース実トルクを異常判定用実トルクとして選択するようにすると良い。

このようにすれば、燃料量ベース実トルクに適した成層燃焼モードに制御されている場合でも、燃料噴射異常によって、実際には空気量ベース実トルクに適した均質燃焼に近い燃焼状態になっている可能性があることを考慮して、空気量ベース実トルクを異常判定用実トルクとして選択してトルク異常の有無を判定することができ、トルク異常の検出精度を向上させることができる。

図１は本発明の一実施例におけるエンジン制御システムの概略構成図である。 図２はＥＣＵの燃料噴射異常判定機能及びトルク異常判定機能等を説明するためのブロック図である。 図３は実燃料噴射時期と実燃料噴射量の算出方法を説明するためのタイムチャートである。 図４は燃料噴射異常判定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 図５はトルク異常判定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態を具体化した一実施例を説明する。
まず、図１に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。

筒内噴射式の内燃機関である筒内噴射式エンジン１１の吸気管１２には、モータ等によって開度調節されるスロットルバルブ１３が設けられている。このスロットルバルブ１３の下流側には、サージタンク１４が設けられ、このサージタンク１４には、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド１５が設けられている。

エンジン１１の各気筒の上部には、それぞれ燃料を筒内に直接噴射する燃料噴射弁１６が取り付けられている。また、エンジン１１のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ１７が取り付けられ、各点火プラグ１７の火花放電によって筒内の混合気に着火される。更に、吸気側カム１８で開閉駆動される吸気バルブ１９によって吸気ポート２０が開閉され、排気側カム２１で開閉駆動される排気バルブ２２によって排気ポート２３が開閉される。

また、エンジン１１のシリンダブロックには、クランク軸（図示せず）が所定クランク角回転する毎にクランク角パルスを出力するクランク角センサ２４が取り付けられ、このクランク角センサ２４の出力パルスに基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。更に、アクセルセンサ２５によってアクセル開度（アクセルペダルの踏込み量）が検出される。

これら各種センサの出力は、制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）２６に入力される。このＥＣＵ２６は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された各種のエンジン制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて燃料噴射弁１６の燃料噴射量や点火プラグ１７の点火時期等を制御する。

その際、ＥＣＵ２６は、図２に示すように、燃焼モード選択部２７（燃焼モード切換手段）で、エンジン運転状態（エンジン回転速度や負荷等）に応じて燃焼モードを成層燃焼モードと均質燃焼モードとの間で切り換える。成層燃焼モードでは、少量の燃料を圧縮行程で筒内に直接噴射して点火プラグ１７の近傍に成層混合気を形成して成層燃焼（リーン燃焼）させることで、燃費を向上させる。一方、均質燃焼モードでは、燃料噴射量を増量して吸気行程で筒内に燃料を直接噴射して均質混合気を形成して均質燃焼（ストイキ又はリッチ燃焼）させることで、エンジン出力を高める。

また、ＥＣＵ２６は、燃料噴射目標値算出部２８で、エンジン運転状態（エンジン回転速度や負荷や燃焼モード等）に基づいて目標燃料噴射開始時期ＩnjＡngと目標燃料噴射量ＩnjＭg とを算出し、噴射パルス出力部２９で、目標燃料噴射開始時期ＩnjＡngと目標燃料噴射量ＩnjＭg とを実現するように噴射パルス（噴射信号）を燃料噴射弁１６に出力する。この場合、燃料噴射目標値算出部２８と噴射パルス出力部２９が燃料噴射制御手段としての役割を果たす。

具体的には、図３に示すように、エンジン１１のクランク軸が所定クランク角（例えば３０℃Ａ）回転する毎にクランク角センサ２４から出力されるクランク角信号を基準としてインジェクションタイマを動作させ、このインジェクションタイマのカウント値に基づいて、目標燃料噴射開始時期ＩnjＡngになった時点で噴射パルス信号を立ち上げ、この目標燃料噴射開始時期ＩnjＡngから目標燃料噴射量ＩnjＭg に相当する噴射期間が経過した時点で噴射パルス信号を立ち下げる。

更に、ＥＣＵ２６は、図２に示すように、燃料噴射モニタ部３０で、噴射パルスに基づいて実燃料噴射開始時期Ｙa と実燃料噴射量Ｒq とを算出し、実燃料噴射開始時期Ｙa と目標燃料噴射開始時期ＩnjＡngとの偏差が所定値ＫＡよりも大きく且つ実燃料噴射量Ｒq と目標燃料噴射量ＩnjＭg との偏差が所定値ＫＭよりも大きいときに燃料噴射異常有りと判定する。この場合、燃料噴射モニタ部３０が燃料噴射実行値算出手段及び燃料噴射異常判定手段としての役割を果たす。

具体的には、図３に示すように、まず、フリーランタイマのカウント値に基づいて、基準クランク角位置Ｘa ［℃Ａ］（例えば吸気下死点）に相当する時点Ｘt ［ｕｓ］を記憶すると共に、噴射パルスの立ち上がりタイミングに相当する時点Ｙt ［ｕｓ］と噴射パルスの立ち下がりタイミングに相当する時点Ｚt ［ｕｓ］を記憶する。

この後、基準クランク角位置Ｘa に相当する時点Ｘt から噴射パルスの立ち上がりタイミングに相当する時点Ｙt までの待機時間Ｒt1（＝Ｙt −Ｘt ）を算出する。更に、噴射パルスの立ち上がりタイミングに相当する時点Ｙt から噴射パルスの立ち下がりタイミングに相当する時点Ｚt までの噴射オン時間Ｒt2（＝Ｚt −Ｙt ）を算出することで、実噴射パルス幅Ｒt2を求める。

この後、噴射パルスの立ち上がりタイミングに相当するクランク角位置Ｙa ［℃Ａ］を次式より算出することで、実燃料噴射開始時期Ｙa を求める。
Ｙa ＝Ｘa ＋（Ｒt1／Ｔ３０）×３０
ここで、Ｔ３０は、エンジン１１のクランク軸が３０℃Ａ回転するのに要する時間（クランク角センサ２４の出力パルス間隔）である。

更に、実燃料噴射時間Ｒt2［ｕｓ］から無効噴射時間Ｔd ［ｕｓ］を差し引いて有効噴射時間Ｔf （＝Ｒt2−Ｔd ）を求め、この有効噴射時間Ｔf と燃圧Ｐf とに応じた実燃料噴射量Ｒq ［ｍｇ］をマップ又は数式等により算出する。

この後、実燃料噴射開始時期Ｙa と目標燃料噴射開始時期ＩnjＡngとの偏差の絶対値が異常判定値ＫＡよりも大きいか否かを判定すると共に、実燃料噴射量Ｒq と目標燃料噴射量ＩnjＭg との偏差が異常判定値ＫＭよりも大きいか否かを判定する。

その結果、実燃料噴射開始時期Ｙa と目標燃料噴射開始時期ＩnjＡngとの偏差の絶対値が異常判定値ＫＡよりも大きいと判定され、且つ、実燃料噴射量Ｒq と目標燃料噴射量ＩnjＭg との偏差が異常判定値ＫＭよりも大きいと判定された場合には、実燃料噴射量Ｒq が目標燃料噴射量ＩnjＭg よりも多くなり過ぎ、且つ、実燃料噴射開始時期Ｙa が目標燃料噴射開始時期ＩnjＡngから大きくずれているため、トルクが異常増大する燃料噴射異常状態であると判断して、燃料噴射異常有りと判定する。

また、ＥＣＵ２６は、図２に示すように、トルクモニタ部３１（トルク異常判定手段）で次のようにしてトルク異常の有無を判定する。まず、要求トルク算出部３２で、アクセル開度Ａacc とエンジン回転速度Ｎe とに基づいて要求トルクＲeqＴrqをマップ又は数式等により算出する。

更に、空気量ベース実トルク算出部３３（空気量ベース実トルク算出手段）で、吸入空気量Ｇa に基づいて空気量ベース実トルクＡctＴrqＡirをマップ又は数式等により算出し、燃料量ベース実トルク算出部３４（燃料量ベース実トルク算出手段）で、目標燃料噴射量ＩnjＭg 又は供給空燃比に基づいて燃料量ベース実トルクＡctＴrqＦuel をマップ又は数式等により算出する。

そして、通常時（燃料噴射モニタ部３０で燃料噴射異常無しと判定された場合）には、燃焼モードが均質燃焼モードに制御されているときに、空気量ベース実トルクＡctＴrqＡirを異常判定用実トルクＡctＴrqＴmpとして選択し、トルク比較部３５で、異常判定用実トルクＡctＴrqＴmp（＝空気量ベース実トルクＡctＴrqＡir）と要求トルクＲeqＴrqとを比較してトルク異常の有無を判定する。一方、燃焼モードが成層燃焼モードに制御されているときに、燃料量ベース実トルクＡctＴrqＦuel を異常判定用実トルクＡctＴrqＴmpとして選択し、トルク比較部３５で、異常判定用実トルクＡctＴrqＴmp（＝燃料量ベース実トルクＡctＴrqＦuel ）と要求トルクＲeqＴrqとを比較してトルク異常の有無を判定する。

これに対して、燃料噴射モニタ部３０で燃料噴射異常有りと判定された場合には、どちらの燃焼モードに制御されていても、空気量ベース実トルクＡctＴrqＡirを異常判定用実トルクＡctＴrqＴmpとして選択して、トルク比較部３５で、異常判定用実トルクＡctＴrqＴmp（＝空気量ベース実トルクＡctＴrqＡir）と要求トルクＲeqＴrqとを比較してトルク異常の有無を判定する。これにより、燃料量ベース実トルクＡctＴrqＦuel に適した成層燃焼モードに制御されている場合でも、燃料噴射異常によって、実際には空気量ベース実トルクＡctＴrqＡirに適した均質燃焼に近い燃焼状態になっている可能性があることを考慮して、空気量ベース実トルクＡctＴrqＡirを異常判定用実トルクＡctＴrqＴmpとして選択してトルク異常の有無を精度良く判定する。

また、ＥＣＵ２６は、燃料噴射モニタ部３０で燃料噴射異常有りと判定された場合、又は、トルクモニタ部３１でトルク異常有りと判定された場合には、フェイルセーフ実行部３６で、フェイルセーフ信号をスロットルバルブ１３の駆動モータに出力してスロットル開度を所定開度で制限するフェイルセーフ処理や、フェイルセーフ信号を燃料噴射弁１６に出力して燃料噴射量を所定値以下に制限するフェイルセーフ処理を実行して、安全に退避走行できるようにする。

更に、燃料噴射モニタ部３０やトルクモニタ部３１を備えたＥＣＵ２６とは別に監視装置３７（監視手段）が設けられている。この監視装置３７は、例えばＣＰＵやＡＳＩＣ（Application Specific IC ）等によって構成され、燃料噴射モニタ部３０の燃料噴射異常判定機能を監視すると共に、トルクモニタ部３１のトルク異常判定機能を監視する。
以上説明した燃料噴射異常判定とトルク異常判定は、ＥＣＵ２６によって図４及び図５の各ルーチンに従って実行される。以下、各ルーチンの処理内容を説明する。

［燃料噴射異常判定ルーチン］
図４に示す燃料噴射異常判定ルーチンは、ＥＣＵ２６の電源オン中に所定周期で実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、基準クランク角位置Ｘa ［℃Ａ］（例えば吸気下死点）に相当する時点Ｘt ［ｕｓ］から噴射パルスの立ち上がりタイミングに相当する時点Ｙt ［ｕｓ］までの待機時間Ｒt1［ｕｓ］を次式により算出する。
Ｒt1＝Ｙt −Ｘt

この後、ステップ１０２に進み、噴射パルスの立ち上がりタイミングに相当する時点Ｙt から噴射パルスの立ち下がりタイミングに相当する時点Ｚt までの噴射オン時間Ｒt2を次式により算出することで、実噴射パルス幅Ｒt2を求める。
Ｒt2＝Ｚt −Ｙt

この後、ステップ１０３に進み、噴射パルスの立ち上がりタイミングに相当するクランク角位置Ｙa ［℃Ａ］を次式より算出することで、実燃料噴射開始時期Ｙa を求める。
Ｙa ＝Ｘa ＋（Ｒt1／Ｔ３０）×３０

この後、ステップ１０４に進み、実燃料噴射時間Ｒt2［ｕｓ］から無効噴射時間Ｔd ［ｕｓ］を差し引いて有効噴射時間Ｔf （＝Ｒt2−Ｔd ）を求め、この有効噴射時間Ｔf と燃圧Ｐf とに応じた実燃料噴射量Ｒq ［ｍｇ］をマップ又は数式等により算出する。
Ｒq ＝Ｍap（Ｔf ，Ｐf ）

この後、ステップ１０５で、実燃料噴射開始時期Ｙa と目標燃料噴射開始時期ＩnjＡngとの偏差の絶対値が異常判定値ＫＡよりも大きいか否かを判定し、次のステップ１０６で実燃料噴射量Ｒq と目標燃料噴射量ＩnjＭg との偏差が異常判定値ＫＭよりも大きいか否かを判定する。

その結果、上記ステップ１０５で実燃料噴射開始時期Ｙa と目標燃料噴射開始時期ＩnjＡngとの偏差の絶対値が異常判定値ＫＡよりも大きいと判定され、且つ、上記ステップ１０６で実燃料噴射量Ｒq と目標燃料噴射量ＩnjＭg との偏差が異常判定値ＫＭよりも大きいと判定された場合には、実燃料噴射量Ｒq が目標燃料噴射量ＩnjＭg よりも多くなり過ぎ、且つ、実燃料噴射開始時期Ｙa が目標燃料噴射開始時期ＩnjＡngから大きくずれているため、トルクが異常増大する燃料噴射異常状態であると判断して、ステップ１０７に進み、燃料噴射異常有りと判定して燃料噴射異常フラグＩＭＦを「１」にセットし、運転席のインストルメントパネルに設けられた警告ランプ（図示せず）を点灯したり、或は、運転席のインストルメントパネルの警告表示部（図示せず）に警告表示して運転者に警告すると共に、その異常情報（異常コード等）をＥＣＵ２６のバックアップＲＡＭ（図示せず）等の書き換え可能な不揮発性メモリ（ＥＣＵ２６の電源オフ中でも記憶データを保持する書き換え可能なメモリ）に記憶して、本ルーチンを終了する。

これに対して、上記ステップ１０５で実燃料噴射開始時期Ｙa と目標燃料噴射開始時期ＩnjＡngとの偏差の絶対値が異常判定値ＫＡ以下であると判定された場合、又は、上記ステップ１０６で実燃料噴射量Ｒq と目標燃料噴射量ＩnjＭg との偏差が異常判定値ＫＭ以下であると判定された場合には、ステップ１０８に進み、燃料噴射異常無しと判定して燃料噴射異常フラグＩＭＦを「０」にリセットしたまま、本ルーチンを終了する。
［トルク異常判定ルーチン］
図５に示すトルク異常判定ルーチンは、ＥＣＵ２６の電源オン中に所定周期で実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ２０１で、アクセル開度Ａacc とエンジン回転速度Ｎe とに基づいて要求トルクＲeqＴrqをマップ又は数式等により算出する。
ＲeqＴrq＝Ｍap（Ａacc ，Ｎe ）

この後、ステップ２０２に進み、吸入空気量Ｇa に基づいて空気量ベース実トルクＡctＴrqＡirをマップ又は数式等により算出する。
ＡctＴrqＡir＝ｆ（Ｇa ）

この後、ステップ２０３に進み、目標燃料噴射量ＩnjＭg 又は供給空燃比に基づいて燃料量ベース実トルクＡctＴrqＦuel をマップ又は数式等により算出する。
ＡctＴrqＦuel ＝ｆ（ＩnjＭg ）

この後、ステップ２０４に進み、現在の燃焼モードが成層燃焼モードに制御されている場合には、燃焼モードフラグＣＭを「０」にリセットし、現在の燃焼モードが均質燃焼モードに制御されている場合には、燃焼モードフラグＣＭを「１」にセットする。この後、ステップ２０５に進み、図４の燃料噴射異常判定ルーチンで設定した燃料噴射異常フラグＩＭＦを読み込む。

この後、ステップ２０６に進み、燃焼モードフラグＣＭが「０」であるか否かを判定し、燃焼モードフラグＣＭが「１」である（燃焼モードが均質燃焼モードである）と判定された場合には、ステップ２０８に進み、空気量ベース実トルクＡctＴrqＡirを異常判定用実トルクＡctＴrqＴmpとして採用する。
ＡctＴrqＴmp＝ＡctＴrqＡir

この後、ステップ２１０に進み、異常判定用実トルクＡctＴrqＴmp（＝空気量ベース実トルクＡctＴrqＡir）が要求トルクＲeqＴrqよりも大きいか否かによって、トルク異常の有無を判定する。

一方、上記ステップ２０６で、燃焼モードフラグＣＭが「０」である（燃焼モードが成層燃焼モードである）と判定された場合には、ステップ２０８に進み、燃料噴射異常フラグＩＭＦが「０」であるか否かを判定し、燃料噴射異常フラグＩＭＦが「０」である（燃料噴射異常無しである）と判定された場合には、ステップ２０９に進み、燃料量ベース実トルクＡctＴrqＦuel を異常判定用実トルクＡctＴrqＴmpとして採用する。
ＡctＴrqＴmp＝ＡctＴrqＦuel

この後、ステップ２１０に進み、異常判定用実トルクＡctＴrqＴmp（＝燃料量ベース実トルクＡctＴrqＦuel ）が要求トルクＲeqＴrqよりも大きいか否かによって、トルク異常の有無を判定する。

これに対して、上記ステップ２０６で燃焼モードフラグＣＭが「０」である（燃焼モードが成層燃焼モードである）と判定された場合でも、上記ステップ２０７で燃料噴射異常フラグＩＭＦが「１」である（燃料噴射異常有りである）と判定された場合には、ステップ２０８に進み、空気量ベース実トルクＡctＴrqＡirを異常判定用実トルクＡctＴrqＴmpとして採用する。
ＡctＴrqＴmp＝ＡctＴrqＡir

この後、ステップ２１０に進み、異常判定用実トルクＡctＴrqＴmp（＝空気量ベース実トルクＡctＴrqＡir）が要求トルクＲeqＴrqよりも大きいか否かによって、トルク異常の有無を判定する。これにより、燃料量ベース実トルクＡctＴrqＦuel に適した成層燃焼モードに制御されている場合でも、燃料噴射異常によって、実際には空気量ベース実トルクＡctＴrqＡirに適した均質燃焼に近い燃焼状態になっている可能性があることを考慮して、空気量ベース実トルクＡctＴrqＡirを異常判定用実トルクＡctＴrqＴmpとして選択してトルク異常の有無を精度良く判定する。

このステップ２１０で、異常判定用実トルクＡctＴrqＴmpが要求トルクＲeqＴrqよりも大きいと判定された場合には、ステップ２１１に進み、トルク異常有りと判定してトルク異常フラグＴＭＦを「１」にセットし、運転席のインストルメントパネルに設けられた警告ランプ（図示せず）を点灯したり、或は、運転席のインストルメントパネルの警告表示部（図示せず）に警告表示して運転者に警告すると共に、その異常情報（異常コード等）をＥＣＵ２６のバックアップＲＡＭ（図示せず）等の書き換え可能な不揮発性メモリ（ＥＣＵ２６の電源オフ中でも記憶データを保持する書き換え可能なメモリ）に記憶して、本ルーチンを終了する。

これに対して、上記ステップ２１０で、異常判定用実トルクＡctＴrqＴmpが要求トルクＲeqＴrq以下であると判定された場合には、ステップ２１２に進み、トルク異常無しと判定してトルク異常フラグＴＭＦを「０」にリセットしたまま、本ルーチンを終了する。

以上説明した本実施例では、噴射パルスに基づいて実燃料噴射開始時期Ｙa と実燃料噴射量Ｒq とを算出し、実燃料噴射開始時期Ｙa と目標燃料噴射開始時期ＩnjＡngとの偏差の絶対値が異常判定値ＫＡよりも大きいと判定され、且つ、実燃料噴射量Ｒq と目標燃料噴射量ＩnjＭg との偏差が異常判定値ＫＭよりも大きいと判定された場合に、実燃料噴射量Ｒq が目標燃料噴射量ＩnjＭg よりも多くなり過ぎ、且つ、実燃料噴射開始時期Ｙa が目標燃料噴射開始時期ＩnjＡngから大きくずれているため、トルクが異常増大する燃料噴射異常状態であると判断して、燃料噴射異常有りと判定するようにしたので、トルクの異常増大を招く燃料噴射異常を精度良く検出することができる。これにより、燃料噴射量が増加しても燃料噴射時期の影響で実トルクが増大しない場合に、燃料噴射異常有りと誤判定することを防止できて、フェイルセーフ処理を誤って実行してしまうことを未然に防止することができる。

また、本実施例では、燃料噴射異常有りと判定された場合には、どちらの燃焼モードに制御されていても、空気量ベース実トルクＡctＴrqＡirを異常判定用実トルクＡctＴrqＴmpとして選択して、異常判定用実トルクＡctＴrqＴmp（＝空気量ベース実トルクＡctＴrqＡir）と要求トルクＲeqＴrqとを比較してトルク異常の有無を判定するようにしている。これにより、燃料量ベース実トルクに適した成層燃焼モードに制御されている場合でも、燃料噴射異常によって、実際には空気量ベース実トルクに適した均質燃焼に近い燃焼状態になっている可能性があることを考慮して、空気量ベース実トルクを異常判定用実トルクとして選択してトルク異常の有無を判定することができるため、トルク異常の有無を精度良く判定してトルクの異常増大を精度良く検出することができると共に、トルク異常の誤判定によるフェイルセーフ処理の誤実行を未然に防止することができる。

また、本実施例では、燃料噴射モニタ部３０やトルクモニタ部３１を備えたＥＣＵ２６とは別に設けた監視装置３７によって燃料噴射モニタ部３０の燃料噴射異常判定機能を監視すると共にトルクモニタ部３１のトルク異常判定機能を監視するようにしたので、燃料噴射モニタ部３０の燃料噴射異常判定機能及びトルクモニタ部３１のトルク異常判定機能の信頼性を向上させることができる。

尚、上記実施例では、実燃料噴射量と目標燃料噴射量との偏差が所定値よりも大きく且つ実燃料噴射時期と目標燃料噴射時期との偏差が所定値よりも大きいときに燃料噴射異常有りと判定するようにしたが、実燃料噴射量と目標燃料噴射量との比が所定値よりも大きく且つ実燃料噴射時期と目標燃料噴射時期との比が所定値よりも大きいときに燃料噴射異常有りと判定するようにしても良い。

また、上記実施例では、実燃料噴射量と目標燃料噴射量とを比較する共に実燃料噴射時期と目標燃料噴射時期とを比較して燃料噴射異常の有無を判定する技術を、図１に示す筒内噴射式エンジン１１に適用したが、吸気ポートに燃料を噴射する吸気ポート噴射式エンジンに適用しても良い。

また、上記実施例では、燃料噴射異常有りと判定された場合に燃焼モードを問わず空気量ベース実トルクを異常判定用実トルクとして選択する技術を、筒内噴射式エンジン１１で燃焼モードを切り換えるシステムに適用したが、吸気ポート噴射式のリーンバーンエンジンで燃焼モードを切り換えるシステムに適用しても良い。

１１…エンジン（内燃機関）、１２…吸気管、１３…スロットルバルブ、１６…燃料噴射弁、１７…点火プラグ、２６…ＥＣＵ、２７…燃焼モード選択部（燃焼モード切換手段）、２８…燃料噴射目標値算出部、２９…噴射パルス出力部、３０…燃料噴射モニタ部（燃料噴射異常判定手段）、３１…トルクモニタ部（トルク異常判定手段）、３２…要求トルク算出部、３３…空気量ベース実トルク算出部（空気量ベース実トルク算出手段）、３４…燃料量ベース実トルク算出部（燃料量ベース実トルク算出手段）、３５…トルク比較部、３６…フェイルセーフ実行部、３７…監視装置

Claims (2)

1. 内燃機関の燃料噴射異常の有無を判定する燃料噴射異常判定手段と、
   内燃機関の運転状態に応じて燃焼モードを切り換える燃焼モード切換手段と、
   内燃機関の吸入空気量を基準にした空気量ベース実トルクを算出する空気量ベース実トルク算出手段と、
   内燃機関の燃料噴射量又は空燃比を基準にした燃料量ベース実トルクを算出する燃料量ベース実トルク算出手段と、
   通常時には、前記燃焼モードに応じて前記空気量ベース実トルクと前記燃料量ベース実トルクのうちの一方を異常判定用実トルクとして選択し、その異常判定用実トルクと要求トルクとを比較してトルク異常の有無を判定するトルク異常判定手段とを備え、
   前記トルク異常判定手段は、前記燃料噴射異常判定手段により燃料噴射異常有りと判定された場合には、どちらの燃焼モードに制御されていても、前記空気量ベース実トルクを前記異常判定用実トルクとして選択することを特徴とする内燃機関の監視装置。
2. 筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁を備えた筒内噴射式の内燃機関に適用され、
   前記燃焼モード切換手段は、前記燃焼モードを各気筒の吸気行程で筒内に燃料を噴射して均質燃焼させる均質燃焼モードと、各気筒の圧縮行程で筒内に燃料を噴射して成層燃焼させる成層燃焼モードとの間で切り換え、
   前記トルク異常判定手段は、（１）通常時には、前記均質燃焼モードのときに前記空気量ベース実トルクを前記異常判定用実トルクとして選択して前記成層燃焼モードのときに前記燃料量ベース実トルクを前記異常判定用実トルクとして選択し、（２）前記燃料噴射異常判定手段により燃料噴射異常有りと判定された場合には、どちらの燃焼モードに制御されていても、前記空気量ベース実トルクを前記異常判定用実トルクとして選択することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の監視装置。

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