JP2000310146A

JP2000310146A - 内燃機関の燃料噴射装置

Info

Publication number: JP2000310146A
Application number: JP11120134A
Authority: JP
Inventors: Tamon Tanaka; 多聞田中; Hiroshi Mushigami; 広志虫上
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1999-04-27
Filing date: 1999-04-27
Publication date: 2000-11-07

Abstract

(57)【要約】【課題】内燃機関の燃料噴射装置に関し、気筒間の燃
料噴射量のバラツキを低減しながらも噴射弁の異常を確
実に判定できるようにする。【解決手段】目標噴射量設定手段３５により内燃機関
の運転状態に基づき噴射弁４の目標噴射量を設定し、各
噴射弁４からそれぞれの気筒内に燃料を噴射しながら、
回転速度検出手段２１，３０により機関の回転速度を検
出し、各気筒の上死点前後における回転速度の変動に基
づいて噴射量演算手段３３により各気筒における実噴射
量を演算し、その演算結果に基づき各噴射弁４毎の不均
一量を算出して算出した不均一量に基づき補正手段３６
により各噴射弁４の目標噴射量を補正するとともに、あ
る気筒が圧縮行程にある時に回転速度の変動幅が所定値
以上となったときには、異常判定手段３４によりその気
筒に設けられた噴射弁４が異常であると判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の燃料噴
射装置に関し、特に各気筒毎に噴射弁をそなえた内燃機
関の燃料噴射装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車等の車両にそなえられる内
燃機関においては、各気筒毎に噴射弁をそなえ気筒毎に
燃料を噴射する形式の燃料噴射装置をそなえたものが主
流になっている。例えば従来から実用化されているもの
としてはマルチポイントインジェクションエンジンがあ
り、また、近年では筒内噴射型ガソリンエンジンや直噴
ディーゼルエンジンのように各気筒内に直接燃料を噴射
する噴射弁をそなえたものが実用化されている。

【０００３】このような噴射弁では、燃料中に異物があ
ったりすると、噴射口を開閉する部分等に異物がはさま
る等して噴射弁の異常、具体的には、燃料漏れを起こす
可能性があり、特に、筒内噴射型ガソリンエンジンや直
噴ディーゼルエンジンの場合には、噴射弁は燃焼室内に
臨んで配設されているため噴射弁から漏れた燃料は燃焼
室内に直接進入してしまう。そして、燃焼室内に漏れた
燃料が不正着火するとエンジンの回転速度に変動をきた
し、振動や騒音の原因になってしまう。

【０００４】そこで、特開平９−２７３４４３号公報に
は、回転速度が極大になる９０°ＢＴＤＣ（直列４気筒
エンジンの場合）付近において回転速度を検出し、前後
の行程間の回転速度の変動幅が所定の基準値よりも大き
くなった時に噴射弁からの燃料漏れと判定する技術が提
案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、エンジンの
回転速度は気筒間の燃料噴射量のバラツキによっても変
動することが知られており、このため、前後行程間の回
転速度の変動が小さくなるように各気筒の燃料噴射量を
補正して気筒間の燃料噴射量のバラツキを低減しようと
する技術が提案されている（例えば、特開平６−１０１
５３２号公報に開示された技術）。そこで、この技術を
上記の従来技術（特開平９−２７３４４３号）と併用す
ることが考えられるが、この場合、燃料噴射量が補正さ
れることにより前後行程間の回転速度の変動幅が小さく
なってしまうため、噴射弁からの燃料漏れを判定するこ
とができなくなってしまうという課題がある。

【０００６】本発明は、このような課題に鑑み創案され
たもので、気筒間の燃料噴射量のバラツキを低減しなが
らも噴射弁の異常を確実に判定できるようにした、内燃
機関の燃料噴射装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の内燃機関の燃料噴射装置では、目標噴射量
設定手段により内燃機関の運転状態に基づき噴射弁の目
標噴射量を設定し、各噴射弁からそれぞれの気筒内に燃
料を噴射しながら、回転速度検出手段により機関の回転
速度を検出し、各気筒の上死点（ＴＤＣ）前後における
回転速度の変動に基づいて噴射量算出手段により各気筒
における実噴射量を算出し、その算出結果に基づき各噴
射弁毎の不均一量を算出して算出した不均一量に基づき
補正手段により各噴射弁の目標噴射量を補正するととも
に、ある気筒が圧縮行程にある時に回転速度の変動幅が
所定値以上となったときには、異常判定手段によりその
気筒に設けられた噴射弁に異常があると判定する。

【０００８】なお、好ましくは、実噴射量はＴＤＣ前後
における回転速度の極大値の二乗値の変動に基づき算出
する。より好ましくは、補正手段に基準値算出手段をそ
なえ、噴射量算出手段により算出された各気筒毎の実噴
射量を平均化して基準値を算出し、算出した基準値と各
気筒毎の実噴射量との偏差に基づいて目標噴射量を補正
する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１〜図４は本発明の一実施形態
としての内燃機関の燃料噴射装置を示すものであり、こ
こでは、直列４気筒型ディーゼルエンジンのコモンレー
ル式燃料噴射装置として本発明の内燃機関の燃料噴射装
置を構成した場合について示している。

【００１０】図１に示すように、本コモンレール式燃料
噴射装置１は、サプライポンプ２，コモンレール３，噴
射弁としてのインジェクタ４及びこれらを制御するＥＣ
Ｕ５と各種のセンサとから構成されている。サプライポ
ンプ２は、燃料タンク６内から燃料を吸い上げ、加圧し
てコモンレール３に圧送する装置であり、燃料を燃料タ
ンク６内から吸い上げるフィードポンプ（低圧ポンプ）
７と、フィードポンプ７が吸い上げた燃料を加圧してコ
モンレール３に圧送する高圧ポンプ８とから構成されて
いる。フィードポンプ７としてはベーンポンプが用いら
れ、ベーンをそなえたロータの回転により連続的に燃料
を吸入圧縮して高圧ポンプ８へ吐出するようになってい
る。高圧ポンプ８としてはプランジャポンプが用いら
れ、プランジャの往復動によりプランジャ室内に燃料を
吸入して圧縮し、逆止弁８ｂを通してコモンレール３へ
圧送するようになっている。

【００１１】高圧ポンプ８からコモンレール３への燃料
の圧送タイミングは、主噴射によるレール圧低下を抑制
して噴射特性の悪化を防止するため、後述するインジェ
クタ４の主噴射タイミングに同期又は前後するようにな
っている。なお、本実施例では、フィードポンプ７にお
けるロータ，高圧ポンプ８におけるプランジャは、エン
ジンのクランクシャフトに連結されたカムシャフトによ
って駆動されるようになっている。

【００１２】また、高圧ポンプ８には吐出量制御弁（Ｐ
ＣＶ：Pump Control Valve）８ａがそなえられている。
ＰＣＶ８ａはプランジャ室とフィードポンプ７からの供
給配管１０との間の連通を制御する電磁弁であり、プラ
ンジャの上昇時にＰＣＶ８ａを閉じることによりプラン
ジャ室が密閉され燃料が昇圧されるようになっている。
そして、ＰＣＶ８ａの開閉タイミングを変化させること
で高圧ポンプ８からコモンレール３への吐出量が制御さ
れ、コモンレール３内の蓄圧燃料の圧力（レール圧）が
調整されるようになっている。なお、燃料タンク６とサ
プライポンプ２とを結ぶ供給配管１２上には、フィルタ
１３がそなえられている。燃料タンク６内の燃料はこの
フィルタ１３により不純物を除去された後にサプライポ
ンプ２に吸入されるようになっている。

【００１３】コモンレール３は、サプライポンプ２から
供給された高圧燃料を蓄えておく装置である。サプライ
ポンプ２とは高圧供給配管１４により連結されている。
また、コモンレール３にはレール圧センサ１５とプレッ
シャリミッタ１６とがそなえられている。レール圧セン
サ１５は、レール圧を検出する圧力センサであり、検出
したレール圧はＥＣＵ５へ出力されるようになってい
る。また、プレッシャリミッタ１６はレール圧が所定値
を越えたときに開く弁であり、レール圧が所定の上限値
に達したところで開弁して圧力を逃がし、所定の下限値
までレール圧が低下したところで閉弁してレール圧を維
持するようになっている。なお、プレッシャリミッタ１
６から排出された燃料は、リターン配管１７により燃料
タンク６へ戻されるようになっている。

【００１４】インジェクタ４は、エンジンの各気筒内に
直接燃料を噴射する装置であり、コモンレール３におい
て蓄圧された高圧燃料が高圧供給配管１８を介して供給
されるようになっている。図１では直列４気筒型エンジ
ンに本装置を適用した場合について示しており、インジ
ェクタ４は合計で４本そなえられている。また、コモン
レール３と各インジェクタ４とはそれぞれ独立した高圧
供給配管１８により連結されている。

【００１５】各インジェクタ４にはインジェクタ制御弁
４ａがそなえられている。インジェクタ制御弁４ａは、
噴射口であるノズル４ｂの開閉を制御するための電磁弁
であり、インジェクタ制御弁４ａへの通電が行なわれな
い状態ではノズル４ｂは開じられて噴射は行なわれない
ようになっている。一方、インジェクタ制御弁４ａへの
通電が行なわれるとノズル４ｂが開いて噴射が行なわれ
るようになっている。

【００１６】したがって、インジェクタ４からの燃料噴
射の開始／終了はインジェクタ制御弁４ａへの通電の開
始／終了により制御することができ、ＥＣＵ５ではイン
ジェクタ制御弁４ａへの通電タイミングを制御すること
により燃料噴射量や燃料噴射時期を制御するようになっ
ている。また、インジェクタ制御弁４ａにはそれぞれリ
ターン配管１９が接続されている。リターン配管１９は
インジェクタ制御弁４ａの開閉動作に伴いオーバーフロ
ーする燃料を燃料タンク６に戻すための配管であり、プ
レッシャリミッタ１６と燃料タンク６とを結ぶリターン
配管１７に接続されている。

【００１７】また、リターン配管１７上の各インジェク
タ４からのリターン配管１９との接続部よりも下流側に
は燃温センサ２０がそなえられている。燃温センサ２０
は燃料温度を検出するセンサであり、検出した燃料温度
はＥＣＵ５へ出力されるようになっている。さらに、エ
ンジンの図示しないウオータージャケットには水温セン
サ２２がそなえられており、検出した水温をＥＣＵ５へ
出力するようになっている。

【００１８】次に、ＥＣＵ５について説明する。ＥＣＵ
５はその機能要素として回転速度算出手段３０，噴射量
算出手段３１，レール圧制御手段３２，インジェクタ制
御手段３３，異常判定手段としての燃料漏れ判定手段３
４をそなえている。まず、回転速度算出手段３０につい
て説明すると、回転速度算出手段３０はエンジンの回転
速度Ｎe を算出する手段であり、図示しないクランクシ
ャフトにそなえられたクランク角センサ２１から入力さ
れるパルスに基づき回転速度Ｎe を算出するようになっ
ている。すなわち、この回転速度算出手段３０とクラン
ク角センサ２１とにより回転速度検出手段を構成する。

【００１９】具体的には、図２に示すように、クランク
角センサ２１はクランクシャフトの回転に連動して６°
ＣＡ（Crank Angle ）毎にパルスを出力し、９０°ＢＴ
ＤＣ（Before Top Dead Centre）付近の３個分だけはパ
ルスを出力しないようになっている。つまり、クランク
角センサ２１は１行程（クランクシャフト半回転）で２
７個のパルスを出力するようになっている。

【００２０】回転速度検出手段３０では、まず９０°Ｂ
ＴＤＣ前の最後（２７番目）のパルス入力から９０°Ｂ
ＴＤＣ後の最初（１番目）のパルス入力までの時間ｔn1
をタイマにより計測し、９０°ＢＴＤＣにおける回転速
度Ｎe を算出するようになっている。そして、さらに９
０°ＢＴＤＣ後の１２番目のパルス入力から１６番目の
パルス入力までの時間ｔn2をタイマにより計測し、ＴＤ
Ｃ（上死点）での回転速度Ｎe を算出するようになって
いる。回転速度検出手段３０では、この９０°ＢＴＤＣ
（前行程の９０°ＡＴＤＣ）での回転速度Ｎe ，ＴＤＣ
（上死点）での回転速度Ｎe の計測を連続して行なうよ
うになっている。

【００２１】噴射量算出手段３１は各気筒における実噴
射量を算出する手段である。噴射量算出手段３１では、
以下に説明する前提の下で回転速度算出手段３０で算出
された回転速度Ｎe の変化に基づき実噴射量を算出する
ようになっている。つまり、インジェクタ４から噴射さ
れた燃料は燃焼により熱エネルギとなり、そのうちの一
部が外部への仕事に用いられる。例えば、エンジンがア
イドリング状態の場合には、噴射燃料から得られたエネ
ルギはオルタネータ等の補機類の駆動やフリクションに
対する仕事等に用いられる。これらの外部仕事はアイド
リング状態では略一定と見なすことができ、アイドリン
グ時の燃料噴射量もこの一定の外部仕事に釣り合ったも
のを基準噴射量としている。

【００２２】実噴射量がこの基準噴射量と一致している
ならば、噴射燃料から得られるエネルギの内の有効部分
は全て過不足なく外部仕事に用いられ他に影響を及ぼす
ことはない。ところが、実噴射量が外部仕事に必要な量
よりも過剰なときにはエネルギが余ることになり、余っ
たエネルギはピストン，クランクシャフト等のエンジン
内部の慣性系の運動エネルギに変換される。このため、
エンジンの回転速度Ｎe はこの燃料噴射にかかる行程で
上昇することになる。逆に、実噴射量が外部仕事に必要
な量よりも少ないときにはエネルギが不足することにな
り、慣性系の運動エネルギの一部が不足分を補うために
用いられ、エンジンの回転速度Ｎe はこの燃料噴射にか
かる行程で低下することになる。

【００２３】上述した燃料噴射量Ｑと外部仕事Ｗと運動
エネルギＩ×ω²／２との関係をエネルギ保存側の式で
表すと次のようになる。ただし、ηは噴射量とエネルギ
との換算係数，Ｉはクランクシャフト等のエンジン内部
の慣性系の慣性モーメント，ω₁は燃料噴射前の角速
度，ω₃は燃料噴射後の角速度であり、Ｗはω₁の計測
時からω₃の計測時までにした外部仕事である。

【００２４】 ηＱ−Ｗ＝Ｉ×（ω₃ ²−ω₁ ²）／２・・・・・（１）ここで、換算係数η，外部仕事Ｗ，慣性モーメントＩが
一定であり、角速度ωが回転速度Ｎe から換算できるこ
とから、燃料噴射量Ｑは回転速度Ｎe を用いて次式で表
すことができる。ただし、Ａは定数であり計算若しくは
実験により設定する。Ｑ₀は基準噴射量であるがこの設
定方法については後述する。

【００２５】Ｑ＝Ａ×（Ｎe₃ ² −Ｎe₁ ² ）＋Ｑ₀ ・・・・・（２）以上のように実噴射量Ｑは燃料噴射前後の回転速度Ｎe
の二乗値の変動に基づき算出することができ、噴射量算
出手段３１では、上記の（２）式を用いて各気筒のイン
ジェクタ４から噴射された実噴射量を算出するようにな
っている。具体的には、燃料噴射前後の回転速度Ｎe₁，
Ｎe₃として、回転速度が極大となる９０°ＢＴＤＣ（４
気筒の場合）における回転速度Ｎｅの検出値を用いて実
噴射量Ｑを算出するようになっている。

【００２６】例えば、図２に示すように、第ｎ気筒の実
噴射量Ｑn を算出する場合には、第ｎ気筒が圧縮行程の
９０°ＢＴＤＣでの回転速度を噴射前回転速度Ｎe₁と
し、第ｎ気筒が膨張行程の９０°ＡＴＤＣでの回転速度
を噴射後回転速度Ｎe₃として実噴射量Ｑn を算出するよ
うになっている。そして、噴射量算出手段３１では第１
気筒（♯１），第３気筒（♯３），第４気筒（♯４），
第２気筒（♯２）の順に各気筒それぞれ９回ずつ実噴射
量Ｑn （Ｑn1，Ｑn2，Ｑn3，Ｑn4，Ｑn5，Ｑn6，Ｑn7，
Ｑn8，Ｑn9）を算出して、ＲＡＭに記憶するようになっ
ている（４気筒の場合）。ただし、上記の算出処理はエ
ンジンがアイドリング状態のとき、すなわちエンジンが
無負荷状態のときにのみ行なうようになっている。

【００２７】レール圧制御手段３２は、コモンレール３
内のレール圧を制御する手段であり、ＰＣＶ８ａへの通
電タイミングを制御してその開閉タイミングを変化させ
ることで高圧ポンプ８からコモンレール３への圧送量を
調整しレール圧を制御するようになっている。レール圧
制御手段３２では、検出レール圧とエンジンの運転状態
（エンジン回転速度，噴射量等）に応じて設定される目
標レール圧との偏差をフィードバックしながら、目標レ
ール圧と後述する目標噴射量とに基づいてＰＣＶ８ａの
通電時間を制御し、噴射後の検出レール圧が目標レール
圧に保たれるように高圧ポンプ８からコモンレール３へ
の高圧燃料の圧送量を調整するようになっている。

【００２８】次に、インジェクタ制御手段３３について
説明する。インジェクタ制御手段３３はインジェクタ４
のインジェクタ制御弁４ａへの通電開始タイミングと通
電時間（パルス幅）とを制御することにより燃料噴射開
始時期と燃料噴射量とを制御する手段であり、目標噴射
量設定手段３５，補正手段３６，噴射制御手段３７から
構成されている。目標噴射量設定手段３５は、インジェ
クタ４からの目標噴射量を設定する手段であり、エンジ
ンの運転状態（エンジン回転速度，アクセル開度等）に
応じて目標噴射量を設定するようになっている。

【００２９】補正手段３６は噴射量算出手段３１の算出
結果に基づきインジェクタ４毎の不均一量を算出し、算
出した不均一量に基づき各インジェクタ４の目標噴射量
を補正する手段である。具体的には、補正手段３６は噴
射量算出手段３１により算出されたインジェクタ４毎の
実噴射量Ｑを平均化して基準値を算出する基準値算出手
段３８をそなえている。基準値算出手段３８では、ま
ず、噴射量算出手段３１で算出され記憶されている各気
筒毎の実噴射量Ｑの平均値を算出するようになってい
る。すなわち、第ｎ気筒の平均値をＱmnとすると次式で
表される。

【００３０】Ｑmn＝（Ｑn1＋Ｑn2＋・・・＋Ｑn7＋Ｑn8＋Ｑn9）／９・・・・・（３）そして、各気筒の平均値Ｑm1，Ｑm2，Ｑm3，Ｑm4が算出
されると、次に各気筒の平均値Ｑm1，Ｑm2，Ｑm3，Ｑm4
のうち最大と最小を除き、残り２つの値の平均値を基準
値Ｑm として算出するようになっている。例えば、Ｑm1
＞Ｑm2＞Ｑm3＞Ｑm4であれば、最大のＱm1と最小のＱm4
を除き、Ｑm2とＱm3との平均値を基準値Ｑm 〔Ｑm ＝
（Ｑm2＋Ｑm3）／２〕とする。

【００３１】基準値算出手段３８により基準値Ｑm が算
出されると、補正手段３６では基準値Ｑm に対する各気
筒の実噴射量平均値Ｑmnの偏差ΔＱLn（ΔＱLn＝Ｑm −
Ｑmn）を算出するようになっている。この偏差ΔＱLn
（ΔＱL1，ΔＱL2，ΔＱL3，ΔＱL4）が上述のインジェ
クタ４毎の不均一量に相当する。そして、この偏差ΔＱ
Lnに応じて目標噴射量に対する補正係数ＣLn（ＣL1，Ｃ
L2，ＣL3，ＣL4）を設定するようになっている。補正係
数ＣLnは偏差ΔＱLnが０のときには１に設定され、ΔＱ
Ln＞０ならばＣLn＞１に、ΔＱLn＜０ならばＣLn＜１に
設定されるようになっている。なお、噴射量算出手段３
１では、上記のように基準値Ｑm が算出されると、
（２）式における基準噴射量Ｑ₀を更新して（すなわ
ち、Ｑ₀＝Ｑm ）、次回の算出においては更新した基準
噴射量Ｑ₀（Ｑ₀＝Ｑm ）を用いて実噴射量Ｑを算出す
るようになっている。

【００３２】噴射制御手段３７は、インジェクタ４を駆
動する手段であり、噴射開始時期と噴射時間とを決定し
てインジェクタ制御弁４ａへ駆動パルスを出力するよう
になっている。噴射制御手段３７ではインジェクタ４毎
に噴射開始時期，噴射時間を決定するようになってお
り、噴射開始時期はエンジンの運転状態（エンジン回転
速度，アクセル開度等）に応じて決定し、噴射時間は目
標噴射量に補正係数ＣLnを乗じて得られる補正目標噴射
量と検出レール圧とに基づいて決定するようになってい
る。なお、通電の開始タイミングはクランク角センサ２
１から出力されるパルスを用いて計っている。

【００３３】次に、燃料漏れ判定手段３４について説明
する。燃料漏れ判定手段３４はインジェクタ４の異常、
具体的には、燃料漏れの可能性を判定する手段であり、
各気筒の圧縮行程における回転速度Ｎe の低下状態か
ら、その気筒にそなえられたインジェクタ４の燃料漏れ
の可能性を判定するようになっている。圧縮行程におけ
る回転速度Ｎe の低下状態から燃料漏れの可能性を判定
するのは次の理由による。

【００３４】インジェクタ４に開弁不良等が発生して燃
料漏れが発生した場合、吸気・圧縮行程中に漏れた燃料
は圧縮行程中に過早着火を引き起こす。この圧縮行程中
の過早着火はピストンの回転を妨げる方向の力となり、
エンジンの回転速度はこの過早着火に伴う抵抗力により
大きく低下する。例えば、図３（ａ）は正常な状態での
エンジン回転速度の変化を示す波形であるが、第４気筒
のインジェクタ４に燃料漏れが発生すると、図３（ｂ）
に示すように第４気筒のＴＤＣにおける回転速度は大き
く低下し、また、燃焼後の９０°ＡＴＤＣにおける回転
速度も大きくならない。

【００３５】ところが、上述したインジェクタ制御手段
３３における噴射量のバラツキ低減制御が行なわれる
と、図３（ｃ）に示すように燃焼後の９０°ＡＴＤＣに
おける回転速度は正常時の回転速度まで回復する。これ
に対し、ＴＤＣにおける回転速度は、噴射量のバラツキ
低減制御の影響を受けないため大きく低下したままとな
る。

【００３６】そこで、燃料漏れ判定手段３４では、圧縮
行程中の回転速度が極大となる９０°ＢＴＤＣにおける
回転速度Ｎe₁と、ＴＤＣ（圧縮行程終了時）における回
転速度Ｎe₂との変動幅ΔＮe （ΔＮe ＝Ｎe₁−Ｎe₂）を
算出し、算出した変動幅ΔＮe が所定の基準値Ｎ₀以上
になったとき、その気筒にそなえられたインジェクタ４
から燃料漏れの可能性がある（即ち、異常がある）と判
定するようになっている。なお、基準値Ｎ₀の設定は、
例えば燃料漏れのない正常時の変動幅ΔＮe を実験等で
求めてその上限値を基準値Ｎ₀として設定することがで
きる。

【００３７】ただし、燃料漏れ判定は基準値Ｎ₀を１回
越えただけでは行なわず、連続して複数回（例えば１０
回）基準値Ｎ₀を越えたときに行なうようにして、誤判
定を防止するようになっている。そして、燃料漏れと判
定したときには、車室内にそなえられた表示ランプ２６
を点灯させてドライバに異常を認知させるようになって
いる。

【００３８】なお、上記の燃料漏れ判定は回転速度の変
動の解析の容易なアイドル時に実施するようになってお
り、燃料漏れ判定手段３４では、次の各条件が全て成立
したときにのみ実行するようになっている。まず、第１
の条件はエンジン回転速度Ｎe が所定の範囲内（アイド
ル領域）にあること、第２の条件は水温が基準値以上で
あること、第３の条件は燃料温度が所定範囲内にあるこ
と、そして第４の条件は燃料噴射量が所定範囲内にある
ことである。

【００３９】本発明の一実施形態としての内燃機関の燃
料噴射装置は上述のように構成されているので、噴射量
のバラツキ低減制御及び燃料漏れ判定は、図４に示すよ
うなフローに従って燃料噴射制御が行なわれる。以下、
図４に示すフローチャートを参照しながら、本燃料噴射
装置による噴射量バラツキ低減制御及び燃料漏れ判定に
ついて説明する。

【００４０】図４に示すように、ＥＣＵ５では、まず、
水温が基準値以上になっているか否か、及びアイドリン
グ状態になっているか否かを判定し（ステップＳ１０
０）、共に成立している場合には、９０°ＢＴＤＣ，Ｔ
ＤＣ，９０°ＡＴＤＣ（次行程の９０°ＢＴＤＣ）にお
ける回転速度Ｎe₁，Ｎe₂，Ｎe₃をクランク角センサ２１
の出力に基づき回転速度算出手段３０により算出する
（ステップＳ１１０）。

【００４１】そして、９０°ＢＴＤＣにおける回転速度
Ｎe₁とＴＤＣにおける回転速度Ｎe₂との変動幅ΔＮe
（ΔＮe ＝Ｎe₁−Ｎe₂）を算出して基準値Ｎ₀と比較判
定する（ステップＳ１２０）。このとき、変動幅ΔＮe
が基準値Ｎ₀よりも小さければ、噴射量算出手段３１に
より９０°ＢＴＤＣにおける回転速度Ｎe₁と９０°ＡＴ
ＤＣにおける回転速度Ｎe₃とを用いて（２）式から各気
筒の実噴射量Ｑn を算出する（ステップＳ１３０）。そ
して、各気筒について９個の実噴射量Ｑn （Ｑn1，Ｑn
2，Ｑn3，Ｑn4，Ｑn5，Ｑn6，Ｑn7，Ｑn8，Ｑn9）のデ
ータを取得して、順にＲＡＭに記憶していく（ステップ
Ｓ１４０）。

【００４２】最後のデータ（Ｑ29) の記憶が終了すると
（ステップＳ１５０）、基準値算出手段３８では、ＲＡ
Ｍに記憶された各気筒毎の実噴射量Ｑの平均値Ｑmn（Ｑ
m1，Ｑm2，Ｑm3，Ｑm4）を算出し（ステップＳ１６
０）、そのうちの最大値と最小値とを除いた残り２つの
値の平均値を基準値Ｑm として算出する（ステップＳ１
７０）。そして、補正手段３６では、基準値Ｑm に対す
る各気筒毎の実噴射量平均値Ｑmnの偏差ΔＱLn（ΔＱLn
＝Ｑm −Ｑmn）を算出し、偏差ΔＱLn（ΔＱL1，ΔＱL
2，ΔＱL3，ΔＱL4）に応じて目標噴射量に対する補正
係数ＣLn（ＣL1，ＣL2，ＣL3，ＣL4）を設定する（ステ
ップＳ１８０）。

【００４３】一方、ステップＳ１２０において変動幅Δ
Ｎe （ΔＮe ＝Ｎe₁−Ｎe₂）が基準値Ｎ₀以上のときに
は、ステップＳ２００に進んで燃料漏れ判定手段３４に
よる燃料漏れ判定を行なう。すなわち、燃料温度が所定
範囲内にあり、かつ燃料噴射量が所定範囲内にある場合
には、同一気筒において変動幅ΔＮe が基準値Ｎ₀を連
続して１０回上回ったか否か判定し（ステップＳ２１
０）、ステップ２１０の条件が成立した場合には、その
気筒にそなえられたインジェクタ４からの燃料漏れの可
能性があると判定する（ステップＳ２２０）。そして、
車室内の表示ランプ２６を点灯させてドライバに異常を
知らせる（ステップＳ２３０）。

【００４４】このように本内燃機関の燃料噴射装置によ
れば、エンジンの回転速度Ｎe の変動に基づき実噴射量
Ｑを算出し、その算出結果に基づき各インジェクタ４毎
の不均一量ΔＱLnを算出して算出した不均一量ΔＱLnに
基づき各インジェクタ４の目標噴射量を補正するように
なっているので、気筒間の燃料噴射量のバラツキを抑制
して排ガス特性を向上させることができるという利点が
ある。

【００４５】そして同時に、圧縮行程における回転速度
Ｎe の下降状態からインジェクタ４からの燃料漏れを判
定するようになっているので、気筒間の燃料噴射量のバ
ラツキを低減する制御が行なわれているときでもインジ
ェクタ４からの燃料漏れを確実に判定することができ、
ドライバにいち早く異常を認知させることができるとい
う利点がある。また、燃料漏れ判定はエンジンの回転速
度Ｎe の変動に基づき行なうので、特別なセンサ等を必
要とせずコストの増大を招くことがないという利点もあ
る。

【００４６】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種
々変形して実施することができる。例えば、上述の実施
形態では噴射弁の異常の代表例として燃料漏れを検出し
ているが、本発明は、噴射弁の異常作動などの他の異常
も検出しうるものである。また、上述の実施形態ではコ
モンレール式ディーゼルエンジンの燃料噴射システムと
して本発明を構成した場合について説明したが、本構成
はあくまでも一例であり、例えば、電子制御ポンプ式デ
ィーゼルエンジンや筒内噴射式ガソリンエンジン等の種
々の内燃機関の燃料噴射装置にも適用することは可能で
ある。

【００４７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の内燃機関
の燃料噴射装置によれば、気筒間の燃料噴射量のバラツ
キを抑制して排ガス特性を向上させることができるとい
う利点があるとともに、気筒間の燃料噴射量のバラツキ
を低減する制御が行なわれているときでも噴射弁の異
常、例えば、燃料漏れを確実に判定することができると
いう利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態としての内燃機関の燃料噴
射装置のシステム構成を示す図である。

【図２】本発明の一実施形態としての内燃機関の燃料噴
射装置にかかる回転速度の検出について説明するための
図であり、クランク角センサからのパルス信号と回転速
度の時間変化とを同時間軸上で示している。

【図３】本発明の一実施形態としての内燃機関の燃料噴
射装置にかかる燃料漏れ判定について説明するための説
明図であり、（ａ）は正常時の回転速度の時間変化の波
形を示す図、（ｂ）は燃料漏れが発生した時の回転速度
の時間変化の波形を示す図、（ｃ）は燃料漏れが発生し
ている時に噴射量のバラツキ低減制御を行なった時の回
転速度の時間変化の波形を示す図である。

【図４】本発明の一実施形態としての内燃機関の燃料噴
射装置にかかる気筒間の噴射量のバラツキ低減制御及び
燃料漏れ判定の流れを示すフローチャートである。

【符号の説明】

３コモンレール２１回転速度検出手段を構成するクランク角センサ３０回転速度検出手段を構成する回転速度算出手段３１噴射量算出手段３３インジェクタ制御手段３４異常判定手段（燃料漏れ判定手段）３５目標噴射量算出手段３６補正手段３８基準値算出手段

フロントページの続きＦターム(参考） 3G084 BA13 BA14 CA03 DA23 DA27 DA33 EA07 EA11 EB11 EB22 EB25 EC03 FA00 FA10 FA13 FA34 3G301 HA02 JA05 JB02 JB09 KA07 LB13 MA11 NA01 NA08 ND01 NE17 NE19 NE23 PB01Z PB03Z PB08A PB08Z PE01Z PE02Z PE03Z PE04Z PF03Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の各気筒毎に設けられ該気筒内
に燃料を噴射する噴射弁と、該機関の運転状態に基づき該各噴射弁の目標噴射量を設
定する目標噴射量設定手段と、該機関の回転速度を検出する回転速度検出手段と、該各気筒の上死点前後における回転速度の変動に基づい
て該各気筒における実噴射量を算出する噴射量算出手段
と、該噴射量算出手段の算出結果に基づき該各噴射弁毎の不
均一量を算出し該不均一量に基づき該各噴射弁の目標噴
射量を補正する補正手段と、該気筒の圧縮行程時の回転速度の変動幅が所定値以上と
なったとき該気筒に設けられた噴射弁に異常があると判
定する異常判定手段とをそなえたことを特徴とする、内
燃機関の燃料噴射装置。