JP2001207897A - ディーゼルエンジンの燃料噴射量異常検出装置及び燃料噴射量補正装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は長期使用に伴う燃料噴射量の経時変
化を検出して異常発生の検知及び燃料噴射量の補正を行
うディーゼルエンジンの噴射量異常検出装置及び噴射量
補正装置に関し、経時劣化に伴う燃料噴射量の増減を確
実に検出することを課題とする。 【解決手段】 ディーゼルエンジン１０の排気通路２３
に設けられ排気ガス温度を検出する排気温度センサー２
４と、ディーゼルエンジン１０のヘッド温度を検出する
ヘッド温度センサー１８と、エンジン回転数センサー２
５と、目標燃料噴射量の燃料が噴射されている状態下に
おける排気ガス温度とエンジン温度との比である適正温
度比をエンジン運転状態毎に記憶したメモリ３１とを有
する。そして、エンジン運転中に各センサー１８，２４
の検出結果から実際の排気ガス温度と実際のエンジン温
度との比である実温度比を演算し、メモリ３１に記憶し
てある当該運伝状態に対応する適正温度比と実温度比と
を比較することにより、目標燃料噴射量に対する実際の
燃料噴射量のずれ量を認識する。そして、このずれ量に
基づいて燃料噴射量の補正を行う構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はディーゼルエンジン
の噴射量異常検出装置及び噴射量補正装置に係り、特に
長期使用に伴う燃料噴射量の経時変化を検出して異常発
生の検知及び燃料噴射量の補正を行うディーゼルエンジ
ンの噴射量異常検出装置及び噴射量補正装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼルエンジンは、熱効率が高くま
た経済性に優れるため、自動車用エンジン及び航空機用
エンジンとして広く用いられている。また、近年では燃
費の向上及びエミッションの低減を図るため、コンピュ
ータを用いて燃料噴射弁から噴射される燃料量を制御し
空燃比を適正化する燃料噴射制御装置を搭載したディー
ゼルエンジンが一般化している。

【０００３】このような、エンジン・コントロール・ユ
ニット（ＥＣＵ）を用いた燃料噴射制御装置としては、
例えば特開平８−４５７９号公報に開示されたものがあ
る。同公報に開示された燃料噴射制御装置は、排気管に
排気ガスに含まれる酸素濃度を検出する空燃比センサー
が設けられており、この空燃比センサーが検出する排気
ガス内の酸素濃度により、燃料噴射弁から噴射する燃料
量を制御し、これにより燃料と空気の混合比（Ａ／Ｆ）
を理論空燃比となるようフィードバック制御する構成と
されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ディーゼル
エンジンでは、空燃比がガソリンエンジンに比べてかな
りリーンである。このため、ディーゼルエンジンでは空
燃比センサーに基づく噴射量補正が難しい。これは、空
燃比センサーが検出できるリーンの値に限界があるから
である。

【０００５】また、ディーゼルエンジンでは、燃料噴射
ポンプ内のプランジャで加圧された燃料が、燃料噴射の
タイミングで燃料スピル弁が閉弁することにより、ディ
ーゼルエンジンに圧送される構成とされている。このプ
ランジャは、ディーゼルエンジンのクランクシャフトと
同期して回転するフェースカムに付勢されて駆動し、燃
料を加圧する構成とされている。

【０００６】しかしながら、燃料噴射ポンプの長期の使
用に伴い、フェースカムとプランジャとの摺接位置にお
いて経時的に磨耗或いは不要物の堆積が発生することが
考えられる。このように、経時的な磨耗や堆積が発生す
ると、燃料噴射量が増減して目標燃料噴射量からずれて
しまう。これにより、燃料噴射量が増加した場合にはス
モーク，エミッションが増加し、逆に燃料噴射量が減少
した場合にはエンジン出力が低下してしまう。

【０００７】また、この経時劣化に伴う燃料噴射量の増
減を検知しようとした場合、従来では空燃比センサーの
検出結果のみから判断するしか方法がない。しかしなが
ら、前記のように空燃比センサーは検出範囲に限界があ
るため、経時劣化に伴う燃料噴射量の増減を精度よく検
出することができず、また燃料噴射量の増減に対する補
正も行うことができないという問題点があった。

【０００８】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、運転状態が決まれば燃料噴射量の変化に応じて一
定の特性変化を示すパラメータ（エンジン特性）を用い
て燃料噴射量の増減を検出することにより、経時劣化に
伴う燃料噴射量の増減を確実に検出しうるディーゼルエ
ンジンの噴射量異常検出装置及び噴射量補正装置を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題は、次に述べ
る各手段を講じることにより解決することができる。請
求項１記載の発明に係るディーゼルエンジンの噴射量異
常検出装置は、ディーゼルエンジンの排気通路に設けら
れ排気ガス温度を検出する第１の温度検出手段と、前記
ディーゼルエンジンのエンジンヘッド温度を検出する第
２の温度検出手段と、前記ディーゼルエンジンの運転状
態を検出する運転状態検出手段と、目標燃料噴射量の燃
料が噴射されている状態下における排気ガス温度とエン
ジンヘッド温度との比である適正温度比を、エンジン運
転状態毎に記憶した記憶手段と、エンジン運転中に前記
第１及び第２の温度検出手段の検出結果から実際の排気
ガス温度と実際のエンジンヘッド温度との比である実温
度比を演算し、前記記憶手段に記憶してある当該運伝状
態に対応する前記適正温度比と前記実温度比とを比較す
ることにより、実際の燃料噴射量の異常を判断する異常
判断手段とを備えたことを特徴とするものである。

【００１０】上記構成において、第１の温度検出手段に
より検出される排気ガス温度（Ｔ_ex）と第２の温度検出
手段により検出されるエンジンヘッド温度（Ｔ_ｈ）との
比（Ｔ_ｈ／Ｔ_ex：この逆数を用いることも可能）は、デ
ィーゼルエンジンの運転状態（例えば、エンジン回転
数，負荷等）によりほぼ決まった値を示す。また、この
温度比（Ｔ_ｈ／Ｔ_ex）は、大気状態が少々変化しても変
化することのない安定した値である。

【００１１】一方、燃料噴射量は排気ガス温度（Ｔ_ex）
及びエンジンヘッド温度（Ｔ_ｈ）と相関関係があり、具
体的には燃料噴射量が増大することにより排気ガス温度
（Ｔ _ex）及びエンジンヘッド温度（Ｔ_ｈ）は共に増加す
る。従って排気ガス温度（Ｔ _ex）とエンジンヘッド温度
（Ｔ_ｈ）との比である温度比（Ｔ_ｈ／Ｔ_ex）は、燃料噴
射量に応じて変化する値である。

【００１２】従って、目標燃料噴射量の燃料噴射がされ
ている状態下における温度比（Ｔ_ｈ／Ｔ_ex）を適正温度
比としてエンジン運転状態毎に記憶手段に記憶してお
き、現在運転されているディーゼルエンジンの温度比
（Ｔ_ｈ／Ｔ_ex）を演算し、この演算された実温度比を適
正温度比と比較することにより、現在の燃料噴射量が目
標燃料噴射量からずれているか否かを判断することがで
きる。

【００１３】異常判断手段は、適正温度比と実温度比と
を比較し、両者のずれ量が大きい場合には異常が発生し
たと判断する。これにより、例えば燃料ポンプに経時劣
化が発生し、これに伴い燃料噴射量が目標燃料噴射量か
らずれたような場合であっても、これを確実に検知して
異常が発生したことを認知することができる。

【００１４】また、請求項２記載の発明に係るディーゼ
ルエンジンの燃料噴射量補正装置は、ディーゼルエンジ
ンの排気通路に設けられ排気ガス温度を検出する第１の
温度検出手段と、前記ディーゼルエンジンのエンジンヘ
ッド温度を検出する第２の温度検出手段と、前記ディー
ゼルエンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段
と、目標燃料噴射量の燃料が噴射されている状態下にお
ける排気ガス温度とエンジンヘッド温度との比である適
正温度比を、エンジン運転状態毎に記憶した記憶手段
と、エンジン運転中に前記第１及び第２の温度検出手段
の検出結果から実際の排気ガス温度と実際のエンジンヘ
ッド温度との比である実温度比を演算し、前記記憶手段
に記憶してある当該運伝状態に対応する前記適正温度比
と前記実温度比とを比較することにより、前記目標燃料
噴射量に対する実際の燃料噴射量のずれ量を認識し、該
ずれ量に基づいて燃料噴射量の補正を行う燃料噴射量補
正手段とを備えたことを特徴とするものである。

【００１５】上記構成とされた発明においても、請求項
１記載の発明と同様に、目標燃料噴射量の燃料噴射がさ
れている状態下における温度比（Ｔ_ｈ／Ｔ_ex）を適正温
度比としてエンジン運転状態毎に記憶手段に記憶してお
き、現在運転されているディーゼルエンジンの温度比
（Ｔ_ｈ／Ｔ_ex）を演算し、この演算された実温度比を適
正温度比と比較することにより、現在の燃料噴射量が目
標燃料噴射量からずれているか否かを判断することがで
きる。

【００１６】燃料噴射量補正手段は、適正温度比と実温
度比とを比較することにより、目標燃料噴射量に対する
実際の燃料噴射量のずれ量を認識し、このずれ量に基づ
いて燃料噴射量の補正を行う。これにより、実際の燃料
噴射量を目標燃料噴射量に近付けることができ、例えば
燃料噴射ポンプに経時劣化が発生していたとしても、理
想空燃比を実現できスモーク及びエミッションの増加、
及びエンジンの出力低下を抑制することができる。

【００１７】請求項３記載の発明に係るディーゼルエン
ジンの噴射量異常検出装置は、ディーゼルエンジンの燃
焼圧力を検出する燃焼圧力検出手段と、前記ディーゼル
エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、目
標燃料噴射量の燃料が噴射されている状態下における適
正燃焼圧力を、エンジン運転状態毎に記憶した記憶手段
と、エンジン運転中に前記燃焼圧力検出手段で検出され
る実燃焼圧力と、前記記憶手段に記憶してある当該運伝
状態に対応する前記適正燃焼圧力とを比較することによ
り、実際の燃料噴射量の異常を判断する異常判断手段と
を備えたことを特徴とするものである。

【００１８】上記構成において、燃焼圧力検出手段によ
り検出される燃焼圧力は、ディーゼルエンジンの運転状
態（例えば、エンジン回転数，負荷等）によりほぼ決ま
った値を示す。また、この燃焼圧力は、大気状態が少々
変化しても変化することのない安定した値である。

【００１９】一方、燃料噴射量は燃焼圧力に相関関係が
あり、具体的には燃料噴射量が増大することにより燃焼
圧力は増加する。従って、目標燃料噴射量の燃料噴射が
されている状態下における燃焼圧力を適正燃焼圧力とし
てエンジン運転状態毎に記憶手段に記憶しておき、現在
運転されているディーゼルエンジンの燃焼圧力を検出
し、この検出された実燃焼圧力を適正燃焼圧力と比較す
ることにより、現在の燃料噴射量が目標燃料噴射量から
ずれているか否かを判断することができる。

【００２０】異常判断手段は、適正燃焼圧力と実燃焼圧
力とを比較し、両者のずれ量が大きい場合には異常が発
生したと判断する。これにより、例えば燃料ポンプに経
時劣化が発生し、これに伴い燃料噴射量が目標燃料噴射
量からずれたような場合であっても、これを確実に検知
して異常が発生したことを認知することができる。

【００２１】請求項４記載の発明に係るディーゼルエン
ジンの燃料噴射量補正装置は、ディーゼルエンジンの燃
焼圧力を検出する燃焼圧力検出手段と、前記ディーゼル
エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、目
標燃料噴射量の燃料が噴射されている状態下における適
正燃焼圧力を、エンジン運転状態毎に記憶した記憶手段
と、エンジン運転中に前記燃焼圧力検出手段で検出され
る実燃焼圧力と、前記記憶手段に記憶してある当該運伝
状態に対応する前記適正燃焼圧力とを比較することによ
り、前記目標燃料噴射量に対する実際の燃料噴射量のず
れ量を認識し、該ずれ量に基づいて燃料噴射量の補正を
行う燃料噴射量補正手段とを備えたことを特徴とするも
のである。

【００２２】上記構成とされた発明においても、請求項
３記載の発明と同様に、目標燃料噴射量の燃料噴射がさ
れている状態下における燃焼圧力を適正燃焼圧力として
エンジン運転状態毎に記憶手段に記憶しておき、現在運
転されているディーゼルエンジンの燃焼圧力を検出し、
この検出された実燃焼圧力と適正燃焼圧力とを比較する
ことにより、現在の燃料噴射量が目標燃料噴射量からず
れているか否かを判断することができる。

【００２３】燃料噴射量補正手段は、適正燃焼圧力と実
燃焼圧力とを比較することにより、目標燃料噴射量に対
する実際の燃料噴射量のずれ量を認識し、このずれ量に
基づいて燃料噴射量の補正を行う。これにより、実際の
燃料噴射量を目標燃料噴射量に近付けることができ、例
えば燃料噴射ポンプに経時劣化が発生していたとして
も、理想空燃比を実現できスモーク及びエミッションの
増加、及びエンジンの出力低下を抑制することができ
る。

【００２４】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面と共に説明する。

【００２５】図１は本発明に係る燃料噴射量異常検出装
置及び燃料噴射量補正装置が搭載されるディーゼルエン
ジン１０を示している。同図に示すディーゼルエンジン
１０は空冷式であり、例えば航空機用エンジンとして使
用されるものである。

【００２６】本実施例のディーゼルエンジン１０は６気
筒エンジンを例にあげており、よって６個のシリンダ１
２が設けられている。この各シリンダ１２には、それぞ
れ図に現れないピストン，燃焼室等が設けられている。

【００２７】また、シリンダ１２の外周位置には、放熱
フィン１３が形成されている。更に、各燃焼室にはそれ
ぞれ燃料噴射弁１９が配設されており、この燃料噴射弁
１９はインジェクションパイプ２１を介して燃料噴射ポ
ンプ２０に接続されている。

【００２８】燃料噴射ポンプ２０は、燃料を加圧するプ
ランジャ，ディーゼルエンジン１０のクランクシャフト
に接続されておりプランジャを駆動するカム機構，プラ
ンジャで加圧された燃料を所定のタイミングでインジェ
クションパイプ２１に向け圧送する燃料スピル弁等が配
設されている。

【００２９】プランジャは、ディーゼルエンジンのクラ
ンクシャフトと同期して回転するフェースカムに付勢さ
れて駆動し、燃料を加圧する構成とされている。そし
て、プランジャで加熱された燃料は、燃料スピル弁が閉
弁することにより、インジェクションパイプ２１に向け
圧送され、燃料噴射弁１９から燃焼室内に噴射される。

【００３０】この際、燃料スピル弁の開閉は、エンジン
・コントロール・ユニット３０（以下、ＥＣＵという）
により制御されている。ＥＣＵ３０は、エンジン運転状
態を検出するための各種センサーが接続されている。具
体的には、ＥＣＵ３０には、潤滑オイルの温度検出を行
うエンジン油温センサー１７，シリンダ１２のヘッド温
度を検出するヘッド温度センサー１８，エンジン回転数
（ＮＥ）を検出するエンジン回転数センサー２５等を含
む各種センサーが接続されている。

【００３１】そして、これら各種センサーの検出結果に
基づき、ＥＣＵ３０は現在のエンジン運転状態に最も適
した燃料噴射量（以下、この燃料噴射量を目標燃料噴射
量という）を算出し、燃料噴射弁１９から噴射される燃
料噴射量がこの目標燃料噴射量となるよう燃料スピル弁
を駆動制御する。尚、ここで目標燃料噴射量とは、スモ
ーク及びエミッションが少なく、かつエンジン出力の低
下が発生しない燃料噴射量である。

【００３２】また、ディーゼルエンジン１０は吸気マニ
フォルド１６及び排気マニフォルド２２が設けられてお
り、吸気マニフォルド１６には吸気管１４が接続され、
排気マニフォルド２２には排気管２３が接続された構成
とされている。吸気管１４には、吸入される空気を浄化
するエアクリーナー１５が配設されている。また、吸気
管１４には、吸入される空気量を制御する吸気絞り弁
（図示せず）が設けられている。一方、排気管２３に
は、排気ガスの温度を測定する排気温度センサー２４が
配設されている。本実施例では、３気筒毎に排気管２３
が設けられた構成であるため、排気温度センサー２４は
各排気管２３にそれぞれ設けられている。

【００３３】ところで、上記のようにＥＣＵ３０は、デ
ィーゼルエンジン１０及び燃料噴射ポンプ２０に配設さ
れた各種センサーの検出結果に基づき、現在のエンジン
運転状態に最も適した燃料噴射量（以下、この燃料噴射
量を目標燃料噴射量という）を算出し、燃料噴射弁１９
から噴射される燃料噴射量がこの目標燃料噴射量となる
よう燃料スピル弁を駆動制御する。

【００３４】具体的には、ＥＣＵ３０は、燃料スピル弁
を閉弁している時間（即ち、燃料噴射を実施している時
間）を制御することにより燃料噴射量を制御する構成と
されている。この燃料噴射制御は、燃料噴射ポンプ２０
から燃料噴射弁１９に圧送される燃料量が安定している
ことを前提としている。即ち、仮に目標燃料噴射量をＷ
とし、燃料スピル弁が閉弁した時に燃料噴射ポンプ２０
から燃料噴射弁１９に圧送される単位時間当たりの燃料
量をＶとした場合、ＥＣＵ３０はＷ／Ｖを演算すること
により燃料噴射時間Ｔ（＝Ｗ／Ｖ）を演算し、この時間
Ｔだけ燃料スピル弁を閉弁する構成とされている。

【００３５】しかしながら、前記のように燃料噴射ポン
プ２０の長期の使用に伴い、カム機構とプランジャとの
摺接位置等において経時的な磨耗や不要物の堆積等が発
生すると（以下、これらの現象を経時劣化という）、燃
料噴射ポンプ２０から燃料噴射弁１９に圧送される単位
時間当たりの燃料量Ｖが変動してしまい、実際に燃料噴
射弁１９から噴射される燃料量（以下、この実際に噴射
される燃料量を実燃料噴射量という）が目標燃料噴射量
からずれてしまう事態が発生する。このような燃料噴射
量のずれが発生すると、燃料噴射量が増加した場合には
スモーク，エミッションが増加し、逆に燃料噴射量が減
少した場合にはエンジン出力が低下してしまう。

【００３６】本実施例では、排気温度センサー２４（第
１の温度検出手段）により検出される排気ガス温度（Ｔ
_ex）と、ヘッド温度センサー１８（第２の温度検出手
段）により検出されるヘッド温度（Ｔ_ｈ）に基づき、Ｅ
ＣＵ３０が目標燃料噴射量と実燃料噴射量とのずれを補
正すると共に、このずれ量が大きい場合には異常発生を
知らせるウォーニングを発する構成としている。

【００３７】以下、ＥＣＵ３０が実施する燃料噴射量補
正処理、及び燃料噴射異常検出処理について説明する。

【００３８】先ず、図３を用いて、本実施例の原理につ
いて説明する。図３は、排気温度センサー２４により検
出される排気ガス温度（Ｔ_ex）とヘッド温度センサー１
８により検出されるヘッド温度（Ｔ_ｈ）との温度比（Ｔ
_ｈ／Ｔ_ex）を縦軸に取り、またエンジン回転数（ＮＥ）
を横軸に取ることにより、温度比（Ｔ_ｈ／Ｔ_ex）とエン
ジン回転数（ＮＥ）との関係を示している。この温度比
（Ｔ_ｈ／Ｔ_ex）とエンジン回転数（ＮＥ）との関係は、
予めディーゼルエンジン１０に対し実験を行うことによ
り求めておくことができる。

【００３９】この排気ガス温度（Ｔ_ex）とヘッド温度
（Ｔ_ｈ）との比（Ｔ_ｈ／Ｔ_ex：この逆数を用いることも
可能）は、ディーゼルエンジン１０の運転状態（例え
ば、エンジン回転数，負荷等）によりほぼ決まった値を
示す。また、この温度比（Ｔ_ｈ／Ｔ_ex）は、大気状態が
少々変化しても変化することのない安定した値である。
そこで、図３ではディーゼルエンジン１０の運転状態を
示すパラメータとしてエンジン回転数（ＮＥ）を取り、
これと温度比（Ｔ_ｈ／Ｔ_ex）との関係を示している。同
図に示されるように、温度比（Ｔ_ｈ／Ｔ_ex）はエンジン
回転数（ＮＥ）が増加するのに伴い、若干増加する特性
を示す。

【００４０】一方、燃料噴射量は、排気ガス温度
（Ｔ_ex）及びヘッド温度（Ｔ_ｈ）と相関関係を有してい
る。具体的には、燃料噴射量が増大することにより熱負
荷が増加し、排気ガス温度（Ｔ_ex）及びヘッド温度（Ｔ
_ｈ）は共に増加する特性を示す（但し、増加率は互いに
異なる）。よって、温度比（Ｔ_ｈ／Ｔ_ex）は、燃料噴射
量に応じて変化する値となる。この現象は、冷却水等に
より強制冷却を行わない空冷式のエンジンにおいて、特
に顕著に現れる。

【００４１】従って、目標燃料噴射量の燃料噴射がされ
ている状態下における温度比（Ｔ_ｈ／Ｔ_ex）を適正温度
比としてエンジン運転状態毎にＥＣＵ３０のメモリ３１
（記憶手段）に記憶しておくと共に、現在運転されてい
るディーゼルエンジン１０の温度比（以下、これを実温
度比という）を演算し、この演算された実温度比と適正
温度比とを比較することにより、現在の燃料噴射量が目
標燃料噴射量からずれているか否かを判断することが可
能となる。

【００４２】本実施例では、図３に示すエンジン回転数
（ＮＥ）と温度比（Ｔ_ｈ／Ｔ_ex）との関係を求める際、
経時劣化が発生していないことが確かめられたディーゼ
ルエンジン１０に対して目標燃料噴射量の燃料噴射を行
った時のエンジン回転数（ＮＥ）と温度比（Ｔ_ｈ／
Ｔ_ex）との関係、目標燃料噴射量に対して燃料噴射量を
変化させた際、ディーゼルエンジン１０が適正な運転を
維持しうる限界であるエンジン回転数（ＮＥ）と温度比
（Ｔ_ｈ／Ｔ _ex）との関係の二つを求めている。図３にお
いて、上記の燃料噴射を行った時の下限の特性をＫ１
で示し、上限の特性をＫ２で示している。また、上記
の燃料噴射を行った時の下限の特性をＫ３で示し、上限
の特性をＫ４で示している。

【００４３】従って、現在の運転中であるディーゼルエ
ンジン１０のエンジン回転数がＮＥ１であり、この時に
おける実温度比（Ｔ_ｈ／Ｔ_ex）が図３に示すＫ１とＫ２
の間の領域内（即ち、図中矢印Ａ１で示す領域内）にあ
れば、目標燃料噴射量と実燃料噴射量は一致していると
判断することができる。この状態下では、燃料噴射ポン
プ２０等に前記した経時劣化は生じてはおらず、またス
モーク，エミッションの発生及びエンジン出力の低下も
ない良好な運転状態（以下、この運転状態を適正運転状
態という）となる。

【００４４】また、エンジン回転数がＮＥ１であり、こ
の時における実温度比（Ｔ_ｈ／Ｔ_ex）が図３に示すＫ１
とＫ３の間の領域内（即ち、図中矢印Ａ２で示す領域
内）にある場合は、目標燃料噴射量と実燃料噴射量とが
ずれていると判断することができる。しかるに、この領
域Ａ２内であれば、燃料噴射量を補正することにより、
適正運転状態とすることが可能である。具体的には、こ
の場合は適性温度比に対して実温度比が低いため、燃料
噴射量を増量補正することにより適正運転状態とするこ
とができる。

【００４５】また、エンジン回転数がＮＥ１であり、こ
の時における実温度比（Ｔ_ｈ／Ｔ_ex）が図３に示すＫ２
とＫ４の間の領域内（即ち、図中矢印Ａ３で示す領域
内）にある場合も、目標燃料噴射量と実燃料噴射量とが
ずれていると判断することができる。しかるに、実温度
比が領域Ａ３内にある場合も、燃料噴射量を補正するこ
とにより、適正運転状態とすることが可能である。具体
的には、この場合は適性温度比に対して実温度比が高い
ため、燃料噴射量を減量補正することにより適正運転状
態とすることができる。

【００４６】また、エンジン回転数がＮＥ１であり、こ
の時における実温度比（Ｔ_ｈ／Ｔ_ex）が図３に示すＫ３
以下、或いはＫ４以上である領域（即ち、図中矢印Ａ
４，Ａ５で示す領域内）にある場合は、目標燃料噴射量
と実燃料噴射量とが大きくずれていると判断することが
できる。このように目標燃料噴射量と実燃料噴射量とが
大きくずれている場合は、経時劣化が激しく進んでお
り、燃料噴射量の補正処理では対応することができな
い。よって、本実施例では、この場合にはウォーニング
を発する構成としている。

【００４７】続いて、上記した原理に基づきＥＣＵ３０
が実施する燃料噴射量異常検出処理及び燃料噴射量補正
処理について説明する。

【００４８】図２は、ＥＣＵ３０が実施する燃料噴射量
異常検出処理及び燃料噴射量補正処理を示すフローチャ
ートである。同図に示す処理が起動すると、先ずステッ
プ１０（図では、ステップをＳと略称している）におい
て、イニシャライズ処理を行う。ここでイニシャライズ
処理とは、ステップ１２以降の処理で用いる各種パラメ
ータ（排気ガス温度（Ｔ_ex），ヘッド温度（Ｔ_ｈ），エ
ンジン油温（Ｔ_ｏｉｌ）等）を初期化する処理である。

【００４９】ステップ１０の処理が終了すると、続いて
ステップ１２において、エンジン油温センサー１７で検
出されるエンジン油温（Ｔ_ｏｉｌ）が所定温度（Ｔ１）
以上であるか、またエンジン回転数センサー２５で検知
されるエンジン回転数ＮＥが所定回転数（Ｎ１）以上で
あるかどうかを判断する。

【００５０】ステップ１２で否定判断がされた場合は、
ディーゼルエンジン１０は暖機が終了してない不安定な
状態であるため、暖機が完了するまでステップ１４以降
の燃料噴射量異常検出処理及び燃料噴射量補正処理を禁
止する。ステップ１２で暖機が終了したと判断される
と、処理はステップ１４に進む。

【００５１】ステップ１４では、排気温度センサー２４
から現在の排気ガス温度（Ｔ_ex）を検出し、ヘッド温度
センサー１８から現在のヘッド温度（Ｔ_ｈ）を検出し、
エンジン回転数センサー２５から現在のエンジン回転数
ＮＥを検出する。また、ＥＣＵ３０は、現在の排気ガス
温度（Ｔ_ex）と現在のヘッド温度（Ｔ_ｈ）との比である
実温度比（Ｔ_ｈ／Ｔ_ex）を演算する。

【００５２】続く、ステップ１６，２２０，２４の各ス
テップでは、ＥＣＵ３０のメモリ３１に記憶してある図
３に示すマップ（エンジン回転数と温度比との関係を示
すマップ）との比較処理が行われる。ステップ１６で
は、実温度比（Ｔ_ｈ／Ｔ_ex）が図３に示したＫ１とＫ２
に挟まれた領域 (K１<（Ｔ_ｈ／Ｔ_ex）<K２) に位置して
いるかどうかを判断する。ステップ１６で肯定判断が行
われた状態は、実温度比（Ｔ_ｈ／Ｔ_ex）が図３の矢印Ａ
１で示す領域にある場合である。よって、この運転状態
では目標燃料噴射量と実燃料噴射量は一致しており、ま
た燃料噴射ポンプ２０等に経時劣化は発生していないと
判断することができる。よって、ステップ１６で肯定判
断がされた場合は、ステップ１８において現在の噴射量
（Ｑ_ｉｎｊ）をそのまま維持し、今回の処理を終了する
構成としている。

【００５３】一方、ステップ１６で否定処理がされる
と、処理はステップ２０に進む。ステップ２０では、実
温度比（Ｔ_ｈ／Ｔ_ex）が図３に示したＫ２とＫ４に挟ま
れた領域 (K２<（Ｔ_ｈ／Ｔ_ex）<K４) に位置しているか
どうかを判断する。ステップ２０で肯定判断が行われた
状態は、実温度比（Ｔ_ｈ／Ｔ_ex）が図３の矢印Ａ３で示
す領域にある場合である。

【００５４】この運転状態は、目標燃料噴射量に対し実
燃料噴射量がずれているが、燃料噴射量を減量補正する
ことにより適正運転状態とすることができる状態である
判断できる。また、経時劣化も若干は発生している可能
性はあるが、直ちに問題となる程度までは進んでいない
状態であると判断できる。また、ステップ２０で肯定判
断が行われる場合は、適性温度比に対して実温度比が高
い状態であるため、ステップ２２において現在の噴射量
（Ｑ_ｉｎｊ）を所定量（ｑ）だけ減量補正する。これに
より、運転状態を適正運転状態に近付けることができ
る。

【００５５】一方、ステップ２０で否定処理がされる
と、処理はステップ２４に進む。ステップ２４では、実
温度比（Ｔ_ｈ／Ｔ_ex）が図３に示したＫ１とＫ３に挟ま
れた領域 (K３<（Ｔ_ｈ／Ｔ_ex）<K１) に位置しているか
どうかを判断する。ステップ２４で肯定判断が行われた
状態は、実温度比（Ｔ_ｈ／Ｔ_ex）が図３の矢印Ａ２で示
す領域にある場合である。

【００５６】この運転状態も、目標燃料噴射量に対し実
燃料噴射量がずれているが、燃料噴射量を減量補正する
ことにより適正運転状態とすることができる状態である
判断でき、また経時劣化も若干は発生している可能性は
あるが、直ちに問題となる程度までは進んでいない状態
であると判断することができる。また、ステップ２４で
肯定判断が行われる場合は、適性温度比に対して実温度
比が低い状態であるため、続くステップ２６において現
在の噴射量（Ｑ_ｉｎｊ）を所定量（ｑ）だけ増量補正す
る。これにより、運転状態を適正運転状態に近付けるこ
とができる。

【００５７】一方、ステップ２４においても否定処理が
された状態は、実温度比（Ｔ_ｈ／Ｔ _ex）が図３に示した
Ｋ３以下（矢印Ａ４で示す領域）、或いはＫ４以上（矢
印Ａ５で示す領域）に位置した状態である。この状態で
は、目標燃料噴射量と実燃料噴射量とが大きくずれてい
ると判断することができる。前記したように、このよう
に目標燃料噴射量と実燃料噴射量とが大きくずれている
場合は、経時劣化が激しく進んでおり燃料噴射量の補正
処理では対応することができない。よって、ステップ２
４で否定判断がされた場合は、処理はステップ２８に進
み、本実施例ではウォーニングを発する構成としてい
る。

【００５８】上記したように本実施例では、適正温度比
と実温度比とを比較し、両者のずれ量が大きい場合には
異常が発生したと判断し、ウォーニングを発する構成と
している。よって、例えば燃料ポンプ２０等に経時劣化
が発生し、これに伴い燃料噴射量が目標燃料噴射量から
ずれたような場合であっても、これを確実に検知して異
常が発生したことをパイロットに確実に知らせることが
できる。また、本実施例では、実温度比と適正温度比と
を比較することにより、目標燃料噴射量に対する実際の
燃料噴射量のずれを認識し、このずれが生じている場合
にはステップ２２，２６において燃料噴射量の補正を行
う構成としている。よって、例えば燃料噴射ポンプに経
時劣化が発生していたとしても理想空燃比を実現でき、
スモーク及びエミッションの増加及びエンジンの出力低
下を抑制することができる。

【００５９】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。

【００６０】図４は本発明の第２実施例に係る燃料噴射
量異常検出処理及び燃料噴射量補正処理を示すフローチ
ャートであり、図５は本実施例の原理を説明するため燃
焼圧力とエンジン回転数との関係を示している。尚、図
４において、図２に示した処理と同一処理については同
一ステップ数を付しており、異なるステップについては
符号Ａを付記している。

【００６１】前記した第１実施例では、排気ガス温度
（Ｔ_ex）とヘッド温度（Ｔ_ｈ）との比である温度比（Ｔ
_ｈ／Ｔ_ex）がディーゼルエンジン１０の運転状態（エン
ジン回転数）によりほぼ決まった値を示し、また温度比
（Ｔ_ｈ／Ｔ_ex）が燃料噴射量に応じて変化することに注
目し、現在の実温度比と適正温度比とを比較することに
より燃料噴射量の補正及び異常の発生を告知する構成と
した。

【００６２】しかしながら、ディーゼルエンジン１０の
運転状態によりほぼ決まった値を示すパラメータは他に
もある。本実施例では、このようなパラメータの内、燃
焼圧力（Ｐ_Ｖ）を用いて燃料噴射量異常検出処理及び燃
料噴射量補正処理を行うことを特徴としている。

【００６３】即ち、燃焼圧力（Ｐ_Ｖ）は温度比（Ｔ_ｈ／
Ｔ_ex）と同様にディーゼルエンジン１０の運転状態によ
りほぼ決まった値を示し、また燃焼圧力（Ｐ_Ｖ）は燃料
噴射量に応じて変化する。よって、燃焼圧力（Ｐ_Ｖ）を
温度比（Ｔ_ｈ／Ｔ_ex）に代えて用いることによっても、
第１実施例と同様の効果を実現することができる。

【００６４】具体的には、図４に示すステップ１６Ａ，
２０Ａ，２４ＡにおいてＫ１〜Ｋ４と現在の燃焼圧力
（実燃焼圧力）とを比較し、この実燃焼圧力が図５に示
すいずれの領域（Ａ１〜Ａ５）にあるかを判断し、第１
実施例と同様な処理を行う構成としている。よって、本
実施例によっても燃料ポンプ２０等に発生する経時劣化
を確実に検知することができ、また燃料噴射ポンプ２０
等に経時劣化が発生していたとしても理想空燃比を実現
でき、スモーク及びエミッションの増加及びエンジンの
出力低下を抑制することが可能となる。

【００６５】

【発明の効果】本発明は、次に述べる種種の効果を実現
することができる。請求項１及び請求項３記載の発明に
よれば、例えば燃料ポンプに経時劣化が発生し、これに
伴い燃料噴射量が目標燃料噴射量からずれたような場合
であっても、これを確実に検知して異常が発生したこと
を認知することができる。

【００６６】また、請求項２及び請求項４記載の発明に
よれば、燃料噴射量補正手段は、適正温度比と実温度比
とを比較することにより、或いは適正燃焼圧力と実燃焼
圧力とを比較することにより、目標燃料噴射量に対する
実際の燃料噴射量のずれ量を認識し燃料噴射量の補正を
行うため、実際の燃料噴射量を目標燃料噴射量に近付け
ることができる。よって、例えば燃料噴射ポンプに経時
劣化が発生していたとしても、理想空燃比を実現できス
モーク及びエミッションの増加、及びエンジンの出力低
下を抑制することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る噴射量異常検出装置及び噴射量補
正装置が設けられるディーゼルエンジンを示す構成図で
ある。

【図２】本発明の第１実施例である噴射量異常検出装置
及び噴射量補正装置が実施する異常検出処理及び補正処
理を示すフローチャートである。

【図３】温度比とエンジン回転数との関係を示す図であ
る。

【図４】本発明の第２実施例である噴射量異常検出装置
及び噴射量補正装置が実施する異常検出処理及び補正処
理を示すフローチャートである。

【図５】燃焼圧力とエンジン回転数との関係を示す図で
ある。

【符号の説明】

１０ ディーゼルエンジン １１ エンジン本体 １７ エンジン油温センサー １８ ヘッド温度センサー １９ 燃料噴射弁 ２０ 燃料噴射ポンプ ２１ インジェクションパイプ ２３ 排気管 ２４ 排気温度センサー ２５ エンジン回転数センサー ３０ ＥＣＵ ３１ メモリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G066 AA07 BA43 DA01 DC09 DC11 DC14 DC17 3G084 AA01 BA13 DA22 DA27 EB06 EB12 FA13 FA20 FA21 FA27 FA33 3G301 HA02 JA01 JA15 JA21 JA24 JB09 MA11 NA08 NC01 ND01 PB03A PB03Z PC01Z PD11Z PE01Z PE08Z

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディーゼルエンジンの排気通路に設けら
   れ排気ガス温度を検出する第１の温度検出手段と、 前記ディーゼルエンジンのエンジンヘッド温度を検出す
   る第２の温度検出手段と、 前記ディーゼルエンジンの運転状態を検出する運転状態
   検出手段と、 目標燃料噴射量の燃料が噴射されている状態下における
   排気ガス温度とエンジンヘッド温度との比である適正温
   度比を、エンジン運転状態毎に記憶した記憶手段と、 エンジン運転中に前記第１及び第２の温度検出手段の検
   出結果から実際の排気ガス温度と実際のエンジンヘッド
   温度との比である実温度比を演算し、前記記憶手段に記
   憶してある当該運伝状態に対応する前記適正温度比と前
   記実温度比とを比較することにより、実際の燃料噴射量
   の異常を判断する異常判断手段とを備えることを特徴と
   するディーゼルエンジンの燃料噴射量異常検出装置。
2. 【請求項２】 ディーゼルエンジンの排気通路に設けら
   れ排気ガス温度を検出する第１の温度検出手段と、 前記ディーゼルエンジンのエンジンヘッド温度を検出す
   る第２の温度検出手段と、 前記ディーゼルエンジンの運転状態を検出する運転状態
   検出手段と、 目標燃料噴射量の燃料が噴射されている状態下における
   排気ガス温度とエンジンヘッド温度との比である適正温
   度比を、エンジン運転状態毎に記憶した記憶手段と、 エンジン運転中に前記第１及び第２の温度検出手段の検
   出結果から実際の排気ガス温度と実際のエンジンヘッド
   温度との比である実温度比を演算し、前記記憶手段に記
   憶してある当該運伝状態に対応する前記適正温度比と前
   記実温度比とを比較することにより、前記目標燃料噴射
   量に対する実際の燃料噴射量のずれ量を認識し、該ずれ
   量に基づいて燃料噴射量の補正を行う燃料噴射量補正手
   段と、を備えることを特徴とするディーゼルエンジンの
   燃焼噴射量補正装置。
3. 【請求項３】 ディーゼルエンジンの燃焼圧力を検出す
   る燃焼圧力検出手段と、 前記ディーゼルエンジンの運転状態を検出する運転状態
   検出手段と、 目標燃料噴射量の燃料が噴射されている状態下における
   適正燃焼圧力を、エンジン運転状態毎に記憶した記憶手
   段と、 エンジン運転中に前記燃焼圧力検出手段で検出される実
   燃焼圧力と、前記記憶手段に記憶してある当該運伝状態
   に対応する前記適正燃焼圧力とを比較することにより、
   実際の燃料噴射量の異常を判断する異常判断手段とを備
   えることを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射量
   異常検出装置。
4. 【請求項４】 ディーゼルエンジンの燃焼圧力を検出す
   る燃焼圧力検出手段と、 前記ディーゼルエンジンの運転状態を検出する運転状態
   検出手段と、 目標燃料噴射量の燃料が噴射されている状態下における
   適正燃焼圧力を、エンジン運転状態毎に記憶した記憶手
   段と、 エンジン運転中に前記燃焼圧力検出手段で検出される実
   燃焼圧力と、前記記憶手段に記憶してある当該運伝状態
   に対応する前記適正燃焼圧力とを比較することにより、
   前記目標燃料噴射量に対する実際の燃料噴射量のずれ量
   を認識し、該ずれ量に基づいて燃料噴射量の補正を行う
   燃料噴射量補正手段と、を備えることを特徴とするディ
   ーゼルエンジンの燃料噴射量補正装置。