JP4497376B2

JP4497376B2 - エンジン

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Publication number: JP4497376B2
Application number: JP2006132603A
Authority: JP
Inventors: 岳志高橋; 徹吉塚; 幸弘篠原; 圭司大嶋; 俊郎板津
Original assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp; Yanmar Co Ltd
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp; Yanmar Co Ltd
Priority date: 2006-05-11
Filing date: 2006-05-11
Publication date: 2010-07-07
Anticipated expiration: 2026-05-11
Also published as: US20100006077A1; RU2008148850A; EP2019196A1; WO2007132633A1; EP2019196A4; CA2651648A1; BRPI0711597A2; CN101473129B; US8166951B2; CN101473129A; JP2007303382A; RU2407906C2

Description

本発明は、エンジン発生トルクに比例するエンジン回転の角速度振幅を検出し、燃料の噴射量を補正する技術に関する。

従来、エンジンの噴射量制御については、多くのセンサー（排気温度、空気流量など）を用いてＯＢＤ（排出ガス対策装置の異常）に対応していた。また、エンジンの経時劣化に対する噴射量補正は、エンジンアイドル時などの限定的な領域でのみしか実施できなかった。例えば、特許文献１では、アイドリング以外の通常運転中において、気筒毎のバラツキを補正し、適正な燃料噴射及び開弁動作を実施するエンジンを開示している。
特開２００４−１０８１６０号公報

しかし、燃料噴射量は実トルクに対して適正に行なわれるべきである。従来、ガソリン又はディーゼルを問わず、特別に計測機器を取り付ける以外にエンジン運転中のエンジン発生トルクを検出する手段はなかった。そのため、定格出力が経時変化する、或いは排気ガスでエンジンの排気劣化値を計測し悪化する分の無駄なスリッページを持つ等、商品上及び排気対策上でも無駄が生じていた。特に、コモンレール式燃料噴射システムに代表される実噴射量制御を行なうような構成では、ポンプ、インジェクタ及びノズルの機械部品の消耗又はカーボン付着等の経時変化により、当初設定した噴射量と実際の噴射量が乖離し、性能変化を引き起こす等の問題が生じていた。これを解決するにはフィードバックを行なうスモークセンサーを装着する等、コストアップが大きな課題となっている。

そこで、解決しようとする課題は、エンジン発生トルクを検知すること、並びに検知したエンジン発生トルクを用いて適正な燃料噴射を行なうことで、エンジンの性能変化を防止することである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

請求項１においては、エンジンのクランク軸の回転角速度を検出する角速度検出手段を設け、該角速度検出手段にて得られた角速度振幅の大きさの変動を、エンジン発生トルクの変動として検知するエンジントルク検知手段において、前記角速度振幅の大きさを、平均角速度に対する相対的な前記角速度振幅、或いは前記角速度振幅の絶対値とした、又は、前記角速度振幅を、前記平均角速度よりも大きい角速度振幅のみとした、又は、前記角速度振幅を、エンジン回転の角度に対する該エンジン回転の角速度振幅、或いは時間に対するエンジン回転の角速度振幅とした、のいずれかのエンジントルク検知手段を有するエンジンであって、エンジン負荷を検出する負荷検出手段と、エンジン回転数を検出する回転数検出手段と、前記負荷検出手段による負荷と前記回転数検出手段による回転数とに基づく燃料噴射量を算出するための噴射量マップと、前記回転数検出手段により検出された回転数と、前記噴射量マップにより算出された噴射量とにより定まる想定角速度振幅を表した角速度振幅マップと、前記エンジントルク検知手段による検出された角速度振幅と前記角速度振幅マップにより定まった想定角速度振幅を比較して、前記噴射量マップを補正する噴射量補正手段と、を備えたものである。

請求項２においては、請求項１記載のエンジンにおいて、複数の気筒を有し、各気筒に前記角速度検出手段及び前記噴射量マップを有し、一の気筒の角速度検出手段により検出される角速度振幅に、その他の気筒の角速度検出手段により検出される角速度振幅を一致させるように、その他の気筒の噴射量マップを補正する気筒差トルク補正手段を備えたものである。

請求項３においては、請求項１又は２記載のエンジンにおいて、排気温度を検出する排気温度検出手段を有し、前記排気温度検出手段により検出される排気温度が所定領域内であることで、前記噴射量補正手段又は気筒差トルク補正手段で補正された噴射量マップが正常であると判断し、前記所定領域外では異常と判断する噴射量補正値確認手段を備えたものである。

請求項４においては、請求項１又は２記載のエンジンにおいて、過給器と、該過給器の過給器圧力を検出する過給器圧検出手段とを有し、前記過給器圧検出手段により検出される過給器圧が所定領域内であることで、前記噴射量補正手段又は気筒差トルク補正手段で補正された噴射量マップが正常であると判断し、前記所定領域外では異常と判断する噴射量補正値確認手段を備えたものである。

請求項５においては、請求項１又は２記載のエンジンにおいて、過給器と、該過給器のタービンの回転数を検出するターボ回転数検出手段を有し、前記ターボ回転数検出手段により検出されるターボ回転数が所定領域内であることで、前記噴射量補正手段又は気筒差トルク補正手段で補正された噴射量マップが正常であると判断し、前記所定領域外では異常と判断する噴射量補正値確認手段を備えたものである。

請求項６においては、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のエンジンにおいて、前記噴射量補正手段又は前記気筒差トルク補正手段で噴射量マップが補正された場合、或いは前記噴射量補正値確認手段で異常と判断した場合に、オペレータに警告する警告手段を設けたものである。

請求項７においては、請求項６記載のエンジンにおいて、オペレータによる操作により前記噴射量補正手段をキャンセルできる補正取り消し手段を設けたものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、エンジン回転の角速度振幅がエンジン発生トルクと比例することから、実際のエンジン発生トルクを簡単な構成で、かつ、容易にリアルタイムで検知できる。

また、複数気筒を有するエンジンの場合には、他の気筒と角速度振幅を比較することができ、角速度振幅を計測し演算する際の汎用性を向上できる。

また、爆発変動の影響が小さい下死点側の安定した振幅が得られ、より正確なエンジン発生トルクの検知が可能となる。

また、角速度振幅の計測が容易となる。

また、機器の経時変化に影響されない適正な燃料噴射ができ、エンジンの性能劣化を防止できる。効率良く安定した運転が可能となる。

請求項２においては、請求項１の効果に加え、トルク反力の各気筒差を減少することができ、エンジンの燃焼による振動を最小限とすることができる。

請求項３においては、請求項１又は２の効果に加え、噴射量補正後の排気温度を確認することで噴射量補正の信頼性を向上できる。

請求項４においては、請求項１又は２の効果に加え、噴射量補正後のブースト圧力を確認することで噴射量補正の信頼性を向上できる。

請求項５においては、請求項１又は２の効果に加え、噴射量補正後のターボ回転数を確認することで噴射量補正の信頼性を向上できる。

請求項６においては、オペレータは噴射量が補正されたこと並びに噴射量補正の確からしさを認識できることでエンジンの操作性が向上できる。

請求項７においては、請求項６記載の効果に加え、オペレータは噴射量の補正をキャンセルできることで、エンジンの操作性が向上できる。

次に、発明の実施の形態を説明する。

図１は本発明に係る角速度センサーの構成を示す構成図、図２はエンジン回転の角度に対するエンジン回転の角速度を示すグラフ図、図３はエンジン回転の角速度の経時変化を示すグラフ図である。

図４は本発明の実施例に係るコモンレール式燃料噴射システムの構成を示す構成図、図５はエンジン回転数及びアクセル開度より算出する燃料噴射量を示すマップ図である。

図６はエンジン回転数及び燃料噴射量より導出されるエンジン回転角速度振幅を示すマップ図である。

図７はトルクが増加したエンジン回転の角速度を示すグラフ図、図８は噴射量補正制御のフローを示すフロー図、図９は気筒差にトルクのバラツキがあるエンジン回転の角速度を示すグラフ図である。

図１０は気筒差トルク補正制御のフローを示すフロー図、図１１は噴射量補正確認制御のフローを示すフロー図である。

まず、本発明の基幹を成すエンジン回転の角速度振幅について説明する。本発明の特色は、従来、計測が不可能であったエンジン発生トルクをエンジン回転の角速度振幅を用いて検知することである。まず、エンジン回転の角速度振幅について詳細に説明し、次に、このエンジン回転の角速度振幅を用いたトルク検出手段について説明し、さらに、このトルク検出手段を適用したコモンレール式燃料噴射システムの噴射量補正制御及び気筒差トルク補正手段について説明する。

まず、図１を用いて、エンジン回転角速度を計測する角速度センサーについて詳細に説明する。図１に示すように、角速度センサー１０は１つのパルスセンサー１３より２つの信号を検出するセンサーである。パルサー１２は、エンジン（図示なし）のクランク軸１１に固設されて一体に回転する。また、このパルサー１２は周囲に歯（パルス）１２ａが所定の間隔にて形成されている。なお、パルサー１２は歯車を用いることも可能であり、所定角度毎に孔またはスリットを設けた円板等で構成することもできる。また、パルスセンサー１３は、近接センサーや磁気センサーや光センサー（フォトインタラプタ）等により構成することができる。ここで、角速度センサー１０はクランク軸１１と垂直に設けられ、パルサー１２から出力されるパルス１２ａを計測可能としている。さらに、角速度センサー１０からの信号を二つに分岐して、一方はＸ軸として、他方はＦ／Ｖ変換器（周波数／電圧変換器）１４を介してＹ軸として出力される。このような構成として、角速度センサー１０は、時間とは無関係にエンジン回転数すなわちクランク角θ（パルス１２ａの数）をＸ軸に出力する。他方、時間あたりのパルス数すなわち角速度ωをＹ軸に出力する。なお、本発明においては、１つの角速度センサー１０により２つの信号（クランク角θとクランク角速度ω）を出力することで、２つの信号間の計測誤差が生じることを防止している。

次に、図２を用いて、クランク角θとクランク角速度ωについて詳細に説明する。図２は、上述した角速度センサー１０の計測結果を示している。すなわち、Ｘ軸はクランク角θを表しており、Ｙ軸はクランク角速度ωを表している。図からも明らかなように、角速度振幅ωはクランク角θに対して波形振幅となる。なお、図２の波形振幅は、クランク軸１１が２回転（７２０°）する間に４回の爆発が生じる４サイクルの４気筒機関を示している。図中の＃１が１気筒目の爆発点、＃２が２気筒目の爆発点をそれぞれ示している。さらに、波形振幅中央一点鎖線はクランク角速度ωの平均値すなわちエンジンの平均回転数を示しており、上方の折り返し点はＢＤＣ（下死点）、下方の折り返し点はＴＤＣ（上死点）を示している。つまり、クランク軸１１は、爆発によってＴＤＣから角速度を加速してＢＤＣに向かい、ＢＤＣからは角速度を減速してＴＤＣに向かう回転を繰り返していることが分かる。

ここで、同一回転数において負荷を増加させていくと、クランク角速度ωの振幅ωＬも増加し負荷と振幅ωＬが同様に変動するすなわち比例していることが分かっている。つまり、回転数が同じであれば、クランク角速度振幅ωＬは瞬時の摩擦ロスを生じた結果値すなわち実際のエンジン出力を示す。言い換えると、クランク角速度ωの振幅ωＬはエンジン発生トルクに比例する。さらに、クランク角速度ωを角速度平均値より下方及び上方に分けて着目する。ここで、上側（ＢＤＣ側）は、爆発後の結果値であることから実際のエンジン発生トルクを示している。一方、下方（ＴＤＣ側）は爆発状態を示すことから、下方の角速度振幅ωＬ（ＴＤＣ側）は燃焼状態により決定される。つまり、角速度振幅ωＬの下方（ＴＤＣ側）は、外的要因、例えば燃料セタン価の増減によって変わる燃焼状態の変化を表す。

また、エンジン１００が定常回転数であれば、クランク角は時間に対して一定値をとるので、クランク角の角速度ωを時間ｔに対して表しても良い。図３は、Ｘ軸は時間軸ｔを表しており、Ｙ軸は時間あたりのパルス数すなわち角速度ωを表している。

このように、エンジン回転の角速度振幅がエンジン発生トルクと比例することから、現在のクランク角速度振幅を計測し、例えば初期に設定した適正な基準角速度振幅と比較することで、爆発量に応じかつ摩擦ロスが生じた実際のエンジン発生トルクをリアルタイムで検知できる。この場合、エンジン回転の角速度振幅の平均回転数より上方を検知することでエンジン発生トルクを検知できる。また、エンジン回転の角速度振幅の平均回転数より下方が燃焼状態を表すことから、現在のクランク角速度振幅を計測し、例えば初期に設定した燃料セタン価の基準角速度振幅と比較することで、セタン価の変化を検出することも可能である。そこで、セタン価の変化に応じた最適な噴射圧力・噴射量・噴射回数の補正を行ない、エンジンの性能変化や排気エミッションの変化を最小限にできる。以下に、コモンレール式燃料噴射システムを備えた４サイクルの４気筒機関ディーゼルエンジンについて、このエンジントルク検知方法を用いた燃料噴射の補正制御について述べる。

まず、図４を用いて、本発明のトルク検出手段を適用するコモンレール式燃料噴射システム５０の構成について簡単に説明する。図４に示すように、コモンレール式燃料噴射システム５０は、例えばディーゼルエンジン５１に燃料を噴射するシステムであり、大きくは、燃料を蓄圧するコモンレール５２、燃料を各気筒へ噴射するインジェクタ５３ａ・５３ｂ・５３ｃ・５３ｄ、燃料を高圧にて圧送するサプライポンプ５４、エンジンコントロールユニット（以下ＥＣＵ）７０より構成されている。

コモンレール５２は、インジェクタ５３に供給する高圧燃料を蓄圧する装置であり、燃料噴射圧に相当するコモンレール圧が蓄圧されるように燃料配管（高圧燃料流路）５５を介して高圧燃料を圧送するサプライポンプ５４の吐出口と接続されている。また、インジェクタ５３からのリーク燃料は、リーク配管（燃料還流路）５６を経て燃料タンク５７に戻される。さらに、コモンレール５２から燃料タンク５７への、リリーフ配管（燃料還流路）５８には、プレッシャーリミッタ５９が取り付けられている。このプレッシャーリミッタ５９は圧力安全弁であり、コモンレール５２内の燃料圧力が限界設定圧力を越えた場合に開弁して、コモンレール５２の燃料圧力を限界設定圧力以下とする。

インジェクタ５３は、エンジン５１の各気筒に搭載されて燃料を各気筒内に噴射供給するものであり、コモンレール５２より分岐する複数の分岐管の下流端に接続されて、コモンレール５２に蓄圧された高圧燃料を、各気筒に噴射供給する燃料噴射ノズル、及びこの燃料噴射ノズル内に収容されたニードルのリフト制御を行なう電磁弁等を搭載している。そして、インジェクタ５３の電磁弁は、ＥＣＵ７０から与えられるインジェクタ開弁信号によって噴射時期および噴射量が制御され、インジェクタ開弁信号が電磁弁に与えられることにより高圧燃料を気筒内に噴射供給し、インジェクタ開弁信号がＯＦＦすることで燃料噴射が停止する。

サプライポンプ５４は、コモンレール５２へ高圧燃料を圧送する燃料ポンプであり、燃料タンク５７内の燃料を、サプライポンプ５４へ吸引するフィードポンプと、このフィードポンプによって吸い上げられた燃料を、高圧に圧縮してコモンレール５２へ圧送する高圧ポンプとを搭載している。フィードポンプ及び高圧ポンプは共通のカムシャフト６０によって駆動される。なお、このカムシャフト６０は、エンジン５１のクランク軸６１等によって回転駆動される。

制御手段となるＥＣＵ７０は、予めプログラム及びマップ等が記憶され、読み込まれたセンサー類の信号に基づいて各種の演算処理を行なう。ＥＣＵ７０には、車両の運転状態等を検出するセンサー類として、アクセル開度を検出する、すなわち負荷検出手段であるアクセル開度センサー７１、エンジン回転数を検出する回転数センサー７２、コモンレール圧を検出するコモンレール圧センサー７３が接続されている。なお、回転数センサー７２は、エンジン５１のクランク角速度を検出するクランク角速度検出手段１０の役目も果たす。また、エンジンに過給器（ターボ）６２が付設され、過給器６２の吸気マニホールドに連通される経路にはブースト圧を検知するブーストセンサー７５が設けられ、また、排気マニホールドから過給器６２に連通される経路には排気温度検出手段である排気温度センサー７３が配置され、過給器６２のタービンの回転軸近傍にはタービンの回転数検出手段であるターボ回転数センサー７４が設けられ、これら検出手段はＥＣＵ７０と接続されている。

図５に示すように、負荷と回転数に基づく噴射量を算出するための噴射量マップ８０がＥＣＵ７０に予め記憶されている。噴射量マップ８０は、横軸をエンジン回転数ｒ、縦軸をアクセル開度Ａにて表したマップであり、気筒毎に定められている。噴射量マップ８０の各セルは、所定領域のエンジン回転数ｒ及び所定領域のアクセル開度Ａにて連続的に形成されている。また、噴射量マップ８０の各セルは、アクセルセンサー７１で検出したアクセル開度、回転数センサー７２で検出したエンジン回転数に相当する噴射量Ｑを示している。ＥＣＵ７０は、噴射量Ｑを噴射するようにコモンレール圧センサー７３より検出されるコモンレール圧に応じた各気筒のインジェクタ５３の開弁時間τを求める。通常、噴射量マップ８０は、製品の工場出荷時にインジェクタ５３に基づいて初期設定が記憶される。本実施例では、噴射量マップ８０は、以下に示す噴射量補正制御及び気筒差トルク補正制御によってこの補正がされる。

図６に示すように、回転数と燃料噴射量とより表される想定角速度振幅ωＬを示した角速度振幅マップ９０がＥＣＵ７０に予め記憶されている。角速度振幅マップ９０は、横軸をエンジン回転数ｒ、縦軸を噴射量Ｑにて表したマップである。角速度振幅マップ９０の各セルは、所定領域のエンジン回転数ｒ及び所定領域の噴射量Ｑで連続的に形成されている。すなわち、角速度振幅マップ９０の各セルは、エンジン回転数ｒ及び噴射量Ｑから得られる適正な角速度振幅、すなわち想定角速度振幅ωＬを示している。この角速度振幅マップ９０は、マスターエンジンなどでキャリブレーションされた適正値に基づくものとする。

図７は、コモンレール式燃料噴射システム５０を備えた４サイクルの４気筒機関ディーゼルエンジンのクランク角θとクランク角速度ωの関係を示している。図７に示すように、例えば現在の角速度ω（図７中実線で振幅ωｎ）は、想定角速度ω（図７中点線で振幅ωＬ）に対し振幅が大きい。つまり、適正トルクよりも大きいトルクが実際に発生している。これは、例えばインジェクタ５３の劣化が原因であると考えられる。このような場合は、以下に説明する噴射量補正制御にて噴射量マップ８０を補正して適正な噴射量を算出できるようにする。

図８は、噴射量補正制御の大まかなフローを示している。まず、ＥＣＵ７０は、現在の噴射量Ｑｎ及びエンジン回転数ｒｎより角速度振幅マップ９０より適正な角速度振幅ωＬを算出する（Ｓ１１０）。さらに、ＥＣＵ７０は、回転数センサー７２にて現在の角速度振幅ωｎを測定する（Ｓ１２０）。ここで、ＥＣＵ７０は、ωＬとωｎを比較するために、Ｄ（Ｄ＝ωｎ―ωＬ）を算出する。さらに、ＥＣＵ７０は、Ｄが所定値ωａより大きければエンジン発生トルクが適正トルクを大きく上回ると判断し（Ｓ１４０）、噴射量マップ８０をＱが減少するように補正する（Ｓ１５０）。一方、ＥＣＵ７０は、Ｄが所定値ωａより小さければ実トルクが適正トルクを大きく下回ると判断した場合は（Ｓ１６０）、噴射量マップ８０をＱが増加するように補正する（Ｓ１７０）。

上述した噴射量補正制御の噴射量マップ８０の補正（Ｓ１５０、Ｓ１７０）については、本実施例では具体的な補正方法は特に限定しない。例えば、補正する範囲については、噴射量マップ８０全域のＱを増加させる（減少させる）、現在書き換えの必要な回転数ｒｎの列のみＱを増加させる（減少させる）、又は現在書き換えの必要なブロックのみＱを増加させる（減少させる）等がある。他方、補正方法についてはＱを所定の割合のみ増加させる（減少させる）、１セル移動するように増加させる（減少させる）等の方法がある。

このようにして、エンジン回転の角速度振幅を計測し適正な角速度振幅と比較することで、実際のエンジン発生トルクの算出が可能である。さらにエンジン発生トルクを算出して噴射量Ｑを補正することで、機器の経年劣化に影響されずトルク変動のないエンジンが実現できる。

図９は、コモンレール式燃料噴射システムを備えた４サイクルの４気筒機関ディーゼルエンジンの、クランク角θとクランク角速度ωの関係を示している。図９に示すように、例えば１気筒目の角速度ωｒは３気筒目の角速度ωｎに対し振幅が大きい。すなわち、気筒間において異なったトルクが発生している。これは各気筒のインジェクタ５３のバラツキが原因であると考えられる。このような場合は、以下に説明する気筒差トルク補正制御にて、それぞれの気筒の噴射量マップ８０を補正して、気筒毎に均一なトルクを実現できるようにする。

図１０は、気筒差トルク補正制御の大まかなフローを示している。まず、ＥＣＵ７０は、基準とする気筒を決定する（Ｓ２１０）。さらに、ＥＣＵ７０は、基準とした気筒（＃ｒ）の現在の角速度振幅ωｒを測定する（Ｓ２２０）。次に、ＥＣＵ７０は、補正すべき気筒（＃ｎ）の角速度振幅ωｎを測定する（Ｓ２３０）。さらに、ＥＣＵ７０は、補正すべき気筒（＃ｎ）の噴射量マップ８０の噴射量Ｑを、ωｒ＝ωｎとなるように補正する（Ｓ２４０）。ここで、本実施例において噴射量マップ８０の補正については特に限定しない。噴射量Ｑが増加すればωｎは増加し、噴射量Ｑが減少すればωｎは減少することから、前述の噴射量補正制御と同様であれば良い。なお、ＥＣＵ７０は、基準とした気筒（＃ｒ）はそのままとして、残りの気筒全てに対してＳ２３０及びＳ２４０の処理を実行する。

このようにして、基準とした気筒の角速度振幅にその他の気筒の角速度振幅を一致させることで各気筒発生トルクのバラツキを低減できる。各気筒間発生トルクのバラツキを低減することで、爆発による振動を最小限とすることができる。さらに、気筒差トルク補正制御と前述の噴射量補正制御を組み合わせることで、全運転領域において噴射系統の経時劣化に影響されない、すなわち性能劣化のないエンジンを実現できる。

図１１は、本発明の実施例である噴射量補正確認制御の大まかなフローを示している。図１１に示すように、噴射量補正確認制御とは、オペレータの意思、ブースト圧、排気温度又はターボ回転数を用いて噴射量補正制御又は気筒差トルク補正制御にて補正した噴射量Ｑの信頼性を確認する制御である。ＥＣＵ７０は、噴射量補正制御（Ｓ１００）又は気筒差トルク補正制御（Ｓ２００）にて噴射量マップ８０が補正された後に、補正を実行するかについてオペレータに確認する（Ｓ３１０）。ここで、オペレータが補正取り消しを選択すれば噴射量マップ８０を初期値に戻す（Ｓ３８０）。ＥＣＵ７０は、オペレータに対し補正を実施する警告を発し（Ｓ３２０）、補正された噴射量マップ８０にて燃料噴射を行なう（Ｓ３３０）。ＥＣＵ７０は、補正された噴射量マップ８０にて燃料噴射を行なったエンジンのブースト圧Ｐが所定領域以内（Ｐａ＜Ｐ＜Ｐｂ）であるか確認する（Ｓ３４０）。所定領域内であれば補正は正常であると判断する。所定領域以外である場合は異常と判断しオペレータに対し警告を行なう（Ｓ３７０）。ＥＣＵ７０は、補正された噴射量マップ８０にて燃料噴射を行なったエンジンの排気温度Ｔが所定領域以内（Ｔａ＜Ｔ＜Ｔｂ）であるか確認する（Ｓ３５０）。所定領域内であれば補正は正常であると判断する。所定領域以外である場合は異常と判断しオペレータに対し警告を行なう（Ｓ３７０）。ＥＣＵ７０は、補正された噴射量マップ８０にて燃料噴射を行なったエンジンのターボ回転数ｒが所定領域以内（ｒａ＜ｒ＜ｒｂ）であるか確認する（Ｓ３６０）。所定領域内であれば補正は正常であると判断する。所定領域以外である場合は異常と判断しオペレータに対し警告を行なう（Ｓ３７０）。ＥＣＵ７０は、エンジンを異常と判断した場合（Ｓ３７０）は、噴射量マップ８０を初期値に戻す（Ｓ３８０）。

なお、警告手段（Ｓ３２０、Ｓ３７０）については、オペレータが確認できるものであれば良く本実施例では特に限定しない。また、噴射量マップを初期値に戻す方法としては、工場出荷の初期値に戻す或いは現在のエンジン始動時の初期値に戻す等があり、本実施例では特に限定しない。さらに、Ｓ３４０、Ｓ３５０及びＳ３６０については全てを判断する必要はなく、本実施例を適用するエンジンの形態（例えばターボ装置がないエンジン）により省略してもよい。

このようにして、噴射量マップ８０が補正される度にオペレータは補正実行の判断をすることができるので、オペレータの意図しない噴射量の補正を防止できる。また、噴射量マップ８０が補正される度にオペレータは補正実行を認識することができるので、エンジンの操作性を向上できる。さらに、噴射量マップ８０補正後のエンジンの排気温度、ブースト圧又はターボ回転数を計測し所定領域以内に存在するか判断することで、エンジンが正常な状態であるか判断できる。このようにして、ＥＣＵ７０の誤動作などで噴射量マップ８０の補正が正常に行なわれなかった場合でもエンジンの誤動作を防止できる。

本発明に係る角速度センサーの構成を示す構成図。エンジン回転の角度に対するエンジン回転の角速度を示すグラフ図。エンジン回転の角速度の経時変化を示すグラフ図。本発明の実施例に係るコモンレール式燃料噴射システムの構成を示す構成図。エンジン回転数及びアクセル開度より算出する燃料噴射量を示すマップ図。エンジン回転数及び燃料噴射量より導出されるエンジン回転角速度振幅を示すマップ図。トルクが増加したエンジン回転の角速度を示すグラフ図。噴射量補正制御のフローを示すフロー図。気筒差にトルクのバラツキがあるエンジン回転の角速度を示すグラフ図。気筒差トルク補正制御のフローを示すフロー図。噴射量補正確認制御のフローを示すフロー図。

１０角速度検出手段
１１クランク軸

Claims

エンジンのクランク軸の回転角速度を検出する角速度検出手段を設け、該角速度検出手段にて得られた角速度振幅の大きさの変動を、エンジン発生トルクの変動として検知するエンジントルク検知手段において、前記角速度振幅の大きさを、平均角速度に対する相対的な前記角速度振幅、或いは前記角速度振幅の絶対値とした、又は、前記角速度振幅を、前記平均角速度よりも大きい角速度振幅のみとした、又は、前記角速度振幅を、エンジン回転の角度に対する該エンジン回転の角速度振幅、或いは時間に対するエンジン回転の角速度振幅とした、のいずれかのエンジントルク検知手段を有するエンジンであって、エンジン負荷を検出する負荷検出手段と、エンジン回転数を検出する回転数検出手段と、前記負荷検出手段による負荷と前記回転数検出手段による回転数とに基づく燃料噴射量を算出するための噴射量マップと、前記回転数検出手段により検出された回転数と、前記噴射量マップにより算出された噴射量とにより定まる想定角速度振幅を表した角速度振幅マップと、前記エンジントルク検知手段による検出された角速度振幅と前記角速度振幅マップにより定まった想定角速度振幅を比較して、前記噴射量マップを補正する噴射量補正手段と、を備えたことを特徴とするエンジン。
請求項１記載のエンジンにおいて、複数の気筒を有し、各気筒に前記角速度検出手段及び前記噴射量マップを有し、一の気筒の角速度検出手段により検出される角速度振幅に、その他の気筒の角速度検出手段により検出される角速度振幅を一致させるように、その他の気筒の噴射量マップを補正する気筒差トルク補正手段を備えたことを特徴とするエンジン。
請求項１又は２記載のエンジンにおいて、排気温度を検出する排気温度検出手段を有し、前記排気温度検出手段により検出される排気温度が所定領域内であることで、前記噴射量補正手段又は気筒差トルク補正手段で補正された噴射量マップが正常であると判断し、前記所定領域外では異常と判断する噴射量補正値確認手段を備えたことを特徴とするエンジン。
請求項１又は２記載のエンジンにおいて、過給器と、該過給器の過給器圧力を検出する過給器圧検出手段とを有し、前記過給器圧検出手段により検出される過給器圧が所定領域内であることで、前記噴射量補正手段又は気筒差トルク補正手段で補正された噴射量マップが正常であると判断し、前記所定領域外では異常と判断する噴射量補正値確認手段を備えたことを特徴とするエンジン。
請求項１又は２記載のエンジンにおいて、過給器と、該過給器のタービンの回転数を検出するターボ回転数検出手段を有し、前記ターボ回転数検出手段により検出されるターボ回転数が所定領域内であることで、前記噴射量補正手段又は気筒差トルク補正手段で補正された噴射量マップが正常であると判断し、前記所定領域外では異常と判断する噴射量補正値確認手段を備えたことを特徴とするエンジン。
請求項１乃至５のいずれか一項に記載のエンジンにおいて、前記噴射量補正手段又は前記気筒差トルク補正手段で噴射量マップが補正された場合、或いは前記噴射量補正値確認手段で異常と判断した場合に、オペレータに警告する警告手段を設けたことを特徴とするエンジン。
請求項６記載のエンジンにおいて、オペレータによる操作により前記噴射量補正手段をキャンセルできる補正取り消し手段を設けたことを特徴とするエンジン。