JP4623157B2 - 異常検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の各気筒に搭載された燃料噴射弁から気筒に燃料を噴射する燃料噴射システムの異常検出装置に関する。

従来、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンに関わらず、多気筒の内燃機関においては、気筒間における回転特性、例えば回転数（回転速度）変動、または最高回転数のばらつきを低減し、安定した運転状態を実現することが求められている。例えば、燃料噴射弁の製造精度を高めて気筒間で均一な噴射特性を得ることができれば、気筒間の回転特性のばらつきを低減できる。

しかし、製造精度の向上には限度があり、製造コストも上昇する。また、燃料噴射弁の製造精度を高めたとしても、燃料噴射弁の噴射特性が経時変化により気筒毎に変化するという問題がある。

そこで、特許文献１、２に開示されているように、各気筒に搭載された燃料噴射弁の噴射量を補正することにより、気筒間における回転速度のばらつきを低減するか、あるいは最高回転数を均一化することが考えられる。
特公平６−５００７７号公報 特公平７−５９９１１号公報

ところで、燃料噴射弁の噴射量を補正して気筒間において回転速度または最高回転数等の回転特性のばらつきを低減する場合、燃料噴射弁の噴射量を無制限に補正できるわけではなく、補正可能な保証範囲が設定されている。そして、噴射補正量が保証範囲を外れるか否かを判定することにより、保証範囲を外れた特定気筒に異常が発生していることを検出できる。

しかしながら、特定気筒において噴射補正量が保証範囲を外れる原因としては、燃料噴射弁の噴射特性の異常だけでなく、内燃機関におけるピストンとシリンダとの摺動抵抗の増加、あるいは気筒の圧縮不良等の内燃機関本体の異常が考えられる。

特許文献１、２においては、噴射補正量が保証範囲を外れる場合、特定気筒に異常が発生していることは検出できるが、異常原因が燃料噴射弁側または内燃機関（エンジン）側のいずれにあるのかを判別することができないという問題がある。尚、燃料噴射弁側とは、燃料噴射弁を含み燃料噴射弁に燃料を供給して気筒に燃料を噴射する噴射系を表し、内燃機関側とは、内燃機関本体を含み燃料噴射弁が噴射した燃料を燃焼することによりトルクを発生するトルク発生系を表している。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、気筒間において各気筒の各回転数変動における最高回転数を均一化したときの燃料噴射弁の噴射補正量が正常範囲を外れる場合に、燃料噴射弁側または内燃機関側のいずれに異常原因があるのかを判別する異常検出装置を提供することを目的とする。

燃料噴射弁の噴射量を補正して気筒間において各気筒の各回転数変動における最高回転数を均一化したときに、特定気筒の燃料噴射弁の噴射補正量が正常範囲を外れる場合、該当する特定気筒の燃料噴射弁側または内燃機関側のいずれかに異常が発生していると判定できる。そして、異常が発生している特定気筒において内燃機関側が正常であれば、最高回転数ではない他の回転特性は正常範囲内になる。

一方、異常が発生している特定気筒において内燃機関側が異常であれば、最高回転数ではない他の回転特性は正常範囲内ではなく正常範囲から外れる。
そこで、請求項１から４に記載の発明によると、均一化手段は、燃料噴射弁の噴射量を補正し気筒の回転特性のうち各回転数変動における最高回転数を気筒間で均一化する。そして、均一化手段が最高回転数を均一化したときの各気筒における噴射補正量が正常範囲内ではないと補正量判定手段が判定する場合、異常判定手段は、特定気筒において他の回転特性が正常範囲内であると回転特性判定手段が判定する場合は、燃料噴射弁を含み燃料噴射弁に燃料を供給して気筒に燃料を噴射する噴射系である燃料噴射弁側の異常であると判定し、特定気筒において他の回転特性が正常範囲内ではないと回転特性判定手段が判定する場合は、内燃機関本体を含み燃料噴射弁が噴射した燃料を燃焼することによりトルクを発生するトルク発生系である内燃機関側の異常であると判定する。尚、気筒の「回転数」と「回転速度」とは実質的に同一な回転特性を表しているので、「回転数」に代えて「回転速度」と読み替えてもよい。

このように、気筒間で最高回転数を均一化したときに噴射量が正常範囲から外れて異常が発生している特定気筒において、最高回転数以外の他の回転特性が正常範囲内か否かを判定することにより、特定気筒の異常原因が、燃料噴射弁側か内燃機関側かを判別できる。

尚、請求項１に記載の発明においては、最高回転数以外の他の回転特性は、各気筒の各回転数変動における最高回転数と最低回転数との回転数差である。
これにより、各回転数変動における最高回転数および最低回転数の２値に基づいて最高回転数以外の他の回転特性を簡単に検出できる。

また、請求項２に記載の発明においては、最高回転数以外の他の回転特性は、各気筒の回転数の積分値である。
各気筒の回転数のサンプルポイントを極力多くすることにより、回転数の積分値、言い換えれば各気筒の仕事量を高精度に算出できる。これにより、最高回転数を均一化したときの噴射補正量が正常範囲を外れて異常が発生している特定気筒において、各気筒の回転数の積分値に基づいて、異常原因が燃料噴射弁側か内燃機関側かを高精度に判別できる。

請求項３に記載の発明によると、実施条件判定手段は、アイドル運転かつ無負荷運転の場合、均一化手段が最高回転数を均一化する実施条件が成立していると判定する。
これにより、外乱の少ないアイドル運転かつ無負荷運転において、最高回転数を均一化するときの噴射補正量を高精度に検出できる。

ところで、無負荷ではなく、内燃機関に負荷が加わっている場合、燃料噴射弁の噴射量は増加する。そして、噴射量が増加すると、気筒間の最高回転数を均一化したときの各気筒の噴射量が正常範囲内であるか否かを判定する正常範囲の基準噴射量も噴射量の増加に応じて増加する。

そこで、請求項４に記載の発明によると、実施条件判定手段は、内燃機関に負荷が加わっている場合、負荷に基づいて燃料噴射弁の基準噴射量を設定できる運転状態であれば、均一化手段が最高回転数を均一化する実施条件が成立していると判定する。

これにより、内燃機関に負荷が加わっている運転状態において、異常が発生している特定気筒の異常原因が燃料噴射弁側か内燃機関側かを判別できる。
尚、本発明に備わる複数の手段の各機能は、構成自体で機能が特定されるハードウェア資源、プログラムにより機能が特定されるハードウェア資源、またはそれらの組み合わせにより実現される。また、これら複数の手段の各機能は、各々が物理的に互いに独立したハードウェア資源で実現されるものに限定されない。

以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
図１に、本実施形態の燃料噴射システム１０を示す。
（燃料噴射システム１０）
蓄圧式の燃料噴射システム１０は、フィードポンプ１４、高圧ポンプ１６、コモンレール２０、圧力センサ２２、減圧弁２４、燃料噴射弁３０、電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）４０、電子駆動装置（ＥＤＵ：Electronic Driving Unit）４２等から構成されており、４気筒のディーゼルエンジン（以下、単にエンジンとも言う。）５０の各気筒に燃料を噴射する。尚、図の煩雑さを避けるため、図１においては、ＥＤＵ４２から１個の燃料噴射弁３０への制御信号線だけを示している。

フィードポンプ１４は燃料タンク１２から燃料を吸入し燃料供給ポンプである高圧ポンプ１６に供給する。高圧ポンプ１６は、カムシャフトのカムの回転にともないプランジャが往復移動することにより加圧室に吸入した燃料を加圧する公知のポンプである。ＥＣＵ４０が高圧ポンプ１６の調量弁１８に供給する電流値を制御することにより、高圧ポンプ１６が吸入行程で吸入する燃料吸入量が調量される。そして、燃料吸入量が調量されることにより、高圧ポンプ１６の燃料吐出量が調量される。

コモンレール２０は、高圧ポンプ１６が圧送する燃料を蓄圧しエンジン運転状態に応じた所定の高圧に燃料圧力を保持する。圧力検出手段としての圧力センサ２２は、コモンレール２０の内部の燃料圧力を検出しＥＣＵ４０に出力する。

減圧弁２４は、開弁することによりコモンレール２０の内部の燃料を低圧側のリターン配管１００に排出する。減圧弁２４は、例えば、スプリングの荷重を閉弁方向に弁部材に加え、コイル等の電磁駆動部に通電されることによりスプリングの荷重に抗して弁部材がリフトして開弁する公知の電磁弁である。減圧弁２４の開弁時間は、減圧弁２４に通電される通電パルスのパルス幅（通電時間）に応じて長くなる。減圧弁２４に代えてプレッシャリミッタを設置してもよい。

燃料噴射弁３０は、４気筒のディーゼルエンジン５０の各気筒に搭載され、コモンレール２０が蓄圧している燃料を気筒内に噴射する。燃料噴射弁３０は、エンジン５０の運転状態に基づいて、１回の燃焼サイクルにおいてメイン噴射の前後にパイロット噴射およびポスト噴射を含む多段噴射を行う。燃料噴射弁３０とコモンレール２０とは噴射管１０２で接続されている。燃料噴射弁３０は、ノズルニードルに閉弁方向に燃料圧力を加える制御室の圧力を制御することにより燃料噴射量を制御する公知の電磁駆動式の噴射弁である。

異常検出装置としてのＥＣＵ４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、書換可能なフラッシュメモリ、入出力インタフェース等を中心とするマイクロコンピュータ（マイコン）からなる。

ＥＣＵ４０は、アクセルペダルの開度（ＡＣＣ）を検出するアクセルセンサ、水温センサ、圧力センサ２２、エンジン回転数（ＮＥ）を検出するＮＥセンサ５６、気筒を判別する気筒判別センサ５８等の各種センサの出力信号からエンジン５０の運転状態を取得する。そして、ＥＣＵ４０は、各種センサから出力信号を取り込み、エンジン運転状態を制御する。例えば、ＥＣＵ４０は、高圧ポンプ１６の吐出量、減圧弁２４の開閉、燃料噴射弁３０の噴射量、噴射時期、およびメイン噴射の前後にパイロット噴射、ポスト噴射等を実施する場合の多段噴射のパターンを制御する。ＥＣＵ４０は、燃料噴射弁３０の噴射時期および噴射量を制御する噴射制御信号としてパルス信号をＥＤＵ４２に出力する。

ＥＤＵ４２は、ＥＣＵ４０が出力する制御信号に基づいて減圧弁２４、燃料噴射弁３０に駆動電流または駆動電圧を供給するための駆動装置である。
エンジン５０のクランクシャフトには、エンジン回転数を検出するためのＮＥパルサ５２と、エンジン５０の気筒位置を判別するための気筒判別パルサ５４とが設置されている。ＮＥパルサ５２には、周方向に所定角度間隔で複数の突起が設置されている。ＮＥセンサ５６は、クランクシャフトとともに回転するＮＥパルサ５２の突起を検出する毎にパルス信号を出力する。ＥＣＵ４０は、単位時間当たりにＮＥセンサ５６が出力するパルス信号数からエンジン回転数を検出する。

気筒判別パルサ５４には、ディーゼルエンジン５０の４気筒の気筒位置を判別するための突起が所定角度位置に設置されている。気筒判別センサ５８は、気筒位置を判別する気筒判別パルサ５４の突起を検出するとパルス信号を出力する。ＥＣＵ４０は、ＮＥセンサ５６および気筒判別センサ５８が出力するパルス信号に基づき、エンジン５０のクランク角度を検出する。

次に、ＥＣＵ４０のＲＯＭまたはフラッシュメモリに記憶されている制御プログラムにより、各気筒の異常を検出する異常検出装置としてＥＣＵ４０が機能する各手段について以下に説明する。

（実施条件判定手段）
ＥＣＵ４０は、気筒間において各気筒の各回転数変動における最高回転数を均一化する実施条件が成立しているか否かを判定する。ＥＣＵ４０は、アイドル運転かつ無負荷運転の場合、最高回転数を均一化する実施条件が成立していると判定する。最高回転数は、各気筒の回転特性のうちの一つである。各気筒の最高回転数以外の他の回転特性として、各気筒の各回転数変動における最高回転数と最低回転数との差である回転数変動差、回転数の積分値等が考えられる。

ＥＣＵ４０は、以下の条件が全て成立している場合、アイドル運転かつ無負荷運転であると判定する。
・車両停止（車速が０）。

・エンジン回転数が所定回転数以下。
・アクセルオフ。
・クラッチが非接続。

・水温が所定温度以上であり、エンジン５０が暖気済み。
・補機がオフ状態。
（均一化手段）
最高回転数を均一化する実施条件が成立していると実施条件判定手段が判定すると、ＥＣＵ４０は、気筒間の最高回転数が所定の回転数の範囲に収まるように、各気筒の噴射量を補正して最高回転数を均一化する。

具体的には、図２に示すように、ＥＣＵ４０は、ＮＥセンサ５６の出力信号に基づいて４気筒の各気筒の最高回転数を検出する（図２の補正前の各気筒回転変動参照。）。そして、アイドル運転かつ無負荷運転であれば、その運転状態で設定される目標回転数に各気筒の噴射量を制御するとともに、噴射順序において前気筒に対し後気筒の最高回転数が一致するように各気筒の噴射量を補正することにより、各気筒の最高回転数を所定範囲内に収める（図２の補正後の各気筒回転変動参照。）。

図２において、ＮＥＭＡＸｋ（ｋ＝１、２、３、４）は各気筒の最高回転数を示し、ＤＥＬＴＮＥｋ（ｋ＝１、２、３、４）は各気筒の最高回転数（ＮＥＭＡＸｋ）と最低回転数との回転数変動差を示し、ＱＣＭＰｋ（ｋ＝１、２、３、４）は最高回転数を均一化したときの各気筒の基準噴射量に対する噴射補正量を示している。ここで、基準噴射量とは、燃料噴射弁３０側およびエンジン５０側が正常であるときに、所定の運転状態に基づいて、正常な燃料噴射弁３０に指令される噴射量を表している。基準噴射量は、運転状態に応じて変化する。

（補正量判定手段）
ＥＣＵ４０は、気筒間の最高回転数を均一化したときの基準噴射量（図２の各気筒噴射補正量の０で示す位置）に対する各気筒の噴射補正量（図２のＱＣＭＰｋ参照。）が、正常範囲内であるか否かを判定する。

図２では、例えば、第２気筒（＃２）のＱＣＭＰ２と第３気筒（＃３）のＱＣＭＰ３が正常範囲から外れている。第２気筒の噴射補正量は増加（＋）側で正常範囲から外れ、第３気筒の噴射補正量は減少（−）側で正常範囲から外れている。気筒間の最高回転数を均一化したときの噴射補正量が正常範囲から外れている場合、該当する特定気筒において、燃料噴射弁３０側またはエンジン５０側のいずれかに異常が発生していると考えられる。

（回転特性判定手段）
ＥＣＵ４０は、気筒間の最高回転数を均一化したときの各気筒において、最高回転数以外の他の回転特性、図２では回転数変動差（ＤＥＬＴＮＥｋ）が正常範囲であるか否かを判定する。図２の最下段の実線２００では、噴射補正量が正常範囲を外れている第２、第３気筒を含み第１気筒〜第４気筒の全気筒の回転数変動差は正常範囲内である。一方、一点鎖線２１０では、噴射補正量が正常範囲を外れている第２、第３気筒において回転数変動差は正常範囲から外れている。

（異常判定手段）
（１）正常時
ＥＣＵ４０は、図３に示すように、気筒間の最高回転数を均一化したときの噴射補正量（ＱＣＭＰｋ）がアイドル運転かつ無負荷運転における基準噴射量２２０に対して４気筒（＃１、＃２、＃３、＃４）全てで正常範囲内であれば、燃料噴射弁３０側およびエンジン５０側はともに正常であると判定する。

（２）燃料噴射弁３０側の異常
ＥＣＵ４０は、気筒間の最高回転数を均一化したときの噴射補正量（ＱＣＭＰｋ）が正常範囲を外れている特定気筒（図２、図４、図５の第２、第３気筒。）において、図２の実線２００および図４の（Ａ）に示すように、回転数変動差（ＤＥＬＴＮＥｋ）が正常範囲内であれば、エンジン５０側は正常であり、燃料噴射弁３０側に異常が発生していると判定する。

つまり、図６に示すように、気筒間の最高回転数を均一化したときの噴射補正量が正常範囲を外れている特定気筒において、回転数変動差（ＤＥＬＴＮＥ）が正常範囲内の領域２４０にあれば、エンジン５０側は正常であり、燃料噴射弁３０側に異常が発生していると判定する。

尚、図２では、回転数変動差の正常範囲を一定にしているが、実際には、図３〜図５に示すように、回転数変動差の正常範囲の上下の閾値は噴射量が増加するにしたがい増加し、正常範囲は平行移動する。

（３）エンジン５０側の異常
ＥＣＵ４０は、気筒間の最高回転数を均一化したときの噴射補正量（ＱＣＭＰｋ）が正常範囲を外れている特定気筒（図２、図４、図５の第２、第３気筒。）において、図２の一点鎖線２１０および図５の（Ａ）に示すように回転数変動差（ＤＥＬＴＮＥｋ）が正常範囲から外れていれば、燃料噴射弁３０側は正常であり、エンジン５０側に異常が発生していると判定する。

つまり、図６に示すように、気筒間の最高回転数を均一化したときの噴射補正量が正常範囲を外れている特定気筒において、回転数変動差（ＤＥＬＴＮＥ）が正常範囲から外れている領域２５０にあれば、燃料噴射弁３０側は正常であり、エンジン５０側に異常が発生していると判定する。

尚、図３、図４の（Ａ）、図５の（Ａ）では、アイドル運転かつ無負荷運転の場合に、気筒間の最高回転数を均一化する実施条件が成立するとしたが、無負荷ではなく、エンジン５０に負荷が加わっている場合にも、燃料噴射弁３０の噴射補正量が正常範囲内であるか否かを判定するための基準噴射量を負荷に基づいて設定できる運転状態であれば、最高回転数を均一化する実施条件が成立していると判定してもよい。

図４の（Ｂ）、図５の（Ｂ）は、エンジン５０に負荷が加わり噴射量が増加した場合のエンジン運転状態における各気筒の噴射量と回転数変動差を示している。各気筒の噴射量および回転数変動差は無負荷の場合に対し、平行移動して増加している。この場合、図４の（Ｂ）、図５の（Ｂ）に示すように、エンジン５０に負荷が加わる運転状態に基づいて基準噴射量２３０を設定できるのであれば、無負荷の場合と同様に、気筒間の最高回転数を均一化したときの噴射補正量（ＱＣＭＰｋ）が正常範囲を外れている特定気筒（図２、図４、図５の第２、第３気筒。）において、図４の（Ｂ）および図５の（Ｂ）に示すように、回転数変動差（ＤＥＬＴＮＥｋ）が正常範囲内か否かを判定することにより、特定の気筒の異常原因が燃料噴射弁３０側またはエンジン５０側のいずれであるかを判別できる。尚、図４の（Ｂ）、図５の（Ｂ）に示すように、アイドル運転かつ無負荷運転に比べて基準噴射量２３０が増加する運転状態の場合、噴射量の増加に応じて噴射補正量の正常範囲を広げてもよい。

（異常検出）
次に、図７、図８に示す異常検出ルーチンについて説明する。図７、図８において「Ｓ」はステップを表している。図７、図８に示す異常検出ルーチンは常時実行される。図８の異常検出ルーチン２は、図７の異常検出ルーチン１のＳ３０２の詳細を説明するものである。

（異常検出ルーチン１）
図７のＳ３００においてＥＣＵ４０は、アイドル運転かつ無負荷運転が成立するアイドル安定状態であるかを判定する。アイドル運転かつ無負荷運転は、前述した「実施条件判定手段」で説明した条件が全て成立したときに成立する。アイドル安定状態ではなく異常検出の実施条件が成立しない場合（Ｓ３００：Ｎｏ）、ＥＣＵ４０は本ルーチンを終了する。

アイドル安定状態であり異常検出の実施条件が成立する場合（Ｓ３００：Ｙｅｓ）、Ｓ３０２においてＥＣＵ４０は、気筒間の最高回転数の均一化が完了したかを判定する。均一化が完了していない場合（Ｓ３０２：Ｎｏ）、ＥＣＵ４０は本ルーチンを終了する。

均一化が完了している場合（Ｓ３０２：Ｙｅｓ）、Ｓ３０４においてＥＣＵ４０は、気筒間の最高回転数を均一化したときの各気筒の噴射補正量が正常範囲から外れているかを判定する。全気筒の噴射補正量が正常範囲内であれば（Ｓ３０４：Ｎｏ）、ＥＣＵ４０は本ルーチンを終了する。

気筒間の最高回転数を均一化したときの噴射補正量がいずれかの特定気筒において正常範囲から外れている場合（Ｓ３０４：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ４０は特定気筒において、燃料噴射弁３０側またはエンジン５０側に異常が発生していると判断する。そこで、Ｓ３０６においてＥＣＵ４０は、噴射補正量が正常範囲から外れている特定気筒において回転数変動差が正常範囲内かを判定する。

噴射補正量が正常範囲から外れている特定気筒において回転数変動差が正常範囲内であれば（Ｓ３０６：Ｙｅｓ）、Ｓ３０８においてＥＣＵ４０は、エンジン５０側は正常であり、燃料噴射弁３０側に異常が発生していると判定する。そして、Ｓ３１０においてＥＣＵ４０は、燃料噴射弁３０側に異常が発生していることを、警告灯または警告音等により報知する。

一方、噴射補正量が正常範囲から外れている特定気筒において回転数変動差が正常範囲から外れている場合（Ｓ３０６：Ｎｏ）、Ｓ３１２においてＥＣＵ４０は、燃料噴射弁３０側は正常であり、エンジン５０側に異常が発生していると判定する。そして、Ｓ３１４においてＥＣＵ４０は、エンジン５０側に異常が発生していることを、警告灯または警告音等により報知する。

（異常検出ルーチン２）
前述したように、図８の異常検出ルーチン２は、図７の異常検出ルーチン１のＳ３０２の処理の詳細を表している。図８のＳ３２０においてＥＣＵ４０は、ＮＥセンサ５６の出力信号に基づいて各気筒の最高回転数を検出する。そして、ＥＣＵ４０は、全気筒の最高回転数の平均を算出し（Ｓ３２２）、この平均値に対してほぼ均一になるように各気筒の噴射量を補正する（Ｓ３２４）。ＥＣＵ４０は、各気筒の最高回転数がほぼ均一になっていない場合（Ｓ３２６：Ｎｏ）、本ルーチンを終了する。

各気筒の最高回転数がほぼ均一になると（Ｓ３２６：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ４０は、回転数変動差を判定する前の異常検出を実施する前提条件が成立したと判断し（Ｓ３２８）、アイドル運転かつ無負荷運転における燃料噴射弁３０の基準噴射量を算出する。

以上説明した上記実施形態では、気筒間の最高回転数を均一化したときの噴射補正量が正常範囲から外れている場合、特定気筒において異常が発生していると判定する。さらに、特定気筒において最高回転数と最低回転数との差である回転数変動差が正常範囲内であるか否かを判定する。これにより、特定気筒の異常原因が燃料噴射弁３０側またはエンジン５０側のいずれにあるのかを判別できる。

［他の実施形態］
上記実施形態では、コモンレール式のディーゼルエンジン５０を使用した燃料噴射システム１０に本発明を適用した。これ以外にも、多気筒の各気筒に搭載された燃料噴射弁の噴射量を補正できるのであれば、どのような内燃機関に本発明を適用してもよい。

また、上記実施形態では、無負荷を含む所定負荷に基づいて設定できる噴射量を基準噴射量とし、この基準噴射量に対して、気筒間の最高回転数を均一化したときの各気筒の噴射補正量が正常範囲内であるか否かによって気筒に異常があるか否かを判定した。これに対し、気筒間の最高回転数を均一化したときの各気筒に対する指令噴射量の平均値を基準噴射量としてもよい。

上記実施形態では、均一化手段、補正量判定手段、回転特性判定手段、異常判定手段、実施条件判定手段の機能を、制御プログラムにより機能が特定されるＥＣＵ４０により実現している。これに対し、上記複数の手段の機能の少なくとも一部を、回路構成自体で機能が特定されるハードウェアで実現してもよい。

このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。

本実施形態による燃料噴射システムを示すブロック図。 各気筒の回転特性、噴射補正量を示すタイムチャート。 正常時の各気筒の噴射量および回転数変動差を示す特性図。 特定気筒の燃料噴射弁が異常時の噴射量および回転数変動差を示す特性図。 特定気筒のエンジンが異常時の噴射量および回転数変動差を示す特性図。 異常検出を説明する特性図。 異常検出ルーチン１を示すフローチャート。 異常検出ルーチン２を示すフローチャート。

符号の説明

１０：燃料噴射システム、１６：高圧ポンプ（燃料供給ポンプ）、２０コモンレール、３０：燃料噴射弁、４０：ＥＣＵ（異常検出装置、均一化手段、補正量判定手段、回転特性判定手段、異常判定手段、実施条件判定手段）、５０：ディーゼルエンジン（内燃機関）

Claims (4)

1. 内燃機関の各気筒に搭載された燃料噴射弁から前記気筒に燃料を噴射する燃料噴射システムの異常検出装置において、
   前記燃料噴射弁の噴射量を補正し前記気筒の回転特性のうち各回転数変動における最高回転数を前記気筒間で均一化する均一化手段と、
   前記均一化手段が前記最高回転数を均一化したときの各気筒における前記噴射量の補正量が正常範囲内か否かを判定する補正量判定手段と、
   前記均一化手段が前記最高回転数を均一化したときの各気筒における前記最高回転数とは異なる他の回転特性として、各気筒の各回転数変動における前記最高回転数と最低回転数との回転数差が正常範囲内か否かを判定する回転特性判定手段と、
   特定気筒において前記補正量が正常範囲内ではないと前記補正量判定手段が判定する場合、前記特定気筒において前記他の回転特性が正常範囲内であると前記回転特性判定手段が判定する場合は、前記燃料噴射弁を含み前記燃料噴射弁に燃料を供給して前記気筒に燃料を噴射する噴射系である前記燃料噴射弁側の異常であると判定し、前記特定気筒において前記他の回転特性が正常範囲内ではないと前記回転特性判定手段が判定する場合は、前記内燃機関本体を含み前記燃料噴射弁が噴射した燃料を燃焼することによりトルクを発生するトルク発生系である前記内燃機関側の異常であると判定する異常判定手段と、
   を備えることを特徴とする異常検出装置。
2. 内燃機関の各気筒に搭載された燃料噴射弁から前記気筒に燃料を噴射する燃料噴射システムの異常検出装置において、
   前記燃料噴射弁の噴射量を補正し前記気筒の回転特性のうち各回転数変動における最高回転数を前記気筒間で均一化する均一化手段と、
   前記均一化手段が前記最高回転数を均一化したときの各気筒における前記噴射量の補正量が正常範囲内か否かを判定する補正量判定手段と、
   前記均一化手段が前記最高回転数を均一化したときの各気筒における前記最高回転数とは異なる他の回転特性として、各気筒の回転数の積分値が正常範囲内か否かを判定する回転特性判定手段と、
   特定気筒において前記補正量が正常範囲内ではないと前記補正量判定手段が判定する場合、前記特定気筒において前記他の回転特性が正常範囲内であると前記回転特性判定手段が判定する場合は、前記燃料噴射弁を含み前記燃料噴射弁に燃料を供給して前記気筒に燃料を噴射する噴射系である前記燃料噴射弁側の異常であると判定し、前記特定気筒において前記他の回転特性が正常範囲内ではないと前記回転特性判定手段が判定する場合は、前記内燃機関本体を含み前記燃料噴射弁が噴射した燃料を燃焼することによりトルクを発生するトルク発生系である前記内燃機関側の異常であると判定する異常判定手段と、
   を備えることを特徴とする異常検出装置。
3. 前記均一化手段が前記最高回転数を均一化する実施条件が成立しているか否かを判定する実施条件判定手段をさらに備え、
   前記実施条件判定手段は、アイドル運転かつ無負荷運転の場合、前記実施条件が成立していると判定することを特徴とする請求項１または２に記載の異常検出装置。
4. 前記均一化手段が前記最高回転数を均一化する実施条件が成立しているか否かを判定する実施条件判定手段をさらに備え、
   前記実施条件判定手段は、前記内燃機関に負荷が加わっている場合、前記負荷に応じて前記燃料噴射弁の基準噴射量を設定できる運転状態であれば、前記実施条件が成立していると判定することを特徴とする請求項１または２に記載の異常検出装置。

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