JPH07158496A

JPH07158496A - ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置

Info

Publication number: JPH07158496A
Application number: JP5340665A
Authority: JP
Inventors: Hidenobu Nagase; 秀伸長瀬; Masakuni Tsuge; 正邦柘植
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1993-12-08
Filing date: 1993-12-08
Publication date: 1995-06-20

Abstract

(57)【要約】【目的】ステッピングモータにより調量された燃料を
ユニットインジェクタから噴射するディーゼルエンジン
において、ステッピングモータが脱調したりユニットイ
ンジェクタの性能上のバラツキが生じてもその異常を迅
速に検出して燃料噴射量を所望燃料量となるように制御
する。【構成】ＴＤＣ発生間隔であるＭＥ値とスピル圧発生
間隔であるＳＰＬ値との時間間隔Ｃを演算し（Ｓ５）、
これら各気筒の時間間隔Ｃ₁…Ｃ₄を夫々比較してステッ
ピングモータが脱調している気筒を検出し（Ｓ６，Ｓ
７，Ｓ１０，Ｓ１１）、ステッピングモータを制御する
（Ｓ８，Ｓ９，Ｓ１１，Ｓ１３）。また、各気筒の時間
間隔Ｃの平均値Ｃｎを算出し（Ｓ１４）、該平均値Ｃｎ
と各気筒夫々の時間間隔Ｃ₁…Ｃ₄との偏差ΔＣ₁…ΔＣ₄
を算出し（Ｓ１５）、該偏差ΔＣ₁…ΔＣ₄に基づいてス
テッピングモータを補正し、燃料噴射量を制御する（Ｓ
１６）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼルエンジンの
燃料噴射制御装置に関し、より詳しくはユニットインジ
ェクタに内蔵されたプランジャの圧送ストロークをアク
チュエータにより可変として、燃料噴射量を制御するデ
ィーゼルエンジンの燃料噴射制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ユニットインジェクタは、噴射ポンプ機
能とノズル機能とを一体化したものであり、プランジャ
から送出される燃料量をそのままノズルから噴射させる
ことが可能なため、近年ディーゼルエンジンの燃料噴射
制御装置に広く利用されている。

【０００３】また、この種のユニットインジェクタにス
テッピングモータを付設し、コントローラから各ユニッ
トインジェクタのステッピングモータに制御信号を出力
することにより、各気筒の燃料噴射量を制御しようとし
たユニットインジェクタの調量装置が既に提案されてい
る（例えば、特開昭５９−１２６０６４号公報、以下、
「第１の従来例」という）。

【０００４】また、他の従来例として、全気筒の動作周
期の平均値と多気筒の平均値に対する変動率を算出し、
変動率が一定限度を超えている場合には、噴射量の目標
値を変更することにより、気筒間の噴射量のバラツキを
検出し、燃料噴射量を補正する技術も既に提案されてい
る（例えば、特開昭５９−２２１４３４号公報、以下、
「第２の従来例」という）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来第１
のユニットインジェクタの調量装置を多気筒ディーゼル
エンジンに適用しても各気筒の噴射状態を検知すること
ができず、例えば、ある気筒のステッピングモータが脱
調を起こした場合、すなわち該ステッピングモータがコ
ントローラから出力される制御信号に応じたトルクを出
力しない場合は、プランジャの圧送ストロークを所定量
変化させることができなくなる。したがって、当該気筒
の噴射量が他の気筒の噴射量と異なる結果となり各気筒
間で燃料噴射量のバラツキが生じ、所望の燃料量をエン
ジンに供給することができないことがあるという問題点
があった。

【０００６】また、ユニットインジェクタ自体にも性能
上のバラツキがあるため、各気筒間相互で燃料噴射量の
バラツキが生じ、振動発生等の原因となるという問題点
があった。

【０００７】また、第２の従来例においては、周期を所
定間隔で検出している為、低回転時の回転変動がある場
合には噴射量の異常を検出できるが、回転がある程度上
昇してしまうと回転変動が少なくなるため、噴射量の異
常を検出できなくなるという問題点があった。

【０００８】本発明は、このような問題点に鑑みなされ
たものであって、燃料噴射量の不整を迅速に検出して所
望燃料量に燃料噴射量を制御するディーゼルエンジンの
燃料噴射制御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】上記目的を達成するため
に本発明は、所定燃料を圧送するプランジャを具備した
ユニットインジェクタと、前記プランジャの圧送ストロ
ークを可変にして燃料噴射量を制御するアクチュエータ
とが多気筒ディーゼルエンジンの各気筒毎に設けられた
ディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、前記
ユニットインジェクタの燃料導管に設けられたスピル圧
を検出するスピル圧検出手段と、エンジンのクランク軸
の回転角度を所定角度毎に検出するクランク角度検出手
段と、該クランク角度検出手段の検出結果と前記スピル
圧検出手段の検出結果との偏差を算出する偏差算出手段
と、前記偏差算出手段の算出結果と所定基準値とを比較
する比較手段とを備え、前記比較手段の比較結果に応じ
て前記アクチュエータを制御する制御手段を有している
ことを特徴としている（第１の手段）。

【００１０】また、前記所定基準値は、前記比較手段に
より比較対象とされる特定気筒の前記偏差と異なる気筒
の前記偏差である第１の所定基準値と各気筒の前記偏差
の平均値である第２の所定基準値のうちの少なくともい
ずれか一方を含むことを特徴とするのが好ましい。

【００１１】また、本発明は、所定燃料を圧送するプラ
ンジャを具備したユニットインジェクタと、前記プラン
ジャの圧送ストロークを可変にして燃料噴射量を制御す
るアクチュエータとが多気筒ディーゼルエンジンの各気
筒毎に設けられたディーゼルエンジンの燃料噴射制御装
置において、前記ユニットインジェクタの燃料導管に設
けられたスピル圧を検出するスピル圧検出手段と、エン
ジンのクランク軸の回転角度を所定角度毎に検出するク
ランク角度検出手段と、該クランク角度検出手段の検出
結果と前記スピル圧検出手段の検出結果との偏差を算出
する偏差算出手段と、該偏差算出手段により算出された
偏差の変化量を算出する第１の変化量算出手段と、ディ
ーゼルエンジンの負荷を検出する負荷状態検出手段と、
該負荷状態検出手段により検出された負荷の変化量を算
出する第２の変化量算出手段とを備え、前記第１及び第
２の変化量算出手段の算出結果に応じて前記アクチュエ
ータを制御する制御手段を有していることを特徴として
いる（第２の手段）。

【００１２】また、前記制御手段は、前記第２の変化量
算出手段により算出された変化量が第１の所定値以上で
あって且つ前記第１の変化量算出手段により算出された
変化量が第２の所定値以下のときに前記アクチュエータ
の回転補正値を算出する補正手段を有していることを特
徴とするのが好ましい。

【００１３】

【作用】上記第１の手段によれば、所定クランク角度の
検出時期と噴射時期（スピル圧の検出時期）との偏差と
所定基準値とを比較し、その比較結果に応じてアクチュ
エータが制御される。

【００１４】具体的には、所定基準値を比較対象とされ
る特定気筒の偏差と異なる気筒の偏差とすることによ
り、気筒間の偏差のバラツキが補正され、アクチュエー
タに異常が生じても所定燃料量への燃料噴射量の制御が
可能となる。

【００１５】また、所定基準値を各気筒の偏差の平均値
とすることにより、ユニットインジェクタの性能上のバ
ラツキ等に起因した燃料噴射量の不整を抑制することが
可能となる。

【００１６】また、第２の手段によれば、所定クランク
角度の検出時期と噴射時期（スピル圧の検出時期）との
偏差の変化量及びエンジン負荷の変化量に応じてアクチ
ュエータが制御される。

【００１７】具体的には、エンジン負荷の変化量が所定
値以上となって変動しているにもかかわらず、前記偏移
の変化量が第１の所定値以下となって偏差が変動して燃
料噴射量が制御される。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳説す
る。

【００１９】図１は、本発明に係るディーゼルエンジン
の燃料噴射制御装置の一実施例を示す概略構成図であっ
て、４気筒ディーゼルエンジンのシリンダヘッド（図示
せず）には、先端にノズル１ａ〜１ｄを有するユニット
インジェクタ２ａ〜２ｄが各気筒毎に設けられ、これら
ユニットインジェクタ２ａ〜２ｄはノズル１ａ〜１ｄを
介して図示しない燃焼室に燃料噴射可能とされている。
また、これら各ユニットインジェクタ２ａ〜２ｄの側部
には、ステッピングモータ３ａ〜３ｄが付設され、さら
にこれら各ステッピングモータ３ａ〜３ｄは、該ステッ
ピングモータ３ａ〜３ｄを駆動させるステッピングモー
タドライバ４を介して電子コントロールユニット（以
下、「ＥＣＵ」という）５に接続されている。

【００２０】また、各ユニットインジェクタ２ａ〜２ｄ
の上部には、カムフォロア６ａ〜６ｄが配設されると共
に、該カムフォロア６ａ〜６ｄはロッカアーム７ａ〜７
ｄに連結され、さらにこれら各ロッカアーム７ａ〜７ｄ
はカム軸８に当接されている。そして、クランク軸９の
回転がタイミングベルト１０を介してカム軸８に伝達す
ることにより各ロッカアーム７ａ〜７ｄが揺動可能とさ
れている。

【００２１】また、ユニットインジェクタ２ａ〜２ｄ
は、燃料供給路１１を介して燃料タンク１２に接続さ
れ、燃料タンク１２に内有された軽油等の燃料がユニッ
トインジェクタ２ａ〜２ｄに供給可能とされている。

【００２２】前記燃料供給路１１は、具体的には、ユニ
ットインジェクタ２ａ〜２ｄに連通する第１の燃料通路
１１ａと、燃料タンク１２に接続される略逆Ｕ字状の第
２の燃料通路１１ｂと、該第２の燃料通路１１ｂと前記
第１の燃料通路１１ａとを連通して前記第１の燃料通路
１１ａに燃料を圧送する第３の燃料通路１１ｃと、前記
第１の燃料通路１１ａと前記第２の燃料通路１１ｂとを
連通してユニットインジェクタ２ａ〜２ｄに圧送された
燃料の一部を燃料タンク１２に還流する第４の燃料通路
１１ｄとから構成されている。

【００２３】さらに、第１の燃料通路１１ａの適所には
スピル圧センサ１４が設けられると共に、該スピル圧セ
ンサ１４は、ユニットインジェクタ２ａ〜２ｄの噴射終
了時に発生するスピル圧を検出してその電気信号をＥＣ
Ｕ５に供給する。

【００２４】また、燃料タンク１２の稍上流側の第２の
燃料通路１１ｂの管路中には燃料ポンプ１５が介装され
ると共に、該燃料ポンプ１５はＥＣＵ５に接続され、Ｅ
ＣＵ５からの出力信号によりその駆動が制御される。

【００２５】また、第２の燃料通路１１ｂと第３の燃料
通路１１ｄとの接続箇所には、燃料カット弁１６とフィ
ルタ１７とが夫々設けられている。前記燃料カット弁１
６はＥＣＵ５に接続され、該ＥＣＵ５からの出力信号に
基づいて制御される。

【００２６】さらに、第４の燃料通路１１ｄの管路中に
は圧力調整弁１８が介装され、ＥＣＵ５からの出力信号
に基づき燃料圧を調整する。

【００２７】しかして、エンジン運転中は、燃料タンク
１２からの燃料が燃料供給路１１（第１〜第３の燃料通
路１１ａ〜１１ｃ）を介して各ユニットインジェクタ２
ａ〜２ｄに供給されると共に、燃料噴射が終了すると各
ユニットインジェクタ２ａ〜２ｄから燃料供給路１１に
スピルした燃料が圧力調整弁１８を介して燃料タンク１
２に還流される。一方、エンジン停止時には、ＥＣＵ５
からの出力信号により燃料ポンプ１５が停止され、燃料
カット弁１６が閉弁して燃料タンク１２から燃料供給路
１１への燃料供給が停止される。

【００２８】また、カム軸又はクランク軸周囲の所定位
置には気筒判別（ＣＹＬ）センサ１９及びＣＲＫセンサ
２０が夫々取付けられ、ＥＣＵ５に接続されている。

【００２９】ＣＹＬセンサ１９は、クランク軸２回転毎
に特定の気筒の所定のクランク角度位置でパルス信号
（以下、「ＣＹＬ信号パルス」という）を出力し、該Ｃ
ＹＬ信号パルスをＥＣＵ５に供給する。

【００３０】ＣＲＫセンサ２０は、エンジンのクランク
軸の１８０°回転より短かい所定回転毎（例えば、３０
°毎）に所定のクランク角度位置で信号パルス（以下、
「ＣＲＫ信号パルス」という）を出力し、該ＣＲＫ信号
パルスをＥＣＵ５に供給する。

【００３１】アクセル開度（θＡＣＣ）センサ２１は、
アクセルペダル（図示せず）の近傍に配設されてアクセ
ルペダルの踏込量を検出し、その電気信号をＥＣＵ５に
供給する。

【００３２】ＥＣＵ５は、上述の各種センサからの入力
信号波形を整形して電圧レベルを所定レベルに修正し、
アナログ信号をデジタル信号値に変換する等の機能を有
する入力回路と、中央演算処理回路（以下、「ＣＰＵ」
という）と、該ＣＰＵで実行される各種演算プログラム
や後述する各種マップ及び演算結果を記憶するＲＯＭ及
びＲＡＭからなる記憶手段と、前記ステッピングモータ
ドライバ４、燃料カット弁１６及び圧力調整弁１８等に
駆動信号を供給する出力回路とを備えている。

【００３３】そして、ＥＣＵ５はＣＲＫ信号パルスの所
定クロックパルス数を計数して１８０パルス毎（クラン
ク軸の１８０°回転毎）にＴＤＣ判別信号を出力し、各
気筒の基準クランク角度位置（ピストン上死点位置）を
検出する。さらに、ＥＣＵ５は、ＣＲＫ信号パルスの発
生時間間隔ＣＲＭＥを計測し、これらのＣＲＭＥ値をＴ
ＤＣ判別信号の発生時間間隔に亘って加算してエンジン
回転数の逆数に相当するＭＥ値を算出する。

【００３４】しかして、上記ユニットインジェクタ２
（２ａ〜２ｄ）は、具体的には、図２に示すように、前
記ロッカアーム７に連結された前記カムフォロア６と、
上端部が前記カムフォロア６に回動自在に連結されて矢
印Ａ方向に往復運動するプランジャ２２と、該プランジ
ャ２２を摺動自在に収納するプランジャバレル２３と、
該プランジャバレル２３が内有されるユニットインジェ
クタ本体２４と、噴孔２５を有して前記ユニットインジ
ェクタ２４の先端に螺着されたノズル１とを備えてい
る。

【００３５】さらに、前記プランジャ２２の外周面に
は、噴射量制御溝２６が傾斜状に形成され、プランジャ
２２下方に形成される高圧室２７に連通されている。ま
た、プランジャバレル２３には、第１の燃料通路１１ａ
（図１参照）に連通する燃料供給孔２８が貫設されてい
る。

【００３６】このように構成されたユニットインジェク
タ２（２ａ〜２ｄ）においては、プランジャ２２が下降
すると、プランジャ２２の外周面が燃料供給孔２８を閉
塞した時点で高圧室２７に閉じ込められた燃料の圧縮を
開始し、ノズル１への圧送を開始して燃料噴射を行う一
方、プランジャ２２がさらに下降して前記噴射量制御溝
２６が燃料供給孔２８にさしかかった時点で高圧室２７
内の燃料が燃料供給孔２８を介して第１の燃料通路１１
ａにスピルして圧送行程を終了し、燃料の噴射が終了す
る。また、各気筒のステッピングモータ３（３ａ〜３
ｄ）によってプランジャ２２を回転させることにより、
前記噴射量制御溝２６が燃料供給孔２８にさしかかる前
記燃料の圧送行程終了時までの圧送ストロークが変化
し、各気筒の噴射量が独立して可変に制御される。そし
て、かかるユニットインジェクタ２ａ〜２ｄからの燃料
噴射は、第１気筒、第３気筒、第４気筒、第２気筒の順
で順次実行される。

【００３７】しかして、上記燃料噴射制御装置において
は、ＴＤＣ信号パルスが発生するクランク角度位置（以
下、「ＴＤＣ位置」という）とスピル圧が発生するクラ
ンク角度位置（以下、「ＳＰＬ位置」という）とを各気
筒毎に算出し、ステッピングモータの脱調及び各ユニッ
トインジェクタ２ａ〜２ｄの性能上のバラツキに起因す
る燃料噴射量の変動が回避されるように前記燃料噴射量
を制御している。

【００３８】図３は上記燃料噴射制御装置の制御ブロッ
ク図である。

【００３９】すなわち、ＣＲＫセンサ２０、ＣＹＬセン
サ１９の出力信号がＴＤＣ間隔演算手段２９に入力され
てＭＥ値を算出し、該ＭＥ値が電気信号に変換されて基
本燃料噴射量算出手段３０に入力される。一方、θＡＣ
Ｃセンサ２１の出力信号が前記燃料噴射量算出手段３０
に入力され、アクセル開度θＡＣＣ及びＭＥ値の逆数に
相当するエンジン回転数ＮＥに応じ、ＣＹＬセンサ１９
により特定された気筒の燃料噴射量を算出する。

【００４０】さらに、ＣＲＫセンサ２０及びＣＹＬセン
サ１９の出力信号は、ＴＤＣ発生位置演算手段３１に入
力され、各気筒のＴＤＣ判別信号の発生するクランク角
度位置を演算する。

【００４１】また、スピル圧センサ１４の出力信号はＳ
ＰＬ位置演算手段３２に入力され、燃料噴射終了時に発
生するスピル圧のクランク角度位置を各気筒毎に演算す
る。

【００４２】次に、ＴＤＣ発生位置演算手段３１及びＳ
ＰＬ位置演算手段３２からの出力信号はＴＤＣ・ＳＰＬ
間演算手段３３に入力され、ＴＤＣ発生位置とＳＰＬ発
生位置の時間間隔Ｃ（後述する図６、Ｃ₁…Ｃ₄）を各気
筒毎に演算する。

【００４３】次に、ＴＤＣ・ＳＰＬ間演算手段３３から
の出力信号は基準値記憶手段３４に入力され、各気筒の
前記時間間隔Ｃ₁…Ｃ₄及びこれらの平均値Ｃｎが該基準
値記憶手段３４に記憶される。

【００４４】一方、前記ＴＤＣ・ＳＰＬ間演算手段３３
からは比較対象となる気筒、例えば第１気筒の時間間隔
Ｃ₁が電気信号に変換され比較手段３５に出力されると
共に、基準値記憶手段３４からは比較対象となる気筒
（例えば、第１気筒）と異なる気筒、例えば第２気筒の
時間間隔Ｃ₂及び前記平均値Ｃｎが電気信号に変換され
て比較手段３５に入力され、該比較手段３５で後述する
所定の比較を行った後、その比較結果を燃料噴射量補正
手段３６に出力する。そして、前記燃料噴射量算出手段
３０から出力される燃料噴射量を適宜補正して目標燃料
噴射量を決定し、ステッピングモータドライバ４を介し
て各気筒のステッピングモータ３ａ〜３ｄに駆動信号を
出力し、各ユニットインジェクタ２ａ〜２ｄから目標燃
料噴射量が噴射されるようにステッピングモータの回転
角度を制御する。

【００４５】尚、後述するように燃料噴射量補正手段３
６で燃料噴射量を補正しても不具合が生じたときは、該
燃料噴射量補正手段３６はウォーニングランプ３７に点
灯指令を発する。

【００４６】図４は、上記燃料噴射制御装置の燃料噴射
制御（１）ルーチンのフローチャートであって、本プロ
グラムはＥＣＵ５に内蔵されたタイマにより所定時間毎
に発生する擬似信号パルスと同期して実行される。

【００４７】まず、ステップＳ１ではディーゼルエンジ
ンが定常状態か否かを判別する。

【００４８】該定常状態か否かはエンジン回転数ＮＥや
アクセル開度θＡＣＣの変化率等に基づいて判別され
る。そして、その答が否定（ＮＯ）、すなわちディーゼ
ルエンジンが過渡時にあると判断されたときはそのまま
本プログラムを終了する一方、その答が肯定（ＹＥＳ）
のときはステップＳ２に進み、ＣＹＬセンサ１９の出力
信号を読み込み、後述する各気筒間の時間間隔平均値Ｃ
ｎを算出するために、特定気筒、例えば、第１気筒を判
別する。

【００４９】次に、ステップＳ３に進み、ＴＤＣ判別信
号が発生するクランク角度位置（ＴＤＣ位置）を算出
し、さらにステップＳ４ではスピル圧が発生するクラン
ク角度位置（ＳＰＬ位置）を算出する。ここで、ＳＰＬ
圧はノイズ等を考慮して所定値以上のものを検出し、Ｓ
ＰＬ位置はかかる検出結果に基づいて算出する。次い
で、ステップＳ５でＴＤＣ位置とＳＰＬ位置の時間間隔
Ｃを各気筒毎に算出し、ステップＳ６以降に進む。

【００５０】しかして、ステップＳ６〜Ｓ１３では、ス
テッピングモータ３ａ〜３ｄの脱調を検出して燃料噴射
量を補正し、ステップＳ１４〜Ｓ１６では各ユニットイ
ンジェクタ２ａ〜２ｄの性能上のバラツキ等に起因する
燃料噴射量のバラツキを補正する。

【００５１】すなわち、ステップＳ６では、第１気筒の
時間間隔Ｃ₁と第２気筒の時間間隔Ｃ₂とを比較する。具
体的には、ノイズや外乱等を考慮して一定の許容範囲α
を設定し、Ｃ₁（±α）とＣ₂とが等しいか否かを判別す
る。そして、その答が否定（ＮＯ）のときは第１気筒又
は第２気筒のいずれか一方のステッピングモータ３ａ，
３ｂが脱調していると判断してステップＳ７に進み、第
２気筒の時間間隔Ｃ₂と第３気筒の時間間隔Ｃ₃とを比較
する。すなわち、ステップＳ６と略同様にしてＣ₂（±
α）とＣ₃とが等しいか否かを判別する。そして、その
答が肯定（ＹＥＳ）のときはステップＳ８に進み、第１
気筒のステッピングモータ３ａが脱調していると判断し
て第１気筒のステッピングモータ３ａの回転角度補正
（Ｃ₁補正；以下、第ｎ気筒（ｎ＝１〜４）の脱調補正
をＣｎ（ｎ＝１〜４）補正という）を実行し、その答が
否定（ＮＯ）のときは第２気筒のステッピングモータ３
ｂが脱調していると判断してステップＳ９に進んでＣ₂
補正を行う。

【００５２】また、前記ステップＳ６の答が肯定（ＹＥ
Ｓ）のときは、第１気筒及び第２気筒のステッピングモ
ータ３ａ，３ｂがいずれも正常と判断してステップＳ１
０に進み、第２気筒の時間間隔Ｃ₂と第３気筒の時間間
隔Ｃ₃とを比較する。すなわち、Ｃ₂（±α）とＣ₃とが
等しいか否かを判別する。そして、その答が否定（Ｎ
Ｏ）のときは、上述の如くステップＳ６で第２気筒のス
テッピングモータ３ａが正常と判断されているため、第
３気筒のステッピングモータ３ｃが脱調を起こしている
と判断し、Ｃ₃補正を行う（ステップＳ１１）。

【００５３】一方、ステップＳ１０の答が肯定（ＹＥ
Ｓ）のときはステップＳ１２に進み、第３気筒の時間間
隔Ｃ₃と第４気筒の時間間隔Ｃ₄とを比較する。すなわ
ち、Ｃ₃（±α）とＣ₄とが等しいか否かを判別する。そ
して、その答が否定（ＮＯ）のときは第４気筒のステッ
ピングモータ３ｄが脱調していると判断してＣ₄補正を
行う。

【００５４】しかして、上記Ｃ₁補正〜Ｃ₄補正は、いず
れも同様の手順で実行され、これら補正手順を代表して
図５にＣ₁補正のフローチャートを示す。

【００５５】ステップＳ２１では、まず前回Ｃ₁補正が
実行されたか否かを判別し、その答が肯定（ＹＥＳ）の
ときは前回補正されたにもかかわらず、脱調している場
合であり、ステッピングモータの制御が不能であると判
断してウォーニングランプに点灯指令を発する。一方、
ステップＳ２１の答が否定（ＮＯ）のときは第１気筒の
前回値の時間間隔Ｃｎ-₁と今回値の時間間隔Ｃ₁との偏
差Ｃ₁ｄを算出し、ステップＳ２４で前記偏差Ｃ₁ｄに応
じた補正量を算出してメインルーチン（図４）に戻る。

【００５６】図６はＴＤＣ位置とＳＰＬ位置の時間間隔
Ｃ₁…Ｃ₄を示したタイムチャートである。（ａ）はＣＹ
Ｌ信号パルスの発生位置、（ｂ）は各気筒のＴＤＣ判別
信号の発生位置を示している。また、（ｃ）はいずれの
ステッピングモータも正常であるときのスピル圧発生位
置を示し、（ｄ）は第４気筒のステッピングモータが脱
調しているときのスピル圧発生位置を示している。

【００５７】この図から明らかなように、ステッピング
モータ３ａ〜３ｄの正常時には、各気筒の時間間隔Ｃ₁
…Ｃ₄がＣ₁＝Ｃ₂＝Ｃ₃＝Ｃ₄といずれも等しいが、第４
気筒が脱調してＣ₁＝Ｃ₃＝Ｃ₂＞Ｃ₄′となると燃料噴射
量が減少するためＣ₄補正を行って燃料噴射量を補正し
ている。

【００５８】しかして、このようにステッピングモータ
３ａ〜３ｄの脱調に起因する補正を行った後、ステップ
Ｓ１４に進み、各気筒の時間間隔Ｃ₁…Ｃ₄の平均値Ｃｎ
を算出する。

【００５９】次に、ステップＳ１５に進み、平均値Ｃｎ
と各気筒の時間間隔Ｃ₁…Ｃ₄との偏差ΔＣ₁〜ΔＣ₄を算
出し、ステップＳ１６でこれら偏差に基づいて補正量を
算出し、本プログラムを終了する。

【００６０】これにより、ステッピングモータ３ａ〜３
ｄが脱調したり、各ユニットインジェクタ２ａ〜２ｄに
性能上のバラツキが生じても燃料噴射量を所望量に制御
することが可能となる。

【００６１】図７は第２の実施例に係る制御ブロック図
であって、前記時間間隔Ｃ及びアクセル開度θＡＣＣの
変動量に基づいて燃料噴射量を制御している。

【００６２】すなわち、第１の実施例と同様、基本燃料
噴射量算出手段３０で基本燃料噴射量を算出する一方、
ＴＤＣ・ＳＰＬ間演算手段３３でＴＤＣ発生位置とＳＰ
Ｌ発生位置との時間間隔Ｃを算出し、これら時間間隔Ｃ
（電気信号）が第１の変化量算出手段３８に入力され、
前回値と今回値の変化量を算出する。

【００６３】一方、θＡＣＣセンサ２１の出力信号はθ
ＡＣＣ位置演算手段３９に入力されてアクセル開度θＡ
ＣＣの位置が算出され、記憶される。そして、θＡＣＣ
位置演算手段３９からの出力信号は第２の変化量算出手
段４０に入力され、アクセル開度θＡＣＣの前回値と今
回値を算出する。

【００６４】次いで、第１及び第２の変化量算出手段の
出力信号は燃料噴射量補正手段４１に入力され、これら
変化量に基づいて後述する燃料噴射量の補正がなされ
る。

【００６５】次いで、燃料噴射量補正手段４１からの出
力信号は比較手段４２に入力され、所定値記憶手段４３
から出力される所定値と比較される。

【００６６】そして、補正量が所定値以上のときはウォ
ーニングランプ４４に点灯指令が発せられる一方、前記
補正量が所定値以下のときは出力信号が燃料噴射量補正
手段４１にフィードバックされ、噴射量補正手段４１か
ら所定の出力信号がステッピングモータドライバ４を介
してステッピングモータ３ａ〜３ｄに入力され、これら
ステッピングモータ３ａ〜３ｄの回転角を制御する。

【００６７】図８は第２の実施例のフローチャートであ
って、本プログラムはＴＤＣ判別信号の発生と同期して
実行される。

【００６８】まず、ステップＳ３１ではエンジン回転数
ＮＥが所定下限回転数ＮＥ１（例えば、５００ｒｐｍ）
より大きいか否かを判別し、その答が否定（ＮＯ）、す
なわちエンジン回転数ＮＥが所定下限回転数ＮＥ１以下
の低回転のときはそのまま本プログラムを終了する。一
方、その答が肯定（ＹＥＳ）のときはステップＳ３２に
進み、ＴＤＣ判別信号が発生するクランク角度位置（Ｔ
ＤＣ位置）を算出し、さらにステップＳ３３に進んでス
ピル圧が発生するクランク角度位置（ＳＰＬ位置）を算
出する。ここで、ＳＰＬ圧の検出は、第１の実施例と同
様、ノイズや外乱等を考慮して所定値以上のものを検出
し、ＳＰＬ位置はかかる検出結果に基づいて算出する。
次いで、ステップＳ３４でＴＤＣ位置とＳＰＬ位置の時
間間隔Ｃｎを各気筒毎に算出し、次にステップＳ３５に
進んで前回値と今回値の変化量ΔＣｎを算出する。

【００６９】次いで、ステップＳ３６ではアクセル開度
θＡＣＣの前回値と今回値の変化量ΔθＡＣＣを算出
し、ステップＳ３７に進む。ステップＳ３７では前記ア
クセル開度の変化量ΔθＡＣＣが所定微小値ＡＣより大
きいか否かを判別する。そして、その答が否定（ＮＯ）
のときはアクセル開度θＡＣＣの変化量が小さくそのま
ま本プログラムを終了する。一方、ステップＳ３７の答
が肯定（ＹＥＳ）のときは前記時間間隔ΔＣｎが所定微
小値ＴＣより大きいか否かを判別する（ステップＳ３
８）。そして、その答が肯定（ＹＥＳ）のときはそのま
ま本プログラムを終了する。一方、その答が否定（Ｎ
Ｏ）のときはアクセル開度（エンジン負荷）の変化量が
大きいにもかかわらず時間間隔変化量ΔＣｎが小さい場
合であり、燃料噴射量が所望燃料量より増加又は減少し
ていると判断して、かかる増加量又は減少量に応じて補
正量を演算し（ステップＳ３９）、次に前記補正量が所
定補正量を越えたか否かを判別する（ステップＳ４
０）。そして、その答が否定（ＮＯ）のときは本プログ
ラムを終了する一方、その答が肯定（ＹＥＳ）のときは
ウォーニングランプに点灯指令を発して（ステップＳ４
１）本プログラムを終了する。図９は上記第２の実施例
の変形例を示したフローチャートであって、図８の制御
ブロック図において、燃料噴射量補正手段４１と比較手
段４２との間に補正カウントを介在させ、かつ所定値記
憶手段４３に代えて所定カウント値記憶手段を設けたも
のである。

【００７０】すなわち、ステップＳ３１〜Ｓ３８までは
上記図８と同様の処理を行い、次いで、ステップＳ３
９′で所定量補正を行い、ステップＳ４０′でその補正
量をカウントする。そして、ステップＳ４１′ではステ
ップＳ４０′でカウントされた補正カウント値が所定補
正カウント値を越えたか否かを判別する。そして、その
答が否定（ＮＯ）のときは本プログラムを終了する一
方、その答が肯定（ＹＥＳ）のときはウォーニングラン
プに点灯指令を発して（ステップＳ４２′）本プログラ
ムを終了する。

【００７１】このようにアクセル開度の変化量ΔＡＣＣ
とＴＤＣ位置とＳＰＬ位置との時間間隔ΔＣｎの変化量
に基づいてもステッピングモータ３ａ〜３ｄやユニット
インジェクタ２ａ〜２ｄの制御状態を検出することがで
き、該制御状態に応じて燃料噴射量を制御することがで
きる。

【００７２】ところで、上述のようなディーゼルエンジ
ンの燃料噴射制御装置において、燃料ポンプ１５が故障
すると燃料の潤滑が不充分となり、ユニットインジェク
タ２ａ〜２ｂのプランジャ２２が所謂「スティック」を
起こす虞がある。また、圧力調整弁１８が故障すると、
例えば圧力低下によるエンジン性能の低下を惹起する。

【００７３】そこで、上記燃料噴射制御装置では、スピ
ル圧センサ１４の検出値を利用して、これら燃料ポンプ
１５及び圧力調整弁１８の異常を検出している。

【００７４】図１０及び図１１は、上記燃料ポンプ１５
及び圧力調整弁１８の異常を検出する制御手順を示した
フローチャートである。

【００７５】すなわち、図１０は始動前に異常検出を行
う始動前異常検出ルーチンのフローチャートであって、
本プログラムは図示しないイグニッションスイッチの
「ＯＮ」入力と同時に実行される。

【００７６】まず、イグニッションスイッチが「ＯＮ」
してから燃料ポンプ１５の所謂「立上り」が終了するに
足る所定時間をカウントした後（ステップＳ５１）、ス
ピル圧（スピル圧センサ１４で検出される）を入力し
（ステップＳ５２）、次いで、スピル圧が所定値以上か
否かを判別する（ステップＳ５３）。そして、その答が
肯定（ＹＥＳ）のときは燃料ポンプ１５及び圧力調整弁
１８共正常であると判断して本プログラムを終了する。
一方、ステップＳ４３の答が否定（ＮＯ）のときは、ス
ピル圧は所定の下限値以下か否かを判別する（ステップ
Ｓ５４）。そして、その答が否定（ＮＯ）のときは圧力
調整弁１８が故障していると判断して、ウォーニングラ
ンプに点灯指令を発し（ステップＳ５５）、本プログラ
ムを終了する。

【００７７】一方、ステップＳ５４の答が肯定（ＹＥ
Ｓ）のときは、燃料ポンプ１５が故障していると判断し
てエンジンの始動を禁止した後（ステップＳ５６）、ウ
ォーニングランプに点灯指令を発し（ステップＳ５
７）、本プログラムを終了する。

【００７８】これによりエンジンの始動前において、圧
力調整弁１８又は燃料ポンプ１５の異常が検出される。

【００７９】図１１は、エンジン始動後の異常を検出す
る始動後異常検出ルーチンのフローチャートであって、
本プログラムはＴＤＣ信号パルスの発生と同期して実行
される。

【００８０】まず、ステップＳ６１でスピル圧を入力し
た後、スピル圧が所定値以上か否かを判別する（ステッ
プＳ６２）。そして、その答が肯定（ＹＥＳ）のときは
燃料ポンプ１５及び圧力調整弁１８共正常であると判断
して本プログラムを終了する。一方、ステップＳ６２の
答が否定（ＮＯ）のときは、スピル圧は所定下限値以下
か否かを判別する（ステップＳ６３）。そして、その答
が否定（ＮＯ）のときは圧力調整弁１８が故障している
と判断してウォーニングランプに点灯指令を発し（ステ
ップＳ６４）、本プログラムを終了する。

【００８１】一方、ステップＳ６３の答が肯定（ＹＥ
Ｓ）のときは、燃料ポンプ１５が故障していると判断し
てエンジンを停止した後（ステップＳ６４）、ウォーニ
ングランプに点灯指令を発し（ステップＳ６５）、本プ
ログラムを終了する。

【００８２】これにより、運転中においても圧力調整弁
１５又は燃料ポンプ１５の異常が検出される。

【００８３】このように上記実施例によれば、新たな別
個のセンサを設けることなく、スピル圧センサの出力値
に基づいて燃料ポンプ１５及び圧力調整弁１８の異常を
容易に検出することができ、運転者はこれら燃料ポンプ
１５や圧力調整弁１８の異常を迅速に知ることができ
る。

【００８４】

【発明の効果】以上詳述したように本発明に係るディー
ゼルエンジンの燃料噴射制御装置は、ユニットインジェ
クタの燃料導管に設けられたスピル圧を検出するスピル
圧検出手段と、エンジンのクランク軸の回転角度を所定
角度毎に検出するクランク角度検出手段と、該クランク
角度検出手段の検出結果と前記スピル圧検出手段の検出
結果との偏差を算出する偏差算出手段と、前記偏差算出
手段の算出結果と所定基準値とを比較する比較手段とを
備え、前記比較手段の比較結果に応じてアクチュエータ
を制御する制御手段を有しているので、アクチュエータ
に位置センサを設けることなく燃料噴射量を所望量に制
御することができる。

【００８５】具体的には、前記所定基準値は、前記比較
手段により比較対象とされる特定気筒の前記偏差と異な
る気筒の前記偏差である第１の所定基準値とすることに
より、各気筒間の時間間隔のバラツキによってアクチュ
エータの異常が検出され、燃料噴射量を所望量に制御す
ることができる。

【００８６】また、前記所定基準値は、各気筒の前記偏
差の平均値である第２の所定基準値とすることによりユ
ニットインジェクタの性能上のバラツキに起因した燃料
噴射量のバラツキを回避することが可能となり、振動発
生が回避され、商品性、信頼性の向上を図ることができ
る。

【００８７】また、上記燃料噴射制御装置に代えて、ユ
ニットインジェクタの燃料導管に設けられたスピル圧を
検出するスピル圧検出手段と、エンジンのクランク軸の
回転角度を所定角度毎に検出するクランク角度検出手段
と、該クランク角度検出手段の検出結果と前記スピル圧
検出手段の検出結果との偏差を算出する偏差算出手段
と、該偏差算出手段により算出された偏差の変化量を算
出する第１の変化量算出手段と、ディーゼルエンジンの
負荷を検出する負荷状態検出手段と、該負荷状態検出手
段により検出された負荷の変化量を算出する第２２の変
化量算出手段とを備え、前記第１及び第２の変化量算出
手段の算出結果に応じて前記アクチュエータを制御する
制御手段を有することとしても上述と同様の効果を得る
ことができる。

【００８８】具体的には、前記制御手段は、前記第２の
変化量算出手段により算出された変化量が第１の所定値
以上であって且つ前記第１の変化量算出手段により算出
された変化量が第２の所定値以下のときに前記アクチュ
エータの回転補正値を算出する補正手段を有することに
より、エンジン負荷が変動しているにもかかわらず時間
間隔が変動していないときは燃料噴射量の補正を可能と
なり、上述と同様、商品性、信頼性の向上を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るディーゼルエンジンの燃料噴射制
御装置の一実施例を示す概略構成図である。

【図２】ユニットインジェクタの断面図である。

【図３】上記燃料噴射制御装置の制御ブロック図（第１
の実施例）である。

【図４】燃料噴射制御（１）ルーチンのフローチャート
である。

【図５】Ｃ₁補正ルーチンのフローチャートである。

【図６】ＴＤＣ判別信号の発生タイミングとスピル圧の
検出タイミングを示すフローチャートである。

【図７】制御ブロック図の第２の実施例である。

【図８】燃料噴射制御（２）ルーチンのフローチャート
である。

【図９】図８の変動例を示すフローチャートである。

【図１０】始動前異常検出ルーチンのフローチャートで
ある。

【図１１】始動前異常検出ルーチンのフローチャートで
ある。

【符号の説明】

２ユニットインジェクタ３ステッピングモータ９クランク軸１４スピル圧センサ（スピル圧検出手段）２０ＣＲＫセンサ（クランク角度検出手段）２１ θＡＣＣセンサ（負荷状態検出手段）２２プランジャ３３ＴＤＣ・ＳＰＬ間演算手段（偏差算出手段）３５比較手段３６燃料噴射量補正手段（制御手段）３８第１の変化量算出手段４０第２の変化量算出手段４１燃料噴射量補正手段（制御手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定燃料を圧送するプランジャを具備し
たユニットインジェクタと、前記プランジャの圧送スト
ロークを可変にして燃料噴射量を制御するアクチュエー
タとが多気筒ディーゼルエンジンの各気筒毎に設けられ
たディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、前記ユニットインジェクタの燃料導管に設けられたスピ
ル圧を検出するスピル圧検出手段と、エンジンのクラン
ク軸の回転角度を所定角度毎に検出するクランク角度検
出手段と、該クランク角度検出手段の検出結果と前記ス
ピル圧検出手段の検出結果との偏差を算出する偏差算出
手段と、前記偏差算出手段の算出結果と所定基準値とを
比較する比較手段とを備え、前記比較手段の比較結果に応じて前記アクチュエータを
制御する制御手段を有していることを特徴とするディー
ゼルエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項２】前記所定基準値は、前記比較手段により
比較対象とされる特定気筒の前記偏差と異なる気筒の前
記偏差である第１の所定基準値と各気筒の前記偏差の平
均値である第２の所定基準値のうちの少なくともいずれ
か一方を含むことを特徴とする請求項１記載のディーゼ
ルエンジンの燃料噴射制御装置。
【請求項３】所定燃料を圧送するプランジャを具備し
たユニットインジェクタと、前記プランジャの圧送スト
ロークを可変にして燃料噴射量を制御するアクチュエー
タとが多気筒ディーゼルエンジンの各気筒毎に設けられ
たディーゼルエンジンの燃料噴射制御装置において、前記ユニットインジェクタの燃料導管に設けられたスピ
ル圧を検出するスピル圧検出手段と、エンジンのクラン
ク軸の回転角度を所定角度毎に検出するクランク角度検
出手段と、該クランク角度検出手段の検出結果と前記ス
ピル圧検出手段の検出結果との偏差を算出する偏差算出
手段と、該偏差算出手段により算出された偏差の変化量
を算出する第１の変化量算出手段と、ディーゼルエンジ
ンの負荷を検出する負荷状態検出手段と、該負荷状態検
出手段により検出された負荷の変化量を算出する第２の
変化量算出手段とを備え、前記第１及び第２の変化量算出手段の算出結果に応じて
前記アクチュエータを制御する制御手段を有しているこ
とを特徴とするディーゼルエンジンの燃料噴射制御装
置。
【請求項４】前記制御手段は、前記第２の変化量算出
手段により算出された変化量が第１の所定値以上であっ
て且つ前記第１の変化量算出手段により算出された変化
量が第２の所定値以下のときに前記アクチュエータの回
転補正値を算出する補正手段を有していることを特徴と
する請求項３記載のディーゼルエンジンの燃料噴射制御
装置。