JPH09317542A - ディーゼルエンジンの噴射時期制御装置における異常判定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ディーゼルエンジンの噴射時期制御装置におけ
る異常判定の精度を高める。 【解決手段】噴射時期制御装置は、燃料噴射ポンプ32に
よる燃料噴射ノズル21からの燃料の噴射時期がディーゼ
ルエンジン13の運転状態に応じた目標噴射時期となるよ
うにタイマ装置57を制御する。異常判定装置はクランク
角センサ75、回転速度センサ77、電子制御装置（ＥＣ
Ｕ）81等を備える。ＥＣＵ81はセンサ75,77の検出値か
らタイマ装置57による実噴射時期を求める。ＥＣＵ81は
目標噴射時期と実噴射時期との偏差を求め、その偏差が
異常判定値よりも大きくなると噴射時期制御装置に異常
が発生したと判定する。ＥＣＵ81はエンジン13の運転状
態に応じた異常判定を行う。例えば、運転状態が目標噴
射時期の急激に変化する過渡状態か否かを判定し、過渡
状態の場合には異常判定を禁止する。

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
の噴射時期制御装置に異常が発生したか否かを判定する
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ディーゼルエンジンの噴射時期を
制御する装置としては、燃料噴射ポンプによる燃料噴射
ノズルからの燃料の実噴射時期がディーゼルエンジンの
運転状態に応じた目標噴射時期となるように、噴射時期
調整機構を駆動制御するものが知られている。

【０００３】例えば、一本のプランジャを回転させなが
ら往復動させて、ディーゼルエンジンの気筒毎の燃料噴
射ノズルに燃料を分配圧送する、いわゆる分配型の燃料
噴射ポンプには、噴射時期調整機構として以下の構成を
有するものが組み込まれている。この調整機構は、ディ
ーゼルエンジンの運転状態に応じた燃料圧力によって移
動するタイマピストンと、プランジャの周囲で回動する
ことにより同プランジャの往復動のタイミングを変更す
るローラリングと、タイマピストン及びローラリングを
連結するスライドピンと、タイマピストンに加わる油圧
の大きさを調整する電磁弁（タイミングコントロールバ
ルブ）とを備えている。

【０００４】電磁弁は、噴射時期制御装置のコンピュー
タからの指令信号に従い作動する。同電磁弁の開度が変
化すると、タイマピストンに加わる燃料圧力が変化す
る。タイマピストンの往復動にともないスライドピンが
揺動してローラリングが回動する。プランジャの往復動
のタイミングが変更され、燃料噴射ノズルから燃料が噴
射される時期が調整される。

【０００５】さらに、上述した噴射時期制御装置におい
て異常が発生したか否かの判定を行う技術が種々提案さ
れている。例えば、特公平３−１８０２３号公報では、
目標噴射時期と実噴射時期との偏差が予め定めた異常判
定値よりも大きくなったとき、噴射時期制御装置が異常
であると判定している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ディーゼル
エンジンにとって最適な噴射時期（目標噴射時期）は、
エンジン回転速度、エンジン負荷等の運転状態によって
様々に変化する。例えば、急加速時等の過渡状態におい
ては目標噴射時期が急速に変化する。一方、噴射時期調
整機構が作動するときには応答遅れをともなう。これ
は、コンピュータが目標噴射時期に応じた指令信号を出
力してから、プランジャの往復動のタイミングが変化す
るまでには、電磁弁の作動、タイマピストンの移動、ス
ライドピンの揺動、ローラリングの回動等が行われるた
めである。この応答遅れは目標噴射時期が急激に変化す
る程大きくなる。このため、噴射時期調整機構が仮に正
常に作動していても、過渡状態では実噴射時期と目標噴
射時期との偏差が大きくなる。

【０００７】ところが、従来技術では異常判定に際し、
前述した噴射時期調整機構の応答遅れを考慮せずに、デ
ィーゼルエンジンの運転状態にかかわらず、単一の異常
判定値を用いている。このため、例えば過渡状態のとき
には、実際は正常であっても異常と誤判定するおそれが
あった。

【０００８】本発明は前述した事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は噴射時期制御装置の異常判定の精
度を高めることであり、特にディーゼルエンジンの過渡
状態のときに噴射時期調整機構の応答遅れにより目標噴
射時期と実噴射時期との偏差が大きくなった場合でも、
噴射時期制御装置が異常であるかどうかを精度よく検出
することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に記載の第１の発明は、燃料噴射ポンプによ
る燃料噴射ノズルからの燃料の噴射時期がディーゼルエ
ンジンの運転状態に応じた目標噴射時期となるように噴
射時期調整機構を制御する噴射時期制御装置に用いられ
るものであって、前記噴射時期調整機構による実噴射時
期を検出する実噴射時期検出手段と、前記目標噴射時期
又はその目標噴射時期に基づく予想実噴射時期と、前記
実噴射時期検出手段による実噴射時期との偏差を求め、
その偏差が異常判定値よりも大きくなると前記噴射時期
制御装置に異常が発生したと判定する異常判定手段とを
備え、前記異常判定手段にディーゼルエンジンの運転状
態に応じた判定を行わせるようにしている。

【００１０】上記第１の発明によると、実噴射時期検出
手段は噴射時期調整機構による実噴射時期を検出する。
異常判定手段は目標噴射時期又はその目標噴射時期に基
づく予想実噴射時期と前記実噴射時期との偏差を求め、
この偏差が異常判定値よりも大きくなると噴射時期制御
装置が異常であると判定する。この際、異常判定手段は
ディーゼルエンジンの運転状態に応じた判定を行う。従
って、噴射時期調整機構の応答遅れの程度は機関運転状
態によって異なるが、その応答遅れを考慮した異常判定
が可能となる。

【００１１】特に、噴射時期調整機構の応答遅れを考慮
して予想実噴射時期を求め、この時期と実噴射時期との
偏差を用いて過渡状態での異常判定を行えば、単に目標
噴射時期と実噴射時期との偏差を用いて異常判定を行う
場合よりも判定の精度が向上する。

【００１２】請求項２に記載の第２の発明では、第１の
発明の構成に加え、前記異常判定手段はディーゼルエン
ジンの運転状態が、前記目標噴射時期の急激に変化する
過渡状態か否かを判定し、過渡状態の場合には異常判定
を禁止するものである。

【００１３】ここで、ディーゼルエンジンが過渡状態で
あるときには、噴射時期調整機構の応答遅れが大きくな
り、目標噴射時期と実噴射時期との偏差が大きくなる。
しかし、第２の発明では異常判定が強制的に禁止され
る。従って、前記偏差が応答遅れにより異常判定値より
も大きくなっても、異常と判定されることはない。

【００１４】請求項３に記載の第３の発明では、第１の
発明の構成に加え、前記異常判定手段はディーゼルエン
ジンの運転状態が、前記目標噴射時期の急激に変化する
過渡状態か否かを判定し、過渡状態の場合には定常状態
よりも前記異常判定値を大きくするものである。

【００１５】上記第３の発明によると、過渡状態のとき
には定常状態よりも大きな異常判定値が用いられる。換
言すると、定常状態のときには、その状態に適した異常
判定値を用いた異常判定がなされ、過渡状態のときに
は、その状態に適した異常判定値を用いた異常判定がな
される。従って、過渡状態の場合には噴射時期調整機構
の応答遅れが大きくなり、同機構が正常に作動していて
も目標噴射時期と実噴射時期との偏差が定常状態の場合
よりも大きくなるが、異常判定値が大きくされたこと
で、異常と誤判定されにくくなる。このように定常状態
であっても過渡状態であっても精度よく異常の判定が行
われる。

【００１６】請求項４に記載の第４の発明では、第３の
発明の構成に加え、前記異常判定手段は前記異常判定値
として前記目標噴射時期の変化の程度に応じた値を設定
するものである。

【００１７】第４の発明では、異常判定値が目標噴射時
期の変化の程度に応じた値に設定される。このため、一
般的には目標噴射時期が急激に変化するほど噴射時期調
整機構の応答遅れが大きくなり、同目標噴射時期と実噴
射時期との偏差が大きくなるが、その目標噴射時期の変
化の程度に適した異常判定値との比較によって異常判定
が行われることとなる。一つの異常判定値によって過渡
状態での異常判定を行う場合に比べ、判定の精度が向上
する。

【００１８】また、他の手段により過渡状態を検出する
のではなく、応答遅れに直接関係する目標噴射時期の変
化によって過渡状態を検出する構成となるため、この点
においても異常判定の精度が向上する。

【００１９】請求項５に記載の第５の発明では、第１の
発明の構成に加え、前記噴射時期調整機構は燃料の圧力
を利用してハウジング内のピストンを移動させて燃料の
噴射時期を調整するものであり、前記異常判定手段は異
常判定に際し燃料温度を考慮するものである。この考慮
としては、例えば予想実噴射時期、異常判定値、偏差等
として燃料温度に応じた値を用いることが挙げられる。

【００２０】上記第５の発明によると、燃料温度に応じ
て燃料の粘性が変化し、ハウジングとピストンとの間を
通過する燃料のリーク量が変化する。ピストンに作用す
る燃料の圧力等が変化し、噴射時期調整機構の応答遅れ
に影響を及ぼす。しかし、異常判定手段による異常判定
に際しては燃料温度が考慮される。このため、燃料温度
による前記応答遅れに対する影響があっても、その影響
を排除した異常判定が可能となり、判定の精度が高めら
れる。

【００２１】請求項６に記載の第６の発明では、第１の
発明の構成に加え、前記燃料噴射ポンプは、回動可能に
配置された駆動カムと、同駆動カムに接触した状態でプ
ランジャと一体回転する従動カムとを有し、同従動カム
の回転をともなう往復動によりプランジャを往復動させ
て燃料を吸入及び加圧し、加圧された燃料を前記燃料噴
射ノズルに供給するものであり、前記噴射時期調整機構
は、往復動可能に設けられたピストンと、同ピストン及
び前記駆動カムを連結する連結部材とを備え、燃料の圧
力に応じてピストンを移動させて駆動カムを回動させる
ことにより前記プランジャの往復動のタイミングを変更
させ、前記燃料噴射ノズルからの燃料の噴射時期を調整
するものであり、前記異常判定手段は異常判定に際し、
前記従動カムが駆動カムに乗り上げるときに連結部材を
介してピストンに作用する力を考慮するものである。こ
の考慮としては、例えば予想実噴射時期、異常判定値、
偏差等として前記力に応じた値を用いることが挙げられ
る。

【００２２】上記第６の発明によると、従動カムが駆動
カムに乗り上げる際には、その従動カムから駆動カムに
力が作用する。同力は連結部材を介してピストンに作用
し、噴射時期調整機構の応答遅れに影響を及ぼす。しか
し、異常判定手段による異常判定に際しては、従動カム
の駆動カムに対する乗り上げにともなう力が考慮され
る。このため、前記力による前記応答遅れに対する影響
があっても、その影響を排除した異常判定が可能とな
り、判定の精度が高められる。

【００２３】

【発明の実施の形態】

（第１の実施の形態）以下、第１，２の発明を具体化し
た第１の実施の形態を図１〜図３に従って説明する。

【００２４】図１に示すように、車両には、シリンダブ
ロック１１及びシリンダヘッド１２を備えたディーゼル
エンジン（以下単に「エンジン」という）１３が搭載さ
れている。シリンダブロック１１には複数のシリンダボ
ア１４が設けられ、各ボア１４内にピストン１５が往復
動可能に収容されている。各ピストン１５はコネクティ
ングロッド１６を介しクランク軸１７に連結されてい
る。各ピストン１５の往復運動は、コネクティングロッ
ド１６及びクランク軸１７によって回転運動に変換され
る。

【００２５】シリンダヘッド１２及び各ピストン１５間
には主燃焼室１８が形成されている。シリンダヘッド１
２には副燃焼室１９が主燃焼室１８に連通した状態で設
けられ、その副燃焼室１９に燃料噴射ノズル２１の先端
が露出している。シリンダヘッド１２には、主燃焼室１
８に連通する吸気ポート（図示略）及び排気ポート２２
がそれぞれ設けられている。これらのポート２２を開放
及び閉鎖するために、シリンダヘッド１２には吸気バル
ブ（図示略）及び排気バルブ２３がそれぞれ往復動可能
に支持されている。

【００２６】吸気ポートには主燃焼室１８にエンジン１
３外部の空気を導くための吸気通路２４が接続され、そ
の途中にメインバルブ２５が支持されている。同バルブ
２５は運転者によるアクセルペダル２６の踏み込み動作
により回動し、吸気通路２４を流れる空気の量を調整す
る。吸気通路２４にはメインバルブ２５を迂回するバイ
パス路２７が設けられており、その途中にサブバルブ２
８が支持されている。サブバルブ２８は、二段式のダイ
ヤフラム室を有するアクチュエータ２９によって開閉さ
れる。排気ポート２２には、主燃焼室１８での燃焼ガス
をエンジン１３外部へ導くための排気通路３１が接続さ
れている。

【００２７】上記エンジン１３においては、空気がシリ
ンダボア１４内に吸入されて燃焼ガスが排出されるまで
の期間、すなわち、１サイクルの間に、ピストン１５が
２往復してクランク軸１７が２回転する。このサイクル
は吸気行程、圧縮行程、爆発行程及び排気行程の４つの
行程からなる。

【００２８】吸気行程ではピストン１５が下降するとと
もに吸気バルブが開かれる。排気バルブ２３は閉じられ
ている。ピストン１５の下降にともなう負圧により、エ
ンジン１３外部の空気が吸気通路２４、バイパス路２
７、メインバルブ２５、サブバルブ２８等を通じてシリ
ンダボア１４内に吸引される。圧縮行程ではピストン１
５が上昇する。このとき、吸気バルブ、排気バルブ２３
がともに閉じられているため、前記吸気行程でシリンダ
ボア１４内に吸入された空気が圧縮されて、高圧、高温
となる。爆発行程では、燃料噴射ノズル２１が開かれて
副燃焼室１９に燃料が霧状に噴射される。この燃料は燃
焼室１８，１９内の高温、高圧の空気と混ざり合い、自
己燃焼を起こして急激に燃焼する。この際の発熱エネル
ギーによりピストン１５が下降する。排気行程では排気
バルブ２３が開かれるとともにピストン１５が上昇す
る。この上昇により燃焼ガスがシリンダボア１４から押
し出される。同ガスは排気ポート２２、排気通路３１を
通り、エンジン１３外部へ排出される。

【００２９】次に、前記燃料噴射ノズル２１に高圧燃料
を供給する燃料噴射ポンプ３２について説明する。ここ
では、１本のプランジャ４２を回転させながら往復動さ
せて、各燃料噴射ノズル２１に燃料を分配圧送する、い
わゆる分配型燃料噴射ポンプ３２が用いられている。同
ポンプ３２にはドライブシャフト３３が回転可能に支持
されており、そのシャフト３３の先端（図の左端）にド
ライブプーリ３４が取り付けられている。ドライブプー
リ３４及び前記クランク軸１７にはベルト等が掛装され
ており、これらのドライブプーリ３４、ベルト等により
クランク軸１７の回転がドライブシャフト３３に伝達さ
れる。

【００３０】燃料噴射ポンプ３２内において、ドライブ
シャフト３３上にはべーン式ポンプよりなる燃料フィー
ドポンプ（図では９０度展開されている）３５が設けら
れている。ドライブシャフト３３の基端部（図の右端
部）には円板状のパルサ３６が取り付けられている。ド
ライブシャフト３３の基端部は図示しないカップリング
を介してカムプレート３７に接続されている。

【００３１】パルサ３６とカムプレート３７との間には
燃料噴射時期の変化に応じて回動するローラリング３８
が設けられ、同カムプレート３７のカムフェイス３７ａ
に対向する複数のカムローラ３９がローラリング３８の
円周に沿って取り付けられている。カムフェイス３７ａ
はエンジン１３の気筒数と同数だけ設けられている。カ
ムプレート３７はスプリング４１によって付勢され常に
カムローラ３９に係合している。本実施の形態では、ロ
ーラリング３８及びカムローラ３９によって駆動カムが
構成され、カムプレート３７によって従動カムが構成さ
れている。

【００３２】カムプレート３７には燃料加圧用のプラン
ジャ４２が一体回転可能に取り付けられている。ドライ
ブシャフト３３の回転力は図示しないカップリングを介
してカムプレート３７に伝達される。この伝達により、
カムプレート３７が回転しながらカムローラ３９に係合
して、気筒数と同数回だけ図中左右方向へ往復動する。
この往復動にともないプランジャ４２が回転しながら同
方向へ往復動する。つまり、カムフェイス３７ａがカム
ローラ３９に乗り上げる過程でプランジャ４２が往動
（リフト）し、その逆にカムフェイス３７ａがカムロー
ラ３９を乗り下げる過程でプランジャ４２が復動する。

【００３３】プランジャ４２はポンプハウジング４３に
形成されたシリンダ４４に嵌挿されており、そのプラン
ジャ４２の先端面とシリンダ４４の内底面との間に高圧
室４５が形成されている。プランジャ４２の先端部外周
には、エンジン１３の気筒数と同数の吸入溝４６と分配
ポート４７とが形成されている。これらの吸入溝４６及
び分配ポート４７に対応して、ポンプハウジング４３に
は分配通路４８及び吸入ポート４９が形成されている。

【００３４】そして、ドライブシャフト３３が回転して
燃料フィードポンプ３５が作動することにより、図示し
ない燃料タンク内の燃料が、燃料供給ポート５１を介し
てポンプ室５２へ供給される。プランジャ４２が復動さ
れて高圧室４５が減圧される吸入行程中に、吸入溝４６
の一つが吸入ポート４９に連通することにより、ポンプ
室５２内の燃料が高圧室４５内へ導入される。一方、プ
ランジャ４２が往動されて高圧室４５が加圧される圧縮
行程中には、燃料が分配通路４８から各燃料噴射ノズル
２１へ圧送される。

【００３５】ポンプハウジング４３には、高圧室４５と
ポンプ室５２とを連通させる燃料溢流（スピル）用のス
ピル通路５３が形成されている。スピル通路５３の途中
には、高圧室４５からの燃料のスピルを調整する電磁ス
ピル弁５４が設けられている。電磁スピル弁５４はコイ
ル５５を有する常開型の弁であり、同コイル５５が無通
電（オフ）の状態では弁体５６が開放されて高圧室４５
内の燃料がポンプ室５２へスピルされる。また、コイル
５５が通電（オン）されることにより、弁体５６が閉鎖
されて高圧室４５からポンプ室５２への燃料のスピルが
止められる。

【００３６】従って、電磁スピル弁５４の通電時間を変
化させることにより、同弁５４が閉弁・開弁制御され、
高圧室４５からポンプ室５２への燃料のスピルが調整さ
れる。そして、プランジャ４２の圧縮行程中に電磁スピ
ル弁５４を開弁させることにより、高圧室４５内におけ
る燃料が減圧されて、燃料噴射ノズル２１からの燃料噴
射が停止される。つまり、プランジャ４２が往動して
も、電磁スピル弁５４が開弁している間は高圧室４５内
の燃料圧力が上昇せず、各燃料噴射ノズル２１から燃料
が噴射されない。プランジャ４２の往動中に、電磁スピ
ル弁５４の閉弁・開弁の時期を制御することにより、燃
料噴射ノズル２１からの燃料の噴射終了時期が変更され
て燃料噴射量が調整される。

【００３７】ポンプハウジング４３の下側には、燃料の
噴射時期を変更するための噴射時期調整機構としてのタ
イマ装置（図では９０度展開されている）５７が設けら
れている。タイマ装置５７は、ドライブシャフト３３の
回転方向に対するローラリング３８の位置を変更するこ
とにより、カムフェイス３７ａがカムローラ３９に係合
する時期、すなわちカムプレート３７及びプランジャ４
２の往復駆動時期を変更する。

【００３８】タイマ装置５７は制御油圧により駆動され
るものであり、タイマハウジング５８、その内部に往復
動可能に嵌装されたタイマピストン５９、タイマハウジ
ング５８内の一側（図の左側）の低圧室６１にてタイマ
ピストン５９を他側（図の右側）の高圧室６２へ付勢す
るタイマスプリング６３等から構成されている。タイマ
ピストン５９は連結部材としてのスライドピン６４を介
してローラリング３８に接続されている。

【００３９】前記高圧室６２には、燃料フィードポンプ
３５により加圧された燃料が導入される。そして、その
燃料圧力とタイマスプリング６３の付勢力との釣り合い
関係によってタイマピストン５９の位置が決定される。
これにともないローラリング３８の位置が決定され、カ
ムプレート３７を介してプランジャ４２の往復動タイミ
ングが決定される。本実施の形態では、高圧室６２内の
燃料圧力が上昇してタイマピストン５９が低圧室６１側
へ移動すると、噴射時期が遅らされるように設定されて
いる。

【００４０】タイマ装置５７の制御油圧として作用する
燃料圧力を調整するために、高圧室６２と低圧室６１と
が連通路６６によって連通され、その途中にタイミング
コントロールバルブ（以下「ＴＣＶ」という）６５が設
けられている。ＴＣＶ６５は、デューティ制御された通
電信号によって開閉制御される電磁弁であり、同ＴＣＶ
６５の開度調整によって高圧室６２内の燃料圧力が調整
される。その調整によってタイマピストン５９が移動
し、プランジャ４２の往復動時期が変更され、各燃料噴
射ノズル２１からの燃料の噴射時期が調整される。

【００４１】ところで、車両の室内前部にはインストル
メントパネル（図示略）が設けられており、ここに故障
表示ランプ６７が組み込まれている。同ランプ６７は噴
射時期制御装置の正常作動時に消灯させられ、異常時に
点灯させられる。

【００４２】エンジン１３の運転状態を検出するため
に、吸気温センサ７１、アクセル開度センサ７２、吸気
圧センサ７３、水温センサ７４及びクランク角センサ７
５が用いられている。吸気温センサ７１は吸気通路２４
を流れる空気の温度（吸気温度ＴＨＡ）を検出し、アク
セル開度センサ７２はメインバルブ２５の開閉位置から
エンジン１３の負荷に相当するアクセル開度ＡＣＣＰを
検出する。吸気圧センサ７３は吸気ポートの近傍の圧力
（吸気圧力ＶＰＩＭ）を検出し、水温センサ７４は冷却
水の温度（冷却水温ＴＨＷ）を検出する。クランク角セ
ンサ７５は実噴射時期検出手段の一部を構成するもので
あり、クランク軸１７の回転に同期し、特定気筒のピス
トン１５が上死点に達したときにクランク角パルスを出
力する。

【００４３】車両の走行状態を検出するために、図示し
ないトランスミッションには車速センサ７６が設けられ
ている。同センサ７６は、トランスミッションのギアの
回転によって回されるマグネット７６ａによりリードス
イッチ７６ｂをオン・オフさせて車両速度（車速）ＳＰ
を検出する。

【００４４】燃料噴射ポンプ３２の作動状態を検出する
ために、回転速度センサ７７及び燃温センサ７８が用い
られている。回転速度センサ７７は実噴射時期検出手段
の一部を構成するものであり、前記ローラリング３８の
上部に配置されている。同センサ７７は電磁ピックアッ
プコイルよりなり、パルサ３６の外周面に形成された突
起部が横切る度にポンプ角パルスを出力する。このパル
ス信号から燃料噴射ポンプ３２の回転速度、すなわちク
ランク軸１７の時間当たりの回転数（エンジン回転速度
ＮＥ）が検出可能である。なお、回転速度センサ７７は
前記ローラリング３８と一体であるため、タイマ装置５
７の制御動作に関わりなく、プランジャ４２のリフト動
作に対して一定のタイミングで基準となる信号を出力す
る。

【００４５】また、燃温センサ７８はポンプハウジング
４３に取り付けられている。同センサ７８は、温度によ
って電気抵抗値が大きく変化するサーミスタを内蔵して
おり、エンジン１３に供給される燃料の温度（燃料温
度）ＴＨＦの変化を、サーミスタの電気抵抗値の変化で
もって検出する。

【００４６】上述した各種センサ７１〜７８の検出信号
に基づき電磁スピル弁５４、ＴＣＶ６５及び故障表示ラ
ンプ６７を駆動制御するために、電子制御装置（以下
「ＥＣＵ」という）８１が設けられている。図２に示す
ように、ＥＣＵ８１は中央処理装置（ＣＰＵ）８２、所
定の制御プログラム、マップ等を予め記憶した読み出し
専用メモリ（ＲＯＭ）８３、ＣＰＵ８２の演算結果等を
一時記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８４、
予め記憶されたデータを保存するバックアップＲＡＭ８
５を備えている。これら各部材８２〜８５と入力ポート
８６及び出力ポート８７とはバス８８によって接続され
ている。

【００４７】前述した吸気温センサ７１、アクセル開度
センサ７２、吸気圧センサ７３、水温センサ７４及び燃
温センサ７８はそれぞれバッファ８９，９０，９１，９
２，９３、マルチプレクサ９４及びＡ／Ｄ変換器９５を
介して入力ポート８６に接続されている。クランク角セ
ンサ７５、車速センサ７６及び回転速度センサ７７は、
波形整形回路９６を介して入力ポート８６に接続されて
いる。ＣＰＵ８２は各センサ７１〜７８の検出信号を入
力ポート８６を介して読み込む。

【００４８】また、電磁スピル弁５４、ＴＣＶ６５及び
故障表示ランプ６７は、それぞれ駆動回路９７，９８，
９９を介して出力ポート８７に接続されている。ＣＰＵ
８２は前記入力ポート８６を介して読み込んだ入力値に
基づき、電磁スピル弁５４、ＴＣＶ６５及び故障表示ラ
ンプ６７をそれぞれ制御する。

【００４９】次に、前記のように構成された本実施の形
態の作用及び効果について説明する。図３のフローチャ
ートは、ＣＰＵ８２によって実行される各処理のうち、
燃料の噴射時期を制御するためのルーチンを示してお
り、所定のタイミングで実行される。

【００５０】このルーチンの処理が開始されると、ＣＰ
Ｕ８２はまずステップ１１０において、ディーゼルエン
ジン１３の運転状態を検出する。例えば、回転速度セン
サ７７によるエンジン回転速度ＮＥ、アクセル開度セン
サ７２によるアクセル開度ＡＣＣＰ、水温センサ７４に
よる冷却水温ＴＨＷ等を読み込む。

【００５１】続いて、ステップ１２０においてエンジン
１３の運転状態に応じた目標噴射時期ＡＴＲＧi を算出
する。詳しくは、マップ又は所定の演算式に従い、前記
エンジン回転速度ＮＥ及びアクセル開度ＡＣＣＰ（エン
ジン負荷）に応じた基本噴射時期を求める。この値を冷
却水温ＴＨＷ等によって補正し、その補正値を目標噴射
時期ＡＴＲＧi として設定する。このようにして得られ
た目標噴射時期ＡＴＲＧi にはタイマ装置５７の応答遅
れは考慮されていない。

【００５２】ステップ１３０において実噴射時期ＡＡＣ
Ｔi を算出する。詳しくは、クランク角センサ７５から
出力されるクランク角パルスと、回転速度センサ７７か
ら出力されるポンプ角パルスとを読み込む。両パルスに
基づきタイマ装置５７の位相を検出し、そのときの実噴
射時期ＡＡＣＴi を推定する。

【００５３】ステップ１４０において、エンジン１３の
運転状態が過渡状態であるか否かを判定する。例えば、
ポンプ角パルスに基づくエンジン回転速度ＮＥの変化率
（単位時間当たりの変化量）が所定範囲から外れている
か否かを判定し、外れている場合には過渡状態であると
し、所定範囲内にある場合には定常状態であるとする。
ここで、定常状態の場合には、タイマ装置５７の応答遅
れが小さいので、噴射時期制御装置が正常に機能してい
るのであれば、実噴射時期ＡＡＣＴi は目標噴射時期Ａ
ＴＲＧi に近い値となる。過渡状態の場合には、タイマ
装置５７の応答遅れが大きいので、噴射時期制御装置が
正常に作動していても実噴射時期ＡＡＣＴi が目標噴射
時期ＡＴＲＧi に収束するのに時間を要し、一時的に両
噴射時期ＡＡＣＴi ，ＡＴＲＧi の偏差が大きくなる。

【００５４】前記ステップ１４０の判定条件が満たされ
ていなければ、すなわち定常状態であればステップ１５
０へ移行し、目標噴射時期ＡＴＲＧi と実噴射時期ＡＡ
ＣＴi との偏差を求め、その絶対値が予め設定された異
常判定値ＴｈＡよりも大きいか否かを判定する。この判
定条件が満たされていなければ（｜ＡＴＲＧi −ＡＡＣ
Ｔi ｜≦ＴｈＡ）、定常状態において噴射時期制御装置
が正常に作動していると判断し、ステップ１６０におい
て噴射時期のフィードバック制御を行う。

【００５５】詳しくは、ＡＴＲＧi ＞ＡＡＣＴi であれ
ば実際の噴射時期を早めるようにＴＣＶ６５に対するデ
ューティ比を変更し、ＡＴＲＧi ＜ＡＡＣＴi であれば
実際の噴射時期を遅らせるようにＴＣＶ６５に対するデ
ューティ比を変更し、ＡＴＲＧi ＝ＡＡＣＴi であれば
そのときのデューティ比を保持する。このようにタイマ
装置５７による実噴射時期ＡＡＣＴi が目標噴射時期Ａ
ＴＲＧi に一致するように、ポンプ角パルス及びクラン
ク角パルスによりタイマ装置５７の動作を監視しつつＴ
ＣＶ６５をデューティ比制御する。

【００５６】これに対し、ステップ１５０の判定条件が
満たされていれば（｜ＡＴＲＧi −ＡＡＣＴi ｜＞Ｔｈ
Ａ）、噴射時期制御装置に何らかの異常が発生してい
て、ＴＣＶ６５を制御しても実噴射時期ＡＡＣＴi を目
標噴射時期ＡＴＲＧi に一致させることが困難であると
判断し、ステップ１７０においてフェイル時用の噴射時
期制御を行う。例えば、前述したステップ１６０での噴
射時期のフィードバック制御を中止し、実噴射時期ＡＡ
ＣＴi を、不具合を生じないような遅角側の一定値に保
持する。これに代えて、フィードバック制御は継続する
ものの、目標噴射時期ＡＴＲＧi にガードをかけ（制限
を付し）、実噴射時期ＡＡＣＴi がエンジン１３に不具
合を生じさせるような極端に大きな値又は極端に小さな
値になるのを防止するようにしてもよい。

【００５７】なお、定常状態において実噴射時期ＡＡＣ
Ｔi が目標噴射時期ＡＴＲＧi に収束しなくなる原因と
しては、例えば回転速度センサ７７やＴＣＶ６５の故
障、油圧回路での堆積物による目詰まり等が考えられ
る。

【００５８】そして、ステップ１８０において異常モー
ドを設定するとともに故障表示ランプ６７を点灯させ
て、このルーチンを終了する。一方、前記ステップ１４
０の判定条件が満たされていると、すなわちエンジン１
３が過渡状態であると、仮に前記ステップ１５０での異
常判定値ＴｈＡを用いて異常判定を行えば、タイマ装置
５７の応答遅れにより目標噴射時期ＡＴＲＧiと実噴射
時期ＡＡＣＴi との偏差が同判定値ＴｈＡよりも大きく
なり、噴射時期制御装置が正常に作動していても異常と
判定するおそれがあると判断する。そして、ステップ１
５０〜１８０の処理を行うことなく、このルーチンを終
了する。換言すると、過渡状態では異常判定を禁止す
る。

【００５９】本実施の形態においては、上述したＣＰＵ
８２によるステップ１３０の処理が実噴射時期検出手段
に相当し、ステップ１４０，１５０，１６０，１７０の
処理が異常判定手段に相当する。

【００６０】このように第１の実施の形態では、エンジ
ン１３の運転状態に応じた異常判定が行われる。このた
め、過渡状態ではタイマ装置５７が正常に作動していて
も応答遅れが大きくなり、目標噴射時期ＡＴＲＧi と実
噴射時期ＡＡＣＴi との偏差が大きくなるが、その応答
遅れを考慮した異常判定がなされ、判定の精度が向上す
る。すなわち、定常状態では従来技術と同様な異常判定
が行われるが、誤判定のおそれのある過渡状態では異常
判定が行われないので、同過渡状態において偏差が異常
判定値ＴｈＡよりも大きくなっても、異常と誤判定され
ることはない。

【００６１】本実施の形態は前述した事項以外にも次に
示す特徴を有する。 （ａ）過渡状態での異常判定を禁止し、定常状態のとき
にのみ異常判定を行うようにしたので、過渡時用の異常
判定値ＴｈＡを別途設定しなくてすむ。 （第２の実施の形態）次に、第１，３の発明を具体化し
た第２の実施の形態を図４に従って説明する。図４は、
前述した図３に対応する噴射時期制御ルーチンを示して
いる。本実施の形態は、過渡状態でも異常判定を行う点
と、過渡状態と定常状態とで異常判定値ＴｈＡを異なら
せている点とが第１の実施の形態と大きく異なってい
る。なお、図４において図３と同一の処理には同一のス
テップ数を付して、詳しい説明を省略する。また、エン
ジン１３やその周辺機器の構成は第１の実施の形態と同
様であるので、ここではその説明を省略する。

【００６２】図４の噴射時期制御ルーチンが開始される
と、ＣＰＵ８２はステップ１１０で、各センサ７７，７
２，７４によるエンジン回転速度ＮＥ、アクセル開度Ａ
ＣＣＰ、冷却水温ＴＨＷ等を読み込む。ステップ１２０
でエンジン１３の運転状態に応じた目標噴射時期ＡＴＲ
Ｇi を算出し、ステップ１３０で実噴射時期ＡＡＣＴi
を算出する。ステップ１４０で、エンジン１３の運転状
態が過渡状態であるか否かを判定する。

【００６３】この判定条件が満たされていなければ、す
なわち定常状態であればステップ１４１へ移行し、定常
時用の判定値Ｔｈｓ（＞０）を異常判定値ＴｈＡとして
設定する。これに対し、ステップ１４０の判定条件が満
たされていれば、すなわち過渡状態であればステップ１
４２へ移行し、過渡時用の判定値Ｔｈｔ（＞Ｔｈｓ）を
異常判定値ＴｈＡとして設定する。ここで、判定値Ｔｈ
ｓ，Ｔｈｔは、いずれも予め定められてＲＯＭ８３に記
憶されている。このように、過渡状態では定常状態に比
べてタイマ装置５７の応答遅れが大きくなることを考慮
して、定常状態での値Ｔｈｓも大きな値Ｔｈｔを異常判
定値ＴｈＡとして設定する。なお、判定値Ｔｈｓを
「０」よりも大きな値としているのは、実噴射時期ＡＡ
ＣＴi が目標噴射時期ＡＴＲＧi に収束した状態におい
ても、実際には実噴射時期ＡＡＣＴiが目標噴射時期Ａ
ＴＲＧi を中心とするある程度の範囲の中で変動するか
らであり、この変動を異常と判定しないようにするため
である。

【００６４】このようにステップ１４１又は１４２で異
常判定値ＴｈＡを設定すると、ステップ１５０におい
て、目標噴射時期ＡＴＲＧi と実噴射時期ＡＡＣＴi と
の偏差の絶対値が異常判定値ＴｈＡよりも大きいか否か
を判定する。この判定条件が満たされていなければ（｜
ＡＴＲＧi −ＡＡＣＴi ｜≦ＴｈＡ）、噴射時期制御装
置が正常に作動していると判断し、ステップ１６０にお
いて噴射時期のフィードバック制御を行い、このルーチ
ンを終了する。これに対し、ステップ１５０の判定条件
が満たされていれば（｜ＡＴＲＧi −ＡＡＣＴi ｜＞Ｔ
ｈＡ）、噴射時期制御装置が異常であると判断し、ステ
ップ１７０においてフェイル時用の噴射時期制御を行
う。ステップ１８０で異常モードを設定するとともに故
障表示ランプ６７を点灯させて、このルーチンを終了す
る。

【００６５】本実施の形態ではＣＰＵ８２によるステッ
プ１３０の処理が実噴射時期検出手段に相当し、ステッ
プ１４０，１４１，１４２，１５０，１６０，１７０の
処理が異常判定手段に相当する。

【００６６】このように第２の実施の形態では、エンジ
ン１３の過渡状態のときには定常状態のときよりも大き
な異常判定値ＴｈＡが用いられる。換言すると、定常状
態では、その状態に適した異常判定値ＴｈＡ（＝Ｔｈ
ｓ）を用いた異常判定がなされる。過渡状態では、その
状態に適した異常判定値ＴｈＡ（＝Ｔｈｔ）を用いた異
常判定がなされる。すなわち、過渡状態の場合にはタイ
マ装置５７の応答遅れが大きくなり、同装置５７が正常
に作動していても目標噴射時期ＡＴＲＧi と実噴射時期
ＡＡＣＴi との偏差が定常状態の場合よりも大きくなる
が、異常判定値ＴｈＡが大きくされたことで、異常と誤
判定されにくくなり、判定の精度が向上する。

【００６７】本実施の形態は前述した事項以外にも次に
示す特徴を有する。 （ａ）定常状態及び過渡状態を含む全運転領域にわた
り、一つの異常判定値によって異常判定を行う従来技術
では、エンジンの過渡状態において正常であるにもかか
わらず異常と判定する不具合を回避しようとすると、同
異常判定値を大きな値に設定することになる。すると、
過渡状態のときにも異常判定を判定できる反面、定常状
態において実噴射時期が目標噴射時期に収束しないよう
なときに異常と判定できなくなる。

【００６８】これに対し、本実施の形態では二つの判定
値Ｔｈｓ，Ｔｈｔを予め設定しておき、エンジン１３の
運転状態に応じていずれか一方を選択し、これを異常判
定値ＴｈＡとしている。定常状態では比較的小さな判定
値Ｔｈｓを異常判定値ＴｈＡとして用いることにより、
実噴射時期ＡＡＣＴi が目標噴射時期ＡＴＲＧi に収束
しない異常を検出できる。過渡状態では前記判定値Ｔｈ
ｓよりも大きな判定値Ｔｈｔを異常判定値ＴｈＡとして
用いることにより、実噴射時期ＡＡＣＴi を目標噴射時
期ＡＴＲＧi に収束させることはできるものの応答が遅
くなっている異常を検出することができる。このように
二種類の異常を検出することが可能である。 （第３の実施の形態）次に、第１，３，４の発明を具体
化した第３の実施の形態を図５，６に従って説明する。
図５は前述した図４に対応する噴射時期制御ルーチンを
示している。本実施の形態は、目標噴射時期ＡＴＲＧi
の変化率に応じて異常判定値ＴｈＡを異ならせている点
が第２の実施の形態と大きく異なっている。なお、図５
において図４と同一の処理には同一のステップ数を付し
て、詳しい説明を省略する。また、エンジン１３やその
周辺機器の構成は第１の実施の形態と同様であるので、
ここではその説明を省略する。

【００６９】この噴射時期制御ルーチンが開始される
と、ＣＰＵ８２はステップ１１０で、各センサ７７，７
２，７４によるエンジン回転速度ＮＥ、アクセル開度Ａ
ＣＣＰ、冷却水温ＴＨＷ等を読み込む。ステップ１１５
において、前回の制御周期で記憶した目標噴射時期ＡＴ
ＲＧi-1 を読み出す。ステップ１２０で今回の目標噴射
時期ＡＴＲＧi を算出し、ステップ１３０で実噴射時期
ＡＡＣＴi を算出する。

【００７０】次に、ステップ１４３において、目標噴射
時期の変化率ΔＡＴＲＧを算出する。ここでは、今回の
目標噴射時期ＡＴＲＧi と前回の目標噴射時期ＡＴＲＧ
i-1との偏差を求め、これを変化率ΔＡＴＲＧとする。

【００７１】ステップ１４４において、図６に示すマッ
プを参照して異常判定値ＴｈＡを算出する。このマップ
には、変化率ΔＡＴＲＧに対する異常判定値ＴｈＡが、
次のような関係をなすように予め規定されている。変化
率ΔＡＴＲＧが「０」よりも若干小さな任意の値をａと
し、「０」よりも若干大きな任意の値をｂとすると、ａ
≦ΔＡＴＲＧ≦ｂの領域では異常判定値ＴｈＡは最小の
値ｃ（＞０）である。ａ＞ΔＡＴＲＧの領域では変化率
ΔＡＴＲＧが小さくなるほど異常判定値ＴｈＡが増加す
る。また、ΔＡＴＲＧ＞ｂの領域では変化率ΔＡＴＲＧ
が大きくなるほど異常判定値ＴｈＡが増加する。従っ
て、前記マップを参照すると、目標噴射時期ＡＴＲＧが
変化しないとき（定常状態に相当）には異常判定値Ｔｈ
Ａが最小値（＝ｃ）に設定され、同噴射時期ＡＴＲＧが
早く変化するとき（過渡状態に相当）にはタイマ装置５
７の応答遅れを考慮して異常判定値ＴｈＡが大きな値に
設定される。

【００７２】次に、ステップ１５０において、目標噴射
時期ＡＴＲＧi と実噴射時期ＡＡＣＴi との偏差が前記
異常判定値ＴｈＡよりも大きいか否かを判定する。この
判定条件が満たされていなければ（｜ＡＴＲＧi −ＡＡ
ＣＴi ｜≦ＴｈＡ）、噴射時期制御装置が正常であると
判断し、ステップ１６０において噴射時期のフィードバ
ック制御を行い、ステップ１９０へ移行する。これに対
し、ステップ１５０の判定条件が満たされていれば（｜
ＡＴＲＧi −ＡＡＣＴi ｜＞ＴｈＡ）、噴射時期制御装
置が異常であると判断し、ステップ１７０においてフェ
イル時用の噴射時期制御を行う。ステップ１８０で異常
モードを設定するとともに故障表示ランプ６７を点灯さ
せてステップ１９０へ移行する。

【００７３】ステップ１９０では、次回の演算に備えて
今回の目標噴射時期ＡＴＲＧi を前回の目標噴射時期Ａ
ＴＲＧi-1とする。そして、この値（ＡＴＲＧi-1）をＲ
ＡＭ８４に記憶した後、このルーチンを終了する。

【００７４】本実施の形態においては、ＣＰＵ８２によ
るステップ１３０の処理が実噴射時期検出手段に相当
し、ステップ１４３，１４４，１５０，１６０，１７０
の処理が異常判定手段に相当する。

【００７５】このように第３の実施の形態によると、異
常判定値ＴｈＡが目標噴射時期ＡＴＲＧi の変化率ΔＡ
ＴＲＧに応じた値に設定される。変化率ΔＡＴＲＧが小
さな場合（ａ≦ΔＡＴＲＧ≦ｂ）には、すなわち定常状
態では、小さな異常判定値ＴｈＡ（＝ｃ）が用いられ
る。この点は第２の実施の形態と同様である。しかし、
変化率ΔＡＴＲＧが大きな場合には単一の異常判定値Ｔ
ｈＡを用いるのではなく、その変化率ΔＡＴＲＧが大き
くなるに従い増加する異常判定値ＴｈＡが用いられる。
このため、目標噴射時期ＡＴＲＧi が急激に変化するほ
どタイマ装置５７の応答遅れが大きくなり、同目標噴射
時期ＡＴＲＧi と実噴射時期ＡＡＣＴi との偏差が大き
くなるが、その目標噴射時期ＡＴＲＧi の変化の程度
（変化率ΔＡＴＲＧ）に適した異常判定値ＴｈＡとの比
較によって異常判定が行われることとなる。従って、一
つの異常判定値によって過渡状態での異常判定を行う場
合に比べ、判定の精度が向上する。 （第４の実施の形態）次に、第１の発明を具体化した第
４の実施の形態について図７，８に従って説明する。図
８は前述した図４に対応する噴射時期制御ルーチンを示
している。本実施の形態では、目標噴射時期ＡＴＲＧi
に基づく予想実噴射時期ＡＴＲＧＳＭi を求める。この
噴射時期ＡＴＲＧＳＭi は、正常作動時のタイマ装置５
７が有する応答遅れを考慮した値である。そして、予想
実噴射時期ＡＴＲＧＳＭi と実噴射時期ＡＡＣＴi との
偏差を用いて噴射時期制御装置の異常を判定している。
なお、図８において図４と同一の処理には同一のステッ
プ数を付して、詳しい説明を省略する。また、エンジン
１３やその周辺機器の構成は第１の実施の形態と同様で
あるので、ここではその説明を省略する。

【００７６】まず、予想実噴射時期ＡＴＲＧＳＭi につ
いて説明する。図７において、低圧室６１側からタイマ
ピストン５９に作用する力をｆPLとし、高圧室６２側か
らタイマピストン５９に作用する力をｆPHとする。力ｆ
PLは低圧室６１内の燃料圧力とタイマピストン５９の低
圧室６１側の受圧面積との積で表され、力ｆPHは高圧室
６２内の燃料圧力とタイマピストン５９の高圧室６２側
の受圧面積との積で表される。また、タイマピストン５
９の質量、変位量をそれぞれｍ、ｘとし、粘性係数をｃ
とし、タイマスプリング６３のばね定数をｋとする。こ
こでの粘性係数ｃは、燃料温度ＴＨＦを一定とし、高圧
室６２からタイマピストン５９とタイマハウジング５８
との隙間ｇを通って低圧室６１へリークする燃料の量を
一定とし、高圧室６２から連通路６６及びＴＣＶ６５を
通って低圧室６１へ流通する燃料の量を一定としたとき
の値である。また、力ｆPHには、カムプレート３７のカ
ムフェイス３７ａがカムローラ３９に乗り上げるときに
ローラリング３８、スライドピン６４を介してタイマピ
ストン５９に作用する力Ｆは含まれていない。これらを
用いると、タイマピストン５９についての運動方程式
は、次式（１）で表される。

【００７７】

【数１】 式（１）中、ｆPH(t) とｆPLとの差をΔｆp(t) とす
る。また、質量ｍは粘性係数ｃやばね定数ｋに比べて無
視できるほど小さい。このため、上記式（１）は、次式
（２）に書き換えることができる。

【００７８】

【数２】 また、一般に式（３）が成り立つ。

【００７９】

【数３】 Δｔは変位量ｘがｘi-1 からｘi に変化するのに要した
時間である。上記式（３）を用いれば、式（２）の運動
方程式は以下のようにΔｔで離散化して表現することが
できる。

【００８０】

【数４】 式（４）をラプラス変換すると、次式（５）が得られ
る。

【００８１】

【数５】 ところで、ＴＣＶ６５に対するデューティ比を制御し
て、低圧室６１及び高圧室６２からタイマピストン５９
に作用する力の差Δｆp(t)を調整すれば、実噴射時期を
目標噴射時期ＡＴＲＧ(t) に収束させることができる。
このことから、前記差Δｆp(t) と目標噴射時期ＡＴＲ
Ｇ(t) との間の関係を次式（６）で表すことができる。

【００８２】

【数６】 αは目標噴射時期ＡＴＲＧ(t) を差Δｆp(t)に変換する
ために用いられる係数である。

【００８３】また、タイマピストン５９の位置が変化す
ると、ローラリング３８の位置も変化する。そして、プ
ランジャ４２の往復動のタイミングが変化し、ひいては
実噴射時期が変化する。このことから、変位量ｘと予想
実噴射時期ＡＴＲＧＳＭ(t)との間の関係を次式（７）
で表すことができる。

【００８４】

【数７】 ここで、βは予想実噴射時期ＡＴＲＧＳＭ(t) を変位量
ｘに変換するために用いられる係数である。

【００８５】上述した式（４）に、式（６），（７）を
代入すると、式（８），（９）が得られる。

【００８６】

【数８】 上記式（９）中の噴射時期ＡＴＲＧＳＭi は、タイマ装
置５７が正常に作動しているときに予想される噴射時期
である。

【００８７】さて、図８の噴射時期制御ルーチンの処理
が開始されると、ＣＰＵ８２はステップ１１０で、各セ
ンサ７７，７２，７４によるエンジン回転速度ＮＥ、ア
クセル開度ＡＣＣＰ、冷却水温ＴＨＷ等を読み込む。ス
テップ１１５において、前回の制御周期で記憶した予想
実噴射時期ＡＴＲＧＳＭi-1 を読み出す。ステップ１２
０で今回の目標噴射時期ＡＴＲＧi を算出し、ステップ
１３０で実噴射時期ＡＡＣＴi を算出する。次に、ステ
ップ１３５において目標噴射時期ＡＴＲＧｉ、前回の予
想実噴射時期ＡＴＲＧＳＭi-1 等を用い、前述した式
（９）に従い今回の予想実噴射時期ＡＴＲＧＳＭｉを算
出する。ステップ１４０で、エンジン１３の運転状態が
過渡状態であるか否かを判定する。

【００８８】この判定条件が満たされていなければ、ス
テップ１４１において定常時用の判定値Ｔｈｓ（＞０）
を異常判定値ＴｈＡとして設定し、同判定条件が満たさ
れていれば、ステップ１４２において過渡時用の判定値
Ｔｈｔ（＞Ｔｈｓ）を異常判定値ＴｈＡとして設定す
る。ステップ１５５において、実噴射時期ＡＡＣＴi と
予想実噴射時期ＡＴＲＧＳＭi との偏差の絶対値が異常
判定値ＴｈＡよりも大きいか否かを判定する。この判定
条件が満たされていなければ（｜ＡＡＣＴi −ＡＴＲＧ
ＳＭi ｜≦ＴｈＡ）、噴射時期制御装置が正常に作動し
ていると判断し、ステップ１６０において噴射時期のフ
ィードバック制御を行い、ステップ１９０へ移行する。
これに対し、ステップ１５５の判定条件が満たされてい
れば（｜ＡＡＣＴi −ＡＴＲＧＳＭi ｜＞ＴｈＡ）、噴
射時期制御装置が異常であると判断し、ステップ１７０
においてフェイル時用の噴射時期制御を行う。ステップ
１８０で異常モードを設定するとともに故障表示ランプ
６７を点灯させて、ステップ１９０へ移行する。

【００８９】ステップ１９０では、次回の演算に備えて
今回の予想実噴射時期ＡＴＲＧＳＭi を前回の予想実噴
射時期ＡＴＲＧＳＭi-1 とする。そして、この値（ＡＴ
ＲＧＳＭi-1）をＲＡＭ８４に記憶した後、このルーチ
ンを終了する。

【００９０】本実施の形態においてはＣＰＵ８２による
ステップ１３０の処理が実噴射時期検出手段に相当し、
ステップ１５５，１６０，１７０の処理が異常判定手段
に相当する。

【００９１】このように第４の実施の形態によると、タ
イマ装置５７は正常作動時にも応答遅れを有するが、こ
の応答遅れを考慮して求めた予想実噴射時期ＡＴＲＧＳ
Ｍiと実噴射時期ＡＡＣＴi との偏差を用いて過渡状態
での異常判定を行うことにより、単に目標噴射時期ＡＴ
ＲＧi と実噴射時期ＡＡＣＴi との偏差を用いて異常判
定を行う場合よりも判定の精度が向上する。 （第５の実施の形態）次に、第１，５の発明を具体化し
た第５の実施の形態を図９，１０に従って説明する。図
９は前述した図８に対応する噴射時期制御ルーチンの一
部を示している。本実施の形態は、予想実噴射時期ＡＴ
ＲＧＳＭi の算出に際し、タイマ装置５７の応答遅れ分
に燃料温度ＴＨＦを考慮している点が前述した第４の実
施の形態と異なっている。なお、本実施の形態において
はステップ１４０以降の処理は図８と同じであるので、
その図示を省略する。また、エンジン１３やその周辺機
器等の構成に関しても第１の実施の形態と同様であるの
で、その説明を省略する。

【００９２】ここで、応答遅れに燃料温度ＴＨＦを考慮
したのは以下の理由による。第４の実施の形態におい
て、燃料温度ＴＨＦが一定で、タイマピストン５９及び
タイマハウジング５８の隙間ｇでの燃料のリーク量が一
定であり、連通路６６及びＴＣＶ６５を流れる燃料の量
が一定であれば、予想実噴射時期ＡＴＲＧＳＭi と実噴
射時期ＡＡＣＴi とが一致するはずである。しかし、実
際には燃料噴射ポンプ３２の作動により燃料温度ＴＨＦ
が変化する。例えば、燃料温度ＴＨＦはポンプ３２の始
動時には低く、時間とともに次第に上昇する。燃料温度
ＴＨＦの上昇にともない燃料の粘度が低下し、前記隙間
ｇでの燃料のリーク量や、連通路６６及びＴＣＶ６５を
流れる燃料の量が増加する。低圧室６１内の燃料圧力、
高圧室６２内の燃料圧力が変化し、タイマピストン５９
に作用する力ｆPL，ｆPHが変化する。そこで、燃料温度
ＴＨＦと式（９）とを関連付けて、同燃料温度ＴＨＦを
考慮した予想実噴射時期ＡＴＲＧＳＭi を求めるように
している。

【００９３】より詳しくは、目標噴射時期ＡＴＲＧi が
変化しないものと仮定すると、予想実噴射時期ＡＴＲＧ
ＳＭi は最終的に目標噴射時期ＡＴＲＧi となる。この
ため、α＝ｋとすると、式（９）は、次式（１０）に書
き換えられる。

【００９４】

【数９】 さて、図９の噴射時期制御ルーチンの処理が開始される
と、ＣＰＵ８２はステップ１１１で回転速度センサ７７
によるエンジン回転速度ＮＥ、アクセル開度センサ７２
によるアクセル開度ＡＣＣＰ、水温センサ７４による冷
却水温ＴＨＷ、燃温センサ７８による燃料温度ＴＨＦ等
を読み込む。ステップ１１５において前回の制御周期で
記憶した予想実噴射時期ＡＴＲＧＳＭi-1 を読み出す。
ステップ１２０で目標噴射時期ＡＴＲＧi を算出し、ス
テップ１３０で実噴射時期ＡＡＣＴi を算出する。

【００９５】次に、ステップ１３１において図１０のマ
ップを参照して燃料温度ＴＨＦに応じた時定数の逆数ｋ
／ｃを算出する。このマップは、タイマ装置５７におい
て燃料温度ＴＨＦを種々変化させて、同燃料温度ＴＨＦ
毎の逆数ｋ／ｃを測定して作成したものである。図１０
から明らかなように、このマップでは、燃料温度ＴＨＦ
が高くなるに従い逆数ｋ／ｃが増加するように設定され
ている。

【００９６】ステップ１３５において、前述した式（１
０）に従い、目標噴射時期ＡＴＲＧi 、前回の予想実噴
射時期ＡＴＲＧＳＭi-1 及び逆数ｋ／ｃを代入すること
により予想実噴射時期ＡＴＲＧＳＭｉを算出する。そし
て、ステップ１４０〜１９０の処理を実行する。

【００９７】このように燃料温度ＴＨＦに応じて燃料の
粘性が変化し、隙間ｇを通過する燃料のリーク量が変化
する。タイマピストン５９に作用する燃料の圧力等が変
化し、タイマ装置５７の応答遅れに影響を及ぼす。しか
し、予想実噴射時期ＡＴＲＧＳＭi として燃料温度ＴＨ
Ｆに応じた値、すなわち燃料温度ＴＨＦの影響を考慮し
た値が求められる。このため、得られる予想実噴射時期
ＡＴＲＧＳＭi は、タイマ装置５７が正常に作動した場
合の実噴射時期ＡＡＣＴに一層近似した値となる。この
予想実噴射時期ＡＴＲＧＳＭi を異常判定に用いること
により、判定の精度をさらに高めることができる。 （第６の実施の形態）次に、第１，６の発明を具体化し
た第６の実施の形態を図１１，１２に従って説明する。
図１１は前述した図８に対応する噴射時期制御ルーチン
の一部を示している。本実施の形態は、予想実噴射時期
ＡＴＲＧＳＭi の算出に際し、タイマ装置５７の応答遅
れ分に燃料噴射量を考慮している点が前述した第４の実
施の形態と異なっている。なお、本実施の形態において
ステップ１４０以降の処理は図８と同じであるので、そ
の図示を省略する。また、エンジン１３やその周辺機器
の構成に関しても第１の実施の形態と同様であるので、
その説明を省略する。

【００９８】ここで、タイマ装置５７の応答遅れに燃料
噴射量を考慮したのは以下の理由による。第４の実施の
形態において、噴射時期を決定するタイマピストン５９
の位置がカムプレート３７の回転から全く影響を受けな
いのであれば、予想実噴射時期ＡＴＲＧＳＭi と実噴射
時期ＡＡＣＴi とが一致するはずである。しかし、実際
にはカムフェイス３７ａのカムローラ３９との接触開始
（プランジャ４２のリフト開始）から、そのカムフェイ
ス３７ａの頂部がカムローラ３９に接触するまでの期
間、つまりカムフェイス３７ａがカムローラ３９に乗り
上げる期間には、ローラリング３８に対し、カムプレー
ト３７からカムローラ３９を介して図７の時計回り方向
の力が作用する。この力Ｆはスライドピン６４を介して
タイマピストン５９に伝わり、同ピストン５９を図２の
左方（噴射時期を遅らせる方向）へ移動させようとし、
噴射時期を早める際の応答性を低下させる。

【００９９】ところで、前記力Ｆはエンジン回転速度Ｎ
Ｅが高くなるほど大きくなり、また、燃料噴射量の多い
高負荷ほど大きくなる傾向にある。そこで、応答遅れに
エンジン回転速度ＮＥと噴射量指令値ＱＦＩＮとを考慮
して上記式（１０）に従い予想実噴射時期ＡＴＲＧＳＭ
i を求めるようにしている。

【０１００】図１１の噴射時期制御ルーチンの処理が開
始されると、ＣＰＵ８２はステップ１１０で回転速度セ
ンサ７７によるエンジン回転速度ＮＥ、アクセル開度セ
ンサ７２によるアクセル開度ＡＣＣＰ、水温センサ７４
による冷却水温ＴＨＷ等を読み込む。ステップ１１５に
おいて前回の制御周期で記憶した予想実噴射時期ＡＴＲ
ＧＳＭi-1 を読み出す。ステップ１１６において、別途
用意されたルーチンで求められた燃料の噴射量指令値Ｑ
ＦＩＮを読み込む。この指令値ＱＦＩＮは、エンジン回
転速度ＮＥ及びアクセル開度ＡＣＣＰから基本噴射量を
求め、これを冷却水温ＴＨＷ、吸気温度ＴＨＡ、吸気圧
力ＶＰＩＭ等によって補正することにより得られたもの
である。ステップ１２０で目標噴射時期ＡＴＲＧi を算
出し、ステップ１３０で実噴射時期ＡＡＣＴi を算出す
る。

【０１０１】次に、ステップ１３１において図１２のマ
ップを参照し、エンジン回転速度ＮＥ及び噴射量指令値
ＱＦＩＮに応じた時定数の逆数ｋ／ｃを算出する。この
マップは、タイマ装置５７においてエンジン回転速度Ｎ
Ｅ及び噴射量指令値ＱＦＩＮを種々変化させながら時定
数の逆数ｋ／ｃを測定して作成したものである。図１２
から明らかなように、このマップでは、エンジン回転速
度ＮＥが高くなるほど、また噴射量指令値ＱＦＩＮが大
きくなるほど、逆数ｋ／ｃが増加するように設定されて
いる。

【０１０２】ステップ１３５において、前述した式（１
０）を用い、目標噴射時期ＡＴＲＧi 、前回の予想実噴
射時期ＡＴＲＧＳＭi-1 及び逆数ｋ／ｃを代入すること
により予想実噴射時期ＡＴＲＧＳＭｉを算出する。そし
て、ステップ１４０〜１９０の処理を実行する。

【０１０３】このように、カムプレート３７がカムロー
ラ３９に乗り上げる際には、そのカムプレート３７から
カムローラ３９に力Ｆが作用する。同力Ｆはローラリン
グ３８、スライドピン６４等を介してタイマピストン５
９に作用し、タイマ装置５７の応答遅れに影響を及ぼ
す。しかし、予想実噴射時期ＡＴＲＧＳＭi として前記
力Ｆを考慮した値が求められる。このため、得られる予
想実噴射時期ＡＴＲＧＳＭi はタイマ装置５７が正常に
作動した場合の実噴射時期ＡＡＣＴi により近似した値
となる。この予想実噴射時期ＡＴＲＧＳＭi を異常判定
に用いることにより、判定の精度、特に噴射時期を早め
るとき（進角時）の判定精度を高めることができる。

【０１０４】なお、本発明は次に示す別の実施の形態に
具体化することができる。 （１）本発明は、実噴射時期ＡＡＣＴi をセンサによっ
て直接検出し、その検出値を用いて噴射時期をフィード
バック制御するものにも適用可能である。このセンサと
しては、例えば燃料噴射ノズル２１のノズルニードルの
リフト動作を検出するもの（ノズルリフトセンサ）を用
いてもよいし、燃料噴射ポンプ３２から燃料噴射ノズル
２１へ圧送される燃料の圧力を検出するもの（圧力セン
サ）を用いてもよい。後者の場合、圧力センサは燃料噴
射ノズル２１に配置されてもよいし、燃料噴射ポンプ３
２と燃料噴射ノズル２１とを繋ぐ配管の途中に配置され
てもよい。

【０１０５】（２）エンジン１３の過渡状態を判定する
条件としては、エンジン回転速度ＮＥの変化率に代え
て、負荷（アクセル開度ＡＣＣＰ）の変化率を用いても
よい。この場合、負荷の単位時間当たりの変化量が所定
値よりも大きい場合に過渡状態とする。

【０１０６】（３）図８の噴射時期制御ルーチンのステ
ップ１４０，１４１，１４２の処理を省略してもよい。 （４）第５の実施の形態と第６の実施の形態とを組み合
わせてもよい。すなわち、予想実噴射時期ＡＴＲＧＳＭ
i の算出に際し、タイマ装置５７の応答遅れ分に対し燃
料温度ＴＨＦと、カムフェイス３７ａのカムローラ３９
への乗り上げ時の力Ｆとの両方を考慮する。このように
すれば、予想実噴射時期ＡＴＲＧＳＭiの精度をさらに
高めることができる。

【０１０７】以上、本発明の各実施の形態について説明
したが、各形態から把握できる請求項以外の技術的思想
について、以下にそれらの効果とともに記載する。 （イ）請求項４に記載の異常判定装置において、前記異
常判定手段は前記目標噴射時期の変化率の増加に従い大
きくなる異常判定値を用いるものであるディーゼルエン
ジンの噴射時期制御装置における異常判定装置。

【０１０８】このような構成とすることにより、一つの
異常判定値によって過渡状態での異常判定を行う場合に
比べ、異常判定の精度が向上する。

【０１０９】

【発明の効果】第１の発明によれば、ディーゼルエンジ
ンの運転状態に応じた異常判定が行われるので、単に目
標噴射時期と実噴射時期との偏差が異常判定値よりも大
きなときに異常と判定する場合に比べて、判定の精度を
高めることが可能となる。

【０１１０】特に、目標噴射時期に代えて予想実噴射時
期を用いた場合には、この予想実噴射時期を、正常作動
時の噴射時期調整機構による実噴射時期に近似した値に
すれば精度の高い異常判定を実現できる。

【０１１１】第２の発明によれば、ディーゼルエンジン
の運転状態が過渡状態と、非過渡状態（定常状態）とに
区別され、定常状態の場合にのみ異常判定が行われる。
このため、第１の発明の効果に加え、正常作動する噴射
時期調整機構の応答遅れが過渡状態で大きくなり、目標
噴射時期と実噴射時期との偏差が異常判定値よりも大き
くなったとしても、異常と誤判定されにくくなる。

【０１１２】第３の発明によれば、ディーゼルエンジン
の運転状態が過渡状態と定常状態とに区別され、各々の
状態において、専用の異常判定値を用いた異常判定がな
される。しかも、過渡状態のときに用いられる異常判定
値は定常状態のときに用いられる異常判定値よりも大き
な値に設定される。定常状態のときには実噴射時期が目
標噴射時期に収束しない異常の判定が可能となる。過渡
状態のときには、噴射時期調整機構の応答遅れにより目
標噴射時期と実噴射時期との偏差が大きくなっても異常
と誤判定されにくくなる。このため、第１の発明の効果
に加え、定常状態であっても過渡状態であっても異常判
定の精度を高めることが可能となる。

【０１１３】第４の発明によれば、目標噴射時期の変化
の程度に適した異常判定値の設定がなされる。このた
め、噴射時期調整機構の応答遅れは一般に目標噴射時期
が速く変化するほど大きくなる傾向にあるが、その変化
速度に応じた異常判定値を設定することにより、第３の
発明よりも一層精度の高い異常判定の実現が可能とな
る。

【０１１４】第５の発明によれば、燃料温度の変化が噴
射時期調整機構の応答遅れに影響を及ぼしても、異常判
定に際しその応答遅れが考慮されるので、第１の発明の
効果に加え一層精度の高い異常判定が可能となる。

【０１１５】第６の発明によれば、従動カムが駆動カム
に乗り上げるときに連結部材を介してピストンに作用す
る力が噴射時期調整機構の応答遅れに影響を及ぼして
も、異常判定に際しその応答遅れが考慮されるので、第
１の発明の効果に加え一層精度の高い異常判定が可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態におけるディーゼルエンジン
及びその周辺機器を示す概略構成図。

【図２】ＥＣＵの電気的構成を示すブロック図。

【図３】噴射時期制御ルーチンを示すフローチャート。

【図４】第２の実施の形態における噴射時期制御ルーチ
ンを示すフローチャート。

【図５】第３の実施の形態における噴射時期制御ルーチ
ンを示すフローチャート。

【図６】目標噴射時期の変化率と異常判定値との対応関
係を規定したマップを示す線図。

【図７】第４の実施の形態におけるタイマ装置の概略構
成図。

【図８】噴射時期制御ルーチンを示すフローチャート。

【図９】第５の実施の形態における噴射時期制御ルーチ
ンの一部を示すフローチャート。

【図１０】燃料温度と時定数の逆数との関係を規定した
マップを示す線図。

【図１１】第６の実施の形態における噴射時期制御ルー
チンの一部を示すフローチャート。

【図１２】エンジン回転速度と、噴射量指令値と、時定
数の逆数との対応関係を規定したマップを示す線図。

【符号の説明】

１３…ディーゼルエンジン、２１…燃料噴射ノズル、３
２…燃料噴射ポンプ、３７…従動カムとしてのカムプレ
ート、３８…駆動カムの一部を構成するローラリング、
３９…駆動カムの一部を構成するカムローラ、４２…プ
ランジャ、５７…噴射時期調整機構としてのタイマ装
置、５８…タイマハウジング、５９…タイマピストン、
６４…連結部材としてのスライドピン、７５…実噴射時
期検出手段の一部を構成するクランク角センサ、７７…
実噴射時期検出手段の一部を構成する回転速度センサ、
ＴＨＦ…燃料温度、ＡＴＲＧi …目標噴射時期、ＡＡＣ
Ｔi…実噴射時期、ＴｈＡ…異常判定値、ＡＴＲＧＳＭi
…予想実噴射時期。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料噴射ポンプによる燃料噴射ノズルか
   らの燃料の噴射時期がディーゼルエンジンの運転状態に
   応じた目標噴射時期となるように噴射時期調整機構を制
   御する噴射時期制御装置に用いられるものであって、 前記噴射時期調整機構による実噴射時期を検出する実噴
   射時期検出手段と、 前記目標噴射時期又はその目標噴射時期に基づく予想実
   噴射時期と、前記実噴射時期検出手段による実噴射時期
   との偏差を求め、その偏差が異常判定値よりも大きくな
   ると前記噴射時期制御装置に異常が発生したと判定する
   異常判定手段とを備え、前記異常判定手段にディーゼル
   エンジンの運転状態に応じた判定を行わせるようにした
   ディーゼルエンジンの噴射時期制御装置における異常判
   定装置。
2. 【請求項２】 前記異常判定手段はディーゼルエンジン
   の運転状態が、前記目標噴射時期の急激に変化する過渡
   状態か否かを判定し、過渡状態の場合には異常判定を禁
   止するものである請求項１に記載のディーゼルエンジン
   の噴射時期制御装置における異常判定装置。
3. 【請求項３】 前記異常判定手段はディーゼルエンジン
   の運転状態が、前記目標噴射時期の急激に変化する過渡
   状態か否かを判定し、過渡状態の場合には定常状態より
   も前記異常判定値を大きくするものである請求項１に記
   載のディーゼルエンジンの噴射時期制御装置における異
   常判定装置。
4. 【請求項４】 前記異常判定手段は前記異常判定値とし
   て前記目標噴射時期の変化の程度に応じた値を設定する
   ものである請求項３に記載のディーゼルエンジンの噴射
   時期制御装置における異常判定装置。
5. 【請求項５】 前記噴射時期調整機構は燃料の圧力を利
   用してハウジング内のピストンを移動させて燃料の噴射
   時期を調整するものであり、前記異常判定手段は異常判
   定に際し燃料温度を考慮するものである請求項１に記載
   のディーゼルエンジンの噴射時期制御装置における異常
   判定装置。
6. 【請求項６】 前記燃料噴射ポンプは、回動可能に配置
   された駆動カムと、同駆動カムに接触した状態でプラン
   ジャと一体回転する従動カムとを有し、同従動カムの回
   転をともなう往復動によりプランジャを往復動させて燃
   料を吸入及び加圧し、加圧された燃料を前記燃料噴射ノ
   ズルに供給するものであり、 前記噴射時期調整機構は、往復動可能に設けられたピス
   トンと、同ピストン及び前記駆動カムを連結する連結部
   材とを備え、燃料の圧力に応じてピストンを移動させて
   駆動カムを回動させることにより前記プランジャの往復
   動のタイミングを変更させ、前記燃料噴射ノズルからの
   燃料の噴射時期を調整するものであり、 前記異常判定手段は異常判定に際し、前記従動カムが駆
   動カムに乗り上げるときに連結部材を介してピストンに
   作用する力を考慮するものである請求項１に記載のディ
   ーゼルエンジンの噴射時期制御装置における異常判定装
   置。