WO2011155593A1 - 内燃機関の燃焼診断装置 - Google Patents

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真 星
章 羽成
敬一郎 三角
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Definitions

  • the present invention relates to a combustion diagnostic apparatus for an internal combustion engine having a plurality of cylinders.
  • the fuel pumped up from a fuel tank is pressurized by a high-pressure supply pump, and the pressurized fuel is supplied from the stock pressure chamber in the common rail to the combustion chamber via an injector provided for each cylinder.
  • a combustion diagnostic apparatus for an internal combustion engine that determines the combustion state of a diesel engine based on the fuel injection correction amount of this FCCB control is also known.
  • the fuel injection correction amount of the FCCB control tends to be largely calculated.
  • the combustion state of the internal combustion engine is determined based on the fuel injection correction amount in the state where the fuel injection correction amount is calculated in this way, the disturbance is actually detected even though the combustion state of the internal combustion engine is normal. There is a possibility that misjudgment may be caused without eliminating the influence of the above.
  • the present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is related to a combustion diagnostic apparatus for an internal combustion engine having a plurality of cylinders, and accurately determines the combustion state of each cylinder by eliminating the influence of disturbance and the like.
  • An object of the present invention is to provide a combustion diagnostic apparatus that can
  • the fuel injection amount correction means corrects the basic fuel injection for each cylinder by the previous correction amount when the correction amount calculated by the injection correction amount calculation means is larger than the correction upper limit threshold. Also good.
  • the combustion diagnostic apparatus for an internal combustion engine having a plurality of cylinders can accurately determine the combustion state of each cylinder by eliminating the influence of disturbance and the like.
  • the injector 22 includes a fuel injection nozzle 23 having injection holes for injecting pressurized fuel into the combustion chambers of the cylinders 21a to 21d, and a core valve (not shown) slidably accommodated in the fuel injection nozzle 23.
  • This is an electromagnetic fuel injection control valve having an electromagnetic valve (not shown) or the like that moves the core valve in the valve opening direction.
  • the injector 22 is configured to drive a core valve and inject an appropriate amount of pressurized fuel into the combustion chambers of the cylinders 21a to 21d in response to a control signal (energization pulse) output from the ECM 50 described later. Yes.
  • the injector 22 is connected to the common rail 11 via a fuel injection pipe 24.
  • the high-pressure supply pump 12 includes a feed pump that draws fuel from a fuel tank (not shown), a solenoid valve (not shown) that adjusts the amount of pressurized fuel discharged to the common rail 11, and the like. Further, as shown in FIG. 1, the high-pressure supply pump 12 is provided with a fuel temperature sensor 14, and the detected value of the fuel temperature sensor 14 is output to the ECM 50.
  • the intake manifold 16 and the exhaust manifold 18 are communicated by an EGR passage 37, and an EGR cooler 38 and an EGR valve 39 are provided in the EGR passage 37.
  • the ECM 50 includes an injector circuit failure determination unit 51, a rotation variation deviation time calculation unit (rotation variation deviation time calculation means) 52, an FCCB control unit 53, and a fuel injection timing determination unit (combustion).
  • a state determination unit) 54 and a misfire state determination unit (combustion state determination unit) 55 as partial functional elements.
  • these functional elements are described as being included in the ECM 50, which is an integral piece of hardware. However, any one of these functional elements may be provided in separate hardware.
  • the injector circuit failure determination unit 51 determines the failure of the injector 22. Specifically, an electrical signal is output from an electrical circuit (not shown) of the injector 22 to the injector circuit failure determination unit 51, and circuit diagnosis for determining failure of the injector 22 according to whether or not the electrical signal is output. It is configured with functions.
  • the rotation fluctuation deviation time T 4 near the top dead center measures the interval time in an arbitrary range near the top dead center before injection of each cylinder 21a to 21d.
  • the rotational speed variation time T 1 of the expansion period after the top dead center, the rotational speed from the fuel injection after the explosion measures the interval time in any range that is expected to peak.
  • the FCCB control unit 53 calculates an injection amount correction amount Q n for correcting variations in fuel injection for each of the cylinders 21a to 21d, and adds the calculated injection amount correction amount Q n to the basic injection amount Q. Specifically, the FCCB control unit 53 stores a map (not shown) indicating the relationship between the rotational fluctuation deviation time T 4 and the injection amount correction amount Q n created in advance by experiments or the like. The FCCB control unit 53 is configured to obtain the injection amount correction amount Q n corresponding to the rotation variation deviation time T 4 calculated by the rotation variation deviation time calculation unit 52 based on this map.
  • FCCB control unit 53 is configured to correct the basic fuel injection for each cylinder 21a ⁇ 21d on the basis of the calculated injection amount correction amount Q n, injection amount correction amount Q n are corrected upper limit threshold Q m (hereinafter, the upper limit If it reached) that threshold Q m, and is configured to hold according injection amount correction amount Q n in the last injection amount correction amount Q n-1.
  • the fuel injection timing determination unit 54 determines an advance angle or a delay angle of the fuel injection timing indicating the combustion state for each of the cylinders 21a to 21d. Specifically, when the injection amount correction amount Q n by the FCCB control unit 53 reaches the upper limit threshold value Q m , the rotation variation deviation time T 4 calculated by the rotation variation deviation time calculation unit 52 is determined as the injection timing advance determination. If it is larger than a threshold value K 1 (hereinafter referred to as a determination threshold value K 1 ) (T 4 > K 1 ), it is determined that the fuel injection timing of the determination target cylinder is on the advance side.
  • a threshold value K 1 hereinafter referred to as a determination threshold value K 1
  • the determination threshold K 2 is set to a value smaller than the determination threshold value K 1 .
  • the rotational fluctuation deviation time T 4 used for determining the fuel injection timing is averaged after a plurality of combustion cycles (for example, six times) in the determination target cylinder are integrated, and based on the averaged rotational fluctuation deviation time.
  • the fuel injection timing can be determined.
  • the rotation fluctuation deviation time T 4 average value for a plurality of cycles used for the subsequent determination may be calculated by moving average.
  • the misfire state determination unit 55 determines the presence or absence of misfire indicating the combustion state for each of the cylinders 21a to 21d. Specifically, when the injection amount correction amount Q n by the FCCB control unit 53 reaches the upper limit threshold value Q m , the rotation variation deviation time T 4 calculated by the rotation variation deviation time calculation unit 52 is the misfire determination threshold value K 3. If it is smaller than (hereinafter referred to as determination threshold K 3 ) (T 4 ⁇ K 3 ), it is determined that misfiring has occurred in the determination target cylinder. When the rotation variation deviation time T 4 is equal to or greater than the determination threshold value K 3 (T 4 ⁇ K 3 ), it is determined that no misfire has occurred in the determination target cylinder.
  • the determination threshold value K 3 is set to a value smaller than the above-described determination threshold value K 2 .
  • the rotation fluctuation deviation time T 4 used for misfire determination is averaged after a plurality of combustion cycles (for example, six times) in the determination target cylinder are integrated, and based on the averaged rotation fluctuation deviation time, It can also be configured to determine the presence or absence of misfire.
  • the rotation fluctuation deviation time T 4 average value for a plurality of cycles used for the subsequent determination may be calculated by moving average.
  • the permission condition for determining the fuel injection timing is satisfied.
  • the confirmation of the permission condition is established in order to avoid an erroneous determination that may cause an erroneous determination when the fuel injection timing is determined when the operation state of the diesel engine 20 is extremely unstable. is there.
  • the permission condition establishment for example, when the detected value of the accelerator opening sensor 42 is equal to or smaller than a predetermined threshold, when the detected value of the vehicle speed sensor 41 is equal to or smaller than the predetermined threshold, or the detected value of the water temperature sensor 44 is predetermined. Can be set, when the PTO device (not shown) is not in operation, or when the forced regeneration control of the DPF 36a by post injection or the like is not performed. If the permission condition for fuel injection timing determination is satisfied, the routine proceeds to S130. On the other hand, if the permission condition is not satisfied, the process is returned.
  • the rotation fluctuation deviation time calculation unit 52 calculates the average rotation fluctuation AVET 3 of each cylinder 21a to 21d based on the rotation fluctuation T 3 for each cylinder 21a to 21d calculated in S140.
  • the rotational fluctuation difference time calculation unit 52 subtracts the average rotational fluctuation Avet 3 calculated from the rotational fluctuation T 3 calculated in S140 in S150, the rotational fluctuation difference time for each cylinder 21a ⁇ 21d T 4 is calculated.
  • the fuel injection timing is determined based on the rotation variation deviation time T 4. Therefore, it is possible to accurately determine the fuel injection timing of the determination target cylinder while eliminating the influence of disturbance or the like.
  • the diesel engine 20 is not limited to four cylinders, and can be widely applied to a multi-cylinder engine having a single cylinder or more cylinders.
  • the determination of the combustion state of each cylinder 21a to 21d is not limited to the fuel injection timing of the cylinder to be determined or the presence or absence of misfire.
  • the lift amount of the core valve of the injector 22 is detected by a sensor, and the lift amount and fuel
  • the fuel injection amount of the determination target cylinder may be determined based on the injection period.
  • Combustion diagnostic device 20 Diesel engine (internal combustion engine) 40 Engine rotation sensor (rotation speed detection means) 52 Rotation fluctuation deviation time calculation unit (rotation fluctuation calculation means) 53 FCCB control unit (injection correction amount calculation means) 54 Fuel injection timing determination unit (combustion state determination means) 55 Misfire state determination (combustion state determination means)

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Abstract

　複数の気筒を有する内燃機関の燃焼診断装置に関し、外乱等の影響を排除して各気筒の燃焼状態を精度良く判定する。　内燃機関の気筒毎の回転速度を検出するエンジン回転数センサ４０と、気筒毎の燃料噴射の補正量を算出する噴射補正量算出部５３と、エンジン回転数センサ４０に基づいて気筒毎の回転変動を算出する回転変動算出部５２と、噴射補正量算出部５３による補正量が上限閾値に達すると、回転変動に基づいて判定対象気筒の燃焼状態を判定する燃焼状態判定部５４，５５とを備えた。

Description

内燃機関の燃焼診断装置
　本発明は、複数の気筒を有する内燃機関の燃焼診断装置に関する。
　複数の気筒を有する内燃機関として、例えば、燃料タンクから汲み上げた燃料を高圧供給ポンプで加圧するとともに、加圧燃料をコモンレール内の畜圧室から各気筒毎に設けられたインジェクタを介して燃焼室内に噴射供給するディーゼルエンジンの蓄圧式燃料噴射装置が知られている。
　このように、各気筒毎にインジェクタが設けられた蓄圧式燃料噴射装置においては、インジェクタから各燃焼室内に向けて噴射供給される燃料噴射量にバラツキ（差異）が生じることや、着火がされないいわゆる失火現象が生じることがある。そのため、各気筒の燃焼状態が不安定となり、各気筒間の爆発力にバラツキが生じたり、排気エミッションが悪化するなど、ディーゼルエンジンの運転性能が低下する場合がある。
　このような、各気筒間の燃料噴射量のバラツキを低減すべく、ディーゼルエンジンの運転状態が安定状態にある時のクランク軸の回転変動に着目し、この回転変動に応じて燃料噴射量を補正するいわゆるＦＣＣＢ制御（Ｆｕｅｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ　ｆｏｒ　Ｃｙｌｉｎｄｅｒ　Ｂａｌａｎｃｉｎｇ）が知られている（例えば、特許文献１参照）。
　また、このＦＣＣＢ制御の燃料噴射補正量に基づいて、ディーゼルエンジンの燃焼状態を判定する内燃機関の燃焼診断装置も知られている。
特開２００６－６３８２４号公報
　ところで、上述のようなＦＣＣＢ制御を行う内燃機関の燃焼診断装置においては、例えば、ディーゼルエンジンが外乱等の影響を受けると、ＦＣＣＢ制御の燃料噴射補正量は大きく算出される傾向にある。このように燃料噴射補正量が大きく算出された状態で、係る燃料噴射補正量に基づいて内燃機関の燃焼状態を判定すると、実際には内燃機関の燃焼状態が正常であるにもかかわらず、外乱等の影響を排除できずに誤判定を招いてしまう可能性がある。
　本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、その目的は、複数の気筒を有する内燃機関の燃焼診断装置に関し、外乱等の影響を排除して各気筒の燃焼状態を精度良く判定することができる燃焼診断装置を提供することにある。
　上述の目的を達成するため、本発明の内燃機関の燃焼診断装置は、複数の気筒を有する内燃機関の燃焼診断装置であって、前記内燃機関の気筒毎の回転速度を検出する回転速度検出手段と、前記回転速度検出手段に基づいて前記気筒毎の燃料噴射の補正量を算出する噴射補正量算出手段と、前記回転速度検出手段に基づいて前記気筒毎の回転変動を算出する回転変動算出手段と、前記噴射補正量算出手段による補正量が上限閾値に達すると、前記回転変動に基づいて判定対象気筒の燃焼状態を判定する燃焼状態判定手段とを有することを特徴とする。
　また、前記燃焼状態判定手段は、前記回転変動が噴射時期進角判定閾値よりも大きい場合は、前記判定対象気筒の噴射時期は進角側にあると判定するようにしてもよい。
　また、前記燃焼状態判定手段は、前記回転変動が噴射時期遅角判定閾値よりも小さい場合は、前記判定対象気筒の噴射時期は遅角側にあると判定し、前記噴射時期遅角判定閾値は、前記噴射時期進角判定閾値よりも小さい値に設定されているようにしてもよい。
　また、前記燃焼状態判定手段は、前記回転変動が失火判定閾値よりも大きい場合は前記判定対象気筒に失火が生じていると判定するとともに、前記回転変動が失火判定閾値以下の場合は前記判定対象気筒に失火が生じていないと判定するようにしてもよい。
　また、前記噴射補正量算出手段により算出された補正量に基づいて、前記気筒毎の基本燃料噴射を補正する燃料噴射量補正手段をさらに備えてもよい。
　また、前記燃料噴射量補正手段は、前記噴射補正量算出手段により算出された補正量が補正上限閾値よりも大きい場合は、前回の補正量で前記気筒毎の基本燃料噴射を補正するようにしてもよい。
　本発明の内燃機関の燃焼診断装置によれば、複数の気筒を有する内燃機関の燃焼診断装置に関し、外乱等の影響を排除して、各気筒の燃焼状態を精度良く判定することができる。
本発明の一実施形態に係る内燃機関の燃焼診断装置を示す概略図である。 本発明の一実施形態に係る内燃機関の燃焼診断装置の制御部を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る内燃機関の燃焼診断装置による燃料噴射時期判定制御を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る内燃機関の燃焼診断装置による失火判定制御を示すフローチャートである。
　以下、図面により、本発明に係る一実施形態について説明する。
　図１～４は、本発明の一実施形態に係る内燃機関の燃焼診断装置１０を説明するものである。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
　図１に示すように、本実施形態に係るディーゼルエンジン（内燃機関）２０は、４個の気筒２１ａ～２１ｄを備えた４気筒ディーゼルエンジンであって、この各気筒２１ａ～２１ｄには燃焼室内に直接燃料を噴射するインジェクタ２２が夫々設けられている。
　インジェクタ２２は、各気筒２１ａ～２１ｄの燃焼室内に加圧燃料を噴射する噴射孔を有する燃料噴射ノズル２３と、この燃料噴射ノズル２３内に摺動自在に収容された芯弁（不図示）と、芯弁を開弁方向に移動させる電磁弁（不図示）等を有する電磁式の燃料噴射制御弁である。このインジェクタ２２は、後述するＥＣＭ５０から出力される制御信号（通電パルス）に応じて、芯弁を駆動させて各気筒２１ａ～２１ｄの燃焼室内に適量の加圧燃料を噴射するように構成されている。また、インジェクタ２２は、燃料噴射管２４を介してコモンレール１１に接続されている。
　コモンレール１１は、高圧供給ポンプ１２から供給される加圧燃料を畜圧するとともに、この畜圧した加圧燃料を燃料噴射管２４を介してインジェクタ２２へと分配するように構成されている。また、燃料の噴射圧力に相当するコモンレール１１内に畜圧された燃料圧力（コモンレール圧力）は、燃料圧力センサ１３によって検出され、ＥＣＭ５０へと出力される。
　高圧供給ポンプ１２は、図示しない燃料タンクから燃料を汲み取るフィードポンプや、コモンレール１１への加圧燃料の吐出量を調整する電磁弁（不図示）等を備え構成されている。また、高圧供給ポンプ１２には、図１に示すように、燃料温度センサ１４が設けられており、燃料温度センサ１４の検出値はＥＣＭ５０へと出力されるように構成されている。
　各気筒２１ａ～２１ｄの吸気口には、図１に示すように、吸気弁（不図示）の開弁により吸気通路１５を介して新気（吸入空気）を導入する吸気マニホールド１６が接続され、各気筒２１ａ～２１ｄの排出口には、排気弁（不図示）の開弁により排気通路１７を介して排気ガスを排出する排気マニホールド１８が接続されている。
　吸気通路１５には、図１に示すように、吸入空気の上流側から順に、エアクリーナ３０と、吸気温度センサ３１ａを備えたマスエアフローセンサ３１と、過給器３２を構成するコンプレッサ３２ａと、インタクーラー３３が設けられている。
　排気通路１７には、図１に示すように、排気ガスの上流側から順に、過給器３２を構成するタービン３２ｂと、排気スロットルバルブ３５と、ＤＰＦ３６ａを備えた排気浄化装置３６が設けられている。
　また、吸気マニホールド１６と排気マニホールド１８とは、図１に示すように、ＥＧＲ通路３７によって連通され、このＥＧＲ通路３７には、ＥＧＲクーラ３８とＥＧＲバルブ３９とが設けられている。
　また、図１に示すように、本実施形態に係る内燃機関の燃焼診断装置１０には、後述するＥＣＭ５０に接続された、エンジン回転数センサ４０と、アクセル開度センサ４１と、車速センサ４２と、水温センサ４３と、ＥＧＲポジションセンサ４４とが設けられている。
　次に、図１，２に基づいて、発明の一実施形態に係るＥＣＭ５０について説明する。ＥＣＭ５０はエンジン２０の各種制御を行うための電子制御ユニットであって、公知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、入力ポート、出力ポート等を備え構成されている。また、ＥＣＭ５０には、図１に示すように、エンジン回転数センサ４０、アクセル開度センサ４１、車速センサ４２、水温センサ４３、ＥＧＲポジションセンサ４４等が接続されており、各種センサの出力信号がＡ／Ｄ変換された後に入力されるように構成されている。
　さらに、ＥＣＭ５０は、図２に示すように、インジェクタ回路故障判定部５１と、回転変動偏差時間算出部（回転変動偏差時間算出手段）５２と、ＦＣＣＢ制御部５３と、燃料噴射時期判定部（燃焼状態判定手段）５４と、失火状態判定部（燃焼状態判定手段）５５とを一部の機能要素として有する。これら各機能要素は、本実施形態では一体のハードウェアであるＥＣＭ５０に含まれるものとして説明するが、これらのいずれか一部を別体のハードウェアに設けることもできる。
　インジェクタ回路故障判定部５１は、インジェクタ２２の故障を判定する。具体的には、インジェクタ回路故障判定部５１には、インジェクタ２２の電気回路（不図示）から電気信号が出力されており、この電気信号の出力有無に応じてインジェクタ２２の故障を判定する回路診断機能を備え構成されている。
　回転変動偏差時間算出部５２は、各気筒２１ａ～２１ｄ毎の回転変動偏差時間を算出する。具体的には、この回転変動偏差時間算出部５２は、エンジン回転センサ４０によってフライホイール（不図示）上に加工された歯数を検出するとともに、この検出したカウント信号の間隔時間を計測する。そして、回転変動偏差時間算出部５２は、各気筒２１ａ～２１ｄ毎に上死点付近の回転速度変動時間Ｔ2から上死点後の膨張期間の回転速度変動時間Ｔ1を減算することで、各気筒２１ａ～２１ｄ毎の回転変動Ｔ3（＝Ｔ2－Ｔ1）を算出する。さらに、回転変動偏差時間算出部５２は、算出した回転変動Ｔ3に基づいて各気筒２１ａ～２１ｄの平均回転変動ＡＶＥＴ3（＝ΣＴk／４）を算出するとともに、この回転変動Ｔ3から平均回転変動ＡＶＥＴ3を減算して、各気筒２１ａ～２１ｄ毎の回転変動偏差時間Ｔ4（＝Ｔ3－ＡＶＥＴ3）を算出するように構成されている。
　なお、本実施形態において、上死点付近の回転変動偏差時間Ｔ4は、各気筒２１ａ～２１ｄの噴射前上死点付近の任意の範囲における間隔時間を計測している。また、上死点後の膨張期間の回転速度変動時間Ｔ1は、燃料噴射から爆発後に回転速度がピークになると予想される任意の範囲における間隔時間を計測している。
　ＦＣＣＢ制御部５３は、各気筒２１ａ～２１ｄ毎の燃料噴射のバラツキを補正する噴射量補正量Ｑnを算出するとともに、この算出した噴射量補正量Ｑnを基本噴射量Ｑに付加する。具体的には、このＦＣＣＢ制御部５３には、予め実験等で作成した回転変動偏差時間Ｔ4と噴射量補正量Ｑnとの関係を示すマップ（不図示）が記憶されている。ＦＣＣＢ制御部５３は、このマップに基づいて、回転変動偏差時間算出部５２によって算出された回転変動偏差時間Ｔ4に応じた噴射量補正量Ｑnを求めるように構成されている。そして、ＦＣＣＢ制御部５３は、算出した噴射量補正量Ｑnに基づいて各気筒２１ａ～２１ｄ毎の基本燃料噴射を補正するとともに、噴射量補正量Ｑnが補正上限閾値Ｑm（以下、上限閾値Ｑmという）に達した場合は、係る噴射量補正量Ｑnを前回の噴射量補正量Ｑn-1で保持するように構成されている。
　燃料噴射時期判定部５４は、各気筒２１ａ～２１ｄ毎の燃焼状態を示す燃料噴射時期の進角または遅角を判定する。具体的には、ＦＣＣＢ制御部５３による噴射量補正量Ｑnが上限閾値Ｑmに達した場合において、回転変動偏差時間算出部５２によって算出された回転変動偏差時間Ｔ4が噴射時期進角判定閾値Ｋ1（以下、判定閾値Ｋ1という）よりも大きいと（Ｔ4＞Ｋ1）、判定対象気筒の燃料噴射時期は進角側にあると判定する。また、回転変動偏差時間Ｔ4が噴射時期遅角判定閾値Ｋ2（以下、判定閾値Ｋ2という）よりも小さいと（Ｔ4＜Ｋ2）、判定対象気筒の燃料噴射時期は遅角側にあると判定する。さらに、回転変動偏差時間Ｔ4が判定閾値Ｋ2以上かつ判定閾値Ｋ1以下の場合（Ｋ2≦Ｔ4≦Ｋ1）は、判定対象気筒の燃料噴射時期は正常と判定する。なお、ここで、判定閾値Ｋ2は判定閾値Ｋ1よりも小さな値で設定されている。
　なお、燃料噴射時期の判定に用いる回転変動偏差時間Ｔ4を、判定対象気筒における複数回の燃焼サイクル分（例えば、６回分）を積算した後に平均化し、係る平均化した回転変動偏差時間に基づいて、燃料噴射時期を判定するように構成することもできる。この場合、以降の判定に用いる複数サイクル分の回転変動偏差時間Ｔ4平均値は、移動平均により算出すればよい。
　失火状態判定部５５は、各気筒２１ａ～２１ｄ毎の燃焼状態を示す失火の有無を判定する。具体的には、ＦＣＣＢ制御部５３による噴射量補正量Ｑnが上限閾値Ｑmに達した場合において、回転変動偏差時間算出部５２によって算出された回転変動偏差時間Ｔ4が失火判定閾値Ｋ3（以下、判定閾値Ｋ3という）よりも小さいと（Ｔ4＜Ｋ3）、判定対象気筒に失火が生じていると判定する。回転変動偏差時間Ｔ4が判定閾値Ｋ3以上の場合（Ｔ4≧Ｋ3）は、判定対象気筒に失火は生じていないと判定する。ここで、判定閾値Ｋ3は前述の判定閾値Ｋ2よりも小さな値に設定されている。
　なお、失火の判定に用いる回転変動偏差時間Ｔ4を、判定対象気筒における複数回の燃焼サイクル分（例えば、６回分）を積算した後に平均化し、係る平均化した回転変動偏差時間に基づいて、失火の有無を判定するように構成することもできる。この場合、以降の判定に用いる複数サイクル分の回転変動偏差時間Ｔ4平均値は、移動平均により算出すればよい。
　本発明の一実施形態に係る内燃機関の燃焼診断装置１０は、以上のように構成されているので、例えば図３，４に示すフローチャートに従って以下のような制御が行われる。
　まず、図３に示す、燃料噴射時期判定制御フローから説明する。本制御は、ディーゼルエンジン２０の始動（キー操作ＯＮ）と同時にスタートする。
　ステップ（以下、ステップを単にＳと記載する）１００では、インジェクタ回路故障判定部５１によって、インジェクタ２２の電気回路が断線等により故障しているか否かの故障判定が行われる。インジェクタ２２が故障していない場合はＳ１１０に進み、故障している場合はリターンされる。
　Ｓ１１０では、ＦＣＣＢ制御部５３によって燃料噴射量の補正制御が行われているか否かが確認される。燃料噴射量の補正制御が行われている場合はＳ１２０に進み、燃料噴射量の補正制御が行われていない場合はリターンされる。
　Ｓ１２０では、燃料噴射時期の判定の許可条件成立が確認される。ここで許可条件成立を確認するのは、ディーゼルエンジン２０の運転状態が著しく不安定な状態で、燃料噴射時期の判定を行うと誤判定を生じる可能性があり、係る誤判定を回避するためである。許可条件成立としては、例えば、アクセル開度センサ４２の検出値が所定の閾値以下である場合や、車速センサ４１の検出値が所定の閾値以下である場合や、水温センサ４４の検出値が所定の閾値以上である場合や、ＰＴＯ装置（不図示）が稼働中でない場合や、ポスト噴射等によるＤＰＦ３６ａの強制再生制御が行われていない場合等が設定可能である。燃料噴射時期判定の許可条件が成立するとＳ１３０へと進む。一方で、許可条件が成立しない場合はリターンされる。
　Ｓ１３０では、燃料噴射時期判定部５４によって、ＦＣＣＢ制御部５３による噴射量補正量Ｑnが上限閾値Ｑmに達したか否かが確認される。噴射量補正量Ｑnが上限閾値Ｑmに達している場合はＳ１４０へと進む。一方、噴射量補正量Ｑnが上限閾値Ｑm未満の場合は燃料噴射時期を正常と判定するとともに、本制御はリターンされる。
　Ｓ１４０では、回転変動偏差時間算出部５２によって、各気筒２１ａ～２１ｄ毎の回転変動Ｔ3が、上死点付近の回転速度変動時間Ｔ2から上死点後の膨張期間の回転速度変動時間Ｔ1を減算することで算出される。
　Ｓ１５０では、回転変動偏差時間算出部５２によって、Ｓ１４０で算出された各気筒２１ａ～２１ｄ毎の回転変動Ｔ3に基づいて、各気筒２１ａ～２１ｄの平均回転変動ＡＶＥＴ3が算出される。
　Ｓ１６０では、回転変動偏差時間算出部５２によって、Ｓ１４０で算出された回転変動Ｔ3からＳ１５０で算出された平均回転変動ＡＶＥＴ3を減算することで、各気筒２１ａ～２１ｄ毎の回転変動偏差時間Ｔ4が算出される。
　Ｓ１７０～Ｓ２１０では、燃料噴射時期判定部５４によって、判定対象気筒の燃料噴射時期の判定が行われる。
　Ｓ１７０において、回転変動偏差時間Ｔ4が判定閾値Ｋ1よりも大きい場合（Ｔ4＞Ｋ1）はＳ１８０に進み、燃料噴射時期判定部５４により判定対象気筒の燃料噴射時期は進角側にあると判定されて本制御はリターンされる。一方、Ｓ１７０において、回転変動偏差時間Ｔ4が判定閾値Ｋ1以下の場合（Ｔ4≦Ｋ1）はＳ１９０に進む。
　Ｓ１９０では、回転変動偏差時間Ｔ4が判定閾値Ｋ2よりも小さいか否かが確認される。回転変動偏差時間Ｔ4が判定閾値Ｋ2よりも小さい場合（Ｔ4＜Ｋ2）はＳ２００へと進み、燃料噴射時期判定部５４により判定対象気筒の燃料噴射時期は遅角側にあると判定されて本制御はリターンされる。一方、Ｓ１９０において、回転変動偏差時間Ｔ4が判定閾値Ｋ2以上の場合（Ｋ2≦Ｔ4≦Ｋ1）は、Ｓ２１０で燃料噴射時期判定部５４により判定対象気筒の燃料噴射時期は正常と判定されて本制御はリターンされる。
　次に、図４に示す、失火判定制御フローを説明する。本制御のＳ３００～Ｓ３６０は、前述の図３に示す燃料噴射時期判定制御フローにおけるＳ１００～Ｓ１６０と同様であるため、ここでは説明を省略する。
　Ｓ３６０で、回転変動偏差時間算出部５２によって各気筒２１ａ～２１ｄ毎の回転変動偏差時間Ｔ4が算出されると、Ｓ３７０～Ｓ３９０では、失火状態判定部５５により、判定対象気筒の失火の有無が判定される。
　Ｓ３７０において、回転変動偏差時間Ｔ4が判定閾値Ｋ3よりも小さい場合（Ｔ4＜Ｋ3）はＳ３８０に進み、失火状態判定部５５によって判定対象気筒に失火が生じていると判定されて本制御はリターンされる。一方、Ｓ３７０において、回転変動偏差時間Ｔ4が判定閾値Ｋ3以上の場合（Ｔ4≧Ｋ3）はＳ３９０に進み、失火状態判定部５５によって判定対象気筒に失火は生じていないと判定され本制御はリターンされる。
　上述のような構成により、本発明の一実施形態に係る内燃機関の燃焼診断装置１０によれば以下のような作用・効果を奏する。
　燃料噴射時期判定部５４による判定対象気筒の燃料噴射時期の判定は、ＦＣＣＢ制御部５３の噴射量補正量Ｑnが上限閾値Ｑmに達した場合において、回転変動偏差時間算出部５２で算出された回転変動偏差時間Ｔ4に基づいて行われる。
　したがって、ディーゼルエンジン２０が外乱等の影響を受けて、ＦＣＣＢ制御部５３による噴射量補正量Ｑnが大きく算出された場合においても、回転変動偏差時間Ｔ4に基づいて燃料噴射時期の判定が行われるので、外乱等による影響を排除しながら判定対象気筒の燃料噴射時期を精度良く判定することができる。
　また、失火状態判定部５５による判定対象気筒の失火の判定は、ＦＣＣＢ制御部５３の噴射量補正量Ｑnが上限閾値Ｑmに達した場合において、回転変動偏差時間算出部５２で算出された回転変動偏差時間Ｔ4に基づいて行われる。
　したがって、ディーゼルエンジン２０が外乱等の影響を受けて、ＦＣＣＢ制御部５３による噴射量補正量Ｑnが大きく算出された場合においても、回転変動偏差時間Ｔ4に基づいて失火の判定が行われるので、外乱等による影響を排除しながら判定対象気筒の失火の有無を精度良く判定することができる。
　なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
　例えば、ディーゼルエンジン２０は４気筒に限られず、単気筒やそれ以上の気筒を備えた複数気筒のエンジンにも広く適用することができる。また、各気筒２１ａ～２１ｄの燃焼状態の判定は、判定対象気筒の燃料噴射時期や失火の有無に限られず、例えば、インジェクタ２２の芯弁のリフト量をセンサで検出し、係るリフト量と燃料噴射期間とに基づいて、判定対象気筒の燃料噴射量を判定してもよい。
　１０　燃焼診断装置
　２０　ディーゼルエンジン（内燃機関）
　４０　エンジン回転センサ（回転速度検出手段）
　５２　回転変動偏差時間算出部（回転変動算出手段）
　５３　ＦＣＣＢ制御部（噴射補正量算出手段）
　５４　燃料噴射時期判定部（燃焼状態判定手段）
　５５　失火状態判定（燃焼状態判定手段）

Claims (6)

  1. 　複数の気筒を有する内燃機関の燃焼診断装置であって、
    　前記内燃機関の気筒毎の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
    　前記回転速度検出手段に基づいて前記気筒毎の燃料噴射の補正量を算出する噴射補正量算出手段と、
    　前記回転速度検出手段に基づいて前記気筒毎の回転変動を算出する回転変動算出手段と、
    　前記噴射補正量算出手段により算出される補正量が上限閾値に達すると、前記回転変動に基づいて判定対象気筒の燃焼状態を判定する燃焼状態判定手段と、を有する
    　ことを特徴とする内燃機関の燃焼診断装置。
  2. 　前記燃焼状態判定手段は、前記回転変動が噴射時期進角判定閾値よりも大きい場合は、前記判定対象気筒の噴射時期は進角側にあると判定する
    　ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃焼診断装置。
  3. 　前記燃焼状態判定手段は、前記回転変動が噴射時期遅角判定閾値よりも小さい場合は、前記判定対象気筒の噴射時期は遅角側にあると判定し、
    　前記噴射時期遅角判定閾値は、前記噴射時期進角判定閾値よりも小さい値に設定されている
    　ことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の燃焼診断装置。
  4. 　前記燃焼状態判定手段は、前記回転変動が失火判定閾値よりも大きい場合は前記判定対象気筒に失火が生じていると判定するとともに、前記回転変動が失火判定閾値以下の場合は前記判定対象気筒に失火が生じていないと判定する
    　ことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の内燃機関の燃焼診断装置。
  5. 　前記噴射補正量算出手段により算出された補正量に基づいて、前記気筒毎の基本燃料噴射を補正する燃料噴射量補正手段をさらに備える
    　ことを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の内燃機関の燃焼診断装置。
  6. 　前記燃料噴射量補正手段は、前記噴射補正量算出手段により算出された補正量が補正上限閾値よりも大きい場合は、前回の補正量で前記気筒毎の基本燃料噴射を補正する
    　ことを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の燃焼診断装置。
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