JP2002122037A

JP2002122037A - 多気筒内燃機関の異常気筒検出装置

Info

Publication number: JP2002122037A
Application number: JP2000316585A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Fujita; 達也藤田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-10-17
Filing date: 2000-10-17
Publication date: 2002-04-26
Anticipated expiration: 2020-10-17
Also published as: JP4411769B2

Abstract

(57)【要約】【課題】車両が走行中であっても、ロードノイズの影
響の小さい状態を的確に判断して、多気筒内燃機関の各
気筒のインジェクタ２の中から故障インジェクタの検出
を精度良く行う。【解決手段】多気筒内燃機関の各気筒の燃焼が一巡す
る１サイクルにおいて、この１サイクル周期の回転変動
のうねりが所定値以上であると判定され、且つサイクル
間偏差検出手段にてサイクル間偏差が所定値以内である
と判定された場合には、車両が走行中であっても、ロー
ドノイズの影響が小さい状態であると的確に判断でき、
且つインジェクタ２に機能故障が発生している可能性が
高いと判断できる。したがって、このような判定結果が
得られてから、機能故障が発生しているインジェクタ２
を特定するための故障インジェクタ特定処理の実行許可
が許可手段によってなされることにより、確実に故障イ
ンジェクタを特定することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車等の
車両に搭載される多気筒内燃機関の異常気筒または異常
気筒を検出または特定する多気筒内燃機関の異常気筒検
出装置に関するもので、特に複数個の気筒を有するディ
ーゼルエンジンの各気筒毎に対応して取り付けられた複
数個のインジェクタのうち少なくとも１個以上のインジ
ェクタが機能故障を起こしているか否かを判定するディ
ーゼルエンジンにおけるインジェクタ故障検出装置に係
わる。

【０００２】

【従来の技術】多気筒内燃機関、例えば複数の気筒を有
するディーゼルエンジンは、インジェクタから高圧燃料
を気筒内に噴射することによって作動する。特に電子制
御方式の４気筒ディーゼルエンジン用蓄圧式燃料噴射制
御システムに使用されるディーゼルエンジン用のインジ
ェクタは、一般的に、クランク角度センサおよびカム角
度センサの出力を基準にして、上死点（ＴＤＣ）付近の
気筒内圧力が最大を示す位置で高圧燃料を噴射する。そ
の燃料噴射量は、各気筒均一が望ましく、気筒間に噴射
量不均量があると、つまり気筒間に燃料噴射量のバラツ
キがあると、各気筒の爆発行程毎の回転速度変動に偏差
（増減）が生じ、ドライバビリティ、騒音、振動、エミ
ッションなど車両の走行状態または内燃機関の運転状態
に悪影響を及ぼすことになる。

【０００３】通常、各気筒毎に燃料を噴射する複数個の
インジェクタには、噴射量個体差がある。つまり、燃料
通路や噴孔が比較的に大きく、燃料を比較的に多く噴射
するものや、燃料通路や噴孔が比較的に小さく、燃料を
比較的に少なく噴射するものが存在するために、４気筒
エンジンであれば、４気筒とも気筒内に噴射される燃料
噴射量は異なることもある。そのために、インジェクタ
の噴射量個体差の補正は、比較的にクランク角度センサ
からのセンサ信号を取り扱い易く、且つ路面ノイズなど
の影響をあまり受けない、回転速度の低いアイドリング
状態の時に、各気筒の爆発行程毎の回転速度変動を検出
し、各気筒の爆発行程毎の回転速度変動の検出値と全気
筒の回転速度変動の平均値とを比較し、この比較判定に
よって各気筒への燃料噴射量を補償する不均量補償制御
を実施している。

【０００４】ここで、インジェクタの無噴射故障は、気
筒内に燃料を噴射しない故障のために燃焼によって気筒
内圧力は上昇しない。そのために、異常気筒の回転速度
変動は大きく減少する。上記の不均量補償制御による補
正量は、異常気筒の回転速度変動が他の気筒の回転速度
変動と平滑化するように、異常気筒への燃料噴射量を補
正するのであるから、異常気筒の補正量は大きく増大す
る。したがって、インジェクタの無噴射故障時、特定気
筒の故障情報が連続して出力されることになる。そし
て、同一気筒の故障情報が所定のサイクル連続した場
合、その気筒を異常気筒であると特定するディーゼルエ
ンジンの異常気筒検出装置（例えば特公平６−９７００
８号公報等の公知技術）が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のディ
ーゼルエンジンの異常気筒検出装置においては、１気筒
の無噴射故障が生じた場合、４気筒の平均回転速度から
最も偏差の大きい気筒が異常気筒であると診断するよう
にしている。ここで、１気筒のみ無噴射故障が生じた場
合の、ディーゼルエンジンの走行中での実際の回転速度
変動を図３に示す。この図３から１気筒のみの無噴射故
障であり、他の３気筒が正常に噴射しているにも拘ら
ず、４気筒とも異なった回転速度変動を示す。

【０００６】特にディーゼルエンジンは、圧縮比が大き
く、エンジンを安定して運転するために、ガソリンエン
ジンよりも重いフライホイールを使用している。このた
め、ディーゼルエンジンは、慣性が大きく、１気筒のイ
ンジェクタの無噴射が回転速度へ及ぼす影響は小さい。
したがって、上述の公知技術の、４気筒の平均回転速度
から最も偏差の大きい気筒が異常気筒であると診断する
と、運転条件によっては正常な気筒のインジェクタを故
障であると誤検出してしまう可能性があった。

【０００７】また、気筒間の爆発力のバラツキによる回
転速度の変動によって発生するエンジン振動を除去する
ために、上述の公知技術のように、各気筒毎の回転速度
変動を検出し、平滑化するように各気筒毎への最適な燃
料噴射量を個々に調整する不均量補償制御（気筒間の噴
射量補正制御）を行うと、１気筒のインジェクタが必ず
無噴射のために燃料噴射量の補正量が収束しない。ある
いは、燃料噴射量の補正量の収束に時間が必要となると
いう問題があった。特に車両走行中では、燃料噴射量の
補正量がディーゼルエンジンの出力に直接影響する。燃
料噴射量の補正量の収束性が悪いと、各気筒毎の回転速
度変動が大きく変化し、その結果、ドライバビリティが
悪化するという問題があった。そのため、上述の公知技
術は、車両走行中には使用できないという問題があっ
た。

【０００８】さらに、実際の車両走行時においては、粗
い路面を車両が走行する際に路面ノイズ（ロードノイ
ズ、車内騒音）が発生する。なお、ロードノイズには、
非常に細かな振動を伴うこともある。そのため、実際の
車両走行時においては、路面状態によって生じるロード
ノイズが各気筒の爆発行程毎の回転速度変動に加算され
る。そして、ディーゼルエンジンは、上述したように、
ガソリンエンジンよりも重いフライホイールを使用して
いるので、慣性が大きいために、１気筒のインジェクタ
が無噴射故障のとき、その異常気筒と他の正常気筒との
間の回転速度変動の偏差は小さい。そのために、ロード
ノイズの影響が各気筒の爆発行程毎の回転速度変動に加
算された場合、上述の公知技術による燃料噴射量の補正
量の最大値のみでの故障検出では、誤検出するという問
題があった。特に、インジェクタの故障は、「気筒内に
燃料噴射しない無噴射故障」と、「気筒内に燃料が吹き
っぱなしになる過剰噴射故障」との２通りがある。その
ために、車両走行中でのインジェクタの故障検出は非常
に重要である。

【０００９】

【発明の目的】本発明の目的は、車両が走行中であって
も、ロードノイズの影響の小さい状態を的確に判断する
ことにより、複数個のインジェクタの中から故障インジ
ェクタの検出を精度良く行うことのできる多気筒内燃機
関の異常気筒検出装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、「気筒内に燃料噴射しない無噴射故障」や「気
筒内に燃料が噴きっぱなしになる過剰噴射故障」といっ
たインジェクタの機能故障が、下記判定結果が得られた
場合発生していると判断される。つまり、多気筒内燃機
関の各気筒の燃焼が一巡する１サイクルにおいて、この
１サイクル周期の回転変動うねりが所定値以上であると
判定され、さらに、サイクル間偏差検出手段にて、サイ
クル間偏差が所定値以内であることが判定されたときで
ある。

【００１１】このような許可判定が得られた場合には、
車両が走行中であっても、ロードノイズの影響の小さい
状態であると的確に判断することができ、且つインジェ
クタに機能故障が発生している可能性が高いと判断する
ことが可能となる。つまり、１サイクル周期の回転変動
うねりが所定値以上であると、あるインジェクタにおい
て上述の機能故障が発生している可能性が高いと判断さ
れ、またサイクル間偏差が所定値以内にあると、ロード
ノイズによる影響が機関の回転変動に加味されていない
状況であると判断されるからである。したがって、判定
結果が得られてから、機能故障が発生しているインジェ
クタを特定するための故障インジェクタ特定処理の実行
許可が許可手段によってなされることによって、確実に
故障インジェクタを特定することができる。

【００１２】請求項２に記載の発明によれば、１サイク
ルうねり検出手段は、１サイクル内における最大回転速
度または最小回転速度が、所定サイクル連続して同一の
気筒で検出されたとき、１サイクル周期の回転変動のう
ねりが発生したと検出するため、１サイクル周期の回転
変動のうねりを確実に検出することが可能となる。

【００１３】請求項３に記載の発明によれば、許可手段
における、１サイクルうねり検出手段にて検出される１
サイクル周期の回転変動うねりが所定値以上であるとい
う判定を、１サイクルにおける各気筒の内の最大回転速
度と最小回転速度との両者の偏差であるサイクル内偏差
を検出し、そのサイクル内偏差が所定値以上であること
によって行っている。これにより、機能故障を起こして
いるインジェクタが存在することを確実に検出すること
ができる。

【００１４】請求項４に記載の発明によれば、許可手段
は、サイクル間偏差検出手段にて検出されたサイクル間
偏差が所定値以内であり、且つこの所定値以内であるこ
とが所定サイクル連続して検出されたとき、故障インジ
ェクタ特定処理の実行を許可している。したがって、サ
イクル間偏差が所定値以内であることを所定サイクル連
続して検出することから、確実にロードノイズによる影
響が機関の回転変動に加味されている状態を排除できる
ため、インジェクタ機能故障が発生していることをより
精度良く判定することができ、その状態下で故障インジ
ェクタ特定処理へと移行することが可能となる。

【００１５】請求項５に記載の発明によれば、サイクル
間偏差検出手段は、１サイクルにおける各気筒の内の最
大回転速度、または１サイクルにおける各気筒の内の最
小回転速度、または１サイクルにおける平均回転速度、
または１サイクルにおける所定のクランク角度の回転速
度によって、サイクル間偏差を検出している。したがっ
て、これら回転速度のどれかを使用することによってサ
イクル間偏差を検出できるので、ロードノイズが機関の
回転変動に加味されているか否かを確実に判定すること
が可能となる。

【００１６】請求項６に記載の発明によれば、クランク
角度センサで検出される所定の凸状歯間の経過時間を測
定することで、多気筒内燃機関の各気筒の爆発行程毎の
回転速度変動を時間変化として検出する。すなわち、既
存のクランク角度センサのセンサ信号を用いて、各気筒
毎の回転速度変動が検出できるため、比較的簡単に各気
筒毎の回転速度変動を検出することができる。

【００１７】請求項７に記載の発明によれば、許可手段
により、故障インジェクタ特定処理の実行許可がなされ
たとき、１サイクル内での各気筒の爆発行程毎の回転速
度変動、または１サイクル内での各気筒の爆発行程毎の
燃焼エネルギー、または１サイクル内での各気筒の発生
トルクの偏差を気筒間で比較する比較手段により、最も
偏差の大きいまたは小さい気筒のインジェクタが故障イ
ンジェクタであると特定するようにしている。これによ
り、１サイクル内での各気筒の爆発行程毎の回転速度変
動の偏差、あるいは１サイクル内での各気筒の爆発行程
毎の燃焼エネルギーの偏差を用いた場合、複数個のイン
ジェクタの中から機能故障を起こしている故障インジェ
クタを高精度に特定することが可能となる。

【００１８】さらに、１サイクル内での各気筒の発生ト
ルクの偏差を用いた場合には、実際の各気筒毎のトルク
を検出できるため、複数個のインジェクタの中から機能
故障を起こしている故障インジェクタの検出を、回転速
度変動や燃焼エネルギーの偏差を用いる場合に比べてよ
り精度良く実行することができる。

【００１９】請求項８に記載の発明によれば、各気筒に
設けられたインジェクタに機能故障が発生しているか否
かを判定するときには、気筒間の回転速度変動を平滑化
するように各気筒毎への噴射量を個別に調整する気筒間
の噴射量補正制御を禁止する。これにより、インジェク
タの機能故障の誤検出を防止できるので、インジェクタ
の機能故障の検出精度を向上することができる。

【００２０】請求項９に記載の発明によれば、各気筒に
設けられたインジェクタに機能故障が発生していること
を視覚表示または聴覚表示する表示手段を設けることに
より、多気筒内燃機関が正常な運転状態か異常な運転状
態かを早急に運転者等へ報知することが可能となる。

【００２１】

【発明の実施の形態】発明の実施の形態を実施例に基づ
き図面を参照して説明する。〔第１実施例の構成〕図１ないし図９は本発明の第１実
施例を示したもので、図１はディーゼルエンジン用蓄圧
式燃料噴射システムの全体構成を示した図である。

【００２２】本実施例のディーゼルエンジン用蓄圧式燃
料噴射システムは、一般にコモンレールシステムと呼ば
れており、例えば自動車等の車両に搭載された４気筒の
ディーゼルエンジン１の運転状態、車両の走行状態およ
び運転者（ドライバー）の操作量（意志）を各種センサ
により検出して、多気筒内燃機関の異常気筒検出装置を
構成する電子制御方式のコントロールユニット（以下Ｅ
ＣＵと呼ぶ）９に伝えて、各種センサからのセンサ信号
により最適な燃料噴射量および燃料噴射時期を演算し、
それぞれを制御する複数個（本例では４個）のインジェ
クタ（電磁式燃料噴射弁）２および燃料圧送ポンプ３等
に指令するように構成されている。

【００２３】ディーゼルエンジン１は、本発明の多気筒
内燃機関に相当するもので、シリンダブロック、シリン
ダヘッドおよびオイルパン等から構成された４サイクル
４気筒エンジンである。なお、ディーゼルエンジン１の
４個のシリンダ１０は、シリンダブロックとシリンダヘ
ッド等により形成されている。そして、各シリンダ１０
の吸入ポートは、吸気弁（インテークバルブ）１１によ
り開閉され、排気ポートは排気弁（エキゾーストバル
ブ）１２により開閉される。また、各シリンダ１０内に
は、連接棒を介してクランク軸１３に連結されたピスト
ン１４が摺動自在に配設されている。

【００２４】複数個のインジェクタ２は、ディーゼルエ
ンジン１のシリンダブロックに（各気筒＃１〜＃４に個
別に対応して）取り付けられ、各気筒毎のシリンダ１０
内に高圧燃料を噴射する燃料噴射ノズル、およびこの燃
料噴射ノズルの弁体を駆動する電磁弁等のアクチュエー
タ（図示せず）等から構成された電磁式燃料噴射弁であ
る。なお、インジェクタ２の弁体の開弁時間（噴射期
間）が長い程、各気筒毎のシリンダ１０内に噴射される
燃料噴射量が多くなり、インジェクタ２の弁体の開弁時
間（噴射期間）が短い程、各気筒毎のシリンダ１０内に
噴射される燃料噴射量が少なくなる。

【００２５】燃料圧送ポンプ３は、燃料タンク１５から
燃料を汲み上げるフィードポンプ１６、およびコモンレ
ール１７への高圧燃料の圧送量を調整する電磁弁等のア
クチュエータ（図示せず）を内蔵する高圧供給ポンプで
ある。そして、燃料圧送ポンプ３は、燃料タンク１５か
ら燃料を吸入して加圧し、ＥＣＵ９より指令された燃料
量をコモンレール１７に圧送する。このコモンレール１
７内に蓄圧された燃料の圧力は、燃料圧力検出手段とし
ての燃料圧センサ１８によって測定され、ポンプ駆動指
令とインジェクタ２の駆動指令とがＥＣＵ９で算出され
る。また、燃料タンク１５内には、燃料タンク１５内の
燃料の液面レベルを測定する液面レベルセンサ１９が配
設されている。

【００２６】コモンレール１７は、比較的に高い圧力
（コモンレール圧力）の高圧燃料を蓄えるサージタンク
の一種で、燃料配管２０を経て各気筒毎に対応して取り
付けられた複数個のインジェクタ２に接続されている。
ここで、本実施例では、コモンレール１７から燃料タン
ク１５へ燃料を戻すためのリターン配管２１が設けられ
ている。そして、コモンレール１７は、コモンレール圧
力が限界蓄圧圧力を超えることがないようにプレッシャ
リミッター２２の弁体が開弁して、そのプレッシャリミ
ッター２２内の燃料通路およびリターン配管２１を経
て、コモンレール１７内の圧力を逃がせるように構成さ
れている。

【００２７】ＥＣＵ９には、制御部、演算部やレジスタ
部よりなるＣＰＵ、制御プログラムや各種データを記憶
するためのメモリ（ＲＡＭ、ＰＲＯＭまたはＲＯＭ）、
および各種センサやアクチュエータとの間で信号の入出
力を行うＩ／Ｏポート（入出力回路）等の機能を含んで
構成される周知のマイクロコンピュータが設けられてい
る。そして、各種センサからのセンサ信号は、Ａ／Ｄ変
換器でＡ／Ｄ変換された後にマイクロコンピュータに入
力されるように構成されている。

【００２８】そして、ＥＣＵ９は、クランク軸（クラン
クシャフト）１３に取り付けられたクランク角度センサ
４、およびカム軸（カムシャフト）２３に取り付けられ
たカム角度センサ５とからのクランク軸回転パルスおよ
びカム軸回転パルスの信号を基準にして、インジェクタ
２の燃料噴射時期や、燃料圧送ポンプ３の燃料圧送期間
を決めることで、コモンレール圧力を所定の圧力値に保
持する。

【００２９】ここで、クランク角度センサ４は、本発明
の回転速度検出手段に相当するもので、ディーゼルエン
ジン１のクランク軸１３に固定された磁性体製のタイミ
ングロータ（シグナルロータ）２４、このタイミングロ
ータ２４の周面に対向するように配置された電磁ピック
アップコイル２５、および磁束を発生させる永久磁石
（マグネット）等で構成された電磁式回転センサで、ク
ランク軸１３の回転角度を検出する。なお、ＥＣＵ９
は、クランク角度信号（ＮＥパルス信号）の間隔時間を
計測することによって、エンジン回転速度（ＮＥ）を検
出する。

【００３０】タイミングロータ２４には、所定角度（例
えば１０°）毎に凸状歯２６が複数個形成されている。
したがって、タイミングロータ２４が回転すると、凸状
歯２６が電磁ピックアップコイル２５に対して接近離反
するため、電磁誘導によって電磁ピックアップコイル２
５からクランク角度信号（ＮＥパルス信号）が出力され
る。なお、本実施例では、タイミングロータ２４の２歯
を欠歯として、３６−２＝３４歯を形成している。この
欠歯を検出することで、タイミングロータ２４の１回転
を検出することができる。

【００３１】すなわち、４サイクル４気筒ディーゼルエ
ンジン１の場合には、ディーゼルエンジン１の１周期
（１サイクル：吸気行程、圧縮行程、爆発行程、排気行
程）、つまりクランク軸１３が２回転（７２０°ＣＡ）
する間に、６８個のクランク角度信号（１パルス１０°
ＣＡ）が発生するように、タイミングロータ２４の外周
面に、１０°（２０°ＣＡに相当する）毎に凸状歯２６
が、上述のように設けられている。

【００３２】そして、このクランク角度センサ４のクラ
ンク角度信号の間隔時間を計算することで、各気筒の爆
発行程毎の瞬時回転速度を算出し、ＢＴＤＣ９０°ＣＡ
〜ＡＴＤＣ９０°ＣＡ間のクランク角度信号の間隔時間
の最大値をこの気筒の瞬時回転速度の最小回転速度とし
て読み込む。また、ＢＴＤＣ９０°ＣＡ〜ＡＴＤＣ９０
°ＣＡ間のクランク角度信号の間隔時間の最小値をこの
気筒の瞬時回転速度の最大回転速度として読み込む。

【００３３】そして、これらの計算を各気筒毎に行った
後に、図２および図３に示したように、各気筒毎の最大
回転速度と各気筒毎の最小回転速度との回転速度差を計
算することで、各気筒毎の燃料噴射に同期して発生する
各気筒の爆発行程毎の回転速度変動を検出または算出す
る。ここで、図２は低負荷、低回転での走行時に全気筒
が正常なディーゼルエンジンの各気筒の爆発行程毎の回
転速度変動の挙動を示した図で、図３は第１気筒＃１で
無噴射故障が発生したときの各気筒の爆発行程毎の回転
速度変動の挙動を示した図である。

【００３４】そして、カム角度センサ５は、ディーゼル
エンジン１のカム軸２３に固定された磁性体製のタイミ
ングロータ（シグナルロータ）２７、このタイミングロ
ータ２７の周面に対向するように配置された電磁ピック
アップコイル２８、および磁束を発生させる永久磁石
（マグネット）等で構成された電磁式回転センサで、カ
ム軸２３の回転角度を検出する。タイミングロータ２７
には、所定角度毎に凸状歯２９が複数個配置されてい
る。

【００３５】また、ＥＣＵ９は、アクセルペダルの踏込
み量（アクセル開度）を測定するアクセル開度センサ３
０、およびディーゼルエンジン１の冷却水温度を検出す
る冷却水温センサ３１等からセンサ信号を入力するよう
に構成されている。そして、ＥＣＵ９は、アクセル開度
センサ３０の検出値であるアクセル開度（ＡＣＣＰ）と
クランク角度センサ４からのクランク角度信号より検出
（演算）したエンジン回転速度（ＮＥ）と冷却水温セン
サ３１の検出値である冷却水温度（ＴＨＷ）から燃料噴
射量を算出し、算出した燃料噴射量を達成するために、
運転状態毎にコモンレール１７内の燃料圧力から算出さ
れた開閉指令で各インジェクタ２を駆動する。これによ
り、ディーゼルエンジン１が運転される。

【００３６】なお、ＥＣＵ９は、車両の走行速度（車
速）を測定するための車速センサ３２から車速信号が入
力するように構成されている。ここで、インジェクタ２
を開弁するために用いられた燃料は、リリーフ配管とし
てのリターン配管３３を経て燃料タンク１５へ戻され
る。そのリターン配管３３には、燃料温度を測定する燃
料温度センサ３４が搭載されている。この燃料温度セン
サ３４は、検出精度を上げるために各インジェクタ２の
リターン配管３３の集合部分にできるだけ近い位置に搭
載するのが望ましい。

【００３７】ディーゼルエンジン１の運転中に、シリン
ダ１０内で燃焼した排気ガスは、排気管３５を通り、バ
リアブルノズルターボ（ＶＮＴ）３６のタービンの駆動
源となった後に、触媒（図示せず）、マフラー（図示せ
ず）を経て排出される。上記のバリアブルノズルターボ
３６の制御は、吸気圧センサ４７の信号とＶＮＴ駆動量
センサ３７の信号とに基づいて行われる。過給された吸
入空気は、吸気管３８を経てシリンダ１０内へ導入され
る。そして、吸気管３８の途中には、絞り弁（スロット
ルバルブ）３９が配設され、このスロットルバルブ３９
の開度は、ＥＣＵ９からの信号により作動するアクチュ
エータ４０によって調節される。

【００３８】また、本実施例の吸気管３８には、排気管
３５を流れる排気ガスの一部の排気再循環ガス（ＥＧＲ
ガス）を吸気管３８へ導く排気ガス還流管４１が接続さ
れている。そして、排気ガス還流管４１の入口には、排
気ガス再循環装置用バルブ（ＥＧＲバルブ）４２が設置
され、排気ガス還流管４１の途中には、ＥＧＲガスを冷
却するためのＥＧＲガスクーラ４３が設置されている。
したがって、シリンダ１０内に吸い込まれる吸入空気
は、エミッションを低減するために運転状態毎に設定さ
れた排気ガス還流量（ＥＧＲ量）になるようにＥＧＲバ
ルブ４２の開口度を制御され、排気管３５からの排気ガ
スとミキシングされることになる。なお、ＥＧＲ量は、
吸気量センサ４４と吸気温センサ４５とＥＧＲバルブ開
口度センサ４６からの信号で、所定値を保持できるよう
にフィードバック制御している。

【００３９】〔第１実施例の故障検出方法〕次に、本実
施例のディーゼルエンジン１のインジェクタ故障検出方
法を図１ないし図９に基づいて簡単に説明する。ここ
で、図４および図５はディーゼルエンジン１のインジェ
クタ故障検出方法を示したフローチャートである。

【００４０】イグニッションスイッチがＯＮ（ＩＧ・Ｏ
Ｎ）されて、ディーゼルエンジン１が始動すると、図４
のルーチンが起動する。そして、先ずステップＳ１にお
いて、ディーゼルエンジン１の運転状態がアイドル状態
であるか否かを判定する。なお、アイドル回転速度は、
例えば８５０ｒｐｍ程度である。そして、アイドル状態
であると判定されると、ステップＳ２へ進んで、車速が
「０」であるか否かが判定され、車両が停止状態である
かどうかを判定する。

【００４１】上記ステップＳ２にて、車速が「０」であ
る場合、ステップＳ３に進み、気筒間の回転速度変動を
平滑化するように各気筒毎への噴射量を個別に調整する
気筒間の噴射量補正制御（不均量補償制御）を行う。こ
の気筒間の噴射量補正制御では、ディーゼルエンジン１
の各気筒の爆発行程毎の回転速度変動を検出し、全気筒
の回転速度変動の平均値と各気筒毎の回転速度変動の検
出値とを比較して、この比較結果によって各気筒への噴
射量を補正する。

【００４２】次に、ステップＳ４に進み、上記ステップ
Ｓ３にて実行された気筒間の噴射量補正制御における各
気筒への燃料噴射量の補正量が所定範囲以内か否かを判
定する。この判定結果がＮＯの場合、つまり補正量が所
定範囲内であれば、再度ステップＳ１へ戻る。

【００４３】一方、ステップＳ４にて判定結果がＹＥＳ
の場合、つまり補正量が所定範囲外である場合には、ス
テップＳ５のインジェクタ故障気筒検出１へと進む。こ
のステップＳ５にて、上記ステップＳ４にて予め設定さ
れた所定範囲の範囲外と判定された補正量が適用される
気筒を異常気筒として検出する。上記ステップにより、
この異常気筒のインジェクタ２が無噴射故障または過剰
噴射故障等の機能故障を起こしていると判断し、本ルー
チンを終了する。

【００４４】また、ステップＳ１、Ｓ２にて、ＮＯと判
定されたときは、車両が走行中であると判断され、ステ
ップＳ６に進み、上記ステップＳ３にて実行されていた
気筒間噴射量補正制御を停止する。なお、この場合にお
いても、気筒間の噴射量補正量の計算は継続しても良
い。

【００４５】そして、ステップＳ７に進み、車両が定常
走行中であるか否かを判定する。この判定は、例えば、
アクセル開度センサ３０のセンサ値であるアクセル開度
（ＡＣＣＰ）が所定値を継続しているか否かを検出する
ことによって判定される。なお、ステップＳ７におい
て、車両が定常走行中でないと判定された場合には、再
度ステップＳ１へ戻る。

【００４６】また、ステップＳ７において、車両が定常
走行中であると判定された場合には、図５のステップＳ
８〜ステップＳ１４の処理によって、インジェクタ２の
機能故障が発生しているか否かを判定し、インジェクタ
２の機能故障が発生していると判断されたときには、複
数個のインジェクタ２の内のどのインジェクタ２が機能
故障しているかを特定する故障インジェクタ特定処理へ
の許可を行う。

【００４７】本実施例では、ステップＳ８にて、先ずデ
ィーゼルエンジン１の各気筒の爆発行程毎の最大回転速
度および最小回転速度を検出する。これは、図２に示す
ように、第１気筒＃１〜第４気筒＃４の爆発行程毎の最
大回転速度ｍａｘ１〜ｍａｘ４および最小回転速度ｍｉ
ｎ１〜ｍｉｎ４を、クランク角度センサ４からの出力値
を用いて検出する。なお、各回転速度の添字は気筒番号
を示す。

【００４８】次に、ステップＳ９に進み、上記ステップ
Ｓ８にて求めた各気筒毎の最大回転速度（ｍａｘ１〜ｍ
ａｘ４）の中で、１サイクル内で最大を示した気筒の１
サイクル最大回転速度Ｍａｘｉを検出（算出）する。こ
れと同時に、ステップＳ８で求めた各気筒毎の最小回転
速度（ｍｉｎ１〜ｍｉｎ４）の中で、１サイクル内で最
小を示した気筒の１サイクル最小回転速度Ｍｉｎｉを検
出（算出）する。ここで、上記Ｍａｘｉ、Ｍｉｎｉの添
字ｉは、第ｉサイクルを示している。また、上記１サイ
クルとは、本実施例では４気筒４サイクルエンジンを採
用しており、第１〜第４気筒の各気筒の燃焼が一巡する
期間である７２０°ＣＡを示す。なお、爆発順序は、例
えば図２に示すように、＃１→＃３→＃４→＃２であ
る。

【００４９】次に、上述のＭａｘｉ、Ｍｉｎｉは、具体
的には下記数１の最大値選択および数２の最小値選択に
て検出される。

【数１】なお、図３で示すサイクルでは、Ｍａｘｉは第２気筒の
最大回転速度ｍａｘ２が選択される。

【数２】なお、図３で示すサイクルでは、Ｍｉｎｉは第３気筒の
最小回転速度ｍｉｎ３が選択される。

【００５０】次に、ステップＳ１０に進み、ステップＳ
９にて検出された１サイクル最大回転速度Ｍａｘｉある
いは１サイクル最小回転速度Ｍｉｎｉのどちらかを使用
し、Ｍａｘｉ（あるいはＭｉｎｉ）を示した気筒が所定
サイクル（例えば、３サイクル）連続して同一気筒であ
るか否かを検出する。なお、この判定結果がＮＯの場合
には、再度ステップＳ１へと戻る。

【００５１】一方、ステップＳ１０にて、Ｍａｘｉ（あ
るいはＭｉｎｉ）を示す気筒が所定サイクル連続して同
一気筒であることが検出されたならば、ステップＳ１１
へ進む。ここで、ステップＳ１０にてＹＥＳと判定され
るときには、同一の気筒でＭａｘｉ（あるいはＭｉｎ
ｉ）が所定サイクル連続して検出されることとなるた
め、機関の回転変動に１サイクル（７２０°ＣＡ）周期
の変動が発生していると判断できる。

【００５２】次に、ステップＳ１１では、上記ステップ
Ｓ９にて検出されたＭａｘｉ（あるいはＭｉｎｉ）を使
用して、サイクル間偏差ΔＭｉを算出する。具体的に
は、下記数３の算出式を用いて、今回のサイクル（第ｉ
サイクル目）での１サイクル最大回転速度Ｍａｘｉと前
回のサイクル（第ｉ−１サイクル目）での１サイクル最
大回転速度Ｍａｘｉ−１との偏差を求めることにより、
上記ΔＭｉを算出する。

【数３】

【００５３】なお、ΔＭｉを１サイクル最小回転速度Ｍ
ｉｎｉを用いて算出するときには、下記数４の算出式の
如く、今回および前回のサイクルにおける１サイクル最
小回転速度を用いれば良い。

【数４】

【００５４】そして、ステップＳ１２に進み、上記ステ
ップＳ１１にて算出したサイクル間偏差ΔＭｉを用い
て、このΔＭｉが所定サイクル連続して所定値（例え
ば、１０ｒｐｍ）内であるか否かを判定する。なお、こ
の判定結果がＮＯである場合には、再度ステップＳ１へ
戻る。

【００５５】一方、ΔＭｉが所定サイクル連続して所定
値内であることが検出されたならば、ステップＳ１３へ
進む。ここで、ステップＳ１２にてＹＥＳと判定される
ときには、サイクル間偏差ΔＭｉが所定値以内である状
態が所定サイクル連続して検出されることとなるため、
機関の回転変動に、路面振動等によって発生するロード
ノイズの影響が加味されることで数サイクルにわたる長
周期の変動成分が重畳した状態ではないことを判断でき
る。

【００５６】さらに、上記ステップＳ１０およびステッ
プＳ１２でともにＹＥＳと判定された状態では、Ｍａｘ
ｉ（あるいはＭｉｎｉ）を示す気筒が同一であることが
所定サイクル連続し、且つΔＭｉが所定値内であること
が所定サイクル連続している状態となっているため、機
関の回転変動には、ロードノイズによる影響が極めて小
さい１サイクル（７２０°ＣＡ）周期のうねりが発生し
ていると判断できる。

【００５７】そして、ステップＳ１３では、上記ステッ
プＳ９にて検出された１サイクル中の１サイクル最大回
転速度Ｍａｘｉおよび１サイクル最小回転速度Ｍｉｎｉ
とから、このサイクル内におけるサイクル内偏差Δｉを
下記数５の算出式にて算出する。

【数５】

【００５８】そして、次のステップＳ１４にて、ステッ
プＳ１３にて算出されたサイクル内偏差Δｉが、所定値
（例えば、１０ｒｐｍ）以上であるか否かを判定する。
なお、ＮＯと判定されたならば、１サイクル内で大幅な
回転変動偏差が発生しないこととなるから、インジェク
タ２の機能故障が発生していないと判断され、ステップ
Ｓ１へと戻る。

【００５９】一方、ステップＳ１４にて、Δｉが所定値
以上であると判定された場合には、１サイクル内におい
て、ある気筒におけるインジェクタ２の無噴射故障、あ
るいは噴きっぱなし故障が発生している可能性があると
判断できる。その上、上述したように、ステップＳ１
０、Ｓ１２が成立して、ロードノイズによる影響が極め
て小さい１サイクル（７２０°ＣＡ）周期のうねりが機
関の回転変動に発生していると判断されているため、こ
の状態でステップＳ１４にて、Δｉが所定値以上である
と判定されたときには、上記１サイクル周期のうねりが
所定値以上であると判断することができる。したがっ
て、インジェクタ２の機能故障（例えば、無噴射故障）
が発生していると確実に判断できる。

【００６０】そして、ステップＳ１４にてＹＥＳと判定
された場合、図４のステップＳ１５の故障インジェクタ
特定処理へと進む。つまり、上述のステップＳ８〜Ｓ１
４におけるインジェクタ機能故障検出処理によって、イ
ンジェクタ２の機能故障が発生していると判断されたな
らば、上記ステップＳ１５における故障インジェクタ特
定処理の実行を許可するのである。

【００６１】ここで、例えば１気筒のインジェクタが無
噴射故障しその気筒で失火が生じた場合、各気筒での燃
料噴射に同期した回転速度変動、すなわち、各気筒の爆
発行程毎の回転速度変動に、７２０°ＣＡに代表される
１サイクル周期のうねりが発生する（図７参照）。ま
た、ロードノイズによる影響を受けると、１０Ｈｚ以下
の更に大きなうねりが回転速度変動に加算されることが
我々の実験の結果分かっている（図６参照）。

【００６２】すなわち、７２０°ＣＡに代表される１サ
イクル周期のうねりが観察され、且つその１サイクル周
期のうねりがサイクル間で変動が無いことが観察された
場合には、インジェクタが１本機能故障（例えば無噴
射）しており、且つロードノイズの影響が無い可能性が
非常に高いと予測できることを、我々は鋭意研究によっ
て見い出した。

【００６３】そして、上述の１サイクル周期のうねりが
サイクル間で変動がない状態、つまり、インジェクタ２
の機能故障が発生している状態を、図５のステップＳ８
〜Ｓ１４におけるインジェクタ機能故障検出処理にて判
断できるのである。

【００６４】次に、上記インジェクタ機能故障検出処理
にて、インジェクタ２の機能故障が発生していると判断
されると、上述したように、図４のステップＳ１５にお
ける故障インジェクタ特定処理への実行が許可される。
この故障インジェクタ特定処理は、以下のような演算・
比較処理によって故障インジェクタを備える異常気筒を
特定しても良い。例えば、ある気筒の爆発行程毎の回転
速度変動偏差が他の気筒の爆発行程毎の回転速度変動偏
差に比べて所定値以上大きい、または小さい場合にその
気筒を異常気筒として特定する。あるいはある気筒の瞬
時回転速度の最大値または最小値の偏差が他の気筒の瞬
時回転速度の最大値または最小値の偏差に比べて所定値
以上大きい、または小さい場合にその気筒を異常気筒と
して特定する。

【００６５】すなわち、各気筒への燃料噴射に同期して
発生する回転速度変動の最大値と最小値との偏差で、気
筒毎の燃焼エネルギーを求め、各気筒間で比較し最も偏
差が大きい、または小さい気筒を異常気筒と特定する。
ここで、インジェクタ２の故障診断方法として、計算は
実行しているが実際に制御していない噴射量補正量が最
も大きな気筒を異常気筒と診断しても良いことは言うま
でもない。

【００６６】〔第１実施例の特徴〕ここで、ディーゼル
エンジン１の各気筒のシリンダ１０内への燃料噴射量が
同一噴射量の時には、各気筒の爆発行程毎の回転速度変
動は、図２に示したように、同じ挙動を示している。す
なわち、各気筒の瞬時回転速度の最大値と最小値との偏
差（回転速度変動）は、同じ挙動を示している。

【００６７】しかし、複数個のインジェクタ２の中で無
噴射故障を起こしている故障インジェクタが存在する場
合には、無噴射故障を起こしている異常気筒（故障気
筒）内に燃料を噴射しないため、燃焼が生じることはな
く、気筒内圧力も上昇しない。そのために、１サイクル
における各気筒の爆発行程毎の回転速度変動は、図３に
示したように、１サイクル内の最大回転速度を示す気筒
（図３では気筒＃２）の最大回転速度（Ｍａｘｉ）と１
サイクル内の最小回転速度を示す気筒（図３では気筒＃
３）の最小回転速度（Ｍｉｎｉ）とのサイクル内偏差Δ
Ｍｉの大きい挙動を示す。また、ロードノイズの影響が
内燃機関の回転変動に重畳した場合、図６に示したよう
な、１０Ｈｚ以上の大きな周波数の回転変動が加味され
る。

【００６８】我々発明者は、ロードノイズが無い状態
で、１気筒のインジェクタ２の無噴射故障が生じた場
合、サイクル間偏差の無い７２０°ＣＡのうねりが回転
速度変動に生じることを見い出した。つまり、クランク
アングル（ＣＡ）に対応する回転速度の関係が連続する
ことになる（図７参照）。この７２０°ＣＡ周期のうね
りのある回転速度変動が連続して観察できた場合には、
ロードノイズの影響が極めて小さいと予測することがで
きる。そして、１サイクル内における最小回転速度
（Ｍｉｎｉ）と最大回転速度（Ｍａｘｉ）とのサイクル
内偏差Δｉを算出し、このΔｉが所定値（例えば１０ｒ
ｐｍ）以上であることが検出された場合には、インジェ
クタ２の機能故障（無噴射故障または過剰噴射故障
等）、あるいは燃焼不良、あるいは噴射量制御系の不具
合が発生している可能性が高いと判断できる。

【００６９】１サイクル内で最大回転速度（Ｍａｘ
ｉ）または最小回転速度（Ｍｉｎｉ）を示す気筒を検出
し、その気筒が所定サイクル連続して同一気筒であるこ
とを検出し、且つサイクル間の最大回転速度（Ｍａｘ
ｉ）または最小回転速度（Ｍｉｎｉ）のサイクル間偏差
ΔＭｉが所定値（例えば１０ｒｐｍ）内であることを検
出していれば、１サイクル周期の安定したうねりが回転
速度変動に生じていると予測できるので、自動車等の車
両が走行中であってもロードノイズの影響が無いまたは
非常に小さいと判断することができる。

【００７０】以上、、、の３つの条件が所定サイ
クル連続した時には、ロードノイズの影響が無く、且つ
インジェクタ２の機能故障が生じている可能性が高い状
態であると予測することができる。上記の３つの条件が
成立した時に、複数の気筒の中から異常気筒を特定する
ことで、自動車等の車両が走行中であっても、ロードノ
イズの影響を受けることなく、精度良く異常気筒（故障
気筒）を検出することができる。言うまでもなく、、
、の成立順序は変化しても良く、３つの条件全てが
成立することが必要である。

【００７１】ここで、１サイクル周期の安定したうねり
が回転速度変動に生じていることを検出する場合には、
各気筒の爆発行程毎の回転速度変動を周波数分析するこ
とで検出することが可能である。しかし、周波数分析
は、ＥＣＵ９への計算負荷が大きく、現実的ではない。
そのために、本実施例では、計算負荷が小さく、簡便に
１サイクル周期の安定したうねりが回転速度変動に生じ
ていることを検出する方法を提案している。

【００７２】特定の気筒でインジェクタ２の無噴射故障
が生じている場合、図８に示すように、７２０°ＣＡ周
期のうねりが回転速度変動に生じる。このとき、１サイ
クル内で最大回転速度または最小回転速度を示す気筒
は、サイクル毎で同じはずである。そのために、１サイ
クル内で最大回転速度または最小回転速度を示す気筒が
同一気筒であることが所定サイクル以上連続して検出さ
れた場合には、７２０°ＣＡ周期のうねりが回転速度変
動に生じていると推定することができる。これにより、
簡便に計算負荷の増加無しで、７２０°ＣＡ周期のうね
りを検出できる。

【００７３】また、ロードノイズが回転速度変動に影響
を及ぼしていれば、１０Ｈｚ以下の振動数、つまり大き
な周期のうねりが回転速度変動に加算されることになる
（図６参照）。そして、ロードノイズの影響があるか否
かは、サイクル間の最大回転速度（Ｍａｘｉ）または最
小回転速度（Ｍｉｎｉ）のサイクル間偏差ΔＭｉを検出
することによって検出できる。その検出方法として、サ
イクル間の回転速度の平均値または積算値を算出し、サ
イクル間で比較する方法が考えられるが、平均値または
積算値をサイクル間で比較する方法は、差が明確に現れ
難い。つまり、他の正常な気筒の回転速度も加えて平均
化するのはその出力の精度を低下させる可能性がある。

【００７４】そのために、最大回転速度（Ｍａｘｉ）ま
たは最小回転速度（Ｍｉｎｉ）のみで、サイクル間偏差
を算出する方法を用いると、精度良くサイクル間偏差を
検出できるのは明らかである。つまり、連続して同一気
筒が最大回転速度（Ｍａｘｉ）または最小回転速度（Ｍ
ｉｎｉ）を示したときのサイクル間偏差が所定値以下で
あることを検出することで、精度良くサイクル毎の回転
速度変動を検出することができる。

【００７５】〔第１実施例の効果〕本実施例のディーゼ
ルエンジン１のインジェクタ故障検出方法においては、
インジェクタ２が故障すると、７２０°ＣＡの大きなう
ねりが回転速度変動に付加されることに着目すること
で、７２０°ＣＡの安定したうねりが回転速度変動に生
じていることを観察できる場合、インジェクタ２が必ず
機能故障（例えば無噴射故障または過剰噴射故障）して
おり、且つロードノイズの影響が小さい可能性が高い運
転状態であると的確に予測することができる。このとき
に、インジェクタ２の機能故障の検出を行うことによ
り、複数個のインジェクタ２の中から故障インジェクタ
の検出を高精度に実施することができる。

【００７６】また、既存のクランク角度センサ４の出力
信号（クランク角度信号）を用いて、指定した所定の凸
状歯２６間の経過時間を測定することで、各気筒毎の回
転速度変動を時間変化として検出することができる。こ
れにより、既存のクランク角度センサ４のセンサ信号を
使用できるために、比較的に簡単に各気筒毎の回転速度
変動を検出することができる。したがって、インジェク
タ故障検出のロジック回路を簡便化できる効果を備え
る。

【００７７】また、インジェクタ２の機能故障の検出を
行う場合、気筒間の噴射量補正制御を行うと誤検出につ
ながる。そのために、インジェクタ２の機能故障の検出
を行う場合には、気筒間の噴射量補正制御を停止または
禁止させることで、インジェクタ２の機能故障の検出精
度を向上することができる。なお、以上の記述は無噴射
故障で説明したが、噴きっぱなしによる過剰噴射故障の
時も同様に検出できるのは言うまでも無い（図９参
照）。

【００７８】以上、異常気筒、例えば特定気筒のインジ
ェクタ２の機能故障の検出を実行するか否かを判定する
条件を記載した。次に、更なる故障インジェクタを特定
する方法について記載する。ディーゼルエンジン１の各
シリンダ１０内では、各インジェクタ２からの燃料噴射
によって燃焼が生じるが、一般的には回転速度変動はは
ずみ車やフライホイール等の慣性に大きく依存すること
が知られている。

【００７９】特に、各気筒の燃焼エネルギーは、｛（ｄ
ｍａｘｉ／ｄθ）²−（ｄｍｉｎｉ／ｄθ）²｝（但
し、ｉ＝１，２，３，４（気筒番号））で近似できる
（図２参照）。その気筒毎の燃焼エネルギーを算出し、
気筒間で比較することで、他の気筒と最も偏差の大きい
気筒を、異常気筒と特定することができる。そして、上
述した異常気筒の特定処理を実行するか否かを判定する
３つの条件が成立していれば、ロードノイズの影響が無
い状態で、各気筒の燃焼エネルギーを検出することがで
きるので、高精度に故障インジェクタの検出を実施する
ことができる。

【００８０】そして、各気筒の燃焼エネルギーの検出に
当たり、筒内圧センサ等の気筒別発生トルクを推定する
気筒別発生トルク推定手段を利用しても良い。各気筒毎
に発生する実際のトルクを推定するために、高精度に故
障インジェクタの検出を実施することができる。

【００８１】〔第２実施例〕図１０および図１１は本発
明の第２実施例を示したもので、図１０および図１１は
ディーゼルエンジン１のインジェクタ故障検出方法を示
したフローチャートである。

【００８２】本実施例では、図１１に示したように、第
１実施例とはステップＳ１１、Ｓ１２が異なるのみであ
り、上記ステップＳ１１、Ｓ１２に代わるステップＳ１
１１、Ｓ１２１について説明する。

【００８３】このステップＳ１１１では、先ず、１サイ
クルの平均回転速度を算出する。具体的には、一般的な
４気筒ディーゼルエンジンであれば、１８０°ＣＡ間の
時間変化を各気筒毎の回転速度として算出しているた
め、この回転速度情報を利用する。そして、１サイクル
内の算出された各気筒の回転速度を平均化することによ
ってサイクル内の平均回転速度を算出する。そして、こ
のサイクル内平均回転速度と、次回のサイクルで算出さ
れるサイクル内平均回転速度との偏差をサイクル間偏差
ΔＭ’ｉとして算出する。

【００８４】次に、ステップＳ１２１に進み、上記Δ
Ｍ’ｉが所定サイクル連続して所定値以内であるか否か
を判定する。この実施例では、上述の如く、既存のエン
ジン回転信号を使用することができるために、新たな計
算は不要となるという利点がある。

【００８５】〔変形例〕本実施例では、多気筒内燃機関
として４気筒のディーゼルエンジン１を適用した例を説
明したが、多気筒内燃機関として２気筒、６気筒または
８気筒以上のディーゼルエンジンを採用しても良い。ま
た、多気筒内燃機関として２気筒以上のガソリンエンジ
ンを採用しても良い。この場合には、インジェクタ等の
電磁式燃料噴射弁は、各気筒の吸気ポートよりも上流側
の吸気管に取り付けられる。

【００８６】さらに、上述のインジェクタ機能故障検出
処理によって、インジェクタ２に機能故障が発生してい
ると判断されたときには、運転者等へその故障発生の旨
を伝達するための、視覚表示または聴覚表示するランプ
やブザーを備えるようにしても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】ディーゼルエンジン用蓄圧式燃料噴射システム
の全体構成を示した概略構成図である（第１実施例）。

【図２】低負荷、低回転での走行時に全気筒が正常なデ
ィーゼルエンジンの各気筒の爆発行程毎の回転速度変動
の挙動を示した図である（第１実施例）。

【図３】第１気筒＃１で無噴射故障が発生したときの各
気筒の爆発行程毎の回転速度変動の挙動を示した図であ
る（第１実施例）。

【図４】ディーゼルエンジンのインジェクタ故障検出方
法を示したフローチャートである（第１実施例）。

【図５】ディーゼルエンジンのインジェクタ故障検出方
法を示したフローチャートである（第１実施例）。

【図６】各気筒毎の回転速度変動にロードノイズを原因
とする大きなうねりが加算した状態の挙動を示した図で
ある（第１実施例）。

【図７】各気筒毎の回転速度変動に１サイクル周期のう
ねりが加算した状態の挙動を示した図である（第１実施
例）。

【図８】各気筒毎の回転速度変動に７２０°ＣＡ周期の
うねりが生じた状態の挙動を示した図である（第１実施
例）。

【図９】異常噴射気筒を有するディーゼルエンジンの各
気筒毎の回転速度変動の挙動を示した図である（第１実
施例）。

【図１０】ディーゼルエンジンのインジェクタ故障検出
方法を示したフローチャートである（第２実施例）。

【図１１】ディーゼルエンジンのインジェクタ故障検出
方法を示したフローチャートである（第２実施例）。

【符号の説明】

１ディーゼルエンジン（多気筒内燃機関）２インジェクタ４クランク角度センサ（回転速度検出手段）９ＥＣＵ（多気筒内燃機関の異常気筒検出装置）１０シリンダ１３クランク軸２６凸状歯

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６２Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６２Ｊ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】各気筒毎に燃料を噴射するインジェクタが
取り付けられた多気筒内燃機関の異常気筒検出装置にお
いて、前記多気筒内燃機関の各気筒の燃焼が一巡する１サイク
ルにおいて、前記１サイクル周期の回転変動のうねりが
発生したことを検出する１サイクルうねり検出手段と、前記１サイクル毎のサイクル間偏差を検出するサイクル
間偏差検出手段とを備え、前記１サイクルうねり検出手段にて検出された１サイク
ル周期の回転変動のうねりが所定値以上であると判定さ
れ、さらに、前記サイクル間偏差検出手段にてサイクル
間偏差が所定値以内であることが判定されたときには、
前記各気筒に設けられたインジェクタに機能故障が発生
していると判断し、この機能故障が発生しているインジ
ェクタを特定する故障インジェクタ特定処理の実行を許
可する許可手段を備えたことを特徴とする多気筒内燃機
関の異常気筒検出装置。
【請求項２】前記各気筒の爆発行程毎の最大回転速度ま
たは最小回転速度を検出する回転速度検出手段を有し、前記１サイクルうねり検出手段は、前記１サイクル内に
おける前記回転速度検出手段にて検出された最大回転速
度または最小回転速度が、所定サイクル連続して同一の
気筒で検出されたとき、前記１サイクル周期の回転変動
のうねりが発生したと検出することを特徴とする請求項
１に記載の多気筒内燃機関の異常気筒検出装置。
【請求項３】前記１サイクルにおける各気筒の内の最大
回転速度と最小回転速度とから、１サイクル内の最大回
転速度と最小回転速度との偏差であるサイクル内偏差を
検出するサイクル内偏差検出手段を有し、前記許可手段は、前記サイクル内偏差検出手段にて検出
されたサイクル内偏差が所定値以上であるとき、前記１
サイクルうねり検出手段にて検出された１サイクル周期
の回転変動のうねりが所定値以上であると判定すること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の多気筒内
燃機関の異常気筒検出装置。
【請求項４】前記許可手段は、前記サイクル間偏差検出
手段にて検出されたサイクル間偏差が所定値以内であ
り、且つこの所定値以内であることが所定サイクル連続
して検出されたとき、前記故障インジェクタ特定処理の
実行を許可することを特徴とする請求項１ないし請求項
３のいずれかに記載の多気筒内燃機関の異常気筒検出装
置。
【請求項５】前記サイクル間偏差検出手段は、前記１サ
イクルにおける各気筒の内の最大回転速度、または前記
１サイクルにおける各気筒の内の最小回転速度、または
前記１サイクルにおける平均回転速度、または前記１サ
イクルにおける所定のクランク角度の回転速度によっ
て、サイクル間偏差を検出することを特徴とする請求項
１ないし請求項４のいずれかに記載の多気筒内燃機関の
異常気筒検出装置。
【請求項６】前記回転速度検出手段は、機関のクランク
軸の回転角度を検出するクランク角度センサを有し、このクランク角度センサで検出される所定の凸状歯間の
経過時間を測定することで、前記多気筒内燃機関の各気
筒の爆発行程毎の回転速度変動を時間変化として検出す
ることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか
に記載の多気筒内燃機関の異常気筒検出装置。
【請求項７】前記許可手段により、前記故障インジェク
タ特定処理の実行が許可されたとき、前記故障インジェ
クタ特定処理は、１サイクル内での各気筒の爆発行程毎
の回転速度変動、または１サイクル内での各気筒の爆発
行程毎の燃焼エネルギー、または１サイクル内での各気
筒の発生トルクの偏差を気筒間で比較する比較手段によ
り、最も偏差の大きいまたは小さい気筒のインジェクタ
が故障インジェクタであると特定することを特徴とする
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の多気筒内燃
機関の異常気筒検出装置。
【請求項８】前記各気筒に設けられたインジェクタに機
能故障が発生しているか否かを判定するときには、気筒
間の噴射量補正制御を禁止することを特徴とする請求項
１ないし請求項７のいずれかに記載の多気筒内燃機関の
異常気筒検出装置。
【請求項９】前記各気筒に設けられたインジェクタに機
能故障が発生していることを視覚表示または聴覚表示す
る表示手段を設けたことを特徴とする請求項１ないし請
求項８のいずれかに記載の多気筒内燃機関の異常気筒検
出装置。