JP2910483B2

JP2910483B2 - 燃料噴射装置の異常診断装置

Info

Publication number: JP2910483B2
Application number: JP5097393A
Authority: JP
Inventors: 雄彦広瀬; 章弘山中
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1993-03-11
Filing date: 1993-03-11
Publication date: 1999-06-23
Anticipated expiration: 2014-06-23
Also published as: JPH06264803A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、燃料噴射ポンプ等よ
りなる燃料噴射装置に係り、詳しくはその燃料噴射装置
のフェイルセーフのための異常診断装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記のような燃料噴射装置を備え
た内燃機関として、ディーゼルエンジンや高圧ガソリン
噴射式エンジン等が挙げられる。例えば、電子制御ディ
ーゼルエンジンの燃料噴射ポンプでは、そのプランジャ
のリフトにより高圧室内の燃料が燃料噴射ノズルへと圧
送されてディーゼルエンジンの各気筒へと噴射される。
そして、そのときの燃料噴射量がエンジン運転状態に応
じて決定される目標噴射量となるよう、燃料噴射ポンプ
に設けられた電磁弁（電磁スピル弁）が開弁となるよう
に制御される。この制御により、プランジャ高圧室が燃
料室へと開放され、プランジャ高圧室内の燃料の一部が
燃料室へと溢流（スピル）される。これにより、燃料噴
射ポンプから燃料噴射ノズルへの燃料の圧送終わり、即
ち燃料噴射ノズルから各気筒への燃料噴射の終了時期が
制御される。

【０００３】ところで、この種の燃料噴射ポンプでは、
電磁スピル弁の断線や短絡、或いは制御回路の故障等に
起因して、電磁スピル弁が狙いのタイミングで開弁しな
くなったり、閉弁したままとなったりする異常事態のお
それが考えられた。そこで、この種の異常事態に対処す
るために、特開昭６１−２８７３５号公報では、フェイ
ルセーフの一つとして、電磁スピル弁の系の異常を判断
して燃料カットを行う技術が開示されている。

【０００４】即ち、この従来技術では、燃料噴射ポンプ
に電磁スピル弁の他に、プランジャ高圧室への燃料の供
給を遮断するための燃料カット弁が設けられている。
又、電子制御装置（ＥＣＵ）では、これら電磁スピル弁
及び燃料カット弁の駆動が制御されると共に、電磁スピ
ル弁が作動しているか否かを示す駆動信号が入力され
る。又、ＥＣＵには、ディーゼルエンジンの回転数信号
が入力される。そして、ＥＣＵでは、これら駆動信号と
回転数信号とに基づいて電磁スピル弁の系の異常の有無
が検出される。詳しくは、回転数信号が入力されていて
駆動信号が交流信号でない場合に、電磁スピル弁の系の
異常が検出される。そして、その異常が検出された場合
に、燃料カット弁が駆動されてプランジャ高圧室への燃
料の供給が遮断されるようになっている。通常、電磁ス
ピル弁は通電（オン）により閉弁される常開式の弁であ
ることから、その事で既にフェイルセーフが図られてい
る。従って、上記のようなフェイルセーフを更に付加す
ることにより、フェイルセーフの信頼性を更に向上させ
ることができるものであった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来技
術では、電磁スピル弁の断線や短絡、或いは制御回路の
故障等、主に電気的な故障を前提として電磁スピル弁の
駆動信号が監視されているだけであった。そのため、電
磁スピル弁そのものが機械的に故障した場合には、その
ことを異常として検出することができなかった。即ち、
電磁スピル弁の電気系統が正常であっても、燃料性状の
悪化や異物の噛み込み等に起因して、電磁スピル弁が動
き難くなったり、閉弁状態で固着したりすることは、稀
ではあるが予測されることである。従って、従来技術で
は、このような電磁スピル弁の機械的な故障による異常
に対処して、燃料カット等のフェイルセーフを図ること
ができなかった。

【０００６】又、電磁スピル弁の機械的な故障による異
常を判断する場合に、その機械的な故障の程度と実際の
燃料噴射の不具合の程度とが必ずしも整合するとは限ら
ない。そのため、ただ単に電磁スピル弁の機械的な故障
を直接監視しているだけでは、実際の燃料噴射の挙動の
上で異常の程度を細かく評価することができない。従っ
て、異常の程度に応じた的確なフェイルセーフを図るこ
ともできない。

【０００７】この発明は前述した事情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、電磁スピル弁の電気的な故
障を原因とする異常、並びに機械的な故障を原因とする
異常等を共に診断することが可能で、しかも、それらの
異常を実際の燃料噴射の挙動に則して的確に診断するこ
との可能な燃料噴射装置の異常診断装置を提供すること
にある。

【０００８】

【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に記載した発明においては、図１に示すよ
うに、電磁スピル弁Ｍ２を閉弁駆動して（Ｍ４）内燃機
関Ｍ１の燃料噴射弁に燃料を圧送するとともに該燃料圧
送圧に基づき燃料噴射弁を開弁させて燃料噴射を開始す
る一方、電磁スピル弁Ｍ２を開弁駆動して（Ｍ４）燃料
圧送圧を減少させることにより燃料噴射弁を閉弁させて
燃料噴射を終了するようにした燃料噴射装置Ｍ３の異常
診断装置において、燃料噴射弁への燃料圧送圧を検出す
る検出手段Ｍ５と、電磁スピル弁Ｍ２の開弁に伴って燃
料圧送圧が減少する際に、該燃料圧送圧の減少率が燃料
噴射弁の閉弁動作に応じて変化する時期を燃料噴射終了
時期として判断する判断手段Ｍ６と、電磁スピル弁Ｍ２
の開弁駆動が指令される時期と前記判断される燃料噴射
終了時期との差を演算する演算手段Ｍ７と、前記演算さ
れる差が所定の判定値以上であるときに燃料噴射装置Ｍ
３が異常であると診断する診断手段Ｍ８とを備えるよう
にしている。また、請求項２に記載した発明では、請求
項１に記載した燃料噴射装置の異常診断装置において、
診断手段は、判定値として第１の判定値と該第１の判定
値よりも大きい第２の判定値とを設定するものであり、
同診断手段により演算される差が第１の判定値以上であ
り且つ第２の判定値未満であると異常診断されるときに
電磁スピル弁の開弁駆動時期を早める第１のフェイルセ
ーフ手段と、同じく診断手段により演算される差が第２
の判定値以上であると異常診断されるときに燃料噴射装
置の燃料圧送を強制的に停止させる第２のフェイルセー
フ手段とを更に備えるようにしている。

【０００９】

【作用】請求項１に記載した構成では、電磁スピル弁の
開弁に伴って燃料圧送圧が減少する際に、その燃料圧送
圧の減少率が燃料噴射弁の閉弁動作に応じて変化する時
期を燃料噴射終了時期として判断するようにしているた
め、電磁スピル弁の動作不良のみならず、燃料噴射弁の
開弁特性変化にも対応した実際の燃料噴射終了時期が極
めて高い精度で判断されるようになる。そして、この燃
料噴射終了時期と電磁スピル弁の開弁駆動時期との差に
基づいて燃料噴射装置の異常が診断されるため、その診
断結果も実際の燃料噴射の挙動に則した的確なものとな
る。

【００１０】請求項２に記載した発明によれば、上記作
用に加えて、燃料噴射時期と電磁スピル弁の開弁駆動時
期との差が小さいとき、換言すれば、燃料噴射装置にお
ける異常の程度が小さいときには、燃料噴射量の目標量
が減量されることにより機関出力が最小限に抑えられる
一方、異常の程度が大きいときには、内燃機関への燃料
圧送が強制的に停止されることにより機関運転が停止さ
れるようになる。

【００１１】

【実施例】以下、この発明における燃料噴射装置の異常
診断装置を自動車の電子制御ディーゼルエンジンに具体
化した第１実施例を図２〜図１３に基づいて詳細に説明
する。

【００１２】図２はこの実施例における過給機付ディー
ゼルエンジンシステムの概略構成を示し、図３はその分
配型燃料噴射ポンプ１を拡大して示している。燃料噴射
装置を構成する燃料噴射ポンプ１はドライブプーリ２を
備え、そのドライブプーリ２が内燃機関としてのディー
ゼルエンジン３のクランクシャフト４０に対しベルト等
を介して駆動連結されている。そして、クランクシャフ
ト４０によりドライブプーリ２が回転駆動されて燃料噴
射ポンプ１が駆動されることにより、ディーゼルエンジ
ン３の各気筒（ここでは４つの気筒が設けられている）
毎に設けられた燃料噴射ノズル４に燃料管路４ａを通じ
て燃料が圧送される。

【００１３】この実施例において、燃料噴射ノズル４は
針弁とその針弁の開弁圧を調整するスプリングとを内蔵
してなる自動弁となっており、所定レベル以上の燃料圧
力Ｐを得て開弁される。従って、燃料噴射ポンプ１から
圧送される燃料により、燃料噴射ノズル４に所定レベル
以上の燃料圧力Ｐが付与されることにより、同ノズル４
からディーゼルエンジン３へと燃料が噴射される。

【００１４】燃料噴射ポンプ１にはドライブシャフト５
が設けられ、そのドライブシャフト５の先端にドライブ
プーリ２が取付けられている。ドライブシャフト５の途
中には、べーン式ポンプよりなる燃料フィードポンプ
（この図では９０度だけ展開されている）６が設けられ
ている。又、ドライブシャフト５の基端側には、円板状
のパルサ７が取付けられている。このパルサ７の外周面
には、ディーゼルエンジン３の気筒数と同数の、即ちこ
の実施例では４ヶ所（合計で「８個分」）の欠歯が等角
度間隔をもって形成されている。又、各欠歯の間には、
１４個ずつ（合計で「５６個」）の突起が等角度間隔を
もって形成されている。そして、ドライブシャフト５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
８に連結されている。

【００１５】パルサ７とカムプレート８との間には、ロ
ーラリング９が設けられている。又、ローラリング９の
円周方向には、カムプレート８のカムフェイス８ａに対
向する複数のカムローラ１０が取付けられている。カム
フェイス８ａはディーゼルエンジン３の気筒数と同数だ
け設けられている。又、カムプレート８は、スプリング
１１によってカムローラ１０に係合するように付勢され
ている。

【００１６】カムプレート８には燃料加圧用のプランジ
ャ１２の基端が一体回転可能に取付けられている。そし
て、それらカムプレート８とプランジャ１２とがドライ
ブシャフト５の回転に伴って一体的に回転駆動される。
即ち、ドライブシャフト５の回転力がカップリングを介
してカムプレート８に伝達されることにより、カムプレ
ート８がカムローラ１０に係合しながら回転される。こ
れにより、カムプレート８が回転されながら気筒数と同
数だけ図中左右方向へ往復動され、それに伴ってプラン
ジャ１２が回転しながら同方向へ往復動される。つま
り、カムフェイス８ａがローラリング９のカムローラ１
０に乗り上げる過程でプランジャ１２が往動（リフト）
される。又、その逆にカムフェイス８ａがカムローラ１
０を乗り下げる過程でプランジャ１２が復動（ダウン）
される。

【００１７】ポンプハウジング１３にはシリンダ１４が
形成され、そのシリンダ１４にプランジャ１２が嵌挿さ
れている。そして、プランジャ１２の先端面とシリンダ
１４の底面との間が高圧室１５となっている。又、プラ
ンジャ１２の先端側外周には、気筒数と同数だけ吸入溝
１６と分配ポート１７がそれぞれ形成されている。更
に、それら吸入溝１６及び分配ポート１７に対応して、
ポンプハウジング１３には分配通路１８及び吸入ポート
１９がそれぞれ形成さている。

【００１８】そして、ドライブシャフト５が回転されて
燃料フィードポンプ６が駆動されることにより、図示し
ない燃料タンクから燃料供給ポート２０を通じて燃料室
２１内へと燃料が導入される。又、プランジャ１２が復
動されて高圧室１５が減圧される吸入行程では、吸入溝
１６の一つが吸入ポート１９に連通することにより、燃
料室２１から高圧室１５へと燃料が導入される。一方、
プランジャ１２が往動されて高圧室１５が加圧される圧
縮行程では、燃料管路４ａを通じて分配通路１８から各
気筒の燃料噴射ノズル４へ燃料が圧送されて噴射され
る。

【００１９】ポンプハウジング１３において、高圧室１
５と燃料室２１との間には、燃料を溢流（スピル）させ
るためのスピル通路２２が形成されている。又、このス
ピル通路２２の途中には電磁弁としての電磁スピル弁２
３が設けられている。そして、その電磁スピル弁２３は
高圧室１５からの燃料のスピルを調整するために開閉さ
れる。電磁スピル弁２３は常開型の弁であり、コイル２
４が無通電（オフ）の状態では弁体２５によりスピル通
路２２が開放され、即ち開弁され、高圧室１５内の燃料
が燃料室２１へとスピルされる。一方、コイル２４が通
電（オン）されることにより、弁体２５によりスピル通
路２２が閉鎖され、即ち閉弁され高圧室１５から燃料室
２１への燃料のスピルが遮断される。

【００２０】従って、電磁スピル弁２３が通電によって
オン・オフ制御されることにより、同弁２３が閉弁・開
弁制御され、高圧室１５から燃料室２１への燃料のスピ
ルが調整される。そして、プランジャ１２の圧縮行程中
に電磁スピル弁２３が開弁されることにより、高圧室１
５内における燃料が減圧されて燃料噴射ノズル４からの
燃料噴射が停止される。つまり、プランジャ１２が往動
していても、電磁スピル弁２３が開弁されている間は、
高圧室１５内の燃料圧力が上昇せず、燃料噴射ノズル４
からの燃料噴射が行われない。又、プランジャ１２の往
動中に、電磁スピル弁２３の開弁時期が制御されること
により、燃料噴射ノズル４からの燃料噴射の終了時期、
即ち燃料噴射終了時期が調整されて気筒への燃料噴射量
が制御される。

【００２１】この実施例において、ポンプハウジング１
３には吸入ポート１９を開閉するための電磁弁よりなる
燃料カット弁３６が設けられている。この燃料カット弁
３６が閉弁されることにより、吸入ポート１９が閉鎖さ
れて燃料室２１から高圧室１５への燃料の導入が遮断さ
れる。この燃料カット弁３６は、通常はプランジャ１２
が復動される吸入行程で開弁され、その他の行程では閉
弁される。又、燃料カット弁３６は、必要に応じて、燃
料噴射ポンプ１からの燃料の圧送を遮断するために、即
ち燃料カットを行うために、常時閉弁される。

【００２２】ポンプハウジング１３の下側には、燃料噴
射時期を進角側或いは遅角側へ制御するためのタイマ装
置（この図では「９０度」だけ展開されている）２６が
設けられている。このタイマ装置２６は、ドライブシャ
フト５の回転方向に対するローラリング９の回転位置を
変更させることにより、カムフェイス８ａがカムローラ
１０に係合する時期、即ちプランジャ１２が往復動され
る時期を変更させるためのものである。

【００２３】タイマ装置２６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２７と、同ハウジング
２７内に嵌装されたタイマピストン２８とを備えてい
る。又、タイマハウジング２７内においてタイマピスト
ン２８の両側はそれぞれ低圧室２９と加圧室３０となっ
ている。そして、低圧室２９には、タイマピストン２８
を加圧室３０へ押圧付勢するタイマスプリング３１が設
けられている。更に、タイマピストン２８はスライドピ
ン３２を介してローラリング９に連結されている。

【００２４】加圧室３０には燃料フィードポンプ６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３１の付勢力との釣り合い関係によ
ってタイマピストン２８の位置が決定される。又、その
タイマピストン２８の位置が決定されることにより、ロ
ーラリング９の位置が決定され、カムプレート８を介し
てプランジャ１２の往復動時期が決定される。

【００２５】タイマ装置２６の制御油圧としては燃料噴
射ポンプ１内の燃料圧力が用いられている。そして、そ
の燃料圧力を調整するために、タイマ装置２６にはタイ
マ制御弁（ＴＣＶ）３３が設けられている。即ち、タイ
マハウジング２７の加圧室３０と低圧室２９との間には
連通路３４が設けられており、その連通路３４の途中に
ＴＣＶ３３が設けられている。ＴＣＶ３３はデューティ
制御された通電信号により開閉制御される電磁弁であ
り、そのＴＣＶ３３が開閉制御されることによって加圧
室３０内の燃料圧力が調整される。そして、その燃料圧
力が調整されることにより、プランジャ１２の往復動時
期が制御され、以て燃料噴射ノズル４からの燃料噴射時
期が進角側或いは遅角側へと制御される。

【００２６】ローラリング９の上部には、電磁ピックア
ップコイルよりなる回転数センサ３５がパルサ７の外周
面に対向して取付けられている。この回転数センサ３５
はパルサ７の突起等に横切られる際に、それらの通過を
検出してパルス信号として出力する。即ち、回転数セン
サ３５は一定クランク角度毎のエンジン回転パルス信号
を出力する。併せて、回転数センサ３５は、パルサ７の
欠歯による一定クランク角度に相当するエンジン回転パ
ルス信号を基準位置信号として出力する。又、この回転
数センサ３５は、一連のエンジン回転パルス信号をエン
ジン回転速度ＮＥを求めるための信号として出力する。
尚、回転数センサ３５はローラリング９と一体であるこ
とから、タイマ装置２６の制御動作に関わりなく、プラ
ンジャ１２の往復動に対し一定のタイミングで基準とな
るエンジン回転パルス信号を出力可能である。

【００２７】次に、ディーゼルエンジン３について説明
する。図２において、ディーゼルエンジン３ではシリン
ダボア４１、ピストン４２及びシリンダヘッド４３によ
り各気筒に対応する主燃焼室４４がそれぞれ形成されて
いる。又、シリンダヘッド４３には、各主燃焼室４４に
連通する副燃焼室４５がそれぞれ形成されている。そし
て、各副燃焼室４５には各燃料噴射ノズル４から燃料が
噴射される。更に、各副燃焼室４５には、始動補助装置
としての周知のグロープラグ４６がそれぞれ設けられて
いる。

【００２８】図２，４に示すように、この実施例の各燃
料噴射ノズル４には、燃料圧力検出手段としての圧力セ
ンサ４７が設けられている。圧力センサ４７は燃料噴射
ポンプ１から各燃料噴射ノズル４へ圧送されてくる燃料
の圧力、即ち燃料圧力Ｐを検出し、その検出値の大きさ
に応じた信号を出力する。

【００２９】一方、ディーゼルエンジン３には、各気筒
に連通する吸気通路４９及び排気通路５０がそれぞれ設
けられている。又、吸気通路４９には過給機を構成する
ターボチャージャ５１のコンプレッサ５２が設けられ、
排気通路５０にはターボチャージャ５１のタービン５３
が設けられている。更に、排気通路５０にはウェイスト
ゲートバルブ５４が設けられている。周知のように、タ
ーボチャージャ５１は排気ガスのエネルギーを利用して
タービン５３を回転させ、その同軸上にあるコンプレッ
サ５２を回転させて吸入空気を昇圧させる。そして、吸
入空気が昇圧されることにより、高密度の空気が主燃焼
室４４へ送り込まれて、副燃焼室４５を通じて噴射され
た燃料が多量に燃焼され、ディーゼルエンジン３の出力
が増大される。又、ウェイストゲートバルブ５４が開閉
されることにより、ターボチャージャ５１による吸入空
気の昇圧レベルが調節される。

【００３０】吸気通路４９と排気通路５０との間には、
エキゾーストガスリサキュレイションバルブ通路（ＥＧ
Ｒ通路）５６が設けられている。そして、このＥＧＲ通
路５６により、排気通路５０内の排気の一部が吸気通路
４９における吸気ポート５５の近くに再循環される。
又、ＥＧＲ通路５６の途中にはＥＧＲバルブ５７が設け
られ、そのＥＧＲバルブ５７によって排気再循環量（Ｅ
ＧＲ量）が調節される。更に、そのＥＧＲバルブ５７を
開閉駆動させるために、開度調節されるエレクトリック
バキュームレギュレーティングバルブ（ＥＶＲＶ）５８
が設けられている。そして、ＥＶＲＶ５８によりＥＧＲ
バルブ５７が開閉駆動されることにより、ＥＧＲ通路５
６を通じて排気通路５０から吸気通路４９へ導かれるＥ
ＧＲ量が調節される。

【００３１】吸気通路４９の途中にはスロットルバルブ
５９が設けら、同バルブ５９がアクセルペダル６０の踏
み込みに連動して開閉される。又、吸気通路４９には、
スロットルバルブ５９と並んでバイパス通路６１が設け
られており、同通路６１にはバイパス絞り弁６２が設け
られている。このバイパス絞り弁６２を開閉駆動させる
ために、二段ダイヤフラム室式のアクチュエータ６３が
設けられている。又、そのアクチュエータ６３を駆動さ
せるための二つのバキュームスイッチングバルブ（ＶＳ
Ｖ）６４，６５が設けられている。そして、各ＶＳＶ６
４，６５がオン・オフ制御されてアクチュエータ６３が
駆動されることにより、バイパス絞り弁６２が開閉制御
される。例えば、このバイパス絞り弁６２は、アイドル
運転時に騒音振動等の低減のために半開状態に制御さ
れ、通常運転時には全開状態に制御され、更に運転停止
時には円滑な停止のために全閉状態に制御される。

【００３２】尚、この実施例の自動車において、その運
転席には、燃料噴射ポンプ１の異常を運転者に知らせる
ために点灯される警告ランプ６６が設けられている。こ
の警告ランプ６６は、後述する異常診断の結果として点
灯制御されるものである。

【００３３】上記のような電磁スピル弁２３、ＴＣＶ３
３、燃料カット弁３６、グロープラグ４６、ＥＶＲＶ５
８、各ＶＳＶ６４，６５及び警告ランプ６６は電子制御
装置（以下単に「ＥＣＵ」という）７１にそれぞれ電気
的に接続されている。そして、それら各部材２３，３
３，３６，４６，５８，６４，６５，６６の駆動タイミ
ングがＥＣＵ７１により制御される。

【００３４】ディーゼルエンジン３の運転状態を検出す
るセンサとしては、前述した回転数センサ３５に加え
て、以下の各種センサが設けられている。即ち、吸気通
路４９の入口に設けられたエアクリーナ６７の近傍に
は、吸気温度ＴＨＡを検出してその検出値の大きさに応
じた信号を出力する吸気温センサ７２が設けられてい
る。又、スロットルバルブ５９の近傍には、同バルブ５
９の開閉位置からエンジン負荷に相当するアクセル開度
ＡＣＣＰを検出してその検出値の大きさに応じた信号を
出力するアクセルセンサ７３が設けられている。吸気ポ
ート５５の近傍には、ターボチャージャ５１によって過
給された後の吸入空気の圧力、即ち過給圧ＰｉＭを検出
してその検出値の大きさに応じた信号を出力する吸気圧
センサ７４が設けられている。更に、ディーゼルエンジ
ン３の冷却水の温度、即ち冷却水温ＴＨＷを検出してそ
の検出値の大きさに応じた信号を出力する水温センサ７
５が設けられている。又、クランクシャフト４０の回転
基準位置、例えば特定気筒の上死点に対するクランクシ
ャフト４０の回転位置を検出し、その回転位置に対応す
る信号を出力するクランク角センサ７６が設けられてい
る。更に又、図示しないトランスミッションには、車両
の速度（車速）ＳＰＤを検出する車速センサ７７が設け
られている。この車速センサ７７はトランスミッション
の出力軸により回転されるマグネット７７ａを備え、そ
のマグネット７７ａによりリードスイッチ７７ｂが周期
的にオンされることより、車速ＳＰＤに相当するパルス
信号が出力される。

【００３５】そして、この実施例では、ＥＣＵ７１によ
り駆動制御手段、噴射終了時期判断手段、終了時期差演
算手段及び異常診断手段が構成されており、ＥＣＵ７１
には上述した各センサ７２〜７７がそれぞれ接続される
と共に、回転数センサ３５及び圧力センサ４７がそれぞ
れ接続されている。又、ＥＣＵ７１は各センサ３５，４
７，７２〜７７から出力される各信号に基づき、電磁ス
ピル弁２３、ＴＣＶ３３、燃料カット弁３６、グロープ
ラグ４６、ＥＶＲＶ５８、各ＶＳＶ６４，６５及び警告
ランプ６６等を好適に制御する。

【００３６】次に、前述したＥＣＵ７１の構成を図５の
ブロック図に従って説明する。ＥＣＵ７１は中央処理装
置（ＣＰＵ）８１、所定の制御プログラム及びマップ等
を予め記憶した読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）８２、Ｃ
ＰＵ８１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）８３、記憶されたデータを保存するバ
ックアップＲＡＭ８４等を備えている。そして、ＥＣＵ
７１はこれら各部８１〜８４と入力ポート８５及び出力
ポート８６等とをバス８７によって接続した論理演算回
路として構成されている。

【００３７】入力ポート８５には、前述した吸気温セン
サ７２、アクセルセンサ７３、吸気圧センサ７４、水温
センサ７５及び圧力センサ４７が、各バッファ８８，８
９，９０，９１，９２、マルチプレクサ９４及びＡ／Ｄ
変換器９５を介して接続されている。同じく、入力ポー
ト８５には、前述した回転数センサ３５、クランク角セ
ンサ７６及び車速センサ７７が、波形整形回路９６を介
して接続されている。そして、ＣＰＵ８１は入力ポート
８５を介して入力される各センサ３５，４７，７２〜７
７等からの各信号をそれぞれ入力値として読み込む。
又、出力ポート８６には各駆動回路９７，９８，９９，
１００，１０１，１０２，１０３，１０４を介して電磁
スピル弁２３、ＴＣＶ３３、燃料カット弁３６、グロー
プラグ４６、ＥＶＲＶ５８、各ＶＳＶ６４，６５及び警
告ランプ６６等が接続されている。そして、ＣＰＵ８１
は各センサ３５，４７，７２〜７７から読み込んだ入力
値に基づき、電磁スピル弁２３、ＴＣＶ３３、燃料カッ
ト弁３６、グロープラグ４６、ＥＶＲＶ５８、各ＶＳＶ
６４，６５及び警告ランプ６６等をそれぞれ好適に制御
する。

【００３８】尚、この実施例において、ＣＰＵ８１はタ
イマ機能を兼ね備えている。又、この実施例において、
グロープラグ４６及び圧力センサ４７はディーゼルエン
ジン３の各気筒毎に設けられているものであるが、図５
のブロック図では便宜上その中の一つのみが図示されて
いる。

【００３９】次に、前述したＥＣＵ７１により実行され
る燃料噴射量制御の処理動作と、燃料噴射ポンプ１の異
常診断のための処理動作について図６〜図１３に従って
説明する。

【００４０】図６はＥＣＵ７１により実行される各処理
のうち、燃料噴射量制御のための「燃料噴射量制御ルー
チン」の処理内容を示すフローチャートであって、所定
間隔毎に周期的に実行される。

【００４１】処理がこのルーチンへ移行すると、先ずス
テップ１１０において、回転数センサ３５、アクセルセ
ンサ７３、吸気圧センサ７４及び水温センサ７５等から
の各種信号に基づき、エンジン回転速度ＮＥ、過給圧Ｐ
ｉＭ、冷却水温ＴＨＷ及びアクセル開度ＡＣＣＰ等をそ
れぞれ読み込む。

【００４２】続いて、ステップ１２０において、エンジ
ン回転速度ＮＥ及びアクセル開度ＡＣＣＰに基づき、今
回の運転状態に応じた基本噴射量Ｑｂを演算する。又、
ステップ１３０において、今回の冷却水温ＴＨＷ及び過
給圧ＰｉＭ等に基づき、今回求められた基本噴射量Ｑｂ
を補正演算することにより目標噴射量Ｑを求める。即
ち、冷間時やターボチャージャ５１の作動状態に応じて
基本噴射量Ｑｂを補正することにより目標噴射量Ｑを求
めるのである。

【００４３】そして、ステップ１４０において、今回求
められた目標噴射量Ｑに基づき燃料噴射を実行する。即
ち、目標噴射量Ｑに基づき電磁スピル弁２３を制御する
ことにより、燃料噴射ポンプ１から燃料噴射ノズル４へ
の燃料の圧送を制御する。それによって、燃料噴射ノズ
ル４からの燃料噴射量を制御するのである。詳しくは、
プランジャ１２の圧縮行程前に電磁スピル弁２３がオン
（閉弁）された後に、燃料噴射の終了に際して電磁スピ
ル弁２３がオフ（開弁）されるべき時刻を噴射終了設定
時刻ｔｅｓとして求めるのである。この時刻ｔｅｓは、
燃料噴射量Ｑを時間換算することにより決定される。そ
して、その噴射終了設定時刻ｔｅｓに基づき電磁スピル
弁２３を実際にオフ（開弁）させることにより、１回の
燃料噴射に際して燃料噴射ポンプ１からの燃料の圧送を
終了させるのである。このステップ１４０の処理を終了
した後、その後の処理を一旦終了する。

【００４４】次に、燃料噴射ポンプ１の異常診断のため
の一連の処理動作について説明する。図７はＥＣＵ７１
により実行される各処理のうち、ＣＰＵ８１のタイマ機
能によって計時され、各時刻ｔｉ毎に実行される「サブ
ルーチン」の処理内容を示すフローチャートである。

【００４５】処理がこのルーチンへ移行すると、先ずス
テップ２１０において、圧力センサ４７からの信号に基
づき、燃料圧力Ｐをサンプリングする。続いて、ステッ
プ２２０において、その時の時刻ｔｉにおける燃料圧力
Ｐｉを演算する。

【００４６】次いで、ステップ２３０において、その時
の時刻ｔｉにおける燃料圧力Ｐｉの変化率としての一回
微分値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）を演算する。又、ステップ２
４０において、その時の時刻ｔｉにおける燃料圧力Ｐｉ
の二回微分値（ｄ²Ｐｉ／ｄｔｉ²）をを演算する。

【００４７】そして、ステップ２５０においては、今回
求められた燃料圧力Ｐｉ、一回微分値（ｄＰｉ／ｄｔ
ｉ）及び二回微分値（ｄ²Ｐｉ／ｄｔｉ²）を時刻ｔｉ
に対応する演算用データとしてそれぞれＲＡＭ８３に記
憶し、その後の処理を一旦終了する。

【００４８】従って、上記の「サブルーチン」の処理に
よれば、１回の燃料噴射が実行される毎に各時刻ｔｉに
対応した燃料圧力Ｐｉ、一回微分値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）
及び二回微分値（ｄ²Ｐｉ／ｄｔｉ²）がそれぞれ演算
用データとしてＲＡＭ８３に順次記憶される。

【００４９】図８及び図９はＥＣＵ７１により実行され
る各処理のうち、異常診断のために用いられる噴射終了
時刻ｔｅ等を演算するための「ｔｅ演算ルーチン」の処
理内容を示すフローチャートである。このルーチンの処
理は、１回の燃料噴射が行われる毎に実行される。

【００５０】処理がこのルーチンへ移行すると、先ずス
テップ３１０において、ＲＡＭ８３に記憶されている時
刻ｔｉに対応する燃料圧力Ｐｉ及びその一回微分値（ｄ
Ｐｉ／ｄｔｉ）と、時刻ｔｉより一つ前の時刻ｔ（ｉ−
１）に対応する燃料圧力Ｐ（ｉ−１）をそれぞれ読み込
む。

【００５１】続いて、ステップ３２０において、時刻ｔ
ｉに対応する燃料圧力Ｐｉがその一つ前の時刻ｔ（ｉ−
１）に対応する燃料圧力Ｐ（ｉ−１）よりも大きいか否
かを判断する。そして、燃料圧力Ｐｉが一つ前の燃料圧
力Ｐ（ｉ−１）よりも大きくない場合には、燃料圧力Ｐ
の増加過程ではないものとして、ステップ３１０へジャ
ンプし、ステップ３１０，３２０の各処理を繰り返す。
又、ステップ３２０において、燃料圧力Ｐｉが一つ前の
燃料圧力Ｐ（ｉ−１）よりも大きい場合には、燃料圧力
Ｐの増加過程であるものとして、ステップ３３０へ移行
する。

【００５２】ステップ３３０においては、今回読み込ま
れた一回微分値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）がプラス側の所定の
しきい値ｄ１を越えて所定の基準時間Ｔ１だけ経過した
か否かを判断する。ここで、一回微分値（ｄＰｉ／ｄｔ
ｉ）がしきい値ｄ１を越えて基準時間Ｔ１だけ経過して
いない場合には、ステップ３１０へジャンプし、ステッ
プ３１０〜３３０の処理を繰り返す。又、ステップ３３
０において、一回微分値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）がしきい値
ｄ１を越えて基準時間Ｔ１だけ経過した場合には、燃料
噴射の開始に至るべき燃料圧力Ｐの増加過程であるもの
として、ステップ３４０へ移行する。

【００５３】そして、ステップ３４０においては、ＲＡ
Ｍ８３に記憶されている時刻ｔｉに対応する燃料圧力Ｐ
ｉの一回微分値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）及び二回微分値（ｄ
²Ｐｉ／ｄｔｉ²）をそれぞれ読み込む。

【００５４】次に、ステップ３５０において、今回読み
込まれた二回微分値（ｄ²Ｐｉ／ｄｔｉ²）がある基準
値αよりも小さいか否かを判断する。ここで、二回微分
値（ｄ²Ｐｉ／ｄｔｉ²）が基準値αよりも小さくない
場合には、燃料圧力Ｐｉの変化率が大きく落ち込んでい
ないものとして、ステップ３４０へジャンプし、ステッ
プ３４０，３５０の処理を繰り返す。これに対し、ステ
ップ３５０において、二回微分値（ｄ²Ｐｉ／ｄｔ
ｉ²）が基準値αよりも小さい場合には、燃料圧力Ｐの
増加過程の間でその燃料圧力Ｐの変化率が大きく落ち込
んだものとして、ステップ３６０へ移行する。

【００５５】そして、ステップ３６０においては、今回
読み込まれた一回微分値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）がマイナス
側の所定のしきい値ｄ２を下回って所定の基準時間Ｔ２
だけ経過したか否かを判断する。ここで、一回微分値
（ｄＰｉ／ｄｔｉ）がしきい値ｄ２を下回って基準時間
Ｔ２だけ経過していない場合には、燃料噴射の開始に起
因して一回微分値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）に変化が起きてい
ないものとして、ステップ３４０へジャンプし、ステッ
プ３４０〜３６０の処理を繰り返す。又、ステップ３６
０において、一回微分値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）がしきい値
ｄ２を下回って基準時間Ｔ２だけ経過した場合には、燃
料噴射の開始に起因して一回微分値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）
に変化が、つまりは燃料圧力Ｐの変化率の低下が確実に
起きたものとして、ステップ３７０へ移行する。

【００５６】ステップ３７０においては、燃料圧力Ｐの
変化率の低下が確実に起きたと判断された時点から、一
回微分値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）が「０」となる時刻ｔｉま
で遡って、ＲＡＭ８３に記憶されている演算用データを
検索する。ここで、一回微分値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）が
「０」となる時刻ｔｉは、燃料圧力Ｐの増加過程の間で
その燃料圧力Ｐの増加率が最初に正から負へと変化する
時点に対応している。

【００５７】そして、ステップ３８０では、検索された
演算用データの中で、一回微分値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）が
「０」となる時刻ｔｉにおいて、その時刻ｔｉを燃料噴
射ノズル４からの燃料噴射開始時期と判断し、その時刻
ｔｉを噴射開始時刻ｔｓとして設定する。又、その時刻
ｔｓの燃料圧力Ｐｉを噴射開始圧力Ｐｓとして設定す
る。

【００５８】続いて、ステップ３９０において、ＲＡＭ
８３に記憶されている時刻ｔｉに対応する燃料圧力Ｐｉ
と、その時刻ｔｉより一つ前の時刻ｔ（ｉ−１）に対応
する燃料圧力Ｐ（ｉ−１）をそれぞれ読み込む。

【００５９】続いて、ステップ４００において、今回読
み込まれた燃料圧力Ｐｉがステップ３８０で求められた
噴射開始圧力Ｐｓよりも小さいか否かを判断する。そし
て、燃料圧力Ｐｉが噴射開始圧力Ｐｓよりも小さくない
場合には、ステップ３９０へジャンプし、ステップ３９
０，４００の各処理を繰り返す。又、ステップ４００に
おいて、燃料圧力Ｐｉが噴射開始圧力Ｐｓよりも小さい
場合には、ステップ４１０へ移行する。

【００６０】ステップ４１０においては、時刻ｔｉに対
応する燃料圧力Ｐｉがその一つ前の時刻ｔ（ｉ−１）に
対応する燃料圧力Ｐ（ｉ−１）よりも小さいか否かを判
断する。そして、燃料圧力Ｐｉが一つ前の燃料圧力Ｐ
（ｉ−１）よりも小さくない場合には、燃料圧力Ｐの減
少過程でないものとして、ステップ３９０へジャンプ
し、ステップ３９０〜４１０の各処理を繰り返す。又、
ステップ４１０において、燃料圧力Ｐｉが一つ前の燃料
圧力Ｐ（ｉ−１）よりも小さい場合には、燃料圧力Ｐが
噴射開始圧力Ｐｓよりも低い範囲で減少する過程であ
り、燃料噴射の終了に至るべき範囲であるものとして、
ステップ４２０へ移行する。

【００６１】ステップ４２０においては、今回の燃料噴
射行程に先立って電磁スピル弁２３がオフされた、即ち
閉弁された時点からの経過時間Ｔｏｆｆを読み込む。こ
の経過時間Ｔｏｆｆは、別途の処理ルーチンによってカ
ウットアップされるものである。そして、ステップ４３
０において、今回読み込まれた経過時間Ｔｏｆｆが、所
定の基準時間Ｔ３よりも小さいか否か、即ち経過時間Ｔ
ｏｆｆが基準時間Ｔ３に達していないか否かを判断す
る。ここで、経過時間Ｔｏｆｆが基準時間Ｔ３に達して
いる場合には、そのままその後の処理を一旦終了する。
一方、経過時間Ｔｏｆｆが基準時間Ｔ３に達していない
場合には、燃料噴射終了時期の判断を行うものとして、
ステップ４４０へ移行する。

【００６２】ステップ４４０においては、ＲＡＭ８３に
記憶されている時刻ｔｉに対応する燃料圧力Ｐｉの一回
微分値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）を読み込む。そして、ステッ
プ４５０において、今回読み込まれた一回微分値（ｄＰ
ｉ／ｄｔｉ）がマイナス側のあるしきい値ｄ３よりも小
さいか否かを判断する。ここで、一回微分値（ｄＰｉ／
ｄｔｉ）がしきい値ｄ３よりも小さくない場合には、燃
料圧力Ｐの変化率が充分に小さくないものとして、即ち
燃料圧力Ｐの減少率が増加過程にないものとして、ステ
ップ４４０へジャンプし、ステップ４４０，４５０の処
理を繰り返す。これに対し、ステップ４５０において、
一回微分値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）がしきい値ｄ３よりも小
さい場合には、燃料圧力Ｐの減少率が増加過程にあるも
のとして、ステップ４６０へ移行する。

【００６３】ステップ４６０においては、ＲＡＭ８３に
記憶されている時刻ｔｉに対応する燃料圧力Ｐｉの一回
微分値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）を読み込む。そして、ステッ
プ４７０において、今回読み込まれた一回微分値（ｄＰ
ｉ／ｄｔｉ）がマイナス側のあるしきい値ｄ４（ｄ３＜
ｄ４）よりも大きいか否かを判断する。ここで、一回微
分値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）がしきい値ｄ４よりも大きくな
い場合には、燃料圧力Ｐの変化率が小さい状態から一旦
大きくなっていないものとして、即ち燃料圧力Ｐの減少
率が増加過程から一旦減少過程へと変化していないもの
として、ステップ４６０へジャンプし、ステップ４６
０，４７０の処理を繰り返す。これに対し、ステップ４
７０において、一回微分値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）がしきい
値ｄ４よりも大きい場合には、燃料圧力Ｐの減少率が増
加過程から一旦減少過程へと変化したものとして、ステ
ップ４８０へ移行する。

【００６４】そして、ステップ４８０においては、直前
のステップ４７０で一回微分値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）がし
きい値ｄ４よりも大きくなった時点の時刻ｔｉを、燃料
噴射ノズル４における燃料噴射終了時期と判断し、その
時刻ｔｉを噴射終了時刻ｔｅとして設定する。又、その
噴射終了時刻ｔｅから修正時間ＴＰだけ前の「ｔｅ−Ｔ
Ｐ」の時点における燃料圧力Ｐｉを噴射終了圧力Ｐｅと
して設定する。ここで、実際の噴射終了時刻ｔｅにおけ
る燃料圧力Ｐは、燃料系の燃料性状や経路長さ等に起因
して、圧力センサ４７より検出される波形上に若干遅れ
て表れることが分かっている。上記の修正時間ＴＰはそ
の遅延分を補うためのものであり、燃料系の条件の違い
に応じて設定される極めて短い時間である。

【００６５】そして、ステップ４８０の処理が終了する
と、その後の処理を一旦終了し、次の燃料噴射を待って
再びステップ３１０からの処理を開始する。従って、上
記の「ｔｅ演算ルーチン」の処理によれば、１回の燃料
噴射が実行される毎に、そのときの噴射開始時刻ｔｓと
その噴射開始圧力Ｐｓ、並びに噴射終了時刻ｔｅとその
噴射終了圧力Ｐｅがそれぞれ求められる。そして、それ
らの値がそれぞれＲＡＭ８３に記憶される。

【００６６】ここで、上記のように求められる噴射開始
時刻ｔｓ、噴射終了時刻ｔｅ、燃料圧力Ｐとその一回微
分値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）の挙動等について、その一例を
図１０のタイムチャートに従って説明する。今、燃料噴
射ノズル４から燃料が噴射されるのに際し、燃料噴射ポ
ンプ１のプランジャ１２が往動し始めると、同図（ａ）
に示すように、時刻ｔ１において燃料圧力Ｐが上昇し始
める。そして、その燃料圧力Ｐはプランジャ１２の往動
に伴って徐々に増加する。この時、燃料圧力Ｐの一回微
分値（ｄＰ／ｄｔ）は、同図（ｂ）のような変化を示
す。ここで、時刻ｔ１の直後に一回微分値（ｄＰ／ｄ
ｔ）がプラス側のしきい値ｄ１を越えて基準時間Ｔ１だ
け経過すると、ＥＣＵ７１では、燃料噴射の開始に至る
べき燃料圧力Ｐの増加過程であると判断される。

【００６７】その後、時刻ｔ２において、増加中の燃料
圧力Ｐが大きく変曲すると、その一回微分値（ｄＰ／ｄ
ｔ）が大きく落ち込む。そして、時刻ｔ２の直後に、一
回微分値（ｄＰ／ｄｔ）がマイナス側のしきい値ｄ２を
下回って基準時間Ｔ２だけ経過すると、ＥＣＵ７１で
は、燃料噴射の開始に起因して燃料圧力Ｐの変化率の低
下が確実に起きたと判断される。又、ＥＣＵ７１では、
その判断時点から遡って一回微分値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）
が「０」となる時刻ｔ２が求められ、その時刻ｔ２が噴
射開始時刻ｔｓとして求められる。更に、その時刻ｔ２
の燃料圧力Ｐが噴射開始圧力Ｐｓとして求められる。つ
まり、同図（ａ）に示すように、燃料圧力Ｐの増加率が
最初に正から負へと変化する変曲点Ａに対応する噴射開
始時刻ｔｓとそのときの噴射開始圧力Ｐｓが求められ
る。

【００６８】その後、時刻ｔ２から燃料噴射が続くと、
それに伴い燃料圧力Ｐ及び一回微分値（ｄＰｉ／ｄｔ
ｉ）は、同図（ａ），（ｂ）のような変化を示す。そし
て、燃料圧力Ｐが噴射開始圧力Ｐｓよりも低い範囲で減
少する過程において、時刻ｔ３で燃料圧力Ｐの一回微分
値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）がマイナス側のしきい値ｄ３を下
回って大きく落ち込むと、ＥＣＵ７１では、燃料圧力Ｐ
の減少率の増加過程であると判断される。続く時刻ｔ４
において、燃料圧力Ｐの一回微分値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）
がマイナス側のしきい値ｄ４を上回って一旦大きく立ち
上がると、ＥＣＵ７１では、燃料圧力Ｐの減少率が増加
過程から一旦減少過程へと変化する時点であると判断さ
れる。そして、その時刻ｔ４が燃料噴射ノズル４におけ
る噴射終了時刻ｔｅとして求められる。又、その時刻ｔ
４から修正時間ＴＰだけ前の時刻（この場合、時刻ｔ
３）における燃料圧力Ｐが噴射終了圧力Ｐｅとして求め
られる。つまり、同図（ａ）に示すように、燃料圧力Ｐ
が減少する過程でその減少が一旦下げ止まるよう変化す
る変曲点Ｂに対応する噴射終了時刻ｔｅとそのときの噴
射終了圧力Ｐｅが求められるのである。そして、噴射開
始時刻ｔｓから噴射終了時刻ｔｅまでが、実際に燃料噴
射が行われた噴射期間となる。

【００６９】次に、上記のように求められた噴射終了時
刻ｔｅを使用して行われる燃料噴射ポンプ１の異常診断
について説明する。図１１はＥＣＵ７１により実行され
る「異常診断ルーチン」の処理内容を示すフローチャー
トであり、所定間隔毎に周期的に実行される。

【００７０】処理がこのルーチンへ移行すると、先ずス
テップ５００において、エンジン回転数センサ３５及び
アクセルセンサ７３等より得られるエンジン回転速度Ｎ
Ｅ及びアクセル開度ＡＣＣＰ等をそれぞれ読み込む。

【００７１】続いて、ステップ５１０において、燃料噴
射ポンプ１の異常診断を行うべき条件が成立しているか
否かを判断する。この判断は、今回読み込まれたエンジ
ン回転速度ＮＥ及びアクセル開度ＡＣＣＰ等に基づいて
行われる。即ち、ディーゼルエンジン３が始動完了後で
あり、且つエンジン回転速度ＮＥの変化の少ないアイド
リング状態、或いは定常運転状態であるか否か等によっ
て判断される。ここで、異常診断の条件が成立していな
い場合には、異常診断を行うことなくその後の処理を一
旦終了する。一方、異常診断の条件が成立している場合
には、異常診断を行うためにステップ５２０へ移行す
る。

【００７２】ステップ５２０においては、前述した「燃
料噴射量制御ルーチン」の処理で前回の燃料噴射に際し
て決定された噴射終了設定時刻ｔｅｓを読み込む。即
ち、電磁スピル弁２３をオフ（開弁）すべき指令タイミ
ングとして決定された最新の噴射終了設定時刻ｔｅｓを
読み込むのである。

【００７３】又、ステップ５３０において、前述した
「ｔｅ演算ルーチン」の処理で前回の燃料噴射に際して
求められた最新の噴射終了時刻ｔｅを読み込む。即ち、
燃料圧力Ｐの波形から実際に求められた燃料噴射終了時
期に対応する噴射終了時刻ｔｅを読み込むのである。

【００７４】更に、ステップ５４０において、今回読み
込まれたエンジン回転速度ＮＥより、それに応じた遅延
時間Ｔｄの領域を演算する。この遅延時間Ｔｄは噴射終
了時刻ｔｅの遅れを許容し得る時間について設定された
ものであり、図１２に示すように予め定められたマップ
を参照して求められる。

【００７５】次いで、ステップ５５０において、今回読
み込まれた噴射終了時刻ｔｅと噴射終了設定時刻ｔｅｓ
との差を演算し、その演算結果を噴射終了時刻差ΔＴと
して設定する。即ち、図１３のタイムチャートに示すよ
うに、燃料噴射の終了に際して燃料圧力Ｐの波形により
実際に求められた噴射終了時刻ｔｅと、ＥＣＵ７１の指
令により電磁スピル弁２３がオフ（開弁）されたときの
噴射終了設定時刻ｔｅｓとの差を噴射終了時刻差ΔＴと
して求めるのである。

【００７６】そして、ステップ５６０において、今回求
められた遅延時間Ｔｄの領域と噴射終了時刻差ΔＴとを
比較する。ここで、今回の噴射終了時刻差ΔＴが充分に
小さくて、図１２のマップにおける「正常」の領域に含
まれる場合には、燃料噴射ポンプ１が正常であるものと
診断して、そのままその後の処理を一旦終了する。

【００７７】一方、ステップ５６０において、噴射終了
時刻差ΔＴがやや大きくて、図１２のマップにおける
「異常小」の領域に含まれる場合には、電磁スピル弁２
３が何らかの原因で少し動き難くなっていて、燃料噴射
ポンプ１が少し異常であるものと診断して、ステップ５
７０へ移行する。そして、ステップ５７０において、警
告ランプ６６を点灯させる。又、ステップ５８０におい
て、燃料噴射量の減量制御を実行する。即ち、目標噴射
量Ｑに対応する燃料噴射量を一律に減量させるための、
つまりは噴射終了設定時刻ｔｅｓを一律に早めるための
制御を実行するのである。そして、ステップ５８０の処
理を終了した後、その後の処理を一旦終了する。

【００７８】或いは、ステップ５６０において、噴射終
了時刻差ΔＴが非常に大きくて、図１２のマップにおけ
る「異常大」の領域に含まれる場合には、電磁スピル弁
２３が何らかの原因で動かなくなっていて、燃料噴射ポ
ンプ１の異常が大きいものと診断して、ステップ５９０
へ移行する。そして、ステップ５９０において、警告ラ
ンプ６６を点灯させる。又、ステップ６００において、
燃料噴射ポンプ１からの燃料の圧送を遮断するために、
燃料カット弁３６を閉弁させて、その後の処理を一旦終
了する。

【００７９】従って、上記の「異常診断ルーチン」の処
理によれば、１回の燃料噴射が実行される毎に、電磁ス
ピル弁２３が故障しているか否かが判断される。そし
て、電磁スピル弁２３が故障している場合には、燃料噴
射ポンプ１が異常であるものと診断されて、警告ランプ
６６が点灯されると共に、異常の程度に応じた処置がな
される。

【００８０】以上説明したように、この実施例の異常診
断装置によれば、１回の燃料噴射の実行に際して、目標
噴射量Ｑから噴射終了設定時刻ｔｅｓが決定される。
又、その噴射終了設定時刻ｔｅｓに同期したタイミング
で、電磁スピル弁２３がオン（閉弁）状態からオフ（開
弁）へ切り換え制御される。これにより、燃料噴射ポン
プ１から燃料噴射ノズル４への燃料の圧送終わりが制御
され、ディーゼルエンジン２に供給される燃料噴射量が
制御される。このとき、燃料噴射ポンプ１から圧送され
る燃料の圧力、即ち燃料圧力Ｐが圧力センサ４７により
実際に検出される。そして、その燃料圧力Ｐの変化状態
に基づき、燃料噴射ポンプ１における実際の噴射終了時
刻ｔｅが求められる。即ち、燃料圧力Ｐの波形変化に基
づき、電磁スピル弁２３の実際の開弁時期に対応した実
際の噴射終了時刻ｔｅが求められる。更に、電磁スピル
弁２３をオフ（開弁）させるべき噴射終了設定時刻ｔｅ
ｓと、実際の噴射終了時刻ｔｅとの差が、噴射終了時刻
差ΔＴとして求められる。つまり、電磁スピル弁２３の
狙いの開弁時期と、実際の噴射終了時刻ｔｅとの差が演
算される。そして、その噴射終了時刻差ΔＴが予め設定
された遅延時間Ｔｄよりも必要以上に大きい場合には、
電磁スピル弁２３の各種故障に起因した燃料噴射ポンプ
１の異常であると診断され、警告ランプ６６が点灯され
る。又、噴射終了時刻差ΔＴの大きさから判断される異
常が軽度である場合には、フェイルセーフとして燃料噴
射量の減量制御が行われる。或いは、噴射終了時刻差Δ
Ｔの大きさから判断される異常が重大である場合には、
フェイルセーフとして燃料カットが実行され、燃料噴射
ポンプ１からディーゼルエンジン３への燃料の圧送が社
団される。

【００８１】従って、この実施例によれば、電磁スピル
弁２３が何らかの原因で狙い通りに動かなかった場合に
は、燃料圧力Ｐの波形の変化状態から求められる噴射終
了時刻ｔｅが大きく変化することになる。よって、噴射
終了時刻差ΔＴにより電磁スピル弁２３の各種故障を原
因とする燃料噴射ポンプ１の異常が診断される。その結
果、電磁スピル弁２３の電気的な故障を原因とする異常
だけでなく、電磁スピル弁２３の機械的な故障を原因と
する異常をも併せて診断することができる。即ち、電磁
スピル弁２３の断線や短絡、或いはＥＣＵ７１における
駆動回路９７の故障等、電気系統の故障に起因して、万
が一、電磁スピル弁２３が作動不良となった場合には、
その異常を確実に診断することができる。併せて、燃料
性状の悪化や異物の噛み込み等に起因して、万が一、電
磁スピル弁２３の弁体２４が動き難くなったり、その弁
体２４が閉弁状態で固着したりした場合にも、その異常
を確実に診断することができる。

【００８２】又、この実施例によれば、噴射終了時刻差
ΔＴの大きさの違いにより、実際の燃料噴射に則して異
常の程度が区別されている。つまり、単に電磁スピル弁
２３の機械的な故障を直接監視（検出）して異常が診断
されるのではなく、燃料圧力Ｐの波形から実際の燃料噴
射に則して異常の程度が細かく評価されている。その結
果、燃料噴射ポンプ１の異常を実際の燃料噴射の挙動に
則して的確に診断することができる。つまり、燃料噴射
ポンプ１が正常であるか、或いは異常の程度が軽度であ
るか重大であるかを、実際の燃料噴射の上から的確に診
断することができる。

【００８３】そして、この実施例によれば、上記のよう
な異常診断の結果から、異常の程度に応じた的確なフェ
イルセーフを図ることができる。具体的に、異常に対処
して警告ランプ６６を点灯させることにより、その異常
の発生を直ちに運転者に知らせることができる。又、異
常が軽度である場合には、フェイルセーフとして燃料噴
射量の減量制御が行われることから、ディーゼルエンジ
ン３を低速回転で運転させながら、自動車を最寄りの退
避所や修理場まで移動させることができる。同じく、異
常が重大である場合には、フェイルセーフとして燃料カ
ットが行われることから、ディーゼルエンジン３を停止
させることができ、ディーゼルエンジン３が必要以上に
高速回転で運転されることを未然に防止することができ
る。

【００８４】しかも、この実施例では、実際の噴射終了
時刻ｔｅの求め方に関してより具体的な検討がなされて
いる。即ち、この実施例では、各燃料噴射ノズル４に設
けられた圧力センサ４７より得られる燃料圧力Ｐの波形
が監視されている。そして、その燃料圧力Ｐが噴射開始
圧力Ｐｓよりも低い範囲で減少する過程であるときに、
その一回微分値（ｄＰｉ／ｄｔｉ）に基づき、燃料圧力
Ｐの減少率が増加過程から一旦減少過程へと変化する時
点が求められる。ここで、燃料圧力Ｐの減少率が増加過
程から一旦減少過程へと変化するところとは、燃料噴射
ノズル４が閉じられるときに燃料圧力Ｐの減少が一旦下
げ止まる部分に相当することが確認されている。つま
り、図１０（ａ），（ｂ）に示すような波形パターンの
中で、燃料圧力Ｐの減少過程において、燃料圧力Ｐの減
少率が増加過程から一旦減少過程へと変化する時点と
は、燃料圧力Ｐが一瞬だけ下げ止まる際の変曲点Ｂを意
味することが確認されている。

【００８５】従って、実際の噴射終了時刻ｔｅが燃料圧
力Ｐの変曲点Ｂとして具体的に特定されることになり、
燃料噴射ノズル４の経時変化や固体差、或いはノイズ等
の影響を排除して噴射終了時刻ｔｅが求められる。その
結果、燃料噴射ノズル４の経時変化や固体差、ノイズ等
に影響されることなく、噴射終了時刻ｔｅを正確に求め
ることができる。その意味からも、前述した異常診断の
ための噴射終了時刻差ΔＴをより正確に求めることがで
き、もって異常診断の信頼性を高めることができる。

【００８６】尚、この発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で構成の一部
を適宜に変更して次のように実施することもできる。（１）前記実施例では、圧力センサ４７を各気筒の燃料
噴射ノズル４にそれぞれ設けたが、圧力センサを各燃料
噴射ノズルに通じる燃料管路の途中にそれぞれ設けるこ
ともできる。

【００８７】（２）前記実施例では、圧力センサ４７を
各気筒の燃料噴射ノズル４にそれぞれ設けて各燃料噴射
ノズル４にかかる燃料圧力Ｐをそれぞれ検出するように
構成したが、一つの圧力センサを燃料噴射ポンプに設け
てプランジャ高圧室における燃料圧力Ｐを検出するよう
に構成してもよい。この場合には、一つの圧力センサを
用いるだけでよく、構成部品の点数を少なくすることが
できる。

【００８８】（３）前記実施例では、異常診断装置を自
動車の電子制御ディーゼルエンジンに具体化したが、同
じように燃料噴射装置からの燃料噴射量を電磁弁で制御
するようにした高圧ガソリン噴射式エンジン等に具体化
することもできる。

【００８９】（４）前記実施例では、噴射終了時刻ｔｅ
を求めるために使用される噴射開始圧力Ｐｓを実際に求
められる噴射開始時刻ｔｓに対応して決定したが、予め
実験的に定められた基準値を噴射開始圧力Ｐｓとして使
用することもできる。

【００９０】（５）前記実施例では、診断される異常の
程度に応じ、フェイルセーフとして、燃料噴射量の減量
制御と燃料カットとを行うようにしたが、異常の程度に
かかわらず燃料カットのみを行う場合に具体かしてもよ
い。或いは、目標噴射量Ｑに対応する燃料噴射量を減量
制御する代わりに、燃料噴射量を予め定められた少ない
噴射量に固定するようにしてもよい。

【００９１】（６）前記実施例では、燃料噴射ポンプ１
が異常と診断された場合に、そのことを運転者に知らせ
るために警告ランプ６６を点灯させるようにしたが、警
告ランプ６６を点灯させると共に、異常診断の結果をバ
ックアップＲＡＭ８４に記録しておくようにしてもよ
い。この場合、必要に応じてバックアップＲＡＭ８４の
記録データを読み出すことにより、異常発生の過去の履
歴を後から知ることができる。

【００９２】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１に記載し
た発明によれば、電磁スピル弁の動作不良のみならず、
燃料噴射弁の開弁特性変化にも対応した実際の燃料噴射
終了時期を極めて高い精度で判断することができ、この
燃料噴射終了時期と電磁スピル弁の開弁駆動時期との差
に基づいて、電磁スピル弁の電気的及び機械的な故障を
原因とする異常や燃料噴射弁の故障を原因とする異常を
実際の燃料噴射の挙動に則して的確に診断することがで
きるようになる。

【００９３】また、請求項２に記載した発明によれば、
上記効果に加えて、異常の程度に応じた的確なフェイル
セーフ処理を実行することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の基本的な概念構成を説明する概念構
成図である。

【図２】この発明を具体化した一実施例における過給機
付ディーゼルエンジンシステムを示す概略構成図であ
る。

【図３】一実施例における分配型燃料噴射ポンプを示す
断面図である。

【図４】一実施例において燃料噴射ノズルに設けられた
圧力センサを示す図である。

【図５】一実施例におけるＥＣＵの構成を示すブロック
図である。

【図６】一実施例において、ＥＣＵにより実行される
「燃料噴射量制御ルーチン」の処理内容を示すフローチ
ャートである。

【図７】一実施例において、ＥＣＵにより実行される
「サブルーチン」の処理内容を示すフローチャートであ
る。

【図８】一実施例において、ＥＣＵにより実行される
「ｔｅ演算ルーチン」の処理内容を示すフローチャート
である。

【図９】一実施例において、同じく「ｔｅ演算ルーチ
ン」の処理内容の続きを示すフローチャートである。

【図１０】一実施例において、１回の燃料噴射の際に求
められる噴射開始時刻、噴射終了時刻、燃料圧力及び一
回微分値の挙動を説明するタイムチャートである。

【図１１】一実施例において、ＥＣＵにより実行される
「異常診断ルーチン」の処理内容を示すフローチャート
である。

【図１２】一実施例において、エンジン回転速度と遅延
時間との関係について予め定められ、異常診断のために
使用されるマップである。

【図１３】一実施例において、１回の燃料噴射の際の燃
料圧力と電磁スピル弁のオン・オフの挙動、並びに噴射
終了設定時刻と実際の噴射終了時刻との関係を説明する
タイムチャートである。

【符号の説明】

１…燃料噴射装置としての燃料噴射ポンプ、３…内燃機
関としてのディーゼルエンジン、４…燃料噴射ノズル、
２３…電磁弁としての電磁スピル弁、４７…燃料圧力検
出手段としての圧力センサ、７１…駆動制御手段、噴射
終了時期判断手段、終了時期差演算手段及び異常診断手
段を構成するＥＣＵ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02D 41/22 380 F02M 65/00 301

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電磁スピル弁を閉弁駆動して内燃機関の
燃料噴射弁に燃料を圧送するとともに該燃料圧送圧に基
づき前記燃料噴射弁を開弁させて燃料噴射を開始する一
方、電磁スピル弁を開弁駆動して燃料圧送圧を減少させ
ることにより前記燃料噴射弁を閉弁させて燃料噴射を終
了するようにした燃料噴射装置の異常診断装置におい
て、前記燃料噴射弁への燃料圧送圧を検出する検出手段と、前記電磁スピル弁の開弁に伴って前記燃料圧送圧が減少
する際に、該燃料圧送圧の減少率が前記燃料噴射弁の閉
弁動作に応じて変化する時期を燃料噴射終了時期として
判断する判断手段と、前記電磁スピル弁の開弁駆動が指令される時期と前記判
断される燃料噴射終了時期との差を演算する演算手段
と、前記演算される差が所定の判定値以上であるときに前記
燃料噴射装置が異常であると診断する診断手段とを備え
たことを特徴とする燃料噴射装置の異常診断装置。
【請求項２】請求項１に記載した燃料噴射装置の異常
診断装置において、前記診断手段は、前記判定値として
第１の判定値と該第１の判定値よりも大きい第２の判定
値とを設定するものであり、同診断手段により前記演算される差が前記第１の判定値
以上であり且つ前記第２の判定値未満であると異常診断
されるときに前記電磁スピル弁の開弁駆動時期を早める
第１のフェイルセーフ手段と、同じく診断手段により前記演算される差が前記第２の判
定値以上であると異常診断されるときに前記燃料噴射装
置の燃料圧送を強制的に停止させる第２のフェイルセー
フ手段とを更に備えることを特徴とする燃料噴射装置の
異常診断装置。