JP3324952B2 - 電子制御式ディーゼルエンジンの失火検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ディーゼルエン
ジンに対する燃料噴射の制御を運転状態に応じてコンピ
ュータにより制御するようにした電子制御式ディーゼル
エンジンに係る。詳しくは、ディーゼルエンジンで発生
する失火を検出するようにした失火検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ディーゼルエンジンはその燃
焼室に燃料を噴射して供給するための燃料噴射装置を備
える。この装置は、エンジンに設けられた燃料噴射ノズ
ルと、同ノズルに燃料を圧送するための燃料噴射ポンプ
とを含む。噴射ポンプはエンジンに連動して駆動される
ことにより、高圧の燃料を吐出して噴射ノズルへ圧送す
る。噴射ノズルは圧送された燃料を燃焼室へ噴射する。
噴射ノズルから噴射される燃料の量はエンジンの運転状
態に応じて制御される必要がある。

【０００３】電子制御式ディーゼルエンジンのシステム
は、燃料の噴射量をエンジンの運転状態に応じて電気的
に制御する。この種のシステムは、制御に適した構成を
有する噴射ポンプと、同ポンプを制御するためのコンピ
ュータとを備える。噴射ポンプはエンジンのクランクシ
ャフトにより駆動されるドライブシャフトを含むカム機
構と、そのカム機構により往復動されるプランジャとを
備える。そのプランジャがカム機構により動かされるこ
とにより、噴射ポンプから高圧の燃料が吐出されて噴射
ノズルへ圧送され、同ノズルから燃焼室へ燃料が噴射さ
れる。

【０００４】コンピュータは、運転者により操作される
アクセルペダルの開度（アクセル開度）と、クランクシ
ャフトの回転速度（エンジン回転速度）とに基づき、噴
射量に係る指令値を算出する。コンピュータは、図１
３，１４に示すようなガバナ特性を有する関数データを
参照することにより、噴射量指令値を算出する。コンピ
ュータは、算出された噴射量指令値に基づき噴射ポンプ
を制御することにより、噴射ポンプから吐出される燃料
の量、即ち噴射ノズルから噴射される燃料の量が調整さ
れる。

【０００５】噴射ポンプに設けられた回転速度センサ
は、エンジン回転速度を検出する。このセンサはドライ
ブシャフト上に設けられたパルサと、同パルサに対向し
て設けられたピックアップコイルとを含む。パルサは円
板状をなし、その外周には等角度間隔に設けられた複数
の突起を有する。ドライブシャフトと一体にパルサが回
転することにより、各突起がピックアップコイルを横切
る。このとき、ピックアップコイルは各突起の通過を検
出する毎に一つのパルス信号を出力する。パルサが一回
転する間に順次出力される各パルス信号の発生位置は、
クランクシャフトが二回転する間に進行するエンジンの
運転行程（吸気、圧縮、燃焼及び排気の行程）に正確に
対応する。即ち、このセンサは、エンジンのクランクシ
ャフトの回転角度、即ちクランク角度の変化を、ドライ
ブシャフトの回転に基づき間接的に検出する。

【０００６】上記の電子制御式ディーゼルエンジンにお
いても、その経時変化や故障に起因するエミッションの
悪化に対処する必要がある。エミッションを悪化させる
要因の一つにエンジンにおける失火がある。失火とは、
噴射ノズルから燃焼室に噴射された燃料が完全に燃焼し
ない状態を意味する。ここで、失火によるエミッション
の悪化に対処するために、失火を正確に検出する必要が
ある。精密な検出を行うためには、何れの気筒で失火が
発生したかを特定することも必要になる。

【０００７】特開昭６３−１５４８４１号公報は、上記
構成と同等の構成を有する電子制御式ディーゼルエンジ
ンを前提とし、エンジンの失火を検出するための一つの
方法を開示する。この検出方法は、ピックアップコイル
から出力される連続したパルス信号に基づいて失火を検
出する。具体的には、ピックアップコイルから連続的に
出力される複数のパルス信号のうち、エンジンの燃焼行
程に対応した特定の複数のパルス信号のうち、異なる複
数のパルス信号の間の時間（回転速度に相関する値）が
算出される。その算出されたパルス時間（回転速度に相
関する値）が所定の基準値と比較されることにより、失
火が判定される。即ち、この検出方法では、失火が起き
たときにエンジン回転速度が落ち込むことを前提として
いる。そして、パルス時間の変化に基づきエンジン回転
速度の落ち込みを判定することにより失火が判定され
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の電子
制御式ディーゼルエンジンにおいて、上記の失火検出方
法を採用した場合、以下のような不具合が考えられる。
即ち、ディーゼルエンジンにおいては、ガソリンエンジ
ンに比べて、失火が発生したときのエンジン回転速度の
落ち込み幅が相対的に小さい。更に、図１（ａ）に示す
ように、失火に起因してエンジン回転速度が落ち込んだ
直後には、失火が発生していないにも拘らずエンジン回
転速度が再び落ち込む傾向にあり、失火が誤って判定さ
れるおそれがある。ここで、失火の発生直後にエンジン
回転速度が再び落ち込むのは、図１３，１４に示すよう
なガバナ特性を有する関数データに従って噴射量指令値
が算出されることによる。即ち、この関数データにおい
ては、エンジン回転速度と噴射量指令値との関係が右下
がりの特性を示す。従って、図１４に示すように、アク
セル開度を一定とした場合、エンジン回転速度が上昇し
たときには、噴射量が減らされ、エンジン回転速度が低
下したときには、噴射量が増やされることになる。この
ため、失火に起因してエンジン回転速度が落ち込んだと
きには、その直後に噴射量が増やされてエンジン回転速
度が上昇する。しかし、その次には、エンジン回転速度
の上昇に応答して噴射量が減らされ、エンジン回転速度
が低下することになり、その回転速度の落ち込みが失火
の誤判定の原因になる。上記のガバナ特性に示すよう
に、エンジン回転速度の変化に応じて噴射量を制御する
ことは、ディーゼルエンジンに特有のことであり、ディ
ーゼルエンジンを制御する上で必要不可欠なことであ
る。従って、ディーゼルエンジンにおいて失火を正確に
検出するためには、上記のガバナ特性に起因したエンジ
ン回転速度の変動を見越した検出を行う必要がある。

【０００９】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、上記のガバナ特性に基づき
燃料噴射量を制御するようにした電子制御式ディーゼル
エンジンにおいて、失火を適正に検出すると共に、その
失火直後におけるエンジン回転速度の再度の落ち込みに
起因して失火が誤検出されることを未然に防止すること
を可能にした電子制御式ディーゼルエンジンの失火検出
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】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の発明では、図２に示すように、
ディーゼルエンジンＭ１へ燃料を噴射するための噴射ノ
ズルＭ２と、ディーゼルエンジンＭ１のクランクシャフ
トＭ３により駆動され、噴射ノズルＭ２へ圧送される燃
料を吐出するための噴射ポンプＭ４とを含み、ディーゼ
ルエンジンＭ１は噴射ノズルＭ２から噴射される燃料を
燃焼させることによりクランクシャフトＭ３を回転駆動
させるものであり、クランクシャフトＭ３の回転速度を
検出するための回転速度検出手段Ｍ５を備え、その検出
される回転速度が上昇するほど噴射ポンプＭ４から吐出
される燃料の量を減少させるように制御手段Ｍ６が噴射
ポンプＭ４を電気的に制御することにより噴射ノズルＭ
２から噴射される燃料の量を制御するようにした電子制
御式ディーゼルエンジンにおいて、クランクシャフトＭ
３の回転位相における少なくとも二つの特定位置におけ
る回転速度の差又は比を検出される回転速度に基づいて
算出手段Ｍ７が算出し、その算出された回転速度の差又
は比を比較手段Ｍ８が所定の基準値と比較することによ
りディーゼルエンジンＭ１の失火の発生を判定して失火
を検出するようにした失火検出装置であって、制御手段
Ｍ６の制御により噴射ノズル２から噴射される燃料の量
の変化量を算出し、その算出された変化量に応じて、比
較手段Ｍ８により使用される基準値を補正するための補
正手段Ｍ１０を設けたことを趣旨とする。

【００１１】上記の構成によれば、ディーゼルエンジン
Ｍ１の運転時に、そのクランクシャフトＭ３の回転に同
期して噴射ポンプＭ４が駆動されることにより、噴射ポ
ンプＭ４から燃料が吐出され、噴射ノズルＭ２からディ
ーゼルエンジンＭ１へ燃料が噴射される。ディーゼルエ
ンジンＭ１は、噴射された燃料を燃焼させることによ
り、クランクシャフトＭ３を回転駆動させる。回転速度
検出手段Ｍ５はクランクシャフトＭ３の回転速度を検出
する。

【００１２】ここで、ディーゼルエンジンＭ１の失火を
検出するために、算出手段Ｍ７は、クランクシャフトＭ
３の回転位相における少なくとも二つの特定位置におけ
る回転速度の差又は比を検出される回転速度に基づいて
算出する。比較手段Ｍ８は、その算出された回転速度の
差又は比を所定の基準値と比較することにより失火の発
生を判定して失火を検出する。

【００１３】検出される回転速度が上昇するほど噴射ポ
ンプＭ４から吐出される燃料の量を減少させるように制
御手段Ｍ６が噴射ポンプＭ４を電気的に制御することに
より、噴射ノズルＭ２から噴射される燃料の量が調整さ
れる。ここで、失火検出のために算出された回転速度の
差又は比と比較されるべき基準値が、噴射ノズルＭ２か
ら噴射される燃料量の変化量に応じて補正される。従っ
て、比較手段Ｍ８により失火が検出されたとき、その直
後に回転速度の変動に応答して噴射ノズルＭ２から噴射
される燃料量が制御手段Ｍ６により増減され、回転速度
が再び落ち込んだとしても、その落ち込みを見越して基
準値が補正されることになる。よって、失火が検出され
た直後には、回転速度の差又は比と基準値との比較が、
回転速度の落ち込みを前提として適正に行われる。

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【発明の実施の形態】 以下、上記本発明に係る電子制御
式ディーゼルエンジンの失火検出装置を自動車に具体化
した実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。

【００１８】図３はこの実施形態の電子制御式ディーゼ
ルエンジンのシステムを示す概略構成図である。ディー
ゼルエンジン１は燃焼室２を含む気筒を複数有する。エ
ンジン１の吸入行程において、各気筒毎に設けられた吸
気ポート３が吸気バルブ４により開かれることにより、
エアクリーナ５を通じて吸気通路６に吸入される外気が
各燃焼室２に流れ込む。各気筒毎に設けられた燃料噴射
ノズル７は、燃料噴射ポンプ８より燃料ライン７ａを通
じて圧送される燃料を各燃焼室２へ噴射する。エンジン
１の圧縮行程において、各燃焼室２に導入された燃料及
び外気がピストン９の上動により加圧されて爆発・燃焼
することにより、ピストン９が下動してクランクシャフ
ト１０が回転し、エンジン１に駆動力が得られる。エン
ジン１の排気行程において、各気筒毎に設けられた排気
ポート１１が排気バルブ１２により開かれることによ
り、各燃焼室２において生じた排気ガスが排気通路１３
へ導出され、外部へ排出される。

【００１９】吸気通路６に設けられたスロットルバルブ
１４はアクセルペダル１５の操作に連動して作動するこ
とにより、吸気通路６を選択的に開閉する。このスロッ
トルバルブ１４の開度に応じ、吸気通路６に吸入される
外気の量、即ち吸気量Ｑが調節される。

【００２０】周知の分配型の燃料噴射ポンプ８は各燃焼
室２で燃焼に供される燃料を燃料ライン７ａを通じて各
噴射ノズル７へ圧送する。噴射ポンプ８は燃料タンク
（図示しない）に貯められた燃料を高圧に圧縮し、所要
の量と時期をもって各噴射ノズル７へ向けて吐出する。
各噴射ノズル７は圧送された燃料の圧力に基づき作動
し、対応する各燃焼室２へ燃料を噴射する。噴射ポンプ
８に設けられた電磁スピル弁１６は、同ポンプ８から各
回毎に吐出される燃料の量、即ち各噴射ノズル７から噴
射される燃料の量を調整する。この電磁スピル弁１６
は、噴射ポンプ８からの燃料の吐出終了時期を調整する
ことにより、噴射ノズル７から噴射される燃料の量を調
整する。同じく噴射ポンプ８に設けられたタイマ装置１
７は、同ポンプ８からの燃料の吐出開始時期、即ち各噴
射ノズル７からの燃料の噴射時期を調整する。これらの
部材１６，１７は電気的に制御される。噴射ポンプ８は
ドライブシャフト８ａを有し、そのシャフト８ａがエン
ジン１のクランクシャフト１０に連結される。従って、
ドライブシャフト８ａはクランクシャフト１０の回転に
同期して回転され、噴射ポンプ８はエンジン１の運転に
連動して駆動される。

【００２１】図４に噴射ポンプ８の構造を示す。噴射ポ
ンプ８はハウジング２１を備える。ハウジング２１に内
蔵された燃料フィードポンプ（この図では９０度だけ展
開されて示されている。）２２はドライブシャフト８ａ
から動力を受ける。ハウジング２１はこのフィードポン
プ２２に通じる燃料ポート２３を有する。

【００２２】噴射ポンプ８はカムプレート２４及びロー
ラリング２５を備える。両部材２４，２５はカム手段を
構成する。両部材２４，２５はドライブシャフト８ａの
回転に同期して作動することにより、噴射ポンプ８から
の燃料の吐出に寄与する。円板状をなすカムプレート２
４はドライブシャフト８ａの基端（図面右端）に対して
カップリング（図示しない）を介して連結される。カム
プレート２４はその一側に複数の凸部を含むカムフェイ
ス２４ａを有する。カムフェイス２４ａに対向して設け
られたローラリング２５は、その円周方向に配列された
複数のカムローラ２５ａを有する。カムフェイス２４ａ
の凸部の数はエンジン１の気筒数と同じである。カムプ
レート２４に隣接して設けられたスプリング２６は、カ
ムフェイス２４ａがカムローラ２５ａに常に係合するよ
うにプレート２４を付勢する。

【００２３】噴射ポンプ８はそのハウジング２１に燃料
室２７及び一つのシリンダ２８を備える。シリンダ２８
に組み付けられたプランジャ２９は、カムプレート２４
に対して一体的に取り付けられる。カムプレート２４及
びプランジャ２９は、ドライブシャフト８ａの回転に基
づき一体的に作動する。即ち、ドライブシャフト８ａの
回転力がカップリングを介してカムプレート２４に伝達
されることにより、そのカムフェイス２４ａがカムロー
ラ２５ａに係合しながら回転する。カムプレート２４は
回転しながらエンジン１の気筒数と同回数だけ同図の水
平方向へ往復動する。その動作に従い、プランジャ２９
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２４ａの凸部がカムローラ２５ａに乗り上げること
により、プランジャ２９がシリンダ２８の中を往動（図
面右方向への移動）する。その逆に、カムフェイス２４
ａの凸部がカムローラ２５ａを乗り下げることにより、
プランジャ２９がシリンダ２８の中を復動（図面左方向
への移動）する。

【００２４】シリンダ２８の中において、プランジャ２
９の先端面（図面左端面）とシリンダ２８の底面との間
が高圧室３０をなす。プランジャ２９はその先端部外周
にエンジン１の気筒数と同数の吸入溝３１を有し、同じ
く先端部に気筒数と同数の分配ポート３２を有する。ハ
ウジング２１は、複数の吸入溝３１及び分配ポート３２
に対応する部位に、分配通路３３及び吸入ポート３４を
有する。各分配通路３３の出口に設けられた各デリバリ
バルブ３５は、各分配通路３３における燃料の圧力に基
づいて開く。

【００２５】ドライブシャフト８ａの回転に伴いフィー
ドポンプ２２が駆動されることにより、燃料タンク（図
示しない）より送られる燃料が燃料ポート２３を通じて
燃料室２７に導入される。ドライブシャフト８ａの回転
に伴いプランジャ２９が復動することにより、高圧室３
０が減圧される。このとき、吸入溝３１の一つが吸入ポ
ート３４に連通することにより、燃料室２７の中の燃料
が高圧室３０に導入される。その後、プランジャ２９が
往動することにより、高圧室３０が加圧される。このと
き、高圧室３０の燃料が各分配通路３３へ押し出されて
各デリバリバルブ３５が開き、噴射ポンプ８から各燃料
ライン７ａへ燃料が吐出される。

【００２６】ハウジング２１に設けられたスピル通路３
６は、高圧室３０を燃料室２７に通じさせる。スピル通
路３６に設けられた電磁スピル弁１６は、高圧室３０の
中の燃料がスピル通路３６を通じて燃料室２７へ逃がさ
れることを調整する。このスピル弁１６はコイル３７及
び弁体３８を含む。このスピル弁１６は常には開かれて
おり、コイル３７が非励磁の状態では、弁体３８がスピ
ル通路３６を開いて高圧室３０の燃料が燃料室２７へ逃
がされる。一方、コイル３７が励磁されることにより、
弁体３８がスピル通路３６を閉じ、高圧室３０から燃料
室２７へ逃げるべき燃料の流れが遮断される。

【００２７】従って、電磁スピル弁１６に対する通電が
制御されることにより、高圧室３０から燃料室２７へ逃
がされる燃料の流れが調整される。即ち、プランジャ２
９の往動中に電磁スピル弁１６によりスピル通路３６が
開かれることにより、高圧室３０が減圧され、噴射ポン
プ８からの燃料の吐出の終了時期が決定され、各噴射ノ
ズル７からの燃料の噴射が停止する。プランジャ２９の
往動中に、電磁スピル弁１６によりスピル通路３６が閉
じられた状態から同通路３６が開かれることにより、噴
射中の噴射ノズル７からの燃料の噴射が停止する。つま
り、噴射ノズル７からの燃料の噴射の終了時期が決定さ
れる。

【００２８】ハウジング２１に設けられたタイマ装置
（この図では９０度だけ展開されて示されている。）１
７は、噴射ポンプ８からの燃料の吐出開始時期、延いて
は各噴射ノズル７からの燃料の噴射開始時期を変更する
ためにローラリング２５を動かす。即ち、タイマ装置１
７はドライブシャフト８ａを中心にローラリング２５を
回動させることにより、カムフェイス２４ａの凸部がカ
ムローラ２５ａに係合し始める時期、即ちプランジャ２
９が往動を開始する時期を変更させる。

【００２９】タイマ装置１７はハウジング４０と、その
ハウジング４０に組み付けられたピストン４１とを備え
る。このハウジング４０はピストン４１の両端側に配置
された低圧室４２及び加圧室４３を有する。各室４２，
４３には、フィードポンプ２２により加圧された燃料の
一部が導入され、その燃料圧力が作動油としてピストン
４１に作用する。低圧室４２に設けられたスプリング４
４は、ピストン４１を加圧室４３へ向けて付勢する。ピ
ストン４１から上方へ延びるスライドピン４５は、ピス
トン４１をローラリング２５に連結する。加圧室４３に
供給された燃料圧力によりピストン４１が動かされるこ
とにより、スライドピン４５が揺動してローラリング２
５がドライブシャフト８ａを中心に回動される。ここ
で、加圧室４３の燃料圧力とスプリング４４の付勢力と
の釣り合い関係に基づき、ピストン４１の位置が決定さ
れる。この位置の決定により、ローラリング２５の回動
位置が決定され、カムプレート２４及びプランジャ２９
が往動し始める時期が決定される。タイマ装置１７は加
圧室４３と低圧室４２との間の連通路４６に設けられた
電磁式のタイマ制御弁（ＴＣＶ）４７を含む。連通路４
６における燃料の流量がＴＣＶ４７により調整されるこ
とにより、加圧室４３に供給れさる燃料圧力が調整され
る。これにより、ピストン４１の位置が調整され、各噴
射ノズル７からの燃料の噴射開始時期が調整される。

【００３０】ドライブシャフト８ａ上に一体回転可能に
取り付けられ円板状のパルサ４８は回転体を構成する。
パルサ４８の外周に対向配置されたピックアップコイル
４９は、パルス出力手段を構成する。パルサ４８及びピ
ックアップコイル４９は、クランクシャフト１０の回転
速度、即ちエンジン回転速度ＮＥを検出するための本発
明の回転速度検出手段としての回転速度センサ６５を構
成する。図５に示すように、パルサ４８はその外周面に
等角度間隔に設けられた複数（この実施例では５６個）
の突起４８ａを有する。パルサ４８はそれら突起４８ａ
の配列の中に、二つ分の突起４８ａを欠落させてなる複
数（この実施形態では４個が設けられ、その数はエンジ
ン１の気筒数と同じ。）の欠落部４８ｂを有する。これ
ら欠落部４８ｂはパルサ４８の外周に等角度間隔に配置
される。

【００３１】図６（ａ），（ｂ）はクランクシャフト１
０の回転変動と、それに関連してピックアップコイル４
９から出力される一連のパルス信号ＰＳの変化を示すタ
イミングチャートである。図６（ａ）からも分かるよう
に、クランクシャフト１０の回転変動は周期的な位相変
化を伴う。この位相変化は、エンジン１の運転時に各気
筒のピストン９が周期的に上下動することに起因する。
ピックアップコイル４９は欠落部４８ｂを除いた各突起
４８ａの通過を順次検知することにより、連続的なパル
ス信号ＰＳを順次出力する。このコイル４９は、欠落部
４８ｂを除いてクランクシャフト１０が所定の回転角
度、即ち所定のクランク角度ＣＡ（この実施形態では
「１１．２５°」）だけ回転する毎に一つのパルス信号
を出力する。図６（ｂ）に示すように、一連のパルス信
号ＰＳにおいて、各欠落部４８ｂに対応する部分は、立
ち上がりを伴わない信号（欠落部信号ＰＳＬ）を示す。
一連のパルス信号ＰＳにおける欠落部信号ＰＳＬの発生
位置は、クランクシャフト１０の回転変動の位相におい
て、上死点前９０°の位置（ＢＴＤＣ９０°）の近傍、
上死点後９０°の位置（ＡＴＤＣ９０°）の近傍の各々
に対応する。ＢＴＤＣ９０°〜ＡＴＤＣ９０°の範囲に
おいて、一連のパルス信号ＰＳは、ある欠落部信号ＰＳ
Ｌからその次の欠落部信号ＰＳＬまでの間で、各パルス
信号ＰＳが、０番目の信号、１番目の信号、２番目の信
号・・・・１３番目の信号と定義される。これら一連の
パルス信号ＰＳにおいて、特定の二つのパルス信号が発
生する間に要する時間に基づき、エンジン回転速度ＮＥ
を求めることができる。

【００３２】ここで、コイル４９はローラリング２５と
一体に設けられている。この構成が適用される理由は、
タイマ装置１７によりローラリング２５が回動されて
も、コイル４９から出力される一連のパルス信号ＰＳの
位相が、プランジャ２９の往復動の位相と常に一定の関
係で保たれるようにするためである。

【００３３】図３において、エアクリーナ５に隣接して
設けられたエアフローメータ６１は、吸気通路６に吸入
される吸気量Ｑを実測し、その量に応じた信号を出力す
る。エアフローメータ６１に隣接して設けられた吸気温
センサ６２は、吸気通路６に吸入される外気の温度（吸
気温度）ＴＨＡを検出し、その温度に応じた信号を出力
する。スロットルバルブ１４の近傍に設けられたスロッ
トルセンサ６３は、同バルブ１４の開度をアクセルペダ
ル１５の操作量であるアクセル開度ＡＣＣＰとして検出
し、その開度に応じた信号を出力する。このセンサ６３
は周知のアイドルスイッチ（図示しない）を内蔵する。
このアイドルスイッチはスロットルバルブ１４が全閉と
なったとき、即ちアクセルペダル１５が未操作のとき
に、オンされてアイドル信号ＩＤＬを出力する。吸気通
路６に設けられた吸気圧センサ６４は、吸気通路６にお
ける吸気圧力ＰＭを検出し、その圧力に応じた信号を出
力する。噴射ポンプ８に設けられた回転速度センサ６５
は、前述したようにクランクシャフト１０の回転速度、
即ちエンジン回転速度ＮＥをドライブシャフト８ａの回
転に基づいて間接的に検出し、その速度に応じた一連の
パルス信号ＰＳを出力する。

【００３４】自動車の運転席（図示しない）に設けられ
た警告ランプ５１は、エンジン１の失火を報知するため
に作動する。本発明の制御手段、算出手段、比較手段及
び補正手段を構成する電子制御装置（ＥＣＵ）７１は前
述した各種センサ等６１〜６５から出力される信号を入
力する。ＥＣＵ７１はこれらの入力信号に基づき、噴射
ポンプ８における電磁スピル弁１６及びＴＣＶ４７、並
びに警告ランプ５１をそれぞれ制御する。

【００３５】ＥＣＵ７１は中央処理装置（ＣＰＵ）７
２、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）７３、ランダムアク
セスメモリ（ＲＡＭ）７４及びバックアップＲＡＭ７５
を備える。ＥＣＵ７１はこれら各部７２〜７５と、外部
入力回路７６と、外部出力回路７７等とをバス７８によ
り接続してなる論理演算回路を構成する。ここで、ＣＰ
Ｕ７２は演算制御の機能と、カウンタの機能を兼ね備え
る。ＲＯＭ７３は所定の制御プログラム等を予め記憶す
る。ＲＡＭ７４はＣＰＵ７３の演算結果等を一時記憶す
る。バックアップＲＡＭ７５は予め記憶したデータを保
存する。外部入力回路７６はバッファ、波形整形回路及
びＡ／Ｄ変換器等を含む。外部出力回路７７は駆動回路
等を含む。各種センサ等６１〜６５は外部入力回路７６
に接続される。各部材１６，４７，５１は外部出力回路
７７に接続される。

【００３６】ＣＰＵ７２は外部入力回路７６を介して入
力する各種センサ等６１〜６５からの信号を入力値とし
て読み込む。ＣＰＵ７２はそれら入力値に基づき、燃料
の噴射量制御及び噴射時期制御、並びに失火検出に係る
制御等を実行するために各部材１６，４７，５１等を制
御する。

【００３７】ここで、燃料噴射量制御とは、エンジン１
の運転状態に応じて噴射ポンプ８から吐出される燃料量
を制御するために、電磁スピル弁１６を制御することで
ある。この制御において、ＣＰＵ７２は各種センサ６１
〜６５等により検出される各種パラメータＱ，ＴＨＡ，
ＡＣＣＰ，ＰＭ，ＮＥに基づき、電子スピル弁１６を制
御するために使用される最終噴射量ＱＦＩＮを算出す
る。この実施形態で、この種の噴射量制御を実行するＥ
ＣＵ７１は、本発明の制御手段に相当する。

【００３８】燃料噴射時期制御とは、エンジン１の運転
状態に応じて噴射ポンプ８から吐出される燃料の吐出開
始時期を制御するために、ＴＣＶ４７（タイマ装置１
７）を制御することである。この制御において、ＣＰＵ
７２は各種センサ６３，６５等により検出される各種パ
ラメータＡＣＣＰ，ＮＥ等に基づき、ＴＣＶ４７を制御
するために使用される進角制御値を算出する。この実施
形態で、この種の噴射時期制御を実行するＥＣＵ７１
は、噴射時期制御手段に相当する。

【００３９】失火検出に係る制御とは、回転速度センサ
６５（ピックアップコイル４９）から出力される一連の
パルス信号ＰＳに基づき求められるエンジン回転速度Ｎ
Ｅの変化から、エンジン１における失火の発生を検出す
ることである。

【００４０】次に、ＥＣＵ７１により実行される各種制
御のうち、失火検出に係る制御の処理内容について説明
する。ＲＯＭ４３は図７〜図１１に示すフローチャート
に関する制御プログラム等を予め記憶している。図７は
「失火検出ルーチン」を示し、ＥＣＵ７１はこのルーチ
ンを所定時間毎に周期的に実行する。

【００４１】ステップ１００において、ＥＣＵ７１は各
センサ６３，６５により検出されるアクセル開度ＡＣＣ
Ｐ及びエンジン回転速度ＮＥの値をそれぞれ読み込む。
ステップ１１０において、ＥＣＵ７１はアクセル開度Ａ
ＣＣＰの値が所定時間以上継続して一定状態であるか否
かを判断する。ここで、アクセル開度ＡＣＣＰの値が一
定状態でない場合、エンジン１の運転状態が変化したも
のとして、ＥＣＵ７１はその後の処理を一旦終了する。
アルセル開度ＡＣＣＰの値が一定状態である場合、ＥＣ
Ｕ７１は処理をステップ１２０へ移行する。

【００４２】ステップ１２０において、ＥＣＵ７１はエ
ンジン回転速度ＮＥの値が所定時間以上継続して一定状
態であるか否かを判断する。ここで、エンジン回転速度
ＮＥの値が一定状態でない場合、エンジン１の運転状態
が変化したものとして、ＥＣＵ７１はその後の処理を一
旦終了する。エンジン回転速度ＮＥの値が一定状態であ
る場合、エンジン１が運転状態に変化のない定常運転状
態であるものとして、ＥＣＵ７１は処理をステップ１３
０へ移行する。この実施形態で、ステップ１００〜１２
０の処理を実行するＥＣＵ７１は、エンジン１が定常運
転状態にあるか否かを判断する状態判断手段に相当す
る。

【００４３】ステップ１３０において、ＥＣＵ７１は今
回噴射されるべき最終噴射量ＱＦＩＮの算出を終了した
か否かを判断する。ＥＣＵ７１はこの最終噴射量ＱＦＩ
Ｎの算出を、別途に実行される燃料噴射量制御において
行う。この算出において、ＥＣＵ７１は、図８に示すガ
バナ特性を有する関数データを参照することにより、ア
クセル開度ＡＣＣＰ及びエンジン回転速度ＮＥの値から
基本噴射量ＱＢＡＳの値を算出する。ＥＣＵ７１は、算
出された基本噴射量ＱＢＡＳの値を、吸気温度ＴＨＡを
含む他のパラメータの値に基づいて補正することによ
り、最終噴射量ＱＦＩＮの値を算出する。この関数デー
タにおいて、エンジン回転速度ＮＥと基本噴射量ＱＢＡ
Ｓとの関係は右下がりの特性を示す。従って、アクセル
開度ＡＣＣＰの値を一定とした場合、エンジン回転速度
ＮＥが上昇したときには、基本噴射量ＱＢＡＳは減少
し、エンジン回転速度ＮＥが低下したときには、基本噴
射量ＱＢＡＳは増大する。ステップ１３０において、最
終噴射量ＱＦＩＮの算出を終了していない場合、ＥＣＵ
７１はその後の処理を一旦終了する。最終噴射量ＱＦＩ
Ｎの算出を終了している場合、ＥＣＵ７１は失火判定の
ための基準値を算出するために、処理をステップ１４０
へ移行する。この実施形態で、ステップ１３０の処理を
実行するＥＣＵ７１は、噴射量の算出終了を判断するた
めの終了判断手段に相当する。

【００４４】ステップ１４０において、ＥＣＵ７１は今
回算出された最終噴射量ＱＦＩＮの値、今回の噴射前１
８０°において回転速度センサ６５により検出されたエ
ンジン回転速度ＮＥの値をそれぞれ読み込む。

【００４５】ステップ１５０において、ＥＣＵ７１は過
去ｎ回において算出された最終噴射量ＱＦＩＮの値の平
均値ＱＦＩＮＡＶＥ、同じく過去ｎ回における噴射前１
８０°において検出されたエンジン回転速度ＮＥの値の
平均値ＮＥＡＶＥをそれぞれ算出する。ここで、「ｎ」
とは、エンジン１で失火が発生しても最終噴射量ＱＦＩ
Ｎに係る平均値ＱＦＩＮＡＶＥが十分に安定し得る値で
ある。この実施形態で、ステップ１４０，１５０の処理
を実行するＥＣＵ７１は、過去の所定期間において算出
された噴射量ＱＦＩＮの平均値、エンジン回転速度ＮＥ
の平均値を算出するための平均値算出手段に相当する。

【００４６】ステップ１６０において、ＥＣＵ７１は今
回算出された両平均値ＱＦＩＮＡＶＥ，ＮＥＡＶＥに基
づき、失火判定のための基本判定値ＫＬＦＡＢを算出す
る。ＥＣＵ７１は、図９に示すような所定の二次元関数
データを参照することにより、この基本判定値ＫＬＦＡ
Ｂを算出する。この関数データにおいて、最終噴射量Ｑ
ＦＩＮに係る平均値ＱＦＩＮＡＶＥが増大するに連れて
基本判定値ＫＬＦＡＢは増大する傾向にあり、エンジン
回転速度ＮＥに係る平均値ＮＥＡＶＥが増大するに連れ
て基本判定値ＫＬＦＡＢは減少する傾向にある。この実
施形態で、ステップ１６０の処理を実行するＥＣＵ７１
は、失火判定のための基本判定値ＫＬＦＡＢを算出する
ための基本判定値算出手段に相当する。

【００４７】ステップ１７０において、ＥＣＵ７１は今
回算出された最終噴射量ＱＦＩＮの値とその平均値ＱＦ
ＩＮＡＶＥとの差、及び今回算出されたエンジン回転速
度ＮＥに係る平均値ＮＥＡＶＥに基づき、失火判定のた
めの判定補正値ＫＬＦＡＣを算出する。ＥＣＵ７１は、
図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すような所定の二次
元関数データを参照することにより、この判定補正値Ｋ
ＬＦＡＣを算出する。この関数データにおいて、エンジ
ン回転速度ＮＥに係る平均値ＮＥＡＶＥを一定とした場
合、最終噴射量ＱＦＩＮの値とその平均値ＱＦＩＮＡＶ
Ｅとの差が増大するに連れて判定補正値ＫＬＦＡＣは増
大する傾向にある。この増大の傾きは、平均値ＮＥＡＶ
Ｅが大きくなるほど小さくなる傾向にある。ここで、最
終噴射量ＱＦＩＮの値とその平均値ＱＦＩＮＡＶＥとの
差は、今回算出された最終噴射量ＱＦＩＮの平均値ＱＦ
ＩＮＡＶＥに対する変化量を意味する。この実施形態
で、ステップ１７０の処理を実行するＥＣＵ７１は、今
回算出された噴射量の変化量を算出し、その変化量に基
づいて失火判定のための判定補正値ＫＬＦＡＣを算出す
るための判定補正値算出手段に相当する。

【００４８】ステップ１８０において、ＥＣＵ７１は基
本判定値ＫＬＦＡＢに判定補正値ＫＬＦＡＣを加算する
ことにより、本発明の所定の基準値としての最終判定値
ＫＬＦＡＦを算出する。この実施形態で、ステップ１８
０の処理を実行するＥＣＵ７１は、失火判定のために使
用される基準値を補正するための本発明の補正手段に相
当する。

【００４９】ステップ１９０において、ＥＣＵ７１はク
ランクシャフト１０の回転位相における上死点ＴＤＣか
ら所定角度（この実施形態では「９０°ＣＡ」）だけ過
ぎたか否かを判断する。即ち、ＥＣＵ７１は、上死点後
９０°の位置ＡＴＤＣ９０°を過ぎたか否かを判断す
る。図６に示すように、この位置ＡＴＤＣ９０°は、一
連のパルス信号ＰＳにおける１３番目のパルス信号ＰＳ
の発生位置に対応する。この位置ＡＴＤＣ９０°を過ぎ
ていない場合、ＥＣＵ７１はその後の処理を一旦終了す
る。この位置ＡＴＤＣ９０°を過ぎた場合、ＥＣＵ７１
は処理をステップ２００へ移行する。この実施形態で、
ステップ１９０の処理を実行するＥＣＵ７１は、クラン
クシャフト１０の回転位相における特定位置を判断する
ための特定位置判断し相当する。

【００５０】ステップ２００において、ＥＣＵ７１はク
ランクシャフト１０の回転位相における上死点ＴＤＣに
おける第１の瞬時回転速度ＮＥＬの値を算出する。即
ち、ＥＣＵ７１は、図６（ｂ）において、一連のパルス
信号ＰＳの４番目のパルス時間ＴＮ４〜７番目のパルス
時間ＴＮ７のそれぞれを算出する。ここで、パルス時間
ＴＮとは、あるパルス信号ＰＳの立ち上がりからその次
のパルス信号ＰＳの立ち上がりまでに要する時間を意味
する。

【００５１】図６（ｂ）に示す一連のパルス信号ＰＳに
おいて、その０番目のパルス信号ＰＳ〜１３番目のパル
ス信号ＰＳの各々について、ＴＮ０〜ＴＮ１３のパルス
時間ＴＮを求めることができる。ここで、６番目のパル
ス信号ＰＳの発生位置はクランクシャフト１０の回転変
動の位相における上死点ＴＤＣに対応する。１３番目の
パルス信号ＰＳの発生位置は上死点前９０°の位置ＢＴ
ＤＣ９０°又は上死点後９０°の位置ＡＴＤＣ９０°に
それぞれ対応する。この実施形態で、ステップ２００の
処理を実行するＥＣＵ７１は、クランクシャフト１０の
回転位相上の４番目〜７番目を特定順次としてそれらの
パルス信号ＳＰに係る個々のパルス時間ＴＮ４〜ＴＮ７
をパルス間隔として算出する第１の個別間隔算出手段に
相当する。ＥＣＵ７１は算出された各パルス時間ＴＮ４
〜ＴＮ７を積算することにより、図６に示すように、第
１の時間積算値ＴＮＬを算出する。この実施形態で、上
記の処理を実行するＥＣＵ７１は、上記特定順序におけ
る個々のパルス間隔を積算することにより、それら複数
のパルス信号の間隔を算出する第１のパルス間隔算出手
段に相当する。そして、ＥＣＵ７１は、その算出された
第１の時間積算値ＴＮＬに基づき、その値ＴＮＬの逆数
を算出することにより、第１の瞬時回転速度ＮＥＬの値
を算出する。この実施形態で、上記の処理を実行するＥ
ＣＵ７１は、第１の時間積算値ＴＮＬに基づいて第１の
瞬時回転速度ＮＥＬを算出するための第１の瞬時回転速
度算出手段に相当する。

【００５２】ステップ２１０において、ＥＣＵ７１はス
テップ２００に準じて、前述した上死点後９０°の位置
ＡＴＤＣ９０°における第２の瞬時回転速度ＮＥＨの値
を算出する。即ち、ＥＣＵ７１は、図６（ｂ）におい
て、一連のパルス信号ＰＳの１２番目のパルス時間ＴＮ
１２と１３番目のパルス時間ＴＮ１３をそれぞれ算出す
る。この実施形態で、ステップ２１０の処理を実行する
ＥＣＵ７１は、上記回転位相上の１２番目〜１３番目を
特定順序としてそれらのパルス信号ＳＰに係る個々のパ
ルス時間ＴＮ１２，ＴＮ１３をパルス間隔として算出す
る第２の個別間隔算出手段に相当する。ＥＣＵ７１は算
出された両パルス時間ＴＮ１２，ＴＮ１３を積算するこ
とにより、図６に示すように第２の時間積算値ＴＮＨを
算出する。この実施形態で、上記の処理を実行するＥＣ
Ｕ７１は、上記特定順序における個々のパルス間隔を積
算することにより、それら複数のパルス信号の間隔を算
出する第２のパルス間隔算出手段に相当する。そして、
ＥＣＵ７１は、その算出された第２の時間積算値ＴＮＨ
に基づき、その値ＴＮＨの逆数を算出することにより、
第２の瞬時回転速度ＮＥＨの値を算出する。この実施形
態で、上記の処理を実行するＥＣＵ７１は、第２の時間
積算値ＴＮＨに基づき第２の瞬時回転速度ＮＥＨを算出
するための第２の瞬時回転速度算出手段に相当する。

【００５３】ステップ２２０において、ＥＣＵ７１は、
両瞬時回転速度ＴＮＨ，ＴＮＬの差を、失火の大きさを
示す失火値ΔＮＥとして算出する。即ち、ここでは、上
死点位置ＴＤＣの近傍においてクランクシャフト１０が
所定角度（１１．２５°×４＝４５°）だけ回転すると
きの第１の瞬時回転速度ＮＥＬと、上死点後９０°の位
置ＡＴＤＣ９０°の近傍においてクランクシャフト１０
が所定角度（４５°）だけ回転するときの第２の瞬時回
転速度ＮＥＨとの差が、失火値ΔＮＥとして求められ
る。この実施形態で、ステップ２００〜２２０の処理を
実行するＥＣＵ７１は、クランクシャフト１０の回転位
相における二つの特定位置におけるエンジン回転速度Ｎ
Ｅの差を失火値ΔＮＥとして算出するための本発明の算
出手段に相当する。

【００５４】図１１はクランクシャフト１０の回転変
動、つまりは回転速度センサ６５により検出されるエン
ジン回転速度ＮＥの変化につき、失火がある場合と無い
場合を比較して示す。この図からも分かるように、クラ
ンクシャフト１０の周期的な回転変動において、所定時
期に噴射ノズル７から噴射された燃料が確実に燃焼した
場合、その燃焼直後の回転変動はそれ以前の回転変動と
ほぼ同じ大きさを示す。この場合のエンジン回転速度Ｎ
Ｅの変動幅、即ち失火値ΔＮＥは充分に大きく、失火が
無いことを示す。これに対し、噴射ノズル７から噴射さ
れた燃料が燃焼しなかった場合、その燃焼直後の回転変
動（失火値ΔＮＥ）はそれ以前の回転変動（失火値ΔＮ
Ｅ）よりも小さくなる。この場合の失火値ΔＮＥは実質
的に小さく、失火が有ることを示す。

【００５５】ステップ２３０において、ＥＣＵ７１は失
火値ΔＮＥが最終判定値ＫＬＦＡＦりも小さいか否かを
判断する。この実施形態で、ステップ２３０の処理を実
行するＥＣＵ７１は、エンジン回転速度ＮＥの差、即ち
失火値ΔＮＥを所定の基準値と比較するための本発明の
比較手段に相当する。ここで、失火値ΔＮＥが最終判定
値ＫＬＦＡＦりも小さい場合、ＥＣＵ７１はエンジン１
の特定気筒において失火が発生したものと判定し、処理
をステップ２４０へ移行する。

【００５６】ステップ２４０において、ＥＣＵ７１は失
火を報知するために警告ランプ５１を点灯させる。この
実施形態で、上記処理を実行するＥＣＵ７１は、失火を
検出したときにそのことを報知するための報知手段に相
当する。更に、ＥＣＵ７１は失火による異常であること
を示す異常コードをバックアップＲＡＭ７５に記憶さ
せ、その後の処理を一旦終了する。この実施形態で、上
記処理を実行するＥＣＵ７１は、失火を検出したときに
そのことを記録する記録手段に相当する。

【００５７】一方、ステップ２３０において、失火値Δ
ＮＥが最終判定値ＫＬＦＡＦよりも小さくない場合、Ｅ
ＣＵ７１はエンジン１に失火が無かったものと判定し、
処理をステップ２５０へ移行する。

【００５８】ステップ２５０において、ＥＣＵ７１は警
告ランプ５１を消灯させる。更に、ＥＣＵ７１は燃焼が
正常であることを示す正常コードをバックアップＲＡＭ
７５に記憶させ、その後の処理を一旦終了する。

【００５９】以上説明したように、この実施形態の構成
によれば、エンジン１の運転時にクランクシャフト１０
が回転すると、その回転に同期して噴射ポンプ８のドラ
イブシャフト８ａが回転する。このドライブシャフト８
ａの回転に同期して、ローラリング２５及びカムプレー
ト２４の協働によりプランジャ２９が作動すると、噴射
ポンプ８から燃料が吐出され、各噴射ノズル７から各燃
焼室２へ燃料が噴射される。各燃焼室２で噴射された燃
料が燃焼すると、ピストン９が作動してクランクシャフ
ト１０が回転駆動される。

【００６０】このとき、噴射ポンプ８では、回転速度セ
ンサ６５を構成するパルサ４８がドライブシャフト８ａ
の回転に伴い回転し、その複数の突起４８ａ及び欠落部
４８ｂがピックアップコイル４９を通過する。このコイ
ル４９が各突起４８ａ等の通過を順次検知することによ
り、クランクシャフト１０の回転速度、即ちエンジン回
転速度ＮＥに相関する連続的なパルス信号ＰＳが同コイ
ル４９から順次に出力される。

【００６１】ここで、エンジン１の失火を検出するため
に、ＥＣＵ７１は連続的に出力されるパルス信号ＰＳの
中の特定順序における複数のパルス信号ＰＳに係る間隔
の差を算出する。ＥＣＵ７１は、その算出されたパルス
間隔の差から、クランクシャフト１０の回転位相におけ
る二つの特定位置におけるエンジン回転速度ＮＥの差を
算出する。ＥＣＵ７１は、算出されたエンジン回転速度
の差を所定の基準値と比較することにより、即ちエンジ
ン回転速度ＮＥが急激に落ち込んだことを判定すること
により、失火の発生を判定して失火を検出する。

【００６２】即ち、ＥＣＵ７１は、４番目〜７番目の各
パルス信号ＰＳに係る各パルス時間ＴＮ４〜ＴＮ７の合
計を第１の時間積算値ＴＮＬとして算出し、その逆数を
第１の瞬時回転速度ＮＥＬとして算出する。同じく、Ｅ
ＣＵ７１は、１２番目，１３番目の各パルス信号ＰＳに
係る各パルス時間ＴＮ１２，ＴＮ１３の合計を第２の時
間積算値ＴＮＨとして算出し、その逆数を第２の瞬時回
転速度ＮＥＨとして算出する。ＥＣＵ７１は、二つの瞬
時回転速度ＮＥＬ，ＮＥＨの差を失火値ΔＮＥとして算
出する。ＥＣＵ７１はこの失火値ΔＮＥを、算出された
最終判定値ＫＬＦＡＦと比較することにより、失火を判
定する。

【００６３】燃料噴射量制御において、ＥＣＵ７１はエ
ンジン回転速度ＮＥが上昇するほど基本噴射量ＱＢＡＳ
を減少させるような所定のガバナ特性に従って噴射ポン
プ８を電気的に制御する。これにより、エンジン回転速
度ＮＥの変化に伴って算出されるべき最終噴射量ＱＦＩ
Ｎが増減され、各噴射ノズル７から噴射される燃料量が
増減される。ここで、エンジン回転速度ＮＥが失火の発
生に起因して落ち込んだ場合、ＥＣＵ７１は上記ガバナ
特性に従って噴射ポンプ８を制御する。このとき、各噴
射ノズル７から噴射される燃料量は増やされ、エンジン
回転速度ＮＥが上昇する。その後、エンジン回転速度Ｎ
Ｅの上昇に応答して、ＥＣＵ７１が上記ガバナ特性に従
って噴射ポンプ８を制御する。このとき、各噴射ノズル
７から噴射される燃料量は減らされ、エンジン回転速度
ＮＥが再び落ち込むことになり、その落ち込みが失火の
誤判定の原因となり得る。

【００６４】そこで、この実施形態では、ＥＣＵ７１は
毎回算出される最終噴射量ＱＦＩＮの平均値ＱＦＩＮＡ
ＶＥと、特定の期間において毎回検出されるエンジン回
転速度ＮＥの平均値ＮＥＡＶＥとに基づき、失火判定の
比較のための基準判定値ＫＬＦＡＢを算出する。ＥＣＵ
７１は毎回算出される最終噴射量ＱＦＩＮとその平均値
ＱＦＩＮＡＶＥとの差（最終噴射量ＱＦＩＮの変化量）
と、上記エンジン回転速度ＮＥの平均値ＮＥＡＶＥとに
基づき、判定補正値ＫＬＦＡＣを算出する。ＥＣＵ７１
は、算出された基本判定値ＫＬＦＡＢを判定補正値ＫＬ
ＦＡＣにより補正することにより、失火判定のための所
定の基準値である最終判定値ＫＬＦＡＦを算出する。

【００６５】従って、エンジン回転速度ＮＥの落ち込み
が判定され、失火が検出されたときには、その検出直後
に最終噴射量ＱＦＩＮが増やされてエンジン回転速度Ｎ
Ｅが上昇し、次いで最終噴射量ＱＦＩＮが減らされてエ
ンジン回転速度ＮＥが再び落ち込むことになる。しか
し、この実施形態では、失火判定のための最終判定値Ｋ
ＬＦＡＦが、失火検出後のエンジン回転速度ＮＥの落ち
込みを見越して補正される。このため、失火検出直後に
は、エンジン回転速度ＮＥの差、即ち失火値ΔＮＥと最
終判定値ＫＬＦＡＦとの比較が、エンジン回転速度ＮＥ
の再度の落ち込みを前提として適正に行われる。この結
果、上記ガバナ特性に基づき燃料噴射量を制御するよう
にした電子制御式ディーゼルエンジンにおいて、失火を
適正に検出することができる。それと共に、失火直後に
おけるエンジン回転速度ＮＥの再度の落ち込みに起因し
て失火が誤って検出されることを未然に防止することが
できる。

【００６６】この実施形態では、失火検出直後における
失火の誤検出が回避されることから、実際に失火が発生
した気筒だけを正確に特定することが可能になる。従っ
て、失火検出後に行われるべき失火対策を容易にするこ
とが可能になる。

【００６７】この実施形態の構成によれば、上記ガバナ
特性に起因して生じる失火判定上の不具合につき、ＥＣ
Ｕ７１の演算上の構成を改良することにより対処してい
る。このため、本来、ディーゼルエンジン１を制御する
上で必要不可欠な上記ガバナ特性を変更する必要がな
く、従前のガバナ特性をそのまま継続して使用すること
ができる。

【００６８】この実施形態の構成によれば、失火が検出
されたときに警告ランプ５１が点灯されることから、運
転者等がその異常を直ちに知ることができる。従って、
失火の報せを受けて運転者がエンジン１又は噴射ポンプ
８等を点検することにより、失火に起因するエンジン１
のエミッションの悪化に早めに対処することが可能とな
る。

【００６９】この実施形態の構成によれば、失火が検出
されたときにそのことが異常コードによってバックアッ
プＲＡＭ７５に記憶される。このため、エンジン１の点
検時に、作業者がバックアップＲＡＭ７５の中のデータ
を読み出すことにより、失火に関する履歴を確認するこ
とができる。この意味で、失火原因に関してエンジン１
又は噴射ポンプ８等を適期に点検することが可能とな
り、エンジン１のエミッションの悪化に早めに対処する
ことが可能となる。

【００７０】 次に、上記本発明の課題を解決する電子制
御式ディーゼルエンジンの失火検出装置を自動車に具体
化した参考例を図面を参照して説明する。尚、この参考
例では、前記実施形態と同じ構成については同一の符号
を付して説明を省略し、前記実施形態と異なる点を中心
に説明する。

【００７１】この参考例では、「失火検出ルーチン」の
内容の点で前記実施形態と異なる。この参考例で、ＥＣ
Ｕ７１は本発明の制御手段、算出手段、比較手段及び参
考例たる禁止手段を構成する。

【００７２】図１２は「失火検出ルーチン」を示し、Ｅ
ＣＵ７１はこのルーチンを所定時間毎に周期的に実行す
る。本参考例のルーチンにおいて、図７に示すルーチン
と同じ内容を有するステップ１００〜１６０，１９０〜
２５０については、同一の符号を付して説明を省略す
る。本参考例のルーチンでは、図７のルーチンにおける
ステップ１７０，１８０の処理が除かれ、それに代わっ
てステップ３００，３１０，３２０の処理が加えられ、
ステップ２３０の処理がステップ３３０の処理に置き換
えられる。

【００７３】ステップ１００から移行してステップ３０
０において、ＥＣＵ７１は予め所定値に設定されたカウ
ント値ＣＴが「０」であるか否かを判断する。ＥＣＵ７
１は、このカウント値ＣＴをステップ２４０の後のステ
ップ３２０において、所定値に設定する。つまり、ＥＣ
Ｕ７１は、失火が検出されたときにカウント値ＣＴを所
定値に設定する。

【００７４】上記ステップ３００においてカウント値Ｃ
Ｔが「０」でない場合、ＥＣＵ７１は、失火が検出され
てから所定時間が経過していないことから、処理をステ
ップ３１０に移行する。そして、ＥＣＵ７１は、ステッ
プ３１０においてカウント値ＣＴを減算した後、その後
の失火検出を行うことなく処理を一旦終了する。一方、
上記ステップ３００においてカウント値ＣＴが「０」で
ある場合、失火が検出されてから所定時間が経過したこ
とから、ＥＣＵ７１はその後の失火検出を行うために処
理をステップ１１０へ移行する。

【００７５】尚、この参考例で、ステップ３１０の処理
を実行するＥＣＵ７１は、所定のカウント値ＣＴを減算
するための減算手段に相当する。ステップ３２０の処理
を実行するＥＣＵ７１は、所定のカウント値ＣＴを所定
値に設定するための設定手段に相当する。ステップ３０
０〜３２０の処理を実行するＥＣＵ７１は、失火が判定
されたときに、その判定後の所定期間だけ失火の判定を
禁止するための本参考例の禁止手段に相当する。

【００７６】このルーチンでは、図７のルーチンにおけ
るステップ１７０，１８０の処理が除かれることから、
ステップ１６０において算出される基本判定値ＫＬＦＡ
Ｂは、本参考例の失火判定のための基準値となる。更
に、その基準値の変更に合わせて、ステップ３３０にお
いて、ＥＣＵ７１は失火値ΔＮＥを基本判定値ＫＬＦＡ
Ｂと比較することにより失火の判定を行う。

【００７７】この参考例の構成によれば、前記実施形態
の構成と異なり、ＥＣＵ７１は失火を検出したとき、そ
の検出後の所定期間だけ失火の判定を禁止する。従っ
て、失火が検出されたとき、その検出直後にエンジン回
転速度ＮＥが再び落ち込んだとしても、その落ち込みに
対応する期間に失火の検出が行われることはない。この
ため、上記ガバナ特性に基づき燃料噴射量を制御するよ
うにした本参考例の電子制御式ディーゼルエンジンにお
いても、失火を適正に検出することができると共に、失
火直後におけるエンジン回転速度ＮＥの再度の落ち込み
に起因して失火が誤って検出されることを未然に防止す
ることができる。

【００７８】この参考例で、上記失火の誤検出に係る作
用及び効果以外の作用及び効果については、前記実施形
態で既に説明されたものと同じである。尚、上記実施形
態は次のような別の実施形態に具体化することもでき
る。以下の別の実施形態でも前記実施形態と同等の作用
及び効果を得ることができる。

【００７９】（１）前記実施形態では、失火の判定に際
し、クランクシャフト１０の回転位相における二つの特
定位置における第１及び第２の瞬時回転速度ＮＥＨ，Ｎ
ＥＬの差としての失火値ΔＮＥを所定の基準値としての
最終判定値ＫＬＦＡＦ又は基本判定値ＫＬＦＡＢと比較
する。これに対し、失火の判定に際し、第１及び第２の
瞬時回転速度ＮＥＨ，ＮＥＬの比を所定の基準値と比較
してもよい。

【００８０】（２）前記実施形態では、失火の判定に際
し、クランクシャフト１０の回転位相における二つの特
定位置における第１及び第２の瞬時回転速度ＮＥＨ，Ｎ
ＥＬの差としての失火値ΔＮＥを所定の基準値としての
最終判定値ＫＬＦＡＦ又は基本判定値ＫＬＦＡＢと比較
する。これに対し、失火の判定に際し、第１及び第２の
瞬時回転速度ＮＥＨ，ＮＥＬに相関する第１及び第２の
時間積算値ＴＮＬ，ＴＮＨの差又は比を所定の基準値と
比較してもよい。

【００８１】（３）前記実施形態では、最終噴射量ＱＦ
ＩＮの値とその平均値ＱＦＩＮＡＶＥとの差、及びエン
ジン回転速度ＮＥに係る平均値ＮＥＡＶＥに基づき失火
判定のための判定補正値ＫＬＦＡＣを算出する。これに
対し、最終噴射量ＱＦＩＮの値とその平均値ＱＦＩＮＡ
ＶＥとの差のみに基づき判定補正値ＫＬＦＡＣを算出し
てもよい。

【００８２】（４）前記実施形態では、噴射ポンプ８に
設けられた回転速度センサ６５によりクランクシャフト
１０の回転速度を間接的に検出する。これに対し、クラ
ンクシャフト１０の回転速度を直接検出するようにした
回転速度センサを設けてもよい。

【００８３】（５）前記実施形態では、燃料噴射量を制
御するためのアクチュエータとしての電磁スピル弁１６
を備えた噴射ポンプ８に具体化した。これに対し、燃料
噴射量を制御するためのアクチュエータとして、プラン
ジャ上のスピルリングと、同リングを移動させるための
電磁ソレノイドとを備えた噴射ポンプに具体化すること
もできる。

【００８４】更に、本発明の実施形態には、特許請求の
範囲に記載した技術的思想に係る次のような実施態様が
含まれることを、以下にその効果と共に記載する。

【００８５】

【００８６】（イ）ディーゼルエンジンへ燃料を噴射す
るための噴射ノズルと、前記ディーゼルエンジンのクラ
ンクシャフトにより駆動され、前記噴射ノズルへ圧送さ
れる燃料を吐出するための噴射ポンプとを含み、前記デ
ィーゼルエンジンは前記噴射ノズルから噴射される燃料
を燃焼させることにより前記クランクシャフトを回転駆
動させるものであり、前記噴射ポンプは、前記クランク
シャフトの回転に同期して回転されるドライブシャフト
と、そのドライブシャフトの回転に同期して作動するこ
とにより前記燃料の吐出に寄与するカム手段と、前記燃
料の吐出を終了させるために電気的に作動する終了調整
手段と、前記ドライブシャフトに一体回転可能に取り付
けられ、等角度間隔に配置された複数の突起を外周に有
する回転体と、その回転体とにより前記クランクシャフ
トの回転速度を検出する回転速度検出手段を構成し、前
記各突起の通過を順次検知することにより連続的なパル
ス信号を順次出力するパルス出力手段とを備え、前記検
出される回転速度が上昇するほど前記噴射ポンプから吐
出される燃料の量を減少させるように制御手段が前記終
了調整手段の作動を電気的に制御することにより前記噴
射ノズルから噴射される燃料の量を制御するようにした
電子制御式ディーゼルエンジンにおいて、前記連続的な
パルス信号の中の特定順序における複数のパルス信号の
間隔の差又は比を算出手段が算出し、その算出されたパ
ルス間隔の差又は比を比較手段が所定の基準値と比較す
ることにより前記ディーゼルエンジンの失火を検出する
ようにした失火検出装置であって、前記制御手段の制御
によって前記噴射ノズルから噴射される燃料の量の変化
量を算出し、その算出された変化量に応じて、前記比較
手段により使用される前記基準値を補正するための補正
手段を設けたことを特徴とする電子制御式ディーゼルエ
ンジンの失火検出装置。

【００８７】この構成によれば、ディーゼルエンジン特
有のガバナ特性に基づき噴射量を制御するようにした電
子制御式ディーゼルエンジンにおいて、失火を適正に検
出することができ、その失火の直後におけるエンジン回
転速度の再度の落ち込みに起因して失火が誤検出される
ことを未然に防止することができる。

【００８８】（ロ）請求項１に記載の発明において、前
記算出手段において前記回転速度の差又は比を算出する
ために適用される前記特定位置を、前記クランクシャフ
トの回転位相における上死点位置及び上死点後９０°位
置に対応させたことを特徴とする。

【００８９】この構成によれば、前記上死点位置におけ
る回転速度と、前記上死点後９０°位置における回転速
度との差を所定の基準値と比較することにより、失火を
検出することができる。

【００９０】（ハ）請求項１に記載の発明において、前
記比較手段が失火を検出したときにその失火の発生を報
知するための報知手段を設けたことを特徴とする。この
構成によれば、人が失火の発生を直ちに知ることがで
き、その報せを受けて失火に早めに対処することが可能
になる。

【００９１】（ニ）請求項１に記載の発明において、前
記比較手段が失火を検出したときにその失火の発生を記
録するための記録手段を設けたことを特徴とする。この
構成によれば、前記記録手段により記録された記録を適
宜に読み出すことにより、前記失火に早めに対処するこ
とが可能になる。

【００９２】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、ディー
ゼルエンジン特有のガバナ特性に基づき燃料噴射量を制
御するようにした電子制御式ディーゼルエンジンにおい
て、噴射ノズルから噴射される燃料量の変化量を算出
し、その算出された変化量に応じて、失火判定のための
所定の基準値を補正するようにしている。

【００９３】

【００９４】

【００９５】従って、失火が検出されたとき、その検出
直後に回転速度が再び落ち込むことを見越して所定の基
準値が補正されることになり、失火検出直後には、回転
速度の差又は比と基準値との比較が回転速度の落ち込み
を前提として適正に行われる。このため、失火を適正に
検出することができると共に、その失火直後における回
転速度の再度の落ち込みに起因して失火が誤検出される
ことを未然に防止することができるという効果を発揮す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来のディーゼルエンジンに係り、エンジン
回転速度と噴射量指令値の変化を示すタイミングチャー
ト。

【図２】 本発明の構成を示す概念構成図。

【図３】 ディーゼルエンジンシステムを示す概略構成
図。

【図４】 噴射ポンプの構造を示す断面図。

【図５】 回転速度センサの構成を示す正面図。

【図６】 （ａ），（ｂ）はクランクシャフトの回転変
動及び一連のパルス信号の位相を示すタイミングチャー
ト。

【図７】 「失火検出ルーチン」を示すフローチャー
ト。

【図８】 燃料噴射量制御のためのガバナ特性に係る関
数データを示すグラフ。

【図９】 基本判定値の算出に適用される関数データを
示すグラフ。

【図１０】 （ａ）〜（ｃ）は判定補正値の算出に適用
される関数データを示すグラフ。

【図１１】 失火とクランクシャフトの回転変動との関
係を示すタイミングチャート。

【図１２】 「失火検出ルーチン」を示すフローチャー
ト。

【図１３】 従来の燃料噴射量制御のためのガバナ特性
に係る関数データを示すグラフ。

【図１４】 図１３の一部を特定して説明するためのグ
ラフ。

【符号の説明】

１…ディーゼルエンジン、７…噴射ノズル、８…噴射ポ
ンプ、１０…クランクシャフト、６５…回転速度検出手
段としての回転速度センサ、７１…ＥＣＵ（７１は制御
手段、算出手段、比較手段、禁止手段及び補正手段を構
成する。）。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−91300（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−145752（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−293316（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 45/00 368 F02D 45/00 362 F02D 45/00 364

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディーゼルエンジンへ燃料を噴射するた
   めの噴射ノズルと、前記ディーゼルエンジンのクランク
   シャフトにより駆動され、前記噴射ノズルへ圧送される
   燃料を吐出するための噴射ポンプとを含み、前記ディー
   ゼルエンジンは前記噴射ノズルから噴射される燃料を燃
   焼させることにより前記クランクシャフトを回転駆動さ
   せるものであり、 前記クランクシャフトの回転速度を検出するための回転
   速度検出手段を備え、前記検出される回転速度が上昇す
   るほど前記噴射ポンプから吐出される燃料の量を減少さ
   せるように制御手段が前記噴射ポンプを電気的に制御す
   ることにより前記噴射ノズルから噴射される燃料の量を
   制御するようにした電子制御式ディーゼルエンジンにお
   いて、前記クランクシャフトの回転位相における少なく
   とも二つの特定位置における回転速度の差又は比を前記
   検出される回転速度に基づいて算出手段が算出し、その
   算出された回転速度の差又は比を比較手段が所定の基準
   値と比較することにより前記ディーゼルエンジンの失火
   の発生を判定して失火を検出するようにした失火検出装
   置であって、前記制御手段の制御により前記噴射ノズルから噴射され
   る燃料の量の変化量を算出し、その算出された変化量に
   応じて、前記比較手段により使用される前記基準値を補
   正するための補正手段 を設けたことを特徴とする電子制
   御式ディーゼルエンジンの失火検出装置。