(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プランジャの往復動により拡縮するポンプ室と、該ポンプ室に燃料を供給する供給流路と、前記ポンプ室から燃料を逃すスピル弁とを備え、前記ポンプ室内の加圧燃料を、内燃機関に噴射供給する噴射ポンプと、
前記内燃機関の回転数とアクセル開度とを含む運転条件に基づいて噴射量指令値を算出し、該噴射量指令値に応じて前記スピル弁を開閉制御する噴射量制御手段と、
前記噴射ポンプの回転変動を検出して、この検出した値が、予め設定した内燃機関の回転数と噴射量指令値に対応した噴射ポンプの異常時の回転変動データである第１のデータよりも大きいと、前記スピル弁の閉弁状態での故障と判断する故障判断手段とを備えた内燃機関の燃料噴射装置において、
前記故障判断手段は、
前記第１のデータを記憶保持する基準値保持手段と、
前記噴射ポンプの特定運転時の回転変動データと、このデータと同一運転条件下での予め記憶保持される噴射ポンプの回転変動データとから、補正回転変動データを算出する補正回転変動検出手段と、
前記補正回転変動検出手段により検出した前記補正回転変動データを用いて前記第１のデータを更新し、この更新された第２のデータを更新基準値保持手段に記憶保持する基準値学習手段とを備え、
前記第１のデータに代えて、前記第２のデータを基準に前記噴射ポンプの回転変動の異常を検出して、前記スピル弁の閉弁状態での故障と判断するものであり、
前記補正回転変動検出手段は、前記補正回転変動データとして、前記特定運転時に測定される前記内燃機関の回転数に対応した回転変動データと、この回転変動データと同一運転条件下での予め記憶保持される、前記内燃機関の回転数に対応した回転変動データとの差である回転変動差データを算出し、
前記第１のデータを構成する前記回転変動データは、噴射量指令値の大きさに応じて変化するものであり、前記更新基準値保持手段は、前記特定運転時に測定された前記内燃機関の回転数に対応し、かつ噴射量指令値全域に対する前記噴射ポンプの異常時の回転変動データ全てに対して、一律に前記回転変動差データを反映させ、この反映させたデータを前記第２のデータとして記憶保持することを特徴とする内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項２】
予め記憶保持される噴射ポンプの回転変動データは、前記噴射ポンプの機差中央値の回転変動データであることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項３】
前記特定運転時は、前記噴射ポンプの無噴射時、前記内燃機関の回転数変化率が規定水準以下の時、及び車両のアクセル開度の変化率が規定水準以下の時のいずれかであることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項４】
前記故障判断手段が、前記更新基準値保持手段により記憶保持した前記第２のデータを用いて前記スピル弁の閉弁状態での故障を判断するにあたり、
前記噴射ポンプの回転変動を検出して、この検出したデータが前記第２のデータ以上の場合は、前記スピル弁の閉弁状態での故障と判断し、
前記検出したデータが前記第２のデータ以上でない場合は、前記基準値学習手段を実行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１項に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【請求項５】
前記故障判断手段は、前記基準値学習手段が繰り返し実行され、前記更新基準値保持手段が記憶保持する最新の前記第２のデータを用いて、前記スピル弁の閉弁状態での故障を判断することを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
内燃機関に燃料を噴射供給する内燃機関の燃料噴射装置に関し、特に、噴射ポンプのポンプ室内の加圧燃料をスピル弁を介して溢流させることにより燃料噴射量を制御する内燃機関の燃料噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ディーゼルエンジン等の内燃機関に高圧の燃料を噴射供給する燃料噴射装置として、内燃機関の回転に同期して往復動するプランジャによりポンプ室を拡縮することでポンプ室内の燃料を加圧し、内燃機関に圧送する噴射ポンプを備えたものが知られている。そしてこの種の燃料噴射装置では、一般に、噴射ポンプのポンプ室に連通する燃料の排出経路にスピル弁を設け、ポンプ室からの燃料圧送途中でスピル弁を開弁して燃料を溢流させることにより、内燃機関への燃料噴射量を制御するようにしている。
【０００３】
ところが、こうした従来の燃料噴射装置では、スピル弁が閉弁した状態で故障してしまうと、燃料噴射量の制御ができなくなるばかりでなく、内燃機関に大量の燃料が供給されて、内燃機関がオーバラン状態となる可能性がある。
【０００４】
そこで、例えば特開平１１−３２４７７７号公報に開示されている技術は、噴射ポンプの回転変動を検出して、この検出した値が予め設定した回転変動データを超えると、スピル弁の閉弁状態での故障と判断して噴射ポンプへの燃料供給を停止し、オーバラン状態となる手前において、内燃機関の運転を停止させていた。
【０００５】
ここで、予め設定する回転変動データは、内燃機関の回転数と噴射量指令値に対応した噴射ポンプの回転変動データ（機差中央データ）よりも若干大きく設定された回転変動データである。つまり、スピル弁が閉弁状態のままになると、内燃機関に大量の燃料が供給されて内燃機関の回転が上昇してオーバラン状態となる。また、内燃機関の回転変動量は内燃機関の回転、および内燃機関に供給される燃料量に比例して増大する傾向にあり、この傾向を考慮し、かつオーバラン状態手前にて内燃機関を停止できる回転変動データである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開平１１−３２４７７７号公報に開示されている技術は、予め設定された回転変動データが機差中央データよりも若干大きく設定された回転変動データであること、およびこのデータが一律に設定されて固定されたデータであることから、内燃機関によって異なる噴射ポンプとの駆動伝達系の機差ばらつき、および内燃機関の経時変化に対応できていない。
【０００７】
つまり、噴射ポンプとの駆動伝達系の機差ばらつき（ベルトテンション、ギヤ駆動部のガタ）が上限にある内燃機関においては、正常噴射時であっても機差ばらつき中央の内燃機関に比べ回転変動データが大きく測定される。そして、この大きく測定された回転変動データが、予め設定された回転変動データを上回る結果となって、正常範囲の噴射を異常と誤判定する恐れがある。この誤判定する傾向は、内燃機関の経時変化（劣化によるばらつき量の増大化）とともに増大する。
【０００８】
また、噴射ポンプとの駆動伝達系の機差ばらつきが下限にある内燃機関においては、機差ばらつき中央の内燃機関に比べ回転変動データが小さく測定されるので、スピル弁故障による異常噴射時の回転変動データも小さく測定される。この結果、予め設定された回転変動データが異常噴射時の回転変動データを上回る結果となって、正常噴射と異常噴射とを判定できなくなる領域が発生する恐れがある。
【０００９】
このように、従来の技術では正常範囲の噴射を異常と誤判定したり、正常噴射と異常噴射とを判定できなくなる恐れがある。
【００１０】
本発明の目的は上記の点に鑑み、内燃機関がオーバラン状態となる手前において停止できるように、スピル弁の閉弁状態での故障を正確に検出できる内燃機関の燃料噴射装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明の請求項１記載の内燃機関の燃料噴射装置によると、故障判断手段は、予め設定した内燃機関の回転数と噴射量指令値に対応した噴射ポンプの異常時の回転変動データである第１のデータを記憶保持する基準値保持手段と、噴射ポンプの特定運転時の回転変動データと、このデータと同一運転条件下での予め記憶保持される噴射ポンプの回転変動データとから、補正回転変動データを算出する補正回転変動検出手段と、補正回転変動検出手段により検出した補正回転変動データを用いて第１のデータを更新し、この更新された第２のデータを更新基準値保持手段に記憶保持する基準値学習手段とを備え、第１のデータに代えて、第２のデータを基準に噴射ポンプの回転変動の異常を検出して、スピル弁の閉弁状態での故障と判断するものであり、補正回転変動検出手段は、補正回転変動データとして、特定運転時に測定される内燃機関の回転数に対応した回転変動データと、この回転変動データと同一運転条件下での予め記憶保持される、内燃機関の回転数に対応した回転変動データとの差である回転変動差データを算出し、
第１のデータを構成する回転変動データは、噴射量指令値の大きさに応じて変化するものであり、更新基準値保持手段は、特定運転時に測定された内燃機関の回転数に対応し、かつ噴射量指令値全域に対する噴射ポンプの異常時の回転変動データ全てに対して、一律に回転変動差データを反映させ、この反映させたデータを第２のデータとして記憶保持することを特徴とする。
【００１２】
つまり、測定された噴射ポンプの回転変動データが第２のデータよりも大きいと、スピル弁の閉弁状態での故障と判断する。この第２のデータは、補正回転変動検出手段により噴射ポンプの正常運転時の回転変動データと、このデータと同一運転条件下での予め記憶保持される噴射ポンプの回転変動データとから算出された補正回転変動データを用いて第１のデータを更新したので、測定される噴射ポンプの機差ばらつきを吸収した、換言すると機差ばらつきに影響されないデータとなる。
【００１３】
このように、機差ばらつきを吸収した第２のデータを用いるので、内燃機関がオーバラン状態となる手前において停止できるように、スピル弁の閉弁状態での故障を正確に検出できる。
また、測定される回転変動データ、および予め記憶保持される回転変動データともに、内燃機関の回転数に対応した回転変動データとし、双方の回転変動データを同一運転条件下でのデータとした。このように、回転数と対応させて再現性よく回転変動データを測定できる。よって、測定される噴射ポンプの機差ばらつきを正確に検出できる。
さらに、前述したように回転変動差データは、内燃機関の回転数に対応した機差ばらつきを補正するデータであるので、第１のデータを構成する噴射量指令値全域での回転変動データ全てに対して、一律に回転変動差データを反映させることで、噴射量指令値全域において正確に機差を補正した回転変動差データである第２のデータとすることができる。
【００１４】
本発明の請求項２記載の内燃機関の燃料噴射装置によると、予め記憶保持される噴射ポンプの回転変動データを、噴射ポンプの機差中央値の回転変動データとすることで、例えば、機差中央値よりも外れた回転変動データの場合と比較して、データが安定している。つまり、機差中央値の回転変動データは、多くの回転変動測定データより算出して求められデータの再現性が高く安定している。しかし、中央値より外れた回転変動データである場合では、機差中央値の回転変動データの場合と比べてその回転変動データの再現性が低く不安定な回転変動データとなる。
【００１５】
本発明の請求項３記載の内燃機関の燃料噴射装置によると、特定運転時は、噴射ポンプの無噴射時、内燃機関の回転数変化率が規定水準以下の時、及び車両のアクセル開度の変化率が規定水準以下の時のいずれかであることを特徴とする。
【００１６】
つまり、測定される回転変動データ、および予め記憶保持される回転変動データは、例えば、同じ無噴射時での回転変動データとした。このように、無噴射時での回転変動データとすることで、測定される回転変動データ、および予め記憶保持される回転変動データともに測定条件が再現性のある回転変動データとすることができる。よって、測定される噴射ポンプの機差ばらつきを正確に検出できる。
【００２０】
本発明の請求項４記載の内燃機関の燃料噴射装置によると、故障判断手段が、更新基準値保持手段により記憶保持した前記第２のデータを用いてスピル弁の閉弁状態での故障を判断するにあたり、噴射ポンプの回転変動を検出して、この検出したデータが第２のデータ以上の場合は、スピル弁の閉弁状態での故障と判断し、検出したデータが第２のデータ以上でない場合は、基準値学習手段を実行することを特徴とする。
【００２１】
つまり、スピル弁の閉弁状態での故障を判断するにおいて、正確に機差を補正した回転変動差データである第２のデータと、検出される噴射ポンプの回転変動データとを比較し、検出した噴射ポンプの回転変動データが、第２のデータ以上の場合は、スピル弁の閉弁状態での故障であると判断できる。
【００２２】
また、検出した噴射ポンプの回転変動データが、第２のデータ以上でない場合は、スピル弁の閉弁状態での故障でないと判断できるので、この場合は基準値学習手段を実行する。そして、この基準値学習手段の実行により内燃機関の最新の状態に合った第２のデータへ更新することができる。このようにして更新された第２のデータは、内燃機関の経時変化を吸収した、換言すると経時変化に影響されないデータとすることができる。
【００２３】
本発明の請求項５記載の内燃機関の燃料噴射装置によると、故障判断手段は、基準値学習手段が繰り返し実行され、更新基準値保持手段が記憶保持する最新の第２のデータを用いて、スピル弁の閉弁状態での故障を判断することを特徴とする。
【００２４】
これにより、基準値学習手段を繰り返し実行することで、常に最新の内燃機関の状態に合った、つまり経時変化を吸収した第２のデータとなり、この第２のデータを用いて故障判断手段によりスピル弁の閉弁状態での故障を判断する。このように、故障判断手段は、スピル弁の閉弁状態での故障を正確に検出することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態である内燃機関の燃料噴射装置を図面を参照して詳細に説明する。
【００２６】
図１は、本発明の内燃機関の燃料噴射装置の構成を示す概略構成図である。図１に示すように、本実施形態の燃料噴射装置は、自動車用ディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）２の気筒内に燃料噴射弁４を介して燃料を噴射供給するためのものであり、燃料配管６を介して燃料噴射弁４に高圧燃料を圧送し、燃料噴射弁４から燃料を噴射させる噴射ポンプ１０と、噴射ポンプ１０から燃料噴射弁４に圧送する燃料量（つまり燃料噴射量）等を制御する電子制御装置（以下、単にＥＣＵという）３０とから構成される。
【００２７】
噴射ポンプ１０は、エンジン２の各気筒（図１では１気筒分のみを記載）に燃料を分配供給する周知の分配型ポンプであり、ポンプ室１２内に往復動可能且つ回転可能に設けられたプランジャ１４を備える。プランジャ１４のポンプ室１２とは反対側には、カムプレート１６が取り付けられており、カムプレート１６のプランジャ１４とは反対側面には、カムローラ１８が当接されている。
【００２８】
そして、プランジャ１４は、エンジン２の回転に同期してエンジン２の２回転に１回の割で回転し、その回転に伴いカムプレート１６に形成された凸部（フェイスカム）がカムローラ１８を乗り上げることで、ポンプ室１２内を往復動する。また、このようにプランジャ１４が往復動すると、ポンプ室１２の容積が拡大・縮小（拡縮）し、ポンプ室１２の容積が縮小することで、ポンプ室１２内の燃料が加圧されて、燃料噴射弁４に圧送される。
【００２９】
また、ポンプ室１２には、ポンプ室１２に燃料を供給する供給流路２０、及びポンプ室１２内の燃料を溢流させるスピル流路２２が接続されており、これら供給流路２０及びスピル流路２２は、夫々、図示しない燃料室に連通されている。そして、供給流路２０には、燃料遮断弁２４が介装されており、スピル流路２２には、スピル弁２６が介装されている。
【００３０】
尚、燃料遮断弁２４及びスピル弁２６は、ソレノイドへの通電状態によって開閉状態が切り替わる電磁弁から構成されている。そして、本実施形態では、スピル弁２６には、ソレノイドへの通電時に閉弁し、ソレノイドへの通電を遮断したときに、図示しないばねの付勢力により開弁する構造のものが使用され、燃料遮断弁２４には、ソレノイドへの通電時に開弁し、ソレノイドへの通電を遮断したときに、図示しないばねの付勢力により開弁する構造のものが使用されている。
【００３１】
次に、エンジン２は、排気が排出される排気管２ａ、吸入空気（吸気）が通る吸気管２ｂを備える。そして、吸気管２ｂの下流側には、吸気絞り弁（即ちスロットルバルブ）３２が設けられている。尚、スロットルバルブ３２は、所謂リンクレススロットルバルブであり、その開度（スロットル開度）は、スロットルバルブ３２を駆動するスロットルアクチュエータ３６を介して、ＥＣＵ３０により制御される。
【００３２】
また、ＥＣＵ３０は、スロットルアクチュエータ３６を介してスロットル開度を制御するスロットル制御、ドライブ回路３８を介してスピル弁２６を開閉することにより噴射ポンプ１０からエンジン２への燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御、スピル弁２６の閉弁状態での故障を検出してエンジン２を強制的に停止させるエンジン停止制御等を実行するためのものであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を中心とするマイクロコンピュータにて構成されている。
【００３３】
そして、ＥＣＵ３０においてこれら各種制御を実行するために、本実施形態の燃料噴射装置には、噴射ポンプ１０内のプランジャ１４の回転からエンジン２の回転数ＮＥを検出する回転数センサ４０、及び、運転者により操作される図示しないアクセルペダルの踏込量（以下、アクセル開度という）を検出するアクセルセンサ４２が備えられ、これら回転数センサ４０及びアクセルセンサ４２からの検出信号は、ＥＣＵ３０に入力される。また、ＥＣＵ３０には、スピル弁２６の故障を検出した際に、その旨を運転者に報知するための故障ランプ４４も接続されている。尚、回転数センサ４０は、プランジャ１４（延いてはエンジン２）の所定の回転角度毎にパルス信号を発生する周知のものである。
【００３４】
次に、ＥＣＵ３０において実行される各種制御処理のうち、前述の燃料噴射量制御及びエンジン停止制御を行うために実行される処理について、図２〜図５に示すフローチャートに沿って説明する。まず図２は、ＥＣＵ３０において実行されるスピル弁開閉処理、つまり燃料噴射量を制御するためにエンジン２の始動後に繰り返し実行されるスピル弁開閉処理を示すフローチャートである。
【００３５】
このスピル弁開閉処理では、まずＳ１１０（Ｓはステップを表す）にて、回転数センサ４０により検出された回転数ＮＥとアクセルセンサ４２により検出されたアクセル開度ＡＣＣＰＦとから、図示しないマップ等に基づいて噴射量指令値ＱＦＩＮを算出する。そして、続くＳ１２０では、スピル弁２６の閉弁時期ＱＰＡＮＧＦを、回転数センサ４０により検出された回転数ＮＥと後述のＳ１３０にて前回求めたスピル弁２６の開弁時期ＱＡＮＧＦとから算出し、続くＳ１３０では、スピル弁２６の開弁時期ＱＡＮＧＦを、回転数センサ４０により検出された回転数ＮＥとＳ１１０で求めた噴射量指令値ＱＦＩＮとから算出する。そして、最後にＳ１４０にて、上記Ｓ１２０及びＳ１３０で求めたスピル弁２６の閉弁時期ＱＰＡＮＧＦと開弁時期ＱＡＮＧＦとに応じた駆動信号をドライブ回路３８に出力することにより、スピル弁２６を開閉させ、当該処理を一旦終了する。
【００３６】
次に、図３は、ＥＣＵ３０において実行される燃料遮断弁開閉処理、つまり燃料遮断弁２４を制御するためにＥＣＵ３０にて繰り返し実行される燃料遮断弁開閉処理を示すフローチャートである。
【００３７】
この燃料遮断弁開閉処理では、まずＳ２１０にて、イグニッションスイッチがＯＮ状態であるか否かを判断する。そして、イグニッションスイッチがＯＮ状態であれば、続くＳ２２０に移行して、後述の処理にてスピル弁２６の故障が検出されているか否かを判断し、スピル弁２６の故障が検出されていなければ、噴射ポンプ１０からエンジン２に燃料を供給させるべく、燃料遮断弁２４の駆動信号をドライブ回路３８に出力して、燃料遮断弁２４を開弁させた後、当該処理を一旦終了する。
【００３８】
一方、Ｓ２１０にて、イグニッションスイッチがＯＮ状態でないと判断されるか、或いはＳ２２０にて、スピル弁２６の故障が検出されていると判断されると、噴射ポンプ１０からエンジン２に燃料を供給する必要がなく、特にスピル弁２６が閉弁状態で故障した際には、燃料遮断弁２４を開弁してポンプ室１２に燃料を供給すると、エンジン２に大量の燃料が供給されてエンジン２がオーバランし、エンジン２の破損に至る可能性があるので、Ｓ２４０に移行し、ドライブ回路３８への燃料遮断弁２４の駆動信号の出力を停止して、燃料遮断弁２４を閉弁させた後、当該処理を一旦終了する。
【００３９】
この結果、イグニッションスイッチがＯＮ状態で、スピル弁２６の故障が検出されていなければ、燃料遮断弁２４は開状態に保持される。そして、このように燃料遮断弁２４が開状態に保持されているときには、噴射ポンプ１０の供給流路２０は、図９に示すように、プランジャ１４の移動によってポンプ室１２が圧縮された後、プランジャ１４の回転及びプランジャ１４先端のスリット（図示せず）により連通される。従って、ポンプ室１２には、その後、プランジャ１４が後退して、ポンプ室１２が拡張するのに伴い、燃料が吸入されることになる。そして、ポンプ室１２が最大容積にまで拡張されると、プランジャ１４の回転により、供給流路２０が遮断される。
【００４０】
一方、スピル弁開閉処理にて算出されるスピル弁２６の閉弁時期ＱＰＡＮＧＦ及び開弁時期ＱＡＮＧＦは、図９に示すように、プランジャ１４がポンプ室１２を圧縮し始める前にスピル弁２６を閉弁し、プランジャ１４がポンプ室１２を圧縮することにより燃料噴射弁４（延いてはエンジン２）に圧送される燃料量が噴射量指令値ＱＦＩＮに達した時点で、スピル弁２６を開弁させるためのものである。従って、上記スピル弁開閉処理にて制御されるスピル弁２６の閉弁時期ＱＰＡＮＧＦと開弁時期ＱＡＮＧＦとによって、噴射ポンプ１０からエンジン２への燃料噴射量が噴射量指令値ＱＦＩＮに制御されることになる。
【００４１】
また、燃料遮断弁開閉処理では、後述の処理でスピル弁２６の故障が検出されている場合には、燃料遮断弁２４を閉弁させる。そして、この状態では、噴射ポンプ１０のポンプ室１２には、燃料が供給されなくなるので、噴射ポンプ１０からエンジン２への燃料供給が停止され、エンジン２が強制的に停止されることになる。尚、本実施形態において、上記スピル弁開閉処理は、請求項１記載の噴射量制御手段として機能する。
【００４２】
次に、図４はＥＣＵ３０において実行される回転変動異常判定処理、つまり噴射ポンプ１０（換言すればエンジン２）の回転変動からスピル弁２６の故障判定を行う回転変動異常判定処理を示すフローチャートである。
【００４３】
図４に示す如く、回転変動異常判定処理では、まずＳ３００にて、回転数センサ４０により検出される回転数ＮＥと噴射量指令値ＱＦＩＮとに基づき回転変動基準値ＤＮＥＢＡＳＥを算出する。
【００４４】
このＳ３００にて算出する回転変動基準値ＤＮＥＢＡＳＥは、エンジン２の１サイクル毎に生じる回転変動ＤＮＥ（図６（ａ）参照）からスピル弁２６の故障を判定するための基準値であり、予め実験等により作成されＲＯＭに記憶された図６（ｃ）に示す如きマップ（ＱＦＩＮ、ＮＥ、ＤＮＥの３元マップ）を用いて算出される。
【００４５】
この回転変動基準値ＤＮＥＢＡＳＥを算出する基となる図６（ｃ）に示す如き回転変動基準値算出用のマップがＥＣＵ３０内に記憶保持され、請求項１記載の基準値保持手段を構成している。
【００４６】
ここで、この基準値保持手段が記憶保持する回転変動基準値算出用のマップデータの設定方法について、以下説明する。先ず、図６（ａ）に示すように、噴射ポンプ１０（換言すればエンジン２）の回転変動ＤＮＥは、エンジン２の回転に同期して発生するものであり、回転数センサ４０からエンジン２の所定回転角度毎に出力されるパルス信号のパルス間隔の変化から検出できる。そして、この回転変動ＤＮＥは、スピル弁２６が正常に作動しているときには、図６（ｂ）に実線で示すように、噴射量指令値ＱＦＩＮ及び回転数ＮＥに応じて増加し、スピル弁２６が閉弁状態で故障すると、図６（ｂ）に一点鎖線で示すように、高いレベルで一定となる。なお回転変動ＤＮＥは、回転数ＮＥが高く、噴射量指令値ＱＦＩＮが大きいほど大きくなる特性がある。
【００４７】
そして、図６（ｂ）に点線で示すように、正常時の回転変動ＤＮＥとスピル弁故障時の回転変動ＤＮＥとの間で、正常時の回転変動ＤＮＥよりも若干高い値を設定できるように、図６（ｃ）に示す回転変動基準値算出用のマップを予め作成しておき、このマップを用いて回転変動基準値ＤＮＥＢＡＳＥを算出するのが基本的な算出方法である。
【００４８】
しかし、図６（ｃ）に示す回転変動基準値算出用のマップは、予め設定された回転変動データが機差中央データよりも若干大きく設定された回転変動データであること、およびこのデータが一律に設定されて固定されたデータであることから、エンジン２によって異なる噴射ポンプとの駆動伝達系の機差ばらつき、およびエンジン２の経時変化に対応できていない。
【００４９】
つまり、図７（ａ）に示すように、エンジン２と噴射ポンプとの駆動伝達系の機差ばらつき（ベルトテンション、ギヤ駆動部のガタ）が上限にある噴射ポンプ１０（換言すればエンジン２）においては、正常噴射時であっても機差ばらつき中央のエンジン２に比べ回転変動データ（実線）が大きく測定される。そして、この大きく測定された回転変動データが、予め設定された回転変動データ、つまり回転変動基準値ＤＮＥＢＡＳＥ（一点鎖線）を上回る結果となって、正常範囲の噴射を異常と誤判定する領域（図７中（ロ））が発生する恐れがある。この誤判定する傾向は、エンジン２の経時変化（劣化によるばらつき量の増大化）とともに増大する。
【００５０】
また、図７（ｂ）に示すように、エンジン２と噴射ポンプとの駆動伝達系の機差ばらつきが下限にあるエンジン２においては、機差ばらつき中央のエンジン２に比べ回転変動データ（実線）が小さく測定されるので、スピル弁故障による異常噴射時の回転変動データ（破線）も小さく測定される。この結果、予め設定された回転変動基準値ＤＮＥＢＡＳＥ（一点鎖線）が異常噴射時の回転変動データ（破線）を上回る結果となって、正常噴射と異常噴射とを判定できなくなる領域（図７中（イ））が発生する恐れがある。
【００５１】
そこで、図７（ｃ）に示すように、予め設定する回転変動基準値ＤＮＥＢＡＳＥはこれら事情を考慮して、正常噴射時での噴射ポンプとの駆動伝達系の機差ばらつきが上限である回転変動データ（図７中（ハ））よりもよりも若干大きく設定する。図７中（ニ）は、正常噴射時での噴射ポンプとの駆動伝達系の機差ばらつきが下限である回転変動データである。
【００５２】
なお、基準値保持手段が記憶保持する回転変動基準値算出用の図示しないマップデータは、後述する基準値学習処理によって更新される。そして、エンジン２によって異なる噴射ポンプとの駆動伝達系の機差ばらつき、およびエンジン２の経時変化に対応して、個々のエンジンに適した回転変動基準値算出用のマップデータが設定される。また、図７（ｄ）は、個々のエンジンに適した回転変動基準値算出用のマップデータを用いて回転変動基準値ＤＮＥＢＡＳＥ（図７中（ホ））がＳ３００にて算出された結果を示す。
【００５３】
このようにＳ３００にて回転変動基準値ＤＮＥＢＡＳＥが算出されると、Ｓ３１０に移行する。Ｓ３１０では、エンジンの噴射量指令値が大きくてスピル弁２６の閉弁状態での故障時の回転変動データとの区別がつきにくいエンジン２にあっては、ＥＣＵ３０において実行される回転変動異常判定を行う噴射量範囲の条件設定を行う事が有効である。つまり、判定実施上限噴射量ＱＦＩＮＭＡＸを定め、この定めた噴射量ＱＦＩＮＭＡＸ以上の場合においては、回転変動異常判定を実施しない。そして、この定めた噴射量ＱＦＩＮＭＡＸ以下の場合においてのみ、以下ステップの回転変動異常判定を実施するためにＳ３２０へ進む。
【００５４】
Ｓ３２０では、回転数センサ４０からの検出信号に基づき算出された回転変動ＤＮＥが、回転変動基準値ＤＮＥＢＡＳＥを超えているか否かを判断する。そして、回転変動ＤＮＥが、回転変動基準値ＤＮＥＢＡＳＥ以下であるときには、Ｓ３４０にて、回転変動（換言すればスピル弁２６）は正常であると判定（記憶）し、Ｓ３５０にて、後述する基準値学習処理を実行し、当該処理を一旦終了する。また逆に、回転変動ＤＮＥが、回転変動基準値ＤＮＥＢＡＳＥを越えているときには、Ｓ３３０にて回転変動（換言すればスピル弁２６）は異常であると判定（記憶）し、当該処理を一旦終了する。尚、Ｓ３２０〜Ｓ３４０の処理は、請求項１に記載の故障判断手段として機能する。
【００５５】
次に、図５はＥＣＵ３０において実行される基準値学習処理、つまりエンジン２によって異なる噴射ポンプとの駆動伝達系の機差ばらつきに対応するように、基準値保持手段が記憶保持する回転変動基準値算出用のマップデータ（ＱＦＩＮ、ＮＥ、ＤＮＥの３元マップ）を更新する処理を示すフローチャートである。
【００５６】
図５に示す如く基準値学習処理のＳ４００は、学習を開始する条件が成立しているかを判断する処理である。本実施形態では、例えば減速時の燃料カットなどのように噴射量指令値ＱＦＩＮがゼロ以下である場合、つまり無噴射条件であるかを判断する。そして、ＱＦＩＮがゼロ以下であるときには、Ｓ４１０へ進む。
【００５７】
Ｓ４１０では、回転数センサ４０よりの信号から回転数ＮＥを検出し、この検出した回転数ＮＥに対応した回転変動データＤＮＥを測定し、両データを一時保管する。ここで測定する回転数ＮＥの測定データ範囲およびデータピッチは、次ステップ（Ｓ４２０）にて読み出す予め記憶保持される回転変動データと同測定データ範囲および同データピッチである。つまり、予め記憶保持される回転数ＮＥと合致した条件時において、その条件でのデータ取り込みが上述した要領にて実施される。
【００５８】
次いでＳ４２０では、予め実験等により作成されＲＯＭに記憶保持される回転数ＮＥと回転数ＮＥに対応した回転変動データＤＮＥＣからなる図示しないマップを用いて、Ｓ４１０にて取得したデータと同一運転条件下（同回転数ＮＥ）のデータを算出（読み出し）し、このデータを一時保管したのち次ステップのＳ４３０へと進む。尚、本ステップで読み出すマップデータは、噴射ポンプの機差中央値の回転変動データであり、かつ無噴射条件でのデータである。
【００５９】
Ｓ４２０で読み出すマップデータとして、上述した機差中央値の回転変動データ以外に、中央値より外れた回転変動データであってもよい。この場合、機差中央値の回転変動データの場合と比べてその回転変動データの再現性が低くなるものの、実用可能である。
【００６０】
Ｓ４３０では、Ｓ４１０とＳ４２０にて一時保管した両データの差分を算出し、このデータを一時保管する。つまり、Ｓ４１０とＳ４２０の両データの同回転数ＮＥにおける、Ｓ４１０の回転変動データＤＮＥとＳ４２０の回転変動データＤＮＥＣと差分の算出を行うのである。
【００６１】
このＳ４３０での処理を図８（ｂ）に表わす。図８は、基準値学習処理の動作を説明する説明図である。図８（ｂ）中の（Ａ）は、Ｓ４２０にて読み出す予め記憶保持される回転変動データ点であり、回転数ＮＥ＝２０００ｒｐｍ、ＱＦＩＮ＝０時の回転変動データである。そして、図８（ｂ）中の（Ｂ）は、Ｓ４１０にて測定した回転変動データＤＮＥであり、回転変動データの差分はΔｎｅである。
【００６２】
上述したＳ４１０からＳ４３０は、請求項１記載の補正回転変動検出手段を構成している。そして、補正回転変動検出手段は、無噴射条件での回転数ＮＥに対応した回転変動データＤＮＥ、ＤＮＥＣとした。この無噴射条件は、回転変動データを測定するにあたり再現性のある回転変動データを得ることのできる条件である。
【００６３】
補正回転変動検出手段は、上述した無噴射条件以外にも、例えば回転数センサ４０より回転数変化率を算出し、この回転数変化率が規定水準以下の場合、つまり安定した回転数を維持している条件下において実行されるようにしてもよい。この回転数変化率を補正回転変動検出手段の実行前提条件とすることにより、回転変動データを測定するにあたり再現性のある回転変動データを得ることが可能となる。
【００６４】
また、補正回転変動検出手段は、上述した無噴射条件以外にも、例えばアクセルセンサ４２の開度を検出し、この検出されたアクセル開度の変化率を算出する。そして、アクセル開度変化率が規定水準以下の場合、つまり安定したアクセル開度を維持している条件下において実行されるようにしてもよい。このアクセル開度変化率を補正回転変動検出手段の実行前提条件とすることにより、回転変動データを測定するにあたり再現性のある回転変動データを得ることが可能となる。
【００６５】
尚、Ｓ４００にて、噴射量指令値ＱＦＩＮがゼロ以上である場合、つまり噴射有り条件であるときには、基準値学習処理を停止し当該処理を一旦終了する。
【００６６】
Ｓ４３０にてＳ４１０とＳ４２０の両データの差分ＤＮＥＡＤＤが算出されると、Ｓ４４０以降へと進む。Ｓ４４０、Ｓ４５０、およびＳ４８０の処理は、基準値保持手段が記憶保持する回転数ＮＥと噴射量指令値ＱＦＩＮとに基づく回転変動基準値ＤＮＥＢＡＳＥを、後述するＳ４６０からＳ４８０工程にて噴射量指令値ＱＦＩＮ範囲全域にわたり更新するための繰り返し条件である。
【００６７】
つまり、Ｓ４４０では、回転変動基準値算出用のマップデータに記憶保持された回転変動基準値ＤＮＥＢＡＳＥを、書き換え可能な一時保管エリアにデータ読み出しを行いうにあたり、書き換え可能な一時保管エリアＱＦＩＮＭ（噴射量指令値ＱＦＩＮに対応した回転変動データを保管する一点毎の各マップ点）の指定を行う。そこで、Ｓ４００では、噴射量指令値ＱＦＩＮ下限のマップ点ＫＱＦＩＮＭＦを指定している。次いで、Ｓ４５０では、上述した各マップ点ＱＦＩＮＭが噴射量指令値ＱＦＩＮ上限マップ点ＫＱＭＭＡＸに達するまで、噴射量指令値ＱＦＩＮピッチに応じて繰り返しＳ４６０からＳ４８０を実行する。
【００６８】
この繰り返し工程中のＳ４６０では、指定された回転数ＮＥ毎の各マップ点ＱＦＩＮＭに、回転変動基準値算出用のマップデータに記憶保持された回転変動基準値ＤＮＥＢＡＳＥ中の一点データＤＮＥＢＳを読み出し保管する。この読み出したデータが初期値ＤＮＥＢＳであり、請求項１記載の第１のデータである。
【００６９】
そして、Ｓ４７０では、 Ｓ４６０に保管したデータＤＮＥＢＳ（第１のデータ）に代えて、上述したデータＤＮＥＢＳにＳ４３０にて求めた差分ＤＮＥＡＤＤを加えたデータである更新された回転変動基準値ＤＮＥＢＡＳＥ（第２のデータ）を保管する。
【００７０】
次いで、Ｓ４８０では、指定された回転数ＮＥ毎の各マップ点ＱＦＩＮＭに移行するために先行程での回転数ＮＥ毎の各マップ点ＱＦＩＮＭに、噴射量指令値ＱＦＩＮのマップピッチＫＱＦＩＮＭＰを加え、前述したＳ４５０からＳ４７０を繰り返す。
【００７１】
上述したＳ４５０からＳ４７０での工程を図８に表わす。図８（ａ）は、回転変動基準値算出用のマップデータに記憶保持された回転変動基準値ＤＮＥＢＡＳＥであり、書き換え可能な一時保管エリアにデータ読み出しを行った状態を図８（ｂ）中の（Ｃ）に示す。そして、図８（ｂ）中の（Ｄ）は、回転変動データの差分（Δｎｅ）を一律に反映させた状態を示す。
【００７２】
このように、内燃機関の回転数に対応した機差ばらつきを補正する回転変動データの差分（Δｎｅ）を一律に反映させた更新された回転変動基準値ＤＮＥＢＡＳＥは、請求項１記載の第２のデータであり、噴射量指令値全域において正確に機差を補正した回転変動差データである第２のデータとすることができる。上述したＳ４４０からＳ４８０の処理は、請求項１記載の更新基準値保持手段として機能する。
【００７３】
また、上述したＳ４００からＳ４８０に至る基準値学習処理が繰り返し実行されることで、回転変動基準値ＤＮＥＢＡＳＥは内燃機関の最新の状態に合った第２のデータ（回転変動基準値ＤＮＥＢＡＳＥ）へ更新することができる。そして、この更新された回転変動基準値ＤＮＥＢＡＳＥを用いて、上述した回転変動異常判定処理を行う。このようにして更新された第２のデータは、内燃機関の経時変化を吸収した、換言すると経時変化に影響されないデータとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の内燃機関の燃料噴射装置の構成を示す概略構成図である。
【図２】ＥＣＵにおいて実行されるスピル弁開閉処理を示すフローチャートである。
【図３】ＥＣＵにおいて実行される燃料遮断弁開閉処理を示すフローチャートである。
【図４】ＥＣＵにおいて実行される回転変動異常判定処理を示すフローチャートである。
【図５】ＥＣＵにおいて実行される基準値学習処理を示すフローチャートである。
【図６】回転変動異常判定処理の動作を説明する説明図である。
【図７】回転変動異常判定処理の動作を説明する説明図である。
【図８】基準値学習処理の動作を説明する説明図である。
【図９】スピル弁と供給流路の開閉タイミングを示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１０  噴射ポンプ
１２  ポンプ室
１４  プランジャ
２０  供給流路
２４  燃料遮断弁
２６  スピル弁
３０  ＥＣＵ
４０  回転数センサ
４２  アクセルセンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0004345224.tif 000007
【図７】
0004345224.tif 000008
【図８】
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【図９】
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