JP2005264853A

JP2005264853A - 内燃機関

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Publication number: JP2005264853A
Application number: JP2004080064A
Authority: JP
Inventors: Shiro Tanno; 史朗丹野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-03-19
Filing date: 2004-03-19
Publication date: 2005-09-29

Abstract

【課題】ガス漏れが発生している気筒を簡易且つ安価に特定すること。
【解決手段】燃焼室からのガス漏れ有無を判定するガス漏れ判定手段１３ａと、ガス漏れが発生している気筒を特定するガス漏れ気筒特定手段１３ｄと、クランク角速度を検出するクランク角速度検出手段１５とを備え、そのガス漏れ気筒特定手段１３ｄに、クランク角速度検出手段１５にモータリング時のクランク角速度を検出させる機能と、各気筒における前記検出されたクランク角速度の圧縮工程の低下代を比較し、この低下代が他の気筒の低下代よりも小さい気筒をガス漏れが発生している気筒と特定する機能とを設けること。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃焼室からのガス漏れが発生している気筒を特定し得る内燃機関に関する。

近年、特にディーゼルエンジンにおいては燃焼室内の最高筒内圧Ｐ_maxを高める（例えば１４ＭＰａ程度から１８ＭＰａ程度まで高める）ことで出力や熱効率の向上が図られている。ここで、このように最高筒内圧Ｐ_maxが高められると、燃焼室から混合気や燃焼ガス等のガスが漏れる可能性が高くなり、そのガス漏れの発生によって、例えば圧縮端温度の低下による始動不良や出力低下等の不都合を招来する虞がある。

そこで、従来、内燃機関においては、ガス漏れの発生有無を判定するガス漏れ判定手段が設けられている。

例えば、下記の特許文献１には、吸入空気量から吸入空気量低下比率を算出して吸気弁での異物の噛み込みを判別し、これによりガス漏れ有無を検知する技術が開示されている。

特開２０００−８０９５３号公報特許第２７１２３３２号公報

しかしながら、上記従来の内燃機関においては、ガス漏れが発生している気筒を特定する為に、各気筒毎に空気流量計を設けなければならず、部品点数の増加や製造原価の増加という不都合を招来してしまう。そして、このことは、気筒数が多くなるにつれて顕著に表れてしまう。

そこで、本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、ガス漏れが発生している気筒を簡易且つ安価に特定し得る内燃機関を提供することを、その目的とする。

上記目的を達成する為、請求項１記載の発明では、燃焼室からのガス漏れ有無を判定するガス漏れ判定手段と、ガス漏れが発生している気筒を特定するガス漏れ気筒特定手段と、クランク角速度を検出するクランク角速度検出手段とを備える。そして、そのガス漏れ気筒特定手段に、クランク角速度検出手段にモータリング時のクランク角速度を検出させる機能と、各気筒における前記検出されたクランク角速度の圧縮工程の低下代を比較し、その低下代が他の気筒の低下代よりも小さい気筒をガス漏れが発生している気筒と特定する機能とを設けている。

また、上記目的を達成する為、請求項２記載の発明では、ガス漏れ気筒特定手段に、クランク角速度検出手段にモータリング時のクランク角速度を検出させる機能と、この検出されたクランク角速度の圧縮工程における低下代が通常のモータリング時におけるクランク角速度の低下代よりも小さい気筒をガス漏れが発生している気筒と特定する機能とを設けている。

このように、上記請求項１又は２に記載の発明によれば、一般的な内燃機関が既に具備しているクランク角速度検出手段からの検出信号を用いてガス漏れ発生気筒の特定を行うことができる。

本発明に係る内燃機関は、各気筒毎に空気流量計を設けずとも、既存のクランク角速度検出手段を用いた簡易な構成で且つ安価にガス漏れ発生気筒を特定することができる。また、その特定処理をモータリング時に行うので、燃料噴射量，燃焼の気筒間バラツキやサイクル間バラツキ等の燃焼時における他の要因による影響を受けず、容易且つ正確にガス漏れ発生気筒の特定を行うことが可能になる。

以下に、本発明に係る内燃機関の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。尚、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

本発明に係る内燃機関の実施例１を図１から図６に基づいて説明する。

図１に本実施例１における内燃機関の縦断面図を示す。内燃機関は、大別すると、シリンダヘッド１と、このシリンダヘッド１の下部にヘッドガスケット２を介してボルト等で締結されるシリンダブロック３と、このシリンダブロック３の下部にボルト等で締結されるクランクケースカバー４とで構成される。

ここで、上記シリンダブロック３内には、ピストン５やコネクティングロッド６が収納され、また、そのシリンダブロック３の下部とクランクケースカバー４とから形成されるクランクケース内には、クランクシャフト７が収納される。

この内燃機関においては、シリンダヘッド１の下面に形成された凹部１ａの壁面と、シリンダブロック３に形成されたシリンダボア３ａの壁面と、ピストン５の頂面とにより囲まれた空間で燃焼室が構成される。

また、この燃焼室には、シリンダヘッド１に形成された少なくとも一つの吸気ポート１ｂと少なくとも一つの排気ポート１ｃとが開口しており（図１においては便宜上夫々一つのみを図示している）、これら吸気ポート１ｂ及び排気ポート１ｃには、夫々にその開口を開閉し得る吸気弁８及び排気弁９が設けられている。

更に、その吸気ポート１ｂには、エアフローメータ１０を介して外部から空気を導入する吸気流路１１が連通して設けられており、この吸気流路１１におけるエアフローメータ１０の下流側には吸気圧測定用の圧力センサ（以下、「吸気圧センサ」という。）１２が設けられている。この吸気圧センサ１２の出力信号は、図１に示す電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という。）１３に入力される。

また、クランクケースカバー４には、クランクケース内の圧力測定用の圧力センサ（以下、「クランクケース内圧センサ」という。）１４が設けられている。このクランクケース内圧センサ１４の出力信号は、ＥＣＵ１３に入力される。尚、そのクランクケース内圧センサ１４は、シリンダブロック３の下部に設けてもよい。

また、この内燃機関においては、機関回転数Ｎｅの検出手段やクランク角速度の検出手段としてクランク角センサ１５が設けられている。

ここで、内燃機関は上記ＥＣＵ１３によって燃焼制御等が行われ、その各種制御処理機能は、図示しないＣＰＵ，入出力インターフェイス部，メモリ装置や制御プログラム等により実現される。

本実施例１のＥＣＵ１３には、更に、図１に示す如く、燃焼室からのガス漏れ有無を判定するガス漏れ判定手段１３ａと、そのガス漏れ原因を特定するガス漏れ原因特定手段１３ｂとが設けられている。

先ず、本実施例１のガス漏れ判定手段１３ａについて説明する。

このガス漏れ判定手段１３ａは、燃焼室内における吸入空気の体積効率の変化からガス漏れ有無の判定を行うものとして例示する。より具体的には、ある吸気圧Ｐ_inと機関回転数Ｎｅにおける実際の体積効率と正常状態での体積効率とを比較して、実際の体積効率の低下が見られればガス漏れ有りとの判定を行う。

これが為、本実施例１のＥＣＵ１３には、燃焼室内における吸入空気の体積効率を測定又は推定する体積効率測定／推定手段１３ｃが設けられ、この体積効率測定／推定手段１３ｃにより測定又は推定された値をガス漏れ有無判定時の体積効率実測値として使用する。ここで、本実施例１の体積効率測定／推定手段１３ｃはエアフローメータ１０の出力信号に基づいて体積効率の測定又は推定を行うものとして例示するが、その体積効率の測定又は推定方法は、必ずしもかかる態様に限定するものではない。

また、本実施例１のＥＣＵ１３のメモリ装置には、その体積効率実測値との比較対象たる体積効率基準値が図２に示す体積効率特性マップとして記憶されている。この体積効率特性マップは、縦軸を吸気圧Ｐ_in、横軸を機関回転数Ｎｅとし、その吸気圧Ｐ_inと機関回転数Ｎｅに応じた体積効率基準値を表したものである。

尚、このガス漏れ判定手段１３ａにおけるガス漏れ判定の方法は、必ずしも本実施例１の態様に限定するものではなく、例えば従来より周知の方法等の何れの態様のものを用いてもよい。

続いて、本実施例１のガス漏れ原因特定手段１３ｂについて説明する。

先ず、このガス漏れ原因特定手段１３ｂには、クランクケース内の状態変化量を検出する機能と、この検出された状態変化量が所定値を超えているか否かを判定する機能と、その所定値を超えていればピストンリング５ａの不具合が原因でガス漏れが発生していると判断するピストンリング不良判別機能とが設けられている。

ここで、ピストンリング５ａに張力不足等の不具合が生じている場合、燃焼ガスはクランクケース内に流入する。そして、その燃焼ガスがクランクケース内に漏れ入ると、正常な状態に対してクランクケースの内圧が上昇する。これが為、そのクランクケース内圧の変化を見ることで、ガス漏れの原因がピストンリング５ａ不良によるものであるか否かを判断することができる。

そこで、本実施例１のガス漏れ原因特定手段１３ｂには、ピストンリング不良を特定する為の上記各機能として、クランクケース内圧センサ１４からクランクケース内圧実測値を測定する機能と、このクランクケース内圧実測値が所定値（ここではＥＣＵ１３のメモリ装置に記憶されているクランクケース内圧基準値）を超えているか否かを判定する機能と、その所定値を超えていればピストンリング５ａの不具合が原因でガス漏れが発生していると判断する機能とが設けられている。

また、このガス漏れ原因特定手段１３ｂには、ガス漏れの原因がピストンリング５ａ不良でない（クランクケース内圧実測値が所定値を超えていない）場合に、他のガス漏れ箇所の特定を行う機能が設けられている。

ピストンリング５ａ以外のガス漏れ発生の原因としては、吸気弁８の閉弁不良やヘッドガスケット２の抜けが考えられる。ここで、吸気弁８の閉弁不良は主としてカーボン等のデポジットの堆積により発生するので、機関の運転状態に影響されること無く、高負荷運転時であろうが低負荷運転時であろうが、吸気弁８が閉弁不良になっていればガス漏れは発生する。これに対して、一般にヘッドガスケット２はメタルガスケットであり、シリンダヘッド１とシリンダブロック３との間の締結力も高いので、ヘッドガスケット２部分からのガス漏れは、筒内圧の低いアイドリング運転時等の軽負荷運転時には殆ど発生しない。

そこで、軽負荷運転時における燃焼室内の体積効率の変化を見ることで、ガス漏れが吸気弁８の閉弁不良によるものであるのか、ヘッドガスケット２の抜けによるものであるのかを特定することができる。これが為、本実施例１のガス漏れ原因特定手段１３ｂには、軽負荷運転時に体積効率が低下していれば、吸気弁８の閉弁不良によりガス漏れが発生していると判断し、軽負荷運転時に体積効率が低下していなければ、ヘッドガスケット２の抜けによりガス漏れが発生していると判断する吸気弁閉弁不良／ヘッドガスケット抜け判別機能が設けられている。

更に、本実施例１のＥＣＵ１３には、ガス漏れの発生している気筒を特定するガス漏れ気筒特定手段１３ｄが設けられている。

ここで、各気筒の圧縮工程においては圧縮仕事が行われるので、ピストン５が圧縮上死点（圧縮ＴＤＣ）に近づくにつれてクランク角速度が低下する。仮に、何れの気筒においてもガス漏れが無ければ各気筒とも同様の低下代でクランク角速度が低下するが、何れかの気筒でガス漏れが生じていれば、その気筒における圧縮工程のクランク角速度の低下代は小さくなる。

そこで、本実施例１のガス漏れ気筒特定手段１３ｄには、クランク角センサ１５の出力信号からクランク角速度の変化を検出する機能と、各気筒の圧縮工程におけるクランク角速度の低下代を比較する機能と、他の気筒に対してクランク角速度の低下代が小さい気筒をガス漏れ発生気筒と特定する機能とが設けられている。

また、本実施例１のガス漏れ気筒特定手段１３ｄは、モータリング（減速）時にガス漏れ気筒特定処理を行う。これにより、燃焼時の他の要因（燃料噴射量，燃焼の気筒間バラツキやサイクル間バラツキ等）による影響を受けないので、容易且つ正確にガス漏れ発生気筒の特定を行うことが可能になる。

ここで、このガス漏れ気筒特定手段１３ｄは、各気筒のクランク角速度の低下代を比較し、かかる比較結果によってガス漏れ発生気筒の特定を行うものとして例示しているが、必ずしもかかる態様に限定するものではない。例えば、予めメモリ装置に通常（正常状態）のモータリング（減速）時におけるクランク角速度変化マップ（例えば後述する図５の細線）を用意しておく。そして、このクランク角速度変化マップと検出したクランク角速度変化を比較して、検出した圧縮工程におけるクランク角速度の低下代がクランク角速度変化マップ上の低下代よりも小さい気筒をガス漏れ発生気筒と特定するようにしてもよい。

更に、本実施例１のＥＣＵ１３には、上記ガス漏れ原因特定手段１３ｂにより特定された不具合箇所に応じて待避運転を行わせるフェイルセーフ手段１３ｅが設けられている。

このフェイルセーフ手段１３ｅは、ピストンリング５ａの不具合又は吸気弁８の閉弁不良を原因とする場合のフェイルセーフ処理と、ヘッドガスケット２の抜けを原因とする場合のフェイルセーフ処理とに大別される。

先ず、ピストンリング５ａの不具合又は吸気弁８の閉弁不良の場合のフェイルセーフ処理機能として、フェイルセーフ手段１３ｅには燃料噴射量を制限する機能が設けられている。

ここで、かかる処理機能は、ガス漏れ発生気筒が特定できていなければ、各気筒における燃料噴射量を減量させる処理を行って、不具合の進行を抑制した待避運転を行わせる。しかしながら、かかる処理をガス漏れの無い正常な気筒についても行うと、出力低下等の性能の低下を招来してしまう。そこで、かかる処理機能は、ガス漏れ発生気筒が特定できた場合にはその気筒のみ燃料噴射量の減量又は燃料カットを行うことで、性能低下を最小限に抑えた待避運転を可能にしている。

また、ヘッドガスケット抜けの場合のフェイルセーフ処理機能として、フェイルセーフ手段１３ｅには最大筒内圧Ｐ_maxを制限する機能が設けられている。

かかる処理機能は、ヘッドガスケット抜けの生じない許容最大筒内圧を設定する機能と、この許容最大筒内圧を超えることなく運転させる機能とを有しており、通常の燃焼制御で許容最大筒内圧を超えなければ、その燃焼制御での運転を行わせる。

しかしながら、通常の燃焼制御では許容最大筒内圧を超えてしまう場合、かかる処理機能は、各気筒における最大筒内圧Ｐ_maxを抑制する燃焼制御を行う。例えば、最大筒内圧Ｐ_maxを抑制する為の燃焼制御としては、点火時期遅角制御，燃料噴射時期遅角制御，燃料噴射量の減量制御や吸気量の減量制御等が行われる。また、過給機を具備する内燃機関であれば、過給圧を低下させることによって最大筒内圧Ｐ_maxを抑制する。

ここで、かかる処理をガス漏れの無い正常な気筒についても行うと、出力低下等の性能の低下を招来してしまう。そこで、かかる処理機能は、ガス漏れ発生気筒が特定できた場合にはその気筒のみの最大筒内圧Ｐ_maxを抑制することで、性能低下を最小限に抑えた待避運転を可能にしている。

また、ヘッドガスケット抜けによりガス漏れが発生すると、燃焼ガスがシリンダヘッド１やシリンダブロック３の冷却水流路（図示略）に混入し、これにより局部的に冷却能力が悪化してオーバーヒートに至る虞がある。そこで、本実施例１のフェイルセーフ手段１３ｅには、一時的に冷却水の流量を増量させる機能も設けられている。

次に、本実施例１における内燃機関のガス漏れ判定処理動作，ガス漏れ原因特定処理動作，ガス漏れ気筒特定処理動作及び待避運転処理動作について図３，図４及び図６のフローチャートを用いて説明する。

先ず、ＥＣＵ１３のガス漏れ判定手段１３ａは、図３に示す如く、燃焼室からのガス漏れ有無を判定する（ステップＳＴ１）。

かかる判定の際、本実施例１のガス漏れ判定手段１３ａは、体積効率測定／推定手段１３ｃに対してエアフローメータ１０の出力信号に基づいた体積効率の測定又は推定を行わせると共に、その測定又は推定時における吸気圧Ｐ_in（吸気圧センサ１２の出力信号から取得）と機関回転数Ｎｅ（クランク角センサ１５の出力信号から取得）とに基づいて、前述した図２に示す体積効率特性マップから体積効率基準値を取得する。

そして、このガス漏れ判定手段１３ａは、その体積効率基準値と体積効率測定／推定手段１３ｃが求めた体積効率実測値とを比較してガス漏れ有無の判定を行う。例えば、本実施例１にあっては、体積効率実測値が体積効率基準値の所定割合（例えば８０％）以下になったときにガス漏れが発生したと判定する。

このガス漏れ判定手段１３ａは、上記ステップＳＴ１にてガス漏れ無しと判定した場合にはこのステップＳＴ１の処理を繰り返し、ガス漏れ有りと判定した場合にはガス漏れ原因特定手段１３ｂに処理を渡す。

このガス漏れ原因特定手段１３ｂは、先ずクランクケース内圧センサ１４の出力信号から得たクランクケース内圧実測値と、ＥＣＵ１３のメモリ装置に記憶されているクランクケース内圧基準値とを比較し、クランクケース内圧が上昇しているか否かを判定する（ステップＳＴ２）。

ここで、クランクケース内圧が上昇していれば、ガス漏れ原因特定手段１３ｂは、ピストンリング５ａの不具合がガス漏れの原因であると判断する（ステップＳＴ３）。

また、上記ステップＳＴ２にてクランクケース内圧の上昇が無ければ、次にガス漏れ原因特定手段１３ｂは、軽負荷運転時において体積効率が低下しているか否かを判定する（ステップＳＴ４）。

かかる判定の際、本実施例１のガス漏れ原因特定手段１３ｂは、軽負荷運転時（より好ましくはアイドル運転時）に体積効率測定／推定手段１３ｃに対してエアフローメータ１０の出力信号に基づいた体積効率の測定又は推定を行わせると共に、その測定又は推定時における吸気圧Ｐ_in（吸気圧センサ１２の出力信号から取得）と機関回転数Ｎｅ（クランク角センサ１５の出力信号から取得）とに基づいて図２に示す体積効率特性マップから体積効率基準値を取得する。そして、このガス漏れ原因特定手段１３ｂは、その体積効率基準値（所定値）に対して体積効率測定／推定手段１３ｃにより求められた体積効率実測値が低下しているか否かを判定する。

このステップＳＴ４にて体積効率の低下が見られれば、このガス漏れ原因特定手段１３ｂは、吸気弁８の閉弁不良がガス漏れの原因であると判断する（ステップＳＴ５）。

また、上記ステップＳＴ４にて体積効率が低下していなければ、このガス漏れ原因特定手段１３ｂは、ヘッドガスケット２の抜けがガス漏れの原因であると判断する（ステップＳＴ６）。

ここで、ヘッドガスケット２の抜けがガス漏れの原因である場合、ＥＣＵ１３のフェイルセーフ手段１３ｅは、ウォーターポンプ（図示略）に対して冷却水流量の増量指令を送る（ステップＳＴ７）。これにより、ウォーターポンプが冷却水流量を増量させるので、シリンダヘッド１やシリンダブロック３の冷却水流路に燃焼ガスが混入したとしても冷却能力が向上してオーバーヒートを防ぐことができ、内燃機関の破損等の重大な不具合を回避することが可能になる。

以上の如くしてガス漏れ原因の特定が為されると、次に、ＥＣＵ１３のガス漏れ気筒特定手段１３ｄによりガス漏れの発生している気筒の特定処理が行われる（ステップＳＴ８）。このガス漏れ気筒特定処理について、図４のフローチャートを用いて詳述する。

先ず、このガス漏れ気筒特定手段１３ｄは、モータリング（減速）時において、ＥＣＵ１３に入力されたクランク角センサ１５の出力信号からクランク角速度の変化を検出する（ステップＳＴ８Ａ）。例えば、本実施例１の内燃機関が直列４気筒であった場合のそのクランク角速度の変化を図５に示す。

そして、このガス漏れ気筒特定手段１３ｄは、各気筒（＃１気筒〜＃４気筒）における圧縮工程のクランク角速度の低下代Ｆ_#1〜Ｆ_#4を比較する（ステップＳＴ８Ｂ）。例えば、本実施例１にあっては、ある気筒（ここでは＃４気筒）におけるクランク角速度の低下代Ｆ_#4が他の気筒（＃１気筒〜＃３気筒）における低下代Ｆ_#1〜Ｆ_#3の所定割合（例えば９５％）以下であるか否かを判定する。

ここで、所定割合以下でないとの判定結果（図５の細線）であれば、その気筒（＃４気筒）からのガス漏れはないと判断され（ステップＳＴ８Ｃ）、所定割合以下との判定結果（図５の太線）であれば、その気筒（＃４気筒）においてガス漏れが発生していると判断される（ステップＳＴ８Ｄ）。

このガス漏れ気筒特定手段１３ｄは、上記ステップＳＴ８Ｂ〜ＳＴ８Ｄまでの処理を全ての気筒に対して行い、ガス漏れ気筒の特定を行う。尚、かかる判定においては上記の所定割合の設定値如何でガス漏れ発生気筒の特定ができない場合もあるが、その場合には特定不能として下記のステップＳＴ９に進ませてもよい。

続いて、ＥＣＵ１３のフェイルセーフ手段１３ｅは、ガス漏れ発生箇所に応じたフェイルセーフ処理を行う（ステップＳＴ９）。

具体的に、このフェイルセーフ手段１３ｅは、図６に示す如く、ガス漏れがピストンリング５ａの不具合又は吸気弁８の閉弁不良により発生しており（ステップＳＴ９Ａ）、ガス漏れ発生気筒が特定されているのであれば（ステップＳＴ９Ｂ）、そのガス漏れ発生気筒の燃料噴射弁（図示略）に対して燃料噴射量の減量指令又は燃料カット指令を送る（ステップＳＴ９Ｃ）。これにより、ガス漏れ発生気筒における燃料が減量又はカットされた待避運転が行われる。

このように、ここではステップＳＴ８にてガス漏れ発生気筒が特定されているので、その気筒のみを制御することで性能低下を最小限に抑えた待避運転が可能であるが、仮にステップＳＴ８にてガス漏れ発生気筒の特定ができなかった場合には、フェイルセーフ手段１３ｅは、各気筒に対して燃料噴射量の減量制御を行う（ステップＳＴ９Ｄ）。

また、このフェイルセーフ手段１３ｅは、ガス漏れがヘッドガスケット抜けにより発生しているのであれば（ステップＳＴ９Ａ）、ヘッドガスケット抜けが生じない許容最大筒内圧を設定する（ステップＳＴ９Ｅ）。

ここで、通常の燃焼制御で許容最大筒内圧を超えないのであれば、フェイルセーフ手段１３ｅによる制御は行われないが（ステップＳＴ９Ｆ）、通常の燃焼制御で許容最大筒内圧を超えてしまう場合、フェイルセーフ手段１３ｅは、ガス漏れ発生気筒が特定されているのであれば（ステップＳＴ９Ｇ）、少なくともその許容最大筒内圧を超えることなく運転するように、そのガス漏れ発生気筒の点火時期や燃料噴射時期を遅角制御する等して最大筒内圧を抑える（ステップＳＴ９Ｈ）。

このように、ここではステップＳＴ８にてガス漏れ発生気筒が特定されているので、その気筒のみを制御することで性能低下を最小限に抑えた待避運転が可能であるが、仮にステップＳＴ８にてガス漏れ発生気筒の特定ができなかった場合には、フェイルセーフ手段１３ｅは、各気筒の点火時期や燃料噴射時期を遅角制御する等して最大筒内圧Ｐ_maxを抑える（ステップＳＴ９Ｉ）。

以上示した如く、本実施例１によればガス漏れの原因を特定することができ、これにより、その原因に応じたガス漏れを抑制し得る待避運転が可能となる。また、ガス漏れの発生している気筒を特定することができるので、その気筒のみに対してフェイルセーフ処理を行うことができる。これが為、ガス漏れの無い気筒に対しては通常の燃焼制御を行うことができるので、出力低下等の性能低下という弊害を招来することのない待避運転が可能となる。

ここで、ガス漏れ発生気筒の特定処理をモータリング（減速）時に行うことで、燃料噴射量，燃焼の気筒間バラツキやサイクル間バラツキ等の燃焼時における他の要因による影響を受けなくなり、容易且つ正確にガス漏れ発生気筒を特定することができる。

更に、エアフローメータ１０，吸気圧センサ１２やクランク角センサ１５等の各種センサは一般的な内燃機関において既に具備されているものであり、吸気弁８の閉弁不良によるガス漏れとヘッドガスケット２の抜けによるガス漏れについては新たなセンサ等の部品を追加せずとも特定することができる。また、同様に、ガス漏れ発生気筒の特定処理についても新たなセンサ等の部品を追加せずともよい。このことから、本実施例１に係る内燃機関は、部品点数や製造原価を増加させない簡易且つ安価な構成で上記の如き効果を奏することが可能となる。

また、ピストンリング５ａの不具合によるガス漏れについてはクランクケース内圧センサ１４を設ける必要があるが、このクランクケース内圧センサ１４としては一般に利用されている圧力センサを流用することができるので、製造原価の増加を最小限に抑えることが可能となる。

次に、本発明に係る内燃機関の実施例２について説明する。

本実施例２の内燃機関は、前述した実施例１の内燃機関における吸気圧センサ１２とクランクケース内圧センサ１４の双方の役割を一つの圧力センサに担わせた点が実施例１とは異なる。

かかる相違点を実現する為に、本実施例２の内燃機関は、図７に示す如く、吸気流路１１におけるエアフローメータ１０の下流側に当該吸気流路１１内と連通する第１連通管１６ａを備えると共に、クランクケース内と連通する第２連通管１６ｂを備え、更に、連通管切換え弁１７を介して第１及び第２の連通管１６ａ，１６ｂに接続された圧力センサ１８を備えている。

その連通管切換え弁１７は、ＥＣＵ１３の切換え制御によって、第１又は第２の連通管１６ａ，１６ｂの何れか一方の圧（吸気圧又はクランクケース内圧）を圧力センサ１８に導くものである。

本実施例２の内燃機関は、かかる構成により、一つの圧力センサ１８を必要に応じて吸気圧センサ又はクランクケース内圧センサとして使用することができる。

これが為、吸気圧を測定する際には、ＥＣＵ１３により連通管切換え弁１７が第１連通管１６ａを開弁させるが如く切り替えられ、クランクケース内圧を測定する際には、ＥＣＵ１３により連通管切換え弁１７が第２連通管１６ｂを開弁させるが如く切り替えられる。

ここで、かかる構成を備えた本実施例２の内燃機関における各種処理動作については、吸気圧又はクランクケース内圧を測定する際に連通管切換え弁１７の切換え動作が行われること以外、基本的に前述した実施例１の図３，図４及び図６のフローチャートに示すものと同じであり、また、その効果についても同様であるので、ここでの説明は省略する。

以上のように、本発明に係る内燃機関は、ガス漏れ発生気筒の特定に有用であり、特に、その特定処理を簡易且つ安価に実現するのに適している。

本発明に係る内燃機関の実施例１の構成を示す図である。体積効率特性マップの一例を示す図である。本発明に係る内燃機関におけるガス漏れ判定処理動作，ガス漏れ原因特定処理動作，ガス漏れ気筒特定処理動作及び待避運転処理動作について説明するフローチャートである。図３に示すガス漏れ気筒特定処理動作について詳述するフローチャートである。モータリング（減速）時におけるクランク角速度の変化の一例を示す図である。図３に示す待避運転処理動作について詳述するフローチャートである。本発明に係る内燃機関の実施例２の構成を示す図である。

符号の説明

１シリンダヘッド
２ヘッドガスケット
３シリンダブロック
４クランクケースカバー
５ピストン
５ａピストンリング
７クランクシャフト
８吸気弁
１０エアフローメータ
１１吸気流路
１２吸気圧センサ
１３電子制御ユニット（ＥＣＵ）
１３ａガス漏れ判定手段
１３ｂガス漏れ原因特定手段
１３ｃ体積効率測定／推定手段
１３ｄガス漏れ気筒特定手段
１３ｅフェイルセーフ手段
１４クランクケース内圧センサ
１５クランク角センサ
１６ａ第１連通管
１６ｂ第２連通管
１７連通管切換え弁
１８圧力センサ

Claims

燃焼室からのガス漏れ有無を判定するガス漏れ判定手段と、前記ガス漏れが発生している気筒を特定するガス漏れ気筒特定手段と、クランク角速度を検出するクランク角速度検出手段とを備え、
前記ガス漏れ気筒特定手段に、前記クランク角速度検出手段にモータリング時のクランク角速度を検出させる機能と、各気筒における前記検出されたクランク角速度の圧縮工程の低下代を比較し、該低下代が他の気筒の低下代よりも小さい気筒をガス漏れが発生している気筒と特定する機能とを設けたことを特徴とする内燃機関。
燃焼室からのガス漏れ有無を判定するガス漏れ判定手段と、前記ガス漏れが発生している気筒を特定するガス漏れ気筒特定手段と、クランク角速度を検出するクランク角速度検出手段とを備え、
前記ガス漏れ気筒特定手段に、前記クランク角速度検出手段にモータリング時のクランク角速度を検出させる機能と、該検出されたクランク角速度の圧縮工程における低下代が通常のモータリング時におけるクランク角速度の低下代よりも小さい気筒をガス漏れが発生している気筒と特定する機能とを設けたことを特徴とする内燃機関。