JP2009091920A - Fuel-supply abnormality determination method and device of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の運転状態に応じて複数の燃料供給パターンが設定された多気筒内燃機関における任意の気筒に関する燃料の供給異常を判定する方法および装置に関する。 The present invention relates to a method and an apparatus for determining a fuel supply abnormality related to an arbitrary cylinder in a multi-cylinder internal combustion engine in which a plurality of fuel supply patterns are set according to a driving state of a vehicle.
多気筒内燃機関において、個々の気筒に燃料を供給するための燃料噴射弁の噴射孔が目詰まりを起こしたり、あるいは何らかの原因で故障した場合、対応する気筒に供給される燃料の供給量が不足したり、あるいは燃料の供給がなされないこととなる。従って、このような多気筒内燃機関における任意の単一気筒の運転状態を把握し、何らかの対策を取ることは、多気筒内燃機関の望ましい運転状態を維持する上で望ましいことである。 In a multi-cylinder internal combustion engine, if the injection hole of a fuel injection valve for supplying fuel to an individual cylinder is clogged or fails for some reason, the amount of fuel supplied to the corresponding cylinder is insufficient. Or the fuel will not be supplied. Therefore, it is desirable to grasp the operation state of an arbitrary single cylinder in such a multi-cylinder internal combustion engine and take some measures in order to maintain a desirable operation state of the multi-cylinder internal combustion engine.
特許文献1には、所定気筒に対応したクランク軸の角加速度を算出して平均値と比較し、その偏差が閾値を越えた場合、所定気筒における燃焼に異常があると判断するようにした技術が開示されている。
In
クランク軸の角加速度は、クランク軸の駆動トルクによっても影響を受け、特に複数の燃料噴射モードを有する圧縮点火方式の多気筒内燃機関においては、クランク軸の角加速度を各気筒に対応付けて高精度に検出することが困難である。このため、複数の燃料噴射モードを有する圧縮点火方式の多気筒内燃機関に対して特許文献1の技術を適用した場合、燃料噴射モードによってクランク軸の角加速度を高精度に算出することができない可能性があり、燃焼異常の判断を実行しても信頼性に欠けるものとなる。
The crankshaft angular acceleration is also affected by the crankshaft driving torque. Particularly in a compression ignition type multi-cylinder internal combustion engine having a plurality of fuel injection modes, the crankshaft angular acceleration is associated with each cylinder. It is difficult to detect accurately. Therefore, when the technique of
多気筒内燃機関に対して設定される複数の燃料噴射モードの一例を以下の表1に示す。 An example of a plurality of fuel injection modes set for the multi-cylinder internal combustion engine is shown in Table 1 below.
これは、ディーゼル機関などにおいて一般的に設定されるものであり、燃料噴射量が同じ場合、シングル,第1〜第5マルチの順に出力トルクが小さくなる傾向を持つ。表1中のメイン噴射は圧縮上死点(TDC)およびその近傍にて燃料を噴射することを意味し、このメイン噴射の前の圧縮行程中に噴射されるのがプレ噴射であり、さらにその直前に噴射されるのがパイロット噴射である。パイロット噴射やプレ噴射は、アイドリングなどの低負荷低回転時における燃焼騒音や振動を抑制するために特に有効である。また、メイン噴射の後の膨張行程にて噴射されるのがアフター/ポスト噴射であり、これらは排気温を上昇させて触媒の活性化を促進させる必要が生ずる機関の冷態始動時などで選択される。 This is generally set in a diesel engine or the like, and when the fuel injection amount is the same, the output torque tends to decrease in the order of single, first to fifth multi. The main injection in Table 1 means that fuel is injected at and near the compression top dead center (TDC), and the pre-injection is injected during the compression stroke before this main injection. It is pilot injection that is injected immediately before. Pilot injection and pre-injection are particularly effective for suppressing combustion noise and vibration during low load and low rotation such as idling. In addition, after / post injection is injected in the expansion stroke after the main injection, and these are selected at the time of cold start of the engine where it is necessary to increase the exhaust temperature and promote the activation of the catalyst. Is done.
これらの噴射モードのうち、出力トルクが最大となるシングル噴射モードは、クランク軸の角加速度を最も高精度に検出することができるという特徴を有する。しかしながら、先にも述べたように、車両の運転状態においては、シングル噴射モードが選択される機会はそれほど多くなく、シングル噴射モードの時にのみ燃料の供給異常の判定を行おうとすると、その判定機会がかなり少なくなってしまう懸念がある。 Among these injection modes, the single injection mode in which the output torque is maximum has a feature that the angular acceleration of the crankshaft can be detected with the highest accuracy. However, as described above, in the driving state of the vehicle, there are not many opportunities for the single injection mode to be selected, and if the determination of abnormality in fuel supply is made only in the single injection mode, the determination opportunity There is a concern that there will be considerably less.
本発明の目的は、車両の運転状態に応じて複数の燃料供給パターンが設定された多気筒内燃機関における任意の気筒に関する燃料の供給異常を、車両に対する悪影響を抑えつつ高精度に判定し得る方法および装置を提供することにある。 An object of the present invention is a method capable of accurately determining an abnormality in the supply of fuel related to an arbitrary cylinder in a multi-cylinder internal combustion engine in which a plurality of fuel supply patterns are set according to the driving state of the vehicle while suppressing adverse effects on the vehicle. And providing an apparatus.
本発明の第1の形態は、車両の運転状態に応じて複数の燃料供給パターンが設定された多気筒内燃機関における任意の気筒に関する燃料の供給異常を判定する方法であって、任意の一気筒に対して異常判定用の燃料供給パターンにて燃料を供給するステップと、内燃機関のクランク軸の角加速度を前記任意の一気筒に対応付けて算出するステップと、算出されたクランク軸の角加速度と、前記任意の一気筒に対する燃料供給量との相関関係を求めるステップと、求められた相関関係と、予め設定された相関関係とを比較し、任意の一気筒に対する燃料の供給異常の有無を判定するステップとを具えたことを特徴とするものである。 A first aspect of the present invention is a method for determining a fuel supply abnormality related to an arbitrary cylinder in a multi-cylinder internal combustion engine in which a plurality of fuel supply patterns are set in accordance with an operating state of the vehicle. Supplying fuel with an abnormality determination fuel supply pattern, calculating the angular acceleration of the crankshaft of the internal combustion engine in association with the arbitrary cylinder, and calculating the angular acceleration of the crankshaft And a step of obtaining a correlation between the fuel supply amount for the one arbitrary cylinder, a comparison between the obtained correlation and a preset correlation, and determining whether or not there is a fuel supply abnormality for any one cylinder. And a step of determining.
本発明においては、車両の運転状態に応じて設定された燃料供給パターンに拘らず、任意の一気筒に対してのみ異常判定用の燃料供給パターンにて燃料を供給し、内燃機関のクランク軸の角加速度を任意の一気筒に対応付けて算出する。そして、算出されたクランク軸の角加速度と、任意の一気筒に対する燃料供給量との相関関係を求め、求められた相関関係と予め設定された相関関係とを比較する。求められた相関関係が予め設定された相関関係と大きく異なっている場合、任意の一気筒に対する燃料の供給異常があると判定する。 In the present invention, regardless of the fuel supply pattern set according to the driving state of the vehicle, fuel is supplied to an arbitrary cylinder in a fuel supply pattern for abnormality determination, and the crankshaft of the internal combustion engine is The angular acceleration is calculated in association with an arbitrary cylinder. Then, a correlation between the calculated angular acceleration of the crankshaft and the fuel supply amount for an arbitrary cylinder is obtained, and the obtained correlation is compared with a preset correlation. When the obtained correlation is significantly different from the preset correlation, it is determined that there is an abnormality in the fuel supply to any one cylinder.
車両の定速走行状態においては、各気筒に対する燃料の供給状態が正常な場合、そのクランク軸位相とクランク軸角速度との関係は、4気筒エンジンの場合、図1中の実線のような状態で変化する。しかしながら、任意の単気筒、例えば1番気筒に対する燃料の供給状態が異常な場合、破線で示すように1番気筒に対応するクランク軸角速度が低下する。そして、3番気筒,2番気筒,4番気筒に対応するクランク軸角速度が次第に上昇し、最終的に全気筒に対応したクランク軸の角速度がほぼ一定となるような変化を生ずる。従って、車両が同じ運転状態において、任意の単一の気筒のみ、そのクランク軸の角加速度が継続的に負となるような場合、その大きさに応じてこの単一気筒に対する燃料供給が異常であると判定することが可能となる。 When the fuel supply state to each cylinder is normal when the vehicle is running at a constant speed, the relationship between the crankshaft phase and the crankshaft angular velocity is as shown by the solid line in FIG. Change. However, when the fuel supply state to an arbitrary single cylinder, for example, the first cylinder is abnormal, the crankshaft angular velocity corresponding to the first cylinder decreases as shown by the broken line. Then, the crankshaft angular velocities corresponding to the third cylinder, the second cylinder, and the fourth cylinder gradually increase, and finally the change occurs such that the angular velocities of the crankshafts corresponding to all the cylinders become substantially constant. Therefore, when the angular acceleration of the crankshaft is continuously negative only in any single cylinder in the same driving state, the fuel supply to this single cylinder is abnormal depending on the magnitude. It can be determined that there is.
本発明の第1の形態による燃料供給異常判定方法において、車両が所定の運転状態にあるか否かを判定するステップをさらに具え、車両が所定の運転状態にあると判断した場合にのみ、任意の一気筒に対して異常判定用の燃料供給パターンにて燃料を供給するステップを行うようにしてもよい。この場合、車両の運転状態に応じて設定された燃料供給パターンに基づき、車両が所定の運転状態にあるか否かを判定するステップを行うようにしてもよい。また、車両が所定の運転状態にあるか否かを判定するステップが、全気筒に対応付けて算出されたクランク軸の角加速度のうち、任意の一気筒に対応するクランク軸の角加速度のみが所定値よりも小さいか否かを判定するステップを含み、任意の一気筒に対応するクランク軸の角加速度のみが所定値よりも小さい場合にのみ、任意の一気筒に対する燃料の供給異常の有無を判定するステップを行うようにしてもよい。この場合、任意の一気筒は、所定値よりも小さなクランク軸の角加速度に対応した気筒であってよい。あるいは、任意の一気筒が全気筒であり、異常判定用の燃料供給パターンにて燃料を供給するステップを一気筒ずつ全ての気筒に対して行うことも有効である。 The fuel supply abnormality determination method according to the first aspect of the present invention further includes a step of determining whether or not the vehicle is in a predetermined driving state, and is optional only when it is determined that the vehicle is in a predetermined driving state. A step of supplying fuel to one cylinder in a fuel supply pattern for abnormality determination may be performed. In this case, a step of determining whether or not the vehicle is in a predetermined driving state based on the fuel supply pattern set according to the driving state of the vehicle may be performed. Further, in the step of determining whether or not the vehicle is in a predetermined driving state, only the angular acceleration of the crankshaft corresponding to any one cylinder among the angular accelerations of the crankshaft calculated in association with all cylinders is determined. Whether or not there is an abnormality in the supply of fuel to any one cylinder only when the angular acceleration of the crankshaft corresponding to any one cylinder is smaller than the predetermined value. You may make it perform the step to determine. In this case, the arbitrary one cylinder may be a cylinder corresponding to an angular acceleration of the crankshaft smaller than a predetermined value. Alternatively, it is also effective to perform the step of supplying the fuel one cylinder at a time using the fuel supply pattern for abnormality determination, with any one cylinder being all cylinders.
異常判定用の燃料供給パターンは、車両の運転状態に応じた複数の燃料供給パターンのうち、最大の出力トルクが得られる燃料供給パターンであることが好ましい。 The fuel supply pattern for abnormality determination is preferably a fuel supply pattern that provides the maximum output torque among a plurality of fuel supply patterns according to the driving state of the vehicle.
クランク軸の角加速度と、任意の一気筒に対する燃料供給量との相関関係を求めるステップが所定回数行われ、求められた所定回数の相関関係を平均化するステップをさらに具えるようにしてもよい。この場合、任意の一気筒に対する燃料供給量と、任意の一気筒に対応付けて算出された内燃機関のクランク軸の角加速度との相関関係を求めるステップは、これが所定回数に達するまで求められた相関関係を記憶しておくステップと、燃料供給量に対するクランク軸の角加速度の割合の最大値と最小値との差を算出するステップと、燃料供給量に対するクランク軸の角加速度の割合の最大値と最小値との差が所定値以上の場合、記憶していた相関関係をすべてキャンセルするステップとを有するものであってよい。 A step of obtaining a correlation between the angular acceleration of the crankshaft and the fuel supply amount for any one cylinder may be performed a predetermined number of times, and a step of averaging the predetermined number of correlations may be further included. . In this case, the step of obtaining a correlation between the fuel supply amount for an arbitrary cylinder and the angular acceleration of the crankshaft of the internal combustion engine calculated in association with the arbitrary cylinder was obtained until this reached a predetermined number of times. Storing the correlation, calculating the difference between the maximum and minimum values of the crankshaft angular acceleration relative to the fuel supply amount, and the maximum value of the crankshaft angular acceleration ratio relative to the fuel supply amount And the step of canceling all the stored correlations when the difference between the minimum value and the minimum value is equal to or greater than a predetermined value.
本発明の第2の形態は、車両の運転状態に応じて複数の燃料供給パターンが設定された多気筒内燃機関における任意の気筒に関する燃料の供給異常を判定する装置であって、任意の一気筒に対して異常判定用の燃料供給パターンにて燃料を供給する異常判定用燃料供給量設定手段と、内燃機関のクランク軸の回転位相を検出するクランク角センサと、このクランク角センサからの検出信号に基づき、クランク軸の角加速度を前記任意の一気筒に対応付けて算出するクランク軸角加速度算出手段と、このクランク軸角加速度算出手段にて算出されたクランク軸の角加速度と前記異常判定用燃料供給量設定手段にて設定された任意の一気筒に対する燃料供給量との相関関係を算出する相関関係算出部と、この相関関係算出部によって算出された相関関係と予め設定された基準となる相関関係とを比較することにより、異常判定用の燃料供給パターンにて燃料が供給された任意の一気筒に対する燃料の供給異常の有無を判定する燃料供給異常判定部とを具えたことを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, there is provided an apparatus for determining a fuel supply abnormality related to an arbitrary cylinder in a multi-cylinder internal combustion engine in which a plurality of fuel supply patterns are set in accordance with an operating state of the vehicle. An abnormality determination fuel supply amount setting means for supplying fuel with an abnormality determination fuel supply pattern, a crank angle sensor for detecting the rotational phase of the crankshaft of the internal combustion engine, and a detection signal from the crank angle sensor The crankshaft angular acceleration calculating means for calculating the angular acceleration of the crankshaft in association with the arbitrary cylinder, the crankshaft angular acceleration calculated by the crankshaft angular acceleration calculating means, and the abnormality determination A correlation calculation unit that calculates a correlation with the fuel supply amount for an arbitrary cylinder set by the fuel supply amount setting means, and a phase calculated by the correlation calculation unit A fuel supply abnormality determination that determines whether or not there is a fuel supply abnormality for any one cylinder that is supplied with fuel in a fuel supply pattern for abnormality determination by comparing the relationship with a preset reference correlation It is characterized by having a part.
本発明においては、車両の運転状態に応じて設定された燃料供給パターンに拘らず、異常判定用燃料供給量設定手段が任意の一気筒に対して異常判定用の燃料供給パターンにて燃料を供給する。クランク軸角加速度算出手段は、クランク角センサによって検出される内燃機関のクランク軸の回転位相から、クランク軸の角加速度を任意の一気筒に対応付けて算出する。相関関係算出部は、クランク軸角加速度算出手段にて算出されたクランク軸の角加速度と、異常判定用燃料供給量設定手段にて設定された任意の一気筒に対する燃料供給量との相関関係を算出する。燃料供給異常判定部は、相関関係算出部によって算出された相関関係と、予め設定された基準となる相関関係とを比較することにより、異常判定用の燃料供給パターンにて燃料が供給された任意の一気筒に対する燃料の供給異常の有無を判定する。より具体的には、相関関係算出部によって算出された相関関係が予め設定された基準となる相関関係に対して大きくずれている場合、異常判定用の燃料供給パターンにて燃料が供給された任意の一気筒に対する燃料の供給異常があると判定する。 In the present invention, regardless of the fuel supply pattern set according to the driving state of the vehicle, the abnormality determination fuel supply amount setting means supplies fuel to an arbitrary cylinder in the abnormality determination fuel supply pattern. To do. The crankshaft angular acceleration calculating means calculates the angular acceleration of the crankshaft in association with an arbitrary cylinder from the rotational phase of the crankshaft of the internal combustion engine detected by the crank angle sensor. The correlation calculation unit calculates a correlation between the crankshaft angular acceleration calculated by the crankshaft angular acceleration calculation means and the fuel supply amount for any one cylinder set by the abnormality determination fuel supply amount setting means. calculate. The fuel supply abnormality determination unit compares the correlation calculated by the correlation calculation unit with a preset reference correlation, thereby arbitrarily supplying fuel in the abnormality determination fuel supply pattern. The presence or absence of fuel supply abnormality to one cylinder is determined. More specifically, when the correlation calculated by the correlation calculation unit is greatly deviated from a correlation that is a preset reference, an arbitrary fuel is supplied in the abnormality determination fuel supply pattern. It is determined that there is an abnormality in fuel supply to one cylinder.
本発明の第2の形態による燃料供給異常判定装置において、相関関係算出部は、算出された相関関係を所定数記憶する記憶部と、この記憶部に記憶された相関関係を平均化して平均相関関係を算出する平均相関関係算出部とを有するものであってよい。この場合、相関関係算出部は、任意の一気筒に供給される異常判定用の燃料供給量に対するクランク軸の角加速度の割合の最大値と最小値との差を算出する最大差算出部と、この最大差算出部にて算出された差を所定値と比較し、差が所定値以上の場合に記憶部に記憶されていた相関関係をすべてキャンセルする記憶キャンセル部とをさらに有することができる。 In the fuel supply abnormality determination device according to the second aspect of the present invention, the correlation calculation unit stores a predetermined number of calculated correlations, and averages the correlation stored in the storage unit to average correlation And an average correlation calculation unit that calculates the relationship. In this case, the correlation calculation unit is a maximum difference calculation unit that calculates a difference between a maximum value and a minimum value of the angular acceleration of the crankshaft with respect to the fuel supply amount for abnormality determination supplied to any one cylinder, The memory may further include a storage canceling unit that compares the difference calculated by the maximum difference calculating unit with a predetermined value and cancels all the correlations stored in the storage unit when the difference is equal to or larger than the predetermined value.
本発明によると、任意の一気筒に対して異常判定用の燃料供給パターンにて燃料を供給し、内燃機関のクランク軸の角加速度を任意の一気筒に対応付けて算出し、算出されたクランク軸の角加速度と、任意の一気筒に対する燃料供給量との相関関係を求め、求められた相関関係と予め設定された相関関係とを比較し、任意の一気筒に対する燃料の供給異常の有無を判定するようにしたので、車両の運転状態に応じて設定された燃料供給パターンによる走行中であっても、燃費の低下を抑制しつつ、車両に対する悪影響を最小限に抑えた状態で多気筒内燃機関における任意の一気筒に関する燃料の供給異常を迅速に判定することができる。 According to the present invention, fuel is supplied to an arbitrary cylinder in a fuel supply pattern for abnormality determination, the angular acceleration of the crankshaft of the internal combustion engine is calculated in association with the arbitrary cylinder, and the calculated crank Find the correlation between the angular acceleration of the shaft and the amount of fuel supplied to any one cylinder, compare the calculated correlation with a preset correlation, and check whether there is any abnormal fuel supply to any one cylinder. Since the determination is made, the multi-cylinder internal combustion engine is controlled in a state in which the adverse effect on the vehicle is minimized while suppressing the reduction in fuel consumption even during the traveling by the fuel supply pattern set according to the driving state of the vehicle. It is possible to quickly determine a fuel supply abnormality related to an arbitrary cylinder in the engine.
車両が所定の運転状態にあるか否かを判定するステップを具え、車両が所定の運転状態にあると判断した場合にのみ、任意の一気筒に対して異常判定用の燃料供給パターンにて燃料を供給するステップを行うようにした場合、特に車両の運転状態に応じて設定された燃料供給パターンに基づいて車両が所定の運転状態にあるか否かを判定するステップを行うようにした場合、車両に対する悪影響をさらに確実に抑えることができる。また、車両が所定の運転状態にあるか否かを判定するステップが、全気筒に対応付けて算出されたクランク軸の角加速度のうち、任意の一気筒に対応するクランク軸の角加速度のみが所定値よりも小さいか否かを判定するステップを含み、任意の一気筒に対応するクランク軸の角加速度のみが所定値よりも小さい場合にのみ、任意の一気筒に対する燃料の供給異常の有無を判定するステップを行うようにした場合、多気筒内燃機関における任意の一気筒に関する燃料の供給異常を確実に判定することができる。特に、任意の一気筒が所定値よりも小さなクランク軸の角加速度に対応した気筒の場合、多気筒内燃機関における任意の一気筒に関する燃料の供給異常をより迅速に判定することができる。あるいは、任意の一気筒が全気筒であって、異常判定用の燃料供給パターンにて燃料を供給するステップを一気筒ずつ全ての気筒に対して行った場合、多気筒内燃機関における任意の一気筒に関する燃料の供給異常を高い信頼性にて判定することができる。 A step of determining whether or not the vehicle is in a predetermined driving state is provided, and only when it is determined that the vehicle is in a predetermined driving state, fuel is supplied with an abnormality determination fuel supply pattern for any one cylinder. When performing the step of determining whether or not the vehicle is in a predetermined driving state based on the fuel supply pattern set according to the driving state of the vehicle, An adverse effect on the vehicle can be further reliably suppressed. Further, in the step of determining whether or not the vehicle is in a predetermined driving state, only the angular acceleration of the crankshaft corresponding to any one cylinder among the angular accelerations of the crankshaft calculated in association with all cylinders is determined. Whether or not there is an abnormality in the supply of fuel to any one cylinder only when the angular acceleration of the crankshaft corresponding to any one cylinder is smaller than the predetermined value. When the determination step is performed, it is possible to reliably determine the fuel supply abnormality related to any one cylinder in the multi-cylinder internal combustion engine. In particular, when any one cylinder is a cylinder corresponding to the angular acceleration of the crankshaft smaller than a predetermined value, it is possible to more quickly determine the fuel supply abnormality related to any one cylinder in the multi-cylinder internal combustion engine. Alternatively, when any one cylinder is all cylinders and the step of supplying fuel in the fuel supply pattern for abnormality determination is performed for all cylinders one by one, any one cylinder in the multi-cylinder internal combustion engine This makes it possible to determine the fuel supply abnormality with high reliability.
異常判定用の燃料供給パターンが車両の運転状態に応じた複数の燃料供給パターンのうち、最大の出力トルクが得られる燃料供給パターンの場合、燃費の低下を最小限に抑制することができる。 When the fuel supply pattern for abnormality determination is a fuel supply pattern that can obtain the maximum output torque among a plurality of fuel supply patterns according to the driving state of the vehicle, it is possible to suppress a reduction in fuel consumption to a minimum.
本発明による燃料供給異常判定装置を圧縮点火式内燃機関が搭載された車両に応用した実施形態について、図2〜図7を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明はこのような実施形態のみに限らず、本発明の精神に帰属する他の任意の技術にも応用することが可能である。 An embodiment in which a fuel supply abnormality determination device according to the present invention is applied to a vehicle equipped with a compression ignition internal combustion engine will be described in detail with reference to FIGS. However, the present invention is not limited to such an embodiment, and can be applied to any other technique belonging to the spirit of the present invention.
本実施形態におけるエンジンシステムの概念を図2に示し、このエンジンシステムにおける制御ブロックを図3に示す。本実施形態におけるエンジン10は、燃料である軽油を燃料噴射弁11から圧縮状態にある燃焼室12内に直接噴射することにより、自然着火させる圧縮点火式の4気筒内燃機関である。しかしながら、本発明の特性上、気筒数は単気筒以外であれば如何なる多気筒内燃機関であってよい。このエンジン10には、排気通路13内を流れる排気ガスの一部を吸気通路14内に導く排気ガス還流(EGR)装置15と、排気通路13内を流れる排気ガスの運動エネルギーを利用して燃焼室12への過給を行う図示しないターボ過給機とが組み込まれている。
The concept of the engine system in this embodiment is shown in FIG. 2, and the control block in this engine system is shown in FIG. The
本実施形態のエンジンシステムにおいては、車両の運転状態に応じた以下の表2に示すような複数の燃料供給パターンが設定されている。 In the engine system of the present embodiment, a plurality of fuel supply patterns as shown in Table 2 below are set according to the driving state of the vehicle.
このため、電子制御ユニット(以下、ECUと記述する)16の燃料噴射モード設定部17が複数種の噴射モードのうち、車両の運転状態に応じた噴射モードを設定してこれを燃料噴射量設定部18に出力する。ECU16の燃料噴射量設定部18は、設定された噴射モードに基づき、各気筒毎の燃料噴射弁11からの燃料の噴射量および噴射時期をそれぞれ設定する他、異常判定用燃料噴射量設定部も含む。本発明における異常判定用燃料供給量設定手段としての異常判定用燃料噴射量設定部は、燃料噴射モード設定部17にて設定された噴射モードに拘らず、任意の一気筒に対してのみ、異常判定用の燃料噴射量を設定する。本実施形態における異常判定用の燃料噴射量は、シングル噴射モードと同じに設定されているが、これに限定されるものではなく、例えば第1マルチ噴射モードと同じに設定することも可能である。何れにしろ、異常が発生した場合の変化が顕著に現れるような燃料供給を行うことが有効である。ECU16の燃料噴射弁駆動制御部19は、この燃料噴射量設定部18にて設定された噴射量の燃料が設定された噴射時期に噴射されるよう、燃料噴射弁11の作動を制御する。
For this reason, the fuel injection
EGR装置15は、排気通路13の主要部を画成する排気管20に一端が連通すると共に他端が吸気通路14の主要部を画成する吸気管21内に連通し、かつEGR通路22を画成するEGR管23を具えている。また、このEGR装置15は、EGR管23に設けられてEGR通路22内を流れる排気ガスの流量を制御するEGR弁24も具えている。本実施形態では、エンジン10を搭載した車両が予め設定されたEGR運転領域にあることをECU16のEGR判定部25が判定した場合、車両の運転状態に応じてEGR弁24の開度がECU16のEGR量設定部26にて設定される。ECU16のEGR弁駆動制御部27は、EGR弁24をEGR量設定部26にて設定された開度に制御し、それ以外の場合は基本的にEGR通路22を塞ぐように閉じた状態に保持する。
The
燃焼室12にそれぞれ臨む吸気ポート28および排気ポート29が形成されたシリンダヘッド30には、吸気ポート28を開閉する吸気弁31および排気ポート29を開閉する排気弁32を含む図示しない動弁機構が組み込まれている。また、このシリンダヘッド30にはこれら吸気弁31および排気弁32に挟まれるように燃焼室12の上端中央に臨む燃料噴射弁11が取り付けられている。本実施形態における動弁機構は、エンジン10の運転状態に応じて吸気弁31および排気弁32の開閉タイミングを変更し得るものであるが、これらの開閉タイミングが固定されたものであってもよい。
The
吸気ポート28に連通するようにシリンダヘッド30に連結されて吸気ポート28と共に吸気通路14を画成する吸気管21の上流端側には、大気中に含まれる塵埃などを除去して吸気通路14に導くためのエアフィルタ33が設けられている。上述したEGR管23の他端は、吸気ポート28と吸気管21の途中に形成されたサージタンク34との間の吸気管21に接続している。
At the upstream end side of the
排気ポート29に連通するようにシリンダヘッド30に連結されて排気ポート29と共に排気通路13を画成する排気管20の途中には、燃焼室12内での混合気の燃焼により生成する有害物質を無害化する触媒35が組み込まれている。この触媒35として、ディーゼルエンジンにおいて一般的な酸化触媒のみならず、DPR(Diesel Particulate active Reduction system)やDPNR(Diesel Particulate-NOx Reduction System)などに用いられるDPF(Diesel Particulate Filter)を採用することも可能である。なお、上述したEGR管23の一端は、この触媒35よりも上流の排気管20に接続している。
In the middle of the
従って、EGR管23を介して吸気管21内に還流される排気ガスと共にエアフィルタ33を通って吸気管21から燃焼室12内に供給される吸気は、燃料噴射弁11から燃焼室12内に噴射される燃料と混合気を形成する。そして、ピストン36の圧縮上死点直前にて自然着火して燃焼し、これによって生成する排気ガスが触媒35を通って排気管20から大気中に排出される。この場合、吸気中に含まれるCO2によって混合気の燃焼温度が低下するため、混合気の燃焼による窒素酸化物の生成が抑制されることとなる。
Accordingly, the intake air supplied from the
本実施形態では、エンジン10およびこのエンジン10が搭載される車両の運転状態を把握してECU16が燃料噴射弁11からの燃料の噴射量および噴射時期や、EGR制御弁24の開度などを制御するため、以下に記すような各種センサ類をさらに具えている。すなわち、運転者によって操作されるアクセルペダル37の踏み込み量を検出してこれをECU16に出力するアクセル開度センサ38を具えている。また、エアフィルタ33とサージタンク34との間の吸気通路14の途中には、この吸気通路14内を流れる吸入空気量を検出してこれをECU16に出力するエアフローメータ39が取り付けられている。なお、吸気管21に対するエアフローメータ39の取り付け位置は、エアフィルタ33の取り付け位置よりも下流側であればよく、図2の如き位置に限定されるものではない。また、ピストン36が往復動するシリンダブロック40には、連接棒41を介してピストン36が連結されるクランク軸42の回転位相を検出してこれをECU16に出力するクランク角センサ43が取り付けられている。
In this embodiment, the
ECU16は、図示しないCPU,ROM,RAM,A/D変換器および入出力インターフェイスなどを含むマイクロコンピュータを含む。このECU16は、円滑なエンジン10の運転がなされるように、上述したセンサ38,43およびエアフローメータ39などからの検出信号に基づいて所定の演算処理を行う。そして、予め設定されたプログラムに従って燃料噴射弁11およびEGR弁24などの作動を制御する。また、このエンジン10における任意の気筒に関する燃料の供給異常を判定するため、本実施形態におけるECU16は、上述した燃料噴射量設定部18に加え、運転状態判定部44と、クランク軸角加速度算出部45と、相関割合算出部46と、燃料供給異常判定部47と、警告表示器駆動制御部48とをさらに具えている。
The
前述のEGR判定部25を含む運転状態判定部44は、車両の運転状態を判定してこれを燃料噴射モード設定部17およびEGR量設定部26に出力すると共に、車両、つまりエンジン10が所定の運転状態にあるか否かを判定する。本実施形態においては、燃料噴射量設定部18にて設定された燃料供給量が所定量以上であり、エアフローメータ39によって検出される吸入空気量の変化率がほぼ一定であり、アクセル開度センサ38によって検出されるアクセル開度の変化率がほぼ一定の場合、所定運転状態、つまり本実施形態においては定常走行状態にあると判定する。また、任意の単一気筒に対応するクランク軸42の角加速度αのみが予め設定された負の角加速度(以下、これを判定基準角加速度と呼称する)αRよりも小さいことも本実施形態における所定運転状態に含まれる。この判定基準角加速度αRは、同時に2つ以上の気筒に異常が発生した場合、起こり得ないような比較的絶対値の大きな値である。
The driving
クランク軸角加速度算出部45は、クランク角センサ43からの検出信号に基づき、クランク軸42の角加速度αを各気筒毎に対応付けて算出し、これを運転状態判定部44および相関割合算出部46に出力する。
The crankshaft angular
相関割合算出部46は、燃料噴射量設定部18にて設定された各気筒に対する燃料噴射量に対するクランク軸角加速度算出部45にて算出されたクランク軸42の角加速度の割合γを算出する。このため、相関割合算出部46には燃料噴射量設定部18にて設定された燃料噴射量に関する情報も入力される。この相関割合算出部46は、記憶部49と、平均相関割合算出部50と、最大差算出部51とを有する。記憶部49は、算出された割合γを所定数記憶するものであるが、最大差算出部51にて算出された値を所定値γCと比較し、これが所定値γC以下の場合、それまで記憶していたすべての割合γnをキャンセルさせる記憶キャンセル部52を含む。平均相関割合算出部50は、この記憶部49に記憶された割合γを最小二乗法などによって平均化し、その平均割合γmを算出する。最大差算出部51は、燃料噴射量に対するクランク軸42の角加速度の割合γの最大値γmaxと最小値γminとの差を算出して記憶キャンセル部52に出力する。
The correlation
相関割合算出部46にて算出された結果を図4に模式的に示す。これは、シングル噴射モードでの車両の運転中にクランク軸角加速度αが負となっている気筒に供給される燃料噴射量設定部18にて設定された設定燃料噴射量と、そのクランク軸角加速度αとの関係を模式的に表している。つまり、車両が定常走行状態において、所定の気筒に対して燃料の供給が異常な場合、例えば斜線で示す領域ZUにこれらの相関割合γUがプロットされ、これが記憶部49に記憶される。平均相関割合算出部50にて算出されるこれらの平均値が直線LUにて示される。なお、燃料が気筒内に正常に供給された場合、そのクランク軸角加速度αはほぼ0となるので、この気筒に対して供給される設定燃料噴射量と、そのクランク軸角加速度αとの関係は、網点で示す領域ZNにこれらの相関割合γnがプロットされ、これが記憶部49に記憶される。平均相関割合算出部50にて算出されるこれらの平均値が直線LNにて示され、一般的にはグラフの横軸と平行になる。さらに、マルチ噴射モードでの車両の運転中の場合、逆向きの斜線で示す領域ZRにこれらの相関割合γRがプロットされ、これが記憶部49に記憶される。そして、平均相関割合算出部50にて算出されるこれらの平均値が直線LRにて示される。つまり、直線LNに対する直線LU,LRの傾き角の大きさが車両の各走行状態における燃料供給異常の判定材料となる。
The results calculated by the correlation
図4から明らかなように、シングル噴射モードでの運転状態の場合、他のマルチ噴射モードでの運転状態よりも傾き角が大きく現れるため、異常判定の精度が高まることが理解されよう。本発明においは、特定のマルチ噴射モードでの運転状態であっても、特定の単一気筒のみ、シングル噴射モードにて燃料を供給し、その単一気筒に対応したクランク角加速度αを算出しているため、単一気筒にのみ異常判定用の燃料供給パターンにて燃料を供給しても、ドライバビリティをそれほど損なうことなく、燃料の供給異常を正確に判定することができる。ただし、本実施形態では第2および第5マルチ噴射モードでの運転中には、ドライバビリティの低下やエミッションの悪化を回避するため、燃料の供給異常判定が行われないようにしている。しかしながら、ドライバビリティの低下やエミッションの悪化が問題とならないのであれば、すべての燃料噴射モードにて上述したような燃料の供給異常判定を行うことが可能であることは言うまでもない。 As can be seen from FIG. 4, in the case of the operating state in the single injection mode, the inclination angle appears larger than in the operating state in the other multi-injection modes, so that it is understood that the accuracy of abnormality determination is increased. In the present invention, even in an operation state in a specific multi-injection mode, only a specific single cylinder is supplied with fuel in the single injection mode, and a crank angular acceleration α corresponding to the single cylinder is calculated. Therefore, even if fuel is supplied to only a single cylinder with the fuel supply pattern for abnormality determination, it is possible to accurately determine abnormality in fuel supply without significantly reducing drivability. However, in the present embodiment, during operation in the second and fifth multi-injection modes, fuel supply abnormality determination is not performed in order to avoid a decrease in drivability and a deterioration in emissions. However, it goes without saying that the fuel supply abnormality determination as described above can be performed in all fuel injection modes if the decrease in drivability and the deterioration in emissions do not matter.
燃料供給異常判定部47には、運転状態判定部44によって判定されたエンジン10の運転状態に応じて各気筒に対する燃料噴射量に対応するクランク軸42の角加速度の基準となる基準相関割合γRが記憶されている。この燃料供給異常判定部47は、ここに記憶された基準相関割合γRと、相関割合算出部46によって算出された平均割合γmとを比較し、任意の単一気筒に関する燃料の供給異常の有無を判定する。つまり、図4に示した直線LNに対する直線LUの傾き角が所定値以上の場合、具体的には平均割合γmが基準相関割合γR以上の場合、燃料の供給異常があると判定する。
The fuel supply
警告表示器駆動制御部48は、燃料供給異常判定部47の判定結果に基づき、エンジン10に対する燃料の供給状態に異常があることを運転者に知らせるためのものであり、そのための警告表示器53が図示しない車室内に設けられている。この警告表示器53は、聴覚や視覚などを利用して車両の運転者に対する注意を喚起し得るものであればよい。
The warning indicator
このような本実施形態における燃料供給異常の設定手順について図5〜図7を参照しつつ説明すると、まずS11のステップにて車両が所定運転状態にあるか否かを運転状態判定部44にて判定する。車両が所定の運転状態にない、すなわち車両が加減速時などの過渡的状況にあると判断した場合には、何もせずにこのルーチンを終了する。
The fuel supply abnormality setting procedure in this embodiment will be described with reference to FIGS. 5 to 7. First, in the step of
これに対し、車両が所定運転状態にあると判断した場合、S12のステップに移行してクランク軸角加速度算出部45にてクランク軸角加速度αを算出した後、S13のステップにて任意の単一気筒のみ、対応するクランク軸角加速度αが判定基準角加速度αRよりも小さいか否かを判定する。このS13のステップにて任意の単一気筒のみクランク軸角加速度αが判定基準角加速度αR以上である、つまり複数気筒のクランク軸角加速度αがそれぞれ僅かに負となっていたり、全ての気筒に対応するクランク軸角速度αがすべて正または0となっていると判断した場合には、何もせずにこのルーチンを終了する。
On the other hand, when it is determined that the vehicle is in the predetermined driving state, the process proceeds to step S12, and the crankshaft angular
これに対し、S13のステップにて単一気筒のみクランク軸角加速度αが判定基準角加速度αRよりも小さいと判断した場合には、S14のステップに移行して現在の燃料噴射モードが所定の燃料噴射モード、すなわち燃料供給異常の判定を行い得るシングル噴射モードか、第1,第3,第4噴射モードであるか否かを判定する。燃料噴射モード設定部17にて設定されている燃料噴射モードが第2,第4マルチ噴射モードの何れかの場合、何もせずにこのルーチンを終了する。
On the other hand, when it is determined in step S13 that the crankshaft angular acceleration α is smaller than the determination reference angular acceleration α R for only a single cylinder, the process proceeds to step S14 and the current fuel injection mode is set to a predetermined value. It is determined whether the fuel injection mode, that is, the single injection mode capable of determining the fuel supply abnormality, or the first, third, and fourth injection modes. When the fuel injection mode set by the fuel injection
これに対し、燃料噴射モード設定部17にて設定されている噴射モードがシングル噴射モードか、第1,第3,第4噴射モードの何れかである場合、S15のステップに移行して異常判定気筒フラグがセットされているか否かを判定する。最初は運転状態判定フラグがセットされていないので、S16のステップに移行して異常判定気筒フラグFをF1にセットし、S17のステップにて1番気筒のみ異常判定用の燃料供給モードに設定し、S18のステップにて、相関割合算出部46が1番気筒のクランク軸角加速度αに対応する相関割合γnを算出し、続いてS19のステップにてカウンタのカウントアップを行う。そして、相関割合の最大値と最小値とを設定する最大/最小相関割合設定をS20のステップにて行う。
On the other hand, when the injection mode set by the fuel injection
S20のステップにおける最大/最小相関割合設定の詳細な手順は図7に示されており、これは記憶部49の最大差算出部51にて行われる。まずS201のステップにてカウンタのカウント値Cnが1であるか否かを判定する。最初はカウント値Cnが1であるので、S202のステップに移行し、S18のステップにて算出された相関割合γ1を最大相関割合γmaxに設定した後、図5に示したメインルーチンに戻る。また、S201のステップにてカウンタのカウント値Cnが1ではないと判断した場合、S203のステップに移行して今度はカウンタのカウント値Cnが2であるか否かを判定する。ここで、カウンタのカウント値Cnが2であると判断した場合、S202のステップにて設定された相関割合の最大値γmaxが今回算出された相関割合γ2以上であるか否かをS204のステップにて判定する。
A detailed procedure for setting the maximum / minimum correlation ratio in the step of S20 is shown in FIG. 7, which is performed by the maximum
このS204のステップにて相関割合の最大値γmaxが相関割合γ2よりも小さい、すなわち今回算出された相関割合γ2の方が最初に設定した相関割合の最大値γmaxよりも大きい(絶対値が小さい)と判断した場合には、S205のステップに移行する。そして、今回算出された相関割合γ2を相関割合の最小値γminに設定した後、このサブルーチンを終了する。また、S204のステップにて相関割合の最大値γmaxが相関割合γ2以上、すなわち今回算出された相関割合γ2が最初に設定した相関割合の最大値γmax以下である(絶対値が大きい)と判断した場合には、S206のステップに移行する。そして、今回算出された相関割合γ2を相関割合の最大値γmaxに設定すると共に前回算出された相関割合γ1、すなわち前回の相関割合の最大値γmaxを相関割合の最小値γminに設定し直した後、このサブルーチンを終了する。 In step S204, the correlation ratio maximum value γ max is smaller than the correlation ratio γ 2 , that is, the correlation ratio γ 2 calculated this time is larger than the correlation ratio maximum value γ max initially set (absolute If it is determined that the value is small, the process proceeds to step S205. Then, after setting the correlation ratio γ 2 calculated this time to the minimum value γ min of the correlation ratio, this subroutine is terminated. The maximum value gamma max of the correlation ratio correlation ratio gamma 2 or more at S204 step, i.e. the calculated correlation ratio gamma 2 is large initially equal to or less than the maximum value gamma max of the correlation ratio is set to (the absolute value current ), The process proceeds to step S206. Then, the correlation ratio γ 2 calculated this time is set to the maximum value γ max of the correlation ratio, and the correlation ratio γ 1 calculated last time, that is, the maximum value γ max of the previous correlation ratio is set to the minimum value γ min of the correlation ratio. After resetting, this subroutine is terminated.
S203のステップにてカウンタのカウント値Cnが2ではない、すなわちカウンタのカウント値Cnが3以上であると判断した場合には、S207のステップに移行して相関割合の最大値γmaxが今回算出された相関割合γn以上であるか否かを判定する。ここで、相関割合の最大値γmaxが今回算出された相関割合γ2以上である、すなわち今回算出された相関割合γ2の方が最初に設定した相関割合の最大値γmaxよりも小さい(絶対値が大きい)と判断した場合には、S208のステップに移行する。そして、今回算出された相関割合γnを相関割合の最大値γmaxに設定し直した後、このサブルーチンを終了する。 The count value of the counter at S203 step C n is not a 2, i.e., if the count value C n of the counter is determined to be 3 or more, the maximum value gamma max of the correlation ratio shifts to S207 step It is determined whether or not the correlation ratio γ n calculated this time is equal to or greater. Here, the maximum value γ max of the correlation ratio is equal to or greater than the correlation ratio γ 2 calculated this time, that is, the correlation ratio γ 2 calculated this time is smaller than the maximum value γ max of the correlation ratio initially set ( If it is determined that the absolute value is large, the process proceeds to step S208. Then, after resetting the correlation ratio γ n calculated this time to the maximum value γ max of the correlation ratio, this subroutine is terminated.
また、S207のステップにて相関割合の最大値γmaxが今回算出された相関割合γnよりも小さいと判断した場合、S209のステップに移行して相関割合の最小値γminが今回算出された相関割合γnよりも大きいか否かを判定する。相関割合の最小値γminが今回算出された相関割合γnよりも大きい、すなわち今回算出された相関割合γnがすでに設定されている相関割合の最小値γminよりも小さい(絶対値が大きい)と判断した場合には、S210のステップに移行する。そして、今回算出された相関割合γnを相関割合の最小値γminに設定し直した後、このサブルーチンを終了する。なお、S209のステップにて今回算出された相関割合γnが相関割合の最小値γmin以上である、すなわち今回算出された相関割合γnが相関割合の最大値γmaxでも最小値γminでもないと判断した場合には、何もせずにこのサブルーチンを終了する。 If it is determined in step S207 that the maximum correlation ratio value γ max is smaller than the currently calculated correlation ratio γ n , the process proceeds to step S209 where the minimum correlation ratio value γ min is calculated this time. It is determined whether or not the correlation ratio is greater than γ n . The correlation ratio minimum value γ min is larger than the currently calculated correlation ratio γ n , that is, the correlation ratio γ n calculated this time is smaller than the already set correlation ratio minimum value γ min (the absolute value is large). ), The process proceeds to step S210. Then, after resetting the correlation ratio γ n calculated this time to the minimum value γ min of the correlation ratio, this subroutine is terminated. Note that the correlation ratio γ n calculated this time in step S209 is equal to or greater than the minimum value γ min of the correlation ratio, that is, whether the correlation ratio γ n calculated this time is the maximum value γ max or the minimum value γ min of the correlation ratio. If it is determined that there is no, this subroutine is terminated without doing anything.
このようにして、S20のステップにて相関割合の最大値γmaxと最小値γminとを設定した後、S21のステップに移行する。そして、相関割合の最大値γmaxから相関割合の最小値γminを減じた値がリセット判定値γC(<0)よりも大きいか否かを記憶部49の最大差算出部51にて判定する。ここで相関割合の最大値γmaxから相関割合の最小値γminを減じた値がリセット判定値γC以下である、すなわち算出された相関割合γnの値が異常の可能性があると判断した場合には、S22のステップに移行する。そして、記憶キャンセル部52により記憶部49に記憶されていたすべての相関割合γnをキャンセルすると共にカウンタのカウント値Cnを0にリセットした後、S11のステップ以降の処理を再開する。
Thus, after setting the maximum value γ max and the minimum value γ min of the correlation ratio in step S20, the process proceeds to step S21. Then, the maximum
S21のステップにて相関割合の最大値γmaxから相関割合の最小値γminを減じた値がリセット判定値γCよりも大きい、すなわち算出された相関割合γnの値が異常ではないと判断した場合には、S23のステップに移行してカウンタのカウント値Cnが所定値CRに達しているか否かを判定する。最初は、所定値CR以下であるので、S24のステップに移行し、S18のステップにて算出された相関割合γnを記憶部49にて記憶した後、再びS11のステップ以降の処理を繰り返す。
In step S21, the value obtained by subtracting the minimum correlation ratio value γ min from the maximum correlation ratio value γ max is larger than the reset determination value γ C , that is, the calculated correlation ratio γ n is determined not to be abnormal. when determines the count value C n of shifts counter to step S23, whether or not reached a predetermined value C R. Since the initial value is equal to or less than the predetermined value C R , the process proceeds to step S24, the correlation ratio γ n calculated in step S18 is stored in the
S23のステップにてカウンタのカウント値Cnが所定値CRに達していると判断した場合には、S25のステップに移行して平均相関割合γmを平均相関割合算出部50にて算出する。そして、この平均相関割合γmが予め設定された異常判定用基準角加速度γR以上であるか否かをS26のステップにて燃料供給異常判定部47により判定する。ここで、平均相関割合γmが異常判定用基準角加速度γRよりも小さい、すなわちクランク軸角加速度αが判定基準角加速度αRよりも小さくなっている気筒に対する燃料の供給量が異常であると燃料供給異常判定部47が判断した場合には、S27のステップに移行する。そして、警告表示器駆動制御部48が警告表示器53を作動させ、これにより運転者は警告表示器53の表示に従って整備工場での燃料供給系の点検整備を依頼すべき判断を行うことができる。また、S26のステップにて平均相関割合γmが異常判定用基準角加速度γR以上である、すなわち負のクランク軸角加速度αが負となっている気筒に対する燃料の供給量が異常ではないと判断した場合、S28のステップに移行する。そして、カウンタのカウント値Cnを0にリセットした後、S29のステップに移行し、異常判定気筒フラグFがF1にセットされているか否かを判定する。最初は異常判定気筒フラグFがF1にセットされているので、S30のステップに移行し、異常判定気筒フラグFをF2にセットしたのち、S31のステップにて2番気筒のみ異常判定用燃料噴射モードに設定する。そして、再びS11以降の処理を行う。
If at S23 in step count value C n of the counter is determined to have reached the predetermined value C R is calculated by migrated average correlation
S29のステップにて異常判定気筒フラグFがF1にセットされていないと判断した場合には、S32のステップに移行し、異常判定気筒フラグFがF2にセットされているか否かを判定する。ここで異常判定気筒フラグFがF2にセットされていると判断した場合、S33のステップに移行し、異常判定気筒フラグFをF3にセットしたのち、S34のステップにて3番気筒のみ異常判定用燃料噴射モードに設定する。そして、再びS11以降の処理を行う。 If it is determined in step S29 that the abnormality determination cylinder flag F is not set to F1, the process proceeds to step S32, and it is determined whether or not the abnormality determination cylinder flag F is set to F2. If it is determined that the abnormality determination cylinder flag F is set to F2, the process proceeds to step S33. After the abnormality determination cylinder flag F is set to F3, only the third cylinder is determined to be abnormal in step S34. Set to fuel injection mode. And the process after S11 is performed again.
以下、同様にしてS32のステップにて異常判定気筒フラグFがF2にセットされていないと判断した場合には、S35のステップに移行し、異常判定気筒フラグFがF3にセットされているか否かを判定する。ここで異常判定気筒フラグFがF2にセットされていると判断した場合、S36のステップに移行し、異常判定気筒フラグFをF4にセットしたのち、S37のステップにて4番気筒のみ異常判定用燃料噴射モードに設定する。そして、再びS11以降の処理を行う。 Similarly, when it is determined in step S32 that the abnormality determination cylinder flag F is not set to F2, the process proceeds to step S35, and whether or not the abnormality determination cylinder flag F is set to F3. Determine. If it is determined that the abnormality determination cylinder flag F is set to F2, the process proceeds to step S36, and after the abnormality determination cylinder flag F is set to F4, only the fourth cylinder is determined to be abnormal in step S37. Set to fuel injection mode. And the process after S11 is performed again.
S35のステップにて異常判定気筒フラグFがF3にセットされていない、すなわち全気筒に対する燃料供給異常の有無の判定を終了しているので、S38のステップにて異常判定気筒フラグをリセットし、一番最初から再び制御を開始する。 In step S35, the abnormality determination cylinder flag F is not set to F3, that is, determination of the presence or absence of fuel supply abnormality for all the cylinders has been completed. Therefore, in step S38, the abnormality determination cylinder flag is reset, Control starts again from the very beginning.
このように、上述した実施形態では任意の単一気筒のみクランク軸角加速度αが判定基準角加速度αRよりも小さいと判断した場合、順に1気筒ずつ全ての気筒に対して強制的にシングル噴射を行って任意の単一気筒に対する燃料供給異常の有無を判定している。このため、信頼性の高い判定結果を得ることができる反面、全気筒に対する燃料供給異常の有無の判定を終えるまでに時間が掛かるという問題も生ずる。そこで、単一気筒のみクランク軸角加速度αが判定基準角加速度αRよりも小さいと判断した場合、判定基準角加速度αRよりも小さいと判断された対応する単一気筒のみ異常判定用の燃料噴射モードに設定し、この単一気筒に対して燃料の供給異常の有無を判定するようにしてもよい。この場合には、短時間で燃料の供給異常の有無を判定することが可能となるけれども、先の実施形態よりもその判定結果の信頼性が低くなってしまう可能性がある。また、上述した実施形態では、本発明を圧縮点火機関に応用した場合について説明したが、ガソリンやアルコールまたはLPG(液化天然ガス)などを燃料として点火プラグを用いる直噴形式の火花点火機関に対しても有効である。このような火花点火機関においても、上述したディーゼルエンジンの場合と同様な効果を得ることができることは言うまでもない。 As described above, in the above-described embodiment, when it is determined that the crankshaft angular acceleration α is smaller than the determination reference angular acceleration α R for only any single cylinder, one cylinder is forcibly single-injected sequentially to all the cylinders. To determine whether or not there is an abnormality in fuel supply to any single cylinder. For this reason, although a highly reliable determination result can be obtained, there also arises a problem that it takes time to complete the determination of the presence or absence of fuel supply abnormality for all the cylinders. Therefore, if only a single cylinder crankshaft angular acceleration alpha was determined to be smaller than the determination reference angular acceleration alpha R, corresponding fuel for only abnormality determination single cylinder is determined to be smaller than the determination reference angular acceleration alpha R The injection mode may be set, and the presence or absence of fuel supply abnormality may be determined for this single cylinder. In this case, it is possible to determine the presence or absence of fuel supply abnormality in a short time, but the reliability of the determination result may be lower than in the previous embodiment. Further, in the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to a compression ignition engine has been described. However, the direct injection type spark ignition engine using an ignition plug using gasoline, alcohol, LPG (liquefied natural gas) or the like as fuel is described. Even it is effective. In such a spark ignition engine, it goes without saying that the same effect as that of the diesel engine described above can be obtained.
本発明は、その特許請求の範囲に記載された事項のみから解釈されるべきものであり、上述した実施形態においても、本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が記載した事項以外に可能である。つまり、上述した実施形態におけるすべての事項は、本発明を限定するためのものではなく、本発明とは直接的に関係のないあらゆる構成を含め、その用途や目的などに応じて任意に変更し得るものである。 The present invention should be construed only from the matters described in the scope of the claims, and in the above-described embodiments, all the changes and modifications included in the concept of the present invention are possible other than the matters described. It is. That is, all matters in the above-described embodiment are not intended to limit the present invention, and include any configuration not directly related to the present invention. To get.
10 エンジン
11 燃料噴射弁
12 燃焼室
13 排気通路
14 吸気通路
15 排気ガス還流(EGR)装置
16 ECU
17 燃料噴射モード設定部
18 燃料噴射量設定部
19 燃料噴射弁駆動制御部
20 排気管
21 吸気管
22 EGR通路
23 EGR管
24 EGR弁
25 EGR判定部
26 EGR量設定部
27 EGR弁駆動制御部
28 吸気ポート
29 排気ポート
30 シリンダヘッド
31 吸気弁
32 排気弁
33 エアフィルタ
34 サージタンク
35 触媒
36 ピストン
37 アクセルペダル
38 アクセル開度センサ
39 エアフローメータ
40 シリンダブロック
41 連接棒
42 クランク軸
43 クランク角センサ
44 運転状態判定部
45 クランク軸角加速度算出部
46 相関割合算出部
47 燃料供給異常判定部
48 警告表示器駆動制御部
49 記憶部
50 平均相関割合算出部
51 最大差算出部
52 記憶キャンセル部
53 警告表示器
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (8)
任意の一気筒に対して異常判定用の燃料供給パターンにて燃料を供給するステップと、
内燃機関のクランク軸の角加速度を前記任意の一気筒に対応付けて算出するステップと、
算出されたクランク軸の角加速度と、前記任意の一気筒に対する燃料供給量との相関関係を求めるステップと、
求められた相関関係と、予め設定された相関関係とを比較し、任意の一気筒に対する燃料の供給異常の有無を判定するステップと
を具えたことを特徴とする燃料供給異常判定方法。 A method of determining a fuel supply abnormality related to an arbitrary cylinder in a multi-cylinder internal combustion engine in which a plurality of fuel supply patterns are set according to a driving state of a vehicle,
Supplying fuel to an arbitrary cylinder in a fuel supply pattern for abnormality determination;
Calculating the angular acceleration of the crankshaft of the internal combustion engine in association with the arbitrary cylinder;
Obtaining a correlation between the calculated angular acceleration of the crankshaft and the fuel supply amount for the arbitrary cylinder;
A fuel supply abnormality determination method comprising: comparing the obtained correlation with a preset correlation and determining whether or not there is an abnormality in fuel supply to an arbitrary cylinder.
任意の一気筒に対する燃料の供給異常の有無を判定する前記ステップは、任意の一気筒に対応するクランク軸の角加速度のみが所定値よりも小さい場合にのみ行われることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の燃料供給異常判定方法。 In the step of determining whether or not the vehicle is in a predetermined driving state, only the angular acceleration of the crankshaft corresponding to any one cylinder is predetermined among the angular accelerations of the crankshaft calculated in association with all the cylinders. Determining whether it is less than a value,
The step of determining whether or not there is an abnormality in fuel supply to any one cylinder is performed only when the angular acceleration of the crankshaft corresponding to any one cylinder is smaller than a predetermined value. Alternatively, the fuel supply abnormality determination method according to claim 3.
任意の一気筒に対して異常判定用の燃料供給パターンにて燃料を供給する異常判定用燃料供給量設定手段と、
内燃機関のクランク軸の回転位相を検出するクランク角センサと、
このクランク角センサからの検出信号に基づき、クランク軸の角加速度を前記任意の一気筒に対応付けて算出するクランク軸角加速度算出手段と、
前記異常判定用燃料供給量設定手段にて設定された任意の一気筒に対する燃料供給量と、前記クランク軸角加速度算出手段にて算出されたクランク軸の角加速度との相関関係を算出する相関関係算出部と、
この相関関係算出部によって算出された相関関係と、予め設定された基準となる相関関係とを比較することにより、異常判定用の燃料供給パターンにて燃料が供給された任意の一気筒に対する燃料の供給異常の有無を判定する燃料供給異常判定部と
を具えたことを特徴とする燃料供給異常判定装置。 An apparatus for determining a fuel supply abnormality related to an arbitrary cylinder in a multi-cylinder internal combustion engine in which a plurality of fuel supply patterns are set according to a driving state of a vehicle,
An abnormality determination fuel supply amount setting means for supplying fuel in an abnormality determination fuel supply pattern to an arbitrary cylinder;
A crank angle sensor for detecting the rotational phase of the crankshaft of the internal combustion engine;
Crankshaft angular acceleration calculating means for calculating the angular acceleration of the crankshaft in association with the arbitrary one cylinder based on the detection signal from the crank angle sensor;
Correlation for calculating the correlation between the fuel supply amount for an arbitrary cylinder set by the abnormality determination fuel supply amount setting means and the angular acceleration of the crankshaft calculated by the crankshaft angular acceleration calculation means A calculation unit;
By comparing the correlation calculated by this correlation calculation unit with the correlation that is set in advance, the fuel of any one cylinder that has been supplied with the fuel supply pattern for abnormality determination is determined. A fuel supply abnormality determination device comprising: a fuel supply abnormality determination unit that determines whether or not there is a supply abnormality.
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---|---|---|---|---|
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JP2015117642A (en) * | 2013-12-19 | 2015-06-25 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Control device of engine |
-
2007
- 2007-10-04 JP JP2007261234A patent/JP2009091920A/en active Pending
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