JP2010059866A - Device for detecting variation among cylinders - Google Patents
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Description
本発明は気筒間ばらつき検出装置に関する。 The present invention relates to an inter-cylinder variation detection device.
気筒間ばらつき検出装置は、複数の気筒をもつ内燃機関と、内燃機関に設けられ、各気筒に燃料を噴射する燃料噴射装置と、内燃機関に接続され、各気筒に通じる排気通路が集合する排気集合部を有する排気マニホールド等とを具備する駆動手段に適用される(例えば、特許文献1)。 The inter-cylinder variation detection device includes an internal combustion engine having a plurality of cylinders, a fuel injection device that is provided in the internal combustion engine and injects fuel into each cylinder, and an exhaust gas that is connected to the internal combustion engine and collects an exhaust passage that communicates with each cylinder. The present invention is applied to driving means including an exhaust manifold having a collecting portion (for example, Patent Document 1).
この駆動手段では、排気集合部に配設された酸素濃度検出手段が排気集合部を流れる排気ガス中の酸素濃度に対応する出力信号を出力し、その出力信号に基づいて運転条件制御手段が燃料噴射装置をフィードバック制御して空燃比を変化させている。この駆動手段に適用される従来の気筒間ばらつき検出装置は、各気筒間のばらつきの有無を判定するために、各気筒の燃焼サイクルに連動するクランクの角度等を用いている。 In this driving means, the oxygen concentration detection means disposed in the exhaust collecting portion outputs an output signal corresponding to the oxygen concentration in the exhaust gas flowing through the exhaust collecting portion, and the operating condition control means determines the fuel based on the output signal. The air-fuel ratio is changed by feedback control of the injection device. A conventional inter-cylinder variation detection device applied to this driving means uses the angle of a crank that is linked to the combustion cycle of each cylinder in order to determine the presence or absence of variation between the cylinders.
ところで、内燃機関の排気ガスを清浄化すべきとの要求が益々厳しくなっていることから、気筒間ばらつき検出装置に対しては、各気筒間のばらつきの有無をより精度良く判定できることが求められている。 By the way, since the demand for purifying the exhaust gas of the internal combustion engine has become more severe, the inter-cylinder variation detection device is required to be able to more accurately determine whether or not there is variation among the cylinders. Yes.
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、各気筒間のばらつきの有無をより精度良く判定できる気筒間ばらつき検出装置を提供することを解決すべき課題としている。 The present invention has been made in view of the above-described conventional situation, and an object to be solved is to provide an inter-cylinder variation detection device that can more accurately determine the presence / absence of variation between cylinders.
本発明の気筒間ばらつき検出装置は、複数の気筒をもつ内燃機関と、該内燃機関に設けられ、各該気筒に燃料を噴射する燃料噴射装置と、該内燃機関に接続され、各該気筒に通じる排気通路が集合する排気集合部を有する排気マニホールドと、
該排気集合部に配設され、該排気集合部を流れる排気ガス中の酸素濃度に対応する出力信号をサンプリング時間毎に出力する酸素濃度検出手段と、
該出力信号に基づいて該燃料噴射装置をフィードバック制御しつつ、該燃料噴射装置による空燃比をリッチ側とリーン側とで変化させる運転条件制御手段と、を具備する駆動手段に適用される気筒間ばらつき検出装置であって、
一定時間内に出力された前記出力信号の波形である検出波形と、該一定時間内に出力された該出力信号を移動平均した平均波形とに基づいて、パラメータを取得するパラメータ取得手段と、
該パラメータと閾値とにより、各前記気筒間のばらつきの有無を判定する判定手段とを備えることを特徴とする。
An inter-cylinder variation detection device of the present invention includes an internal combustion engine having a plurality of cylinders, a fuel injection device that is provided in the internal combustion engine, and injects fuel into the cylinders, and is connected to the internal combustion engine. An exhaust manifold having an exhaust collecting portion where exhaust passages leading to the exhaust passage gather;
An oxygen concentration detecting means disposed in the exhaust collecting portion and outputting an output signal corresponding to the oxygen concentration in the exhaust gas flowing through the exhaust collecting portion at every sampling time;
An inter-cylinder applied to a drive means comprising: an operating condition control means for changing the air-fuel ratio by the fuel injection device between the rich side and the lean side while performing feedback control of the fuel injection device based on the output signal A variation detection device,
Parameter acquisition means for acquiring a parameter based on a detection waveform that is a waveform of the output signal output within a predetermined time and a moving average of the output signal output within the predetermined time; and
And determining means for determining whether or not there is a variation between the cylinders based on the parameter and the threshold value.
本発明の気筒間ばらつき検出装置では、フィードバック制御状態で空燃比をリッチ側とリーン側とで変化させることにより、酸素濃度検出手段の出力信号がそれに応じて変化する。パラメータ取得手段は、一定時間内に出力された出力信号の波形である検出波形と、一定時間内に出力された出力信号を移動平均した平均波形とに基づいて、パラメータを取得する。 In the inter-cylinder variation detecting device of the present invention, the output signal of the oxygen concentration detecting means changes accordingly by changing the air-fuel ratio between the rich side and the lean side in the feedback control state. The parameter acquisition means acquires a parameter based on a detection waveform that is a waveform of an output signal output within a predetermined time and an average waveform obtained by moving and averaging the output signals output within a predetermined time.
ここで、各気筒間のばらつきが有る場合、出力信号を連続的につないだ波形である検出波形が乱れてしまう。これに対して、出力信号を移動平均した平均波形は検出波形よりも滑らかな波形となるので、双方は大きく相違する。他方、各気筒間のばらつきが無い場合、検出波形は全体的に乱れない。このため、検出波形を移動平均した平均波形と検出波形とはそれほど相違しない。このため、パラメータ取得手段が取得するパラメータは、気筒間ばらつきの有無に応じて異なる値となる。このため、判定手段は、パラメータと閾値とにより、各気筒間のばらつきの有無を判定することができる。 Here, when there is variation among the cylinders, the detection waveform, which is a waveform obtained by continuously connecting the output signals, is disturbed. On the other hand, since the average waveform obtained by moving and averaging the output signals becomes a smoother waveform than the detected waveform, both are greatly different. On the other hand, when there is no variation among the cylinders, the detection waveform is not disturbed as a whole. For this reason, the average waveform obtained by moving and averaging the detected waveforms is not so different from the detected waveform. For this reason, the parameters acquired by the parameter acquisition means have different values depending on the presence or absence of variation between cylinders. For this reason, the determination means can determine the presence / absence of variation among the cylinders based on the parameter and the threshold value.
したがって、本発明の気筒間ばらつき検出装置は、酸素濃度検出手段の出力信号を使って各気筒間のばらつきの有無を判定でき、その結果、従来と比較して、各気筒間のばらつきの有無をより精度良く判定できる。 Therefore, the inter-cylinder variation detecting device of the present invention can determine the presence / absence of variation among the cylinders using the output signal of the oxygen concentration detection means, and as a result, the presence / absence of variation between the respective cylinders compared to the conventional case. More accurate determination can be made.
本発明の気筒間ばらつき検出装置において、パラメータは、サンプリング時間毎における検出波形と平均波形との差の絶対値の積算値であることが好ましい。 In the inter-cylinder variation detecting apparatus of the present invention, the parameter is preferably an integrated value of absolute values of differences between the detected waveform and the average waveform at each sampling time.
上記のようにパラメータを取得することにより、この気筒間ばらつき検出装置は、気筒間ばらつきの有無に応じたパラメータの差異を一層際立たせることができ、その結果として、本発明の作用効果をより確実に奏することができる。 By acquiring the parameters as described above, the inter-cylinder variation detecting device can further highlight the difference in parameters according to the presence or absence of the inter-cylinder variation, and as a result, the operational effects of the present invention can be more reliably ensured. Can be played.
本発明の気筒間ばらつき検出装置において、酸素濃度検出手段は、排気ガス中の酸素濃度から空燃比が理論空燃比に対してリッチ側である状態又はリーン側である状態に対応する電圧値を出力信号として出力するラムダ型酸素センサであり得る。 In the inter-cylinder variation detection device of the present invention, the oxygen concentration detection means outputs a voltage value corresponding to a state where the air-fuel ratio is rich or lean with respect to the theoretical air-fuel ratio from the oxygen concentration in the exhaust gas. It may be a lambda type oxygen sensor that outputs as a signal.
この場合、この気筒間ばらつき検出装置では、フィードバック制御状態で空燃比をリッチ側とリーン側とで変化させると、ラムダ型酸素センサの出力信号の波形がリッチ側に対応する高い電圧値(例えば、1V程度)と、リーン側に対応する低い電圧値(例えば、0V程度)との間で周期的に変化する。特に、空燃比がリッチ側とリーン側との境界近傍にある際、言い換えれば、出力信号の波形が高い電圧値から低い電圧値に変化する際、又は低い電圧値から高い電圧値に変化する際には、電圧値が短時間に急勾配で変化する。 In this case, in this inter-cylinder variation detection device, when the air-fuel ratio is changed between the rich side and the lean side in the feedback control state, the waveform of the output signal of the lambda type oxygen sensor corresponds to a high voltage value corresponding to the rich side (for example, 1V) and a low voltage value corresponding to the lean side (for example, about 0V) periodically. In particular, when the air-fuel ratio is near the boundary between the rich side and the lean side, in other words, when the waveform of the output signal changes from a high voltage value to a low voltage value or from a low voltage value to a high voltage value. The voltage value changes steeply in a short time.
このような出力信号を出力するラムダ型酸素センサを採用する場合でも、パラメータ取得手段が検出波形と平均波形とに基づいて取得するパラメータは、気筒間ばらつきの有無に応じて異なる値となる。このため、この気筒間ばらつき検出装置は、本発明の作用効果を確実に享受できる。 Even when a lambda-type oxygen sensor that outputs such an output signal is employed, the parameter acquired by the parameter acquisition unit based on the detected waveform and the average waveform has different values depending on the presence or absence of variation between cylinders. For this reason, this inter-cylinder variation detecting device can surely enjoy the effects of the present invention.
以下、本発明を具体化した実施例を図面を参照しつつ説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments embodying the present invention will be described below with reference to the drawings.
実施例の気筒間ばらつき検出装置は、図1に示すように、複数の気筒をもつ内燃機関の実施態様の一例である車載4気筒ガソリンエンジン(以下、単に「エンジン」と呼ぶ。)10並びにエンジン10に付属する燃料噴射装置11、排気マニホールド12、酸素センサ16及び運転条件制御手段18を具備する駆動手段20に適用される。気筒間ばらつき検出装置について詳述する前に、駆動手段20について説明する。
As shown in FIG. 1, the inter-cylinder variation detection apparatus of the embodiment includes an on-vehicle four-cylinder gasoline engine (hereinafter simply referred to as “engine”) 10 and an engine which are an example of an embodiment of an internal combustion engine having a plurality of cylinders. 10 is applied to a
エンジン10は周知の構成であり、4つの気筒10aを有している。各気筒10aには燃焼室(図示しない)が形成されている。燃焼室には、燃料と空気の混合ガスを導入するための吸気弁(図示しない)及び燃焼室から排気ガスを排出するための排気弁(図示しない)が設けられている。
The
エンジン10には、吸気マニホールド13が接続されている。吸気マニホールド13は、各気筒10aの吸気弁に通じる吸気通路13aが集合する吸気集合部13bを有する。
An
吸気通路13aには、電磁駆動式の燃料噴射装置11が取り付けられている。燃料噴射装置11は、その先端に穿孔された吐出孔(図示しない)から各気筒10aの吸気弁に向けて燃料を噴射するように配設されている。燃料噴射装置11の吐出孔から噴射された燃料と、吸気集合部13bを経て吸気通路13aを流れる空気とが混じり合って混合ガスが形成され、この混合ガスが吸気弁の開放に伴い各気筒10aの燃焼室に導入されて、燃焼に供される。
An electromagnetically driven
また、エンジン10には、排気マニホールド12が接続されている。排気マニホールド12は、各気筒10aの排気弁に通じる排気通路12aが集合する排気集合部12bを有する。各気筒10aの燃焼室に導入された混合ガスが燃焼すると、排気弁の開放に伴い排気ガスとして、排気通路12a及び排気集合部12bを経て外部に排出される。なお、排気マニホールド12の下流側には周知の触媒や消音装置が設けられている。
An
排気集合部12bには、ラムダ型酸素センサ(以下、単に「酸素センサ」と呼ぶ。)16が配設されている。酸素センサ16は、排気集合部12bを流れる排気ガス中の酸素濃度から空燃比が理論空燃比に対してリッチ側である状態又はリーン側である状態に対応する電圧値を、後述の運転条件制御手段18に対してサンプリング時間(例えば、1ミリ秒)毎に出力信号として出力する。この酸素センサ16が酸素濃度検出手段に相当する。
A lambda type oxygen sensor (hereinafter simply referred to as “oxygen sensor”) 16 is disposed in the
酸素センサ16は、周知のジルコニア固体電解質を用いた酸素センサであり、排気ガスの空燃比が理論空燃比に対してリッチ側である場合、それに対応する高い電圧値(1V程度)を出力信号として出力する。他方、酸素センサ16は、排気ガスの空燃比が理論空燃比に対してリーン側である場合、それに対応する低い電圧値(0V程度)を出力信号として出力する。特に、空燃比がリッチ側とリーン側との境界近傍にある際、言い換えれば、出力信号の波形が高い電圧値から低い電圧値に変化する際、又は低い電圧値から高い電圧値に変化する際には、電圧値が短時間に急勾配で変化する。
The
運転条件制御手段18はエンジン制御用電子制御ユニットのメモリ内に収納された制御プログラムであり、エンジン10がスタートして、エンジン制御用電子制御ユニットがエンジン10の制御を開始すると、エンジン制御用電子制御ユニット内のCPUが運転条件制御手段18を実行する。そうすると、運転条件制御手段18は、酸素センサ16の出力信号に基づいて演算処理を行う。そして、燃料噴射装置11をフィードバック制御することにより、燃料噴射装置11の噴射量を調整し、空燃比を所望の範囲に保つ。
The operating condition control means 18 is a control program stored in the memory of the engine control electronic control unit. When the
説明は省略するが、エンジン10には、吸気マニホールド13内の負圧を検出する吸気マニホールド内負圧センサ、エンジン水温を検出する水温センサ、エンジンのクランク角を検出するクランク角センサなど各種センサが設けられており、それらの出力信号もエンジン制御用電子制御ユニットに適宜入力され、エンジン10の制御に利用されるようになっている。
Although not described, the
このエンジン10では、運転条件制御手段18が酸素センサ16の出力信号に基づいて、空燃比を算出し、その算出された空燃比が目標値に一致するよう各気筒10aに対する燃料の噴射量をフィードバック制御する。この際、エンジン回転数やエンジン負荷等に基づいて噴射量の補正がなされて最終噴射量が算出され、その最終噴射量により燃料噴射装置11が制御される。
In this
上述した空燃比のフィードバック制御は、排気マニホールド12の排気集合部12bで検出した空燃比情報に基づいて各気筒の燃料噴射量(空燃比)を制御するものであるが、現実には各気筒10a毎に空燃比がばらつく。このため、本実施例の気筒間ばらつき検出装置により、各気筒10a間のばらつきの有無を判定するようになっている。その詳細を以下に説明する。
The air-fuel ratio feedback control described above controls the fuel injection amount (air-fuel ratio) of each cylinder based on the air-fuel ratio information detected by the
本実施例の気筒間ばらつき検出装置は、「気筒間ばらつき判定」プログラム17(図2に示すステップS101〜ステップS109)により構成されている。「気筒間ばらつき判定」手段プログラム17は、エンジン制御用電子制御ユニットのメモリ内に収納されている。エンジン10がスタートして、エンジン制御用電子制御ユニットがエンジン10の制御を開始すると、エンジン制御用電子制御ユニット内のCPUが「気筒間ばらつき判定」プログラム17の並列処理を開始する。なお、「気筒間ばらつき判定」プログラム17は、必要時に適宜実行されるようになっていてもよい。
The inter-cylinder variation detection apparatus of the present embodiment is constituted by an “inter-cylinder variation determination” program 17 (steps S101 to S109 shown in FIG. 2). The “inter-cylinder variation determination” means
エンジン制御用電子制御ユニット内のCPUが「気筒間ばらつき判定」プログラム17を開始すると、まず、ステップS101において、初期設定として、タイマ−T及びパラメータPをリセットする。タイマ−Tは、リセットされた時点から計時を開始し、予め設定された一定時間TL(例えば、数百ミリ秒〜数十秒)となるまで、計時を続ける。また、タイマ−Tは、次のステップS102において運転条件フラグが「OFF」となる毎にリセットされる。
When the CPU in the engine control electronic control unit starts the “inter-cylinder variation determination”
次に、ステップS102に移行して、運転条件フラグが「ON」であるか否かを判断する。ここで、運転条件フラグは、運転条件制御手段18が酸素センサ16の出力信号に基づいて燃料噴射装置11をフィードバック制御しつつ、燃料噴射装置11による空燃比をリッチ側とリーン側とで変化させる状態となった場合に「ON」となり、それ以外の場合には「OFF」となる。運転条件フラグが「ON」となる具体例としては、エンジンの回転数及び負荷が一定の状態となっている場合が挙げられる。運転条件フラグが「ON」となった場合の酸素センサ16の出力信号の波形の一例を図3の上から三段目に検出波形Sとして実線で示す。
Next, the process proceeds to step S102, and it is determined whether or not the operating condition flag is “ON”. Here, the operating condition flag changes the air-fuel ratio of the
ステップS102において「No」の場合、ステップS101に戻って、気筒間ばらつき判定に適した運転条件になるまで、ステップS101〜S102を繰り返す。 In the case of “No” in step S102, the process returns to step S101, and steps S101 to S102 are repeated until the operating condition suitable for the inter-cylinder variation determination is reached.
他方、ステップS102において「Yes」の場合、ステップS103に移行して、気筒間ばらつき判定をON状態とする。 On the other hand, if “Yes” in step S102, the process proceeds to step S103, and the inter-cylinder variation determination is turned on.
次に、ステップS104に移行して、酸素センサ16がサンプリング時間毎に出力する出力信号を順次取得して、出力信号を連続的につないだ波形である検出波形Sを取得する。
Next, the process proceeds to step S104, where the output signals output from the
次に、ステップS105に移行して、検出波形Sを構成する出力信号を移動平均して平均波形Hを取得する。移動平均の具体的方法は、数学、情報処理等の分野で周知であるので説明は省略するが、検出波形Sを構成する出力信号をエンジン2回転分の周期(各気筒10a間のばらつきの周期)で移動平均することが好ましい。また、平均波形Hは、検出波形Sに対して位相のずれが大きい場合、位相のずれが小さくなるように補正されることが好ましい。図3の上から三段目に示すように、平均波形H(検出波形Sに重ねて、破線で示す。)は、検出波形Sより滑らかな波形となる。
Next, the process proceeds to step S105, and the average waveform H is obtained by moving and averaging the output signals constituting the detection waveform S. A specific method of the moving average is well known in the fields of mathematics, information processing, etc., and will not be described. However, the output signal constituting the detection waveform S is set to a cycle of two engine revolutions (a cycle of variation between the
次に、ステップS106に移行して、サンプリング時間毎における検出波形Sと平均波形Hとの差の絶対値Zを算出する。絶対値Zの一例を図3の上から四段目に示す。 Next, the process proceeds to step S106, and the absolute value Z of the difference between the detected waveform S and the average waveform H at each sampling time is calculated. An example of the absolute value Z is shown in the fourth row from the top in FIG.
次に、ステップS107に移行して、絶対値Zを積算し、その積算値をパラメータPとする。パラメータPの一例を図3の上から五段目に示す。 Next, the process proceeds to step S107, where the absolute value Z is integrated, and the integrated value is set as the parameter P. An example of the parameter P is shown in the fifth row from the top in FIG.
次に、ステップS108に移行して、タイマ−Tが一定時間TL以上であるか否か(タイマ−Tがカウントアップしたか否か)を判断する。 Next, the process proceeds to step S108, and it is determined whether or not the timer-T is equal to or longer than the predetermined time TL (whether or not the timer-T has counted up).
ステップS108において「Yes」の場合、各気筒10a間のばらつきはない(「OK」)ことを意味するので、ステップS101に戻り、上述した処理を繰り返す。
If “Yes” in step S108, it means that there is no variation among the
他方、ステップS108において「No」の場合、ステップS109に移行して、パラメータPが閾値G1以上であるか否かを判断する。ここで、閾値G1は、各気筒10a間のばらつきが有る場合におけるパラメータPと、各気筒10a間のばらつきが無い場合におけるパラメータPとを多数採取して、両者を区別できるように設定された値である。
On the other hand, if “No” in step S108, the process proceeds to step S109 to determine whether or not the parameter P is equal to or greater than the threshold value G1. Here, the threshold value G1 is a value set so that a large number of parameters P when there is a variation between the
ステップS109において「No」の場合、気筒間ばらつき判定の途中であり、各気筒10a間のばらつきの有無が未確定であるので、ステップS102に戻り、ステップS102〜S109を繰り返す。ステップS102に戻った際に、エンジンの運転条件が途中で変化して運転条件フラグが「OFF」となっていれば、ステップS101に戻って、気筒間ばらつき判定を途中でキャンセルする。
In the case of “No” in step S109, it is in the midst of the cylinder-to-cylinder variation determination, and since the presence or absence of variation between the
他方、ステップS109において「Yes」の場合、ステップS110に移行して、タイマーTをストップし、各気筒10a間のばらつきが有る(「NG」)と判定する。
On the other hand, if “Yes” in step S109, the process proceeds to step S110, the timer T is stopped, and it is determined that there is variation among the
ステップS110の後は、「NG」の判定を受けて燃料噴射装置11の燃料噴射量等を適宜調整し、各気筒10a間のばらつきを解消することもできる。
After step S110, it is possible to eliminate the variation among the
ここで、図3を参照しつつ、上述のステップS101〜S110の処理の具体例を説明する。 Here, a specific example of the processing in steps S101 to S110 described above will be described with reference to FIG.
図3の上から三段目に示された周期的に変動する検出波形Sは、酸素センサ16の出力信号を連続的につないだ波形の一例を示している。本実施例では、酸素センサ16としてラムダ型酸素センサを採用している。このため、フィードバック制御状態で空燃比をリッチ側とリーン側とで変化させると、酸素センサ16の出力信号の波形Sがリッチ側に対応する高い電圧値(1V)と、リーン側に対応する低い電圧値(0V)との間で周期的に変化する。特に、空燃比がリッチ側とリーン側との境界近傍にある際、言い換えれば、出力信号の波形Sが1V側から0V側に変化する際、又は0V側から1V側に変化する際には、電圧値が短時間に急勾配で変化する。
The periodically varying detection waveform S shown in the third row from the top in FIG. 3 shows an example of a waveform in which the output signal of the
上記の場合、図3の最上段に示されるように、運転条件フラグが「OFF」から「ON」に切り替わるので、ステップS102からステップS103に移行して、気筒間ばらつき判定をON状態とする。 In the above case, as shown in the uppermost stage of FIG. 3, the operating condition flag is switched from “OFF” to “ON”, so the routine proceeds from step S102 to step S103, and the inter-cylinder variation determination is set to the ON state.
図3の上から二段目に示すように、タイマ−Tが一定時間TLとなるまでは、ステップS102〜S109が繰り返される。この間、ステップS104〜S107では、サンプリング時間毎における検出波形Sと平均波形Hとの差の絶対値Zを算出し、図3の上から五段目に示すように、絶対値Zの積算値であるパラメータPを取得する。 As shown in the second row from the top in FIG. 3, steps S102 to S109 are repeated until the timer-T reaches a certain time TL. Meanwhile, in steps S104 to S107, the absolute value Z of the difference between the detected waveform S and the average waveform H at each sampling time is calculated, and as shown in the fifth row from the top in FIG. A certain parameter P is acquired.
そして、タイマ−Tが一定時間TLとなるまでの場合、図3の上から三段目に示すように、検出波形Sはあまり乱れておらず、図3の上から五段目に示すように、パラメータPは閾値G1以上とならない。この場合は、各気筒10a間のばらつきが無い(「OK」)と判定する。
Then, until the timer-T reaches a certain time TL, as shown in the third row from the top in FIG. 3, the detection waveform S is not disturbed so much, as shown in the fifth row from the top in FIG. The parameter P does not exceed the threshold G1. In this case, it is determined that there is no variation (“OK”) among the
一方、タイマ−Tが一定時間TLとなってリセットされてから二度目に一定時間TLとなるまでの場合、検出波形Sはリッチ側で特に乱れており(図3において、矢印Rで示す。)、図3の上から五段目に示すように、パラメータPは閾値G1以上となる。この場合は、各気筒10a間のばらつきが有る(「NG」)と判定する。
On the other hand, the detection waveform S is particularly disturbed on the rich side after the timer-T is reset for a certain time TL and until the second time for a certain time TL (indicated by an arrow R in FIG. 3). As shown in the fifth row from the top in FIG. 3, the parameter P is equal to or greater than the threshold value G1. In this case, it is determined that there is a variation between the
こうして、実施例の気筒間ばらつき検出装置は、各気筒10a間のばらつきの有無を精度良く判定できる。
In this way, the inter-cylinder variation detection device of the embodiment can accurately determine the presence or absence of variation between the
ステップS104〜S107が、一定時間TL内に出力された出力信号の波形である検出波形Sと、一定時間T内に出力された出力信号を移動平均した平均波形Hとに基づいて、パラメータPを取得するパラメータ取得手段に相当する。 In steps S104 to S107, the parameter P is set based on the detection waveform S that is the waveform of the output signal output within the predetermined time TL and the average waveform H obtained by moving average of the output signal output within the predetermined time T. It corresponds to the parameter acquisition means to acquire.
ステップS109が、パラメータPと閾値G1とにより、各気筒10a間のばらつきの有無を判定する判定手段に相当する。
Step S109 corresponds to determination means for determining whether or not there is variation among the
ここで、実施例の気筒間ばらつき検出装置は、上述の駆動手段20に適用されるものであって、パラメータ取得手段S104〜S107と、判定手段S109とを備えている。
Here, the inter-cylinder variation detecting device of the embodiment is applied to the driving
この気筒間ばらつき検出装置では、各気筒10a間のばらつきが有る場合、検出波形Sが乱れてしまう。これに対して、平均波形Hは検出波形Sよりも滑らかな波形となるので、双方は大きく相違する。他方、各気筒10a間のばらつきがない場合、検出波形Sは全体的に乱れない。このため、検出波形Sを移動平均した平均波形Hと検出波形Sとはそれほど相違しない。このため、パラメータ取得手段S104〜S107が取得するパラメータPは、各気筒10a間のばらつきの有無に応じて異なる値となる。このため、判定手段S109は、パラメータPと閾値G1とにより、各気筒10a間のばらつきの有無を判定することができる。
In this inter-cylinder variation detection device, when there is variation between the
したがって、実施例の気筒間ばらつき検出装置は、酸素センサ16の出力信号を使って各気筒10a間のばらつきの有無を判定でき、その結果、従来と比較して、各気筒10a間のばらつきの有無をより精度良く判定できる。
Accordingly, the inter-cylinder variation detecting device of the embodiment can determine the presence / absence of variation between the
また、この気筒間ばらつき検出装置において、パラメータPは、サンプリング時間毎における検出波形Sと平均波形Hとの差の絶対値Zの積算値である。このため、この気筒間ばらつき検出装置は、各気筒10a間のばらつきの有無に応じたパラメータPの差異を一層際立たせることができ、その結果として、本発明の作用効果をより確実に奏することができる。
In this inter-cylinder variation detecting device, the parameter P is an integrated value of the absolute value Z of the difference between the detected waveform S and the average waveform H at each sampling time. For this reason, this inter-cylinder variation detection device can further highlight the difference in the parameter P according to the presence or absence of variation between the
さらに、この気筒間ばらつき検出装置は、酸素センサ16としてラムダ型酸素センサを採用しているため、空燃比がリッチ側とリーン側との境界近傍にある際に電圧値が短時間に急勾配で変化する。
Further, since this cylinder-to-cylinder variation detection device employs a lambda-type oxygen sensor as the
このような出力信号を出力するラムダ型酸素センサ16を採用する場合でも、パラメータ取得手段S104〜S107が検出波形Sと平均波形Hとに基づいて取得するパラメータPは、各気筒10a間のばらつきの有無に応じて異なる値となる。このため、この気筒間ばらつき検出装置は、本発明の作用効果を確実に享受できる。
Even when the lambda
以上において、本発明を実施例に即して説明したが、本発明は上記実施例に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。 While the present invention has been described with reference to the embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiments and can be appropriately modified and applied without departing from the spirit thereof.
例えば、実施例のラムダ型酸素センサ16の代わりに、酸素濃度の変化の全領域に対応して出力信号を発信する全領域型酸素センサを採用してもよい。
For example, instead of the lambda-
本発明は内燃機関及び駆動手段に利用可能である。 The present invention can be used for an internal combustion engine and driving means.
10…内燃機関(エンジン)
10a…気筒
11…燃料噴射装置
12…排気マニホールド
12a…排気通路
12b…排気集合部
16…酸素濃度検出手段(ラムダ型酸素センサ)
17…「気筒間ばらつき判定」プログラム
18…運転条件制御手段
20…駆動手段
G…閾値
P…パラメータ
S104〜S107…パラメータ取得手段
S109…判定手段
S…検出波形
H…平均波形
TL…一定時間
10 ... Internal combustion engine
DESCRIPTION OF
17 ... "Cylinder variation determination"
Claims (3)
該排気集合部に配設され、該排気集合部を流れる排気ガス中の酸素濃度に対応する出力信号をサンプリング時間毎に出力する酸素濃度検出手段と、
該出力信号に基づいて該燃料噴射装置をフィードバック制御しつつ、該燃料噴射装置による空燃比をリッチ側とリーン側とで変化させる運転条件制御手段と、を具備する駆動手段に適用される気筒間ばらつき検出装置であって、
一定時間内に出力された前記出力信号の波形である検出波形と、該一定時間内に出力された該出力信号を移動平均した平均波形とに基づいて、パラメータを取得するパラメータ取得手段と、
該パラメータと閾値とにより、各前記気筒間のばらつきの有無を判定する判定手段とを備えることを特徴とする気筒間ばらつき検出装置。 An internal combustion engine having a plurality of cylinders, a fuel injection device that is provided in the internal combustion engine and injects fuel into the cylinders, and an exhaust collection unit that is connected to the internal combustion engine and collects exhaust passages that communicate with the cylinders. An exhaust manifold having,
An oxygen concentration detecting means disposed in the exhaust collecting portion and outputting an output signal corresponding to the oxygen concentration in the exhaust gas flowing through the exhaust collecting portion at every sampling time;
An inter-cylinder applied to a drive means comprising: an operating condition control means for changing the air-fuel ratio by the fuel injection device between the rich side and the lean side while performing feedback control of the fuel injection device based on the output signal A variation detection device,
Parameter acquisition means for acquiring a parameter based on a detection waveform that is a waveform of the output signal output within a predetermined time and a moving average of the output signal output within the predetermined time; and
An inter-cylinder variation detection apparatus comprising: a determination unit that determines whether or not there is variation between the cylinders based on the parameter and the threshold value.
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JP2012031748A (en) * | 2010-07-28 | 2012-02-16 | Toyota Motor Corp | Air-fuel ratio diagnostic device of internal combustion engine |
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