JP2011220274A - 内燃機関の異常検出装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】多気筒エンジンの排気管集合部に取り付けられた、空燃比を検出する空燃比センサによりエンジンの排出ガスの空燃比を検出することができる内燃機関の制御装置において、通常運転時に連続した複数気筒分の平均空燃比をすべての気筒の組合せ分演算する複数気筒空燃比演算手段を備え、前記複数気筒空燃比演算手段により得られた、複数気筒噴射分の平均空燃比を比較することで、気筒間空燃比のばらつき異常を判定し、補正も行う。
【選択図】図3
Description
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態1について説明する。
図1はこの発明の実施の形態1に係る内燃機関の異常検出装置が適用される内燃機関システムを概略的に示す構成図である。
図1において、エンジン1には、エンジン負荷およびエンジン状態を検出するための各種センサとして、クランク角度を検出するクランク角センサ2と、カム角度を検出するカム角センサ3と、エンジン冷却水温を検出する水温センサ4とが設置されている。
さらに、エンジン1の排気通路15には、排気ガスCを浄化する三元触媒17が設置されている。
図2において、各気筒#1〜#4の吸気側には、個別のインジェクタ13が設置されている。
ECU19は、LAFS16からの空燃比情報および各種センサ情報に基づき、気筒ごとの燃料噴射量の演算を行い、気筒ごとのインジェクタ13を駆動制御する。
図3において、ECU19は、内燃機関の異常検出装置の主機能として、診断実行条件判定手段301と、複数気筒空燃比演算手段302と、気筒間空燃比異常検出手段303と、気筒間空燃比補正手段304とを備えている。
目標空燃比演算手段306は、各種センサ300の検出情報(エンジン1の運転状態)に基づき目標空燃比を演算する。
する。
気筒間空燃比異常検出手段303は、複数気筒空燃比演算手段302で求めた3気筒分の平均空燃比を用いて、気筒間空燃比のばらつき異常を検出する。
を備えている。
図3において、まず、診断実行条件判定手段301は、エンジン1の運転状態が気筒間空燃比のばらつき異常を検出できる状態(診断実行条件成立)であるか否かを判定する(ステップ401)。
なお、診断実行条件成立から診断実行終了までの期間では、同一条件でのモニタを行う必要があるので、LAFS16に基づく通常の燃料フィードバック制御を停止することが望ましい。
一方、ステップ401において、診断実行条件が成立(すなわち、YES)と判定されれば、複数気筒空燃比演算手段302は、通常運転時において、4気筒#1〜#4のうちの1気筒を除いた3気筒分の平均空燃比をすべての気筒の組合せ分だけ演算する(ステップ402)。
図5において、左から順に#1、#3、#4、#2に対応して配列された白丸および黒丸は、通常噴射順序を意味しており、黒丸に対応する気筒に対しては平均空燃比の演算を行うことを意味している。
すなわち、パターン(1)では、#3、#4、#2の3気筒の平均空燃比を演算し、パターン(2)では、#4、#2、#1の3気筒の平均空燃比を演算し、パターン(3)では、#2、#1、#3の3気筒の平均空燃比を演算し、パターン(4)では、#1、#3、#4の3気筒の平均空燃比を演算する。
なお、さらに精度向上を実現するために、パターン(1)〜(4)の各演算をそれぞれ所定回数だけ積算し、積算値の平均値を求めて、以後の演算で用いてもよい。
ステップ403において、気筒間空燃比のばらつき異常無し(すなわち、NO)と判定されれば、図4の処理ルーチンを終了する。
一方、ステップ401で診断実行条件が不成立(NO)、または、ステップ403で気筒間空燃比のばらつきが正常(NO)と判定された場合は、ステップ404の補正演算を実行せずに燃料噴射量が演算され、インジェクタ13は、補正量されない燃料噴射量を対象気筒に供給する。
図6は複数気筒空燃比演算手段302、気筒間空燃比異常検出手段303および気筒間空燃比補正手段304の具体的動作を示すフローチャートである。
続いて、気筒間空燃比異常検出手段303は、まず、パターン(1)〜(4)の各平均空燃比が「(3)=(4)=(2)≠(1)」の関係を満たすか否かを判定する(ステップ602)。
したがって、ステップ602においては、各パターン(3)、(4)、(2)の平均空燃比がほぼ同等の値を示し、パターン(1)の平均空燃比のみが異なる値(異常)を示すか否かを判定する。
以下、気筒間空燃比補正手段304は、#1気筒をリーンまたはリッチに補正し(ステップ611)、図6の処理ルーチンを終了する。
ステップ604においては、パターン(1)、(4)、(2)の平均空燃比がほぼ同等の値を示し、パターン(3)の平均空燃比のみが異なる値を示すか否かを判定する。
以下、気筒間空燃比補正手段304は、#3気筒をリーンまたはリッチに補正し(ステップ611)、図6の処理ルーチンを終了する。
ステップ606においては、パターン(1)、(3)、(2)の平均空燃比がほぼ同等の値を示し、パターン(4)の平均空燃比のみが異なる値を示すか否かを判定する。
以下、気筒間空燃比補正手段304は、#4気筒をリーンまたはリッチに補正し(ステップ611)、図6の処理ルーチンを終了する。
ステップ608においては、パターン(1)、(3)、(4)の平均空燃比がほぼ同等の値を示し、パターン(2)の平均空燃比のみが異なる値を示すか否かを判定する。
以下、気筒間空燃比補正手段304は、#2気筒をリーンまたはリッチに補正し(ステップ611)、図6の処理ルーチンを終了する。
すなわち、#1気筒が異常な場合は、#1気筒を含むパターン(3)、(4)、(2)と、#1気筒を含まないパターン(1)とのリッチ/リーン関係を判定し、#1気筒を含むパターンの方がリッチの場合には#1気筒をリーン側に補正し、#1気筒を含むパターンの方がリーンの場合には#1気筒をリッチ側に補正することにより気筒間空燃比のばらつきを補正する。
この場合、気筒間空燃比補正手段304は、#1気筒を含むパターンと目標空燃比とを比較して、#1気筒を含むパターンの方がリッチの場合には#1気筒をリーン側に補正し、#1気筒を含むパターンの方がリーンの場合には、#1気筒をリッチ側に補正することにより、気筒間空燃比のばらつきを補正する。
なお、上記実施の形態1(図6)では、各平均空燃比の比較に基づき異常判定したが、図7のように、各平均空燃比の中の最大値および最小値を考慮してばらつき異常を判定してもよい。
なお、この発明の実施の形態2における基本的な構成および動作については、図1〜図5に示した通りである。
まず、複数気筒空燃比演算手段302は、前述と同様に、各パターン(1)〜(4)の平均空燃比を演算する(ステップ701)。
ステップ702において、偏差ΔAFが所定値未満(すなわち、NO)と判定されれば、正常と判定して(ステップ703)、図7の処理ルーチンを終了する。
たとえば、図5内のパターン(1)〜(4)の3気筒分の平均空燃比が、大きい順に、(1)→(3)→(4)→(2)となっている場合、3気筒分の平均空燃比のパターンの大小関係から、以下のように、各気筒の空燃比の大小関係を推定することができる。
この結果、ステップ704において、各気筒の空燃比の大小関係は、#2>#4>#3>#1であることが推定される。
つまり、ステップ705においては、パターン(1)〜(4)の中の最大空燃比と目標空燃比との偏差ΔAFmaxの絶対値が、パターン(1)〜(4)の中の最小空燃比と目標空燃比との偏差ΔAFminの絶対値よりも大きいか否かを判定する。
以下、気筒間空燃比補正手段304は、ばらつき異常気筒をリッチ側に補正して(ステップ707)、図7の処理ルーチンを終了する。
以下、気筒間空燃比補正手段304は、ばらつき異常気筒をリーン側に補正して(ステップ709)、図7の処理ルーチンを終了する。
これにより、気筒間空燃比のばらつきを極めて小さくすることができる。
Claims (3)
- 複数気筒を有するエンジンの排気管集合部に取り付けられて前記エンジンの排出ガスの空燃比を検出するリニア空燃比センサと、
前記リニア空燃比センサの検出値に基づき、連続した複数気筒噴射分の平均空燃比を、すべての気筒の組合せ分だけ演算する複数気筒空燃比演算手段と、
前記平均空燃比のそれぞれを比較することにより、気筒間空燃比のばらつきを検出する気筒間空燃比異常検出手段と、
前記気筒間空燃比異常検出手段により前記気筒間空燃比のばらつきの異常が検出された場合に、前記気筒間空燃比のばらつきを補正する気筒間空燃比補正手段と
を備えた内燃機関の異常検出装置。 - 前記気筒間空燃比異常検出手段は、前記平均空燃比に基づき気筒ごとの空燃比の大小関係を推定し、前記空燃比の大小関係と前記平均空燃比の大小関係との相関から、前記気筒間空燃比のばらつきを検出することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の異常検出装置。
- 前記エンジンの運転状態を検出する各種センサと、
前記各種センサの検出情報に基づき目標空燃比を演算する目標空燃比演算手段と、
前記リニア空燃比センサの検出値と前記目標空燃比との偏差に基づき空燃比補正量を演算する空燃比補正量演算手段とを備え、
前記気筒間空燃比異常検出手段は、前記空燃比補正量または前記空燃比補正量の学習値から前記平均空燃比を演算して、前記気筒間空燃比のばらつきを検出することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の内燃機関の異常検出装置。
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