JP2014066170A - Control device of internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device of an internal combustion engine which can narrow the cause of defective start-up when the internal combustion engine cannot start up normally.SOLUTION: In a system capable of measuring an ion current flowing through an electrode of an ignition plug upon combustion, in such a case that the start-up cannot be ended even when a predetermined time elapses from the start-up of an internal combustion engine, a place where abnormality exists is estimated based on the length of a period in which the magnitude of ion current measured when operating the engine just before exceeds a threshold. When the length of the period in which the magnitude of ionic current exceeds the threshold is extremely long, the smoldering of the ignition plug is suspected. On the contrary, when the length of the period is extremely short, an abnormality besides the smoldering of the ignition plug, for example, the failure of a fuel injection system is suspected. When the length of the period is middle, there is such a possibility that a gas mixture leaks during a compression stroke although the combustion itself occurs.

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関し、特に機関始動時の制御に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine, and more particularly to control at engine start.

内燃機関の始動時には、電動機であるスタータモータ(セルモータ)により機関のクランクシャフトを回転させるクランキングを行うことが通例である(例えば、下記特許文献を参照)。クランキングは、機関が初爆から連爆へと至り、クランクシャフトの回転速度が冷却水温等に応じて定まる判定値を超えたときに終了する。   When starting an internal combustion engine, it is usual to perform cranking by rotating a crankshaft of the engine by a starter motor (cell motor) which is an electric motor (for example, refer to the following patent document). Cranking ends when the engine starts from the first explosion to the consecutive explosion and the rotational speed of the crankshaft exceeds a determination value determined according to the coolant temperature or the like.

特開2011−202643号公報JP 2011-202643 A

内燃機関の始動がうまくいかない場合において、その原因は複数考えられる。列挙すると、点火プラグの電極にカーボン等のデポジットが付着し堆積することで火花点火に支障を来す、いわゆる点火プラグのくすぶりや、インジェクタから必要十分な量の燃料が噴射されない、あるいは、圧縮行程において混合気が吸気ポートまたは排気ポートに漏出しており、膨張行程にて燃焼自体は起こっているもののクランクシャフトの回転トルクが高まらない、等である。   When the internal combustion engine fails to start successfully, there are several possible causes. To enumerate, deposits such as carbon adhere to and accumulate on the electrode of the spark plug, which may interfere with spark ignition, so-called spark plug smoldering, or a sufficient amount of fuel is not injected from the injector, or the compression stroke In FIG. 3, the air-fuel mixture leaks into the intake port or the exhaust port, and although the combustion itself occurs in the expansion stroke, the rotational torque of the crankshaft does not increase.

にもかかわらず、従前の制御装置では、内燃機関の始動不良の原因、換言すれば異常の発生している箇所を絞り込むことは全く考慮されていなかった。それ故、サービスマンが内燃機関の全体をくまなく点検する等、原因の解析に少なからぬ手間と時間とが費やされている。   Nevertheless, the conventional control device does not consider at all the narrowing down of the cause of the start failure of the internal combustion engine, in other words, the location where the abnormality occurs. Therefore, a considerable amount of labor and time are spent analyzing the cause, such as a serviceman thoroughly checking the entire internal combustion engine.

本発明は、内燃機関の始動不良の原因を絞り込むことができるようにすることを所期の目的としている。   An object of the present invention is to make it possible to narrow down the cause of a start failure of an internal combustion engine.

上述の課題を解決するべく、本発明では、燃焼の際に点火プラグの電極を流れるイオン電流を検出する回路を介して電極を流れる電流を計測することのできる内燃機関の制御装置であって、停止している内燃機関の始動を開始してから所定時間が経過しても始動を完了できない場合、直前に内燃機関を運転していたときに前記回路を介して計測されたイオン電流の大きさが閾値を上回っている期間の長さに基づいて内燃機関における異常の存在箇所を推定することを特徴とする内燃機関の制御装置を構成した。   In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a control device for an internal combustion engine capable of measuring a current flowing through an electrode through a circuit for detecting an ionic current flowing through the electrode of a spark plug during combustion. The magnitude of the ionic current measured through the circuit when the internal combustion engine was operating immediately before if the engine could not be completed even after a predetermined time had elapsed since the start of the internal combustion engine being stopped The control apparatus for an internal combustion engine is characterized in that the location of an abnormality in the internal combustion engine is estimated based on the length of the period during which the value exceeds the threshold.

本発明によれば、内燃機関の始動不良の原因を絞り込むことができるようになる。   According to the present invention, it is possible to narrow down the cause of the start failure of the internal combustion engine.

本発明の一実施形態における内燃機関の概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of the internal combustion engine in one Embodiment of this invention. 同実施形態における火花点火装置の回路図。The circuit diagram of the spark ignition device in the embodiment. 内燃機関の気筒における燃焼圧及びイオン電流のそれぞれの推移を示す図。The figure which shows each transition of the combustion pressure and the ionic current in the cylinder of an internal combustion engine. 内燃機関の異常の存在する箇所と検出される電流の推移との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the location where abnormality of an internal combustion engine exists, and transition of the detected electric current. 同実施形態の制御装置が実行する処理の手順例を示すフローチャート。The flowchart which shows the example of a procedure of the process which the control apparatus of the embodiment performs.

本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図1に、本実施形態における車両用内燃機関の概要を示す。   An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an outline of an internal combustion engine for a vehicle in the present embodiment.

本実施形態における内燃機関は、火花点火式ガソリンエンジンであり、複数の気筒1(図1には、そのうち一つを図示している)を具備している。各気筒1の吸気ポート近傍には、燃料を噴射するインジェクタ11を設けている。また、各気筒1の燃焼室の天井部に、点火プラグ12を取り付けてある。   The internal combustion engine in the present embodiment is a spark ignition gasoline engine and includes a plurality of cylinders 1 (one of which is shown in FIG. 1). In the vicinity of the intake port of each cylinder 1, an injector 11 for injecting fuel is provided. A spark plug 12 is attached to the ceiling of the combustion chamber of each cylinder 1.

吸気を供給するための吸気通路3は、外部から空気を取り入れて各気筒1の吸気ポートへと導く。吸気通路3上には、エアクリーナ31、電子スロットルバルブ32、サージタンク33、吸気マニホルド34を、上流からこの順序に配置している。   The intake passage 3 for supplying intake air takes in air from the outside and guides it to the intake port of each cylinder 1. On the intake passage 3, an air cleaner 31, an electronic throttle valve 32, a surge tank 33, and an intake manifold 34 are arranged in this order from the upstream.

排気を排出するための排気通路4は、気筒1内で燃料を燃焼させた結果発生した排気を各気筒1の排気ポートから外部へと導く。この排気通路4上には、排気マニホルド42及び排気浄化用の三元触媒41を配置している。   The exhaust passage 4 for discharging the exhaust guides the exhaust generated as a result of burning the fuel in the cylinder 1 from the exhaust port of each cylinder 1 to the outside. An exhaust manifold 42 and an exhaust purification three-way catalyst 41 are disposed on the exhaust passage 4.

図2に、火花点火用の電気回路を示している。点火プラグ12は、点火コイル14にて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。点火コイル14は、半導体スイッチング素子であるイグナイタ13とともに、コイルケースに一体的に内蔵される。   FIG. 2 shows an electric circuit for spark ignition. The spark plug 12 receives spark voltage generated by the ignition coil 14 and causes spark discharge between the center electrode and the ground electrode. The ignition coil 14 is integrally incorporated in a coil case together with an igniter 13 that is a semiconductor switching element.

内燃機関の制御装置たるECU(Electronic Control Unit)0からの点火信号iをイグナイタ13が受けると、まずイグナイタ13が点弧して点火コイル14の一次側に電流が流れ、その直後の点火タイミングでイグナイタ13が消弧してこの電流が遮断される。すると、自己誘導作用が起こり、一次側に高電圧が発生する。そして、一次側と二次側とは磁気回路及び磁束を共有するので、二次側にさらに高い誘導電圧が発生する。この高い誘導電圧が点火プラグ12の中心電極に印加され、中心電極と接地電極との間で火花放電する。   When the igniter 13 receives an ignition signal i from an ECU (Electronic Control Unit) 0 that is a control device for the internal combustion engine, the igniter 13 is first ignited, and a current flows to the primary side of the ignition coil 14. The igniter 13 is extinguished to interrupt this current. Then, a self-induction action occurs, and a high voltage is generated on the primary side. Since the primary side and the secondary side share the magnetic circuit and the magnetic flux, a higher induced voltage is generated on the secondary side. This high induction voltage is applied to the center electrode of the spark plug 12, and spark discharge occurs between the center electrode and the ground electrode.

ECU0は、燃料の爆発燃焼の際に気筒1の燃焼室内に発生するイオン電流を検出し、このイオン電流を参照して燃焼状態の判定等を行う。   The ECU 0 detects an ionic current generated in the combustion chamber of the cylinder 1 at the time of fuel explosive combustion, and refers to the ionic current to determine a combustion state.

図2に示すように、本実施形態では、火花点火用の電気回路に、イオン電流を検出するための回路を付加している。この検出回路は、イオン電流を効果的に検出するためのバイアス電源部15と、イオン電流の多寡に応じた検出電圧を増幅して出力する増幅部16とを備える。バイアス電源部15は、バイアス電圧を蓄えるキャパシタ151と、キャパシタ151の電圧を所定電圧まで高めるためのツェナーダイオード152と、電流阻止用のダイオード153、154と、イオン電流に応じた電圧を出力する負荷抵抗155とを含む。増幅部16は、オペアンプに代表される電圧増幅器161を含む。   As shown in FIG. 2, in this embodiment, a circuit for detecting an ionic current is added to the electric circuit for spark ignition. This detection circuit includes a bias power supply unit 15 for effectively detecting an ionic current and an amplification unit 16 that amplifies and outputs a detection voltage corresponding to the amount of the ionic current. The bias power supply unit 15 includes a capacitor 151 that stores a bias voltage, a Zener diode 152 for increasing the voltage of the capacitor 151 to a predetermined voltage, current blocking diodes 153 and 154, and a load that outputs a voltage corresponding to the ion current. A resistor 155. The amplifying unit 16 includes a voltage amplifier 161 typified by an operational amplifier.

点火プラグ12の中心電極と接地電極との間のアーク放電時にはキャパシタ151が充電され、その後キャパシタ151に充電されたバイアス電圧により負荷抵抗155にイオン電流が流れる。イオン電流が流れることで生じる抵抗155の両端間の電圧は、増幅部16により増幅されてイオン電流信号hとしてECU0に受信される。   The capacitor 151 is charged during arc discharge between the center electrode and the ground electrode of the spark plug 12, and then an ion current flows through the load resistor 155 by the bias voltage charged in the capacitor 151. The voltage between both ends of the resistor 155 generated by the flow of the ionic current is amplified by the amplifying unit 16 and received by the ECU 0 as the ionic current signal h.

図3に、正常燃焼における、イオン電流及び気筒1内の燃焼圧力(筒内圧)のそれぞれの推移を例示する。図3中、実線がイオン電流、破線が燃焼圧である。イオン電流は、点火のための放電中は検出することができない。正常燃焼の場合のイオン電流は、火花点火の終了後、化学反応により、圧縮上死点の手前で減少した後、熱解離によって再び増加する。また、燃焼圧がピークを迎えるのとほぼ同時にイオン電流も極大となる。   FIG. 3 exemplifies transitions of the ionic current and the combustion pressure in the cylinder 1 (in-cylinder pressure) in normal combustion. In FIG. 3, the solid line is the ion current, and the broken line is the combustion pressure. The ionic current cannot be detected during the discharge for ignition. In the case of normal combustion, the ionic current decreases by a chemical reaction before the compression top dead center after the end of spark ignition, and then increases again by thermal dissociation. In addition, the ionic current reaches a maximum almost simultaneously with the peak of the combustion pressure.

図4に、内燃機関の異常の存在箇所毎の、イオン電流検出用の回路を介して計測される電流の推移を示す。図4中、実線は燃料の燃焼が正常な場合に計測される電流の推移である。これに対し、破線は、点火プラグ12がくすぶっているような場合に計測される電流の推移である。点火プラグ12のくすぶり、即ち点火プラグ12の中心電極及び/または接地電極にカーボン等の導電性のデポジットが付着すると、両電極間の絶縁抵抗が低下し、その分だけ燃料の燃焼中に当該電極を流れる電流が増大する。このため、気筒1における一回の燃焼の際に計測される電流が閾値を上回っている期間t1の長さが長大化する。 FIG. 4 shows the transition of the current measured via the ion current detection circuit for each location of abnormality in the internal combustion engine. In FIG. 4, the solid line represents the transition of the current measured when the fuel combustion is normal. On the other hand, a broken line is a transition of the current measured when the spark plug 12 is smoldered. When a conductive deposit such as carbon adheres to the smoldering of the spark plug 12, that is, the center electrode and / or the ground electrode of the spark plug 12, the insulation resistance between the two electrodes decreases, and the electrode is correspondingly burned during fuel combustion. The current flowing through increases. For this reason, the length of the period t 1 in which the current measured at the time of one combustion in the cylinder 1 exceeds the threshold increases.

図4中、鎖線は気筒1における燃料の燃焼が不安定または不十分な場合に計測される電流の推移である。燃焼が不安定または不十分であると、気筒1の燃焼室内に発生するイオンの量が少なくなることから、点火プラグ12の電極を流れる電流も減小する。このため、気筒1における一回の燃焼の際に計測される電流が閾値を上回っている期間t2の長さが短小化する。燃焼が不安定または不十分となる要因は幾つもあり、インジェクタ11から必要十分な量の燃料が噴射されないケースもあれば、点火コイル14その他の火花点火用の電気回路に問題が発生して点火プラグ12における火花放電が不完全となるケースもある。 In FIG. 4, the chain line represents the transition of the current measured when the fuel combustion in the cylinder 1 is unstable or insufficient. If the combustion is unstable or insufficient, the amount of ions generated in the combustion chamber of the cylinder 1 is reduced, so that the current flowing through the electrode of the spark plug 12 is also reduced. Therefore, the length of time t 2 the current is measured during one combustion in the cylinder 1 is greater than the threshold value is shortening. There are a number of factors that cause unstable or insufficient combustion. In some cases, a sufficient amount of fuel is not injected from the injector 11. In some cases, a problem occurs in the ignition coil 14 and other electrical circuits for spark ignition. In some cases, the spark discharge in the plug 12 is incomplete.

但し、燃料の燃焼が正常であったとしても、内燃機関に何らの異常もないとは断言できない。例えば、吸気バルブまたは排気バルブの弁体と弁座との間に異物を噛み込む等により、吸気バルブまたは排気バルブが完全に閉じきらなくなると、圧縮行程にある気筒1にて吸気の一部が吸気ポートまたは排気ポートに漏出し、吸気が圧縮不足となり、圧縮行程の終期における気筒1内圧力を低下させ、ひいては実効的な圧縮比を低下させる。圧縮比の低下は、膨張行程にて発生するクランクシャフトの回転トルクを減少させる。回転トルクが減少すれば、クランクシャフトの回転が必要十分に加速しなくなる。   However, even if the combustion of fuel is normal, it cannot be asserted that there is no abnormality in the internal combustion engine. For example, if the intake valve or the exhaust valve cannot be completely closed due to a foreign object being caught between the valve body of the intake valve or the exhaust valve and the valve seat, a part of the intake air is generated in the cylinder 1 in the compression stroke. Leakage into the intake port or exhaust port causes the intake air to become under-compressed, reducing the pressure in the cylinder 1 at the end of the compression stroke, and thus reducing the effective compression ratio. The reduction in the compression ratio decreases the rotational torque of the crankshaft that occurs in the expansion stroke. If the rotational torque is reduced, the rotation of the crankshaft will not be accelerated sufficiently.

ECU0は、内燃機関の運転中、各気筒1毎に、イオン電流検出用の回路を介して、点火プラグ12の電極を流れる電流を反復的に計測するとともに、その時系列に基づく電流値が閾値を上回っている期間の長さを測定している。この期間の長さは、気筒1における燃料の燃焼が正常であったか不良(失火を含む)であったかを判定する材料となる。   During the operation of the internal combustion engine, the ECU 0 repeatedly measures the current flowing through the electrode of the spark plug 12 for each cylinder 1 via the ion current detection circuit, and the current value based on the time series sets the threshold value. The length of the period that exceeds is measured. The length of this period is a material for determining whether fuel combustion in the cylinder 1 is normal or defective (including misfire).

なお、ECU0は、イグニッションスイッチがOFFに操作されたりアイドルストップ条件が成立したりして内燃機関を停止させる際、その停止の直前の時期に計測された、点火プラグ12の電極を流れる電流の大きさが閾値を上回っている期間の長さ、または点火プラグ12の電極を流れる電流の計測値の時系列そのものを、メモリに記憶して保持する。   Note that when the ECU 0 stops the internal combustion engine when the ignition switch is turned off or the idle stop condition is satisfied, the magnitude of the current flowing through the electrode of the spark plug 12 is measured immediately before the stop. The length of the period during which the value exceeds the threshold or the time series itself of the measured value of the current flowing through the electrode of the spark plug 12 is stored in the memory and held.

内燃機関の運転制御を司るECU0は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。   The ECU 0 that controls operation of the internal combustion engine is a microcomputer system having a processor, a memory, an input interface, an output interface, and the like.

入力インタフェースには、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号a、クランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するエンジン回転センサから出力されるクランク角信号(N信号)b、アクセルペダルの踏込量またはスロットルバルブ32の開度をアクセル開度(いわば、要求負荷)として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号c、ブレーキペダルの踏込量を検出するセンサから出力されるブレーキ踏量信号d、吸気通路3(特に、サージタンク33)内の吸気温及び吸気圧を検出する温度・圧力センサから出力される吸気温・吸気圧信号e、機関の冷却水温を検出する水温センサから出力される冷却水温信号f、吸気カムシャフトまたは排気カムシャフトの複数のカム角にてカム角センサから出力されるカム角信号(G信号)g、燃焼室内での混合気の燃焼に伴って生じるイオン電流を検出する回路から出力されるイオン電流信号h等が入力される。   The input interface includes a vehicle speed signal a output from a vehicle speed sensor that detects the actual vehicle speed of the vehicle, a crank angle signal (N signal) b output from an engine rotation sensor that detects the rotation angle of the crankshaft and the engine speed, An accelerator opening signal c output from a sensor that detects the amount of depression of the accelerator pedal or the opening of the throttle valve 32 as an accelerator opening (so-called required load), and a brake that is output from a sensor that detects the amount of depression of the brake pedal Stepping amount signal d, intake air temperature / intake pressure signal e output from a temperature / pressure sensor for detecting intake air temperature and intake pressure in intake passage 3 (especially surge tank 33), water temperature sensor for detecting engine cooling water temperature Output from the cam angle sensor at a plurality of cam angles of the cooling water temperature signal f output from the intake camshaft or exhaust camshaft. A cam angle signal (G signal) g is the ion current signal h or the like to be output from the circuit for detecting an ion current caused by the combustion of the mixture in the combustion chamber are inputted.

出力インタフェースからは、点火プラグ12のイグナイタ13に対して点火信号i、インジェクタ11に対して燃料噴射信号j、スロットルバルブ32に対して開度操作信号k等を出力する。   From the output interface, an ignition signal i is output to the igniter 13 of the spark plug 12, a fuel injection signal j is output to the injector 11, an opening operation signal k is output to the throttle valve 32, and the like.

ECU0のプロセッサは、予めメモリに格納されているプログラムを解釈、実行し、運転パラメータを演算して内燃機関の運転を制御する。ECU0は、内燃機関の運転制御に必要な各種情報a、b、c、d、e、f、g、hを入力インタフェースを介して取得し、エンジン回転数を知得するとともに気筒1に充填される吸気量を推算する。そして、それらエンジン回転数及び吸気量等に基づき、要求される燃料噴射量、燃料噴射タイミング(一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む)、燃料噴射圧、点火タイミングといった各種運転パラメータを決定する。運転パラメータの決定手法自体は、既知のものを採用することが可能である。ECU0は、運転パラメータに対応した各種制御信号i、j、kを出力インタフェースを介して印加する。   The processor of the ECU 0 interprets and executes a program stored in the memory in advance, calculates operation parameters, and controls the operation of the internal combustion engine. The ECU 0 acquires various information a, b, c, d, e, f, g, and h necessary for operation control of the internal combustion engine via the input interface, knows the engine speed, and is filled in the cylinder 1. Estimate the intake volume. Based on the engine speed, the intake air amount, and the like, various operating parameters such as required fuel injection amount, fuel injection timing (including the number of times of fuel injection for one combustion), fuel injection pressure, and ignition timing are determined. As the operation parameter determination method itself, a known method can be adopted. The ECU 0 applies various control signals i, j, k corresponding to the operation parameters via the output interface.

また、ECU0は、内燃機関の始動(冷間始動であることもあれば、アイドリングストップからの復帰であることもある)時において、スタータモータ(セルモータ、図示せず)に制御信号lを入力し、スタータモータのピニオンギアをフライホイール(MT車の場合)またはドライブプレート(AT車の場合)外周のリングギアに噛合させてクランクシャフトを回転させるクランキングを行う。そして、初爆から連爆へと至り、エンジン回転数が冷却水温等に応じて定まる判定値を超えたときに、完爆したものと見なしてクランキングを終了する。   Further, the ECU 0 inputs a control signal l to a starter motor (cell motor, not shown) when starting the internal combustion engine (a cold start or a return from an idling stop). Cranking is performed by rotating the crankshaft by engaging the pinion gear of the motor with the ring gear on the outer periphery of the flywheel (in the case of MT vehicle) or drive plate (in the case of AT vehicle). Then, from the first explosion to the consecutive explosion, when the engine speed exceeds a determination value determined according to the cooling water temperature or the like, it is considered that the explosion has been completed, and the cranking is finished.

図5に、内燃機関の始動の際にECU0がプログラムに従い実行する処理の手順例を示す。ECU0は、イグニッションスイッチがONに操作されたり、アイドルストップを終了して機関を再始動する条件が成立したりしたときに(ステップS1)、スタータモータによる機関のクランキングを開始する(ステップS2)とともに、各気筒1に燃料を噴射して混合気に点火する(ステップS3)始動処理を行う。   FIG. 5 shows a procedure example of processing executed by the ECU 0 according to a program when the internal combustion engine is started. The ECU 0 starts cranking of the engine by the starter motor (step S2) when the ignition switch is operated to be turned on or when a condition for ending the idle stop and restarting the engine is established (step S1). At the same time, fuel is injected into each cylinder 1 and the air-fuel mixture is ignited (step S3).

始動中のクランクシャフトの回転速度が判定値を超えたならば(ステップS4)、完爆したものと見なして機関のクランキングを終了する(ステップS5)。   If the rotational speed of the crankshaft that has been started exceeds the judgment value (step S4), it is considered that the explosion has been completed, and the cranking of the engine is terminated (step S5).

他方、完爆に至らないまま、クランキングを開始してから経過した時間が所定値を超えた場合には(ステップS6)、内燃機関の始動不良であり、始動処理を中止する。即ち、クランキング、燃料噴射及び点火を停止する(ステップS7)。並びに、内燃機関の始動不良の原因について推定を行う。   On the other hand, if the elapsed time from the start of cranking has exceeded a predetermined value without reaching a complete explosion (step S6), the internal combustion engine has failed to start and the starting process is stopped. That is, cranking, fuel injection, and ignition are stopped (step S7). In addition, the cause of the start failure of the internal combustion engine is estimated.

既に述べたように、ECU0は、内燃機関の直近の(停止前の)運転において計測された、燃焼中に点火プラグ12の電極を流れるイオン電流の大きさが閾値を上回る期間の長さ、または燃焼中に点火プラグ12の電極を流れるイオン電流値の時系列そのものを記憶し保持している。ECU0は、この記憶保持している情報により示される、イオン電流信号が閾値を上回る期間の長さに基づいて、内燃機関の始動不良の原因を推定する。   As already described, the ECU 0 measures the length of the period during which the magnitude of the ionic current flowing through the electrode of the spark plug 12 during combustion exceeds the threshold, as measured during the most recent operation (before stopping) of the internal combustion engine, or The time series itself of the ionic current value flowing through the electrode of the spark plug 12 during combustion is stored and retained. The ECU 0 estimates the cause of the starting failure of the internal combustion engine based on the length of the period in which the ion current signal exceeds the threshold value, which is indicated by the stored information.

具体的には、イオン電流信号が閾値を上回っている期間の長さが高位の所定値よりも大きかった(長かった)ならば(ステップS8)、点火プラグ12のくすぶり等による点火プラグ12の両電極間の抵抗の低下または短絡に起因した、火花点火の不良であると考えられる(ステップS9)。   Specifically, if the length of the period in which the ion current signal exceeds the threshold is greater (longer) than the high predetermined value (step S8), both of the spark plugs 12 due to smoldering of the spark plug 12 or the like. It is considered that the spark ignition is poor due to a decrease in resistance between the electrodes or a short circuit (step S9).

あるいは、イオン電流信号が閾値を上回っている期間の長さが低位の所定値よりも小さかった(短かった)ならば(ステップS10)、点火プラグ12のくすぶり等以外の原因によるものと推定される(ステップS11)。ステップS11に該当するケースとしては、インジェクタ11から必要十分な量の燃料が噴射されていないことの他、車載のバッテリの充電量の不足、点火プラグ12の電極の損耗、液状の燃料が点火プラグ12の電極に付着するいわゆるプラグ12のかぶり、または点火コイル14その他の火花点火用の電気回路の故障に起因した火花点火の不良等が考えられる。   Alternatively, if the length of the period during which the ion current signal exceeds the threshold is smaller (shorter) than the low predetermined value (step S10), it is presumed that it is caused by a cause other than smoldering of the spark plug 12. (Step S11). As a case corresponding to step S11, a necessary and sufficient amount of fuel is not injected from the injector 11, the in-vehicle battery is insufficiently charged, the electrode of the spark plug 12 is worn, and the liquid fuel is a spark plug. Possible problems include the so-called fogging of the plug 12 adhering to the 12 electrodes, or the failure of spark ignition due to the failure of the ignition coil 14 or other electrical circuit for spark ignition.

イオン電流信号が閾値を上回っている期間の長さが高位の所定値よりも小さく、かつ低位の所定値よりも大きかったならば、気筒1での燃料の燃焼自体は正常に近い状態であると思われる。にもかかわらず、内燃機関の始動に時間がかかるのは、圧縮行程にて混合気が吸気ポートまたは排気ポートに漏出することにより実効的な圧縮比が低下し、クランクシャフトの回転トルクが十分に高まらないからであろうと推察される(ステップS12)。   If the length of the period during which the ion current signal exceeds the threshold value is smaller than the high predetermined value and larger than the low predetermined value, the combustion of the fuel in the cylinder 1 itself is almost normal. Seem. Nevertheless, it takes time to start the internal combustion engine because the air-fuel mixture leaks to the intake port or exhaust port during the compression stroke, the effective compression ratio decreases, and the rotational torque of the crankshaft is sufficient. It is inferred that it will not increase (step S12).

しかして、ECU0は、内燃機関の始動不良の原因が、上記のステップS9、S11またはS12の何れに該当しているのかを識別する情報(ダイアグノーシスコード)を、そのときの日時のタイムスタンプ等とともにメモリに書き込んで記憶保持する(ステップS13)。この情報は、事後の検査や修理の作業における始動不良の原因の究明の助けとなる。   Thus, the ECU 0 provides information (diagnosis code) for identifying whether the cause of the start failure of the internal combustion engine corresponds to the above-described steps S9, S11, or S12, the time stamp of the date and time at that time, and the like At the same time, it is written into the memory and stored (step S13). This information will help determine the cause of start-up failures in subsequent inspection and repair operations.

また、内燃機関の始動を妨げる問題が存在していることを、運転者の視覚または聴覚に訴えかける態様で出力する(ステップS14)。例えば、車両のコックピット内に設置された警告灯(エンジンチェックランプ)を点灯させたり、ディスプレイに表示させたり、ブザーまたはスピーカから警告音を音声出力させたりする。ステップS14では、内燃機関の始動不良の原因を識別する情報を、併せて出力してもよい。   In addition, the fact that there is a problem that hinders the start of the internal combustion engine is output in a manner appealing to the driver's vision or hearing (step S14). For example, a warning light (engine check lamp) installed in a cockpit of a vehicle is turned on, displayed on a display, or a warning sound is output from a buzzer or a speaker. In step S14, information for identifying the cause of the start failure of the internal combustion engine may be output together.

本実施形態では、燃焼の際に点火プラグ12の電極を流れるイオン電流を検出する回路を介して電極を流れる電流を計測することのできる制御装置0であって、停止している内燃機関の始動を開始してから所定時間が経過しても始動を完了できない場合、直前に内燃機関を運転していたときに前記回路を介して計測されたイオン電流の大きさが閾値を上回っている期間の長さに基づいて内燃機関における異常の存在箇所を推定し、その推定結果を示す情報を記憶することを特徴とする内燃機関の制御装置0を構成した。   In this embodiment, the control device 0 is capable of measuring the current flowing through the electrode via a circuit that detects the ionic current flowing through the electrode of the spark plug 12 during combustion, and starts the internal combustion engine that is stopped. If the start cannot be completed even after a predetermined time has elapsed since the start of the operation, the ion current measured through the circuit when the internal combustion engine was operated immediately before A control device 0 for an internal combustion engine is characterized in that an abnormal location in the internal combustion engine is estimated based on the length, and information indicating the estimation result is stored.

本実施形態によれば、内燃機関の始動不良の原因を絞り込むことができるようになり、原因の解析及び内燃機関の修理に費やされる手間及び時間を削減することが可能となる。   According to this embodiment, it becomes possible to narrow down the cause of the start failure of the internal combustion engine, and it is possible to reduce the labor and time spent for analyzing the cause and repairing the internal combustion engine.

特に、内燃機関の始動不良の場合に、直近の過去の計測結果に基づいて内燃機関の現況を推測することにより、始動不良の原因を切り分けて特定することが容易となる。   In particular, in the case of a start failure of the internal combustion engine, it is easy to isolate and identify the cause of the start failure by estimating the current state of the internal combustion engine based on the latest past measurement results.

内燃機関を始動しかけてその始動を完遂できないケースでは、クランキング中に点火プラグ12の電極を流れるイオン電流信号についても図5に示す推定処理を実施し、直前に内燃機関を運転していたときのイオン電流信号に基づく推定処理の結果と併せて総合的に判断する、ということも考えられる。   In the case where the internal combustion engine is started and cannot be completed, the estimation process shown in FIG. 5 is also performed for the ion current signal flowing through the electrode of the spark plug 12 during cranking, and the internal combustion engine is operated immediately before. It is also conceivable to make a comprehensive judgment together with the result of the estimation process based on the ion current signal.

なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。例えば、ステップS8ないしS12は、その全てを実施するとは限られない。ステップS10ないしS12を省略してもよいし、または、ステップS8及びS9を省略してもよい。   The present invention is not limited to the embodiment described in detail above. For example, steps S8 to S12 are not necessarily performed all. Steps S10 to S12 may be omitted, or steps S8 and S9 may be omitted.

その他、各部の具体的構成や処理の手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。   In addition, the specific configuration of each unit, the processing procedure, and the like can be variously modified without departing from the spirit of the present invention.

本発明は、車両等に搭載される内燃機関の制御に適用することができる。   The present invention can be applied to control of an internal combustion engine mounted on a vehicle or the like.

0…制御装置(ECU)
1…気筒
12…点火プラグ
15…バイアス電源部
16…増幅部
0 ... Control unit (ECU)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cylinder 12 ... Spark plug 15 ... Bias power supply part 16 ... Amplification part

Claims (1)

燃焼の際に点火プラグの電極を流れるイオン電流を検出する回路を介して電極を流れる電流を計測することのできる内燃機関の制御装置であって、
停止している内燃機関の始動を開始してから所定時間が経過しても始動を完了できない場合、直前に内燃機関を運転していたときに前記回路を介して計測されたイオン電流の大きさが閾値を上回っている期間の長さに基づいて内燃機関における異常の存在箇所を推定することを特徴とする内燃機関の制御装置。
A control device for an internal combustion engine capable of measuring a current flowing through an electrode via a circuit for detecting an ionic current flowing through the electrode of a spark plug during combustion,
The magnitude of the ionic current measured through the circuit when the internal combustion engine was operating immediately before if the engine could not be completed even after a predetermined time had elapsed since the start of the internal combustion engine being stopped A control device for an internal combustion engine, wherein an abnormality location in the internal combustion engine is estimated based on a length of a period during which the value exceeds a threshold value.
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