JP2017002748A - Internal combustion engine device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関装置に関し、詳しくは、排気を吸気に還流する排気還流管を有する排気再循環装置が取り付けられた内燃機関を備える内燃機関装置に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine device, and more particularly, to an internal combustion engine device including an internal combustion engine to which an exhaust gas recirculation device having an exhaust gas recirculation pipe for returning exhaust gas to intake air is attached.
従来、この種の内燃機関装置としては、排気再循環装置の排気環流管の流量(EGRガス流量)を、内燃機関の排気管の圧力(排気圧)と排気還流後の吸気管の圧力(吸気圧)とに基づいて推定するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この装置では、まず、排気圧と、吸気圧と、排気環流管に介装された絞り部の有効開口面積と、EGRガスの密度と、EGRガスの比熱比と、に基づいて暫定EGRガス量を推定する。そして、排気圧と吸気圧との差圧に応じた補正値を暫定EGRガス量に乗じてEGRガス流量を推定する。 Conventionally, in this type of internal combustion engine device, the flow rate of the exhaust gas recirculation pipe (EGR gas flow rate) of the exhaust gas recirculation device is set such that the pressure of the exhaust pipe of the internal combustion engine (exhaust pressure) and the pressure of the intake pipe after exhaust gas recirculation (suction). What is estimated based on (atmospheric pressure) has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In this apparatus, first, the provisional EGR gas amount is based on the exhaust pressure, the intake pressure, the effective opening area of the constricted portion interposed in the exhaust gas recirculation pipe, the density of EGR gas, and the specific heat ratio of EGR gas. Is estimated. Then, the EGR gas flow rate is estimated by multiplying the provisional EGR gas amount by a correction value corresponding to the differential pressure between the exhaust pressure and the intake pressure.
内燃機関で失火が生じているか否かを判定する手法としては、空燃比センサからの信号を用いて行なう手法,内燃機関の回転変動を用いて行なう手法,内燃機関の各気筒内の圧力を用いて行なう手法などが提案されている。しかし、内燃機関の始動時には、一般に、内燃機関の始動性を良好にするために、燃料噴射量の増量補正を行なうと共に空燃比センサからの信号を用いた空燃比フィードバック制御を行なわない。このため、空燃比センサからの信号を用いて内燃機関で失火が生じているか否かを判定することは困難となる。また、内燃機関の始動時には、内燃機関の回転変動が不規則になることが多い。このため、内燃機関の回転変動を用いて内燃機関で失火が生じているか否かを判定することも困難となる。内燃機関の各気筒内の圧力を用いれば、内燃機関の始動時でも、内燃機関で失火が生じているか否かを判定することは可能であるが、この場合、各気筒に圧力センサを取り付ける必要があり、コストが高くなってしまう。これらのことから、簡易な手法によって内燃機関で失火が生じているか否かを判定することが要請されている。 As a method for determining whether or not misfire has occurred in the internal combustion engine, a method performed using a signal from an air-fuel ratio sensor, a method performed using rotational fluctuations of the internal combustion engine, or a pressure in each cylinder of the internal combustion engine is used. The method to perform is proposed. However, when the internal combustion engine is started, in general, in order to improve the startability of the internal combustion engine, the fuel injection amount is increased and corrected, and the air-fuel ratio feedback control using the signal from the air-fuel ratio sensor is not performed. For this reason, it becomes difficult to determine whether or not misfire has occurred in the internal combustion engine using a signal from the air-fuel ratio sensor. Further, when the internal combustion engine is started, the rotational fluctuation of the internal combustion engine often becomes irregular. For this reason, it becomes difficult to determine whether or not misfire has occurred in the internal combustion engine using the rotational fluctuation of the internal combustion engine. If the pressure in each cylinder of the internal combustion engine is used, it is possible to determine whether a misfire has occurred in the internal combustion engine even when the internal combustion engine is started. In this case, it is necessary to attach a pressure sensor to each cylinder. There will be high costs. For these reasons, it is required to determine whether or not misfire has occurred in the internal combustion engine by a simple method.
本発明の内燃機関装置は、簡易な手法によって内燃機関で失火が生じているか否かを判定する装置を提案することを主目的とする。 The internal combustion engine device of the present invention is mainly intended to propose a device for determining whether misfire has occurred in an internal combustion engine by a simple method.
本発明の内燃機関装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The internal combustion engine apparatus of the present invention employs the following means in order to achieve the main object described above.
本発明の内燃機関装置は、
排気を吸気に還流する排気還流管を有する排気再循環装置が取り付けられた内燃機関を備える内燃機関装置において、
前記排気還流管において排気に圧力損失を生じさせる圧力損失部と、
前記排気還流管における前記圧力損失部の前後の差圧を検出する差圧センサと、
前記差圧センサにより検出された差圧が閾値よりも大きいときに、前記内燃機関で失火が生じていると判定する判定手段と、
を備えることを要旨とする。
The internal combustion engine device of the present invention is
In an internal combustion engine device comprising an internal combustion engine to which an exhaust gas recirculation device having an exhaust gas recirculation pipe for recirculating exhaust gas to intake air is attached,
A pressure loss part that causes a pressure loss in the exhaust in the exhaust gas recirculation pipe;
A differential pressure sensor for detecting a differential pressure before and after the pressure loss portion in the exhaust gas recirculation pipe;
Determination means for determining that misfire has occurred in the internal combustion engine when the differential pressure detected by the differential pressure sensor is greater than a threshold;
It is a summary to provide.
この本発明の内燃機関装置では、排気還流管において排気に圧力損失を生じさせる圧力損失部と、排気還流管における圧力損失部の前後の差圧を検出する差圧センサと、を備える。そして、この差圧センサにより検出された差圧が閾値よりも大きいときに、内燃機関で失火が生じていると判定する。内燃機関で失火が生じているときには、未燃焼燃料を含む排気が排気還流管を介して吸気に還流する。このため、内燃機関で失火が生じていないときに比して、排気環流管内の排気の密度が大きくなり、圧力損失部の前後の差圧(圧力損失部での排気の圧力損失)が大きくなる。したがって、この差圧が閾値よりも大きいときに内燃機関で失火が生じていると判定することにより、簡易な手法によって内燃機関で失火が生じているか否かを判定することができる。なお、上述したように、内燃機関の始動時には、空燃比センサからの信号や内燃機関の回転変動を用いて内燃機関で失火が生じているか否かを判定することは困難であるから、差圧を用いて内燃機関で失火が生じているか否かを判定することは、より有用であると考えられる。勿論、内燃機関の始動時に限定する必要はない。 The internal combustion engine apparatus according to the present invention includes a pressure loss part that causes a pressure loss in the exhaust gas in the exhaust gas recirculation pipe, and a differential pressure sensor that detects a differential pressure before and after the pressure loss part in the exhaust gas recirculation pipe. When the differential pressure detected by the differential pressure sensor is greater than the threshold value, it is determined that misfire has occurred in the internal combustion engine. When misfire occurs in the internal combustion engine, the exhaust gas including unburned fuel is recirculated to the intake air through the exhaust gas recirculation pipe. For this reason, compared to when no misfire occurs in the internal combustion engine, the density of the exhaust gas in the exhaust gas recirculation pipe increases, and the differential pressure before and after the pressure loss part (exhaust pressure loss at the pressure loss part) increases. . Accordingly, by determining that misfire has occurred in the internal combustion engine when this differential pressure is greater than the threshold value, it is possible to determine whether or not misfire has occurred in the internal combustion engine by a simple method. As described above, at the time of starting the internal combustion engine, it is difficult to determine whether or not misfiring has occurred in the internal combustion engine using a signal from the air-fuel ratio sensor or the rotational fluctuation of the internal combustion engine. It is considered more useful to determine whether misfire has occurred in the internal combustion engine using Of course, it is not necessary to limit the time when the internal combustion engine is started.
こうした本発明の内燃機関装置において、前記圧力損失部は、絞り部であるものとしてもよい。この場合、絞り部の前後の差圧を用いて内燃機関で失火が生じているか否かを判定することができる。 In such an internal combustion engine device of the present invention, the pressure loss part may be a throttle part. In this case, it is possible to determine whether or not misfire has occurred in the internal combustion engine using the differential pressure before and after the throttle portion.
圧力損失部が絞り部である態様の本発明の内燃機関装置において、前記排気再循環装置は、前記排気還流管に取り付けられて前記吸気管への排気の供給量を調整すると共に前記絞り部として機能する調節バルブを有するものとしてもよい。この場合、調節バルブの前後の差圧を用いて内燃機関で失火が生じているか否かを判定することができる。 In the internal combustion engine device of the present invention in which the pressure loss portion is a throttle portion, the exhaust gas recirculation device is attached to the exhaust gas recirculation pipe, adjusts the supply amount of exhaust gas to the intake pipe, and serves as the throttle section. It may have a functioning control valve. In this case, it is possible to determine whether or not misfire has occurred in the internal combustion engine using the differential pressure before and after the control valve.
排気再循環装置が調節バルブを有する態様の本発明の内燃機関装置において、前記閾値は、前記内燃機関の排気圧および吸気圧と前記調節バルブの開度とに応じて設定されるものとしてもよい。こうすれば、閾値をより適切に設定することができる。 In the internal combustion engine device of the present invention in which the exhaust gas recirculation device has a control valve, the threshold value may be set according to the exhaust pressure and intake pressure of the internal combustion engine and the opening degree of the control valve. . In this way, the threshold value can be set more appropriately.
また、本発明の内燃機関装置において、前記排気再循環装置は、前記排気還流管に取り付けられて排気を冷却すると共に前記圧力損失部として機能する排気冷却器を有するものとしてもよい。この場合、排気冷却器の前後の差圧を用いて内燃機関で失火が生じているか否かを判定することができる。 In the internal combustion engine apparatus of the present invention, the exhaust gas recirculation device may include an exhaust cooler that is attached to the exhaust gas recirculation pipe and cools the exhaust gas and functions as the pressure loss unit. In this case, it is possible to determine whether or not misfire has occurred in the internal combustion engine using the differential pressure before and after the exhaust cooler.
本発明の内燃機関装置において、前記内燃機関の空燃比を検出する空燃比センサと、前記内燃機関の始動条件の成立後で且つ該内燃機関の始動後に前記空燃比センサにより検出される空燃比を用いた空燃比フィードバック制御を開始する前に、前記排気再循環装置による排気の吸気への還流が開始されるように前記排気再循環装置を制御する制御手段と、を備えるものとしてもよい。 In the internal combustion engine device of the present invention, an air-fuel ratio sensor for detecting an air-fuel ratio of the internal combustion engine, and an air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor after the start condition of the internal combustion engine is established and after the internal combustion engine is started Control means for controlling the exhaust gas recirculation device so that the exhaust gas recirculation device starts recirculation of the exhaust gas to the intake air before starting the used air-fuel ratio feedback control may be provided.
本発明の内燃機関装置において、前記内燃機関は複数気筒を有し、前記内燃機関の空燃比を検出する空燃比センサと、前記内燃機関の始動時には、各気筒の燃料噴射量の増量補正を行なうと共に前記空燃比センサにより検出される空燃比を用いた空燃比フィードバック制御を行なわない制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記内燃機関の始動時に、前記判定手段により前記内燃機関で失火が生じていると判定されると、該失火が生じている失火気筒を特定すると共に該失火気筒の排気が前記排気還流管を介して供給される供給気筒を特定し、該供給気筒の燃料噴射量を減量補正する手段であるものとしてもよい。内燃機関の始動時(各気筒の燃料噴射量の増量補正を行なうと共に空燃比フィードバック制御を行なわないとき)に内燃機関で失火が生じていると、空燃比が比較的大きくリッチ側になってエミッションが悪化する懸念がある。これに対して、供給気筒の燃料噴射量を減量補正することにより、空燃比が比較的大きくリッチ側になるのを抑制し、エミッションが悪化するのを抑制することができる。 In the internal combustion engine apparatus according to the present invention, the internal combustion engine has a plurality of cylinders, and an air-fuel ratio sensor that detects an air-fuel ratio of the internal combustion engine, and correction of increasing the fuel injection amount of each cylinder when the internal combustion engine is started. And control means that does not perform air-fuel ratio feedback control using the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor, and the control means causes misfire in the internal combustion engine by the determination means when the internal combustion engine is started. When it is determined that the misfire has occurred, the misfire cylinder in which the misfire has occurred is specified, the supply cylinder to which the exhaust of the misfire cylinder is supplied via the exhaust gas recirculation pipe is specified, and the fuel injection amount of the supply cylinder It is good also as a means to correct | amend weight reduction. If misfire occurs in the internal combustion engine when the internal combustion engine is started (when the fuel injection amount of each cylinder is increased and correction is not performed), the air-fuel ratio becomes relatively large and the emission becomes relatively rich. There is concern that it will get worse. On the other hand, by correcting the fuel injection amount of the supply cylinder to be reduced, it is possible to suppress the air-fuel ratio from becoming relatively large and rich, and to suppress the deterioration of emissions.
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, the form for implementing this invention is demonstrated using an Example.
図1は、本発明の一実施例としての内燃機関装置10の構成の概略を示す構成図である。実施例の内燃機関装置10は、内燃機関としてのエンジン12と、エンジン12を運転制御する電子制御ユニット70と、を備える。なお、この内燃機関装置10は、エンジン12および図示しないモータを備えると共にエンジン12の間欠運転を伴って走行するハイブリッド自動車,エンジン12からの動力だけを用いて走行すると共に停車中にアイドルストップを行なう自動車などに搭載される。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of an internal
エンジン12は、4気筒を有すると共にガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されている。図示するように、エンジン12は、エアクリーナ22によって清浄された空気を吸気管25に吸入すると共に燃料噴射弁26から吸気管25に燃料を噴射して空気と燃料とを混合し、この混合気を吸気バルブ28を介して燃焼室29に吸入する。そして、吸入した混合気を点火プラグ30による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギによって押し下げられるピストン32の往復運動をクランクシャフト14の回転運動に変換する。燃焼室29から排気管33に排出される排気は、一酸化炭素(CO),炭化水素(HC),窒素酸化物(NOx)の有害成分を浄化する浄化触媒(三元触媒)を有する浄化装置34を介して外気に排出される。この排気管33の排気は、外気に排出されるだけでなく、排気再循環装置(以下、「EGR(Exhaust Gas Recirculation)装置」という)60を介して吸気管25に還流される。EGR装置60は、EGR管62と、EGRクーラ64と、EGRバルブ66と、を備える。EGR管62は、排気管33の浄化装置34よりも下流側と吸気管25のサージタンクとを連絡する。EGRクーラ64は、エンジン12の冷却水とEGR管62内の排気との熱交換を行なう。EGRバルブ66は、EGR管62のEGRクーラ64よりも吸気管25側に設けられており、弁座66aと、弁体66bと、を有する。弁座66aは、EGR管62の内径よりも小さい径の穴を有する。弁体66bは、ステッピングモータ67によって駆動され、図中上下方向に移動する。このEGRバルブ66は、弁体66bが図中下側(弁座66aに接近する側)に移動して、弁体66bの先端部(図中下端部)が弁座66aの穴を塞ぐことによって閉弁する。また、EGRバルブ66は、弁体66bが図中上側(弁座66aから離間する側)に移動して、弁体66bの先端部が弁座66aから離間して弁座66aの穴を開口させることによって開弁する。このEGRバルブ66(特に、弁座66aおよび弁体66bの先端部)は、本発明の「絞り部」として機能する。このEGR装置60は、EGRバルブ66の開度を調節することにより、排気管33の排気の還流量を調節して吸気管25に還流させる。エンジン12は、こうして空気と排気とガソリンとの混合気を燃焼室29に吸引することができるようになっている。以下、排気管33の排気をEGR管62を介して吸気管25に還流させることをEGRといい、排気管33から吸気管25に還流する排気をEGRガスといい、EGRガスの量をEGR量という。
The
電子制御ユニット70は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROM,データを一時的に記憶するRAM,入出力ポートを備える。電子制御ユニット70には、エンジン12を運転制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。各種センサからの信号としては、以下のものを挙げることができる。
・クランクシャフト14の回転位置を検出するクランクポジションセンサ40からのクランク角θcr
・エンジン12の冷却水の温度を検出する水温センサ42からの冷却水温Tw
・吸気バルブ28を開閉するインテークカムシャフトの回転位置や排気バルブを開閉するエキゾーストカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ44からのカム角θci,θco
・吸気管25に設けられたスロットルバルブ24のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ46からのスロットル開度TH
・吸気管25に取り付けられたエアフローメータ48からの吸入空気量Qa
・吸気管25に取り付けられた温度センサ49からの吸気温Ta
・吸気管25内の圧力を検出する吸気圧センサ58からの吸気圧Pin
・浄化装置34の浄化触媒の温度を検出する温度センサからの触媒温度Tc
・排気管33に取り付けられた空燃比センサ35aからの空燃比AF
・排気管33に取り付けられた酸素センサ35bからの酸素信号O2
・排気管33内の圧力を検出する排気圧センサ35cからの排気圧Pout
・シリンダブロックに取り付けられてノッキングの発生に伴って生じる振動を検出するノックセンサ59からのノック信号Ks
・EGRバルブ66の開度を検出するEGRバルブ開度センサ68からのEGRバルブ開度EV
・EGRバルブ66の前後(弁座66aおよび弁体66bの先端部よりも排気管33側,吸気管25側)の差圧を検出する差圧センサ69からの差圧ΔP
Although not shown, the
A crank angle θcr from a crank
-Cooling water temperature Tw from the
Cam angles θci and θco from a
A throttle opening TH from a throttle
Intake air amount Qa from the
Intake air temperature Ta from the
Intake pressure Pin from an
The catalyst temperature Tc from the temperature sensor that detects the temperature of the purification catalyst of the
Air-fuel ratio AF from the air-
The oxygen signal O2 from the
Exhaust pressure Pout from the exhaust pressure sensor 35c that detects the pressure in the
A knock signal Ks from a
EGR valve opening EV from the EGR
A differential pressure ΔP from a
電子制御ユニット70からは、エンジン12を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。各種制御信号としては、以下のものを挙げることができる。
・スロットルバルブ24のポジションを調節するスロットルモータ36への駆動制御信号
・燃料噴射弁26への駆動制御信号
・イグナイタと一体化されたイグニッションコイル38への駆動制御信号
・EGRバルブ66の開度を調節するステッピングモータ67への駆動制御信号
Various control signals for controlling the operation of the
A drive control signal to the
電子制御ユニット70は、クランクポジションセンサ40からのクランク角θcrに基づいて、クランクシャフト14の回転数、即ち、エンジン12の回転数Neを演算している。また、電子制御ユニット70は、エアフローメータ48からの吸入空気量Qaとエンジン12の回転数Neとに基づいて、エンジン12の負荷としての体積効率(エンジン12の1サイクルあたりの行程容積に対する1サイクルで実際に吸入される空気の容積の比)KLを演算している。
The
こうして構成された実施例の内燃機関装置10では、エンジン12を運転する際には、エンジン12から要求出力が出力されるように、スロットルバルブ24の開度を調節する吸入空気量制御,燃料噴射弁26からの燃料噴射量を調節する燃料噴射制御,点火プラグ30の点火時期を調節する点火制御,EGRバルブ66の開度を調節するEGR制御を行なう。燃料噴射制御では、エンジン12の始動時には、給油される燃料の種類や燃料の燃料タンク内での経時的変化などによって燃料の性状が異なることを考慮して、エンジン12の始動性を良好にするために、各気筒の燃料噴射量の増量補正を行なうと共に空燃比フィードバック制御(空燃比センサ35aからの空燃比AFを目標空燃比AF*とするための燃料噴射量の補正)を行なわない。そして、その後に、空燃比フィードバック制御の開始条件(例えば、始動時の各気筒の燃料噴射量の増量補正を終了する条件(例えば、各気筒に対して所定回数ずつ燃料噴射を行なった条件など)など)が経過すると、空燃比フィードバック制御を開始する。また、吸入空気量制御,点火制御,EGR制御は、本発明の中核をなさないことから、詳細な説明は省略する。
In the internal
次に、こうして構成された実施例の内燃機関装置10の動作、特に、エンジン12で失火が生じているか否かを判定する際の動作について説明する。図2は、実施例の電子制御ユニット70によって実行される失火判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、エンジン12の停止中に実行が開始される。
Next, the operation of the internal
失火判定ルーチンが実行されると、電子制御ユニット70は、まず、エンジン12の始動条件が成立するのを待つ(ステップS100)。そして、エンジン12の始動条件が成立すると、EGRバルブ66を開弁させる(ステップS110)。また、エンジン12の始動条件が成立すると、エンジン12のクランクシャフト14に接続されたモータまたはスタータによってエンジン12をクランキングし、エンジン12の回転数が所定回転数以上に至ると、エンジン12の運転を開始する。なお、実施例では、上述のエンジン12の始動時として、エンジン12の始動条件が成立してから空燃比フィードバック制御を開始するまでを考えるものとした。
When the misfire determination routine is executed, the
続いて、差圧センサ69からEGRバルブ66の前後の差圧ΔP,吸気圧センサ58からの吸気圧Pin,排気圧センサ35cからの排気圧Pout,EGRバルブ開度センサ68からのEGRバルブ開度EVを入力する(ステップS120)。そして、吸気圧Pinと排気圧PoutとEGRバルブ開度EVとに基づいてEGRバルブ66の前後の基準差圧ΔPbを設定し(ステップS130)、差圧ΔPから基準差圧ΔPbを減じた値(ΔP−ΔPb)を所定値ΔPmと比較する(ステップS140)。EGRバルブ66の開弁時には、EGR管62に排気(EGRガス)が流れることによって、EGRバルブ66の前後で排気に差圧が生じる(EGRバルブ66で排気に圧力損失を生じさせる)。基準差圧ΔPbは、エンジン12の何れの気筒でも失火が生じていないときにEGRバルブ66の前後に生じる差圧であり、実施例では、吸気圧Pinと排気圧PoutとEGRバルブ開度EVと基準差圧ΔPbとの関係を予め実験や解析によって定めてマップとして図示しないROMに記憶しておき、吸気圧Pinと排気圧PoutとEGRバルブ開度EVとが与えられると、このマップから対応する基準差圧ΔPbを導出して設定するものとした。また、所定値ΔPmは、エンジン12の何れの気筒でも失火が生じていないときに値(ΔP−ΔPb)が取り得る範囲の上限として予め実験や解析によって定めた値を用いるものとした。
Subsequently, the differential pressure ΔP before and after the EGR valve 66 from the
ステップS140で値(ΔP−ΔPb)が所定値ΔPm以下のとき、即ち、差圧ΔPが基準差圧ΔPbに所定値ΔPmを加えた値(ΔPb+ΔPm)以下のときには、エンジン12は正常である(エンジン12の何れの気筒でも失火は生じていない)と判定し(ステップS150)、空燃比フィードバック制御が開始されたか否かを判定する(ステップS160)。そして、空燃比フィードバック制御が開始されていないときには、ステップS120に戻る。そして、ステップS120〜S160の処理を繰り返し実行して、ステップS160で空燃比フィードバック制御が開始されたと判定されると、本ルーチンを終了する。
When the value (ΔP−ΔPb) is equal to or smaller than the predetermined value ΔPm in step S140, that is, when the differential pressure ΔP is equal to or smaller than the value obtained by adding the predetermined value ΔPm to the reference differential pressure ΔPb (ΔPb + ΔPm), the
ステップS160で空燃比フィードバック制御が開始されたと判定される前に、ステップS140で値(ΔP−ΔPb)が所定値ΔPmよりも大きいとき、即ち、差圧ΔPが値(ΔPb+ΔPm)よりも大きいときには、エンジン12の何れかの気筒で失火が生じていると判定する(ステップS170)。エンジン12の何れかの気筒で失火が生じているときには、未燃焼燃料を含む排気がEGR管62を介して吸気管25に還流する。このため、エンジン12の何れの気筒でも失火が生じていないときに比して、EGR管62内の排気の密度が大きくなり、EGRバルブ66の前後の差圧ΔP(EGRバルブ66での排気の圧力損失)が大きくなる。したがって、この差圧ΔPが値(ΔPb+ΔPm)よりも大きいときにエンジン12の何れかの気筒で失火が生じていると判定することにより、簡易な手法によってエンジン12の何れかの気筒で失火が生じているか否かを判定することができる。特に、エンジン12の始動時には、上述したように、各気筒の燃料噴射量の増量補正を行なうと共に空燃比フィードバック制御を行なわない。このため、空燃比センサ35aからの空燃比AFを用いてエンジン12の何れかの気筒で失火が生じているか否かを判定することは困難となる。また、エンジン12の始動時には、エンジン12の回転変動が不規則になる場合が多い。このため、エンジン12の回転変動を用いてエンジン12の何れかの気筒で失火が生じているか否かを判定することも困難となる。エンジン12の各気筒内の圧力を用いれば、エンジン12の始動時でも、エンジン12の何れかの気筒で失火が生じているか否かを判定することは可能であるが、この場合、エンジン12の各気筒に圧力センサを取り付ける必要があり、コストが高くなってしまう。これらを考慮すると、差圧ΔPを用いてエンジン12の何れかの気筒で失火が生じているか否かを判定することは、エンジン12の始動時に、より有用であると考えられる。なお、EGRバルブ66の前後の差圧ΔPに代えて、排気圧Poutと吸気圧Pinとの差圧を用いることも考えられるが、この場合、エンジン12の運転条件によって吸気圧,排気圧がそれぞれ変化することから、この差圧を用いてエンジン12の何れかの気筒で失火が生じているか否かを精度よく判定することは困難となると考えられる。
Before it is determined in step S160 that the air-fuel ratio feedback control is started, in step S140, when the value (ΔP−ΔPb) is larger than the predetermined value ΔPm, that is, when the differential pressure ΔP is larger than the value (ΔPb + ΔPm), It is determined that a misfire has occurred in any cylinder of the engine 12 (step S170). When a misfire occurs in any cylinder of the
こうしてエンジン12の何れかの気筒で失火が生じていると判定すると、失火が生じている失火気筒を特定すると共に失火気筒の排気がEGR管62を介して供給される供給気筒を特定する(ステップS180)。ここで、失火気筒は、気筒からの排気が排気管33を介してEGR管62内のEGRバルブ66付近に到達するまでの時間を考慮して特定することができる。また、供給気筒は、失火気筒からの排気が排気管33,EGR管62,吸気管25を介して気筒に到達するまでの時間を考慮して特定することができる。そして、その供給気筒の燃料噴射量の減量補正を開始して(ステップS190)、本ルーチンを終了する。上述したように、エンジン12の始動時には、燃料噴射量の増量補正を行なうと共に空燃比フィードバック制御を行なわない。このため、エンジン12の始動時にエンジン12の何れかの気筒で失火が生じていると、空燃比が比較的大きくリッチ側になってエミッションが悪化する懸念がある。これに対して、供給気筒の燃料噴射量を減量補正することにより、空燃比が比較的大きくリッチになるのを抑制し、エミッションが悪化するのを抑制することができる。
When it is determined in this way that any of the cylinders of the
図3は、エンジン12の回転数Ne,トルクTe,空燃比AF,EGRバルブ開度EV,吸気圧Pin,差圧ΔP,基準差圧ΔPbの時間変化の様子の一例を示す説明図である。図示するように、エンジン12の始動条件が成立すると(時刻t11)、EGRバルブ66を開弁させると共に、エンジン12を始動する。このとき、エンジン12の回転数NeおよびトルクTeが増加すると共に空燃比AF,吸気圧Pin,差圧ΔP,基準差圧ΔPbが変動する。そして、差圧ΔPが値(ΔPb+ΔPm)よりも大きくなると(時刻t12)、エンジン12の何れかの気筒で失火が生じていると判定する。これにより、簡易な手法によって、エンジン12の何れかの気筒で失火が生じているか否かを判定することができる。その後、空燃比フィードバック制御の開始条件が成立すると(時刻t13)、空燃比フィードバック制御を開始する。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of changes over time of the engine speed Ne, torque Te, air-fuel ratio AF, EGR valve opening EV, intake pressure Pin, differential pressure ΔP, and reference differential pressure ΔPb. As shown in the figure, when the start condition of the
以上説明した実施例の内燃機関装置10では、差圧センサ69からのEGRバルブ66の前後の差圧ΔPが基準差圧ΔPbに所定値ΔPmを加えた値(ΔPb+ΔPm)よりも大きいときに、エンジン12の何れかの気筒で失火が生じていると判定する。これにより、簡易な手法によってエンジン12の何れかの気筒で失火が生じているか否かを判定することができる。
In the internal
実施例の内燃機関装置10では、エンジン12の始動時(空燃比フィードバック制御を開始するまでの間)において、差圧センサ69からの差圧ΔPが値(ΔPb+ΔPm)よりも大きいときに、エンジン12の何れかの気筒で失火が生じていると判定するものとした。しかし、エンジン12の始動時だけでなく(空燃比フィードバック制御を開始した後であっても)、差圧ΔPが値(ΔPb+ΔPm)よりも大きいときに、エンジン12の何れかの気筒で失火が生じていると判定するものとしてもよい。
In the internal
実施例の内燃機関装置10では、吸気圧Pinと排気圧PoutとEGRバルブ開度EVとに基づいてEGRバルブ66の前後の基準差圧ΔPbを設定するものとした。しかし、吸気圧Pinと排気圧PoutとEGRバルブ開度EVとの一部に基づいて基準差圧ΔPbを設定するものとしてもよい。また、一律の値を基準差圧ΔPbとして用いるものとしてもよい。
In the internal
実施例の内燃機関装置10では、エンジン12の始動時にエンジン12の何れかの気筒で失火が生じていると判定すると、失火気筒と供給気筒とを特定し、供給気筒の燃料噴射量の減量補正を開始するものとした。しかし、こうした供給気筒の燃料噴射量の減量補正を行なわないものとしてもよい。
In the internal
実施例の内燃機関装置10では、EGRバルブ66の前後の差圧を検出する差圧センサ69を設けて、この差圧センサ69によって検出される差圧ΔPが値(ΔPb+ΔPm)よりも大きいときに、エンジン12の何れかの気筒で失火が生じていると判定するものとした。しかし、図4の変形例の内燃機関装置110に示すように、EGR装置160のEGR管162に絞り部(他の部分よりも内径が小さい部分)163を設けると共に絞り部163の前後の差圧を検出する差圧センサ169を設けて、この差圧センサ169によって検出される差圧ΔP2が閾値よりも大きいときにエンジン12の何れかの気筒で失火が生じていると判定するものとしてもよい。この場合、EGR管162の絞り部163の前後で排気(EGRガス)に差圧が生じる(絞り部163で排気に圧力損失を生じさせる)。そして、エンジン12の何れかの気筒で失火が生じているときには、未燃焼燃料を含む排気がEGR管162を介して吸気管25に還流するために、エンジン12の何れの気筒でも失火が生じていないときに比して、EGR管162内の排気の密度が大きくなり、絞り部163の前後の差圧ΔP2(絞り部163での排気の圧力損失)が大きくなる。したがって、差圧ΔP2が閾値よりも大きいときにエンジン12の何れかの気筒で失火が生じていると判定することにより、簡易な手法によってエンジン12の何れかの気筒で失火が生じているか否かを判定することができる。
In the internal
実施例の内燃機関装置10では、EGRバルブ66の前後の差圧を検出する差圧センサ69を設けて、この差圧センサ69によって検出される差圧ΔPが値(ΔPb+ΔPm)よりも大きいときに、エンジン12の何れかの気筒で失火が生じていると判定するものとした。しかし、図5の変形例の内燃機関装置210に示すように、EGR装置260のEGRクーラ64の前後の差圧を検出する差圧センサ269を設けて、この差圧センサ269によって検出される差圧ΔP3が閾値よりも大きいときにエンジン12の何れかの気筒で失火が生じていると判定するものとしてもよい。EGRクーラ64は、エンジン12の冷却水とEGR管62内の排気との熱交換を行なうから、EGRクーラ64の前後で排気(EGRガス)に差圧が生じる(EGRクーラ64で排気に圧力損失を生じさせる)。そして、エンジン12の何れかの気筒で失火が生じているときには、未燃焼燃料を含む排気がEGR管62を介して吸気管25に還流するために、エンジン12の何れの気筒でも失火が生じていないときに比して、EGR管62内の排気の密度が大きくなり、EGRクーラ64の前後の差圧ΔP3(EGRクーラ64での排気の圧力損失)が大きくなる。したがって、差圧ΔP3が閾値よりも大きいときにエンジン12の何れかの気筒で失火が生じていると判定することにより、簡易な手法によってエンジン12の何れかの気筒で失火が生じているか否かを判定することができる。
In the internal
実施例の内燃機関装置10では、4気筒のエンジン12を用いるものとしたが、6気筒,8気筒などのエンジンを用いるものとしてもよい。また、単気筒のエンジンを用いるものとしてもよい。
In the internal
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、EGR装置60が取り付けられたエンジン12が「内燃機関」に相当し、内燃機関装置10が「内燃機関装置」に相当し、EGRバルブ66が「圧力損失部」に相当し、差圧センサ69が「差圧センサ」に相当し、図2の失火判定ルーチンを実行する電子制御ユニット70が「判定手段」に相当する。
The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the embodiment, the
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem is the same as that of the embodiment described in the column of means for solving the problem. Therefore, the elements of the invention described in the column of means for solving the problems are not limited. In other words, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problem should be made based on the description of the column, and the examples are those of the invention described in the column of means for solving the problem. It is only a specific example.
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated using the Example, this invention is not limited at all to such an Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is with various forms. Of course, it can be implemented.
本発明は、内燃機関装置の製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the manufacturing industry of internal combustion engine devices.
10,110,210 内燃機関装置、12 エンジン、14 クランクシャフト、22 エアクリーナ、24 スロットルバルブ、25 吸気管、26 燃料噴射弁、28 吸気バルブ、29 燃焼室、30 点火プラグ、32 ピストン、33 排気管、34 浄化装置、35a 空燃比センサ、35b 酸素センサ、35c 排気圧センサ、36 スロットルモータ、38 イグニッションコイル、40 クランクポジションセンサ、42 水温センサ、46 スロットルバルブポジションセンサ、48 エアフローメータ、49 温度センサ、58 吸気圧センサ、59 ノックセンサ、60,160,260 排気再循環装置(EGR装置)、62,162 EGR管、64 EGRクーラ、66 EGRバルブ、66a 弁座、66b 弁体、67 ステッピングモータ、68 EGRバルブ開度センサ、69,169,269 差圧センサ、70 電子制御ユニット、163 絞り部。 10, 110, 210 Internal combustion engine device, 12 engine, 14 crankshaft, 22 air cleaner, 24 throttle valve, 25 intake pipe, 26 fuel injection valve, 28 intake valve, 29 combustion chamber, 30 spark plug, 32 piston, 33 exhaust pipe , 34 Purification device, 35a Air-fuel ratio sensor, 35b Oxygen sensor, 35c Exhaust pressure sensor, 36 Throttle motor, 38 Ignition coil, 40 Crank position sensor, 42 Water temperature sensor, 46 Throttle valve position sensor, 48 Air flow meter, 49 Temperature sensor, 58 intake pressure sensor, 59 knock sensor, 60, 160, 260 exhaust recirculation device (EGR device), 62, 162 EGR pipe, 64 EGR cooler, 66 EGR valve, 66a valve seat, 66b valve body, 67 s Tapping motor, 68 EGR valve opening sensor, 69, 169, 269 Differential pressure sensor, 70 Electronic control unit, 163 Restriction part.
Claims (5)
前記排気還流管において排気に圧力損失を生じさせる圧力損失部と、
前記排気還流管における前記圧力損失部の前後の差圧を検出する差圧センサと、
前記差圧センサにより検出された差圧が閾値よりも大きいときに、前記内燃機関で失火が生じていると判定する判定手段と、
を備える内燃機関装置。 In an internal combustion engine device comprising an internal combustion engine to which an exhaust gas recirculation device having an exhaust gas recirculation pipe for recirculating exhaust gas to intake air is attached,
A pressure loss part that causes a pressure loss in the exhaust in the exhaust gas recirculation pipe;
A differential pressure sensor for detecting a differential pressure before and after the pressure loss portion in the exhaust gas recirculation pipe;
Determination means for determining that misfire has occurred in the internal combustion engine when the differential pressure detected by the differential pressure sensor is greater than a threshold;
An internal combustion engine device comprising:
前記圧力損失部は、絞り部である、
内燃機関装置。 The internal combustion engine device according to claim 1,
The pressure loss part is a throttle part.
Internal combustion engine device.
前記排気再循環装置は、前記排気還流管に取り付けられて前記吸気管への排気の供給量を調整すると共に前記絞り部として機能する調節バルブを有する、
内燃機関装置。 An internal combustion engine device according to claim 2,
The exhaust gas recirculation device includes an adjustment valve that is attached to the exhaust gas recirculation pipe and adjusts the supply amount of exhaust gas to the intake pipe and functions as the throttle unit.
Internal combustion engine device.
前記閾値は、前記内燃機関の排気圧および吸気圧と前記調節バルブの開度とに応じて設定される、
内燃機関装置。 An internal combustion engine device according to claim 3,
The threshold is set according to the exhaust pressure and intake pressure of the internal combustion engine and the opening of the control valve.
Internal combustion engine device.
前記排気再循環装置は、前記排気還流管に取り付けられて排気を冷却すると共に前記圧力損失部として機能する排気冷却器を有する、
内燃機関装置。 The internal combustion engine device according to claim 1,
The exhaust gas recirculation device includes an exhaust cooler that is attached to the exhaust gas recirculation pipe to cool the exhaust gas and functions as the pressure loss unit.
Internal combustion engine device.
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JP2021008876A (en) * | 2019-07-03 | 2021-01-28 | 株式会社Subaru | Engine system |
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2015
- 2015-06-05 JP JP2015114968A patent/JP2017002748A/en active Pending
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