JP3975512B2 - Engine abnormality diagnosis device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの異常診断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の吸気ポート内燃料噴射式エンジン(吸気ポート内に燃料を噴射供給する形式のエンジンにあっては、理論空燃比(ストイキ、λ≒14.7)下で燃焼が行われるので、燃料量に対する燃焼性延いてはエンジン出力や運転性の感度が比較的小さいため、少量の燃料量異常では燃焼性や運転性に与える影響は比較的小さい(図7参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば、燃料を筒内(燃焼室内)に直接噴射供給する所謂直接筒内燃料噴射式エンジンのように、希薄(リーン)空燃比下(λ=30〜40)で燃焼を行わせる場合には、燃料量に対する燃焼性延いてはエンジン出力や運転性の感度が大きいため、少量の燃料量異常があっても、燃焼性や運転性に与える影響が大きくなる惧れがある(図7参照)。なお、吸気ポート内燃料噴射式エンジンにあってもリーン運転を行わせる場合には、同様の惧れがある。
【0004】
本発明は、かかる実情に鑑みなされたもので、エンジンの燃料供給系の異常時における燃焼性や運転性の悪化などを未然に防止する等すべく、ストイキ運転中に限らずリーン運転中でもエンジンの燃料供給系の異常を高精度に診断することができるエンジンの異常診断装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項1に係る発明は、
エンジンの膨張行程中の、所定時間当たりの目標トルクの変化量と実際の発生トルクの変化量とを比較して、エンジンの異常診断を行う。
かかる構成とすれば、目標トルクと実際のエンジン発生トルクに基づいて、エンジンの異常を診断するので、例えば空燃比フィードバック制御により設定される空燃比フィードバック補正係数や学習値に基づかなくてもエンジンの異常を診断できるので、ストイキ運転中やリーン運転中に拘わらず、簡単な構成で、エンジン(燃料系)の異常を診断することが可能となる。このため、エンジンの異常に伴う燃焼性や運転性等への悪影響を未然に防止すること等が可能となる。
また、目標トルクと発生トルクの所定時間当たりの変化量同士を比較して診断するので、環境条件によらずに、高精度にトルクに基づく異常診断を行うことができるので、より一層、異常診断精度を向上させることができる。
【0006】
請求項2に記載の発明では、図1に示すように、
エンジンの目標トルクを演算する目標トルク演算手段と、
前記目標トルク演算手段により演算された目標トルクを達成するようにエンジンを制御する制御手段と、
エンジンの実際の発生トルクを検出する発生トルク検出手段と、
エンジンの膨張行程中の、前記目標トルク演算手段により演算された目標トルクの変化量と、前記発生トルク検出手段により検出された実際の発生トルクの変化量と、に基づいて、エンジンの異常診断を行う異常診断手段と、
を含んで構成した。
【0007】
請求項2に係る発明によれば、請求項1で説明した効果が得られる。
請求項3に記載の発明では、
前記エンジンを、燃料を直接筒内に噴射供給するエンジンとした。
【0008】
かかる構成とすれば、燃料を気筒内(シリンダ内)に直接噴射供給する所謂気筒内直接燃料噴射式内燃機関にあっては、直接気筒内へ燃料を供給するので燃料の輸送遅れが小さく燃料供給量の異常に敏感であると共に、またリーン運転時には空燃比(燃料供給量)と発生トルクとの関係がリニアであるため、燃料供給量の異常に敏感に燃焼性・発生トルクが変化し、運転性への影響が大きくなる惧れがあるが、かかる惧れを未然に防止すること等が可能となる。
【0009】
請求項4に記載の発明では、
成層燃焼形態でエンジンを運転中に、前記エンジンの実際の発生トルクに基づくエンジンの異常診断を行うようにした。
かかる構成とすれば、成層燃焼形態(吸気行程中に燃料を筒内に供給する燃焼形態)でエンジンを運転中には、上記の惧れが一層高まるが、かかる惧れを未然に回避すること等が可能となる。
【0010】
請求項5に記載の発明では、希薄空燃比でエンジンを運転中に、前記エンジンの実際の発生トルクに基づくエンジンの異常診断を行うようにした。
かかる構成とすれば、希薄空燃比でエンジンを運転(リーン運転)中は、吸気ポート内燃料噴射式エンジンや筒内直接燃料噴射式エンジンに拘わらず、燃料供給量の異常に敏感に燃焼性・発生トルクが変化するにも拘わらず、ストイキ運転中のように、空燃比フィードバック補正値や学習値に基づいてエンジンの異常を診断することができないが、このようなリーン運転への移行中やリーン運転中に異常が生じたときでもこれを高精度に診断することができるので、例えばリーン運転性への悪影響を未然に防止すること等が可能となる。
【0012】
請求項6に記載の発明では、理論空燃比近傍に実際の空燃比を制御するように、空燃比フィードバック補正値を介して燃料供給量を補正する空燃比フィードバック制御手段を含んで構成され、前記エンジンの実際の発生トルクに基づくエンジンの異常診断によりエンジンに異常があると診断された場合に、前記空燃比フィードバック制御手段により設定される空燃比フィードバック補正値に基づくエンジンの異常診断を行わせ、該空燃比フィードバック補正値或いは空燃比フィードバック補正値の学習値に基づくエンジンの異常診断によってもエンジンに異常があると診断されたときに、真にエンジンに異常があると診断する構成とした。
【0013】
かかる構成とすれば、リーン運転への移行中やリーン運転移行後に実際の発生トルクに基づきエンジンに異常があると診断された際に、直ちに、真にエンジンに異常があると診断するのではなく、ストイキで運転させて空燃比フィードバック制御を行わせ、その結果に基づいて、真にエンジン(燃料供給系)に異常が生じたか否かを診断するようにしたので、例えば、駆動輪からの逆入力トルクやノイズ等の影響による誤診断を防止することができ、以って一層、高精度なエンジンの異常診断を行わせることができる。
【0014】
請求項7に記載の発明では、エンジンに異常があると診断されたときには、均質燃焼形態或いは成層燃焼形態の希薄空燃比での運転を禁止する構成とした。
かかる構成とすれば、エンジンに異常があると診断されたときには、均質燃焼形態或いは成層燃焼形態の希薄空燃比での運転を禁止するようにしたので、エンジンの異常に伴う燃焼性や運転性等への悪影響を未然に防止することができる。
【0015】
請求項8に記載の発明では、エンジンの実際の発生トルクが、クランク回転の角速度に基づいて検出される構成とした。
かかる構成とすれば、クランク角センサを用いるという簡単かつ安価な構成で、高精度に、エンジンの実際の発生トルクを検出することができる。
【0016】
【発明の効果】
請求項1に係る発明によれば、実際のエンジン発生トルクに基づいて、エンジンの異常を診断するようにしたので、例えば空燃比フィードバック制御により設定される空燃比フィードバック補正係数や学習値に基づかなくてもエンジンの異常を診断できるので、ストイキ運転中やリーン運転中に拘わらず、簡単な構成で、エンジン(燃料系)の異常を診断することが可能となる。このため、エンジンの異常に伴う燃焼性や運転性等への悪影響を未然に防止すること等が可能となる。
【0017】
請求項2や請求項3に係る発明によれば、目標トルクと、実際のエンジン発生トルクと、に基づいて、エンジンの異常を診断するようにしたので、簡単な構成でありながら、運転状態等に拘わらず、高精度に、エンジン(燃料系)の異常を診断することが可能となる。
請求項4に記載の発明によれば、燃料を気筒内(シリンダ内)に直接噴射供給する所謂気筒内直接燃料噴射式内燃機関にあっては、直接気筒内へ燃料を供給するので燃料の輸送遅れが小さく燃料供給量の異常に敏感であると共に、またリーン運転時には空燃比(燃料供給量)と発生トルクとの関係がリニアであるため、燃料供給量の異常に敏感に燃焼性・発生トルクが変化し、運転性への影響が大きくなる惧れがあるが、本発明によれば、かかる惧れを未然に防止すること等が可能となる。
【0018】
請求項5に記載の発明によれば、成層燃焼形態(吸気行程中に燃料を筒内に供給する燃焼形態)でエンジンを運転中には、上記の惧れが一層高まるが、本発明によればかかる惧れを未然に回避すること等が可能となる。
請求項6に記載の発明によれば、希薄空燃比でエンジンを運転(リーン運転)中は、吸気ポート内燃料噴射式エンジンや筒内直接燃料噴射式エンジンに拘わらず、燃料供給量の異常に敏感に燃焼性・発生トルクが変化するにも拘わらず、ストイキ運転中のように、空燃比フィードバック補正値や学習値に基づいてエンジンの異常を診断することができないが、本発明では、このようなリーン運転への移行中やリーン運転中に異常が生じたときでもこれを高精度に診断することができるので、例えばリーン運転性への悪影響を未然に防止することができる。
【0019】
請求項7に記載の発明によれば、環境条件によらずに、高精度にトルクに基づく異常診断を行うことができるので、より一層、異常診断精度を向上させることができる。
請求項8に記載の発明によれば、リーン運転への移行中やリーン運転移行後に実際の発生トルクに基づきエンジンに異常があると診断された際に、直ちに、真にエンジンに異常があると診断するのではなく、ストイキで運転させて空燃比フィードバック制御を行わせ、その結果に基づいて、真にエンジン(燃料供給系)に異常が生じたか否かを診断するようにしたので、例えば、駆動輪からの逆入力トルクやノイズ等の影響による誤診断を防止することができ、以って一層、高精度なエンジンの異常診断を行わせることができる。
【0020】
請求項9に記載の発明によれば、エンジンに異常があると診断されたときには、均質燃焼形態或いは成層燃焼形態の希薄空燃比での運転を禁止するようにしたので、エンジンの異常に伴う燃焼性や運転性等への悪影響を未然に防止することができる。
請求項10に記載の発明によれば、クランク角センサを用いるという簡単かつ安価な構成で、高精度に、エンジンの実際の発生トルクを検出することができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、添付の図に基づいて説明する。
図2は、本発明の第1の実施形態にかかるシステム構成を示す。
アクセル操作量検出手段としてのアクセル開度センサ1は、運転者によって踏み込まれたアクセルペダルの踏込み量を、運転者が所望するエンジン負荷 (エンジントルク) として検出する。
【0022】
エンジン回転速度検出手段としてのクランク角センサ2は、単位クランク角毎のポジション信号及び気筒行程位相差毎の基準信号を発生し、前記ポジション信号の単位時間当りの発生数を計測することにより、あるいは前記基準信号発生周期を計測することにより、エンジン回転速度を検出できる。
エアフローメータ3は、エンジン4への吸入空気量 (単位時間当りの吸入空気量=吸入空気流量) を検出する。
【0023】
水温センサ5は、エンジンの冷却水温度を検出する。
エンジン4には、燃料噴射信号によって駆動し、燃料を噴射供給する燃料噴射弁6、燃焼室に装着されて点火を行う点火栓7が設けられ、また、エンジン4の吸気通路8には、スロットル弁9が介装され、該スロットル弁9の開度を電子制御可能なスロットル弁制御装置10が備えられている。
【0024】
前記各種センサ類からの検出信号は、コントロールユニット11へ入力され、該コントロールユニット11は、前記センサ類からの信号に基づいて検出される運転状態に応じて前記スロットル弁制御装置10を介してスロットル弁9の開度を制御し、前記燃料噴射弁6を駆動して燃料噴射量 (燃料供給量) を制御し、点火時期を設定して該点火時期で前記点火栓7を点火させる制御を行う。
【0025】
ここで、本実施形態のコントロールユニット11が行うエンジン制御(トルクデマンド)の一例について、図3の機能ブロック図に基づいて説明する。なお、以下に説明するように、本発明にかかる目標トルク演算手段、制御手段、発生トルク検出手段、異常診断手段としての機能は、当該コントロールユニット11がソフトウェア的に備えるものである。
【0026】
目標トルク演算手段としての目標エンジントルク演算部Aには、アクセル操作量APSとエンジン回転速度Neと外部要求トルク(エアコン、パワステ、オルタネータ等の補機作動トルク)等が入力され、これらで決定される運転状態に応じた目標エンジントルクtTeが演算される。
前記演算された目標エンジントルクtTeが入力され、該目標エンジントルクtTeに基づいて、所定の演算により求めた燃料噴射パルス幅TIを持つ噴射パルス信号が、前記燃料噴射弁6に出力され、該燃料噴射弁6が駆動されて目標空燃比に対応した燃料量が噴射供給される。
【0027】
このようにすれば、前記スロットル弁制御装置10を介してのスロットル弁開度の制御による吸入空気量と、燃料供給量とが、それぞれの目標値に制御されることにより、目標空燃比を維持して排気浄化性能・燃費等を満たしつつ、必要な目標エンジントルクを得て良好な運転性能を確保することができる。
ところで、例えば、燃料を筒内(燃焼室内)に直接噴射供給する所謂直接筒内燃料噴射式エンジンのように、希薄(リーン)空燃比(λ=30〜40)下で燃焼を行わせる場合には、燃料量に対する燃焼性延いてはエンジン出力や運転性の感度が大きいため、少量の燃料量異常があっても、燃焼性や運転性に与える影響が大きくなる惧れがある。なお、吸気ポート内噴射でリーン運転する場合も、同様の惧れがある。
【0028】
そのため、本実施形態では、エンジン(燃料供給系)の異常を診断するための異常診断手段を備えて構成される。なお、本実施形態の異常診断手段は、リーン運転中に限らず理論空燃比下における運転(ストイキ運転)中でも、異常を診断できるものでもある。
即ち、図3に示すように、
目標エンジントルク位相補正部Bが備えられ、これにより、前記目標エンジントルク演算部Aにより演算された目標エンジントルクtTeを位相補正(加重平均処理など)して、位相補正後目標エンジントルクRTeを求める。なお、VTC(可変バルブタイミング装置)の作動角(切換状態)やEGR率の変化状態等による位相補正も含めることができる。
【0029】
そして、目標エンジントルク変化演算部Cを備え、これにより、位相補正後目標エンジントルクRTeの変化量ΔRTeを求める。
一方、実際のエンジンンの発生トルク変化(Δトルク)を検出する発生トルク変化演算(検出)部Eが備えられている。
この発生トルク変化演算部Eは、クランク角センサ2の検出信号に基づき検出されるクランク軸の角速度(角加速度)に基づいて発生トルク変化の推定(検出)を行うようになっている。
【0030】
つまり、
気筒別トルクTORQUEn (N・m)=K ×(T1(i)−T2(i))×Ne3 +OFFSET
なる式から、気筒別に発生トルク(N・m)を求め、これの変化を求める。
ここで、K;定数、OFFSET; 回転によるテーブルデータを検索して設定する(OFFSET 分は、回転に対する感度が存在するため) 。
【0031】
即ち、角加速度は、膨張行程180deg間で、2箇所の所定クランク角度幅での平均角速度T1(i)、T2(i)を計測し、その差を計算することにより求める(図4参照)。
ΔT(n)=T1(i)−T2(i)
ΔT(n);膨張行程気筒の角加速度
なお、ΔTは、これを計測した膨張行程気筒の発生トルクに比例する。
【0032】
ここで、発生トルクTORQUEn (N・m)と、Δω( =ΔT(n) =T1(i) −T2(i) )と、の相関関係を図5(実験結果)に示しておく。
具体的には、エンジン発生トルク推定演算(推定検出)部Fで、クランク角センサ2の検出信号に基づいて、膨張行程180deg間で2箇所の所定クランク角度幅(例えば0.25μsec)での平均角速度T1(i)、T2(i)を計測し、気筒別トルク『TORQUEn (N・m)=K ×(T1(i)−T2(i))×Ne3 +OFFSET』を演算する。
【0033】
そして、発生トルク変化演算部Eでは、エンジン発生トルク推定演算(推定検出)部Fで求められたトルクの変化(Δトルク)を演算する。
そして、トルク変化判定部(異常診断部)Dでは、発生トルク変化演算部Eで演算されたΔトルクと、目標トルク変化演算部Cで演算されたΔRTeと、を比較し、|Δトルク−ΔRTe|>基準値トルク(所定値、診断基準値)であれば、目標トルクと実際の発生トルクとの偏差が大きいと判断し、目標トルクを達成する燃料噴射量が実際には噴射されていない惧れがあるとして、燃料供給系に何らかの異常があると診断する。なお、|Δトルク−ΔRTe|>基準値トルクは、ある時間幅で、|Δトルク−ΔRTe|を積算し、その値と診断基準値と、を比較する構成とすることができる(即ち、人間の感度に合わせて、燃料供給系の異常(運転性悪化)を診断することが好ましい)。
【0034】
そして、図3に示すように、異常診断がなされた場合には、例えばリーン運転(成層燃焼、均質燃焼の双方を含む)への移行を禁止させて、均質ストイキ運転を継続させると共に、警告灯等を点灯させて運転者に認識させるような処理を行う。
なお、本実施形態では、目標トルクの変化量(単位時間当たりの変化量)と、実際の発生トルクの変化量(単位時間当たりの変化量)と、を比較する構成としたが、かかる構成は、環境条件等によらずに高精度に目標トルクが実際に得られているか否かを検出することができるようにするためのものであり、従って、環境条件が一定の場合や環境条件を考慮する必要がないような場合には、目標トルク変化と、実際の発生トルクと、を比較する構成とすることができるものである。
【0035】
なお、実際の発生トルクは、例えば、トルクセンサ(ひずみゲージ)等を用いて検出することができるものであり、実際の発生トルクの変化量もこれに基づき検出することができるものである。
このように、本実施形態によれば、目標トルクと、実際のエンジン発生トルクと、を比較して、目標トルクと実際の発生トルクとの偏差が大きい場合には、燃料系に異常があると診断するようにしたので、簡単な構成で、エンジン(燃料系)の異常を診断することが可能となる。このため、運転性への悪影響を未然に防止すること等が可能となる。
【0036】
ところで、本実施形態のように、目標トルクの変化量(単位時間当たりの変化量)と、実際の発生トルクの変化量(単位時間当たりの変化量)と、を比較する構成とすれば、既述したように、環境条件等によらずに異常を診断することができるので、より一層、異常診断精度を向上させることができるものである。
なお、希薄燃焼時(例えばストイキ運転からリーン運転への移行中、或いはリーン運転中)に本実施形態の異常診断を行わせれば、該移行中或いはリーン運転中において発生する燃料系の異常を診断できるから、リーン運転における燃料系異常による燃焼性や運転性へ悪影響(失火等の発生や、燃料が増量側に異常であると不用意に加速されることになる等の悪影響)に対してフェールセーフ処理(リーン運転禁止等)を行わせることが可能となる。
【0037】
即ち、リーン運転への移行中或いはリーン運転中は、空燃比制御はオープン制御(フィードフォワード制御)であるので、例えばストイキ運転中のように酸素センサ12を用いた空燃比フィードバック制御により設定される空燃比フィードバック補正値や学習値(これらは、理論空燃比と実際の空燃比の偏差に相当する値)が所定以上大きいこと等に基づいて燃料系に異常があることを診断することができなかったが、本実施形態によれば、目標トルクと、実際のエンジン発生トルクと、を比較して異常を診断する構成であるので、リーン運転への移行中或いはリーン運転中であっても{吸気ポート内噴射式、筒内直接噴射式、燃焼形態(成層、均質)、目標空燃比に拘わらず}、簡単かつ高精度に燃料系に異常があることを診断することができることになるからである。なお、ストイキ運転中の異常診断も可能である。
【0038】
換言すれば、従来は、ストイキ運転中の空燃比フィードバック補正値や学習値に基づいて、燃料系の異常を診断し、かかる異常があるときには、例えば診断結果に基づきリーン運転への移行を禁止することはできたが、リーン運転への移行中或いはリーン運転中に異常が生じたときには、この異常を診断することができなかったため、そのままリーン運転が継続され運転性に悪影響を与える惧れがあったが、本実施形態では、このようなリーン運転への移行中或いはリーン運転中に異常が生じたときでもこれを高精度に診断することができるので、例えば運転性への悪影響を未然に防止することが可能となるのである。
【0039】
ところで、例えば、通常は均質混合気(燃焼内全体に均等に燃料が分散している状態)で燃焼を行わせ、所定運転状態(低回転速度・低負荷状態等)において、燃焼室内に点火栓により着火可能な可燃混合比の混合気からなる層(1)と、EGRを含む空気層或いは点火栓による着火は困難であるが前記(1)層での燃焼火炎を受け燃焼可能な可燃混合比の混合気からなる層(2)の、層からなる成層混合気を形成し、極希薄な空燃比(リーン限界近傍の空燃比)で燃焼を実現し、ポンピングロスの低減効果等による燃費等の向上を図るようにしたエンジン(所謂燃焼室直接燃料噴射式ガソリンエンジン)における成層燃焼への移行中或いは成層燃焼中には、少量の燃料量異常でも、均質燃焼に比べて燃焼性に与える影響が大きく、運転性への悪影響(不用意な加速や失火による運転性の悪化等)が大きくなるが、本実施形態ではかかる成層燃焼への移行中或いは成層燃焼中の異常も診断できるので、極めて有効な技術となる。
【0040】
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
第2の実施形態は、第1の実施形態で説明したエンジン(燃料供給系)の異常診断の診断結果に基づいて、ストイキ運転からリーン運転への移行を許可・禁止させるようにしたルーチンの一例に関するものである。
なお、ストイキ運転中は、図2の酸素センサ12の検出値(理論空燃比に対するリッチ・リーン反転信号)に基づいて実際の空燃比が理論空燃比近傍に維持されるように空燃比フィードバック制御を行い、リーン運転(均質、成層の双方を含む)は、該空燃比フィードバック制御中に学習した学習値(理論空燃比と実際の空燃比との偏差)を用いて、空燃比をオープン制御するエンジンに適用できるものである。但し、リーン運転中に、ストイキ運転中に取得した学習値を用いないでオープン制御するものにも適用することは可能である。
【0041】
具体的には、図6のフローチャートが実行される。
ステップ(図では、Sと記してある。以下、同様)1では、リーン移行条件が成立したか否かを判定する。
例えば、運転状態がリーン運転を行わせる運転領域に入ったことの他、以下の各条件が成立しているか否かに基づいて判定することができる。
【0042】
▲1▼リーン運転中に用いる学習値が取得されていること。即ち、ベース学習(パージ無し時の学習)が終了したこと。
▲2▼通常学習値(ストイキ運転用の学習値)と、ベース学習値(リーン燃焼への移行を許可するために行われる高速学習値)と、の偏差が所定以上でないこと。なお、ベース学習としては、例えば、通常学習のように、ストイキ時に運転領域を負荷と回転速度とで複数に分割して運転領域毎に学習値を取得するのではなく、早期にリーン燃焼への移行を許可できるようにするために、ストイキ時に少なくとも2点で指令燃料供給量と実際の燃料供給量との偏差を学習しておき、リーン時の指令燃料供給量を、対応する燃料供給量での偏差で補正するような学習制御がある。
【0043】
以上▲1▼、▲2▼は、ストイキ運転中に行われる空燃比フィードバック制御の結果である学習値を用いて、リーン運転中は空燃比をフィードフォワード(オープン)制御するので、かかる学習値が適切に取得されていないと、目標空燃比と実際の空燃比との間に偏差を生じる惧れがあり、リーン燃焼・運転性などに悪影響が及ぶこととなるのを回避するためである。
【0044】
▲3▼エバポパージ流量累積値が所定未満でないこと。これは、リーン中にパージ処理がなされて、リーン燃焼・運転性などに悪影響を及ぼすのを回避するためである。
▲4▼ブローバイガス中のガソリン混入量を推定し、混入量が所定以上でないこと。ブローバイガス中に混入したガソリンが、リーン燃焼・運転性などに悪影響を及ぼすのを回避するためである。
【0045】
▲5▼各部品別の故障診断(断線、出力劣化など)が正常であること。例えば、酸素センサ12やクランク角センサ2の出力信号に基づく故障判定や、燃料噴射弁6の駆動ソレノイドの駆動電流値に基づく故障判定などにより判断される。
YESであればステップ2へ進み、NOであればステップ1へリターンする。ステップ2では、ストイキ運転中の酸素センサ出力に基づく空燃比フィードバック制御の空燃比フィードバック補正係数(空燃比補正係数)α(理論空燃比と実際の空燃比との偏差に相当する値)が所定範囲内にあり、かつ、学習値{学習制御補正係数。空燃比フィードバック補正係数αの基準値(理論空燃比相当値)からの偏差}が所定範囲内にあるか、否かを判定する。
【0046】
YESであればステップ3へ進み、NOであればステップ1へリターンする。つまり、該ステップ2は、ストイキ運転中の目標空燃比と、該目標空燃比が得られるであろう指令燃料噴射量で実際に達成される実際の空燃比と、の偏差が所定範囲内にあるか否かを判定するものであり、該偏差が所定範囲内にあれば、燃料供給系に異常はないとしてリーン運転への移行を許可してステップ3へ進ませるようにする一方、該偏差が所定範囲内になければ、燃料供給系に何らかの異常がある惧れがあるので、該異常状態を含んで取得された学習値を用いてリーン運転中に空燃比のフィードフォワード制御を行わせると、リーン燃焼・運転性などに悪影響を及ぼす惧れがあるので、リーン運転への移行を許可することなく、ステップ1へリターンする。
【0047】
ステップ3では、リーン運転(成層燃焼、均質燃焼の双方を含む)へ移行させる。
ステップ4では、第1の実施形態で説明した方法により、Δω=角加速度変動から求めたトルク変化(Δトルク)を算出する。
ステップ5では、目標トルクの変化(ΔRTe)を算出する。
【0048】
ステップ6では、|ΔRTe−Δトルク|>所定値であるか否かを判定する。YESであれば、実際のトルクが目標トルクに追従できていないので、リーン運転への移行中或いはリーン運転への移行後(リーン運転中)に燃料供給系に何らの異常が生じた惧れがあるので、ステップ7へ進ませる。一方、NOであれば、目標トルクに追従した実トルクが得られているので燃料供給系に異常はないと判断し、ステップ10へ進む。
【0049】
なお、ステップ10では、運転状態がリーン運転を行わせる運転領域にある間は、ステップ3へリターンして、Δトルクを監視しながらリーン運転を継続させる。一方、運転状態がリーン運転を行わせる運転領域外となったら、ステップ11でリーン運転をストイキ運転として、ステップ1へリターンする。
ステップ7では、燃料供給系に異常が生じた惧れがあるので、リーン運転中は少量の燃料量異常でも燃焼性・運転性の感度が大きく運転性等を損なう惧れがあるので、リーン運転を一旦中止して、ストイキ運転へ移行させる。
【0050】
ステップ8では、ストイキ運転中の酸素センサ出力に基づく空燃比フィードバック制御の結果である空燃比フィードバック補正係数(空燃比補正係数)αが所定範囲内にあり、かつ、学習値が所定範囲内にあるか、否かを、再び判定する。YESであれば、燃料供給系に異常はなく、ステップ6での判定結果は、他の要因(例えば、駆動輪からの逆入力トルクやノイズ等の影響)によるものであるとして、ステップ1へリターンして、再度リーン運転への移行許可判定などを実行させる。
【0051】
一方、NOであれば、燃料供給系に異常が生じたと判断して、ステップ9でリーン運転への実行・移行を禁止して、本フローを終了する。なお、同時に、警告灯等を点灯させて運転者に処理等を促すようにすることができる。
このように、本実施形態によれば、ストイキ運転中には空燃比フィードバック制御結果(空燃比フィードバック補正係数αや学習値)を利用してエンジン(燃料供給系)の異常を診断するようにして、リーン運転への移行を許可・禁止する一方、空燃比フィードバック制御を行えないリーン運転への移行中やリーン運転移行後(リーン運転中)は、目標トルクと実際のトルクとを比較してエンジン(燃料供給系)の異常を診断して、リーン運転を許可・禁止するようにしたので、燃料供給系の異常時にはストイキ運転中・リーン運転中に拘わらず、確実にリーン運転の実行を禁止することができる。従って、燃料供給系異常時にリーン運転された場合の燃焼性・運転性の悪化等を確実に防止することができる。
【0052】
なお、本実施形態では、リーン運転への移行中やリーン運転移行後に目標トルクと実際のトルクとの比較結果に基づきエンジン(燃料供給系)に異常が生じた惧れがあると診断された際に、直ちにリーン運転の実行を禁止するのではなく、再びストイキで運転させて空燃比フィードバック制御を行わせ、その結果に基づいて、真にエンジン(燃料供給系)に異常が生じたか否かを診断するようにしたので、例えば、駆動輪からの逆入力トルクやノイズ等の影響による誤診断を防止することができる。従って、一層、高精度な燃料供給系の異常診断が可能となる。
【0053】
ところで、本発明は、目標トルクにエンジンを制御するもの全てに適用できるものであり、図3で示したシステム(機能)を備えたものに限定されるものではないことは勿論である。
また、上記各実施形態では、目標トルクと、実際の発生トルクと、に基づいてエンジンの異常を診断する構成として説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、実際の発生トルクと、所定値(予め定めた値)と、を比較する構成などにより、即ち、実際の発生トルクに基づいてエンジンの異常を診断する構成とすることができるものである。
【0054】
また、第2の実施形態では、ストイキ運転中には空燃比フィードバック補正値や学習値によりエンジンの異常を診断し、リーン運転中は実際のトルクに基づいてエンジンの異常を診断する構成とし、リーン運転中に異常と診断されたときは、ストイキ運転を行わせて空燃比フィードバック補正値や学習値による異常診断によってもエンジンが異常であると診断された場合に、エンジンは真に異常であるとして、リーン運転への移行を禁止する構成としたが、本発明は、これに限定されるものではなく、ストイキ・リーンに拘わらず、実際のトルクに基づいてエンジンの異常を診断させ、該診断によって異常と診断されたときに、ストイキ運転を行わせて空燃比フィードバック補正値や学習値による異常診断によってもエンジンが異常であると診断された場合に、エンジンは真に異常であると診断するような構成とすることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の構成を示すブロック図。
【図2】本発明の第1実施形態にかかるシステム構成図。
【図3】同上実施形態にかかる機能ブロック図。
【図4】回転角速度によるトルク検出原理の説明図。
【図5】発生トルクとΔωと回転速度の相関関係図。
【図6】本発明の第2の実施形態におけるフローチャート。
【図7】空燃比(例えば燃料供給量)変化に対するトルク変動の感度を説明する図。
【符号の説明】
1 アクセル操作量センサ
2 クランク角センサ
3 エアフローメータ
4 エンジン
5 水温センサ
6 燃料噴射弁
9 スロットル弁
10 スロットル弁制御装置
11 コントロールユニット
12 酸素センサ
A 目標エンジントルク演算部
B 目標エンジントルク位相補正部
C 目標エンジントルク変化演算部
D トルク変化判定部(異常診断部)
E 発生トルク変化演算部
F 発生トルク推定演算部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an engine abnormality diagnosis apparatus.
[0002]
[Prior art]
In a conventional fuel injection type engine in the intake port (in an engine in which fuel is injected and supplied into the intake port, combustion is performed at a stoichiometric air fuel ratio (stoichi, λ≈14.7). Since the sensitivity of engine output and drivability is relatively small for flammability, a small amount of fuel has a relatively small effect on flammability and drivability (see FIG. 7).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, for example, in the case where combustion is performed under a lean air-fuel ratio (λ = 30 to 40) as in a so-called direct in-cylinder fuel injection type engine in which fuel is directly injected into the in-cylinder (combustion chamber). Since the sensitivity of engine output and drivability is large with respect to the fuel amount, even if a small amount of fuel is abnormal, there is a possibility that the influence on the combustibility and drivability will increase (see Fig. 7). ). In addition, there is a similar concern when the lean operation is performed even in the fuel injection type engine in the intake port.
[0004]
The present invention has been made in view of such circumstances, and in order to prevent deterioration of flammability and operability when the engine fuel supply system is abnormal, the engine is not limited to during stoichiometric operation but also during lean operation. An object of the present invention is to provide an engine abnormality diagnosis device capable of diagnosing abnormality of a fuel supply system with high accuracy.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
For this reason, the invention according to
engineDuring the expansion stroke, the amount of change in target torque per predetermined time is compared with the amount of change in actual generated torque.Diagnose engine abnormality.
With this configuration,Target torque andSince engine abnormality is diagnosed based on actual engine generated torque, engine abnormality can be diagnosed without being based on, for example, an air-fuel ratio feedback correction coefficient or learning value set by air-fuel ratio feedback control. It is possible to diagnose an abnormality of the engine (fuel system) with a simple configuration regardless of whether the engine is lean or lean. Therefore, it is possible to prevent adverse effects on flammability and operability due to engine abnormalities.Become.
In addition, since the diagnosis is performed by comparing the amount of change of the target torque and the generated torque per predetermined time, abnormality diagnosis based on the torque can be performed with high accuracy regardless of the environmental conditions. Accuracy can be improved.
[0006]
Invention of Claim 2Then, as shown in FIG.
Target torque calculating means for calculating the target torque of the engine;
Control means for controlling the engine so as to achieve the target torque calculated by the target torque calculating means;
Generated torque detection means for detecting the actual generated torque of the engine;
During the expansion process of the engine,Calculated by the target torque calculating meansChange amount of target torqueAnd the actual torque detected by the generated torque detectorThe amount of change in generated torque,Abnormality diagnosis means for performing engine abnormality diagnosis based on
Constructed including.
[0007]
According to the invention of
Claim 3In the invention described in
The engine is an engine that directly injects fuel into the cylinder.
[0008]
With such a configuration, in a so-called in-cylinder direct fuel injection type internal combustion engine that directly injects fuel into the cylinder (inside the cylinder), the fuel is supplied directly into the cylinder, so the fuel transportation delay is small. In addition to being sensitive to the abnormality in the amount of fuel, the relationship between the air-fuel ratio (fuel supply amount) and the generated torque is linear during lean operation. Although there is a possibility that the influence on sex will become large, it becomes possible to prevent such a concern in advance.
[0009]
Claim 4In the invention described in
While operating the engine in the stratified combustion mode, the engine abnormality diagnosis is performed based on the actual generated torque of the engine.
With this configuration, while the engine is operating in a stratified combustion mode (a combustion mode in which fuel is supplied into the cylinder during the intake stroke), the above-mentioned concern is further increased, but such a concern should be avoided in advance. Etc. are possible.
[0010]
Claim 5In the invention described in the above, the engine abnormality diagnosis based on the actual generated torque of the engine is performed while the engine is operating at a lean air-fuel ratio.
With this configuration, when the engine is operated at a lean air-fuel ratio (lean operation), regardless of whether it is a fuel injection engine in the intake port or a direct fuel injection engine in the cylinder, it is sensitive to an abnormality in the fuel supply amount. Although the generated torque changes, the engine abnormality cannot be diagnosed based on the air-fuel ratio feedback correction value or the learned value as in the stoichiometric operation, but during the transition to the lean operation or the lean operation Even when an abnormality occurs during operation, this can be diagnosed with high accuracy, so that, for example, it is possible to prevent an adverse effect on lean operation.
[0012]
Claim 6In the invention described in the above, it is configured to include air-fuel ratio feedback control means for correcting the fuel supply amount via the air-fuel ratio feedback correction value so as to control the actual air-fuel ratio in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio, When the engine abnormality diagnosis based on the generated torque is diagnosed as having an abnormality in the engine, the engine abnormality diagnosis is performed based on the air-fuel ratio feedback correction value set by the air-fuel ratio feedback control means, and the air-fuel ratio When the engine is diagnosed as having an abnormality based on the engine abnormality diagnosis based on the feedback correction value or the learning value of the air-fuel ratio feedback correction value, the engine is actually diagnosed as having an abnormality.
[0013]
With this configuration, when it is diagnosed that there is an abnormality in the engine based on the actual generated torque during the transition to lean operation or after the transition to lean operation, it is not immediately diagnosed that the engine is truly abnormal. Since the air-fuel ratio feedback control is performed by operating the stoichiometric system, whether or not an abnormality has actually occurred in the engine (fuel supply system) is diagnosed based on the result. It is possible to prevent misdiagnosis due to the effects of input torque, noise, and the like, thereby making it possible to perform a more accurate engine abnormality diagnosis.
[0014]
Claim 7In the invention described in, when the engine is diagnosed as having an abnormality, the operation at the lean air-fuel ratio in the homogeneous combustion mode or the stratified combustion mode is prohibited.
With this configuration, when it is diagnosed that there is an abnormality in the engine, the operation at the lean air-fuel ratio in the homogeneous combustion mode or the stratified combustion mode is prohibited. It is possible to prevent adverse effects on
[0015]
Claim 8In the invention described in, the actual generated torque of the engine is detected based on the angular speed of crank rotation.
With such a configuration, the actual generated torque of the engine can be detected with high accuracy with a simple and inexpensive configuration using a crank angle sensor.
[0016]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the engine abnormality is diagnosed on the basis of the actual engine generated torque. For example, it is not based on an air-fuel ratio feedback correction coefficient or a learning value set by air-fuel ratio feedback control. However, since the engine abnormality can be diagnosed, it is possible to diagnose the abnormality of the engine (fuel system) with a simple configuration regardless of whether it is during stoichiometric operation or lean operation. For this reason, it becomes possible to prevent adverse effects on flammability, operability and the like due to engine abnormality.
[0017]
According to the second and third aspects of the invention, the engine abnormality is diagnosed on the basis of the target torque and the actual engine generated torque. Regardless of this, it is possible to diagnose an abnormality in the engine (fuel system) with high accuracy.
According to the fourth aspect of the present invention, in a so-called in-cylinder direct fuel injection type internal combustion engine that directly injects fuel into the cylinder (inside the cylinder), the fuel is directly supplied into the cylinder. The delay is small and sensitive to abnormalities in the fuel supply amount, and during lean operation, the relationship between the air-fuel ratio (fuel supply amount) and the generated torque is linear, so the combustibility and generated torque are sensitive to abnormalities in the fuel supply amount. However, according to the present invention, it is possible to prevent such a concern in advance.
[0018]
According to the invention described in claim 5, while the engine is operating in the stratified combustion mode (combustion mode in which fuel is supplied into the cylinder during the intake stroke), the above-mentioned concern is further increased. It is possible to avoid such concerns.
According to the sixth aspect of the present invention, when the engine is operated at a lean air-fuel ratio (lean operation), the fuel supply amount becomes abnormal regardless of the fuel injection type engine in the intake port or the direct fuel injection type engine in the cylinder. Although the combustibility and the generated torque change sensitively, the engine abnormality cannot be diagnosed based on the air-fuel ratio feedback correction value or the learned value as in the stoichiometric operation. Even when an abnormality occurs during the transition to the lean operation or during the lean operation, this can be diagnosed with high accuracy, so that, for example, adverse effects on the lean operation can be prevented.
[0019]
According to the seventh aspect of the present invention, the abnormality diagnosis based on the torque can be performed with high accuracy regardless of the environmental conditions, and therefore the abnormality diagnosis accuracy can be further improved.
According to the eighth aspect of the present invention, when it is diagnosed that there is an abnormality in the engine based on the actual generated torque during the transition to the lean operation or after the shift to the lean operation, immediately when the engine is truly abnormal. Instead of diagnosing, the air-fuel ratio feedback control is performed by operating at stoichiometry, and based on the result, whether or not an abnormality has actually occurred in the engine (fuel supply system) is diagnosed. It is possible to prevent erroneous diagnosis due to the influence of reverse input torque, noise, etc. from the drive wheels, and therefore, it is possible to perform more accurate engine abnormality diagnosis.
[0020]
According to the ninth aspect of the present invention, when it is diagnosed that the engine is abnormal, the operation at the lean air-fuel ratio in the homogeneous combustion mode or the stratified combustion mode is prohibited. Adverse effects on performance and drivability can be prevented.
According to the invention described in
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 2 shows a system configuration according to the first embodiment of the present invention.
An
[0022]
The
The
[0023]
The water temperature sensor 5 detects the engine coolant temperature.
The engine 4 is driven by a fuel injection signal and is provided with a
[0024]
Detection signals from the various sensors are input to the
[0025]
Here, an example of engine control (torque demand) performed by the
[0026]
A target engine torque calculation unit A serving as target torque calculation means receives an accelerator operation amount APS, an engine rotational speed Ne, an externally required torque (auxiliary operating torque of an air conditioner, power steering, alternator, etc.), etc., and is determined by these. The target engine torque tTe corresponding to the operating state is calculated.
The calculated target engine torque tTe is input, and an injection pulse signal having a fuel injection pulse width TI obtained by a predetermined calculation based on the target engine torque tTe is output to the
[0027]
In this way, the target air-fuel ratio is maintained by controlling the intake air amount and the fuel supply amount by controlling the throttle valve opening via the throttle
By the way, for example, in a case where combustion is performed under a lean air-fuel ratio (λ = 30 to 40) as in a so-called direct in-cylinder fuel injection type engine in which fuel is directly injected into the in-cylinder (combustion chamber). However, since the sensitivity of engine output and drivability is large with respect to the fuel amount, even if a small amount of fuel is abnormal, there is a possibility that the influence on the combustibility and drivability will increase. In addition, there is a similar concern when the lean operation is performed by the intake port injection.
[0028]
For this reason, the present embodiment includes an abnormality diagnosis means for diagnosing an abnormality in the engine (fuel supply system). The abnormality diagnosing means of this embodiment can diagnose an abnormality not only during lean operation but also during operation under stoichiometric air-fuel ratio (stoichiometric operation).
That is, as shown in FIG.
A target engine torque phase correction unit B is provided, whereby the target engine torque tTe calculated by the target engine torque calculation unit A is phase-corrected (weighted average processing or the like) to obtain a target engine torque RTe after phase correction. . Note that phase correction based on the operating angle (switching state) of the VTC (variable valve timing device), the change state of the EGR rate, and the like can also be included.
[0029]
And the target engine torque change calculating part C is provided, and the change amount ΔRTe of the target engine torque RTe after phase correction is thereby obtained.
On the other hand, a generated torque change calculation (detection) unit E for detecting actual generated engine torque change (Δ torque) is provided.
The generated torque change calculation unit E estimates (detects) the generated torque change based on the angular velocity (angular acceleration) of the crankshaft detected based on the detection signal of the
[0030]
That means
Torquen by cylinder TORQUEn (N ・ m) = K × (T1 (i) −T2 (i)) × NeThree+ OFFSET
From this equation, the generated torque (N · m) is obtained for each cylinder, and the change in this is obtained.
Here, K: constant, OFFSET; table data by rotation is searched and set (since there is sensitivity to rotation for OFFSET).
[0031]
That is, the angular acceleration is obtained by measuring average angular velocities T1 (i) and T2 (i) at two predetermined crank angle widths during the expansion stroke of 180 deg and calculating the difference (see FIG. 4).
ΔT (n) = T1 (i) −T2 (i)
ΔT (n); angular acceleration of expansion stroke cylinder
Note that ΔT is proportional to the torque generated by the expansion stroke cylinder which has been measured.
[0032]
Here, the correlation between the generated torque TORQUEn (N · m) and Δω (= ΔT (n) = T1 (i) −T2 (i)) is shown in FIG. 5 (experimental result).
Specifically, in the engine generated torque estimation calculation (estimation detection) unit F, based on the detection signal of the
[0033]
The generated torque change calculation unit E calculates the torque change (Δ torque) obtained by the engine generated torque estimation calculation (estimation detection) unit F.
The torque change determination unit (abnormality diagnosis unit) D compares Δtorque calculated by the generated torque change calculation unit E with ΔRTe calculated by the target torque change calculation unit C, and | Δtorque−ΔRTe If |> reference value torque (predetermined value, diagnostic reference value), it is determined that the deviation between the target torque and the actual generated torque is large, and the fuel injection amount that achieves the target torque is not actually injected. Therefore, it is diagnosed that there is some abnormality in the fuel supply system. In addition, | Δtorque−ΔRTe |> reference value torque can be configured such that | Δtorque−ΔRTe | is integrated in a certain time width, and the value is compared with the diagnostic reference value (that is, human) It is preferable to diagnose an abnormality of the fuel supply system (deterioration of driving performance) in accordance with the sensitivity of the engine).
[0034]
Then, as shown in FIG. 3, when an abnormality diagnosis is made, for example, the shift to lean operation (including both stratified combustion and homogeneous combustion) is prohibited, the homogeneous stoichiometric operation is continued, and a warning lamp Etc. are lit to make the driver recognize the vehicle.
In the present embodiment, the change amount of the target torque (change amount per unit time) is compared with the actual change amount of generated torque (change amount per unit time). In order to detect whether or not the target torque is actually obtained with high accuracy regardless of the environmental conditions, etc. In the case where it is not necessary to do so, it is possible to adopt a configuration in which the target torque change is compared with the actual generated torque.
[0035]
The actual generated torque can be detected using, for example, a torque sensor (strain gauge) or the like, and the actual amount of change in generated torque can also be detected based on this.
Thus, according to the present embodiment, when the target torque is compared with the actual engine generated torque and the deviation between the target torque and the actual generated torque is large, the fuel system is abnormal. Since the diagnosis is made, it is possible to diagnose the abnormality of the engine (fuel system) with a simple configuration. For this reason, it becomes possible to prevent adverse effects on drivability.
[0036]
By the way, as in the present embodiment, if the change amount of the target torque (change amount per unit time) is compared with the actual change amount of generated torque (change amount per unit time), the existing torque change amount is changed. As described above, since abnormality can be diagnosed regardless of environmental conditions, abnormality diagnosis accuracy can be further improved.
If the abnormality diagnosis of this embodiment is performed during lean combustion (for example, during the transition from the stoichiometric operation to the lean operation or during the lean operation), the abnormality of the fuel system that occurs during the transition or during the lean operation is diagnosed. Therefore, it can fail against flammability and operability due to fuel system abnormalities in lean operation (adverse effects such as misfires and accidental acceleration when fuel is abnormal on the increase side). Safe processing (lean operation prohibition, etc.) can be performed.
[0037]
That is, during the transition to the lean operation or during the lean operation, the air-fuel ratio control is open control (feed forward control), and thus is set by air-fuel ratio feedback control using the
[0038]
In other words, conventionally, an abnormality of the fuel system is diagnosed based on the air-fuel ratio feedback correction value or the learning value during the stoichiometric operation, and when there is such an abnormality, for example, the shift to the lean operation is prohibited based on the diagnosis result. However, when an abnormality occurred during the transition to the lean operation or during the lean operation, the abnormality could not be diagnosed. However, in the present embodiment, even when an abnormality occurs during the transition to the lean operation or during the lean operation, this can be diagnosed with high accuracy, so that, for example, an adverse effect on the drivability is prevented in advance. It becomes possible to do.
[0039]
By the way, for example, combustion is usually performed in a homogeneous mixture (a state where fuel is evenly distributed throughout the combustion), and a spark plug is placed in the combustion chamber in a predetermined operation state (low rotational speed, low load state, etc.). (1) composed of a mixture of combustible mixture ratios that can be ignited by the above, and a combustible mixture ratio that is difficult to be ignited by an air layer containing EGR or a spark plug, but can be burned by the combustion flame in the layer (1) The stratified mixture of the mixture (2) of the mixture is formed, combustion is realized at an extremely lean air-fuel ratio (an air-fuel ratio in the vicinity of the lean limit), and fuel consumption, etc. due to the pumping loss reduction effect, etc. During the transition to stratified combustion in an engine designed to improve (so-called combustion chamber direct fuel injection gasoline engine) or during stratified combustion, even if a small amount of fuel is abnormal, it has an effect on combustibility compared to homogeneous combustion. Greater driving performance Although negative effects (degradation of driveability caused by inadvertent acceleration or misfire) increases, the can abnormality diagnosis during the transition or during stratified combustion to such stratified charge combustion in the present embodiment, an extremely effective technique.
[0040]
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
The second embodiment is an example of a routine that allows or prohibits the transition from stoichiometric operation to lean operation based on the diagnosis result of the abnormality diagnosis of the engine (fuel supply system) described in the first embodiment. It is about.
During the stoichiometric operation, air-fuel ratio feedback control is performed so that the actual air-fuel ratio is maintained in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio based on the detection value of the
[0041]
Specifically, the flowchart of FIG. 6 is executed.
In step (denoted as S in the figure, the same applies hereinafter) 1, it is determined whether or not a lean transition condition is satisfied.
For example, the determination can be made based on whether or not the following conditions are satisfied in addition to the operation state entering the operation region in which the lean operation is performed.
[0042]
(1) The learning value used during lean operation has been acquired. That is, the base learning (learning without purge) has been completed.
(2) The deviation between the normal learning value (learning value for stoichiometric operation) and the base learning value (high-speed learning value performed for permitting the shift to lean combustion) is not more than a predetermined value. Note that, as the base learning, for example, as in normal learning, the operation region is not divided into a plurality of loads and rotation speeds at the time of stoichiometry and a learning value is acquired for each operation region, but the lean combustion is quickly performed. In order to allow the transition, the deviation between the command fuel supply amount and the actual fuel supply amount is learned at at least two points at the time of stoichiometry, and the command fuel supply amount at the lean time is determined by the corresponding fuel supply amount. There is a learning control that corrects by the deviation.
[0043]
In the above (1) and (2), the learning value that is the result of the air-fuel ratio feedback control performed during the stoichiometric operation is used, and the air-fuel ratio is feedforward (open) controlled during the lean operation. If it is not properly acquired, there is a possibility that a deviation may occur between the target air-fuel ratio and the actual air-fuel ratio, so as to avoid adversely affecting lean combustion / operability.
[0044]
(3) The accumulated value of the evaporation purge flow rate is not less than the predetermined value. This is to prevent the purge process from being performed during lean and adversely affecting lean combustion / operability.
(4) The amount of gasoline mixed in the blow-by gas is estimated, and the amount mixed is not more than a predetermined value. This is to prevent the gasoline mixed in the blow-by gas from adversely affecting lean combustion and drivability.
[0045]
(5) Failure diagnosis (disconnection, output deterioration, etc.) for each part is normal. For example, the determination is based on failure determination based on output signals of the
If YES, the process proceeds to
[0046]
If YES, the process proceeds to step 3, and if NO, the process returns to step 1. That is, in
[0047]
In
In step 4, the torque change (Δtorque) obtained from Δω = angular acceleration fluctuation is calculated by the method described in the first embodiment.
In step 5, a change in target torque (ΔRTe) is calculated.
[0048]
In
[0049]
In
In Step 7, there is a possibility that an abnormality has occurred in the fuel supply system. During lean operation, even if a small amount of fuel is abnormal, there is a risk that the sensitivity of flammability and drivability will be large and the drivability may be impaired. Is temporarily stopped and shifted to stoichiometric operation.
[0050]
In step 8, the air-fuel ratio feedback correction coefficient (air-fuel ratio correction coefficient) α, which is the result of the air-fuel ratio feedback control based on the oxygen sensor output during the stoichiometric operation, is within a predetermined range, and the learning value is within the predetermined range. It is determined again whether or not. If YES, there is no abnormality in the fuel supply system, and it is determined that the determination result in
[0051]
On the other hand, if NO, it is determined that an abnormality has occurred in the fuel supply system, and execution / shift to lean operation is prohibited in step 9 and this flow is terminated. At the same time, a warning light or the like can be turned on to prompt the driver to perform processing or the like.
Thus, according to the present embodiment, during the stoichiometric operation, the abnormality of the engine (fuel supply system) is diagnosed using the air-fuel ratio feedback control result (the air-fuel ratio feedback correction coefficient α and the learning value). While permitting / prohibiting the transition to lean operation, the target torque is compared with the actual torque during transition to lean operation or after lean operation (during lean operation) when air-fuel ratio feedback control cannot be performed. (Fuel supply system) abnormality is diagnosed and lean operation is allowed / prohibited, so when the fuel supply system is abnormal, the lean operation is definitely prohibited regardless of whether it is during stoichiometric operation or lean operation be able to. Therefore, it is possible to reliably prevent deterioration of combustibility and drivability when the lean operation is performed when the fuel supply system is abnormal.
[0052]
In this embodiment, when it is diagnosed that there is a possibility that the engine (fuel supply system) is abnormal based on the comparison result between the target torque and the actual torque during or after the shift to the lean operation. Instead of immediately prohibiting the execution of lean operation, the engine is operated again with stoichiometric control to perform air-fuel ratio feedback control. Based on the result, whether or not an abnormality has actually occurred in the engine (fuel supply system) is determined. Since the diagnosis is made, for example, it is possible to prevent erroneous diagnosis due to the influence of reverse input torque, noise, etc. from the drive wheels. Therefore, it is possible to diagnose the abnormality of the fuel supply system with higher accuracy.
[0053]
By the way, the present invention can be applied to all systems that control the engine to the target torque, and is not limited to the system (function) shown in FIG.
In each of the above embodiments, the configuration has been described as diagnosing engine abnormality based on the target torque and the actual generated torque. However, the present invention is not limited to this, and the actual generated torque is not limited thereto. And a predetermined value (predetermined value) or the like, that is, a configuration for diagnosing engine abnormality based on actual generated torque.
[0054]
In the second embodiment, the engine abnormality is diagnosed based on the air-fuel ratio feedback correction value and the learning value during the stoichiometric operation, and the engine abnormality is diagnosed based on the actual torque during the lean operation. When an abnormality is diagnosed during operation, if the engine is diagnosed to be abnormal even if it is diagnosed by an abnormality diagnosis based on an air-fuel ratio feedback correction value or a learning value by performing stoichiometric operation, the engine is considered to be truly abnormal However, the present invention is not limited to this, and the engine abnormality is diagnosed based on the actual torque regardless of the stoichiometric lean. When an abnormality is diagnosed, the engine is abnormal even if the stoichiometric operation is performed and the abnormality diagnosis is performed using the air-fuel ratio feedback correction value or the learning value. If it is the cross-sectional, the engine is one which can be configured such that diagnosis is truly abnormal.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of the present invention.
FIG. 2 is a system configuration diagram according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a functional block diagram according to the embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a principle of torque detection based on a rotational angular velocity.
FIG. 5 is a correlation diagram of generated torque, Δω, and rotational speed.
FIG. 6 is a flowchart according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram for explaining the sensitivity of torque fluctuation to changes in the air-fuel ratio (for example, fuel supply amount).
[Explanation of symbols]
1 Accelerator operation amount sensor
2 Crank angle sensor
3 Air flow meter
4 engine
5 Water temperature sensor
6 Fuel injection valve
9 Throttle valve
10 Throttle valve control device
11 Control unit
12 Oxygen sensor
A Target engine torque calculator
B Target engine torque phase correction unit
C Target engine torque change calculation unit
D Torque change determination unit (abnormality diagnosis unit)
E Generated torque change calculator
F Generated torque estimation calculation unit
Claims (8)
前記目標トルク演算手段により演算された目標トルクを達成するようにエンジンを制御する制御手段と、
エンジンの実際の発生トルクを検出する発生トルク検出手段と、
エンジンの膨張行程中の、前記目標トルク演算手段により演算された目標トルクの変化量と、前記発生トルク検出手段により検出された実際の発生トルクの変化量と、に基づいて、エンジンの異常診断を行う異常診断手段と、
を含んで構成したことを特徴とする請求項1に記載のエンジンの異常診断装置。Target torque calculating means for calculating the target torque of the engine;
Control means for controlling the engine so as to achieve the target torque calculated by the target torque calculating means;
Generated torque detection means for detecting the actual generated torque of the engine;
In the expansion stroke of the engine, and the amount of change calculated target torque by the target torque calculation means, a change amount of the actually generated torque detected by said torque detecting means, based on the abnormality diagnosis of the engine Abnormality diagnosis means to be performed;
The engine abnormality diagnosis device according to claim 1 , comprising:
前記エンジンの実際の発生トルクに基づくエンジンの異常診断によりエンジンに異常があると診断された場合に、前記空燃比フィードバック制御手段により設定される空燃比フィードバック補正値に基づくエンジンの異常診断を行わせ、該空燃比フィードバック補正値或いは空燃比フィードバック補正値の学習値に基づくエンジンの異常診断によってもエンジンに異常があると診断されたときに、真にエンジンに異常があると診断することを特徴とする請求項1〜請求項5の何れか1つに記載のエンジンの異常診断装置。An air-fuel ratio feedback control means for correcting the fuel supply amount via the air-fuel ratio feedback correction value so as to control the actual air-fuel ratio in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio;
When the engine abnormality diagnosis based on the actual generated torque of the engine diagnoses that the engine is abnormal, the engine abnormality diagnosis is performed based on the air-fuel ratio feedback correction value set by the air-fuel ratio feedback control means. The engine abnormality diagnosis based on the air-fuel ratio feedback correction value or the learned value of the air-fuel ratio feedback correction value diagnoses that the engine is truly abnormal when it is diagnosed. The engine abnormality diagnosis device according to any one of claims 1 to 5 .
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