JP4417000B2 - Abnormality diagnosis device for internal combustion engine - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の運転状態に関する情報を検出するセンサの出力に基づいて所定の異常診断を行う内燃機関の異常診断装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年の電子制御化された内燃機関では、運転状態に関する各種の情報(例えば吸入空気量、吸気管圧力、回転速度、空燃比等)を検出する各種センサを搭載し、これら各種センサの出力に基づいて燃料噴射量(空燃比)や点火時期等を制御すると共に、これら各種センサの出力を利用して各種の異常診断を行うようにしている。例えば、特許文献1(特開平9−166569号公報)に記載されているように、内燃機関の排出ガスの空燃比を検出する空燃比センサの出力に基づいて該空燃比センサの異常の有無を診断するようにしたものがある。
【0003】
【特許文献1】
特開平9−166569号公報(第2頁等)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、複数の気筒を有する内燃機関では、各気筒の個体差(部品公差、組付公差等)や経年変化等によって各気筒の運転状態にばらつきが生じることがある。このため、内燃機関の運転状態に関する情報(例えば吸入空気量、吸気管圧力、回転速度、空燃比等)を検出するセンサの出力に基づいて各種の異常診断を行う場合に、気筒間の運転状態のばらつきが大きいと、その影響を受けてセンサ出力のサイクル内変動が大きくなってしまい、異常診断の対象が正常であるにも拘らず異常と誤診断してしまう可能性がある。
【0005】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、気筒間ばらつきによって生じるセンサ出力の乱れを異常診断対象の異常と誤診断することを防止することができ、異常診断精度を向上させることができる内燃機関の制御装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項1の内燃機関の異常診断装置は、複数の気筒を有する内燃機関の運転状態に関する情報を検出するセンサの出力に基づいて所定の異常診断を行う異常診断手段を備えた内燃機関の異常診断装置において、内燃機関の気筒間の運転状態のばらつきを表す気筒間ばらつき値を求める気筒間ばらつき検出手段と、前記気筒間ばらつき値に基づいて前記内燃機関の気筒間の運転状態のばらつきが小さくなるように前記内燃機関の気筒間の運転状態を補正する気筒間ばらつき補正手段と、前記気筒間ばらつき補正手段による気筒間ばらつき補正が完了していないときに、前記異常診断手段による異常診断の禁止又は異常判定基準の緩和を実行し、且つ前記気筒間ばらつき補正の完了後も所定期間が経過するまで、前記異常診断の禁止又は異常判定基準の緩和を継続する誤診断防止手段とを備えた構成としたものである。
【0007】
本発明のように、気筒間ばらつき値に基づいて内燃機関の気筒間の運転状態のばらつきが小さくなるように前記内燃機関の気筒間の運転状態を補正する気筒間ばらつき補正手段を備えたシステムの場合、気筒間ばらつき補正が完了するまでは、まだ気筒間ばらつきが大きいために、センサ出力の乱れが通常の異常判定レベルを越えてしまう可能性がある。
【0008】
そこで、本発明では、気筒間ばらつき補正が完了していないときに、異常診断の禁止又は異常判定基準の緩和を実行するようにしている。このようにすれば、気筒間ばらつき補正の完了前で、まだ気筒間ばらつきが大きいときに生じるセンサ出力の乱れを異常診断対象の異常と誤診断することを防止でき、異常診断精度を向上させることができる。
【0009】
また、気筒間ばらつき補正を実行してから実際に気筒間ばらつきが十分に小さくなるまでには暫く時間が掛かることがあるため、本発明では、気筒間ばらつき補正の完了後も所定期間が経過するまで、異常診断の禁止又は異常判定基準の緩和を継続するようにしている。このようにすれば、気筒間ばらつき補正の完了直後で気筒間ばらつきが十分に小さくなっていない可能性がある期間にも異常診断を禁止又は異常判定基準を緩和して、より確実に誤診断を防止することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
《実施形態(1)》
以下、本発明の実施形態(1)を図1乃至図7に基づいて説明する。まず、図1に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。内燃機関である例えば4気筒のエンジン11は、第1気筒#1〜第4気筒#4の4つの気筒を有し、このエンジン11の吸気管12の最上流部には、エアクリーナ13が設けられ、このエアクリーナ13の下流側に、吸入空気量を検出するエアフローメータ14が設けられている。このエアフローメータ14の下流側には、DCモータ等によって開度調節されるスロットルバルブ15とスロットル開度を検出するスロットル開度センサ16とが設けられている。
【0011】
また、スロットルバルブ15の下流側には、サージタンク17が設けられ、このサージタンク17に、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ18が設けられている。また、サージタンク17には、エンジン11の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド19が設けられ、各気筒の吸気マニホールド19の吸気ポート近傍に、それぞれ燃料を噴射する燃料噴射弁20が取り付けられている。また、エンジン11のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ21が取り付けられ、各点火プラグ21の火花放電によって筒内の混合気に着火される。
【0012】
一方、エンジン11の排気管22には、排出ガス中のCO,HC,NOx等を浄化する三元触媒等の触媒23が設けられ、この触媒23の上流側に、排出ガスの空燃比又はリーン/リッチ等を検出する排出ガスセンサ24(空燃比センサ、酸素センサ等)が設けられている。また、エンジン11のシリンダブロックには、冷却水温を検出する水温センサ25や、エンジン11のクランク軸が一定クランク角(例えば30℃A)回転する毎にパルス信号を出力するクランク角センサ26が取り付けられている。このクランク角センサ26の出力信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。
【0013】
前述した各種センサの出力は、エンジン制御回路(以下「ECU」と表記する)27に入力される。このECU27は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたROM(記憶媒体)に記憶された各種のエンジン制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて燃料噴射弁20の燃料噴射量や点火プラグ21の点火時期を制御する。
【0014】
その際、ECU27は、図示しない空燃比フィードバック制御プログラムを実行することで、排出ガスセンサ24で検出した排出ガスの空燃比λs を目標空燃比λtgに一致させるように空燃比補正係数FAFを算出し、この空燃比補正係数FAFを用いて燃料噴射量を算出する。
【0015】
更に、ECU27は、後述する図2に示す排出ガスセンサ異常診断プログラムを実行することで、目標空燃比λtgが変化したときに、目標空燃比λtgの変化量Δλtgと空燃比補正係数FAFの変化量ΔFAFとの比(ΔFAF/Δλtg)が所定範囲(KCGL〜KCGH)内であるか否かによって排出ガスセンサ24の異常(故障、劣化等)の有無を診断する。
【0016】
しかし、気筒間の運転状態のばらつきが大きいと、その影響を受けて排出ガスセンサ24出力のサイクル内変動が大きくなって異常診断パラメータ(例えばΔFAF/Δλtg)が異常判定値(例えば所定範囲の下限値KCGL又は上限値KCGH)を越えてしまうおそれがあり、排出ガスセンサ24が正常であるにも拘らず異常有りと誤診断してしまう可能性がある。
【0017】
そこで、ECU27は、後述する図3及び図4に示す気筒間ばらつき検出プログラムを実行することで、エンジン11の気筒間の運転状態のばらつきを表す気筒間ばらつき値DEVを算出し、後述する図6に示す気筒間ばらつき補正プログラムを実行することで、気筒間ばらつき値DEVに基づいてエンジン11の気筒間の運転状態のばらつきを補正する。
【0018】
そして、後述する図7に示す誤診断防止プログラムを実行することで、気筒間ばらつき値DEVが所定範囲を越えているとき、又は、気筒間ばらつき補正が完了していないときに、排出ガスセンサ24の異常診断を禁止して、気筒間ばらつきによって生じる排出ガスセンサ24の出力の乱れを排出ガスセンサ24の異常と誤診断してしまうことを防止する。以下、ECU27が実行する各プログラムの処理内容を説明する。
【0019】
[排出ガスセンサ異常診断プログラム]
図2に示す排出ガスセンサ異常診断プログラムは、例えば、燃料噴射タイミング毎に実行され、特許請求の範囲でいう異常診断手段としての役割を果たす。本プログラムが起動されると、まず、ステップ101で、現在の目標空燃比λtgと前回の目標空燃比λtg(i-1) との差の絶対値が所定の判定値Kλtg以上であるか否かを判定する。もし、|λtg−λtg(i-1) |<Kλtgであれば、目標空燃比λtgが変化していないと判断して、ステップ105に進み、目標空燃比変化フラグXが目標空燃比λtgの変化検出済みを意味する「1」にセットされているか否かを判定する。目標空燃比変化フラグXが「1」にセットされていなければ、以降の処理を行うことなく、本プログラムを終了する。
【0020】
その後、|λtg−λtg(i-1) |≧Kλtgになった時点で、目標空燃比λtgが変化したと判断して、ステップ102に進み、目標空燃比変化フラグXを「1」にセットした後、ステップ103に進み、現在の目標空燃比λtgから1回前の目標空燃比λtg(i-1) を減算して、目標空燃比λtgの変化量Δλtgを算出する。
Δλtg=λtg−λtg(i-1)
【0021】
この後、ステップ104に進み、そのときの空燃比補正係数FAFを変化前の空燃比補正係数FAFBFとしてECU27のメモリ(図示せず)に記憶して、本プログラムを終了する。
【0022】
そして、目標空燃比λtgの変化後に、本プログラムが起動される毎に、ステップ101で「No」と判定されてステップ105に進み、目標空燃比変化フラグXが「1」にセットされていれば、ステップ106に進み、現在の目標空燃比λtgと1回前の目標空燃比λtg(i-1) との差をそれまでのΔλtgに加算して、Δλtgの記憶値を更新する。
Δλtg=Δλtg+{λtg−λtg(i-1) }
【0023】
この後、ステップ107に進み、現在の空燃比補正係数FAFと1回前の空燃比補正係数FAF(i-1) との差の絶対値が所定値KFAF以下になったか否かを判定する。そして、|FAF−FAF(i-1) |≦KFAFとなったとき、つまり、空燃比補正係数FAFが所定の値に収束したときに、ステップ108に進み、現在の空燃比補正係数FAFから前記ステップ104で記憶した変化前の空燃比補正係数FAFBFを減算して、空燃比補正係数FAFの変化量ΔFAFを算出する。
ΔFAF=FAF−FAFBF
【0024】
この後、ステップ109に進み、目標空燃比変化フラグXを「0」にリセットした後、ステップ110に進み、ΔFAFの絶対値とΔλtgの絶対値との比が所定範囲内(KCGL≦|ΔFAF|/|Δλtg|≦KCGH)であるか否かを判定する(例えばKCGL=0.9、KCGH=1.1)。
【0025】
その結果、ΔFAFの絶対値とΔλtgの絶対値との比が所定範囲内であると判定された場合には、ステップ111に進み、排出ガスセンサ24の異常無し(正常)と判定して、本プログラムを終了する。
【0026】
一方、ΔFAFの絶対値とΔλtgの絶対値の比が所定範囲から外れていると判定された場合には、ステップ112に進み、排出ガスセンサ24の異常(故障、劣化等)と判定して、運転席のインストルメントパネルに設けられた警告ランプ(図示せず)を点灯し、又は警告表示部(図示せず)に警告表示して運転者に警告すると共に、その異常情報(異常コード)をECU27のバックアップRAM(図示せず)に記憶して、本プログラムを終了する。
【0027】
[気筒間ばらつき検出プログラム]
図3及び図4に示す気筒間ばらつき検出プログラムは、例えば、イグニッションスイッチ(図示せず)のオン後に所定周期で実行され、特許請求の範囲でいう気筒間ばらつき検出手段としての役割を果たす。
【0028】
ここで、図5に示すように、吸気管圧力センサ18で検出した吸気管圧力の波形は、各気筒の運転状態(吸入空気量、燃焼状態、空燃比等)を反映した脈動波形となる。従って、各気筒の影響が現れるクランク角範囲毎に吸気管圧力センサ18で検出した吸気管圧力の極小値、極大値、平均値、振幅値、面積、軌跡長等の特性値を算出すれば、各気筒の運転状態を反映した脈動波形の特性値を算出することができるので、この特性値を用いれば、各気筒の運転状態のばらつきを反映した気筒間ばらつき値を算出することができる。
【0029】
尚、本プログラムでは、吸気管圧力の極小値を用いて気筒間ばらつき値を算出するため、図5(a)に示すように、後述する第1〜第4のクランク角範囲は、それぞれ第1〜第4気筒の影響で吸気管圧力が極小値となる領域を含むように設定されている。
【0030】
本プログラムが起動されると、まず、ステップ201で、気筒間ばらつき検出の実行条件が成立しているか否かを、例えば、定常状態(過渡状態ではない)か否か等によって判定する。気筒間ばらつき検出の実行条件が不成立と判定されれば、以降の処理を行うことなく、本プログラムを終了する。
【0031】
一方、上記ステップ201で、気筒間ばらつき検出の実行条件が成立していると判定された場合には、ステップ202に進み、クランク角センサ26の出力信号に基づいて検出したクランク角が第1のクランク角範囲(第1気筒#1の影響で吸気管圧力が極小値となる領域を含むクランク角範囲)内であるか否かを判定する。その結果、第1のクランク角範囲内であると判定されれば、ステップ203に進み、第1のクランク角範囲内における吸気管圧力の極小値PMmin を、第1気筒#1の吸気管圧力極小値PMmin(#1) として算出する。
【0032】
一方、上記ステップ202で、クランク角が第1のクランク角範囲内ではないと判定された場合には、ステップ204に進み、クランク角が第2のクランク角範囲(第2気筒#2の影響で吸気管圧力が極小値となる領域を含むクランク角範囲)内であるか否かを判定する。その結果、第2のクランク角範囲内であると判定されれば、ステップ205に進み、第2のクランク角範囲内における吸気管圧力の極小値PMmin を、第2気筒#2の吸気管圧力極小値PMmin(#2) として算出する。
【0033】
また、上記ステップ204で、クランク角が第2のクランク角範囲内ではないと判定された場合には、ステップ206に進み、クランク角が第3のクランク角範囲(第3気筒#3の影響で吸気管圧力が極小値となる領域を含むクランク角範囲)内であるか否かを判定する。その結果、第3のクランク角範囲内であると判定されれば、ステップ207に進み、第3のクランク角範囲内における吸気管圧力の極小値PMmin を、第3気筒#3の吸気管圧力極小値PMmin(#3) として算出する。
【0034】
また、上記ステップ206で、クランク角が第3のクランク角範囲内ではないと判定された場合には、クランク角が第4のクランク角範囲(第4気筒#4の影響で吸気管圧力が極小値となる領域を含むクランク角範囲)内であると判断して、ステップ208に進み、第4のクランク角範囲内における吸気管圧力の極小値PMmin を、第4気筒#4の吸気管圧力極小値PMmin(#4) として算出する。
【0035】
この後、図4のステップ209に進み、全気筒の吸気管圧力極小値PMmin(#1) 〜PMmin(#4) の平均値AVEPMmin を算出する。
AVEPMmin ={PMmin(#1) +……+PMmin(#4) }/4
【0036】
この後、ステップ210に進み、各気筒の吸気管圧力極小値PMmin(#i) と平均値AVEPMmin とを用いて各気筒の気筒間ばらつき値DEV(#i)を次式により算出する。ここで、#i=#1〜#4である。
DEV(#i)=PMmin(#i) −AVEPMmin
【0037】
この後、ステップ211に進み、各気筒の気筒間ばらつき値DEV(#i)が、それぞれ所定範囲内(K1≦DEV(#i)≦K2)であるか否かを判定する。その結果、全ての気筒間ばらつき値DEV(#1)〜DEV(#4)のうち1つでも所定範囲から外れていると判定された場合には、ステップ212に進み、気筒間ばらつきフラグXDEVを気筒間ばらつきが大きいことを意味する「1」にセットして、本プログラムを終了する。
【0038】
一方、全ての気筒間ばらつき値DEV(#1)〜DEV(#4)が所定範囲内であると判定された場合には、ステップ213に進み、気筒間ばらつきフラグXDEVを気筒間ばらつきが小さいことを意味する「0」にリセットして、本プログラムを終了する。
【0039】
[気筒間ばらつき補正プログラム]
図6に示す気筒間ばらつき補正プログラムは、例えば、イグニッションスイッチのオン後に所定周期で実行され、特許請求の範囲でいう気筒間ばらつき補正手段としての役割を果たす。本プログラムが起動されると、まず、ステップ301で、各気筒の気筒間ばらつき値DEV(#i)を読み込んだ後、ステップ302に進み、各気筒の気筒間ばらつき値DEV(#i)を用いて、各気筒の燃料噴射時間補正係数FTAU(#i)を次式により算出する。
FTAU(#i)=DEV(#i)+1
【0040】
この後、ステップ303に進み、補正前の全気筒の平均燃料噴射時間TAUに各気筒の燃料噴射時間補正係数FTAU(#i)を乗算して、各気筒の最終燃料噴射時間TAU(#i)を求める。
TAU(#i)=TAU×FTAU(#i)
以上の処理により、各気筒の気筒間ばらつき値DEV(#i)に応じて各気筒の燃料噴射量を補正することで、気筒間の空燃比ばらつきを小さくする。
【0041】
[誤診断防止プログラム]
図7に示す誤診断防止プログラムは、例えば、イグニッションスイッチのオン後に所定周期で実行され、特許請求の範囲でいう誤診断防止手段としての役割を果たす。本プログラムが起動されると、まず、ステップ401で、▲1▼気筒間ばらつきが小さい(気筒間ばらつきフラグXDEV=0)か否かを判定し、また、▲2▼気筒間ばらつき補正が完了してから所定期間(所定時間、所定クランク角等)が経過したか否かを判定する。
【0042】
その結果、気筒間ばらつきが大きい(気筒間ばらつきフラグXDEV=1)と判定された場合、又は、気筒間ばらつき補正完了から所定期間が経過する前であると判定された場合には、気筒間ばらつきによって排出ガスセンサ24の出力が乱れて異常診断パラメータ(例えばΔFAF/Δλtg)が正常範囲(KCGL〜KCGH)から外れる可能性があると判断して、ステップ402に進み、排出ガスセンサ24の異常診断を禁止する。これにより、気筒間ばらつきによって生じた排出ガスセンサ24の出力の乱れを排出ガスセンサ24の異常と誤診断してしまうことを防止する。
【0043】
一方、上記ステップ401で、気筒間ばらつきが小さいと判定された場合、又は、気筒間ばらつき補正が完了してから所定期間が経過したと判定された場合には、ステップ403に進み、排出ガスセンサ24の異常診断を許可する。
【0044】
以上説明した本実施形態(1)では、気筒間ばらつきが大きいときに、排出ガスセンサ24の異常診断を禁止するようにしたので、気筒間ばらつきによって生じた排出ガスセンサ24の出力の乱れを排出ガスセンサ24の異常と誤診断してしまうことを防止することができ、排出ガスセンサ24の異常診断精度を向上させることができる。
【0045】
また、本実施形態(1)では、気筒間ばらつき補正を実行してから実際に気筒間ばらつきが十分に小さくなるまでには暫く時間が掛かることがあることを考慮して、気筒間ばらつき補正の完了後も所定期間が経過するまで、排出ガスセンサ24の異常診断の禁止を継続するようにしたので、気筒間ばらつき補正の完了直後で気筒間ばらつきが十分に小さくなっていない可能性がある期間にも、異常診断を禁止して、より確実に誤診断を防止することができる。
【0047】
《実施形態(2)》
次に、図8乃至図10を用いて本発明の実施形態(2)を説明する。
前記実施形態(1)では、吸気管圧力の極小値を用いて気筒間ばらつき値を算出したが、本実施形態(2)では、後述する図8及び図9に示す気筒間ばらつき検出プログラムを実行することで、吸気管圧力の極大値を用いて気筒間ばらつき値を算出するようにしている。
【0048】
また、前記実施形態(1)では、誤診断防止のために排出ガスセンサ24の異常診断を禁止するようにしたが、本実施形態(2)では、後述する図10に示す誤診断防止プログラムを実行することで、誤診断防止のために排出ガスセンサ24の異常判定基準を緩和するようにしている。
【0049】
[気筒間ばらつき検出プログラム]
図8及び図9に示す気筒間ばらつき検出プログラムでは、吸気管圧力の極大値を用いて気筒間ばらつき値を算出するため、図5(b)に示すように、後述する第1〜第4のクランク角範囲は、それぞれ第1〜第4気筒の影響で吸気管圧力が極大値となる領域を含むように設定されている。
【0050】
本プログラムでは、ステップ501で気筒間ばらつき検出の実行条件が成立していると判定された場合、クランク角が第1のクランク角範囲(第1気筒#1の影響で吸気管圧力が極大値となる領域を含むクランク角範囲)内のときに、該第1のクランク角範囲内における吸気管圧力の極大値PMmax を、第1気筒#1の吸気管圧力極大値PMmax(#1) として算出する(ステップ502、503)。
【0051】
一方、クランク角が第2のクランク角範囲(第2気筒#2の影響で吸気管圧力が極大値となる領域を含むクランク角範囲)内のときに、該第2のクランク角範囲内における吸気管圧力の極大値PMmax を、第2気筒#2の吸気管圧力極大値PMmax(#2) として算出する(ステップ504、505)。
【0052】
また、クランク角が第3のクランク角範囲(第3気筒#3の影響で吸気管圧力が極大値となる領域を含むクランク角範囲)内のときに、該第3のクランク角範囲内における吸気管圧力の極大値PMmax を、第3気筒#3の吸気管圧力極大値PMmax(#3) として算出する(ステップ506、507)。
【0053】
また、クランク角が第4のクランク角範囲(第4気筒#4の影響で吸気管圧力が極大値となる領域を含むクランク角範囲)内のときに、該第4のクランク角範囲内における吸気管圧力の極大値PMmax を、第4気筒#4の吸気管圧力極大値PMmax(#4) として算出する(ステップ508)。
【0054】
この後、図9のステップ509に進み、全気筒の吸気管圧力極大値PMmax(#1) 〜PMmax(#4) の平均値AVEPMmax を算出する。
AVEPMmax ={PMmax(#1) +……+PMmax(#4) }/4
【0055】
この後、ステップ510に進み、各気筒の吸気管圧力極大値PMmax(#i) と平均値AVEPMmax とを用いて各気筒の気筒間ばらつき値DEV(#i)を次式により算出する。
DEV(#i)=PMmax(#i) −AVEPMmax
【0056】
この後、ステップ511に進み、各気筒の気筒間ばらつき値DEV(#i)が、それぞれ所定範囲(K1〜K2)内であるか否かを判定し、全ての気筒間ばらつき値DEV(#1)〜DEV(#4)のうち1つでも所定範囲を越えていると判定された場合には、ステップ512に進み、気筒間ばらつきフラグXDEVを「1」にセットし、全ての気筒間ばらつき値DEV(#1)〜DEV(#4)が所定範囲内であると判定された場合には、ステップ513に進み、気筒間ばらつきフラグXDEVを「0」にリセットする。
【0057】
[誤診断防止プログラム]
図10に示す誤診断防止プログラムでは、まず、ステップ601で、▲1▼気筒間ばらつきが小さい(気筒間ばらつきフラグXDEV=0)か否かを判定し、また、▲2▼気筒間ばらつき補正が完了したか否かを判定する。
【0058】
その結果、気筒間ばらつきが大きい(気筒間ばらつきフラグXDEV=1)と判定された場合、又は、気筒間ばらつき補正が未完了であると判定された場合には、気筒間ばらつきによって排出ガスセンサ24の出力が乱れて異常診断パラメータ(例えばΔFAF/Δλtg)が正常範囲(下限値KCGL〜上限値KCGH)から外れる可能性があると判断して、ステップ602に進み、正常範囲の下限値KCGL(異常判定値)を誤診断防止用の下限値(KCGL−α)に変更し、上限値KCGH(異常判定値)を誤診断防止用の上限値(KCGH+β)に変更して、正常範囲の幅を広げて異常判定基準を緩和する。これにより、気筒間ばらつきによって生じた排出ガスセンサ24の出力の乱れを排出ガスセンサ24の異常と誤診断することを防止する。
【0059】
一方、上記ステップ601で、気筒間ばらつきが小さいと判定された場合、又は、気筒間ばらつき補正が完了したと判定された場合には、ステップ603に進み、正常範囲の下限値(異常判定値)と上限値(異常判定値)を通常の値KCGL、KCGHに戻す。
【0060】
以上説明した本実施形態(2)では、気筒間ばらつきが大きいときや気筒間ばらつき補正が未完了のときに、正常範囲の幅を広げて異常判定基準を緩和するようにしたので、気筒間ばらつきによって生じた排出ガスセンサ24の出力の乱れを排出ガスセンサ24の異常と誤診断してしまうことを防止することができ、排出ガスセンサ24の異常診断精度を向上させることができる。
【0061】
尚、本実施形態(2)では、異常判定基準を緩和するために異常判定値(正常範囲の下限値と上限値)を変更するようにしたが、異常診断パラメータ(例えばΔFAF/Δλtg)を補正したり、排出ガスセンサ24の出力を補正する等、他の異常判定条件を変更するようにしても良い。
【0062】
また、本実施形態(2)においても、前記実施形態(1)と同じように、気筒間ばらつき補正完了後も所定期間が経過するまで、異常判定基準の緩和を継続するようにしても良い。
【0063】
また、上記各実施形態(1),(2)では、本発明を排出ガスセンサ24の異常診断に適用したが、本発明はこれに限定されず、例えば、排出ガスセンサ24の出力を用いた触媒劣化診断、エアフローメータ14の出力を用いたエアフローメータ14の異常診断、吸気管圧力センサ18の出力を用いた吸気管圧力センサ18の異常診断、エアフローメータ14と吸気管圧力センサ18と排出ガスセンサ24のうちの少なくとも1つの出力を用いた触媒早期暖機システムの異常診断や空燃比制御システムの異常診断等、気筒間ばらつきの影響を受ける種々の異常診断に本発明を適用することができる。
【0064】
また、上記各実施形態(1),(2)では、吸気管圧力の所定期間毎の極大値又は極小値に基づいて気筒間ばらつき値を算出したが、気筒間ばらつき値の算出方法は適宜変更しても良く、例えば、吸気管圧力の所定期間毎の平均値、振幅値、面積、軌跡長等に基づいて気筒間ばらつき値を算出するようにしても良い。また、吸気管圧力に代えて、吸入空気量、筒内圧力、回転速度、イオン電流、空燃比等に基づいて気筒間ばらつき値を算出するようにしても良い。
【0065】
また、上記各実施形態(1),(2)では、各気筒毎に燃料噴射量を補正することで気筒間ばらつきを補正したが、気筒間ばらつきの補正方法は適宜変更しても良く、例えば、各気筒毎に点火時期を補正したり、各気筒毎に吸入空気量を補正して気筒間ばらつきを補正するようにしても良い。
【0066】
その他、本発明の適用範囲は4気筒のエンジンに限定されず、5気筒以上又は3気筒以下の複数気筒エンジンに本発明を適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態(1)におけるエンジン制御システム全体の概略構成図
【図2】実施形態(1)の排出ガスセンサ異常診断プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図3】実施形態(1)の気筒間ばらつき検出プログラムの処理の流れを示すフローチャート(その1)
【図4】実施形態(1)の気筒間ばらつき検出プログラムの処理の流れを示すフローチャート(その2)
【図5】吸気管圧力の挙動を示すタイムチャート
【図6】実施形態(1)の気筒間ばらつき補正プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図7】実施形態(1)の誤診断防止プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図8】実施形態(2)の気筒間ばらつき検出プログラムの処理の流れを示すフローチャート(その1)
【図9】実施形態(2)の気筒間ばらつき検出プログラムの処理の流れを示すフローチャート(その2)
【図10】実施形態(2)の誤診断防止プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【符号の説明】
11…エンジン(内燃機関)、12…吸気管、14…エアフローメータ、15…スロットルバルブ、18…吸気管圧力センサ、20…燃料噴射弁、21…点火プラグ、22…排気管、24…排出ガスセンサ、26…クランク角センサ、27…ECU(異常診断手段,気筒間ばらつき検出手段,気筒間ばらつき補正手段,誤診断防止手段)。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an abnormality diagnosis apparatus for an internal combustion engine that performs a predetermined abnormality diagnosis based on an output of a sensor that detects information related to an operating state of the internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
In recent years, electronically controlled internal combustion engines are equipped with various sensors that detect various information related to operating conditions (for example, intake air amount, intake pipe pressure, rotational speed, air-fuel ratio, etc.), and based on the outputs of these various sensors. Thus, the fuel injection amount (air-fuel ratio), ignition timing, and the like are controlled, and various abnormality diagnoses are performed using the outputs of these various sensors. For example, as described in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-166669), the presence or absence of abnormality of the air-fuel ratio sensor is determined based on the output of the air-fuel ratio sensor that detects the air-fuel ratio of the exhaust gas of the internal combustion engine. There is something to be diagnosed.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-166669 (second page, etc.)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in an internal combustion engine having a plurality of cylinders, the operating state of each cylinder may vary due to individual differences (parts tolerance, assembly tolerance, etc.), aging, etc. of each cylinder. For this reason, when various abnormality diagnosis is performed based on the output of a sensor that detects information related to the operating state of the internal combustion engine (for example, intake air amount, intake pipe pressure, rotational speed, air-fuel ratio, etc.), the operating state between the cylinders If the variation of the sensor is large, the fluctuation in the sensor output in the cycle becomes large due to the influence, and it may be erroneously diagnosed as abnormal even though the abnormality diagnosis target is normal.
[0005]
The present invention has been made in consideration of such circumstances. Therefore, the object of the present invention is to prevent misdiagnosis of sensor output disturbance caused by variation between cylinders as an abnormality to be diagnosed. An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine capable of improving diagnosis accuracy.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an abnormality diagnosis apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 of the present invention performs a predetermined abnormality diagnosis based on an output of a sensor that detects information related to an operating state of an internal combustion engine having a plurality of cylinders. An abnormality diagnosis apparatus for an internal combustion engine having an abnormality diagnosis means, wherein an inter-cylinder variation detection means for obtaining a variation value between cylinders representing a variation in operating state between cylinders of the internal combustion engine, and the internal combustion engine based on the variation value between cylinders Of operating conditions among cylinders The operating state between the cylinders of the internal combustion engine is reduced so that the When the inter-cylinder variation correction unit for correcting the inter-cylinder variation correction unit and the inter-cylinder variation correction unit are not completed, the abnormality diagnosis unit prohibits the abnormality diagnosis or relaxes the abnormality determination criterion, and the cylinder The apparatus is provided with a misdiagnosis prevention means for continuing prohibition of abnormality diagnosis or relaxation of abnormality determination criteria until a predetermined period elapses after the completion of correction of variation in intervals.
[0007]
As in the present invention, the variation in the operating state between the cylinders of the internal combustion engine based on the variation value between the cylinders. The operating state between the cylinders of the internal combustion engine is reduced so that the In the case of a system provided with a correction means for correcting variation among cylinders, since the variation between cylinders is still large until the correction for variations between cylinders is completed, the disturbance of the sensor output may exceed the normal abnormality determination level. is there.
[0008]
Therefore, In the present invention When the inter-cylinder variation correction has not been completed, prohibit abnormality diagnosis or relax abnormality criterion Have . In this way, it is possible to prevent misdiagnosis of sensor output disturbances as abnormalities to be diagnosed when the variation between cylinders is still large before completion of variation correction between cylinders, and improve abnormality diagnosis accuracy. Can do.
[0009]
In addition, since it may take some time for the variation between cylinders to become sufficiently small after executing the variation correction between cylinders, In the present invention The abnormality diagnosis is prohibited or the abnormality determination criteria are relaxed until a predetermined period has elapsed even after the correction of variation among cylinders is completed. Have . In this way, immediately after completion of the inter-cylinder variation correction, the abnormality diagnosis is prohibited or the abnormality determination criteria are relaxed even during a period when the variation between the cylinders may not be sufficiently small, so that the erroneous diagnosis can be performed more reliably. Can be prevented.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
<< Embodiment (1) >>
Hereinafter, an embodiment (1) of the present invention will be described with reference to FIGS. First, a schematic configuration of the entire engine control system will be described with reference to FIG. For example, a four-cylinder engine 11 that is an internal combustion engine has four cylinders, a first cylinder # 1 to a fourth cylinder # 4, and an air cleaner 13 is provided at the most upstream portion of the intake pipe 12 of the engine 11. An air flow meter 14 for detecting the intake air amount is provided on the downstream side of the air cleaner 13. On the downstream side of the air flow meter 14, a throttle valve 15 whose opening is adjusted by a DC motor or the like and a throttle opening sensor 16 for detecting the throttle opening are provided.
[0011]
A surge tank 17 is provided downstream of the throttle valve 15, and an intake pipe pressure sensor 18 that detects the intake pipe pressure is provided in the surge tank 17. The surge tank 17 is provided with an intake manifold 19 for introducing air into each cylinder of the engine 11, and a fuel injection valve 20 for injecting fuel is attached in the vicinity of the intake port of the intake manifold 19 of each cylinder. Yes. A spark plug 21 is attached to each cylinder of the engine 11 for each cylinder, and the air-fuel mixture in the cylinder is ignited by spark discharge of each spark plug 21.
[0012]
On the other hand, the exhaust pipe 22 of the engine 11 is provided with a catalyst 23 such as a three-way catalyst for purifying CO, HC, NOx and the like in the exhaust gas, and the exhaust gas air-fuel ratio or lean is provided upstream of the catalyst 23. / An exhaust gas sensor 24 (air-fuel ratio sensor, oxygen sensor, etc.) for detecting rich or the like is provided. Further, a water temperature sensor 25 that detects the coolant temperature and a crank angle sensor 26 that outputs a pulse signal each time the crankshaft of the engine 11 rotates by a certain crank angle (for example, 30 ° C. A) are attached to the cylinder block of the engine 11. It has been. Based on the output signal of the crank angle sensor 26, the crank angle and the engine speed are detected.
[0013]
Outputs of the various sensors described above are input to an engine control circuit (hereinafter referred to as “ECU”) 27. The ECU 27 is mainly composed of a microcomputer, and executes various engine control programs stored in a built-in ROM (storage medium) to thereby determine the fuel injection amount of the fuel injection valve 20 according to the engine operating state. The ignition timing of the spark plug 21 is controlled.
[0014]
At that time, the ECU 27 executes an air-fuel ratio feedback control program (not shown) to calculate the air-fuel ratio correction coefficient FAF so that the air-fuel ratio λs of the exhaust gas detected by the exhaust gas sensor 24 matches the target air-fuel ratio λtg, The fuel injection amount is calculated using the air-fuel ratio correction coefficient FAF.
[0015]
Further, the ECU 27 executes an exhaust gas sensor abnormality diagnosis program shown in FIG. 2 to be described later, so that when the target air-fuel ratio λtg changes, the change amount Δλtg of the target air-fuel ratio λtg and the change amount ΔFAF of the air-fuel ratio correction coefficient FAF Whether or not the exhaust gas sensor 24 is abnormal (failure, deterioration, etc.) is diagnosed based on whether or not the ratio (ΔFAF / Δλtg) is within a predetermined range (KCGL to KCGH).
[0016]
However, if the variation in the operation state between the cylinders is large, the fluctuation in the cycle of the output of the exhaust gas sensor 24 is affected and the abnormality diagnosis parameter (for example, ΔFAF / Δλtg) becomes an abnormality determination value (for example, a lower limit value of a predetermined range). KCGL or the upper limit value KCGH) may be exceeded, and the exhaust gas sensor 24 may be normal but may be erroneously diagnosed as being abnormal.
[0017]
Therefore, the ECU 27 executes an inter-cylinder variation detection program shown in FIG. 3 and FIG. 4 to be described later, thereby calculating an inter-cylinder variation value DEV that represents the variation in the operating state between the cylinders of the engine 11. By executing the inter-cylinder variation correction program shown in FIG. 4, the variation in the operating state between the cylinders of the engine 11 is corrected based on the inter-cylinder variation value DEV.
[0018]
Then, by executing a misdiagnosis prevention program shown in FIG. 7 to be described later, when the inter-cylinder variation value DEV exceeds a predetermined range, or when the inter-cylinder variation correction is not completed, the exhaust gas sensor 24 The abnormality diagnosis is prohibited to prevent the output gas sensor 24 from being disturbed due to the variation among cylinders from being erroneously diagnosed as being abnormal in the exhaust gas sensor 24. Hereinafter, processing contents of each program executed by the ECU 27 will be described.
[0019]
[Exhaust gas sensor abnormality diagnosis program]
The exhaust gas sensor abnormality diagnosis program shown in FIG. 2 is executed at each fuel injection timing, for example, and serves as abnormality diagnosis means in the claims. When this program is started, first, in step 101, whether or not the absolute value of the difference between the current target air-fuel ratio λtg and the previous target air-fuel ratio λtg (i-1) is equal to or greater than a predetermined determination value Kλtg. Determine. If | λtg−λtg (i−1) | <Kλtg, it is determined that the target air-fuel ratio λtg has not changed, and the routine proceeds to step 105 where the target air-fuel ratio change flag X changes the target air-fuel ratio λtg. It is determined whether or not it is set to “1” meaning already detected. If the target air-fuel ratio change flag X is not set to “1”, this program is terminated without performing the subsequent processing.
[0020]
Thereafter, when | λtg−λtg (i−1) | ≧ Kλtg, it is determined that the target air-fuel ratio λtg has changed, and the routine proceeds to step 102 where the target air-fuel ratio change flag X is set to “1”. Thereafter, the process proceeds to step 103, where the target air-fuel ratio λtg (i-1) one time before is subtracted from the current target air-fuel ratio λtg to calculate the change amount Δλtg of the target air-fuel ratio λtg.
Δλtg = λtg−λtg (i-1)
[0021]
Thereafter, the routine proceeds to step 104, where the air-fuel ratio correction coefficient FAF at that time is stored in the memory (not shown) of the ECU 27 as the air-fuel ratio correction coefficient FAFBF before the change, and this program ends.
[0022]
Then, every time this program is started after the change of the target air-fuel ratio λtg, it is determined as “No” in step 101 and proceeds to step 105, and if the target air-fuel ratio change flag X is set to “1”. In step 106, the difference between the current target air-fuel ratio λtg and the previous target air-fuel ratio λtg (i-1) is added to the previous Δλtg to update the stored value of Δλtg.
Δλtg = Δλtg + {λtg−λtg (i−1)}
[0023]
Thereafter, the routine proceeds to step 107, where it is determined whether or not the absolute value of the difference between the current air-fuel ratio correction coefficient FAF and the previous air-fuel ratio correction coefficient FAF (i-1) has become equal to or less than a predetermined value KFAF. When | FAF−FAF (i−1) | ≦ KFAF, that is, when the air-fuel ratio correction coefficient FAF has converged to a predetermined value, the routine proceeds to step 108 where the current air-fuel ratio correction coefficient FAF is calculated from the current air-fuel ratio correction coefficient FAF. The change amount ΔFAF of the air-fuel ratio correction coefficient FAF is calculated by subtracting the air-fuel ratio correction coefficient FAFBF before change stored in step 104.
ΔFAF = FAF-FAFBF
[0024]
Thereafter, the process proceeds to step 109, the target air-fuel ratio change flag X is reset to “0”, and then the process proceeds to step 110, where the ratio between the absolute value of ΔFAF and the absolute value of Δλtg is within a predetermined range (KCGL ≦ | ΔFAF | / | Δλtg | ≦ KCGH) is determined (for example, KCGL = 0.9, KCGH = 1.1).
[0025]
As a result, when it is determined that the ratio between the absolute value of ΔFAF and the absolute value of Δλtg is within the predetermined range, the process proceeds to step 111, where it is determined that the exhaust gas sensor 24 is not abnormal (normal), and this program Exit.
[0026]
On the other hand, if it is determined that the ratio between the absolute value of ΔFAF and the absolute value of Δλtg is out of the predetermined range, the routine proceeds to step 112, where it is determined that the exhaust gas sensor 24 is abnormal (failure, deterioration, etc.). A warning lamp (not shown) provided on the instrument panel of the seat is turned on, or a warning is displayed on a warning display (not shown) to warn the driver, and the abnormality information (abnormal code) is sent to the ECU 27. Is stored in a backup RAM (not shown) and the program is terminated.
[0027]
[Cylinder variation detection program]
The inter-cylinder variation detection program shown in FIGS. 3 and 4 is executed, for example, in a predetermined cycle after an ignition switch (not shown) is turned on, and serves as the inter-cylinder variation detecting means in the claims.
[0028]
Here, as shown in FIG. 5, the waveform of the intake pipe pressure detected by the intake pipe pressure sensor 18 is a pulsation waveform reflecting the operation state (intake air amount, combustion state, air-fuel ratio, etc.) of each cylinder. Therefore, by calculating characteristic values such as the minimum value, maximum value, average value, amplitude value, area, and trajectory length of the intake pipe pressure detected by the intake pipe pressure sensor 18 for each crank angle range in which the influence of each cylinder appears. Since the characteristic value of the pulsation waveform reflecting the operating state of each cylinder can be calculated, the variation value between cylinders reflecting the variation of the operating state of each cylinder can be calculated using this characteristic value.
[0029]
In this program, since the inter-cylinder variation value is calculated by using the minimum value of the intake pipe pressure, as shown in FIG. ˜ It is set to include a region where the intake pipe pressure becomes a minimum value due to the influence of the fourth cylinder.
[0030]
When this program is started, first, in step 201, it is determined whether or not an execution condition for detecting variation among cylinders is satisfied, for example, whether or not it is in a steady state (not in a transient state). If it is determined that the execution condition for detecting variation among cylinders is not satisfied, the present program is terminated without performing the subsequent processing.
[0031]
On the other hand, if it is determined in step 201 that the condition for detecting the variation among cylinders is satisfied, the process proceeds to step 202 where the crank angle detected based on the output signal of the crank angle sensor 26 is the first. It is determined whether or not the crank angle is within a crank angle range (a crank angle range including a region where the intake pipe pressure has a minimum value due to the influence of the first cylinder # 1). As a result, if it is determined that it is within the first crank angle range, the routine proceeds to step 203, where the minimum value PMmin of the intake pipe pressure within the first crank angle range is set to the intake pipe pressure minimum of the first cylinder # 1. Calculated as the value PMmin (# 1).
[0032]
On the other hand, if it is determined in step 202 that the crank angle is not within the first crank angle range, the routine proceeds to step 204, where the crank angle is within the second crank angle range (due to the influence of the second cylinder # 2). It is determined whether or not the intake pipe pressure is within a crank angle range including a region where the intake pipe pressure becomes a minimum value. As a result, if it is determined that it is within the second crank angle range, the routine proceeds to step 205, where the minimum value PMmin of the intake pipe pressure within the second crank angle range is set to the minimum intake pipe pressure of the second cylinder # 2. Calculated as the value PMmin (# 2).
[0033]
If it is determined in step 204 that the crank angle is not within the second crank angle range, the routine proceeds to step 206, where the crank angle is in the third crank angle range (due to the influence of the third cylinder # 3). It is determined whether or not the intake pipe pressure is within a crank angle range including a region where the intake pipe pressure becomes a minimum value. As a result, if it is determined that it is within the third crank angle range, the routine proceeds to step 207, where the minimum value PMmin of the intake pipe pressure within the third crank angle range is set to the minimum intake pipe pressure of the third cylinder # 3. Calculated as the value PMmin (# 3).
[0034]
If it is determined in step 206 that the crank angle is not within the third crank angle range, the crank angle is within the fourth crank angle range (the intake pipe pressure is minimized due to the influence of the fourth cylinder # 4). And the routine proceeds to step 208, where the minimum value PMmin of the intake pipe pressure within the fourth crank angle range is set to the minimum value of the intake pipe pressure of the fourth cylinder # 4. Calculated as the value PMmin (# 4).
[0035]
Thereafter, the process proceeds to step 209 in FIG. 4 to calculate an average value AVEPMmin of the intake pipe pressure minimum values PMmin (# 1) to PMmin (# 4) of all cylinders.
AVEPMmin = {PMmin (# 1) + …… + PMmin (# 4)} / 4
[0036]
Thereafter, the process proceeds to step 210, and the inter-cylinder variation value DEV (#i) of each cylinder is calculated by the following equation using the intake pipe pressure minimum value PMmin (#i) and the average value AVEPMmin of each cylinder. Here, # i = # 1 to # 4.
DEV (#i) = PMmin (#i) -AVEPMmin
[0037]
Thereafter, the process proceeds to step 211, in which it is determined whether or not the inter-cylinder variation value DEV (#i) of each cylinder is within a predetermined range (K1 ≦ DEV (#i) ≦ K2). As a result, if it is determined that one of all the inter-cylinder variation values DEV (# 1) to DEV (# 4) is out of the predetermined range, the process proceeds to step 212 and the inter-cylinder variation flag XDEV is set. Set to “1”, which means that the variation between cylinders is large, and the program ends.
[0038]
On the other hand, if it is determined that all the inter-cylinder variation values DEV (# 1) to DEV (# 4) are within the predetermined range, the process proceeds to step 213, and the inter-cylinder variation flag XDEV is set so that the inter-cylinder variation is small. Is reset to “0”, meaning that this program is terminated.
[0039]
[Cylinder variation correction program]
The inter-cylinder variation correction program shown in FIG. 6 is executed at a predetermined cycle after the ignition switch is turned on, for example, and serves as inter-cylinder variation correction means in the claims. When this program is started, first, in step 301, the inter-cylinder variation value DEV (#i) of each cylinder is read, and then the process proceeds to step 302, where the inter-cylinder variation value DEV (#i) of each cylinder is used. Thus, the fuel injection time correction coefficient FTAU (#i) of each cylinder is calculated by the following equation.
FTAU (#i) = DEV (#i) +1
[0040]
Thereafter, the routine proceeds to step 303, where the average fuel injection time TAU of all cylinders before correction is multiplied by the fuel injection time correction coefficient FTAU (#i) of each cylinder, and the final fuel injection time TAU (#i) of each cylinder is obtained. Ask for.
TAU (#i) = TAU × FTAU (#i)
Through the above processing, the fuel injection amount of each cylinder is corrected according to the inter-cylinder variation value DEV (#i) of each cylinder, thereby reducing the air-fuel ratio variation between the cylinders.
[0041]
[Misdiagnostic prevention program]
The misdiagnosis prevention program shown in FIG. 7 is executed, for example, in a predetermined cycle after the ignition switch is turned on, and serves as a misdiagnosis prevention means in the claims. When this program is started, first, in step 401, it is determined whether or not (1) variation between cylinders is small (inter-cylinder variation flag XDEV = 0), and (2) variation correction between cylinders is completed. It is determined whether or not a predetermined period (predetermined time, predetermined crank angle, etc.) has elapsed.
[0042]
As a result, when it is determined that the cylinder-to-cylinder variation is large (inter-cylinder variation flag XDEV = 1), or when it is determined that the predetermined period has not elapsed since the completion of the cylinder-to-cylinder variation correction, Therefore, the output of the exhaust gas sensor 24 is disturbed and the abnormality diagnosis parameter (for example, ΔFAF / Δλtg) is determined to be out of the normal range (KCGL to KCGH). To do. This prevents the output disturbance of the exhaust gas sensor 24 caused by the variation between cylinders from being erroneously diagnosed as an abnormality of the exhaust gas sensor 24.
[0043]
On the other hand, if it is determined in step 401 that the inter-cylinder variation is small, or if it is determined that the predetermined period has elapsed since the correction of variation between cylinders is completed, the process proceeds to step 403 and the exhaust gas sensor 24 is processed. Allow diagnosis of abnormalities.
[0044]
In the present embodiment (1) described above, since the abnormality diagnosis of the exhaust gas sensor 24 is prohibited when the variation between cylinders is large, the disturbance in the output of the exhaust gas sensor 24 caused by the variation between cylinders is detected. Therefore, it is possible to prevent the abnormality diagnosis of the exhaust gas sensor 24 from being mistakenly diagnosed.
[0045]
Further, in the present embodiment (1), in consideration of the fact that it may take some time after the cylinder-to-cylinder variation correction is actually performed until the cylinder-to-cylinder variation is sufficiently reduced, Since the prohibition of abnormality diagnosis of the exhaust gas sensor 24 is continued until a predetermined period elapses even after the completion, the inter-cylinder variation may not be sufficiently small immediately after the completion of the inter-cylinder variation correction. However, abnormality diagnosis can be prohibited, and erroneous diagnosis can be prevented more reliably.
[0047]
<< Embodiment (2) >>
Next, Embodiment (2) of this invention is demonstrated using FIG. 8 thru | or FIG.
In the embodiment (1), the inter-cylinder variation value is calculated using the minimum value of the intake pipe pressure, but in the present embodiment (2), the inter-cylinder variation detection program shown in FIGS. 8 and 9 described later is executed. Thus, the inter-cylinder variation value is calculated using the maximum value of the intake pipe pressure.
[0048]
Further, in the embodiment (1), abnormality diagnosis of the exhaust gas sensor 24 is prohibited to prevent erroneous diagnosis, but in this embodiment (2), a misdiagnosis prevention program shown in FIG. 10 described later is executed. By doing so, the abnormality determination criteria of the exhaust gas sensor 24 are relaxed to prevent erroneous diagnosis.
[0049]
[Cylinder variation detection program]
Since the inter-cylinder variation detection program shown in FIGS. 8 and 9 calculates the inter-cylinder variation value using the maximum value of the intake pipe pressure, as shown in FIG. The crank angle range is set so as to include a region where the intake pipe pressure becomes a maximum value due to the influence of the first to fourth cylinders.
[0050]
In this program, if it is determined in step 501 that the condition for detecting the variation between cylinders is satisfied, the crank angle is within the first crank angle range (the influence of the first cylinder # 1 causes the intake pipe pressure to reach the maximum value). The maximum value PMmax of the intake pipe pressure within the first crank angle range is calculated as the intake pipe pressure maximum value PMmax (# 1) of the first cylinder # 1. (Steps 502 and 503).
[0051]
On the other hand, when the crank angle is within the second crank angle range (the crank angle range including the region where the intake pipe pressure becomes maximum due to the influence of the second cylinder # 2), the intake air within the second crank angle range The maximum value PMmax of the pipe pressure is calculated as the intake pipe pressure maximum value PMmax (# 2) of the second cylinder # 2 (steps 504 and 505).
[0052]
Further, when the crank angle is within the third crank angle range (a crank angle range including a region where the intake pipe pressure becomes a maximum value due to the influence of the third cylinder # 3), the intake air within the third crank angle range. The maximum value PMmax of the pipe pressure is calculated as the intake pipe pressure maximum value PMmax (# 3) of the third cylinder # 3 (steps 506 and 507).
[0053]
Further, when the crank angle is within the fourth crank angle range (the crank angle range including the region where the intake pipe pressure becomes maximum due to the influence of the fourth cylinder # 4), the intake air within the fourth crank angle range The maximum value PMmax of the pipe pressure is calculated as the intake pipe pressure maximum value PMmax (# 4) of the fourth cylinder # 4 (step 508).
[0054]
Thereafter, the process proceeds to step 509 in FIG. 9, and an average value AVEPMmax of the intake pipe pressure maximum values PMmax (# 1) to PMmax (# 4) of all cylinders is calculated.
AVEPMmax = {PMmax (# 1) + ...... + PMmax (# 4)} / 4
[0055]
Thereafter, the process proceeds to step 510, and the inter-cylinder variation value DEV (#i) of each cylinder is calculated by the following equation using the intake pipe pressure maximum value PMmax (#i) and the average value AVEPMmax of each cylinder.
DEV (#i) = PMmax (#i) -AVEPMmax
[0056]
Thereafter, the process proceeds to step 511, where it is determined whether or not the inter-cylinder variation value DEV (#i) of each cylinder is within a predetermined range (K1 to K2), and all the inter-cylinder variation values DEV (# 1) are determined. ) To DEV (# 4), if it is determined that the predetermined range is exceeded, the routine proceeds to step 512, where the inter-cylinder variation flag XDEV is set to "1" and all the inter-cylinder variation values are set. If it is determined that DEV (# 1) to DEV (# 4) are within the predetermined range, the process proceeds to step 513, and the inter-cylinder variation flag XDEV is reset to “0”.
[0057]
[Misdiagnostic prevention program]
In the misdiagnosis prevention program shown in FIG. 10, first, in step 601, it is determined whether or not (1) variation between cylinders is small (inter-cylinder variation flag XDEV = 0), and (2) variation correction between cylinders is performed. Determine if completed.
[0058]
As a result, when it is determined that the variation between the cylinders is large (inter-cylinder variation flag XDEV = 1), or when it is determined that the correction between the variations among the cylinders is not completed, the exhaust gas sensor 24 may It is determined that there is a possibility that the output is disturbed and the abnormality diagnosis parameter (for example, ΔFAF / Δλtg) may be out of the normal range (lower limit value KCGL to upper limit value KCGH). Value) is changed to the lower limit value (KCGL-α) for preventing misdiagnosis, and the upper limit value KCGH (abnormality judgment value) is changed to the upper limit value (KCGH + β) for preventing misdiagnosis to widen the range of the normal range. Relax the abnormality criteria. Thus, it is possible to prevent the output gas sensor 24 from being disturbed due to the variation between cylinders from being erroneously diagnosed as being abnormal in the exhaust gas sensor 24.
[0059]
On the other hand, if it is determined in step 601 that the variation between the cylinders is small, or if it is determined that the variation correction between the cylinders is completed, the process proceeds to step 603, where the lower limit value (abnormality determination value) of the normal range is reached. The upper limit value (abnormality determination value) is returned to the normal values KCGL and KCGH.
[0060]
In the embodiment (2) described above, when the variation between cylinders is large or when the variation correction between cylinders is not completed, the normal range is widened to relax the abnormality determination criteria. Therefore, it is possible to prevent the output disturbance of the exhaust gas sensor 24 from being erroneously diagnosed as an abnormality of the exhaust gas sensor 24, and to improve the abnormality diagnosis accuracy of the exhaust gas sensor 24.
[0061]
In this embodiment (2), the abnormality determination value (the lower limit value and the upper limit value of the normal range) is changed in order to relax the abnormality determination criteria, but the abnormality diagnosis parameter (for example, ΔFAF / Δλtg) is corrected. It is also possible to change other abnormality determination conditions such as correcting the output of the exhaust gas sensor 24.
[0062]
In the present embodiment (2), as in the above embodiment (1), the relaxation of the abnormality determination criteria may be continued until a predetermined period elapses after completion of the inter-cylinder variation correction.
[0063]
Further, in each of the above embodiments (1) and (2), the present invention is applied to the abnormality diagnosis of the exhaust gas sensor 24. However, the present invention is not limited to this, for example, catalyst deterioration using the output of the exhaust gas sensor 24. Diagnosis, abnormality diagnosis of the air flow meter 14 using the output of the air flow meter 14, abnormality diagnosis of the intake pipe pressure sensor 18 using the output of the intake pipe pressure sensor 18, the air flow meter 14, the intake pipe pressure sensor 18, and the exhaust gas sensor 24. The present invention can be applied to various abnormality diagnoses affected by variations among cylinders, such as abnormality diagnosis of a catalyst early warm-up system using at least one of these outputs and abnormality diagnosis of an air-fuel ratio control system.
[0064]
Further, in each of the above embodiments (1) and (2), the inter-cylinder variation value is calculated based on the maximum value or the minimum value for each predetermined period of the intake pipe pressure, but the calculation method of the inter-cylinder variation value is appropriately changed. For example, the inter-cylinder variation value may be calculated based on the average value, amplitude value, area, locus length, etc. of the intake pipe pressure for each predetermined period. Further, instead of the intake pipe pressure, the inter-cylinder variation value may be calculated based on the intake air amount, the in-cylinder pressure, the rotational speed, the ion current, the air-fuel ratio, and the like.
[0065]
In each of the above embodiments (1) and (2), the variation between cylinders is corrected by correcting the fuel injection amount for each cylinder. However, the correction method for the variation between cylinders may be changed as appropriate, for example, The ignition timing may be corrected for each cylinder, or the intake air amount may be corrected for each cylinder to correct the variation between cylinders.
[0066]
In addition, the application range of the present invention is not limited to a four-cylinder engine, and the present invention may be applied to a multi-cylinder engine having five or more cylinders or three or less cylinders.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an entire engine control system according to an embodiment (1) of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a processing flow of an exhaust gas sensor abnormality diagnosis program according to the embodiment (1).
FIG. 3 is a flowchart (part 1) showing a flow of processing of a cylinder-to-cylinder variation detection program of the embodiment (1).
FIG. 4 is a flowchart (part 2) showing the flow of processing of the inter-cylinder variation detection program of the embodiment (1).
FIG. 5 is a time chart showing the behavior of intake pipe pressure.
FIG. 6 is a flowchart showing a flow of processing of the inter-cylinder variation correction program of the embodiment (1).
FIG. 7 is a flowchart showing a flow of processing of the misdiagnosis prevention program of the embodiment (1).
FIG. 8 is a flowchart (part 1) showing the flow of processing of a cylinder-to-cylinder variation detection program according to the embodiment (2).
FIG. 9 is a flowchart (part 2) showing the flow of processing of the inter-cylinder variation detection program of the embodiment (2).
FIG. 10 is a flowchart showing a flow of processing of a misdiagnosis prevention program according to the embodiment (2).
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Engine (internal combustion engine), 12 ... Intake pipe, 14 ... Air flow meter, 15 ... Throttle valve, 18 ... Intake pipe pressure sensor, 20 ... Fuel injection valve, 21 ... Spark plug, 22 ... Exhaust pipe, 24 ... Exhaust gas sensor , 26 ... crank angle sensor, 27 ... ECU (abnormality diagnosis means, inter-cylinder variation detection means, inter-cylinder variation correction means, erroneous diagnosis prevention means).

Claims (1)

複数の気筒を有する内燃機関の運転状態に関する情報を検出するセンサの出力に基づいて所定の異常診断を行う異常診断手段を備えた内燃機関の異常診断装置において、
前記内燃機関の気筒間の運転状態のばらつきを表す気筒間ばらつき値を求める気筒間ばらつき検出手段と、
前記気筒間ばらつき値に基づいて前記内燃機関の気筒間の運転状態のばらつきが小さくなるように前記内燃機関の気筒間の運転状態を補正する気筒間ばらつき補正手段と、
前記気筒間ばらつき補正手段による気筒間ばらつき補正が完了していないときに、前記異常診断手段による異常診断の禁止又は異常判定基準の緩和を実行し、且つ、前記気筒間ばらつき補正の完了後も所定期間が経過するまで、前記異常診断の禁止又は異常判定基準の緩和を継続する誤診断防止手段と
を備えていることを特徴とする内燃機関の異常診断装置。
In the internal combustion engine abnormality diagnosis device comprising abnormality diagnosis means for performing a predetermined abnormality diagnosis based on an output of a sensor that detects information about an operating state of an internal combustion engine having a plurality of cylinders,
Inter-cylinder variation detecting means for obtaining a variation value between cylinders representing variation in operating state between cylinders of the internal combustion engine;
Inter-cylinder variation correcting means for correcting the operation state between the cylinders of the internal combustion engine so as to reduce the variation of the operation state between the cylinders of the internal combustion engine based on the inter-cylinder variation value;
When the inter-cylinder variation correction means by the inter-cylinder variation correction means is not completed, the abnormality diagnosis means prohibits the abnormality diagnosis or relaxes the abnormality determination standard, and also after the completion of the inter-cylinder variation correction, An abnormality diagnosis device for an internal combustion engine, comprising: an erroneous diagnosis prevention means for continuing prohibition of abnormality diagnosis or relaxation of abnormality determination criteria until a period of time elapses.
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