JP4900513B1 - 内燃機関の異常燃焼判定装置 - Google Patents
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Abstract
複数の気筒を備えた内燃機関の異常燃焼判定装置であって、異常燃焼が発生した気筒を気筒毎に検出する。また、異常燃焼が発生した気筒、運転中の負荷の履歴を記憶する(100)。記憶された異常燃焼が発生した気筒が、特定の気筒であるか否かを判定する(130)。記憶された履歴において、異常燃焼が発生する前に使用されていた負荷が、閾値よりも高負荷であるか否かを判定する(140、170)。これらの判定の組み合わせに応じて筒内オイル流入要因を定めた関係から、前記気筒判定手段による判定と前記負荷判定手段による判定との組み合わせに基づいて、オイルが筒内に流入する主要因を特定する(150、160、180、190)。
【選択図】図6
Description
異常燃焼が発生した気筒を、気筒毎に検出する異常燃焼検出手段と、
異常燃焼が発生した気筒を記憶する異常発生気筒記憶手段と、
運転中の負荷の履歴を記憶する負荷履歴記憶手段と、
異常燃焼発生気筒と負荷とに応じて筒内オイル流入要因を定めた関係から、前記異常発生気筒記憶手段に記憶された気筒と前記履歴とに基づいて、オイルが筒内に流入する主要因を特定する主要因特定手段と、を備えることを特徴とする。
前記異常発生気筒記憶手段に記憶された気筒が、特定の気筒であるか否かを判定する気筒判定手段と、
前記履歴において、異常燃焼が発生する前に使用されていた負荷が、閾値よりも高負荷であるか否かを判定する負荷判定手段と、を備え、
前記主要因特定手段は、前記気筒判定手段による判定と前記負荷判定手段による判定との組み合わせに応じて筒内オイル流入要因を定めた関係から、前記気筒判定手段による判定と前記負荷判定手段による判定との組み合わせに基づいて、オイルが筒内に流入する主要因を特定すること、を特徴とする。
前記主要因特定手段は、
前記異常発生気筒記憶手段に記憶された気筒が前記特定の気筒であり、かつ、前記履歴において、異常燃焼が発生する前に使用されていた負荷が前記閾値よりも高負荷である場合に、オイルが筒内に流入する主要因がオイル下がりであると特定するオイル下がり特定手段を含むこと、を特徴とする。
前記主要因特定手段は、
前記異常発生気筒記憶手段に記憶された気筒が前記特定の気筒であり、かつ、前記履歴において、異常燃焼が発生する前に使用されていた負荷が前記閾値以下の軽負荷である場合に、オイルが筒内に流入する主要因がオイル上がりであると特定するオイル上がり特定手段を含むこと、を特徴とする。
前記主要因特定手段は、
前記異常発生気筒記憶手段に記憶された気筒が不特定の気筒であり、かつ、前記履歴において、異常燃焼が発生する前に使用されていた負荷が前記閾値以下の軽負荷である場合に、オイルが筒内に流入する主要因が負圧側ブローバイガス中に含有されるオイルであると特定する負圧側ブローバイ特定手段を含むこと、を特徴とする。
前記主要因特定手段は、
前記異常発生気筒記憶手段に記憶された気筒が不特定の気筒であり、かつ、前記履歴において、異常燃焼が発生する前に使用されていた負荷が前記閾値よりも高負荷である場合に、オイルが筒内に流入する主要因が大気側ブローバイガス中に含有されるオイルであると特定する大気側ブローバイ特定手段を含むこと、を特徴とする。
12 気筒
14 吸気通路
20 エアフローメータ
22、22a、22b 過給機、コンプレッサ、タービン
26 スロットルバルブ
28 インテークマニホールド
30 サージタンク
32 燃焼室
34 吸気バルブ
36 排気バルブ
42 ピストン
44 バルブステム
48 バルブステムガイド
50 バルブステムオイルシール
52 クランクケース
54 負圧側ブローバイガス還流通路
56 PCVバルブ
57 シリンダヘッドカバー
58 大気側ブローバイガス還流通路
60 ECU(Electronic Control Unit)
64 筒内圧センサ
66 ピストンリング
α 閾値
[実施の形態1のシステム構成]
図1は、本発明の実施の形態1のシステム構成を説明するための概略構成図である。図1に示すシステムは、内燃機関(以下、単にエンジンという。)10を備えている。エンジン10は、複数の気筒12を備えている。本発明では、気筒数および気筒配置は限定されない。各気筒12には、吸気通路14および排気通路16が接続されている。
そこで、本実施の形態のシステムでは、異常燃焼のオイルに関する要因を特定することとした。以下、オイルが筒内に流入する主要因を特定するために本実施形態のシステムが実施する第1の処理〜第4の処理についてそれぞれ説明する。
まず、第1の処理について説明する。第1の処理は、オイル下がりを主要因とする異常燃焼を特定する処理である。高負荷において、過給圧はシリンダヘッドカバー57の内圧よりも高くなる。そのため、筒内からシリンダヘッド46側にガスが吹き抜ける。経年変化等により、バルブステムオイルシール50のシール力が低下している場合には、シリンダヘッド46側から筒内にオイルが流入するオイル下がりが生じる(図2の矢印B)。なお、バルブステムオイルシール50は、気筒毎に独立して設けられている。そのため、オイル下がりを要因とする異常燃焼は、バルブステムオイルシール50のシール力が低下した特定の気筒において生じることとなる。
第2の処理は、オイル上がりを主要因とする異常燃焼を特定する処理である。図3は、図2に示すピストン42と気筒12との摺動箇所を拡大した拡大図である。通常は、ピストンリング66によって余分なオイルは掻き落される。しかし、摩耗等により、ピストンリング66の張力が小さくなった場合には、オイルが筒内に流入しやすくなる。具体的には、吸気時の筒内圧はサージタンク30の内圧に近い。よって、軽負荷において、筒内圧は負圧になる。これに対して、クランクケース52の内圧は大気圧に近い。このため、ピストンリング66の張力が小さくなった場合には、クランクケース52側から筒内にオイルが流入するオイル上がりが生じる(図3の矢印C)。なお、ピストン42は、気筒毎に独立して設けられている。そのため、オイル上がりを要因とする異常燃焼は、ピストンリング66の張力が小さくなった特定の気筒において生じることとなる。
第3の処理は、負圧側ブローバイガス還流通路54によりブローバイガスが還流する負圧側ブローバイを主要因とする異常燃焼を特定する処理である。軽負荷において、サージタンク30の内圧は負圧になる。これに対して、クランクケース52の内圧は大気圧に近い。そのため、負圧側ブローバイガス還流通路54による還流条件(クランクケース内圧−サージタンク圧>0)が成立する。よって、図1の矢印Dに示すように、クランクケース52側からサージタンク30側にブローバイガスが還流する。還流する負圧側ブローバイガス中に含有するオイルは吸気系に堆積する。吸気系に堆積したオイルは、その後、筒内に流入し異常燃焼を生じさせる。なお、サージタンク30は、気筒間で共通するため、負圧側ブローバイを要因とする異常燃焼は、不特定の気筒で生じることとなる。
第4の処理は、大気側ブローバイガス還流通路58によりブローバイガスが還流する大気側ブローバイを主要因とする異常燃焼を特定する処理である。過給機22を備える本実施形態のシステムでは、過給される場合、クランクケース52の内圧−サージタンク30の内圧<0となる負荷範囲が広い。よって、高負荷においては、負圧側ブローバイガス還流通路54によるブローバイガスの還流はなされない。この場合、大気側ブローバイガス還流通路58による還流条件(クランクケース52の内圧−大気圧>0)が成立する。よって、図1の矢印Eに示すように、クランクケース52側からコンプレッサ22a上流の吸気通路14側にブローバイガスが還流される。還流する大気側ブローバイガス中に含有するオイルは吸気系に堆積する。吸気系に堆積したオイルは、その後、筒内に流入し異常燃焼を生じさせる。なお、吸気通路14は、気筒間で共通するため、大気側ブローバイを要因とする異常燃焼は、不特定の気筒で生じることとなる。
図6は、上述の動作を実現するために、ECU60が実行する異常燃焼の主要因判定ルーチンのフローチャートである。図6に示すルーチンでは、まず、ステップ100において、ECU60は、走行履歴を記憶する。例えば、ECU60は、異常燃焼が発生した気筒及びその回数(又は確率)を関連付けて、上述の図4に相当するマップに記憶する。また、運転中の負荷とエンジン回転数NEの履歴を、上述の図5に相当するマップに記憶する。負荷は、例えばエンジン回転数NEと吸入空気量GA等から推定することができる。なお、ECU60は、筒内圧センサ64により検出される燃焼圧が規定値を超えている場合に、当該気筒に異常燃焼が発生したと判定する。ステップ100の処理は、所定のサンプル数に達するまで繰り返し実行される。
Claims (6)
- 複数の気筒を備えた内燃機関の異常燃焼判定装置であって、
異常燃焼が発生した気筒を、気筒毎に検出する異常燃焼検出手段と、
異常燃焼が発生した気筒を記憶する異常発生気筒記憶手段と、
運転中の負荷の履歴を記憶する負荷履歴記憶手段と、
異常燃焼発生気筒と負荷とに応じて筒内オイル流入要因を定めた関係から、前記異常発生気筒記憶手段に記憶された気筒と前記履歴とに基づいて、オイルが筒内に流入する主要因を特定する主要因特定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の異常燃焼判定装置。 - 前記異常発生気筒記憶手段に記憶された気筒が、特定の気筒であるか否かを判定する気筒判定手段と、
前記履歴において、異常燃焼が発生する前に使用されていた負荷が、閾値よりも高負荷であるか否かを判定する負荷判定手段と、を備え、
前記主要因特定手段は、前記気筒判定手段による判定と前記負荷判定手段による判定との組み合わせに応じて筒内オイル流入要因を定めた関係から、前記気筒判定手段による判定と前記負荷判定手段による判定との組み合わせに基づいて、オイルが筒内に流入する主要因を特定すること、
を特徴とする請求項1記載の内燃機関の異常燃焼判定装置。 - 前記主要因特定手段は、
前記異常発生気筒記憶手段に記憶された気筒が前記特定の気筒であり、かつ、前記履歴において、異常燃焼が発生する前に使用されていた負荷が前記閾値よりも高負荷である場合に、オイルが筒内に流入する主要因がオイル下がりであると特定するオイル下がり特定手段を含むこと、
を特徴とする請求項2記載の内燃機関の異常燃焼判定装置。 - 前記主要因特定手段は、
前記異常発生気筒記憶手段に記憶された気筒が前記特定の気筒であり、かつ、前記履歴において、異常燃焼が発生する前に使用されていた負荷が前記閾値以下の軽負荷である場合に、オイルが筒内に流入する主要因がオイル上がりであると特定するオイル上がり特定手段を含むこと、
を特徴とする請求項2又は3記載の内燃機関の異常燃焼判定装置。 - 前記主要因特定手段は、
前記異常発生気筒記憶手段に記憶された気筒が不特定の気筒であり、かつ、前記履歴において、異常燃焼が発生する前に使用されていた負荷が前記閾値以下の軽負荷である場合に、オイルが筒内に流入する主要因が負圧側ブローバイガス中に含有されるオイルであると特定する負圧側ブローバイ特定手段を含むこと、
を特徴とする請求項2乃至4いずれか1項記載の内燃機関の異常燃焼判定装置。 - 前記主要因特定手段は、
前記異常発生気筒記憶手段に記憶された気筒が不特定の気筒であり、かつ、前記履歴において、異常燃焼が発生する前に使用されていた負荷が前記閾値よりも高負荷である場合に、オイルが筒内に流入する主要因が大気側ブローバイガス中に含有されるオイルであると特定する大気側ブローバイ特定手段を含むこと、
を特徴とする請求項2乃至5いずれか1項記載の内燃機関の異常燃焼判定装置。
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