JP5381788B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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筒内の温度が低下して空気の密度が上昇することによる。例えば、筒内噴射弁からの燃料噴射量が目標値よりも多くなると、気筒内の温度が低下して空気の密度が上昇する。これにより、吸入空気量が増加するため吸気管内の圧力が低下し、これに応じてEGRガス量が増加する。そうすると、EGR装置に異常があるのか、または筒内噴射弁に異常があるのかを区別することが困難となる。
複数の気筒を有する内燃機関の排気の一部をEGRガスとして気筒毎に供給するEGR通路と、該EGR通路の通路面積を調節するEGR弁と、を備えるEGR装置と、
前記複数の気筒からの排気が合流した後の排気の空燃比を検出する空燃比センサと、
前記内燃機関に燃料を供給する燃料供給装置と、
前記内燃機関の吸気通路の断面積を変更するスロットルと、
前記スロットルよりも下流の前記吸気通路内の圧力を検出する圧力検出手段と、
を備えた内燃機関の制御装置において、
前記空燃比センサの検出値に基づいて気筒間に空燃比のずれがあるか否かを判定する空燃比ずれ判定手段と、
前記EGR装置及び前記燃料供給装置が正常であると仮定したときの前記スロットルよりも下流の前記吸気通路内の圧力を推定する圧力推定手段と、
前記空燃比ずれ判定手段により気筒間に空燃比のずれがあると判定される場合において、前記圧力推定手段により推定される圧力と、前記圧力検出手段により検出される圧力と、を比較することで、前記EGR装置に異常があるのか又は前記燃料供給装置に異常があるのかを判定する異常判定手段と、
を備えることを特徴とする。
とんどずれない。このように、吸気通路内の圧力に応じて、EGR装置に異常があるのか又は燃料供給装置に異常があるのかを判定することができる。したがって、気筒間に空燃比のずれが生じた場合においても、EGR装置及び燃料供給装置の双方に異常があるのではなく、何れか一方に異常があると判定することができ、異常箇所を絞ることができる。
前記圧力推定手段により推定される圧力と、前記圧力検出手段により検出される圧力と、の差が所定範囲内の場合には、前記燃料供給装置に異常があると判定し、
前記圧力推定手段により推定される圧力と、前記圧力検出手段により検出される圧力と、の差が所定範囲外の場合には、前記EGR装置に異常があると判定することができる。
複数の気筒を有する内燃機関の排気の一部をEGRガスとして気筒毎に供給するEGR通路と、該EGR通路の通路面積を調節するEGR弁と、を備えるEGR装置と、
前記複数の気筒からの排気が合流した後の排気の空燃比を検出する空燃比センサと、
前記内燃機関の吸気通路へ気筒毎に燃料を噴射する通路内噴射弁と、
前記内燃機関の気筒内へ燃料を噴射する筒内噴射弁と、
前記内燃機関の吸気通路の断面積を変更するスロットルと、
前記スロットルよりも下流の前記吸気通路内の圧力を検出する圧力検出手段と、
を備えた内燃機関の制御装置において、
前記空燃比センサの検出値に基づいて気筒間に空燃比のずれがあるか否かを判定する空燃比ずれ判定手段と、
前記EGR装置、前記通路内噴射弁、及び前記筒内噴射弁が正常であると仮定したときの前記スロットルよりも下流の前記吸気通路内の圧力を推定する圧力推定手段と、
前記空燃比ずれ判定手段により気筒間に空燃比のずれがあると判定される場合において、前記圧力推定手段により推定される圧力と、前記圧力検出手段により検出される圧力と、を比較することで、前記EGR装置に異常があるのか、前記通路内噴射弁に異常があるのか、又は前記筒内噴射弁に異常があるのかを判定する異常判定手段と、
を備えることを特徴とする。
前記圧力推定手段により推定される圧力と、前記圧力検出手段により検出される圧力と、の差が所定範囲内の場合には、前記通路内噴射弁に異常があると判定し、
前記圧力推定手段により推定される圧力と、前記圧力検出手段により検出される圧力と、の差が所定範囲外の場合には、前記通路内噴射弁からの燃料噴射量と前記筒内噴射弁からの燃料噴射量との比率を変化させた後に、前記圧力推定手段により推定される圧力と、前記圧力検出手段により検出される圧力とを再度比較して、前記EGR装置に異常があるのか、又は前記筒内噴射弁に異常があるのかを判定することができる。
前記圧力推定手段により推定される圧力と、前記圧力検出手段により検出される圧力と、の差が所定範囲内の場合には、前記通路内噴射弁に異常があると判定し、
前記圧力推定手段により推定される圧力と、前記圧力検出手段により検出される圧力と、の差が所定範囲外の場合であって、前記通路内噴射弁からの燃料噴射量と前記筒内噴射弁からの燃料噴射量との比率を変化させた後の前記圧力推定手段により推定される圧力と、前記圧力検出手段により検出される圧力と、の差が所定範囲内の場合には、前記筒内噴射弁に異常があると判定し、
前記圧力推定手段により推定される圧力と、前記圧力検出手段により検出される圧力と、の差が所定範囲外の場合であって、前記通路内噴射弁からの燃料噴射量と前記筒内噴射弁からの燃料噴射量との比率を変化させた後の前記圧力推定手段により推定される圧力と、前記圧力検出手段により検出される圧力と、の差が所定範囲外の場合には、前記EGR装置に異常があると判定することができる。
ては、内燃機関1を簡潔に表示するため、一部の構成要素の表示を省略している。内燃機関1は、4つの気筒2を有する。なお、本実施例に係る内燃機関1は、ディーゼル機関であっても良く、ガソリン機関であっても良い。
び機関負荷に応じて決定される。これらの関係は、予め実験等により求めてマップ化しておき、該マップをECU90に記憶させておく。
ys(t)=k1 ×u(t-1) +k2 ×u(t-2) −k3 ×ys(t-1)−k4 ×ys(t-2)・・・(1)
ここで、yS は空燃比センサ93の検出値、uは排気合流部51に流入するガスの空燃比、k1 〜k4 は定数である。
X(t+1) =A・X(t) +B・u(t) +W(t) ・・・(2a)
Y(t) =C・X(t) +D・u(t) ・・・(2b)
ここで、A,B,C,Dはモデルのパラメータ、Yは空燃比センサ93の検出値、Xは状態変数としての各気筒の推定空燃比、Wはノイズである。
X^(k+1|k)=A・X^(k|k-1)+K{Y(k) −C・A・X^(k|k-1)}・・・(3)
ここで、X^(エックスハット)は各気筒の推定空燃比、Kはカルマンゲインである。X^(k+1|k)の意味は、時間(k) の推定値により次の時間(k+1) の推定値を求めることを表す。
に、推定される排気の空燃比が目標空燃比よりリーンであれば燃料噴射量が増量される。目標空燃比は例えば理論空燃比であるが、内燃機関1の運転状態に応じて適宜設定されても良い。なお、燃料噴射量の補正値は、例えば機関回転数及び機関負荷と関連付けて学習される。この結果は学習値としてECU90に記憶される。
GR流量異常フラグはONのままとなる。
よび筒内噴射弁9からの燃料噴射量を気筒毎にフィードバック制御している。より具体的には、各気筒において、推定される排気の空燃比が目標空燃比よりリッチであれば燃料噴射量が減量され、逆に、推定される排気の空燃比が目標空燃比よりリーンであれば燃料噴射量が増量される。目標空燃比は例えば理論空燃比であるが、内燃機関1の運転状態に応じて適宜設定されても良い。なお、燃料噴射量の補正値は、例えば機関回転数及び機関負荷と関連付けて学習される。この結果は学習値としてECU90に記憶される。
3内の圧力の実測値が推定値に近付く度合いに応じて判定しても良い。
2 気筒
3 吸気管
4 吸気ポート
5 排気管
6 排気ポート
7 スロットル
8 通路内噴射弁
9 筒内噴射弁
13 吸気枝管
14 排気枝管
30 EGR装置
31 EGR通路
32 EGR弁
51 排気合流部
90 ECU
91 エアフローメータ
92 圧力センサ
93 空燃比センサ
94 クランクポジションセンサ
95 開度センサ
96 アクセル開度センサ
Claims (6)
- 複数の気筒を有する内燃機関の排気の一部をEGRガスとして気筒毎に供給するEGR通路と、該EGR通路の通路面積を調節するEGR弁と、を備えるEGR装置と、
前記複数の気筒からの排気が合流した後の排気の空燃比を検出する空燃比センサと、
前記内燃機関に燃料を供給する燃料供給装置と、
前記内燃機関の吸気通路の断面積を変更するスロットルと、
前記スロットルよりも下流の前記吸気通路内の圧力を検出する圧力検出手段と、
を備えた内燃機関の制御装置において、
前記空燃比センサの検出値に基づいて気筒間に空燃比のずれがあるか否かを判定する空燃比ずれ判定手段と、
前記EGR装置及び前記燃料供給装置が正常であると仮定したときの前記スロットルよりも下流の前記吸気通路内の圧力を推定する圧力推定手段と、
前記空燃比ずれ判定手段により気筒間に空燃比のずれがあると判定される場合において、前記圧力推定手段により推定される圧力と、前記圧力検出手段により検出される圧力と、を比較することで、前記EGR装置に異常があるのか又は前記燃料供給装置に異常があるのかを判定する異常判定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 前記異常判定手段は、
前記圧力推定手段により推定される圧力と、前記圧力検出手段により検出される圧力と、の差が所定範囲内の場合には、前記燃料供給装置に異常があると判定し、
前記圧力推定手段により推定される圧力と、前記圧力検出手段により検出される圧力と、の差が所定範囲外の場合には、前記EGR装置に異常があると判定する
ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 - 複数の気筒を有する内燃機関の排気の一部をEGRガスとして気筒毎に供給するEGR通路と、該EGR通路の通路面積を調節するEGR弁と、を備えるEGR装置と、
前記複数の気筒からの排気が合流した後の排気の空燃比を検出する空燃比センサと、
前記内燃機関の吸気通路へ気筒毎に燃料を噴射する通路内噴射弁と、
前記内燃機関の気筒内へ燃料を噴射する筒内噴射弁と、
前記内燃機関の吸気通路の断面積を変更するスロットルと、
前記スロットルよりも下流の前記吸気通路内の圧力を検出する圧力検出手段と、
を備えた内燃機関の制御装置において、
前記空燃比センサの検出値に基づいて気筒間に空燃比のずれがあるか否かを判定する空燃比ずれ判定手段と、
前記EGR装置、前記通路内噴射弁、及び前記筒内噴射弁が正常であると仮定したときの前記スロットルよりも下流の前記吸気通路内の圧力を推定する圧力推定手段と、
前記空燃比ずれ判定手段により気筒間に空燃比のずれがあると判定される場合において、前記圧力推定手段により推定される圧力と、前記圧力検出手段により検出される圧力と、を比較することで、前記EGR装置に異常があるのか、前記通路内噴射弁に異常があるのか、又は前記筒内噴射弁に異常があるのかを判定する異常判定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 前記異常判定手段は、
前記圧力推定手段により推定される圧力と、前記圧力検出手段により検出される圧力と、の差が所定範囲内の場合には、前記通路内噴射弁に異常があると判定し、
前記圧力推定手段により推定される圧力と、前記圧力検出手段により検出される圧力と、の差が所定範囲外の場合には、前記通路内噴射弁からの燃料噴射量と前記筒内噴射弁からの燃料噴射量との比率を変化させた後に、前記圧力推定手段により推定される圧力と、
前記圧力検出手段により検出される圧力とを再度比較して、前記EGR装置に異常があるのか、又は前記筒内噴射弁に異常があるのかを判定する
ことを特徴とする請求項3に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記異常判定手段は、
前記圧力推定手段により推定される圧力と、前記圧力検出手段により検出される圧力と、の差が所定範囲内の場合には、前記通路内噴射弁に異常があると判定し、
前記圧力推定手段により推定される圧力と、前記圧力検出手段により検出される圧力と、の差が所定範囲外の場合であって、前記通路内噴射弁からの燃料噴射量と前記筒内噴射弁からの燃料噴射量との比率を変化させた後の前記圧力推定手段により推定される圧力と、前記圧力検出手段により検出される圧力と、の差が所定範囲内の場合には、前記筒内噴射弁に異常があると判定し、
前記圧力推定手段により推定される圧力と、前記圧力検出手段により検出される圧力と、の差が所定範囲外の場合であって、前記通路内噴射弁からの燃料噴射量と前記筒内噴射弁からの燃料噴射量との比率を変化させた後の前記圧力推定手段により推定される圧力と、前記圧力検出手段により検出される圧力と、の差が所定範囲外の場合には、前記EGR装置に異常があると判定する
ことを特徴とする請求項3または4に記載の内燃機関の制御装置。 - 前記通路内噴射弁からの燃料噴射量と前記筒内噴射弁からの燃料噴射量との比率を変化させた後とは、該通路内噴射弁または該筒内噴射弁の一方のみから燃料を噴射させた後であることを特徴とする請求項4または5に記載の内燃機関の制御装置。
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