JP5661779B2 - 内燃機関診断装置及び内燃機関診断方法 - Google Patents
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Description
1.構成
(1)全体構成
図1は、この発明の一実施形態に係る内燃機関診断装置14(以下「診断装置14」ともいう。)を有する内燃機関診断システム10(以下「システム10」ともいう。)の概略的な構成を示すブロック図である。システム10は、診断対象としてのエンジン16を搭載した車両12と、エンジン16の診断を行う診断装置14とを有する。
(a)全体構成
車両12は、エンジン16に加え、エンジン16からの排ガスを浄化する排ガスフィルタ18(以下「フィルタ18」ともいう。)と、エンジン16の出力を制御するエンジン電子制御装置20(以下「エンジンECU20」という。)と、エンジン16の冷却水の温度Tw[℃]を検出する温度センサ22と、イグニションスイッチ24(以下「IGSW24」という。)とを有する。
図2には、エンジン16内部の概略的な構成が示されている。エンジン16は、いわゆる直列4気筒エンジンであり、吸気量センサ28と、スロットル弁30と、開度センサ31と、第1〜第4気筒32a〜32d(以下「気筒32」と総称する。)と、気筒32毎の燃料噴射弁34と、気筒32毎の点火プラグ36と、空燃比センサ38と、クランクシャフト40と、クランク角センサ41と、気筒32毎の上死点センサ42とを有する。
排ガスフィルタ18は、エキゾーストマニホールド48の下流側(排気側)に配置され、エンジン16からの排ガスを浄化して放出する。本実施形態におけるフィルタ18は、排ガス浄化用の三元触媒を含む。
エンジンECU20は、エンジン16の運転を制御するものであり、図1に示すように、入出力部50と、演算部52と、記憶部54とを有する。
診断装置14は、各気筒32における空燃比の異常発生の有無を診断するものであり、図1に示すように中継器60と本体62とを有する。
図3は、各気筒32の異常診断の概要を示すフローチャートである。図4は、図3に示す処理を行う際の各種の信号、数値及び処理の関係の一例を示すタイムチャートである。図5は、図4の一部(計測による計測データを含む。)を詳細に示すタイムチャートである。
以上のように、本実施形態によれば、気筒空燃比Raf_nが異常である異常気筒(リッチ故障及びリーン故障)を高精度且つ簡易に特定することが可能となる。
なお、この発明は、上記実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下に示す構成を採ることができる。
Claims (14)
- 多気筒内燃機関(16)の作動中、複数の気筒(32a〜32d)のうち空燃比が異常である異常気筒を特定する内燃機関診断装置(14)であって、
前記複数の気筒(32a〜32d)それぞれの燃料噴射量を調整する燃料噴射量調整手段(20)を制御することにより、作動中の前記複数の気筒(32a〜32d)のうちの1気筒のみの空燃比の値の増加又は減少を順次段階的に変化させる制御を、前記複数の気筒(32a〜32d)それぞれに対して1気筒ずつ順番に行う空燃比制御部(84)と、
前記段階的に変化させた空燃比の値毎に失火カウンタ(20)がカウントした前記複数の気筒(32a〜32d)についての各気筒に対応する失火発生回数と、前記段階的に変化させた空燃比の値との関係から前記異常気筒を特定する異常気筒特定部(84)と
を有することを特徴とする内燃機関診断装置(14)。 - 請求項1記載の内燃機関診断装置(14)において、
前記空燃比制御部(84)は、前記内燃機関(16)に負荷がかかっていない状態において、前記複数の気筒(32a〜32d)を1つずつ順番に前記燃料噴射量を調整するように前記燃料噴射量調整手段(20)を制御して空燃比の値を段階的に増加又は減少させる
ことを特徴とする内燃機関診断装置(14)。 - 請求項1記載の内燃機関診断装置(14)において、
前記空燃比制御部(84)は、前記燃料噴射量を、理論空燃比を実現するための設定値から開始して段階的に減少させる
ことを特徴とする内燃機関診断装置(14)。 - 請求項3記載の内燃機関診断装置(14)において、
前記燃料噴射量が、前記内燃機関(16)の特性によって定められるリーン側の燃焼限界値を下回るとき、前記失火発生回数が第1閾値よりも低い気筒がある場合、前記異常気筒特定部(84)は、燃料が過剰に供給されるリッチ故障が当該気筒に発生していると判定する
ことを特徴とする内燃機関診断装置(14)。 - 請求項3記載の内燃機関診断装置(14)において、
前記燃料噴射量が、理論空燃比を実現するための設定値であるとき又は前記内燃機関(16)の特性により定まる燃焼可能範囲内の所定値であるとき、前記失火発生回数が第2閾値よりも高い気筒がある場合、前記異常気筒特定部(84)は、燃料供給が不足しているリーン故障が当該気筒に発生していると判定する
ことを特徴とする内燃機関診断装置(14)。 - 請求項1記載の内燃機関診断装置(14)において、
前記空燃比の値を段階的に変化させている際、前記複数の気筒(32a〜32d)のいずれかの失火発生回数又はその合計が所定値を越えた場合、前記空燃比の値の段階的な変化を中止させることで点火プラグ(36)又は排ガス浄化用フィルタ(18)を保護する保護部(84)を有する
ことを特徴とする内燃機関診断装置(14)。 - 請求項1又は6記載の内燃機関診断装置(14)において、
前記内燃機関(16)全体の空燃比が目標空燃比からずれている場合、前記複数の気筒(32a〜32d)それぞれに同一の補正値を適用して前記内燃機関(16)全体の空燃比が前記目標空燃比と等しくなるように制御する空燃比フィードバック制御を実行可能であり、
前記内燃機関(16)の診断時において、
前記内燃機関(16)の暖機運転後のアイドル運転中に、前記複数の気筒(32a〜32d)それぞれに対して少なくとも前記空燃比フィードバック制御を実行すると共に、前記複数の気筒(32a〜32d)それぞれについて失火の発生を監視し、
前記失火が発生したとき、前記空燃比フィードバック制御を停止すると共に、燃料噴射基本制御を開始又は継続して失火が継続するか否かを判定し、
前記燃料噴射基本制御のみでも失火が継続する場合、前記補正値が、燃料が過剰に供給されるリッチ故障を判定するための第1閾値又は燃料供給が不足しているリーン故障を判定するための第2閾値を超えるか否かを判定し、
前記補正値が前記第1閾値を超える場合、その時点で失火が発生している気筒にリッチ故障が生じていると判定し、又は前記補正値が前記第2閾値を超える場合、その時点で失火が発生している気筒にリーン故障が生じていると判定する
ことを特徴とする内燃機関診断装置(14)。 - 多気筒内燃機関(16)の作動中、複数の気筒(32a〜32d)のうち空燃比が異常である異常気筒を特定する内燃機関診断方法であって、
前記複数の気筒(32a〜32d)それぞれの燃料噴射量を制御することにより、作動中の前記複数の気筒(32a〜32d)のうちの1気筒のみの空燃比の値の増加又は減少を順次段階的に変化させる制御を、前記複数の気筒(32a〜32d)それぞれに対して1気筒ずつ順番に行う空燃比変化ステップと、
前記段階的に変化させた空燃比の値毎に、前記複数の気筒(32a〜32d)についての各気筒に対応する失火発生回数をカウントする失火発生回数カウントステップと、
前記段階的に変化させた空燃比の値と前記失火発生回数との関係から前記異常気筒を特定する異常気筒特定ステップと
を有することを特徴とする内燃機関診断方法。 - 請求項8記載の内燃機関診断方法において、
前記空燃比変化ステップでは、前記内燃機関(16)に負荷がかかっていない状態において、前記複数の気筒(32a〜32d)を1つずつ順番に前記燃料噴射量を制御して空燃比の値を段階的に増加又は減少させる
ことを特徴とする内燃機関診断方法。 - 請求項8記載の内燃機関診断方法において、
前記空燃比変化ステップでは、前記燃料噴射量を、理論空燃比を実現するための設定値から開始して段階的に減少させる
ことを特徴とする内燃機関診断方法。 - 請求項10記載の内燃機関診断方法において、
前記異常気筒特定ステップにおいて、前記燃料噴射量が、前記内燃機関(16)の特性により定まるリーン側の燃焼限界値を下回るとき、前記失火発生回数が第1閾値よりも低い気筒がある場合、燃料が過剰に供給されるリッチ故障が当該気筒に発生していると判定する
ことを特徴とする内燃機関診断方法。 - 請求項10記載の内燃機関診断方法において、
前記異常気筒特定ステップにおいて、前記燃料噴射量が、理論空燃比を実現するための設定値であるとき又は前記内燃機関(16)の特性により定まる燃焼可能範囲内の値であるとき、前記失火発生回数が第2閾値よりも高い気筒がある場合、燃料供給が不足しているリーン故障が当該気筒に発生していると判定する
ことを特徴とする内燃機関診断方法。 - 請求項8記載の内燃機関診断方法であって、
前記空燃比の値を段階的に変化させている際、前記複数の気筒(32a〜32d)のいずれかの失火発生回数又はその合計が所定値を越えた場合、前記空燃比の値の段階的な変化を中止させることで点火プラグ(36)又は排ガス浄化用フィルタ(18)を保護する保護ステップを有する
ことを特徴とする内燃機関診断方法。 - 請求項8又は13記載の内燃機関診断方法であって、
前記複数の気筒(32a〜32d)それぞれに対する燃料噴射量を調整することにより、前記複数の気筒(32a〜32d)それぞれにおける空燃比を制御する燃料噴射基本制御ステップと、
前記複数の気筒(32a〜32d)それぞれの失火発生回数をカウントする失火発生回数カウントステップと、
前記異常気筒を特定する異常気筒特定ステップと
を備え、
前記燃料噴射基本制御ステップでは、
前記複数の気筒(32a〜32d)それぞれの空燃比が前記内燃機関(16)全体の目標空燃比と等しくなるように前記複数の気筒(32a〜32d)それぞれの空燃比を制御する燃料噴射基本制御と、
前記内燃機関(16)全体の空燃比が目標空燃比からずれている場合、前記複数の気筒(32a〜32d)それぞれに同一の補正値を適用して前記内燃機関(16)全体の空燃比が前記目標空燃比と等しくなるように制御する空燃比フィードバック制御と
を実行し、
また、前記燃料噴射基本制御ステップでは、前記内燃機関(16)の診断時において、
前記内燃機関(16)の暖機運転後のアイドル運転中に、前記複数の気筒(32a〜32d)それぞれに対して少なくとも前記空燃比フィードバック制御を実行すると共に、前記複数の気筒(32a〜32d)それぞれについて失火の発生を監視し、
前記失火が発生したとき、前記空燃比フィードバック制御を停止すると共に、前記燃料噴射基本制御を開始又は継続して失火が継続するか否かを判定し、
前記燃料噴射基本制御のみでも失火が継続する場合、前記補正値が、燃料が過剰に供給されるリッチ故障を判定するための第1閾値又は燃料供給が不足しているリーン故障を判定するための第2閾値を超えるか否かを判定し、
前記補正値が前記第1閾値を超える場合、その時点で失火が発生している気筒にリッチ故障が生じていると判定し、又は前記補正値が前記第2閾値を超える場合、その時点で失火が発生している気筒にリーン故障が生じていると判定する
ことを特徴とする内燃機関診断方法。
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