JP5759268B2 - 内燃機関の判定装置 - Google Patents
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Description
一方、排気還流装置以外の機器の故障、例えば吸気通路の分岐通路部のつまりや燃料供給系の不具合などに起因して、複数の気筒間での空燃比のばらつきが発生している場合、排気還流装置によって排ガスが環流されているときには、還流パラメータが大きいほど、すなわち排ガスの還流率または還流量が大きいほど、混合気中に占める吸入空気や燃料の割合が小さくなることによって、空燃比のばらつき度合がより小さくなり、それを補償するために、所定の第1フィードバック制御アルゴリズムにおける積分項の絶対値の増大度合がより小さくなる。すなわち、排気還流装置以外の機器の故障に起因して、複数の気筒間での空燃比のばらつきが発生しているときには、排気還流装置の動作中、第1積分項の絶対値の方が、第2積分項の絶対値よりも大きくなる。以上のように、この内燃機関では、複数の気筒間での空燃比のばらつきが排気還流装置の故障を原因とする場合と、それ以外の機器の故障を原因とする場合とで、第1積分項の絶対値と第2積分項の絶対値との間での大小関係が異なる傾向を示すので、それを表す大小関係値に応じて、空燃比のばらつきの原因が、排気還流装置の故障であるか、または排気還流装置以外の機器の故障であるかを精度よく特定することができる。
このような検出信号のリッチ側ずれが発生すると、所定の第2フィードバック制御アルゴリズムを用いて、上流側空燃比パラメータが上流側目標値に収束するように、複数の気筒に供給される混合気の空燃比が制御されるので、複数の気筒に供給される混合気の空燃比は、検出信号のリッチ側ずれが発生していないときよりもリーン側に制御されてしまうことになり、その結果、下流側空燃比パラメータが下流側目標値に対してリーン側にずれてしまうことになる。そのような状態が発生した場合、上流側目標値が、積分項を含む所定の第1フィードバック制御アルゴリズムを用いて、下流側空燃比パラメータが所定の下流側目標値に収束するように算出されるので、所定の下流側目標値に対する下流側空燃比パラメータのリーン側のずれを補償するように、積分項の絶対値が増大することになる。
また、排気還流装置を介して、吸気通路に還流する排ガスの還流率および還流量の一方を表す還流パラメータが、第1所定値と第1所定値よりも大きい第2所定値との間で切り換えて制御される。このように排ガスの還流パラメータを切り換えて制御した場合、すなわち還流率または還流量を切り換えて制御した場合、気筒間での空燃比のばらつきが発生していない状態では、還流パラメータが第1所定値および第2所定値にそれぞれ制御されているときの第1積分項および第2積分項は、両者の絶対値がほとんど増大しない状態となる。一方、気筒間での空燃比のばらつきが発生している場合には、第1積分項および第2積分項の一方の絶対値が、他方の絶対値と比べてかなり大きい値まで増大することになる。したがって、この判定装置によれば、第1積分項と第2積分項との間の相対的な大小関係を表す大小関係値に応じて、複数の気筒間で空燃比のばらつきが発生しているか否かが判定されるので、気筒間での空燃比のばらつきの有無を精度よく判定することができる。これに加えて、2つの検出手段を用いて、気筒間での空燃比のばらつきの有無を判定することができるので、気筒数分のセンサが必要な従来の判定装置と比べて、製造コストを削減することができる。
さらに、所定の第1フィードバック制御アルゴリズムによって算出される、積分項以外の演算項に対して、所定のリミット処理を施しながら、上流側目標値が算出されるので、積分項以外の演算項に対して、所定のリミット処理を施していない場合と比べて、積分項の絶対値の増大速度をより向上させることができる。それにより、判定精度の向上と、判定に要する時間の短縮化とを実現することができる。
1A 判定装置
2 ECU(上流側目標値算出手段、空燃比制御手段、排気還流制御手段、判定手段 )
3 内燃機関
#1〜#4 1〜4番気筒(複数の気筒)
4 吸気通路
4a 分岐通路部(排気還流装置以外の機器)
4b 主通路部
6 燃料噴射弁(排気還流装置以外の機器)
7 排気通路
7a 分岐通路部
7b 合流部
8a 上流側触媒(触媒)
10 排気還流装置
11 EGR通路
11a 分岐通路部
12 EGR制御弁
23 LAFセンサ(上流側空燃比パラメータ検出手段)
24 酸素濃度センサ(下流側空燃比パラメータ検出手段)
KACT 検出当量比(上流側空燃比パラメータ)
KCMD 目標当量比(上流側目標値)
SVO2 出力値(下流側空燃比パラメータ)
VVO2_TRGT 所定の下流側目標値
REGR 排気還流率(還流パラメータ)
R_ON 所定の強制オン用値(第2所定値)
UADP 適応則入力(積分項)
UADP_EGROFF EGR強制オフ時の適応則入力(第1積分項)
UADP_EGRON EGR強制オン時の適応則入力(第2積分項)
DUADP 適応則入力偏差(大小関係値)
UEQ 等価制御入力(積分項以外の演算項)
URCH 到達則入力(積分項以外の演算項)
Claims (4)
- 複数の気筒と、当該複数の気筒からそれぞれ延びる複数の分岐通路部が合流部で互いに合流する排気通路と、当該排気通路内の排ガスの一部を還流ガスとして吸気通路に還流させる排気還流装置と、前記排気通路の前記合流部よりも下流側に設けられた触媒とを有する内燃機関の判定装置であって、
前記排気通路の前記合流部と前記触媒との間の排ガスの空燃比を表す上流側空燃比パラメータに比例した上流側検出信号を出力する上流側空燃比パラメータ検出手段と、
前記排気通路の前記触媒よりも下流側の排ガスの空燃比を表す下流側空燃比パラメータを検出する下流側空燃比パラメータ検出手段と、
積分項を含む所定の第1フィードバック制御アルゴリズムを用いて、前記下流側空燃比パラメータが所定の下流側目標値に収束するように、前記上流側空燃比パラメータの目標となる上流側目標値を算出する上流側目標値算出手段と、
所定の第2フィードバック制御アルゴリズムを用いて、前記上流側空燃比パラメータが前記上流側目標値に収束するように、前記複数の気筒に供給される混合気の空燃比を制御する空燃比制御手段と、
前記排気還流装置を介して、前記吸気通路に還流する排ガスの還流率および還流量の一方を表す還流パラメータを、第1所定値と当該第1所定値よりも大きい第2所定値との間で切り換えて制御する排気還流制御手段と、
前記所定の第1フィードバック制御アルゴリズムにおける、前記還流パラメータが前記第1所定値に制御されているときの積分項である第1積分項と、前記還流パラメータが前記第2所定値に制御されているときの積分項である第2積分項との間の相対的な大小関係を表す大小関係値に応じて、前記複数の気筒間で空燃比のばらつきが発生しているか否かを判定する判定手段と、
を備え、
前記吸気通路は、1つの主通路部と、当該主通路部から分岐し、前記複数の気筒にそれぞれ接続された複数の分岐通路部とを有し、
前記排気還流装置は、排ガスを還流させるためのEGR通路と、当該EGR通路の開口面積を変更することによって、前記還流パラメータを変更するEGR制御弁とを備えており、
前記EGR通路は、一端部が前記排気通路の前記合流部よりも下流側に接続され、他端部が複数の分岐通路部に分岐して前記吸気通路の前記複数の分岐通路部にそれぞれ接続されており、
前記判定手段は、前記大小関係値に応じて、前記空燃比のばらつきが発生しているか否かを判定するとともに、当該空燃比のばらつきが発生しているときに、前記大小関係値に応じて、当該空燃比のばらつきの原因が、前記排気還流装置および当該排気還流装置以外の機器のいずれの故障であるかを特定することを特徴とする内燃機関の判定装置。 - 複数の気筒と、当該複数の気筒からそれぞれ延びる複数の分岐通路部が合流部で互いに合流する排気通路と、当該排気通路内の排ガスの一部を還流ガスとして吸気通路に還流させる排気還流装置と、前記排気通路の前記合流部よりも下流側に設けられた触媒とを有する内燃機関の判定装置であって、
前記排気通路の前記合流部と前記触媒との間の排ガスの空燃比を表す上流側空燃比パラメータに比例した上流側検出信号を出力する上流側空燃比パラメータ検出手段と、
前記排気通路の前記触媒よりも下流側の排ガスの空燃比を表す下流側空燃比パラメータを検出する下流側空燃比パラメータ検出手段と、
積分項を含む所定の第1フィードバック制御アルゴリズムを用いて、前記下流側空燃比パラメータが所定の下流側目標値に収束するように、前記上流側空燃比パラメータの目標となる上流側目標値を算出する上流側目標値算出手段と、
所定の第2フィードバック制御アルゴリズムを用いて、前記上流側空燃比パラメータが前記上流側目標値に収束するように、前記複数の気筒に供給される混合気の空燃比を制御する空燃比制御手段と、
前記排気還流装置を介して、前記吸気通路に還流する排ガスの還流率および還流量の一方を表す還流パラメータを、第1所定値と当該第1所定値よりも大きい第2所定値との間で切り換えて制御する排気還流制御手段と、
前記所定の第1フィードバック制御アルゴリズムにおける、前記還流パラメータが前記第1所定値に制御されているときの積分項である第1積分項と、前記還流パラメータが前記第2所定値に制御されているときの積分項である第2積分項との間の相対的な大小関係を表す大小関係値に応じて、前記複数の気筒間で空燃比のばらつきが発生しているか否かを判定する判定手段と、
を備え、
前記上流側目標値算出手段は、前記所定の第1フィードバック制御アルゴリズムによって算出される、前記積分項以外の演算項に対して、所定のリミット処理を施しながら、前記上流側目標値を算出することを特徴とする内燃機関の判定装置。 - 前記排気還流装置は、排ガスを還流させるためのEGR通路と、当該EGR通路の開口面積を変更することによって、前記還流パラメータを変更するEGR制御弁とを備えており、
当該EGR通路は、一端部が前記排気通路に接続され、他端部が前記吸気通路の合流部および当該合流部よりも上流側の部分のいずれかに接続されており、
前記判定手段は、前記大小関係値に応じて、前記空燃比のばらつきが発生しているか否かを判定するとともに、当該空燃比のばらつきが発生しているときに、当該空燃比のばらつきの原因が前記排気還流装置以外の機器の故障であると特定することを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の判定装置。 - 前記排気還流装置は、電力供給が停止されているときに、前記還流ガスの前記吸気通路への還流を中止するように構成されており、
前記第1所定値は値0に設定されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の内燃機関の判定装置。
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