JP6804969B2 - Internal combustion engine equipment - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関装置に関し、詳しくは、多気筒の内燃機関を備える内燃機関装置に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine device, and more particularly to an internal combustion engine device including a multi-cylinder internal combustion engine.

従来、この種の内燃機関装置としては、多気筒の内燃機関を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この自動車では、各気筒ごとに空燃比を変化させるように内燃機関を制御し、空燃比センサの出力値に基づいて各気筒の空燃比を推定し、空燃比の推定結果に基づいて各気筒の異常の有無を判定している。 Conventionally, as an internal combustion engine device of this type, a device including a multi-cylinder internal combustion engine has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In this automobile, the internal combustion engine is controlled so as to change the air-fuel ratio for each cylinder, the air-fuel ratio of each cylinder is estimated based on the output value of the air-fuel ratio sensor, and the air-fuel ratio of each cylinder is estimated based on the estimation result. The presence or absence of abnormality is judged.

特開２００８−１２８０８０号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-128080

ところで、排気系に粒子状物質を除去するフィルタを有する内燃機関を備える自動車では、フィルタの再生要求があるときには、内燃機関の空燃比がリッチとリーンとを繰り返すように内燃機関を制御するディザ制御を実行している。ディザ制御の実行中は、内燃機関の回転変動が大きくなる。そのため、内燃機関の回転変動に基づいて失火が発生しているか否かを判定する失火判定を実行する際に、ディザ制御を実行すると、失火が発生していないときでも内燃機関の回転変動が大きくなり、失火が発生していると誤判定してしまう。 By the way, in an automobile equipped with an internal combustion engine having a filter for removing particulate matter in the exhaust system, dither control for controlling the internal combustion engine so that the air-fuel ratio of the internal combustion engine repeats rich and lean when there is a request for regeneration of the filter. Is running. During the execution of dither control, the rotational fluctuation of the internal combustion engine becomes large. Therefore, if dither control is executed when executing a misfire determination to determine whether or not a misfire has occurred based on the rotation fluctuation of the internal combustion engine, the rotation fluctuation of the internal combustion engine is large even when no misfire has occurred. Therefore, it is erroneously determined that a misfire has occurred.

本発明の内燃機関装置は、失火の誤判定を抑制することを主目的とする。 The main purpose of the internal combustion engine device of the present invention is to suppress erroneous determination of misfire.

本発明の内燃機関装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The internal combustion engine device of the present invention has adopted the following means in order to achieve the above-mentioned main object.

本発明の内燃機関装置は、
多気筒の内燃機関と、
前記内燃機関の空燃比がリッチとリーンとを繰り返すように前記内燃機関を制御するディザ制御と、前記内燃機関の回転変動に基づいて前記内燃機関に失火が生じているか否かを判定する失火判定と、を実行する制御判定装置と、
を備える内燃機関装置であって、
前記内燃機関は、排気系に粒子状物質を除去するフィルタを有し、
前記制御判定装置は、前記失火判定を実行するための判定実行条件が成立したときには、前記失火判定を実行し、
更に、前記制御判定装置は、前記判定実行条件が成立し、且つ、前記ディザ制御を実行するための制御実行条件が成立したときには、前記内燃機関の吸入空気量または前記内燃機関から出力されるトルクが所定値以上のときのみ前記ディザ制御を実行する、
ことを要旨とする。 The internal combustion engine device of the present invention
With a multi-cylinder internal combustion engine
A dither control that controls the internal combustion engine so that the air-fuel ratio of the internal combustion engine repeats rich and lean, and a misfire determination that determines whether or not a misfire has occurred in the internal combustion engine based on the rotational fluctuation of the internal combustion engine. And the control judgment device that executes
It is an internal combustion engine device equipped with
The internal combustion engine has a filter in the exhaust system for removing particulate matter.
When the determination execution condition for executing the misfire determination is satisfied, the control determination device executes the misfire determination.
Further, the control determination device satisfies the intake air amount of the internal combustion engine or the torque output from the internal combustion engine when the determination execution condition is satisfied and the control execution condition for executing the dither control is satisfied. The dither control is executed only when is greater than or equal to a predetermined value.
The gist is that.

この本発明の内燃機関装置では、内燃機関は、排気系に粒子状物質を除去するフィルタを有しており、失火判定を実行するための判定実行条件が成立したときには、失火判定を実行し、更に、制御判定装置は、判定実行条件が成立し、且つ、ディザ制御を実行するための制御実行条件が成立したときには、内燃機関の吸入空気量または内燃機関から出力されるトルクが所定値以上のときのみディザ制御を実行する。内燃機関の吸入空気量または内燃機関から出力されるトルクが所定値以上であるときには、所定値未満であるときに比して、失火が生じないときの回転変動と失火が生じたときの回転変動との差が大きい。そのため、内燃機関の吸入空気量または内燃機関から出力されるトルクが所定値以上のときにはディザ制御を実行することによりディザ制御に伴う回転変動が生じても、失火の誤判定が生じ難い。したがって、判定実行条件が成立し、且つ、ディザ制御を実行するための制御実行条件が成立したときには、内燃機関の吸入空気量または内燃機関から出力されるトルクが所定値以上のときのみディザ制御を実行することにより、失火の誤判定を抑制することができる。 In the internal combustion engine device of the present invention, the internal combustion engine has a filter for removing particulate matter in the exhaust system, and when the determination execution condition for executing the misfire determination is satisfied, the misfire determination is executed. Further, in the control judgment device, when the judgment execution condition is satisfied and the control execution condition for executing the dither control is satisfied, the intake air amount of the internal combustion engine or the torque output from the internal combustion engine is equal to or more than a predetermined value. Perform dither control only when. When the intake air amount of the internal combustion engine or the torque output from the internal combustion engine is equal to or more than a predetermined value, the rotational fluctuation when a misfire does not occur and the rotational fluctuation when a misfire occurs compared to when it is less than a predetermined value. There is a big difference with. Therefore, when the intake air amount of the internal combustion engine or the torque output from the internal combustion engine is equal to or higher than a predetermined value, even if the rotation fluctuates due to the dither control by executing the dither control, it is unlikely that a misfire is erroneously determined. Therefore, when the determination execution condition is satisfied and the control execution condition for executing the dither control is satisfied, the dither control is performed only when the intake air amount of the internal combustion engine or the torque output from the internal combustion engine is equal to or more than a predetermined value. By executing this, it is possible to suppress erroneous determination of misfire.

本発明の一実施例としての内燃機関装置２０の構成の概略を示す構成図である。It is a block diagram which shows the outline of the structure of the internal combustion engine device 20 as one Example of this invention. ＥＣＵ２４により実行される処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the processing routine executed by the ECU 24. 判定領域Ａｍｆの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the determination area Amf. エンジン２２の回転変動量Δωの時間変化の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the time change of the rotation fluctuation amount Δω of an engine 22.

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, a mode for carrying out the present invention will be described with reference to examples.

図１は、本発明の一実施例としての内燃機関装置２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の内燃機関装置２０は、図示するように、エンジン２２と、電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）２４と、を備える。内燃機関装置２０は、例えば、走行用のモータと共にハイブリッド自動車に搭載される。 FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of an internal combustion engine device 20 as an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the internal combustion engine device 20 of the embodiment includes an engine 22 and an electronic control unit (hereinafter, referred to as “ECU”) 24. The internal combustion engine device 20 is mounted on a hybrid vehicle together with, for example, a traveling motor.

エンジン２２は、例えばガソリンや軽油などの炭化水素系の燃料を用いて吸気，圧縮，膨張（爆発燃焼），排気の各行程により動力を出力する多気筒の内燃機関として構成されている。エンジン２２は、エアクリーナ１２２により清浄された空気をスロットルバルブ１２４を介して吸気管１２５に吸入すると共に燃料噴射弁１２６から燃料を噴射して空気と燃料とを混合する。そして、この混合気を吸気バルブ１２８ａを介して燃焼室１２９に吸入し、点火プラグ１３０による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン１３２の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動に変換する。燃焼室１２９から排気バルブ１２８ｂを介して排気管１３３に排出される排気は、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する浄化触媒（三元触媒）を有する排気浄化装置１３４と粒子状物質除去フィルタ（以下、ＰＭフィルタという）２５とを介して外気に排出される。排気浄化装置１３４には、排気中の未燃焼燃料や窒素酸化物を除去する触媒が充填されている。ＰＭフィルタ２５は、セラミックスやステンレスなどにより多孔質フィルタとして形成されており、煤などの粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）捕捉する。このエンジン２２は、吸気バルブ１２８ａや排気バルブ１２８ｂの開閉タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構１５０ａ，１５０ｂを備える。エンジン２２は、ＥＣＵ２４によって運転制御されている。 The engine 22 is configured as a multi-cylinder internal combustion engine that outputs power by each stroke of intake, compression, expansion (explosion combustion), and exhaust using a hydrocarbon-based fuel such as gasoline or light oil. The engine 22 sucks the air cleaned by the air cleaner 122 into the intake pipe 125 via the throttle valve 124, and injects fuel from the fuel injection valve 126 to mix the air and the fuel. Then, this air-fuel mixture is sucked into the combustion chamber 129 via the intake valve 128a, explosively burned by the electric spark of the spark plug 130, and the reciprocating motion of the piston 132 pushed down by the energy is converted into the rotational motion of the crankshaft 26. To do. The exhaust gas discharged from the combustion chamber 129 to the exhaust pipe 133 via the exhaust valve 128b is a purification catalyst (three elements) that purifies harmful components of carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC), and nitrogen oxides (NOx). It is discharged to the outside air through an exhaust gas purification device 134 having a catalyst) and a particulate matter removal filter (hereinafter referred to as PM filter) 25. The exhaust gas purification device 134 is filled with a catalyst for removing unburned fuel and nitrogen oxides in the exhaust gas. The PM filter 25 is formed of ceramics, stainless steel, or the like as a porous filter, and captures particulate matter (PM: Particulate Matter) such as soot. The engine 22 includes variable valve timing mechanisms 150a and 150b that can change the opening / closing timing of the intake valve 128a and the exhaust valve 128b. The operation of the engine 22 is controlled by the ECU 24.

ＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。 Although not shown, the ECU 24 is configured as a microprocessor centered on a CPU, and includes a ROM for storing a processing program, a RAM for temporarily storing data, an input / output port, and a communication port in addition to the CPU.

ＥＣＵ２４には、エンジン２２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。ＥＣＵ２４に入力される信号としては、例えば、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１４０からのクランク角θｃｒや、エンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１４２からの冷却水温Ｔｗを挙げることができる。また、吸気バルブ１２８ａを開閉するインテークカムシャフトの回転位置や排気バルブ１２８ｂを開閉するエキゾーストカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ１４４ａ，１４４ｂからのカム角θｃａ，θｃｂも挙げることができる。更に、スロットルバルブ１２４のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ１４６からのスロットル開度ＴＨや、吸気管に取り付けられたエアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａ，吸気管に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温Ｔａも挙げることができる。排気管に取り付けられた空燃比センサ１３５ａからの空燃比ＡＦや、排気管に取り付けられた酸素センサ１３５ｂからの酸素信号Ｏ２も挙げることができる。更に、ＰＭフィルタ２５の上流側および下流側に取り付けられた圧力センサ２５ａ，２５ｂからの圧力Ｐ１，Ｐ２も挙げることができる。 Signals from various sensors necessary for controlling the operation of the engine 22 are input to the ECU 24 via the input port. As signals input to the ECU 24, for example, a crank angle θcr from the crank position sensor 140 that detects the rotational position of the crankshaft 26 and a cooling water temperature Tw from the water temperature sensor 142 that detects the temperature of the cooling water of the engine 22. Can be mentioned. Further, the cam angles θca and θcb from the cam position sensors 144a and 144b that detect the rotation position of the intake camshaft that opens and closes the intake valve 128a and the rotation position of the exhaust camshaft that opens and closes the exhaust valve 128b can also be mentioned. Further, the throttle opening TH from the throttle valve position sensor 146 that detects the position of the throttle valve 124, the intake air amount Qa from the air flow meter 148 attached to the intake pipe, and the temperature sensor 149 attached to the intake pipe The intake air temperature Ta can also be mentioned. The air-fuel ratio AF from the air-fuel ratio sensor 135a attached to the exhaust pipe and the oxygen signal O2 from the oxygen sensor 135b attached to the exhaust pipe can also be mentioned. Further, the pressures P1 and P2 from the pressure sensors 25a and 25b attached to the upstream side and the downstream side of the PM filter 25 can also be mentioned.

ＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。ＥＣＵ２４から出力される信号としては、例えば、スロットルバルブ１２４のポジションを調節するスロットルモータ１３６への駆動制御信号や、燃料噴射弁１２６への駆動制御信号，イグナイタと一体化されたイグニッションコイル１３８への駆動制御信号，可変バルブタイミング機構１５０ａ，１５０ｂへの駆動制御信号も挙げることができる。 Various control signals for controlling the operation of the engine 22 are output from the ECU 24 via the output port. The signals output from the ECU 24 include, for example, a drive control signal to the throttle motor 136 that adjusts the position of the throttle valve 124, a drive control signal to the fuel injection valve 126, and an ignition coil 138 integrated with the igniter. The drive control signal and the drive control signal to the variable valve timing mechanisms 150a and 150b can also be mentioned.

ＥＣＵ２４は、クランク角θｃｒに基づいて、クランクシャフト２６の回転数、即ち、エンジン２２の回転数Ｎｅを演算している。また、ＥＣＵ２４は、エアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａとエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいて、体積効率（エンジン２２の１サイクルあたりの行程容積に対する１サイクルで実際に吸入される空気の容積の比）ＫＬも演算している。ＥＣＵ２４は、圧力センサ２５ａ，２５ｂからの圧力Ｐ１，Ｐ２の差圧ΔＰ（ΔＰ＝Ｐ１−Ｐ２）に基づいてＰＭフィルタ２５に補足された粒子状物質の推定される堆積量としてのＰＭ堆積量Ｑｐｍを演算したり、エンジン２２の運転状態に基づいてＰＭフィルタ２５の推定される温度としてのフィルタ温度Ｔｆを演算したりしている。また、ＥＣＵ２４は、クランク角θｃｒに基づいて、クランクシャフト２６が所定角度（例えば１０度）だけ回転するたびに、クランクシャフト２６が３０度だけ回転するのに要した時間である３０度回転所要時間Ｔ３０（ｍｓｅｃ）を取得し、当該３０度回転所要時間Ｔ３０に基づいて、クランクシャフト２６（エンジン２２）の角速度ωｅｇ（ｒａｄ／ｓｅｃ）を算出する。角速度ωｅｇは、ωｅｇ＝２π×（３０／３６０）／Ｔ３０×１０００として算出される。 The ECU 24 calculates the rotation speed of the crankshaft 26, that is, the rotation speed Ne of the engine 22, based on the crank angle θcr. Further, the ECU 24 has a volumetric efficiency (volume of air actually sucked in one cycle with respect to the stroke volume of the engine 22 per cycle) based on the intake air amount Qa from the air flow meter 148 and the rotation speed Ne of the engine 22. (Ratio of) KL is also calculated. The ECU 24 has a PM deposition amount Qpm as an estimated deposition amount of particulate matter supplemented to the PM filter 25 based on the differential pressure ΔP (ΔP = P1-P2) of the pressures P1 and P2 from the pressure sensors 25a and 25b. Or, the filter temperature Tf as the estimated temperature of the PM filter 25 is calculated based on the operating state of the engine 22. Further, the ECU 24 takes 30 degrees, which is the time required for the crankshaft 26 to rotate by 30 degrees each time the crankshaft 26 rotates by a predetermined angle (for example, 10 degrees) based on the crank angle θcr. T30 (msec) is acquired, and the angular velocity ωeg (rad / sec) of the crankshaft 26 (engine 22) is calculated based on the 30-degree rotation time required T30. The angular velocity ωeg is calculated as ωeg = 2π × (30/360) / T30 × 1000.

こうして構成された実施例の内燃機関装置２０では、ＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって運転されるように、エンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などを行なう。 In the internal combustion engine device 20 of the embodiment configured in this way, the ECU 24 controls the intake air amount of the engine 22, fuel injection control, and ignition so that the engine 22 is operated by the target rotation speed Ne * and the target torque Te *. Perform control and so on.

次に、こうして構成された実施例の内燃機関装置２０の動作、特に、エンジン２２において失火が生じているか否かを判定する際の動作について説明する。図２は、ＥＣＵ２４により実行される処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。本ルーチンは、エンジン２２が運転されているときに繰り返し実行される。 Next, the operation of the internal combustion engine device 20 of the embodiment configured in this way, particularly the operation when determining whether or not a misfire has occurred in the engine 22 will be described. FIG. 2 is a flowchart showing an example of a processing routine executed by the ECU 24. This routine is repeatedly executed while the engine 22 is running.

本ルーチンが実行されると、ＥＣＵ２４は、エンジン２２の回転数Ｎｅや体積効率ＫＬ，ディザ制御フラグＦを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、エンジン２２の回転数Ｎｅは、クランク角θｃｒに基づいて演算したものを入力している。体積効率ＫＬは、エアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａとエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいて演算したものを入力している。ディザ制御要求フラグＦは、ディザ制御の実行が要求されていないときに値０に設定され、ディザ制御の実行が要求されているときに値１に設定されるフラグを入力している。 When this routine is executed, the ECU 24 executes a process of inputting the rotation speed Ne of the engine 22, the volumetric efficiency KL, and the dither control flag F (step S100). Here, the rotation speed Ne of the engine 22 is input calculated based on the crank angle θcr. The volumetric efficiency KL is calculated based on the intake air amount Qa from the air flow meter 148 and the rotation speed Ne of the engine 22. The dither control request flag F is set to a value 0 when the execution of the dither control is not requested, and a flag set to the value 1 when the execution of the dither control is requested is input.

ここで、ディザ制御について説明する。ディザ制御は、エンジン２２の空燃比をリッチ（理論空燃比に比して燃料量を多くした状態）とリーン（理論空燃比に比して燃料量を少なくした状態）とが繰り返されるように燃料噴射を行なってエンジン２２を運転する制御である。このディザ制御では、エンジン２２の複数の気筒のうち一部の気筒をリッチとし、残余の気筒をリーンとし、エンジン２２全体としての燃料噴射量の増減の平均値が値０となるようにエンジン２２を運転する。例えば、エンジン２２を６気筒の内燃機関とした場合、各気筒の燃料噴射量は、エンジン２２の燃料噴射量を気筒数で除した気筒平均噴射量に対して最初に点火する気筒の燃料噴射量を５％減のリーンとし、次に点火する気筒の燃料噴射量を気筒平均噴射量に対して１０％増のリッチとし、残りの気筒の燃料噴射量を、以降点火順に、５％減のリーン，５％減のリーン，１０％増のリッチ，５％減のリーンとして、エンジン２２を運転する。このようにエンジン２２の空燃比がリッチとリーンとが繰り返されるようにエンジン２２を制御することにより、ＰＭフィルタ２５の温度を迅速に再生可能温度（例えば６００℃など）以上の状態に上昇させてＰＭフィルタ２５を再生する。 Here, dither control will be described. In the dither control, the fuel is repeatedly adjusted so that the air-fuel ratio of the engine 22 is rich (a state in which the amount of fuel is increased compared to the theoretical air-fuel ratio) and lean (a state in which the amount of fuel is reduced compared to the theoretical air-fuel ratio). It is a control that injects and operates the engine 22. In this dither control, some of the plurality of cylinders of the engine 22 are made rich, the remaining cylinders are made lean, and the average value of the increase / decrease in the fuel injection amount of the engine 22 as a whole becomes 0. To drive. For example, when the engine 22 is a 6-cylinder internal combustion engine, the fuel injection amount of each cylinder is the fuel injection amount of the cylinder that ignites first with respect to the cylinder average injection amount obtained by dividing the fuel injection amount of the engine 22 by the number of cylinders. Is reduced by 5%, the fuel injection amount of the next ignited cylinder is increased by 10% with respect to the average cylinder injection amount, and the fuel injection amount of the remaining cylinders is reduced by 5% in the order of ignition thereafter. The engine 22 is operated as lean, 5% decrease, rich, 10% increase, and lean, 5% decrease. By controlling the engine 22 so that the air-fuel ratio of the engine 22 repeats rich and lean in this way, the temperature of the PM filter 25 is rapidly raised to a state above the renewable temperature (for example, 600 ° C.). The PM filter 25 is reproduced.

こうしたディザ制御は、ＰＭフィルタ２５の再生の要求がなされている第１条件と、エンジン２２が運転している（エンジン２２が停止中や燃料カット中ではない）第２条件と、エンジン２２の空燃比が安定している（エンジン２２の空燃比制御おけるフィードバック補正量が所定範囲内にあって空燃比に関する学習が完了している）第３条件と、エンジン２２の暖機が完了している（エンジン２２の冷却水温Ｔｗが所定温度（例えば、７０℃，７５℃，８０℃など）以上である）第４条件と、の全ての条件が成立しているときに、実行要求がなされる。ＰＭフィルタ２５の再生要求は、ＰＭフィルタ２５に堆積した粒子状物質の堆積量としてのＰＭ堆積量Ｑｐｍが閾値Ｑｐｍｒｅｆ以上であるときになされる。ここで、ＰＭ堆積量Ｑｐｍは、圧力センサ２５ａ，２５ｂからの圧力Ｐ１，Ｐ２の差圧ΔＰ（ΔＰ＝Ｐ１−Ｐ２）に基づいて演算（推定）される。閾値Ｑｐｍｒｅｆは、ＰＭフィルタ２５の再生が必要であると判断できるＰＭ堆積量Ｑｐｍである。ディザ制御要求フラグＦは、上述した第１条件〜第４条件のうち少なくとも一つの条件が成立していないときには値０に設定され、第１条件〜第４条件の全ての条件が成立しているときには値１に設定される。 Such dither control is performed by the first condition in which the PM filter 25 is requested to be regenerated, the second condition in which the engine 22 is operating (the engine 22 is not stopped or the fuel is not cut), and the engine 22 is empty. The third condition that the fuel ratio is stable (the feedback correction amount in the air-fuel ratio control of the engine 22 is within a predetermined range and the learning about the air-fuel ratio is completed) and the warm-up of the engine 22 are completed ( The execution request is made when all the conditions of the fourth condition that the cooling water temperature Tw of the engine 22 is equal to or higher than a predetermined temperature (for example, 70 ° C., 75 ° C., 80 ° C., etc.) are satisfied. The regeneration request of the PM filter 25 is made when the PM accumulation amount Qpm as the accumulation amount of the particulate matter deposited on the PM filter 25 is equal to or more than the threshold value Qpmref. Here, the PM accumulation amount Qpm is calculated (estimated) based on the differential pressure ΔP (ΔP = P1-P2) of the pressures P1 and P2 from the pressure sensors 25a and 25b. The threshold value Qpmref is a PM deposition amount Qpm that can be determined to require regeneration of the PM filter 25. The dither control request flag F is set to a value 0 when at least one of the above-mentioned first condition to fourth condition is not satisfied, and all the conditions of the first condition to the fourth condition are satisfied. Sometimes set to a value of 1.

続いて、失火判定条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ１１０）。ここでは、エンジン２２の回転数Ｎｅが下限回転数Ｎｍｉｎ（例えば、８００ｒｐｍ，８５０ｒｐｍ，９００ｒｐｍなど）より高く上限回転数Ｎｍａｘ（例えば、６０００ｒｐｍ，６５００ｒｐｍ，７０００ｒｐｍなど）より低い第１判定条件、または、体積効率ＫＬが所定率Ｋｒｅｆ（例えば、９．０％，９．５％，１０％など）以上である第２判定条件が成立したときに、失火判定条件が成立していると判定する。 Subsequently, it is determined whether or not the misfire determination condition is satisfied (step S110). Here, the first determination condition or volume in which the rotation speed Ne of the engine 22 is higher than the lower limit rotation speed Nmin (for example, 800 rpm, 850 rpm, 900 rpm, etc.) and lower than the upper limit rotation speed Nmax (for example, 6000 rpm, 6500 rpm, 7000 rpm, etc.) or volume. When the second determination condition in which the efficiency KL is equal to or higher than the predetermined rate Kref (for example, 9.0%, 9.5%, 10%, etc.) is satisfied, it is determined that the misfire determination condition is satisfied.

ステップＳ１１０の処理で失火判定条件が成立していないと判定されたときには、失火の判定を実行する必要がないと判断して、本ルーチンを終了する。 When it is determined in the process of step S110 that the misfire determination condition is not satisfied, it is determined that it is not necessary to execute the misfire determination, and this routine is terminated.

ステップＳ１１０の処理で失火判定要件が成立していると判定されたときには、続いて、ディザ制御フラグＦが値１であるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。ディザ制御フラグＦが値０であるときには、ディザ制御を実行せずに、失火判定を実行して（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了する。失火判定では、まずは、燃焼室ごとに点火時期が到来すると、その時点で算出されている角速度ωｅｇと当該燃焼室の前回の点火時期における角速度ωｅｇとに基づいてエンジン１０の回転変動量Δωを算出し、回転変動量Δωと判定用閾値ｄωｒｅｆを比較する。ここで、判定用閾値ｄωｒは、エンジン２２が比較的低い負荷で運転しているときには所定値ｄωｒｅｆ１に設定され、エンジン２２が比較的高い負荷で運転しているときには所定値ｄωｒｅｆ１より大きい所定値ｄωｒｅｆ２に設定される。そして、回転変動量Δωが判定用閾値ｄωｒｅｆ以上であるときには、当該燃焼室において失火が発生することにより回転変動量Δωが大きくなっている可能性があると判断して、続いて、回転変動量Δωの時間波形と予め定めた判定用波形とを比較する。そして、回転変動量Δωの時間波形が判定用波形と誤差の範囲内で同一であるときには、失火が生じていないと判定し、回転変動量Δωの時間波形が判定用波形より誤差の範囲内を超えて大きくなっているときには、失火が生じていると判定する。こうした判定により、失火が生じているか否かを判定することができる。 When it is determined in the process of step S110 that the misfire determination requirement is satisfied, it is subsequently determined whether or not the dither control flag F has a value of 1 (step S120). When the dither control flag F has a value of 0, the misfire determination is executed (step S150) without executing the dither control, and this routine is terminated. In the misfire determination, first, when the ignition timing arrives for each combustion chamber, the rotational fluctuation amount Δω of the engine 10 is calculated based on the angular velocity ωeg calculated at that time and the angular velocity ωeg at the previous ignition timing of the combustion chamber. Then, the rotation fluctuation amount Δω and the determination threshold dωref are compared. Here, the determination threshold value dωr is set to a predetermined value dωref1 when the engine 22 is operating at a relatively low load, and a predetermined value dωref2 larger than the predetermined value dωref1 when the engine 22 is operating at a relatively high load. Is set to. Then, when the rotation fluctuation amount Δω is equal to or higher than the determination threshold dωref, it is determined that the rotation fluctuation amount Δω may be increased due to the occurrence of misfire in the combustion chamber, and subsequently, the rotation fluctuation amount is determined to be large. The time waveform of Δω is compared with the predetermined determination waveform. Then, when the time waveform of the rotation fluctuation amount Δω is the same as the judgment waveform within the error range, it is determined that no misfire has occurred, and the time waveform of the rotation fluctuation amount Δω is within the error range of the judgment waveform. When it becomes larger than that, it is determined that a misfire has occurred. By such a determination, it can be determined whether or not a misfire has occurred.

ステップＳ１２０の処理でディザ制御フラグＦが値１であると判定されたときには、続いて、エンジン２２の動作ポイントＰが判定領域Ａｍｆ内にあるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。エンジン２２の動作ポイントＰは、エンジン２２の回転数Ｎｅと体積効率ＫＬとにより定められる点である。判定領域Ａｍｆは、失火が生じていないときにおけるエンジン２２の回転変動量Δωと失火が生じたときの回転変動量Δωとの差が大きくなるエンジン２２の運転領域として、予め実験や解析などにより設定されている。図３は、判定領域Ａｍｆの一例を示す説明図である。図中、判定領域Ａｍｆにハッチングを施している。判定領域Ａｍｆは、実施例では、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅｒｅｆ以上であると共に体積効率ＫＬが所定効率ＫＬｒｅｆ以上の領域としている。ここで、所定回転数Ｎｅｒｅｆは、例えば、１１５０ｒｐｍ，１２００ｒｐｍ，１２５０ｒｐｍなどを用いることができる。体積効率ＫＬは、例えば、２０％，２５％ａ，３０％などを用いることができる。エンジン２２の動作ポイントＰが判定領域Ａｍｆ内にあるときには、エンジン２２の動作ポイントＰが判定領域Ａｍｆ外にあるときに比して、失火が生じていないときにおけるエンジン２２の回転変動量Δωと失火が生じたときの回転変動量Δωとの差が大きくなる。そのため、エンジン２２の動作ポイントＰが判定領域Ａｍｆ内にあるときにディザ制御を実行しディザ制御に伴う回転変動が生じても、失火の誤判定が生じ難い。したがって、ステップＳ１３０の処理は、ディザ制御と共に失火の判定を実行すると失火の誤判定が生じ難いか否かを判定する処理となっている。 When it is determined in the process of step S120 that the dither control flag F has a value of 1, it is subsequently determined whether or not the operation point P of the engine 22 is within the determination area Amf (step S130). The operating point P of the engine 22 is a point determined by the rotation speed Ne of the engine 22 and the volumetric efficiency KL. The determination area Amf is set in advance by experiments or analysis as an operating area of the engine 22 in which the difference between the rotation fluctuation amount Δω of the engine 22 when no misfire has occurred and the rotation fluctuation amount Δω when a misfire has occurred becomes large. Has been done. FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of the determination region Amf. In the figure, the determination area Amf is hatched. In the embodiment, the determination region Amf is a region in which the rotation speed Ne of the engine 22 is equal to or higher than the predetermined rotation speed Nerf and the volumetric efficiency KL is equal to or higher than the predetermined efficiency KLref. Here, as the predetermined rotation speed Nerf, for example, 1150 rpm, 1200 rpm, 1250 rpm, or the like can be used. As the volumetric efficiency KL, for example, 20%, 25% a, 30% and the like can be used. When the operating point P of the engine 22 is within the determination area Amf, the rotation fluctuation amount Δω and the misfire of the engine 22 when no misfire has occurred as compared with the case where the operating point P of the engine 22 is outside the determination area Amf. The difference from the rotational fluctuation amount Δω when the above occurs becomes large. Therefore, even if the dither control is executed when the operation point P of the engine 22 is within the determination area Amf and the rotation fluctuates due to the dither control, it is unlikely that an erroneous determination of misfire will occur. Therefore, the process of step S130 is a process of determining whether or not a misfire determination is unlikely to occur when the misfire determination is executed together with the dither control.

ステップＳ１３０の処理でエンジン２２の動作ポイントＰが判定領域Ａｍｆ外であると判定されたときには、ディザ制御を実行すると失火の誤判定が生じる可能性が高いと判断して、ディザ制御を実行せずに、失火判定を実行して（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了する。これにより、失火が生じていないにも拘らず失火が生じていると誤判定することを抑制できる。 When it is determined in the process of step S130 that the operation point P of the engine 22 is outside the determination area Amf, it is determined that there is a high possibility that a misfire erroneous determination will occur if the dither control is executed, and the dither control is not executed. Then, the misfire determination is executed (step S150), and this routine is terminated. As a result, it is possible to prevent erroneous determination that a misfire has occurred even though the misfire has not occurred.

ステップＳ１３０の処理でエンジン２２の動作ポイントＰが判定領域Ａｍｆ内にあると判定されたときには、ディザ制御を実行しても失火の誤判定が生じる可能性が低いと判断して、ディザ制御を実行すると共に（ステップＳ１４０）、失火判定を実行して（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了する。 When it is determined in the process of step S130 that the operation point P of the engine 22 is within the determination area Amf, it is determined that there is a low possibility that a misfire erroneous determination will occur even if the dither control is executed, and the dither control is executed. At the same time (step S140), the misfire determination is executed (step S150), and this routine is terminated.

図４は、エンジン２２の回転変動量Δωの時間変化の一例を示す説明図である。図中、実線は、ディザ制御を実行しているときにおける回転変動量Δωの時間変化を示している。破線は、ディザ制御を実行していないときにおける回転変動量Δωの時間変化を示している。ディザ制御では、エンジン２２の空燃比を気筒別にリッチまたはリーンとなるように燃料噴射を行なってエンジン２２を運転する。このとき、リーンとなっている気筒を点火するときのエンジン２２の回転変動量Δωが大きくなって、失火が生じていないにも拘わらず失火判定の判定用閾値ｄωｒｅｆ（所定値ｄωｒｅｆ１または所定値ｄωｒｅｆ２）を超えてしまうことがある。実施例では、エンジン２２の動作ポイントＰが判定領域Ａｍｆ内にあるときのみ、ディザ制御と失火判定を実行することにより、ディザ制御の実行に伴うエンジン２２の回転変動で失火判定において誤判定することを抑制することができる。 FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a time change of the rotation fluctuation amount Δω of the engine 22. In the figure, the solid line shows the time change of the rotational fluctuation amount Δω when the dither control is executed. The broken line shows the time change of the rotational fluctuation amount Δω when the dither control is not executed. In dither control, the engine 22 is operated by injecting fuel so that the air-fuel ratio of the engine 22 is rich or lean for each cylinder. At this time, the rotational fluctuation amount Δω of the engine 22 when igniting the lean cylinder becomes large, and the threshold value dωref for determining misfire is determined (predetermined value dωref1 or predetermined value dωref2) even though misfire has not occurred. ) May be exceeded. In the embodiment, the dither control and the misfire determination are executed only when the operation point P of the engine 22 is within the determination area Amf, so that the misfire determination is erroneously determined due to the rotation fluctuation of the engine 22 accompanying the execution of the dither control. Can be suppressed.

以上説明した実施例の内燃機関装置２０によれば、失火判定条件が成立したときには、失火判定を実行し、失火判定条件が成立しており、且つ、ディザ制御フラグＦが値１であるときには、エンジン２２の動作Ｐが判定領域Ａｍｆ内にあるときのみディザ制御を実行することにより、失火の誤判定を抑制することができる。 According to the internal combustion engine device 20 of the embodiment described above, when the misfire determination condition is satisfied, the misfire determination is executed, and when the misfire determination condition is satisfied and the dither control flag F is a value 1, By executing the dither control only when the operation P of the engine 22 is within the determination region Amf, it is possible to suppress the erroneous determination of misfire.

実施例の内燃機関装置２０では、判定領域Ａｍｆを、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅｒｅｆ以上であると共に体積効率ＫＬが所定効率ＫＬｒｅｆ以上の領域としている。判定領域Ａｍｆは、失火が生じていないときにおけるエンジン２２の回転変動量Δωと失火が生じたときの回転変動量Δωとの差が大きくなるエンジン２２の運転領域であればよく、回転数Ｎｅ，体積効率ＫＬ，エンジン２２から出力されているトルク，要求パワーＰｅ＊の少なくとも一つを用いて設定すればよい。エンジン２２から出力されているトルクを用いて設定するときには、エンジン２２から出力されているトルクが所定トルク（例えば、４５Ｎｍ，５０Ｎｍ，５５Ｎｍなど）以上の領域としてもよい。要求パワーＰｅ＊を用いて設定するときには、要求パワーＰｅ＊が所定出力（例えば、４ｋＷ，５ｋＷ，６ｋＷなど）以上の領域としてもよい。 In the internal combustion engine device 20 of the embodiment, the determination region Amf is set to a region where the rotation speed Ne of the engine 22 is equal to or higher than the predetermined rotation speed Neef and the volumetric efficiency KL is equal to or higher than the predetermined efficiency KLref. The determination region Amf may be any operating region of the engine 22 in which the difference between the rotation fluctuation amount Δω of the engine 22 when no misfire has occurred and the rotation fluctuation amount Δω when a misfire has occurred is large, and the rotation speed Ne, It may be set using at least one of the volumetric efficiency KL, the torque output from the engine 22, and the required power Pe *. When the torque output from the engine 22 is used for setting, the torque output from the engine 22 may be in a region of a predetermined torque (for example, 45 Nm, 50 Nm, 55 Nm, etc.) or more. When setting using the required power Pe *, the required power Pe * may be in a region of a predetermined output (for example, 4 kW, 5 kW, 6 kW, etc.) or more.

実施例の内燃機関装置２０では、エンジン２２を、燃焼室１２９から排気バルブ１２８ｂを介して排気管１３３に排出される排気を排気浄化装置１３４と粒子状物質除去フィルタ（以下、ＰＭフィルタという）２５とを介して外気に排出するタイプの内燃機関としているが、排気管１３３に排出される排気の一部を吸気管１２５に還流可能な排気再循環装置を備えるタイプの内燃機関としてもよい。この場合、判定領域Ａｍｆを、回転数Ｎｅ，体積効率ＫＬ，エンジン２２から出力されているトルク，要求パワーＰｅ＊に加えＥＧＲ率Ｒｅを用いて設定してもよい。ＥＧＲ率Ｒｅは、エアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａと吸気管１２５に還流する排気の量であるＥＧＲ量Ｖｅとの和に対するＥＧＲ量Ｖｅの比率である。ＥＧＲ率を用いて判定領域Ａｍｆを設定するときには、ＥＧＲ率が所定率（例えば、１８％，２０％，２２％など）以下の領域としてもよい。判定領域Ａｍｆは、回転数Ｎｅ，体積効率ＫＬ，エンジン２２から出力されているトルク，要求パワーＰｅ＊，ＥＧＲ率Ｒｅの少なくとも一つを用いて設定すればよい。 In the internal combustion engine device 20 of the embodiment, the engine 22 is discharged from the combustion chamber 129 to the exhaust pipe 133 via the exhaust valve 128b, and the exhaust gas is discharged to the exhaust gas purification device 134 and the particulate matter removal filter (hereinafter referred to as PM filter) 25. Although the internal combustion engine is of a type that discharges to the outside air via the above, it may be a type of internal combustion engine provided with an exhaust gas recirculation device that can return a part of the exhaust discharged to the exhaust pipe 133 to the intake pipe 125. In this case, the determination region Amf may be set by using the EGR rate Re in addition to the rotation speed Ne, the volumetric efficiency KL, the torque output from the engine 22, and the required power Pe *. The EGR rate Re is the ratio of the EGR amount Ve to the sum of the intake air amount Qa from the air flow meter 148 and the EGR amount Ve, which is the amount of exhaust gas recirculated to the intake pipe 125. When the determination region Amf is set using the EGR rate, the EGR rate may be a region of a predetermined rate (for example, 18%, 20%, 22%, etc.) or less. The determination region Amf may be set using at least one of the rotation speed Ne, the volumetric efficiency KL, the torque output from the engine 22, the required power Pe *, and the EGR rate Re.

実施例の内燃機関装置２０では、ディザ制御要求フラグＦを、第１条件〜第４条件のうち少なくとも一つの条件が成立していないときには値０に設定し、第１条件〜第４条件の全ての条件が成立しているときには値１に設定している。しかしながら、少なくとも第１条件が成立しているときに値１に設定されればよいから、第４条件を考慮せずに第１〜第３条件が成立しているときに値１に設定したり、第２，第３条件を考慮せずに第１，第４条件が成立したときに値１に設定してもよい。また、第１〜第４条件に限定されず、他の条件に基づいてディザ制御要求フラグＦを設定してもよい。 In the internal combustion engine device 20 of the embodiment, the dither control request flag F is set to a value 0 when at least one of the first to fourth conditions is not satisfied, and all of the first to fourth conditions are set. When the condition of is satisfied, the value is set to 1. However, since it is sufficient to set the value 1 when at least the first condition is satisfied, the value 1 may be set when the first to third conditions are satisfied without considering the fourth condition. , The value 1 may be set when the first and fourth conditions are satisfied without considering the second and third conditions. Further, the dither control request flag F may be set based on other conditions without being limited to the first to fourth conditions.

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、ＥＣＵ２４が「制御判定装置」に相当する。 The correspondence between the main elements of the examples and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem will be described. In the embodiment, the engine 22 corresponds to the "internal combustion engine" and the ECU 24 corresponds to the "control determination device".

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 As for the correspondence between the main elements of the examples and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem, the invention described in the column of means for solving the problem in the examples is carried out. Since it is an example for specifically explaining the form for solving the problem, the elements of the invention described in the column of means for solving the problem are not limited. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problem should be performed based on the description in the column, and the examples are the inventions described in the column of means for solving the problem. It is just a concrete example.

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 Although the embodiments for carrying out the present invention have been described above with reference to examples, the present invention is not limited to these examples, and various embodiments are used without departing from the gist of the present invention. Of course, it can be done.

本発明は、内燃機関装置の製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the manufacturing industry of internal combustion engine devices and the like.

２０ 内燃機関装置、２２ エンジン、２４ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）、２５ 粒子状物質除去フィルタ（ＰＭフィルタ）、２５ａ，２５ｂ 圧力センサ、１２２ エアクリーナ、１２４ スロットルバルブ、１２５ 吸気管、１２６ 燃料噴射弁、１２８ａ 吸気バルブ、１２８ｂ 排気バルブ、１２９ 燃焼室、１３０ 点火プラグ、１３２ ピストン、１３３ 排気管、１３４ 排気浄化装置、１３５ａ 空燃比センサ、１３５ｂ 酸素センサ、１３６ スロットルモータ、１３８ イグニッションコイル、１４０ クランクポジションセンサ、１４２ 水温センサ、１４４ａ，１４４ｂ カムポジションセンサ、１４６ スロットルバルブポジションセンサ、１４８ エアフローメータ、１４９ 温度センサ。 20 Internal combustion engine equipment, 22 engine, 24 electronic control unit (ECU), 25 particulate matter removal filter (PM filter), 25a, 25b pressure sensor, 122 air cleaner, 124 throttle valve, 125 intake pipe, 126 fuel injection valve, 128a Intake valve, 128b exhaust valve, 129 combustion chamber, 130 spark plug, 132 piston, 133 exhaust pipe, 134 exhaust purification device, 135a air fuel ratio sensor, 135b oxygen sensor, 136 throttle motor, 138 ignition coil, 140 crank position sensor, 142 Water temperature sensor, 144a, 144b Cam position sensor, 146 Throttle valve position sensor, 148 air flow meter, 149 temperature sensor.

Claims (1)

多気筒の内燃機関と、
前記内燃機関の空燃比がリッチとリーンとを繰り返すように前記内燃機関を制御するディザ制御と、前記内燃機関の回転変動に基づいて前記内燃機関に失火が生じているか否かを判定する失火判定と、を実行する制御判定装置と、
を備える内燃機関装置であって、
前記内燃機関は、排気系に粒子状物質を除去するフィルタを有し、
前記制御判定装置は、
前記失火判定を実行するための判定実行条件が成立し、且つ、前記ディザ制御を実行するための制御実行条件が成立し、且つ、前記内燃機関の吸入空気量または前記内燃機関から出力されるトルクが所定値以上のときには、前記ディザ制御および前記失火判定を実行し、
前記判定実行条件が成立し、且つ、前記制御実行条件が成立し、且つ、前記内燃機関の前記吸入空気量または前記内燃機関から出力される前記トルクが前記所定値未満のときには、前記ディザ制御を実行せずに前記失火判定を実行する、
内燃機関装置。
With a multi-cylinder internal combustion engine
A dither control that controls the internal combustion engine so that the air-fuel ratio of the internal combustion engine repeats rich and lean, and a misfire determination that determines whether or not a misfire has occurred in the internal combustion engine based on the rotational fluctuation of the internal combustion engine. And the control judgment device that executes
It is an internal combustion engine device equipped with
The internal combustion engine has a filter in the exhaust system for removing particulate matter.
The control determination device is
The determination execution condition for executing the misfire determination is satisfied, the control execution condition for executing the dither control is satisfied, and the intake air amount of the internal combustion engine or the torque output from the internal combustion engine is satisfied. When is greater than or equal to a predetermined value, the dither control and the misfire determination are executed.
When the determination execution condition is satisfied, the control execution condition is satisfied, and the intake air amount of the internal combustion engine or the torque output from the internal combustion engine is less than the predetermined value, the dither control is performed. Execute the misfire determination without executing,
Internal combustion engine device.
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