JP2011132901A - Method for specifying abnormal cylinder of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、多気筒の内燃機関において各気筒に個別に排気ガスの一部を吸気系に還流させる排気ガス再循環装置を備える内燃機関の異常気筒特定方法に関するものである。 The present invention relates to an abnormal cylinder identification method for an internal combustion engine that includes an exhaust gas recirculation device that recirculates a part of exhaust gas to an intake system individually in each cylinder in a multi-cylinder internal combustion engine.
従来、排気ガスの一部を、スロットル弁の下流に一括して還流させる排気ガス再循環装置を備える内燃機関では、ノッキングの発生を検出し、ノッキングの発生を所定回数以上にわたって検出した場合に、排気ガス再循環装置が故障していると判定する自己診断装置を備えるものが知られている(特許文献1)。 Conventionally, in an internal combustion engine equipped with an exhaust gas recirculation device that collectively recirculates a part of exhaust gas downstream of a throttle valve, when occurrence of knocking is detected and occurrence of knocking is detected over a predetermined number of times, A device having a self-diagnosis device that determines that the exhaust gas recirculation device has failed is known (Patent Document 1).
ところで、近年、多気筒の内燃機関にあっては、排気ガス再循環制御の効果を上げるために、還流する排気ガスを各気筒にほぼ均等に供給するように、例えば吸気マニホルドの各気筒に対応する部分に、排気ガスを個別に導入するように構成したものがある。このような構成の排気ガス再循環装置にあっては、吸気マニホルドに排気ガスを導入する開口部分が、排気ガス中の煤などの付着により詰まることがある。 By the way, in recent years, in order to increase the effect of exhaust gas recirculation control, in order to increase the effect of exhaust gas recirculation control, for example, each cylinder of the intake manifold is supplied so as to supply the exhaust gas to be recirculated almost evenly. Some of the parts are configured to individually introduce exhaust gas. In the exhaust gas recirculation device having such a configuration, an opening portion for introducing the exhaust gas into the intake manifold may be clogged due to adhesion of soot or the like in the exhaust gas.
このような構成のものに対して、上述した自己診断装置を適用すると、全体として排気ガス再循環装置の故障は判定し得るものの、どの気筒において前記開口部分で詰まりを生じているかを判断できない。その結果、不具合を生じている気筒における空燃比の異常による排気ガス成分の低下や、ドライバビリティの低下といった不具合を生じた。 When the above-described self-diagnosis device is applied to such a configuration, a failure of the exhaust gas recirculation device can be determined as a whole, but it cannot be determined in which cylinder the clogging occurs in the opening portion. As a result, problems such as a decrease in exhaust gas components due to an abnormality in the air-fuel ratio and a decrease in drivability in the cylinder causing the problem occurred.
そこで本発明は、このような不具合を解消することを目的としている。 Therefore, the present invention aims to eliminate such problems.
すなわち、本発明の内燃機関の異常気筒特定方法は、排気ガスの一部を気筒毎に個別に還流させて吸入空気に混合し得る排気ガス再循環装置を備える多気筒の内燃機関において、排気ガス再循環制御の実施中に発生するノッキングを気筒毎に検出し、検出したノッキングの回数を気筒毎に積算し、気筒毎に積算したノッキングの回数から全気筒平均値を演算し、気筒毎に積算したノッキングの回数が演算した全気筒平均値よりも所定値以上高い気筒を異常と判定することを特徴とする。 That is, the abnormal cylinder identification method for an internal combustion engine according to the present invention is a multi-cylinder internal combustion engine equipped with an exhaust gas recirculation device that can individually recirculate a part of exhaust gas and mix it with intake air. Knocking that occurs during recirculation control is detected for each cylinder, the detected number of knocks is accumulated for each cylinder, the average value of all cylinders is calculated from the number of knocks accumulated for each cylinder, and accumulated for each cylinder. Cylinders in which the number of knocks performed is higher than the calculated average value of all cylinders by a predetermined value or more are determined to be abnormal.
このような構成によれば、排気ガス再循環装置において、特定の気筒への排気ガスの還流が滞る場合にノッキングが発生するが、そのノッキングを気筒毎に検出して積算し、全気筒平均値よりも所定値異常高い場合に、その気筒を異常と判定する。この結果、気筒毎の異常に対応して異常の処理が可能になり、排気ガス成分やドライバビリティの低下を抑制することが可能になる。 According to such a configuration, in the exhaust gas recirculation device, knocking occurs when the recirculation of exhaust gas to a specific cylinder is delayed, but the knocking is detected and integrated for each cylinder, and the average value of all cylinders If the predetermined value is abnormally higher than that, the cylinder is determined to be abnormal. As a result, it becomes possible to handle the abnormality corresponding to the abnormality for each cylinder, and it is possible to suppress the deterioration of the exhaust gas component and the drivability.
本発明は、本発明は、以上説明したような構成であり、ノッキングの発生を気筒毎に検出し、積算したノッキングの回数と全気筒平均値とに基づいて気筒毎の異常を判定するので、気筒毎の異常に対応して異常の処理を行うことができ、排気ガス成分やドライバビリティの低下を抑制することができる。 Since the present invention is configured as described above, the occurrence of knocking is detected for each cylinder, and abnormality for each cylinder is determined based on the accumulated number of knocks and the average value of all cylinders. An abnormality process can be performed in response to an abnormality for each cylinder, and a reduction in exhaust gas components and drivability can be suppressed.
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に1気筒の構成を概略的に示した3気筒のエンジン100は、例えば自動車に搭載されるものである。このエンジン100は、吸気系1、シリンダ2及び排気系5を備えている。吸気系1には、図示しないアクセルペダルに応じて開閉するスロットル弁11が設けてあり、そのスロットル弁11の下流には、サージタンク13を一体に有する吸気マニホルド12が取り付けてある。シリンダ2上部に形成される燃焼室23の天井部には、点火プラグ8が取り付けてある。又、吸気マニホルド12と吸気ポート21との間には、後述する排気ガス再循環装置(以下、EGR装置と称する)6を構成するEGRスペーサ61が取り付けてある。さらに、吸気マニホルド12の吸気ポート側端部には、燃料噴射弁3が取り付けてある。この燃料噴射弁3は、後述する電子制御装置4により制御される。これに対して、排気系5には、O2センサ51及び三元触媒52が取り付けてあり、排気系5を構成する排気マニホルド53から排気ガスの一部を還流するように、EGR装置6が接続される。
A three-
EGR装置6は、EGRスペーサ61に連通するように一方の端部が接続される排気ガス還流管路(以下、EGR管路と称する)62と、そのEGR管路62に設けられてEGR管路62を通過する排気ガスの流量を制御する排気ガス還流制御弁(以下、EGR弁と称する)63とを備えて構成される。EGR管路62の他方の端部は、排気5系に設けられる三元触媒52の上流において排気系5に連通するように排気マニホルド53に接続される。EGR装置6は、EGR弁63が制御されるつまり開かれると、排気ガスがEGR弁63の開度に応じた流量でEGR管路62を通過して、スロットル弁11よりも下流側つまり吸気ポート21直前の位置に還流させるものである。還流される排気ガス(以下、EGRガスと称する)の流量は、EGR弁63の開度に依存するもので、EGR弁63の開度の制御は、電子制御装置4により行われる。
The
EGRスペーサ61は、各気筒に対応する吸入空気用開口61aを備えるとともに、そのそれぞれの吸入空気用開口61aに連通するとともにEGR管路62に連通して、EGRガスをそれぞれの吸入空気用開口61aに分配するEGRガス分配通路61bを備える。なお、図1においては、気筒毎のEGRガス分配通路61bがEGR管路62に接続されるように図示しているが、EGR管路62の端部がEGRガス分配通路61bの外部側の端部に接続され、EGRガス分配通路61bの内部側の端部は分岐して各吸入空気用開口61aに接続される構造である。
The
この実施形態におけるEGR弁63は、円錐台形の内面を有する貫通孔と、その貫通孔内部に配置されて貫通孔を開閉する貫通孔と同形の円錐台形の弁体と、弁体に接続される軸と、軸に接続され弁体を貫通孔の中心軸方向に往復移動させるステッパモータとを備える構成である。このようなEGR弁63において、モータとしては、ステッパモータ、DCモータなどを使用することができる。ステッパモータを使用する場合、EGR弁63の弁開度をステッパモータに供給する信号のステップ数により制御する。また、DCモータの場合は、例えばPMW(パルス幅変調)制御などにより通電を制御して、開度を制御するものである。
The
電子制御装置4は、マイクロコンピュータ41と、メモリ42と、入力インターフェース43と、出力インターフェース44とを備えて構成されている。マイクロコンピュータ41は、メモリ42に格納された、以下に説明する種々のプログラムを実行して、エンジン100の運転を制御するものである。マイクロコンピュータ41には、エンジン100の運転制御に必要な情報が入力インターフェース43を介して入力されるとともに、マイクロコンピュータ41は、燃料制御弁3、EGR弁63などに対して制御信号を、出力インターフェース44を介して出力する。
The
具体的には、入力インターフェース43には、サージタンク13内の圧力を検出するための吸気圧センサ71から出力される吸気圧信号a、エンジン回転数を検出するための回転数センサ72から出力される回転数信号b、車速を検出するための車速センサ73から出力される車速信号c、カムポジションセンサ74から出力される気筒判別信号d、スロットルバルブ11の開閉状態を検出するためのアイドルスイッチ75からのLL信号e、シリンダ2の外壁に取り付けられるノックセンサ76からノッキングが発生した際に出力されるノッキング信号f、O2センサ51から出力される電圧信号hなどが入力される。一方、出力インターフェース44からは、点火プラグ8に対して点火信号m、燃料制御弁3に対して燃料噴射信号n、EGR弁63に対して開閉信号oなどが出力される。
Specifically, to the
このような構成において、電子制御装置4は、吸気圧センサ71から出力される吸気圧信号aと回転数センサ72から出力される回転数信号bとを主な情報として、運転状態に応じて設定される係数を用いて燃料噴射量を演算し、燃料噴射量に対応する燃料噴射時間つまり燃料噴射弁3に対する通電時間を決定し、その決定された通電時間により燃料噴射弁3を制御して、燃料を吸気系1に噴射させる。このような燃料噴射制御自体は、この分野で知られているものを適用するものであってよい。
In such a configuration, the
また、エンジン100の運転状態に応じて、EGR弁63の開度を制御して排気ガス再循環制御(以下、EGR制御と称する)を実施するEGR制御プログラムが電子制御装置4に格納してある。このEGR制御プログラムは、この分野で広く知られているものであってよい。
An
さらに、電子制御装置4には、EGR制御の実施中に発生するノッキングを気筒毎に検出し、検出したノッキングの回数を気筒毎に積算し、気筒毎に積算したノッキングの回数から全気筒平均値を演算し、気筒毎に積算したノッキングの回数が演算した全気筒平均値よりも所定値以上高い気筒を異常と判定する異常気筒特定プログラムが格納してある。この異常気筒特定プログラムは、EGR制御を実施中に所定の周期で繰り返し実行されるものである。
Further, the
この異常気筒特定プログラムは、EGR制御の実施中、つまりEGR装置6を制御中であり、EGRガスを、EGRスペーサ61を介してエンジン100の各シリンダ2内に還流させている場合に実施するものである。したがって、EGR制御を実施していない場合には、この異常気筒特定プログラムは実行しない。
This abnormal cylinder specifying program is executed when the EGR control is being performed, that is, when the
図2において、まずステップS1では、ノックセンサ76から出力されるノッキング信号fとカムポジションセンサ74から出力される気筒判別信号dとにより、ノッキングの発生を気筒毎に検出する。ノッキングを検出した場合、ステップS2において、検出したノッキングの回数を気筒毎に積算する。具体的には、ノッキングの発生を検出した気筒にあっては、メモリ42に記憶してあるそれまでのノッキングの回数に1を加算して、新たなノッキングの回数として記憶する。
In FIG. 2, first, in step S1, the occurrence of knocking is detected for each cylinder based on the knocking signal f output from the
次に、ステップS3では、この異常気筒特定プログラムを実行してから、所定時間が経過したか否かを判定する。この所定時間は、全気筒平均値を演算するのに十分なサンプル数を確保するための時間である。所定時間が経過していない場合は、ステップS1とステップS2とを繰り返し実行して、ノッキングの発生回数を気筒毎に積算する。 Next, in step S3, it is determined whether or not a predetermined time has elapsed since the abnormal cylinder specifying program was executed. This predetermined time is a time for securing a sufficient number of samples to calculate the average value of all cylinders. If the predetermined time has not elapsed, step S1 and step S2 are repeatedly executed, and the number of occurrences of knocking is integrated for each cylinder.
そして、所定時間が経過した後は、ステップS4において、それぞれの気筒のノッキングの発生回数の積算値に基づいて、全気筒平均値を演算して、異常を判定するための判定値を設定する。全気筒平均値は、この実施形態の場合、各気筒の積算値を合計し、気筒数である3で除して求める。又、判定値は、演算にて得られた全気筒平均値に所定値を加算して設定する。この場合に、所定値は、ノッキングの発生回数が異常に多い気筒を判定し得るように設定する。 Then, after the predetermined time has elapsed, in step S4, an average value of all cylinders is calculated based on the integrated value of the number of occurrences of knocking of each cylinder, and a determination value for determining abnormality is set. In this embodiment, the average value of all cylinders is obtained by adding up the integrated values of the cylinders and dividing the sum by three, which is the number of cylinders. The determination value is set by adding a predetermined value to the average value of all cylinders obtained by calculation. In this case, the predetermined value is set so that a cylinder having an abnormally large number of occurrences of knocking can be determined.
次に、ステップS5において、ノッキングの回数、つまり演算した積算値が、判定値以上か否かを気筒毎に判定する。そして、積算値が判定値以上であると判定した場合は、ステップS6において、気筒毎に以上を判定する。気筒全ての積算値が、判定値未満であれば、この異常気筒特定プログラムを終了する。 Next, in step S5, it is determined for each cylinder whether or not the number of knocks, that is, the calculated integrated value is greater than or equal to the determination value. And when it determines with an integrated value being more than a determination value, the above is determined for every cylinder in step S6. If the integrated value of all the cylinders is less than the determination value, the abnormal cylinder specifying program is terminated.
このような構成において、EGR制御を実行中に、例えば、EGRスペーサ61の第一気筒に対応するEGR分配通路61bの出口部分に煤などが付着して、EGR分配通路61bを詰まらせた場合、第一気筒に対するEGRガスの量が多の気筒に比較して少量になる。この結果、EGRガスの量に対する新気の割合が増加し、それによって混合気が燃焼しやすい状態となり、ノッキングの発生が容易になる。
In such a configuration, when EGR control is being executed, for example, if an
このような状態において、ステップS1〜ステップS3において得られた、各気筒におけるノッキングの発生回数の積算値を、ステップS4において全気筒平均値から演算した判定値と比較して(ステップS5)、判定値以上となった積算値の気筒に対して、異常が発生していると判定する(ステップS6)。これにより、確実に異常が発生した気筒を特定することができる。 In such a state, the integrated value of the number of occurrences of knocking in each cylinder obtained in steps S1 to S3 is compared with the determination value calculated from the average value of all cylinders in step S4 (step S5). It is determined that an abnormality has occurred in the cylinder of the integrated value that is equal to or greater than the value (step S6). Thereby, it is possible to reliably identify the cylinder in which the abnormality has occurred.
又、煤などの付着は、エンジン100の使用時間が長くなるほど多くなるが、この実施形態では、異常気筒特定プログラムを繰り返し実行することにより、その時のエンジン100の経年変化の状態に応じて判定値を設定することができる。
Further, the adhesion of soot and the like increases as the operating time of the
異常を検出した気筒に対しては、ノッキングの発生が減少するように、点火時期を遅角側に補正する、空燃比をリーン側に補正する等の制御を適用する。また、その気筒が異常であることをメモリ42に記憶しておき、エンジン100の点検時に不具合が解消できるようにしておくことで、メンテナンスに際して迅速な対応を取ることができる。
Controls such as correcting the ignition timing to the retard side and correcting the air-fuel ratio to the lean side are applied to the cylinder that has detected an abnormality so that the occurrence of knocking is reduced. Further, the fact that the cylinder is abnormal is stored in the
なお、上記実施形態において、ノッキングの発生をノックセンサで検出するものを説明したが、筒内圧センサを用いるものであってもよい。あるいは、点火後に燃焼室内に発生するイオン電流に基づいてノッキングの発生を検出するものであってもよい。 In the embodiment described above, the knock sensor detects the occurrence of knocking, but an in-cylinder pressure sensor may be used. Alternatively, the occurrence of knocking may be detected based on an ionic current generated in the combustion chamber after ignition.
さらに、ノックセンサの信号を用いて、ノッキングの発生を制御するノックコントロールシステム(以下、KCSと称する)を備えるものにあっては、KCSが、ノックセンサが出力するノッキング信号に基づいて点火時期を遅角制御したことにより、ノッキングの発生を検出するものであってもよい。このような構成にすることにより、ノッキングの検出精度を向上させることができる。 Further, in a device equipped with a knock control system (hereinafter referred to as KCS) that controls the occurrence of knocking using the signal of the knock sensor, the KCS determines the ignition timing based on the knocking signal output from the knock sensor. The occurrence of knocking may be detected by performing the retard control. With such a configuration, knocking detection accuracy can be improved.
EGRガスを気筒毎に個別に供給する構造として、上述の実施形態ではEGRスペーサ61を説明したが、EGR弁63から吸気マニホルド12側に延びるEGR管路62を、吸気マニホルド12の吸気ポート近傍において分岐し、分岐した端部を吸気マニホルド12の各気筒に対応する管部分に接続するものであってもよい。つまり、EGR弁62を通過したEGRガスを、吸気マニホルド12の集合部の下流の分岐部分に供給するように構成するものであれば、上述の限りではない。
In the above embodiment, the
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。 In addition, the specific configuration of each part is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
本発明の活用例として、排気ガス還流装置を備える多気筒の内燃機関に活用することができる。 As an application example of the present invention, it can be applied to a multi-cylinder internal combustion engine equipped with an exhaust gas recirculation device.
4…電子制御装置
6…排気ガス再循環装置
41…中央演算制御装置
42…記憶装置
43…入力インターフェース
44…出力インターフェース
4 ...
Claims (1)
検出したノッキングの回数を気筒毎に積算し、
気筒毎に積算したノッキングの回数から全気筒平均値を演算し、
気筒毎に積算したノッキングの回数が演算した全気筒平均値よりも所定値以上高い気筒を異常と判定する内燃機関の異常気筒特定方法。 In a multi-cylinder internal combustion engine equipped with an exhaust gas recirculation device that can recirculate a part of the exhaust gas for each cylinder and mix it with intake air, knocking that occurs during the execution of exhaust gas recirculation control for each cylinder Detect
Accumulate the detected number of knocks for each cylinder,
Calculate the average value of all cylinders from the number of knocks accumulated for each cylinder,
An abnormal cylinder specifying method for an internal combustion engine that determines that a cylinder having a predetermined value or more higher than an average value of all cylinders calculated for the number of knocks integrated for each cylinder is abnormal.
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JP2009293847A JP2011132901A (en) | 2009-12-25 | 2009-12-25 | Method for specifying abnormal cylinder of internal combustion engine |
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