(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガスの一部を還流させるための管路の終端に分配通路を設け、この分配通路を介して各気筒に排気ガスを分配する態様の排気ガス再循環装置を備えた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計数し、
ある気筒において計数したノッキングの回数が所定値を超えた場合に排気ガスの還流を禁止しエンジンの異常を出力し、ある気筒のノッキング回数が排気ガスの還流を禁止した後の所定期間内に一定以上増加しなかった場合は、分配通路のうち当該気筒に接続している部分に詰まりが発生していると判定する内燃機関の異常検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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検出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
排気ガスの一部を、吸気系におけるスロットル弁の下流に還流させる排気ガス再循環（ＥＧＲ）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、ＥＧＲ管路が詰まっている等の故障が発生したと判定する自己診断装置を備えるものが知られている（例えば、下記特許文献１を参照）。
【０００３】
ところで、近年、多気筒の内燃機関にあっては、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分配通路を接続し、排気ガスを分配して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、排気ガスの分配通路が、排気ガス中の煤などの付着により詰まるおそれがある。分配通路の詰まりが起こった気筒では、制御において想定しているＥＧＲガス量よりも実際に還流するＥＧＲガス量が少なくなり、ノッキングが発生しやすくなる。
【０００４】
斯かる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、全ての気筒で詰まりが発生した場合にはこれを検出し得るものの、一部の気筒のみで詰まりを生じた場合にはその詰まりを速やかに検出することができない。
【０００５】
また、通常はノッキングコントロールシステムがノッキングの発生回数の累積に伴って点火時期を遅角にしてゆき、その遅角量の大きさで排気ガス再循環装置の異常を検知することができる。しかし、一部の気筒のみでノッキングが発生している場合、内燃機関全体としては累積ノッキング回数が比較的小さな値となるため、それに応じた遅角量も小さい。よって、ノッキングコントロールシステムによっても、特定の気筒のみでノッキングが発生する場合には異常を検知することができない。
【０００６】
結果として、詰まりを生じている気筒におけるノッキングの続発や、空燃比及びＥＧＲ率の乱れによる排気ガスの悪化を生じた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６３−２３９３５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、分配通路を介して各気筒にＥＧＲガスを分配する態様の排気ガス再循環装置を備えた内燃機関において、一部の気筒に連なる分配通路のみが詰まった際に、その詰まりを速やかに検出できるようにすることを所期の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、本発明の内燃機関の異常検出方法は、排気ガスの一部を還流させるための管路の終端に分配通路を設け、この分配通路を介して各気筒に排気ガスを分配する態様の排気ガス再循環装置を備えた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計数し、ある気筒において計数したノッキングの回数が所定値を超えた場合に排気ガスの還流を禁止し、エンジンの異常を出力し、ある気筒のノッキング回数が排気ガスの還流を禁止した後の所定期間内に一定以上増加しなかった場合は、分配通路のうち当該気筒に接続している部分に詰まりが発生していると判定する。
【００１０】
ここで「出力する」態様としては、エンジンに異常が生じた旨を、点検時に点検者に判るように不揮発性の記憶装置に書き出して記憶しておくことが先ず挙げられる。そして、運転者に対して例えばエンジンチェックランプを点灯させる等で視覚的に認識させることや、音声信号の出力により聴覚を介して運転者に認識させるような態様であってもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、一部の気筒に連なる分配通路のみが詰まった際にも、その詰まりを速やかに検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態の概略構成を示す構成説明図。
【図２】同実施形態の制御手順の概略を示すフローチャート。
【図３】同実施形態の制御手順の概略を示す他のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１４】
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。
【００１５】
ＥＧＲ装置６は、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、シリンダヘッドの吸気ポート２１と吸気マニホルド１２との間に介在し、且つＥＧＲ管路６２の終端部に接続しているＥＧＲスペーサ６１とを備えて構成される。言うまでもなく、ＥＧＲ管路６２の始端部は、排気系５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が開かれると、排気ガスがＥＧＲ管路６２及びＥＧＲスペーサ６１を経由して、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。ＥＧＲ弁６３の開度の制御は、電子制御装置４により行われる。
【００１６】
ＥＧＲスペーサ６１は、各気筒に対応する気筒と同数の吸入空気用開口６１ａを備えるとともに、そのそれぞれの吸入空気用開口６１ａに連通する枝分かれしたＥＧＲガス分配通路６１ｂを備える。各ＥＧＲガス分配通路６１ｂは、上流側で一つに合流して単一のＥＧＲ管路６２に連通し、ＥＧＲ管路６２を通じて還流されるＥＧＲガスをそれぞれの吸入空気用開口６１ａに分配する。
【００１７】
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、燃料噴射弁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。
【００１８】
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、各気筒における例えば圧縮上死点などの行程をそれぞれ検出することで燃焼している気筒を判別する気筒判別信号ｄ、アクセルペダルの踏込量を検知する踏込量センサ７５から出力されるアクセルペダル信号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。
【００１９】
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、燃料噴射弁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。
【００２０】
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基本噴射量を決定し、空燃比フィードバック補正係数や各種環境条件に応じて設定される補正係数を乗じて最終的な燃料噴射量を算出し、燃料噴射量に対応する燃料噴射時間だけ燃料噴射弁３に通電して、燃料噴射弁３を開いて燃料を吸気系１に噴射させる。
【００２１】
また、エンジン１００の運転領域に応じた目標ＥＧＲ率を達成すべく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。
【００２２】
さらに、電子制御装置４には、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計数し、ある気筒において計数したノッキングの回数が所定値を超えた場合に排気ガスの還流を禁止し、エンジン１００の異常を出力する仮の異常検出プログラムが格納してある。
【００２３】
加えて、電子制御装置４には、ノックセンサ７６のノッキング信号ｆ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）も備える。ＫＣＳは、ノックセンサ７６が出力するノッキング信号ｆに基づいて、全気筒のノッキング回数の累積値を計数または演算し、当該累積値の増加に応じて点火時期を遅角制御することにより、さらなるノッキングの発生を抑止するものである。本実施形態に係る異常検出プログラムは、ＫＣＳの働きにより漸次増大する遅角量が所定値を超えた場合にもＥＧＲの作動を禁止し、エンジン１００の仮異常を出力するものである。
【００２４】
そして、本実施形態に係る異常検出プログラムは、図２に示すように、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によりノッキングを検出された否かを判定する。ノッキングが検出されれば、ステップＳ２へ移行する。ステップＳ２では、当該ノッキングがＥＧＲ制御の実施中に発生したものであるか否かを判定する。ＥＧＲ制御の実施中に発生したノッキングであれば、ステップＳ３において、当該ノッキング信号ｆが出力されたタイミングと、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による各気筒のその時点での行程とを基に、ノッキングを起こした気筒を特定して、検出したノッキングの回数を気筒毎に計数する。つまり、ノッキングの発生を検出した気筒にあっては、メモリ４２に記憶してある気筒別のカウンタにおけ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。ちなみに、このメモリ４２に記憶してあるノッキングの回数は、エンジン１００を停止させたとき、又は次回のエンジン１００始動時におけるイグニッションがＯＮとなるときに０にリセットされる。
【００２５】
次に、ステップＳ４において、カウンタで計数している各気筒毎のノッキング発生回数が、所定値以上となったかどうかを判定する。具体的には、ステップＳ３において１を加算した該当の気筒のノッキング回数が所定値に達したかか否かを判断する。何れかの気筒におけるノッキング回数が所定値以上であると判定した場合は、ステップＳ５において、ＥＧＲを停止（ＥＧＲ弁６３を全閉に維持）して、ＥＧＲを伴わない空燃比制御に変更する。しかして、ステップＳ６において、不揮発性のメモリ４２に、特定の気筒におけるノッキング回数が所定値以上であると判定した旨を記憶することによって、エンジン１００の仮異常を出力する。
【００２６】
図３は、前記ステップＳ５を経て、ＥＧＲ停止状態に移行した後に実施する手順である。ステップＳ１１では、前記ステップＳ３においてノッキング回数が所定値以上と判定された気筒において、ＥＧＲ停止後にもノッキングが発生しているかどうかを判定する。ステップＳ１１で、当該気筒におけるノッキング回数が所定期間内に一定以上増加しなかった場合は、ステップＳ１２において、仮異常と判定していた当該気筒を異常と判定し出力する。また勿論、その旨を運転者に通知すべくエンジンチェックランプを点灯させることによって、エンジン１００の異常を出力するようにしてもよい。そしてこのとき、ＥＧＲスペーサ６１のＥＧＲガス分配通路６１ｂのうち、当該気筒に接続している部分に詰まりが発生していると判定し、その旨を不揮発性のメモリ４２に記憶する。そして、ステップＳ１３において当該気筒についてのノッキング回数の計数値を０にリセットする。
【００２７】
一方、当該ステップＳ１１において、当該気筒におけるノッキング回数が所定期間内に一定以上増加した場合は、ステップＳ１４においてノッキングの原因はＥＧＲガス分配通路６１ｂの詰まりではないと判定し、その旨を不揮発性のメモリ４２に記憶する。加えて、ステップＳ１５においてエンジン１００の仮異常をリセットする。併せて、ステップＳ１６において、ＥＧＲを再開する。そして、ステップＳ１３において当該気筒についてのノッキング回数の計数値を０にリセットする。このようにして、ＥＧＲガス分配通路６１ｂの詰まりがどの気筒に至る場所で起こったのかを、正確に特定することができる。
【００２８】
以上のように、本実施形態に係る異常検出プログラムは、ＥＧＲ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計数し、何れかの気筒において計数したノッキングの回数が所定値を超えた場合に排気ガスの還流を禁止し、エンジン１００の異常を出力する。本実施形態では、ＥＧＲ制御を実行中に、ＥＧＲスペーサ６１の何れかの気筒に対応する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の何れかの箇所を詰まらせた場合、ＥＧＲを停止し、ＥＧＲを伴わない制御へと変更するので、さらなるノッキングの続発を抑制でき、また空燃比及びＥＧＲ率の乱れに起因する排気ガス成分の悪化やドライバビリティの低下を予防することが可能になる。また、何れかの気筒への排気ガスの還流が滞る場合にエンジン１００の異常をメモリ４２に記憶しておく等により出力することにより、点検時等で気筒毎の異常に的確に対応することができ、各気筒毎の異常の処理が可能になる。
【００２９】
特に本実施形態に係る異常検出プログラムは、ＥＧＲを停止した後、ノッキングの計数値が所定値以上とされた特定の気筒におけるノッキングの回数が、その後所定の期間増加しなかったときは、特定の気筒を異常と判定するようにしている。これにより、ノッキングの原因がＥＧＲ分配通路６１ｂの詰まりに起因することが明らかとなる。結果、異常が発生した気筒を正確に特定することができる。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。
【００３０】
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７６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。
【００３１】
ＥＧＲガスを気筒毎に個別に供給する分配通路の構造として、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させ、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、どのような構造を採用しても構わない。
【００３２】
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。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、排気ガス還流装置を備える多気筒の内燃機関に利用することができる。
【符号の説明】
【００３４】
４…電子制御装置
６…排気ガス再循環装置
６１ｂ…分配通路（ＥＧＲガス分配通路）
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
【図１】
0005506500.tif 000002
【図２】
0005506500.tif 000003
【図３】
0005506500.tif 000004