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JP2016098798A - Abnormality detection device for internal combustion engine - Google Patents

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JP2016098798A
JP2016098798A JP2014238990A JP2014238990A JP2016098798A JP 2016098798 A JP2016098798 A JP 2016098798A JP 2014238990 A JP2014238990 A JP 2014238990A JP 2014238990 A JP2014238990 A JP 2014238990A JP 2016098798 A JP2016098798 A JP 2016098798A
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JP
Japan
Prior art keywords
cylinder
predetermined
fuel injection
crank angle
fuel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2014238990A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
中坂 幸博
Yukihiro Nakasaka
幸博 中坂
鈴木 裕介
Yusuke Suzuki
裕介 鈴木
裕 澤田
Yutaka Sawada
裕 澤田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

【課題】リーン空燃比での運転時にも精度よく空燃比インバランス異常および共通供給系異常の少なくとも一方を検出する。【解決手段】クランク角センサ42と筒内圧センサ30とを用いて取得した筒内圧データを利用して、燃焼質量割合(MFB)を算出する。MFBが10%となる時のクランク角度(CA10)を取得する。点火時期(SA)からCA10までのクランク角期間についての実SA−CA10と目標SA−CA10との差が無くなるように燃料噴射量を補正する。内燃機関10が有する複数の気筒のうち所定気筒の燃料噴射補正率が所定範囲の上限又は下限に達しており、かつ所定気筒の燃料噴射補正率と所定気筒以外の他の気筒の燃料噴射補正率との差分が所定値以上であるときには、空燃比インバランス異常あるいは共通供給系異常が発生していると判定する。【選択図】図9PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately detect at least one of an air-fuel ratio imbalance abnormality and a common supply system abnormality even during operation at a lean air-fuel ratio. SOLUTION: A combustion mass ratio (MFB) is calculated by using in-cylinder pressure data acquired by using a crank angle sensor 42 and an in-cylinder pressure sensor 30. The crank angle (CA10) when the MFB becomes 10% is acquired. The fuel injection amount is corrected so that there is no difference between the actual SA-CA10 and the target SA-CA10 in the crank angle period from the ignition timing (SA) to the CA10. Of the plurality of cylinders of the internal combustion engine 10, the fuel injection correction factor of the predetermined cylinder has reached the upper limit or the lower limit of the predetermined range, and the fuel injection correction factor of the predetermined cylinder and the fuel injection correction factor of other cylinders other than the predetermined cylinder. When the difference from and above is equal to or greater than a predetermined value, it is determined that an air-fuel ratio imbalance abnormality or a common supply system abnormality has occurred. [Selection diagram] FIG. 9

Description

本発明は、内燃機関の異常検出装置に関する。   The present invention relates to an abnormality detection device for an internal combustion engine.

従来、例えば、特開2013−142302号公報に開示されているように、内燃機関の空燃比インバランスあるいは故障を検出する技術が知られている。この従来技術では、筒内圧センサ(CPS)で検知した圧力絶対値から空燃比CPS−A/Fを検出するとともに、空燃比(A/F)センサ出力値から空燃比AFS−A/Fを検出している。これらの値CPS−A/F、AFS−A/Fに基づいて、内燃機関の空燃比インバランスあるいは故障を検出している。   Conventionally, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-142302, a technique for detecting an air-fuel ratio imbalance or failure of an internal combustion engine is known. In this prior art, the air-fuel ratio CPS-A / F is detected from the absolute pressure value detected by the in-cylinder pressure sensor (CPS), and the air-fuel ratio AFS-A / F is detected from the output value of the air-fuel ratio (A / F) sensor. doing. Based on these values CPS-A / F and AFS-A / F, an air-fuel ratio imbalance or failure of the internal combustion engine is detected.

特開2013−142302号公報JP2013-142302A

上記従来の技術では、空燃比インバランスの異常検出精度が低いという問題がある。その理由としては、まず、筒内圧センサの圧力絶対値は、ゼロ点校正が困難である等の理由から、検出精度が低い。A/Fセンサを用いる場合についても、理論空燃比(ストイキ)でストイキ点校正を行うのでストイキ制御に比べてリーン限界付近では空燃比の検出精度が低くなってしまう。このように、従来、リーン空燃比インバランス異常を正確に検出する手段が見出されていなかった。また、内燃機関の一部の構成は、気筒内に空気および燃料を供給するために、複数の気筒の間で共通使用される。これを「共通供給系」とも称する。複数の気筒全てで平均的な空燃比ズレが発生している場合、共通供給系に異常がある疑いが強い。このような共通供給系の異常検出に関しても、リーン空燃比でより正確な検出を行うことが望まれている。   The above conventional technique has a problem that the abnormality detection accuracy of the air-fuel ratio imbalance is low. The reason is that the absolute value of the in-cylinder pressure sensor has low detection accuracy because it is difficult to calibrate the zero point. Even in the case of using the A / F sensor, since the stoichiometric point calibration is performed at the stoichiometric air-fuel ratio (stoichiometric), the air-fuel ratio detection accuracy becomes lower near the lean limit than the stoichiometric control. Thus, conventionally, no means has been found for accurately detecting a lean air-fuel ratio imbalance abnormality. Also, some configurations of the internal combustion engine are commonly used among a plurality of cylinders in order to supply air and fuel into the cylinders. This is also referred to as a “common supply system”. When an average air-fuel ratio deviation occurs in all the cylinders, there is a strong suspicion that there is an abnormality in the common supply system. It is also desired to perform more accurate detection with a lean air-fuel ratio for such common supply system abnormality detection.

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、リーン空燃比での運転時にも精度よく空燃比インバランス異常と共通供給系異常の少なくとも一方を検出することのできる内燃機関の異常検出装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and is an internal combustion engine capable of accurately detecting at least one of an air-fuel ratio imbalance abnormality and a common supply system abnormality even when operating at a lean air-fuel ratio. An object of the present invention is to provide an abnormality detection apparatus.

本発明にかかる内燃機関の異常検出装置は、
内燃機関のクランク角度を検出するクランク角判定手段と、
燃焼質量割合を算出する燃料質量割合算出手段と、
燃焼質量割合が所定燃焼質量割合となる時の所定クランク角度を取得するクランク角度取得手段と、
点火時期から前記所定クランク角度までのクランク角期間もしくは当該クランク角期間の相関値と、前記クランク角期間もしくは前記相関値の目標値との差に基づいて燃料噴射調整量を算出することにより、燃料噴射量を調整する調整手段と、
を備え、
気筒内に空気および燃料を供給するために前記内燃機関が有する複数の気筒の間で共通使用される共通供給系の異常を判定する第1判定手段と、空燃比インバランス異常を判定する第2判定手段とのうち少なくとも一方の手段をさらに備え、
前記第1判定手段は、前記内燃機関が有する複数の気筒のうち所定気筒の前記燃料噴射調整量が所定範囲の上限又は下限に達しており、かつ前記所定気筒の前記燃料噴射調整量と前記所定気筒以外の他の気筒の前記燃料噴射調整量との差分が所定値以下であるときに、前記共通供給系に異常があると判定し、
前記第2判定手段は、前記内燃機関が有する複数の気筒のうち所定気筒の前記燃料噴射調整量が所定範囲の上限又は下限に達しており、かつ前記所定気筒の前記燃料噴射調整量と前記所定気筒以外の他の気筒の前記燃料噴射調整量との差分が所定値以上であるときに空燃比インバランス異常が発生していると判定することを特徴とする。
An abnormality detection apparatus for an internal combustion engine according to the present invention includes:
Crank angle determining means for detecting the crank angle of the internal combustion engine;
A fuel mass ratio calculating means for calculating a combustion mass ratio;
Crank angle acquisition means for acquiring a predetermined crank angle when the combustion mass ratio becomes a predetermined combustion mass ratio;
By calculating the fuel injection adjustment amount based on the difference between the crank angle period from the ignition timing to the predetermined crank angle or the correlation value of the crank angle period and the target value of the crank angle period or the correlation value, Adjusting means for adjusting the injection amount;
With
First determination means for determining abnormality of a common supply system that is commonly used among a plurality of cylinders of the internal combustion engine for supplying air and fuel into the cylinder, and second for determining abnormality of the air-fuel ratio imbalance It further comprises at least one means among the judging means,
The first determination means includes a fuel injection adjustment amount of a predetermined cylinder among a plurality of cylinders of the internal combustion engine that has reached an upper limit or a lower limit of a predetermined range, and the fuel injection adjustment amount of the predetermined cylinder and the predetermined cylinder When the difference between the fuel injection adjustment amount of other cylinders other than the cylinder is a predetermined value or less, it is determined that there is an abnormality in the common supply system,
The second determination means is configured such that the fuel injection adjustment amount of a predetermined cylinder among the plurality of cylinders of the internal combustion engine reaches an upper limit or a lower limit of a predetermined range, and the fuel injection adjustment amount of the predetermined cylinder and the predetermined cylinder It is determined that an air-fuel ratio imbalance abnormality has occurred when a difference from the fuel injection adjustment amount of a cylinder other than the cylinder is equal to or greater than a predetermined value.

所定燃焼質量割合が得られる時の所定クランク角度だけでなく点火時期を用いて、点火時期から当該所定クランク角度までの期間として特定したクランク角期間およびその相関値は、リーン領域を含めて空燃比と高い相関を有するパラメータである。そのパラメータを用いたフィードバック制御中に算出される燃料噴射調整量を利用することにより、リーン運転時にも精度よく空燃比インバランス異常および共通供給系異常の少なくとも一方を検出することができる。   The crank angle period specified as the period from the ignition timing to the predetermined crank angle using the ignition timing as well as the predetermined crank angle when the predetermined combustion mass ratio is obtained, and the correlation value thereof include the air-fuel ratio including the lean region. And a parameter having a high correlation. By using the fuel injection adjustment amount calculated during the feedback control using the parameter, it is possible to accurately detect at least one of the air-fuel ratio imbalance abnormality and the common supply system abnormality even during the lean operation.

本発明の実施の形態における内燃機関のシステム構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the system configuration | structure of the internal combustion engine in embodiment of this invention. 点火時期と燃焼質量割合の波形とを表した図である。It is a figure showing the ignition timing and the waveform of a combustion mass ratio. NOx排出量、燃費、トルク変動およびSA−CA10のそれぞれと空燃比(A/F)との関係を表した図である。It is a figure showing the relationship between each of NOx emission amount, fuel consumption, torque fluctuation, and SA-CA10 and the air-fuel ratio (A / F). 本発明の実施の形態に係るSA−CA10を利用した燃料噴射量のフィードバック制御の概要を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the outline | summary of the feedback control of the fuel injection quantity using SA-CA10 which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態において実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of a routine executed in the embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態にかかる検出用データ取得ルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the data acquisition routine for a detection concerning embodiment of this invention. 本発明の実施の形態にかかる他の検出用データ取得ルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the other data acquisition routine for detection concerning embodiment of this invention. 本発明の実施の形態にかかる他の検出用データ取得ルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the other data acquisition routine for detection concerning embodiment of this invention. 本発明の実施の形態にかかるA/Fインバランス異常検出ルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the A / F imbalance abnormality detection routine concerning embodiment of this invention. 本発明の実施の形態にかかる共通供給系異常検出ルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the common supply system abnormality detection routine concerning embodiment of this invention.

[実施の形態のシステム構成]
図1は、本発明の実施の形態における内燃機関10のシステム構成を説明するための図である。図1に示すシステムは、火花点火式の内燃機関10を備えている。図1では便宜上1つの気筒のみを図示しているが、実際には内燃機関10は複数の気筒を備えており、一例として4つの気筒を備えていても良い。内燃機関10の筒内には、ピストン12が設けられている。筒内におけるピストン12の頂部側には、燃焼室14が形成されている。燃焼室14には、吸気通路16および排気通路18が連通している。
[System configuration of the embodiment]
FIG. 1 is a diagram for explaining a system configuration of an internal combustion engine 10 according to an embodiment of the present invention. The system shown in FIG. 1 includes a spark ignition type internal combustion engine 10. Although only one cylinder is illustrated in FIG. 1 for convenience, the internal combustion engine 10 actually includes a plurality of cylinders, and may include four cylinders as an example. A piston 12 is provided in the cylinder of the internal combustion engine 10. A combustion chamber 14 is formed on the top side of the piston 12 in the cylinder. An intake passage 16 and an exhaust passage 18 communicate with the combustion chamber 14.

吸気通路16の吸気ポートには、当該吸気ポートを開閉する吸気弁20が設けられており、排気通路18の排気ポートには、当該排気ポートを開閉する排気弁22が設けられている。また、吸気通路16には、電子制御式のスロットルバルブ24が設けられている。   The intake port of the intake passage 16 is provided with an intake valve 20 that opens and closes the intake port, and the exhaust port of the exhaust passage 18 is provided with an exhaust valve 22 that opens and closes the exhaust port. The intake passage 16 is provided with an electronically controlled throttle valve 24.

内燃機関10の各気筒には、燃焼室14内(筒内)に直接燃料を噴射するための燃料噴射弁26、および、混合気に点火するための点火プラグ28が、それぞれ設けられている。さらに、各気筒には、筒内圧力を検出するための筒内圧センサ30が組み込まれている。なお、図示しないが、内燃機関10が備える構成のうち、各気筒に燃料および空気を供給するために複数の気筒で共通に使用される構成を、便宜上「共通供給系」とも称す。「共通供給系」は、具体的にはフューエルポンプ、燃圧センサ、デリバリ、燃料配管、スロットルバルブ24、及びエアフロメータ44を含んでいる。従って、この「共通供給系」には、気筒毎に設けられた部品、具体的には気筒ごとに設けられた燃料噴射弁などは含まない。また、「共通供給系」のうち、特に燃料に関するものを「共通燃料供給系」とも称す。「共通燃料供給系」は、図示しないフューエルポンプ、燃圧センサ、デリバリ、および燃料配管を含む。共通燃料供給系は、複数の気筒の間で共通に設けられており、末端で各気筒の燃料噴射弁26に接続する。   Each cylinder of the internal combustion engine 10 is provided with a fuel injection valve 26 for directly injecting fuel into the combustion chamber 14 (inside the cylinder) and an ignition plug 28 for igniting the air-fuel mixture. Further, an in-cylinder pressure sensor 30 for detecting the in-cylinder pressure is incorporated in each cylinder. Although not shown in the drawings, among the configurations of the internal combustion engine 10, a configuration that is commonly used by a plurality of cylinders for supplying fuel and air to each cylinder is also referred to as a “common supply system” for convenience. The “common supply system” specifically includes a fuel pump, a fuel pressure sensor, a delivery, a fuel pipe, a throttle valve 24, and an air flow meter 44. Therefore, the “common supply system” does not include components provided for each cylinder, specifically, fuel injection valves provided for each cylinder. Further, among the “common supply system”, a fuel-related one is also referred to as a “common fuel supply system”. The “common fuel supply system” includes a fuel pump, a fuel pressure sensor, a delivery, and a fuel pipe (not shown). The common fuel supply system is provided in common among the plurality of cylinders, and is connected to the fuel injection valve 26 of each cylinder at the end.

さらに、本実施形態のシステムは、ECU(Electronic Control Unit)40を備えている。ECU40の入力部には、上述した筒内圧センサ30に加え、エンジン回転速度を取得するためのクランク角センサ42、および、吸入空気量を計測するためのエアフローメータ44等の内燃機関10の運転状態を取得するための各種センサが接続されている。また、ECU40の出力部には、上述したスロットルバルブ24、燃料噴射弁26および点火プラグ28等の内燃機関10の運転を制御するための各種アクチュエータが接続されている。ECU40は、それらのセンサ出力と所定のプログラムとに基づいて上記各種のアクチュエータを駆動することにより、燃料噴射制御および点火制御等の所定のエンジン制御を行うものである。また、ECU40は、筒内圧センサ30の出力信号を、クランク角度と同期させてAD変換して取得する機能を有している。これにより、AD変換の分解能が許す範囲で、任意のクランク角タイミングにおける筒内圧力を検出することができる。さらに、ECU40は、クランク角度の位置によって決まる筒内容積の値を、クランク角度に応じて算出する機能を有している。   Furthermore, the system of the present embodiment includes an ECU (Electronic Control Unit) 40. In addition to the in-cylinder pressure sensor 30 described above, an operating state of the internal combustion engine 10 such as a crank angle sensor 42 for acquiring the engine rotation speed and an air flow meter 44 for measuring the intake air amount is provided at the input portion of the ECU 40. Various sensors for acquiring are connected. Also, various actuators for controlling the operation of the internal combustion engine 10, such as the throttle valve 24, the fuel injection valve 26, and the spark plug 28, are connected to the output portion of the ECU 40. The ECU 40 performs predetermined engine control such as fuel injection control and ignition control by driving the various actuators based on the sensor output and a predetermined program. Further, the ECU 40 has a function of acquiring an output signal of the in-cylinder pressure sensor 30 by performing AD conversion in synchronization with the crank angle. Thereby, the in-cylinder pressure at an arbitrary crank angle timing can be detected within a range allowed by the AD conversion resolution. Further, the ECU 40 has a function of calculating the value of the cylinder volume determined by the position of the crank angle according to the crank angle.

[実施の形態の制御]
(点火時期と燃焼質量割合)
図2は、点火時期と燃焼質量割合の波形とを表した図である。筒内圧センサ30とクランク角センサ42とを備える本実施形態のシステムによれば、内燃機関10の各サイクルにおいて、クランク角度(CA)ベースで筒内圧データ(筒内圧波形)を取得することができる。そして、公知の手法で絶対圧補正を行った後の筒内圧波形を用いて、図2に示すような波形となる燃焼質量割合(以下、「MFB」と称する)を算出することができる。より具体的には、筒内圧データを用いて、任意のクランク角度θでの筒内の発熱量Qを次の(1)式にしたがって算出することができる。そして、算出された筒内の発熱量Qのデータを用いて、任意のクランク角度θにおけるMFBを次の(2)式にしたがって算出することができる。したがって、この(2)式を利用して、MFBが所定割合α(%)となる時のクランク角度(以下、「CAα」と称する)を取得することができる。

Figure 2016098798
ただし、上記(1)式において、Pは筒内圧力、Vは筒内容積、κは筒内ガスの比熱比である。また、PおよびVは、計算開始点θ(想定される燃焼開始点に対して余裕をもって定められた圧縮行程中(ただし、吸気弁20の閉弁後)の所定クランク角度θ)での筒内圧力および筒内容積である。また、上記(2)式において、θstaは燃焼開始点(CA0)であり、θfinは燃焼終了点(CA100)である。 [Control of Embodiment]
(Ignition timing and combustion mass ratio)
FIG. 2 is a diagram showing the ignition timing and the combustion mass ratio waveform. According to the system of this embodiment including the in-cylinder pressure sensor 30 and the crank angle sensor 42, in-cycle pressure data (in-cylinder pressure waveform) can be acquired on a crank angle (CA) basis in each cycle of the internal combustion engine 10. . A combustion mass ratio (hereinafter referred to as “MFB”) having a waveform as shown in FIG. 2 can be calculated using the in-cylinder pressure waveform after the absolute pressure correction is performed by a known method. More specifically, the in-cylinder heat generation amount Q at an arbitrary crank angle θ can be calculated according to the following equation (1) using in-cylinder pressure data. Then, the MFB at an arbitrary crank angle θ can be calculated according to the following equation (2) using the calculated calorific value Q in the cylinder. Therefore, the crank angle (hereinafter referred to as “CAα”) when the MFB is a predetermined ratio α (%) can be obtained by using the equation (2).
Figure 2016098798
In the above equation (1), P is the in-cylinder pressure, V is the in-cylinder volume, and κ is the specific heat ratio of the in-cylinder gas. Further, P 0 and V 0 are the calculation start point θ 0 (the predetermined crank angle θ during the compression stroke (with the intake valve 20 closed) determined with a margin with respect to the assumed combustion start point). In-cylinder pressure and in-cylinder volume. In the above equation (2), θ sta is the combustion start point (CA0), and θ fin is the combustion end point (CA100).

ここでは、図2を参照して代表的なクランク角度CAαについて説明する。筒内の燃焼は、点火時期にて混合気に点火を行った後に着火遅れを伴って開始する。この燃焼開始点、すなわち、MFBが立ち上がりを示す点をCA0と称する。CA0からMFBが10%となる時のクランク角度CA10までのクランク角期間(CA0−CA10)が初期燃焼期間に相当し、CA10からMFBが90%となる時のクランク角度CA90までのクランク角期間(CA10−CA90)が主燃焼期間に相当する。また、MFBが50%となる時のクランク角度CA50が燃焼重心位置に相当する。   Here, a typical crank angle CAα will be described with reference to FIG. Combustion in the cylinder starts with a delay in ignition after the air-fuel mixture is ignited at the ignition timing. This combustion start point, that is, the point where the MFB rises is referred to as CA0. The crank angle period (CA0-CA10) from CA0 to MFB when the MFB is 10% corresponds to the initial combustion period, and the crank angle period from CA10 to the crank angle CA90 when the MFB is 90% ( CA10-CA90) corresponds to the main combustion period. Further, the crank angle CA50 when the MFB is 50% corresponds to the combustion gravity center position.

(SA−CA10を用いたリーンリミット制御)
図3は、NOx排出量、燃費、トルク変動およびSA−CA10のそれぞれと空燃比(A/F)との関係を表した図である。内燃機関の低燃費技術としては、理論空燃比よりも希薄な空燃比にて行うリーンバーン運転が有効である。図3(A)、(B)に示すように、空燃比がリーンになるほど、燃費が良くなり、NOx排出量が減少する。ただし、空燃比をリーンにし過ぎると、燃焼が悪化することで、燃費が悪化する。その一方で、トルク変動は、図3(C)に示すように、空燃比がリーンになるにつれて徐々に大きくなり、空燃比がある値を超えてリーンになると急激に大きくなる。ここでいうトルク変動とは、時系列のトルク値に対する変動値のことである。さらに具体的には、時系列のトルク値に対して特定の周波数帯のフィルタ処理を実施し、当該フィルタ処理後の時系列のトルク値の振幅、標準偏差、あるいは絶対値の平均値として得られるものである。以下、混合気の希薄燃焼限界の空燃比、より具体的には、内燃機関10のドライバビリティの観点で限界となる閾値にトルク変動値が達する時の空燃比を、「リーンリミット」と称する。
(Lean limit control using SA-CA10)
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the NOx emission amount, fuel consumption, torque fluctuation, and SA-CA10 and the air-fuel ratio (A / F). As a fuel efficiency technique for an internal combustion engine, a lean burn operation performed at an air / fuel ratio that is leaner than a stoichiometric air / fuel ratio is effective. As shown in FIGS. 3A and 3B, the leaner the air-fuel ratio, the better the fuel consumption and the lower the NOx emission amount. However, if the air-fuel ratio is made too lean, combustion deteriorates and fuel efficiency deteriorates. On the other hand, the torque fluctuation gradually increases as the air-fuel ratio becomes lean, as shown in FIG. 3C, and rapidly increases when the air-fuel ratio exceeds a certain value and becomes lean. The torque fluctuation here is a fluctuation value with respect to a time-series torque value. More specifically, filter processing in a specific frequency band is performed on the time-series torque value, and the time-series torque value amplitude, standard deviation, or absolute value average value after the filter process is obtained. Is. Hereinafter, the air-fuel ratio at the lean combustion limit of the air-fuel mixture, more specifically, the air-fuel ratio when the torque fluctuation value reaches the threshold value that becomes the limit from the viewpoint of drivability of the internal combustion engine 10 is referred to as “lean limit”.

図3(A)〜(C)より、低燃費および低NOx排出を実現するためには、内燃機関10の状態を監視し、ドライバビリティが悪化しない範囲内で出来るだけリーンとなるように空燃比を制御すること、すなわち、リーンリミット近傍で空燃比を制御することが好ましいといえる。以下、このような空燃比の制御を「リーンリミット制御」と称する。   3A to 3C, in order to realize low fuel consumption and low NOx emission, the state of the internal combustion engine 10 is monitored, and the air-fuel ratio is as lean as possible within a range in which drivability does not deteriorate. It is preferable to control the air-fuel ratio in the vicinity of the lean limit. Hereinafter, such air-fuel ratio control is referred to as “lean limit control”.

従来のリーンリミット制御は、一般的には、トルク(またはトルク相当値)を統計処理することによって運転中のトルク変動を検出し、検出したトルク変動に基づいてリーンリミット近傍で空燃比を制御するというものである。しかしながら、従来の手法では、迅速なリーンリミット制御を実現することができない(そのような空燃比の制御を行えない期間が存在する)。その理由は、トルク変動は統計処理に基づくパラメータであるため、所定の燃焼回数(例えば、100回)が経過するまで算出することができない。また、定常運転中のエンジントルクの変動に基づく値であるため、各種要因(車両のアクセルペダル操作、および、空気やEGRガスの応答遅れなど)によるトルクの過渡的な変化と切り分けて把握することが困難である。また、制御機会を増やすためには、過渡的な変化を許容する必要があり、そうすると、トルク変動の算出精度が低下する。さらに、上記従来の手法では、内燃機関の振動騒音の悪化を防ぐことができない。その理由は、トルク変動が統計量として扱われるので、突発的に発生する燃焼悪化に対応することができないためである。例えば、100回の燃焼のうちの99回が正常で1回だけ燃焼が悪化するような場合には、そのような突発的な燃焼悪化がトルク変動の算出値に現れないが、リーンリミット付近ではそのような燃焼悪化が起こり得る。さらに、上記従来の手法では、全気筒一律の制御以外の態様では行うことが難しい。その理由は、気筒毎ではなく全体としてのエンジン発生トルクを扱うものであるためである。仮に気筒毎の燃焼トルクを用いてトルク変動を算出しようとすると、最初に説明した課題がより顕著となる。すなわち、全気筒一律で行う場合には統計処理によってトルク変動を算出するために必要となる上記所定の燃焼回数が例えば100回必要だとすると、気筒毎に統計処理を行う場合には100回に気筒数を掛けた回数の燃焼が必要となる。このため、気筒毎にトルク変動を算出しようとすると、全気筒一律で行う場合と比べて、トルク変動の算出に要する時間が気筒数に応じて倍増する。   Conventional lean limit control generally detects torque fluctuation during operation by statistically processing the torque (or torque equivalent value), and controls the air-fuel ratio in the vicinity of the lean limit based on the detected torque fluctuation. That's it. However, with the conventional method, rapid lean limit control cannot be realized (there is a period during which such air-fuel ratio control cannot be performed). The reason is that torque fluctuation is a parameter based on statistical processing, and therefore cannot be calculated until a predetermined number of combustions (for example, 100 times) has elapsed. In addition, since it is a value based on fluctuations in engine torque during steady operation, it must be grasped separately from transient changes in torque due to various factors (such as vehicle accelerator pedal operation and air and EGR gas response delays). Is difficult. Further, in order to increase the control opportunity, it is necessary to allow a transitional change, which reduces the calculation accuracy of torque fluctuation. Furthermore, the conventional method cannot prevent deterioration of vibration noise of the internal combustion engine. The reason is that torque fluctuation is treated as a statistic and cannot cope with sudden deterioration of combustion. For example, when 99 out of 100 combustions are normal and the combustion deteriorates only once, such a sudden combustion deterioration does not appear in the calculated value of the torque fluctuation, but in the vicinity of the lean limit. Such combustion deterioration can occur. Furthermore, the conventional method is difficult to perform in a mode other than uniform control for all cylinders. This is because the engine generated torque is handled as a whole, not for each cylinder. If an attempt is made to calculate the torque fluctuation using the combustion torque for each cylinder, the problem described first becomes more prominent. In other words, if the predetermined number of combustions required for calculating torque fluctuations by statistical processing is required, for example, 100 times when performing all cylinders uniformly, the number of cylinders per 100 times when statistical processing is performed for each cylinder. The number of times of combustion is required. For this reason, when it is attempted to calculate the torque fluctuation for each cylinder, the time required for calculating the torque fluctuation is doubled according to the number of cylinders as compared with the case where the calculation is performed uniformly for all cylinders.

以上のように、統計処理に基づくトルク変動を利用する手法では、時間がかかり、過渡運転においては成立しないため、実用性が低いといえる。そこで、本実施形態では、このような課題を解決して統計処理に依らない手法でのリーンリミット制御手法として、点火時期(SA)から10%燃焼点であるCA10までのクランク角期間(SA−CA10)に基づく燃料噴射量のフィードバック制御を気筒別に行うこととした。   As described above, it can be said that the technique using the torque fluctuation based on the statistical processing takes time and does not hold in the transient operation. Therefore, in the present embodiment, as a lean limit control method that solves such problems and does not depend on statistical processing, the crank angle period (SA−) from the ignition timing (SA) to CA10, which is the 10% combustion point. The fuel injection amount feedback control based on CA10) is performed for each cylinder.

ここで、本実施形態のリーンリミット制御のパラメータとしてSA−CA10を用いる利点について説明する。SA−CA10は、着火遅れを代表するパラメータである。図3(D)に示すように、SA−CA10は、空燃比との相関性が高く、リーンリミット付近においても空燃比に対して線形性を良好に保持している。このため、SA−CA10の利用によって、リーンリミット近傍に空燃比をフィードバック制御し易くなる。   Here, an advantage of using SA-CA10 as a parameter of the lean limit control of the present embodiment will be described. SA-CA10 is a parameter representing ignition delay. As shown in FIG. 3D, SA-CA10 has a high correlation with the air-fuel ratio, and maintains a good linearity with respect to the air-fuel ratio even near the lean limit. For this reason, the use of SA-CA10 facilitates feedback control of the air-fuel ratio in the vicinity of the lean limit.

また、SA−CA10は、次のような理由により、空燃比自体よりもリーンリミットの代表性が高いといえる。すなわち、リーンリミットとなる空燃比は運転条件(例えば、エンジン水温の高低)により変化するが、SA−CA10は空燃比よりも運転条件に応じて変化しにくいことが実験によって確認されている。言い換えると、リーンリミットとなる空燃比は混合気の着火要因に依るところが大きいため、着火遅れを代表するSA−CA10の方が空燃比自体よりも運転条件等による影響を受けにくいといえる。ただし、エンジン回転速度が変わると、1クランク角度当たりの時間が変化するため、SA−CA10の目標値である目標SA−CA10は、エンジン回転速度に応じて設定されていることが好ましい。より好適には、SA−CA10はエンジン負荷率によっても変化するため、目標SA−CA10は、エンジン回転速度に代え、或いはそれとともに、エンジン負荷率に応じて設定されていると良い。   Further, it can be said that SA-CA10 is more representative of the lean limit than the air-fuel ratio itself for the following reason. That is, it has been confirmed by experiments that the air-fuel ratio that becomes the lean limit changes depending on the operating conditions (for example, the engine water temperature), but the SA-CA10 is less likely to change depending on the operating conditions than the air-fuel ratio. In other words, since the air-fuel ratio that becomes the lean limit largely depends on the ignition factor of the air-fuel mixture, it can be said that the SA-CA10 that represents the ignition delay is less affected by the operating conditions than the air-fuel ratio itself. However, since the time per crank angle changes when the engine speed changes, the target SA-CA10 that is the target value of SA-CA10 is preferably set according to the engine speed. More preferably, since SA-CA10 also changes depending on the engine load factor, the target SA-CA10 may be set according to the engine load factor instead of or together with the engine rotation speed.

次に、本実施形態のリーンリミット制御の指標としてのクランク角期間を点火時期との間で特定するために用いる燃焼点(MFBが所定燃焼質量割合となる時の所定クランク角度)として、CA10が他の燃焼点と比べて好ましい理由について説明する。上記所定クランク角度としては、CA10に限らず、他の任意の燃焼点を用いることができる。そして、他の任意の燃焼点の利用時であっても、得られるクランク角期間は、上述した空燃比との相関性の高さおよびリーンリミットの代表性の高さという利点を基本的に有しているといえる。しかしながら、CA10よりも後の主燃焼期間(CA10−CA90)内の燃焼点を利用した場合には、得られるクランク角期間は、火炎が燃え広がる時に燃焼に影響するパラメータ(EGR率、吸気温度およびタンブル比など)の影響を大きく受けてしまう。つまり、この場合に得られるクランク角期間は、純粋に空燃比に着目したものではなく、外乱に弱くなる。このような外乱の影響を排除するために、クランク角期間を上記パラメータに応じて補正する構成とすることは、適合工数の増加となる。これに対し、初期燃焼期間(CA0−CA10)内の燃焼点を利用した場合には、得られるクランク角期間は、上記パラメータの影響を受けにくく、着火に影響する因子の影響が良く表れたものとなる。その結果、制御性が良くなる。その一方で、燃焼開始点(CA0)や燃焼終了点(CA100)は、ECU40が取得する筒内圧センサ30からの出力信号に重畳するノイズの影響によって誤差が生じ易い。このノイズの影響は、燃焼開始点(CA0)や燃焼終了点(CA100)から離れるにつれて小さくなる。したがって、耐ノイズ性と適合工数の削減(適合レスポテンシャル)とを考慮すると、本実施形態で用いるように、上記所定クランク角度としてはCA10が最も優れているといえる。   Next, as a combustion point (predetermined crank angle when MFB becomes a predetermined combustion mass ratio) used to specify a crank angle period as an index of lean limit control of the present embodiment with respect to the ignition timing, CA10 is The reason why it is preferable compared to other combustion points will be described. The predetermined crank angle is not limited to CA10, and any other combustion point can be used. Even when other arbitrary combustion points are used, the obtained crank angle period basically has the advantages of high correlation with the above-described air-fuel ratio and high representativeness of the lean limit. It can be said that. However, when the combustion point in the main combustion period (CA10-CA90) after CA10 is used, the obtained crank angle period is a parameter (EGR rate, intake air temperature and intake gas temperature) that affects combustion when the flame spreads. Greatly affected by the tumble ratio). That is, the crank angle period obtained in this case is not purely focused on the air-fuel ratio, and is weak against disturbance. In order to eliminate the influence of such disturbance, the configuration in which the crank angle period is corrected in accordance with the above parameters increases the number of man-hours for adaptation. On the other hand, when the combustion point in the initial combustion period (CA0-CA10) is used, the obtained crank angle period is not easily influenced by the above parameters, and the influence of the factors affecting the ignition appears well. It becomes. As a result, controllability is improved. On the other hand, the combustion start point (CA0) and the combustion end point (CA100) are likely to have errors due to the influence of noise superimposed on the output signal from the in-cylinder pressure sensor 30 acquired by the ECU 40. The influence of this noise decreases as the distance from the combustion start point (CA0) or combustion end point (CA100) increases. Therefore, in consideration of noise resistance and reduction in the number of man-hours (conformity-less potential), it can be said that CA10 is the most excellent as the predetermined crank angle as used in the present embodiment.

(実施の形態のフィードバック制御の概要)
図4は、本発明の実施の形態に係るSA−CA10を利用した燃料噴射量のフィードバック制御の概要を説明するためのブロック図である。本実施形態のリーンリミット制御に相当する制御であるSA−CA10を利用したフィードバック制御は、リーンリミット付近の所定の目標SA−CA10と、実SA−CA10との差に基づいて(より具体的には、当該差がゼロとなるように)燃料噴射量を調整するというものである。
(Outline of feedback control of embodiment)
FIG. 4 is a block diagram for explaining an outline of feedback control of the fuel injection amount using the SA-CA 10 according to the embodiment of the present invention. Feedback control using SA-CA10, which is control equivalent to the lean limit control of the present embodiment, is based on the difference between a predetermined target SA-CA10 near the lean limit and the actual SA-CA10 (more specifically, Is to adjust the fuel injection amount (so that the difference becomes zero).

このフィードバック制御では、図4に示すように、エンジン運転状態(具体的には、エンジン回転速度およびエンジン負荷率)に応じた目標SA−CA10が設定される。ここでいう実SA−CA10とは、点火時期から、筒内圧センサ(CPS)30とクランク角センサ42とを利用して得られる筒内圧データの解析結果から求められたCA10までのクランク角期間として算出される値である。実SA−CA10は、各気筒においてサイクル毎に算出される。   In this feedback control, as shown in FIG. 4, a target SA-CA10 is set in accordance with the engine operating state (specifically, the engine speed and the engine load factor). The actual SA-CA10 here is a crank angle period from the ignition timing to CA10 obtained from an analysis result of in-cylinder pressure data obtained using the in-cylinder pressure sensor (CPS) 30 and the crank angle sensor 42. This is a calculated value. The actual SA-CA10 is calculated for each cycle in each cylinder.

このフィードバック制御では、目標SA−CA10と実SA−CA10との差が無くなるように燃料噴射量を調整するために、一例としてPI制御が使用されている。このPI制御では、目標SA−CA10と実SA−CA10との差と所定のPIゲイン(比例項ゲインと積分項ゲイン)とを用いて、当該差およびその積算値の大きさに応じた燃料噴射量補正率が算出される。そして、気筒毎に算出される燃料噴射量補正率が、対象となる気筒の燃料噴射量に反映される。これにより、内燃機関(ENG)10の各気筒に供給される燃料噴射量が上記フィードバック制御によって調整(補正)されることになる。   In this feedback control, PI control is used as an example in order to adjust the fuel injection amount so that the difference between the target SA-CA10 and the actual SA-CA10 is eliminated. In this PI control, using the difference between the target SA-CA10 and the actual SA-CA10 and a predetermined PI gain (proportional term gain and integral term gain), fuel injection according to the difference and the magnitude of the integrated value is performed. An amount correction rate is calculated. The fuel injection amount correction factor calculated for each cylinder is reflected in the fuel injection amount of the target cylinder. Thus, the fuel injection amount supplied to each cylinder of the internal combustion engine (ENG) 10 is adjusted (corrected) by the feedback control.

(実施の形態における具体的処理)
図5は、本発明の実施の形態に係るSA−CA10を利用したリーンリミット制御を実現するために、ECU40が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。なお、本ルーチンは、各気筒において燃焼終了後の所定タイミングにて、サイクル毎に繰り返し実行されるものとする。
(Specific processing in the embodiment)
FIG. 5 is a flowchart illustrating a control routine executed by the ECU 40 in order to realize lean limit control using the SA-CA 10 according to the embodiment of the present invention. Note that this routine is repeatedly executed for each cycle at a predetermined timing after the end of combustion in each cylinder.

図5に示すルーチンでは、ECU40は、先ず、リーンバーン運転中であるか否かを判定する(ステップ100)。内燃機関10では、所定の運転領域において理論空燃比よりもリーンな空燃比でのリーンバーン運転が行われるようになっている。ここでは、そのようなリーンバーン運転を行う運転領域に該当するか否かが判定される。   In the routine shown in FIG. 5, the ECU 40 first determines whether or not the lean burn operation is being performed (step 100). In the internal combustion engine 10, a lean burn operation is performed at an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio in a predetermined operating region. Here, it is determined whether or not it corresponds to an operation region in which such lean burn operation is performed.

ステップ100においてリーンバーン運転中であると判定した場合には、クランク角センサ42とエアフローメータ44とを用いて、エンジン回転速度およびエンジン負荷率を取得する(ステップ102)。エンジン負荷率は、エンジン回転速度と吸入空気量とに基づいて算出することができる。   If it is determined in step 100 that the lean burn operation is being performed, the engine speed and the engine load factor are acquired using the crank angle sensor 42 and the air flow meter 44 (step 102). The engine load factor can be calculated based on the engine speed and the intake air amount.

次に、ECU40は、目標SA−CA10を算出する(ステップ104)。ECU40は、実験等の結果に基づいてエンジン回転速度およびエンジン負荷率との関係で目標SA−CA10を予め定めたマップ(図示省略)を記憶している。本ステップ104では、そのようなマップを参照して、ステップ102において取得したエンジン回転速度およびエンジン負荷率に基づいて目標SA−CA10が取得される。   Next, the ECU 40 calculates a target SA-CA10 (step 104). The ECU 40 stores a map (not shown) in which the target SA-CA 10 is predetermined based on the relationship between the engine speed and the engine load factor based on the results of experiments and the like. In this step 104, with reference to such a map, target SA-CA10 is acquired based on the engine speed and engine load factor acquired in step 102.

次に、ECU40は、筒内圧センサ30とクランク角センサ42とを利用して燃焼時に計測された筒内圧データを取得する(ステップ106)。次いで、ECU40は、点火時期を取得する(ステップ108)。ECU40は、エンジン負荷率とエンジン回転速度との関係で目標(要求)点火時期(基本的には、最適点火時期(以下、「MBT」と称する))を定めたマップ(図示省略)を記憶しており、本ステップ108では、そのようなマップを参照して点火時期を取得する。   Next, the ECU 40 acquires in-cylinder pressure data measured during combustion using the in-cylinder pressure sensor 30 and the crank angle sensor 42 (step 106). Next, the ECU 40 acquires the ignition timing (step 108). The ECU 40 stores a map (not shown) that defines a target (requested) ignition timing (basically, an optimal ignition timing (hereinafter referred to as “MBT”)) based on the relationship between the engine load factor and the engine speed. In step 108, the ignition timing is acquired with reference to such a map.

次に、ECU40は、実SA−CA10を算出する(ステップ110)。実SA−CA10は、ステップ108において取得した点火時期から、ステップ106において取得した筒内圧データの解析結果として得られるCA10までのクランク角期間として算出される。このような手法で取得される実SA−CA10は、所定のばらつき(必然的に発生する燃焼変動分)を含むため、生値を使用してもよいが、そうすると後述の燃料噴射量の補正量が安定しなくなる。そこで、ここでは、実SA−CA10に所定のなまし処理を実施することによって燃焼変動分を除去した後の値が燃料噴射量のフィードバック制御に使用される。このようななまし処理としては、例えば、今回の算出値を含む直近の所定数の実SA−CA10の算出値の時系列の移動平均をとる手法を用いることができる。なお、このようななまし処理に代え、想定される燃焼変動分に起因する実SA−CA10の算出値のばらつき幅相当を制御の不感帯として設定するようにしてもよい。すなわち、後述の目標SA−CA10と実SA−CA10との差が上記ばらつき幅相当以下である場合には、燃料噴射量の補正を行わないようにしてもよい。   Next, the ECU 40 calculates the actual SA-CA10 (step 110). The actual SA-CA10 is calculated as a crank angle period from the ignition timing acquired in step 108 to CA10 obtained as an analysis result of the in-cylinder pressure data acquired in step 106. Since the actual SA-CA10 acquired by such a method includes a predetermined variation (the amount of combustion fluctuation that inevitably occurs), a raw value may be used. Becomes unstable. Therefore, here, the value after the combustion fluctuation is removed by performing a predetermined annealing process on the actual SA-CA10 is used for feedback control of the fuel injection amount. As such an annealing process, for example, a technique of taking a time-series moving average of the latest predetermined number of real SA-CA10 calculated values including the current calculated value can be used. Instead of such an annealing process, an equivalent range of variation of the calculated value of the actual SA-CA10 caused by the assumed amount of combustion fluctuation may be set as a control dead zone. That is, when the difference between a target SA-CA10 and an actual SA-CA10, which will be described later, is equal to or less than the above-described variation width, the fuel injection amount may not be corrected.

次に、ECU40は、ステップ104および110において算出した目標SA−CA10と実SA−CA10との差を算出する(ステップ112)。ECU40は、次いで、算出された差と所定のPIゲイン(比例項ゲインと積分項ゲイン)とを用いて、当該差およびその積算値の大きさに応じた燃料噴射量補正率を算出する(ステップ114)。そのうえで、ECU40は、算出した燃料噴射量補正率に基づいて、次のサイクルで使用する燃料噴射量を補正する(ステップ116)。具体的には、例えば、目標SA−CA10よりも実SA−CA10が大きい場合には、図3(D)に示す関係より、空燃比が狙い値よりもリーン側にずれていることに相当するため、空燃比をリッチ補正するために燃料噴射量が燃料噴射量のベース値に対して増やされることになる。   Next, the ECU 40 calculates the difference between the target SA-CA10 calculated in steps 104 and 110 and the actual SA-CA10 (step 112). Next, the ECU 40 uses the calculated difference and a predetermined PI gain (proportional term gain and integral term gain) to calculate a fuel injection amount correction rate according to the difference and the magnitude of the integrated value (step). 114). After that, the ECU 40 corrects the fuel injection amount used in the next cycle based on the calculated fuel injection amount correction factor (step 116). Specifically, for example, when the actual SA-CA10 is larger than the target SA-CA10, this corresponds to the fact that the air-fuel ratio is deviated from the target value to the lean side from the relationship shown in FIG. Therefore, the fuel injection amount is increased with respect to the base value of the fuel injection amount in order to perform rich correction of the air-fuel ratio.

以上説明した図5に示すルーチンによれば、目標SA−CA10と実SA−CA10との差が無くなるように燃料噴射量のフィードバック制御が実行される。既述したように、SA−CA10はリーンリミット付近においても空燃比に対して線形性を有している。本実施形態の手法とは異なり、所定燃焼質量割合が得られる時の所定クランク角度のみを用いて当該所定クランク角度がある目標値となるように燃料噴射量を調整することとした場合には、次のような問題がある。すなわち、点火時期が変化すると、それに伴い、所定燃焼質量割合が得られる時の所定クランク角度が変化する。これに対し、点火時期が変化しても、点火時期から上記所定クランク角度になるまでのクランク角期間はほとんど変化しない。このため、燃料噴射量の調整のための指標として上記クランク角期間(本実施形態では、SA−CA10)を用いることで、上記所定クランク角度のみを用いる場合と比べ、点火時期の影響を排除して空燃比との相関性を好適に把握できるようになる。また、リーンバーン運転時や大量のEGRガスを導入して行うEGR運転時などの緻密な燃焼制御を必要とする運転時においては、現状の空燃比センサによる空燃比制御では、リーンリミット近傍で空燃比を正確に制御することは難しいという問題もある。したがって、本実施形態の手法によって目標SA−CA10と実SA−CA10との差に基づいて燃料噴射量を調整することで、リーンバーン運転時に空燃比をリーンリミット近傍に好適に制御できるようになる。   According to the routine shown in FIG. 5 described above, the feedback control of the fuel injection amount is executed so that the difference between the target SA-CA10 and the actual SA-CA10 is eliminated. As described above, SA-CA10 has linearity with respect to the air-fuel ratio even near the lean limit. Unlike the method of the present embodiment, when the fuel injection amount is adjusted so that the predetermined crank angle becomes a certain target value using only the predetermined crank angle when the predetermined combustion mass ratio is obtained, There are the following problems. That is, when the ignition timing changes, the predetermined crank angle at which the predetermined combustion mass ratio is obtained changes accordingly. On the other hand, even if the ignition timing changes, the crank angle period from the ignition timing to the predetermined crank angle hardly changes. Therefore, by using the crank angle period (SA-CA10 in the present embodiment) as an index for adjusting the fuel injection amount, the influence of the ignition timing is eliminated as compared with the case where only the predetermined crank angle is used. Thus, the correlation with the air-fuel ratio can be suitably grasped. In addition, during an operation that requires precise combustion control, such as during lean burn operation or EGR operation that is performed by introducing a large amount of EGR gas, the current air-fuel ratio control by the air-fuel ratio sensor is effective in the vicinity of the lean limit. There is also a problem that it is difficult to accurately control the fuel ratio. Therefore, by adjusting the fuel injection amount based on the difference between the target SA-CA10 and the actual SA-CA10 by the method of this embodiment, the air-fuel ratio can be suitably controlled near the lean limit during the lean burn operation. .

また、本実施形態の手法は、既述した従来の手法のように統計処理を用いたものではないため、本手法によれば、迅速なフィードバック制御が実施可能となる。このため、過渡運転時にも良好に適用可能である。したがって、本手法によれば、幅広い運転条件において、リーンリミット制御が実現可能であり、その結果、燃費性能および排気エミッション性能を引き出せるようになる。また、気筒毎の制御も行えるようになる。   Further, since the method of the present embodiment does not use statistical processing unlike the conventional method described above, according to the present method, it is possible to perform rapid feedback control. For this reason, it can be satisfactorily applied even during transient operation. Therefore, according to this method, lean limit control can be realized in a wide range of operating conditions, and as a result, fuel efficiency and exhaust emission performance can be brought out. Further, it becomes possible to perform control for each cylinder.

また、本実施形態の手法によれば、エンジン回転速度およびエンジン負荷率のそれぞれに基づいて目標SA−CA10が設定される。これにより、これらのエンジン回転速度およびエンジン負荷率の変化の影響を考慮して、目標SA−CA10を適切に設定できるようになる。   Further, according to the method of the present embodiment, the target SA-CA10 is set based on each of the engine rotation speed and the engine load factor. As a result, the target SA-CA10 can be appropriately set in consideration of the effects of changes in the engine rotation speed and the engine load factor.

ところで、上述した実施の形態においては、SA−CA10を利用した燃料噴射量のフィードバック制御について説明を行った。しかしながら、本発明は、SA−CA10のように点火時期から所定燃焼質量割合が得られる時の所定クランク角度までのクランク角期間自体を直接的に用いるものに限らず、当該クランク角期間に代えてその相関値を用いるものであってもよい。   By the way, in embodiment mentioned above, the feedback control of the fuel injection amount using SA-CA10 was demonstrated. However, the present invention is not limited to the direct use of the crank angle period itself from the ignition timing to the predetermined crank angle when the predetermined combustion mass ratio is obtained as in SA-CA10, and instead of the crank angle period. The correlation value may be used.

また、上述した実施の形態においては、燃焼質量割合(MFB)を算出するために、筒内圧センサ30とクランク角センサ42とを用いて取得した筒内圧データの解析結果を利用している。しかしながら、本発明における燃焼質量割合の算出は、筒内圧データを利用したものに必ずしも限定されるものではない。すなわち、燃料質量割合は、例えば、燃焼に伴って発生するイオン電流をイオンセンサによって検出し、検出したイオン電流を利用して算出されるものであってもよいし、或いは、筒内温度を計測できる場合には、筒内温度の履歴を利用して算出されるものであってもよい。   In the above-described embodiment, in order to calculate the combustion mass ratio (MFB), the analysis result of the in-cylinder pressure data acquired using the in-cylinder pressure sensor 30 and the crank angle sensor 42 is used. However, the calculation of the combustion mass ratio in the present invention is not necessarily limited to using the in-cylinder pressure data. That is, the fuel mass ratio may be calculated by, for example, detecting an ion current generated by combustion with an ion sensor and using the detected ion current, or measuring an in-cylinder temperature. If possible, it may be calculated using a history of in-cylinder temperature.

また、上述した実施の形態においては、筒内の混合気の空燃比をリーンリミット付近に制御するリーンバーン運転を例に挙げて説明を行った。しかしながら、本発明の対象となる運転で用いられる空燃比は、理論空燃比よりもリーンな空燃比に必ずしも限られるものではなく、理論空燃比もしくは理論空燃比よりもリッチな空燃比であってもよい。   In the above-described embodiment, the lean burn operation in which the air-fuel ratio of the air-fuel mixture in the cylinder is controlled near the lean limit has been described as an example. However, the air-fuel ratio used in the operation targeted by the present invention is not necessarily limited to an air-fuel ratio that is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, and even if it is a stoichiometric air-fuel ratio or an air-fuel ratio richer than the stoichiometric air-fuel ratio. Good.

[実施の形態の異常検出ルーチン]
以下、図6〜図10を用いて、本発明の実施の形態にかかる異常検出ルーチンを説明する。図6〜図8は、それぞれ、異常検出に使用するデータを取得するためのルーチンを示す。図6〜図8に示すルーチンは、気筒ごとに独立に繰り返し実行されており、気筒数分だけ並列に実行される。図9は、本発明の実施の形態にかかるA/Fインバランス異常検出ルーチンのフローチャートである。図10は、本発明の実施の形態にかかる燃料系異常検出ルーチンのフローチャートである。
[Abnormality detection routine of embodiment]
Hereinafter, the abnormality detection routine according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 to 8 show routines for acquiring data used for abnormality detection, respectively. The routines shown in FIGS. 6 to 8 are repeatedly executed independently for each cylinder, and are executed in parallel for the number of cylinders. FIG. 9 is a flowchart of an A / F imbalance abnormality detection routine according to the embodiment of the present invention. FIG. 10 is a flowchart of a fuel system abnormality detection routine according to the embodiment of the present invention.

図6〜図10のルーチンにおいて用いられる添え字iは現在のサイクル番号を示す識別番号であり、添え字jは気筒番号である。例えば10000サイクル目における2番気筒についての計算結果を記憶する値にはi=10000かつj=2が添え字として用いられ、これが識別番号の役割を果たす。   The subscript i used in the routines of FIGS. 6 to 10 is an identification number indicating the current cycle number, and the subscript j is a cylinder number. For example, i = 10000 and j = 2 are used as subscripts as values for storing the calculation result for the second cylinder in the 10,000th cycle, and this plays the role of an identification number.

図6は、本発明の実施の形態にかかる検出用データ取得ルーチンのフローチャートである。1〜4番気筒ごとに、燃焼サイクルを迎えるたびに図6に示すルーチンが複数個独立して繰り返し実施される。好ましい形態としては気筒ごとにATDC150°CAにおいて図6のルーチンが開始されてもよく、これにより燃焼行程後において発熱が止んだ好適なタイミングで計算を開始することができる。   FIG. 6 is a flowchart of the detection data acquisition routine according to the embodiment of the present invention. For each of the first to fourth cylinders, a plurality of routines shown in FIG. As a preferred mode, the routine of FIG. 6 may be started at ATDC 150 ° CA for each cylinder, whereby calculation can be started at a suitable timing when heat generation stops after the combustion stroke.

図6のルーチンでは、まず、ステップ200において、ECU40が、リーン空燃比でのフィードバック制御を行っているか否かが判定される。リーン空燃比でのフィードバック制御を行っていない場合には、今回のルーチンが終了する。   In the routine of FIG. 6, first, at step 200, it is determined whether or not the ECU 40 is performing feedback control at a lean air-fuel ratio. If the feedback control at the lean air-fuel ratio is not performed, the current routine ends.

リーン空燃比でのフィードバック制御が行われている場合には、処理はステップ202に進む。ステップ202では、ECU40は、FFijにi回目のサイクルにおけるj番気筒の燃料噴射量補正率の値を記憶する処理を実行する。具体的には、例えば2番気筒について計算しており、10000回目の2番気筒の燃焼サイクル後におけるステップ202の実行タイミングである場合は、10000サイクル目における2番気筒で使用された燃料噴射量補正率が、FF100002に記憶される。   If feedback control at the lean air-fuel ratio is being performed, the process proceeds to step 202. In step 202, the ECU 40 executes a process of storing the value of the fuel injection amount correction rate of the j-th cylinder in the i-th cycle in FFij. Specifically, for example, the calculation is performed for the second cylinder, and when it is the execution timing of step 202 after the 10,000th second cylinder combustion cycle, the fuel injection amount used in the second cylinder at the 10000th cycle The correction factor is stored in FF100002.

次に、ECU40は、ステップ204、206、208において「補正率張付サイクル回数」の検出を行うための処理を実行する。「補正率張付サイクル回数」とは、燃料噴射量補正率が所定範囲の「上限」に固定されたまま複数の燃焼サイクルが連続した場合、あるいは燃料噴射量補正率が所定範囲の「下限」に固定されたまま複数の燃焼サイクルが連続した場合における、その連続した回数である。所定範囲は、フィードバック制御において燃料噴射量補正率を増減する範囲である。この所定範囲を、「フィードバック制御幅」とも称す。フィードバック制御幅は、例えば0.6〜1.4などの範囲に予め定められている。フィードバック制御幅の上限値よりも大きな値あるいは下限値よりも小さな値に燃料噴射量補正率を設定することはできない。燃料噴射量補正率が最大値あるいは最小値に計算されているときには、フィードバック制御幅の上限値あるいは下限値に燃料噴射量補正率が固定される状態、いわば燃料噴射量補正率が上限値あるいは下限値に張り付く状態となる。この張り付きが連続した回数を意味するのが、「補正率張付サイクル回数」である。   Next, the ECU 40 executes processing for detecting the “number of correction rate pasting cycles” in steps 204, 206, and 208. “Correction cycle for number of correction ratios” refers to the case where a plurality of combustion cycles continue with the fuel injection amount correction rate fixed at the “upper limit” of the predetermined range, or the “lower limit” of the fuel injection amount correction rate within the predetermined range This is the number of consecutive times when a plurality of combustion cycles are continued while being fixed. The predetermined range is a range in which the fuel injection amount correction rate is increased or decreased in the feedback control. This predetermined range is also referred to as “feedback control width”. The feedback control width is predetermined in a range of 0.6 to 1.4, for example. The fuel injection amount correction factor cannot be set to a value larger than the upper limit value of the feedback control width or a value smaller than the lower limit value. When the fuel injection amount correction factor is calculated to the maximum value or the minimum value, the fuel injection amount correction factor is fixed to the upper limit value or the lower limit value of the feedback control range. It will stick to the value. The number of times this sticking is continued is the “correction rate sticking cycle number”.

具体的には、まず、ECU40は、ステップ204において、|FFij−1|の値が所定値A以上であるか否かを判定する処理を実行する。本実施の形態では、所定値Aを0.4と定めておく。例えば、i回目の燃焼サイクルにおけるj番気筒についての燃料噴射量補正率であるFFijが0.9であった場合には、|0.9−1|=0.1と算出され、この値は所定値A=0.4よりも小さいので、ステップ204の判定結果は否定(No)となる。一方、FFijが0.6であった場合には、|0.6−1|=0.4と算出され、この値は所定値A=0.4と一致し、ステップ204の判定結果は肯定(Yes)となる。   Specifically, first, in step 204, the ECU 40 executes a process of determining whether or not the value of | FFij−1 | is equal to or greater than a predetermined value A. In the present embodiment, the predetermined value A is set to 0.4. For example, when FFij, which is the fuel injection amount correction factor for the j-th cylinder in the i-th combustion cycle, is 0.9, | 0.9-1 | = 0.1 is calculated, and this value is Since the predetermined value A is smaller than 0.4, the determination result in step 204 is negative (No). On the other hand, when FFij is 0.6, | 0.6-1 | = 0.4 is calculated, and this value matches the predetermined value A = 0.4, and the determination result in step 204 is affirmative. (Yes).

ステップ204の判定結果が肯定(Yes)であった場合には、カウンタ値Cffがインクリメントされる。つまり、前回のサイクルi−1におけるカウンタ値Cffi−1jに、1が加算される。これにより、気筒ごとに、フィードバック制御による燃料噴射量補正率が所定範囲の上限または下限を保持し続けているサイクルの連続回数がカウンタ値Cffで計数されていく。一方、ステップ204の判定結果が否定(No)であった場合には、処理はステップ208に進み、カウンタ値Cffにゼロが記憶される。これにより、燃料噴射補正率が所定範囲(フィードバック制御幅)の上限より小さくかつ下限より大きい中間的な値を取った場合には、その時点でカウンタ値をリセットすることができる。   If the determination result in step 204 is affirmative (Yes), the counter value Cff is incremented. That is, 1 is added to the counter value Cffi-1j in the previous cycle i-1. As a result, for each cylinder, the number of consecutive cycles in which the fuel injection amount correction rate by feedback control keeps the upper limit or lower limit of the predetermined range is counted as the counter value Cff. On the other hand, if the determination result of step 204 is negative (No), the process proceeds to step 208, and zero is stored in the counter value Cff. Thereby, when the fuel injection correction factor takes an intermediate value smaller than the upper limit of the predetermined range (feedback control width) and larger than the lower limit, the counter value can be reset at that time.

次に、ステップ210において、ECU40は、燃料噴射量補正率の平均値である補正率平均値Avff30iおよびAvff200iを計算する処理を実行する。本実施の形態では、2つの補正率平均値を計算する。補正率平均値Avff30iは、i番目のサイクル以前の30サイクル分のFFijを移動平均した値である。補正率平均値Avff200iは、i番目のサイクル以前の200サイクル分のFFijを移動平均した値である。その後、今回のルーチンが終了する。   Next, in step 210, the ECU 40 executes a process of calculating correction rate average values Avff30i and Avff200i that are average values of fuel injection amount correction rates. In the present embodiment, two correction factor average values are calculated. The correction rate average value Avff30i is a value obtained by moving and averaging FFij for 30 cycles before the i-th cycle. The correction rate average value Avff200i is a value obtained by moving average of 200 cycles of FFij before the i-th cycle. Thereafter, the current routine ends.

以上の処理によれば、各気筒それぞれについて、現在のサイクル(i番目のサイクル)以前における30サイクルおよび200サイクル分の移動平均値である、補正率平均値Avff30iおよびAvff200iを算出することができる。   According to the above processing, correction rate average values Avff30i and Avff200i, which are moving average values for 30 cycles and 200 cycles before the current cycle (i-th cycle), can be calculated for each cylinder.

図7は、本発明の実施の形態にかかる他の検出用データ取得ルーチンのフローチャートである。図7のルーチンは、ステップ220〜232の一連の処理を、図6のステップ210の処理と置換したものである。   FIG. 7 is a flowchart of another detection data acquisition routine according to the embodiment of the present invention. The routine in FIG. 7 is obtained by replacing the series of processing in steps 220 to 232 with the processing in step 210 in FIG.

図7のルーチンは、図6のステップ206あるいは208に引き続いて実行される。まず、ステップ220で、ECU40が、変数Aff30、Aff200それぞれの値を更新し(すなわち、前回の値に、今回の燃料噴射量補正率の値を加算し)、カウンタ値Cavff30、Cavff200をそれぞれインクリメントする処理を実行する。   The routine of FIG. 7 is executed subsequent to step 206 or 208 of FIG. First, in step 220, the ECU 40 updates the values of the variables Aff30 and Aff200 (that is, adds the value of the current fuel injection amount correction factor to the previous value), and increments the counter values Cavff30 and Cavff200, respectively. Execute the process.

次に、ECU40は、ステップ222において、カウンタ値Cavff30が30であるか否かを判定する。カウンタ値Cavff30が30である場合には、処理はステップ224に進み変数Aff30を30で割った値が補正率平均値Avff30に記憶される。続くステップ226において、変数Affおよびカウンタ値Cavff30にゼロが記憶される。その後今回の処理が終了する。   Next, in step 222, the ECU 40 determines whether or not the counter value Cavff30 is 30. If the counter value Cavff30 is 30, the process proceeds to step 224, and the value obtained by dividing the variable Aff30 by 30 is stored in the correction factor average value Avff30. In the following step 226, zero is stored in the variable Aff and the counter value Cavff30. Thereafter, the current process ends.

ステップ222においてカウンタ値Cavff30が30ではない場合には、処理はステップ228に進む。ECU40は、ステップ228において、カウンタ値Cavff200が200であるか否かを判定する。カウンタ値Cavff200が200である場合には、処理はステップ230に進み変数Aff200を200で割った値が補正率平均値Avff200に記憶される。続くステップ232において、変数Affおよびカウンタ値Cavff30にゼロが記憶される。その後、今回のルーチンが終了する。   If the counter value Cavff30 is not 30 in step 222, the process proceeds to step 228. In step 228, the ECU 40 determines whether or not the counter value Cavff200 is 200. When the counter value Cavff200 is 200, the process proceeds to step 230, and a value obtained by dividing the variable Aff200 by 200 is stored in the correction factor average value Avff200. In the following step 232, zero is stored in the variable Aff and the counter value Cavff30. Thereafter, the current routine ends.

以上の処理によれば、各気筒それぞれについて、補正率平均値Avff30iおよびAvff200iを算出することができる。   According to the above processing, the correction factor average values Avff30i and Avff200i can be calculated for each cylinder.

図8は、本発明の実施の形態にかかる他の検出用データ取得ルーチンのフローチャートである。図8のルーチンは、ステップ242および244の処理を除き、図6に示したルーチンと同じ処理を含んでいる。図8のルーチンは、図6および図7で説明したデータ取得ルーチンに加えて、後述する「補正率ガード超過量」を評価する処理も含んでいる。   FIG. 8 is a flowchart of another detection data acquisition routine according to the embodiment of the present invention. The routine in FIG. 8 includes the same processing as the routine shown in FIG. 6 except for the processing in steps 242 and 244. The routine shown in FIG. 8 includes a process for evaluating a “correction rate guard excess amount” to be described later, in addition to the data acquisition routine described with reference to FIGS. 6 and 7.

図8のルーチンでは、ステップ200の判定結果が肯定であった場合には、ECU40が、FFTijのデータおよびFFijのデータをそれぞれ取得する。   In the routine of FIG. 8, if the determination result of step 200 is affirmative, the ECU 40 acquires FFTij data and FFij data, respectively.

まずFFTijのデータ取得について説明すると、これはサイクルごと、気筒ごとに、目標燃料噴射量補正率の値を取得する作業である。目標SA−CA10と実SA−CA10との差に基づいて燃料噴射量を調整するために、図5のルーチンにおけるステップ114において燃料噴射量補正率の目標値が算出されている。この算出された目標燃料噴射量補正率がFFTijに記憶される。   First, FFTij data acquisition will be described. This is an operation of acquiring a target fuel injection amount correction factor value for each cycle and each cylinder. In order to adjust the fuel injection amount based on the difference between the target SA-CA10 and the actual SA-CA10, the target value of the fuel injection amount correction factor is calculated in step 114 in the routine of FIG. The calculated target fuel injection amount correction factor is stored in FFTij.

その一方で、ECU40は、FFijのデータも取得する。FFijには、「補正率ガード」が設けられている状況下において、現実に使用される燃料噴射量補正率の値が記憶される。補正率ガードは、燃料噴射量補正率の数値範囲に、一定の制限を設けるものである。この補正率ガードは、目標燃料噴射量補正率の計算における上限と下限(すなわちフィードバック制御幅の上限と下限)とは別に、現実に取りうる燃料噴射量補正率の上限および下限を制限している。実施の形態においては、一例として、制御の安全性等の観点から、燃料噴射量補正率の幅を0.7〜1.3に制限する。例えば、サイクル10000において1番気筒について目標燃料噴射量補正率が1.4と算出された場合に、FFT100001には1.4が記憶される。その一方で、実際に使用される燃料噴射量補正率は補正率ガードの上限値である1.3となるので、FF100001には1.3が記憶される。   On the other hand, the ECU 40 also acquires FFij data. The value of the fuel injection amount correction factor that is actually used is stored in FFij in a situation where “correction rate guard” is provided. The correction rate guard provides a certain limit to the numerical range of the fuel injection amount correction rate. This correction rate guard limits the upper and lower limits of the fuel injection amount correction rate that can actually be taken apart from the upper and lower limits (that is, the upper and lower limits of the feedback control range) in the calculation of the target fuel injection amount correction rate. . In the embodiment, as an example, the range of the fuel injection amount correction rate is limited to 0.7 to 1.3 from the viewpoint of control safety and the like. For example, when the target fuel injection amount correction factor is calculated to be 1.4 for the first cylinder in the cycle 10000, 1.4 is stored in the FFT 100001. On the other hand, since the fuel injection amount correction factor that is actually used is 1.3, which is the upper limit value of the correction factor guard, 1.3 is stored in FF1000001.

次に、ECU40は、ステップ243において燃料噴射量補正率の「張り付き状態」を検出するための処理を実行し、これは図6および図7のステップ204の処理と同様の内容である。ただし、ステップ243では|FFij−1|が所定値A2以上か否かを比較している。この比較する所定値A2は、補正率ガードの上限および下限から決まる値であり、補正率ガードが0.7〜1.3である場合には0.3である。   Next, the ECU 40 executes a process for detecting the “sticking state” of the fuel injection amount correction rate in step 243, which is the same as the process in step 204 in FIGS. However, in step 243, it is compared whether or not | FFij−1 | is equal to or greater than a predetermined value A2. The predetermined value A2 to be compared is a value determined from the upper limit and the lower limit of the correction rate guard, and is 0.3 when the correction rate guard is 0.7 to 1.3.

次に、ECU40は、ステップ244において「補正率ガード超過量」を計算する。ステップ244では、ECU40は、具体的には、|FFTij−FFij|の値が所定値AA以上であるか否かを判定する処理を実行する。|FFTij−FFij|は、目標燃料噴射量補正率と現実の燃料噴射量補正率との差分であり、便宜上「補正率ガード超過量」とも称す。補正率ガード超過量は、目標燃料噴射量補正率が補正率ガードから超過していた場合に、その超過がどの程度大きいかを表す。例えば、FFTij=1.4でありFFij=1.3であるときには、|FFTij−FFij|=0.1である。ただし、目標燃料噴射量補正率が補正率ガードの上限と下限の範囲内に収まっている場合には、補正率ガード超過量はゼロとなる。具体的には、FFTij=1.1である場合にはFFij=1.1となり、|FFTij−FFij|=0である。   Next, the ECU 40 calculates the “correction rate guard excess amount” in step 244. In step 244, specifically, the ECU 40 executes a process of determining whether or not the value of | FFTij−FFij | is equal to or greater than a predetermined value AA. | FFTij−FFij | is a difference between the target fuel injection amount correction rate and the actual fuel injection amount correction rate, and is also referred to as “correction rate guard excess amount” for convenience. The correction rate guard excess amount indicates how large the excess is when the target fuel injection amount correction rate exceeds the correction rate guard. For example, when FFTij = 1.4 and FFij = 1.3, | FFTij−FFij | = 0.1. However, when the target fuel injection amount correction rate is within the upper and lower limits of the correction rate guard, the correction rate guard excess amount is zero. Specifically, when FFTij = 1.1, FFij = 1.1, and | FFTij−FFij | = 0.

ステップ243およびステップ244の両方において判定結果が肯定であった場合には、処理はステップ206に進み、カウンタ値Cffijがインクリメントされる。処理がステップ206に進むのは、現在の燃料噴射量補正率FFijが補正率ガードに達しており、かつ目標燃料噴射量補正率FFTijと現在の燃料噴射量補正率FFijとが所定値AA(一例として0.1)以上乖離している状態である。   If the determination result is affirmative in both step 243 and step 244, the process proceeds to step 206, and the counter value Cffij is incremented. The process proceeds to step 206 because the current fuel injection amount correction rate FFij has reached the correction rate guard, and the target fuel injection amount correction rate FFTij and the current fuel injection amount correction rate FFij are a predetermined value AA (an example). As 0.1) or more.

補正率ガードの幅は、負荷およびエンジン回転速度その他の諸条件に応じて可変に設定することが好ましい。補正率ガードの幅が十分に狭く設定されている場合には、補正率ガードの上限あるいは下限に燃料噴射量補正率が張り付く状態が発生しやすい。この場合には、現実の燃料噴射量補正率が張り付き状態であるか否かという基準のみでは、気筒間のA/Fインバランス異常を正確に検出することはできない。そこで、図8のルーチンでは、燃料噴射量補正率の張り付き状態を検出することに加えて、補正率ガード超過量と所定値AAとの比較を行うようにしている。補正率ガード超過量と所定値AAとの比較によれば、現実の燃料噴射量補正率の値とは別に、フィードバック制御の目標燃料噴射量補正率が実際にはどの程度大きく算出されているのか、つまり仮に補正率ガードが無いとしたとき本来は燃料噴射量をどの程度大きく変更すべきなのかを評価することができる。張り付き状態および目標燃料噴射量補正率の両方を根拠とすることによって、補正率ガードが設定される状況下においても、気筒間のA/Fインバランス異常を精度良く検出することができる。   The width of the correction rate guard is preferably variably set according to the load, the engine speed, and other various conditions. When the width of the correction rate guard is set to be sufficiently narrow, a state in which the fuel injection amount correction rate sticks to the upper limit or the lower limit of the correction rate guard tends to occur. In this case, the A / F imbalance abnormality between the cylinders cannot be accurately detected only based on whether or not the actual fuel injection amount correction rate is stuck. Therefore, in the routine of FIG. 8, in addition to detecting the sticking state of the fuel injection amount correction rate, the correction rate guard excess amount is compared with the predetermined value AA. According to the comparison between the correction rate guard excess amount and the predetermined value AA, how much the target fuel injection amount correction rate for feedback control is actually calculated separately from the actual fuel injection amount correction rate value? That is, it is possible to evaluate how much the fuel injection amount should be changed when there is no correction rate guard. By using both the sticking state and the target fuel injection amount correction rate as a basis, it is possible to accurately detect an A / F imbalance abnormality between cylinders even in a situation where a correction rate guard is set.

その後、図6および図7のルーチンと同様に、補正率平均値を計算するステップ210が実行される。その結果、各気筒それぞれについて、補正率平均値Avff30iおよびAvff200iを算出することができる。   Thereafter, similarly to the routines of FIGS. 6 and 7, step 210 for calculating the correction factor average value is executed. As a result, the correction factor average values Avff30i and Avff200i can be calculated for each cylinder.

図9を用いて実施の形態にかかるA/Fインバランス異常検出ルーチンを説明する。図9のルーチンは、全気筒でそれぞれ燃焼サイクルが終了するごとに実施され、例えば1番気筒が上死点を迎えるごとに実行されるものとする。   The A / F imbalance abnormality detection routine according to the embodiment will be described with reference to FIG. The routine shown in FIG. 9 is executed every time the combustion cycle is completed in all the cylinders. For example, the routine is executed every time the first cylinder reaches the top dead center.

図9のルーチンでは、まず、ステップ300において、ECU40が、A/Fインバランス異常検出を実行する条件が満たされているか否かを判定する処理を実行する。本実施の形態では、一例として、エンジン回転速度が1600rpm〜2400rpmの範囲内にあり、かつ負荷KLが50%〜90%の範囲内であるか否かが判定される。この条件が成立してない場合には、今回のルーチンが終了する。   In the routine of FIG. 9, first, in step 300, the ECU 40 executes a process of determining whether or not a condition for executing the A / F imbalance abnormality detection is satisfied. In the present embodiment, as an example, it is determined whether or not the engine rotation speed is in the range of 1600 rpm to 2400 rpm and the load KL is in the range of 50% to 90%. If this condition is not satisfied, the current routine ends.

ステップ300の条件が成立している場合には、処理はステップ302に進む。ステップ302では、ECU40が、気筒インデックスjに1を設定する。本実施の形態では、内燃機関10が4気筒であり、1、2、3、4の気筒順で処理が進むものとする。   If the condition of step 300 is satisfied, the process proceeds to step 302. In step 302, the ECU 40 sets 1 to the cylinder index j. In the present embodiment, it is assumed that the internal combustion engine 10 has four cylinders and the processing proceeds in the order of cylinders 1, 2, 3, and 4.

次に処理はステップ304に進み、ECU40は、図6のステップ206でカウントされたカウンタ値Cffijが所定値B以上であるか否かを判定する処理を実行する。カウンタ値Cffijは、フィードバック制御による燃料噴射量補正率が所定範囲の上限または下限を保持し続けているサイクルの連続回数である。例えば10000サイクル目における1番気筒のカウンタ値Cff100001が予め定めた回数(つまり所定値B)に達した場合には、10000サイクル目の時点で1番気筒においてA/Fインバランス異常が発生している可能性が高い。そこで、ステップ304の判定結果が肯定であった場合には、ステップ306で仮検出フラグFimbjに1がセットされる。一方、ステップ304の判定結果が否定であった場合には、ステップ308で仮検出フラグFimbjにゼロが設定される。仮検出フラグFimbjは、A/Fインバランス異常の可能性が大きいことを示すフラグである。   Next, the process proceeds to step 304, and the ECU 40 executes a process of determining whether or not the counter value Cffij counted in step 206 of FIG. The counter value Cffij is the number of consecutive cycles in which the fuel injection amount correction rate by feedback control keeps the upper limit or lower limit of the predetermined range. For example, when the counter value Cff100001 of the first cylinder in the 10000th cycle reaches a predetermined number of times (that is, the predetermined value B), an A / F imbalance abnormality occurs in the 1st cylinder at the time of the 10000th cycle. There is a high possibility. Therefore, if the determination result in step 304 is affirmative, 1 is set to the provisional detection flag Fimbj in step 306. On the other hand, if the determination result in step 304 is negative, zero is set to the temporary detection flag Fimbj in step 308. The provisional detection flag Fimbj is a flag indicating that there is a high possibility of an A / F imbalance abnormality.

ステップ306で仮検出フラグに1が設定された場合には、続いてステップ310において、ECU40は、補正率気筒間差Davjjを計算する処理を実行する。補正率気筒間差Davjjは、内燃機関10が有する複数の気筒から選択した2つの気筒の燃料噴射量補正率の差を計算したものである。なお、添え字jjは、差を計算した2つの気筒を示すインデックスとして用いられる。たとえば1番気筒と2番気筒との間で燃料噴射量補正率の差を計算した場合にはその補正率気筒間差がDav12に記憶され、2番気筒と3番気筒との間で燃料噴射量補正率の差を計算した場合にはその補正率気筒間差がDav23に記憶される。本実施の形態では、ステップ210で計算したAvff30iとAvff200iのいずれか一方を使用して、複数の気筒の間で燃料噴射量補正率平均値の差を計算するものとする。現時点で気筒インデックスjは1なので、ECU40は、1番気筒と2〜4番気筒それぞれとの間で補正率気筒間差Dav12、Dav13、Dav14を計算した後、その中の最大値を最大値Davmaxに設定する。同様に、仮に気筒インデックスj=2であれば、2番気筒と3、4番気筒との間で補正率気筒間差Dav23、Dav24が計算され、現時点での最大値を最大値Davmaxに設定する。なお、2番気筒と1番気筒との間の補正率気筒間差Dav21は、既に気筒インデックスJ=1の時点で1番気筒について計算した補正率気筒間差Dav12と同じ値である。従って、重複した計算を避けるために、Dav21の計算は省略される。同様に、気筒インデックスj=3であれば3番気筒を基準に、気筒インデックスj=4であれば4番気筒を基準に、補正率気筒間差Davjjおよび最大値Davmaxが計算される。   If 1 is set in the temporary detection flag in step 306, then in step 310, the ECU 40 executes a process of calculating the correction factor cylinder difference Davjj. The correction rate inter-cylinder difference Davjj is obtained by calculating the difference between the fuel injection amount correction rates of two cylinders selected from a plurality of cylinders of the internal combustion engine 10. The subscript jj is used as an index indicating the two cylinders for which the difference is calculated. For example, when the difference in fuel injection amount correction rate between the first cylinder and the second cylinder is calculated, the difference between the correction rate cylinders is stored in Dav12, and fuel injection is performed between the second cylinder and the third cylinder. When the difference in the amount correction rate is calculated, the correction rate difference between cylinders is stored in Dav23. In the present embodiment, it is assumed that the difference in fuel injection amount correction rate average value among a plurality of cylinders is calculated using one of Avff 30i and Avff 200i calculated in step 210. Since the cylinder index j is 1 at present, the ECU 40 calculates the correction rate cylinder differences Dav12, Dav13, Dav14 between the first cylinder and the second to fourth cylinders, and then sets the maximum value among them as the maximum value Davmax. Set to. Similarly, if the cylinder index j = 2, correction rate cylinder differences Dav23 and Dav24 are calculated between the second cylinder and the third and fourth cylinders, and the current maximum value is set to the maximum value Davmax. . The correction rate inter-cylinder difference Dav21 between the second cylinder and the first cylinder is the same value as the correction rate inter-cylinder difference Dav12 calculated for the first cylinder when the cylinder index J = 1. Accordingly, the calculation of Dav21 is omitted in order to avoid duplicate calculation. Similarly, the correction rate inter-cylinder difference Davjj and the maximum value Davmax are calculated based on the third cylinder when the cylinder index j = 3 and based on the fourth cylinder when the cylinder index j = 4.

次に、ステップ312において、ECU40は、最大値Davmaxが所定値C以上であるか否かを判定する処理を実行する。最大値Davmaxが所定値C以上であるときには、処理がステップ314に進む。ステップ314では、ECU40は、異常フラグFimbにFimbj(現在は1番気筒が対象なのでj=1でありFimb1)を設定し、さらに処理がステップ316に進む。一方、ステップ312の判定結果が否定であった場合には、処理はステップ312から直接ステップ316に進む。   Next, in step 312, the ECU 40 executes processing for determining whether or not the maximum value Davmax is equal to or greater than a predetermined value C. When the maximum value Davmax is greater than or equal to the predetermined value C, the process proceeds to step 314. In step 314, the ECU 40 sets Fimbj (currently, the first cylinder is subject to j = 1 and Fimb 1) in the abnormality flag Fimb, and the process further proceeds to step 316. On the other hand, if the determination result of step 312 is negative, the process proceeds directly from step 312 to step 316.

次に、ステップ316において、ECU40は、気筒インデックスjの値が気筒数D異常であるか否かを判定する処理を実行する。本実施形態では4気筒なのでD=4である。現時点ではj=1なので、ステップ316の判定結果は否定となり、処理はステップ318に進んで気筒インデックスの値がインクリメントされた後、ステップ304以降の処理が再度実行される。j=2〜4の状態それぞれで上記ステップ304〜316の処理が実行されることにより、2〜4番気筒についてのA/Fインバランス異常検出ルーチンが同様に実行される。最終的にj=4の状態でステップ316の処理を迎えると、今回のルーチンが終了する。   Next, in step 316, the ECU 40 executes a process of determining whether or not the value of the cylinder index j is an abnormality in the number of cylinders D. In this embodiment, since there are four cylinders, D = 4. Since j = 1 at the present time, the determination result in step 316 is negative, and the process proceeds to step 318, where the value of the cylinder index is incremented, and then the processes after step 304 are executed again. By executing the processing of steps 304 to 316 in the respective states of j = 2 to 4, the A / F imbalance abnormality detection routine for the second to fourth cylinders is similarly executed. When the process of step 316 is finally reached with j = 4, the current routine ends.

なお、ここでは説明の簡単のためにDの値を気筒数と同じとしたが、本発明はこれに限られない。4つの気筒から任意に選択した2つの気筒の組み合わせの全て(1−2番気筒、1−3番気筒、1−4番気筒、2−3番気筒、2−4番気筒、3−4番気筒)について補正率気筒間差を計算するためには、3回のループを行えば足りるので、D=3を設定してもよい。   Here, for simplicity of explanation, the value of D is the same as the number of cylinders, but the present invention is not limited to this. All combinations of two cylinders arbitrarily selected from the four cylinders (1-2 cylinder, 1-3 cylinder, 1-4 cylinder, 2-3 cylinder, 2-4 cylinder, 3-4 cylinder) In order to calculate the correction rate difference between cylinders), it is sufficient to perform three loops, so D = 3 may be set.

以上説明した図9のルーチンによれば、ECU40が空燃比インバランス異常が発生していると判定する際に、下記の第1条件および第2条件を必要条件とすることができる。第1条件は、内燃機関10が有する複数の気筒のうち所定気筒の燃料噴射調整量が所定範囲の上限又は下限に達している状態が予め定めた回数(所定値B)だけ連続したことであり、この条件は図6〜図8のルーチンで取得したデータCffijを用いて図9のルーチンのステップ304で判定することができる。第2条件は、所定気筒の燃料噴射調整量と所定気筒以外の他の気筒の燃料噴射調整量との差分が所定値C以上であることであり、これは図9のルーチンのステップ312で判定することができる。   According to the routine of FIG. 9 described above, when the ECU 40 determines that an air-fuel ratio imbalance abnormality has occurred, the following first condition and second condition can be set as necessary conditions. The first condition is that a state in which the fuel injection adjustment amount of a predetermined cylinder among a plurality of cylinders of the internal combustion engine 10 reaches an upper limit or a lower limit of a predetermined range continues for a predetermined number of times (predetermined value B). This condition can be determined in step 304 of the routine of FIG. 9 using the data Cffij acquired by the routines of FIGS. The second condition is that the difference between the fuel injection adjustment amount of the predetermined cylinder and the fuel injection adjustment amount of other cylinders other than the predetermined cylinder is equal to or greater than the predetermined value C, which is determined in step 312 of the routine of FIG. can do.

図10を用いて、実施の形態にかかる共通供給系異常検出ルーチンを説明する。図10のルーチンは、全気筒でそれぞれ燃焼サイクルが終了するごとに実施され、例えば1番気筒が上死点を迎えるごとに実行されるものとする。   The common supply system abnormality detection routine according to the embodiment will be described with reference to FIG. The routine of FIG. 10 is executed every time the combustion cycle is completed in all the cylinders, and for example, is executed every time the first cylinder reaches the top dead center.

図10のルーチンでは、まず、ステップ301において、ECU40が、共通供給系異常検出を実行する条件が満たされているか否かを判定する処理を実行する。本実施の形態では、一例として、リーン空燃比でのフィードバック制御実行中であるか否かが判定される。この条件が成立していない場合には、今回のルーチンが終了する。   In the routine of FIG. 10, first, in step 301, the ECU 40 executes a process of determining whether or not a condition for executing the common supply system abnormality detection is satisfied. In the present embodiment, as an example, it is determined whether feedback control is being performed at a lean air-fuel ratio. If this condition is not satisfied, the current routine ends.

ステップ301の条件が成立している場合には、処理はステップ302に進む。ステップ302では、ECU40が、気筒インデックスjに1を設定する。一例として、本実施の形態では、内燃機関10が4気筒であり1、2、3、4の気筒順で処理が進むものとする。   If the condition of step 301 is satisfied, the process proceeds to step 302. In step 302, the ECU 40 sets 1 to the cylinder index j. As an example, in the present embodiment, it is assumed that the internal combustion engine 10 has four cylinders, and the processing proceeds in the order of cylinders 1, 2, 3, and 4.

次に処理はステップ320に進み、ECU40は、図6のステップ206でカウントされたカウンタ値Cffijが所定値E以上であるか否かを判定する処理を実行する。カウンタ値Cffijは、フィードバック制御による燃料噴射量補正率が所定範囲の上限または下限を保持し続けているサイクルの連続回数である。例えば10000サイクル目における1番気筒のカウンタ値Cff100001が予め定めた回数(つまり所定値B)に達した場合には、10000サイクル目の時点で1番気筒において共通供給系異常が発生している可能性が高い。そこで、ステップ320の判定結果が肯定であった場合には、ステップ322で仮検出フラグFsupjに1が設定される。一方、ステップ320の判定結果が否定であった場合には、ステップ324で仮検出フラグFsupjにゼロが設定される。仮検出フラグFsupjは、共通供給系異常の可能性が大きいことを示すフラグである。   Next, the process proceeds to step 320, and the ECU 40 executes a process of determining whether or not the counter value Cffij counted in step 206 of FIG. The counter value Cffij is the number of consecutive cycles in which the fuel injection amount correction rate by feedback control keeps the upper limit or lower limit of the predetermined range. For example, when the counter value Cff100001 of the first cylinder in the 10000th cycle reaches a predetermined number of times (that is, the predetermined value B), a common supply system abnormality may have occurred in the 1st cylinder at the time of the 10000th cycle. High nature. Therefore, if the determination result in step 320 is affirmative, 1 is set to the temporary detection flag Fsupj in step 322. On the other hand, if the determination result in step 320 is negative, zero is set to the temporary detection flag Fsupj in step 324. The temporary detection flag Fsupj is a flag indicating that there is a high possibility of a common supply system abnormality.

ステップ322で仮検出フラグに1が設定された場合には、続いて図9のフローチャートと同様のステップ310において、ECU40は、補正率気筒間差Davjjおよびその最大値Davmaxを計算する処理を実行する。   If 1 is set to the temporary detection flag in step 322, then in step 310 similar to the flowchart of FIG. 9, the ECU 40 executes a process of calculating the correction rate cylinder difference Davjj and its maximum value Davmax. .

次に、ステップ326において、ECU40は、最大値Davmaxが所定値F以下であるか否かを判定する処理を実行する。最大値Davmaxが所定値F以下であるときには、処理がステップ328に進む。一方、ステップ326の判定結果が否定であった場合には、処理はステップ326から直接ステップ316に進む。   Next, in step 326, the ECU 40 executes a process for determining whether or not the maximum value Davmax is equal to or less than a predetermined value F. When the maximum value Davmax is less than or equal to the predetermined value F, the process proceeds to step 328. On the other hand, if the determination result of step 326 is negative, the process proceeds directly from step 326 to step 316.

最大値Davmaxが所定値F以下であるということは、複数の気筒の燃料噴射量補正率のバラツキが所定値Fで決まる一定の範囲内に収まっている。ステップ320の判定結果が肯定され、かつステップ326の判定結果も肯定であった場合には、1つの気筒で燃料噴射量補正率が上限または下限の異常値を示し、かつ他の気筒についても平均的に燃料噴射量補正率が上限側または下限側に偏っている。この状態では、燃料噴射に関する異常が全ての気筒について平均的に発生していると結論付けることができる。   The maximum value Davmax being equal to or less than the predetermined value F means that the variation in the fuel injection amount correction rate of the plurality of cylinders is within a certain range determined by the predetermined value F. If the determination result in step 320 is affirmative and the determination result in step 326 is also affirmative, the fuel injection amount correction rate in one cylinder indicates an abnormal value of the upper limit or the lower limit, and the other cylinders are averaged. In particular, the fuel injection amount correction rate is biased toward the upper limit side or the lower limit side. In this state, it can be concluded that an abnormality relating to fuel injection occurs on average for all cylinders.

そこで、ステップ328では、ECU40は、「共通供給系異常」を意味する異常フラグFsupに、異常であることを示すFsupj(現在は1番気筒が対象なのでj=1でありFsup1)を設定し、さらに処理がステップ316に進む。「共通供給系」とは、内燃機関10が備える構成のうち、各気筒に燃料および空気を供給するために複数の気筒で共通に使用される構成である。「共通供給系」は、具体的にはフューエルポンプ、燃圧センサ、デリバリ、燃料配管、スロットルバルブ24、及びエアフロメータ44を含んでいる。「共通供給系」には、気筒毎に設けられた部品、具体的には気筒ごとに設けられた燃料噴射弁などは含まない。なお、「共通供給系」のうち、内燃機関10の複数の気筒に対して燃料を供給する機構の共通部分を、特に「共通燃料供給系」として異常検出対象としてもよい。「共通燃料供給系」は、フューエルポンプ、燃圧センサ、デリバリ、燃料配管を含み、内燃機関10の複数の気筒に対して燃料を供給する機構の共通部分である。異常フラグFsupに代えて、共通燃料供給系についての異常フラグであるFfuelをステップ328で使用してもよい。   Therefore, in step 328, the ECU 40 sets Fsupj indicating that there is an abnormality in the abnormality flag Fsup meaning “common supply system abnormality” (j = 1 and Fsup1 because the first cylinder is currently targeted) Further, the process proceeds to Step 316. The “common supply system” is a configuration that is commonly used by a plurality of cylinders in order to supply fuel and air to each cylinder among the configurations of the internal combustion engine 10. The “common supply system” specifically includes a fuel pump, a fuel pressure sensor, a delivery, a fuel pipe, a throttle valve 24, and an air flow meter 44. The “common supply system” does not include parts provided for each cylinder, specifically, fuel injection valves provided for each cylinder. Of the “common supply system”, a common part of a mechanism for supplying fuel to the plurality of cylinders of the internal combustion engine 10 may be an abnormality detection target, particularly as a “common fuel supply system”. The “common fuel supply system” includes a fuel pump, a fuel pressure sensor, a delivery, and fuel piping, and is a common part of a mechanism that supplies fuel to a plurality of cylinders of the internal combustion engine 10. Instead of the abnormality flag Fsup, Ffuel which is an abnormality flag for the common fuel supply system may be used in step 328.

次に、ステップ316において、ECU40は、気筒インデックスjの値が所定値D以上であるか否かを判定する処理を実行する。図10のルーチンでは、4気筒すべての組み合わせについて補正率気筒間差Davjjを計算するためには、D=3を設定しておけばよい。現時点ではj=1なので、ステップ316の判定結果は否定となり、処理はステップ318に進んで気筒インデックスの値がインクリメントされた後、ステップ320以降の処理が再度実行される。   Next, in step 316, the ECU 40 executes a process for determining whether or not the value of the cylinder index j is equal to or greater than a predetermined value D. In the routine of FIG. 10, in order to calculate the correction rate inter-cylinder difference Davjj for all four cylinders, D = 3 may be set. Since j = 1 at the present time, the determination result in step 316 is negative, and the process proceeds to step 318. After the cylinder index value is incremented, the processes after step 320 are executed again.

最終的にj=3の状態でステップ316の処理を迎えるまでに、4気筒すべての組み合わせについて補正率気筒間差Dav12、Dav13、Dav14、Dav23、Dav24、Dav34が計算される。それらの最大値がDavmaxに記憶され、ステップ326において所定値Fと比較され、その比較結果に応じてステップS328における異常フラグFsupの値が設定される。最終的には、ステップ320〜318の処理がループする間に少なくとも一度でもステップ328に処理が進み、異常フラグFsupに異常を示すFsupjが入力されたときには、図10のルーチン終了後、「共通供給系異常」が発生していると判定される。一方、ステップ320〜318の処理がループする間にステップ328に処理が進まなかった場合、つまりステップ326で一度も肯定(Yes)とならなかった場合には、異常フラグFsupはゼロのままとなり、共通供給系は正常であると判定される。その後、今回のルーチンが終了する。   The correction rate inter-cylinder differences Dav12, Dav13, Dav14, Dav23, Dav24, and Dav34 are calculated for all combinations of the four cylinders until the process of step 316 is finally reached in a state where j = 3. Those maximum values are stored in Davmax, compared with a predetermined value F in step 326, and the value of the abnormality flag Fsup in step S328 is set according to the comparison result. Eventually, the process proceeds to step 328 at least once while the processes of steps 320 to 318 are looped. When Fsupj indicating an abnormality is input to the abnormality flag Fsup, after the routine of FIG. It is determined that a “system abnormality” has occurred. On the other hand, if the process does not proceed to step 328 while the processes of steps 320 to 318 are looped, that is, if the result of step 326 is never affirmative (Yes), the abnormality flag Fsup remains zero, The common supply system is determined to be normal. Thereafter, the current routine ends.

以上説明した図10のルーチンによれば、ECU40が「共通供給系」に異常が発生していると判定する際に、下記の第3条件および第4条件を必要条件とすることができる。第3条件は、内燃機関10が有する複数の気筒のうち所定気筒の燃料噴射調整量が所定範囲の上限又は下限に達している状態が予め定めた回数(所定値B)だけ連続したことであり、この条件は図6〜図8のルーチンで取得したデータCffijを用いて図10のルーチンにおけるステップ320で判定することができる。第4条件は、所定気筒の燃料噴射調整量と所定気筒以外の他の気筒の燃料噴射調整量との差分が所定値Fよりも小さいことであり、これは図10のルーチンにおけるステップ312で判定することができる。   According to the routine of FIG. 10 described above, when the ECU 40 determines that an abnormality has occurred in the “common supply system”, the following third condition and fourth condition can be set as necessary conditions. The third condition is that the state in which the fuel injection adjustment amount of a predetermined cylinder among the plurality of cylinders of the internal combustion engine 10 reaches the upper limit or the lower limit of the predetermined range continues for a predetermined number of times (predetermined value B). This condition can be determined in step 320 in the routine of FIG. 10 using the data Cffij acquired in the routines of FIGS. The fourth condition is that the difference between the fuel injection adjustment amount of the predetermined cylinder and the fuel injection adjustment amount of other cylinders other than the predetermined cylinder is smaller than the predetermined value F, which is determined in step 312 in the routine of FIG. can do.

なお、上述した実施の形態においては、CA10が前記本発明における「所定クランク角度」に、目標SA−CA10が前記本発明における「目標値」に、目標SA−CA10と実SA−CA10との差が前記本発明における「差」に、それぞれ相当している。また、ECU40がクランク角センサ42を用いてクランク角度を検出することにより前記本発明における「クランク角判定手段」が実現されており、ECU40が筒内圧センサ30とクランク角センサ42とを用いて取得した燃焼期間中の筒内圧データを使用して燃焼質量割合を算出することにより前記本発明における「燃料質量割合算出手段」が実現されており、ECU40が燃焼質量割合の算出結果を利用してCA10を取得することにより前記本発明における「クランク角度取得手段」が実現されており、そして、ECU40が上記ステップ112〜116の処理を実行することにより前記本発明における「調整手段」が実現されており、ECU40が図5のルーチンのステップ114の処理を実行することで算出される「燃料噴射量補正率」が前記本発明における「燃料噴射調整量」に相当している。そして、図6〜図8のルーチンで取得したデータCffijを用いて図9のルーチンのステップ304の処理を実行するとともに、図9のルーチンのステップ312、314の処理を実行することにより、前記本発明における「第2判定手段」が実現されている。また、図6〜図8のルーチンで取得したデータCffijを用いて図9のルーチンのステップ304の処理を実行するとともに、図10のルーチンのステップ326、328の処理を実行することにより、前記本発明における「第1判定手段」が実現されている。   In the above-described embodiment, CA10 is the “predetermined crank angle” in the present invention, and the target SA-CA10 is the “target value” in the present invention, and the difference between the target SA-CA10 and the actual SA-CA10. Corresponds to the “difference” in the present invention. Further, the ECU 40 detects the crank angle using the crank angle sensor 42, thereby realizing the “crank angle determination means” in the present invention. The ECU 40 acquires the in-cylinder pressure sensor 30 and the crank angle sensor 42. The "fuel mass ratio calculating means" in the present invention is realized by calculating the combustion mass ratio using the in-cylinder pressure data during the combustion period, and the ECU 40 uses the calculation result of the combustion mass ratio to calculate the CA10. The “crank angle acquisition means” in the present invention is realized by acquiring the above, and the “adjustment means” in the present invention is realized by the ECU 40 executing the processing of steps 112 to 116 described above. The ECU 40 calculates the “fuel injection” by executing the process of step 114 of the routine of FIG. Correction factor "is equivalent to" fuel injection adjustment amount "in the present invention. 9 is executed using the data Cffij acquired in the routines of FIGS. 6 to 8, and the processing of steps 312 and 314 of the routine of FIG. The “second determination means” in the invention is realized. Further, the processing of step 304 of the routine of FIG. 9 is executed using the data Cffij acquired by the routines of FIGS. 6 to 8, and the processing of steps 326 and 328 of the routine of FIG. The “first determination means” in the invention is realized.

10 内燃機関
12 ピストン
14 燃焼室
16 吸気通路
18 排気通路
20 吸気弁
22 排気弁
24 スロットルバルブ
26 燃料噴射弁
28 点火プラグ
30 筒内圧センサ
40 ECU(Electronic Control Unit)
42 クランク角センサ
44 エアフローメータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Internal combustion engine 12 Piston 14 Combustion chamber 16 Intake passage 18 Exhaust passage 20 Intake valve 22 Exhaust valve 24 Throttle valve 26 Fuel injection valve 28 Spark plug 30 In-cylinder pressure sensor 40 ECU (Electronic Control Unit)
42 Crank angle sensor 44 Air flow meter

Claims (1)

内燃機関のクランク角度を検出するクランク角判定手段と、
燃焼質量割合を算出する燃料質量割合算出手段と、
燃焼質量割合が所定燃焼質量割合となる時の所定クランク角度を取得するクランク角度取得手段と、
点火時期から前記所定クランク角度までのクランク角期間もしくは当該クランク角期間の相関値と、前記クランク角期間もしくは前記相関値の目標値との差に基づいて燃料噴射調整量を算出することにより、燃料噴射量を調整する調整手段と、
を備え、
気筒内に空気および燃料を供給するために前記内燃機関が有する複数の気筒の間で共通使用される共通供給系の異常を判定する第1判定手段と、空燃比インバランス異常を判定する第2判定手段とのうち少なくとも一方の手段をさらに備え、
前記第1判定手段は、前記内燃機関が有する複数の気筒のうち所定気筒の前記燃料噴射調整量が所定範囲の上限又は下限に達しており、かつ前記所定気筒の前記燃料噴射調整量と前記所定気筒以外の他の気筒の前記燃料噴射調整量との差分が所定値以下であるときに、前記共通供給系に異常があると判定し、
前記第2判定手段は、前記内燃機関が有する複数の気筒のうち所定気筒の前記燃料噴射調整量が所定範囲の上限又は下限に達しており、かつ前記所定気筒の前記燃料噴射調整量と前記所定気筒以外の他の気筒の前記燃料噴射調整量との差分が所定値以上であるときに空燃比インバランス異常が発生していると判定することを特徴とする内燃機関の異常検出装置。
Crank angle determining means for detecting the crank angle of the internal combustion engine;
A fuel mass ratio calculating means for calculating a combustion mass ratio;
Crank angle acquisition means for acquiring a predetermined crank angle when the combustion mass ratio becomes a predetermined combustion mass ratio;
By calculating the fuel injection adjustment amount based on the difference between the crank angle period from the ignition timing to the predetermined crank angle or the correlation value of the crank angle period and the target value of the crank angle period or the correlation value, Adjusting means for adjusting the injection amount;
With
First determination means for determining abnormality of a common supply system that is commonly used among a plurality of cylinders of the internal combustion engine for supplying air and fuel into the cylinder, and second for determining abnormality of the air-fuel ratio imbalance It further comprises at least one means among the judging means,
The first determination means includes a fuel injection adjustment amount of a predetermined cylinder among a plurality of cylinders of the internal combustion engine that has reached an upper limit or a lower limit of a predetermined range, and the fuel injection adjustment amount of the predetermined cylinder and the predetermined cylinder When the difference between the fuel injection adjustment amount of other cylinders other than the cylinder is a predetermined value or less, it is determined that there is an abnormality in the common supply system,
The second determination means is configured such that the fuel injection adjustment amount of a predetermined cylinder among the plurality of cylinders of the internal combustion engine reaches an upper limit or a lower limit of a predetermined range, and the fuel injection adjustment amount of the predetermined cylinder and the predetermined cylinder An abnormality detection apparatus for an internal combustion engine, wherein it is determined that an air-fuel ratio imbalance abnormality has occurred when a difference from the fuel injection adjustment amount of a cylinder other than the cylinder is equal to or greater than a predetermined value.
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