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JP5459236B2 - In-cylinder pressure sensor abnormality detection device - Google Patents
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JP5459236B2 - In-cylinder pressure sensor abnormality detection device - Google Patents

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Description

この発明は筒内圧センサ異常検出装置に関する。更に具体的には、内燃機関の気筒ごとに設置された筒内圧センサの異常検出装置に関するものである。   The present invention relates to an in-cylinder pressure sensor abnormality detection device. More specifically, the present invention relates to an abnormality detection device for an in-cylinder pressure sensor installed for each cylinder of an internal combustion engine.

特許文献1には、内燃機関の複数の気筒ごとに設置された筒内圧センサの出力に基づいて気筒ごとの空燃比を検出し、気筒間で、空燃比にばらつきがなくなるように燃料噴射量を制御することが開示されている。   In Patent Document 1, the air-fuel ratio for each cylinder is detected based on the output of an in-cylinder pressure sensor installed for each of a plurality of cylinders of the internal combustion engine, and the fuel injection amount is set so that the air-fuel ratio does not vary among the cylinders. Control is disclosed.

特開2007−211707号公報JP 2007-2111707 A 特開2006−336581号公報JP 2006-336581 A 特開2009−203880号公報JP 2009-203880 A 特開2009−203381号公報JP 2009-203381 A 特開2007−315193号公報JP 2007-315193 A

上記特許文献1の技術の構成では、内燃機関の気筒それぞれに設置された筒内圧センサの出力に基づき、空燃比のばらつきがなくなるよう制御が行われる。しかし、筒内圧センサは、各気筒の燃焼室という過酷な環境下におかれているため、温度の影響や経時変化により、その特性が変化しやすい。ある気筒の筒内圧センサの特性が大きく変化している場合、その筒内圧センサの出力に基づいて、気筒間の空燃比ばらつきを抑えるよう制御しても、結果的にばらつきを抑制することができないこととなる。   In the configuration of the technique disclosed in Patent Document 1, control is performed so as to eliminate variations in the air-fuel ratio based on the output of the in-cylinder pressure sensor installed in each cylinder of the internal combustion engine. However, since the in-cylinder pressure sensor is placed in a harsh environment such as a combustion chamber of each cylinder, the characteristics of the in-cylinder pressure sensor are likely to change due to the influence of temperature and changes over time. When the characteristics of the in-cylinder pressure sensor of a certain cylinder have changed greatly, even if control is performed to suppress variation in the air-fuel ratio between the cylinders based on the output of the in-cylinder pressure sensor, the variation cannot be suppressed as a result. It will be.

従って、筒内圧センサを用いた制御においては、筒内圧センサの異常の有無を判定することが望まれる。筒内圧センサの異常の有無は、気筒間の空燃比が一定であることが保障されたような状態であれば、筒内圧センサの出力を比較することで容易に判定することができる。しかし気筒間の空燃比にばらつきが生じているような環境下では、筒内圧センサの出力に生じるばらつきが、筒内圧センサの異常によるものか、気筒間のばらつき等、他の要因によるものか判別できず、筒内圧センサの異常検出は困難となる。   Therefore, in the control using the in-cylinder pressure sensor, it is desired to determine whether the in-cylinder pressure sensor is abnormal. The presence or absence of abnormality of the in-cylinder pressure sensor can be easily determined by comparing the outputs of the in-cylinder pressure sensor if it is ensured that the air-fuel ratio between the cylinders is constant. However, in an environment where there is variation in the air-fuel ratio between cylinders, it is determined whether the variation in the output of the in-cylinder pressure sensor is due to abnormalities in the in-cylinder pressure sensor or due to other factors such as variations between cylinders. Therefore, it is difficult to detect abnormality of the in-cylinder pressure sensor.

この発明は上記課題を解決することを目的とし、気筒間の空燃比のばらつきの有無に関わらず、筒内圧センサの異常検出を行なうことができる異常検出装置を提供するものである。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an abnormality detection device capable of detecting an abnormality of an in-cylinder pressure sensor regardless of the presence or absence of variation in air-fuel ratio between cylinders.

第1の発明は、上記の目的を達成するため、筒内圧センサの異常検出装置であって、
内燃機関の複数の気筒それぞれに設置された筒内圧センサの出力に応じて検出される第1空燃比に基づき、前記複数の気筒間で空燃比にばらつきが生じているか否かを判別する第1判別手段と、
前記内燃機関の排気経路に配置された空燃比センサの出力に応じて検出される第2空燃比に基づき、前記複数の気筒間で空燃比にばらつきが生じているか否かを判別する第2判別手段と、
前記第1判別手段による判別結果と前記第2判別手段による判別結果とが、一致しない場合に、前記筒内圧センサの出力に基づく空燃比制御を行う空燃比制御手段と、
前記空燃比制御手段による前記空燃比制御後の前記第2空燃比に応じて、前記複数の気筒間のばらつきの有無を判別する第3判別手段と、
前記第3判別手段により、前記複数の気筒間にばらつきが有ると判別された場合に、前記筒内圧センサを異常と判定する異常判定手段と、
を備える。
In order to achieve the above object, a first invention is an in-cylinder pressure sensor abnormality detection device comprising:
First determining whether or not the air-fuel ratio varies among the plurality of cylinders based on a first air-fuel ratio detected according to the output of an in-cylinder pressure sensor installed in each of the plurality of cylinders of the internal combustion engine. Discrimination means;
Second discrimination for discriminating whether or not the air-fuel ratio varies among the plurality of cylinders based on a second air-fuel ratio detected according to an output of an air-fuel ratio sensor disposed in an exhaust path of the internal combustion engine Means,
An air-fuel ratio control means for performing air-fuel ratio control based on the output of the in-cylinder pressure sensor when the determination result by the first determination means and the determination result by the second determination means do not match;
Third discriminating means for discriminating whether or not there is variation among the plurality of cylinders according to the second air-fuel ratio after the air-fuel ratio control by the air-fuel ratio control means;
An abnormality determining unit that determines that the in-cylinder pressure sensor is abnormal when the third determining unit determines that there is variation among the plurality of cylinders;
Is provided.

第2の発明は、第1の発明において、前記第1判別手段によりばらつきが生じていると判別され、前記第2判別手段によりばらつきが生じていないと判別された場合に、空燃比、発熱量、及び最大筒内圧のうちいずれかのパラメータの値が他の気筒と異なっている特定気筒を特定する気筒特定手段を、更に備え、
前記空燃比制御手段は、前記筒内圧センサの出力に基づいて、前記特定気筒の前記パラメータの値と、前記他の気筒の前記パラメータの値との差が所定範囲内となるように制御し、
前記異常判定手段は、前記第3判別手段によりばらつきが有ると判別された場合に、前記筒内圧センサの異常と判定する。
According to a second aspect, in the first aspect, when it is determined that there is a variation by the first determination unit, and it is determined that there is no variation by the second determination unit, the air-fuel ratio, the heat generation amount And cylinder specifying means for specifying a specific cylinder in which the value of any parameter of the maximum in-cylinder pressure is different from other cylinders,
The air-fuel ratio control means controls based on the output of the in-cylinder pressure sensor so that the difference between the parameter value of the specific cylinder and the parameter value of the other cylinder is within a predetermined range,
The abnormality determining means determines that the in-cylinder pressure sensor is abnormal when the third determining means determines that there is a variation.

第3の発明は、第1又は第2の発明において、
前記空燃比制御手段は、前記第1判別手段によりばらつきが生じていないと判別され、前記第2判別手段によりばらつきが生じていると判別された場合に、前記複数の気筒それぞれの第1空燃比の変化量が一定となるように、前記複数の気筒それぞれの空燃比を制御し、
前記3判別手段は、前記空燃比制御手段による空燃比制御の結果生じた前記第2空燃比の変化量の、前記複数の気筒間のばらつきの有無を判別し、
異常判定手段は、前記第3判別手段により、前記変化量にばらつきがあると判別された場合に、前記筒内圧センサの異常と判定する。
According to a third invention, in the first or second invention,
The air-fuel ratio control means determines that there is no variation by the first determination means, and when it is determined by the second determination means that variation has occurred, the first air-fuel ratio of each of the plurality of cylinders The air-fuel ratio of each of the plurality of cylinders is controlled so that the change amount of
The three determining means determines whether or not there is a variation among the plurality of cylinders in the amount of change in the second air-fuel ratio that has occurred as a result of the air-fuel ratio control by the air-fuel ratio control means,
The abnormality determining means determines that the in-cylinder pressure sensor is abnormal when the third determining means determines that the change amount varies.

第4の発明は、第1から第3のいずれかの発明において、前記第1判別手段の判別結果と前記第2判別手段の判別結果、又は、前記第1判別手段の判別結果と前記第2判別手段の判別結果と前記第3判別手段の判別結果とに応じて、前記複数の気筒間に、実際に、空燃比のばらつきが生じているか否かを判別するインバランス判別手段を、更に備える。   According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions, the discrimination result of the first discrimination means and the discrimination result of the second discrimination means, or the discrimination result of the first discrimination means and the second Imbalance determining means for determining whether or not the air-fuel ratio actually varies among the plurality of cylinders according to the determination result of the determining means and the determination result of the third determining means is further provided. .

第5の発明は、筒内圧センサの異常検出装置であって、
内燃機関の複数の気筒それぞれに配置された筒内圧センサの出力に応じて検出される空燃比の、前記気筒ごとの変化量が一定となるように、前記筒内圧センサの出力に基づき空燃比を制御する空燃比制御手段と、
前記内燃機関の排気経路に配置された空燃比センサの出力に応じて検出される空燃比の、前記空燃比制御手段による空燃比制御の前後での変化量を、前記気筒ごとに検出する空燃比変化量検出手段と、
前記空燃比の変化量に、前記気筒間でばらつきがあるか否かを判別する判別手段と、
前記変化量にばらつきがあると認められた場合に、前記筒内圧センサの異常と判定する異常判定手段と、
を備える。
A fifth invention is an abnormality detection device for an in-cylinder pressure sensor,
The air-fuel ratio is adjusted based on the output of the in-cylinder pressure sensor so that the amount of change for each cylinder of the air-fuel ratio detected according to the output of the in-cylinder pressure sensor disposed in each of the plurality of cylinders of the internal combustion engine is constant. Air-fuel ratio control means to control;
An air-fuel ratio for detecting, for each cylinder, an amount of change in the air-fuel ratio detected in accordance with the output of an air-fuel ratio sensor disposed in the exhaust path of the internal combustion engine before and after the air-fuel ratio control by the air-fuel ratio control means. Change amount detection means;
A discriminating means for discriminating whether or not the amount of change in the air-fuel ratio varies among the cylinders;
An abnormality determining means for determining that the in-cylinder pressure sensor is abnormal when it is recognized that the amount of change varies.
Is provided.

第1の発明によれば、筒内圧センサの出力に応じた気筒間の空燃比のばらつき判定と、空燃比センサの出力に応じた気筒間の空燃比のばらつき判定との判定結果に差が生じた場合、筒内圧センサ出力に応じた空燃比制御を行った後で、空燃比センサ出力に生じた空燃比のばらつきの有無を検出し、これにより筒内圧センサの異常の判定が行われる。従って、気筒間の空燃比に実際にばらつきが生じているか否かに関わらず、筒内圧センサの異常を高い精度で検出することができる。   According to the first aspect of the invention, there is a difference between the determination results of the air-fuel ratio variation determination between the cylinders according to the output of the in-cylinder pressure sensor and the air-fuel ratio variation determination between the cylinders according to the output of the air-fuel ratio sensor. In this case, after performing the air-fuel ratio control in accordance with the in-cylinder pressure sensor output, the presence or absence of variation in the air-fuel ratio generated in the air-fuel ratio sensor output is detected, thereby determining whether the in-cylinder pressure sensor is abnormal. Therefore, it is possible to detect the abnormality of the in-cylinder pressure sensor with high accuracy regardless of whether or not the air-fuel ratio between the cylinders actually varies.

第2の発明によれば、筒内圧センサの出力に応じた空燃比にばらつきがあるとされる場合に、気筒間の所定のパラメータ値が比較され、このパラメータ値が気筒間で一致するように制御される。この制御により、気筒間の空燃比にばらつきを生じさせる得る要因を排除することができ、高い精度で筒内圧センサの異常を検出することができる。   According to the second invention, when it is assumed that the air-fuel ratio varies according to the output of the in-cylinder pressure sensor, the predetermined parameter values between the cylinders are compared, and the parameter values are matched between the cylinders. Be controlled. By this control, it is possible to eliminate a factor that may cause variation in the air-fuel ratio between the cylinders, and it is possible to detect abnormality of the in-cylinder pressure sensor with high accuracy.

第3の発明によれば、空燃比センサの出力に応じた空燃比にばらつきがあると判別された場合に、筒内圧センサの出力に応じた空燃比の変化量が一定となるようにして、筒内圧センサの出力に基づく空燃比制御が行われる。これにより、気筒間の空燃比にばらつきを生じさせうる要因を排除して、高い精度で筒内圧センサの異常を高い精度で検出することができる。   According to the third invention, when it is determined that the air-fuel ratio according to the output of the air-fuel ratio sensor has a variation, the change amount of the air-fuel ratio according to the output of the in-cylinder pressure sensor is made constant, Air-fuel ratio control based on the output of the in-cylinder pressure sensor is performed. As a result, it is possible to detect the abnormality of the in-cylinder pressure sensor with high accuracy by eliminating factors that may cause variation in the air-fuel ratio between the cylinders.

第4の発明によれば、筒内圧センサの異常の有無に関わらず、気筒間に実際にばらつきが生じているか否かを判定することができる。   According to the fourth invention, it is possible to determine whether or not there is actually a variation between the cylinders regardless of whether or not the in-cylinder pressure sensor is abnormal.

第5の発明によれば、筒内圧センサの出力に応じた空燃比の変化量が一定となるようにして、筒内圧センサの出力に基づく空燃比制御が行われる。これにより、気筒間の空燃比にばらつきを生じさせうる要因が重なっている場合にも、他の要因を排除して、高い精度で筒内圧センサの異常を高い精度で検出することができる。   According to the fifth aspect of the invention, the air-fuel ratio control based on the output of the in-cylinder pressure sensor is performed so that the change amount of the air-fuel ratio according to the output of the in-cylinder pressure sensor becomes constant. As a result, even when factors that may cause variation in the air-fuel ratio between cylinders overlap, it is possible to eliminate other factors and detect an abnormality of the in-cylinder pressure sensor with high accuracy.

本発明の実施の形態1におけるシステムの全体構成について説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the whole structure of the system in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1において制御装置が実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the control routine which a control apparatus performs in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2において制御装置が実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the control routine which a control apparatus performs in Embodiment 2 of this invention.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一または相当する部分には同一符号を付してその説明を簡略化ないし省略する。
実施の形態1.
[実施の形態1のシステム構成]
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified or omitted.
Embodiment 1 FIG.
[System Configuration of Embodiment 1]

図1は、本発明の実施の形態1のシステム構成を説明するための図である。図1に示すように、本実施形態のシステムは、車両の動力源として用いられる内燃機関2を備えている。   FIG. 1 is a diagram for explaining a system configuration according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the system of this embodiment includes an internal combustion engine 2 used as a power source for a vehicle.

内燃機関2は複数の気筒4を有しており、図1には、そのうちの一つの気筒の断面が示されている。各気筒4にはピストン6が配置されている。ピストン6は、クランク機構を介してクランクシャフトと接続されている。クランクシャフトの近傍には、クランク角センサ8が設けられている。クランク角センサ8は、クランクシャフトの回転角度に応じた出力を発するセンサである。また、内燃機関2には水温センサ10が設けられている。水温センサ10は、内燃機関2を循環する冷却水の温度に応じた出力を発するセンサである。   The internal combustion engine 2 has a plurality of cylinders 4, and FIG. 1 shows a cross section of one of the cylinders. Each cylinder 4 is provided with a piston 6. The piston 6 is connected to the crankshaft via a crank mechanism. A crank angle sensor 8 is provided in the vicinity of the crankshaft. The crank angle sensor 8 is a sensor that generates an output corresponding to the rotation angle of the crankshaft. The internal combustion engine 2 is provided with a water temperature sensor 10. The water temperature sensor 10 is a sensor that emits an output corresponding to the temperature of the cooling water circulating in the internal combustion engine 2.

気筒4それぞれには、気筒4の燃焼室内に燃料を噴射するインジェクタ12と、燃焼室内の混合気に点火する点火プラグ14と筒内圧センサ16とが設けられている。筒内圧センサ16は、燃焼室内の圧力(筒内圧)に応じた出力を発するセンサであり、ここでは、CPS(Combustion Pressure Sensor)が用いられる。   Each cylinder 4 is provided with an injector 12 for injecting fuel into the combustion chamber of the cylinder 4, an ignition plug 14 for igniting an air-fuel mixture in the combustion chamber, and an in-cylinder pressure sensor 16. The in-cylinder pressure sensor 16 is a sensor that generates an output corresponding to the pressure in the combustion chamber (in-cylinder pressure), and here, a CPS (Combustion Pressure Sensor) is used.

各気筒4には、吸気ポートと燃焼室との間を開閉する吸気バルブ18と、排気ポートと燃焼室との間を開閉する排気バルブ20とが設けられている。各気筒4の吸気ポートには吸気通路22が連通している。吸気通路22には吸入空気量を検出するエアフロメータ24が配置されている。エアフロメータ24の上流には、スロットルバルブ26が配置されている。スロットルバルブ26は、スロットルモータによって開閉駆動される電子制御式スロットルバルブである。   Each cylinder 4 is provided with an intake valve 18 that opens and closes between the intake port and the combustion chamber, and an exhaust valve 20 that opens and closes between the exhaust port and the combustion chamber. An intake passage 22 communicates with the intake port of each cylinder 4. An air flow meter 24 for detecting the intake air amount is disposed in the intake passage 22. A throttle valve 26 is disposed upstream of the air flow meter 24. The throttle valve 26 is an electronically controlled throttle valve that is opened and closed by a throttle motor.

各気筒の排気ポートには排気経路30が連通している。排気経路30の合流部の下流には、排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサ32が取り付けられている。空燃比センサ32の下流の排気経路30には、排気ガスを浄化するためのS/C触媒34とU/F触媒36とが設置されている。   An exhaust path 30 communicates with the exhaust port of each cylinder. An air-fuel ratio sensor 32 that detects the air-fuel ratio of the exhaust gas is attached downstream of the joining portion of the exhaust path 30. In the exhaust passage 30 downstream of the air-fuel ratio sensor 32, an S / C catalyst 34 and a U / F catalyst 36 for purifying exhaust gas are installed.

本実施の形態1のシステムは制御装置40を備えている。制御装置40の入力側には、筒内圧センサ16、クランク角センサ8、水温センサ10、エアフロメータ24、スロットルポジションセンサ、空燃比センサ32等の他、各種センサが接続されている。また、制御装置40の出力側には、前述のインジェクタ12、点火プラグ14、スロットルモータ等の他、各種アクチュエータが接続されている。制御装置40は、各種センサからの入力情報に基づいて所定のプログラムを実行し、各種アクチュエータを作動させることにより、内燃機関2の運転状態を制御する。   The system according to the first embodiment includes a control device 40. In addition to the in-cylinder pressure sensor 16, the crank angle sensor 8, the water temperature sensor 10, the air flow meter 24, the throttle position sensor, the air-fuel ratio sensor 32, and the like, various sensors are connected to the input side of the control device 40. Various actuators are connected to the output side of the control device 40 in addition to the above-described injector 12, spark plug 14, throttle motor, and the like. The control device 40 executes a predetermined program based on input information from various sensors and operates various actuators to control the operating state of the internal combustion engine 2.

[実施の形態1の特徴的な制御]
本実施の形態1において制御装置としてのECU40が実行する制御には、筒内圧センサ16の出力に基づく第1空燃比(以下、「CPS_A/F」とも称するする)の検出、空燃比センサ32の出力に基づく第2空燃比(以下、「AFS_A/F」とも称する)の検出を含む、筒内圧センサ16の異常検出のための制御が含まれる。
[Characteristic control of the first embodiment]
In the control executed by the ECU 40 as the control device in the first embodiment, detection of the first air-fuel ratio (hereinafter also referred to as “CPS_A / F”) based on the output of the in-cylinder pressure sensor 16, Control for detecting an abnormality of the in-cylinder pressure sensor 16 including detection of a second air-fuel ratio (hereinafter also referred to as “AFS_A / F”) based on the output is included.

具体的に、各気筒に設置された筒内圧センサ16は、その気筒の筒内圧に応じた出力を発する。制御装置40は、筒内圧センサ16の出力に応じて現在の筒内圧を求め、筒内圧と、点火時期と、各種センサからの出力に応じて求められる吸入空気量、現時点の燃焼室の容積、吸気温等とから、気筒ごとに第1空燃比CPS_A/Fを算出する。   Specifically, the in-cylinder pressure sensor 16 installed in each cylinder generates an output corresponding to the in-cylinder pressure of the cylinder. The control device 40 obtains the current in-cylinder pressure according to the output of the in-cylinder pressure sensor 16, and the in-cylinder pressure, the ignition timing, the intake air amount obtained according to the outputs from the various sensors, the current volume of the combustion chamber, The first air-fuel ratio CPS_A / F is calculated for each cylinder from the intake air temperature and the like.

一方、排気経路30に設置された空燃比センサ32は、排気経路30内の空燃比に応じた出力を発する。制御装置40は、クランク角センサ8の出力や、空燃比センサ32の出力に基づき排気ガスモデル等を用いて、気筒ごとの第2空燃比AFS_A/Fを算出する。   On the other hand, the air-fuel ratio sensor 32 installed in the exhaust path 30 emits an output corresponding to the air-fuel ratio in the exhaust path 30. The control device 40 calculates the second air-fuel ratio AFS_A / F for each cylinder using an exhaust gas model or the like based on the output of the crank angle sensor 8 or the output of the air-fuel ratio sensor 32.

ここで、気筒の吸気系・動弁系の経年変化や、インジェクタ12の経時劣化等などにより、気筒間で吸入空気量や燃料噴射量が目標量とずれる場合がある。この場合、全気筒が同じ空燃比となるように制御されていても、気筒間に空燃比のばらつき(以下、「空燃比インバランス」とも称する)が生じることがある。   Here, the intake air amount and the fuel injection amount may deviate from the target amounts between the cylinders due to aging of the intake system / valve system of the cylinders, deterioration of the injector 12 over time, and the like. In this case, even when all the cylinders are controlled to have the same air-fuel ratio, variations in the air-fuel ratio among the cylinders (hereinafter also referred to as “air-fuel ratio imbalance”) may occur.

また、特に筒内圧センサ16は、気筒の燃焼室という過酷な環境下に置かれているため、温度の影響、経年変化等により、その特性が変化し例えばゲイン異常などを生じる場合がある。筒内圧センサ16は、気筒ごとに配置されるものであるため、ある筒内圧センサ16に異常が生じた場合、その気筒のCPS_A/Fが他の気筒のCPS_A/Fとは異なることとなる。その結果、例え気筒間に実際には空燃比インバランスが生じていなくても、空燃比インバランス有りと検出される事態が生じ得る。   In particular, since the in-cylinder pressure sensor 16 is placed in a harsh environment such as a combustion chamber of a cylinder, its characteristics may change due to the influence of temperature, aging, etc., and for example, a gain abnormality may occur. Since the in-cylinder pressure sensor 16 is arranged for each cylinder, when an abnormality occurs in a certain in-cylinder pressure sensor 16, the CPS_A / F of that cylinder is different from the CPS_A / F of other cylinders. As a result, even if the air-fuel ratio imbalance does not actually occur between the cylinders, a situation where it is detected that there is an air-fuel ratio imbalance may occur.

そこで、本実施の形態1において、制御装置40は、検出された空燃比インバランスが、実際に生じている気筒間の空燃比のばらつきによるものであるのか、あるいは、筒内圧センサ16等の特性変化によるものかを区別して、空燃比インバランスの有無及び筒内圧センサ16の異常の有無を検出する。   Therefore, in the first embodiment, the control device 40 determines whether the detected air-fuel ratio imbalance is due to the actually occurring variation in the air-fuel ratio between the cylinders or the characteristics of the in-cylinder pressure sensor 16 and the like. The presence or absence of air-fuel ratio imbalance and the presence or absence of abnormality of the in-cylinder pressure sensor 16 are detected by distinguishing whether the change is due to a change.

具体的には、まず、気筒ごとの筒内圧センサ16の出力に基づき、気筒ごとの第1空燃比CPS_A/Fを検出し、これを比較する。その結果、各気筒のCPS_A/Fに所定以上の差があれば空燃比インバランス有りとされ、差が認められない場合には空燃比インバランス無しとされる。なお、簡便のため、以下、この筒内圧センサ16の出力に基づくインバランス有無の判定手法を「CPS法」とも称することとする。   Specifically, first, based on the output of the in-cylinder pressure sensor 16 for each cylinder, the first air-fuel ratio CPS_A / F for each cylinder is detected and compared. As a result, if there is a predetermined difference or more in the CPS_A / F of each cylinder, the air-fuel ratio imbalance is present, and if no difference is recognized, the air-fuel ratio imbalance is absent. For the sake of simplicity, hereinafter, this imbalance determination method based on the output of the in-cylinder pressure sensor 16 will also be referred to as a “CPS method”.

また排気経路30に設置された空燃比センサ32の出力に基づき、気筒ごとの第2空燃比AFS_A/Fを検出し、これを比較する。各気筒のAFS_A/Fに所定以上の差があれば、空燃比インバランス有りとされ、差が認められない場合には空燃比インバランス無しとされる。なお、以下、この空燃比センサ32の出力に基づくインバランス有無の判定手法を「AFS法」とも称することとする。   Further, the second air-fuel ratio AFS_A / F for each cylinder is detected based on the output of the air-fuel ratio sensor 32 installed in the exhaust passage 30 and compared. If there is a predetermined difference or more in the AFS_A / F of each cylinder, the air-fuel ratio imbalance is present, and if no difference is recognized, the air-fuel ratio imbalance is absent. Hereinafter, this imbalance determination method based on the output of the air-fuel ratio sensor 32 is also referred to as an “AFS method”.

制御装置40は、CPS法とAFS法との両方の判定結果を比較し、更に、両者の結果が異なる場合には、更に、筒内圧センサ16の異常の有無の確認のための制御を実行する。   The control device 40 compares the determination results of both the CPS method and the AFS method, and if the two results are different, further executes control for confirming whether the in-cylinder pressure sensor 16 is abnormal. .

より具体的には、下記(1)〜(4)のように、空燃比インバランスの有無と、筒内圧センサ16の異常の有無の判定のための制御が行われる。   More specifically, as described in (1) to (4) below, control is performed for determining whether or not there is an air-fuel ratio imbalance and whether or not the in-cylinder pressure sensor 16 is abnormal.

(1)CPS法でインバランス有り、AFS法でインバランス有りの場合
この場合には、実際に気筒間に生じている空燃比インバランスが、CPS法、AFS法の両手法により正しく検出されたものと考えられる。従って、空燃比インバランスは有りと判定される。また、筒内圧センサ16の出力に基づく判定は正常であり、筒内圧センサ16は正常と判定される。
(1) When the CPS method is imbalanced and the AFS method is imbalanced In this case, the air-fuel ratio imbalance that actually occurs between the cylinders is correctly detected by both the CPS method and the AFS method. It is considered a thing. Therefore, it is determined that there is an air-fuel ratio imbalance. The determination based on the output of the in-cylinder pressure sensor 16 is normal, and the in-cylinder pressure sensor 16 is determined to be normal.

(2)CPS法でインバランス有り、AFS法でインバランス無しの場合
CPS法、AFS法による判定が異なる原因として、以下2つのケースが考えられる。
(イ)空燃比インバランスは無く、筒内圧センサ16は異常。即ち、気筒ごとのCPS_A/Fのばらつきは筒内圧センサ16の異常によるものであり、AFS法の判定が正しい。
(ロ)空燃比インバランスは有り、筒内圧センサ16は正常。筒内圧センサ16により実際に生じている気筒間のインバランスが正しく検出されている。AFS法でのインバランス無しの判定は、空燃比センサ32の単発的なエラー等によるものである。
(2) In the case of imbalance in the CPS method and no imbalance in the AFS method The following two cases can be considered as the causes of different judgments by the CPS method and the AFS method.
(A) There is no air-fuel ratio imbalance, and the cylinder pressure sensor 16 is abnormal. That is, the variation in CPS_A / F for each cylinder is due to the abnormality of the in-cylinder pressure sensor 16, and the determination by the AFS method is correct.
(B) There is an air-fuel ratio imbalance, and the cylinder pressure sensor 16 is normal. The in-cylinder imbalance actually generated by the in-cylinder pressure sensor 16 is correctly detected. The determination of no imbalance in the AFS method is based on a single error of the air-fuel ratio sensor 32 or the like.

制御装置40は、上記(2)のケースにおいて、CFS法と、AFS法による判定が異なっている原因が、上記(イ)、(ロ)のいずれのケースかを判定し筒内圧センサ16の異常の有無を確認するため、下記の制御を行う。   The control device 40 determines whether the difference between the CFS method and the AFS method in the case (2) is the case (A) or (B) above, and the in-cylinder pressure sensor 16 is abnormal. In order to confirm the presence or absence of the following, the following control is performed.

まず、気筒間でCPS_A/Fに気筒間のばらつきが無くなるように、筒内圧センサ16の出力に基づいた空燃比フィードバック制御を行なう。CPS_A/Fのばらつきが検出されなくなった状態で、次に、気筒ごとにAFS_A/Fを検出し、これを比較する。   First, air-fuel ratio feedback control based on the output of the in-cylinder pressure sensor 16 is performed so that CPS_A / F does not vary among cylinders. In a state where the variation in CPS_A / F is not detected, AFS_A / F is detected for each cylinder and compared.

その結果、AFS_A/Fにばらつきが生じていなければ、筒内圧センサ16の出力に基づく空燃比制御により気筒間のばらつきが解消されたと考えられる。従って(ロ)のケース、即ち、筒内圧センサ16は正常であり、最初のAFS_A/Fによるインバランス無しの判定は、空燃比センサ32のノイズなど単発エラーと考えられる。この場合、空燃比インバランス有りと判定され、筒内圧センサ16に異常なしと判定される。   As a result, if there is no variation in AFS_A / F, it is considered that the variation among the cylinders has been eliminated by the air-fuel ratio control based on the output of the in-cylinder pressure sensor 16. Therefore, the case (b), that is, the in-cylinder pressure sensor 16 is normal, and the determination of no imbalance by the first AFS_A / F is considered as a single error such as noise of the air-fuel ratio sensor 32. In this case, it is determined that there is an air-fuel ratio imbalance, and it is determined that there is no abnormality in the in-cylinder pressure sensor 16.

一方、CPS_A/Fに基づく空燃比制御を行なって空燃比インバランスが除去されても、依然として気筒ごとのAFS_A/Fにはばらつきが認められる場合、筒内圧センサ16の出力に基づく制御では空燃比インバランスが除去できていないと考えられる。従って(イ)のケース、即ち、気筒間のCPS_A/Fのばらつきは、実際に生じている空燃比インバランスによるものではなく、筒内圧センサ16の異常のよるものであると判断される。従って、この場合、空燃比インバランスは無しと判定され、筒内圧センサ16は異常有りと判定される。   On the other hand, even if air-fuel ratio imbalance is removed by performing air-fuel ratio control based on CPS_A / F, if variation is still recognized in AFS_A / F for each cylinder, air-fuel ratio is not controlled in control based on the output of in-cylinder pressure sensor 16. It seems that the imbalance has not been removed. Therefore, it is determined that the variation in CPS_A / F between the cylinders (i), that is, the abnormality of the in-cylinder pressure sensor 16 is not caused by the actual air-fuel ratio imbalance. Accordingly, in this case, it is determined that there is no air-fuel ratio imbalance, and the in-cylinder pressure sensor 16 is determined to be abnormal.

(3)CPS法でインバランス無し、AFS法でインバランス有りの場合
CPS法、AFS法による判定が異なる原因として、以下2つのケースが考えられる。
(ハ)空燃比インバランスは有り、筒内圧センサ16は異常。
(ニ)空燃比インバランスは無く、筒内圧センサ16は正常。AFS法での判定は空燃比センサ32の単発的なエラー等によるもの。
制御装置40は、上記(ハ)、(ニ)のいずれのケースかを判定し、筒内圧センサ16の異常の有無を確認するため下記の制御を行う。
(3) When there is no imbalance by the CPS method and when there is an imbalance by the AFS method The following two cases can be considered as the causes of different judgments by the CPS method and the AFS method.
(C) There is an air-fuel ratio imbalance, and the cylinder pressure sensor 16 is abnormal.
(D) There is no air-fuel ratio imbalance, and the cylinder pressure sensor 16 is normal. The determination by the AFS method is based on a single error of the air-fuel ratio sensor 32 or the like.
The control device 40 determines whether the case is (C) or (D), and performs the following control in order to confirm whether the in-cylinder pressure sensor 16 is abnormal.

まず、気筒ごとに順に、燃料噴射量をCPS_A/Fの所定値分だけ変化させ、気筒間に空燃比インバランスを与える。その後、気筒ごとに、燃料噴射量を変化させる前後でのAFS_A/Fの変化量を検出し、比較する。   First, in order for each cylinder, the fuel injection amount is changed by a predetermined value of CPS_A / F to give an air-fuel ratio imbalance between the cylinders. Thereafter, the change amount of AFS_A / F before and after changing the fuel injection amount is detected and compared for each cylinder.

その結果、検出されたAFS_A/Fの変化量が他の気筒の変化量と異なる気筒が特定できる場合、上記(ハ)のケース、即ち、空燃比インバランスが有り、筒内圧センサ16の異常有りと判定される。   As a result, when a cylinder whose detected AFS_A / F change amount is different from the change amount of the other cylinders can be identified, the above-mentioned case (c), that is, there is an air-fuel ratio imbalance, and the in-cylinder pressure sensor 16 is abnormal. It is determined.

一方、上記の制御によりAFS_A/Fの変化量が他の気筒の変化量と異なる気筒が特定できない場合には、(ニ)のケース、即ち、空燃比インバランスは無く、筒内圧センサ16も正常と判定される。   On the other hand, when a cylinder whose AFS_A / F change amount is different from the change amount of the other cylinders cannot be specified by the above control, there is no air-fuel ratio imbalance in case (d), that is, the in-cylinder pressure sensor 16 is also normal. It is determined.

(4)CPS法でインバランス無し判定、AFS法でインバランス無し判定の場合
この場合には、現在の空燃比インバランスの無い状態が、CPS法、AFS法で正しく確認されたと考えられる。従って、空燃比インバランス無し、筒内圧センサ16は正常と判別される。
(4) When there is no imbalance determination by the CPS method and no imbalance determination by the AFS method In this case, it is considered that the current state of no air-fuel ratio imbalance has been correctly confirmed by the CPS method and the AFS method. Therefore, it is determined that there is no air-fuel ratio imbalance and the in-cylinder pressure sensor 16 is normal.

以上の制御により、本実施の形態1では、空燃比インバランスが実際に生じているような環境下においても、重畳するばらつきの要因を排除して、空燃比インバランスの有無、及び筒内圧センサ16の異常の有無を区別して、検出することができる。   By the above control, in the first embodiment, even in an environment where the air-fuel ratio imbalance actually occurs, the factor of the overlapping variation is eliminated, the presence or absence of the air-fuel ratio imbalance, and the in-cylinder pressure sensor The presence or absence of 16 abnormalities can be distinguished and detected.

[具体的な制御のルーチン]
図2は、この発明の実施の形態1において制御装置40が実行する制御のルーチンについて説明するための図である。図2のルーチンは一定期間ごとに繰り返し実行される。図2のルーチンでは、まず、異常検出実行のための条件が成立しているか否かが判別される(S102)。具体的には、筒内圧センサ16、空燃比センサ32が暖機されているか、機関回転速度、負荷率、車速及びその変化率が所定の範囲内にあるかなど、予め定められ制御装置40に記憶された実行条件が成立するか否かに基づき判別される。ステップS102において、異常検出実行条件の成立が認められない場合、今回の処理は終了する。
[Specific control routine]
FIG. 2 is a diagram for illustrating a control routine executed by control device 40 in the first embodiment of the present invention. The routine of FIG. 2 is repeatedly executed at regular intervals. In the routine of FIG. 2, first, it is determined whether or not a condition for executing abnormality detection is satisfied (S102). Specifically, whether the in-cylinder pressure sensor 16 and the air-fuel ratio sensor 32 are warmed up, whether the engine speed, the load factor, the vehicle speed, and the change rate thereof are within a predetermined range are determined in advance in the control device 40. The determination is made based on whether or not the stored execution condition is satisfied. If the establishment of the abnormality detection execution condition is not recognized in step S102, the current process ends.

一方、ステップS102において実行条件の成立が認められると、次に、各気筒の同一サイクル内でのCPS_A/Fが検出される(S104)。CPS_A/Fは、各気筒に設置された筒内圧センサ16の出力に応じて求められる。   On the other hand, if the execution condition is confirmed to be satisfied in step S102, then CPS_A / F in the same cycle of each cylinder is detected (S104). CPS_A / F is obtained according to the output of the in-cylinder pressure sensor 16 installed in each cylinder.

次に、気筒ごとに、同一サイクル内でのAFS_A/Fが検出される(S106)。AFS_A/Fは、排気経路30に設置された空燃比センサ32の出力に応じて求められる。   Next, AFS_A / F within the same cycle is detected for each cylinder (S106). AFS_A / F is obtained according to the output of the air-fuel ratio sensor 32 installed in the exhaust path 30.

次に、CPS法により、空燃比インバランスが有りと認められるか否か判別される(S108)。この判別は、ステップS104において検出された各気筒のCPS_A/Fに所定以上の差が生じているか否かに基づいて行われる。   Next, it is determined by the CPS method whether or not the air-fuel ratio imbalance is recognized (S108). This determination is made based on whether or not there is a difference of a predetermined value or more in CPS_A / F of each cylinder detected in step S104.

ステップS108において、空燃比インバランスが有りと判定された場合も、空燃比インバランス無しと判定された場合も、それぞれ、次に、ステップS110又はS112において、AFS法により、空燃比インバランスが有りと認められるか否かが判別される。この判別は、ステップS106において検出された各気筒のAFS_A/Fに所定以上の差が生じているか否かに基づき行われる。   Whether it is determined in step S108 that there is an air-fuel ratio imbalance or if it is determined that there is no air-fuel ratio imbalance, then in step S110 or S112, there is an air-fuel ratio imbalance according to the AFS method. It is determined whether or not it is recognized. This determination is made based on whether or not a difference of a predetermined value or more has occurred in the AFS_A / F of each cylinder detected in step S106.

ステップS108において空燃比インバランス有りと判定され、更に、ステップS110において空燃比インバランス有りと判別された場合(上記(1)のケース)空燃比インバランスが有りと判定され(S114)、筒内圧センサ16は異常なしと判定される(S116)。その後、今回の処理は終了する。   If it is determined in step S108 that there is an air-fuel ratio imbalance, and if it is determined in step S110 that there is an air-fuel ratio imbalance (case (1) above), it is determined that there is an air-fuel ratio imbalance (S114). It is determined that there is no abnormality in the sensor 16 (S116). Thereafter, the current process ends.

ステップS108において空燃比インバランス有りと判定され、更に、ステップS110において空燃比インバランス無しと判定された場合(上記(2)のケース)、次に、実行条件が成立しているか否かが判別される(S118)。ここでの実行条件は、定常相当の安定した状態であることが認められるか否かを判断するための条件であり、予め制御装置40に記憶されたものである。条件の成立が認められない場合には、今回の処理は終了する。   If it is determined in step S108 that there is an air-fuel ratio imbalance, and if it is determined in step S110 that there is no air-fuel ratio imbalance (case (2) above), then it is determined whether or not an execution condition is satisfied. (S118). The execution condition here is a condition for determining whether or not a stable state equivalent to a steady state is recognized, and is stored in the control device 40 in advance. If the conditions are not satisfied, the current process ends.

一方、ステップS118において、実行条件の成立が認められた場合、次に、空燃比CPS_A/Fにばらつきが生じている気筒(特定気筒)が特定される(S120)。つまり、各気筒のCPS_A/Fを比較して、CPS_A/Fが他の気筒と大きく異なる気筒が特定される。   On the other hand, if it is determined in step S118 that the execution condition is satisfied, a cylinder (specific cylinder) in which the air-fuel ratio CPS_A / F varies is specified (S120). That is, by comparing CPS_A / F of each cylinder, a cylinder having a CPS_A / F greatly different from other cylinders is specified.

次に、この特定気筒のCPS_A/Fが他の気筒の空燃比と同じになるように、空燃比フィードバック制御が実行される(S122)。ここでは、特定気筒の燃料噴射量の調整により、特定気筒のCPS_A/Fが、他の気筒のCPS_A/Fと一致するように制御される。   Next, air-fuel ratio feedback control is executed so that the CPS_A / F of this specific cylinder becomes the same as the air-fuel ratio of the other cylinders (S122). Here, the CPS_A / F of the specific cylinder is controlled to match the CPS_A / F of the other cylinders by adjusting the fuel injection amount of the specific cylinder.

気筒間のCPS_A/Fのばらつきが解消された後、次に、AFS_A/Fが求められる(S124)。AFS_A/Fは、排気経路30に設置された空燃比センサ32の出力に基づいて求められる。   After the variation in CPS_A / F between the cylinders is eliminated, AFS_A / F is then obtained (S124). AFS_A / F is obtained based on the output of the air-fuel ratio sensor 32 installed in the exhaust path 30.

次に、AFS法により空燃比インバランスが有ると認められるか否かが判別される(S126)。ここでは、ステップS124において求められた各気筒の空燃比AFS_A/Fの間に所定以上の差が生じているか否かが判別される。   Next, it is determined whether or not the air-fuel ratio imbalance is recognized by the AFS method (S126). Here, it is determined whether or not there is a difference of a predetermined value or more between the air-fuel ratios AFS_A / F of the respective cylinders obtained in step S124.

ステップS126において、空燃比インバランスが有ると認められない場合(上記(ロのケース)、空燃比インバランスが、筒内圧センサ16の出力に基づく空燃比フィードバック制御により解消したことが確認されたこととなる。即ち、筒内圧センサ16は正常であり、ステップS108のCFS法による判定と、ステップS110のAFS法による判定が異なる原因は単発的な空燃比センサ32のノイズ等に起因するものと考えられる。従って、この場合、空燃比インバランスが有りと判定され(S114)、筒内圧センサ16の異常なしと判定され(S116)、今回の処理は終了する。   In step S126, when it is not recognized that there is an air-fuel ratio imbalance (the above case (b)), it has been confirmed that the air-fuel ratio imbalance has been eliminated by the air-fuel ratio feedback control based on the output of the in-cylinder pressure sensor 16. That is, the in-cylinder pressure sensor 16 is normal, and the reason why the determination by the CFS method in step S108 differs from the determination by the AFS method in step S110 is considered to be due to the noise of the single air-fuel ratio sensor 32 or the like. Therefore, in this case, it is determined that there is an air-fuel ratio imbalance (S114), it is determined that there is no abnormality in the in-cylinder pressure sensor 16 (S116), and the current process ends.

一方、ステップS126において、空燃比インバランスが有ると認められた場合(上記(イ)のケース)、筒内圧センサ16の出力に基づくフィードバック制御では、空燃比インバランスが解消しなかったものと考えられる。この場合、CPS法とAFS法とによる判定の違いは、筒内圧センサ16の故障によるものと判断される。この場合、空燃比インバランスが無しと判定され(S128)、筒内圧センサ16は異常と判定される(S130)。   On the other hand, if it is determined in step S126 that there is an air-fuel ratio imbalance (case (I) above), it is considered that the air-fuel ratio imbalance has not been eliminated by feedback control based on the output of the in-cylinder pressure sensor 16. It is done. In this case, the determination difference between the CPS method and the AFS method is determined to be due to a failure of the in-cylinder pressure sensor 16. In this case, it is determined that there is no air-fuel ratio imbalance (S128), and it is determined that the in-cylinder pressure sensor 16 is abnormal (S130).

また、ステップS108において空燃比インバランス無しと判定され、更に、ステップS112において、空燃比インバランス有りと判定された場合(上記(3)のケース)、次に、実行条件が成立しているか否かが判別される(S132)。ここでの実行条件は、定常相当の安定した状態であることが認められるか否かを判断するための条件であり、予め制御装置40に記憶されたものである。条件の成立が認められない場合には、今回の処理は終了する。   If it is determined in step S108 that there is no air-fuel ratio imbalance, and if it is further determined in step S112 that there is an air-fuel ratio imbalance (case (3) above), then whether or not the execution condition is satisfied. Is determined (S132). The execution condition here is a condition for determining whether or not a stable state equivalent to a steady state is recognized, and is stored in the control device 40 in advance. If the conditions are not satisfied, the current process ends.

一方、ステップS132において、実行条件の成立が認められた場合、次に、気筒ごとに順に燃料噴射量が増量される(S134)。これにより一時的に気筒間に空燃比インバランスが生じた状態とされる。   On the other hand, if it is determined in step S132 that the execution condition is satisfied, then the fuel injection amount is increased in order for each cylinder (S134). As a result, an air-fuel ratio imbalance is temporarily generated between the cylinders.

次に、AFS_A/Fが検出される(S136)。次に、気筒ごとにAFS_A/Fの変化量が求められる(S138)。AFS_A/Fの変化量は、ステップS134の燃料増量前に検出されたAFS_A/Fと、増量後にステップS136で検出されたAFS_A/Fとの差として求められる。   Next, AFS_A / F is detected (S136). Next, a change amount of AFS_A / F is obtained for each cylinder (S138). The change amount of AFS_A / F is obtained as a difference between AFS_A / F detected before the fuel increase in step S134 and AFS_A / F detected in step S136 after the increase.

次に、各気筒間で、空燃比変化量にばらつきが生じているか否かが判別される(S140)。この判別は、ステップS138で求められた空燃比変化量の気筒間の差が、判断の基準となる所定値よりも大きいか否かに基づき行われる。   Next, it is determined whether or not the air-fuel ratio variation varies among the cylinders (S140). This determination is performed based on whether or not the difference between the cylinders in the air-fuel ratio change obtained in step S138 is larger than a predetermined value that is a criterion for determination.

ステップS140において空燃比変化量にばらつきが生じていると判別された場合(上記(ハ)のケース)、空燃比インバランス有りと判別される(S138)。次に、筒内圧センサ16は異常ありと判別される(S140)。空燃比インバランスが生じているにも関わらず、ステップS108の筒内圧センサ16に基づく判別では、空燃比インバランス無しと判別されているためである。   If it is determined in step S140 that the variation in the air-fuel ratio has changed (case (c) above), it is determined that there is an air-fuel ratio imbalance (S138). Next, it is determined that the in-cylinder pressure sensor 16 is abnormal (S140). This is because it is determined that there is no air-fuel ratio imbalance in the determination based on the in-cylinder pressure sensor 16 in step S108 even though the air-fuel ratio imbalance has occurred.

ステップS140において、変化量にばらつきが認められない場合(上記(ニ)のケース)、空燃比インバランスは無し(S146)、筒内圧センサ16は正常と判定され(S148)、今回の処理は終了する。   If there is no variation in the amount of change in step S140 (case (d) above), there is no air-fuel ratio imbalance (S146), it is determined that the in-cylinder pressure sensor 16 is normal (S148), and the current process ends. To do.

また、ステップS108においてCPS法でインバランス有りとは認められず、ステップS112において、AFS法で空燃比インバランスが有りとは認められない場合(上記(4)のケース)、CPS法による判定もAFS法による判定もインバランス無しで一致していることとなる。従って、この場合には空燃比インバランスなしと判定され(S146)、筒内圧センサの異常なしと判定される(S148)。   Further, when it is not recognized that there is an imbalance by the CPS method in step S108 and it is not recognized that there is an air-fuel ratio imbalance by the AFS method in step S112 (case (4) above), the determination by the CPS method is also performed. The determination by the AFS method also agrees without imbalance. Accordingly, in this case, it is determined that there is no air-fuel ratio imbalance (S146), and it is determined that there is no abnormality in the in-cylinder pressure sensor (S148).

以上説明したように、本実施の形態1のシステムによれば、筒内圧センサの故障時の期待値や正常時の期待値と比較して、筒内圧センサ16の故障を判定することができる。これにより、空燃比インバランスが生じているような環境下でも、空燃比インバランスの有無、筒内圧センサ16の故障の有無を区別して、高い精度で確実に検出することができる。   As described above, according to the system of the first embodiment, the failure of the in-cylinder pressure sensor 16 can be determined by comparing the expected value at the time of failure of the in-cylinder pressure sensor and the expected value at the time of normal operation. As a result, even in an environment where air-fuel ratio imbalance occurs, it is possible to reliably detect with high accuracy by distinguishing the presence or absence of air-fuel ratio imbalance and the presence or absence of failure of the in-cylinder pressure sensor 16.

なお、本実施の形態1では、上記(2)のCPS法でインバランス有り、AFS法でインバランス無しの場合に、CPS_A/Fに基づき特定気筒の燃料量を調整する空燃比制御を行ない(S122)、CPS_A/Fが一定となるように制御した後、再び、AFS法でインバランスの有無を確認して(S126)、空燃比インバランスの有無と筒内圧センサ16の故障の有無を判定する場合について説明した。しかし、この発明はこれに限るものではない。CPS法でインバランス有り、AFS法でインバランス無しとされた場合に、CPS_A/Fに基づく制御(S120〜S122)に替えて、発熱量や最大筒内圧Pmaxなどのパラメータ値を基準とし、そのパラメータ値が他の気筒と異なる気筒を特定し、特定された気筒のパラメータ値が他の気筒と一致するように制御してもよい。この場合にも、制御後にAFS法によるインバランス有無の判定し、その結果によって、気筒間のインバランスの有無、筒内圧センサ16の故障の有無を判定することができる。   In the first embodiment, when there is an imbalance in the CPS method (2) and there is no imbalance in the AFS method, air-fuel ratio control is performed to adjust the fuel amount of a specific cylinder based on CPS_A / F ( (S122) After controlling so that CPS_A / F becomes constant, the presence or absence of imbalance is confirmed again by the AFS method (S126), and the presence or absence of air-fuel ratio imbalance and the presence or absence of failure of in-cylinder pressure sensor 16 are determined. Explained when to do. However, the present invention is not limited to this. When there is imbalance in the CPS method and no imbalance in the AFS method, instead of the control based on the CPS_A / F (S120 to S122), the parameter values such as the calorific value and the maximum in-cylinder pressure Pmax are used as a reference. A cylinder having a parameter value different from that of the other cylinder may be specified, and control may be performed so that the parameter value of the specified cylinder matches that of the other cylinder. Also in this case, it is possible to determine the presence / absence of imbalance by the AFS method after control, and to determine the presence / absence of imbalance between cylinders and the presence / absence of failure of the in-cylinder pressure sensor 16 based on the result.

なお、例えば、本実施の形態1において、ステップS108の処理が実行されることにより、この発明の「第1判別手段」が実現し、ステップS110又はステップS112の処理が実行されることにより「第2判別手段」が実現し、ステップS122又はステップS134の処理が実行されることにより「空燃比制御手段」が実現し、ステップS126又はS140の処理が実行されることにより「第3判別手段」が実現し、ステップS130又はS144の処理が実行されることにより「異常判定手段」が実現する。   For example, in the first embodiment, the “first determination unit” of the present invention is realized by executing the process of step S108, and the “first determination unit” is executed by executing the process of step S110 or step S112. "2 discriminating means" is realized, "air-fuel ratio control means" is realized by executing the processing of step S122 or step S134, and "third discriminating means" is realized by executing the processing of step S126 or S140. By implementing the processing in step S130 or S144, an “abnormality determination unit” is realized.

実施の形態2.
本発明の実施の形態2のシステムは、図1と同様の構成を有している。実施の形態2のシステムは、筒内圧センサ16の異常検出を行う場合に、まず、気筒ごとに、空燃比CPS_A/Fが所定値分変化するように燃料量を変化させる。そして気筒ごとに燃料量変化前後でAFS_A/Fの変化量を検出する。ここで他の気筒とAFS_A/F変化量が異なる気筒が特定できた場合には、筒内圧センサ16の故障と判定される。
Embodiment 2. FIG.
The system according to the second embodiment of the present invention has the same configuration as that shown in FIG. When detecting an abnormality of the in-cylinder pressure sensor 16, the system of the second embodiment first changes the fuel amount so that the air-fuel ratio CPS_A / F changes by a predetermined value for each cylinder. Then, the amount of change in AFS_A / F is detected before and after the change in fuel amount for each cylinder. If a cylinder having a different AFS_A / F change amount from the other cylinders can be identified, it is determined that the in-cylinder pressure sensor 16 has failed.

図3は、この発明の実施の形態2において制御装置40が実行する制御のルーチンについて説明するためのフローチャートである。図3のルーチンは、一定期間ごとに繰り返し実行されるルーチンである。図3では、まず、実行条件が成立しているか否かが判別される(S202)。ここでの実行条件は、定常相当の安定した状態であることが認められるか否かを判断するための条件であり、予め制御装置40に記憶されたものである。条件の成立が認められない場合には、今回の処理は終了する。   FIG. 3 is a flowchart for illustrating a control routine executed by control device 40 in the second embodiment of the present invention. The routine of FIG. 3 is a routine that is repeatedly executed at regular intervals. In FIG. 3, it is first determined whether or not an execution condition is satisfied (S202). The execution condition here is a condition for determining whether or not a stable state equivalent to a steady state is recognized, and is stored in the control device 40 in advance. If the conditions are not satisfied, the current process ends.

ステップS202において、実行条件の成立が認められた場合、次に、各気筒のAFS_A/Fが検出される(S204)。   If it is determined in step S202 that the execution condition is satisfied, then AFS_A / F of each cylinder is detected (S204).

次に、気筒ごとに順に燃料噴射量が変更される(S206)。ここでは、各気筒のCPS_A/Fの変化量が一定となるように、筒内圧センサ16の出力に応じて、各気筒への燃料噴射量が調整される。   Next, the fuel injection amount is changed in order for each cylinder (S206). Here, the fuel injection amount to each cylinder is adjusted according to the output of the in-cylinder pressure sensor 16 so that the change amount of CPS_A / F of each cylinder becomes constant.

次に、AFS_A/Fが検出される(S208)。次に、気筒ごとにAFS_A/Fの変化量が求められる(S210)。AFS_A/Fの変化量は、燃料量変更前に検出されたステップS204のAFS_A/Fと、変更後にステップS208で検出されたAFS_A/Fとの差として求められる。   Next, AFS_A / F is detected (S208). Next, a change amount of AFS_A / F is obtained for each cylinder (S210). The change amount of AFS_A / F is obtained as a difference between AFS_A / F in step S204 detected before the fuel amount change and AFS_A / F detected in step S208 after the change.

次に、気筒間で変化量にばらつきが生じているか否かが判別される(S212)。この判別は、ステップS210で求められた変化量の気筒間の差が、判断の基準となる所定値よりも大きいか否かに基づき行われる。   Next, it is determined whether or not there is variation in the amount of change between the cylinders (S212). This determination is performed based on whether or not the difference between the cylinders in the amount of change obtained in step S210 is greater than a predetermined value serving as a determination criterion.

ステップS212おいて変化量に差が生じていると判別された場合、筒内圧センサ16は異常ありと判別される(S214)。一方、ステップS212において、変化量にばらつきが認められない場合、筒内圧センサ16は正常と判定され(S216)、今回の処理は終了する。   If it is determined in step S212 that there is a difference in the amount of change, it is determined that the in-cylinder pressure sensor 16 is abnormal (S214). On the other hand, if there is no variation in the amount of change in step S212, it is determined that the in-cylinder pressure sensor 16 is normal (S216), and the current process ends.

なお、図3のルーチンは図2のルーチンのステップS108で、CPS法ではインバランス無しと判定され、ステップS112で、AFS法ではインバランス有りと判定された後に行われる処理(S132〜S148)とほぼ同じものである。但し、本実施の形態2のシステムでは、CPS法による判定とAFS法による判定結果との一致不一致を比較する処理を行わずに、筒内圧センサ16の異常判定を行うことができる。これにより筒内圧センサの異常検出をより容易に行うことができる。但し、この処理では、実際に空燃比インバランスが生じているか否かの判定は行われない。   The routine of FIG. 3 is the process (S132 to S148) performed after step S108 of the routine of FIG. 2 is determined to have no imbalance in the CPS method, and is determined to have imbalance in the AFS method in step S112. It is almost the same thing. However, in the system of the second embodiment, the abnormality determination of the in-cylinder pressure sensor 16 can be performed without performing the process of comparing the coincidence / mismatch between the determination by the CPS method and the determination result by the AFS method. Thereby, abnormality detection of the in-cylinder pressure sensor can be performed more easily. However, in this process, it is not determined whether the air-fuel ratio imbalance actually occurs.

なお、例えば、本実施の形態2のステップS206の処理が実行されることにより、この発明の「空燃比制御手段」が実現し、ステップS210の処理が実行されることにより「空燃比変化量検出手段」が実現し、ステップS212の処理が実行されることにより「判別手段」が実現し、ステップS214の処理が実行されることにより「異常判定手段」が実現する。   Note that, for example, the “air-fuel ratio control means” of the present invention is realized by executing the process of step S206 of the second embodiment, and the “air-fuel ratio change amount detection” is performed by executing the process of step S210. "Means" is realized, and "determination means" is realized by executing the process of step S212, and "abnormality determination means" is realized by executing the process of step S214.

なお、以上の実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、この実施の形態において説明する構造やステップ等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。   In the above embodiment, when referring to the number of each element, quantity, quantity, range, etc., the reference is made unless otherwise specified or the number is clearly specified in principle. The invention is not limited to the numbers. The structures, steps, and the like described in this embodiment are not necessarily essential to the present invention unless otherwise specified or clearly specified in principle.

2 内燃機関
16 筒内圧センサ
32 空燃比センサ
40 制御装置
2 Internal combustion engine 16 In-cylinder pressure sensor 32 Air-fuel ratio sensor 40 Control device

Claims (5)

内燃機関の複数の気筒それぞれに設置された筒内圧センサの出力に応じて検出される第1空燃比に基づき、前記複数の気筒間で空燃比にばらつきが生じているか否かを判別する第1判別手段と、
前記内燃機関の排気経路に配置された空燃比センサの出力に応じて検出される第2空燃比に基づき、前記複数の気筒間で空燃比にばらつきが生じているか否かを判別する第2判別手段と、
前記第1判別手段による判別結果と前記第2判別手段による判別結果とが、一致しない場合に、前記筒内圧センサの出力に基づく空燃比制御を行う空燃比制御手段と、
前記空燃比制御手段による前記空燃比制御後の前記第2空燃比に応じて、前記複数の気筒間のばらつきの有無を判別する第3判別手段と、
前記第3判別手段により、前記複数の気筒間にばらつきが有ると判別された場合に、前記筒内圧センサを異常と判定する異常判定手段と、
を備えることを特徴とする筒内圧センサの異常検出装置。
First determining whether or not the air-fuel ratio varies among the plurality of cylinders based on a first air-fuel ratio detected according to the output of an in-cylinder pressure sensor installed in each of the plurality of cylinders of the internal combustion engine. Discrimination means;
Second discrimination for discriminating whether or not the air-fuel ratio varies among the plurality of cylinders based on a second air-fuel ratio detected according to an output of an air-fuel ratio sensor disposed in an exhaust path of the internal combustion engine Means,
An air-fuel ratio control means for performing air-fuel ratio control based on the output of the in-cylinder pressure sensor when the determination result by the first determination means and the determination result by the second determination means do not match;
Third discriminating means for discriminating whether or not there is variation among the plurality of cylinders according to the second air-fuel ratio after the air-fuel ratio control by the air-fuel ratio control means;
An abnormality determining unit that determines that the in-cylinder pressure sensor is abnormal when the third determining unit determines that there is variation among the plurality of cylinders;
An abnormality detection device for an in-cylinder pressure sensor, comprising:
前記第1判別手段によりばらつきが生じていると判別され、前記第2判別手段によりばらつきが生じていないと判別された場合に、空燃比、発熱量、及び最大筒内圧のうちいずれかのパラメータの値が他の気筒と異なっている特定気筒を特定する気筒特定手段を、更に備え、
前記空燃比制御手段は、前記筒内圧センサの出力に基づいて、前記特定気筒の前記パラメータの値と、前記他の気筒の前記パラメータの値との差が所定範囲内となるように制御し、
前記異常判定手段は、前記第3判別手段によりばらつきが有ると判別された場合に、前記筒内圧センサの異常と判定することを特徴とする請求項1に記載の筒内圧センサの異常検出装置。
When it is determined that there is a variation by the first determination unit and it is determined that there is no variation by the second determination unit, one of the parameters of the air-fuel ratio, the heat generation amount, and the maximum in-cylinder pressure is set. A cylinder specifying means for specifying a specific cylinder having a value different from other cylinders;
The air-fuel ratio control means controls based on the output of the in-cylinder pressure sensor so that the difference between the parameter value of the specific cylinder and the parameter value of the other cylinder is within a predetermined range,
2. The in-cylinder pressure sensor abnormality detection device according to claim 1, wherein the abnormality determination unit determines that the in-cylinder pressure sensor is abnormal when the third determination unit determines that there is variation. 3.
前記空燃比制御手段は、前記第1判別手段によりばらつきが生じていないと判別され、前記第2判別手段によりばらつきが生じていると判別された場合に、前記複数の気筒それぞれの第1空燃比の変化量が一定となるように、前記複数の気筒それぞれの空燃比を制御し、
前記3判別手段は、前記空燃比制御手段による空燃比制御の結果生じた前記第2空燃比の変化量の、前記複数の気筒間のばらつきの有無を判別し、
異常判定手段は、前記第3判別手段により、前記変化量にばらつきがあると判別された場合に、前記筒内圧センサの異常と判定することを特徴とする請求項1又は2に記載の筒内圧センサの異常検出装置。
The air-fuel ratio control means determines that there is no variation by the first determination means, and when it is determined by the second determination means that variation has occurred, the first air-fuel ratio of each of the plurality of cylinders The air-fuel ratio of each of the plurality of cylinders is controlled so that the change amount of
The three determining means determines whether or not there is a variation among the plurality of cylinders in the amount of change in the second air-fuel ratio that has occurred as a result of the air-fuel ratio control by the air-fuel ratio control means,
3. The in-cylinder pressure according to claim 1, wherein the abnormality determining unit determines that the in-cylinder pressure sensor is abnormal when the third determining unit determines that the variation is varied. Sensor abnormality detection device.
前記第1判別手段の判別結果と前記第2判別手段の判別結果、又は、前記第1判別手段の判別結果と前記第2判別手段の判別結果と前記第3判別手段の判別結果とに応じて、前記複数の気筒間に、実際に、空燃比のばらつきが生じているか否かを判別するインバランス判別手段を、更に備えることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の筒内圧センサの異常検出装置。   Depending on the discrimination result of the first discrimination means and the discrimination result of the second discrimination means, or the discrimination result of the first discrimination means, the discrimination result of the second discrimination means, and the discrimination result of the third discrimination means 4. The imbalance determining means for determining whether or not the air-fuel ratio actually varies among the plurality of cylinders is further provided. 5. In-cylinder pressure sensor abnormality detection device. 内燃機関の複数の気筒それぞれに配置された筒内圧センサの出力に応じて検出される空燃比の、前記気筒ごとの変化量が一定となるように、前記筒内圧センサの出力に基づき空燃比を制御する空燃比制御手段と、
前記内燃機関の排気経路に配置された空燃比センサの出力に応じて検出される空燃比の、前記空燃比制御手段による空燃比制御の前後での変化量を、前記気筒ごとに検出する空燃比変化量検出手段と、
前記空燃比の変化量に、前記気筒間でばらつきがあるか否かを判別する判別手段と、
前記変化量にばらつきがあると認められた場合に、前記筒内圧センサの異常と判定する異常判定手段と、
を備えることを特徴とする筒内圧センサの故障判定装置。
The air-fuel ratio is adjusted based on the output of the in-cylinder pressure sensor so that the amount of change for each cylinder of the air-fuel ratio detected according to the output of the in-cylinder pressure sensor disposed in each of the plurality of cylinders of the internal combustion engine is constant. Air-fuel ratio control means to control;
An air-fuel ratio for detecting, for each cylinder, an amount of change in the air-fuel ratio detected in accordance with the output of an air-fuel ratio sensor disposed in the exhaust path of the internal combustion engine before and after the air-fuel ratio control by the air-fuel ratio control means. Change amount detection means;
A discriminating means for discriminating whether or not the amount of change in the air-fuel ratio varies among the cylinders;
An abnormality determining means for determining that the in-cylinder pressure sensor is abnormal when it is recognized that the amount of change varies.
A failure determination device for an in-cylinder pressure sensor.
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JP4646819B2 (en) * 2006-02-10 2011-03-09 本田技研工業株式会社 Abnormality determination device for internal combustion engine
JP2008274883A (en) * 2007-05-01 2008-11-13 Toyota Motor Corp Control device for internal combustion engine
JP4912482B2 (en) * 2010-04-09 2012-04-11 三菱電機株式会社 Control device for internal combustion engine

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