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2022年11月23日

回転数のハンチング(乱高下)について。

回転数のハンチング(乱高下)について。 いつもながら、長文・駄文で申し訳ないです。

エンジンのハンチングが本格的になってきました。

2015年式アテンザ ディーゼル AWD MT 距離19万キロ弱 です。

 症状としては、アイドリング状態でアイドルアップした時に750~1800rpmで回転数が乱高下します。上下する領域は回転域で違うようですが、高回転側でも低回転側でもあまり変わらず乱高下しているように感じます。
 おおよそ1800回転を超えると安定して回転するようです。また、領域内でも登坂加速や、要求トルクが大きくなる(アクセルを一定以上ふみこむ加速)をするとハンチングしなくなります。
 また、冷間時は症状が少ない(水温が上がるまでは発生はするが、ブレる量が少ない)ように感じています。
===2023/01/09追記===
 結果として、エアフローセンサー交換後に、インテークマニーホールド洗浄、EGRクーラー洗浄、DPF洗浄、マップセンサー交換を行う事で解消しています。



以下、トルクアプリでの実績、実施した内容、感じる内容です。

1)燃圧が安定していません。上下と共に燃圧も上下しています。
※トルクアプリ経由なので微妙ですが(正しいとは限らない。この取得値が制御前、制御後がそもそも不明。取得タイミングと値のズレが正しいのか?等は検証していない。)
===2022/12/10追記===
 時々収束する事もあります。エアフローセンサーを交換してから、収束しやすくなりました。

2)ブースト設定も同様に上下しています。
※厳密にはコレも同様の内容(時間差がない真実の値、リアルタイム値が欲しい。実際には計器から計算する元の値がどうなのか?が知りたい値。計算後の圧力値が正しいとは限らない。この場合はセンサーの抵抗値等の正確な動きの方が知りたい。)

3)燃費も少し悪化しています。
===2022/12/10追記===
 ハンチングを起こしている時はブースト値がプラスになっています。つまり、燃料の圧力、又は燃焼後のガス、および空気量が多い(?)という事になります。それはアイドリング状態において極低温状態と通常温度領域とを行ったり来たりしているイメージでしょうか。
 ハンチングが収まるとマイナスブーストになりますから、排ガスセンサー部分では1.00未満(通常加圧未満)のガス圧力という事ですかね。。。
===2023/01/09追記===
 これって、結局空気の流入量と結果としての燃焼後の圧力(ブースト)に違いがあるから、バルブ開閉のタイミングがズレてるのではないか?という疑いが。。。

4)登坂加速時にこの症状はほとんど発生しません。(下り坂加速では発生する)
燃料がガクっと減る走行モードに入ったと同時にハンチングが発生する模様。(低速とは限らない)

5)走行時に1~3速に限って強い制動が発生するハンチングを起こします。
※4速では気を付けないと解らない程度、又はほぼ無症状。5~6では感じる事がほとんどない。
===2022/12/10追記===
 煤の積層量に影響されるのでしょうか、4速でもはっきりと解る程度の出現を確認。発生する時は下りの坂道で、エンジンブレーキが効き始めると出なくなります。つまり、制御としてはギアを入れてないアイドリングに近い、アクセルOff、エンジン負荷が小さい時に出るようです。確か3速までは1.00未満なのでアクセルOFFでエンジン負荷が小さい領域が出やすいのかな?と。
 もしくはECUの燃料マップが3速までと、4速以上で違う可能性もあります。4速以上の制御では負荷領域がもう少し小さい領域でないと出ないのかな?
===2023/01/09追記===
 乱高下の具合が、高回転を維持(概ね3000回転以上を1~2分)して走行するとかなり改善されました。理由は不明です。
 この時、オイルキャッチフィルターが溢れたため、交換もしています。(カラにして100km程度の走行であふれたw 通常1000km程度はモツのですが。)
 これにより、オイルキャッチフィルターを取り外ししました(煤掃除も近いので)

6)オイル交換をすると、発生はするが若干マシになります。500km程度走行すると戻りますが。
===2022/12/10追記===
 積層量の差でしょうか、オイル交換しても変化がなくなりました。
===2023/01/09追記===
 前後のトランスファーオイルに添加剤を入れるとギクシャク感が緩和されました。理由は不明(ただし、ギクシャクは相変わらずします!)。内容的に違う事の影響だと思われるのですが。。。

7)燃料フィルターを交換すると、若干マシになりましたが距離を走行する事で異常領域が広がりました。(最近では停止寸前まで乱高下します)
===2022/12/10追記===
 理由は不明ですが、いろいろな状況を鑑みると燃料フィルターは関係がないように思いますが・・・マシになったのは事実なので、フィルター交換による周辺の振動なり、情報のリセットなりが影響したと考えられます。
 燃料系の問題であれば、アイドリング状態以外に影響がないという事態にはならず、逆にアイドリングは普通であっても、走り出す(燃料が沢山必要になる)状態で異常発生する可能性が高いと推測。

8)燃料添加剤を使用しましたが、特に変化は感じられません。
・タービュランス(高濃度PEA):インジェクター先端洗浄、シリンダー内洗浄。インジェクターの先端つまりや、煤残りによる異常燃焼、圧縮値の修正等に用法を守って利用すると一定量の効果はあるハズですが。
・セタン向上剤:これにより、実際にはノッキングが若干減少する。
・インジェクター洗浄剤(本来、軽油そのものが洗浄剤のような気も?)
===2022/12/10追記===
 燃料添加剤を投入して変化があるのはインジェクター周り。つまりアイドリングの変化が一番わかりやすい場所なのですが、ハンチングが収束した際は問題ない挙動を示しており、添加剤による変化からみておそらくこの影響が少ない部分で何等かの異常になっていると思われる。(根本的に部品が壊れている等の場合は添加剤では治らない。)

9)回転数に関係なく、上下するタイミングがほぼ同じ=モーターアシスト等の電動系駆動により開閉する何かにより発生していると思われる。

考えられる原因は・・・

A)アイドリング調整バルブ(あるのか?)の調整範囲外
 アイドリング等の微量域においての制御に、アイドリングの範囲を守るプログラムが通常は入ります。
 つまり、燃料を調整して回転数を高速で制御しているシステム的な動きです。(回転を落としすぎず、上げすぎず)
 この調整域を超えて何等かの原因が発生している時、エンジンコンピュータ側は空気や燃料が多いー>それを減量する制御ー>実際に減量されるー>減量された時点では回転数が下がるが、同時に下がり過ぎを予測。で、それを増やす制御に入るー>実際に増量されるー>増量されたと同時に領域オーバーを予測。で、それを減らす制御に入るー>・・・という実際には微量の調整で済むところを限界値を超えているため、限界まで増量ー>減量を繰り返す事でハンチングが発生という理由で、これが発生している可能性。
 過去、某GDIエンジンのISCサーボ(アイドリング用の少量通過窓とその制御センサーとモーター)が煤で詰まるとこの症状が発生して、アイドリングが安定しなくなったのは記憶にあります。
 燃料の調整じゃない感じなんだけど・・・ISCの場合はアイドリング状態を外す(アクセルON)と元に戻りましたが、あてあん号ではアクセルONでも結構回転域が広いのでその領域で何をやってるか?がキモですかね。。。。

B)スロットル(?)ボディの汚れ?
 前回の洗浄写真でも、スロットルボディに相当する空気流入量制御バルブにもっさりとちょっとへこんだカマボコ型に乗った煤が問題になっている可能性と、そのバルブ摺動部に入り込み、動作を邪魔する等している可能性があります。
 これにより、コンピューターが計算している流量に達さないため、インジェクター量を調整、調整により生じた結果がエラーを発生。
 範囲外になるため、逆制御を行うと(A)同様に上下を繰り返すという可能性。
※前回は発生しませんでした。
 前回9万キロ未満でDSC作業でまるで新品のように綺麗になったインテーク側ですが、多少燃費が良くなったのと、エラーが出なくなった以外での効果はそんなになかったですし、オイルキャッチフィルターやもろもろの装備は10万キロ以降なので関係はあるかもしれませんが、急な変化では考えにくい・・・のかなぁ。
 スロットルバルブの動きが悪いとすると、回転域を変化させても一定周期で変化する回転数と辻褄が合わないような気がする。(動きが悪い=定期間での変化ではない?)

C)空気量が変化
 例えば、エアフィルターの直後にエアフローセンサーがあります。あとは確実にいえるのはマップセンサーがインテーク直前にあります。
 コレの間は基本圧が抜けない設定で計測されているはずですが、穴が開いたり、空気の流入(ターボなので考えにくい?)が発生する場合、流入量異常となり通常制御では制御外となり、最大量の上下を繰り返す可能性。
 又は、DPFの圧力差や、EGR流入量の変化により差が発生?もしくはセンサーのエラーにより、バルブを全閉・全開しているのか?(DPFは圧力センサーがあるが、こちらのフィードバックではタイミングが早すぎる。)
 EGR流入量の計算って何を元にやってるのか不明で・・・インテーク周りのセンサ類や、、吸気圧?エアフロセンサ?とかが壊れえた?もしくは双方の値の整合性がまったく取れない場合になったりする? 寒くなったし、古くなったし、センサ類も怪しい。

D)小ターボの逆流((9)から考えにくいが・・・)
 領域が約1800回転未満という事、および加速に入って以降この症状はほとんど発生しない事を考慮すると、ターボの領域、特に小ターボの領域で発生している可能性。
 理由としては、加圧しているのに吸入されない場合、通常はウエストゲートに近い制御が入り、吸入口へ戻されるのですが戻らずに滞留してしまった場合、ターボ逆流が発生し、一瞬加給が止まる事になる・・・のかな。
 大ターボの経路が開くと、経路拡大により逃げが発生し、つなぎ部分では流入損失が発生、またスロットルボディ(?)側の開度も増大するので問題にならなくなる?? 昔、ランエボのエンジンでそんな話を聞いた事がある程度。

★お風呂に入りながら、流入量と詰まるタイミングのなんとな~く算出してみました。 結果、ディーゼルターボってそんなに空気要らないんだ!と思った瞬間、これは完全にナイと思いました。
 何より口径から小ターボで空気を充填するとしてターボ加給側でも逃げる空気を、比較しておおよそ流入量が4倍以上を充填するともはやハンチングというレベルではなくなってしまう(笑)
 そもそも、ガソリンターボしか記憶の上にないので、ディーゼルターボって空気量と燃料の差は多いけど、空気量そのものは少ないんだ!と気づきました。何より吸気口からして狭いですから両方のターボ回しても、たぶんこの症状ってでない気がします。

E)あとはなんでっしゃろ?

 DPF側が詰まっている場合、加速時にも影響があるハズで、流出量が少ないアイドリング等の低レベル燃料制御(もっともやってる事はこっちの方が面倒な制御だけど)時に影響があるとは考えにくい。
 また、最高出力側、燃焼後の詰まりは別の問題が発生(DPFの温度が高く、又は低くなるはずであるが、200度前後と温度は通常であり、DPF燃焼も普通に発生。550~600度と通常領域で燃焼時間的にも問題ないと考えられる。)するので違うと判断。

 インジェクターの燃料モレ。
 インジェクターが排出した燃料が少量なのにタレが発生する事でノッキングが発生。このノッキングにセンサーが反応してリタード制御(高いと低くしよう、低いと高くしよう)が発生し逆制御に入る事があるかもしれないが、実際にこの動作が入るならもっと早い動作であり、エンジンストール(停止)する可能性が高い。同様の考えのもとにEPA投入も行ったが改善は全く見られず、タレは考えにくい。。。と思われる(距離も多いのでタレてるかもしれないが問題のないレベルかと)。
※タレが発生する場合は、DPF側でアフターファイヤーが発生しているハズなので温度が上がるハズ?(ハンチング時、排気側の温度はセンサー3つ共に正常だと思われる領域を出ない。)

 インジェクターの動作不良。
 制御的にアイドリングに近い低燃料領域の制御は回数が多く、しんどい制御でもあると考えられるため、インジェクターの動作不良も考えられますが、その結果はハンチングではなく、即座にストール、又は異常燃焼にもつながると考えられる。

※マツダの噴射回数を増やして、噴射量を減らすというのは、ガラガラ音低減にすごく効果がある。無くなってはいないので残念ではあるがすごい技術です。
 多段燃焼=ドカン!と一発ではなく、トトトトトドンっ!というイメージ。初爆の発生が小さく、回数分の燃焼時間が伸びる分、膨張率が上がって燃焼効率が上がるので燃費もよくなる。ただ煤の発生には不利(インジェクターは燃料排出できる場所が限られる=燃焼場所が限られるので、特定の場所ではどんどん酸素が少なくなる=その部分で酸素が不足して燃料が蒸し焼きになりカーボン同士がくっついて煤が発生。燃焼領域にもよるので必ず不利というワケではない)。
 これが最近の新型は燃える場所を広げて、燃料噴射の微細化をしたおかげで燃焼する確率が増えた。トヨタD4のようなスワール流を使えばもう少し煤が減りそうなイメージではあるが特許とかいろいろあるし?

 インジェクターの電圧不良。
 特に低回転時に電圧が不足するとアイドリングが安定しない事がある。
 または電磁界に影響のあるモノがある??(電磁界を邪魔すると電流が増減する)
 ディーゼルのコモンレール式インジェクターは内容的に電位テストすると戻らなくなる可能性があり、また1本あたりも高額であり交換となると・・・だいぶ考える必要があるため、今はまだ考えない事に。(18万キロ以上でとっくに保証は切れているので、ユーザー費用設定なら、ディーラーでのチェックでダメならダメという判断ができるはず?!この辺りは忖度しないでしょう。距離も多くて、そろそろ古いですから~とはしょっちゅう言われますし。)

 各種フィルターの詰まり。

 い)燃料ラインの燃料フィルターの詰まり。これは燃料フィルターそのものを交換しているため、考えにくい。(フィルター以外なら不明ではあるが、この場合アイドリング時は極少量の流量なので加速時等の流量が増えてもOKとはならないはず。)

 ろ)インジェクター側のフィルター詰まり。同様に回数は多く、量が少ない制御になると考えられるため、フィルターが詰まっている場合は制御的には別に回転数が上がっても加速不良等が発生すると思われる。(通常の制御上、増量したとしても・・・この増量は乱高下するような急な制御では無い。)

 は)燃料ポンプの網(フィルター)の詰まりも、(い)(ろ)同様に流量が増えると対応できなくなる反応をするハズでパス。

 に)オイルフィルター(PECSII)に問題があるー>今度、純正へ交換、内部洗浄してみようと思います。

 MTの一部が破損しているケース。同じ場所、同じ位置でカコンとなる場合、1~3速は等速ジョイント未満なのでこのスリップリングや、ギアに何等かの問題が発生している場合、トルクが少ない状況(隙間が多い状態?)で発生する症状の可能性はある。加速すると隙間が少なく、圧着率が上がるので発生しなくなるとは考えられるが、アイドリング状態で発生する原因にはならないと思われる(はずみギア:フライホイール側だと考えられなくもないが、4速以降で発生が乏しい原因には難しそう。)
 もっとも、ガックン、ガックンとなるレベルの加減速となるので、ギアが原因の場合は経験上、異音が出ると思われる。

 アイドリングでも発生するという事はクラッチ関連の可能性も否定はできないが、症状から考えるに考えにくい。
 走行距離から考えるとそろそろクラッチ交換が入ってもおかしくはないが、クラッチが原因なら焦げ臭くなると思われるし、走行上滑っている感覚も感じるレベルにないし、

 AWDが問題になっている可能性
 4駆の動作原理からいって、問題が発生するのは低速よりも高速になる、又は高トルク分配が発生しないと発生しないと推測するが、下りではほぼ2駆状態になっているため発生するとは考えにくい。

 アイドリング制御用の何かが影響している可能性、又は小ターボが何等かの問題発生している可能性が高いと思われるので、小ターボの制御部分(アクチュエーター)の流量がサチっている可能性や、動きがサビ等でニブくなっている可能性もありますね。

 他のユーザーの声
 CX-5ユーザーの方に一部、同じと思われる症状が発生している模様ですが、ハンチング領域が大きかったり、ブレ量が大きかったり、ATだったりで同じとは言い難い。(ATは制御側も原因に入るので同じ/違うという可能性が判断できない)

 と、いう事で、少しづつ詰めていこうと思います。
まぁ、運転する側からすると、困ってるわけですが、ド素人の凡人がナニゆ~とるんや?と言われれば、ソレまでなのですが💦

※なお、ディーラーでも2回チェックしてもらいましたが「何でしょうね?」様子を見てくださいとの事で症状改善には至っていません。
 徐々に酷くなりつつあるため、考えられるセンサー類の交換からスタートしたいと考えています。(もちろん、煤洗浄も視野に入れながら)
 内容からすると、煤が原因かもしれません。(前の時もですが、ディーラーでは煤の問題は避けようとする傾向がありますし。)
ブログ一覧 | エンジン? | 日記
Posted at 2022/11/23 01:28:03

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