CN105849387B - 带有涡轮增压器的发动机的控制装置 - Google Patents
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Abstract
控制装置(100)在检测出排气切换阀(43)以关闭状态粘着时,在打开运行区域以及关闭运行区域,中止反馈控制并使排气旁通阀(47)保持全开状态,在检测出排气切换阀(43)以打开状态粘着时,在关闭运行区域,中止反馈控制并使排气旁通阀(47)保持全开状态,另一方面,在打开运行区域,执行反馈控制。
Description
技术领域
本发明属于涉及带有涡轮增压器的发动机的控制装置的技术领域,所述控制装置具备能够切换至打开状态和关闭状态的排气切断阀,以在排气通路中涡轮增压器的涡轮前方处使发动机排气的流速切换至大和小两个阶段。
背景技术
以往,已知有例如专利文献1所示的装置,即、将向涡轮供给排气的排气通路分割为两个独立的通路,在其中一个通路中设置对该通路进行开通切断的排气切断阀,并且通过将该排气切断阀切换至打开状态和关闭状态,以此能够在排气通路中上述涡轮前方处使排气的流速切换为大和小两个阶段的装置。即,在排气量较少的发动机的运行区域中,使排气切断阀处于关闭状态后仅从一个通路向涡轮供给排气,以此使排气的流速大于通路分割前的排气通路的排气流速,从而确保所需的增压效果,在排气量较多的运行区域,打开排气切断阀并从所有的通路向涡轮供给排气,以此防止排压上升所导致的发动机输出的降低。
又,在专利文献1中,还具备:使排气绕过上述涡轮流通的排气旁通通路;和设置于该排气旁通通路的排气旁通阀(废气阀;waste gate valve),在排气切断阀处于打开状态的打开运行区域以及处于关闭状态的关闭运行区域中,分别将上述排气旁通阀的开度进行反馈控制,以使实际增压压力达到根据发动机的运行状态预先设定的目标增压压力。
在如上所述的带有涡轮增压器的发动机中,在排气切断阀的开闭功能发生故障时,无法进行如上所述的反馈控制。因此,在专利文献1中,在上述关闭运行区域中增压压力为第一设定增压压力值以下时判定为排气切断阀以打开状态粘着的打开故障,另一方面,在上述打开运行区域增压压力为第二设定增压压力值以下时判定为排气切断阀以关闭状态粘着的关闭故障,在打开故障时,与通常的增压压力控制相比,将排气旁通阀向关闭方向进行修正,另一方面,在关闭故障时,与通常的增压压力控制相比,将排气旁通阀向打开方向进行修正。
现有技术文献:
专利文献:
专利文献1:日本特开2003-328765号公报。
发明内容
发明要解决的问题:
在上述专利文献1中,在排气切断阀的打开故障时或关闭故障时,在打开运行区域或关闭运行区域中任一个运行区域都进行相同的控制,但是在打开故障时在打开运行区域能够正常地执行上述反馈控制,在关闭故障时在关闭运行区域能够正常地执行上述反馈控制,在如上所述考虑故障形态和运行区域时,能够进行更适当的应对。
然而,在打开故障时在打开运行区域执行上述反馈控制而在关闭故障时在关闭运行区域执行上述反馈控制的情况下,在打开故障时的关闭运行区域以及关闭故障时的打开运行区域无法正常地执行上述反馈控制,因此存在如下问题:在打开故障时或关闭故障时进行运行区域的转移时,增压压力急剧变化,从而产生由急加速或急减速等引起的冲击,并且因过度增压而导致进气系统部件或涡轮增压器等破损。
本发明是鉴于上述问题点而形成的,其目的在于根据发动机运行区域,将排气切断阀切换为打开状态或关闭状态,并且分别在该排气切断阀处于打开状态的打开运行区域以及处于关闭状态的关闭运行区域,以实际增压压力达到目标增压压力的形式对废气阀的开度进行反馈控制,该情况下当排气切断阀发生故障时,能够根据该故障形态,在打开运行区域以及关闭运行区域分别进行适当的应对,并且在该故障时的运行区域的转移时,能够抑制因急减速或急加速等而产生冲击。
解决问题的手段:
为了实现上述目的,本发明是带有涡轮增压器的发动机的控制装置,所述控制装置具备:具有配设于发动机的排气通路的涡轮和配设于进气通路的压缩机的涡轮增压器;为了在上述排气通路中上述涡轮的前方,使上述发动机的排气的流速切换为大和小这两个阶段,而能够在打开状态和关闭状态之间切换的排气切断阀;用于使上述排气绕过上述涡轮流动的排气旁通通路;设置于该排气旁通通路中的废气阀;检测出由上述压缩机增压的吸入空气的增压压力的增压压力检测装置;和根据上述发动机的运行区域,将上述排气切断阀切换为打开状态或关闭状态,并且在该排气切断阀分别处于打开状态的打开运行区域以及处于关闭状态的关闭运行区域中时,以使由上述增压压力检测装置检测的实际增压压力达到根据上述发动机的运行状态预先设定的目标增压压力的形式、对上述废气阀的开度执行反馈控制的阀控制装置;上述打开运行区域是上述发动机的转速大于规定转速的区域;上述关闭运行区域是上述发动机的转速为上述规定转速以下的区域;还具备检测出上述排气切断阀以打开状态或关闭状态粘着的故障检测装置;上述阀控制装置形成为如下结构:在由上述故障检测装置检测出上述排气切断阀以关闭状态粘着时,在上述打开运行区域以及上述关闭运行区域,中止上述反馈控制并使上述废气阀保持全开状态,在由上述故障检测装置检测出上述排气切断阀以打开状态粘着时,在上述关闭运行区域,中止上述反馈控制并使上述废气阀保持全开状态,另一方面,在上述打开运行区域,执行上述反馈控制。
根据上述结构,在排气切断阀以关闭状态粘着时,在打开运行区域以及关闭运行区域,使废气阀保持全开状态。即,在排气切断阀以关闭状态粘着时,在打开运行区域无法正常地执行反馈控制,又,当执行反馈控制时,废气阀的开度从全开状态变成全闭状态,因此较大的力施加于排气切断阀,从而还存在由其阀主体破损产生的破片导致涡轮破损的可能性,因此中止反馈控制并将废气阀保持全开状态。在这里,在排气切断阀以关闭状态粘着时的关闭运行区域,能够正常地执行反馈控制。然而,在关闭运行区域执行反馈控制时,在打开运行区域废气阀如上所述处于全开状态,因此在从关闭运行区域向打开运行区域转移时(加速时)、或者从打开运行区域向关闭运行区域转移时(减速时),增压压力急剧变化从而发生因急加速或急减速等引起的冲击以及因过度增压导致的进气系统部件或涡轮增压器等的破损。因此,为了解决该问题,而在关闭运行区域中也与打开运行区域相同地中止反馈控制并使废气阀保持全开状态。因此,能够抑制在排气切断阀以关闭状态粘着的情况下运行区域转移时的冲击,并且能够抑制排气切断阀或进气系统部件、涡轮增压器等的破损。
另一方面,在排气切断阀以打开状态粘着时,在关闭运行区域,中止反馈控制并使废气阀保持全开状态,另一方面,在打开运行区域,执行反馈控制。由上所述,在排气切断阀以打开状态粘着的情况下,运行区域转移时的冲击小于以关闭状态粘着的情况下的所述冲击。因此,通过在打开运行区域执行反馈控制,以此能够将实际增压压力适当地控制为目标增压压力。
本发明的另一种带有涡轮增压器的发动机的控制装置具备:具有配设于发动机的排气通路的涡轮和配设于进气通路的压缩机的涡轮增压器;为了在上述排气通路中上述涡轮的前方,使上述发动机的排气的流速切换为大和小这两个阶段,而能够在打开状态和关闭状态之间切换的排气切断阀;用于使上述排气绕过上述涡轮流动的排气旁通通路;设置于该排气旁通通路中的废气阀;检测由上述压缩机增压的吸入空气的增压压力的增压压力检测装置;和根据上述发动机的运行区域,将上述排气切断阀切换为打开状态或关闭状态,并且在该排气切断阀分别处于打开状态的打开运行区域以及处于关闭状态的关闭运行区域中时,以使由上述增压压力检测装置检测的实际增压压力达到根据上述发动机的运行状态预先设定的目标增压压力的形式、对上述废气阀的开度执行反馈控制的阀控制装置;上述打开运行区域是上述发动机的转速大于规定转速的区域;上述关闭运行区域是上述发动机的转速为上述规定转速以下的区域;还具备检测上述排气切断阀以打开状态或关闭状态粘着的故障检测装置;上述阀控制装置形成为如下结构:在由上述故障检测装置检测出上述排气切断阀以关闭状态粘着时,在上述打开运行区域以及上述关闭运行区域,中止上述反馈控制并使上述废气阀保持全开状态,在由上述故障检测装置检测出上述排气切断阀以打开状态粘着时,在上述关闭运行区域,中止上述反馈控制,并且执行将上述废气阀的开度保持在根据上述发动机的运行状态设定的基本开度的打开控制,另一方面,在上述打开运行区域,执行上述反馈控制。
借助于此,在排气切断阀以关闭状态粘着时,能够与上述带有涡轮增压器的发动机的控制装置相同地控制运行区域转移时的冲击,并且能够抑制排气切断阀或进气系统部件、涡轮增压器等的破损。又,在排气切断阀以打开状态粘着时,在关闭运行区域,执行将废气阀的开度保持在根据发动机的运行状态设定的基本开度的打开控制,从而得到与发动机的运行状态相对应的实际增压压力,能够改善关闭运行区域中的加速性,能够尽量减小排气切断阀以打开状态粘着的情况下由运行区域转移时的急加速或急减速等引起的冲击。
优选的是在上述带有涡轮增压器的发动机的控制装置以及上述另一带有涡轮增压器的发动机的控制装置中,上述阀控制装置形成为如下结构:在由上述故障检测装置检测到上述排气切断阀以打开状态粘着时的上述打开运行区域中,仅在上述关闭运行区域的附近,使上述废气阀的开度大于上述反馈控制的开度。
借助于此,能够进一步减小排气切断阀以打开状态粘着的情况下由运行区域转移时的急加速或急减速等引起的冲击。
根据本发明的又一种带有涡轮增压器的发动机的控制装置具备:具有配设于发动机的排气通路的涡轮和配设于进气通路的压缩机的涡轮增压器;为了在上述排气通路中上述涡轮的前方,使上述发动机的排气的流速切换为大和小这两个阶段,而能够在打开状态和关闭状态之间切换的排气切断阀;用于使上述排气绕过上述涡轮流动的排气旁通通路;设置于该排气旁通通路中的废气阀;检测由上述压缩机增压的吸入空气的增压压力的增压压力检测装置;和根据上述发动机的运行区域,将上述排气切断阀切换为打开状态或关闭状态,并且在该排气切断阀分别处于打开状态的打开运行区域以及处于关闭状态的关闭运行区域中时,以使由上述增压压力检测装置检测的实际增压压力达到根据上述发动机的运行状态预先设定的目标增压压力的形式、对上述废气阀的开度执行反馈控制的阀控制装置;上述打开运行区域是上述发动机的转速大于规定转速的区域;上述关闭运行区域是上述发动机的转速为上述规定转速以下的区域;还具备在从上述关闭运行区域向上述打开运行区域转移时,检测上述排气切断阀花费比规定时间长的时间从关闭状态向打开状态转移的工作延迟故障的故障检测装置;上述阀控制装置形成为如下结构:在由上述故障检测装置检测出上述排气切断阀的从关闭状态向打开状态的工作延迟故障时,在上述关闭运行区域,中止上述反馈控制并将上述废气阀保持全开状态,在打开运行区域,在从上述关闭运行区域转移至上述打开运行区域后直至上述排气切断阀处于打开状态为止,中止上述反馈控制,并且执行将上述废气阀的开度保持在根据上述发动机的运行状态设定的基本开度的打开控制,另一方面,在上述排气切断阀处于打开状态后,执行上述反馈控制。
借助于此,在转移至打开运行区域后的初期,即便在排气切断阀因从关闭状态向打开状态的工作延迟故障而无法变成打开状态时,也能够得到与发动机的运行状态相对应的实际增压压力,并且能够抑制从关闭运行区域向打开运行区域转移时由急加速产生较大的冲击。另外,作为检测从关闭状态向打开状态转移的工作延迟故障的基准的“规定时间”是指,只要正常(未发生故障的状态)就能够使排气切断阀完成从关闭状态向打开状态的转移的时间。
根据本发明的又一种带有涡轮增压器的发动机的控制装置具备:具有配设于发动机的排气通路的涡轮和配设于进气通路的压缩机的涡轮增压器;为了在上述排气通路中上述涡轮的前方,使上述发动机的排气的流速切换为大和小这两个阶段,而能够在打开状态和关闭状态之间切换的排气切断阀;用于使上述排气绕过上述涡轮流动的排气旁通通路;设置于该排气旁通通路中的废气阀;检测由上述压缩机增压的吸入空气的增压压力的增压压力检测装置;和根据上述发动机的运行区域,将上述排气切断阀切换为打开状态或关闭状态,并且在该排气切断阀分别处于打开状态的打开运行区域以及处于关闭状态的关闭运行区域中时,以使由上述增压压力检测装置检测的实际增压压力达到根据上述发动机的运行状态预先设定的目标增压压力的形式、对上述废气阀的开度执行反馈控制的阀控制装置;上述打开运行区域是上述发动机的转速大于规定转速的区域;上述关闭运行区域是上述发动机的转速为上述规定转速以下的区域;还具备在从上述打开运行区域向上述关闭运行区域转移时,检测上述排气切断阀花费比规定时间长的时间从打开状态向关闭状态转移的工作延迟故障的故障检测装置;上述阀控制装置形成为如下结构:在由上述故障检测装置检测出上述排气切断阀的从打开状态向关闭状态的工作延迟故障时,在上述打开运行区域,执行上述反馈控制,在关闭运行区域,在从上述打开运行区域转移至上述关闭运行区域后直至上述排气切断阀处于关闭状态为止,中止上述反馈控制,并且执行将上述废气阀的开度保持在根据上述发动机的运行状态设定的基本开度的打开控制,另一方面,在上述排气切断阀处于关闭状态后,执行上述反馈控制。
借助于此,在转移至关闭运行区域后的初期,即便排气切断阀因从打开状态向关闭状态的工作延迟故障而无法变成打开状态,也能够得到与发动机的运行状态相对应的实际增压压力,并且能够抑制从打开运行区域向关闭运行区域转移时因急减速而产生较大的冲击。
发明效果:
如上所述,根据本发明,在排气切断阀发生故障时,根据该故障形态,能够分别在打开运行区域以及关闭运行区域适当地进行应对,并且在运行区域的转移时能够抑制因急减速或急加速等而引起的冲击。
附图说明
图1是示出由根据本发明实施形态的控制装置控制的带有涡轮增压器的发动机的概略结构的图;
图2是示出排气切断阀以及废气阀的控制系统的结构的框图;
图3是示出发动机的排气切断阀打开运行区域以及关闭运行区域的图;
图4是示出由控制单元进行的废气阀开度控制的结构的框图;
图5是示出对于排气切断阀以及废气阀由控制单元进行的控制动作的流程图;
图6是示出由控制单元进行的对排气切断阀的正常/故障判定的控制动作的一部分的流程图;
图7是示出由控制单元进行的对排气切断阀的正常/故障判定的控制动作的其余部分的流程图。
具体实施方式
以下,基于附图详细说明本发明的实施形态。
图1是示出由根据本发明实施形态控制装置控制的带有涡轮增压器的发动机1(以下简称为发动机1)的概略结构。该发动机1是搭载于车辆的汽油发动机,具有设置有多个汽缸2(图1中仅示出一个)的汽缸体3、和配设于该汽缸体3上的汽缸盖4。与汽缸盖4之间划定燃烧室6的活塞5分别可往复运动地嵌插于该发动机1的各汽缸2内。该活塞5通过连杆7与未图示的曲轴连接。在该曲轴上固定有与其一体地旋转的用于检测该曲轴的旋转角度位置的检测板8,并且设置有通过检测该检测板8的旋转角度位置以此检测出发动机1转速的发动机转速传感器9。上述曲轴配设于在汽缸体3的下侧设置的曲轴箱25内,在曲轴箱25的下侧配设有油底壳26。
在上述汽缸盖4上,每个汽缸2分别形成有进气道12以及排气道13,并且分别配设有对这些进气道12以及排气道13的燃烧室6侧开口进行开闭的进气门14以及排气门15。进气门14分别由未图示的进气门驱动机构驱动,排气门15分别由未图示的排气门驱动机构驱动。进气门14以及排气门15分别通过进气门驱动机构以及排气门驱动机构在规定的正时往复运动,并且分别开闭进气道12以及排气道13,执行汽缸2内的气体交换。进气门驱动机构以及排气门驱动机构分别具有与曲轴驱动连接的进气凸轮轴以及排气凸轮轴,这些凸轮轴与曲轴的旋转同步地进行旋转。又,两个气门驱动机构中至少进气门驱动机构包含能够在规定的角度范围内连续地改变进气凸轮轴的相位的液压式或机械式相位可变机构(variable valve timing:VVT)而形成。
又,在汽缸盖4中各汽缸2的中心轴上设置有喷射燃料的喷射器17。该喷射器17以其燃料喷射口从燃烧室6的顶面面向该燃烧室6的形式配设,并且在压缩行程上死点附近向燃烧室6直接喷射供给燃料。
此外,在汽缸盖4上配设有图示省略的火花塞。该火花塞的梢端部(电极)面向位于燃烧室6顶部的喷射器17的燃料喷射口侧方附近。而且,上述火花塞形成为在所希望的点火正时产生火花的结构。
进气通路30以与各汽缸2的进气道12连通的形式连接于上述发动机1的一侧面。在该进气通路30的上游端部配设有过滤吸入空气的空气滤清器31,通过该空气滤清器31过滤的吸入空气通过进气通路30以及进气道12供给至各汽缸2的燃烧室6。
在上述进气通路30中空气滤清器31的下游侧附近配设有检测吸入至进气通路30的吸入空气的流量的空气流量传感器32。又,在进气通路30的下游端附近配设有稳压罐34。比该稳压罐34靠近下游侧的进气通路30上形成为分别向各汽缸2分支的独立通路,这些各独立通路的下游端分别与各汽缸2的进气道12连接。
此外,在上述进气通路30中,在空气流量传感器32和稳压罐34之间配设有涡轮增压器20的压缩机20a。通过该压缩机20a的工作进行吸入空气的增压。
此外,在上述进气通路30中,在涡轮增压器20的压缩机20a和稳压罐34之间,从上游侧依次配设有:冷却由上述压缩机20a压缩的空气的中冷器35;检测由压缩机20a进行的吸入空气增压压力的增压压力检测传感器36(增压压力检测装置);和节气门37。该节气门37通过改变该节气门37的配设部分处的进气通路30的截面积,以此调节上述各汽缸2的向燃烧室6的吸入空气量。
又,在本实施形态中,在进气通路30上设置有绕过压缩机20a的进气旁通通路38,在该进气旁通通路38上设置有空气旁通阀39。该空气旁通阀39通常处于全闭状态,但是例如在节气门37突然关闭时,在进气通路30中比节气门37靠近上游侧的位置上发生压力的急剧上升以及波动而压缩机20a的旋转变得混乱,导致产生较大的声音,因此为了防止这些而打开空气旁通阀39。
排出来自于各汽缸2的燃烧室6的排气的排气通路40连接于上述发动机1的另一侧面。该排气通路40的上游侧部分由排气歧管构成,所述排气歧管具有分别向各汽缸2分支并与排气道13的外侧端连接的独立通路、和集合该各独立通路的集合部。在比该排气歧管靠近下游侧的排气通路40上配设有上述涡轮增压器20的涡轮20b。该涡轮20b通过排气气流旋转,并且通过该涡轮20b的旋转使与该涡轮20b连接的上述压缩机20a工作。
比上述排气歧管靠近下游侧且比涡轮20b靠近上游侧的排气通路40形成为划分成第一通路41和截面积比第一通路41小的第二通路42的分割部40a。第一通路41的截面积和第二通路42的截面积之和大致相等于排气通路40的比排气歧管靠近下游侧且比分割部40a靠近上游侧的部分的截面积。
在上述第一通路41上设置有排气切断阀43。该排气切断阀43形成为通过排气切断阀马达43a的驱动能够切换为将上述第一通路41完全关闭的关闭状态和完全打开的打开状态的结构。借助于此,在排气通路40中的分割部40a(即涡轮20b前方)中,能够将发动机1的排气流速切换为大和小这两个阶段。即,在排气切断阀43的打开状态下,分割部40a中的排气流速大致相等于排气通路40的比排气歧管靠近下游侧且比分割部40a靠近上游侧的部分的排气流速,但是在关闭状态下,分割部40a(第二通路42)中的排气流速大于(快于)打开状态时的排气流速。
关于上述排气切断阀43的结构,尽管省略图示,但是具有:由排气切断阀驱动马达43a直接驱动并进行滑动移动的滑动构件;与该滑动构件的滑动移动联动并相对第一通路41前进后退的阀主体;连接上述滑动构件和上述阀主体的连杆机构;和检测上述滑动构件的滑动位置的排气切断阀位置传感器43b。而且,后述的控制单元100基于上述排气切断阀位置传感器43b的位置信息控制排气切断阀驱动马达43a,从而使排气切断阀43处于打开状态或关闭状态。在这样的结构中,可以使排气切断阀43处于打开状态和关闭状态之间的状态(中间开度),但是在本实施形态中只能处于打开状态或关闭状态(然而,在中间开度可能发生粘着这样的故障)。另外,在本实施形态中,排气切断阀43由排气切断阀驱动马达43a驱动,但是不限于此,例如也可以形成为电磁阀。在该情况下,能够去掉排气切断阀位置传感器43b。
在上述排气通路40中设置有排气旁通通路46,所述排气旁通通路46用于使发动机1的排气(本实施形态中流速被排气切断阀43切换为大流速或小流速的排气)绕过涡轮20b流动。该排气旁通通路46的排气流入侧的端部(上游侧的端部)连接于排气通路40中分割部40a和涡轮20b之间的部分,排气流出侧的端部(下游侧的端部)连接于排气通路40中涡轮20b的下游侧且后述的排气净化装置51的上游侧。另外,也可以使排气旁通通路46绕过分割部40a以及涡轮20b这两者(排气旁通通路46的上游侧端部连接于排气通路40中分割部40a的上游侧部分)。
在排气旁通通路46的排气流入侧的端部设置有废气阀47。在该废气阀47的开度为0%(全闭)时,被排气切断阀43切换流速的排气全部流入至涡轮20b,在其余开度时,流经排气旁通通路46的流量(即流入涡轮20b的流量)随着该开度而变化。即,废气阀47的开度越大,流入排气旁通通路46的流量就越多,流入涡轮20b的流量就越少。另外,废气阀47可以设置于排气旁通通路46的长度方向上任意一处。
废气阀47的结构也与排气切断阀43相同,并且具有:废气阀驱动马达47a;由该废气阀驱动马达47a直接驱动而进行滑动移动的滑动构件;与该滑动构件的滑动移动联动地相对于排气旁通通路46的排气流入侧端部进退的阀主体;连接上述滑动构件和上述阀主体的连杆机构;和检测上述滑动构件的滑动位置的废气阀开度传感器47b(由位置传感器构成)。
在排气通路40中比涡轮20b靠近下游侧的位置(与连接有排气旁通通路46的下游侧端部的部分相比靠近下游侧)配设有净化排气中的有害成分的排气净化装置51。该排气净化装置51具有:承载铂或铂添加钯的物质而使排气中的CO以及HC氧化的氧化催化器52;将排气中的NOX进行处理(捕集),从而抑制NOX向大气排放的稀薄NOX催化器53。稀薄NOX催化器53配设在相对氧化催化器52向下游侧隔开的位置。
上述发动机1具备EGR通路60以使其排气的一部分从排气通路40回流至进气通路30。该EGR通路60连接排气通路40中分割部40a的第一通路41、和进气通路30中比稳压罐34靠近下游侧的各独立通路。在EGR通路60中配设有用于冷却流经内部的排气的EGR冷却器61;和改变EGR通路60的截面积的EGR阀62。通过该EGR阀62,调节由EGR通路60回流的排气的回流量。
又,发动机1具备第一通气软管65以及第二通气软管66,所述第一通气软管65以及第二通气软管66用于使从燃烧室6泄漏的漏气回流至进气通路30。第一通气软管65连接汽缸体2的下侧的曲轴箱25与稳压罐34,第二通气软管66连接汽缸盖4的上部、与进气通路30中的空气滤清器31和压缩机20a之间的部分。在第一通气软管65的曲轴箱25侧的端部设置有用于使漏气仅流至稳压罐34侧的止回阀(未图示)。
如图2所示,在本实施形态中设置有控制排气切断阀43(排气切断阀驱动马达43a)以及废气阀47(废气阀驱动马达47a)的阀控制装置、即控制单元100。该控制单元100在本实施形态中控制发动机1的全部工作,但是在图2中仅记载了排气切断阀43以及废气阀47的控制系统。
控制单元100是以众所周知的微型计算机为基础的控制器,具备:执行程序的中央运算处理装置(CPU);例如由RAM和ROM等构成且储存程序以及数据的存储器;和进行电气信号的输入输出的输入输出(I/O)总线。
而且,控制单元100内输入来自于上述发动机转速传感器9、上述空气流量传感器32、上述增压压力检测传感器36、上述排气切断阀位置传感器43b、废气阀开度传感器47b以及检测加速器开度的加速器开度传感器71的传感器值的信号,并且基于这些输入信号以如下形式控制排气切断阀43以及废气阀47。
控制单元100根据发动机1的运行区域,将排气切断阀43切换为打开状态或关闭状态。具体而言,在本实施形态中,如图3所示,在发动机转速大于规定转速N1(例如2000rpm)的打开运行区域,使排气切断阀43处于打开状态,在规定转速N1以下的关闭运行区域,使排气切断阀43处于关闭状态。即,在排气量较少的关闭运行区域(N1以下的低旋转区域),仅从第二通路42向涡轮20b供给排气,从而加快分割部40a(第二通路42)中的排气的流速而确保所需的增压效果,并且在排气量较多的打开运行区域(高于N1的高旋转区域),从第一通路41以及第二通路42向涡轮20b供给排气从而抑制排压的上升,并且防止排压的上升所导致的发动机输出降低。
又,控制单元100分别在排气切断阀43处于打开状态的打开运行区域以及处于关闭状态的关闭运行区域对废气阀47的开度进行反馈控制,以使由增压压力检测传感器36检测的实际增压压力达到根据发动机1的运行状态预先设定的目标增压压力。因此,控制单元100构成本发明的阀控制装置。
基于作为发动机1的运行状态的发动机转速以及发动机负荷,并且根据预先存储于控制单元100的上述存储器中的第一映射图决定上述目标增压压力。可以根据来自于空气流量传感器32等的输入信号求出发动机负荷。另外,上述存储器中存储有独立于上述第一映射图的第二映射图,所述第二映射图用于根据作为发动机1的运行状态的发动机转速以及发动机负荷设定废气阀47的基本开度。
图4是示出由控制单元100进行的废气阀47开度控制的结构的框图。
根据发动机转速和发动机负荷,并且基于上述第一映射图设定目标增压压力,与此同时基于上述第二映射图设定废气阀47的基本开度。而且,根据从上述目标增压压力减去由增压压力检测传感器36检测的实际增压压力所得到的压力值,求出反馈量(开度)。在从上述目标增压压力减去上述实际增压压力所得到的压力值为正值时,上述反馈量为负值,该压力值越大,反馈量的绝对值就越大。然而,该反馈量的绝对值受预先设定的关闭侧的最大反馈量的限制。又,在上述压力值为负值时,上述反馈量为正值,该压力值的绝对值越大,反馈量就越大。然而,该反馈量受预先设定的打开侧的最大反馈量(本实施形态中与上述关闭侧的最大反馈量相同,但是也可以不同)的限制。
接着,利用上述反馈量修正上述基本开度,设定废气阀47的目标开度。即,上述基本开度加上述反馈量,以此设定目标开度。在上述反馈量为正值时,将废气阀47修正为打开侧,在负值时,修正为关闭侧。
接着,根据上述设定的目标开度,计算出施加于废气阀驱动马达47a的电压的占空比(驱动占空比),通过该驱动占空比驱动废气阀驱动马达47a。此时,根据由废气阀开度传感器47b检测的实际开度,调节上述驱动占空比,并且其实际开度与上述目标开度之间的偏差越小,上述驱动占空比就越小,在实际开度与目标开度一致时,驱动占空比为0,废气阀驱动马达47a停止。
在这里,根据图5的流程图说明由控制单元100进行的排气切断阀43以及废气阀47的控制动作。
即,在最先开始的步骤S1中,读取来自于发动机转速传感器9、空气流量传感器32、增压压力检测传感器36、排气切断阀位置传感器43b、废气阀开度传感器47b以及加速器开度传感器71的传感器值。
在接着的步骤S2中,根据空气流量传感器32的吸入空气流量等求出发动机负荷,并且根据发动机转速传感器9的发动机转速、和上述求出的发动机负荷设定目标增压压力。又,根据这些发动机转速和发动机负荷设定废气阀47的基本开度。
在接着的步骤S3中,根据发动机转速相对于规定转速N1的大小,将排气切断阀43控制为打开状态或关闭状态。即,在打开运行区域,使排气切断阀43处于打开状态,在关闭运行区域,使排气切断阀43处于关闭状态。
在接着的步骤S4中,根据从上述目标增压压力减去由增压压力检测传感器36检测的实际增压压力所得到的压力值,算出反馈量(开度)。
在接着的步骤S5中,基于该算出的反馈量修正上述基本开度,从而设定废气阀47的目标开度。
在接着的步骤S6中,根据上述设定的目标开度计算出向废气阀驱动马达47a的驱动占空比。此时,根据由废气阀开度传感器47b检测的实际开度,调节上述驱动占空比。
在接着的步骤S7中,以该调节后的驱动占空比驱动废气阀驱动马达47a而后返回。
在本实施形态中,上述控制单元100判定排气切断阀43的正常/故障。在该情况下,不使用排气切断阀位置传感器43b的传感器值。这是因为如上所述,排气切断阀位置传感器43b检测由排气切断阀驱动马达43a直接驱动的滑动构件的滑动位置,例如在连接滑动构件和阀主体的连杆机构破损的情况下,难以通过排气切断阀位置传感器43b检测排气切断阀43的故障。
具体而言,控制单元100分别在上述打开运行区域以及上述关闭运行区域判定是否出现了异常状态,所述异常状态是指与废气阀47关闭侧的反馈量(本实施形态中负值,因此取其绝对值(以下同样如此))为规定量以上的反馈控制无关,上述实际增压压力低于上述目标增压压力、且该实际增压压力与该目标增压压力之间的偏差维持于规定值以上(即,与反馈量较大无关,实际增压压力仍较低且不收敛于目标增压压力)。另外,以下,废气阀47关闭侧的反馈量为上述规定量以上时,实际增压压力与目标增压压力之间的偏差(实际增压压力低于目标增压压力)简称为偏差。
该规定量是与反馈量为负值时的上述关闭侧最大反馈量接近的量,且是在排气切断阀43正常时只要通过所述量的反馈量执行反馈控制便能使上述偏差小于上述规定值的量。另外,上述规定量也可以是上述关闭侧的最大反馈量。在上述规定量为上述关闭侧的最大反馈量的情况下,废气阀47关闭侧的反馈量为上述规定量以上意味着该反馈量为上述关闭侧的最大反馈量。
又,控制单元100基于上述两个运行区域中的上述判定结果判定排气切断阀43的正常/故障,结果见表1的事例1~7“判定”栏。
[表1]
在表1中,与执行反馈控制无关地,将上述偏差维持于上述规定量以上的情况记载为“偏差大”,将上述偏差小于上述规定量的情况记载为“偏差小”。
事例1是如下情况:通过执行反馈控制,在打开运行区域以及关闭运行区域的两个运行区域,上述偏差小于上述规定值。在该情况下,通过上述反馈控制以实际增压压力收敛于目标增压压力的形式进行控制,在事例1中,控制单元100判定排气切断阀43正常。又,控制单元100在上述两个运行区域继续执行反馈控制以此使上述反馈量小于上述规定量的情况下,也判定排气切断阀43正常。像这样,在表1中,记载为“偏差小”的部分也可以是“偏差小”或者“上述反馈量小于上述规定量”。
事例2是如下情况:通过执行反馈控制,在打开运行区域上述偏差小于上述规定值(或者上述反馈量小于上述规定量),但是在关闭运行区域上述偏差维持于上述规定值以上。在该情况下出现异常状态,所述异常状态是指在打开运行区域,排气切断阀43处于打开状态,从而通过上述反馈控制以实际增压压力收敛于目标增压压力的形式进行控制,但是在关闭运行区域,排气切断阀43仍处于打开状态,因此与上述反馈量为上述规定量以上的反馈控制无关地上述偏差维持于上述规定值以上。因此,在事例2中,控制单元100判定排气切断阀43以打开状态粘着。即,控制单元100在判定为上述两个运行区域中仅在上述关闭运行区域出现上述异常状态时,判定排气切断阀43以打开状态粘着。
事例3是如下情况:通过执行反馈控制,在关闭运行区域上述偏差小于上述规定值(或者上述反馈量小于上述规定量),但是在打开运行区域上述偏差维持于上述规定值以上。在该情况下出现异常状态,所述异常状态是指在关闭运行区域,排气切断阀43处于关闭状态,从而通过上述反馈控制以实际增压压力收敛于目标增压压力的形式进行控制,但是在打开运行区域,排气切断阀43仍处于关闭状态,因此与上述反馈量为上述规定量以上的反馈控制无关地上述偏差维持于上述规定值以上。因此,在事例3中,控制单元100判定排气切断阀43以关闭状态粘着。即,控制单元100在判定为上述两个运行区域中仅在上述打开运行区域出现上述异常状态时,判定排气切断阀43以关闭状态粘着。
在这里,在本实施形态中,控制单元100在从上述运行区域向上述打开运行区域或上述关闭运行区域的转移开始,直至经过第一规定时间t1(与直至排气切断阀43完成向打开状态或关闭状态的转移为止的时间大致相同的时间,例如5秒)为止,不执行是否出现上述异常状态的判定。即,在从上述运行区域的转移开始直至经过第一规定时间t1为止,增压压力不稳定,因此难以正确执行是否出现异常状态的判定,因此等待增压压力变得稳定的第一规定时间t1。
事例4是执行反馈控制并出现异常状态的情况,所述异常状态是指,在从向打开运行区域的转移开始经过上述第一规定时间t1后,在该打开运行区域上述偏差小于上述规定值(或者上述反馈量小于上述规定量),但是在从向关闭运行区域的转移开始经过上述第一规定时间t1后,在该关闭运行区域,从上述第一规定时间t1经过后起仅在上述第二规定时间t2(例如15秒~20秒)以内(仅在转移至关闭运行区域后的初期),上述偏差维持于上述规定值以上(从经过上述第一规定时间t1后起经过上述第二规定时间t2后,即便上述反馈量小于上述规定值、或者为上述规定值以上,也处于上述偏差小于上述规定值的正常状态)。即,是在从打开运行区域向关闭运行区域转移时,排气切断阀43花费比第一规定时间t1更长时间从打开状态向关闭状态转移(然而,从经第一规定时间t1后起在上述第二规定时间t2以内完成转移)的情况。在该情况下,仅在转移至关闭运行区域后的初期出现异常状态,因此控制单元100判定为排气切断阀43发生了从打开状态向关闭状态的工作延迟故障。即,控制单元100,当判定为从上述运行区域的转移起经过第一规定时间t1后,从经该第一规定时间t1后起仅在第二规定时间t2以内、且上述两个运行区域中仅在上述关闭运行区域出现上述异常状态时,判定排气切断阀43发生了从打开状态向关闭状态的工作延迟故障。
事例5是执行反馈控制并出现异常状态的情况,所述异常状态是指,在从向关闭运行区域的转移开始经过上述第一规定时间t1后,在该关闭运行区域上述偏差小于上述规定值(或者上述反馈量小于上述规定量),但是在从向打开运行区域的转移开始经过上述第一规定时间t1后,在该打开运行区域,从上述第一规定时间t1经过后起仅在上述第二规定时间t2以内(仅在转移至打开运行区域后的初期),上述偏差维持于上述规定值以上(即,从上述第一规定时间t1后起经过上述第二规定时间t2后,即便上述反馈量小于上述规定值、或者为上述规定值以上,也处于上述偏差小于上述规定值的正常状态)。即,是在从关闭运行区域向打开运行区域转移时,排气切断阀43花费比第一规定时间t1更长时间从关闭状态向打开状态转移(然而,从第一规定时间t1经过后起在上述第二规定时间t2以内完成转移)的情况。在该情况下,仅在转移至打开运行区域后的初期出现异常状态,因此控制单元100判定为排气切断阀43发生了从关闭状态向打开状态的工作延迟故障。即,控制单元100,在判定为从上述运行区域的转移起经过第一规定时间t1后,从该第一规定时间t1经过后起仅在第二规定时间t2以内、且上述两个运行区域中仅在上述打开运行区域出现上述异常状态时,判定排气切断阀43发生了从关闭状态向打开状态的工作延迟故障。
事例6是如下情况:与执行反馈控制无关,在从向关闭运行区域的转移开始经过上述第一规定时间t1后,在该关闭运行区域,从上述第一规定时间t1经过后起仅在上述第二规定时间t2以内(仅在转移至关闭运行区域后的初期)出现上述偏差维持于上述规定值以上的异常状态,在从打开运行区域的转移开始经过上述第一规定时间t1后,在该打开运行区域,从上述第一规定时间t1经过后起仅在上述第二规定时间t2以内(仅在转移至打开运行区域后的初期)出现上述偏差维持于上述规定值以上的异常状态。在该情况下,控制单元100判定为发生了排气切断阀43从打开状态向关闭状态的工作延迟故障以及从关闭状态向打开状态的工作延迟故障这两个故障。即,控制单元100,在判定为从上述运行区域的转移起经过第一规定时间后,从该第一规定时间t1经过后起仅在第二规定时间t2以内、且上述两个运行区域出现上述异常状态时,判定排气切断阀43发生了从打开状态向关闭状态的工作延迟故障以及从关闭状态向打开状态的工作延迟故障这两个故障。
事例7是如下情况:与进行反馈控制无关,在上述两个运行区域上述偏差维持于上述规定值以上。在该情况下,控制单元100判定为排气切断阀43以打开状态和关闭状态之间的状态粘着、或者排气切断阀43以外的废气阀47开度的反馈控制系统发生故障(例如,废气阀47本身的故障、废气阀开度传感器47b的故障等)。即,控制单元100,在判定为上述两个运行区域出现了上述异常状态时,判定排气切断阀43以打开状态和关闭状态之间的状态(中间开度)粘着、或者排气切断阀43以外的废气阀47开度的反馈控制系统发生故障。
像这样,控制单元100构成本发明的故障检测装置。
接着,通过图6以及图7的流程图说明上述控制单元100的排气切断阀43的正常/故障判定的控制动作。
在最先进行的步骤S21中,判定发动机1的运行区域是否为打开运行区域,在该步骤21的判定为“是”时,进行步骤S22,而另一方面在步骤S21的判定为“否”时,进行步骤S30。
在上述步骤S22中判定从向打开运行区域的区域转移开始是否经过了上述第一规定时间t1。在该步骤S22的判定为“否”时,返回至上述步骤S21,而另一方在步骤S22的判定为“是”时,进行步骤S23。
在上述步骤S23中,判定废气阀47关闭侧的反馈量是否为上述规定量以上。在该步骤S23的判定为“是”时,进行步骤S24,而另一方面在步骤S23的判定为“否”时,进行步骤S25。
在上述步骤S24中,判定上述偏差是否为上述规定值以上。在该步骤S24的判定为“否”时,进行步骤S25,而另一方面在步骤S24的判定为“是”时,进行步骤S26。
在上述步骤S25中,将第一标志F1设定为1,并且将第二标志F2以及第三标志F3设定为0,之后进行步骤S29。
在上述步骤S26中,判定在从上述第一规定时间t1经过后起经过第二规定时间t2后,是否处于非异常状态(通过继续执行反馈控制,尽管上述反馈量小于上述规定值或者上述规定值以上,仍处于上述偏差小于上述规定值的正常状态)。在该步骤S26的判定为“否”时,进行步骤S27,将第一标志F1以及第三标志F3设定为0,并且将第二标志F2设定为1,之后进行步骤S29。另一方面,在步骤S26的判定为“是”时,进行步骤S28,将第一标志F1以及第二标志F2设定为0,并且将第三标志F3设定为1,之后进行步骤S29。
在上述步骤S29中,判定第四标志~第六标志中的任意一个标志是否为1。在该步骤S29的判定为“否”时,以该状态返回,而在步骤S29的判定为“是”时,进行步骤S38。
在上述步骤S21的判定为“否”时进行的步骤S30中,判定从向关闭运行区域的区域转移开始是否经过了上述第一规定时间t1。该步骤S30的判定为“否”时,返回至上述步骤S21,另一方面在步骤S30的判定为“是”时,进行步骤S31。
在上述步骤S31中,判定废气阀47关闭侧的反馈量是否为上述规定量以上。在该步骤S31的判定为“是”时,进行步骤S32,另一方面在步骤S31的判定为“否”时,进行步骤S33。
在上述步骤S32中,判定上述偏差是否为上述规定值以上。在该步骤S32的判定为“否”时,进行步骤S33,另一方面在步骤S32的判定为“是”时,进行步骤S34。
在上述步骤S33中,将第四标志F1设定为1,并且将第五标志F5以及第六标志F6设定为0,之后进行步骤S37。
在上述步骤S34中,判定在从经过上述第一规定时间t1后开始经第二规定时间t2后是否处于非异常状态(继续执行反馈控制,尽管上述反馈量小于上述规定值或者上述规定值以上,仍处于上述偏差小于上述规定值的正常状态)。在该步骤S34的判定为“否”时,进行步骤S35,将第四标志F4以及第六标志F6设定为0,将第五标志F5设定为1,之后进行步骤S37。另一方面,在步骤S34的判定为“是”时,进行步骤S36,将第四标志F4以及第五标志F5设定为0,并且将第六标志F6设定为1,之后进行步骤S37。
在上述步骤S37中,判定第一标志~第三标志中的任意一个标志是否为1。在该步骤S37的判定为“否”时,以该状态返回,另一方面在步骤S37的判定为“是”时,进行步骤S38。
在上述步骤S38中,对于值为1的标志,判定排气切断阀43的正常/故障。
即,在第一标志F1以及第四标志F4为1时(即上述事例1的情况下)判定为正常。
在第一标志F1以及第五标志F5为1时(即,上述事例2的情况下)判定为排气切断阀43以打开状态粘着。
在第二标志F2以及第四标志F4为1时(即,上述事例3的情况下)判定为排气切断阀43以关闭状态粘着。
在第一标志F1以及第六标志F6为1时(即,上述事例4的情况下)判定为排气切断阀43发生从打开状态向关闭状态的工作延迟故障。
在第三标志F3以及第四标志F4为1时(即,上述事例5的情况下)判定为排气切断阀43发生从关闭状态向打开状态的工作延迟故障。
在第三标志F3以及第六标志F6为1时(即,上述事例6的情况下)判定为排气切断阀43发生从打开状态向关闭状态的工作延迟故障以及从关闭状态向打开状态的工作延迟故障这两个故障。
在第二标志F2以及第五标志F5为1时(即,上述事例7的情况下),判定为排气切断阀43以打开状态和关闭状态之间的状态(中间的开度)粘着、或者排气切断阀43以外的废气阀47的开度的反馈控制系统发生故障。
另外,在第二标志F2为1的情况下,在第五标志F5不为1时,排气切断阀43以关闭状态粘着,因此第六标志F6不会变成1(排气切断阀43从打开状态向关闭状态的工作延迟故障)。同样如此,在第五标志F5为1的情况下,第三标志F3不会变成1。
在接着的步骤S39中,将第一标志~第六标志F1~F6设定为0,之后返回。另外,上述第一标志F1~第六标志F6,在发动机1的起动时也被设定为0。
控制单元100在判定为排气切断阀43发生故障时,根据该故障的形态(事例2~7中任意一个事例)改变废气阀47的开度控制。
具体而言,控制单元100在判定为(检测到)排气切断阀43以关闭状态粘着时,在上述打开运行区域以及上述关闭运行区域,中止上述反馈控制并使废气阀47保持全开状态,在判定为(检测到)排气切断阀43以打开状态粘着时,在上述关闭运行区域,中止上述反馈控制并使废气阀47保持全开状态,另一方面,在上述打开运行区域执行上述反馈控制。
即,在排气切断阀43以关闭状态粘着时,在打开运行区域,无法正常执行上述反馈控制,又,在执行上述反馈控制时,废气阀47的开度从全开状态变成全闭状态,因此较大的力施加于排气切断阀43,从而还存在因其阀主体破损产生的破片导致涡轮20b破损的可能性,因此中止上述反馈控制并将废气阀47保持全开状态。
在这里,在排气切断阀43以关闭状态粘着时的关闭运行区域,能够正常执行上述反馈控制。然而,在关闭运行区域执行上述反馈控制时,如上所述废气阀47处于全开状态,因此在从关闭运行区域向打开运行区域转移时(加速时)、或者从打开运行区域向关闭运行区域转移时(减速时),增压压力急剧变化从而发生因急加速或急减速等引起的冲击。因此,为了抑制该冲击,在关闭运行区域也与打开运行区域相同地中止上述反馈控制并使废气阀47保持全开状态。因此,能够抑制在排气切断阀43以关闭状态粘着的情况下运行区域转移时的冲击,并且能够抑制排气切断阀43或进气系统部件、涡轮增压器20等的破损。
另一方面,在排气切断阀43以打开状态粘着时的关闭运行区域,无法正常地执行上述反馈控制,因此中止上述反馈控制并使废气阀47保持全开状态,但是在打开运行区域,能够正常地执行上述反馈控制。尽管在打开运行区域执行上述反馈控制,但是在排气切断阀43以打开状态粘着时,运行区域转移时的冲击小于以关闭状态粘着时的所述冲击。因此,在打开运行区域执行反馈控制,从而能够将上述实际增压压力适当地控制为上述目标增压压力。
在排气切断阀43被判定为以打开状态粘着时的上述控制中,在上述打开运行区域执行上述反馈控制,但是也可以仅在该打开运行区域中关闭运行区域的附近(靠近规定转速N1的发动机转速),使废气阀47的开度大于通过上述反馈控制的开度。由上所述,能够更进一步减小排气切断阀43以打开状态粘着的情况下由运行区域转移时的急加速或急减速等引起的冲击。
又,在判定排气切断阀43以打开状态粘着时的上述关闭运行区域中,也可以取代中止上述反馈控制并使废气阀47保持全开状态这样的控制,而是中止上述反馈控制并以上述基本开度对废气阀47的开度执行打开控制。由上所述,得到与发动机1的运行状态相对应的实际增压压力,从而能够改善关闭运行区域中的加速性,并且能够尽量减小排气切断阀43以打开状态粘着的情况下由运行区域转移时的急加速或急减速等引起的冲击。像这样在关闭运行区域执行上述打开控制时,在判定排气切断阀43以打开状态粘着时的上述打开运行区域中,执行上述反馈控制。也可以仅在该打开运行区域中的关闭运行区域附近,使废气阀47的开度大于通过上述反馈控制的开度。
又,控制单元100在判定为(检测出)排气切断阀43处于从关闭状态向打开状态的工作延迟故障时(从打开状态向关闭状态的工作延迟故障未被检测时),在上述关闭运行区域,中止上述反馈控制并将废气阀47保持全开状态,在上述打开运行区域,直至排气切断阀43处于打开状态为止(直至处于上述反馈量小于上述规定值或者上述规定值以上但上述偏差仍小于上述规定值的正常状态为止),中止上述反馈控制,将废气阀47的开度打开控制为上述基本开度,另一方面,在排气切断阀43变成打开状态后,执行上述反馈控制。
借助于此,在转移至打开运行区域后的初期,即使排气切断阀43因从关闭状态向打开状态的工作延迟故障而不能变成打开状态,也能得到与发动机1的运行状态相对应的实际增压压力,并且能够抑制从关闭运行区域向打开运行区域转移时由急加速产生的较大冲击。
此外,控制单元100在判定为(检测出)排气切断阀43处于从打开状态向关闭状态的工作延迟故障时(从关闭状态向打开状态的工作延迟故障未被检测时),在上述打开运行区域,执行上述反馈控制,在上述关闭运行区域,直至排气切断阀43处于关闭状态为止(直至处于上述反馈量小于上述规定值或者上述规定值以上但上述偏差仍小于上述规定值的正常状态为止),中止上述反馈控制,将废气阀47的开度打开控制为上述基本开度,另一方面,在排气切断阀43变成关闭状态后,执行上述反馈控制。
借助于此,在转移至关闭运行区域后的初期,即使排气切断阀43因从打开状态向关闭状态的工作延迟故障而不能变成打开状态,也能得到与发动机1的运行状态相对应的实际增压压力,并且能够抑制从打开运行区域向关闭运行区域转移时由急减速产生的较大冲击。
又,控制单元100在判定为排气切断阀43从打开状态向关闭状态的工作延迟故障以及从关闭状态向打开状态的工作延迟故障的两个故障时,优选执行判定为排气切断阀43从关闭状态向打开状态的工作延迟故障时的控制,并且执行与该控制相同的控制。
此外,控制单元100在判定为排气切断阀43以打开状态和关闭状态之间的状态(中间的开度)粘着、或者排气切断阀43以外的废气阀47的开度的反馈控制系统发生故障时,在打开运行区域以及关闭运行区域的两个运行区域,中止上述反馈控制并使废气阀47保持全开状态。
控制单元100继续执行判定为上述排气切断阀43故障时的上述控制,例如至发动机1停止为止,在此期间,不进行上述排气切断阀43的正常/故障的判定。该正常/故障的判定在再次起动发动机1时进行。此时如果判定为正常,则直至判定故障为止重复上述正常/故障的判定。
因此,在本实施形态中,当排气切断阀43发生故障时,能够根据该故障形态,在打开运行区域以及关闭运行区域分别进行适当的应对,并且在运行区域的转移时,能够抑制因急减速或急加速等而产生的冲击。
本发明不限于上述实施形态,在不脱离权利要求的主旨的范围内可以替换。
上述实施形态仅是例示,限定性地解释本发明的范围。本发明的范围由权利要求定义,属于权利要求的同等范围内的变形或变更均包含在本发明的范围内。
工业应用性:
本发明在具备如下阀控制装置的带有涡轮增压器的发动机的控制装置中有用,所述阀控制装置根据发动机的运行区域将排气切断阀切换为打开状态或关闭状态,并且分别在该排气切断阀处于打开状态的打开运行区域以及处于关闭状态的关闭运行区域,以使由增压压力检测装置检测的实际增压压力达到根据上述发动机的运行状态预先设定的目标增压压力的形式、对废气阀的开度执行反馈控制。
符号说明:
1 带有涡轮增压器的发动机;
20 涡轮增压器;
20a 压缩机;
20b 涡轮;
36 增压压力检测传感器(增压压力检测装置);
43 排气切断阀;
46 排气旁通通路;
47 废气阀;
100 控制单元(阀控制装置)(故障检测装置)。
Claims (4)
1.一种带有涡轮增压器的发动机的控制装置,其特征在于,
具备:
具有配设于发动机的排气通路的涡轮和配设于进气通路的压缩机的涡轮增压器;
为了在所述排气通路中所述涡轮的前方,使所述发动机的排气的流速切换为大和小这两个阶段,而能够在打开状态和关闭状态之间切换的排气切断阀;
用于使所述排气绕过所述涡轮流动的排气旁通通路;
设置于该排气旁通通路中的废气阀;
检测出由所述压缩机增压的吸入空气的增压压力的增压压力检测装置;和
根据所述发动机的运行区域,将所述排气切断阀切换为打开状态或关闭状态,并且在该排气切断阀分别处于打开状态的打开运行区域以及处于关闭状态的关闭运行区域中时,以使由所述增压压力检测装置检测的实际增压压力达到根据所述发动机的运行状态预先设定的目标增压压力的形式、对所述废气阀的开度执行反馈控制的阀控制装置;
所述打开运行区域是所述发动机的转速大于规定转速的区域;
所述关闭运行区域是所述发动机的转速为所述规定转速以下的区域;
还具备检测出所述排气切断阀以打开状态或关闭状态粘着的故障检测装置;
所述阀控制装置形成为如下结构:
在由所述故障检测装置检测出所述排气切断阀以关闭状态粘着时,在所述打开运行区域以及所述关闭运行区域,中止所述反馈控制并使所述废气阀保持全开状态,在由所述故障检测装置检测出所述排气切断阀以打开状态粘着时,在所述关闭运行区域,中止所述反馈控制并使所述废气阀保持全开状态,另一方面,在所述打开运行区域,执行所述反馈控制。
2.根据权利要求1所述的带有涡轮增压器的发动机的控制装置,其特征在于,
所述阀控制装置形成为如下结构:
在由所述故障检测装置检测到所述排气切断阀以打开状态粘着时的所述打开运行区域中,仅在所述关闭运行区域的附近,使所述废气阀的开度大于所述反馈控制的开度。
3.一种带有涡轮增压器的发动机的控制装置,其特征在于,
具备:
具有配设于发动机的排气通路的涡轮和配设于进气通路的压缩机的涡轮增压器;
为了在所述排气通路中所述涡轮的前方,使所述发动机的排气的流速切换为大和小这两个阶段,而能够在打开状态和关闭状态之间切换的排气切断阀;
用于使所述排气绕过所述涡轮流动的排气旁通通路;
设置于该排气旁通通路中的废气阀;
检测由所述压缩机增压的吸入空气的增压压力的增压压力检测装置;和
根据所述发动机的运行区域,将所述排气切断阀切换为打开状态或关闭状态,并且在该排气切断阀分别处于打开状态的打开运行区域以及处于关闭状态的关闭运行区域中时,以使由所述增压压力检测装置检测的实际增压压力达到根据所述发动机的运行状态预先设定的目标增压压力的形式、对所述废气阀的开度执行反馈控制的阀控制装置;
所述打开运行区域是所述发动机的转速大于规定转速的区域;
所述关闭运行区域是所述发动机的转速为所述规定转速以下的区域;
还具备检测所述排气切断阀以打开状态或关闭状态粘着的故障检测装置;
所述阀控制装置形成为如下结构:
在由所述故障检测装置检测出所述排气切断阀以关闭状态粘着时,在所述打开运行区域以及所述关闭运行区域,中止所述反馈控制并使所述废气阀保持全开状态,在由所述故障检测装置检测出所述排气切断阀以打开状态粘着时,在所述关闭运行区域,中止所述反馈控制,并且执行将所述废气阀的开度保持在根据所述发动机的运行状态设定的基本开度的打开控制,另一方面,在所述打开运行区域,执行所述反馈控制。
4.根据权利要求3所述的带有涡轮增压器的发动机的控制装置,其特征在于,
所述阀控制装置形成为如下结构:
在由所述故障检测装置检测到所述排气切断阀以打开状态粘着时的所述打开运行区域中,仅在所述关闭运行区域的附近,使所述废气阀的开度大于所述反馈控制的开度。
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