JP2002227695A - Abnormality detection device in the suction system of engine - Google Patents
Abnormality detection device in the suction system of engineInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、エンジンの吸気
系の異常を検出する検出装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a detection device for detecting an abnormality in an intake system of an engine.
【０００２】[0002]
【従来の技術】エンジンにおいて、インテークマニホー
ルドにはスワール制御弁が設けられ、エンジンの低負
荷、低回転領域でスワール制御弁を全閉することによっ
て燃焼室内の吸気流速を高め燃焼室内にスワールを形成
させて燃焼の改善を行なっている。このスワール制御弁
が全閉状態のまま固着してしまうと、高負荷高回転領域
ではスワール制御弁を全開状態にして大量の吸入空気を
燃焼室に供給する必要があるにもかかわらず、スワール
制御弁が開かないために、吸気抵抗が増大して吸入空気
量が不足する。このように、吸入空気量が不足して燃料
がリッチな状態で燃焼すると、エンジンの排気ガス温度
が上昇するためピストン、エキゾーストマニホールド、
ターボチャージャー、触媒等の熱負荷が増えて、これら
の部品の信頼性を損なうことになる。したがって、エン
ジンの吸気系において、スワール制御弁の閉故障等、吸
入空気量が不足するような異常を検出することが必要で
ある。2. Description of the Related Art In an engine, a swirl control valve is provided in an intake manifold, and the swirl control valve is fully closed in a low-load, low-speed region of the engine to increase an intake air flow rate in a combustion chamber to form a swirl in the combustion chamber. This has been done to improve combustion. If the swirl control valve is stuck in the fully closed state, the swirl control valve is required to be fully opened in the high load and high rotation range to supply a large amount of intake air to the combustion chamber. Since the valve does not open, intake resistance increases and the amount of intake air becomes insufficient. As described above, when the intake air amount is insufficient and the fuel is burned in a rich state, the temperature of the exhaust gas of the engine increases, so that the piston, the exhaust manifold,
The thermal load on the turbocharger, catalyst, etc., will increase, reducing the reliability of these components. Therefore, in the intake system of the engine, it is necessary to detect an abnormality such as a shortage of the swirl control valve, such as a shortage of intake air.
【０００３】例えば、エンジンのスワール制御弁の故障
を検出する装置として、特開平１１−２１８０２８号公
報に開示されているように、エンジンの高負荷高回転領
域において、吸入空気量が基準値より少ない状態にある
場合にスワール制御弁の閉故障と判定するものが知られ
ている。For example, as a device for detecting a failure of a swirl control valve of an engine, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-218028, the amount of intake air is smaller than a reference value in a high-load and high-speed region of the engine. It is known that when it is in a state, it is determined that the swirl control valve is closed.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
１１−２１８０２８号公報に開示された技術では、基準
値をスロットル弁開度とエンジン回転数から算出してい
るため、高地補正のためのテーブル補間函数が必要とな
り、故障検出のためのデータ容量が大きくなる。また、
スワール制御弁の故障のみを検出するものであり、広く
吸気系の異常を検出できるものではない。However, in the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-218028, since the reference value is calculated from the throttle valve opening and the engine speed, table interpolation for high altitude correction is performed. A function is required, and the data capacity for fault detection increases. Also,
It detects only a failure of the swirl control valve, and cannot detect an abnormality of the intake system widely.
【０００５】この発明は、このような課題を解決するた
めになされたもので、エンジンの吸気系の異常を精度良
く、かつ、高地補正が不要で、異常検出のためのデータ
容量を少なく抑えることができるエンジンの吸気系異常
検出装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and it is an object of the present invention to accurately detect an abnormality in an intake system of an engine, eliminate the need for high altitude correction, and reduce the data capacity for abnormality detection. It is an object of the present invention to provide an intake system abnormality detection device for an engine that can perform the above.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に記
載のエンジンの吸気系異常検出装置は、吸気系の異常を
判定する異常判定回路が、エンジンの吸気系の吸入空気
圧力を検出する圧力センサにより検出された吸入空気圧
力に基づいて吸入空気量を算出した算出吸入空気量と、
エンジンの吸気系の吸入空気量を検出するエアフローメ
ータにより検出された吸入空気量である実吸入空気量と
を比較して、吸気系の異常を判定するものである。吸気
系の異常時には、吸入空気圧力と吸入空気量との間の相
関関係に変化があることに着目し、算出吸入空気量と吸
入空気量との関係が所定の条件を満たす場合に、吸気系
の異常と判定する。この発明の請求項２に記載のエンジ
ンの吸気系異常検出装置は、請求項１に記載の装置にお
いて、エンジンの吸気系の吸入空気温度を検出する温度
センサをさらに設け、異常判定回路が温度センサにより
検出された吸入空気温度に基づいて算出吸入空気量を補
正するものである。この発明の請求項３に記載のエンジ
ンの吸気系異常検出装置は、請求項１または２に記載の
装置において、算出吸入空気量から実吸入空気量を減算
した値が、所定時間継続して所定値より大きい場合に、
所定の条件を満たしたものとして、異常判定回路が吸気
系の異常と判定するものである。この発明の請求項４に
記載のエンジンの吸気系異常検出装置は、請求項１〜３
のいずれか一項に記載の装置において、異常判定回路が
圧力センサの下流側に備えられたスワール制御弁の異常
を判定するものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided an apparatus for detecting abnormality of an intake system of an engine, wherein an abnormality determining circuit for determining abnormality of the intake system detects intake air pressure of the intake system of the engine. A calculated intake air amount obtained by calculating an intake air amount based on the intake air pressure detected by the pressure sensor;
The abnormality of the intake system is determined by comparing the actual intake air amount, which is the intake air amount detected by the air flow meter that detects the intake air amount of the intake system of the engine. Attention is paid to the fact that the correlation between the intake air pressure and the intake air amount changes when the intake system is abnormal, and when the relationship between the calculated intake air amount and the intake air amount satisfies a predetermined condition, the intake system Is determined to be abnormal. According to a second aspect of the present invention, there is provided the engine intake system abnormality detecting device according to the first aspect, further comprising a temperature sensor for detecting an intake air temperature of the engine intake system, wherein the abnormality determination circuit includes a temperature sensor. Is to correct the calculated intake air amount based on the intake air temperature detected by the above. According to a third aspect of the present invention, in the engine intake system abnormality detecting device according to the first or second aspect, a value obtained by subtracting the actual intake air amount from the calculated intake air amount continues for a predetermined time. If greater than the value,
Assuming that the predetermined condition is satisfied, the abnormality determination circuit determines that the intake system is abnormal. According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an intake system abnormality detection device for an engine.
In the apparatus according to any one of the above, the abnormality determination circuit determines an abnormality of a swirl control valve provided downstream of the pressure sensor.
【０００７】[0007]
【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施の形態を
図面に基づいて説明する。 実施の形態１．図１に、この発明の実施の形態１に係る
エンジンの吸気系異常検出装置をディーゼルエンジン搭
載車両に適用した場合の構成を示す。図に示されるよう
に、ディーゼルエンジン本体１のシリンダヘッド２に
は、吸気通路３の一部を構成するインテークマニホール
ド４及び排気通路５の一部を構成するエギゾーストマニ
ホールド６が接続されている。吸気通路３は、大気から
空気を導入するエアクリーナ７に一端で接続され、途中
には、ターボチャージャー８のコンプレッサ８ａ、イン
タークーラ９及び吸気絞り弁１０が設けられている。こ
こで、吸気通路３、エアクリーナ７、コンプレッサ８
ａ、インタークーラ９及び吸気絞り弁１０は、シリンダ
ヘッド２内の燃焼室に空気を供給するエンジンの吸気系
を構成している。一方、排気通路５の途中にはターボチ
ャージャー８の排気タービン８ｂが設けられている。ま
た、排気通路５は、ＥＧＲ導入通路１１により吸気絞り
弁１０の下流で吸気通路３と連通し、ＥＧＲ導入通路１
１の途中にはＥＧＲバルブ１２が設けられ、ＥＧＲバル
ブ１２の作動により排気通路５内の排気ガスの一部がＥ
ＧＲガスとして吸気通路３に導入されるように構成され
ている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Embodiment 1 FIG. FIG. 1 shows a configuration in which the engine intake system abnormality detection device according to Embodiment 1 of the present invention is applied to a vehicle equipped with a diesel engine. As shown in the drawing, an intake manifold 4 forming a part of an intake passage 3 and an exhaust manifold 6 forming a part of an exhaust passage 5 are connected to a cylinder head 2 of the diesel engine main body 1. The intake passage 3 is connected at one end to an air cleaner 7 for introducing air from the atmosphere, and a compressor 8 a of a turbocharger 8, an intercooler 9, and an intake throttle valve 10 are provided on the way. Here, the intake passage 3, the air cleaner 7, the compressor 8
a, the intercooler 9 and the intake throttle valve 10 constitute an intake system of an engine that supplies air to the combustion chamber in the cylinder head 2. On the other hand, an exhaust turbine 8b of the turbocharger 8 is provided in the middle of the exhaust passage 5. Further, the exhaust passage 5 communicates with the intake passage 3 downstream of the intake throttle valve 10 by the EGR introduction passage 11, and the EGR introduction passage 1
1, an EGR valve 12 is provided, and a part of the exhaust gas in the exhaust passage 5 is reduced by the operation of the EGR valve 12.
It is configured to be introduced into the intake passage 3 as GR gas.
【０００８】インテークマニホールド４には、タンジェ
ンシャルポート４ａとヘリカルポート４ｂが設けられ、
これらのポートがシリンダヘッド２に接続されている。
タンジェンシャルポート４ａにはスワール制御弁１３が
設けられている。ここで、スワール制御弁１３が開いて
いると、タンジェンシャルポート４ａ及びヘリカルポー
ト４ｂの双方から空気が燃焼室に供給されるが、スワー
ル制御弁１３が全閉すると、タンジェンシャルポート４
ａは閉じられヘリカルポート４ｂからのみ空気が燃焼室
に供給されるように構成されている。[0008] The intake manifold 4 is provided with a tangential port 4a and a helical port 4b.
These ports are connected to the cylinder head 2.
A swirl control valve 13 is provided in the tangential port 4a. Here, when the swirl control valve 13 is open, air is supplied to the combustion chamber from both the tangential port 4a and the helical port 4b, but when the swirl control valve 13 is fully closed, the tangential port 4
a is closed so that air is supplied to the combustion chamber only from the helical port 4b.
【０００９】インテークマニホールド４のスワール制御
弁１３の上流側で且つターボチャージャー８のコンプレ
ッサ８ａよりも下流側には、インテークマニホールド４
内の吸入空気の圧力を検出する圧力センサ１４及び吸入
空気の温度を検出する温度センサ１５が設けられ、それ
ぞれＥＣＵ１６に接続されている。また、エアクリーナ
ー７の下流の吸気通路３には、エンジンの吸気系の吸入
空気量を検出するエアフローメータ１７が設けられ、Ｅ
ＣＵ１６に接続されている。エアフローメータ１７は、
吸気通路３を通って燃焼室に供給される吸入空気量を検
出するものであり、例えば、カルマン渦式や可動ベーン
式のものを用いている。エアフローメータ１７は、流量
センサと温度センサから構成され、ＥＣＵ１６は流量信
号と温度信号に基づいて実吸入空気圧ＧＦを算出する。
ＥＣＵ１６は、圧力センサ１４、温度センサ１５及びエ
アフローメータ１７に接続され、これらの信号を基に吸
気系の異常を判定する異常判定回路を構成している。The intake manifold 4 is located upstream of the swirl control valve 13 of the intake manifold 4 and downstream of the compressor 8a of the turbocharger 8.
A pressure sensor 14 for detecting the pressure of the intake air inside and a temperature sensor 15 for detecting the temperature of the intake air are provided, and are connected to the ECU 16 respectively. In the intake passage 3 downstream of the air cleaner 7, an air flow meter 17 for detecting an intake air amount of an intake system of the engine is provided.
It is connected to CU16. The air flow meter 17
It detects the amount of intake air supplied to the combustion chamber through the intake passage 3, and uses, for example, a Karman vortex type or a movable vane type. The air flow meter 17 includes a flow sensor and a temperature sensor, and the ECU 16 calculates an actual intake air pressure GF based on the flow signal and the temperature signal.
The ECU 16 is connected to the pressure sensor 14, the temperature sensor 15, and the air flow meter 17, and forms an abnormality determination circuit that determines an abnormality in the intake system based on these signals.
【００１０】エンジンの吸気系において、エアクリーナ
７から大気中の空気が吸入空気として吸気通路３に導入
され、ターボチャージャー８により過給されて圧縮され
る。ターボチャージャー８の過給により高温になった吸
入空気はインタークーラ９によって冷却された後、吸気
絞り弁１０を通って、インテークマニホールド４のタン
ジェンシャルポート４ａ及びヘリカルポート４ｂを介し
て燃焼室に導入される。吸気通路３に吸入される吸入空
気量ｇと、吸入空気圧力ｐ及び吸入空気温度ｔとの間に
は、ｇとｐ／ｔには正の相関関係があり、吸入空気圧力
ｐが高いほど吸入空気量ｇは大きく、吸入空気温度ｔが
低いほど吸入空気量ｇは大きい。また、吸入空気圧力ｐ
が同じであっても、吸気抵抗が少ないほど吸入空気量ｇ
は大きい。例えば、吸気通路３の途中にあるスワール制
御弁１３が全閉すると、タンジェンシャルポート４ａは
閉じ、ヘリカルポート４ｂのみから空気が燃焼室に供給
されるので、インテークマニホールド４における吸気抵
抗が増え、吸入空気量ｇは少ない。一方、スワール制御
弁１３が開くと、タンジェンシャルポート４ａ及びヘリ
カルポート４ｂの双方から空気が燃焼室に供給され、イ
ンテークマニホールド４における吸気抵抗は減少し、吸
入空気量ｇは大きい。In the intake system of the engine, air in the atmosphere is introduced from the air cleaner 7 into the intake passage 3 as intake air, and is supercharged and compressed by the turbocharger 8. The intake air which has become hot due to the supercharging of the turbocharger 8 is cooled by the intercooler 9, passes through the intake throttle valve 10, and is introduced into the combustion chamber via the tangential port 4 a and the helical port 4 b of the intake manifold 4. Is done. There is a positive correlation between g and p / t between the intake air amount g sucked into the intake passage 3 and the intake air pressure p and the intake air temperature t. The air amount g is large, and the intake air amount g increases as the intake air temperature t decreases. Also, the suction air pressure p
Are the same, the smaller the intake resistance, the smaller the intake air amount g
Is big. For example, when the swirl control valve 13 in the middle of the intake passage 3 is fully closed, the tangential port 4a is closed, and air is supplied to the combustion chamber only from the helical port 4b, so that the intake resistance in the intake manifold 4 increases, and The amount of air g is small. On the other hand, when the swirl control valve 13 is opened, air is supplied from both the tangential port 4a and the helical port 4b to the combustion chamber, the intake resistance in the intake manifold 4 decreases, and the intake air amount g increases.
【００１１】図２に示されるように、エアフローメータ
１７により検出した吸気通路３の実際の吸入空気量であ
る実吸入空気量ＧＦと、圧力センサ１４により検出した
吸気通路３の一部であるインテークマニホールド４内の
吸入空気圧力Ｐｉｍとの間には、正の相関関係があり、
吸入空気圧力Ｐｉｍが増大すると実吸入空気量ＧＦも増
大する。また、スワール制御弁１３が全閉している場合
と全開している場合とでは、吸気通路３の吸気抵抗が相
違するため、一点鎖線Ａに示されるように、吸入空気圧
力Ｐｉｍが同じでも、実吸入空気量ＧＦに差が生じる。
また、一点鎖線Ｂに示されるように、実吸入空気量ＧＦ
が同じでも、吸入空気圧力Ｐｉｍに差が生じる。したが
って、この実施の形態に係る吸気系の異常検出装置は、
吸気通路３に何らかの異常があって吸気抵抗が増大した
場合、エアフローメータ１７により検出した吸気通路３
の実吸入空気量ＧＦが同じであっても、圧力センサ１４
により検出した吸入空気圧力Ｐｉｍが大きくなることに
着目し、エンジンの吸気系の異常を検出しようとするも
のである。As shown in FIG. 2, an actual intake air amount GF which is an actual intake air amount of the intake passage 3 detected by the air flow meter 17 and an intake which is a part of the intake passage 3 detected by the pressure sensor 14. There is a positive correlation between the intake air pressure Pim in the manifold 4 and
When the intake air pressure Pim increases, the actual intake air amount GF also increases. In addition, since the intake resistance of the intake passage 3 is different between the case where the swirl control valve 13 is fully closed and the case where the swirl control valve 13 is fully open, as shown by the dashed line A, even if the intake air pressure Pim is the same, A difference occurs in the actual intake air amount GF.
Further, as shown by the dashed line B, the actual intake air amount GF
Are the same, there is a difference in the intake air pressure Pim. Therefore, the abnormality detection device for the intake system according to this embodiment includes:
If there is some abnormality in the intake passage 3 and the intake resistance increases, the intake passage 3 detected by the air flow meter 17
Even if the actual intake air amount GF is the same, the pressure sensor 14
Attention is paid to the fact that the intake air pressure Pim detected by the above becomes large, and an abnormality of the intake system of the engine is to be detected.
【００１２】以下、図３に示されるフローチャートに基
づいて、この実施の形態に係るエンジンの吸気系異常検
出装置の動作を説明する。このフローチャートで示され
る吸気系異常検出のルーチンはＥＣＵ１６により一定周
期ごとに実行される。ステップＳ１では、ＥＣＵ１６は
吸気系の異常検出の判定を行う前提条件が成立している
かどうかを判定する。前提条件とは、異常検出の判定に
用いられる圧力センサ１４、温度センサ１５及びエアフ
ローメータ１７が故障していないか等の条件であり、Ｅ
ＣＵ１６が適切な異常検出の判定を行うための必要な条
件が整っているかどうかを判定することになる。前提条
件が成立している場合は、ステップＳ２において、圧力
センサ１４により検出された吸入空気圧力Ｐｉｍを基に
して、吸入空気量を算出し、この値を算出吸入空気量Ｇ
Ｐとし、ステップＳ３に進む。一方、前提条件が成立し
ていない場合はステップＳ１０に進む。ステップＳ３に
おいて、温度センサ１５により検出された吸入空気温度
Ｔｉｍを基にして、算出吸入空気量ＧＰを補正し、ＧＰ
の値を補正後のＧＰの値に置き換える。したがって、算
出吸入空気量ＧＰは、吸入空気圧力Ｐｉｍ及び吸入空気
温度Ｔｉｍに対する関数として算出されることになる。
次に、ステップＳ４において、エアフローメータ１７に
より実吸入空気量ＧＦを検出する。Hereinafter, the operation of the engine intake system abnormality detecting apparatus according to this embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG. The intake system abnormality detection routine shown in this flowchart is executed by the ECU 16 at regular intervals. In step S <b> 1, the ECU 16 determines whether a precondition for determining the abnormality detection of the intake system is satisfied. The precondition is a condition such as whether the pressure sensor 14, the temperature sensor 15, and the air flow meter 17 used for the determination of the abnormality detection are out of order.
That is, it is determined whether or not the necessary conditions for the CU 16 to perform appropriate abnormality detection determination are satisfied. If the precondition is satisfied, in step S2, the intake air amount is calculated based on the intake air pressure Pim detected by the pressure sensor 14, and this value is calculated as the calculated intake air amount G.
Set to P, and proceed to step S3. On the other hand, if the precondition is not satisfied, the process proceeds to step S10. In step S3, the calculated intake air amount GP is corrected based on the intake air temperature Tim detected by the temperature sensor 15, and GP
Is replaced with the corrected GP value. Therefore, the calculated intake air amount GP is calculated as a function of the intake air pressure Pim and the intake air temperature Tim.
Next, in step S4, the actual intake air amount GF is detected by the air flow meter 17.
【００１３】さらに、ステップＳ５において、算出吸入
空気量ＧＰから実吸入空気量ＧＦを減算した値ＧＰ−Ｇ
Ｆが所定値αより大きいかどうかを判定する仮異常判定
を行う。ＧＰ−ＧＦがαより大きい場合、ステップＳ６
において、吸気系に異常がある可能性があるとして、仮
異常判定フラグＦ１をオンする。さらに、当初は０に設
定され且つ仮異常判定フラグＦ１が継続してオンしてい
る時間をカウントする継続時間カウンタＣ１をインクリ
メントしてステップＳ８に進む。一方、ＧＰ−ＧＦがα
より大きくない場合、ステップ７に進み、仮異常判定フ
ラグＦ１をオフすると共に、継続時間カウンタＣ１を０
にクリアしてステップＳ８に進む。Further, in step S5, a value GP-G obtained by subtracting the actual intake air amount GF from the calculated intake air amount GP.
A temporary abnormality determination is made to determine whether F is greater than a predetermined value α. If GP-GF is larger than α, step S6
, The provisional abnormality determination flag F1 is turned on, assuming that there is a possibility that the intake system may be abnormal. Furthermore, the duration counter C1, which is initially set to 0 and counts the time during which the temporary abnormality determination flag F1 is continuously ON, is incremented, and the process proceeds to step S8. On the other hand, if GP-GF is α
If not greater, the process proceeds to step 7, where the temporary abnormality determination flag F1 is turned off and the duration counter C1 is set to 0.
And proceeds to step S8.
【００１４】次に、ステップＳ８において、継続時間カ
ウンタＣ１が所定の継続時間の値になったかどうかを判
定する。継続時間カウンタＣ１が所定の継続時間の値に
なった場合、ステップＳ９において、異常がある可能性
がさらに高くなったものとみなして、仮異常継続判定フ
ラグＦ２を新たにオンする。また、当初は０に設定され
ている回数カウンタＣ２をインクリメントする。回数カ
ウンタＣ２は、継続時間カウンタＣ１が所定の継続時間
の値になった場合の回数をカウントするものである。こ
こで、仮異常判定フラグＦ１が所定の継続時間だけオン
した結果として、仮異常継続判定フラグＦ２がオンする
と、再び、ステップＳ５における仮異常判定を最初から
行わせるために、仮異常判定フラグＦ１をオフすると共
に、継続時間カウンタＣ１を０にクリアする。Next, in step S8, it is determined whether or not the duration counter C1 has reached a predetermined duration value. When the duration counter C1 has reached the value of the predetermined duration, in step S9, it is considered that the possibility of an abnormality is further increased, and the temporary abnormality continuation determination flag F2 is newly turned on. Further, the number counter C2 initially set to 0 is incremented. The number-of-times counter C2 counts the number of times when the duration counter C1 reaches a value of a predetermined duration. Here, when the temporary abnormality determination flag F1 is turned on for a predetermined duration as a result of the temporary abnormality continuation determination flag F2 being turned on, the temporary abnormality determination flag F1 is again set to perform the temporary abnormality determination in step S5 from the beginning. Is turned off, and the duration counter C1 is cleared to 0.
【００１５】一方、継続時間カウンタＣ１が所定の継続
時間の値にならない場合、ステップＳ９をスキップして
ステップＳ１１に進む。また、ステップＳ１において、
前提条件が成立しない場合も、ステップＳ１０を介して
ステップＳ１１に進む。なお、ステップＳ１０では、仮
異常判定フラグＦ１及び仮異常継続判定フラグＦ２をオ
フすると共に、継続時間カウンタＣ１及び回数カウンタ
Ｃ２を０にクリアする。すなわち、これらのフラグ及び
カウンタを初期化した上で、ステップＳ１１に進む。On the other hand, if the duration counter C1 does not reach the value of the predetermined duration, step S9 is skipped and the process proceeds to step S11. Also, in step S1,
If the precondition is not satisfied, the process proceeds to step S11 via step S10. In step S10, the provisional abnormality determination flag F1 and the provisional abnormality continuation determination flag F2 are turned off, and the duration counter C1 and the number counter C2 are cleared to zero. That is, after the flags and the counter are initialized, the process proceeds to step S11.
【００１６】次に、ステップＳ１１において、回数カウ
ンタＣ２が所定の回数になったかどうかを判定する。回
数カウンタＣ２が所定の回数になった場合、ステップＳ
１２において、吸気系に異常が確実にあるとみなして本
異常フラグＦ３をオンにして一連の異常検出処理を終了
する。一方、回数カウンタＣ２が所定の回数にならない
場合、ステップＳ１２をスキップして一連の異常検出処
理を終了する。Next, in step S11, it is determined whether or not the number counter C2 has reached a predetermined number. If the number counter C2 has reached the predetermined number, step S
In step 12, the abnormality flag F3 is turned on by assuming that there is definitely an abnormality in the intake system, and the series of abnormality detection processing ends. On the other hand, when the number counter C2 does not reach the predetermined number, step S12 is skipped and a series of abnormality detection processing ends.
【００１７】なお、本異常フラグＦ３をオンした場合、
上述したルーチンとは別のルーチンが実行されることに
よりエンジンの吸気系の異常に関するフェイルセーフ処
理がなされる。フェイルセーフ処理としては、スワール
弁制御やＥＧＲ制御を中断する。また、エンジンが高回
転高負荷領域で運転されないように、アクセル制限を行
い、アクセル開度センサのデータについて燃料噴射量を
制限するように擬制したり、燃焼室内に噴射する燃料噴
射量を直接的に制限したりする。また、本異常フラグＦ
３をオンした場合、車両のイグニッションスイッチをオ
ンからオフにしただけでは本異常フラグＦ３はオフせ
ず、ＥＣＵ１６と車両のバッテリとを電気的に接続する
ラインが遮断されて初めて本異常フラグＦ３はオフす
る。When the abnormality flag F3 is turned on,
By executing a routine different from the above-described routine, fail-safe processing relating to an abnormality in the intake system of the engine is performed. As the fail-safe processing, the swirl valve control and the EGR control are interrupted. In addition, the accelerator is limited so that the engine is not operated in the high-speed and high-load range, and the data of the accelerator opening sensor is simulated to limit the fuel injection amount, or the fuel injection amount injected into the combustion chamber is directly controlled. Or to Also, the main abnormality flag F
When the ignition switch 3 is turned on, the abnormality flag F3 is not turned off only by turning off the ignition switch of the vehicle from on to off, and the abnormality flag F3 is not turned off until the line that electrically connects the ECU 16 and the battery of the vehicle is cut off. Turn off.
【００１８】このように、吸気系に何らかの異常があっ
て吸気抵抗が変化すると、圧力センサ１４により検出し
た吸入空気圧力Ｐｉｍ及び温度センサ１５により検出し
た吸入空気温度Ｔｉｍから算出した算出吸入空気量ＧＰ
から、エアフローメータ１７により検出した実吸入空気
量ＧＦを減算した値ＧＰ−ＧＦが変化するので、この値
を所定値αと比較することにより吸気系の異常を精度良
く検出することができる。また、高地補正のためのテー
ブル補間函数を必要とせず、高地においても同じ吸気系
異常検出装置を用いて、大気圧補正に関する特別な処理
を行うことなく、エンジンの吸気系の異常検出をするこ
とが可能であると共に、吸気系の異常を検出のためのデ
ータ容量も少なくて済む。さらに、エアフローメータ１
７により検出された吸入空気量と基準値とを比較するも
のではないので、エンジン回転数に応じて吸入空気量が
著しく上昇するエンジンの低中速回転領域においても、
精度良く異常判定を行うことができる。継続時間カウン
タＣ１を用いて、ステップＳ５における仮異常判定の条
件が所定時間継続して成立しないうちに、仮異常判定の
条件が不成立になると、仮異常判定フラグＦ１をオフし
て、吸気系の異常とみなさないので、異常検出の誤判定
をなくすことができる。特に、エンジン加速時等エンジ
ン回転数の変化が大きいあるいは負荷変動が大きい過渡
状態において、異常検出の誤判定をなくすことができ
る。As described above, when there is some abnormality in the intake system and the intake resistance changes, the calculated intake air amount GP calculated from the intake air pressure Pim detected by the pressure sensor 14 and the intake air temperature Tim detected by the temperature sensor 15.
Accordingly, the value GP-GF obtained by subtracting the actual intake air amount GF detected by the air flow meter 17 changes. By comparing this value with a predetermined value α, it is possible to accurately detect an abnormality in the intake system. In addition, no need for a table interpolation function for high altitude correction, and use of the same intake system abnormality detection device at high altitude to detect abnormalities in the intake system of the engine without performing special processing related to atmospheric pressure correction Is possible, and the data capacity for detecting the abnormality of the intake system is small. Furthermore, the air flow meter 1
7 does not compare the intake air amount detected by step 7 with the reference value. Therefore, even in the low-to-medium-speed rotation region of the engine where the intake air amount increases significantly according to the engine speed,
Abnormality determination can be performed with high accuracy. Using the duration counter C1, if the provisional abnormality determination condition is not satisfied before the provisional abnormality determination condition in step S5 is continuously satisfied for a predetermined time, the provisional abnormality determination flag F1 is turned off, and the intake system of the intake system is turned off. Since it is not regarded as abnormal, erroneous determination of abnormality detection can be eliminated. In particular, it is possible to eliminate erroneous determination of abnormality detection in a transient state in which a change in the engine speed is large or a load change is large, such as during engine acceleration.
【００１９】実施の形態２．実施の形態２に係るエンジ
ンの吸気系異常検出装置は、実施の形態１に係る吸気系
異常検出装置に対して、スワール制御弁１３をＥＣＵ１
６に接続したものである。この実施の形態に係る吸気系
異常検出装置の動作を説明するフローチャートを図４に
示す。このフローチャートは、実施の形態１に係る図３
のフローチャートに対してステップＳ１の後にステップ
Ｓ１ａを追加し、ステップＳ１２に代えてステップＳ１
２ａを設けたものである。ステップＳ１において吸気系
の異常検出の判定を行う前提条件が成立しているかどう
かを判定しているが、前提条件が成立している場合、ス
テップＳ１ａにおいて、異常検出の判定を行うためのさ
らなる前提条件として、スワール制御弁１３がオフして
いるかどうかを判定する。スワール制御弁１３がオフし
ている場合、ステップＳ２に進み、スワール制御弁１３
がオフしていない場合、ステップＳ１０に進み、それぞ
れ実施の形態１と同様な処理が行われる。その後、ステ
ップＳ１１において回数カウンタＣ２が所定の回数にな
った場合、ステップＳ１２ａにおいて、吸気系に異常が
確実にあるとみなして本異常フラグＦ３をオンにすると
共に、吸気系の異常をスワール制御弁１３の異常と判定
する。Embodiment 2 The intake system abnormality detection device according to the second embodiment differs from the intake system abnormality detection device according to the first embodiment in that the swirl control valve 13 is connected to the ECU 1
6. FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the intake system abnormality detecting device according to this embodiment. This flowchart corresponds to FIG. 3 according to the first embodiment.
Step S1a is added after step S1 to the flowchart of FIG.
2a. In step S1, it is determined whether a precondition for determining the abnormality detection of the intake system is satisfied. If the precondition is satisfied, a further prerequisite for determining the abnormality detection in step S1a. As a condition, it is determined whether the swirl control valve 13 is off. If the swirl control valve 13 is off, the process proceeds to step S2, and the swirl control valve 13 is turned off.
If is not turned off, the process proceeds to step S10, and the same processing as in the first embodiment is performed. Thereafter, when the number of times counter C2 reaches a predetermined number in step S11, in step S12a, it is determined that the intake system is abnormal, the abnormality flag F3 is turned on, and the abnormality in the intake system is determined by the swirl control valve. 13 is determined to be abnormal.
【００２０】ここで、スワール制御弁１３がオフしてい
る場合、スワール制御弁１３が開いて、タンジェンシャ
ルポート４ａ及びヘリカルポート４ｂの双方から空気が
燃焼室に供給されるので吸気通路３の吸気抵抗は増大し
ないはずである。それにもかかわらず、ステップＳ５の
判定において、ＧＰ−ＧＦの値が所定値αより大きいと
判定され、一連の処理を経た後、ステップＳ１２ａに進
む場合は、吸気系の異常をスワール制御弁１３の閉故障
と特定することができる。Here, when the swirl control valve 13 is off, the swirl control valve 13 opens and air is supplied to the combustion chamber from both the tangential port 4a and the helical port 4b. The resistance should not increase. Nevertheless, in the determination of step S5, it is determined that the value of GP-GF is larger than the predetermined value α, and after going through a series of processes, to step S12a, the abnormality of the intake system is determined by the swirl control valve 13 It can be specified as a closed fault.
【００２１】実施の形態３．実施の形態１において、温
度センサ１５を用いて吸入空気温度Ｔｉｍを検出した
が、エンジンの運転条件の中で、吸入空気温度Ｔｉｍが
予測しうるものであれば、ＥＣＵ１６は吸入空気温度Ｔ
ｉｍを一定値に設定して、温度センサ１５を省略するこ
とができる。図５に示されるフローチャートに基づい
て、この実施の形態に係るエンジンの吸気系異常検出装
置の動作を説明する。この場合、算出吸入空気量ＧＰを
吸入空気圧力Ｐｉｍのみに対する関数として算出するこ
とになるため、実施の形態１に係る図３のフローチャー
トに示されるステップＳ３に対応するものがなく、ステ
ップＳ２からステップＳ４に進む。Embodiment 3 In the first embodiment, the intake air temperature Tim is detected using the temperature sensor 15. However, if the intake air temperature Tim can be predicted among the engine operating conditions, the ECU 16 determines the intake air temperature T
By setting im to a constant value, the temperature sensor 15 can be omitted. The operation of the engine intake system abnormality detecting device according to this embodiment will be described based on the flowchart shown in FIG. In this case, since the calculated intake air amount GP is calculated as a function only for the intake air pressure Pim, there is no corresponding step S3 shown in the flowchart of FIG. Proceed to S4.
【００２２】実施の形態４．実施の形態１において、図
３のフローチャートのステップＳ２及びＳ３では、吸入
空気圧力Ｐｉｍ及び吸入空気温度Ｔｉｍを基にして、算
出吸入空気量ＧＰを算出しているが、算出吸入空気量Ｇ
Ｐを求める算出式にエンジン回転数をパラメータとした
係数を含むようにしてもよい。これにより、精度の高い
算出吸入空気量ＧＰを算出することができ、より正確な
異常検出が可能となる。Embodiment 4 In the first embodiment, in steps S2 and S3 of the flowchart in FIG. 3, the calculated intake air amount GP is calculated based on the intake air pressure Pim and the intake air temperature Tim.
The calculation formula for calculating P may include a coefficient using the engine speed as a parameter. As a result, the calculated intake air amount GP can be calculated with high accuracy, and more accurate abnormality detection can be performed.
【００２３】なお、上述した実施の形態１〜４に係るエ
ンジンの吸気系異常検出装置は、広く吸気系の異常検出
に適用でき、インタークーラのつまり、エアクリーナの
つまりを検出することも可能である。また、ガソリンエ
ンジンの吸気系の異常にも適用でき、例えば、スロット
ルバルブの固着故障を検出することもできる。さらに、
エアフローメータ１７が経時劣化すると実吸入空気量Ｇ
Ｆの値に変化が生じるので、算出吸入空気量ＧＰから実
吸入空気量ＧＦを減算した値ＧＰ−ＧＦの変化を長期間
にわたって比較することによって、エアフローメータ１
７の異常を検出することもできる。また、エアフローメ
ータとして、流量センサと温度センサから構成されるも
のに替えて、流量センサのみからなるものを使用しても
良い。It should be noted that the engine intake system abnormality detecting devices according to the above-described first to fourth embodiments can be widely applied to intake system abnormality detection, and can also detect clogging of an intercooler, that is, clogging of an air cleaner. . Further, the present invention can be applied to an abnormality in an intake system of a gasoline engine. further,
When the air flow meter 17 deteriorates with time, the actual intake air amount G
Since the value of F changes, the air flow meter 1 is compared with a change in a value GP-GF obtained by subtracting the actual intake air amount GF from the calculated intake air amount GP over a long period of time.
7 can also be detected. Further, as the air flow meter, a device having only a flow sensor may be used instead of a device having a flow sensor and a temperature sensor.
【００２４】[0024]
【発明の効果】以上に説明したように、請求項１に記載
の発明によれば、異常判定回路が、圧力センサにより検
出された吸入空気圧力に基づいて吸入空気量を算出した
算出吸入空気量とエアフローメータにより検出された吸
入空気量である実吸入空気量ととを比較して、吸気系の
異常を判定するので、エンジンの吸気系の異常を精度良
く検出でき、かつ、高地補正が不要で、異常検出のため
のデータ容量を少なく抑えることができる。請求項２に
記載の発明によれば、異常判定回路は、温度センサによ
り検出された吸入空気温度に基づいて算出吸入空気量を
補正するので、より精度の高い算出吸入空気量を求める
ことができ、吸気系の異常検出精度が向上する。請求項
３に記載の発明によれば、算出吸入空気量から実吸入空
気量を減算した値が、所定値より大きいことが所定時間
継続した場合に、エンジンの吸気系の異常と判定するの
で、誤った異常検出の判定をすることがなく、吸気系の
異常検出精度が向上する。請求項４に記載の発明によれ
ば、異常判定回路は、吸気系の異常をスワール制御弁の
異常と判定するので、スワール制御弁の全閉固着故障を
容易に検出できる。As described above, according to the first aspect of the present invention, the abnormality determination circuit calculates the intake air amount based on the intake air pressure detected by the pressure sensor. And the actual intake air amount, which is the intake air amount detected by the air flow meter, to determine the abnormality of the intake system. Therefore, it is possible to accurately detect the abnormality of the intake system of the engine and eliminate the need for high altitude correction. Thus, the data capacity for detecting an abnormality can be reduced. According to the second aspect of the present invention, since the abnormality determination circuit corrects the calculated intake air amount based on the intake air temperature detected by the temperature sensor, a more accurate calculated intake air amount can be obtained. Thus, the accuracy of detecting the abnormality of the intake system is improved. According to the third aspect of the present invention, when the value obtained by subtracting the actual intake air amount from the calculated intake air amount is larger than the predetermined value for a predetermined period of time, it is determined that the engine intake system is abnormal. The abnormality detection accuracy of the intake system is improved without erroneous abnormality detection determination. According to the fourth aspect of the present invention, the abnormality determination circuit determines the abnormality of the intake system as the abnormality of the swirl control valve, so that it is possible to easily detect the fully closed fixed failure of the swirl control valve.
【図１】 この発明の実施の形態１に係るエンジンの吸
気系異常検出装置をディーゼルエンジン搭載車両に適用
した場合の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration when an engine intake system abnormality detection device according to a first embodiment of the present invention is applied to a vehicle equipped with a diesel engine.
【図２】 実施の形態１に係るエンジンの吸気系異常検
出装置におけるインテークマニホールドの吸入空気圧力
と、エアフローメータにより検出された吸入空気量との
関係を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing a relationship between an intake air pressure of an intake manifold and an intake air amount detected by an air flow meter in the intake system abnormality detection device for an engine according to the first embodiment.
【図３】 実施の形態１に係るエンジンの吸気系異常検
出装置の異常検出動作を説明するフローチャートであ
る。FIG. 3 is a flowchart illustrating an abnormality detection operation of the engine intake system abnormality detection device according to the first embodiment.
【図４】 実施の形態２に係るエンジンの吸気系異常検
出装置の異常検出動作を説明するフローチャートであ
る。FIG. 4 is a flowchart illustrating an abnormality detection operation of an intake system abnormality detection device for an engine according to a second embodiment.
【図５】 実施の形態３に係るエンジンの吸気系異常検
出装置の異常検出動作を説明するフローチャートであ
る。FIG. 5 is a flowchart illustrating an abnormality detecting operation of the engine intake system abnormality detecting device according to the third embodiment.
３…吸気通路、４…インテークマニホールド、７…エア
クリーナ、８ａ…ターボチャージャーのコンプレッサ、
９…インタークーラ、１０…吸気絞り弁、１３…スワー
ル制御弁、１４…圧力センサ、１５…温度センサ、１６
…ＥＣＵ、１７…エアフローメータ。3 ... intake passage, 4 ... intake manifold, 7 ... air cleaner, 8a ... turbocharger compressor,
9 intercooler, 10 intake throttle valve, 13 swirl control valve, 14 pressure sensor, 15 temperature sensor, 16
... ECU, 17 ... Air flow meter.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 41/18 Ｆ０２Ｄ 41/18 Ｆ Ｈ 45/00 ３６６ 45/00 ３６６Ｈ (72)発明者 衣畑 裕生 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G084 AA03 BA04 BA21 CA03 DA30 EA11 EB22 FA02 FA07 FA11 FA20 3G301 HA01 HA06 HA11 HA13 HA17 JA20 JB01 KA08 LA05 LC10 NA08 NB02 NB20 PA01Z PA07Z PA10Z PE08Z ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F02D 41/18 F02D 41/18 F H45 / 00366 45 / 00366H (72) Inventor Hiroki Kinuhata Aichi No. 1 Toyota Town, Toyota City F-term in Toyota Motor Corporation (reference) 3G084 AA03 BA04 BA21 CA03 DA30 EA11 EB22 FA02 FA07 FA11 FA20 3G301 HA01 HA06 HA11 HA13 HA17 JA20 JB01 KA08 LA05 LC10 NA08 NB02 NB20 PA01Z PA07Z PA10Z PE08Z
Claims (4)
する圧力センサと、 吸気系の吸入空気量を検出するエアフローメータと、 圧力センサにより検出された吸入空気圧力に基づいて吸
入空気量を算出した算出吸入空気量とエアフローメータ
により検出された吸入空気量である実吸入空気量とを比
較して、所定の条件を満たす場合に、吸気系の異常と判
定する異常判定回路とを備えたエンジンの吸気系異常検
出装置。A pressure sensor for detecting an intake air pressure of an intake system of the engine; an air flow meter for detecting an intake air amount of the intake system; and an intake air amount calculated based on the intake air pressure detected by the pressure sensor. An abnormality determination circuit that compares the calculated intake air amount and an actual intake air amount that is an intake air amount detected by an air flow meter, and determines that the intake system is abnormal when a predetermined condition is satisfied. Intake system abnormality detection device.
する温度センサを備え、 異常判定回路は、温度センサにより検出された吸入空気
温度に基づいて、算出吸入空気量を補正する請求項１に
記載のエンジンの吸気系異常検出装置。2. The system according to claim 1, further comprising a temperature sensor for detecting an intake air temperature of an intake system of the engine, wherein the abnormality determination circuit corrects the calculated intake air amount based on the intake air temperature detected by the temperature sensor. An abnormality detection device for an intake system of an engine according to the above.
ら実吸入空気量を減算した値が、所定時間継続して所定
値より大きい請求項１または２に記載のエンジンの吸気
系異常検出装置。3. The engine intake system abnormality detection according to claim 1, wherein the predetermined condition is that a value obtained by subtracting the actual intake air amount from the calculated intake air amount is continuously larger than a predetermined value for a predetermined time. apparatus.
焼室内にスワールを形成するスワール制御弁を備え、 異常判定回路は、スワール制御弁の異常を判定する請求
項１〜３のいずれか一項に記載のエンジンの吸気系異常
検出装置。4. The intake system includes a swirl control valve downstream of the pressure sensor for forming a swirl in the combustion chamber, and the abnormality determination circuit determines an abnormality of the swirl control valve. An abnormality detection device for an intake system of an engine according to any one of the preceding claims.
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