JP2009068339A - Control device for engine with supercharger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、過給機付エンジンの制御装置に係り、特に主ターボチャージャと副ターボチャージャとを有する構造において、副ターボチャージャのコンプレッサ下流の吸気通路を開閉する吸気切替弁の上流と下流とをバイパスするバイパス通路にリリーフ弁を有するものに関する。 The present invention relates to a supercharger-equipped engine control apparatus, and more particularly, in a structure having a main turbocharger and a subturbocharger, upstream and downstream of an intake switching valve that opens and closes an intake passage downstream of a compressor of the subturbocharger. The present invention relates to a bypass passage having a relief valve in the bypass passage.
主ターボチャージャと副ターボチャージャとを有し、低吸入空気量域では主ターボチャージャのみを動作させ、高吸入空気量域では主・副の両ターボチャージャを動作させるようにした所謂ツインターボシステムを採用した過給機付エンジンが知られている。 A so-called twin turbo system that has a main turbocharger and a subturbocharger, operates only the main turbocharger in the low intake air volume range, and operates both the main and sub turbochargers in the high intake air volume range. Adopted supercharged engine is known.
この種の過給機付エンジンは、例えば図9に示すように構成されている。エンジン本体102に対し、主ターボチャージャ103と副ターボチャージャ104が並列に設けられている。副ターボチャージャ104に接続される吸気系には吸気切替弁109が、また排気系には排気切替弁108が、それぞれ設けられている。
This type of supercharged engine is configured, for example, as shown in FIG. A
低吸入空気量域では吸気切替弁109、排気切替弁108を共に全閉とすることにより、主ターボチャージャ103のみを過給作動させる。高吸入空気量域では両切替弁109、108を共に全開とすることにより、副ターボチャージャ104にも過給作動を行わせ、2個ターボチャージャ作動とする。
In the low intake air amount region, both the
このような過給機付エンジンにおいて、吸気切替弁が閉固着(すなわち、閉弁状態で固着)又は開固着(すなわち、開弁状態で固着)すると制御が正しく行えなくなるため、そのような吸気切替弁の固着を故障として検出できることが望ましい。 In such an engine with a supercharger, if the intake switching valve is closed firmly (that is, stuck in the closed state) or openly stuck (that is, stuck in the opened state), control cannot be performed correctly. It is desirable to be able to detect valve sticking as a failure.
特許文献1が開示する装置は、吸気切替弁の固着を検出するために、吸気切替弁の上流側と下流側との差圧を差圧センサによって検出し、この差圧を所定の基準値と比較している。
The device disclosed in
特許文献2が開示する装置は、吸気切替弁の固着を検出するために、吸気切替弁の下流側の過給圧センサによって検出される過給圧を、所定の基準値と比較している。
The device disclosed in
特許文献1の構成では、過給圧の制御に用いられる過給圧センサに加えて、専用の差圧センサを新たに設ける必要があってコスト増につながる上、過給圧センサの故障検出とは別途に、差圧センサの故障検出を行う必要もある。
In the configuration of
他方、特許文献2では、吸気切替弁109の上流と下流とをバイパスするバイパス通路110に、リリーフ弁111を設けている。低吸入空気量域から高吸入空気量域に移行するときには、吸気切替弁109および排気切替弁108が閉じられている状態から排気切替弁108を開いて副ターボチャージャ104の助走回転数を高める際の、主ターボチャージャ103のコンプレッサ103b下流と副ターボチャージャ104のコンプレッサ104b下流との差圧によって、リリーフ弁111が開かれる。これによって、続いて吸気切替弁109を開いた際のショックが小さくなり、ターボチャージャの切替をより円滑に行うことができる。しかし、この構成においては、リリーフ弁111の作用によって目標過給圧と実過給圧との偏差が低減されるため、吸気切替弁の下流側の過給圧センサ131によって検出される過給圧を、所定の基準値と比較する方式によって吸気切替弁の固着を検出するのは、困難であるか、少なくとも相当程度の遅延を生じうる。
On the other hand, in
そこで本発明の目的は、副ターボチャージャのコンプレッサ下流の吸気通路を開閉する吸気切替弁の上流と下流とをバイパスするバイパス通路に、差圧によって動作するリリーフ弁を有するツインターボシステムにおいて、吸気系を開閉する弁の固着を適切に検出することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an intake system in a twin turbo system having a relief valve that operates by differential pressure in a bypass passage that bypasses the upstream and downstream sides of an intake switching valve that opens and closes an intake passage downstream of a compressor of a sub turbocharger. It is to appropriately detect sticking of a valve for opening and closing the valve.
本発明の過給機付エンジンの制御装置は、主ターボチャージャと、副ターボチャージャと、前記副ターボチャージャのコンプレッサ下流の吸気通路を開閉する吸気切替弁と、前記吸気通路における前記吸気切替弁の上流と下流とをバイパスするバイパス通路と、前記バイパス通路に設けられ前記副ターボチャージャのコンプレッサ下流の圧力が前記主ターボチャージャのコンプレッサ下流の圧力よりも高い場合に両者の差圧によって開弁するリリーフ弁と、を備え、低吸入空気量域では前記吸気切替弁を閉弁させることにより主ターボチャージャのみを過給作動させ、高吸入空気量域では前記吸気切替弁を開弁させることにより両方のターボチャージャを過給作動させるようにした過給機付エンジンの制御装置において、前記吸気切替弁よりも下流側の過給圧を検出する過給圧センサと、前記リリーフ弁の動作に起因する前記過給圧の挙動に基づいて、前記吸気切替弁が閉固着しているか否かを判定する切替弁固着判定手段と、を更に備えたことを特徴とする。 The supercharged engine control apparatus of the present invention includes a main turbocharger, a sub turbocharger, an intake switching valve that opens and closes an intake passage downstream of a compressor of the sub turbocharger, and the intake switching valve in the intake passage. A bypass passage that bypasses the upstream and downstream, and a relief that is provided in the bypass passage and opens when the pressure downstream of the compressor of the auxiliary turbocharger is higher than the pressure downstream of the compressor of the main turbocharger. And in the low intake air amount region, the intake switching valve is closed to supercharge only the main turbocharger, and in the high intake air amount region, both of the intake switching valves are opened. In the supercharger-equipped engine control apparatus that supercharges the turbocharger, the intake switching valve A supercharging pressure sensor that detects a supercharging pressure on the downstream side, and a switching valve that determines whether or not the intake switching valve is closed and fixed based on the behavior of the supercharging pressure resulting from the operation of the relief valve And a sticking determination means.
主ターボチャージャ側と副ターボチャージャ側との差圧によって動作するリリーフ弁は、差圧による開弁と、開弁直後における差圧の低減による閉弁とを交互に繰り返す。このため、リリーフ弁の開弁によって目標過給圧と実過給圧との偏差が小さくされても、本発明のように、リリーフ弁の開閉運動を過給圧の挙動から検出すれば、吸気切替弁の閉弁状態での固着を適切に検出することが可能になる。 The relief valve operated by the differential pressure between the main turbocharger side and the sub turbocharger side alternately repeats the valve opening due to the differential pressure and the valve closing due to the reduction of the differential pressure immediately after the valve opening. Therefore, even if the deviation between the target boost pressure and the actual boost pressure is reduced by opening the relief valve, if the opening / closing movement of the relief valve is detected from the behavior of the boost pressure as in the present invention, the intake air It is possible to appropriately detect the sticking of the switching valve in the closed state.
前記切替弁固着判定手段は、前記吸気切替弁への開動作の指示後に前記過給圧の一時的低下があった場合に、前記吸気切替弁が閉固着していると判定するのが好適である。 Preferably, the switching valve adhering determination means determines that the intake switching valve is closed and adhering when the supercharging pressure has temporarily decreased after an instruction to open the intake switching valve. is there.
前記切替弁固着判定手段は、更に、前記吸気切替弁への開動作の指示後における前記過給圧と予め定められた正常時2ターボ過給圧との偏差に基づいて、前記吸気切替弁が閉固着しているか否かを判定してもよい。この場合には、2種類の判定を行うことにより、固着の検出を更に適切にすることが可能になる。 The switching valve adhering determination means is further configured to determine whether or not the intake switching valve is based on a deviation between the supercharging pressure after the opening operation instruction to the intake switching valve and a predetermined normal 2-turbo supercharging pressure. It may be determined whether or not it is closed and fixed. In this case, it is possible to make the detection of sticking more appropriate by making two types of determinations.
また、前記切替弁固着判定手段は、前記吸気切替弁への開動作の指示前における前記過給圧と予め定められた正常時1ターボ過給圧との偏差に基づいて、前記吸気切替弁が開固着しているか否かを判定してもよい。この場合には、吸気切替弁が閉固着している場合だけでなく、開固着している場合も検出することができる。 Further, the switching valve adhering determination means is configured to determine whether the intake switching valve is based on a deviation between the supercharging pressure before the opening operation instruction to the intake switching valve and a predetermined normal 1 turbo supercharging pressure. It may be determined whether or not it is open-fixed. In this case, it is possible to detect not only the case where the intake switching valve is stuck closed but also the case where the intake switching valve is stuck open.
切替弁固着判定手段による判定は、偏差の積算値と予め定められた基準値との比較に基づいて実行するのが好適である。この場合には、判定の精度を向上することができる。 The determination by the switching valve sticking determination means is preferably performed based on a comparison between the integrated value of the deviation and a predetermined reference value. In this case, the accuracy of determination can be improved.
本発明の別の一態様は、主ターボチャージャと、副ターボチャージャと、前記副ターボチャージャのコンプレッサ下流の吸気通路を開閉する吸気切替弁と、前記吸気通路における前記吸気切替弁の上流と下流とをバイパスするバイパス通路と、前記バイパス通路に設けられ前記副ターボチャージャのコンプレッサ下流の圧力が前記主ターボチャージャのコンプレッサ下流の圧力よりも高い場合に両者の差圧によって開弁するリリーフ弁と、を備え、低吸入空気量域では前記吸気切替弁を閉弁させることにより主ターボチャージャのみを過給作動させ、高吸入空気量域では前記吸気切替弁を開弁させることにより両方のターボチャージャを過給作動させるようにした過給機付エンジンの制御装置において、前記吸気切替弁よりも下流側の過給圧を検出する過給圧センサと、前記副ターボチャージャの過給作動中であって、前記吸気切替弁への開動作の指示前に、前記リリーフ弁の動作に起因する前記過給圧の挙動がない場合に、前記リリーフ弁が閉固着していると判定するリリーフ弁固着判定手段と、を更に備えたことを特徴とする過給機付エンジンの制御装置である。 Another aspect of the present invention includes a main turbocharger, a sub turbocharger, an intake switching valve that opens and closes an intake passage downstream of a compressor of the sub turbocharger, and upstream and downstream of the intake switching valve in the intake passage. And a relief valve that is provided in the bypass passage and opens when the pressure downstream of the compressor of the auxiliary turbocharger is higher than the pressure downstream of the compressor of the main turbocharger. In the low intake air volume range, only the main turbocharger is supercharged by closing the intake switching valve, and in the high intake air volume range, both turbochargers are excessively opened by opening the intake switching valve. In the supercharger-equipped engine control apparatus configured to perform a charging operation, a supercharging pressure downstream of the intake air switching valve The supercharging pressure sensor to be detected and the sub turbocharger are in supercharging operation, and there is no behavior of the supercharging pressure due to the operation of the relief valve before an instruction to open the intake switching valve In this case, the control apparatus for the supercharged engine further comprises a relief valve sticking determination unit that determines that the relief valve is closed and stuck.
この態様では、過給圧の挙動に基づいて、リリーフ弁の閉固着を検出することができる。 In this aspect, it is possible to detect the closed sticking of the relief valve based on the behavior of the supercharging pressure.
この場合には、さらに、リリーフ弁固着判定手段は、過給圧と予め定められた正常時過給圧との偏差の積算値と予め定められた基準値との比較に基づいて、前記判定を実行するのが好適である。この場合には、判定の精度を向上することが可能になる。 In this case, the relief valve adhering determination means further performs the determination based on a comparison between an integrated value of a deviation between the supercharging pressure and a predetermined normal-time supercharging pressure and a predetermined reference value. It is preferable to execute. In this case, the determination accuracy can be improved.
本発明の別の一態様は、主ターボチャージャと、副ターボチャージャと、前記副ターボチャージャのコンプレッサ下流の吸気通路を開閉する吸気切替弁と、前記吸気通路における前記吸気切替弁の上流と下流とをバイパスするバイパス通路と、前記バイパス通路に設けられ前記副ターボチャージャのコンプレッサ下流の圧力が前記主ターボチャージャのコンプレッサ下流の圧力よりも高い場合に両者の差圧によって開弁するリリーフ弁と、を備え、低吸入空気量域では前記吸気切替弁を閉弁させることにより主ターボチャージャのみを過給作動させ、高吸入空気量域では前記吸気切替弁を開弁させることにより両方のターボチャージャを過給作動させるようにした過給機付エンジンの制御装置において、前記吸気切替弁よりも下流側の過給圧を検出する過給圧センサと、吸気切替弁への開動作の指示後における過給圧の時間あたりの変化量に基づいて、リリーフ弁が閉固着していると判定するリリーフ弁固着判定手段と、をさらに備えたことを特徴とする過給機付エンジンの制御装置である。この場合には、判定の精度を向上することが可能になる。 Another aspect of the present invention includes a main turbocharger, a sub turbocharger, an intake switching valve that opens and closes an intake passage downstream of a compressor of the sub turbocharger, and upstream and downstream of the intake switching valve in the intake passage. And a relief valve that is provided in the bypass passage and opens when the pressure downstream of the compressor of the auxiliary turbocharger is higher than the pressure downstream of the compressor of the main turbocharger. In the low intake air volume range, only the main turbocharger is supercharged by closing the intake switching valve, and in the high intake air volume range, both turbochargers are excessively opened by opening the intake switching valve. In the supercharger-equipped engine control apparatus configured to perform a charging operation, a supercharging pressure downstream of the intake air switching valve And a relief valve adhering determining means for determining that the relief valve is adhering closed based on the amount of change per hour in the supercharging pressure after instructing the opening operation to the intake air switching valve; Is a control device for a supercharged engine. In this case, the determination accuracy can be improved.
以下、本発明の実施形態について図面に基づき説明する。図1において、本発明の実施形態に係る過給機付エンジン1は、エンジン本体2、及び互いに並列に設けられた主ターボチャージャ3及び副ターボチャージャ4を備えている。ターボチャージャ3,4のそれぞれのタービン3a,4aは、排気通路5を介してエンジン本体2の排気ポートに接続され、それぞれのコンプレッサ3b、4bは、インタクーラ6を有する吸気通路7を介してエンジン本体2の吸気ポートに接続されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, a
主ターボチャージャ3は、低吸入空気量域から高吸入空気量域まで作動される。副ターボチャージャ4は高吸入空気領域のみで作動され、低吸入空気量域では停止される。副ターボチャージャ4の作動、停止を可能にするために、副ターボチャージャ4のタービン4aの上流であって排気通路5の分岐点の下流側に、排気切替弁8が設けられている。またコンプレッサ4bの下流であってコンプレッサ3bの下流の吸気通路7との合流点よりも上流側に、吸気切替弁9が設けられている。排気切替弁8及び吸気切替弁9の両方とも開弁のとき、副ターボチャージャ4が動作させられる。
The
コンプレッサ4bの下流側の吸気通路7に、吸気切替弁9の上流と下流とを連通して、バイパス通路10が設けられている。バイパス通路10には、リリーフ弁11が設けられている。リリーフ弁11は、弁体自体の弾発力又は弁体に接続されたスプリングの弾発力により、弁体を閉方向に常時付勢した差圧作動型のものであり、副ターボチャージャ4側のコンプレッサ出口圧力が主ターボチャージャ3側より大になったとき、両者の差圧が弁体に作用して開弁し、空気が上流側から下流側に流れることができるようにしてある。なおリリーフ弁11は、弁座を備えた弁ハウジングの内部に球状の弁体を収納し、この弁体を弁ばねで弁座に着座する方向に付勢するものなど、他の構成の一方向弁又は逆止弁であってもよい。
A
コンプレッサ3b,4bよりも上流側の吸気通路7は、エアフローメータ12及びエアクリーナ13を介して外気に開放されている。タービン3a,4aよりも下流側の排気通路5は、不図示の排気ガス触媒及びマフラーを介して外気に開放されている。
The
吸気切替弁9はアクチュエータ21によって開閉され、排気切替弁8はアクチュエータ22によって開閉されるようになっている。これらアクチュエータ21,22は電動式のものであるが、電磁弁による過給圧または負圧の選択的な導入によって作動するダイアフラム式のものであってもよい。
The intake switching valve 9 is opened and closed by an
吸気通路7中であって、バイパス通路10の下流側合流点及び吸気切替弁9よりも下流側に、過給圧センサ31が設置されている。過給圧センサ31の検出素子としては例えば圧電素子を用いることができるが、他の構成でもよい。
A supercharging
ECU20は、エンジンの運転条件を検出する各種のセンサと電気的に接続され、信号が入力される。このような各種のセンサには、上述したエアフローメータ12及び過給圧センサ31のほか、スロットル開度センサ32、クランク角センサ33、酸素センサ34が含まれる。ECU20は、CPU、ROM、RAM、入出力インターフェイス、A/Dコンバータ及びD/Aコンバータを備えている。エンジン回転数及び燃料噴射量と目標過給圧とを関連付けて記憶させた目標過給圧マップが予め作成され、ECU20のROMに格納されている。目標過給圧マップは、他に吸気温度、大気圧等のパラメータを入力変数として用いてもよい。また、変速比に応じて異なるマップを用いてもよい。
ECU20 is electrically connected with the various sensors which detect the driving | running condition of an engine, and a signal is input. Such various sensors include a
次に、本実施形態の基本的な動作について説明する。高吸入空気量域では、ECU20の制御により、吸気切替弁9と排気切替弁8が共に開かれる。これによって両ターボチャージャ3,4が駆動され、十分な過給空気量が得られ、出力が向上される。低速域でかつ高負荷時には、ECU20の制御により、吸気切替弁9と排気切替弁8が共に閉じられる。これによって主ターボチャージャ7のみが駆動される。低吸入空気量域で1個ターボチャージャとする理由は、低吸入空気量域では1個ターボチャージャ過給特性が2個ターボチャージャ過給特性より優れているからである。1個ターボチャージャとすることにより、過給圧、トルクの立上りが早くなり、レスポンスが迅速となる。
Next, the basic operation of this embodiment will be described. In the high intake air amount range, the intake switching valve 9 and the exhaust switching valve 8 are both opened by the control of the
低吸入空気量域から高吸入空気量域に移行するとき、つまり1個ターボチャージャから2個ターボチャージャ作動へ切り替えるときには、吸気切替弁9および排気切替弁8が閉じられている状態から、ECU20が排気切替弁8を開制御することにより副ターボチャージャ4の助走回転数を高め、ターボチャージャ3,4の切替をより円滑に(切替時のショックを小さく)行うことが可能になる。さらに、排気切替弁9を開いて副ターボチャージャ3の助走回転数を高める際の、主ターボチャージャ3のコンプレッサ下流と副ターボチャージャ4のコンプレッサ下流との差圧によって、リリーフ弁11が開かれることで、続いて吸気切替弁9を開いた際のショックを小さくし、ターボチャージャの切替がより円滑に行われる。
When shifting from the low intake air amount region to the high intake air amount region, that is, when switching from the single turbocharger to the two turbocharger operation, the
本実施形態の装置では、異物付着やアクチュエータ21の故障に起因する吸気切替弁9の全閉状態での故障(閉固着)が生じたり、あるいはリリーフ弁11の全閉状態での故障(閉固着)が生じたりすることがある。吸気切替弁9が閉固着すると、副ターボチャージャ4のコンプレッサ4b入口の吸気温度の著しい上昇によってコンプレッサが異常加熱されたり、主ターボチャージャ3が過回転するという問題が生じる。リリーフ弁11が閉固着すると、続いて吸気切替弁9を開いた際のショックが顕著になり、またリリーフ弁11が開くことを想定した量の燃料噴射が行われるために一時的な吸入空気の不足により空燃比がリッチとなりHC(炭化水素)・PM(粒子状物質)などのエミッションが悪化するおそれがある。本実施形態では、これらを防止するために、以下に説明する各種の診断処理が互いに並行して行われる。
In the apparatus of this embodiment, a failure (closed sticking) occurs in the fully closed state of the intake switching valve 9 due to foreign matter adhesion or failure of the
図2に示される第1診断処理は、過給圧の一時的低下の有無に基づいて、吸気切替弁の閉固着を検出するものである。図2において、まずECU20は、吸気切替弁9への駆動信号がONかを判定し(S10)、否定の場合は本ルーチンを抜ける。この駆動信号は吸気切替弁9を開動作する指示信号であり、ONが開に対応している。
The first diagnosis process shown in FIG. 2 detects closed adhering of the intake switching valve based on the presence or absence of a temporary decrease in the supercharging pressure. In FIG. 2, the
肯定の場合には、次にECU20は、過給圧の前回値から現在値を減算した偏差dPを、検出間隔である微小時間dt(例えば、0.1秒)で除した微分値dP/dtを算出する(S20)。
If the determination is affirmative, the
次にECU20は、この微分値dP/dtが0以下であるかを判定し(S30)、肯定の場合、つまり過給圧が前回値と等しいか減少している場合には、検出間隔である時間dtが積算される(S40)。
Next, the
これらステップS20〜S40の処理は、積算時間が予め定められた異常しきい値T1を上回るまでの間(S50)、繰返し実行される。積算時間が異常しきい値T1を上回った場合には、所定の吸気切替弁閉固着フラグがオンされる(S60)。また、いずれかの時点で微分値dP/dtが正の値になった場合、つまり過給圧が前回値よりも増加している場合には、積算時間が0に初期化され(S70)本ルーチンを抜ける。 The processes in steps S20 to S40 are repeatedly executed until the integration time exceeds a predetermined abnormality threshold value T1 (S50). When the accumulated time exceeds the abnormal threshold value T1, a predetermined intake switching valve closed stick flag is turned on (S60). If the differential value dP / dt becomes a positive value at any time, that is, if the supercharging pressure has increased from the previous value, the accumulated time is initialized to 0 (S70). Exit the routine.
以上の処理の結果、第1診断処理では、過給圧の減少が所定時間を超えて継続した場合に(S50)、吸気切替弁閉固着フラグがオンされる(S60)。 As a result of the above processing, in the first diagnosis processing, when the decrease in the supercharging pressure continues beyond a predetermined time (S50), the intake switching valve closed adhering flag is turned on (S60).
副ターボチャージャ4の動作領域に入った際の過給圧の変化につき図3を用いて説明すると、吸気切替弁9が正常に動作する場合には、副ターボチャージャの動作領域に入った時点(t0)で排気制御弁8が開動作されるため、これに伴って副ターボチャージャ4が動作し、コンプレッサ4bの下流側の圧力が上昇してリリーフ弁11が開く(t1)。そして、排気制御弁8の開動作から所定の遅延時間の後に吸気切替弁駆動信号がオンされ(t2)吸気切替弁9が開かれる。このため、吸気切替弁9よりも下流側の過給圧は、実線aのようにほぼ直線的に上昇する。以上が正常時の過給圧の変化である。
The change in the supercharging pressure when entering the operation region of the
これに対し、吸気切替弁9が閉固着している場合には、副ターボチャージャの動作領域に入った時点(t0)で排気制御弁8が開動作されてリリーフ弁11が開く時点(t1)までは正常時と同様である。しかしながら、吸気切替弁駆動信号がオンされても(t2)吸気切替弁9が閉固着しているため、過給圧は急峻には上昇せず、リリーフ弁11からの吸気の僅かな流通によって、緩やかに上昇する(t2〜t3)。その間、リリーフ弁11の前後の圧力差が吸気切替弁9によって緩和(減少)されないので、リリーフ弁11は本来の閉動作タイミング(t2)では閉じずに開き続けることになる。そして、リリーフ弁11からの流通によってリリーフ弁11の前後の圧力差がある程度小さくなると、これによってリリーフ弁11が閉じる(t3)。すると、過給圧センサ31近傍の吸気通路7には主ターボチャージャ3のコンプレッサ3bから吸気が供給されるにすぎないため、過給圧は減少に転じる(t3〜t4)。このt3〜t4の間の過給圧の一時的低下(楕円で囲んだ領域A)が、吸気切替弁9が閉固着している場合の特徴的な減少であるため、本ルーチンではこれを検出するものである。したがって、異常しきい値T1は、t3〜t4間の一般的な時間よりも短く設定するのが好適である。なお、リリーフ弁11の背圧は副ターボチャージャ4の動作によって再び上昇するので、ある程度の遅延時間ののちにリリーフ弁11が開き、過給圧センサ31における過給圧は再び上昇することになる(t4)。
On the other hand, when the intake switching valve 9 is closed and fixed, the exhaust control valve 8 is opened and the
次に、本実施形態における第2診断処理について説明する。図4に示される第2診断処理は、吸気切替弁9への開動作の指示後における過給圧と、予め定められた正常時2ターボ過給圧との偏差に基づいて、吸気切替弁9が閉固着しているか否かを判定するものである。図4において、まずECU20は、吸気切替弁9への駆動信号がONかを判定し(S110)、否定の場合は本ルーチンを抜ける。この駆動信号は吸気切替弁9を開動作する指示信号であり、ONが開に対応している。
Next, the second diagnosis process in the present embodiment will be described. The second diagnosis process shown in FIG. 4 is based on the difference between the supercharging pressure after the opening operation instruction to the intake switching valve 9 and a predetermined normal-time 2-turbo supercharging pressure. It is determined whether or not is closed and fixed. In FIG. 4, the
肯定の場合には、次にECU20は、予め定められた正常時2ターボ過給圧から、現在の過給圧を減算した偏差ΔPを算出する(S120)。
If the determination is affirmative, the
次にECU20は、この偏差ΔPが所定値より大であるかを判定し(S130)、肯定の場合、つまり過給圧が正常な2ターボ過給圧よりも相当程度低い場合には、検出間隔である時間dtが積算される(S140)。
Next, the
これらステップS120〜S140の処理は、積算時間が予め定められた異常しきい値T2を上回るまでの間(S150)、繰返し実行される。積算時間が異常しきい値T2を上回った場合には、所定の吸気切替弁閉固着フラグがオンされる(S160)。また、いずれかの時点で偏差ΔPが所定値以下になった場合、つまり過給圧が正常値に近くなっている場合には、積算時間が0に初期化され(S170)、本ルーチンを抜ける。 The processes in steps S120 to S140 are repeatedly executed until the integration time exceeds a predetermined abnormality threshold value T2 (S150). When the accumulated time exceeds the abnormal threshold value T2, a predetermined intake switching valve closed sticking flag is turned on (S160). If the deviation ΔP becomes equal to or smaller than the predetermined value at any time, that is, if the supercharging pressure is close to the normal value, the accumulated time is initialized to 0 (S170), and this routine is exited. .
以上の処理の結果、第2診断処理では、吸気切替弁9への駆動信号がONである条件下で、過給圧の正常値と現在値との偏差が所定値よりも大きい状態が所定時間を超えて継続した場合に(S150)、吸気切替弁閉固着フラグがオンされる(S160)。上述した図3に従って説明すると、破線bで示される吸気切替弁9が閉固着している場合には、リリーフ弁11が開動作の後に閉じ(t3)副ターボチャージャ4の動作に伴う背圧の上昇によって再び開く、というように、過給圧は正常時に比べて緩やかに上昇する傾向を示す。したがって、このような特徴的な推移を偏差ΔPの値に基づいて検出することにより、固着の検出を更に適切にすることが可能になる。
As a result of the above processing, in the second diagnosis processing, the state where the deviation between the normal value of the supercharging pressure and the current value is larger than the predetermined value under the condition that the drive signal to the intake air switching valve 9 is ON is the predetermined time. Is exceeded (S150), the intake switching valve closed adhering flag is turned on (S160). Referring to FIG. 3 described above, when the intake switching valve 9 indicated by the broken line b is closed and fixed, the
次に、本実施形態における第3診断処理について説明する。図5に示される第3診断処理は、吸気切替弁9への開動作の指示前における過給圧と、予め定められた正常時1ターボ過給圧との偏差に基づいて、吸気切替弁9が開固着しているか否かを判定するものである。図5において、まずECU20は、吸気切替弁9への駆動信号がOFFかを判定し(S210)、否定の場合は本ルーチンを抜ける。この駆動信号は吸気切替弁9を開動作する指示信号であり、OFFが閉に対応している。
Next, the third diagnosis process in this embodiment will be described. The third diagnosis process shown in FIG. 5 is based on the deviation between the supercharging pressure before the opening operation instruction to the intake air switching valve 9 and the predetermined
肯定の場合には、次にECU20は、予め定められた正常時1ターボ過給圧から、現在の過給圧を減算した偏差ΔPを算出する(S220)。
If the determination is affirmative, the
次にECU20は、この偏差ΔPが所定値より大であるかを判定し(S230)、肯定の場合、つまり過給圧が正常な1ターボ過給圧よりも相当程度低い場合には、検出間隔である時間dtが積算される(S240)。
Next, the
これらステップS220〜S240の処理は、積算時間が予め定められた異常しきい値T3を上回るまでの間(S250)、繰返し実行される。積算時間が異常しきい値T3を上回った場合には、所定の吸気切替弁開固着フラグがオンされる(S260)。また、いずれかの時点で偏差ΔPが所定値以下になった場合、つまり過給圧が正常値に近くなっている場合には、積算時間が0に初期化され(S270)本ルーチンを抜ける。 The processes in steps S220 to S240 are repeatedly executed until the integration time exceeds a predetermined abnormality threshold value T3 (S250). When the accumulated time exceeds the abnormal threshold value T3, a predetermined intake switching valve open fixing flag is turned on (S260). If the deviation ΔP becomes equal to or smaller than the predetermined value at any time, that is, if the supercharging pressure is close to the normal value, the accumulated time is initialized to 0 (S270) and the routine is exited.
以上の処理の結果、第3診断処理では、吸気切替弁9への駆動信号がOFFである条件下で、過給圧の正常値と現在値との偏差が所定値よりも大きい状態が所定時間を超えて継続した場合に(S250)、吸気切替弁開固着フラグがオンされる(S260)。上述した図3に従って説明すると、吸気切替弁9が開固着している場合には、主・副ターボチャージャ3,4のコンプレッサ側の出口が互いに連通するため、一点鎖線cで示されるように、主ターボチャージャ3が動作しても過給圧の上昇が緩慢になり、正常値(実線a)との乖離が発生する。したがって、このような特徴的な推移を偏差ΔPの値に基づいて検出することにより、固着の検出を更に適切にすることが可能になる。なお、吸気切替弁9が開固着している場合には、本実施形態に記載の他の診断処理が行えなくなるので、この第3診断処理は他の診断処理に先立って行ってもよい。
As a result of the above process, in the third diagnosis process, the state where the deviation between the normal value of the boost pressure and the current value is larger than the predetermined value is a predetermined time under the condition that the drive signal to the intake air switching valve 9 is OFF. Is exceeded (S250), the intake switching valve open fixing flag is turned on (S260). Referring to FIG. 3 described above, when the intake switching valve 9 is fixed open, the compressor-side outlets of the main and
次に、本実施形態における第4診断処理について説明する。図6に示される第4診断処理は、吸気切替弁9への開動作の指示前における過給圧と、予め定められた目標過給圧との偏差に基づいて、リリーフ弁11が閉固着しているか否かを判定するものである。図6において、まずECU20は、排気切替弁8への駆動信号がONか(S310)、及び吸気切替弁9への駆動信号がOFFかを判定し(S320)、いずれかで否定の場合は本ルーチンを抜ける。これらの駆動信号は排気切替弁8及び吸気切替弁9を個別に開動作する指示信号であり、ONが開に対応している。
Next, the fourth diagnosis process in the present embodiment will be described. In the fourth diagnosis process shown in FIG. 6, the
ステップS320で肯定の場合には、次にECU20は、エンジン回転数及び燃料噴射量の現在値によって、上述した目標過給圧マップを参照することにより、目標過給圧を算出する(S330)。次にECU20は、過給圧センサ31からの現在の過給圧を検出し(S340)、目標過給圧から現在の過給圧を減算して偏差ΔPを算出する(S350)。
If the determination in step S320 is affirmative, the
次にECU20は、この偏差ΔPが所定値より大であるかを判定し(S360)、肯定の場合、つまり過給圧が目標過給圧よりも相当程度低い場合には、検出間隔である時間dtが積算される(S370)。
Next, the
これらステップS330〜S370の処理は、積算時間が予め定められた異常しきい値T4を上回るまでの間(S380)、繰返し実行される。積算時間が異常しきい値T4を上回った場合には、所定のリリーフ弁閉固着フラグがオンされる(S390)。また、いずれかの時点で偏差ΔPが所定値以下になった場合、つまり現在の過給圧が目標過給圧に近くなっている場合には、積算時間が0に初期化され(S400)本ルーチンを抜ける。 The processes in steps S330 to S370 are repeatedly executed until the integration time exceeds a predetermined abnormality threshold value T4 (S380). When the accumulated time exceeds the abnormal threshold value T4, a predetermined relief valve closed sticking flag is turned on (S390). Further, when the deviation ΔP becomes equal to or less than a predetermined value at any time, that is, when the current boost pressure is close to the target boost pressure, the accumulated time is initialized to 0 (S400) Exit the routine.
以上の処理の結果、第4診断処理では、吸気切替弁9への駆動信号がOFFである条件下で、目標過給圧と現在の過給圧との偏差ΔPが所定値よりも大きい状態が所定時間を超えて継続した場合に(S380)、リリーフ弁閉固着フラグがオンされる(S390)。このときの過給圧の推移を図7に従って説明すると、リリーフ弁11が正常に動作する場合には、副ターボチャージャの動作領域に入った時点(t0)で排気切替弁8が開動作されるため、これに伴って副ターボチャージャ4が動作し、コンプレッサ4bの下流側の圧力が上昇してリリーフ弁11が開く(t1)。そして、排気制御弁12の開動作から所定の遅延時間の後に吸気切替弁駆動信号がオンされ(t2)吸気切替弁9が開かれる。このように、リリーフ弁11の一時的な開動作によって、t2を基底とする過給圧の落ち込みが緩和ないし抑制され、これによってショックが軽減される。以上が正常時の過給圧の変化である。
As a result of the above process, in the fourth diagnosis process, there is a state where the deviation ΔP between the target boost pressure and the current boost pressure is larger than a predetermined value under the condition that the drive signal to the intake air switching valve 9 is OFF. When it continues beyond the predetermined time (S380), the relief valve closed sticking flag is turned on (S390). The transition of the supercharging pressure at this time will be described with reference to FIG. 7. When the
これに対し、リリーフ弁11が閉固着している場合には、リリーフ弁11の一時的な開動作がないため、破線dで示されるように、t2を基底とする過給圧の落ち込みが生じ、目標過給圧(正常時の過給圧)との間に乖離が生じる(楕円で囲んだ領域B)。したがって、このような特徴的な推移を偏差ΔPの値に基づいて検出することにより、リリーフ弁11の固着の検出を更に適切にすることが可能になる。
On the other hand, when the
次に、本実施形態における第5診断処理について説明する。図8に示される第5診断処理は、吸気切替弁9への開動作の指示後における過給圧の時間あたりの変化量に基づいて、リリーフ弁11が閉固着しているか否かを判定するものである。第5診断処理は、第4診断処理と並行あるいは直列して行ってもよいし、第4診断処理に代えて行ってもよい。
Next, the fifth diagnosis process in the present embodiment will be described. The fifth diagnosis process shown in FIG. 8 determines whether or not the
図8において、まずECU20は、吸気切替弁9への駆動信号がONかを判定し(S410)、否定の場合は本ルーチンを抜ける。この駆動信号は吸気切替弁9を個別に開動作する指示信号であり、ONが開に対応している。
In FIG. 8, first, the
ステップS410で肯定の場合には、次にECU20は、過給圧センサ31からの現在の過給圧を検出し(S420)、過給圧の前回値から現在値を減算した偏差dPを、検出間隔である微小時間dt(例えば、0.1秒)で除した微分値dP/dtを算出する(S430)。
If the determination in step S410 is affirmative, the
次にECU20は、この微分値dP/dtが所定値より大であるかを判定し(S440)、肯定の場合、つまり過給圧の時間あたり変化量が大であって過給圧が急増している場合には、所定のリリーフ弁閉固着フラグがオンされる(S450)。また、微分値dP/dtが所定値以下である場合、つまり現在の過給圧の時間あたり変化量が正常時に近い場合には、ステップS450がスキップされる。
Next, the
ステップS420〜S450の処理は、吸気切替弁駆動信号がONされてから所定時間が経過するまで繰り返し実行され(S460)、所定時間の経過を条件に本ルーチンを抜ける。 The processes in steps S420 to S450 are repeatedly executed until a predetermined time elapses after the intake switching valve drive signal is turned on (S460), and the present routine is exited on the condition that the predetermined time elapses.
以上の処理の結果、第5診断処理では、吸気切替弁9への駆動信号がONされてから、過給圧の時間あたり変化量が大であって過給圧が急増している場合には、所定のリリーフ弁閉固着フラグがオンされる(S450)。このときの過給圧の推移を図7に従って説明すると、リリーフ弁11が閉固着している場合には、リリーフ弁11の一時的な開動作がないため、破線dで示されるように、t2を基底とする過給圧の落ち込みが生じ、時点t2で吸気切替弁9が開かれると、過給圧が急増する(楕円で囲んだ領域C。これに伴うトルクの急増がショックとなる)。したがって、このような特徴的な推移を微分値dP/dtの値に基づいて検出することにより、リリーフ弁1の固着の検出を更に適切にすることが可能になる。
As a result of the above processing, in the fifth diagnosis processing, when the amount of change in the supercharging pressure is large and the supercharging pressure has increased rapidly after the drive signal to the intake air switching valve 9 is turned on. Then, a predetermined relief valve closed adhering flag is turned on (S450). The transition of the supercharging pressure at this time will be described with reference to FIG. 7. When the
上記実施形態における各種の診断処理でセットされる開固着・閉固着フラグは、他の制御処理において適宜参照され、例えば各フラグがセットされている場合には過給圧制御が禁止される。各フラグの参照により車室内のディスプレイに故障情報を表示してもよい。また、各開固着・閉固着フラグは故障履歴としてECU20の所定のダイアグノーシスメモリに記憶され、整備の際に整備作業者に出力される。
The open sticking / close sticking flag set in various diagnostic processes in the above embodiment is referred to as appropriate in other control processes. For example, when each flag is set, supercharging pressure control is prohibited. The failure information may be displayed on the display in the passenger compartment by referring to each flag. Further, each open sticking / close sticking flag is stored as a failure history in a predetermined diagnosis memory of the
なお、上記実施形態では、各種の診断処理を並列して実行する例について説明したが、本発明における各種の診断処理は、うち少なくとも一つを実行してもよく、任意の複数のものを組み合わせて実行してもよい。また、上記実施形態では基準値である異常しきい値T1〜T5を固定値としたが、これら異常しきい値T1〜T5及び他の基準値のうち任意のものを運転状態(例えば、要求負荷)に応じて動的に変更してもよい。 In the above embodiment, an example in which various diagnostic processes are executed in parallel has been described. However, at least one of the various diagnostic processes in the present invention may be executed, and a plurality of arbitrary combinations may be combined. May be executed. In the above embodiment, the abnormal threshold values T1 to T5, which are reference values, are fixed values. However, any one of the abnormal threshold values T1 to T5 and other reference values may be set to an operating state (for example, required load ) May be changed dynamically according to
また、上記実施形態では、過給圧、偏差又は微分値が異常である時間が所定の基準時間を超えた場合に異常と判定したが、このような構成に代えて、過給圧、偏差又は微分値と所定値との偏差の積算値と、予め定められた基準値との比較に基づいて異常と判定(例えば、積算値が基準値を超えた場合に異常と判定)してもよい。この場合には、偏差の大きさに応じて適切な異常判定を行うことが可能になる。また、上記実施形態では異常ないし故障の有無を2値的に検出したが、異常ないし故障の程度を多段階的又は無段階的に検出してもよい。 Further, in the above embodiment, when the time when the supercharging pressure, the deviation or the differential value is abnormal exceeds a predetermined reference time, it is determined as abnormal, but instead of such a configuration, the supercharging pressure, deviation or An abnormality may be determined based on a comparison between an integrated value of deviation between the differential value and the predetermined value and a predetermined reference value (for example, an abnormality is determined when the integrated value exceeds the reference value). In this case, it is possible to make an appropriate abnormality determination according to the magnitude of the deviation. Further, in the above embodiment, the presence or absence of abnormality or failure is detected in a binary manner, but the degree of abnormality or failure may be detected in a multistage or stepless manner.
また、上記実施形態では、吸気切替弁9の下流側で検出される過給圧に基づいて各種の診断を行ったため、過給圧を検出するための過給圧センサ31の出力を利用できるという利点があるが、本発明ではリリーフ弁11の動作に起因する過給圧の挙動を、吸気切替弁よりも上流側で検出することも可能である。
Moreover, in the said embodiment, since various diagnoses were performed based on the supercharging pressure detected on the downstream side of the intake switching valve 9, the output of the supercharging
また上記実施形態では、ディーゼルエンジンについて本発明を適用した例について説明したが、本発明におけるエンジンはガソリンエンジンや気体燃料エンジンなど他の各種の形式の内燃機関に適用することもでき、かかる構成も本発明の範疇に属するものである。 In the above embodiment, an example in which the present invention is applied to a diesel engine has been described. However, the engine in the present invention can be applied to various types of internal combustion engines such as a gasoline engine and a gas fuel engine. It belongs to the category of the present invention.
2 エンジン本体
3 主ターボチャージャ
4 副ターボチャージャ
5 排気通路
7 吸気通路
8 排気切替弁
9 吸気切替弁
10 バイパス通路
11 リリーフ弁
31 吸気圧センサ
20 ECU
2
Claims (8)
前記吸気切替弁よりも下流側の過給圧を検出する過給圧センサと、
前記リリーフ弁の動作に起因する前記過給圧の挙動に基づいて、前記吸気切替弁が閉固着しているか否かを判定する切替弁固着判定手段と、を更に備えたことを特徴とする過給機付エンジンの制御装置。 A main turbocharger, a sub turbocharger, an intake switching valve that opens and closes an intake passage downstream of the compressor of the sub turbocharger, a bypass passage that bypasses upstream and downstream of the intake switching valve in the intake passage, and the bypass A relief valve that is provided in a passage and opens when the pressure downstream of the compressor of the auxiliary turbocharger is higher than the pressure downstream of the compressor of the main turbocharger. A turbocharger that supercharges only the main turbocharger by closing the intake switching valve and supercharges both turbochargers by opening the intake switching valve in the high intake air amount range In the control device of the attached engine,
A supercharging pressure sensor that detects a supercharging pressure downstream of the intake air switching valve;
Switching valve adhesion determining means for determining whether or not the intake switching valve is closed and fixed based on the behavior of the supercharging pressure resulting from the operation of the relief valve; Control device for engine with a feeder.
前記切替弁固着判定手段は、前記吸気切替弁への開動作の指示後に前記過給圧の一時的低下があった場合に、前記吸気切替弁が閉固着していると判定することを特徴とする過給機付エンジンの制御装置。 It is a control apparatus of the engine with a supercharger of Claim 1, Comprising:
The switching valve adhering determination means determines that the intake switching valve is adhering closed when there is a temporary decrease in the supercharging pressure after instructing the opening operation to the intake switching valve. A control device for a supercharged engine.
前記切替弁固着判定手段は、前記吸気切替弁への開動作の指示後における前記過給圧と予め定められた正常時2ターボ過給圧との偏差に基づいて、前記吸気切替弁が閉固着しているか否かを判定することを特徴とする過給機付エンジンの制御装置。 A control device for a supercharged engine according to claim 1 or 2,
The switching valve adhering determination means is configured to close the intake switching valve based on a deviation between the supercharging pressure after the opening operation instruction to the intake switching valve and a predetermined normal 2-turbo supercharging pressure. A control device for an engine with a supercharger, characterized by determining whether or not
前記切替弁固着判定手段は、前記吸気切替弁への開動作の指示前における前記過給圧と予め定められた正常時1ターボ過給圧との偏差に基づいて、前記吸気切替弁が開固着しているか否かを判定することを特徴とする過給機付エンジンの制御装置。 A control device for a supercharged engine according to any one of claims 1 to 3,
The switching valve sticking determination means is configured to open and stick the intake switching valve based on a deviation between the supercharging pressure and a predetermined normal time turbo boost pressure before instructing the opening operation to the intake switching valve. A control device for an engine with a supercharger, characterized by determining whether or not
前記切替弁固着判定手段は、前記偏差の積算値と予め定められた基準値との比較に基づいて、前記判定を実行することを特徴とする過給機付エンジンの制御装置。 A control device for a supercharged engine according to claim 3 or 4,
The supercharger-equipped engine control device, wherein the switching valve adhering determination means performs the determination based on a comparison between an integrated value of the deviation and a predetermined reference value.
前記吸気切替弁よりも下流側の過給圧を検出する過給圧センサと、
前記副ターボチャージャの過給作動中であって、前記吸気切替弁への開動作の指示前に、前記リリーフ弁の動作に起因する前記過給圧の挙動がない場合に、前記リリーフ弁が閉固着していると判定するリリーフ弁固着判定手段と、を更に備えたことを特徴とする過給機付エンジンの制御装置。 A main turbocharger, a sub turbocharger, an intake switching valve that opens and closes an intake passage downstream of the compressor of the sub turbocharger, a bypass passage that bypasses upstream and downstream of the intake switching valve in the intake passage, and the bypass A relief valve that is provided in a passage and opens when the pressure downstream of the compressor of the auxiliary turbocharger is higher than the pressure downstream of the compressor of the main turbocharger. A turbocharger that supercharges only the main turbocharger by closing the intake switching valve and supercharges both turbochargers by opening the intake switching valve in the high intake air amount range In the control device of the attached engine,
A supercharging pressure sensor that detects a supercharging pressure downstream of the intake air switching valve;
The relief valve is closed when the auxiliary turbocharger is in a supercharging operation and there is no behavior of the supercharging pressure due to the operation of the relief valve before an instruction to open the intake switching valve. A control device for an engine with a supercharger, further comprising: a relief valve adhering determining unit that determines that the adhering unit is adhering.
前記リリーフ弁固着判定手段は、前記過給圧と予め定められた正常時過給圧との偏差の積算値と予め定められた基準値との比較に基づいて、前記判定を実行することを特徴とする過給機付エンジンの制御装置。 It is a control apparatus of the engine with a supercharger of Claim 6, Comprising:
The relief valve adhering determination means performs the determination based on a comparison between an integrated value of a deviation between the supercharging pressure and a predetermined normal-time supercharging pressure and a predetermined reference value. A control device for a supercharged engine.
前記吸気切替弁よりも下流側の過給圧を検出する過給圧センサと、
前記副ターボチャージャの過給作動中であって、前記吸気切替弁への開動作の指示後における前記過給圧の時間あたりの変化量に基づいて、前記リリーフ弁が閉固着していると判定するリリーフ弁固着判定手段と、を更に備えたことを特徴とする過給機付エンジンの制御装置。 A main turbocharger, a sub turbocharger, an intake switching valve that opens and closes an intake passage downstream of the compressor of the sub turbocharger, a bypass passage that bypasses upstream and downstream of the intake switching valve in the intake passage, and the bypass A relief valve that is provided in a passage and opens when the pressure downstream of the compressor of the auxiliary turbocharger is higher than the pressure downstream of the compressor of the main turbocharger. A turbocharger that supercharges only the main turbocharger by closing the intake switching valve and supercharges both turbochargers by opening the intake switching valve in the high intake air amount range In the control device of the attached engine,
A supercharging pressure sensor that detects a supercharging pressure downstream of the intake air switching valve;
It is determined that the relief valve is closed and fixed based on the amount of change of the supercharging pressure per time after the sub turbocharger is in supercharging operation and after the opening operation instruction to the intake switching valve A control device for the supercharged engine, further comprising: a relief valve adhering determination means.
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