JP2010106811A - Abnormality diagnostic device for supercharging device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、機関排気系に属する排気側機構及び機関吸気系に属する吸気側機構からなり、過給圧をモニタする過給圧センサと、排気側機構の状態をモニタする排気側センサとを備える過給装置についての異常診断を行う過給装置の異常診断装置に関する。 The present invention includes an exhaust side mechanism belonging to the engine exhaust system and an intake side mechanism belonging to the engine intake system, and includes a supercharging pressure sensor that monitors the supercharging pressure and an exhaust side sensor that monitors the state of the exhaust side mechanism. The present invention relates to an abnormality diagnosis device for a supercharging device that performs an abnormality diagnosis for the supercharging device.
過給装置を備えたエンジンは、燃焼室からの排気のエネルギを利用してタービンを高速回転させるとともに、そのタービンと同軸に連結されたコンプレッサの回転により空気を圧縮し燃焼室に送り込むことで、エンジンの出力を向上させている。しかし、過給装置に異常が生じた場合には、実際の過給圧が目標の過給圧から大きく乖離し、実際の過給圧が目標の過給圧を大きく下回るときには出力の向上を図ることが困難となる。 The engine equipped with the supercharging device rotates the turbine at high speed using the energy of the exhaust from the combustion chamber, and compresses air by the rotation of a compressor coaxially connected to the turbine and sends it to the combustion chamber. The engine output is improved. However, when an abnormality occurs in the supercharging device, the actual supercharging pressure greatly deviates from the target supercharging pressure, and the output is improved when the actual supercharging pressure is significantly below the target supercharging pressure. It becomes difficult.
例えば、2機の過給装置をシングルモードとツインモードとに切り替えるエンジンにおいては、切替弁がシングルモードの状態で固着した場合にはツインモードでの過給が行われないため、運転者の要求どおりに出力を向上させることはできない。 For example, in an engine that switches two turbochargers between single mode and twin mode, if the switching valve is locked in single mode, supercharging is not performed in twin mode, so the driver's request The output cannot be improved as expected.
こうした制御弁の動作異常を検出する方法として、例えば、特許文献1には、所定の制御弁の上流と下流の差圧を検出する差圧センサを配置し、その差圧に基づいて、当該制御弁が異常であるかを判定する方法が記載されている。
上記特許文献1の異常診断装置によれば、過給圧異常が生じたときにこれが制御弁の異常に起因するものであるか否かを判定することはできるものの、制御弁に異常が生じていないときには、過給圧異常の原因が過給装置において機関排気系に属する排気側機構及び機関吸気系に属する吸気側機構のいずれにあるかを診断することはできない。
According to the abnormality diagnosis device of
そこで、過給圧異常が生じたときに排気側機構及び吸気側機構のそれぞれに設けられているセンサの出力に基づいて、過給圧異常の原因がこれら機構のいずれにあるかを判定することも考えられる。しかし、過給圧をモニタするセンサとは別のセンサとして、排気側機構にのみセンサが設けられる過給装置については、この診断方法を適用することはできない。 Therefore, based on the outputs of the sensors provided in the exhaust side mechanism and the intake side mechanism when a supercharging pressure abnormality occurs, it is determined which of these mechanisms is causing the supercharging pressure abnormality. Is also possible. However, this diagnostic method cannot be applied to a supercharging device in which a sensor is provided only in the exhaust side mechanism as a sensor different from the sensor that monitors the supercharging pressure.
本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、過給圧をモニタするセンサの出力と排気側機構にあるセンサの出力とに基づいて、過給圧異常の原因が吸気側機構及び排気側機構のいずれにあるかを診断することのできる過給装置の異常診断装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the purpose thereof is based on the output of a sensor for monitoring the boost pressure and the output of the sensor in the exhaust side mechanism, and the cause of the boost pressure abnormality is the intake side. It is an object of the present invention to provide an abnormality diagnosis device for a supercharging device capable of diagnosing whether a mechanism or an exhaust side mechanism is present.
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
(1)請求項1に記載の発明は、機関排気系に属する排気側機構及び機関吸気系に属する吸気側機構からなり、過給圧をモニタする過給圧センサと、排気側機構の状態をモニタする排気側センサとを備える過給装置について、実際の過給圧が目標の過給圧から過度に乖離した過給圧異常が生じたときに同装置についての異常診断を行う過給装置の異常診断装置において、前記過給圧センサの出力に基づいて前記過給圧異常が生じているか否かを判定する第1判定処理と、前記排気側センサの出力に基づいて前記排気側機構に異常が生じているか否かを判定する第2判定処理とを行い、これら第1判定処理及び第2判定処理の結果として、過給圧異常が生じている旨の判定結果、且つ前記排気側機構に異常が生じていない旨の判定結果が得られるときには、前記過給圧異常が前記吸気側機構に起因するものである旨を異常診断の結果として設定し、前記第1判定処理及び前記第2判定処理の結果として、過給圧異常が生じている旨の判定結果、且つ前記排気側機構に異常が生じている旨の判定結果が得られるときには、前記過給圧異常が前記排気側機構に起因するものである旨を異常診断の結果として設定する診断手段を備えることを要旨としている。
In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
(1) The invention according to
この発明によれば、第1判定処理及び第2判定処理の判定結果に基づいて過給圧異常の原因が排気側機構及び吸気側機構のいずれにあるかを判定することができる。すなわち、過給圧をモニタするセンサの出力と排気側機構にあるセンサの出力とに基づいて、過給圧異常の原因が吸気側機構及び排気側機構のいずれにあるかを診断することができるようになる。 According to this invention, it is possible to determine whether the cause of the boost pressure abnormality is in the exhaust side mechanism or the intake side mechanism based on the determination results of the first determination process and the second determination process. That is, based on the output of the sensor that monitors the boost pressure and the output of the sensor in the exhaust side mechanism, it is possible to diagnose whether the cause of the boost pressure abnormality is in the intake side mechanism or the exhaust side mechanism. It becomes like this.
(2)請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の過給装置の異常診断装置において、前記排気側機構は、排気の流量を調整する排気調整機構を備えるものであり、前記排気側センサは、前記排気側機構の状態としてこの排気調整機構の開度をモニタするものであり、前記診断手段は、前記排気側センサの出力に基づいて、前記排気調整機構の実際の開度とその目標の開度との差が判定値よりも大きいか否かを判定し、大きい旨の判定結果に基づいて、前記排気調整機構に異常が生じている旨判定するものであることを要旨としている。
(2) The invention according to claim 2 is the abnormality diagnosis device for the supercharging device according to
この構成によれば、診断手段は、排気調整機構の実際の開度とその目標の開度との差に基づいて判定をしているため、前記排気調整機構に異常が生じているか否かについて安定した判定結果を出すことができる。 According to this configuration, since the diagnosis unit makes a determination based on the difference between the actual opening of the exhaust adjustment mechanism and the target opening, whether or not an abnormality has occurred in the exhaust adjustment mechanism. A stable determination result can be obtained.
(3)請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の過給装置の異常診断装置において、前記排気側機構は、2機のターボチャージャのタービンと、前記ターボチャージャの上流側に接続される上流排気管と、前記ターボチャージャの下流側に接続される下流排気管と、前記上流排気管に設けられシングルモードのときは内燃機関からの排気を一方のターボチャージャへ流入させるとともにツインモードのときは内燃機関からの排気を両方のターボチャージャへ流入させる排気調整機構としての排気量調整弁と、前記排気量調整弁の開度をモニタする排気側センサとしての調整弁センサとを備え、前記吸気側機構は、2機のターボチャージャのコンプレッサと、前記ターボチャージャの上流側に接続される上流吸気管と、前記ターボチャージャの下流側に接続される下流吸気管と、前記下流吸気管の吸気の一部を前記上流吸気管に還流させる分岐連通管と、前記分岐連通管に設けられツインモードのときに閉鎖される第1開閉弁と、前記下流吸気管に設けられシングルモードのときに閉鎖される第2開閉弁とを備えていることを要旨としている。 (3) The invention according to claim 3 is the abnormality diagnosis device for the supercharging device according to claim 2, wherein the exhaust side mechanism is connected to a turbine of two turbochargers and to an upstream side of the turbocharger. An upstream exhaust pipe, a downstream exhaust pipe connected to the downstream side of the turbocharger, and a twin mode that is provided in the upstream exhaust pipe and allows exhaust from the internal combustion engine to flow into one turbocharger when in single mode In this case, an exhaust amount adjusting valve as an exhaust adjusting mechanism for causing the exhaust from the internal combustion engine to flow into both turbochargers, and an adjusting valve sensor as an exhaust side sensor for monitoring the opening of the exhaust amount adjusting valve, The intake side mechanism includes two turbocharger compressors, an upstream intake pipe connected to the upstream side of the turbocharger, and the turbocharger. A downstream intake pipe connected to the downstream side, a branch communication pipe for returning a part of the intake air of the downstream intake pipe to the upstream intake pipe, and a first provided in the branch communication pipe and closed in the twin mode. The gist of the invention is that it includes an on-off valve and a second on-off valve provided in the downstream intake pipe and closed in the single mode.
この構成では、排気側機構及び吸気側機構は2機のターボチャージャを備えている。また、第2判定処理において、排気調整機構としての排気量調整弁についての排気側センサの出力に基づいて、排気側機構に異常が生じているか否かが判定される。 In this configuration, the exhaust side mechanism and the intake side mechanism include two turbochargers. Further, in the second determination process, it is determined whether an abnormality has occurred in the exhaust side mechanism based on the output of the exhaust side sensor for the exhaust amount adjustment valve as the exhaust adjustment mechanism.
(4)請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の過給装置の異常診断装置において、前記ターボチャージャは、可変容量型であり、排気のタービンへの空気流量を制御する排気調整機構としてのベーン機構と、該ベーン機構の開度をモニタする排気側センサとしてのノズルセンサとを有したものであることを要旨としている。 (4) According to a fourth aspect of the present invention, in the abnormality diagnosis device for a supercharging device according to the third aspect, the turbocharger is of a variable capacity type, and an exhaust adjustment for controlling an air flow rate of the exhaust to the turbine. The gist of the invention is that it has a vane mechanism as a mechanism and a nozzle sensor as an exhaust side sensor for monitoring the opening degree of the vane mechanism.
この構成では、ターボチャージャは可変容量型であって排気調整機構としてのベーン機構を備えている。また、第2判定処理において、排気調整機構としてのベーン機構についてのノズルセンサの出力に基づいて排気側機構に異常が生じているか否かが判定される。 In this configuration, the turbocharger is a variable displacement type and includes a vane mechanism as an exhaust adjustment mechanism. Further, in the second determination process, it is determined whether an abnormality has occurred in the exhaust side mechanism based on the output of the nozzle sensor for the vane mechanism as the exhaust adjustment mechanism.
(第1実施形態)
図1〜図4を参照して、本発明の過給装置の異常診断装置を直列8気筒型ディーゼルエンジンの過給装置の異常診断装置として具体化した第1実施形態について説明する。
(First embodiment)
A first embodiment in which the abnormality diagnosis device for a supercharging device of the present invention is embodied as an abnormality diagnosis device for a supercharging device of an in-line 8-cylinder diesel engine will be described with reference to FIGS.
ディーゼルエンジン(以下、「エンジン1」)には、混合気を燃焼させるエンジン本体10と、このエンジン本体10に吸気を供給する吸気装置20と、エンジン本体10からの排気を外部に送り出す排気装置30と、排気のエネルギを利用して過給を行う過給装置40とを備えている。さらに、これら装置をはじめとしてエンジン1を統括的に制御する電子制御装置50とが設けられている。
In a diesel engine (hereinafter referred to as “
吸気装置20には、外部から取り込んだ空気をエンジン本体10に向けて流通させる吸気管21と、この吸気管21を流通する吸気をエンジン本体10の各気筒内に配分するインテークマニホールド26と、吸気から異物を除去するエアクリーナ27と、吸気の流量を調整するインテークスロットル28とが設けられている。
The
排気装置30には、エンジン本体10の各燃焼室から送り出された排気をまとめるエキゾーストマニホールド34と、このエキゾーストマニホールド34によりまとめられた排気を外部まで流通させる排気管31と、この排気管31の中間部において排気を浄化する排気浄化装置35とが設けられている。
The
過給装置40は、可変容量型の2つのターボチャージャすなわち第1ターボチャージャ41及び第2ターボチャージャ42を備え、第1ターボチャージャ41のみを駆動する運転モード(以下、「シングルモード」)と、第1ターボチャージャ41及び第2ターボチャージャ42を駆動する運転モード(以下、「ツインモード」)とを切り替えて過給を行う。
The
各ターボチャージャ41,42には、それぞれのタービンホイール41A,42Aに吹き付けられる排気の流速を調整するベーン機構が設けられている。このベーン機構は、複数のノズルベーンを有するものであり、アクチュエータにより隣り合うノズルベーンの間隔を変更して、タービンホイール41A,42Aに吹き付けられる排気の流速を変更する。これにより、各タービンホイール41A,42Aの回転速度ひいては過給圧の大きさも変化するようになる。すなわち各ターボチャージャ41,42は、隣り合うノズルベーンの間隔の変更を通じて過給圧の大きさを調整する。
Each
ここで過給装置40は、上記の各ターボチャージャ41,42とは別の複数の要素をさらに含めて構成されるのであり、これら過給装置40の構成要素は、以下に示すようにエンジン1の機関吸気系及び機関排気系のいずれかに属して過給装置40の吸気側機構及び排気側機構を構成している。
Here, the
まず、吸気装置20においての過給装置40の構成について説明する。
吸気管21は、エアクリーナ27と各ターボチャージャ41,42のコンプレッサホイール41B,42Bとの間にある上流吸気管22と、各ターボチャージャ41,42のコンプレッサホイール41B,42Bとインテークマニホールド26との間にある下流吸気管23とにより構成されている。
First, the configuration of the
The
上流吸気管22は、第1ターボチャージャ41の入口に接続される第1上流分岐管22Aと、第2ターボチャージャ42の入口に接続される第2上流分岐管22Bと、これら分岐管の入口に接続される上流集合管22Cとにより構成されている。
The
下流吸気管23は、第1ターボチャージャ41のコンプレッサホイール41Bに接続される第1下流分岐管23Aと、第2ターボチャージャ42のコンプレッサホイール42Bに接続される第2下流分岐管23Bと、これら分岐管の出口に接続される下流集合管23Cとにより構成されている。
The
上流吸気管22及び下流吸気管23について、第1上流分岐管22Aと第2下流分岐管23Bとの間は分岐連通管24により接続されている。またこの分岐連通管24には、第1上流分岐管22Aと第2下流分岐管23Bとの間での吸気の流量を調整する第1開閉弁43が設けられている。
As for the
第2下流分岐管23Bについて、分岐連通管24が接続された部分と第1下流分岐管23Aと合流する部分との間には、第2下流分岐管23B内の吸気の流量を調整する第2開閉弁44が設けられている。また、この第2開閉弁44を迂回して吸気を流通させる下流迂回管25が設けられている。この下流迂回管25には、第2下流分岐管23B内の上流部の圧力が過度に上昇したときに開弁するリード弁45が設けられている。
For the second
次に、排気装置30においての過給装置40の構成について説明する。
排気管31は、エキゾーストマニホールド34と各ターボチャージャ41,42のタービンホイール41A,42Aとの間にある上流排気管32と、各ターボチャージャ41,42のタービンホイール41A,42Aよりも下流側にある下流排気管33とにより構成されている。
Next, the configuration of the supercharging
The
上流排気管32は、第1ターボチャージャ41のタービンホイール41Aに接続される第1上流分岐管32Aと、第2ターボチャージャ42のタービンホイール42Aに接続される第2上流分岐管32Bと、これら分岐管の入口に接続される上流集合管32Cとにより構成されている。第2上流分岐管32Bには、排気の流量を調整する排気量調整弁46が設けられている。
The
下流吸気管23は、第1ターボチャージャ41のタービンホイール41Aに接続される第1下流分岐管33Aと、第2ターボチャージャ42のタービンホイール42Aに接続される第2下流分岐管33Bと、これら分岐管の出口に接続される下流集合管33Cとにより構成されている。
The
以上にて説明した各要素のうち、上流吸気管22、下流吸気管23、分岐連通管24、下流迂回管25、第1開閉弁43、第2開閉弁44、リード弁45、及び各コンプレッサホイール41B,42Bは、エンジン1の吸気系に属して過給装置40の吸気側機構40Aを構成している。また、上流排気管32、下流排気管33、排気量調整弁46、及び各タービンホイール41A,42Aは、エンジン1の機関排気系に属して過給装置40の排気側機構40Bを構成している。
Among the elements described above, the
電子制御装置50は、過給圧センサ51、第1ノズルセンサ52、第2ノズルセンサ53及び調整弁センサ54をはじめとする各種センサの出力に基づいて、機関運転状態、車両走行状態及び運転者の要求を把握した上で例えば次のような制御を行う。すなわち、インテークスロットル28の開度の制御により吸気管21内における吸気の流量を調整する吸気量制御、各ターボチャージャ41,42のノズルベーンの制御により過給圧の大きさを調整する過給圧制御、過給装置40に異常が生じているか否かを判定する異常診断制御等を行う。
The
ここで過給圧センサ51は、吸気管21のインテークマニホールド26付近に設けられるものであって、同管内の吸気の圧力(以下、「過給圧PT」)に応じた信号を出力する。また、第1ノズルセンサ52は、第1ターボチャージャ41の第1ノズルベーン付近に設けられるものであって、隣り合う第1ノズルベーンの間隔(以下、「第1ノズル開度NA1」)に応じた信号を出力する。また、第2ノズルセンサ53は、第2ターボチャージャ42の第2ノズルベーン付近に設けられるものであって、隣り合う第2ノズルベーンの間隔(以下、「第2ノズル開度NA2」)に応じた信号を出力する。また調整弁センサ54は、排気量調整弁46の付近に設けられるものであって、同弁の開度(以下、「弁開度VA」)に応じた信号を出力する。
The supercharging
次に、過給装置40の動作態様について説明する。
過給装置40のシングルモード時においては、第1開閉弁43及び第2開閉弁44がともに閉弁状態に維持される。また、第2下流分岐管23Bの上流部分の圧力が過度に上昇していない正常な圧力状態にあるとき、リード弁45は閉弁状態に維持される。また、排気量調整弁46は閉弁状態に維持される。
Next, the operation mode of the supercharging
When the
これにより、分岐連通管24が閉鎖されるため、第1上流分岐管22Aと第2下流分岐管23Bとの間での吸気の流れが遮断される。また、第2下流分岐管23Bが閉鎖されるとともに下流迂回管25も閉鎖されるため、第2下流分岐管23Bから下流集合管23Cへの吸気の流れも遮断される。また、上流排気管32の第2上流分岐管32Bが閉鎖されるため、エンジン本体10から第2ターボチャージャ42への排気の流れも遮断される。
Thereby, since the
そして過給装置40の各通路がこのような状態に維持されることにより、エンジン本体10からの排気が第1ターボチャージャ41のみに供給され、このターボチャージャ41による過給が行われる。第1ターボチャージャ41により圧縮された吸気は、第1下流分岐管23Aを介して下流集合管23Cに流れ込む。
The passages of the supercharging
過給装置40のツインモード時においては、第1開閉弁43及び第2開閉弁44がともに開弁状態に維持される。また、第2下流分岐管23Bの上流部分の圧力が過度に上昇していない正常な圧力状態にあるとき、リード弁45は閉弁状態に維持される。また、排気量調整弁46は開弁状態に維持される。
When the
これにより、分岐連通管24が開放されるため、第1上流分岐管22Aと第2下流分岐管23Bとの間での吸気の流れが許容される。また、第2下流分岐管23Bが開放されるため、第2下流分岐管23Bから下流集合管23Cへの吸気の流れも許容される。また、上流排気管32の第2上流分岐管32Bが開放されるため、エンジン本体10から第2ターボチャージャ42への排気の流れも許容される。
Thereby, since the
そして過給装置40の各通路がこのような状態に維持されることにより、エンジン本体10からの排気が第1ターボチャージャ41及び第2ターボチャージャ42の双方に供給され、これらターボチャージャ41,42による過給が行われる。第1ターボチャージャ41により圧縮された吸気は、第1下流分岐管23Aを介して下流集合管23Cに流れ込む。また、第2ターボチャージャ42により圧縮された吸気は、第2下流分岐管23Bを介して下流集合管23Cに流れ込む。このとき、排気量調整弁46の開度を制御して第2ターボチャージャ42への排気の流量を調整することにより、同ターボチャージャ42による過給の度合を変更することができる。
And each passage of the supercharging
次に、電子制御装置50による異常診断制御について説明する。
電子制御装置50は、シングルモードの場合において過給圧センサ51により過給圧異常と判定されたときは、第1ノズルセンサ52及び調整弁センサ54のモニタ値に基づいて第1ノズルベーン及び排気量調整弁46の動作異常について判定する。さらに、電子制御装置50は、これら第1ノズルベーン及び排気量調整弁46の何れにも異常がないと判定したときは、第2開閉弁44に動作異常があると判定し、過給圧異常が吸気側機構40Aに起因するものである旨を異常診断の結果として設定する。他方、第1ノズルベーン及び排気量調整弁46の何れかに異常があると判定したときは、電子制御装置50は、過給圧異常が排気側機構40Bに起因するものである旨を異常診断の結果として設定する。
Next, abnormality diagnosis control by the
When the supercharging
また、電子制御装置50は、ツインモードの場合において過給圧センサ51により過給圧異常と判定されたときは、第1ノズルセンサ52、第2ノズルセンサ53、及び調整弁センサ54のモニタ値に基づいて、第1ノズルベーン、第2ノズルベーン及び排気量調整弁46の動作異常について判定する。さらに、電子制御装置50は、これら第1ノズルベーン、第2ノズルベーン及び排気量調整弁46の全てに異常がないと判定したときは、第2開閉弁44又は第1開閉弁43に動作異常があると判定し、過給圧異常が吸気側機構40Aに起因するものである旨を異常診断の結果として設定する。他方、第1ノズルベーン、第2ノズルベーン及び排気量調整弁46の何れかに異常があると判定したときは、電子制御装置50は、過給圧異常が排気側機構40Bに起因するものである旨を異常診断の結果として設定する。
When the
電子制御装置50における過給圧異常の判定は、過給圧センサ51により検出された過給圧と、インテークスロットル28の変動量等の条件によりに設定される目標値と比較することで、過給圧が異常であるかを判定するものである。例えば、過給圧と目標値との比が所定範囲内にない場合に過給圧異常と判定する。
The determination of the supercharging pressure abnormality in the
また、電子制御装置50における第1ノズルベーン、第2ノズルベーン、及び排気量調整弁46の動作異常の判定は、上記の各種センサのモニタ値から算出される実際の開度とその目標開度との差に基づいて行われる。具体的には、第1ノズルベーンの動作異常の判定は、第1ノズルセンサ52のモニタ値から算出された第1ノズルベーンの開度と、目標開度とから差を求め、その差の絶対値が所定値以下であるかについて判定することにより行われる。そして、その差の絶対値が所定値を超えた場合は第1ノズルベーンが動作異常であると判定する。
In addition, the
次に、過給圧の異常低下が生じた場合における電子制御装置50による異常診断モード設定処理について、図2〜図4に基づいて説明する。
図2に示すように、電子制御装置50は、ステップS1で、過給装置40の運転状態がシングルモードか否か判定する。判定がYESの場合すなわちシングルモードである場合は、ステップS2に移行し、シングル異常診断処理を行う。他方、判定がNOの場合は、ステップS3に移行し、ツイン異常診断処理を行う。
Next, an abnormality diagnosis mode setting process performed by the
As shown in FIG. 2, the
図3に示すように、シングル異常診断処理では、第1判定処理として、ステップS10で、過給圧センサ51による過給圧と目標値とを比較することにより、過給圧が目標値よりも低いか否かが判定される。判定がNOの場合すなわち過給圧が低くない場合は、フローを終了する。他方、判定がYESの場合すなわち過給圧が、目標値に対するマージンを超えて低くなった場合は、第2判定処理を行うため、ステップS11に移行する。
As shown in FIG. 3, in the single abnormality diagnosis process, as a first determination process, in step S10, the boost pressure by the
ステップS11では、調整弁センサ54によって検出されたモニタ値に基づいて算出された排気量調整弁46の開度と目標開度との差の絶対値が所定値以下であるかについて判定する。
In step S11, it is determined whether or not the absolute value of the difference between the opening amount of the exhaust
判定がNOの場合は、排気量調整弁46に異常があると判定し、過給圧異常が排気側機構40Bに起因するものである旨を異常診断の結果として設定し、フローを終了する。すなわち、このとき、排気量調整弁46の開度が目標開度よりも異常に開いた状態となっている。そのため、排気の一部が第2ターボチャージャ42側に漏れ、第1ターボチャージャ41のタービンの回転が低下する結果、過給圧の低下が生じている。他方、判定がYESの場合すなわち排気量調整弁46に動作異常がないと判定した場合は、ステップS12に移行する。
If the determination is NO, it is determined that there is an abnormality in the exhaust
ステップS12では、第1ノズルセンサ52によって検出されたモニタ値に基づいて算出された第1ノズル開度NA1と目標開度との差の絶対値が所定値以下であるかについて判定する。
In step S12, it is determined whether the absolute value of the difference between the first nozzle opening NA1 calculated based on the monitor value detected by the
判定がNOの場合は、第1ターボチャージャ41のノズルベーンについての第1ノズルベーンに異常があると判定し、過給圧異常が排気側機構40Bに起因するものである旨を異常診断の結果として設定し、フローを終了する。すなわち、このとき、第1ノズルベーンの開度が異常に大きい状態となっている。そのため、排気の流速が上がらないことによりコンプレッサによる給気圧の圧縮率も上がらず、過給圧の低下が生じている。
When the determination is NO, it is determined that there is an abnormality in the first nozzle vane for the nozzle vanes of the
他方、判定がYESの場合すなわち第1ノズルベーンに動作異常がないと判定した場合は、第2開閉弁44に異常があると判定し、過給圧異常が吸気側機構40Aに起因するものである旨を異常診断の結果として設定し、フローを終了する。
On the other hand, if the determination is YES, that is, if it is determined that there is no abnormal operation in the first nozzle vane, it is determined that there is an abnormality in the second on-off
すなわち、過給装置40がシングルモードで運転しているときは、第1ノズルベーン及び排気量調整弁46の動作異常がなければ、過給圧低下の原因としては排気側機構40Bにないこととなる。また、第1開閉弁43は第2開閉弁44よりも上流側にあるためシングルモード時における過給圧に与える影響は小さいので、シングルモードにおいて排気側機構40Bに動作異常がないと判定されたときは、第2開閉弁44に異常があると判定することができる。すなわち、過給圧低下の原因は、第2開閉弁44が目標開度の許容範囲を超えて開いていることにより、空気が漏れていると判定され、過給圧異常が吸気側機構40Aに起因するものである旨を異常診断の結果として設定する。
That is, when the supercharging
図4に示すように、ツイン異常診断処理は、ステップS20とステップS21の処理は、図3のステップS10とステップS11と同様であるので、説明を省略する。
ステップS21で判定がYESの場合すなわち排気量調整弁46に動作異常がないと判定した場合は、ステップS22に移行する。
As shown in FIG. 4, in the twin abnormality diagnosis process, the processes in step S20 and step S21 are the same as those in step S10 and step S11 in FIG.
If the determination in step S21 is YES, that is, if it is determined that there is no abnormal operation in the exhaust
ステップS22では、第1ノズルセンサ52によって検出されたモニタ値に基づいて算出された第1ノズル開度NA1と目標開度との差の絶対値が所定値以下であるかについて判定する。判定がNOの場合は、第1ターボチャージャ41のノズルベーンについての第1ノズルベーンに異常があると判定し、過給圧異常が排気側機構40Bに起因するものである旨を異常診断の結果として設定し、フローを終了する。他方、判定がYESの場合、すなわち第1ノズルベーンに動作異常がないと判定した場合は、ステップS23に移行する。
In step S22, it is determined whether or not the absolute value of the difference between the first nozzle opening NA1 calculated based on the monitor value detected by the
ステップS23では、第2ノズルセンサ53によって検出されたモニタ値に基づいて算出された第2ノズル開度NA2と目標開度との差の絶対値が所定値以下であるかについて判定する。判定がNOの場合は、第2ターボチャージャ42のノズルベーンについての第2ノズルベーンに異常があると判定し、過給圧異常が排気側機構40Bに起因するものである旨を異常診断の結果として設定し、フローを終了する。他方、判定がYESの場合すなわち第2ノズルベーンに動作異常がないと判定した場合は、第2開閉弁44又は第1開閉弁43のいずれかに異常があると判定し、過給圧異常が吸気側機構40Aに起因するものである旨を異常診断の結果として設定し、フローを終了する。すなわち、過給圧低下の原因は、第2開閉弁44又は第1開閉弁43のいずれかの弁が目標開度の許容範囲を超えて開いていることにより、空気が漏れていると判定される。
In step S23, it is determined whether the absolute value of the difference between the second nozzle opening NA2 calculated based on the monitor value detected by the
すなわち、過給装置40がツインモードで運転しているときは、第1ノズルベーン、第2ノズルベーン、及び排気量調整弁46の動作異常がなければ、過給圧異常の原因としては排気側機構40Bにないこととなる。したがって、第2開閉弁44又は第1開閉弁43の何れかに異常があると判定され、過給圧異常が吸気側機構に起因するものである旨を異常診断の結果として設定する。
That is, when the supercharging
なお、上記フローは、過給圧の異常低下の場合におけるフローであるが、過給圧の異常上昇の場合も同様であるので、説明は省略する。
[実施形態の効果]
以上詳述したように、本実施形態の過給装置40の異常診断装置によれば以下に示す効果が得られるようになる。
Note that the above flow is a flow in the case of an abnormal decrease in the supercharging pressure, but the same is true in the case of an abnormal increase in the supercharging pressure, and thus the description thereof is omitted.
[Effect of the embodiment]
As described above in detail, according to the abnormality diagnosis device for the supercharging
(1)本実施形態では、第1判定処理及び第2判定処理の判定結果に基づいて過給圧異常の原因が排気側機構40B及び吸気側機構40Aのいずれにあるかを判定することができる。すなわち、過給圧をモニタするセンサの出力と排気側機構40Bにあるセンサの出力とに基づいて、過給圧異常の原因が吸気側機構40A及び排気側機構40Bのいずれにあるかを診断することができる。
(1) In the present embodiment, it can be determined whether the cause of the supercharging pressure is in the
(2)本実施形態では、排気側機構40Bの状態としてこの排気量調整弁46の開度をモニタする調整弁センサ54を備え、電子制御装置50は、調整弁センサ54の出力に基づいて、排気量調整弁46の実際の開度とその目標の開度との差が判定値よりも大きいか否かを判定している。
(2) In the present embodiment, the
すなわち、電子制御手段は、排気調整機構の実際の開度とその目標の開度との差に基づいて判定をしているので、排気量調整弁46に異常が生じているか否かについて安定した判定結果を出すことができる。
That is, since the electronic control means makes a determination based on the difference between the actual opening of the exhaust adjustment mechanism and the target opening, it is stable as to whether or not an abnormality has occurred in the exhaust
(3)本実施形態では、ターボチャージャ41,42は、ベーン機構を有した可変容量型であり、ベーン機構の開度をモニタする排気側センサとしてのノズルセンサ52,53とを有したものとして構成されている。すなわち、ターボチャージャ41,42は可変容量型であって排気調整機構としてのベーン機構を備えているが、第2判定処理により、ベーン機構についてのノズルセンサ52,53の出力に基づいて排気側機構40Bに異常が生じているか否かを判定される。
(3) In this embodiment, the
(第2実施形態)
図5を参照して本発明の第2実施形態について説明する。
本実施形態の過給装置140の異常診断装置を直列8気筒型ディーゼルエンジンの過給装置140の異常診断装置として具体化した第2実施形態について説明する。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
A second embodiment in which the abnormality diagnosis device for the
本実施形態の過給装置140の異常診断装置は、吸気側機構40A及び排気側機構40Bが1系統であるものを示している。なお、本実施形態の過給装置140の異常診断装置について、以下で説明する点以外は実質的に上記の第1実施形態の過給装置40の異常診断装置と同様の構成であり、図5に示すように、異なる構成以外は同実施形態と同一の符号を付している。
The abnormality diagnosis device for the
本実施形態では、吸気装置20において、上流吸気管22と下流吸気管23の間は第1連通管124により接続されている。第1連通管124には、上流吸気管22と下流吸気管23との間での吸気の流量を調整する開閉弁143が設けられている。
In the present embodiment, in the
また、排気装置30においては、上流排気管32と下流排気管33の間には、第2連通管136が設けられ、この第2連通管136には排気量調整弁146が設けられている。排気量調整弁146は、過給圧が高くなった場合に排気量を調整するものである。
Further, in the
次に、過給装置140の動作態様について説明する。
過給装置140は、下流吸気管23の圧力が過度に上昇していない正常な圧力状態にあるとき、排気量調整弁146及び開閉弁143は閉弁状態に維持される。一方、下流吸気管23の圧力が過度に上昇し異常な圧力状態にあるときは、開閉弁143又は排気量調整弁146が開かれる。開閉弁143が開かれる場合には、上流吸気管22の吸気の一部がターボチャージャ41を通過せずに下流吸気管23に流れる。また、排気量調整弁146が開かれ場合には、上流排気管32の排気がタービンホイール41Aを介さずに下流排気管33に流される。これにより、ターボチャージャ41による吸気の圧縮が調整される。
Next, the operation mode of the
When the
次に、電子制御装置50による異常診断制御について説明する。
電子制御装置50は、第1判定処理において、過給圧センサ51により過給圧異常である旨判定したときは、第2判定処理として、ノズルセンサ52及び調整弁センサ154のモニタ値に基づいてノズルベーン及び排気量調整弁146の動作異常について判定する。さらに、電子制御装置50は、ノズルベーン及び排気量調整弁146の何れかに異常があると判定したときは、過給圧異常が排気側機構40Bに起因するものである旨を異常診断の結果として設定する。他方、電子制御装置50は、これらノズルベーン及び排気量調整弁146の全てに異常がないと判定したときは、開閉弁143に動作異常があると判定し、過給圧異常が吸気側機構40Aに起因するものである旨を異常診断の結果として設定する。ここで、調整弁センサ154は、排気量調整弁146の付近に設けられるものであって、同弁の開度に応じた信号を出力するものである。
Next, abnormality diagnosis control by the
When the
[実施形態の効果]
以上詳述したように、実施形態の過給装置の異常診断装置によれば、第1実施形態に示した(1)〜(3)の効果が得られるようになる。
[Effect of the embodiment]
As described above in detail, according to the abnormality diagnosis device for the supercharging device of the embodiment, the effects (1) to (3) shown in the first embodiment can be obtained.
(その他の実施形態)
・第1実施形態では、過給装置40は2機の可変容量型のターボチャージャを備えた例を挙げているが、過給装置40の構成はこのようなものに限定されない。本発明は、例えば、過給装置40が通常のターボチャージャから構成されるものにも適用される。
(Other embodiments)
In the first embodiment, the
・上記実施形態では、電子制御装置50は、シングルモード及びツインモードのそれぞれにおいて、過給装置40についての異常診断を行っているが、シングルモード又はツインモードのいずれか一方おいてのみ過給装置40についての異常診断を行ってもよい。
In the above embodiment, the
1…エンジン、10…エンジン本体、20…吸気装置、21…吸気管、22…上流吸気管、22A,32A…第1上流分岐管、22B,32B…第2上流分岐管、22C,32C…上流集合管、23…下流吸気管、23A,33B…第1下流分岐管、23B,33B…第2下流分岐管、23C,33C…下流集合管、24…分岐連通管、124…第1連通管、136…第2連通管、25…下流迂回管、26…インテークマニホールド、27…エアクリーナ、28…インテークスロットル、30…排気装置、31…排気管、32…上流排気管、33…下流排気管、34…エキゾースマニホールド、35…排気浄化装置、40,140…過給装置、40A…吸気側機構、40B…排気側機構、41…第1ターボチャージャ、41A,42A…タービンホイール、41B,42B…コンプレッサホイール、42…第2ターボチャージャ、43…第1開閉弁、44…第2開閉弁、143…開閉弁、45…リード弁、143…開閉弁、46,146…排気量調整弁(排気調整機構)、50…電子制御装置(診断手段)、51…過給圧センサ、52…第1ノズルセンサ、53…第2ノズルセンサ、54,154…調整弁センサ。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記過給圧センサの出力に基づいて前記過給圧異常が生じているか否かを判定する第1判定処理と、前記排気側センサの出力に基づいて前記排気側機構に異常が生じているか否かを判定する第2判定処理とを行い、
これら第1判定処理及び第2判定処理の結果として、過給圧異常が生じている旨の判定結果、且つ前記排気側機構に異常が生じていない旨の判定結果が得られるときには、前記過給圧異常が前記吸気側機構に起因するものである旨を異常診断の結果として設定し、
前記第1判定処理及び前記第2判定処理の結果として、過給圧異常が生じている旨の判定結果、且つ前記排気側機構に異常が生じている旨の判定結果が得られるときには、前記過給圧異常が前記排気側機構に起因するものである旨を異常診断の結果として設定する診断手段を備える
ことを特徴とする過給装置の異常診断装置。 About a supercharging device comprising an exhaust side mechanism belonging to an engine exhaust system and an intake side mechanism belonging to an engine intake system, and comprising a supercharging pressure sensor for monitoring the supercharging pressure and an exhaust side sensor for monitoring the state of the exhaust side mechanism In the abnormality diagnosis device of the supercharging device that performs abnormality diagnosis on the same device when a supercharging pressure abnormality occurs where the actual supercharging pressure deviates excessively from the target supercharging pressure,
A first determination process for determining whether or not the supercharging pressure abnormality has occurred based on the output of the supercharging pressure sensor, and whether or not an abnormality has occurred in the exhaust side mechanism based on the output of the exhaust side sensor And a second determination process for determining whether
As a result of the first determination process and the second determination process, when a determination result that a supercharging pressure abnormality has occurred and a determination result that an abnormality has not occurred in the exhaust side mechanism are obtained, the supercharging is performed. As a result of abnormality diagnosis that the pressure abnormality is caused by the intake side mechanism,
As a result of the first determination process and the second determination process, when a determination result that a boost pressure abnormality has occurred and a determination result that an abnormality has occurred in the exhaust side mechanism are obtained, An abnormality diagnosing device for a supercharging device, comprising: a diagnosis unit configured to set, as a result of an abnormality diagnosis, that a supply pressure abnormality is caused by the exhaust side mechanism.
前記排気側機構は、排気の流量を調整する排気調整機構を備えるものであり、
前記排気側センサは、前記排気側機構の状態としてこの排気調整機構の開度をモニタするものであり、
前記診断手段は、前記排気側センサの出力に基づいて、前記排気調整機構の実際の開度とその目標の開度との差が判定値よりも大きいか否かを判定し、大きい旨の判定結果に基づいて前記排気調整機構に異常が生じている旨判定するものである
ことを特徴とする過給装置の異常診断装置。 The abnormality diagnosis device for a supercharging device according to claim 1,
The exhaust side mechanism includes an exhaust adjustment mechanism that adjusts the flow rate of exhaust,
The exhaust side sensor monitors the opening of the exhaust adjustment mechanism as the state of the exhaust side mechanism,
The diagnosis means determines whether or not the difference between the actual opening of the exhaust adjustment mechanism and its target opening is larger than a determination value based on the output of the exhaust side sensor, and determines that it is large An abnormality diagnosis device for a supercharging device, which determines that an abnormality has occurred in the exhaust adjustment mechanism based on a result.
前記排気側機構は、2機のターボチャージャのタービンと、前記ターボチャージャの上流側に接続される上流排気管と、前記ターボチャージャの下流側に接続される下流排気管と、前記上流排気管に設けられシングルモードのときは内燃機関からの排気を一方のターボチャージャへ流入させるとともにツインモードのときは内燃機関からの排気を両方のターボチャージャへ流入させる排気調整機構としての排気量調整弁と、前記排気量調整弁の開度をモニタする排気側センサとしての調整弁センサとを備え、
前記吸気側機構は、2機のターボチャージャのコンプレッサと、前記ターボチャージャの上流側に接続される上流吸気管と、前記ターボチャージャの下流側に接続される下流吸気管と、前記下流吸気管の吸気の一部を前記上流吸気管に還流させる分岐連通管と、前記分岐連通管に設けられツインモードのときに閉鎖される第1開閉弁と、前記下流吸気管に設けられシングルモードのときに閉鎖される第2開閉弁とを備えている
ことを特徴とする過給装置の異常診断装置。 The abnormality diagnosis device for a supercharging device according to claim 2,
The exhaust side mechanism includes two turbocharger turbines, an upstream exhaust pipe connected to the upstream side of the turbocharger, a downstream exhaust pipe connected to the downstream side of the turbocharger, and the upstream exhaust pipe. An exhaust amount adjustment valve as an exhaust adjustment mechanism that allows exhaust from the internal combustion engine to flow into one turbocharger when in single mode and that causes exhaust from the internal combustion engine to flow into both turbochargers in twin mode; An adjustment valve sensor as an exhaust side sensor for monitoring the opening of the exhaust amount adjustment valve,
The intake side mechanism includes a compressor of two turbochargers, an upstream intake pipe connected to the upstream side of the turbocharger, a downstream intake pipe connected to the downstream side of the turbocharger, and a downstream intake pipe A branch communication pipe that recirculates a portion of the intake air to the upstream intake pipe, a first on-off valve that is provided in the branch communication pipe and is closed in a twin mode, and a single communication mode provided in the downstream intake pipe. An abnormality diagnosis device for a supercharging device, comprising: a second on-off valve that is closed.
前記ターボチャージャは、可変容量型であり、排気のタービンへの空気流量を制御する排気調整機構としてのベーン機構と、該ベーン機構の開度をモニタする排気側センサとしてのノズルセンサとを有したものである
ことを特徴とする過給装置の異常診断装置。 The abnormality diagnosis device for a supercharging device according to claim 3,
The turbocharger is a variable displacement type, and has a vane mechanism as an exhaust adjustment mechanism for controlling an air flow rate of exhaust gas to a turbine, and a nozzle sensor as an exhaust side sensor for monitoring an opening degree of the vane mechanism. An abnormality diagnosis device for a supercharging device, characterized in that:
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CN104314668A (en) * | 2014-10-22 | 2015-01-28 | 哈尔滨工程大学 | Device and method for controlling surging prediction of sequential turbocharging system |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013157126A1 (en) | 2012-04-19 | 2013-10-24 | トヨタ自動車株式会社 | Control device for internal combustion engine equipped with supercharger |
JPWO2013157126A1 (en) * | 2012-04-19 | 2015-12-21 | トヨタ自動車株式会社 | Control device for an internal combustion engine with a supercharger |
US9567923B2 (en) | 2012-04-19 | 2017-02-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control device for internal combustion engine equipped with supercharger |
CN104314668A (en) * | 2014-10-22 | 2015-01-28 | 哈尔滨工程大学 | Device and method for controlling surging prediction of sequential turbocharging system |
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