JP2011226415A - Abnormality determination device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、内燃機関の異常判定装置に係り、特に、ターボ過給機付き内燃機関が備えるウエストゲートバルブの異常を判定するうえで好適な内燃機関の異常判定装置に関する。 The present invention relates to an abnormality determination device for an internal combustion engine, and more particularly to an abnormality determination device for an internal combustion engine suitable for determining an abnormality of a wastegate valve provided in an internal combustion engine with a turbocharger.
従来、例えば特許文献1には、減圧室と大気圧室とを板状ダイアフラムで区画して減圧室内の気体圧力を調整する減圧器が開示されている。この従来の減圧器は、減圧室内の気体圧力を検知する圧力センサを備えている。そして、この圧力センサによって減圧室内の気体圧力が低下した場合に、減圧器に異常が生じたと判定するようにしている。 Conventionally, for example, Patent Document 1 discloses a decompressor that divides a decompression chamber and an atmospheric pressure chamber with a plate-like diaphragm and adjusts the gas pressure in the decompression chamber. This conventional pressure reducer includes a pressure sensor that detects the gas pressure in the pressure reduction chamber. Then, when the gas pressure in the decompression chamber decreases by this pressure sensor, it is determined that an abnormality has occurred in the decompressor.
ところで、ウエストゲートバルブを備えるターボ過給機付きの内燃機関が知られている。このウエストゲートバルブの内部に設けられたダイアフラムの異常判定を行ううえでは、ウエストゲートバルブ以外の他のアクチュエータからの影響や温度等の影響を受けにくい判定手法であることが必要とされる。 By the way, an internal combustion engine with a turbocharger having a wastegate valve is known. In order to determine the abnormality of the diaphragm provided inside the waste gate valve, it is necessary to use a determination method that is not easily affected by the actuator other than the waste gate valve, the temperature, or the like.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、他のアクチュエータからの影響等を受けにくくしつつ、ダイアフラムの異常判定を可能とした内燃機関の異常判定装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides an abnormality determination device for an internal combustion engine that is capable of determining an abnormality of a diaphragm while being hardly affected by other actuators. With the goal.
第1の発明は、内燃機関の異常判定装置であって、
吸気通路に配置されたコンプレッサと排気通路に配置されたタービンとを有するターボ過給機と、
ダイアフラムと、前記ダイアフラムによって区画された第1圧力室および第2圧力室とを有するウエストゲートバルブと、
前記吸気通路における前記コンプレッサとスロットルバルブとの間のスロットル上流側部位と前記第1圧力室とを接続する第1上流側流路と、
前記スロットル上流側部位と前記第2圧力室とを接続する第2上流側流路と、
前記吸気通路における前記スロットルバルブの下流側のスロットル下流側部位と、前記第2圧力室とを接続する下流側流路と、
前記第2圧力室が前記第2上流側流路を介して前記スロットル上流側部位と連通する上流連通状態と、前記第2圧力室が前記下流側流路を介して前記スロットル下流側部位と連通する下流連通状態とを切り換える流路切換手段と、
前記スロットル下流側部位における前記吸気通路内のスロットル下流圧力を検知する吸気圧力検知手段と、
前記スロットルバルブにより前記吸気通路が絞られていることにより前記スロットル下流圧力が負圧となっている定常運転時に、前記第2圧力室と前記スロットル下流側部位とが連通する前記下流連通状態となるように前記流路切換手段を制御する異常判定開始手段と、
前記異常判定開始手段により前記下流連通状態となるように前記流路切換手段が制御された場合に、前記スロットル下流圧力が収束するまでに要する収束時間を計測する収束時間計測手段と、
前記収束時間が所定値よりも長い場合に、前記ダイアフラムに異常が生じていると判定する異常判定手段と、
を備えることを特徴とする。
A first invention is an abnormality determination device for an internal combustion engine,
A turbocharger having a compressor disposed in the intake passage and a turbine disposed in the exhaust passage;
A wastegate valve having a diaphragm, and a first pressure chamber and a second pressure chamber defined by the diaphragm;
A first upstream flow path connecting a throttle upstream side portion between the compressor and the throttle valve in the intake passage and the first pressure chamber;
A second upstream flow path connecting the throttle upstream portion and the second pressure chamber;
A downstream flow path connecting the throttle downstream side portion of the intake passage downstream of the throttle valve and the second pressure chamber;
An upstream communication state in which the second pressure chamber communicates with the throttle upstream portion via the second upstream flow passage, and the second pressure chamber communicates with the throttle downstream portion via the downstream flow passage. Channel switching means for switching between the downstream communication state,
An intake pressure detecting means for detecting a throttle downstream pressure in the intake passage in the throttle downstream portion;
During the steady operation in which the throttle downstream pressure is negative due to the throttle passage being throttled by the throttle valve, the downstream communication state is established in which the second pressure chamber communicates with the throttle downstream portion. An abnormality determination start means for controlling the flow path switching means,
A convergence time measuring means for measuring a convergence time required for the throttle downstream pressure to converge when the flow path switching means is controlled so as to be in the downstream communication state by the abnormality determination start means;
An abnormality determining means for determining that an abnormality has occurred in the diaphragm when the convergence time is longer than a predetermined value;
It is characterized by providing.
また、第2の発明は、第1の発明において、
前記定常運転時は、アイドル運転時であることを特徴とする。
The second invention is the first invention, wherein
The steady operation is an idle operation.
また、第3の発明は、第1または第2の発明において、
前記第2圧力室内の圧力を検知する圧力室内圧力検知手段と、
前記異常判定開始手段により前記下流連通状態となるように前記流路切換手段が制御された後に、前記第2圧力室内の圧力が前記スロットル下流圧力よりも所定値以上高いか否かを判定する圧力比較手段と、を更に備え、
前記異常判定手段は、前記第2圧力室内の圧力が前記スロットル下流圧力よりも前記所定値以上高い場合に、前記ダイアフラムに異常が生じていると判定することを特徴とする。
The third invention is the first or second invention, wherein
Pressure chamber pressure detecting means for detecting the pressure in the second pressure chamber;
A pressure for determining whether or not the pressure in the second pressure chamber is higher than the throttle downstream pressure by a predetermined value or more after the flow path switching unit is controlled so as to be in the downstream communication state by the abnormality determination start unit. A comparison means,
The abnormality determining means determines that an abnormality has occurred in the diaphragm when the pressure in the second pressure chamber is higher than the predetermined value by the predetermined pressure.
第1の発明によれば、スロットルバルブにより吸気通路が絞られていることによりスロットル下流圧力が負圧となっている定常運転時に、下流連通状態となるように流路切換手段が制御されることにより、第2圧力室内が負圧に制御されることになる。そして、第2負圧室が負圧に制御された状況下において、スロットル下流圧力が収束するまでに要する収束時間が所定値よりも長い場合に、ダイアフラムに異常が生じていると判定される。これにより、内燃機関が備える他のアクチュエータからの影響や温度等の影響を受けにくい異常判定を行えるようになる。このため、ダイアフラムの正確な異常判定が可能となる。 According to the first aspect of the present invention, the flow path switching means is controlled so as to be in the downstream communication state during steady operation in which the throttle downstream pressure is negative due to the throttle passage being throttled. Thus, the second pressure chamber is controlled to a negative pressure. Then, in a situation in which the second negative pressure chamber is controlled to a negative pressure, it is determined that an abnormality has occurred in the diaphragm when the convergence time required for the throttle downstream pressure to converge is longer than a predetermined value. As a result, it is possible to make an abnormality determination that is less susceptible to the influence of other actuators provided in the internal combustion engine, the temperature, and the like. For this reason, it is possible to accurately determine the abnormality of the diaphragm.
第2の発明によれば、運転頻度の高いアイドル運転時において異常判定を行うことにより、異常判定の実行機会を十分に確保できるようになる。 According to the second aspect of the present invention, it is possible to ensure a sufficient opportunity for executing the abnormality determination by performing the abnormality determination during idling with a high operation frequency.
ダイアフラムに異常が生じている場合であっても、スロットル下流圧力の収束時間が正常時と同等の期間になる場合がある。しかし、収束時間が正常時と同等であっても、異常時には、第2圧力室内の圧力とスロットル下流圧力との間には、差が生ずることになる。第3の発明によれば、スロットル下流圧力の収束時間が正常時と同等の期間になる場合であっても、より正確な異常判定が可能となる。 Even when there is an abnormality in the diaphragm, the convergence time of the throttle downstream pressure may be in a period equivalent to that in the normal state. However, even if the convergence time is equal to that at the normal time, a difference is generated between the pressure in the second pressure chamber and the throttle downstream pressure at the time of abnormality. According to the third aspect of the invention, even when the convergence time of the throttle downstream pressure is equal to the normal time, it is possible to make a more accurate abnormality determination.
実施の形態1.
[実施の形態1のシステム構成]
図1は、本発明の実施の形態1の内燃機関10の構成を説明するための図である。図1に示すように、内燃機関10には、吸気通路12および排気通路14が連通している。吸気通路12の入口には、エアクリーナ16が取り付けられている。エアクリーナ16の下流近傍には、吸気通路12に吸入される空気の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ18が設けられている。
Embodiment 1 FIG.
[System Configuration of Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration of an
吸気通路12におけるエアフローメータ18の下流には、ターボ過給機20のコンプレッサ20aが配置されている。コンプレッサ20aの下流には、圧縮された空気を冷却するためのインタークーラ22が設けられている。インタークーラ22の下流には、スロットルバルブ24が配置されている。スロットルバルブ24は、アクセル開度に基づいてスロットルモータ(図示省略)により駆動される電子制御式のバルブである。また、スロットルバルブ24の近傍には、スロットル開度を検知するためのスロットルポジションセンサ26が設置されている。
A
吸気通路12は、スロットルバルブ24の下流側に、吸入空気を各気筒に分配するための吸気マニホールド12aを備えている。吸気マニホールド12aには、その内部の圧力(本明細書中においては、「吸気管圧力」または「スロットル下流圧力」と称する)を検知するための吸気圧センサ28が設置されている。
The
排気通路14には、ターボ過給機20のタービン20bが配置されている。また、排気通路14には、タービン20bをバイパスする排気バイパス通路30が設けられている。排気バイパス通路30には、排気バイパス通路30の開閉を担うウエストゲートバルブ32が設置されている。
A
図2は、図1に示すウエストゲートバルブ32およびその周辺の具体的な構成を説明するための図である。
図2に示すウエストゲートバルブ32は、2室式ウエストゲートバルブである。ウエストゲートバルブ32は、排気バイパス通路30を開閉する弁体32aが固定されたダイアフラム(ゴム膜)32bを備えている。ウエストゲートバルブ32の内部には、ダイアフラム32bによって区画された第1圧力室32cおよび第2圧力室32dが形成されている。また、第2圧力室32dの内部には、ダイアフラム32bを第1圧力室32c側に向けて付勢するバネ32eが設置されている。
FIG. 2 is a view for explaining a specific configuration of the
The
ここで、吸気通路12におけるコンプレッサ20aとスロットルバルブ24との間の部位を、以下、「スロットル上流側部位」と称することとする。スロットル上流側部位と第1圧力室32cとは、第1空気配管34により接続されている。また、スロットル上流側部位には、第2空気配管36の一端が接続されている。また、吸気通路12におけるスロットルバルブ24の下流側の部位(以下、「スロットル下流側部位」と称する)には、第3空気配管38の一端が接続されている。第2空気配管36と第3空気配管38とは、一端が第2圧力室32dに接続された第4空気配管40の他端において合流している。
Here, a portion of the
第2空気配管36の途中には、この第2空気配管36の開閉を担う第1電磁弁(アクチュエータ)42が設置されており、第3空気配管38の途中には、この第3空気配管38の開閉を担う第2電磁弁(アクチュエータ)44が設置されている。このような構成によれば、第1電磁弁42が開かれ、かつ第2電磁弁44が閉じられた場合には、第2空気配管36および第4空気配管40を介して、吸気通路12のスロットル上流側部位と第2圧力室32dとが連通することになる(以下、「上流連通状態」と称する)。逆に、第1電磁弁42が閉じられ、かつ第2電磁弁44が開かれた場合には、第3空気配管38および第4空気配管40を介して、吸気通路12のスロットル下流側部位と第2圧力室32dとが連通することになる(以下、「下流連通状態」と称する)。また、第2圧力室32dには、その内部の圧力を検知するための圧力センサ46が組み込まれている。
A first solenoid valve (actuator) 42 that opens and closes the
上記の構成によれば、第1電磁弁42および第2電磁弁44の開閉を制御することにより、上流連通状態と下流連通状態とを切り換えることができる。上流連通状態が選択されている場合には、第1圧力室32cおよび第2圧力室32dの双方に大気圧もしくはそれ以上の圧力が同様に作用することになる。この場合には、第1圧力室32c内と第2圧力室32d内との間に圧力差が生じないので、ウエストゲートバルブ32は、バネ32eの付勢力によって閉じられることになる。また、スロットルバルブ24によって吸気通路12が絞られていることで吸気マニホールド12aが負圧となっている状況下で下流連通状態が選択された場合には、第2圧力室32d内も負圧となる。すなわち、この場合には第2圧力室32dが負圧室として機能することとなる。尚、第1電磁弁42および第2電磁弁44の開度を任意の開度に調整することにより、第2圧力室32d内の圧力を調整することができ、これにより、第1圧力室32c内と第2圧力室32d内との圧力差を調整することができる。この圧力差がバネ32eの付勢力に打ち勝つ程度の値とされた場合には、弁体32aが開くようになる。つまり、第1電磁弁42および第2電磁弁44の開度を任意の開度に調整することにより、ウエストゲートバルブ32の開度を任意の開度に調整することができる。
According to the above configuration, the upstream communication state and the downstream communication state can be switched by controlling the opening and closing of the first
また、図1に示すシステムは、ECU(Electronic Control Unit)50を備えている。ECU50には、上述した吸気圧センサ28や圧力センサ46等に加え、エンジン回転数を検知するためのクランク角センサ52やアクセル開度を検知するためのアクセル開度センサ54等の各種センサが接続されているとともに、上述した第1電磁弁42や第2電磁弁44等の各種アクチュエータが接続されている。
Further, the system shown in FIG. 1 includes an ECU (Electronic Control Unit) 50. In addition to the
[実施の形態1におけるダイアフラムの異常判定手法]
本実施形態におけるダイアフラム32bの異常判定手法は、ダイアフラム32bに穴や亀裂が生ずることに伴う第1圧力室32cから第2圧力室32dへのガス漏れの有無を判定するものである。具体的には、本実施形態では、内燃機関10がアイドリング状態である時に、第2圧力室32d内が負圧となるように制御するために、第1電磁弁42および第2電磁弁44を制御して下流連通状態を形成する。そして、この場合に、吸気管圧力(スロットル下流圧力)が下流連通状態の形成前の時点の値に収束するまでに要する収束時間が所定値よりも長い場合に、上記ガス漏れ(ダイアフラム32bの異常)が生じていると判定する。
[Diaphragm Abnormality Determination Method in Embodiment 1]
The abnormality determination method for the
以下、図3を参照して、本異常判定手法について詳述する。
図3は、本発明の実施の形態1におけるダイアフラム32bの異常判定手法を説明するためのタイムチャートである。より具体的には、図3(A)はダイアフラム圧力(負圧側となり得る第2圧力室32d内の圧力)の変化を表す波形を、図3(B)は吸気管圧力(スロットル下流圧力)の変化を表す波形を、図3(C)はアイドルフラグの成否を示す波形を、図3(D)はダイアフラム32bの異常の漏れ判定制御実行フラグの成否を示す波形を、図3(E)は第1電磁弁42の開度を表す波形を、図3(F)は第2電磁弁44の開度を表す波形を、図3(G)はスロットル開度の変化を表す波形を、それぞれ示している。
Hereinafter, the abnormality determination method will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 3 is a time chart for explaining an abnormality determination method for the
図3に示すタイムチャートは、図3(C)および図3(G)に示すように、スロットルバルブ24が全閉とされた時刻t0において、内燃機関10がアイドリング状態であることを示すアイドルフラグがONとされた例を示している。アイドルフラグがONとされると、ウエストゲートバルブ32を閉じるべく、図3(E)および図3(F)に示すように、第1電磁弁42が開かれるとともに第2電磁弁44が閉じられる。また、このように電磁弁42、44が制御されると、上流連通状態が形成されるので、第1圧力室32c内と第2圧力室32d内の圧力が同じ値(アイドリング時であるので大気圧)となる。
The time chart shown in FIG. 3 shows an idle flag indicating that the
本実施形態の異常判定(漏れ判定)は、上記のように、アイドリング時において上流連通状態が形成された状況下で開始される。具体的には、下流連通状態とするために、図3(E)および図3(F)に示すように、第1電磁弁42が閉じられるとともに第2電磁弁44が開かれる。また、本異常判定の実行中は、図3(D)に示すように、漏れ判定制御実行フラグがONとされる。
As described above, the abnormality determination (leakage determination) of the present embodiment is started under the situation where the upstream communication state is formed at the time of idling. Specifically, in order to enter the downstream communication state, as shown in FIGS. 3E and 3F, the first
ここで、次の(1)式は、ホイルシャルルの法則を示している。また、次の(2)式は、吸気マニホールド12aに流出入するガス流量Mに関する式である。
dP・V = dM・R・T ・・・(1)
dM = Min+MWGV−Mout ・・・(2)
ただし、上記(1)式において、Pは吸気管圧力(スロットル下流圧力)であり、Vは吸気マニホールド容積、Rは気体定数、Tは吸気マニホールド12a内のガス温度である。また、上記(2)式において、Minは上流側の吸気通路12を通って吸気マニホールド12aに流入するガス流量であり、MWGVは第2圧力室32dから吸気マニホールド12aに流入するガス流量であり、Moutは吸気マニホールド12aから流出するガス流量である。
Here, the following equation (1) indicates the Wheelshall's law. The following equation (2) is an equation relating to the gas flow rate M flowing into and out of the
dP · V = dM · R · T (1)
dM = M in + M WGV −M out (2)
In the above formula (1), P is the intake pipe pressure (throttle downstream pressure), V is the intake manifold volume, R is the gas constant, and T is the gas temperature in the
上記(1)、(2)式の関係によれば、アイドリング時のようにスロットル開度が一定であり、かつMoutおよびMinが一定である条件において、第2圧力室32dからのガス流量MWGVが増えると、吸気管圧力Pが高くなることになる。
(1), according to (2) the relationship is the throttle opening as during idling is constant, and the condition is M out and M in a constant gas flow rate from the
スロットルバルブ24が閉じられているアイドリング状態では、吸気管圧力(スロットル下流圧力)は負圧になっている。従って、時刻t1においてアイドリング時に上流連通状態から下流連通状態に切り換えられると、大気圧状態にある第2圧力室32dが負圧状態にある吸気マニホールド12aに連通することになる。その結果、第2圧力室32dから吸気マニホールド12aに向かうガス流れが生ずるので、図3(A)に示すように、ダイアフラム圧力が低下していき、また、図3(B)に示すように、吸気管圧力Pが高くなっていく。
In the idling state where the
ここで、先ず、ダイアフラム32bが正常である場合について説明する。
ダイアフラム32bが正常であれば、第2圧力室32d内のガスが吸気マニホールド12a内に流れ尽くした後に、図3(A)および図3(B)中に実線で示すように、ダイアフラム圧力と吸気管圧力とが同値となる。そして、その後、時刻t2において、吸気管圧力Pが、漏れ判定制御開始前(すなわち、時刻t1)の値に収束するようになる。つまり、第2圧力室32dから吸気マニホールド12aに向かうガス流れが生じた場合、ダイアフラム32bが正常であれば、ガス流量MWGVは、第2圧力室32d内のガスが吸気マニホールド12aに消費されることでやがてゼロになる。このため、ダイアフラム32bが正常であれば、吸気管圧力Pはガス流量MWGVの一時的な増加に伴って増加することになるが、この吸気管圧力Pの増加に伴ってガス流量Moutが増加し、その結果、吸気管圧力Pが図3(B)に示すように減少することになる。
Here, first, the case where the
If the
一方、ダイアフラム32bに穴開きや亀裂といった異常が生じていると、時刻t1において下流連通状態が形成された場合に、第1圧力室32cと第2圧力室32dとが連通してしまうためガス流量Moutのガスが流れ続けることになる。その結果、図3(A)中に破線で示すように、ダイアフラム圧力が正常時と比べて低下しにくくなる。このため、図3(B)中に破線で示すように、吸気管圧力Pが収束するまでに要する収束時間(t2−t1)が正常時と比べて長くなる。
On the other hand, if an abnormality such as a hole or a crack is generated in the
そこで、本実施形態では、上述したように、吸気管圧力(スロットル下流圧力)が漏れ判定開始前の時点の値に収束するまでに要する収束時間(t2−t1)が所定値よりも長い場合に、上記ガス漏れ(ダイアフラム32bの異常)が生じていると判定するようにしている。
Therefore, in this embodiment, as described above, when the convergence time (t2-t1) required for the intake pipe pressure (throttle downstream pressure) to converge to the value before the start of the leak determination is longer than a predetermined value. The gas leakage (abnormality of the
図4は、上記の機能を実現するために、本実施の形態1においてECU50が実行するルーチンのフローチャートである。
図4に示すルーチンでは、先ず、アクセル開度センサ54等の出力に基づいて、内燃機関10の運転状態がアイドル状態であるか否かが判定される(ステップ100)。その結果、アイドル状態ではないと判定された場合には、漏れ判定制御実行フラグがOFFとされる(ステップ102)。
FIG. 4 is a flowchart of a routine executed by the
In the routine shown in FIG. 4, first, based on the output of the
一方、上記ステップ100においてアイドル状態であると判定された場合には、所定の漏れ判定実行条件が成立したか否かが判定される(ステップ104)。その結果、漏れ判定実行条件が不成立であると判定された場合には、第1電磁弁42が全開とされるとともに、第2電磁弁44が全閉とされる(ステップ106)。
On the other hand, if it is determined in
一方、上記ステップ104において漏れ判定実行条件が成立すると判定された場合には、漏れ判定制御実行フラグの成否に基づいて、漏れ判定制御が未実行であるか否かが判定される(ステップ108)。その結果、本ステップ108の判定が成立する場合、すなわち、漏れ判定制御実行フラグがOFFである場合には、現在の吸気管圧力(負圧)Pが吸気圧センサ28を用いて計測され、その計測値が本ルーチンの漏れ判定実行時の吸気管圧力Pの収束値として記録される(ステップ110)。
On the other hand, when it is determined in
次に、第2圧力室32dを負圧状態とするために、第1電磁弁42が全閉とされるとともに第2電磁弁44が全開とされる(ステップ112)。次いで、このように電磁弁42、44を制御した際の時刻t1が記録される(ステップ114)。次いで、漏れ判定制御実行フラグがONとされる(ステップ116)。
Next, in order to bring the
一方、上記ステップ108が不成立であると判定された場合、すなわち、漏れ判定制御実行フラグがONである場合には、吸気管圧力Pが吸気圧センサ28を用いて計測される(ステップ118)。次いで、上記ステップ118において計測された吸気管圧力Pが上記ステップ110において記録された収束値に収束したか否かが判定される(ステップ120)。
On the other hand, when it is determined that
その結果、吸気管圧力Pが上記収束値に未だ収束していないと判定された場合には、漏れ判定制御実行フラグがONのままとされる(ステップ122)。一方、上記ステップ120において吸気管圧力Pが上記収束値に収束したと判定された場合には、この収束時点の時刻t2が記録される(ステップ124)。次いで、漏れ判定制御実行フラグがOFFとされる(ステップ126)。
As a result, if it is determined that the intake pipe pressure P has not yet converged to the convergence value, the leakage determination control execution flag remains ON (step 122). On the other hand, when it is determined in
次に、上記ステップ124において記録された時刻t2と上記ステップ114において記録された時刻t1との差、すなわち、今回の吸気管圧力Pの収束に要した収束時間(t2−t1)が所定値(例えば、1秒)よりも長いか否かが判定される(ステップ128)。その結果、本ステップ128における判定が成立する場合には、ダイアフラム32bに異常が生じている(すなわち、ガス漏れが生じている)と判定される(ステップ130)。一方、本ステップ128における判定が不成立である場合には、ダイアフラム32bが正常である(すなわち、ガス漏れなし)と判定される(ステップ132)。
Next, the difference between the time t2 recorded in the
以上説明した図4に示すルーチンによれば、アイドル状態において、第2圧力室32d内が負圧状況下にある吸気通路12のスロットル下流側部位と連通するように制御したうえで、この制御開始前の値に吸気管圧力Pが収束するまでに要する収束時間(t2−t1)に応じて、ダイアフラム32bの異常判定が実行される。つまり、定常的なアイドル状態において、電磁弁42、44を用いて第2圧力室32d内の圧力を負圧状態に変化させたうえで、吸気管圧力(スロットル下流圧力)の収束時間を利用して異常判定が行われる。このような手法によれば、内燃機関10が備える他のアクチュエータからの影響や温度等の影響を受けにくい異常判定を行えるようになる。このため、ダイアフラム32bの正確な異常判定が可能となる。
According to the routine shown in FIG. 4 described above, in the idling state, control is performed so that the inside of the
また、ウエストゲートバルブ32内に設けられたダイアフラム32bの異常判定を行ううえでは、異常判定の実行機会が十分に確保されるようになっていることが好ましい。本実施形態では、運転頻度の高いアイドル状態において異常判定を行うことにより、異常判定の実行機会を十分に確保できるようになる。
Moreover, when performing abnormality determination of the
尚、上述した実施の形態1においては、第1空気配管34が前記第1の発明における「第1上流側流路」に、第2空気配管36および第4空気配管40が前記第1の発明における「第2上流側流路」に、第3空気配管38および第4空気配管40が前記第1の発明における「下流側流路」に、第1電磁弁42および第2電磁弁44が前記第1の発明における「流路切換手段」に、それぞれ相当している。また、ECU50が、上記ステップ110または118の処理を実行することにより前記第1の発明における「吸気圧力検知手段」が、上記ステップ112の処理を実行することにより前記第1の発明における「異常判定開始手段」が、上記ステップ114および124の処理を実行することにより前記第1の発明における「収束時間計測手段」が、上記ステップ128、130および132の処理を実行することにより前記第1の発明における「異常判定手段」が、それぞれ実現されている。
In the first embodiment described above, the
実施の形態2.
次に、図5を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。
本実施形態のシステムは、図1に示すハードウェア構成を用いて、ECU50に図4に示すルーチンに代えて後述の図5に示すルーチンを実行させることにより実現することができるものである。
Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The system of the present embodiment can be realized by causing the
上述した実施の形態1においては、定常的なアイドル状態において、第2圧力室32d内が負圧状況下にある吸気通路12のスロットル下流側部位と連通するように制御したうえで、この制御開始前の値に吸気管圧力が収束するまでに要する収束時間(t2−t1)に応じて、ダイアフラム32bの異常判定を行うようにしている。これに対し、本実施形態では、定常的なアイドル状態において、同様に第2圧力室32d内が負圧状況下にある吸気通路12のスロットル下流側部位と連通するように制御されている場合に、第2圧力室32d内の圧力(ダイアフラム圧力)が吸気管圧力(スロットル下流圧力)よりも所定値以上高い場合に、ダイアフラム32bに異常が生じていると判定することを特徴としている。
In the first embodiment described above, in a steady idling state, control is performed so that the
図5は、上記の機能を実現するために、本実施の形態2においてECU50が実行するルーチンのフローチャートである。尚、図5において、実施の形態1における図4に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。また、図5に示すルーチンでは、上記図4に示すステップ114および124が削除されている。
FIG. 5 is a flowchart of a routine executed by the
図5に示すルーチンでは、ステップ120において吸気管圧力Pが上記収束値に収束したと判定された場合には、ダイアフラム圧力(第2圧力室32d内の圧力)が圧力センサ46を用いて計測される(ステップ200)。次いで、ステップ126において漏れ判定制御実行フラグがOFFとされた後に、上記ステップ200において計測された第2圧力室32d内の圧力が上記ステップ118において計測された吸気管圧力Pよりも所定値以上高いか否かが判定される(ステップ202)。
In the routine shown in FIG. 5, if it is determined in
その結果、本ステップ202における判定が成立する場合には、ダイアフラム32bに異常が生じている(すなわち、ガス漏れが生じている)と判定される(ステップ130)。一方、本ステップ202における判定が不成立である場合には、ダイアフラム32bが正常である(すなわち、ガス漏れなし)と判定される(ステップ132)。
As a result, when the determination in this
上記図3(A)および図3(B)に示すように、ダイアフラム32bに異常が生じている場合には、ダイアフラム圧力と吸気管圧力とは同値とならず、ダイアフラム圧力が吸気圧力よりも高くなる。以上説明した図5に示すルーチンによれば、アイドル状態において、第2圧力室32d内が負圧状況下にある吸気通路12のスロットル下流側部位と連通するように制御されている場合に、第2圧力室32d内の圧力(ダイアフラム圧力)が吸気管圧力(スロットル下流圧力)よりも所定値以上高い場合に、ダイアフラム32bに異常が生じていると判定される。つまり、定常的なアイドル状態において、電磁弁42、44を用いて第2圧力室32d内の圧力を負圧状態に変化させたうえで、ダイアフラム圧力と吸気管圧力との差を利用して異常判定が行われる。このような手法によれば、内燃機関10が備える他のアクチュエータからの影響や温度等の影響を受けにくい異常判定を行えるようになる。このため、ダイアフラム32bの正確な異常判定が可能となる。
As shown in FIGS. 3A and 3B, when the
ところで、上述した実施の形態2においては、上述した実施の形態1における異常判定手法(図4参照)に代え、図5に示す異常判定手法を行うようにしている。このような実施態様とは異なり、以下のような態様の異常判定を行うようにしてもよい。すなわち、上記図4に示すルーチンの手法を用いて、吸気管圧力Pの収束に要した収束時間(t2−t1)が所定値よりも長いと判定された場合には、ダイアフラム32bに異常が生じていると判定する。更に、吸気管圧力Pの収束に要した収束時間(t2−t1)が上記所定値以下であると判定された場合に、次いで、上記図5に示すルーチンの上記ステップ202の処理を実行して、第2圧力室32d内の圧力(ダイアフラム圧力)が吸気管圧力(スロットル下流圧力)よりも所定値以上高いか否かを判定するようにする。そして、このステップ202の判定が成立する場合には、吸気管圧力Pの収束に要した収束時間(t2−t1)が上記所定値以下であると判定されている場合であっても、ダイアフラム32bに異常が生じていると判定する。
In the second embodiment described above, the abnormality determination method shown in FIG. 5 is performed instead of the abnormality determination method (see FIG. 4) in the first embodiment described above. Unlike such an embodiment, the abnormality determination in the following manner may be performed. That is, when it is determined that the convergence time (t2-t1) required for the convergence of the intake pipe pressure P is longer than a predetermined value using the routine method shown in FIG. 4, an abnormality occurs in the
ダイアフラム32bに異常が生じている場合であっても、吸気管圧力の上記収束時間が正常時と同等の期間になる場合がある。しかし、収束時間が正常時と同等であっても、異常時には、ダイアフラム圧力と吸気管圧力との間には、差が生ずることになる。従って、上記のように実施の形態1の手法と実施の形態2の手法とを組み合わせた異常判定手法を用いることにより、より正確な異常判定が可能となる。
Even when there is an abnormality in the
尚、上述した実施の形態2の変形例においては、ECU50が、上記ステップ200と同様の処理を実行することにより前記第3の発明における「圧力室内圧力検知手段」が、上記ステップ202と同様の処理を実行することにより前記第3の発明における「圧力比較手段」が、それぞれ実現されている。
In the modification of the second embodiment described above, the
ところで、上述した実施の形態1および2においては、内燃機関10のアイドル運転時にダイアフラム32bの異常判定を行うようにしている。しかしながら、本発明における異常判定の実施時期は、スロットルバルブにより吸気通路が絞られていることにより前記スロットル下流圧力が負圧となっている定常運転時(すなわち、流路切換手段を制御して第2圧力室内を負圧に制御可能な運転時)であれば、必ずしもアイドル運転時でなくてもよい。
Incidentally, in the first and second embodiments described above, the abnormality determination of the
10 内燃機関
12 吸気通路
12a 吸気マニホールド
14 排気通路
20 ターボ過給機
20a コンプレッサ
20b タービン
24 スロットルバルブ
28 吸気圧センサ
30 排気バイパス通路
32 ウエストゲートバルブ
32a 弁体
32b ダイアフラム
32c 第1圧力室
32d 第2圧力室
32e バネ
34 第1空気配管
36 第2空気配管
38 第3空気配管
40 第4空気配管
42 第1電磁弁
44 第2電磁弁
46 圧力センサ
50 ECU(Electronic Control Unit)
10
Claims (3)
ダイアフラムと、前記ダイアフラムによって区画された第1圧力室および第2圧力室とを有するウエストゲートバルブと、
前記吸気通路における前記コンプレッサとスロットルバルブとの間のスロットル上流側部位と前記第1圧力室とを接続する第1上流側流路と、
前記スロットル上流側部位と前記第2圧力室とを接続する第2上流側流路と、
前記吸気通路における前記スロットルバルブの下流側のスロットル下流側部位と、前記第2圧力室とを接続する下流側流路と、
前記第2圧力室が前記第2上流側流路を介して前記スロットル上流側部位と連通する上流連通状態と、前記第2圧力室が前記下流側流路を介して前記スロットル下流側部位と連通する下流連通状態とを切り換える流路切換手段と、
前記スロットル下流側部位における前記吸気通路内のスロットル下流圧力を検知する吸気圧力検知手段と、
前記スロットルバルブにより前記吸気通路が絞られていることにより前記スロットル下流圧力が負圧となっている定常運転時に、前記第2圧力室と前記スロットル下流側部位とが連通する前記下流連通状態となるように前記流路切換手段を制御する異常判定開始手段と、
前記異常判定開始手段により前記下流連通状態となるように前記流路切換手段が制御された場合に、前記スロットル下流圧力が収束するまでに要する収束時間を計測する収束時間計測手段と、
前記収束時間が所定値よりも長い場合に、前記ダイアフラムに異常が生じていると判定する異常判定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の異常判定装置。 A turbocharger having a compressor disposed in the intake passage and a turbine disposed in the exhaust passage;
A wastegate valve having a diaphragm, and a first pressure chamber and a second pressure chamber defined by the diaphragm;
A first upstream flow path connecting a throttle upstream side portion between the compressor and the throttle valve in the intake passage and the first pressure chamber;
A second upstream flow path connecting the throttle upstream portion and the second pressure chamber;
A downstream flow path connecting the throttle downstream side portion of the intake passage downstream of the throttle valve and the second pressure chamber;
An upstream communication state in which the second pressure chamber communicates with the throttle upstream portion via the second upstream flow passage, and the second pressure chamber communicates with the throttle downstream portion via the downstream flow passage. Channel switching means for switching between the downstream communication state,
An intake pressure detecting means for detecting a throttle downstream pressure in the intake passage in the throttle downstream portion;
During the steady operation in which the throttle downstream pressure is negative due to the throttle passage being throttled by the throttle valve, the downstream communication state is established in which the second pressure chamber communicates with the throttle downstream portion. An abnormality determination start means for controlling the flow path switching means,
A convergence time measuring means for measuring a convergence time required for the throttle downstream pressure to converge when the flow path switching means is controlled so as to be in the downstream communication state by the abnormality determination start means;
An abnormality determining means for determining that an abnormality has occurred in the diaphragm when the convergence time is longer than a predetermined value;
An abnormality determination device for an internal combustion engine, comprising:
前記異常判定開始手段により前記下流連通状態となるように前記流路切換手段が制御された後に、前記第2圧力室内の圧力が前記スロットル下流圧力よりも所定値以上高いか否かを判定する圧力比較手段と、を更に備え、
前記異常判定手段は、前記第2圧力室内の圧力が前記スロットル下流圧力よりも前記所定値以上高い場合に、前記ダイアフラムに異常が生じていると判定することを特徴とする請求項1または2記載の内燃機関の異常判定装置。 Pressure chamber pressure detecting means for detecting the pressure in the second pressure chamber;
A pressure for determining whether or not the pressure in the second pressure chamber is higher than the throttle downstream pressure by a predetermined value or more after the flow path switching unit is controlled so as to be in the downstream communication state by the abnormality determination start unit. A comparison means,
3. The abnormality determination unit according to claim 1, wherein the abnormality determination unit determines that an abnormality has occurred in the diaphragm when the pressure in the second pressure chamber is higher than the predetermined pressure by the downstream pressure of the throttle. An abnormality determination device for an internal combustion engine.
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