JP2017057839A - Abnormality diagnostic device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関が備える過給機の異常を診断する異常診断装置に関する。 The present invention relates to an abnormality diagnosis device for diagnosing abnormality of a supercharger provided in an internal combustion engine.
内燃機関においては、吸気量を強制的に増量させる過給機を取り付けることにより、駆動トルクを効率よく増加させることが行われている。この過給機による現実の過給圧(以下、実過給圧という)が目標過給圧から許容できる範囲を超えているか否かを診断する異常診断装置が特許文献1に開示されている。 In an internal combustion engine, a driving torque is efficiently increased by attaching a supercharger that forcibly increases an intake air amount. Patent Document 1 discloses an abnormality diagnosis device that diagnoses whether or not an actual supercharging pressure (hereinafter referred to as an actual supercharging pressure) by the supercharger exceeds an allowable range from a target supercharging pressure.
しかしながら、図12および図13に示すように、例えば、目標過給圧の変更時において、実過給圧Prは、制御開始から遅れて目標過給圧Ptargetに到達し、その後には、オーバシュートとアンダシュートを繰り返してから安定する。このことから、特許文献1に記載のような異常診断装置は、実過給圧Prが安定するまで待ってから、過給機が正常に機能しているか否かを診断することになり、異常が発生している場合でも直ちに異常判定をすることができない。このため、このような異常診断装置では、不具合が発生してしまうような過給圧異常を早期に発見することができない。 However, as shown in FIGS. 12 and 13, for example, when the target supercharging pressure is changed, the actual supercharging pressure Pr reaches the target supercharging pressure Ptarget with a delay from the start of control, and thereafter, overshooting occurs. And stabilize after repeated undershoot. Therefore, the abnormality diagnosis device as described in Patent Document 1 waits until the actual supercharging pressure Pr is stabilized, and then diagnoses whether or not the supercharger is functioning normally. Even if this occurs, it is not possible to immediately determine an abnormality. For this reason, in such an abnormality diagnosis device, it is not possible to detect a supercharging pressure abnormality that would cause a failure at an early stage.
このような異常診断装置にあっては、実過給圧が安定するのを待つことなく、異常診断をするように設定することもできる。しかし、例えば、異常の有無を判定する閾値がそのままでは、実過給圧のオーバシュートとアンダシュートとで異常発生と診断してしまう。 Such an abnormality diagnosing device can be set so as to diagnose an abnormality without waiting for the actual supercharging pressure to stabilize. However, for example, if the threshold for determining the presence or absence of an abnormality remains as it is, an abnormality is diagnosed by overshooting and undershooting of the actual boost pressure.
また、この異常診断装置にあっては、過給機の起動開始時のオーバシュートとアンダシュートとを異常発生と診断しない程度に異常の有無を判定する閾値を広げることもできる。しかし、この場合、過給機に異常が発生しているのにもかかわらず、異常と診断しない可能性がある。 Further, in this abnormality diagnosis device, the threshold value for determining the presence or absence of abnormality can be expanded to such an extent that overshoot and undershoot at the start of the turbocharger start are not diagnosed as occurrence of abnormality. However, in this case, there is a possibility that the abnormality is not diagnosed even though the abnormality occurs in the supercharger.
そこで、本発明は、過給機の異常診断を早期に行うことができる内燃機関の異常診断装置を提供することを目的としている。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an abnormality diagnosis device for an internal combustion engine that can perform abnormality diagnosis of a supercharger at an early stage.
上記課題を解決する内燃機関の異常診断装置の発明の一態様は、過給機を備えた内燃機関の異常診断装置であって、前記内燃機関の吸気通路上の所定位置における実過給圧を測定する過給圧測定部と、前記内燃機関の出力に応じて変更する目標過給圧の決定を行う車両制御部と、予め設定されたマップに基づいて前記目標過給圧に向けて変化する過給圧の異常判定に用いる閾値を算出する演算部と、前記演算部より算出された閾値と前記過給圧測定部に測定された実過給圧とに基づいて過給圧の異常判定を行う判定部と、を備え、前記車両制御部が決定する目標過給圧の変更に伴い、前記演算部が前記目標過給圧に向けて変化する過給圧の異常判定に用いる閾値の算出を行い、前記判定部が算出された前記閾値に基づいて前記過給機による過給圧の異常判定を行って前記内燃機関の異常診断を行うように構成されている。 An aspect of the invention of an abnormality diagnosis device for an internal combustion engine that solves the above-described problem is an abnormality diagnosis device for an internal combustion engine that includes a supercharger, wherein the actual supercharging pressure at a predetermined position on the intake passage of the internal combustion engine is determined. A supercharging pressure measuring unit for measuring, a vehicle control unit for determining a target supercharging pressure to be changed according to the output of the internal combustion engine, and a change to the target supercharging pressure based on a preset map An arithmetic unit for calculating a threshold value used for determining an abnormality of the supercharging pressure, an abnormality determination of the supercharging pressure based on the threshold value calculated by the arithmetic unit and the actual supercharging pressure measured by the supercharging pressure measuring unit. And a threshold value used for determining an abnormality of the supercharging pressure that changes toward the target supercharging pressure in accordance with a change in the target supercharging pressure determined by the vehicle control unit. Overrun by the supercharger based on the threshold value calculated by the determination unit. Is configured to perform an abnormality diagnosis of the internal combustion engine performs abnormality determination of the pressure.
このように本発明の一態様によれば、過給機の異常診断を早期に行うことができる内燃機関の異常診断装置を提供することができる。 Thus, according to one aspect of the present invention, it is possible to provide an abnormality diagnosis device for an internal combustion engine that can perform abnormality diagnosis of a supercharger at an early stage.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。図1〜図11は本発明の一実施形態に係る内燃機関の異常診断装置を搭載する車両の一例を示す図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIGS. 1-11 is a figure which shows an example of the vehicle carrying the abnormality diagnosis apparatus of the internal combustion engine which concerns on one Embodiment of this invention.
図1において、車両1は、内燃機関型エンジン2を搭載して、走行する動力を得るようになっており、エンジン2はECM(Engine Control Module)10により統括制御されて最適条件で駆動するようになっている。 In FIG. 1, a vehicle 1 is equipped with an internal combustion engine type engine 2 to obtain driving power, and the engine 2 is controlled in an integrated manner by an ECM (Engine Control Module) 10 and is driven under optimum conditions. It has become.
エンジン2は、過給機付きの内燃機関であり、図示しない燃料タンクから燃料ポンプによって圧送された燃料を燃焼室2a内に直接噴射する、いわゆる直噴式のガソリンエンジンである。エンジン2は、直噴式に限らず、ポート噴射式であってもよいし、ガソリンエンジンに限らずディーゼルエンジン等の形式のエンジンであってもよい。
The engine 2 is an internal combustion engine with a supercharger, and is a so-called direct injection gasoline engine that directly injects fuel pumped from a fuel tank (not shown) by a fuel pump into the
エンジン2には、吸気管3が接続されている。吸気管3内の吸気通路が吸気マニホールド3aを介して図示しない吸気ポートに連通している。吸気管3を介して吸気する吸入空気が燃焼室2aに燃焼前の燃料と共に吸気されるようになっている。
An
エンジン2には、排気管4が接続されている。排気管4内の排気通路が排気マニホールド4aを介して排気ポートに連通している。燃焼室2aから排気される燃焼後の排ガスが排気管4を介して排出されるようになっている。
An
この構成により、エンジン2は、燃焼室2a内の吸入空気と燃料の混合気を燃焼させて不図示のピストンを上下動させることにより、車両1を走行させる動力を出力することができる。
With this configuration, the engine 2 can output power for driving the vehicle 1 by burning the air-fuel mixture in the
吸気管3には、吸入する空気を浄化するエアクリーナ31と、吸入空気を圧縮するコンプレッサ32と、圧縮された吸入空気を冷却するインタークーラ33と、吸入空気の流量を調整するスロットルバルブ34と、が設けられている。排気管4には、排気流によって駆動される排気タービン42と、図示しない触媒やマフラー等が設けられている。
The
排気タービン42は、吸気管3側のコンプレッサ32に連結されている。排気流によって駆動された排気タービン42の動力は、コンプレッサ32が吸気管3内の吸入空気を圧縮するための動力として利用される。これらコンプレッサ32および排気タービン42が過給機5を構成する。
The
過給機5には、排気バイパス50が配置されている。排気バイパス50は、排気タービン42への排気流を調整可能なウェストゲートバルブ51を有している。ウェストゲートバルブ51は、排気バイパス50を開閉して、排気管4内を流通する排気タービン42への排気流を調整することによって、過給機5の過給によって得られる吸気の圧力である過給圧を制御することができる。ウェストゲートバルブ51は、例えば、電磁バルブなどによって構成され、ECM10によって開閉制御される。例えば、ウェストゲートバルブ51は、後述する異常診断により、過給圧の異常上昇が発生したと診断された場合に、不具合が発生してしまうことを未然に防止するようにECM10によって開閉制御される。
An
なお、過給機5には、ECM10によって開閉制御される吸気バイパスバルブ61を備える吸気バイパス60が配置されている。吸気バイパスバルブ61は、吸気管3内を流通するコンプレッサ32への吸気流を調整するようになっている。吸気バイパスバルブ61は、例えば、減速時に過給した吸入空気を過給機5の上流側へ還流させるように、ECM10によって開閉制御される。
The turbocharger 5 is provided with an
この構成により、エンジン2は、過給機5により吸気管3内に吸入空気を押し込む過給圧を調整することができる。
With this configuration, the engine 2 can adjust the supercharging pressure at which the intake air is pushed into the
また、エンジン2には、EGR管7が吸気マニホールド3aと排気管4との間を連通させるように接続されている。EGR管7には、ECM10によって開閉制御されるEGR弁71が取り付けられている。
In addition, an EGR
この構成により、エンジン2は、吸入空気と燃料との混合気を燃焼させた後の排ガスの一部を燃焼室2a内にEGR管7を介して戻すことができ、未燃焼空気を含む高温の排ガスを新気の混合気に混合させ、また、排ガス中に含まれる未燃焼燃料をその混合気に混合させることができる。このため、エンジン2は、燃焼効率を向上させるとともに、排ガスに含まれる有害物質を触媒による浄化前に低減することができる。
With this configuration, the engine 2 can return a part of the exhaust gas after burning the air-fuel mixture of intake air and fuel into the
ECM10は、例えば、CPU、RAM、ROM、入出力インターフェース等を備えるマイクロコンピュータを含んで構成されており、CPUは、RAMの一時記憶機能を利用するとともにROMに予め格納(設定)されたプログラムに従って信号処理を行うようになっている。ROMには、各種制御定数や各種マップ等が予め記憶されている。
The
ECM10の入力側には、アクセルセンサ101、クランク角センサ102、カム角センサ103、車速センサ104、エアフロメータ111、吸気温度センサ112、大気圧センサ113、MAP(Manifold Absolute Pressure)センサ114、水温センサ115、過給圧センサ(過給圧測定部)121等の各種センサ類が接続されている。
On the input side of the
アクセルセンサ101は、ドライバによる図示しないアクセルペダルの踏み込み量に連動するスロットルバルブ34の開度をアクセル開度として検出する。クランク角センサ102は、エンジン2のピストンの上下動により回転するクランクシャフトの回転角を検出する。エンジン2の燃焼室2aには、吸気ポートの吸気口や排気ポートの排気口が開口しており、カム角センサ103は、その吸気口や排気口を開閉する吸気弁や排気弁を開閉動作させるカムシャフトの回転角を検出する。車速センサ104は、エンジン2の出力(動力)を変速機等の要素を介して受けて回転することにより、車両1を走行させる図示しないドライブシャフトの回転数を検出する。
The
エアフロメータ111は、エンジン2に吸入される空気の量である吸入空気量を検出する。吸気温度センサ112は、エンジン2に吸入される空気の温度である吸気温を検出する。大気圧センサ113は、大気圧P[hPa]を検出する。MAPセンサ114は、エンジン2の吸気マニホールド3aの上流側に配置されて、燃焼室2a内に吸入空気を吸気する負圧を検出する。水温センサ115は、エンジン2の冷却水の温度を検出する。過給圧センサ121は、過給機5によって過給された空気の実際の実過給圧を検出(測定)する。
The
ECM10の出力側には、スロットルバルブ34、ウェストゲートバルブ51、吸気バイパスバルブ61や、エンジン2に設けられた図示しないインジェクタおよび点火プラグ等の各種装置が接続されている。
Various devices such as a
ECM10は、例えば、スロットルバルブ34の開度、すなわちスロットル開度が所定の開度を超える等の過給圧制御開始条件が成立した場合に、目標過給圧を決定し、過給機5によって過給される空気の過給圧がその目標過給圧となるようウェストゲートバルブ51やスロットルバルブ34を制御する車両制御部11としての機能を有する。
The
このとき、ECM10は、クランク角センサ102や車速センサ104が検出する検出情報からドライバによるアクセルペダルの踏み込み量に応じた要求トルクを算出し、エンジン2がその要求トルク(動力)を出力するのに必要な燃料噴射量を決定する。また、ECM10は、エアフロメータ111、吸気温度センサ112、大気圧センサ113が検出する検出情報から吸入空気量(密度)を算出する。
At this time, the
このECM10は、カム角センサ103が検出するカムシャフトの回転角から吸気弁や排気弁の開閉タイミングを把握し、また、エンジン2が要求トルクを出力するのに必要な吸入空気量を得られるように過給機5による目標過給圧を設定し、スロットルバルブ34、ウェストゲートバルブ51、吸気バイパスバルブ61などの各部を駆動させる制御処理を実行する。ECM10は、MAPセンサ114が検出する燃焼室2aの上流側における吸気負圧と、過給圧センサ121が検出する過給機5による過給圧とに基づいて吸入空気の吸気制御を最適化するようになっている。
The
この構成により、エンジン2は、ドライバが踏み込むアクセル開度に応じた過給圧で燃焼室2aに最適量の吸入空気を吸気させることができ、車両1の走行動力として高トルクを出力することができる。
With this configuration, the engine 2 can cause the
そして、ECM10は、過給機5が過給する吸入空気の過給圧が目標過給圧に一致するように上記の各種検出情報に基づいてスロットルバルブ34やウェストゲートバルブ51などの駆動制御を実行する際に、演算部12と判定部13としても機能するように構築されている。
Then, the
このとき、ECM10は、過給機5が過給する吸入空気の過給圧が目標過給圧で安定しているか否かを判定する定常時異常判定処理と、その目標過給圧を変更した場合に異常が発生するか否かを判定する変更時異常判定処理とを実行するようになっている。以下では、変更時異常判定処理で実行する異常診断処理を主に説明している。
At this time, the
ECM10は、演算部12として、予め格納(設定)されている図示しない後述の各種マップから、目標過給圧に向けて調整する過給圧に異常が発生しているか否かの異常判定に用いる各種閾値を算出する。ECM10は、判定部13として、演算部12が算出した各種閾値と、過給圧センサ121が検出する過給機5により過給された吸気管3内の実過給圧とを比較して異常発生の有無を判定する。このECM10は、演算部12および判定部13として、各種閾値と実過給圧とを比較して異常発生の有無を判定する異常診断を実行する異常診断装置を構成し、車両制御部11として決定する目標過給圧を変更する度に、各種閾値を更新し、過給圧の異常を判定するようになっている。
The
ここで、ECM10が車両制御部11として、ドライバによりアクセル開度が変更されるのに伴って、目標過給圧Ptargetを変更する際に、過給機5による吸気管3内の実過給圧Prは、図3に示すように、変動した後に目標過給圧Ptargetに略一致して安定する。すなわち、実過給圧Prは、目標過給圧Ptargetが変更になる前の過給圧であり、また、その目標過給圧Ptargetの変更時に検出される過給圧である。
Here, when the
このとき、過給機5などに異常が発生している場合、実過給圧Prは、図3に示す変動波形から大きく外れる異常波形になることから、ECM10は、その波形から異常診断を実行する異常診断装置として機能するようになっている。
At this time, if an abnormality has occurred in the turbocharger 5 or the like, the actual supercharging pressure Pr becomes an abnormal waveform that deviates significantly from the fluctuation waveform shown in FIG. 3, so the
例えば、吸気管3内の実過給圧Prは、図4に示すように、ECM10の車両制御部11による目標過給圧Ptargetの変更から遅れて上昇する。このことから、ECM10の演算部12としては、その目標過給圧Ptargetの変更制御開始から実過給圧Prの上昇開始までに掛かる時間のディレイ閾値Tdを算出し、判定部13としては、そのディレイが許容されるディレイ閾値Tdに応じて設定される範囲内に、実過給圧Prが変動する限りは正常であると判定するようになっている。
For example, the actual supercharging pressure Pr in the
ディレイ閾値Tdは、目標過給圧Ptargetから変更前の過給圧P1を減算した差分過給圧Pdと、エンジン回転数とに基づいて、目標過給圧Ptargetの変更制御開始から実過給圧Prが上昇開始するまでに掛かる時間として算出する。 The delay threshold Td is calculated from the start of the change control of the target boost pressure Ptarget based on the differential boost pressure Pd obtained by subtracting the boost pressure P1 before the change from the target boost pressure Ptarget and the engine speed. Calculated as the time it takes for Pr to start rising.
ここで、変更前の過給圧P1は、アクセル開度変更時点での実過給圧Prまたは目標過給圧Ptargetの変更時点の実過給圧Prとなる。その目標過給圧Ptargetは、アクセル開度の変更に伴ってECU10が目標値として出力する過給圧値である。実過給圧Prは、過給圧センサ121が検出する、過給機5によって過給された空気の実際の実過給圧値である。
Here, the boost pressure P1 before the change is the actual boost pressure Pr when the accelerator opening is changed or the actual boost pressure Pr when the target boost pressure Ptarget is changed. The target boost pressure Ptarget is a boost pressure value that the
なお、ディレイ閾値Tdは、エンジン2と過給機5との構造に応じて異なることから、例えば、予め実験あるいは演算等により差分過給圧Pdとエンジン回転数とをパラメータとするマップを作成してメモリ内に格納し、異常診断毎に適宜求めて設定すればよい。 Since the delay threshold value Td varies depending on the structure of the engine 2 and the supercharger 5, for example, a map using the differential supercharging pressure Pd and the engine speed as parameters is created in advance through experiments or calculations. Stored in the memory and obtained and set appropriately for each abnormality diagnosis.
変更前の過給圧P1を目標過給圧Ptargetに変更する制御開始点から過給圧P1の上昇開始点までにおいて、ECM10の判定部13が正常と判定する許容範囲は、正常として許容する変動幅Pw1を変更前の過給圧P1に加算および減算した判定領域Pt1を設定する。ECM10は、その判定領域Pt1内で実過給圧Prが変動する限りは正常と判定する。なお、変更制御開始点から上昇開始点までにおける判定領域Pt1は、図4に示すグラフ上において、変更前の過給圧P1に変動幅Pw1を加減した四角形となって表示される。
The allowable range that the
また、吸気管3内の実過給圧Prは、図5に示すように、目標過給圧Ptargetを目指して上昇開始した後にオーバシュートして最大に乖離する最大到達過給圧(オーバシュート圧)Poverに到達する。このことから、ECM10の演算部12としては、実過給圧Prの上昇開始点から最大到達過給圧Poverの到達点までに掛かる時間の到達閾値Toverを算出し、判定部13としては、その到達までに掛かる時間として許容される到達閾値Toverに応じて設定される範囲内に、実過給圧Prが最大到達過給圧Poverに到達すれば正常であると判定するようになっている。
Further, as shown in FIG. 5, the actual supercharging pressure Pr in the
最大到達過給圧Poverと到達閾値Toverとは、エンジン2と過給機5との構造に応じて異なることから、目標過給圧Ptargetから変更前の過給圧P1を減算した差分過給圧Pdをパラメータとするマップを予め実験あるいは演算等により作成してメモリ内に格納し、異常診断毎に適宜求めて設定すればよい。 Since the maximum reached supercharging pressure Pover and the reaching threshold value Tover differ depending on the structure of the engine 2 and the supercharger 5, the differential supercharging pressure obtained by subtracting the supercharging pressure P1 before the change from the target supercharging pressure Ptarget. A map having Pd as a parameter may be created in advance by experiment or calculation and stored in the memory, and may be obtained and set as appropriate for each abnormality diagnosis.
ECM10の判定部13が正常と判定する許容範囲は、実過給圧Prの上昇開始点から最大到達過給圧Poverの到達点までに仮想上昇線Lupを設定し、その仮想上昇線Lupを一辺の長さに一致させた四角形(本実施例では平行四辺形)の中心線とし、その判定領域Pt2内で実過給圧Prが変動する限りは正常と判定する。
The allowable range that the
この実過給圧Prの上昇開始点から最大到達過給圧Poverの到達点までの到達閾値Toverの期間中における許容範囲は、その仮想上昇線Lupを中心にして、正常として許容する判定領域Pt2の外縁までの変動幅Pw2を加算および減算した範囲として設定し、その判定領域Pt2内で実過給圧Prが変動する限りは正常と判定する。このとき、判定部13は、到達閾値Toverの期間中において、実過給圧Prが仮想上昇線Lup上の過給圧Prupに変動幅Pw2を加減した範囲内にあるか否かで正常か否かを判定する。
The allowable range in the period of the arrival threshold value Tover from the starting point of the increase of the actual supercharging pressure Pr to the reaching point of the maximum supercharging pressure Pover is a determination region Pt2 that is allowed as normal centering on the virtual increase line Lup. The fluctuation range Pw2 to the outer edge is set as a range obtained by adding and subtracting, and it is determined as normal as long as the actual boost pressure Pr varies within the determination region Pt2. At this time, the
さらに、吸気管3内の実過給圧Prは、図6に示すように、目標過給圧Ptargetからオーバシュートして最大到達過給圧Poverに到達した後に、その目標過給圧Ptargetに収束するように変動して安定する。このことから、ECM10の演算部12としては、実過給圧Prが最大到達過給圧Poverの到達点に到達してから目標過給圧Ptargetで安定するまでに掛かる時間の収束閾値Tconvergenceを算出し、判定部13としては、その収束までに掛かる時間として許容される収束閾値Tconvergenceに応じて設定される範囲内に、実過給圧Prが収束すれば正常であると判定するようになっている。
Further, as shown in FIG. 6, the actual boost pressure Pr in the
収束閾値Tconvergenceは、エンジン2と過給機5との構造に応じて異なることから、目標過給圧Ptargetから変更前の過給圧P1を減算した差分過給圧Pdをパラメータとするマップを予め実験あるいは演算等により作成してメモリ内に格納し、異常診断毎に適宜求めて設定すればよい。なお、収束閾値Tconvergenceは、目標過給圧Ptargetから最大到達過給圧Poverを減算した差分過給圧Pdをパラメータとするマップを予め実験あるいは演算等により作成してメモリ内に格納して利用するようにしてもよい。 Since the convergence threshold value Tconvergence differs depending on the structure of the engine 2 and the supercharger 5, a map using the difference supercharging pressure Pd obtained by subtracting the supercharging pressure P1 before the change from the target supercharging pressure Ptarget as a parameter in advance. What is necessary is just to obtain and set suitably for every abnormality diagnosis, producing by experiment or calculation, storing in memory. For the convergence threshold Tconvergence, a map using the difference supercharging pressure Pd obtained by subtracting the maximum ultimate supercharging pressure Pover from the target supercharging pressure Ptarget as a parameter is created in advance and stored in the memory. You may do it.
ECM10の判定部13が正常と判定する許容範囲は、最大到達過給圧Poverの到達時点から収束閾値Tconvergenceの期間の終端の判定切替点までの目標過給圧Ptargetに正常として許容する変動幅Pw3を加算および減算した判定領域Pt3が設定される。判定部13は、その判定領域Pt3内で実過給圧Prが変動する限りは正常と判定する。
The allowable range that the
そして、ECM10は、実過給圧Prを変更前の過給圧P1から目標過給圧Ptargetに変更する際、図7に示すように、演算部12として、上述のディレイ閾値Td、到達閾値Tover、収束閾値Tconvergenceと共に、正常判定領域Pt1〜Pt3を算出して設定する。このECM10は、判定部13として、実過給圧Prが各種閾値Td、Tover、Tconvergenceの期間において正常判定領域Pt1〜Pt3内で変動しているか否かを判定し、過給機5による過給圧に異常発生と診断された場合には、直ちに過給制御を中止して不具合発生を未然に防止するようになっている。
When the
ここで、ECM10は、過給圧を上昇させるだけでなく、図8に示すように、過給圧P1から過給圧P2(P1>P2)に降下させるように過給機5を制御する場合もある。この場合にも、ECM10は、図9に示すように、演算部12として、上述のディレイ閾値Td、到達閾値Tover、収束閾値Tconvergenceと共に、正常判定領域Pt1〜Pt3を算出して設定する。また、ECM10は、判定部13として、実過給圧Prが各種閾値Td、Tover、Tconvergenceの期間において正常判定領域Pt1〜Pt3内で変動しているか否かを判定し、過給機5による過給圧に異常発生と診断された場合には、直ちに過給制御を終始して不具合発生を未然に防止するようになっている。このとき、実過給圧Prは、下降開始点から最大に乖離する最小到達過給圧(アンダーシュート圧)Poverの到達点まで下降する。このことから、ECM10は、その下降開始点から最小到達点までには仮想下降線Ldownを設定して、正常判定領域Pt2を設定するようになっている。
Here, the
具体的に、ECM10は、アクセルセンサ101が検出するドライバによるアクセルペダルの踏み込み量(アクセル開度)に応じて過給機5の駆動制御を開始・継続する際に、図10のフローチャートに示すように、異常診断処理に必要な各種閾値や領域などの設定処理を実行するようになっている。
Specifically, when the
図10に示すように、まず、ECM10は、クランク角センサ102、カム角センサ103、車速センサ104、エアフロメータ111、吸気温度センサ112、大気圧センサ113、MAPセンサ114、水温センサ115、過給圧センサ121等が検出する各種センサ値(検出情報)を取得する(ステップS11)。
As shown in FIG. 10, first, the
次いで、ECM10は、異常診断処理を実行してもよい条件が揃っているか否か確認し(ステップS12)、揃っていない場合には一旦終了して、次の過給機5による過給圧制御処理時に、ステップS11から再開する。ここで、異常診断処理条件は、異常診断処理を開始する条件であり、例えば、目標過給圧が予め設定されている圧力値を超えることや、変更前後の目標過給圧Ptargetの差分が予め設定されている圧力値を超えることが異常診断処理を開始する条件にされている。なお、水温センサ115が検知する水温が所定値以下の場合にはエンジン2が暖気状態にないとして異常診断を行わないようにしてもよい。
Next, the
ステップS12において、異常診断処理を実行する条件が揃っていることを確認したECM10は、目標過給圧Ptargetの変更制御開始から実過給圧Prの上昇開始までに掛かるディレイ閾値(時間)Tdを決定(算出)する。
In step S12, the
次いで、ECM10は、実過給圧Prが目標過給圧Ptargetに向けて上昇開始した後にオーバシュートして到達する最大到達過給圧Poverを決定する(ステップS14)。次いで、ECM10は、その実過給圧Prの上昇開始点から最大到達過給圧Poverの到達点までに掛かる到達閾値(時間)Toverを決定する(ステップS15)。次いで、ECM10は、その最大到達過給圧Poverに到達した後に目標過給圧Ptargetに収束して安定するまでに掛かる収束閾値(時間)Tconvergenceを決定する(ステップS16)。
Next, the
次いで、ECM10は、変更前の過給圧P1を目標過給圧Ptargetに変更する制御開始点から実過給圧Prの上昇開始点まで(過給圧P1)と、この実過給圧Prの上昇開始点から最大到達過給圧Poverの到達点まで(仮想上昇線Lup)と、この最大到達過給圧Poverの到達時点から収束閾値Tconvergenceの終端の判定切替点まで(目標過給圧Ptarget)との各点間で変化する圧力の時間的推移線を決定し(ステップS17)、その過給圧の圧力変化の時間的推移線を中心とする変動幅Pw1〜Pw3の範囲内に限り正常とする正常判定領域Pt1〜Pt3を決定する(ステップS18)。なお、この時間的推移線は、仮想上昇線Lupを含めて、各点間を結ぶ直線だけでなく、線形、多項式、累乗等の近似演算処理により求めるなどしてもよい。また、時間的推移線に一定幅を持たせるようにして正常判定領域を設定するようにしてもよい。
Next, the
この後に、ECM10は、図11のフローチャートに示すように、異常診断処理における判定処理を実行して、過給機5による過給圧の異常の有無を判定する異常診断装置として機能するようになっている。ここで、ECM10は、実過給圧Prが収束閾値Tconvergenceの終端の判定切替点まで推移した後には、定常時異常判定処理の実行に切り替えて、過給機5が過給する吸入空気の過給圧が目標過給圧で安定しているか否かを判定するようになっている。
Thereafter, as shown in the flowchart of FIG. 11, the
まず、ECM10は、実過給圧Prが過給圧の変更制御開始時点からの時間推移に応じた正常判定領域Pt1〜Pt3の範囲内で変動しているか否か確認して(ステップS21)、範囲内である場合には正常判定して(ステップS22)、そのままステップS11に戻って、過給圧の変更制御処理と並行して異常診断処理を繰り返す。
First, the
ステップS21において、実過給圧Prが正常判定領域Pt1〜Pt3の範囲外であることを確認したECM10は、備えるタイマ機能をリセットした後に(ステップS23)、そのタイマ機能をスタートして(ステップS24)、その確認してからの経過時間を計時する。
In step S21, the
次いで、ECM10は、タイマ機能が計時する、実過給圧Prが正常判定領域Pt1〜Pt3の範囲内から範囲外に逸脱したことを確認してからの経過時間が予め設定されている判定時間を経過したか否か確認して(ステップS25)、経過していない場合にはステップS21に戻って同様の処理を繰り返す。
Next, the
このステップS25からステップS21に戻った後に、再度のステップS25において設定判定時間を経過したことが確認される前に、再度のステップS21において、実過給圧Prが正常判定領域Pt1〜Pt3の範囲内であると正常判定された場合には、ECM10は、そのままステップS22に進んで、過給圧の変更制御処理と並行して異常診断処理を継続する。
After returning from step S25 to step S21 and before confirming that the set determination time has elapsed in step S25 again, in step S21, the actual boost pressure Pr is within the range of normal determination regions Pt1 to Pt3. If it is determined as normal, the
また、そのステップS25において、実過給圧Prが正常判定領域Pt1〜Pt3の範囲外のまま、設定判定時間を経過したことが確認された場合に、ECM10は、異常判定をして(ステップS26)、直ちに過給制御を終了し、例えば、異常をドライバに報知する処理を実行するとともに、ウェストゲートバルブ51を機能させるなどの過給圧異常の防止処置を実行して(ステップS26)、この異常診断処理を終了する。
In addition, in step S25, when it is confirmed that the setting determination time has passed while the actual supercharging pressure Pr remains outside the range of the normal determination regions Pt1 to Pt3, the
したがって、実過給圧Prが目標過給圧Ptargetに収束して安定するまで待つことなく、実過給圧Prが正常判定領域Pt1〜Pt3の範囲内か否かで異常診断をすることができ、異常発生時には早期に異常発生を把握して迅速に処置することができる。 Therefore, an abnormality diagnosis can be made based on whether or not the actual boost pressure Pr is within the normal determination range Pt1 to Pt3 without waiting for the actual boost pressure Pr to converge to the target boost pressure Ptarget and stabilize. When an abnormality occurs, it is possible to grasp the occurrence of the abnormality at an early stage and quickly take action.
このように、本実施形態のECM10は、目標過給圧Ptargetに向けて上昇する吸気管3内の実過給圧Prが、過給圧の変更制御開始時点から各種閾値Td、Tover、Tconvergenceの期間に対応する正常判定領域Pt1〜Pt3内で変動しているか否かで正常に過給機5が機能しているか否かを判定し異常診断をする。
As described above, in the
このため、実過給圧Prの変動に追随して異常診断をすることができ、異常発生の診断と処置を即座に実行して、過給圧のオーバブーストやアンダーブーストによって不具合が発生してしまうことを未然に防止することができる。 Therefore, an abnormality diagnosis can be made following the fluctuation of the actual supercharging pressure Pr, and an abnormality is diagnosed and treated immediately, and a malfunction occurs due to an overboost or underboost of the supercharging pressure. Can be prevented in advance.
本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。 While embodiments of the invention have been disclosed, it will be apparent to those skilled in the art that changes may be made without departing from the scope of the invention. All such modifications and equivalents are intended to be included in the following claims.
1 車両
2 エンジン(内燃機関)
3 吸気管(吸気通路)
4 排気管
5 過給機
7 EGR管
11 車両制御部
12 演算部
13 判定部
32 コンプレッサ
33 インタークーラ
34 スロットルバルブ
42 排気タービン
50 排気バイパス
51 ウェストゲートバルブ
60 吸気バイパス
61 吸気バイパスバルブ
71 EGR弁
101 アクセルセンサ
102 クランク角センサ
103 カム角センサ
104 車速センサ
115 水温センサ
121 過給圧センサ(過給圧測定部)
1 Vehicle 2 Engine (Internal combustion engine)
3 Intake pipe (intake passage)
4 Exhaust pipe 5
Claims (8)
前記内燃機関の吸気通路上の所定位置における実過給圧を測定する過給圧測定部と、
前記内燃機関の出力に応じて変更する目標過給圧の決定を行う車両制御部と、
予め設定されたマップに基づいて前記目標過給圧に向けて変化する過給圧の異常判定に用いる閾値を算出する演算部と、
前記演算部より算出された閾値と前記過給圧測定部に測定された実過給圧とに基づいて過給圧の異常判定を行う判定部と、を備え、
前記車両制御部が決定する目標過給圧の変更に伴い、前記演算部が前記目標過給圧に向けて変化する過給圧の異常判定に用いる閾値の算出を行い、前記判定部が算出された前記閾値に基づいて前記過給機による過給圧の異常判定を行って前記内燃機関の異常診断を行う、内燃機関の異常診断装置。 An abnormality diagnosis device for an internal combustion engine equipped with a supercharger,
A supercharging pressure measuring unit that measures an actual supercharging pressure at a predetermined position on the intake passage of the internal combustion engine;
A vehicle control unit for determining a target boost pressure to be changed according to the output of the internal combustion engine;
A calculation unit that calculates a threshold value used for abnormality determination of a supercharging pressure that changes toward the target supercharging pressure based on a preset map;
A determination unit that performs an abnormality determination of the supercharging pressure based on the threshold value calculated by the arithmetic unit and the actual supercharging pressure measured by the supercharging pressure measurement unit,
Along with a change in the target boost pressure determined by the vehicle control unit, the calculation unit calculates a threshold value used for determining an abnormality in the boost pressure that changes toward the target boost pressure, and the determination unit is calculated. An abnormality diagnosis device for an internal combustion engine that performs abnormality diagnosis of the internal combustion engine by determining abnormality of a supercharging pressure by the supercharger based on the threshold value.
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JP2015185669A JP2017057839A (en) | 2015-09-18 | 2015-09-18 | Abnormality diagnostic device for internal combustion engine |
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JP2021021382A (en) * | 2019-07-30 | 2021-02-18 | いすゞ自動車株式会社 | Estimation device, estimation method, and vehicle |
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2015
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