JP2017536505A - スーパーチャージャを備える対向ピストン型エンジンのためのオンボード診断 - Google Patents
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Abstract
Description
この出願は、2013年6月25日に出願された共有の米国特許出願第13/926,360号、2013年8月23日に出願された共有の米国特許出願第13/974,883号、及び、2013年8月23日に出願された共有の米国特許出願第13/974,935号の主題に関連する主題を含む。
WSC_valve =バイパスバルブを通過する質量流量(kg/s)
WSC_table =SC性能テーブルから推定されるSCを通過する質量流量(kg/s)
Wair =空気処理システム内への新鮮な空気の質量流量(kg/s)
Wegr =給気サブシステム内へのEGRの質量流量(kg/s)
Aeff =バルブ開放に基づくバイパスバルブの有効流れ面積(m2)
BVset =バイパスバルブの現在の開放設定
θvalve=バイパスバルブ開放割合(現在の開放設定/最大開放設定)
Pout =SC出口圧(Pa)
Pin =SC入口圧(Pa)
Tout =SC入口温度(K)
Cd =バイパスバルブのための吐出係数
γ=SCを通過する給気の定圧及び定容比熱の比
WSC_valve=WSC_table−Wair(EGRなし)。
WSC_valve=WSC_table−Wair−Wegr(EGRあり)。
Claims (16)
- 対向ピストン型エンジン用の診断システムであって、前記エンジンは、ピストン制御される排気ポート(56)と吸気ポート(54)とをそのそれぞれの端部付近に有する少なくとも1つのシリンダ(50)と、前記エンジンの少なくとも1つの吸気ポートに給気を供給するための給気チャネル(225)と、前記対向ピストン型エンジンの前記ピストン制御される吸気ポートへ圧縮給気を供給するための前記給気チャネル内の入口(213)及び出口(214)を有するスーパーチャージャ(210)とを含む、診断システムにおいて、
前記給気チャネル内のスーパーチャージャ入口給気圧(Pin)を示す第1の信号を生成するための第1のガス圧センサ(252)と、
前記給気チャネル内のスーパーチャージャ出口給気圧(Pout)を示す第2の信号を生成するための第2のガス圧センサ(254)と、
前記第1及び第2のガス圧センサとデータ信号通信を行うエンジン制御ユニット(240)であって、
比(Pout/Pin)に基づいて第1のスーパーチャージャ質量流量値を決定し(604)、
前記給気チャネル内への質量空気流量の値に基づいて第2のスーパーチャージャ質量流量値を決定し(608)、
前記第1及び第2のスーパーチャージャ質量流量値を比較して、質量流量比較値を決定し(610)、
前記質量流量比較値が質量流量性能指標を満たす場合には、前記質量流量比較値を、前記スーパーチャージャが前記対向ピストン型エンジンの前記ピストン制御される吸気ポートに圧縮給気を供給するように動作できるという診断結論と相関させ(612)、そうでなければ、
前記質量流量比較値を、前記スーパーチャージャが前記対向ピストン型エンジンの前記ピストン制御される吸気ポートに圧縮給気を供給するように動作できないという診断結論と相関させる(616)、
ことによって前記スーパーチャージャの動作を診断するようにプログラムされる、エンジン制御ユニット(240)と、
を備えることを特徴とする診断システム。 - 前記エンジン制御ユニットは、スーパーチャージャバイパスバルブ(231)及びスーパーチャージャ変速ドライブ(212)の一方又は両方の動作の障害を診断するようにプログラムされる請求項1に記載の診断システム。
- 前記対向ピストン型エンジンは、前記スーパーチャージャ出口(214)の下流側の前記給気チャネルと流体連通するスーパーチャージャバイパスバルブ(231)と、バイパスバルブ位置センサ(236)とを更に含み、前記エンジン制御ユニット(240)は、
バルブ有効面積に基づいて第1のバイパスバルブ位置を決定し(706)、
前記バイパスバルブ位置センサによって与えられる第2のバイパスバルブ位置を決定し(708)、
前記第1及び第2のバイパスバルブ位置を比較して、バイパスバルブ位置比較値を決定し(709)、
前記バイパスバルブ位置比較値がバイパスバルブ性能指標を満たす場合には、前記バイパスバルブ位置比較値を、前記バイパスバルブ位置センサが前記バイパスバルブ位置の表示を与えるように動作できるという診断結論と相関させ(710)、そうでなければ、
前記バイパスバルブ位置比較値を、前記バイパスバルブ位置センサが前記バイパスバルブ位置の表示を与えるように動作できないという診断結論と相関させる(714)、
ことによって前記スーパーチャージャバイパスバルブ位置センサの動作を診断するようにプログラムされる、請求項1に記載の診断システム。 - 前記エンジン制御ユニットは、
バイパスバルブ制御信号及びバイパスバルブアクチュエータ電流のうちの一方に基づいて第3のバイパスバルブ位置を決定し(712)、
前記バイパスバルブ位置の測定値に基づいて第4のバイパスバルブ位置を決定し、
前記第3及び第4のバイパスバルブ位置を比較して、第2のバイパスバルブ位置比較値を決定し(718)、
前記第2のバイパスバルブ位置比較値が第2のバイパスバルブ性能指標を満たす場合には、前記第2のバイパスバルブ位置比較値を、前記バイパスバルブが前記給気チャネルから給気を分路するように動作できるという診断結論と相関させ(720)、そうでなければ、
前記第2のバイパスバルブ位置比較値を、前記バイパスバルブ位置センサが前記給気チャネルから給気を分路するように動作できないという診断結論と相関させる、
ことによって前記スーパーチャージャバイパスバルブの動作を診断するように更にプログラムされる、請求項3に記載の診断システム。 - 前記対向ピストン型エンジンは、前記スーパーチャージャ出口(214)の下流側の前記給気チャネルと流体連通するスーパーチャージャバイパスバルブ(231)を更に含み、前記エンジン制御ユニット(240)は、
命じられた位置信号及びバイパスバルブアクチュエータ電流のうちの一方に基づいて第1のバイパスバルブ位置を決定し(712)、
前記バイパスバルブ位置の測定値に基づいて第2のバイパスバルブ位置を決定し、
前記第1及び第2のバイパスバルブ位置を比較して、バイパスバルブ位置比較値を決定し(718)、
前記バイパスバルブ位置比較値がバイパスバルブ性能指標を満たす場合には、前記バイパスバルブ位置比較値を、前記バイパスバルブが前記給気チャネルから給気を分路するように動作できるという診断結論と相関させ(720)、そうでなければ、
前記バイパスバルブ位置比較値を、前記バイパスバルブ位置センサが前記給気チャネルから給気を分路するように動作できないという診断結論と相関させる(722)、
ことによって前記スーパーチャージャバイパスバルブの動作を診断するように更にプログラムされる、請求項2に記載の診断システム。 - 前記エンジンは、前記スーパーチャージャ(210)を駆動するように結合されるスーパーチャージャ変速ドライブ(212)を更に含み、前記エンジン制御ユニット(240)は、
前記変速ドライブの第1の速度比設定で第1のスーパーチャージャ圧力比を決定し(808)、
前記変速ドライブの第2の速度比設定で第2のスーパーチャージャ圧力比を決定し(810)、
前記第1及び第2のスーパーチャージャ圧力比を比較して、スーパーチャージャ圧力比比較値を決定し(814)、
前記スーパーチャージャ圧力比比較値がスーパーチャージャ圧力比性能指標を満たす場合には、前記スーパーチャージャ圧力比比較値を、前記変速ドライブが前記スーパーチャージャを駆動するように動作できるという診断結論と相関させ(816)、そうでなければ、
前記スーパーチャージャ圧力比比較値を、前記変速ドライブが前記スーパーチャージャを駆動するように動作できないという診断結論と相関させる、
ことによって前記変速ドライブの動作の障害を検出するようにプログラムされる、請求項1に記載の診断システム。 - 前記エンジンは、前記スーパーチャージャを駆動するように結合されるスーパーチャージャ変速ドライブを更に含み、前記エンジン制御ユニットは、
前記変速ドライブの第1の速度比設定で第1のスーパーチャージャバイパスバルブ設定を決定し、
前記変速ドライブの第2の速度比設定で第2のスーパーチャージャバイパスバルブ設定を決定し、
前記第1及び第2のスーパーチャージャバイパスバルブ設定を比較して、スーパーチャージャバイパスバルブ設定比較値を決定し、
前記スーパーチャージャバイパスバルブ設定比較値がスーパーチャージャバイパスバルブ性能指標を満たす場合には、前記スーパーチャージャバイパスバルブ設定比較値を、前記変速ドライブが前記スーパーチャージャを駆動するように動作できるという診断結論と相関させ、そうでなければ、
前記スーパーチャージャバイパスバルブ設定比較値を、前記変速ドライブが前記スーパーチャージャを駆動するように動作できないという診断結論と相関させる、
ことによって前記変速ドライブの動作の障害を検出するように更にプログラムされる、請求項2に記載の診断システム。 - 前記対向ピストン型エンジンがEGRチャネル(230)を更に含み、前記第2のスーパーチャージャ質量流量値を決定する(608)ことは、前記給気チャネル内への質量空気流量の値を前記EGRチャネル内の質量排気流量の値と組み合わせることを含む請求項1から7のいずれか一項に記載の診断システム。
- 対向ピストン型エンジンの空気処理システム障害のオンボード診断のための方法であって、前記エンジンは、ピストン制御される排気ポート(156)と吸気ポート(154)とをそのそれぞれの端部付近に有する少なくとも1つのシリンダ(50)と、前記エンジンの少なくとも1つの吸気ポートに給気を供給するための給気チャネル(225)と、前記対向ピストン型エンジンの前記ピストン制御される吸気ポートへ圧縮給気を供給するための前記給気チャネル内の入口(213)及び出口(214)を有するスーパーチャージャ(210)とを含み、該方法は、
前記スーパーチャージャ入口の上流側に第1のガス圧センサ(252)を設けるとともに、前記スーパーチャージャ出口の下流側に第2のガス圧センサ(254)を設けることと、
前記第1のガス圧センサを用いて前記給気チャネル内のスーパーチャージャ入口給気圧(Pin)を決定することと、
前記第2のガス圧センサを用いて前記給気チャネル内のスーパーチャージャ出口給気圧(Pout)を決定することと、
比(Pout/Pin)に基づいて第1のスーパーチャージャ質量流量値を決定すること(604)と、
前記給気チャネル内への質量空気流量の値に基づいて第2のスーパーチャージャ質量流量値を決定すること(608)と、
前記第1及び第2のスーパーチャージャ質量流量値を比較して、質量流量比較値を決定すること(610)と、
前記質量流量比較値が質量流量性能指標を満たす場合には、前記質量流量比較値を、前記スーパーチャージャが前記対向ピストン型エンジンの前記ピストン制御される吸気ポートに圧縮給気を供給するように動作できるという診断結論と相関させること(612)と、そうでなければ、
前記質量流量比較値を、前記スーパーチャージャが前記対向ピストン型エンジンの前記ピストン制御される吸気ポートに圧縮給気を供給するように動作できないという診断結論と相関させること(616)と、
によって特徴付けられる方法。 - スーパーチャージャバイパスバルブ及びスーパーチャージャ変速ドライブの一方又は両方の動作の障害を診断することを更に含む請求項9に記載の方法。
- 前記対向ピストン型エンジンは、前記スーパーチャージャ出口の下流側の前記給気チャネルと流体連通するスーパーチャージャバイパスバルブと、バイパスバルブ位置センサとを更に含み、前記スーパーチャージャバイパスバルブの動作の障害を診断することは、
バイパスバルブ有効面積に基づいて第1のバイパスバルブ位置を決定することと、
前記バイパスバルブ位置センサによって与えられる第2のバイパスバルブ位置を決定することと、
前記第1及び第2のバイパスバルブ位置を比較して、バイパスバルブ位置比較値を決定することと、
前記バイパスバルブ位置比較値がバイパスバルブ性能指標を満たす場合には、前記バイパスバルブ位置比較値を、前記バイパスバルブ位置センサが前記バイパスバルブ位置の表示を与えるように動作できるという診断結論と相関させることと、そうでなければ、
前記バイパスバルブ位置比較値を、前記バイパスバルブ位置センサが前記バイパスバルブ位置の表示を与えるように動作できないという診断結論と相関させることと、
を含む請求項10に記載の方法。 - 前記スーパーチャージャバイパスバルブの動作の障害を診断することは、
バイパスバルブ位置制御信号及びバイパスバルブアクチュエータ電流のうちの一方に基づいて第3のバイパスバルブ位置を決定することと、
前記バイパスバルブ位置の測定値に基づいて第4のバイパスバルブ位置を決定することと、
前記第3及び第4のバイパスバルブ位置を比較して、第2のバイパスバルブ位置比較値を決定することと、
前記第2のバイパスバルブ位置比較値が第2のバイパスバルブ性能指標を満たす場合には、前記第2のバイパスバルブ位置比較値を、前記バイパスバルブが前記給気チャネルから給気を分路するように動作できるという診断結論と相関させることと、そうでなければ、
前記第2のバイパスバルブ位置比較値を、前記バイパスバルブ位置センサが前記給気チャネルから給気を分路するように動作できないという診断結論と相関させることと、
を更に含む請求項11に記載の方法。 - 前記対向ピストン型エンジンは、前記スーパーチャージャ出口の下流側の前記給気チャネルと流体連通するスーパーチャージャバイパスバルブを更に含み、前記スーパーチャージャバイパスバルブの動作の障害を診断することは
バイパスバルブ位置制御信号及びバイパスバルブアクチュエータ電流のうちの一方に基づいて第1のバイパスバルブ位置を決定することと、
前記バイパスバルブ位置の測定値に基づいて第2のバイパスバルブ位置を決定することと、
前記第1及び第2のバイパスバルブ位置を比較して、バイパスバルブ位置比較値を決定することと、
前記バイパスバルブ位置比較値がバイパスバルブ性能指標を満たす場合には、前記バイパスバルブ位置比較値を、前記バイパスバルブが前記給気チャネルから給気を分路するように動作できるという診断結論と相関させることと、そうでなければ、
前記バイパスバルブ位置比較値を、前記バイパスバルブ位置センサが前記給気チャネルから給気を分路するように動作できないという診断結論と相関させることと、
を含む請求項10に記載の方法。 - 前記エンジンは、前記スーパーチャージャを駆動するように結合されるスーパーチャージャ変速ドライブを更に含み、前記変速ドライブの動作の障害を診断することは、
前記変速ドライブの第1の速度比設定で第1のスーパーチャージャ圧力比を決定することと、
前記変速ドライブの第2の速度比設定で第2のスーパーチャージャ圧力比を決定することと、
前記第1及び第2のスーパーチャージャ圧力比を比較して、スーパーチャージャ圧力比比較値を決定することと、
前記スーパーチャージャ圧力比比較値がスーパーチャージャ圧力比性能指標を満たす場合には、前記スーパーチャージャ圧力比比較値を、前記変速ドライブが前記スーパーチャージャを駆動するように動作できるという診断結論と相関させることと、そうでなければ、
前記スーパーチャージャ圧力比比較値を、前記変速ドライブが前記スーパーチャージャを駆動するように動作できないという診断結論と相関させることと、
を含む請求項9に記載の方法。 - 前記エンジンは、前記スーパーチャージャを駆動するように結合されるスーパーチャージャ変速ドライブを更に含み、前記変速ドライブの動作の障害を診断することは、
前記変速ドライブの第1の速度比設定で第1のスーパーチャージャバイパスバルブ設定を決定することと、
前記変速ドライブの第2の速度比設定で第2のスーパーチャージャバイパスバルブ設定を決定することと、
前記第1及び第2のスーパーチャージャバイパスバルブ設定を比較して、スーパーチャージャバイパスバルブ設定比較値を決定することと、
前記スーパーチャージャバイパスバルブ設定比較値がスーパーチャージャ変速ドライブ性能指標を満たす場合には、前記スーパーチャージャバイパスバルブ設定比較値を、前記変速ドライブが前記スーパーチャージャを駆動するように動作できるという診断結論と相関させることと、そうでなければ、
前記スーパーチャージャバイパスバルブ設定比較値を、前記変速ドライブが前記スーパーチャージャを駆動するように動作できないという診断結論と相関させることと、
を含む請求項10に記載の方法。 - 前記対向ピストン型エンジンがEGRチャネルを更に含み、前記第2のスーパーチャージャ質量流量値を決定することは、前記給気チャネル内への質量空気流量の値を前記EGRチャネル内の質量排気流量の値と組み合わせることを含む請求項9から15のいずれか一項に記載の方法。
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