JP2020176564A - 差圧センサの異常判定方法及び異常判定システム - Google Patents
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Abstract
Description
このように構成された本発明によれば、差圧センサの異常判定を行うときに、EGR弁の上流側と下流側との差圧が所定圧力以上に維持されるようにスロットル弁を閉側に制御するので、異常判定の実行頻度を確保しつつ、異常判定を精度良く行うことができる。また、このように差圧を所定圧力以上に維持することで、排気脈動によるEGR制御性の悪化を抑制でき、燃費を確保することができる。更に、本発明によれば、エンジン回転数が所定回転数未満のときのみ、つまり低回転領域においてのみ、差圧センサの異常判定を実行することとし、排気流量が多く脈動の影響が大きい高回転領域においては異常判定の実行を禁止するので、異常判定の精度を適切に確保することができる。
このように構成された本発明によれば、差圧センサの異常を正確に判定することができる。
このように構成された本発明によれば、エンジン回転数が上昇したときの排気圧の影響を適切に排除して、異常判定の精度を効果的に確保することができる。
このように構成された本発明によれば、差圧センサの異常判定を行うときに、EGR弁の上流側と下流側との差圧を5kPa以上に維持するので、異常判定の精度を効果的に確保することができる。
このように構成された本発明によれば、過給機の上流側の圧力(詳しくはスロットル弁の下流側且つ過給機の上流側の圧力、換言するとEGR弁の差圧を規定するEGR弁の下流側の圧力)と、過給機の上流側の圧力(過給圧)の両方を、所望の圧力に適切に設定することができる。
このような過給機では、当該過給機に対する直接的な制御によって過給圧を調整できないが、上述したようにバイパス弁を制御することで、目標過給圧を適切に実現することができる。
このようなEGR通路を含むEGRシステム(いわゆる低圧EGRシステム)は、EGR弁の上流側の圧力がほぼ大気圧となるので、EGR弁の上流側と下流側との差圧が生じにくい状態においてEGRガスを還流させるものであるが、上述したようにEGR弁の上流側と下流側との差圧が所定圧力以上に維持されるように制御することで、このEGRシステムの制御性を適切に確保することができる。
このようなエンジンに関して、上述したように差圧センサの異常判定を精度良く行うことで、信頼性が確保された差圧センサを用いてEGRガス量を精度良く制御できるので、EGRガスを利用した第1燃焼モードを適切に実施することが可能となる。
このように構成された本発明によれば、上記の第1燃焼モードに加えて、空燃比A/Fがリーンの状態において圧縮着火燃焼させる第2燃焼モードを更に行うので、燃費の改善及びNOxの低減を適切に実現することができる。
このように構成された本発明によれば、差圧センサの異常によりEGR制御性が確保されない状態において、EGRガスを利用する第1燃焼モードを適切に禁止することができる。他方で、こうして第1燃焼モードを禁止する一方で、第2燃焼モードについては許可するので、圧縮着火燃焼による燃費の改善及びNOxの低減を適切に確保することができる。
このように構成された本発明では、低負荷低回転領域では圧縮着火燃焼による第2燃焼モードを行い、この低負荷低回転領域以外の領域では火花点火燃焼による第3燃焼モードを行うので、エンジンの全運転領域において適切な燃焼を実現することができる。
このように構成された本発明によっても、差圧センサの異常判定の実行頻度を確保しつつ、燃費を悪化させることなく、異常判定を精度良く行うことができる。
まず、図1乃至図3を参照して、本発明の実施形態による差圧センサの異常判定方法及び異常判定システムが適用される圧縮着火式エンジンの構成について説明する。図1は、本発明の実施形態による圧縮着火式エンジンの構成を例示する図である。図2は、本発明の実施形態による圧縮着火式エンジンの燃焼室の構成を例示する断面図である。なお、図1における吸気側は紙面左側であり、排気側は紙面右側である。図2における吸気側は紙面右側であり、排気側は紙面左側である。図3は、本発明の実施形態による圧縮着火式エンジンの制御系統を示すブロック図である。
なお、燃焼室17の形状は、図2に例示する形状に限定されるものではない。例えばキャビティ31の形状、ピストン3の上面の形状、及び、燃焼室17の天井面の形状等は、適宜変更することが可能である。
なお、インジェクタ6は、多噴口型のインジェクタに限らない。インジェクタ6は、外開弁タイプのインジェクタを採用してもよい。
過給機44をオンにしたとき(つまり、電磁クラッチ45を接続したとき)には、過給機44を通過したガスの一部は、バイパス通路47を通って過給機の上流に逆流する。エアバイパス弁48の開度を調整することによって、逆流量を調整することができるから、燃焼室17に導入するガスの過給圧を調整することができる。この構成例においては、過給機44とバイパス通路47とエアバイパス弁48とによって、過給システム49が構成されている。
次に、図4を参照して、本発明の実施形態によるエンジンの運転領域について説明する。図4(A)〜(C)は、エンジン1の暖機の進行度合いとエンジン1の回転速度/負荷とに応じた制御の相違を説明するための運転マップである。本実施形態では、エンジン1の暖機が完了した温間時(例えば「エンジン水温≧80℃」又は「吸気温≧50℃」のとき)と、エンジン1の暖機が途中まで進行した半暖機時(例えば「30℃≦エンジン水温<80℃」且つ「25℃≦吸気温<50℃」のとき)と、エンジン1が未暖機である冷間時(例えば「エンジン水温<30℃」且つ「吸気温<25℃」のとき)と、の3つの段階に対応して、それぞれ異なる運転マップが用意されている。
以下では、本発明の実施形態による差圧センサ(EGR差圧センサ)SW15の異常判定方法及びこの異常判定に関連するエンジン1の制御方法について説明する。
次に、本発明の実施形態による差圧センサの異常判定方法及び異常判定システムによる作用及び効果について説明する。
上述した実施形態では、エンジン1の燃焼モードをSI燃焼とSPCCI燃焼(部分圧縮着火燃焼)との間で切り替えていたが、このように燃焼モードを切り替える構成に本発明を適用することに限定はされない。本発明は、SPCCI燃焼の代わりにCI燃焼を用い、エンジン1の燃焼モードをSI燃焼とCI燃焼との間で切り替える構成にも適用可能である。
6 インジェクタ
10 ECU
17 燃焼室
21 吸気弁
22 排気弁
23 吸気VVT
24 排気VVT
25 点火プラグ
40 吸気通路
43 スロットル弁
44 過給機
48 エアバイパス弁
50 排気通路
52 EGR通路
54 EGR弁
SW3 第1圧力センサ
SW5 第2圧力センサ
SW15 EGR差圧センサ
SW17 大気圧センサ
Claims (12)
- エンジンのEGR通路上に設けられたEGR弁の上流側と下流側との差圧を検出する差圧センサの異常判定方法であって、
前記差圧センサの出力値に基づき、前記EGR弁の開度を制御するステップと、
前記差圧センサの出力値に基づき、当該差圧センサの異常を判定するステップと、
前記差圧センサの異常を判定するときに、前記EGR弁の上流側と下流側との差圧が所定圧力以上に維持されるように、少なくとも前記エンジンのスロットル弁を閉側に制御するステップと、
前記エンジンの回転数が所定回転数以上のときに、前記差圧センサの異常判定の実行を禁止する一方で、前記エンジンの回転数が前記所定回転数未満のときに、前記差圧センサの異常判定の実行を許可するステップと、
を有する、ことを特徴とする差圧センサの異常判定方法。 - 前記差圧センサの異常を判定するステップでは、前記差圧センサの出力値に対応する差圧と、前記EGR弁の下流側に設けられた圧力センサの出力値に対応する圧力と大気圧センサの出力値に対応する圧力との差圧と、の差が所定の判定閾値以上である場合に、前記差圧センサが異常であると判定する、請求項1に記載の差圧センサの異常判定方法。
- 前記エンジンの回転数が高くなるほど、前記判定閾値を高い値に設定するステップを更に有する、請求項2に記載の差圧センサの異常判定方法。
- 前記EGR弁の上流側と下流側との差圧に適用される前記所定圧力を5kPaに設定するステップを更に有する、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の差圧センサの異常判定方法。
- 前記エンジンには、当該エンジンに供給する吸気を過給する過給機と、この過給機をバイパスして吸気を流すバイパス通路と、このバイパス通路上に設けられたバイパス弁と、が設けられており、
前記過給機による目標過給圧を設定し、この目標過給圧が実現されるように前記バイパス弁を制御するステップを更に有し、
このバイパス弁を制御するステップでは、前記差圧センサの異常を判定するために前記EGR弁の上流側と下流側との差圧が前記所定圧力以上に維持されるように前記スロットル弁が制御されたときに、このスロットル弁の制御による過給圧の変動を補償するように、前記目標過給圧に基づき前記バイパス弁の開度をフィードバック制御する、
請求項1乃至4のいずれか一項に記載の差圧センサの異常判定方法。 - 前記過給機は、前記エンジンによって駆動される機械式の過給機である、請求項5に記載の差圧センサの異常判定方法。
- 前記EGR通路は、前記エンジンの排気通路上に設けられた触媒の下流側の排気ガスを前記エンジンの吸気通路に還流させる、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の差圧センサの異常判定方法。
- 前記エンジンは、前記EGR通路からのEGRガスを含む燃焼室内の全ガス量と燃料量との割合であるガス空燃比G/Fが理論空燃比よりも大きく、且つ燃焼室内の空気量と燃料量との割合である空燃比A/Fが理論空燃比に略一致する状態において、燃焼室内の混合気を自着火により圧縮着火燃焼させる第1燃焼モードを有する、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の差圧センサの異常判定方法。
- 前記エンジンは、前記空燃比A/Fが理論空燃比よりも大きい状態において前記圧縮着火燃焼を行う第2燃焼モードを更に有する、請求項8に記載の差圧センサの異常判定方法。
- 前記差圧センサが異常であると判定されたときに、前記第1燃焼モードを禁止する一方で、前記第2燃焼モードを許可するステップを更に有する、請求項9に記載の差圧センサの異常判定方法。
- 前記エンジンは、負荷が所定負荷未満で且つ回転数が所定回転数未満である低負荷低回転領域においては、前記第2燃焼モードを行い、前記低負荷低回転領域以外の領域においては、燃焼室内の混合気の全体を火花点火によって火花点火燃焼させる第3燃焼モードを行う、請求項10に記載の差圧センサの異常判定方法。
- 差圧センサの異常判定システムであって、
エンジンのEGR通路上に設けられたEGR弁の上流側と下流側との差圧を検出する差圧センサと、
回路により構成されており、少なくとも前記差圧センサの異常を判定するように構成された制御器と、を有し、
前記制御器は、
前記差圧センサの出力値に基づき、前記EGR弁の開度を制御し、
前記差圧センサの出力値に基づき、当該差圧センサの異常を判定し、
前記差圧センサの異常を判定するときに、前記EGR弁の上流側と下流側との差圧が所定圧力以上に維持されるように、少なくとも前記エンジンのスロットル弁を閉側に制御し、
前記エンジンの回転数が所定回転数以上のときに、前記差圧センサの異常判定を禁止する一方で、前記エンジンの回転数が前記所定回転数未満のときに、前記差圧センサの異常判定を許可する、
ように構成されている、ことを特徴とする差圧センサの異常判定システム。
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