JP3738604B2 - Control method of turbocharged engine - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸気通路に過給圧センサを備えて、この過給圧センサで測定した過給圧を入力して、ターボチャージャに設けられたウエストゲートの開度により過給圧を制御するターボチャージャ付きエンジンの制御方法に関するものである。
【0002】
より詳細には、過給圧制御部品の故障診断と故障時に過給圧制御を中止できるターボチャージャ付きエンジンの制御方法に関する。
【0003】
【従来の技術】
乗用車やバスやトラック等のターボチャージャを備えたエンジンにおいては、図6に示すように、エンジンEから排出された排気ガスにより排気通路3側のタービン11tを駆動し、この回転をタービン11tと同軸に接続された吸気通路2側のコンプレッサ11cを回転させて、吸気を加圧して吸気の過給を行っている。
【0004】
このターボチャージャ11においては、エンジンEが高回転になった時に過給し過ぎてシリンダ等の損傷が発生するのを防止するために、過給圧Pb が予め設定された最大過給圧を超える場合には、排ガスの一部をタービン11tからバイパスさせて過給圧Pb を調整するウエストゲート30が設けられている。
【0005】
更に、このウエストゲート30の開度を調節することにより、過給圧Pb の制御を行って、例えば、目標燃料噴射量とエンジン回転速度Ne とからエンジンEの運転状態を判断して、この運転状態に最適な過給圧Pb になるようにしている。
【0006】
即ち、吸気通路2に過給圧(吸気圧)センサ21を設け、この過給圧センサ21により実際の過給圧(吸気圧)を検出し、実際の過給圧が目標過給圧に近づくように、測定過給圧と目標過給圧との偏差に応じた制御を行う、いわゆるフィードバック制御が行われている。このフィードバック制御により、実際の過給圧をより制御目標である目標過給圧に近づけることができる。
【0007】
このウエストゲート30の開度調整用として、ウエストゲートバルブ30bが連結されているダイアフラムの負圧室と真空ポンプ34をエアパイプ32で連結し、このエアパイプ32にコントローラ13で開閉制御される電磁可変調整弁(EVRV)33を設けている。
【0008】
そして、このウエストゲート30の開度調整は、コントローラ13より所定のデューティ比の制御信号を電磁可変調整弁33に送り、ダイアフラムの負圧室の圧力を調整することにより、ウエストゲート30の開度を調整し、真空ポンプ34に連通するダイヤフラムの負圧室の内圧が低下するほどウエストゲートバルブ30bがリフトされ、ウエストゲート30が開く構造となっている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の過給圧のフィードバック制御は、ウエストゲートが正常に開閉することによって可能となる。つまり、このウエストゲートを制御及び駆動するためのアクチュエータ、電磁弁、真空ポンプ等の過給圧制御用部品が故障せずに正常に作動することが前提となる。
【0010】
これらの過給圧制御用部品には、例えば真空ポンプの部品劣化やコントローラから電磁弁への配線不良等の故障が発生する可能性があり、これら過給圧制御用部品の故障がエンジンの過給圧制御運転時に発生すると、過給圧のフィードバック制御が正常に行われなくなり、過給圧が過大、あるいは過小になってしまう。特に、過給圧が過大になった場合には、異常燃焼が生じ筒内圧が限度以上に上昇し、燃焼室回りの部品に損傷が発生する恐れがある。
【0011】
そのため、先行技術の過給圧制御を行っているターボチャージャ付きエンジンにおいては、この過給圧制御用部品の故障状態の検出を、測定過給圧と目標過給圧との偏差が所定の値を超えて、一定時間以上継続した場合に故障と判定している。
【0012】
しかしながら、このウエストゲートバルブが開度の中間位置付近で故障した場合には、この測定過給圧と目標過給圧との偏差は所定の値を超えないので、故障と判定できない場合が生じ、この故障状態のまま過給圧制御を継続してしまうという問題がある。
【0013】
また、過給圧が過大になった時に、燃料噴射量を増やしていくと筒内圧が上昇し、燃焼室周囲に損傷を発生させるという問題がある。
【0014】
本発明は、上述の問題を解決するためになされたもので、その目的は、過給圧制御を行うターボチャージャ付きエンジンの運転時に、過給圧制御用部品の作業状態を判断し、正常状態であれば、測定した過給圧に基づいてフィードバック制御し、異常状態であれば過給圧制御用部品の故障と判定し、過給圧制御を中止し、更に、全閉側の故障時には噴射燃料量に上限を設けることができるターボチャージャ付きエンジンの制御方法を提供することである。
【0015】
【課題を解決するための手段】
以上のような目的を達成するためのターボチャージャ付きエンジンの制御方法は、次のように構成される。
1)ターボチャージャと過給圧センサを備え、該過給圧センサで検出された測定過給圧を入力して過給圧をフィードバック制御するターボチャージャ付きエンジンにおいて、
前記過給圧センサで検出した測定過給圧と目標過給圧との偏差から、フィードバック制御用の補正分を算出し、該補正分と前記偏差をそれぞれ所定の判定値と比較して、過給圧制御用部品の故障判定を行い、
前記故障判定で正常であると判定した場合には、前記補正分を使用するフィードバック制御により、過給圧制御を行い、
前記故障判定で故障であると判定した場合には、過給圧制御を行わないように構成される。
【0016】
2)より具体的には、排気通路に設けたタービンと吸気通路に設けたコンプレッサからなるターボチャージャを備え、かつ、吸気通路に過給圧センサを備え、該ターボチャージャに設けられたタービンをバイパスするウエストゲートの開度の調整制御をデューティ比制御によって行い、過給圧を制御するターボチャージャ付きエンジンの制御方法において、
目標燃料噴射量とエンジン回転速度とから基本過給圧及び該基本過給圧に対応する基本デューティ比を算出し、該基本過給圧を補正して目標過給圧を算出すると共に、前記基本デューティ比に、前記過給圧センサで検出した測定過給圧と前記目標過給圧との偏差に応じて演算される補正分を加算して最終デューティ比を求め、該最終デューティ比に基づいて前記ウエストゲートの開度をフィードバック制御すると共に、
前記補正分が補正下限値又は補正上限値であって、且つ、前記偏差が所定の判定範囲内に無い時に、過給圧制御部品が故障であると判定するように構成される。
【0017】
つまり、目標燃料噴射量とエンジン回転速度とから求めた操作量である基本デューティ比に、基本過給圧を補正して算出した目標過給圧と、過給圧センサで検出した測定過給圧との偏差から算出したデューティ比の補正分を加算して、最終デューティ比を求め、この最終デューティ比に基づいてウエストゲートの開度をフィードバック制御する。
【0018】
それとともに、このフィードバック補正項であるデューティ比の補正分が、デューティ比の制御の上限値(最大で100%)であるか、下限値(最小で0%)であるかを、故障の判定の条件の一つとして使用する。
3)そして、この故障判定において、前記補正分が補正上限値であって、且つ、前記偏差が所定の判定範囲上限値よりも大きい時は、前記ウエストゲートの全閉側で過給圧制御部品が故障していると判定し、
前記補正分が補正下限値であって、且つ、前記偏差が所定の判定範囲下限値よりも小さい時は、ウエストゲートの全開側で過給圧制御部品が故障していると判定する。
4)更に、前記ウエストゲートの全閉側で過給圧制御部品が故障していると判定された時に、目標燃料噴射量に上限を設ける。
【0019】
以上の構成によれば、過給圧センサで検出した測定過給圧と目標過給圧との偏差の大きさの判定だけでなく、この偏差から算出される制御用のフィードバック補正項である補正分の値の判定とを組合わせて、過給圧制御用部品の故障判定を行っているので、より正確な故障判定となる。
【0020】
つまり、この補正分の判定を加えることにより、測定過給圧と目標過給圧との偏差が大きくなくても、補正分が開側か閉側かの一方側へ傾いた状態が所定時間継続し、過給圧制御が正常に行われていない状態も検出できる。
【0021】
さらに、ウエストゲートの故障が開側か閉側かを検出して、この検出結果によって、ウエストゲートが過給圧が過大となる閉側で故障していると判断した時のみに、燃料噴射量に上限を設けているので、故障によって過給圧が過大になっても、この燃料噴射量の制限により、発生する筒内圧の上昇が抑制されるので、燃焼室周囲の損傷は回避される。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて、本発明の実施の形態について説明する。
〔全体構成〕
図6に示すエンジンEは、排気通路3にタービン11tと吸気通路2にコンプレッサ11cを設けたターボチャージャ11を配設したエンジンEであり、このターボチャージ11はタービン11tをバイパスするウエストゲート30を有したものであり、このウエストゲート30の開度により過給圧Pb を制御するように構成される。
【0023】
更に、吸気通路2に過給圧センサ21、マスエアフローセンサ(吸気量センサ)22、吸気温度センサ23を設けて、これらのセンサ21,22,23で検出された測定過給圧Pbmや、吸気空気量Vb 、吸気温度Tb と、図示しない回転速度センサで検出されたエンジン回転速度Ne 等を入力して、エンジン運転の全般を制御するコントローラ(ECM)13を設ける。
【0024】
そして、ウエストゲート30の開度の調整は、ウエストゲート30のアクチュエータにおいて、ウエストゲートバルブ30bがダイヤフラムに連結され、このダイヤフラムの負圧室30aがエアパイプ32により、電磁弁(EVRV:エレクトリック・バリアブル・レギュレーション・バルブ:電磁可変調整弁)33を介して、真空ポンプ34に接続するように構成される。
【0025】
そして、この電磁弁33の開閉をコントローラ13から出力される所定のデューティ信号(パルス駆動信号)により制御し、この開閉量により負圧室30aの圧力を調整し、負圧室30aの内圧を下げることにより、ウエストゲート30のバイパス通路30cを開閉する弁30bをリフトして開度を大きくするように構成される。
【0026】
なお、この真空ポンプ34はEGR通路3に設けたEGR弁14を開閉制御することにも使用される。このEGR弁14の開閉用に、電磁弁15とエアパイプ16が設けられている。
〔過給圧制御〕
この本発明に係る過給圧制御は、図1の過給圧制御フローと、図2の過給圧制御用部品の故障診断フローと、図3の燃料噴射量の制御フローを有してなり、エンジンの運転全般を制御するコントローラ(ECM)13のエンジン運転制御の一部として構成されている。なお、図4と図5は、それぞれ図2の過給圧制御フローと図3の燃料噴射量の制御フローに対応するブロック線図である。
【0027】
また、これらのフローは1例を例示したに過ぎず、別のフローで本発明に係る制御を行うことは可能であり、本発明はこれらのフローに限定されるものではない。また、実施に際しては、測定過給圧等の検出データのノイズ除去のための平均化等が行われるが、これらの作業部分は、図1等のフローでは制御の流れを分かり易くするために除外して示してある。
【0028】
そして、これらの図1の過給圧制御フローと、図2の過給圧制御用部品の故障診断フローと、図3の燃料噴射量制御フローは、エンジン運転の全般を制御するメイン制御フローから必要に応じて、繰り返し呼ばれるものであり、次のように実行される。
〔過給圧制御フロー〕
最初に、図1及び図4に示すフィードバック制御を行う過給圧制御フローについて説明する。
【0029】
この過給圧制御フローでは、ウエストゲート30を開閉制御するウエストゲートバルブ30b、ダイヤフラム、ダイヤフラムの負圧室30a、エアパイプ32、電磁弁33、真空ポンプ34等の過給圧制御用部品が故障であれば、過給圧制御を中止し、過給圧制御用部品が正常であればPI制御のフィードバック制御を行い、更に制御偏差ΔPmtが所定の制御範囲内ΔPki〜ΔPkoの範囲外であれば、フィードバック制御における補正量ΔCcp,ΔCciを前回の制御と同じとする。
【0030】
つまり、過給圧制御用部品の正常時には、過給圧Pb を制御量、目標過給圧Pbtを目標値、デューティ比制御用のパルス駆動信号である最終デューティ比を動作信号として、ウエストゲート30を制御要素とするフィードバック制御を行い、過給圧制御用部品の故障時には、過給圧制御を中止する。
【0031】
そして、先ず、この過給圧制御フローが呼び出されスタートすると、ステップS10で、目標燃料噴射量Qt 、エンジン回転速度Ne 、吸気温度Tb 、大気圧Pa 、故障フラグFu ,Fd 等の諸データを入力し、ステップS11で目標燃料噴射量Qt とエンジン回転速度Ne とから3次元のマップデータPbb(Qt ,Ne )及びDCbase(Qt ,Ne )を参照して基本過給圧Pbb及び基本デューティ比DCbaseを算出する。
【0032】
次にステップS12で後述する図3の過給圧制御用部品の故障診断フローで算定及び出力された故障フラグFu ,Fd をチェックする。
【0033】
この故障フラグFu ,Fd のいずれかが「1」にセットされて、ウエストゲート30の開閉用の過給圧制御用部品が故障と判断されている場合には、フィードバック制御を行わず、ステップS24に進み、過給圧制御の中止指令を出力し、ステップS26で諸データを出力してリターンする。
【0034】
そして、故障フラッグFu ,Fd の両方とも「0」で故障していない場合には、ステップS13以降にへ進み最終デューティ比DCfnl の補正項ΔCcp,ΔCciを算出しフィードバック制御を行う。
【0035】
先ず、ステップS13で、過給圧センサ21から測定過給圧Pbmと所定の制御内側判定値ΔPkiと制御外側判定値ΔPkoを入力し、ステップS14で、基本過給圧Pbbに対して、吸気温度Tb と大気圧Pa による補正を行って、つまり、基本過給圧Pbbに補正係数Kt (Tb )を乗算し、更に、補正係数Kp (Pa )を加算して、目標過給圧Pbtを算出する。
【0036】
次にステップS15で測定過給圧Pbmと目標過給圧Pbtとの偏差ΔPmt(=Pbm−Pbt)を算出して、ステップS16で偏差ΔPmtの絶対値が所定の制御内側判定値ΔPkiと制御外側判定値ΔPkoの間である所定の判定範囲内にあるか否かを判定する。
【0037】
この偏差ΔPmtの絶対値が、所定の判定範囲内ΔPki〜ΔPkoにある場合はこの偏差ΔPmtに応じた補正分ΔCcp,ΔCciを算出するためにステップS17へ進み、所定の判定範囲内ΔPki〜ΔPkoに無い場合はステップS20へ進む。
【0038】
ステップS17では、偏差ΔPmtの比例補正するP補正項ΔCcpを偏差ΔPmtにP補正項の補正係数Kp を乗算して求める。また、ステップS18では偏差ΔPmtの積分補正するI補正項ΔCciをI補正項の補正係数Ki を乗算し、更に、前回のI補正項ΔCcim を加算して求める。
【0039】
次に、ステップS19では、ステップS11で求めた基本デューティ比DCbaseにこのP補正項ΔCcpとI補正項ΔCciとを加算して最終デューティ比DCfnl を算出する。
【0040】
なお、ステップS16で偏差ΔPmtの絶対値が、所定の制御内側判定値ΔPkiと所定の制御内側判定値ΔPkoの間である所定の制御判定値内(ΔPki〜ΔPko)に無いと判定した場合は、偏差ΔPmtが小さく、測定過給圧Pbmが目標過給圧Pbtに近く、新たに補正分を算出する必要が無い、あるいは、偏差ΔPmtが大きく、測定過給圧Pbmが目標過給圧Pbtから遠いものの、過渡的に離れている可能性があるので、新たに補正分ΔCcp,ΔCciを算出せずに、ステップS20,S21へ進み、前回のP補正項ΔCcpm 、I補正項ΔCcim を使用する。
【0041】
そして、ステップS22へ進み、ステップS11で求めた基本デューティ比DCbaseとステップS20,S21で算定したP補正項ΔCcp,I補正項ΔCciを加算して最終デューティ比DCfnl を算出する。
【0042】
次に、ステップS23で、P補正項ΔCcp,I補正項ΔCciをΔCcpm 、ΔCcim に記憶し、ステップS25で、この制御用の最終デューティ比DCfnl をパルス駆動信号に変換し、このパルス駆動信号を電磁弁(EVRV)へ出力してウエストゲート30の開度を調節することにより、過給圧Pb のフィードバック制御を行う。
【0043】
なお、このデューティ比とウエストゲート30との開閉の関係は、デューティ比が0%の場合にウエストゲート30が全閉となり、デューティ比が100%の場合にウエストゲート30が全開となるように制御される。
そして、他のフローで使用する制御用の偏差ΔPmt、P補正項ΔCcp,I補正項ΔCci等の諸データを出力する。
【0044】
なお、本実施例では、測定過給圧Pbmと目標過給圧Pbtの偏差ΔPmtに応じた補正をPI制御により行っているが、制御の性質や必要性に応じて、P(比例)項のみ、あるいはI(積分)項のみで行っても良く、また、D(微分)補正を追加組み合わせてもよい。即ち、P,I,PI,PD,PID制御でもよい。
【0045】
以上の過給圧制御フローによれば、目標燃料噴射量Qt とエンジン回転速度Ne とから基本過給圧Pbb及び基本デューティ比DCbaseを算出し、この基本過給圧Pbbを補正して目標過給圧Pbtを算出すると共に、基本デューティ比DCbaseに、過給圧センサ21で検出した測定過給圧Pbmと前記目標過給圧Pbtとの偏差ΔPmtに応じて演算される補正分ΔCcpi (=ΔCcp+ΔCci)を加算して最終デューティ比DCfnl を求め、この最終デューティ比DCfnl に基づいて前記ウエストゲート30の開度をフィードバック制御することができ、ウエストゲート30を開閉する過給圧制御用部品が故障している時は、過給圧制御を中止できる。
〔過給圧センサの故障診断フロー〕
【0046】
次に、図2に示す、ウエストゲート30の開閉を制御する過給圧制御用部品が故障状態にあるかか否かの判定を行う故障診断フローについて説明する。
初めに、ステップS31で、先の過給圧制御フローで求めたP補正項ΔCcp,I補正項ΔCci,制御用の偏差ΔPmtと、故障判定用のデータである補正上限値ΔCu 、補正下限値ΔCd 、判定範囲上限値ΔPu 、判定範囲下限値ΔPd を入力する。
【0047】
次に、ステップS32, S40で、P補正項ΔCcpとI補正項ΔCciの和である補正項ΔCcpi が補正の上限値ΔCu 又は補正下限値ΔCd であるか、否かの故障判定Aを行い、いずれでもない正常の場合には、ステップS50に進み、上限側故障フラグFu と下限側故障フラグFd を「0」とする。
【0048】
また、ステップS32で、補正項ΔCcpi が補正の上限値ΔCu である場合には、ステップS33で、制御用の偏差ΔPmtが所定の判定範囲上限値ΔPu (例:10kPa)より大きい否かを判定し、大きい場合にはステップS34でカウント(Cu =Cu +1)し、この大きい状態が所定の時間Tucを継続して経過した場合に、ステップS36でウエストゲート30が全閉側で故障していることを示す上限側の故障フラグFu を「1」にセットする。なお、図2中のΔtはこの故障診断フローが呼ばれる時間間隔を示している。
【0049】
つまり、ウエストゲート30が全閉側で故障している場合は、全閉側へ移動しようとするために補正項ΔCcpi は全開側のデューティ比である100%に近い値をとるようになり、更に、目標過給圧Pbtに対して測定過給圧Pbmは大きい値になる。従って、補正項ΔCcpi が補正の上限値ΔCu である100%になり、更に制御用の偏差ΔPmtが所定の判定範囲上限値ΔPu より大きい場合、ウエストゲート30が全閉側で故障しているが検出できる。
【0050】
同様に、ステップS40で、補正項ΔCcpi が補正の下限値ΔCd である場合には、ステップS41で、制御用の偏差ΔPmtが所定の判定範囲下限値ΔPd (例:−10kPa)より小さい否かを判定し、小さい場合はカウンタCd で所定の時間Tdcよりも継続した場合に、ステップS44でウエストゲート30が全開側で故障していることを示す下限側の故障フラグFd を「1」にセットする。
【0051】
つまり、ウエストゲート30が全開側で故障している場合は、全開側へ移動しようとするために補正項ΔCcpi は全閉側のデューティ比である0%に近い値をとるようになり、更に、目標過給圧Pbtに対して測定過給圧Pbmは小さい値になる。従って、補正項ΔCcpi が補正の下限値ΔCd である0%になり、更に制御用の偏差ΔPmtが所定の判定範囲下限値ΔPd より小さい場合、ウエストゲート30が全開側で故障しているが検出できる。
そして、ステップS39で、この故障診断結果である故障フラグFu ,Fd を出力してリターンする。
【0052】
以上の故障診断フローによれば、補正値ΔCcpi (=ΔCcp+ΔCci)が補正の上限値ΔCu であって、且つ、制御用の偏差ΔPmtが所定の判定範囲上限値ΔPu より大きい場合が継続した時には、ウエストゲートの全閉側で過給圧制御部品が故障していると判定して、上限側故障フラグFu を「1」にセットし、補正値ΔCcpi が補正の上限値ΔCd であって、且つ、制御用の偏差ΔPmtが所定の判定範囲下限値ΔPd より小さい場合が継続した時には、ウエストゲートの全開側で過給圧制御部品が故障と判断して下限側故障フラグFd を「1」にセットし、その他の場合に、故障フラグFu , Fd を「0」にセットすることができる。
【0053】
そして、補正分ΔCcpi が補正下限値ΔCd 又は補正上限値ΔCu であって、且つ、偏差ΔPmtが所定の判定範囲内(ΔPd 〜ΔPu )に無い時に、過給圧制御部品が故障であると判定するので、ウエストゲート30が中間位置付近で故障した場合においても、故障を検知できる。
〔燃料噴射量の制御フロー〕
更に、図3に示す、エンジンの燃料噴射量Qt を制御する燃料噴射量の制御フローについて説明する。
【0054】
初めに、ステップS61で、エンジンの負荷Ac ,回転速度Ne ,最大燃料噴射量Qmax と、先の過給圧制御用部品の故障診断フローで求めた上限側故障フラグFu を入力する。
【0055】
そして、ステップS62で、エンジンの負荷Ac 、エンジン回転速度Ne とから3次元のマップデータQb (Ac ,Ne )を参照して基本燃料噴射量Qb を算出する。
【0056】
次に、ステップS63,S64,S65で、この基本燃料噴射量Qb と入力した最大燃料噴射量Qmax のいずれか小さい方の値を上限燃料噴射量Qlmとし、更に、ステップS66で上限故障フラグFu をチェックし、ウエストゲート30が全閉側で故障している(Fu =1)場合には、燃料噴射量Qt を上限燃料噴射量Qlmとし、全閉側では故障していない(Fu =0)場合には、燃料噴射量Qt をエンジンの負荷Ac とエンジン回転速度Ne とから算出された基本燃料噴射量Qb とする。
【0057】
以上の燃料噴射量の制御フローによれば、ウエストゲート30の全閉側で過給圧制御部品が故障している(Fu =1)場合には、燃料噴射量Qt を最大燃料噴射量Qmax と基本燃料噴射量Qb の何れか小さい方の値にして、上限Qlmを設けることができる。
【0058】
なお、ここでの最大燃料噴射量Qmax は、ウエストゲート30が全閉側で故障し、過給圧が過大になっても、燃焼により筒内圧が限度以上に上昇するの抑え、燃焼室周りの部品に損傷を与えない程度の量である。
【0059】
〔効果〕
以上の構成によれば、これらの過給圧制御によって、過給圧センサ21で検出した測定過給圧Pbmと目標過給圧Pbtとの偏差ΔPmtから、フィードバック制御用の補正分ΔCcpi (=ΔCcp+ΔCci)を算出し、この補正分ΔCcpi と偏差ΔPmtをそれぞれ所定の判定値ΔCd ,ΔCu ,ΔPd ,ΔPu と比較して、過給圧制御用部品の故障判定を行い、この故障判定で正常であると判定した場合には、補正分ΔCcpi を使用するフィードバック制御により、過給圧制御を行うことができ、故障判定で故障であると判定した場合には、過給圧制御を行わないように制御できる。
【0060】
そして、補正値ΔCcpi が補正の上限値ΔCu でかつ制御用の偏差ΔPmtが所定の判定範囲上限値ΔPu より大きい場合が継続した時に、又は、補正値ΔCcpi が補正の下限値ΔCd でかつ制御用の偏差ΔPmtが所定の判定範囲下限値ΔPd より小さい場合が継続した時に、ウエストゲートがそれぞれ全閉側、又は、全開側で過給圧制御用部品が故障と判断することができる。
【0061】
従って、エンジンの運転時に、過給圧制御用部品の故障判定を行うことができ、故障した場合は、フィードバック制御を止めると共に、全閉側で故障した場合に燃料噴射量に上限を設けることができる。
【0062】
特に、過給圧センサ21で検出した測定過給圧Pbmと目標過給圧Pbtとの偏差ΔPmtの大きさの判定だけでなく、この偏差ΔPmtから算出される制御用のフィードバック補正項である補正分ΔCcpi の値の判定とを組合わせて、過給圧制御用部品の故障判定を行っているので、偏差ΔPmtが大きくなくても、補正分ΔCcpi が開側か閉側かの一方側へ傾いた状態が所定時間継続し、過給圧制御が正常に行われていない状態が検出でき、より正確な故障判定を行うことができる。
【0063】
そして、過給圧制御用部品が故障していると判定した時に、過給圧制御を中止することができ、更に、ウエストゲート30の全閉側の故障か、全開側の故障かを検知でき、全閉側で故障している場合に燃料噴射量Qt に上限を設けることができるので、全閉側の故障により過剰な過給が発生する可能性のある場合に、燃料噴射量Qt を制限して筒内圧の上昇を防止して、シリンダ等燃焼室周囲の損傷及び破壊を防止できる。
【0064】
【発明の効果】
上述したように、本発明のターボチャージャ付きエンジンの制御方法によれば、エンジンの運転時に、正常時にはフィードバック制御により最適な過給圧で運転でき、過給圧制御用部品が万一故障した場合には、この過給圧制御を中止できる。
【0065】
特に、過給圧センサで検出した測定過給圧と目標過給圧との偏差の大きさの判定だけでなく、この偏差から算出される制御用のフィードバック補正項である補正分の値の判定とを組合わせて、過給圧制御用部品の故障判定を行っているので、より正確な故障判定を行うことができる。
【0066】
つまり、この補正分の判定を加えることにより、測定過給圧と目標過給圧との偏差が大きくなくても、補正分が開側か閉側かの一方側へ傾いた状態が所定時間継続し、過給圧制御が正常に行われていない状態が検出できる。
【0067】
更に、ウエストゲートの故障が開側か閉側かを検出して、この検出結果によって、ウエストゲートが過給圧が過大となる閉側で故障していると判断した時のみに、燃料噴射量に上限を設けることができるので、全閉側の故障により過剰な過給が発生する可能性のある場合に、燃料噴射量を制限して筒内圧の上昇を防止して、シリンダ等燃焼室周囲の損傷及び破壊を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る過給圧制御のフローチャート図である。
【図2】本発明に係る過給圧制御用部品の故障診断フローチャート図である。
【図3】本発明に係る燃料噴射量の制御フローチャート図である。
【図4】本発明に係る過給圧制御のブロック線図である。
【図5】本発明に係る燃料噴射量の制御のブロック線図である。
【図6】本発明に係るエンジンの構成を示す図である。
【符号の説明】
2 吸気通路
3 排気通路
11 ターボチャージャ
11t タービン
11c コンプレッサ
13 コントローラ(ECM)
21 過給圧センサ
22 吸気量センサ(マスエアフローセンサ)
23 吸気温度センサ
30 ウエストゲート
E エンジン
Ne エンジン回転速度
Pb 過給圧
Pbb 基本過給圧
Pbm 測定過給圧
Pbt 目標過給圧
DCbase 基本デューティ比
DCfnl 最終デューティ比
ΔCcpi ,ΔCcp,ΔCci 補正分
ΔCd 補正下限値
ΔCu 補正上限値
ΔPmt 偏差
ΔPd 所定の判定範囲下限値
ΔPu 所定の判定範囲上限値
Qt 目標燃料噴射量
Qlm 上限燃料噴射量
Tb 吸気温度
Vb 吸気空気量
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The turbocharger is provided with a supercharging pressure sensor in an intake passage, and inputs the supercharging pressure measured by the supercharging pressure sensor and controls the supercharging pressure by the opening degree of a wastegate provided in the turbocharger. The present invention relates to a method for controlling an engine with a charger.
[0002]
More specifically, the present invention relates to a turbocharger engine control method capable of diagnosing a supercharging pressure control component and stopping supercharging pressure control at the time of failure.
[0003]
[Prior art]
In an engine equipped with a turbocharger such as a passenger car, bus or truck, the turbine 11t on the exhaust passage 3 side is driven by the exhaust gas discharged from the engine E, and this rotation is coaxial with the turbine 11t as shown in FIG. The compressor 11c on the intake passage 2 side connected to is rotated to pressurize the intake air to supercharge the intake air.
[0004]
In this turbocharger 11, the supercharging pressure Pb exceeds a preset maximum supercharging pressure in order to prevent the cylinder E and the like from being damaged due to excessive supercharging when the engine E is at a high speed. In this case, a waste gate 30 is provided for adjusting the supercharging pressure Pb by bypassing a part of the exhaust gas from the turbine 11t.
[0005]
Further, the boost pressure Pb is controlled by adjusting the opening degree of the wastegate 30, and for example, the operation state of the engine E is judged from the target fuel injection amount and the engine rotational speed Ne, and this operation is performed. The supercharging pressure Pb is optimal for the state.
[0006]
That is, a supercharging pressure (intake pressure) sensor 21 is provided in the intake passage 2, and the actual supercharging pressure (intake pressure) is detected by the supercharging pressure sensor 21, and the actual supercharging pressure approaches the target supercharging pressure. As described above, so-called feedback control is performed in which control is performed in accordance with the deviation between the measured supercharging pressure and the target supercharging pressure. By this feedback control, the actual supercharging pressure can be made closer to the target supercharging pressure that is the control target.
[0007]
For adjusting the opening degree of the wastegate 30, a negative pressure chamber of a diaphragm to which the wastegate valve 30b is connected and a vacuum pump 34 are connected by an air pipe 32, and an electromagnetic variable adjustment that is controlled to be opened and closed by the controller 13 A valve (EVRV) 33 is provided.
[0008]
Then, the opening degree of the wastegate 30 is adjusted by sending a control signal of a predetermined duty ratio from the controller 13 to the electromagnetic variable adjustment valve 33, and adjusting the pressure in the negative pressure chamber of the diaphragm. The waste gate valve 30b is lifted and the waste gate 30 is opened so that the internal pressure of the negative pressure chamber of the diaphragm communicating with the vacuum pump 34 decreases.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the above feedback control of the supercharging pressure is possible when the wastegate is normally opened and closed. That is, it is premised that supercharging pressure control parts such as an actuator, a solenoid valve, and a vacuum pump for controlling and driving the wastegate operate normally without failure.
[0010]
These supercharging pressure control parts may cause failures such as deterioration of the vacuum pump parts and poor wiring from the controller to the solenoid valve. If it occurs during the supply pressure control operation, the feedback control of the supercharging pressure is not performed normally, and the supercharging pressure becomes excessive or excessive. In particular, when the supercharging pressure becomes excessive, abnormal combustion occurs and the in-cylinder pressure rises beyond the limit, which may cause damage to parts around the combustion chamber.
[0011]
For this reason, in a turbocharged engine performing prior art supercharging pressure control, the deviation between the measured supercharging pressure and the target supercharging pressure is determined to be a predetermined value by detecting the failure state of this supercharging pressure control component. If it continues for more than a certain period of time, a failure is determined.
[0012]
However, when this wastegate valve fails near the middle position of the opening, the deviation between the measured supercharging pressure and the target supercharging pressure does not exceed a predetermined value. There is a problem that the supercharging pressure control is continued in this fault state.
[0013]
In addition, when the supercharging pressure becomes excessive, if the fuel injection amount is increased, the in-cylinder pressure rises, and there is a problem that damage occurs around the combustion chamber.
[0014]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and its purpose is to determine a working state of a supercharging pressure control component during operation of an engine with a turbocharger that performs supercharging pressure control, and to perform a normal state. If this is the case, feedback control is performed based on the measured boost pressure, and if it is abnormal, it is determined that the turbocharge pressure control component has failed, and the boost pressure control is stopped. It is an object of the present invention to provide a method for controlling a turbocharged engine capable of setting an upper limit on the fuel amount.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The turbocharged engine control method for achieving the above object is configured as follows.
1) In a turbocharged engine that includes a turbocharger and a supercharging pressure sensor, and that inputs a measured supercharging pressure detected by the supercharging pressure sensor and feedback-controls the supercharging pressure.
A correction amount for feedback control is calculated from the deviation between the measured supercharging pressure detected by the supercharging pressure sensor and the target supercharging pressure, and the correction amount and the deviation are compared with a predetermined determination value, respectively. Determine the failure of the supply pressure control parts,
When it is determined that the failure is normal, the boost pressure control is performed by feedback control using the correction amount,
When it is determined in the failure determination that there is a failure, the supercharging pressure control is not performed.
[0016]
2) More specifically, a turbocharger including a turbine provided in the exhaust passage and a compressor provided in the intake passage is provided, and a supercharging pressure sensor is provided in the intake passage, and the turbine provided in the turbocharger is bypassed. In the control method of the turbocharged engine that performs adjustment control of the opening degree of the wastegate by duty ratio control and controls the supercharging pressure,
A basic supercharging pressure and a basic duty ratio corresponding to the basic supercharging pressure are calculated from the target fuel injection amount and the engine speed, and the basic supercharging pressure is corrected to calculate a target supercharging pressure. The final duty ratio is obtained by adding a correction amount calculated according to the deviation between the measured supercharging pressure detected by the supercharging pressure sensor and the target supercharging pressure to the duty ratio, and based on the final duty ratio While feedback controlling the opening of the wastegate,
When the correction amount is a correction lower limit value or a correction upper limit value, and the deviation is not within a predetermined determination range, the boost pressure control component is determined to be faulty.
[0017]
That is, the target boost pressure calculated by correcting the basic boost pressure to the basic duty ratio, which is the operation amount obtained from the target fuel injection amount and the engine speed, and the measured boost pressure detected by the boost pressure sensor The final duty ratio is obtained by adding the correction of the duty ratio calculated from the deviation from the above, and the opening degree of the wastegate is feedback controlled based on the final duty ratio.
[0018]
At the same time, whether the correction of the duty ratio, which is the feedback correction term, is the upper limit value (maximum 100%) or lower limit value (minimum 0%) of the duty ratio control Use as one of the conditions.
3) In this failure determination, when the correction amount is a correction upper limit value and the deviation is larger than a predetermined determination range upper limit value, a boost pressure control component is provided on the fully closed side of the wastegate. Is determined to be malfunctioning,
When the correction amount is a correction lower limit value and the deviation is smaller than a predetermined determination range lower limit value, it is determined that the supercharging pressure control component has failed on the fully open side of the wastegate.
4) Furthermore, when it is determined that the supercharging pressure control component has failed on the fully closed side of the wastegate, an upper limit is set for the target fuel injection amount.
[0019]
According to the above configuration, not only the determination of the magnitude of the deviation between the measured supercharging pressure detected by the supercharging pressure sensor and the target supercharging pressure, but also a correction that is a feedback correction term for control calculated from this deviation. Since the failure determination of the boost pressure control component is performed in combination with the determination of the minute value, the failure determination is more accurate.
[0020]
In other words, by adding this correction amount determination, even if the deviation between the measured supercharging pressure and the target supercharging pressure is not large, the state where the correction amount is inclined to one of the open side and the closed side continues for a predetermined time. In addition, it is possible to detect a state where the supercharging pressure control is not normally performed.
[0021]
Further, it is detected whether the waste of the wastegate is open or closed, and the fuel injection amount is determined only when it is determined that the wastegate has failed on the closed side where the supercharging pressure is excessive. Therefore, even if the supercharging pressure becomes excessive due to a failure, the increase in the in-cylinder pressure is suppressed by limiting the fuel injection amount, so that damage around the combustion chamber is avoided.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
〔overall structure〕
The engine E shown in FIG. 6 is an engine E in which a turbocharger 11 provided with a turbine 11t in the exhaust passage 3 and a compressor 11c in the intake passage 2 is disposed. The turbocharge 11 has a wastegate 30 that bypasses the turbine 11t. The supercharging pressure Pb is controlled by the opening degree of the wastegate 30.
[0023]
Further, a supercharging pressure sensor 21, a mass air flow sensor (intake air amount sensor) 22, and an intake air temperature sensor 23 are provided in the intake passage 2, and the measured supercharging pressure Pbm detected by these sensors 21, 22, 23, A controller (ECM) 13 is provided for controlling the overall engine operation by inputting the air amount Vb, the intake air temperature Tb, the engine rotational speed Ne detected by a rotational speed sensor (not shown), and the like.
[0024]
The opening of the wastegate 30 is adjusted by connecting the wastegate valve 30b to the diaphragm in the actuator of the wastegate 30, and the negative pressure chamber 30a of the diaphragm is connected to the electromagnetic valve (EVRV: Electric Variable Variable) by the air pipe 32. It is configured to be connected to the vacuum pump 34 via a regulation valve (electromagnetic variable adjustment valve) 33.
[0025]
The opening / closing of the electromagnetic valve 33 is controlled by a predetermined duty signal (pulse drive signal) output from the controller 13, and the pressure in the negative pressure chamber 30a is adjusted by the opening / closing amount to reduce the internal pressure in the negative pressure chamber 30a. Thus, the valve 30b for opening and closing the bypass passage 30c of the wastegate 30 is lifted to increase the opening degree.
[0026]
The vacuum pump 34 is also used for opening / closing control of the EGR valve 14 provided in the EGR passage 3. An electromagnetic valve 15 and an air pipe 16 are provided for opening and closing the EGR valve 14.
[Supercharging pressure control]
The supercharging pressure control according to the present invention has the supercharging pressure control flow of FIG. 1, the failure diagnosis flow of the supercharging pressure control component of FIG. 2, and the fuel injection amount control flow of FIG. The controller (ECM) 13 that controls the overall operation of the engine is configured as part of the engine operation control. 4 and 5 are block diagrams corresponding to the supercharging pressure control flow of FIG. 2 and the fuel injection amount control flow of FIG. 3, respectively.
[0027]
In addition, these flows are only examples, and it is possible to perform control according to the present invention in different flows, and the present invention is not limited to these flows. In addition, the detection data such as the measured supercharging pressure is averaged for noise removal, etc., but these work parts are excluded in the flow of FIG. 1 to make the control flow easy to understand. It is shown.
[0028]
The supercharging pressure control flow in FIG. 1, the failure diagnosis flow for the supercharging pressure control component in FIG. 2, and the fuel injection amount control flow in FIG. 3 are derived from the main control flow for controlling the overall engine operation. It is called repeatedly as necessary, and is executed as follows.
[Supercharging pressure control flow]
First, the supercharging pressure control flow for performing the feedback control shown in FIGS. 1 and 4 will be described.
[0029]
In this supercharging pressure control flow, the wastegate valve 30b that controls the opening and closing of the wastegate 30, the diaphragm, the negative pressure chamber 30a of the diaphragm, the air pipe 32, the solenoid valve 33, the vacuum pump 34, and other parts for supercharging pressure control are broken. If there is, the supercharging pressure control is stopped, and if the supercharging pressure control component is normal, PI control feedback control is performed, and if the control deviation ΔPmt is outside the predetermined control range ΔPki to ΔPko, The correction amounts ΔCcp and ΔCci in the feedback control are the same as in the previous control.
[0030]
That is, when the supercharging pressure control component is normal, the supercharging pressure Pb is a control amount, the target supercharging pressure Pbt is a target value, and the final duty ratio, which is a pulse drive signal for duty ratio control, is used as an operation signal. The feedback control is performed with the control element as the control element, and the supercharging pressure control is stopped when the supercharging pressure control component fails.
[0031]
First, when this supercharging pressure control flow is called and started, in step S10, various data such as the target fuel injection amount Qt, the engine speed Ne, the intake air temperature Tb, the atmospheric pressure Pa, and the failure flags Fu and Fd are input. In step S11, the basic supercharging pressure Pbb and the basic duty ratio DCbase are determined by referring to the three-dimensional map data Pbb (Qt, Ne) and DCbase (Qt, Ne) from the target fuel injection amount Qt and the engine speed Ne. calculate.
[0032]
Next, in step S12, the failure flags Fu and Fd calculated and output in the failure diagnosis flow of the supercharging pressure control component shown in FIG. 3 described later are checked.
[0033]
If either of the failure flags Fu and Fd is set to “1” and it is determined that the boost pressure control component for opening and closing the wastegate 30 has failed, the feedback control is not performed and step S24 is performed. In step S26, a supercharging pressure control stop command is output. In step S26, various data are output and the process returns.
[0034]
If both of the failure flags Fu and Fd are “0” and there is no failure, the process proceeds to step S13 and subsequent steps, and correction terms ΔCcp and ΔCci of the final duty ratio DCfnl are calculated to perform feedback control.
[0035]
First, in step S13, a measured boost pressure Pbm, a predetermined control inner determination value ΔPki, and a control outer determination value ΔPko are input from the boost pressure sensor 21. Correction by Tb and atmospheric pressure Pa is performed, that is, the basic supercharging pressure Pbb is multiplied by the correction coefficient Kt (Tb), and the correction coefficient Kp (Pa) is further added to calculate the target supercharging pressure Pbt. .
[0036]
Next, in step S15, a deviation ΔPmt (= Pbm−Pbt) between the measured supercharging pressure Pbm and the target supercharging pressure Pbt is calculated. In step S16, the absolute value of the deviation ΔPmt is determined to be a predetermined control inner determination value ΔPki and an outer control value. It is determined whether or not it is within a predetermined determination range between the determination values ΔPko.
[0037]
If the absolute value of the deviation ΔPmt is within a predetermined determination range ΔPki to ΔPko, the process proceeds to step S17 to calculate corrections ΔCcp and ΔCci corresponding to the deviation ΔPmt, and within the predetermined determination range ΔPki to ΔPko. If not, the process proceeds to step S20.
[0038]
In step S17, a P correction term ΔCcp for proportional correction of the deviation ΔPmt is obtained by multiplying the deviation ΔPmt by the correction coefficient Kp of the P correction term. In step S18, the I correction term ΔCci for integral correction of the deviation ΔPmt is multiplied by the correction coefficient Ki of the I correction term, and the previous I correction term ΔCcim is added.
[0039]
Next, in step S19, the final duty ratio DCfnl is calculated by adding the P correction term ΔCcp and the I correction term ΔCci to the basic duty ratio DCbase obtained in step S11.
[0040]
If it is determined in step S16 that the absolute value of the deviation ΔPmt is not within the predetermined control determination value (ΔPki to ΔPko) between the predetermined control inner determination value ΔPki and the predetermined control inner determination value ΔPko, The deviation ΔPmt is small and the measured supercharging pressure Pbm is close to the target supercharging pressure Pbt, and it is not necessary to newly calculate a correction amount, or the deviation ΔPmt is large and the measured supercharging pressure Pbm is far from the target supercharging pressure Pbt. However, since there is a possibility that it is transiently separated, the process proceeds to steps S20 and S21 without newly calculating the correction amounts ΔCcp and ΔCci, and uses the previous P correction term ΔCcpm and I correction term ΔCcim.
[0041]
In step S22, the basic duty ratio DCbase obtained in step S11 is added to the P correction term ΔCcp and I correction term ΔCci calculated in steps S20 and S21 to calculate the final duty ratio DCfnl.
[0042]
Next, in step S23, the P correction term ΔCcp and the I correction term ΔCci are stored in ΔCcpm and ΔCcim, and in step S25, the final duty ratio DCfnl for control is converted into a pulse drive signal. Feedback control of the supercharging pressure Pb is performed by adjusting the opening degree of the wastegate 30 by outputting to the valve (EVRV).
[0043]
The opening / closing relationship between the duty ratio and the wastegate 30 is controlled so that the wastegate 30 is fully closed when the duty ratio is 0%, and the wastegate 30 is fully opened when the duty ratio is 100%. Is done.
Then, various data such as a control deviation ΔPmt, a P correction term ΔCcp, and an I correction term ΔCci used in other flows are output.
[0044]
In this embodiment, correction according to the deviation ΔPmt between the measured supercharging pressure Pbm and the target supercharging pressure Pbt is performed by PI control, but only the P (proportional) term is used depending on the nature and necessity of the control. Alternatively, it may be performed only with the I (integration) term, or D (differentiation) correction may be additionally combined. That is, P, I, PI, PD, and PID control may be used.
[0045]
According to the above supercharging pressure control flow, the basic supercharging pressure Pbb and the basic duty ratio DCbase are calculated from the target fuel injection amount Qt and the engine rotational speed Ne, and the basic supercharging pressure Pbb is corrected to correct the target supercharging. The pressure Pbt is calculated, and the correction amount ΔCcpi (= ΔCcp + ΔCci) calculated according to the deviation ΔPmt between the measured boost pressure Pbm detected by the boost pressure sensor 21 and the target boost pressure Pbt is added to the basic duty ratio DCbase. Is added to obtain a final duty ratio DCfnl. Based on this final duty ratio DCfnl, the opening degree of the wastegate 30 can be feedback-controlled, and the boost pressure control component that opens and closes the wastegate 30 breaks down. When it is, the supercharging pressure control can be stopped.
[Failure diagnosis flow for boost pressure sensor]
[0046]
Next, a failure diagnosis flow for determining whether or not the boost pressure control component for controlling the opening and closing of the wastegate 30 shown in FIG. 2 is in a failure state will be described.
First, in step S31, the P correction term ΔCcp, the I correction term ΔCci, the control deviation ΔPmt, the correction upper limit value ΔCu that is failure determination data, and the correction lower limit value ΔCd obtained in the previous supercharging pressure control flow. The determination range upper limit value ΔPu and the determination range lower limit value ΔPd are input.
[0047]
Next, in steps S32 and S40, a failure determination A is performed to determine whether or not the correction term ΔCcpi, which is the sum of the P correction term ΔCcp and the I correction term ΔCci, is the correction upper limit value ΔCu or the correction lower limit value ΔCd. If it is normal, the process proceeds to step S50, and the upper limit side failure flag Fu and the lower limit side failure flag Fd are set to "0".
[0048]
If the correction term ΔCcpi is the correction upper limit value ΔCu in step S32, it is determined in step S33 whether the control deviation ΔPmt is greater than a predetermined determination range upper limit value ΔPu (eg, 10 kPa). If it is larger, it is counted in step S34 (Cu = Cu + 1), and when this large state continues for a predetermined time Tuc, the wastegate 30 has failed on the fully closed side in step S36. Is set to “1”. Note that Δt in FIG. 2 indicates a time interval at which this failure diagnosis flow is called.
[0049]
In other words, when the wastegate 30 is malfunctioning on the fully closed side, the correction term ΔCcpi takes a value close to 100% which is the duty ratio on the fully open side in order to move to the fully closed side. The measured boost pressure Pbm is larger than the target boost pressure Pbt. Accordingly, when the correction term ΔCcpi is 100%, which is the upper limit value ΔCu for correction, and the control deviation ΔPmt is larger than the predetermined determination range upper limit value ΔPu, the waste gate 30 has failed on the fully closed side. it can.
[0050]
Similarly, when the correction term ΔCcpi is the correction lower limit value ΔCd in step S40, it is determined in step S41 whether the control deviation ΔPmt is smaller than a predetermined determination range lower limit value ΔPd (eg, −10 kPa). If it is smaller and if it is smaller than the predetermined time Tdc by the counter Cd, the failure flag Fd on the lower limit side indicating that the wastegate 30 has failed on the fully open side is set to "1" in step S44. .
[0051]
That is, when the wastegate 30 is broken on the fully open side, the correction term ΔCcpi takes a value close to 0% that is the duty ratio on the fully closed side in order to move to the fully open side. The measured boost pressure Pbm is smaller than the target boost pressure Pbt. Therefore, when the correction term ΔCcpi is 0% which is the lower limit value ΔCd of the correction and the control deviation ΔPmt is smaller than the predetermined determination range lower limit value ΔPd, it is possible to detect that the wastegate 30 has failed on the fully open side. .
In step S39, the failure flags Fu and Fd as the failure diagnosis results are output and the process returns.
[0052]
According to the above fault diagnosis flow, when the correction value ΔCcpi (= ΔCcp + ΔCci) is the correction upper limit value ΔCu and the control deviation ΔPmt is greater than the predetermined determination range upper limit value ΔPu, It is determined that the boost pressure control component has failed on the fully closed side of the gate, the upper limit side failure flag Fu is set to “1”, the correction value ΔCcpi is the upper limit value ΔCd for correction, and the control When the deviation ΔPmt for use is smaller than the predetermined determination range lower limit value ΔPd, it is determined that the boost pressure control component has failed on the fully open side of the wastegate, and the lower limit side failure flag Fd is set to “1”. In other cases, the failure flags Fu and Fd can be set to “0”.
[0053]
When the correction amount ΔCcpi is the correction lower limit value ΔCd or the correction upper limit value ΔCu and the deviation ΔPmt is not within the predetermined determination range (ΔPd to ΔPu), it is determined that the supercharging pressure control component is out of order. Therefore, even when the wastegate 30 fails near the intermediate position, the failure can be detected.
[Control flow of fuel injection amount]
Further, the control flow of the fuel injection amount for controlling the fuel injection amount Qt of the engine shown in FIG. 3 will be described.
[0054]
First, in step S61, the engine load Ac, the rotational speed Ne, the maximum fuel injection amount Qmax, and the upper limit side failure flag Fu obtained in the previous failure diagnosis flow of the supercharging pressure control component are input.
[0055]
In step S62, the basic fuel injection amount Qb is calculated by referring to the three-dimensional map data Qb (Ac, Ne) from the engine load Ac and the engine speed Ne.
[0056]
Next, in steps S63, S64, and S65, the smaller value of the basic fuel injection amount Qb and the input maximum fuel injection amount Qmax is set as the upper limit fuel injection amount Qlm, and in step S66, the upper limit failure flag Fu is set. When the check is made and the waste gate 30 is malfunctioning on the fully closed side (Fu = 1), the fuel injection amount Qt is set to the upper limit fuel injection amount Qlm, and the malfunction is not occurring on the fully closed side (Fu = 0). In this case, the fuel injection amount Qt is a basic fuel injection amount Qb calculated from the engine load Ac and the engine rotational speed Ne.
[0057]
According to the control flow of the fuel injection amount described above, when the supercharging pressure control component has failed on the fully closed side of the wastegate 30 (Fu = 1), the fuel injection amount Qt is set to the maximum fuel injection amount Qmax and The upper limit Qlm can be set to a smaller value of the basic fuel injection amount Qb.
[0058]
Here, the maximum fuel injection amount Qmax is such that even if the wastegate 30 breaks down on the fully closed side and the supercharging pressure becomes excessive, the in-cylinder pressure is prevented from rising above the limit due to combustion, The amount does not damage the parts.
[0059]
〔effect〕
According to the above configuration, the correction amount ΔCcpi (= ΔCcp + ΔCci) for feedback control is obtained from the deviation ΔPmt between the measured boost pressure Pbm detected by the boost pressure sensor 21 and the target boost pressure Pbt by these boost pressure controls. ), And the correction ΔCcpi and deviation ΔPmt are compared with predetermined determination values ΔCd, ΔCu, ΔPd, ΔPu, respectively, to determine a failure of the supercharging pressure control component. When it is determined, the boost pressure control can be performed by feedback control using the correction amount ΔCcpi, and when it is determined that there is a failure in the failure determination, the boost pressure control can be controlled not to be performed. .
[0060]
When the correction value ΔCcpi is the correction upper limit value ΔCu and the control deviation ΔPmt is greater than the predetermined determination range upper limit value ΔPu, or when the correction value ΔCcpi is the correction lower limit value ΔCd and the control deviation When the case where the deviation ΔPmt is smaller than the predetermined determination range lower limit value ΔPd continues, it is possible to determine that the supercharging pressure control component is out of order when the wastegate is in the fully closed side or the fully open side, respectively.
[0061]
Therefore, it is possible to determine the failure of the supercharging pressure control component during engine operation, and in the event of a failure, the feedback control is stopped, and if the failure occurs on the fully closed side, an upper limit is set for the fuel injection amount. it can.
[0062]
In particular, not only the determination of the magnitude of the deviation ΔPmt between the measured supercharging pressure Pbm detected by the supercharging pressure sensor 21 and the target supercharging pressure Pbt, but also a correction that is a feedback correction term for control calculated from this deviation ΔPmt. Since the failure determination of the boost pressure control component is performed in combination with the determination of the value of the component ΔCcpi, even if the deviation ΔPmt is not large, the correction component ΔCcpi is inclined to one side of the open side or the closed side For example, a state in which the supercharging pressure control is not normally performed can be detected, and a more accurate failure determination can be performed.
[0063]
Then, when it is determined that the supercharging pressure control component has failed, the supercharging pressure control can be stopped, and it is possible to detect whether the wastegate 30 is fully closed or fully open. Since an upper limit can be set for the fuel injection amount Qt when there is a failure on the fully closed side, the fuel injection amount Qt is limited when there is a possibility of excessive supercharging due to a failure on the fully closed side Thus, the cylinder pressure can be prevented from increasing, and damage and destruction around the combustion chamber such as the cylinder can be prevented.
[0064]
【The invention's effect】
As described above, according to the control method for an engine with a turbocharger according to the present invention, when the engine is operating normally, the engine can be operated at an optimum boost pressure by feedback control when the engine is operating normally. In this case, the supercharging pressure control can be stopped.
[0065]
In particular, not only the magnitude of the deviation between the measured boost pressure detected by the boost pressure sensor and the target boost pressure, but also the correction value that is a feedback correction term for control calculated from this deviation Since the failure determination of the supercharging pressure control component is performed in combination with the above, more accurate failure determination can be performed.
[0066]
In other words, by adding this correction amount determination, even if the deviation between the measured supercharging pressure and the target supercharging pressure is not large, the state where the correction amount is inclined to one of the open side and the closed side continues for a predetermined time. In addition, a state where the supercharging pressure control is not normally performed can be detected.
[0067]
Further, it is detected whether the waste of the wastegate is on the open side or on the close side, and the fuel injection amount is determined only when the wastegate determines that the failure is on the close side where the supercharging pressure is excessive. If there is a possibility that excessive supercharging may occur due to a failure on the fully closed side, the fuel injection amount is limited to prevent the cylinder pressure from increasing, and the surroundings of the combustion chamber such as the cylinder Can be prevented from being damaged or destroyed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart of supercharging pressure control according to the present invention.
FIG. 2 is a failure diagnosis flowchart of a supercharging pressure control component according to the present invention.
FIG. 3 is a control flowchart of a fuel injection amount according to the present invention.
FIG. 4 is a block diagram of supercharging pressure control according to the present invention.
FIG. 5 is a block diagram of control of the fuel injection amount according to the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an engine according to the present invention.
[Explanation of symbols]
2 Intake passage
3 Exhaust passage
11 Turbocharger
11t turbine
11c compressor
13 Controller (ECM)
21 Boost pressure sensor
22 Intake sensor (mass airflow sensor)
23 Intake air temperature sensor
30 Westgate
E engine
Ne engine speed
Pb boost pressure
Pbb Basic supercharging pressure
Pbm measurement boost pressure
Pbt target boost pressure
DCbase basic duty ratio
DCfnl final duty ratio
ΔCcpi, ΔCcp, ΔCci Correction
ΔCd correction lower limit
ΔCu correction upper limit
ΔPmt deviation
ΔPd Predetermined judgment range lower limit
ΔPu Predetermined judgment range upper limit
Qt Target fuel injection amount
Qlm upper limit fuel injection amount
Tb Intake air temperature
Vb Intake air volume

Claims (3)

排気通路に設けたタービンと吸気通路に設けたコンプレッサからなるターボチャージャを備え、かつ、吸気通路に過給圧センサを備え、該ターボチャージャに設けられたタービンをバイパスするウエストゲートの開度の調整制御をデューティ比制御によって行い、過給圧を制御するターボチャージャ付きエンジンの制御方法において、Adjustment of the opening degree of the wastegate provided with a turbocharger comprising a turbine provided in the exhaust passage and a compressor provided in the intake passage, and provided with a supercharging pressure sensor in the intake passage and bypassing the turbine provided in the turbocharger In a control method for an engine with a turbocharger that performs control by duty ratio control and controls supercharging pressure,
目標燃料噴射量とエンジン回転速度とから基本過給圧及び該基本過給圧に対応した基本デューティ比を算出し、前記基本過給圧を補正して目標過給圧を算出すると共に、前記基本デューティ比に、前記過給圧センサで検出した測定過給圧と前記目標過給圧との偏差に応じて演算される補正分を加算して最終デューティ比を求め、該最終デューティ比に基づいて前記ウエストゲートの開度をフィードバック制御すると共に、A basic supercharging pressure and a basic duty ratio corresponding to the basic supercharging pressure are calculated from the target fuel injection amount and the engine rotational speed, the basic supercharging pressure is corrected to calculate a target supercharging pressure, and the basic supercharging pressure is calculated. The final duty ratio is obtained by adding a correction amount calculated according to the deviation between the measured supercharging pressure detected by the supercharging pressure sensor and the target supercharging pressure to the duty ratio, and based on the final duty ratio While feedback controlling the opening of the wastegate,
前記補正分が補正下限値又は補正上限値であって、且つ、前記偏差が所定の判定範囲内に無い時に、過給圧制御部品が故障であると判定することを特徴とするターボチャージャ付きエンジンの制御方法。An engine with a turbocharger, wherein when the correction amount is a correction lower limit value or a correction upper limit value and the deviation is not within a predetermined determination range, it is determined that a supercharging pressure control component is out of order. Control method.
前記補正分が補正上限値であって、且つ、前記偏差が所定の判定範囲上限値よりも大きい時は、前記ウエストゲートの全閉側で過給圧制御部品が故障していると判定し、When the correction amount is a correction upper limit value and the deviation is larger than a predetermined determination range upper limit value, it is determined that a supercharging pressure control component has failed on the fully closed side of the waste gate,
前記補正分が補正下限値であって、且つ、前記偏差が所定の判定範囲下限値よりも小さい時は、ウエストゲートの全開側で過給圧制御部品が故障していると判定することを特徴とする請求項1記載のターボチャージャ付きエンジンの制御方法。When the correction amount is a correction lower limit value and the deviation is smaller than a predetermined determination range lower limit value, it is determined that the supercharging pressure control component has failed on the fully open side of the wastegate. A method for controlling a turbocharged engine according to claim 1.
前記ウエストゲートの全閉側で過給圧制御部品が故障していると判定された時に、目標燃料噴射量に上限を設けることを特徴とする請求項2記載のターボチャージャ付きエンジンの制御方法。3. The method of controlling a turbocharged engine according to claim 2, wherein when it is determined that a boost pressure control component has failed on the fully closed side of the wastegate, an upper limit is set for the target fuel injection amount.
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