JP3856228B2 - 過給機付き内燃機関のエアバイパスバルブ制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、過給機付き内燃機関におけるエアバイパスバルブ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
過給機付き内燃機関において、吸気通路に過給圧センサを備え、同過給圧センサの測定過給圧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例が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３４５８５１号公報
【０００４】
前記特許文献１においては、過給圧センサが故障と判定されると、測定過給圧を使用しない追従制御により過給圧制御が行われることが開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしウエストゲートの駆動機構に異常が生じたときの対処については、開示されていない。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、エアバイパスバルブを備え、ウエストゲートバルブ駆動機構に異常が生じたときに、エアバイパスバルブを制御して適切に対処できる過給機付き内燃機関のエアバイパスバルブ制御装置を供する点にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段および作用効果】
上記目的を達成するために、本請求項１記載の発明は、排気通路に配したタービンと吸気通路に配したコンプレッサとからなる過給機と、排気通路における前記過給機のタービンを迂回するバイパス通路に介装されたウエストゲートバルブと、前記ウエストゲートバルブを駆動するウエストゲートバルブ駆動機構とを備えた過給機付き内燃機関において、吸気通路の前記過給機のコンプレッサを迂回するエアバイパス通路を連通・遮断するエアバイパスバルブ機構と、前記エアバイパスバルブ機構を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記ウエストゲートバルブ駆動機構が異常であると判断すると、前記エアバイパス通路を連通可能状態とするよう前記エアバイパスバルブ機構を制御し、前記ウエストゲートバルブ駆動機構が正常であると判断すると、スロットル開度，吸気負圧および吸気負圧変動に基づきエアバイパスバルブ機構を制御し、前記エアバイパスバルブ機構の作動状況によって異なる上限吸気負圧と、前記吸気負圧を比較して前記エアバイパスバルブ機構を制御する過給機付き内燃機関のエアバイパスバルブ制御装置とした。
【０００８】
ウエストゲートバルブ駆動機構に異常が生じているときに、エアバイパス通路を連通可能状態とし、所定圧以上の過給圧に対してエアバイパス通路を連通して、所定圧以下に制御し、減速時等のサージ音を低減し、吸気系配管のはずれおよび過給圧のオーバシュートを防止することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明に係る一実施の形態について図１ないし図３に基づき説明する。
本実施の形態に係る過給機付き内燃機関およびウエストゲートバルブ制御装置の概略構成図を図１に示す。
【００１０】
内燃機関１は、ピストン３が往復動するシリンダ２内の燃焼室から吸気のための吸気通路４と排気のための排気通路５が延出しており、排気通路５に配設されたタービン11と吸気通路４に配設されたコンプレッサ12が一体となって過給機10が構成されている。
【００１１】
吸気通路４の前記コンプレッサ12より上流側端部にエアクリーナ６が設けられており、コンプレッサ12より下流側にはインタクーラ７およびスロットルバルブ８が順に配設されている。
【００１２】
排気通路５において過給機10のタービン11を迂回してタービン11の上流側と下流側を連通する排気バイパス通路20が設けられ、同排気バイパス通路20にウエストゲートバルブ21が介装され、ウエストゲートバルブ21により排気バイパス通路20の開閉が行われる。
【００１３】
ウエストゲートバルブ21は、ダイヤフラム式アクチュエータ24の圧力室24ｂと連通してダイヤフラム式アクチュエータ24により開閉駆動される。
ダイヤフラム式アクチュエータ24のダイヤフラム室24ａは導圧通路25を介してコンプレッサ12より上流側の吸気通路４と連通している。
【００１４】
導圧通路25の途中にウエストゲートソレノイドバルブ26が介装され、ウエストゲートソレノイドバルブ26は、ウエストゲートソレノイド27により開閉駆動する。
【００１５】
なお導圧通路25は、ウエストゲートソレノイドバルブ26の下流側で枝通路25ａが分岐してコンプレッサ12の下流側の吸気通路４に連通し、枝通路25ａにはオリフィス28が形成されている。
【００１６】
以上のようにダイヤフラム式アクチュエータ24およびウエストゲートソレノイド27等によりウエストゲートバルブ駆動機構23が構成される。
【００１７】
ウエストゲートバルブ駆動機構23は、ウエストゲートソレノイド27への通電によりウエストゲートソレノイドバルブ26が導圧通路25を開き、吸気圧をダイヤフラム式アクチュエータ24のダイヤフラム室24ａに導入し、圧力室24ｂの昇圧によりウエストゲートバルブ21が排気バイパス通路20を閉じる。
【００１８】
ウエストゲートソレノイド27への通電をカットすると、ダイヤフラム式アクチュエータ24のダイヤフラム室24ａの圧力が抜け、圧力室24ｂの減圧によりウエストゲートバルブ21が排気バイパス通路20を開く。
【００１９】
ウエストゲートソレノイド27への通電は、デューティ比制御されたパルス駆動信号により行われ、デューティ比によりウエストゲートバルブ21によるウエストゲートの開度が制御され、開度が狭いほど排気が過給機10のタービン11の方を流れて過給が促進される。
【００２０】
したがってウエストゲートソレノイド27への通電がオフしてウエストゲートバルブ21が排気バイパス通路20を全開状態とすると、排気は殆ど排気バイパス通路20を流れて過給機10による過給圧は小さい所定圧以下に抑えられる。
【００２１】
また吸気通路４には、コンプレッサ12を迂回してインタクーラ７の下流側とコンプレッサ12の上流側とを連通するエアバイパス通路30が設けられており、同エアバイパス通路30にリリーフバルブ32が介装されている。
【００２２】
リリーフバルブ32は、ダイヤフラム式のバルブで、バルブ本体32ａ内が弁体32ｂの取り付けられたダイヤフラム32ｃによりダイヤフラム室32ｄと連通室32ｅに分割され、弁体32ｂの移動でエアバイパス通路30の開閉を行っている。
弁体32ｂはスプリング32ｆにより閉方向に付勢されている。
【００２３】
連通室32ｅ内の圧力がダイヤフラム室32ｄ内の圧力より所定圧以上に高くなると、弁体32ｂが開いてエアバイパス通路30を連通し、コンプレッサ12の下流側の過給圧を上流側に還流してリリーフする。
【００２４】
ダイヤフラム室32ｄは、３ポート電磁弁であるエアバイパスバルブ35の出力ポート35ｃに連通しており、エアバイパスバルブ35の入力ポート35ｂはスロットルバルブ８の下流側と連通し、もう１つの入力ポート35ａはスロットルバルブ８の上流側と連通している。
【００２５】
以上のようにエアバイパスバルブ機構31は構成されており、エアバイパスソレノイド36の消磁状態で、入力ポート35ｂが閉じられ入力ポート35ａが開かれることによりスロットルバルブ８の下流側の吸気負圧が出力ポート35ｃを介してリリーフバルブ32のダイヤフラム室32ｄに作用し、リリーフバルブ32は開弁可能状態とする。
【００２６】
エアバイパスソレノイド36が励磁されると入力ポート35ａが閉じ入力ポート35ｂが開かれることによりスロットルバルブ８の上流側の吸気圧が出力ポート35ｃを介してリリーフバルブ32のダイヤフラム室32ｄに作用し、よって連通室32ｅと同圧となってスプリング32の付勢力によりリリーフバルブ32は閉弁状態が維持されることになる。
【００２７】
したがってエアバイパスソレノイド36への通電がオフされると、リリーフバルブ32は開弁可能状態となって過給機10の過給圧が所定圧以上になれば、リリーフバルブ32が開いてエアバイパス通路30が連通して減圧することになる。
【００２８】
本内燃機関１の種々の制御は、ＥＣＵ（電子制御ユニット）50により行われており、ＥＣＵ50には内燃機関１の運転状態を示す各種センサからの信号、例えば機関回転数Ｎｅ，スロットル開度Ｔｈ，吸気負圧Ｐｂ，大気圧Ｐａ，吸気温度Ｔ等が入力され、処理されて種々の制御がなされ、前記ウエストゲートバルブ駆動機構23の制御およびエアバイパスバルブ機構31のエアバイパスソレノイド36の制御もＥＣＵ50により行われる。
【００２９】
概ね以上のような過給機付き内燃機関１においてＥＣＵ50によるウエストゲートバルブ駆動機構23の異常の判定と、異常の有無に応じたエアバイパスバルブ機構31の制御を図２および図３のフローチャートに基づいて説明する。
【００３０】
図２にはウエストゲートバルブ駆動機構23の異常を判定する手順が示されており、まずウエストゲートソレノイドバルブ26を駆動するウエストゲートソレノイド27に印加されるＩＧ１電圧が所定電圧以下か否かを判定し（ステップ１）、所定電圧以下ならば異常判定を行わず、ステップ５に飛んで異常状態タイマーを初期化（タイマーをセットしスタートさせる）し、正常状態タイマーを初期化する（ステップ６）。
【００３１】
ＩＧ１電圧が所定電圧を越えていれば、ステップ２に進みウエストゲートソレノイド27への出力のデューティ比が所定デューティ比（例えば90％）以上か否かを判別し、ステップ３でウエストゲートソレノイド27への出力のデューティ比が所定デューティ比（例えば10％）以下か否かを判別し、デューティ比が過度に大きいか小さいときは、不安定で正確に異常を検知できないので、ステップ５に飛んで異常判定を行わない。
【００３２】
また次のステップ４ではバッテリが所定電圧以上か否かを判別しており、所定電圧未満であっても正確な異常判定を行えないので、ステップ５に飛んで異常判定を行わない。
【００３３】
ステップ４でバッテリが所定電圧以上と判定されたとき、ステップ７に進みウエストゲートソレノイド信号を検出（リターン）してデューティ信号が存在するか否かを判別する。
【００３４】
デューティ信号が存在すればウエストゲートソレノイド信号は正常であり、ステップ８に進み異常状態タイマーを初期化し、正常状態が所定時間経過したか否かを正常状態タイマーにより判別し（ステップ９）、所定時間が経過したときにステップ10に進んで正常状態を確定し、異常フラグＦｗ＝０とする。
【００３５】
ステップ７でウエストゲートソレノイド信号を検出（リターン）してデューティ信号が存在しないと判別したときは、正常ではなく、ステップ11に飛んで異常状態が所定時間経過したか否かを異常状態タイマーにより判別し、所定時間が経過したときにステップ12に進んで異常状態を確定し、異常フラグＦｗに「１」を立てる。
そして正常状態タイマーを初期化する（ステップ13）。
【００３６】
以上のようにウエストゲートソレノイド信号からウエストゲートバルブ駆動機構23の異常を判定し、判定した結果である異常フラグＦｗに基づいてエアバイパスバルブ機構31の制御がなされる。
エアバイパスバルブ機構31の制御手順を図３に示すフローチャートに従って説明する。
【００３７】
まずステップ21で、内燃機関１の運転状態を示すスロットル開度Ｔｈ，吸気負圧Ｐｂ等および前記異常フラグＦｗのデータを入力する。
そして次のステップ22で異常フラグＦｗに「１」が立っているか否かを判別し、「１」が立ってウエストゲートバルブ駆動機構23に異常があると判別されたときは、ステップ33に飛んでエアバイパスソレノイド36への通電をオフする。
【００３８】
エアバイパスソレノイド36への通電をオフすると、エアバイパスバルブ35は入力ポート35ｂが閉じられ入力ポート35ａが開かれることによりスロットルバルブ８の下流側の吸気負圧が出力ポート35ｃを介してリリーフバルブ32のダイヤフラム室32ｄに作用し、リリーフバルブ32は開弁可能状態（過給圧が所定圧以上でリリーフする状態）とする。
【００３９】
したがってウエストゲートバルブ駆動機構23に異常が生じているときに、過給機10による過給がウエストゲートで制御されないまま上昇してもリリーフバルブ32は開弁可能状態にあるので、過給圧が所定圧以上であるとリリーフバルブ32が開いてエアバイパス通路30が連通されて過給圧が減圧される。
【００４０】
このようにウエストゲートバルブ駆動機構23に異常が生じているとき、エアバイパスバルブ機構31が過給圧を所定圧以下に抑制するので、減速時等のサージ音を低減し、吸気系配管のはずれおよび過給圧のオーバシュートを防止することができる。
【００４１】
なおステップ22でウエストゲートソレノイド信号異常がない（Ｆｗ＝０）と判別されると、ステップ23に進み内燃機関１の始動後一定時間が経過しているか否かを判別し、一定時間が経過していないで内燃機関１の安定した駆動が保証されない間はステップ34に飛んでエアバイパスソレノイド36への通電をオンし、リリーフバルブ32を閉弁状態に維持し、過給機10による過給を抑制することなく行える状態とする。
【００４２】
ステップ23で内燃機関１の始動後一定時間が経過して安定した駆動に入ったと判断したときは、ステップ24に進みエアバイパスソレノイド36への通電がオフ状態か否かを判別し、オフ状態ならステップ25に進むがオフ状態でない（オン状態）ならステップ27に飛ぶ。
【００４３】
機関始動後の当初であればオン状態なので、ステップ27に飛び機関回転数Ｎｅに基づきエアバイパスソレノイド36への通電をオン制御する吸気負圧Ｐonを検索する。
機関回転数Ｎｅに対する通電オン制御する上限吸気負圧Ｐonは、予め決定されてマップとして用意されている。
【００４４】
そして次のステップ28で、上記検索された通電オン制御する上限吸気負圧Ｐonと先に入力された現在の吸気負圧Ｐｂが比較され、上限吸気負圧Ｐon未満であればステップ34に飛んでエアバイパスソレノイド36への通電をオン制御し過給を続行し、上限吸気負圧Ｐon以上のときはステップ31に飛ぶ。
【００４５】
ステップ31では、内燃機関の１回転当りの吸気負圧Ｐｂの負圧変動ΔＰｂが所定値ΔＰ以上か否かを判別し、所定値ΔＰ未満ならばステップ34に飛んでエアバイパスソレノイド36への通電をオン制御し過給を続行し、負圧変動ΔＰｂが大きく所定値ΔＰ以上であればステップ32に進みＡＢＶオフ中タイマーを初期化し、エアバイパスソレノイド36への通電をオフし（ステップ33）、リリーフバルブ32は開弁可能状態すなわち過給圧のリリーフ可能状態とする。
【００４６】
先のステップ24でエアバイパスソレノイド36への通電がオフ状態と判別されたときは、ステップ25に進みスロットル開度Ｔｈが所定開度Ｔｈ１を越えているか否かを判別し、所定開度Ｔｈ１を越えているときはステップ34に飛んでエアバイパスソレノイド36への通電をオン制御し過給圧をリリーフされることなく過給することができるようにする。
【００４７】
ステップ25でスロットル開度Ｔｈが所定開度Ｔｈ１以下であると、ステップ26に進み前記ＡＢＶオフ中タイマーが所定時間を計時したか否かを判別し、所定時間が経過するまではステップ33に飛んでエアバイパスソレノイド36への通電のオフ状態を継続し、所定時間が経過するとステップ29に進み機関回転数Ｎｅに基づき予め用意されたマップからエアバイパスソレノイド36への通電をオフ制御する吸気負圧Ｐoffを検索する。
【００４８】
そして次のステップ30で、上記のように検索された通電オフ制御する上限吸気負圧Ｐoffと現在の吸気負圧Ｐｂが比較され、上限吸気負圧Ｐoff未満であればステップ34に飛んでエアバイパスソレノイド36への通電をオフからオンに制御して過給圧のリリーフなしに過給を行うようにする。
【００４９】
吸気負圧Ｐｂが上限吸気負圧Ｐoff以上であっても、前記したステップ31に進み、負圧変動ΔＰｂが所定値ΔＰ以上か否かを判別して、所定値ΔＰ未満ならばステップ34に飛んでエアバイパスソレノイド36への通電をオン制御する。
【００５０】
そして負圧変動ΔＰｂが大きく所定値ΔＰ以上であればステップ32に進みＡＢＶオフ中タイマーを初期化（タイマーをセットしスタートさせる）し、エアバイパスソレノイド36への通電のオフ状態を維持し（ステップ33）、過給圧のリリーフ可能状態を維持する。
【００５１】
エアバイパスバルブ機構31は、以上のように制御される。
前記したようにエアバイパスバルブ機構31は、データ入力後のステップ22で異常フラグＦｗに「１」が立ってウエストゲートバルブ駆動機構23の異常を示したときには、直接ステップ33に飛んでエアバイパスソレノイド36への通電をオフし過給圧が所定圧以上でリリーフする状態とし、減速時等のサージ音を低減し、吸気系配管のはずれおよび過給圧のオーバシュートを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る過給機付き内燃機関およびウエストゲートバルブ制御装置の概略構成図である。
【図２】ノックセンサの異常を判定する手順を示すフローチャートである。
【図３】ウエストゲートバルブ駆動機構の制御手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…内燃機関、２…シリンダ、３…ピストン、４…吸気通路、５…排気通路、６…エアクリーナ、７…インタクーラ、８…スロットルバルブ、
10…過給機、11…タービン、12…コンプレッサ、
20…排気バイパス通路、21…ウエストゲートバルブ、23…ウエストゲートバルブ駆動機構、24…ダイヤフラム式アクチュエータ、25…導圧通路、26…ウエストゲートソレノイドバルブ、27…ウエストゲートソレノイド、28…オリフィス、
30…エアバイパス通路、31…エアバイパスバルブ機構、32…リリーフバルブ、35…エアバイパスバルブ、36…エアバイパスソレノイド、
50…ＥＣＵ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、過給機付き内燃機関におけるエアバイパスバルブ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
過給機付き内燃機関において、吸気通路に過給圧センサを備え、同過給圧センサの測定過給圧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例が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３４５８５１号公報
【０００４】
前記特許文献１においては、過給圧センサが故障と判定されると、測定過給圧を使用しない追従制御により過給圧制御が行われることが開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしウエストゲートの駆動機構に異常が生じたときの対処については、開示されていない。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、エアバイパスバルブを備え、ウエストゲートバルブ駆動機構に異常が生じたときに、エアバイパスバルブを制御して適切に対処できる過給機付き内燃機関のエアバイパスバルブ制御装置を供する点にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段および作用効果】
上記目的を達成するために、本請求項１記載の発明は、排気通路に配したタービンと吸気通路に配したコンプレッサとからなる過給機と、排気通路における前記過給機のタービンを迂回するバイパス通路に介装されたウエストゲートバルブと、前記ウエストゲートバルブを駆動するウエストゲートバルブ駆動機構とを備えた過給機付き内燃機関において、吸気通路の前記過給機のコンプレッサを迂回するエアバイパス通路を連通・遮断するエアバイパスバルブ機構と、前記エアバイパスバルブ機構を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記ウエストゲートバルブ駆動機構が異常であると判断すると、前記エアバイパス通路を連通可能状態とするよう前記エアバイパスバルブ機構を制御し、前記ウエストゲートバルブ駆動機構が正常であると判断すると、スロットル開度，吸気負圧および吸気負圧変動に基づきエアバイパスバルブ機構を制御し、前記エアバイパスバルブ機構の作動状況によって異なる上限吸気負圧と、前記吸気負圧を比較して前記エアバイパスバルブ機構を制御する過給機付き内燃機関のエアバイパスバルブ制御装置とした。
【０００８】
ウエストゲートバルブ駆動機構に異常が生じているときに、エアバイパス通路を連通可能状態とし、所定圧以上の過給圧に対してエアバイパス通路を連通して、所定圧以下に制御し、減速時等のサージ音を低減し、吸気系配管のはずれおよび過給圧のオーバシュートを防止することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明に係る一実施の形態について図１ないし図３に基づき説明する。
本実施の形態に係る過給機付き内燃機関およびウエストゲートバルブ制御装置の概略構成図を図１に示す。
【００１０】
内燃機関１は、ピストン３が往復動するシリンダ２内の燃焼室から吸気のための吸気通路４と排気のための排気通路５が延出しており、排気通路５に配設されたタービン11と吸気通路４に配設されたコンプレッサ12が一体となって過給機10が構成されている。
【００１１】
吸気通路４の前記コンプレッサ12より上流側端部にエアクリーナ６が設けられており、コンプレッサ12より下流側にはインタクーラ７およびスロットルバルブ８が順に配設されている。
【００１２】
排気通路５において過給機10のタービン11を迂回してタービン11の上流側と下流側を連通する排気バイパス通路20が設けられ、同排気バイパス通路20にウエストゲートバルブ21が介装され、ウエストゲートバルブ21により排気バイパス通路20の開閉が行われる。
【００１３】
ウエストゲートバルブ21は、ダイヤフラム式アクチュエータ24の圧力室24ｂと連通してダイヤフラム式アクチュエータ24により開閉駆動される。
ダイヤフラム式アクチュエータ24のダイヤフラム室24ａは導圧通路25を介してコンプレッサ12より上流側の吸気通路４と連通している。
【００１４】
導圧通路25の途中にウエストゲートソレノイドバルブ26が介装され、ウエストゲートソレノイドバルブ26は、ウエストゲートソレノイド27により開閉駆動する。
【００１５】
なお導圧通路25は、ウエストゲートソレノイドバルブ26の下流側で枝通路25ａが分岐してコンプレッサ12の下流側の吸気通路４に連通し、枝通路25ａにはオリフィス28が形成されている。
【００１６】
以上のようにダイヤフラム式アクチュエータ24およびウエストゲートソレノイド27等によりウエストゲートバルブ駆動機構23が構成される。
【００１７】
ウエストゲートバルブ駆動機構23は、ウエストゲートソレノイド27への通電によりウエストゲートソレノイドバルブ26が導圧通路25を開き、吸気圧をダイヤフラム式アクチュエータ24のダイヤフラム室24ａに導入し、圧力室24ｂの昇圧によりウエストゲートバルブ21が排気バイパス通路20を閉じる。
【００１８】
ウエストゲートソレノイド27への通電をカットすると、ダイヤフラム式アクチュエータ24のダイヤフラム室24ａの圧力が抜け、圧力室24ｂの減圧によりウエストゲートバルブ21が排気バイパス通路20を開く。
【００１９】
ウエストゲートソレノイド27への通電は、デューティ比制御されたパルス駆動信号により行われ、デューティ比によりウエストゲートバルブ21によるウエストゲートの開度が制御され、開度が狭いほど排気が過給機10のタービン11の方を流れて過給が促進される。
【００２０】
したがってウエストゲートソレノイド27への通電がオフしてウエストゲートバルブ21が排気バイパス通路20を全開状態とすると、排気は殆ど排気バイパス通路20を流れて過給機10による過給圧は小さい所定圧以下に抑えられる。
【００２１】
また吸気通路４には、コンプレッサ12を迂回してインタクーラ７の下流側とコンプレッサ12の上流側とを連通するエアバイパス通路30が設けられており、同エアバイパス通路30にリリーフバルブ32が介装されている。
【００２２】
リリーフバルブ32は、ダイヤフラム式のバルブで、バルブ本体32ａ内が弁体32ｂの取り付けられたダイヤフラム32ｃによりダイヤフラム室32ｄと連通室32ｅに分割され、弁体32ｂの移動でエアバイパス通路30の開閉を行っている。
弁体32ｂはスプリング32ｆにより閉方向に付勢されている。
【００２３】
連通室32ｅ内の圧力がダイヤフラム室32ｄ内の圧力より所定圧以上に高くなると、弁体32ｂが開いてエアバイパス通路30を連通し、コンプレッサ12の下流側の過給圧を上流側に還流してリリーフする。
【００２４】
ダイヤフラム室32ｄは、３ポート電磁弁であるエアバイパスバルブ35の出力ポート35ｃに連通しており、エアバイパスバルブ35の入力ポート35ｂはスロットルバルブ８の下流側と連通し、もう１つの入力ポート35ａはスロットルバルブ８の上流側と連通している。
【００２５】
以上のようにエアバイパスバルブ機構31は構成されており、エアバイパスソレノイド36の消磁状態で、入力ポート35ｂが閉じられ入力ポート35ａが開かれることによりスロットルバルブ８の下流側の吸気負圧が出力ポート35ｃを介してリリーフバルブ32のダイヤフラム室32ｄに作用し、リリーフバルブ32は開弁可能状態とする。
【００２６】
エアバイパスソレノイド36が励磁されると入力ポート35ａが閉じ入力ポート35ｂが開かれることによりスロットルバルブ８の上流側の吸気圧が出力ポート35ｃを介してリリーフバルブ32のダイヤフラム室32ｄに作用し、よって連通室32ｅと同圧となってスプリング32の付勢力によりリリーフバルブ32は閉弁状態が維持されることになる。
【００２７】
したがってエアバイパスソレノイド36への通電がオフされると、リリーフバルブ32は開弁可能状態となって過給機10の過給圧が所定圧以上になれば、リリーフバルブ32が開いてエアバイパス通路30が連通して減圧することになる。
【００２８】
本内燃機関１の種々の制御は、ＥＣＵ（電子制御ユニット）50により行われており、ＥＣＵ50には内燃機関１の運転状態を示す各種センサからの信号、例えば機関回転数Ｎｅ，スロットル開度Ｔｈ，吸気負圧Ｐｂ，大気圧Ｐａ，吸気温度Ｔ等が入力され、処理されて種々の制御がなされ、前記ウエストゲートバルブ駆動機構23の制御およびエアバイパスバルブ機構31のエアバイパスソレノイド36の制御もＥＣＵ50により行われる。
【００２９】
概ね以上のような過給機付き内燃機関１においてＥＣＵ50によるウエストゲートバルブ駆動機構23の異常の判定と、異常の有無に応じたエアバイパスバルブ機構31の制御を図２および図３のフローチャートに基づいて説明する。
【００３０】
図２にはウエストゲートバルブ駆動機構23の異常を判定する手順が示されており、まずウエストゲートソレノイドバルブ26を駆動するウエストゲートソレノイド27に印加されるＩＧ１電圧が所定電圧以下か否かを判定し（ステップ１）、所定電圧以下ならば異常判定を行わず、ステップ５に飛んで異常状態タイマーを初期化（タイマーをセットしスタートさせる）し、正常状態タイマーを初期化する（ステップ６）。
【００３１】
ＩＧ１電圧が所定電圧を越えていれば、ステップ２に進みウエストゲートソレノイド27への出力のデューティ比が所定デューティ比（例えば90％）以上か否かを判別し、ステップ３でウエストゲートソレノイド27への出力のデューティ比が所定デューティ比（例えば10％）以下か否かを判別し、デューティ比が過度に大きいか小さいときは、不安定で正確に異常を検知できないので、ステップ５に飛んで異常判定を行わない。
【００３２】
また次のステップ４ではバッテリが所定電圧以上か否かを判別しており、所定電圧未満であっても正確な異常判定を行えないので、ステップ５に飛んで異常判定を行わない。
【００３３】
ステップ４でバッテリが所定電圧以上と判定されたとき、ステップ７に進みウエストゲートソレノイド信号を検出（リターン）してデューティ信号が存在するか否かを判別する。
【００３４】
デューティ信号が存在すればウエストゲートソレノイド信号は正常であり、ステップ８に進み異常状態タイマーを初期化し、正常状態が所定時間経過したか否かを正常状態タイマーにより判別し（ステップ９）、所定時間が経過したときにステップ10に進んで正常状態を確定し、異常フラグＦｗ＝０とする。
【００３５】
ステップ７でウエストゲートソレノイド信号を検出（リターン）してデューティ信号が存在しないと判別したときは、正常ではなく、ステップ11に飛んで異常状態が所定時間経過したか否かを異常状態タイマーにより判別し、所定時間が経過したときにステップ12に進んで異常状態を確定し、異常フラグＦｗに「１」を立てる。
そして正常状態タイマーを初期化する（ステップ13）。
【００３６】
以上のようにウエストゲートソレノイド信号からウエストゲートバルブ駆動機構23の異常を判定し、判定した結果である異常フラグＦｗに基づいてエアバイパスバルブ機構31の制御がなされる。
エアバイパスバルブ機構31の制御手順を図３に示すフローチャートに従って説明する。
【００３７】
まずステップ21で、内燃機関１の運転状態を示すスロットル開度Ｔｈ，吸気負圧Ｐｂ等および前記異常フラグＦｗのデータを入力する。
そして次のステップ22で異常フラグＦｗに「１」が立っているか否かを判別し、「１」が立ってウエストゲートバルブ駆動機構23に異常があると判別されたときは、ステップ33に飛んでエアバイパスソレノイド36への通電をオフする。
【００３８】
エアバイパスソレノイド36への通電をオフすると、エアバイパスバルブ35は入力ポート35ｂが閉じられ入力ポート35ａが開かれることによりスロットルバルブ８の下流側の吸気負圧が出力ポート35ｃを介してリリーフバルブ32のダイヤフラム室32ｄに作用し、リリーフバルブ32は開弁可能状態（過給圧が所定圧以上でリリーフする状態）とする。
【００３９】
したがってウエストゲートバルブ駆動機構23に異常が生じているときに、過給機10による過給がウエストゲートで制御されないまま上昇してもリリーフバルブ32は開弁可能状態にあるので、過給圧が所定圧以上であるとリリーフバルブ32が開いてエアバイパス通路30が連通されて過給圧が減圧される。
【００４０】
このようにウエストゲートバルブ駆動機構23に異常が生じているとき、エアバイパスバルブ機構31が過給圧を所定圧以下に抑制するので、減速時等のサージ音を低減し、吸気系配管のはずれおよび過給圧のオーバシュートを防止することができる。
【００４１】
なおステップ22でウエストゲートソレノイド信号異常がない（Ｆｗ＝０）と判別されると、ステップ23に進み内燃機関１の始動後一定時間が経過しているか否かを判別し、一定時間が経過していないで内燃機関１の安定した駆動が保証されない間はステップ34に飛んでエアバイパスソレノイド36への通電をオンし、リリーフバルブ32を閉弁状態に維持し、過給機10による過給を抑制することなく行える状態とする。
【００４２】
ステップ23で内燃機関１の始動後一定時間が経過して安定した駆動に入ったと判断したときは、ステップ24に進みエアバイパスソレノイド36への通電がオフ状態か否かを判別し、オフ状態ならステップ25に進むがオフ状態でない（オン状態）ならステップ27に飛ぶ。
【００４３】
機関始動後の当初であればオン状態なので、ステップ27に飛び機関回転数Ｎｅに基づきエアバイパスソレノイド36への通電をオン制御する吸気負圧Ｐonを検索する。
機関回転数Ｎｅに対する通電オン制御する上限吸気負圧Ｐonは、予め決定されてマップとして用意されている。
【００４４】
そして次のステップ28で、上記検索された通電オン制御する上限吸気負圧Ｐonと先に入力された現在の吸気負圧Ｐｂが比較され、上限吸気負圧Ｐon未満であればステップ34に飛んでエアバイパスソレノイド36への通電をオン制御し過給を続行し、上限吸気負圧Ｐon以上のときはステップ31に飛ぶ。
【００４５】
ステップ31では、内燃機関の１回転当りの吸気負圧Ｐｂの負圧変動ΔＰｂが所定値ΔＰ以上か否かを判別し、所定値ΔＰ未満ならばステップ34に飛んでエアバイパスソレノイド36への通電をオン制御し過給を続行し、負圧変動ΔＰｂが大きく所定値ΔＰ以上であればステップ32に進みＡＢＶオフ中タイマーを初期化し、エアバイパスソレノイド36への通電をオフし（ステップ33）、リリーフバルブ32は開弁可能状態すなわち過給圧のリリーフ可能状態とする。
【００４６】
先のステップ24でエアバイパスソレノイド36への通電がオフ状態と判別されたときは、ステップ25に進みスロットル開度Ｔｈが所定開度Ｔｈ１を越えているか否かを判別し、所定開度Ｔｈ１を越えているときはステップ34に飛んでエアバイパスソレノイド36への通電をオン制御し過給圧をリリーフされることなく過給することができるようにする。
【００４７】
ステップ25でスロットル開度Ｔｈが所定開度Ｔｈ１以下であると、ステップ26に進み前記ＡＢＶオフ中タイマーが所定時間を計時したか否かを判別し、所定時間が経過するまではステップ33に飛んでエアバイパスソレノイド36への通電のオフ状態を継続し、所定時間が経過するとステップ29に進み機関回転数Ｎｅに基づき予め用意されたマップからエアバイパスソレノイド36への通電をオフ制御する吸気負圧Ｐoffを検索する。
【００４８】
そして次のステップ30で、上記のように検索された通電オフ制御する上限吸気負圧Ｐoffと現在の吸気負圧Ｐｂが比較され、上限吸気負圧Ｐoff未満であればステップ34に飛んでエアバイパスソレノイド36への通電をオフからオンに制御して過給圧のリリーフなしに過給を行うようにする。
【００４９】
吸気負圧Ｐｂが上限吸気負圧Ｐoff以上であっても、前記したステップ31に進み、負圧変動ΔＰｂが所定値ΔＰ以上か否かを判別して、所定値ΔＰ未満ならばステップ34に飛んでエアバイパスソレノイド36への通電をオン制御する。
【００５０】
そして負圧変動ΔＰｂが大きく所定値ΔＰ以上であればステップ32に進みＡＢＶオフ中タイマーを初期化（タイマーをセットしスタートさせる）し、エアバイパスソレノイド36への通電のオフ状態を維持し（ステップ33）、過給圧のリリーフ可能状態を維持する。
【００５１】
エアバイパスバルブ機構31は、以上のように制御される。
前記したようにエアバイパスバルブ機構31は、データ入力後のステップ22で異常フラグＦｗに「１」が立ってウエストゲートバルブ駆動機構23の異常を示したときには、直接ステップ33に飛んでエアバイパスソレノイド36への通電をオフし過給圧が所定圧以上でリリーフする状態とし、減速時等のサージ音を低減し、吸気系配管のはずれおよび過給圧のオーバシュートを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る過給機付き内燃機関およびウエストゲートバルブ制御装置の概略構成図である。
【図２】ノックセンサの異常を判定する手順を示すフローチャートである。
【図３】ウエストゲートバルブ駆動機構の制御手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…内燃機関、２…シリンダ、３…ピストン、４…吸気通路、５…排気通路、６…エアクリーナ、７…インタクーラ、８…スロットルバルブ、
10…過給機、11…タービン、12…コンプレッサ、
20…排気バイパス通路、21…ウエストゲートバルブ、23…ウエストゲートバルブ駆動機構、24…ダイヤフラム式アクチュエータ、25…導圧通路、26…ウエストゲートソレノイドバルブ、27…ウエストゲートソレノイド、28…オリフィス、
30…エアバイパス通路、31…エアバイパスバルブ機構、32…リリーフバルブ、35…エアバイパスバルブ、36…エアバイパスソレノイド、
50…ＥＣＵ。
Claims (1)
- 排気通路に配したタービンと吸気通路に配したコンプレッサとからなる過給機と、排気通路における前記過給機のタービンを迂回するバイパス通路に介装されたウエストゲートバルブと、前記ウエストゲートバルブを駆動するウエストゲートバルブ駆動機構とを備えた過給機付き内燃機関において、
吸気通路の前記過給機のコンプレッサを迂回するエアバイパス通路を連通・遮断するエアバイパスバルブ機構と、
前記エアバイパスバルブ機構を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記ウエストゲートバルブ駆動機構が異常であると判断すると、前記エアバイパス通路を連通可能状態とするよう前記エアバイパスバルブ機構を制御し、
前記ウエストゲートバルブ駆動機構が正常であると判断すると、スロットル開度，吸気負圧および吸気負圧変動に基づきエアバイパスバルブ機構を制御し、前記エアバイパスバルブ機構の作動状況によって異なる上限吸気負圧と、前記吸気負圧を比較して前記エアバイパスバルブ機構を制御することを特徴とする過給機付き内燃機関のエアバイパスバルブ制御装置。
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