JP4464636B2 - Abnormality detection device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の複数の排気通路のそれぞれに設けられた可変ノズル式ターボチャージャ、EGR弁等の各種の装置の異常を検出する装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for detecting abnormalities in various devices such as a variable nozzle turbocharger and an EGR valve provided in each of a plurality of exhaust passages of an internal combustion engine.
内燃機関の複数の排気通路のそれぞれに設けられたターボチャージャの異常を検出する装置として、各ターボチャージャによる過給圧の差を差圧スイッチにて検出し、所定以上の差圧が検出された場合に異常発生と見なして警告を発生する装置が知られている(例えば特許文献1参照)。その他に本発明に関連する先行技術文献としては特許文献2〜6が存在する。
上述した特許文献1に記載の異常検出装置では、ダイヤフラムを挟んで一対の圧力室が設けられた差圧スイッチを用意し、その差圧スイッチの各圧力室に各ターボチャージャの過給圧を導入することにより過給圧の差をダイヤフラムの撓み量及び撓み方向に置き換えて差圧を検出している。しかしながら、このような差圧スイッチは圧力の大小比較にのみ使用される専用品であり、その設置は異常検出装置の構成の複雑化とコストの増加とを招く。なお、ここではターボチャージャの異常検出を例に挙げたが、複数の気筒群を備えた内燃機関においては、各気筒群の運転状態に影響を与える付属装置として、スワールコントロール弁、EGR弁、EGRクーラ等の種々の装置が気筒群毎に設けられており、これらの付属装置の異常検出に関しては上述したターボチャージャの場合と同様の問題がある。
In the abnormality detection device described in
本発明は、複数の気筒群を備えた内燃機関において、各気筒群の吸気状態に影響を与える付属装置の異常を、吸気状態の制御のために設けられる汎用的な検出手段を利用して検出することが可能な異常検出装置を提供することを目的とする。 In the internal combustion engine having a plurality of cylinder groups, the present invention detects an abnormality of an accessory device that affects the intake state of each cylinder group by using a general-purpose detection means provided for controlling the intake state. An object of the present invention is to provide an anomaly detection device capable of performing the above.
本発明は以下に述べる異常検出装置により上述した課題を解決する。 The present invention solves the above-described problems by an abnormality detection apparatus described below.
本発明の異常検出装置は、吸気側が共通の吸気通路に接続され、排気側が互いに異なる排気通路に接続された複数の気筒群と、前記複数の気筒群のそれぞれにおける吸気状態に影響を与える気筒群毎の付属装置とを備えた内燃機関に適用される異常検出装置において、前記気筒群毎の、吸気通路の吸気圧又は吸入空気量、排気通路の排気温度、空燃比の少なくとも一つを検出する検出手段と、前記検出手段が検出した前記気筒群毎の同種類の検出値の差が限界値を超えたか否かに基づいて前記付属装置の異常の有無を判定する異常判定手段と、前記異常判定手段が前記付属装置の異常を判定した場合、前記複数の気筒群のうち、異常が判定された前記付属装置に対応する気筒群に関して、燃料噴射量、吸気弁の開き時期あるいは吸気弁のリフト量の少なくとも一つを制限する保護運転実施手段と、を備えるものである(請求項1)。
Abnormal detecting device of the present invention, the intake side is connected to a common intake passage, a cylinder providing the exhaust side a plurality of cylinder groups which are connected to different exhaust passages from each other, the influence on the intake air conditions in each of the plurality of cylinder groups in the abnormality detecting apparatus applied to an internal combustion engine having a accessory device for each group, for each of the cylinder groups, intake pressure or intake air amount of the intake passage, an exhaust temperature of the exhaust passage, at least one detection of the air-fuel ratio An abnormality determination unit that determines whether there is an abnormality in the attached device based on whether a difference between detection values of the same type detected for each cylinder group detected by the detection unit exceeds a limit value ; When the abnormality determining means determines abnormality of the accessory device, the fuel injection amount, the opening timing of the intake valve, or the intake valve of the cylinder group corresponding to the accessory device determined to be abnormal among the plurality of cylinder groups. Riff And protection operation execution means for limiting at least one of the amount, but with a (claim 1).
本発明の異常検出装置によれば、いずれかの気筒群に対応する付属装置に何らかの異常が生じて吸気状態が正しく制御されていない場合、その影響が当該気筒群に属する気筒の吸入空気量に反映されて吸入空気量の気筒間におけるばらつきが生じ、その影響は排気通路の排気ガス流量にも現れる。その一方、気筒群間で吸気通路が共通であれば、互いに等しい空気が各気筒に吸入されているという前提の下に各気筒で燃料噴射量は相互に等しく制御される。従って、いずれかの気筒群に偏って付属装置の異常が生じている状態では、その異常が生じた気筒群に関する空燃比が他の気筒群とは異なるものとなり、排気通路にて検出される空燃比には吸入空気量の差に対応した差が現れるようになる。また、空燃比の相違により燃焼温度にも差が生じるため、排気通路の排気温にも差が現れる。さらに、燃料噴射制御が燃料無噴射状態に移行した場合でも、排気ガスの流量に差があれば燃料無噴射状態への移行後の排気温の低下の程度に差が生じる。このような排気温、又は空燃比の差の有無を判別することによっても各付属装置に異常が発生しているか否かを判定できるようになる。気筒群毎の吸気通路の吸気圧又は吸入空気量についても同様である。排気温や空燃比あるいは吸気圧や吸入空気量は内燃機関における運転制御に必要な情報として一般に検出されている物理量であるから、付属装置の異常検出のために専用のセンサ類を設ける必要がなくなる。
According to abnormal detecting device of the present invention, if any of any abnormality occurring intake state accessory device corresponding to the cylinder group is not controlled properly, the intake air amount of the cylinder that influence belonging to the cylinder group As a result, the intake air amount varies among the cylinders, and the influence also appears in the exhaust gas flow rate in the exhaust passage. On the other hand, if the intake passages are common between the cylinder groups, the fuel injection amount is controlled to be equal to each other on the assumption that the same air is sucked into each cylinder. Therefore, in the state where the abnormality of the accessory device is biased in any cylinder group, the air-fuel ratio relating to the cylinder group in which the abnormality has occurred becomes different from the other cylinder groups, and the air-fuel ratio detected in the exhaust passage is different. A difference corresponding to the difference in intake air amount appears in the fuel ratio. Moreover, since a difference also occurs in the combustion temperature due to the difference in air-fuel ratio, a difference also appears in the exhaust temperature of the exhaust passage. Furthermore, even when the fuel injection control shifts to the no fuel injection state, if there is a difference in the flow rate of the exhaust gas, a difference occurs in the degree of decrease in the exhaust temperature after the shift to the no fuel injection state. By determining whether or not there is a difference in exhaust temperature or air-fuel ratio, it is possible to determine whether or not an abnormality has occurred in each accessory device. The same applies to the intake pressure or intake air amount in the intake passage for each cylinder group. Since the exhaust temperature, air-fuel ratio, intake pressure, and intake air amount are physical quantities that are generally detected as information necessary for operation control in the internal combustion engine, it is not necessary to provide dedicated sensors for detecting abnormalities in the attached device. .
本発明の異常検出装置において、前記内燃機関は、前記排気通路毎に設けられたターボチャージャを更に備え、前記検出手段は、前記気筒群毎の検出値として、前記ターボチャージャによる過給後の吸気圧又は吸入空気量をターボチャージャ毎に検出してもよい(請求項2)。
In abnormal detecting device of the present invention, the internal combustion engine further includes a turbocharger provided in front Symbol exhaust passage each, the detecting device, as a detection value of each of the cylinder groups, after supercharging by the turbocharger May be detected for each turbocharger (claim 2).
いずれかの気筒群に対応する付属装置に何らかの異常が生じて吸気状態が正しく制御されていない場合、その影響が排気通路の排気ガス流量にまで反映されて気筒群間で排気ガスの流量に差が生じる。排気ガスの流量が異なれば、それに応じてターボチャージャによる過給効果にも差が生じる。その影響は、検出手段によって検出される、ターボチャージャによる過給後のターボチャージャ毎の吸気圧又は吸入空気量にも現れる。従って、各付属装置に異常が発生しているか否かを判定できるようになる。
There when some abnormality in accessory device corresponding to the cylinder group of Zureka occurs in the intake gas state is not controlled properly, the flow rate of the exhaust gas between reflected to the exhaust gas flow rate cylinder group of the influence exhaust passage There is a difference. If the flow rate of the exhaust gas is different, there is a difference in the supercharging effect by the turbocharger accordingly. The influence also appears in the intake pressure or intake air amount for each turbocharger after supercharging by the turbocharger, which is detected by the detection means. Accordingly , it is possible to determine whether or not an abnormality has occurred in each attached device .
なお、本発明の各異常検出装置において、付属装置は複数の気筒群のそれぞれにおける吸気状態に影響を与えるものであって、気筒群毎に設けられているものであれよく、吸気量や吸気圧の調整を目的として設けられる装置に限らず、その動作や状態により結果的に吸気状態に影響を与えるような装置も含む。従って、気筒群毎の排気通路からの排気エネルギ等を利用して吸気の過給圧や過給量を変化させる過給器、吸気弁又は排気弁の動弁特性を変化させて吸気圧や吸気量を変化させる可変動弁機構、吸気ポートの特性を変化させて筒内の吸気流動(スワール流やタンブル流)を制御する吸気流動制御弁、EGRガス量を変化させて吸気に占める新気量の割合を変化させるEGR弁等が付属装置の概念に含まれるだけでなく、例えば排気通路に設けられたフィルタ、触媒等の排気浄化装置、排気通路毎のEGR通路に設けられたEGRクーラ等もそれらの詰り具合が吸気状態に影響を与える限りにおいて付属装置の概念に含まれる。 In each abnormality detection device of the present invention, the attached device affects the intake state in each of the plurality of cylinder groups, and may be provided for each cylinder group. It is not limited to a device provided for the purpose of adjusting the above, but also includes a device that influences the intake state as a result of its operation and state. Therefore, by changing the valve operating characteristics of the supercharger, intake valve or exhaust valve that changes the supercharging pressure or supercharging amount of the intake air using the exhaust energy from the exhaust passage for each cylinder group, etc. A variable valve mechanism that changes the amount of air, an intake air flow control valve that controls the intake air flow (swirl flow and tumble flow) in the cylinder by changing the characteristics of the intake port, and the amount of fresh air in the intake air by changing the EGR gas amount The EGR valve that changes the ratio of the exhaust gas is not only included in the concept of the accessory device, but also, for example, an exhaust purification device such as a filter provided in the exhaust passage, a catalyst, an EGR cooler provided in the EGR passage for each exhaust passage, etc. As long as these clogging conditions affect the intake state, they are included in the concept of the accessory device.
本発明によれば、内燃機関の運転制御に必要な情報として一般的に検出されている吸入空気量、吸気圧、排気温度、あるいは空燃比を参照して付属装置の異常の有無を判断するので、付属装置の異常検出のために専用のセンサ類を設ける必要がない。従って、異常検出装置の構成を簡素化でき、部品点数の削減によるコストダウンも実現できる。 According to the present invention, the presence or absence of an abnormality in the attached device is determined by referring to the intake air amount, intake pressure, exhaust temperature, or air-fuel ratio that is generally detected as information necessary for operation control of the internal combustion engine. There is no need to provide dedicated sensors for detecting abnormalities in attached devices. Therefore, the configuration of the abnormality detection device can be simplified, and the cost can be reduced by reducing the number of parts.
図1は本発明の異常検出装置が適用された内燃機関の一例を示している。この例において、内燃機関は左右のバンク2L、2Rに4つずつ気筒3が設けられたV型8気筒のディーゼルエンジン1として構成されており、そのエンジン1は例えば自動車等の車両に動力源として搭載される。エンジン1においては、左バンク2Lの気筒3によって一つの気筒群が構成され、右バンク2Rの気筒3によって他の一つの気筒群が構成される。なお、図中に付した#1〜#8は気筒3を区別するための気筒番号である。例えば図中左上の気筒3は気筒番号#1の気筒3として識別される。
FIG. 1 shows an example of an internal combustion engine to which the abnormality detection device of the present invention is applied. In this example, the internal combustion engine is configured as a V-type 8-
各気筒3に吸気を導くための吸気通路4はエアクリーナ5の下流においてバンク毎の分岐路4L、4Rに分かれており、その分岐路4L、4Rにターボチャージャ6L、6Rのコンプレッサ部6aが配置されている。コンプレッサ部6aの下流において分岐路4L、4Rはインタークーラ7を通過し、吸気通路4の一部を構成する共通のインテークマニホールド(共通の吸気通路)8に接続される。インテークマニホールド8の内部には吸気圧を検出する吸気圧センサ9a及び吸入空気量を検出するエアフロメータ9bが設けられている。なお、分岐路4L、4Rのそれぞれにおける吸入空気量を検出するエアフロメータ9c、9dがさらに設けられてもよい。これらのエアフロメータ9c、9dは、ターボチャージャ6L、6Rによる過給後の吸入空気量をターボチャージャ6L、6R毎に検出する検出手段として機能する。このような検出手段としては、エアフロメータ9c、9dに代えて吸気圧センサを分岐路4L、4Rに設けてもよい。
An
一方、各バンク2L、2Rの気筒3からの排気は、バンク毎に設けられた排気通路10L、10Rのエキゾーストマニホールド11L、11Rからターボチャージャ6L、6Rのタービン部6bに導かれ、さらにタービン部6bの下流側に導かれる。ターボチャージャ6L、6Rは、開度調整が可能な可変ノズル(不図示)をタービン部6b側に備えた可変ノズル式ターボチャージャである。各ターボチャージャ6L、6Rのノズル開度はエンジンコントロールユニット(ECU)12にて全開状態と全閉状態との間で制御される。但し、全閉状態は排気流量が小さい低回転低負荷時に排気の流速を上昇させてタービンの回転数を高める際に設定されるものであり、全閉状態においても一定以上の流量の排気ガスが下流側へ通過する。ECU12はエンジン1の運転状態を制御する周知のコンピュータである。例えば、ECU12は各気筒3に設けられた燃料噴射弁20からの燃料噴射量を吸気圧センサ9aが検出する吸気圧、又はエアフロメータ9bが検出する吸入空気量に応じて制御する。各気筒3の吸気ポートは気筒3の並び方向に関して2本に分岐され、片方の吸気ポートにはこれを開閉するスワールコントロール弁(SCV)21L、21Rが設けられている。SCV21L、21Rを閉じることにより気筒3内には吸気のスワール流が形成される。なお、SCV21L、21Rはバンク2L、2R毎に独立して駆動される。
On the other hand, the exhaust from the
各エキゾーストマニホールド11L、11Rはバンク毎のEGR通路13L、13Rを介してインテークマニホールド8に接続されている。各EGR通路13L、13RにはEGRガスを冷却するためのEGRクーラ14L、14Rと、EGR流量を調整するためのEGR弁15L、15Rとが設けられている。EGR弁15L、15Rの開度は、エンジン1の運転状態に応じた適正な量のEGRガスがインテークマニホールド8に供給されるようにECU12にて制御される。なお、図示を省略したが、EGR通路13L、13Rには、EGRクーラ14L、14Rを迂回して排気ガスをEGR弁15L、15Rにそれぞれ導くバイパス通路と、バイパス通路とEGRクーラ14L、14Rとの間でEGRガスの通過経路を切替えるバイパス弁とが設けられている。
Each
ターボチャージャ6L、6Rよりも下流の排気通路10L、10Rには排気中の粒子状物質(PM)を捕集する排気浄化手段としてのパティキュレートフィルタ(以下、フィルタと略称することがある。)16L、16Rが設けられている。フィルタ16L、16RはNOx吸蔵還元物質を坦持することにより、NOx吸蔵還元触媒としても機能するものでもよい。タービン部6bとフィルタ16L、16Rとの間には排気通路10L、10Rに燃料を供給する燃料供給手段として燃料添加弁17L、17Rが設けられている。燃料添加弁17L、17Rによる燃料添加はECU12の制御の下でフィルタ16L、16Rの硫黄被毒に対する再生処理やPMの酸化処理のために行われる。また、フィルタ16L、16Rの下流には空燃比センサ18L、18Rと、排気温センサ19L、19Rとが設けられている。これらのセンサの出力はECU12に入力される。排気通路10L、10Rのさらに下流には消音器等が設けられるが、その図示は省略した。なお、空燃比センサ18L、18Rは空燃比に対応した信号を出力するものであればよい。酸素濃度を検出するセンサを利用して空燃比を検出してもよい。上述した吸気圧センサ9a、エアフロメータ9b〜9dの出力も同様にECU12に入力される。
In the
以上のような構成のエンジン1おいて、各バンク2L、2Rの気筒3における吸気状態に影響を与える気筒群毎の付属装置としては、ターボチャージャ6L、6Rの可変ノズル、SCV21L、21R、EGR弁15L、15Rがある。また、フィルタ16L、16R、EGRクーラ14L、14Rに関しても、それらの詰り具合(通気抵抗)が気筒3の吸気状態に影響する点において付属装置の一種である。本発明によれば、上述したセンサ9a〜9d、18L、18R、19L、19Rを利用してこれらの付属装置の異常を検出することができる。以下に異常検出に関する実施の形態を説明する。
In the
(第1の参考例)
まず、異常検出に関する実施の形態の説明に先立ち本発明に関連がある第1の参考例を説明する。この参考例では、吸気圧センサ9aが検出する過給圧又はエアフロメータ9bが検出する吸入空気量を利用して、ターボチャージャ6L、6Rのノズル、又はフィルタ16L、16Rの異常を検出する。
(First reference example )
First, a first reference example related to the present invention will be described prior to the description of the embodiment relating to abnormality detection. In this reference example , the abnormality of the nozzles of the
図1において右バンク2Rのターボチャージャ6Rの可変ノズルが全閉固着、すなわち全閉状態で固着して開き側へ動作不能となり、又はフィルタ16Rが過剰に詰っている場合に吸気圧センサ9aが検出する吸気圧の変化の一例を図2(a)に、エアフロメータ9bが検出する吸入空気量の変化の一例を図2(b)にそれぞれ示す。なお、比較のため、これらの異常が生じていない正常時に検出される吸気圧及び吸入空気量の例を各図に一点鎖線で示している。図2(a)及び(b)のいずれの場合においても検出対象期間は720°CA(クランク角を意味する)であり、その間の気筒3の吸気順序は各図の下段に示した通りである。
In FIG. 1, the variable pressure nozzle of the
ターボチャージャ6Rの可変ノズルが全閉固着し、又はフィルタ16Rが過剰に詰った場合においては、右バンク2Rに属する気筒3(#2、#4、#6、#8)の吸気時にエキゾーストマニホールド11Rの圧力が上昇して気筒3の残量ガス圧力が上昇し、その結果、吸気効率が低下してインテークマニホールド8の吸気圧が正常時よりも上昇し、吸入空気量は正常時よりも低下する。従って、インテークマニホールド8における吸気圧又は吸入空気量の変動幅、すなわち最大値と最小値との差を、正常時における吸気圧又は吸入空気量の最大値と最小値との差(正常値)と比較することにより、ターボチャージャ6L、6Rの可変ノズルの全閉固着、又はフィルタ16L、16Rの過剰な詰りの有無を判定することができる。
When the variable nozzle of the
図3は上述した原理に基づく異常検出をECU12に実行させるための異常検出ルーチンを示すフローチャートである。なお、図3では吸気圧センサ9aを利用して異常検出を行っている。図3の異常検出ルーチンにおいて、ECU12はまずステップS1で異常検出にあたっての前提条件が成立しているか否かを判断する。この場合の前提条件としては、所定レベル以上のエンジン回転数及び負荷が所定期間続いていること、及びターボチャージャ6L、6Rの可変ノズルに対する開度指令値が所定開度以上、つまり全閉状態に対して所定量以上にノズルを開くようにECU12から指示が出ていることが要求されている。前者の要件(運転状態の要件)は、エンジン回転数及び負荷がある程度上昇した運転状態でなければ、異常検出が可能な程の変動が吸気圧や吸入空気量に現れないこと、及びそのような運転状態が得られた直後では吸気圧や吸入空気量が安定せず誤った判定をするおそれがあることから要求される。後者の要件(ノズル開度の要件)はECU12からの指令に基づく全閉状態を誤って異常と判定しないために要求される。なお、ステップS1にて所定期間続いたか否かを判断するためには、例えば図3のルーチンを繰り返し実行する過程でエンジン回転数及び負荷に関する要件の判断結果の履歴を保存し、所定期間に相当する回数だけその要件が連続して肯定されたか否かを判断すればよい。その他にも、図3のルーチンと併行して、所定レベル以上のエンジン回転数及び負荷の継続時間をタイマ計測する処理を実行してもよい。
FIG. 3 is a flowchart showing an abnormality detection routine for causing the
ECU12は前提条件が成立していなければ異常検出ルーチンを終了し、前提条件が成立していればステップS2へ進む。ステップS2ではエンジン1のクランク軸が720°回転する間の吸気圧を吸気圧センサ9aにて検出する。続くステップS3では、検出した吸気圧の最大値と最小値との差が所定の限界値よりも大きいか否か判断する。限界値はターボチャージャ6L、6Rのノズルやフィルタ16L、16Rが正常であることを前提として、吸気圧や吸入空気量の変動幅が最も大きくなる最悪の運転条件を想定し、その最悪の運転条件において検出される吸気圧や吸入空気量の最大値と最小値との差を誤って異常と判定しないように設定する必要がある。従って、最悪の運転条件のときの最大値と最小値との差に対して制御誤差を見込んだ幾らか大きい値に限界値を設定すればよい。
The
ステップS3において最大値と最小値との差が限界値を超えていなければステップS44に進んでターボチャージャ6L、6Rやフィルタ16L、16Rが正常と判定し、その後にルーチンを終える。一方、ステップS3において差が限界値を超えている場合はステップS5に進み、ターボチャージャ6L又は6Rのノズルが全閉固着し、又はフィルタ16L、16Rに過剰な詰りが生じていると判定する。続くステップS6では、吸気圧に関して最大値が発生した気筒3を判別する。所定のクランク位置を基準としたときのクランク角と各気筒3の吸気時期との対応関係は気筒3間の吸気順序から予め特定しておくことができる。一方、ECU12は不図示のクランク角センサが検出するクランク角信号を利用して爆発時期となる気筒3を判別する気筒判別手段として機能する。従って、その気筒判別手段の機能を利用して、吸気圧が最大値を記録したときのクランク角度を割り出して、いずれの気筒3の吸気行程で最大値が発生したかをECU12により判別することができる。
If the difference between the maximum value and the minimum value does not exceed the limit value in step S3, the process proceeds to step S44, where it is determined that the
続くステップS7では、吸気圧が最大値を記録した気筒3が属しているバンク2L又は2Rを判別することにより、左右いずれのバンク2L又は2Rに対応するターボチャージャ6L、6R又はフィルタ16L、16Rにて異常が発生しているかを判別し、続くステップS8では異常が発生した側のバンク2L又は2Rに関してエンジン保護運転を実施する。エンジン保護運転としては、例えば異常が生じている側のバンク2L又は2Rに関して燃料噴射量を制限し、吸気圧の過上昇を防ぐために吸気弁の開き時期やリフト量を制限することができる。エンジン保護運転の実施後は異常検出ルーチンを終える。
In the subsequent step S7, by determining the
なお、図3のルーチンにおいて、吸気圧センサ9aが検出する吸気圧に代えてエアフロメータ9bが検出する吸入空気量の最大値と最小値との差を限界値と比較して異常発生の有無を判定してもよい。この場合、ステップS6では吸入空気量が最小値を記録した気筒を判別すればよい。
In the routine of FIG. 3, the difference between the maximum value and the minimum value of the intake air amount detected by the
(第2の参考例)
次に、異常検出に関する第2の参考例を説明する。第2の参考例では、排気通路10L、10Rに設けられた排気温センサ19L、19Rが検出する各排気通路10L、10Rの排気温度を利用して、ターボチャージャ6L、6Rのノズルの異常を検出する。排気温度が一定以上で車両が加速又は定速走行している運転状態から減速が開始されるような運転条件の変更があった場合には、燃料の噴射制御が無噴射状態(燃料の噴射を停止した状態)に移行することがある。このような運転条件の変更時には、エンジン1の排気温は気筒3内で燃焼が生じないために移行前と比較して低下する。その際の排気温の低下の程度は排気ガスの流量によって変化し、排気ガスの流量が小さいほど排気温の低下は遅れる。
( Second reference example )
Next, a second reference example regarding abnormality detection will be described. In the second reference example , the abnormality of the nozzles of the
一方、ターボチャージャ6L又は6Rのいずれか一方において可変ノズルの全閉固着が生じていると、その全閉固着が生じている異常側のターボチャージャ6L又は6Rの下流に導かれる排気ガスの流量は、全閉固着が生じていない正常側のターボチャージャ6R又は6Lの下流に導かれる排気ガスの流量よりも減少する。
On the other hand, when the variable nozzle is fully closed and stuck in either one of the
従って、図4に一例を示したように、時刻t1にてエンジン1の運転条件が変更されて燃料無噴射状態へ切り替わり、これに伴ってターボチャージャ6L、6Rの可変ノズルに対して所定開度、例えば全開状態への動作指示を与えた場合、仮にいずれか一方のターボチャージャ6L又は6Rに全閉固着の異常が生じていれば、その異常側の排気温センサ19L又は19Rにて検出される排気温は、正常側の排気温センサ19R又は19Lにて検出される排気温よりも遅れて低下する。そこで、排気温の差が十分に出現する経過時間Sを予め調べ、その経過時間Sが経過した時刻t2にて両排気温センサ19L、19Rが検出する排気温の間に適当な判定値を設定すれば、その後は運転条件の変更から時間Sが経過したときの排気温が判定値よりも高いか否かにより可変ノズルの全閉固着異常の有無を判定することができる。
Therefore, as shown in FIG. 4 as an example, the operating condition of the
図5は上述した原理に基づく異常検出をECU12に実行させるための異常検出ルーチンを示すフローチャートである。この異常検出ルーチンにおいて、ECU12はまずステップS11で異常検出にあたっての前提条件が成立しているか否かを判断する。この場合の前提条件としては、排気温センサ19L、19Rにて検出される排気温が所定値以上であること、及びエアフロメータ9bにて検出される吸入空気量が所定値以上であることが要求されている。判定開始時における排気温が過度に低いと排気温低下の相違が明瞭に現れないおそれがあり、また、吸入空気量が不足すれば無噴射状態における排気温の低下作用が明瞭に現れないおそれがあるためである。
FIG. 5 is a flowchart showing an abnormality detection routine for causing the
ECU12は前提条件が成立していなければ異常検出ルーチンを終了し、前提条件が成立していればステップS12へ進む。ステップS12ではエンジン1の運転条件が燃料無噴射状態への移行を伴うように変更されたか否か判断する。変更されていなければ異常検出ルーチンを終了する。一方、運転条件が変更されている場合はステップS13へ進み、今回の異常検出ルーチンで使用する判定値を運転条件変更前の排気温、吸入空気量、外気温に基づいて算出する。これらの物理量の関係は、予め実験的に求め、関数又はマップとしてECU12の記憶装置に保存しておくことができる。続くステップS14ではターボチャージャ6L、6Rの可変ノズルに対して全開指示を与え、続くステップS15において運転条件が変更されてから所定時間Sが経過した時点の排気温を排気温センサ19L、19Rにて検出する。
The
次のステップS16では、左右の排気温センサ19L、19Rがそれぞれ検出した排気温のうち、いずれか一方でも判定値(ステップS13で算出)を超えているか否か判断する。判定値を超えた排気温が検出されていない場合はステップS17へ進んで可変ノズルが正常と判定し、その後にルーチンを終える。一方、ステップS16で判定値を超えた排気温が検出されている場合にはステップS18へ進み、判定値よりも高温が検出されたバンクに関する可変ノズルの開度が異常と判定する。その後、ステップS19にて異常と判定された側のバンク2L又は2Rに関してエンジン保護運転を実施する。エンジン保護運転は第1の参考例と同じでよい。エンジン保護運転の実施後は異常検出ルーチンを終える。
In the next step S16, it is determined whether any one of the exhaust temperatures detected by the left and right
(本発明の実施形態)
次に、異常検出に関する本発明の実施形態を説明する。この実施形態では、排気通路10L、10Rに設けられた空燃比センサ18L、18Rが検出する空燃比、排気温センサ19L、19Rが検出する各排気通路10L、10Rの排気温度、又は吸気通路4の分岐路4L、4Rに設けられたエアフロメータ9c、9dが検出する空気量の左右バンク2L、2R間における差を利用してSCV21L、21Rの異常を検出する。いずれか一方のバンク2L、2RにおいてSCV21L又は21Rが全閉固着した場合、全閉固着が生じていない正常側のバンク2R又は2Lと比較して、全閉固着が生じている異常側のバンクの吸入空気量が減少する。
(Embodiment of the present invention )
Next, an embodiment of the present invention relating to abnormality detection will be described. In this embodiment, the air-fuel ratios detected by the air-
一方、燃料噴射量は各バンク2L、2Rにおいて等しく制御されるので、空燃比センサ18L、18Rが検出する空燃比は異常側が正常側よりも小さい値、つまり燃料量の多いリッチ側の値を示すようになる。また、異常側では吸入空気量が減少するので気筒3内における空気の過剰率が正常側のそれよりも低くなり、その結果、排気温センサ19L、19Rにて検出される排気温は異常側が正常側よりも高い値を示す。さらに、異常側で吸入空気量が減少することにより、異常側のターボチャージャ6L又は6Rに導かれる排気流量が正常側のそれよりも減少し、その結果、異常側のターボチャージャ6L又は6Rによる過給効果が正常側のそれよりも低下してエアフロメータ9c、9dが検出する空気量は異常側が正常側よりも小さい値を示すようになる。
On the other hand, since the fuel injection amount is controlled equally in each of the
図6(a)〜(c)はこのような空燃比(AF)、排気温度、及び空気量のSCV全開固着時におけるばらつきの一例をSCV固着のない正常値との対比でそれぞれ示している。なお、図6(a)〜(c)において、「標準」は左右のバンク2L、2R間で空燃比等に差を生じさせる要因が存在しない場合の各バンク2L、2Rの空燃比等を示し、「ばらつき最悪」はSCV21L、21Rがいずれも正常であるものの、左右のバンク2L、2Rの間における空燃比等の差が最も拡大する運転条件が設定された場合における各バンク2L、2Rの空燃比等を示している。これらの図6(a)〜(c)から明らかなように、SCV21L、21Rの全閉固着時には、「ばらつき最悪」の場合よりも空燃比等の差が拡大する。従って、左右のバンク2L、2Rの間における空燃比等の差が「ばらつき最悪」の場合よりも拡大しているか否かにより、SCV21L又は21Rの全閉固着を判定することができる。
FIGS. 6A to 6C show examples of variations in the air-fuel ratio (AF), the exhaust temperature, and the air amount at the time of SCV full open fixing, in comparison with normal values without SCV fixing. In FIGS. 6A to 6C, “standard” indicates the air-fuel ratio of each
図7は上述した原理に基づく異常検出をECU12に実行させるための異常検出ルーチンを示すフローチャートである。この異常検出ルーチンにおいて、ECU12はまずステップS21で異常検出にあたっての前提条件が成立しているか否かを判断する。この場合の前提条件としては、SCV21L、21Rに対して全開指令が与えられていること、EGR弁15L、15Rに対して全閉指令が与えられていること、エンジン回転数が所定値以上であること、及び空燃比が所定値以下であることが要求されている。SCV21L、21Rに対する全開指令は、これらの弁が指令に反して全閉状態から動作しないか否かを判定するために必要な要件であり、EGR弁15L、15Rに関する全閉要件はEGR弁15L、15Rがバンク2L、2R間の空燃比等に与える影響を排除するために要求される。また、エンジン回転数に関する要件は、エンジン回転数がある程度上昇していなければ排気ガス流量の絶対値が小さくて全閉固着が発生しても空燃比等に明瞭な差が生じないことがあるために要求されている。さらに、空燃比に関する要件は燃料噴射量があまりに少ないとSCV21L又は21Rの全閉固着が空燃比や排気温に与える影響が小さくて異常検出が困難となるために要求されている。
FIG. 7 is a flowchart showing an abnormality detection routine for causing the
ECU12は前提条件が成立していなければ異常検出ルーチンを終了し、前提条件が成立していればステップS22へ進む。ステップS22では、空燃比センサ18L、18Rが検出する空燃比、排気温センサ19L、19Rが検出する排気温、又はエアフロメータ9c、9dが検出する吸入空気量の左右バンク2L、2R間における差を検出する。続くステップS23では、空燃比等の左右バンク2L、2R間における差が限界値を超えているか否か判断する。限界値は図6(a)〜(c)に示した「ばらつき最悪」を誤って異常と判定しないように設定する必要がある。例えば、「ばらつき最悪」時における左右の差に対して制御誤差を加えた値を限界値に設定すればよい。
The
ステップS23にて限界値を超えていなければステップS24に進んでSCV21L、21Rが正常と判定し、その後にルーチンを終える。一方、ステップS23で限界値を超えている場合にはステップS25へ進み、SCV21L又は21Rに全閉固着が生じていると判定する。その後、ステップS26にてエンジン保護運転を実施する。エンジン保護運転は第1の参考例と同じでよいが、いずれの側のSCV21L、21Rかを判別していないときは両バンク2L、2Rに関して保護運転を実施すればよい。エンジン保護運転の実施後は異常検出ルーチンを終える。なお、本実施形態においては、空燃比等の大小関係から、SCV21L、21Rのいずれが全閉固着しているかをさらに判別してもよい。
If the limit value is not exceeded in step S23, the process proceeds to step S24, where it is determined that the
(第3の参考例)
次に、異常検出に関する第3の参考例を説明する。この参考例では、インテークマニホールド8に設けられた吸気圧センサ9aが検出する吸気圧又はエアフロメータ9bが検出する吸入空気量を利用してSCV21L、21Rの異常を検出する。
( Third reference example)
Next, a third reference example regarding abnormality detection will be described. In this reference example, the abnormality of the
図8(a)及び(b)は、SCV21L又は21Rの少なくともいずれか一方が全閉固着している場合に吸気圧センサ9a及びエアフロメータ9bが720°CA間で検出する吸気圧及び吸入空気量を実線(異常時)で、全閉固着していない場合の吸気圧及び吸入空気量を一点鎖線(正常時)でそれぞれ例示したものである。V型エンジン1における気筒3同士の間の爆発順序は、一般にエンジン振動を抑える上で有利な左右バンク2L、2Rの一部の気筒3で爆発が連続する、いわゆる不等間隔爆発が実現されるように設定される。例えば、図1に示すV型8気筒エンジン1では爆発間隔が90°CA間隔であるから、左右のバンク2L、2Rで交互に爆発を生じさせる等間隔爆発を採用したならば、各バンク2L、2Rではそれぞれ180°CA間隔で爆発が生じることになる。しかしながら、図8(a)に示した吸気順序によれば、気筒番号で#5から#7、#8から#4と続く部分が同一バンク内の90°CA間隔の爆発となっている。こうした部分を設けることにより不等間隔爆発が実現される。
8A and 8B show the intake pressure and the intake air amount detected by the intake pressure sensor 9a and the
一方、インテークマニホールド8がバンク2L、2Rの間で共通であれば吸気圧や吸入空気量の脈動は90°CA間隔で繰り返されるはずであり、吸気圧や吸入空気量の最大値と最小値との差は、図8(a)、(b)に正常時として示すように吸気の脈動の影響のみが現れるはずである。ところが、例えば左バンク2LのSCV21Lが全閉固着していると、左側のバンク2Lにて爆発が続く#5から#7、#1へと続く後に吸入空気量が減少して吸気圧が上昇し、右バンク2Rにて爆発が続く#8→#4の際に吸気量が増えて吸気圧が低下する。従って、異常時には吸気圧及び吸入空気量の最大値と最小値との差は正常時のそれよりも拡大する。そこで、吸気圧又は吸入空気量の最大値と最小値との差に関して限界値を予めておき、その差が限界値を超えるか否かによりSCV21L又は21Rの全閉固着の異常の有無を判定できる。
On the other hand, if the
図9は上述した原理に基づく異常検出をECU12に実行させるための異常検出ルーチンを示すフローチャートである。この異常検出ルーチンにおいて、ECU12はまずステップS31で異常検出にあたっての前提条件が成立しているか否かを判断する。この場合の前提条件としては、SCV21L、21Rに対して全開指令が与えられていること、EGR弁15L、15Rに対して全閉指令が与えられていること、及びエンジン回転数が所定値以上であることが要求されている。SCV21L、21Rに対する全開指令は、これらの弁が指令に反して全閉状態から動作しないか否かを判定するために必要な要件であり、EGR弁15L、15Rに関する全閉要件はEGR弁15L、15Rがバンク2L、2R間の空燃比等に与える影響を排除するために要求される。また、エンジン回転数に関する要件は、エンジン回転数がある程度上昇していなければ排気ガス流量の絶対値が小さくて全閉固着が発生しても空燃比等に明瞭な差が生じないことがあるために要求されている。
FIG. 9 is a flowchart showing an abnormality detection routine for causing the
ECU12は前提条件が成立していなければ異常検出ルーチンを終了し、前提条件が成立していればステップS32へ進む。ステップS32では、インテークマニホールド8における720°CA間の吸気圧又は吸入空気量を吸気圧センサ9a又はエアフロメータ9bにより検出する。続くステップS33では、検出された吸気圧又は吸入空気量の最大値と最小値との差が限界値を超えているか否か判断する。限界値は図8の正常時の最大値と最小値との差を誤って異常と判定しないような閾値として機能させる必要があり、例えば当該正常時の最大値と最小値との差に対して制御誤差を加えた値に設定する。
The
ステップS33にて限界値を超えていなければステップS34に進んでSCV21L、21Rが正常と判定し、その後にルーチンを終える。一方、ステップS33で限界値を超えている場合にはステップS35へ進み、SCV21L又は21Rに全閉固着が生じていると判定する。その後、ステップS36にてエンジン保護運転を実施する。エンジン保護運転は第1の参考例と同じでよいが、いずれの側のSCV21L、21Rが異常かを判別していないときは両バンク2L、2Rに関して保護運転を実施すればよい。エンジン保護運転の実施後は異常検出ルーチンを終える。なお、この参考例においては、最大値と最小値とがそれぞれ発生しているときのクランク角と爆発順序(吸気順序)との関係から、SCV21L、21Rのいずれが全閉固着しているかをさらに判別してもよい。
If the limit value is not exceeded in step S33, the process proceeds to step S34 to determine that the
(第4の参考例)
次に、異常検出に関する第4の参考例を説明する。この参考例では、インテークマニホールド8に設けられた吸気圧センサ9aが検出する吸気圧又はエアフロメータ9bが検出する吸入空気量を利用してEGR弁15L、15R、又はEGRクーラ14L、14Rの異常を検出する。
( Fourth reference example)
Next, a fourth reference example regarding abnormality detection will be described. In this reference example, abnormalities in the
図1において、例えば左バンク2LのEGR弁15Lが全閉固着し、又はEGRクーラ14Lに過剰な詰りが発生した場合において、吸気圧センサ9aが検出する吸気圧の変化の一例を図10に、エアフロメータ9bが検出する吸入空気量の変化の一例を図11にそれぞれ示す。なお、比較のため、これらの異常が生じていない正常時に検出される吸気圧及び吸入空気量の例を各図に一点鎖線で示している。図10及び図11のいずれの場合においても検出対象期間は720°CA(クランク角を意味する)であり、その間の気筒3の排気順序は各図の下段に示した通りである。
In FIG. 1, for example, when the
インテークマニホールド8にEGRガスを導入すれば吸気圧は上昇し、吸気通路4から導入される新気量は減少するが、いずれか一方のEGR通路13L(又は13R)のみが詰った場合にはEGRガス量の変化に伴う吸気圧及び新気量の変動は大きくなる。特に上述した不等間隔爆発が行われているV型エンジン1において、仮に左バンク2LにてEGR弁15Lが全閉固着し、又はEGRクーラ14Lに過剰な詰りが発生し、右バンク2RのEGR弁15R及びEGRクーラ14Rに異常が生じていなければ、図10に示すように右バンク2Rで続けて排気が行われる際(#8→#4)にインテークマニホールド8に多量のEGRガスが導入される影響で吸気圧が大きく上昇して最大値を記録し、同時期に図11に示すように吸入空気量(この場合は新気量)は大幅に減少して最小値を記録する。また、左バンク2Lで続けて排気が行われる際(#5→#7)にインテークマニホールド8にEGRガスが全く又は殆ど導入されず、インテークマニホールド8の吸気圧は大きく低下して最小値を記録し、吸入空気量は大幅に増加して最大値を記録する。そして、これらの最大値と最小値との差は正常値のそれと比べて十分に大きい。従って、インテークマニホールド8における吸気圧又は吸入空気量の最大値と最小値との差を、正常時における吸気圧又は吸入空気量の最大値と最小値との差(正常値)と比較することにより、異常の有無を判定することができる。
If EGR gas is introduced into the
図12は上述した原理に基づくEGR弁15L、15Rの異常検出をECU12に実行させるための異常検出ルーチンを示すフローチャートである。この異常検出ルーチンにおいて、ECU12はまずステップS41で異常検出にあたっての前提条件が成立しているか否かを判断する。この場合の前提条件としては、EGR弁15L、15Rに対して所定開度、例えば全開状態への動作指令が与えられていること、EGR通路13L、13RにおいてEGRクーラ14L、14Rを迂回してバイパス通路に排気ガスが導かれていること、及びインテークマニホールド8への吸入空気量が安定した状態が所定時間継続していることが要求されている。EGR弁15L、15Rに対する開度指令は、これらの弁が指令に反して全閉状態から動作しないか否かを判定するために必要な要件である。EGRクーラ14L、14RのバイパスはEGRクーラ14L、14Rの詰り具合が吸気圧等に与える影響を排除するために要求される。また、吸入空気量に関する要件は吸気圧や吸入空気量が変動している運転状態を避けて判定を行って誤検出を防ぐために要求される。
FIG. 12 is a flowchart showing an abnormality detection routine for causing the
ECU12は前提条件が成立していなければ異常検出ルーチンを終了し、前提条件が成立していればステップS42へ進む。ステップS42ではインテークマニホールド8における720°CA間の吸気圧又は吸入空気量を吸気圧センサ9a又はエアフロメータ9bにより検出する。次のステップS43では、エンジン1の回転数及び吸入空気量から、正常時(EGR弁15L、15Rの全閉固着がない状態)における吸気圧又は吸入空気量の脈動幅(最大値と最小値との差)を判定の限界値として算出する。この限界値はEGR弁15L、15Rが正常な状態において吸気圧や吸入空気量の脈動幅が最大となる最悪の運転条件を想定し、その運転条件で記録される吸気圧又は吸入空気量の脈動幅を誤って異常と判定しないような閾値として機能させる必要がある。例えば最悪の運転条件における脈動幅に所定の制御誤差を加えた値を限界値として設定すればよい。また、エンジン回転数及び吸入空気量と脈動幅との対応関係は予め実験的に求めておき、関数又はマップとしてECU12の記憶装置に保存しておくことができる。ステップS43ではその関数等を参照して限界値を算出すればよい。
The
次のステップS44では、検出された吸気圧又は吸入空気量の最大値と最小値との差が限界値を超えているか否か判断する。限界値を超えていなければステップS45に進んでEGR弁15L、15Rが正常と判定し、その後にルーチンを終える。一方、ステップS44で限界値を超えている場合にはステップS46へ進み、EGR弁15L又は15Rに全閉固着が生じていると判定し、その後にルーチンを終える。なお、吸気圧又は吸入空気量の最大値と最小値とがそれぞれ発生しているときのクランク角と排気順序との関係から、EGR弁15L、15Rのいずれが全閉固着しているかをさらに判別してもよい。
In the next step S44, it is determined whether or not the difference between the maximum value and the minimum value of the detected intake pressure or intake air amount exceeds a limit value. If it does not exceed the limit value, the process proceeds to step S45, where it is determined that the
一方、図13は上述した原理に基づくEGRクーラ14L、14Rの異常検出をECU12に実行させるための異常検出ルーチンを示すフローチャートである。この異常検出ルーチンは図12のルーチンの後に実行されるものであり、ECU12はそのステップS51で異常検出にあたっての前提条件が成立しているか否かを判断する。この場合の前提条件としては、図12の異常検出ルーチンによりEGR弁15L、15Rが正常と判定されていること、EGR弁15L、15Rに対して所定開度、例えば全開状態への動作指令が与えられていること、EGR通路13L、13RにおいてEGRクーラ14L、14Rを迂回せずに排気ガスが導かれていること、及びインテークマニホールド8への吸入空気量が安定した状態が所定時間継続していることが要求されている。
On the other hand, FIG. 13 is a flowchart showing an abnormality detection routine for causing the
EGR弁15L、15Rが正常であることが要求される理由は、EGR部15L、15Rが異常であれば、EGRガスの流量の変動がインテークマニホールド8の吸気圧や吸入空気量に及ぼす影響のうち、EGRクーラ14L、14Rによる影響分が判定できないからである。EGR弁15L、15Rに対する開度指令に関する要件は、EGRクーラ14L、14Rの詰りがインテークマニホールド8の吸気圧や吸入空気量に与える影響を判別するためには、EGR通路13L、13Rからインテークマニホールド8へある程度のEGRガスが導入されている必要があるために要求されている。バイパスに関する要件は、EGRクーラ14L、14Rの詰りの影響を判定するために必要な要件である。EGRクーラ14L、14RのバイパスはEGRクーラ14L、14Rの詰り具合が吸気圧等に与える影響を排除するために要求される。吸入空気量に関する要件は吸気圧や吸入空気量が変動している運転状態を避けて判定を行って誤検出を防ぐために要求される。
The reason why the
ECU12は前提条件が成立していなければ異常検出ルーチンを終了し、前提条件が成立していればステップS52へ進む。ステップS52ではインテークマニホールド8における720°CA間の吸気圧又は吸入空気量を吸気圧センサ9a又はエアフロメータ9bにより検出する。次のステップS53では、エンジン1の回転数及び吸入空気量から、正常時(EGR弁15L、15Rが正常でかつEGRクーラ14L、14Rの過剰詰りが生じていない状態)における吸気圧又は吸入空気量の脈動幅(最大値と最小値との差)を判定の限界値として算出する。この限界値はEGR弁15L、15Rが正常でかつEGRクーラ14L、14Rの詰りが許容範囲内の状態において吸気圧や吸入空気量の脈動幅が最大となる最悪の運転条件を想定し、その運転条件で記録される吸気圧又は吸入空気量の脈動幅を誤って異常と判定しないような閾値として機能させる必要がある。例えば最悪の運転条件における脈動幅に所定の制御誤差を加えた値を限界値として設定すればよい。また、エンジン回転数及び吸入空気量と脈動幅との対応関係は予め実験的に求めておき、関数又はマップとしてECU12の記憶装置に保存しておくことができる。ステップS53ではその関数等を参照して限界値を算出すればよい。
The
次のステップS54では、検出された吸気圧又は吸入空気量の最大値と最小値との差が限界値を超えているか否か判断する。限界値を超えていなければステップS55に進んでEGRクーラ14L、14Rが正常と判定し、その後にルーチンを終える。一方、ステップS54で限界値を超えている場合にはステップS56へ進み、EGRクーラ14L又は14Rに過剰詰りが生じていると判定し、その後にルーチンを終える。なお、吸気圧又は吸入空気量の最大値と最小値とがそれぞれ発生しているときのクランク角と排気順序との関係から、EGRクーラ14L、14Rのいずれに過剰詰りが生じているかをさらに判別してもよい。
In the next step S54, it is determined whether or not the difference between the maximum value and the minimum value of the detected intake pressure or intake air amount exceeds a limit value. If it does not exceed the limit value, the process proceeds to step S55, where it is determined that the
なお、第4の参考例では次のような変更が可能である。まず、図12のステップS41の前提条件において、EGR弁15L、15Rに対する開度指令が全閉状態であることを要求するよ変更すれば、EGR弁15L、15Rの全開位置又は中間位置における固着異常を検出することができる。第4の参考例においてEGR弁15L、15R又はEGRクーラ14L、14Rの異常が検出された場合にエンジン保護運転を実施してもよいことは勿論である。
In the fourth reference example, the following changes are possible. First, if the opening command for the
さらに、図12及び図13においてはステップS42及びS52でそれぞれ720°CA間の吸気圧又は吸入空気量を検出したが、図1のV型エンジン1では不等間隔爆発が採用されているため、図10及び図11から明らかなように、EGR弁15L、15RやEGRクーラ14L、14Rの異常時には、同一バンク内の気筒3で連続して排気が行われる際に吸気圧及び吸入空気量が最大値や最小値を記録する傾向がある。そこで、これらの最大値や最小値が生じる特定のクランク角、つまり気筒3間の爆発順序(排気順序)からみて、EGR系の異常時に最大値や最小値を与え得る特定のクランク角範囲においてのみ吸気圧や吸入空気量を検出するようにしてもよい。そのような検出を行う場合の異常検出ルーチンの一例を図14及び図15に示す。なお、これらの図において、図12又は図13のルーチンと同一処理の部分は同一の参照符号を付してある。
Further, in FIG. 12 and FIG. 13, the intake pressure or the intake air amount between 720 ° CA is detected in steps S42 and S52, respectively. However, the V-
図14の異常検出ルーチンにおいては、ステップS42Aにおいて特定クランク角における吸気圧又は吸入空気量を検出しており、その際に検出された最大値及び最小値がステップS54の判断で使用される。また、図15の異常検出ルーチンにおいては、ステップS52Aにおいて特定クランク角における吸気圧又は吸入空気量を検出しており、その際に検出された最大値及び最小値がステップS64の判断で使用される。なお、図14では全閉固着の判定後の処理としてステップS47が、図15では過剰詰りの判定後の処理としてステップS57がそれぞれ追加され、吸気圧又は吸入空気量の最大値及び最小値と排気順序との対応関係から異常側(全閉固着又は過剰詰りが生じている側)のバンクを判定している。すなわち、図10及び図11は右バンク2Rにて異常が生じている場合の例であるが、左バンク2Lにて異常が生じている場合には最大値を与えるクランク角と最小値を与えるクランク角とが入れ替わるため、上述した特定クランク角にて検出された吸気圧や吸入空気量の大小関係をこれらのステップS47、S57で相互に比較すれば、いずれのバンク2L、又は2Rにて異常が生じているかを判定できる。こうした判定は図12及び図13の場合にも適用可能である。
In the abnormality detection routine of FIG. 14, the intake pressure or intake air amount at a specific crank angle is detected in step S42A, and the maximum and minimum values detected at that time are used in the determination in step S54. In the abnormality detection routine of FIG. 15, the intake pressure or intake air amount at a specific crank angle is detected in step S52A, and the maximum value and minimum value detected at that time are used in the determination in step S64. . In FIG. 14, step S47 is added as a process after the determination of the fully closed fixation, and step S57 is added as a process after the determination of excessive clogging in FIG. 15, and the maximum and minimum values of the intake pressure or intake air amount and the exhaust gas are added. The bank on the abnormal side (the side on which full closure or excessive clogging occurs) is determined from the correspondence with the order. That is, FIGS. 10 and 11 show examples in which an abnormality has occurred in the
本発明は上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。例えば、本発明が適用される内燃機関はV型エンジンに限らず、複数の気筒群のそれぞれが互いに異なる排気通路と接続されている構成であれば、水平対向型、直列型等のレイアウトを問わず適用可能である。また、一つの気筒群には少なくとも一つの気筒が含まれていればよい。
The present invention is not limited to the embodiments described above, and can be implemented in various forms. For example, the internal combustion engine to which the present invention is applied is not limited to a V-type engine, and any layout such as a horizontally opposed type or a series type may be used as long as each of a plurality of cylinder groups is connected to different exhaust passages. It is applicable. Further, it is sufficient that at least one cylinder is included in one cylinder group.
1 ディーゼルエンジン
2L、2R バンク
3 気筒
4 吸気通路
4L、4R 分岐路
5 エアクリーナ
6L、6R ターボチャージャ(付属装置)
7 インタークーラ
8 インテークマニホールド(共通の吸気通路)
9c、9d エアフロメータ(検出手段)
10L、10R 排気通路
11L、11R エキゾーストマニホールド
12 エンジンコントロールユニット(ECU、異常判定手段)
18L、18R 空燃比センサ(検出手段)
19L、19R 排気温センサ(検出手段)
20 燃料噴射弁
21L、21R スワールコントロールバルブ(SCV、付属装置)
1
7
9 c, 9d airflow meter (detection means)
10L,
1 8L, 18R air-fuel ratio sensor (detecting means)
19L, 19R Exhaust temperature sensor (detection means)
20
Claims (2)
前記気筒群毎の、吸気通路の吸気圧又は吸入空気量、排気通路の排気温度、空燃比の少なくとも一つを検出する検出手段と、
前記検出手段が検出した前記気筒群毎の同種類の検出値の差が限界値を超えたか否かに基づいて前記付属装置の異常の有無を判定する異常判定手段と、
前記異常判定手段が前記付属装置の異常を判定した場合、前記複数の気筒群のうち、異常が判定された前記付属装置に対応する気筒群に関して、燃料噴射量、吸気弁の開き時期あるいは吸気弁のリフト量の少なくとも一つを制限する保護運転実施手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の異常検出装置。 Provided with a plurality of cylinder groups in which the intake side is connected to a common intake passage and the exhaust side is connected to different exhaust passages, and an attachment device for each cylinder group that affects the intake state in each of the plurality of cylinder groups In an abnormality detection device applied to an internal combustion engine,
Detecting means for detecting at least one of the intake pressure or intake air amount of the intake passage, the exhaust temperature of the exhaust passage, and the air- fuel ratio for each of the cylinder groups;
An abnormality determining means for determining whether or not there is an abnormality in the attached device based on whether or not a difference between detection values of the same type for each cylinder group detected by the detecting means exceeds a limit value ;
When the abnormality determining means determines an abnormality of the accessory device, the fuel injection amount, the opening timing of the intake valve or the intake valve for the cylinder group corresponding to the accessory device determined to be abnormal among the plurality of cylinder groups. Protective driving means for limiting at least one of the lift amounts of
An abnormality detection device for an internal combustion engine, comprising:
前記検出手段は、前記気筒群毎の検出値として、前記ターボチャージャによる過給後の吸気圧又は吸入空気量をターボチャージャ毎に検出することを特徴とする請求項1に記載の異常検出装置。 The internal combustion engine further includes a turbocharger provided before each Symbol exhaust passage,
Said detecting means, as a detection value of each of the cylinder groups, intake pressure or after supercharging by the turbocharger abnormality detection according to claim 1, wherein the benzalkonium detecting the intake air amount for each turbocharger apparatus.
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