JP4526432B2 - 内燃機関の過給機の故障診断装置 - Google Patents
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Description
前記タービン部は排気ガスによって高速回転され、かつベーン開度を制御することにより回転速度を制御可能に構成されているので、過酷な運転状態や経年劣化等によって機械的に故障する虞れがある。このタービン部の機械的な故障を検出する装置として、吸気通路が1系統のターボチャージャーの場合には、コンプレッサの下流側の吸気圧力を測定するための過給圧センサーによって測定された吸気圧力の測定値と予め制御装置の記録媒体に記録された目標過給圧の設定値とが判定回路によって比較され、異常に高い過給圧となった場合には、ターボチャージャーの機械的な故障とみなしている。(特許文献2参照)
又、1系統式のターボチャージャーの故障診断装置として、特許文献3に開示されたものがある。この故障診断装置は、コンプレッサ下流側における吸気通路内の吸気圧を目標吸気圧とするため排気タービンを通過する排気ガスの流速を調節するようになっている。そして、吸気圧が目標吸気圧からずれており、かつ吸気量が目標吸気量からずれているときに排気ターボチャージャーが故障していると診断するようになっている。
本発明の目的は、一次側及び二次側の吸気経路の通路構成如何にかかわらず過給機の故障の診断の精度を向上することができる内燃機関の過給機の故障診断装置を提供することにある。
図1に示すように、内燃機関10を構成するシリンダブロック11には、互いに平行に配置された複数の気筒12aよりなる一次側シリンダバンク12と、同様に配置された複数の気筒13aよりなる二次側シリンダバンク13とが構成されている。前記一次側シリンダバンク12と二次側シリンダバンク13は、互いに所定角をもって傾斜して配置されており、各シリンダバンクの長手方向に見た時にV字形状をなす。各シリンダバンク12,13が内部に形成されたシリンダブロック11の上方には、各シリンダバンク12,13の上方を塞ぐ形で、二つの一次側及び二次側シリンダヘッド14,15が装着されている。前記一次側シリンダヘッド14には、前記気筒12aと対応して燃料噴射弁16が取り付けられ、前記二次側シリンダヘッド15には前記気筒13aと対応して燃料噴射弁17が取り付けられている。前記一次側シリンダヘッド14には一次側吸気マニホールド18が接続され、前記二次側シリンダヘッド15には二次側吸気マニホールド19が接続されている。前記一次側及び二次側吸気マニホールド18,19には一次側及び二次側分岐吸気通路21,22から新規な空気が供給されるようになっている。
次に、一次側及び二次側排気還流(EGR)装置43A,43Bについて説明する。
前記一次側及び二次側分岐吸気通路21,22のコンプレッサ部40,42の下流側には一次側及び二次側吸入空気量測定手段としての一次側及び二次側エアフローメータ55,56が設けられている。この一次側及び二次側エアフローメータ55,56によって測定された一次側及び二次側分岐吸気通路21,22の吸入空気量の測定信号は、コンピュータを備えた電子制御装置(ECU)57に入力されるようになっている。
エンジンの運転中においては、前記一次側及び二次側エアフローメータ55,56によってコンプレッサ部40,42の下流側の一次側及び二次側分岐吸気通路21,22内の吸入空気量がステップS1,S2に示すように測定される。測定された2つの吸入空気量の測定値は、電子制御装置57に入力される。電子制御装置57の吸入空気量差演算部58は、ステップS3において、入力された一次側及び二次側の吸入空気量の測定値に基づいて吸入空気量差の絶対値を演算する。
(1)上記実施形態では、一次側エアフローメータ55と二次側エアフローメータ56によって測定された吸入空気量の差を演算するとともに、この吸入空気量差が電子制御装置57の記録媒体に予め設定された片側異常判定値を超えた場合に、一次側及び二次側過給機37,38のいずれか一方が故障していると判定するようにした。このため、2系統式の一次側及び二次側過給機37,38の2系統の吸気経路の構成如何にかかわらず、故障の検出精度を向上することができる。
○過給機37,38として、内燃機関10の回転運動を利用したスーパーチャージャーを用いてもよい。
○一次側及び二次側排気還流通路44,45のいずれか一方を省略した内燃機関10に具体化してもよい。
○分岐通路30とは別に一次側及び二次側吸気マニホールド18,19を連通する別の連通するを設けてもよい。
Claims (7)
- 内燃機関の互いに並列な一次側分岐吸気通路及び二次側分岐吸気通路にそれぞれ設けられる一次側過給機及び二次側過給機のための故障診断装置において、
前記一次側過給機よりも下流側における前記一次側分岐吸気通路の部分での吸入空気量を測定する一次側吸入空気量測定手段と、
前記二次側過給機よりも下流側における前記二次側分岐吸気通路の部分での吸入空気量を測定する二次側吸入空気量測定手段と、
前記一次側吸入空気量測定手段によって測定された吸入空気量と、前記二次側吸入空気量測定手段によって測定された吸入空気量との差である吸入空気量差を求める吸入空気量差演算手段と、
求められた前記吸入空気量差を予め定められた異常判定値と比較して、前記吸入空気量差が前記異常判定値を超えた場合に前記一次側及び二次側過給機の何れか一方が故障であると判定する故障判定手段とを備え、
前記一次側及び二次側過給機よりも下流側の両分岐吸気通路には冷却手段がそれぞれ設けられ、両冷却手段の下流側の両分岐吸気通路には、スロットルバルブがそれぞれ設けられ、排気ガスの一部を前記両スロットルバルブよりも下流側の吸気通路に還流させるための一次側及び二次側排気還流装置が備えられていることを特徴とする内燃機関の過給機の故障診断装置。 - 一次側及び二次側分岐吸気通路に、吸入空気を過給するための一次側及び二次側過給機が設けられるとともに、前記一次側及び二次側分岐吸気通路が、それぞれ一次側及び二次側シリンダバンクに接続されている内燃機関において、
前記両分岐吸気通路の前記一次側及び二次側過給機よりも下流側にそれぞれ設けられ、かつ吸入空気量を測定するための一次側及び二次側吸入空気量測定手段と、
上記両吸入空気量測定手段によって測定された一次側及び二次側分岐吸気通路のそれぞれの吸入空気量の差を演算するための吸入空気量差演算手段と、
上記吸入空気量差演算手段によって演算された吸入空気量差が予め記録媒体に記録され、かつ過給機の故障の判定基準となる片側異常判定値を超えたか否かを判定するための故障判定手段と、
上記故障判定手段により吸入空気量差が片側異常判定値を超えた場合に一次側又は二次側過給機のいずれか一方の故障を報知する故障報知手段と、
上記各手段の動作を制御するための制御装置とを備え、
前記制御装置には過給機が故障と診断された場合に車両のアクセル開度を異常時のアクセル開度に切り換えるアクセル開度切り換え手段が接続されていることを特徴とする内燃機関の過給機の故障診断装置。 - 請求項1又は2において、前記一次側及び二次側シリンダバンクと対応して設けられた一次側及び二次側吸気マニホールドは連通路により連通されていることを特徴とする内燃機関の過給機の故障診断装置。
- 請求項1〜3のいずれか1項において、前記両過給機は前記内燃機関の一次側及び二次側排気マニホールドに接続された一次側及び二次側排気通路に配設された可変ノズル式の一次側及び二次側排気タービンと、前記一次側及び二次側分岐吸気通路の途中に前記一次側及び二次側排気タービンによってそれぞれ回転され、かつ吸入空気を過給するための一次側及び二次側コンプレッサとによって構成されていることを特徴とする内燃機関の過給機の故障診断装置。
- 請求項2において、前記一次側及び二次側過給機よりも下流側の両分岐吸気通路には冷却手段がそれぞれ設けられ、両冷却手段の下流側の両分岐吸気通路には、スロットルバルブがそれぞれ設けられ、排気ガスの一部を前記両スロットルバルブよりも下流側の吸気通路に還流させるための一次側及び二次側排気還流装置が備えられていることを特徴とする内燃機関の過給機の故障診断装置。
- 請求項1又は5において、前記排気還流装置は内燃機関の一次側及び二次側排気マニホールドに接続された一次側及び二次側排気還流通路と、両排気還流通路にそれぞれ配設された一次側及び二次側流量制御弁と、一次側及び二次側排気還流通路の流量制御弁の下流側に設けられたEGRクーラーとにより構成されていることを特徴とする内燃機関の過給機の故障診断装置。
- 請求項6において、前記EGRクーラーにはバイパス通路が並列に接続され、このバイパス通路には切換弁が配設されていることを特徴とする内燃機関の過給機の故障診断装置。
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