JP4544215B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関のスロットルバルブ及び内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a throttle valve for an internal combustion engine and a control device for the internal combustion engine.

内燃機関には、通常、その吸入空気量を検出すべく、空気によって奪われた発熱体の熱量に基づき吸入空気量を検出する熱式のエアフローメータが設けられている。そして、エアフローメータによって検出される吸入空気量に基づき、内燃機関の出力特性が制御される。   In order to detect the amount of intake air, an internal combustion engine is usually provided with a thermal air flow meter that detects the amount of intake air based on the amount of heat of a heating element taken away by air. Then, the output characteristics of the internal combustion engine are controlled based on the intake air amount detected by the air flow meter.

例えば、ディーゼル機関において、エアフローメータの検出値と回転速度とに基づき、排気中のスモークの発生を回避するための噴射量の上限値であるいわゆるスモークリミット噴射量を算出し、要求トルクを実現するための噴射量に上限ガード処理を施すことが周知である(特許文献1)。ここでは、エアフローメータの高い信頼性が要求される。すなわち、エアフローメータに異常が生じたときには、上記スモークリミット噴射量を適切に算出することができなくなり、スモークが発生することが懸念されるからである。   For example, in a diesel engine, a so-called smoke limit injection amount, which is an upper limit value of the injection amount for avoiding the occurrence of smoke in exhaust gas, is calculated based on the detected value of the air flow meter and the rotational speed, and the required torque is realized. It is well known to perform an upper limit guard process on the injection amount for this purpose (Patent Document 1). Here, high reliability of the air flow meter is required. That is, when an abnormality occurs in the air flow meter, the smoke limit injection amount cannot be appropriately calculated, and there is a concern that smoke may occur.

このように、エアフローメータに異常が生じるときには、一般に、内燃機関の出力特性の制御に問題が生じる。このため、エアフローメータの出力の異常の有無を判断をしたり、エアフローメータの異常時に代用できる部材を設けたりすることが望まれる。   As described above, when an abnormality occurs in the air flow meter, there is generally a problem in controlling the output characteristics of the internal combustion engine. For this reason, it is desirable to determine whether there is an abnormality in the output of the air flow meter, or to provide a member that can be substituted when the air flow meter is abnormal.

なお、例えば下記特許文献2に見られるように、ガソリン機関において、回転速度とカム軸の位相と圧縮比とに基づき、吸入空気量を推定することも提案されている。しかし、これによって吸入空気量を推定するためには、各ガソリン機関毎に推定演算に用いるパラメータを適合しなければならないため、上記技術は汎用性に乏しいものとなっていた。
特開2001−164967号公報 特開2005−315161号公報
For example, as can be seen in Patent Document 2 below, in a gasoline engine, it has also been proposed to estimate the intake air amount based on the rotational speed, the phase of the camshaft, and the compression ratio. However, in order to estimate the intake air amount in this way, the parameters used for the estimation calculation must be adapted for each gasoline engine, so that the above technique has poor versatility.
JP 2001-164967 A JP 2005-315161 A

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、通常のエアフローメータを用いることなく空気流量についての情報を取得することを可能とする内燃機関の制御装置及び内燃機関のスロットルバルブを提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to control an internal combustion engine and an internal combustion engine that can acquire information about the air flow rate without using a normal air flow meter. Is to provide a throttle valve.

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。   Hereinafter, means for solving the above-described problems and the operation and effects thereof will be described.

請求項3記載の発明は、内燃機関としてのディーゼル機関の吸気通路に設けられる蝶形弁としてのスロットルバルブと、該スロットルバルブに加わる力を検出する検出手段と該検出される力に基づき空気流量を算出する算出手段とを備え、前記吸気通路には、前記算出手段による前記空気流量の算出とは別に、前記空気流量を検出するエアフローメータが設けられており、前記エアフローメータによって検出される空気流量と前記算出手段によって算出される空気流量との比較に基づき、前記エアフローメータの異常の有無を判断する判断手段を更に備えることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a throttle valve as a butterfly valve provided in an intake passage of a diesel engine as an internal combustion engine , detection means for detecting a force applied to the throttle valve, and an air flow rate based on the detected force. And an air flow meter for detecting the air flow rate separately from the calculation of the air flow rate by the calculation unit, and the air detected by the air flow meter is provided in the intake passage. The apparatus further includes a determination unit that determines whether or not the air flow meter is abnormal based on a comparison between the flow rate and the air flow rate calculated by the calculation unit .

スロットルバルブに加わる力は、吸気通路内の空気流量と相関を有する。このため、上記構成では、スロットルバルブに加わる力に基づき、空気流量を算出することができる。しかも、吸気通路の流路面積を調節するために設けられるスロットルバルブを用いて空気流量を感知することができるため、空気流量を感知すべく吸気通路に新たな部材を設ける場合のように、空気の流通を妨げる部材を増加させることもない。
特に上記構成では、ディーゼル機関のスロットルバルブを用いて空気流量を感知する。ディーゼル機関は空気が過剰な状態で燃焼を生じさせるため、ディーゼル機関のスロットルバルブは、全開状態となっていることが多い。一方、空気流量と揚力との間に簡易な関係が成立するのは、空気流量に対するスロットルバルブの迎え角が小さいとき、換言すればスロットルバルブが全開状態に近いときである。この点、上記構成では、空気流量についての情報を簡易に取得することのできる機会を十分に確保することができる。
また、上記構成では、算出手段によって算出される空気流量を用いることで、空気流量の変化にかかわらずエアフローメータの出力が変化しない異常のみならず、空気流量の変化に応じてエアフローメータの出力が変化するもののこれが正確な値とはならない微妙な異常の有無をも適切に判断することができる。
The force applied to the throttle valve has a correlation with the air flow rate in the intake passage. Therefore, in the above configuration, the air flow rate can be calculated based on the force applied to the throttle valve. In addition, since the air flow rate can be sensed using a throttle valve provided to adjust the flow passage area of the intake passage, air can be sensed as if a new member is provided in the intake passage to sense the air flow rate. There is no increase in the number of members that hinder the distribution of the product.
In particular, in the above configuration, the air flow rate is sensed using a throttle valve of a diesel engine. Since the diesel engine causes combustion when the air is excessive, the throttle valve of the diesel engine is often fully opened. On the other hand, a simple relationship is established between the air flow rate and the lift force when the angle of attack of the throttle valve with respect to the air flow rate is small, in other words, when the throttle valve is close to the fully open state. In this regard, with the above-described configuration, it is possible to sufficiently ensure an opportunity to easily obtain information about the air flow rate.
Further, in the above configuration, by using the air flow rate calculated by the calculation means, not only an abnormality in which the output of the air flow meter does not change regardless of the change in the air flow rate, but also the output of the air flow meter according to the change in the air flow rate. Although there is a change, it is possible to appropriately determine whether there is a subtle abnormality in which this is not an accurate value.

請求項記載の発明は、請求項1又は2記載の発明において、前記スロットルバルブは、その回転軸に直交する断面が翼形状に形成されてなることを特徴とする。 A third aspect of the invention is characterized in that, in the first or second aspect of the invention, the throttle valve has a wing shape in a cross section perpendicular to the rotation axis thereof.

上記構成では、スロットルバルブの回転軸と直交する断面が翼形状であるために、スロットルバルブには、吸気通路内の空気流量に応じた揚力が加わることとなる。このため、この揚力に基づき、空気流量についての情報を取得することができる。そして、揚力が空気の流通速度の2乗に比例し且つ流通速度が空気流量に比例するために、揚力に基づき空気流量を簡易に算出することができる。   In the above configuration, since the cross section orthogonal to the rotation axis of the throttle valve has a wing shape, lift corresponding to the air flow rate in the intake passage is applied to the throttle valve. For this reason, the information about the air flow rate can be acquired based on this lift. Since the lift is proportional to the square of the air flow rate and the flow rate is proportional to the air flow rate, the air flow rate can be easily calculated based on the lift force.

請求項記載の発明は、請求項記載の発明において、前記内燃機関の回転速度の検出値及び前記エアフローメータによって検出される空気流量に基づき前記スモークの発生を抑制するための噴射量の上限値を設定する上限値設定手段を更に備え、該上限値設定手段は、前記判断手段により前記異常がある旨判断されるとき、前記上限値を設定するために用いる前記空気流量を、前記算出手段によって算出される空気流量と前記エアフローメータによって検出される空気流量とのうちの小さい方とすることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the upper limit of the injection amount for suppressing the generation of the smoke based on the detected value of the rotational speed of the internal combustion engine and the air flow rate detected by the air flow meter. An upper limit value setting means for setting a value is further provided, and the upper limit value setting means, when the determination means determines that there is an abnormality, the calculation means for calculating the air flow rate used for setting the upper limit value. The smaller one of the air flow rate calculated by the air flow meter and the air flow rate detected by the air flow meter .

エアフローメータに異常があるときには、上記上限値設定手段による上限値は適切なものとならない。ここで、上記判断手段によりエアフローメータに異常があると判断されるときには、実際には、エアフローメータ又は算出手段の算出結果のいずれかに異常があると考えられる。この点、上記構成では、算出手段によって算出される空気流量以下に制限することで、上記いずれの異常に対してもこれに適切に対処することができる。すなわち、エアフローメータに異常があるためにその検出値が過大となる場合には、算出手段によって算出される空気流量以下に制限するために、上限値を設定するための空気流量が過大となることを回避することができる。また、算出手段によって算出される空気流量に異常がありこれが過大となるときには、上限値を設定するために用いられる空気流量がエアフローメータの検出値となるために、上限値を適切に設定することができる。   When there is an abnormality in the air flow meter, the upper limit value by the upper limit setting means is not appropriate. Here, when it is determined by the determination means that there is an abnormality in the air flow meter, it is actually considered that either the air flow meter or the calculation result of the calculation means is abnormal. In this regard, in the above configuration, any of the above abnormalities can be appropriately dealt with by limiting the air flow rate to be equal to or lower than the air flow rate calculated by the calculating means. That is, if the detected value becomes excessive due to an abnormality in the air flow meter, the air flow for setting the upper limit value is excessive in order to limit it to the air flow calculated by the calculating means. Can be avoided. In addition, when the air flow rate calculated by the calculation means is abnormal and excessive, the air flow rate used to set the upper limit value becomes the detected value of the air flow meter, so the upper limit value should be set appropriately. Can do.

(第1の実施形態)
以下、本発明にかかる内燃機関のスロットルバルブ及び内燃機関の制御装置を、車載ディーゼル機関のスロットルバルブ及びディーゼル機関の制御装置に適用した第1の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment in which a throttle valve for an internal combustion engine and a control device for an internal combustion engine according to the present invention are applied to a throttle valve for a vehicle-mounted diesel engine and a control device for a diesel engine will be described with reference to the drawings.

図1に、本実施形態にかかる車載エンジンシステムの全体構成を示す。   FIG. 1 shows the overall configuration of an in-vehicle engine system according to the present embodiment.

図示されるように、ディーゼル機関10の吸気通路12の上流には、エアクリーナ14や、熱式のエアフローメータ15が設けられている。また、吸気通路12のうち、エアフローメータ15の下流には、モータ16によって駆動される蝶形弁としてのスロットルバルブ18が設けられている。スロットルバルブ18の近傍には、スロットルバルブ18の開度を検出するスロットル開度センサ19が設けられている。そして、吸気通路12は、各気筒(ここでは、4気筒を例示)の燃焼室20と連通可能とされている。これら燃焼室20には、コモンレール22に蓄えられた高圧の燃料が燃料噴射弁24を介して噴射される。これにより、燃焼室20内の燃料と空気との混合気が燃焼に供され、ディーゼル機関10の回転力が生成される。   As shown in the figure, an air cleaner 14 and a thermal air flow meter 15 are provided upstream of the intake passage 12 of the diesel engine 10. A throttle valve 18 as a butterfly valve driven by a motor 16 is provided in the intake passage 12 downstream of the air flow meter 15. A throttle opening sensor 19 that detects the opening of the throttle valve 18 is provided in the vicinity of the throttle valve 18. The intake passage 12 can communicate with the combustion chamber 20 of each cylinder (here, four cylinders are illustrated). High-pressure fuel stored in the common rail 22 is injected into the combustion chambers 20 through the fuel injection valve 24. Thereby, the fuel-air mixture in the combustion chamber 20 is used for combustion, and the rotational force of the diesel engine 10 is generated.

一方、燃焼に供された空気である排気は、排気通路26に排出される。排気通路26には、酸化触媒28や、窒素酸化物(NOx)を吸蔵及び還元するためのNOx吸蔵還元触媒30が設けられている。   On the other hand, exhaust gas, which is air used for combustion, is discharged to the exhaust passage 26. The exhaust passage 26 is provided with an oxidation catalyst 28 and a NOx storage reduction catalyst 30 for storing and reducing nitrogen oxides (NOx).

上記吸気通路12と排気通路26とには、可変ノズル式ターボチャージャ32が設けられている。また、吸気通路12と排気通路26とには、これらを連通可能とする排気還流通路(EGR通路34)が設けられており、吸気通路12とEGR通路34との間の流路面積がEGRバルブ36によって調節可能となっている。   A variable nozzle type turbocharger 32 is provided in the intake passage 12 and the exhaust passage 26. Further, the intake passage 12 and the exhaust passage 26 are provided with an exhaust gas recirculation passage (EGR passage 34) that allows them to communicate with each other, and the flow passage area between the intake passage 12 and the EGR passage 34 has an EGR valve. 36 is adjustable.

上記エンジンシステムは、更に、ディーゼル機関10のクランク軸の回転角度を検出するクランク角センサ40等、ディーゼル機関10の運転状態を検出する各種センサを備えている。また、エンジンシステムは、アクセルペダルの操作量を検出するアクセルセンサ42等、ユーザによる要求を検出する各種センサを備えている。   The engine system further includes various sensors that detect the operating state of the diesel engine 10, such as a crank angle sensor 40 that detects the rotation angle of the crankshaft of the diesel engine 10. The engine system also includes various sensors that detect user requests, such as an accelerator sensor 42 that detects an operation amount of an accelerator pedal.

電子制御装置(ECU50)は、マイクロコンピュータを主体として構成され、ディーゼル機関10の運転状態やユーザの要求を検出する各種センサの検出値に基づき、燃料噴射弁24等の各種アクチュエータを操作することで、ディーゼル機関10の出力を制御する。特にECU50では、出力を制御すべく、燃料噴射制御を行う。すなわち、クランク角センサ40の検出値に基づく回転速度と、アクセルセンサ42によって検出されるアクセルペダルの操作量とに基づき、ディーゼル機関10の要求噴射量を算出し、これに基づき、燃料噴射弁24を操作する。   The electronic control unit (ECU 50) is composed mainly of a microcomputer, and operates various actuators such as the fuel injection valve 24 based on detection values of various sensors that detect the operating state of the diesel engine 10 and user requests. The output of the diesel engine 10 is controlled. In particular, the ECU 50 performs fuel injection control to control the output. That is, the required injection amount of the diesel engine 10 is calculated based on the rotational speed based on the detected value of the crank angle sensor 40 and the operation amount of the accelerator pedal detected by the accelerator sensor 42, and based on this, the fuel injection valve 24 is calculated. To operate.

また、ECU50では、上記EGR通路34を介して排気通路26から吸気通路12へと還流する排気(EGR)量を制御すべく、EGRバルブ36を操作する。ただし、EGRバルブ36の操作によっても所望のEGR量とすることができないときには、スロットルバルブ18を閉弁側に操作する。これにより、吸気通路12から燃焼室20側に流入する空気量が制限され、EGR量を増加させることができる。   Further, the ECU 50 operates the EGR valve 36 in order to control the amount of exhaust (EGR) recirculated from the exhaust passage 26 to the intake passage 12 via the EGR passage 34. However, when the desired EGR amount cannot be achieved even by operating the EGR valve 36, the throttle valve 18 is operated to the valve closing side. Thereby, the amount of air flowing into the combustion chamber 20 side from the intake passage 12 is limited, and the EGR amount can be increased.

ところで、ディーゼル機関10にあっては、通常、スロットルバルブ18の開度を極力全開状態とすることにより、空気過剰な状態で燃料の燃焼がなされる。しかし、こうした場合であっても、例えばディーゼル機関10を搭載する車両が高地を走行するとき等にあっては、燃焼室20に十分な空気が供給されないおそれがある。そして、燃焼室20に十分な空気が供給されないと、排気中にスモークが発生するおそれがある。このため、エアフローメータ15によって検出される空気流量とクランク角センサ40の検出値に基づく回転速度とから、1燃焼サイクルにおいて供給される空気量を把握し、これに基づき噴射量の上限値であるいわゆるスモークリミット噴射量を設けている。   By the way, in the diesel engine 10, normally, the fuel is burned in an excessive air state by opening the throttle valve 18 as much as possible. However, even in such a case, there is a possibility that sufficient air may not be supplied to the combustion chamber 20 when, for example, a vehicle on which the diesel engine 10 is mounted travels on a high altitude. If sufficient air is not supplied to the combustion chamber 20, smoke may be generated in the exhaust gas. For this reason, the air amount supplied in one combustion cycle is grasped from the air flow rate detected by the air flow meter 15 and the rotation speed based on the detected value of the crank angle sensor 40, and based on this, the upper limit value of the injection amount is obtained. A so-called smoke limit injection amount is provided.

ただし、エアフローメータ15に異常がある場合には、エアフローメータ15によって検出される空気流量に基づいて算出されるスモークリミット噴射量が適切な値とならない。ここで、エアフローメータ15の出力の伝播経路の断線等によりECU50に取り込まれるエアフローメータ15の出力がスロットルバルブ18の開度から想定し得ない値に固定した場合等にあっては、そのことに基づきエアフローメータ15の異常を判断することができる。そしてこの場合には、異常時のリンプホーム処理として、いかなる条件下であってもスモークの発生しない噴射量に制限する等の処理を行うことで、スモークの発生を回避しつつ退避走行をすることができる。しかし、エアフローメータ15が正確な空気流量を検出することができない状態ではあるがその出力が固定値となる状態ではないときには、上述した態様にて異常の有無を判断することはできない。そして、この場合、エアフローメータ15の出力に基づき算出されるスモークリミット噴射量は、適切な値とならないため、排気中にスモークが発生するおそれがある。   However, when there is an abnormality in the air flow meter 15, the smoke limit injection amount calculated based on the air flow rate detected by the air flow meter 15 is not an appropriate value. Here, when the output of the air flow meter 15 taken into the ECU 50 is fixed to a value that cannot be assumed from the opening of the throttle valve 18 due to disconnection of the propagation path of the output of the air flow meter 15 or the like. Based on this, an abnormality of the air flow meter 15 can be determined. In this case, as the limp home process at the time of abnormality, by performing a process such as limiting to an injection amount that does not generate smoke under any conditions, the retreat travel is performed while avoiding the generation of smoke. Can do. However, when the air flow meter 15 cannot detect an accurate air flow rate but its output is not a fixed value, it cannot be determined whether there is an abnormality in the above-described manner. In this case, the smoke limit injection amount calculated based on the output of the air flow meter 15 is not an appropriate value, and thus smoke may be generated during exhaust.

そこで本実施形態では、スロットルバルブ18に加わる力を検出装置60によって検出し、検出される力に基づき空気流量を算出することで、エアフローメータ15の異常の有無を判断する。   Therefore, in this embodiment, the force applied to the throttle valve 18 is detected by the detection device 60, and the air flow rate is calculated based on the detected force, thereby determining whether the air flow meter 15 is abnormal.

図2(a)に、本実施形態にかかるスロットルバルブ18の拡大図を示す。図示されるように、スロットルバルブ18の回転軸18aの一端には、モータ16が連結されている。また、スロットルバルブ18の回転軸18aの他端には、検出装置60が接続されている。図2(b)に、回転軸18aと直交する断面であるA−A断面を示す。図示されるように、スロットルバルブ18の上記断面は、翼形状となっている。すなわち、回転軸18aと直交する断面は、弓形の流線型を有して且つ、その一方の端部近傍から他方の端部に向けて厚さが漸減する形状となっている。このため、図2(c)に示すように、スロットルバルブ18には、吸気通路12内の空気流量に応じた揚力Fが加わる。ここで、揚力Fは、スロットルバルブ18の回転角度θと、空気の流通速度Vと、スロットルバルブ18の面積Sと、大気密度ρとに基づき、以下の式(f1)にて表現される。   FIG. 2A shows an enlarged view of the throttle valve 18 according to the present embodiment. As shown in the figure, a motor 16 is connected to one end of a rotary shaft 18 a of the throttle valve 18. A detection device 60 is connected to the other end of the rotary shaft 18 a of the throttle valve 18. FIG. 2B shows an AA cross section which is a cross section orthogonal to the rotation shaft 18a. As shown in the drawing, the cross section of the throttle valve 18 has a wing shape. That is, the cross section orthogonal to the rotating shaft 18a has an arcuate streamline shape and has a shape in which the thickness gradually decreases from the vicinity of one end portion toward the other end portion. For this reason, as shown in FIG. 2C, lift force F corresponding to the air flow rate in the intake passage 12 is applied to the throttle valve 18. Here, the lift F is expressed by the following equation (f1) based on the rotation angle θ of the throttle valve 18, the air flow velocity V, the area S of the throttle valve 18, and the atmospheric density ρ.

F=1/2×C(θ)×ρ×V×V×S …(f1)
ここで、回転角度θは、図2(c)に示されるように、全開位置を基準(θ=0)として定義されている。また、揚力係数C(θ)は、上記回転角度θ(迎え角)の関数である。上記式(f1)を用いるなら、スロットルバルブ18に加わる揚力Fを検出することで、空気の流通速度Vを下記の式(f2)によって算出することができる。
F = 1/2 × C (θ) × ρ × V × V × S (f1)
Here, as shown in FIG. 2C, the rotation angle θ is defined with the fully open position as a reference (θ = 0). The lift coefficient C (θ) is a function of the rotation angle θ (attack angle). If the above formula (f1) is used, the air flow velocity V can be calculated by the following formula (f2) by detecting the lift F applied to the throttle valve 18.

V=√{(2/ρ×S)×F/C(θ)} …(f2)
一方、スロットルバルブ18の回転角度θにおける吸気通路12の流路面積PSは、下記の式(f3)によって表される。
V = √ {(2 / ρ × S) × F / C (θ)} (f2)
On the other hand, the flow passage area PS of the intake passage 12 at the rotation angle θ of the throttle valve 18 is expressed by the following equation (f3).

PS=S(1−sinθ) …(f3)
したがって、吸気通路12内の空気流量Qthは、下記の式(f4)によって算出することができる。
PS = S (1-sinθ) (f3)
Therefore, the air flow rate Qth in the intake passage 12 can be calculated by the following equation (f4).

Qth=PS×V
=S(1−sinθ)×√{(2/ρ×S)×F/C(θ)} …(f4)
したがって、スロットルバルブ18の揚力に基づき、空気流量Qthを算出することができる。図3に、スロットルバルブ18の揚力を検出する上記検出装置60の構成を示す。
Qth = PS × V
= S (1-sinθ) × √ {(2 / ρ × S) × F / C (θ)} (f4)
Therefore, the air flow rate Qth can be calculated based on the lift of the throttle valve 18. FIG. 3 shows the configuration of the detection device 60 that detects the lift of the throttle valve 18.

図示されるように、検出装置60は、スロットルバルブ18の回転軸18aを収納するケース62と、ケース62側に固定された圧電素子64とを備えている。圧電素子64は、スロットルバルブ18の回転角度θ=90°の点で回転軸18aと接触するようにして設けられている。これにより、スロットルバルブ18の回転角度θにかかわらず、圧電素子64には、圧電素子64と回転軸18aとの接触面に直交するようにして揚力が加わることとなる。したがって、圧電素子64に加わる力の値を、揚力Fの値そのものとすることができる。   As shown in the figure, the detection device 60 includes a case 62 that houses the rotation shaft 18a of the throttle valve 18 and a piezoelectric element 64 that is fixed to the case 62 side. The piezoelectric element 64 is provided so as to be in contact with the rotation shaft 18a at a point where the rotation angle θ of the throttle valve 18 is 90 °. As a result, regardless of the rotation angle θ of the throttle valve 18, lift is applied to the piezoelectric element 64 so as to be orthogonal to the contact surface between the piezoelectric element 64 and the rotating shaft 18a. Therefore, the value of the force applied to the piezoelectric element 64 can be set to the value of the lift F itself.

図4に、空気流量Qの算出にかかる処理手順を示す。この処理は、ECU50により、例えば所定周期で繰り返し実行される。   FIG. 4 shows a processing procedure for calculating the air flow rate Q. This process is repeatedly executed by the ECU 50, for example, at a predetermined cycle.

この一連の処理では、まずステップS10において、スロットル開度センサ19によって検出される回転角度θを取得する。続くステップS12においては、回転角度θが所定角度α以下であるか否かを判断する。ここで、所定角度αは、上記の式(f4)に基づき空気流量Qthを適切に算出することのできる角度の上限値に設定されている。すなわち、スロットルバルブ18が全閉状態に近いときには、スロットルバルブ18に加わる揚力が小さくなり、また上記の式(f1)の関係式が成立しなくなる。このため、上記の式(f4)によって適切に空気流量Qthを検出することのできる領域を、所定角度αによって定量化する。   In this series of processes, first, in step S10, the rotation angle θ detected by the throttle opening sensor 19 is acquired. In subsequent step S12, it is determined whether or not the rotation angle θ is equal to or smaller than a predetermined angle α. Here, the predetermined angle α is set to an upper limit value of an angle at which the air flow rate Qth can be appropriately calculated based on the above formula (f4). That is, when the throttle valve 18 is close to the fully closed state, the lift applied to the throttle valve 18 becomes small, and the relational expression (f1) is not satisfied. For this reason, the region in which the air flow rate Qth can be appropriately detected by the above equation (f4) is quantified by the predetermined angle α.

続くステップS14においては、検出装置60によって検出される揚力Fを取得する。続くステップS16においては、揚力Fと回転角度θとに基づき、上記の式(f4)によって空気流量Qthを算出する。   In subsequent step S14, the lift F detected by the detection device 60 is acquired. In the subsequent step S16, the air flow rate Qth is calculated by the above formula (f4) based on the lift force F and the rotation angle θ.

なお、上記ステップS12によって否定判断されるときや、ステップS16の処理が完了するときには、この一連の処理を一旦終了する。   When a negative determination is made in step S12 or when the process of step S16 is completed, this series of processes is temporarily terminated.

図5に、上記空気流量Qthに基づくエアフローメータ15の異常診断にかかる処理手順を示す。この処理は、ECU50により、例えば所定周期で繰り返し実行される。   FIG. 5 shows a processing procedure for abnormality diagnosis of the air flow meter 15 based on the air flow rate Qth. This process is repeatedly executed by the ECU 50, for example, at a predetermined cycle.

この一連の処理では、まずステップS20において、回転角度θを取得する。続くステップS22においては、回転角度θが上記所定角度α以下であるか否かを判断する。この判断は、空気流量Qthを算出可能な角度領域か否かを判断するものである。ステップS22において肯定判断されるときには、ステップS24において、空気流量Qthを取得する。続くステップS26においては、エアフローメータ15によって検出される空気流量Qmafを取得する。   In this series of processing, first, in step S20, the rotation angle θ is acquired. In a succeeding step S22, it is determined whether or not the rotation angle θ is equal to or less than the predetermined angle α. This determination is performed to determine whether or not the angle range is such that the air flow rate Qth can be calculated. When an affirmative determination is made in step S22, the air flow rate Qth is acquired in step S24. In the subsequent step S26, the air flow rate Qmaf detected by the air flow meter 15 is acquired.

続くステップS28においては、揚力Fに基づき算出される空気流量Qthとエアフローメータ15によって検出される空気流量Qmafとの差の絶対値が閾値βよりも大きいか否かを判断する。この処理は、エアフローメータ15の異常の有無を判断するものである。すなわち、エアフローメータ15に異常がある場合には、空気流量Qmafは、空気流量Qthから大きく離間すると考えられる。このため、これらの差に基づき、エアフローメータ15の異常の有無を判断する。上記閾値βは、エアフローメータ15に異常があるときに空気流量Qth及び空気流量Qmafの差としてとり得る値に設定されている。   In the subsequent step S28, it is determined whether or not the absolute value of the difference between the air flow rate Qth calculated based on the lift force F and the air flow rate Qmaf detected by the air flow meter 15 is larger than the threshold value β. This process determines whether or not the air flow meter 15 is abnormal. That is, when the air flow meter 15 is abnormal, the air flow rate Qmaf is considered to be greatly separated from the air flow rate Qth. For this reason, the presence or absence of abnormality of the air flow meter 15 is determined based on these differences. The threshold value β is set to a value that can be taken as a difference between the air flow rate Qth and the air flow rate Qmaf when the air flow meter 15 is abnormal.

上記ステップS28において肯定判断されるときには、ステップS30に移行し、エアフローメータ異常フラグFを「1」とする。なお、上記ステップS22やステップS28で否定判断されるときや、ステップS30の処理が完了するときには、この一連の処理を一旦終了する。   When a positive determination is made in step S28, the process proceeds to step S30, and the air flow meter abnormality flag F is set to “1”. When a negative determination is made at step S22 or step S28, or when the process at step S30 is completed, this series of processes is temporarily terminated.

図6に、本実施形態にかかるスモークリミット噴射量の算出処理の手順を示す。この処理は、ECU50により、例えば所定周期で繰り返し実行される。   FIG. 6 shows a procedure for calculating the smoke limit injection amount according to the present embodiment. This process is repeatedly executed by the ECU 50, for example, at a predetermined cycle.

この一連の処理では、まずステップS40において、クランク角センサ40の検出値に基づくクランク軸の回転速度を取得する。続くステップS42においては、エアフローメータ異常フラグFが「1」であるか否かを判断する。この処理は、エアフローメータ15によって検出される空気流量Qmafが正しい空気流量であるとしてスモークリミット噴射量を算出してよいか否かを判断するものである。ステップS42において否定判断されるときには、空気流量Qmafを正しい値としてスモークリミット噴射量を算出すべく、ステップS44に移行する。ステップS44においては、エアフローメータ15によって検出される空気流量Qmafを取得する。続くステップS46では、空気流量Qmafと回転速度とに基づき、スモークリミット噴射量を算出する。   In this series of processes, first, in step S40, the rotation speed of the crankshaft based on the detected value of the crank angle sensor 40 is acquired. In a succeeding step S42, it is determined whether or not the air flow meter abnormality flag F is “1”. This process determines whether or not the smoke limit injection amount may be calculated assuming that the air flow rate Qmaf detected by the air flow meter 15 is the correct air flow rate. When a negative determination is made in step S42, the process proceeds to step S44 in order to calculate the smoke limit injection amount with the air flow rate Qmaf as a correct value. In step S44, the air flow rate Qmaf detected by the air flow meter 15 is acquired. In the subsequent step S46, the smoke limit injection amount is calculated based on the air flow rate Qmaf and the rotational speed.

一方、ステップS42において否定判断されるときには、エアフローメータ15によって正しい空気流量を取得することができないとして、ステップS48に移行する。ステップS48においては、スロットルバルブ18の回転角度θを制限する。この処理は、スモークリミット噴射量の算出に際して、揚力Fに基づく空気流量Qthを用いることから、揚力Fに基づき空気流量Qthを算出することができる回転角度領域にスロットルバルブ18の回転角度を制限するためのものである。ここでは、上記所定角度α以内に制限することが望ましい。続くステップS50においては、エアフローメータ15によって検出される空気流量Qmafと、揚力に基づいて算出される空気流量Qthとを取得する。続くステップS52においては、空気流量Qth及び空気流量Qmafの小さい方と回転速度とに基づき、スモークリミット噴射量を算出する。   On the other hand, when a negative determination is made in step S42, it is determined that the correct air flow rate cannot be acquired by the air flow meter 15, and the process proceeds to step S48. In step S48, the rotation angle θ of the throttle valve 18 is limited. Since this process uses the air flow rate Qth based on the lift F when calculating the smoke limit injection amount, the rotation angle of the throttle valve 18 is limited to a rotation angle region in which the air flow rate Qth can be calculated based on the lift F. Is for. Here, it is desirable to limit the angle within the predetermined angle α. In subsequent step S50, the air flow rate Qmaf detected by the air flow meter 15 and the air flow rate Qth calculated based on the lift force are acquired. In the following step S52, the smoke limit injection amount is calculated based on the smaller one of the air flow rate Qth and the air flow rate Qmaf and the rotational speed.

ここで空気流量Qth及び空気流量Qmafの小さい方を用いるのは、次の理由による。先の図5に示した処理によりエアフローメータ15に異常があると判断されるときには、スモークリミット噴射量の算出に際し、エアフローメータ15によって検出される空気流量Qmafを直接用いることはできない。ここで揚力Fに基づく空気流量Qthを直接用いることも考えられる。しかし、先の図5に示した処理によってエアフローメータ異常フラグFが「1」となる要因としては、エアフローメータ15の異常に限らず、揚力Fに基づく空気流量Qthに異常がある場合もある。このため、揚力Fに基づく空気流量Qthを直接用いるのは適切でない。これに対し、空気流量Qth及び空気流量Qmafの小さい方を用いることで、スモークリミット噴射量の算出に用いる空気流量が、実際の空気流量よりも過度に大きくなることを好適に回避することができる。   The reason why the smaller one of the air flow rate Qth and the air flow rate Qmaf is used is as follows. When it is determined that there is an abnormality in the air flow meter 15 by the process shown in FIG. 5, the air flow rate Qmaf detected by the air flow meter 15 cannot be directly used in calculating the smoke limit injection amount. Here, it is also conceivable to directly use the air flow rate Qth based on the lift F. However, the factor that causes the air flow meter abnormality flag F to be “1” by the process shown in FIG. 5 is not limited to the abnormality of the air flow meter 15, and there may be an abnormality in the air flow rate Qth based on the lift force F. For this reason, it is not appropriate to directly use the air flow rate Qth based on the lift F. On the other hand, by using the smaller one of the air flow rate Qth and the air flow rate Qmaf, it is possible to suitably avoid that the air flow rate used for calculating the smoke limit injection amount becomes excessively larger than the actual air flow rate. .

なお、ステップS46,S52の処理が完了するときには、この一連の処理を一旦終了する。   When the processes in steps S46 and S52 are completed, this series of processes is temporarily terminated.

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。   According to the embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.

(1)蝶形弁であるスロットルバルブ18の回転軸に直交する断面を翼形状とした。これにより、スロットルバルブ18には吸気通路12内の空気流量に応じた揚力Fが加わることとなるため、これに基づき空気流量を感知することができる。また、空気流量を感知すべく吸気通路12に新たな部材を設ける場合のように、空気の流通を妨げる部材を増加させることもない。   (1) The cross section perpendicular to the rotation axis of the throttle valve 18 which is a butterfly valve is shaped like a wing. Thereby, since the lift F according to the air flow rate in the intake passage 12 is applied to the throttle valve 18, the air flow rate can be sensed based on this. In addition, unlike the case where a new member is provided in the intake passage 12 to sense the air flow rate, the number of members that obstruct the air flow is not increased.

(2)スロットルバルブ18に加わる力を検出する検出装置60によって検出される力に基づき、空気流量を算出した。これにより、空気流量についての情報を取得することができる。   (2) The air flow rate was calculated based on the force detected by the detection device 60 that detects the force applied to the throttle valve 18. Thereby, information about the air flow rate can be acquired.

(3)ディーゼル機関10に上記スロットルバルブ18を適用した。ディーゼル機関10は空気が過剰な状態で燃焼を生じさせるため、ディーゼル機関10のスロットルバルブ18は、全開状態となっていることが多い。一方、空気流量と揚力との間に上記の式(f1)の関係が成立するのは、空気の流通方向に対するスロットルバルブ18の迎え角が小さいとき、換言すればスロットルバルブ18が全開状態に近いときである。この点、本実施形態によれば、空気流量についての情報を簡易に取得することのできる機会を十分に確保することができる。   (3) The throttle valve 18 is applied to the diesel engine 10. Since the diesel engine 10 causes combustion when the air is excessive, the throttle valve 18 of the diesel engine 10 is often fully opened. On the other hand, the relationship of the above formula (f1) is established between the air flow rate and the lift force when the angle of attack of the throttle valve 18 with respect to the air flow direction is small, in other words, the throttle valve 18 is almost fully open. Is the time. In this respect, according to the present embodiment, it is possible to sufficiently ensure an opportunity to easily obtain information about the air flow rate.

(4)エアフローメータ15によって検出される空気流量Qmafと揚力Fに基づく空気流量Qthとの比較に基づき、エアフローメータ15の異常の有無を判断した。これにより、空気流量の変化にかかわらずエアフローメータ15の出力が異常な値で固定する時のみならず、空気流量の変化に応じてエアフローメータ15の出力が変化するもののこれが正確な値とはならない微妙な異常の有無をも適切に判断することができる。   (4) Based on the comparison between the air flow rate Qmaf detected by the air flow meter 15 and the air flow rate Qth based on the lift F, the presence or absence of abnormality of the air flow meter 15 was determined. Thereby, not only when the output of the air flow meter 15 is fixed at an abnormal value regardless of the change in the air flow rate, but the output of the air flow meter 15 changes according to the change in the air flow rate, this is not an accurate value. The presence or absence of subtle abnormalities can also be determined appropriately.

(5)エアフローメータ異常フラグFが「1」のとき、スモークリミット噴射量の算出に用いる空気流量を、揚力Fに基づく空気流量Qth以下に制限した。これにより、エアフローメータ異常フラグFが「1」であるときであっても、スモークリミット噴射量を適切に設定することができる。   (5) When the air flow meter abnormality flag F is “1”, the air flow rate used for calculating the smoke limit injection amount is limited to the air flow rate Qth or less based on the lift force F. Thereby, even when the air flow meter abnormality flag F is “1”, the smoke limit injection amount can be appropriately set.

(第2の実施形態)
以下、第2の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment.

図7に、本実施形態にかかるエアフローメータ15の異常診断処理の手順を示す。この処理は、ECU50により、例えば所定周期で繰り返し実行される。   FIG. 7 shows a procedure of abnormality diagnosis processing of the air flow meter 15 according to the present embodiment. This process is repeatedly executed by the ECU 50, for example, at a predetermined cycle.

この一連の処理では、まずステップS60において、エアフローメータ15によって検出される空気流量Qmafを取得する。続くステップS62では、空気流量Qmafが所定量ε以下の状態が所定期間継続するか否かを判断する。ステップS64において否定判断されるときには、ステップS64に移行する。ステップS64では、空気流量Qmafが所定量γ以上である状態が所定期間継続したか否かを判断する。これらステップS62、S64の処理は、エアフローメータ15の出力信号の伝播経路の断線等によってECU50にエアフローメータ15の出力が取り込まれない異常の有無や、エアフローメータ15の出力信号の伝播経路が車載バッテリと短絡するなどの異常の有無を判断するものである。   In this series of processing, first, in step S60, the air flow rate Qmaf detected by the air flow meter 15 is acquired. In a succeeding step S62, it is determined whether or not the state in which the air flow rate Qmaf is equal to or less than the predetermined amount ε continues for a predetermined period. When a negative determination is made in step S64, the process proceeds to step S64. In step S64, it is determined whether or not the state in which the air flow rate Qmaf is equal to or greater than the predetermined amount γ continues for a predetermined period. The processing of these steps S62 and S64 is based on whether there is an abnormality in which the output of the air flow meter 15 is not taken into the ECU 50 due to disconnection of the propagation path of the output signal of the air flow meter 15, or the propagation path of the output signal of the air flow meter 15 is an in-vehicle battery. Whether there is an abnormality such as a short circuit.

ステップS62やステップS64において肯定判断されるときには、ステップS66においてエアフローメータ15の出力の固着異常である旨判断する。そして、ステップS68においては、リンプホーム処理を行う。ここでは、ディーゼル機関10の出力制御のための各種操作量を演算するための演算パラメータとしての空気流量を、揚力Fに基づく空気流量Qthとしたり、スロットルバルブ18の回転角度θを制限したりする処理を行う。上記回転角度θの制限は、揚力Fに基づく空気流量Qthの算出を適切に行うことのできる領域内に回転角度を制限するためのものである。この制限は、上記所定角度α以下とすることが望ましい。   If an affirmative determination is made in step S62 or step S64, it is determined in step S66 that the output of the air flow meter 15 is stuck abnormally. In step S68, limp home processing is performed. Here, the air flow rate as a calculation parameter for calculating various operation amounts for output control of the diesel engine 10 is set to the air flow rate Qth based on the lift F, or the rotation angle θ of the throttle valve 18 is limited. Process. The limitation on the rotation angle θ is for limiting the rotation angle within a region where the calculation of the air flow rate Qth based on the lift force F can be appropriately performed. This limit is desirably set to the predetermined angle α or less.

ここで、エアフローメータ15による空気流量Qmafよりも揚力Fによる空気流量Qthの方が精度が低いと考えられ得る場合には、空気流量Qthから所定量Δを減算した値に基づき操作量を演算する等、マージンを持たせることが望ましい。すなわち、例えばスモークリミット噴射量の算出は、エアフローメータ15が正常であるとの前提の下に空気流量Qmafと回転速度とからスモークリミット噴射量を定めるマップを用いてなされる等、エアフローメータ15の検出精度を前提としている。このため、空気流量Qthの精度が劣る場合には、これを直接用いたのでは、スモークリミット噴射量として適切な値とはならないおそれがある。そこで、空気流量Qthから所定量を減算することで、精度が劣ることを補償することができる。   Here, when it can be considered that the air flow rate Qth by the lift force F is less accurate than the air flow rate Qmaf by the air flow meter 15, the operation amount is calculated based on a value obtained by subtracting the predetermined amount Δ from the air flow rate Qth. It is desirable to have a margin. That is, for example, the calculation of the smoke limit injection amount is performed using a map for determining the smoke limit injection amount from the air flow rate Qmaf and the rotation speed under the assumption that the air flow meter 15 is normal. The detection accuracy is assumed. For this reason, when the accuracy of the air flow rate Qth is inferior, using this directly may not provide an appropriate value as the smoke limit injection amount. Therefore, by subtracting a predetermined amount from the air flow rate Qth, it is possible to compensate for the poor accuracy.

なお、上記ステップS64において否定判断されるときや、ステップS68の処理が完了するときには、この一連の処理を一旦終了する。   When a negative determination is made in step S64 or when the process of step S68 is completed, this series of processes is temporarily terminated.

以上説明した本実施形態によれば、先の第1の実施形態の上記(1)〜(3)の効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。   According to the present embodiment described above, the following effects can be obtained in addition to the effects (1) to (3) of the first embodiment.

(6)エアフローメータ15の出力の固着異常時、揚力Fに基づく空気流量Qthを、エアフローメータ15によって検出される空気流量Qmafに代用した。これにより、エアフローメータ15の出力の固着異常によってリンプホーム運転をする場合であっても、ディーゼル機関10の出力制御に極端な制限を設ける必要を生じさせない。このため、車両を極低速とすることなく、極端な排気特性の低下を回避すること等ができる。   (6) When the output of the air flow meter 15 is stuck abnormally, the air flow rate Qth based on the lift F is substituted for the air flow rate Qmaf detected by the air flow meter 15. As a result, even if the limp home operation is performed due to the abnormal fixing of the output of the air flow meter 15, it is not necessary to place an extreme limit on the output control of the diesel engine 10. For this reason, it is possible to avoid an extreme deterioration in exhaust characteristics without causing the vehicle to run at an extremely low speed.

(その他の実施形態)
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
(Other embodiments)
Each of the above embodiments may be modified as follows.

・先の図6のステップS52の処理において、空気流量Qthと空気流量Qmafとのうちの小さい方を用いる代わりに、空気流量Qthから所定量Δだけ減算した値と空気流量Qmafとのうちの小さい方を用いてもよい。これにより、揚力Fに基づく空気流量Qthの精度が空気流量Qmafの精度よりも劣る場合であっても、ステップS52において算出されるスモークリミット噴射量が過大となることをより適切に回避することができる。   In the process of step S52 of FIG. 6, instead of using the smaller one of the air flow rate Qth and the air flow rate Qmaf, the smaller of the value obtained by subtracting the predetermined amount Δ from the air flow rate Qth and the air flow rate Qmaf May be used. Thereby, even if the accuracy of the air flow rate Qth based on the lift F is inferior to the accuracy of the air flow rate Qmaf, it is possible to more appropriately avoid the smoke limit injection amount calculated in step S52 being excessive. it can.

・先の図6に示した処理において、エアフローメータ異常フラグFが「1」であるとき、ステップS48〜S52の処理に代えて、以下の処理を行ってもよい。すなわち、空気流量Qthと空気流量Qmafとの差に応じて大きくなる補正量ΔTMを空気流量Qmafから減算した値をスモークリミット噴射量の算出に用いてもよい。このようにエアフローメータ15の出力の信頼性の低下度合いに応じて空気流量Qmafの値を減少補正することで、エアフローメータ15によって検出される空気流量Qmafが過度に大きな値となることによる不都合を回避することができる。   In the process shown in FIG. 6, when the air flow meter abnormality flag F is “1”, the following process may be performed instead of the process of steps S48 to S52. That is, a value obtained by subtracting the correction amount ΔTM, which increases according to the difference between the air flow rate Qth and the air flow rate Qmaf, from the air flow rate Qmaf may be used for calculating the smoke limit injection amount. As described above, the value of the air flow rate Qmaf is decreased and corrected in accordance with the degree of decrease in the reliability of the output of the air flow meter 15, thereby causing a disadvantage that the air flow rate Qmaf detected by the air flow meter 15 becomes an excessively large value. It can be avoided.

・上記各実施形態では、揚力F及び回転角度θに基づき空気流量Qthを算出したがこれに限らない。例えば、ディーゼル機関10においてはスロットルバルブ18が全開状態である機会が多いことに鑑みれば、上記所定角度αを「0」に制限し、揚力Fのみに基づき空気流量Qthを算出してもよい。これにより、空気流量Qthを簡易に算出することができる。   In each of the above embodiments, the air flow rate Qth is calculated based on the lift force F and the rotation angle θ, but the present invention is not limited to this. For example, considering that there are many opportunities for the throttle valve 18 to be fully opened in the diesel engine 10, the predetermined angle α may be limited to “0”, and the air flow rate Qth may be calculated based only on the lift F. Thereby, the air flow rate Qth can be easily calculated.

・エアフローメータ15としては、熱式のものに限らず、例えばベーン式のものやカルマン渦式のものであってもよい。   The air flow meter 15 is not limited to a thermal type, and may be a vane type or a Karman vortex type, for example.

・内燃機関としては、ディーゼル機関に限らず、ガソリン機関であってもよい。この場合であっても、例えば全負荷運転時においてエアフローメータ15の異常の有無を診断する等の目的に用いることができる。   -The internal combustion engine is not limited to a diesel engine, and may be a gasoline engine. Even in this case, for example, it can be used for the purpose of diagnosing the presence or absence of abnormality of the air flow meter 15 during full load operation.

・検出装置60としては、先の図3に例示したものに限らない。例えば圧電素子64を回転軸18a側に固定するようにしてもよい。この場合、揚力Fが空気の流通方向に直交することに鑑み、揚力F及び回転角度θから空気流量Qthを算出する上記の式(f4)の右辺において、揚力Fを「F×cosθ」に変更する。   The detection device 60 is not limited to that illustrated in FIG. For example, the piezoelectric element 64 may be fixed to the rotating shaft 18a side. In this case, considering that the lift force F is orthogonal to the air flow direction, the lift force F is changed to “F × cos θ” on the right side of the above formula (f4) for calculating the air flow rate Qth from the lift force F and the rotation angle θ. To do.

・スロットルバルブ18の形状としての翼形状としては、先の図2に例示したものに限らない。図2(b)では、上下両面とも同一方向に弓形の形状となっているが、例えば、上面のみを弓形としてもよい。   The blade shape as the shape of the throttle valve 18 is not limited to that illustrated in FIG. In FIG. 2B, both the upper and lower surfaces are arched in the same direction. For example, only the upper surface may be arched.

・スロットルバルブ18としては、回転軸18aに直交する断面が翼形状のものに限らない。例えば厚さが一定のものであっても、スロットルバルブ18に加わる力と空気流量との間に相関があることに鑑みれば、スロットルバルブ18に加わる力に基づき空気流量を算出することは可能である。この際、検出装置は、空気流量を算出するために用いる力を検出することができるように適宜構成すればよい。   The throttle valve 18 is not limited to one having a wing shape in cross section perpendicular to the rotation shaft 18a. For example, even if the thickness is constant, it is possible to calculate the air flow rate based on the force applied to the throttle valve 18 in view of the correlation between the force applied to the throttle valve 18 and the air flow rate. is there. At this time, the detection device may be appropriately configured so that the force used for calculating the air flow rate can be detected.

第1の実施形態にかかるエンジンシステムの全体構成を示す図。The figure which shows the whole structure of the engine system concerning 1st Embodiment. 同実施形態にかかるスロットルバルブの拡大図。The enlarged view of the throttle valve concerning the embodiment. 同実施形態にかかるスロットルバルブ及び検出装置の拡大図。The enlarged view of the throttle valve and detection device concerning the embodiment. 同実施形態にかかる揚力に基づく空気流量の算出処理の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of the calculation process of the air flow rate based on the lift concerning the embodiment. 同実施形態にかかるエアフローメータの異常診断処理の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of the abnormality diagnosis process of the airflow meter concerning the embodiment. 同実施形態にかかるスモークリミット噴射量の算出処理の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of the calculation process of the smoke limit injection quantity concerning the embodiment. 第2の実施形態にかかるエアフローメータの出力固着異常診断の処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the process sequence of the output sticking abnormality diagnosis of the airflow meter concerning 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10…ディーゼル機関、15…エアフローメータ、18…スロットルバルブ、50…ECU(内燃機関の制御装置の一実施形態)、60…検出装置。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Diesel engine, 15 ... Air flow meter, 18 ... Throttle valve, 50 ... ECU (one Embodiment of the control apparatus of an internal combustion engine), 60 ... Detection apparatus.

Claims (3)

内燃機関としてのディーゼル機関の吸気通路に設けられる蝶形弁としてのスロットルバルブと、
該スロットルバルブに加わる力を検出する検出手段と、
該検出される力に基づき空気流量を算出する算出手段とを備え、
前記吸気通路には、前記算出手段による前記空気流量の算出とは別に、前記空気流量を検出するエアフローメータが設けられており、
前記エアフローメータによって検出される空気流量と前記算出手段によって算出される空気流量との比較に基づき、前記エアフローメータの異常の有無を判断する判断手段を更に備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
A throttle valve as a butterfly valve provided in an intake passage of a diesel engine as an internal combustion engine;
Detecting means for detecting a force applied to the throttle valve;
Calculating means for calculating an air flow rate based on the detected force,
In addition to the calculation of the air flow rate by the calculation means, an air flow meter that detects the air flow rate is provided in the intake passage,
A control device for an internal combustion engine, further comprising a determination unit that determines whether or not the air flow meter is abnormal based on a comparison between an air flow rate detected by the air flow meter and an air flow rate calculated by the calculation unit. .
前記内燃機関の回転速度の検出値及び前記エアフローメータによって検出される空気流量に基づき前記スモークの発生を抑制するための噴射量の上限値を設定する上限値設定手段を更に備え、
該上限値設定手段は、前記判断手段により前記異常がある旨判断されるとき、前記上限値を設定するために用いる前記空気流量を、前記算出手段によって算出される空気流量と前記エアフローメータによって検出される空気流量とのうちの小さい方とすることを特徴とする請求項記載の内燃機関の制御装置。
Further comprising an upper limit setting means for setting an upper limit value of the injection amount for suppressing the occurrence of the smoke based on the detected value of the rotational speed of the internal combustion engine and the air flow rate detected by the air flow meter;
The upper limit value setting means detects the air flow rate used for setting the upper limit value by the air flow rate calculated by the calculation means and the air flow meter when the determination means determines that the abnormality exists. It is a smaller control system for an internal combustion engine according to claim 1, wherein ones of the flow rate of the air.
前記スロットルバルブは、その回転軸に直交する断面が翼形状に形成されてなることを特徴とする請求項1又は2記載の内燃機関の制御装置。 The control device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2 , wherein the throttle valve has a blade shape in a cross section orthogonal to a rotation axis thereof.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08158900A (en) * 1994-12-01 1996-06-18 Toyota Motor Corp Accelerator manipulated variable detection device for internal combustion engine
JP2000304578A (en) * 1999-04-22 2000-11-02 Kubota Corp Flow rate measuring instrument and valve device with flow rate measuring function
JP2004100516A (en) * 2002-09-06 2004-04-02 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp Failure detector of internal combustion engine

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2614811B2 (en) * 1976-04-02 1979-07-12 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Flow meter with a plate-shaped measuring body
US4926903A (en) * 1989-05-05 1990-05-22 Tomoe Technical Research Company Butterfly valve having a function for measuring a flow rate and method of measuring a flow rate with a butterfly valve
JP2001164967A (en) * 1999-12-08 2001-06-19 Honda Motor Co Ltd Fuel injection amount control device for diesel engine
JP4376119B2 (en) * 2004-04-28 2009-12-02 本田技研工業株式会社 Control device for internal combustion engine
FR2891620B1 (en) * 2005-10-05 2008-03-21 Renault Sas FLOW SENSOR

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08158900A (en) * 1994-12-01 1996-06-18 Toyota Motor Corp Accelerator manipulated variable detection device for internal combustion engine
JP2000304578A (en) * 1999-04-22 2000-11-02 Kubota Corp Flow rate measuring instrument and valve device with flow rate measuring function
JP2004100516A (en) * 2002-09-06 2004-04-02 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp Failure detector of internal combustion engine

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