JP5251559B2 - Failure diagnosis method for internal combustion engine device, automobile and exhaust gas recirculation device - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関装置及び自動車並びに排気再循環装置の故障診断方法に関し、詳しくは、排気管と吸気管とを連絡する連絡管に設けられた排気再循環バルブの開度を調整することにより排気管の排気の吸気管への還流量を調整して排気再循環を行なう排気再循環装置が取り付けられた内燃機関と、内燃機関をモータリング可能な電動機と、を備える内燃機関装置及びこうした内燃機関装置を搭載する自動車並びに上述の内燃機関装置における排気再循環装置の故障診断方法に関する。 The present invention relates to a failure diagnosis method for an internal combustion engine device, an automobile, and an exhaust gas recirculation device, and more specifically, by adjusting an opening degree of an exhaust gas recirculation valve provided in a communication pipe connecting an exhaust pipe and an intake pipe. INTERNAL COMBUSTION ENGINE APPARATUS AND INTERNAL COMBUSTION ENGINE APPARATUS, INCLUDING AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH AN EXHAUST RECYCLE APPARATUS FOR ADJUSTING THE REcirculation By Adjusting A Recirculation Amount Of Exhaust Pipe Return The present invention relates to a failure diagnosis method for an exhaust gas recirculation device in an automobile equipped with an engine device and the internal combustion engine device described above.
従来、この種の内燃機関装置としては、車両に搭載された装置であって、走行用の動力を出力可能な内燃機関と、内燃機関の排気の一部を吸気系に還流させる排気還流(EGR)装置とを備え、減速時の燃料カット中に排気還流装置の故障診断を行なうものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この車両では、減速時の燃料カット中にEGRをオフしたときの筒内圧と燃料カット中に強制的にEGRをオンとして所定時間経過したときの筒内圧との圧力差に基づいて排気還流装置の故障診断を行なう。そして、このように排気環流装置の故障診断を行なうことにより、定常運転中に排気還流装置の故障診断を行なうものに比して燃焼変動によるトルクショック等を抑制している。 Conventionally, as this type of internal combustion engine apparatus, an apparatus mounted on a vehicle, which can output traveling power, and exhaust gas recirculation (EGR) that recirculates part of the exhaust gas of the internal combustion engine to an intake system. And a device for performing failure diagnosis of the exhaust gas recirculation device during fuel cut during deceleration (for example, see Patent Document 1). In this vehicle, the exhaust gas recirculation system is based on the pressure difference between the in-cylinder pressure when EGR is turned off during fuel cut during deceleration and the in-cylinder pressure when EGR is forcibly turned on during fuel cut and a predetermined time elapses. Perform fault diagnosis. Further, by performing a fault diagnosis of the exhaust gas recirculation device in this way, torque shocks and the like due to combustion fluctuations are suppressed compared to those in which the fault diagnosis of the exhaust gas recirculation device is performed during steady operation.
しかしながら、上述の内燃機関装置では、燃料カット中に強制的にEGRをオンとして所定時間経過したときの筒内圧に基づいて排気還流装置の故障診断を行なうため、適正に故障診断を行なうことができない場合や必要以上に燃料カットの時間を要する場合が生じる。内燃機関の燃料をカットして強制的にEGRをオンとしたときの筒内圧の収束に要する時間は内燃機関の回転数に依存するため、内燃機関の回転数が小さいときには、収束していない筒内圧を用いて排気環流装置の故障診断を行なうこととなり、適正な故障診断を行なうことができなくなる。一方、内燃機関の回転数が大きいときには必要以上に長い時間が経過した後の筒内圧を用いて排気環流装置の故障診断を行なうこととなり、必要以上に燃料カットの時間を要するものとなる。 However, in the above-described internal combustion engine device, the failure diagnosis of the exhaust gas recirculation device is performed based on the in-cylinder pressure when the EGR is forcibly turned on during a fuel cut and a predetermined time elapses. Therefore, the failure diagnosis cannot be performed properly. In some cases, the fuel cut time may be longer than necessary. Since the time required for the in-cylinder pressure to converge when the fuel of the internal combustion engine is cut and the EGR is forcibly turned on depends on the rotational speed of the internal combustion engine, when the rotational speed of the internal combustion engine is small, the unconverged cylinder A failure diagnosis of the exhaust gas recirculation device is performed using the internal pressure, and an appropriate failure diagnosis cannot be performed. On the other hand, when the rotational speed of the internal combustion engine is high, the failure diagnosis of the exhaust gas recirculation device is performed using the in-cylinder pressure after an unnecessarily long time has elapsed, and the fuel cut time is longer than necessary.
本発明の内燃機関装置及び自動車並びに排気再循環装置の故障診断方法は、内燃機関への燃料噴射を停止した状態で排気再循環装置の故障診断をより適正に行なうことを主目的とする。 The main purpose of the failure diagnosis method for an internal combustion engine device, an automobile, and an exhaust gas recirculation device according to the present invention is to more appropriately perform failure diagnosis of the exhaust gas recirculation device in a state where fuel injection to the internal combustion engine is stopped.
本発明の内燃機関装置及び自動車並びに排気再循環装置の故障診断方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 In order to achieve the above-described main object, the internal combustion engine device, the automobile, and the exhaust gas recirculation failure diagnosis method of the present invention employ the following means.
本発明の内燃機関装置は、
排気管と吸気管とを連絡する連絡管に設けられた排気再循環バルブの開度を調整することにより前記排気管の排気の前記吸気管への還流量を調整して排気再循環を行なう排気再循環装置が取り付けられた内燃機関と、前記内燃機関をモータリング可能な電動機と、を備える内燃機関装置であって、
前記吸気管の圧力を検出する吸気管圧力検出手段と、
所定の診断条件が成立したときに、燃料噴射を停止した状態で前記内燃機関がモータリングされるよう前記内燃機関と前記電動機とを制御し、該内燃機関がモータリングされた状態で、前記排気再循環バルブを全閉とすると共に該排気再循環バルブを全閉とした状態で前記吸気管圧力検出手段によって検出される圧力を第1の圧力として入力し、該第1の圧力を入力した後で前記排気再循環バルブを所定開度とすると共に該排気再循環バルブを前記所定開度とした状態で吸入空気量の積算値の推定値が所定値以上に至ったときに前記吸気管圧力検出手段によって検出される圧力を第2の圧力として入力し、前記第1の圧力および前記第2の圧力に基づいて前記排気再循環装置の故障を診断する故障診断手段と、
を備えることを要旨とする。
The internal combustion engine device of the present invention is
Exhaust gas that recirculates exhaust gas by adjusting the recirculation amount of the exhaust gas to the intake pipe by adjusting the opening of an exhaust gas recirculation valve provided in a communication pipe that connects the exhaust pipe and the intake pipe An internal combustion engine device comprising: an internal combustion engine to which a recirculation device is attached; and an electric motor capable of motoring the internal combustion engine,
An intake pipe pressure detecting means for detecting the pressure of the intake pipe;
The internal combustion engine and the electric motor are controlled so that the internal combustion engine is motored in a state where fuel injection is stopped when a predetermined diagnosis condition is satisfied, and the exhaust gas is controlled while the internal combustion engine is motored. After the recirculation valve is fully closed and the exhaust gas recirculation valve is fully closed, the pressure detected by the intake pipe pressure detection means is input as the first pressure, and after the first pressure is input When the exhaust recirculation valve is set to a predetermined opening and the exhaust recirculation valve is set to the predetermined opening, the intake pipe pressure is detected when the estimated value of the intake air amount reaches a predetermined value or more. Failure diagnosis means for inputting a pressure detected by the means as a second pressure and diagnosing a failure of the exhaust gas recirculation device based on the first pressure and the second pressure;
It is a summary to provide.
この本発明の内燃機関装置では、所定の診断条件が成立したときに、燃料噴射を停止した状態で内燃機関がモータリングされるよう内燃機関と電動機とを制御し、内燃機関がモータリングされた状態で、排気再循環バルブを全閉とすると共に排気再循環バルブを全閉とした状態で検出される吸気管の圧力を第1の圧力として入力し、第1の圧力を入力した後で排気再循環バルブを所定開度とすると共に排気再循環バルブを所定開度とした状態で吸入空気量の積算値の推定値が所定値以上に至ったときに検出される吸気管の圧力を第2の圧力として入力し、第1の圧力および第2の圧力に基づいて排気再循環装置の故障を診断する。排気再循環バルブを所定開度としたときの吸気管の圧力の収束は吸入空気量の積算値によると考えられるため、排気再循環バルブを所定開度とした状態で吸入空気量の積算値の推定値が所定値以上に至ったときの吸気管の圧力を第2の圧力として入力することにより、モータリングされる内燃機関の回転数に拘わらずに、より適正に排気再循環装置の故障を診断することができる。 In the internal combustion engine device of the present invention, when a predetermined diagnostic condition is satisfied, the internal combustion engine and the electric motor are controlled so that the internal combustion engine is motored in a state where fuel injection is stopped, and the internal combustion engine is motored. In this state, the exhaust pipe recirculation valve is fully closed and the exhaust pipe recirculation valve is fully closed, the pressure of the intake pipe detected as the first pressure is input, and after the first pressure is input, the exhaust gas is exhausted. The pressure of the intake pipe detected when the estimated value of the integrated value of the intake air amount reaches a predetermined value or more with the recirculation valve at a predetermined opening and the exhaust recirculation valve at the predetermined opening The exhaust gas recirculation device is diagnosed for failure based on the first pressure and the second pressure. The convergence of the intake pipe pressure when the exhaust recirculation valve is set to a predetermined opening is considered to be due to the integrated value of the intake air amount. By inputting the pressure of the intake pipe when the estimated value reaches a predetermined value or more as the second pressure, the malfunction of the exhaust gas recirculation device can be improved more appropriately regardless of the rotational speed of the motorized internal combustion engine. Can be diagnosed.
こうした本発明の内燃機関装置において、前記故障診断手段は、所定時間毎にカウントアップするカウント値のカウントアップ量として前記内燃機関の回転数が大きいほど大きな値を用いてカウントアップしたカウント値が所定カウント値に至ったときに前記吸入空気量の積算値の推定値が所定値以上に至ったとして前記第2の圧力を入力する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の回転数に応じたカウントアップ量を用いてカウントアップするカウンタ値を用いて第2の圧力を入力するタイミングを設定することができ、吸入空気量の積算値を演算する必要がない。 In such an internal combustion engine device of the present invention, the failure diagnosis means sets a count value counted up using a larger value as the number of rotations of the internal combustion engine is larger as a count-up amount of a count value counted up every predetermined time. It may be a means for inputting the second pressure when the estimated value of the integrated value of the intake air amount reaches a predetermined value or more when the count value is reached. In this way, the timing for inputting the second pressure can be set using a counter value that counts up using a count-up amount corresponding to the rotational speed of the internal combustion engine, and an integrated value of the intake air amount is calculated. There is no need.
さらに、本発明の内燃機関装置において、前記故障診断手段は、前記所定の診断条件が成立したときの回転数で前記内燃機関がモータリングされるよう制御する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、内燃機関を予め設定された回転数でモータリングするものに比して迅速に排気再循環装置の故障を診断することができる。 Further, in the internal combustion engine device of the present invention, the failure diagnosis means may be means for controlling the internal combustion engine to be motored at a rotational speed when the predetermined diagnosis condition is satisfied. . In this way, it is possible to diagnose the failure of the exhaust gas recirculation device more quickly than when the internal combustion engine is motored at a preset rotational speed.
あるいは、本発明の内燃機関装置において、前記故障診断手段は、前記第2の圧力から前記第1の圧力を減じた値が所定圧力未満のときに前記排気再循環装置に故障が生じていると診断する手段である、ものとすることもできる。 Alternatively, in the internal combustion engine device according to the present invention, the failure diagnosis unit may have a failure in the exhaust gas recirculation device when a value obtained by subtracting the first pressure from the second pressure is less than a predetermined pressure. It can also be a means of diagnosis.
また、本発明の内燃機関装置において、前記故障診断手段は、前記第2の圧力を入力した後で前記排気再循環バルブを全閉とすると共に該排気再循環バルブを全閉とした状態で前記吸気管圧力検出手段によって検出される圧力を第3の圧力として入力し、前記第1の圧力,前記第2の圧力,前記第3の圧力に基づいて前記排気再循環装置の故障を診断する手段である、ものとすることもできる。この場合、前記故障診断手段は、前記第2の圧力から前記第1の圧力と前記第3の圧力の平均値を減じた値が所定圧力未満のときに前記排気再循環装置に故障が生じていると診断する手段である、ものとすることもできる。 Further, in the internal combustion engine device of the present invention, the failure diagnosis means is configured to close the exhaust recirculation valve after the second pressure is input and fully close the exhaust recirculation valve. Means for inputting a pressure detected by the intake pipe pressure detecting means as a third pressure and diagnosing a failure of the exhaust gas recirculation device based on the first pressure, the second pressure, and the third pressure. It can also be. In this case, the failure diagnosing means causes a failure in the exhaust gas recirculation device when a value obtained by subtracting an average value of the first pressure and the third pressure from the second pressure is less than a predetermined pressure. It can also be a means of diagnosing the presence.
本発明の内燃機関装置において、前記内燃機関の出力軸と前記電動機の回転軸と第3の軸との3軸に接続され、該3軸のうちのいずれか2軸に入出力された動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する3軸式動力入出力手段、を備えるものとすることもできる。 In the internal combustion engine device according to the present invention, the output shaft of the internal combustion engine, the rotation shaft of the electric motor, and the third shaft are connected to the three shafts, and the power input / output to / from any two of the three shafts. On the basis of this, it is possible to provide three-axis power input / output means for inputting / outputting power to / from the remaining shaft.
本発明の自動車は、上述の3軸式動力入出力手段を備える態様の本発明の内燃機関装置、即ち、基本的には、排気管と吸気管とを連絡する連絡管に設けられた排気再循環バルブの開度を調整することにより前記排気管の排気の前記吸気管への還流量を調整して排気再循環を行なう排気再循環装置が取り付けられた内燃機関と、前記内燃機関をモータリング可能な電動機と、前記内燃機関の出力軸と前記電動機の回転軸と第3の軸との3軸に接続され、該3軸のうちのいずれか2軸に入出力された動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する3軸式動力入出力手段と、を備える内燃機関装置であって、前記吸気管の圧力を検出する吸気管圧力検出手段と、所定の診断条件が成立したときに、燃料噴射を停止した状態で前記内燃機関がモータリングされるよう前記内燃機関と前記電動機とを制御し、該内燃機関がモータリングされた状態で、前記排気再循環バルブを全閉とすると共に該排気再循環バルブを全閉とした状態で前記吸気管圧力検出手段によって検出される圧力を第1の圧力として入力し、該第1の圧力を入力した後で前記排気再循環バルブを所定開度とすると共に該排気再循環バルブを前記所定開度とした状態で吸入空気量の積算値の推定値が所定値以上に至ったときに前記吸気管圧力検出手段によって検出される圧力を第2の圧力として入力し、前記第1の圧力および前記第2の圧力に基づいて前記排気再循環装置の故障を診断する故障診断手段と、を備える内燃機関装置を搭載し、前記第3の軸が車軸に連結されてなることを要旨とする。 The automobile of the present invention is an internal combustion engine device of the present invention having the above-described three-axis power input / output means, that is, basically an exhaust gas recirculation provided in a communication pipe that connects the exhaust pipe and the intake pipe. An internal combustion engine equipped with an exhaust gas recirculation device that adjusts a recirculation amount of exhaust gas from the exhaust pipe to the intake pipe by adjusting an opening degree of the circulation valve, and motoring the internal combustion engine A residual motor based on the power inputted to and outputted from any two of the three shafts, which is connected to the three shafts of the possible motor, the output shaft of the internal combustion engine, the rotating shaft of the motor, and the third shaft. And an intake pipe pressure detecting means for detecting the pressure of the intake pipe, and when a predetermined diagnostic condition is satisfied. The internal combustion engine is motorized with fuel injection stopped. The internal combustion engine and the electric motor are controlled so that the exhaust gas recirculation valve is fully closed and the exhaust gas recirculation valve is fully closed while the internal combustion engine is motored. The pressure detected by the pipe pressure detecting means is input as a first pressure, and after the first pressure is input, the exhaust gas recirculation valve is set to a predetermined opening and the exhaust gas recirculation valve is set to the predetermined opening. In this state, when the estimated value of the integrated value of the intake air amount reaches a predetermined value or more, the pressure detected by the intake pipe pressure detecting means is input as the second pressure, and the first pressure and the first pressure And a failure diagnosing means for diagnosing a failure of the exhaust gas recirculation device based on the pressure of 2. The gist of the invention is that the third shaft is connected to an axle.
この本発明の自動車では、上述の3軸式動力入出力手段を備える態様の本発明の内燃機関装置を搭載するから、本発明の内燃機関装置が奏する効果、例えば、モータリングされる内燃機関の回転数に拘わらずに、より適正に排気再循環装置の故障を診断することができる、という効果と同様の効果を奏することができる。 In the automobile of the present invention, the internal combustion engine device of the present invention having the above-described three-axis power input / output means is mounted. Therefore, for example, the effect of the internal combustion engine device of the present invention, for example, the motorized internal combustion engine The same effect as that the failure of the exhaust gas recirculation device can be diagnosed more appropriately regardless of the rotational speed can be achieved.
本発明の排気再循環装置の故障診断方法は、
排気管と吸気管とを連絡する連絡管に設けられた排気再循環バルブの開度を調整することにより前記排気管の排気の前記吸気管への還流量を調整して排気再循環を行なう排気再循環装置が取り付けられた内燃機関と、前記内燃機関をモータリング可能な電動機と、を備える内燃機関装置における前記排気再循環装置の故障診断方法であって、
燃料噴射を停止した状態で前記内燃機関が略一定の回転数でモータリングされるよう前記内燃機関と前記電動機とを制御し、該内燃機関がモータリングされた状態で、前記排気再循環バルブを全閉とした状態の前記吸気管圧力の圧力である第1の圧力と、該第1の圧力の検出後に前記排気再循環バルブを所定開度とした状態で吸入空気量の積算値の推定値が所定値以上に至ったときの前記吸気管の圧力である第2の圧力と、を検出し、前記第1の圧力と前記第2の圧力とに基づいて前記排気再循環装置の故障を診断する、
ことを特徴とする。
The exhaust gas recirculation device failure diagnosis method of the present invention includes:
Exhaust gas that recirculates exhaust gas by adjusting the recirculation amount of the exhaust gas to the intake pipe by adjusting the opening of an exhaust gas recirculation valve provided in a communication pipe that connects the exhaust pipe and the intake pipe A failure diagnosis method for the exhaust gas recirculation device in an internal combustion engine device comprising: an internal combustion engine to which a recirculation device is attached; and an electric motor capable of motoring the internal combustion engine,
The internal combustion engine and the electric motor are controlled so that the internal combustion engine is motored at a substantially constant rotation speed while fuel injection is stopped, and the exhaust gas recirculation valve is set in the motored state. A first pressure that is the pressure of the intake pipe pressure in the fully closed state, and an estimated value of the integrated value of the intake air amount in a state where the exhaust gas recirculation valve is set to a predetermined opening after the detection of the first pressure Detecting a second pressure that is a pressure of the intake pipe when the pressure reaches a predetermined value or more, and diagnosing a failure of the exhaust gas recirculation device based on the first pressure and the second pressure To
It is characterized by that.
この本発明の排気再循環装置の故障診断方法では、燃料噴射を停止した状態で内燃機関が略一定の回転数でモータリングされるよう内燃機関と電動機とを制御し、内燃機関がモータリングされた状態で、排気再循環バルブを全閉とした状態の吸気管圧力の圧力である第1の圧力と、第1の圧力の検出後に排気再循環バルブを所定開度とした状態で吸入空気量の積算値の推定値が所定値以上に至ったときの吸気管の圧力である第2の圧力と、を検出し、第1の圧力と第2の圧力とに基づいて排気再循環装置の故障を診断する。排気再循環バルブを所定開度としたときの吸気管の圧力の収束は吸入空気量の積算値によると考えられるため、排気再循環バルブを所定開度とした状態で吸入空気量の積算値の推定値が所定値以上に至ったときの吸気管の圧力を第2の圧力として入力することにより、モータリングされる内燃機関の回転数に拘わらずに、より適正に排気再循環装置の故障を診断することができる。 In the exhaust gas recirculation apparatus failure diagnosis method according to the present invention, the internal combustion engine and the electric motor are controlled so that the internal combustion engine is motored at a substantially constant rotation speed while the fuel injection is stopped, and the internal combustion engine is motored. In a state where the exhaust gas recirculation valve is fully closed, the intake pressure is the first pressure which is the pressure of the intake pipe pressure, and the intake air amount in a state where the exhaust gas recirculation valve is set to a predetermined opening after the first pressure is detected. A second pressure which is the pressure of the intake pipe when the estimated value of the integrated value of the exhaust gas reaches a predetermined value or more is detected, and the failure of the exhaust gas recirculation device based on the first pressure and the second pressure Diagnose. The convergence of the intake pipe pressure when the exhaust recirculation valve is set to a predetermined opening is considered to be due to the integrated value of the intake air amount. By inputting the pressure of the intake pipe when the estimated value reaches a predetermined value or more as the second pressure, the malfunction of the exhaust gas recirculation device can be improved more appropriately regardless of the rotational speed of the motorized internal combustion engine. Can be diagnosed.
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, the form for implementing this invention is demonstrated using an Example.
図1は、本発明の一実施例としての内燃機関装置を搭載したハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、エンジン22と、エンジン22の出力軸としてのクランクシャフト26にダンパ28を介して接続された3軸式の動力分配統合機構30と、動力分配統合機構30に接続された発電可能なモータMG1と、動力分配統合機構30に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに取り付けられた減速ギヤ35と、この減速ギヤ35に接続されたモータMG2と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット70とを備える。ここで、実施例の内燃機関装置としては、主として、エンジン22と、エンジン22をモータリングするための動力分配統合機構30およびモータMG1と、エンジン22をコントロールする後述するエンジン用電子制御ユニット24と、モータMG1をコントロールする後述するモータ用電子制御ユニット40と、が該当する。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a
エンジン22は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な内燃機関として構成されており、図2に示すように、エアクリーナ122により清浄された空気をスロットルバルブ124を介して吸入すると共に燃料噴射弁126からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ128を介して燃焼室に吸入し、点火プラグ130による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン132の往復運動をクランクシャフト26の回転運動に変換する。エンジン22からの排気は、一酸化炭素(CO)や炭化水素(HC),窒素酸化物(NOx)の有害成分を浄化する浄化触媒(三元触媒)を有する浄化装置134を介して外気へ排出されると共に排気再循環装置(以下、「EGR(Exhaust Gas Recirculation)システム」という。)160を介して吸気側に供給される。EGRシステム160は、浄化装置134の後段に接続されて排気を吸気側のサージタンクに供給するためのEGR管162と、EGR管162に配置されステッピングモータ163により駆動されるEGRバルブ164とを備え、EGRバルブ164の開度の調節により、不燃焼ガスとしての排気を還流量を調節して吸気側に還流する。エンジン22は、こうして空気と排気とガソリンとの混合気を燃焼室に吸引することができるようになっている。以下、エンジン22の排気を吸気側に還流することをEGRといい、吸気側に還流される排気の量をEGR量Veという。
The
エンジン22は、エンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUという)24により制御されている。エンジンECU24は、CPU24aを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU24aの他に処理プログラムを記憶するROM24bと、データを一時的に記憶するRAM24cと、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。エンジンECU24には、エンジン22の状態を検出する種々のセンサからの信号、例えば、クランクシャフト26の回転位置を検出するクランクポジションセンサ140からのクランクポジションやエンジン22の冷却水の温度を検出する水温センサ142からの冷却水温Tw,燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ128や排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ144からのカムポジション,スロットルバルブ124のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ146からのスロットル開度Ta,吸気管に取り付けられたエアフローメータ148からの吸入空気量Qa,同じく吸気管に取り付けられた温度センサ149からの吸気温,吸気管内の圧力を検出する吸気圧センサ158からの吸気圧Pin,浄化装置134に取り付けられた触媒温度センサ134aからの触媒温度Tc,空燃比センサ135aからの空燃比,酸素センサ135bからの酸素信号,シリンダブロックに取り付けられてノッキングの発生に伴って生じる振動を検出するノックセンサ159からのノック信号Ks,EGRバルブ164の開度を検出するEGRバルブ開度センサ165からのEGRバルブ開度EVなどが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンECU24からは、エンジン22を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁126への駆動信号や、スロットルバルブ124のポジションを調節するスロットルモータ136への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル138への制御信号、吸気バルブ128の開閉タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構150への制御信号,EGRバルブ164の開度を調整するステッピングモータ163への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。エンジンECU24は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によりエンジン22を運転制御すると共に必要に応じてエンジン22の運転状態に関するデータを出力する。なお、エンジンECU24は、クランクポジションセンサ140からのクランクポジションに基づいてクランクシャフト26の回転数即ちエンジン22の回転数Neを演算したり、エアフローメータ148からの吸入空気量Qaとエンジン22の回転数Neとに基づいて体積効率(エンジン22の1サイクルあたりの行程容積に対する1サイクルで実際に吸入される空気の容積の比)KLを演算したり、エアフローメータ148からの吸入空気量QaとEGRバルブ開度センサ165からのEGRバルブ開度EVとエンジン22の回転数Neとに基づいてEGR量Veとエンジン22の吸入空気量Qaとの和に対するEGR量Veの比率としてのEGR率Reを演算したり、ノックセンサ159からのノック信号Ksの大きさや波形に基づいてノッキングの発生レベルを示すノック強度Krを演算したりしている。
The
動力分配統合機構30は、外歯歯車のサンギヤ31と、このサンギヤ31と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ32と、サンギヤ31に噛合すると共にリングギヤ32に噛合する複数のピニオンギヤ33と、複数のピニオンギヤ33を自転かつ公転自在に保持するキャリア34とを備え、サンギヤ31とリングギヤ32とキャリア34とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構30は、キャリア34にはエンジン22のクランクシャフト26が、サンギヤ31にはモータMG1が、リングギヤ32にはリングギヤ軸32aを介して減速ギヤ35がそれぞれ連結されており、モータMG1が発電機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力をサンギヤ31側とリングギヤ32側にそのギヤ比に応じて分配し、モータMG1が電動機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力とサンギヤ31から入力されるモータMG1からの動力を統合してリングギヤ32側に出力する。リングギヤ32に出力された動力は、リングギヤ軸32aからギヤ機構60およびデファレンシャルギヤ62を介して、最終的には車両の駆動輪63a,63bに出力される。
The power distribution and
モータMG1およびモータMG2は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ41,42を介してバッテリ50と電力のやりとりを行なう。インバータ41,42とバッテリ50とを接続する電力ライン54は、各インバータ41,42が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータMG1,MG2のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ50は、モータMG1,MG2のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータMG1,MG2により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ50は充放電されない。モータMG1,MG2は、いずれもモータ用電子制御ユニット(以下、モータECUという)40により駆動制御されている。モータECU40には、モータMG1,MG2を駆動制御するために必要な信号、例えばモータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータMG1,MG2に印加される相電流などが入力されており、モータECU40からは、インバータ41,42へのスイッチング制御信号が出力されている。モータECU40は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によってモータMG1,MG2を駆動制御すると共に必要に応じてモータMG1,MG2の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。なお、モータECU40は、回転位置検出センサ43,44からの信号に基づいてモータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2も演算している。
The motor MG1 and the motor MG2 are both configured as well-known synchronous generator motors that can be driven as generators and can be driven as motors, and exchange power with the
バッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)52によって管理されている。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ50の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧,バッテリ50の出力端子に接続された電力ライン54に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流,バッテリ50に取り付けられた温度センサ51からの電池温度Tbなどが入力されており、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。また、バッテリECU52は、バッテリ50を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量(SOC)を演算したり、演算した残容量(SOC)と電池温度Tbとに基づいてバッテリ50を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Win,Woutを演算している。なお、バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、電池温度Tbに基づいて入出力制限Win,Woutの基本値を設定し、バッテリ50の残容量(SOC)に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Win,Woutの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。
The
ハイブリッド用電子制御ユニット70は、CPU72を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU72の他に処理プログラムを記憶するROM74と、データを一時的に記憶するRAM76と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット70には、イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号,シフトレバー81の操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP,アクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc,ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP,車速センサ88からの車速Vなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット70は、前述したように、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と通信ポートを介して接続されており、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
The hybrid
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20は、運転者によるアクセルペダル83の踏み込み量に対応するアクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるように、エンジン22とモータMG1とモータMG2とが運転制御される。エンジン22とモータMG1とモータMG2の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にエンジン22から出力される動力のすべてが動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによってトルク変換されてリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ50の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にバッテリ50の充放電を伴ってエンジン22から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御する充放電運転モード、エンジン22の運転を停止してモータMG2からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸32aに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。なお、トルク変換運転モードと充放電運転モードは、いずれもエンジン22の運転を伴って要求動力がリングギヤ軸32aに出力されるようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御するモードであり、実質的な制御における差異はないため、以下、両者を合わせてエンジン運転モードという。
The
エンジン運転モードでは、ハイブリッド用電子制御ユニット70は、アクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accと車速センサ88からの車速Vとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクTr*を設定し、設定した要求トルクTr*にリングギヤ軸32aの回転数Nr(例えば、モータMG2の回転数Nm2を減速ギヤ35のギヤ比で除して得られる回転数や車速Vに換算係数を乗じて得られる回転数)を乗じて走行に要求される走行用パワーPr*を計算すると共に計算した走行用パワーPr*からバッテリ50の残容量(SOC)に基づいて得られるバッテリ50の充放電要求パワーPb*(バッテリ50から放電するときが正の値)を減じてエンジン22から出力すべきパワーとしての要求パワーPe*を設定し、要求パワーPe*を効率よくエンジン22から出力することができるエンジン22の回転数NeとトルクTeとの関係としての動作ライン(例えば燃費最適動作ライン)を用いてエンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定し、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で、エンジン22の回転数Neが目標回転数Ne*となるようにするための回転数フィードバック制御によりモータMG1から出力すべきトルクとしてのトルク指令Tm1*を設定すると共にモータMG1をトルク指令Tm1*で駆動したときに動力分配統合機構30を介してリングギヤ軸32aに作用するトルクを要求トルクTr*から減じてモータMG2のトルク指令Tm2*を設定し、目標回転数Ne*と目標トルクTe*とについてエンジンECU24に送信し、トルク指令Tm1*,Tm2*についてはモータECU40に送信する。そして、目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを受信したエンジンECU24は、目標回転数Ne*と目標トルクTe*とに基づいてEGR率Reの目標値としての目標EGR率Re*を設定し、目標回転数Ne*と目標トルクTe*とによってエンジン22が運転されるようエンジン22の吸入空気量制御や燃料噴射制御,点火制御などを行なうと共にEGR率Reが目標EGR率Re*となるようEGRシステム160のEGRバルブ164の開度を調整する。また、トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、モータMG1,MG2がトルク指令Tm1*,Tm2*で駆動されるようインバータ41,42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
In the engine operation mode, the hybrid
モータ運転モードでは、ハイブリッド用電子制御ユニット70は、モータMG1のトルク指令Tm1*に値0を設定する共にバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTr*が駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG2のトルク指令Tm2*を設定してモータECU40に送信する。そして、トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、モータMG1,MG2がトルク指令Tm1*,Tm2*で駆動されるようインバータ41,42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
In the motor operation mode, the hybrid
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20の動作、特にEGRシステム160の故障診断の際の動作について説明する。図3は、エンジンECU24により実行されるEGR故障診断ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、EGRシステム160の故障診断が終了するまで所定時間毎に繰り返し実行される。
Next, the operation of the
EGR故障診断ルーチンが実行されると、まず、エンジン22の回転数Neや水温センサ142からの冷却水温Tw,エアフローメータ148からの吸入空気量Qa,EGRバルブ開度センサ165からのEGRバルブ開度EVなどのデータを入力し(ステップS100)、故障診断を実行する条件が成立しているか否かを判定する(ステップS110)。実施例では、故障診断を実行する条件としては、エンジン22の燃料カットが実行されてから所定時間(例えば、1秒など)以上経過している条件、吸入空気量Qaが所定量以上変化してから所定時間(例えば、1秒など)以上経過している条件、エンジン22の回転数Neの単位時間当たりの変化量が所定変化量(例えば、100rpmなど)未満である条件、EGRバルブ164を全閉としてから所定時間(例えば、1秒など)以上経過している条件、冷却水温Twが所定温度(例えば、70℃など)以上である条件などであり、これらの全ての条件が成立しているときに故障診断を実行する条件が成立していると判定し、これらの条件のうちのいずれかが成立していないときに故障診断を実行する条件は成立していないと判定する。故障診断を実行する条件が成立していないと判定したときには直ちに本ルーチンを終了する。
When the EGR failure diagnosis routine is executed, first, the rotational speed Ne of the
一方、故障診断を実行する条件が成立していると判定したときには、EGRシステム160の故障診断のためにエンジン22のモータリングが継続される旨の制御信号をハイブリッド用電子制御ユニット70に送信し(ステップS130)、EGRバルブ164が全閉状態のときに吸気圧センサ158により検出された吸気圧Pinを第1圧Pin1として入力する(ステップS130)。ここで、制御信号を受信したハイブリッド用電子制御ユニット70は、そのときの回転数でエンジン22がモータリングされるようモータMG1のトルク指令Tm1*を設定すると共にエンジン22をモータリングした状態でバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTr*が駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG2のトルク指令Tm2*を設定し、設定したトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40に送信する。このトルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、モータMG1,MG2がトルク指令Tm1*,Tm2*で駆動するようインバータ41,42のスイッチング素子をスイッチング制御する。これにより、走行しながらEGRシステム160の故障診断を実行することができるようになる。
On the other hand, when it is determined that the condition for executing the failure diagnosis is satisfied, a control signal indicating that the motoring of the
続いて、ステッピングモータ163を駆動してEGRバルブ164を所定開度(例えば、ステッピングモータ163における30stepや40stepなど)とし(ステップS140)、吸入空気量Qaを積算することによって計算される吸入空気量積算値Gaが閾値Gref以上に至るのを待って(ステップS150〜S170)、吸気圧センサ158により検出された吸気圧Pinを第2圧Pin2として入力する(ステップS180)。即ち、EGRバルブ164を所定開度まで開き、吸入空気量積算値Gaが閾値Gref以上に至るまで、吸入空気量Qaを入力し、前回計算した吸入空気量積算値Gaに入力した吸入空気量Qaを加算して新たな吸入空気量積算値Gaを計算し、新たな吸入空気量積算値Gaを閾値Grefと比較するという一連の処理を繰り返し、その後、吸気圧Pinを第2圧Pin2として入力するのである。ここで、閾値Grefは、EGRバルブ164を所定開度とした後に吸気圧Pinが収束するまでに必要となる吸入空気量積算値Gaとして設定されるものであり、実験などにより定めることができる。エンジン22の回転数Neが900rpm,2000rpmのときにEGRバルブ164を全閉状態からステッピングモータ163のステップ数で20,26,32stepだけ開いたときの全閉状態のときからの吸気圧差ΔPの時間変化の一例を図4に示す。図4から解るように、エンジン22の回転数Neが大きいときには短時間で吸気圧差ΔPは収束し、エンジン22の回転数Neが小さいときには吸気圧差ΔPが収束するのに時間を要する。このことは、吸入空気量積算値Gaを考えれば、エンジン22の回転数Neに左右されないものと考えることができる。実施例では、このことを考慮してEGRバルブ164を所定開度まで開いた後の吸気圧Pinを第2圧Pin2として入力するのである。なお、吸入空気量積算値Gaは、EGRバルブ164を所定開度としたときに初期値として値0が設定されれている。
Subsequently, the stepping
次に、ステッピングモータ163を駆動してEGRバルブ164を全閉状態とし(ステップS190)、この状態で所定時間(例えば、1秒など)経過した後に(ステップS200)、吸気圧センサ158により検出された吸気圧Pinを第3圧Pin3として入力する(ステップS210)。そして、入力した第2圧Pin2から第1圧Pin1と第3圧Pin3との平均を減じた値として故障診断値Pjを計算し(ステップS220)、故障診断値Pjを閾値Prefと比較し(ステップS230)、故障診断値Pjが閾値Pref以上のときにはEGRシステム160は正常であると判定して(ステップS240)、故障診断が終了した旨の制御信号をハイブリッド用電子制御ユニット70に送信して(ステップS260)、本ルーチンを終了し、故障診断値Pjが閾値Pref未満のときにはEGRシステム160に故障が生じていると判定して(ステップS250)、故障診断が終了した旨の制御信号をハイブリッド用電子制御ユニット70に送信して(ステップS260)、本ルーチンを終了する。この判定は、EGRシステム160に故障が生じていなければ、第2圧Pin2と第1圧Pin1や第3圧Pin3の間に十分な圧力差が生じることに基づいている。
Next, the stepping
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20が搭載する内燃機関装置によれば、EGRシステム160の故障診断を実行する条件が成立したときには、エンジン22が燃料カットされた状態でモータMG1によりモータリングされるようエンジン22とモータMG1を制御し、エンジン22がモータリングされた状態で、EGRバルブ164を全閉状態のときの吸気圧Pinを第1圧Pin1とし、EGRバルブ164を所定開度まで開いた後に吸入空気量積算値Gaが閾値Gref以上に至ったときの吸気圧Pinを第2圧Pin2とし、その後、EGRバルブ164を全閉として所定時間経過したときの吸気圧Pinを第3圧Pin3として入力し、第2圧Pin2から第1圧Pin1と第3圧Pin3との平均を減じて得られる故障診断値Pjと閾値Prefとを比較することによってEGRシステム160の故障診断を行なうことにより、即ち、EGRバルブ164を所定開度まで開いた後に収束した吸気圧Pinを第2圧Pin2として用いることにより、エンジン22の回転数Neに拘わらずに、より適正にEGRシステム160の故障診断を行なうことができる。
According to the internal combustion engine device mounted on the
実施例のハイブリッド自動車20が搭載する内燃機関装置では、EGRバルブ164を所定開度まで開いた後に、エアフローメータ148により検出される吸入空気量Qaを積算することにより吸入空気量積算値Gaを計算し、計算した吸入空気量積算値Gaが閾値Gref以上に至ったときに、吸気圧Pinを第2圧Pin2として入力するものとしたが、吸入空気量Qaを積算することによって吸入空気量積算値Gaを計算するものに限定されるものではなく、吸気圧センサ158からの吸気圧PinやEGRバルブ開度EV,エンジン22の回転数Neなどから吸入空気量積算値Gaを推定し、推定した吸入空気量積算値Gaが閾値Gref以上に至ったときに、吸気圧Pinを第2圧Pin2として入力するものとしてもよい。エンジン22の回転数Neを用いて吸気圧Pinを第2圧Pin2として入力するタイミングを決定するものとしては、エンジン22の回転数Neが大きいほど大きくなるカウントアップ量ΔCを用いてカウントアップするカウンタCが吸入空気量積算値Gaが閾値Grefに至ることに相当する閾値Cref以上に至ったときに、吸気圧Pinを第2圧Pin2として入力するものを考えることができる。この場合のEGR故障診断ルーチンの一例の一部を図5に示す。図5のEGR故障診断ルーチンでは、図3のEGR故障診断ルーチンのステップS100〜S140の処理およびステップS180〜S260の処理と同一の処理を行なっているため、この部分についての図示は省略した。この図5のEGR故障診断ルーチンでは、第1圧Pin1を入力してEGRバルブ164を所定開度まで開くと(ステップS140)、カウンタCが閾値Cref以上に至るまで、エンジン22の回転数Neを入力すると共にエンジン22の回転数Neが大きいほど大きな値のカウントアップ量ΔCが設定される図6に例示するカウントアップ量設定用マップと入力したエンジン22の回転数Neとを用いてカウントアップ量ΔCを設定し、設定したカウントアップ量ΔCを用いてカウンタCをカウントアップする処理(ステップS150B,S155B、S160B,S170B)を繰り返す。そして、カウンタCが閾値Cref以上に至ると、吸気圧センサ158により検出される吸気圧Pinを第2圧Pin2として入力する(ステップS180)。この図5のEGR故障診断ルーチンにおけるカウンタCは、エンジン22の回転数Neが大きいほど吸入空気量積算値Gaの増加程度も大きいことを考えると、吸入空気量積算値Gaを反映するもの、或いは、吸入空気量積算値Gaを推定する指標となるものと考えることができる。即ち、図5のEGR故障診断ルーチンは、吸入空気量積算値Gaを推定する指標としてエンジン22の回転数Neに応じたカウントアップ量ΔCによりカウントアップされるカウンタCを用いて吸気圧Pinを第2圧Pin2として入力するタイミングを決定するものということができる。従って、図5のEGR故障診断ルーチンを実行したときでも図3のEGR故障診断ルーチンを実行したときと同様の効果、即ち、より適正にEGRシステム160の故障診断を行なうことができるという効果を奏することができる。なお、カウンタCは、EGRバルブ164を所定開度としたときに初期値として値0が設定されれている。
In the internal combustion engine device mounted on the
実施例のハイブリッド自動車20が搭載する内燃機関装置では、EGRバルブ164を全閉状態のときの吸気圧Pinを第1圧Pin1とし、EGRバルブ164を所定開度まで開いた後に吸入空気量積算値Gaが閾値Gref以上に至ったときの吸気圧Pinを第2圧Pin2とし、その後、EGRバルブ164を全閉として所定時間経過したときの吸気圧Pinを第3圧Pin3として入力し、第2圧Pin2から第1圧Pin1と第3圧Pin3との平均を減じて得られる故障診断値Pjと閾値Prefとを比較することによってEGRシステム160の故障診断を行なうものとしたが、EGRバルブ164を全閉状態のときの吸気圧Pinである第1圧Pin1とEGRバルブ164を所定開度まで開いた後に吸入空気量積算値Gaが閾値Gref以上に至ったときの吸気圧Pinである第2圧Pin2とによってEGRシステム160の故障診断を行なうものとしてもよい。この場合、図7の変形例のEGR故障診断ルーチンに示すように、第2圧Pin2を入力すると(ステップS180)、入力した第2圧Pin2から第1圧Pin1を減じた値として故障診断値Pjを計算し(ステップS220C)、故障診断値Pjが閾値PrefのときにはEGRシステム160は正常であると判定し(ステップS230,S240)、故障診断値Pjが閾値Pref未満のときにはEGRシステム160に故障が生じていると判定する(ステップS230,S250)、ものとすればよい。
In the internal combustion engine device mounted on the
実施例では、ハイブリッド自動車20として、モータMG2の動力を減速ギヤ35により変速してリングギヤ軸32aに出力するものとしたが、図8の変形例のハイブリッド自動車120に例示するように、モータMG2の動力をリングギヤ軸32aが接続された車軸(駆動輪63a,63bが接続された車軸)とは異なる車軸(図8における車輪64a,64bに接続された車軸)に出力するものとしてもよい。
In the embodiment, as the
また、こうしたハイブリッド自動車に搭載される内燃機関装置に適用するものに限定されるものではなく、走行用のモータを備えない自動車に搭載される内燃機関装置の形態としたり、自動車以外の車両や船舶,航空機などの移動体に搭載される内燃機関装置の形態や建設設備などの移動しない設備に組み込まれた内燃機関装置の形態としても構わない。さらに、こうした内燃機関装置における排気再循環装置の故障診断方法の形態としてもよい。 Further, the present invention is not limited to those applied to the internal combustion engine device mounted on such a hybrid vehicle, but may be in the form of an internal combustion engine device mounted on a vehicle that does not include a traveling motor, or a vehicle or ship other than the vehicle. The configuration of an internal combustion engine device mounted on a moving body such as an aircraft or the configuration of an internal combustion engine device incorporated in a non-moving facility such as a construction facility may be used. Furthermore, it is good also as a form of the failure diagnostic method of the exhaust gas recirculation apparatus in such an internal combustion engine apparatus.
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、EGRシステム160が取り付けられたエンジン22が「内燃機関」に相当し、モータMG1が「電動機」に相当し、吸気圧センサ158が「吸気管圧力検出手段」に相当し、EGRシステム160の故障診断を実行する条件が成立したときには、エンジン22が燃料カットされた状態でモータMG1によりモータリングされるようエンジン22とモータMG1を制御し、エンジン22がモータリングされた状態で、EGRバルブ164を全閉状態のときの吸気圧Pinを第1圧Pin1とし、EGRバルブ164を所定開度まで開いた後に吸入空気量積算値Gaが閾値Gref以上に至ったときの吸気圧Pinを第2圧Pin2とし、その後、EGRバルブ164を全閉として所定時間経過したときの吸気圧Pinを第3圧Pin3として入力し、第2圧Pin2から第1圧Pin1と第3圧Pin3との平均を減じて得られる故障診断値Pjと閾値Prefとを比較することによってEGRシステム160の故障診断を行なう図3のEGR故障診断ルーチンを実行するエンジンECU24やこれに応じてモータMG1などを制御するハイブリッド用電子制御ユニット70およびモータECU40が「故障診断手段」に相当する。
The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the embodiment, the
ここで、「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、排気再循環装置が取り付けられたものであれば水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータMG1に限定されるものではなく、誘導電動機など、動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機としても構わない。「吸気管圧力検出手段」としては、吸気圧センサ158に限定されるものではなく、吸気管の圧力を検出するものであれば如何なるものとしても構わない。「故障診断手段」としては、エンジンECU24とハイブリッド用電子制御ユニット70とモータECU40とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「故障診断手段」としては、EGRシステム160の故障診断を実行する条件が成立したときには、エンジン22が燃料カットされた状態でモータMG1によりモータリングされるようエンジン22とモータMG1を制御し、エンジン22がモータリングされた状態で、EGRバルブ164を全閉状態のときの吸気圧Pinを第1圧Pin1とし、EGRバルブ164を所定開度まで開いた後に吸入空気量積算値Gaが閾値Gref以上に至ったときの吸気圧Pinを第2圧Pin2とし、その後、EGRバルブ164を全閉として所定時間経過したときの吸気圧Pinを第3圧Pin3として入力し、第2圧Pin2から第1圧Pin1と第3圧Pin3との平均を減じて得られる故障診断値Pjと閾値Prefとを比較することによってEGRシステム160の故障診断を行なうものに限定されるものではなく、吸気圧センサ158からの吸気圧PinやEGRバルブ開度EV,エンジン22の回転数Neなどから吸入空気量積算値Gaを推定し、推定した吸入空気量積算値Gaが閾値Gref以上に至ったときに、吸気圧Pinを第2圧Pin2として入力するものとしたり、EGRバルブ164を全閉状態のときの吸気圧Pinである第1圧Pin1とEGRバルブ164を所定開度まで開いた後に吸入空気量積算値Gaが閾値Gref以上に至ったときの吸気圧Pinである第2圧Pin2とによってEGRシステム160の故障診断を行なうものしたりするなど、所定の診断条件が成立したときに、燃料噴射を停止した状態で内燃機関がモータリングされるよう内燃機関と電動機とを制御し、内燃機関がモータリングされた状態で、排気再循環バルブを全閉とすると共に排気再循環バルブを全閉とした状態で吸気管圧力検出手段によって検出される圧力を第1の圧力として入力し、第1の圧力を入力した後で排気再循環バルブを所定開度とすると共に排気再循環バルブを所定開度とした状態で吸入空気量の積算値の推定値が所定値以上に至ったときに吸気管圧力検出手段によって検出される圧力を第2の圧力として入力し、第1の圧力および第2の圧力に基づいて排気再循環装置の故障を診断するものであれば如何なるものとしても構わない。
Here, the “internal combustion engine” is not limited to an internal combustion engine that outputs power using a hydrocarbon-based fuel such as gasoline or light oil, and a hydrogen engine or the like provided that an exhaust gas recirculation device is attached. Any type of internal combustion engine may be used. The “motor” is not limited to the motor MG1 configured as a synchronous generator motor, and may be any type of motor as long as it can input and output power, such as an induction motor. The “intake pipe pressure detecting means” is not limited to the
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem is the same as that of the embodiment described in the column of means for solving the problem. Therefore, the elements of the invention described in the column of means for solving the problems are not limited. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problems should be made based on the description of the column, and the examples are those of the invention described in the column of means for solving the problems. It is only a specific example.
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated using the Example, this invention is not limited at all to such an Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is with various forms. Of course, it can be implemented.
本発明は、内燃機関装置の製造産業やこうした内燃機関装置を搭載する自動車の製造産業などに利用可能である。 The present invention is applicable to the manufacturing industry of internal combustion engine devices and the manufacturing industry of automobiles equipped with such internal combustion engine devices.
20,120 ハイブリッド自動車、22 エンジン、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、24a CPU、24b ROM、24c RAM、26 クランクシャフト、28 ダンパ、30 動力分配統合機構、31 サンギヤ、32 リングギヤ、32a リングギヤ軸、33 ピニオンギヤ、34 キャリア、35 減速ギヤ、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、43,44 回転位置検出センサ、50 バッテリ、51 温度センサ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、54 電力ライン、60 ギヤ機構、62 デファレンシャルギヤ、63a,63b 駆動輪、64a,64b 車輪、70 ハイブリッド用電子制御ユニット、72 CPU、74 ROM、76 RAM、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、122 エアクリーナ、124 スロットルバルブ、126 燃料噴射弁、128 吸気バルブ、130 点火プラグ、132 ピストン、134 浄化装置、135a 空燃比センサ、135b 酸素センサ、136,スロットルモータ、138 イグニッションコイル、140 クランクポジションセンサ、142 水温センサ、143 圧力センサ、144 カムポジションセンサ、146 スロットルバルブポジションセンサ、148 エアフローメータ、149 温度センサ、150 可変バルブタイミング機構、159 ノックセンサ、160 EGRシステム、162 EGR管、163 ステッピングモータ、164 EGRバルブ、165 EGRバルブ開度センサ、166 温度センサ、MG1,MG2 モータ。 20,120 Hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 24a CPU, 24b ROM, 24c RAM, 26 crankshaft, 28 damper, 30 power distribution integrated mechanism, 31 sun gear, 32 ring gear, 32a ring gear Shaft, 33 Pinion gear, 34 Carrier, 35 Reduction gear, 40 Motor electronic control unit (motor ECU), 41, 42 Inverter, 43, 44 Rotation position detection sensor, 50 battery, 51 Temperature sensor, 52 Battery electronic control unit ( Battery ECU), 54 power line, 60 gear mechanism, 62 differential gear, 63a, 63b driving wheel, 64a, 64b wheel, 70 electronic control unit for hybrid, 72 CPU, 74 ROM, 7 6 RAM, 80 ignition switch, 81 shift lever, 82 shift position sensor, 83 accelerator pedal, 84 accelerator pedal position sensor, 85 brake pedal, 86 brake pedal position sensor, 88 vehicle speed sensor, 122 air cleaner, 124 throttle valve, 126 fuel injection Valve, 128 Intake valve, 130 Spark plug, 132 Piston, 134 Purification device, 135a Air-fuel ratio sensor, 135b Oxygen sensor, 136, Throttle motor, 138 Ignition coil, 140 Crank position sensor, 142 Water temperature sensor, 143 Pressure sensor, 144 Cam Position sensor, 146 Throttle valve position sensor, 148 Air flow meter, 149 Temperature sensor, 150 Variable valve Timing mechanism, 159 a knock sensor, 160 EGR system, 162 EGR pipe, 163 a stepping motor, 164 EGR valve, 165 EGR valve opening sensor, 166 temperature sensor, MG1, MG2 motor.
Claims (9)
前記吸気管の圧力を検出する吸気管圧力検出手段と、
所定の診断条件が成立したときに、燃料噴射を停止した状態で前記内燃機関がモータリングされるよう前記内燃機関と前記電動機とを制御し、該内燃機関がモータリングされた状態で、前記排気再循環バルブを全閉とすると共に該排気再循環バルブを全閉とした状態で前記吸気管圧力検出手段によって検出される圧力を第1の圧力として入力し、該第1の圧力を入力した後で前記排気再循環バルブを所定開度とすると共に該排気再循環バルブを前記所定開度とした状態で吸入空気量の積算値の推定値が所定値以上に至ったときに前記吸気管圧力検出手段によって検出される圧力を第2の圧力として入力し、前記第1の圧力および前記第2の圧力に基づいて前記排気再循環装置の故障を診断する故障診断手段と、
を備える内燃機関装置。 Exhaust gas that recirculates exhaust gas by adjusting the recirculation amount of the exhaust gas to the intake pipe by adjusting the opening of an exhaust gas recirculation valve provided in a communication pipe that connects the exhaust pipe and the intake pipe An internal combustion engine device comprising: an internal combustion engine to which a recirculation device is attached; and an electric motor capable of motoring the internal combustion engine,
An intake pipe pressure detecting means for detecting the pressure of the intake pipe;
The internal combustion engine and the electric motor are controlled so that the internal combustion engine is motored in a state where fuel injection is stopped when a predetermined diagnosis condition is satisfied, and the exhaust gas is controlled while the internal combustion engine is motored. After the recirculation valve is fully closed and the exhaust gas recirculation valve is fully closed, the pressure detected by the intake pipe pressure detection means is input as the first pressure, and after the first pressure is input When the exhaust recirculation valve is set to a predetermined opening and the exhaust recirculation valve is set to the predetermined opening, the intake pipe pressure is detected when the estimated value of the intake air amount reaches a predetermined value or more. Failure diagnosis means for inputting a pressure detected by the means as a second pressure and diagnosing a failure of the exhaust gas recirculation device based on the first pressure and the second pressure;
An internal combustion engine device comprising:
前記故障診断手段は、所定時間毎にカウントアップするカウント値のカウントアップ量として前記内燃機関の回転数が大きいほど大きな値を用いてカウントアップしたカウント値が所定カウント値に至ったときに前記吸入空気量の積算値の推定値が所定値以上に至ったとして前記第2の圧力を入力する手段である、
内燃機関装置。 The internal combustion engine device according to claim 1,
The failure diagnosing means uses the suction value when the count value counted up using a larger value as the number of revolutions of the internal combustion engine increases as the count-up amount of the count value counted up every predetermined time reaches the predetermined count value. Means for inputting the second pressure on the assumption that the estimated value of the integrated value of the air amount has reached a predetermined value or more;
Internal combustion engine device.
前記故障診断手段は、前記所定の診断条件が成立したときの回転数で前記内燃機関がモータリングされるよう制御する手段である、
内燃機関装置。 An internal combustion engine device according to claim 1 or 2,
The failure diagnosis means is means for controlling the internal combustion engine to be motored at a rotation speed when the predetermined diagnosis condition is satisfied.
Internal combustion engine device.
前記故障診断手段は、前記第2の圧力から前記第1の圧力を減じた値が所定圧力未満のときに前記排気再循環装置に故障が生じていると診断する手段である、
内燃機関装置。 An internal combustion engine device according to any one of claims 1 to 3,
The failure diagnosis means is a means for diagnosing that a failure has occurred in the exhaust gas recirculation device when a value obtained by subtracting the first pressure from the second pressure is less than a predetermined pressure.
Internal combustion engine device.
前記故障診断手段は、前記第2の圧力を入力した後で前記排気再循環バルブを全閉とすると共に該排気再循環バルブを全閉とした状態で前記吸気管圧力検出手段によって検出される圧力を第3の圧力として入力し、前記第1の圧力,前記第2の圧力,前記第3の圧力に基づいて前記排気再循環装置の故障を診断する手段である、
内燃機関装置。 An internal combustion engine device according to any one of claims 1 to 3,
The failure diagnosis means is a pressure detected by the intake pipe pressure detection means in a state where the exhaust gas recirculation valve is fully closed and the exhaust gas recirculation valve is fully closed after inputting the second pressure. Is inputted as a third pressure, and the exhaust gas recirculation device is diagnosed for failure based on the first pressure, the second pressure, and the third pressure.
Internal combustion engine device.
前記故障診断手段は、前記第2の圧力から前記第1の圧力と前記第3の圧力の平均値を減じた値が所定圧力未満のときに前記排気再循環装置に故障が生じていると診断する手段である、
内燃機関装置。 An internal combustion engine device according to claim 5,
The failure diagnosis means diagnoses that a failure has occurred in the exhaust gas recirculation device when a value obtained by subtracting an average value of the first pressure and the third pressure from the second pressure is less than a predetermined pressure. Is a means to
Internal combustion engine device.
前記内燃機関の出力軸と前記電動機の回転軸と第3の軸との3軸に接続され、該3軸のうちのいずれか2軸に入出力された動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する3軸式動力入出力手段、
を備える内燃機関装置。 An internal combustion engine device according to any one of claims 1 to 6,
Connected to three shafts of the output shaft of the internal combustion engine, the rotating shaft of the electric motor, and a third shaft, and power is supplied to the remaining shaft based on the power input / output to any two of the three shafts. 3-axis power input / output means for input / output,
An internal combustion engine device comprising:
燃料噴射を停止した状態で前記内燃機関がモータリングされるよう前記内燃機関と前記電動機とを制御し、該内燃機関がモータリングされた状態で、前記排気再循環バルブを全閉とした状態の前記吸気管圧力の圧力である第1の圧力と、該第1の圧力の検出後に前記排気再循環バルブを所定開度とした状態で吸入空気量の積算値の推定値が所定値以上に至ったときの前記吸気管の圧力である第2の圧力と、を検出し、前記第1の圧力と前記第2の圧力とに基づいて前記排気再循環装置の故障を診断する、
ことを特徴とする排気再循環装置の故障診断方法。 Exhaust gas that recirculates exhaust gas by adjusting the recirculation amount of the exhaust gas to the intake pipe by adjusting the opening of an exhaust gas recirculation valve provided in a communication pipe that connects the exhaust pipe and the intake pipe A failure diagnosis method for the exhaust gas recirculation device in an internal combustion engine device comprising: an internal combustion engine to which a recirculation device is attached; and an electric motor capable of motoring the internal combustion engine,
The internal combustion engine and the electric motor are controlled so that the internal combustion engine is motored in a state where fuel injection is stopped, and the exhaust gas recirculation valve is fully closed in a state where the internal combustion engine is motored. The estimated value of the integrated value of the intake air amount reaches a predetermined value or more with the first pressure being the pressure of the intake pipe pressure and the exhaust gas recirculation valve at a predetermined opening after the detection of the first pressure. A second pressure that is a pressure of the intake pipe at the time of detection is detected, and a failure of the exhaust gas recirculation device is diagnosed based on the first pressure and the second pressure,
A fault diagnosis method for an exhaust gas recirculation device.
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