JP5263403B2 - 内燃機関の制御弁異常判定装置 - Google Patents
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Description
本発明は、複数の過給機とその複数の過給機の制御を行うための複数の制御弁とを備えた内燃機関に適用される制御弁異常判定装置に関する。
従来から知られる過給機(排気タービン式過給機)は、内燃機関の排気通路に配設され且つ排ガスのエネルギによって駆動されるタービンと、その機関の吸気通路に配設され且つタービンが駆動されることによって駆動されるコンプレッサと、を備えている。これにより、コンプレッサに流入する空気が同コンプレッサによって圧縮され、燃焼室に向けて排出される。即ち、過給が行われる。
過給機は、周知のように、コンプレッサに流入する空気の流量が所定のサージ流量から所定のチョーク流量までの範囲内にある場合、その空気を実質的に圧縮することができる。一般に、過給機の容量が大きいほど、サージ流量及びチョーク流量の双方が大きくなる。従って、比較的小容量の過給機のみによって過給を行おうとすると、機関が高負荷運転される場合、コンプレッサに流入する空気の流量がチョーク流量に達するから過給ができない。これに対し、比較的大容量の過給機のみによって過給を行おうとすると、機関が低負荷運転される場合、コンプレッサに流入する空気の流量がサージ流量よりも小さくなるから過給ができない。このように、単一の過給機のみを備えた内燃機関が適切に過給を行うことができる運転領域(負荷領域)は、機関の全運転領域に対して狭い。
そこで、従来の内燃機関の一つは、小容量の第1過給機と、第1過給機に直列に接続された大容量の第2過給機と、第1過給機及び第2過給機に供給される空気又は排ガスの流量を調整するための複数のバイパス通路と、それらのバイパス通路に配設された複数の制御弁と、を備える。この従来の内燃機関においては、機関の運転状態に応じて、第1過給機と第2過給機とが使い分けられる。これにより、適切に過給を行うことができる運転領域(負荷領域)が拡大される。
上記従来の内燃機関においては、例えば、第1過給機のタービンに供給される排ガスの流量を調整するためのバイパス通路に制御弁(排気切替弁)が配設される。この排気切替弁は、制御装置により、機関の負荷が低負荷であるときに閉弁し且つ高負荷であるときに開弁するように制御させられる。これにより、機関が低負荷運転される場合、小容量の第1過給機が主として作動させられる。一方、機関が高負荷運転される場合、大容量の第2過給機が主として作動させられる。その結果、上記従来の内燃機関は、単一の過給機のみを備えた内燃機関が適切に過給を行うことができる運転領域に比べて広い運転領域において適切な過給を行うことができる。
上記従来の内燃機関が備える制御装置(以下、「従来装置」と称呼する。)は、上述したような適切な過給が行われる状態を維持することを目的として、排気切替弁が正常に作動しているか否かを判定するようになっている。具体的に述べると、この制御装置は、予め実験によって取得された「排気切替弁が正常に作動している場合における過給圧の最大値」を記憶している。そして、この制御装置は、「実際の過給圧」がその「記憶された過給圧の最大値」よりも大きくなったとき、排気切替弁が異常であると判定するようになっている(例えば、特許文献1を参照。)。
上述したように、上記従来装置は、「過給圧」を制御弁の異常判定を行うためのパラメータ(異常判定用パラメータ)として採用している。ところが、一般に、過給圧の大きさは、複数の制御弁のうちの一の制御弁(上記従来装置においては、排気切替弁)の状態だけではなく、他の制御弁の状態によっても変化する。しかも、これらの制御弁を含む機関を構成する部材は、製造上のばらつき(製造の際に生じる同一種の部材間における寸法及び性能等の差。以下、「個体差」とも称呼する。)を有する。そのため、上記従来装置のように「取得した過給圧と所定の閾値との比較」に基づいて「ある特定の制御弁」の異常判定を精度良く行うためには、他の制御弁の個体差が過給圧に及ぼす影響(即ち、各制御弁が正常である場合における過給圧の変動幅)をも考慮して「その閾値」を定めなければならない。しかしながら、従来公報は、上記個体差が過給圧に如何なる影響を与えるかについて何ら開示していない。その結果、上記従来装置は、制御弁の異常判定を精度良く行うことができない可能性があるという問題がある。
本発明は、上記課題に対処するためになされたものである。即ち、本発明の目的の一つは、上述したような「複数の過給機と複数の制御弁とを備えた内燃機関」に適用され、個体差を有する制御弁が正常に作動しているか否かを精度良く判定することができる制御弁異常判定装置を提供することにある。
上記課題を達成するための本発明による制御弁の異常判定装置は、複数の過給機と、複数の制御弁と、を備えた内燃機関に適用される。
前記複数の過給機のそれぞれは、内燃機関の排気通路に配設されて同排気通路を流れる排ガスのエネルギによって駆動される「タービン」を備える。排気通路は、前記機関の燃焼室から排出される排ガスを同燃焼室から前記機関の外部へ排出する通路である。更に、複数の過給機のそれぞれは、同機関の吸気通路に配設されるとともに前記タービンが駆動されることによって駆動されて同吸気通路内の空気を圧縮する「コンプレッサ」を備える。吸気通路は、前記機関の外部の空気を同外部から前記燃焼室へ導入する通路である。前記複数の過給機は、直列に接続されていてもよく、並列に接続されていてもよい。以下、機関の外部から燃焼室へ導入される空気を「新気」とも称呼する。
前記複数の制御弁のそれぞれは、その開度に応じて前記複数の過給機の少なくとも1つに導入される「前記空気の量」又は「前記排ガスのエネルギの大きさ」を変更するようになっている。
本発明の制御弁異常判定装置は、上述した内燃機関に適用される。この制御弁異常判定装置は、開度取得手段と、圧力取得手段と、異常判定手段と、を備える。
前記開度取得手段は、「前記複数の制御弁のうちの一部の制御弁のみを含む第1制御弁群」に属する制御弁のそれぞれの開度を取得する(即ち、開度センサ等によって実際に検出する)ようになっている。
ここで、「前記複数の制御弁のうちの一部の制御弁」とは、前記複数の制御弁のうちの一又は複数の制御弁であって全ての制御弁ではないことを意味する。「第1制御弁群」に属する制御弁の数、及び、前記複数の制御弁のうちの何れの制御弁を第1制御弁群に属するように構成するか等は、制御弁異常判定装置に要求される判定精度等を考慮して適宜決定すればよい。
前記圧力取得手段は、「前記吸気通路内の少なくとも1箇所における前記空気の圧力」及び「前記排気通路内の少なくとも1箇所における前記排ガスの圧力」のうちの少なくとも1つの圧力である「判定用圧力」を取得する(即ち、圧力センサ等によって実際に検出する)ようになっている。
前記異常判定手段は、「前記開度取得手段によって取得される開度のうちの少なくとも1つ」と、「前記圧力取得手段によって取得される前記判定用圧力」と、を用いて、「前記複数の制御弁のうちの前記第1制御弁群に属する制御弁を除く制御弁からなる第2制御弁群」に属する制御弁のうちの少なくとも1つの制御弁が異常であるか否かを判定するようになっている。
上述したように、制御弁の開度が変化すると、その開度の変化に応じて複数の過給機の少なくとも1つに導入される空気の量又は排ガスのエネルギの大きさが変化する。そのため、制御弁の開度が変化すると、判定用圧力は変化する。このように、制御弁の開度と判定用圧力とは密接に関連している。従って、「制御弁の個体差(制御弁の個体差に起因する同制御弁の開度のばらつき)」は、判定用圧力影響を及ぼす。
上記内燃機関は複数の制御弁を備えており、それら全ての制御弁の個体差が判定用圧力に影響を及ぼす。しかし、上述した本発明の制御弁異常判定装置は、開度取得手段により、「第1制御弁群」に属する制御弁の「実際の開度(即ち、個体差を考慮する必要のない確定的な値)」を取得することができる。そのため、制御弁の異常判定を行う際に、第1制御弁群に属する制御弁の個体差を考慮する必要はない。即ち、「第2制御弁群」に属する制御弁の異常判定を行うにあたり、第2制御弁群に属する制御弁の個体差が判定用圧力に及ぼす影響のみを考慮すればよい。その結果、「第2制御弁群」に属する制御弁の異常判定を、第1制御弁に属する制御弁の個体差を考慮しない分だけ精度良く行うことができる。
このように、本発明の制御弁異常判定装置は、複数の過給機と複数の制御弁とを備えた内燃機関に適用されるとともに、制御弁が正常に作動しているか否かを精度良く判定することができる。
更に、この構成によれば、第2制御弁に属する制御弁の実際の開度を取得しなくても、第2制御弁群に属する制御弁の異常判定を精度良く行うことができるので、開度取得手段が「全て」の制御弁の開度を取得するように制御弁異常判定装置が構成される場合に比べ、制御弁異常判定装置を廉価にすることができる。
更に、本発明の制御弁異常判定装置の第1の態様において、
前記異常判定手段は、
前記第1制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも1つの制御弁が異常であるか否かを「前記開度取得手段によって取得される同少なくとも1つの制御弁の開度のみ」に基づいて判定する「第1判定手段」と、
前記第1制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも1つの制御弁が「異常でない」と判定されたとき、前記第2制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも1つの制御弁が異常であるか否かを「前記開度取得手段によって取得される開度のうちの少なくとも1つ」と、「前記圧力取得手段によって取得される前記判定用圧力」と、を用いて判定する「第2判定手段」と、
を含むように構成されることが好適である。
前記異常判定手段は、
前記第1制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも1つの制御弁が異常であるか否かを「前記開度取得手段によって取得される同少なくとも1つの制御弁の開度のみ」に基づいて判定する「第1判定手段」と、
前記第1制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも1つの制御弁が「異常でない」と判定されたとき、前記第2制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも1つの制御弁が異常であるか否かを「前記開度取得手段によって取得される開度のうちの少なくとも1つ」と、「前記圧力取得手段によって取得される前記判定用圧力」と、を用いて判定する「第2判定手段」と、
を含むように構成されることが好適である。
上述したように、第2制御弁群に属する制御弁の異常判定は、「第1制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも1つの開度」と「判定用圧力」とを用いて行われる。そのため、その第1制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも1つが異常であると、第2制御弁群に属する制御弁の異常判定を精度良く行うことができない虞がある。
一方、第1制御弁群に属する制御弁の異常判定は、開度取得手段によって取得される「実際の開度」のみに基づいて行うことができる。そのため、第1制御弁群に属する制御弁の異常判定は、第2制御弁群に属する制御弁の状態に関わらず、精度良く行うことができる。
そこで、上記態様の制御弁異常判定装置は、その開度が第2制御弁群に属する制御弁の異常判定に使用される「第1制御弁群に属する制御弁」が「異常でない」と判定された「後」に、第2制御弁群に属する制御弁の異常判定を行う。その結果、第2制御弁群に属する制御弁の異常判定を行う際の判定精度を向上することができる。
この第1の態様は、「開度取得手段によって取得される開度に基づいて第1制御弁群に属する制御弁の異常判定を行うとともに、第2制御弁群に属する制御弁の開度を変更したときの第1制御弁群に属する制御弁の開度の変化量に基づき、その第2制御弁群に属する制御弁の異常判定を行う」ように構成され得る。
具体的に述べると、
前記圧力取得手段は、前記判定用圧力として前記複数の過給機によってもたらされる「過給圧」を取得するように構成される。
前記圧力取得手段は、前記判定用圧力として前記複数の過給機によってもたらされる「過給圧」を取得するように構成される。
更に、「前記第1判定手段によって異常であるか否かが判定される前記少なくとも1つの制御弁」は、第1指示信号に応じてその開度を変更するように構成される。この制御弁は「第1判定対象制御弁」と称呼される。
加えて、「前記第2判定手段によって異常であるか否かが判定される前記少なくとも1つの制御弁」は、第2指示信号に応じてその開度を変更するように構成される。この制御弁は「第2判定対象制御弁」と称呼される。
更に、本態様の制御弁異常判定装置は、
前記機関が所定の運転状態にて運転されているとき、「前記圧力取得手段によって取得される過給圧が前記運転状態に基づいて定まる参照過給圧に一致する」ように、前記第1判定対象制御弁に対して前記第1指示信号を送出する「第1制御手段」と、
前記第2判定対象制御弁に対して前記第2指示信号を送出する「第2制御手段」と、
を備える。
前記機関が所定の運転状態にて運転されているとき、「前記圧力取得手段によって取得される過給圧が前記運転状態に基づいて定まる参照過給圧に一致する」ように、前記第1判定対象制御弁に対して前記第1指示信号を送出する「第1制御手段」と、
前記第2判定対象制御弁に対して前記第2指示信号を送出する「第2制御手段」と、
を備える。
従って、第1判定対象制御弁が「正常」であれば、第1判定対象制御弁の開度は「第1指示信号によって定まる開度」に一致する。一方、第1判定対象制御弁が「異常」であれば、第1判定対象制御弁の開度は「第1指示信号によって定まる開度」に一致しない。
そこで、本態様の制御弁異常判定装置における前記第1判定手段は、先ず、
(A)前記開度取得手段によって取得される「前記第1判定対象制御弁の実際の開度」と、「前記第1指示信号によって定まる同第1判定対象制御弁の開度」と、の差である第1開度差の絶対値が第1開度以上である場合、「同第1判定対象制御弁が異常である」旨の判定を行う。
(A)前記開度取得手段によって取得される「前記第1判定対象制御弁の実際の開度」と、「前記第1指示信号によって定まる同第1判定対象制御弁の開度」と、の差である第1開度差の絶対値が第1開度以上である場合、「同第1判定対象制御弁が異常である」旨の判定を行う。
更に、本態様の制御弁異常判定装置における前記第2判定手段は、
(B)前記第1判定対象制御弁が「異常でない」と判定されたとき(換言すると、前記第1判定対象制御弁が第1指示信号に従って正常に作動する状態にあるとき)、
(B−1)前記第1判定対象制御弁の開度を「第1の値」として取得し、
(B−2)同第1の値を取得した時点以降の第1時点にて、「前記第2判定対象制御弁が異常であるか否かを判定するために同第2判定対象制御弁の開度を変更させる第1開度変更指示信号」が、前記第2指示信号として、前記第2制御手段から同第2判定対象制御弁に送出されるように、同第2制御手段に指示を与え、
(B−3)同第1時点から第1時間が経過した後の第2時点における前記第1判定対象制御弁の開度を「第2の値」として取得し、
(B−4)「前記第2の値と前記第1の値との差である開度変化量」の絶対値が所定の第1閾値変化量よりも小さい場合、「前記第2判定対象制御弁が異常である」旨の判定を行う。
(B)前記第1判定対象制御弁が「異常でない」と判定されたとき(換言すると、前記第1判定対象制御弁が第1指示信号に従って正常に作動する状態にあるとき)、
(B−1)前記第1判定対象制御弁の開度を「第1の値」として取得し、
(B−2)同第1の値を取得した時点以降の第1時点にて、「前記第2判定対象制御弁が異常であるか否かを判定するために同第2判定対象制御弁の開度を変更させる第1開度変更指示信号」が、前記第2指示信号として、前記第2制御手段から同第2判定対象制御弁に送出されるように、同第2制御手段に指示を与え、
(B−3)同第1時点から第1時間が経過した後の第2時点における前記第1判定対象制御弁の開度を「第2の値」として取得し、
(B−4)「前記第2の値と前記第1の値との差である開度変化量」の絶対値が所定の第1閾値変化量よりも小さい場合、「前記第2判定対象制御弁が異常である」旨の判定を行う。
上述したように、正常である第1判定対象制御弁の開度は、前記機関が所定の運転状態にて運転されているとき、実際の過給圧が参照過給圧に一致するように変更される。そのため、第2判定対象制御弁の開度が変化すると、その第2判定対象制御弁の開度の変化に伴う過給圧の変化をなくすように(即ち、前記圧力取得手段によって取得される過給圧が参照過給圧に一致し続けるように)第1判定対象制御弁の開度が変化する。換言すると、前記機関が所定の運転状態にて運転されているとき、「第2判定対象制御弁」の開度変化は、過給圧の変化をもたらし、その過給圧の変化は「第1判定対象制御弁」の開度の変化をもたらす。
よって、第2判定対象制御弁が「異常でない」ならば、第2制御手段から第2判定対象制御弁に第1開度変更指示信号が送出されたときに第2判定対象制御弁の「実際の開度」が第1開度から第2開度へと変化するから、第1判定対象制御弁の開度が変化する。
従って、第2制御手段から第2判定対象制御弁に第1開度変更指示信号が送出された場合に「第1判定対象制御弁」の開度が所定値(第1閾値変化量)以上変化すれば、第2判定対象制御弁は「正常」であると判定することができる。これに対し、この場合に「第1判定対象制御弁」の開度が所定値(第1閾値変化量)以上変化しなければ、第2判定対象制御弁は「異常」であると判定することができる。このように、本態様によれば、異常ではないと判定された第1判定対象制御弁の実際の開度と、前記圧力取得手段によって取得される実際の過給圧と、が用いられながら、第2判定対象制御弁の異常判定が行われる。
なお、上記「参照過給圧」は、例えば、「所定の運転パラメータと過給圧との関係」を予め実験によって定めるとともに、機関が運転されている際に取得される「実際の運転パラメータ」をその定められた関係に適用することにより、決定することができる。この参照過給圧は、機関に要求される目標過給圧と称呼することもできる。上記「第1閾値変化量」は、第2判定対象制御弁が正常であるか否かを判定する際の指標となる値であって、第2判定対象制御弁が「正常」である場合に得られる「上記第1の値と上記第2の値との差(開度変化量)の最小値」に相当する値に設定されることが望ましい。
更に、本態様によれば、第2判定対象制御弁が正常に作動しているか否かの判定がなされる期間、過給圧は参照過給圧に一致し続ける。従って、機関の操作者の操作に依らない加減速が生じないので、ドライバビリティを良好に維持しながら制御弁の異常判定を行うことができる。
加えて、上述した実公平3−106133号公報に記載された装置においては、制御弁(排気切替弁)が異常であっても、機関が高負荷運転領域において運転されることによって実際の過給圧が予め定められている過給圧の最大値よりも大きくなるまで、その異常を発見することができない。これに対し、本態様における制御弁異常判定装置は、機関が高負荷運転領域にて運転されていない場合であっても、制御弁の異常判定を行うことができる。従って、制御弁の異常が早期に発見され得る。
更に、上記第1の態様における前記第2判定手段は、
前記開度変化量の絶対値が前記第1閾値変化量よりも小さい場合に前記第2判定対象制御弁が異常である旨の「予備判定」を行うとともに、「前記機関が始動されてから停止されるまでの期間」において前記予備判定を第1閾値回数以上行ったとき、「前記第2判定対象制御弁が異常である」旨の判定を行うように構成され得る。
前記開度変化量の絶対値が前記第1閾値変化量よりも小さい場合に前記第2判定対象制御弁が異常である旨の「予備判定」を行うとともに、「前記機関が始動されてから停止されるまでの期間」において前記予備判定を第1閾値回数以上行ったとき、「前記第2判定対象制御弁が異常である」旨の判定を行うように構成され得る。
このように、「機関が始動されてから停止されるまでの期間において予備判定を所定回数(第1閾値回数)以上行ったとき」に第2判定対象制御弁が異常であると判定することにより、第2判定対象制御弁の異常判定を行う際の判定精度を更に向上させることができる。
更に、本発明の制御弁異常判定装置の第2の態様において、
前記異常判定手段は、更に、
前記第1制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも1つの制御弁が「異常でない」と判定されたときに前記第2制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも1つの制御弁が異常であるか否かを、前記圧力取得手段によって取得される前記判定用圧力「のみ」を用いて判定する「第3判定手段」を備えるように構成され得る。
前記異常判定手段は、更に、
前記第1制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも1つの制御弁が「異常でない」と判定されたときに前記第2制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも1つの制御弁が異常であるか否かを、前記圧力取得手段によって取得される前記判定用圧力「のみ」を用いて判定する「第3判定手段」を備えるように構成され得る。
この第2の態様は、「開度取得手段によって取得される開度に基づいて第1制御弁群に属する制御弁の異常判定を行うとともに、過給圧の変化量に基づいて第2制御弁群に属する制御弁の異常判定を行う」ように構成され得る。
具体的に述べると、
前記圧力取得手段は、上記第1の態様と同様、前記判定用圧力として前記複数の過給機によってもたらされる「過給圧」を取得するように構成される。
前記圧力取得手段は、上記第1の態様と同様、前記判定用圧力として前記複数の過給機によってもたらされる「過給圧」を取得するように構成される。
更に、「前記第1判定手段によって異常であるか否かが判定される前記少なくとも1つの制御弁」は、第3指示信号に応じてその開度を変更するように構成される。この制御弁は「第3判定対象制御弁」と称呼される。
加えて、「前記第3判定手段によって異常であるか否かが判定される前記少なくとも1つの制御弁」は、第4指示信号に応じてその開度を変更するように構成される。この制御弁は「第4判定対象制御弁」と称呼される。
ここで、上記「第3判定対象制御弁」は、上記第1の態様における「第1判定対象制御弁」と同一の制御弁であっても異なる制御弁であってもよい。また、上記「第4判定対象制御弁」は、上記第1の態様における「第2判定対象制御弁」と同一の制御弁であっても異なる制御弁であってもよい。
更に、本態様の制御弁異常判定装置は、
前記第3判定対象制御弁に対して前記第3指示信号を送出する「第3制御手段」と、
前記第4判定対象制御弁に対して前記第4指示信号を送出する「第4制御手段」と、
を備える。
前記第3判定対象制御弁に対して前記第3指示信号を送出する「第3制御手段」と、
前記第4判定対象制御弁に対して前記第4指示信号を送出する「第4制御手段」と、
を備える。
従って、第3判定対象制御弁が「正常」であれば、第3判定対象制御弁の開度は「第3指示信号によって定まる開度」に一致する。一方、第3判定対象制御弁が「異常」であれば、第3判定対象制御弁の開度は「第3指示信号によって定まる開度」に一致しない。
そこで、本態様の制御弁異常判定装置における前記第1判定手段は、先ず、
(C)前記開度取得手段によって取得される「前記第3判定対象制御弁の実際の開度」と、「前記第3指示信号によって定まる同第3判定対象制御弁の開度」と、の差である第2開度差の絶対値が第2開度以上である場合、「同第3判定対象制御弁が異常である」旨の判定を行う。
(C)前記開度取得手段によって取得される「前記第3判定対象制御弁の実際の開度」と、「前記第3指示信号によって定まる同第3判定対象制御弁の開度」と、の差である第2開度差の絶対値が第2開度以上である場合、「同第3判定対象制御弁が異常である」旨の判定を行う。
更に、本態様の制御弁異常判定装置における前記第3判定手段は、
(D)前記第3判定対象制御弁が「異常でない」と判定されたとき(換言すると、前記第3判定対象制御弁が第3指示信号に従って正常に作動する状態にあるとき)、
(D−1)前記過給圧を「第3の値」として取得し、
(D−2)同第3の値を取得した時点以降の第3時点にて、「前記第4判定対象制御弁が異常であるか否かを判定するために同第4判定対象制御弁の開度を変更させる第2開度変更指示信号」が、前記第4指示信号として、前記第4制御手段から同第4判定対象制御弁に送出されるように、同第4制御手段に指示を与え、
(D−3)同第3時点から第2時間が経過した後の第4時点における前記過給圧を「第4の値」として取得し、
(D−4)「前記第4の値と前記第3の値との差である過給圧変化量」の絶対値が所定の第2閾値変化量よりも小さい場合、「前記第4判定対象制御弁が異常である」旨の判定を行う。
(D)前記第3判定対象制御弁が「異常でない」と判定されたとき(換言すると、前記第3判定対象制御弁が第3指示信号に従って正常に作動する状態にあるとき)、
(D−1)前記過給圧を「第3の値」として取得し、
(D−2)同第3の値を取得した時点以降の第3時点にて、「前記第4判定対象制御弁が異常であるか否かを判定するために同第4判定対象制御弁の開度を変更させる第2開度変更指示信号」が、前記第4指示信号として、前記第4制御手段から同第4判定対象制御弁に送出されるように、同第4制御手段に指示を与え、
(D−3)同第3時点から第2時間が経過した後の第4時点における前記過給圧を「第4の値」として取得し、
(D−4)「前記第4の値と前記第3の値との差である過給圧変化量」の絶対値が所定の第2閾値変化量よりも小さい場合、「前記第4判定対象制御弁が異常である」旨の判定を行う。
上述したように、第4判定対象制御弁の開度は、第4制御手段から送出される第4指示信号に応じて変化する。更に、第4判定対象制御弁の開度が変化すると、その開度の変化に応じて過給圧が変化する。よって、第4判定対象制御弁が「正常」であれば、第4制御手段から第4判定対象制御弁に第2開度変更指示信号が送出されたときに第4判定対象制御弁の「実際の開度」が第3開度から第4開度へと変化するから、過給圧が変化する。
従って、上述したように第4制御手段から第4判定対象制御弁に第2開度変更指示信号が送出された場合に「過給圧」が所定値(第2閾値変化量)以上変化すれば、第4判定対象制御弁は「正常」であると判定することができる。これに対し、この場合に「過給圧」が所定値(第2閾値変化量)以上変化しなければ、第4判定対象制御弁は「異常」であると判定することができる。
なお、上記「第2閾値変化量」は、第4判定対象制御弁が正常であるか否かを判定する際の指標となる値であって、第4判定対象制御弁が「正常」である場合に得られる「上記第3の値と上記第4の値との差(過給圧変化量)の最小値」に相当する値に設定されることが望ましい。
更に、上記第2の態様における前記第3判定手段は、
前記過給圧変化量の絶対値が前記第2閾値変化量よりも小さい場合に前記第4判定対象制御弁が異常である旨の「予備判定」を行うとともに、「前記機関が始動されてから停止されるまでの期間」において前記予備判定を第2閾値回数以上行ったとき、「前記第4判定対象制御弁が異常である」旨の判定を行うように構成され得る。
前記過給圧変化量の絶対値が前記第2閾値変化量よりも小さい場合に前記第4判定対象制御弁が異常である旨の「予備判定」を行うとともに、「前記機関が始動されてから停止されるまでの期間」において前記予備判定を第2閾値回数以上行ったとき、「前記第4判定対象制御弁が異常である」旨の判定を行うように構成され得る。
このように、「機関が始動されてから停止されるまでの期間において予備判定を所定回数(第2閾値回数)以上行ったとき」に第4判定対象制御弁が異常であると判定することにより、第4判定対象制御弁の異常判定を行う際の判定精度を更に向上させることができる。
ところで、上記「第2の態様」において、第4判定対象制御弁の開度が変更すると過給圧が変化するので、第4判定対象制御弁の異常判定を行う際に機関の操作者が意図しないトルク変動等が生じる可能性がある。
そこで、上記第2の態様における前記第3判定手段は、
「少なくとも前記機関に対する要求トルクが所定の閾値トルク以下である減速状態」にて前記機関が運転されているときに前記第2開度変更指示信号が前記第4制御手段から前記第4判定対象制御弁に送出されるように同第4制御手段に指示を与えるように構成されることが好適である。
「少なくとも前記機関に対する要求トルクが所定の閾値トルク以下である減速状態」にて前記機関が運転されているときに前記第2開度変更指示信号が前記第4制御手段から前記第4判定対象制御弁に送出されるように同第4制御手段に指示を与えるように構成されることが好適である。
上記「減速状態」にて機関が運転されているときに前記第4判定対象制御弁の開度が変化しても、機関の出力トルクが変動する可能性はある。しかし、そのトルク変動は、操作者に「意図しないトルク変動」であると認識され難い。従って、上記減速状態において第2異常判定条件が成立するように制御弁異常判定装置を構成することにより、機関のドライバビリティを良好に維持しながら第4判定対象制御弁の異常判定を行うことができる。
ところで、本発明の制御弁異常判定装置は、「前記複数の制御弁のうちの2以上の制御弁に同時に異常が発生することはない」との前提に立って制御弁の異常を判定するように構成され得る。実際、前記複数の制御弁のうちの2以上の制御弁に同時に異常が発生することは稀であり、この前提は現実的である。以下、この前提を「多重異常除外前提」と称呼する。この多重異常除外前提によれば、「前記複数の制御弁のうちの一の制御弁が異常である」と判定されたとき、「その一の制御弁とは異なる他の制御弁は正常である」と推定し得る。
そこで、本発明の制御弁異常判定装置において、
前記異常判定手段は、
「前記複数の制御弁のうちの一の制御弁が異常である」旨の判定を行った場合、「同複数の制御弁のうちの前記一の制御弁とは異なる他の制御弁は正常である」旨の推定を行うように構成され得る。
前記異常判定手段は、
「前記複数の制御弁のうちの一の制御弁が異常である」旨の判定を行った場合、「同複数の制御弁のうちの前記一の制御弁とは異なる他の制御弁は正常である」旨の推定を行うように構成され得る。
更に、本発明の制御弁異常判定装置において、
前記「第1制御弁群」に属する制御弁の一又は複数の制御弁は「バタフライ弁」であることが好適である。
前記「第1制御弁群」に属する制御弁の一又は複数の制御弁は「バタフライ弁」であることが好適である。
バタフライ弁は、周知の通り、所定の軸線周りに回動可能な弁体を備える制御弁であって、同弁体が同軸線周りに回動することによって同弁体が設けられている箇所を通過する流体の流量を変更することができる制御弁である。バタフライ弁の一の態様として、流体(本例においては、空気又は排ガス)の通路を形成する筒体の内部において同筒体の軸線に垂直な回動軸線周りに回動可能な弁体であって、前記回動軸線上に形成された互いに外側に突出する一対の回動軸部にて同筒体に支持された平板状の弁体を備えた制御弁、が挙げられる。このバタフライ弁は、前記弁体を前記回動軸線周りに回動することによって(即ち、開度を変更することによって)前記筒体内の流路面積を変更させ、その結果、前記流体の流量を変更することができる。
バタフライ弁は、その構造上、指示信号に応じた開度が得られ難いという特性を有する。一方、バタフライ弁は、流量制御弁として好適な弁である。そこで、上記構成のように、第1制御弁群にバタフライ弁を含め、且つ、それらのバタフライ弁の開度を開度取得手段によって取得すれば、バタフライ弁の個体差に起因する開度のばらつきが過給圧等に及ぼす影響を考慮することなくバタフライ弁の異常判定を行うことができる。
更に、本発明の制御弁異常判定装置において、
前記第1制御弁群に「一のみ」の制御弁が属するように構成されることが好適である。
前記第1制御弁群に「一のみ」の制御弁が属するように構成されることが好適である。
上述したように、第1制御弁群に属する制御弁の開度は、前記開度取得手段によって取得される。従って、第1制御弁群に属する制御弁の数が増大するほど、制御弁の個体差を考慮することなく精度良く異常判定を行うことのできる制御弁の数が増大する。更に、第2制御弁に属する制御弁の異常判定を行う際の判定精度も向上する。一方、第1制御弁群に属する制御弁の数が増大するほど、開度取得手段によって開度が取得される制御弁の数が増大するので、制御弁異常判定装置を製造するコストが増大する虞がある。そこで、第1制御弁群に「一のみの制御弁」を含めることにより、開度取得手段によって開度が取得される制御弁(即ち、第1制御弁群に属する制御弁)が存在しない場合に比べて制御弁の異常判定を行う際の判定精度を向上させながら、制御弁異常判定装置を製造するコストを出来る限り低減することができる。
更に、本発明の制御弁異常判定装置において、
前記第1制御弁群に属する制御弁の一又は複数は前記排気通路に配設されることが好適である。
前記第1制御弁群に属する制御弁の一又は複数は前記排気通路に配設されることが好適である。
排気通路を流れる排ガスは、未燃物(CO、HC等)やすす(soot)等の成分を含む高温の流体である。そのため、排気通路に配設される制御弁には、吸気通路に配設される制御弁に比べ、制御弁の固着及び制御弁の熱変形等の異常が生じる可能性が高い。従って、排気通路に配設される制御弁が正常であるか否かを特に精度良く判定することが望ましい。
そこで、第1制御弁群に「排気通路に配設される制御弁」を含めることにより、第2制御弁群にその制御弁を含める場合に比べ、その制御弁が正常に作動しているか否かをより精度良く判定することができる。
以下、本発明による内燃機関の制御弁異常判定装置の各実施形態について、図面を参照しながら説明する。
(第1実施形態)
<装置の概要>
図1は、本発明の第1の実施形態に係る制御弁異常判定装置(以下、「第1装置」とも称呼する。)を内燃機関10に適用したシステムの概略構成を示している。機関10は、4気筒ディーゼル機関である。
<装置の概要>
図1は、本発明の第1の実施形態に係る制御弁異常判定装置(以下、「第1装置」とも称呼する。)を内燃機関10に適用したシステムの概略構成を示している。機関10は、4気筒ディーゼル機関である。
この機関10は、燃料供給系統を含むエンジン本体20、エンジン本体20に空気を導入するための吸気系統30、エンジン本体20からの排ガスを外部に放出するための排気系統40、排ガスを吸気系統30側に還流させるためのEGR装置50、排ガスのエネルギによって駆動されてエンジン本体20に導入される空気を圧縮する過給装置60、を含んでいる。
エンジン本体20は、吸気系統30及び排気系統40が連結されたシリンダヘッド21を備えている。このシリンダヘッド21は、各気筒に対応するように各気筒の上部に設けられた複数の燃料噴射装置22を備えている。各燃料噴射装置22は、図示しない燃料タンクと接続されており、電気制御装置80からの指示信号に応じて各気筒の燃焼室内に燃料を直接噴射するようになっている。
吸気系統30は、シリンダヘッド21に形成された図示しない吸気ポートを介して各気筒に連通されたインテークマニホールド31、インテークマニホールド31の上流側集合部に接続された吸気管32、吸気管32内において吸気通路の開口断面積を可変とするスロットル弁33、電気制御装置80からの指示信号に応じてスロットル弁33を回転駆動するスロットル弁アクチュエータ33a、スロットル弁33の上流において吸気管32に介装されたインタークーラ34、及び、インタークーラ34の上流に設けられた過給装置60の上流側であって吸気管32の端部に配設されたエアクリーナ35、を含んでいる。インテークマニホールド31及び吸気管32は、吸気通路を構成している。
排気系統40は、シリンダヘッド21に形成された図示しない排気ポートを介して各気筒に連通されたエキゾーストマニホールド41、エキゾーストマニホールド41の下流側集合部に接続された排気管42、及び、吸気管42に設けられた過給装置60の下流側であって排気管42に介装された周知の排ガス浄化用触媒(DPNR)43、を備えている。エキゾーストマニホールド41及び排気管42は、排気通路を構成している。
EGR装置50は、排ガスをエキゾーストマニホールド41からインテークマニホールド31へと還流させる通路(EGR通路)を構成する排気還流管51、排気還流管51に介装されたEGRガス冷却装置(EGRクーラ)52、及び、排気還流管51に介装されたEGR制御弁53、を備えている。EGR制御弁53は、電気制御装置80からの指示信号に応じてエキゾーストマニホールド41からインテークマニホールド31へと還流させる排ガス量を変更し得るようになっている。
過給装置60は、高圧段過給機61と、低圧段過給機62と、を有している。即ち、過給装置60は、複数(2つ)の過給機を備えている。
高圧段過給機61は、高圧段コンプレッサ61a及び高圧段タービン61bを有している。高圧段コンプレッサ61aは吸気通路(吸気管32)に配設されている。高圧段タービン61bは排気通路(排気管42)に配設されている。高圧段コンプレッサ61aと高圧段タービン61bとは、ローターシャフト(図示省略。)によって同軸回転可能に連結されている。これにより、高圧段タービン61bが排ガスによって回転せしめられると、高圧段コンプレッサ61aが回転するとともに、高圧段コンプレッサ61aに供給される空気が圧縮される(過給が行われる)ようになっている。
低圧段過給機62は、低圧段コンプレッサ62a及び低圧段タービン62bを有している。低圧段コンプレッサ62aは、高圧段コンプレッサ61aよりも吸気通路(吸気管32)の上流側に配設されている。低圧段タービン62bは、高圧段タービン61bよりも排気通路(排気管42)の下流側に配設されている。低圧段コンプレッサ62aと低圧段タービン62bとは、ローターシャフト(図示省略。)によって同軸回転可能に連結されている。これにより、低圧段タービン62bが排ガスによって回転せしめられると、低圧段コンプレッサ62aが回転するとともに、低圧段コンプレッサ62aに供給される空気が圧縮される(過給が行われる)ようになっている。
このように、高圧段過給機61と低圧段過給機62とは直列に接続されている。更に、低圧段過給機62の容量は、高圧段過給機61の容量よりも大きい。従って、低圧段過給機62のチョーク流量は高圧段過給機61のチョーク流量よりも大きく、且つ、低圧段過給機62のサージ流量は高圧段過給機61のサージ流量よりも大きい。換言すると、高圧段過給機61が過給を行うために必要な排ガスのエネルギの最小値は、低圧段過給機62が過給を行うために必要な排ガスのエネルギの最小値よりも小さい。
これにより、過給装置60は、負荷が小さい運転領域においては主に高圧段過給機61により過給を行い、且つ、負荷が大きい運転領域においては主に低圧段過給機62により過給を行うことができる。従って、高圧段過給機61と低圧段過給機62とによって、より広い運転領域(負荷領域)において新気が適切に圧縮される(過給が行われる)。
更に、過給装置60は、高圧段コンプレッサバイパス通路部(バイパス管)63、吸気切替弁(ACV)64、高圧段タービンバイパス通路部(バイパス管)65、排気切替弁(ECV)66、低圧段タービンバイパス通路部(バイパス管)67、及び、排気バイパス弁(EBV)68を備えている。
高圧段コンプレッサバイパス通路部63の一端は、高圧段コンプレッサ61aと低圧段コンプレッサ62aとの間において吸気通路(吸気管32)に接続されている。高圧段コンプレッサバイパス通路部63の他端は、高圧段コンプレッサ61aよりも下流側において吸気通路(吸気管32)に接続されている。即ち、高圧段コンプレッサバイパス通路部63は、高圧段コンプレッサ61aをバイパスする経路を構成している。
吸気切替弁64は、高圧段コンプレッサバイパス通路部63に配設されたバタフライ弁である。吸気切替弁64は、図2に示すように、平板状の弁体64aと、回動軸部64bと、を備えている。弁体64aは、正面視における形状が、高圧段コンプレッサバイパス通路部63をその軸線に垂直な平面にて切断した断面における高圧段コンプレッサバイパス通路部63の内径の形状と略同一となっている。回動軸部64bは、丸軸状の部材であり、弁体64aの径方向の中心部及び径方向の両端部を通過するように、弁体64aと一体的に形成されている。弁体64aは、回動軸部64bにて高圧段コンプレッサバイパス通路部63に支持されており、図2(A)に示す回動位置(全閉位置)から図2(B)に示す回動位置(全開位置)までの範囲内において、高圧段コンプレッサバイパス通路部63の軸線に垂直な回動軸線周りに(回動軸部64b周りに)回動可能となっている。ここで、回動軸部64bは、電気制御装置80からの指示に応じて駆動される吸気切替弁アクチュエータ64aにより、回動させられるようになっている。
弁体64aが図2(A)に示す位置(全閉位置)にあるとき、空気Aは高圧段コンプレッサバイパス通路部63を通過することができない。一方、弁体64aが図2(B)に示す位置(全開位置)にあるとき、空気Aは弁体64aの影響を実質的に受けることなく高圧段コンプレッサバイパス通路部63を通過することができる。即ち、吸気切替弁64の回動位置(開度)が変化すると、高圧段コンプレッサバイパス通路部63を通過する空気Aの流量が変化する。ここで図1を参照すると、内燃機関10の構造から明らかなように、高圧段コンプレッサバイパス通路部63を通過する空気Aの量が変化すると、高圧段タービン61bに導入される空気Aの量も変化する。例えば、高圧段コンプレッサバイパス通路部63を通過する空気Aの量が増大すると、高圧段タービン61bに導入される空気Aの量は減少する。
このように、吸気切替弁(バタフライ弁)64は、電気制御装置80からの指示に従ってその回動位置(開度)を変更するとともに、その回動位置(開度)に応じて、高圧段コンプレッサ61aに導入される空気の量と、高圧段コンプレッサバイパス通路部63を通過する空気の量と、の割合を変更するようになっている。
高圧段タービンバイパス通路部65の一端は、高圧段タービン61bよりも上流側において排気通路(排気管42)に接続されている。高圧段タービンバイパス通路部65の他端は、高圧段タービン61bと低圧段タービン62bとの間において排気通路(排気管42)に接続されている。即ち、高圧段タービンバイパス通路部65は、高圧段タービン61bをバイパスする経路を構成している。
排気切替弁66は、高圧段タービンバイパス通路部65に配設されたバタフライ弁である。排気切替弁66は、吸気切替弁64と同様の構造を備えている。即ち、排気切替弁66は、電気制御装置80からの指示に応じて駆動される排気切替弁アクチュエータ66aによってその開度が変更されるようになっている。排気切替弁66は、その開度の変更に伴って高圧段タービンバイパス通路部65の流路面積を変更し、それにより、高圧段タービン61bに導入される排ガスの量と、高圧段タービンバイパス通路部65を通過する排ガスの量と、の割合を変更するようになっている。
低圧段タービンバイパス通路部67の一端は、低圧段タービン62bよりも上流側であって高圧段タービン61bと低圧段タービン62bとの間において排気通路(排気管42)に接続されている。低圧段タービンバイパス通路部67の他端は、低圧段タービン62bよりも下流側において排気通路(排気管42)に接続されている。即ち、低圧段タービンバイパス通路部67は、低圧段タービン62bをバイパスする経路を構成している。
排気バイパス弁68は、低圧段タービンバイパス通路部67に配設されたバタフライ弁である。排気バイパス弁68は、吸気切替弁64と同様の構造を備えている。即ち、排気バイパス弁68は、電気制御装置80からの指示に応じて駆動される排気バイパス弁アクチュエータ68aによってその開度が変更されるようになっている。排気バイパス弁68は、その開度の変更に伴って低圧段タービンバイパス通路部67の流路面積を変更し、それにより、低圧段タービン62bに導入される排ガスの量と、低圧段タービンバイパス通路部67を通過する排ガスの量と、の割合を変更するようになっている。
更に、この第1装置は、熱線式エアフローメータ71、吸気温度センサ72、過給圧センサ73、クランクポジションセンサ74、排気切替弁開度センサ75、及び、アクセル開度センサ76を備えている。
エアフローメータ71は、吸気管32内を流れる吸入空気の質量流量(機関10に単位時間あたりに吸入される空気の質量であり、単に「流量」とも称呼する。)Gaに応じた信号を出力するようになっている。
吸気温度センサ72は、吸気管32内を流れる吸入空気の温度に応じた信号を出力するようになっている。
過給圧センサ73は、吸気管32のスロットル弁33の下流側に配設される。過給圧センサ73は、それが配設されている部位の排気管42内の空気の圧力、即ち、機関10の燃焼室に供給される空気の圧力(第1過給機61及び第2過給機62によってもたらされる過給圧)Pimを表す信号を出力するようになっている。
クランクポジションセンサ74は、クランクシャフト(図示省略。)が10°回転する毎に幅狭のパルスを有するとともに同クランクシャフトが360°回転する毎に幅広のパルスを有する信号を出力するようになっている。
排気切替弁開度センサ75は、排気切替弁66の開度Oecvに応じた信号を出力するようになっている。
アクセル開度センサ76は、運転者によって操作されるアクセルペダルAPの開度Accpに応じた信号を出力するようになっている。
このように、第1装置においては、複数の制御弁(吸気切替弁64、排気切替弁66、及び、排気バイパス弁68)のうちの一の制御弁(排気切替弁66)の開度が、排気切替弁開度センサ75によって取得される。排気切替弁66は、便宜上、「第1制御弁群に属する制御弁」とも称呼される。ここで、第1制御弁群とは、制御弁の開度を取得することができるセンサ(排気切替弁開度センサ75)が取り付けられた制御弁からなる制御弁の一群を意味する。また、吸気切替弁64及び排気バイパス弁68は、便宜上、「第2制御弁群に属する制御弁」とも称呼される。ここで、第2制御弁群とは、上記第1制御弁群に属する制御弁を除く制御弁(即ち、制御弁の開度を取得することができるセンサが取り付けられていない制御弁)からなる制御弁の一群を意味する。
電気制御装置80は、互いにバスで接続されたCPU81、ROM82、RAM83、電源が投入された状態でデータを格納するとともに格納したデータを電源が遮断されている間も保持するバックアップRAM84、及び、ADコンバータを含むインターフェース85等からなるマイクロコンピュータである。
インターフェース85は、上記各センサ等と接続され、CPU81に上記各センサ等からの信号を供給するようになっている。更に、インターフェース85は、CPU81の指示に応じて燃料噴射装置22、及び、各アクチュエータ(スロットル弁アクチュエータ33a、吸気切替弁アクチュエータ64a、排気切替弁アクチュエータ66a、及び、排気バイパス弁アクチュエータ68a)等に駆動信号(指示信号)を送出するようになっている。
<装置の作動の概要>
次いで、上述したように構成された第1装置の作動の概要について説明する。
第1装置は、機関10の運転状態に応じ、過給装置60(高圧段過給機61及び低圧段過給機62)の作動形態を表す「ターボモード」を決定する。更に、第1装置は、排気切替弁開度センサ75の出力値に基づいて取得される排気切替弁66の開度(以下、「実際の開度Oecv」と称呼する。)と、電気制御装置80から排気切替弁アクチュエータ66aに送出される指示信号によって定まる排気切替弁66の開度(以下、「目標開度Oecvtgt」と称呼する。)と、を比較することにより、排気切替弁66が正常に作動しているか否かを判定する。
次いで、上述したように構成された第1装置の作動の概要について説明する。
第1装置は、機関10の運転状態に応じ、過給装置60(高圧段過給機61及び低圧段過給機62)の作動形態を表す「ターボモード」を決定する。更に、第1装置は、排気切替弁開度センサ75の出力値に基づいて取得される排気切替弁66の開度(以下、「実際の開度Oecv」と称呼する。)と、電気制御装置80から排気切替弁アクチュエータ66aに送出される指示信号によって定まる排気切替弁66の開度(以下、「目標開度Oecvtgt」と称呼する。)と、を比較することにより、排気切替弁66が正常に作動しているか否かを判定する。
更に、第1装置は、排気切替弁66が「正常」に作動していると判定した場合、過給装置60が所定のターボモード(後述する「過給圧フィードバック制御」が行われるターボモード)にて作動していることを含む異常判定条件が成立していれば、排気バイパス弁68の開度Oebvを強制的に変更する開度変更指示信号を、電気制御装置80から排気バイパス弁68(実際には、排気バイパス弁アクチュエータ68a)に送出する。そして、第1装置は、この開度変更指示信号が排気バイパス弁68に送出される「前」の時点における排気切替弁66の開度Oecv1と、この開度変更指示信号が排気バイパス弁68に送出された「後」の時点における排気切替弁66の開度Oecv2と、を比較することにより、排気バイパス弁68が正常に作動しているか否かを判定する。
加えて、第1装置は、排気切替弁66及び排気バイパス弁68の少なくとも一方が異常である場合、その旨を機関10の操作者に通知するとともに、機関10を構成する部材への負担が小さい「退避運転」を実行する。一方、第1装置は、排気切替弁66及び排気バイパス弁68が正常である場合、操作者への通知は行わず、「通常運転」を実行する。以上が第1装置の作動の概要である。
<ターボモードの決定方法>
次いで、本発明の具体的な作動についての説明を行う前に、第1装置に採用されているターボモード、及び、その決定方法について説明する。
次いで、本発明の具体的な作動についての説明を行う前に、第1装置に採用されているターボモード、及び、その決定方法について説明する。
上述したように、高圧段過給機61が作動することができる排ガスのエネルギ量は、低圧段過給機62が作動することができる排ガスのエネルギ量よりも小さい。そこで、第1装置は、排ガスのエネルギが小さいとき(即ち、機関の負荷が小さく、流量Gaが小さいとき)、排ガスが高圧段過給機61に優先的に供給されるように排気切替弁66を制御する。一方、第1装置は、排ガスのエネルギが大きいとき(即ち、機関の負荷が大きく、流量Gaが大きいとき)、排ガスが低圧段過給機62に優先的に供給されるように排気切替弁66を制御する。更に、第1装置は、低圧段過給機62に過大な排ガスのエネルギが供給されないように、排気バイパス弁68を制御する。加えて、第1装置は、高圧段コンプレッサ61aに適切な量の空気が供給されるように、吸気切替弁64を制御する。
即ち、第1装置は、機関10の運転状態に応じて、適切な量の空気及び排ガスが高圧段過給機61及び低圧段過給機62に供給されるように、吸気切替弁64、排気切替弁66及び排気バイパス弁68を制御する。これにより、高圧段過給機61及び低圧段過給機62が機関10の運転状態に応じて適切に駆動される。その結果、適切な過給が行われる。
このような制御を実行するために、第1装置は、機関10の運転状態を4つの領域(運転領域)に分け、その4つの運転領域のそれぞれに適した吸気切替弁64、排気切替弁66及び排気バイパス弁68(以下、「各制御弁」とも称呼する。)の作動状態を決定する。この「各制御弁の作動状態」が、ターボモードに基づいて決定される。
このターボモードは、以下のように決定される。
第1装置は、図3(A)に示すように、「機関回転速度NEと、燃料噴射量Qと、ターボモードと、の関係を予め定めたターボモードテーブルMapTurbo(NE,Q)」をROM82に格納している。図3(A)の図中に示される「1」乃至「4」の数字は、それぞれターボモードの番号を示す。また、図3(A)の図中に示される「HP+LP」は高圧段過給機61と低圧段過給機62との双方を作動させることを示し、「LP」は低圧段過給機62を優先的に作動させることを示す。
第1装置は、図3(A)に示すように、「機関回転速度NEと、燃料噴射量Qと、ターボモードと、の関係を予め定めたターボモードテーブルMapTurbo(NE,Q)」をROM82に格納している。図3(A)の図中に示される「1」乃至「4」の数字は、それぞれターボモードの番号を示す。また、図3(A)の図中に示される「HP+LP」は高圧段過給機61と低圧段過給機62との双方を作動させることを示し、「LP」は低圧段過給機62を優先的に作動させることを示す。
ここで、図3(B)は、各ターボモードにおける各制御弁の作動状態を示す。図3(B)において、「全閉」は、制御弁の開度がその制御弁が設けられている通路を閉鎖する開度に設定され、空気又は排ガスがその通路を通過することができない作動状態を示す。一方、「全開」は、制御弁の開度がその制御弁が設けられている通路を完全に(限界まで)開放する開度に設定され、空気又は排ガスがその通路を制御弁の影響を実質的に受けることなく通過することができる作動状態を示す。更に、「開」は、制御弁の開度が「全閉」から「全開」までの間の開度に設定され、その制御弁が設けられている通路を通過する空気又は排ガスの流量が制御弁の開度に応じて変更可能である作動状態を示す。
なお、図3(B)において、「ECV」は排気切替弁66の略称であり、「ACV」は吸気切替弁64の略称であり、「EBV」は排気バイパス弁68の略称である。
第1装置は、上記ターボモードテーブルMapTurbo(NE,Q)に実際の機関回転速度NE及び燃料噴射量Qを適用することにより、ターボモード(各制御弁の作動状態)を決定する。そして、第1装置は、決定されたターボモードに応じて各制御弁の開度を制御する。更に、第1装置は、機関10に対する要求トルクが所定値以下である減速状態にて機関10が運転されている場合、実際の機関回転速度NE及び燃料噴射量Qに関わらず、ターボモード1に応じて各制御弁の開度を制御する。
例えば、第1装置は、「ターボモード2」に応じて各制御弁の開度を制御する場合、図3(B)に示すように、排気切替弁66をその作動状態が「開」となるように作動させる。具体的に述べると、第1装置は、機関10の運転状態に応じて定まる目標過給圧と、過給圧センサ74から取得される実際の過給圧と、が一致するように排気切替弁66の目標開度を設定するとともに、排気切替弁66の開度をその目標開度に一致させるための指示信号を排気切替弁アクチュエータ66aに対して送出する。即ち、排気切替弁66を用いた「過給圧フィードバック制御」が行われる。更に、この場合、第1装置は、吸気切替弁64及び排気バイパス弁68をそれらの作動状態が「全閉」となるように作動させる。具体的に述べると、第1装置は、吸気切替弁64及び排気バイパス弁68の目標開度を全閉開度に設定するとともに、吸気切替弁64及び排気バイパス弁68の開度をそれらの目標開度に一致させるための指示信号を吸気切替弁アクチュエータ64a及び排気バイパス弁アクチュエータ68aに対して送出する。
更に、第1装置は、「ターボモード1」に応じて各制御弁の開度を制御する場合、全ての制御弁(吸気切替弁64、排気切替弁66及び排気バイパス弁68)をそれらの作動状態が「全閉」となるように作動させる。加えて、第1装置は、「ターボモード3」に応じて各制御弁の開度を制御する場合、排気切替弁66をその作動状態が「全開」となるように作動させ、吸気切替弁64をその作動状態が「開」となるように作動させ、排気バイパス弁68をそれらの作動状態が「全閉」となるように作動させる。なお、この場合、吸気切替弁64の開度が、目標過給圧と実際の過給圧とが一致するように変更される。即ち、吸気切替弁64を用いた過給圧フィードバック制御が行われる。更に、第1装置は、「ターボモード4」に応じて各制御弁の開度を制御する場合、排気切替弁66及び吸気切替弁64をそれらの作動状態が「全開」となるように作動させ、排気バイパス弁68をその作動状態が「開」となるように作動させる。なお、この場合、排気バイパス弁68の開度が、目標過給圧と実際の過給圧とが一致するように変更される。即ち、排気バイパス弁68を用いた過給圧フィードバック制御が行われる。
<制御弁の異常判定>
次いで、第1装置における制御弁の異常判定方法について説明する。
先ず、第1装置は、排気切替弁66が正常に作動しているか否かを判定する。上述したように、排気切替弁66は、排気切替弁開度センサ75によってその「実際の開度」が取得される制御弁である。具体的に述べると、第1装置は、排気切替弁66の実際の開度Oecvとその目標開度Oecvtgtとが一致していない場合(実際には、実際の開度Oecvと目標開度Oecvtgtとの差の絶対値が所定値(第1開度)以上である場合)、排気切替弁66が「異常」であると判定する。これに対し、第1装置は、排気切替弁66の実際の開度Oecvと目標開度Oecvtgtとが一致している場合(実際には、実際の開度Oecvと目標開度Oecvtgtとの差の絶対値が所定値(第1開度)よりも小さい場合)、排気切替弁66は「正常」であると判定する。
次いで、第1装置における制御弁の異常判定方法について説明する。
先ず、第1装置は、排気切替弁66が正常に作動しているか否かを判定する。上述したように、排気切替弁66は、排気切替弁開度センサ75によってその「実際の開度」が取得される制御弁である。具体的に述べると、第1装置は、排気切替弁66の実際の開度Oecvとその目標開度Oecvtgtとが一致していない場合(実際には、実際の開度Oecvと目標開度Oecvtgtとの差の絶対値が所定値(第1開度)以上である場合)、排気切替弁66が「異常」であると判定する。これに対し、第1装置は、排気切替弁66の実際の開度Oecvと目標開度Oecvtgtとが一致している場合(実際には、実際の開度Oecvと目標開度Oecvtgtとの差の絶対値が所定値(第1開度)よりも小さい場合)、排気切替弁66は「正常」であると判定する。
次いで、第1装置は、排気切替弁66が「正常」であると判定した場合、排気バイパス弁68が正常に作動しているか否かを判定する。具体的に述べると、第1装置は、この場合に機関10がターボモード2にて運転されていることを含む異常判定条件が成立していれば、排気切替弁66の開度Oecv1を取得する。その後、第1装置は、排気バイパス弁68(実際には、排気バイパス弁アクチュエータ68a)に対してその開度Oebvを強制的に変更するための指示信号(開度変更指示信号)を送出する。続いて、第1装置は、この指示信号が排気バイパス弁68に送出された「後」の時点における排気切替弁66の開度Oecv2を取得する。
そして、第1装置は、上記開度変更指示信号が排気バイパス弁68に送出される前後の排気切替弁66の開度の変化量の絶対値(|Oecv2−Oecv1|)が所定値Oecvthよりも小さい場合、排気バイパス弁68は「異常」であると判定する。これに対し、第1装置は、この変化量の絶対値(|Oecv2−Oecv1|)が所定値Oecvth以上である場合、排気バイパス弁68は「正常」であると判定する。以下、この判定方法を「異常判定方法1」と称呼する。
排気切替弁66に送出される「開度変更指示信号」には、排気バイパス弁68の開度を「増大」させる指示信号と、排気バイパス弁68の開度を「減少」させる指示信号と、が含まれ得る。しかし、上述したように、第1装置においては、異常判定方法1による排気バイパス弁68の異常判定は、機関10が「ターボモード2」にて運転されている場合に行われる。機関10が「ターボモード2」にて運転されている場合、図3(B)に示したように、排気バイパス弁68は「全閉」状態となるように制御されている。従って、排気バイパス弁68の開度を減少させることはできない。そこで、第1装置においては、異常判定方法1による排気バイパス弁68の異常判定が行われるとき、排気バイパス弁68にその開度を「増大」させる指示信号(開度増大指示信号)が送出される。
以下、排気バイパス弁68に開度増大指示信号が送出された場合を例にとりながら、上記異常判定方法1によって「排気バイパス弁68が正常に作動しているか否か」を判定することができる理由について、説明する。
上述したように、上記異常判定方法1は、機関10が「ターボモード2」にて運転されている場合に実行することができる。機関10が「ターボモード2」にて運転されている場合、図3(B)に示したように、吸気切替弁64及び排気バイパス弁68は「全閉」状態となり、排気切替弁66は「開」状態となるように制御される。従って、図4に示すように、吸気通路32a(上記吸気通路32の一部)に導入された空気(新気)Aは、低圧段コンプレッサ62a、低圧段コンプレッサ62aと高圧段コンプレッサ61aとの間の吸気通路32b(上記吸気通路32の一部)、高圧段コンプレッサ61a、及び、吸気通路32c(上記吸気通路32の一部)を経て、機関10の燃焼室CCに導入される。
燃焼室CCにて燃料と混合されて燃焼した新気Aは、排ガスExとして排気通路42に排出される。このとき、図4に示すように、「排ガスExの一部」は高圧段タービン61bに導入され、「排ガスExの他の一部」は高圧段タービンバイパス通路部65を通過する。この「排ガスExの一部」の量と、「排ガスExの他の一部」の量と、の割合は、排気切替弁66の開度に応じて決定される。高圧段タービン61bを通過した「排ガスExの一部」は、排気通路42b(上記排気通路42の一部)にて高圧段タービンバイパス通路部65を通過した「排ガスExの他の一部」と合流する。そして、この合流した排ガスExは、低圧段タービン62bを経て、機関10の外部に放出される。
この結果、高圧段タービン61b及び低圧段タービン62bの双方が駆動され、高圧段コンプレッサ61a及び低圧段コンプレッサ62aの双方により、新気Aが圧縮される。このとき、第1装置は、機関10の運転状態に応じて定まる目標過給圧Pimtgtと、過給圧センサ74から取得される過給圧Pimと、が一致するように、排気切替弁66の開度をフィードバック制御している。これにより、過給圧Pimと目標過給圧Pimtgtとが実質的に一致した状態が維持される。
第1装置は、排気切替弁66の開度がフィードバック制御されている期間において、排気バイパス弁68に開度増大指示信号を送出する。いま、排気バイパス弁68に開度増大指示信号が送出される「前」の期間、排気切替弁66の開度は開度Oecv1に維持されていると仮定する。排気バイパス弁68に開度増大指示信号が送出されると、排気バイパス弁68が正常であれば、排気バイパス弁68の開度はこの開度増大指示信号に応じて増大する。
排気バイパス弁68の開度が増大すると、図5に示すように、排気通路42bを通過した排ガス(上記合流した排ガス)Exの一部は、低圧段タービンバイパス通路部67を通過して機関10の外部へ排出される。従って、排気バイパス弁68に開度増大指示信号が送出された「後」に低圧段タービン62bに供給される排ガスExのエネルギは、排気バイパス弁68に開度増大指示信号が送出される「前」に低圧段タービン62bに供給される排ガスExのエネルギと比べて、低圧段タービンバイパス通路部67を通過する「排ガスExの一部」の分だけ減少する。その結果、低圧段コンプレッサ62aの圧縮比(=低圧段コンプレッサ62a下流側の新気Aの圧力/低圧段コンプレッサ62a上流側の新気Aの圧力)が「減少」する。
このとき、第1装置は、過給圧Pimと目標過給圧Pimtgtとが一致した状態を維持するために、「低圧段コンプレッサ62aの圧縮比の減少分」を補うように高圧段コンプレッサ61aの圧縮比(=高圧段コンプレッサ61a下流側の新気Aの圧力/高圧段コンプレッサ61a上流側の新気Aの圧力)を増大させる。具体的に述べると、第1装置は、このとき、排気切替弁66の開度を、開度Oecv1から開度Oecv2(Oecv2<Oecv1)に減少させる。これにより、高圧段タービン61bに導入される排ガスExのエネルギが増大するから、高圧段コンプレッサ61aの圧縮比が「増大」する。その結果、過給圧Pimと目標過給圧Pimtgtとが一致した状態が維持される。
従って、排気切替弁66が「正常」であり且つ機関10が「ターボモード2」にて運転されている場合、排気バイパス弁68に開度増大指示信号が送出されたときに排気切替弁66の開度が変化すれば(開度Oecv2と開度Oecv1との差の絶対値が所定値Oecvth以上であれば)、排気バイパス弁68が「正常」であると判定することができる。これに対し、この場合に排気切替弁66の開度が変化しなければ(開度Oecv2と開度Oecv1との差の絶対値が所定値Oecvthよりも小さければ)、排気バイパス弁68は「異常」であると判定することができる。
なお、上記説明から理解されるように、排気バイパス弁68に開度を「減少」させる指示信号(開度減少指示信号)が送出された場合であっても、上記異常判定方法1によって排気切替弁66の異常判定を行うことができる。
<実際の作動>
次いで、第1装置の実際の作動について説明する。
CPU81は、図6乃至図8にフローチャートによって示した各ルーチンを所定のタイミング毎に実行するようになっている。CPU81は、これらのルーチンにおいて、排気切替弁異常フラグXECV、排気バイパス弁異常フラグXEBV、及び、異常発生フラグXEMGを用いる。
次いで、第1装置の実際の作動について説明する。
CPU81は、図6乃至図8にフローチャートによって示した各ルーチンを所定のタイミング毎に実行するようになっている。CPU81は、これらのルーチンにおいて、排気切替弁異常フラグXECV、排気バイパス弁異常フラグXEBV、及び、異常発生フラグXEMGを用いる。
排気切替弁異常フラグXECVは、その値が「0」であるとき、排気切替弁66が異常であると判定されていないこと(正常であること)を表す。一方、排気切替弁異常フラグXECVは、その値が「1」であるとき、排気切替弁66が異常であることを表す。
排気バイパス弁異常フラグXEBVは、その値が「0」であるとき、排気バイパス弁68が異常であると判定されていないこと(正常であること)を表す。一方、排気バイパス弁異常フラグXEBVは、その値が「1」であるとき、排気バイパス弁68が異常であることを表す。
異常発生フラグXEMGは、その値が「0」であるとき、排気切替弁66及び排気バイパス弁68の双方が正常であることを表す。また、異常発生フラグXEMGは、その値が「1」であるとき、排気切替弁66及び排気バイパス弁68の何れかが異常であることを表す。
これらのフラグの値は全て、バックアップRAM84に格納される。更に、これらのフラグの値は全て、機関10を搭載した車両の工場出荷時及びサービス点検実施時等において排気切替弁66及び排気バイパス弁68に異常がないことが確認された際に電気制御装置80に対して所定の操作がなされたとき、「0」に設定されるようになっている。
以下、CPU81が実行する各ルーチンについて詳細に説明する。CPU81は、所定時間が経過する毎に図6にフローチャートによって示した「第1異常判定ルーチン」を実行するようになっている。CPU81は、このルーチンにより、排気切替弁66及び排気バイパス弁68の何れかが異常であるか否かを判定する。
具体的に述べると、CPU81は、所定のタイミングにて図6のステップ600から処理を開始してステップ605に進み、排気切替弁異常フラグXECVの値が「0」であり且つ排気バイパス弁異常フラグXEBVの値が「0」であるか否かを判定する。現時点にて排気切替弁異常フラグXECVの値及び排気バイパス弁異常フラグXEBVの値のうちの少なくとも一方が「1」であれば、CPU81は、ステップ605にて「No」と判定してステップ695に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。
これに対し、現時点にて排気切替弁異常フラグXECVの値が「0」であり且つ排気バイパス弁異常フラグXEBVの値が「0」であれば、CPU81は、ステップ605にて「Yes」と判定してステップ610に進む。以下、現時点にて排気切替弁異常フラグXECVの値は「0」であり且つ排気バイパス弁異常フラグXEBVの値は「0」であると仮定して、説明を続ける。
CPU81は、ステップ610にて、排気切替弁66の開度Oecvと、排気切替弁66の目標開度Oecvtgtと、の差の絶対値が所定値DECV1よりも小さいか否かを判定する。即ち、CPU81は、ステップ610にて、排気切替弁66が正常及び異常の何れであるかを判定する。
(仮定1)排気切替弁66及び排気バイパス弁68の双方が正常である場合
いま、排気切替弁66及び排気バイパス弁68の双方が正常であると仮定する。この場合、排気切替弁66の開度Oecvと排気切替弁66の目標開度Oecvtgtとは一致するから、排気切替弁66の開度Oecvと排気切替弁66の目標開度Oecvtgtとの差の絶対値は、所定値DECV1よりも小さい。従って、CPU81は、ステップ610にて「Yes」と判定してステップ615に進む。
CPU81は、ステップ615にて、「排気切替弁(EBV)66が異常であるか否かを判定するための異常判定条件(EBV異常判定条件)」が成立しているか否かを判定する。具体的に述べると、CPU81は、ステップ615において、以下の条件1乃至条件3の全ての条件が成立したとき、EBV異常判定条件が成立したと判定する。換言すると、CPU81は、条件1乃至条件3のうちの少なくとも1つが成立しないとき、EBV異常判定条件が成立しないと判定する。
(条件1)機関10がターボモード2にて運転されている。
(条件2)排気切替弁66の開度Oecvが所定値Eよりも大きい。
(条件3)機関10が定常運転されている。
(条件2)排気切替弁66の開度Oecvが所定値Eよりも大きい。
(条件3)機関10が定常運転されている。
上記条件1が成立すれば、上述したように、過給圧Pimが目標過給圧Pimtgtに一致するように排気切替弁66の開度Oecvはフィードバック制御(過給圧フィードバック制御)されている。即ち、上述した「異常判定方法1」により、排気バイパス弁68の異常判定を行うことができる。更に、上記条件1が成立すれば、排気バイパス弁68の異常判定を行う際に誤判定が生じることを回避することができる。より具体的に述べると、「排気切替弁66が全閉状態にて固着する異常(全閉固着異常)」が排気切替弁66に生じているときに排気切替弁66の目標開度Oecvtgtが「全閉」開度に設定された場合(例えば、機関10が「ターボモード1」にて運転されている場合。図3(B)を参照。)、排気切替弁66の開度Oecvと目標開度Oecvtgtとは一致する。従って、この場合に排気切替弁66の異常判定(上記ステップ610)が行われると、排気切替弁66が異常(全閉固着異常)であるにも関わらず、排気切替弁66が異常であると判定されない。このとき(排気切替弁66が異常であるとき)に排気バイパス弁68の異常判定が行われると、誤判定が生じる可能性がある。
しかし、上記条件1が成立すれば、排気バイパス弁68の異常判定が行われる前に、「ターボモード2に応じた運転(即ち、排気切替弁66の目標開度が全閉開度とは異なる開度である運転)」が実行されている状態にて排気切替弁66の異常判定(上記ステップ610)が行われる。そのため、排気切替弁66に全閉固着異常を含む異常が生じていても、排気切替弁66が異常であると確実に判定することができる。従って、排気切替弁66が異常であるときに排気バイパス弁68の異常判定が行われることを避けることができる。即ち、上記条件1が成立すれば、排気バイパス弁68の異常判定を行う際に誤判定が生じることを回避することができる。
更に、上記条件2が成立すれば、「異常判定方法1」に従って排気バイパス弁68の開度が強制的に変更(第1装置においては増大)させられた場合であっても、排気バイパス弁68の開度の変化に伴って排気切替弁66の開度Oecvが充分に変化する(第1装置においては減少する)ことができる。加えて、上記条件3が成立すれば、排気バイパス弁68の開度の変化とは異なる理由によって排気切替弁66の開度Oecvが変化することを防ぐことができる。このように、上記条件1乃至上記条件3の全てが成立すれば、上記異常判定方法1によって排気バイパス弁68の異常判定を適切に行うことができる。
なお、上記条件3は、例えば、所定の単位時間が経過する期間における機関回転速度NEの変化量の絶対値が所定値NEthよりも小さいこと、同単位時間が経過する期間における燃料噴射量Qの変化量の絶対値が所定値Qthよりも小さいこと、及び、同単位時間が経過する期間におけるアクセルペダル開度Accpの変化量の絶対値が所定値Accpthよりも小さいこと、の一又は複数が成立するときに成立する条件とすることができる。
現時点にて上記EBV異常判定条件が成立していなければ、CPU81は、ステップ615にて「No」と判定してステップ695に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。これに対し、現時点にて上記EBV異常判定条件が成立していれば、CPU81は、ステップ615にて「Yes」と判定してステップ620に進む。以下、現時点にて上記EBV異常判定条件が成立していると仮定して、説明を続ける。
CPU81は、ステップ620にて、現時点における排気切替弁66の開度Oecvを取得するとともに、取得した開度Oecvを「第1の値としての開度Oecv1」に格納して、ステップ625に進む。ここで、便宜上、この時点は「第1時点」とも称呼される。
次いで、CPU81は、ステップ625にて、排気バイパス弁68の開度Oebvを現時点における開度Oebv0から所定の判定用開度Oebvtgt(Oebvtgt>Oebv0)へと増大させる指示信号(開度増大指示信号)を排気バイパス弁アクチュエータ68aに送出する。CPU81は、その後、所定時間が経過するまで待機する。ここで、排気バイパス弁68に対して上記指示信号が送出されてから上記所定時間が経過した時点を、便宜上、「第2時点」とも称呼する。
なお、第1装置においては、異常判定条件が成立するとき機関10はターボモード2にて運転されているから、第1時点における開度Oebv(=Oebv0)は全閉開度である。判定用開度Oebvtgtは、実際の排気バイパス弁68の開度が第1時点における開度Oebvから判定用開度Oebvtgtへと変化したとき、排気切替弁66の開度Oecvが充分に大きい量だけ変化する値に設定される。
第2時点が到来すると、CPU81はステップ630に進み、その第2時点における排気切替弁66の開度Oecv0を取得するとともに、取得した開度Oecv0を「第2の値としての開度Oebv2」に格納する。
次いで、CPU81は、ステップ635に進み、開度Oebv2と開度Oecv1との差の絶対値が閾値変化量Oecvth以上であるか否かを判定する。この閾値変化量Oecvthは、第1閾値変化量とも称呼される値であり、「排気バイパス弁68が正常である場合に得られる開度Oebv2と開度Oecv1との差の絶対値の最小値」に設定されている。
なお、第1装置においては、上記条件2における所定値Eは上記閾値変化量Oecvth以上の値となるように設定されている。これにより、排気バイパス弁68の開度が開度Oebvから判定用開度Oebvtgtへと増大させられた場合、排気切替弁66の開度が上記閾値変化量Oecvth以上変化することができる。その結果、ステップ635における判定を適切に行うことができる。
上記仮定1に従えば、排気バイパス弁68は正常であるから、開度Oebv2と開度Oecv1との差の絶対値は閾値変化量Oecvth以上である。従って、CPU81は、ステップ635にて「Yes」と判定してステップ640に進む。
CPU81は、ステップ640にて、排気バイパス弁異常予備判定回数EEBV(以下、「予備判定回数EEBV」とも称呼する。)が排気バイパス弁異常閾値判定回数EEBVth(以下、「閾値判定回数EEBVth」とも称呼する。)以上であるか否かを判定する。閾値判定回数EEBVthは1以上の所定値に設定されている。予備判定回数EEBVは、図示しないイグニッション・キー・スイッチがオフからオンに変更されたときに実行されるイニシャルルーチンにおいてゼロに設定されるようになっている。
上記仮定1に従えば、排気バイパス弁68は正常であるから、予備判定回数EEBVは上記イニシャルルーチンにて設定されたゼロである。従って、CPU81は、ステップ640にて「No」と判定し、ステップ695に進んで本ルーチンを一旦終了する。
更に、CPU81は、所定時間が経過する毎に図7にフローチャートによって示した「第1異常通知ルーチン」を実行するようになっている。CPU81は、このルーチンにより、排気切替弁66及び排気バイパス弁68の何れかが異常である場合、機関10の操作者にその旨を通知する。
具体的に述べると、CPU81は、所定のタイミングにて図7のステップ700から処理を開始してステップ710に進み、排気切替弁異常フラグXECVの値が「0」であるか否かを判定する。現時点における排気切替弁異常フラグXECVの値は「0」であるから、CPU81は、ステップ710にて「Yes」と判定してステップ720に進む。
CPU81は、ステップ720にて、排気バイパス弁異常フラグXEBVの値が「0」であるか否かを判定する。現時点における排気バイパス弁異常フラグXEBVの値は「0」であるから、CPU81は、ステップ720にて「Yes」と判定してステップ730に進み、異常発生フラグXEMGの値に「0」を設定する。
その後、CPU81は、ステップ795に進んで本ルーチンを一旦終了する。従って、排気切替弁66及び排気バイパス弁68の双方が正常であるとき(或いは、排気切替弁異常フラグXECVの値、及び、排気バイパス弁異常フラグXEBVの値、の双方が「0」であるとき)、操作者に対して通知はなされない。
更に、CPU81は、図8にフローチャートによって示した「燃料供給制御ルーチン」を、任意の気筒のクランク角が圧縮上死点前の所定クランク角度(例えば、圧縮上死点前90度クランク角)θfに一致する毎に繰り返し実行するようになっている。CPU81は、このルーチンにより、燃料噴射量Qの算出及び燃料噴射の指示を行う。このクランク角が圧縮上死点前の所定クランク角θfに一致して圧縮行程を終える気筒は、以下「燃料噴射気筒」とも称呼される。
具体的に述べると、CPU81は、任意の気筒のクランク角度が上記クランク角度θfになると、図8のステップ800から処理を開始してステップ810に進み、異常発生フラグXEMGの値が「0」であるか否かを判定する。現時点における異常発生フラグXEMGの値は「0」であるから、CPU81は、ステップ810にて「Yes」と判定してステップ820に進む。
CPU81は、ステップ820にて、アクセルペダル開度センサ76の出力値に基づいてアクセルペダル開度Accpを取得し、クランクポジションセンサ74の出力値に基づいて機関回転速度NEを取得する。そして、CPU81は、全ての制御弁が正常である場合における「アクセルペダル開度Accpと、機関回転速度NEと、燃料噴射量Qと、の関係」を予め定めた通常時燃料噴射量テーブルMapMain(Accp,NE)に、現時点におけるアクセルペダル開度Accpと機関回転速度NEとを適用することにより、燃料噴射量Qを取得する。この燃料噴射量Qは要求トルクに対応する。以下、通常時燃料噴射量テーブルMapMain(Accp,NE)によって定まる燃料噴射量を採用する運転を「通常運転」と称呼する。
次いで、CPU81は、ステップ830に進み、燃料噴射量Qの燃料を燃料噴射気筒に対応して設けられているインジェクタ22から噴射するように、そのインジェクタ22に指示を与える。即ち、このとき、燃料噴射量Qの燃料が燃料噴射気筒に供給される。その後、CPU81は、ステップ895に進んで本ルーチンを一旦終了する。
このように、排気切替弁66及び排気バイパス弁68の双方が正常であるとき、上記通常時燃料噴射量テーブルMapMain(Accp,NE)によって定められる燃料噴射量Qの燃料が燃料噴射気筒に供給される「通常運転」が実行される。
(仮定2)排気切替弁66が異常であり、排気バイパス弁68は正常である場合
この場合、排気切替弁66の開度Oecvと排気切替弁66の目標開度Oecvtgtとは一致しないから、排気切替弁66の開度Oecvと排気切替弁66の目標開度Oecvtgtとの差の絶対値は、所定値DECV1以上となる(少なくとも、機関10がターボモード2にて運転されている場合には所定値DECV1以上となる。)。
従って、CPU81は、所定のタイミングにて図6のステップ600から処理を開始し、ステップ605を経てステップ610に進むと、ステップ610にて「No」と判定してステップ645に進む。CPU81は、ステップ645にて排気切替弁異常フラグXECVの値に「1」を設定し、ステップ695に進んで本ルーチンを一旦終了する。
このとき、CPU81は、所定のタイミングにて図7のステップ700から処理を開始すると、ステップ710に進む。現時点における排気切替弁異常フラグXECVの値は「1」であるから、CPU81はステップ710にて「No」と判定し、ステップ740に進む。
CPU81は、ステップ740にて、「排気切替弁66が異常である」旨を機関10の操作者に通知する。この通知は、図示しない警報ランプを点等すること等によって実行される。その後、CPU81は、ステップ750に進んで異常発生フラグXEMGの値に「1」を設定し、ステップ795に進んで本ルーチンを一旦終了する。
このように、排気切替弁66が異常である場合、機関10の操作者に対して「排気切替弁66が異常である」旨の警報が発せられる。
更に、CPU81は、任意の気筒のクランク角度が上記クランク角度θfに一致すると、図8のステップ800から処理を開始してステップ810に進む。現時点における異常発生フラグXEMGの値は「1」であるから、CPU81は、ステップ810にて「No」と判定してステップ840に進む。
CPU81は、ステップ840にて、アクセルペダル開度センサ76の出力値に基づいてアクセルペダル開度Accpを取得し、クランクポジションセンサ74の出力値に基づいて機関回転速度NEを取得する。そして、CPU81は、「何れかの制御弁が異常である場合」に適用される「アクセルペダル開度Accpと、機関回転速度NEと、燃料噴射量Qと、の関係」を予め定めた異常発生時燃料噴射量テーブルMapEmg(Accp,NE)に、現時点におけるアクセルペダル開度Accpと機関回転速度NEとを適用することにより、異常発生時の燃料噴射量Qを取得する。以下、異常発生時燃料噴射量テーブルMapEmg(Accp,NE)によって定まる燃料噴射量を採用する運転を「退避運転」とも称呼する。
異常発生時燃料噴射量テーブルMapEmg(Accp,NE)は、「何れかの制御弁が異常である場合に機関10の運転を継続しても、機関10の他の部材又は機関10全体の破損等を引き起こすことのない程度の燃料噴射量Q」を決定するためのテーブルである。従って、当然、任意の「アクセルペダル開度Accp及び機関回転速度NE」に対して異常発生時燃料噴射量テーブルMapEmg(Accp,NE)によって決定される燃料噴射量は、その「アクセルペダル開度Accp及び機関回転速度NE」に対して上記通常時燃料噴射量テーブルMapMain(Accp,NE)によって決定される燃料噴射量よりも小さい。
次いで、CPU81は、ステップ830に進み、燃料噴射量Qの燃料を燃料噴射気筒に対応して設けられているインジェクタ22から噴射させる。その後、CPU81は、ステップ895に進んで本ルーチンを一旦終了する。
このように、排気切替弁66が異常である場合、機関10の操作者に対して「排気切替弁66が異常である」旨が通知される。更に、「退避運転」が実行される。
なお、このとき、CPU81は、所定のタイミングにて図6のステップ600から処理を開始してステップ605に進むと、排気切替弁異常フラグXECVの値は「1」であるから、ステップ605にて「No」と判定してステップ695に進んで本ルーチンを終了する。即ち、排気切替弁異常フラグXECVの値が一旦「1」に設定されると、排気切替弁66の異常判定(図6のステップ610)が実行されることなく排気切替弁異常フラグXECVの値は「1」に維持される。その結果、機関10の操作者に対して「排気切替弁66が異常である」旨が通知されながら「退避運転」が実行される状態が継続する。
(仮定3)排気バイパス弁68が異常であり、排気切替弁66は正常である場合
この場合、排気切替弁66の開度Oecvと排気切替弁66の目標開度Oecvtgtとは一致するから、排気切替弁66の開度Oecvと排気切替弁66の目標開度Oecvtgtとの差の絶対値は、所定値DECV1よりも小さい。
従って、CPU81は、所定のタイミングにて図6のステップ600から処理を開始し、ステップ605を経てステップ610に進むと、ステップ610にて「Yes」と判定してステップ615に進む。現時点にて上記EBV異常判定条件が成立していると仮定すると、CPU81は、ステップ615にて「Yes」と判定し、ステップ620乃至ステップ630を経てステップ635に進む。
上記仮定3に従えば、排気バイパス弁68が異常であるから、ステップ625にて排気バイパス弁アクチュエータ68aに開度変更指示信号が送出されても、排気バイパス弁68の開度は充分に変化しない。そのため、排気バイパス弁アクチュエータ68aに開度変更指示信号が送出される前の排気切替弁66の開度Oebv1と、排気バイパス弁アクチュエータ68aに開度変更指示信号が送出された後の排気切替弁66の開度Oecv2との差の絶対値は、閾値変化量Oecvthよりも小さい。従って、CPU81は、ステップ635にて「No」と判定してステップ650に進む。
CPU81は、ステップ650にて、下記の(1)式に従って予備判定回数EEBVを更新・決定する。(1)式において、EEBV(k+1)は今回の処理によって更新される予備判定回数EEBVを表し、EEBV(k)は今回の処理によって更新される前の予備判定回数EEBVを表す。即ち、CPU81は、今回の処理によって予備判定回数EEBVを1だけ増大する。
EEBV(k+1)=EEBV(k)+1 ・・・(1)
次いで、CPU81は、ステップ640に進む。現時点において予備判定回数EEBVは、上述したイニシャルルーチンによって設定されるゼロから1だけ増大された直後である。従って、閾値判定回数EEBVthが2以上の値に設定されていると、CPU81は、ステップ640にて「No」と判定してステップ695に進んで本ルーチンを一旦終了する。
これに対し、上記仮定3に示す「排気バイパス弁68が異常である」状態が継続すると、図6のステップ650の処理が繰り返し実行されるから、予備判定回数EEBVは次第に増大して閾値判定回数EEBVthに到達する。このとき、CPU81は、ステップ640の処理を実行すると、ステップ640にて「Yes」と判定してステップ655に進み、排気バイパス弁異常フラグXEBVの値に「1」を設定する。その後、CPU81は、ステップ695に進んで本ルーチンを一旦終了する。
このとき、CPU81は、所定のタイミングにて図7のステップ700から処理を開始すると、ステップ710に進む。現時点における排気切替弁異常フラグXECVの値は「0」であるから、CPU81は、ステップ710にて「Yes」と判定してステップ720に進む。現時点における排気バイパス弁異常フラグXEBVの値は「1」であるから、CPU81は、ステップ720にて「No」と判定して、ステップ760に進む。
CPU81は、ステップ760にて、「排気バイパス弁68が異常である」旨を機関10の操作者に通知する。この通知は、図示しない警報ランプを点等すること等によって実行される。その後、CPU81は、ステップ770に進んで異常発生フラグXEMGの値に「1」を設定し、ステップ795に進んで本ルーチンを一旦終了する。
このように、排気バイパス弁68が異常である場合、機関10の操作者に対して「排気バイパス弁68が異常である」旨の警報が発せられる。
更に、CPU81は、任意の気筒のクランク角度が上記クランク角度θfに一致すると、図8のステップ800から処理を開始してステップ810に進む。現時点における異常発生フラグXEMGの値は「1」であるから、CPU81は、上述した仮定2が成立する場合と同様、ステップ810、ステップ840、及び、ステップ830をこの順に経由し、ステップ895に進んで本ルーチンを一旦終了する。このとき、退避運転が実行される。
このように、排気バイパス弁68が異常である場合、機関10の操作者に対して「排気バイパス弁68が異常である」旨が通知されるとともに、「退避運転」が実行される。
なお、このとき、CPU81は、所定のタイミングにて図6のステップ600から処理を開始してステップ605に進むと、排気バイパス弁異常フラグXEBVの値は「1」であるから、ステップ605にて「No」と判定してステップ695に進んで本ルーチンを一旦終了する。即ち、排気バイパス弁異常フラグXEBVの値が一旦「1」に設定されると、排気バイパス弁68の異常判定(図6のステップ615乃至ステップ635、ステップ650、及び、ステップ640)が実行されることなく排気バイパス弁異常フラグXEBVの値は「1」に維持される。その結果、機関10の操作者に対して「排気バイパス弁68が異常である」旨が通知されながら「退避運転」が実行される状態が継続する。
以上、説明したように、第1装置は、
複数の過給機(高圧段過給機61及び低圧段過給機62)と、複数の制御弁(吸気切替弁64、排気切替弁66及び排気バイパス弁68)と、
を備えた内燃機関10に適用される。
複数の過給機(高圧段過給機61及び低圧段過給機62)と、複数の制御弁(吸気切替弁64、排気切替弁66及び排気バイパス弁68)と、
を備えた内燃機関10に適用される。
この第1装置は、
前記複数の制御弁のうちの一部の制御弁(吸気切替弁64、排気切替弁66及び排気バイパス弁68のうちの排気切替弁66)のみを含む第1制御弁群に属する制御弁(排気切替弁66)のそれぞれの開度を取得する開度取得手段(排気切替弁開度センサ75)と、
前記吸気通路32内の少なくとも1箇所における空気Aの圧力(過給圧Pim)、及び、前記排気通路42内の少なくとも1箇所における排ガスExの圧力、のうちの少なくとも1つの圧力である判定用圧力(過給圧Pim)を取得する圧力取得手段(過給圧センサ73)と、
前記開度取得手段75によって取得される開度のうちの少なくとも1つ(排気切替弁66の開度Oecv)と、前記圧力取得手段73によって取得される前記判定用圧力Pimと、を用いて、前記複数の制御弁のうちの前記第1制御弁群に属する制御弁(排気切替弁66)を除く制御弁からなる第2制御弁群に属する制御弁(吸気切替弁64及び排気バイパス弁68)のうちの少なくとも1つの制御弁(排気バイパス弁68)が異常であるか否かを判定する異常判定手段(図6のルーチンを参照。)と、
を備えている。
前記複数の制御弁のうちの一部の制御弁(吸気切替弁64、排気切替弁66及び排気バイパス弁68のうちの排気切替弁66)のみを含む第1制御弁群に属する制御弁(排気切替弁66)のそれぞれの開度を取得する開度取得手段(排気切替弁開度センサ75)と、
前記吸気通路32内の少なくとも1箇所における空気Aの圧力(過給圧Pim)、及び、前記排気通路42内の少なくとも1箇所における排ガスExの圧力、のうちの少なくとも1つの圧力である判定用圧力(過給圧Pim)を取得する圧力取得手段(過給圧センサ73)と、
前記開度取得手段75によって取得される開度のうちの少なくとも1つ(排気切替弁66の開度Oecv)と、前記圧力取得手段73によって取得される前記判定用圧力Pimと、を用いて、前記複数の制御弁のうちの前記第1制御弁群に属する制御弁(排気切替弁66)を除く制御弁からなる第2制御弁群に属する制御弁(吸気切替弁64及び排気バイパス弁68)のうちの少なくとも1つの制御弁(排気バイパス弁68)が異常であるか否かを判定する異常判定手段(図6のルーチンを参照。)と、
を備えている。
更に、第1装置において、
前記異常判定手段は、
前記第1制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも1つの制御弁(排気切替弁66)が異常であるか否かを前記開度取得手段75によって取得される同少なくとも1つの制御弁66の開度Oecvのみに基づいて判定する第1判定手段(図6のステップ610)と、
前記第1制御弁群に属する制御弁のうちの同少なくとも1つの制御弁66が異常でないと判定されたときに(図6のステップ610にて「Yes」と判定されたときに)、前記第2制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも1つの制御弁(排気バイパス弁68)が異常であるか否かを前記開度取得手段75によって取得される開度のうちの少なくとも1つ(排気切替弁66の開度Oecv)と、前記圧力取得手段73によって取得される前記判定用圧力Pimと、を用いて判定する第2判定手段(図6のステップ615乃至ステップ635、ステップ650及びステップ640)と、
を含むように構成されている。
前記異常判定手段は、
前記第1制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも1つの制御弁(排気切替弁66)が異常であるか否かを前記開度取得手段75によって取得される同少なくとも1つの制御弁66の開度Oecvのみに基づいて判定する第1判定手段(図6のステップ610)と、
前記第1制御弁群に属する制御弁のうちの同少なくとも1つの制御弁66が異常でないと判定されたときに(図6のステップ610にて「Yes」と判定されたときに)、前記第2制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも1つの制御弁(排気バイパス弁68)が異常であるか否かを前記開度取得手段75によって取得される開度のうちの少なくとも1つ(排気切替弁66の開度Oecv)と、前記圧力取得手段73によって取得される前記判定用圧力Pimと、を用いて判定する第2判定手段(図6のステップ615乃至ステップ635、ステップ650及びステップ640)と、
を含むように構成されている。
第1装置においては、上述したように、
前記圧力取得手段73は、前記判定用圧力として、前記複数の過給機によってもたらされる過給圧Pimを取得するように構成されている。
前記圧力取得手段73は、前記判定用圧力として、前記複数の過給機によってもたらされる過給圧Pimを取得するように構成されている。
更に、前記第1判定手段によって異常であるか否かが判定される前記少なくとも1つの制御弁(第1判定対象制御弁)66は、第1指示信号(電気制御装置80から排気切替弁アクチュエータ66aに送出される指示信号)に応じてその開度Oecvを変更するように構成されている。加えて、前記第2判定手段によって異常であるか否かが判定される前記少なくとも1つの制御弁(第2判定対象制御弁)68は、第2指示信号(電気制御装置80から排気バイパス弁アクチュエータ68aに送出される指示信号)に応じてその開度を変更するように構成されている。
このように構成された第1装置は、
前記機関10が所定の運転状態(ターボモード2)にて運転されているとき、前記圧力取得手段73によって取得される過給圧Pimが前記運転状態に基づいて定まる参照過給圧(目標過給圧Pimtgt)に一致するように、前記第1判定対象制御弁66に対して前記第1指示信号を送出する第1制御手段(電気制御装置80)と、
前記第2判定対象制御弁68に対して前記第2指示信号を送出する第2制御手段(電気制御装置80)と、を備えている。
前記機関10が所定の運転状態(ターボモード2)にて運転されているとき、前記圧力取得手段73によって取得される過給圧Pimが前記運転状態に基づいて定まる参照過給圧(目標過給圧Pimtgt)に一致するように、前記第1判定対象制御弁66に対して前記第1指示信号を送出する第1制御手段(電気制御装置80)と、
前記第2判定対象制御弁68に対して前記第2指示信号を送出する第2制御手段(電気制御装置80)と、を備えている。
前記第1判定手段は、
前記開度取得手段75によって取得される前記第1判定対象制御弁66の実際の開度Oecvと、前記第1指示信号によって定まる同第1判定対象制御弁66の開度Oecvtgtと、の差である第1開度差の絶対値(|Oecv−Oecvtgt|)が第1開度DECV1以上である場合(図6のステップ610にて「No」と判定される場合)、同第1判定対象制御弁66が異常である旨の判定を行う(図6のステップ645)ように構成されている。
前記開度取得手段75によって取得される前記第1判定対象制御弁66の実際の開度Oecvと、前記第1指示信号によって定まる同第1判定対象制御弁66の開度Oecvtgtと、の差である第1開度差の絶対値(|Oecv−Oecvtgt|)が第1開度DECV1以上である場合(図6のステップ610にて「No」と判定される場合)、同第1判定対象制御弁66が異常である旨の判定を行う(図6のステップ645)ように構成されている。
更に、前記第2判定手段は、
前記第1判定対象制御弁66が異常でないと判定されたとき(図6のステップ610にて「Yes」と判定されたとき)、前記第1判定対象制御弁66の開度Oecvを第1の値Oecv1として取得し(図6のステップ620)、同第1の値Oecv1を取得した時点以降の第1時点にて前記第2判定対象制御弁68が異常であるか否かを判定するために同第2判定対象制御弁68の開度Oebvを変更させる第1開度変更指示信号(開度増大指示信号)が前記第2指示信号として前記第2制御手段80から同第2判定対象制御弁68に送出されるように同第2制御手段80に指示を与え(図6のステップ625)、同第1時点から第1時間が経過した後の第2時点における前記第1判定対象制御弁66の開度Oecvを第2の値Oecv2として取得し、前記第2の値Oecv2と前記第1の値Oecv1との差である開度変化量の絶対値(|Oecv1−Oecv2|)が所定の第1閾値変化量Oecvthよりも小さい場合(図6のステップ635にて「No」と判定される場合)、前記第2判定対象制御弁68が異常である旨の判定を行う(図6のステップ650、ステップ640及びステップ655)ように構成されている。
前記第1判定対象制御弁66が異常でないと判定されたとき(図6のステップ610にて「Yes」と判定されたとき)、前記第1判定対象制御弁66の開度Oecvを第1の値Oecv1として取得し(図6のステップ620)、同第1の値Oecv1を取得した時点以降の第1時点にて前記第2判定対象制御弁68が異常であるか否かを判定するために同第2判定対象制御弁68の開度Oebvを変更させる第1開度変更指示信号(開度増大指示信号)が前記第2指示信号として前記第2制御手段80から同第2判定対象制御弁68に送出されるように同第2制御手段80に指示を与え(図6のステップ625)、同第1時点から第1時間が経過した後の第2時点における前記第1判定対象制御弁66の開度Oecvを第2の値Oecv2として取得し、前記第2の値Oecv2と前記第1の値Oecv1との差である開度変化量の絶対値(|Oecv1−Oecv2|)が所定の第1閾値変化量Oecvthよりも小さい場合(図6のステップ635にて「No」と判定される場合)、前記第2判定対象制御弁68が異常である旨の判定を行う(図6のステップ650、ステップ640及びステップ655)ように構成されている。
より具体的に述べると、前記第2判定手段は、
前記開度変化量の絶対値(|Oecv1−Oecv2|)が前記第1閾値変化量Oecvthよりも小さい場合に(図6のステップ635にて「No」と判定された場合に)前記第2判定対象制御弁68が異常である旨の予備判定を行う(図6のステップ650)とともに、前記機関10が始動されてから停止されるまでの期間において前記予備判定を第1閾値回数EEBVth以上行ったとき(予備判定回数EEBVが閾値判定回数EEBVth以上となるとき。即ち、図6のステップ640にて「Yes」と判定されるとき)、前記第2判定対象制御弁68が異常である旨の判定を行う(図6のステップ655)ように構成されている。なお、上述したように、予備判定回数EEBVはイニシャルルーチンにてゼロに設定されるようになっている。
前記開度変化量の絶対値(|Oecv1−Oecv2|)が前記第1閾値変化量Oecvthよりも小さい場合に(図6のステップ635にて「No」と判定された場合に)前記第2判定対象制御弁68が異常である旨の予備判定を行う(図6のステップ650)とともに、前記機関10が始動されてから停止されるまでの期間において前記予備判定を第1閾値回数EEBVth以上行ったとき(予備判定回数EEBVが閾値判定回数EEBVth以上となるとき。即ち、図6のステップ640にて「Yes」と判定されるとき)、前記第2判定対象制御弁68が異常である旨の判定を行う(図6のステップ655)ように構成されている。なお、上述したように、予備判定回数EEBVはイニシャルルーチンにてゼロに設定されるようになっている。
これにより、第1装置は、過給圧Pimが目標過給圧Pimtgtに一致した状態を維持しながら、第1制御弁群に属する制御弁(第1判定対象制御弁)66及び第2制御弁群に属する制御弁(第2判定対象制御弁)68の双方の異常判定を行うことができる。従って、第1装置は、ドライバビリティを良好に維持しながら制御弁66,68の異常判定を行うことができる。
更に、第1装置は、機関10が比較的低負荷な運転領域(ターボモード2が設定される運転領域)にて運転されているときに制御弁66,68の異常判定を行うことができるから、制御弁66,68の異常を早期に発見し得る。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係る制御弁異常判定装置(以下、「第2装置」とも称呼する。)について説明する。
次に、本発明の第2実施形態に係る制御弁異常判定装置(以下、「第2装置」とも称呼する。)について説明する。
<装置の概要>
第2装置は、第1装置が適用される内燃機関10と同様の内燃機関(図1を参照。)に適用される。
第2装置は、第1装置が適用される内燃機関10と同様の内燃機関(図1を参照。)に適用される。
<装置の作動の概要>
第2装置は、排気切替弁66の異常判定を行った後、「過給圧Pimの変化に基づいて吸気切替弁64の異常判定を行う」点において第1装置と相違する。
第2装置は、排気切替弁66の異常判定を行った後、「過給圧Pimの変化に基づいて吸気切替弁64の異常判定を行う」点において第1装置と相違する。
即ち、第2装置は、先ず、第1装置と同様、排気切替弁66の開度Oecvと排気切替弁66の目標開度Oecvtgtとを比較することにより、排気切替弁66が正常に作動しているか否かを判定する。次いで、第2装置は、排気切替弁66が「正常」であると判定した場合、所定の異常判定条件が成立していれば、吸気切替弁64の開度Oacvを強制的に変更する開度変更指示信号を、電気制御装置80から吸気切替弁64(実際には、吸気切替弁アクチュエータ64a)に送出する。そして、第2装置は、この開度変更指示信号が吸気切替弁64に送出される「前」の時点における過給圧Pim1と、この開度変更指示信号が吸気切替弁64に送出された「後」の時点における過給圧Pim2と、を比較することにより、吸気切替弁64が正常に作動しているか否かを判定する。加えて、第2装置は、吸気切替弁64及び排気切替弁66の少なくとも一方が異常である場合、その旨を機関10の操作者に対して通知するとともに、退避運転を実行する。
<制御弁の異常判定>
次いで、第2装置における制御弁の異常判定方法について説明する。
第2装置は、第1装置に採用されている方法と同様の方法により、排気切替弁66が正常に作動しているか否かを判定する。即ち、第2装置は、排気切替弁66の実際の開度Oecvと目標開度Oecvtgtとが一致していない場合(実際には、実際の開度Oecvと目標開度Oecvtgtとの差の絶対値が所定値(第2開度)以上である場合)、排気切替弁66が「異常」であると判定する。これに対し、第2装置は、排気切替弁66の実際の開度Oecvと目標開度Oecvtgtとが一致している場合(実際には、実際の開度Oecvと目標開度Oecvtgtとの差の絶対値が所定値(第2開度)よりも小さい場合)、排気切替弁66は「正常」であると判定する。
次いで、第2装置における制御弁の異常判定方法について説明する。
第2装置は、第1装置に採用されている方法と同様の方法により、排気切替弁66が正常に作動しているか否かを判定する。即ち、第2装置は、排気切替弁66の実際の開度Oecvと目標開度Oecvtgtとが一致していない場合(実際には、実際の開度Oecvと目標開度Oecvtgtとの差の絶対値が所定値(第2開度)以上である場合)、排気切替弁66が「異常」であると判定する。これに対し、第2装置は、排気切替弁66の実際の開度Oecvと目標開度Oecvtgtとが一致している場合(実際には、実際の開度Oecvと目標開度Oecvtgtとの差の絶対値が所定値(第2開度)よりも小さい場合)、排気切替弁66は「正常」であると判定する。
次いで、第2装置は、排気切替弁66が「正常」であると判断したとき、吸気切替弁64が正常に作動しているか否かを判定する。具体的に述べると、第2装置は、この場合に所定の異常判定条件が成立していれば、過給圧Pim1を取得する。その後、第2装置は、排気切替弁66(実際には、吸気切替弁アクチュエータ64a)に対してその開度Oacvを強制的に変更するための指示信号(開度変更指示信号)を送出する。続いて、第2装置は、この指示信号が吸気切替弁64に送出された「後」の時点における過給圧Pim2を取得する。
そして、第2装置は、上記開度変更指示信号が吸気切替弁64に送出される前後の過給圧の変化量の絶対値(|Pim2−Pim1|)が所定値Pimthよりも小さい場合、吸気切替弁64は「異常」であると判定する。これに対し、第2装置は、この変化量の絶対値(|Pim2−Pim1|)が所定値Pimth以上である場合、吸気切替弁64は「正常」であると判断する。以下、この判定方法を「異常判定方法2」と称呼する。
吸気切替弁64に送出される「開度変更指示信号」には、吸気切替弁64の開度を「増大」させる指示信号と、吸気切替弁64の開度を「減少」させる指示信号と、が含まれる。しかし、何れの指示信号が吸気切替弁64に送出された場合であっても、異常判定方法2の原理は同じである。従って、以下、機関10が「ターボモード1」にて運転されている場合に吸気切替弁64の開度を「増大」させる指示信号(開度増大指示信号)が吸気切替弁64に送出された場合を例にとりながら、上記異常判定方法2によって「吸気切替弁64が正常に作動しているか否か」を判定できる理由について、説明する。
機関10が「ターボモード1」にて運転されている場合、図3(B)に示したように、吸気切替弁64を含む全ての制御弁が「全閉」状態となるように制御される。従って、この場合、図9に示すように、吸気通路32a(上記吸気通路32の一部)に導入された新気Aは、低圧段コンプレッサ62a、低圧段コンプレッサ62aと高圧段コンプレッサ61aとの間の吸気通路32b(上記吸気通路32の一部)、高圧段コンプレッサ61a、及び、吸気通路32c(上記吸気通路32の一部)を経て、機関10の燃焼室CCに導入される。
更に、燃焼室CCから排出された排ガスExは、排気通路42a(上記排気通路42の一部)、高圧段タービン61b、高圧段タービン61bと低圧段タービン62bとの間の排気通路42b(上記排気通路42の一部)、排気通路42c(上記排気通路42の一部)、低圧段タービン62b、及び、排気通路42d(上記排気通路42の一部)を経て、機関10の外部へ放出される。
この結果、高圧段タービン61b及び低圧段タービン62bの双方が駆動され、高圧段コンプレッサ61a及び低圧段コンプレッサ62aの双方により、新気Aが圧縮される。
いま、吸気切替弁64に開度増大指示信号が「前」の期間、吸気切替弁64の開度は開度Oacv1に維持されていると仮定する。吸気切替弁64に開度増大指示信号が送出あされると、吸気切替弁64が正常であれば、吸気切替弁64の開度はこの開度増大指示信号に応じて増大する。
吸気切替弁64の開度が増大すると、図10に示すように、低圧段コンプレッサ62aを通過した新気Aの一部は、高圧段コンプレッサバイパス通路部63を通過して直接燃焼室CCへ導入される。従って、吸気切替弁64に開度増大指示信号が送出された「後」に高圧段コンプレッサ61aに導入される新気Aの量は、吸気切替弁64に開度増大指示信号が送出される「前」に高圧段コンプレッサ61aに導入される新気Aの量と比べて、高圧段コンプレッサバイパス通路部63を通過する「新気Aの一部」の分だけ減少する。この「新気Aの一部」は、高圧段コンプレッサ61aによって圧縮されない。その結果、過給圧が「減少」する。
従って、排気切替弁66が「正常」である場合、吸気切替弁64に開度増大指示信号が送出されたときに過給圧Pimが変化すれば(過給圧Pim1と過給圧Pim2との差の絶対値が所定値Pimth以上であれば)、吸気切替弁64は「正常」であると判定することができる。これに対し、この場合に過給圧Pimが変化しなければ(過給圧Pim1と過給圧Pim2との差の絶対値が所定値Pimthよりも小さければ)、吸気切替弁64は「異常」であると判定することができる。
なお、上記説明から理解されるように、吸気切替弁64に対して開度を「減少」する指示信号(開度減少指示信号)が送出された場合であっても、上記異常判定方法2によって吸気切替弁64の異常判定を行うことができる。更に、機関10がターボモード1にて運転されている場合に限らず、吸気切替弁64の開度が変化したときに過給圧が変化する運転状態にて機関10が運転されていれば、上記異常判定方法2によって吸気切替弁64の異常判定を行うことができる。
<実際の作動>
次いで、第2装置の実際の作動について説明する。
第2装置は、上述した図6及び図7にフローチャートによって示した処理に代えて図11及び図12にフローチャートによって示す処理を実行する点においてのみ、上記第1装置と相違している。従って、以下、この相違点を中心として説明を加える。
次いで、第2装置の実際の作動について説明する。
第2装置は、上述した図6及び図7にフローチャートによって示した処理に代えて図11及び図12にフローチャートによって示す処理を実行する点においてのみ、上記第1装置と相違している。従って、以下、この相違点を中心として説明を加える。
CPU81は、図8、図11及び図12にフローチャートによって示した各ルーチンを所定のタイミング毎に実行するようになっている。CPU81は、これらのルーチンにおいて、排気切替弁異常フラグXECV、吸気切替弁異常フラグXACV、及び、異常発生フラグXEMGを用いる。
排気切替弁異常フラグXECVは、その値が「0」であるとき、排気切替弁66が異常であると判定されていないこと(正常であること)を表す。一方、排気切替弁異常フラグXECVは、その値が「1」であるとき、排気切替弁66が異常であることを表す。
吸気切替弁異常フラグXACVは、その値が「0」であるとき、排気バイパス弁68が異常であると判定されていないこと(正常であること)を表す。一方、吸気切替弁異常フラグXACVは、その値が「1」であるとき、排気バイパス弁68が異常であることを表す。
異常発生フラグXEMGは、その値が「0」であるとき、排気切替弁66及び排気バイパス弁68の双方が正常であることを表す。また、異常発生フラグXEMGは、その値が「1」であるとき、排気切替弁66及び排気バイパス弁68の何れかが異常であることを表す。
これらのフラグの値は全て、バックアップRAM84に格納される。更に、これらのフラグの値は全て、機関10を搭載した車両の工場出荷時及びサービス点検実施時等において排気切替弁66及び排気バイパス弁68に異常がないことが確認された際に電気制御装置80に対して所定の操作がなされたとき、「0」に設定されるようになっている。
以下、CPU81が実行する各ルーチンについて詳細に説明する。CPU81は、所定時間が経過する毎に図11にフローチャートによって示した「第2異常判定ルーチン」を実行するようになっている。CPU81は、このルーチンにより、吸気切替弁64及び排気切替弁66の何れかが異常であるか否かを判定する。
具体的に述べると、CPU81は、所定のタイミングにて図11のステップ1100から処理を開始してステップ1105に進み、排気切替弁異常フラグXECVの値が「0」であり且つ吸気切替弁異常フラグXACVの値が「0」であるか否かを判定する。現時点にて排気切替弁異常フラグXECVの値及び吸気切替弁異常フラグXACVの値のうちの少なくとも一方が「1」であれば、CPU81は、ステップ1105にて「No」と判定してステップ1195に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。
これに対し、現時点にて排気切替弁異常フラグXECVの値が「0」であり且つ吸気切替弁異常フラグXACVの値が「0」であれば、CPU81は、ステップ1105にて「Yes」と判定してステップ1110に進む。以下、現時点にて排気切替弁異常フラグXECVの値は「0」であり且つ吸気切替弁異常フラグXACVの値は「0」であると仮定して、説明を続ける。
CPU81は、ステップ1110にて、排気切替弁66の開度Oecvと、排気切替弁66の目標開度Oecvtgtと、の差の絶対値が所定値DECV2よりも小さいか否かを判定する。即ち、CPU81は、ステップ1110にて、排気切替弁66が正常及び異常の何れであるかを判定する。
(仮定4)吸気切替弁64及び排気切替弁66の双方が正常である場合
いま、吸気切替弁64及び排気切替弁66の双方が正常であると仮定する。この場合、排気切替弁66の開度Oecvと排気切替弁66の目標開度Oecvtgtとは一致するから、排気切替弁66の開度Oecvと排気切替弁66の目標開度Oecvtgtとの差の絶対値は、所定値DECV2よりも小さい。従って、CPU81は、ステップ1110にて「Yes」と判定してステップ1115に進む。
CPU81は、ステップ1115にて、「吸気切替弁(ACV)64が異常であるか否かを判定するための異常判定条件(ACV異常判定条件)」が成立しているか否かを判定する。具体的に述べると、CPU81は、ステップ1115において、以下の条件4乃至条件6の全てが成立したとき、ACV異常判定条件が成立したと判定する。換言すると、CPU81は、条件4乃至条件6のうちの少なくとも1つが成立しないとき、ACV異常判定条件が成立しないと判定する。
(条件4)過給圧Pimが所定値Pよりも大きい。
(条件5)機関10が減速状態にて運転されている。
(条件6)機関10が始動されてから現時点までの期間において、機関10がターボモード2にて少なくとも1回運転された。
(条件5)機関10が減速状態にて運転されている。
(条件6)機関10が始動されてから現時点までの期間において、機関10がターボモード2にて少なくとも1回運転された。
上記条件4が成立すれば、上述した「異常判定方法2」に従って吸気切替弁64の開度が強制的に変更(第2装置においては増大)させられた場合であっても、吸気切替弁64の開度の変化に伴って過給圧Pimが充分に変化する(第2装置においては減少する)ことができる。更に、上記条件5が成立すれば、「異常判定方法2」を実行することによる機関10の出力トルクの変動を、機関10の操作者に「意図しないトルク変動」であると認識され難くすることができる。即ち、ドライバビリティを良好に維持しながら「異常判定方法2」を実行することができる。このように、上記条件4及び上記条件5の双方が成立すれば、上述した異常判定方法2によって吸気切替弁64の異常判定を適切に行うことができる。
加えて、条件6が成立すれば、上記条件1と同様の理由により、吸気切替弁64の異常判定を行う際に誤判定が生じることを回避することができる。即ち、排気切替弁66に「全閉固着異常」が生じている場合、機関10が「ターボモード1」にて運転されている期間に排気切替弁66の異常判定(上記ステップ1110)を行っても、排気切替弁66が異常であると判定されない。このとき(排気切替弁66が異常であるとき)に吸気切替弁64の異常判定が行われると、誤判定が生じる可能性がある。
しかし、吸気切替弁64の異常判定が行われる前に「排気切替弁66の目標開度が全閉開度とは異なる開度である運転(即ち、ターボモード2に応じた運転)」が実行されていれば、排気切替弁66に全閉固着異常を含む異常が生じていても、その運転が実行されている期間に行われる排気切替弁66の異常判定において排気切替弁66が異常であると確実に判定することができる。従って、排気切替弁66が異常であるときに吸気切替弁64の異常判定が行われることを避けることができる。即ち、上記条件6が成立すれば、吸気切替弁64の異常判定を行う際に誤判定が生じることを回避することができる。
なお、上記条件2における「減速状態」は、機関10の要求トルクが所定の閾値トルク以下である運転状態を意味する。ここで、この要求トルクは、「アクセルペダル開度Accp」、「機関回転速度NE」及び「燃料供給量Q」等に基づいて求めることができる。換言すると、上記条件2は、アクセルペダル開度Accpが所定閾値開度Accpth以下であるときに成立する条件であってもよく、アクセルペダル開度Accp及び機関回転速度NEにより定まる運転状態が「アクセルペダル開度Accp及び機関回転速度NEにより表される所定の減速領域」の中にあるときに成立する条件であってもよく、アクセルペダル開度Accp及び機関回転速度NE等により定まる燃料供給量Qが「減速状態を表す所定の燃料供給量閾値」以下の場合に成立する条件であってもよい。
現時点にて上記ACV異常判定条件が成立していなければ、CPU81は、ステップ1115にて「No」と判定してステップ1195に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。これに対し、現時点にて上記ACV異常判定条件が成立していれば、CPU81は、ステップ1115にて「Yes」と判定してステップ1120に進む。以下、現時点にて上記ACV異常判定条件が成立していると仮定して、説明を続ける。
CPU81は、ステップ1120にて、現時点における過給圧Pimを取得するとともに、取得した過給圧Pimを「第3の値としての過給圧Pim1」に格納して、ステップ1125に進む。ここで、便宜上、この時点を「第3時点」とも称呼する。
次いで、CPU81は、ステップ1125にて、吸気切替弁64の開度Oacvを現時点における開度Oacv0から所定の判定用開度Oacvtgt(Oacvtgt>Oacv0)へと増大させる指示信号(開度増大指示信号)を吸気切替弁アクチュエータ64aに送出する。CPU81は、その後、所定時間が経過するまで待機する。ここで、吸気切替弁64に対して上記指示信号が送出されてから上記所定時間が経過した時点を、便宜上、「第4時点」とも称呼する。
なお、第2装置においては、異常判定条件が成立するとき機関10は減速状態にて運転されている。図3(B)を参照しながら説明したように、機関10が減速状態にて運転されているとき、制御弁は「ターボモード1」に応じて制御される。従って、第3時点における開度Oacv(=Oacv0)は全閉開度である。判定用開度Oacvtgtは、実際の吸気切替弁64の開度が第3時点における開度Oacvから判定用開度Oacvtgtへと変化したとき、過給圧Pimが充分に大きい量だけ変化する値に設定される。
第4時点が到来すると、CPU81はステップ1130に進み、その第4時点における過給圧Pimを取得するとともに、取得した過給圧Pimを「第4の値としての過給圧Pim2」に格納する。
次いで、CPU81は、ステップ1135に進み、過給圧Pim2と過給圧Pim1との差の絶対値が閾値変化量Pimth以上であるか否かを判定する。この閾値変化量Pimthは、第2閾値変化量とも称呼される値であり、「吸気切替弁64が正常である場合に得られる過給圧Pim2と過給圧Pim1との差の絶対値の最小値」に設定されている。
なお、第2装置においては、上記条件4における所定値Pは上記閾値変化量Pimth以上の値となるように設定されている。これにより、吸気切替弁64の開度が開度Oacvから判定用開度Oacvtgtへと増大させられた場合、過給圧が上記閾値変化量Pimth以上変化することができる。その結果、ステップ1135における判定を適切に行うことができる。
上記仮定4に従えば、吸気切替弁64は正常であるから、過給圧Pim2と過給圧Pim1との差の絶対値は閾値変化量Pimth以上である。従って、CPU81は、ステップ1135にて「Yes」と判定してステップ1140に進む。
CPU81は、ステップ1140にて、吸気切替弁異常予備判定回数EACV(以下、「予備判定回数EACV」とも称呼する。)が吸気切替弁異常閾値判定回数EACVth(以下、「閾値判定回数EACVth」とも称呼する。)以上であるか否かを判定する。閾値判定回数EACVthは1以上の所定値に設定されている。予備判定回数EACVは、図示しないイグニッション・キー・スイッチがオフからオンに変更されたときに実行されるイニシャルルーチンにおいてゼロに設定されるようになっている。
上記仮定4に従えば、吸気切替弁64は正常であるから、予備判定回数EACVは上記イニシャルルーチンにて設定されたゼロである。従って、CPU81は、ステップ1140にて「No」と判定し、ステップ1195に進んで本ルーチンを一旦終了する。
更に、CPU81は、所定時間が経過する毎に図12にフローチャートによって示した「第2異常通知ルーチン」を実行するようになっている。CPU81は、このルーチンにより、吸気切替弁64及び排気切替弁66の何れかが異常である場合、機関10の操作者にその旨を通知する。
具体的に述べると、CPU81は、所定のタイミングにて図12のステップ1200から処理を開始してステップ1210に進み、排気切替弁異常フラグXECVの値が「0」であるか否かを判定する。現時点における排気切替弁異常フラグXECVの値は「0」であるから、CPU81は、ステップ1210にて「Yes」と判定してステップ1220に進む。
CPU81は、ステップ1220にて、吸気切替弁異常フラグXACVの値が「0」であるか否かを判定する。現時点における吸気切替弁異常フラグXACVの値は「0」であるから、CPU81は、ステップ1220にて「Yes」と判定してステップ1230に進む。
CPU81は、ステップ1230にて、異常発生フラグXEMGの値に「0」を設定する。異常発生フラグXEMGは、その値が「0」であるとき、吸気切替弁64及び排気切替弁66の双方が正常であることを表す。また、異常発生フラグXEMGは、その値が「1」であるとき、吸気切替弁64及び排気切替弁66の何れかが異常であることを表す。
その後、CPU81は、ステップ1295に進んで本ルーチンを一旦終了する。従って、吸気切替弁64及び排気切替弁66の双方が正常であるとき(或いは、吸気切替弁異常フラグXACV、及び、排気切替弁異常フラグXECVの値、の双方が「0」であるとき)、操作者に対して通知はなされない。
更に、CPU81は、図8にフローチャートによって示した「燃料供給制御ルーチン」を、任意の気筒のクランク角が圧縮上死点前の所定クランク角度(例えば、圧縮上死点前90度クランク角)θfに一致する毎に繰り返し実行するようになっている。
即ち、CPU81は、上記仮定1にて示したように、図8のステップ800から処理を開始すると、ステップ810、ステップ820、及び、ステップ830を経由してステップ895に進む。
従って、吸気切替弁64及び排気切替弁66の双方が正常に作動しているとき、上記通常時燃料噴射量テーブルMapMain(Accp,NE)によって定められる燃料噴射量Qの燃料が燃料噴射気筒に供給される「通常運転」が実行される。
(仮定5)排気切替弁66が異常であり、吸気切替弁64は正常である場合
この場合、排気切替弁66の開度Oecvと排気切替弁66の目標開度Oecvtgtとは一致しないから、排気切替弁66の開度Oecvと排気切替弁66の目標開度Oecvtgtとの差の絶対値は、所定値DECV2以上となる。
従って、CPU81は、所定のタイミングにて図11のステップ1100から処理を開始し、ステップステップ1105を経てステップ1110に進むと、ステップ1110にて「No」と判定してステップ1145に進む。CPU81は、ステップ1145にて排気切替弁異常フラグXECVの値に「1」を設定し、ステップ1195に進んで本ルーチンを一旦終了する。
このとき、CPU81は、所定のタイミングにて図12のステップ1200から処理を開始すると、ステップ1210に進む。現時点における排気切替弁異常フラグXECVの値は「1」であるから、CPU81はステップ1210にて「No」と判定し、ステップ1240に進む。
CPU81は、ステップ1240にて、「排気切替弁66が異常である」旨を機関10の操作者に通知する。この通知は、図示しない警報ランプを点等すること等によって実行される。その後、CPU81は、ステップ1250に進んで異常発生フラグXEMGの値に「1」を設定し、ステップ1295に進んで本ルーチンを一旦終了する。
このように、排気切替弁66が異常である場合、機関10の操作者に対して「排気切替弁66が異常である」旨の警報が発せられる。
更に、CPU81は、上記仮定2にて示したように、図8のステップ800から処理を開始すると、ステップ810、ステップ840、及び、ステップ830を経由してステップ895に進む。
従って、排気切替弁66が異常である場合、機関10の操作者に対して「排気切替弁66が異常である」旨が通知されるとともに、「退避運転」が実行される。
なお、このとき、CPU81は、所定のタイミングにて図11のステップ1100から処理を開始してステップ1105に進むと、排気切替弁異常フラグXECVの値は「1」であるから、ステップ1105にて「No」と判定してステップ1195に進んで本ルーチンを終了する。即ち、排気切替弁異常フラグXECVの値が一旦「1」に設定されると、排気切替弁66の異常判定(図11のステップ1110)が実行されることなく排気切替弁異常フラグXECVの値は「1」に維持される。その結果、機関10の操作者に対して「排気切替弁66が異常である」旨が通知されながら「退避運転」が実行される状態が継続する。
(仮定6)吸気切替弁64が異常であり、排気切替弁66は正常である場合
この場合、排気切替弁66の開度Oecvと排気切替弁66の目標開度Oecvtgtとは一致するから、排気切替弁66の開度Oecvと排気切替弁66の目標開度Oecvtgtとの差の絶対値は、所定値DECV2よりも小さい。
従って、CPU81は、所定のタイミングにて図11のステップ1100から処理を開始し、ステップ1105を経てステップ1110に進むと、ステップ1110にて「Yes」と判定してステップ1115に進む。現時点にて上記ACV異常判定条件が成立していると仮定すると、CPU81は、ステップ1115にて「Yes」と判定し、ステップ1120乃至ステップ1130を経てステップ1135に進む。
上記仮定6に従えば、吸気切替弁64が異常であるから、ステップ1125にて吸気切替弁アクチュエータ64aに開度変更指示信号が送出されても、吸気切替弁64の開度は充分に変化しない。そのため、吸気切替弁アクチュエータ64aに開度変更指示信号が送出される前の過給圧Pim1と、吸気切替弁アクチュエータ64aに開度変更指示信号が送出された後の過給圧Pim2との差の絶対値は、閾値変化量Pimthよりも小さい。従って、CPU81は、ステップ1135にて「No」と判定してステップ1150に進む。
CPU81は、ステップ1150にて、下記の(2)式に従って予備判定回数EACVを更新・決定する。(1)式において、EACV(k+1)は今回の処理によって更新される予備判定回数EACVを表し、EACV(k)は今回の処理によって更新される前の予備判定回数EACVを表す。即ち、CPU81は、今回の処理によって予備判定回数EACVを1だけ増大する。
EACV(k+1)=EACV(k)+1 ・・・(2)
次いで、CPU81は、ステップ1140に進む。現時点において予備判定回数EACVは、上述したイニシャルルーチンによって設定されるゼロから1だけ増大された直後である。従って、閾値判定回数EACVthが2以上の値に設定されていると、CPU81は、ステップ1140にて「No」と判定してステップ1195に進んで本ルーチンを一旦終了する。
これに対し、上記仮定6に示す「吸気切替弁64が異常である」状態が継続すると、図11のステップ1150の処理が繰り返し実行されるから、予備判定回数EACVは次第に増大して閾値判定回数EACVthに到達する。このとき、CPU81は、ステップ1140の処理を実行すると、ステップ1140にて「Yes」と判定してステップ1155に進み、吸気切替弁異常フラグXACVの値に「1」を設定する。その後、CPU81は、ステップ1195に進んで本ルーチンを一旦終了する。
このとき、CPU81は、所定のタイミングにて図12のステップ1200から処理を開始すると、ステップ1210に進む。現時点における排気切替弁異常フラグXECVの値は「0」であるから、CPU81は、ステップ1210にて「Yes」と判定してステップ1220に進む。現時点における吸気切替弁異常フラグXACVの値は「1」であるから、CPU81は、ステップ1220にて「No」と判定して、ステップ1260に進む。
CPU81は、ステップ1260にて、「吸気切替弁64が異常である」旨を機関10の操作者に通知する。この通知は、図示しない警報ランプを点等すること等によって実行される。その後、CPU81は、ステップ1270に進んで異常発生フラグXEMGの値に「1」を設定し、ステップ1295に進んで本ルーチンを一旦終了する。
このように、吸気切替弁64が異常である場合、機関10の操作者に対して「吸気切替弁64が異常である」旨の警報が発せられる。
更に、CPU81は、任意の気筒のクランク角度が上記クランク角度θfに一致すると、図8のステップ800から処理を開始してステップ810に進む。現時点における異常発生フラグXEMGの値は「1」であるから、CPU81は、上述した仮定5が成立する場合と同様、ステップ810、ステップ840、及び、ステップ830をこの順に経由し、ステップ895に進んで本ルーチンを一旦終了する。このとき、退避運転が実行される。
このように、吸気切替弁64が異常である場合、機関10の操作者に対して「吸気切替弁64が異常である」旨が通知されるとともに、「退避運転」が実行される。
なお、このとき、CPU81は、所定のタイミングにて図11のステップ1100から処理を開始してステップ1105に進むと、吸気切替弁異常フラグXACVの値は「1」であるから、ステップ1105にて「No」と判定してステップ1195に進んで本ルーチンを一旦終了する。即ち、吸気切替弁異常フラグXACVの値が一旦「1」に設定されると、吸気切替弁64の異常判定(図11のステップ1115乃至ステップ1135、ステップ1150、及び、ステップ1140)が実行されることなく吸気切替弁異常フラグXACVの値は「1」に維持される。その結果、機関10の操作者に対して「吸気切替弁64が異常である」旨が通知されながら「退避運転」が実行される状態が継続する。
以上、説明したように、第2装置において、
前記異常判定手段は、更に、
前記第1制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも1つの制御弁(排気切替弁66)が異常でないと判定されたときに(図11のステップ1110にて「Yes」と判定されたときに)、前記第2制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも1つの制御弁(吸気切替弁64)が異常であるか否かを、前記圧力取得手段73によって取得される前記判定用圧力Pimのみを用いて判定する第3判定手段(図11のステップ1115乃至ステップ1135、ステップ1150及びステップ1140)を備えるように構成されている。
前記異常判定手段は、更に、
前記第1制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも1つの制御弁(排気切替弁66)が異常でないと判定されたときに(図11のステップ1110にて「Yes」と判定されたときに)、前記第2制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも1つの制御弁(吸気切替弁64)が異常であるか否かを、前記圧力取得手段73によって取得される前記判定用圧力Pimのみを用いて判定する第3判定手段(図11のステップ1115乃至ステップ1135、ステップ1150及びステップ1140)を備えるように構成されている。
第2装置においては、上記第1装置と同様、
前記圧力取得手段73は、前記判定用圧力として、前記複数の過給機によってもたらされる過給圧Pimを取得するように構成されている。
前記圧力取得手段73は、前記判定用圧力として、前記複数の過給機によってもたらされる過給圧Pimを取得するように構成されている。
更に、前記第1判定手段によって異常であるか否かが判定される前記少なくとも1つの制御弁(第3判定対象制御弁)66は、第3指示信号(電気制御装置80から排気切替弁アクチュエータ66aに送出される指示信号)に応じてその開度Oecvを変更するように構成されている。加えて、前記第3判定手段によって異常であるか否かが判定される前記少なくとも1つの制御弁(第4判定対象制御弁)は、第4指示信号(電気制御装置80から吸気切替弁アクチュエータ64aに送出される指示信号)に応じてその開度Oacvを変更するように構成されている。
このように構成された第2装置は、
前記第3判定対象制御弁66に対して前記第3指示信号を送出する第3制御手段(電気制御装置80)と、
前記第4判定対象制御弁64に対して前記第4指示信号を送出する第4制御手段(電気制御装置80)と、を備えている。
前記第3判定対象制御弁66に対して前記第3指示信号を送出する第3制御手段(電気制御装置80)と、
前記第4判定対象制御弁64に対して前記第4指示信号を送出する第4制御手段(電気制御装置80)と、を備えている。
前記第1判定手段は、
前記開度取得手段75によって取得される前記第3判定対象制御弁66の実際の開度Oecvと、前記第3指示信号によって定まる同第3判定対象制御弁66の開度Oecvtgtと、の差である第2開度差の絶対値(|Oecv−Oecvtgt|)が第2開度DECV2以上である場合(図11のステップ1105にて「No」と判定される場合)、同第3判定対象制御弁66が異常である旨の判定を行う(図11のステップ1145)ように構成されている。
前記開度取得手段75によって取得される前記第3判定対象制御弁66の実際の開度Oecvと、前記第3指示信号によって定まる同第3判定対象制御弁66の開度Oecvtgtと、の差である第2開度差の絶対値(|Oecv−Oecvtgt|)が第2開度DECV2以上である場合(図11のステップ1105にて「No」と判定される場合)、同第3判定対象制御弁66が異常である旨の判定を行う(図11のステップ1145)ように構成されている。
更に、前記第3判定手段は、
前記第3判定対象制御弁66が異常でないと判定されたとき(図11のステップ1110にて「Yes」と判定されたとき)、前記過給圧Pimを第3の値Pim1として取得し(図11のステップ1120)、同第3の値Pim1を取得した時点以降の第3時点にて前記第4判定対象制御弁64が異常であるか否かを判定するために同第4判定対象制御弁64の開度を変更させる第2開度変更指示信号(開度増大指示信号)が前記第4指示信号として前記第4制御手段80から同第4判定対象制御弁64に送出されるように同第4制御手段80に指示を与え(図11のステップ1125)、同第3時点から第2時間が経過した後の第4時点における前記過給圧Pimを第4の値Pim2として取得し、前記第4の値Pim2と前記第3の値Pim1との差である過給圧変化量の絶対値(|Pim2−Pim1|)が所定の第2閾値変化量Pimthよりも小さい場合(図11のステップ1135にて「No」と判定される場合)、前記第4判定対象制御弁64が異常である旨の判定を行う(図11のステップ1150、ステップ1140及びステップ1155)ように構成されている。
前記第3判定対象制御弁66が異常でないと判定されたとき(図11のステップ1110にて「Yes」と判定されたとき)、前記過給圧Pimを第3の値Pim1として取得し(図11のステップ1120)、同第3の値Pim1を取得した時点以降の第3時点にて前記第4判定対象制御弁64が異常であるか否かを判定するために同第4判定対象制御弁64の開度を変更させる第2開度変更指示信号(開度増大指示信号)が前記第4指示信号として前記第4制御手段80から同第4判定対象制御弁64に送出されるように同第4制御手段80に指示を与え(図11のステップ1125)、同第3時点から第2時間が経過した後の第4時点における前記過給圧Pimを第4の値Pim2として取得し、前記第4の値Pim2と前記第3の値Pim1との差である過給圧変化量の絶対値(|Pim2−Pim1|)が所定の第2閾値変化量Pimthよりも小さい場合(図11のステップ1135にて「No」と判定される場合)、前記第4判定対象制御弁64が異常である旨の判定を行う(図11のステップ1150、ステップ1140及びステップ1155)ように構成されている。
より具体的に述べると、前記第3判定手段は、
前記過給圧変化量の絶対値(|Pim2−Pim1|)が前記第2閾値変化量Pimthよりも小さい場合(図11のステップ1135にて「No」と判定された場合)に前記第4判定対象制御弁64が異常である旨の予備判定を行う(図11のステップ1150)とともに、前記機関10が始動されてから停止されるまでの期間において前記予備判定を第2閾値回数EACVth以上行ったとき(予備判定回数EACVが閾値判定回数EACVth以上となるとき。即ち、図11のステップ1140にて「Yes」と判定されるとき)、前記第4判定対象制御弁64が異常である旨の判定を行う(図11のステップ1155)ように構成されている。なお、上述したように、予備判定回数EACVはイニシャルルーチンにてゼロに設定されるようになっている。
前記過給圧変化量の絶対値(|Pim2−Pim1|)が前記第2閾値変化量Pimthよりも小さい場合(図11のステップ1135にて「No」と判定された場合)に前記第4判定対象制御弁64が異常である旨の予備判定を行う(図11のステップ1150)とともに、前記機関10が始動されてから停止されるまでの期間において前記予備判定を第2閾値回数EACVth以上行ったとき(予備判定回数EACVが閾値判定回数EACVth以上となるとき。即ち、図11のステップ1140にて「Yes」と判定されるとき)、前記第4判定対象制御弁64が異常である旨の判定を行う(図11のステップ1155)ように構成されている。なお、上述したように、予備判定回数EACVはイニシャルルーチンにてゼロに設定されるようになっている。
これにより、第3判定対象制御弁66が正常であることが確認された「後」に第4判定対象制御弁64の異常判定が行われるので、第3判定対象制御弁66の状態(正常であるか異常であるか)が過給圧Pimに及ぼす影響を考慮することなく第4判定対象制御弁64の異常判定を行うことができる。その結果、第4判定対象制御弁64の異常判定を行う際の判定精度を向上させることができる。更に、第1装置と同様、制御弁64,66の異常を早期に発見し得る。
更に、前記第3判定手段は、
少なくとも前記機関10に対する要求トルクが所定の閾値トルク以下である減速状態にて前記機関10が運転されているとき(条件5が成立するとき)に前記第2開度変更指示信号が前記第4制御手段80から前記第4判定対象制御弁64に送出されるように同第4制御手段80に指示を与えるように構成されている。
少なくとも前記機関10に対する要求トルクが所定の閾値トルク以下である減速状態にて前記機関10が運転されているとき(条件5が成立するとき)に前記第2開度変更指示信号が前記第4制御手段80から前記第4判定対象制御弁64に送出されるように同第4制御手段80に指示を与えるように構成されている。
これにより、第4判定対象制御弁64の開度が変化する際のトルク変動が操作者に「意図しないトルク変動」であると認識され難くすることができる。従って、機関10のドライバビリティを良好に維持しながら第4判定対象制御弁64の異常判定を行うことができる。
更に、第1装置及び第2装置の双方において、
前記第1制御弁群に属する制御弁(排気切替弁66)の一又は複数の制御弁はバタフライ弁であるように構成されている。加えて、前記第1制御弁群に一のみの制御弁(排気切替弁66)が属するように構成されている。並びに、第1制御弁群に属する制御弁(排気切替弁66)の一又は複数は前記排気通路42に配設されるように構成されている。
前記第1制御弁群に属する制御弁(排気切替弁66)の一又は複数の制御弁はバタフライ弁であるように構成されている。加えて、前記第1制御弁群に一のみの制御弁(排気切替弁66)が属するように構成されている。並びに、第1制御弁群に属する制御弁(排気切替弁66)の一又は複数は前記排気通路42に配設されるように構成されている。
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
例えば、上記第1実施形態及び第2実施形態において、前記異常判定手段は、前記複数の制御弁のうちの「一の制御弁」が「異常」である旨の判定を行った場合、同複数の制御弁のうちの前記一の制御弁とは異なる「他の制御弁」は「正常」である旨の推定を行うように構成されてもよい。
更に、上記各実施形態において、本発明の制御弁異常判定装置は、高圧段過給機61と低圧段過給機62とが直列に配設され、高圧段コンプレッサ61aをバイパスする通路に吸気切替弁64、高圧段タービン61bをバイパスする通路に排気切替弁66、低圧段タービン62bをバイパスする通路に排気バイパス弁68が備えられた内燃機関に適用されている。これに対し、本発明の制御弁異常判定装置は、例えば、2つ以上(例えば3つ)の過給機が直列に配設され、それぞれの過給機のタービンをバイパスする通路に制御弁が備えられ、それぞれの過給機のコンプレッサをバイパスする通路に制御弁が備えられた内燃機関にも適用し得る。
更に、本発明の制御弁異常判定装置は、例えば、第1バンク及び第2バンクを有するV型機関であって、第1バンク及び第2バンクのそれぞれの吸気通路に高圧段過給機のコンプレッサが配設され、それらの吸気通路の集合部に低圧段過給機のコンプレッサが配設され、第1バンク及び第2バンクのそれぞれの排気通路に高圧段過給機のタービンが配設され、それらの排気通路の集合部に低圧段過給機のタービンが配設され、それぞれの過給機のタービンをバイパスする通路に制御弁が備えられ、それぞれの過給機のコンプレッサをバイパスする通路に制御弁が備えられた内燃機関にも適用し得る。
加えて、上記各実施形態において、排気切替弁66に開度センサ75が設けられている。これに対し、本発明の制御弁異常判定装置は、排気切替弁66に代えて「排気バイパス弁68」に開度センサを設けるように構成され得る。このように構成された制御弁異常判定装置において、排気バイパス弁68が異常であるか否かは、開度センサによって取得される実際の開度を用いて判定し得る。更に、排気バイパス弁68が異常でないと判定されており、且つ、機関がターボモード4にて運転されていて排気バイパス弁68の開度が過給圧フィードバック制御されているとき、判定対象制御弁(吸気切替弁64又は排気切替弁66)の開度を強制的に変化させた場合、排気バイパス弁68の開度の変化量の絶対値が所定の閾値以上であれば判定対象制御弁は正常であると判定し、同変化量の絶対値が同閾値よりも小さければ判定対象制御弁は異常であると判定し得る。
更に、本発明の制御弁異常判定装置は、排気切替弁66に代えて「吸気切替弁64」に開度センサを設けるように構成され得る。このように構成された制御弁異常判定装置において、吸気切替弁64が異常であるか否かは、開度センサによって取得される実際の開度を用いて判定し得る。更に、吸気切替弁64が異常でないと判定されており、且つ、機関がターボモード3にて運転されていて吸気切替弁64の開度が過給圧フィードバック制御されているとき、判定対象制御弁(排気切替弁66又は排気バイパス弁68)の開度を強制的に変化させた場合、吸気切替弁64の開度の変化量の絶対値が所定の閾値以上であれば判定対象制御弁は正常であると判定し、同変化量の絶対値が同閾値よりも小さければ判定対象制御弁は異常であると判定し得る。
更に、上記各実施形態において、圧力取得手段は、判定用圧力として過給圧を取得するように構成されている。これに対し、本発明の制御弁異常判定装置は、圧力取得手段が判定用圧力として制御弁の開度が変化したときに変化する圧力を取得するように構成され得る。即ち、圧力取得手段が判定用圧力を取得する箇所は、制御弁の開度が変更されたときにその箇所における空気又は排ガスの圧力が変化する箇所であればよい。
更に、上記第1実施形態においては、第2判定対象制御弁(排気バイパス弁68)が異常である旨の予備判定(図6のステップ650)が所定回数EEBVth以上なされた場合に第2判定対象制御弁が異常である旨の判定がなされるようになっている(図6のステップ640)。しかし、本発明の制御弁異常判定装置は、第2判定対象制御弁が異常である旨の判定が「1回」なされた場合に第2判定対象制御弁が異常である旨の判定がなされるように構成されてもよい。即ち、本発明の制御弁異常判定装置は、図6のルーチンに換えて、「図6のルーチンからステップ640及びステップ650を除外したルーチン」を実行するように構成されてもよい。
第2実施形態においても、上記同様、第4判定対象制御弁(吸気切替弁64)が異常である旨の判定が「1回」なされた場合に第4判定対象制御弁が異常である旨の判定がなされるように構成されてもよい。即ち、本発明の制御弁異常判定装置は、図11のルーチンに換えて、「図11のルーチンからステップ1140及びステップ1150を除外したルーチン」を実行するように構成されてもよい。
加えて、上記各実施形態においては、排気切替弁66にのみ開度センサ75が設けられている。しかし、本発明の制御弁異常判定装置は、吸気切替弁64、排気切替弁66及び排気バイパス弁68のうちの一又は二の制御弁に開度センサを設けるように構成されてもよい。
更に、上記第2実施形態において、第4判定対象制御弁(吸気切替弁64)の開度が変化することによるトルク変動を考慮しなくてもよい場合、異常判定条件から条件5を除外してもよい。
更に、本発明の制御弁異常判定装置は、上記第2装置によって吸気切替弁64及び排気切替弁66の異常判定を行い、吸気切替弁64及び排気切替弁66は異常でないと判定された後、上記第1装置によって排気バイパス弁68の異常判定を行うように構成されることが望ましい。
Claims (12)
- 複数の過給機であって、同複数の過給機のそれぞれが、内燃機関の排気通路に配設されて同排気通路を流れる排ガスのエネルギによって駆動されるタービンと、同機関の吸気通路に配設されるとともに前記タービンが駆動されることによって駆動されて同吸気通路内の空気を圧縮するコンプレッサと、を備える複数の過給機と、
複数の制御弁であって、同複数の制御弁のそれぞれが、その開度に応じて前記複数の過給機の少なくとも1つに導入される前記空気の量又は前記排ガスのエネルギの大きさを変更する複数の制御弁と、
を備えた内燃機関に適用され、
前記複数の制御弁のうちの一部の制御弁のみを含む第1制御弁群に属する制御弁のそれぞれの開度を取得する開度取得手段と、
前記吸気通路内の少なくとも1箇所における前記空気の圧力、及び、前記排気通路内の少なくとも1箇所における前記排ガスの圧力、のうちの少なくとも1つの圧力である判定用圧力を取得する圧力取得手段と、
前記開度取得手段によって取得される開度のうちの少なくとも1つと、前記圧力取得手段によって取得される前記判定用圧力と、を用いて、前記複数の制御弁のうちの前記第1制御弁群に属する制御弁を除く制御弁からなる第2制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも1つの制御弁が異常であるか否かを判定する異常判定手段と、
を備えた内燃機関の制御弁異常判定装置。 - 請求項1に記載の内燃機関の制御弁異常判定装置において、
前記異常判定手段は、
前記第1制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも1つの制御弁が異常であるか否かを前記開度取得手段によって取得される同少なくとも1つの制御弁の開度のみに基づいて判定する第1判定手段と、
前記第1制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも1つの制御弁が異常でないと判定されたとき、前記第2制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも1つの制御弁が異常であるか否かを前記開度取得手段によって取得される開度のうちの少なくとも1つと、前記圧力取得手段によって取得される前記判定用圧力と、を用いて判定する第2判定手段と、
を含むように構成された制御弁異常判定装置。 - 請求項2に記載の内燃機関の制御弁異常判定装置であって、
前記圧力取得手段は、前記判定用圧力として前記複数の過給機によってもたらされる過給圧を取得するように構成され、
前記第1判定手段によって異常であるか否かが判定される前記少なくとも1つの制御弁は、第1指示信号に応じてその開度を変更するように構成された第1判定対象制御弁であり、
前記第2判定手段によって異常であるか否かが判定される前記少なくとも1つの制御弁は、第2指示信号に応じてその開度を変更するように構成された第2判定対象制御弁であり、
前記制御弁異常判定装置は、更に、
前記機関が所定の運転状態にて運転されているとき、前記圧力取得手段によって取得される過給圧が前記運転状態に基づいて定まる参照過給圧に一致するように、前記第1判定対象制御弁に対して前記第1指示信号を送出する第1制御手段と、
前記第2判定対象制御弁に対して前記第2指示信号を送出する第2制御手段と、
を備え、
前記第1判定手段は、
前記開度取得手段によって取得される前記第1判定対象制御弁の実際の開度と、前記第1指示信号によって定まる同第1判定対象制御弁の開度と、の差である第1開度差の絶対値が第1開度以上である場合、同第1判定対象制御弁が異常である旨の判定を行うように構成され、
前記第2判定手段は、
前記第1判定対象制御弁が異常でないと判定されたとき、前記第1判定対象制御弁の開度を第1の値として取得し、同第1の値を取得した時点以降の第1時点にて前記第2判定対象制御弁が異常であるか否かを判定するために同第2判定対象制御弁の開度を変更させる第1開度変更指示信号が前記第2指示信号として前記第2制御手段から同第2判定対象制御弁に送出されるように同第2制御手段に指示を与え、同第1時点から第1時間が経過した後の第2時点における前記第1判定対象制御弁の開度を第2の値として取得し、前記第2の値と前記第1の値との差である開度変化量の絶対値が所定の第1閾値変化量よりも小さい場合、前記第2判定対象制御弁が異常である旨の判定を行うように構成された
制御弁異常判定装置。 - 請求項3に記載の内燃機関の制御弁異常判定装置において、
前記第2判定手段は、
前記開度変化量の絶対値が前記第1閾値変化量よりも小さい場合に前記第2判定対象制御弁が異常である旨の予備判定を行うとともに、前記機関が始動されてから停止されるまでの期間において前記予備判定を第1閾値回数以上行ったとき、前記第2判定対象制御弁が異常である旨の判定を行うように構成された制御弁異常判定装置。 - 請求項2に記載の内燃機関の制御弁異常判定装置において、
前記異常判定手段は、更に、
前記第1制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも1つの制御弁が異常でないと判定されたときに前記第2制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも1つの制御弁が異常であるか否かを、前記圧力取得手段によって取得される前記判定用圧力のみを用いて判定する第3判定手段を含むように構成された制御弁異常判定装置。 - 請求項5に記載の内燃機関の制御弁異常判定装置であって、
前記圧力取得手段は、前記判定用圧力として前記複数の過給機によってもたらされる過給圧を取得するように構成され、
前記第1判定手段によって異常であるか否かが判定される前記少なくとも1つの制御弁は、第3指示信号に応じてその開度を変更するように構成された第3判定対象制御弁であり、
前記第3判定手段によって異常であるか否かが判定される前記少なくとも1つの制御弁は、第4指示信号に応じてその開度を変更するように構成された第4判定対象制御弁であり、
更に、前記制御弁異常判定装置は、
前記第3判定対象制御弁に対して前記第3指示信号を送出する第3制御手段と、
前記第4判定対象制御弁に対して前記第4指示信号を送出する第4制御手段と、
を備え、
前記第1判定手段は、
前記開度取得手段によって取得される前記第3判定対象制御弁の実際の開度と、前記第3指示信号によって定まる同第3判定対象制御弁の開度と、の差である第2開度差の絶対値が第2開度以上である場合、同第3判定対象制御弁が異常である旨の判定を行うように構成され、
前記第3判定手段は、
前記第3判定対象制御弁が異常でないと判定されたとき、前記過給圧を第3の値として取得し、同第3の値を取得した時点以降の第3時点にて前記第4判定対象制御弁が異常であるか否かを判定するために同第4判定対象制御弁の開度を変更させる第2開度変更指示信号が前記第4指示信号として前記第4制御手段から同第4判定対象制御弁に送出されるように同第4制御手段に指示を与え、同第3時点から第2時間が経過した後の第4時点における前記過給圧を第4の値として取得し、前記第4の値と前記第3の値との差である過給圧変化量の絶対値が所定の第2閾値変化量よりも小さい場合、前記第4判定対象制御弁が異常である旨の判定を行うように構成された
制御弁異常判定装置。 - 請求項6に記載の内燃機関の制御弁異常判定装置において、
前記第3判定手段は、
前記過給圧変化量の絶対値が前記第2閾値変化量よりも小さい場合に前記第4判定対象制御弁が異常である旨の予備判定を行うとともに、前記機関が始動されてから停止されるまでの期間において前記予備判定を第2閾値回数以上行ったとき、前記第4判定対象制御弁が異常である旨の判定を行うように構成された制御弁異常判定装置。 - 請求項6又は請求項7に記載の内燃機関の制御弁異常判定装置において、
前記第3判定手段は、
少なくとも前記機関に対する要求トルクが所定の閾値トルク以下である減速状態にて前記機関が運転されているときに前記第2開度変更指示信号が前記第4制御手段から前記第4判定対象制御弁に送出されるように同第4制御手段に指示を与えるように構成された制御弁異常判定装置。 - 請求項1〜請求項8の何れか一項に記載の内燃機関の制御弁異常判定装置において、
前記異常判定手段は、
前記複数の制御弁のうちの一の制御弁が異常である旨の判定を行った場合、同複数の制御弁のうちの前記一の制御弁とは異なる他の制御弁は正常である旨の推定を行うように構成された制御弁異常判定装置。 - 請求項1〜請求項9の何れか一項に記載の内燃機関の制御弁異常判定装置において、
前記第1制御弁群に属する制御弁の一又は複数の制御弁はバタフライ弁である制御弁異常判定装置。 - 請求項1〜請求項10の何れか一項に記載の内燃機関の制御弁異常判定装置において、
前記第1制御弁群に一のみの制御弁が属する制御弁異常判定装置。 - 請求項1〜請求項11の何れか一項に記載の内燃機関の制御弁異常判定装置において、
前記第1制御弁群に属する制御弁の一又は複数は前記排気通路に配設される制御弁異常判定装置。
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DE102018220965A1 (de) * | 2018-12-04 | 2020-06-04 | Borgwarner Inc. | Klappenanordnung für eine Turbine eines Abgasturboladers |
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CN114607518B (zh) * | 2022-03-22 | 2022-11-29 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种电气调压阀失效检测方法及车辆 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002047958A (ja) * | 2000-07-28 | 2002-02-15 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の弁制御装置 |
JP2006046246A (ja) * | 2004-08-06 | 2006-02-16 | Nissan Motor Co Ltd | ターボ過給機の異常診断装置 |
JP2009162124A (ja) * | 2008-01-08 | 2009-07-23 | Toyota Motor Corp | パラレルツインターボシステムの制御システム |
JP2009185684A (ja) * | 2008-02-06 | 2009-08-20 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の故障診断装置 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01208545A (ja) * | 1988-02-16 | 1989-08-22 | Fuji Heavy Ind Ltd | エンジンの吸気系故障検知装置 |
JPH03106133U (ja) | 1990-02-16 | 1991-11-01 | ||
JP2570463B2 (ja) * | 1990-05-02 | 1997-01-08 | トヨタ自動車株式会社 | 2段過給内燃機関の排気切替弁の異常検出装置 |
JP3931573B2 (ja) * | 2001-03-21 | 2007-06-20 | いすゞ自動車株式会社 | 直列2段過給ディーゼルエンジンの制御装置 |
JP4306483B2 (ja) * | 2004-02-10 | 2009-08-05 | トヨタ自動車株式会社 | 電動機付過給機を有する内燃機関の制御装置 |
US7677227B2 (en) * | 2005-07-04 | 2010-03-16 | Denso Corporation | Apparatus and method of abnormality diagnosis for supercharging pressure control system |
JP4253339B2 (ja) * | 2006-09-21 | 2009-04-08 | 株式会社日立製作所 | 内燃機関の制御装置 |
US8001782B2 (en) * | 2007-09-26 | 2011-08-23 | Ford Global Technologies, Llc | Approach for identifying and responding to an unresponsive wastegate in a twin turbocharged engine |
CN102395771B (zh) * | 2009-07-16 | 2013-09-04 | 丰田自动车株式会社 | 内燃机的控制阀异常判断装置 |
WO2011007455A1 (ja) * | 2009-07-16 | 2011-01-20 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御弁異常判定装置 |
JP4935866B2 (ja) * | 2009-07-31 | 2012-05-23 | 株式会社デンソー | 低圧egr装置 |
JP5707967B2 (ja) * | 2011-01-24 | 2015-04-30 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の過給圧診断装置 |
-
2009
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002047958A (ja) * | 2000-07-28 | 2002-02-15 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の弁制御装置 |
JP2006046246A (ja) * | 2004-08-06 | 2006-02-16 | Nissan Motor Co Ltd | ターボ過給機の異常診断装置 |
JP2009162124A (ja) * | 2008-01-08 | 2009-07-23 | Toyota Motor Corp | パラレルツインターボシステムの制御システム |
JP2009185684A (ja) * | 2008-02-06 | 2009-08-20 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の故障診断装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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