JP5496057B2 - Turbocharger abnormality determination device - Google Patents

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Description

本発明は、排気通路を流れる排気流量を変更可能なタービンを有する所謂可変ターボチャージャーの異常判定装置に関わる。   The present invention relates to a so-called variable turbocharger abnormality determination device having a turbine capable of changing an exhaust flow rate flowing through an exhaust passage.

吸入空気を強制的に機関燃焼室内に送り込むことにより充填効率を高める過給システムとして、排気圧及び排気流量を利用するターボチャージャーが知られている。このターボチャージャーにおいては、その過給圧を回転数、負荷等の機関の運転状態に応じて調整することが望ましい。   A turbocharger that utilizes exhaust pressure and exhaust flow rate is known as a supercharging system that enhances charging efficiency by forcibly feeding intake air into an engine combustion chamber. In this turbocharger, it is desirable to adjust the supercharging pressure in accordance with the operating state of the engine such as the rotational speed and load.

そこで、タービンホイールに排気を供給する通路の断面積を変更するベーン(以下、可変ターボベーンと称する)を設け、該可変ターボベーンの角度を調整することにより前記断面積を変化させて排気流量を変更して、過給圧を調整するターボチャージャー(以下、可変ターボチャージャーと称する)が知られており、実用化がされている。   Therefore, a vane (hereinafter referred to as a variable turbo vane) for changing the cross-sectional area of the passage for supplying exhaust to the turbine wheel is provided, and the exhaust gas flow rate is changed by changing the cross-sectional area by adjusting the angle of the variable turbo vane. A turbocharger for adjusting the supercharging pressure (hereinafter referred to as a variable turbocharger) is known and put into practical use.

このような可変ターボチャージャーでは、機関の運転状態に応じて目標過給圧を設定し、該目標過給圧となるように可変ターボベーン角を調整している。   In such a variable turbocharger, a target supercharging pressure is set according to the operating state of the engine, and the variable turbo vane angle is adjusted so as to be the target supercharging pressure.

しかしながら、このような可変ターボチャージャーでは、可変ターボベーン角を目標過給圧になるように予め設定された角度に調整しても、可変ターボベーンの経年劣化や異常などの原因により、目標過給圧と実際の過給圧(以下、実過給圧と称する)のずれが生じることがある。   However, in such a variable turbocharger, even if the variable turbo vane angle is adjusted to a preset angle so as to become the target supercharging pressure, the target supercharging pressure and Deviations in actual supercharging pressure (hereinafter referred to as actual supercharging pressure) may occur.

そこで、前記ずれの対策として、特許文献1にはフィードバック制御を行い、目標過給圧と実過給圧のずれに基づいてターボチャージャーの経年劣化等の異常を判定することができる技術が開示されている。   Therefore, as a countermeasure against the deviation, Patent Document 1 discloses a technique capable of performing feedback control and determining abnormality such as aged deterioration of the turbocharger based on a deviation between the target supercharging pressure and the actual supercharging pressure. ing.

しかしながら、特許文献1に開示された技術では、機関の運転状態が過渡変化した場合には、目標過給圧の変化に対して実過給圧が追従できない場合があり、誤判定する可能性がある。   However, in the technique disclosed in Patent Document 1, when the engine operating state changes transiently, the actual supercharging pressure may not be able to follow the change in the target supercharging pressure. is there.

そこで、特許文献2には、機関の運転状態に基づいて推定された排気圧自体が閾値よりも低いときには、実過給圧が目標過給圧を上回ってもターボチャージャー異常の判定がしにくいようにした技術が開示されている。また、該技術においては、閾値は吸入空気量と燃料噴射量についても設け、吸入空気量や燃料噴射量が閾値よりも低い場合にはターボチャージャー以上の判定がされにくいようにしている。特許文献2に開示された技術により、機関の運転が過渡変化した場合においてもターボチャージャーの異常についての誤判定が起こりにくい。   Therefore, in Patent Document 2, when the exhaust pressure itself estimated based on the operating state of the engine is lower than the threshold value, it is difficult to determine whether the turbocharger is abnormal even if the actual boost pressure exceeds the target boost pressure. This technique is disclosed. In this technique, threshold values are also provided for the intake air amount and the fuel injection amount, and when the intake air amount and the fuel injection amount are lower than the threshold values, it is difficult to make a determination higher than the turbocharger. With the technique disclosed in Patent Document 2, even when the operation of the engine changes transiently, it is difficult to make an erroneous determination regarding an abnormality of the turbocharger.

特開平10−196381号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-196381 特開2006−291815号公報JP 2006-291815 A

しかしながら、特許文献2に開示された技術においては、特許文献1に開示された技術と同様にフィードバック制御の制御量である過給圧に基づいてターボチャージャーの異常を判定するものである。   However, in the technique disclosed in Patent Document 2, an abnormality of the turbocharger is determined based on the supercharging pressure that is a control amount of feedback control, as in the technique disclosed in Patent Document 1.

そのため、特許文献1、2に開示された技術においては何れも、フィードバック制御に係る機構に異常があっても、フィードバック制御に係る異常かターボチャージャーの異常か判別できない可能性がある。   Therefore, in any of the technologies disclosed in Patent Documents 1 and 2, there is a possibility that even if there is an abnormality in the mechanism related to feedback control, it is not possible to determine whether the abnormality is related to feedback control or the turbocharger.

従って、本発明は従来技術の問題点に鑑み、フィードバック制御の制御量である過給圧を使用することなく、可変ターボベーンを有する可変ターボチャージャーの異常を判定することができるターボチャージャーの異常判定装置を提供することを目的とする。   Therefore, in view of the problems of the prior art, the present invention provides a turbocharger abnormality determination device capable of determining abnormality of a variable turbocharger having a variable turbo vane without using a supercharging pressure that is a control amount of feedback control. The purpose is to provide.

上記の課題を解決するために、本発明においては、エンジンの吸気通路に設けられるコンプレッサと、エンジンの排気通路に設けられエンジンの運転状態に応じて排気通路を流れる排気流量を変更可能なタービンからなるターボチャージャーの異常判定装置において、前記排気通路中の排気の一部を吸気通路に戻すEGR通路と、該EGR通路を流れるEGR量を制御するEGR弁とを有し、前記EGR通路と吸気通路の合流部よりも上流側で、且つ吸気を冷却するエアクーラーよりも上流側で、前記コンプレッサの下流側の吸気温度を検出するコンプレッサ出口温度センサを設け、エンジン回転数と燃料噴射量とに基づいて前記ターボチャージャーが正常である場合における前記コンプレッサ出口温度センサを設けた位置での通常吸気温度を求める温度算出部と、前記EGR弁が開いている場合に、前記温度算出部で求めた前記通常吸気温度と、コンプレッサ出口温度センサにより検出された吸気温度との差が、予め設定した規定値よりも大きい場合に、前記ターボチャージャーが異常であると判断する異常判定部と、を設けたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, in the present invention, a compressor provided in an intake passage of an engine and a turbine provided in an exhaust passage of the engine and capable of changing an exhaust flow rate flowing through the exhaust passage according to an operating state of the engine. In the turbocharger abnormality determination device, the EGR passage for returning a part of the exhaust gas in the exhaust passage to the intake passage, and an EGR valve for controlling the amount of EGR flowing through the EGR passage, the EGR passage and the intake passage A compressor outlet temperature sensor for detecting an intake air temperature on the downstream side of the compressor is provided upstream of an air cooler that cools intake air and upstream of an air-cooling unit, and is based on an engine speed and a fuel injection amount Usually the intake air temperature at the position provided with the compressor outlet temperature sensor when the turbocharger is normal Te A temperature calculating unit for determining, when the EGR valve is open, the ordinary intake air temperature which has been determined by the temperature calculating unit, the difference between the intake air temperature detected by the compressor exit temperature sensor, from a preset specified value And an abnormality determination unit that determines that the turbocharger is abnormal.

これにより、コンプレッサ出口温度センサによる吸気温度に基づいてターボチャージャーの異常を判定するため、フィードバック制御の制御量である過給圧を使用することなく、可変ターボベーンを有する可変ターボチャージャーの異常を判定することができるターボチャージャーの異常判定が可能となる。 Thereby, in order to determine the abnormality of the turbocharger based on the intake air temperature by the compressor outlet temperature sensor, the abnormality of the variable turbocharger having the variable turbo vane is determined without using the supercharging pressure which is the control amount of the feedback control. It is possible to determine the abnormality of the turbocharger that can be used.

また、前記排気通路中の排気の一部を吸気通路に戻すEGR通路を有し、前記コンプレッサ出口温度センサを、前記EGR通路と吸気通路の合流部よりも上流側且つ前記コンプレッサよりも下流側に設ける。 In addition, an EGR passage that returns a part of the exhaust gas in the exhaust passage to the intake passage is provided, and the compressor outlet temperature sensor is disposed upstream of the merging portion of the EGR passage and the intake passage and downstream of the compressor. provided Ru.

前記合流部よりも上流側且つ前記コンプレッサよりも下流側に設けることで、EGRガスの温度・圧力・流量の影響を受けない位置での吸気温度に基づいてターボチャージャーの異常を判定することができる。そのため、EGR通路を設けた場合においても、EGRの影響を取り除く複雑な計算等が必要なく、簡単に発明の実施が可能となる。   By providing upstream of the junction and downstream of the compressor, it is possible to determine abnormality of the turbocharger based on the intake air temperature at a position not affected by the temperature, pressure, and flow rate of EGR gas. . Therefore, even when an EGR passage is provided, the invention can be easily implemented without requiring a complicated calculation for removing the influence of EGR.

また、前記吸気通路上であって前記合流部よりも上流側且つコンプレッサよりも下流側に吸気を冷却するエアクーラーを有し、前記コンプレッサ出口温度センサを前記エアクーラーよりも上流側に設ける。 Also has an air cooler for cooling the intake air downstream of the upstream and the compressor than the merging portion A on the intake passage, Ru provided with the compressor outlet temperature sensor upstream of the air cooler.

これにより、吸気通路にはエアクーラーが設けられる場合においても、エアクーラーの影響を受けない位置での吸気温度に基づいてターボチャージャーの異常を判定することができる。   Thereby, even when an air cooler is provided in the intake passage, it is possible to determine abnormality of the turbocharger based on the intake air temperature at a position not affected by the air cooler.

また、前記吸気通路上に吸気マニホールドを有し、前記吸気マニホールド内の温度を検出するインマニ温度センサを有し、前記EGR弁が閉じている場合に、前記異常判定部では、ターボチャージャーに異常がない場合におけるエンジン回転数と燃料噴射量と通常インマニ温度との関係を示したマップを用いて求めた通常インマニ温度と、前記インマニ温度センサにより検出したインマニ温度との差が、予め設定した規定値よりも大きい場合に、前記ターボチャージャーが異常であると判定するとよい。
一般的に、吸気マニホールドにはインマニ温度センサが設けられている。従って、インマニ温度センサを前記吸気温度センサとして使用することにより、ハード面では新たな機器を追加する必要がなく安価に発明の実施が可能となる。
Further, when the intake manifold has an intake manifold on the intake passage, and has an intake manifold temperature sensor for detecting the temperature in the intake manifold, and the EGR valve is closed, the abnormality determination unit causes an abnormality in the turbocharger. The difference between the normal intake manifold temperature obtained using the map showing the relationship between the engine speed, the fuel injection amount, and the normal intake manifold temperature in the absence of the intake manifold temperature and the intake manifold temperature detected by the intake manifold temperature sensor is a preset specified value. If more greater, may it determined that the turbocharger is abnormal.
Generally, an intake manifold temperature sensor is provided in the intake manifold. Therefore, by using the intake manifold temperature sensor as the intake air temperature sensor, it is not necessary to add a new device in terms of hardware, and the invention can be implemented at low cost.

また、前記異常判定部は、前記EGR弁が閉じている場合に、前記コンプレッサ出口温度センサと前記インマニ温度センサとを用いて、前記ターボチャージャーと前記エアクーラーとの異常を判断するとよい。
すなわち、前記吸気通路上であって前記吸気マニホールドよりも上流側且つコンプレッサよりも下流側に吸気を冷却するエアクーラーを有し、前記コンプレッサ出口温度センサを、前記インマニ温度センサに加えて、前記エアクーラーよりも上流側且つ前記コンプレッサよりも下流側に設けるとよい。
The abnormality determination unit may determine an abnormality between the turbocharger and the air cooler using the compressor outlet temperature sensor and the intake manifold temperature sensor when the EGR valve is closed .
In other words, an air cooler that cools intake air on the intake passage and upstream of the intake manifold and downstream of the compressor , the compressor outlet temperature sensor is added to the intake manifold temperature sensor, and the air It may be provided upstream of the cooler and downstream of the compressor.

エアクーラーを設けた場合、インマニ温度センサによる検出値はターボチャージャーの異常に加えて、エアクーラーの異常の影響も受ける。そこで、インマニ温度センサに加えて、エアクーラーよりも上流側且つコンプレッサよりも下流側の前記コンプレッサ出口温度センサにさらに温度センサを加えることで、ターボチャージャーの異常及びエアクーラーの異常それぞれを区別して判断することができる。
また、前記異常判定部は、前記エンジン回転数と燃料噴射量とから規定の定点であるかを判定し、規定の定点である場合に前記温度算出部で求めた前記通常吸気温度と前記コンプレッサ出口温度センサにより検出された吸気温度とを比較するとよい。ターボチャージャーの異常をより正確に判断することができる。
When an air cooler is provided, the detection value by the intake manifold temperature sensor is affected by the abnormality of the air cooler in addition to the abnormality of the turbocharger. Therefore, in addition to the intake manifold temperature sensor, a temperature sensor is further added to the compressor outlet temperature sensor upstream of the air cooler and downstream of the compressor , so that a turbocharger abnormality and an air cooler abnormality are distinguished from each other. can do.
The abnormality determination unit determines whether the engine speed and the fuel injection amount are a predetermined fixed point, and the normal intake air temperature calculated by the temperature calculation unit and the compressor outlet when the predetermined fixed point is reached. The intake air temperature detected by the temperature sensor may be compared. The abnormality of the turbocharger can be judged more accurately.

本発明によれば、フィードバック制御の制御量である過給圧を使用することなく、可変ターボベーンを有する可変ターボチャージャーの異常を判定することができるターボチャージャーの異常判定装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the abnormality determination apparatus of the turbocharger which can determine abnormality of the variable turbocharger which has a variable turbo vane, without using the supercharging pressure which is the control amount of feedback control can be provided.

実施形態1に係るエンジン周辺の構成図である。1 is a configuration diagram around an engine according to Embodiment 1. FIG. 実施形態1におけるターボチャージャー10の異常判定に関するフローチャートである。3 is a flowchart regarding abnormality determination of the turbocharger 10 according to the first embodiment. 実施形態1におけるターボチャージャー10の異常判定に関する別の例のフローチャートである。6 is a flowchart of another example related to abnormality determination of the turbocharger 10 according to the first embodiment.

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。   Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention unless otherwise specified, but are merely illustrative examples. Not too much.

(実施形態1)
図1は、実施形態1に係るエンジン周辺の構成図である。
エンジン2には、吸気弁32及び吸気マニホールド4を介して給気通路6が接続されるとともに、排気弁34を介して排気通路8が接続されており、吸気マニホールド4にはその内部の温度を検出するインマニ温度センサ40が設けられている。さらに、エンジン2には、コモンレール36に蓄圧された高圧燃料をエンジン2内に噴射する噴射手段38が設けられている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a configuration diagram around an engine according to the first embodiment.
An air supply passage 6 is connected to the engine 2 via an intake valve 32 and an intake manifold 4, and an exhaust passage 8 is connected via an exhaust valve 34. An intake manifold temperature sensor 40 for detection is provided. Further, the engine 2 is provided with injection means 38 for injecting high-pressure fuel accumulated in the common rail 36 into the engine 2.

吸気通路6には、ターボチャージャー10のコンプレッサ10aが設けられている。コンプレッサ10aは後述するタービン10bに同軸駆動されるものである。吸気通路6のコンプレッサ10aよりも下流側には吸気通路4を流れる吸気と大気で熱交換を行うエアクーラー12が設けられ、さらにエアクーラー12の下流側にはスロットルバルブ14が設けられている。なお15はコンプレッサ10aに供給される吸気流量を検知するエアフローメーターである。さらに、本実施例に特徴的な構成として、吸気通路6内であってコンプレッサ10aの下流側の温度を検出するコンプレッサ出口温度センサ42が設けられている。   The intake passage 6 is provided with a compressor 10 a of a turbocharger 10. The compressor 10a is coaxially driven by a turbine 10b described later. An air cooler 12 for exchanging heat between the intake air flowing through the intake passage 4 and the atmosphere is provided downstream of the compressor 10 a in the intake passage 6, and a throttle valve 14 is provided downstream of the air cooler 12. Reference numeral 15 denotes an air flow meter for detecting the intake flow rate supplied to the compressor 10a. Further, as a characteristic configuration of the present embodiment, a compressor outlet temperature sensor 42 that detects the temperature inside the intake passage 6 and downstream of the compressor 10a is provided.

排気通路8には、ターボチャージャー10のタービン10bが設けられている。タービン10bは、エンジン2からの排気ガスにより駆動されるものである。また、タービン10bは、そのタービンホイールに排気通路8の断面積を変更する可変ターボベーンが設けられており、該可変ターボベーンの角度を調整することにより前記断面積を変化させて排気流量を変更できるように構成されている。なお、26は前記可変ターボベーンの角度を調整可能なアクチュエーターである。   In the exhaust passage 8, a turbine 10 b of the turbocharger 10 is provided. The turbine 10 b is driven by exhaust gas from the engine 2. Further, the turbine 10b is provided with a variable turbo vane for changing the cross-sectional area of the exhaust passage 8 in the turbine wheel, and the exhaust flow rate can be changed by changing the cross-sectional area by adjusting the angle of the variable turbo vane. It is configured. Reference numeral 26 denotes an actuator capable of adjusting the angle of the variable turbo vane.

また、排気通路8にはタービン10bをバイパスするタービンバイパスライン22が設けられており、タービンバイパスライン22にはタービンバイパスラインを流れる排気ガス流量を調整するウエストゲートバルブ24が設けられている。なお、28はウエストゲートバルブ24の開度を調整可能なアクチュエーターである。ここで、本実施例においてはウエストゲートバルブ24が設けられているが、発明の実施に関してはウエストゲートバルブ24の有無は特に関係はなく、ウエストゲートバルブ24が設けられていなくても発明の実施は可能である。   The exhaust passage 8 is provided with a turbine bypass line 22 that bypasses the turbine 10b, and the turbine bypass line 22 is provided with a waste gate valve 24 that adjusts the flow rate of exhaust gas flowing through the turbine bypass line. Reference numeral 28 denotes an actuator capable of adjusting the opening degree of the wastegate valve 24. Here, although the waste gate valve 24 is provided in the present embodiment, the presence or absence of the waste gate valve 24 is not particularly related to the implementation of the invention, and the invention is implemented even if the waste gate valve 24 is not provided. Is possible.

また、排気通路8には、排気の一部(EGRガス)を吸気側へ再循環させるEGR通路16が接続されている。EGR通路16には、EGRガスを冷却するEGRクーラー18と、EGR通路16を流れるEGRガスの流量を制御するEGR弁20が設けられている。   The exhaust passage 8 is connected to an EGR passage 16 that recirculates part of the exhaust gas (EGR gas) to the intake side. The EGR passage 16 is provided with an EGR cooler 18 that cools the EGR gas and an EGR valve 20 that controls the flow rate of the EGR gas flowing through the EGR passage 16.

また、エンジンを総合的に制御する制御装置50が設けられている。制御装置50には、エンジン回転数センサ52、アクセル開度センサ54などの検出結果が入力される。そして、制御装置50は、入力されたエンジン回転数やアクセル開度などのエンジン運転状態に基づいて燃料噴射量や噴射時期などの最適値を演算し、噴射手段38を制御可能となっている。さらに、制御装置50はEGR弁20の開度を調整することができる。さらにまた、制御装置50は、アクチュエーター26を制御して、タービン10bの可変ノズルベーンの角度を調整することができるようになっている。   In addition, a control device 50 that comprehensively controls the engine is provided. Detection results from the engine speed sensor 52, the accelerator opening sensor 54, and the like are input to the control device 50. The control device 50 can control the injection means 38 by calculating optimum values such as the fuel injection amount and the injection timing based on the engine operating state such as the input engine speed and accelerator opening. Furthermore, the control device 50 can adjust the opening degree of the EGR valve 20. Furthermore, the control device 50 can control the actuator 26 to adjust the angle of the variable nozzle vane of the turbine 10b.

加えて、制御装置50は、タービン10b如いてはターボチャージャー10の異常を判定できるようになっている。
以下、制御装置50によるターボチャージャー10の異常判定について説明する。
In addition, the control device 50 can determine an abnormality of the turbocharger 10 such as the turbine 10b.
Hereinafter, the abnormality determination of the turbocharger 10 by the control device 50 will be described.

図2は、実施形態1におけるターボチャージャー10の異常判定に関するフローチャートである。なお、図2はEGR弁20が開いている状態における異常判定に関するフローチャートである。
ステップS1で、制御装置50では、エンジン回転数センサ52による機関回転数の検出値が入力されるとともに、噴射手段38により噴射した燃料量の制御装置50による指令値が入力される。
ステップS1が終了するとステップS2に進む。
FIG. 2 is a flowchart regarding abnormality determination of the turbocharger 10 according to the first embodiment. FIG. 2 is a flowchart regarding abnormality determination in a state where the EGR valve 20 is open.
In step S <b> 1, the detected value of the engine speed by the engine speed sensor 52 is input to the control device 50, and the command value by the control device 50 of the fuel amount injected by the injection unit 38 is input.
When step S1 ends, the process proceeds to step S2.

ステップS2では、制御装置50内の温度算出部56にてマップを用いて通常コンプレッサ出口温度を出力する。
ここで、前記マップとは、ターボチャージャー10に異常がない場合における機関回転数と燃料噴射量と通常コンプレッサ温度との関係を示したマップである。該マップは、当該エンジン2、ターボタージャー10において、ターボチャージャー10に異常がないときに予め実験的に作成しておくものである。
また、前記通常コンプレッサ出口温度とは、ターボチャージャー10に異常がない場合における運転状態(機関回転数、燃料噴射量)に対応するコンプレッサ温度であり、当該エンジン2、ターボチャージャー10において実験的に求めることができる値である。
ステップS2が終了するとステップS3に進む。
In step S2, the temperature calculation unit 56 in the control device 50 outputs the normal compressor outlet temperature using the map.
Here, the map is a map showing the relationship among the engine speed, the fuel injection amount, and the normal compressor temperature when there is no abnormality in the turbocharger 10. The map is created experimentally beforehand in the engine 2 and the turbocharger 10 when there is no abnormality in the turbocharger 10.
The normal compressor outlet temperature is a compressor temperature corresponding to an operating state (engine speed, fuel injection amount) when there is no abnormality in the turbocharger 10, and is experimentally obtained in the engine 2 and the turbocharger 10. Is a value that can be.
When step S2 ends, the process proceeds to step S3.

ステップS3では、制御装置50内の異常判定部57にてステップS2で出力した通常コンプレッサ出口温度と、コンプレッサ出口温度センサ42によって検出された温度とを比較する。   In step S <b> 3, the normal compressor outlet temperature output in step S <b> 2 by the abnormality determination unit 57 in the control device 50 is compared with the temperature detected by the compressor outlet temperature sensor 42.

ステップS4では、引き続き異常判定部57にて、ステップS3による比較の結果、誤差が5%未満であれば異常はなく、誤差が5%以上であればターボチャージャーの経年劣化又は異常と判断する。
ここで、ステップS3による比較とは、通常コンプレッサ出口温度に対するコンプレッサ出口温度センサ42によって検出されたコンプレッサ出口温度のずれを求めることである。
なお、前記5%とは実施例において用いたターボチャージャーが異常と判断するか否かの規定値であり、エンジン、ターボチャージャーの性能等により適宜決定することができる値である。
In step S4, the abnormality determination unit 57 continues to determine that there is no abnormality if the error is less than 5% as a result of the comparison in step S3, and that the turbocharger is aged or abnormal if the error is 5% or more.
Here, the comparison in step S3 is to obtain a deviation of the compressor outlet temperature detected by the compressor outlet temperature sensor 42 with respect to the normal compressor outlet temperature.
The 5% is a specified value for determining whether or not the turbocharger used in the embodiment is abnormal, and is a value that can be appropriately determined depending on the performance of the engine and the turbocharger.

本実施例においては、コンプレッサ10aの出口にコンプレッサ出口温度センサ42を設け、コンプレッサ出口温度を用いてターボチャージャーの異常を判断している。コンプレッサ10a出口は、EGRガスが合流する前であるためEGRガスの影響を考慮する必要がなく、さらにエアクーラー12の上流側であるためエアクーラー12の異常等も考慮する必要がない。しかも、ハード面においては温度センサ42を1つ追加するだけで既存のシステムに対しても発明を適用することができるため、安価でしかも簡単に発明の実施をすることができる。   In this embodiment, a compressor outlet temperature sensor 42 is provided at the outlet of the compressor 10a, and abnormality of the turbocharger is determined using the compressor outlet temperature. Since the outlet of the compressor 10a is before the EGR gas joins, it is not necessary to consider the influence of the EGR gas. Further, since it is on the upstream side of the air cooler 12, it is not necessary to consider the abnormality of the air cooler 12. In addition, in terms of hardware, the invention can be applied to an existing system by adding only one temperature sensor 42, so that the invention can be easily implemented at low cost.

なお、コンプレッサ出口温度センサ42を設けずに、一般的に設けられているインマニ温度センサ40を用いて同様にターボチャージャー10の異常を判断することも可能である。しかしこの場合、吸気マニホールド4内では、吸気流量がEGRガスと混ざるので(吸気総量に相当)、EGRバルブ20の健全性を含めたEGRガスの影響を切り分けて吸気マニホールド内の温度傾向をマップ化する必要がある。しかし吸気総量の推定にばらつきの可能性があるインマニ圧(過給圧と同等)も用いるので、前記切り分けは困難である。従って、EGR通路16を使用する場合には、コンプレッサ出口温度を用いてターボチャージャー10の異常判断をすることが正確に異常判断をする上で好ましい。   In addition, it is also possible to determine abnormality of the turbocharger 10 similarly using the intake manifold temperature sensor 40 generally provided without providing the compressor outlet temperature sensor 42. However, in this case, since the intake air flow rate is mixed with the EGR gas in the intake manifold 4 (corresponding to the total intake air amount), the influence of the EGR gas including the soundness of the EGR valve 20 is separated to map the temperature tendency in the intake manifold. There is a need to. However, since the intake manifold pressure (equivalent to the supercharging pressure), which may vary in the estimation of the total intake air amount, is used, it is difficult to perform the separation. Therefore, when the EGR passage 16 is used, it is preferable to determine the abnormality of the turbocharger 10 using the compressor outlet temperature in order to accurately determine the abnormality.

さらに、ターボチャージャー10の異常をより正確に判断するため、条件を追加することができる。
図3は、実施形態1におけるターボチャージャー10の異常判定に関する別の例のフローチャートである。
図3において、ステップS11は図2におけるステップS1と同じであるので説明を省略する。
Furthermore, a condition can be added to more accurately determine abnormality of the turbocharger 10.
FIG. 3 is a flowchart of another example relating to abnormality determination of the turbocharger 10 according to the first exemplary embodiment.
In FIG. 3, step S11 is the same as step S1 in FIG.

ステップS12では、温度算出部56にて、ステップS11で取り込んだ機関回転数と燃料噴射量が規定の定点であるか否か判定する。さらに、必要に応じてステップS11において噴射手段38からの噴射時期も取り込み、定格負荷における噴射パターンとずれていないか判定することもできる。   In step S12, the temperature calculation unit 56 determines whether or not the engine speed and the fuel injection amount captured in step S11 are a predetermined fixed point. Furthermore, if necessary, the injection timing from the injection means 38 is also taken in at step S11, and it can be determined whether there is a deviation from the injection pattern at the rated load.

該判定により特に異常がなければ、ステップS11で取り込んだ機関回転数と燃料噴射量を用いてマップにより通常コンプレッサ出口温度を出力する。通常コンプレッサ出口温度の出力は図2におけるステップS12と同じである。   If there is no abnormality as a result of the determination, the normal compressor outlet temperature is output from the map using the engine speed and the fuel injection amount taken in step S11. The output of the normal compressor outlet temperature is the same as step S12 in FIG.

以降、ステップS13及びステップS14は、図2におけるステップS3及びステップS4と同じである。   Henceforth, step S13 and step S14 are the same as step S3 and step S4 in FIG.

図3に示したフローチャートにより、ターボチャージャー10の異常をより正確に判断することができる。   According to the flowchart shown in FIG. 3, the abnormality of the turbocharger 10 can be determined more accurately.

(実施形態2)
次に、EGRバルブ20を閉じている場合、又は図1においてEGR通路16がない場合にターボチャージャー10の異常判定について説明する。なお、実施形態2において、エンジン周辺の構成図は図1を援用し、その説明を省略する。
また、この場合の異常判定に関するフローチャートについては、「コンプレッサ出口温度」を「インマニ温度」と置き換えると図2及び図3と同様であるため、図示は省略する。ここでインマニ温度とは、吸気マニホールド4内の温度を意味し、インマニ温度計40によって検出可能な温度である。
(Embodiment 2)
Next, the abnormality determination of the turbocharger 10 when the EGR valve 20 is closed or when the EGR passage 16 is not present in FIG. 1 will be described. In the second embodiment, FIG. 1 is used as a configuration diagram around the engine, and the description thereof is omitted.
In addition, the flowchart relating to the abnormality determination in this case is the same as that in FIGS. 2 and 3 when “compressor outlet temperature” is replaced with “intake manifold temperature”, and thus illustration is omitted. Here, the intake manifold temperature means the temperature in the intake manifold 4 and is a temperature that can be detected by the intake manifold thermometer 40.

即ち、EGRバルブ20を閉じている場合、又は図1においてEGR通路16がない場合におけるターボチャージャー10の異常判定においては、ターボチャージャー10に異常がない場合における機関回転数と燃料噴射量と通常インマニ温度との関係を示したマップを用いて求めた通常インマニ温度と、インマニ温度計40により検出したインマニ温度とを比較し、その誤差が5%以上であるか否かによりターボチャージャー10の異常を判定するものである。   That is, in the abnormality determination of the turbocharger 10 when the EGR valve 20 is closed or when the EGR passage 16 is not present in FIG. 1, the engine speed, the fuel injection amount, and the normal intake manifold when the turbocharger 10 is normal are not detected. The normal intake manifold temperature obtained using the map showing the relationship with the temperature is compared with the intake manifold temperature detected by the intake manifold thermometer 40, and the abnormality of the turbocharger 10 is determined depending on whether or not the error is 5% or more. Judgment.

この場合、吸気通路6上の吸気流量がEGRガスと混ざることはないので、インマニ温度はEGRガスの影響を受けない。
従って、インマニ温度を用いてターボチャージャー10の異常の判断が可能である。
In this case, since the intake flow rate on the intake passage 6 is not mixed with the EGR gas, the intake manifold temperature is not affected by the EGR gas.
Therefore, the abnormality of the turbocharger 10 can be determined using the intake manifold temperature.

なお、この場合、インマニ温度はターボチャージャー10のみならずエアクーラー12の影響も受けるため、ステップS4で異常と判断した場合、ターボチャージャー10又はエアクーラー12の異常と判断する。   In this case, since the intake manifold temperature is affected not only by the turbocharger 10 but also by the air cooler 12, if it is determined to be abnormal in step S4, it is determined that the turbocharger 10 or the air cooler 12 is abnormal.

実施形態2によれば、インマニ温度を用いてターボチャージャー10の異常を判断することができるため、コンプレッサ出口温度センサ42を使用する必要がない。そのため、特にEGR通路16を設けない場合においては、コンプレッサ出口温度センサ42を設ける必要がなく、ハード面においては機器を追加することなく発明の実施が可能であり、安価でしかも簡単に発明の実施が可能である。   According to the second embodiment, it is not necessary to use the compressor outlet temperature sensor 42 because the abnormality of the turbocharger 10 can be determined using the intake manifold temperature. Therefore, especially when the EGR passage 16 is not provided, it is not necessary to provide the compressor outlet temperature sensor 42, and the invention can be implemented without adding equipment in terms of hardware, and it is cheap and easy to implement the invention. Is possible.

なお、EGR通路16を設け、EGRバルブ20を閉じて運転する場合には、実施形態1において説明したコンプレッサ出口温度と、実施形態2において説明したインマニ温度との何れを用いてもターボチャージャー10の異常の判断が可能である。   When the EGR passage 16 is provided and the EGR valve 20 is closed to operate, the turbocharger 10 can be operated by using either the compressor outlet temperature described in the first embodiment or the intake manifold temperature described in the second embodiment. Abnormality can be judged.

また、EGR通路16を設けない、又はEGR通路16は設けているがEGRバルブ20を閉じて運転する場合、実施形態1で説明したコンプレッサ出口温度と、実施形態2で説明したインマニ温度の両方を組み合わせて異常の判断を行うこともできる。
この場合、ターボチャージャー10が異常である場合にはコンプレッサ出口温度及びインマニ温度の両方で異常の判断がなされる。また、ターボチャージャー10が正常であるがエアクーラー12が異常である場合にはコンプレッサ出口温度では正常の判断がされるが、インマニ温度では異常の判断がされる。即ち、ターボチャージャー10とエアクーラー12の何れが異常であるか区別して判断することができる。
Further, when the EGR passage 16 is not provided or the EGR passage 16 is provided but the EGR valve 20 is closed and operated, both the compressor outlet temperature described in the first embodiment and the intake manifold temperature described in the second embodiment are set. Combinations can also be used to determine abnormalities.
In this case, if the turbocharger 10 is abnormal, an abnormality is determined based on both the compressor outlet temperature and the intake manifold temperature. When the turbocharger 10 is normal but the air cooler 12 is abnormal, the compressor outlet temperature is determined to be normal, but the intake manifold temperature is determined to be abnormal. That is, it is possible to distinguish and determine which of the turbocharger 10 and the air cooler 12 is abnormal.

フィードバック制御の制御量である過給圧を使用することなく、可変ターボベーンを有する可変ターボチャージャーの異常を判定することができるターボチャージャーの異常判定装置として利用することができる。   The present invention can be used as an abnormality determination device for a turbocharger that can determine an abnormality of a variable turbocharger having a variable turbo vane without using a supercharging pressure that is a control amount of feedback control.

2 エンジン
4 吸気マニホールド
6 吸気通路
8 排気通路
10 ターボチャージャー
10a タービン
10b コンプレッサ
12 エアクーラー
16 EGR通路
40 インマニ温度センサ
50 制御装置
56 温度算出部
57 異常判定部
2 Engine 4 Intake manifold 6 Intake passage 8 Exhaust passage 10 Turbocharger 10a Turbine 10b Compressor 12 Air cooler 16 EGR passage 40 Intake manifold temperature sensor 50 Controller 56 Temperature calculation section 57 Abnormality determination section

Claims (4)

エンジンの吸気通路に設けられるコンプレッサと、エンジンの排気通路に設けられエンジンの運転状態に応じて排気通路を流れる排気流量を変更可能なタービンからなるターボチャージャーの異常判定装置において、
前記排気通路中の排気の一部を吸気通路に戻すEGR通路と、該EGR通路を流れるEGR量を制御するEGR弁とを有し、
前記EGR通路と吸気通路の合流部よりも上流側で、且つ吸気を冷却するエアクーラーよりも上流側で、前記コンプレッサの下流側の吸気温度を検出するコンプレッサ出口温度センサを設け、
エンジン回転数と燃料噴射量とに基づいて前記ターボチャージャーが正常である場合における前記コンプレッサ出口温度センサを設けた位置での通常吸気温度を求める温度算出部と、
前記EGR弁が開いている場合に、前記温度算出部で求めた前記通常吸気温度と、コンプレッサ出口温度センサにより検出された吸気温度との差が、予め設定した規定値よりも大きい場合に、前記ターボチャージャーが異常であると判断する異常判定部と、を設けたことを特徴とするターボチャージャーの異常判定装置。
In a turbocharger abnormality determination device including a compressor provided in an intake passage of an engine and a turbine provided in an exhaust passage of the engine and capable of changing an exhaust flow rate flowing through the exhaust passage according to an engine operating state,
An EGR passage that returns a part of the exhaust gas in the exhaust passage to the intake passage, and an EGR valve that controls the amount of EGR flowing through the EGR passage,
A compressor outlet temperature sensor for detecting an intake air temperature on the downstream side of the compressor on the upstream side of the joining portion of the EGR passage and the intake passage and on the upstream side of the air cooler for cooling the intake air;
A temperature calculation unit for obtaining a normal intake air temperature at a position where the compressor outlet temperature sensor is provided when the turbocharger is normal based on an engine speed and a fuel injection amount;
When the difference between the normal intake air temperature obtained by the temperature calculation unit and the intake air temperature detected by the compressor outlet temperature sensor is larger than a predetermined value when the EGR valve is open , turbocharger abnormality determining apparatus is characterized by providing the abnormality determining section for determining a turbocharger is abnormal, the.
前記吸気通路上に吸気マニホールドを有し、
前記吸気マニホールド内の温度を検出するインマニ温度センサを有し、
前記EGR弁が閉じている場合に、前記異常判定部では、ターボチャージャーに異常がない場合におけるエンジン回転数と燃料噴射量と通常インマニ温度との関係を示したマップを用いて求めた通常インマニ温度と、前記インマニ温度センサにより検出したインマニ温度との差が、予め設定した規定値よりも大きい場合に、前記ターボチャージャーが異常であると判定することを特徴とする請求項1記載のターボチャージャーの異常判定装置。
Having an intake manifold on the air intake passage,
An intake manifold temperature sensor for detecting the temperature in the intake manifold ;
When the EGR valve is closed, the abnormality determination unit determines the normal intake manifold temperature obtained using a map showing the relationship among the engine speed, the fuel injection amount, and the normal intake manifold temperature when there is no abnormality in the turbocharger. 2. The turbocharger according to claim 1 , wherein the turbocharger is determined to be abnormal when a difference between the intake manifold temperature sensor detected by the intake manifold temperature sensor is larger than a predetermined value set in advance . Abnormality judgment device.
前記異常判定部は、前記EGR弁が閉じている場合に、前記コンプレッサ出口温度センサと前記インマニ温度センサとを用いて、前記ターボチャージャーと前記エアクーラーとの異常を判断することを特徴とする請求項2記載のターボチャージャーの異常判定装置。 The abnormality determination unit determines an abnormality between the turbocharger and the air cooler using the compressor outlet temperature sensor and the intake manifold temperature sensor when the EGR valve is closed. Item 3. The turbocharger abnormality determination device according to Item 2. 前記異常判定部は、前記エンジン回転数と燃料噴射量とから規定の定点であるかを判定し、規定の定点である場合に前記温度算出部で求めた前記通常吸気温度と前記コンプレッサ出口温度センサにより検出された吸気温度とを比較することを特徴とする請求項1記載のターボチャージャーの異常判定装置。
The abnormality determination unit determines whether a predetermined fixed point is determined from the engine speed and the fuel injection amount, and the normal intake air temperature obtained by the temperature calculation unit and the compressor outlet temperature sensor when the predetermined fixed point is reached 2. The turbocharger abnormality determination device according to claim 1, wherein the abnormality is compared with the intake air temperature detected by the engine .
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