JP5958118B2

JP5958118B2 - Control device for internal combustion engine with supercharging system

Info

Publication number: JP5958118B2
Application number: JP2012144390A
Authority: JP
Inventors: 貴志錦織
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-06-27
Filing date: 2012-06-27
Publication date: 2016-07-27
Anticipated expiration: 2032-06-27
Also published as: JP2014009590A

Description

本発明は、過給システム付き内燃機関の制御装置に関し、詳しくは、過給システムの異常を検知する機能を有する制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine with a supercharging system, and more particularly to a control device having a function of detecting an abnormality in a supercharging system.

自動車の動力装置として用いられる内燃機関には、ターボ過給機や機械式過給機等によって吸入空気を過給する過給システムが搭載されている。過給システムは、過給圧に作用する複数のアクチュエータと、過給圧制御に用いる情報を得るための複数のセンサとから構成されている。 An internal combustion engine used as an automobile power device is equipped with a supercharging system that supercharges intake air by a turbocharger, a mechanical supercharger, or the like. The supercharging system includes a plurality of actuators that act on the supercharging pressure and a plurality of sensors for obtaining information used for supercharging pressure control.

過給システムを構成するアクチュエータには、過給圧に直接作用するものだけでなく間接的に作用するものも含まれる。スロットル、ウエストゲートバルブ、可変ノズル、コンプレッサアシストモータ、可変バルブタイミング機構、可変バルブリフト機構、エアバイパスバルブ、ＥＧＲバルブ、吸気絞り弁等がその例である。このうちウエストゲートバルブ、可変ノズル、コンプレッサアシストモータ等は、過給機の過給特性を変更する過給特性変更アクチュエータとして他のアクチュエータとは区別される。目標過給圧と計測過給圧との圧力偏差に基づく過給圧フィードバック制御では、それら過給特性変更アクチュエータに圧力偏差がフィードバックされる。 Actuators constituting the supercharging system include not only those that act directly on the supercharging pressure but also those that act indirectly. Examples include a throttle, a wastegate valve, a variable nozzle, a compressor assist motor, a variable valve timing mechanism, a variable valve lift mechanism, an air bypass valve, an EGR valve, and an intake throttle valve. Of these, the wastegate valve, variable nozzle, compressor assist motor, and the like are distinguished from other actuators as supercharging characteristic changing actuators that change the supercharging characteristics of the supercharger. In the supercharging pressure feedback control based on the pressure deviation between the target supercharging pressure and the measured supercharging pressure, the pressure deviation is fed back to these supercharging characteristic changing actuators.

過給システムを構成するセンサには、過給圧センサ、大気圧センサ、アクセルペダル開度センサ等が含まれる。過給圧センサは、過給圧フィードバック制御のための計測過給圧を取得するために用いられる。大気圧センサを用いて計測された大気圧は、アクセルペダル開度センサを用いて計測されたアクセルペダル開度とともに、過給圧フィードバック制御のための目標過給圧の計算に用いられる。 The sensors constituting the supercharging system include a supercharging pressure sensor, an atmospheric pressure sensor, an accelerator pedal opening sensor, and the like. The supercharging pressure sensor is used to acquire a measured supercharging pressure for supercharging pressure feedback control. The atmospheric pressure measured using the atmospheric pressure sensor is used for calculating the target boost pressure for boost pressure feedback control together with the accelerator pedal opening measured using the accelerator pedal opening sensor.

このように多数のアクチュエータやセンサによって構成されている過給システムでは、それら構成部品の故障を原因とする異常が発生する場合がある。よって、過給システム付き内燃機関の制御装置には、過給システムの異常を早期に検知できる仕組みが必要とされる。これに関して、下記の特許文献１及び特許文献２には、過給圧センサにより得た計測過給圧と目標過給圧との比較によって過給システムが正常か異常かを判定する技術が開示されている。 In such a supercharging system constituted by a large number of actuators and sensors, an abnormality caused by a failure of these components may occur. Therefore, a control device for an internal combustion engine with a supercharging system is required to have a mechanism that can detect abnormality of the supercharging system at an early stage. In this regard, the following Patent Document 1 and Patent Document 2 disclose a technique for determining whether a supercharging system is normal or abnormal by comparing a measured supercharging pressure obtained by a supercharging pressure sensor with a target supercharging pressure. ing.

ところが、一口に過給システムの異常と言っても、それに対する好適な対処方法は異常が発生している部位によって異なったものとなる。具体的には、ウエストゲートバルブやスロットル等のアクチュエータの故障が原因である可能性があれば、エンジン回転数の過回転やエンジン部品の破損を防止するために過給を停止することが望ましい。一方、アクチュエータの故障が原因である可能性がなければ、過給機の保護の観点から過給圧にガードをかける程度の対応で足りうる。しかし、特許文献１，２に記載の技術では、過給システムに異常が発生しているかどうかは分かるけれども、過給システムのどの部位に異常が生じているかまでは特定することはできない。よって、特許文献１，２に記載の技術では、過給システムの異常の内容に応じた好適な対処方法を採ることができない。 However, even if it is said that the abnormality of the supercharging system is a single bite, a suitable coping method is different depending on the part where the abnormality occurs. Specifically, if there is a possibility of failure of an actuator such as a wastegate valve or a throttle, it is desirable to stop supercharging in order to prevent overspeed of the engine speed and damage to engine parts. On the other hand, if there is no possibility that the failure is caused by the actuator, a measure of guarding the supercharging pressure may be sufficient from the viewpoint of protection of the supercharger. However, with the techniques described in Patent Documents 1 and 2, it is possible to determine whether an abnormality has occurred in the supercharging system, but it is impossible to specify which part of the supercharging system has an abnormality. Therefore, the techniques described in Patent Documents 1 and 2 cannot adopt a suitable coping method according to the content of abnormality in the supercharging system.

なお、過給システムを構成する部品の個々の故障を判定する技術については、かねてより様々な技術が提案されている。例えば、下記の特許文献３には、過給圧フィードバック制御によって計測過給圧が目標過給圧が収束している状態において、発生トルクと目標トルクとのずれに基づいて過給圧センサの故障を判定する技術が開示されている。また、下記の特許文献４には、ＮＡエンジンを対象とするものではあるが、吸入空気量センサの故障と大気圧センサの故障を判定する技術が開示されている。しかしながら、これらの技術は所定の条件が満たされた場合にのみ故障の判定を行うものであるから、過給システム全体の異常を早期に検知することはできない。また、これらの技術では、ウエストゲートバルブ等のアクチュエータに故障が生じている可能性について判定することはできない。 Various techniques have already been proposed for determining individual failures of components constituting the supercharging system. For example, in Patent Document 3 below, in a state where the target boost pressure is converged by the measured boost pressure by the boost pressure feedback control, a failure of the boost pressure sensor is caused based on a deviation between the generated torque and the target torque. A technique for determining the above is disclosed. Patent Document 4 below discloses a technique for determining a failure of an intake air amount sensor and a failure of an atmospheric pressure sensor, which is intended for an NA engine. However, since these techniques determine a failure only when a predetermined condition is satisfied, it is impossible to detect an abnormality of the entire supercharging system at an early stage. Further, with these techniques, it is impossible to determine the possibility that a failure has occurred in an actuator such as a wastegate valve.

特開２００６−２９１８１５号公報JP 2006-291815 A 特開２００６−２９１８１４号公報JP 2006-291814 A 特開２００７−３０３２９４号公報JP 2007-303294 A 特開２０１０−０４８１２５号公報JP 2010-048125 A

本発明は上述のような課題に鑑みてなされたもので、過給システムに何らかの異常が発生した場合に、その異常を速やかに検知するとともに、異常の原因となった部位を特定することのできる過給システム付き内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and when any abnormality occurs in the supercharging system, it is possible to quickly detect the abnormality and to identify the site that caused the abnormality. An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine with a supercharging system.

本発明に係る制御装置は、過給圧に作用する複数のアクチュエータと、過給圧制御に用いる情報を取得するための複数のセンサとによって構成される過給システムを備えた内燃機関を制御対象とする。過給圧に作用するアクチュエータには、少なくとも、過給機の過給特性を変更する過給特性変更アクチュエータとスロットルとが含まれている。過給圧制御に用いる情報を取得するためのセンサには、少なくとも、過給圧センサと大気圧センサとが含まれている。本発明に係る制御装置は、大気圧センサにより得られた計測大気圧を用いて目標過給圧を決定し、目標過給圧と過給圧センサにより得られた計測過給圧との間の圧力偏差を算出し、そして、該圧力偏差を過給特性変更アクチュエータの操作量にフィードバックすることによって過給圧を制御する機能を有している。 A control device according to the present invention controls an internal combustion engine including a supercharging system including a plurality of actuators that act on supercharging pressure and a plurality of sensors that acquire information used for supercharging pressure control. And The actuator acting on the supercharging pressure includes at least a supercharging characteristic changing actuator that changes the supercharging characteristic of the supercharger and a throttle. Sensors for acquiring information used for supercharging pressure control include at least a supercharging pressure sensor and an atmospheric pressure sensor. The control device according to the present invention determines the target boost pressure using the measured atmospheric pressure obtained by the atmospheric pressure sensor, and determines between the target boost pressure and the measured boost pressure obtained by the boost pressure sensor. The pressure deviation is calculated, and the boost pressure is controlled by feeding back the pressure deviation to the operation amount of the supercharging characteristic changing actuator.

本発明に係る制御装置は、さらに、過給システムの異常を判定する機能を有している。詳しくは、本発明に係る制御装置は、目標過給圧と計測過給圧とのずれに基づいて過給システムが異常かどうかを判定する。目標過給圧と計測過給圧とのずれが閾値よりも大きければ、或いは、ずれが閾値よりも大きい状態が所定期間続いた場合には、過給システムは異常であると判定される。そして、過給システムが異常と判定された場合、本発明に係る制御装置は、吸気圧センサにより得られた計測吸気圧と推定吸気圧とのずれに基づいて、過給システムを構成するアクチュエータの何れかが故障している可能性の有無を判定する。推定過給圧は、過給圧センサによって得られた計測過給圧と過給システムを構成する各アクチュエータの操作量とから算出することができる。計測吸気圧と推定吸気圧とのずれが閾値よりも大きければ、或いは、ずれが閾値よりも大きい状態が所定期間続いた場合には、過給システムを構成するアクチュエータ故障の可能性が有ると判定される。 The control device according to the present invention further has a function of determining abnormality of the supercharging system. Specifically, the control device according to the present invention determines whether or not the supercharging system is abnormal based on the difference between the target supercharging pressure and the measured supercharging pressure. If the deviation between the target supercharging pressure and the measured supercharging pressure is larger than the threshold value, or if the deviation is larger than the threshold value for a predetermined period, it is determined that the supercharging system is abnormal. Then, when it is determined that the supercharging system is abnormal, the control device according to the present invention, based on the deviation between the measured intake pressure obtained by the intake pressure sensor and the estimated intake pressure, It is determined whether or not there is a possibility that any of the devices has failed. The estimated supercharging pressure can be calculated from the measured supercharging pressure obtained by the supercharging pressure sensor and the operation amount of each actuator constituting the supercharging system. If the difference between the measured intake pressure and the estimated intake pressure is greater than the threshold value, or if the difference is greater than the threshold value for a predetermined period, it is determined that there is a possibility of failure of the actuator that constitutes the supercharging system. Is done.

過給システムに異常がある場合、その異常に対する好ましい対処法方法は異常の内容によって異なる。本発明に係る制御装置によれば、目標過給圧と計測過給圧とのずれに基づいた異常判定に併せて、計測吸気圧と推定吸気圧とのずれに基づいた異常判定を行うことにより、過給システムを構成するアクチュエータの故障の可能性の有無を判定することができる。その判定の結果、過給システムを構成するアクチュエータの故障の可能性が有る場合には、エンジン回転数の過回転やエンジン部品の破損を防止するために過給機による過給を停止することが好ましい。そのような可能性が無いのであれば、過給機の保護のために目標過給圧にガードをかければよい。 When there is an abnormality in the supercharging system, a preferable method for dealing with the abnormality varies depending on the content of the abnormality. According to the control device of the present invention, in addition to the abnormality determination based on the difference between the target boost pressure and the measured boost pressure, the abnormality determination is performed based on the difference between the measured intake pressure and the estimated intake pressure. It is possible to determine whether or not there is a possibility of failure of the actuator constituting the supercharging system. As a result of the determination, if there is a possibility of failure of the actuator constituting the supercharging system, supercharging by the supercharger may be stopped in order to prevent engine revolutions and engine parts from being damaged. preferable. If there is no such possibility, a guard may be applied to the target supercharging pressure in order to protect the supercharger.

本発明に係る制御装置のより好ましい形態では、上記の異常判定の結果、過給システムが異常であり、且つ、過給システムを構成するアクチュエータの故障の可能性が無い場合には、さらに、非過給時における計測大気圧と計測過給圧とのずれと、機関停止時における計測大気圧と計測吸気圧とのずれとに基づいて大気圧センサの故障の有無を判定する。これにより大気圧センサの故障を他の部品の故障と区別して検知することができる。 In a more preferred form of the control device according to the present invention, if the result of the abnormality determination is that the supercharging system is abnormal and there is no possibility of failure of the actuator constituting the supercharging system, the Based on the difference between the measured atmospheric pressure and the measured supercharging pressure at the time of supercharging and the difference between the measured atmospheric pressure and the measured intake pressure when the engine is stopped, the presence or absence of a failure of the atmospheric pressure sensor is determined. Thereby, the failure of the atmospheric pressure sensor can be detected separately from the failure of other components.

また、本発明に係る制御装置のより好ましい形態では、上記の異常判定の結果、過給システムが異常であり、且つ、過給システムを構成するアクチュエータの故障の可能性が有る場合には、さらに、非過給時における計測過給圧と計測大気圧とのずれと、スロットルの全開時における計測過給圧と計測吸気圧とのずれとに基づいて過給圧センサの故障の有無を判定する。これにより過給圧センサの故障を他の部品の故障と区別して検知することができる。 Further, in a more preferable form of the control device according to the present invention, if the supercharging system is abnormal as a result of the abnormality determination and there is a possibility of failure of the actuator constituting the supercharging system, The presence or absence of a failure of the supercharging pressure sensor is determined based on the difference between the measured supercharging pressure and the measured atmospheric pressure during non-supercharging and the difference between the measured supercharging pressure and the measured intake pressure when the throttle is fully opened. . Thereby, the failure of the supercharging pressure sensor can be detected separately from the failure of other components.

また、本発明に係る制御装置のより好ましい形態では、上記の異常判定の結果、過給システムが異常であり、且つ、過給システムを構成するアクチュエータの故障の可能性が有る場合には、さらに、機関停止時における計測吸気圧と計測大気圧とのずれと、スロットルの全開時における計測吸気圧と計測過給圧とのずれとに基づいて吸気圧センサの故障の有無を判定する。これにより吸気圧センサの故障を他の部品の故障と区別して検知することができる。 Further, in a more preferable form of the control device according to the present invention, if the supercharging system is abnormal as a result of the abnormality determination and there is a possibility of failure of the actuator constituting the supercharging system, Based on the difference between the measured intake pressure and the measured atmospheric pressure when the engine is stopped and the difference between the measured intake pressure and the measured supercharging pressure when the throttle is fully opened, the presence or absence of a malfunction of the intake pressure sensor is determined. As a result, the failure of the intake pressure sensor can be detected separately from the failure of other components.

以上述べたように、本発明に係る制御装置によれば、過給システムに何らかの異常が発生した場合に、その異常を速やかに検知するとともに、異常の原因となった部位を特定することができる。これにより、過給システムの異常の内容に応じた好適な対処方法を採ることができる。 As described above, according to the control device of the present invention, when any abnormality occurs in the supercharging system, it is possible to quickly detect the abnormality and to identify the site that caused the abnormality. . Thereby, the suitable coping method according to the content of the abnormality of a supercharging system can be taken.

本発明の実施の形態に係る制御装置が適用される過給システム付き内燃機関の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the internal combustion engine with a supercharging system to which the control apparatus which concerns on embodiment of this invention is applied. 本発明の実施の形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る制御装置による過給システムの異常監視体制のイメージを示す図である。It is a figure which shows the image of the abnormality monitoring system of the supercharging system by the control apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る制御装置により実行される異常診断の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the abnormality diagnosis performed by the control apparatus which concerns on embodiment of this invention.

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本実施の形態に係る制御装置が用いられる過給システム付き内燃機関の構成を示す概略図である。内燃機関はエンジン本体（ＥＮＧ）２につながる吸気通路４と排気通路６とを備えている。エンジン本体２は、例えば、火花点火式の４サイクルレシプロエンジンとして構成することができる。 FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an internal combustion engine with a supercharging system in which a control device according to the present embodiment is used. The internal combustion engine includes an intake passage 4 and an exhaust passage 6 connected to an engine body (ENG) 2. The engine body 2 can be configured as, for example, a spark ignition type 4-cycle reciprocating engine.

本実施の形態に係る過給システムは、吸気通路４に設けられたコンプレッサ１０ａと排気通路６に設けられたタービン１０ｂとからなるターボ過給機１０を備えている。吸気通路４におけるコンプレッサ１０ａの下流にはインタークーラ８が取り付けられ、インタークーラ８のさらに下流にはスロットル１２が備えられている。吸気通路４はエンジン本体２の燃焼室に吸気弁（図示略）を介して接続されている。吸気弁にはそのバルブタイミングを変更する可変バルブタイミング機構１４が取り付けられている。また、吸気通路４には、コンプレッサ１０ａの下流側から上流側へコンプレッサ１０ａをバイパスして空気を再循環させるためのエアバイパスバルブ１６が設けられている。さらに、排気通路６には、タービン１０ｂをバイパスして排気ガスを流すためのウエストゲートバルブ１８が設けられている。ウエストゲートバルブ１８は、内燃機関内で生成される圧力差や負圧ポンプで生成される負圧を動力として駆動されるダイヤフラム型のウエストゲートバルブでもよいし、電動機によって駆動される電動型のウエストゲートバルブでもよい。スロットル１２、可変バルブタイミング機構１４、エアバイパスバルブ１６、及びウエストゲートバルブ１８は、何れも過給圧に作用するアクチュエータであり、これらのアクチュエータは次に述べるセンサとともに本実施の形態に係る過給システムを構成する。 The supercharging system according to the present embodiment includes a turbocharger 10 including a compressor 10 a provided in the intake passage 4 and a turbine 10 b provided in the exhaust passage 6. An intercooler 8 is attached downstream of the compressor 10 a in the intake passage 4, and a throttle 12 is provided further downstream of the intercooler 8. The intake passage 4 is connected to the combustion chamber of the engine body 2 via an intake valve (not shown). A variable valve timing mechanism 14 for changing the valve timing is attached to the intake valve. The intake passage 4 is provided with an air bypass valve 16 for bypassing the compressor 10a from the downstream side to the upstream side of the compressor 10a to recirculate the air. Further, the exhaust passage 6 is provided with a waste gate valve 18 for allowing the exhaust gas to flow by bypassing the turbine 10b. The waste gate valve 18 may be a diaphragm type waste gate valve driven by a pressure difference generated in the internal combustion engine or a negative pressure generated by a negative pressure pump, or an electric type waist gate driven by an electric motor. A gate valve may be used. The throttle 12, the variable valve timing mechanism 14, the air bypass valve 16, and the wastegate valve 18 are all actuators that act on the supercharging pressure. These actuators together with the sensors described below are supercharging according to the present embodiment. Configure the system.

吸気通路４におけるインタークーラ８の出口には、スロットル１２の上流部の圧力、すなわち、過給圧を計測するための過給圧センサ２２が取り付けられている。さらに、内燃機関には、大気圧を計測するための大気圧センサ２４、アクセルペダル開度を計測するためのアクセルペダル開度センサ２６、エンジン回転数を計測するためのエンジン回転数センサ（クランク角センサ）２８が取り付けられている。これらのセンサ２２，２４，２６、２８は過給圧制御に用いる情報を取得するためのセンサであって、上述のアクチュエータ１２，１４，１６，１８とともに本実施の形態に係る過給システムを構成する。なお、吸気通路４におけるスロットル１２の下流には、吸気圧を計測するための吸気圧センサ２０が取り付けられている。吸気圧センサ２０は空燃比制御に用いる情報を取得するためのセンサである。 A supercharging pressure sensor 22 for measuring the pressure upstream of the throttle 12, that is, the supercharging pressure, is attached to the outlet of the intercooler 8 in the intake passage 4. Further, the internal combustion engine includes an atmospheric pressure sensor 24 for measuring the atmospheric pressure, an accelerator pedal opening sensor 26 for measuring the accelerator pedal opening, and an engine speed sensor (crank angle) for measuring the engine speed. Sensor) 28 is attached. These sensors 22, 24, 26, and 28 are sensors for acquiring information used for supercharging pressure control, and constitute the supercharging system according to the present embodiment together with the actuators 12, 14, 16, and 18 described above. To do. An intake pressure sensor 20 for measuring the intake pressure is attached downstream of the throttle 12 in the intake passage 4. The intake pressure sensor 20 is a sensor for acquiring information used for air-fuel ratio control.

本実施の形態に係る制御装置は、内燃機関を制御するＥＣＵ１００の機能の一部として実現される。ＥＣＵ１００には、上述のセンサ２０，２２，２４，２６、２８を含む各種のセンサから、内燃機関の運転状態や運転条件に関する様々な情報が入力される。ＥＣＵ１００は、それら情報に基づいて過給圧制御や空燃比制御等の各種の制御を行う。過給圧制御では、目標過給圧と計測過給圧との圧力偏差をウエストゲートバルブ１８の操作量にフィードバックする過給圧フィードバック制御が行われる。ウエストゲートバルブ１８は、ターボ過給機１０の過給特性を変更することができる過給特性変更アクチュエータである。また、ＥＣＵ１００は、センサから入力される情報に基づいて内燃機関が備える過給システムの異常を監視し、異常が生じた場合にはその内容について診断する。 The control device according to the present embodiment is realized as part of the function of ECU 100 that controls the internal combustion engine. Various information relating to the operating state and operating conditions of the internal combustion engine is input to the ECU 100 from various sensors including the above-described sensors 20, 22, 24, 26, and 28. The ECU 100 performs various controls such as supercharging pressure control and air-fuel ratio control based on the information. In the supercharging pressure control, supercharging pressure feedback control is performed in which a pressure deviation between the target supercharging pressure and the measured supercharging pressure is fed back to the operation amount of the wastegate valve 18. The wastegate valve 18 is a supercharging characteristic changing actuator that can change the supercharging characteristic of the turbocharger 10. Further, the ECU 100 monitors the abnormality of the supercharging system provided in the internal combustion engine based on information input from the sensor, and diagnoses the contents when an abnormality occurs.

図２のブロック図は、本実施の形態に係る制御装置としてのＥＣＵ１００の構成を示している。図２に示す構成によれば、ＥＣＵ１００は、目標過給圧計算ユニット１０２、過給圧制御ユニット１０４、推定過給圧計算ユニット１０６、総合異常診断ユニット１１０、及び複数の異常判定ユニット１１１，１１２，１１３，１１４，１１５から構成されている。ただし、これらの要素１０２，１０４，１０６，１１０，１１１，１１２，１１３，１１４，１１５は、ＥＣＵ１００が有する種々の機能のうち過給圧制御と異常診断とに関する要素のみに着目して図で表現したものである。したがって、図２はＥＣＵ１００がこれらの要素のみで構成されていることを意味するものではない。なお、ＥＣＵ１００は自動車用のコンピュータであって、各要素はメモリに記憶されたソフトウェアがＣＰＵで実行されたときに仮想的に実現される。 The block diagram of FIG. 2 shows a configuration of ECU 100 as a control device according to the present embodiment. According to the configuration shown in FIG. 2, the ECU 100 includes a target boost pressure calculation unit 102, a boost pressure control unit 104, an estimated boost pressure calculation unit 106, a general abnormality diagnosis unit 110, and a plurality of abnormality determination units 111 and 112. , 113, 114, 115. However, these elements 102, 104, 106, 110, 111, 112, 113, 114, and 115 are expressed in a diagram by focusing only on elements relating to supercharging pressure control and abnormality diagnosis among various functions of the ECU 100. It is a thing. Therefore, FIG. 2 does not mean that the ECU 100 includes only these elements. The ECU 100 is an automobile computer, and each element is virtually realized when software stored in the memory is executed by the CPU.

目標過給圧計算ユニット１０２は、過給圧フィードバック制御のための目標過給圧Ｐｃｔを演算する。目標過給圧Ｐｃｔの演算には、少なくとも、大気圧センサ２４を用いて計測された大気圧Ｐａと、アクセルペダル開度センサ２６を用いて計測されたアクセルペダル開度ＡＰとが用いられる。目標過給圧計算ユニット１０２は、計測大気圧Ｐａを基準にして計測アクセルペダル開度ＡＰの大きさに応じて目標過給圧Ｐｃｔを決定する。 The target boost pressure calculation unit 102 calculates a target boost pressure Pct for boost pressure feedback control. For calculating the target boost pressure Pct, at least the atmospheric pressure Pa measured using the atmospheric pressure sensor 24 and the accelerator pedal opening AP measured using the accelerator pedal opening sensor 26 are used. The target boost pressure calculation unit 102 determines the target boost pressure Pct according to the magnitude of the measured accelerator pedal opening AP with reference to the measured atmospheric pressure Pa.

過給圧制御ユニット１０４は、フィードバック制御によってウエストゲートバルブ１８の操作量であるデューティ値ＷＧＶを決定する。そのフィードバック制御では、目標過給圧計算ユニット１０２で演算された目標過給圧Ｐｃｔと、過給圧センサ２２を用いて計測された過給圧Ｐｃとの差が計算される。そして、目標過給圧Ｐｃｔと計測過給圧Ｐｃとの間の圧力偏差に対するＰＩ制御或いはＰＩＤ制御によってウエストゲートバルブ１８に与えるデューティ値ＷＧＶが算出される。 The supercharging pressure control unit 104 determines a duty value WGV that is an operation amount of the wastegate valve 18 by feedback control. In the feedback control, the difference between the target boost pressure Pct calculated by the target boost pressure calculation unit 102 and the boost pressure Pc measured using the boost pressure sensor 22 is calculated. Then, a duty value WGV to be given to the waste gate valve 18 is calculated by PI control or PID control for a pressure deviation between the target boost pressure Pct and the measured boost pressure Pc.

推定吸気圧計算ユニット１０６は、物理モデルである吸気圧推定モデルを用いて現在の吸気圧を推定する。吸気圧推定モデルは、絞りの式で表されるスロットルモデル、質量保存式及びエネルギー保存式で表される吸気マニホールドモデル、及び、一次関数式で近似される吸気弁モデルによって構成される。これらのモデルは何れも公知であるので、ここではその詳細についての説明は省略する。吸気圧推定モデルによる推定吸気圧Ｐｍｅの計算には、過給圧センサ２２を用いて計測された過給圧Ｐｃ、エンジン回転数センサ２８を用いて計測されたエンジン回転数ＮＥ、スロットル１２の現在の開度ＴＡ、可変バルブタイミング機構１４の現在のバルブタイミングＶＶＴ、及びウエストゲートバルブ１８の現在のデューティ値ＷＧＶが入力情報として用いられる。 The estimated intake pressure calculation unit 106 estimates the current intake pressure using an intake pressure estimation model that is a physical model. The intake pressure estimation model includes a throttle model represented by a throttle equation, an intake manifold model represented by a mass conservation equation and an energy conservation equation, and an intake valve model approximated by a linear function equation. Since these models are all known, detailed description thereof is omitted here. For calculating the estimated intake pressure Pme by the intake pressure estimation model, the supercharging pressure Pc measured using the supercharging pressure sensor 22, the engine speed NE measured using the engine speed sensor 28, and the current state of the throttle 12 are used. , The current valve timing VVT of the variable valve timing mechanism 14, and the current duty value WGV of the wastegate valve 18 are used as input information.

総合異常診断ユニット１１０は、過給システムが正常なのか異常なのかを判定し、異常が発生しているのであれば、どの部位の故障が異常の原因になっているのかを診断する。そして、診断結果に応じた対処方法を選択し、選択した対処方法を実現するための指示を過給圧制御ユニット１０４に対して与える。総合異常診断ユニット１１０は、各異常判定ユニット１１１，１１２，１１３，１１４，１１５から提示されるフラグの値に基づいて異常診断を実施する。 The comprehensive abnormality diagnosis unit 110 determines whether the supercharging system is normal or abnormal, and if an abnormality has occurred, diagnoses which part is causing the abnormality. Then, a coping method corresponding to the diagnosis result is selected, and an instruction for realizing the selected coping method is given to the supercharging pressure control unit 104. The comprehensive abnormality diagnosis unit 110 performs abnormality diagnosis based on the flag values presented from the abnormality determination units 111, 112, 113, 114, and 115.

異常判定ユニット１１１は、目標過給圧計算ユニット１０２で計算された目標過給圧Ｐｃｔと、過給圧センサ２２を用いて得られた計測過給圧Ｐｃとのずれに基づいて異常判定（異常判定１）を行う。異常判定１は常時行われる。目標過給圧Ｐｃｔと計測過給圧Ｐｃとのずれが閾値を超えた場合、或いは、閾値を超えている時間が所定時間を超えた場合、異常判定ユニット１１１は総合異常診断ユニット１１０に提示するフラグ（ＦＬＧ１）の値を０から１に変更する。 The abnormality determination unit 111 determines abnormality based on the difference between the target boost pressure Pct calculated by the target boost pressure calculation unit 102 and the measured boost pressure Pc obtained by using the boost pressure sensor 22. Determine 1). The abnormality determination 1 is always performed. When the difference between the target boost pressure Pct and the measured boost pressure Pc exceeds a threshold value, or when the time exceeding the threshold value exceeds a predetermined time, the abnormality determination unit 111 presents the total abnormality diagnosis unit 110. The value of the flag (FLG1) is changed from 0 to 1.

異常判定ユニット１１２は、大気圧センサ２４を用いて得られた計測大気圧Ｐａと、過給圧センサ２２を用いて得られた計測過給圧Ｐｃとのずれに基づいて異常判定（異常判定２）を行う。ただし、異常判定２が行われるのはターボ過給機１０による過給が行われていない非過給時、例えば内燃機関が非過給領域で運転されている場合に限られる。非過給では、正常であれば計測大気圧Ｐａと計測過給圧Ｐｃとは略一致するはずである。計測大気圧Ｐａと計測過給圧Ｐｃとのずれが閾値を超えた場合、或いは、閾値を超えている時間が所定時間を超えた場合、異常判定ユニット１１２は総合異常診断ユニット１１０に提示するフラグ（ＦＬＧ２）の値を０から１に変更する。 The abnormality determination unit 112 performs abnormality determination (abnormality determination 2) based on a deviation between the measured atmospheric pressure Pa obtained using the atmospheric pressure sensor 24 and the measured supercharging pressure Pc obtained using the supercharging pressure sensor 22. )I do. However, the abnormality determination 2 is performed only when non-supercharging is not performed by the turbocharger 10, for example, when the internal combustion engine is operated in the non-supercharging region. In non-supercharging, if normal, the measured atmospheric pressure Pa and the measured supercharging pressure Pc should substantially match. When the difference between the measured atmospheric pressure Pa and the measured boost pressure Pc exceeds a threshold value, or when the time exceeding the threshold value exceeds a predetermined time, the abnormality determination unit 112 presents a flag to be presented to the general abnormality diagnosis unit 110 The value of (FLG2) is changed from 0 to 1.

異常判定ユニット１１３は、大気圧センサ２４を用いて得られた計測大気圧Ｐａと、吸気圧センサ２０を用いて得られた計測吸気圧Ｐｍとのずれに基づいて異常判定（異常判定３）を行う。ただし、異常判定３が行われるのは内燃機関の運転が停止しているとき、つまり、エンジン回転数がゼロの場合に限られる。内燃機関が停止している場合、正常であれば計測大気圧Ｐａと計測吸気圧Ｐｍとは略一致するはずである。計測大気圧Ｐａと計測吸気圧Ｐｍとのずれが閾値を超えた場合、或いは、閾値を超えている時間が所定時間を超えた場合、異常判定ユニット１１３は総合異常診断ユニット１１０に提示するフラグ（ＦＬＧ３）の値を０から１に変更する。 The abnormality determination unit 113 makes an abnormality determination (abnormality determination 3) based on the difference between the measured atmospheric pressure Pa obtained using the atmospheric pressure sensor 24 and the measured intake pressure Pm obtained using the intake pressure sensor 20. Do. However, the abnormality determination 3 is performed only when the operation of the internal combustion engine is stopped, that is, when the engine speed is zero. When the internal combustion engine is stopped, if it is normal, the measured atmospheric pressure Pa and the measured intake pressure Pm should substantially match. When the difference between the measured atmospheric pressure Pa and the measured intake pressure Pm exceeds the threshold value, or when the time exceeding the threshold value exceeds a predetermined time, the abnormality determination unit 113 presents a flag ( The value of FLG3) is changed from 0 to 1.

異常判定ユニット１１４は、吸気圧センサ２０を用いて得られた計測吸気圧Ｐｍと、過給圧センサ２２を用いて得られた計測過給圧Ｐｃとのずれに基づいて異常判定（異常判定４）を行う。ただし、異常判定４が行われるのはスロットル１２が全開まで開かれている場合に限られる。スロットル１２が全開の場合、正常であれば計測吸気圧Ｐｍと計測過給圧Ｐｃとは略一致するはずである。計測吸気圧Ｐｍと計測過給圧Ｐｃとのずれが閾値を超えた場合、或いは、閾値を超えている時間が所定時間を超えた場合、異常判定ユニット１１４は総合異常診断ユニット１１０に提示するフラグ（ＦＬＧ４）の値を０から１に変更する。 The abnormality determination unit 114 performs abnormality determination (abnormality determination 4) based on a difference between the measured intake pressure Pm obtained using the intake pressure sensor 20 and the measured boost pressure Pc obtained using the boost pressure sensor 22. )I do. However, the abnormality determination 4 is performed only when the throttle 12 is fully opened. When the throttle 12 is fully open, the measured intake pressure Pm and the measured boost pressure Pc should substantially match if the throttle 12 is normal. When the difference between the measured intake pressure Pm and the measured boost pressure Pc exceeds a threshold value, or when the time exceeding the threshold value exceeds a predetermined time, the abnormality determination unit 114 presents a flag to be presented to the general abnormality diagnosis unit 110 The value of (FLG4) is changed from 0 to 1.

異常判定ユニット１１５は、推定吸気圧計算ユニット１０６で計算された推定吸気圧Ｐｍｅと、吸気圧センサ２０を用いて得られた計測吸気圧Ｐｍとのずれに基づいて異常判定（異常判定５）を行う。異常判定５は異常判定１と同様に常時行われる。推定吸気圧Ｐｍｅと計測吸気圧Ｐｍとのずれが閾値を超えた場合、或いは、閾値を超えている時間が所定時間を超えた場合、異常判定ユニット１１５は総合異常診断ユニット１１０に提示するフラグ（ＦＬＧ５）の値を０から１に変更する。 The abnormality determination unit 115 makes an abnormality determination (abnormality determination 5) based on the difference between the estimated intake pressure Pme calculated by the estimated intake pressure calculation unit 106 and the measured intake pressure Pm obtained using the intake pressure sensor 20. Do. The abnormality determination 5 is always performed in the same manner as the abnormality determination 1. When the difference between the estimated intake pressure Pme and the measured intake pressure Pm exceeds a threshold value, or when a time exceeding the threshold value exceeds a predetermined time, the abnormality determination unit 115 presents a flag ( The value of FLG5) is changed from 0 to 1.

図３は、総合異常診断ユニット１１０による過給システムの異常監視体制のイメージを示す図である。図中に実線で示す両矢印線はセンサ値による相互の直接監視を意味し、破線で示す両矢印線は演算値による相互の間接監視を意味している。総合異常診断ユニット１１０は、異常判定１によって過給システム全体の異常を常時監視する。過給システムが正常であるならば、過給圧フィードバック制御が行われる結果、目標過給圧と計測過給圧（センサ値）との間の圧力偏差はある閾値内に収まっているはずである。よって、この圧力偏差が閾値を超える場合、或いは、閾値を超えている時間が所定時間を超える場合は、過給システムに何らかの異常が生じていると判断することができる。 FIG. 3 is a diagram showing an image of the abnormality monitoring system of the supercharging system by the general abnormality diagnosis unit 110. In the figure, a double arrow line indicated by a solid line indicates mutual direct monitoring by a sensor value, and a double arrow line indicated by a broken line indicates mutual indirect monitoring by a calculated value. The comprehensive abnormality diagnosis unit 110 constantly monitors the abnormality of the entire supercharging system based on the abnormality determination 1. If the supercharging system is normal, as a result of the supercharging pressure feedback control, the pressure deviation between the target supercharging pressure and the measured supercharging pressure (sensor value) should be within a certain threshold. . Therefore, when this pressure deviation exceeds the threshold value, or when the time exceeding the threshold value exceeds the predetermined time, it can be determined that some abnormality has occurred in the supercharging system.

総合異常診断ユニット１１０は、異常判定１による異常監視と併せて、異常判定２、異常判定３、及び異常判定４による異常監視を行う。これらの異常判定２，３，４によれば、３つの圧力センサ２０，２２，２４の故障をそれぞれの計測値（センサ値）を相互に比較することによって監視することができる。詳しくは、異常判定４の判定結果が正常で、異常判定２と異常判定３の判定結果が異常であるならば、大気圧センサ２４が故障していると判断することができる。また、異常判定２の判定結果が正常で、異常判定３と異常判定４の判定結果が異常であるならば、吸気圧センサ２０が故障していると判断することができる。そして、異常判定３の判定結果が正常で、異常判定２と異常判定４の判定結果が異常であるならば、過給圧センサ２２が故障していると判断することができる。ただし、これらの異常判定２，３，４の実施機会は限られている。このため、異常判定１によって過給システムに異常があることが判明したとしても、異常判定２，３，４では過給システムの異常の原因を特定するのに時間を要してしまう。 The comprehensive abnormality diagnosis unit 110 performs abnormality monitoring by abnormality determination 2, abnormality determination 3, and abnormality determination 4 together with abnormality monitoring by abnormality determination 1. According to these abnormality determinations 2, 3, and 4, the failure of the three pressure sensors 20, 22, and 24 can be monitored by comparing the respective measured values (sensor values) with each other. Specifically, if the determination result of abnormality determination 4 is normal and the determination results of abnormality determination 2 and abnormality determination 3 are abnormal, it can be determined that the atmospheric pressure sensor 24 has failed. If the determination result of abnormality determination 2 is normal and the determination results of abnormality determination 3 and abnormality determination 4 are abnormal, it can be determined that the intake pressure sensor 20 has failed. If the determination result of abnormality determination 3 is normal and the determination results of abnormality determination 2 and abnormality determination 4 are abnormal, it can be determined that the supercharging pressure sensor 22 has failed. However, the opportunities for performing these abnormality determinations 2, 3, and 4 are limited. For this reason, even if the abnormality determination 1 reveals that there is an abnormality in the supercharging system, the abnormality determinations 2, 3 and 4 require time to identify the cause of the abnormality in the supercharging system.

そこで、総合異常診断ユニット１１０は、異常判定１による異常監視と並行して異常判定５による異常監視を常時行う。推定吸気圧の計算には、アクチュエータ１２，１４，１６，１８の操作量の現在値と計測過給圧とが用いられている。このため、推定吸気圧と計測吸気圧との間にずれがあり、そのずれの大きさが閾値を超えているのであれば、アクチュエータ１２，１４，１６，１８の故障、過給圧センサ２２の故障、或いは、吸気圧センサ２０の故障の何れかが過給システムの異常の原因であると考えられる。一方、異常判定１によって過給システムの異常が検知されているにも関わらず、推定吸気圧と計測吸気圧とのずれが閾値を超えていないのであれば、過給システムの異常は推定吸気圧に影響しない大気圧センサ２４の故障が原因である可能性が高く、少なくともアクチュエータ１２，１４，１６，１８の故障が原因である可能性は無い。つまり、異常判定１による異常監視と並行して異常判定５による異常監視を行うことで、過給システムを構成するアクチュエータ１２，１４，１６，１８の故障の可能性を速やかに検知することができる。 Therefore, the general abnormality diagnosis unit 110 always performs abnormality monitoring by the abnormality determination 5 in parallel with abnormality monitoring by the abnormality determination 1. For the calculation of the estimated intake pressure, the current value of the operation amount of the actuator 12, 14, 16, 18 and the measured supercharging pressure are used. For this reason, if there is a deviation between the estimated intake pressure and the measured intake pressure, and the magnitude of the deviation exceeds a threshold value, a failure of the actuator 12, 14, 16, 18 or the supercharging pressure sensor 22 Either a failure or a failure of the intake pressure sensor 20 is considered to be the cause of the abnormality of the supercharging system. On the other hand, if the difference between the estimated intake pressure and the measured intake pressure does not exceed the threshold even though the abnormality of the supercharging system is detected by the abnormality determination 1, the abnormality of the supercharging system is the estimated intake pressure. There is a high possibility that it is caused by the failure of the atmospheric pressure sensor 24 that does not affect the pressure, and there is no possibility that it is caused by the failure of at least the actuators 12, 14, 16, and 18. That is, by performing the abnormality monitoring by the abnormality determination 5 in parallel with the abnormality monitoring by the abnormality determination 1, it is possible to quickly detect the possibility of failure of the actuators 12, 14, 16, and 18 constituting the supercharging system. .

以上述べたように、異常判定１，２，３，４，５の判定結果を組み合わせることによって、過給システムの異常を検知できるだけでなく、異常がどの部位に発生しているのかを診断することができる。総合異常診断ユニット１１０により実行される異常診断の手順をフローチャートで表すと図４のようになる。 As described above, by combining the determination results of the abnormality determinations 1, 2, 3, 4, and 5, not only can the abnormality of the supercharging system be detected, but also the location where the abnormality occurs is diagnosed Can do. FIG. 4 is a flowchart showing the abnormality diagnosis procedure executed by the comprehensive abnormality diagnosis unit 110.

フローチャートにおける最初のステップＳ２では、異常判定ユニット１１１から提示されるフラグＦＬＧ１の値が１かどうか判定する。このフラグＦＬＧ１の値が０であれば、過給システムは正常であると判断することができる。しかし、フラグＦＬＧ１の値が１の場合はステップＳ４に進み、総合異常診断ユニット１１０は過給システムに異常が有ると判断する。 In the first step S2 in the flowchart, it is determined whether or not the value of the flag FLG1 presented from the abnormality determination unit 111 is 1. If the value of this flag FLG1 is 0, it can be determined that the supercharging system is normal. However, if the value of the flag FLG1 is 1, the process proceeds to step S4, and the overall abnormality diagnosis unit 110 determines that there is an abnormality in the supercharging system.

過給システムに異常が有ると判断した場合は次にステップＳ６に進み、異常判定ユニット１１５から提示されるフラグＦＬＧ５の値が１かどうか判定する。フラグＦＬＧ５の値が１の場合はステップＳ１０に進み、過給システムを構成するアクチュエータ１２，１４，１６，１８の何れかに故障の可能性があると判断する。この場合、総合異常診断ユニット１１０は、過給圧制御ユニット１０４に対して完全な非過給化を図るよう指示する。エンジン回転数の過回転やエンジン部品の破損を防止するためである。総合異常診断ユニット１１０からの指示を受けた過給圧制御ユニット１０４は、例えば、ウエストゲートバルブ１８を全開まで開かせることによってターボ過給機１０による過給を停止する。 If it is determined that there is an abnormality in the supercharging system, the process proceeds to step S6, where it is determined whether the value of the flag FLG5 presented from the abnormality determination unit 115 is 1. When the value of the flag FLG5 is 1, the process proceeds to step S10, and it is determined that any of the actuators 12, 14, 16, 18 constituting the supercharging system may be broken. In this case, the general abnormality diagnosis unit 110 instructs the supercharging pressure control unit 104 to achieve complete non-supercharging. This is to prevent overspeed of the engine speed and damage to engine parts. The supercharging pressure control unit 104 that has received an instruction from the general abnormality diagnosis unit 110 stops the supercharging by the turbocharger 10 by, for example, opening the wastegate valve 18 until it is fully opened.

フラグＦＬＧ５の値が０の場合はステップＳ２０に進み、過給システムを構成するアクチュエータ１２，１４，１６，１８には故障の可能性は無いと判断する。この場合、総合異常診断ユニット１１０は、過大な過給圧からターボ過給機１０を保護するために、過給圧制御ユニット１０４に対して目標過給圧にガードをかけるよう指示する。 When the value of the flag FLG5 is 0, the process proceeds to step S20, and it is determined that there is no possibility of failure in the actuators 12, 14, 16, 18 constituting the supercharging system. In this case, the comprehensive abnormality diagnosis unit 110 instructs the supercharging pressure control unit 104 to guard the target supercharging pressure in order to protect the turbocharger 10 from an excessive supercharging pressure.

過給システムを構成するアクチュエータに故障の可能性が有ると判断した場合は次にステップＳ１２に進む。ステップＳ１２では、異常判定ユニット１１２から提示されるフラグＦＬＧ２の値が１かどうか、及び、異常判定ユニット１１４から提示されるフラグＦＬＧ４の値が１かどうか判定する。そして、フラグＦＬＧ２の値が１であり、且つ、フラグＦＬＧ４の値が１の場合はステップＳ１４に進み、過給圧センサ２２が故障していると判断する。この場合、結果的にはアクチュエータ１２，１４，１６，１８の故障が異常の原因ではなかったが、過給圧センサ２２は過給圧制御における重要部品であり、その故障は内燃機関の出力に重大な影響を与えることから、ステップＳ１０においてターボ過給機１０による過給を停止したことに誤りはない。 If it is determined that there is a possibility of failure in the actuator constituting the supercharging system, the process proceeds to step S12. In step S12, it is determined whether the value of the flag FLG2 presented from the abnormality determination unit 112 is 1 and whether the value of the flag FLG4 presented from the abnormality determination unit 114 is 1. If the value of the flag FLG2 is 1 and the value of the flag FLG4 is 1, the process proceeds to step S14, and it is determined that the supercharging pressure sensor 22 has failed. In this case, as a result, the failure of the actuators 12, 14, 16, 18 was not the cause of the abnormality, but the supercharging pressure sensor 22 is an important component in the supercharging pressure control, and the failure is caused by the output of the internal combustion engine. Since it has a significant influence, there is no error in stopping the supercharging by the turbocharger 10 in step S10.

ステップＳ１２の判定結果が否定の場合は次にステップＳ１６に進む。ステップＳ１６では、異常判定ユニット１１３から提示されるフラグＦＬＧ３の値が１かどうか、及び、異常判定ユニット１１４から提示されるフラグＦＬＧ４の値が１かどうか判定する。そして、フラグＦＬＧ３の値が１であり、且つ、フラグＦＬＧ４の値も１の場合はステップＳ１８に進み、吸気圧センサ２０が故障していると判断する。この場合、結果的にはアクチュエータ１２，１４，１６，１８の故障が異常の原因ではなかったが、吸気圧センサ２０は空燃比制御における重要部品であり、その故障は内燃機関の出力に重大な影響を与えることから、前述のように過給を停止したことに誤りはない。また、総合異常診断ユニット１１０は、吸気圧センサ２０の故障を検知した時点で空燃比制御ユニット（図示略）に対して吸入空気量の算出方法を切り替えるよう指示する。この指示を受けて、空燃比制御ユニットは、吸入空気量の算出方法を吸気圧センサ２０による計測吸気圧を用いる方法から、エアフローメータ（図示略）による計測値を用いる方法へ、或いは、運転域マップを用いて推定する方法へと切り替える。 If the determination result of step S12 is negative, the process proceeds to step S16. In step S16, it is determined whether the value of the flag FLG3 presented from the abnormality determination unit 113 is 1 and whether the value of the flag FLG4 presented from the abnormality determination unit 114 is 1. If the value of the flag FLG3 is 1 and the value of the flag FLG4 is also 1, the process proceeds to step S18, and it is determined that the intake pressure sensor 20 has failed. In this case, as a result, the failure of the actuators 12, 14, 16, 18 was not the cause of the abnormality, but the intake pressure sensor 20 is an important component in the air-fuel ratio control, and the failure is serious in the output of the internal combustion engine. Since it has an influence, there is no error in stopping supercharging as described above. Further, the comprehensive abnormality diagnosis unit 110 instructs an air-fuel ratio control unit (not shown) to switch the calculation method of the intake air amount when a failure of the intake pressure sensor 20 is detected. Upon receiving this instruction, the air-fuel ratio control unit changes the method for calculating the intake air amount from a method using the measured intake pressure by the intake pressure sensor 20 to a method using a measured value by an air flow meter (not shown), or an operating range. Switch to the estimation method using the map.

ステップＳ１２の判定結果が否定であり、且つ、ステップＳ１６の判定結果も否定の場合は、アクチュエータ１２，１４，１６，１８のうちの何れかが故障している可能性が高い。しかし、この判定を待たずとも、ステップＳ６の判定結果が出た時点でターボ過給機１０による過給は停止され、過給システムの異常によってエンジン部品の破損等の不具合が生じることは回避されている。 If the determination result of step S12 is negative and the determination result of step S16 is also negative, it is highly possible that any of the actuators 12, 14, 16, and 18 has failed. However, without waiting for this determination, supercharging by the turbocharger 10 is stopped when the determination result of step S6 is obtained, and it is possible to avoid problems such as damage to engine parts due to abnormality in the supercharging system. ing.

一方、過給システムを構成するアクチュエータに故障の可能性が無いと判断した場合はステップＳ２２に進む。ステップＳ２２では、異常判定ユニット１１２から提示されるフラグＦＬＧ２の値が１かどうか、及び、異常判定ユニット１１３から提示されるフラグＦＬＧ３の値が１かどうか判定する。そして、フラグＦＬＧ２の値が１であり、且つ、フラグＦＬＧ３の値も１の場合はステップＳ２４に進み、大気圧センサ２４が故障していると判断する。 On the other hand, if it is determined that there is no possibility of failure in the actuator constituting the supercharging system, the process proceeds to step S22. In step S22, it is determined whether the value of the flag FLG2 presented from the abnormality determination unit 112 is 1 and whether the value of the flag FLG3 presented from the abnormality determination unit 113 is 1. If the value of the flag FLG2 is 1 and the value of the flag FLG3 is also 1, the process proceeds to step S24, and it is determined that the atmospheric pressure sensor 24 has failed.

ステップＳ２２の判定結果が否定の場合は、過給システムの異常を招いている故障箇所はここでは特定されない。しかし、過給システムを構成するアクチュエータの故障が原因ではないことは前述の通りであり、目標過給圧にガードをかける処理は既に行われているので、故障箇所が特定されていないとしても特に問題はない。 If the determination result of step S22 is negative, the fault location that causes the abnormality of the supercharging system is not specified here. However, it is as described above that the failure of the actuator constituting the supercharging system is not the cause, and since the process of applying a guard to the target supercharging pressure has already been performed, even if the failure location is not specified, No problem.

以上、本発明の一つの実施の形態について説明した。ただし、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、上述の実施の形態では推定吸気圧の計算に物理モデルを用いているが、過給圧や各アクチュエータの操作量を吸気圧に関連付けたマップを用いて推定吸気圧を算出することもできる。 Hereinabove, one embodiment of the present invention has been described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, although the physical model is used for calculating the estimated intake pressure in the above-described embodiment, the estimated intake pressure can be calculated using a map in which the boost pressure or the operation amount of each actuator is associated with the intake pressure. .

また、上述の実施の形態では本発明をウエストゲートバルブを有する過給システムの異常診断に適用しているが、本発明は、可変ノズルやコンプレッサアシストモータ等の他の過給特性変更アクチュエータを有する過給システムの異常診断にも適用することができる。また、過給システムにおける過給機は機械式過給機であってもよい。 In the above-described embodiment, the present invention is applied to abnormality diagnosis of a supercharging system having a wastegate valve. However, the present invention includes other supercharging characteristic changing actuators such as a variable nozzle and a compressor assist motor. It can also be applied to abnormality diagnosis of a supercharging system. The supercharger in the supercharging system may be a mechanical supercharger.

２エンジン本体
４吸気通路
６排気通路
１０ターボ過給機
１２スロットル
１４可変バルブタイミング機構
１６エアバイパスバルブ
１８ウエストゲートバルブ
２０吸気圧センサ
２２過給圧センサ
２４大気圧センサ
２６アクセルペダル開度センサ
２８エンジン回転数センサ
１００ＥＣＵ
１０２目標過給圧計算ユニット
１０４過給圧制御ユニット
１０６推定過給圧計算ユニット
１１０総合異常診断ユニット
１１１，１１２，１１３，１１４，１１５異常判定ユニット 2 Engine body 4 Intake passage 6 Exhaust passage 10 Turbocharger 12 Throttle 14 Variable valve timing mechanism 16 Air bypass valve 18 Wastegate valve 20 Intake pressure sensor 22 Supercharging pressure sensor 24 Atmospheric pressure sensor 26 Accelerator pedal opening sensor 28 Engine Rotational speed sensor 100 ECU
102 Target supercharging pressure calculation unit 104 Supercharging pressure control unit 106 Estimated supercharging pressure calculation unit 110 General abnormality diagnosis unit 111, 112, 113, 114, 115 Abnormality determination unit

Claims

Used for supercharging pressure control including at least a supercharging pressure sensor and an atmospheric pressure sensor, a plurality of actuators acting on supercharging pressure including at least a supercharging characteristic changing actuator for changing the supercharging characteristic of the supercharger and a throttle A control device for an internal combustion engine including a supercharging system configured by a plurality of sensors for acquiring information, the target supercharging pressure determined using a measured atmospheric pressure obtained by the atmospheric pressure sensor, In a control device for controlling a supercharging pressure by calculating a pressure deviation between the measured supercharging pressure obtained by the supercharging pressure sensor and feeding back the pressure deviation to an operation amount of the supercharging characteristic changing actuator. ,
Means for obtaining the measured intake pressure obtained by the intake pressure sensor;
Means for calculating an estimated intake pressure from the measured supercharging pressure obtained by the supercharging pressure sensor and the operation amounts of the plurality of actuators;
Means for determining whether the supercharging system is abnormal based on a deviation between the target supercharging pressure and the measured supercharging pressure;
When it is determined that the supercharging system is abnormal, any of the plurality of actuators may have failed based on a difference between the measured intake pressure obtained by the intake pressure sensor and the estimated intake pressure. Means for determining presence or absence;
A control device for an internal combustion engine with a supercharging system, comprising:

When it is determined that the supercharging system is abnormal and there is no possibility that any of the plurality of actuators has failed, the measured atmospheric pressure and the measured supercharging pressure during non-supercharging The apparatus further comprises means for determining the presence or absence of a failure of the atmospheric pressure sensor on the basis of the difference between the measured atmospheric pressure and the measured intake pressure when the engine is stopped. Control device for internal combustion engine with supercharging system.

When it is determined that the supercharging system is abnormal and any of the plurality of actuators may have failed, the measured supercharging pressure and the measured atmospheric pressure during non-supercharging And a means for determining whether or not there is a failure of the supercharging pressure sensor based on a difference between the measured supercharging pressure and the measured intake pressure when the throttle is fully opened. Item 3. A control device for an internal combustion engine with a supercharging system according to item 1 or 2.

When it is determined that the supercharging system is abnormal and any of the plurality of actuators may have failed, the difference between the measured intake pressure and the measured atmospheric pressure when the engine is stopped And means for determining the presence or absence of a failure of the intake pressure sensor based on a difference between the measured intake pressure and the measured boost pressure when the throttle is fully opened. 4. The control apparatus for an internal combustion engine with a supercharging system according to any one of 3 above.

Means for stopping supercharging by the supercharger when it is determined that the supercharging system is abnormal and it is determined that any of the plurality of actuators may have failed. The control device for an internal combustion engine with a supercharging system according to any one of claims 1 to 4.

Means for guarding the target supercharging pressure when it is determined that the supercharging system is abnormal and there is no possibility that any of the plurality of actuators has failed. The control device for an internal combustion engine with a supercharging system according to any one of claims 1 to 5.