JP7192673B2 - Internal combustion engine control system - Google Patents
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Description
本発明は、並列にターボチャージャを備えた内燃機関の制御システムに関するものである。 The present invention relates to a control system for an internal combustion engine with a turbocharger in parallel.
並列にターボチャージャを備えた内燃機関の制御システムに関する技術が種々提案されている。例えば、下記特許文献1に記載される内燃機関の故障診断装置では、並列に設けられた第1過給機と第2過給機のうち、第1過給機のみが作動し、第2過給機が作動しない「シングルターボモード」と、第1過給機及び第2過給機が作動する「ツインターボモード」との切替制御が行われる。また、シングルターボモードでは、吸気切替バルブ、及び排気切替バルブの両方が閉弁されて、吸気バイパスバルブが開弁される。
Various techniques have been proposed for a control system for an internal combustion engine having a turbocharger in parallel. For example, in the failure diagnosis device for an internal combustion engine described in
そして、シングルターボモードにおいて、制御部は、大気圧と第2過給機のコンプレッサの出口圧力とが等しい等圧状態であると判定した場合に、吸気バイパスバスバルブに閉弁指示を出力する。その後、制御部は、第2過給機のコンプレッサの出口圧力が大気圧力以下であると判定した場合には、吸気バイパスバルブが開固着状態であると故障診断するように構成されている。 In the single turbo mode, the controller outputs a valve closing instruction to the intake bypass bus valve when it determines that the atmospheric pressure and the outlet pressure of the compressor of the second turbocharger are equal to each other. After that, when it is determined that the outlet pressure of the compressor of the second supercharger is equal to or lower than the atmospheric pressure, the control unit diagnoses that the intake bypass valve is stuck open.
また、シングルターボモードにおいて、制御部は、大気圧と第2過給機のコンプレッサの出口圧力とが等しい等圧状態であると判定した場合に、吸気バイパスバスバルブに閉弁指示を出力し、吸気切替バルブに開弁指示を出力する。その後、制御部は、第2過給機のコンプレッサの出口圧力が大気圧力よりも高く、且つ、第2過給機のコンプレッサの出口圧力が吸気マニホールドの圧力以上であると判定した場合には、吸気切替バルブが閉固着状態であると故障診断するように構成されている。 Further, in the single turbo mode, when the control unit determines that the atmospheric pressure and the outlet pressure of the compressor of the second turbocharger are equal to each other, the control unit outputs an instruction to close the intake bypass bus valve, Outputs a valve opening instruction to the intake switching valve. After that, when the control unit determines that the outlet pressure of the compressor of the second supercharger is higher than the atmospheric pressure and that the outlet pressure of the compressor of the second supercharger is equal to or higher than the pressure of the intake manifold, It is configured to perform a failure diagnosis when the intake switching valve is stuck closed.
また、シングルターボモードにおいて、制御部は、大気圧と第2過給機のコンプレッサの出口圧力との差異が第1圧力閾値以上であり、且つ、吸気マニホールドの過給圧が目標過給圧よりも第2圧力閾値以上低い状態が一定時間継続したと判定した場合には、排気切替バルブが開固着状態であると故障診断するように構成されている。 Further, in the single turbo mode, the control unit determines that the difference between the atmospheric pressure and the outlet pressure of the compressor of the second turbocharger is equal to or greater than the first pressure threshold, and that the supercharging pressure of the intake manifold is higher than the target supercharging pressure. is determined to be lower than the second pressure threshold for a certain period of time, it is determined that the exhaust gas switching valve is stuck open.
しかしながら、上記特許文献1に記載された内燃機関の故障診断装置では、シングルターボモードにおいてのみ、吸気切替バルブ、排気切替バルブ、及び、吸気バイパスバルブの故障診断が行われる。その結果、ツインターボモード、ツインターボモードからシングルターボモードへの切替モード、又は、シングルターボモードからツインターボモードへの切替モードの際に、吸気切替バルブ、排気切替バルブ、又は、吸気バイパスバルブのうち、いずれかのバルブに故障が発生した場合には、シングルターボモードの状態になるまで故障診断をすることができないという問題がある。
However, in the failure diagnosis device for the internal combustion engine described in
そこで、本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、複数の過給モードの状態のそれぞれにおいて、排気切替弁、吸気切替弁、又は、吸気バイパス弁の故障診断を行うことができる内燃機関の制御システムを提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been devised in view of the above points, and is capable of diagnosing failures of an exhaust switching valve, an intake switching valve, or an intake bypass valve in each of a plurality of supercharging mode states. It is an object of the present invention to provide an internal combustion engine control system capable of
上記課題を解決するため、本発明の第1の発明は、主ターボチャージャと、前記主ターボチャージャに対して並列に接続される副ターボチャージャと、前記副ターボチャージャの副タービンの入口側に接続された上流側副排気管に設けられる排気切替弁と、前記副ターボチャージャの副コンプレッサの出口側に接続された吸気管に設けられた吸気切替弁と、前記吸気管の前記吸気切替弁よりも上流側と前記主ターボチャージャの主コンプレッサの入口側とを接続する吸気バイパス管に設けられた吸気バイパス弁と、前記排気切替弁と前記吸気切替弁と前記吸気バイパス弁のそれぞれを閉弁状態又は開弁状態に切り替えて、主ターボチャージャのみを作動させて過給するシングルターボモードと、主ターボチャージャと副ターボチャージャを作動させて過給するツインターボモードと、前記シングルターボモードから前記ツインターボモードに切り替える際に経由するツイン切替モードと、前記ツインターボモードから前記シングルターボモードに切り替える際に経由するシングル切替モードと、のいずれか1つの過給モードに設定するように制御する弁切替制御装置と、吸気マニホールドの過給圧力を取得する過給圧力取得装置と、前記主コンプレッサの出口圧力を取得する主コンプレッサ出口圧力取得装置と、前記副コンプレッサの出口圧力を取得する副コンプレッサ出口圧力取得装置と、前記吸気マニホールドの過給圧力と前記主コンプレッサの出口圧力と前記副コンプレッサの出口圧力のいずれかに基づいて、前記弁切替制御装置によって設定された前記過給モードに応じて前記排気切替弁と前記吸気切替弁と前記吸気バイパス弁のうちの少なくとも1つの故障診断を行う故障診断装置と、を備えた、内燃機関の制御システムである。 In order to solve the above problems, a first aspect of the present invention provides a main turbocharger, a sub-turbocharger connected in parallel to the main turbocharger, and a sub-turbine inlet side of the sub-turbocharger connected to the sub-turbine. an exhaust switching valve provided on the upstream side sub-exhaust pipe of the sub-turbocharger; an intake switching valve provided on an intake pipe connected to the outlet side of the sub-compressor of the sub-turbocharger; An intake bypass valve provided in an intake bypass pipe connecting an upstream side and an inlet side of the main compressor of the main turbocharger, and the exhaust switching valve, the intake switching valve, and the intake bypass valve are closed or A single-turbo mode in which only the main turbocharger is operated and supercharged by switching to the valve-open state, a twin-turbo mode in which the main turbocharger and the sub-turbocharger are operated and supercharged, and from the single-turbo mode to the twin-turbo Valve switching control for setting the supercharging mode to one of the twin switching mode through which the mode is switched and the single switching mode through which the twin turbo mode is switched to the single turbo mode. a supercharging pressure acquiring device for acquiring the supercharging pressure of the intake manifold; a main compressor outlet pressure acquiring device for acquiring the outlet pressure of the main compressor; and a secondary compressor outlet pressure acquiring device for acquiring the outlet pressure of the secondary compressor. and the exhaust switching in accordance with the supercharging mode set by the valve switching control device based on one of the supercharging pressure of the intake manifold, the outlet pressure of the main compressor, and the outlet pressure of the secondary compressor. A control system for an internal combustion engine, comprising: a valve; and a failure diagnosis device that performs failure diagnosis of at least one of the intake switching valve and the intake bypass valve.
次に、本発明の第2の発明は、上記第1の発明に係る内燃機関の制御システムにおいて、大気圧を検出する大気圧検出装置を備え、前記弁切替制御装置は、前記過給モードを前記シングルターボモードに設定する場合には、前記排気切替弁と前記吸気切替弁と前記吸気バイパス弁のそれぞれを閉弁状態に切り替えるように制御し、前記故障診断装置は、前記弁切替制御装置が前記過給モードを前記シングルターボモードに設定したか否かを判定する第1判定装置と、前記第1判定装置によって前記弁切替制御装置が前記過給モードを前記シングルターボモードに設定したと判定した場合には、前記主コンプレッサの出口圧力と前記副コンプレッサの出口圧力とがほぼ等しい等圧状態で、且つ、前記副コンプレッサの出口圧力が前記大気圧よりも高い圧力であるか否かを判定する第2判定装置と、を有し、前記第2判定装置によって前記主コンプレッサの出口圧力と前記副コンプレッサの出口圧力とがほぼ等しい等圧状態で、且つ、前記副コンプレッサの出口圧力が前記大気圧よりも高い圧力であると判定された場合には、前記吸気切替弁が開固着しているとの故障診断を行う、内燃機関の制御システムである。 Next, according to a second invention of the present invention, in the control system for an internal combustion engine according to the first invention, an atmospheric pressure detection device for detecting atmospheric pressure is provided, and the valve switching control device selects the supercharging mode. When the single turbo mode is set, the exhaust switching valve, the intake switching valve, and the intake bypass valve are each controlled to be switched to a closed state, and the failure diagnosis device controls the valve switching control device. a first determination device that determines whether or not the supercharging mode is set to the single turbo mode; and the first determination device determines that the valve switching control device has set the supercharging mode to the single turbo mode. If so, it is determined whether or not the outlet pressure of the main compressor and the outlet pressure of the sub-compressor are in a substantially equal pressure state and the outlet pressure of the sub-compressor is higher than the atmospheric pressure. and a second determination device that determines that the outlet pressure of the main compressor and the outlet pressure of the sub-compressor are substantially equal to each other, and that the outlet pressure of the sub-compressor is the high pressure. This control system for an internal combustion engine performs a failure diagnosis that the intake switching valve is stuck open when it is determined that the pressure is higher than atmospheric pressure.
次に、本発明の第3の発明は、上記第1の発明又は第2の発明に係る内燃機関の制御システムにおいて、大気圧を検出する大気圧検出装置を備え、前記弁切替制御装置は、前記過給モードを前記シングルターボモードに設定する場合には、前記排気切替弁と前記吸気切替弁と前記吸気バイパス弁のそれぞれを閉弁状態に切り替えるように制御し、前記故障診断装置は、前記弁切替制御装置が前記過給モードを前記シングルターボモードに設定したか否かを判定する第1判定装置と、前記第1判定装置によって前記弁切替制御装置が前記過給モードを前記シングルターボモードに設定したと判定した場合には、前記主コンプレッサの出口圧力と前記副コンプレッサの出口圧力とが異なった圧力状態で、且つ、前記副コンプレッサの出口圧力が前記大気圧よりも高い圧力であるか否かを判定する第3判定装置と、を有し、前記第3判定装置によって前記主コンプレッサの出口圧力と前記副コンプレッサの出口圧力とが異なった圧力状態で、且つ、前記副コンプレッサの出口圧力が前記大気圧よりも高い圧力であると判定された場合には、前記排気切替弁が開固着しているとの故障診断を行う、内燃機関の制御システムである。 Next, according to a third invention of the present invention, in the control system for an internal combustion engine according to the first invention or the second invention, an atmospheric pressure detection device for detecting atmospheric pressure is provided, and the valve switching control device comprises: When the supercharging mode is set to the single turbo mode, the exhaust switching valve, the intake switching valve, and the intake bypass valve are controlled to be closed, and the failure diagnosis device controls the a first determination device that determines whether or not a valve switching control device has set the supercharging mode to the single turbo mode; , if the outlet pressure of the main compressor is different from the outlet pressure of the sub-compressor, and is the outlet pressure of the sub-compressor higher than the atmospheric pressure? a third determination device for determining whether the outlet pressure of the main compressor and the outlet pressure of the sub-compressor are different by the third determination device, and the outlet pressure of the sub-compressor is a pressure higher than the atmospheric pressure, the control system for an internal combustion engine diagnoses that the exhaust switching valve is stuck open.
次に、本発明の第4の発明は、上記第1の発明乃至第3の発明のうちの1の発明に係る内燃機関の制御システムにおいて、大気圧を検出する大気圧検出装置を備え、前記弁切替制御装置は、前記過給モードを前記ツイン切替モードに設定する場合には、前記吸気切替弁を閉弁状態に維持すると共に、前記排気切替弁と前記吸気バイパス弁を開弁状態に切り替えるように制御し、前記故障診断装置は、前記弁切替制御装置が前記過給モードを前記ツイン切替モードに設定したか否かを判定する第4判定装置と、前記第4判定装置によって前記弁切替制御装置が前記過給モードを前記ツイン切替モードに設定したと判定した場合には、前記副コンプレッサの出口圧力と前記大気圧とがほぼ等しい等圧状態であるか否かを判定する第5判定装置と、を有し、前記第5判定装置によって前記副コンプレッサの出口圧力と前記大気圧とがほぼ等しい等圧状態であると判定された場合には、前記排気切替弁が閉固着しているとの故障診断を行う、内燃機関の制御システムである。 Next, according to a fourth invention of the present invention, the control system for an internal combustion engine according to one of the first to third inventions is provided with an atmospheric pressure detection device for detecting atmospheric pressure, When the supercharging mode is set to the twin switching mode, the valve switching control device maintains the intake switching valve in a closed state and switches the exhaust switching valve and the intake bypass valve to an open state. The failure diagnosis device includes a fourth determination device that determines whether or not the valve switching control device has set the supercharging mode to the twin switching mode, and the valve switching is performed by the fourth determination device. A fifth judgment for judging whether or not the pressure at the outlet of the sub-compressor and the atmospheric pressure are substantially equal when the control device judges that the supercharging mode is set to the twin switching mode. and, when the fifth determination device determines that the pressure at the outlet of the sub-compressor and the atmospheric pressure are substantially equal to each other, the exhaust switching valve is stuck closed. It is a control system for an internal combustion engine that performs fault diagnosis with
次に、本発明の第5の発明は、上記第1の発明乃至第4の発明のうちの1の発明に係る内燃機関の制御システムにおいて、前記弁切替制御装置は、前記過給モードを前記ツインターボモードに設定する場合には、前記排気切替弁の開弁状態を維持して、前記吸気切替弁を閉弁状態から開弁状態に切り替えると共に、前記吸気バイパス弁を開弁状態から閉弁状態に切り替えるように制御し、前記故障診断装置は、前記弁切替制御装置が前記過給モードを前記ツインターボモードに設定したか否かを判定する第6判定装置と、前記第6判定装置によって前記弁切替制御装置が前記過給モードを前記ツインターボモードに設定したと判定した場合には、前記主コンプレッサの出口圧力と前記副コンプレッサの出口圧力とが異なった圧力状態であるか否かを判定する第7判定装置と、を有し、前記第7判定装置によって前記主コンプレッサの出口圧力と前記副コンプレッサの出口圧力とが異なった圧力状態であると判定された場合には、前記吸気切替弁が閉固着しているとの故障診断を行う、内燃機関の制御システムである。 Next, a fifth invention of the present invention is the control system for an internal combustion engine according to one of the first to fourth inventions, wherein the valve switching control device switches the supercharging mode to the When the twin turbo mode is set, the open state of the exhaust switching valve is maintained, the intake switching valve is switched from the closed state to the open state, and the intake bypass valve is closed from the open state. and the failure diagnosis device includes: a sixth determination device for determining whether or not the valve switching control device has set the supercharging mode to the twin turbo mode; When the valve switching control device determines that the supercharging mode is set to the twin-turbo mode, it determines whether or not the outlet pressure of the main compressor and the outlet pressure of the sub-compressor are different. and a seventh determination device for determining, when the seventh determination device determines that the outlet pressure of the main compressor and the outlet pressure of the sub-compressor are in different pressure states, the switching of the intake air. A control system for an internal combustion engine that diagnoses a stuck closed valve.
次に、本発明の第6の発明は、上記第1の発明乃至第5の発明のうちの1の発明に係る内燃機関の制御システムにおいて、前記主コンプレッサの出口温度を検出する出口温度検出装置を備え、前記弁切替制御装置は、前記過給モードを前記ツインターボモードに設定する場合には、前記排気切替弁の開弁状態を維持して、前記吸気切替弁を閉弁状態から開弁状態に切り替えると共に、前記吸気バイパス弁を開弁状態から閉弁状態に切り替えるように制御し、前記故障診断装置は、前記弁切替制御装置が前記過給モードを前記ツインターボモードに設定したか否かを判定する第6判定装置と、前記第6判定装置によって前記弁切替制御装置が前記過給モードを前記ツインターボモードに設定したと判定した場合には、前記吸気マニホールドの過給圧力が目標過給圧力よりも低い圧力であって、且つ、前記主コンプレッサの出口温度が第1温度閾値以上であるか否かを判定する第8判定装置と、を有し、前記第8判定装置によって前記吸気マニホールドの過給圧力が目標過給圧力よりも低い圧力であって、且つ、前記主コンプレッサの出口温度が第1温度閾値以上であると判定された場合には、前記吸気バイパス弁が開固着しているとの故障診断を行う、内燃機関の制御システムである。 Next, a sixth aspect of the present invention provides an outlet temperature detection device for detecting the outlet temperature of the main compressor in the control system for an internal combustion engine according to one of the first to fifth aspects of the invention. wherein, when the supercharging mode is set to the twin-turbo mode, the valve switching control device maintains the open state of the exhaust switching valve and opens the intake switching valve from the closed state. state, and controls the intake bypass valve to switch from the open state to the closed state, and the failure diagnosis device determines whether the valve switching control device has set the supercharging mode to the twin turbo mode. and a sixth determination device for determining whether the supercharging pressure of the intake manifold reaches the target when the sixth determination device determines that the valve switching control device has set the supercharging mode to the twin turbo mode. an eighth determination device that determines whether the pressure is lower than the supercharging pressure and the outlet temperature of the main compressor is equal to or higher than a first temperature threshold, wherein the eighth determination device determines whether the When it is determined that the supercharging pressure of the intake manifold is lower than the target supercharging pressure and the outlet temperature of the main compressor is equal to or higher than the first temperature threshold, the intake bypass valve is stuck open. It is a control system for an internal combustion engine that performs a fault diagnosis that the engine is running.
次に、本発明の第7の発明は、上記第1の発明乃至第6の発明のうちの1の発明に係る内燃機関の制御システムにおいて、大気圧を検出する大気圧検出装置を備え、前記弁切替制御装置は、前記過給モードを前記シングル切替モードに設定する場合には、前記排気切替弁と前記吸気切替弁を閉弁状態に切り替えると共に、前記吸気バイパス弁を開弁状態に切り替えるように制御し、前記故障診断装置は、前記弁切替制御装置が前記過給モードを前記シングル切替モードに設定したか否かを判定する第9判定装置と、前記第9判定装置によって前記弁切替制御装置が前記過給モードを前記シングル切替モードに設定したと判定した場合には、前記主コンプレッサの出口圧力と前記副コンプレッサの出口圧力とがほぼ等しい等圧状態で、且つ、前記副コンプレッサの出口圧力が前記大気圧よりも高い圧力であるか否かを判定する第10判定装置と、を有し、前記第10判定装置によって前記主コンプレッサの出口圧力と前記副コンプレッサの出口圧力とがほぼ等しい等圧状態で、且つ、前記副コンプレッサの出口圧力が前記大気圧よりも高い圧力であると判定された場合には、前記吸気切替弁が開固着しているとの故障診断を行う、内燃機関の制御システムである。 Next, according to a seventh invention of the present invention, the internal combustion engine control system according to one of the first to sixth inventions is provided with an atmospheric pressure detection device for detecting atmospheric pressure, When the supercharging mode is set to the single switching mode, the valve switching control device switches the exhaust switching valve and the intake switching valve to a closed state, and switches the intake bypass valve to an open state. and the failure diagnosis device includes a ninth determination device that determines whether the valve switching control device has set the supercharging mode to the single switching mode, and the valve switching control by the ninth determination device When the apparatus determines that the supercharging mode is set to the single switching mode, the outlet pressure of the main compressor and the outlet pressure of the sub-compressor are substantially equal to each other, and the outlet of the sub-compressor a tenth determination device for determining whether the pressure is higher than the atmospheric pressure, wherein the tenth determination device determines that the outlet pressure of the main compressor and the outlet pressure of the sub-compressor are substantially equal. The internal combustion engine, wherein when it is determined that the outlet pressure of the sub-compressor is higher than the atmospheric pressure in a constant pressure state, a failure diagnosis is made that the intake switching valve is stuck open. control system.
次に、本発明の第8の発明は、上記第1の発明乃至第7の発明のうちの1の発明に係る内燃機関の制御システムにおいて、大気圧を検出する大気圧検出装置を備え、前記弁切替制御装置は、前記過給モードを前記シングル切替モードに設定する場合には、前記排気切替弁と前記吸気切替弁を閉弁状態に切り替えると共に、前記吸気バイパス弁を開弁状態に切り替えるように制御し、前記故障診断装置は、前記弁切替制御装置が前記過給モードを前記シングル切替モードに設定したか否かを判定する第9判定装置と、前記第9判定装置によって前記弁切替制御装置が前記過給モードを前記シングル切替モードに設定したと判定した場合には、前記主コンプレッサの出口圧力と前記副コンプレッサの出口圧力とが異なった圧力状態で、且つ、前記副コンプレッサの出口圧力が前記大気圧よりも高い圧力であるか否かを判定する第11判定装置と、内燃機関の制御システムである。 Next, an eighth invention of the present invention is an internal combustion engine control system according to one of the first to seventh inventions, comprising an atmospheric pressure detection device for detecting atmospheric pressure, When the supercharging mode is set to the single switching mode, the valve switching control device switches the exhaust switching valve and the intake switching valve to a closed state, and switches the intake bypass valve to an open state. and the failure diagnosis device includes a ninth determination device that determines whether the valve switching control device has set the supercharging mode to the single switching mode, and the valve switching control by the ninth determination device When the device determines that the supercharging mode is set to the single switching mode, the outlet pressure of the main compressor and the outlet pressure of the sub-compressor are different, and the outlet pressure of the sub-compressor is a pressure higher than the atmospheric pressure; and a control system for an internal combustion engine.
次に、本発明の第9の発明は、上記第1の発明に係る内燃機関の制御システムにおいて、前記主ターボチャージャの主タービンへの排気ガスの流速をノズル開度によって調整する主可変ノズル機構と、前記副タービンへの排気ガスの流速をノズル開度によって調整する副可変ノズル機構と、前記主可変ノズル機構と前記副可変ノズル機構のそれぞれの前記ノズル開度の開度調整制御を行うノズル制御装置と、前記故障診断装置によって前記排気切替弁と前記吸気切替弁と前記吸気バイパス弁のうちのいずれかが開固着していると故障診断されたか否かを判定する第1故障判定装置と、を備え、前記第1故障判定装置によって前記排気切替弁と前記吸気切替弁と前記吸気バイパス弁のうちのいずれかが開固着していると故障診断されたと判定された場合には、前記弁切替制御装置は、前記排気切替弁と前記吸気切替弁のそれぞれを開弁状態に設定すると共に、前記吸気バイパス弁を閉弁状態に設定して、前記過給モードを前記ツインターボモードに固定するように制御し、前記ノズル制御装置は、前記主可変ノズル機構と前記副可変ノズル機構のそれぞれの前記ノズル開度を全開に設定するように制御する、内燃機関の制御システムである。 Next, a ninth aspect of the present invention is a control system for an internal combustion engine according to the first aspect of the invention, in which a main variable nozzle mechanism adjusts the flow velocity of exhaust gas to the main turbine of the main turbocharger by adjusting the nozzle opening. a sub-variable nozzle mechanism that adjusts the flow velocity of the exhaust gas to the sub-turbine according to the opening of the nozzle; and a nozzle that performs opening adjustment control of the nozzle opening of each of the main variable nozzle mechanism and the sub-variable nozzle mechanism. a control device; and a first failure determination device for determining whether or not the failure diagnosis device has determined whether any one of the exhaust switching valve, the intake switching valve, and the intake bypass valve is stuck open. and when the first failure determination device determines that any one of the exhaust switching valve, the intake switching valve, and the intake bypass valve is stuck open, the valve The switching control device sets each of the exhaust switching valve and the intake switching valve to an open state, sets the intake bypass valve to a closed state, and fixes the supercharging mode to the twin turbo mode. The nozzle control device is a control system for an internal combustion engine that controls to fully open the nozzle openings of the main variable nozzle mechanism and the sub-variable nozzle mechanism.
次に、本発明の第10の発明は、上記第1の発明又は第9の発明に係る内燃機関の制御システムにおいて、前記主ターボチャージャの主タービンへの排気ガスの流速をノズル開度によって調整する主可変ノズル機構と、前記副タービンへの排気ガスの流速をノズル開度によって調整する副可変ノズル機構と、前記主可変ノズル機構と前記副可変ノズル機構のそれぞれの前記ノズル開度の開度調整制御を行うノズル制御装置と、大気圧を検出する大気圧検出装置と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出装置と、運転状態に応じて燃料の噴射量を制御する噴射量制御装置と、前記故障診断装置によって前記排気切替弁と前記吸気切替弁のいずれかが閉固着していると故障診断されたか否かを判定する第2故障判定装置と、を備え、前記第2故障判定装置によって前記排気切替弁と前記吸気切替弁のいずれかが閉固着していると故障診断されたと判定された場合には、前記弁切替制御装置は、前記排気切替弁と前記吸気切替弁と前記吸気バイパス弁のそれぞれを閉弁状態に設定して、前記過給モードを前記シングルターボモードに固定するように制御し、前記ノズル制御装置は、前記主可変ノズル機構の前記ノズル開度を全開に設定するように制御し、前記噴射量制御装置は、所定回転数以上のエンジン回転数に応じて噴射される燃料の噴射量を噴射量制限値以下になるように制御すると共に、前記大気圧が低下するに従って前記噴射量制限値を少なくするように制御する、内燃機関の制御システムである。 Next, according to a tenth aspect of the present invention, in the control system for an internal combustion engine according to the first aspect or the ninth aspect, the flow velocity of the exhaust gas to the main turbine of the main turbocharger is adjusted by the nozzle opening. a sub-variable nozzle mechanism that adjusts the flow velocity of exhaust gas to the sub-turbine by nozzle opening, and the nozzle openings of the main variable nozzle mechanism and the sub-variable nozzle mechanism. A nozzle control device that performs adjustment control, an atmospheric pressure detection device that detects the atmospheric pressure, an engine speed detection device that detects the engine speed, and an injection amount control device that controls the fuel injection amount according to the operating state. a second failure determination device for determining whether or not the failure diagnosis device has determined that either the exhaust switching valve or the intake switching valve is stuck closed; When it is determined that either the exhaust switching valve or the intake switching valve is stuck closed by means of the failure diagnosis, the valve switching control device controls the exhaust switching valve, the intake switching valve, and the intake By setting each of the bypass valves to a closed state, controlling the supercharging mode to be fixed to the single turbo mode, the nozzle control device sets the nozzle opening degree of the main variable nozzle mechanism to fully open. The injection amount control device controls the injection amount of the fuel injected according to the engine speed equal to or higher than a predetermined speed so that it becomes equal to or less than the injection amount limit value, and the atmospheric pressure decreases. A control system for an internal combustion engine that controls to decrease the injection amount limit value as the fuel injection amount increases.
第1の発明によれば、弁切替制御装置は、排気切替弁と吸気切替弁と吸気バイパス弁のそれぞれを閉弁状態又は開弁状態に切り替えて、シングルターボモードと、ツインターボモードと、ツイン切替モードと、シングル切替モードと、のいずれか1つの過給モードに設定する。そして、故障診断装置は、吸気マニホールドの過給圧力と主コンプレッサの出口圧力と副コンプレッサの出口圧力のいずれかに基づいて、弁切替制御装置によって設定された過給モードに応じて排気切替弁と前記吸気切替弁と前記吸気バイパス弁のうちの少なくとも1つの故障診断を行う。 According to the first aspect of the invention, the valve switching control device switches each of the exhaust switching valve, the intake switching valve, and the intake bypass valve to a closed state or an open state, and selects a single turbo mode, a twin turbo mode, and a twin turbo mode. Either one of the switching mode and the single switching mode is set to the supercharging mode. Then, the failure diagnosis device selects the exhaust switching valve and the exhaust switching valve in accordance with the supercharging mode set by the valve switching control device based on one of the supercharging pressure of the intake manifold, the outlet pressure of the main compressor, and the outlet pressure of the sub-compressor. At least one of the intake switching valve and the intake bypass valve is diagnosed for failure.
これにより、故障診断装置は、シングルターボモードと、ツインターボモードと、ツイン切替モードと、シングル切替モードと、の4つの過給モードの状態のそれぞれにおいて、排気切替弁、吸気切替弁、又は、吸気バイパス弁の故障診断を行うことができる。従って、シングルターボモードの状態になるまで待つことなく、他の過給モードにおいて、排気切替弁、吸気切替弁、又は、吸気バイパス弁の故障を迅速に検出し、フェイルセーフ処理を実行して、ターボ過回転のような二次故障を回避することが可能となる。 As a result, the failure diagnosis device can operate the exhaust switching valve, the intake switching valve, or the Failure diagnosis of the intake bypass valve can be performed. Therefore, without waiting until the state of the single turbo mode is reached, failure of the exhaust switching valve, the intake switching valve, or the intake bypass valve is quickly detected in the other supercharging mode, and the fail-safe process is executed. It becomes possible to avoid secondary failures such as turbo overspeed.
第2の発明によれば、弁切替制御装置は、過給モードをシングルターボモードに設定する場合には、排気切替弁と吸気切替弁と吸気バイパス弁のそれぞれを閉弁状態に切り替えるように制御する。そして、故障診断装置は、主コンプレッサの出口圧力と副コンプレッサの出口圧力とがほぼ等しい等圧状態で、且つ、副コンプレッサの出口圧力が大気圧よりも高い圧力であると判定された場合には、吸気切替弁が開固着しているとの故障診断を行う。これにより、シングルターボモードにおいて、故障診断装置は、主コンプレッサの出口圧力と副コンプレッサの出口圧力と大気圧とに基づいて、吸気切替弁の開固着の故障を迅速に検出することができる。 According to the second invention, when the supercharging mode is set to the single turbo mode, the valve switching control device controls to switch each of the exhaust switching valve, the intake switching valve, and the intake bypass valve to the closed state. do. When it is determined that the outlet pressure of the main compressor and the outlet pressure of the sub-compressor are substantially equal and the outlet pressure of the sub-compressor is higher than the atmospheric pressure, the failure diagnosis device , Diagnose that the intake switching valve is stuck open. As a result, in the single turbo mode, the fault diagnosis device can quickly detect the stuck-open failure of the intake switching valve based on the outlet pressure of the main compressor, the outlet pressure of the sub-compressor, and the atmospheric pressure.
第3の発明によれば、弁切替制御装置は、過給モードをシングルターボモードに設定する場合には、排気切替弁と吸気切替弁と吸気バイパス弁のそれぞれを閉弁状態に切り替えるように制御する。そして、故障診断装置は、主コンプレッサの出口圧力と副コンプレッサの出口圧力とが異なった圧力状態で、且つ、副コンプレッサの出口圧力が大気圧よりも高い圧力であると判定された場合には、排気切替弁が開固着しているとの故障診断を行う。これにより、シングルターボモードにおいて、故障診断装置は、主コンプレッサの出口圧力と副コンプレッサの出口圧力と大気圧とに基づいて、排気切替弁の開固着の故障を迅速に検出することができる。 According to the third invention, when the supercharging mode is set to the single turbo mode, the valve switching control device controls to switch each of the exhaust switching valve, the intake switching valve, and the intake bypass valve to the closed state. do. When it is determined that the outlet pressure of the main compressor and the outlet pressure of the sub-compressor are different and the outlet pressure of the sub-compressor is higher than the atmospheric pressure, the failure diagnosis device Diagnose that the exhaust switching valve is stuck open. As a result, in the single turbo mode, the fault diagnosis device can quickly detect a stuck-open failure of the exhaust switching valve based on the outlet pressure of the main compressor, the outlet pressure of the sub-compressor, and the atmospheric pressure.
第4の発明によれば、弁切替制御装置は、過給モードをツイン切替モードに設定する場合には、吸気切替弁を閉弁状態に維持すると共に、排気切替弁と吸気バイパス弁を開弁状態に切り替えるように制御する。そして、故障診断装置は、副コンプレッサの出口圧力と大気圧とがほぼ等しい等圧状態であると判定された場合には、排気切替弁が閉固着しているとの故障診断を行う。これにより、ツイン切替モードにおいて、故障診断装置は、副コンプレッサの出口圧力と大気圧とに基づいて、排気切替弁の閉固着の故障を迅速に検出することができる。 According to the fourth invention, the valve switching control device keeps the intake switching valve closed and opens the exhaust switching valve and the intake bypass valve when the supercharging mode is set to the twin switching mode. Control to switch to state. When it is determined that the pressure at the outlet of the sub-compressor and the atmospheric pressure are substantially equal, the failure diagnosis device diagnoses that the exhaust switching valve is stuck closed. As a result, in the twin switching mode, the fault diagnosis device can quickly detect a stuck closed failure of the exhaust switching valve based on the outlet pressure of the sub-compressor and the atmospheric pressure.
第5の発明によれば、弁切替制御装置は、過給モードをツインターボモードに設定する場合には、排気切替弁の開弁状態を維持して、吸気切替弁を閉弁状態から開弁状態に切り替えると共に、吸気バイパス弁を開弁状態から閉弁状態に切り替えるように制御する。そして、故障診断装置は、主コンプレッサの出口圧力と副コンプレッサの出口圧力とが異なった圧力状態であると判定された場合には、吸気切替弁が閉固着しているとの故障診断を行う。これにより、ツインターボモードにおいて、故障診断装置は、主コンプレッサの出口圧力と副コンプレッサの出口圧力とに基づいて、吸気切替弁の閉固着の故障を迅速に検出することができる。 According to the fifth invention, when the supercharging mode is set to the twin-turbo mode, the valve switching control device maintains the open state of the exhaust switching valve and opens the intake switching valve from the closed state. state, and controls the intake bypass valve to switch from the open state to the closed state. When it is determined that the outlet pressure of the main compressor and the outlet pressure of the sub-compressor are different, the failure diagnosis device diagnoses that the intake switching valve is stuck closed. Thus, in the twin-turbo mode, the fault diagnosis device can quickly detect the stuck closed failure of the intake switching valve based on the outlet pressure of the main compressor and the outlet pressure of the sub-compressor.
第6の発明によれば、弁切替制御装置は、過給モードをツインターボモードに設定する場合には、排気切替弁の開弁状態を維持して、吸気切替弁を閉弁状態から開弁状態に切り替えると共に、吸気バイパス弁を開弁状態から閉弁状態に切り替えるように制御する。そして、故障診断装置は、吸気マニホールドの過給圧力が目標過給圧力よりも低い圧力であって、且つ、主コンプレッサの出口温度が第1温度閾値以上であると判定された場合には、吸気バイパス弁が開固着しているとの故障診断を行う。これにより、ツインターボモードにおいて、故障診断装置は、吸気マニホールドの過給圧力と主コンプレッサの出口温度とに基づいて、吸気バイパス弁の開固着の故障を迅速に検出することができる。 According to the sixth invention, when the supercharging mode is set to the twin turbo mode, the valve switching control device maintains the open state of the exhaust switching valve and opens the intake switching valve from the closed state. state, and controls the intake bypass valve to switch from the open state to the closed state. Then, when it is determined that the supercharging pressure of the intake manifold is lower than the target supercharging pressure and the outlet temperature of the main compressor is equal to or higher than the first temperature threshold, the failure diagnosis device Diagnose that the bypass valve is stuck open. As a result, in the twin-turbo mode, the fault diagnosis device can quickly detect the stuck-open failure of the intake bypass valve based on the supercharging pressure of the intake manifold and the outlet temperature of the main compressor.
第7の発明によれば、弁切替制御装置は、過給モードをシングル切替モードに設定する場合には、排気切替弁と吸気切替弁を閉弁状態に切り替えると共に、吸気バイパス弁を開弁状態に切り替えるように制御する。そして、故障診断装置は、主コンプレッサの出口圧力と副コンプレッサの出口圧力とがほぼ等しい等圧状態で、且つ、副コンプレッサの出口圧力が大気圧よりも高い圧力であると判定された場合には、吸気切替弁が開固着しているとの故障診断を行う。これにより、シングル切替モードにおいて、故障診断装置は、主コンプレッサの出口圧力と副コンプレッサの出口圧力と大気圧とに基づいて、吸気切替弁の開固着の故障を迅速に検出することができる。 According to the seventh invention, when the supercharging mode is set to the single switching mode, the valve switching control device switches the exhaust switching valve and the intake switching valve to the closed state, and switches the intake bypass valve to the open state. control to switch to When it is determined that the outlet pressure of the main compressor and the outlet pressure of the sub-compressor are substantially equal and the outlet pressure of the sub-compressor is higher than the atmospheric pressure, the failure diagnosis device , Diagnose that the intake switching valve is stuck open. As a result, in the single switching mode, the fault diagnosis device can quickly detect a stuck-open failure of the intake switching valve based on the outlet pressure of the main compressor, the outlet pressure of the sub-compressor, and the atmospheric pressure.
第8の発明によれば、弁切替制御装置は、過給モードをシングル切替モードに設定する場合には、排気切替弁と吸気切替弁を閉弁状態に切り替えると共に、吸気バイパス弁を開弁状態に切り替えるように制御する。そして、故障診断装置は、主コンプレッサの出口圧力と副コンプレッサの出口圧力とが異なった圧力状態で、且つ、副コンプレッサの出口圧力が大気圧よりも高い圧力であると判定された場合には、排気切替弁が開固着しているとの故障診断を行う。これにより、シングル切替モードにおいて、故障診断装置は、主コンプレッサの出口圧力と副コンプレッサの出口圧力と大気圧とに基づいて、排気切替弁の開固着の故障を迅速に検出することができる。 According to the eighth invention, when the supercharging mode is set to the single switching mode, the valve switching control device switches the exhaust switching valve and the intake switching valve to the closed state, and switches the intake bypass valve to the open state. control to switch to When it is determined that the outlet pressure of the main compressor and the outlet pressure of the sub-compressor are different and the outlet pressure of the sub-compressor is higher than the atmospheric pressure, the failure diagnosis device Diagnose that the exhaust switching valve is stuck open. As a result, in the single switching mode, the failure diagnosis device can quickly detect a stuck-open failure of the exhaust switching valve based on the outlet pressure of the main compressor, the outlet pressure of the sub-compressor, and the atmospheric pressure.
第9の発明によれば、故障診断装置によって排気切替弁と吸気切替弁と吸気バイパス弁のうちのいずれかが開固着していると故障診断された場合には、弁切替制御装置は、排気切替弁と吸気切替弁のそれぞれを開弁状態に設定すると共に、吸気バイパス弁を閉弁状態に設定して、過給モードをツインターボモードに固定するように制御する。また、ノズル制御装置は、主可変ノズル機構と副可変ノズル機構のそれぞれのノズル開度を全開に設定するように制御する。 According to the ninth invention, when the failure diagnosis device determines that any one of the exhaust switching valve, the intake switching valve, and the intake bypass valve is stuck open, the valve switching control device The switching valve and the intake switching valve are each set to the open state, the intake bypass valve is set to the closed state, and the supercharging mode is controlled to be fixed to the twin turbo mode. Further, the nozzle control device performs control so that the nozzle openings of the main variable nozzle mechanism and the sub-variable nozzle mechanism are set to fully open.
これにより、排気切替弁又は吸気切替弁が開固着している場合には、排気切替弁と吸気切替弁を開弁状態に設定すると共に、吸気バイパス弁を閉弁状態に設定することができ、高速走行時において、副ターボチャージャのターボ過回転のような二次故障を回避することができる。また、吸気バイパス弁が開固着している場合には、排気切替弁と吸気切替弁と吸気バイパス弁を全て開弁状態に設定することができ、高速走行時において、副ターボチャージャのターボ過回転のような二次故障を回避することができる。 As a result, when the exhaust switching valve or the intake switching valve is stuck open, the exhaust switching valve and the intake switching valve can be set to the open state, and the intake bypass valve can be set to the closed state, During high-speed running, secondary failures such as turbo overspeed of the sub-turbocharger can be avoided. Further, when the intake bypass valve is stuck open, the exhaust switching valve, the intake switching valve, and the intake bypass valve can all be set to the open state, and the turbo overspeed of the sub turbocharger can be prevented during high-speed running. It is possible to avoid secondary failures such as
また、主可変ノズル機構と副可変ノズル機構のそれぞれのノズル開度を全開に設定することによって、低速、中負荷以上で走行する場合において(通常時は、シングルターボモードである)、副コンプレッサの過給圧を低くすることが可能となり、サージの発生を抑止することができる。 In addition, by setting the nozzle opening degree of each of the main variable nozzle mechanism and the sub variable nozzle mechanism to full open, when driving at low speed and medium load or higher (usually in single turbo mode), the sub compressor It becomes possible to lower the supercharging pressure and suppress the occurrence of surge.
第10の発明によれば、故障診断装置によって排気切替弁と吸気切替弁のいずれかが閉固着していると故障診断された場合には、弁切替制御装置は、排気切替弁と吸気切替弁と吸気バイパス弁のそれぞれを閉弁状態に設定して、過給モードをシングルターボモードに固定するように制御する。また、ノズル制御装置は、主可変ノズル機構のノズル開度を全開に設定するように制御する。更に、噴射量制御装置は、所定回転数以上のエンジン回転数に応じて噴射される燃料の噴射量を噴射量制限値以下になるように制御すると共に、大気圧が低下するに従って噴射量制限値を少なくするように制御する。 According to the tenth aspect of the invention, when the failure diagnosis device determines that either the exhaust switching valve or the intake switching valve is stuck closed, the valve switching control device controls the exhaust switching valve and the intake switching valve. and intake bypass valves are closed, and the supercharging mode is controlled to be fixed to the single turbo mode. Further, the nozzle control device controls to set the nozzle opening degree of the main variable nozzle mechanism to fully open. Furthermore, the injection amount control device controls the injection amount of the fuel injected according to the engine speed equal to or higher than a predetermined speed so that it becomes equal to or less than the injection amount limit value, and the injection amount limit value increases as the atmospheric pressure decreases. control to reduce
これにより、排気切替弁又は吸気切替弁が閉固着している場合には、排気切替弁と吸気切替弁と吸気バイパス弁を全て閉弁状態に設定して、主可変ノズル機構のノズル開度を全開に設定することによって、高速走行時において、主ターボチャージャのターボ過回転のような二次故障を回避することができる。また、大気圧が低下するに従って噴射量制限値を少なくするように制御することによって、高地において、平地と等ゲージ圧であっても、主ターボチャージャのターボ過回転や主タービンの入口側排気圧が基準圧力を超えないように出力制限を行うことができる。 As a result, when the exhaust switching valve or the intake switching valve is stuck closed, the exhaust switching valve, the intake switching valve, and the intake bypass valve are all set to the closed state, and the nozzle opening of the main variable nozzle mechanism is adjusted. By setting it to full open, it is possible to avoid secondary failures such as turbo overspeed of the main turbocharger at high speeds. In addition, by controlling the injection amount limit value to decrease as the atmospheric pressure decreases, even if the gauge pressure is the same as that of the flat ground, the turbo overspeed of the main turbocharger and the exhaust pressure on the inlet side of the main turbine can be prevented at high altitude. can be limited so that the pressure does not exceed the reference pressure.
以下、本発明に係る内燃機関の制御システムを具体化した一実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。先ず、本発明に係る内燃機関の制御システムの概略構成について図1に基づいて説明する。 MODES FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of a control system for an internal combustion engine according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. First, a schematic configuration of a control system for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIG.
図1に示すように、本実施形態に係る内燃機関の制御システム1は、エアクリーナ5と、吸気流量検出装置6と、車両に搭載されたエンジン(例えば、ディーゼルエンジン)10と、主ターボチャージャ21と、副ターボチャージャ22と、制御装置(以下、「ECU」という。)80等から構成されている。エンジン10は、左バンク10Lと右バンク10Rを有する多気筒エンジンであり、左バンク10Lには主ターボチャージャ21が設けられ、右バンク10Rには副ターボチャージャ22が設けられている。
As shown in FIG. 1, an internal combustion
また、左バンク10Lには、ECU80の制御信号によって各気筒内に直接燃料を噴射可能な燃料噴射装置15Lが設けられている。右バンク10Rには、ECU80の制御信号によって各気筒内に直接燃料を噴射可能な燃料噴射装置15Rが設けられている。以下、エンジン10への吸気経路とエンジン10からの排気経路を説明しながら、各部材等を説明する。
Further, the
エアクリーナ5は、外部から取得された空気(吸気)を浄化して、吸気管3に供給する。吸気管3は、途中で吸気管31L、31Rに分岐されている。また、エアクリーナ5の下流側には、エアクリーナ5から吸気管3が分岐されるまでの間に、吸気管3に供給される吸気流量を検出する吸気流量検出装置(例えば、エアフロメータ)6が配置されている。
The air cleaner 5 purifies air (intake air) obtained from the outside and supplies the air to the
吸気管31Lの下流側は主ターボチャージャ21の主コンプレッサ21Bの吸入口に接続されている。主コンプレッサ21Bの吐出口は、吸気管32Lの上流側に接続されている。また、吸気管31Rの下流側は副ターボチャージャ22の副コンプレッサ22Bの吸入口に接続されている。副コンプレッサ22Bの吐出口は、吸気管32Rの上流側に接続されている。そして、吸気管32L及び吸気管32Rの下流側は、吸気管33の上流側に接続されている。また、吸気管32Lの主コンプレッサ21Bの吐出口近傍には、主コンプレッサ21Bの出口側の吸気温度、つまり、主コンプレッサ21Bの出口温度を検出する第3温度検出装置(例えば、温度検出センサ)27が設けられている。
The downstream side of the
吸気管33の下流側は吸気マニホールド34の上流側に接続されている。吸気マニホールド34は、エンジン10の右バンク10Rの各気筒と、左バンク10Lの各気筒と、のそれぞれに吸気を供給する。また、吸気管33と吸気マニホールド34との間には、過給された吸入空気を冷却するインタークーラ38が配置されている。また、吸気管33と吸気マニホールド34との間には、インタークーラ38の下流側において、吸気マニホールド34に導かれる吸入空気の量を調節可能な電子スロットルバルブ39が配置されている。電子スロットルバルブ39は、ECU80からの制御信号によって全閉位置から全開位置まで、その回転位置が連続的に駆動制御されるようになっている。
The downstream side of the
主コンプレッサ21Bは、排気ガスによって回転駆動される主タービン21Aにて回転駆動され、吸気管31Lから吸入した空気を圧縮して吸気管32L、33、インタークーラ38、及び、電子スロットルバルブ39を経由して吸気マニホールド34へと吐出する。また、副コンプレッサ22Bの吐出口に上流側が接続された吸気管32Rには、吸気管32Rの開口と閉鎖を行う吸気切替弁51が設けられている。吸気切替弁51は、例えば、ダイヤフラム式アクチュエータによって駆動され、ECU80からの制御信号によって開閉されるようになっている。
The
また、吸気バイパス管36は、一端が副コンプレッサ22Bの吐出口と吸気切替弁51との間、つまり、吸気切替弁51よりも上流側で、吸気管32Rに接続されていると共に、他端が、吸気管31Lの主コンプレッサ21Bの吸入口よりも上流側に接続されている。すなわち、吸気バイパス管36は、副コンプレッサ22Bの吐出口の下流側と、主コンプレッサ21Bの吸入口の上流側とをバイパスする。また、吸気バイパス管36の両端の間には、吸気バイパス管36の開口と閉鎖を行う吸気バイパス弁52が設けられている。吸気バイパス弁52は、例えば、ソレノイド式アクチュエータによって駆動され、ECU80からの制御信号によって開閉されるようになっている。
One end of the
従って、吸気切替弁51が吸気管32Rを開口し、且つ、吸気バイパス弁52が吸気バイパス管36を閉鎖した場合には、副コンプレッサ22Bは、排気ガスによって回転駆動される副タービン22Aにて回転駆動され、吸気管31Rから吸入した空気を圧縮して吸気管32R、33、インタークーラ38、及び、電子スロットルバルブ39を経由して吸気マニホールド34へと吐出する。また、電子スロットルバルブ39よりも下流側の位置に、吸気マニホールド34に供給される吸気の過給圧P5を検出する過給圧センサ55が設けられている。また、副コンプレッサ22Bの吐出口の下流側の位置に、副コンプレッサ22Bの出口圧力P2を検出する圧力センサ23が設けられている。
Therefore, when the
一方、吸気切替弁51が吸気管32Rを閉鎖し、且つ、吸気バイパス弁52が吸気バイパス管36を開口した場合には、副コンプレッサ22Bは、排気ガスによって回転駆動される副タービン22Aにて回転駆動され、吸気管31Rから吸入した空気を圧縮して吸気管32R及び吸気バイパス管36を経由して、主コンプレッサ21Bの吸入口に接続された吸気管31Lへと吐出する。つまり、副コンプレッサ22Bから吸気管32R、33を経由して吸気マニホールド34に吸気を供給できない。
On the other hand, when the
エンジン10の左バンク10Lの排気側には、排気マニホールド41Lが接続され、右バンク10Rの排気側には、排気マニホールド41Rが接続されている。排気マニホールド41Lの下流側には排気管42Lの上流側が接続されている。排気管42Lの下流側には、主ターボチャージャ21の主タービン21Aの流入口(入口側)に接続された上流側主排気管43Lの上流側が接続されている。
An
また、排気マニホールド41Rの下流側には排気管42Rの上流側が接続されている。排気管42Rの下流側には、副ターボチャージャ22の副タービン22Aの流入口(入口側)に接続された上流側副排気管43Rの上流側が接続されている。また、連通配管45は、一端側が排気管42Lの下流側に接続されると共に、他端側が排気管42Rの下流側に接続されている。つまり、排気管42Lと排気管42Rは、連通配管45によって連通されている。
Further, the upstream side of the
また、エンジン10には、エンジン回転数検出装置28等が設けられている。エンジン回転数検出装置28は、例えば、エンジン10のクランク軸の回転数(エンジン回転数)や、クランク軸の回転角度(例えば、各気筒の圧縮上死点タイミング)等を検出可能な回転角度センサである。ECU80は、エンジン回転数検出装置28からの検出信号に基づいて、エンジン10のクランク軸の回転数や回転角度等を検出することが可能である。
Further, the
主タービン21Aは、上流側主排気管43Lから流入してくる排気ガスによって回転駆動され、直結された主コンプレッサ21Bを回転駆動する。副タービン22Aは、上流側副排気管43Rから流入してくる排気ガスによって回転駆動され、直結された副コンプレッサ22Bを回転駆動する。従って、副ターボチャージャ22は、主ターボチャージャ21に対して並列に接続されている。
The
また、上流側副排気管43Rには、上流側副排気管43Rの開口と閉鎖を行う排気切替弁53が設けられている。排気切替弁53は、例えば、ダイヤフラム式アクチュエータによって駆動され、ECU80からの制御信号によって開閉されるようになっている。これにより、吸気切替弁51と排気切替弁53が、両方とも開弁され、吸気バイパス弁52が閉弁されたときには、排気ガスが主タービン21Aと副タービン22Aに流入する。その結果、主ターボチャージャ21と副ターボチャージャ22が作動して、主コンプレッサ21Bと副コンプレッサ22Bによって吸気が過給される(以下、「ツインターボモード」と記載する場合もある。)。
Further, an
一方、吸気切替弁51と排気切替弁53と吸気バイパス弁52とが、全て閉弁されたときには、排気ガスは主タービン21Aに流入するが、副タービン22Aへの流入が阻止される。その結果、主ターボチャージャ21が作動して、主コンプレッサ21Bによって吸気が過給されるが、副ターボチャージャ22が作動せず、副コンプレッサ22Bによる吸気の過給が行われない(以下、「シングルターボモード」と記載する場合もある。)。つまり、吸気切替弁51、吸気バイパス弁52及び排気切替弁53は、連動して開弁・閉弁を切り替えられる。尚、図1は、吸気切替弁51と排気切替弁53が、両方とも開弁され、吸気バイパス弁52が閉弁された際の吸気及び排気の流れを点線の矢印で示す。
On the other hand, when the
また、主タービン21Aには、主タービン21Aへの排気ガスの流速を制御する主可変ノズル機構57が設けられている。主可変ノズル機構57は、複数の可変ノズル(VN:Variable Nozzle)57Aと、アクチュエータ57Bと、ノズル開度センサ57Cとを含む。複数の可変ノズル57Aは、タービンホイールの回転軸を中心とした周囲の排気流入部に配置され、上流側主排気管43Lから流入する排気ガスをタービンホイールに導く。
Further, the
アクチュエータ57Bは、複数の可変ノズル57Aのそれぞれを回転させることによって隣接する可変ノズル57A間の隙間(以下の説明において、この隙間を「ノズル開度」と記載する。)を調整する。アクチュエータ57Bは、例えば、ステンピングモータ等で構成され、ECU80からの制御信号に応じて可変ノズル57Aのノズル開度を調整する。可変ノズル57Aを閉じる(ノズル開度を大きくする)ことによって、吸気の過給圧Pは上昇し、可変ノズル57Aを開く(ノズル開度を小さくする)ことによって、吸気の過給圧Pは減少する。また、ノズル開度センサ57Cは、可変ノズル57Aのノズル開度を検出して、ECU80に検出信号を出力する。
The
また、副タービン22Aには、副タービン22Aへの排気ガスの流速を制御する副可変ノズル機構58が設けられている。副可変ノズル機構58は、複数の可変ノズル(VN:Variable Nozzle)58Aと、アクチュエータ58Bと、ノズル開度センサ58Cとを含む。複数の可変ノズル58Aは、上記主可変ノズル機構57を構成する複数の可変ノズル57Aとほぼ同じ構成である。アクチュエータ58B、ノズル開度センサ58Cも、上記主可変ノズル機構57を構成するアクチュエータ57B、ノズル開度センサ57Cとほぼ同じ構成である。
Further, the
従って、複数の可変ノズル58Aは、アクチュエータ58Bの駆動によりノズル開度が調整され、副タービン22Aに流入する排気ガスの流速を変化させる。これにより、可変ノズル58Aを閉じる(ノズル開度を大きくする)ことによって、吸気の過給圧Pは上昇し、可変ノズル58Aを開く(ノズル開度を小さくする)ことによって、吸気の過給圧Pは減少する。
Accordingly, the plurality of
主タービン21Aの吐出口(出口側)には排気管46Lの上流側が接続されている。また、副タービン22Aの吐出口(出口側)には排気管46Rの上流側が接続されている。排気管46Lの下流側と排気管46Rの下流側とは、排気管47の上流側に接続されている。また、排気管46Lには、主タービン21Aの出口側の第1排気ガス温度を検出する第1温度検出装置(例えば、温度検出センサ)25が設けられている。また、排気管46Rには、副タービン22Aの出口側の第2排気ガス温度を検出する第2温度検出装置(例えば、温度検出センサ)26が設けられている。
The upstream side of the exhaust pipe 46L is connected to the discharge port (outlet side) of the
排気管47の下流側は、排気ガス浄化装置61の流入口に接続されている。排気ガス浄化装置61の内部には、上流側から、酸化触媒(DOC:Diesel Oxidation Catalyst)62、DPF(Diesel Particulate Filter)63が設けられている。酸化触媒62は、排気ガスに含まれる一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)等を酸化して除去する。DPF63は、セラミックス材料等からなる多孔質な部材によって円柱状等に形成され、上流側から各小孔に流入する排気ガスを多孔質材料に通すことで粒子状物質(PM:Particulate Matter)を捕集し、排気ガスのみを下流側へと流出させる。そして、排気ガス浄化装置61の流出口には、排気管48の上流側が接続されている。
The downstream side of the exhaust pipe 47 is connected to the inlet of the exhaust
ECU80は、CPU、EEPROM、RAM、タイマ、不図示のバックアップRAM等を備えた公知のものである。CPUは、EEPROMに記憶された各種プログラムや各種パラメータに基づいて、種々の演算処理を実行する。また、RAMは、CPUでの演算結果や各検出装置から入力されたデータ等を一時的に記憶し、EEPROM、及び、バックアップRAMは、例えば、エンジン10の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する。
The
ECU80は、燃料噴射装置15L、15R、圧力センサ23、第1温度検出装置25、第2温度検出装置26、第3温度検出装置(出口温度検出装置)27、エンジン回転数検出装置28、吸気切替弁51、吸気バイパス弁52、排気切替弁53、過給圧センサ55、アクチュエータ57B、58B、ノズル開度センサ57C、58C、アクセルペダル踏込量検出装置(例えば、アクセルペダル踏込角度センサ)71、警告ランプ72、大気圧センサ75等が、電気的に接続されている。
The
ECU80には、吸気流量検出装置6、圧力センサ23、第1温度検出装置25、第2温度検出装置26、第3温度検出装置27、エンジン回転数検出装置28、過給圧センサ55、ノズル開度センサ57C、58C、アクセルペダル踏込量検出装置71、大気圧センサ75の検出信号が入力される。ECU80は、吸気流量検出装置6からの検出信号に基づいて、エンジン10が吸入した吸気流量を検出することができる。
The
ECU80は、過給圧センサ55からの検出信号に基づいて、吸気マニホールド34の過給圧P5を検出することができる。ECU80は、圧力センサ23からの検出信号に基づいて、副コンプレッサ22Bの出口圧力P2を検出することができる。ECU80は、第1温度検出装置25からの検出信号に基づいて、主タービン21Aの出口側の第1排気ガス温度を検出することができる。ECU80は、第2温度検出装置26からの検出信号に基づいて、副タービン22Aの出口側の第2排気ガス温度を検出することができる。ECU80は、第3温度検出装置27からの検出信号に基づいて、主コンプレッサ21Bの出口側の吸気温度(出口温度)T3を検出することができる。
The
ECU80は、エンジン回転数検出装置28からの検出信号に基づいて、エンジン10のクランク軸の回転数や回転角度等を検出することが可能である。エンジン回転数検出装置28は、例えば、エンジン10のクランク軸の回転数や、クランク軸の回転角度(例えば、各気筒の圧縮上死点タイミング)等を検出可能な回転角度センサである。ECU80は、ノズル開度センサ57C、58Cからの検出信号に基づいて、複数の可変ノズル57A、58Aのノズル開度を検出することができる。ECU80は、大気圧センサ75からの検出信号に基づいて、大気圧P1を検出することができる。
The
ECU80は、アクセルペダル踏込量検出装置71からの検出信号に基づいて、運転者によるアクセルペダルの踏込量(運転者の加速要求、減速要求)を検出することが可能である。アクセルペダル踏込量検出装置71は、例えば、アクセルペダル踏込角度センサであり、アクセルペダルに設けられている。ECU80は、後述のように、吸気切替弁51、吸気バイパス弁52、排気切替弁53のうち、いずれかの開固着又は閉固着を検出した際に点灯する警告ランプ72の点灯/消灯が可能である。警告ランプ72は、例えば、車両のインスツルメントパネル内に設けられている。
The
また、ECU80は、吸気切替弁51、吸気バイパス弁52、及び、排気切替弁53を運転状態に応じて開弁させる開弁信号又は閉弁させる閉弁信号を出力する。また、ECU80は、ノズル開度センサ57C、58Cの検出信号に基づいてアクチュエータ57B、58Bを駆動する駆動信号を出力して、複数の可変ノズル57A、58Aのそれぞれのノズル開度を調整する。また、ECU80は、エンジン回転数検出装置28とアクセルペダル踏込量検出装置71等の検出信号に基づいて、燃料噴射装置15L、15Rを駆動する制御信号を出力して、各気筒内に直接噴射する燃料噴射量を制御する。
The
次に、上記のように構成された内燃機関の制御システム1において、ECU80によって実行される処理であって、主ターボチャージャ21と副ターボチャージャ22が作動して過給される「ツインターボモード」と、主ターボチャージャ21だけが作動して過給される「シングルターボモード」とを切り替える制御について、図2及び図3に基づいて説明する。先ず、「シングルターボモード」と「ツインターボモード」の選択について図2に基づいて説明する。図2は、シングルターボモードとツインターボモードの動作領域を決定する動作領域マップの一例を示している。
Next, in the
図2において、横軸はエンジン回転数を示し、縦軸は要求トルク(燃料噴射量)を示している。実線81は、「シングルターボモード」の動作特性を示し、破線82は、「ツインターボモード」の動作特性を示す。エンジン回転数及び要求トルク(燃料噴射量)によって定まる動作点が実線81よりも下側にある場合、エンジン10は「シングルターボモード」で動作する。また、エンジン回転数及び要求トルクが増加し、動作点が実線81よりも上側の領域に入った場合、エンジン10は「ツインターボモード」で動作する。即ち、動作点が破線83で囲まれた切替ラインより下側にある場合は、「シングルターボモード」が選択され、上側にある場合は「ツインターボモード」が選択される。
In FIG. 2, the horizontal axis indicates the engine speed, and the vertical axis indicates the required torque (fuel injection amount). A
次に、各過給モードにおいて、ECU80によって設定される排気切替弁53と吸気切替弁51と吸気バイパス弁52の設定状態について、図3に示す過給モード設定マップ85に基づいて説明する。尚、過給モード設定マップ85は、予めEEPROMに記憶されており、ECU80は、過給モード設定マップ85に基づいて、排気切替弁53と吸気切替弁51と吸気バイパス弁52の開弁・閉弁を設定する。
Next, the setting states of the
図3に示すように、ECU80は、エンジン10を「シングルターボモード」で動作させる場合には、排気切替弁53と吸気切替弁51と吸気バイパス弁52に閉弁の制御信号を出力して、排気切替弁53と吸気切替弁51と吸気バイパス弁52を全て「閉弁状態」に設定する。また、ECU80は、シングルターボモードフラグをRAMから読み出し、「ON」に設定して再度RAMに記憶する。また、ECU80は、ツイン切替モードフラグ、ツインターボモードフラグ、及び、シングル切替モードフラグをRAMから読み出し、それぞれを「OFF」に設定して再度RAMに記憶する。
As shown in FIG. 3, when the
また、ECU80は、エンジン10を「シングルターボモード」から「ツインターボモード」へ切り替える場合には、ツインターボモードへの「ツイン切替モード」で約0.5秒~1秒間動作させた後、「ツインターボモード」で動作させる。ECU80は、エンジン10をツインターボモードへの「ツイン切替モード」で動作させる場合には、吸気切替弁51の「閉弁状態」を維持して、排気切替弁53と吸気バイパス弁52に開弁の制御信号を出力して、排気切替弁53と吸気バイパス弁52を「開弁状態」に設定する。
Further, when switching the
これにより、副ターボチャージャ22を作動させて、副タービン22Aの回転を「ツインターボモード」における回転まで上昇させると共に、副コンプレッサ22Bによって加圧された吸気が、吸気バイパス管36、吸気管31Lを介して主コンプレッサ21Bの入口側に供給される。また、ECU80は、ツイン切替モードフラグをRAMから読み出し、「ON」に設定して再度RAMに記憶する。また、ECU80は、シングルターボモードフラグ、ツインターボモードフラグ、及び、シングル切替モードフラグをRAMから読み出し、それぞれを「OFF」に設定して再度RAMに記憶する。
As a result, the
その後、ECU80は、エンジン10を「ツインターボモード」で動作させる場合には、排気切替弁53の「開弁状態」を維持して、吸気切替弁51に開弁の制御信号を出力して「開弁状態」に設定すると共に、吸気バイパス弁52に閉弁の制御信号を出力して「閉弁状態」に設定する。また、ECU80は、ツインターボモードフラグをRAMから読み出し、「ON」に設定して再度RAMに記憶する。また、ECU80は、シングルターボモードフラグ、ツイン切替モードフラグ、及び、シングル切替モードフラグをRAMから読み出し、それぞれを「OFF」に設定して再度RAMに記憶する。これにより、主コンプレッサ21B及び副コンプレッサ22Bによって加圧された吸気が吸気管32L、32R、33を介して吸気マニホールド34に供給される。
Thereafter, when operating the
また、ECU80は、エンジン10を「ツインターボモード」から「シングルターボモード」へ切り替える場合には、シングルターボモードへの「シングル切替モード」で約2秒~3秒間動作させた後、「シングルターボモード」で動作させる。ECU80は、エンジン10をシングルターボモードへの「シングル切替モード」で動作させる場合には、排気切替弁53と吸気切替弁51に閉弁の制御信号を出力して「閉弁状態」に設定し、吸気バイパス弁52に開弁の制御信号を出力して「開弁状態」に設定する。
Further, when switching the
これにより、排気切替弁53を「閉弁状態」にしても、副タービン22Aが慣性で回転するが、副コンプレッサ22Bで加圧された吸気は、吸気バイパス管36、吸気管31Lを介して主コンプレッサ21Bの入口側に供給されて、吸気管33には供給されない。その後、副タービン22Aの回転が低下すると、ECU80は、エンジン10を「シングルターボモード」で動作させる。また、ECU80は、シングル切替モードフラグをRAMから読み出し、「ON」に設定して再度RAMに記憶する。また、ECU80は、シングルターボモードフラグ、ツイン切替モードフラグ、及び、ツインターボモードフラグをRAMから読み出し、それぞれを「OFF」に設定して再度RAMに記憶する。
As a result, even if the
次に、上記のように構成された内燃機関の制御システム1において、ECU80によって実行される処理であって、排気切替弁53、吸気切替弁51、吸気バイパス弁52の故障診断を行う故障診断処理について図4乃至図15に基づいて説明する。ECU80は、起動されると所定時間間隔(例えば、数ミリ秒~数10ミリ秒間隔)にて、図4乃至図6に示す処理を起動し、ステップS11へと処理を進める。尚、図4乃至図6にフローチャートで示されるプログラムは、ECU80のEEPROMに予め記憶されている。
Next, in the
図4に示すように、先ず、ステップS11において、ECU80は、後述のフェイルセーフ処理のサブ処理(図12参照)を実行した後、ステップS12に進む。ステップS12において、ECU80は、シングルターボモードフラグをRAMから読み出し、「ON」に設定されているか否か、つまり、エンジン10がシングルターボモードで動作しているか否かを判定する。そして、シングルターボモードフラグが「ON」に設定されている、つまり、エンジン10がシングルターボモードで動作していると判定した場合には(S12:YES)、ECU80は、ステップS13に進む。
As shown in FIG. 4, first, in step S11, the
ステップS13において、ECU80は、吸気切替弁(以下、「ACV」と記載する場合もある。)51が開固着しているか否かを判定する「ACV開固着判定処理」のサブ処理を実行した後、ステップS14に進む。ここで、「ACV開固着判定処理」のサブ処理について図7に基づいて説明する。
In step S13, the
図7に示すように、先ず、ステップS111において、ECU80は、過給圧センサ55によって吸気マニホールド34の過給圧P5を検出してRAMに記憶した後、ステップS112に進む。ステップS112において、ECU80は、吸気マニホールド34の過給圧P5をRAMから読み出し、この過給圧P5からインタークーラ38及び電子スロットルバルブ39による圧力損失を減算して、主コンプレッサ21Bの出口圧力P3を算出して、RAMに記憶した後、ステップS113に進む。
As shown in FIG. 7, first, in step S111, the
尚、過給圧P5に対応するインタークーラ38及び電子スロットルバルブ39による圧力損失が記憶された圧力損失マップは、CAE(Computer Aided Engineering)解析、又は、実験により予め取得され、EEPROMに予め記憶されている。
The pressure loss map storing the pressure loss due to the
ステップS113において、ECU80は、圧力センサ23からの検出信号に基づいて、副コンプレッサ22Bの出口圧力P2を検出して、RAMに記憶した後、ステップS114に進む。ステップS114において、ECU80は、大気圧センサ75からの検出信号に基づいて、大気圧P1を検出して、RAMに記憶した後、ステップS115に進む。ステップS115において、ECU80は、主コンプレッサ21Bの出口圧力P3と、副コンプレッサ22Bの出口圧力P2とをRAMから読み出し、主コンプレッサ21Bの出口圧力P3と副コンプレッサ22Bの出口圧力P2とがほぼ等しい圧力であるか否かを判定する。
In step S113, the
具体的には、ECU80は、主コンプレッサ21Bの出口圧力P3と副コンプレッサ22Bの出口圧力P2との差の絶対値が、所定圧力ΔP1以下であるか否かを判定する。尚、所定圧力ΔP1のマップは、CAE(Computer Aided Engineering)解析、又は、実験により予め取得され、EEPROMに予め記憶されている。
Specifically, the
そして、主コンプレッサ21Bの出口圧力P3と副コンプレッサ22Bの出口圧力P2とがほぼ等しい圧力でないと判定した場合、つまり、主コンプレッサ21Bの出口圧力P3と副コンプレッサ22Bの出口圧力P2との差の絶対値が、所定圧力ΔP1より大きいと判定した場合には(S115:NO)、ECU80は、吸気切替弁(ACV)51は閉弁状態であると判定し、当該サブ処理を終了して、メインフローチャートに戻り、ステップS14に進む。
When it is determined that the outlet pressure P3 of the
一方、主コンプレッサ21Bの出口圧力P3と副コンプレッサ22Bの出口圧力P2とがほぼ等しい圧力であると判定した場合、つまり、主コンプレッサ21Bの出口圧力P3と副コンプレッサ22Bの出口圧力P2との差の絶対値が、所定圧力ΔP1以下であると判定した場合には(S115:YES)、ECU80は、ステップS116に進む。
On the other hand, when it is determined that the outlet pressure P3 of the
尚、主コンプレッサ21Bの出口圧力P3と副コンプレッサ22Bの出口圧力P2とがほぼ等しい圧力であると判定した場合には(S115:YES)、ECU80は、吸気切替弁(ACV)51が開固着していると判定して、ステップS116の処理を実行しないで、ステップS117に進むようにしてもよい。
When it is determined that the outlet pressure P3 of the
ステップS116において、ECU80は、副コンプレッサ22Bの出口圧力P2と、大気圧P1とをRAMから読み出し、副コンプレッサ22Bの出口圧力P2が大気圧P1よりも高い圧力であるか否かを判定する。そして、副コンプレッサ22Bの出口圧力P2が大気圧P1とほぼ等しい圧力であると判定した場合には(S116:NO)、ECU80は、吸気切替弁(ACV)51は閉弁状態であると判定し、当該サブ処理を終了して、メインフローチャートに戻り、ステップS14に進む。
In step S116, the
一方、副コンプレッサ22Bの出口圧力P2が大気圧P1よりも高い圧力であると判定した場合には(S116:YES)、ECU80は、吸気切替弁(ACV)51が開固着していると判定して、ステップS117に進む。ステップS117において、ECU80は、EEPROMからACV開固着フラグを読み出し、「ON」に設定して、再度EEPROMに記憶した後、当該サブ処理を終了して、メインフローチャートに戻り、ステップS14に進む。尚、ACV開固着フラグは、ECU80の起動時に「OFF」に設定されて、EEPROMに記憶されている。
On the other hand, when it is determined that the outlet pressure P2 of the sub-compressor 22B is higher than the atmospheric pressure P1 (S116: YES), the
図4に示すように、ステップS14において、ECU80は、EEPROMからACV開固着フラグを読み出し、「ON」に設定されているか否か、つまり、吸気切替弁(ACV)51が開固着しているか否かを判定する。そして、ACV開固着フラグが「ON」に設定されていると判定した場合には(S14:YES)、ECU80は、吸気切替弁(ACV)51が開固着していると判定して、ステップS15に進む。
As shown in FIG. 4, in step S14, the
ステップS15において、ECU80は、EEPROMから第1フェイルセーフフラグを読み出し、「ON」に設定して、再度EEPROMに記憶した後、当該処理を終了する。その結果、ECU80は、後述のように、所定時間(例えば、数ミリ秒~数10ミリ秒)経過後に当該故障診断処理を実行した際に、第1フェイルセーフ処理を実行し、二次故障を回避することが可能となる(図12参照)。
In step S15, the
一方、上記ステップS14で、ACV開固着フラグが「OFF」に設定されていると判定した場合には(S14:NO)、ECU80は、吸気切替弁(ACV)51は閉弁状態であると判定して、ステップS16に進む。ステップS16において、ECU80は、排気切替弁(以下、「ECV」と記載する場合もある。)53が開固着しているか否かを判定する「ECV開固着判定処理」のサブ処理を実行した後、ステップS17に進む。ここで、「ECV開固着判定処理」のサブ処理について図8に基づいて説明する。
On the other hand, when it is determined in step S14 that the ACV open fixation flag is set to "OFF" (S14: NO), the
図8に示すように、ECU80は、ステップS121~ステップS124において、上記ステップS111~ステップS114の処理(図7参照)を実行した後、ステップS125に進む。尚、ECU80は、ステップS121~ステップS124の処理を実行しないで、ステップS125以降の処理を実行するようにしてもよい。
As shown in FIG. 8, in steps S121 to S124, the
ステップS125において、主コンプレッサ21Bの出口圧力P3と、副コンプレッサ22Bの出口圧力P2とをRAMから読み出し、主コンプレッサ21Bの出口圧力P3と副コンプレッサ22Bの出口圧力P2とが等しくない圧力であるか否かを判定する。具体的には、ECU80は、主コンプレッサ21Bの出口圧力P3と副コンプレッサ22Bの出口圧力P2との差の絶対値が、所定圧力ΔP1以上であるか否かを判定する。
In step S125, the outlet pressure P3 of the
そして、主コンプレッサ21Bの出口圧力P3と副コンプレッサ22Bの出口圧力P2とがほぼ等しい圧力である、つまり、主コンプレッサ21Bの出口圧力P3と副コンプレッサ22Bの出口圧力P2との差の絶対値が、所定圧力ΔP1以下であると判定した場合には(S125:NO)、ECU80は、当該サブ処理を終了して、メインフローチャートに戻り、ステップS17に進む。
The outlet pressure P3 of the
一方、主コンプレッサ21Bの出口圧力P3と副コンプレッサ22Bの出口圧力P2とが等しくない圧力であると判定した場合、つまり、主コンプレッサ21Bの出口圧力P3と副コンプレッサ22Bの出口圧力P2との差の絶対値が、所定圧力ΔP1よりも大きいと判定した場合には(S125:YES)、ECU80は、吸気切替弁(ACV)51が閉弁状態であると判定して、ステップS126に進む。
On the other hand, when it is determined that the outlet pressure P3 of the
ステップS126において、ECU80は、副コンプレッサ22Bの出口圧力P2と、大気圧P1とをRAMから読み出し、副コンプレッサ22Bの出口圧力P2が大気圧P1よりも高い圧力であるか否かを判定する。そして、副コンプレッサ22Bの出口圧力P2が大気圧P1とほぼ等しい圧力であると判定した場合には(S126:NO)、ECU80は、排気切替弁(ECV)53は閉弁状態であると判定し、当該サブ処理を終了して、メインフローチャートに戻り、ステップS17に進む。
In step S126, the
一方、副コンプレッサ22Bの出口圧力P2が大気圧P1よりも高い圧力であると判定した場合には(S126:YES)、ECU80は、排気切替弁(ECV)53が開固着していると判定して、ステップS127に進む。ステップS127において、ECU80は、EEPROMからECV開固着フラグを読み出し、「ON」に設定して、再度EEPROMに記憶した後、当該サブ処理を終了して、メインフローチャートに戻り、ステップS17に進む。尚、ECU80の起動時に、ECV開固着フラグは、「OFF」に設定されて、EEPROMに記憶されている。
On the other hand, when it is determined that the outlet pressure P2 of the sub-compressor 22B is higher than the atmospheric pressure P1 (S126: YES), the
図4に示すように、ステップS17において、ECU80は、EEPROMからECV開固着フラグを読み出し、「ON」に設定されているか否か、つまり、排気切替弁(ECV)53が開固着しているか否かを判定する。そして、ECV開固着フラグが「OFF」に設定されていると判定した場合には(S17:NO)、ECU80は、当該処理を終了する。
As shown in FIG. 4, in step S17, the
一方、ECV開固着フラグが「ON」に設定されていると判定した場合には(S17:YES)、ECU80は、排気切替弁(ECV)53が開固着していると判定して、ステップS18に進む。ステップS18において、ECU80は、EEPROMから第1フェイルセーフフラグを読み出し、「ON」に設定して、再度EEPROMに記憶した後、当該処理を終了する。その結果、ECU80は、後述のように、所定時間(例えば、数ミリ秒~数10ミリ秒)経過後に当該故障診断処理を実行した際に、第1フェイルセーフ処理を実行し、二次故障を回避することが可能となる(図12参照)。
On the other hand, when it is determined that the ECV stuck open flag is set to "ON" (S17: YES), the
他方、上記ステップS12で、シングルターボモードフラグが「OFF」に設定されている、つまり、エンジン10がシングルターボモードで動作していないと判定した場合には(S12:NO)、ECU80は、ステップS19に進む。ステップS19において、ECU80は、ツイン切替モードフラグをRAMから読み出し、「ON」に設定されているか否か、つまり、エンジン10が「シングルターボモード」から「ツインターボモード」へ切り替える際に経由する「ツイン切替モード」で動作しているか否かを判定する。
On the other hand, when it is determined in step S12 that the single turbo mode flag is set to "OFF", that is, the
そして、ツイン切替モードフラグが「ON」に設定されている、つまり、エンジン10がツイン切替モードで動作していると判定した場合には(S19:YES)、ECU80は、ステップS20に進む。ステップS20において、ECU80は、排気切替弁(ECV)53が閉固着しているか否かを判定する「ECV閉固着判定処理」のサブ処理を実行した後、ステップS21に進む。ここで、「ECV閉固着判定処理」のサブ処理について図9に基づいて説明する。
If it is determined that the twin switching mode flag is set to "ON", that is, the
図9に示すように、先ず、ステップS131において、ECU80は、圧力センサ23からの検出信号に基づいて、副コンプレッサ22Bの出口圧力P2を検出して、RAMに記憶した後、ステップS132に進む。ステップS132において、ECU80は、大気圧センサ75からの検出信号に基づいて、大気圧P1を検出して、RAMに記憶した後、ステップS133に進む。ステップ133において、ECU80は、副コンプレッサ22Bの出口圧力P2と、大気圧P1とをRAMから読み出し、副コンプレッサ22Bの出口圧力P2と大気圧P1とがほぼ等しい圧力であるか否かを判定する。
As shown in FIG. 9, first, in step S131, the
具体的には、ECU80は、副コンプレッサ22Bの出口圧力P2と大気圧P1との差の絶対値が、所定圧力ΔP2以下であるか否かを判定する。尚、所定圧力ΔP2は、CAE(Computer Aided Engineering)解析、又は、実験により予め取得され、EEPROMに予め記憶されている。
Specifically, the
そして、副コンプレッサ22Bの出口圧力P2と大気圧P1とがほぼ等しい圧力でないと判定した場合、つまり、副コンプレッサ22Bの出口圧力P2と大気圧P1との差の絶対値が、所定圧力ΔP2より大きいと判定した場合には(S133:NO)、ECU80は、排気切替弁(ECV)53は開弁状態であると判定し、当該サブ処理を終了して、メインフローチャートに戻り、ステップS21に進む。
When it is determined that the outlet pressure P2 of the sub-compressor 22B and the atmospheric pressure P1 are not substantially equal, that is, the absolute value of the difference between the outlet pressure P2 of the sub-compressor 22B and the atmospheric pressure P1 is greater than the predetermined pressure ΔP2. If so (S133: NO), the
一方、副コンプレッサ22Bの出口圧力P2と大気圧P1とがほぼ等しい圧力であると判定した場合、つまり、副コンプレッサ22Bの出口圧力P2と大気圧P1との差の絶対値が、所定圧力ΔP2以下であると判定した場合には(S133:YES)、ECU80は、排気切替弁(ECV)53が閉固着していると判定して、ステップS134に進む。ステップS134において、ECU80は、EEPROMからECV閉固着フラグを読み出し、「ON」に設定して、再度EEPROMに記憶した後、当該サブ処理を終了して、メインフローチャートに戻り、ステップS21に進む。尚、ECV閉固着フラグは、ECU80の起動時に「OFF」に設定されて、EEPROMに記憶されている。
On the other hand, when it is determined that the outlet pressure P2 of the sub-compressor 22B and the atmospheric pressure P1 are substantially equal, that is, the absolute value of the difference between the outlet pressure P2 of the sub-compressor 22B and the atmospheric pressure P1 is equal to or less than the predetermined pressure ΔP2. If so (S133: YES), the
図4に示すように、ステップS21において、ECU80は、EEPROMからECV閉固着フラグを読み出し、「ON」に設定されているか否か、つまり、排気切替弁(ECV)53が閉固着しているか否かを判定する。そして、ECV閉固着フラグが「OFF」に設定されていると判定した場合には(S21:NO)、ECU80は、排気切替弁(ECV)53は、開弁状態であると判定して、当該処理を終了する。
As shown in FIG. 4, in step S21, the
一方、ECV閉固着フラグが「ON」に設定されていると判定した場合には(S21:YES)、ECU80は、排気切替弁(ECV)53が閉固着していると判定して、ステップS22に進む。ステップS22において、ECU80は、EEPROMから第2フェイルセーフフラグを読み出し、「ON」に設定して、再度EEPROMに記憶した後、当該処理を終了する。その結果、ECU80は、後述のように、所定時間(例えば、数ミリ秒~数10ミリ秒)経過後に当該故障診断処理を実行した際に、第2フェイルセーフ処理を実行し、二次故障を回避することが可能となる(図12参照)。
On the other hand, when it is determined that the ECV stuck closed flag is set to "ON" (S21: YES), the
他方、上記ステップS19で、ツイン切替モードフラグが「OFF」に設定されている、つまり、エンジン10がツイン切替モードで動作していないと判定した場合には(S19:NO)、ECU80は、ステップS23に進む。
On the other hand, if it is determined in step S19 that the twin switching mode flag is set to "OFF", that is, if it is determined that the
図5に示すように、ステップS23において、ECU80は、ツインターボモードフラグをRAMから読み出し、「ON」に設定されているか否か、つまり、エンジン10がツインターボモードで動作しているか否かを判定する。そして、ツインターボモードフラグが「ON」に設定されている、つまり、エンジン10がツインターボモードで動作していると判定した場合には(S23:YES)、ECU80は、ステップS24に進む。
As shown in FIG. 5, in step S23, the
ステップS24において、ECU80は、吸気切替弁(ACV)51が閉固着しているか否かを判定する「ACV閉固着判定処理」のサブ処理を実行した後、ステップS25に進む。ここで、「ACV閉固着判定処理」のサブ処理について図10に基づいて説明する。
In step S24, the
図10に示すように、ECU80は、ステップS141~ステップS143において、上記ステップS111~ステップS113の処理(図7参照)を実行した後、ステップS144に進む。ステップS144において、主コンプレッサ21Bの出口圧力P3と、副コンプレッサ22Bの出口圧力P2とをRAMから読み出し、主コンプレッサ21Bの出口圧力P3と副コンプレッサ22Bの出口圧力P2とが等しくない圧力であるか否かを判定する。
As shown in FIG. 10, in steps S141 to S143, the
具体的には、ECU80は、主コンプレッサ21Bの出口圧力P3と副コンプレッサ22Bの出口圧力P2との差の絶対値が、所定圧力ΔP3以上であるか否かを判定する。尚、所定圧力ΔP3のマップは、CAE(Computer Aided Engineering)解析、又は、実験により予め取得され、EEPROMに予め記憶されている。
Specifically, the
そして、主コンプレッサ21Bの出口圧力P3と副コンプレッサ22Bの出口圧力P2とがほぼ等しい圧力である、つまり、主コンプレッサ21Bの出口圧力P3と副コンプレッサ22Bの出口圧力P2との差の絶対値が、所定圧力ΔP3未満であると判定した場合には(S144:NO)、ECU80は、吸気切替弁(ACV)51は開弁状態であると判定し、当該サブ処理を終了して、メインフローチャートに戻り、ステップS25に進む。
The outlet pressure P3 of the
一方、主コンプレッサ21Bの出口圧力P3と副コンプレッサ22Bの出口圧力P2とが等しくない圧力であると判定した場合、つまり、主コンプレッサ21Bの出口圧力P3と副コンプレッサ22Bの出口圧力P2との差の絶対値が、所定圧力ΔP3以上であると判定した場合には(S144:YES)、ECU80は、吸気切替弁(ACV)51が閉固着していると判定して、ステップS145に進む。
On the other hand, when it is determined that the outlet pressure P3 of the
ステップS145において、ECU80は、EEPROMからACV閉固着フラグを読み出し、「ON」に設定して、再度EEPROMに記憶した後、当該サブ処理を終了して、メインフローチャートに戻り、ステップS25に進む。尚、ACV閉固着フラグは、ECU80の起動時に「OFF」に設定されて、EEPROMに記憶されている。
In step S145, the
図5に示すように、ステップS25において、ECU80は、EEPROMからACV閉固着フラグを読み出し、「ON」に設定されているか否か、つまり、吸気切替弁(ACV)51が閉固着しているか否かを判定する。そして、ACV閉固着フラグが「ON」に設定されていると判定した場合には(S25:YES)、ECU80は、吸気切替弁(ACV)51が閉固着していると判定して、ステップS26に進む。
As shown in FIG. 5, in step S25, the
ステップS26において、ECU80は、EEPROMから第2フェイルセーフフラグを読み出し、「ON」に設定して、再度EEPROMに記憶した後、当該処理を終了する。その結果、ECU80は、後述のように、所定時間(例えば、数ミリ秒~数10ミリ秒)経過後に当該故障診断処理を実行した際に、第2フェイルセーフ処理を実行し、二次故障を回避することが可能となる(図12参照)。
In step S26, the
一方、上記ステップS25で、ACV閉固着フラグが「OFF」に設定されていると判定した場合には(S25:NO)、ECU80は、吸気切替弁(ACV)51は開弁状態であると判定して、ステップS27に進む。ステップS27において、ECU80は、吸気バイパス弁(以下、「ABV」と記載する場合もある。)52が開固着しているか否かを判定する「ABV開固着判定処理」のサブ処理を実行した後、ステップS28に進む。ここで、「ABV開固着判定処理」のサブ処理について図11に基づいて説明する。
On the other hand, if it is determined in step S25 that the ACV closed fixation flag is set to "OFF" (S25: NO), the
図11に示すように、ステップS151において、ECU80は、上記ステップS141の処理(図10参照)を実行した後、ステップS152に進む。つまり、ステップS151において、ECU80は、過給圧センサ55によって吸気マニホールド34の過給圧P5を検出してRAMに記憶した後、ステップS152に進む。ステップS152において、ECU80は、第3温度検出装置27によって主コンプレッサ21Bの出口温度T3を検出してRAMに記憶した後、ステップS153に進む。
As shown in FIG. 11, in step S151, the
ステップS153において、ECU80は、エンジン回転数検出装置28によってエンジン回転数を検出してRAMに記憶する。また、ECU80は、燃料噴射装置15L、15Rを駆動して各気筒内に噴射した単位時間当たりの燃料噴射量(実噴射量)を算出する。そして、ECU80は、不図示の目標過給圧マップからエンジン回転数と燃料噴射量に対応する目標過給圧P6を算出し、RAMに記憶する。尚、目標過給圧マップは、エンジン回転数と燃料噴射量との各組み合わせに対する吸気マニホールド34の目標過給圧が記憶されている。この目標過給圧マップは、CAE(Computer Aided Engineering)解析、又は、実験により予め取得され、EEPROMに予め記憶されている。
In step S153, the
続いて、ECU80は、吸気マニホールド34の過給圧P5と目標過給圧P6とをRAMから読み出し、吸気マニホールド34の過給圧P5が目標過給圧P6よりも低い圧力であるか否かを判定する。そして、吸気マニホールド34の過給圧P5が目標過給圧P6以上の圧力である場合には(S153:NO)、ECU80は、当該サブ処理を終了して、メインフローチャートに戻り、ステップS28に進む。
Subsequently, the
一方、吸気マニホールド34の過給圧P5が目標過給圧P6よりも低い圧力であると判定した場合には(S153:YES)、ECU80は、ステップS154に進む。ステップS154において、ECU80は、主コンプレッサ21Bの出口温度T3をRAMから読み出し、主コンプレッサ21Bの出口温度T3が第1温度閾値TS(例えば、190℃)以上であるか否かを判定する。
On the other hand, when it is determined that the supercharging pressure P5 of the
そして、主コンプレッサ21Bの出口温度T3が第1温度閾値TSよりも低い温度であると判定した場合には(S154:NO)、ECU80は、吸気バイパス弁(ABV)52は閉弁状態であると判定して、当該サブ処理を終了して、メインフローチャートに戻り、ステップS28に進む。尚、第1温度閾値TSは、CAE(Computer Aided Engineering)解析、又は、実験により予め取得され、EEPROMに予め記憶されている。
When it is determined that the outlet temperature T3 of the
一方、主コンプレッサ21Bの出口温度T3が第1温度閾値TS以上の温度であると判定した場合には(S154:YES)、ECU80は、吸気バイパス弁(ABV)52は開固着していると判定して、ステップS155に進む。ステップS155において、ECU80は、EEPROMからABV開固着フラグを読み出し、「ON」に設定して、再度EEPROMに記憶した後、当該サブ処理を終了して、メインフローチャートに戻り、ステップS28に進む。尚、ECU80の起動時に、ABV開固着フラグは、「OFF」に設定されて、EEPROMに記憶されている。
On the other hand, when it is determined that the outlet temperature T3 of the
図5に示すように、ステップS28において、ECU80は、EEPROMからABV開固着フラグを読み出し、「ON」に設定されているか否か、つまり、吸気バイパス弁(ABV)52が開固着しているか否かを判定する。そして、ABV開固着フラグが「OFF」に設定されていると判定した場合には(S28:NO)、ECU80は、当該処理を終了する。
As shown in FIG. 5, in step S28, the
一方、ABV開固着フラグが「ON」に設定されていると判定した場合には(S28:YES)、ECU80は、吸気バイパス弁(ABV)52が開固着していると判定して、ステップS29に進む。ステップS29において、ECU80は、EEPROMから第1フェイルセーフフラグを読み出し、「ON」に設定して、再度EEPROMに記憶した後、当該処理を終了する。その結果、ECU80は、後述のように、所定時間(例えば、数ミリ秒~数10ミリ秒)経過後に当該故障診断処理を実行した際に、第1フェイルセーフ処理を実行し、二次故障を回避することが可能となる(図12参照)。
On the other hand, when it is determined that the ABV stuck open flag is set to "ON" (S28: YES), the
他方、上記ステップS23で、ツインターボモードフラグが「OFF」に設定されている、つまり、エンジン10がツインターボモードで動作していないと判定した場合には(S23:NO)、ECU80は、ステップS30に進む。ステップS30において、ECU80は、シングル切替モードフラグをRAMから読み出し、「ON」に設定されているか否か、つまり、エンジン10が「ツインターボモード」から「シングルターボモード」へ切り替える際に経由する「シングル切替モード」で動作しているか否かを判定する。
On the other hand, when it is determined in step S23 that the twin-turbo mode flag is set to "OFF", that is, the
そして、シングル切替モードフラグが「OFF」に設定されている、つまり、エンジン10が始動されていないと判定した場合には(S30:NO)、ECU80は、当該処理を終了する。一方、シングル切替モードフラグが「ON」に設定されている、つまり、エンジン10がシングル切替モードで動作していると判定した場合には(S30:YES)、ECU80は、ステップS31に進む。ステップS31において、ECU80は、吸気切替弁(ACV)51が開固着しているか否かを判定する「ACV開固着判定処理」のサブ処理、つまり、上記ステップS13のサブ処理(図4、図7参照)を実行した後、ステップS32に進む。
Then, when it is determined that the single switching mode flag is set to "OFF", that is, the
ステップS32において、ECU80は、EEPROMからACV開固着フラグを読み出し、「ON」に設定されているか否か、つまり、吸気切替弁(ACV)51が開固着しているか否かを判定する。そして、ACV開固着フラグが「ON」に設定されていると判定した場合には(S32:YES)、ECU80は、吸気切替弁(ACV)51が開固着していると判定して、ステップS33に進む。
In step S32, the
ステップS33において、ECU80は、EEPROMから第1フェイルセーフフラグを読み出し、「ON」に設定して、再度EEPROMに記憶した後、当該処理を終了する。その結果、ECU80は、後述のように、所定時間(例えば、数ミリ秒~数10ミリ秒)経過後に当該故障診断処理を実行した際に、第1フェイルセーフ処理を実行し、二次故障を回避することが可能となる(図12参照)。
In step S33, the
一方、上記ステップS32で、ACV開固着フラグが「OFF」に設定されていると判定した場合には(S32:NO)、ECU80は、吸気切替弁(ACV)51は閉弁状態であると判定して、ステップS34に進む。図6に示すように、ステップS34において、ECU80は、排気切替弁(ECV)53が開固着しているか否かを判定する「ECV開固着判定処理」のサブ処理、つまり、上記ステップS16のサブ処理(図4、図8参照)を実行した後、ステップS35に進む。
On the other hand, if it is determined in step S32 that the ACV open fixation flag is set to "OFF" (S32: NO), the
ステップS35において、ECU80は、EEPROMからECV開固着フラグを読み出し、「ON」に設定されているか否か、つまり、排気切替弁(ECV)53が開固着しているか否かを判定する。そして、ECV開固着フラグが「OFF」に設定されていると判定した場合には(S35:NO)、ECU80は、当該処理を終了する。
In step S35, the
一方、ECV開固着フラグが「ON」に設定されていると判定した場合には(S35:YES)、ECU80は、排気切替弁(ECV)53が開固着していると判定して、ステップS36に進む。ステップS36において、ECU80は、EEPROMから第1フェイルセーフフラグを読み出し、「ON」に設定して、再度EEPROMに記憶した後、当該故障診断処理を終了する。その結果、ECU80は、後述のように、所定時間(例えば、数ミリ秒~数10ミリ秒)経過後に当該故障診断処理を実行した際に、第1フェイルセーフ処理を実行し、二次故障を回避することが可能となる(図12参照)。
On the other hand, when it is determined that the ECV stuck open flag is set to "ON" (S35: YES), the
[フェイルセーフ処理]
次に、上記ステップS11において、ECU80が実行する「フェイルセーフ処理」のサブ処理について図12~図15に基づいて説明する。図12に示すように、先ず、ステップS211において、ECU80は、EEPROMから第1フェイルセーフフラグを読み出し、「ON」に設定されているか否か、つまり、吸気切替弁(ACV)51、吸気バイパス弁(ABV)52、又は、排気切替弁(ECV)53のうちのいずれかが開固着しているか否かを判定する。
[Fail-safe processing]
Next, sub-processing of the "fail-safe processing" executed by the
そして、第1フェイルセーフフラグが「ON」に設定されている、つまり、吸気切替弁(ACV)51、吸気バイパス弁(ABV)52、又は、排気切替弁(ECV)53のうちのいずれかが開固着していると判定された場合には(S211:YES)、ECU80は、ステップS212に進む。ステップS212において、ECU80は、「第1フェイルセーフ処理」のサブ処理を実行した後、当該サブ処理を終了してメインフローチャートに戻り、当該故障診断処理を終了する。ここで、「第1フェイルセーフ処理」のサブ処理について図13に基づいて説明する。
Then, the first fail-safe flag is set to "ON", that is, one of the intake switching valve (ACV) 51, the intake bypass valve (ABV) 52, or the exhaust switching valve (ECV) 53 is If it is determined that the valve is stuck open (S211: YES), the
図13に示すように、先ず、ステップS311において、ECU80は、エンジン10を「ツインターボモード」で動作するように設定して固定した後、ステップS312に進む。具体的には、ECU80は、排気切替弁(ECV)53と吸気切替弁(ACV)51に開弁の制御信号を出力して、排気切替弁53と吸気切替弁(ACV)51を「開弁状態」に設定して固定する。また、吸気バイパス弁(ABV)52に閉弁の制御信号を出力して、吸気バイパス弁(ABV)52を「閉弁状態」に設定して固定する。
As shown in FIG. 13, first, in step S311, the
続いて、ステップS312において、ECU80は、主可変ノズル機構57の可変ノズル57Aを全開に設定すると共に、副可変ノズル機構58の可変ノズル58Aを全開に設定した後、ステップS313に進む。これにより、図2において、エンジン回転数及び要求トルク(燃料噴射量)によって定まる動作点がシングルターボモードであっても、各可変ノズル57A、58Aが全開に設定されているため、主タービン21Aと副タービン22Aの過回転による破損や焼き付き等の二次故障を回避することが可能となる。また、エンジン10が低速・中負荷以上で動作しても、動作性能を確保しつつ、サージの発生を防止することができる。
Subsequently, in step S312, the
そして、ステップS313において、ECU80は、警告ランプ72を点灯させて、不図示のディスプレイに「サービス工場へ行ってください!!」等と表示し、排気切替弁(ECV)53、吸気切替弁(ACV)51、又は、吸気バイパス弁(ABV)52のうちのいずれかに開固着の故障が発生している旨の警告報知を行った後、当該サブ処理を終了する。これにより、ユーザは、排気切替弁(ECV)53、吸気切替弁(ACV)51、又は、吸気バイパス弁(ABV)52のうちのいずれかに開固着の故障が発生している旨を迅速に認識することができる。
Then, in step S313, the
一方、上記ステップS211で第1フェイルセーフフラグが「OFF」に設定されている、つまり、吸気切替弁(ACV)51、吸気バイパス弁(ABV)52、及び、排気切替弁(ECV)53のいずれも開固着していないと判定された場合には(S211:NO)、ECU80は、ステップS213に進む。ステップS213において、ECU80は、EEPROMから第2フェイルセーフフラグを読み出し、「ON」に設定されているか否か、つまり、吸気切替弁(ACV)51又は排気切替弁(ECV)53のうちのいずれかが閉固着しているか否かを判定する。
On the other hand, the first fail-safe flag is set to "OFF" in step S211, that is, any of the intake switching valve (ACV) 51, the intake bypass valve (ABV) 52, and the exhaust switching valve (ECV) 53 If it is determined that the valve is not stuck open (S211: NO), the
そして、第2フェイルセーフフラグが「ON」に設定されている、つまり、吸気切替弁(ACV)51又は排気切替弁(ECV)53のうちのいずれかが閉固着していると判定された場合には(S213:YES)、ECU80は、ステップS214に進む。ステップS214において、ECU80は、「第2フェイルセーフ処理」のサブ処理を実行した後、当該サブ処理を終了してメインフローチャートに戻り、当該故障診断処理を終了する。ここで、「第2フェイルセーフ処理」のサブ処理について図14及び図15に基づいて説明する。
Then, when it is determined that the second fail-safe flag is set to "ON", that is, either the intake switching valve (ACV) 51 or the exhaust switching valve (ECV) 53 is stuck closed. Otherwise (S213: YES), the
図14に示すように、先ず、ステップS321において、ECU80は、エンジン10を「シングルターボモード」で動作するように設定して固定した後、ステップS322に進む。具体的には、ECU80は、排気切替弁(ECV)53と吸気切替弁(ACV)51と吸気バイパス弁(ABV)52に閉弁の制御信号を出力して、排気切替弁53と吸気切替弁(ACV)51と吸気バイパス弁(ABV)52を全て「開弁状態」に設定して固定する。
As shown in FIG. 14, first, in step S321, the
続いて、ステップS322において、ECU80は、主可変ノズル機構57の可変ノズル57Aを全開に設定した後、ステップS323に進む。これにより、図2において、エンジン回転数及び要求トルク(燃料噴射量)によって定まる動作点がツインターボモードであっても、可変ノズル57Aが全開に設定されているため、高速走行時において、主タービン21Aの過回転による破損や焼き付き等の二次故障を回避することが可能となる。
Subsequently, in step S322, the
そして、ステップS323において、ECU80は、大気圧センサ75からの検出信号に基づいて、大気圧P1を検出して、RAMに記憶した後、ステップS324に進む。ステップS324において、ECU80は、エンジン回転数検出装置28によってエンジン回転数を検出してRAMに記憶した後、ステップS325に進む。
In step S323, the
ステップS325において、ECU80は、検出した大気圧P1とエンジン回転数との組み合わせに応じた燃料の噴射量制限値をEEPROMに記憶する出力制御マップから読み出し、EEPROMに記憶する。そして、ECU80は、各燃料噴射装置15L、15Rから噴射する燃料噴射量が噴射量制限値を超える場合には、当該噴射量制限値になるように設定した後、ステップS326に進む。
In step S325, the
ここで、出力制御マップの一例について図15に基づいて説明する。図15に示すように、出力制御マップは、横軸のエンジン回転数と縦軸の大気圧の各組み合わせに対応する燃料の噴射量制限値が記憶されている。出力制御マップにおいて、エンジン回転数が、例えば、2200(rpm)以上の場合には、燃料の噴射量制限値(mm3/ストローク)が増加しないように設定されている。また、出力制御マップにおいて、大気圧P1が低くなるほど、燃料の噴射量制限値が少なくなるように設定されている。 An example of the output control map will now be described with reference to FIG. As shown in FIG. 15, the output control map stores the fuel injection amount limit value corresponding to each combination of the engine speed on the horizontal axis and the atmospheric pressure on the vertical axis. In the output control map, the fuel injection amount limit value (mm 3 /stroke) is set so as not to increase when the engine speed is, for example, 2200 (rpm) or higher. Further, in the output control map, the lower the atmospheric pressure P1 is, the lower the fuel injection amount limit value is set.
ここで、大気圧P1が低くなるに従って、つまり、高地では、等ゲージ圧でも主コンプレッサ21Bの入口側圧力に対する主コンプレッサ21Bの出口側圧力の圧力比が、平地の場合よりも高くなる。例えば、平地において、主コンプレッサ21Bの入口側圧力が100(kPa)で、出口側圧力が200(kPa)の場合は、圧力比は、200/100=2である。一方、高地において、主コンプレッサ21Bの入口側圧力が70(kPa)で、出口側圧力が170(kPa)の場合は、圧力比は、170/70=2.43である。
Here, as the atmospheric pressure P1 becomes lower, that is, at high altitudes, the pressure ratio of the outlet side pressure of the
その結果、大気圧P1が低くなるに従って、燃料の噴射量制限値が少なくなるように制御することによって、等ゲージ圧であっても、主ターボチャージャ21のターボ過回転や、主タービン21Aの入口側排気圧が基準圧力を超えないように出力制限を行うことができる。
As a result, by controlling the fuel injection amount limit value to decrease as the atmospheric pressure P1 decreases, even if the gauge pressure is constant, the turbo overspeed of the
その後、図14に示すように、ステップS326において、ECU80は、警告ランプ72を点灯させて、不図示のディスプレイに「サービス工場へ行ってください!!」等と表示し、排気切替弁(ECV)53又は吸気切替弁(ACV)51に閉固着の故障が発生している旨の警告報知を行った後、当該サブ処理を終了する。これにより、ユーザは、排気切替弁(ECV)53又は吸気切替弁(ACV)51に開固着の故障が発生している旨を迅速に認識することができる。
After that, as shown in FIG. 14, in step S326, the
ここで、ECU80は、弁切替制御装置、過給圧力取得装置、主コンプレッサ出口圧力取得装置、副コンプレッサ出口圧力取得装置、故障診断装置、第1判定装置、第2判定装置、第3判定装置、第4判定装置、第5判定装置、第6判定装置、第7判定装置、第8判定装置、第9判定装置、第10判定装置、第11判定装置、ノズル制御装置、第1故障判定装置、噴射量制御装置、第2故障判定装置の一例として機能する。
Here, the
以上詳細に説明した通り、本実施形態に係る内燃機関の制御システム1では、ECU80は、シングルターボモードと、ツインターボモードと、ツイン切替モードと、シングル切替モードと、の4つの過給モードの状態のそれぞれにおいて、排気切替弁(ECV)53、吸気切替弁(ACV)51、又は、吸気バイパス弁(ABV)52の開固着、又は、閉固着の故障診断を行うことができる。
As described in detail above, in the internal combustion
従って、ECU80は、シングルターボモードの状態になるまで待つことなく、他の過給モードにおいても、排気切替弁(ECV)53、吸気切替弁(ACV)51、又は、吸気バイパス弁(ABV)52の開固着、又は、閉固着の故障を迅速に検出し、フェイルセーフ処理を実行して、ターボ過回転等の二次故障を回避することが可能となる。
Therefore, the
尚、本発明は前記実施形態に限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形、追加、削除が可能であることは勿論である。例えば、以下のようにしてもよい。尚、以下の説明において上記図1~図15の前記実施形態に係るエンジン10等と同一符号は、前記実施形態に係るエンジン10等と同一あるいは相当部分を示すものである。
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments, and various improvements, modifications, additions, and deletions are possible without departing from the scope of the present invention. For example, it may be as follows. In the following description, the same reference numerals as those of the
(A)例えば、図1に示すように、主コンプレッサ21Bの出口側に圧力センサ91を配置して、圧力センサ91を介して主コンプレッサ21Bの出口圧力P3を検出するように構成してもよい。これにより、主コンプレッサ21Bの出口圧力P3の精度の向上を図ることができる。
(A) For example, as shown in FIG. 1, a
(B)例えば、上記ステップS28で、吸気バイパス弁(ABV)52が開固着していると判定された場合には(S28:YES)、上記ステップS29において、ECU80は、EEPROMから第2フェイルセーフフラグを読み出し、「ON」に設定して、再度EEPROMに記憶した後、当該処理を終了するようにしてもよい。これにより、吸気バイパス弁(ABV)52が開固着した場合に、第2フェイルセーフ処理(図14参照)が実行される。従って、主タービン21Aの過回転による破損や焼き付き等の二次故障を回避しつつ、吸気バイパス弁(ABV)52に開固着の故障が発生している旨の警告報知を行うことができる。
(B) For example, when it is determined in step S28 that the intake bypass valve (ABV) 52 is stuck open (S28: YES), in step S29, the
(C)前記実施形態の説明に用いた数値は一例であり、この数値に限定されるものではない。また、以上(≧)、以下(≦)、より大きい(>)、未満(<)等は、等号を含んでも含まなくてもよい。 (C) Numerical values used in the description of the above embodiment are examples, and are not limited to these numerical values. Greater than (≧), less than (≦), greater than (>), less than (<), etc. may or may not include an equal sign.
1 内燃機関の制御システム
10 エンジン
15L、15R 燃料噴射装置
21 主ターボチャージャ
21A 主タービン
21B 主コンプレッサ
22 副ターボチャージャ
22A 副タービン
22B 副コンプレッサ
23 圧力センサ
27 第3温度検出装置
28 エンジン回転数検出装置
43R 上流側副排気管
51 吸気切替弁(ACV)
52 吸気バイパス弁(ABV)
53 排気切替弁(ECV)
55 過給圧センサ
57 主可変ノズル機構
57A、58A 可変ノズル
58 副可変ノズル機構
75 大気圧センサ
80 制御装置(ECU)
1 Internal Combustion
52 intake bypass valve (ABV)
53 Exhaust switching valve (ECV)
55
Claims (10)
前記主ターボチャージャに対して並列に接続される副ターボチャージャと、
前記副ターボチャージャの副タービンの入口側に接続された上流側副排気管に設けられる排気切替弁と、
前記副ターボチャージャの副コンプレッサの出口側に接続された吸気管に設けられた吸気切替弁と、
前記吸気管の前記吸気切替弁よりも上流側と前記主ターボチャージャの主コンプレッサの入口側とを接続する吸気バイパス管に設けられた吸気バイパス弁と、
前記排気切替弁と前記吸気切替弁と前記吸気バイパス弁のそれぞれを閉弁状態又は開弁状態に切り替えて、主ターボチャージャのみを作動させて過給するシングルターボモードと、主ターボチャージャと副ターボチャージャを作動させて過給するツインターボモードと、前記シングルターボモードから前記ツインターボモードに切り替える際に経由するツイン切替モードと、前記ツインターボモードから前記シングルターボモードに切り替える際に経由するシングル切替モードと、のいずれか1つの過給モードに設定するように制御する弁切替制御装置と、
吸気マニホールドの過給圧力を取得する過給圧力取得装置と、
前記主コンプレッサの出口圧力を取得する主コンプレッサ出口圧力取得装置と、
前記副コンプレッサの出口圧力を取得する副コンプレッサ出口圧力取得装置と、
前記吸気マニホールドの過給圧力と前記主コンプレッサの出口圧力と前記副コンプレッサの出口圧力のいずれかに基づいて、前記弁切替制御装置によって設定された前記過給モードに応じて前記排気切替弁と前記吸気切替弁と前記吸気バイパス弁のうちの少なくとも1つの故障診断を行う故障診断装置と、
大気圧を検出する大気圧検出装置を備え、
前記弁切替制御装置は、
前記過給モードを前記シングルターボモードに設定する場合には、前記排気切替弁と前記吸気切替弁と前記吸気バイパス弁のそれぞれを閉弁状態に切り替えるように制御し、
前記故障診断装置は、
前記弁切替制御装置が前記過給モードを前記シングルターボモードに設定したか否かを判定する第1判定装置と、
前記第1判定装置によって前記弁切替制御装置が前記過給モードを前記シングルターボモードに設定したと判定した場合には、前記主コンプレッサの出口圧力と前記副コンプレッサの出口圧力とがほぼ等しい等圧状態で、且つ、前記副コンプレッサの出口圧力が前記大気圧よりも高い圧力であるか否かを判定する第2判定装置と、
を有し、
前記第2判定装置によって前記主コンプレッサの出口圧力と前記副コンプレッサの出口圧力とがほぼ等しい等圧状態で、且つ、前記副コンプレッサの出口圧力が前記大気圧よりも高い圧力であると判定された場合には、前記吸気切替弁が開固着しているとの故障診断を行う、
内燃機関の制御システム。 a main turbocharger;
a sub-turbocharger connected in parallel to the main turbocharger;
an exhaust switching valve provided in an upstream side sub-exhaust pipe connected to an inlet side of a sub-turbine of the sub-turbocharger;
an intake switching valve provided in an intake pipe connected to the outlet side of the sub-compressor of the sub-turbocharger;
an intake bypass valve provided in an intake bypass pipe connecting an upstream side of the intake pipe from the intake switching valve and an inlet side of the main compressor of the main turbocharger;
A single turbo mode in which the exhaust switching valve, the intake switching valve, and the intake bypass valve are respectively switched to a closed state or an open state to operate only the main turbocharger for supercharging, and the main turbocharger and the sub-turbo A twin-turbo mode for supercharging by operating a charger, a twin-switching mode via which switching from the single-turbo mode to the twin-turbo mode, and a single-switching via when switching from the twin-turbo mode to the single-turbo mode a valve switching control device that controls to set to any one of the supercharging mode;
a supercharging pressure acquisition device for acquiring the supercharging pressure of the intake manifold;
a main compressor outlet pressure acquisition device for acquiring the outlet pressure of the main compressor;
a sub-compressor outlet pressure acquisition device for acquiring the outlet pressure of the sub-compressor;
Based on any one of the supercharging pressure of the intake manifold, the outlet pressure of the main compressor, and the outlet pressure of the sub-compressor, the exhaust switching valve and the a failure diagnosis device that performs failure diagnosis of at least one of the intake switching valve and the intake bypass valve;
Equipped with an atmospheric pressure detection device that detects atmospheric pressure,
The valve switching control device is
when the supercharging mode is set to the single turbo mode, controlling each of the exhaust switching valve, the intake switching valve, and the intake bypass valve to switch to a closed state;
The failure diagnosis device
a first determination device that determines whether the valve switching control device has set the supercharging mode to the single turbo mode;
When the first determination device determines that the valve switching control device has set the supercharging mode to the single turbo mode, the outlet pressure of the main compressor and the outlet pressure of the sub-compressor are substantially equal to each other. a second determination device for determining whether the pressure at the outlet of the sub-compressor is higher than the atmospheric pressure;
has
It is determined by the second determining device that the outlet pressure of the main compressor and the outlet pressure of the sub-compressor are substantially equal and that the outlet pressure of the sub-compressor is higher than the atmospheric pressure. In this case, perform a failure diagnosis that the intake switching valve is stuck open,
Control system for internal combustion engines.
前記主ターボチャージャに対して並列に接続される副ターボチャージャと、
前記副ターボチャージャの副タービンの入口側に接続された上流側副排気管に設けられる排気切替弁と、
前記副ターボチャージャの副コンプレッサの出口側に接続された吸気管に設けられた吸気切替弁と、
前記吸気管の前記吸気切替弁よりも上流側と前記主ターボチャージャの主コンプレッサの入口側とを接続する吸気バイパス管に設けられた吸気バイパス弁と、
前記排気切替弁と前記吸気切替弁と前記吸気バイパス弁のそれぞれを閉弁状態又は開弁状態に切り替えて、主ターボチャージャのみを作動させて過給するシングルターボモードと、主ターボチャージャと副ターボチャージャを作動させて過給するツインターボモードと、前記シングルターボモードから前記ツインターボモードに切り替える際に経由するツイン切替モードと、前記ツインターボモードから前記シングルターボモードに切り替える際に経由するシングル切替モードと、のいずれか1つの過給モードに設定するように制御する弁切替制御装置と、
吸気マニホールドの過給圧力を取得する過給圧力取得装置と、
前記主コンプレッサの出口圧力を取得する主コンプレッサ出口圧力取得装置と、
前記副コンプレッサの出口圧力を取得する副コンプレッサ出口圧力取得装置と、
前記吸気マニホールドの過給圧力と前記主コンプレッサの出口圧力と前記副コンプレッサの出口圧力のいずれかに基づいて、前記弁切替制御装置によって設定された前記過給モードに応じて前記排気切替弁と前記吸気切替弁と前記吸気バイパス弁のうちの少なくとも1つの故障診断を行う故障診断装置と、
大気圧を検出する大気圧検出装置を備え、
前記弁切替制御装置は、
前記過給モードを前記シングルターボモードに設定する場合には、前記排気切替弁と前記吸気切替弁と前記吸気バイパス弁のそれぞれを閉弁状態に切り替えるように制御し、
前記故障診断装置は、
前記弁切替制御装置が前記過給モードを前記シングルターボモードに設定したか否かを判定する第1判定装置と、
前記第1判定装置によって前記弁切替制御装置が前記過給モードを前記シングルターボモードに設定したと判定した場合には、前記主コンプレッサの出口圧力と前記副コンプレッサの出口圧力とが異なった圧力状態で、且つ、前記副コンプレッサの出口圧力が前記大気圧よりも高い圧力であるか否かを判定する第3判定装置と、
を有し、
前記第3判定装置によって前記主コンプレッサの出口圧力と前記副コンプレッサの出口圧力とが異なった圧力状態で、且つ、前記副コンプレッサの出口圧力が前記大気圧よりも高い圧力であると判定された場合には、前記排気切替弁が開固着しているとの故障診断を行う、
内燃機関の制御システム。 a main turbocharger;
a sub-turbocharger connected in parallel to the main turbocharger;
an exhaust switching valve provided in an upstream side sub-exhaust pipe connected to an inlet side of a sub-turbine of the sub-turbocharger;
an intake switching valve provided in an intake pipe connected to the outlet side of the sub-compressor of the sub-turbocharger;
an intake bypass valve provided in an intake bypass pipe connecting an upstream side of the intake pipe from the intake switching valve and an inlet side of the main compressor of the main turbocharger;
A single turbo mode in which the exhaust switching valve, the intake switching valve, and the intake bypass valve are respectively switched to a closed state or an open state to operate only the main turbocharger for supercharging, and the main turbocharger and the sub-turbo A twin-turbo mode for supercharging by operating a charger, a twin-switching mode via which switching from the single-turbo mode to the twin-turbo mode, and a single-switching via when switching from the twin-turbo mode to the single-turbo mode a valve switching control device that controls to set to any one of the supercharging mode;
a supercharging pressure acquisition device for acquiring the supercharging pressure of the intake manifold;
a main compressor outlet pressure acquisition device for acquiring the outlet pressure of the main compressor;
a sub-compressor outlet pressure acquisition device for acquiring the outlet pressure of the sub-compressor;
Based on any one of the supercharging pressure of the intake manifold, the outlet pressure of the main compressor, and the outlet pressure of the sub-compressor, the exhaust switching valve and the a failure diagnosis device that performs failure diagnosis of at least one of the intake switching valve and the intake bypass valve;
Equipped with an atmospheric pressure detection device that detects atmospheric pressure,
The valve switching control device is
when the supercharging mode is set to the single turbo mode, controlling each of the exhaust switching valve, the intake switching valve, and the intake bypass valve to switch to a closed state;
The failure diagnosis device
a first determination device that determines whether the valve switching control device has set the supercharging mode to the single turbo mode;
When the first determination device determines that the valve switching control device has set the supercharging mode to the single turbo mode, a pressure state in which the outlet pressure of the main compressor and the outlet pressure of the sub-compressor are different. and a third determination device that determines whether or not the outlet pressure of the sub-compressor is higher than the atmospheric pressure;
has
When the third determination device determines that the outlet pressure of the main compressor is different from the outlet pressure of the sub-compressor and that the outlet pressure of the sub-compressor is higher than the atmospheric pressure. performs a failure diagnosis that the exhaust switching valve is stuck open;
Control system for internal combustion engines.
前記主ターボチャージャに対して並列に接続される副ターボチャージャと、
前記副ターボチャージャの副タービンの入口側に接続された上流側副排気管に設けられる排気切替弁と、
前記副ターボチャージャの副コンプレッサの出口側に接続された吸気管に設けられた吸気切替弁と、
前記吸気管の前記吸気切替弁よりも上流側と前記主ターボチャージャの主コンプレッサの入口側とを接続する吸気バイパス管に設けられた吸気バイパス弁と、
前記排気切替弁と前記吸気切替弁と前記吸気バイパス弁のそれぞれを閉弁状態又は開弁状態に切り替えて、主ターボチャージャのみを作動させて過給するシングルターボモードと、主ターボチャージャと副ターボチャージャを作動させて過給するツインターボモードと、前記シングルターボモードから前記ツインターボモードに切り替える際に経由するツイン切替モードと、前記ツインターボモードから前記シングルターボモードに切り替える際に経由するシングル切替モードと、のいずれか1つの過給モードに設定するように制御する弁切替制御装置と、
吸気マニホールドの過給圧力を取得する過給圧力取得装置と、
前記主コンプレッサの出口圧力を取得する主コンプレッサ出口圧力取得装置と、
前記副コンプレッサの出口圧力を取得する副コンプレッサ出口圧力取得装置と、
前記吸気マニホールドの過給圧力と前記主コンプレッサの出口圧力と前記副コンプレッサの出口圧力のいずれかに基づいて、前記弁切替制御装置によって設定された前記過給モードに応じて前記排気切替弁と前記吸気切替弁と前記吸気バイパス弁のうちの少なくとも1つの故障診断を行う故障診断装置と、
大気圧を検出する大気圧検出装置を備え、
前記弁切替制御装置は、
前記過給モードを前記ツイン切替モードに設定する場合には、前記吸気切替弁を閉弁状態に維持すると共に、前記排気切替弁と前記吸気バイパス弁を開弁状態に切り替えるように制御し、
前記故障診断装置は、
前記弁切替制御装置が前記過給モードを前記ツイン切替モードに設定したか否かを判定する第4判定装置と、
前記第4判定装置によって前記弁切替制御装置が前記過給モードを前記ツイン切替モードに設定したと判定した場合には、前記副コンプレッサの出口圧力と前記大気圧とがほぼ等しい等圧状態であるか否かを判定する第5判定装置と、
を有し、
前記第5判定装置によって前記副コンプレッサの出口圧力と前記大気圧とがほぼ等しい等圧状態であると判定された場合には、前記排気切替弁が閉固着しているとの故障診断を行う、
内燃機関の制御システム。 a main turbocharger;
a sub-turbocharger connected in parallel to the main turbocharger;
an exhaust switching valve provided in an upstream side sub-exhaust pipe connected to an inlet side of a sub-turbine of the sub-turbocharger;
an intake switching valve provided in an intake pipe connected to the outlet side of the sub-compressor of the sub-turbocharger;
an intake bypass valve provided in an intake bypass pipe connecting an upstream side of the intake pipe from the intake switching valve and an inlet side of the main compressor of the main turbocharger;
A single turbo mode in which the exhaust switching valve, the intake switching valve, and the intake bypass valve are respectively switched to a closed state or an open state to operate only the main turbocharger for supercharging, and the main turbocharger and the sub-turbo A twin-turbo mode for supercharging by operating a charger, a twin-switching mode via which switching from the single-turbo mode to the twin-turbo mode, and a single-switching via when switching from the twin-turbo mode to the single-turbo mode a valve switching control device that controls to set to any one of the supercharging mode;
a supercharging pressure acquisition device for acquiring the supercharging pressure of the intake manifold;
a main compressor outlet pressure acquisition device for acquiring the outlet pressure of the main compressor;
a sub-compressor outlet pressure acquisition device for acquiring the outlet pressure of the sub-compressor;
Based on any one of the supercharging pressure of the intake manifold, the outlet pressure of the main compressor, and the outlet pressure of the sub-compressor, the exhaust switching valve and the a failure diagnosis device that performs failure diagnosis of at least one of the intake switching valve and the intake bypass valve;
Equipped with an atmospheric pressure detection device that detects atmospheric pressure,
The valve switching control device is
When the supercharging mode is set to the twin switching mode, the intake switching valve is maintained in a closed state, and the exhaust switching valve and the intake bypass valve are controlled to be switched to an open state,
The failure diagnosis device
a fourth determination device that determines whether or not the valve switching control device has set the supercharging mode to the twin switching mode;
When the fourth determination device determines that the valve switching control device has set the supercharging mode to the twin switching mode, the outlet pressure of the sub-compressor and the atmospheric pressure are substantially equal to each other. A fifth determination device that determines whether or not
has
When the fifth determination device determines that the outlet pressure of the sub-compressor and the atmospheric pressure are in a substantially equal pressure state, perform a failure diagnosis that the exhaust switching valve is stuck closed.
Control system for internal combustion engines.
前記主ターボチャージャに対して並列に接続される副ターボチャージャと、
前記副ターボチャージャの副タービンの入口側に接続された上流側副排気管に設けられる排気切替弁と、
前記副ターボチャージャの副コンプレッサの出口側に接続された吸気管に設けられた吸気切替弁と、
前記吸気管の前記吸気切替弁よりも上流側と前記主ターボチャージャの主コンプレッサの入口側とを接続する吸気バイパス管に設けられた吸気バイパス弁と、
前記排気切替弁と前記吸気切替弁と前記吸気バイパス弁のそれぞれを閉弁状態又は開弁状態に切り替えて、主ターボチャージャのみを作動させて過給するシングルターボモードと、主ターボチャージャと副ターボチャージャを作動させて過給するツインターボモードと、前記シングルターボモードから前記ツインターボモードに切り替える際に経由するツイン切替モードと、前記ツインターボモードから前記シングルターボモードに切り替える際に経由するシングル切替モードと、のいずれか1つの過給モードに設定するように制御する弁切替制御装置と、
吸気マニホールドの過給圧力を取得する過給圧力取得装置と、
前記主コンプレッサの出口圧力を取得する主コンプレッサ出口圧力取得装置と、
前記副コンプレッサの出口圧力を取得する副コンプレッサ出口圧力取得装置と、
前記吸気マニホールドの過給圧力と前記主コンプレッサの出口圧力と前記副コンプレッサの出口圧力のいずれかに基づいて、前記弁切替制御装置によって設定された前記過給モードに応じて前記排気切替弁と前記吸気切替弁と前記吸気バイパス弁のうちの少なくとも1つの故障診断を行う故障診断装置と、
を備え、
前記弁切替制御装置は、
前記過給モードを前記ツインターボモードに設定する場合には、前記排気切替弁の開弁状態を維持して、前記吸気切替弁を閉弁状態から開弁状態に切り替えると共に、前記吸気バイパス弁を開弁状態から閉弁状態に切り替えるように制御し、
前記故障診断装置は、
前記弁切替制御装置が前記過給モードを前記ツインターボモードに設定したか否かを判定する第6判定装置と、
前記第6判定装置によって前記弁切替制御装置が前記過給モードを前記ツインターボモードに設定したと判定した場合には、前記主コンプレッサの出口圧力と前記副コンプレッサの出口圧力とが異なった圧力状態であるか否かを判定する第7判定装置と、
を有し、
前記第7判定装置によって前記主コンプレッサの出口圧力と前記副コンプレッサの出口圧力とが異なった圧力状態であると判定された場合には、前記吸気切替弁が閉固着しているとの故障診断を行う、
内燃機関の制御システム。 a main turbocharger;
a sub-turbocharger connected in parallel to the main turbocharger;
an exhaust switching valve provided in an upstream side sub-exhaust pipe connected to an inlet side of a sub-turbine of the sub-turbocharger;
an intake switching valve provided in an intake pipe connected to the outlet side of the sub-compressor of the sub-turbocharger;
an intake bypass valve provided in an intake bypass pipe connecting an upstream side of the intake pipe from the intake switching valve and an inlet side of the main compressor of the main turbocharger;
A single turbo mode in which the exhaust switching valve, the intake switching valve, and the intake bypass valve are respectively switched to a closed state or an open state to operate only the main turbocharger for supercharging, and the main turbocharger and the sub-turbo A twin-turbo mode for supercharging by operating a charger, a twin-switching mode via which switching from the single-turbo mode to the twin-turbo mode, and a single-switching via when switching from the twin-turbo mode to the single-turbo mode a valve switching control device that controls to set to any one of the supercharging mode;
a supercharging pressure acquisition device for acquiring the supercharging pressure of the intake manifold;
a main compressor outlet pressure acquisition device for acquiring the outlet pressure of the main compressor;
a sub-compressor outlet pressure acquisition device for acquiring the outlet pressure of the sub-compressor;
Based on any one of the supercharging pressure of the intake manifold, the outlet pressure of the main compressor, and the outlet pressure of the sub-compressor, the exhaust switching valve and the a failure diagnosis device that performs failure diagnosis of at least one of the intake switching valve and the intake bypass valve;
with
The valve switching control device is
When the supercharging mode is set to the twin turbo mode, the open state of the exhaust switching valve is maintained, the intake switching valve is switched from the closed state to the open state, and the intake bypass valve is opened. control to switch from the valve open state to the valve closed state,
The failure diagnosis device
a sixth determination device that determines whether the valve switching control device has set the supercharging mode to the twin turbo mode;
When the sixth determination device determines that the valve switching control device has set the supercharging mode to the twin-turbo mode, a pressure state in which the outlet pressure of the main compressor and the outlet pressure of the sub-compressor are different. A seventh determination device that determines whether or not
has
When the seventh determination device determines that the outlet pressure of the main compressor and the outlet pressure of the sub-compressor are in a different pressure state, a failure diagnosis is made that the intake switching valve is stuck closed. conduct,
Control system for internal combustion engines.
前記主ターボチャージャに対して並列に接続される副ターボチャージャと、
前記副ターボチャージャの副タービンの入口側に接続された上流側副排気管に設けられる排気切替弁と、
前記副ターボチャージャの副コンプレッサの出口側に接続された吸気管に設けられた吸気切替弁と、
前記吸気管の前記吸気切替弁よりも上流側と前記主ターボチャージャの主コンプレッサの入口側とを接続する吸気バイパス管に設けられた吸気バイパス弁と、
前記排気切替弁と前記吸気切替弁と前記吸気バイパス弁のそれぞれを閉弁状態又は開弁状態に切り替えて、主ターボチャージャのみを作動させて過給するシングルターボモードと、主ターボチャージャと副ターボチャージャを作動させて過給するツインターボモードと、前記シングルターボモードから前記ツインターボモードに切り替える際に経由するツイン切替モードと、前記ツインターボモードから前記シングルターボモードに切り替える際に経由するシングル切替モードと、のいずれか1つの過給モードに設定するように制御する弁切替制御装置と、
吸気マニホールドの過給圧力を取得する過給圧力取得装置と、
前記主コンプレッサの出口圧力を取得する主コンプレッサ出口圧力取得装置と、
前記副コンプレッサの出口圧力を取得する副コンプレッサ出口圧力取得装置と、
前記吸気マニホールドの過給圧力と前記主コンプレッサの出口圧力と前記副コンプレッサの出口圧力のいずれかに基づいて、前記弁切替制御装置によって設定された前記過給モードに応じて前記排気切替弁と前記吸気切替弁と前記吸気バイパス弁のうちの少なくとも1つの故障診断を行う故障診断装置と、
前記主コンプレッサの出口温度を検出する出口温度検出装置を備え、
前記弁切替制御装置は、
前記過給モードを前記ツインターボモードに設定する場合には、前記排気切替弁の開弁状態を維持して、前記吸気切替弁を閉弁状態から開弁状態に切り替えると共に、前記吸気バイパス弁を開弁状態から閉弁状態に切り替えるように制御し、
前記故障診断装置は、
前記弁切替制御装置が前記過給モードを前記ツインターボモードに設定したか否かを判定する第6判定装置と、
前記第6判定装置によって前記弁切替制御装置が前記過給モードを前記ツインターボモードに設定したと判定した場合には、前記吸気マニホールドの過給圧力が目標過給圧力よりも低い圧力であって、且つ、前記主コンプレッサの出口温度が第1温度閾値以上であるか否かを判定する第8判定装置と、
を有し、
前記第8判定装置によって前記吸気マニホールドの過給圧力が目標過給圧力よりも低い圧力であって、且つ、前記主コンプレッサの出口温度が第1温度閾値以上であると判定された場合には、前記吸気バイパス弁が開固着しているとの故障診断を行う、
内燃機関の制御システム。 a main turbocharger;
a sub-turbocharger connected in parallel to the main turbocharger;
an exhaust switching valve provided in an upstream side sub-exhaust pipe connected to an inlet side of a sub-turbine of the sub-turbocharger;
an intake switching valve provided in an intake pipe connected to the outlet side of the sub-compressor of the sub-turbocharger;
an intake bypass valve provided in an intake bypass pipe connecting an upstream side of the intake pipe from the intake switching valve and an inlet side of the main compressor of the main turbocharger;
A single turbo mode in which the exhaust switching valve, the intake switching valve, and the intake bypass valve are respectively switched to a closed state or an open state to operate only the main turbocharger for supercharging, and the main turbocharger and the sub-turbo A twin-turbo mode for supercharging by operating a charger, a twin-switching mode via which switching from the single-turbo mode to the twin-turbo mode, and a single-switching via when switching from the twin-turbo mode to the single-turbo mode a valve switching control device that controls to set to any one of the supercharging mode;
a supercharging pressure acquisition device for acquiring the supercharging pressure of the intake manifold;
a main compressor outlet pressure acquisition device for acquiring the outlet pressure of the main compressor;
a sub-compressor outlet pressure acquisition device for acquiring the outlet pressure of the sub-compressor;
Based on any one of the supercharging pressure of the intake manifold, the outlet pressure of the main compressor, and the outlet pressure of the sub-compressor, the exhaust switching valve and the a failure diagnosis device that performs failure diagnosis of at least one of the intake switching valve and the intake bypass valve;
An outlet temperature detection device for detecting the outlet temperature of the main compressor,
The valve switching control device is
When the supercharging mode is set to the twin turbo mode, the open state of the exhaust switching valve is maintained, the intake switching valve is switched from the closed state to the open state, and the intake bypass valve is opened. control to switch from the valve open state to the valve closed state,
The failure diagnosis device
a sixth determination device that determines whether the valve switching control device has set the supercharging mode to the twin turbo mode;
When the sixth determination device determines that the valve switching control device has set the supercharging mode to the twin turbo mode, the supercharging pressure of the intake manifold is lower than the target supercharging pressure. and an eighth determination device that determines whether the outlet temperature of the main compressor is equal to or higher than a first temperature threshold;
has
When the eighth determination device determines that the supercharging pressure of the intake manifold is lower than the target supercharging pressure and that the outlet temperature of the main compressor is equal to or higher than the first temperature threshold, performing a failure diagnosis that the intake bypass valve is stuck open;
Control system for internal combustion engines.
前記主ターボチャージャに対して並列に接続される副ターボチャージャと、
前記副ターボチャージャの副タービンの入口側に接続された上流側副排気管に設けられる排気切替弁と、
前記副ターボチャージャの副コンプレッサの出口側に接続された吸気管に設けられた吸気切替弁と、
前記吸気管の前記吸気切替弁よりも上流側と前記主ターボチャージャの主コンプレッサの入口側とを接続する吸気バイパス管に設けられた吸気バイパス弁と、
前記排気切替弁と前記吸気切替弁と前記吸気バイパス弁のそれぞれを閉弁状態又は開弁状態に切り替えて、主ターボチャージャのみを作動させて過給するシングルターボモードと、主ターボチャージャと副ターボチャージャを作動させて過給するツインターボモードと、前記シングルターボモードから前記ツインターボモードに切り替える際に経由するツイン切替モードと、前記ツインターボモードから前記シングルターボモードに切り替える際に経由するシングル切替モードと、のいずれか1つの過給モードに設定するように制御する弁切替制御装置と、
吸気マニホールドの過給圧力を取得する過給圧力取得装置と、
前記主コンプレッサの出口圧力を取得する主コンプレッサ出口圧力取得装置と、
前記副コンプレッサの出口圧力を取得する副コンプレッサ出口圧力取得装置と、
前記吸気マニホールドの過給圧力と前記主コンプレッサの出口圧力と前記副コンプレッサの出口圧力のいずれかに基づいて、前記弁切替制御装置によって設定された前記過給モードに応じて前記排気切替弁と前記吸気切替弁と前記吸気バイパス弁のうちの少なくとも1つの故障診断を行う故障診断装置と、
大気圧を検出する大気圧検出装置を備え、
前記弁切替制御装置は、
前記過給モードを前記シングル切替モードに設定する場合には、前記排気切替弁と前記吸気切替弁を閉弁状態に切り替えると共に、前記吸気バイパス弁を開弁状態に切り替えるように制御し、
前記故障診断装置は、
前記弁切替制御装置が前記過給モードを前記シングル切替モードに設定したか否かを判定する第9判定装置と、
前記第9判定装置によって前記弁切替制御装置が前記過給モードを前記シングル切替モードに設定したと判定した場合には、前記主コンプレッサの出口圧力と前記副コンプレッサの出口圧力とがほぼ等しい等圧状態で、且つ、前記副コンプレッサの出口圧力が前記大気圧よりも高い圧力であるか否かを判定する第10判定装置と、
を有し、
前記第10判定装置によって前記主コンプレッサの出口圧力と前記副コンプレッサの出口圧力とがほぼ等しい等圧状態で、且つ、前記副コンプレッサの出口圧力が前記大気圧よりも高い圧力であると判定された場合には、前記吸気切替弁が開固着しているとの故障診断を行う、
内燃機関の制御システム。 a main turbocharger;
a sub-turbocharger connected in parallel to the main turbocharger;
an exhaust switching valve provided in an upstream side sub-exhaust pipe connected to an inlet side of a sub-turbine of the sub-turbocharger;
an intake switching valve provided in an intake pipe connected to the outlet side of the sub-compressor of the sub-turbocharger;
an intake bypass valve provided in an intake bypass pipe connecting an upstream side of the intake pipe from the intake switching valve and an inlet side of the main compressor of the main turbocharger;
A single turbo mode in which the exhaust switching valve, the intake switching valve, and the intake bypass valve are respectively switched to a closed state or an open state to operate only the main turbocharger for supercharging, and the main turbocharger and the sub-turbo A twin-turbo mode for supercharging by operating a charger, a twin-switching mode via which switching from the single-turbo mode to the twin-turbo mode, and a single-switching via when switching from the twin-turbo mode to the single-turbo mode a valve switching control device that controls to set to any one of the supercharging mode;
a supercharging pressure acquisition device for acquiring the supercharging pressure of the intake manifold;
a main compressor outlet pressure acquisition device for acquiring the outlet pressure of the main compressor;
a sub-compressor outlet pressure acquisition device for acquiring the outlet pressure of the sub-compressor;
Based on any one of the supercharging pressure of the intake manifold, the outlet pressure of the main compressor, and the outlet pressure of the sub-compressor, the exhaust switching valve and the a failure diagnosis device that performs failure diagnosis of at least one of the intake switching valve and the intake bypass valve;
Equipped with an atmospheric pressure detection device that detects atmospheric pressure,
The valve switching control device is
When the supercharging mode is set to the single switching mode, the exhaust switching valve and the intake switching valve are switched to a closed state, and the intake bypass valve is switched to an open state,
The failure diagnosis device
a ninth determination device that determines whether the valve switching control device has set the supercharging mode to the single switching mode;
When the ninth determination device determines that the valve switching control device has set the supercharging mode to the single switching mode, the outlet pressure of the main compressor and the outlet pressure of the sub-compressor are substantially equal to each other. a tenth determination device for determining whether the pressure at the outlet of the sub-compressor is higher than the atmospheric pressure;
has
It is determined by the tenth determining device that the outlet pressure of the main compressor and the outlet pressure of the sub-compressor are substantially equal and that the outlet pressure of the sub-compressor is higher than the atmospheric pressure. In this case, perform a failure diagnosis that the intake switching valve is stuck open,
Control system for internal combustion engines.
前記主ターボチャージャに対して並列に接続される副ターボチャージャと、
前記副ターボチャージャの副タービンの入口側に接続された上流側副排気管に設けられる排気切替弁と、
前記副ターボチャージャの副コンプレッサの出口側に接続された吸気管に設けられた吸気切替弁と、
前記吸気管の前記吸気切替弁よりも上流側と前記主ターボチャージャの主コンプレッサの入口側とを接続する吸気バイパス管に設けられた吸気バイパス弁と、
前記排気切替弁と前記吸気切替弁と前記吸気バイパス弁のそれぞれを閉弁状態又は開弁状態に切り替えて、主ターボチャージャのみを作動させて過給するシングルターボモードと、主ターボチャージャと副ターボチャージャを作動させて過給するツインターボモードと、前記シングルターボモードから前記ツインターボモードに切り替える際に経由するツイン切替モードと、前記ツインターボモードから前記シングルターボモードに切り替える際に経由するシングル切替モードと、のいずれか1つの過給モードに設定するように制御する弁切替制御装置と、
吸気マニホールドの過給圧力を取得する過給圧力取得装置と、
前記主コンプレッサの出口圧力を取得する主コンプレッサ出口圧力取得装置と、
前記副コンプレッサの出口圧力を取得する副コンプレッサ出口圧力取得装置と、
前記吸気マニホールドの過給圧力と前記主コンプレッサの出口圧力と前記副コンプレッサの出口圧力のいずれかに基づいて、前記弁切替制御装置によって設定された前記過給モードに応じて前記排気切替弁と前記吸気切替弁と前記吸気バイパス弁のうちの少なくとも1つの故障診断を行う故障診断装置と、
大気圧を検出する大気圧検出装置を備え、
前記弁切替制御装置は、
前記過給モードを前記シングル切替モードに設定する場合には、前記排気切替弁と前記吸気切替弁を閉弁状態に切り替えると共に、前記吸気バイパス弁を開弁状態に切り替えるように制御し、
前記故障診断装置は、
前記弁切替制御装置が前記過給モードを前記シングル切替モードに設定したか否かを判定する第9判定装置と、
前記第9判定装置によって前記弁切替制御装置が前記過給モードを前記シングル切替モードに設定したと判定した場合には、前記主コンプレッサの出口圧力と前記副コンプレッサの出口圧力とが異なった圧力状態で、且つ、前記副コンプレッサの出口圧力が前記大気圧よりも高い圧力であるか否かを判定する第11判定装置と、
を有し、
前記第11判定装置によって前記主コンプレッサの出口圧力と前記副コンプレッサの出口圧力とが異なった圧力状態で、且つ、前記副コンプレッサの出口圧力が前記大気圧よりも高い圧力であると判定された場合には、前記排気切替弁が開固着しているとの故障診断を行う、
内燃機関の制御システム。 a main turbocharger;
a sub-turbocharger connected in parallel to the main turbocharger;
an exhaust switching valve provided in an upstream side sub-exhaust pipe connected to an inlet side of a sub-turbine of the sub-turbocharger;
an intake switching valve provided in an intake pipe connected to the outlet side of the sub-compressor of the sub-turbocharger;
an intake bypass valve provided in an intake bypass pipe connecting an upstream side of the intake pipe from the intake switching valve and an inlet side of the main compressor of the main turbocharger;
A single turbo mode in which the exhaust switching valve, the intake switching valve, and the intake bypass valve are respectively switched to a closed state or an open state to operate only the main turbocharger for supercharging, and the main turbocharger and the sub-turbo A twin-turbo mode for supercharging by operating a charger, a twin-switching mode via which switching from the single-turbo mode to the twin-turbo mode, and a single-switching via when switching from the twin-turbo mode to the single-turbo mode a valve switching control device that controls to set to any one of the supercharging mode;
a supercharging pressure acquisition device for acquiring the supercharging pressure of the intake manifold;
a main compressor outlet pressure acquisition device for acquiring the outlet pressure of the main compressor;
a sub-compressor outlet pressure acquisition device for acquiring the outlet pressure of the sub-compressor;
Based on any one of the supercharging pressure of the intake manifold, the outlet pressure of the main compressor, and the outlet pressure of the sub-compressor, the exhaust switching valve and the a failure diagnosis device that performs failure diagnosis of at least one of the intake switching valve and the intake bypass valve;
Equipped with an atmospheric pressure detection device that detects atmospheric pressure,
The valve switching control device is
When the supercharging mode is set to the single switching mode, the exhaust switching valve and the intake switching valve are switched to a closed state, and the intake bypass valve is switched to an open state,
The failure diagnosis device
a ninth determination device that determines whether the valve switching control device has set the supercharging mode to the single switching mode;
When the ninth determination device determines that the valve switching control device has set the supercharging mode to the single switching mode, a pressure state in which the outlet pressure of the main compressor and the outlet pressure of the sub-compressor are different. and an eleventh determination device that determines whether or not the outlet pressure of the sub-compressor is higher than the atmospheric pressure;
has
When the eleventh determining device determines that the outlet pressure of the main compressor and the outlet pressure of the sub-compressor are different and the outlet pressure of the sub-compressor is higher than the atmospheric pressure. performs a failure diagnosis that the exhaust switching valve is stuck open;
Control system for internal combustion engines.
前記主ターボチャージャに対して並列に接続される副ターボチャージャと、
前記副ターボチャージャの副タービンの入口側に接続された上流側副排気管に設けられる排気切替弁と、
前記副ターボチャージャの副コンプレッサの出口側に接続された吸気管に設けられた吸気切替弁と、
前記吸気管の前記吸気切替弁よりも上流側と前記主ターボチャージャの主コンプレッサの入口側とを接続する吸気バイパス管に設けられた吸気バイパス弁と、
前記排気切替弁と前記吸気切替弁と前記吸気バイパス弁のそれぞれを閉弁状態又は開弁状態に切り替えて、主ターボチャージャのみを作動させて過給するシングルターボモードと、主ターボチャージャと副ターボチャージャを作動させて過給するツインターボモードと、前記シングルターボモードから前記ツインターボモードに切り替える際に経由するツイン切替モードと、前記ツインターボモードから前記シングルターボモードに切り替える際に経由するシングル切替モードと、のいずれか1つの過給モードに設定するように制御する弁切替制御装置と、
吸気マニホールドの過給圧力を取得する過給圧力取得装置と、
前記主コンプレッサの出口圧力を取得する主コンプレッサ出口圧力取得装置と、
前記副コンプレッサの出口圧力を取得する副コンプレッサ出口圧力取得装置と、
前記吸気マニホールドの過給圧力と前記主コンプレッサの出口圧力と前記副コンプレッサの出口圧力のいずれかに基づいて、前記弁切替制御装置によって設定された前記過給モードに応じて前記排気切替弁と前記吸気切替弁と前記吸気バイパス弁のうちの少なくとも1つの故障診断を行う故障診断装置と、
前記主ターボチャージャの主タービンへの排気ガスの流速をノズル開度によって調整する主可変ノズル機構と、
前記副タービンへの排気ガスの流速をノズル開度によって調整する副可変ノズル機構と、
前記主可変ノズル機構と前記副可変ノズル機構のそれぞれの前記ノズル開度の開度調整制御を行うノズル制御装置と、
前記故障診断装置によって前記排気切替弁と前記吸気切替弁と前記吸気バイパス弁のうちのいずれかが開固着していると故障診断されたか否かを判定する第1故障判定装置と、
を備え、
前記第1故障判定装置によって前記排気切替弁と前記吸気切替弁と前記吸気バイパス弁のうちのいずれかが開固着していると故障診断されたと判定された場合には、
前記弁切替制御装置は、前記排気切替弁と前記吸気切替弁のそれぞれを開弁状態に設定すると共に、前記吸気バイパス弁を閉弁状態に設定して、前記過給モードを前記ツインターボモードに固定するように制御し、
前記ノズル制御装置は、前記主可変ノズル機構と前記副可変ノズル機構のそれぞれの前記ノズル開度を全開に設定するように制御する、
内燃機関の制御システム。 a main turbocharger;
a sub-turbocharger connected in parallel to the main turbocharger;
an exhaust switching valve provided in an upstream side sub-exhaust pipe connected to an inlet side of a sub-turbine of the sub-turbocharger;
an intake switching valve provided in an intake pipe connected to the outlet side of the sub-compressor of the sub-turbocharger;
an intake bypass valve provided in an intake bypass pipe connecting an upstream side of the intake pipe from the intake switching valve and an inlet side of the main compressor of the main turbocharger;
A single turbo mode in which the exhaust switching valve, the intake switching valve, and the intake bypass valve are respectively switched to a closed state or an open state to operate only the main turbocharger for supercharging, and the main turbocharger and the sub-turbo A twin-turbo mode for supercharging by operating a charger, a twin-switching mode via which switching from the single-turbo mode to the twin-turbo mode, and a single-switching via when switching from the twin-turbo mode to the single-turbo mode a valve switching control device that controls to set to any one of the supercharging mode;
a supercharging pressure acquisition device for acquiring the supercharging pressure of the intake manifold;
a main compressor outlet pressure acquisition device for acquiring the outlet pressure of the main compressor;
a sub-compressor outlet pressure acquisition device for acquiring the outlet pressure of the sub-compressor;
Based on any one of the supercharging pressure of the intake manifold, the outlet pressure of the main compressor, and the outlet pressure of the sub-compressor, the exhaust switching valve and the a failure diagnosis device that performs failure diagnosis of at least one of the intake switching valve and the intake bypass valve;
a main variable nozzle mechanism that adjusts the flow velocity of the exhaust gas to the main turbine of the main turbocharger by a nozzle opening;
a sub-variable nozzle mechanism that adjusts the flow velocity of the exhaust gas to the sub-turbine according to the nozzle opening;
a nozzle control device for adjusting the nozzle opening of each of the main variable nozzle mechanism and the auxiliary variable nozzle mechanism;
a first failure determination device for determining whether or not the failure diagnosis device has determined that any one of the exhaust switching valve, the intake switching valve, and the intake bypass valve is stuck open;
with
When the first failure determination device determines that any one of the exhaust switching valve, the intake switching valve, and the intake bypass valve is stuck open, the failure diagnosis is performed.
The valve switching control device sets each of the exhaust switching valve and the intake switching valve to an open state, sets the intake bypass valve to a closed state, and switches the supercharging mode to the twin turbo mode. control to fix,
The nozzle control device controls to fully open the nozzle opening of each of the main variable nozzle mechanism and the sub variable nozzle mechanism.
Control system for internal combustion engines.
大気圧を検出する大気圧検出装置と、
エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出装置と、
運転状態に応じて燃料の噴射量を制御する噴射量制御装置と、
前記故障診断装置によって前記排気切替弁と前記吸気切替弁のいずれかが閉固着していると故障診断されたか否かを判定する第2故障判定装置と、
を備え、
前記第2故障判定装置によって前記排気切替弁と前記吸気切替弁のいずれかが閉固着していると故障診断されたと判定された場合には、
前記弁切替制御装置は、前記排気切替弁と前記吸気切替弁と前記吸気バイパス弁のそれぞれを閉弁状態に設定して、前記過給モードを前記シングルターボモードに固定するように制御し、
前記ノズル制御装置は、前記主可変ノズル機構の前記ノズル開度を全開に設定するように制御し、
前記噴射量制御装置は、所定回転数以上のエンジン回転数に応じて噴射される燃料の噴射量を噴射量制限値以下になるように制御すると共に、前記大気圧が低下するに従って前記噴射量制限値を少なくするように制御する、
内燃機関の制御システム。 In the control system for an internal combustion engine according to claim 8 ,
an atmospheric pressure detection device for detecting atmospheric pressure;
an engine speed detection device that detects the engine speed;
an injection amount control device that controls the injection amount of fuel according to the operating state;
a second failure determination device for determining whether or not the failure diagnosis device has diagnosed that either the exhaust switching valve or the intake switching valve is stuck closed;
with
When the second failure determination device determines that either the exhaust switching valve or the intake switching valve is stuck closed and the failure is diagnosed,
The valve switching control device sets each of the exhaust switching valve, the intake switching valve, and the intake bypass valve to a closed state, and controls the supercharging mode to be fixed to the single turbo mode,
The nozzle control device controls to set the nozzle opening degree of the main variable nozzle mechanism to fully open,
The injection amount control device controls an injection amount of fuel to be injected according to an engine speed equal to or higher than a predetermined speed so as to be equal to or less than an injection amount limit value, and limits the injection amount as the atmospheric pressure decreases. control to reduce the value of
Control system for internal combustion engines.
前記主ターボチャージャに対して並列に接続される副ターボチャージャと、
前記副ターボチャージャの副タービンの入口側に接続された上流側副排気管に設けられる排気切替弁と、
前記副ターボチャージャの副コンプレッサの出口側に接続された吸気管に設けられた吸気切替弁と、
前記吸気管の前記吸気切替弁よりも上流側と前記主ターボチャージャの主コンプレッサの入口側とを接続する吸気バイパス管に設けられた吸気バイパス弁と、
前記排気切替弁と前記吸気切替弁と前記吸気バイパス弁のそれぞれを閉弁状態又は開弁状態に切り替えて、主ターボチャージャのみを作動させて過給するシングルターボモードと、主ターボチャージャと副ターボチャージャを作動させて過給するツインターボモードと、前記シングルターボモードから前記ツインターボモードに切り替える際に経由するツイン切替モードと、前記ツインターボモードから前記シングルターボモードに切り替える際に経由するシングル切替モードと、のいずれか1つの過給モードに設定するように制御する弁切替制御装置と、
吸気マニホールドの過給圧力を取得する過給圧力取得装置と、
前記主コンプレッサの出口圧力を取得する主コンプレッサ出口圧力取得装置と、
前記副コンプレッサの出口圧力を取得する副コンプレッサ出口圧力取得装置と、
前記吸気マニホールドの過給圧力と前記主コンプレッサの出口圧力と前記副コンプレッサの出口圧力のいずれかに基づいて、前記弁切替制御装置によって設定された前記過給モードに応じて前記排気切替弁と前記吸気切替弁と前記吸気バイパス弁のうちの少なくとも1つの故障診断を行う故障診断装置と、
前記主ターボチャージャの主タービンへの排気ガスの流速をノズル開度によって調整する主可変ノズル機構と、
前記副タービンへの排気ガスの流速をノズル開度によって調整する副可変ノズル機構と、
前記主可変ノズル機構と前記副可変ノズル機構のそれぞれの前記ノズル開度の開度調整制御を行うノズル制御装置と、
大気圧を検出する大気圧検出装置と、
エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出装置と、
運転状態に応じて燃料の噴射量を制御する噴射量制御装置と、
前記故障診断装置によって前記排気切替弁と前記吸気切替弁のいずれかが閉固着していると故障診断されたか否かを判定する第2故障判定装置と、
を備え、
前記第2故障判定装置によって前記排気切替弁と前記吸気切替弁のいずれかが閉固着していると故障診断されたと判定された場合には、
前記弁切替制御装置は、前記排気切替弁と前記吸気切替弁と前記吸気バイパス弁のそれぞれを閉弁状態に設定して、前記過給モードを前記シングルターボモードに固定するように制御し、
前記ノズル制御装置は、前記主可変ノズル機構の前記ノズル開度を全開に設定するように制御し、
前記噴射量制御装置は、所定回転数以上のエンジン回転数に応じて噴射される燃料の噴射量を噴射量制限値以下になるように制御すると共に、前記大気圧が低下するに従って前記噴射量制限値を少なくするように制御する、
内燃機関の制御システム。
a main turbocharger;
a sub-turbocharger connected in parallel to the main turbocharger;
an exhaust switching valve provided in an upstream side sub-exhaust pipe connected to an inlet side of a sub-turbine of the sub-turbocharger;
an intake switching valve provided in an intake pipe connected to the outlet side of the sub-compressor of the sub-turbocharger;
an intake bypass valve provided in an intake bypass pipe connecting an upstream side of the intake pipe from the intake switching valve and an inlet side of the main compressor of the main turbocharger;
A single turbo mode in which the exhaust switching valve, the intake switching valve, and the intake bypass valve are respectively switched to a closed state or an open state to operate only the main turbocharger for supercharging, and the main turbocharger and the sub-turbo A twin-turbo mode for supercharging by operating a charger, a twin-switching mode via which switching from the single-turbo mode to the twin-turbo mode, and a single-switching via when switching from the twin-turbo mode to the single-turbo mode a valve switching control device that controls to set to any one of the supercharging mode;
a supercharging pressure acquisition device for acquiring the supercharging pressure of the intake manifold;
a main compressor outlet pressure acquisition device for acquiring the outlet pressure of the main compressor;
a sub-compressor outlet pressure acquisition device for acquiring the outlet pressure of the sub-compressor;
Based on any one of the supercharging pressure of the intake manifold, the outlet pressure of the main compressor, and the outlet pressure of the sub-compressor, the exhaust switching valve and the a failure diagnosis device that performs failure diagnosis of at least one of the intake switching valve and the intake bypass valve;
a main variable nozzle mechanism that adjusts the flow velocity of the exhaust gas to the main turbine of the main turbocharger by a nozzle opening;
a sub-variable nozzle mechanism that adjusts the flow velocity of the exhaust gas to the sub-turbine according to the nozzle opening;
a nozzle control device for adjusting the nozzle opening of each of the main variable nozzle mechanism and the auxiliary variable nozzle mechanism;
an atmospheric pressure detection device for detecting atmospheric pressure;
an engine speed detection device that detects the engine speed;
an injection amount control device that controls the injection amount of fuel according to the operating state;
a second failure determination device for determining whether or not the failure diagnosis device has diagnosed that either the exhaust switching valve or the intake switching valve is stuck closed;
with
When the second failure determination device determines that either the exhaust switching valve or the intake switching valve is stuck closed and the failure is diagnosed,
The valve switching control device sets each of the exhaust switching valve, the intake switching valve, and the intake bypass valve to a closed state, and controls the supercharging mode to be fixed to the single turbo mode,
The nozzle control device controls to set the nozzle opening degree of the main variable nozzle mechanism to fully open,
The injection amount control device controls an injection amount of fuel to be injected according to an engine speed equal to or higher than a predetermined speed so as to be equal to or less than an injection amount limit value, and limits the injection amount as the atmospheric pressure decreases. control to reduce the value of
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