JPH0639919B2 - 過給機付き内燃機関の異常判別装置 - Google Patents

過給機付き内燃機関の異常判別装置

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JPH0639919B2
JPH0639919B2 JP18834785A JP18834785A JPH0639919B2 JP H0639919 B2 JPH0639919 B2 JP H0639919B2 JP 18834785 A JP18834785 A JP 18834785A JP 18834785 A JP18834785 A JP 18834785A JP H0639919 B2 JPH0639919 B2 JP H0639919B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は過給機付き内燃機関における異常判別装置に
関する。
〔従来の技術〕
ターボチャージャ等の過給機付き内燃機関では過給機を
迂回するバイパス通路にバイパス制御弁を設け、バイパ
ス制御弁を過給圧が所定値を超えているか否かに応じて
開閉駆動することによって過給圧が所定値を超えないよ
うに制御している。従って、バイパス制御弁が故障によ
って作動しなくなると、過給圧が異常に高くなることが
ある。そこで、フエィルセーフのため、過給状態の異常
を検知するセンサ手段が設置され、過給状態の異常を検
知したときは燃料カットを行なうことにより過給圧が異
常に増大することの防止が図られている。この場合、異
常検知する手段として吸入空気量−回転数比や、過給圧
を検知し、これが所定のレベルを超えたとき異常と判断
し、燃料カット信号を発生している。(例えば特開昭5
7−2006385号参照。) 〔発明が解決しようとする問題点〕 従来方式ではセンサの避けられない公差によって、過給
状態を異常とする判定レベルをかなり高く設定しなけれ
ばならない。即ち、公差によって圧力センサや、エアフ
ローメータ等のセンサからの信号レベルは製品間で幾分
の違いがある。その公差範囲でレベルの高いほうに出力
がずれている場合を想定すると、相対的に異常判定レベ
ルが高くないと正常状態なのに異常と誤判定することに
なる。このように異常判定レベルを高くすると、異常が
あった場合に運転者が異常を認めて直ぐに修理等の措置
が取れればよいが、何らかの事情で直ぐに対処できない
とき、異常な状態で使用される時間が相対的に延長され
ることになり、エンジンにとって好ましくないことにな
る。
また、異常判定レベルを高くすると過給圧又は吸入空気
量−過給圧比が低下する高回転域で異常判定レベルを超
えないことがあり、異常を検知できなくなる。即ち、低
回転域で高負荷に移行し、回転数が徐々に上がる場合は
中回転域で異常判定レベルを超えるため異常を検知する
ことができる。しかしながら、高回転状態で高負荷にな
った場合は異常判定レベルを超えないため、異常である
にもかかわらずこれを検知することができず、エンジン
にとって好ましくないことになる。
この発明はこのような従来技術の欠点を解消するためな
されたものであり、異常状態を判定するセンサ類の公差
があってもエンジンの異常を確実に検知することにあ
る。
〔問題点を解決するための手段及び作用〕
第1A図は第1の発明を示すものである。第1A図にお
いて1は内燃機関、2は過給機である。この発明の異常
判別装置は、過給状態を表す因子に応じた信号を発生す
る過給状態検知手段3と、過給機2の異常状態を判定す
る第1の設定値を設定する第1設定手段4と、過給状態
検知手段3からの信号と第1の設定値とを比較して過給
状態の異常を検知する過給機異常検知手段5と、第1設
定手段4より軽い過給状態を設定する第2設定手段6
と、過給機異常検知手段5によって過給機の異常状態を
検知したときに、過給状態検知手段3からの信号と第2
の設定値を比較して異常信号を発生する異常信号発生手
段7とより成る。
実施態様として、過給器異常検知手段5は比較器5aと
フリップフロップ等のラッチ手段5bとにより構成され
る。また、異常信号発生手段7はAND回路7aと比較
器7bとにより構成することができる。
この第1の発明の作用は次の通りである。過給状態検知
手段3は過給状態に応じた信号を発生し、第1設定手段
4によって設定されたレベルとの比較で異常状態が検知
される。センサレベルが第1設定値を超えると比較器5
aから信号が出てラッチ5bはこの状態を保持する。こ
のよううにして、一旦異常が検知されると、今度は第2
設定レベルがAND回路7aを介して比較回路7bで比
較され、このレベルを超えると異常信号発生手段7より
異常信号が発生される。
第2の発明は第1B図に示される。第1B図において1
は内燃機関、2は過給機である。この発明の燃料カット
制御装置は、過給状態を表す因子に応じた信号を発生す
る過給状態検知手段3と、過給機2の異常状態を判定す
る第1の設定値を設定する第1設定手段4と、過給状態
検知手段3からの信号と第1の設定値とを比較して過給
状態の異常を検知する過給機異常検知手段5と、第1設
定手段4より軽い過給状態を設定する第2設定手段6
と、過給機異常検知手段5によって過給機の異常状態を
検知したときに、過給状態検知手段3からの信号と第2
の設定値を比較して燃料カット信号を発生する燃料カッ
ト信号発生手段7と、燃料カット信号発生手段7からの
信号によって内燃機関への燃料供給を停止する燃料供給
停止手段8とより成る。
実施態様として、過給器異常検知手段5は比較器5aと
フリップフロップ等のラッチ手段5bとにより構成され
る。また、燃料カット信号発生手段7はAND回路7a
と比較器7bとにより構成することができる。
この第2の発明の作用は次の通りである。過給状態検知
手段3は過給状態に応じた信号を発生し、第1設定手段
4によって設定されたレベルとの比較で異常状態が検知
される。センサレベルが第1設定値を超えると比較器5
aから信号が出てラッチ5bはこの状態を保持する。こ
のよううにして、一旦異常が検知されると、今度は第2
設定レベルがAND回路7aを介して比較回路7bで比
較され、このレベルを超えると燃料供給停止手段8が駆
動され、燃料カットが実行される。
〔実施例〕 第2図において、10はシリンダブロック、12はピス
トン、14はコネクティングロッド、16はシリンダヘ
ッド、18は燃焼室、20は点火栓、22は吸気弁、2
4は吸気ポート、26は排気弁、28は排気ポートであ
る。吸気ポート24はサージタンク30に接続され、そ
の上流にスロットル弁32が位置する。スロットル弁3
2は吸気管34,36、吸気ホース38を介してエアフ
ローメータ40に接続される。吸気ポート24に近接し
て燃料インジェクタ42が配置される。排気ポート28
は排気管44,46に接続される。48はディストリビ
ュータである。
ターボチャージャ50は吸気管34と36との間のコン
プレッサホィール52と排気管44と46との間のター
ビンホィール54とより成り、タービンホィール54は
排気ガスによって駆動されコンプレッサホィール52を
回転駆動する。タービンホィール54は迂回するバイパ
ス通路56があり、バイパス制御弁(ウエィストゲート
バルブ)58が配置される。バイパス制御弁58はリン
ク機構60によってダイヤフラムアクチュエータ62の
ダイヤフラムに連結される。ダイヤフラム室は導圧パイ
プ64を介してコンプレッサホィール52の下流の吸気
管34に接続される。過給圧が所定値に達していないと
きはバイパス制御弁58は閉鎖される。過給圧はアクチ
ュエータ62に導入され、所定値に達するとリンク機構
60を介してバイパス制御弁58は開放し、バイパス通
路56を開き過給圧が制御される。
制御回路66は燃料インジェクタ42の制御のために設
けられ、マイクロコンピュータシステムとして構成され
る。制御回路66はマイクロプロセシングユニット(M
PU)68と、メモリ70と、入力ポート72と、出力
ポート74と、これらを接続するバス76とより成る。
入力ポート72には各センサからの信号が入力してい
る。エアフローメータ40は入力ポート72に接続さ
れ、吸入空気量Qに応じた信号を入力している。吸入空
気温度センサ74はエアフローメータ40の付近に設け
られ、入力ポート72に接続され、外部からの吸入空気
の温度に応じた信号THAを入力している。水温センサ
78はシリンダブロック10のウォータジャケットのと
ころに設置され、入力ポート72に接続され、エンジン
冷却水の温度に応じた信号THWを入力している。ディ
ストリビュータ48にクランク角センサ80,82が設
けられ、入力ポート72に接続される。第1のクランク
角センサ80はディストリビュータ軸48a上の第1マ
グネット部材84と協働し、例えば720℃A毎のパル
ス信号Gを発生し、基準信号になる。一方、第2クラン
ク角センサ82はディストリビュータ軸84上の第2マ
グネット部材と協働し、例えば30℃A毎のパルス信号
Nを発生し、エンジン回転数を知るのに役立つ。
第3図から第5図は制御回路66の第1実施例の作動を
説明するフローチャートである。勿論、このフローチャ
ートを実現するプログラムはメモリ70の不揮発領域に
格納されてある。以下、このフローチャートの内容を説
明する。第3図はメインルーチンを示しており、このル
ーチンは電源投入(イグニッションスイッチのON)に
よって起動される。ステップ90ではバイパス制御弁異
常検知フラグfがリセットされる。このフラグは通常
時は“0”であるが、バイパス制御弁58の異常に相当
する過給状態となると“1”となる。ステップ92は電
源投入時実行される他の初期化処理を代表的に示してい
る。ステップ94はメインルーチン内で実行される各処
理を示すものであり、繰返し実行される。
第4図は燃料噴射ルーチンであり、このルーチンは燃料
噴射時期の手前の所定クランク角度をクランク角センサ
80,82により検知して実行に入る。ステップ96で
は燃料カットフラグf=1か否か判定される。このフラ
グfは燃料カット条件のとき“1”、燃料供給条件のと
き“0”とされる。燃料供給条件のときはf=0であ
り、ステップ96よりステップ98に流れ、基本噴射量
Tpの演算が、 Tp=(Q/N)×K によって実行される。ここに、Kは定数である。ステッ
プ100では最終噴射量TAUが、 TAU=Tp×α(1+β)+γ によって実行される。ここに、α、β、γは種々の補正
係数、補正量を代表しており、例えばフィードバック補
正や、温度補正、加速補正等である。ステップ101で
はこの演算された噴射量TAUが出力ポート74にセッ
トされ、燃料インジェクタ42はその量の燃料を噴射す
るように駆動される。
燃料カット条件のときはf=1であり、ステップ96よ
りステップ102に流れ、TAUが0とされる。そのた
め、燃料はカットされる。
第5図は燃料カットフラグの制御ルーチンを示し、この
ルーチンは所定時間間隔(例えば50m秒間隔)に実行
される時間割り込みルーチンである。ステップ110で
はバイパス制御弁異常検知フラグf=1か否か判定さ
れる。第3図では説明したようにこのフラグは電源投入
時f=0となるように初期化されている。従って、当初
はNoと判定され、ステップ112に進み、負荷相当値
である吸入空気量−回転数比Q/Nが、第1の異常判定
レベルAを超えているか否か判定される。このレベル
は製品間のバラツキを含めて、異常時にしか取りえ
ない値(例えばQ/N=1.8/rev)に設定され
る。即ち、第6図はスロットル弁32が全開状態でのエ
ンジン回転数とQ/Nとの関係を示す。曲線aはバイパ
ス制御弁58が正規に作動する場合のエンジン回転数N
に対するQ/Nの変化特性(中央値)を示し、bは製品
間バラツキとして許容される上限のQ/N変化特性を示
す。曲線cはバイパス制御弁58が正規に作動しないと
きの異常時のQ/Nの変化特性を示す。第1の異常判定
レベルAはバラツキの上限(曲線b)のときの圧力よ
り大きく、かつバイパス制御弁異常時の圧力(曲線c)
より殆んどの回転数範囲で下回るように設定される。
バイパス制御弁58が正規に作動しているときは、Q/
N<Aであるため、Noと判定され、フラグfは0
を維持する。ステップ112よりステップ114に流
れ、カウンタCにn(例えば6)が入れられる。こ
のカウンタCは後述のようにQ/Nの値が第1設定値
を超えてからのこのルーチンの実行回数を計測す
る。
バイパス制御弁58が異常になると、Q/Nが第1設定
値Aを超えるため、ステップ112よりステップ11
6に流れ、カウンタCのデクリメントが実行される。
次にステップ118に進み、カウンタCの値が0か否
か判定される。Cが0まで落ちていないときはNoに
分岐され、従ってフラグfは依然として0に維持され
る。これは、Q/Nが異常設定値Aを超えてもその直
後は燃料カットを行わせないためであり、これによりノ
イズ的にQ/Nが異常値Aを超えた場合に燃料カット
が行われないようになっている。
Q/NがAを超えてからこのルーチンをn回目に実
行してもこの状態が継続しているときは(例えばn
6とすれば(6−1)×50m秒=0.25秒経過して
いるときは)、ステップ118でYesと判定され、ス
テップ120に進み、異常判定フラグfは1にセット
され、ステップ122ではカウンタCにn(例えば
6)が入れられる。このカウンタCはQ/Nが第2設
定値を超えてからの、このルーチンの実行回数を計測す
る。
このようにしてバイパス制御弁58の異常が検知される
とf=1であるから、次にこのルーチンを実行すると
きステップ110よりステップ124に進み、Q/Nが
第2異常判定レベルAより大きいか否か判定される。
この第2判定レベルAは第1レベルAより小さく、
バイパス制御弁58の正規作動中における開弁相当のQ
/Nの値に設定される。Q/N>Aのときはステップ
126に進みカウンタCがデクリメントされる。ステ
ップ128ではC=0か否か判定される。Q/N>A
となってからn回のルーチンを実行していないとき
は(即ち、Cが0まで落ちていないときは)、ステッ
プ130に進み燃料カットフラグfはリセットされる。
従って、第4図のルーチンにおいて燃料カットは行われ
ない。したがって、Q/Nが第2設定値Aより大きく
ても、その状態に入ってから一定の短い時間(n=6
とすれば前記と同様0.25秒)は燃料カットが実行さ
れない。
その時間が経過すると、C=0となるためステップ1
28よりステップ130に進み、燃料カットフラグfが
セットされる。従って、第4図のルーチン実行によって
燃料カットが行われる。
このようにして、燃料カットが実行された結果Q/Nが
第2設定値Aより降下すると、ステップ124での判
定がYesとなり、ステップ132に進みカウンタC
にn(例えば6)が入れられる。従って、Q/N=A
を境に燃料供給と、燃料カットとを繰り返すことにな
る。
ステップ122でカウンタCに入れられる値nはス
テップ134でカウンタCに入れられる値nより小
さくすることができる。例えばn=1、n=6。こ
の場合、異常状態に入ると短い待ち時間(ディレイ)後
に異常フラグfがセットされ、燃料カットが実行さ
れ、エンジンの保護にとって好ましくなる。しかしなが
ら、一旦異常フラグfがセットされると、今度は十分
な時間(n)を経過してから燃料カットが行われるた
め、ノイズにより頻繁に燃料カットされるのが防止され
る。
第7図は第2実施例における燃料カットフラグ制御ルー
チンを示す。このカットは第5図と比較してステップ1
36−142を追加した点が相違する。他のステップは
同じなので同一処理には同一番号を付し、その説明は省
略する。ステップ136では水温THWが所定値T
(例えば50℃)以上か否か判定され、ステップ13
8では空気温度THAが所定値T(例えば0℃)以上
か否か判定される。水温、及び吸入空気温度が要件を満
足しない低温作動時は空気密度が高くなり、Q/Nが大
きくなるので誤判定を防止するため燃料カット制御は行
われない。また、ステップ140ではエンジン回転数N
が所定値N(例えば5000rpmより小さいか否か
判定され、大きいときは判定レベルをA′(<A
あり、例えば1.6/rev)とし、判定レベルを低
く抑える。これは、バイパス制御弁の異常時であっても
高回転になればQ/Nは低下することから(第6図曲線
c参照)、これに準じて判定基準を下げるものである。
この実施例によれば、一旦異常を検知してフラグf
セットされると、電源が投入されている限りこれは維持
され、Q/Nが設定を超える度に燃料カットされる。従
って、運転者は直ぐに異常に気付き処置に回すことがで
きる。
また、実施例ではQ/Nを検知することによって異常を
判定しているが、そのた過給圧等の因子によって過給状
態を判定し、異常を検知することができる。
この出願の発明は必ずしも燃料カットと組み合わせる必
要がなく、異常判別装置としても単独に成立する。即
ち、負荷所定値が最初に一回大きな第1のレベルを超え
た後は、異常状態としてこれを記憶しておき、後は小さ
な第2のレベルで異常を判別するというアイディアがこ
の発明の最も広範な概念である。このように記憶された
異常信号は燃料カットに限らず、例えば警報装置の駆動
に使用されよう。
〔発明の効果〕 この発明によれば、過給状態の因子を第1の判定レベル
により検知し、異常と判定すればこれを記憶しておき第
1判定レベルより低い第2判定レベルで異常判別を行な
っている。そのため、異常になってから必要な処置をと
るまでにエンジンに苛酷な負荷がかかることがなく、エ
ンジンの保護を図ることができる。
また、一度低中速高負荷さえ経験すれば、高回転で軽負
荷−高負荷となっても負荷が第2の判定レベルを超える
ためは異常検知される。そのため、エンジン保護を図る
ことができる。
燃料カットと組み合わせることにより、異常があって一
旦第1の判定値を超えると、それより低い第2の判定値
で燃料カットされ、エンジン出力が出なくなるため、運
転者はエンジンの異常に速く気付くことができ、必要な
処置を直ぐに行うよう促すことができる。
【図面の簡単な説明】
第1A図、第1B図はこの発明の構成を示す図。 第2図は実施例の全体構成図。 第3図から第5図は制御回路の作動を示すフローチャー
ト図。 第6図はこの発明の作動を説明するグラフ。 第7図は第2実施例における燃料カットフラグ制御ルー
チンを説明する第5図と同様なフローチャート図。 40……エアフローメータ、 42……燃料インジェクタ、 50……ターボチャージャ、 58……バイパス制御弁、 62……アクチュエータ、 66……制御回路、 80,82……クランク角センサ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】以下の構成要素よりなる過給機付き内燃機
    関の異常判別装置、 過給状態を代表する因子に応じた信号を発生する過給状
    態検知手段、 過給機の異常状態を判定する第1の設定値を設定する第
    1設定手段、 過給状態検知手段からの信号と第1の設定値とを比較し
    て過給状態の異常を検知する過給機異常検知手段、 第1設定手段より軽い過給状態を設定する第2設定手
    段、及び 過給機異常検知手段によって過給機の異常状態を検知し
    たときに、過給状態検知手段からの信号と第2の設定値
    を比較して異常信号を発生する異常信号発生手段。
  2. 【請求項2】以下の構成要素よりなる過給機付き内燃機
    関の燃料カット制御装置、 過給状態を代表する因子に応じた信号を発生する過給状
    態検知手段、 過給機の異常状態を判定する第1の設定値を設定する第
    1設定手段、 過給状態検知手段からの信号と第1の設定値とを比較し
    て過給状態の異常を検知する過給機異常検知手段、 第1設定手段より軽い過給状態を設定する第2設定手
    段、 過給機異常検知手段によって過給機の異常状態を検知し
    たときに、過給状態検知手段からの信号と第2の設定値
    を比較して燃料カット信号を発生する燃料カット信号発
    生手段、及び 燃料カット信号発生手段からの信号によって内燃機関へ
    の燃料供給を停止する燃料供給停止手段。
JP18834785A 1985-08-29 1985-08-29 過給機付き内燃機関の異常判別装置 Expired - Lifetime JPH0639919B2 (ja)

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