JPH0765949B2

JPH0765949B2 - 過給機付エンジンの異常過給圧判定装置

Info

Publication number: JPH0765949B2
Application number: JP19284386A
Authority: JP
Inventors: 勝彦坂本; 耕一畑村; 正明谷口
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1986-08-20
Filing date: 1986-08-20
Publication date: 1995-07-19
Anticipated expiration: 2010-07-19
Also published as: JPS6350733A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は過給機付エンジンの異常過給圧判定装置に関す
るものである。

（従来技術）過給機により過給を行なうエンジンにあっては、過給圧
が高くなり過ぎることによるエンジン損傷を防止するた
め、過給圧を逃すリリーフバルブや排気ガスをバイパス
させるウエストゲートバルブ（排気ターボ式の過給機を
備えたもの）等の最大過給圧調整手段を備えている（実
開昭58−154829号公報）。

（発明が解決しようとする問題点）ところで、上述した最大過給圧調整手段の作動が円滑に
行なわれなくなった場合は、過給圧が異常に高くなる事
態が発生する。このような過給圧が異常に大きくなった
ときのエンジン保護のため、例えば燃料カットを行なう
等により過給圧を抑制して、エンジンの保護を行なうこ
とが考えられている。このような異常過給圧発生時の過
給圧抑制は、ドライバビリティ等に大きく影響を与える
ため、むやみに行なわないことが望まれるる反面、異常
過給圧が生じたときには確実に過給圧を抑制し得ること
が望まれるものである。特に、過給圧は、ウエストゲー
トバルブ等の最大過給圧調整手段が正常に作動していて
も、過渡時等にあっては一時的に大きな値を示すときも
あり、この一時的な異常過給圧を検出したときに直ちに
異常事態と判定することは、エンジンの円滑な運転を損
なうことになる。このような観点から、過給圧が異常で
あるか否かの判定をいかに行なうか、特に判定基準値を
いかに設定するかが問題となる。

本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、
過給圧が異常であるか否かの判定を、エンジンの円滑な
運転を損なうような事態を極力生じさせることなく最適
になし得るようにした過給機付エンジンの異常過給圧判
定装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段、作用）前述の目的を達成するため、本発明にあっては、異常過
給圧と判定するときの判定基準値を、常時は大きく設定
して、過給圧制御が正常に行なわれているときに燃料カ
ット等によるエンジンの円滑な運転を妨げるような事態
が発生することを極力防止するようにしてある。また、
この大きな判定基準値に基づく異常判定が所定回数生じ
たときは、例えばウエストゲートバルブ等の最大過給圧
調整手段が故障した非常事態であるとして、上記判定基
準値を低下させてエンジンの保護を確実に行なえるよう
にしてある。具体的には、第６図に示すように、過給機により過給を行うようにしたエンジンにおいて、過給圧を検出する過給圧検出手段と、前記過給圧検出手段で検出された過給圧を判定基準値と
比較して、過給圧が異常であるか否かを判定する異常判
定手段と、前記異常判定手段により異常過給圧と判定されたとき、
エンジン出力を低下させる出力低下手段と、前記異常判定手段により異常過給圧と判定された回数を
カウントするカウント手段と、前記カウント手段によるカウント数が所定回数以上とな
ったときに、前記判定基準値を低過給圧側に変更する判
定基準値変更手段と、を備えた構成としてある。

（実施例）以下本発明の実施例を添付した図面に基づいて説明す
る。

第１図において、１は往復動多気筒型とされたエンジン
本体で、既知のように、シリンダブロック２とシリンダ
ヘッド３とピストン４とにより燃焼室５が画成され、こ
の燃焼室５には、吸気ポート６および排気ポート７が開
口されている。そして、吸気ポート６は吸気弁８によ
り、また排気ポート７は排気弁９により、図示を略すク
ランク軸と同期して所定のタイミングで開閉されるよう
になっている。

吸気ポート５に連なる吸気通路11には、その上流側から
下流側へ順次、エアクリーナ12、フラップ式のエアフロ
ーメータ13、排気ターボ式過給機14のコンプレッサホイ
ール14a、インタクーラ15、スロットルバルブ16、サー
ジタンク17、燃料噴射弁18が配設されている。なお、サ
ージタンク17下流の吸気通路11は各気筒毎に独立した独
立吸気通路とされる一方、サージタンク17よりも上流の
吸気通路11は共通（１本）の共通吸気通路とされてい
る。

排気ポート７に連なる排気通路19には、各気筒の合流部
分よりも下流側において、前記過給機14のタービンホイ
ール14bが配設されている。このタービンホイール14b
は、コプレッサホイール14aに対してシャフト14cを介し
て連結され、これにより、排気ガスエネルギを受けてタ
ービンホイール14bが回転されると、コンプレッサホイ
ール14aが回転されて、過給が行なわるようになってい
る。なお、最大過給圧の調整は、ウエストゲートバルブ
20によって、従来と同様にして行なわれるようになって
いる。

第１図中Ｕはマイクロコンピュータによって構成された
制御ユニットで、この制御ユニットＵには、前記エアフ
ローメータ13からの吸入空気量信号の他、各センサ31〜
36からの信号が入力されて、これ等各センサ31〜36から
の信号に基づき制御ユニットＵは、後述するように燃料
噴射弁18および運転者から目視し易い位置に設けられた
ワーニングランプ30を制御する。上記センサ31は、エア
フローメータ13付近の吸気温度を検出するものである。
センサ32は、スロットルバルブ16の開度を検出するもの
である。センサ33は、サージタンク17内の吸気温度を検
出するものである。センサ34はエンジンの冷却水温を検
出するものである。センサ35はエンジンのクランク角位
置を検出するものである。センサ36は、デストリビュー
タ37に付設されてエンジン回転数を検出するものであ
る。なお、エアフローメータ13からの出力信号は、その
フラップ片13aの揺動位置をポテンショメータ13bによっ
て電圧変換されて、制御ユニットＵに入力される。

勿論、制御ユニットＵは、基本的にCPU、ROM、RAM、CLO
CKを備えると共に、入出力インタフェイスを備える他、
燃料噴射弁18あるいはワーニングランプ30駆動用の駆動
回路を備えているが、マイクロコンピュータを利用する
場合のこれ等の構成は既知なのでその詳細な説明は省略
する。

さて次に、制御ユニットＵによる制御内容について、第
２図に示すフローチャートを参照しつつ説明する。この
制御において、フラグＡおよびＢが用いられているが、
フラグＡは過給圧の判定基準値として大きい値を選択す
るか小さい値を選択するかを区別するたものものであ
り、またフラグＢは燃料カットを行なうか否かを区別す
るためのものである。そして、本実施例では、ウエスト
ゲートバルブ20が故障したようなときに生じる異常過給
圧を抑制するために、燃料カットを行なうようにしてあ
る。また、過給圧の大きさは、過給圧検出用の独立した
センサを別途設けることなく、過給圧に対応した吸入空
気量、より具体的にはこの吸入空気量に対応した燃料噴
射量によって検出するようにしてある。なお、以下の説
明におけるＰはステップを示す。

以上のことを前提として、イグニッッションスイッチの
オン作動により、先ずP1においてシステムイニシャライ
ズがなされて、フラグＡが０（判定基準値として大きい
値に対応）に、また燃料カット回数（異常過給圧判定回
数）を意味するカウント値Ｔが０にされる。

次に、P2において、エンジン回転数Ne、吸入空気量Qa、
エアフローメータ13付近での吸気温度THAAが読込まれ
る。P3においては、吸気温度THAAに基づいて、あらかじ
め作成、記憶されたマップより（第３図参照）、補正係
数（密度補正）CAIRが算出される。さらに、P4において
は、エンジンの運転状態（例えば加減速、冷却水温）に
基づく補正係数CADDが算出される。引続き、P5において
サージタンク17部分での吸気温度THAEが読込まれた後、
P6において、あらかじめ作成、記憶されたマップ（第４
図参照）に基づいて、この吸気温度THAEに対応した補正
係数CAが算出される。

P7においては、あらかじめ作成、記憶されたマップ（第
５図参照）に基づいて、異常過給圧の判定基準値TPOC
1、TPOC 2および燃料カットから燃料復帰するときの判
定基準値TPOC Rが発生される。なお、この判定基準値の
うち小さい方の値TPOC 2は、ウエストゲートバルブによ
り設定される最大過給圧よりも若干大きくされている。
この後、P8において、エンジン回転数Ne、吸入空気量Q
a、エアフローメータ13付近での吸気温度THAAに基づい
て、従来同様、基本の燃料噴射量TPが算出される。

P9においては、フラグＡが０であるか否かが判別される
が、当初は０であるので（P1でのイニシャライズ）、P1
0へ移行して、異常過給圧の判定基準値TPOCとして、大
きい値TPOC 1が設定される。そして、P11において、P8
で算出された燃料噴射量（基本燃料噴射量）TPが、判定
基準値TPOCに対してP6で算出された補正係数を掛け合わ
せた値（過給による温度上昇に伴なう密度補正）よりも
大きいか否かが判別される。このP11でYESのときは、異
常過給圧発生と考えられるので、P12に移行して、１秒
経過するのを待ち、１秒経過後もなおP11でYESとされた
ときは、本当の異常過給圧発生時であるとして、P13へ
移行する。上記P12の処理は、エアフローメータ13がオ
ーバシュートし易い点を勘案して、このオーバシュート
による異常過給圧発生というあやまった判定を防止する
ためになされる。

P13では、異常過給圧が発生したときなので、ワーニン
グランプ30を点灯（ON）して運転者に警告する一方、P1
4において燃料カットを行なって、過給圧を抑制する。
そして、P15において、フラグＢを１にセットすると共
に、異常過給圧の発生回数Ｔをカウントアップする。こ
の後は、燃料カットにより異常過給圧が抑制されるの
で、P16において、ワーニングランプ30を消灯（OFF）す
る。

P16の後は、P17において、異常過給圧の発生回数Ｔが、
判定基準値を変更するための所定回数に相当する３回以
上であるか否かが判別される。このP17でYESのとき、す
なわち異常過給圧が３回以上発生したときは、P18にお
いてワーニングランプ30を点灯し、P19でフラグＡを１
にセットした後、P20において、判定基準値TPOCを小さ
い方の値TPOC 2にセットする。勿論、このP20で変更さ
れた判定基準値は、P19でフラグＡが１にセットされる
ため、前記P9での判別がNOとされて、小さい方の値TPOC
2が判定基準値TPOCとされたまま、前記P11での異常判
定がなされる。

この後は、P21において、フラグＢが１であるか否か、
すなわち燃料カットを行なうときであるか否かが判別さ
れて、YESのときは所定の燃料噴射タイミングとなって
も燃料噴射を行なうことなくそのままP2へ戻り、またP2
1でNOのきは、P22に移行して、所定の燃料噴射タイミン
グとなったときに、P8で算出された燃料噴射量TPにP4で
算出された補正係数CADDを掛け合わせた最終燃料噴射量
TIが噴射される。

一方、前記P11でNOと判別されたときは、異常過給圧が
発生していないときであり、このときはP23に移行し
て、前回燃料カットが行なわれたか否かが判別される。
このP23でNOのときは、P25においてフラグＢを０にリセ
ットした後、前記P16移行の処理がなされる。また、P23
でYESのときすなわち前回燃料カットが行なわれている
ときは、P24において、P8で算出される燃料噴射量TP
が、燃料復帰条件としての復帰用基準燃料噴射量TPOC R
以下であるか否かが判別される。このP34でYESのとき
は、燃料復帰しても再度異常過給圧が生じないときなの
で、P25移行の処理すなわち異常過給圧が発生しなかっ
たときと同じ処理がなされる。これに対して、P24でNO
のときは、そのまま燃料復帰すると再び異常過給圧が生
じる可能性が高いので、異常過給圧発生時と同じように
P13移行の処理がなされる。さらに、P12においてNOと判
別されたとき、すなわちエアフローメータ13のオーバシ
ュートによる疑似の異常過給圧発生と考えられるとき
は、実質的に異常過給圧発生ではないので、P25移行の
処理がなされる。

以上実施例について説明したが、本発明はこれに限らず
例えば次のような場合をも含むものである。

異常過給圧発生時に過給圧を抑制するには、エンジン
の出力そのものを低下させる適宜の手段、例えば点火時
期を調整することにより、スロットルバルブ16を強制的
に閉方向へ作動させることにより、燃料噴射時期を調整
することにより（特にディーゼルエンジンの場合）等に
よって行なうことができる。

異常過給圧が所定回数発生した後であっても、一旦エ
ンジンを停止して再スタートしたときには再び大きい方
の値TPOC 1を判定基準値TPOCとなるようにしたものを示
したが、この大きい方の値TPOC 1に戻すには、専用のリ
セットボタン等を操作することにより行なうようにし
て、修理工場で異常過給圧を生じる原因が除去された後
当該修理工場でリセットさせることもできる。また、異
常過給圧の発生回数のカウントとしては、エンジンスタ
ートから停止までの間ではなく、例えば１時間の間に所
定回数発生したか否かというように時間を限定するよう
にしてもよい。

異常過給圧を生じたことを示す警報装置としては、ワ
ーニングランプ30の他ブザーを利用するようにしてもよ
い。

過給機14としては、エンジンにより機械的に駆動され
るスーパチャージャ等適宜の形式のものとすることがで
きる。

判定基準値の変更は、２段階に限らず３段階以上とす
るようにしてもよい。

制御ユニットＵをコンピュータによって構成する場合
は、デジタル式あるいはアナログ式のいずれであっても
よい。

（発明の効果）本発明は以上述べたことから明らかなように、過給圧制
御が正常に行なわれているときに不必要に異常過給圧と
して検出するのを極力避けつつ、この正常な過給圧制御
が行なわれなくなったときに生じる異常過給圧発生を確
実に検出することができる。この結果、エンジンの円滑
な運転を極力阻害することなく、異常過給圧発生に伴な
うエンジン保護を効果的に行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す全体系統図。第２図は本発明の制御例を示すフローチャート。第３図〜第５図は本発明の制御例に用いる各種制御値の
例を示すグラフ。第６図は本発明の全体構成図。 1:エンジン本体 11:吸気通路 13:エアフローメータ 14:過給機 18:燃料噴射弁 19:排気通路 U:制御ユニット 30:ワーニングランプ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】過給機により過給を行うようにしたエンジ
ンにおいて、過給圧を検出する過給圧検出手段と、前記過給圧検出手段で検出された過給圧を判定基準値と
比較して、過給圧が異常であるか否かを判定する異常判
定手段と、前記異常判定手段により異常過給圧と判定されたとき、
エンジン出力を低下させる出力低下手段と、前記異常判定手段により異常過給圧と判定された回数を
カウントするカウント手段と、前記カウント手段によるカウント数が所定回数以上とな
ったときに、前記判定基準値を低過給圧側に変更する判
定基準値変更手段と、を備えていることを特徴とするエンジンの異常過給圧判
定装置。