JPH11351042A

JPH11351042A - 過給機付き内燃機関

Info

Publication number: JPH11351042A
Application number: JP10158951A
Authority: JP
Inventors: Takashi Matsuura; 崇松浦
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1998-06-08
Filing date: 1998-06-08
Publication date: 1999-12-21
Anticipated expiration: 2018-06-08
Also published as: JP4124517B2

Abstract

(57)【要約】【課題】過給圧を調整する過給圧ソレノイドと吸気通
路内の圧力を検出する圧力センサのいずれかが故障した
場合にも燃焼を安定させ得るようにする。【解決手段】吸気通路内の過給圧は過給圧ソレノイド
３７により調整され、吸気通路内の吸入空気の圧力は圧
力センサ３８により検出され、過給圧ソレノイド３７が
故障しているか否かは、ソレノイド作動検出信号７２に
基づいて過給圧ソレノイド故障判定部６２ｂにより判定
され、圧力センサ３８が故障しているか否かは、圧力セ
ンサ３８からの信号に基づいて圧力センサ故障判定部６
２ｃにより判定される。エンジンの燃焼形態は、運転状
況に応じて燃焼形態設定部６２ａからインジェクタ４
１，４２などに作動信号を送ることにより設定される。
過給圧ソレノイド３７と圧力センサ３８のいずれかが故
障した場合には、燃焼形態設定部６２ａからの信号によ
り均一燃焼に設定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は燃焼室内に吸入され
る空気を過給する過給機を有する過給機付き内燃機関に
関する。

【０００２】

【従来の技術】ターボチャージャを備えたエンジンにあ
っては、エンジンからの排気ガスにより回転するタービ
ンによってコンプレッサを駆動し、燃焼室内に供給され
る吸入空気をコンプレッサにより過給するようにしてい
る。一方、エンジンへの燃料の供給方式としては、目標
とする空燃比を実現するのに必要とされるガソリン量を
求めることにより、イジェクタからガソリンを供給する
ようにしたものがあり、燃焼室内に直接燃料を噴射する
筒内インジェクタと、吸気通路内に燃料を噴射する筒外
インジェクタの一方あるいは双方を有するものがある。

【０００３】燃焼室内に燃料を噴射する筒内インジェク
タと過給機とを有する筒内直接噴射式内燃機関として
は、たとえば、特開昭62-237057 号公報に開示されてい
るものがある。

【０００４】過給機を有する内燃機関においては、過給
圧が所定値以上に上昇しないようにするために、吸気通
路内の過給圧を圧力センサにより検出し、過給圧が所定
値以上となった場合には過給圧ソレノイドを作動して、
タービンを迂回するバイパス通路をウエストゲートバル
ブにより開いて過給圧が所定値を超えないようにしてい
る。

【０００５】過給圧を検出する圧力センサが故障する
と、エンジンを適正に作動させることができなくなるの
で、フェイルセイフの機能を持たせた過給圧制御方法
が、たとえば、特開平7-208230号公報に開示されてい
る。

【０００６】この場合には筒外インジェクタから吸気通
路内に燃料を噴射させるようにしており、過給圧が所定
値以内であれば、過給圧に対応した燃料を筒外インジェ
クタから吸気通路内に噴射するようにし、過給圧が異常
圧力値を超えていてもエンジンの回転数が所定値以下で
あるときには、エンジン回転数に対応させた量の燃料を
噴射するようにし、さらに、過給圧が異常圧力値を超え
しかもエンジン回転数が所定値を超えたときには、燃料
の供給を停止したり減少したり、あるいはエンジン回転
数を所定値以下に設定するようにしている。

【０００７】このように圧力センサが故障したときに所
定量の燃料を筒外インジェクタから吸気通路内に噴射す
るようにする場合には、筒外インジェクタを作動させる
ためのソレノイドに対して印加されるパルス幅を制限す
ることによって、フェイルセーフ機能を持たせることが
できる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、筒内イ
ンジェクタを有するエンジンにあっては、運転状況に応
じて成層燃焼と均一燃焼のいずれかの燃焼形態に切り換
えるようにしており、燃焼形態によって吸入空気量も大
きく相違している。

【０００９】したがって、過給圧を検出する圧力センサ
や過給圧を調整する過給圧ソレノイドに故障が発生した
ときに、インジェクタを作動させるためのソレノイドに
対するパルス幅のみを制御してフェイルセイフを行うよ
うにすると、フェイルセイフ時には燃焼を安定させるこ
とができなくなる。なぜならば、成層燃焼時に吸入空気
量に対応させて噴射量を変化させると、失火するおそれ
があるからである。

【００１０】本発明の目的は、過給機を有する内燃機関
において、過給圧を調整する過給圧ソレノイドと吸気通
路内の圧力を検出する圧力センサのいずれかが故障した
場合にも燃焼を安定させ得るようにすることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の過給機付き内燃
機関は、燃焼室内に吸入される空気を過給する過給機を
有する過給機付き内燃機関であって、前記燃焼室に連通
する吸気通路内の過給圧を調整する過給圧ソレノイド
と、前記過給圧ソレノイドの故障を判定する過給圧ソレ
ノイド故障判定手段と、前記燃焼室内に燃料を噴射する
筒内インジェクタと、運転状況に応じて前記燃焼室内で
の燃焼形態を決定し、スロットルバルブの開度および燃
料噴射量を調整するとともに、前記過給圧ソレノイドの
故障が発生したときには燃焼形態を均一燃焼に設定する
燃焼決定手段とを有することを特徴とする。本発明にあ
っては、過給圧を調整する過給圧ソレノイドが故障した
場合には、燃焼形態が均一燃焼に切り換えられるので、
燃焼を安定させることができる。

【００１２】本発明の過給機付き内燃機関は、燃焼室内
に吸入される空気を過給する過給機を有する過給機付き
内燃機関であって、前記燃焼室に連通する吸気通路内の
吸入空気の絶対圧および大気圧を検出する圧力センサ
と、前記圧力センサの故障を判定する過給圧ソレノイド
故障判定手段と、前記燃焼室に燃料を噴射する筒内イン
ジェクタと、運転状況に応じて前記燃焼室内での燃焼形
態を決定し、スロットルバルブの開度および燃料噴射量
を調整するとともに、前記圧力センサの故障が発生した
ときには燃焼形態を均一燃焼に設定する燃焼決定手段と
を有することを特徴とする。本発明にあっては、吸気通
路内の圧力を検出する圧力センサが故障した場合には、
燃焼形態が均一燃焼に切り換えられるので、燃焼を安定
させることができる。

【００１３】本発明の過給機付き内燃機関は、燃焼室内
に吸入される空気を過給する過給機を有する過給機付き
内燃機関であって、前記燃焼室に連通する吸気通路内の
吸入空気の絶対圧および大気圧を検出する圧力センサ
と、前記吸気通路内の過給圧を調整する過給圧ソレノイ
ドと、前記圧力センサの故障を判定する過給圧ソレノイ
ド故障判定手段と、前記過給圧ソレノイドの故障を判定
する過給圧ソレノイド故障判定手段と、前記燃焼室に燃
料を噴射する筒内インジェクタと、運転状況に応じて前
記燃焼室内での燃焼形態を決定し、スロットルバルブの
開度および燃料噴射量を調整するとともに、前記圧力セ
ンサと前記過給圧ソレノイドのいずれかの故障が発生し
たときには燃焼形態を均一燃焼に設定する燃焼決定手段
とを有することを特徴とする。本発明にあっては、過給
圧ソレノイドと圧力センサのいずれかの故障が発生した
場合には、燃焼形態が均一燃焼に切り換えられので、燃
焼を安定させることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。

【００１５】図１は過給機を有する内燃機関の概略図で
あり、シリンダブロック１と、これの上部に設けられた
シリンダヘッド２とによりエンジン本体が形成されてい
る。シリンダブロック１とこの下部に設けられたオイル
パン３とにより形成されたクランク室４内にはクランク
軸５が回転自在に設けられ、シリンダボア内に軸方向に
往復動自在に設けられたピストン６は、コンロッド７に
よりクランク軸５に接続されている。このクランク軸５
の回転角度を検出するために、クランク角センサ９が設
けられており、このクランク角センサ９からの信号によ
りクランク軸５の回転数、つまりエンジン回転数を検出
することができる。なお、シリンダブロック１には、４
つあるいは６つなどの所定の数のピストン６が設けられ
ているが、図１には１つのみが示されている。

【００１６】エンジン本体内の燃焼室８に燃焼に必要な
空気を供給するための吸気ポート１０と、燃焼したガス
を排出するための排気ポート１１とがそれぞれシリンダ
ヘッド２に形成されており、吸気ポート１０は吸気バル
ブ１２により開閉され、排気ポート１１は排気バルブ１
３により開閉されるようになっている。

【００１７】エンジン本体には吸気系１５と排気系１６
と燃料供給系１７が設けられ、吸気系１５は導入空気を
浄化するエアクリーナ１８を通って流入した空気を冷却
するインタークーラ１９が設けられた吸気管２０と、吸
気ポート１０に分岐して接続される吸気管分岐部２１を
備えたインテークマニホールド２２とを有している。こ
のインテークマニホールド２２は吸気管分岐部２１を介
してそれぞれの吸気ポート１０に連通するコレクトチャ
ンバ２３を有している。吸気系１５には吸入空気量を検
出するためのエアフローメータ２４と、燃焼室８に供給
される空気の量を調整するためのスロットルバルブ２５
ａとが設けられており、このスロットルバルブ２５ａ
は、電子スロットル制御（ＥＴＣ）装置２５により駆動
されるようになっている。

【００１８】排気系１６は排気ポート１１に接続される
排気管が集合されたエグゾーストマニホールド２６と、
触媒２７およびマフラー２８を備えた排気管２９とを有
している。

【００１９】図示するエンジンは過給機つまりターボチ
ャージャ３１を備えており、ターボチャージャ３１は排
気ガスにより回転するタービン３２と、このタービン３
２により駆動されて吸入空気を加圧するコンプレッサ３
３とを有している。排気管２９のタービン入口には、過
給圧を調整するためにタービン３２を迂回するようにバ
イパス通路３４が設けられ、このバイパス通路３４はウ
エストゲートバルブ３５によって開閉されるようになっ
ている。このウエストゲートバルブ３５は、アクチュエ
ータ３６により駆動されるようになっており、このアク
チュエータ３６は過給圧ソレノイド３７によって作動
し、これにより、ターボチャージャ３１による過給圧が
調整されることになる。

【００２０】吸気通路内の吸入空気の絶対圧および大気
圧とを切り換えて検出するために、吸気通路に連通する
導通管４０には圧力センサ３８が設けられ、切換えソレ
ノイド３９により作動する切換弁３９ａにより、圧力セ
ンサ３８は吸気通路に連通する状態と大気に連通する状
態とに切り換えて設定される。圧力センサ３８は、これ
が大気圧に連通する状態では大気圧を検出する。一方、
圧力センサ３８は、これが吸気通路に連通した状態では
吸入空気の圧力を検出し、ターボチャージャ３１により
吸入空気が過給された状態では、圧力センサ３８は過給
圧を検出することになる。

【００２１】シリンダヘッド２には、燃焼室８内に燃料
を噴射し高圧インジェクタとも言われる筒内インジェク
タ４１が取り付けられており、インテークマニホールド
２２には吸気バルブ１２の直前の吸気管通路内に燃料を
噴射し低圧インジェクタとも言われる筒外インジェクタ
４２が取り付けられている。

【００２２】筒外インジェクタ４２に燃料を供給するた
めに、低圧ポンプ４３とフィルタ４４を有する低圧燃料
供給管４５が筒外インジェクタ４２と燃料タンク４６と
の間に接続され、筒外インジェクタ４２から噴射される
燃圧つまり燃料の圧力は低圧レギュレータ４７により調
整されるようになっている。

【００２３】筒内インジェクタ４１に燃料を供給するた
めに、筒内インジェクタ４１に接続されたコモンレール
４８と低圧燃料供給管４５との間に接続された高圧燃料
供給管５１には、高圧燃料ポンプ５２が設けられてお
り、筒内インジェクタ４１からは高圧燃料ポンプ５２に
より加圧された燃圧で燃料が噴射される。なお、高圧燃
料供給管５１には、逆止弁５３とバイパス弁５４が設け
られている。

【００２４】図１に示すエンジンには、排気ガスの一部
を吸気系に戻すようにしたＥＧＲ装置（図示省略）が設
けられ、燃焼ガスの最高温度を低下してＮＯx の発生を
抑えるようにしており、運転状況に応じてＥＧＲバルブ
をオンオフすることによって、排気ガスの一部を吸気系
に供給したり、それを停止することができる。また、触
媒２７はＮＯx 吸蔵触媒を有しており、触媒２７のＮＯ
x 吸蔵量が基準値を超えた場合には、リッチスパイクを
行うことにより触媒２７のＮＯx 浄化を行うことができ
る。

【００２５】図示するエンジンにおいては、筒内インジ
ェクタ４１からの燃料噴射量と噴射時期および吸入空気
量を調整することによって燃焼形態を変化させることが
できる。

【００２６】その燃焼形態としては、燃焼室内の混合気
に燃料の濃い濃混合気の部分と燃料の薄い薄混合気の部
分とを形成させて濃混合気に着火させるようにした成層
燃焼と、混合気を全体的に均一の濃度とした均一燃焼と
に分類することができる。均一燃焼としては、理論空燃
比あるいはそれに近い空燃比で燃焼させるストイキオ燃
焼と、理論空燃比よりも燃料を薄くした均一リーン燃焼
と、理論空燃比よりも燃料を濃くした均一リッチ燃焼と
があり、ストイキオ燃焼の場合にはＥＧＲを作動させる
場合と停止させる場合とがある。成層燃焼させる場合に
は、燃焼室内の混合気は全体的に理論空燃比よりも薄く
設定され、成層リーン燃焼となる。

【００２７】したがって、燃焼形態としては、以下に示
す５つの燃焼形態がある。すなわち、ＥＧＲを不作動と
した均一ストイキオ燃焼（燃焼形態Ａ）、ＥＧＲを作動
させた均一ストイキオ燃焼（燃焼形態Ｂ）、均一リーン
燃焼（燃焼形態Ｃ）、成層リーン燃焼（燃焼形態Ｄ）
と、均一リッチ燃焼（燃焼形態Ｅ）とがある。

【００２８】図示するエンジンはターボチャージャ３１
が設けられており、過給圧が高くなって燃焼室内に多量
の空気が供給されるようになっているので、吸入される
空気の量が増加することによって、筒内インジェクタ４
１からの燃料噴射量が吸入空気量に対応しなくなった場
合には、不足分の燃料が筒外インジェクタ４２から供給
されるようになっている。

【００２９】燃焼形態Ａ〜Ｄはエンジン回転数と目標ト
ルクに応じていずれかに選択されることになり、エンジ
ンの始動時、全開時そしてリッチスパイクを行う場合に
は燃焼形態Ｅが設定される。また、エンジン冷却液の温
度が所定値以下の場合にも燃焼形態Ｅに設定される。

【００３０】成層燃焼と均一燃焼のいずれにあっても、
目標トルクとエンジン回転数から設定される目標空燃比
となるようにＥＴＣ装置によって吸入空気量が調整され
るとともに、それぞれのインジェクタ４１，４２からの
燃料噴射量が調整される。成層燃焼から均一燃焼に切り
換えられるときには、燃料噴射量を増加し吸入空気量を
減少するように制御し、噴射時期は成層限界空燃比まで
は圧縮工程噴射とし、これ以降は吸気工程噴射となる。
また、均一燃焼から成層燃焼に切り換えられるときに
は、燃料噴射量を減少し吸入空気量を増加するように制
御し、噴射時期は均一限界空燃比までは吸気工程噴射と
し、これ以降は圧縮工程噴射となる。

【００３１】図２はエンジンの運転状況に応じて前述し
た燃焼形態Ａ〜Ｅのうちいずれかの燃焼形態を設定する
とともに、過給圧ソレノイド３７が故障したか否かと、
圧力センサ３８が故障したか否かを検出して、いずれか
が故障した場合には、燃焼形態を燃焼形態Ａの均一燃焼
に設定するように、ＥＴＣ装置２５、筒内と筒外の両イ
ンジェクタ４１，４２を制御する制御回路を示すブロッ
ク図である。

【００３２】制御手段としての電子制御装置（ＥＣＵ）
６１はＣＰＵ６２、ＲＯＭ６３、ＲＡＭ６４を有してお
り、これらはバス線を介して接続されている。

【００３３】ＣＰＵ６２にはクランク角センサ９が接続
されており、このセンサ９からの信号に基づいて信号間
隔を演算することによりエンジン回転数が検出される。
また、ＣＰＵ６２にはエンジン冷却液の温度を検出する
水温センサ６５と、アクセルペダル６６の踏み込み量を
検出するアクセル開度センサ６７とが接続されており、
さらには、リッチスパイクを行うリッチスパイク指令信
号６８がＣＰＵ６２に送られるようになっている。この
リッチスパイク指令信号６８は触媒２７におけるＮＯｘ
の吸蔵量を検出するセンサを設けた場合には、そのセン
サから送られることになり、特定の燃焼形態が所定時間
経過したことをＣＰＵ６２により演算して、リッチスパ
イクを行うようにしても良い。

【００３４】ＣＰＵ６２からはＥＴＣ装置２５と、ＥＧ
Ｒバルブ７１と、インジェクタ４１，４２にそれぞれ作
動信号が送られるようになっている。ＲＯＭ６３にはエ
ンジン回転数とアクセル開度とに基づいた目標トルクの
マップデータが格納されており、エンジン回転数とアク
セル開度とにより目標トルクを演算し、リッチスパイク
の要求があるか否かと、エンジン冷却液の温度とに基づ
いて、ＥＴＣ装置２５、ＥＧＲバルブ７１および両方の
インジェクタ４１，４２に作動信号を送って燃焼形態を
前述したＡ〜Ｅの形態のうちいずれかに設定する燃焼形
態設定部６２ａをＣＰＵ６２は有している。ＲＯＭ６３
にはエンジン回転数とアクセル開度とに基づいた目標過
給圧のマップデータが格納されており、運転状況に応じ
て読み出されたマップデータの目標過給圧となるよう
に、ＣＰＵ６２からは過給圧ソレノイド３７に作動信号
が送られる。

【００３５】ＣＰＵ６２に対する入力信号および出力信
号は、図示しない入力インターフェースおよび出力イン
ターフェースを介して接続されている。

【００３６】過給圧ソレノイド３７の作動状況を検出す
るソレノイド作動検出信号７２と、バッテリ電圧を検出
するバッテリ電圧信号７３とがそれぞれＣＰＵ６２に送
られるようになっており、これらの信号によって過給圧
ソレノイド３７が正常であるか故障しているかを判定す
る過給圧ソレノイド故障判定部６２ｂをＣＰＵ６２は有
している。これらの信号によって過給圧ソレノイド３７
が故障していると判定されたときには、運転状況にかか
わらず、燃焼形態Ａつまり均一燃焼に設定されるように
なっている。

【００３７】エンジンがアイドリング状態となっている
か否かを検出するアイドリングスイッチ７４と、圧力セ
ンサ３８とからの信号がＣＰＵ６２に入力されるように
なっており、これらの入力信号と、クランク角センサ９
により検出されたエンジン回転数とに基づいて、圧力セ
ンサ３８が正常であるか故障しているかを判定する圧力
センサ故障判定部６２ｃをＣＰＵ６２は有している。

【００３８】図３は過給圧ソレノイド３７に作動信号を
送る過給圧ソレノイド制御部７５の一例を示す回路図で
あり、過給圧ソレノイド３７をオンオフさせるトランジ
スタ７６のベース端子にはＣＰＵ６２からオンオフ信号
が送られるようになっている。過給圧ソレノイド３７に
接続されたコレクタ端子はＣＰＵ６２にも接続され、Ｃ
ＰＵ６２にはソレノイド作動検出信号７２が送られるよ
うになっている。

【００３９】したがって、トランジスタ７６に対して所
定パルス幅のオン信号がＣＰＵ６２から出力されている
ときに、それに対応してソレノイド作動検出信号７２が
出力されているか否かを検出することによって、過給圧
ソレノイド３７が故障しているか否かを判定することが
できる。なお、符号７７はバッテリを示す。

【００４０】図４は圧力センサ３８の圧力特性を示す線
図であり、圧力センサ３８は圧力に応じた電圧を出力す
る。この圧力センサ３８は、図１に示すように、切換バ
ルブ３９ａによって吸気通路に連通する状態と、大気に
連通する状態とに切り換えられるようになっている。こ
のように、圧力センサ３８によって大気圧を検出するこ
とにより圧力センサ３８が正常であるか故障しているか
が判定される。

【００４１】図５は運転状況に応じて燃焼形態を前述し
たいずれかの形態に設定するための燃焼形態設定の手順
を示すメインフローチャートであり、ステップＳ１でエ
ンジン回転数などの運転状況を示す信号を取り込み、ス
テップＳ２で過給圧ソレノイド３７が正常であるか故障
しているかを判定し、ステップＳ３では圧力センサ３８
が正常であるか故障しているか否かを判定し、これらの
判定結果と運転状況の検出結果とに基づいて、ステップ
Ｓ４では燃焼形態Ａ〜Ｅのいずれかが設定される。

【００４２】図６は図５に示したステップＳ２の過給圧
ソレノイドの故障判定のサブルーチンを示すフローチャ
ートであり、ステップＳ１０ではバッテリ７７の電圧が
所定電圧値以上となっているか否かが判断される。所定
電圧値としては、たとえば１１Ｖ程度に設定されてい
る。バッテリ電圧を判断するのは、以降に述べる判定に
おいてバッテリ電圧が降下していると、正確な故障の判
定ないし診断を行うことができないからであり、バッテ
リ電圧が所定電圧値以下であれば故障判定を行わない。

【００４３】ステップＳ１１ではＣＰＵ６２から過給圧
ソレノイド３７にこれを作動させる信号が送られたか否
かが判断され、ステップＳ１２ではソレノイド作動検出
信号７２を検出して過給圧ソレノイド３７が正常である
か否かが判断される。正常であると判断されれば、ステ
ップＳ１３で過給圧ソレノイド故障フラグをクリアし、
故障であると判断されれば、ステップＳ１４で過給圧ソ
レノイド故障フラグをセットする。

【００４４】過給圧ソレノイド制御部が図３に示す構造
となっている場合には、ステップＳ１１ではトランジス
タ７６のベース端子に信号が出力されたか否かを判断
し、ステップＳ１２ではコレクタ端子がLOW レベルであ
るか、HIGHレベルであるかを判断する。つまり、過給圧
ソレノイド３７が正常であれば、ＣＰＵ６２からベース
端子に信号がオンされるとコレクタ端子はLOW レベルと
なり、故障していれば、ベース端子に信号がオンされて
もコレクタ端子はHIGHレベルとなるので、これを検出す
ることにより、過給圧ソレノイド３７が正常であるか故
障であるかを判定することができる。

【００４５】そして、過給圧ソレノイド３７にパルスが
供給されてないときには、ステップＳ１１でトランジス
タ７６のベースに信号が出力されていないと判断される
ことになり、このときには、ステップＳ１５ではステッ
プＳ１２と同様に、コレクタ端子がLOW レベルである
か、HIGHレベルであるかを判断する。つまり、過給圧ソ
レノイド３７が正常であれば、ＣＰＵ６２からベース端
子に信号がオフされているときにはコレクタ端子はHIGH
レベルとなり、故障していれば、ベース端子に信号がオ
フとなっていてもコレクタ端子はLOW レベルとなるの
で、これを検出することによって、過給圧ソレノイド３
７が正常であるか故障であるかを判定することができ
る。

【００４６】図７はステップＳ３の圧力センサの故障判
定のサブルーチンを示すフローチャートである。圧力セ
ンサ３８は切換えソレノイド３９を作動させることによ
って所定の時間毎に大気圧を検出しており、大気圧は急
激に大きく変動しないので、所定時間経過の前後で圧力
センサ３８が設定圧力値以上の差を検出した場合には、
圧力センサ３８が故障であると判定することができる。
その設定圧力値は、２００mmHg程度に設定されている。

【００４７】そこで、ステップＳ２０では最新の大気圧
検出値 ALT_nと前回の大気圧検出値ALT_n-1との差が設
定圧力値よりも大きいか否かを判断する。圧力差が設定
圧力値（２００mmHg）以下であれば、ステップＳ２１に
進んで、切換えソレノイド３９がオンとなっているかオ
フとなっているかを判断する。切換えソレノイド３９が
オンとなると、圧力センサ３８は大気圧を検出すること
になり、オフとなると、吸気通路内の吸入空気の絶対圧
を検出することになる。

【００４８】圧力センサ３８により検出し得る吸入空気
の圧力は、図４に示すように、通常では、１００〜１９
００mmHg程度の絶対圧となっていれば十分であり、それ
に対応したセンサ電圧は１〜4.５Ｖとなっている。した
がって、この範囲を超えた電圧が圧力センサから出力さ
れた場合には圧力センサ３８が故障していると判断する
ことができる。そこで、ステップＳ２２では所定の最小
電圧値、たとえば、0.２Ｖ以下となっているか否かを判
断し、ステップＳ２３では所定の最大電圧値、たとえ
ば、4.９Ｖ以上となっているか否かを判断する。これら
のステップＳ２３でセンサ出力電圧が所定の範囲内であ
ると判断されれば、ステップＳ２４が実行される。

【００４９】このステップＳ２４では、アイドリングス
イッチ７４がオンとなっているか否かを判断し、このス
イッチ７４がオンとなっているときには、ステップＳ２
５ではエンジン回転数が最小のアイドリング回転数、た
とえば、５００rpm 以上となっているか否かを判断す
る。エンジンがこの回転数以上となっている場合には、
ステップＳ２６において、圧力センサ３８の出力電圧が
アイドリング判定電圧であるか否かを判断する。たとえ
ば、エンジンの回転数が５００rpm 程度であれば、吸入
空気の負圧は−５００mmHg程度となるのが通常であり、
大気圧が７６０mmHgであるときには、絶対圧は２６０mm
Hg程度になり、そのときの圧力センサ３８の出力電圧
は、2.１Ｖ以下となる。そこで、ステップＳ２６では、
アイドリング判定電圧を2.５Ｖと設定し、エンジンがア
イドリング回転しているときのセンサ出力電圧が、2.５
Ｖ以下であれば、圧力センサ３８は正常であると判断す
る。

【００５０】このステップＳ２６で圧力センサ３８が正
常であると判断された場合には、圧力センサ３８の出力
特性も正常であり、しかも、切換ソレノイド３９の作動
も正常であるので、ステップＳ２７では圧力センサ故障
フラグをクリアする。ステップＳ２４でアイドリングス
イッチ７４がオンしていないと判断されたとき、つまり
エンジンがアイドリング回転となっていないとき、およ
びステップＳ２５でアイドリングの回転数が、最小のア
イドリング回転数以下となっていると判断されたときに
は、圧力センサ３８の故障判定を行わない。

【００５１】ステップＳ２２，２３で圧力センサ３８の
出力電圧が所定の範囲外となっていると判断されたと
き、およびステップＳ２６でアイドリング時の圧力セン
サの出力電圧がアイドリング判定電圧である2.５Ｖより
も高いときには、ステップＳ２８が実行されて、圧力セ
ンサ故障フラグがセットされる。

【００５２】同様に、ステップＳ２０において、前回と
最新の大気圧検出値の圧力差が設定圧力値以上となって
いれば、圧力センサ３８の故障であるとして、ステップ
Ｓ２８が実行される。

【００５３】ステップＳ２１で切換ソレノイドが大気圧
であると判断された場合には、ステップＳ２２と同様
に、ステップＳ２９において、圧力センサの出力電圧が
所定の最小電圧値、たとえば、0.２Ｖ以下となっている
か否かを判断し、この最小電圧値よりも小さい電圧が出
力されたときには、圧力センサ３８が故障であると判断
してステップＳ２８に進み、最小電圧値よりも大きい場
合には、ステップＳ３０に進む。

【００５４】このステップＳ３０ではセンサ出力電圧が
大気圧上限電圧値よりも大きいか否かを判断する。大気
圧上限電圧値としては、通常の大気圧値である７６０mm
Hgに対応した2.１Ｖの電圧よりも高い電圧値、つまり、
大気圧以上の所定の圧力値に対応した電圧値が設定され
ており、それよりも低い電圧値であれば、圧力センサは
正常であるとして、ステップＳ２７が実行され、それよ
りも高い電圧が出力されれば、圧力センサ３８は故障で
あると判断して、ステップＳ２８が実行される。

【００５５】図８は図５に示したステップＳ４の燃焼形
態の設定のサブルーチンを示すフローチャートであり、
ステップＳ３１では過給圧ソレノイド故障フラグがセッ
トされているか否かを判断し、ステップＳ３２ではセン
サ故障フラグがセットされているか否かを判断する。過
給圧ソレノイド３７、圧力センサ３８および切換えソレ
ノイド３９のいずれも正常であれば、これらのステップ
でいずれもフラグのクリアが判断されて、ステップＳ３
３において燃焼形態切換えモードが実行されて、前述し
た５つの燃焼形態のいずれかが、運転状況に応じて設定
される。

【００５６】一方、ステップＳ３１，３２で過給圧ソレ
ノイド３７、圧力センサ３８および切換えソレノイド３
９の少なくともいずれかに故障が発生したと判断された
ならば、ステップＳ３４において故障時の燃焼形態が設
定されて、ＥＧＲを作動させない状態での均一ストイキ
オ燃焼（燃焼形態Ａ）が設定される。この故障時の燃焼
形態としては、成層燃焼でなければ、均一リッチに設定
するようにしても良い。

【００５７】このように、過給圧ソレノイド３７、圧力
センサ３８および切替えソレノイド３９の少なくともい
ずれかが故障した場合には、均一燃焼に対応させて吸入
空気量および燃料供給量を調整することにより、これら
の故障時にも安定的に燃焼を行うことができる。なお、
図６および図７の１ルーチンは５０ｍｓで実行され、図
８の１ルーチンは１０ｍｓで実行されるようになってい
る。

【００５８】本発明は前記実施の形態に限定されるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能で
あることはいうまでもない。たとえば、過給機として
は、図示する場合にはターボチャージャ３１を用いてい
るが、スーパーチャージャを用いるようにしても良い。

【００５９】

【発明の効果】本発明にあっては、過給圧を調整する過
給圧ソレノイドと、吸気通路内の圧力を検出する圧力セ
ンサのいずれかの故障が発生した場合には、燃焼形態が
均一燃焼に制御されるので、これらの故障が発生した場
合でも燃焼を安定させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態である過給機付き内燃機
関を示す概略図である。

【図２】エンジンの燃焼形態を制御する制御回路を示す
ブロック図である。

【図３】過給圧ソレノイド制御部を示す回路図である。

【図４】圧力センサの圧力特性を示す線図である。

【図５】エンジンの制御手順を示すメインフローチャー
トである。

【図６】過給圧ソレノイドの故障判定のサブルーチンを
示すフローチャートである。

【図７】圧力センサの故障判定のサブルーチンを示すフ
ローチャートである。

【図８】燃焼形態設定のサブルーチンを示すフローチャ
ートである。

【符号の説明】

２５電子スロットル制御装置（ＥＴＣ装置）２５ａスロットルバルブ３１ターボチャージャ３５ウエストゲートバルブ３７過給圧ソレノイド３８圧力センサ３９切換えソレノイド４１筒内インジェクタ４２筒外インジェクタ６７アクセル開度センサ６２ａ燃焼形態設定部６２ｂ過給圧ソレノイド故障判定部６２ｃ圧力センサ故障判定部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ０２Ｄ 41/02 ３２５Ｆ０２Ｄ 41/22 ３２５Ａ 41/22 ３２５３２５Ｋ３２５Ｍ 45/00 ３６４Ｚ 45/00 ３６４Ｆ０２Ｂ 37/12 ３０１Ｍ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃焼室内に吸入される空気を過給する過
給機を有する過給機付き内燃機関であって、前記燃焼室に連通する吸気通路内の過給圧を調整する過
給圧ソレノイドと、前記過給圧ソレノイドの故障を判定する過給圧ソレノイ
ド故障判定手段と、前記燃焼室内に燃料を噴射する筒内インジェクタと、運転状況に応じて前記燃焼室内での燃焼形態を決定し、
スロットルバルブの開度および燃料噴射量を調整すると
ともに、前記過給圧ソレノイドの故障が発生したときに
は燃焼形態を均一燃焼に設定する燃焼決定手段とを有す
ることを特徴とする過給機付き内燃機関。
【請求項２】燃焼室内に吸入される空気を過給する過
給機を有する過給機付き内燃機関であって、前記燃焼室に連通する吸気通路内の吸入空気の絶対圧お
よび大気圧を検出する圧力センサと、前記圧力センサの故障を判定する過給圧ソレノイド故障
判定手段と、前記燃焼室に燃料を噴射する筒内インジェクタと、運転状況に応じて前記燃焼室内での燃焼形態を決定し、
スロットルバルブの開度および燃料噴射量を調整すると
ともに、前記圧力センサの故障が発生したときには燃焼
形態を均一燃焼に設定する燃焼決定手段とを有すること
を特徴とする過給機付き内燃機関。
【請求項３】燃焼室内に吸入される空気を過給する過
給機を有する過給機付き内燃機関であって、前記燃焼室に連通する吸気通路内の吸入空気の絶対圧お
よび大気圧を検出する圧力センサと、前記吸気通路内の過給圧を調整する過給圧ソレノイド
と、前記圧力センサの故障を判定する過給圧ソレノイド故障
判定手段と、前記過給圧ソレノイドの故障を判定する過給圧ソレノイ
ド故障判定手段と、前記燃焼室に燃料を噴射する筒内インジェクタと、運転状況に応じて前記燃焼室内での燃焼形態を決定し、
スロットルバルブの開度および燃料噴射量を調整すると
ともに、前記圧力センサと前記過給圧ソレノイドのいず
れかの故障が発生したときには燃焼形態を均一燃焼に設
定する燃焼決定手段とを有することを特徴とする過給機
付き内燃機関。