JPWO2011077517A1 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

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Abstract

EGR系を備えたターボチャージャ付きの内燃機関において、WGVの動作異常有無を精度よく判定することのできる内燃機関の制御装置を提供する。ターボチャージャ20と、排気バイパス通路30に配置されたWGV32と、EGR通路34に配置されたEGRバルブ38と、内燃機関10の吸気管圧力を取得する圧力センサ54と、を備え、WGV32への開弁要求を取得した時の吸気管圧力の変化に基づいて、該WGV32の動作異常有無を判定する。この際、該WGV32への開弁要求に先立って、EGRバルブ38を所定の開弁状態に制御する。また、EGRバルブ38への開弁要求を取得した時の吸気管圧力の変化に基づいて、該EGRバルブ38の動作異常有無も併せて判定する。

Description

この発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、EGR系を備えたターボチャージャ付きの内燃機関の制御装置に関する。
従来、例えば日本特開2008−95587号公報に開示されるように、ターボチャージャを備える内燃機関において、ウエストゲートバルブ(WGV)の閉じ不良を検出するシステムが知られている。このシステムでは、過給初期における過給圧の上昇度合いを示す指標値が取得される。そして、この指標値が所定の基準値未満である場合に、WGVの閉じ不良が発生していると判別される。
日本特開2008−95587号公報 日本特開2007−231821号公報
上述した従来のシステムでは、過給初期の過給圧の上昇度合いによってWGVの異常を判定している。しかしながら、EGR系を備えた内燃機関においては、吸気系に還流されるEGR量に応じて過給圧が変化してしまう。このため、このようなEGR系を備える内燃機関においては、単に過給初期の過給圧特性に基づいてWGVの異常判定を行うことができず、未だ改善の余地が残されていた。
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、EGR系を備えたターボチャージャ付きの内燃機関において、WGVの動作異常有無を精度よく判定することのできる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
第1の発明は、上記の目的を達成するため、ターボチャージャ付きの内燃機関の制御装置において、
前記内燃機関の排気系に設けられ、前記ターボチャージャをバイパスする排気バイパス通路と、
前記排気バイパス通路に配置され、前記内燃機関からの動作要求を受けて任意に開閉可能なウエストゲートバルブ(以下、WGV)と、
前記内燃機関の排気通路と吸気通路とを接続するEGR通路と、
前記EGR通路に配置されたEGRバルブと、
前記内燃機関の吸気管圧力を取得する吸気管圧力取得手段と、
前記吸気管圧力の変化に基づいて、該WGVの動作異常有無を判定するWGV異常判定手段と、を備え、
前記WGV異常判定手段は、
前記WGVへの開弁要求を取得する開弁要求取得手段と、
前記開弁要求に先立って、前記EGRバルブを所定の開弁状態に制御するEGRバルブ制御手段と、を含み、
前記開弁要求を取得したときの前記吸気管圧力の変化に基づいて、該WGVの動作異常有無を判定することを特徴とする。
第2の発明は、第1の発明において、
前記EGR制御手段は、前記内燃機関からの動作要求を受けて、前記EGRバルブを開弁側へ動作させる手段であり、
前記EGR制御手段の実行時における前記吸気管圧力の変化に基づいて、該EGRバルブの動作異常有無を判定するEGRバルブ異常判定手段を更に備えることを特徴とする。
第3の発明は、第1または第2の発明において、
前記内燃機関の吸気系に設けられ、前記ターボチャージャをバイパスするバイパス通路と、
前記バイパス通路に配置されたエアバイパスバルブと、を更に備え、
前記WGV異常判定手段は、前記エアバイパスバルブが開弁された状態で実行することを特徴とする。
第4の発明は、第1または第2の発明において、
前記内燃機関へ供給される燃料を一時的に制限する燃料カット手段を更に備え、
前記WGV異常判定手段は、前記燃料カットの実行中に実行することを特徴とする。
第1の発明によれば、吸気管圧は、EGR流量の増加に応じて高くなる。また、EGR流量は、EGR通路の前後差圧、すなわち、排気管圧と吸気管圧との差圧に比例して増加する。このため、EGRバルブが開弁された状態でウエストゲートバルブ(WGV)が正常に開弁されると、排気管圧の下降に伴いEGR流量が減少し、これにより吸気管圧が下降する。このため、本発明によれば、この吸気管圧の変化に基づいて、WGVの動作異常有無を精度よく判定することができる。
第2の発明によれば、EGRバルブが正常に開弁されてEGR流量が増加すると、吸気管圧が上昇する。このため、本発明によれば、この吸気管圧の変化に基づいて、EGRバルブの動作異常有無を精度よく判定することができる。
第3の発明によれば、エアバイパスバルブ(ABV)が開弁された状態でWGVの動作異常有無が判定される。ABVが開弁された状態では、タービン過給に伴う吸気管圧の変化が発生し難くなる。このため、本発明によれば、WGVを開弁した場合の吸気管圧の変化がEGR量に依存する割合が高くなるので、WGVの動作異常の判定精度を更に向上させることができる。
第4の発明によれば、燃料カットが実行されている状態で、WGVの操作異常有無が判定される。燃料カット中は、排気ガスのエネルギが小さい、すなわち排気管圧が低いため、WGVの開閉に伴うタービン回転数の変化が生じ難い。このため、本発明によれば、WGVを開弁した場合の吸気管圧の変化がEGR量に依存する割合が高くなるので、WGVの動作異常の判定精度を更に向上させることができる。
本発明の実施の形態1の構成を説明するための図である。 図2は、EGRバルブ38およびWGV32の開度と、内燃機関10の各種状態量の変化との関係を示すタイミングチャートである。 本発明の実施の形態1において実行されるルーチンのフローチャートである。 本発明の実施の形態2において実行されるルーチンのフローチャートである。
以下、図面に基づいてこの発明のいくつかの実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。また、以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態1.
[実施の形態1の構成]
図1は、本発明の実施の形態1としてのシステム構成を説明するための図である。図1に示すように、本実施の形態のシステムは、内燃機関(エンジン)10を備えている。内燃機関10の吸気系は、吸気通路12を備えている。吸気通路12の入口には、エアクリーナ14が取り付けられている。また、吸気通路12におけるエアクリーナ14の下流側には、吸入空気量Gaを検出するためのエアフローメータ52が設けられている。
吸気通路12の途中には、ターボチャージャ20が設けられている。ターボチャージャ20は、コンプレッサ201とタービン202とを備えている。コンプレッサ201とタービン202とは、連結軸によって一体に連結されている。コンプレッサ201は、タービン202に入力される排気ガスの排気エネルギによって回転駆動される。コンプレッサ201の下流側には、圧縮された空気を冷却するためのインタークーラ22が配置されている。インタークーラ22の更に下流側には、スロットルバルブ24が配置されている。また、スロットルバルブ24の下流側には、吸気管圧Pを検出するための圧力センサ54が設けられている。また、吸気通路12には、コンプレッサ201をバイパスしてコンプレッサ201の入口側と出口側とを接続するエアバイパス通路26が接続されている。エアバイパス通路26の途中には、エアバイパスバルブ(ABV)28が配置されている。
内燃機関10の排気系は、排気通路16を備えている。該排気通路16の途中には、上述したターボチャージャ20のタービン202が設けられている。また、排気通路16には、タービン202をバイパスしてタービン202の入口側と出口側とを接続する排気バイパス通路30が接続されている。排気バイパス通路30の途中には、任意可動式のウエストゲートバルブ(WGV)32が配置されている。また、タービン202の下流側には、排気ガスを浄化するための排気浄化触媒18が配置されている。この排気浄化触媒18としては、三元触媒を用いることができる。
吸気通路12における吸気マニホールド近傍には、EGR(Exhaust Gas Recirculation)通路34の一端が接続されている。EGR通路34の他端は、排気通路16における排気マニホールド近傍に接続されている。本システムでは、このEGR通路34を通して排気ガス(既燃ガス)の一部を吸気通路12へ還流させること、つまり外部EGRを行うことができる。以下、EGR通路34を通して吸気通路12へ還流される排気ガスのことを「外部EGRガス」と称することとする。
EGR通路34の途中には、外部EGRガスを冷却するためのEGRクーラ36が設けられている。EGR通路34におけるEGRクーラ36の下流側には、EGRバルブ38が設けられている。EGRバルブ38は、その開度を変化させることにより、該EGR通路34を通る外部EGRガス量を調整することができる。
本実施の形態のシステムは、図1に示すとおり、ECU(Electronic Control Unit)50を備えている。ECU50の出力部には、上述したWGV32、EGRバルブ36等の種々のアクチュエータが接続されている。ECU50の入力部には、上述したエアフローメータ52、圧力センサ54の他、内燃機関10の運転条件および運転状態を検出するための種々のセンサ類が接続されている。ECU50は、入力された各種の情報に基づいて、図1に示すシステムの状態を制御する。
[実施の形態1の動作]
次に、図2を参照して、本実施の形態1の特徴的動作であるWGV32の動作異常判定について説明する。上述したとおり、本実施の形態1のシステムは、任意可動式のWGV32を備えている。ECU50は、WGV32を用いて、内燃機関10の運転領域に応じた過給圧制御を実行する。より具体的には、例えば、外部EGRによる燃費効果が高い領域では、該WGV32を閉弁して背圧を高める制御が実行される。また、ポンプロス低減による燃費効果が高い領域では、該WGV32を開弁して背圧を下げる制御が実行される。このように、内燃機関10の運転領域に応じてWGV32を制御することで、燃費の向上やエミッションの向上を図ることができる。
ところで、WGV32に動作異常が発生した場合、上述した過給圧制御を正常に実行できず、エミッションの悪化や燃費の悪化を招いてしまうことが想定される。このため、該WGV32の動作異常は、早期に且つ確実に検出されることが望ましい。この点、WGV32の動作確認のために、該WGV32に位置検出用のセンサを取り付けることが考えられる。しかしながら、新たなセンサ等の追加は搭載スペースの問題やコスト上昇の問題がある。
ここで、EGR系を備える内燃機関10では、EGR流量に応じて吸気管圧が変化する。EGR流量は、EGRバルブ38の開度、およびWGV32の開度によって変化する。図2は、EGRバルブ38およびWGV32の開度と、内燃機関10の各種状態量の変化との関係を示すタイミングチャートである。この図に示す通り、時間t1においてEGRバルブ38が開弁されると、吸気管へ還流されるEGR流量が増大する。このため、排気管圧力は、時間t1において急激に上昇する。
その後、時間t2においてWGV32が開弁されると、排気管圧は低下する。排気管圧が低下すると、排気管圧と吸気管圧との差圧が小さくなる。このため、図2に示すとおり、EGR流量は、時間t2において低下する。これに伴い、吸気管圧は、EGR流量が低下する時間t2において低下する。
このように、EGRバルブ38が開弁された状態においてWGV32が正常に開弁されると、吸気管圧が低下する。そこで、本実施の形態1では、WGV32の動作異常の発生有無を判定する場合に、かかる吸気管圧の変化を利用することとする。より具体的には、EGRバルブ38を所定の開度まで開弁した状態で、WGV32へ開弁要求を出すこととする。そして、この開弁要求後に吸気管圧が低下した場合には、WGV32が正常に開弁されたと判断し、該吸気管圧が変化しない場合には、WGV32が正常に開弁されていないと判断することとする。これにより、簡易な構成で、WGV32の動作異常有無を判定することができる。
尚、上述したWGV32の動作異常判定は、ABV28が開弁された状態で行うことが好ましい。すなわち、ABV28が開弁された状態では、コンプレッサ201の回転変化に起因する吸気管圧変化が発生し難い。したがって、ABV28が開弁された状態でWGV32を開弁することとすると、過給による吸気管圧変化の影響を抑制することができるので、EGR流量の変化に起因する吸気管圧変化を精度よく検出することができる。これにより、WGV32の異常判定精度を有効に高めることができる。
また、上述したWGV32の異常判定は、内燃機関10の燃料カット時に行うことが好ましい。すなわち、燃料カット時は、排気ガス中のエネルギが小さいため、WGV32を開閉した際のタービン202の回転数変化が発生し難い。したがって、燃料カット時にWGV32を開弁することとすると、過給による吸気管圧変化の影響を抑制することができるので、EGR流量の変化に起因する吸気管圧変化を精度よく検出することができる。これにより、WGV32の異常判定精度を有効に高めることができる。
[実施の形態1における具体的処理]
次に、図3を参照して、本実施の形態において実行する処理の具体的内容について説明する。図3は、ECU50が実行するルーチンのフローチャートである。
図3に示すルーチンでは、先ず、WGV32の動作異常を判定するための実行条件が成立しているか否かが判定される(ステップ100)。ここでは、具体的には、内燃機関10が所定の定常運転であるか否か、EGRバルブ38が閉弁されているか否か、WGV32が閉弁されているか否かが判定される。その結果、これらの条件が未だ成立していない場合には、本ステップが繰り返し実行される。
一方、上記ステップ100において、異常判定の実行条件が成立していると判定された場合には、次に、EGRバルブ38が所定の開度に開弁される(ステップ102)。EGRバルブ38が開弁されると、吸気管圧が上昇する。次のステップでは、圧力センサ54の検出信号に基づいて、EGRバルブ38の開弁後の吸気管圧P1が取得される(ステップ104)。
次に、WGV32への開弁要求が取得される(ステップ106)。WGV32が正常に開弁されると吸気管圧が低下する。次のステップでは、圧力センサ54の検出信号に基づいて、WGV32の開弁後の吸気管圧P2が取得される(ステップ108)。
次に、WGV32の開弁前後における吸気管圧の差圧ΔPが、所定値C1よりも小さいか否かが判定される(ステップ110)。ここでは、具体的には、先ず、上記ステップ108において検出された吸気管圧P2と上記ステップ104において検出された吸気管圧P1との差がΔPとして演算される。そして、このΔPが所定値C1よりも小さいか否かが判定される。所定値C1は、WGV32が正常に開弁した場合の吸気管圧変化量として予め設定された値(負値)が使用される。その結果、ΔP<C1の成立が認められた場合には、WGV32が正常に開弁されたと判断されて、WGV32が正常に動作していると判定される(ステップ112)。一方、上記ステップ110において、ΔP<C1の成立が認められない場合には、WGV32が正常に開弁されていないと判断されて、WGV32に動作異常が発生していると判定される(ステップ114)。
以上説明したとおり、本実施の形態1のシステムによれば、EGRバルブ38が開弁された状態でWGV32が開弁される。これにより、WGV32の実動作に対応した吸気管圧変化を検出することができるので、WGV32の動作異常の判定精度を有効に高めることができる。
ところで、上述した実施の形態1においては、WGV32への開弁要求時の吸気管圧変化に基づいて、該WGV32の動作異常を判定することとしているが、判定に用いる値は吸気管圧に限られない。すなわち、図2に示すとおり、吸気管圧が変化すると、これに伴い吸入空気量Gaも変化する。そこで、WGV32への開弁要求前後の吸入空気量をエアフローメータ52の検出信号から取得し、この変化量に基づいて、WGV32の動作異常有無を判定することとしてもよい。
また、上述した実施の形態1においては、WGV32への開弁要求前後の吸気管圧の差圧ΔPに基づいて、該WGV32の動作異常を判定することとしているが、判定に用いる値はΔPに限られない。すなわち、該WGV32の実動作有無を判定できるのであれば、吸気管圧の下降割合等を用いることとしてもよい。
尚、上述した実施の形態1においては、圧力センサ54が前記第1の発明における「吸気管圧取得手段」に相当しているとともに、ECU50が、上記ステップ102の処理を実行することにより、前記第1の発明における「EGRバルブ制御手段」が、上記ステップ106の処理を実行することにより、前記第1の発明における「開弁要求取得手段」が、上記ステップ110の処理を実行することにより、前記第1の発明における「WGV異常判定手段」が、それぞれ実現されている。
実施の形態2.
[実施の形態2の特徴]
次に、図4を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。本実施の形態のシステムは、図1に示すハードウェア構成を用いて、ECU50に後述する図4に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
上述した実施の形態1のシステムでは、WGV32の動作異常有無を判定する場合に、先ず、EGRバルブ38を所定開度に開弁することとしている。ここで、図2に示すとおり、WGV32が閉弁された状態でEGRバルブ38が正常に開弁されると、吸気管圧が上昇する。これは、上述したとおり、EGRバルブ38が開弁されるとEGR流量が増大するからである。
そこで、本実施の形態2では、EGRバルブ38への開弁要求前後における吸気管圧変化に基づいて、該EGRバルブ38の動作異常有無を判定することとする。より具体的には、WGV32の動作異常判定の実行時において、EGRバルブ38への開弁要求前後の吸気管圧を検出することとする。そして、これらの吸気管圧の差圧が所定のしきい値に達しない場合に、該EGRバルブ38に動作異常が発生していると判定することとする。これにより、WGV32の動作異常判定とともに、EGRバルブ38の動作異常も判定することができる。また、かかる手順によれば、EGRバルブ38の判定時には吸気管圧が上昇するのに対して、WGV32の異常判定時には吸気管圧が下降することとなる。このため、EGRバルブ38とWGV32との動作間隔、すなわち、時間t1と時間t2との間隔を短くした場合であっても、高い精度で異常検出を行うことができる。
[実施の形態2における具体的処理]
次に、図4を参照して、本実施の形態において実行する処理の具体的内容について説明する。図4は、ECU50が実行するルーチンのフローチャートである。
図4に示すルーチンでは、先ず、WGV32の動作異常を判定するための実行条件が成立しているか否かが判定される(ステップ200)。ここでは、具体的には、上記ステップ100と同様の処理が実行される。その結果、これらの条件が未だ成立していない場合には、本ステップが繰り返し実行される。一方、上記ステップ200において、異常判定の実行条件が成立していると判定された場合には、次に、圧力センサ54の検出信号に基づいて、吸気管圧P0が検出される(ステップ202)。
次に、EGRバルブ38への開弁要求が取得される(ステップ204)。次に、圧力センサ54の検出信号に基づいて、EGRバルブ38の開弁後の吸気管圧P1が取得される(ステップ206)。次に、WGV32への開弁要求が取得される(ステップ208)。次に、圧力センサ54の検出信号に基づいて、WGV32の開弁後の吸気管圧P2が取得される(ステップ208)。ここでは、具体的には、上記ステップ102〜108と同様の処理が実行される。
次に、EGRバルブ38への開弁要求前後の吸気管圧の差圧ΔP2(P1−P0)が、所定値C2よりも大きいか否かが判定される(ステップ212)。ここでは、具体的には、先ず、上記ステップ206において検出された吸気管圧P1と上記ステップ202において検出された吸気管圧P0との差がΔP2として演算される。そして、このΔP2が所定値C2よりも大きいか否かが判定される。所定値C2は、EGRバルブ38が正常に開弁した場合の吸気管圧変化量として予め設定された値(正値)が使用される。その結果、ΔP2>C2の成立が認められない場合には、EGRバルブ38が正常に開弁されていないと判断されて、EGRバルブ38の動作が異常と判定される(ステップ214)。EGRバルブ38の動作異常が確認されると、その後のWGV32の動作異常判定を正確に行うことができないため、本ルーチンは終了される。
一方、上記ステップ212において、ΔP2>C2の成立が認められた場合には、EGRバルブ38が正常に開弁されたと判断されて、EGRバルブ38の動作が正常と判定される(ステップ216)。図4に示すルーチンでは、次に、WGV32の開弁前後における吸気管圧の差圧ΔPが、所定値C1よりも小さいか否かが判定される(ステップ218)。ここでは、具体的には、上記ステップ110と同様の処理が実行される。その結果、ΔP<C1の成立が認められた場合には、WGV32が正常に開弁されたと判断されて、WGV32が正常に動作していると判定される(ステップ220)。一方、上記ステップ218において、ΔP<C1の成立が認められない場合には、WGV32が正常に開弁されていないと判断されて、WGV32の動作が異常と判定される(ステップ222)。
以上説明したとおり、本実施の形態2のシステムによれば、WGV32の動作異常有無を判定する場合に、EGRバルブ38の動作異常の有無を同時に判定することができる。
ところで、上述した実施の形態2においては、EGRバルブ38への開弁要求時の吸気管圧変化に基づいて、該EGRバルブ38の動作異常を判定することとしているが、判定に用いる値は吸気管圧に限られない。すなわち、図2に示すとおり、吸気管圧が変化すると、これに伴い吸入空気量Gaも変化する。そこで、EGRバルブ38への開弁要求前後の吸入空気量をエアフローメータ52の検出信号から取得し、この変化量に基づいて、EGRバルブ38の動作異常有無を判定することとしてもよい。
また、上述した実施の形態2においては、EGRバルブ38への開弁要求前後の吸気管圧の差圧ΔP2に基づいて、該EGRバルブ38の動作異常を判定することとしているが、判定に用いる値はΔP2に限られない。すなわち、該EGRバルブ38の実動作有無を判定できるのであれば、吸気管圧の上昇割合等を用いることとしてもよい。
尚、上述した実施の形態2においては、圧力センサ54が前記第1の発明における「吸気管圧取得手段」に相当しているとともに、ECU50が、上記ステップ204の処理を実行することにより、前記第1の発明における「EGRバルブ制御手段」が、上記ステップ208の処理を実行することにより、前記第1の発明における「開弁要求取得手段」が、上記ステップ218の処理を実行することにより、前記第1の発明における「WGV異常判定手段」が、それぞれ実現されている。
また、上述した実施の形態2においては、ECU50が、上記ステップ212の処理を実行することにより、前記第2の発明における「EGRバルブ異常判定手段」が実現されている。
10 内燃機関
12 吸気通路
14 エアクリーナ
16 排気通路
18 排気浄化触媒(3元触媒)
20 ターボチャージャ
201 コンプレッサ
202 タービン
22 インタークーラ
24 スロットルバルブ
26 エアバイパス通路
28 エアバイパスバルブ(ABV)
30 排気バイパス通路
32 ウエストゲートバルブ(WGV)
34 EGR通路
36 EGRクーラ
38 EGRバルブ
50 ECU(Electronic Control Unit)
52 エアフローメータ
54 圧力センサ
第1の発明は、上記の目的を達成するため、ターボチャージャ付きの内燃機関の制御装置において、
前記内燃機関の排気系に設けられ、前記ターボチャージャをバイパスする排気バイパス通路と、
前記排気バイパス通路に配置され、前記内燃機関からの動作要求を受けて任意に開閉可能なウエストゲートバルブ(以下、WGV)と、
前記内燃機関の排気通路と吸気通路とを接続するEGR通路と、
前記EGR通路に配置されたEGRバルブと、
前記内燃機関の吸気管圧力を取得する吸気管圧力取得手段と、
前記吸気管圧力の変化に基づいて、該WGVの動作異常有無を判定するWGV異常判定手段と、を備え、
前記WGV異常判定手段は、
前記EGRバルブを所定の開弁状態に制御するEGRバルブ制御手段と、
前記EGRバルブが開弁された状態で前記WGVへの開弁要求を取得する開弁要求取得手段と、を含み、
前記開弁要求を取得したときの前記吸気管圧力の変化に基づいて、該WGVの動作異常有無を判定することを特徴とする。
第2の発明は、第1の発明において、
前記EGRバルブ制御手段は、前記内燃機関からの動作要求を受けて、前記EGRバルブを開弁側へ動作させる手段であり、
前記EGRバルブ制御手段の実行時における前記吸気管圧力の変化に基づいて、該EGRバルブの動作異常有無を判定するEGRバルブ異常判定手段を更に備えることを特徴とする。
次に、EGRバルブ38への開弁要求が取得される(ステップ204)。次に、圧力センサ54の検出信号に基づいて、EGRバルブ38の開弁後の吸気管圧P1が取得される(ステップ206)。次に、WGV32への開弁要求が取得される(ステップ208)。次に、圧力センサ54の検出信号に基づいて、WGV32の開弁後の吸気管圧P2が取得される(ステップ210)。ここでは、具体的には、上記ステップ102〜108と同様の処理が実行される。

Claims (4)

  1. ターボチャージャ付きの内燃機関の制御装置において、
    前記内燃機関の排気系に設けられ、前記ターボチャージャをバイパスする排気バイパス通路と、
    前記排気バイパス通路に配置され、前記内燃機関からの動作要求を受けて任意に開閉可能なウエストゲートバルブ(以下、WGV)と、
    前記内燃機関の排気通路と吸気通路とを接続するEGR通路と、
    前記EGR通路に配置されたEGRバルブと、
    前記内燃機関の吸気管圧力を取得する吸気管圧力取得手段と、
    前記吸気管圧力の変化に基づいて、該WGVの動作異常有無を判定するWGV異常判定手段と、を備え、
    前記WGV異常判定手段は、
    前記WGVへの開弁要求を取得する開弁要求取得手段と、
    前記開弁要求に先立って、前記EGRバルブを所定の開弁状態に制御するEGRバルブ制御手段と、を含み、
    前記開弁要求を取得したときの前記吸気管圧力の変化に基づいて、該WGVの動作異常有無を判定することを特徴とする内燃機関の制御装置。
  2. 前記EGR制御手段は、前記内燃機関からの動作要求を受けて、前記EGRバルブを開弁側へ動作させる手段であり、
    前記EGR制御手段の実行時における前記吸気管圧力の変化に基づいて、該EGRバルブの動作異常有無を判定するEGRバルブ異常判定手段を更に備えることを特徴とする請求項1記載の内燃機関の制御装置。
  3. 前記内燃機関の吸気系に設けられ、前記ターボチャージャをバイパスするバイパス通路と、
    前記バイパス通路に配置されたエアバイパスバルブと、を更に備え、
    前記WGV異常判定手段は、前記エアバイパスバルブが開弁された状態で実行することを特徴とする請求項1または2記載の内燃機関の制御装置。
  4. 前記内燃機関へ供給される燃料を一時的に制限する燃料カット手段を更に備え、
    前記WGV異常判定手段は、前記燃料カットの実行中に実行することを特徴とする請求項1または2記載の内燃機関の制御装置。
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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102953851B (zh) * 2011-08-26 2016-03-09 日立汽车系统(苏州)有限公司 内燃机系统以及内燃机系统的控制方法
JP5825994B2 (ja) * 2011-11-25 2015-12-02 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関の制御装置
JP5379918B1 (ja) * 2013-01-11 2013-12-25 三菱電機株式会社 内燃機関の制御装置
US9109504B2 (en) * 2013-08-27 2015-08-18 Ford Global Technologies, Llc Wastegate valve control for degraded measurement
JP6317114B2 (ja) * 2014-01-14 2018-04-25 愛三工業株式会社 過給機付きエンジンの制御装置
JP6011576B2 (ja) * 2014-04-24 2016-10-19 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP6070667B2 (ja) * 2014-09-30 2017-02-01 トヨタ自動車株式会社 過給システム
JP5931993B2 (ja) * 2014-10-16 2016-06-08 三菱電機株式会社 内燃機関の制御装置
BR112017019504B1 (pt) * 2015-03-26 2023-01-24 Honda Motor Co., Ltd. Dispositivo de controle de válvula e sistema de válvula
US10385794B2 (en) 2015-09-24 2019-08-20 Ai Alpine Us Bidco Inc. Method and engine controller for diagnosing waste gate valve malfunction and related power generation system
US10161345B2 (en) 2016-01-15 2018-12-25 Achates Power, Inc. Control of airflow in a uniflow-scavenged, two-stroke cycle, opposed-piston engine during transient operation
US9957901B2 (en) 2016-01-15 2018-05-01 Achates Power, Inc. Fuel limiter for a uniflow-scavenged, two-stroke cycle, opposed-piston engine
JP2017186940A (ja) * 2016-04-04 2017-10-12 いすゞ自動車株式会社 異常検出装置、異常検出方法及び異常検出システム
US9926867B1 (en) * 2016-12-06 2018-03-27 Achates Power, Inc. Maintaining EGR flow in a uniflow-scavenged, two-stroke cycle, opposed-piston engine
KR101927184B1 (ko) * 2016-12-09 2018-12-10 현대자동차 주식회사 엔진 시스템의 진단 방법 및 장치
JP7143811B2 (ja) * 2019-05-07 2022-09-29 トヨタ自動車株式会社 車両
JP2023091575A (ja) * 2021-12-20 2023-06-30 トヨタ自動車株式会社 エンジン制御装置
JP2023091574A (ja) 2021-12-20 2023-06-30 トヨタ自動車株式会社 エンジン制御装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04279752A (ja) * 1991-03-05 1992-10-05 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気ガス還流装置
JPH0861104A (ja) * 1994-08-23 1996-03-05 Daihatsu Motor Co Ltd 過給圧制御における過過給防止方法
JPH09112316A (ja) * 1995-10-20 1997-04-28 Toyota Motor Corp 内燃機関の吸気圧力異常検出装置
JP2004332613A (ja) * 2003-05-07 2004-11-25 Honda Motor Co Ltd 過給機付き内燃機関のエアバイパスバルブ制御装置
JP2005106063A (ja) * 2003-09-29 2005-04-21 Detroit Diesel Corp Egr/vgtエンジンのセンサ故障に対処する方法
JP2005127231A (ja) * 2003-10-24 2005-05-19 Bosch Automotive Systems Corp 車両用故障診断方法及び装置
JP2007231821A (ja) * 2006-03-01 2007-09-13 Toyota Motor Corp 過給器を備える内燃機関の制御
JP2008128114A (ja) * 2006-11-21 2008-06-05 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気絞り弁故障診断装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6497227B2 (en) * 2001-01-31 2002-12-24 Cummins, Inc. System for diagnosing fault conditions associated with an air handling system for an internal combustion engine
US6804601B2 (en) * 2002-03-19 2004-10-12 Cummins, Inc. Sensor failure accommodation system
US6687601B2 (en) * 2002-03-21 2004-02-03 Cummins, Inc. System for diagnosing an air handling mechanism of an internal combustion engine
US7254948B2 (en) * 2005-02-21 2007-08-14 Cummins Inc. Boost wastegate device for EGR assist
US7677227B2 (en) * 2005-07-04 2010-03-16 Denso Corporation Apparatus and method of abnormality diagnosis for supercharging pressure control system
JP3918855B1 (ja) * 2005-11-18 2007-05-23 いすゞ自動車株式会社 内燃機関の2段式過給システム
JP4844335B2 (ja) 2006-10-11 2011-12-28 トヨタ自動車株式会社 排気バイパス弁の故障検出装置
US7631552B2 (en) * 2006-12-22 2009-12-15 Detroit Diesel Corporation Method of verifying component functionality on EGR and air systems
US7593828B2 (en) * 2007-08-16 2009-09-22 Gm Global Technology Operations, Inc. Method and apparatus for monitoring a variable geometry intake air compressor device
US8001778B2 (en) * 2007-09-25 2011-08-23 Ford Global Technologies, Llc Turbocharged engine control operation with adjustable compressor bypass
US7748217B2 (en) * 2007-10-04 2010-07-06 Delphi Technologies, Inc. System and method for modeling of turbo-charged engines and indirect measurement of turbine and waste-gate flow and turbine efficiency
US7788922B2 (en) * 2007-10-04 2010-09-07 Delphi Technologies, Inc. System and method for model based boost control of turbo-charged engines
CN103228892B (zh) * 2010-12-08 2014-09-03 丰田自动车株式会社 多气缸内燃机的气缸间空燃比偏差异常检测装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04279752A (ja) * 1991-03-05 1992-10-05 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気ガス還流装置
JPH0861104A (ja) * 1994-08-23 1996-03-05 Daihatsu Motor Co Ltd 過給圧制御における過過給防止方法
JPH09112316A (ja) * 1995-10-20 1997-04-28 Toyota Motor Corp 内燃機関の吸気圧力異常検出装置
JP2004332613A (ja) * 2003-05-07 2004-11-25 Honda Motor Co Ltd 過給機付き内燃機関のエアバイパスバルブ制御装置
JP2005106063A (ja) * 2003-09-29 2005-04-21 Detroit Diesel Corp Egr/vgtエンジンのセンサ故障に対処する方法
JP2005127231A (ja) * 2003-10-24 2005-05-19 Bosch Automotive Systems Corp 車両用故障診断方法及び装置
JP2007231821A (ja) * 2006-03-01 2007-09-13 Toyota Motor Corp 過給器を備える内燃機関の制御
JP2008128114A (ja) * 2006-11-21 2008-06-05 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気絞り弁故障診断装置

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