KR100588316B1 - 내연기관의 고장검출장치 - Google Patents

내연기관의 고장검출장치 Download PDF

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미츠비시 후소 트럭 앤드 버스 코포레이션
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Abstract

가변노즐베인이 부착된 과급기의 베인개도제어에 구애되지 않고 에어플로우센서의 이상을 확실하게 검출가능한 내연기관의 고장검출장치를 제공한다.
신기 유량검출수단(에어플로우센서)에 의해 검출된 신기 유입량과 신기량 기준치 설정수단(S20)에 의해 설정된 신기 유입량의 기준치의 비교결과에 근거하여 신기 유량검출수단(에어플로우센서)의 이상유무를 검출하는 고장검출수단(S22~S30)과, 가변노즐베인이 부착된 과급기를 구비한 내연기관의 고장검출장치로서, 상기 신기량 기준치 설정수단은 내연기관의 운전상태(엔진회전속도(Ne), 연료분사량(Qf) 등) 뿐만 아니라 목표베인개도 설정수단(S12, S14)에 의해 설정되는 가변노즐베인의 목표베인개도에 따라서 기준치를 설정한다(S16).

Description

내연기관의 고장검출장치{Fault Detection Apparatus of Internal Combustion Engine}
도 1은 본 발명에 따른 내연기관의 고장검출장치의 개략구성도이다.
도 2는 가변노즐베인이 부착된 터보과급기의 가변노즐베인유닛을 도시하는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 에어플로우센서(AFS) 고장판정제어의 제어루틴을 도시하는 플로우차트이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 AFS 고장판정제어의 제어루틴을 도시하는 플로우차트이다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 AFS 고장판정제어의 제어루틴을 도시하는 플로우차트이다.
도 6는 본 발명의 제4실시예에 따른 AFS 고장판정제어의 제어루틴을 도시하는 플로우차트이다.
도 7은 본 발명의 제5실시예에 따른 AFS 고장판정제어의 제어루틴을 도시하는 플로우차트이다.
도 8은 본 발명의 제6실시예에 따른 AFS 고장판정제어의 제어루틴을 도시하는 플로우차트이다.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***
1 엔진(내연기관) 10 흡기통로
14 에어플로우센서(AFS) 20 배기통로
24 후처리장치 26 λ센서(배기농도 검출수단)
30 EGR통로 32 EGR밸브
40 전자컨트롤유닛(ECU) 46 크랭크각 센서
60 가변노즐베인이 부착된 터보과급기 65 가변노즐베인유닛
67 가변노즐베인
본 발명은 내연기관의 고장검출장치에 따른 것으로, 상세하게는 에어플로우센서의 이상을 확실하게 검출하는 기술에 관한 것이다.
최근, 차량에 탑재된 엔진에서 유해한 배기가스가 배출되는 것을 방지하기 위해서 각종 제어수단을 이용하여 배기가스 성능의 향상이 도모되고 있다.
이러한 제어수단에는 각종 센서류로부터의 정보에 근거하여 배기가스 성능의 향상을 실현하도록 하고 있으며, 이들 센서류에 고장이 있으면 배기가스 성능의 악화로 이어질 우려가 있으므로 센서류의 고장을 확실하게 검출하는 것이 요구되고 있다.
센서류 중에서도 에어플로우센서(AFS)로부터의 정보는 후처리장치나 EGR 등 의 제어에 널리 사용되고 있으며, 상기 에어플로우센서가 고장이 나면 배기가스 성능에 큰 영향을 미치게 되므로 상기 에어플로우센서의 고장진단은 특히 중요한 것으로 여겨지고 있다.
그래서, 최근에는 차량탑재고장진단시스템(OBD 등)을 탑재한 차량이 개발되어 실용화되고 있고, 또 예를 들어, 엔진회전속도가 소정치 이하이면서 에어플로우센서로 검출되는 흡입공기량이 소정치 이상일 때에, 에어플로우센서가 이상이라고 판단하는 장치가 제안되어 있다(예를 들어, 일본특허공개 평10-018897호 공보 참조).
그러나, 에어플로우센서의 고장진단에 있어서는, 통상은 엔진회전속도, 연료분사량, 엔진토크, 스로틀개도(스로틀밸브개도), 흡기부압 등의 운전상태에 따라 미리 설정된 기준치와 에어플로우센서에서의 출력치를 비교하여 고장판정을 실시하도록 하고 있는데, 가변노즐베인이 부착된 과급기(VG터보과급기)를 구비하여 가변노즐베인으로 배기유량(배기압)을 조절하도록 하는 경우나, 이에 부가하여 흡기계에 EGR을 도입하도록 하는 경우에는 가변노즐베인의 베인개도나 EGR밸브의 개도에 따라서 신기량이 변동해 버려서 에어플로우센서의 고장판정을 정확하게 실시할 수 없다는 문제가 있다.
그래서, 예를 들어 베인개도나 EGR밸브의 개도가 변동하거나 하는 경우에는 에어플로우센서의 고장판정을 실시할 수 없다는 것도 고려되어, 상기 일본특허공개 평10-018897호 공보의 경우에는, 바이패스에어가 공급되는 엔진냉각상태시에 에어플로우센서의 이상판정을 금지하도록 하고 있으나, 이러한 제약을 가하면 에어플로우센서의 고장판정을 실시할 수 있는 시기가 크게 제한되게 되어 바람직한 것은 아니다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 것은 가변노즐베인이 부착된 과급기의 베인개도제어에 구애되지 않고 에어플로우센서의 이상을 확실하게 검출할 수 있는 내연기관의 고장검출장치를 제공하는 것에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해서, 청구항 1의 발명에서는, 내연기관의 흡기계에 설치되어 내연기관의 연소실 내에 도입되는 신기(新氣) 유입량을 검출하는 신기 유량검출수단과, 내연기관의 운전상태에 따라서 신기 유입량의 기준치를 설정하는 신기량 기준치 설정수단과, 상기 신기 유량검출수단에 의해 검출된 신기 유입량과 상기 신기량 기준치 설정수단에 의해 설정된 기준치의 비교결과에 근거하여 상기 신기 유량검출수단의 이상유무를 검출하는 고장검출수단과, 내연기관의 흡기계와 배기계 사이에 장착되어 가변노즐베인에 의해 유량조절된 배기류에 의해 터빈을 동작하여 컴프레셔를 구동시켜 흡입공기의 과급을 실시하는 가변노즐베인이 부착된 과급기와, 배기계의 공연비 또는 공기과잉율이 내연기관의 운전상태에 따른 소정치가 되도록 상기 운전상태에 따라서 상기 가변노즐베인의 목표베인개도를 설정하는 목표베인개도 설정수단과, 상기 목표베인개도 설정수단에 의해 설정된 목표베인개도에 따라서 상기 가변노즐베인을 제어하는 베인개도 제어수단을 구비하고, 상기 신기량 기준치 설정수단은 내연기관의 운전상태와 함께 상기 목표베인개도 설정수단에 의해 설정되는 상기 가변노즐베인의 목표베인개도에 따라서 기준치를 설정하는 것을 특징으로 하고 있다.
따라서, 신기량 기준치 설정수단에 의해 내연기관의 운전상태(엔진회전속도, 연료분사량, 엔진토크, 스로틀개도, 흡기부압 등)에 따라서 신기 유입량의 기준치가 설정되고, 상기 설정된 기준치와 신기 유량검출수단에 의해 검출된 신기 유입량의 비교결과에 근거하여 신기 유량검출수단(에어플로우센서)의 이상이나 고장유무가 검출되게 되지만, 신기량 기준치 설정수단은 내연기관의 운전상태와 함께 목표베인개도 설정수단에 의해 설정되는 가변노즐베인의 목표베인개도에 따라서 기준치를 설정하게 되므로, 신기 유입량의 기준치는 목표베인개도, 즉 가변노즐베인에 의한 배기유량의 조절량을 고려한 값이 되어 배기유량의 조절에 구애되지 않고 신기 유량검출수단의 고장진단이 적정하게 되어 확실하게 실시되어 신기 유량검출수단의 신뢰성이 향상된다. 이것에 의해서, 예를 들어 배기가스 성능의 한층 높은 향상이 도모된다.
또, 청구항 2의 발명에서는, 배기농도를 검출함으로써 배기계의 공연비 또는 공기과잉율을 검출하는 배기농도 검출수단을 구비하고, 상기 신기량 기준치 설정수단은 상기 배기농도 검출수단에 의해 검출된 배기계의 공연비 또는 공기과잉율과 상기 소정치의 차에 근거하여 상기 가변노즐베인의 목표베인개도를 보정하고, 상기 보정된 목표베인개도에 따라서 상기 기준치를 설정하는 것을 특징으로 하고 있다.
따라서, 가변노즐베인의 목표베인개도는 배기계의 공연비 또는 공기과잉율이 내연기관의 운전상태에 따른 소정치가 되도록 운전상태(엔진회전속도, 연료분사량 등)에 따라서 설정되는 지령치이고, 실제의 개도와 다를 가능성이 있으나, 배기농도 검출수단에 의해 검출된 배기계의 공연비 또는 공기과잉율과 상기 소정치의 차에 근거하여 가변노즐베인의 목표베인개도를 보정하고, 상기 보정된 목표베인개도에 따라서 기준치를 설정함으로써, 신기 유입량의 기준치가 가변노즐베인의 실제의 개도에 의거하여 적정히 설정되게 되어, 가변노즐베인 작동시에 있어서의 신기 유량검출수단의 고장진단의 정밀도가 높아져 신기 유량검출수단의 신뢰성이 더욱 향상된다.
또, 청구항 3의 발명에서는, 배기농도를 검출함으로써 배기계의 공연비 또는 공기과잉율을 검출하는 배기농도 검출수단을 구비하고, 상기 베인개도 제어수단은 상기 배기농도 검출수단에 의해 검출된 배기계의 공연비 또는 공기과잉율과 상기 소정치가 일치하도록 상기 가변노즐베인의 개도를 보정하는 것을 특징으로 하고 있다.
따라서, 상술한 것과 같이 가변노즐베인의 목표베인개도는 배기계의 공연비 또는 공기과잉율이 내연기관의 운전상태에 따른 소정치가 되도록 운전상태(엔진회전속도, 연료분사량 등)에 따라서 설정되는 지령치이고, 실제의 개도와 다를 가능성이 있으나, 배기농도 검출수단에 의해 검출된 배기계의 공연비 또는 공기과잉율과 상기 소정치가 일치하도록 가변노즐베인의 개도가 보정제어됨으로써, 신기 유입량의 기준치가 가변노즐베인의 실제의 개도에 의거한 적정한 것으로 되고, 가변노즐베인 작동시에 있어서의 신기 유량검출수단의 고장진단의 정밀도가 높아져 신기 유량검출수단의 신뢰성이 더욱 향상된다.
또, 청구항 4의 발명에서는, 배기농도를 검출함으로써 배기계의 공연비 또는 공기과잉율을 검출하는 배기농도 검출수단을 구비하고, 상기 신기량 기준치 설정수단은 상기 배기농도 검출수단에 의해 검출된 배기계의 공연비 또는 공기과잉율과 상기 소정치가 상위할 때에는, 상기 베인개도 제어수단에 의한 상기 가변노즐베인의 제어를 정지하고 내연기관의 운전상태에만 따라서 기준치를 설정하는 것을 특징으로 하고 있다.
따라서, 가변노즐베인의 목표베인개도는 배기계의 공연비 또는 공기과잉율이 내연기관의 운전상태에 따른 소정치가 되도록 운전상태(엔진회전속도, 연료분사량 등)에 따라서 설정되는 지령치이고, 실제의 개도와 다를 가능성이 있으나, 배기농도 검출수단에 의해 검출된 배기계의 공연비 또는 공기과잉율과 상기 소정치가 상위할 때에는 가변노즐베인의 제어를 정지하므로 고장진단의 기회가 줄어드는 일도 없고, 신기 유입량의 기준치가 내연기관의 운전상태에만 따라서 설정되게 되어 신기 유량검출수단의 고장진단의 정밀도가 높아져 신기 유량검출수단의 신뢰성이 더욱 향상된다.
또, 청구항 5의 발명에서는 내연기관의 흡기계에 설치되어 내연기관의 연소실 내에 도입되는 신기 유입량을 검출하는 신기 유량검출수단과, 내연기관의 운전상태에 따라서 신기 유입량의 기준치를 설정하는 신기량 기준치 설정수단과, 상기 신기 유량검출수단에 의해 검출된 신기 유입량과 상기 신기량 기준치 설정수단에 의해 설정된 기준치의 비교결과에 근거하여 상기 신기 유량검출수단의 이상유무를 검출하는 고장검출수단과, 내연기관의 흡기계와 배기계 사이에 장착되고, 가변노즐베인에 의해 유량조절된 배기류에 의해 터빈을 작동하여 컴프레셔를 구동시켜 흡입공기의 과급을 실시하는 가변노즐베인이 부착된 과급기와, 배기계의 공연비 또는 공기과잉율이 내연기관의 운전상태에 따른 소정치가 되도록 상기 운전상태에 따라서 상기 가변노즐베인의 목표베인개도를 설정하는 목표베인개도 설정수단과, 상기 목표베인개도 설정수단에 의해 설정된 목표베인개도에 따라서 상기 가변노즐베인을 제어하는 베인개도 제어수단과, 내연기관의 배기계로부터 배기가스의 일부를 EGR가스로서 상기 흡기계에 환류시키는 EGR통로와, 상기 EGR통로에 장착되어 개도의 변경에 따라 EGR가스량을 조절하는 EGR밸브와, 배기계의 공연비 또는 공기과잉율이 상기 소정치가 되도록 상기 운전상태에 따라서 상기 EGR밸브의 목표EGR밸브개도를 설정하는 목표EGR밸브개도 설정수단과, 상기 목표EGR밸브개도 설정수단에 의해 설정된 목표EGR밸브개도에 따라서 상기 EGR밸브를 제어하는 EGR밸브 제어수단을 구비하고, 상기 신기량 기준치 설정수단은 내연기관의 운전상태와 함께 상기 목표베인개도 설정수단에 의해 설정되는 상기 가변노즐베인의 목표베인개도 및 상기 목표EGR밸브개도 설정수단에 의해 설정되는 목표EGR밸브개도에 따라서 기준치를 설정하는 것을 특징으로 하고 있다.
따라서, 신기량 기준치 설정수단에 의해 내연기관의 운전상태(엔진회전속도, 연료분사량, 엔진토크, 스로틀개도, 흡기부압 등)에 따라서 신기 유입량의 기준치가 설정되고, 상기 설정된 기준치와 신기유입 검출수단에 의해 검출된 신기 유입량의 비교결과에 근거하여 신기 유량검출수단(에어플로우센서)의 이상이나 고장유무 가 검출되게 되지만, 신기량 기준치 설정수단은 내연기관의 운전상태와 함께 목표베인개도 설정수단에 의해 설정되는 가변노즐베인의 목표베인개도 및 목표EGR밸브개도 설정수단에 의해 설정되는 EGR밸브개도에 따라서 기준치를 설정하게 되기 때문에, 신기 유입량의 기준치는 목표베인개도, 즉 가변노즐베인에 의한 배기유량의 조절량 및 목표EGR밸브개도, 즉 EGR가스량을 고려한 값이 되어 배기유량의 조절이나 EGR가스의 도입에 구애되지 않고 신기 유량검출수단의 고장진단이 적정하게 되어 확실히 실시되어 신기 유량검출수단의 신뢰성이 향상된다. 이것에 의해서 예를 들어 배기가스 성능의 한층 높은 향상이 도모된다.
또, 청구항 6의 발명에서는, 배기농도를 검출함으로써 배기계의 공연비 또는 공기과잉율을 검출하는 배기농도 검출수단을 구비하고, 상기 신기량 기준치 설정수단은 상기 배기농도 검출수단에 의해 검출된 배기계의 공연비 또는 공기과잉율과 상기 소정치의 차에 근거하여 상기 목표베인개도 및 상기 목표EGR밸브개도 중 적어도 한쪽을 보정하고, 상기 보정한 목표베인개도 및 목표EGR밸브개도에 따라서 상기 기준치를 설정하는 것을 특징으로 하고 있다.
따라서, 가변노즐베인의 목표베인개도나 EGR밸브의 목표EGR밸브개도는 배기계의 공연비 또는 공기과잉율이 내연기관의 운전상태에 따른 소정치가 되도록 운전상태(엔진회전속도, 연료분사량 등)에 따라서 설정되는 지령치이며, 실제의 개도나 EGR밸브개도와 다를 가능성이 있으나, 배기농도 검출수단에 의해 검출된 배기계의 공연비 또는 공기과잉율과 상기 소정치의 차에 근거하여 가변노즐베인의 목표베인개도나 목표EGR밸브개도를 보정하고, 상기 보정된 목표베인개도 및 목표EGR밸브개 도에 따라서 기준치를 설정함으로써, 신기 유입량의 기준치가 가변노즐베인의 실제의 개도나 EGR밸브개도에 의거하여 설정되게 되어 신기 유량검출수단의 고장진단의 정밀도가 높아져 신기 유량검출수단의 신뢰성이 더욱 향상된다.
또, 청구항 7의 발명에서는, 배기농도를 검출함으로써 배기계의 공연비 또는 공기과잉율을 검출하는 배기농도 검출수단을 구비하고, 상기 베인개도 제어수단은 상기 배기농도 검출수단에 의해 검출된 배기계의 공연비 또는 공기과잉율과 상기 소정치가 일치하도록 상기 가변노즐베인의 개도를 보정하고, 상기 EGR밸브 제어수단은 상기 배기농도 검출수단에 의해 검출된 배기계의 공연비 또는 공기과잉율과 상기 소정치가 일치하도록 상기 EGR밸브의 개도를 보정하는 것을 특징으로 하고 있다.
따라서, 상술한 것과 같이, 가변노즐베인의 목표베인개도나 EGR밸브의 목표EGR밸브개도는 배기계의 공연비 또는 공기과잉율이 내연기관의 운전상태에 따른 소정치가 되도록 운전상태(엔진회전속도, 연료분사량 등)에 따라서 설정되는 지령치이며, 실제의 베인개도나 EGR밸브개도와 다를 가능성이 있으나, 배기농도 검출수단에 의해 검출된 배기계의 공연비 또는 공기과잉율과 상기 소정치가 일치하도록 가변노즐베인의 개도 및 EGR밸브개도가 보정제어됨으로써, 신기 유입량의 기준치가 가변노즐베인의 실제의 개도나 EGR밸브개도에 의거한 것이 되어, 신기 유량검출수단의 고장진단의 정도가 높아져 신기 유량검출수단의 신뢰성이 더욱 향상된다.
또, 청구항 8의 발명에서는, 배기농도를 검출함으로써 배기계의 공연비 또는 공기과잉율을 검출하는 배기농도 검출수단을 구비하고, 상기 신기량 기준치 설정수 단은 상기 배기농도 검출수단에 의해 검출된 배기계의 공연비 또는 공기과잉율과 상기 소정치가 상위할 때에는, 상기 베인개도 제어수단에 의한 상기 가변노즐베인의 제어 및 상기 EGR밸브 제어수단에 의한 상기 EGR밸브의 제어를 정지하고, 내연기관의 운전상태에만 따라서 기준치를 설정하는 것을 특징으로 하고 있다.
따라서, 가변노즐베인의 목표베인개도나 EGR밸브의 목표EGR밸브개도는 배기계의 공연비 또는 공기과잉율이 내연기관의 운전상태에 따른 소정치가 되도록 운전상태(엔진회전속도, 연료분사량 등)에 따라서 설정되는 지령치이며, 실제의 베인개도나 EGR밸브개도와 다를 가능성이 있으나, 배기농도 검출수단에 의해 검출된 배기계의 공연비 또는 공기과잉율과 상기 소정치가 상위할 때에는 가변노즐베인의 제어 및 EGR밸브의 제어를 정지하므로, 고장진단의 기회가 줄어드는 일도 없고 신기 유입량의 기준치가 내연기관의 운전상태에만 따라서 설정되게 되어, 신기 유량검출수단의 고장진단의 정밀도가 높아져 신기 유량검출수단의 신뢰성이 더욱 향상된다.
이하, 본 발명의 실시형태를 첨부도면에 따라서 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 내연기관의 고장검출장치의 개략구성도가 도시되어 있고, 이하, 동 도면에 근거하여 본 발명에 따른 내연기관의 고장검출장치의 구성을 설명한다.
도 1에 도시하는 것과 같이, 내연기관인 엔진(1)은 예를 들어 커먼레일식 직렬 4기통의 디젤엔진이다. 커먼레일식의 엔진(1)에서는 연소실(2)에 대면해서 전자식(電磁式) 연료분사노즐(4)이 각 기통마다 설치되어 있고, 각 연료분사노즐(4)은 고압파이프(5)에 의해 커먼레일(6)에 접속되어 있다. 그리고, 커먼레일(6)은 고압 파이프(7a)를 개재하여 고압펌프(8)에 접속되고, 상기 고압펌프(8)에서 저압파이프(7b)를 개재하여 연료탱크(9)에 접속되어 있다. 또한, 엔진(1)이 디젤엔진이기 때문에 연료로서는 경유가 사용된다.
엔진(1)의 흡기통로(10)에는 전자식 흡기스로틀밸브(12)가 설치되어 있고, 흡기스로틀밸브(12)보다 상류측에는 출력신호(Safs)에 근거하여 신기 유입량(Qa)을 검출하는 에어플로우센서(AFS, 신기 유량검출수단)(14)가 설치되어 있다. 흡기스로틀밸브(12)는 예를 들어 버터플라이밸브로 구성되고, 에어플로우센서(14)는 여기에서는 예를 들어 카르만 소용돌이식(渦式) 에어플로우센서가 채용되나, 열선식 에어프로센서 등이어도 좋다.
한편, 배기통로(20)에는 후처리장치(24)가 장착되어 있다. 후처리장치(24)는 예를 들어 디젤 파티큘레이터 필터(DPF)(24b)의 상류에 산화촉매(24a)가 부착되어 연속재생식 DPF로서 구성되어 있다.
연속재생식 DPF는 산화촉매(24a)에 있어서 산화제(NO2)를 생성하고, 상기 생성된 산화제에 의해서 하류의 DPF(24b)에 퇴적된 입상물질(Particulate Matter, PM)을 배기가스가 비교적 높은 온도 하에서 연속적으로 산화제거하여 DPF(24b)를 재생가능하게 구성되어 있다.
또, 배기통로(20)의 후처리장치(24)보다 상류위치에는 배기중인 산소농도를 검출함으로써 배기계의 공기과잉율(λ)을 검출하는 λ센서(O2센서 등, 배기농도 검출수단)(26)가 설치되어 있다. 또한, 여기에서는 공기과잉율(λ)을 검출하도록 하 였으나 공연비를 검출하도록 하여도 좋고 λ센서(26) 대신에 공연비 센서(LAFS 등)를 이용하도록 하여도 좋다.
또한, 배기통로(20)와 흡기통로(10)의 사이에는 배기통로(20) 내에 터빈(64)을 가지면서 흡기통로(10) 내에 컴프레셔(62)를 가지고 가변노즐베인부착터보과급기(가변노즐베인이 부착된 과급기, VG터보과급기)(60)가 개장되어 있다. 상기 가변노즐베인이 부착된 터보과급기(60)는 가변노즐베인유닛(65)을 구비하고, 도 2에 도시하는 것과 같이 베인작동기구(66)를 통하여 액츄에이터유닛(68)에 의해 가변노즐베인(67)을 화살표방향으로 개폐작동시킴으로써 배기유량(배기압)을 조절가능하게 구성되어 있다. 이것에 의해, 엔진회전속도(Ne)나 엔진부하가 작고 배기유량이 적은 듯한 경우라도 가변노즐베인(67)의 개도를 작게 하여 충분한 과급압이 확보된다.
또한, 배기통로(20)의 엔진(1)의 근방위치부터는 배기가스의 일부를 EGR가스로서 흡기계에 환류시키는 EGR통로(30)가 연장되어 있고, 상기 EGR통로(30)의 종단은 흡기통로(10)의 흡기스로틀밸브(12)보다 하류부분에 접속되어 있다. 그리고, EGR통로(30)에는 임의의 개도로 개도조절가능한 전자식 EGR밸브(32)가 장착되어 있다.
전자컨트롤유닛(ECU)(40)의 입력측에는 상술한 에어플로우센서(14), λ센서(26) 외에, 엑셀페달(42)의 밟는 양, 즉 엑셀개도(θacc)를 검출하는 엑셀개도센서(APS)(44)나 크랭크각을 검출함으로써 엔진회전속도(Ne)를 검출할 수 있는 크랭크각 센서(46) 등의 각종 센서류가 접속되어 있다.
한편, ECU(40)의 출력측에는 상기 연료분사노즐(4), 흡기스로틀밸브(12), EGR밸브(32), 가변노즐베인유닛(65)의 액츄에이터유닛(68) 외에, 각종 고장상황을 점등표시하는 고장램프(50) 등의 각종 디바이스류가 접속되어 있다.
이것에 의해, 각종 센서류로부터의 입력정보에 근거하여 각종 디바이스류가 작동제어되어, 엔진(1)이 적정히 운전제어된다. 예를 들어, 엑셀개도센서(44), 에어플로우센서(14), λ센서(26)로부터의 정보에 근거하여 연료분사량(Qf)이나 흡기스로틀밸브(12)의 개도가 조절되어 엔진(1)의 운전제어가 실시되고, 통상의 운전뿐만 아니라 후처리장치(24)의 재생제어, 가변노즐베인(67)의 개도제어(베인개도 제어수단), EGR밸브(32)의 개도제어(EGR밸브 제어수단) 등이 실시된다.
이하, 상기와 같이 구성된 내연기관의 고장검출장치의 작용에 대하여 설명한다.
우선, 제1실시예를 설명한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 내연기관의 고장검출장치에 있어서의 에어플로우센서(AFS) 고장판정제어의 제어루틴이 플로우차트로 도시되어 있고, 이하 동 플로우차트에 따라서 설명한다.
우선, 스텝 S10에서는 베인개도 제어유무, 즉 가변노즐베인(67)을 개도제어하여, 배기유량(배기압)을 조절하고 있는가 아닌가를 판별한다. 즉, 엔진회전속도(Ne)나 엔진부하가 작고 배기유량이 적은 듯한 경우로서, 베인개도제어를 실시하여 과급압을 확보하고 있는 상황인가 아닌가를 판별한다. 판별결과가 예(Yes)로 베인개도제어함으로 판정된 경우에는 스텝 S12로 나아간다.
스텝 S12에서는 가변노즐베인(67)의 목표베인개도를 설정한다. 여기에서는 엔진회전속도(Ne) 및 엔진부하, 즉 엑셀개도(θacc)에 따라서 목표베인개도를 설정한다(목표베인개도 설정수단). 또한, 이 경우 통상은 엔진(1)의 운전상태에 따라서 공기과잉율(λ)의 목표치(소정치)(λ1)가 설정되나, 가변노즐베인(67)의 개도가 변화하면 배압상승에 의해서 배기가스의 연소실(2) 내에의 EGR이 발생하고, 상기 EGR량에 따라서 공기과잉율(λ)은 변화하기 때문에, 여기에서는 또한 목표베인개도에 따라서 공기과잉율(λ)이 목표치(λ1)를 유지하도록 연료분사량(Qf)을 제어한다. 환언하면, 공기과잉율(λ)이 목표치(λ1)로 되도록 하면서 목표베인개도를 설정한다. 실제로는 미리 예를 들어 엔진회전속도(Ne), 연료분사량(Qf) 및 목표치(λ1)와 목표베인개도의 관계를 도시하는 맵(map)이 실험 등에 근거하여 설정되어 있고, 목표베인개도가 설정되면 적정한 연료분사량(Qf)이 상기 맵으로부터 판독된다.
스텝 S14에서는 λ센서(26)에 의해 검출되는 실제 공기과잉율(λ)에 따라서 상기 설정한 목표베인개도를 보정한다. 즉, 목표베인개도는 어디까지나 ECU(40)로부터의 지령치이지 실제치가 아니기 때문에, 가변노즐베인(67)의 개도를 목표치(λ1) 하에서 목표베인개도가 되도록 제어하였어도 가변노즐베인(67)의 실제의 개도와 목표베인개도 사이에 개도차가 발생하는 경우가 있고, 이와 같이 개도차가 발생하면 공기량이 증감하여 목표치(λ1)와 실제 공기과잉율(λ) 사이에도 같은 차가 발생하기 때문에, 상기 목표치(λ1)와 실제 공기과잉율(λ)을 비교하고, 상기 비교결과에 따라서 목표베인개도를 실제의 개도가 되도록 보정한다.
구체적으로는 목표치(λ1)와 λ센서(26)에 의해 검출되는 실제 공기과잉율( λ)값의 차(절대치) │λ-λ1│을 구하여, 상기 차에 상당하는 분만큼 목표베인개도를 보정한다. 또한, 이렇게 구한 목표베인개도의 보정치를 학습치로서 기억하도록 하여도 좋다.
이것에 의하여, 목표베인개도가 가변노즐베인(67)의 실제의 개도에 의거한 적정한 것으로 한다.
스텝 S16에서는 상기와 같이 구한 적정한 목표베인개도에 근거하여 신기 유입량(Qa)의 기준치, 즉 신기량 기준치를 설정한다(신기량 기준치 설정수단). 즉, 신기 유입량(Qa)의 기준치인 신기량 기준치는 기본적으로는 엔진(1)의 운전상태(엔진회전속도(Ne), 연료분사량(Qf), 엔진토크, 스로틀밸브개도(스로틀개도), 흡기부압 등에 따라서 설정되나, 여기에서는 상기 신기량 기준치를 상기와 같이 구한 목표베인개도로 보정하도록 한다. 실제로는 베인개도제어를 실시한 경우의 신기 유입량(Qa')과 목표베인개도의 관계가 미리 맵으로서 설정되어 있고, 여기에서는 그 맵 으로부터 판독된 신기 유입량(Qa')을 신기량 기준치로서 설정한다.
이 때, 목표베인개도는 상술한 것과 같이 가변노즐베인(67)의 실제의 개도에 의거한 적정한 것으로 되어 있으므로, 신기량 기준치는 가변노즐베인(67)을 동작시키지 않고 배기유량을 조절하지 않은 경우와 마찬가지로 매우 정확한 값으로 설정된다.
한편, 상기 스텝 S10의 판별결과가 아니오(No)로 베인개도제어를 실시하고 있지 않다고 판정된 경우에는 스텝 S20으로 나아간다.
이 경우에는 목표베인개도를 고려하는 일 없이 엔진(1)의 운전상태에 따른 통상 신기 유입량(Qa)을 그대로 신기량 기준치로서 설정한다.
스텝 S22에서는 에어플로우센서(14)의 출력신호(Safs)와 상기와 같이 구한 신기량 기준치의 차(절대치)│Safs-기준치│를 X로서 산출한다(│Safs-기준치│=X). 즉, 에어플로우센서(14)가 정상으로 기능하고 있으면 출력신호(Safs)는 신기량 기준치와 일치할 것이나, 여기에서는 출력신호(Safs)와 신기량 기준치가 일치하지 않는 경우에, 그 일치하지 않는 것을 차(X)로서 검출한다.
그리고, 스텝 S24에 있어서 상기 차(X)가 소정치(X1)(미소치) 이상(X≥X1)인가 아닌가를 판별한다.
스텝 S24의 판별결과가 예(Yes)로 차(X)가 소정치(X1) 이상으로 판정된 경우에는 에어플로우센서(14)가 정상으로 기능하고 있지 않아 이상이고, 에어플로우센서(14)에 고장이 발생한 것으로 판단할 수 있다(고장검출수단). 따라서, 이 경우에는 스텝 S26에 있어서 차(X)가 소정치(X1) 이상인 상태가 소정시간(t1) 계속된 것을 확인하고, 스텝 S28에 있어서 에어플로우센서(14)가 고장인 것을 고장램프(50)를 점등시켜서 운전자 등에게 알린다. 또, 스텝 S30에 있어서 에어플로우센서(14)가 고장에 대응한 고장코드를 ECU(40) 내의 메모리에 기록한다.
특히, 여기에서는 신기량 기준치는 적정한 목표베인개도에 근거하여 가변노즐베인(67)을 작동시키지 않는 경우와 마찬가지로 매우 정확하게 설정되어 있으므로, 가변노즐베인(67)의 동작에 의한 배기유량의 조절에 구애되지 않고 에어플로우센서(14)의 고장을 정밀도 높게 검출할 수 있어서, 에어플로우센서(14)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 이에 의해서, 예를 들어 에어플로우센서(14)의 출력정보를 후처리장치(24)의 재생제어에 사용하는 경우에 있어서, 상기 제어를 적정하게 실시하여 배기가스 성능의 한층 높은 향상을 도모할 수 있다.
스텝 S24의 판별결과가 아니오(No)로 차(X)가 소정치(X1)(미소치)보다 작다고 판정된 경우에는, 에어플로우센서(14)는 고장없이 정상으로 기능하고 있다고 판단할 수 있어서 그대로 상기 루틴을 통과한다.
다음으로, 제2실시예를 설명한다.
도 4를 참조하면, 제2실시예에 따른 내연기관의 고장검출장치에 있어서의 에어플로우센서(AFS) 고장판정제어의 제어루틴이 플로우차트로 도시되어 있고, 이하 동 플로우차트에 따라서 설명한다. 또한, 상기 제2실시예에서는 상기 제1실시예와 다른 부분에 대해서 설명한다.
제2실시예에서는 스텝 S12에 있어서 목표베인개도를 설정하면 상기 제1실시예와 같은 보정을 하는 일 없이, 다음 스텝 S16에 있어서 그대로 상기 목표베인개도에 근거하여 신기량 기준치를 설정한다.
그리고, 스텝 S17에 있어서, λ센서(26)에 의해 검출되는 실제 공기과잉율(λ)과 목표치(λ1)가 같은가(λ=λ1) 아닌가를 판별한다. 환언하면 가변노즐베인(67)의 실제의 개도와 목표베인개도의 사이에 개도차가 발생하여, 목표치(λ1)와 실제의 공기과잉율(λ) 사이에도 같은 차가 발생하고 있지 않는가 어떤가를 판별한다.
스텝 S17의 판별결과가 예(Yes)로 실제 공기과잉율(λ)과 목표치(λ1)가 같 다고 판정된 경우에는, 목표베인개도는 가변노즐베인(67)의 실제의 개도에 의거한 적정한 것으로 되어 있다고 판단할 수 있어 스텝 S22로 나아간다.
한편, 스텝 S17의 판별결과가 아니오(No)로 실제 공기과잉율(λ)과 목표치(λ1)가 다르다고 판정된 경우에는, 스텝 S18에 있어서 실제 공기과잉율(λ)이 목표치(λ1)에 일치하도록 가변노즐베인(67)의 개도를 보정한다.
즉, 상기 제1실시예에서는 가변노즐베인(67)의 실제의 개도에 대해서 목표베인개도를 보정하도록 하였으나, 상기 제2실시예에서는 목표베인개도에 대해서 가변노즐베인(67)의 실제의 개도를 보정하도록 한다.
따라서, 가변노즐베인(67)의 실제의 개도가 목표베인개도에 의거한 적정한 것으로 되어, 역시 신기량 기준치는 가변노즐베인(67)을 작동시키지 않는 경우와 마찬가지로 매우 정확한 값으로 설정된다.
이것에 의해서, 가변노즐베인(67)의 작동에 의한 배기유량의 조절에 구애되지 않고 에어플로우센서(14)의 고장을 정밀도 높게 검출할 수 있어서, 에어플로우센서(14)의 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 예를 들어 에어플로우센서(14)의 정보를 후처리장치(24)의 재생제어에 사용하는 경우에 있어서 상기 제어를 적정하게 실시하여 배기가스 성능의 한층 높은 향상을 도모할 수 있다.
다음으로, 제3실시예를 설명한다.
도 5를 참조하면, 제3실시예에 따른 내연기관의 고장검출장치에 있어서의 에어플로우센서(AFS) 고장판정제어의 제어루틴이 플로우차트로 도시되어 있고, 이하 동 플로우차트에 따라서 설명한다. 또한, 상기 제3실시예에서는 상기 제1실시예, 제2실시예와 다른 부분에 대해서 설명한다.
제3실시예에서는 스텝 S12에 있어서 목표베인개도를 설정하면 상기 제2실시예와 마찬가지로 다음 스텝 S16에 있어서 그대로 상기 목표베인개도에 근거하여 신기량 기준치를 설정한다.
그리고, 스텝 S17에 있어서 상기 제2실시예와 마찬가지로 λ센서(26)에 의해 검출되는 실제 공기과잉율(λ)과 목표치(λ1)가 같은가(λ=λ1) 아닌가를 판별한다.
스텝 S17의 판별결과가 예(Yes)로 실제 공기과잉율(λ)과 목표치(λ1)가 같다고 판정된 경우에는, 목표베인개도는 가변노즐베인(67)의 실제의 개도에 의거한 적정한 것으로 되어 있다고 판단할 수 있어 스텝 S22로 나아간다.
한편, 스텝 S17의 판별결과가 아니오(No)로 실제 공기과잉율(λ)과 목표치(λ1)가 다르다고 판정된 경우에는, 스텝 S19에 있어서 베인개도제어를 정지하고, 스텝 S20에 있어서 통상 신기 유입량(Qa)을 그대로 신기량 기준치로서 설정한 후, 스텝 S22로 나아간다.
즉, 상기 제3실시예에서는, 실제 공기과잉율(λ)과 목표치(λ1)에 차가 있는 경우에는 신기량 기준치를 정확하게 설정할 수 없다고 판단하고 베인개도제어 자체를 정지하도록 하고, 가변노즐베인(67)을 동작시키지 않고 배기유량을 조절하는 일 없이, 엔진(1)의 운전상태에 따른 통상 신기 유입량(Qa)을 신기량 기준치로 하여 에어플로우센서(14)의 고장판정을 실시하도록 한다.
또한 이 때, 에어플로우센서(14)의 고장판정을 중지하는 것이 아니라 베인개 도제어를 정지하고 있는 동안에 있어서도 에어플로우센서(14)의 고장판정은 계속적으로 실시되므로, 고장진단의 기회가 감소해 버리는 것과 같은 일도 없다.
이에 의해서 가변노즐베인(67)의 동작에 의한 배기유량의 조절정도를 전혀 걱정하는 일 없이 신기량 기준치가 항상 정확한 값으로 설정되어, 역시 에어플로우센서(14)의 고장을 정밀도 높게 검출할 수 있어서 에어플로우센서(14)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이하, 제4실시예 내지 제6실시예에 대해서 설명한다.
제4실시예 내지 제6실시예는 베인개도제어를 고려한 상기 제1실시예 내지 제3실시예의 고장판정에, EGR제어를 더 가미하여 고장판정을 실시하는 경우를 나타내고 있고, 제4실시예가 제1실시예에 대응하고, 제5실시예가 제2실시예에 대응하고, 제6실시예가 제3실시예에 대응하고 있다.
도6을 참조하면, 본 발명의 제4실시예에 따른 내연기관의 고장검출장치에 있어서의 에어플로우센서(AFS) 고장판정제어의 제어루틴이 플로우차트로 도시되어 있고, 이하 동 플로우차트에 따라서 상기 제1실시예와 다른 부분에 대해서 설명한다.
우선, 스텝 S10에서는 상기와 같이 베인개도유무, 즉 가변노즐베인(67)을 개도제어하여 배기유량(배기압)을 조절하고 있는가 아닌가를 판별한다. 판별결과가 예(Yes)로 베인개도제어함으로 판정된 경우에는 스텝 S11로 나아간다.
스텝 S11에서는 EGR유무, 즉 베인개도제어와 함께 EGR밸브(32)를 밸브개방작동시켜서 EGR가스를 흡기계에 도입하는가 아닌가를 판별한다. 판별결과가 예(Yes)로 EGR유로 판정된 경우에는 스텝 S12'로 나아간다.
스텝 S12'에서는 가변노즐베인(67)의 목표베인개도와 함께 EGR밸브(32)의 목표EGR밸브개도를 설정한다. 여기에서는 목표베인개도에 대해서는 상술한 것과 같이 엔진회전속도(Ne) 및 엔진부하, 즉 엑셀개도(θacc)에 따라서 목표베인개도를 설정하고(목표베인개도 설정수단), 목표EGR밸브개도에 대해서는 엔진회전속도(Ne), 연료분사량(Qf)에 따라서 설정한다(목표EGR밸브개도 설정수단).
또한, 이 경우 통상은 엔진(1)의 운전상태에 따라서 공기과잉율(λ)의 목표치(소정치)(λ1)가 설정되나, 가변노즐베인(67)의 개도가 변화하면 상술한 것과 같이 배기가스의 연소실(2) 내에의 EGR이 발생하고, 상기 EGR양에 따라서 공기과잉율(λ)은 변화하기 때문에, 여기에서는 또한 목표베인개도에 따라서 공기과잉율(λ)이 목표치(λ1)를 유지하도록 연료분사량(Qf)을 제어한다. 환언하면 공기과잉율(λ)이 목표치(λ1)가 되도록 하면서 목표베인개도를 설정한다. 실제로는 상술한 것과 같이 연료분사량(Qf)은 미리 설정된 맵으로부터 판독된다.
또, 목표치(λ1)가 변화하면 흡기스로틀밸브(12)의 개도 및 연료분사량(Qf)의 관계에 있어서 EGR가스도입량, 즉 목표EGR밸브개도도 변화하기 때문에, 여기에서는, 또한 공기과잉율(λ)의 목표치(λ1)에 따라서 목표EGR밸브개도를 설정한다. 실제로는 미리 엔진회전속도(Ne), 연료분사량(Qf) 및 목표치(λ1)와 목표EGR밸브개도의 관계를 도시하는 맵이 실험 등에 근거하여 설정되어 있고, 목표EGR밸브개도는 상기 맵으로부터 판독된다.
스텝 S14'에서는 λ센서(26)에 의해 검출되는 실제 공기과잉율(λ)에 따라서 상기 설정한 목표베인개도 및 목표EGR밸브개도를 보정한다. 즉, 목표베인개도나 목 표EGR밸브개도는 어디까지나 ECU(40)에서의 지령치로서 실제치는 아니기 때문에, 가변노즐베인(67)의 개도를 목표치(λ1) 하에서 목표베인개도가 되도록 제어하고, 또 EGR밸브(32)의 개도를 목표치(λ1)에 따른 목표EGR밸브개도가 되도록 제어했더라도, 가변노즐베인(67)의 실제의 개도와 목표베인개도의 사이, 혹은 EGR밸브(32)의 실제의 개도와 목표EGR밸브개도의 사이에 개도차가 생기는 경우가 있고, 이와 같이 개도차가 발생하면 목표치(λ1)와 실제의 공기과잉율(λ) 사이에도 같은 차가 발생하므로, 상기 목표치(λ1)와 실제 공기과잉율(λ)을 비교하고, 그 비교결과에 따라서 목표베인개도나 목표EGR밸브개도를 실제의 개도가 되도록 보정한다.
구체적으로는, 상기와 마찬가지로 목표치(λ1)와 λ센서(26)에 의해 검출되는 실제 공기과잉율(λ)의 값의 차(절대치) │λ-λ1│을 구하고, 상기 차에 상당하는 분만큼 목표베인개도나 목표EGR밸브개도를 보정한다. 또한, 이 경우 차 │λ-λ1│에 따라서 목표베인개도와 목표EGR밸브개도를 전체로서 보정하면 된다.
스텝 S16'에서는, 상기와 같이 구한 목표베인개도 및 목표EGR밸브개도에 근거하여 신기 유입량(Qa)의 기준치, 즉 신기량 기준치를 설정한다(신기량 기준치 설정수단). 즉, 신기 유입량(Qa)의 기준치인 신기량 기준치는 기본적으로는 엔진(1)의 운전상태(엔진회전속도(Ne), 연료분사량(Qf), 엔진토크, 스로틀개도, 흡기부압 등)에 따라서 설정되나, 여기에서는 상기 신기량 기준치를 상기와 같이 구한 목표베인개도 및 목표EGR밸브개도로 보정하도록 한다. 실제로는 베인개도제어를 실시한 경우의 신기 유입량(Qa')과 목표베인개도의 관계가 미리 맵으로서 설정되어 있고, 여기에서는 상기 맵으로부터 판독된 신기 유입량(Qa')과 목표EGR밸브개도에 따른 EGR가스량(Qegr)의 차(Qa'-Qegr)를 구하고, 상기 차(Qa'-Qegr)에 따른 기준치를 신기량 기준치로서 구한다. 혹은, EGR가스를 포함하지 않는 신기 유입량(Qa')의 신기량 기준치를 목표EGR밸브개도에 따른 값으로 보정하도록 하여도 좋다.
이 때, 목표베인개도나 목표EGR밸브개도는 상술한 것과 같이 전체로서 가변노즐베인(67)이나 EGR밸브(32)의 실제의 개도에 의거한 것으로 되어 있으므로, 신기량 기준치는 가변노즐베인(67)을 동작시키지 않고 배기유량을 조절하지 않는 경우나 EGR가스를 도입하지 않은 경우와 마찬가지로 매우 정확한 값으로 설정된다.
한편, 상기 스텝 S10의 판별결과가 아니오(No)로 베인개도제어를 실시하고 있지 않다고 판정된 경우, 스텝 S11의 판별결과가 아니오(No)로 EGR가스를 흡기계에 도입하고 있지 않다고 판정된 경우에는 스텝 S20으로 나아간다.
이 경우에는 목표베인개도나 목표EGR밸브개도를 고려하는 일 없이, 엔진(1)의 운전상태에 따른 통상 신기 유입량(Qa)을 그대로 신기량 기준치로서 설정한다.
그리고, 상기와 마찬가지로 스텝 S22에서는, 에어플로우센서(14)의 출력신호(Safs)와 상기와 같이 구한 신기량 기준치의 차(절대치)│Safs-기준치│를 X로서 산출하고(│Safs-기준치│=X), 스텝 S24에 있어서 상기 차(X)가 소정치(X1)(미소치) 이상(X≥X1)인가 아닌가를 판별하고, 판별결과가 예(Yes)로 차(X)가 소정치(X1) 이상으로 판정된 경우에는 에어플로우센서(14)에 고장이 발생하고 있다고 판단하고(고장검출수단), 스텝 S28에 있어서 에어플로우센서(14)가 고장인 것을 고장램프(50)의 점등에 의해 운전자 등에게 알린다. 또, 스텝 S30에 있어서 에어플로우센서(14)가 고장에 대응한 고장코드를 ECU(40) 내의 메모리에 기록한다.
이것에 의해서, 가변노즐베인(67)의 베인개도제어를 실시하고, 또한 EGR가스를 흡기계에 도입하는 경우에 있어서도 상기 제1실시예 내지 제3실시예의 경우와 마찬가지로 에어플로우센서(14)의 고장을 정밀도 높게 검출할 수 있어서 에어플로우센서(14)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제5실시예에 따른 내연기관의 고장검출장치에 있어서의 에어플로우센서(AFS) 고장판정제어의 제어루틴이 플로우차트로 도시되어 있고, 이하 동 플로우차트에 따라서 상기 제4실시예와 다른 부분에 대해서 설명한다.
제5실시예에서는 스텝 S12'에 있어서 목표베인개도 및 목표EGR밸브개도를 설정하면 상기 제4실시예와 같은 보정을 하는 일 없이, 다음 스텝 S16'에 있어서 그대로 상기 목표베인개도 및 목표EGR밸브개도에 근거하여 신기량 기준치를 설정한다.
그리고, 스텝 S17에 있어서 상기와 마찬가지로 λ센서(26)에 의해 검출되는 실제 공기과잉율(λ)과 목표치(λ1)가 같은가(λ=λ1) 아닌가를 판별한다. 판별결과가 예(Yes)로 실제 공기과잉율(λ)과 목표치(λ1)가 같다고 판정된 경우에는 목표베인개도나 목표EGR밸브개도는 실제의 개도에 의거한 것으로 되어 있다고 판단할 수 있어서 스텝 S22로 나아간다.
한편, 스텝 S17의 판별결과가 아니오(No)로 실제 공기과잉율(λ)과 목표치(λ1)가 다르다고 판정된 경우에는, 스텝 S18'에 있어서 실제 공기과잉율(λ)이 목표치(λ1)에 일치하도록 가변노즐베인(67)의 개도나 EGR밸브(32)의 개도를 보정한 다.
즉, 상기 제4실시예에서는 실제치에 대해 목표베인개도 및 목표EGR밸브개도를 보정하도록 하였으나, 상기 제5실시예에서는 목표치에 대해서 가변노즐베인(67)의 실제의 개도 및 EGR밸브(32)의 개도를 보정하도록 한다.
따라서, 가변노즐베인(67)의 실제의 개도나 EGR밸브(32)의 실제의 개도가 목표베인개도나 목표EGR밸브개도에 의거한 것으로 되어, 역시 신기량 기준치는 가변노즐베인(67)을 작동시키지 않고 배기유량을 조절하지 않는 경우나 EGR가스를 도입하지 않는 경우와 마찬가지로 매우 정확한 값으로 설정된다.
이것에 의해서, 가변노즐베인(67)의 동작에 의한 배기유량의 조절이나 EGR가스의 도입에 구애되지 않고, 에어플로우센서(14)의 고장을 정밀도 높게 검출할 수 있어서 에어플로우센서(14)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제6실시예에 따른 내연기관의 고장검출장치에 있어서의 에어플로우센서(AFS) 고장판정제어의 제어루틴이 플로우차트로 도시되어 있고, 이하 동 플로우차트에 따라서 상기 제4 및 제5실시예와 다른 부분에 대해서 설명한다.
제6실시예에서는, 스텝 S12'에 있어서 목표베인개도 및 목표EGR밸브개도를 설정하면, 상기 제5실시예와 마찬가지로 다음의 스텝 S16'에 있어서 그대로 상기 목표베인개도 및 목표EGR밸브개도에 근거하여 신기량 기준치를 설정한다.
그리고, 스텝 S17에 있어서, 상기와 마찬가지로 λ센서(26)에 의해 검출되는 실제 공기과잉율(λ)과 목표치(λ1)가 같은가(λ=λ1) 아닌가를 판별한다. 판별결 과가 예(Yes)로 실제 공기과잉율(λ)과 목표치(λ1)가 같다고 판정된 경우에는, 목표베인개도나 목표EGR밸브개도는 실제의 개도에 의거한 것으로 되어 있다고 판단할 수 있어서 스텝 S22로 나아간다.
한편, 스텝 S17의 판별결과가 아니오(No)로 실제 공기과잉율(λ)과 목표치(λ1)가 다르다고 판정된 경우에는, 스텝 S19'에 있어서 베인개도제어 및 EGR제어를 정지하고, 스텝 S20에 있어서 통상의 신기 유입량(Qa)을 그대로 신기량 기준치로서 설정한 후, 스텝 S22로 나아간다.
즉, 상기 제6실시예에서는, 실제 공기과잉율(λ)과 목표치(λ1)에 차가 있는 경우에는 신기량 기준치를 정확하게 설정할 수 없다고 판단해서 베인개도제어 및 EGR제어 자체를 정지하도록 하고, 가변노즐베인(67)을 동작시키지 않고 배기유량을 조절하는 일 없이, 또 EGR가스를 도입하는 일 없이 엔진(1)의 운전상태에 따른 통상의 신기 유입량(Qa)을 신기량 기준치로 하여 에어플로우센서(14)의 고장판정을 실시하도록 한다.
이것에 의해서, 고장진단의 기회가 감소해 버리는 것과 같은 일도 없고 가변노즐베인(67)의 동작에 의한 배기유량의 조절정도나 EGR가스의 도입정도를 전혀 걱정하는 일 없이 신기량 기준치가 항상 정확한 값으로 설정되어, 역시 에어플로우센서(14)의 고장을 정밀도 높게 검출할 수 있어서 에어플로우센서(14)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이상으로 본 발명의 실시형태에 대한 설명을 마치겠으나, 본 발명의 실시형태는 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 실시형태에서는 배기농도 검출수단으로서의 λ센서(O2센서 등)(26)를 구비하고, 상기 λ센서(26)에 의해 배기계의 공기과잉율(λ) 또는 공연비를 검출하여 목표치(소정치)(λ1)와 비교하는 구성으로 하였지만, 이에 한정되지 않고, 연소실(2)에 유입되는 가스의 농도를 검출하는 수단을 구비하고, 상기 유입가스 농도와 소정치를 비교하는 구성으로 하여도 좋다.
또, 상기 실시형태에서는 엔진(1)으로서 디젤엔진을 채용하였으나, 엔진(1)은 가솔린엔진이어도 좋다.
이상 상세하게 설명한 것과 같이, 본 발명의 청구항 1의 내연기관의 고장검출장치에 의하면, 신기량 기준치 설정수단은 내연기관의 운전상태(엔진회전속도, 연료분사량, 엔진토크, 스로틀개도, 흡기부압 등)와 함께 목표베인개도 설정수단에 의해 설정되는 가변노즐베인의 목표베인개도에 따라서 신기 유입량의 기준치를 설정하므로, 신기 유입량의 기준치를 목표베인개도, 즉 가변노즐베인에 의한 배기유량의 조절량을 고려한 값으로 할 수 있고, 상기 기준치와 신기 유량검출수단(에어플로우센서)에 의해 검출된 신기 유입량의 비교결과에 근거하여 배기유량의 조절에 구애되지 않고 신기 유량검출수단(에어플로우센서)의 고장진단을 적정하면서 확실하게 실시하여 신기 유량검출수단의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 이것에 의해서 예를 들어 배기가스 성능에 의해 한층 높은 향상을 도모할 수 있다.
또, 청구항 2의 내연기관의 고장검출장치에 의하면, 배기농도 검출수단에 의 해 검출된 배기계의 공연비 또는 공기과잉율과 내연기관의 운전상태에 따른 소정치의 차에 근거하여 가변노즐베인의 목표베인개도를 보정하고, 상기 보정한 목표베인개도에 따라서 기준치를 설정하므로, 신기 유입량의 기준치를 가변노즐베인의 실제의 개도에 의거하여 적정하게 설정할 수 있게 되어, 가변노즐베인 동작시에 있어서의 신기 유량검출수단의 고장진단의 정밀도를 높여 신기 유량검출수단의 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.
또, 청구항 3의 내연기관의 고장검출장치에 의하면, 배기농도 검출수단에 의해 검출된 배기계의 공연비 또는 공기과잉율과 내연기관의 운전상태에 따른 소정치가 일치하도록 가변노즐베인의 개도를 보정제어하므로, 신기 유입량의 기준치를 가변노즐베인의 실제의 개도에 의거한 적정한 것으로 할 수 있고, 가변노즐베인 작동시에 있어서의 신기 유량검출수단의 고장진단의 정밀도를 높여 신기 유량검출수단의 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.
또, 청구항 4의 내연기관의 고장검출장치에 의하면, 배기농도 검출수단에 의해 검출된 배기계의 공연비 또는 공기과잉율과 내연기관의 운전상태에 따른 소정치가 상위할 때에는 가변노즐베인의 제어를 정지하고, 신기 유입량의 기준치를 내연기관의 운전상태에만 따라서 설정하므로, 고장진단의 기회를 줄이는 일 없이 신기 유량검출수단의 고장진단의 정밀도를 높여 신기 유량검출수단의 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.
또, 청구항 5의 내연기관의 고장검출장치에 의하면, 신기량 기준치 설정수단은 내연기관의 운전상태(엔진회전속도, 연료분사량, 엔진토크, 스로틀개도, 흡기부 압 등)와 함께 목표베인개도 설정수단에 의해서 설정되는 가변노즐베인의 목표베인개도 및 목표EGR밸브개도 설정수단에 의해 설정되는 목표EGR밸브개도에 따라서 신기 유입량의 기준치를 설정하므로, 신기 유입량의 기준치를 목표베인개도, 즉 가변노즐베인에 의한 배기유량의 조절량 및 목표EGR밸브개도, 즉 EGR가스량을 고려한 값으로 할 수 있고, 상기 기준치와 신기 유량검출수단(에어플로우센서)에 의해 검출된 신기 유입량의 비교결과에 근거하여 비교유량의 조절이나 EGR가스의 도입에 구애되지 않고 신기 유량검출수단(에어플로우센서)의 고장진단을 적정하면서 확실하게 실시하여 신기 유량검출수단의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 이것에 의해, 예를 들어 배기가스 성능의 한층 더 높은 향상을 도모할 수 있다.
또, 청구항 6의 내연기관의 고장검출장치에 의하면, 배기농도 검출수단에 의해 검출된 배기계의 공연비 또는 공기과잉율과 내연기관의 운전상태에 따른 소정치의 차에 근거하여 가변노즐베인의 목표베인개도나 목표EGR밸브개도를 보정하고, 상기 보정한 목표베인개도 및 목표EGR밸브개도에 따라서 기준치를 설정하기 때문에, 신기 유입량의 기준치를 가변노즐베인의 실제의 개도나 EGR밸브개도에 의거하여 설정할 수 있게 되어, 신기 유량검출수단의 고장진단의 정밀도를 높여 신기 유량검출수단의 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.
또, 청구항 7의 내연기관의 고장검출장치에 의하면, 배기농도 검출수단에 의해 검출된 배기계의 공연비 또는 공기과잉율과 내연기관의 운전상태에 따른 소정치가 일치하도록 가변노즐베인의 개도 및 EGR밸브개도를 보정제어하므로, 신기 유입량의 기준치를 가변노즐베인의 실제의 개도나 EGR밸브개도에 의거한 것으로 할 수 있고, 신기 유량검출수단의 고장진단의 정밀도를 높여 신기 유량검출수단의 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.
또, 청구항 8의 내연기관의 고장검출장치에 의하면, 배기농도 검출수단에 의해 검출된 배기계의 공연비 또는 공기과잉율과 내연기관의 운전상태에 따른 소정치가 상위할 때에는 가변노즐베인의 제어 및 EGR밸브의 제어를 정지하고, 신기 유입량의 기준치를 내연기관의 운전상태에만 따라서 설정하므로, 고장진단의 기회를 줄이는 일 없이 신기 유량검출수단의 고장진단의 정밀도를 높여 신기 유량검출수단의 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 내연기관의 흡기계에 설치되어 내연기관의 연소실 내에 도입되는 신기 유입량을 검출하는 신기 유량검출수단;
    내연기관의 흡기계와 배기계 사이에 장착되어 가변노즐베인에 의해 유량조절된 배기류에 의해 터빈을 작동하여 컴프레셔를 구동시키고, 흡입공기의 과급을 실시하는 가변노즐베인이 부착된 과급기;
    상기 가변노즐베인의 개도를 제어하고 있는지 여부의 판별결과에 따른 신기 유입량의 기준치를 설정하는 신기량 기준치 설정수단;
    상기 신기 유량검출수단에 의해 검출된 신기 유입량과 상기 신기량 기준치 설정수단에 의해 설정된 기준치의 비교결과에 근거하여 상기 신기 유량검출수단의 이상유무를 검출하는 고장검출수단;
    배기계의 공연비 또는 공기과잉율이 내연기관의 운전상태에 따른 소정치로 되도록 상기 운전상태에 따라서 상기 가변노즐베인의 목표베인개도를 설정하는 목표베인개도 설정수단;
    상기 목표베인개도 설정수단에 의해 설정된 목표베인개도에 따라서 상기 가변노즐베인을 제어하는 베인개도 제어수단; 및
    배기농도를 검출함으로써 배기계의 공연비 또는 공기과잉율을 검출하는 배기농도 검출수단을 구비하고,
    상기 신기량 기준치 설정수단은, 상기 가변노즐베인의 개도를 제어하지 않는 경우에는 내연기관의 운전상태에만 따른 상기 기준치를 설정하고, 가변노즐베인의 개도를 제어하는 경우에는 상기 목표베인개도 설정수단에 의해 설정되는 상기 가변노즐베인의 목표베인개도를 상기 배기농도 검출수단에 의해 검출된 배기계의 공연비 또는 공기과잉율과 상기 소정치의 차에 근거하여 보정하고, 상기 보정된 목표베인개도 및 내연기관의 운전상태에 따라서 상기 기준치를 설정하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 고장검출장치.
  3. 삭제
  4. 내연기관의 흡기계에 설치되어 내연기관의 연소실 내에 도입되는 신기 유입량을 검출하는 신기 유량검출수단;
    내연기관의 흡기계와 배기계 사이에 장착되어 가변노즐베인에 의해 유량조절된 배기류에 의해 터빈을 작동하여 컴프레셔를 구동시키고, 흡입공기의 과급을 실시하는 가변노즐베인이 부착된 과급기;
    상기 가변노즐베인의 개도를 제어하고 있는지 여부의 판별결과에 따른 신기 유입량의 기준치를 설정하는 신기량 기준치 설정수단;
    상기 신기 유량검출수단에 의해 검출된 신기 유입량과 상기 신기량 기준치 설정수단에 의해 설정된 기준치의 비교결과에 근거하여 상기 신기 유량검출수단의 이상유무를 검출하는 고장검출수단;
    배기계의 공연비 또는 공기과잉율이 내연기관의 운전상태에 따른 소정치로 되도록 상기 운전상태에 따라서 상기 가변노즐베인의 목표베인개도를 설정하는 목표베인개도 설정수단;
    상기 목표베인개도 설정수단에 의해 설정된 목표베인개도에 따라서 상기 가변노즐베인을 제어하는 베인개도 제어수단; 및
    배기농도를 검출함으로써 배기계의 공연비 또는 공기과잉율을 검출하는 배기농도 검출수단을 구비하고,
    상기 신기량 기준치 설정수단은, 상기 가변노즐베인의 개도를 제어하지 않는 경우에는 내연기관의 운전상태에만 따른 상기 기준치를 설정하고, 가변노즐베인의 개도를 제어하는 경우에는 내연기관의 운전상태와 함께 상기 목표베인개도 설정수단에 의해 설정되는 상기 가변노즐베인의 목표베인개도에 따른 상기 기준치를 설정하며, 상기 배기농도 검출수단에 의해 검출된 배기계의 공연비 또는 공기과잉율과 상기 소정치가 상위할 때에는 상기 베인개도 제어수단에 의한 상기 가변노즐베인의 제어를 정지하고 내연기관의 운전상태에만 따라서 기준치를 설정하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 고장검출장치.
  5. 삭제
  6. 내연기관의 흡기계에 설치되어 내연기관의 연소실 내에 도입되는 신기 유입량을 검출하는 신기 유량검출수단;
    내연기관의 흡기계와 배기계 사이에 장착되어 가변노즐베인에 의해 유량조절된 배기류에 의해 터빈을 작동하여 컴프레셔를 구동시키고, 흡입공기의 과급을 실시하는 가변노즐베인이 부착된 과급기;
    상기 가변노즐베인의 개도를 제어하고 있는지 여부의 판별결과에 따른 신기 유입량의 기준치를 설정하는 신기량 기준치 설정수단;
    상기 신기 유량검출수단에 의해 검출된 신기 유입량과 상기 신기량 기준치 설정수단에 의해 설정된 기준치의 비교결과에 근거하여 상기 신기 유량검출수단의 이상유무를 검출하는 고장검출수단;
    배기계의 공연비 또는 공기과잉율이 내연기관의 운전상태에 따른 소정치로 되도록 상기 운전상태에 따라서 상기 가변노즐베인의 목표베인개도를 설정하는 목표베인개도 설정수단;
    상기 목표베인개도 설정수단에 의해 설정된 목표베인개도에 따라서 상기 가변노즐베인을 제어하는 베인개도 제어수단;
    내연기관의 배기계로부터 배기가스의 일부를 EGR가스로서 상기 흡기계에 환류시키는 EGR통로;
    상기 EGR통로에 장착되어 개도의 변경에 따라 EGR가스량을 조절하는 EGR밸브;
    배기계의 공연비 또는 공기과잉율이 상기 소정치로 되도록 상기 운전상태에 따라서 상기 EGR밸브의 목표EGR밸브개도를 설정하는 목표EGR밸브개도 설정수단;
    상기 목표EGR밸브개도 설정수단에 의해 설정된 목표EGR밸브개도에 따라서 상기 EGR밸브를 제어하는 EGR밸브 제어수단; 및
    배기농도를 검출함으로써 배기계의 공연비 또는 공기과잉율을 검출하는 배기농도 검출수단을 구비하고,
    상기 신기량 기준치 설정수단은, 상기 가변노즐베인의 개도를 제어하지 않는 경우에는 내연기관의 운전상태에만 따른 상기 기준치를 설정하고, 가변노즐베인의 개도를 제어하는 경우에는 상기 목표베인개도 설정수단에 의해 설정되는 상기 가변노즐베인의 목표베인개도 및 상기 목표EGR밸브개도 설정수단에 의해 설정되는 목표EGR밸브개도 중 적어도 한쪽을 상기 배기농도 검출수단에 의해 검출된 배기계의 공연비 또는 공기과잉율과 상기 소정치의 차에 근거하여 보정하고, 상기 보정된 목표베인개도 및 목표EGR밸브개도와 함께 내연기관의 운전상태에 따라서 상기 기준치를 설정하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 고장검출장치.
  7. 삭제
  8. 내연기관의 흡기계에 설치되어 내연기관의 연소실 내에 도입되는 신기 유입량을 검출하는 신기 유량검출수단;
    내연기관의 흡기계와 배기계 사이에 장착되어 가변노즐베인에 의해 유량조절된 배기류에 의해 터빈을 작동하여 컴프레셔를 구동시키고, 흡입공기의 과급을 실시하는 가변노즐베인이 부착된 과급기;
    상기 가변노즐베인의 개도를 제어하고 있는지 여부의 판별결과에 따른 신기 유입량의 기준치를 설정하는 신기량 기준치 설정수단;
    상기 신기 유량검출수단에 의해 검출된 신기 유입량과 상기 신기량 기준치 설정수단에 의해 설정된 기준치의 비교결과에 근거하여 상기 신기 유량검출수단의 이상유무를 검출하는 고장검출수단;
    배기계의 공연비 또는 공기과잉율이 내연기관의 운전상태에 따른 소정치로 되도록 상기 운전상태에 따라서 상기 가변노즐베인의 목표베인개도를 설정하는 목표베인개도 설정수단;
    상기 목표베인개도 설정수단에 의해 설정된 목표베인개도에 따라서 상기 가변노즐베인을 제어하는 베인개도 제어수단;
    내연기관의 배기계로부터 배기가스의 일부를 EGR가스로서 상기 흡기계에 환류시키는 EGR통로;
    상기 EGR통로에 장착되어 개도의 변경에 따라 EGR가스량을 조절하는 EGR밸브;
    배기계의 공연비 또는 공기과잉율이 상기 소정치로 되도록 상기 운전상태에 따라서 상기 EGR밸브의 목표EGR밸브개도를 설정하는 목표EGR밸브개도 설정수단;
    상기 목표EGR밸브개도 설정수단에 의해 설정된 목표EGR밸브개도에 따라서 상기 EGR밸브를 제어하는 EGR밸브 제어수단; 및
    배기농도를 검출함으로써 배기계의 공연비 또는 공기과잉율을 검출하는 배기농도 검출수단을 구비하고,
    상기 신기량 기준치 설정수단은, 상기 가변노즐베인의 개도를 제어하지 않는 경우에는 내연기관의 운전상태에만 따른 상기 기준치를 설정하고, 가변노즐베인의 개도를 제어하는 경우에는 내연기관의 운전상태와 함께 상기 목표베인개도 설정수단에 의해 설정되는 상기 가변노즐베인의 목표베인개도 및 상기 목표EGR밸브개도 설정수단에 의해 설정되는 목표EGR밸브개도에 따른 상기 기준치를 설정하며, 상기 배기농도 검출수단에 의해 검출된 배기계의 공연비 또는 공기과잉율과 상기 소정치가 상위할 때에는 상기 베인개도 제어수단에 의한 상기 가변노즐베인의 제어 및 상기 EGR밸브 제어수단에 의한 상기 EGR밸브의 제어를 정지하고 내연기관의 운전상태에만 따라서 기준치를 설정하는 것을 특징으로 하는 내연기관의 고장검출장치.
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