JP2003328765A - ターボ過給機付エンジン - Google Patents
ターボ過給機付エンジンInfo
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- JP2003328765A JP2003328765A JP2002136325A JP2002136325A JP2003328765A JP 2003328765 A JP2003328765 A JP 2003328765A JP 2002136325 A JP2002136325 A JP 2002136325A JP 2002136325 A JP2002136325 A JP 2002136325A JP 2003328765 A JP2003328765 A JP 2003328765A
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- JP
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- cut valve
- failure
- exhaust cut
- engine
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Exhaust Silencers (AREA)
- Supercharger (AREA)
- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】タービンスクロール部を複数の排気通路で構成
し、その一部の通路に該通路を開通、遮断する排気カッ
ト弁を設けたターボ過給機付エンジンにおいて、排気カ
ット弁の開閉機能の故障を素早く検出し、この故障状態
に応じた適切な制御を実行して、車両の走行性の確保
と、エンジンに対して過大な負荷が加えられることを有
効に防止する。 【解決手段】制御装置は、排気カット弁について、故障
診断と、故障を検出した際のフェイルセーフの機能を有
し、故障診断の機能は、排気カット弁用アクチュエータ
に関する電気系の故障を判定する故障診断機能と排気カ
ット弁の作動故障を判定する機能の2つの故障診断機能
を有している。そして、故障状態に応じて、エンジン制
御のパラメータの変更や、燃料カット等のエンジン運転
状態の変更を実行する。
し、その一部の通路に該通路を開通、遮断する排気カッ
ト弁を設けたターボ過給機付エンジンにおいて、排気カ
ット弁の開閉機能の故障を素早く検出し、この故障状態
に応じた適切な制御を実行して、車両の走行性の確保
と、エンジンに対して過大な負荷が加えられることを有
効に防止する。 【解決手段】制御装置は、排気カット弁について、故障
診断と、故障を検出した際のフェイルセーフの機能を有
し、故障診断の機能は、排気カット弁用アクチュエータ
に関する電気系の故障を判定する故障診断機能と排気カ
ット弁の作動故障を判定する機能の2つの故障診断機能
を有している。そして、故障状態に応じて、エンジン制
御のパラメータの変更や、燃料カット等のエンジン運転
状態の変更を実行する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、特にタービンスク
ロール部が複数の排気通路で構成され、これら排気通路
の少なくとも1つの通路入口部に排気カット弁を備えた
ターボ過給機付エンジンに関する。
ロール部が複数の排気通路で構成され、これら排気通路
の少なくとも1つの通路入口部に排気カット弁を備えた
ターボ過給機付エンジンに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、ターボ過給機付エンジンに
は、例えば、特開昭61−275528号公報に開示さ
れるように、タービンに排気ガスを供給する排気通路を
複数の独立した通路に分割し、その一部の通路に、該通
路を開通、遮断する排気カット弁を設けたものがある。
このようなターボ過給機付エンジンでは、排気ガス量の
少ないエンジンの運転領域では、排気カット弁を閉じて
一部の通路のみからタービンに排気ガスを供給すること
により、排気ガスの流速を高めて所要の過給効果を確保
し、また排気ガス量の多い運転領域では、排気カット弁
を開いて全ての通路から排気ガスをタービンに供給する
ことにより、排圧の上昇によるエンジン出力の低下を防
止することができる。
は、例えば、特開昭61−275528号公報に開示さ
れるように、タービンに排気ガスを供給する排気通路を
複数の独立した通路に分割し、その一部の通路に、該通
路を開通、遮断する排気カット弁を設けたものがある。
このようなターボ過給機付エンジンでは、排気ガス量の
少ないエンジンの運転領域では、排気カット弁を閉じて
一部の通路のみからタービンに排気ガスを供給すること
により、排気ガスの流速を高めて所要の過給効果を確保
し、また排気ガス量の多い運転領域では、排気カット弁
を開いて全ての通路から排気ガスをタービンに供給する
ことにより、排圧の上昇によるエンジン出力の低下を防
止することができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようなターボ過給機付エンジンでは、排気カット弁の開
閉機能に故障が発生した場合、上述のような制御ができ
なくなる。すなわち、排気ガス量の少ないエンジンの運
転領域であるにもかかわらず、排気カット弁が開いたま
まとなると、排気ガスの流速を高めることができなくな
り、効率的な過給効果が得られなくなってしまう。逆
に、排気ガス量の多い運転領域であるにもかかわらず、
排気カット弁が閉じたままになると、排圧の上昇による
エンジン出力の低下を招くと共に、エンジンに対して大
きな負荷をかけてターボ過給機等の破損を招く虞があ
る。
ようなターボ過給機付エンジンでは、排気カット弁の開
閉機能に故障が発生した場合、上述のような制御ができ
なくなる。すなわち、排気ガス量の少ないエンジンの運
転領域であるにもかかわらず、排気カット弁が開いたま
まとなると、排気ガスの流速を高めることができなくな
り、効率的な過給効果が得られなくなってしまう。逆
に、排気ガス量の多い運転領域であるにもかかわらず、
排気カット弁が閉じたままになると、排圧の上昇による
エンジン出力の低下を招くと共に、エンジンに対して大
きな負荷をかけてターボ過給機等の破損を招く虞があ
る。
【0004】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
タービンスクロール部を複数の排気通路で構成し、その
一部の通路に、該通路を開通、遮断する排気カット弁を
設けたターボ過給機付エンジンにおいて、たとえ、排気
カット弁の開閉機能に故障が生じても、これを素早く検
出し、この排気カット弁の故障状態に応じた適切なエン
ジン制御を実行させて、排気カット弁の故障時における
車両の走行性の確保と、エンジンに対して過大な負荷が
加えられることを有効に防止することができるターボ過
給機付エンジンを提供することを目的とする。
タービンスクロール部を複数の排気通路で構成し、その
一部の通路に、該通路を開通、遮断する排気カット弁を
設けたターボ過給機付エンジンにおいて、たとえ、排気
カット弁の開閉機能に故障が生じても、これを素早く検
出し、この排気カット弁の故障状態に応じた適切なエン
ジン制御を実行させて、排気カット弁の故障時における
車両の走行性の確保と、エンジンに対して過大な負荷が
加えられることを有効に防止することができるターボ過
給機付エンジンを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項1記載の本発明によるターボ過給機付エンジン
は、ターボ過給機のタービンスクロール部を複数の排気
通路で構成し、該排気通路の少なくとも1つの通路入口
部に排気カット弁を備えたターボ過給機付エンジンにお
いて、上記排気カット弁の作動故障を判定する作動故障
判定手段と、上記排気カット弁を制御する電気系の故障
を判定する電気系故障判定手段との少なくともどちらか
の故障判定手段を備えたことを特徴としている。
請求項1記載の本発明によるターボ過給機付エンジン
は、ターボ過給機のタービンスクロール部を複数の排気
通路で構成し、該排気通路の少なくとも1つの通路入口
部に排気カット弁を備えたターボ過給機付エンジンにお
いて、上記排気カット弁の作動故障を判定する作動故障
判定手段と、上記排気カット弁を制御する電気系の故障
を判定する電気系故障判定手段との少なくともどちらか
の故障判定手段を備えたことを特徴としている。
【0006】また、請求項2記載の本発明によるターボ
過給機付エンジンは、請求項1記載のターボ過給機付エ
ンジンにおいて、上記作動故障判定手段は、上記排気カ
ット弁を閉じる運転領域で、少なくともスロットル開度
と過給圧により、上記排気カット弁が開いている故障状
態の判定をすることを特徴としている。
過給機付エンジンは、請求項1記載のターボ過給機付エ
ンジンにおいて、上記作動故障判定手段は、上記排気カ
ット弁を閉じる運転領域で、少なくともスロットル開度
と過給圧により、上記排気カット弁が開いている故障状
態の判定をすることを特徴としている。
【0007】更に、請求項3記載の本発明によるターボ
過給機付エンジンは、請求項1又は請求項2記載のター
ボ過給機付エンジンにおいて、上記作動故障判定手段
は、上記排気カット弁を開く運転領域で、少なくともス
ロットル開度と過給圧により、上記排気カット弁が閉じ
ている故障状態の判定をすることを特徴としている。
過給機付エンジンは、請求項1又は請求項2記載のター
ボ過給機付エンジンにおいて、上記作動故障判定手段
は、上記排気カット弁を開く運転領域で、少なくともス
ロットル開度と過給圧により、上記排気カット弁が閉じ
ている故障状態の判定をすることを特徴としている。
【0008】また、請求項4記載の本発明によるターボ
過給機付エンジンは、請求項1乃至請求項3の何れか1
つに記載のターボ過給機付エンジンにおいて、上記作動
故障判定手段と上記電気系故障判定手段の少なくともど
ちらかにより上記排気カット弁の作動故障を判定した際
は、正常時の空燃比と点火時期と過給圧の少なくとも1
つ以上の制御値を変更することを特徴としている。
過給機付エンジンは、請求項1乃至請求項3の何れか1
つに記載のターボ過給機付エンジンにおいて、上記作動
故障判定手段と上記電気系故障判定手段の少なくともど
ちらかにより上記排気カット弁の作動故障を判定した際
は、正常時の空燃比と点火時期と過給圧の少なくとも1
つ以上の制御値を変更することを特徴としている。
【0009】更に、請求項5記載の本発明によるターボ
過給機付エンジンは、請求項1乃至請求項4の何れか1
つに記載のターボ過給機付エンジンにおいて、上記作動
故障判定手段と上記電気系故障判定手段の少なくともど
ちらかにより上記排気カット弁の閉じている故障状態を
判定し、且つ、吸入空気量が予め設定した値を超えてい
ることを検出した際は、上記ターボ過給機に与える排気
エネルギを減少させる制御を実行することを特徴として
いる。
過給機付エンジンは、請求項1乃至請求項4の何れか1
つに記載のターボ過給機付エンジンにおいて、上記作動
故障判定手段と上記電気系故障判定手段の少なくともど
ちらかにより上記排気カット弁の閉じている故障状態を
判定し、且つ、吸入空気量が予め設定した値を超えてい
ることを検出した際は、上記ターボ過給機に与える排気
エネルギを減少させる制御を実行することを特徴として
いる。
【0010】すなわち、請求項1記載のターボ過給機付
エンジンは、ターボ過給機のタービンスクロール部を複
数の排気通路で構成し、該排気通路の少なくとも1つの
通路入口部に排気カット弁を備えたターボ過給機付エン
ジンにおいて、作動故障判定手段は排気カット弁の作動
故障を判定し、電気系故障判定手段は排気カット弁を制
御する電気系の故障を判定する。そして、上述の少なく
ともどちらかの故障手段を備えることにより、排気カッ
ト弁の開閉機能に故障が生じた場合、これを素早く検出
することができる。
エンジンは、ターボ過給機のタービンスクロール部を複
数の排気通路で構成し、該排気通路の少なくとも1つの
通路入口部に排気カット弁を備えたターボ過給機付エン
ジンにおいて、作動故障判定手段は排気カット弁の作動
故障を判定し、電気系故障判定手段は排気カット弁を制
御する電気系の故障を判定する。そして、上述の少なく
ともどちらかの故障手段を備えることにより、排気カッ
ト弁の開閉機能に故障が生じた場合、これを素早く検出
することができる。
【0011】この際、作動故障判定手段は、具体的には
請求項2記載のように、排気カット弁を閉じる運転領域
で、少なくともスロットル開度と過給圧により、排気カ
ット弁が開いている故障状態の判定をする。
請求項2記載のように、排気カット弁を閉じる運転領域
で、少なくともスロットル開度と過給圧により、排気カ
ット弁が開いている故障状態の判定をする。
【0012】また、作動故障判定手段は、具体的には請
求項3記載のように、排気カット弁を開く運転領域で、
少なくともスロットル開度と過給圧により、排気カット
弁が閉じている故障状態の判定をする。
求項3記載のように、排気カット弁を開く運転領域で、
少なくともスロットル開度と過給圧により、排気カット
弁が閉じている故障状態の判定をする。
【0013】そして、作動故障判定手段と電気系故障判
定手段の少なくともどちらかにより排気カット弁の作動
故障を判定した際は、請求項4記載のように、正常時の
空燃比と点火時期と過給圧の少なくとも1つ以上の制御
値を変更し、排気カット弁の故障状態に応じた適切なエ
ンジン制御を実行する。
定手段の少なくともどちらかにより排気カット弁の作動
故障を判定した際は、請求項4記載のように、正常時の
空燃比と点火時期と過給圧の少なくとも1つ以上の制御
値を変更し、排気カット弁の故障状態に応じた適切なエ
ンジン制御を実行する。
【0014】また、作動故障判定手段と電気系故障判定
手段の少なくともどちらかにより排気カット弁の閉じて
いる故障状態を判定し、且つ、吸入空気量が予め設定し
た値を超えていることを検出した際は、請求項5記載の
ように、ターボ過給機に与える排気エネルギを減少させ
る制御を実行して、エンジンに対して過大な負荷が加え
られることを有効に防止する。
手段の少なくともどちらかにより排気カット弁の閉じて
いる故障状態を判定し、且つ、吸入空気量が予め設定し
た値を超えていることを検出した際は、請求項5記載の
ように、ターボ過給機に与える排気エネルギを減少させ
る制御を実行して、エンジンに対して過大な負荷が加え
られることを有効に防止する。
【0015】
【実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を図面に基
づいて説明する。図1乃至図9は本発明の実施の一形態
を示し、図1はターボ過給機付エンジンの全体構成説明
図、図2は電子制御系の回路構成図、図3はエンジン回
転数とエンジン負荷で設定する排気カット弁の開閉領域
の説明図、図4は排気カット弁の断線及びショート判定
の故障診断プログラムのフローチャート、図5は排気カ
ット弁の作動診断プログラムのフローチャート、図6は
排気カット弁の開時故障診断プログラムのフローチャー
ト、図7は排気カット弁の閉時故障診断プログラムのフ
ローチャート、図8は故障診断後のフェールセーフプロ
グラムのフローチャート、図9は正常時における過給圧
と故障時における過給圧の比較説明図である。
づいて説明する。図1乃至図9は本発明の実施の一形態
を示し、図1はターボ過給機付エンジンの全体構成説明
図、図2は電子制御系の回路構成図、図3はエンジン回
転数とエンジン負荷で設定する排気カット弁の開閉領域
の説明図、図4は排気カット弁の断線及びショート判定
の故障診断プログラムのフローチャート、図5は排気カ
ット弁の作動診断プログラムのフローチャート、図6は
排気カット弁の開時故障診断プログラムのフローチャー
ト、図7は排気カット弁の閉時故障診断プログラムのフ
ローチャート、図8は故障診断後のフェールセーフプロ
グラムのフローチャート、図9は正常時における過給圧
と故障時における過給圧の比較説明図である。
【0016】先ず、本発明が適用されるターボ過給機付
エンジンの全体構成について、図1に従い説明する。同
図において符号1はターボ過給機付エンジン(以下「エ
ンジン」と略記する)であり、本形態においては水平対
向式4気筒ガソリンエンジンを示す。エンジン1のシリ
ンダブロック2の左右バンクにそれぞれシリンダヘッド
3を備え、燃焼室4、吸気ポート5、排気ポート6、点
火プラグ7、動弁機構(図示せず)等が設けられてい
る。
エンジンの全体構成について、図1に従い説明する。同
図において符号1はターボ過給機付エンジン(以下「エ
ンジン」と略記する)であり、本形態においては水平対
向式4気筒ガソリンエンジンを示す。エンジン1のシリ
ンダブロック2の左右バンクにそれぞれシリンダヘッド
3を備え、燃焼室4、吸気ポート5、排気ポート6、点
火プラグ7、動弁機構(図示せず)等が設けられてい
る。
【0017】排気系として、各排気ポート6に連通する
排気マニホルド9により排気が合流され、排気マニホル
ド9には排気管10が接続されている。排気管10に
は、ターボ過給機11のタービン11aが介装され、そ
の下流に触媒12、マフラ13が配設されて大気に開放
される。すなわち、排気マニホルド9と排気管10によ
り主排気通路が構成される。
排気マニホルド9により排気が合流され、排気マニホル
ド9には排気管10が接続されている。排気管10に
は、ターボ過給機11のタービン11aが介装され、そ
の下流に触媒12、マフラ13が配設されて大気に開放
される。すなわち、排気マニホルド9と排気管10によ
り主排気通路が構成される。
【0018】また、ターボ過給機11をバイパスして排
気管10のタービン11a上流側から分岐して、タービ
ン11a下流と触媒12との間で排気管10に合流する
排気バイパス通路14が設けられている。
気管10のタービン11a上流側から分岐して、タービ
ン11a下流と触媒12との間で排気管10に合流する
排気バイパス通路14が設けられている。
【0019】ターボ過給機11のタービンスクロール部
8は、第1の排気通路8aと第2の排気通路8bの2つ
の排気通路に区画して構成されており、第1の排気通路
8aの通路入口部には、この第1の排気通路8aへの排
気ガスの流入を遮断自在な排気カット弁30が、排気カ
ット弁用アクチュエータ29と連接されて開閉自在に設
けられている。そして、この排気カット弁30は、後述
するように、燃料噴射量、吸入空気量等で代表されるエ
ンジン負荷と、エンジン回転数とに応じて開閉制御され
る。
8は、第1の排気通路8aと第2の排気通路8bの2つ
の排気通路に区画して構成されており、第1の排気通路
8aの通路入口部には、この第1の排気通路8aへの排
気ガスの流入を遮断自在な排気カット弁30が、排気カ
ット弁用アクチュエータ29と連接されて開閉自在に設
けられている。そして、この排気カット弁30は、後述
するように、燃料噴射量、吸入空気量等で代表されるエ
ンジン負荷と、エンジン回転数とに応じて開閉制御され
る。
【0020】一方、吸気系としては、エアクリーナ15
に接続しレゾネータチャンバ16を介装した吸気管17
がターボ過給機11のコンプレッサ11bに連通され、
このコンプレッサからの吸気管18がインタークーラ1
9に連通される。そして、インタークーラ19からスロ
ットル弁20を有するスロットルボディ21を介してチ
ャンバ22に連通され、チャンバ22から吸気マニホル
ド23を介して左右バンクの各気筒の吸気ポート5に連
通されている。
に接続しレゾネータチャンバ16を介装した吸気管17
がターボ過給機11のコンプレッサ11bに連通され、
このコンプレッサからの吸気管18がインタークーラ1
9に連通される。そして、インタークーラ19からスロ
ットル弁20を有するスロットルボディ21を介してチ
ャンバ22に連通され、チャンバ22から吸気マニホル
ド23を介して左右バンクの各気筒の吸気ポート5に連
通されている。
【0021】また、アイドル制御系として、スロットル
弁20をバイパスしてレゾネータチャンバ16と吸気マ
ニホルド23とを連通するバイパス通路24に、アイド
ル制御弁(ISC弁)25と負圧で開く逆止弁26とが
設けられ、アイドル時や減速時に吸入空気量を制御する
ようになっている。
弁20をバイパスしてレゾネータチャンバ16と吸気マ
ニホルド23とを連通するバイパス通路24に、アイド
ル制御弁(ISC弁)25と負圧で開く逆止弁26とが
設けられ、アイドル時や減速時に吸入空気量を制御する
ようになっている。
【0022】また、吸気マニホルド23の各気筒におけ
る吸気ポート5直上流にインジェクタ27が配設され、
更に、点火系として、各点火プラグ7毎にイグナイタ内
蔵イグニッションコイル28からの点火信号が入力する
よう接続されている。
る吸気ポート5直上流にインジェクタ27が配設され、
更に、点火系として、各点火プラグ7毎にイグナイタ内
蔵イグニッションコイル28からの点火信号が入力する
よう接続されている。
【0023】ここで、排気制御系のターボ過給機11に
関する制御について簡単に説明する。ターボ過給機11
は、タービン11aに導入する排気エネルギによりコン
プレッサ11bが回転駆動され、空気を吸入、加圧して
過給する。ターボ過給機11のタービンスクロール部8
の第1の排気通路8aの排気カット弁30は、後述の制
御装置50からのデューテイ信号等の制御信号によって
デューティソレノイド或いはステッピングモータで構成
する排気カット弁用アクチュエータ29が作動されるこ
とにより、燃料噴射量、吸入空気量等で代表されるエン
ジン負荷と、エンジン回転数とに応じて、予め設定して
おいたマップに基づいて開閉制御される。この排気カッ
ト弁30の開閉の基となるマップは、例えば、図3に示
すように、エンジン高負荷で高回転側の領域が排気カッ
ト弁30を開く領域として設定され、エンジン低負荷で
低回転側の領域が排気カット弁30を閉じる領域として
設定されている。すなわち、排気ガス量の少ないエンジ
ンの運転領域では、排気カット弁30を閉じて一部の通
路のみからタービンに排気ガスを供給することにより、
排気ガスの流速を高めて所要の過給効果を確保する。一
方、排気ガス量の多い運転領域では、排気カット弁30
を開いて全ての通路から排気ガスをタービンに供給する
ことにより、排圧の上昇によるエンジン出力の低下を防
止する制御が実行されるようになっている。
関する制御について簡単に説明する。ターボ過給機11
は、タービン11aに導入する排気エネルギによりコン
プレッサ11bが回転駆動され、空気を吸入、加圧して
過給する。ターボ過給機11のタービンスクロール部8
の第1の排気通路8aの排気カット弁30は、後述の制
御装置50からのデューテイ信号等の制御信号によって
デューティソレノイド或いはステッピングモータで構成
する排気カット弁用アクチュエータ29が作動されるこ
とにより、燃料噴射量、吸入空気量等で代表されるエン
ジン負荷と、エンジン回転数とに応じて、予め設定して
おいたマップに基づいて開閉制御される。この排気カッ
ト弁30の開閉の基となるマップは、例えば、図3に示
すように、エンジン高負荷で高回転側の領域が排気カッ
ト弁30を開く領域として設定され、エンジン低負荷で
低回転側の領域が排気カット弁30を閉じる領域として
設定されている。すなわち、排気ガス量の少ないエンジ
ンの運転領域では、排気カット弁30を閉じて一部の通
路のみからタービンに排気ガスを供給することにより、
排気ガスの流速を高めて所要の過給効果を確保する。一
方、排気ガス量の多い運転領域では、排気カット弁30
を開いて全ての通路から排気ガスをタービンに供給する
ことにより、排圧の上昇によるエンジン出力の低下を防
止する制御が実行されるようになっている。
【0024】また、排気バイパス通路14には、排気バ
イパス通路14を流れる排気流を制御可能な排気バイパ
ス弁用アクチュエータ31を備えた排気バイパス弁32
が配設されており、制御装置50は、エンジン回転数、
吸入空気量、スロットル開度、大気圧、エンジン水温等
から予め設定しておいたマップ或いは演算式に基づいて
目標過給圧を演算し、実際の過給圧が目標過給圧となる
ように、デューテイ信号等の制御信号によって排気バイ
パス弁用アクチュエータ31が作動されることにより、
排気バイパス弁32がウエストゲート弁の如く開閉制御
される。
イパス通路14を流れる排気流を制御可能な排気バイパ
ス弁用アクチュエータ31を備えた排気バイパス弁32
が配設されており、制御装置50は、エンジン回転数、
吸入空気量、スロットル開度、大気圧、エンジン水温等
から予め設定しておいたマップ或いは演算式に基づいて
目標過給圧を演算し、実際の過給圧が目標過給圧となる
ように、デューテイ信号等の制御信号によって排気バイ
パス弁用アクチュエータ31が作動されることにより、
排気バイパス弁32がウエストゲート弁の如く開閉制御
される。
【0025】また、本実施の形態においては、制御装置
50は、特に、上述の排気カット弁30について、故障
診断と、故障を検出した際のフェイルセーフの機能を有
している。
50は、特に、上述の排気カット弁30について、故障
診断と、故障を検出した際のフェイルセーフの機能を有
している。
【0026】故障診断の機能は、排気カット弁用アクチ
ュエータ29に関する電気系の故障を判定する故障診断
機能(すなわち、電気系故障判定手段としての機能)と
排気カット弁30の作動故障を判定する機能(すなわ
ち、作動故障判定手段としての機能)の2つの故障診断
機能を有している。
ュエータ29に関する電気系の故障を判定する故障診断
機能(すなわち、電気系故障判定手段としての機能)と
排気カット弁30の作動故障を判定する機能(すなわ
ち、作動故障判定手段としての機能)の2つの故障診断
機能を有している。
【0027】ここで、電気系故障診断機能は、後述の故
障診断プログラムに従って、電気系のショートの有無と
断線の有無を判定する。
障診断プログラムに従って、電気系のショートの有無と
断線の有無を判定する。
【0028】また、作動故障診断機能は、後述の排気カ
ット弁30の作動診断プログラムに従って、排気カット
弁30の開閉領域を検出し、排気カット弁30を開く運
転領域では、少なくともスロットル開度と過給圧によ
り、排気カット弁30が閉じている故障状態の判定を、
後述の開時故障診断プログラムに従って判定する。逆
に、排気カット弁30を閉じる運転領域では、少なくと
もスロットル開度と過給圧により、排気カット弁30が
開いている故障状態の判定を後述の閉時故障診断プログ
ラムに従って判定する。
ット弁30の作動診断プログラムに従って、排気カット
弁30の開閉領域を検出し、排気カット弁30を開く運
転領域では、少なくともスロットル開度と過給圧によ
り、排気カット弁30が閉じている故障状態の判定を、
後述の開時故障診断プログラムに従って判定する。逆
に、排気カット弁30を閉じる運転領域では、少なくと
もスロットル開度と過給圧により、排気カット弁30が
開いている故障状態の判定を後述の閉時故障診断プログ
ラムに従って判定する。
【0029】また、フェイルセーフ機能は、電気系故障
診断機能、或いは、作動故障診断機能で排気カット弁3
0が開いている故障状態を検出した場合は、過給圧制御
を高吸入空気量時制御(予め設定しておいたマップ等に
より通常の過給圧制御に比較して排気バイパス弁32を
閉じる方向に補正して制御)に変更する。そして、エン
ジン制御(空燃比制御や点火時期制御等)も高吸入空気
量時特性に変更して、車両の走行性を確保する。
診断機能、或いは、作動故障診断機能で排気カット弁3
0が開いている故障状態を検出した場合は、過給圧制御
を高吸入空気量時制御(予め設定しておいたマップ等に
より通常の過給圧制御に比較して排気バイパス弁32を
閉じる方向に補正して制御)に変更する。そして、エン
ジン制御(空燃比制御や点火時期制御等)も高吸入空気
量時特性に変更して、車両の走行性を確保する。
【0030】更に、電気系故障診断機能、或いは、作動
故障診断機能で排気カット弁30が閉じている故障状態
を検出した場合は、過給圧制御を低吸入空気量時制御
(予め設定しておいたマップ等により通常の過給圧制御
に比較して排気バイパス弁32を開く方向に補正して制
御)に変更する。そして、エンジン制御(空燃比制御や
点火時期制御等)も低吸入空気量時特性に変更して、車
両の走行性を確保する。この場合では、更に、吸入空気
量が予め設定した値を超えていることを検出した際は、
燃料カット等を行って、ターボ過給機11に与える排気
エネルギを減少させる制御を実行し、排圧の上昇に伴う
ノッキングの発生や、コンプレッサの圧力比の上昇によ
るサージ現象の発生を防止する。尚、スロットル弁20
が電子制御スロットル弁で構成されている場合には、こ
の電子制御スロットル弁を通常より閉じる方向に制御
し、吸入空気量を抑制するようにしても良い。
故障診断機能で排気カット弁30が閉じている故障状態
を検出した場合は、過給圧制御を低吸入空気量時制御
(予め設定しておいたマップ等により通常の過給圧制御
に比較して排気バイパス弁32を開く方向に補正して制
御)に変更する。そして、エンジン制御(空燃比制御や
点火時期制御等)も低吸入空気量時特性に変更して、車
両の走行性を確保する。この場合では、更に、吸入空気
量が予め設定した値を超えていることを検出した際は、
燃料カット等を行って、ターボ過給機11に与える排気
エネルギを減少させる制御を実行し、排圧の上昇に伴う
ノッキングの発生や、コンプレッサの圧力比の上昇によ
るサージ現象の発生を防止する。尚、スロットル弁20
が電子制御スロットル弁で構成されている場合には、こ
の電子制御スロットル弁を通常より閉じる方向に制御
し、吸入空気量を抑制するようにしても良い。
【0031】次に、各種センサについて説明する。絶対
圧センサ33が吸気管圧力/大気圧切換ソレノイド弁3
4によりスロットル弁20下流の吸気管圧力(吸気マニ
ホルド23内の吸気圧)と大気圧とを選択して検出する
よう設けられている。また、シリンダブロック2にノッ
クセンサ35が取付けられると共に、左右両バンクを連
通する冷却水通路36に冷却水温センサ37が臨まさ
れ、排気管10における排気バイパス通路14の分岐部
上流にO2センサ38が装着されている。さらに、スロ
ットル弁20にスロットル開度センサ40が連設され、
エアクリーナ15の直下流に吸入空気量センサ41が配
設されている。
圧センサ33が吸気管圧力/大気圧切換ソレノイド弁3
4によりスロットル弁20下流の吸気管圧力(吸気マニ
ホルド23内の吸気圧)と大気圧とを選択して検出する
よう設けられている。また、シリンダブロック2にノッ
クセンサ35が取付けられると共に、左右両バンクを連
通する冷却水通路36に冷却水温センサ37が臨まさ
れ、排気管10における排気バイパス通路14の分岐部
上流にO2センサ38が装着されている。さらに、スロ
ットル弁20にスロットル開度センサ40が連設され、
エアクリーナ15の直下流に吸入空気量センサ41が配
設されている。
【0032】また、エンジン1のクランクシャフト42
にクランクロータ43が軸着され、このクランクロータ
43の外周に電磁ピックアップ等からなるクランク角セ
ンサ44が対設されている。さらに、動弁機構における
カムシャフト45に連設するカムロータ46に、電磁ピ
ックアップ等からなる気筒判別センサ47が対設されて
いる。
にクランクロータ43が軸着され、このクランクロータ
43の外周に電磁ピックアップ等からなるクランク角セ
ンサ44が対設されている。さらに、動弁機構における
カムシャフト45に連設するカムロータ46に、電磁ピ
ックアップ等からなる気筒判別センサ47が対設されて
いる。
【0033】クランク角センサ44、気筒判別センサ4
7は、それぞれクランクロータ43、カムロータ46に
所定間隔毎に形成された突起をエンジン運転に伴い検出
し、クランクパルス、気筒判別パルスを出力する。そし
て、制御装置50において、クランクパルスの間隔時間
(突起の検出間隔)からエンジン回転数を算出すると共
に、点火時期及び燃料噴射時期等を演算し、さらに、ク
ランクパルス及び気筒判別パルスの入力パターンから気
筒判別を行う。
7は、それぞれクランクロータ43、カムロータ46に
所定間隔毎に形成された突起をエンジン運転に伴い検出
し、クランクパルス、気筒判別パルスを出力する。そし
て、制御装置50において、クランクパルスの間隔時間
(突起の検出間隔)からエンジン回転数を算出すると共
に、点火時期及び燃料噴射時期等を演算し、さらに、ク
ランクパルス及び気筒判別パルスの入力パターンから気
筒判別を行う。
【0034】次に、図2に基づき電子制御系の構成につ
いて説明する。制御装置(ECU)50は、CPU5
1、ROM52、RAM53、バックアップRAM5
4、カウンタ・タイマ群55、及びI/0インターフェ
イス56をバスラインを介して接続したマイクロコンピ
ュータを中心として構成され、各部に所定の安定化電源
を供給する定電圧回路57、駆動回路58、A/D変換
器59等の周辺回路を備えている。
いて説明する。制御装置(ECU)50は、CPU5
1、ROM52、RAM53、バックアップRAM5
4、カウンタ・タイマ群55、及びI/0インターフェ
イス56をバスラインを介して接続したマイクロコンピ
ュータを中心として構成され、各部に所定の安定化電源
を供給する定電圧回路57、駆動回路58、A/D変換
器59等の周辺回路を備えている。
【0035】尚、カウンタ・タイマ群55は、フリーラ
ンカウンタ、気筒判別センサ信号(気筒判別パルス)の
入力計数用カウンタ等の各種カウンタ、燃料噴射用タイ
マ、点火用タイマ、定期割込みを発生させるための定期
割込み用タイマ、及びシステム異常監視用のウオッチド
ッグタイマ等の各種タイマを便宜上総称するものであ
り、その他、各種のソフトウエアカウンタ・タイマを含
む。
ンカウンタ、気筒判別センサ信号(気筒判別パルス)の
入力計数用カウンタ等の各種カウンタ、燃料噴射用タイ
マ、点火用タイマ、定期割込みを発生させるための定期
割込み用タイマ、及びシステム異常監視用のウオッチド
ッグタイマ等の各種タイマを便宜上総称するものであ
り、その他、各種のソフトウエアカウンタ・タイマを含
む。
【0036】定電圧回路57は、2回路のリレー接点を
有する電源リレー60の第1のリレー接点を介してバッ
テリ61に接続され、電源リレー60は、そのリレーコ
イルの一端が接地され、リレーコイルの他端が駆動回路
58に接続されている。尚、電源リレー60の第2のリ
レー接点には、バッテリ61から各アクチュエータに電
源を供給するための電源線が接続されている。バッテリ
61には、イグニッションスイッチ62の一端が接続さ
れ、このイグニッションスイッチ62の他端がI/Oイ
ンターフェイス56の入力ポートに接続されている。
有する電源リレー60の第1のリレー接点を介してバッ
テリ61に接続され、電源リレー60は、そのリレーコ
イルの一端が接地され、リレーコイルの他端が駆動回路
58に接続されている。尚、電源リレー60の第2のリ
レー接点には、バッテリ61から各アクチュエータに電
源を供給するための電源線が接続されている。バッテリ
61には、イグニッションスイッチ62の一端が接続さ
れ、このイグニッションスイッチ62の他端がI/Oイ
ンターフェイス56の入力ポートに接続されている。
【0037】更に、定電圧回路57は、直接、バッテリ
61に接続され、バッテリ61に接続されるイグニッシ
ョンスイッチ62のONがI/Oインターフェイス56
の入力ポートで検出されて電源リレー60の接点が閉と
なると、ECU50内の各部へ電源を供給する一方、イ
グニッションスイッチ62のON,OFFに拘らず、常
時、バックアップRAM54にバックアップ用の電源を
供給する。
61に接続され、バッテリ61に接続されるイグニッシ
ョンスイッチ62のONがI/Oインターフェイス56
の入力ポートで検出されて電源リレー60の接点が閉と
なると、ECU50内の各部へ電源を供給する一方、イ
グニッションスイッチ62のON,OFFに拘らず、常
時、バックアップRAM54にバックアップ用の電源を
供給する。
【0038】また、I/Oインターフェイス56の入力
ポートには、ノックセンサ35、クランク角センサ4
4、気筒判別センサ47、車速センサ48が接続されて
いる。更に、I/Oインターフェイス56の入力ポート
には、A/D変換器59を介して吸入空気量センサ4
1、スロットル開度センサ40、冷却水温センサ37、
O2センサ38、絶対圧センサ33が接続されると共
に、バッテリ電圧VBが入力されてモニタされる。
ポートには、ノックセンサ35、クランク角センサ4
4、気筒判別センサ47、車速センサ48が接続されて
いる。更に、I/Oインターフェイス56の入力ポート
には、A/D変換器59を介して吸入空気量センサ4
1、スロットル開度センサ40、冷却水温センサ37、
O2センサ38、絶対圧センサ33が接続されると共
に、バッテリ電圧VBが入力されてモニタされる。
【0039】一方、I/Oインターフェイス56の出力
ポートには、ISC弁25、インジェクタ27、排気カ
ット弁用アクチュエータ29、排気バイパス弁用アクチ
ュエータ31、吸気管圧力/大気圧切換ソレノイド弁3
4、及び、電源リレー60のリレーコイルが駆動回路5
8を介して接続されると共に、イグナイタ内蔵イグニッ
ションコイル28のイグナイタが接続されている。
ポートには、ISC弁25、インジェクタ27、排気カ
ット弁用アクチュエータ29、排気バイパス弁用アクチ
ュエータ31、吸気管圧力/大気圧切換ソレノイド弁3
4、及び、電源リレー60のリレーコイルが駆動回路5
8を介して接続されると共に、イグナイタ内蔵イグニッ
ションコイル28のイグナイタが接続されている。
【0040】そして、イグニッションスイッチ62がO
Nされると、電源リレー60がONし、定電圧回路57
を介して各部に定電圧が供給され、ECU50が各種制
御を実行する。すなわち、ECU50においてCPU5
1が、ROM52に格納されている制御プログラムに基
づき、I/Oインターフェイス56を介して各種センサ
からの検出信号を入力処理し、RAM53及びバックア
ップRAM54に記憶されている各種データ、ROM5
2に格納されている固定データに基づき、各種制御量を
演算する。
Nされると、電源リレー60がONし、定電圧回路57
を介して各部に定電圧が供給され、ECU50が各種制
御を実行する。すなわち、ECU50においてCPU5
1が、ROM52に格納されている制御プログラムに基
づき、I/Oインターフェイス56を介して各種センサ
からの検出信号を入力処理し、RAM53及びバックア
ップRAM54に記憶されている各種データ、ROM5
2に格納されている固定データに基づき、各種制御量を
演算する。
【0041】そして、駆動回路58を介して排気カット
弁用アクチュエータ29、排気バイパス弁用アクチュエ
ータ31にデューティ信号等の制御信号を出力して過給
圧制御を行い、演算した燃料噴射量を定める駆動パルス
幅信号を所定のタイミングで該当気筒のインジェクタ2
7に出力して燃料噴射制御を行い、また、所定のタイミ
ングでイグナイタに点火信号を出力して点火時期制御を
実行し、ISC弁25に制御信号を出力してアイドル回
転数制御等を実行する。
弁用アクチュエータ29、排気バイパス弁用アクチュエ
ータ31にデューティ信号等の制御信号を出力して過給
圧制御を行い、演算した燃料噴射量を定める駆動パルス
幅信号を所定のタイミングで該当気筒のインジェクタ2
7に出力して燃料噴射制御を行い、また、所定のタイミ
ングでイグナイタに点火信号を出力して点火時期制御を
実行し、ISC弁25に制御信号を出力してアイドル回
転数制御等を実行する。
【0042】以上の制御系において、ECU50による
排気制御系のターボ過給機11に関する制御は、前述の
如く、予め設定しておいたマップに基づいて、エンジン
高負荷で高回転側の領域では排気カット弁30を開くよ
うに制御し、エンジン低負荷で低回転側の領域では排気
カット弁30を閉じるように制御する。この制御によ
り、排気ガス量の少ないエンジンの運転領域では、排気
カット弁30を閉じて一部の通路のみからタービンに排
気ガスを供給することにより、排気ガスの流速を高めて
所要の過給効果を確保する。一方、排気ガス量の多い運
転領域では、排気カット弁30を開いて全ての通路から
排気ガスをタービンに供給することにより、排圧の上昇
によるエンジン出力の低下を防止する制御が実行される
また、制御装置50は、エンジン回転数、吸入空気量、
スロットル開度、大気圧、エンジン水温等から予め設定
しておいたマップ或いは演算式に基づいて目標過給圧を
演算し、実際の過給圧が目標過給圧となるように、排気
バイパス弁32をウエストゲート弁の如く開閉制御す
る。
排気制御系のターボ過給機11に関する制御は、前述の
如く、予め設定しておいたマップに基づいて、エンジン
高負荷で高回転側の領域では排気カット弁30を開くよ
うに制御し、エンジン低負荷で低回転側の領域では排気
カット弁30を閉じるように制御する。この制御によ
り、排気ガス量の少ないエンジンの運転領域では、排気
カット弁30を閉じて一部の通路のみからタービンに排
気ガスを供給することにより、排気ガスの流速を高めて
所要の過給効果を確保する。一方、排気ガス量の多い運
転領域では、排気カット弁30を開いて全ての通路から
排気ガスをタービンに供給することにより、排圧の上昇
によるエンジン出力の低下を防止する制御が実行される
また、制御装置50は、エンジン回転数、吸入空気量、
スロットル開度、大気圧、エンジン水温等から予め設定
しておいたマップ或いは演算式に基づいて目標過給圧を
演算し、実際の過給圧が目標過給圧となるように、排気
バイパス弁32をウエストゲート弁の如く開閉制御す
る。
【0043】そして、制御装置50は、特に、排気カッ
ト弁30について、この排気カット弁30を作動させる
排気カット弁用アクチュエータ29に関する電気系の故
障を判定する故障診断と、排気カット弁30の作動故障
を判定する故障診断を実行し、これらの故障診断により
故障を検出した際には、フェイルセーフ機能を実行させ
る。
ト弁30について、この排気カット弁30を作動させる
排気カット弁用アクチュエータ29に関する電気系の故
障を判定する故障診断と、排気カット弁30の作動故障
を判定する故障診断を実行し、これらの故障診断により
故障を検出した際には、フェイルセーフ機能を実行させ
る。
【0044】以下、ECU50で実行される、排気カッ
ト弁30に関しての故障診断機能とフェイルセーフ機能
について、図4〜図8のフローチャートで説明する。図
4に示すフローチャートは、排気カット弁30を作動さ
せる排気カット弁用アクチュエータ29に関する電気系
の故障を判定する(換言すれば、排気カット弁30の断
線及びショートを判定する)故障診断プログラムのフロ
ーチャートで、まず、ステップ(以下、「S」と略称)
101でイグニッションスイッチ62がONか判定し、
イグニッションスイッチ62がONの場合はS102に
進み、OFFの場合はそのままプログラムを抜ける。
ト弁30に関しての故障診断機能とフェイルセーフ機能
について、図4〜図8のフローチャートで説明する。図
4に示すフローチャートは、排気カット弁30を作動さ
せる排気カット弁用アクチュエータ29に関する電気系
の故障を判定する(換言すれば、排気カット弁30の断
線及びショートを判定する)故障診断プログラムのフロ
ーチャートで、まず、ステップ(以下、「S」と略称)
101でイグニッションスイッチ62がONか判定し、
イグニッションスイッチ62がONの場合はS102に
進み、OFFの場合はそのままプログラムを抜ける。
【0045】イグニッションスイッチ62がONでS1
02に進むと、排気カット弁30(排気カット弁用アク
チュエータ29)がONされているか否か判定し、ONさ
れている場合はS103に進む。
02に進むと、排気カット弁30(排気カット弁用アク
チュエータ29)がONされているか否か判定し、ONさ
れている場合はS103に進む。
【0046】S103に進むと、アクチュエータ29の
出力端子電圧がLowレベルか否か判定される。尚、本
実施の形態では、正常であれば、ONされている状態で
はアクチュエータ29の出力端子電圧はLowレベルと
なり、OFFされている状態ではアクチュエータ29の
出力端子電圧はHighレベルとなるように構成されて
いる。
出力端子電圧がLowレベルか否か判定される。尚、本
実施の形態では、正常であれば、ONされている状態で
はアクチュエータ29の出力端子電圧はLowレベルと
なり、OFFされている状態ではアクチュエータ29の
出力端子電圧はHighレベルとなるように構成されて
いる。
【0047】そして、S103の判定の結果、アクチュ
エータ29の出力端子電圧がLowレベルであれば、正
常状態であるのでS104に進み、断線判定カウンタN
G1をクリア(NG1=0)してS106に進む。逆
に、アクチュエータ29の出力端子電圧がLowレベル
でなければ、正常状態ではないのでS105に進み、断
線判定カウンタNG1をカウントアップ(NG1=NG
1+1)してS106に進む。
エータ29の出力端子電圧がLowレベルであれば、正
常状態であるのでS104に進み、断線判定カウンタN
G1をクリア(NG1=0)してS106に進む。逆
に、アクチュエータ29の出力端子電圧がLowレベル
でなければ、正常状態ではないのでS105に進み、断
線判定カウンタNG1をカウントアップ(NG1=NG
1+1)してS106に進む。
【0048】次いで、S106では、断線判定カウンタ
NG1を調べ、この断線判定カウンタNG1が設定値k
NG1を超えた場合、すなわち、排気カット弁用アクチ
ュエータ29がONされた状態ではアクチュエータ29の
出力端子電圧がLowレベルでなければならないにもか
かわらず、出力端子電圧がLowレベルとはならない状
態が設定値kNG1に対応する時間連続した場合はS1
07に進み、断線と判定してプログラムを抜ける。逆
に、S106で、断線判定カウンタNG1が設定値kN
G1を超えていなければS108に進んで、正常状態
(断線OK)と判定し、プログラムを抜ける。
NG1を調べ、この断線判定カウンタNG1が設定値k
NG1を超えた場合、すなわち、排気カット弁用アクチ
ュエータ29がONされた状態ではアクチュエータ29の
出力端子電圧がLowレベルでなければならないにもか
かわらず、出力端子電圧がLowレベルとはならない状
態が設定値kNG1に対応する時間連続した場合はS1
07に進み、断線と判定してプログラムを抜ける。逆
に、S106で、断線判定カウンタNG1が設定値kN
G1を超えていなければS108に進んで、正常状態
(断線OK)と判定し、プログラムを抜ける。
【0049】一方、S102の判定の結果、排気カット
弁30(排気カット弁用アクチュエータ29)がOFF
されている場合はS109に進む。
弁30(排気カット弁用アクチュエータ29)がOFF
されている場合はS109に進む。
【0050】S109に進むと、アクチュエータ29の
出力端子電圧がHighレベルか否か判定され、アクチ
ュエータ29の出力端子電圧がHighレベルであれ
ば、正常状態であるのでS110に進み、ショート判定
カウンタNG2をクリア(NG2=0)してS112に
進む。逆に、アクチュエータ29の出力端子電圧がHi
ghレベルでなければ、正常状態ではないのでS111
に進み、ショート判定カウンタNG2をカウントアップ
(NG2=NG2+1)してS112に進む。
出力端子電圧がHighレベルか否か判定され、アクチ
ュエータ29の出力端子電圧がHighレベルであれ
ば、正常状態であるのでS110に進み、ショート判定
カウンタNG2をクリア(NG2=0)してS112に
進む。逆に、アクチュエータ29の出力端子電圧がHi
ghレベルでなければ、正常状態ではないのでS111
に進み、ショート判定カウンタNG2をカウントアップ
(NG2=NG2+1)してS112に進む。
【0051】次いで、S112では、ショート判定カウ
ンタNG2を調べ、このショート判定カウンタNG2が
設定値kNG2を超えた場合、すなわち、排気カット弁
用アクチュエータ29がOFFされた状態ではアクチュ
エータ29の出力端子電圧がHighレベルでなければ
ならないにもかかわらず、出力端子電圧がHighレベ
ルとはならない状態が設定値kNG2に対応する時間連
続した場合はS113に進み、ショートと判定してプロ
グラムを抜ける。逆に、S112で、ショート判定カウ
ンタNG2が設定値kNG2を超えていなければS11
4に進み、正常状態(ショートOK)と判定し、プログ
ラムを抜ける。
ンタNG2を調べ、このショート判定カウンタNG2が
設定値kNG2を超えた場合、すなわち、排気カット弁
用アクチュエータ29がOFFされた状態ではアクチュ
エータ29の出力端子電圧がHighレベルでなければ
ならないにもかかわらず、出力端子電圧がHighレベ
ルとはならない状態が設定値kNG2に対応する時間連
続した場合はS113に進み、ショートと判定してプロ
グラムを抜ける。逆に、S112で、ショート判定カウ
ンタNG2が設定値kNG2を超えていなければS11
4に進み、正常状態(ショートOK)と判定し、プログ
ラムを抜ける。
【0052】こうして、本実施の形態では、排気カット
弁用アクチュエータ29のON−OFFに応じて、出力
端子の実際の電圧を検出することにより排気カット弁3
0を作動させる排気カット弁用アクチュエータ29に関
する電気系の故障(断線或いはショートの故障状態)を
判定するようになっている。そして、この判定結果を基
に、排気カット弁用アクチュエータ29がショートし作
動し続けて、或いは、断線し作動しないで、排気カット
弁30が閉じたままの状態か、或いは、開いたままの状
態かが判定可能になっている。
弁用アクチュエータ29のON−OFFに応じて、出力
端子の実際の電圧を検出することにより排気カット弁3
0を作動させる排気カット弁用アクチュエータ29に関
する電気系の故障(断線或いはショートの故障状態)を
判定するようになっている。そして、この判定結果を基
に、排気カット弁用アクチュエータ29がショートし作
動し続けて、或いは、断線し作動しないで、排気カット
弁30が閉じたままの状態か、或いは、開いたままの状
態かが判定可能になっている。
【0053】次に、制御装置50における排気カット弁
30の作動故障を判定する機能について説明する。この
作動故障診断機能では、まず、図5に示す排気カット弁
の作動診断プログラムに従って、排気カット弁30の開
閉領域を判定する。そして、この判定の結果、排気カッ
ト弁30を開く運転領域では、排気カット弁30が閉じ
ている故障状態の判定を、図6の排気カット弁の開時故
障診断プログラムに従って判定する。一方、排気カット
弁30を閉じる運転領域では、排気カット弁30が開い
ている故障状態の判定を、図7の排気カット弁の閉時故
障診断プログラムに従って判定する。
30の作動故障を判定する機能について説明する。この
作動故障診断機能では、まず、図5に示す排気カット弁
の作動診断プログラムに従って、排気カット弁30の開
閉領域を判定する。そして、この判定の結果、排気カッ
ト弁30を開く運転領域では、排気カット弁30が閉じ
ている故障状態の判定を、図6の排気カット弁の開時故
障診断プログラムに従って判定する。一方、排気カット
弁30を閉じる運転領域では、排気カット弁30が開い
ている故障状態の判定を、図7の排気カット弁の閉時故
障診断プログラムに従って判定する。
【0054】すなわち、図5に示す排気カット弁の作動
診断プログラムでは、まず、S201で、制御装置50
が、図3のマップを参照してエンジン負荷とエンジン回
転数とから、現在、排気カット弁30を開く領域として
いるのか否か判定される。
診断プログラムでは、まず、S201で、制御装置50
が、図3のマップを参照してエンジン負荷とエンジン回
転数とから、現在、排気カット弁30を開く領域として
いるのか否か判定される。
【0055】そして、このS201の判定の結果、排気
カット弁30を開く領域としている場合は、S202に
進み、図6に示す排気カット弁の開時故障診断プログラ
ムを実行させる。逆に、S201の判定の結果、排気カ
ット弁30を閉じる領域としている場合は、S203に
進み、図7に示す排気カット弁の閉時故障診断プログラ
ムを実行させる。
カット弁30を開く領域としている場合は、S202に
進み、図6に示す排気カット弁の開時故障診断プログラ
ムを実行させる。逆に、S201の判定の結果、排気カ
ット弁30を閉じる領域としている場合は、S203に
進み、図7に示す排気カット弁の閉時故障診断プログラ
ムを実行させる。
【0056】S202で実行される排気カット弁の開時
故障診断プログラムは、図6のフローチャートに示すよ
うに、まず、S301で故障診断が実行可能な運転領域
にあるか否か判定される。これは、例えば、スロットル
開度、エンジン回転数、エンジン水温が、予め設定して
おいた値以上となった領域の場合に故障診断が実行可能
な領域と判定する。そして、このS301の判定の結
果、診断可能領域であると判定した場合はS302に進
み、診断可能領域ではないと判定した場合はプログラム
を抜ける。
故障診断プログラムは、図6のフローチャートに示すよ
うに、まず、S301で故障診断が実行可能な運転領域
にあるか否か判定される。これは、例えば、スロットル
開度、エンジン回転数、エンジン水温が、予め設定して
おいた値以上となった領域の場合に故障診断が実行可能
な領域と判定する。そして、このS301の判定の結
果、診断可能領域であると判定した場合はS302に進
み、診断可能領域ではないと判定した場合はプログラム
を抜ける。
【0057】S302では、過給圧が、予め大気圧等に
応じて設定しておいた過給圧値bst3を超えているか
否か判定し、設定過給圧値bst3を超えている場合
は、ターボ過給機11が正常に機能していると判定し、
S303に進んで、開時作動判定カウンタNG3をクリ
ア(NG3=0)してS305に進む。一方、過給圧が
設定過給圧値bst3以下の場合は、ターボ過給機11
が正常ではないと判定し、S304に進んで、開時作動
判定カウンタNG3をカウントアップ(NG3=NG3
+1)してS305に進む。
応じて設定しておいた過給圧値bst3を超えているか
否か判定し、設定過給圧値bst3を超えている場合
は、ターボ過給機11が正常に機能していると判定し、
S303に進んで、開時作動判定カウンタNG3をクリ
ア(NG3=0)してS305に進む。一方、過給圧が
設定過給圧値bst3以下の場合は、ターボ過給機11
が正常ではないと判定し、S304に進んで、開時作動
判定カウンタNG3をカウントアップ(NG3=NG3
+1)してS305に進む。
【0058】すなわち、排気カット弁30を開くべき領
域において排気カット弁30が閉じた状態であると、図
9の一点破線で示すように、正常時過給圧に比べ、排圧
の上昇により、エンジン回転数が高くなっても過給圧は
低下してしまう。従って、この過給圧の低下を、設定過
給圧値bst3との比較で捉え故障を判定するのであ
る。
域において排気カット弁30が閉じた状態であると、図
9の一点破線で示すように、正常時過給圧に比べ、排圧
の上昇により、エンジン回転数が高くなっても過給圧は
低下してしまう。従って、この過給圧の低下を、設定過
給圧値bst3との比較で捉え故障を判定するのであ
る。
【0059】次いで、S305では、開時作動判定カウ
ンタNG3を調べ、この開時作動判定カウンタNG3が
設定値kNG3を超えた場合、すなわち、排気カット弁
30を開くべき領域であるにもかかわらず閉じていると
判断できる状態が設定値kNG3に対応する時間連続し
た場合はS306に進み、排気カット弁30は閉故障と
判定してプログラムを抜ける。逆に、S305で、開時
作動判定カウンタNG3が設定値kNG3を超えていな
ければS307に進んで、正常状態と判定し、プログラ
ムを抜ける。
ンタNG3を調べ、この開時作動判定カウンタNG3が
設定値kNG3を超えた場合、すなわち、排気カット弁
30を開くべき領域であるにもかかわらず閉じていると
判断できる状態が設定値kNG3に対応する時間連続し
た場合はS306に進み、排気カット弁30は閉故障と
判定してプログラムを抜ける。逆に、S305で、開時
作動判定カウンタNG3が設定値kNG3を超えていな
ければS307に進んで、正常状態と判定し、プログラ
ムを抜ける。
【0060】S203で実行される排気カット弁の閉時
故障診断プログラムは、図7のフローチャートに示すよ
うに、まず、S401で故障診断が実行可能な運転領域
にあるか否か判定される。これは先の排気カット弁の開
時故障診断プログラムと同様に、例えば、スロットル開
度、エンジン回転数、エンジン水温が、予め設定してお
いた値以上となった領域の場合に故障診断が実行可能な
領域と判定する。そして、このS401の判定の結果、
診断可能領域であると判定した場合はS402に進み、
診断可能領域ではないと判定した場合はプログラムを抜
ける。
故障診断プログラムは、図7のフローチャートに示すよ
うに、まず、S401で故障診断が実行可能な運転領域
にあるか否か判定される。これは先の排気カット弁の開
時故障診断プログラムと同様に、例えば、スロットル開
度、エンジン回転数、エンジン水温が、予め設定してお
いた値以上となった領域の場合に故障診断が実行可能な
領域と判定する。そして、このS401の判定の結果、
診断可能領域であると判定した場合はS402に進み、
診断可能領域ではないと判定した場合はプログラムを抜
ける。
【0061】S402では、過給圧が、予め大気圧等に
応じて設定しておいた過給圧値bst4を超えているか
否か判定し、設定過給圧値bst4を超えている場合
は、ターボ過給機11が正常に機能していると判定し、
S403に進んで、閉時作動判定カウンタNG4をクリ
ア(NG4=0)してS405に進む。一方、過給圧が
設定過給圧値bst4以下の場合は、ターボ過給機11
が正常ではないと判定し、S404に進んで、閉時作動
判定カウンタNG4をカウントアップ(NG4=NG4
+1)してS405に進む。
応じて設定しておいた過給圧値bst4を超えているか
否か判定し、設定過給圧値bst4を超えている場合
は、ターボ過給機11が正常に機能していると判定し、
S403に進んで、閉時作動判定カウンタNG4をクリ
ア(NG4=0)してS405に進む。一方、過給圧が
設定過給圧値bst4以下の場合は、ターボ過給機11
が正常ではないと判定し、S404に進んで、閉時作動
判定カウンタNG4をカウントアップ(NG4=NG4
+1)してS405に進む。
【0062】すなわち、排気カット弁30を閉じるべき
領域において排気カット弁30が開いた状態であると、
図9の破線で示すように、正常時過給圧に比べ、過給効
率が悪くなり過給圧は上昇しずらくなる。従って、この
過給圧の低下を、設定過給圧値bst4との比較で捉え
故障を判定するのである。
領域において排気カット弁30が開いた状態であると、
図9の破線で示すように、正常時過給圧に比べ、過給効
率が悪くなり過給圧は上昇しずらくなる。従って、この
過給圧の低下を、設定過給圧値bst4との比較で捉え
故障を判定するのである。
【0063】次いで、S405では、閉時作動判定カウ
ンタNG4を調べ、この閉時作動判定カウンタNG4が
設定値kNG4を超えた場合、すなわち、排気カット弁
30を閉じるべき領域であるにもかかわらず開いている
と判断できる状態が設定値kNG4に対応する時間連続
した場合はS406に進み、排気カット弁30は開故障
と判定してプログラムを抜ける。逆に、S405で、閉
時作動判定カウンタNG4が設定値kNG4を超えてい
なければS407に進んで、正常状態と判定し、プログ
ラムを抜ける。
ンタNG4を調べ、この閉時作動判定カウンタNG4が
設定値kNG4を超えた場合、すなわち、排気カット弁
30を閉じるべき領域であるにもかかわらず開いている
と判断できる状態が設定値kNG4に対応する時間連続
した場合はS406に進み、排気カット弁30は開故障
と判定してプログラムを抜ける。逆に、S405で、閉
時作動判定カウンタNG4が設定値kNG4を超えてい
なければS407に進んで、正常状態と判定し、プログ
ラムを抜ける。
【0064】次に、図8は、上述の排気カット弁用アク
チュエータ29に関する電気系の故障診断と、排気カッ
ト弁30の作動の故障診断の結果を踏まえて実行される
フェイルセーフプログラムのフローチャートである。
チュエータ29に関する電気系の故障診断と、排気カッ
ト弁30の作動の故障診断の結果を踏まえて実行される
フェイルセーフプログラムのフローチャートである。
【0065】まず、S501では、排気カット弁30は
開故障(閉じているべき時に開いた状態の故障)か否か
判定し、開故障の場合はS502に進み、排気カット弁
30開故障時の処理を実行して、プログラムを抜ける。
開故障(閉じているべき時に開いた状態の故障)か否か
判定し、開故障の場合はS502に進み、排気カット弁
30開故障時の処理を実行して、プログラムを抜ける。
【0066】この排気カット弁30の開故障時処理は、
具体的には、過給圧制御を高吸入空気量時制御(予め設
定しておいたマップ等により通常の過給圧制御に比較し
て排気バイパス弁32を閉じる方向に補正して制御)に
変更する。そして、エンジン制御(空燃比制御や点火時
期制御等)も高吸入空気量時特性に変更して、車両の走
行性を確保する。
具体的には、過給圧制御を高吸入空気量時制御(予め設
定しておいたマップ等により通常の過給圧制御に比較し
て排気バイパス弁32を閉じる方向に補正して制御)に
変更する。そして、エンジン制御(空燃比制御や点火時
期制御等)も高吸入空気量時特性に変更して、車両の走
行性を確保する。
【0067】一方、排気カット弁30が開故障ではない
場合は、S501からS503に進み、排気カット弁3
0は閉故障(開いているべき時に閉じた状態の故障)か
否か判定し、閉故障の場合はS504に進み、排気カッ
ト弁30閉故障時の処理を実行し、排気カット弁30が
閉故障では無い場合はS505に進んで、排気カット弁
30の正常時処理、すなわち、通常の排気カット弁30
の制御を実行してプログラムを抜ける。
場合は、S501からS503に進み、排気カット弁3
0は閉故障(開いているべき時に閉じた状態の故障)か
否か判定し、閉故障の場合はS504に進み、排気カッ
ト弁30閉故障時の処理を実行し、排気カット弁30が
閉故障では無い場合はS505に進んで、排気カット弁
30の正常時処理、すなわち、通常の排気カット弁30
の制御を実行してプログラムを抜ける。
【0068】ここで、S504における排気カット弁3
0の閉故障時処理は、具体的には、過給圧制御を低吸入
空気量時制御(予め設定しておいたマップ等により通常
の過給圧制御に比較して排気バイパス弁32を開く方向
に補正して制御)に変更する。そして、エンジン制御
(空燃比制御や点火時期制御等)も低吸入空気量時特性
に変更して、車両の走行性を確保する。
0の閉故障時処理は、具体的には、過給圧制御を低吸入
空気量時制御(予め設定しておいたマップ等により通常
の過給圧制御に比較して排気バイパス弁32を開く方向
に補正して制御)に変更する。そして、エンジン制御
(空燃比制御や点火時期制御等)も低吸入空気量時特性
に変更して、車両の走行性を確保する。
【0069】この場合では、更に、吸入空気量が予め設
定した値を超えていることを検出した際は、燃料カット
等を行って、ターボ過給機11に与える排気エネルギを
減少させる制御を実行し、排圧の上昇に伴うノッキング
の発生や、コンプレッサの圧力比の上昇によるサージ現
象の発生を防止する。尚、スロットル弁20が電子制御
スロットル弁で構成されている場合には、この電子制御
スロットル弁を通常より閉じる方向に制御し、吸入空気
量を抑制するようにしても良い。
定した値を超えていることを検出した際は、燃料カット
等を行って、ターボ過給機11に与える排気エネルギを
減少させる制御を実行し、排圧の上昇に伴うノッキング
の発生や、コンプレッサの圧力比の上昇によるサージ現
象の発生を防止する。尚、スロットル弁20が電子制御
スロットル弁で構成されている場合には、この電子制御
スロットル弁を通常より閉じる方向に制御し、吸入空気
量を抑制するようにしても良い。
【0070】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、タ
ービンスクロール部を複数の排気通路で構成し、その一
部の通路に、該通路を開通、遮断する排気カット弁を設
けたターボ過給機付エンジンにおいて、たとえ、排気カ
ット弁の開閉機能に故障が生じても、これを素早く検出
し、この排気カット弁の故障状態に応じた適切なエンジ
ン制御を実行させて、排気カット弁の故障時における車
両の走行性の確保と、エンジンに対して過大な負荷が加
えられることを有効に防止することができる。
ービンスクロール部を複数の排気通路で構成し、その一
部の通路に、該通路を開通、遮断する排気カット弁を設
けたターボ過給機付エンジンにおいて、たとえ、排気カ
ット弁の開閉機能に故障が生じても、これを素早く検出
し、この排気カット弁の故障状態に応じた適切なエンジ
ン制御を実行させて、排気カット弁の故障時における車
両の走行性の確保と、エンジンに対して過大な負荷が加
えられることを有効に防止することができる。
【図1】ターボ過給機付エンジンの全体構成説明図
【図2】電子制御系の回路構成図
【図3】エンジン回転数とエンジン負荷で設定する排気
カット弁の開閉領域の説明図
カット弁の開閉領域の説明図
【図4】排気カット弁の断線及びショート判定の故障診
断プログラムのフローチャート
断プログラムのフローチャート
【図5】排気カット弁の作動診断プログラムのフローチ
ャート
ャート
【図6】排気カット弁の開時故障診断プログラムのフロ
ーチャート
ーチャート
【図7】排気カット弁の閉時故障診断プログラムのフロ
ーチャート
ーチャート
【図8】故障診断後のフェールセーフプログラムのフロ
ーチャート
ーチャート
【図9】正常時における過給圧と故障時における過給圧
の比較説明図
の比較説明図
1 過給機付エンジン
8 タービンスクロール部
8a 第1の排気通路
8b 第2の排気通路
10 排気管
11 ターボ過給機
11a タービン
29 排気カット弁用アクチュエータ
30 排気カット弁
50 制御装置(作動故障判定手段、電気系故障判定
手段)
手段)
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考)
F02B 37/18 F02D 9/04 G
37/22 23/00 N
F02D 9/04 Z
23/00 F02B 37/12 301R
301E
Fターム(参考) 3G004 AA01 BA03 DA24 EA01
3G005 EA04 EA15 FA23 FA24 GA03
GA07 GB24 GB28 GD13 GD14
GD17 GD18 GD28 GE01 GE09
GE10 HA02 HA04 HA05 HA19
JA02 JA05 JA24 JA31 JA39
JA42 JA45 JB22 JB25
3G065 AA09 CA01 FA03 GA01 GA04
GA05 GA09 GA10 GA11 GA16
GA41
3G092 AA01 AA18 BA02 BA04 BA09
DB03 DC03 DC12 DF02 DG07
EA02 FB03 FB04 FB05 FB06
HA01Z HA05Z HA06X HA06Z
HA16X HA16Z HC05Z HD05Z
HE03Z HE08Z HF21Z
Claims (5)
- 【請求項1】 ターボ過給機のタービンスクロール部を
複数の排気通路で構成し、該排気通路の少なくとも1つ
の通路入口部に排気カット弁を備えたターボ過給機付エ
ンジンにおいて、 上記排気カット弁の作動故障を判定する作動故障判定手
段と、 上記排気カット弁を制御する電気系の故障を判定する電
気系故障判定手段との少なくともどちらかの故障判定手
段を備えたことを特徴とするターボ過給機付エンジン。 - 【請求項2】 上記作動故障判定手段は、上記排気カッ
ト弁を閉じる運転領域で、少なくともスロットル開度と
過給圧により、上記排気カット弁が開いている故障状態
の判定をすることを特徴とする請求項1記載のターボ過
給機付エンジン。 - 【請求項3】 上記作動故障判定手段は、上記排気カッ
ト弁を開く運転領域で、少なくともスロットル開度と過
給圧により、上記排気カット弁が閉じている故障状態の
判定をすることを特徴とする請求項1又は請求項2記載
のターボ過給機付エンジン。 - 【請求項4】 上記作動故障判定手段と上記電気系故障
判定手段の少なくともどちらかにより上記排気カット弁
の作動故障を判定した際は、正常時の空燃比と点火時期
と過給圧の少なくとも1つ以上の制御値を変更すること
を特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1つに記載
のターボ過給機付エンジン。 - 【請求項5】 上記作動故障判定手段と上記電気系故障
判定手段の少なくともどちらかにより上記排気カット弁
の閉じている故障状態を判定し、且つ、吸入空気量が予
め設定した値を超えていることを検出した際は、上記タ
ーボ過給機に与える排気エネルギを減少させる制御を実
行することを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか
1つに記載のターボ過給機付エンジン。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002136325A JP2003328765A (ja) | 2002-05-10 | 2002-05-10 | ターボ過給機付エンジン |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002136325A JP2003328765A (ja) | 2002-05-10 | 2002-05-10 | ターボ過給機付エンジン |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003328765A true JP2003328765A (ja) | 2003-11-19 |
Family
ID=29698366
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002136325A Pending JP2003328765A (ja) | 2002-05-10 | 2002-05-10 | ターボ過給機付エンジン |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003328765A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2009156144A (ja) * | 2007-12-26 | 2009-07-16 | Honda Motor Co Ltd | 排気バルブ制御装置 |
JP2011027058A (ja) * | 2009-07-28 | 2011-02-10 | Nissan Motor Co Ltd | 過給機付き内燃機関の制御装置 |
CN103452685A (zh) * | 2012-06-04 | 2013-12-18 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于诊断废气运行的增压装置的***的方法和装置 |
WO2015141131A1 (ja) * | 2014-03-19 | 2015-09-24 | マツダ株式会社 | ターボ過給機付エンジンの制御装置 |
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CN115013175A (zh) * | 2022-07-19 | 2022-09-06 | 湖南道依茨动力有限公司 | 一种涡轮增压器执行器故障检测方法及*** |
-
2002
- 2002-05-10 JP JP2002136325A patent/JP2003328765A/ja active Pending
Cited By (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2858655A1 (fr) * | 2003-08-06 | 2005-02-11 | Honda Motor Co Ltd | Dispositif de controle du rendement moteur |
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EP1826381A2 (de) * | 2006-02-25 | 2007-08-29 | Dr.Ing. h.c.F. Porsche Aktiengesellschaft | Bauteileschutz-Strategie bei einem aufgeladenen Verbrennungsmotor |
EP1826381A3 (de) * | 2006-02-25 | 2008-11-05 | Dr. Ing. h.c. F. Porsche Aktiengesellschaft | Bauteileschutz-Strategie bei einem aufgeladenen Verbrennungsmotor |
JP2009156144A (ja) * | 2007-12-26 | 2009-07-16 | Honda Motor Co Ltd | 排気バルブ制御装置 |
JP2011027058A (ja) * | 2009-07-28 | 2011-02-10 | Nissan Motor Co Ltd | 過給機付き内燃機関の制御装置 |
CN103452685A (zh) * | 2012-06-04 | 2013-12-18 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于诊断废气运行的增压装置的***的方法和装置 |
WO2015141131A1 (ja) * | 2014-03-19 | 2015-09-24 | マツダ株式会社 | ターボ過給機付エンジンの制御装置 |
WO2015141130A1 (ja) * | 2014-03-19 | 2015-09-24 | マツダ株式会社 | ターボ過給機付エンジンの故障検出装置 |
JP2015178811A (ja) * | 2014-03-19 | 2015-10-08 | マツダ株式会社 | ターボ過給機付エンジンの制御装置 |
JP2015178810A (ja) * | 2014-03-19 | 2015-10-08 | マツダ株式会社 | ターボ過給機付エンジンの故障検出装置 |
CN105814294A (zh) * | 2014-03-19 | 2016-07-27 | 马自达汽车株式会社 | 带有涡轮增压器的发动机的故障检测装置 |
CN105849387A (zh) * | 2014-03-19 | 2016-08-10 | 马自达汽车株式会社 | 带有涡轮增压器的发动机的控制装置 |
US9777623B2 (en) | 2014-03-19 | 2017-10-03 | Mazda Motor Corporation | Failure detector of turbocharged engine |
US10208661B2 (en) | 2014-03-19 | 2019-02-19 | Mazda Motor Corporation | Control device of turbocharged engine |
DE102017105392A1 (de) | 2016-05-02 | 2017-11-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Verbrennungsmotor |
CN115013175A (zh) * | 2022-07-19 | 2022-09-06 | 湖南道依茨动力有限公司 | 一种涡轮增压器执行器故障检测方法及*** |
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