JP2018091167A - Internal Combustion Engine System - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書は、内燃機関システムに関する。特に、過給機を備えた内燃機関システムに関する。 The present specification relates to an internal combustion engine system. In particular, the present invention relates to an internal combustion engine system provided with a supercharger.
特許文献1に、過給機を備えた内燃機関システムが開示されている。特許文献1の内燃機関システムは、過給機の上流と下流の双方で、吸気管にバルブが設けられている。特許文献1は、過給機の上流側バルブと下流側バルブの開放タイミングを変化させ、過給機の応答性を改善している。 Patent Document 1 discloses an internal combustion engine system provided with a supercharger. In the internal combustion engine system of Patent Document 1, valves are provided in the intake pipe both upstream and downstream of the supercharger. Patent Document 1 improves the responsiveness of the supercharger by changing the opening timing of the upstream valve and the downstream valve of the supercharger.
車両で発生したガスを吸気管に導入し、内燃機関で処理することがある。しかしながら、過給機の上流と下流の双方にバルブを配置する内燃機関システムにおいて、発生ガスの処理技術は十分に確立されていない。なお、特許文献1にも、車両で発生したガスの処理に関する記載はない。本明細書は、車両で発生したガスを効率よく処理するための構造を備えた内燃機関システムを開示する。 Gas generated in a vehicle may be introduced into an intake pipe and processed by an internal combustion engine. However, in the internal combustion engine system in which valves are arranged both upstream and downstream of the supercharger, the technology for treating the generated gas has not been sufficiently established. In addition, Patent Document 1 also has no description regarding treatment of gas generated in a vehicle. The present specification discloses an internal combustion engine system having a structure for efficiently processing gas generated in a vehicle.
過給機を備える内燃機関システムでは、吸気管内の圧力が位置によって異なる。本発明者は、吸気管内の圧力に着目し、車両で発生したガスを供給する位置について研究を行い、発生ガスを効率よく処理する構造を見出した。本明細書で開示する内燃機関システムは、吸気管と、吸気管に設けられている過給機と、過給機よりも上流側で吸気管に設けられている第1バルブと、過給機よりも下流側で吸気管に設けられている第2バルブと、第1バルブと過給機の間で吸気管に接続されているガス管と、ガス管に設けられている第3バルブを備えている。内燃機関に供給する空気は、吸気管を通過する。第1バルブは、過給機への空気の供給量を制御する。第2バルブは、内燃機関の吸気量を制御する。ガス管は、車両で発生したガスが通過する。第3バルブは、吸気管へのガス供給量を制御する。 In an internal combustion engine system including a supercharger, the pressure in the intake pipe varies depending on the position. The inventor paid attention to the pressure in the intake pipe and studied the position where the gas generated in the vehicle is supplied, and found a structure for efficiently processing the generated gas. An internal combustion engine system disclosed in this specification includes an intake pipe, a supercharger provided in the intake pipe, a first valve provided in the intake pipe upstream of the supercharger, and a supercharger A second valve provided in the intake pipe on the downstream side, a gas pipe connected to the intake pipe between the first valve and the supercharger, and a third valve provided in the gas pipe ing. Air supplied to the internal combustion engine passes through the intake pipe. The first valve controls the amount of air supplied to the supercharger. The second valve controls the intake amount of the internal combustion engine. The gas generated in the vehicle passes through the gas pipe. The third valve controls the gas supply amount to the intake pipe.
なお、本明細書でいう「車両で発生したガス」として、燃料タンク内の燃料が蒸発した「蒸発燃料ガス」、内燃機関からの「排気ガス」、内燃機関の燃焼室から漏れた「ブローバイガス」等が挙げられる。これらの「ガス」が、ガス管より吸気管に供給され、内燃機関で処理される。 As used herein, “gas generated in the vehicle” includes “evaporated fuel gas” in which the fuel in the fuel tank has evaporated, “exhaust gas” from the internal combustion engine, and “blow-by gas” that has leaked from the combustion chamber of the internal combustion engine. Or the like. These “gases” are supplied from the gas pipe to the intake pipe and processed by the internal combustion engine.
上記内燃機関システムは、吸気管に、大気側(上流)から内燃機関(下流)に向けて、第1バルブ,過給機,第2バルブが、この順序で設けられている。第1バルブより上流は、吸気管内が大気圧である。第1バルブと過給機の間は、第1バルブ及び過給機の状態に応じて、吸気管内が負圧又は大気圧である。過給機より下流は、過給機又は第2バルブの状態に応じて、吸気管内が負圧から正圧の間で変化する。上記内燃機関では、ガス管が、第1バルブと過給機の間に接続されている。すなわち、ガス管は、吸気管内が正圧にならず、吸気管内を負圧に調整可能な位置で、吸気管に接続されている。車両で発生したガスを、効率よく吸気管内に導入することができる。なお、過給機より下流も、第2バルブ
の状態によっては負圧となり得る。しかしながら、過給機より下流は、正圧になることがあり、ガス管を過給機より下流に接続すると、発生ガスが吸気管に流れにくくなることがある。
In the internal combustion engine system, the first valve, the supercharger, and the second valve are provided in this order from the atmosphere side (upstream) to the internal combustion engine (downstream) in the intake pipe. Upstream from the first valve, the intake pipe is at atmospheric pressure. Between the first valve and the supercharger, the intake pipe has a negative pressure or an atmospheric pressure depending on the state of the first valve and the supercharger. In the downstream of the supercharger, the inside of the intake pipe changes between a negative pressure and a positive pressure in accordance with the state of the supercharger or the second valve. In the internal combustion engine, the gas pipe is connected between the first valve and the supercharger. That is, the gas pipe is connected to the intake pipe at a position where the inside of the intake pipe does not become a positive pressure and the inside of the intake pipe can be adjusted to a negative pressure. Gas generated in the vehicle can be efficiently introduced into the intake pipe. In addition, it may become a negative pressure downstream from the supercharger depending on the state of the second valve. However, there may be a positive pressure downstream from the supercharger, and if the gas pipe is connected downstream from the supercharger, the generated gas may not easily flow to the intake pipe.
本明細書で開示する内燃機関システムの主要な特徴を以下に列記する。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものである。 The main features of the internal combustion engine system disclosed in this specification are listed below. Note that the technical elements described below are independent technical elements, and exhibit technical usefulness alone or in various combinations.
本明細書は、過給機を備えた内燃機関システムを開示する。その内燃機関システムは、は、内燃機関に供給される空気が通過する吸気管と、吸気管に設けられている過給機と、過給機よりも上流側で吸気管に設けられているとともに過給機への空気の供給量を制御する第1バルブと、過給機よりも下流側で吸気管に設けられているとともに内燃機関の吸気量を制御する第2バルブと、第1バルブと過給機との間で吸気管に接続されているとともに車両で発生したガスが通過するガス管と、ガス管に設けられているとともに吸気管へのガス供給量を制御する第3バルブを備えている。 This specification discloses the internal combustion engine system provided with the supercharger. The internal combustion engine system includes an intake pipe through which air supplied to the internal combustion engine passes, a supercharger provided in the intake pipe, and an intake pipe provided upstream of the supercharger. A first valve that controls the amount of air supplied to the supercharger, a second valve that is provided in the intake pipe downstream of the supercharger and controls the intake amount of the internal combustion engine, and a first valve; A gas pipe that is connected to the intake pipe with the turbocharger and through which gas generated in the vehicle passes, and a third valve that is provided in the gas pipe and controls the amount of gas supplied to the intake pipe are provided. ing.
内燃機関システムは、エアクリーナを備えていてよい。エアクリーナは、吸気管の上流端に配置されていてよい。エアクリーナは、エアフィルタを有しており、吸気管内に異物が流入することを防止することができる。 The internal combustion engine system may include an air cleaner. The air cleaner may be disposed at the upstream end of the intake pipe. The air cleaner has an air filter, and can prevent foreign matter from flowing into the intake pipe.
内燃機関システムは、エアフローメータ(流量計)を備えていてよい。吸気管に導入される(内燃機関に導入される)空気(外気)量を計測することができる。エアフローメータは、フラップ式,熱線式,カルマン流式等を用いることができる。エアフローメータは、第1バルブの上流又は下流に配置されていてよい。内燃機関システムがエアクリーナを備えている場合、エアフローメータは、エアクリーナと一体であってもよいし、エアクリーナと別体であってもよい。別体の場合、エアフローメータは、エアクリーナと第1バルブの間(すなわち、第1バルブの上流)で吸気管に設けられていてよい。 The internal combustion engine system may include an air flow meter (flow meter). The amount of air (outside air) introduced into the intake pipe (introduced into the internal combustion engine) can be measured. As the air flow meter, a flap method, a hot wire method, a Kalman flow method, or the like can be used. The air flow meter may be disposed upstream or downstream of the first valve. When the internal combustion engine system includes an air cleaner, the air flow meter may be integrated with the air cleaner or may be separate from the air cleaner. In the case of a separate body, the air flow meter may be provided in the intake pipe between the air cleaner and the first valve (that is, upstream of the first valve).
内燃機関システムは、吸気管内の圧力を計測する圧力計(圧力センサ)を備えていてよい。圧力計は、第1バルブと過給機の間で、吸気管に設けられていてよい。圧力計を設けることによって、ガス管が接続される部分(第1バルブと過給機の間)の吸気管内の圧力を計測することができる。また、第1バルブの開度を調整することにより、ガス管が接続される部分の吸気管内の圧力を、所定の制御圧に制御することができる。以下、第1バルブと過給機の間(ガス管が接続される部分)の吸気管内を、圧力制御部と称することがある。上記したガス管は、吸気管の圧力制御部に接続されているということができる。なお、圧力計は、抵抗線式,静電容量式,機械式等を用いることができる。 The internal combustion engine system may include a pressure gauge (pressure sensor) that measures the pressure in the intake pipe. The pressure gauge may be provided in the intake pipe between the first valve and the supercharger. By providing the pressure gauge, the pressure in the intake pipe at the portion (between the first valve and the supercharger) to which the gas pipe is connected can be measured. Further, by adjusting the opening degree of the first valve, the pressure in the intake pipe at the portion to which the gas pipe is connected can be controlled to a predetermined control pressure. Hereinafter, the inside of the intake pipe between the first valve and the supercharger (portion to which the gas pipe is connected) may be referred to as a pressure control unit. It can be said that the above gas pipe is connected to the pressure control unit of the intake pipe. The pressure gauge may be a resistance wire type, a capacitance type, a mechanical type, or the like.
第1バルブは、第3バルブの開度に応じて開度を変化させ、第1バルブと過給機の間の吸気管内の圧力を制御圧に維持してよい。具体的には、第3バルブがオンして(開度が大きくなって)ガス管から吸気管にガスが供給されたときに、第1バルブは、圧力制御部の圧力が変化しないように、開度を小さくしてよい。あるいは、第3バルブがオフして(開度が小さくなって)ガス管から吸気管へのガス供給が停止したときに、第1バルブは、圧力制御部の圧力が変化しないように、開度を大きくしてよい。 The first valve may change the opening according to the opening of the third valve, and maintain the pressure in the intake pipe between the first valve and the supercharger at the control pressure. Specifically, when the third valve is turned on (the opening degree is increased) and gas is supplied from the gas pipe to the intake pipe, the first valve does not change the pressure of the pressure control unit. The opening may be reduced. Alternatively, when the third valve is turned off (the opening degree becomes small) and the gas supply from the gas pipe to the intake pipe is stopped, the first valve has an opening degree so that the pressure of the pressure control unit does not change. May be increased.
内燃機関システムは、過給機,第1バルブ,第2バルブ,第3バルブを制御する制御装置を備えていてよい。制御装置は、圧力制御部の圧力が所定の制御圧になるように、過給機,第1バルブ,第2バルブ,第3バルブを制御してよい。 The internal combustion engine system may include a control device that controls the supercharger, the first valve, the second valve, and the third valve. The control device may control the supercharger, the first valve, the second valve, and the third valve so that the pressure of the pressure control unit becomes a predetermined control pressure.
内燃機関システムは、第1バルブの状態(開閉状態)と第3バルブの状態に基づき、ガス管の異常(ガス管の抜け、破損(ガス漏れ)、詰り等)を検出することができる。すなわち、第3バルブの開度が変化したとき(ガス管内のガスの流れが変化したとき)に第1バルブの状態に起因して生じるべき現象と、第3バルブの開度が変化したときに実際に生じた現象とに基づき、ガス管の異常の有無を判断することができる。ガス管の異常の有無の判断は、上記した制御装置で行うこともできる。 The internal combustion engine system can detect an abnormality (gas pipe omission, breakage (gas leakage), clogging, etc.) of the gas pipe based on the state of the first valve (open / close state) and the state of the third valve. That is, when the opening degree of the third valve changes (when the gas flow in the gas pipe changes), the phenomenon that should occur due to the state of the first valve, and when the opening degree of the third valve changes. The presence or absence of an abnormality in the gas pipe can be determined based on the phenomenon that has actually occurred. The determination of the presence or absence of an abnormality in the gas pipe can also be performed by the above-described control device.
内燃機関システムは、第3バルブの開度が変化したときに圧力制御部の制御圧を維持するべき第1バルブの開度と、第3バルブの開度が変化したときの実際の第1バルブの開度とに基づいて、ガス管の異常の有無を判断することができる。 The internal combustion engine system includes an opening of the first valve that should maintain the control pressure of the pressure control unit when the opening of the third valve changes, and an actual first valve when the opening of the third valve changes. The presence or absence of an abnormality in the gas pipe can be determined based on the opening degree.
具体的には、第3バルブが閉状態から開状態に変化する(オフ→オン)と、ガス管から吸気管(圧力制御部)にガスが供給される。圧力制御部の制御圧を維持するためには、吸気管への外部空気の導入を制限することが必要である。すなわち、第1バルブの開度を小さくし、吸気量を減少させることが必要である。しかしながら、ガス管に異常が生じていると、ガス管より吸気管にガスが供給されない(あるいは、ガスは供給されるが、ガス供給量が本来より少ない)ので、圧力制御部の制御圧を維持するためには、第1バルブの開度が正常時(ガス管に異常が生じていない状態)より大きくなる。第3バルブが開状態のときの本来の第1バルブの開度と実際の第1バブルの開度を比較することにより、ガス管に異常が生じているか否かを判断することができる。なお、ガス管の異常の有無は、第3バルブが開状態から閉状態に変化する(オン→オフ)ときに判断することもできる。 Specifically, when the third valve changes from the closed state to the open state (OFF → ON), gas is supplied from the gas pipe to the intake pipe (pressure control unit). In order to maintain the control pressure of the pressure control unit, it is necessary to limit the introduction of external air into the intake pipe. That is, it is necessary to reduce the intake amount by reducing the opening of the first valve. However, if an abnormality occurs in the gas pipe, gas is not supplied from the gas pipe to the intake pipe (or gas is supplied but the gas supply amount is less than the original amount), so the control pressure of the pressure control unit is maintained. In order to do this, the opening degree of the first valve is larger than when it is normal (a state where no abnormality has occurred in the gas pipe). By comparing the original opening degree of the first valve when the third valve is open and the actual opening degree of the first bubble, it can be determined whether or not an abnormality has occurred in the gas pipe. Note that the presence or absence of an abnormality in the gas pipe can also be determined when the third valve changes from the open state to the closed state (ON → OFF).
内燃機関システムは、第3バルブの開度が変化したときの吸気管内(圧力調整部)の圧力変化に基づいて、ガス管の異常の有無を判断することもできる。例えば、ガス管が抜けている場合、第3バルブが開状態であっても閉状態であっても、ガス管と吸気管の接続部分から吸気管に外気が導入される。また、第3バルブが閉状態から開状態に変化しても、ガス管から吸気管にガスが供給されない。そのため、圧力調整部の圧力をフィードバック制御する場合は、圧力調整部の圧力が安定するまでの期間の圧力調整部の圧力変化が、正常時より小さい。また、第1バルブをオープン制御する場合は、第1バルブの開度が小さくなるので、圧力調整部の圧力が、正常時より小さくなる。そのため、第3バルブが開状態に変化してから所定期間の圧力変化、あるいは、第3バルブが開状態に変化してから所定期間経過した後の圧力を検出することによって、ガス管の異常の有無を判断することができる。なお、ガス管の異常の有無は、第3バルブが開状態から閉状態に変化したときに判断することもできる。 The internal combustion engine system can also determine whether there is an abnormality in the gas pipe based on the pressure change in the intake pipe (pressure adjusting unit) when the opening of the third valve changes. For example, when the gas pipe is disconnected, outside air is introduced into the intake pipe from the connection portion between the gas pipe and the intake pipe, regardless of whether the third valve is open or closed. Further, even if the third valve changes from the closed state to the open state, gas is not supplied from the gas pipe to the intake pipe. Therefore, when feedback control is performed on the pressure of the pressure adjusting unit, the pressure change of the pressure adjusting unit during the period until the pressure of the pressure adjusting unit becomes stable is smaller than that in the normal state. In addition, when the first valve is open-controlled, the opening degree of the first valve is reduced, so that the pressure of the pressure adjustment unit is smaller than that at the normal time. Therefore, by detecting the pressure change for a predetermined period after the third valve changes to the open state, or the pressure after the predetermined period elapses after the third valve changes to the open state, The presence or absence can be determined. Note that the presence or absence of an abnormality in the gas pipe can also be determined when the third valve changes from the open state to the closed state.
内燃機関システムは、第3バルブの開度が変化したときに第1バルブを通過するべき空気の流量と、第1バルブを通過する実際の空気の流量に基づき、ガス管の異常の有無を判断することもできる。実際の空気の流量は、上記したエアフローメータ(流量計)を用いて検出してもよいし、第1バルブの開度と圧力調整部(第1バルブ下流の吸気管内)の圧力に基づいて算出してもよい。ガス管に異常が生じていない場合、圧力調整部の圧力を所定圧に維持した状態で第3バルブを開くと、第1バルブを通過する空気の流量は低減する。それに対して、ガス管に異常が生じると、第3バルブが開いても第1バルブを通過する空気の流量は変化しない(あるいは、正常な場合よりも流量の低減幅が小さい)。この差を検出することにより、ガス管の異常を検出することができる。 The internal combustion engine system determines whether there is an abnormality in the gas pipe based on the flow rate of air that should pass through the first valve when the opening degree of the third valve changes and the actual flow rate of air that passes through the first valve. You can also The actual air flow rate may be detected using the above-described air flow meter (flow meter), or calculated based on the opening degree of the first valve and the pressure in the pressure adjustment unit (inside the intake pipe downstream of the first valve). May be. When there is no abnormality in the gas pipe, the flow rate of the air passing through the first valve is reduced when the third valve is opened while the pressure of the pressure adjusting unit is maintained at a predetermined pressure. On the other hand, if an abnormality occurs in the gas pipe, the flow rate of the air passing through the first valve does not change even if the third valve is opened (or the flow rate reduction range is smaller than in the normal case). By detecting this difference, an abnormality in the gas pipe can be detected.
ガス管は、燃料タンク内で蒸発したガス(以下、パージガスと称することがある)を吸気管に導入するものであってもよいし、内燃機関の排気ガスの一部を再循環する(以下、EGR:Exhaust Gas Recirculationと称することがある)ために吸気管に導入するものであってもよいし、内燃機関の燃焼室から漏れたガス(以下、ブローバイガスと称することがある)を吸気管に導入するものであってもよい。 The gas pipe may introduce gas evaporated in the fuel tank (hereinafter sometimes referred to as purge gas) into the intake pipe, or recirculate a part of the exhaust gas of the internal combustion engine (hereinafter, referred to as “purge gas”). EGR (which may be referred to as exhaust gas recirculation) may be introduced into the intake pipe, or gas leaked from the combustion chamber of the internal combustion engine (hereinafter also referred to as blow-by gas) may be introduced into the intake pipe. It may be introduced.
本明細書で開示する内燃機関システムは、パージガス用のガス管、EGR用のガス管、ブローバイガス用のガス管のうちの少なくとも一つが、第1バルブと過給機との間で吸気管に接続されていればよい。内燃機関システムは、上記ガス管の二以上が、第1バルブと過給機との間で吸気管に接続されていてもよい。 In the internal combustion engine system disclosed in this specification, at least one of a gas pipe for purge gas, a gas pipe for EGR, and a gas pipe for blow-by gas is provided in the intake pipe between the first valve and the supercharger. It only has to be connected. In the internal combustion engine system, two or more of the gas pipes may be connected to the intake pipe between the first valve and the supercharger.
(第1実施例)
図1を参照し、内燃機関システム10を説明する。内燃機関システム10は、燃料供給システム2と蒸発燃料処理装置8を備えている。内燃機関システム10は、自動車等の車両に搭載される。蒸発燃料処理装置8は、燃料タンクFTに貯留される燃料をエンジンENに供給する燃料供給システム2に接続される。
(First embodiment)
An internal
燃料供給システム2は、燃料タンクFT内に収容される燃料ポンプ(図示省略)から圧送された燃料をインジェクタIJに供給する。インジェクタIJは、後述するECU(Engine Control Unitの略)100によって開度が調整される電磁弁を有する。インジェクタIJは、燃料をエンジンENに噴射する。
The
エンジンENには、吸気管IPと排気管EPが接続されている。吸気管IPは、エンジンENの負圧あるいは過給機CHの作動によって、エンジンENに空気を供給するための配管である。吸気管IPには、スロットルバルブTVが配置されている。スロットルバルブTVは、第2バルブの一例である。スロットルバルブTVは、過給機CHよりも下流側で、インテークマニホールドIMより上流側に配置されている。スロットルバルブTVの開度を調整することによって、エンジンENに流入する空気量を制御する。すなわち、スロットルバルブTVは、エンジンENの吸気量を制御する。スロットルバルブTVは、ECU100によって制御される。
An intake pipe IP and an exhaust pipe EP are connected to the engine EN. The intake pipe IP is a pipe for supplying air to the engine EN by the negative pressure of the engine EN or the operation of the supercharger CH. A throttle valve TV is disposed in the intake pipe IP. The throttle valve TV is an example of a second valve. The throttle valve TV is disposed downstream of the supercharger CH and upstream of the intake manifold IM. The amount of air flowing into the engine EN is controlled by adjusting the opening of the throttle valve TV. That is, the throttle valve TV controls the intake amount of the engine EN. The throttle valve TV is controlled by the
吸気管IPのスロットルバルブTVよりも上流側には、過給機CHが配置されている。過給機CHは、いわゆるターボチャージャーであり、エンジンENから排気管EPに排気された気体によってタービンを回転させ、それにより、吸気管IP内の空気を加圧してエンジンENに供給する。過給機CHは、ECU100によって、エンジンENの回転数Nが予め決められた回転数(例えば2000回転)を超えると作動するように制御される。
A supercharger CH is arranged upstream of the throttle valve TV of the intake pipe IP. The supercharger CH is a so-called turbocharger, and rotates the turbine by the gas exhausted from the engine EN to the exhaust pipe EP, whereby the air in the intake pipe IP is pressurized and supplied to the engine EN. The supercharger CH is controlled by the
吸気管IPの過給機CHよりも上流側には、上流スロットルバルブ54が配置されている。上流スロットルバルブ54は、第1バルブの一例である。上流スロットルバルブ54は、過給機CHへの吸気の供給量を制御する。上流スロットルバルブ54の開度を調整することによって、上流スロットルバルブ54と過給機CHの間の吸気管IP内の圧力を制御することができる。以下、上流スロットルバルブ54と過給機CHの間の吸気管IP内を圧力制御部56と称する。圧力制御部56には、圧力計58が設けられている。圧力計58の検出値は、ECU100に送信される。圧力制御部56の圧力は、ECU100によって制御される。
An
吸気管IPの上流スロットルバルブ54よりも上流側には、エアクリーナACが配置されている。エアクリーナACは、吸気管IPに流入する空気から異物を除去するフィルタを有する。吸気管IPでは、スロットルバルブTVが開弁すると、エアクリーナACを通過してエンジンENに向けて吸気される。エンジンENは、燃料と空気とを内部で燃焼し、燃焼後に排気管EPに排気する。
An air cleaner AC is disposed upstream of the
ECU100は、排気管EP内に配置される空燃比センサ50に接続されている。ECU100は、空燃比センサ50の検出結果から排気管EP内の空燃比を検出し、インジェクタIJからの燃料噴射量を制御する。
The
また、ECU100は、エアクリーナAC付近に配置されるエアフローメータ52に接続されている。エアフローメータ52は、いわゆるホットワイヤ式のエアロフローメータであるが、他の構成であってもよい。ECU100は、エアフローメータ52から検出結果を示す信号を受信して、吸気管IPに供給される空気量(上流スロットルバルブ54を通過する空気量)を検出する。
The
過給機CHが停止している状況では、エンジンENの駆動により、インテークマニホールドIM内に負圧が発生している。なお、自動車の停止時にエンジンENのアイドリングを停止したり、ハイブリッド車のようにエンジンENを停止してモータで走行する場合、言い換えると、環境対策のためにエンジンENの駆動を制御する場合、エンジンENの駆動によるインテークマニホールドIM内の負圧が発生しないか、あるいは小さい状況が生じる。一方、過給機CHが作動している状況では、過給機CHよりも下流側は正圧であり、過給機CHよりも上流側は大気圧又は負圧である。 When the supercharger CH is stopped, negative pressure is generated in the intake manifold IM by driving the engine EN. In addition, when stopping the engine EN when the vehicle is stopped, or when the engine EN is stopped and the vehicle is driven by a motor like a hybrid vehicle, in other words, when the drive of the engine EN is controlled for environmental measures, the engine There is no or little negative pressure in the intake manifold IM due to the EN drive. On the other hand, in the situation where the supercharger CH is operating, the downstream side of the supercharger CH is positive pressure, and the upstream side of the supercharger CH is atmospheric pressure or negative pressure.
蒸発燃料処理装置8は、燃料タンクFT内の蒸発燃料(パージガス)を、吸気管IPを介してエンジンENに供給する。蒸発燃料処理装置8は、キャニスタ14と、ポンプ12と、ガス管32と、パージ制御弁34を備える。パージ制御弁34は、第3バルブの一例である。キャニスタ14は、燃料タンクFT内で発生した蒸発燃料を吸着する。キャニスタ14は、活性炭14dと、活性炭14dを収容するケース14eを備える。ケース14eは、タンクポート14aと、パージポート14bと、大気ポート14cを有する。タンクポート14aは、燃料タンクFTの上端に接続されている。これにより、燃料タンクFTの蒸発燃料がキャニスタ14に流入される。活性炭14dは、燃料タンクFTからケース14eに流入する気体から蒸発燃料を吸着する。これにより、蒸発燃料が大気に放出されることを防止することができる。
The evaporated
大気ポート14cは、エアフィルタAFを介して大気に連通している。エアフィルタAFは、大気ポート14cを介してキャニスタ14内に流入する空気から異物を除去する。 The atmosphere port 14c communicates with the atmosphere via the air filter AF. The air filter AF removes foreign matter from the air flowing into the canister 14 through the atmospheric port 14c.
パージポート14bは、ガス管32に連通している。ガス管32は、第1ホース22と第2ホース26を備えている。第1ホース22はキャニスタ14とポンプ12を接続しており、第2ホース26はポンプ12と吸気管IPを接続している。第2ホース26(ガス管32)は、上流スロットルバルブ54と過給機CHの間で吸気管IPに接続されている。すなわち、第2ホース26は、圧力制御部56に接続されている。第1及び第2ホース22,26は、ゴム、樹脂等の可撓性の材料で作製されている。
The
キャニスタ14内のパージガスは、キャニスタ14からパージポート14bを介して第1ホース22内に流入する。第1ホース22内のパージガスは、ポンプ12,パージ制御弁34,第2ホース26を経て、過給機CHの上流側の吸気管IP(圧力制御部56)内に供給される。
The purge gas in the canister 14 flows from the canister 14 into the
ポンプ12は、キャニスタ14と吸気管IPとの間に配置されている。ポンプ12は、いわゆる渦流ポンプ(カスケードポンプ、ウエスコポンプとも呼ぶ)、又は、遠心式ポンプである。ポンプ12は、ECU100によって制御される。ポンプ12の吸入口は、第1ホース22を介してキャニスタ14に連通している。
The
ポンプ12の吐出口は、第2ホース26に接続されている。第2ホース26上に、パージ制御弁34が設けられている。第2ホース26は、吸気管IPに連結されている。
The discharge port of the
メンテナンス等のために第2ホース26を吸気管IPから取り外した後、再度取り付けることを忘れたり、走行中に第2ホース26が吸気管IPから脱落する場合がある。内燃機関システム10は、後述するように、第2ホース26が吸気管IPに接続されているか否かを検出することができる。また、内燃機関システム10は、ガス管32に詰りが生じているか否かを検出することもできる。
After removing the
第2ホース26上には、パージ制御弁34が配置されている。パージ制御弁34は、第3バルブの一例である。パージ制御弁34が閉弁状態である場合には、パージガスはパージ制御弁34によって停止され、第2ホース26に流れない。一方、パージ制御弁34が開弁されると、パージガスは第2ホース26を通過して吸気管IP内に流入する。パージ制御弁34は、電子制御弁であり、ECU100によって制御される。
A
ECU100は、内燃機関システム10を制御する制御部102を備えている。制御部102は、ECU100の他の部分(例えばエンジンENを制御する部分)と一体的に配置されている。なお、制御部102は、ECU100の他の部分と別に配置されていてもよい。制御部102は、CPUとROM,RAM等のメモリとを含む。制御部102は、メモリに予め格納されているプログラムに応じて、内燃機関システム10を制御する。具体的には、制御部102は、ポンプ12に信号を出力し、ポンプ12を制御する。また、制御部102は、スロットルバルブTV,上流スロットルバルブ54を操作し、パージ制御弁34に信号を出力し、デューティ制御を実行する。制御部102は、パージ制御弁34に出力する信号のデューティ比を調整することによって、パージ制御弁34の開弁時間を調整する。
The
(第2実施例)
図2を参照し、内燃機関システム210を説明する。内燃機関システム210について、内燃機関システム10と同一の構成については、同じ参照番号を付すことにより説明を省略することがある。内燃機関システム210は、燃料供給システム2と排気再循環装置(EGRシステム)208を備えている。排気再循環装置208は、排気管EPと吸気管IPの間に接続されており、エンジンENの排気ガスの一部を排気管EPから吸気管IPに循環する。なお、内燃機関システム210は、排気再循環装置208に加え、蒸発燃料処理装置8(図1を参照)を備えていてもよい。
(Second embodiment)
The internal
排気再循環装置208は、ガス管232と、EGR制御弁234を備える。EGR制御弁234は、第3バルブの一例である。ガス管232は、排気管EPと吸気管IPを連通している。具体的には、ガス管232の一端は、排気管EPに接続されている。また、ガス管232の他端は、上流スロットルバルブ54と過給機CHの間で吸気管IP(圧力制御部56)に接続されている。
The exhaust
EGR制御弁234が閉弁状態である場合には、排ガスはEGR制御弁234によって停止され、圧力制御部56に導入されない。圧力制御部56が負圧のときにEGR制御弁234が開弁されると、排ガスは吸気管IP内(圧力制御部56)に流入する。EGR制御弁234は、電子制御弁であり、ECU100の制御部102によって制御される。
When the
(第3実施例)
図3を参照し、内燃機関システム310を説明する。内燃機関システム310について、内燃機関システム10又は210と同一の構成については、同じ参照番号を付すことにより説明を省略することがある。内燃機関システム310は、燃料供給システム2とブローバイガス処理装置308を備えている。ブローバイガス処理装置308は、エンジンENと吸気管IPの間に接続されており、エンジンENの燃焼室から漏れ出したガス(ブローバイガス)を吸気管IPに循環する。なお、内燃機関システム310は、ブローバイガス処理装置308に加え、蒸発燃料処理装置8(図1を参照)、及び/又は、排気再循環装置208(図2を参照)を備えていてもよい。
(Third embodiment)
The internal
ブローバイガス処理装置308は、ガス管332と、PCVバルブ(Positive Crankcase Ventilation Valve)334を備える。PCVバルブ334は、第3バルブの一例である。ガス管332の一端は、エンジンENの下部に接続されている。ガス管332の他端は、上流スロットルバルブ54と過給機CHの間で吸気管IP(圧力制御部56)に接続されている。PCVバルブ334が閉弁状態である場合には、ブローバイガスはPCVバルブ334によって停止され、圧力制御部56に導入されない。圧力制御部56が負圧のときにPCVバルブ334が開弁されると、ブローバイガスは吸気管IP内(圧力制御部56)に流入する。PCVバルブ334は、電子制御弁であり、ECU100の制御部102によって制御される。
The blow-by
第1〜第3実施例において、内燃機関システム10、210、310は、上流スロットルバルブ(第1バルブ)54と過給機CHの間にガス管32,232,332が接続されているという共通の特徴を備えている。また、内燃機関システム10、210、310は、ガス管32,232,332上に第3バルブ34,234,334が配置されているという共通の特徴を備えている。内燃機関システム10、210、310では、以下で説明する制御を行うことにより、ガス管32,232,332に異常が生じているか否かの判断をすることができる。以下、内燃機関システム10について、ガス管32の異常の有無を判断する方法を説明する。但し、以下で説明する方法は、内燃機関システム210及び310にも適用することができる。
In the first to third embodiments, the internal
図4及び図5を参照し、内燃機関システム10の動作について、ガス管32が正常な状態とガス管32に異常が生じている状態を比較して説明する。図4及び図5は、圧力制御部56の圧力をフィードバック制御する形態を示している。図4は、ガス管32が吸気管IPに正常に接続されている状態とガス管32が吸気管IPから抜けている状態を比較して示している。図5は、ガス管32が正常な状態とガス管32に詰りが生じている状態を比較して示している。なお、図4及び図5において、正常な状態は実線で示し、異常が生じている状態は破線で示している。
With reference to FIGS. 4 and 5, the operation of the internal
まず、図4及び図5を参照し、圧力制御部56の圧力をフィードバック制御する形態において、ガス管32が正常な状態(ガス管32に異常が生じていない状態)について説明する。図4及び図5に示すように、エンジンENの始動(タイミングt0)後、エンジン回転数,エンジン負荷率,吸気管IPに流入する気体の流入量等が安定すると(タイミングt1)、圧力計58の測定圧に基づいて第1バルブ(上流スロットルバルブ)54の開度(第1バルブを通過する空気量)を調整し、圧力制御部56の圧力を制御圧に調整する。なお、タイミングt0は、エンジンENの始動に限らず、エンジンの回転数、負荷率、吸気管IPへの気体流入量等が変化し、圧力制御部56の圧力が安定していない状態も含む。
First, the state in which the
(e)タイミングt2で第3バルブ(パージ制御弁)34が開くと、(d)蒸発燃料処理装置8から吸気管IPにパージガスが供給され始め、所定時間後にパージガス流量が一定となる(タイミングt2〜t2a)。タイミングt2〜t2aでは、圧力制御部56を制御圧にフィードバック制御するために、(c)第1バルブ54の開度を小さくし、(b)吸気管IPに供給される外気(空気)の流量を少なくする。パージガスが吸気管IPに供給され始めると、(a)圧力制御部56の圧力が所定時間(タイミングt2〜t2a)上昇するが、フィードバック制御を行う(第1バルブ54の開度を小さくする)ことにより、タイミングt2a以降は制御圧に維持される。
(E) When the third valve (purge control valve) 34 opens at timing t2, (d) purge gas starts to be supplied from the evaporated
タイミングt3で第3バルブ34が閉じると、吸気管IPへのパージガスの供給が停止される(タイミングt3〜t3a)。タイミングt3〜t3aでは、圧力制御部56を制御圧にフィードバック制御するために、第1バルブ54の開度を大きくし、第1バルブ54を通過して吸気管IPに供給される外気(空気)の流量を増加させる。パージガスの供給が停止するので、圧力制御部56の圧力が所定時間(タイミングt3〜t3a)下降するが、フィードバック制御を行う(第1バルブ54の開度を大きくする)ことにより、タイミングt3a以降は制御圧に維持される。タイミングt4〜t4aではタイミングt2〜t2aと同じ調整が行われ、タイミングt5〜t5aではタイミングt3〜t3aと同じ調整が行われる。
When the
次に、図4を参照し、ガス管32が吸気管IPから抜けている状態を説明する。ガス管32が吸気管IPから抜けている場合、第3バルブ34の開閉に係らず、ガス管32と吸気管IPの接続部分より、外気が吸気管IPに供給される。そのため、圧力制御部56を制御圧に制御するために、第1バルブ54の開度は正常時の開度より小さく、第1バルブ54を通過して吸気管IPに供給される外気の流量も少ない(タイミングt1〜t2)。
Next, a state where the
タイミングt2で第3バルブ34が開くと、ガス管32を通過するパージガスの流量が増加し、所定時間後にパージガス流量が一定となる(タイミングt2〜t2a)。正常時と同様に、圧力制御部56を制御圧に維持するために第1バルブ54の開度が小さくなり、吸気管IPに供給される外気の流量が少なくなる。しかしながら、第3バルブ34を開いても、パージガスは吸気管IPに供給されない。そのため、タイミングt2〜t2aの間に第1バルブ54の開度が小さくなった分、圧力制御部56の圧力が下降する。但し、吸気管IPにパージガスが供給されないので、圧力の変化量(絶対値)は正常時と比較して小さい。また、フィードバック制御が行われる(第1バルブ54の開度を元に戻す)ので、タイミングt2a以降、第1バルブ54を通過する外気の流量が第3バルブ34を開く前(タイミングt2以前)に戻り、圧力制御部56は制御圧に維持される。
When the
タイミングt3で第3バルブ34が閉じると、第1バルブ54の開度が大きくなり、第1バルブ54を通過して吸気管IPに供給される外気の流量が増加する(タイミングt3〜t3a)。吸気管IPに供給される外気の増加に伴い、圧力制御部56の圧力が上昇する。但し、吸気管IPとガス管32の接続部位(ガス管32が抜けた部位)から流入する外気量は変化しないので、圧力の変化量(絶対値)は正常時と比較して小さい。また、フィードバック制御が行われる(第1バルブ54の開度を元に戻す)ので、タイミングt3a以降、第1バルブ54を通過する外気の流量が第3バルブ34を閉じる前(タイミングt3以前)に戻り、圧力制御部56は制御圧に維持される。ガス管32が吸気管IPから抜けている場合も、タイミングt4〜t4aではタイミングt2〜t2aと同じ調整が行われ、タイミングt5〜t5aではタイミングt3〜t3aと同じ調整が行われる。
When the
上記したように、圧力制御部56の圧力をフィードバック制御する形態において、ガス管32が吸気管IPから抜けていると、以下の特徴(1)〜(3)が得られる。(1)第3バルブ34をオン→オフ(又は、オフ→オフ)したときに、第3バルブ34の状態変化の前後(状態変化前と、状態変化して所定時間経過後)で第1バルブ54の開度が変化しない。(2)第3バルブ34をオン→オフ(又は、オフ→オフ)したときに、第3バルブ34の状態変化の前後で第1バルブ54を通過する外気の流量が変化しない。(3)第3バルブ34をオン→オフ(又は、オフ→オフ)してから所定時間内における圧力制御部56の圧力の変化量が、正常時と比較して小さい。
As described above, when the pressure of the
次に、図5を参照し、ガス管32に詰りが生じている状態を説明する。ガス管32に詰りが生じている場合、第3バルブ34の開閉に係らず、吸気管IPにパージガスが供給されない。但し、ガス管32が吸気管IPから抜けている場合と異なり、ガス管32と吸気管IPの接続部分から外気が吸気管IPに供給されることもない。そのため、第3バルブ34が閉じているときは、第1バルブ54の開度は正常時と同じである(タイミングt1〜t2)。
Next, a state where the
タイミングt2で第3バルブ34が開いても、ガス管32をパージガスが通過せず、吸気管IPにパージガスが供給されない。そのため、第3バルブ34の動作に伴なって、圧力制御部56を制御圧に維持するために第1バルブ54の開度が小さくなり、第1バルブ54を通過して吸気管IPに供給される外気の流量が少なくなるが(タイミングt2〜t2a)、フィードバック制御により第1バルブ34の開度は元に戻り、第1バルブ54を通過して吸気管IPに供給される外気の流量も元に戻る(タイミングt2a)。すなわち、ガス管32に詰りが生じている場合も。第3バルブ34の開閉の前後で、第1バルブ34の開度、及び、第1バルブを通過する外気の流量は変化しない。また、ガス管32が吸気管IPから抜けている場合と同様に、パージガスが吸気管IPに流入しないので、圧力制御部56の圧力が安定するまでの期間(タイミングt2〜t2a)における圧力制御部56の圧力の変化量は、正常時と比較して小さい。詳細な説明は省略するが、タイミングt3で第3バルブ34が閉じる場合も、第3バルブ34の開閉の前後で第1バルブ34の開度、及び、第1バルブを通過する外気の流量は変化せず、圧力制御部56の圧力が安定するまでの期間(タイミングt3〜t3a)における圧力制御部56の圧力の変化量は正常時と比較して小さい。ガス管32に詰りが生じている場合も、上記した特徴(1)〜(3)と同じ特徴が得られる。
Even if the
以上のように、圧力制御部56の圧力をフィードバック制御する形態において、ガス管32に異常が生じると、ガス管32が吸気管IPから抜けた場合、ガス管32に詰りが生じた場合の双方において、正常時と比較して特徴(1)〜(3)が確認される。内燃機関システム10は、特徴(1)〜(3)を検出することにより、ガス管32に異常が生じているか否かを判断することができる。以下、ガス管32の異常の有無の判断手順を説明する。
As described above, in the form in which the pressure of the
図6は、第3バルブ34の状態が変化(オン→オフ、又は、オフ→オン)したときの第1バルブ54の開度に基づいて、ガス管32の異常の有無を判断する手順を示している。すなわち、上記特徴(1)を利用してガス管32の異常の有無を判断する。まず、吸気管IP内(圧力制御部56)が圧力を制御可能な状態か否かを判断する(ステップS2)。すなわち、図4及び図5におけるタイミングt1以降の状態であるか否かを判断する。圧力制御部56の圧力が制御可能な状態でない場合(ステップS2:NO)、次のステップに進まず、圧力制御部56の圧力が安定(制御可能)になるまで待つ。
FIG. 6 shows a procedure for determining whether there is an abnormality in the
吸気管IP内(圧力制御部56)の圧力が制御可能な状態の場合(ステップS2:YES)、第3バルブ34の状態が切り替わる条件(オン→オフ、又は、オフ→オン)であるか否かを判断する(ステップS4,タイミングt2,t3,t4,t5)。第3バルブ34の状態が切り替わる条件でない場合(ステップS4:NO)、次のステップに進まず、ステップS2に戻る。第3バルブ34が切り替わる条件の場合(ステップS4:YES)、第3バルブ34が切り替わる前の第1バルブ54の開度D1を読み込み(ステップS6)、第3バルブ34が切り替わってから所定時間後(タイミングt2a,t3a,t4a,t5a以降)の第1バルブ54の開度D2を検出する(ステップS8)。なお、上記所定時間(t2〜t2a,t3〜t3a,t4t〜4a,t5〜t5a)は、0.2〜1.5秒に設定される。
If the pressure in the intake pipe IP (pressure control unit 56) is in a controllable state (step S2: YES), is the condition for switching the state of the third valve 34 (ON → OFF or OFF → ON)? (Step S4, timing t2, t3, t4, t5). If it is not a condition for switching the state of the third valve 34 (step S4: NO), the process returns to step S2 without proceeding to the next step. When the condition is that the
次に、判定バルブ開度D3を読み込み(ステップS12)、開度D1と開度D2の差の絶対値と、開度D3との比較を行う(ステップS14)。判定バルブ開度は、第3バルブ34を通過するガス(パージガス)の流量に応じて、下記表1より決定する。なお、表1の「パージ流量変化量ΔQ」とは、例えば、タイミングt2前後の場合、タイミングt2a後に流れるガス流量と、タイミングt2前に流れるガス流量(流量ゼロ)との差である。また、タイミングt3前後の場合、タイミングt3までに流れていたガス流量と、タイミングt3a後に流れるガス流量(流量ゼロ)との差である。すなわち、第3バルブ34がオンからオフに変化する場合は第3バルブ34の状態が変化する前のガス流量であり、第3バルブ34がオフからオンに変化する場合は第3バルブの状態が変化した後のガス流量である。
Next, the determination valve opening D3 is read (step S12), and the absolute value of the difference between the opening D1 and the opening D2 is compared with the opening D3 (step S14). The determination valve opening is determined from Table 1 below according to the flow rate of the gas (purge gas) passing through the
開度D1と開度D2の差の絶対値が開度D3以上の場合(ステップS14:YES)、ガス管32に異常が発生していないと判断する(ステップS18)。一方、ステップS14において開度D1と開度D2の差の絶対値が開度D3より小さい場合(ステップS14:NO、ガス管32に異常が発生していると判断する(ステップS16)。このように、内燃機関10は、第3バルブ34の開閉前後において第1バルブ56の開度を比較することにより、ガス管32の異常の有無を判断することができる。
If the absolute value of the difference between the opening D1 and the opening D2 is greater than or equal to the opening D3 (step S14: YES), it is determined that no abnormality has occurred in the gas pipe 32 (step S18). On the other hand, if the absolute value of the difference between the opening D1 and the opening D2 is smaller than the opening D3 in step S14 (step S14: NO, it is determined that an abnormality has occurred in the gas pipe 32 (step S16). In addition, the
図7を参照し、第3バルブ34の状態が変化(オン→オフ、又は、オフ→オン)したときの第1バルブ54を通過するエア流量の変化に基づいて、ガス管32の異常の有無を判断する手順を説明する。すなわち、上記特徴(2)を利用してガス管32の異常の有無を判断する。まず、吸気管IP内(圧力制御部56)の圧力が制御可能な状態か否かを判断する(ステップS22)。圧力制御部56の圧力が制御可能な状態でない場合(ステップS22:NO)、次のステップに進まず、圧力制御部56の圧力が安定(制御可能)になるまで待つ。
Referring to FIG. 7, whether there is an abnormality in the
吸気管IP内(圧力制御部56)の圧力が制御可能な状態の場合(ステップS22:YES)、第3バルブ34の状態が切り替わる条件(オン→オフ、又は、オフ→オン)であるか否かを判断する(ステップS24,タイミングt2,t3,t4,t5)。第3バルブ34の状態が切り替わる条件でない場合(ステップS24:NO)、次のステップに進まず、ステップS22に戻る。第3バルブ34が切り替わる条件の場合(ステップS24:YES)、第3バルブ34が切り替わる前に第1バルブ54を通過していた気体(外気)の流量Q1を読み込み(ステップS26)、第3バルブ34が切り替わってから所定時間後(タイミングt2a,t3a,t4a,t5a以降)に第1バルブ54を通過している気体の流量Q2を検出する(ステップS28)。
If the pressure in the intake pipe IP (pressure control unit 56) is in a controllable state (step S22: YES), is the condition for switching the state of the third valve 34 (ON → OFF or OFF → ON)? (Step S24, timing t2, t3, t4, t5). If it is not a condition for switching the state of the third valve 34 (step S24: NO), the process returns to step S22 without proceeding to the next step. When the condition is that the
流量Q1及びQ2は、エアフローメータ52で検出した結果を用いることができる(図1を参照)。あるいは、流量Q1及びQ2は、第1バルブ54の開度D1及びD2から決定することもできる(図6も参照)。例えば、流量Q1は、図6と同様に、ステップS6で開度D1を読み込み、開度D1を検出したときの圧力制御部58の圧力P1と大気圧P0の差(P1−P0)により作成した2次元マップ(図示省略)により、決定することができる(Q1∝D1×(P1−P0))。同様に、流量Q2は、ステップS8で検出した開度D2と、開度D2を検出したときの圧力制御部58の圧力P2と大気圧P0の差(P2−P0)により作成した2次元マップ(図示省略)により、決定することができる(Q2∝D2×(P2−P0))。
The results detected by the
次に、判定流量Q3を読み込み(ステップS32)、流量Q1と流量Q2の差の絶対値と、判定流量Q3との比較を行う(ステップS34)。判定流量Q3は、第3バルブ34を通過するガス(パージガス)の流量変化量ΔQから所定値αを減じたものである(Q3=ΔQ−α)。所定値αは、第3バルブ34がオン状態のときに第3バルブ34を通過するパージガスの流量よりも少ない値に設定され、具体的には、第3バルブ34を通過するパージガスの流量の5〜15%の値、例えば、0.3〜0.7L/min.に設定される。理論的には、第3バルブ34を通過するガスの流量変化量ΔQは、流量Q1と流量Q2の差の絶対値と等しい。所定値αは、流量Q1,Q2,流量変化量ΔQの誤差等によって、ガス管32が正常な状態であるにも関わらず異常と判定しないための余裕代である。
Next, the determination flow rate Q3 is read (step S32), and the absolute value of the difference between the flow rate Q1 and the flow rate Q2 is compared with the determination flow rate Q3 (step S34). The determination flow rate Q3 is obtained by subtracting a predetermined value α from the flow rate change amount ΔQ of the gas (purge gas) passing through the third valve 34 (Q3 = ΔQ−α). The predetermined value α is set to a value smaller than the flow rate of the purge gas that passes through the
流量Q1と流量Q2の差の絶対値が判定流量Q3以上の場合(ステップS34:YES)、ガス管26に異常が発生していないと判断する(ステップS38)。一方、流量Q1と流量Q2の差の絶対値が判定流量Q3より小さい場合(ステップS34:NO、ガス管32に異常が発生していると判断する(ステップS36)。内燃機関10は、第3バルブ34の開閉前後において第1バルブ56を通過する気体の流量を比較することにより、ガス管32の異常の有無を判断することができる。
If the absolute value of the difference between the flow rate Q1 and the flow rate Q2 is greater than or equal to the determination flow rate Q3 (step S34: YES), it is determined that no abnormality has occurred in the gas pipe 26 (step S38). On the other hand, when the absolute value of the difference between the flow rate Q1 and the flow rate Q2 is smaller than the determination flow rate Q3 (step S34: NO, it is determined that an abnormality has occurred in the gas pipe 32 (step S36). By comparing the flow rate of the gas passing through the
図8を参照し、第3バルブ34の状態が変化(オン→オフ、又は、オフ→オン)したときの圧力制御部56の圧力変化に基づいて、ガス管32の異常の有無を判断する手順を説明する。すなわち、上記特徴(3)を利用してガス管32の異常の有無を判断する。まず、吸気管IP内(圧力制御部56)の圧力が制御可能な状態か否かを判断する(ステップS42)。圧力制御部56の圧力が制御可能な状態でない場合(ステップS42:NO)、次のステップに進まず、圧力制御部56の圧力が安定(制御可能)になるまで待つ。
Referring to FIG. 8, a procedure for determining whether there is an abnormality in the
吸気管IP内(圧力制御部56)の圧力が制御可能な状態の場合(ステップS42:YES)、第3バルブ34の状態が切り替わる条件(オン→オフ、又は、オフ→オン)であるか否かを判断する(ステップS44,タイミングt2,t3,t4,t5)。第3バルブ34の状態が切り替わる条件でない場合(ステップS44:NO)、次のステップに進まず、ステップS42に戻る。第3バルブ34が切り替わる条件の場合(ステップS44:YES)、第3バルブ34が切り替わる前の圧力制御部56の圧力P1を読み込み(ステップS46)、第3バルブ34が切り替わってから所定時間内(タイミングt2〜t2a,t3〜t3a,t4〜t4a,t5〜t5a)における、圧力制御部56の最大圧力又は最小圧力P2を検出する(ステップS48)。具体的には、第3バルブ34がオフからオンに切替わるときは(タイミングt2,t4)、所定時間内(タイミングt2〜t2a,t4〜t4a)の最小圧力P2を検出する。また、第3バルブ34がオンからオフに切替わるときは(タイミングt3,t5)、所定時間内(タイミングt3〜t3a,t5〜t5a)の最大圧力P2を検出する。
If the pressure in the intake pipe IP (pressure control unit 56) is in a controllable state (step S42: YES), is the condition for switching the state of the third valve 34 (ON → OFF or OFF → ON)? (Step S44, timing t2, t3, t4, t5). If it is not a condition for switching the state of the third valve 34 (step S44: NO), the process returns to step S42 without proceeding to the next step. If the condition is that the
次に、判定圧力P4を読み込み(ステップS52)、圧力P1と圧力P2の差の絶対値と、判定圧力P4との比較を行う(ステップS54)。判定圧力P4は、第3バルブ34を通過するガス(パージガス)の流量に応じて、下記表2より決定する。
Next, the determination pressure P4 is read (step S52), and the absolute value of the difference between the pressure P1 and the pressure P2 is compared with the determination pressure P4 (step S54). The determination pressure P4 is determined from Table 2 below according to the flow rate of the gas (purge gas) passing through the
圧力P1と圧力P2の差の絶対値が判定圧力P4以上の場合(ステップS54:YES)、ガス管32に異常が発生していないと判断する(ステップS58)。一方、圧力P1と圧力P2の差の絶対値が判定圧力P4より小さい場合(ステップS54:NO、ガス管32に異常が発生している判断する(ステップS58)。内燃機関10は、第3バルブ34の開閉してから所定時間内の圧力制御部56の圧力変動の大きさを比較することにより、ガス管32の異常の有無を判断することができる。
If the absolute value of the difference between the pressure P1 and the pressure P2 is greater than or equal to the determination pressure P4 (step S54: YES), it is determined that no abnormality has occurred in the gas pipe 32 (step S58). On the other hand, when the absolute value of the difference between the pressure P1 and the pressure P2 is smaller than the determination pressure P4 (step S54: NO, it is determined that an abnormality has occurred in the gas pipe 32 (step S58). The
次に、図9及び図10を参照し、内燃機関システム10の動作について、ガス管32が正常な状態とガス管32に異常が生じている状態を比較して説明する。図9及び図10は、第1バルブ54をオープン制御する(圧力制御部56の圧力をフィードバック制御しない)形態を示している。図9は、ガス管32が正常に吸気管IPに接続されている状態とガス管32が吸気管IPから抜けている状態を比較して示している。図10は、ガス管32が正常な状態とガス管32に詰りが生じている状態を比較して示している。
Next, the operation of the internal
図9及び図10に示すように、正常な状態(ガス管32に異常が生じていない状態)では、第1バルブ34の開度、第1バルブ34を通過するエア流量は、フィードバック制御を行う場合と等しい(図4及び図5も参照)。また、第1バルブ54をオープン制御するので、正常時と異常時において、(c)第1バルブ54の開度及び(b)第1バルブ54を通過する外気の流量は等しい。第1バルブ54をオープン制御する場合、正常時と異常時において、(a)圧力制御部56の圧力が異なる。
As shown in FIGS. 9 and 10, in a normal state (a state where no abnormality has occurred in the gas pipe 32), the opening degree of the
図9に示すように、ガス管32が吸気管IPから抜けている場合、第3バルブ34の開閉に係らず、ガス管32と吸気管IPの接続部分より、外気が吸気管IP(圧力制御部56)に供給される。そのため、第3バルブ34を閉じているときに、圧力制御部56の測定圧は、正常時(制御圧)より高くなる(タイミングt11〜t12,t13〜t14,t15以降)。すなわち、第3バルブ34を閉じているときは、制御圧を維持することができない。一方、第3バルブ34を開くと、正常時であればパージガスが吸気管IPに流入するので、第1バルブ34の開度は小さくなる。その結果、所定時間が経過した後の圧力制御部56の圧力は、正常時とほぼ等しく、制御圧を維持する(タイミングt12a〜t13,t14a〜t15)。すなわち、第1バルブ54をオープン制御する場合、ガス管32が吸気管IPから抜けていると、第3バルブ34がオフ状態のときは制御圧を維持することができず、オン状態のときは制御圧を維持することができる。第3バルブ34をオン→オフ(又は、オフ→オフ)すると、第3バルブ34の状態変化の前後で圧力制御部56の測定圧がずれる(特徴(4))。
As shown in FIG. 9, when the
次に、図10を参照し、ガス管32に詰りが生じている状態を説明する。ガス管32に詰りが生じている場合、第3バルブ34の開閉に係らず、吸気管IPにパージガスが供給されない。また、ガス管32と吸気管IPの接続部分から外気が吸気管IPに供給されることもない。そのため、第3バルブ34が閉じているときは、圧力制御部56の圧力は、正常時と等しく、制御圧を維持する(タイミングt11〜t12,t13a〜t14,t15a以降)。一方、第3バルブ34を開くと、正常時であればパージガスが吸気管IPに流入するので、第1バルブ34の開度は小さくなる。第1バルブ34を通過するエア流量が減少する結果、圧力制御部56の圧力は、正常時より小さくなり、制御圧を維持することができない(タイミングt12〜t13,t14〜t15)。ガス管32に詰りが生じている場合、ガス管32が吸気管IPから抜けている場合と比較して、圧力制御部56を制御圧に維持できる期間と制御圧に維持できない期間が反対である。制御圧に維持できる期間は異なるが、上記特徴(4)に記した「第3バルブ34の状態変化の前後で圧力制御部56の測定圧がずれる」という共通の特徴が得られる。以下、特徴(4)を利用したガス管32の異常の有無の判断手順を説明する。
Next, a state where the
図11を参照し、第3バルブ34の状態が変化(オン→オフ、又は、オフ→オン)したときの圧力制御部56の圧力変化に基づいて、ガス管32の異常の有無を判断する手順を説明する。まず、吸気管IP内(圧力制御部56)の圧力を制御可能な状態か否かを判断する(ステップS62)。吸気管内の圧力が制御可能な状態でない場合(タイミングt0〜t11,ステップS62:NO)、次のステップに進まず、圧力制御部56の圧力が安定(制御可能)になるまで待つ。
Referring to FIG. 11, a procedure for determining whether there is an abnormality in the
吸気管IP内(圧力制御部56)の圧力が制御可能な状態の場合(ステップS62:YES,タイミングt11)、第3バルブ34の状態が切り替わる条件(オン→オフ、又は、オフ→オン)であるか否かを判断する(ステップS64,タイミングt12,t13,t14,t15)。第3バルブ34の状態が切り替わる条件でない場合(ステップS64:NO)、次のステップに進まず、ステップS62に戻る。第3バルブ34が切り替わる条件の場合(ステップS64:YES)、第3バルブ34が切り替わる前の圧力制御部56の圧力P11を読み込み(ステップS66)、第3バルブ34が切り替わってから所定時間後(タイミングt12a,t13a,t14a,t15a以降)の圧力制御部56の圧力P12を検出する。なお、上記所定時間(t12〜t12a,t13〜t13a,t14t〜14a,t15〜t15a)は、0.2〜1.5秒に設定される。
When the pressure in the intake pipe IP (pressure control unit 56) is in a controllable state (step S62: YES, timing t11), the condition for switching the state of the third valve 34 (ON → OFF or OFF → ON) It is determined whether or not there is (step S64, timing t12, t13, t14, t15). If it is not a condition for switching the state of the third valve 34 (step S64: NO), the process returns to step S62 without proceeding to the next step. If the condition is that the
次に、判定圧力P13を読み込み(ステップS72)、圧力P11と圧力P12の差の絶対値と、判定圧力P13との比較を行う(ステップS74)。判定圧力P13は、第3バルブ34を通過するガス(パージガス)の流量に応じて決定する。具体的には、判定圧力P13は、上記した表2の判定圧力P4を用いる。
Next, the determination pressure P13 is read (step S72), and the absolute value of the difference between the pressure P11 and the pressure P12 is compared with the determination pressure P13 (step S74). The determination pressure P13 is determined according to the flow rate of the gas (purge gas) passing through the
圧力P11と圧力P12の差の絶対値が判定圧力P13以上の場合(ステップS74:YES)、ガス管32に異常が発生していないと判断する(ステップS78)。一方、圧力P11と圧力P12の差の絶対値が判定圧力P3より小さい場合(ステップS74:NO、ガス管32に異常が発生している判断する(ステップS78)。内燃機関10は、第3バルブ34の開閉前後において圧力制御部56の圧力を比較することにより、ガス管32の異常の有無を判断することができる。
If the absolute value of the difference between the pressure P11 and the pressure P12 is greater than or equal to the determination pressure P13 (step S74: YES), it is determined that no abnormality has occurred in the gas pipe 32 (step S78). On the other hand, when the absolute value of the difference between the pressure P11 and the pressure P12 is smaller than the determination pressure P3 (step S74: NO, it is determined that an abnormality has occurred in the gas pipe 32 (step S78). The
上記実施例1では、ポンプを備える蒸発燃料処理装置について説明したが、蒸発燃料処理装置は、ポンプを備えていなくてもよい。蒸発燃料処理装置が過給機より上流側で吸気管に接続されているので、過給機より上流側の吸気管内が負圧のときに、蒸発燃料を吸気管に供給することができる。 In the first embodiment, the evaporative fuel processing apparatus including the pump has been described. However, the evaporative fuel processing apparatus may not include the pump. Since the evaporated fuel processing device is connected to the intake pipe upstream from the supercharger, the evaporated fuel can be supplied to the intake pipe when the pressure in the intake pipe upstream from the supercharger is negative.
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail, these are only illustrations and do not limit a claim. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology illustrated in the present specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and has technical utility by achieving one of the objects.
10:内燃機関システム
32:ガス管
34:第3バルブ
54:第1バルブ
CH:過給機
EN:内燃機関
IP:吸気管
TV:第2バルブ
10: Internal combustion engine system 32: Gas pipe 34: Third valve 54: First valve CH: Supercharger EN: Internal combustion engine IP: Intake pipe TV: Second valve
Claims (9)
吸気管に設けられている過給機と、
過給機よりも上流側で吸気管に設けられており、過給機への空気の供給量を制御する第1バルブと、
過給機よりも下流側で吸気管に設けられており、内燃機関の吸気量を制御する第2バルブと、
第1バルブと過給機の間で吸気管に接続されており、車両で発生したガスが通過するガス管と、
ガス管に設けられており、吸気管へのガス供給量を制御する第3バルブと、
を備えている内燃機関システム。 An intake pipe through which air supplied to the internal combustion engine passes;
A turbocharger provided in the intake pipe;
A first valve that is provided in the intake pipe upstream of the supercharger and controls the amount of air supplied to the supercharger;
A second valve that is provided in the intake pipe downstream of the supercharger and controls the intake air amount of the internal combustion engine;
A gas pipe connected to the intake pipe between the first valve and the supercharger, through which gas generated in the vehicle passes;
A third valve provided in the gas pipe for controlling the amount of gas supplied to the intake pipe;
An internal combustion engine system comprising:
第1バルブは、第3バルブの開度に応じて開度を変化させ、第1バルブと過給機の間の圧力を制御圧に維持する請求項1に記載の内燃機関システム。 Furthermore, a pressure gauge is provided in the intake pipe between the first valve and the supercharger,
The internal combustion engine system according to claim 1, wherein the first valve changes the opening degree according to the opening degree of the third valve, and maintains the pressure between the first valve and the supercharger at a control pressure.
流量計の検出値により、第1バルブを通過する実際の空気の流量を検出する請求項6に記載の内燃機関システム。 Furthermore, it has a flow meter provided on the intake pipe upstream from the connection of the gas pipe,
The internal combustion engine system according to claim 6, wherein an actual flow rate of air passing through the first valve is detected by a detection value of the flow meter.
第1バルブは、第3バルブの開度に応じて開度を変化させ、
第3バルブの開度が変化したときの吸気管内の圧力変化に基づき、ガス管の異常の有無を判断する請求項1に記載の内燃機関システム。 Furthermore, a pressure gauge is provided in the intake pipe between the first valve and the supercharger,
The first valve changes the opening according to the opening of the third valve,
The internal combustion engine system according to claim 1, wherein the presence or absence of an abnormality in the gas pipe is determined based on a pressure change in the intake pipe when the opening of the third valve changes.
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- 2016-11-30 JP JP2016232911A patent/JP2018091167A/en active Pending
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