JP4025937B2

JP4025937B2 - Control device for variable turbocharger

Info

Publication number: JP4025937B2
Application number: JP28973098A
Authority: JP
Inventors: 広志虫上; 多聞田中
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1998-10-12
Filing date: 1998-10-12
Publication date: 2007-12-26
Anticipated expiration: 2018-10-12
Also published as: JP2000120443A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関（以下、エンジンという）の運転状態に応じて可変翼（可動ベーン）を変更可能な可変ターボチャージャの制御装置に関するものである。
【０００２】
【関連する背景技術】
可動ベーンによりタービンへのガス流入速度及び流入角度を変更可能な可変ターボチャージャは、可動ベーンを適切に制御することで迅速なブースト圧（過給圧）の上昇が得られ、低速から高速の全域に渡ってトルク向上が図れるため、近年実用化が進んでいる。
【０００３】
例えば実公平４−３３３８４号公報に示されるように、この種の可変ターボチャージャの可動ベーンは、ダイヤフラム式のアクチュエータによりロッドを介して操作するように構成されており、バキュームポンプの負圧を利用してＤＵＴＹ制御された切換弁によりアクチュエータのダイヤフラム室内の圧力を調整し、可動ベーンを所定角度に変位させている。しかしながら、上述の構成においては、可動ベーンの開度を機関の運転状態に応じて３段階に切換制御するものとしかなっておらず、可動ベーンの操作位置を検出する手段もないことから、可動ベーンの操作位置をよりきめ細かく制御することはできないという問題がある。
【０００４】
このため、可動ベーンにポジションセンサを設け、そのセンサの出力信号から現在の可動ベーンの操作位置を検出し、その検出値に基づいて制御を行うことにより、ベーン開度の制御応答性を確保しながら、よりきめ細かい制御を行うことが考えられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような手法を採った場合であっても、ポジションセンサが故障した場合に過給圧制御ができなくなり、制御不能に陥る虞があるという問題が生じる。
本発明の目的は、ポジションセンサの故障時にも制御不能に陥ることのない可変ターボチャージャの制御装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、タービンに排ガスを導入する通路に設けられた開度を可変可能な可変部材と、可変部材の開度を駆動操作する駆動操作手段と、駆動操作手段による可変部材の操作量を検出する位置検出手段と、過給圧を検出する過給圧検出手段と、機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、位置検出手段及び過給圧検出手段の故障を検出する故障検出手段と、運転状態検出手段の検出出力に基づき目標過給圧及び目標過給圧と対応する可変部材の基本操作量を設定すると共に、故障検出手段にて位置検出手段及び過給圧検出手段の故障が共に検出されないときには、目標過給圧と過給圧検出手段の出力とから求めた操作量により基本操作量を補正して目標操作量を求め、可変部材の操作量を目標操作量とすべく駆動操作手段を位置検出手段の出力に基づきフィードバックし、位置検出手段の故障が検出されたときには、過給圧を上記目標過給圧とすべく駆動操作手段を過給圧検出手段の出力に基づきフィードバックし、過給圧検出手段の故障が検出されたときには、可変部材の操作量を基本操作量とすべく駆動操作手段を位置検出手段の出力に基づきフィードバックし、位置検出手段及び過給圧検出手段の故障が共に検出されたときには、可変部材を略最大開度とすべく駆動操作手段を制御する制御手段とを備えた。
従って、位置検出手段及び過給圧検出手段の正常時には、位置検出手段及び過給圧検出手段の出力に基づくフィードバック制御により高い制御応答性と高い制御精度とを確保した上で、位置検出手段の故障時には、過給圧検出手段の出力をフィードバックすることで駆動操作手段の制御が継続され、過給圧検出手段の故障時には、位置検出手段の出力をフィードバックすることで駆動操作手段の制御が継続され、さらに位置検出手段及び過給圧検出手段の故障時には、可変部材を略最大開度とすることで過給圧の異常上昇が未然に防止される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をディーゼルエンジン用の可変ターボチャージャの制御装置に具体化した一実施例を説明する。
図１に示すように、エンジン１の吸気ポート２には吸気通路３が接続され、その吸気ポート２及び吸気通路３に案内されて吸入空気が各気筒の燃焼室４内に導入される。吸気通路３には、吸入空気を過給する可変ターボチャージャ（以下、単にターボチャージャという）５のコンプレッサ６、コンプレッサ６による圧縮で温度上昇した吸入空気を冷却するインタークーラ７、ソレノイド８にて開閉駆動される吸気絞り弁９、及びブースト圧ＰＢを検出する過給圧検出手段としてのブーストセンサ１０が設けられている。又、エンジン１には排気通路１３が接続され、燃焼室４内で圧縮着火されて燃焼後の排気ガスが排気通路１３を経て外部に排出される。排気通路１３には、前記コンプレッサ６と同軸上に結合されて、排気ガスにて回転駆動されるターボチャージャ５のタービン１５が設けられている。
【０００８】
ターボチャージャ５のタービン１５内には、タービンロータ１５ａを取り巻くように可変部材としての多数のベーン１６が配設され、これらのベーン１６は駆動操作手段としてのベーン調整アクチュエータ１７のロッド１８に連結されて（連結状態の図示は省略）一斉に開度を変更され、その結果、タービン導入ガス流速量が調整される。ロッド１８の操作位置Ｌは、ベーン調整アクチュエータ１７に取り付けられた位置検出手段としてのポジションセンサ１９にて検出される。ベーン調整アクチュエータ１７内において、ロッド１８はダイアフラム２０に連結され、このダイアフラム２０に区画されて負圧室２１が形成されている。負圧室２１内には圧縮ばね２２が配設されて、この圧縮ばね２２によりロッド１８は常に突出側に付勢されている。
【０００９】
ベーン調整アクチュエータ１７の負圧室２１には制御管路２３を介して駆動用ソレノイド２４が接続され、このソレノイド２４は、エンジン１により回転駆動されるバキュームポンプ２５側との接続、及び大気と連通するフィルタ２６側との接続をそれぞれ個別に制御できるように、２つのソレノイド弁が内蔵されている。
【００１０】
駆動用ソレノイド２４の励磁動作に応じて、ベーン調整アクチュエータ１７の負圧室２１内にはバキュームポンプ２５の負圧、又はフィルタ２６を介した大気圧が選択的に導入され、負圧導入時には圧縮ばね２２の付勢に抗してロッド１８が引込み側に操作され、大気圧導入時には圧縮ばね２２の付勢でロッド１８が突出側に操作され、それに応じて前記のようにベーン開度が調整される。又、駆動用ソレノイド２４の作動によりバキュームポンプ２５側及びフィルタ２６側が共に遮断されたときには、負圧室２１内への負圧や大気圧が遮断されるため、その時点のベーン開度が保持される。
【００１１】
又、吸気通路３と排気通路１３とはＥＧＲ通路２８により連結され、このＥＧＲ通路２８にはＥＧＲ弁２９が設けられている。
車室内には、図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭ，ＢＵＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタ等を備えたＥＣＵ４０（エンジン制御ユニット）が設置されており、ターボチャージャ５のベーン開度制御を含めたエンジン１の総合的な制御を行う。ＥＣＵ４０の入力側には、上述したブーストセンサ１０やポジションセンサ１９の他、エンジン回転数Ｎeを検出するエンジン回転数センサ４２、アクセル開度Ａccを検出するアクセル開度センサ４４等の各種センサから検出情報が入力し、ＥＣＵ４０は、これらの検出情報に基づいてベーン開度等を決定し、ベーン調整用アクチュエータ１７等を駆動制御する。尚、ＥＣＵ４０には、その入力側に図示しない多数のスイッチやセンサ類が接続する一方で、出力側にも各種警告灯や機器類等が接続している。
【００１２】
次に、上記のように構成された可変ターボチャージャの制御装置により行われるベーン開度の制御処理を説明する。以下に詳述するように、本実施例の制御装置ではブーストセンサ１０及びポジションセンサ１９の異常の有無に応じて、ベーン開度の制御内容を変更している。従って、各ケースを順次説明する。
まず、ブーストセンサ１０及びポジションセンサ１９が共に正常である場合を説明する。ＥＣＵ４０は図２に示すベーン操作量制御ルーチンを所定の制御インターバルで実行し、ステップＳ２でブーストセンサ１０の異常の有無を判定する。この判定は、例えば、ブースト圧の制御するためのパラメータである燃料噴射量Ｑやエンジン回転速度Ｎeに基づいて行われ、これらのパラメータの増大に伴って実際のブースト圧の上昇が推測されるにも拘わらず、ブーストセンサ１０にて検出されたブースト圧ＰＢが増加しない場合に、異常判定を下す。この場合、ブーストセンサ１０は正常であるため、ステップＳ２でＮＯ（否定）の判定を下してステップＳ４に移行する。
【００１３】
次いで、ステップＳ４でポジションセンサ１９の異常の有無を判定する。例えば、ベーン開度を調整すべくベーン調整アクチュエータ１７を作動させたにも拘わらず、ポジションセンサ１９にて検出されたロッド１８の操作位置Ｌが変化しない場合に、異常判定を下す。ポジションセンサ１９は正常であるため、ステップＳ４でＮＯの判定を下してステップＳ６に移行する。本実施例では、このステップＳ４の処理を実行するときのＥＣＵ４０が故障検出手段として機能する。
【００１４】
ＥＣＵ４０はステップＳ６で燃料噴射量Ｑ及びエンジン回転速度Ｎeに基づいて目標ブースト圧ＰＢtgtを設定し、その後、ステップＳ８で同じく燃料噴射量Ｑ及びエンジン回転速度Ｎeに基づいて、目標ブースト圧ＰＢtgtに実質的に対応したベーン基本操作量ＳFF（具体的には、ベーン調整アクチュエータ１７のロッド１８の操作量）を設定する。燃料噴射量Ｑはエンジン回転数Ｎeとアクセル開度Ａccとから算出されるものであるため、本実施例では、エンジン回転数センサ４２とアクセル開度センサ４４が運転状態検出手段として機能する。
【００１５】
次いで、ステップＳ１０で目標ブースト圧ＰＢtgtとブーストセンサ１０にて検出されたブースト圧ＰＢとの偏差に基づいてフィードバック量を決定し、ステップＳ１２でフィードバック量をロッド１８の操作量に変換する。その後、ステップＳ１４で、変換後のフィードバック量を用いて前記ステップＳ６で設定したベーン基本操作量ＳFFを補正して、目標ベーン操作量ＳFBを求め、ステップＳ１６でポジションセンサ１９が検出した現在のロッド操作位置Ｌと目標ベーン操作量ＳFBとが一致するように駆動用ソレノイド２４を切換制御して、ベーン調整アクチュエータ１７によりベーン開度を調整する。以上のステップＳ６乃至ステップＳ１６の処理を繰り返すことで、ロッド操作位置Ｌが目標ベーン操作量ＳFBにフィードバック制御され、実際のブースト圧が目標ブースト圧ＰＢtgtに制御される。
【００１６】
一方、ブーストセンサ１０の故障時には、ＥＣＵ４０は前記ステップＳ２の判定がＹＥＳ（肯定）となるためステップＳ１８に移行し、前記ステップＳ４と同様にポジションセンサ１９の異常の有無を判定する。この場合、ポジションセンサ１９は正常であるためＮＯの判定を下し、ステップＳ２０で、前記ステップＳ８と同様にベーン基本操作量ＳFFを設定する。その後、ステップＳ２２で、ポジションセンサ１９が検出した現在のロッド操作位置Ｌとベーン基本操作量ＳFFとが一致するように駆動用ソレノイド２４を切換制御する。
【００１７】
従って、この場合にはブースト圧ＰＢをフィードバックしないことから制御の精度は若干低下するものの、ベーン基本操作量ＳFFに基づいてベーン開度の制御は支障なく継続される。
又、ポジションセンサ１９の故障時には、ＥＣＵ４０は前記ステップＳ４の判定がＹＥＳとなるためステップＳ２４に移行し、前記ステップＳ６と同様に目標ブースト圧ＰＢtgtを設定する。次いで、ステップＳ２６で、前記ステップＳ１０と同様に目標ブースト圧ＰＢtgtとブーストセンサ１０にて検出されたブースト圧ＰＢとの偏差に基づいてフィードバック量を決定し、ステップＳ２８で、そのフィードバック量に基づいて駆動用ソレノイド２４を切換制御する。
【００１８】
このように、この場合には現在のロッド操作位置Ｌを検出不能なため、ベーン操作量ＳFBに基づいてベーン開度を直接的に制御することはできないが、制御の応答性が若干低下するものの、ブースト圧ＰＢのフィードバックによりベーン開度の制御は支障なく継続される。尚、本実施例では、ステップＳ６乃至ステップＳ１６の処理、及びステップＳ２４乃至ステップＳ２８の処理を実行するときのＥＣＵ４０が制御手段として機能する。
【００１９】
更に、ブーストセンサ１０及びポジションセンサ１９が共に異常の場合には、ＥＣＵ４０はステップＳ２及びステップＳ１８でＹＥＳの判定を下してステップＳ３０に移行し、駆動用ソレノイド２４を切換制御してベーン開度を最大に保持する。つまり、この場合には一切の検出情報が得られずにベーン開度を制御不能となるため、ベーン開度の拡大によりブースト圧の異常上昇を防止しているのである。
【００２０】
以上の制御の切換状態を図４に従って更に詳述する。尚、この図では、制御に用いる各種パラメータとセンサ類等とを同時に表しており、制御の切換は第１のスイッチ５１及び第２のスイッチ５２によって行われる。
ブーストセンサ１０及びポジションセンサ１９の正常時には、各スイッチ５１，５２は実線で示す切換状態にある。従って、目標ブースト圧ＰＢtgtとブーストセンサ１０が検出したブースト圧ＰＢとに基づいてフィードバック量が設定された後、ロッド操作量に変換したフィードバック量によりベーン基本操作量ＳFFが補正されて、ベーン操作量ＳFBが求められる。更に、ポジションセンサ１９が検出した現在のロッド操作位置Ｌに基づいて、ベーン操作量ＳFBによりベーン調整アクチュエータ１７が駆動制御されて、ターボチャージャ５のベーン開度が調整される。
【００２１】
又、ブーストセンサ１０の故障時には、第１のスイッチ５１が実線で示す状態に切換えられ、第２のスイッチ５２が破線で示す状態に切換えられる。従って、ロッド操作位置Ｌに基づいてベーン基本操作量ＳFFによりベーン調整アクチュエータ１７が駆動制御されて、ベーン開度が調整される。
更に、ポジションセンサ１９の故障時には、第２のスイッチ５２が破線で示す状態に切換えられる。従って、目標ブースト圧ＰＢtgtとブースト圧ＰＢとから決定したフィードバック量に基づいて、ベーン調整アクチュエータ１７が駆動制御され、ベーン開度が調整される。
【００２２】
以上詳述したように、本実施例の可変ターボチャージャの制御装置では、制御応答性と制御精度とを同時に確保できるし、ポジションセンサ１９が故障した場合であっても、ブーストセンサ１０にて検出されたブースト圧ＰＢのフィードバックによりベーン開度の制御を継続することができる。従って、例えば過給圧の異常上昇によるエンジン破損、或いは強制的なブースト圧の抑制（上記したブーストセンサ１０とポジションセンサ１９が共に故障したときの対策と同様に）によるドライバビリティの悪化等の種々の弊害を未然に防止して、適切なブースト圧の下で良好なエンジン特性を維持することができる。
【００２３】
以上で実施例の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施例に限定されるものではない。例えば、上記実施例では、ディーゼルエンジン用の可変ターボチャージャの制御装置に具体化したが、エンジン１の種類をガソリンエンジンに変更したり、ターボチャージャ５の形式をツインスクロールタイプ等に変更しても、本発明を適用可能である。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の可変ターボチャージャの制御装置によれば、位置検出手段と過給圧検出手段の何れが故障した場合であっても、駆動操作手段の制御を継続して適切な過給圧の下で良好なエンジン特性を維持でき、さらに位置検出手段及び過給圧検出手段が共に故障した場合には、過給圧の異常上昇を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の可変ターボチャージャの制御装置を示す概略構成図である。
【図２】ＥＣＵが実行するベーン操作量制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】ＥＣＵが実行するベーン操作量制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】センサ故障時のベーン開度制御の切換状態を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０ブーストセンサ（過給圧検出手段）
１５タービン
１６ベーン（可変部材）
１７ベーン調整アクチュエータ（駆動操作手段）
１９ポジションセンサ（位置検出手段）
４０ＥＣＵ（故障検出手段、制御手段）
４２エンジン回転数センサ（運転状態検出手段）
４４アクセル開度センサ（運転状態検出手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for a variable turbocharger capable of changing variable blades (movable vanes) in accordance with an operating state of an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine).
[0002]
[Related background]
The variable turbocharger, which can change the gas inflow speed and the inflow angle to the turbine by moving vanes, can quickly increase the boost pressure (supercharging pressure) by appropriately controlling the moving vanes. Since the torque can be improved over a long period of time, practical use has been progressing in recent years.
[0003]
For example, as shown in Japanese Utility Model Publication No. 4-33384, the movable vane of this type of variable turbocharger is configured to be operated via a rod by a diaphragm actuator and utilizes the negative pressure of the vacuum pump. Then, the pressure in the diaphragm chamber of the actuator is adjusted by the switching valve controlled by DUTY, and the movable vane is displaced by a predetermined angle. However, in the above-described configuration, the opening degree of the movable vane is only switched and controlled in three stages according to the operating state of the engine, and there is no means for detecting the operation position of the movable vane. There is a problem that the operation position of the vane cannot be controlled more finely.
[0004]
For this reason, a position sensor is provided on the movable vane, the current operation position of the movable vane is detected from the output signal of the sensor, and the control response of the vane opening degree is secured by performing control based on the detected value. However, it is conceivable to perform finer control.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, even when such a method is adopted, there is a problem that supercharging pressure control cannot be performed when the position sensor fails, and control may be disabled.
An object of the present invention is to provide a control device for a variable turbocharger that does not become uncontrollable even when a position sensor fails.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, a variable member provided in a passage for introducing exhaust gas into a turbine and capable of changing an opening degree, a drive operation means for driving the opening degree of the variable member, and a drive operation means are provided. Failure of position detecting means for detecting the operation amount of the variable member, supercharging pressure detecting means for detecting supercharging pressure, operating state detecting means for detecting the operating state of the engine, position detecting means and supercharging pressure detecting means A failure detection means for detecting the target supercharging pressure, and a target boost pressure and a basic operation amount of the variable member corresponding to the target boost pressure based on the detection output of the operating state detection means. When neither failure of the supply pressure detection means is detected, the basic operation amount is corrected by the operation amount obtained from the target boost pressure and the output of the boost pressure detection means to obtain the target operation amount, and the operation amount of the variable member is calculated. To achieve the target operation amount The dynamic operation means is fed back based on the output of the position detection means, and when a failure of the position detection means is detected, the drive operation means is set based on the output of the supercharging pressure detection means so that the supercharging pressure becomes the target supercharging pressure. When feedback is detected and a failure of the supercharging pressure detecting means is detected, the driving operation means is fed back based on the output of the position detecting means so that the operation amount of the variable member becomes the basic operation amount, and the position detecting means and the supercharging pressure detection And a control means for controlling the drive operation means so that the variable member has a substantially maximum opening when both of the means failure are detected.
Therefore, when the position detection means and the supercharging pressure detection means are normal, high control responsiveness and high control accuracy are ensured by feedback control based on the outputs of the position detection means and supercharging pressure detection means, and the position detection means At the time of failure, the control of the drive operation means is continued by feeding back the output of the supercharging pressure detection means, and at the time of failure of the supercharging pressure detection means, the control of the drive operation means is continued by feeding back the output of the position detection means. In addition, when the position detecting means and the supercharging pressure detecting means fail, an abnormal increase in supercharging pressure can be prevented beforehand by setting the variable member to a substantially maximum opening.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is embodied in a control device for a variable turbocharger for a diesel engine will be described.
As shown in FIG. 1, an intake passage 3 is connected to the intake port 2 of the engine 1, and intake air is guided into the intake port 2 and the intake passage 3 to be introduced into the combustion chamber 4 of each cylinder. The intake passage 3 is opened and closed by a variable turbocharger (hereinafter simply referred to as a turbocharger) 5 that supercharges intake air, an intercooler 7 that cools the intake air whose temperature has increased due to compression by the compressor 6, and a solenoid 8. An intake throttle valve 9 to be driven and a boost sensor 10 as supercharging pressure detection means for detecting the boost pressure PB are provided. Further, an exhaust passage 13 is connected to the engine 1 and is compressed and ignited in the combustion chamber 4, and exhaust gas after combustion is discharged to the outside through the exhaust passage 13. The exhaust passage 13 is provided with a turbine 15 of a turbocharger 5 that is coaxially coupled to the compressor 6 and is rotationally driven by exhaust gas.
[0008]
A large number of vanes 16 as variable members are disposed in the turbine 15 of the turbocharger 5 so as to surround the turbine rotor 15a, and these vanes 16 are connected to a rod 18 of a vane adjusting actuator 17 as a drive operation means. (The illustration of the connected state is omitted), the opening degree is changed all at once, and as a result, the turbine introduced gas flow rate is adjusted. The operating position L of the rod 18 is detected by a position sensor 19 as position detecting means attached to the vane adjusting actuator 17. In the vane adjusting actuator 17, the rod 18 is connected to a diaphragm 20, and a negative pressure chamber 21 is formed by being partitioned by the diaphragm 20. A compression spring 22 is disposed in the negative pressure chamber 21, and the rod 18 is always biased to the protruding side by the compression spring 22.
[0009]
A driving solenoid 24 is connected to the negative pressure chamber 21 of the vane adjusting actuator 17 via a control line 23. The solenoid 24 is connected to the vacuum pump 25 driven to rotate by the engine 1 and communicates with the atmosphere. Two solenoid valves are incorporated so that the connection to the filter 26 side can be individually controlled.
[0010]
In accordance with the excitation operation of the drive solenoid 24, the negative pressure of the vacuum pump 25 or the atmospheric pressure through the filter 26 is selectively introduced into the negative pressure chamber 21 of the vane adjusting actuator 17, and compression is performed when the negative pressure is introduced. The rod 18 is operated to the retract side against the bias of the spring 22, and when the atmospheric pressure is introduced, the rod 18 is operated to the protruding side by the bias of the compression spring 22, and the vane opening is adjusted accordingly as described above. Is done. Further, when both the vacuum pump 25 side and the filter 26 side are cut off by the operation of the driving solenoid 24, the negative pressure and the atmospheric pressure into the negative pressure chamber 21 are cut off, so that the vane opening at that time is maintained. The
[0011]
The intake passage 3 and the exhaust passage 13 are connected by an EGR passage 28, and an EGR valve 29 is provided in the EGR passage 28.
In the passenger compartment, an input / output device (not shown), a storage device (ROM, RAM, BURAM, etc.) for storing control programs and control maps, an ECU 40 (engine) equipped with a central processing unit (CPU), a timer counter, etc. Control unit) is installed, and performs overall control of the engine 1 including vane opening control of the turbocharger 5. On the input side of the ECU 40, in addition to the boost sensor 10 and the position sensor 19 described above, detection is made from various sensors such as an engine speed sensor 42 for detecting the engine speed Ne and an accelerator position sensor 44 for detecting the accelerator position Acc. The information is input, and the ECU 40 determines the vane opening degree and the like based on the detected information, and drives and controls the vane adjusting actuator 17 and the like. The ECU 40 is connected to a large number of switches and sensors (not shown) on the input side, and various warning lights, devices, and the like are also connected to the output side.
[0012]
Next, a vane opening degree control process performed by the variable turbocharger control apparatus configured as described above will be described. As will be described in detail below, in the control device of the present embodiment, the control content of the vane opening degree is changed according to whether the boost sensor 10 and the position sensor 19 are abnormal. Therefore, each case will be described sequentially.
First, a case where both the boost sensor 10 and the position sensor 19 are normal will be described. The ECU 40 executes the vane operation amount control routine shown in FIG. 2 at a predetermined control interval, and determines whether or not the boost sensor 10 is abnormal in step S2. This determination is made based on, for example, the fuel injection amount Q and the engine speed Ne, which are parameters for controlling the boost pressure, and it is estimated that the actual boost pressure will increase as these parameters increase. Nevertheless, an abnormality determination is made when the boost pressure PB detected by the boost sensor 10 does not increase. In this case, since the boost sensor 10 is normal, a NO (negative) determination is made in step S2, and the process proceeds to step S4.
[0013]
Next, in step S4, it is determined whether or not the position sensor 19 is abnormal. For example, when the operation position L of the rod 18 detected by the position sensor 19 does not change even though the vane adjustment actuator 17 is operated to adjust the vane opening degree, the abnormality determination is made. Since the position sensor 19 is normal, NO is determined in step S4, and the process proceeds to step S6. In the present embodiment, the ECU 40 when executing the process of step S4 functions as a failure detection means.
[0014]
In step S6, the ECU 40 sets the target boost pressure PBtgt based on the fuel injection amount Q and the engine rotational speed Ne. Thereafter, in step S8, the ECU 40 substantially sets the target boost pressure PBtgt based on the fuel injection amount Q and the engine rotational speed Ne. The vane basic operation amount SFF (specifically, the operation amount of the rod 18 of the vane adjustment actuator 17) corresponding to the target is set. Since the fuel injection amount Q is calculated from the engine speed Ne and the accelerator opening Acc, in this embodiment, the engine speed sensor 42 and the accelerator opening sensor 44 function as an operating state detecting means.
[0015]
Next, a feedback amount is determined based on the deviation between the target boost pressure PBtgt and the boost pressure PB detected by the boost sensor 10 in step S10, and the feedback amount is converted into an operation amount of the rod 18 in step S12. Thereafter, in step S14, the vane basic operation amount SFF set in step S6 is corrected using the converted feedback amount to obtain the target vane operation amount SFB, and the current rod detected by the position sensor 19 in step S16. The drive solenoid 24 is switched and controlled so that the operation position L and the target vane operation amount SFB coincide with each other, and the vane adjustment actuator 17 adjusts the vane opening. By repeating the processes in steps S6 to S16, the rod operation position L is feedback-controlled to the target vane operation amount SFB, and the actual boost pressure is controlled to the target boost pressure PBtgt.
[0016]
On the other hand, when the boost sensor 10 is out of order, the ECU 40 determines YES in step S2, and thus proceeds to step S18 to determine whether the position sensor 19 is abnormal as in step S4. In this case, since the position sensor 19 is normal, a NO determination is made, and in step S20, the vane basic operation amount SFF is set as in step S8. Thereafter, in step S22, the drive solenoid 24 is switched and controlled so that the current rod operation position L detected by the position sensor 19 and the vane basic operation amount SFF coincide with each other.
[0017]
Therefore, in this case, since the boost pressure PB is not fed back, the control accuracy is slightly lowered, but the control of the vane opening degree is continued without any trouble based on the vane basic operation amount SFF.
When the position sensor 19 fails, the ECU 40 makes a determination of YES in step S4, so that the ECU 40 proceeds to step S24 and sets the target boost pressure PBtgt as in step S6. Next, in step S26, the feedback amount is determined based on the deviation between the target boost pressure PBtgt and the boost pressure PB detected by the boost sensor 10 as in step S10. In step S28, based on the feedback amount. The drive solenoid 24 is switched and controlled.
[0018]
Thus, in this case, since the current rod operation position L cannot be detected, the vane opening cannot be directly controlled based on the vane operation amount SFB, but the control responsiveness slightly decreases. The control of the vane opening degree is continued without any trouble by the feedback of the boost pressure PB. In the present embodiment, the ECU 40 when executing the processes of steps S6 to S16 and the processes of steps S24 to S28 functions as a control means.
[0019]
Further, when both the boost sensor 10 and the position sensor 19 are abnormal, the ECU 40 makes a determination of YES in step S2 and step S18 and proceeds to step S30, and switches the drive solenoid 24 to control the vane opening. To the maximum. That is, in this case, since no detection information is obtained and the vane opening degree cannot be controlled, an abnormal increase in the boost pressure is prevented by increasing the vane opening degree.
[0020]
The switching state of the above control will be further described in detail with reference to FIG. In this figure, various parameters used for control, sensors, and the like are shown at the same time, and control switching is performed by the first switch 51 and the second switch 52.
When the boost sensor 10 and the position sensor 19 are normal, the switches 51 and 52 are in a switching state indicated by a solid line. Therefore, after the feedback amount is set based on the target boost pressure PBtgt and the boost pressure PB detected by the boost sensor 10, the vane basic operation amount SFF is corrected by the feedback amount converted into the rod operation amount, and the vane operation amount SFB is required. Further, based on the current rod operation position L detected by the position sensor 19, the vane adjustment actuator 17 is driven and controlled by the vane operation amount SFB, and the vane opening of the turbocharger 5 is adjusted.
[0021]
Further, when the boost sensor 10 fails, the first switch 51 is switched to a state indicated by a solid line, and the second switch 52 is switched to a state indicated by a broken line. Accordingly, the vane adjustment actuator 17 is driven and controlled by the vane basic operation amount SFF based on the rod operation position L, and the vane opening degree is adjusted.
Further, when the position sensor 19 fails, the second switch 52 is switched to a state indicated by a broken line. Accordingly, the vane adjustment actuator 17 is driven and controlled based on the feedback amount determined from the target boost pressure PBtgt and the boost pressure PB, and the vane opening degree is adjusted.
[0022]
As described above in detail, in the variable turbocharger control device of this embodiment, control responsiveness and control accuracy can be ensured at the same time, and even if the position sensor 19 fails, it is detected by the boost sensor 10. The control of the vane opening degree can be continued by feedback of the boost pressure PB. Therefore, for example, engine damage due to abnormal increase in supercharging pressure, or deterioration of drivability due to forced suppression of boost pressure (similar to the countermeasure when both the boost sensor 10 and the position sensor 19 described above fail) Can be prevented, and good engine characteristics can be maintained under an appropriate boost pressure.
[0023]
This is the end of the description of the embodiment. However, the embodiment of the present invention is not limited to this embodiment. For example, in the above embodiment, the control device for a variable turbocharger for a diesel engine is embodied. However, even if the type of the engine 1 is changed to a gasoline engine or the type of the turbocharger 5 is changed to a twin scroll type or the like. The present invention can be applied.
[0024]
【The invention's effect】
According to the control device for a variable turbocharger of the present invention described above, even when the one of the position detecting means and the supercharging pressure detection means fails, appropriate to continue the control of the driving dynamic operating means Good engine characteristics can be maintained under the supercharging pressure, and when both the position detecting means and the supercharging pressure detecting means fail, an abnormal increase in supercharging pressure can be prevented beforehand .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a control device for a variable turbocharger according to an embodiment.
FIG. 2 is a flowchart showing a vane operation amount control routine executed by an ECU.
FIG. 3 is a flowchart showing a vane operation amount control routine executed by an ECU.
FIG. 4 is a block diagram showing a switching state of vane opening degree control when a sensor failure occurs.
[Explanation of symbols]
10 Boost sensor (Supercharging pressure detection means)
15 turbine 16 vane (variable member)
17 Vane adjustment actuator (drive operation means)
19 Position sensor (position detection means)
40 ECU (failure detection means, control means)
42 Engine speed sensor (operating state detection means)
44 Accelerator opening sensor (operating state detection means)

Claims

タービンに排ガスを導入する通路に設けられた開度を可変可能な可変部材と、
上記可変部材の開度を駆動操作する駆動操作手段と、
上記駆動操作手段による可変部材の操作量を検出する位置検出手段と、
過給圧を検出する過給圧検出手段と、
機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
上記位置検出手段及び上記過給圧検出手段の故障を検出する故障検出手段と、
上記運転状態検出手段の検出出力に基づき目標過給圧及び該目標過給圧と対応する上記可変部材の基本操作量を設定すると共に、上記故障検出手段にて位置検出手段及び上記過給圧検出手段の故障が共に検出されないときには、上記目標過給圧と上記過給圧検出手段の出力とから求めた操作量により上記基本操作量を補正して目標操作量を求め、上記可変部材の操作量を上記目標操作量とすべく上記駆動操作手段を上記位置検出手段の出力に基づきフィードバックし、上記位置検出手段の故障が検出されたときには、上記過給圧を上記目標過給圧とすべく上記駆動操作手段を過給圧検出手段の出力に基づきフィードバックし、上記過給圧検出手段の故障が検出されたときには、上記可変部材の操作量を上記基本操作量とすべく上記駆動操作手段を位置検出手段の出力に基づきフィードバックし、上記位置検出手段及び上記過給圧検出手段の故障が共に検出されたときには、上記可変部材を略最大開度とすべく上記駆動操作手段を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする可変ターボチャージャの制御装置。A variable member capable of varying an opening provided in a passage for introducing exhaust gas into the turbine;
Drive operating means for driving the opening of the variable member;
Position detecting means for detecting an operation amount of the variable member by the driving operation means;
A supercharging pressure detecting means for detecting a supercharging pressure;
An operating state detecting means for detecting the operating state of the engine;
Failure detection means for detecting a failure of the position detection means and the supercharging pressure detection means ;
Sets the basic operation of the variable member corresponding to the target boost pressure and the target boost pressure based on the detection output of the upper Symbol operating condition detecting means, the position detecting means and the boost pressure at the failure detecting means when the failure detecting means does not detect both obtains a target operation amount by correcting the basic operation value by the operation amount obtained from the output and the target supercharging pressure and the supercharging pressure detection means, the operation of the variable member the driving operation means in order to the upper Symbol objectives manipulated variable amount is fed back on the basis of the output of said position detecting means, when the failure of the position detecting means is detected, and the target boost pressure and the boost pressure The drive operation means is fed back based on the output of the supercharging pressure detection means, and when a failure of the supercharging pressure detection means is detected, the drive operation is performed so that the operation amount of the variable member is the basic operation amount. hand The feedback on the basis of the output of the position detecting means, when the failure of the position detecting means and the supercharging pressure detection means is detected together, the control for controlling the driving operation means so as to substantially maximum opening of the variable member And a variable turbocharger control device.