JP4124517B2

JP4124517B2 - 過給機付き内燃機関

Info

Publication number: JP4124517B2
Application number: JP15895198A
Authority: JP
Inventors: 崇松浦
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1998-06-08
Filing date: 1998-06-08
Publication date: 2008-07-23
Anticipated expiration: 2018-06-08
Also published as: JPH11351042A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は燃焼室内に吸入される空気を過給する過給機を有する過給機付き内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ターボチャージャを備えたエンジンにあっては、エンジンからの排気ガスにより回転するタービンによってコンプレッサを駆動し、燃焼室内に供給される吸入空気をコンプレッサにより過給するようにしている。一方、エンジンへの燃料の供給方式としては、目標とする空燃比を実現するのに必要とされるガソリン量を求めることにより、イジェクタからガソリンを供給するようにしたものがあり、燃焼室内に直接燃料を噴射する筒内インジェクタと、吸気通路内に燃料を噴射する筒外インジェクタの一方あるいは双方を有するものがある。
【０００３】
燃焼室内に燃料を噴射する筒内インジェクタと過給機とを有する筒内直接噴射式内燃機関としては、たとえば、特開昭62-237057 号公報に開示されているものがある。
【０００４】
過給機を有する内燃機関においては、過給圧が所定値以上に上昇しないようにするために、吸気通路内の過給圧を圧力センサにより検出し、過給圧が所定値以上となった場合には過給圧ソレノイドを作動して、タービンを迂回するバイパス通路をウエストゲートバルブにより開いて過給圧が所定値を超えないようにしている。
【０００５】
過給圧を検出する圧力センサが故障すると、エンジンを適正に作動させることができなくなるので、フェイルセイフの機能を持たせた過給圧制御方法が、たとえば、特開平7-208230号公報に開示されている。
【０００６】
この場合には筒外インジェクタから吸気通路内に燃料を噴射させるようにしており、過給圧が所定値以内であれば、過給圧に対応した燃料を筒外インジェクタから吸気通路内に噴射するようにし、過給圧が異常圧力値を超えていてもエンジンの回転数が所定値以下であるときには、エンジン回転数に対応させた量の燃料を噴射するようにし、さらに、過給圧が異常圧力値を超えしかもエンジン回転数が所定値を超えたときには、燃料の供給を停止したり減少したり、あるいはエンジン回転数を所定値以下に設定するようにしている。
【０００７】
このように圧力センサが故障したときに所定量の燃料を筒外インジェクタから吸気通路内に噴射するようにする場合には、筒外インジェクタを作動させるためのソレノイドに対して印加されるパルス幅を制限することによって、フェイルセーフ機能を持たせることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、筒内インジェクタを有するエンジンにあっては、運転状況に応じて成層燃焼と均一燃焼のいずれかの燃焼形態に切り換えるようにしており、燃焼形態によって吸入空気量も大きく相違している。
【０００９】
したがって、過給圧を検出する圧力センサや過給圧を調整する過給圧ソレノイドに故障が発生したときに、インジェクタを作動させるためのソレノイドに対するパルス幅のみを制御してフェイルセイフを行うようにすると、フェイルセイフ時には燃焼を安定させることができなくなる。なぜならば、成層燃焼時に吸入空気量に対応させて噴射量を変化させると、失火するおそれがあるからである。
【００１０】
本発明の目的は、過給機を有する内燃機関において、過給圧を調整する過給圧ソレノイドと吸気通路内の圧力を検出する圧力センサのいずれかが故障した場合にも燃焼を安定させ得るようにすることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の過給機付き内燃機関は、燃焼室内に吸入される空気を過給する過給機を有する過給機付き内燃機関であって、前記燃焼室に連通する吸気通路内の過給圧を調整する過給圧ソレノイドと、前記過給圧ソレノイドの故障を判定する過給圧ソレノイド故障判定手段と、前記燃焼室内に燃料を直接噴射する筒内インジェクタと、前記吸気通路内に燃料を噴射する筒外インジェクタと、運転状況に応じて前記燃焼室内での燃焼形態を決定し、スロットルバルブの開度および燃料噴射量を調整するとともに、前記過給圧ソレノイドの故障が発生したときには燃焼形態を均一燃焼に設定する燃焼決定手段とを有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の過給機付き内燃機関は、燃焼室内に吸入される空気を過給する過給機を有する過給機付き内燃機関であって、前記燃焼室に連通する吸気通路内の吸入空気の絶対圧および大気圧を検出する圧力センサと、前記圧力センサの故障を判定する圧力センサ故障判定手段と、前記燃焼室に燃料を直接噴射する筒内インジェクタと、前記吸気通路内に燃料を噴射する筒外インジェクタと、運転状況に応じて前記燃焼室内での燃焼形態を決定し、スロットルバルブの開度および燃料噴射量を調整するとともに、前記圧力センサの故障が発生したときには燃焼形態を均一燃焼に設定する燃焼決定手段とを有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の過給機付き内燃機関は、燃焼室内に吸入される空気を過給する過給機を有する過給機付き内燃機関であって、前記燃焼室に連通する吸気通路内の吸入空気の絶対圧および大気圧を検出する圧力センサと、前記吸気通路内の過給圧を調整する過給圧ソレノイドと、前記圧力センサの故障を判定する圧力センサ故障判定手段と、前記過給圧ソレノイドの故障を判定する過給圧ソレノイド故障判定手段と、前記燃焼室に燃料を直接噴射する筒内インジェクタと、前記吸気通路内に燃料を噴射する筒外インジェクタと、運転状況に応じて前記燃焼室内での燃焼形態を決定し、スロットルバルブの開度および燃料噴射量を調整するとともに、前記圧力センサと前記過給圧ソレノイドのいずれかの故障が発生したときには燃焼形態を均一燃焼に設定する燃焼決定手段とを有することを特徴とする。
本発明の過給機付き内燃機関において、前記過給圧ソレノイド故障判定手段は、前記過給圧ソレノイドを作動させる作動信号を検出して、該信号が正常か否かを判定することで、前記過給圧ソレノイドの故障判定を行うことを特徴とする。また、本発明の過給機付き内燃機関において、前記圧力センサ故障判定手段は、前記圧力センサで検出した最新の大気圧検出値と前回の大気圧検出値との差を所定値と比較することで、前記圧力センサの故障診断を行うことを特徴とする。さらに、本発明の過給機付き内燃機関において、前記圧力センサ故障判定手段は、前記圧力センサの出力電圧を所定値と比較することで、前記圧力センサの故障判定を行うことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
図１は過給機を有する内燃機関の概略図であり、シリンダブロック１と、これの上部に設けられたシリンダヘッド２とによりエンジン本体が形成されている。シリンダブロック１とこの下部に設けられたオイルパン３とにより形成されたクランク室４内にはクランク軸５が回転自在に設けられ、シリンダボア内に軸方向に往復動自在に設けられたピストン６は、コンロッド７によりクランク軸５に接続されている。このクランク軸５の回転角度を検出するために、クランク角センサ９が設けられており、このクランク角センサ９からの信号によりクランク軸５の回転数、つまりエンジン回転数を検出することができる。なお、シリンダブロック１には、４つあるいは６つなどの所定の数のピストン６が設けられているが、図１には１つのみが示されている。
【００１６】
エンジン本体内の燃焼室８に燃焼に必要な空気を供給するための吸気ポート１０と、燃焼したガスを排出するための排気ポート１１とがそれぞれシリンダヘッド２に形成されており、吸気ポート１０は吸気バルブ１２により開閉され、排気ポート１１は排気バルブ１３により開閉されるようになっている。
【００１７】
エンジン本体には吸気系１５と排気系１６と燃料供給系１７が設けられ、吸気系１５は導入空気を浄化するエアクリーナ１８を通って流入した空気を冷却するインタークーラ１９が設けられた吸気管２０と、吸気ポート１０に分岐して接続される吸気管分岐部２１を備えたインテークマニホールド２２とを有している。このインテークマニホールド２２は吸気管分岐部２１を介してそれぞれの吸気ポート１０に連通するコレクトチャンバ２３を有している。吸気系１５には吸入空気量を検出するためのエアフローメータ２４と、燃焼室８に供給される空気の量を調整するためのスロットルバルブ２５ａとが設けられており、このスロットルバルブ２５ａは、電子スロットル制御（ＥＴＣ）装置２５により駆動されるようになっている。
【００１８】
排気系１６は排気ポート１１に接続される排気管が集合されたエグゾーストマニホールド２６と、触媒２７およびマフラー２８を備えた排気管２９とを有している。
【００１９】
図示するエンジンは過給機つまりターボチャージャ３１を備えており、ターボチャージャ３１は排気ガスにより回転するタービン３２と、このタービン３２により駆動されて吸入空気を加圧するコンプレッサ３３とを有している。排気管２９のタービン入口には、過給圧を調整するためにタービン３２を迂回するようにバイパス通路３４が設けられ、このバイパス通路３４はウエストゲートバルブ３５によって開閉されるようになっている。このウエストゲートバルブ３５は、アクチュエータ３６により駆動されるようになっており、このアクチュエータ３６は過給圧ソレノイド３７によって作動し、これにより、ターボチャージャ３１による過給圧が調整されることになる。
【００２０】
吸気通路内の吸入空気の絶対圧および大気圧とを切り換えて検出するために、吸気通路に連通する導通管４０には圧力センサ３８が設けられ、切換えソレノイド３９により作動する切換弁３９ａにより、圧力センサ３８は吸気通路に連通する状態と大気に連通する状態とに切り換えて設定される。圧力センサ３８は、これが大気圧に連通する状態では大気圧を検出する。一方、圧力センサ３８は、これが吸気通路に連通した状態では吸入空気の圧力を検出し、ターボチャージャ３１により吸入空気が過給された状態では、圧力センサ３８は過給圧を検出することになる。
【００２１】
シリンダヘッド２には、燃焼室８内に燃料を噴射し高圧インジェクタとも言われる筒内インジェクタ４１が取り付けられており、インテークマニホールド２２には吸気バルブ１２の直前の吸気管通路内に燃料を噴射し低圧インジェクタとも言われる筒外インジェクタ４２が取り付けられている。
【００２２】
筒外インジェクタ４２に燃料を供給するために、低圧ポンプ４３とフィルタ４４を有する低圧燃料供給管４５が筒外インジェクタ４２と燃料タンク４６との間に接続され、筒外インジェクタ４２から噴射される燃圧つまり燃料の圧力は低圧レギュレータ４７により調整されるようになっている。
【００２３】
筒内インジェクタ４１に燃料を供給するために、筒内インジェクタ４１に接続されたコモンレール４８と低圧燃料供給管４５との間に接続された高圧燃料供給管５１には、高圧燃料ポンプ５２が設けられており、筒内インジェクタ４１からは高圧燃料ポンプ５２により加圧された燃圧で燃料が噴射される。なお、高圧燃料供給管５１には、逆止弁５３とバイパス弁５４が設けられている。
【００２４】
図１に示すエンジンには、排気ガスの一部を吸気系に戻すようにしたＥＧＲ装置（図示省略）が設けられ、燃焼ガスの最高温度を低下してＮＯx の発生を抑えるようにしており、運転状況に応じてＥＧＲバルブをオンオフすることによって、排気ガスの一部を吸気系に供給したり、それを停止することができる。また、触媒２７はＮＯx 吸蔵触媒を有しており、触媒２７のＮＯx 吸蔵量が基準値を超えた場合には、リッチスパイクを行うことにより触媒２７のＮＯx 浄化を行うことができる。
【００２５】
図示するエンジンにおいては、筒内インジェクタ４１からの燃料噴射量と噴射時期および吸入空気量を調整することによって燃焼形態を変化させることができる。
【００２６】
その燃焼形態としては、燃焼室内の混合気に燃料の濃い濃混合気の部分と燃料の薄い薄混合気の部分とを形成させて濃混合気に着火させるようにした成層燃焼と、混合気を全体的に均一の濃度とした均一燃焼とに分類することができる。均一燃焼としては、理論空燃比あるいはそれに近い空燃比で燃焼させるストイキオ燃焼と、理論空燃比よりも燃料を薄くした均一リーン燃焼と、理論空燃比よりも燃料を濃くした均一リッチ燃焼とがあり、ストイキオ燃焼の場合にはＥＧＲを作動させる場合と停止させる場合とがある。成層燃焼させる場合には、燃焼室内の混合気は全体的に理論空燃比よりも薄く設定され、成層リーン燃焼となる。
【００２７】
したがって、燃焼形態としては、以下に示す５つの燃焼形態がある。すなわち、ＥＧＲを不作動とした均一ストイキオ燃焼（燃焼形態Ａ）、ＥＧＲを作動させた均一ストイキオ燃焼（燃焼形態Ｂ）、均一リーン燃焼（燃焼形態Ｃ）、成層リーン燃焼（燃焼形態Ｄ）と、均一リッチ燃焼（燃焼形態Ｅ）とがある。
【００２８】
図示するエンジンはターボチャージャ３１が設けられており、過給圧が高くなって燃焼室内に多量の空気が供給されるようになっているので、吸入される空気の量が増加することによって、筒内インジェクタ４１からの燃料噴射量が吸入空気量に対応しなくなった場合には、不足分の燃料が筒外インジェクタ４２から供給されるようになっている。
【００２９】
燃焼形態Ａ〜Ｄはエンジン回転数と目標トルクに応じていずれかに選択されることになり、エンジンの始動時、全開時そしてリッチスパイクを行う場合には燃焼形態Ｅが設定される。また、エンジン冷却液の温度が所定値以下の場合にも燃焼形態Ｅに設定される。
【００３０】
成層燃焼と均一燃焼のいずれにあっても、目標トルクとエンジン回転数から設定される目標空燃比となるようにＥＴＣ装置によって吸入空気量が調整されるとともに、それぞれのインジェクタ４１，４２からの燃料噴射量が調整される。成層燃焼から均一燃焼に切り換えられるときには、燃料噴射量を増加し吸入空気量を減少するように制御し、噴射時期は成層限界空燃比までは圧縮工程噴射とし、これ以降は吸気工程噴射となる。また、均一燃焼から成層燃焼に切り換えられるときには、燃料噴射量を減少し吸入空気量を増加するように制御し、噴射時期は均一限界空燃比までは吸気工程噴射とし、これ以降は圧縮工程噴射となる。
【００３１】
図２はエンジンの運転状況に応じて前述した燃焼形態Ａ〜Ｅのうちいずれかの燃焼形態を設定するとともに、過給圧ソレノイド３７が故障したか否かと、圧力センサ３８が故障したか否かを検出して、いずれかが故障した場合には、燃焼形態を燃焼形態Ａの均一燃焼に設定するように、ＥＴＣ装置２５、筒内と筒外の両インジェクタ４１，４２を制御する制御回路を示すブロック図である。
【００３２】
制御手段としての電子制御装置（ＥＣＵ）６１はＣＰＵ６２、ＲＯＭ６３、ＲＡＭ６４を有しており、これらはバス線を介して接続されている。
【００３３】
ＣＰＵ６２にはクランク角センサ９が接続されており、このセンサ９からの信号に基づいて信号間隔を演算することによりエンジン回転数が検出される。また、ＣＰＵ６２にはエンジン冷却液の温度を検出する水温センサ６５と、アクセルペダル６６の踏み込み量を検出するアクセル開度センサ６７とが接続されており、さらには、リッチスパイクを行うリッチスパイク指令信号６８がＣＰＵ６２に送られるようになっている。このリッチスパイク指令信号６８は触媒２７におけるＮＯｘの吸蔵量を検出するセンサを設けた場合には、そのセンサから送られることになり、特定の燃焼形態が所定時間経過したことをＣＰＵ６２により演算して、リッチスパイクを行うようにしても良い。
【００３４】
ＣＰＵ６２からはＥＴＣ装置２５と、ＥＧＲバルブ７１と、インジェクタ４１，４２にそれぞれ作動信号が送られるようになっている。ＲＯＭ６３にはエンジン回転数とアクセル開度とに基づいた目標トルクのマップデータが格納されており、エンジン回転数とアクセル開度とにより目標トルクを演算し、リッチスパイクの要求があるか否かと、エンジン冷却液の温度とに基づいて、ＥＴＣ装置２５、ＥＧＲバルブ７１および両方のインジェクタ４１，４２に作動信号を送って燃焼形態を前述したＡ〜Ｅの形態のうちいずれかに設定する燃焼形態設定部６２ａをＣＰＵ６２は有している。ＲＯＭ６３にはエンジン回転数とアクセル開度とに基づいた目標過給圧のマップデータが格納されており、運転状況に応じて読み出されたマップデータの目標過給圧となるように、ＣＰＵ６２からは過給圧ソレノイド３７に作動信号が送られる。
【００３５】
ＣＰＵ６２に対する入力信号および出力信号は、図示しない入力インターフェースおよび出力インターフェースを介して接続されている。
【００３６】
過給圧ソレノイド３７の作動状況を検出するソレノイド作動検出信号７２と、バッテリ電圧を検出するバッテリ電圧信号７３とがそれぞれＣＰＵ６２に送られるようになっており、これらの信号によって過給圧ソレノイド３７が正常であるか故障しているかを判定する過給圧ソレノイド故障判定部６２ｂをＣＰＵ６２は有している。これらの信号によって過給圧ソレノイド３７が故障していると判定されたときには、運転状況にかかわらず、燃焼形態Ａつまり均一燃焼に設定されるようになっている。
【００３７】
エンジンがアイドリング状態となっているか否かを検出するアイドリングスイッチ７４と、圧力センサ３８とからの信号がＣＰＵ６２に入力されるようになっており、これらの入力信号と、クランク角センサ９により検出されたエンジン回転数とに基づいて、圧力センサ３８が正常であるか故障しているかを判定する圧力センサ故障判定部６２ｃをＣＰＵ６２は有している。
【００３８】
図３は過給圧ソレノイド３７に作動信号を送る過給圧ソレノイド制御部７５の一例を示す回路図であり、過給圧ソレノイド３７をオンオフさせるトランジスタ７６のベース端子にはＣＰＵ６２からオンオフ信号が送られるようになっている。過給圧ソレノイド３７に接続されたコレクタ端子はＣＰＵ６２にも接続され、ＣＰＵ６２にはソレノイド作動検出信号７２が送られるようになっている。
【００３９】
したがって、トランジスタ７６に対して所定パルス幅のオン信号がＣＰＵ６２から出力されているときに、それに対応してソレノイド作動検出信号７２が出力されているか否かを検出することによって、過給圧ソレノイド３７が故障しているか否かを判定することができる。なお、符号７７はバッテリを示す。
【００４０】
図４は圧力センサ３８の圧力特性を示す線図であり、圧力センサ３８は圧力に応じた電圧を出力する。この圧力センサ３８は、図１に示すように、切換バルブ３９ａによって吸気通路に連通する状態と、大気に連通する状態とに切り換えられるようになっている。このように、圧力センサ３８によって大気圧を検出することにより圧力センサ３８が正常であるか故障しているかが判定される。
【００４１】
図５は運転状況に応じて燃焼形態を前述したいずれかの形態に設定するための燃焼形態設定の手順を示すメインフローチャートであり、ステップＳ１でエンジン回転数などの運転状況を示す信号を取り込み、ステップＳ２で過給圧ソレノイド３７が正常であるか故障しているかを判定し、ステップＳ３では圧力センサ３８が正常であるか故障しているか否かを判定し、これらの判定結果と運転状況の検出結果とに基づいて、ステップＳ４では燃焼形態Ａ〜Ｅのいずれかが設定される。
【００４２】
図６は図５に示したステップＳ２の過給圧ソレノイドの故障判定のサブルーチンを示すフローチャートであり、ステップＳ１０ではバッテリ７７の電圧が所定電圧値以上となっているか否かが判断される。所定電圧値としては、たとえば１１Ｖ程度に設定されている。バッテリ電圧を判断するのは、以降に述べる判定においてバッテリ電圧が降下していると、正確な故障の判定ないし診断を行うことができないからであり、バッテリ電圧が所定電圧値以下であれば故障判定を行わない。
【００４３】
ステップＳ１１ではＣＰＵ６２から過給圧ソレノイド３７にこれを作動させる信号が送られたか否かが判断され、ステップＳ１２ではソレノイド作動検出信号７２を検出して過給圧ソレノイド３７が正常であるか否かが判断される。正常であると判断されれば、ステップＳ１３で過給圧ソレノイド故障フラグをクリアし、故障であると判断されれば、ステップＳ１４で過給圧ソレノイド故障フラグをセットする。
【００４４】
過給圧ソレノイド制御部が図３に示す構造となっている場合には、ステップＳ１１ではトランジスタ７６のベース端子に信号が出力されたか否かを判断し、ステップＳ１２ではコレクタ端子がLOW レベルであるか、HIGHレベルであるかを判断する。つまり、過給圧ソレノイド３７が正常であれば、ＣＰＵ６２からベース端子に信号がオンされるとコレクタ端子はLOW レベルとなり、故障していれば、ベース端子に信号がオンされてもコレクタ端子はHIGHレベルとなるので、これを検出することにより、過給圧ソレノイド３７が正常であるか故障であるかを判定することができる。
【００４５】
そして、過給圧ソレノイド３７にパルスが供給されてないときには、ステップＳ１１でトランジスタ７６のベースに信号が出力されていないと判断されることになり、このときには、ステップＳ１５ではステップＳ１２と同様に、コレクタ端子がLOW レベルであるか、HIGHレベルであるかを判断する。つまり、過給圧ソレノイド３７が正常であれば、ＣＰＵ６２からベース端子に信号がオフされているときにはコレクタ端子はHIGHレベルとなり、故障していれば、ベース端子に信号がオフとなっていてもコレクタ端子はLOW レベルとなるので、これを検出することによって、過給圧ソレノイド３７が正常であるか故障であるかを判定することができる。
【００４６】
図７はステップＳ３の圧力センサの故障判定のサブルーチンを示すフローチャートである。圧力センサ３８は切換えソレノイド３９を作動させることによって所定の時間毎に大気圧を検出しており、大気圧は急激に大きく変動しないので、所定時間経過の前後で圧力センサ３８が設定圧力値以上の差を検出した場合には、圧力センサ３８が故障であると判定することができる。その設定圧力値は、２００mmHg程度に設定されている。
【００４７】
そこで、ステップＳ２０では最新の大気圧検出値 ALT_nと前回の大気圧検出値 ALT_n-1との差が設定圧力値よりも大きいか否かを判断する。圧力差が設定圧力値（２００mmHg）以下であれば、ステップＳ２１に進んで、切換えソレノイド３９がオンとなっているかオフとなっているかを判断する。切換えソレノイド３９がオンとなると、圧力センサ３８は大気圧を検出することになり、オフとなると、吸気通路内の吸入空気の絶対圧を検出することになる。
【００４８】
圧力センサ３８により検出し得る吸入空気の圧力は、図４に示すように、通常では、１００〜１９００mmHg程度の絶対圧となっていれば十分であり、それに対応したセンサ電圧は１〜4.５Ｖとなっている。したがって、この範囲を超えた電圧が圧力センサから出力された場合には圧力センサ３８が故障していると判断することができる。そこで、ステップＳ２２では所定の最小電圧値、たとえば、0.２Ｖ以下となっているか否かを判断し、ステップＳ２３では所定の最大電圧値、たとえば、4.９Ｖ以上となっているか否かを判断する。これらのステップＳ２３でセンサ出力電圧が所定の範囲内であると判断されれば、ステップＳ２４が実行される。
【００４９】
このステップＳ２４では、アイドリングスイッチ７４がオンとなっているか否かを判断し、このスイッチ７４がオンとなっているときには、ステップＳ２５ではエンジン回転数が最小のアイドリング回転数、たとえば、５００rpm 以上となっているか否かを判断する。エンジンがこの回転数以上となっている場合には、ステップＳ２６において、圧力センサ３８の出力電圧がアイドリング判定電圧であるか否かを判断する。たとえば、エンジンの回転数が５００rpm 程度であれば、吸入空気の負圧は−５００mmHg程度となるのが通常であり、大気圧が７６０mmHgであるときには、絶対圧は２６０mmHg程度になり、そのときの圧力センサ３８の出力電圧は、2.１Ｖ以下となる。そこで、ステップＳ２６では、アイドリング判定電圧を2.５Ｖと設定し、エンジンがアイドリング回転しているときのセンサ出力電圧が、2.５Ｖ以下であれば、圧力センサ３８は正常であると判断する。
【００５０】
このステップＳ２６で圧力センサ３８が正常であると判断された場合には、圧力センサ３８の出力特性も正常であり、しかも、切換ソレノイド３９の作動も正常であるので、ステップＳ２７では圧力センサ故障フラグをクリアする。ステップＳ２４でアイドリングスイッチ７４がオンしていないと判断されたとき、つまりエンジンがアイドリング回転となっていないとき、およびステップＳ２５でアイドリングの回転数が、最小のアイドリング回転数以下となっていると判断されたときには、圧力センサ３８の故障判定を行わない。
【００５１】
ステップＳ２２，２３で圧力センサ３８の出力電圧が所定の範囲外となっていると判断されたとき、およびステップＳ２６でアイドリング時の圧力センサの出力電圧がアイドリング判定電圧である2.５Ｖよりも高いときには、ステップＳ２８が実行されて、圧力センサ故障フラグがセットされる。
【００５２】
同様に、ステップＳ２０において、前回と最新の大気圧検出値の圧力差が設定圧力値以上となっていれば、圧力センサ３８の故障であるとして、ステップＳ２８が実行される。
【００５３】
ステップＳ２１で切換ソレノイドが大気圧であると判断された場合には、ステップＳ２２と同様に、ステップＳ２９において、圧力センサの出力電圧が所定の最小電圧値、たとえば、0.２Ｖ以下となっているか否かを判断し、この最小電圧値よりも小さい電圧が出力されたときには、圧力センサ３８が故障であると判断してステップＳ２８に進み、最小電圧値よりも大きい場合には、ステップＳ３０に進む。
【００５４】
このステップＳ３０ではセンサ出力電圧が大気圧上限電圧値よりも大きいか否かを判断する。大気圧上限電圧値としては、通常の大気圧値である７６０mmHgに対応した2.１Ｖの電圧よりも高い電圧値、つまり、大気圧以上の所定の圧力値に対応した電圧値が設定されており、それよりも低い電圧値であれば、圧力センサは正常であるとして、ステップＳ２７が実行され、それよりも高い電圧が出力されれば、圧力センサ３８は故障であると判断して、ステップＳ２８が実行される。
【００５５】
図８は図５に示したステップＳ４の燃焼形態の設定のサブルーチンを示すフローチャートであり、ステップＳ３１では過給圧ソレノイド故障フラグがセットされているか否かを判断し、ステップＳ３２ではセンサ故障フラグがセットされているか否かを判断する。過給圧ソレノイド３７、圧力センサ３８および切換えソレノイド３９のいずれも正常であれば、これらのステップでいずれもフラグのクリアが判断されて、ステップＳ３３において燃焼形態切換えモードが実行されて、前述した５つの燃焼形態のいずれかが、運転状況に応じて設定される。
【００５６】
一方、ステップＳ３１，３２で過給圧ソレノイド３７、圧力センサ３８および切換えソレノイド３９の少なくともいずれかに故障が発生したと判断されたならば、ステップＳ３４において故障時の燃焼形態が設定されて、ＥＧＲを作動させない状態での均一ストイキオ燃焼（燃焼形態Ａ）が設定される。この故障時の燃焼形態としては、成層燃焼でなければ、均一リッチに設定するようにしても良い。
【００５７】
このように、過給圧ソレノイド３７、圧力センサ３８および切替えソレノイド３９の少なくともいずれかが故障した場合には、均一燃焼に対応させて吸入空気量および燃料供給量を調整することにより、これらの故障時にも安定的に燃焼を行うことができる。なお、図６および図７の１ルーチンは５０ｍｓで実行され、図８の１ルーチンは１０ｍｓで実行されるようになっている。
【００５８】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。たとえば、過給機としては、図示する場合にはターボチャージャ３１を用いているが、スーパーチャージャを用いるようにしても良い。
【００５９】
【発明の効果】
本発明にあっては、過給圧を調整する過給圧ソレノイドと、吸気通路内の圧力を検出する圧力センサのいずれかの故障が発生した場合には、燃焼形態が均一燃焼に制御されるので、これらの故障が発生した場合でも燃焼を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である過給機付き内燃機関を示す概略図である。
【図２】エンジンの燃焼形態を制御する制御回路を示すブロック図である。
【図３】過給圧ソレノイド制御部を示す回路図である。
【図４】圧力センサの圧力特性を示す線図である。
【図５】エンジンの制御手順を示すメインフローチャートである。
【図６】過給圧ソレノイドの故障判定のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図７】圧力センサの故障判定のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図８】燃焼形態設定のサブルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
２５電子スロットル制御装置（ＥＴＣ装置）
２５ａスロットルバルブ
３１ターボチャージャ
３５ウエストゲートバルブ
３７過給圧ソレノイド
３８圧力センサ
３９切換えソレノイド
４１筒内インジェクタ
４２筒外インジェクタ
６７アクセル開度センサ
６２ａ燃焼形態設定部
６２ｂ過給圧ソレノイド故障判定部
６２ｃ圧力センサ故障判定部

Claims

燃焼室内に吸入される空気を過給する過給機を有する過給機付き内燃機関であって、
前記燃焼室に連通する吸気通路内の過給圧を調整する過給圧ソレノイドと、
前記過給圧ソレノイドの故障を判定する過給圧ソレノイド故障判定手段と、
前記燃焼室内に燃料を直接噴射する筒内インジェクタと、
前記吸気通路内に燃料を噴射する筒外インジェクタと、
運転状況に応じて前記燃焼室内での燃焼形態を決定し、スロットルバルブの開度および燃料噴射量を調整するとともに、前記過給圧ソレノイドの故障が発生したときには燃焼形態を均一燃焼に設定する燃焼決定手段とを有することを特徴とする過給機付き内燃機関。
燃焼室内に吸入される空気を過給する過給機を有する過給機付き内燃機関であって、
前記燃焼室に連通する吸気通路内の吸入空気の絶対圧および大気圧を検出する圧力センサと、
前記圧力センサの故障を判定する圧力センサ故障判定手段と、
前記燃焼室に燃料を直接噴射する筒内インジェクタと、
前記吸気通路内に燃料を噴射する筒外インジェクタと、
運転状況に応じて前記燃焼室内での燃焼形態を決定し、スロットルバルブの開度および燃料噴射量を調整するとともに、前記圧力センサの故障が発生したときには燃焼形態を均一燃焼に設定する燃焼決定手段とを有することを特徴とする過給機付き内燃機関。
燃焼室内に吸入される空気を過給する過給機を有する過給機付き内燃機関であって、
前記燃焼室に連通する吸気通路内の吸入空気の絶対圧および大気圧を検出する圧力センサと、
前記吸気通路内の過給圧を調整する過給圧ソレノイドと、
前記圧力センサの故障を判定する圧力センサ故障判定手段と、
前記過給圧ソレノイドの故障を判定する過給圧ソレノイド故障判定手段と、
前記燃焼室に燃料を直接噴射する筒内インジェクタと、
前記吸気通路内に燃料を噴射する筒外インジェクタと、
運転状況に応じて前記燃焼室内での燃焼形態を決定し、スロットルバルブの開度および燃料噴射量を調整するとともに、前記圧力センサと前記過給圧ソレノイドのいずれかの故障が発生したときには燃焼形態を均一燃焼に設定する燃焼決定手段とを有することを特徴とする過給機付き内燃機関。
前記過給圧ソレノイド故障判定手段は、前記過給圧ソレノイドを作動させる作動信号を検出して、該信号が正常か否かを判定することで、前記過給圧ソレノイドの故障判定を行うことを特徴とする請求項１または３記載の過給機付き内燃機関。
前記圧力センサ故障判定手段は、前記圧力センサで検出した最新の大気圧検出値と前回の大気圧検出値との差を所定値と比較することで、前記圧力センサの故障診断を行うことを特徴とする請求項２または３記載の過給機付き内燃機関。
前記圧力センサ故障判定手段は、前記圧力センサの出力電圧を所定値と比較することで、前記圧力センサの故障判定を行うことを特徴とする請求項２または３記載の過給機付き内燃機関。