JP4310641B2 - Failure determination device for exhaust pressure raising means - Google Patents
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Description
本発明は、排気圧上昇手段の故障判定装置に係り、詳しくは、排気中の有害成分の低減を図るべく排気圧を上昇させる排気圧上昇手段の故障判定技術に関する。 The present invention relates to a failure determination device for exhaust pressure increasing means, and more particularly to a failure determination technique for exhaust pressure increasing means for increasing exhaust pressure in order to reduce harmful components in exhaust gas.
排気中に含まれるＨＣ及びＣＯ等の未燃物並びにＮＯｘ等の有害成分を低減させる技術として、触媒による反応を利用した排気浄化技術が知られている。また、近年、触媒が活性化されるまでの間にＨＣ等の未燃物が大気中に放出されるのを防止することを目的として、排気流動を制御する技術が開発されている。
排気流動の制御としては、例えば内燃機関の排気通路に触媒の下流に位置して設けられた排気圧上昇手段によって排気圧を上昇させる手法が知られている。この排気圧上昇手段は、排気絞り弁と該排気絞り弁を作動させるアクチュエータ等から構成されており、排気絞り弁の開度を変化させて排気通路の流路面積を変化させることにより、排気絞り弁の上流側の排気圧の上昇を図ることが可能である。これにより、燃焼室から触媒に至る排気系において、上記ＨＣ等の未燃物と残存酸素との反応を促進させるようにして排気浄化性能の向上を図ることができ、また触媒の早期活性を実現させることが可能である。
As a technique for reducing unburned substances such as HC and CO and harmful components such as NOx contained in the exhaust, an exhaust purification technique using a reaction by a catalyst is known. In recent years, a technique for controlling exhaust flow has been developed for the purpose of preventing unburned substances such as HC from being released into the atmosphere before the catalyst is activated.
As a control of the exhaust flow, for example, a method is known in which the exhaust pressure is increased by an exhaust pressure increasing means provided in the exhaust passage of the internal combustion engine and positioned downstream of the catalyst. This exhaust pressure increasing means is composed of an exhaust throttle valve and an actuator for operating the exhaust throttle valve, etc., and by changing the opening area of the exhaust throttle valve to change the flow passage area of the exhaust passage, It is possible to increase the exhaust pressure upstream of the valve. As a result, in the exhaust system from the combustion chamber to the catalyst, the exhaust purification performance can be improved by promoting the reaction between the unburned matter such as HC and the residual oxygen, and the early activation of the catalyst is realized. It is possible to make it.
このように、排気圧上昇手段は、排気中のＨＣ等の未燃物の排出抑制及び触媒の早期活性を実現するために重要なものであり、当該排気圧上昇手段の故障に対しては迅速かつ的確に対応する必要がある。
排気圧上昇手段の故障を判定する手法としては、排気通路に排気圧センサを配設し、当該排気圧センサで検出された排気圧が所定範囲内であるか否かによって故障を判定する方法が考えられ、例えば排気通路から分岐されたポート（冷却管）の先端部分に排気圧センサを配設した構成が公知である（特許文献１等参照）。
As a method for determining a failure of the exhaust pressure increasing means, an exhaust pressure sensor is provided in the exhaust passage, and a failure is determined based on whether or not the exhaust pressure detected by the exhaust pressure sensor is within a predetermined range. For example, a configuration in which an exhaust pressure sensor is disposed at the tip of a port (cooling pipe) branched from an exhaust passage is known (see
ところで、上記排気圧センサは、高温の排ガスの圧力を検出することから耐熱性が要求される。また、排ガス中の凝縮水による耐腐食性も要求される。特に、硫黄（Ｓ）濃度の高い燃料が使用される内燃機関においては、凝縮水の酸性度が強く、排気圧センサが腐食し易いという問題がある。
このようなことから、排ガスの吸気系への吹き返しが排気圧に応じて増減することを利用し、吸気系に取り付けた圧力センサで当該吹き返し圧力を検出することが考えられており、これにより安価にして凝縮水等による腐食の問題もなく排気圧を検出可能である。
By the way, the exhaust pressure sensor is required to have heat resistance because it detects the pressure of high-temperature exhaust gas. Moreover, the corrosion resistance by the condensed water in waste gas is also requested | required. In particular, in an internal combustion engine using a fuel having a high sulfur (S) concentration, there is a problem that the acidity of condensed water is strong and the exhaust pressure sensor is easily corroded.
For this reason, it is considered to detect the blowback pressure with a pressure sensor attached to the intake system by utilizing the fact that the exhaust gas blowback to the intake system increases or decreases according to the exhaust pressure. Thus, the exhaust pressure can be detected without the problem of corrosion due to condensed water or the like.
しかしながら、上記吹き返し圧力は、吸気系に生じる吸気脈動の影響を受けるため、内燃機関の機関速度変化、ＥＧＲ（排気再循環）等による吸気管内温度の変化等により、同一排気圧であっても圧力値が変動し、画一的に排気圧を検出することが困難になるという問題がある。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、吸気系への吹き返し圧力を用いて吸気脈動の影響を抑制しつつ排気圧を検出でき、精度よく排気圧上昇手段の故障判定を実現可能な排気圧上昇手段の故障判定装置を提供することにある。
However, since the blowback pressure is affected by intake air pulsation that occurs in the intake system, the pressure of the internal combustion engine changes due to changes in the engine speed, changes in the intake pipe temperature due to EGR (exhaust gas recirculation), etc. There is a problem that the value fluctuates and it becomes difficult to detect the exhaust pressure uniformly.
The present invention has been made to solve such problems, and the object of the present invention is to detect exhaust pressure while suppressing the influence of intake pulsation by using the blowback pressure to the intake system, and accurately. An object of the present invention is to provide a failure determination device for exhaust pressure raising means that can realize failure judgment for exhaust pressure raising means.
上記した目的を達成するために、請求項１の排気圧上昇手段の故障判定装置では、内燃機関の気筒に連通する吸気通路及び排気通路と、該排気通路の排気系圧力を上昇させる排気圧上昇手段と、前記吸気通路に設けられ、吸気系圧力を検出する吸気系圧力検出手段と、該吸気系圧力検出手段の検出情報に基づき、前記吸気通路の吹き返し吸気脈動波圧またはその相関値を検出する吸気脈動波圧検出手段と、前記吸気脈動波圧検出手段により検出される前記排気圧上昇手段の作動前後の吹き返し吸気脈動波圧またはその相関値を比較し、比較値が所定値より小さいか否かに基づいて前記排気圧上昇手段の故障を判定する故障判定手段とを備え、前記吹き返し吸気脈動波圧は、吸気弁開時期から所定期間において前記吸気系圧力検出手段により検出される吸気系圧力の最大値及び最小値の少なくとも一方であって、前記吹き返し吸気脈動波圧の相関値は、これら最大値及び最小値の少なくとも一方を含む指標であることを特徴とする。
In order to achieve the above object, in the failure determination device for exhaust pressure increasing means according to
即ち、吸気系圧力検出手段により検出される吸気系圧力に基づき吸気脈動波圧検出手段により検出される排気圧上昇手段の作動前後の吹き返し吸気脈動波圧またはその相関値の比較値が所定値より小さいか否かに基づいて排気圧上昇手段の故障が故障判定手段によって判定されるため、他の排気圧変動となる要因の影響を最少に抑えて排気圧上昇手段による排気圧変動により当該排気圧上昇手段の故障が判定される。
この際、吸気弁開時期から所定期間における吹き返し吸気脈動波圧を代表する吸気系圧力の最大値及び最小値の少なくとも一方が吹き返し吸気脈動波圧とされ、或いはこれら最大値及び最小値の少なくとも一方を含む指標が吹き返し吸気脈動波圧の相関値とされる。これにより、吸気弁開時期から所定期間における吸気系圧力の最大値や最小値の他、例えばこれら最大値と最小値との差、最大値と最小値との比、最大値と平均値との差、平均値と最小値との差、最大値と平均値との比、平均値と最小値との比等に基づき、容易にして精度よく排気圧上昇手段の故障が判定される。
That is, the comparison value of the blow back intake pulsation wave pressure before and after the operation of the exhaust pressure increasing means detected by the intake pulsation wave pressure detection means based on the intake system pressure detected by the intake system pressure detection means or the correlation value thereof is more than a predetermined value. Since failure of the exhaust pressure increasing means is determined by the failure determining means based on whether it is small or not, the influence of other exhaust pressure fluctuation factors is minimized and the exhaust pressure fluctuation by the exhaust pressure increasing means A failure of the raising means is determined.
At this time, at least one of the maximum value and the minimum value of the intake system pressure representing the blowback intake pulsation wave pressure in a predetermined period from the intake valve opening timing is set as the blowback intake pulsation wave pressure, or at least one of these maximum value and minimum value The index including the air pressure is used as the correlation value of the backflow intake pulsation wave pressure. As a result, in addition to the maximum and minimum values of the intake system pressure during a predetermined period from the intake valve opening timing, for example, the difference between these maximum and minimum values, the ratio between the maximum and minimum values, the maximum and average values Based on the difference, the difference between the average value and the minimum value, the ratio between the maximum value and the average value, the ratio between the average value and the minimum value, etc., the failure of the exhaust pressure raising means is determined easily and accurately.
また、請求項２の排気圧上昇手段の故障判定装置では、前記故障判定手段は、内燃機関の運転条件を判定する運転条件判定手段を有し、該運転条件判定手段により内燃機関の運転条件が略同一の範囲内にあると判定されている間の前記排気圧上昇手段の作動前後の吹き返し吸気脈動波圧またはその相関値に基づいて前記排気圧上昇手段の故障を判定することを特徴とする。
Further, in the failure determination device for the exhaust pressure increase means according to
即ち、吸気系圧力検出手段により検出される吸気系圧力に基づき吸気脈動波圧検出手段により検出される排気圧上昇手段の作動前後の吹き返し吸気脈動波圧またはその相関値に基づいて排気圧上昇手段の故障が故障判定手段によって判定されるが、この際、吹き返し吸気脈動波圧またはその相関値の検出は運転条件判定手段により内燃機関の運転条件が略同一の範囲内にあると判定されている間に限定されるため、排気圧上昇手段の作動前後の吹き返し吸気脈動波圧またはその相関値は共に同一の吸気脈動の影響下での値となり、吸気脈動の影響を抑制した吹き返し吸気脈動波圧またはその相関値に基づいて確実に排気圧上昇手段の故障が判定される。 That is, the exhaust pressure increasing means based on the blow back intake pulsation wave pressure before or after the operation of the exhaust pressure increasing means detected by the intake pulsation wave pressure detecting means based on the intake system pressure detected by the intake system pressure detecting means or the correlation value thereof In this case, the detection of the blow-back intake pulsation wave pressure or its correlation value is determined by the operating condition determining means that the operating condition of the internal combustion engine is within the substantially same range. Therefore, the blowback intake pulsation wave pressure before and after the operation of the exhaust pressure raising means or the correlation value thereof is a value under the influence of the same intake pulsation, and the blowback intake pulsation wave pressure suppressing the influence of the intake pulsation Alternatively, the failure of the exhaust pressure increasing means is reliably determined based on the correlation value.
また、請求項３の排気圧上昇手段の故障判定装置では、請求項１または２において、前記吸気脈動波圧検出手段は、前記吸気系圧力検出手段により検出される吸気系圧力の最大値をピークホールドし或いは最小値をボトムホールドすることにより前記吹き返し吸気脈動波圧またはその相関値を検出することを特徴とする。
即ち、吸気脈動波は高周波であるため、一般の数百Ｈｚ程度の低いサンプリング周波数では吸気系圧力の最大値及び最小値を正確に検出することが困難であるところ、これら吸気系圧力の最大値及び最小値をピークホールド或いはボトムホールドすることにより、アナログ情報をデジタル情報として取り込むことが可能となり、サンプリング周波数が低い場合であっても、吸気系圧力の最大値及び最小値が正確に検出され、吹き返し吸気脈動波圧またはその相関値が正確に検出される。
Furthermore, a failure determination device for the exhaust pressure increasing device according to
In other words, since the intake pulsation wave is a high frequency, it is difficult to accurately detect the maximum and minimum values of the intake system pressure at a general sampling frequency of about several hundred Hz. And by holding the peak or bottom of the minimum value, it becomes possible to capture analog information as digital information, and even when the sampling frequency is low, the maximum and minimum values of the intake system pressure are accurately detected, The blow-back intake pulsation wave pressure or its correlation value is accurately detected.
請求項１の排気圧上昇手段の故障判定装置によれば、排気圧上昇手段の作動前後の吹き返し吸気脈動波圧またはその相関値の比較値が所定値より小さいか否かに基づいて排気圧上昇手段の故障を判定するので、他の要因による排気圧変動の影響を極力抑制した吹き返し吸気脈動波圧またはその相関値に基づき、安価にして良好に排気圧上昇手段の故障を判定することができる。
そして、この際、吸気弁開時期から所定期間における吹き返し吸気脈動波圧を代表する吸気系圧力の最大値及び最小値の少なくとも一方を吹き返し吸気脈動波圧とし、或いはこれら最大値及び最小値の少なくとも一方を含む指標を吹き返し吸気脈動波圧の相関値とするので、吸気弁開時期から所定期間における吸気系圧力の最大値や最小値の他、例えばこれら最大値と最小値との差、最大値と最小値との比、最大値と平均値との差、平均値と最小値との差、最大値と平均値との比、平均値と最小値との比等に基づき、容易にして精度よく排気圧上昇手段の故障を判定することができる。
請求項２の排気圧上昇手段の故障判定装置によれば、運転条件判定手段により内燃機関の運転条件が略同一の範囲内にあると判定されている間に検出される排気圧上昇手段の作動前後の吹き返し吸気脈動波圧またはその相関値に基づいて排気圧上昇手段の故障を判定するので、排気圧上昇手段の作動前後の吹き返し吸気脈動波圧またはその相関値を共に同一の吸気脈動の影響下での値にするようにでき、吸気脈動の影響を抑制した吹き返し吸気脈動波圧またはその相関値に基づき、安価にして確実に排気圧上昇手段の故障を判定することができる。
According to the failure determination apparatus for exhaust pressure increasing means according to
At this time, at least one of the maximum value and the minimum value of the intake system pressure representing the blow-back intake pulsation wave pressure in the predetermined period from the intake valve opening timing is set as the blow-back intake pulsation wave pressure, or at least these maximum and minimum values Since the index including one is used as the correlation value of the blow back intake pulsation wave pressure, in addition to the maximum and minimum values of the intake system pressure in the predetermined period from the intake valve opening timing, for example, the difference between these maximum and minimum values, the maximum value Easily and accurately based on the ratio between the minimum value, the difference between the maximum value and the average value, the difference between the average value and the minimum value, the ratio between the maximum value and the average value, the ratio between the average value and the minimum value, etc. A failure of the exhaust pressure raising means can be determined well.
According to the failure determination device for the exhaust pressure increasing means of
請求項３の排気圧上昇手段の故障判定装置によれば、吸気系圧力の最大値及び最小値をピークホールド或いはボトムホールドするので、アナログ情報をデジタル情報として取り込むことができ、サンプリング周波数が低い場合であっても、吸気系圧力の最大値及び最小値を正確に検出することができ、吹き返し吸気脈動波圧またはその相関値を正確に検出することができる。
According to the failure determination device for the exhaust pressure increasing device according to
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
図１を参照すると、車両に搭載された本発明に係る排気圧上昇手段の故障判定装置を含むシステムの概略構成図が示されており、以下同図に基づき本発明に係る排気圧上昇手段の故障判定装置の構成を説明する。
内燃機関（以下、エンジン）１としては、例えば、吸気ポート９を介した燃料噴射が実施可能なマルチポイントインジェクションエンジン（ＭＰＩ型エンジン）が採用される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Referring to FIG. 1, there is shown a schematic configuration diagram of a system including a failure determination device for exhaust pressure increasing means according to the present invention mounted on a vehicle. Hereinafter, the exhaust pressure increasing means according to the present invention will be described with reference to FIG. The configuration of the failure determination device will be described.
As the internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) 1, for example, a multipoint injection engine (MPI engine) capable of performing fuel injection via the intake port 9 is employed.
同図に示すように、エンジン１のシリンダヘッド２には、各気筒毎に略水平方向に吸気ポート９が形成されており、各吸気ポート９の燃焼室５側には、各吸気ポート９と燃焼室５との連通と遮断とを行う吸気弁１１がそれぞれ設けられている。吸気弁１１は、エンジン回転に応じて回転するカムシャフト１２のカム１２ａに倣って吸気口９ａを開閉作動する。各吸気ポート９には、各気筒毎に燃料噴射を行う電磁式のインジェクタ６が取り付けられており、インジェクタ６には、燃料パイプ７を介して燃料タンクを擁した燃料供給装置（図示せず）が接続されている。
As shown in the figure, the
また、各吸気ポート９には吸気マニホールド１０の一端がそれぞれ接続されている。吸気マニホールド１０には吸気系圧力を検出する吸気管圧力センサ（吸気系圧力検出手段）３が設けられている。
また、吸気管圧力センサ３の上流部分には、吸入空気量を調節する電磁式のスロットル弁１７が設けられ、スロットル弁１７よりも上流部分には、吸入空気量Ｑaを検出するためにカルマン渦式のエアフローセンサ１９が設けられている。
Each intake port 9 is connected to one end of an
An upstream portion of the intake
シリンダヘッド２には、各気筒毎に点火プラグ４が取り付けられており、点火プラグ４は高電圧を出力する点火コイル８に接続されている。
また、シリンダヘッド２には、各気筒毎に略水平方向に排気ポート１３が形成されており、各排気ポート１３の燃焼室５側には、各排気ポート１３と燃焼室５との連通と遮断とを行う排気弁１５がそれぞれ設けられている。
A spark plug 4 is attached to the
Further, the
そして、各排気ポート１３には排気マニホールド１４の一端がそれぞれ接続されている。排気マニホールド１４の他端には排気管（排気通路）２０が接続されており、排気管２０には、ストイキオ近傍においてＨＣ、ＣＯ、ＮＯxを高効率で浄化可能な三元触媒２３が介装されている。
さらに、三元触媒２３の下流部分には、排気管２０の流路面積を調節可能な排気圧上昇装置（排気圧上昇手段）が設けられている。この排気圧上昇装置は、例えば密閉型開閉弁４０と該密閉型開閉弁４０を作動させるアクチュエータ（図示しない）等からなり、排気系圧力を上昇させるべく排気管２０の流路面積を変化させ、ＨＣ、ＣＯ等の未燃物の他、ＮＯx等を含む排ガス物質の低減を促進させることを目的とする装置から構成されている。また、密閉型開閉弁４０としては種々の方式が考えられるが、本実施形態では一例としてバタフライ弁が採用されている。該バタフライ弁は、排気管２０を貫通する軸回りに円盤を回転させ、排気管２０の流路面積を調節するように構成されている。なお、密閉型開閉弁４０を迂回するバイパス通路を設け、バタフライ弁とともに当該バイパス通路に圧力調整弁を設けるようにしてもよい。
One end of an
Further, an exhaust pressure increasing device (exhaust pressure increasing means) capable of adjusting the flow passage area of the
また、シリンダヘッド２には、カム１２ａやカム１６ａを進角或いは遅角操作することで吸気弁１１や排気弁１５の開閉時期を油圧調整によって可変させる可変動弁機構３０が設けられている。この可変動弁機構３０としては、例えばカムシャフト１２、１６を揺動させる振り子式可変バルブタイミング機構が適用される。なお、振り子式可変バルブタイミング機構は公知であり、ここではその構成の詳細については説明を省略する。
Further, the
電子コントロールユニット（ＥＣＵ）５０は、入出力装置、記憶装置（ＲＡＭ、ＲＯＭ）、中央処理装置（ＣＰＵ）等を備えており、当該ＥＣＵ５０により、エンジン１の他、故障判定装置の総合的な制御が行われる。
ＥＣＵ５０の入力側には、上記吸気管圧力センサ３、エアフローセンサ１９等の他、エンジン１の冷却水温度を検出する水温センサ１８やクランク角を検出するクランク角センサ２２等の各種センサ類が接続されており、これらセンサ類からの検出情報が入力される。なお、クランク角センサ２２からの情報に基づきエンジン回転速度Ｎeが検出される。
The electronic control unit (ECU) 50 includes an input / output device, a storage device (RAM, ROM), a central processing unit (CPU), and the like. The
In addition to the intake
一方、ＥＣＵ５０の出力側には、上記インジェクタ６、点火コイル８、スロットル弁１７、可変動弁機構３０、故障警告灯２４、密閉型開閉弁４０のアクチュエータ等の各種出力デバイスが接続されており、インジェクタ６、点火コイル８、スロットル弁１７には、上記各種センサ類からの検出情報に応じて燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期、スロットル開度の各信号がそれぞれ出力される。これにより、インジェクタ６からは適正量の燃料が適正時期で噴射され、点火プラグ４により適正時期で火花点火が実施され、さらに、スロットル開度が適正な開度に制御され、密閉型開閉弁４０が適宜制御され、可変動弁機構３０に対して適正なバルブタイミング指令が行われる。また、故障警告灯２４を点灯或いは点滅させて排気圧上昇装置の故障を運転者に知らせる。
On the other hand, on the output side of the
特に、本発明の排気圧上昇手段の故障判定装置では、ＥＣＵ５０には、吸気管圧力センサ３による吸気系圧力情報に基づいて排気圧上昇装置を故障判定する故障判定部５１が設けられている。故障判定部５１では、吸気系への吹き返し吸気脈動波圧を吸気系圧力情報として検出し、これを排気系圧力と擬制して排気圧上昇装置を故障判定するようにしている（故障判定手段）。
In particular, in the failure determination device for exhaust pressure increase means of the present invention, the
以下、このように構成された本発明に係る故障判定装置の故障判定制御内容について説明する。
図２乃至図５を参照すると、ＥＣＵ５０の実行する本発明に係る故障判定制御の制御ルーチンがフローチャートで示されており、以下、これらのフローチャートに沿い説明する。具体的には、図２はエンジン１の運転条件を判定するルーチンであり、図３は吹き返し吸気脈動波圧情報を検出するルーチンであり、図４は排気圧上昇装置を作動制御するルーチンであり、図５は故障判定部５１において最終的に排気圧上昇装置の故障を判定するルーチンである。
Hereinafter, the failure determination control contents of the failure determination apparatus according to the present invention configured as described above will be described.
Referring to FIGS. 2 to 5, the control routine of the failure determination control according to the present invention executed by the
先ず、エンジン１の運転条件の判定を行うべく、図２のステップＳ１０では、エンジン回転速度Ｎeの変化量の絶対値が所定値ΔＮ1より小であり、且つ、エンジン回転速度Ｎeが所定値Ｎe1より大きく所定値Ｎe2より小さく、且つ、吸入空気量Ｑaの変化量の絶対値が所定値ΔＱ1より小さく、且つ、吸入空気量Ｑaが所定値Ｑa1より大きく所定値Ｑa2より小さいか否かを判別する（運転条件判定手段）。
First, in order to determine the operating condition of the
即ち、当該故障判定制御では吸気系への吹き返し吸気脈動波圧を吸気系圧力情報として用いるのであるが、ここでは、エンジン１の運転条件が略同一の範囲内にあり、即ちエンジン１が同一条件下で比較的安定した状態にあり、吸気系に発生する吹き返し吸気脈動が略一定の状態にあるか否かを判別する。判別結果が偽（Ｎｏ）の場合には、ステップＳ１４において異条件と判定し、真（Ｙｅｓ）の場合にはステップＳ１２において同一条件と判定する。
That is, in the failure determination control, the blow back intake pulsation wave pressure to the intake system is used as the intake system pressure information. Here, the operating conditions of the
なお、このルーチンを実行することにより確実な故障判定が行えるが、排気圧上昇装置の作動前後において排気圧上昇装置以外の排気圧変動の要因がないものとみなし、このルーチンを省くことも可能である。
このようにエンジン１の運転条件の判定が実施されると、図３のステップＳ２０においてエンジン１の運転条件の判別を行い、当該判別により異条件と判定された場合はそのまま当該ルーチンを抜ける。一方、当該判別により同一条件と判定された場合には、ステップＳ２２に進む。
Although it is possible to make a reliable failure determination by executing this routine, it is possible to omit this routine because it is assumed that there is no cause for exhaust pressure fluctuations other than the exhaust pressure increasing device before and after the operation of the exhaust pressure increasing device. is there.
When the determination of the operating condition of the
ステップＳ２２では、排気圧上昇装置が作動しているか否かを判別する。故障判定を実施する前は排気圧上昇装置については作動させておらず、最初の判別結果は偽（Ｎｏ）であって非作動と判定され、ステップＳ２６に進む。
ステップＳ２６では、排気圧上昇装置が非作動状態であるときの吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0を吸気管圧力センサ３からの吸気圧情報に基づき検出する（吸気脈動波圧検出手段）。
In step S22, it is determined whether or not the exhaust pressure increasing device is operating. Before performing the failure determination, the exhaust pressure increasing device is not operated, the first determination result is false (No), it is determined to be inactive, and the process proceeds to step S26.
In step S26, the blow-back intake pulsation wave pressure information dP0 when the exhaust pressure increasing device is in an inoperative state is detected based on the intake pressure information from the intake pipe pressure sensor 3 (intake pulsation wave pressure detection means).
具体的には、図６に吸気圧の時間変化を示すように、吸気管圧力センサ３からの吸気圧はエンジン１の回転に応じて周期的に変動しており、ここでは、吸気脈動が生じるエンジン１が吸気行程にある期間のうち、吸気弁１１が開弁を開始してから所定期間における吸気圧の最大値と最小値とを検出し、或いは吸気圧の最大値及び最小値のいずれか一方を検出し、これら最大値と最小値或いは最大値または最小値に基づいて吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0を検出する。なお、吸気圧の最大値や最小値の検出値については、瞬時値であっても所定期間の平均値であってもよく、排気圧上昇装置が非作動状態になった直後である場合には、吸気圧が不安定であるため、所定期間に亘り吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0を検出しないようにしてもよい。
Specifically, as shown in FIG. 6, the intake pressure from the intake
詳しくは、吸気脈動波は高周波であり、一般の数百Ｈｚ程度の低いサンプリング周波数では吸気圧の最大値や最小値を正確に検出することが困難であることから、ここでは、これら吸気圧の最大値、最小値については、図６に示すようにピークホールド、ボトムホールドするようにし、即ちアナログ情報をデジタル情報として取り込むようにし、ピークホールド値、ボトムホールド値に基づいて吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0を検出する。 Specifically, the intake pulsation wave is a high frequency, and it is difficult to accurately detect the maximum and minimum values of the intake pressure at a low sampling frequency of about several hundred Hz. As for the maximum value and the minimum value, peak hold and bottom hold are performed as shown in FIG. 6, that is, analog information is taken in as digital information, and the blow back intake pulsation wave pressure information is based on the peak hold value and bottom hold value. Detect dP0.
吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0については、吸気圧の最大値や最小値の検出値そのものを検出するようにしてもよいし、吸気脈動波圧の相関値として吸気圧の最大値と最小値との差、最大値と最小値との比を検出するようにしてもよく、また、吸気圧の平均値を求めておき、最大値と平均値との差、平均値と最小値との差、最大値と平均値との比、平均値と最小値との比等の指標を検出するようにしてもよい。 As for the blow-back intake pulsation wave pressure information dP0, the detection value itself of the maximum value or the minimum value of the intake pressure may be detected, or the correlation between the intake pulsation wave pressure and the maximum value and the minimum value of the intake pressure. It is also possible to detect the difference, the ratio between the maximum value and the minimum value, and obtain the average value of the intake pressure, the difference between the maximum value and the average value, the difference between the average value and the minimum value, the maximum An index such as a ratio between the value and the average value and a ratio between the average value and the minimum value may be detected.
このように吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0が検出されたら、図４のステップＳ３０では、排気圧を上昇させる条件が成立したか否かを判別し、判別結果が真（Ｙｅｓ）で排気圧を上昇させる条件が成立したと判定された場合には、ステップＳ３２に進む。なお、排気圧を上昇させる条件が成立したか否かは例えば排気浄化システムに応じて適宜設定される。 When the blow back intake pulsation wave pressure information dP0 is detected in this way, in step S30 in FIG. 4, it is determined whether or not a condition for increasing the exhaust pressure is satisfied, and the exhaust pressure is increased when the determination result is true (Yes). If it is determined that the condition to be satisfied is established, the process proceeds to step S32. Note that whether or not the condition for increasing the exhaust pressure is satisfied is appropriately set according to, for example, the exhaust purification system.
ステップＳ３２では、吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0の検出が完了しているか否かを判別する。ここでは、上記ステップＳ２６において排気圧上昇装置が非作動状態であるときの吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0については検出しているので、判別結果は真（Ｙｅｓ）となり、ステップＳ３４に進み、排気圧上昇装置を作動させる。
このように排気圧上昇装置を作動させると、上記ステップＳ２２の判別結果は真（Ｙｅｓ）となり、ステップＳ２４に進む。
In step S32, it is determined whether or not the detection of the blow-back intake pulsation wave pressure information dP0 has been completed. Here, since the blow-back intake air pulsation wave pressure information dP0 when the exhaust pressure increasing device is in the non-operating state is detected in step S26, the determination result is true (Yes), and the process proceeds to step S34. Activate the lifting device.
When the exhaust pressure increasing device is operated in this way, the determination result in step S22 is true (Yes), and the process proceeds to step S24.
ステップＳ２４では、排気圧上昇装置が作動状態であるときの吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ1を吸気管圧力センサ３からの吸気圧情報に基づき、上記吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0の場合と同様に検出する（吸気脈動波圧検出手段）。なお、上記同様、排気圧上昇装置が作動状態になった直後である場合には、吸気圧が不安定であるため、所定期間に亘り吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ1を検出しないようにしてもよい。
In step S24, the blowback intake pulsation wave pressure information dP1 when the exhaust pressure increasing device is in operation is detected based on the intake pressure information from the intake
このように吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ1が検出されたら、図４のステップＳ３０において、改めて排気圧を上昇させる条件が成立したか否かを判別し、判別結果が偽（Ｎｏ）で排気圧を上昇させる条件が成立しなくなったと判定された場合には、ステップＳ３６に進む。
ステップＳ３６では、吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ1の検出が完了しているか否かを判別する。ここでは、上記ステップＳ２４において排気圧上昇装置が作動状態であるときの吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ1については検出しているので、判別結果は真（Ｙｅｓ）となり、ステップＳ３８に進み、排気圧上昇装置を非作動とする。
When the blow-back intake pulsation wave pressure information dP1 is detected in this way, in step S30 in FIG. 4, it is determined whether or not the condition for increasing the exhaust pressure is satisfied, and the determination result is false (No). If it is determined that the condition for increasing is no longer satisfied, the process proceeds to step S36.
In step S36, it is determined whether or not the detection of the blow-back intake pulsation wave pressure information dP1 has been completed. Here, since the blow-back intake air pulsation wave pressure information dP1 when the exhaust pressure increasing device is in operation is detected in step S24, the determination result is true (Yes), and the process proceeds to step S38, where the exhaust pressure increases. Deactivate the device.
このように、排気圧上昇装置が非作動状態にあるときの吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0と排気圧上昇装置が作動状態にあるときの吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ1とがそれぞれ検出されると、図５のステップＳ４０における吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0と吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ1との検出完了判別において、判別結果が真（Ｙｅｓ）となり、ステップＳ４２に進む。 Thus, when the blow-back intake air pulsation wave pressure information dP0 when the exhaust pressure raising device is in the non-operating state and the blow-back intake air pulsation wave pressure information dP1 when the exhaust pressure raising device is in the active state are detected, respectively. In the detection completion determination of the blowback intake pulsation wave pressure information dP0 and the blowback intake pulsation wave pressure information dP1 in step S40 of FIG. 5, the determination result is true (Yes), and the process proceeds to step S42.
ステップＳ４２では、吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0と吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ1との差の絶対値が所定値以上（｜ｄＰ1−ｄＰ0｜≧所定値）であるか否かを判別する。即ち、排気圧上昇装置が非作動状態にあるときと排気圧上昇装置が作動状態にあるときとで吸気脈動波圧に差異が生じているか否かを判別する。
なお、ここでは吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0と吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ1との差に基づき判別を行っているが、吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0と吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ1との比に基づき判別を行うようにしてもよく、これら差と比の組み合わせ等に基づいて判別してもよく、また、排気圧上昇装置の作動前後の吸気管圧力センサ３からの吸気圧情報に基づけば如何なる態様の判別を行ってもよい。
In step S42, it is determined whether or not the absolute value of the difference between the blowback intake pulsation wave pressure information dP0 and the blowback intake pulsation wave pressure information dP1 is equal to or greater than a predetermined value (| dP1−dP0 | ≧ predetermined value). That is, it is determined whether or not there is a difference in the intake pulsation wave pressure between when the exhaust pressure increasing device is in an inoperative state and when the exhaust pressure increasing device is in an operating state.
Here, the determination is made based on the difference between the blow-back intake air pulsation wave pressure information dP0 and the blow-back intake air pulsation wave pressure information dP1, but the ratio between the blow-back intake air pulsation wave pressure information dP0 and the blow-back intake air pulsation wave pressure information dP1 The determination may be performed based on a combination of these differences and ratios, and any determination may be made based on the intake pressure information from the intake
ステップＳ４２の判別結果が真（Ｙｅｓ）で、吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0と吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ1との差の絶対値が所定値以上であり、排気圧上昇装置の作動前後で吸気脈動波圧に十分差異が生じてると判定された場合には、排気圧上昇装置は故障なく正常に機能していると判断でき、この場合にはステップＳ４６に進み、故障していないと判定し、故障警告灯２４を消灯状態とする。
The determination result of step S42 is true (Yes), the absolute value of the difference between the blow-back intake air pulsation wave pressure information dP0 and the blow-back intake air pulsation wave pressure information dP1 is not less than a predetermined value, and the intake air pulsation before and after the operation of the exhaust pressure raising device is performed. If it is determined that there is a sufficient difference in the wave pressure, it can be determined that the exhaust pressure increasing device is functioning normally without a failure. In this case, the process proceeds to step S46, where it is determined that there is no failure, The
一方、ステップＳ４２の判別結果が偽（Ｎｏ）で、吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0と吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ1との差が所定値未満であり、排気圧上昇装置の作動前後で吸気脈動波圧に差異が殆ど生じていないと判定された場合には、排気圧上昇装置は何らかの要因によって正常に機能していない、即ち故障していると判断でき、この場合にはステップＳ４４に進み、故障と判定し、故障警告灯２４を点灯或いは点滅する。
On the other hand, the determination result in step S42 is false (No), the difference between the blow-back intake air pulsation wave pressure information dP0 and the blow-back intake air pulsation wave pressure information dP1 is less than a predetermined value, and the intake pulsation wave before and after the operation of the exhaust pressure raising device is performed. If it is determined that there is almost no difference in pressure, it can be determined that the exhaust pressure increasing device is not functioning normally due to some factor, that is, it has failed. In this case, the process proceeds to step S44, where the failure occurs. And the
そして、ステップＳ４４、Ｓ４６において故障判定を終了したらステップＳ４８に進み、吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0と吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ1とをリセットし、次回の故障判定に備える。
このように、本発明の排気圧上昇手段の故障判定装置では、エンジン１の運転条件が略同一の範囲内にあり、吸気系に発生する吹き返し吸気脈動が略一定の状態にあるときに限定して排気圧上昇装置の作動前後の吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0、ｄＰ1を検出し、これら吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0、ｄＰ1に基づいて排気圧上昇装置の故障を判定するようにしている。
When the failure determination is completed in steps S44 and S46, the process proceeds to step S48, where the blow-back intake pulsation wave pressure information dP0 and the blow-back intake pulsation wave pressure information dP1 are reset to prepare for the next failure determination.
As described above, the failure determination device for exhaust pressure increasing means according to the present invention is limited to the case where the operating condition of the
従って、排気圧上昇装置の作動前後の吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0、ｄＰ1を共に同一の吸気脈動の影響下での値にすることができ、吸気脈動の影響を抑制した吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0、ｄＰ1に基づいて、安価な構成にして確実に排気圧上昇装置の故障、例えばバタフライ弁の固着等を判定することができる。
また、この際、吸気弁１１が開弁を開始してから所定期間における吸気圧の最大値及び最小値の少なくとも一方を検出し、吸気圧の最大値や最小値の検出値そのもの、或いは、吸気圧の最大値と最小値との差、最大値と最小値との比、最大値と平均値との差、平均値と最小値との差、最大値と平均値との比、平均値と最小値との比等の指標からなる吸気脈動波圧の相関値を吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0、ｄＰ1として検出するようにしているので、吹き返し吸気脈動波圧を代表する吸気圧の最大値や最小値に基づいて吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0、ｄＰ1を検出でき、容易にして精度よく排気圧上昇装置の故障を判定することができる。
Therefore, the blow-back intake air pulsation wave pressure information dP0 and dP1 before and after the operation of the exhaust gas pressure increasing device can be both set to values under the influence of the same intake air pulsation, and the blow-back intake air pulsation wave pressure information in which the influence of the intake air pulsation is suppressed. Based on dP0 and dP1, it is possible to reliably determine the failure of the exhaust gas pressure raising device, for example, the butterfly valve sticking, etc., with an inexpensive configuration.
At this time, at least one of the maximum value and the minimum value of the intake pressure in a predetermined period after the
また、吸気系圧力の最大値をピークホールドするとともに最小値をボトムホールドし、ピークホールド値やボトムホールド値に基づいて吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0、ｄＰ1を検出するようにしているので、上記故障判定制御のサンプリング周波数が低い場合であっても、吸気圧の最大値及び最小値を正確に検出することができ、吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0、ｄＰ1を正確に検出することが可能である。 Further, since the maximum value of the intake system pressure is peak-held and the minimum value is bottom-held, the blow-back intake pulsation wave pressure information dP0 and dP1 is detected based on the peak hold value and the bottom hold value. Even when the sampling frequency of the determination control is low, the maximum value and the minimum value of the intake pressure can be accurately detected, and the blow-back intake pulsation wave pressure information dP0 and dP1 can be accurately detected.
以上で本発明に係る排気圧上昇手段の故障判定装置の実施形態の説明を終えるが、実施形態は上記に限られるものではない。
例えば、上記実施形態では、エンジン１の運転条件の判定を行うにあたり、ステップＳ１０において、エンジン回転速度Ｎeの変化量の絶対値が所定値ΔＮ1より小であり、且つ、エンジン回転速度Ｎeが所定値Ｎe1より大きく所定値Ｎe2より小さく、且つ、吸入空気量Ｑaの変化量の絶対値が所定値ΔＱ1より小さく、且つ、吸入空気量Ｑaが所定値Ｑa1より大きく所定値Ｑa2より小さいか否かを判別するようにしたが、これら４つの条件のうちの少なくとも一つの条件を判別するようなものであってもよい。
This is the end of the description of the embodiment of the failure determination device for exhaust pressure increasing means according to the present invention, but the embodiment is not limited to the above.
For example, in the above embodiment, in determining the operating condition of the
また、運転条件の判定において吸入空気量Ｑaを用いるようにしたが、吸入空気量Ｑaの代わりにスロットル開度、吸気管圧、体積効率、正味平均有効圧、アイドルスピードコントロールバルブ開度を用いるようにしてもよいし、その他の異なる条件を加えてもよい。例えば、エアコンスイッチＯＦＦ、パワーステアリングスイッチＯＦＦ、電機負荷スイッチＯＦＦ、バルブオーバラップが所定範囲、吸気弁１１の開弁時期が所定範囲、排気弁１５の閉弁時期が所定範囲、車速が所定範囲、ＥＧＲ弁開度が所定範囲、ＥＧＲ率が所定範囲、吸気管内温度が所定範囲、エンジン始動後経過時間が所定範囲等である。即ち、吹き返し吸気脈動波圧への影響が略同一となるものであれば、如何なる条件、所定値を用いてもよく、複数の範囲（条件、所定値）を設定するようにしてもよい。さらに、排気圧上昇装置が作動から非作動になる場合と非作動から作動になる場合とで異なる条件、所定値を用いるようにしてもよい。
In addition, the intake air amount Qa is used in the determination of the operating condition, but the throttle opening, intake pipe pressure, volumetric efficiency, net average effective pressure, and idle speed control valve opening are used instead of the intake air amount Qa. Alternatively, other different conditions may be added. For example, the air conditioner switch OFF, the power steering switch OFF, the electrical load switch OFF, the valve overlap is a predetermined range, the opening timing of the
また、上記実施形態では、吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0が検出されるまで排気圧上昇装置を作動させておらず（ステップＳ３２）、吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ1が検出されるまで排気圧上昇装置を非作動としていないが（ステップＳ３６）、排気圧上昇装置を作動から非作動とした後、吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0を検出する場合には、吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0が検出されるのを待たず（ステップＳ３２を実行せず）に、例えば所定期間経過後に他の条件により排気圧上昇装置を作動させるようにしてもよい。 In the above embodiment, the exhaust pressure increasing device is not operated until the blowback intake pulsation wave pressure information dP0 is detected (step S32), and the exhaust pressure increase device is detected until the blowback intake pulsation wave pressure information dP1 is detected. Is not activated (step S36), but after the exhaust pressure increasing device is deactivated from the activated state, when the blow-back intake pulsation wave pressure information dP0 is detected, the blow-back intake pulsation wave pressure information dP0 is detected. For example, the exhaust pressure increasing device may be operated according to other conditions after a predetermined period of time, without waiting for (step S32 is not executed).
なお、上記以外の如何なる場合においても吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0、ｄＰ1が検出されるまで排気圧上昇装置を作動、非作動とするものではなく、必要に応じて吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0、ｄＰ1が未検出でも排気圧上昇装置を作動、非作動させるようにすることを妨げるものではない。
また、上記実施形態では、吸気管圧力センサ３を吸気マニホールド１０に設けるようにしたが、吸気管圧力センサ３については吸気管内、サージタンク内等、吹き返し吸気脈動波圧を検出できる場所であれば如何なる場所に設けるようにしてもよく、複数設けるようにしてもよい。
In any case other than the above, the exhaust pressure increasing device is not operated or deactivated until the blow-back intake pulsation wave pressure information dP0, dP1 is detected, and the blow-back intake pulsation wave pressure information dP0, dP0, Even if dP1 is not detected, it does not prevent the exhaust pressure raising device from being activated or deactivated.
In the above-described embodiment, the intake
また、上記本発明に係る故障判定手法と他の故障判定技術とを組み合わせて故障判定を行うことを妨げるものではない。 Further, the failure determination method according to the present invention and other failure determination techniques are not combined to prevent failure determination.
１ エンジン
３ 吸気管圧力センサ（吸気系圧力検出手段）
１７ スロットル弁
２０ 排気管（排気通路）
３０ 三元触媒
４０ 密閉型開閉弁（排気圧上昇手段）
５０ ＥＣＵ（電子コントロールユニット）
５１ 故障判定部（故障判定手段）
1
17
30 Three-
50 ECU (Electronic Control Unit)
51 Failure determination unit (failure determination means)
Claims (3)
該排気通路の排気系圧力を上昇させる排気圧上昇手段と、
前記吸気通路に設けられ、吸気系圧力を検出する吸気系圧力検出手段と、
該吸気系圧力検出手段の検出情報に基づき、前記吸気通路の吹き返し吸気脈動波圧またはその相関値を検出する吸気脈動波圧検出手段と、
前記吸気脈動波圧検出手段により検出される前記排気圧上昇手段の作動前後の吹き返し吸気脈動波圧またはその相関値を比較し、比較値が所定値より小さいか否かに基づいて前記排気圧上昇手段の故障を判定する故障判定手段とを備え、
前記吹き返し吸気脈動波圧は、吸気弁開時期から所定期間において前記吸気系圧力検出手段により検出される吸気系圧力の最大値及び最小値の少なくとも一方であって、前記吹き返し吸気脈動波圧の相関値は、これら最大値及び最小値の少なくとも一方を含む指標であることを特徴とする排気圧上昇手段の故障判定装置。 An intake passage and an exhaust passage communicating with the cylinder of the internal combustion engine;
Exhaust pressure raising means for raising the exhaust system pressure in the exhaust passage;
An intake system pressure detecting means provided in the intake passage for detecting an intake system pressure;
An intake pulsation wave pressure detection means for detecting a blowback intake pulsation wave pressure of the intake passage or a correlation value thereof based on detection information of the intake system pressure detection means;
A comparison is made between the blow-back intake pulsation wave pressure before and after the operation of the exhaust pressure increase means detected by the intake pulsation wave pressure detection means or a correlation value thereof , and the exhaust pressure increase is based on whether the comparison value is smaller than a predetermined value. and a determining failure determining means a failure of the means,
The blow-back intake pulsation wave pressure is at least one of the maximum value and the minimum value of the intake system pressure detected by the intake system pressure detection means during a predetermined period from the intake valve opening timing, and the correlation between the blow-back intake pulsation wave pressures The failure determination device for exhaust pressure increasing means, wherein the value is an index including at least one of the maximum value and the minimum value .
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