JP6295855B2 - Control device for an internal combustion engine with a supercharger - Google Patents
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Description
本発明は、過給機付き内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine with a supercharger.
過給機付き内燃機関の制御装置として、内燃機関の過給圧を検出する過給圧センサを備え、その過給圧センサによって検出された圧力値に基づき機関制御を行うとともに過給機を駆動して内燃機関の過給圧を制御するものが知られている。こうした制御装置では、過給機での異常発生時のフェイルセーフ制御として、過給圧センサによって検出された圧力値が過給機異常判定値以上であるか否かを判断し、上記圧力値が過給機異常判定値以上であるときには過給圧を低下させる過給圧低下処理が行われる。なお、上記過給機異常判定値としては、例えば過給機の回転速度が上限値を越えて上昇しないようにするための過給圧を採用することが考えられる。 As a control device for an internal combustion engine with a supercharger, a supercharging pressure sensor for detecting the supercharging pressure of the internal combustion engine is provided, and engine control is performed based on the pressure value detected by the supercharging pressure sensor and the supercharger is driven. And what controls the supercharging pressure of an internal combustion engine is known. In such a control device, as a fail-safe control when an abnormality occurs in the supercharger, it is determined whether or not the pressure value detected by the supercharging pressure sensor is equal to or higher than the supercharger abnormality determination value. When it is equal to or higher than the turbocharger abnormality determination value, a supercharging pressure lowering process for reducing the supercharging pressure is performed. As the supercharger abnormality determination value, for example, it is conceivable to employ a supercharging pressure for preventing the rotation speed of the supercharger from exceeding an upper limit value.
しかし、過給圧センサによって検出された圧力値の上昇は、過給機の異常発生時だけでなく、過給圧センサの異常発生に起因して上記圧力値が実際の過給圧に対し上昇側に乖離していくことによっても生じる。こうした過給圧センサの異常の有無を判断するため、特許文献１に示されるように、過給圧センサによって検出された圧力値がセンサ異常判定値以上であるときには、過給圧センサが異常である旨判断することが考えられる。なお、センサ異常判定値としては、通常の機関運転では過給圧センサによって検出されることがない高い値（圧力値）に設定される。 However, the increase in the pressure value detected by the supercharging pressure sensor is not only due to the occurrence of an abnormality in the supercharger, but the above pressure value increases relative to the actual supercharging pressure due to the occurrence of an abnormality in the supercharging pressure sensor. It is also caused by divergence to the side. In order to determine whether there is an abnormality in the supercharging pressure sensor, as shown in Patent Document 1, when the pressure value detected by the supercharging pressure sensor is equal to or greater than the sensor abnormality determination value, the supercharging pressure sensor is abnormal. It can be judged that there is. The sensor abnormality determination value is set to a high value (pressure value) that is not detected by the boost pressure sensor in normal engine operation.
この特許文献１の技術を上記制御装置に適用した場合、過給機異常判定値がセンサ異常判定値よりも低い値（小さい値）であれば、次のように過給圧センサの異常の有無を判断することが可能になる。 When the technique of Patent Document 1 is applied to the control device, if the turbocharger abnormality determination value is lower (smaller value) than the sensor abnormality determination value, the presence / absence of abnormality of the supercharging pressure sensor is as follows: It becomes possible to judge.
図８は、過給機異常判定値とセンサ異常判定値との大小関係を示しており、図中の実線が過給機異常判定値であって破線がセンサ異常判定値である。過給圧センサによって検出された圧力値が図中の値Ｐ１から過給機異常判定値（実線）以上かつセンサ異常判定値（破線）未満の値Ｐ２に上昇すると、そのことに基づき過給圧を低下させる上記過給圧低下処理が実行される。 FIG. 8 shows the magnitude relationship between the turbocharger abnormality determination value and the sensor abnormality determination value. The solid line in the figure is the turbocharger abnormality determination value, and the broken line is the sensor abnormality determination value. When the pressure value detected by the supercharging pressure sensor rises from the value P1 in the figure to a value P2 that is equal to or higher than the turbocharger abnormality determination value (solid line) and less than the sensor abnormality determination value (dashed line), the supercharging pressure is The above-described supercharging pressure lowering process is performed to reduce the pressure.
上記圧力値の上昇が過給圧センサの異常によるものであれば、上記過給圧低下処理を実行した後にも上記圧力値の上昇は止まらず、同圧力値が過給機異常判定値よりも大きい値であるセンサ異常判定値以上に上昇してゆき、例えば値Ｐ３に上昇する。そして、過給圧低下処理を実行した状態のもとで上記圧力値がセンサ異常判定値以上になるという状況（以下、センサ異常と高精度で判別可能な状況という）であることに基づき、過給圧センサが異常である旨判断される。 If the increase in the pressure value is due to an abnormality in the supercharging pressure sensor, the increase in the pressure value does not stop even after the supercharging pressure reduction process is executed, and the pressure value is higher than the supercharger abnormality determination value. It rises above the sensor abnormality determination value, which is a large value, for example, rises to the value P3. Based on the situation in which the pressure value is equal to or higher than the sensor abnormality determination value under the state where the supercharging pressure reduction process is executed (hereinafter referred to as a situation where the sensor abnormality can be distinguished with high accuracy), It is determined that the supply pressure sensor is abnormal.
ところで、上述した過給機異常判定値は、内燃機関の運転状態に応じて可変設定されるものとすることが好ましい。これは、過給機の回転速度が上限値になるときの過給圧は、内燃機関の吸気温、吸入空気量、同機関の周辺の大気圧など、内燃機関の運転状態に応じて変化するためである。 By the way, it is preferable that the above-described turbocharger abnormality determination value is variably set according to the operating state of the internal combustion engine. This is because the supercharging pressure when the rotational speed of the supercharger reaches the upper limit varies depending on the operating state of the internal combustion engine, such as the intake temperature of the internal combustion engine, the intake air amount, and the atmospheric pressure around the engine. Because.
例えば、内燃機関の吸気温が低くなるほど、過給圧を目標値に制御する際の過給機の回転エネルギは小さく抑えられる。このため、内燃機関の吸気温が低くなるほど、過給圧を目標値に制御するときの過給機の回転速度が低くなる。従って、内燃機関の吸気温が低くなるほど、過給機の回転速度が上限値になるときの過給圧が高い値となる。このことを考慮して、内燃機関の吸気温が低くなるほど、上記過給機異常判定値を高圧側の値となるよう可変設定することが好ましい。 For example, the lower the intake air temperature of the internal combustion engine, the smaller the rotational energy of the supercharger when controlling the supercharging pressure to the target value. For this reason, the lower the intake air temperature of the internal combustion engine, the lower the rotational speed of the supercharger when controlling the supercharging pressure to the target value. Therefore, the lower the intake air temperature of the internal combustion engine, the higher the supercharging pressure when the rotational speed of the supercharger reaches the upper limit value. In consideration of this, it is preferable to variably set the supercharger abnormality determination value to a higher value as the intake air temperature of the internal combustion engine becomes lower.
しかし、過給機異常判定値を内燃機関の運転状態に応じて可変設定する場合、内燃機関の吸気温が低くなるなど、過給機異常判定値が高圧側の値に設定されたとき、その過給機異常判定値と上記センサ異常判定値との大小関係が逆転するおそれがある。すなわち、高圧側に設定された過給機異常判定値が、上記センサ異常判定値よりも高い値（大きい値）になるおそれがある。 However, when the turbocharger abnormality determination value is variably set according to the operating state of the internal combustion engine, when the turbocharger abnormality determination value is set to a high-pressure side value, such as when the intake air temperature of the internal combustion engine becomes low, The magnitude relationship between the turbocharger abnormality determination value and the sensor abnormality determination value may be reversed. That is, the turbocharger abnormality determination value set on the high pressure side may be higher (larger value) than the sensor abnormality determination value.
図９に示すように、図中の領域Ａで過給機異常判定値（実線）がセンサ異常判定値（破線）よりも高い値になると、その領域Ａでは過給圧センサによって検出された圧力値が上記センサ異常判定値を越えて上昇したとしても、そのことに基づき過給圧センサの異常が発生している旨判断することはできない。詳しくは、過給圧センサによって検出された圧力値が値Ｐ４からセンサ異常判定値以上の値Ｐ５に上昇したとき、それが過給圧センサの異常によるものなのか、あるいは過給機の異常によるものなのかを判別することができなくなる。 As shown in FIG. 9, when the turbocharger abnormality determination value (solid line) is higher than the sensor abnormality determination value (broken line) in the area A in the figure, the pressure detected by the supercharging pressure sensor in that area A Even if the value rises beyond the sensor abnormality determination value, it cannot be determined that an abnormality of the supercharging pressure sensor has occurred based on that value. Specifically, when the pressure value detected by the supercharging pressure sensor rises from the value P4 to a value P5 that is equal to or higher than the sensor abnormality determination value, it is due to the abnormality of the supercharging pressure sensor or the abnormality of the supercharger. It becomes impossible to determine whether it is a thing.
これは、センサ異常判定値（破線）よりも過給機異常判定値（実線）が高い値となることから、上記圧力値が値Ｐ４からセンサ異常判定値を越えて値Ｐ５に上昇したとき、過給機異常判定値を越えて上記圧力値が上昇することによる上記過給圧低下処理の実行がなされていないためである。すなわち、上記過給圧低下処理を実行した状態のもとで上記圧力値がセンサ異常判定値以上になるという状況（上述したセンサ異常と高精度で判別可能な状況）にならないため、上記圧力値がセンサ異常判定値を越えて上昇したとしても、そのことに基づき過給圧センサが異常である旨判断することはできない。 This is because the turbocharger abnormality determination value (solid line) is higher than the sensor abnormality determination value (broken line), so when the pressure value rises from the value P4 to the value P5 beyond the sensor abnormality determination value, This is because the supercharging pressure lowering process due to the pressure value increasing exceeding the supercharger abnormality determination value is not executed. That is, the pressure value does not become a situation in which the pressure value becomes equal to or higher than the sensor abnormality determination value under the state in which the supercharging pressure reduction process is executed (the situation in which the above-described sensor abnormality can be distinguished with high accuracy). Even if the value rises beyond the sensor abnormality determination value, it cannot be determined that the supercharging pressure sensor is abnormal based on that.
仮に、上記圧力値がセンサ異常判定値を越えて上昇した時点で過給圧センサが異常である旨判断したとすると、上記圧力値のセンサ異常判定値以上への上昇が過給機の異常によって生じたものであっても、その上昇に基づき過給圧センサが異常である旨の判断（誤判断）がなされる。こうした過給圧センサが異常である旨の誤判断に基づき、過給圧センサの異常に対処するための機関制御等が行われたとすると、内燃機関の運転に支障を来すおそれがある。 If it is determined that the supercharging pressure sensor is abnormal when the pressure value exceeds the sensor abnormality determination value, the increase of the pressure value above the sensor abnormality determination value is caused by the abnormality of the turbocharger. Even if it occurs, a determination (incorrect determination) that the supercharging pressure sensor is abnormal is made based on the increase. If engine control or the like for dealing with the abnormality of the supercharging pressure sensor is performed based on the erroneous determination that the supercharging pressure sensor is abnormal, there is a risk that the operation of the internal combustion engine will be hindered.
本発明の目的は、過給機異常判定値を内燃機関の運転状態に応じて可変設定する場合に、過給圧センサが異常である旨の判断を正確に行うことができる過給機付き内燃機関の制御装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an internal combustion engine with a supercharger that can accurately determine that a supercharging pressure sensor is abnormal when a turbocharger abnormality determination value is variably set in accordance with the operating state of the internal combustion engine. It is to provide an engine control device.
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する過給機付き内燃機関の制御装置は、過給機による過給が行われる内燃機関の過給圧を検出する過給圧センサと、過給圧センサによって検出された圧力値に基づき機関制御を行うとともに上記過給機を駆動して内燃機関の過給圧を制御する制御部と、を備える。この制御部は、過給圧センサによって検出された圧力値が内燃機関の運転状態に応じて可変設定される過給機異常判定値以上であることに基づき、過給圧を低下させる過給圧低下処理を実行する。更に、上記制御部は、過給圧センサによって検出された圧力値がセンサ異常判定値以上であることに基づき、その過給圧センサが異常である旨判断する。
Hereinafter, means for solving the above-described problems and the effects thereof will be described.
A control device for an internal combustion engine with a supercharger that solves the above problems includes a supercharging pressure sensor that detects a supercharging pressure of an internal combustion engine that is supercharged by the supercharger, and a pressure value detected by the supercharging pressure sensor. And a control unit that controls the supercharging pressure of the internal combustion engine by driving the supercharger and controlling the supercharging pressure. This control unit is configured to reduce the supercharging pressure based on the fact that the pressure value detected by the supercharging pressure sensor is equal to or higher than a supercharger abnormality determination value that is variably set according to the operating state of the internal combustion engine. Perform the degradation process. Further, the control unit determines that the supercharging pressure sensor is abnormal based on the fact that the pressure value detected by the supercharging pressure sensor is greater than or equal to the sensor abnormality determination value.
なお、上記過給圧低下処理は、機関制御を通じて内燃機関の吸入空気量を減少させる第１処理、及び、内燃機関の吸気通路における過給機の上流の部分と下流の部分とを繋ぐバイパス通路に設けられたエアバイパスバルブを開く第２処理のうち、少なくとも一方を実行することによって実現される。 The supercharging pressure lowering process includes a first process for reducing the intake air amount of the internal combustion engine through engine control, and a bypass passage connecting the upstream portion and the downstream portion of the supercharger in the intake passage of the internal combustion engine. It implement | achieves by performing at least one among the 2nd processes which open the air bypass valve provided in.
上記過給機異常判定値が内燃機関の運転状態に応じて可変設定される際、その運転状態によっては過給機異常判定値がセンサ異常判定値よりも高圧側の値になることがある。この場合、過給圧センサによって検出された圧力値がセンサ異常判定値以上になったとき、それが過給圧センサの異常によるものなのか、あるいは過給機の異常によるものなのかを判別することはできない。これは、圧力値がセンサ異常判定値以上になった時点では、過給機異常判定値を越えて上記圧力値が上昇することによる上記過給圧低下処理の実行がなされていないため、同過給圧低下処理を実行した状態のもとで上記圧力値がセンサ異常判定値以上になるという状況（センサ異常と高精度で判別可能な状況）にならないためである。従って、上述したように圧力値がセンサ異常判定値以上になったときには、それが過給機の異常によるものである可能性があり、そのときに過給圧センサが異常である旨判断した場合には同判断が不正確なものとなる。 When the turbocharger abnormality determination value is variably set in accordance with the operating state of the internal combustion engine, the turbocharger abnormality determination value may be a value on the higher pressure side than the sensor abnormality determination value depending on the operating state. In this case, when the pressure value detected by the supercharging pressure sensor becomes equal to or higher than the sensor abnormality determination value, it is determined whether it is due to the abnormality of the supercharging pressure sensor or the abnormality of the supercharger. It is not possible. This is because when the pressure value becomes equal to or higher than the sensor abnormality determination value, the supercharging pressure lowering process due to the increase in the pressure value exceeding the turbocharger abnormality determination value is not executed, This is because the situation in which the pressure value becomes equal to or higher than the sensor abnormality determination value under the state where the supply pressure reduction process is executed (a situation where the sensor abnormality can be distinguished with high accuracy) is not caused. Therefore, as described above, when the pressure value is equal to or higher than the sensor abnormality determination value, it may be due to the abnormality of the supercharger, and at that time, it is determined that the supercharging pressure sensor is abnormal The judgment is incorrect.
このことに対処するため、上記制御部は、次の処理を行うよう構成される。
すなわち、上記センサ異常判定値が、内燃機関の出力トルクを上限値（例えばトランスミッション保護に基づく上限値）に調整する際の最大過給圧であるトルク上限過給圧よりも大きい値に設定される。上記制御部は、機関運転状態に応じて可変設定された過給機異常判定値よりも上記トルク上限過給圧が小さい値であるときには、同トルク上限過給圧を過給機異常判定値に設定する。この場合、過給圧センサによって検出された圧力値が上記トルク上限過給圧（過給機異常判定値）以上になることに基づき上記過給圧低下処理が実行されるが、通常は過給機による過給圧がトルク上限過給圧以下に抑えられるよう調整されることから、上述したように過給圧低下処理を実行することによって過給圧を調整しても問題が生じることはない。
In order to cope with this, the control unit is configured to perform the following processing.
That is, the sensor abnormality determination value is set to a value larger than a torque upper limit boost pressure that is a maximum boost pressure when adjusting the output torque of the internal combustion engine to an upper limit value (for example, an upper limit value based on transmission protection). . When the torque upper limit supercharging pressure is smaller than the turbocharger abnormality determination value variably set according to the engine operating state, the control unit sets the torque upper limit supercharging pressure as the turbocharger abnormality determination value. Set. In this case, the supercharging pressure reduction process is executed based on the fact that the pressure value detected by the supercharging pressure sensor becomes equal to or higher than the torque upper limit supercharging pressure (supercharger abnormality determination value). Since the supercharging pressure by the machine is adjusted so as to be kept below the torque upper limit supercharging pressure, there is no problem even if the supercharging pressure is adjusted by executing the supercharging pressure lowering process as described above. .
上記処理により、機関運転状態に応じて可変設定された過給機異常判定値よりも上記トルク上限過給圧が小さい値であるときには、そのトルク上限過給圧が過給機異常判定値に設定されるため、過給機異常判定値が内燃機関の運転状態に応じて可変設定されるとしても、同過給機異常判定値はトルク上限過給圧以下に抑えられる。このため、過給機異常判定値が上記トルク上限過給圧よりも大きい値に設定されたセンサ異常判定値よりも高圧側の値になることはない。従って、過給圧センサによって検出された圧力値がセンサ異常判定値以上になることに基づき同過給圧センサが異常である旨判断したとき、その判断を正確なものとすることができる。 When the above torque upper limit supercharging pressure is smaller than the turbocharger abnormality determination value variably set according to the engine operating state, the torque upper limit supercharging pressure is set to the turbocharger abnormality determination value. Therefore, even if the supercharger abnormality determination value is variably set according to the operating state of the internal combustion engine, the supercharger abnormality determination value is suppressed to be equal to or lower than the torque upper limit supercharging pressure. For this reason, the turbocharger abnormality determination value does not become a value on the higher pressure side than the sensor abnormality determination value set to a value larger than the torque upper limit supercharging pressure. Therefore, when it is determined that the supercharging pressure sensor is abnormal based on the pressure value detected by the supercharging pressure sensor being equal to or greater than the sensor abnormality determination value, the determination can be made accurate.
以下、過給機付き内燃機関の制御装置の一実施形態について、図１〜図７を参照して説明する。
図１に示す内燃機関１では、燃焼室２に接続された吸気通路３に排気タービン式過給機（ターボチャージャ）４のコンプレッサホイール４ａが設けられている。更に、吸気通路３におけるコンプレッサホイール４ａの下流には、燃焼室２に供給される空気の量（吸入空気量）を調整すべく開閉動作するスロットルバルブ６が設けられている。内燃機関１の燃焼室２には、上記吸気通路３を通過した空気が供給されるとともに、その空気の量に対応した量の燃料が燃料噴射弁７から噴射供給される。そして、この燃料を燃焼室２内で燃焼させたときの燃焼エネルギによるピストン８の往復動を通じて、内燃機関１の出力軸であるクランクシャフト１０が回転する。内燃機関１においては、燃焼室２に供給される空気の量を多くするとともに、それに対応して燃焼室２に供給される燃料の量を多くすることによって出力トルクが大きくなる。
Hereinafter, an embodiment of a control device for an internal combustion engine with a supercharger will be described with reference to FIGS.
In the internal combustion engine 1 shown in FIG. 1, a compressor wheel 4 a of an exhaust turbine supercharger (turbocharger) 4 is provided in an intake passage 3 connected to a combustion chamber 2. Further, a throttle valve 6 that opens and closes to adjust the amount of air supplied to the combustion chamber 2 (intake air amount) is provided downstream of the compressor wheel 4 a in the intake passage 3. Air that has passed through the intake passage 3 is supplied to the combustion chamber 2 of the internal combustion engine 1, and an amount of fuel corresponding to the amount of air is injected from the fuel injection valve 7. Then, the crankshaft 10 that is the output shaft of the internal combustion engine 1 rotates through the reciprocation of the piston 8 by the combustion energy when the fuel is burned in the combustion chamber 2. In the internal combustion engine 1, the output torque is increased by increasing the amount of air supplied to the combustion chamber 2 and correspondingly increasing the amount of fuel supplied to the combustion chamber 2.
一方、燃焼室２内で燃料が燃焼した後の排気は、その燃焼室２に接続された排気通路９に送り出される。この排気通路９には、ターボチャージャ４のタービンホイール４ｂが設けられている。そして、排気通路９を流れる排気がタービンホイール４ｂを通過することにより、同タービンホイール４ｂが回転するとともにコンプレッサホイール４ａも併せて回転し、そのコンプレッサホイール４ａの回転を通じて燃焼室２に対する空気の過給が行われる。このようにターボチャージャ４による空気の過給を受ける内燃機関１においては、ターボチャージャ４の回転速度が高くなるほど、吸気通路３におけるスロットルバルブ６の上流の圧力（過給圧）が上昇する。そして、過給圧が上昇するほど、燃焼室２に供給可能な燃料及び空気の量が多くなるため、内燃機関１の出力トルクを上昇させることが可能になる。 On the other hand, the exhaust gas after the fuel combusts in the combustion chamber 2 is sent out to an exhaust passage 9 connected to the combustion chamber 2. The exhaust passage 9 is provided with a turbine wheel 4 b of the turbocharger 4. Then, when the exhaust gas flowing through the exhaust passage 9 passes through the turbine wheel 4b, the turbine wheel 4b rotates and the compressor wheel 4a also rotates. Through the rotation of the compressor wheel 4a, supercharging of air to the combustion chamber 2 is performed. Is done. Thus, in the internal combustion engine 1 that receives supercharging of air by the turbocharger 4, the pressure (supercharging pressure) upstream of the throttle valve 6 in the intake passage 3 increases as the rotational speed of the turbocharger 4 increases. As the boost pressure increases, the amount of fuel and air that can be supplied to the combustion chamber 2 increases, so that the output torque of the internal combustion engine 1 can be increased.
内燃機関１には、排気通路９におけるタービンホイール４ｂの上流側の部分と下流側の部分とを繋ぐバイパス通路１３と、そのバイパス通路１３のガス流通面積を可変とすべく開度調節されるウエイストゲートバルブ１４と、が設けられている。このウエイストゲートバルブ１４の開度を大きくするほどタービンホイール４ｂに流れる排気の量が少なくなるため、ターボチャージャ４の回転速度が低く抑えられて内燃機関１の過給圧が低下する。逆に、ウエイストゲートバルブ１４の開度を小さくするほどタービンホイール４ｂに流れる排気の量が多くなるため、ターボチャージャ４の回転速度が高くなって内燃機関１の過給圧が上昇する。 The internal combustion engine 1 includes a bypass passage 13 connecting an upstream portion and a downstream portion of the turbine wheel 4b in the exhaust passage 9, and a waste whose opening is adjusted to make the gas flow area of the bypass passage 13 variable. And a gate valve 14. As the opening degree of the waste gate valve 14 is increased, the amount of exhaust gas flowing to the turbine wheel 4b is reduced. Therefore, the rotational speed of the turbocharger 4 is kept low, and the supercharging pressure of the internal combustion engine 1 is reduced. On the contrary, as the opening degree of the waste gate valve 14 is reduced, the amount of exhaust gas flowing to the turbine wheel 4b is increased, so that the rotational speed of the turbocharger 4 is increased and the supercharging pressure of the internal combustion engine 1 is increased.
次に、過給機付き内燃機関の制御装置の電気的構成について説明する。
同装置は、内燃機関１の各種制御を行うための電子制御装置２１を備えている。この電子制御装置２１は、上記各種制御に係る演算処理を実行するＣＰＵ、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵの演算結果等が一時記憶されるＲＡＭ、外部との間で信号を入・出力するための入・出力ポート等を備えている。
Next, the electrical configuration of the control device for the internal combustion engine with a supercharger will be described.
The apparatus includes an electronic control device 21 for performing various controls of the internal combustion engine 1. The electronic control device 21 includes a CPU that executes arithmetic processing related to the various controls, a ROM that stores programs and data necessary for the control, a RAM that temporarily stores arithmetic results of the CPU, and the like. It has input / output ports for inputting / outputting signals.
電子制御装置２１の入力ポートには、以下に示す各種センサ等が接続されている。
・内燃機関１を搭載した車両の運転者によって操作されるアクセルペダル１５の操作量（アクセル操作量）を検出するアクセルポジションセンサ２２。
Various sensors shown below are connected to the input port of the electronic control unit 21.
An accelerator position sensor 22 that detects an operation amount (accelerator operation amount) of the accelerator pedal 15 that is operated by a driver of the vehicle on which the internal combustion engine 1 is mounted.
・スロットルバルブ６の開度（スロットル開度）を検出するスロットルポジションセンサ２３。
・吸気通路３におけるスロットルバルブ６の上流の部分、且つコンプレッサホイール４ａの下流の部分の圧力（過給圧）を検出する過給圧センサ２４。
A throttle position sensor 23 that detects the opening of the throttle valve 6 (throttle opening).
A supercharging pressure sensor 24 that detects the pressure (supercharging pressure) of the upstream portion of the throttle valve 6 and the downstream portion of the compressor wheel 4a in the intake passage 3.
・内燃機関１のクランクシャフト１０の回転速度を検出するためのクランクポジションセンサ２５。
・吸気通路３におけるコンプレッサホイール４ａ上流の空気の温度（吸気温）を検出する吸気温センサ２６。
A crank position sensor 25 for detecting the rotational speed of the crankshaft 10 of the internal combustion engine 1.
An intake air temperature sensor 26 that detects the temperature (intake air temperature) of the air upstream of the compressor wheel 4a in the intake passage 3.
・大気圧を検出するための大気圧センサ２７。
電子制御装置２１の出力ポートには、スロットルバルブ６の駆動回路、燃料噴射弁７の駆動回路、及びウエイストゲートバルブ１４の駆動回路等が接続されている。
An atmospheric pressure sensor 27 for detecting atmospheric pressure.
The output port of the electronic control unit 21 is connected to a drive circuit for the throttle valve 6, a drive circuit for the fuel injection valve 7, a drive circuit for the waste gate valve 14, and the like.
電子制御装置２１は、上記各種センサから入力した検出信号に基づき、要求される機関運転状態及び実際の機関運転状態を把握し、それらに基づいて上記出力ポートに接続された各種駆動回路に指令信号を出力する。こうして内燃機関１における過給圧制御、スロットル開度制御、及び燃料噴射量制御等が電子制御装置２１を通じて実施される。このときの電子制御装置２１は、過給圧センサ２４によって検出された圧力値（実過給圧）に基づき機関制御を行うとともにターボチャージャ４（ウエイストゲートバルブ１４）を駆動して内燃機関１の過給圧を制御する制御部として機能する。 Based on the detection signals input from the various sensors, the electronic control device 21 grasps the required engine operating state and the actual engine operating state, and based on these, command signals are sent to various drive circuits connected to the output port. Is output. In this way, the supercharging pressure control, the throttle opening control, the fuel injection amount control, and the like in the internal combustion engine 1 are performed through the electronic control device 21. At this time, the electronic control unit 21 controls the engine based on the pressure value (actual boost pressure) detected by the boost pressure sensor 24 and drives the turbocharger 4 (Wastegate valve 14) of the internal combustion engine 1. It functions as a control unit that controls the supercharging pressure.
ターボチャージャ４が設けられた内燃機関１では、その出力トルクが電子制御装置２１を通じて次のように制御される。
すなわち、アクセルポジションセンサ２２によって検出されるアクセル操作量、及び、クランクポジションセンサ２５の検出信号から求められる機関回転速度に基づき、内燃機関１に要求される出力トルクである目標出力トルクＴｏが求められる。更に、目標出力トルクＴｏに基づき内燃機関１の目標吸入空気量ＧＡｔ及び目標過給圧Ｐｔが求められる。この目標過給圧Ｐｔは、内燃機関１の実過給圧を調整する際の指標として用いられる。そして、内燃機関１の吸入空気量が上記目標吸入空気量ＧＡｔに制御され、且つ、過給圧センサ２４によって検出される圧力値（実過給圧）が上記目標過給圧Ｐｔに制御されるよう、スロットルバルブ６の開度及びウエイストゲートバルブ１４の開度が調整される。
In the internal combustion engine 1 provided with the turbocharger 4, the output torque is controlled through the electronic control device 21 as follows.
That is, a target output torque To that is an output torque required for the internal combustion engine 1 is obtained based on the accelerator operation amount detected by the accelerator position sensor 22 and the engine rotational speed obtained from the detection signal of the crank position sensor 25. . Further, the target intake air amount GAt and the target boost pressure Pt of the internal combustion engine 1 are obtained based on the target output torque To. This target boost pressure Pt is used as an index when adjusting the actual boost pressure of the internal combustion engine 1. The intake air amount of the internal combustion engine 1 is controlled to the target intake air amount GAt, and the pressure value (actual boost pressure) detected by the boost pressure sensor 24 is controlled to the target boost pressure Pt. Thus, the opening degree of the throttle valve 6 and the opening degree of the waste gate valve 14 are adjusted.
一方、内燃機関１における燃料噴射弁７の燃料噴射量が、同機関１の吸入空気量及び目標空燃料比に基づいて行われる。内燃機関１の吸入空気量は、例えば実過給圧（過給圧センサ２４によって検出された圧力値）、スロットル開度、及び機関回転速度に基づいて求められる。また、上記目標空燃比は、内燃機関１の燃焼室２内で燃料を燃焼させる際の空燃比の目標値であって、アクセル操作量及び機関回転速度といった機関運転状態に基づいて可変設定される。そして、内燃機関１の吸入空気量及び目標空燃料比に基づき、燃料噴射弁７から噴射する燃料量の指令値である噴射量指令値Ｑを算出する。この噴射量指令値Ｑに対応した量の燃料が噴射されるよう燃料噴射弁７を駆動することにより、内燃機関１の空燃比が上記目標空燃比に調整されるように吸入空気量に対応した量の燃料が燃料噴射弁７から噴射される。 On the other hand, the fuel injection amount of the fuel injection valve 7 in the internal combustion engine 1 is performed based on the intake air amount and the target air fuel ratio of the engine 1. The intake air amount of the internal combustion engine 1 is obtained based on, for example, the actual supercharging pressure (pressure value detected by the supercharging pressure sensor 24), the throttle opening, and the engine speed. The target air-fuel ratio is a target value of the air-fuel ratio when fuel is burned in the combustion chamber 2 of the internal combustion engine 1, and is variably set based on the engine operating state such as the accelerator operation amount and the engine speed. . Then, based on the intake air amount of the internal combustion engine 1 and the target air fuel ratio, an injection amount command value Q that is a command value of the fuel amount injected from the fuel injection valve 7 is calculated. By driving the fuel injection valve 7 so that an amount of fuel corresponding to the injection amount command value Q is injected, the air-fuel ratio of the internal combustion engine 1 corresponds to the intake air amount so that it is adjusted to the target air-fuel ratio. An amount of fuel is injected from the fuel injection valve 7.
従って、運転者によるアクセル操作量の変化に基づき目標出力トルクＴｏが変化すると、そのときの目標出力トルクＴｏに対応して吸入空気量、実過給圧、及び燃料噴射量が調整されることにより、内燃機関１の出力トルクが上記目標出力トルクＴｏに制御されるようになる。 Accordingly, when the target output torque To changes based on the change in the accelerator operation amount by the driver, the intake air amount, the actual boost pressure, and the fuel injection amount are adjusted in accordance with the target output torque To at that time. The output torque of the internal combustion engine 1 is controlled to the target output torque To.
次に、電子制御装置２１を通じて行われる異常診断について説明する。
図２は、ウエイストゲートバルブ１４等を含むターボチャージャ４の異常診断、及び、過給圧センサ２４の異常診断を行うための異常診断ルーチンを示すフローチャートである。この異常診断ルーチンは、電子制御装置２１を通じて、例えば所定時間毎の時間割り込みにて周期的に実行される。
Next, abnormality diagnosis performed through the electronic control device 21 will be described.
FIG. 2 is a flowchart showing an abnormality diagnosis routine for performing abnormality diagnosis of the turbocharger 4 including the waste gate valve 14 and the like and abnormality diagnosis of the supercharging pressure sensor 24. This abnormality diagnosis routine is periodically executed through the electronic control device 21 by, for example, a time interruption every predetermined time.
電子制御装置２１は、ステップ１０１（Ｓ１０１）の処理として、過給圧センサ２４によって検出された圧力値が過給機異常判定値以上であるか否かを判断する。この過給機異常判定値としては、例えば、ターボチャージャ４の回転速度が上限値を越えて上昇しないようにするための過給圧が用いられる。また、この過給機異常判定値は、内燃機関１の吸気温、吸入空気量、同機関１の周辺の大気圧など、内燃機関１の運転状態に応じて可変設定される。これは、ターボチャージャ４の回転速度が上限値になるときの過給圧は、上述した内燃機関１の運転状態に応じて変化するためである。 The electronic control unit 21 determines whether or not the pressure value detected by the supercharging pressure sensor 24 is greater than or equal to the supercharger abnormality determination value as the process of step 101 (S101). As this supercharger abnormality determination value, for example, a supercharging pressure for preventing the rotation speed of the turbocharger 4 from rising beyond an upper limit value is used. The turbocharger abnormality determination value is variably set according to the operating state of the internal combustion engine 1, such as the intake temperature of the internal combustion engine 1, the intake air amount, and the atmospheric pressure around the engine 1. This is because the supercharging pressure when the rotation speed of the turbocharger 4 reaches the upper limit value changes according to the operation state of the internal combustion engine 1 described above.
例えば、内燃機関１の吸気温が低くなるほど、実過給圧を目標過給圧Ｐｔに制御する際のターボチャージャ４の回転エネルギが小さく抑えられる。このため、内燃機関１の吸気温が低くなるほど、実過給圧を目標過給圧Ｐｔに制御するときのターボチャージャ４の回転速度が低くなる。従って、内燃機関１の吸気温が低くなるほど、ターボチャージャ４の回転速度が上限値になるときの過給圧が高い値となる。このことを考慮して、内燃機関１の吸気温が低くなるほど、上記過給機異常判定値が高圧側の値となるよう可変設定される。 For example, the lower the intake air temperature of the internal combustion engine 1, the smaller the rotational energy of the turbocharger 4 when controlling the actual boost pressure to the target boost pressure Pt. For this reason, the lower the intake air temperature of the internal combustion engine 1, the lower the rotational speed of the turbocharger 4 when controlling the actual boost pressure to the target boost pressure Pt. Therefore, the lower the intake air temperature of the internal combustion engine 1, the higher the supercharging pressure when the rotational speed of the turbocharger 4 reaches the upper limit value. Considering this, the supercharger abnormality determination value is variably set to a higher value as the intake air temperature of the internal combustion engine 1 becomes lower.
Ｓ１０１で否定判断であれば、ターボチャージャ４の異常は生じていない旨判断されてＳ１０２に進む。電子制御装置２１は、Ｓ１０２の処理として、内燃機関１の実過給圧を目標過給圧Ｐｔに調整する過給圧制御を実施する。一方、Ｓ１０１で肯定判断であれば、ターボチャージャ４が異常である旨判断されてＳ１０３に進む。このときのＳ１０１及びＳ１０３の処理は、ターボチャージャ４での異常発生時のフェイルセーフ制御を実行するためのものである。 If a negative determination is made in S101, it is determined that there is no abnormality in the turbocharger 4 and the process proceeds to S102. The electronic control unit 21 performs supercharging pressure control for adjusting the actual supercharging pressure of the internal combustion engine 1 to the target supercharging pressure Pt as the process of S102. On the other hand, if a positive determination is made in S101, it is determined that the turbocharger 4 is abnormal, and the process proceeds to S103. The processing of S101 and S103 at this time is for executing fail-safe control when an abnormality occurs in the turbocharger 4.
上記Ｓ１０３では、過給圧を低下させる過給圧低下処理が実行される。詳しくは、電子制御装置２１は、Ｓ１０３の処理として、内燃機関１の吸入空気量を減少させる機関制御を実行する。なお、この機関制御としては、スロットルバルブ６の開度を閉じ側に変化させるスロットル開度制御をあげることができる。また、内燃機関１に吸気バルブの開閉特性を可変とするためのバルブ特性可変機構が設けられる場合には、そのバルブ特性可変機構の駆動制御を通じて内燃機関１の吸入空気量を減少させる機関制御を実現することも考えられる。そして、上述したように内燃機関１の吸入空気量を減少させると、同機関１の排気流量も減少してターボチャージャ４の回転速度が低下し、それに伴って過給圧が低下する。 In S103, a supercharging pressure reduction process for reducing the supercharging pressure is executed. Specifically, the electronic control unit 21 executes engine control for reducing the intake air amount of the internal combustion engine 1 as the process of S103. As the engine control, throttle opening control for changing the opening of the throttle valve 6 to the closed side can be given. Further, when the internal combustion engine 1 is provided with a variable valve characteristic mechanism for changing the opening / closing characteristics of the intake valve, engine control for reducing the intake air amount of the internal combustion engine 1 through drive control of the variable valve characteristic mechanism is performed. It can also be realized. As described above, when the intake air amount of the internal combustion engine 1 is reduced, the exhaust flow rate of the engine 1 is also reduced, the rotational speed of the turbocharger 4 is lowered, and the supercharging pressure is lowered accordingly.
上述したＳ１０２とＳ１０３とのいずれかの処理が行われた後には、過給圧センサ２４での異常の有無を判断するためＳ１０４以降の処理が実行される。
電子制御装置２１は、Ｓ１０４の処理として、過給圧センサ２４によって検出された圧力値が、通常の機関運転では検出され得ない高い値（圧力値）に設定されたセンサ異常判定値であるか否かを判断する。ここで否定判断がなされた場合にはＳ１０５に進む。電子制御装置２１は、Ｓ１０５の処理として、過給圧センサ２４によって検出された上記圧力値を用いて内燃機関１の各種制御を実施する。その後、電子制御装置２１は、異常診断ルーチンを一旦終了する。一方、Ｓ１０４で肯定判断がなされた場合にはＳ１０６に進む。電子制御装置２１は、Ｓ１０６の処理として、過給圧センサ２４が異常である旨判断する。その後、Ｓ１０７に進む。このＳ１０７及びＳ１０８の処理は、過給圧センサ２４の異常に対処するためのものである。
After any of the processes of S102 and S103 described above is performed, the processes after S104 are executed to determine whether or not there is an abnormality in the supercharging pressure sensor 24.
The electronic control unit 21 determines whether the pressure value detected by the supercharging pressure sensor 24 is a sensor abnormality determination value set to a high value (pressure value) that cannot be detected during normal engine operation as the process of S104. Judge whether or not. If a negative determination is made here, the process proceeds to S105. The electronic control unit 21 performs various controls of the internal combustion engine 1 using the pressure value detected by the supercharging pressure sensor 24 as the process of S105. Thereafter, the electronic control unit 21 once ends the abnormality diagnosis routine. On the other hand, if a positive determination is made in S104, the process proceeds to S106. The electronic control unit 21 determines that the supercharging pressure sensor 24 is abnormal as the process of S106. Then, it progresses to S107. The processing of S107 and S108 is for coping with abnormality of the supercharging pressure sensor 24.
電子制御装置２１は、Ｓ１０７の処理として、ウエイストゲートバルブ１４の全開指示を行い、それに基づき同バルブ１４を全開状態とすることによって過給圧を大気圧相当まで低下させる。更に、電子制御装置２１は、Ｓ１０８の処理として、過給圧センサ２４によって検出された圧力値に基づき内燃機関１の各種制御を行う代わりに、大気圧を用いて内燃機関１の各種制御を実行する。このときには、Ｓ１０７の処理を通じて過給圧が大気圧相当に低下されることにより、大気圧を上記圧力値の代わりに用いることが可能になる。電子制御装置２１は、上記Ｓ１０８の処理を実行した後、この異常診断ルーチンを一旦終了する。 As a process of S107, the electronic control unit 21 instructs the waste gate valve 14 to be fully opened, and based on the instruction, the valve 14 is fully opened to reduce the supercharging pressure to the atmospheric pressure. Furthermore, the electronic control unit 21 executes various controls of the internal combustion engine 1 using atmospheric pressure instead of performing various controls of the internal combustion engine 1 based on the pressure value detected by the supercharging pressure sensor 24 as the process of S108. To do. At this time, the supercharging pressure is reduced to the atmospheric pressure through the processing of S107, so that the atmospheric pressure can be used instead of the pressure value. After executing the process of S108, the electronic control unit 21 once ends the abnormality diagnosis routine.
図３〜図５は、内燃機関１の運転状態（この例では吸気温）に応じた過給機異常判定値の変化、及び、それに伴う過給機異常判定値とセンサ異常判定値との大小関係の変化を示している。これらの図において、実線は過給機異常判定値を示しており、破線はセンサ異常判定値を示している。そして、図３、図４、図５の順で内燃機関１の吸気温が低くなっており、それぞれの吸気温に対応した過給機異常判定値（実線）とセンサ異常判定値（破線）との大小関係が各図に示されている。 3 to 5 show changes in the turbocharger abnormality determination value according to the operating state of the internal combustion engine 1 (intake air temperature in this example), and the magnitude of the supercharger abnormality determination value and the sensor abnormality determination value associated therewith. It shows a change in the relationship. In these drawings, the solid line indicates the turbocharger abnormality determination value, and the broken line indicates the sensor abnormality determination value. Then, the intake air temperature of the internal combustion engine 1 becomes lower in the order of FIG. 3, FIG. 4, and FIG. 5, and the turbocharger abnormality determination value (solid line) and sensor abnormality determination value (broken line) corresponding to each intake air temperature The magnitude relationship is shown in each figure.
内燃機関１の吸気温が高い場合には、例えば図３に示すように、過給機異常判定値が常にセンサ異常判定値よりも低い値（小さい値）になる。この場合、図２の異常診断ルーチンにおいて、過給圧センサ２４の異常の有無を正確に判断することができる。 When the intake air temperature of the internal combustion engine 1 is high, for example, as shown in FIG. 3, the turbocharger abnormality determination value is always lower (smaller value) than the sensor abnormality determination value. In this case, in the abnormality diagnosis routine of FIG. 2, the presence or absence of abnormality of the supercharging pressure sensor 24 can be accurately determined.
すなわち、過給圧センサ２４によって検出された圧力値が図中の値Ｐａから過給機異常判定値（実線）以上かつセンサ異常判定値（破線）未満の値Ｐｂに上昇すると、そのことに基づき上記過給圧低下処理が実行される。上記圧力値の上昇がターボチャージャ４の異常によるものではなく、過給圧センサ２４の異常によるものであれば、上記過給圧低下処理を実行しても上記圧力値の上昇は止まらず、同圧力値が過給機異常判定値よりも大きい値であるセンサ異常判定値以上に上昇してゆき、例えば値Ｐｃに上昇する。そして、上記過給圧低下処理を実行した状態のもとで上記圧力値がセンサ異常判定値以上になるという状況（以下、センサ異常と高精度で判別可能な状況という）であることに基づき、過給圧センサ２４が異常である旨判断される。このため、上記過給圧センサ２４が異常である旨の判断を正確なものとすることができる。 That is, when the pressure value detected by the supercharging pressure sensor 24 increases from the value Pa in the figure to a value Pb that is equal to or higher than the turbocharger abnormality determination value (solid line) and less than the sensor abnormality determination value (broken line), The supercharging pressure reduction process is executed. If the increase in the pressure value is not due to an abnormality in the turbocharger 4 but due to an abnormality in the supercharging pressure sensor 24, the increase in the pressure value will not stop even if the supercharging pressure reduction process is executed. The pressure value rises above the sensor abnormality determination value, which is a value larger than the turbocharger abnormality determination value, for example, increases to the value Pc. And, based on the situation where the pressure value is equal to or higher than the sensor abnormality determination value under the state in which the supercharging pressure reduction process is executed (hereinafter referred to as a situation that can be distinguished from sensor abnormality with high accuracy), It is determined that the supercharging pressure sensor 24 is abnormal. For this reason, it is possible to accurately determine that the supercharging pressure sensor 24 is abnormal.
しかし、内燃機関１の吸気温が低い場合には、例えば図５に示すように、過給機異常判定値が高圧側の値に設定されることから、内燃機関１に供給される空気量によっては、その過給機異常判定値とセンサ異常判定値との大小関係が逆転するおそれがある。なお、図５の例では、領域Ａにおいて、高圧側に設定された過給機異常判定値がセンサ異常判定値よりも高い値（大きい値）になる。この場合、過給圧センサ２４によって検出された圧力値が、例えば値Ｐｄからセンサ異常判定値以上の値Ｐｅに上昇したとき、それが過給圧センサ２４の異常によるものなのか、あるいはターボチャージャ４の異常によるものなのかを判別することはできない。これは、上記圧力値がセンサ異常判定値以上になった時点では、過給機異常判定値を越えて上記圧力値が上昇することによる上記過給圧低下処理の実行がなされていないため、すなわち過給圧低下処理を実行した状態のもとで上記圧力値がセンサ異常判定値以上になるという状況（上述したセンサ異常と高精度で判別可能な状況）にならないためである。 However, when the intake air temperature of the internal combustion engine 1 is low, for example, as shown in FIG. 5, the turbocharger abnormality determination value is set to a value on the high pressure side, so that depending on the amount of air supplied to the internal combustion engine 1 Is likely to reverse the magnitude relationship between the turbocharger abnormality determination value and the sensor abnormality determination value. In the example of FIG. 5, in the region A, the turbocharger abnormality determination value set on the high pressure side is higher (larger value) than the sensor abnormality determination value. In this case, for example, when the pressure value detected by the supercharging pressure sensor 24 rises from the value Pd to a value Pe that is equal to or higher than the sensor abnormality determination value, it may be due to the abnormality of the supercharging pressure sensor 24 or the turbocharger. It cannot be determined whether it is due to the abnormality of No. 4. This is because, when the pressure value becomes equal to or higher than the sensor abnormality determination value, the supercharging pressure lowering process due to the pressure value increasing exceeding the turbocharger abnormality determination value is not executed, that is, This is because a situation in which the pressure value becomes equal to or higher than the sensor abnormality determination value (a situation in which the above-described sensor abnormality can be distinguished with high accuracy) under the state where the supercharging pressure reduction process is executed is not caused.
従って、上述したように圧力値がセンサ異常判定値以上になったときには、それがターボチャージャ４の異常によるものである可能性があり、そのときに過給圧センサ２４が異常である旨判断した場合には同判断が不正確なものとなる。詳しくは、上記圧力値のセンサ異常判定値以上への上昇がターボチャージャ４の異常によって生じたものであるとすると、上記圧力値がセンサ異常判定値を越えて上昇した時点で過給圧センサ２４が異常である旨判断されてしまい、その旨の判断が誤ったものとなる。更に、こうした過給圧センサ２４が異常である旨の誤判断に基づき、過給圧センサ２４の異常に対処するための機関制御等が行われたとすると、内燃機関１の運転に支障を来すおそれがある。 Therefore, as described above, when the pressure value is equal to or higher than the sensor abnormality determination value, it may be due to abnormality of the turbocharger 4, and at that time, it is determined that the supercharging pressure sensor 24 is abnormal. In some cases, this judgment is inaccurate. Specifically, assuming that the increase in the pressure value to the sensor abnormality determination value or more is caused by the abnormality of the turbocharger 4, the supercharging pressure sensor 24 is reached when the pressure value exceeds the sensor abnormality determination value. Is determined to be abnormal, and the determination to that effect is incorrect. Further, if engine control or the like for dealing with the abnormality of the supercharging pressure sensor 24 is performed based on the erroneous determination that the supercharging pressure sensor 24 is abnormal, the operation of the internal combustion engine 1 is hindered. There is a fear.
次に、上述した問題に対処するために電子制御装置２１を通じて行われる処理について説明する。
電子制御装置２１は、過給圧制御を通じて、内燃機関１の出力トルクがトランスミッション保護等に基づく上限値を越えないよう過給圧を調整するようにしている。詳しくは、電子制御装置２１は、その上限値に内燃機関１の出力トルクを調整する場合の最大過給圧をトルク上限過給圧として算出する。そして、過給圧制御で用いられる目標過給圧Ｐｔを上記トルク上限過給圧未満の値に設定することにより、過給圧制御を実行したときの内燃機関１の出力トルクが上限値を越えて大きくならないようにする。
Next, processing performed through the electronic control device 21 in order to cope with the above-described problem will be described.
The electronic control device 21 adjusts the supercharging pressure through the supercharging pressure control so that the output torque of the internal combustion engine 1 does not exceed an upper limit value based on transmission protection or the like. Specifically, the electronic control device 21 calculates the maximum boost pressure when adjusting the output torque of the internal combustion engine 1 to the upper limit value as the torque upper limit boost pressure. Then, by setting the target boost pressure Pt used in the boost pressure control to a value less than the torque upper limit boost pressure, the output torque of the internal combustion engine 1 when the boost pressure control is executed exceeds the upper limit value. Do not become large.
図６は、トルク上限過給圧を算出するための電子制御装置２１の処理の詳細を示している。電子制御装置２１は、最大空気量算出処理Ｓ１及びトルク上限過給圧算出処理Ｓ２を通じて、上述したトルク上限過給圧の算出を行う。すなわち、上記最大空気量算出処理Ｓ１では、内燃機関１の出力トルクの上限値と機関回転速度とに基づき、その上限値に内燃機関１の出力トルクを調整する際の内燃機関１の吸入空気量（最大空気量）を算出する。そして、トルク上限過給圧算出処理Ｓ２では、大気圧、内燃機関１の吸気温、及び上記最大空気量算出処理Ｓ１を通じて算出された最大空気量に基づき、トルク上限過給圧を算出する。 FIG. 6 shows details of processing of the electronic control unit 21 for calculating the torque upper limit supercharging pressure. The electronic control unit 21 calculates the torque upper limit boost pressure described above through the maximum air amount calculation process S1 and the torque upper limit boost pressure calculation process S2. That is, in the maximum air amount calculation process S1, the intake air amount of the internal combustion engine 1 when adjusting the output torque of the internal combustion engine 1 to the upper limit value based on the upper limit value of the output torque of the internal combustion engine 1 and the engine speed. Calculate (maximum air volume). In the torque upper limit boost pressure calculation process S2, the torque upper limit boost pressure is calculated based on the atmospheric pressure, the intake air temperature of the internal combustion engine 1, and the maximum air amount calculated through the maximum air amount calculation process S1.
こうして算出されたトルク上限過給圧は、上述した最大空気量、吸気温、及び大気圧といった内燃機関１の運転状態に応じて変化する。例えば、トルク上限過給圧は、内燃機関１の吸気温が低くなるほど、低圧側の値となるよう変化する。これは、内燃機関１の吸気温が低くなるほど、同機関１に供給される空気の密度が高くなって内燃機関１の出力トルクを大きくしやすくなり、それに伴い出力トルクを上限値に調整し得る過給圧が低い値となるためである。従って、トルク上限過給圧は、内燃機関１の吸気温が低くなるに従い、図３〜図５にそれぞれ二点鎖線で示すように、図３、図４、図５の順で低圧側の値へと変化してゆく。 The torque upper limit boost pressure calculated in this way changes according to the operating state of the internal combustion engine 1 such as the maximum air amount, the intake air temperature, and the atmospheric pressure described above. For example, the torque upper limit supercharging pressure changes so as to become a value on the low pressure side as the intake air temperature of the internal combustion engine 1 becomes lower. This is because the lower the intake air temperature of the internal combustion engine 1, the higher the density of air supplied to the engine 1 and the greater the output torque of the internal combustion engine 1, and accordingly the output torque can be adjusted to the upper limit value. This is because the supercharging pressure becomes a low value. Therefore, as the intake air temperature of the internal combustion engine 1 becomes lower, the torque upper limit supercharging pressure is a value on the low pressure side in the order of FIGS. 3, 4, and 5 as shown by two-dot chain lines in FIGS. It will change to.
図３〜５に破線で示すセンサ異常判定値は、上述したように吸気温に応じて変化するトルク上限過給圧（二点鎖線）よりも大きい固定値に設定される。一方、電子制御装置２１は、内燃機関１の運転状態（吸気温等）に応じて可変設定される過給機異常判定値よりも上記トルク上限過給圧（二点鎖線）が小さい値であるときには、同トルク上限過給圧を過給機異常判定値に設定する。その結果、過給機異常判定値は、図４及び図５に太い実線Ｌで示すように、トルク上限過給圧（二点鎖線）によって上昇方向についてガードされる。 The sensor abnormality determination value indicated by a broken line in FIGS. 3 to 5 is set to a fixed value larger than the torque upper limit supercharging pressure (two-dot chain line) that changes according to the intake air temperature as described above. On the other hand, the electronic control unit 21 is a value in which the torque upper limit supercharging pressure (two-dot chain line) is smaller than the turbocharger abnormality determination value variably set according to the operating state (intake air temperature, etc.) of the internal combustion engine 1. In some cases, the same torque upper limit supercharging pressure is set to the supercharger abnormality determination value. As a result, the turbocharger abnormality determination value is guarded in the upward direction by the torque upper limit supercharging pressure (two-dot chain line), as indicated by the thick solid line L in FIGS.
なお、この場合、過給圧センサ２４によって検出された圧力値（例えば図４の値Ｐｄ）が、上記トルク上限過給圧によってガードされた過給機異常判定値（太い実線Ｌ）以上に上昇すると、それに基づき上記過給圧低下処理が実行されることになる。このように過給圧低下処理が実行されたとしても、通常は過給圧制御を通じてターボチャージャ４による過給圧がトルク上限過給圧（二点鎖線）以下に抑えられるよう調整される関係から、上記過給圧低下処理を実行することによって過給圧を調整しても問題が生じることはない。 In this case, the pressure value detected by the supercharging pressure sensor 24 (for example, the value Pd in FIG. 4) rises above the turbocharger abnormality determination value (thick solid line L) guarded by the torque upper limit supercharging pressure. Then, the supercharging pressure reduction process is executed based on that. Even if the supercharging pressure reduction process is executed in this way, normally, the supercharging pressure by the turbocharger 4 is adjusted so as to be suppressed to a torque upper limit supercharging pressure (two-dot chain line) or less through the supercharging pressure control. Even if the supercharging pressure is adjusted by executing the supercharging pressure lowering process, no problem occurs.
上述したように過給機異常判定値がトルク上限過給圧によって上昇方向についてガードされるため、その過給機異常判定値が内燃機関１の運転状態（吸気温等）に応じて可変設定されるとしても、同過給機異常判定値が上記トルク上限過給圧よりも大きい値に設定されたセンサ異常判定値よりも高圧側の値になることはない。従って、過給圧センサ２４によって検出された圧力値が、例えば図５の値Ｐｄからセンサ異常判定値以上の値Ｐｅに上昇することに基づき同過給圧センサ２４が異常である旨判断したとき、その判断を正確なものとすることができる。 Since the turbocharger abnormality determination value is guarded in the upward direction by the torque upper limit supercharging pressure as described above, the turbocharger abnormality determination value is variably set according to the operating state (intake air temperature, etc.) of the internal combustion engine 1. Even so, the turbocharger abnormality determination value does not become a value higher than the sensor abnormality determination value set to a value larger than the torque upper limit supercharging pressure. Accordingly, when it is determined that the supercharging pressure sensor 24 is abnormal based on, for example, the pressure value detected by the supercharging pressure sensor 24 increasing from the value Pd in FIG. 5 to a value Pe greater than or equal to the sensor abnormality determination value. The judgment can be made accurate.
これは、上記圧力値が値Ｐｄから値Ｐｅに上昇するに当たり、同圧力値が図５等に太い実線Ｌで示される過給機異常判定値（トルク上限過給圧）を越えて上昇した時点で、上記過給圧低下処理が実行されることが関係している。すなわち、上記圧力値が値Ｐｅに上昇したときには、上記過給圧低下処理を実行した状態のもとで上記圧力値がセンサ異常判定値以上になるという状況（センサ異常と高精度で判別可能な状況）となり、その状況のもとで過給圧センサ２４が異常である旨判断されることになる。このため、上記過給圧センサ２４が異常である旨の判断を正確なものとすることができる。そして、上記過給圧センサ２４が異常である旨の判断に基づき、その異常に対処するための機関制御等が行われたとき、内燃機関１の運転に支障を来すこともない。 This is when the pressure value increases from the value Pd to the value Pe when the pressure value exceeds the turbocharger abnormality determination value (torque upper limit boost pressure) indicated by the thick solid line L in FIG. Thus, the supercharging pressure lowering process is executed. That is, when the pressure value rises to the value Pe, the pressure value becomes equal to or higher than the sensor abnormality determination value under the state where the supercharging pressure reduction process is executed (sensor abnormality can be determined with high accuracy. Under the circumstances, it is determined that the supercharging pressure sensor 24 is abnormal. For this reason, it is possible to accurately determine that the supercharging pressure sensor 24 is abnormal. When engine control or the like for dealing with the abnormality is performed based on the determination that the supercharging pressure sensor 24 is abnormal, the operation of the internal combustion engine 1 is not hindered.
図７は、過給機異常判定値を上述したようにトルク上限過給圧で上昇方向についてガードするための判定値設定ルーチンを示すフローチャートである。この判定値設定ルーチンは、電子制御装置２１を通じて、例えば所定時間毎の時間割り込みにて周期的に実行される。 FIG. 7 is a flowchart showing a determination value setting routine for guarding the turbocharger abnormality determination value in the upward direction with the torque upper limit supercharging pressure as described above. This determination value setting routine is periodically executed through the electronic control device 21 by, for example, a time interruption every predetermined time.
電子制御装置２１は、判定値設定ルーチンのＳ２０１の処理として、内燃機関１の吸気温、吸入空気量、同機関１の周辺の大気圧といった内燃機関１の運転状態、並びに、ターボチャージャ４の回転速度の上限値に基づき、過給機異常判定値を算出する。続いて、電子制御装置２１は、Ｓ２０２の処理として、内燃機関１の出力トルクの上限値、機関回転速度、吸気温、及び大気圧に基づきトルク上限過給圧を算出する。その後、過給機異常判定値をトルク上限過給圧で上昇方向についてガードするためのＳ２０３以降の処理に進む。 The electronic control unit 21 performs the processing of S201 of the determination value setting routine as the operation state of the internal combustion engine 1 such as the intake temperature of the internal combustion engine 1, the intake air amount, the atmospheric pressure around the engine 1, and the rotation of the turbocharger 4. A turbocharger abnormality determination value is calculated based on the upper limit value of the speed. Subsequently, the electronic control unit 21 calculates a torque upper limit supercharging pressure based on the upper limit value of the output torque of the internal combustion engine 1, the engine speed, the intake air temperature, and the atmospheric pressure as the process of S202. Thereafter, the process proceeds to S203 and subsequent steps for guarding the turbocharger abnormality determination value in the upward direction with the torque upper limit supercharging pressure.
電子制御装置２１は、Ｓ２０３の処理として吸気温に基づき可変とされる過給機異常判定値がトルク上限過給圧よりも大きいか否かを判断し、ここで否定判断であれば判定値設定ルーチンを一旦終了する。一方、Ｓ２０３で肯定判断であればＳ２０４に進む。電子制御装置２１は、Ｓ２０４の処理としてトルク上限過給圧を過給機異常判定値に設定し、その後に判定値設定ルーチンを一旦終了する。 The electronic control unit 21 determines whether or not the turbocharger abnormality determination value that is variable based on the intake air temperature is larger than the torque upper limit supercharging pressure as a process of S203. The routine is temporarily terminated. On the other hand, if a positive determination is made in S203, the process proceeds to S204. The electronic control unit 21 sets the torque upper limit supercharging pressure to the supercharger abnormality determination value as the process of S204, and then ends the determination value setting routine once.
次に、過給機付き内燃機関の制御装置の作用について説明する。
内燃機関１の出力トルクを上限値（この例ではトランスミッション保護に基づく上限値）に調整する際の最大過給圧であるトルク上限過給圧が、内燃機関１の運転状態の変化（吸気温の上昇等）に伴い高圧側の値となるように設定される。また、センサ異常判定値は、上記トルク上限過給圧よりも大きい値（高い値）に設定される。更に、吸気温に応じて可変設定された過給機異常判定値よりも上記トルク上限過給圧が小さい値であるときには、同トルク上限過給圧が過給機異常判定値に設定される。
Next, the operation of the control device for the supercharged internal combustion engine will be described.
The torque upper limit boost pressure, which is the maximum boost pressure when adjusting the output torque of the internal combustion engine 1 to the upper limit value (in this example, the upper limit value based on transmission protection), is a change in the operating state of the internal combustion engine 1 (intake air temperature The value is set so as to become a value on the high pressure side with a rise, etc.). The sensor abnormality determination value is set to a value (a higher value) that is larger than the torque upper limit boost pressure. Further, when the torque upper limit supercharging pressure is smaller than the turbocharger abnormality determination value variably set according to the intake air temperature, the torque upper limit supercharging pressure is set as the turbocharger abnormality determination value.
このように、過給機異常判定値よりもトルク上限過給圧が小さい値であるときには、そのトルク上限過給圧が過給機異常判定値に設定されるため、過給機異常判定値が内燃機関１の運転状態（吸気温等）に応じて可変設定されるとしても、同過給機異常判定値はトルク上限過給圧以下に抑えられる。このため、過給機異常判定値が上記トルク上限過給圧よりも大きい値に設定されたセンサ異常判定値よりも高圧側の値になることはない。 Thus, when the torque upper limit supercharging pressure is smaller than the turbocharger abnormality determination value, the torque upper limit supercharging pressure is set to the turbocharger abnormality determination value. Even when the internal combustion engine 1 is variably set according to the operating state (intake air temperature or the like), the turbocharger abnormality determination value is suppressed to the torque upper limit supercharging pressure or less. For this reason, the turbocharger abnormality determination value does not become a value on the higher pressure side than the sensor abnormality determination value set to a value larger than the torque upper limit supercharging pressure.
この場合、上記圧力値が過給機異常判定値（トルク上限過給圧）を越えて上昇した時点で、上記過給圧低下処理が実行される。従って、上記圧力値がセンサ異常判定値を越えて上昇したときには、上記過給圧低下処理を実行した状態のもとで上記圧力値がセンサ異常判定値以上になるという状況（センサ異常と高精度で判別可能な状況）となり、その状況のもとで過給圧センサ２４が異常である旨判断される。このため、上記過給圧センサ２４が異常である旨の判断を正確なものとすることができる。 In this case, when the pressure value increases beyond the turbocharger abnormality determination value (torque upper limit supercharging pressure), the supercharging pressure reduction process is executed. Accordingly, when the pressure value rises above the sensor abnormality determination value, the pressure value becomes equal to or higher than the sensor abnormality determination value under the state where the supercharging pressure reduction process is executed (sensor abnormality and high accuracy). Under such circumstances, it is determined that the supercharging pressure sensor 24 is abnormal. For this reason, it is possible to accurately determine that the supercharging pressure sensor 24 is abnormal.
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）過給機異常判定値が吸気温に応じて可変設定されるとしても、その過給機異常判定値をトルク上限過給圧で上昇方向についてガードすることにより、過給機異常判定値がセンサ異常判定値よりも大きい値になることはない。このため、過給圧センサ２４によって検出された圧力値がセンサ異常判定値以上になることに基づき、過給圧センサ２４が異常である旨判断したとき、その旨の判断を正確なものとすることができる。
According to the embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.
(1) Even if the turbocharger abnormality determination value is variably set in accordance with the intake air temperature, the turbocharger abnormality determination value is guarded in the upward direction with the torque upper limit supercharging pressure, whereby the turbocharger abnormality determination value is Does not become larger than the sensor abnormality determination value. For this reason, when it is determined that the supercharging pressure sensor 24 is abnormal based on the fact that the pressure value detected by the supercharging pressure sensor 24 is greater than or equal to the sensor abnormality determination value, the determination to that effect is made accurate. be able to.
（２）過給圧センサ２４が異常である旨の判断を正確に行うことができるため、その異常である旨の判断に基づき過給圧センサ２４の異常に対処するための機関運転等を行ったときに内燃機関１の運転に支障を来すことはない。 (2) Since it is possible to accurately determine that the supercharging pressure sensor 24 is abnormal, engine operation or the like is performed to deal with the abnormality of the supercharging pressure sensor 24 based on the determination that the supercharging pressure sensor 24 is abnormal. The operation of the internal combustion engine 1 is not hindered.
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・ターボチャージャ４として可変ノズル式のものを採用した場合、その可変ノズルの開度調整を通じてタービンホイール４ｂに吹き付けられる排気の流速を調整し、その流速の調整を通じてターボチャージャ４の回転速度を変更して過給圧を制御するようにしてもよい。
In addition, the said embodiment can also be changed as follows, for example.
-When a variable nozzle type is used as the turbocharger 4, the flow rate of the exhaust blown to the turbine wheel 4b is adjusted through adjustment of the opening degree of the variable nozzle, and the rotational speed of the turbocharger 4 is changed through adjustment of the flow rate. Thus, the supercharging pressure may be controlled.
・内燃機関１の吸気通路３におけるコンプレッサホイール４ａの上流の部分と下流の部分とを繋ぐバイパス通路を設けるとともに、そのバイパス通路のガス流通面積を可変とすべく開度調節されるエアバイパスバルブを設けてもよい。この場合、エアバイパスバルブを開くと、上記バイパス通路を介して吸気通路３におけるコンプレッサホイール４ａの下流の部分から上流の部分に戻される空気の量が多くなり、それによって内燃機関１の過給圧が低下される。従って、この構成によれば、過給圧低下処理として、エアバイパスバルブを開く処理を採用することができる。 An air bypass valve that is provided with a bypass passage that connects an upstream portion and a downstream portion of the compressor wheel 4a in the intake passage 3 of the internal combustion engine 1 and whose opening degree is adjusted to make the gas flow area of the bypass passage variable. It may be provided. In this case, when the air bypass valve is opened, the amount of air returned from the downstream portion of the compressor wheel 4a in the intake passage 3 to the upstream portion via the bypass passage increases, thereby increasing the boost pressure of the internal combustion engine 1. Is reduced. Therefore, according to this structure, the process which opens an air bypass valve is employable as a supercharging pressure fall process.
・過給圧低下処理として、スロットル開度制御やバルブ特性可変機構の駆動制御などの機関制御を通じて内燃機関１の吸入空気量を減少させる処理を第１処理とする一方、上述したようにエアバイパスバルブを開く処理を第２処理とする。そして、それら第１処理及び第２処理のうちの少なくとも一方を過給圧低下処理として実行するようにしてもよい。この場合、第１処理のみ実行、第２処理のみ実行、もしくは第１処理と第２処理との両方を実行するなど、過給圧低下処理の実行態様を状況等に応じて使い分けることが可能になる。 As the boost pressure reduction process, the process for reducing the intake air amount of the internal combustion engine 1 through the engine control such as the throttle opening control and the drive control of the valve characteristic variable mechanism is the first process, while the air bypass as described above. The process of opening the valve is the second process. And you may make it perform at least one of these 1st processes and 2nd processes as a supercharging pressure fall process. In this case, it is possible to selectively use the execution mode of the supercharging pressure reduction process depending on the situation, such as executing only the first process, executing only the second process, or executing both the first process and the second process. Become.
・過給圧センサ２４によって検出された圧力値が過給圧異常判定値以上になったとき、ターボチャージャ４が異常である旨の判断は行わずに過給圧低下処理を行い、その過給圧低下処理を実行した状態のもとで過給圧が低下したときにターボチャージャ４が異常である旨判断するようにしてもよい。この場合、ターボチャージャ４が異常である旨判断の判断をより正確に行うことができる。 When the pressure value detected by the supercharging pressure sensor 24 is equal to or higher than the supercharging pressure abnormality judgment value, the supercharging pressure lowering process is performed without judging that the turbocharger 4 is abnormal. It may be determined that the turbocharger 4 is abnormal when the supercharging pressure is reduced under the state where the pressure reduction process is executed. In this case, the determination that the turbocharger 4 is abnormal can be made more accurately.
１…内燃機関、２…燃焼室、３…吸気通路、４…ターボチャージャ、４ａ…コンプレッサホイール、４ｂ…タービンホイール、６…スロットルバルブ、７…燃料噴射弁、８…ピストン、１０…クランクシャフト、９…排気通路、１３…バイパス通路、１４…ウエイストゲートバルブ、１５…アクセルペダル、２１…電子制御装置、２２…アクセルポジションセンサ、２３…スロットルポジションセンサ、２４…過給圧センサ、２５…クランクポジションセンサ、２６…吸気温センサ、２７…大気圧センサ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal combustion engine, 2 ... Combustion chamber, 3 ... Intake passage, 4 ... Turbocharger, 4a ... Compressor wheel, 4b ... Turbine wheel, 6 ... Throttle valve, 7 ... Fuel injection valve, 8 ... Piston, 10 ... Crankshaft, DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 ... Exhaust passage, 13 ... Bypass passage, 14 ... Waste gate valve, 15 ... Accelerator pedal, 21 ... Electronic control unit, 22 ... Accelerator position sensor, 23 ... Throttle position sensor, 24 ... Supercharging pressure sensor, 25 ... Crank position Sensor, 26 ... intake air temperature sensor, 27 ... atmospheric pressure sensor.
Claims (1)
前記過給圧センサによって検出された圧力値に基づき機関制御を行うとともに前記過給機を駆動して内燃機関の過給圧を制御する制御部と、
を備える過給機付き内燃機関の制御装置において、
前記制御部は、前記過給圧センサによって検出された前記圧力値が内燃機関の運転状態に応じて可変設定される過給機異常判定値以上であることに基づき過給圧を低下させる過給圧低下処理を実行する一方、前記圧力値がセンサ異常判定値以上であることに基づき前記過給圧センサが異常である旨判断するものであり、
前記過給圧低下処理は、機関制御を通じて内燃機関の吸入空気量を減少させる第１処理、及び、内燃機関の吸気通路における過給機の上流の部分と下流の部分とを繋ぐバイパス通路に設けられたエアバイパスバルブを開く第２処理のうち、少なくとも一方を実行することによって実現されるものであり、
前記センサ異常判定値は、内燃機関の出力トルクを上限値に調整する際の最大過給圧であるトルク上限過給圧よりも大きい値に設定されており、
前記制御部は、前記可変設定された過給機異常判定値よりも前記トルク上限過給圧が小さい値であるときには同トルク上限過給圧を前記過給機異常判定値に設定するよう構成されている
ことを特徴とする過給機付き内燃機関の制御装置。 A supercharging pressure sensor that detects the supercharging pressure of the internal combustion engine that is supercharged by the supercharger;
A control unit that controls the supercharging pressure of the internal combustion engine by driving the supercharger and controlling the engine based on the pressure value detected by the supercharging pressure sensor;
In a control device for an internal combustion engine with a supercharger comprising:
The control unit is configured to reduce a supercharging pressure based on whether the pressure value detected by the supercharging pressure sensor is equal to or greater than a turbocharger abnormality determination value that is variably set according to an operating state of the internal combustion engine. While performing the pressure reduction process, it is determined that the supercharging pressure sensor is abnormal based on the pressure value being equal to or greater than the sensor abnormality determination value,
The supercharging pressure lowering process is provided in a first process for reducing the intake air amount of the internal combustion engine through engine control, and a bypass passage connecting the upstream portion and the downstream portion of the supercharger in the intake passage of the internal combustion engine. It is realized by executing at least one of the second processes of opening the air bypass valve that has been performed,
The sensor abnormality determination value is set to a value larger than a torque upper limit boost pressure that is a maximum boost pressure when adjusting the output torque of the internal combustion engine to an upper limit value.
The control unit is configured to set the torque upper limit boost pressure to the turbocharger abnormality determination value when the torque upper limit boost pressure is smaller than the variably set turbocharger abnormality determination value. A control device for an internal combustion engine with a supercharger.
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