JPH06123234A - シーケンシャルターボエンジンの故障診断方法 - Google Patents
シーケンシャルターボエンジンの故障診断方法Info
- Publication number
- JPH06123234A JPH06123234A JP4298029A JP29802992A JPH06123234A JP H06123234 A JPH06123234 A JP H06123234A JP 4298029 A JP4298029 A JP 4298029A JP 29802992 A JP29802992 A JP 29802992A JP H06123234 A JPH06123234 A JP H06123234A
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- JP
- Japan
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- pressure
- mode
- control valve
- valve
- turbo
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- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 セカンダリターボ過給機側の全ての弁を適確
に故障診断し、故障の場合は適切にフェイルセーフす
る。 【構成】 エンジン本体の吸、排気系にプライマリター
ボ過給機40とセカンダリターボ過給機50を並列的に
配置し、セカンダリターボ過給機側に過給圧リリーフ弁
60、吸気制御弁58,排気制御弁55を設けて、シン
グルターボモードではプライマリターボ過給機40のみ
を作動し、予備回転モードではセカンダリターボ過給機
50を予備回転して、ツインターボモードではプライマ
リターボ過給機40とセカンダリターボ過給機50を共
に作動するように制御し、更にシングルターボモード、
予備回転モード及びツインターボモード毎に、吸気制御
弁58の上流圧と下流圧との差圧ΔPdiにより、過給
圧リリーフ弁60、吸気制御弁58、排気制御弁55の
いずれかの故障の有無を診断する。
に故障診断し、故障の場合は適切にフェイルセーフす
る。 【構成】 エンジン本体の吸、排気系にプライマリター
ボ過給機40とセカンダリターボ過給機50を並列的に
配置し、セカンダリターボ過給機側に過給圧リリーフ弁
60、吸気制御弁58,排気制御弁55を設けて、シン
グルターボモードではプライマリターボ過給機40のみ
を作動し、予備回転モードではセカンダリターボ過給機
50を予備回転して、ツインターボモードではプライマ
リターボ過給機40とセカンダリターボ過給機50を共
に作動するように制御し、更にシングルターボモード、
予備回転モード及びツインターボモード毎に、吸気制御
弁58の上流圧と下流圧との差圧ΔPdiにより、過給
圧リリーフ弁60、吸気制御弁58、排気制御弁55の
いずれかの故障の有無を診断する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、車両用エンジンとし
て、複数のターボ過給機を備えてシーケンシャルターボ
式に作動するシーケンシャルターボエンジンにおいて、
セカンダリターボ過給機側の全ての弁を適確に故障診断
し、故障時に適切にフェイルセーフするシーケンシャル
ターボエンジンの故障診断方法に関する。
て、複数のターボ過給機を備えてシーケンシャルターボ
式に作動するシーケンシャルターボエンジンにおいて、
セカンダリターボ過給機側の全ての弁を適確に故障診断
し、故障時に適切にフェイルセーフするシーケンシャル
ターボエンジンの故障診断方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、車両用の過給機付エンジンとし
て、多気筒の排気系にプライマリとセカンダリのターボ
過給機を並列的に装備し、このターボ過給機をシーケン
シャルターボ式に作動するものが提案されている。この
シーケンシャルターボエンジンでは、一般にセカンダリ
ターボ過給機側に吸気制御弁,リリーフ弁,排気制御弁
等を設けて、ターボモード切換時にはこれらの各弁を開
閉動作するように制御される。ところで、これらの各弁
は、電気信号と空気圧により動作する構成であるから、
種々の原因により開状態又は閉状態に固着するように故
障することが予測される。そしてシングルターボモード
で例えば排気制御弁が開いたままに故障すると、シング
ルターボモードの意味がなくなる。またツインターボモ
ードで例えば排気制御弁が閉じたままに故障すると、プ
ライマリターボ過給機の過回転を生じる等の不具合を招
く。このためこれらの弁の故障の有無を適確に診断し、
故障の場合には適切にフェイルセーフすることが望まれ
る。
て、多気筒の排気系にプライマリとセカンダリのターボ
過給機を並列的に装備し、このターボ過給機をシーケン
シャルターボ式に作動するものが提案されている。この
シーケンシャルターボエンジンでは、一般にセカンダリ
ターボ過給機側に吸気制御弁,リリーフ弁,排気制御弁
等を設けて、ターボモード切換時にはこれらの各弁を開
閉動作するように制御される。ところで、これらの各弁
は、電気信号と空気圧により動作する構成であるから、
種々の原因により開状態又は閉状態に固着するように故
障することが予測される。そしてシングルターボモード
で例えば排気制御弁が開いたままに故障すると、シング
ルターボモードの意味がなくなる。またツインターボモ
ードで例えば排気制御弁が閉じたままに故障すると、プ
ライマリターボ過給機の過回転を生じる等の不具合を招
く。このためこれらの弁の故障の有無を適確に診断し、
故障の場合には適切にフェイルセーフすることが望まれ
る。
【0003】従来、上記シーケンシャルターボエンジン
の故障診断に関しては、例えば特開平2−136516
号公報の先行技術があり、コンプレッサ出口圧力により
排気カット弁の作動状態を検出し、開作動不良の場合は
排気エネルギーを低下する。また特開平2−24862
3号公報の先行技術では、ブロワ出口圧力により吸気カ
ット弁の作動状態を検出し、閉状態に固定される場合は
高吸気量領域においてエンジン出力を低下することが示
されている。
の故障診断に関しては、例えば特開平2−136516
号公報の先行技術があり、コンプレッサ出口圧力により
排気カット弁の作動状態を検出し、開作動不良の場合は
排気エネルギーを低下する。また特開平2−24862
3号公報の先行技術では、ブロワ出口圧力により吸気カ
ット弁の作動状態を検出し、閉状態に固定される場合は
高吸気量領域においてエンジン出力を低下することが示
されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記先行技
術のものにあっては、排気カット弁、吸気カット弁の故
障の有無を個別に検出する方式であるから、故障検出手
段が多く必要になり、故障診断の制御も煩雑になる。ま
た、これ以外の弁の故障診断ができない等の問題があ
る。本来ターボモード切換時には全ての弁が正常に作動
することが必要であり、いずれか1つの弁が故障しても
各ターボモードで正常にターボ作動することができなく
なる。このため個々の弁の故障の有無を検出しても、意
味がないと言える。
術のものにあっては、排気カット弁、吸気カット弁の故
障の有無を個別に検出する方式であるから、故障検出手
段が多く必要になり、故障診断の制御も煩雑になる。ま
た、これ以外の弁の故障診断ができない等の問題があ
る。本来ターボモード切換時には全ての弁が正常に作動
することが必要であり、いずれか1つの弁が故障しても
各ターボモードで正常にターボ作動することができなく
なる。このため個々の弁の故障の有無を検出しても、意
味がないと言える。
【0005】本発明は、この点に鑑みてなされたもの
で、セカンダリターボ過給機側の全ての弁を適確に故障
診断し、故障の場合は適切にフェイルセーフすることを
目的とする。
で、セカンダリターボ過給機側の全ての弁を適確に故障
診断し、故障の場合は適切にフェイルセーフすることを
目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、エンジン本体の吸、排気系にプライマリ
ターボ過給機とセカンダリターボ過給機が並列的に配置
され、セカンダリターボ過給機側に少なくともリリーフ
弁、吸気制御弁、排気制御弁が設けられて、シングルタ
ーボモードではプライマリターボ過給機のみを作動し、
ツインターボモードではプライマリターボ過給機とセカ
ンダリターボ過給機を共に作動するように制御するシー
ケンシャルターボエンジンにおいて、シングルターボモ
ード、予備回転モード及びツインターボモード毎に、吸
気制御弁の上流圧と下流圧との差圧により、リリーフ
弁、吸気制御弁、排気制御弁のいずれかの故障の有無を
診断するものである。
め、本発明は、エンジン本体の吸、排気系にプライマリ
ターボ過給機とセカンダリターボ過給機が並列的に配置
され、セカンダリターボ過給機側に少なくともリリーフ
弁、吸気制御弁、排気制御弁が設けられて、シングルタ
ーボモードではプライマリターボ過給機のみを作動し、
ツインターボモードではプライマリターボ過給機とセカ
ンダリターボ過給機を共に作動するように制御するシー
ケンシャルターボエンジンにおいて、シングルターボモ
ード、予備回転モード及びツインターボモード毎に、吸
気制御弁の上流圧と下流圧との差圧により、リリーフ
弁、吸気制御弁、排気制御弁のいずれかの故障の有無を
診断するものである。
【0007】
【作用】上記制御方法にあっては、エンジン運転時にセ
カンダリターボ過給機側のリリーフ弁、吸気制御弁、排
気制御弁がいずれも正常に作動する場合と、いずれかが
固着異常で逆作動する場合の、吸気制御弁の上流圧と下
流圧との差圧の変化を利用している。そして各モード毎
にこの差圧により故障診断することで、全ての弁のいず
れかの故障の有無が適確に診断される。
カンダリターボ過給機側のリリーフ弁、吸気制御弁、排
気制御弁がいずれも正常に作動する場合と、いずれかが
固着異常で逆作動する場合の、吸気制御弁の上流圧と下
流圧との差圧の変化を利用している。そして各モード毎
にこの差圧により故障診断することで、全ての弁のいず
れかの故障の有無が適確に診断される。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1において、水平対向式エンジンにシーケンシ
ャルターボ式過給機を装着した場合の全体の構成につい
て説明する。符号1は水平対向式エンジンのエンジン本
体であり、クランクケース2の左右のバンク3,4に、
燃焼室5、吸気ポート6、排気ポート7、点火プラグ
8、動弁機構9等が設けられている。またこのエンジン
短縮形状により左右バンク3,4の直後に、プライマリ
ターボ過給機40とセカンダリターボ過給機50がそれ
ぞれ配設されている。排気系として、左右バンク3,4
からの共通の排気管10が両ターボ過給機40,50の
タービン40a,50aに連通され、タービン40a,
50aからの排気管11が1つの排気管12に合流して
触媒コンバータ13、マフラ14に連通される。
する。図1において、水平対向式エンジンにシーケンシ
ャルターボ式過給機を装着した場合の全体の構成につい
て説明する。符号1は水平対向式エンジンのエンジン本
体であり、クランクケース2の左右のバンク3,4に、
燃焼室5、吸気ポート6、排気ポート7、点火プラグ
8、動弁機構9等が設けられている。またこのエンジン
短縮形状により左右バンク3,4の直後に、プライマリ
ターボ過給機40とセカンダリターボ過給機50がそれ
ぞれ配設されている。排気系として、左右バンク3,4
からの共通の排気管10が両ターボ過給機40,50の
タービン40a,50aに連通され、タービン40a,
50aからの排気管11が1つの排気管12に合流して
触媒コンバータ13、マフラ14に連通される。
【0009】吸気系として、エアクリーナ15から2つ
に分岐した吸気管16,17はそれぞれ両ターボ過給機
40,50のブロワ40b,50bに連通され、このブ
ロワ40b,50bからの吸気管18,19がインター
クーラ20に連通される。そしてインタークーラ20か
らスロットル弁21を有するスロットルボデー27を介
してチャンバ22に連通され、チャンバ22から吸気マ
ニホールド23を介して左右バンク3,4の各気筒に連
通されている。またアイドル制御系として、エアクリー
ナ15の直下流と吸気マニホールド23の間のバイパス
通路24に、アイドル制御弁25、負圧で開く逆止弁2
6が設けられ、アイドル時や減速時に吸入空気量を制御
するようになっている。
に分岐した吸気管16,17はそれぞれ両ターボ過給機
40,50のブロワ40b,50bに連通され、このブ
ロワ40b,50bからの吸気管18,19がインター
クーラ20に連通される。そしてインタークーラ20か
らスロットル弁21を有するスロットルボデー27を介
してチャンバ22に連通され、チャンバ22から吸気マ
ニホールド23を介して左右バンク3,4の各気筒に連
通されている。またアイドル制御系として、エアクリー
ナ15の直下流と吸気マニホールド23の間のバイパス
通路24に、アイドル制御弁25、負圧で開く逆止弁2
6が設けられ、アイドル時や減速時に吸入空気量を制御
するようになっている。
【0010】燃料系として、吸気マニホールド23のポ
ート近傍にインジェクタ30が配設され、燃料ポンプ3
1を有する燃料タンク32からの燃料通路33が、フィ
ルタ34、燃圧レギュレータ35を備えてインジェクタ
30に連通される。燃圧レギュレータ35は、吸気圧力
に応じて調整作用するものであり、これにより、インジ
ェクタ30に供給する燃料圧力を吸気圧力に対して常に
一定の高さに保ち、噴射信号のパルス幅により燃料噴射
制御することが可能になっている。点火系として、点火
プラグ8にイグナイタ36からの点火信号が入力するよ
うに接続されている。
ート近傍にインジェクタ30が配設され、燃料ポンプ3
1を有する燃料タンク32からの燃料通路33が、フィ
ルタ34、燃圧レギュレータ35を備えてインジェクタ
30に連通される。燃圧レギュレータ35は、吸気圧力
に応じて調整作用するものであり、これにより、インジ
ェクタ30に供給する燃料圧力を吸気圧力に対して常に
一定の高さに保ち、噴射信号のパルス幅により燃料噴射
制御することが可能になっている。点火系として、点火
プラグ8にイグナイタ36からの点火信号が入力するよ
うに接続されている。
【0011】プライマリターボ過給機40の作動系につ
いて説明する。プライマリターボ過給機40は、タービ
ン40aに導入する排気のエネルギによりブロワ40b
を回転駆動し、空気を吸入、加圧して常に過給するよう
に作動する。タービン側にはダイアフラム式アクチュエ
ータ42を備えたウエイストゲート弁41が設けられ
る。アクチュエータ42の圧力室にはブロワ40bの直
下流からの制御圧通路44がオリフィス48を有して連
通し、過給圧が設定値以上に上昇すると応答良くウエイ
ストゲート弁41を開くように連通される。またこの制
御圧通路44は更に過給圧をブロワ40bの上流側にリ
ークするデューティソレノイド弁43に連通し、このデ
ューティソレノイド弁43により所定の制御圧を生じて
アクチュエータ42に作用し、ウエイストゲート弁41
の開度を変化して過給圧を制御するようになっている。
ここで例えばデューティ比が大きい場合は、リーク量の
増大により制御圧を低下し、ウエイストゲート弁41の
開度を減じて過給圧を上昇する。逆にデューティ比が小
さくなると、高い制御圧で開度を増して過給圧を低下す
る。
いて説明する。プライマリターボ過給機40は、タービ
ン40aに導入する排気のエネルギによりブロワ40b
を回転駆動し、空気を吸入、加圧して常に過給するよう
に作動する。タービン側にはダイアフラム式アクチュエ
ータ42を備えたウエイストゲート弁41が設けられ
る。アクチュエータ42の圧力室にはブロワ40bの直
下流からの制御圧通路44がオリフィス48を有して連
通し、過給圧が設定値以上に上昇すると応答良くウエイ
ストゲート弁41を開くように連通される。またこの制
御圧通路44は更に過給圧をブロワ40bの上流側にリ
ークするデューティソレノイド弁43に連通し、このデ
ューティソレノイド弁43により所定の制御圧を生じて
アクチュエータ42に作用し、ウエイストゲート弁41
の開度を変化して過給圧を制御するようになっている。
ここで例えばデューティ比が大きい場合は、リーク量の
増大により制御圧を低下し、ウエイストゲート弁41の
開度を減じて過給圧を上昇する。逆にデューティ比が小
さくなると、高い制御圧で開度を増して過給圧を低下す
る。
【0012】一方、スロットル弁急閉時のブロワ回転の
低下や吸気騒音の発生を防止するため、ブロワ40bの
下流としてスロットル弁21の近くのインタークーラ2
0の出口側と、ブロワ40bの上流との間にバイパス通
路46が連通される。そしてこのバイパス通路46にエ
アバイパス弁45が、スロットル弁急閉時に通路47に
よりマニホールド負圧を導入して開き、ブロワ下流に封
じ込められる加圧空気を迅速にリークするように設けら
れる。
低下や吸気騒音の発生を防止するため、ブロワ40bの
下流としてスロットル弁21の近くのインタークーラ2
0の出口側と、ブロワ40bの上流との間にバイパス通
路46が連通される。そしてこのバイパス通路46にエ
アバイパス弁45が、スロットル弁急閉時に通路47に
よりマニホールド負圧を導入して開き、ブロワ下流に封
じ込められる加圧空気を迅速にリークするように設けら
れる。
【0013】セカンダリターボ過給機50の作動系につ
いて説明する。セカンダリターボ過給機50は同様に排
気によりタービン50aとブロワ50bが回転駆動して
過給するものであり、タービン側にはアクチュエータ5
2を備えたウエイストゲート弁51が各別に設けられ
る。アクチュエータ52の圧力室には、ブロワ50bの
直下流からの通路67が大気にリークするデューティソ
レノイド弁53、制御圧通路54を介して連通され、過
給圧が設定値以上に上昇すると応答良くウエイストゲー
ト弁51を開き、デューティソレノイド弁53により制
御圧を生じて、同様に過給圧制御するようになってい
る。一方タービン50aの上流の排気管10には、ダイ
アフラム式アクチュエータ56を備えた排気制御弁55
が設けられ、ブロワ50bの下流には同様のアクチュエ
ータ57を備えた吸気制御弁58が設けられ、ブロワ5
0bの上、下流の間に過給圧リリーフ弁60を備えたリ
リーフ通路59が連通されている。
いて説明する。セカンダリターボ過給機50は同様に排
気によりタービン50aとブロワ50bが回転駆動して
過給するものであり、タービン側にはアクチュエータ5
2を備えたウエイストゲート弁51が各別に設けられ
る。アクチュエータ52の圧力室には、ブロワ50bの
直下流からの通路67が大気にリークするデューティソ
レノイド弁53、制御圧通路54を介して連通され、過
給圧が設定値以上に上昇すると応答良くウエイストゲー
ト弁51を開き、デューティソレノイド弁53により制
御圧を生じて、同様に過給圧制御するようになってい
る。一方タービン50aの上流の排気管10には、ダイ
アフラム式アクチュエータ56を備えた排気制御弁55
が設けられ、ブロワ50bの下流には同様のアクチュエ
ータ57を備えた吸気制御弁58が設けられ、ブロワ5
0bの上、下流の間に過給圧リリーフ弁60を備えたリ
リーフ通路59が連通されている。
【0014】これらの各弁の圧力動作系について説明す
ると、吸気マニホールド23からの通路61がチェック
弁62を有してサージタンク63に連通されて、スロッ
トル弁全閉時に負圧を貯え且つ脈動圧を緩衝するように
なっている。過給圧リリーフ弁60の一方のスプリング
室には、サージタンク63からの負圧通路64と吸気制
御弁58の下流の正圧通路65が、切換用ソレノイド弁
70と通路66を介して連通される。そして電気信号に
より負圧を作用して過給圧リリーフ弁60を開き、正圧
を作用して過給圧リリーフ弁60を閉じる。吸気制御弁
58のアクチュエータ57は、一方のスプリング室に負
圧と大気圧に切換える切換用ソレノイド弁71が通路6
8を介して連通される。そして電気信号により負圧を作
用して吸気制御弁58を閉じ、大気開放でのスプリング
力で吸気制御弁58を開くように構成される。
ると、吸気マニホールド23からの通路61がチェック
弁62を有してサージタンク63に連通されて、スロッ
トル弁全閉時に負圧を貯え且つ脈動圧を緩衝するように
なっている。過給圧リリーフ弁60の一方のスプリング
室には、サージタンク63からの負圧通路64と吸気制
御弁58の下流の正圧通路65が、切換用ソレノイド弁
70と通路66を介して連通される。そして電気信号に
より負圧を作用して過給圧リリーフ弁60を開き、正圧
を作用して過給圧リリーフ弁60を閉じる。吸気制御弁
58のアクチュエータ57は、一方のスプリング室に負
圧と大気圧に切換える切換用ソレノイド弁71が通路6
8を介して連通される。そして電気信号により負圧を作
用して吸気制御弁58を閉じ、大気開放でのスプリング
力で吸気制御弁58を開くように構成される。
【0015】排気制御弁55は下流開きの方式に構成さ
れ、アクチュエータ56の一方の室にスプリング56a
が排気制御弁55を閉じる方向に付勢されている。ここ
でスプリング56aのスプリング力が、中速域の予備回
転モードの排気圧による力と等しく設定される。またア
クチュエータ56のスプリング56aを有する一方の室
には、大気圧と負圧を切換える第2の切換用ソレノイド
弁74が通路69を介して連通され、他方の室には正圧
と大気圧を切換える第1の切換用ソレノイド弁73が通
路75を介して連通される。そしてシングルターボモー
ドでは電気信号による第1と第2の切換用ソレノイド弁
73,74の動作で、両方の室を大気開放してスプリン
グ力により排気制御弁55を全閉し、且つこのターボモ
ードでプライマリ側のウエイストゲート弁41が故障し
て排気圧が上昇する場合には、自動的に開弁してフェイ
ルセーフする機能を有する。また予備回転モードでもこ
の状態を所定時間保持し、排気圧とスプリング力とのバ
ランスにより微小開度だけ開いてプリコントロール弁の
機能を備える。更にツインターボモードでは、一方の室
に負圧を他方の室に正圧を作用して排気制御弁55を全
開し、且つその全開状態に保つように構成される。
れ、アクチュエータ56の一方の室にスプリング56a
が排気制御弁55を閉じる方向に付勢されている。ここ
でスプリング56aのスプリング力が、中速域の予備回
転モードの排気圧による力と等しく設定される。またア
クチュエータ56のスプリング56aを有する一方の室
には、大気圧と負圧を切換える第2の切換用ソレノイド
弁74が通路69を介して連通され、他方の室には正圧
と大気圧を切換える第1の切換用ソレノイド弁73が通
路75を介して連通される。そしてシングルターボモー
ドでは電気信号による第1と第2の切換用ソレノイド弁
73,74の動作で、両方の室を大気開放してスプリン
グ力により排気制御弁55を全閉し、且つこのターボモ
ードでプライマリ側のウエイストゲート弁41が故障し
て排気圧が上昇する場合には、自動的に開弁してフェイ
ルセーフする機能を有する。また予備回転モードでもこ
の状態を所定時間保持し、排気圧とスプリング力とのバ
ランスにより微小開度だけ開いてプリコントロール弁の
機能を備える。更にツインターボモードでは、一方の室
に負圧を他方の室に正圧を作用して排気制御弁55を全
開し、且つその全開状態に保つように構成される。
【0016】各種のセンサについて説明すると、差圧セ
ンサ80が吸気制御弁58の上,下流の差圧を検出する
ように設けられ、絶対圧センサ81が切換用ソレノイド
弁76により吸気管圧力と大気圧を選択して検出するよ
うに設けられる。また、エンジン本体1にクランク角セ
ンサ82、ノックセンサ83、水温センサ84が設けら
れ、動弁機構9のカムシャフトに連設した図示しないカ
ムロータに対向してカム角センサ85が設けられ、排気
管10にO2 センサ86が設けられ、スロットル弁21
にスロットル開度センサ87が設けられ、エアクリーナ
15の直下流に吸入空気量センサ88が設けられてい
る。
ンサ80が吸気制御弁58の上,下流の差圧を検出する
ように設けられ、絶対圧センサ81が切換用ソレノイド
弁76により吸気管圧力と大気圧を選択して検出するよ
うに設けられる。また、エンジン本体1にクランク角セ
ンサ82、ノックセンサ83、水温センサ84が設けら
れ、動弁機構9のカムシャフトに連設した図示しないカ
ムロータに対向してカム角センサ85が設けられ、排気
管10にO2 センサ86が設けられ、スロットル弁21
にスロットル開度センサ87が設けられ、エアクリーナ
15の直下流に吸入空気量センサ88が設けられてい
る。
【0017】図2において、電子制御系の全体の構成に
ついて説明する。先ず、マイクロコンピュータ等からな
る制御ユニット100は、I/O101、CPU10
2、RAM103、バックアップRAM104、ROM
105、定電圧回路106を備えている。また、イグニ
ッションスイッチ90をONすると、リレー91をON
しバッテリ92から定電圧回路106に電力を供給し
て、制御ユニット100の各種制御を実行し、駆動回路
107によりリレー93をONし燃料ポンプ31を通電
して駆動する。CPU102はROM105に格納され
ている演算プログラムに基づいて、I/O101から各
種センサ80〜88、車速センサ89の信号を入力し、
RAM103,バックアップRAM104に記憶されて
いるデータ及びROM105に格納されているマップ等
の固定データに基づき演算処理する。そして駆動回路1
07から各種切換用ソレノイド弁70,71,73,7
4,76に切換信号を、デューティソレノイド弁43,
53にデューティ信号を出力してシーケンシャルターボ
制御し、インジェクタ30に噴射信号を出力して燃料噴
射制御する。またイグナイタ36に点火信号を出力して
点火時期制御し、アイドル制御弁25に制御信号を出力
してアイドル回転数制御する。
ついて説明する。先ず、マイクロコンピュータ等からな
る制御ユニット100は、I/O101、CPU10
2、RAM103、バックアップRAM104、ROM
105、定電圧回路106を備えている。また、イグニ
ッションスイッチ90をONすると、リレー91をON
しバッテリ92から定電圧回路106に電力を供給し
て、制御ユニット100の各種制御を実行し、駆動回路
107によりリレー93をONし燃料ポンプ31を通電
して駆動する。CPU102はROM105に格納され
ている演算プログラムに基づいて、I/O101から各
種センサ80〜88、車速センサ89の信号を入力し、
RAM103,バックアップRAM104に記憶されて
いるデータ及びROM105に格納されているマップ等
の固定データに基づき演算処理する。そして駆動回路1
07から各種切換用ソレノイド弁70,71,73,7
4,76に切換信号を、デューティソレノイド弁43,
53にデューティ信号を出力してシーケンシャルターボ
制御し、インジェクタ30に噴射信号を出力して燃料噴
射制御する。またイグナイタ36に点火信号を出力して
点火時期制御し、アイドル制御弁25に制御信号を出力
してアイドル回転数制御する。
【0018】ここでセカンダリターボ過給機側の各種の
弁の故障診断について説明する。先ず、セカンダリター
ボ過給機50に付設される排気制御弁55、吸気制御弁
58及び過給圧リリーフ弁60の各モードでの正常な開
閉作動状態を示すと、以下の表1のようになる。
弁の故障診断について説明する。先ず、セカンダリター
ボ過給機50に付設される排気制御弁55、吸気制御弁
58及び過給圧リリーフ弁60の各モードでの正常な開
閉作動状態を示すと、以下の表1のようになる。
【0019】
【表1】
【0020】従って、各モードにおいていずれかの弁が
逆に開閉している場合に、固着異常となる。そこでシン
グルターボモードでは、例えば排気制御弁55が開に固
着すると、過給時に吸気制御弁58の上流圧Puが上昇
して吸気制御弁58の下流圧Pdと略等しくあるいはそ
れ以上となって、吸気制御弁58の上流圧Puと下流圧
Pdとの差圧ΔPdi(=Pu−Pd)が異常値を示
し、吸気制御弁58の開固着あるいは過給圧リリーフ弁
60の閉固着の場合にも同様となる。また、予備回転モ
ードで、例えば排気制御弁55が閉固着の場合には、吸
気制御弁58の上流圧Puが上昇せず、差圧ΔPdiが
マイナス側に異常に大きくなる。また、ツインターボモ
ードで、例えば吸気制御弁58が閉固着の場合には、上
流圧Puが異常に上昇し、差圧ΔPdiが異常に大きく
なり、過給圧リリーフ弁60が開固着の場合には、上流
圧Puが上昇せず、差圧ΔPdiがマイナス側に異常に
大きくなる。こうして、各モードで吸気制御弁58の
上,下流圧の差圧ΔPdiを検出することで、全ての弁
55,58,60の故障診断をまとめて行うことができ
る。
逆に開閉している場合に、固着異常となる。そこでシン
グルターボモードでは、例えば排気制御弁55が開に固
着すると、過給時に吸気制御弁58の上流圧Puが上昇
して吸気制御弁58の下流圧Pdと略等しくあるいはそ
れ以上となって、吸気制御弁58の上流圧Puと下流圧
Pdとの差圧ΔPdi(=Pu−Pd)が異常値を示
し、吸気制御弁58の開固着あるいは過給圧リリーフ弁
60の閉固着の場合にも同様となる。また、予備回転モ
ードで、例えば排気制御弁55が閉固着の場合には、吸
気制御弁58の上流圧Puが上昇せず、差圧ΔPdiが
マイナス側に異常に大きくなる。また、ツインターボモ
ードで、例えば吸気制御弁58が閉固着の場合には、上
流圧Puが異常に上昇し、差圧ΔPdiが異常に大きく
なり、過給圧リリーフ弁60が開固着の場合には、上流
圧Puが上昇せず、差圧ΔPdiがマイナス側に異常に
大きくなる。こうして、各モードで吸気制御弁58の
上,下流圧の差圧ΔPdiを検出することで、全ての弁
55,58,60の故障診断をまとめて行うことができ
る。
【0021】そこでバックアップRAM104にストア
される診断条件判別フラグF3により、各モードの制御
の際に故障診断を行い、各モード毎に診断結果をバック
アップRAM104の所定のアドレスにストアされる診
断結果フラグFng1,Fng2,Fng3に書き込
む。そして故障の際には、図示しないインストルメント
パネルに配設した警報ランプ111の点灯等によりユー
ザに知らせる。このため故障を生じた場合は、ディーラ
において制御ユニット100のI/O101にコネクタ
112を介してシリアルモニタ(車両診断装置)110
を接続して、バックアップRAM104の診断結果フラ
グFng1,Fng2,Fng3による故障データを読
出すことで、いずれかの弁の故障を見出して修理するこ
とが可能になる。そして修理の後は、再び故障診断制御
を実行したり、またはシリアルモニタ110により診断
結果フラグFng1,Fng2,Fng3をクリアする
ことにより、元に復帰するようになっている。なお、シ
リアルモニタ110については、本出願人が先に出願し
た特開平2−73131号公報に詳述されている。
される診断条件判別フラグF3により、各モードの制御
の際に故障診断を行い、各モード毎に診断結果をバック
アップRAM104の所定のアドレスにストアされる診
断結果フラグFng1,Fng2,Fng3に書き込
む。そして故障の際には、図示しないインストルメント
パネルに配設した警報ランプ111の点灯等によりユー
ザに知らせる。このため故障を生じた場合は、ディーラ
において制御ユニット100のI/O101にコネクタ
112を介してシリアルモニタ(車両診断装置)110
を接続して、バックアップRAM104の診断結果フラ
グFng1,Fng2,Fng3による故障データを読
出すことで、いずれかの弁の故障を見出して修理するこ
とが可能になる。そして修理の後は、再び故障診断制御
を実行したり、またはシリアルモニタ110により診断
結果フラグFng1,Fng2,Fng3をクリアする
ことにより、元に復帰するようになっている。なお、シ
リアルモニタ110については、本出願人が先に出願し
た特開平2−73131号公報に詳述されている。
【0022】次に、図3ないし図6のフローチャートを
用いて、制御ユニット100によるシーケンシャルター
ボ制御について説明する。図3のメインルーチンは所定
時間毎に実行される。先ずステップS1でツインターボ
モードで1にセットされるツインターボモード判別フラ
グF1の値を参照し、F1=0でセカンダリターボ過給
機50が不作動の場合はステップS2〜S4に進み、図
7(a)のターボモード判定マップに基づいて判定す
る。
用いて、制御ユニット100によるシーケンシャルター
ボ制御について説明する。図3のメインルーチンは所定
時間毎に実行される。先ずステップS1でツインターボ
モードで1にセットされるツインターボモード判別フラ
グF1の値を参照し、F1=0でセカンダリターボ過給
機50が不作動の場合はステップS2〜S4に進み、図
7(a)のターボモード判定マップに基づいて判定す
る。
【0023】このターボモード判定マップは、エンジン
負荷を示す一例としての基本燃料噴射量Tpとエンジン
回転数Nに対するセカンダリターボ過給機作動開始の設
定値Tps,Nb,Ncにより、予めシングルとツイン
の各ターボモードが与えられている。即ち、Tp≦Tp
s、N<Ncの低負荷低中速、またはTp>Tps、N
<Nbの高負荷低速の条件ではシングルターボモードに
設定される。またこれ以外のTp≦Tps、N≧Ncの
低負荷高速、またはTp>Tps、N≧Nbの高負荷中
高速の条件ではツインターボモードに設定される。尚、
セカンダリターボ過給機の作動、停止のハンチングを防
止するため、作動停止設定値Naにヒステリシスを設け
ている。
負荷を示す一例としての基本燃料噴射量Tpとエンジン
回転数Nに対するセカンダリターボ過給機作動開始の設
定値Tps,Nb,Ncにより、予めシングルとツイン
の各ターボモードが与えられている。即ち、Tp≦Tp
s、N<Ncの低負荷低中速、またはTp>Tps、N
<Nbの高負荷低速の条件ではシングルターボモードに
設定される。またこれ以外のTp≦Tps、N≧Ncの
低負荷高速、またはTp>Tps、N≧Nbの高負荷中
高速の条件ではツインターボモードに設定される。尚、
セカンダリターボ過給機の作動、停止のハンチングを防
止するため、作動停止設定値Naにヒステリシスを設け
ている。
【0024】そこでステップS2で基本噴射量Tpと設
定値Tpsを比較して、Tp≦Tpsの場合にはステッ
プS3へ進み、エンジン回転数Nと設定値Ncとを比較
してN<Ncの場合にシングルターボモードと判断す
る。またステップS2でTp>Tpsの場合にはステッ
プS4へ進み、エンジン回転数Nと設定値Nbとを比較
して、N<Nbの場合に同様にシングルターボモードと
判断する。
定値Tpsを比較して、Tp≦Tpsの場合にはステッ
プS3へ進み、エンジン回転数Nと設定値Ncとを比較
してN<Ncの場合にシングルターボモードと判断す
る。またステップS2でTp>Tpsの場合にはステッ
プS4へ進み、エンジン回転数Nと設定値Nbとを比較
して、N<Nbの場合に同様にシングルターボモードと
判断する。
【0025】そしてこのシングルターボモードでは、先
ずステップS90に進み診断条件判別フラグF3をクリ
アする。この故障条件判別フラグF3は、後述する故障
診断ルーチンで参照され、F3=0の場合にはシングル
ターボモードの条件の下で各弁55,58,60に対す
る故障診断が行われ、また、F3=1の場合には予備回
転モード,ツインターボモードの条件下で故障診断が行
われる。その後ステップS91で、シングルターボモー
ド条件下での故障診断結果を示す第1の診断結果フラグ
Fng1の値を参照し、Fng1=0の正常な場合はス
テップS5以降へ進んでシングルターボ制御ルーチンを
実行する。尚、故障診断制御及び故障の際のフェイルセ
ーフは、後でまとめて説明する。
ずステップS90に進み診断条件判別フラグF3をクリ
アする。この故障条件判別フラグF3は、後述する故障
診断ルーチンで参照され、F3=0の場合にはシングル
ターボモードの条件の下で各弁55,58,60に対す
る故障診断が行われ、また、F3=1の場合には予備回
転モード,ツインターボモードの条件下で故障診断が行
われる。その後ステップS91で、シングルターボモー
ド条件下での故障診断結果を示す第1の診断結果フラグ
Fng1の値を参照し、Fng1=0の正常な場合はス
テップS5以降へ進んでシングルターボ制御ルーチンを
実行する。尚、故障診断制御及び故障の際のフェイルセ
ーフは、後でまとめて説明する。
【0026】このシングルターボ制御ルーチンでは、ス
テップS5で切換用ソレノイド弁70への出力信号G1
を0にし、過給圧リリーフ弁60に負圧を作用して過給
圧リリーフ弁60を開き、ブロワ50bの下流の過給圧
をリークする。またステップS6で切換用ソレノイド弁
71への出力信号G2を0にし、アクチュエータ57に
負圧を作用して吸気制御弁58を閉じ、プライマリター
ボ過給機40による過給圧の洩れを防止する。
テップS5で切換用ソレノイド弁70への出力信号G1
を0にし、過給圧リリーフ弁60に負圧を作用して過給
圧リリーフ弁60を開き、ブロワ50bの下流の過給圧
をリークする。またステップS6で切換用ソレノイド弁
71への出力信号G2を0にし、アクチュエータ57に
負圧を作用して吸気制御弁58を閉じ、プライマリター
ボ過給機40による過給圧の洩れを防止する。
【0027】その後、ステップS7で第1の切換用ソレ
ノイド弁73への出力信号G3を0にし、アクチュエー
タ56の他方の室を大気開放し、ステップS8で第2の
切換用ソレノイド弁74への出力信号G4を0にし、ア
クチュエータ56の一方の室も大気開放する。そしてア
クチュエータ56のスプリング56aにより低中速域の
低い排気圧に抗して排気制御弁55を閉じ、排気がセカ
ンダリターボ過給機50に導入することを遮断するので
あり、こうしてプライマリターボ過給機40の単独作動
状態に確保される。
ノイド弁73への出力信号G3を0にし、アクチュエー
タ56の他方の室を大気開放し、ステップS8で第2の
切換用ソレノイド弁74への出力信号G4を0にし、ア
クチュエータ56の一方の室も大気開放する。そしてア
クチュエータ56のスプリング56aにより低中速域の
低い排気圧に抗して排気制御弁55を閉じ、排気がセカ
ンダリターボ過給機50に導入することを遮断するので
あり、こうしてプライマリターボ過給機40の単独作動
状態に確保される。
【0028】またステップS9でセカンダリ側デューテ
ィソレノイド弁53に対する制御信号のデューティ比D
seをFFH(100%)にして、ウエイストゲート弁
51を全閉する。その後、ステップS10でエンジン回
転数Nとスロットル開度Thとに基づき、予め実験等に
より得られたシングルターボモード時の最適値がストア
されているROM105に格納されたシングルターボモ
ード目標過給圧マップを補間計算付きで参照して目標過
給圧Ptを設定し、ステップS11でツインターボモー
ド判別フラグF1をクリアする。その後ステップS12
でディレー時間のカウント値Cをクリアする。
ィソレノイド弁53に対する制御信号のデューティ比D
seをFFH(100%)にして、ウエイストゲート弁
51を全閉する。その後、ステップS10でエンジン回
転数Nとスロットル開度Thとに基づき、予め実験等に
より得られたシングルターボモード時の最適値がストア
されているROM105に格納されたシングルターボモ
ード目標過給圧マップを補間計算付きで参照して目標過
給圧Ptを設定し、ステップS11でツインターボモー
ド判別フラグF1をクリアする。その後ステップS12
でディレー時間のカウント値Cをクリアする。
【0029】次いで図5、図6の過給圧制御ルーチンで
は、先ずステップS13で目標過給圧Ptと実過給圧P
bの偏差Δpを算出して、ステップS14でその偏差の
絶対値|Δp|を設定値Δpsと比較して小さい場合
は、実過給圧Pbが目標過給圧Ptの許容範囲に収束し
ていると判断してステップS15で積分分制御量Diを
零にし、ステップS16で比例分制御量Dpも零にす
る。そしてステップS17でデューティ比Dを、前回の
値Doに積分分及び比例分の制御量Dp,Diを加算し
て求めるのであり、この場合は前回の値Doと同一にな
る。その後ステップS18でフラグF1の値を参照し、
既に0になっているので、ステップS19で上記デュー
ティ比Dをプライマリ側デューティソレノイド弁43の
デューティ比Dprとして出力し、ステップS20でこ
のデューティ比Dを前回の値Doとしてストアする。
は、先ずステップS13で目標過給圧Ptと実過給圧P
bの偏差Δpを算出して、ステップS14でその偏差の
絶対値|Δp|を設定値Δpsと比較して小さい場合
は、実過給圧Pbが目標過給圧Ptの許容範囲に収束し
ていると判断してステップS15で積分分制御量Diを
零にし、ステップS16で比例分制御量Dpも零にす
る。そしてステップS17でデューティ比Dを、前回の
値Doに積分分及び比例分の制御量Dp,Diを加算し
て求めるのであり、この場合は前回の値Doと同一にな
る。その後ステップS18でフラグF1の値を参照し、
既に0になっているので、ステップS19で上記デュー
ティ比Dをプライマリ側デューティソレノイド弁43の
デューティ比Dprとして出力し、ステップS20でこ
のデューティ比Dを前回の値Doとしてストアする。
【0030】このモードにおいて、目標過給圧Ptと実
過給圧Pbの偏差の絶対値|Δp|が設定値Δpsより
大きくなると、ステップS14からステップS21に進
んで実過給圧Pbの目標過給圧Ptに対する大小関係を
チェックする。そこで図8のt1のように実過給圧Pb
が低下した条件では、ステップS22でデューティ比D
のダウン補正時に1にセットされるPI制御判別フラグ
F2の値を参照し、F2=1でありデューティ比Dのア
ップが初回の場合は、ステップS23で積分分制御量D
iを零にする。そしてステップS24でフラグF1の値
を参照してステップS25に進み、偏差Δpに応じた比
例分アップ量Pup1を設定する。
過給圧Pbの偏差の絶対値|Δp|が設定値Δpsより
大きくなると、ステップS14からステップS21に進
んで実過給圧Pbの目標過給圧Ptに対する大小関係を
チェックする。そこで図8のt1のように実過給圧Pb
が低下した条件では、ステップS22でデューティ比D
のダウン補正時に1にセットされるPI制御判別フラグ
F2の値を参照し、F2=1でありデューティ比Dのア
ップが初回の場合は、ステップS23で積分分制御量D
iを零にする。そしてステップS24でフラグF1の値
を参照してステップS25に進み、偏差Δpに応じた比
例分アップ量Pup1を設定する。
【0031】ここでシングルターボモードでは、比例分
制御量Dpが図7(c)の比例分補正量マップの実線の
ように、積分分制御量Diが(d)の積分分補正量マッ
プの実線のように制御量の大きいステップ状に設定され
ている。またツインターボモードでは、偏差Δpに対す
る比例分制御量Dpと積分分制御量Diが、両ターボ過
給機40,50の作動配分に基づいて設定される。そこ
で、例えば両ターボ過給機40,50の作動配分を等分
に設定する場合は、比例分と積分分の制御量Dp,Di
が1種類で済むことになり、このため図7(c),
(d)の破線のように1つの制御量に設定される。
制御量Dpが図7(c)の比例分補正量マップの実線の
ように、積分分制御量Diが(d)の積分分補正量マッ
プの実線のように制御量の大きいステップ状に設定され
ている。またツインターボモードでは、偏差Δpに対す
る比例分制御量Dpと積分分制御量Diが、両ターボ過
給機40,50の作動配分に基づいて設定される。そこ
で、例えば両ターボ過給機40,50の作動配分を等分
に設定する場合は、比例分と積分分の制御量Dp,Di
が1種類で済むことになり、このため図7(c),
(d)の破線のように1つの制御量に設定される。
【0032】このためS25では上記マップにより偏差
Δpに応じた比例分アップ量Pup1を大き目に設定
し、ステップS26でこれを比例分制御量Dpに定め、
ステップS27でPI制御判別フラグF2をクリアして
ステップS17以降に進む。従って、プライマリ側デュ
ーティソレノイド弁43のデューティ比Dprが比例分
制御量Dpだけ増大し、ウエイストゲート弁41の開度
が減じて実過給圧Pbが図8のように比較的大きく上昇
される。
Δpに応じた比例分アップ量Pup1を大き目に設定
し、ステップS26でこれを比例分制御量Dpに定め、
ステップS27でPI制御判別フラグF2をクリアして
ステップS17以降に進む。従って、プライマリ側デュ
ーティソレノイド弁43のデューティ比Dprが比例分
制御量Dpだけ増大し、ウエイストゲート弁41の開度
が減じて実過給圧Pbが図8のように比較的大きく上昇
される。
【0033】また、2回目以降は、ステップS22のフ
ラグF2によりステップS28に進みフラグF1の値を
参照して、ステップS29で図7(d)のマップにより
偏差Δpに応じた積分分アップ量Iup1を検索して、
ステップS30でこれを積分分制御量Diに定め、且つ
ステップS31で比例分制御量Dpを零にする。そこ
で、図8のt2のような2回目以降の場合は、積分分制
御量Diにより実過給圧Pbが徐々に上昇され、これら
の補正により実過給圧Pbが目標過給圧Ptに追従す
る。そして、t3で偏差Δpが設定値Δpsより小さく
なって収束すると、ステップS14からステップS15
以降に進んで制御を中断する。
ラグF2によりステップS28に進みフラグF1の値を
参照して、ステップS29で図7(d)のマップにより
偏差Δpに応じた積分分アップ量Iup1を検索して、
ステップS30でこれを積分分制御量Diに定め、且つ
ステップS31で比例分制御量Dpを零にする。そこ
で、図8のt2のような2回目以降の場合は、積分分制
御量Diにより実過給圧Pbが徐々に上昇され、これら
の補正により実過給圧Pbが目標過給圧Ptに追従す
る。そして、t3で偏差Δpが設定値Δpsより小さく
なって収束すると、ステップS14からステップS15
以降に進んで制御を中断する。
【0034】一方、図8のt5のように実過給圧Pbの
高い側で偏差Δpが設定値Δpsより大きくなると、ス
テップS21からステップS32に進み、この場合は上
述の制御でフラグF2が0になっていることで、このフ
ラグF2により初回の場合はステップS33以降に進
む。そこで、ステップS33で積分分制御量Diを0に
して、ステップS34でフラグF1の値を参照してステ
ップS35に進み、同様のマップにより偏差Δpに応じ
た比例分ダウン量Pdo1を検索し、ステップS36で
これを比例分制御量Dpに定め、ステップS37でPI
制御判別フラグF2を1にしてステップS17以降に進
む。従って、プライマリ側デューティソレノイド弁43
のデューティ比Dprが比例分制御量Dpだけ減少し、
ウエイストゲート弁41の開度が増して実過給圧Pbが
図8のように比較的大きく低下される。
高い側で偏差Δpが設定値Δpsより大きくなると、ス
テップS21からステップS32に進み、この場合は上
述の制御でフラグF2が0になっていることで、このフ
ラグF2により初回の場合はステップS33以降に進
む。そこで、ステップS33で積分分制御量Diを0に
して、ステップS34でフラグF1の値を参照してステ
ップS35に進み、同様のマップにより偏差Δpに応じ
た比例分ダウン量Pdo1を検索し、ステップS36で
これを比例分制御量Dpに定め、ステップS37でPI
制御判別フラグF2を1にしてステップS17以降に進
む。従って、プライマリ側デューティソレノイド弁43
のデューティ比Dprが比例分制御量Dpだけ減少し、
ウエイストゲート弁41の開度が増して実過給圧Pbが
図8のように比較的大きく低下される。
【0035】また、2回目以降は、ステップS32のフ
ラグF2によりステップS38に進みフラグF1の値を
参照して、ステップS39で同様のマップにより偏差Δ
pに応じた積分分ダウン量Ido1を検索し、ステップ
S40でこれを積分分制御量Diに定め、且つステップ
S41で比例分制御量Dpを0にする。そこで、図8の
t6のような2回目以降の場合は、積分分制御量Diに
より実過給圧Pbが徐々に低下される。こうしてこのシ
ングルターボモードでは、セカンダリターボ過給機50
が不作動でプライマリターボ過給機40のみが作動し、
且つPI制御制御量によるウエイストゲート弁41の開
度変化により、この場合の比較的低い目標過給圧Ptに
対して実過給圧Pbが常に応答良く追従するようにフィ
ードバック制御される。
ラグF2によりステップS38に進みフラグF1の値を
参照して、ステップS39で同様のマップにより偏差Δ
pに応じた積分分ダウン量Ido1を検索し、ステップ
S40でこれを積分分制御量Diに定め、且つステップ
S41で比例分制御量Dpを0にする。そこで、図8の
t6のような2回目以降の場合は、積分分制御量Diに
より実過給圧Pbが徐々に低下される。こうしてこのシ
ングルターボモードでは、セカンダリターボ過給機50
が不作動でプライマリターボ過給機40のみが作動し、
且つPI制御制御量によるウエイストゲート弁41の開
度変化により、この場合の比較的低い目標過給圧Ptに
対して実過給圧Pbが常に応答良く追従するようにフィ
ードバック制御される。
【0036】次いで、ステップS2〜S4によりTp≦
Tps,N≧Ncの場合、又はTp>Tps,N≧Nb
の場合でツインターボモードになると、初期に予備回転
モードを判断する。このモードでは先ずステップS4か
らステップS92に進み、診断条件判別フラグF3をセ
ットしてステップS50へ進み、予備回転制御ルーチン
を実行する。
Tps,N≧Ncの場合、又はTp>Tps,N≧Nb
の場合でツインターボモードになると、初期に予備回転
モードを判断する。このモードでは先ずステップS4か
らステップS92に進み、診断条件判別フラグF3をセ
ットしてステップS50へ進み、予備回転制御ルーチン
を実行する。
【0037】この予備回転制御ルーチンは、図4のよう
に先ずステップS50で、図9の予備回転制御開始時点
tsからの時間のカウント値Cを第1のディレー時間T
1と比較して、C<T1の場合はステップS51に進ん
でカウント値Cをインクリメントする。そしてステップ
S52でプライマリ側デューティソレノイド弁43のデ
ューティ比DprをFFHに定めてウエイストゲート弁
41を全閉し、プライマリターボ過給機40による実過
給圧Pbが出力ダウンを生じないように少し高めに制御
される。またステップS53でセカンダリ側デューティ
ソレノイド弁53もデューティ比DseをFFHに定め
てウエイストゲート弁51を全閉し、効率良く予備回転
することが可能に準備される。
に先ずステップS50で、図9の予備回転制御開始時点
tsからの時間のカウント値Cを第1のディレー時間T
1と比較して、C<T1の場合はステップS51に進ん
でカウント値Cをインクリメントする。そしてステップ
S52でプライマリ側デューティソレノイド弁43のデ
ューティ比DprをFFHに定めてウエイストゲート弁
41を全閉し、プライマリターボ過給機40による実過
給圧Pbが出力ダウンを生じないように少し高めに制御
される。またステップS53でセカンダリ側デューティ
ソレノイド弁53もデューティ比DseをFFHに定め
てウエイストゲート弁51を全閉し、効率良く予備回転
することが可能に準備される。
【0038】カウント値Cが第1のディレー時間T1に
達すると、ステップS50からステップS54に進み、
切換用ソレノイド弁70に対する出力状態をチェックし
て、開信号(G1=0)の場合はステップS55で切換
用ソレノイド弁70への出力信号G1を1にし、過給圧
リリーフ弁60に正圧を作用して過給圧リリーフ弁60
を図9のように閉じる。そこでこれ以降はステップS5
4からステップS56に進み、カウント値Cを第2のデ
ィレー時間T2と比較して、その時間T2に達しない場
合は上述と同様にカウント値Cをインクリメントする。
達すると、ステップS50からステップS54に進み、
切換用ソレノイド弁70に対する出力状態をチェックし
て、開信号(G1=0)の場合はステップS55で切換
用ソレノイド弁70への出力信号G1を1にし、過給圧
リリーフ弁60に正圧を作用して過給圧リリーフ弁60
を図9のように閉じる。そこでこれ以降はステップS5
4からステップS56に進み、カウント値Cを第2のデ
ィレー時間T2と比較して、その時間T2に達しない場
合は上述と同様にカウント値Cをインクリメントする。
【0039】一方、このとき排気制御弁55はアクチュ
エータ56のスプリング56aで閉じた状態にあり、こ
のスプリング力に排気圧が対向して作用している。そこ
でこの予備回転モードの運転条件で排気圧がスプリング
力に打勝つと、排気制御弁55が図9のように微小開度
θだけ開き、排気の一部がセカンダリターボ過給機50
のタービン50aに導入して滑らかに予備回転が開始さ
れる。
エータ56のスプリング56aで閉じた状態にあり、こ
のスプリング力に排気圧が対向して作用している。そこ
でこの予備回転モードの運転条件で排気圧がスプリング
力に打勝つと、排気制御弁55が図9のように微小開度
θだけ開き、排気の一部がセカンダリターボ過給機50
のタービン50aに導入して滑らかに予備回転が開始さ
れる。
【0040】そして第2のディレー時間T2に達する
と、ステップS57で切換用ソレノイド弁73に対する
出力状態をチェックし、大気開放信号(G3=0)の場
合はステップS58で第1の切換用ソレノイド弁73へ
の出力信号G3を1にして、アクチュエータ56の一方
の室に正圧を作用する。またステップS59で第2の切
換用ソレノイド弁74に対する出力状態をチェックし
て、大気開放信号(G4=0)の場合にはステップS6
0で第2の切換用ソレノイド弁74への出力信号G4を
1にして、アクチュエータ56の他方の室に負圧を作用
するのであり、こうして図9のように排気制御弁55を
全開する。これによりセカンダリターボ過給機50のタ
ービン50aに導入する排気の量が増大して、セカンダ
リ過給圧が更に上昇するようになる。
と、ステップS57で切換用ソレノイド弁73に対する
出力状態をチェックし、大気開放信号(G3=0)の場
合はステップS58で第1の切換用ソレノイド弁73へ
の出力信号G3を1にして、アクチュエータ56の一方
の室に正圧を作用する。またステップS59で第2の切
換用ソレノイド弁74に対する出力状態をチェックし
て、大気開放信号(G4=0)の場合にはステップS6
0で第2の切換用ソレノイド弁74への出力信号G4を
1にして、アクチュエータ56の他方の室に負圧を作用
するのであり、こうして図9のように排気制御弁55を
全開する。これによりセカンダリターボ過給機50のタ
ービン50aに導入する排気の量が増大して、セカンダ
リ過給圧が更に上昇するようになる。
【0041】その後、ステップS61でカウント値Cを
第3のディレー時間T3と比較し、その時間T3に達す
ると、ステップS62で差圧センサ80により検出した
吸気制御弁58の上流圧Puと下流圧Pdとの差圧ΔP
di(=Pu−Pd)を設定値−A(0より若干マイナ
ス側の値)と比較する。そしてΔPdi≧−Aであり差
圧が略零になると、ステップS63で切換用ソレノイド
弁71に対する出力状態をチェックし、閉信号(G2=
0)の場合はステップS64で切換用ソレノイド弁71
への出力信号G2を1にし、アクチュエータ57を大気
開放してスプリング力により図9のように吸気制御弁5
8を開く。そして吸気制御弁58が開くと、ステップS
63からステップS65に進んでツインターボモード判
別フラグF1を1にセットする。このため吸気制御弁5
8の開時期tgで、セカンダリターボ過給機50が予備
回転を終了して実質的に作動し、トルク変動の少ない状
態で自動的にツインターボモードに移行する。
第3のディレー時間T3と比較し、その時間T3に達す
ると、ステップS62で差圧センサ80により検出した
吸気制御弁58の上流圧Puと下流圧Pdとの差圧ΔP
di(=Pu−Pd)を設定値−A(0より若干マイナ
ス側の値)と比較する。そしてΔPdi≧−Aであり差
圧が略零になると、ステップS63で切換用ソレノイド
弁71に対する出力状態をチェックし、閉信号(G2=
0)の場合はステップS64で切換用ソレノイド弁71
への出力信号G2を1にし、アクチュエータ57を大気
開放してスプリング力により図9のように吸気制御弁5
8を開く。そして吸気制御弁58が開くと、ステップS
63からステップS65に進んでツインターボモード判
別フラグF1を1にセットする。このため吸気制御弁5
8の開時期tgで、セカンダリターボ過給機50が予備
回転を終了して実質的に作動し、トルク変動の少ない状
態で自動的にツインターボモードに移行する。
【0042】そしてこのツインターボモードでは、図3
のステップS1からステップS70に進みエンジン回転
数Nをセカンダリターボ過給機作動停止の設定値Naに
対してチェックする。そしてN≧Naの場合には、ステ
ップS93に進み診断条件判別フラグF3をセットして
ステップS71以降のツインターボ制御ルーチンを実行
する。
のステップS1からステップS70に進みエンジン回転
数Nをセカンダリターボ過給機作動停止の設定値Naに
対してチェックする。そしてN≧Naの場合には、ステ
ップS93に進み診断条件判別フラグF3をセットして
ステップS71以降のツインターボ制御ルーチンを実行
する。
【0043】このツインターボ制御ルーチンでは、ステ
ップS71〜74で各弁の切換用ソレノイド弁に対する
出力信号G1〜G4を上述の状態に保持する。また、ス
テップS75でエンジン回転数Nとスロットル開度Th
とに基づき、ツインターボモード目標過給圧マップを補
間計算付きで参照して、このモードの目標過給圧Pt
を、図7(b)に示すように高か目に設定する。その後
ステップS86に進んでツインターボモード判別フラグ
F1を1にし、ステップS12でディレー時間のカウン
ト値Cをクリアし、ステップS13,S14,S21で
実過給圧Pbの目標過給圧Ptに対する追従状態を判断
する。ところでこのモードの初期においては、上述の予
備回転時のようにプライマリとセカンダリのターボ過給
機40,50のウエイストゲート弁41,51が共に全
閉してフル作動の状態にあり、このため一般的には実過
給圧Pbが上昇して、図8のt5のようにその高い側で
偏差Δpが大きくなる。
ップS71〜74で各弁の切換用ソレノイド弁に対する
出力信号G1〜G4を上述の状態に保持する。また、ス
テップS75でエンジン回転数Nとスロットル開度Th
とに基づき、ツインターボモード目標過給圧マップを補
間計算付きで参照して、このモードの目標過給圧Pt
を、図7(b)に示すように高か目に設定する。その後
ステップS86に進んでツインターボモード判別フラグ
F1を1にし、ステップS12でディレー時間のカウン
ト値Cをクリアし、ステップS13,S14,S21で
実過給圧Pbの目標過給圧Ptに対する追従状態を判断
する。ところでこのモードの初期においては、上述の予
備回転時のようにプライマリとセカンダリのターボ過給
機40,50のウエイストゲート弁41,51が共に全
閉してフル作動の状態にあり、このため一般的には実過
給圧Pbが上昇して、図8のt5のようにその高い側で
偏差Δpが大きくなる。
【0044】そこでこの場合の過給圧制御ルーチンで
は、初回の場合にステップS21からステップS32,
S33,S34を介してステップS76に進み、図7
(c)のマップの破線を用いて偏差Δpに応じた比例分
ダウン量Pdo2を検索し、ステップS77でこれを比
例分制御量Dpとしてデューティ比Dを算出する。また
ステップS18からS78,S79に進み、プライマリ
とセカンダリのデューティソレノイド弁43,53のデ
ューティ比Dpr,Dseが等しく上記デューティ比D
にセットされ、両ウエイストゲート弁41,51の開度
を等しく増して実過給圧Pbが低下される。そして、2
回目以降では、ステップS32からステップS38を介
してステップS80に進み、図7(d)のマップの破線
を用いて積分分ダウン量Ido2を検索し、ステップS
81でこれを積分分制御量Diにすることで、実過給圧
Pbが徐々に低下されて目標過給圧Ptに近ずく。
は、初回の場合にステップS21からステップS32,
S33,S34を介してステップS76に進み、図7
(c)のマップの破線を用いて偏差Δpに応じた比例分
ダウン量Pdo2を検索し、ステップS77でこれを比
例分制御量Dpとしてデューティ比Dを算出する。また
ステップS18からS78,S79に進み、プライマリ
とセカンダリのデューティソレノイド弁43,53のデ
ューティ比Dpr,Dseが等しく上記デューティ比D
にセットされ、両ウエイストゲート弁41,51の開度
を等しく増して実過給圧Pbが低下される。そして、2
回目以降では、ステップS32からステップS38を介
してステップS80に進み、図7(d)のマップの破線
を用いて積分分ダウン量Ido2を検索し、ステップS
81でこれを積分分制御量Diにすることで、実過給圧
Pbが徐々に低下されて目標過給圧Ptに近ずく。
【0045】また図8のt1のように実過給圧Pbの低
い側で偏差Δpが大きくなると、初回の場合は、ステッ
プS21からS22,S23,S24を介してステップ
S82,S83に進み、同様にして偏差Δpに応じた比
例分アップ量Pup2で比例分制御量Dpを定める。2
回目以降では、ステップS22からS28を介してステ
ップS84,S85に進み、同様にして偏差Δpに応じ
た積分分アップ量Iup2で積分分制御量Diを定めて
デューティ比Dを算出する。そして、プライマリとセカ
ンダリのデューティソレノイド弁43,53のデューテ
ィ比Dpr,Dseが等しく上記デューティ比Dにセッ
トされ、両ウエイストゲート弁41,51の開度が等し
く減じて実過給圧Pbが上昇され、実過給圧Pbが目標
過給圧Ptに追従するようになる。こうして、このツイ
ンターボモードでは、プライマリとセカンダリのターボ
過給機40,50がそれらのウエイストゲート弁41,
51により常に等分に作動し、この両ターボ過給機4
0,50の共動により実過給圧Pbが適正な高いレベル
に制御される。
い側で偏差Δpが大きくなると、初回の場合は、ステッ
プS21からS22,S23,S24を介してステップ
S82,S83に進み、同様にして偏差Δpに応じた比
例分アップ量Pup2で比例分制御量Dpを定める。2
回目以降では、ステップS22からS28を介してステ
ップS84,S85に進み、同様にして偏差Δpに応じ
た積分分アップ量Iup2で積分分制御量Diを定めて
デューティ比Dを算出する。そして、プライマリとセカ
ンダリのデューティソレノイド弁43,53のデューテ
ィ比Dpr,Dseが等しく上記デューティ比Dにセッ
トされ、両ウエイストゲート弁41,51の開度が等し
く減じて実過給圧Pbが上昇され、実過給圧Pbが目標
過給圧Ptに追従するようになる。こうして、このツイ
ンターボモードでは、プライマリとセカンダリのターボ
過給機40,50がそれらのウエイストゲート弁41,
51により常に等分に作動し、この両ターボ過給機4
0,50の共動により実過給圧Pbが適正な高いレベル
に制御される。
【0046】次いで、減速時にはステップS70でエン
ジン回転数Nがチェックされ、セカンダリターボ過給機
作動停止設定値Naより低下すると、ステップS70か
らステップS90以降に進む。そして第1の診断結果フ
ラグFng1がクリアされている場合には各切換用ソレ
ノイド弁に対する出力信号G1〜G4を反転して、過給
圧リリーフ弁60を開き、吸気制御弁58と排気制御弁
55を閉じてシングルターボモードに戻る。以上、シン
グルターボモードとツインターボモードの制御の状態,
出力特性をまとめて示すと、図10のようになる。
ジン回転数Nがチェックされ、セカンダリターボ過給機
作動停止設定値Naより低下すると、ステップS70か
らステップS90以降に進む。そして第1の診断結果フ
ラグFng1がクリアされている場合には各切換用ソレ
ノイド弁に対する出力信号G1〜G4を反転して、過給
圧リリーフ弁60を開き、吸気制御弁58と排気制御弁
55を閉じてシングルターボモードに戻る。以上、シン
グルターボモードとツインターボモードの制御の状態,
出力特性をまとめて示すと、図10のようになる。
【0047】続いて図11以降のフローチャートを用い
て、各モードでの故障診断制御と故障の場合のフェイル
セーフについて説明する。図11の故障診断ルーチンは
所定時間毎に実行される。先ずステップS100で診断
条件判別フラグF3の値を参照して、シングルターボモ
ードでは、F3=0であるから、ステップS101に進
んで、スロットル開度Thとエンジン回転数Nとで予め
設定された運転領域内で運転されているかチェックし、
この領域でない場合は診断条件不成立と判断してステッ
プS102で第1の診断時間カウント値Cng1をクリ
アする。
て、各モードでの故障診断制御と故障の場合のフェイル
セーフについて説明する。図11の故障診断ルーチンは
所定時間毎に実行される。先ずステップS100で診断
条件判別フラグF3の値を参照して、シングルターボモ
ードでは、F3=0であるから、ステップS101に進
んで、スロットル開度Thとエンジン回転数Nとで予め
設定された運転領域内で運転されているかチェックし、
この領域でない場合は診断条件不成立と判断してステッ
プS102で第1の診断時間カウント値Cng1をクリ
アする。
【0048】シングルターボモード下において診断条件
成立の場合にはステップS103に進んで、差圧センサ
80による吸気制御弁58の上流圧Puと下流圧Pdと
の差圧ΔPdi(=Pu−Pd)を設定値−P1(0よ
り若干マイナス側の値,ただし−P1≦−A)と比較す
る。ここで排気制御弁55、吸気制御弁58及び過給圧
リリーフ弁60のいずれも正常な場合は、ΔPdi<−
P1により正常と判断してステップS104に進み、第
1の診断結果フラグFng1をクリアする。一方、いず
れかの弁の固着異常により差圧ΔPdiが減じると、ス
テップS105に進んで第1の診断時間カウント値Cn
g1をカウントアップし、その後ステップS106でカ
ウント値Cng1と設定値Cs1を比較して、設定値C
s1に達するとステップS107で第1の診断結果フラ
グFng1をセットする。
成立の場合にはステップS103に進んで、差圧センサ
80による吸気制御弁58の上流圧Puと下流圧Pdと
の差圧ΔPdi(=Pu−Pd)を設定値−P1(0よ
り若干マイナス側の値,ただし−P1≦−A)と比較す
る。ここで排気制御弁55、吸気制御弁58及び過給圧
リリーフ弁60のいずれも正常な場合は、ΔPdi<−
P1により正常と判断してステップS104に進み、第
1の診断結果フラグFng1をクリアする。一方、いず
れかの弁の固着異常により差圧ΔPdiが減じると、ス
テップS105に進んで第1の診断時間カウント値Cn
g1をカウントアップし、その後ステップS106でカ
ウント値Cng1と設定値Cs1を比較して、設定値C
s1に達するとステップS107で第1の診断結果フラ
グFng1をセットする。
【0049】こうしてシングルターボモードでの故障診
断を終了すると、ステップS108〜110で第3,第
2の診断時間カウント値Cng3,Cng2、ツインタ
ーボモード経過時間カウント値Coをクリアする。その
後ステップS111で第1の診断結果フラグFng1を
参照し、Fng1=1であり固着異常の場合は、ステッ
プS112に進み警報ランプ111への出力信号G5を
1として警報ランプ111を点灯させユーザに知らせ
る。
断を終了すると、ステップS108〜110で第3,第
2の診断時間カウント値Cng3,Cng2、ツインタ
ーボモード経過時間カウント値Coをクリアする。その
後ステップS111で第1の診断結果フラグFng1を
参照し、Fng1=1であり固着異常の場合は、ステッ
プS112に進み警報ランプ111への出力信号G5を
1として警報ランプ111を点灯させユーザに知らせ
る。
【0050】従ってシングルターボモードで、且つ所定
スロットル開度Thとエンジン回転数Nとで設定された
運転領域にて、差圧センサ80による吸気制御弁58の
上,下流圧の差圧ΔPdiが設定値−P1以上の状態を
所定時間継続(Cng1≧Cs1)した時、すなわちシ
ングルターボモートであるにも拘らず吸気制御弁58の
上流圧Puが上昇し、排気制御弁55及び吸気制御弁5
8の少なくとも一方が開弁状態(開弁固着),あるいは
過給圧リリーフ弁60が閉弁状態(閉弁固着)と判断さ
れる場合に、第1の診断結果フラグFng1がセット
(Fng1←1)されるのである。
スロットル開度Thとエンジン回転数Nとで設定された
運転領域にて、差圧センサ80による吸気制御弁58の
上,下流圧の差圧ΔPdiが設定値−P1以上の状態を
所定時間継続(Cng1≧Cs1)した時、すなわちシ
ングルターボモートであるにも拘らず吸気制御弁58の
上流圧Puが上昇し、排気制御弁55及び吸気制御弁5
8の少なくとも一方が開弁状態(開弁固着),あるいは
過給圧リリーフ弁60が閉弁状態(閉弁固着)と判断さ
れる場合に、第1の診断結果フラグFng1がセット
(Fng1←1)されるのである。
【0051】この第1の診断結果フラグFng1は、前
述のシーケンシャルターボ制御ルーチン(図3)のステ
ップS91において参照され、Fng1=1のシングル
ターボモード下での固着異常の場合には、ステップS9
3以降にジャンプした強制的にツインターボモードとす
る。すなわちシングルターボモードにおいていずれかの
弁が固着異常により逆作動している場合は、ツイテンタ
ーボモードで正規状態てあり正常にターボ動作すること
が可能で、且つ吸気制御弁58の上流圧Puの上昇によ
るセカンダリターボ過給機50の不具合を防止するた
め、強制的にツインターボモードに切換わってフェイル
セーフされる。
述のシーケンシャルターボ制御ルーチン(図3)のステ
ップS91において参照され、Fng1=1のシングル
ターボモード下での固着異常の場合には、ステップS9
3以降にジャンプした強制的にツインターボモードとす
る。すなわちシングルターボモードにおいていずれかの
弁が固着異常により逆作動している場合は、ツイテンタ
ーボモードで正規状態てあり正常にターボ動作すること
が可能で、且つ吸気制御弁58の上流圧Puの上昇によ
るセカンダリターボ過給機50の不具合を防止するた
め、強制的にツインターボモードに切換わってフェイル
セーフされる。
【0052】次いで、F3=1の予備回転モードまたは
ツインターボモードでは、ステップS100からステッ
プS113に進んで吸気制御弁作動用出力信号G2を参
照する。そしてG2=0の吸気制御弁開信号出力前では
予備回転モードを判断してステップS114に進み、差
圧ΔPdiと設定値−P3(≒−A)を比較する。ここ
で排気制御弁55,吸気制御弁58及び過給圧リリーフ
弁60のいずれも正常な場合は、吸気制御弁58の上流
圧Puが上昇してΔPdi>−P3になることで、正常
と判断してステップS115に進み、第3の診断結果フ
ラグFng3をクリアする。またステップS116で第
3の診断時間カウント値(Cng3)をクリアしてステ
ップS120へ進む。
ツインターボモードでは、ステップS100からステッ
プS113に進んで吸気制御弁作動用出力信号G2を参
照する。そしてG2=0の吸気制御弁開信号出力前では
予備回転モードを判断してステップS114に進み、差
圧ΔPdiと設定値−P3(≒−A)を比較する。ここ
で排気制御弁55,吸気制御弁58及び過給圧リリーフ
弁60のいずれも正常な場合は、吸気制御弁58の上流
圧Puが上昇してΔPdi>−P3になることで、正常
と判断してステップS115に進み、第3の診断結果フ
ラグFng3をクリアする。またステップS116で第
3の診断時間カウント値(Cng3)をクリアしてステ
ップS120へ進む。
【0053】一方、ΔPdi≦−P3の場合には、ステ
ップS117に進んで第3の診断時間カウント値Cng
3をカウントアップし、その後ステップS118でカウ
ント値Cng3と設定値Cs3(ただし第2のディレー
時間T2よりも長く、且つ第3のデイレー時間T3より
も短い時間に相当する値)を比較して、設定値Cs3に
達すると排気制御弁55の閉弁固着と判断し、ステップ
S119で第3の診断結果フラグFng3をセットす
る。こうして予備回転モードでの故障診断を終了する
と、ステップS120,119,110で、同様に他の
診断時間等のカウント値Cng1,Cng2、Coをク
リアする。その後ステップS132で第3の診断結果フ
ラグFng3の値を参照し、Fng3=1で固着異常の
場合はステップS112に進んで警報ランプ111を点
灯させる。
ップS117に進んで第3の診断時間カウント値Cng
3をカウントアップし、その後ステップS118でカウ
ント値Cng3と設定値Cs3(ただし第2のディレー
時間T2よりも長く、且つ第3のデイレー時間T3より
も短い時間に相当する値)を比較して、設定値Cs3に
達すると排気制御弁55の閉弁固着と判断し、ステップ
S119で第3の診断結果フラグFng3をセットす
る。こうして予備回転モードでの故障診断を終了する
と、ステップS120,119,110で、同様に他の
診断時間等のカウント値Cng1,Cng2、Coをク
リアする。その後ステップS132で第3の診断結果フ
ラグFng3の値を参照し、Fng3=1で固着異常の
場合はステップS112に進んで警報ランプ111を点
灯させる。
【0054】従って予備回転モード下において吸気制御
弁58の上,下流圧の差圧ΔPdiが設定値−P3以下
の状態を所定時間継続(Cng3≧Cs3)したとき、
すなわち予備回転モードの吸気制御弁58の開弁前であ
って、吸気制御弁58の上流圧Puが上昇せず、排気制
御弁55が閉弁状態(閉弁固着)と判断される場合に第
3の診断結果フラグFng3がセット(Fng3←1)
されるのである。この第3の診断結果フラグFng3
は、後述する燃料カット判別ルーチンにおいて参照さ
れ、予備回転モードあるいはツインターボモードでFn
g3=1の場合に燃料カットが行われる。
弁58の上,下流圧の差圧ΔPdiが設定値−P3以下
の状態を所定時間継続(Cng3≧Cs3)したとき、
すなわち予備回転モードの吸気制御弁58の開弁前であ
って、吸気制御弁58の上流圧Puが上昇せず、排気制
御弁55が閉弁状態(閉弁固着)と判断される場合に第
3の診断結果フラグFng3がセット(Fng3←1)
されるのである。この第3の診断結果フラグFng3
は、後述する燃料カット判別ルーチンにおいて参照さ
れ、予備回転モードあるいはツインターボモードでFn
g3=1の場合に燃料カットが行われる。
【0055】またG2=1の吸気制御弁開信号出力後で
はツインターボモードを判断して、ステップS113か
ら図12のステップS122に進み、ツインターボモー
ド経過時間カウント値Coと設定値Csoを比較し、C
o<Csoでありツインターボモード移行後、Csoで
示される所定時間を経過していない場合には、ステップ
S123でツインターボモード経過時間カウント値Co
をカウントアップしてステップS126へ進む。そして
ツインターボモード移行後、設定時間を経過すると(C
o≧Cso)、ステップS124で差圧の絶対値|Δ
Pdi|と設定値P2を比較する。ここで排気制御弁5
5,吸気制御弁58及び過給圧リリーフ弁60のいずれ
も正常な場合は、吸気制御弁58の上流圧Puと下流圧
Pdが略等しくなるため、ステップS125に進んで第
2の診断結果フラグFng2をクリアする。またステッ
プS126で第2の診断時間カウント値Cng2をクリ
アしてステップS130へ進む。
はツインターボモードを判断して、ステップS113か
ら図12のステップS122に進み、ツインターボモー
ド経過時間カウント値Coと設定値Csoを比較し、C
o<Csoでありツインターボモード移行後、Csoで
示される所定時間を経過していない場合には、ステップ
S123でツインターボモード経過時間カウント値Co
をカウントアップしてステップS126へ進む。そして
ツインターボモード移行後、設定時間を経過すると(C
o≧Cso)、ステップS124で差圧の絶対値|Δ
Pdi|と設定値P2を比較する。ここで排気制御弁5
5,吸気制御弁58及び過給圧リリーフ弁60のいずれ
も正常な場合は、吸気制御弁58の上流圧Puと下流圧
Pdが略等しくなるため、ステップS125に進んで第
2の診断結果フラグFng2をクリアする。またステッ
プS126で第2の診断時間カウント値Cng2をクリ
アしてステップS130へ進む。
【0056】一方、|ΔPdi|≧P2の場合には、ス
テップS127に進んで第2の診断時間カウント値Cn
g2をカウントアップし、その後、ステップS128で
カウント値Cng2と設定値Cs2を比較して、設定値
Cs2に達すると、吸気制御弁58の閉弁固着あるいは
過給圧リリーフ弁60の開弁固着と判断し、ステップS
129で第2の診断結果フラグFng2をセットする。
こうしてツインターボモードでの故障診断を終了する
と、ステップS130,131で第1,第3の診断時間
カウント値Cng1,Cng3をクリアする。その後ス
テップS121で第2の診断結果フラグFng2の値を
参照し、固着異常の場合はステップS112に進んで警
報ランプ111を点灯させる。
テップS127に進んで第2の診断時間カウント値Cn
g2をカウントアップし、その後、ステップS128で
カウント値Cng2と設定値Cs2を比較して、設定値
Cs2に達すると、吸気制御弁58の閉弁固着あるいは
過給圧リリーフ弁60の開弁固着と判断し、ステップS
129で第2の診断結果フラグFng2をセットする。
こうしてツインターボモードでの故障診断を終了する
と、ステップS130,131で第1,第3の診断時間
カウント値Cng1,Cng3をクリアする。その後ス
テップS121で第2の診断結果フラグFng2の値を
参照し、固着異常の場合はステップS112に進んで警
報ランプ111を点灯させる。
【0057】従ってツインターボモード下において吸気
制御弁58の上,下流圧の差圧の絶対値|ΔPdi|が
設定値P2以上の状態を、ツインターボモードに完全に
移行したと見なし得る時間(Co≧Cso)から所定時
間継続(Cng2≧Cs2)したとき、すなわちツイン
ターボモードであるにも拘らず吸気制御弁58の上流圧
Puが上昇せず、過給圧リリーフ弁60が開弁状態(開
弁固着)と判断される場合、あるいはツインターボモー
ド下で吸気制御弁58の上流圧Puが異常に上昇して吸
気制御弁58が閉弁状態(閉弁固着)と判断される場合
に、第2の診断結果フラグFng2がセット(Fng2
←1)されるのである。この第2の診断結果フラグFn
g2は、第3の診断結果フラグFng3と同様に後述す
る燃料カット判別ルーチンにおいて参照され、予備回転
モードあるいはツインターボモードでFng2=1の場
合に燃料カットが行われる。
制御弁58の上,下流圧の差圧の絶対値|ΔPdi|が
設定値P2以上の状態を、ツインターボモードに完全に
移行したと見なし得る時間(Co≧Cso)から所定時
間継続(Cng2≧Cs2)したとき、すなわちツイン
ターボモードであるにも拘らず吸気制御弁58の上流圧
Puが上昇せず、過給圧リリーフ弁60が開弁状態(開
弁固着)と判断される場合、あるいはツインターボモー
ド下で吸気制御弁58の上流圧Puが異常に上昇して吸
気制御弁58が閉弁状態(閉弁固着)と判断される場合
に、第2の診断結果フラグFng2がセット(Fng2
←1)されるのである。この第2の診断結果フラグFn
g2は、第3の診断結果フラグFng3と同様に後述す
る燃料カット判別ルーチンにおいて参照され、予備回転
モードあるいはツインターボモードでFng2=1の場
合に燃料カットが行われる。
【0058】このように差圧センサ80による吸気制御
弁58の上,下流圧の差圧ΔPdiに基づいて判断する
ことで、排気制御弁55,吸気制御弁58,過給圧リリ
ーフ弁60の開固着,閉固着をすべて診断することが可
能となる。なお、各診断結果フラグFng1,Fng
2,Fng3は、前述のようにバックアツプRAM10
4にストアされ、シリアルモニタ110により各診断結
果フラグの値を読出すことで修理作業者は故障内容を知
ることができる。また、各診断結果フラグのイニシャル
値は0である。
弁58の上,下流圧の差圧ΔPdiに基づいて判断する
ことで、排気制御弁55,吸気制御弁58,過給圧リリ
ーフ弁60の開固着,閉固着をすべて診断することが可
能となる。なお、各診断結果フラグFng1,Fng
2,Fng3は、前述のようにバックアツプRAM10
4にストアされ、シリアルモニタ110により各診断結
果フラグの値を読出すことで修理作業者は故障内容を知
ることができる。また、各診断結果フラグのイニシャル
値は0である。
【0059】また上述の各モードでの故障診断において
正常な場合は、ステップS133に進んで警報ランプ1
11に対する出力信号G5を0とすることで、警報ラン
プ111が消灯したままになる。
正常な場合は、ステップS133に進んで警報ランプ1
11に対する出力信号G5を0とすることで、警報ラン
プ111が消灯したままになる。
【0060】次に、上記予備回転モードとツインターボ
モードの故障時のフェイルセーフについて説明する。こ
の故障の場合にシングルターボモードに切換えると、プ
ライマリターボ過給機40の過回転を招いて好ましくな
い。また吸気制御弁58の上流圧Puの異常上昇により
セカンダリターボ過給機等が熱害等の損傷を受けること
があり、このためエンジン出力を低下することが望まれ
る。そこでエンジン出力低下の手段として、図13と図
14のフローチャートを用いて燃料カットする場合につ
いて説明する。
モードの故障時のフェイルセーフについて説明する。こ
の故障の場合にシングルターボモードに切換えると、プ
ライマリターボ過給機40の過回転を招いて好ましくな
い。また吸気制御弁58の上流圧Puの異常上昇により
セカンダリターボ過給機等が熱害等の損傷を受けること
があり、このためエンジン出力を低下することが望まれ
る。そこでエンジン出力低下の手段として、図13と図
14のフローチャートを用いて燃料カットする場合につ
いて説明する。
【0061】図13は燃料カット判別ルーチンであり、
所定時間毎に実行され、先ずステップS140で車速V
と制限車速Vmaxを比較して、制限車速超過ではステ
ップS141で燃料カットフラグFfcをセットする。
制限車速以下ではステップS142でエンジン回転数N
と制限エンジン回転数Nmaxを比較して、制限エンジ
ン回転数超過の場合は同様にフラグセットする。そして
制限車速以下且つ制限エンジン回転数以下の通常の走行
条件ではステップS143で診断条件判別フラグF3の
値を参照して、F3=0のシングルターボモードでは、
ステップS144でスロットル開度を参照する。そこで
スロットル開の場合はステップS145に進んで燃料カ
ットフラグFfcをクリアし、スロットル全閉の減速時
にはステップS146でエンジン回転数Nを参照し、リ
カバリ回転数Nreより大きい場合はフラグセットし、
その回転数Nre以下になるとフラグクリアする。
所定時間毎に実行され、先ずステップS140で車速V
と制限車速Vmaxを比較して、制限車速超過ではステ
ップS141で燃料カットフラグFfcをセットする。
制限車速以下ではステップS142でエンジン回転数N
と制限エンジン回転数Nmaxを比較して、制限エンジ
ン回転数超過の場合は同様にフラグセットする。そして
制限車速以下且つ制限エンジン回転数以下の通常の走行
条件ではステップS143で診断条件判別フラグF3の
値を参照して、F3=0のシングルターボモードでは、
ステップS144でスロットル開度を参照する。そこで
スロットル開の場合はステップS145に進んで燃料カ
ットフラグFfcをクリアし、スロットル全閉の減速時
にはステップS146でエンジン回転数Nを参照し、リ
カバリ回転数Nreより大きい場合はフラグセットし、
その回転数Nre以下になるとフラグクリアする。
【0062】またF3=1の予備回転モードまたはツイ
ンターボモードでは、ステップS143からステップS
147に進んで先ず第2の診断結果フラグFng2の値
を参照する。そしてFng2=1でありツインターボモ
ードで故障を生じる場合は、ステップS141に進んで
フラグセットする。またツインターボモード下で正常な
場合(Fng2=0)はステップS147からステップ
S148に進んで第3の診断結果フラグFng3の値を
参照し、Fng3=1の予備回転モードで故障を生じる
場合は、同様にステップS141に進んでフラグセット
し、予備回転モード下で正常な場合(Fng3=0)は
ステップS144へ進む。上記燃料カットフラグFfc
は、図14の燃料噴射量設定ルーチンで参照され、Ff
c=1のとき燃料カットが実行される。
ンターボモードでは、ステップS143からステップS
147に進んで先ず第2の診断結果フラグFng2の値
を参照する。そしてFng2=1でありツインターボモ
ードで故障を生じる場合は、ステップS141に進んで
フラグセットする。またツインターボモード下で正常な
場合(Fng2=0)はステップS147からステップ
S148に進んで第3の診断結果フラグFng3の値を
参照し、Fng3=1の予備回転モードで故障を生じる
場合は、同様にステップS141に進んでフラグセット
し、予備回転モード下で正常な場合(Fng3=0)は
ステップS144へ進む。上記燃料カットフラグFfc
は、図14の燃料噴射量設定ルーチンで参照され、Ff
c=1のとき燃料カットが実行される。
【0063】図14の燃料噴射量設定ルーチンは所定時
間毎に実行され、先ずステップS150で吸入空気量Q
とエンジン回転数Nにより基本噴射量Tpを算出し(T
p←K×Q/N,Kはインジェクタ特性補正定数)、ス
テップS151で各種増量補正係数COEF,空燃比フ
ィードバック補正係数α,電圧補正係数Tsを設定す
る。その後ステップS152に進んで燃料カットフラグ
Ffcの値を参照し、Ffc=0の場合はステップS1
53で燃料カット係数Kfcを1.0に設定し、その後
ステップS154に進んで燃料噴射量Tiを演算する。
そしてステップS155でこの燃料噴射量Tiをセット
するのであり、こうして所定の燃料が噴射される。
間毎に実行され、先ずステップS150で吸入空気量Q
とエンジン回転数Nにより基本噴射量Tpを算出し(T
p←K×Q/N,Kはインジェクタ特性補正定数)、ス
テップS151で各種増量補正係数COEF,空燃比フ
ィードバック補正係数α,電圧補正係数Tsを設定す
る。その後ステップS152に進んで燃料カットフラグ
Ffcの値を参照し、Ffc=0の場合はステップS1
53で燃料カット係数Kfcを1.0に設定し、その後
ステップS154に進んで燃料噴射量Tiを演算する。
そしてステップS155でこの燃料噴射量Tiをセット
するのであり、こうして所定の燃料が噴射される。
【0064】また燃料カットフラグFfcのセットの場
合(Ffc=0)は、ステップS152からステップS
156に進んで燃料カット係数Kfcを0に設定し、ス
テップS154で燃料噴射量Tiを演算する。そこでこ
の場合は、Ti=Tsになって燃料カットされるのであ
り、こうして予備回転モードまたはツインターボモード
でいずれかの弁が固着して故障すると、燃料カットによ
りエンジン出力を低下するようにフェイルセーフされ、
強制的にシングルターボモード域のみの運転となる。
合(Ffc=0)は、ステップS152からステップS
156に進んで燃料カット係数Kfcを0に設定し、ス
テップS154で燃料噴射量Tiを演算する。そこでこ
の場合は、Ti=Tsになって燃料カットされるのであ
り、こうして予備回転モードまたはツインターボモード
でいずれかの弁が固着して故障すると、燃料カットによ
りエンジン出力を低下するようにフェイルセーフされ、
強制的にシングルターボモード域のみの運転となる。
【0065】以上、本発明の実施例について説明した
が、水平対向式エンジン以外のエンジン、セカンダリタ
ーボ過給機側の弁構成の異なるものにも同様に適用でき
る。
が、水平対向式エンジン以外のエンジン、セカンダリタ
ーボ過給機側の弁構成の異なるものにも同様に適用でき
る。
【0066】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、シ
ーケンシャルターボエンジンにおいてセカンダリターボ
過給機側の排気制御弁、吸気制御弁、過給圧リリーフ弁
をまとめて故障診断するので、個々の故障検出手段を設
ける必要が無くなって、構造が簡素化し、制御も容易に
なる。各モード毎に全ての弁が正常に作動する場合と、
いずれかの弁が故障する場合の吸気制御弁上、下流の差
圧により故障診断する方法であるから、故障の有無を正
確に診断することができる。またモード切換え毎に自動
的に故障診断されるので、診断の頻度が増して信頼性が
向上する。
ーケンシャルターボエンジンにおいてセカンダリターボ
過給機側の排気制御弁、吸気制御弁、過給圧リリーフ弁
をまとめて故障診断するので、個々の故障検出手段を設
ける必要が無くなって、構造が簡素化し、制御も容易に
なる。各モード毎に全ての弁が正常に作動する場合と、
いずれかの弁が故障する場合の吸気制御弁上、下流の差
圧により故障診断する方法であるから、故障の有無を正
確に診断することができる。またモード切換え毎に自動
的に故障診断されるので、診断の頻度が増して信頼性が
向上する。
【0067】シングルターボモードでの故障では、正常
に作動するツインターボモードに切換えるようにフェイ
ルセーフされるので、正常なターボ作動状態を確保する
ことができる。また予備回転モードとツインターボモー
ドでの故障では、燃料カットするようにフェイルセーフ
されるので、エンジン出力を確実に低下してプライマリ
ターボ過給機の過回転、セカンダリターボ過給機の熱害
等を防止することができる。
に作動するツインターボモードに切換えるようにフェイ
ルセーフされるので、正常なターボ作動状態を確保する
ことができる。また予備回転モードとツインターボモー
ドでの故障では、燃料カットするようにフェイルセーフ
されるので、エンジン出力を確実に低下してプライマリ
ターボ過給機の過回転、セカンダリターボ過給機の熱害
等を防止することができる。
【図1】本発明に係るシーケンシャルターボエンジンの
故障診断方法の実施に適した装置を示す全体の構成図で
ある。
故障診断方法の実施に適した装置を示す全体の構成図で
ある。
【図2】制御系の全体の回路図である。
【図3】シーケンシャルターボ制御ルーチンを示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図4】シーケンシャルターボ制御ルーチンを示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図5】シーケンシャルターボ制御ルーチンを示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図6】シーケンシャルターボ制御ルーチンを示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図7】種々のマップを示す図である。
【図8】過給圧制御状態を示すタイムチャートである。
【図9】予備回転モードの各弁の開閉状態,過給圧の状
態を示すタイムチャートである。
態を示すタイムチャートである。
【図10】シングルターボモードとツインターボモード
の制御と出力特性を示す図である。
の制御と出力特性を示す図である。
【図11】故障診断ルーチンを示すフローチャートであ
る。
る。
【図12】故障診断ルーチンを示すフローチャートであ
る。
る。
【図13】燃料カット判別ルーチンを示すフローチャー
トである。
トである。
【図14】燃料噴射量設定ルーチンを示すフローチャー
トである。
トである。
1 エンジン本体 40 プライマリターボ過給機 50 セカンダリターボ過給機 55 排気制御弁 58 吸気制御弁 60 過給圧リリーフ弁 80 差圧センサ 100 制御ユニット
Claims (3)
- 【請求項1】 エンジン本体の吸、排気系にプライマリ
ターボ過給機とセカンダリターボ過給機が並列的に配置
され、セカンダリターボ過給機側に少なくともリリーフ
弁、吸気制御弁、排気制御弁が設けられて、シングルタ
ーボモードではプライマリターボ過給機のみを作動し、
ツインターボモードではプライマリターボ過給機とセカ
ンダリターボ過給機を共に作動するように制御するシー
ケンシャルターボエンジンにおいて、シングルターボモ
ード、予備回転モード及びツインターボモード毎に、吸
気制御弁の上流圧と下流圧との差圧により、リリーフ
弁、吸気制御弁、排気制御弁のいずれかの故障の有無を
診断することを特徴とするシーケンシャルターボエンジ
ンの故障診断方法。 - 【請求項2】 シングルターボモードでは差圧が設定値
より大きい場合に故障を、予備回転モードでは差圧が設
定値より小さい場合に故障を、ツインターボモードでは
差圧の絶対値が設定値より大きい場合に故障をそれぞれ
判断することを特徴とする請求項1記載のシーケンシャ
ルターボエンジンの故障診断方法。 - 【請求項3】 シングルターボモードでの故障の場合は
強制的にツインターボモードに切換え、予備回転モード
とツインターボモードでの故障の場合は燃料カット制御
することを特徴とする請求項1記載のシーケンシャルタ
ーボエンジンの故障診断方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4298029A JPH086604B2 (ja) | 1992-10-08 | 1992-10-08 | シーケンシャルターボエンジンの故障診断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4298029A JPH086604B2 (ja) | 1992-10-08 | 1992-10-08 | シーケンシャルターボエンジンの故障診断方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06123234A true JPH06123234A (ja) | 1994-05-06 |
JPH086604B2 JPH086604B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=17854198
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4298029A Expired - Fee Related JPH086604B2 (ja) | 1992-10-08 | 1992-10-08 | シーケンシャルターボエンジンの故障診断方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH086604B2 (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008121559A (ja) * | 2006-11-13 | 2008-05-29 | Toyota Motor Corp | 気流制御弁の故障診断装置 |
JP2009185684A (ja) * | 2008-02-06 | 2009-08-20 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の故障診断装置 |
JP2010229903A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Toyota Motor Corp | 過給機付内燃機関の異常判定装置 |
CN102395771A (zh) * | 2009-07-16 | 2012-03-28 | 丰田自动车株式会社 | 内燃机的控制阀异常判断装置 |
WO2015141131A1 (ja) * | 2014-03-19 | 2015-09-24 | マツダ株式会社 | ターボ過給機付エンジンの制御装置 |
DE102015105296B4 (de) | 2014-04-24 | 2018-05-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Steuervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine |
CN110284960A (zh) * | 2019-06-29 | 2019-09-27 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种增压器控制方法、装置、存储介质和计算机设备 |
-
1992
- 1992-10-08 JP JP4298029A patent/JPH086604B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008121559A (ja) * | 2006-11-13 | 2008-05-29 | Toyota Motor Corp | 気流制御弁の故障診断装置 |
JP2009185684A (ja) * | 2008-02-06 | 2009-08-20 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の故障診断装置 |
JP2010229903A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Toyota Motor Corp | 過給機付内燃機関の異常判定装置 |
CN102395771A (zh) * | 2009-07-16 | 2012-03-28 | 丰田自动车株式会社 | 内燃机的控制阀异常判断装置 |
WO2015141131A1 (ja) * | 2014-03-19 | 2015-09-24 | マツダ株式会社 | ターボ過給機付エンジンの制御装置 |
JP2015178811A (ja) * | 2014-03-19 | 2015-10-08 | マツダ株式会社 | ターボ過給機付エンジンの制御装置 |
DE102015105296B4 (de) | 2014-04-24 | 2018-05-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Steuervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine |
CN110284960A (zh) * | 2019-06-29 | 2019-09-27 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种增压器控制方法、装置、存储介质和计算机设备 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH086604B2 (ja) | 1996-01-29 |
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