JP2008255903A - Internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はターボ過給機を備える内燃機関(以下、エンジンとも称する)に関する。より詳細には、タービンの容量を変更できるタービン容量可変機構、及びタービン軸の回転をアシストする回転アシスト機構を備えたターボ過給機を有する内燃機関に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine (hereinafter also referred to as an engine) provided with a turbocharger. More specifically, the present invention relates to a turbine capacity variable mechanism capable of changing the capacity of the turbine and an internal combustion engine having a turbocharger provided with a rotation assist mechanism for assisting the rotation of the turbine shaft.
近年、広い運転領域で高いトルクを得ることができるターボ式の過給機が車両用のエンジンに搭載されるようになっている。更に、より広い運転領域で高いトルクを得るためタービン容量(流量)を変更できるように改善したターボ過給機(容量可変型のターボ過給機)も提供されるようなっている。この容量可変型ターボ過給機は、例えばターボ過給機のタービン側への排気ガス量を変更可変とするための開閉可能なノズル(Variable Nozzle:)を備えており、ノズルの開度を調整することでタービン容量を必要に応じて適宜に変更できる。 2. Description of the Related Art In recent years, turbochargers that can obtain a high torque in a wide operating range have been mounted on vehicle engines. Further, an improved turbocharger (a variable capacity turbocharger) is provided so that the turbine capacity (flow rate) can be changed to obtain a high torque in a wider operating range. This variable-capacity turbocharger is equipped with an openable and closable nozzle (Variable Nozzle :) for changing the amount of exhaust gas to the turbine side of the turbocharger. By doing so, the turbine capacity can be changed as needed.
また、一般に、ターボ過給機は過給圧が低い始動時などでは回転が不十分であるために十分な効果が得られず、加速時などではタイムラグが発生してしまうことが知られている。この点を改良すべく、ターボ過給機のタービン回転をアシストする構造を備えたターボ過給機(アシスト付のターボ過給機)が提案されている。このようなアシスト付ターボ過給機は、例えばタービン軸に電動機(モータ)が付加されており、アシストが必要な始動時などに電動機を駆動して回転数を上昇させることができる。そして、例えば特許文献1で開示すように、上記タービン容量可変及び回転アシストの両機能を備えたターボ過給機についても知られている。
In general, it is known that a turbocharger cannot sufficiently obtain a sufficient effect because of insufficient rotation at the time of start-up when the supercharging pressure is low, and a time lag occurs during acceleration. . In order to improve this point, a turbocharger (assisted turbocharger) having a structure for assisting the turbine rotation of the turbocharger has been proposed. In such a turbocharger with assistance, for example, an electric motor (motor) is added to the turbine shaft, and the rotational speed can be increased by driving the electric motor at the time of starting that requires assistance. For example, as disclosed in
ところが、容量可変型ターボ過給機の場合には、タービン容量を変更するための可動構造を含んでいる。そのため、この可動構造が経時による影響を受けて燃料やススの固着、或いは磨耗などを原因として正確な作動をしなくなる場合がある。すなわち、容量可変型ターボ過給機は種々の故障を発生させて、設計した通りにタービン容量を調整できなくなる場合がある。そこで、特許文献1は過給圧の変化を補うように電動機(或いは電動発電吸気量)の作動を制御する制御手段を設けた内燃機関について提案する。この内燃機関はタービン容量を変更するノズル構造(可変ノズル装置)が故障して正確な作動をしなくなったときに、過給度を目標値に維持するように電動機等の作動を制御する。よって、ノズル構造に故障が発生しても、電動機等を制御して対処できる。
However, the variable capacity turbocharger includes a movable structure for changing the turbine capacity. For this reason, the movable structure may be affected by the passage of time and may not operate correctly due to sticking of fuel or soot or wear. That is, the variable capacity turbocharger may cause various failures, and the turbine capacity may not be adjusted as designed. Therefore,
上記特許文献1で開示する技術は、可変ノズルの応答作動性が低下したときに電動機等を制御して過給圧の変化を補うものである。しかしながら、可変ノズルが故障する形態は一定ではない。すなわち、可変ノズルが目標の開度位置(通常位置)よりも閉じ側で固着する場合、また、これとは逆に目標の開度位置(通常位置)よりも開き側で固着する場合など、故障にも様々な形態がある。例えば、可変ノズルが閉じ側で固着するとエキゾーストマニホールド内の圧力が過大となり、閉じた状態を維持すべきときに排気弁が開いてしまうなどの不都合が発生する。また、可変ノズルが開き側で固着するとエキゾーストマニホールド内が低圧気味となるので過給圧も下がり内燃機関の過渡応答性が低下するなどの不都合を発生させることになる。ところが、特許文献1で開示する技術は、可変ノズルの具体的な故障形態にまでは配慮していないので、発生したノズル固着形態によっては内燃機関の性能を低下させることが懸念される。
The technique disclosed in
よって、本発明の目的は、タービン容量可変構造及び回転アシスト構造を有するターボ過給機の容量可変構造に故障が発生したときに、適切なフェールセーフを実行して性能を維持することができる内燃機関を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an internal combustion engine capable of maintaining the performance by executing an appropriate fail safe when a failure occurs in the variable capacity structure of the turbocharger having the variable turbine capacity structure and the rotation assist structure. Is to provide an institution.
上記目的は、タービンの回転をアシストする過給アシスト手段及びタービンの容量を可変とするタービン容量可変手段を有しているターボ過給機を備える内燃機関であって、前記タービン容量可変手段の作動状態を検出する状態検出手段を更に備え、前記状態検出手段の出力に基づいて前記タービン容量可変手段の故障を確認したときに、当該故障の状態に応じて前記過給アシスト手段の駆動を制御する制御手段を備えていることを特徴とする内燃機関により達成できる。 An object of the present invention is an internal combustion engine comprising a turbocharger having a supercharging assist means for assisting the rotation of the turbine and a turbine capacity varying means for making the capacity of the turbine variable, and the operation of the turbine capacity varying means State detecting means for detecting a state is further provided, and when the failure of the turbine capacity varying means is confirmed based on the output of the state detecting means, the driving of the supercharging assist means is controlled according to the state of the failure. This can be achieved by an internal combustion engine comprising control means.
本発明によると、制御手段がタービン容量可変手段の故障状態に応じて過給アシスト手段の駆動をフェールセーフ制御するので内燃機関の機能を維持できる。 According to the present invention, the function of the internal combustion engine can be maintained because the control means performs fail-safe control of the driving of the supercharging assist means in accordance with the failure state of the turbine capacity varying means.
また、前記制御手段は、エキゾーストマニホールド圧が通常時より大きくなる状態で前記タービン容量可変手段が故障していると判断した場合、前記過給アシスト手段を制御してエキゾーストマニホールド圧の上昇を抑制する制御を実行するようにしてもよい。ここで、前記制御手段は、前記タービン容量可変手段が目標開度より閉じ側で固着していることを確認した場合、前記過給アシスト手段の制動制御の開始を早めるようにしてもよい。 Further, when the control means determines that the turbine capacity varying means has failed in a state where the exhaust manifold pressure is larger than normal, the control means controls the supercharging assist means to suppress the rise of the exhaust manifold pressure. You may make it perform control. Here, the control means may expedite the start of the braking control of the supercharging assist means when it is confirmed that the turbine capacity varying means is fixed on the closed side from the target opening.
また、前記制御手段は、エキゾーストマニホールド圧が通常時より小さくなる状態で前記タービン容量可変手段が故障していると判断した場合、前記過給アシスト手段を制御して前記過給圧の過渡応答性を高めるようにしてもよい。ここで前記制御手段は、前記タービン容量可変手段が目標開度より開き側で固着していることを確認した場合、前記過給アシスト手段の駆動制御の開始を早めるようにしてもよい。 In addition, when the control means determines that the turbine capacity variable means has failed in a state where the exhaust manifold pressure is smaller than normal, the control means controls the supercharging assist means to perform transient response of the supercharging pressure. You may make it raise. Here, the control means may expedite the start of the drive control of the supercharging assist means when it is confirmed that the turbine capacity varying means is fixed on the opening side from the target opening.
本発明によれば、タービン容量可変構造及び回転アシスト構造を有するターボ過給機の容量可変構造に故障が発生したときに、適切なフェールセーフを実行して性能を維持することができる内燃機関を提供できる。 According to the present invention, there is provided an internal combustion engine capable of maintaining a performance by executing an appropriate fail safe when a failure occurs in a variable capacity structure of a turbocharger having a variable turbine capacity structure and a rotation assist structure. Can be provided.
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係る内燃機関(以下、エンジンという)について説明する。このエンジンは、タービン軸の回転をアシストする過給アシスト手段及びタービンの容量を可変とするタービン容量可変手段を備えているターボ過給機を有している。 Hereinafter, an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. This engine has a turbocharger provided with a supercharging assist means for assisting the rotation of the turbine shaft and a turbine capacity varying means for making the capacity of the turbine variable.
図1は、実施例に係るエンジン(E/G)1について示したブロック図である。エンジン1の吸気側にはインテークマニホールド2、排気側にはエキゾーストマニホールド3が設けられている。インテークマニホールド2に接続した吸気通路4には、上流側からエアクリーナ5、インタークーラ6、スロットルバルブ7が配備されている。更に、吸気通路4には、吸入空気流量(吸気量)を検出するエアフローメータ10がエアクリーナ5の下流側に配備されている。このエアフローメータ10の出力は、後述するECU30へ供給されている。また、エキゾーストマニホールド3に接続した排気通路8の下流には排気浄化用の触媒9が配備されている。
FIG. 1 is a block diagram illustrating an engine (E / G) 1 according to an embodiment. An
そして、エンジン1にはターボ過給機20が配備されている。ターボ過給機20のタービン22は排気通路8の途中に配置され、コンプレッサ23は吸気通路4の途中に配置されている。タービン22とコンプレッサ23とはタービン軸21の両端に固定されている。
The
上記ターボ過給機20は、タービン容量を変更できるように形成されていると共に、タービン回転数を上昇させることができるアシスト機能を備えている。タービン22に近接してタービン容量可変手段となるバリアブルノズル(Variable Nozzle:)24が配備してある。バリアブルノズル24としては、従来において公知の構造を採用できる。バリアブルノズル24は、例えばタービン22の周囲に環状に複数のベーン(羽根)を配置し、これらのベーンを開閉自在とする可変ノズル構造を好適に採用できる。バリアブルノズル24は、アクチュエータ25によって開閉される。バリアブルノズル24を適宜に開閉することにより、タービン22の容量が変更される。バリアブルノズル24を閉側にする程、排気ガス圧を上昇させてタービン軸21の回転を増加させ、これにより過給圧を上昇させてエンジン出力を向上させることができる。
The
上記アクチュエータ25は、ECU30により駆動が制御される。また、バリアブルノズル24の開度を検出するノズル開度センサ26が配備されている。よって、ECU30はノズル開度センサ26の出力に基づいてバリアブルノズル24の作動状態を検出できる。ノズル開度センサ26の出力はECU30へ供給されている。ECU30は、ノズル開度センサ26の出力を確認してアクチュエータ25を制御して、バリアブルノズル24の開度を適宜に変更できる。
Driving of the
また、タービン軸21には過給アシスト手段として電動機(モータ)28が配備されている。電動機28は給電されたときに、タービン軸21の回転をアシスト(回転補助)する。この電動機28もECU30により駆動が制御されている。また、タービン軸21と共に回転する電動機28のロータ(不図示)の回転数NTを検出する回転数センサ29が配備されている。回転数センサ29の出力はECU30へ供給されている。よって、ECU30は、回転数センサ29の出力を確認しながら電動機28を駆動制御できる。
The
エンジン1は、前述のECU(Electronic Control Unit)30を備えている。このECU30は、エンジン回転数、アクセル開度等を確認してエンジン1の全体を制御する。そして、本実施例におけるECU30は、ノズル開度センサ26の出力に基づいて、バリアブルノズル24が故障していないか監視する。ここで、ECU30はバリアブルノズル24が正常な開閉動作をしていないことを確認した場合、エンジン性能が低下しないように故障対処(フェールセーフ)制御を実行する。すなわち、ECU30はバリアブルノズル24の故障がエンジン1に影響しないように、電動機28の駆動を制御する。ここでのECU30によるフェールセーフ制御は、バリアブルノズル24の故障状態、例えばバリアブルノズル24の固着位置などに応じて、電動機28の最高出力を制限したり、作動範囲(作動開始時期や制動開始時期など)を変更したりする。よって、実施例に係るエンジン1は、バリアブルノズル24に故障が発生してもフェールセーフ制御を実行して機能維持を図ることができる。なお、ECU30は不図示のROMなどのメモリを備えている。このメモリに上記フェールセーフに係る一連のプログラムやこれを実行するのに必要なデータが格納されている。
The
図2は、ECU30がバリアブルノズル24の故障(作動不良)を確認したときに実行するフェールセーフの一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、バリアブルノズル24に固着異常が確認されたときに、固着位置に応じて電動機の最高出力を制限してフェールセーフ制御する場合の例である。このようなフェールセーフ制御により、例えばエキゾーストマニホールド圧が過大となるのを防止してエンジンの機能維持を図ることができる。
FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of fail-safe that is executed when the
図2のフローチャートは、例えばイグニッションキーがオン(ON)されたときに起動される。先ず、ECU30はエンジン回転数やアクセル開度などと共に、ノズル開度センサ26の出力を確認する。より具体的には、ECU30はエンジン1の状態(要求)に応じてアクチュエータ25を制御してバリアブルノズル()24を開閉させる。このときに、ECU30は自らが要求した目標開度とノズル開度センサ26の出力とを確認して、バリアブルノズル24に固着異常が発生しているか否かを判断する(S101)。
The flowchart of FIG. 2 is activated when, for example, the ignition key is turned on. First, the
上記ステップS101で、ECU30は固着異常無しとの判断をした場合、電動機28を最高出力で駆動する(S103)。なお、このフローチャートで最高出力とは、通常の通りに設計値の100%で電動機を駆動することである。
If the
一方、ステップS101で、ECU30が固着異常有りとの判断をした場合には、更にノズル開度センサ26の出力からバリアブルノズル()24の現状位置を確認する(S102)。そして、バリアブルノズル24の開度から電動機28の最高出力を制限する(S104)。このように電動機28の最高出力を制限することにより、例えばバリアブルノズル24が閉じ側で固着したようなときにエキゾーストマニホールド圧が過大となることを確実に抑制できる。
On the other hand, if the
図3は、バリアブルノズル24が固着したときの位置に応じて、設定される電動機28の出力制限の設定例について示している図である。(A)はバリアブルノズル24が正常に作動するときを通常時として、この通常時の電動機出力を100%としバリアブルノズル24が固着した開度位置に応じて電動機出力(%)を変更するチャートを示している。(B)は通常時を最高出力値1.5kWとし、バリアブルノズル24が固着した開度位置に応じて電動機の最高出力値(kW)を変更するチャートを示している。
なお、(A)は通常時を100%として電動機の出力を相対的に制限する場合の例である。(B)は通常時を最高出力値1.5kWとして電動機の絶対出力(kW)を制限する場合の例となる。
FIG. 3 is a diagram illustrating a setting example of the output restriction of the
In addition, (A) is an example in the case of restricting the output of the motor relatively with the normal time as 100%. (B) is an example in the case of limiting the absolute output (kW) of the electric motor by setting the normal output to a maximum output value of 1.5 kW.
ECU30は、図3(A)、(B)のどちらを採用して電動機の出力制限をしてもよい。図3(A)、(B)で示す出力制限は、シミュレーションなどにより得たデータに基づいて予め設定するもので、ECU30のメモリ領域に格納して適宜に読出しできるようにしておけばよい。
The
以下、更に図を参照して、バリアブルノズル24の固着を確認したときに、ECU30が実行するフェールセーフの他例を複数説明する。図4は、ECU30がバリアブルノズル24の固着を確認したとき、目標開度からのずれを考慮して実行する他のフェールセーフ制御のフローチャートである。図4で示すフェールセーフは、ECU30がエンジン1の状態に応じて目標のバリアブルノズル24の開度(目標開度)を算出して、固着位置との相違(位置のずれ)を確認する。そして、この相違に応じて電動機の作動制限を変更してフェールセーフする例である。このようなフェールセーフを実行することで、バリアブルノズル24が閉じ側で固着している場合には電動機28の出力を下げることで、反対にバリアブルノズル24が開き側で固着している場合には電動機28の出力を上げることができるので、エンジン性能の維持を図ることができる。
Hereinafter, a plurality of other examples of fail safe executed by the
図4のフローチャートの前半部分(S201〜S203)は、図2と同様である。すなわち、ECU30はノズル開度センサ26の出力を確認して、バリアブルノズル24に固着異常が発生しているか否かを判定する(S201)。ここでECU30は固着異常無しとの判断した場合、電動機28を通常の通りに駆動する(S203)。一方、ステップS201で、ECU30が固着の異常有りとの判断をした場合には、更にノズル開度センサ26の出力からバリアブルノズル24の現状位置を確認する(S202)。
The first half (S201 to S203) of the flowchart of FIG. 4 is the same as FIG. That is, the
ステップS202以後の処理が、図2フローチャートとは異なっている。ECU30は、バリアブルノズル24の目標開度を算出し(S204)、現状位置(固着位置)と目標位置との差に基づいて電動機の作動制限を変更する(S205)。このように電動機28の作動制限を目標開度との差に応じて変更することにより、故障でバリアブルノズル24が閉側或いは開側のいずれに固着していても対処できるフェールセーフ制御を実現できる。
The processing after step S202 is different from the flowchart in FIG. The
図5は、バリアブルノズル24が固着したときの現状開度(固着開度)と目標開度との差に応じて設定される電動機28の作動制限の変更例について示している図である。(A)は目標開度における電動機出力を100%とし、バリアブルノズル24が固着した開度位置に応じて電動機出力(%)を変更するためのチャートである。(B)は目標開度における最高回転数を12(万rpm)とし、バリアブルノズル24が固着した開度位置に応じて電動機の最高回転数(万rpm)を変更するためのチャートである。(A)は通常時を100%として電動機の作動制限を変更する場合の例であり、(B)は通常時を最高回転数12(万rpm)として電動機の回転数を変更する場合の例である。
FIG. 5 is a diagram showing a modification example of the operation limit of the
ECU30は図5(A)、(B)のどちらを採用して電動機の出力制限の変更をしてもよい。図5(A)、(B)で示す制限変更のデータについてもECU30のメモリ領域に格納して適宜に読出しできるようにしておけばよい。
The
更に、図6、図7を参照して、ECU30による他のフェールセーフ制御例について説明する。このフェールセーフ制御は、バリアブルノズル24が固着したときにエキゾーストマニホールド圧が過大となるのを、確実に抑止することを意図して電動機を制御するものである。図6は、ECU30が吸気量を考慮して実行するフェールセーフ制御について示すフローチャートである。この図6で示すフローチャートの場合も前半部分(S301〜S303)は、前述したものと同様であるので重複する説明を省略する。ステップS304以後の処理を詳細に説明する。
Furthermore, another example of fail-safe control by the
ECU30は、エアフローメータ10の出力から吸入空気量(以下、吸気量Ga)を算出する(S304)。更に、目標の開度に応じた最大吸気量(Ga_max)を算出する(S305)。そして、算出した吸気量Gaと最大吸気量Ga_maxとの差に基づいて、電動機の最高出力(%)を算出する。このように吸気量に基づいて電動機の駆動を制限することによっても、エキゾーストマニホールド圧が過大とならないようなフェールセーフを実現できる。
The
なお、図7(A)は、バリアブルノズル24が固着したときの開度と最大吸気量Ga_maxとの関係にいて示している図である。この図で示すように、バリアブルノズル24が固着した開度位置に応じて、最大吸気量Ga_maxを小さく変更する必要がある。この図7(A)はバリアブルノズル24が閉じ側で固着した場合ほど、少ない吸気量でエキゾーストマニホールド圧が限度を超える可能性が高くなることを示している。そこで、ECU30は図7(A)を参照してエキゾーストマニホールド圧が上側の過大領域NGに入らないように最大吸気量Ga_maxを調整する。
FIG. 7A shows the relationship between the opening when the
図7(B)は、吸気量Gaと最大吸気量Ga_maxとの差に対する最適な電動機出力(%)を示している図である。ECU30は、図7(A)、(B)で示しているデータをメモリ領域に格納して、図6で示すフェールセーフ処理を実行する。よって、ノズルが固着したときにエキゾーストマニホールド圧が過大とならないようにフェールセーフ制御して、エンジンの機能維持を図ることができる。
FIG. 7B is a diagram showing an optimal motor output (%) with respect to the difference between the intake air amount Ga and the maximum intake air amount Ga_max. The
更に、図を参照して、ECU30が実行する他のフェールセーフ制御について説明する。このフェールセーフ制御はバリアブルノズル24の固着位置に応じて電動機の制動開始時期を調整してエンジンの機能維持を図るものである
Furthermore, another failsafe control executed by the
図8は、電動機出力制限に係る圧力差αとバリアブルノズル24の固着位置との関係について示している図である。バリアブルノズル24が正常に作動している場合には、現状開度と目標開度がほぼ一致する。よって、これら開度の差はゼロ(0)となるので横軸における中央CLに対応した圧力差αとなる。このときの圧力差αは例えば8(kPa)であり、これが通常の圧力差αの値となる。そして、この図8は、バリアブルノズル24が閉じ側で固着した場合には、大きな値の圧力差α(kPa)が発生し易いことを示している。よって、閉じ側で固着している場合は、通常より早めに電動機の出力制限を開始するという対処が有効であることが理解できる。
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the pressure difference α related to the motor output restriction and the fixing position of the
図9は目標過給圧と現状過給圧との圧力差βと電動機出力(%)の関係を示した図である。この図9は上記圧力差βから定まる電動機の出力制限(%)を示している。また、上記圧力差αにより電動機の出力制限を開始する時期(制動制御を開始する時期)を異ならせることも示している。この図9では、バリアブルノズル24が閉じ側で固着して相対的に高い圧力差α1が発生している場合には、電動機の出力制限を早期に開始することを示している。また、バリアブルノズル24が開き側で固着して相対的に低い圧力差α2が発生している場合には電動機の出力制限を遅めとすることを示している。
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the pressure difference β between the target boost pressure and the current boost pressure and the motor output (%). FIG. 9 shows the output limit (%) of the electric motor determined from the pressure difference β. It also shows that the timing for starting the output limit of the electric motor (the timing for starting the braking control) is varied depending on the pressure difference α. FIG. 9 shows that when the
図10は、ECUがバリアブルノズルの固着を確認したとき、図8、図9を考慮して実行する他のフェールセーフ制御のフローチャートである。ECU30は、ステップS401で固着の異常無しとの判断をした場合、電動機28を通常の通りに駆動する。この場合には、電動機出力制限圧力差はおおよそα=8kPaということになる(S403)。一方、ECU30が固着の異常有りとの判断をした場合(S401)、更にバリアブルノズル24の現状開度を確認し(S402)、目標開度を算出する(S404)。そして、ECU30は固着ありと判断した場合についても電動機出力制限圧力差αを算出する(S405)。
FIG. 10 is a flowchart of another fail-safe control executed in consideration of FIGS. 8 and 9 when the ECU confirms that the variable nozzle is fixed. If the
ECU30は、固着の発生有り及び無しのそれぞれの場合について、目標過給圧と現状過給圧との差である圧力差βを算出し(S406)、求めた圧力差α、βに基づいて電動機出力(%)を決定する(S407)。このように決定した電動機出力(%)を用いて電動機の制動タイミングを調整する。電動機の制動開始時期を制御することによっても、エキゾーストマニホールド圧が過大とならないようにフェールセーフして内燃機関の性能を維持できる。
The
更に、図を参照して、ECU30が実行する更に他のフェールセーフ制御について説明する。このフェールセーフ制御はバリアブルノズル24の固着位置に応じて電動機の作動開始時期を補正してエンジンの機能維持を図るものである。
Furthermore, still another fail-safe control executed by the
図11は、電動機作動基準に係る圧力差Aとバリアブルノズル24の固着位置との関係について示している図である。バリアブルノズル24が正常に作動している場合には、現状開度と目標開度とがほぼ一致するよって、これら開度の差はゼロ(0)となるので横軸における中央CLに対応した圧力差Aは例えば約17kPaとなる。これが通常の圧力差Aの値となる。
FIG. 11 is a diagram illustrating the relationship between the pressure difference A and the fixed position of the
そして、前述したようにバリアブルノズル24が閉じ側で固着した場合には大きな値の圧力差A(kPa)が発生し易いので電動機の出力を抑制傾向にすることが好ましい。その一方で、バリアブルノズル24が開き側で固着した場合には圧力差A(kPa)は小さくなる。そして、過給圧が相対的に下がるので過渡応答性が低下してエンジン性能が低下してしまう。そこで、ここで説明するECUはバリアブルノズル24の固着位置に応じて、電動機の作動開始時期を補正する。これによりエンジンの性能維持を図る。
As described above, when the
図11において、曲線CVは現状(固着)開度と目標開度との圧力差Bに対する判定基準曲線を示している。固着時の圧力差Bがこの曲線CVよりも大きい場合には、ECUは電動機の作動を開始させる。このようにすることで、バリアブルノズル24が開側で固着したときに電動機の開示時期を早めるようなフェールセーフを実行しエンジンの性能維持を図ることができる。
In FIG. 11, a curve CV shows a determination reference curve for the pressure difference B between the current (fixed) opening and the target opening. When the pressure difference B at the time of fixation is larger than this curve CV, the ECU starts the operation of the electric motor. By doing in this way, when the
図12は、ECU30がバリアブルノズル24の固着を確認したときに、図11を使用して実行するフェールセーフ制御ついて示すフローチャートである。図12における前半のステップS501〜S504は、図10とほぼ同様であるので説明を省略する。
FIG. 12 is a flowchart showing fail-safe control that is executed using FIG. 11 when the
ECU30は、ステップS501でバリアブルノズル()24に固着ありと判断した場合に電動機作動基準圧力差Aを算出する(S505)。更にECU30は、固着の発生有り及び無しのそれぞれの場合について、目標過給圧と現状過給圧との差である圧力差Bを算出する(S506)。
The
ここで、算出した圧力差Bが基準圧力差Aより大きいか否かを確認して(S507)、大きい場合には電動機28の作動を開始する(S508)。バリアブルノズル()24が開き側で固着している場合には圧力差Bが基準圧力差Aより大きくなり易い(図11参照)よって、バリアブルノズル()24が開き側で固着して、過渡応答性が低下する可能性が高い場合に電動機28の作動開始時期を早めてエンジン性能を維持できる。なお、上記ステップS507で圧力差Bが基準圧力差A以下と判断してた場合には、電動機の作動状態維持すればよい(S509)。以上のように、ECU30が電動機の作動開始時期を早める補正をすることによっても内燃機関の性能を維持するフェールセーフを実現できる。
Here, it is confirmed whether or not the calculated pressure difference B is larger than the reference pressure difference A (S507). If it is larger, the operation of the
上述した実施例では、バリアブルノズル24をタービン容量可変手段としているが本発明は、このような形態に限らない。図1において符号41で示すのはウエイストゲートバルブ(WGV)である。このウエイストゲートバルブ41はアクチュエータ42により開閉されて、排気が適宜にバイパスされる。ウエイストゲートバルブ41の開閉動作は、ターボ過給機にバリアブルノズル24を開閉させた場合と同様の作用がある。よって、ウエイストゲートバルブ41をタービン容量可変手段としてもよい。バリアブルノズル24及びウエイストゲートバルブ41をタービン容量可変手段としてもよい。
In the embodiment described above, the
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.
1 エンジン(内燃機関)
3 エキゾーストマニホールド
10 エアフローメータ
20 ターボ過給機
24 バリアブルノズル(タービン容量可変手段)
25 アクチュエータ
26 ノズル開度センサ(状態検出手段)
28 電動機(過給アシスト手段)
30 ECU(制御手段)
1 engine (internal combustion engine)
3
25
28 Electric motor (supercharging assist means)
30 ECU (control means)
Claims (5)
前記タービン容量可変手段の作動状態を検出する状態検出手段を更に備え、
前記状態検出手段の出力に基づいて前記タービン容量可変手段の故障を確認したときに、当該故障の状態に応じて前記過給アシスト手段の駆動を制御する制御手段を備えている、ことを特徴とする内燃機関。 An internal combustion engine including a turbocharger having a turbocharger having turbocharge assist means for assisting rotation of a turbine and turbine capacity variable means for making the capacity of the turbine variable,
A state detecting means for detecting an operating state of the turbine capacity varying means;
When the failure of the turbine capacity varying means is confirmed based on the output of the state detecting means, the control means is provided for controlling the driving of the supercharging assist means according to the state of the failure. An internal combustion engine.
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