JP2011252417A - Control device of internal combustion engine with centrifugal compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、遠心圧縮機を備えた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 including a centrifugal compressor.
内燃機関においては、該内燃機関から排出される排気のエネルギを利用して駆動されるターボチャージャを設けると、燃焼室の充填効率を高めて機関出力をより大きくすることができる。 In the internal combustion engine, if a turbocharger that is driven by using the energy of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine is provided, the charging efficiency of the combustion chamber can be increased and the engine output can be further increased.
ここで、ターボチャージャのコンプレッサのディフューザ部にディフューザ翼を配置し、該ディフューザ翼の開度(VGD開度ともいう。)を変更することにより、ディフューザ部の流路面積を変更することで、低回転域における過給圧を高める可変ディフューザを有する技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。この技術によれば、駆動モータが正転または逆転することにより、リンク機構を介してユニゾンリングを回動させて、各ディフューザ翼を一斉に同角度ずつ回動させることができる。 Here, by arranging the diffuser blades in the diffuser part of the compressor of the turbocharger and changing the opening degree (also referred to as VGD opening degree) of the diffuser blades, the flow passage area of the diffuser part can be changed to reduce the A technique having a variable diffuser for increasing a supercharging pressure in a rotation range is known (for example, see Patent Document 1). According to this technique, when the drive motor rotates forward or reversely, the unison ring can be rotated via the link mechanism, and the diffuser blades can be simultaneously rotated at the same angle.
ところで、製造時の公差や経年変化により、駆動モータの制御量と、実際のディフューザ翼の開度と、の関係にずれが生じることがある。このようにして、実際のVGD開度(以下、実VGD開度ともいう。)が目標のVGD開度(以下、目標VGD開度ともいう。)からずれると、過給圧やコンプレッサ効率が所望の値とならない虞がある。たとえば、ディフューザ翼の開度をセンサにより検出して、駆動モータの制御量を決定することも考えられるが、センサを追加することによりコスト高となる。また、センサ自体に異常が生じると、過給圧の制御が困難となる。 By the way, there may be a deviation in the relationship between the control amount of the drive motor and the actual opening of the diffuser blade due to tolerances and aging in manufacturing. In this way, when the actual VGD opening (hereinafter also referred to as the actual VGD opening) deviates from the target VGD opening (hereinafter also referred to as the target VGD opening), the supercharging pressure and the compressor efficiency are desired. The value may not be For example, it is conceivable to determine the control amount of the drive motor by detecting the opening of the diffuser blade with a sensor, but adding the sensor increases the cost. Further, when an abnormality occurs in the sensor itself, it is difficult to control the supercharging pressure.
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ディフューザ翼の開度を精度良く制御することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to accurately control the opening degree of the diffuser blade.
上記課題を達成するために本発明による遠心圧縮機を備えた内燃機関の制御装置は、
コンプレッサのディフューザ部に備わるディフューザ翼の開度をアクチュエータにより変更することで該ディフューザ部の流路面積を変更可能とする可変ディフューザを有する遠心圧縮機を備えた内燃機関の制御装置において、
前記ディフューザ翼が所定開度よりも閉側とならないように、該ディフューザ翼が所定開度となったときに前記可変ディフューザの一部に当接するストッパーと、
前記可変ディフューザの一部が前記ストッパーに当接したときの前記アクチュエータの制御量を学習して学習値を得る学習部と、
前記学習値に基づいて、前記ディフューザ翼の目標となる開度までの制御量を決定する制御部と、
を備える。
In order to achieve the above object, a control apparatus for an internal combustion engine provided with a centrifugal compressor according to the present invention comprises:
In a control apparatus for an internal combustion engine having a centrifugal compressor having a variable diffuser that can change the flow passage area of the diffuser by changing the opening of the diffuser blades provided in the diffuser of the compressor with an actuator.
A stopper that comes into contact with a part of the variable diffuser when the diffuser blade has a predetermined opening, so that the diffuser blade does not close to a predetermined opening;
A learning unit that learns a control amount of the actuator when a part of the variable diffuser contacts the stopper, and obtains a learning value;
Based on the learning value, a control unit that determines a control amount up to a target opening of the diffuser blade;
Is provided.
ディフューザ翼は、所定開度のときが最も閉じ側の開度となる。そして、可変ディフュ
ーザの一部をストッパーに当接させることにより、ディフューザ翼を所定の開度に合わせることができる。ここで、ディフューザ翼の開度の変化量を積算して現時点での開度を算出する場合には、誤差が蓄積されるため、算出される開度と実際の開度との差が次第に大きくなっていく。これに対し、ディフューザ翼を所定開度としたときのアクチュエータの制御量(位置としてもよい)を学習すれば、その後は、学習したアクチュエータの制御量を基準として開度の変化量を積算すれば良い。すなわち、ディフューザ翼を所定開度としてその位置を記憶した後は、それまでに蓄積された誤差の影響を受けずに開度を算出することができるため、ディフューザ翼の実際の開度を目標の開度に合わせることができる。このように、センサなどを設けることなく、ディフューザ翼の学習制御が可能となる。また、ディフューザ翼は所定開度よりも閉じ側とならないため、故障によりディフューザ翼の開度が閉じ側にずれたとしても、所定開度は確保されるので、最低限の吸気の通路は確保することができる。
When the diffuser blade has a predetermined opening degree, the opening degree is the most closed side. The diffuser blade can be adjusted to a predetermined opening degree by bringing a part of the variable diffuser into contact with the stopper. Here, when the current opening is calculated by integrating the amount of change in the opening of the diffuser blade, an error is accumulated, so the difference between the calculated opening and the actual opening gradually increases. It will become. On the other hand, if the control amount (or position) of the actuator when the diffuser blade is set to a predetermined opening is learned, then the amount of change in the opening is integrated based on the learned control amount of the actuator. good. That is, after storing the position of the diffuser blade as a predetermined opening, the opening can be calculated without being affected by the errors accumulated so far, so the actual opening of the diffuser blade can be calculated as the target opening. Can be adjusted to the opening. In this way, learning control of the diffuser blade can be performed without providing a sensor or the like. In addition, since the diffuser blades are not closer to the closing side than the predetermined opening, even if the opening of the diffuser blades is shifted to the closing side due to a failure, the predetermined opening is secured, so a minimum intake passage is secured. be able to.
本発明においては、前記ストッパーは、内燃機関の作動中であって前記学習部による学習を行なわないときに前記可変ディフューザの一部が移動する範囲よりも外側に設けられていてもよい。 In the present invention, the stopper may be provided outside a range in which a part of the variable diffuser moves when the internal combustion engine is in operation and learning is not performed by the learning unit.
すなわち、学習が行なわれないときには、可変ディフューザの一部がストッパーに当接することがないため、当接する箇所の磨耗や破損を抑制することができる。また、可変ディフューザに過剰な力が働くことが抑制されるため、故障を抑制することができる。 That is, when learning is not performed, since a part of the variable diffuser does not contact the stopper, it is possible to suppress wear or breakage of the contacted portion. Moreover, since it is suppressed that an excessive force acts on a variable diffuser, a failure can be suppressed.
本発明においては、前記学習部において前記アクチュエータの制御量を学習するときに、前記可変ディフューザの一部を前記ストッパーに当接させるときの該可変ディフューザの一部の移動速度を、内燃機関の作動中であって前記学習部による学習を行なわないときよりも遅くすることができる。 In the present invention, when the learning unit learns the control amount of the actuator, the moving speed of a part of the variable diffuser when the part of the variable diffuser is brought into contact with the stopper is determined by the operation of the internal combustion engine. It can be slower than when learning is not performed by the learning unit.
このようにすることで、学習時に当接する箇所の磨耗や破損を抑制することができる。また、学習時以外では、ディフューザ翼の開度を速やかに変更することができる。 By doing in this way, the abrasion and damage of the location which contact | abut at the time of learning can be suppressed. Moreover, the opening degree of the diffuser blade can be quickly changed except during learning.
また、本発明においては、前記学習部における学習が完了した後において、
前記ディフューザ翼の開度が第1規定開度の場合で且つコンプレッサ圧力比が第1規定圧力比の場合における、実際にサージが発生するときの吸入空気量と、ディフューザ翼に故障がないときにサージが発生すると推定される吸入空気量と、の差と、
前記ディフューザ翼の開度が前記第1規定開度よりも開き側の第2規定開度の場合で且つコンプレッサ圧力比が第2規定圧力比の場合における、実際にサージが発生するときの吸入空気量と、ディフューザ翼に故障がないときにサージが発生すると推定される吸入空気量と、の差と、
に基づいて、前記可変ディフューザの故障判定を行う判定部を備えていてもよい。
In the present invention, after the learning in the learning unit is completed,
When the opening of the diffuser blade is the first specified opening and the compressor pressure ratio is the first specified pressure ratio, the intake air amount when a surge actually occurs and when there is no failure in the diffuser blade The difference between the amount of intake air estimated to cause a surge, and
Intake air when a surge actually occurs when the opening of the diffuser blade is a second specified opening that is more open than the first specified opening and the compressor pressure ratio is the second specified pressure ratio The difference between the amount of intake air and the amount of intake air estimated to cause a surge when there is no failure in the diffuser blade,
Based on the above, a determination unit that performs failure determination of the variable diffuser may be provided.
第1規定開度は、ディフューザ翼の開度が50%よりも閉じ側となるような開度とすることができる。第1規定開度は、ディフューザ翼の開度が変化する範囲の中心よりも小さい側の開度としてもよい。これは、吸入空気量が比較的少ないとき、またはディフューザ翼の開度が比較的小さいときとすることができる。また、第2規定開度は、ディフューザ翼の開度が50%よりも開き側となるような開度とすることができる。第2規定開度は、ディフューザ翼の開度が変化する範囲の中心よりも大きい側の開度としてもよい。これは、吸入空気量が比較的多いとき、またはディフューザ翼の開度が比較的大きいときとすることができる。 The first specified opening can be an opening at which the opening of the diffuser blade is closer to the closing side than 50%. The first specified opening may be an opening that is smaller than the center of the range in which the opening of the diffuser blade changes. This can be when the amount of intake air is relatively small or when the opening of the diffuser blade is relatively small. Further, the second specified opening degree can be set to an opening degree at which the opening degree of the diffuser blade is more open than 50%. The second specified opening may be an opening that is larger than the center of the range in which the opening of the diffuser blade changes. This can be when the amount of intake air is relatively large or when the opening of the diffuser blade is relatively large.
また、第1規定圧力比及び第2規定圧力比は、可変ディフューザの故障判定を行うために設定されるコンプレッサ圧力比であり、任意の値とすることができる。ただし、ディフ
ューザ翼に故障がないときにサージが発生するときの吸入空気量を推定可能な圧力比とする。たとえば、ディフューザ翼に故障がないときにサージが発生するときの吸入空気量と、第1規定圧力比または第2規定圧力比と、の関係を予め記憶しておき、この値に基づいて該吸入空気量が推定される。そして、このような関係が記憶されているコンプレッサ圧力比が、第1規定圧力比または第2規定圧力比となる。このため、第1規定圧力比または第2規定圧力比は、夫々複数あってもよい。また、第1規定圧力比と第2規定圧力比とを同じ値にすることもできる。
Further, the first specified pressure ratio and the second specified pressure ratio are compressor pressure ratios set for performing failure determination of the variable diffuser, and can be set to arbitrary values. However, the intake air amount when a surge occurs when there is no failure in the diffuser blade is a pressure ratio that can be estimated. For example, the relationship between the intake air amount when a surge occurs when there is no failure in the diffuser blade and the first specified pressure ratio or the second specified pressure ratio is stored in advance, and the intake air is based on this value. The amount of air is estimated. The compressor pressure ratio in which such a relationship is stored becomes the first specified pressure ratio or the second specified pressure ratio. For this reason, there may be a plurality of first specified pressure ratios or second specified pressure ratios. Further, the first specified pressure ratio and the second specified pressure ratio can be set to the same value.
そして、ディフューザ翼の開度が小さいときと大きいときとで、実際にサージが発生するときの吸入空気量と、ディフューザ翼に故障がないときにサージが発生すると推定される吸入空気量と、の差を夫々求め、この差に基づいてディフューザ翼の故障を判定する。すなわち、ディフューザ翼の開度のずれと、ディフューザ翼の欠損とで、実際にサージが発生するときの吸入空気量と、ディフューザ翼に故障がないときにサージが発生すると推定される吸入空気量と、の差が異なるため、この差に基づいてディフューザ翼の故障を判定することができる。 And, when the opening of the diffuser blade is small and large, the amount of intake air when a surge actually occurs and the amount of intake air estimated to generate a surge when there is no failure in the diffuser blade Each difference is obtained, and a failure of the diffuser blade is determined based on the difference. That is, the amount of intake air when a surge actually occurs due to a deviation in the opening of the diffuser blade and the loss of the diffuser blade, and the amount of intake air estimated to generate a surge when there is no failure in the diffuser blade Therefore, the failure of the diffuser blade can be determined based on the difference.
また、本発明においては、前記学習部における学習が完了した後において、
前記ディフューザ翼の開度が第1規定開度の場合で且つ吸入空気量が第1規定量の場合における、実際にサージが発生するときのコンプレッサ圧力比と、ディフューザ翼に故障がないときにサージが発生すると推定されるコンプレッサ圧力比と、の差と、
前記ディフューザ翼の開度が前記第1規定開度よりも開き側の第2規定開度の場合で且つ吸入空気量が第2規定量の場合における、実際にサージが発生するときのコンプレッサ圧力比と、ディフューザ翼に故障がないときにサージが発生すると推定されるコンプレッサ圧力比と、の差と、
に基づいて、前記可変ディフューザの故障判定を行う判定部を備えていてもよい。
In the present invention, after the learning in the learning unit is completed,
When the opening of the diffuser blade is the first specified opening and the intake air amount is the first specified amount, the compressor pressure ratio when a surge actually occurs and the surge when there is no failure in the diffuser blade The difference between the compressor pressure ratio that is estimated to occur,
Compressor pressure ratio when a surge actually occurs when the opening of the diffuser blade is a second specified opening that is more open than the first specified opening and the intake air amount is a second specified amount And the difference between the compressor pressure ratio where the surge is estimated to occur when there is no failure in the diffuser blade,
Based on the above, a determination unit that performs failure determination of the variable diffuser may be provided.
第1規定開度及び第2規定開度は、前述の通りである。また、第1規定量及び第2規定量は、可変ディフューザの故障判定を行うために設定される吸入空気量であり、任意の値とすることができる。ただし、ディフューザ翼に故障がないときにサージが発生するときのコンプレッサ圧力比を推定可能な吸入空気量とする。たとえば、ディフューザ翼に故障がないときにサージが発生するときのコンプレッサ圧力比と、第1規定量または第2規定量と、の関係を予め記憶しておき、この値に基づいて該コンプレッサ圧力比が推定される。そして、このような関係が記憶されている吸入空気量が、第1規定量または第2規定量となる。このため、第1規定量または第2規定量は、夫々複数あってもよい。また、第1規定量と第2規定量とを同じ値にすることもできる。 The first specified opening and the second specified opening are as described above. Further, the first specified amount and the second specified amount are intake air amounts set for determining the failure of the variable diffuser, and can be set to arbitrary values. However, the amount of intake air that can be estimated is the compressor pressure ratio when a surge occurs when there is no failure in the diffuser blade. For example, the relationship between the compressor pressure ratio when a surge occurs when there is no failure in the diffuser blade and the first specified amount or the second specified amount is stored in advance, and based on this value, the compressor pressure ratio is stored. Is estimated. The intake air amount in which such a relationship is stored becomes the first specified amount or the second specified amount. For this reason, there may be a plurality of first prescribed amounts or second prescribed amounts. Further, the first prescribed amount and the second prescribed amount can be set to the same value.
そして、ディフューザ翼の開度が小さいときと大きいときとで、実際にサージが発生するときのコンプレッサ圧力比と、ディフューザ翼に故障がないときにサージが発生すると推定されるコンプレッサ圧力比と、の差を夫々求め、この差に基づいてディフューザ翼の故障を判定する。すなわち、ディフューザ翼の開度のずれと、ディフューザ翼の欠損とで、実際にサージが発生するときのコンプレッサ圧力比と、ディフューザ翼に故障がないときにサージが発生すると推定されるコンプレッサ圧力比と、の差が異なるため、この差に基づいてディフューザ翼の故障を判定することができる。 The compressor pressure ratio when a surge actually occurs when the opening of the diffuser blade is small and large, and the compressor pressure ratio that is estimated to generate a surge when there is no failure in the diffuser blade, Each difference is obtained, and a failure of the diffuser blade is determined based on the difference. That is, the compressor pressure ratio when an actual surge occurs due to the deviation in the opening of the diffuser blade and the loss of the diffuser blade, and the compressor pressure ratio that is estimated to generate a surge when there is no failure in the diffuser blade Therefore, the failure of the diffuser blade can be determined based on the difference.
また、本発明においては、前記判定部は、
前記ディフューザ翼の開度が第1規定開度の場合で且つコンプレッサ圧力比が第1規定圧力比の場合における、実際にサージが発生するときの吸入空気量と、ディフューザ翼に故障がないときにサージが発生すると推定される吸入空気量と、の差が正の値であり、且つ、前記ディフューザ翼の開度が前記第1規定開度よりも開き側の第2規定開度の場合で且つコンプレッサ圧力比が第2規定圧力比の場合における、実際にサージが発生するとき
の吸入空気量と、ディフューザ翼に故障がないときにサージが発生すると推定される吸入空気量と、の差が正の値のときに、前記ディフューザ翼が目標値よりも開き側にずれていると判定し、
前記ディフューザ翼の開度が第1規定開度の場合で且つコンプレッサ圧力比が第1規定圧力比の場合における、実際にサージが発生するときの吸入空気量と、ディフューザ翼に故障がないときにサージが発生すると推定される吸入空気量と、の差が負の値であり、且つ、前記ディフューザ翼の開度が前記第1規定開度よりも開き側の第2規定開度の場合で且つコンプレッサ圧力比が第2規定圧力比の場合における、実際にサージが発生するときの吸入空気量と、ディフューザ翼に故障がないときにサージが発生すると推定される吸入空気量と、の差が負の値のときに、前記ディフューザ翼が欠損していると判定することができる。
In the present invention, the determination unit includes
When the opening of the diffuser blade is the first specified opening and the compressor pressure ratio is the first specified pressure ratio, the intake air amount when a surge actually occurs and when there is no failure in the diffuser blade A difference between the intake air amount estimated to generate a surge and a positive value, and the opening of the diffuser blade is a second specified opening on the opening side of the first specified opening; and When the compressor pressure ratio is the second specified pressure ratio, the difference between the intake air amount when the surge actually occurs and the intake air amount estimated to cause the surge when there is no failure in the diffuser blade is positive. It is determined that the diffuser blade is shifted to the open side from the target value when the value of
When the opening of the diffuser blade is the first specified opening and the compressor pressure ratio is the first specified pressure ratio, the intake air amount when a surge actually occurs and when there is no failure in the diffuser blade A difference between the intake air amount estimated to cause a surge and a negative value, and the opening of the diffuser blade is a second specified opening on the opening side of the first specified opening; and When the compressor pressure ratio is the second specified pressure ratio, the difference between the intake air amount when a surge actually occurs and the intake air amount estimated to cause a surge when there is no failure in the diffuser blade is negative. It can be determined that the diffuser blade is missing when the value is.
ここで、ディフューザ翼が正常の場合、すなわち目標開度からのずれやディフューザ翼の欠損がない場合には、コンプレッサ圧力比が同じであれば、実際にサージが発生するときの吸入空気量と、ディフューザ翼に故障がないときにサージが発生すると推定される吸入空気量と、は略等しくなる。 Here, when the diffuser blade is normal, that is, when there is no deviation from the target opening or the loss of the diffuser blade, if the compressor pressure ratio is the same, the intake air amount when the surge actually occurs, The amount of intake air estimated to generate a surge when there is no failure in the diffuser blade is substantially equal.
しかし、ディフューザ翼の実際の開度が目標開度よりも開き側にずれている場合には、正常の場合と比較して、吸入空気量がより多くなる方向にサージ限界が移動する。一方、ディフューザ翼が欠損している場合には、正常の場合と比較して、吸入空気量がより少なくなる方向にサージ限界が移動する。なお、ディフューザ翼が欠損することには、ディフューザ翼の一部が脱落または破損することを含む。 However, when the actual opening degree of the diffuser blade is shifted to the opening side from the target opening degree, the surge limit moves in a direction in which the intake air amount becomes larger than in the normal case. On the other hand, when the diffuser blade is missing, the surge limit moves in a direction in which the intake air amount becomes smaller than in the normal case. Note that the loss of the diffuser blade includes a part of the diffuser blade being dropped or damaged.
このように、ディフューザ翼の実際の開度が目標開度よりも開き側にずれている場合と、ディフューザ翼が欠損している場合と、では、正常時と比較したときのサージ限界の移動方向が夫々異なるため、実際にサージが発生するときの吸入空気量を推定される吸入空気量と比較して、その符号(正負)を見れば、何れの故障が生じているのか判定することができる。なお、ディフューザ翼の開度が第1規定開度の場合と第2規定開度の場合とで、前記符号が異なる場合には他の異常があると考えられる。 In this way, when the actual opening of the diffuser blade is shifted to the open side from the target opening, and when the diffuser blade is missing, the direction of movement of the surge limit when compared to normal Since the intake air amount when a surge actually occurs is compared with the estimated intake air amount and the sign (positive or negative) is seen, it can be determined which fault has occurred. . In addition, when the said code | symbol differs between the case where the opening degree of a diffuser blade is a 1st specified opening degree and the case where it is a 2nd specified opening degree, it is thought that there exists another abnormality.
ここで、ディフューザ翼の実際の開度が目標の開度よりも開き側にずれている場合には、学習部によりアクチュエータの制御量を学習すれば、その後は、ディフューザ翼の開度を目標に合わせることができる。一方、ディフューザ翼が欠損した場合には、たとえばフェールセーフモードに移行して内燃機関の出力を抑えるようにすることで、それ以降のディフューザ翼の脱落や破損を抑制することができる。 Here, when the actual opening of the diffuser blade is shifted to the opening side from the target opening, the learning unit can learn the control amount of the actuator, and then the opening of the diffuser blade can be targeted. Can be matched. On the other hand, when the diffuser blade is lost, for example, by shifting to the fail safe mode and suppressing the output of the internal combustion engine, it is possible to suppress the subsequent dropout and breakage of the diffuser blade.
また、本発明においては、前記判定部は、
前記ディフューザ翼の開度が第1規定開度の場合で且つ吸入空気量が第1規定量の場合における、実際にサージが発生するときのコンプレッサ圧力比と、ディフューザ翼に故障がないときにサージが発生すると推定されるコンプレッサ圧力比と、の差が負の値であり、且つ、前記ディフューザ翼の開度が前記第1規定開度よりも開き側の第2規定開度の場合で且つ吸入空気量が第2規定量の場合における、実際にサージが発生するときのコンプレッサ圧力比と、ディフューザ翼に故障がないときにサージが発生すると推定されるコンプレッサ圧力比と、の差が負の値のときに、前記ディフューザ翼が目標値よりも開き側にずれていると判定し、
前記ディフューザ翼の開度が第1規定開度の場合で且つ吸入空気量が第1規定量の場合における、実際にサージが発生するときのコンプレッサ圧力比と、ディフューザ翼に故障がないときにサージが発生すると推定されるコンプレッサ圧力比と、の差が正の値であり、且つ、前記ディフューザ翼の開度が前記第1規定開度よりも開き側の第2規定開度の場合で且つ吸入空気量が第2規定量の場合における、実際にサージが発生するときのコンプ
レッサ圧力比と、ディフューザ翼に故障がないときにサージが発生すると推定されるコンプレッサ圧力比と、の差が負の値のときに、前記ディフューザ翼が欠損していると判定することができる。
In the present invention, the determination unit includes
When the opening of the diffuser blade is the first specified opening and the intake air amount is the first specified amount, the compressor pressure ratio when a surge actually occurs and the surge when there is no failure in the diffuser blade When the difference between the compressor pressure ratio estimated to occur is a negative value, and the opening of the diffuser blade is a second specified opening on the opening side of the first specified opening, and suction is performed Negative difference between the compressor pressure ratio when a surge actually occurs and the compressor pressure ratio estimated to cause a surge when there is no failure in the diffuser blade when the air volume is the second specified amount At the time, it is determined that the diffuser blade is shifted to the open side from the target value,
When the opening of the diffuser blade is the first specified opening and the intake air amount is the first specified amount, the compressor pressure ratio when a surge actually occurs and the surge when there is no failure in the diffuser blade When the difference between the compressor pressure ratio estimated to occur is a positive value, and the opening of the diffuser blade is a second specified opening on the opening side of the first specified opening, and suction is performed. Negative difference between the compressor pressure ratio when a surge actually occurs and the compressor pressure ratio estimated to cause a surge when there is no failure in the diffuser blade when the air volume is the second specified amount At this time, it can be determined that the diffuser blade is missing.
ここで、ディフューザ翼が正常の場合、すなわち目標開度からのずれやディフューザ翼の欠損がない場合には、吸入空気量が同じであれば、実際にサージが発生するときのコンプレッサ圧力比と、ディフューザ翼に故障がないときにサージが発生すると推定されるコンプレッサ圧力比と、は略等しくなる。 Here, when the diffuser blade is normal, that is, when there is no deviation from the target opening or the loss of the diffuser blade, if the intake air amount is the same, the compressor pressure ratio when the surge actually occurs, The compressor pressure ratio that is estimated to generate a surge when there is no failure in the diffuser blade is approximately equal.
しかし、ディフューザ翼の実際の開度が目標開度よりも開き側にずれている場合には、正常の場合と比較して、コンプレッサ圧力比がより低くなる方向にサージ限界が移動する。一方、ディフューザ翼が欠損している場合には、正常の場合と比較して、コンプレッサ圧力比がより高くなる方向にサージ限界が移動する。 However, when the actual opening degree of the diffuser blade is shifted to the opening side from the target opening degree, the surge limit moves in a direction in which the compressor pressure ratio becomes lower than in the normal case. On the other hand, when the diffuser blade is missing, the surge limit moves in a direction in which the compressor pressure ratio becomes higher than in the normal case.
このように、ディフューザ翼の実際の開度が目標開度よりも開き側にずれている場合と、ディフューザ翼が欠損している場合と、では、正常時と比較したときのサージ限界の移動方向が夫々異なるため、実際にサージが発生するときのコンプレッサ圧力比を推定されるコンプレッサ圧力比と比較して、その符号(正負)を見れば、何れの故障が生じているのか判定することができる。なお、ディフューザ翼の開度が第1規定開度の場合と第2規定開度の場合とで、前記符号が異なる場合には他の異常があると考えられる。 In this way, when the actual opening of the diffuser blade is shifted to the open side from the target opening, and when the diffuser blade is missing, the direction of movement of the surge limit when compared to normal Since the compressor pressure ratio when a surge actually occurs is compared with the estimated compressor pressure ratio and the sign (positive or negative) is seen, it can be determined which fault has occurred. . In addition, when the said code | symbol differs between the case where the opening degree of a diffuser blade is a 1st specified opening degree and the case where it is a 2nd specified opening degree, it is thought that there exists another abnormality.
本発明によれば、ディフューザ翼の開度を精度良く制御することができる。 According to the present invention, the opening degree of the diffuser blade can be accurately controlled.
以下、本発明に係る遠心圧縮機を備えた内燃機関の制御装置の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。 Hereinafter, a specific embodiment of a control device for an internal combustion engine provided with a centrifugal compressor according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施例に係る内燃機関1とその吸・排気系の概略構成を示す図である。図1に示す内燃機関1は、4つの気筒2を有する水冷式の4サイクル・ディーゼル機関である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine 1 and its intake / exhaust system according to this embodiment. An internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 is a water-cooled four-cycle diesel engine having four
内燃機関1には、吸気通路3及び排気通路4が接続されている。吸気通路3は吸気ポート2Aを介して気筒2と接続されており、排気通路4は排気ポート2Bを介して気筒2と接続されている。
An
また、本実施例による内燃機関1は可変ディフューザ付きターボチャージャ50(以下、単に「ターボチャージャ50」という。)を備えている。このターボチャージャ50は、コンプレッサハウジング51、タービンハウジング52、及びセンタハウジング53を備えて構成されている。コンプレッサハウジング51は吸気通路3の途中に設けられ、該コンプレッサハウジング51の内部は吸気通路3の一部を構成している。また、タービンハウジング52は排気通路4の途中に設けられ、該タービンハウジング52の内部は排気通路4の一部を構成している。そして、コンプレッサハウジング51とタービンハウジング52とは、センタハウジング53を介して連結されている。
Further, the internal combustion engine 1 according to this embodiment includes a
コンプレッサハウジング51内には複数の羽根をもったコンプレッサインペラ54が備えられ、タービンハウジング52内には複数の羽根を持ったタービンインペラ55が備えられている。コンプレッサインペラ54とタービンインペラ55とは、ロータシャフト56を介して連結されている。コンプレッサハウジング51には、後述するディフューザ翼61を回転させるためのアクチュエータ57が、リンクロッド58を介して接続されている。
A
図2は、ディフューザ翼61の作動状態を示す図である。図2において実線は、ディフューザ翼61が全閉の状態を示し、破線は、ディフューザ翼61が全開の状態を示している。図3は、可変ディフューザ60の構成を説明するための図である。
FIG. 2 is a view showing an operating state of the
コンプレッサハウジング51内の空気通路におけるコンプレッサインペラ54の下流側に、可変ディフューザ60が配置されている。
A
コンプレッサインペラ54の外周には、可変ディフューザ60のディフューザ翼61が複数個配置されている。それぞれのディフューザ翼61は、コンプレッサハウジング51に固定されたドーナツ盤状のベースプレート62に、回動軸63を介して回動可能に取り付けられている。回動軸63は、当該コンプレッサインペラ54と同心状に等角度間隔で配置されている。
A plurality of
可変ディフューザ60は、上記複数のディフューザ翼61の開度を一斉に変更させるための構成を備えている。ベースプレート62には、内周側に複数の半円状の切欠部64a
を有するユニゾンリング64が配置されている。また、ディフューザ翼61の回動軸63には、従動アーム65の一端が固定されている。
The
A
従動アーム65の他端は、円状に形成されており、ユニゾンリング64の切欠部64aに係合されている。ユニゾンリング64の内周は、ユニゾンリング64がベースプレート62に対して同心を保ちながら回動できるように、ベースプレート62に付設された複数のガイドローラ66によって案内されている。
The other end of the driven
ユニゾンリング64に設けられた突起部64bには、リンクロッド58の一端が回動自在に取り付けられている。リンクロッド58の他端は、アクチュエータ57に接続されている。
One end of a
以上の構成によれば、ECU10によってアクチュエータ57に駆動指令が与えられることにより、リンクロッド58が図3中に示す矢印方向に駆動される。このリンクロッド58の運動により、ユニゾンリング64が図3中の矢印方向に回転操作されるようになる。そして、ユニゾンリング64の回転運動が従動アーム65を介して伝達されることにより、すべてのディフューザ翼61の開度が一斉に変更される。このように、ECU10の駆動指令に基づいて、ディフューザ翼61の開度を図2中の実線から破線の間の任意の開度に調整することが可能となる。
According to the above configuration, when the
なお、ベースプレート62にはユニゾンリング64の回転を規制するためのストッパー70が設けられている。このストッパー70は、ユニゾンリング64に設けられた突起部64bが該ストッパー70に当接した状態で、ディフューザ翼61が最も閉じ側の所定開度となるように設置されている。また、内燃機関1の作動時において、後述する学習制御を行うとき以外のときには、突起部64bがストッパー70に当接しないように両部材が設置されている。すなわち、内燃機関1の作動時には、突起部64bがストッパー70に当接したときよりも開度が開き側となるようにディフューザ翼61が制御される。なお、本実施例においてはターボチャージャ50が、本発明における遠心圧縮機に相当する。また、本実施例においては突起部64bが、本発明における「可変ディフューザの一部」に相当する。
The
以上述べたように構成された内燃機関1には、該内燃機関1を制御するための電子制御ユニットであるECU10が併設されている。このECU10は、内燃機関1の運転条件や運転者の要求に応じて該内燃機関1を制御するユニットである。
The internal combustion engine 1 configured as described above is provided with an
ECU10には、アクチュエータ57が電気配線を介して接続され、該アクチュエータ57をECU10により制御することが可能になっている。
An
また、コンプレッサハウジング51よりも上流側の吸気通路3には、吸気の圧力を測定する入口側圧力センサ11及び吸気の温度を測定する入口側温度センサ12が取り付けられている。また、コンプレッサハウジング51よりも下流側の吸気通路3には、吸気の圧力を測定する出口側圧力センサ13、吸気の温度を測定する出口側温度センサ14、及び吸気の流量を測定するエアフローメータ15が取り付けられている。これらセンサは、ECU10と電気配線を介して接続され、これらセンサの出力信号がECU10に入力される。
Further, an inlet side pressure sensor 11 for measuring the pressure of intake air and an inlet
また、ECU10には、上記センサの他、機関回転数を検知するクランクポジションセンサ16が電気配線を介して接続され、これら各種センサの出力信号がECU10に入力される。
In addition to the above sensors, a crank
そして、ECU10は、内燃機関1の始動時に、ユニゾンリング64の突起部64bをストッパー70に当接させた状態で、アクチュエータ57の制御量を学習(記憶)している。これは、アクチュエータ57、ディフューザ翼61、またはユニゾンリング64の位置を学習(記憶)しているとしてもよい。このときのアクチュエータ57の制御量を基準制御量とする。すなわち、ユニゾンリング64の突起部64bをストッパー70に当接させた状態では、ディフューザ翼61が所定開度となっているため、このときのアクチュエータ57の制御量をディフューザ翼61の所定開度の位置として記憶しておく。このようにアクチュエータ57の基準制御量を学習する。そして、基準制御量からのアクチュエータ57の制御量に基づいてディフューザ翼61がどれだけ動いたのかを算出することで、現時点でのVGD開度を算出する。そして、VGD開度の実際の値(実VGD開度)が目標値(目標VGD開度)となるようなアクチュエータ57の制御量を算出し、該制御量に従ってアクチュエータ57を作動させることにより、実VGD開度を目標VGD開度に合わせることができる。目標VGD開度と、実VGD開度と、の差と、アクチュエータ57の制御量と、の関係は予め求めてECU10に記憶させておく。なお、本実施例においては基準制御量を記憶するECU10が、本発明における学習部に相当する。また、本実施例においては前記制御量を決定するECU10が、本発明における制御部に相当する。
The
なお、アクチュエータ57の基準制御量を学習する場合において、ユニゾンリング64の突起部64bをストッパー70に当接させるときには、ユニゾンリング64の回転速度をディフューザ翼61の通常の制御時と比較して遅くする。たとえば、パルス幅変調または電流値の操作によりアクチュエータ57の作動速度を変更することで、ユニゾンリング64の回転速度を変更することができる。なお、ディフューザ翼61の通常の制御時とは、内燃機関1の作動中に該内燃機関1の運転状態に応じてディフューザ翼61を制御するときであって、前記学習を行わないときである。
When learning the reference control amount of the
このように本実施例によれば、アクチュエータ57の基準制御量を学習することができるため、学習完了後は実VGD開度を目標VGD開度に精度良く合わせることができる。また、ストッパー70は、内燃機関1の作動時におけるユニゾンリング64の突起部64bの移動範囲外に位置しているため、内燃機関1の作動時にディフューザ翼61の開閉が制限されることがない。さらには、ストッパー70及びユニゾンリング64の突起部64bの磨耗や破損を抑制できる。また、ユニゾンリング64の突起部64bをストッパー70に当接させるときには、ユニゾンリング64の回転速度を通常のディフューザ翼61の制御時と比較して遅くするため、ユニゾンリング64の突起部64bがストッパー70に衝突するときの衝撃を緩和することができる。このため、ストッパー70及びユニゾンリング64の突起部64bの磨耗や破損を抑制できる。一方、ディフューザ翼61の通常の制御時には、前記学習時よりもユニゾンリング64の回転速度が速くなるため、ディフューザ翼61の開度を速やかに変更することができる。
Thus, according to the present embodiment, since the reference control amount of the
なお、本実施例では、内燃機関1の始動時にアクチュエータ57の基準制御量を学習しているが、内燃機関1の作動中に実VGD開度が目標VGD開度からずれていると判定された場合には、内燃機関1の作動中に上述の学習を行なってもよい。ここで、アクチュエータ57の制御量と、実VGD開度の変化量と、の関係には誤差が含まれているため、この誤差が内燃機関1の作動中に蓄積されていくと実VGD開度と目標VGD開度とにずれが生じることがある。このような場合には、内燃機関1の作動中であっても、アクチュエータ57の基準制御量を学習することができる。なお、アクチュエータ57の基準制御量を学習するためには、ディフューザ翼61を前記所定開度としなくてはならない。ディフューザ翼61が所定開度になると吸入空気量が制限されるため、学習は、内燃機関1の運転状態に与える影響が小さい、たとえば低負荷時に行なってもよい。逆に、低負荷時にディフューザ翼61を所定開度としても内燃機関1が運転可能なように該所定開度を設定してもよい。そして、実VGD開度と目標VGD開度とにずれが生じているか否かは、以下
のようにして判定する。なお、目標VGD開度は、たとえば機関回転数や過給圧に応じて設定される。
In this embodiment, the reference control amount of the
すなわち、ECU10は、コンプレッサ圧力比、吸入空気量、及びサージ限界に基づいて、実VGD開度と目標VGD開度とにずれが生じているか否か判定する。コンプレッサ圧力比とは、コンプレッサハウジング51よりも下流側の圧力P3を、コンプレッサハウジング51よりも上流側の圧力P0で除した値(P3/P0)である。吸入空気量は、エアフローメータ15により得られる単位時間あたりの吸入空気量である。
That is, the
具体的には、VGD開度が50%よりも閉じ側の第1規定開度のときの所定のコンプレッサ圧力比πcA(以下、閉側基準コンプレッサ圧力比πcAとする。)のときにおけるサージ限界のときの吸入空気量の実測値(以下、閉側実吸入空気量GaArとする。)と、基準値(以下、閉側基準吸入空気量GaAとする。)と、の差(以下、閉側吸入空気量差ΔGaAとする。)を算出する。なお、本実施例においては閉側基準コンプレッサ圧力比πcAが、本発明における第1規定圧力比に相当する。同様に、VGD開度が50%よりも開き側の第2規定開度のときの所定のコンプレッサ圧力比πcB(以下、開側基準コンプレッサ圧力比πcBとする。)のときにおけるサージ限界のときの吸入空気量の実測値(以下、開側実吸入空気量GaBrとする。)と、基準値(以下、開側基準吸入空気量GaBとする。)と、の差(以下、開側吸入空気量差ΔGaBとする。)を算出する。なお、本実施例においては開側基準コンプレッサ圧力比πcBが、本発明における第2規定圧力比に相当する。また、本実施例においては閉側基準吸入空気量GaA及び開側基準吸入空気量GaBが、本発明における「ディフューザ翼に故障がないときにサージが発生すると推定される吸入空気量」に相当する。この閉側基準吸入空気量GaA及び開側基準吸入空気量GaBは、それぞれ、予め実験等により求めてECU10に記憶させておく。また、サージ限界が検出されたときには、そのときの吸入空気量およびコンプレッサ圧力比がECU10に記憶される。
Specifically, the surge limit at a predetermined compressor pressure ratio πcA (hereinafter referred to as a closed-side reference compressor pressure ratio πcA) when the VGD opening is the first specified opening closer to the closing side than 50%. The difference between the actually measured value (hereinafter referred to as the closed side actual intake air amount GaAr) and the reference value (hereinafter referred to as the closed side reference intake air amount GaA) (hereinafter referred to as the closed side intake air amount). Air amount difference ΔGaA) is calculated. In the present embodiment, the closed-side reference compressor pressure ratio πcA corresponds to the first specified pressure ratio in the present invention. Similarly, when the VGD opening degree is a surge limit at a predetermined compressor pressure ratio πcB (hereinafter referred to as an open side reference compressor pressure ratio πcB) when the VGD opening degree is the second specified opening degree on the opening side with respect to 50%. The difference (hereinafter referred to as the open side intake air amount) between the actually measured value of the intake air amount (hereinafter referred to as the open side actual intake air amount GaBr) and the reference value (hereinafter referred to as the open side reference intake air amount GaB). Difference ΔGaB) is calculated. In this embodiment, the open-side reference compressor pressure ratio πcB corresponds to the second specified pressure ratio in the present invention. In the present embodiment, the closed-side reference intake air amount GaA and the open-side reference intake air amount GaB correspond to the “intake air amount estimated to generate a surge when there is no failure in the diffuser blade” in the present invention. . The closed-side reference intake air amount GaA and the open-side reference intake air amount GaB are obtained in advance through experiments or the like and stored in the
なお、VGD開度は、ディフューザ翼61が全閉のときを0%とし、全開のときを100%とする。そして、全閉から全開までの間の中心の開度が50%となる。なお、開度は、回動軸63の角度に基づいて設定しても良く、隣り合うディフューザ翼61で囲まれる通路の断面積に基づいて設定しても良い。すなわち、回動軸63の回動範囲の中心をディフューザ翼61の開度の50%としても良く、前記通路の断面積の変化範囲の中心をディフューザ翼61の開度の50%としても良い。なお、第1規定開度及び第2規定開度は、50%よりも閉じ側と、開き側と、で夫々任意の開度とすることができる。また、それぞれ複数あってもよい。たとえば、閉側基準吸入空気量GaAまたは開側基準吸入空気量GaBが記憶されているディフューザ翼61の開度としてもよい。
Note that the VGD opening is 0% when the
そして、ディフューザ翼61の故障の状態によって、閉側吸入空気量差ΔGaA及び開側吸入空気量差ΔGaBが変わるため、これらの値に基づいてディフューザ翼61の故障の状態を判定する。なお、ターボチャージャ50以外の機器には異常がないことを予め他の周知の技術により確認しておいてもよい。
Since the closed-side intake air amount difference ΔGaA and the open-side intake air amount difference ΔGaB change depending on the failure state of the
図4は、VGD開度が50%よりも閉じ側のときの吸入空気量とコンプレッサ圧力比とサージ限界との関係を示した図である。実線は、ディフューザ翼61に故障がない場合のサージ限界であり、一点鎖線は、実VGD開度が目標VGD開度よりも開き側にずれている場合のサージ限界を示している。ディフューザ翼61に故障がない場合におけるサージ限界は、予め実験などにより得たり、新品時に得たりしてECU10に記憶させておく。また、実際のサージ限界は、周知の技術により得ることができる。サージ限界よりも右側の領域は、サージによる影響を受けずに安定してターボチャージャ50を作動させることのできる領域である。また、サージ限界よりも左側の領域は、サージによる影響でターボ
チャージャ50の作動が不安定となる領域である。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship among the intake air amount, the compressor pressure ratio, and the surge limit when the VGD opening is closer to the closing side than 50%. The solid line indicates the surge limit when there is no failure in the
ここで、ディフューザ翼61に故障がない場合における閉側基準コンプレッサ圧力比πcA(たとえば、1.5)のときのサージ限界となる吸入空気量が、閉側基準吸入空気量GaAである。また、実VGD開度が開き側にずれている場合における閉側基準コンプレッサ圧力比πcAのときのサージ限界となる吸入空気量が、閉側実吸入空気量GaArである。図4に示されるように、実VGD開度が開き側にずれている場合には、正常時よりも、同じコンプレッサ圧力比のときの吸入空気量は多くなる。すなわち、閉側基準吸入空気量GaAよりも閉側実吸入空気量GaArのほうが大きい。そうすると、閉側実吸入空気量GaArと閉側基準吸入空気量GaAとの差(GaAr−GaA)である閉側吸入空気量差ΔGaAは正の値となる。
Here, the intake air amount that becomes the surge limit when the
また、図5は、VGD開度が50%よりも開き側のときの吸入空気量とコンプレッサ圧力比とサージ限界との関係を示した図である。実線は、ディフューザ翼61に故障がない場合のサージ限界であり、一点鎖線は、実VGD開度が目標VGD開度よりも開き側にずれている場合のサージ限界を示している。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship among the intake air amount, the compressor pressure ratio, and the surge limit when the VGD opening is on the open side of 50%. The solid line indicates the surge limit when there is no failure in the
ここで、ディフューザ翼61に故障がない場合における開側基準コンプレッサ圧力比πcB(たとえば、2.0)のときのサージ限界となる吸入空気量が、開側基準吸入空気量GaBである。また、実VGD開度が開き側にずれている場合における開側基準コンプレッサ圧力比πcBのときのサージ限界となる吸入空気量が、開側実吸入空気量GaBrである。図5に示されるように、実VGD開度が開き側にずれている場合には、正常時よりも、同じコンプレッサ圧力比のときの吸入空気量は多くなる。すなわち、開側基準吸入空気量GaBよりも開側実吸入空気量GaBrのほうが大きい。そうすると、開側実吸入空気量GaBrと開側基準吸入空気量GaBとの差(GaBr−GaB)である開側吸入空気量差ΔGaBは正の値となる。
Here, the intake air amount that becomes the surge limit when the
このように、閉側吸入空気量差ΔGaA及び開側吸入空気量差ΔGaBが共に正の値であるときには、実VGD開度が目標VGD開度よりも開き側にずれていると判定する。なお、本実施例では、誤差の影響を考慮して、閉側吸入空気量差ΔGaAが閾値(たとえば閉側基準吸入空気量GaAの10%に相当する値)よりも大きく、且つ、開側吸入空気量差ΔGaBが閾値(たとえば開側基準吸入空気量GaBの10%に相当する値)よりも大きいときに、実VGD開度が目標VGD開度よりも開き側にずれていると判定する。閾値は、たとえば誤差の影響を考慮した値とされる。 Thus, when both the closed-side intake air amount difference ΔGaA and the open-side intake air amount difference ΔGaB are positive values, it is determined that the actual VGD opening is shifted to the opening side from the target VGD opening. In this embodiment, in consideration of the influence of the error, the closed-side intake air amount difference ΔGaA is larger than a threshold value (for example, a value corresponding to 10% of the closed-side reference intake air amount GaA), and the open-side intake air When the air amount difference ΔGaB is larger than a threshold value (for example, a value corresponding to 10% of the open-side reference intake air amount GaB), it is determined that the actual VGD opening is shifted to the opening side from the target VGD opening. The threshold value is a value that takes into account the influence of error, for example.
ここで、内燃機関1の始動時にディフューザ翼61の閉じ側で位置合わせをしている場合には、実VGD開度は目標VGD開度よりも開き側のずれは発生するが、閉じ側のずれは発生し難い。図4及び図5に示されるように、実VGD開度が目標VGD開度よりも開き側にずれていると、サージ限界は、吸入空気量が多くなる方向にずれる。このため、VGD開度が閉じ側のときと、開き側のときと、でサージ限界となる吸入空気量が基準値からずれている方向が同じで且つ吸気流量が多くなる側にずれていれば、実VGD開度は目標VGD開度よりも開き側にずれていると判定できる。
Here, when alignment is performed on the closing side of the
図6は、VGD開度が50%よりも閉じ側のときのコンプレッサ効率と吸入空気量との関係を示した図である。また、図7は、VGD開度が50%よりも開き側のときのコンプレッサ効率と吸入空気量との関係を示した図である。図6において、実線はディフューザ翼61に故障がない場合における閉側基準コンプレッサ圧力比πcAのときのコンプレッサ効率を示し、一点鎖線は実VGD開度が目標VGD開度よりも開き側にずれている場合における閉側基準コンプレッサ圧力比πcAのときのコンプレッサ効率を示している。また、図7において、実線はディフューザ翼61に故障がない場合における開側基準コンプ
レッサ圧力比πcBのときのコンプレッサ効率を示し、一点鎖線は実VGD開度が目標VGD開度よりも開き側にずれている場合における開側基準コンプレッサ圧力比πcBのときのコンプレッサ効率を示している。このように、吸入空気量が共に多い方向にずれていることが分かる。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the compressor efficiency and the intake air amount when the VGD opening is closer to the closing side than 50%. FIG. 7 is a graph showing the relationship between the compressor efficiency and the intake air amount when the VGD opening is on the open side of 50%. In FIG. 6, the solid line indicates the compressor efficiency when the
以上説明したように、閉側吸入空気量差ΔGaA及び開側吸入空気量差ΔGaBに基づいて、実VGD開度が目標VGD開度よりも開き側にずれていることを判定できる。なお、本実施例ではこのようにディフューザ翼61の故障を判定するECU10が、本発明における判定部に相当する。また、以下のようにしてもVGD開度のずれを判定することができる。
As described above, based on the closed side intake air amount difference ΔGaA and the open side intake air amount difference ΔGaB, it can be determined that the actual VGD opening is shifted to the opening side from the target VGD opening. In this embodiment, the
図8は、VGD開度が50%よりも閉じ側のときの吸入空気量とコンプレッサ圧力比とサージ限界との関係を示した図である。実線は、ディフューザ翼61に故障がない場合のサージ限界であり、一点鎖線は、実VGD開度が目標VGD開度よりも開き側にずれている場合のサージ限界を示している。実線及び破線は、図4と同じ関係を示している。
FIG. 8 is a diagram showing the relationship among the intake air amount, the compressor pressure ratio, and the surge limit when the VGD opening is closer to the closing side than 50%. The solid line indicates the surge limit when there is no failure in the
ここで、ディフューザ翼61に故障がない場合における閉側基準コンプレッサ圧力比πcA(たとえば、1.5)のときのサージ限界となる吸入空気量が、閉側基準吸入空気量GaAである。なお、本実施例においては閉側基準吸入空気量GaAが、本発明における第1規定量に相当する。また、本実施例においては閉側基準コンプレッサ圧力比πcAが、本発明における「ディフューザ翼に故障がないときにサージが発生すると推定されるコンプレッサ圧力比」に相当する。この閉側基準コンプレッサ圧力比πcAは、予め実験等により求めてECU10に記憶させておく。また、実VGD開度が開き側にずれている場合における閉側基準吸入空気量GaAのときのサージ限界となるコンプレッサ圧力比を、閉側実コンプレッサ圧力比πcArとする。そして、図8に示されるように、実VGD開度が開き側にずれている場合には、正常時よりも、同じ吸入空気量のときのコンプレッサ圧力比は低くなる。すなわち、閉側実コンプレッサ圧力比πcArよりも閉側基準コンプレッサ圧力比πcAのほうが大きい。そうすると、閉側実コンプレッサ圧力比πcArと閉側基準コンプレッサ圧力比πcAとの差(πcAr−πcA)である閉側コンプレッサ圧力比差ΔπcAは負の値となる。
Here, the intake air amount that becomes the surge limit when the
図9は、VGD開度が50%よりも開き側のときの吸入空気量とコンプレッサ圧力比とサージ限界との関係を示した図である。実線は、ディフューザ翼61に故障がない場合のサージ限界であり、一点鎖線は、実VGD開度が目標VGD開度よりも開き側にずれている場合のサージ限界を示している。実線及び破線は、図5と同じ関係を示している。
FIG. 9 is a diagram showing the relationship among the intake air amount, the compressor pressure ratio, and the surge limit when the VGD opening is on the open side of 50%. The solid line indicates the surge limit when there is no failure in the
ここで、ディフューザ翼61に故障がない場合における開側基準コンプレッサ圧力比πcB(たとえば、2.0)のときのサージ限界となる吸入空気量が、開側基準吸入空気量GaBである。なお、本実施例においては開側基準吸入空気量GaBが、本発明における第2規定量に相当する。また、本実施例においては開側基準コンプレッサ圧力比πcBが、本発明における「ディフューザ翼に故障がないときにサージが発生すると推定されるコンプレッサ圧力比」に相当する。この開側基準コンプレッサ圧力比πcBは、予め実験等により求めてECU10に記憶させておく。また、実VGD開度が開き側にずれている場合における開側基準吸入空気量GaBのときのサージ限界となるコンプレッサ圧力比を、開側実コンプレッサ圧力比πcBrとする。そして、図9に示されるように、実VGD開度が開き側にずれている場合には、正常時よりも、同じ吸入空気量のときのコンプレッサ圧力比は低くなる。すなわち、開側実コンプレッサ圧力比πcBrよりも開側基準コンプレッサ圧力比πcBのほうが大きい。そうすると、開側実コンプレッサ圧力比πcBrと開側基準コンプレッサ圧力比πcBとの差(πcBr−πcB)である開側コンプレッサ圧力比差ΔπcBは負の値となる。
Here, the intake air amount that becomes the surge limit when the
このように、閉側コンプレッサ圧力比差ΔπcA及び開側コンプレッサ圧力比差ΔπcBが共に負の値であるときには、実VGD開度が目標VGD開度よりも開き側にずれていると判定する。なお、本実施例では、誤差の影響を考慮して、閉側コンプレッサ圧力比差ΔπcAが閾値(たとえば閉側基準コンプレッサ圧力比πcAの10%に相当する値)よりも大きく、且つ、開側コンプレッサ圧力比差ΔπcBが閾値(たとえば開側基準コンプレッサ圧力比πcBの10%に相当する値)よりも大きいときに、実VGD開度が目標VGD開度よりも開き側にずれていると判定する。閾値は、たとえば誤差の影響を考慮した値とされる。 As described above, when both the closed-side compressor pressure ratio difference ΔπcA and the open-side compressor pressure ratio difference ΔπcB are negative values, it is determined that the actual VGD opening is shifted to the opening side from the target VGD opening. In this embodiment, in consideration of the influence of the error, the closed side compressor pressure ratio difference ΔπcA is larger than a threshold value (for example, a value corresponding to 10% of the closed side reference compressor pressure ratio πcA), and the open side compressor When the pressure ratio difference ΔπcB is larger than a threshold value (for example, a value corresponding to 10% of the open side reference compressor pressure ratio πcB), it is determined that the actual VGD opening is shifted to the opening side from the target VGD opening. The threshold value is a value that takes into account the influence of error, for example.
ここで、図8及び図9に示されるように、実VGD開度が目標VGD開度よりも開き側にずれていると、サージ限界は、吸入空気量が同じとすればコンプレッサ圧力比が低くなる方向にずれる。このため、VGD開度が閉じ側のときと、開き側のときと、でサージ限界となるコンプレッサ圧力比が基準値からずれている方向が同じで且つコンプレッサ圧力比が低くなる側にずれていれば、実VGD開度は目標VGD開度よりも開き側にずれていると判定できる。 Here, as shown in FIGS. 8 and 9, when the actual VGD opening is shifted to the open side from the target VGD opening, the surge limit is low if the intake air amount is the same. It shifts in the direction. For this reason, when the VGD opening is on the closing side and on the opening side, the direction in which the compressor pressure ratio that becomes the surge limit deviates from the reference value is the same, and the compressor pressure ratio deviates to the lower side. For example, it can be determined that the actual VGD opening is shifted to the open side from the target VGD opening.
このように、閉側コンプレッサ圧力比差ΔπcA及び開側コンプレッサ圧力比差ΔπcBに基づいて、実VGD開度が目標VGD開度よりも開き側にずれていることを判定できる。なお、本実施例ではこのようにディフューザ翼61の故障を判定するECU10が、本発明における判定部に相当する。
Thus, based on the closed side compressor pressure ratio difference ΔπcA and the open side compressor pressure ratio difference ΔπcB, it can be determined that the actual VGD opening is shifted to the opening side from the target VGD opening. In this embodiment, the
以上のようにして実VGD開度が目標VGD開度よりも開き側にずれていると判定された場合には、開度ずれフラグがONとされる。この開度ずれフラグは、実VGD開度が目標VGD開度よりも開き側にずれていると判定された場合にはONとされ、実VGD開度が目標VGD開度よりも開き側にずれていると判定されなかった場合にはOFFとされるフラグである。そして、開度ずれフラグがONとなっている場合には、サージ限界を超えないようにする回避動作が行なわれると共に、VGD開度の学習制御を実行可能なときに該学習制御が行われる。 As described above, when it is determined that the actual VGD opening degree is shifted to the opening side from the target VGD opening degree, the opening degree deviation flag is set to ON. This opening degree deviation flag is turned ON when it is determined that the actual VGD opening degree is deviated from the target VGD opening degree to the open side, and the actual VGD opening degree is deviated from the target VGD opening degree to the opening side. This flag is set to OFF when it is not determined that it is. When the opening degree deviation flag is ON, an avoidance operation is performed so as not to exceed the surge limit, and the learning control is performed when learning control of the VGD opening degree can be executed.
ところで、ディフューザ翼61が欠損した場合にも、コンプレッサ効率が目標値からずれることがある。ここで、実VGD開度が目標VGD開度よりも開き側にずれているのであれば、ディフューザ翼61の基準制御量を学習させれば良いが、ディフューザ翼61が欠損した場合には故障として運転者へ警告する必要がある。このため、両者を区別する必要がある。そこで本実施例では以下のようにしてディフューザ翼61が欠損したことを判定する。
Incidentally, even when the
図10は、VGD開度が50%よりも閉じ側のときの吸入空気量とコンプレッサ圧力比とサージ限界との関係を示した図である。実線は、ディフューザ翼61に故障がない場合のサージ限界であり、一点鎖線は、ディフューザ翼61が欠損している場合のサージ限界を示している。
FIG. 10 is a diagram showing the relationship among the intake air amount, the compressor pressure ratio, and the surge limit when the VGD opening is closer to the closing side than 50%. The solid line indicates the surge limit when there is no failure in the
ここで、ディフューザ翼61に故障がない場合における閉側基準コンプレッサ圧力比πcA(たとえば、1.5)のときのサージ限界となる吸入空気量が、閉側基準吸入空気量GaAである。また、ディフューザ翼61が欠損している場合における閉側基準コンプレッサ圧力比πcAのときのサージ限界となる吸入空気量が、閉側実吸入空気量GaArである。図10に示されるように、ディフューザ翼61が欠損している場合には、正常時よりも、同じコンプレッサ圧力比のときの吸入空気量は少なくなる。すなわち、閉側基準吸入空気量GaAよりも閉側実吸入空気量GaArのほうが小さい。そうすると、閉側実吸入空気量GaArと閉側基準吸入空気量GaAとの差(GaAr−GaA)である閉側吸
入空気量差ΔGaAは負の値となる。
Here, the intake air amount that becomes the surge limit when the
また、図11は、VGD開度が50%よりも開き側のときの吸入空気量とコンプレッサ圧力比とサージ限界との関係を示した図である。実線は、ディフューザ翼61に故障がない場合のサージ限界であり、一点鎖線は、ディフューザ翼61が欠損している場合のサージ限界を示している。
FIG. 11 is a diagram showing the relationship among the intake air amount, the compressor pressure ratio, and the surge limit when the VGD opening is on the open side of 50%. The solid line indicates the surge limit when there is no failure in the
ここで、ディフューザ翼61に故障がない場合における開側基準コンプレッサ圧力比πcB(たとえば、2.0)のときのサージ限界となる吸入空気量が、開側基準吸入空気量GaBである。また、ディフューザ翼61が欠損している場合における開側基準コンプレッサ圧力比πcBのときのサージ限界となる吸入空気量が、開側実吸入空気量GaBrである。図11に示されるように、ディフューザ翼61が欠損している場合には、正常時よりも、同じコンプレッサ圧力比のときの吸入空気量は少なくなる。すなわち、開側基準吸入空気量GaBよりも開側実吸入空気量GaBrのほうが小さい。そうすると、開側実吸入空気量GaBrと開側基準吸入空気量GaBとの差(GaBr−GaB)である開側吸入空気量差ΔGaBは負の値となる。
Here, the intake air amount that becomes the surge limit when the
なお、図12は、VGD開度が50%よりも閉じ側のときのコンプレッサ効率と吸入空気量との関係を示した図である。また、図13は、VGD開度が50%よりも開き側のときのコンプレッサ効率と吸入空気量との関係を示した図である。図12において、実線はディフューザ翼61に故障がない場合における閉側基準コンプレッサ圧力比πcAのときのコンプレッサ効率を示し、一点鎖線はディフューザ翼61が欠損している場合における閉側基準コンプレッサ圧力比πcAのときのコンプレッサ効率を示している。また、図13において、実線はディフューザ翼61に故障がない場合における開側基準コンプレッサ圧力比πcBのときのコンプレッサ効率を示し、一点鎖線はディフューザ翼61が欠損している場合における開側基準コンプレッサ圧力比πcBのときのコンプレッサ効率を示している。
FIG. 12 is a graph showing the relationship between the compressor efficiency and the intake air amount when the VGD opening is closer to the closing side than 50%. FIG. 13 is a graph showing the relationship between the compressor efficiency and the intake air amount when the VGD opening is on the open side of 50%. In FIG. 12, the solid line indicates the compressor efficiency when the
このように、閉側吸入空気量差ΔGaA及び開側吸入空気量差ΔGaBが共に負の値であるときには、ディフューザ翼61が欠損していると判定する。
Thus, when both the closed side intake air amount difference ΔGaA and the open side intake air amount difference ΔGaB are negative values, it is determined that the
ここで、図10及び図11に示されるように、ディフューザ翼61が欠損していると、サージ限界は、コンプレッサ圧力比が同じとすれば吸入空気量が少なくなる方向にずれる。このため、VGD開度が閉じ側のときと、開き側のときと、でサージ限界となる吸入空気量が基準値からずれている方向が同じで且つ吸入空気量が少なくなる側にずれていれば、ディフューザ翼61が欠損していると判定できる。
Here, as shown in FIGS. 10 and 11, if the
そして、実VGD開度が目標VGD開度よりも開き側にずれているときと、ディフューザ翼61が欠損しているときと、では、吸入空気量のずれる方向が異なるため、閉側吸入空気量差ΔGaA及び開側吸入空気量差ΔGaBの符号を見ることにより、両者を区別することができる。なお、実VGD開度が目標VGD開度よりも閉じ側にずれているときには、ディフューザ翼61が欠損しているときと同様に、閉側吸入空気量差ΔGaA及び開側吸入空気量差ΔGaBは負の値となる。しかし、内燃機関1の始動時にディフューザ翼61の閉じ側で位置合わせをしている(基準制御量を学習している)場合には、実VGD開度の目標VGD開度からのずれは、主に開き側のずれとなる。このため、閉側吸入空気量差ΔGaA及び開側吸入空気量差ΔGaBが負の値となる場合には、主な原因としてディフューザ翼61が欠損していると考えられる。しかし、ディフューザ翼61が欠損しているか又は実VGD開度が目標VGD開度よりも閉じ側にずれていると判定してもよい。なお、本実施例ではこのようにディフューザ翼61の故障を判定するECU10が、本発明における判定部に相当する。
Since the direction in which the intake air amount deviates differs between when the actual VGD opening is deviated to the open side from the target VGD opening and when the
また、以下のようにしてもディフューザ翼61の欠損を判定することができる。
Moreover, the defect | deletion of the diffuser blade |
図14は、VGD開度が50%よりも閉じ側のときの吸入空気量とコンプレッサ圧力比とサージ限界との関係を示した図である。実線は、ディフューザ翼61に故障がない場合のサージ限界であり、一点鎖線は、ディフューザ翼61が欠損している場合のサージ限界を示している。
FIG. 14 is a diagram showing the relationship among the intake air amount, the compressor pressure ratio, and the surge limit when the VGD opening is closer to the closing side than 50%. The solid line indicates the surge limit when there is no failure in the
ここで、ディフューザ翼61に故障がない場合における閉側基準コンプレッサ圧力比πcA(たとえば、1.5)のときのサージ限界となる吸入空気量が、閉側基準吸入空気量GaAである。また、ディフューザ翼61が欠損している場合における閉側基準吸入空気量GaAのときのサージ限界となるコンプレッサ圧力比を、閉側実コンプレッサ圧力比πcArとする。そして、図14に示されるように、ディフューザ翼61が欠損している場合には、正常時よりも、同じ吸入空気量のときのコンプレッサ圧力比は高くなる。すなわち、閉側実コンプレッサ圧力比πcArよりも閉側基準コンプレッサ圧力比πcAのほうが小さい。そうすると、閉側実コンプレッサ圧力比πcArと閉側基準コンプレッサ圧力比πcAとの差(πcAr−πcA)である閉側コンプレッサ圧力比差ΔπcAは正の値となる。
Here, the intake air amount that becomes the surge limit when the
図15は、VGD開度が50%よりも開き側のときの吸入空気量とコンプレッサ圧力比とサージ限界との関係を示した図である。実線は、ディフューザ翼61に故障がない場合のサージ限界であり、一点鎖線は、ディフューザ翼61が欠損している場合のサージ限界を示している。
FIG. 15 is a diagram showing the relationship among the intake air amount, the compressor pressure ratio, and the surge limit when the VGD opening is on the open side of 50%. The solid line indicates the surge limit when there is no failure in the
ここで、ディフューザ翼61に故障がない場合における開側基準コンプレッサ圧力比πcB(たとえば、2.0)のときのサージ限界となる吸入空気量が、開側基準吸入空気量GaBである。また、ディフューザ翼61が欠損している場合における開側基準吸入空気量GaBのときのサージ限界となるコンプレッサ圧力比を、開側実コンプレッサ圧力比πcBrとする。そして、図15に示されるように、ディフューザ翼61が欠損している場合には、正常時よりも、同じ吸入空気量のときのコンプレッサ圧力比は高くなる。すなわち、開側実コンプレッサ圧力比πcBrよりも開側基準コンプレッサ圧力比πcBのほうが小さい。そうすると、開側実コンプレッサ圧力比πcBrと開側基準コンプレッサ圧力比πcBとの差(πcBr−πcB)である開側コンプレッサ圧力比差ΔπcBは正の値となる。
Here, the intake air amount that becomes the surge limit when the
このように、閉側コンプレッサ圧力比差ΔπcA及び開側コンプレッサ圧力比差ΔπcBが共に正の値であるときには、ディフューザ翼61が欠損していると判定する。
Thus, when both the closed compressor pressure ratio difference ΔπcA and the open compressor pressure ratio difference ΔπcB are positive values, it is determined that the
ここで、図14及び図15に示されるように、ディフューザ翼61が欠損していると、サージ限界は、吸入空気量が同じとすればコンプレッサ圧力比が高くなる方向にずれる。このため、VGD開度が閉じ側のときと、開き側のときと、でサージ限界となるコンプレッサ圧力比が基準値からずれている方向が同じで且つコンプレッサ圧力比が高くなる側にずれていれば、ディフューザ翼61が欠損していると判定できる。また、上述のように、ディフューザ翼61が欠損しているか又は実VGD開度が目標VGD開度よりも閉じ側にずれていると判定してもよい。
Here, as shown in FIGS. 14 and 15, if the
このように、閉側コンプレッサ圧力比差ΔπcA及び開側コンプレッサ圧力比差ΔπcBに基づいて、ディフューザ翼61が欠損していることを判定できる。なお、本実施例ではこのようにディフューザ翼61の故障を判定するECU10が、本発明における判定部に相当する。
Thus, it can be determined that the
このようにしてディフューザ翼61が欠損しているか又は実VGD開度が目標VGD開度よりも閉じ側にずれていると判定された場合には、欠損フラグがONとされる。この欠損フラグは、ディフューザ翼61が欠損しているか又は実VGD開度が目標VGD開度よりも閉じ側にずれていると判定された場合にはONとされ、ディフューザ翼61が欠損しているか又は実VGD開度が目標VGD開度よりも閉じ側にずれていると判定されなかった場合にはOFFとされるフラグである。そして、欠損フラグがONとなっている場合には、サージ限界を超えないようにする回避動作が行なわれると共に、たとえば故障を示す警告灯を点灯させる。
In this way, when it is determined that the
次に、図16は、本実施例に係る制御フローを示したフローチャートである。本ルーチンは所定の時間毎にECU10により実行される。
Next, FIG. 16 is a flowchart showing a control flow according to the present embodiment. This routine is executed by the
ステップS101では、閉側実吸入空気量GaArと閉側基準吸入空気量GaAとの差(GaAr−GaA)である閉側吸入空気量差ΔGaAが算出される。 In step S101, a closed-side intake air amount difference ΔGaA that is a difference (GaAr−GaA) between the closed-side actual intake air amount GaAr and the closed-side reference intake air amount GaA is calculated.
ステップS102では、開側実吸入空気量GaBrと開側基準吸入空気量GaBとの差(GaBr−GaB)である開側吸入空気量差ΔGaBが算出される。 In step S102, an open side intake air amount difference ΔGaB which is a difference (GaBr−GaB) between the open side actual intake air amount GaBr and the open side reference intake air amount GaB is calculated.
ステップS103では、閉側吸入空気量差ΔGaA及び開側吸入空気量差ΔGaBが共に正の値であるか否か判定される。ステップS103で肯定判定がなされた場合にはステップS104へ進み、否定判定がなされた場合にはステップS106へ進む。 In step S103, it is determined whether or not the closed side intake air amount difference ΔGaA and the open side intake air amount difference ΔGaB are both positive values. If an affirmative determination is made in step S103, the process proceeds to step S104, and if a negative determination is made, the process proceeds to step S106.
ステップS104では、閉側吸入空気量差ΔGaAが閉側基準吸入空気量GaAの10%よりも大きな値であり、且つ開側吸入空気量差ΔGaBが開側基準吸入空気量GaBの10%よりも大きな値であるか否か判定される。この10%は、誤差を考慮した値である。ステップS104で肯定判定がなされた場合にはステップS105へ進んで開度ずれフラグがONとされ、否定判定がなされた場合には本ルーチンを終了させる。開度ずれフラグがONとされると、前記学習が行なわれる。 In step S104, the closed-side intake air amount difference ΔGaA is larger than 10% of the closed-side reference intake air amount GaA, and the open-side intake air amount difference ΔGaB is larger than 10% of the open-side reference intake air amount GaB. It is determined whether the value is large. This 10% is a value considering an error. When an affirmative determination is made in step S104, the routine proceeds to step S105, where the opening degree deviation flag is turned ON, and when a negative determination is made, this routine is ended. When the opening degree deviation flag is set to ON, the learning is performed.
ステップS106では、閉側吸入空気量差ΔGaA及び開側吸入空気量差ΔGaBが共に負の値であるか否か判定される。ステップS106で肯定判定がなされた場合にはステップS107へ進み、否定判定がなされた場合には故障はないかディフューザ翼61以外に故障があるため本ルーチンを終了させる。
In step S106, it is determined whether or not the closed-side intake air amount difference ΔGaA and the open-side intake air amount difference ΔGaB are both negative values. If an affirmative determination is made in step S106, the process proceeds to step S107. If a negative determination is made, there is no failure or there is a failure other than the
ステップS107では、欠損フラグがONとされる。欠損フラグがONとなると、運転者などに異常を知らせるために、たとえば警告灯を点灯させる。そして、内燃機関1の出力を抑制するフェールセーフモードに移行する。フェールセーフモードでは、内燃機関1への燃料供給量を制限したり、過給圧を制限したりする。 In step S107, the missing flag is turned ON. When the missing flag is turned on, for example, a warning lamp is lit to notify the driver of the abnormality. And it transfers to the fail safe mode which suppresses the output of the internal combustion engine 1. In the fail safe mode, the amount of fuel supplied to the internal combustion engine 1 is limited or the supercharging pressure is limited.
ここで、図17は、横軸を閉側吸入空気量差ΔGaA、縦軸を開側吸入空気量差ΔGaBとしたときの故障モードの領域を示した図である。図17中の「開き側開度ずれ領域」とは、実VGD開度が目標VGD開度よりも開き側にずれているとされる領域である。また、「開き側開度ずれが現れる領域」とは、実VGD開度が目標VGD開度よりも開き側にずれている場合において実際に算出される値が取り得る領域を示している。さらに、「欠損または閉じ側開度ずれ領域」とは、実VGD開度が目標VGD開度よりも閉じ側にずれている又はディフューザ翼61が欠損しているとされる領域である。「圧力比が低い場合にディフューザ翼の欠損が現れる領域」とは、コンプレッサ圧力比が比較的低い場合において、ディフューザ翼61が欠損しているときに実際に算出される値が取り得る領域を示している。「圧力比が高い場合にディフューザ翼の欠損が現れる領域」とは、コンプレ
ッサ圧力比が比較的高い場合において、ディフューザ翼61が欠損しているときに実際に算出される値が取り得る領域を示している。その他の領域は、ディフューザ翼61に異常はない領域、またはターボチャージャ50以外に異常がある領域となる。
Here, FIG. 17 is a diagram showing a failure mode region in which the horizontal axis is the closed-side intake air amount difference ΔGaA and the vertical axis is the open-side intake air amount difference ΔGaB. The “open side opening deviation region” in FIG. 17 is a region where the actual VGD opening is deviated to the opening side from the target VGD opening. In addition, the “region where the opening side opening degree deviation appears” indicates a region where a value that is actually calculated can be taken when the actual VGD opening degree is shifted to the opening side from the target VGD opening degree. Furthermore, the “missing or closing side opening deviation region” is a region where the actual VGD opening is shifted to the closing side from the target VGD opening or the
このように、ディフューザ翼61の異常の種類によって、閉側吸入空気量差ΔGaA及び開側吸入空気量差ΔGaBが変わるため、これらの値に基づいてディフューザ翼61のどこに故障があるのかを判定することができる。
As described above, the closed-side intake air amount difference ΔGaA and the open-side intake air amount difference ΔGaB change depending on the type of abnormality of the
以上説明したように本実施例によれば、コンプレッサ圧力比または吸入空気量に基づいてディフューザ翼61の異常の種類を判別することができる。これにより、適切な処置を施すことができる。
As described above, according to the present embodiment, the type of abnormality of the
1 内燃機関
2 気筒
2A 吸気ポート
2B 排気ポート
3 吸気通路
4 排気通路
10 ECU
15 エアフローメータ
16 クランクポジションセンサ
50 ターボチャージャ
51 コンプレッサハウジング
52 タービンハウジング
53 センタハウジング
54 コンプレッサインペラ
55 タービンインペラ
56 ロータシャフト
57 アクチュエータ
58 リンクロッド
60 可変ディフューザ
61 ディフューザ翼
62 ベースプレート
63 回動軸
64 ユニゾンリング
64a 切欠部
64b 突起部
65 従動アーム
66 ガイドローラ
70 ストッパー
1
15
Claims (7)
前記ディフューザ翼が所定開度よりも閉側とならないように、該ディフューザ翼が所定開度となったときに前記可変ディフューザの一部に当接するストッパーと、
前記可変ディフューザの一部が前記ストッパーに当接したときの前記アクチュエータの制御量を学習して学習値を得る学習部と、
前記学習値に基づいて、前記ディフューザ翼の目標となる開度までの制御量を決定する制御部と、
を備えることを特徴とする遠心圧縮機を備えた内燃機関の制御装置。 In a control apparatus for an internal combustion engine having a centrifugal compressor having a variable diffuser that can change the flow passage area of the diffuser by changing the opening of the diffuser blades provided in the diffuser of the compressor with an actuator.
A stopper that comes into contact with a part of the variable diffuser when the diffuser blade has a predetermined opening, so that the diffuser blade does not close to a predetermined opening;
A learning unit that learns a control amount of the actuator when a part of the variable diffuser contacts the stopper, and obtains a learning value;
Based on the learning value, a control unit that determines a control amount up to a target opening of the diffuser blade;
An internal combustion engine control device comprising a centrifugal compressor.
前記ディフューザ翼の開度が第1規定開度の場合で且つコンプレッサ圧力比が第1規定圧力比の場合における、実際にサージが発生するときの吸入空気量と、ディフューザ翼に故障がないときにサージが発生すると推定される吸入空気量と、の差と、
前記ディフューザ翼の開度が前記第1規定開度よりも開き側の第2規定開度の場合で且つコンプレッサ圧力比が第2規定圧力比の場合における、実際にサージが発生するときの吸入空気量と、ディフューザ翼に故障がないときにサージが発生すると推定される吸入空気量と、の差と、
に基づいて、前記可変ディフューザの故障判定を行う判定部を備えることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の遠心圧縮機を備えた内燃機関の制御装置。 After learning in the learning unit is completed,
When the opening of the diffuser blade is the first specified opening and the compressor pressure ratio is the first specified pressure ratio, the intake air amount when a surge actually occurs and when there is no failure in the diffuser blade The difference between the amount of intake air estimated to cause a surge, and
Intake air when a surge actually occurs when the opening of the diffuser blade is a second specified opening that is more open than the first specified opening and the compressor pressure ratio is the second specified pressure ratio The difference between the amount of intake air and the amount of intake air estimated to cause a surge when there is no failure in the diffuser blade,
The control device for an internal combustion engine provided with the centrifugal compressor according to any one of claims 1 to 3, further comprising a determination unit configured to determine a failure of the variable diffuser based on the above.
前記ディフューザ翼の開度が第1規定開度の場合で且つ吸入空気量が第1規定量の場合における、実際にサージが発生するときのコンプレッサ圧力比と、ディフューザ翼に故障がないときにサージが発生すると推定されるコンプレッサ圧力比と、の差と、
前記ディフューザ翼の開度が前記第1規定開度よりも開き側の第2規定開度の場合で且つ吸入空気量が第2規定量の場合における、実際にサージが発生するときのコンプレッサ圧力比と、ディフューザ翼に故障がないときにサージが発生すると推定されるコンプレッサ圧力比と、の差と、
に基づいて、前記可変ディフューザの故障判定を行う判定部を備えることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の遠心圧縮機を備えた内燃機関の制御装置。 After learning in the learning unit is completed,
When the opening of the diffuser blade is the first specified opening and the intake air amount is the first specified amount, the compressor pressure ratio when a surge actually occurs and the surge when there is no failure in the diffuser blade The difference between the compressor pressure ratio that is estimated to occur,
Compressor pressure ratio when a surge actually occurs when the opening of the diffuser blade is a second specified opening that is more open than the first specified opening and the intake air amount is a second specified amount And the difference between the compressor pressure ratio where the surge is estimated to occur when there is no failure in the diffuser blade,
The control device for an internal combustion engine provided with the centrifugal compressor according to any one of claims 1 to 3, further comprising a determination unit configured to determine a failure of the variable diffuser based on the above.
前記ディフューザ翼の開度が第1規定開度の場合で且つコンプレッサ圧力比が第1規定圧力比の場合における、実際にサージが発生するときの吸入空気量と、ディフューザ翼に故障がないときにサージが発生すると推定される吸入空気量と、の差が正の値であり、且つ、前記ディフューザ翼の開度が前記第1規定開度よりも開き側の第2規定開度の場合で且つコンプレッサ圧力比が第2規定圧力比の場合における、実際にサージが発生するとき
の吸入空気量と、ディフューザ翼に故障がないときにサージが発生すると推定される吸入空気量と、の差が正の値のときに、前記ディフューザ翼が目標値よりも開き側にずれていると判定し、
前記ディフューザ翼の開度が第1規定開度の場合で且つコンプレッサ圧力比が第1規定圧力比の場合における、実際にサージが発生するときの吸入空気量と、ディフューザ翼に故障がないときにサージが発生すると推定される吸入空気量と、の差が負の値であり、且つ、前記ディフューザ翼の開度が前記第1規定開度よりも開き側の第2規定開度の場合で且つコンプレッサ圧力比が第2規定圧力比の場合における、実際にサージが発生するときの吸入空気量と、ディフューザ翼に故障がないときにサージが発生すると推定される吸入空気量と、の差が負の値のときに、前記ディフューザ翼が欠損していると判定することを特徴とする請求項4に記載の遠心圧縮機を備えた内燃機関の制御装置。 The determination unit
When the opening of the diffuser blade is the first specified opening and the compressor pressure ratio is the first specified pressure ratio, the intake air amount when a surge actually occurs and when there is no failure in the diffuser blade A difference between the intake air amount estimated to generate a surge and a positive value, and the opening of the diffuser blade is a second specified opening on the opening side of the first specified opening; and When the compressor pressure ratio is the second specified pressure ratio, the difference between the intake air amount when the surge actually occurs and the intake air amount estimated to cause the surge when there is no failure in the diffuser blade is positive. It is determined that the diffuser blade is shifted to the open side from the target value when the value of
When the opening of the diffuser blade is the first specified opening and the compressor pressure ratio is the first specified pressure ratio, the intake air amount when a surge actually occurs and when there is no failure in the diffuser blade A difference between the intake air amount estimated to cause a surge and a negative value, and the opening of the diffuser blade is a second specified opening on the opening side of the first specified opening; and When the compressor pressure ratio is the second specified pressure ratio, the difference between the intake air amount when a surge actually occurs and the intake air amount estimated to cause a surge when there is no failure in the diffuser blade is negative. The control device for an internal combustion engine provided with the centrifugal compressor according to claim 4, wherein it is determined that the diffuser blade is deficient when
前記ディフューザ翼の開度が第1規定開度の場合で且つ吸入空気量が第1規定量の場合における、実際にサージが発生するときのコンプレッサ圧力比と、ディフューザ翼に故障がないときにサージが発生すると推定されるコンプレッサ圧力比と、の差が負の値であり、且つ、前記ディフューザ翼の開度が前記第1規定開度よりも開き側の第2規定開度の場合で且つ吸入空気量が第2規定量の場合における、実際にサージが発生するときのコンプレッサ圧力比と、ディフューザ翼に故障がないときにサージが発生すると推定されるコンプレッサ圧力比と、の差が負の値のときに、前記ディフューザ翼が目標値よりも開き側にずれていると判定し、
前記ディフューザ翼の開度が第1規定開度の場合で且つ吸入空気量が第1規定量の場合における、実際にサージが発生するときのコンプレッサ圧力比と、ディフューザ翼に故障がないときにサージが発生すると推定されるコンプレッサ圧力比と、の差が正の値であり、且つ、前記ディフューザ翼の開度が前記第1規定開度よりも開き側の第2規定開度の場合で且つ吸入空気量が第2規定量の場合における、実際にサージが発生するときのコンプレッサ圧力比と、ディフューザ翼に故障がないときにサージが発生すると推定されるコンプレッサ圧力比と、の差が負の値のときに、前記ディフューザ翼が欠損していると判定することを特徴とする請求項5に記載の遠心圧縮機を備えた内燃機関の制御装置。 The determination unit
When the opening of the diffuser blade is the first specified opening and the intake air amount is the first specified amount, the compressor pressure ratio when a surge actually occurs and the surge when there is no failure in the diffuser blade When the difference between the compressor pressure ratio estimated to occur is a negative value, and the opening of the diffuser blade is a second specified opening on the opening side of the first specified opening, and suction is performed Negative difference between the compressor pressure ratio when a surge actually occurs and the compressor pressure ratio estimated to cause a surge when there is no failure in the diffuser blade when the air volume is the second specified amount At the time, it is determined that the diffuser blade is shifted to the open side from the target value,
When the opening of the diffuser blade is the first specified opening and the intake air amount is the first specified amount, the compressor pressure ratio when a surge actually occurs and the surge when there is no failure in the diffuser blade When the difference between the compressor pressure ratio estimated to occur is a positive value, and the opening of the diffuser blade is a second specified opening on the opening side of the first specified opening, and suction is performed. Negative difference between the compressor pressure ratio when a surge actually occurs and the compressor pressure ratio estimated to cause a surge when there is no failure in the diffuser blade when the air volume is the second specified amount 6. The control device for an internal combustion engine provided with the centrifugal compressor according to claim 5, wherein it is determined that the diffuser blade is missing.
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JP2010125840A JP2011252417A (en) | 2010-06-01 | 2010-06-01 | Control device of internal combustion engine with centrifugal compressor |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2016033332A (en) * | 2014-07-31 | 2016-03-10 | 日産自動車株式会社 | Control device of internal combustion engine with turbochargers |
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2010
- 2010-06-01 JP JP2010125840A patent/JP2011252417A/en not_active Withdrawn
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