内燃机的控制阀异常判断装置转让专利

申请号 : CN200980101337.9

文献号 : CN102482992B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 伊吹卓冨田哲司广泽义久

申请人 : 丰田自动车株式会社

摘要 :

本发明提供一种适用于如下内燃机并能够进行第1控制阀以及第2控制阀的异常判断的控制阀异常判断装置,所述内燃机具有:第1增压器(61)、第2增压器(62)、控制向第1增压器的废气供给的第1控制阀(66)以及控制向第1增压器的空气供给的第2控制阀(64)。控制阀异常判断装置在增压与规定的参考增压相比低出规定值以上时,进行控制阀的异常判断。控制阀异常判断装置在第1增压器的压缩机下游一侧的空气压力与该压缩机上游一侧的空气压力相比高出规定值以上时,判断第1控制阀为异常且第2控制阀为正常。另一方面,控制阀异常判断装置在第1增压器的压缩机下游一侧的空气压力与该压缩机上游一侧的空气压力相比未高出规定值以上时,判断第1控制阀以及第2控制阀中的某一个为异常。

权利要求 :

1.一种内燃机的控制阀异常判断装置,其被适用于内燃机中,所述内燃机具有:

第1增压器,具有:第1涡轮,被设置在内燃机的排气通道中;第1压缩机,被设置在该内燃机的进气通道中,并且通过由流过所述排气通道的废气驱动所述第1涡轮,从而驱动所述第1压缩机;

第2增压器,具有:第2涡轮,被设置在所述排气通道中的所述第1涡轮的下游一侧;第

2压缩机,被设置在所述进气通道中的所述第1压缩机的上游一侧,并且通过由所述废气驱动该第2涡轮,从而驱动所述第2压缩机;

第1通道部,其一端连接在所述排气通道中的所述第1涡轮的上游一侧,另一端连接在该排气通道中的该第1涡轮与所述第2涡轮之间;

第1控制阀,被设置在所述第1通道部中,并且根据其开度而变更该第1通道部的流道面积;

第2通道部,其一端连接在所述进气通道中的所述第1压缩机与所述第2压缩机之间,另一端连接在该进气通道中的该第1压缩机的下游一侧;

第2控制阀,被设置在所述第2通道部中,并且当该第2通道部中的该第2控制阀的上游一侧的空气压力与该第2控制阀的下游一侧的空气压力相比而较高,且该第2控制阀的上游一侧的空气压力与该第2控制阀的下游一侧的空气压力之差为第1压力以上时,所述第2控制阀开放该第2通道部以使空气能够流通,而当第2通道部中的该第2控制阀的上游一侧的空气压力与该第2控制阀的下游一侧的空气压力相比而较高,且该第2控制阀的上游一侧的空气压力与该第2控制阀的下游一侧的空气压力之差未为该第1压力以上时,所述第2控制阀切断该第2通道部以使空气不能流通,所述内燃机的控制阀异常判断装置具有:

控制阀驱动单元,当所述内燃机运行于第1运行区域时,所述控制阀驱动单元驱动所述第1控制阀,从而由所述第1压缩机将被导入至所述第1压缩机中的空气压缩并排出,其中,所述第1运行区域为,从所述内燃机的外部导入至燃烧室的空气量即新气量,处于第1阈值新气量以下的运行区域;

压力取得单元,其取得压缩机间压力、第1压缩机下游压以及增压,其中,所述压缩机间压力为,进气通道内的所述第1压缩机与所述第2压缩机之间的空气压力;所述第1压缩机下游压为,进气通道内的、所述第1压缩机的下游一侧且存在于所述第1压缩机与所述燃烧室之间的压力损耗产生部件的上游一侧的空气压力;所述增压为,进气通道内的所述压力损耗产生部件的下游一侧的空气压力;

异常判断单元,当发生了所取得的所述增压与根据所述内燃机的运行状态而确定的参考增压相比而较低,且所述参考增压与所取得的所述增压之差为第2压力以上的状态、即增压异常状态的情况下,如果所述内燃机运行于所述第1运行区域中,而所述第1压缩机下游压大于第1阈值压力时,则所述异常判断单元判断所述第1控制阀为异常且所述第2控制阀为正常,所述第

1阈值压力为所述压缩机间压力以上,

而如果所述内燃机运行于所述第1运行区域中,该第1压缩机下游压在该第1阈值压力以下时,则所述异常判断单元判断所述第1控制阀以及所述第2控制阀中的某一个为异常。

2.如权利要求1所述的内燃机的控制阀异常判断装置,其中,所述压力取得单元被构成为,对由所述压力损耗产生部件所产生的压力损耗量进行推断,且通过实际检测而取得所述增压,并将该推断出的压力损耗量与该检测出的增压之和,作为所述第1压缩机下游压而取得。

3.如权利要求1或权利要求2所述的内燃机的控制阀异常判断装置,其中,所述内燃机还具有:第3通道部,其一端连接在所述排气通道中的所述第1涡轮与所述第2涡轮之间,另一端连接在该排气通道中的所述第2涡轮的下游一侧;

第3控制阀,被设置在所述第3通道部中,并且根据其开度而变更该第3通道部的流道面积,所述控制阀驱动单元被构成为,

当所述内燃机运行于所述第1运行区域或者第2运行区域时,所述控制阀驱动单元驱动所述第3控制阀,以使废气不能在所述第3通道部中流通;而当所述内燃机运行于第3运行区域时,所述控制阀驱动单元驱动所述第3控制阀,以使废气能够在所述第3通道部中流通,其中,第2运行区域中,所述新气量大于所述第1阈值新气量且在大于该第1阈值新气量的第2阈值新气量以下,而第3运行区域中,所述新气量大于所述第2阈值新气量,所述异常判断单元被构成为,在所述内燃机运行于所述第2运行区域的情况下,当发生了所述增压异常状态时,如果所述压缩机间压力在规定的第2阈值压力以上,则所述异常判断单元判断所述第

3控制阀为正常;

如果所述压缩机间压力小于所述第2阈值压力,则所述异常判断单元判断所述第3控制阀为异常。

4.如权利要求3所述的内燃机的控制阀异常判断装置,其中,所述异常判断单元被构成为,在判断所述第3控制阀为异常的情况下,推断所述第1控制阀以及所述第2控制阀为正常。

5.如权利要求3所述的内燃机的控制阀异常判断装置,其中,

所述控制阀驱动单元被构成为,

当所述内燃机运行于所述第2运行区域时,所述控制阀驱动单元驱动所述第1控制阀,从而由所述第1压缩机将被导入至所述第1压缩机中的空气压缩并排出,所述异常判断单元被构成为,

在所述内燃机运行于所述第2运行区域的情况下,当判断所述第3控制阀为正常时,如果所述第1压缩机下游压大于所述第1阈值压力,则所述异常判断单元判断所述第1控制阀为异常且所述第2控制阀为正常,而如果该第1压缩机下游压在该第1阈值压力以下时,则所述异常判断单元判断所述第1控制阀以及所述第2控制阀中的某一个为异常。

6.如权利要求1、2、4、5中任意一项所述的内燃机的控制阀异常判断装置,其中,所述异常判断单元被构成为,当发生了所述增压异常状态,并且所述第1压缩机下游压在所述第1阈值压力以下时,在包括所述内燃机运行于所述第2运行区域在内的异常判断条件成立的期间内,将随着所取得的所述增压增大而增大的增压相当值作为第1值而取得,并且驱动第1控制阀,以使在取得该第1值的时间点以后的第1时间点处,所述第1控制阀的开度与不同于第1开度的第2开度相一致,并且将从该第1时间点起经过了规定时间之后的第2时间点处取得的增压相当值作为第2值而取得,其中,所述第1开度为取得该第1值的时间点处的开度,当所述第2值与所述第1值之差、即增压相当值变化量的绝对值处于规定的阈值变化量以上时,所述异常判断单元判断所述第1控制阀为正常且所述第2控制阀为异常,而当该增压相当值变化量的绝对值小于所述阈值变化量时,所述异常判断单元判断所述第1控制阀为异常且所述第2控制阀为正常。

7.如权利要求6所述的内燃机的控制阀异常判断装置,其中,

所述异常判断单元被构成为,取得所述增压以作为所述增压相当值。

8.如权利要求6所述的内燃机的控制阀异常判断装置,其中,

所述异常判断单元被构成为,取得所述新气量以作为所述增压相当值。

9.如权利要求1、2、4、5、7、8中的任意一项所述的内燃机的控制阀异常判断装置,其中,所述控制阀驱动单元被构成为,

当所述内燃机运行于所述第1运行区域时,所述控制阀驱动单元驱动所述第1控制阀,以使该第1控制阀的开度成为全闭开度。

10.如权利要求1、2、4、5、7、8中任意一项所述的内燃机的控制阀异常判断装置,其中,所述第1控制阀被构成为,响应指示信号而变更所述第1通道部的流道面积,所述控制阀驱动单元或者所述异常判断单元被构成为,通过向第1控制阀驱动单元发送所述指示信号,从而变更所述第1控制阀的开度。

11.如权利要求1、2、4、5、7、8中的任意一项所述的内燃机的控制阀异常判断装置,其特征在于,所述第2控制阀为以如下方式构成的阀,其具有:阀体、供所述阀体落座的落座部以及朝向所述落座部对所述阀体施力的施力单元,当所述第2通道部中的该第2控制阀的上游一侧的空气压力与该第2控制阀的下游一侧的空气压力相比而较高,且该第2控制阀的上游一侧的空气压力与该第2控制阀的下游一侧的空气压力之差未为所述第1压力以上时,该阀体通过该施力单元的施力而被移动至落座于该落座部的第1位置处,从而切断该第2通道部;而当该第2通道部中的该第2控制阀的上游一侧的空气压力与该第2控制阀的下游一侧的空气压力相比而较高,且该第2控制阀的上游一侧的空气压力与该第2控制阀的下游一侧的空气压力之差为该第1压力以上时,该阀体将克服该施力单元的施力而被移动至不同于所述第1位置的第2位置处,从而开放该第2通道部以使空气能够流通。

说明书 :

内燃机的控制阀异常判断装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种被适用于内燃机的控制阀异常判断装置,所述内燃机具有多个增压器和用于对该多个增压器进行控制的多个控制阀。

背景技术

[0002] 一种目前已知的增压器(排气涡轮式增压器)具有:涡轮,被设置在内燃机的排气通道中并且通过废气的能量而驱动;压缩机,被配置在该内燃机的进气通道中并且通过驱动涡轮而被驱动。由此,使流入压缩机中的空气被该压缩机压缩,并向燃烧室中排出。即,由此进行了增压。
[0003] 众所周知,增压器在流入压缩机中的空气流量处于从规定的喘振流量到规定的阻塞流量之间的范围内时,能够对该空气进行实质性的压缩。通常,增压器的容量越大,喘振流量及阻塞流量的双方就越大。因此,当想要仅通过较小容量的增压器进行增压时,由于在内燃机高负荷运行的情况下,流入压缩机中的空气流量将达到阻塞流量,所以不能进行增压。与此相对,当想要仅通过较大容量的增压器进行增压时,由于在内燃机低负荷运行的情况下,流入压缩机中的空气流量将小于喘振流量,所以不能进行增压。如此,仅具有单一增压器的内燃机所能够有效进行增压的运行区域(负荷区域),相对于内燃机的全部运行区域而言比较窄。
[0004] 因此,一种现有的内燃机具有:小容量的第1增压器;大容量的第2增压器,其与第1增压器串接;多个旁通通道,用于对被供给至第1增压器及第2增压器中的空气或者废气的流量进行调节;多个控制阀,被设置在这些旁通通道中。在该现有的内燃机中,按照内燃机的运行状态,而将第1增压器与第2增压器分开使用。由此,扩大了能够有效地进行增压的运行区域(负荷区域)。
[0005] 在上述现有的内燃机中,例如,在旁通通道中设置有控制阀(排气切换阀),所述旁通通道用于对被供给至第1增压器的涡轮中的废气流量进行调节。该排气切换阀被控制装置控制为,在内燃机的负荷为低负荷时闭阀、而在内燃机的负荷为高负荷时开阀。由此,当内燃机低负荷运行时,主要使小容量的第1增压器工作。另一方面,当内燃机高负荷运行时,主要使大容量的第2增压器工作。其结果为,在比仅具有单一增压器的内燃机所能够有效地进行增压的运行区域更广的运行区域内,进行有效的增压。
[0006] 上述现有的内燃机所具备的控制装置,以维持上述这种进行有效的增压的状态为目的,而对排气切换阀是否正常工作进行判断。具体来说,该控制装置中存储有,预先通过实验而取得的“在排气切换阀正常工作时的增压最大值”。并且,该控制装置在“实际的增压”大于该“所存储的增压最大值”时,判断排气切换阀为异常(例如,参考日本实公平3-106133号公报)。

发明内容

[0007] 但是,为了维持上述的进行有效的增压的状态,上述控制装置不仅要对排气切换阀是否正常工作进行判断,还要对排气切换阀以外的其他控制阀是否正常工作进行判断。更加具体地来说,上述控制装置还要对“被设置在用于对供给至第1增压器的压缩机中的空气流量进行调节的旁通通道中的控制阀(进气切换阀)”是否正常工作进行判断。但是,现有公报未对如何判断进气切换阀是否正常工作做出任何公开。
[0008] 并且,在上述控制装置中,即使排气切换阀为异常,但在实际的增压变为大于预先规定的增压最大值之前,无法发现该异常。再者,实际的增压大于该最大值的情况,通常发生在内燃机运行于高负荷运行区域时。因此,在上述现有装置中,当内燃机运行于高负荷运行区域以外的运行区域时,不能发现控制阀为异常的情况。但是,当控制阀为异常时,最好能够尽早地发现该异常。
[0009] 本发明是为了应对上述课题而实施的发明。即,本发明的目的之一在于,提供一种新的控制阀异常判断装置,其被适用于上述“具有多个增压器、多个旁通通道、以及包括排气切换阀和进气切换阀在内的多个控制阀的内燃机”中,并能够及早地发现排气切换阀和进气切换阀是否在正常工作。
[0010] 用于实现上述目的的本发明的内燃机的控制阀异常判断装置,被适用于如下内燃机中,所述内燃机具有:第1增压器、第2增压器、第1通道部、相当于所述排气切换阀的第1控制阀、第2通道部以及相当于所述进气切换阀的第2控制阀。
[0011] 所述第1增压器具有第1涡轮和第1压缩机。
[0012] 所述第1涡轮被配置在排气通道中。由此,所述第1涡轮由被导入至该第1涡轮中的废气能量所驱动。所述第1压缩机被配置在所述内燃机的进气通道中。进气通道为,将所述内燃机的外部的空气从该外部导入至所述燃烧室中的通道。通过驱动所述第1涡轮来驱动所述第1压缩机。由此,第1压缩机对被导入至第1压缩机中的空气进行压缩。以下,将从内燃机的外部导入至燃烧室中的空气又称为“新气”。
[0013] 所述第2增压器具有第2涡轮和第2压缩机。
[0014] 所述第2涡轮被配置在所述排气通道中的所述第1涡轮的下游一侧。由此,第2涡轮由被导入至该第2涡轮中的废气能量所驱动。所述第2压缩机被配置在所述进气通道中的所述第1压缩机的上游一侧。通过驱动所述第2涡轮来驱动所述第2压缩机。由此,第2压缩机对被导入至第2压缩机中的空气进行压缩。即,所述第1增压器和所述第2增压器被串接。
[0015] 所述第1通道部为,其一端连接在所述排气通道中的所述第1涡轮的上游一侧,另一端连接在该排气通道中的该第1涡轮与所述第2涡轮之间的通道。即,该第1通道部构成了旁通第1涡轮的路径。
[0016] 所述第1控制阀被配置在所述第1通道部中。该第1控制阀根据其开度而变更所述第1通道部的流道面积。由此,第1控制阀对“被导入至所述第1涡轮中的废气能量的大小”和“被导入至所述第2涡轮中的废气能量的大小”之间的比例进行变更。
[0017] 所述第2通道部为,其一端连接在所述进气通道中的所述第1压缩机与所述第2压缩机之间,另一端连接在该进气通道中的该第1压缩机的下游一侧。即,该第2通道部构成了旁通第1压缩机的路径。
[0018] 所述第2控制阀被配置在所述第2通道部中。当第2通道部中的“第2控制阀的上游一侧的空气压力”与“第2控制阀的下游一侧的空气压力”相比,高出第1压力以上时,所述第2控制阀将“开放”第2通道部,以使空气能够流通。并且,当“第2通道部中的第2控制阀的上游一侧的空气压力”与“第2控制阀的下游一侧的空气压力”相比,未高出第1压力以上时,所述第2控制阀将“切断”第2通道部,以使空气不能流通。
[0019] 以这种方式构成的第2控制阀,在第2控制阀下游一侧的空气压力大于第2控制阀上游一侧的空气压力时(即,第1压缩机对新气进行压缩时),将切断第2通道部。其结果为,被第1压缩机压缩后的新气被导入至所述燃烧室中。
[0020] 本发明的控制阀异常判断装置被适用于上述内燃机中。该控制阀异常判断装置具有,驱动第1控制阀的控制阀驱动单元、压力取得单元、以及异常判断单元。
[0021] 所述控制阀驱动单元根据从所述内燃机的外部被导入至所述燃烧室中的空气量、即“新气量”,来驱动第1控制阀。具体来说,当所述内燃机运行于“第1运行区域”时,控制阀驱动单元驱动所述第1控制阀,以便通过驱动所述第1涡轮而由所述第1压缩机将被导入至所述第1压缩机中的空气压缩并排出,其中,在第1运行区域中,新气量处于“第1阈值新气量”以下。
[0022] 上述“第1运行区域”为,与第1增压器以及第2增压器中“仅第1增压器”能够进行增压的运行区域实质上相一致的区域。即,内燃机运行于该第1运行区域时,第2增压器不能进行增压。因此,当内燃机运行于第1运行区域时,如果对第1增压器的增压进行控制的控制阀、即“第1控制阀以及第2控制阀”正常工作,则新气将被第1增压器有效地压缩。
[0023] 所述压力取得单元取得“压缩机间压力”,该“压缩机间压力”为,进气通道内的“所述第1压缩机与所述第2压缩机之间”的空气压力。
[0024] 并且,所述压力取得单元取得“第1压缩机下游压”,该“第1压缩机下游压”为,进气通道内的“所述第1压缩机的下游一侧且存在于所述第1压缩机与所述燃烧室之间的压力损耗产生部件的上游一侧”的空气压力。即,该第1压缩机下游压为,与刚刚通过所述第1压缩机后的空气压力实质上相一致的压力。
[0025] 在这里,上述“压力损耗产生部件”为,存在于第1压缩机的下游一侧,并使通过该压力损耗产生部件的新气压力减小的部件。例如,作为压力损耗产生部件,可以列举出:新气冷却装置(内部冷却器)、新气量调节装置(节流阀)、以及构成进气通道的进气管的内壁面等。
[0026] 另外,所述压力取得单元取得“增压”,该增压为,进气通道内的“所述压力损耗产生部件的下游一侧”的空气压力。该增压为,仅比所述第1压缩机下游压小了相当于因所述压力损耗产生部件而减少的压力损耗量的压力。
[0027] 所述异常判断单元被构成为,
[0028] 当所述内燃机运行于所述“第1运行区域”时,在产生了“所取得的所述增压”与“根据所述内燃机的运行状态而设定的参考增压”相比,低出第2压力以上的状态、即“增压异常状态”的情况下,
[0029] (A)如果在所述内燃机运行于所述第1运行区域时所述第1压缩机下游压比所述压缩机间压力以上的第1阈值压力更大,则所述异常判断单元判断“所述第1控制阀为异常且所述第2控制阀为正常”,
[0030] (B)如果在所述内燃机运行于所述第1运行区域时该第1压缩机下游压在该第1阈值压力以下,则所述异常判断单元判断“所述第1控制阀以及所述第2控制阀中的某一个为异常”。
[0031] 在这里,上述“参考增压”为,在判断第1控制阀以及第2控制阀是否为异常时作为指标的值,且为与第1控制阀以及第2控制阀双方均为“正常”时取得的增压实质上相一致的值。例如,参考增压可以通过如下方式来进行设定,即,预先通过实验来确定第1控制阀以及第2控制阀双方均为正常的情况下的“规定的运行参数与增压之间的关系”,并且将在内燃机运行时所取得的“实际的运行参数”应用于该确定的关系,从而设定参考增压。并且,例如,参考增压也可以为内燃机所要求的目标增压。
[0032] 因此,当第1控制阀以及第2控制阀双方均为正常时,由上述压力取得单元所取得的增压,与参考增压实质上相一致。另一方面,当第1控制阀以及第2控制阀中的至少一个为异常时,增压将小于参考增压。
[0033] 因此,当增压与参考增压相比,低出第2压力以上时(产生了上述“增压异常状态”时),上述异常判断单元将对哪个控制阀为异常进行确认。在这里,上述“第2压力”可以设定为,当增压与参考压相比,低出该第2压力以上时,能够判断出第1控制阀以及第2控制阀中的至少一个为异常的适当值。另外,第2压力也可以为零。
[0034] 更具体来说,在本发明的控制阀异常判断装置中,当在内燃机运行于“第1运行区域”的情况下产生了“增压异常状态”时,“依据压缩机间压力而设定的第1阈值压力”与“第1压缩机下游压”将被进行比较。并且,将根据该比较结果,来确定是否某个控制阀为异常(参考上述(A)以及(B)。)。以下,对所述异常判断单元所采用的“用于判断第1控制阀以及第2控制阀的异常的原理”进行说明。以下,为了方便,将本原理简称为“异常判断原理”。
[0035] 如上文所述,第1控制阀通过根据其开度而变更第1通道部的流道面积,从而变更被导入至第1涡轮中的废气能量。具体来说,当第1控制阀的开度为切断第1通道部的开度(全闭开度)时,被导入至第1涡轮中的废气能量的大小将成为最大。此时,通过驱动第1涡轮,从而驱动第1压缩机,使该第1压缩机对新气进行压缩。
[0036] 当第1控制阀的开度大于“全闭开度”时,被导入至第1涡轮中的废气能量将减少。此时,如果被导入至第1涡轮中的废气能量的大小在“能够驱动第1压缩机的能量大小的下限值”以上,则第1压缩机能够对新气进行压缩。另一方面,当被导入至第1涡轮中的废气能量的大小小于该“下限值”时,第1压缩机不能对新气进行压缩。例如,当第1控制阀的开度为完全开放第1通道部的开度(全开开度)时,由于废气的能量实质上并未被导入至第1涡轮中,所以第1压缩机不能对新气进行压缩。
[0037] 以下,为了方便,将第1控制阀的开度中,从“全闭开度”到“被导入至第1涡轮中的废气能量的大小成为上述下限值时的开度”之间的开度范围,称为“第1压缩机可驱动范围”。并且,为了方便,将第1控制阀的开度中,从“被导入至第1涡轮中的废气能量的大小成为上述下限值时的开度”到“全开开度”之间的开度范围,称为“第1压缩机不可驱动范围”。
[0038] (1)现在,假设第1控制阀为“正常”。如上文所述,在内燃机运行于“第1运行区域”时,第1控制阀将被驱动,以使得“由所述第1压缩机将被导入至所述第1压缩机中的空气压缩并排出”。即,第1控制阀被驱动以使其开度成为上述第1压缩机可驱动范围内的规定开度。因此,通过第1压缩机“之后”的新气压力(上述第1压缩机下游压),大于通过第1压缩机“之前”的新气压力(上述压缩机间压力)。另外,上述“规定开度”为,根据内燃机的运行状态等而决定的开度。
[0039] 另外,如上文所述,第2控制阀在“第2通道部中的第2控制阀的上游一侧的空气压力(压缩机间压力)”与“第2通道部中的第2控制阀的下游一侧的空气压力(第1压缩机下游压)”相比高出第1压力以上时,开放第2通道部,而在未高出第1压力以上时,切断第2通道部。因此,如果第2控制阀为“正常”,则当第1压缩机下游压大于压缩机间压力时,第2控制阀必定会切断第2通道部。其结果为,被第1压缩机压缩后的新气,将被导入至内燃机的燃烧室中。此时,因为新气被切实地压缩,所以增压与参考增压相一致。
[0040] 另一方面,当第2控制阀为“异常”时,即使第1压缩机被驱动以便对新气进行压缩(即,即使第1增压器被驱动以使第1压缩机下游压大于压缩机间压力),第2控制阀也不会切断第2通道部。当第2通道部未被切断时,第1压缩机的上游一侧与下游一侧将成为导通状态。因此,此时新气不会被压缩。由此,使得增压小于参考增压。
[0041] (2)接着,假设第1控制阀为“异常”(第1控制阀的开度与上述“规定开度”不一致)。此时,根据第1控制阀为异常且其开度为第1压缩机可驱动范围内的开度的情况、以及第1控制阀为异常且其开度为第1压缩机不可驱动范围内的开度的情况,所产生的现象有所不同。
[0042] (2-1)第1控制阀为异常且其开度为第1压缩机可驱动范围内的开度的情况。
[0043] 在这种情况下,如果第2控制阀为“正常”,则第1压缩机能够对新气进行压缩。但是,由于第1控制阀的开度不同于规定开度,所以增压小于参考增压。
[0044] (2-2)第1控制阀为异常且其开度为第1压缩机不可驱动范围内的开度的情况。
[0045] 在这种情况下,无论第2控制阀是否“正常”,第1压缩机均不能对新气进行压缩。因此,此时增压小于参考增压。
[0046] 如此,当内燃机运行于第1运行区域时,如果第1控制阀以及第2控制阀中某一个为异常,则增压小于参考增压。但是,如果如上述(2-1)所述,第1控制阀为“异常(但是,第1控制阀的开度为第1压缩机可驱动范围内的开度。)”,并且第2控制阀为“正常”,则第1压缩机能够对新气进行压缩。因此,“当增压小于参考增压,并且第1压缩机对新气进行压缩时(第1压缩机下游压大于第1阈值压力时)”,异常判断单元判断“第1控制阀为异常并且第2控制阀为正常”(参考上述(A))。
[0047] 与此相对,在如上述(1)所述的、第1控制阀为“正常”并且第2控制阀为“异常”的情况下,或者如上述(2-2)所述的、第1控制阀为“异常(但是,第1控制阀的开度为第1压缩机不可驱动范围内的开度。)”的情况下,第1压缩机不能对新气进行压缩。因此,“当增压小于参考增压,并且第1压缩机未对新气进行压缩时(第1压缩机下游压在上述第1阈值压力以下时)”,异常判断单元判断“第1控制阀以及第2控制阀中的某一个为异常”(参考上述(B))。以上为异常判断单元所采用的“异常判断原理”。
[0048] 在这里,上述第1阈值压力可以为固定值,也可以被设定为,比所述压缩机间压力仅高出包括零在内的第3压力的压力(即,在所述压缩机间压力以上的范围内,该压缩机间压力越大而越增大的压力)。该第3压力可以被设定为,当第1压缩机下游压大于“比压缩机间压力仅高出第3压力的压力”时,能够判断出第1压缩机正在对新气进行压缩的适当值。
[0049] 如此,本发明的控制阀异常判断装置能够在如下内燃机中判断出排气切换阀即第1控制阀、以及进气切换阀即第2控制阀是否在正常工作,其中,所述内燃机具有多个增压器、多个旁通通道、和包括排气切换阀以及进气切换阀在内的多个控制阀。并且,即使内燃机运行于较低负荷的运行区域(第1运行区域)中,本发明的控制阀异常判断装置也能够判断出上述控制阀是否在正常工作。因此,能够及早发现控制阀的异常。
[0050] 并且,在本发明的控制阀异常判断装置中,对于压力取得单元取得第1压缩机下游压的方法没有特别限定。
[0051] 例如,所述压力取得单元可以被构成为,对由所述压力损耗产生部件所产生的压力损耗量进行“推断”,且通过实际检测而取得所述增压,并将“该推断出的压力损耗量与所取得的所述增压之和”,作为所述第1压缩机下游压而取得。
[0052] 在这里,对于推断上述压力损耗量的方法没有特别限定。例如,可以预先通过实验而确定“新气的流量与在压力损耗产生部件中所产生的压力损耗量之间的关系”,并将实际的新气流量应用于该确定的关系中,由此来推断该压力损耗量。
[0053] 另外,上述具有多个增压器的内燃机可以被构成为,在上述的结构之外,还具有“旁通所述第2涡轮的第3通道部”以及“被设置在该第3通道部中的第3控制阀”。本发明的控制阀异常判断装置也能够适用于以这种方式构成的内燃机。
[0054] 更具体来说,
[0055] 所述第3通道部为,一端连接在所述排气通道中的所述第1涡轮与所述第2涡轮之间,另一端连接在该排气通道中的所述第2涡轮的下游一侧的通道。如此,该第3通道部构成了旁通所述第2涡轮的路径。
[0056] 设置在所述第3通道部中的所述第3控制阀,根据其开度而变更该第3通道部的流道面积。由此,第3控制阀对“被导入至所述第2涡轮中的废气能量的大小”进行变更。
[0057] 在本发明的控制阀异常判断装置被适用于上述内燃机时,
[0058] 所述控制阀驱动单元被构成为,
[0059] 当所述内燃机运行于所述“第1运行区域”或者“第2运行区域”时,所述控制阀驱动单元驱动所述第3控制阀,以使废气“不能流通”于所述第3通道部中,其中,“第2运行区域中,所述新气量大于所述第1阈值新气量、且在大于该第1阈值新气量的第2阈值新气量以下”。
[0060] 上述“第2运行区域”为,与能够由第1增压器以及第2增压器的“双方”进行增压的运行区域实质上相一致的区域。即,如果当内燃机运行于该第2运行区域时,无论第1控制阀以及第2控制阀的状态如何,均通过“第3控制阀”的正常工作而使废气不会通过所述第3通道部,则足够大小的废气能量将被导入至第2增压器中,所以新气将被第2增压器压缩。换言之,如果新气被第2增压器压缩,则能够判断出第3控制阀在正常工作。
[0061] 因此,所述异常判断单元被构成为,
[0062] 在所述内燃机运行于所述“第2运行区域”的情况下,当产生所述“增压异常状态”时,
[0063] (C)如果所述压缩机间压力在规定的第2阈值压力以上,则所述异常判断单元判断“所述第3控制阀为正常”,
[0064] (D)如果所述压缩机间压力小于所述第2阈值压力,则所述异常判断单元判断“所述第3控制阀为异常”。
[0065] 在这里,上述“第2阈值压力”为,在判断第3控制阀是否异常时成为指标的值,并为与第3控制阀为“正常”时所得到的压缩机间压力的最小值相当的值。例如,第2阈值压力可以设定为大气压。并且,第2阈值压力也可以设定为,将大气压与“根据内燃机的运行状态以及第2增压器所要求的性能等而设定的规定值”相加之后的值。另外,第2阈值压力还可以设定为,从大气压中减去“在从内燃机的外部到第2压缩机的路径中所产生的压力损耗量”之后的值。
[0066] 通过这种方式,本发明的控制阀异常判断装置能够在如下的内燃机中,判断“其他控制阀(第3控制阀)”是否在正常工作,其中,所述内燃机具有多个增压器、多个旁通通道、和包括排气切换阀、进气切换阀以及其他控制阀(第3控制阀)在内的多个控制阀。
[0067] 并且,本发明的控制阀异常判断装置可以被构成为,以“第1控制阀、第2控制阀以及第3控制阀中的两个以上的控制阀不会同时产生异常”为前提,而判断各控制阀的异常。实际上,第1控制阀、第2控制阀以及第3控制阀中的两个以上的控制阀同时产生异常的情况很少见,因而该前提是基于现实的。以下,将该前提称为“多重异常除外前提”。根据该多重异常除外前提,当判断“第1控制阀、第2控制阀以及第3控制阀中的一个控制阀为异常”时,则能够推断出“不同于该一个控制阀的其他控制阀为正常”。
[0068] 因此,在上述控制阀异常判断装置中,
[0069] 所述异常判断单元被构成为,
[0070] 当做出“所述第3控制阀为异常”的判断时,推断“所述第1控制阀以及所述第2控制阀为正常”。
[0071] 所述控制阀驱动单元被构成为,
[0072] 当所述内燃机运行于所述“第2运行区域”时,与内燃机运行于“第1运行区域”时一样,驱动所述第1控制阀,以使所述第1压缩机将被导入至所述第1压缩机中的空气压缩并排出。
[0073] 在上述异常判断原理中,根据内燃机运行于“第1运行区域”时的第1控制阀以及第2控制阀的动作,来判断第1控制阀以及第2控制阀的异常。但是,当以上述方式构成控制阀驱动单元时,即使在内燃机运行于“第2运行区域”的情况下,第1控制阀也以和内燃机运行于“第1运行区域”时同样的方式驱动。并且,第2控制阀无论内燃机运行于哪个运行区域,均根据第2控制阀的上游一侧的空气压力和下游一侧的空气压力而工作。因此,即使在上述结构的内燃机运行于“第2运行区域”的情况下,也能够应用异常判断原理。
[0074] 因此,所述异常判断单元可以被构成为,
[0075] 在所述内燃机运行于所述“第2运行区域”的情况下,当所述异常判断单元判断所述第3控制阀为正常时,根据“异常判断原理”,如果所述第1压缩机下游压大于所述第1阈值压力,则所述异常判断单元判断“所述第1控制阀为异常并且所述第2控制阀为正常”,如果该第1压缩机下游压在该第1阈值压力以下,则所述异常判断单元可判断“所述第1控制阀以及所述第2控制阀中的某一个为异常”。
[0076] 并且,本发明的控制阀异常判断装置可以被构成为,在所述内燃机运行于“第1运行区域”以及“第2运行区域”中的某一个运行区域的情况下,当产生了所述增压异常状态、并且所述第1压缩机下游压在所述第1阈值压力以下时(即,所述异常判断单元判断出了“第1控制阀以及第2控制阀中的某一个为异常”时),所述控制阀异常判断装置以下述方式,确定第1控制阀以及第2控制阀中的哪一个为异常。
[0077] 具体来说,所述异常判断单元被构成为,
[0078] 在包括“所述内燃机运行于所述第2运行区域”在内的异常判断条件成立的期间内,
[0079] 首先,将随着所取得的所述增压增大而增大的增压相当值作为“第1值”而取得,[0080] 接着,驱动该第1控制阀,以使在取得该第1值的时间点以后的“第1时间点”处的所述第1控制阀的开度,与“不同于取得该第1值的时间点处的开度即第1开度的第2开度”相一致。
[0081] 其后,将从该第1时间点起经过了规定时间之后的“第2时间点”处取得的增压相当值作为“第2值”而取得。
[0082] 当上述异常判断条件成立时,由于内燃机运行于“第2运行区域”,所以如上文所述,第1控制阀将在“第1增压器以及第2增压器双方均对新气进行压缩的范围”内被驱动。此时,废气的能量被分配至第1增压器以及第2增压器。在这里,如果第1控制阀为“正常”,则由于在第1控制阀被驱动以使其开度从第1开度变化为第2开度时,第1控制阀的实际开度将从第1开度变化为第2开度,所以分别被导入至第1增压器以及第2增压器的废气能量将变化。
[0083] 在这里,如果第2控制阀为“正常”,则由于第2控制阀切断第2通道部,所以第1增压器以及第2增压器双方均进行增压(参考上述(1))。并且,随着被导入至第1增压器中的废气能量的变化而产生的第1增压器的增压效率的变化量,与随着被导入至第2增压器中的废气能量的变化而产生的第2增压器的增压效率的变化量有所不同。其结果为,增压将发生变化。
[0084] 与此相对,如果第2控制阀为“异常”,则由于第2控制阀不切断第2通道部,所以仅由第2增压器进行增压(参考上述(1))。并且,被导入至第2增压器中的废气的能量将发生变化。其结果为,增压将发生变化。
[0085] 也就是说,无论第2控制阀的状态如何,在驱动第1控制阀以使第1控制阀的开度从第1开度变化为第2开度时,如果第1控制阀的实际开度从第1开度变化为第2开度,则增压必定会发生变化。
[0086] 因此,如果像上述那样,增压在驱动第1控制阀时变化,则能够判断出第1控制阀为“正常”,并且根据上述“多重异常除外前提”能够判断出第2控制阀为“异常”。与此相对,如果在以上述方式驱动第1控制阀时增压未发生变化,则能够判断出第1控制阀为“异常”,并且根据上述“多重异常除外前提”,能够判断出第2控制阀为“正常”。
[0087] 因此,所述异常判断单元被构成为,
[0088] (E)当所述第2值与所述第1值之差、即“增压相当值变化量”的绝对值处于规定的阈值变化量以上时,所述异常判断单元判断“所述第1控制阀为正常且所述第2控制阀为异常”,
[0089] (F)当该增压相当值变化量的绝对值小于所述阈值变化量时,所述异常判断单元判断“所述第1控制阀为异常且所述第2控制阀为正常”。
[0090] 另外,上述“阈值变化量”为,在判断第1控制阀是否为正常时成为指标的值,且为与第1控制阀为“正常”时所得到的“上述第1值与上述第2值之差(增压相当值变化量)的最小值”相当的值。
[0091] 如此,本发明的控制阀异常判断装置能够在所述异常判断单元判断出了“第1控制阀以及第2控制阀中的某一个为异常”时,强制性地驱动第1控制阀,并根据其结果确定“第1控制阀以及第2控制阀中的哪一个为异常”。
[0092] 并且,在上述结构中,取得“随着增压增大而增大的量”以作为增压相当值。作为该增压相当值,例如可例举出,增压本身或者新气量。
[0093] 因此,所述异常判断单元可以被构成为,取得所述“增压”以作为增压相当值。并且,所述异常判断单元可以被构成为,取得所述“新气量”以作为所述增压相当值。
[0094] 并且,在本发明的控制阀异常判断装置中,
[0095] 所述控制阀驱动单元适合于被构成为,
[0096] 当所述内燃机运行于所述“第1运行区域”时,所述控制阀驱动单元驱动所述第1控制阀,以使该第1控制阀的开度成为“全闭开度(切断第1通道部的开度)”。
[0097] 通过以上述方式驱动第1控制阀,能够使被导入至第1增压器(第1涡轮)中的废气能量的大小成为最大。由此,当内燃机运行于第1运行区域时,能够将从燃烧室排出的废气能量最有效地活用于“驱动第1压缩机”上。
[0098] 在本发明的控制阀异常判断装置的一个实施方式中,
[0099] 所述第1控制阀被构成为,响应指示信号而变更所述第1通道部的流道面积,[0100] 所述控制阀驱动单元或者所述异常判断单元被构成为,通过向所述第1控制阀驱动单元发送所述指示信号,从而变更所述第1控制阀的开度。
[0101] 并且,如上所述,所述第2控制阀被构成为,根据其上游一侧的空气压力与下游一侧的空气压力而切断或者开放第2通道部。
[0102] 上述这种第2控制阀,作为一个实施方式,其可以被构成为,
[0103] 具有:“阀体”、供所述阀体落座的“落座部”、以及朝向所述落座部对所述阀体施力的“施力单元”。具体来说,第2控制阀可以被构成为,当“所述第2通道部中该第2控制阀上游一侧的空气压力与该第2控制阀下游一侧的空气压力相比,未高出所述第1压力以上”时,该阀体通过该施力单元的施力而被移动至“落座于该落座部的第1位置”处,从而“切断该第2通道部”。并且,第2控制阀可以被构成为,当“该第2通道部中该第2控制阀上游一侧的空气压力与该第2控制阀下游一侧的空气压力相比,高出该第1压力以上”时,该阀体将克服该施力单元的施力而被移动至“不同于所述第1位置的第2位置”处,从而“开放该第2通道部以使空气能够流通”。
[0104] 在具有上述结构的第2控制阀中,通过改变所述施力单元的施力的大小,从而能够改变上述第1压力。以下,为了方便,将具有此种结构的控制阀称为“自动开闭阀”。

附图说明

[0105] 图1为应用了本发明第1实施方式中的控制装置的内燃机的概略图。
[0106] 图2为图1中的内燃机所具有的进气切换阀的概略图。
[0107] 图3为表示本发明第1实施方式中的控制装置所采用的内燃机转速、燃料喷射量及涡轮模式之间的关系的概略图。
[0108] 图4为表示应用了本发明第1实施方式中的控制装置的内燃机中的进气以及排气流道的第1例的概略图。
[0109] 图5为表示应用了本发明第1实施方式中的控制装置的内燃机中的进气以及排气流道的第2例的概略图。
[0110] 图6为表示应用了本发明第1实施方式中的控制装置的内燃机中的进气以及排气流道的第3例的概略图。
[0111] 图7为表示应用了本发明第1实施方式中的控制装置的内燃机中的进气以及排气流道的第4例的概略图。
[0112] 图8为表示应用了本发明第1实施方式中的控制装置的内燃机中的进气以及排气流道的第5例的概略图。
[0113] 图9为表示本发明第1实施方式中的控制装置的CPU所执行的程序的流程图。
[0114] 图10为表示本发明第1实施方式中的控制装置的CPU所执行的程序的流程图。
[0115] 图11为表示本发明第1实施方式中的控制装置的CPU所执行的程序的流程图。
[0116] 图12为表示本发明第1实施方式中的控制装置的CPU所执行的程序的流程图。
[0117] 图13为表示本发明第2实施方式中的控制装置的CPU所执行的程序的流程图。
[0118] 图14为表示本发明第2实施方式中的控制装置的CPU所执行的程序的流程图。

具体实施方式

[0119] 下文将参照附图对本发明中的内燃机的控制阀异常判断装置的各种实施方式进行说明。
[0120] (第1实施方式)
[0121] <装置的概要>
[0122] 图1表示的是,将本发明第1实施方式中的控制阀异常判断装置(以下也称为“第1装置”)适用于内燃机10时的系统概略结构。内燃机10为4气缸柴油内燃机。
[0123] 该内燃机10具有:发动机主体20,其包括燃料供给系统;进气系统30,其用于将空气导入至发动机主体20中;排气系统40,其用于将来自发动机主体20的废气排出至外部;EGR装置50,其用于使废气向进气系统30一侧回流;增压装置60,其被废气的能量所驱动从而对导入至发动机主体20中的空气进行压缩。
[0124] 发动机主体20具有连接进气系统30和排气系统40的气缸盖21。该气缸盖21具有以对应于各气缸的方式被设置在各气缸上部的多个燃料喷射装置22。各燃料喷射装置22被连接在未图示的燃料箱上,并根据来自电子控制装置80的指示信号而直接向各气缸的燃烧室内喷射燃料。
[0125] 进气系统30具有:进气歧管31,其通过形成在气缸盖21上的未图示的进气口而与各气缸连通;进气管32,其被连接在进气歧管31的上游侧集合部上;节流阀33,其在进气管32内可改变进气通道的开口截面积;节流阀作动器33a,其根据来自电子控制装置80的指示信号而旋转驱动节流阀33;内部冷却器34,其被安装在进气管32中的节流阀33的上游;空气滤清器35,其被配置在增压装置60上游一侧的进气管32的端部上,其中,所述增压装置60被设置在内部冷却器34的上游。进气歧管31以及进气管32构成了进气通道。
[0126] 排气系统40具有:排气歧管41,其通过形成在气缸盖21上的未图示的排气口而与各气缸连通;排气管42,其被连接在排气歧管41的下游侧集合部上;公知的废气净化用催化剂(DPNR)43,其被安装在排气管42中的增压装置60的下游一侧,其中,增压装置60被安装在排气管42中。排气歧管41以及排气管42构成了排气通道。
[0127] EGR装置50具有:排气回流管51,其构成了使废气从排气歧管41向进气歧管31回流的通道(EGR通道);EGR气体冷却装置(EGR冷却器)52,其被安装在排气回流管51中;EGR控制阀53,被安装在排气回流管51中。EGR控制阀53被构成为,能够根据来自电子控制装置80的指示信号而改变从排气歧管41向进气歧管31回流的废气量。
[0128] 增压装置60具有,作为第1增压器的高压段增压器61、以及作为第2增压器的低压段增压器62。即,增压装置60具有多个(两个)增压器。
[0129] 高压段增压器61具有,高压段压缩机61a以及高压段涡轮61b。高压段压缩机61a也被称为第1压缩机。高压段压缩机61a被配置在进气通道(进气管32)中。高压段涡轮61b也被称为第1涡轮。高压段涡轮61b被配置在排气通道(排气管42)中。高压段压缩机61a与高压段涡轮61b以可同轴旋转的方式被转子轴(图示省略)连接在一起。由此,当高压段涡轮61b被废气旋转时,高压段压缩机61a也将旋转,从而对被供给至高压段压缩机61a中的空气进行压缩(进行增压)。
[0130] 低压段增压器62具有,低压段压缩机62a以及低压段涡轮62b。低压段压缩机62a也被称为第2压缩机。低压段压缩机62a被配置在进气通道(进气管32)中的高压段压缩机61a的上游一侧。低压段涡轮62b被配置在排气通道(排气管42)中的高压段涡轮61b的下游一侧。低压段压缩机62a与低压段涡轮62b以可同轴旋转的方式被转子轴(图示省略。)连接在一起。由此,当低压段涡轮62b被废气旋转时,低压段压缩机62a也将旋转,从而对被供给至低压段压缩机62a中的空气进行压缩(进行增压)。通过这种方式,使高压段增压器61与低压段增压器62被串接在一起。
[0131] 并且,低压段增压器62的容量大于高压段增压器61的容量。因此,低压段增压器62的阻塞流量大于高压段增压器61的阻塞流量,并且低压段增压器62的喘振流量也大于高压段增压器61的喘振流量。换言之,高压段增压器61为进行增压所需要的废气能量的最小值,小于低压段增压器62为进行增压所需要的废气能量的最小值。
[0132] 由此,高压段增压器61以及低压段增压器62,能够在负荷较小的运行区域中主要通过高压段增压器61来进行增压,而在负荷较大的运行区域中主要通过低压段增压器62来进行增压。因此,通过高压段增压器61与低压段增压器62,使新气在更宽的运行区域(负荷区域)内被切实地压缩(增压)。
[0133] 并且,增压装置60具有高压段压缩机旁通通道部(旁通管)63、进气切换阀(ACV)64、高压段涡轮旁通通道部(旁通管)65、排气切换阀(ECV)66、低压段涡轮旁通通道部(旁通管)67以及排气旁通阀(EBV)68。
[0134] 高压段压缩机旁通通道部63的一端,被连接在进气通道(进气管32)中的高压段压缩机61a与低压段压缩机62a之间。高压段压缩机旁通通道部63的另一端,被连接在进气通道(进气管32)中的高压段压缩机61a的下游一侧。即,高压段压缩机旁通通道部63构成了旁通高压段压缩机61a的路径。为了方便,高压段压缩机旁通通道部63也被称为“第2通道部”。
[0135] 进气切换阀64为,被配置在高压段压缩机旁通通道部63中的自动开闭阀。如图2所示,进气切换阀64具有阀体64a、供该阀体64a落座的落座部64b、与对阀体64a朝向落座部64b施力的施力单元(弹簧)64c。进气切换阀64被构成为,当“高压段压缩机旁通通道部63中进气切换阀64上游一侧的空气压力,与进气切换阀64下游一侧的空气压力相比,未高出规定压力(第1压力)以上”时,阀体64a将通过施力单元(弹簧)64c的施力而被移动至“落座于落座部64b的第1位置”处,从而“切断高压段压缩机旁通通道部63”。
[0136] 并且,进气切换阀64被构成为,当“高压段压缩机旁通通道部63中进气切换阀64上游一侧的空气压力,与进气切换阀64下游一侧的空气压力相比,高出所述规定压力以上”时,阀体64a将克服施力单元(弹簧)64c的施力而被移动至“不同于第1位置的第2位置”处,从而“开放高压段压缩机旁通通道部63以使空气能够流通”。因此,该进气切换阀64为,独立于电子控制装置80的指示信号而被驱动的阀。为了方便,进气切换阀64也被称为“第2控制阀”。
[0137] 再次参照图1,高压段涡轮旁通通道部65的一端,被连接在排气通道(排气管42)中的高压段涡轮61b的上游一侧。高压段涡轮旁通通道部65的另一端,被连接在排气通道(排气管42)中的高压段涡轮61b与低压段涡轮62b之间。即,高压段涡轮旁通通道部65构成了旁通高压段涡轮61b的路径。为了方便,高压段涡轮旁通通道部65也被称为“第1通道部”。
[0138] 排气切换阀66为,被配置在高压段涡轮旁通通道部65中的蝶阀。排气切换阀66通过排气切换阀作动器66a来改变其开度(动作量),所述排气切换阀作动器66a按照来自电子控制装置80的指示而被驱动。排气切换阀66随着其开度的变更而改变高压段涡轮旁通通道部65的流道面积,由此,来改变被导入至高压段涡轮61b中的空气量、与通过高压段涡轮旁通通道部65的空气量之间的比例。为了方便,排气切换阀66也被称为“第1控制阀”。
[0139] 低压段涡轮旁通通道部67的一端,被连接在排气通道(排气管42)中的低压段涡轮62b的上游一侧。低压段涡轮旁通通道部67的另一端,被连接在排气通道(排气管42)中的低压段涡轮62b的下游一侧。即,低压段涡轮旁通通道部67构成了旁通低压段涡轮62b的路径。为了方便,低压段涡轮旁通通道部67也被称为“第3通道部”。
[0140] 排气旁通阀68为,被设置在低压段涡轮旁通通道部67中的蝶阀。排气旁通阀68通过排气旁通阀作动器68a来改变其开度(动作量),所述排气旁通阀作动器68a按照来自电子控制装置80的指示而被驱动。排气旁通阀68随着其开度的变更而改变低压段涡轮旁通通道部67的流道面积,由此,来改变被导入至低压段涡轮62b中的空气量、与通过低压段涡轮旁通通道部67的空气量之间的比例。为了方便,排气旁通阀68也被称为“第3控制阀”。
[0141] 并且,该第1装置具有,热线式空气流量计71、压缩机间压力传感器72、进气温度传感器73、增压传感器74、曲轴位置传感器75以及加速踏板开度传感器76。
[0142] 空气流量计71用于输出,与在进气管32内流动的吸入空气的质量流量(其为每单位时间内被吸入至内燃机10中的空气的质量,也简称为“流量”。)Ga相对应的信号。
[0143] 压缩机间压力传感器72用于输出,与进气管32内的高压段压缩机61a和低压段压缩机62a之间的压力(压缩机间压力)Pc相对应的信号。另外,压缩机间压力传感器72也可以被配置在,高压段压缩机旁通通道部63中进气切换阀64的上游一侧。
[0144] 进气温度传感器73用于输出,与在进气管32内流动的吸入空气的温度相对应的信号。
[0145] 增压传感器74被配置在进气管32中节流阀33的下游一侧。增压传感器74用于输出,表示其在进气管32内的配置部位处的空气压力、即被供给至内燃机10的燃烧室中的空气压力(增压)Pim的信号。
[0146] 曲轴位置传感器75用于输出,曲轴(图示省略。)每旋转10°时具有窄幅脉冲、且该曲轴每旋转360°时具有宽幅脉冲的信号。
[0147] 加速踏板开度传感器76用于输出,与由驾驶者所操作的加速踏板AP的开度Accp相对应的信号。
[0148] 电子控制装置80为,由通过总线而被相互连接的CPU81、ROM82、RAM83、在电源接通的状态下存储数据且在电源被切断的期间也保存所存储数据的备份RAM84、以及含有AD转换器的接口85等所构成的微型电子计算机。
[0149] 接口85被构成为,与上述各传感器等相连接,并向CPU81提供来自上述各传感器等的信号。并且,接口85被构成为,按照CUP81的指示而向燃料喷射装置22以及各作动器(节流阀作动器33a、排气切换阀作动器66a以及排气旁通阀作动器68a)等发送驱动信号(指示信号)。
[0150] <装置的工作概要>
[0151] 接着,对以上述方式构成的第1装置的工作概要进行说明。
[0152] 第1装置根据内燃机10的运行状态,来决定表示增压装置60(高压段增压器61以及低压段增压器62)的工作方式的“涡轮模式”。并且,第1装置在增压装置60以规定的涡轮模式进行工作时,通过对增压与规定的参照增压进行比较,从而确认新气是否被正常压缩。
[0153] 并且,第1装置在新气未被正常压缩时(即,产生了上述的增压异常状态时),通过对第1压缩机下游压与压缩机间压力进行比较,从而判断排气切换阀(第1控制阀)66以及进气切换阀(第2控制阀)64是否在正常工作。并且,第1装置通过对压缩机间压力与预先设定的规定压力进行比较,从而判断排气旁通阀(第3控制阀)68是否在正常发挥作用。
[0154] 并且,第1装置在某个控制阀为异常时,将上述判断的结果通知给内燃机10的操作者,并且执行对构成内燃机10的部件负担较小的“保护运行”。另一方面,第1装置在全部控制阀均为正常时,不向操作者进行通知,而是执行“普通运行”。以上即为第1装置的工作概要。
[0155] <涡轮模式的决定方法>
[0156] 接着,在对本发明的具体工作进行说明之前,先对第1装置所采用的涡轮模式及其决定方法进行说明。
[0157] 如上文所述,能够使高压段增压器61工作的废气能量的量,小于能够使低压段增压器62工作的废气能量的量。因此,第1装置在废气能量较小时(即内燃机的负荷较小、流量Ga较小时),对排气切换阀66进行控制,以使废气被优先供给至高压段增压器61。另一方面,第1装置在废气能量较大时(即内燃机的负荷较大、流量Ga较大时),对排气切换阀66进行控制,以使废气被优先供给至低压段增压器62。并且,第1装置控制排气旁通阀68,从而对被供给至低压段增压器62中的废气能量的大小进行调节。
[0158] 即,第1装置根据内燃机10的运行状态而控制排气切换阀66以及排气旁通阀68,以使适当量的废气被供给至高压段增压器61以及低压段增压器62。再者,如上文所述,进气切换阀64独立于第1装置的控制,并根据进气切换阀64上游一侧的空气压力与下游一侧空气压力而工作。
[0159] 为了执行所述控制,第1装置将内燃机10的运行状态分成4个区域(运行区域),并决定分别适合该4个运行区域的进气切换阀64、排气切换阀66以及排气旁通阀68(以下,也称为“各控制阀”)的工作状态。该“各控制阀的工作状态”根据涡轮模式而被决定。
[0160] 该涡轮模式以如下方式被决定。
[0161] 如图3(A)所示,第1装置将“预先设定了内燃机转速NE、燃料喷射量Q、以及涡轮模式之间的关系的涡轮模式图表MapTurbo(NE,Q)”存储在ROM82中。图3(A)的图中所示的“1”~“4”的数字分别表示涡轮模式的号码。另外,图3(A)的图中所示的“HP+LP”表示高压段增压器61以及低压段增压器62的双方均工作,“LP”表示优先使低压段增压器62工作。
[0162] 在这里,图3(B)表示各涡轮模式中各控制阀的工作状态。在图3(B)中,“全闭”表示如下状态,即,控制阀的开度被设定为将设置有该控制阀的通道关闭的开度,从而空气或者废气不能通过该通道。另一方面,“全开”表示如下状态,即,控制阀的开度被设定为将设置有该控制阀的通道完全(直到极限)开放的开度,从而成为空气或者废气实质上不会受到控制阀的影响而能够通过该通道。并且,“开”表示如下状态,即,控制阀的开度被设定为从“全闭”到“全开”之间的开度,从而自设置有该控制阀的通道中通过的空气或者废气的流量,能够根据控制阀的开度而变更。
[0163] 另外,在图3(B)中,“ECV”为排气切换阀(第1控制阀)66的简称,“ACV”为进气切换阀(第2控制阀)64的简称,“EBV”为排气旁通阀(第3控制阀)68的简称。
[0164] 第1装置通过将实际的内燃机转速NE以及燃料喷射量Q应用于上述涡轮模式图表MapTurbo(NE,Q)中,从而决定涡轮模式(各控制阀的工作状态)。并且,第1装置根据所决定的涡轮模式而对各控制阀的开度进行控制。
[0165] <控制阀的异常判断>
[0166] 接着,对第1装置中的控制阀的异常判断方法进行说明。
[0167] 第1装置在内燃机10以涡轮模式1或者涡轮模式2运行时,进行控制阀的异常判断。
[0168] 首先,第1装置在内燃机10以涡轮模式1或者涡轮模式2运行时,判断增压Pim是否与规定的参考增压相一致。在第1装置中,参照增压被设定为,根据内燃机10的运行状态而确定的目标增压Pimtgt。当该判断结果为,增压Pim与目标增压Pimtgt不一致时(增压Pim与目标增压Pimtgt相比,低出规定值(第2压力)以上时。即,产生了增压异常状态时),第1装置判断控制阀中的至少一个为异常,并且根据后文叙述的异常判断方法来判断哪一个控制阀为异常。
[0169] 如上文所述,在涡轮模式1以及涡轮模式2中,如图3(A)所示,驱动各控制阀,以使高压段增压器61以及低压段增压器62的“双方”均工作。在这里,在图3(C)中对涡轮模式与新气量Ga之间的关系进行了图示。在图3(C)中,图示了图3(A)的涡轮模式图表MapTurbo(NE,Q),并图示了“新气量Ga、与根据该新气量Ga而确定的第1运行区域AR1以及第2运行区域AR2之间的关系”。
[0170] 如图3(C)所示,在选择了涡轮模式1的运行区域中的、规定的低负荷运行区域(新气量Ga在第1阈值新气量A以下的第1运行区域)AR1中,因为被导入至内燃机10中的空气流量Ga较小,所以即使各控制阀以上述方式被驱动,低压段增压器62也不能工作。即,在该第1运行区域中,“只有高压段增压器61”工作。另一方面,在选择了涡轮模式1的运行区域中的除了上述第1运行区域之外的运行区域,与选择了涡轮模式2的运行区域相结合的运行区域(新气量Ga为从第1阈值新气量A到第2阈值新气量B(B>A)的范围内的量的第2运行区域)AR2中,“高压段增压器61以及低压段增压器62的双方”均工作。再者,在图3(C)中,用来表示第2运行区域上限的边界线(Ga=B的边界线),与涡轮模式2和涡轮模式3之间的边界线相一致。
[0171] <异常判断方法1>
[0172] 内燃机运行于“第1运行区域AR1”中时,如上文所述,仅高压段增压器61(第1增压器)能够进行增压,而低压段增压器(第2增压器)62不能进行增压。因此,排气旁通阀68的状态不会对增压造成影响。因此,在内燃机运行于“第1运行区域AR1”时产生了增压异常状态的情况下,能够判断出进气切换阀64以及排气切换阀66中的至少一个为异常。
[0173] 在内燃机10运行于“第1运行区域AR1”时产生了增压异常状态的情况下,第1装置判断高压段压缩机61a是否在对新气进行压缩。如果该判断结果为,高压段压缩机61a在对新气进行压缩,则第1装置判断“排气切换阀66为异常并且进气切换阀64为正常”。另一方面,如果高压段压缩机61a未对新气进行压缩,则第1装置判断“排气切换阀66以及进气切换阀64中的某一个为异常”。以下,将此判断方法称为“异常判断方法1”。
[0174] 并且,在内燃机10运行于“第1运行区域AR1”时产生了增压异常状态的情况下,也存在排气旁通阀68为异常的可能性。但是,如上文所述,两个以上的控制阀同时产生异常的情况是很少见的。因此,第1装置按照上文叙述的多重异常除外前提,在判断进气切换阀64以及排气切换阀66中的至少一个为异常时,推断排气旁通阀68为正常。
[0175] <异常判断方法2>
[0176] 另一方面,在内燃机10运行于“第2运行区域AR2”时产生了增压异常状态的情况下,第1装置首先判断低压段压缩机62a是否在切实地对新气进行压缩。该判断的结果为,如果低压段压缩机62a在对新气进行压缩,则第1装置判断“排气旁通阀68为正常”。另一方面,如果低压段压缩机62a未在对新气进行压缩,则第1装置判断“排气旁通阀68为异常”。
[0177] 并且,第1装置在判断出“排气旁通阀68为正常”的情况下,通过上文叙述的“异常判断方法1”而判断排气切换阀66以及进气切换阀64的异常。与此相对,第1装置在判断出“排气旁通阀68为异常”的情况下,按照多重异常除外前提,从而推断“排气切换阀66以及进气切换阀64为正常”。以下,将此判断方法称为“异常判断方法2”。
[0178] 下面,对于能够通过上文叙述的“异常判断方法1以及异常判断方法2”来判断控制阀异常的理由,按照如下顺序进行说明。
[0179] <说明顺序>
[0180] (情况1-1)进气切换阀64、排气切换阀66以及排气旁通阀68全部为正常的情况[0181] (情况1-2)进气切换阀64为异常,且排气切换阀66以及排气旁通阀68为正常的情况
[0182] (情况1-3)排气切换阀66为异常,且进气切换阀64以及排气旁通阀68为正常的情况
[0183] (情况1-4)排气旁通阀68为异常,且进气切换阀64以及排气切换阀66为正常的情况
[0184] <说明>
[0185] (情况1-1)进气切换阀64、排气切换阀66以及排气旁通阀68全部为正常的情况[0186] 首先,对内燃机10运行于“第1运行区域AR1”的情况进行说明。在内燃机10运行于第1运行区域AR1(涡轮模式1中的低负荷运行区域)时,如图3(B)所示,进气切换阀64、排气切换阀66以及排气旁通阀68全部被控制成“全闭”状态。
[0187] 因此,如图4所示,被导入至进气通道32a(上述进气通道32中的一部分)中的新气In首先经过低压段压缩机62a、低压段压缩机62a与高压段压缩机61a之间的进气通道32b(上述进气通道32中的一部分)、高压段压缩机61a以及进气通道32c(上述进气通道
32中的一部分),而后被导入至内燃机10的燃烧室CC中。
[0188] 并且,从燃烧室CC排出的废气Ex经过排气通道42a(上述排气通道42中的一部分)、高压段涡轮61b、高压段涡轮61b与低压段涡轮62b之间的排气通道42b(上述排气通道42中的一部分)、排气通道42c(上述排气通道42中的一部分)、低压段涡轮62b、以及排气通道42d(上述排气通道42中的一部分),而后被排出至内燃机10的外部。
[0189] 该结果为,高压段涡轮61b对“被导入至高压段压缩机61a中的新气In”进行压缩。与此相对,在第1运行区域AR1中,即使废气Ex被导入至低压段涡轮62b中,低压段压缩机
62a也不会被驱动。因此,内燃机10运行于第1运行区域AR1中时,如果全部的控制阀为正常,那么只有高压段压缩机61a对新气In进行压缩。由此,增压Pim与目标增压Pimtgt实质上相一致。即,不产生增压异常状态。
[0190] 接下来,对内燃机10运行于“第2运行区域AR2”的情况进行说明。当内燃机10运行于第2运行区域AR2时,如图3(B)所示,进气切换阀64以及排气旁通阀68被控制成“全闭”状态,并且排气切换阀66被控制成“全闭”或者“开”状态,从而高压段压缩机61a以及低压段压缩机62a的双方均对新气In进行压缩。
[0191] 另外,此时,第1装置对排气切换阀66的开度进行反馈控制,以使根据内燃机10的运行状态而确定的目标增压Pimtgt、与从增压传感器74取得的增压Pim相一致。由此,增压Pim与目标增压Pimtgt实质上相一致。即,不产生增压异常状态。
[0192] (情况1-2)进气切换阀64为异常,且排气切换阀66以及排气旁通阀68为正常的情况
[0193] 在内燃机10运行于第1运行区域AR1或者第2运行区域AR2时,进气切换阀64应处于“全闭”状态。因此,当在这些运行区域中进气切换阀64发生异常时,进气切换阀64处于打开状态。以下,将此状态称为“进气切换阀开异常状态”。
[0194] 此时,如图5所示,从燃烧室CC排出的废气Ex,与上述“情况1-1”相同,经过高压段涡轮61b以及低压段涡轮62b而被排出至内燃机10的外部。
[0195] 因此,如果内燃机10运行于“第1运行区域AR1”,则只有高压段压缩机61a被驱动,以对新气In进行压缩。另一方面,如果内燃机10运行于“第2运行区域AR2”,则高压段压缩机61a以及低压段压缩机62a的双方均被驱动,以对新气In进行压缩。
[0196] 但是,此时,进气切换阀64处于“进气切换阀开异常状态”。因此,在内燃机10运行于“第1运行区域AR1”以及“第2运行区域AR2”中的任意一个运行区域的情况下,通过了低压段压缩机62a之后的新气In均不会流向高压段压缩机61a,而是通过高压段压缩机旁通通道部63被导入至内燃机10的燃烧室CC中。因此,即使高压段压缩机61a以上述方式被驱动,高压段压缩机61a也不能对新气In进行压缩。
[0197] 该结果为,压缩机间压力Pc、与通过高压段压缩机61a之后的新气In的压力实质上相同。并且,由于希望进行增压的高压段压缩机61a不能进行增压,所以增压Pim小于目标增压Pimtgt。即,产生了增压异常状态。
[0198] 从以上可以明确看出,在内燃机10至少运行于“第1运行区域AR1”时产生了增压异常状态的情况下,如果高压段压缩机61a未在对新气进行压缩,则能够判断出“本来应该关闭的进气切换阀64”是打开的。但是,在“本来应该关闭的进气切换阀64”打开的情况中,包括如下两种情况,即,由于进气切换阀64自身为异常(进气切换阀开异常状态)导致进气切换阀64打开的情况,以及如下文叙述的由于排气切换阀66异常而导致进气切换阀64打开的情况。
[0199] (情况1-3)排气切换阀66为异常,且进气切换阀64以及排气旁通阀68为正常的情况
[0200] 在内燃机10运行于“第1运行区域AR1”时,如上文所述,排气切换阀66被控制成,处于“全闭”状态。因此,在内燃机10运行于第1运行区域AR1的情况下,当排气切换阀66为异常时,排气切换阀66处于打开状态(即,排气切换阀66的开度大于全闭状态时的开度。)。
[0201] 此时,如图6所示,“废气Ex中的一部分”通过高压段涡轮61b后被导入至低压段涡轮62b中,“废气Ex中的另一部分”经过高压段涡轮旁通通道65而被直接导入至低压段涡轮62b中。因此,被导入至高压段涡轮61b中的废气能量,与上述“情况1-1”相比,减少了相当于被直接导入至低压段涡轮62b中的量。
[0202] 此时,如果被导入至高压段涡轮61b中的废气Ex的能量大小在“能够驱动高压段压缩机61a的能量大小的下限值”以上(即,如果排气切换阀66的开度在规定的阈值开度以下),则高压段压缩机61a能够对新气In进行压缩。因此,通过高压段压缩机61a之后的新气In的压力,大于压缩机间压力Pc。但是,由于被供应于高压段压缩机61a驱动的废气Ex的能量减少,所以增压Pim小于目标增压Pimtgt。即,产生了增压异常状态。其中,将此种排气切换阀66的异常称为“小开度的开异常状态”。
[0203] 因此,在内燃机10运行于“第1运行区域AR1”的情况下,如果产生了增压异常状态,并且高压段压缩机61a在对新气In进行压缩,则能够判断出排气切换阀66为异常(处于小开度的开异常状态)(参考上述异常判断方法1)。
[0204] 与此相对,当被导入至高压段涡轮61b中的废气Ex的能量大小小于“能够驱动高压段压缩机61a的能量大小的下限值”时(即,当排气切换阀66的开度大于上述阈值开度时),高压段压缩机61a将不能对新气In进行压缩。因此,通过高压段压缩机61a之后的新气In的压力,与压缩机间压力Pc相比低出了相当于“通过高压段压缩机61a时的压力损耗部分”的量。以下,将此种排气切换阀66的异常称为“大开度的开异常状态”。
[0205] 此时,进气切换阀64的阀体64a受到“开放高压段压缩机旁通通道部63”方向上的力(以下,为了方便,将该力称为“起因于压力差的力”)。另一方面,阀体64a从施力单元(弹簧)受到的施力被设定为,处于该“起因于压力差的力”以下。因此,当排气切换阀66的状态为“大开度的开异常状态”时,进气切换阀64也将打开。
[0206] 其结果如图7所示,新气In将经过与上述“情况1-2”同样的路径而被导入至燃烧室CC中。因此,压缩机间压力Pc与通过高压段压缩机61a之后的压力实质上相同。并且,由于希望进行增压的高压段增压器61不能进行增压,所以增压Pim小于目标增压Pimtgt。即,产生了增压异常状态。
[0207] 如以上说明所述,在内燃机10至少运行于“第1运行区域AR1”时产生了增压异常状态、且此时高压段压缩机61a未在对新气进行压缩的状态,在以下两种情况下产生,即,如上述“情况1-2”那样的、进气切换阀64为“进气切换阀开异常状态”的情况;以及排气切换阀66的状态为“大开度的开异常状态”的情况。
[0208] 因此,如果在内燃机10运行于“第1运行区域AR1”时产生了增压异常状态,并且高压段压缩机61a未在对新气In进行压缩,则能够判断出“进气切换阀64以及排气切换阀66中的某一个为异常”。
[0209] 以上,对内燃机10运行于“第1运行区域AR1”时的排气切换阀66的异常进行了说明。另外,如上文所述,在内燃机10运行于“第2运行区域AR2”时,排气切换阀66的开度被反馈控制,以使目标增压Pimtgt与增压Pim相一致。在这里,当排气切换阀66的开度大于通过该反馈控制而确定的开度时,与上述相同,被导入至高压段涡轮61b中的废气能量将减少。并且,根据排气切换阀66的开度是否在上述阈值开度以上,从而产生与上述相同的现象。
[0210] 即,在内燃机10运行于“第2运行区域AR2”的情况下,也与内燃机10运行于“第1运行区域AR1”的情况相同,根据排气切换阀66为“小开度的开异常状态”还是“大开度的开异常状态”,压缩机间压力Pc和通过高压段压缩机61a之后的压力之间的关系有所不同。并且,增压Pim小于目标增压Pimtgt。
[0211] (情况1-4)排气旁通阀68为异常,进气切换阀64以及排气切换阀66为正常的情况
[0212] 如上文所述,在内燃机10运行于第1运行区域AR1或者第2运行区域AR2时,排气旁通阀68被控制成,处于“全闭”状态。因此,当在这些运行区域中排气旁通阀68为异常时,排气旁通阀68将处于打开状态(排气切换阀66的开度大于全闭状态时的开度)。
[0213] 此时,如图8所示,通过高压段涡轮61b后的废气Ex中的一部分从低压段涡轮62b中通过,而废气Ex中的另一部分从低压段涡轮旁通通道部67中通过。因此,被导入至低压段涡轮62b中的废气的能量,与上述“情况1-1”相比减少了。因此,当内燃机10至少运行于第2运行区域AR2时,压缩机间压力Pc将小于排气旁通阀68为正常时的压缩机间压力Pc(例如,在大气压pa加上规定值之后的值)。并且,增压Pim仅比目标增压Pimtgt小了相当于压缩机间压力Pc变小部分的量。
[0214] 因此,如果在内燃机10运行于第2运行区域AR2时产生了增压异常状态,并且低压段压缩机62a在对新气In进行压缩,则能够判断出“排气旁通阀68为正常(因此,进气切换阀64以及排气切换阀66中的某一个为异常)”。另一方面,如果在内燃机10运行于第2运行区域AR2时产生了增压异常状态,并且低压段压缩机62a未在对新气进行压缩,则能够判断出“排气旁通阀68为异常(因此,进气切换阀64与排气切换阀66的双方均为正常)”(参考上述异常判断方法2)。
[0215] <实际的工作>
[0216] 接下来,对第1装置的实际工作进行说明。
[0217] CPU81被设定为,每经过规定时间执行如图9中的流程图所示的“压力损耗量推断程序”。因此,CPU81在规定的正时从图9中的步骤900开始执行处理并前进至步骤910,通过将根据空气流量计71的输出值而得到的实际的空气流量Ga,应用于内部冷却器压力损耗量图表MapPDic(Ga),从而推断出内部冷却器压力损耗量PDic。内部冷却器压力损耗量图表MapPDic(Ga)为,基于预先通过实验确定的“流量Ga与内部冷却器压力损耗量PDic之间的关系”而制作的图表。根据该图表,流量Ga越大,所求得的内部冷却器压力损耗量PDic就越大。
[0218] 接下来,CPU81进入步骤920,通过将实际的“流量Ga以及节流阀开度Otv”应用于节流阀压力损耗量图表MapPDtv(Ga,Otv),从而推断出节流阀压力损耗量PDtv,其中,所述节流阀压力损耗量图表MapPDtv(Ga,Otv)为,预先规定了“流量Ga、节流阀开度Otv、及节流阀压力损耗量PDtv之间的关系”的图表。实际的节流阀开度Otv根据对节流阀作动器33a的指示信号而被求出。根据该图表,流量Ga越大,所求得的节流阀压力损耗量PDtv就越大。并且,节流阀开度Otv越小,所求得的节流阀压力损耗量PDtv就越大。
[0219] 接下来,CPU81进入步骤930,将内部冷却器压力损耗量PDic与节流阀压力损耗量PDtv之和存储为压力损耗量PD。其后,CPU81进入步骤995从而暂且结束本程序。
[0220] 并且,CPU81被设定为,每经过规定时间执行如图10中的流程图所示的“异常判断程序”。CPU81通过该程序来判断排气切换阀66、进气切换阀64以及排气旁通阀68的异常。
[0221] 具体来说,CPU81在规定的正时,从图10的步骤1000开始执行处理并前进至步骤1002,判断内燃机10是否在以涡轮模式1或者涡轮模式2运行。如果内燃机10未以涡轮模式1或者涡轮模式2运行,则CPU81在步骤1002中判断为“否”而直接进入步骤1098并暂且结束本程序。即,此时不执行控制阀的异常判断。与此相对,如果内燃机10在以涡轮模式1或者涡轮模式2运行,则CPU81在步骤1002中判断为“是”并进入步骤1004。以下,假设内燃机10在以涡轮模式1或者涡轮模式2运行并继续进行说明。
[0222] CPU81在步骤1004中,判断根据增压传感器74的输出值而取得的增压Pim、与根据内燃机10的运行状态而设定的目标增压Pimtgt是否相一致。具体来说,CPU81判断目标增压Pimtgt与增压Pim之差是否大于规定值K。在这里,规定值K被设定为,相当于排气切换阀66、进气切换阀64以及排气旁通阀68中的某一个为异常时所产生的、增压Pim的降低量大小的最小值的值。即,当目标增压Pimtgt与增压Pim之差大于规定值K时,则排气切换阀66、进气切换阀64以及排气旁通阀68中的某一个为异常。
[0223] (假设A)进气切换阀64、排气切换阀66以及排气旁通阀68全部为正常的情况[0224] 现在,假设进气切换阀64、排气切换阀66以及排气旁通阀68全部为正常。在这种情况下,如上文所述,增压Pim与目标增压Pimtgt相一致。
[0225] 因此,CPU81在步骤1004中判断为“否”并前进至步骤1006,将进气切换阀开放标记XACVOP的值设定为“0”。进气切换阀开放标记XACVOP在其值为“0”时,表示进气切换阀64切断了高压段压缩机旁通通道部63。另一方面,进气切换阀开放标记XACVOP在其值为“1”时,表示进气切换阀64开放了高压段压缩机旁通通道部63。
[0226] 在这里,第1装置所使用的、包括进气切换阀开放标记XACVOP在内的各标记的值,全部在初始化程序中被设定为“0”,其中,初始化程序在未图示的点火钥匙开关从断开变更为接通时执行。并且,第1装置所使用的、包括进气切换阀开放标记XACVOP在内的各标记的值,全部被存储在备份RAM84中。
[0227] 接下来,CPU81前进至步骤1008,将排气切换阀大开度异常标记XECVFO的值设定为“0”。排气切换阀大开度异常标记XECVFO在其值为“0”时,表示排气切换阀66为正常。另一方面,排气切换阀大开度异常标记XECVFO在其值为“1”时,表示排气切换阀66为异常(大开度的开异常状态)。
[0228] 接着,CPU81前进至步骤1010,将排气切换阀小开度异常标记XECVIO的值设定为“0”。排气切换阀小开度异常标记XECVIO在其值为“0”时,表示排气切换阀66为正常。另一方面,排气切换阀小开度异常标记XECVI0在其值为“1”时,表示排气切换阀66为异常(小开度的开异常状态)。
[0229] 接下来,CPU81前进至步骤1012,将排气旁通阀异常标记XEBV的值设定为“0”。排气旁通阀异常标记XEBV在其值为“0”时,表示排气旁通阀68为正常。另一方面,排气旁通阀异常标记XEBV在其值为“1”时,表示排气旁通阀68为异常。
[0230] 接下来,CPU81前进至步骤1014,将进气切换阀异常标记XACV的值设定为“0”。进气切换阀异常标记XACV在其值为“0”时,表示进气切换阀64为正常。另一方面,进气切换阀异常标记XACV在其值为“1”时,表示进气切换阀64为异常。其后,CPU81进入步骤1098从而暂且结束本程序。
[0231] 并且,CPU81被设定为,每经过规定时间执行如图11中的流程图所示的“异常通知程序”。当进气切换阀64、排气切换阀66以及排气旁通阀68中的某一个为异常时,CPU81通过该程序而向内燃机10的操作者通知该情况。
[0232] 具体来说,CPU81在规定的正时从图11的步骤1100开始执行处理并前进至步骤1105,判断排气切换阀小开度异常标记XECVIO的值是否为“0”。由于在当前时间点处的排气切换阀小开度异常标记XECVIO的值为“0”,所以CPU81在步骤1105中判断为“是”从而前进至步骤1110。
[0233] 接下来,CPU81在步骤1110中,判断进气切换阀异常标记XACV的值是否为“0”。由于在当前时间点处的进气切换阀异常标记XACV的值为“0”,所以CPU81在步骤1110中判断为“是”从而前进至步骤1115。
[0234] 接下来,CPU81在步骤1115中,判断排气旁通阀异常标记XEBV的值是否为“0”。由于在当前时间点处的排气旁通阀异常标记XEBV的值为“0”,所以CPU81在步骤1115中判断为“是”从而前进至步骤1120。
[0235] CPU81在步骤1120中,将异常产生标记XEMG的值设定为“0”。异常产生标记XEMG在其值为“0”时,表示进气切换阀64、排气切换阀66以及排气旁通阀68全部正常工作。另外,异常产生标记XEMG在其值为“1”时,表示进气切换阀64、排气切换阀66以及排气旁通阀68中的某一个为异常。
[0236] 其后,CPU81前进至步骤1195从而暂且结束本程序。因此,当进气切换阀64、排气切换阀66以及排气旁通阀68全部为正常时(或者,排气切换阀小开度异常标记XECVIO的值、进气切换阀开放标记XACVOP的值、以及排气旁通阀异常标记XEBV的值全部为“0”时),不向操作者进行通知。
[0237] 并且,每当任意气缸的曲轴转角与压缩上止点前的规定曲轴转角角度(例如,压缩上止点前90度曲轴转角)θg相一致时,CPU81将重复执行如图12中流程图所示的“燃料供给控制程序”。CPU81通过该程序,来进行燃料喷射量Q的计算以及燃料喷射的指示。该曲轴转角与压缩上止点的规定曲轴转角θg相一致地结束压缩行程的气缸,在以下又称为“燃料喷射气缸”。
[0238] 具体来说,当任意气缸的曲轴转角角度变为上述曲轴转角角度θg时,CPU81将从图12的步骤1200开始执行处理并前进至步骤1210,判断异常产生标记XEMG的值是否为“0”。由于在当前时间点处的异常产生标记XEMG的值为“0”,所以CPU81在步骤1210中判断为“是”从而前进至步骤1220。
[0239] CPU81在步骤1220中,根据加速踏板开度传感器76的输出值而取得加速踏板开度Accp,并根据曲轴位置传感器75的输出值而取得内燃机转速NE。并且,CPU81通过将当前时间点处的加速踏板开度Accp和内燃机转速NE应用于通常时燃料喷射量图表MapMain(Accp,NE),从而取得燃料喷射量Q,其中,所述通常时燃料喷射量图表MapMain(Accp,NE)为,预先设定了全部控制阀为正常时的“加速踏板开度Accp、内燃机转速NE、以及燃料喷射量Q之间的关系”的图表。该通常时的燃料喷射量Q与要求扭矩相对应。以下,将采用了通过通常时燃料喷射量图表MapMain(Accp,NE)而规定的燃料喷射量的运行,称为“普通运行”。
[0240] 接下来,CPU81前进至步骤1230,向喷射器22发送指示,以使从对应设置于燃料喷射气缸的喷射器22喷射燃料喷射量Q的燃料。即,此时,燃料喷射量Q的燃料被供给至燃料喷射气缸。其后,CPU81前进至步骤1295从而暂且结束本程序。
[0241] 如此,当进气切换阀64、排气切换阀66、以及排气旁通阀68全部正常工作时,执行“普通运行”,在所述“普通运行”中,通过上述通常时燃料喷射量图表MapMain(Accp,NE)而确定的燃料喷射量Q的燃料,被供给至燃料喷射气缸。
[0242] (假设B)进气切换阀64为异常,且排气切换阀66以及排气旁通阀68为正常的情况
[0243] 此时,无论内燃机10运行于第1运行区域AR1以及第2运行区域AR2中的哪个运行区域,高压段压缩机61a均不能对新气进行压缩。因此,增压Pim将小于目标增压Pimtgt。
[0244] 此时,当CPU81在规定的正时从图10的步骤1000开始执行处理时,如果内燃机10在以涡轮模式1或者涡轮模式2运行,则CPU81将经过步骤1002而进入步骤1004。在这里,由于按照上述假设B,进气切换阀64为异常,所以目标增压Pimtgt与增压Pim之差将大于规定值K。因此,CPU81在步骤1004中判断为“是”从而进入步骤1016,判断新气的流量Ga是否大于规定值A。在这里,规定值A被设定为,“当新气的流量Ga大于该规定值A时,能够判断出内燃机10运行于上述“第2运行区域AR2”的值”。
[0245] 此时,如果内燃机10运行于“第1运转区域AR1”,则CPU81在步骤1016中判断为“否”从而前进至步骤1018。
[0246] 与此相对,如果内燃机10运行于“第2运行区域AR2”,则CPU81在步骤1016中判断为“是”从而前进至步骤1020。CPU81在步骤1020中,判断低压段压缩机62a是否在进行增压。
[0247] 具体来说,CPU81采用“大气压Pa”作为被导入至低压段压缩机62a“之前”的新气的压力,并采用“压缩机间压力Pc”作为通过低压段压缩机62a“之后”的新气的压力。并且,CPU81在步骤1020中判断“大气压Pa与规定值J之和(以下,称为“第2压缩机上游压Pscup”)”是否大于“压缩机间压力Pc”。
[0248] 在这里,规定值J被设定为,“大气压Pa与该规定值J之和”成为“低压段压缩机62a在对新气In进行压缩时的压缩机间压力Pc的最小值”。因此,如果低压段压缩机62a在对新气In进行压缩,则压缩机间压力Pc将在第2压缩机上游压Pscup以上。
[0249] 按照上述假设B,由于排气旁通阀68为正常,所以低压段压缩机62a在对新气进行压缩。即,压缩机间压力Pc在第2压缩机上游压Pscup以上。因此,CPU81在步骤1020中判断为“否”从而进入步骤1018。
[0250] 如此,无论内燃机10运行于第1运行区域AR1以及第2运行区域AR2中的哪个运行区域,按照上述假设B,CPU81均将进入步骤1018。CPU81在步骤1018中,判断高压段压缩机61a是否在进行增压。
[0251] 具体来说,CPU81采用“压缩机间压力Pc”作为被导入至高压段压缩机61a“之前”的新气的压力,并采用“增压Pim与压力损耗量PD之和”作为被导入至高压段压缩机61a“之后”的新气的压力。如图1所示,增压传感器74取得,通过了高压段压缩机61a的新气再通过内部冷却器34以及节流阀33之后的新气的压力。因此,“增压Pim与压力损耗量PD之和”与刚刚通过高压段压缩机61a之后的新气的压力实质上相一致。并且,CPU81在步骤1018中,判断“增压Pim与压力损耗量PD之和(以下,称为“第1压缩机下游压Pfcdown”。)加上规定值MG后的值”是否大于“压缩机间压力Pc”。在这里,规定值MG为,为了防止误判断而采用的值,其为零以下的规定值(零或者负数)。换言之,规定值M被设定成,如果“第1压缩机下游压Pfcdown加上该规定值MG后的值”大于“压缩机间压力Pc”,则能够可靠地判断出“高压段压缩机61a在对新气A进行压缩”。
[0252] 按照上述假设B,由于进气切换阀64为异常,所以高压段压缩机61a不对新气进行压缩。即,压缩机间压力Pc与第1压缩机下游压Pfcdown实质上相一致。因此,CPU81在步骤1018中判断为“否”,从而进入步骤1022,将排气切换阀小开度异常标记XECVIO的值设定为“0”。
[0253] 接下来,CPU81前进至步骤1024,将排气旁通阀异常标记XEBV的值设定为“0”,并在后续的步骤1026中将进气切换阀开放标记XACVOP的值设定为“1”。其后,CPU81进入步骤1098从而暂且结束本程序。
[0254] 此时,CPU81在规定的正时从图11的步骤1100开始执行处理,并前进至步骤1105。由于在当前时间点处的进气切换阀开放标记XACVOP的值为“1”,所以CPU81在步骤
1105中判断为“否”从而进入步骤1125,将“进气切换阀64以及排气切换阀66中的某一个为异常”的情况通知给内燃机10的操作者。该通知是通过点亮未图示的警报灯等而执行的。其后,CPU81进入步骤1130而将异常发生标记XEMG的值设定为“1”,进入步骤1195从而暂且结束本程序。
[0255] 通过这种方式,在进气切换阀64为异常时,向内燃机10的操作者发送“进气切换阀64以及排气切换阀66中的某一个为异常”的警报。
[0256] 并且,当任意气缸的曲轴转角角度与上述曲轴转角角度θg相一致时,CPU81从图12的步骤1200开始执行处理并前进至步骤1210。由于在当前时间点处的异常产生标记XEMG的值为“1”,所以CPU81在步骤1210中判断为“否”,并进入步骤1240。
[0257] CPU81在步骤1240中,根据加速踏板开度传感器76的输出值而取得加速踏板开度Accp,并根据曲轴位置传感器75的输出值而取得内燃机转速NE。并且,CPU81通过将当前的加速踏板开度Accp和内燃机转速NE应用于异常发生时燃料喷射量图表MapEmg(Accp,NE),从而取得异常发生时的燃料喷射量Q,其中,所述异常发生时燃料喷射量图表MapEmg(Accp,NE)为,预先规定了在“进气切换阀64、排气切换阀66以及排气旁通阀68中的某一个为异常的情况”下所适用的“加速踏板开度Accp、内燃机转速NE、以及燃料喷射量Q之间的关系”的图表。以下,将采用通过异常发生时燃料喷射量图表MapEmg(Accp,NE)而确定的燃料喷射量的运行,称为“保护运行”。
[0258] 异常发生时燃料喷射量图表MapEmg(Accp,NE)为,用于决定“即使在进气切换阀64、排气切换阀66、以及排气旁通阀68中的某一个为异常时继续内燃机10的运行,也不会引起内燃机10的其他部件或者内燃机10整体的损坏等的程度上的燃料喷射量Q”的图表。
因此,很显然,对于任意“加速踏板开度Accp以及内燃机转速NE”,通过异常发生时燃料喷射量图表MapEmg(Accp,NE)所决定的燃料喷射量,小于对该“加速踏板开度Accp以及内燃机转速NE”通过上述通常时燃料喷射量图表MapMain(Accp,NE)所决定的燃料喷射量。
[0259] 接下来,CPU81前进至步骤1230,从对应设置于燃料喷射气缸的喷射器22喷射燃料喷射量Q的燃料。其后,CPU81进入步骤1295从而暂且结束本程序。
[0260] 如此,当进气切换阀64为异常时,向内燃机10的操作者通知“进气切换阀64以及排气切换阀66中的某一个为异常”。并且,执行“保护运行”。
[0261] (假设C)排气切换阀66为异常(小开度的开异常状态),且进气切换阀64以及排气旁通阀68为正常的情况
[0262] 在这种情况下,如上文所述,高压段压缩机61a能够对新气进行压缩。但是,由于排气切换阀66的开度大于排气切换阀66为正常时的开度,所以增压Pim小于目标增压Pimtgt。
[0263] 此时,当CPU81在规定的正时从图10的步骤1000开始执行处理时,如果内燃机10在以涡轮模式1或者涡轮模式2运行,则CPU81将经过步骤1002而进入步骤1004。在这里,按照上述假设C,由于排气切换阀66为异常(小开度的开异常状态),所以目标增压Pimtgt与增压Pim之差大于规定值K。因此,CPU81在步骤1004中判断为“是”从而进入步骤1016。
[0264] 此时,如果内燃机10运行于“第1运行区域AR1”,则CPU81在步骤1016中判断为“否”并进入步骤1018。与此相对,如果内燃机10运行于“第2运行区域AR2”,则CPU81在步骤1016中判断为“是”并进入步骤1020。按照上述假设C,由于排气旁通阀68为正常从而低压段增压器62在进行增压,所以CPU81在步骤1020中判断为“否”从而前进至步骤1018。即,无论内燃机10运行于第1运行区域AR1以及第2运行区域AR2中的哪一个区域,按照上述假设C,CPU81均将进入步骤1018。
[0265] 并且,按照上述假设C,由于进气切换阀64为正常,所以高压段压缩机61a在对新气进行压缩。即,第1压缩机下游压Pfcdown与规定值MG之和大于压缩机间压力Pc。因此,CPU81在步骤1018中判断为“是”从而进入步骤1028,将排气切换阀小开度异常标记XECVIO的值设定为“1”。
[0266] 接下来,CPU81前进至步骤1030而将排气旁通阀异常标记XEBV的值设定为“0”,并在后续的步骤1032中将进气切换阀异常标记XACV的值设定为“0”。其后,CPU81前进至步骤1098从而暂且结束本程序。
[0267] 此时,CPU81在规定的正时从图11的步骤1100开始执行处理,并进入步骤1105。由于在当前时间点处的进气切换阀开放标记XACVOP的值为“0”,所以CPU81在步骤1105中判断为“是”从而进入步骤1110。由于在当前时间点处的排气切换阀小开度异常标记XECVIO的值为“1”,所以CPU81在步骤1110中判断为“否”并进入步骤1135,将“排气切换阀66为异常(小开度的开异常状态)”的情况通知给内燃机10的操作者。该通知以与上述相同的方式,通过点亮未图示的警报灯等而执行。其后,CPU81前进至步骤1140而将异常产生标记XEMG的值设定为“1”,并进入步骤1195从而暂且结束本程序。
[0268] 如此,当在排气切换阀66中产生了异常(小开度的开异常状态)时(即,排气切换阀小开度异常标记XECVIO的值为“1”时),向内燃机10的操作者发送“排气切换阀66为异常(小开度的开异常状态)”的警报。
[0269] 并且,当任意气缸的曲轴转角角度与上述曲轴转角角度θg相一致时,CPU81从图12的步骤1200开始执行处理并前进至步骤1210。由于在当前时间点处的异常产生标记XEMG的值为“1”,所以与上述假设B成立的情况相同,CPU81按顺序经过步骤1210、步骤1240以及步骤1230,并进入步骤1295从而暂且结束本程序。此时,将执行“保护运行”。
[0270] 如此,当排气切换阀66为异常(小开度的开异常状态)时,将向内燃机10的操作者通知该情况。并且,执行“保护运行”。
[0271] (假设D)排气切换阀66为异常(大开度的开异常状态),且进气切换阀64以及排气旁通阀68为正常的情况
[0272] 在这种情况下,如上文叙述那样,高压段压缩机61a不能对新气进行压缩。因此,增压Pim将小于目标增压Pimtgt。
[0273] 此时,当CPU81在规定的正时从图10的步骤1000开始执行处理时,如果内燃机10在以涡轮模式1或者涡轮模式2运行,则CPU81经过步骤1002而进入步骤1004。在这里,按照上述假设D,由于排气切换阀66为异常(大开度的开异常状态),所以目标增压Pimtgt与增压Pim之差大于规定值K。因此,CPU81在步骤1004中判断为“是”并进入步骤1016。
[0274] 此时,如果内燃机10运行于第1运行区域AR1,则CPU81在步骤1016中判断为“否”从而前进至步骤1018。与此相对,如果内燃机10运行于“第2运行区域AR2”,则CPU81在步骤1016判断为“是”从而前进至步骤1020。按照上述假设D,由于排气旁通阀68为正常,所以低压段增压器62在进行增压。因此,CPU81在步骤1020中判断为“否”从而进入步骤1018。即,无论内燃机10运行于第1运行区域AR1以及第2运行区域AR2中的哪一个区域,按照上述假设D,CPU81均将进入步骤1018。
[0275] 并且,按照上述假设D,由于高压段压缩机61a未在对新气进行压缩。即,压缩机间压力Pc与第1压缩机下游压Pfcdown实质上相一致。因此,与上述假设B成立的情况相同,CPU81按顺序经过步骤1018、步骤1022、步骤1024以及步骤1026,并进入步骤1098从而暂且结束本程序。
[0276] 此时,当CPU81在规定的正时从图11的步骤1100开始执行处理时,与上述假设B成立的情况相同,将按顺序经过步骤1105、步骤1125以及步骤1130,并前进至步骤1195从而暂且结束本程序。
[0277] 如此,当排气切换阀66为异常(大开度的开异常状态)时,向内燃机10的操作者发送“进气切换阀64以及排气切换阀66中的某一个为异常”的警报。
[0278] 并且,当任意气缸的曲轴转角角度与上述曲轴转角角度θg相一致时,CPU81将从图12的步骤1200开始执行处理并进入步骤1210。由于在当前时间点处的异常产生标记XEMG的值为“1”,所以与上述假设B成立的情况相同,CPU81按顺序经过步骤1210、步骤1240以及步骤1230,并前进至步骤1295从而暂且结束该程序。此时,将执行“保护运行”。
[0279] 通过这种方式,在排气切换阀66为异常(大开度的开异常状态)时,将向内燃机10的操作者通知“进气切换阀64以及排气切换阀66中的某一个为异常”的情况。并且,执行“保护运行”。
[0280] (假设E)排气旁通阀68为异常,且进气切换阀64以及排气切换阀66为正常的情况
[0281] 在这种情况下,如上文所述,低压段压缩机62a不能对新气进行压缩。因此,此时,增压Pim将小于目标增压Pimtgt。但是,在排气旁通阀68为异常时增压Pim减少的情况,仅在内燃机10运行于“第2运行区域AR2”时发生。因此,以下,假设内燃机10运行于“第2运行区域AR2”。
[0282] 此时,由于内燃机10在以涡轮模式1或者涡轮模式2运行,所以CPU81在规定的正时从图10的步骤1000开始执行处理时,将经过步骤1002而前进至步骤1004。在这里,按照上述假设E,由于排气旁通阀68为异常,所以目标增压Pimtgt与增压Pim之差大于规定值K。因此,CPU81在步骤1004中判断为“是”并进入步骤1016。
[0283] 由于当前内燃机10运行于第2运行区域AR2,所以CPU81在步骤1016中判断为“是”从而前进至步骤1020。在这里,按照上述假设E,压缩机间压力Pc小于第2压缩机上游压Pscup。因此,CPU81在步骤1020中判断为“是”,并进入步骤1034。
[0284] CPU81在步骤1034中,将排气切换阀大开度异常标记XECVFO的值设定为“0”,并前进至步骤1036。CPU81在步骤1036中,将排气切换阀小开度异常标记XECVIO的值设定为“0”,并前进至步骤1038。
[0285] CPU81在步骤1038中,将排气旁通阀异常标记XEBV的值设定为“1”,并在后续的步骤1040中将进气切换阀异常标记XACV的值设定为“0”。其后,CPU81前进至步骤1098从而暂且结束本程序。
[0286] 此时,CPU81在规定的正时从图11的步骤1100开始执行处理,并前进至步骤1105。由于在当前时间点处的进气切换阀开放标记XACVOP的值为“0”,所以CPU81在步骤
1105中判断为“是”并进入步骤1110。由于在当前时间点处的排气切换阀小开度异常标记XECVIO的值为“0”,所以CPU81在步骤1110中判断为“是”从而进入步骤1115。并且,由于在当前时间点处的排气旁通阀异常标记XEBV的值为“1”,所以CPU81在步骤1115中判断为“否”从而进入步骤1145,将“排气旁通阀68为异常”的情况通知给内燃机10的操作者。
该通知以与上述相同的方式,通过点亮未图示的警报灯等而被执行。其后,CPU81前进至步骤1150而将异常产生标记XEMG的值设定为“1”,并进入步骤1195从而暂且结束本程序。
[0287] 并且,此时,当任意气缸的曲轴转角角度与上述曲轴转角角度θg相一致时,CPU81将从图12的步骤1200开始执行处理并前进至步骤1210。由于在当前时间点处的异常产生标记XEMG的值为“1”,所以与上述假设B成立时的情况相同,CPU81将按顺序经过步骤1210、步骤1240以及步骤1230,并前进至步骤1295从而暂且结束该程序。此时,将执行保护运行。
[0288] 通过这种方式,在排气旁通阀68为异常时,向内燃机10的操作者通知该情况。并且,执行“保护运行”。
[0289] 如上所述,第1装置被适用于内燃机10中,所述内燃机10具有:
[0290] 第1增压器61、第2增压器62、第1通道部65、第1控制阀66、第2通道部63以及第2控制阀64,
[0291] 其中,第2控制阀64被设置在所述第2通道部63中,并且当该第2通道部63中该第2控制阀64上游一侧的空气压力(压缩机间压力Pc)与该第2控制阀64下游一侧的空气压力(第1压缩机下游压Pfcdown)相比,高出第1压力(与上述施力相当的值)以上时,所述第2控制阀64开放该第2通道部63以使空气能够流通,而当该第2通道部63中该第2控制阀64上游一侧的空气压力Pc与该第2控制阀64下游一侧的空气压力Pfcdown相比,未高出该第1压力以上时,所述第2控制阀64切断该第2通道部63以使空气不能流通。
[0292] 该第1装置使用上述异常判断方法1来进行第1控制阀66以及第2控制阀64的异常判断。
[0293] 即,第1装置具有:
[0294] 控制阀驱动单元,当所述内燃机运行于第1运行区域AR1时(在步骤1002中判断为“是”,并且在步骤1016中判断为“否”时),所述控制阀驱动单元驱动所述第1控制阀66,从而由所述第1压缩机61a将被导入至所述第1压缩机61a中的空气压缩并排出,其中,在第1运行区域AR1中,新气量Ga处于第1阈值新气量(规定值A)以下;
[0295] 压力取得单元,其取得压缩机间压力Pc(通过压缩机间压力传感器72而取得)、第1压缩机下游压Pfcdown(参考图10中的步骤1018)以及增压Pim(通过增压传感器74而取得);
[0296] 异常判断单元,在所述内燃机10运行于所述第1运转区域AR1的情况(参考上述)下,当发生了所取得的所述增压Pim与根据所述内燃机10的运行状态而确定的参考增压Pimtgt相比,低出第2压力(规定值K)以上的状态、即增压异常状态时(在图10的步骤1004中判断为“是”时),如果所述第1压缩机下游压Pfcdown(=Pim+PD)大于所述压缩机间压力Pc以上的第1阈值压力(=Pc-MG)(在图10的步骤1018中判断为“是”),则所述异常判断单元判断所述第1控制阀66为异常且所述第2控制阀64为正常(图10中的步骤1028以及步骤1032),而如果该第1压缩机下游压Pfcdown在该第1阈值压力(Pc-MG)以下(在图10的步骤1018中判断为“否”),则所述异常判断单元判断所述第1控制阀66以及所述第2控制阀64中的某一个为异常(图10中的步骤1026、和图11中的步骤1105以及步骤1125)。
[0297] 通过这种方式,第1装置能够判断出,多个增压器61、62、排气切换阀66即第1控制阀、以及进气切换阀64即第2控制阀是否在正常工作。并且,即使内燃机运行于较低负荷运行区域(第1运行区域AR1),第1装置也能够判断上述控制阀是否在正常工作。因此,能够及早发现控制阀的异常。
[0298] 在这里,如上文所述,当所述异常判断单元判断出“第1控制阀66为异常且第2控制阀64为正常”时,也能够判断出,第1控制阀66的开度为“与第1控制阀66为正常时的开度不同的开度,且为从切断第1通道部65的开度、即全闭开度到规定的阈值开度之间的开度范围内的开度(即,处于小开度的开异常状态的开度)”(图10中的步骤1028)。
[0299] 并且,在第1装置中,
[0300] 所述压力取得单元被构成为,推断由所述压力损耗产生部件33、34所产生的压力损耗量PD(参考图9中的步骤910至步骤930),且通过实际检测而取得所述增压Pim,并将该推断出的压力损耗量PD与所取得的所述增压Pim之和(Pim+PD),作为所述第1压缩机下游压Pfcdown而取得(参考图10中的步骤1018)。
[0301] 并且,第1装置所适用的内燃机10,具有第3通道部67和第3控制阀68。
[0302] 在该第1装置中,
[0303] 所述控制阀驱动单元被构成为,当所述内燃机10运行于所述“第1运行区域AR1”或者“所述新气量Ga大于所述第1阈值新气量A、且在大于该第1阈值新气量A的第2阈值新气量以下的第2运行区域AR2”时,所述控制阀驱动单元驱动所述第3控制阀68,以使废气Ex不能在所述第3通道部67中流通;而当所述内燃机10运行于“所述新气量Ga大于所述第2阈值新气量的第3运行区域”时,所述控制阀驱动单元驱动所述第3控制阀68,以使废气Ex能够在所述第3通道部67中流通(参考图3(A)至图3(C)。)。
[0304] 并且,第1装置使用上述异常判断方法2来进行第1控制阀66、第2控制阀64以及第3控制阀68的异常判断。
[0305] 在该第1装置中,
[0306] 所述异常判断单元被构成为,在所述内燃机10运行于所述第2运行区域AR2的情况(在图10的步骤1002中判断为“是”、并且在步骤1016中判断为“是”的情况)下,当产生了所述增压异常状态时(在图10的步骤1004中判断为“是”时),
[0307] 如果所述压缩机间压力Pc在规定的第2阈值压力(第2压缩机上游压Pscup=Pa+J)以上(在图10的步骤1020中判断为“否”),则所述异常判断单元判断所述第3控制阀68为正常(图10中的步骤1024或者步骤1030);
[0308] 如果所述压缩机间压力Pc小于所述第2阈值压力Pscup(在图10的步骤1020中判断为“是”),则所述异常判断单元判断所述第3控制阀68为异常(图10中的步骤1038)。
[0309] 通过这种方式,第1装置能够在如下的内燃机中,判断出“其他控制阀(第3控制阀68)”是否在正常工作,所述内燃机具有:多个增压器61、62、多个旁通通道63、65、67、和包括排气切换阀66、进气切换阀64以及所述其他控制阀(第3控制阀68)在内的多个控制阀。
[0310] 并且,在第1装置中,
[0311] 所述异常判断单元被构成为,在判断出所述第3控制阀68为异常的情况下(图10中的步骤1038),推断所述第1控制阀66以及所述第2控制阀64为正常(图10中的步骤1034、步骤1036以及步骤1040)。
[0312] 并且,在第1装置中,
[0313] 所述控制阀驱动单元被构成为,当所述内燃机10运行于所述第2运行区域AR2时(在图10的步骤1002中判断为“是”,并且在步骤1016中判断为“是”时),所述控制阀驱动单元驱动所述第1控制阀,从而由所述第1压缩机61a将被导入至所述第1压缩机61a中的空气压缩并排出(参考图3(A)至图3(C)。),
[0314] 所述异常判断单元被构成为,
[0315] 在所述内燃机10运行于所述第2运行区域AR2的情况下(参考上述),当判断出所述第3控制阀68为正常时(在图10的步骤1020中判断为“否”,以及步骤1024或者步骤1030),如果所述第1压缩机下游压Pfcdown(Pim+PD)大于所述第1阈值压力(Pc-MG)(在图10的步骤1018中判断为“是”),则所述异常判断单元判断所述第1控制阀66为异常且所述第2控制阀64为正常(图10中的步骤1028以及步骤1032),而如果该第1压缩机下游压Pfcdown在该第1阈值压力以下(在图10的步骤1018中判断为“否”),则所述异常判断单元判断所述第1控制阀66以及所述第2控制阀64中的某一个为异常(图10中的步骤1026、图11中的步骤1105以及步骤1125)。
[0316] (第2实施方式)
[0317] 接下来,对本发明的第2实施方式中的控制阀异常判断装置(以下,也称为“第2装置”)进行说明。
[0318] <装置的概要>
[0319] 第2装置被适用于,与第1装置所适用的内燃机10相同的内燃机中(参考图1)。
[0320] <装置的工作概要>
[0321] 第2装置仅在以下方面与第1装置不同。
[0322] 即,在第1装置中判断出“排气切换阀66以及进气切换阀64中的某一个为异常”时(参考图10中的步骤1026、和图11中的步骤1105以及步骤1125。),如果规定的异常判断条件成立,则第2装置将用于强制变更排气切换阀66开度的指示信号发送至排气切换阀作动器66a。并且,第2装置根据将该指示信号发送至排气切换阀作动器66a前后的增压变化是否在规定值以上,来判断“进气切换阀64是否异常”以及“排气切换阀66是否异常”。而且,第2装置向操作者通知上述判断结果,且执行保护运行。
[0323] <控制阀的异常判断>
[0324] 接下来,对第2装置中的控制阀的异常判断方法进行说明。
[0325] 第2装置在进行了“排气切换阀66以及进气切换阀64中的某一个为异常”的判断时,如果包括“内燃机10运行于第2运行区域AR2”在内的异常判断条件成立,则向排气切换阀66(实际上,是向排气切换阀作动器66a)发送变更其开度的指示(开度变更指示)。并且,第2装置取得发送该开度变更指示“之前”的时间点处的增压Pim0、与发送该开度减少指示“之后”的时间点处的增压Pim1。
[0326] 并且,在发送该开度变更指示前后的增压Pim的变化量(|Pim1-Pim0|)在规定值Pimth以上时,第2装置判断“进气切换阀64为异常”。另一方面,在变化量(|Pim1-Pim0|)未达到规定值Pimth时,第2装置判断“排气切换阀66为异常”。以下,将该判断方法称为“异常判断方法3”。
[0327] 在上述“开度变更指示”中,包括使排气切换阀66的开度“增大”的指示以及使排气切换阀66的开度“减小”的指示。但是,无论任意一种指示被发送至排气切换阀66,异常判断方法的原理均相同。因此,以下,以使排气切换阀66的开度“增大”的指示(开度增大指示)被发送至排气切换阀66的情况为例,按照以下所示的顺序,对能够通过上述异常判断方法3来判断“进气切换阀64以及排气切换阀66中的哪一个为异常”的理由进行说明。
[0328] 另外,第2装置按照上述多重异常除外前提,并不假设进气切换阀64以及排气切换阀66两者会同时发生异常。并且,按照该多重异常除外前提,当判断“进气切换阀64以及排气切换阀66中的某一个为异常”时,能够判断出排气旁通阀68为正常。
[0329] <说明顺序>
[0330] (情况2-1)进气切换阀64为异常,且排气切换阀66为正常的情况
[0331] (情况2-2)排气切换阀66为异常,且进气切换阀64为正常的情况
[0332] <说明>
[0333] (情况2-1)进气切换阀64为异常,且排气切换阀66为正常的情况
[0334] 当内燃机10运行于第2运行区域AR2时,进气切换阀64应该为“全闭”状态(参考图3(B))。因此,与上述情况1-2相同,当进气切换阀64在这些运行区域中为异常时,进气切换阀64将处于打开状态(即,进气切换阀开异常状态)。
[0335] 此时,如图5所示,由于进气切换阀64处于“进气切换阀开异常状态”,所以高压段压缩机61a不能对新气In进行压缩。另一方面,由于排气旁通阀68为正常,所以无论进气切换阀64的状态如何,低压段压缩机62a均能够对新气In进行压缩。即,此时,“只有低压段压缩机62a”能够进行增压。
[0336] 以下,为了方便,将“刚通过高压段压缩机61a之后的新气In的压力”与“即将被导入至高压段压缩机61a之前的新气In的压力”之比,称为“高压段增压器压力比”。并且,将“刚通过低压段压缩机62a之后的新气In的压力”与“即将被导入至低压段压缩机62a之前的新气In的压力”之比,称为“低压段增压器压力比”。此时,增压Pim通过将“高压段增压器压力比与低压段增压器压力比之积”乘以“从内燃机的外部流入内燃机中的压力(通常为大气压)”而取得。
[0337] 现在,假设在向排气切换阀66发送开度增大指示之前的期间,排气切换阀66的开度被维持在规定的开度Oecv1。此时,如上文所述,由于新气In未被高压段压缩机61a压缩,所以高压段增压器压力比为“1”。因此,增压Pim与使低压段增压器压力比乘以大气压后的值大致相等。
[0338] 在这里,当第2装置向排气切换阀66发送将其开度变更(增大)为开度Oecv2的指示时,由于排气切换阀66为正常,所以排气切换阀66的开度将根据该指示而变化。即,排气切换阀66的开度将从开度Oecv1变化(增大)为开度Oecv2。
[0339] 当排气切换阀66的开度增大时,如参照图6所说明的那样(参考情况1-3),被供给至高压段涡轮61b中的废气Ex的能量将减少。但是,由于在本例中,高压段压缩机61a不能对新气In进行压缩,所以高压段增压器压力比不会变化。即,高压段增压器压力比被维持在“1”。
[0340] 另一方面,当排气切换阀66的开度增大时,由于直接被导入至低压段涡轮62b中的废气Ex的量将增大,所以被供给至低压段涡轮62b中的废气Ex的能量将增大。因此,低压段增压器压力比将增大。
[0341] 因此,当排气切换阀66的开度被“增大”时,增压Pim将“增大”。与此相对,如从上述说明中所理解的那样,当排气切换阀66的开度被“减小”时,增压Pim将“减小”。
[0342] (情况2-2)排气切换阀66为异常,且进气切换阀64为正常的情况
[0343] 如上文所述,判断“排气切换阀66以及进气切换阀64中的某一个为异常”时,存在如下两种情况,即,进气切换阀64处于“进气切换阀开异常状态”的情况、和排气切换阀66的状态处于“大开度的开异常状态”的情况。因此,当判断“排气切换阀66以及进气切换阀64中的某一个为异常”时,如果排气切换阀66为异常,则该排气切换阀66的状态将处于“大开度的开异常状态”(参考上述情况1-2以及情况1-3。)。另外,此时,如上文所述,排气切换阀66的开度为“第1压缩机不可驱动范围内的开度”。
[0344] 当排气切换阀66处于大开度的开异常状态”时,存在排气切换阀66固定于第1压缩机不可驱动范围内的开度的可能性。或者,此时也存在排气切换阀66处于仅能够在第1压缩机不可驱动范围内的开度中工作(即,可取得的开度被限制在第1压缩机不可驱动范围内的开度)的状态下的可能性。以下,分情况对这两种可能性进行说明。
[0345] 首先,在排气切换阀66固定的情况下,即使向排气切换阀66发送开度增大指示,排气切换阀66的开度也不会变化。因此,高压段增压器压力比以及低压段增压器压力比的双方也不会变化。因此,增压Pim不会变化。
[0346] 接下来,在排气切换阀66的开度被限制在第1压缩机不可驱动范围内的开度的情况下,当向排气切换阀66发送开度增大指示时,排气切换阀66的开度能够变化。但是,此时,由于排气切换阀66的开度被限制在第1压缩机不可驱动范围内,所以即使排气切换阀66的开度变化,被导入至低压段压缩机62a中的废气Ex的流量(废气Ex的能量)的变化量也较小。
[0347] 另一方面,当排气切换阀66的开度变化时,被导入至高压段压缩机61a中的废气Ex的能量也将变化。但是,如图7所示,由于排气切换阀66处于大开度的开异常状态,所以不会在高压段压缩机61a中进行增压。换言之,被导入至高压段压缩机61a中的废气Ex的能量,未作为对新气In进行压缩的能量而被消耗。因此,被导入至高压段压缩机61a中的废气Ex,在其能量实质上未被降低的情况下通过了高压段压缩机61a,并流向低压段压缩机62a。
[0348] 其结果为,即使排气切换阀66的开度在第1压缩机不可驱动范围内变化,被导入至高压段压缩机61a中的废气Ex的能量实质上也未发生变化。因此,低压段增压器压力比实质上未发生变化。
[0349] 并且,此时,由于高压段压缩机61a不能对新气In进行压缩,所以在对排气切换阀66发送开度增大指示的前后,高压段增压器压力比被维持在“1”。
[0350] 因此,在排气切换阀66的开度被限制在第1压缩机不可驱动范围内的情况下,即使排气切换阀66的开度发生变化,增压Pim也不会发生变化。
[0351] 如此,在排气切换阀66为异常的情况下向排气切换阀66发送开度增大指示时,无论排气切换阀66能否工作,增压Pim在实质上均不会发生变化。与此相对,如从上述说明所理解的那样,即使向排气切换阀66发送“减小”开度的指示,增压Pim在实质上也不会发生变化。
[0352] 因此,在向排气切换阀66发送使其开度变更的指示时,如果增压Pim变化(如果增压Pim0与增压Pim1之差的绝对值在规定值以上),则能够做出“进气切换阀64为异常”的判断。另一方面,如果此时增压Pim未发生变化(如果增压Pim0与增压Pim1之差的绝对值小于规定值),则能够做出“排气切换阀66为异常”的判断(参考上述异常判断方法3)。
[0353] <实际的工作>
[0354] 接下来,对第2装置的实际工作进行说明。
[0355] 第2装置在执行上述图9至图12中的流程图所示的处理之外,还执行图13以及图14中的流程图所示的处理,其仅在这一点上与上述第1装置不同。因此,以下以该不同点为中心追加说明。
[0356] 第2装置与第1装置相同,每经过规定时间就会执行图9至图11所示的程序,并且每当任意气缸的曲轴转角与压缩上止点前的规定曲轴转角角度θg相一致时,都会重复执行图12所示的程序。在这里,在图10所示的程序中,假设进气切换阀开放标记XACVOP的值被设定为“1”(在图10的步骤1018中判断为“否”,从而经过后续步骤1022以及步骤1024而执行步骤1026的处理)。
[0357] 另外,此时,当CPU81在规定的正时执行图11中的程序时,将向内燃机10的操作者发送“进气切换阀64以及排气切换阀66中的某一个为异常”的警报(参考图11中的步骤1105以及步骤1125。)。
[0358] CPU81被设定为,每经过规定时间执行如图13中的流程图所示的“追加异常判断程序”。CPU81通过该程序,来确定进气切换阀64以及排气切换阀66中的哪一个为异常。
[0359] 具体来说,CPU81在规定的正时从图13的步骤1300开始执行处理并进入步骤1305,判断进气切换阀开放标记XACVOP的值是否为“1”。按照上述假设,由于当前时间点处的进气切换阀开放标记XACVOP的值为“1”,所以CPU81在步骤1305中判断为“是”从而前进至步骤1310。
[0360] CPU81在步骤1310中,判断“用于确定进气切换阀64以及排气切换阀66中的哪一个为异常的异常判断条件”是否成立。该异常判断条件为,在“内燃机10运行于第2运行区域AR2”时成立的条件。即,该异常判断条件在内燃机10运行于“高压段增压器61(第1增压器)以及低压段增压器62(第2增压器)”的双方均能够进行增压的运行区域时成立。
[0361] 该异常判断条件也可以包括“在本次运行开始后(点火钥匙开关从断开变更为接通之后),一次控制阀的异常判断都未进行”,以作为其条件之一。
[0362] 如果上述异常判断条件在当前时间点处不成立,则CPU81在步骤1310中判断为“否”,从而直接进入步骤1395从而暂且结束本程序。与此相对,如果异常判断条件在当前时间点处成立,则CPU81在步骤1310中判断为“是”,从而前进至步骤1315。以下,假设异常判断条件在当前时间点处成立,并继续进行说明。
[0363] CPU81在步骤1315中,向节流阀作动器33a发送指示,以使节流阀33的开度置于全开。接下来,CPU81前进至步骤1320,取得当前时间点处的增压Pim,且将取得的增压Pim储存为“作为第1值的基准增压Pim0”,并前进至步骤1325。在这里,为了方便,该时间点又被称为“第1时间点”,且该第1时间点处的排气切换阀66的开度又被称为“第1开度Oecv1”。
[0364] 接下来,CPU81向排气切换阀作动器66a发送使排气切换阀66的开度变更为第2开度Oecv2的指示。其后,CPU81将待机直至经过规定时间。第2开度Oecv2被选择为,在实际的排气切换阀66的开度从第1开度Oecv1变化为第2开度Oecv2时,使增压Pim仅变化了足够大的量的值。例如,CPU81在第1开度Oecv1小于“排气切换阀66的最大开度、即全开开度”的1/2(一半)时,将第2开度Oecv2设定为“大于第1开度Oecv1的开度(例如,全开开度)”。另一方面,CPU81在第1开度Oecv1为排气切换阀66的全开开度的1/2以上时,将第2开度Oecv2设定为“小于第1开度Oecv1的开度(例如,全闭开度)”。在这里,为了方便,将向排气切换阀66发送使其开度变更的指示之后,经过了上述规定时间的时间点,又称为“第2时间点”。
[0365] 当第2时间点到来时,CPU81前进至步骤1330,取得该第2时间点处的增压Pim,且将取得的增压Pim存储为“作为第2值的判断用增压Pim1”。接下来,CPU81前进至步骤1335,对判断用增压Pim1与基准增压Pim0之差的绝对值是否在阈值增压Pimth以上进行判断。该阈值增压Pimth为又被称为阈值变化量的值,其被设定为“在排气切换阀66为正常时所得到的判断用增压Pim1与基准增压Pim0之差的绝对值的最小值”。
[0366] (假设F)进气切换阀64为异常,且排气切换阀64为正常的情况
[0367] 此时,如上文所述,排气切换阀66的开度被增大时,增压Pim将增大阈值增压Pimth以上,排气切换阀66的开度被减小时,增压Pim将减小阈值增压Pimth以上。
[0368] 因此,按照上述假设F,CPU81在步骤1335中判断为“是”从而前进至步骤1340,将进气切换阀异常标记XACV的值设定为“1”。接下来,CPU81前进至步骤1345而将排气切换阀大开度异常标记XECVFO的值设定为“0”,并在后续的步骤1350中将排气切换阀小开度异常标记XECVIO的值设定为“0”。其后,CPU81前进至步骤1395从而暂且结束本程序。
[0369] 并且,CPU81被设定为,每经过规定时间执行如图14中的流程图所示的“追加异常通知程序”。CPU81通过该程序,向内燃机10的操作者通知进气切换阀64以及排气切换阀66中的哪一个为异常。
[0370] 具体来说,CPU81在规定的正时从图14的步骤1400开始执行处理并前进至步骤1410,对进气切换阀异常标记XACV的值为“1”、以及排气切换阀大开度异常标记XECVFO的值为“0”的双方是否成立进行判断。由于当前时间点处的进气切换阀异常标记XACV的值为“1”,并且排气切换阀大开度异常标记XECVFO的值为“0”,所以CPU81在步骤1410判断为“是”从而前进至步骤1420,向内燃机10的操作者通知“进气切换阀64为异常”。该通知以与第1装置同样的方式,通过点亮未图示的警报灯等而被执行。接下来,CPU81前进至步骤1430而将异常产生标记XEMG的值设定为“1”,并前进至步骤1495从而暂且结束本程序。
[0371] 通过这种方式,在进气切换阀64为异常时(即,进气切换阀异常标记XACV的值为“1”时),向内燃机10的操作者发送“进气切换阀64为异常”的警报。
[0372] 并且,当任意气缸的曲轴转角角度与上述曲轴转角角度θg相一致时,CPU81从图12的步骤1200开始执行处理,且与第1装置中假设B成立的情况相同,CPU81按顺序经过步骤1210、步骤1240以及步骤1230,并前进至步骤1295从而暂且结束该程序。此时,保护运行被执行。
[0373] 通过这种方式,在进气切换阀64为异常时,向内燃机10的操作者通知“进气切换阀64为异常”的警告,且执行保护运行。
[0374] (假设G)排气切换阀66为异常,且进气切换阀64为正常的情况
[0375] 在这种情况下,如上文所述,由于即使向排气切换阀作动器66a发送变更排气切换阀66开度的指示,增压Pim在实质上也不会发生变化,所以判断用增压Pim1与基准增压Pim0之差的绝对值小于阈值增压Pimth。
[0376] 此时,当CPU81在规定的正时从图13中的步骤1300开始执行处理时,如果上述异常判断条件成立,则CPU81将经过步骤1305到步骤1330而前进至步骤1335。在这里,按照上述假设G,CPU81在步骤1335中判断为“否”从而前进至步骤1355,将排气切换阀大开度异常标记XECVFO的值设定为“1”。接下来,CPU81在步骤1360中将进气切换阀异常标记XACV的值设定为“0”。其后,CPU81前进至步骤1395从而暂且结束本程序。
[0377] 并且,此时,CPU81在规定的正时从图14的步骤1400开始执行处理,并前进至步骤1410。由于当前时间点处的进气切换阀异常标记XACV的值为“0”,并且排气切换阀大开度异常标记XECVFO的值为“1”,所以CPU81在步骤1410中判断为“否”从而前进至步骤1440,对进气切换阀异常标记XACV的值为“0”、以及排气切换阀大开度异常标记XECVFO的值为“1”的双方是否成立进行判断。
[0378] 如上所述,由于当前时间点处的进气切换阀异常标记XACV的值为“0”,并且排气切换阀大开度异常标记XECVFO的值为“1”,所以CPU81在步骤1440中判断为“是”从而前进至步骤1450,向内燃机10的操作者通知“排气切换阀66为异常”。该通知以与上述相同的方式,通过点亮未图示的警报灯等而被执行。接下来,CPU81前进至步骤1430而将异常产生标记XEMG的值设定为“1”,并前进至步骤1495从而暂且结束本程序。
[0379] 另外,在进行步骤1440中的判断时上述条件不成立的情况下,CPU81在步骤1440中将判断为“否”。其后,CPU81将直接前进至步骤1495从而暂且结束本程序。即,此时不向本程序中的操作者发送警报。这种情况可能产生于,例如图10的步骤1020中判断为“是”,结果使得排气切换阀大开度异常标记XECVFO的值被设定为“0”(步骤1034)、且进气切换阀异常标记XACV的值被设定为“0”(步骤1040)的情况下等。
[0380] 通过这种方式,在排气切换阀66中产生了异常(大开度的开异常状态)时(即,排气切换阀大开度异常标记XECVFO的值为“1”时),向内燃机10的操作者发送“排气切换阀66为异常(大开度的开异常状态)”的警报。
[0381] 并且,此时,当任意气缸的曲轴转角角度与上述曲轴转角角度θg相一致时,CPU81将从图12的步骤1200开始执行处理,且以与上述假设F相同的方式,按顺序经过步骤1210、步骤1240以及步骤1230,并前进至步骤1295从而暂且结束该程序。此时,保护运行被执行。
[0382] 通过这种方式,在排气切换阀66为异常时,向内燃机10的操作者通知“排气切换阀66为异常”的警告,且执行保护运行。
[0383] 以上,如所说明的那样,第2装置使用上述异常判断方法3来确定第1控制阀66以及第2控制阀64中的哪一个为异常。
[0384] 即,在第2装置中,
[0385] 所述异常判断单元被构成为,
[0386] 当产生了所述增压异常状态(在图10的步骤1004中判断为“是”),并且所述第1压缩机下游压Pfcdown(=Pim+PD)在所述第1阈值压力(Pc-MG)以下时(在图10的步骤1018中判断为“否”时),在包括所述内燃机10运行于所述第2运行区域AR2在内的异常判断条件成立的期间(在图13的步骤1310中判断为“是”的期间)内,将随着所取得的所述增压Pim增大而增大的增压相当值(在本例中为增压Pim),作为第1值Pim0而取得(图13中的步骤1320),并且驱动第1控制阀Pim0,以使“在取得该第1值Pim0的时间点以后的第1时间点”处,所述第1控制阀66的开度与“不同于取得该第1值Pim0的时间点处的开度、即第1开度Oecv1的第2开度Oecv2”相一致(图13中的步骤1325),并且将从该第1时间点起经过了规定时间之后的第2时间点处的、该取得的增压相当值作为第2值Pim1而取得(图13中的步骤1330),
[0387] 当所述第2值Pim1与所述第1值Pim0之差、即增压相当值变化量的绝对值处于规定的阈值变化量Pimth以上时(在图13的步骤1335中判断为“是”时),所述异常判断单元判断“所述第1控制阀66为正常且所述第2控制阀64为异常”(图13中的步骤1340、步骤1345以及步骤1350),而当该增压相当值变化量的绝对值小于所述阈值变化量Pimth时(在图13的步骤1335中判断为“否”时),所述异常判断单元判断“所述第1控制阀66为异常且所述第2控制阀64为正常”(图13中的步骤1355以及步骤1360)。
[0388] 通过这种方式,第二装置能够在判断出了“第1控制阀66以及第2控制阀64中的某一个为异常”时,确定“第1控制阀66以及第2控制阀64中的哪一个为异常”。
[0389] 在这里,如上文所述,所述异常判断单元在判断出“第1控制阀66为正常且第2控制阀64为异常”时,能够判断出第2控制阀64的开度为“第2控制阀64不能切断第2通道部63的开度”(图13中的步骤1340)。
[0390] 并且,所述异常判断单元在判断出“第1控制阀66为异常且第2控制阀64为正常”时,能够判断出第1控制阀66的开度为,“与第1控制阀66为正常时的开度不同的开度,且为从所述阈值开度到将第1通道部65完全开放的开度、即全开开度之间的开度范围内的开度(即,大开度的开异常状态)”(图13中的步骤1360)。
[0391] 并且,在第2装置中,所述异常判断单元被构成为,取得所述增压Pim以作为所述增压相当值(图13中的步骤1320以及步骤1330)。
[0392] 另外,在上述第1装置以及第2装置的双方中,
[0393] 所述控制阀驱动单元被构成为,当所述内燃机10运行于所述第1运行区域AR1时,所述控制阀驱动单元驱动所述第1控制阀66,以使该第1控制阀66的开度成为所述全闭开度(参考图3(B))。
[0394] 并且,在上述第1装置以及第2装置的双方中,
[0395] 当所述内燃机10运行于所述第2运行区域AR2时,
[0396] 所述第1控制阀66被构成为,响应指示信号而变更所述第1通道部65的流道面积,
[0397] 所述控制阀驱动单元或者所述异常判断单元被构成为,通过向所述第1控制阀驱动单元(排气切换阀作动器66a)发送所述指示信号,从而变更所述第1控制阀66的开度(参考图3(B))。
[0398] 本发明并不限定于上述实施方式,其能够在本发明的范围内采用各种变形例。
[0399] 例如,在上述第1实施方式以及上述第2实施方式中,压缩机间压力传感器72被设置在进气通道中的第1压缩机与第2压缩机之间。但是,压缩机间压力传感器72也可以被设置在第2通道部63中的第2控制阀64的上游一侧。
[0400] 并且,在上述第2实施方式中,取得进气通道内所述第1压缩机下游一侧的空气压力、即“增压”以作为“所述增压相当值”。但是,第2装置也可以被构成为,取得被导入至所述内燃机中的空气量、即“新气量”以作为所述增压相当值。另外,作为增压相当值而取得的增压也可以为,进气通道内的内部冷却器34与节流阀33之间的压力。
[0401] 另外,在第2实施方式中,当向第1控制阀(排气切换阀66)发送使其开度Oecv变更的指示时(图13中的步骤1325),如果第1开度Oecv1通常足够小(即,如果在图13的步骤1310中的异常判断条件内包括第1开度Oecv1为足够小的这种运行条件),则也可以对第1控制阀发送指示,以使第2开度Oecv2一定大于“作为当前开度的第1开度Oecv1”(例如,与全开开度相一致)。
[0402] 同样地,在第2实施方式中,在第1开度Oecv1通常足够大时(即,在图13的步骤1310中的异常判断条件内包括第1开度Oecv1为足够大的这种运行条件时),也可以对第1控制阀发送指示,以使第2开度Oecv2一定小于“作为当前开度的第1开度Oecv1”(例如,与全闭开度相一致)。
[0403] 并且,在第2实施方式中,在图13的步骤1310中被判断是否成立的异常判断条件也可以包括内燃机的要求扭矩在规定的阈值扭矩以下(即,内燃机10被减速运行。),以作为其条件之一。但是,在该减速运行时,需要上述“内燃机10运行于所述第2运行区域AR2(新气量Ga为能够驱动第1增压器61以及第2增压器62的量的运行区域)”这一条件成立。
[0404] 通过在内燃机运行于上述“减速状态”时改变第1控制阀64的开度,能够使由于第1控制阀64的开度变化而产生的内燃机的输出扭矩的变动,不易被操作者认为是“非有意的扭矩变动”。其结果为,能够在良好地维持内燃机的驱动性能的同时,判断第一控制阀66以及第二控制阀64中的哪一个为异常。
[0405] 并且,上述要求扭矩可根据“加速踏板开度Accp”、“内燃机转速NE”、以及“燃料供给量Q”而求出。换言之,上述条件既可以为,在加速踏板开度Accp处于规定阈值开度Accpth以下时成立的条件;也可以为,在由加速踏板开度Accp以及内燃机转速NE所决定的运行状态处于“由加速踏板开度Accp以及内燃机转速NE而表示的规定的减速区域”中时成立的条件;还可以为,在由加速踏板开度Accp以及内燃机转速NE所决定的燃料供给量Q处于“表示减速状态的规定的燃料供给量阈值”以下时成立的条件。
[0406] 并且,在第2实施方式中所采用的结构为,在改变第1控制阀66的开度之前的时间点处,节流阀33处于全开状态(参考图13的步骤1315)。但是,在第2装置中,也可以是,在改变第1控制阀66的开度时不一定使节流阀33置于全开状态。