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JP2009215983A - Reed valve stuck open abnormality detection device - Google Patents

Reed valve stuck open abnormality detection device Download PDF

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JP2009215983A
JP2009215983A JP2008060633A JP2008060633A JP2009215983A JP 2009215983 A JP2009215983 A JP 2009215983A JP 2008060633 A JP2008060633 A JP 2008060633A JP 2008060633 A JP2008060633 A JP 2008060633A JP 2009215983 A JP2009215983 A JP 2009215983A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reed valve
egr
map
internal combustion
abnormality detection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008060633A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Sadanobu Shimizu
定信 清水
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyota Industries Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Industries Corp filed Critical Toyota Industries Corp
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reed valve stuck open abnormality detection device can prevent breakage of an EGR valve and an EGR cooler without installing a removal device for PM and the like. <P>SOLUTION: ECU 32 determines that reed valves 22, 23 are under a condition where the same are stuck to open if it is determined that supercharging pressure to an operation condition of a diesel engine 1 is lower than a prescribed range based on a first map 34 and that nozzle opening to the operation condition of the diesel engine is larger than a prescribed range based on a second map 35. Consequently, the ECU make the driver not operate the engine at heavy load by turning on an engine check lamp 33, or inhibiting the diesel engine 1 from being operated at heavy load by accelerator restriction so as to prevent high temperature exhaust gas form flowing inside of EGR route 15, 16. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は、リードバルブ開固着異常検出装置に係り、特に、内燃機関のEGR経路に設けられたリードバルブが開いたままで固着した状態を検出するための装置に関する。   The present invention relates to a reed valve open fixing abnormality detecting device, and more particularly to a device for detecting a state in which a reed valve provided in an EGR path of an internal combustion engine is fixed open.

V型あるいは水平対向型のような2つのバンクを有し、それぞれのバンクに可変容量型ターボチャージャを備える従来のディーゼルエンジンにおいて、過給圧をセンシングすることによって、それぞれの可変容量型ターボチャージャにおけるノズル開度がフィードバック制御されている。それぞれのバンクから取り出されたEGRガスは、EGR経路に設けられたEGRバルブによって流量が制御される。各EGR経路を流通するEGRガスの流量を1つのEGRバルブによって制御する場合、それぞれのバンクに接続されたEGR経路がEGRバルブの前で合流し連通することから、排気ガスエネルギーを損失し、可変容量型ターボチャージャのタービン効率の悪化を招き、結果として過給圧が低下してしまう。このタービン効率の悪化を回避するために、EGR経路に逆止弁であるリードバルブが設けられることがある。   In a conventional diesel engine having two banks such as a V-type or a horizontally opposed type, each having a variable capacity turbocharger in each bank, by sensing the supercharging pressure, each variable capacity turbocharger The nozzle opening is feedback controlled. The flow rate of the EGR gas taken out from each bank is controlled by an EGR valve provided in the EGR path. When the flow rate of the EGR gas flowing through each EGR path is controlled by one EGR valve, the EGR path connected to each bank merges and communicates in front of the EGR valve, so that exhaust gas energy is lost and variable. The turbine efficiency of the capacity type turbocharger is deteriorated, and as a result, the supercharging pressure is lowered. In order to avoid this deterioration in turbine efficiency, a reed valve that is a check valve may be provided in the EGR path.

排気ガスには未燃焼燃料や粒子状物質(PM)が含まれており、排気ガスの一部であるEGRガスがEGR経路を流通して、EGRバルブやEGRクーラに付着し炭化することによって、EGRバルブに固着したりEGRクーラの詰まりが生じてしまう可能性がある。そこで例えば特許文献1では、EGRバルブ及びEGRクーラにオゾンを供給することによって、EGRバルブ及びEGRクーラに付着して炭化した未燃焼燃料やPMを酸化除去し、EGRバルブの固着やEGRクーラの詰まりを解消している。   The exhaust gas contains unburned fuel and particulate matter (PM), and the EGR gas, which is a part of the exhaust gas, flows through the EGR path, adheres to the EGR valve and the EGR cooler, and carbonizes. There is a possibility of sticking to the EGR valve or clogging of the EGR cooler. Therefore, in Patent Document 1, for example, ozone is supplied to the EGR valve and the EGR cooler to oxidize and remove unburned fuel and PM adhering to the EGR valve and the EGR cooler, thereby fixing the EGR valve and clogging the EGR cooler. Has been eliminated.

特開2007−120397号公報JP 2007-120297 A

複数のバンク及び1つのEGRバルブを有しEGR経路にリードバルブが設置されるエンジンでは、EGR経路に設置されたリードバルブが開いた状態で未燃焼燃料やPMが固着してしまうと(以下、「開固着状態」とも呼ぶ。)、各バンクから排出された排気ガスが流通する2つの排気管が常時連通することになる。したがって、特に高負荷運転時において、一方のバンク側から排出され、EGRバルブの前の合流部に到達した排気ガスが、他方のバンク側に逆流する可能性がある。
しかしながら、特許文献1の排気浄化装置では、未燃焼燃料やPM等によるEGRバルブの固着やEGRクーラの詰まりを解消させているものの、PM等除去装置を別途設置しなければならないといった問題点があった。また、特許文献1の排気浄化装置では、複数のバンクと1つのEGRバルブを有しEGR経路にリードバルブが設置されるエンジンについては検討されておらず、当然ながら、リードバルブの開固着状態の検知については何ら考慮されていない。リードバルブが開固着状態のまま高負荷運転を継続した場合に、開固着状態が検出されなければ、高温の排気ガスが排出される状態が継続されてしまい、EGRバルブ及びEGRクーラが高温の排気ガスで破損するという二次的不具合が生じるといった問題点も生じていた。
In an engine having a plurality of banks and one EGR valve and a reed valve installed in the EGR path, if unburned fuel or PM is fixed with the reed valve installed in the EGR path opened (hereinafter, referred to as "reed valve"). Also referred to as “open stuck state”), the two exhaust pipes through which the exhaust gas discharged from each bank circulates constantly. Therefore, particularly during high load operation, the exhaust gas that has been exhausted from one bank side and has reached the joining portion in front of the EGR valve may flow back to the other bank side.
However, although the exhaust gas purification apparatus of Patent Document 1 eliminates the sticking of the EGR valve and the clogging of the EGR cooler due to unburned fuel and PM, there is a problem that a removal apparatus such as PM has to be installed separately. It was. Further, in the exhaust gas purification device of Patent Document 1, an engine having a plurality of banks and one EGR valve and having a reed valve installed in the EGR path has not been studied. No consideration is given to detection. When the high load operation is continued while the reed valve is in the open fixed state, if the open fixed state is not detected, the state in which the high-temperature exhaust gas is discharged continues, and the EGR valve and the EGR cooler are in the high-temperature exhaust state. There has also been a problem that a secondary failure of being damaged by gas occurs.

この発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、PM等除去装置を新設することなく、既存の装置のみでリードバルブの開固着状態を判断することによってEGRバルブ及びEGRクーラの破損を未然に防止することができるリードバルブ開固着異常検出装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such a problem, and it is possible to determine whether the EGR valve and the EGR cooler are in an open state by using only an existing device without determining a PM or the like removal device. It is an object of the present invention to provide a reed valve open sticking abnormality detecting device capable of preventing damage in advance.

この発明に係るリードバルブ開固着異常検出装置は、2つのバンクを有する内燃機関に設けられたリードバルブ開固着異常検出装置であって、一端が各バンクの排気経路に接続されると共に他端が吸気経路に接続された2つのEGR経路であって、該2つのEGR経路は部分的に合流した合流部を有する2つのEGR経路と、前記合流部に設けられた1つのEGRバルブと、前記2つのEGR経路の少なくとも一方において前記EGRバルブよりも上流側に設けられた少なくとも1つのリードバルブと、前記内燃機関の過給圧を検出する過給圧検出手段と、タービン及びコンプレッサを有する可変容量型ターボチャージャであって、ノズル開度を変化させることによって前記タービンへの排気ガスの流速を制御可能な可変容量型ターボチャージャと、前記内燃機関の運転状態に対する前記過給圧についての第1マップ及び前記ノズル開度についての第2マップを有する制御装置とを備え、該制御装置は、前記第1マップに基づいて、前記内燃機関の運転状態に対する前記過給圧が所定範囲よりも小さいと判定し、さらに、前記第2マップに基づいて、前記内燃機関の運転状態に対する前記ノズル開度が所定範囲よりも大きいと判定した場合に、前記リードバルブが開いたまま固着した状態であると判断する。リードバルブが開いたまま固着した状態であると判断された後、EGR経路内を高温の排気ガスが流れないようするために適切な処理を行うことができる。
前記可変容量型ターボチャージャが各バンクに設けられていてもよい。
前記リードバルブが開いたまま固着した状態であると判断された場合に、前記内燃機関の運転者に警報を発する警報手段を備えてもよい。
前記リードバルブが開いたまま固着した状態であると判断された場合に、前記制御装置はアクセル制限を行ってもよい。
The reed valve open sticking abnormality detection device according to the present invention is a reed valve open sticking abnormality detection device provided in an internal combustion engine having two banks, one end of which is connected to the exhaust path of each bank and the other end is Two EGR paths connected to the intake path, the two EGR paths having two merged portions, a single EGR valve provided in the merge portion, and the 2 Variable displacement type having at least one reed valve provided upstream of the EGR valve in at least one of the two EGR paths, a supercharging pressure detecting means for detecting a supercharging pressure of the internal combustion engine, a turbine and a compressor A variable capacity turbocharger that is capable of controlling a flow rate of exhaust gas to the turbine by changing a nozzle opening degree. And a control device having a first map for the supercharging pressure for the operating state of the internal combustion engine and a second map for the nozzle opening, the control device is based on the first map, It is determined that the supercharging pressure with respect to the operating state of the internal combustion engine is smaller than a predetermined range, and further, based on the second map, it is determined that the nozzle opening degree with respect to the operating state of the internal combustion engine is larger than a predetermined range. In this case, it is determined that the reed valve is fixed while being opened. After it is determined that the reed valve is open and fixed, appropriate processing can be performed to prevent high-temperature exhaust gas from flowing in the EGR path.
The variable capacity turbocharger may be provided in each bank.
When it is determined that the reed valve is in an open and fixed state, an alarm means for issuing an alarm to a driver of the internal combustion engine may be provided.
When it is determined that the reed valve is in an open and fixed state, the control device may perform accelerator restriction.

この発明によれば、内燃機関の運転状態に対する過給圧についての第1マップ及び可変容量型ターボチャージャのノズル開度についての第2マップを有する制御装置によって、第1マップに基づいて、内燃機関の運転状態に対する過給圧が所定範囲よりも小さいと判定し、さらに、第2マップに基づいて、内燃機関の運転状態に対するノズル開度が所定範囲よりも大きいと判定した場合に、リードバルブが開固着状態であると判断される。リードバルブの開固着状態が検知されると、運転者に警告を発したり、アクセル制限を行うように制御するため、一方のバンク側から排出された高温の排気ガスが、開固着したリードバルブを通過して他方のバンク側に流れないようにすることができる。したがって、PM除去装置等の別個独立した装置を構成することなく、リードバルブへのPM固着量の増加を制限し、さらには、リードバルブの開固着状態での高温の排気ガスによるEGRバルブ及びEGRクーラの破損を未然に防止することができる。   According to the present invention, the internal combustion engine is based on the first map by the control device having the first map for the supercharging pressure with respect to the operating state of the internal combustion engine and the second map for the nozzle opening of the variable displacement turbocharger. When it is determined that the supercharging pressure for the operating state of the engine is smaller than the predetermined range, and further, based on the second map, it is determined that the nozzle opening for the operating state of the internal combustion engine is larger than the predetermined range, the reed valve It is determined to be in an open fixed state. When an open-fixed state of the reed valve is detected, a warning is given to the driver and the accelerator is controlled so that the high-temperature exhaust gas discharged from one bank side It can be prevented from passing to the other bank side. Therefore, the increase in the amount of PM adhering to the reed valve is limited without configuring a separate and independent device such as a PM removal device, and further, the EGR valve and EGR are caused by high-temperature exhaust gas when the reed valve is in an open adhering state. It is possible to prevent the cooler from being damaged.

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
この実施の形態に係るリードバルブ開固着異常検出装置を備えた内燃機関の構成模式図を図1に示す。自動車の内燃機関であるディーゼルエンジン1は、2つのバンク2,3を有し、各バンク2,3には3つのシリンダが設けられたV型6気筒ディーゼルエンジンである。バンク2,3には、吸気マニホールド4,5がそれぞれ接続されると共に、排気マニホールド6,7がそれぞれ接続されている。吸気マニホールド4,5にはそれぞれ、吸気管8,9が接続され、排気マニホールド6,7にはそれぞれ、排気管10,11が接続されている。ここで、吸気マニホールド4,5及び吸気管8,9は、各バンクの吸気経路を構成し、排気マニホールド6,7及び排気管10,11は、各バンクの排気経路を構成する。吸気管8,9には、各吸気管8,9を流通する吸気を共通に冷却するインタークーラ12が設けられている。また、吸気管8,9にはそれぞれ、インタークーラ12と吸気マニホールド4,5との間に、ディーゼルスロット13,14が設けられている。吸気マニホールド4には、吸気マニホールド4内の圧力、すなわち過給圧を測定するための過給圧検出手段である圧力センサ21が設けられている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of an internal combustion engine provided with a reed valve open sticking abnormality detection device according to this embodiment. A diesel engine 1 which is an internal combustion engine of an automobile is a V-type 6-cylinder diesel engine having two banks 2 and 3, and each bank 2 and 3 is provided with three cylinders. The banks 2 and 3 are connected to the intake manifolds 4 and 5, respectively, and are connected to the exhaust manifolds 6 and 7, respectively. Intake pipes 8 and 9 are connected to the intake manifolds 4 and 5, respectively, and exhaust pipes 10 and 11 are connected to the exhaust manifolds 6 and 7, respectively. Here, the intake manifolds 4 and 5 and the intake pipes 8 and 9 constitute an intake path of each bank, and the exhaust manifolds 6 and 7 and the exhaust pipes 10 and 11 constitute an exhaust path of each bank. The intake pipes 8 and 9 are provided with an intercooler 12 for commonly cooling the intake air flowing through the intake pipes 8 and 9. The intake pipes 8 and 9 are respectively provided with diesel slots 13 and 14 between the intercooler 12 and the intake manifolds 4 and 5. The intake manifold 4 is provided with a pressure sensor 21 which is a supercharging pressure detection means for measuring the pressure in the intake manifold 4, that is, the supercharging pressure.

バンク2,3にはそれぞれ、一端が排気マニホールド6,7に接続されると共に他端が吸気マニホールド4,5に接続されたEGR経路15,16が設けられている。EGR経路15,16にはそれぞれ、EGRクーラ17,18が設けられている。EGR経路15,16は、EGRクーラ17,18よりも吸気マニホールド4,5側で、部分的に合流した合流部19を有している。合流部19には、EGRバルブ20が設けられている。EGR経路15,16にはそれぞれ、EGRクーラ17,18と合流部19との間に、リードバルブ22,23が設けられている。   Each of the banks 2 and 3 is provided with EGR paths 15 and 16 having one end connected to the exhaust manifolds 6 and 7 and the other end connected to the intake manifolds 4 and 5. EGR coolers 17 and 18 are provided in the EGR paths 15 and 16, respectively. The EGR paths 15 and 16 have a merge portion 19 that partially merges on the intake manifolds 4 and 5 side with respect to the EGR coolers 17 and 18. The merge portion 19 is provided with an EGR valve 20. Reed valves 22 and 23 are provided between the EGR coolers 17 and 18 and the junction 19 in the EGR paths 15 and 16, respectively.

バンク2,3にはそれぞれ、吸気管8,9に設けられたコンプレッサ24,26と、排気管10,11に設けられたタービン25,27とを有する可変容量型ターボチャージャ28,29が設けられている。タービン25,27にはそれぞれ、複数のノズルベーン30,31が設けられている。図2(a)及び(b)に示されるように、複数のノズルベーン30は、タービン25のタービンホイール25aの周囲を囲むように設けられ、各ノズルベーン30が図示しない支持リングの回転に連動して矢印Aのように回動する。ノズルベーン30の回動によって、隣り合うノズルベーン30,30間の隙間の大きさ(ノズルベーン30,30間の排気ガスの通路面積)が変化するので、タービンホイール25aに向かう排気ガスの流速が制御される。図2(a)は、隙間が最も小さい状態(通常「ノズル全閉」と呼ばれるが、本願では「ノズル開度最大」と表現する)であり、図2(b)は、隙間が最も大きい状態(通常「ノズル全開」と呼ばれるが、本願では「ノズル開度最小」と表現する)を示している。ここで、隣り合うノズルベーン30,30間の隙間について、最小値をVmin(図2(a))、最大値をVmax(図2(b))、任意の隙間の大きさをVとしたときに、
(Vmax−V)/(Vmax−Vmin)×100(%)
によって算出される値を、可変容量型ターボチャージャのノズル開度と定義する。つまり、ノズル開度が大きくなると、当該隙間(ノズルベーン30,30間の排気ガスの通路面積)が小さくなってタービンホイール25aに向かう排気ガスの流速が大きくなる。尚、タービン27(図1参照)に設けられた複数のノズルベーン31(図1参照)も、ノズルベーン30と同じ構成となっている。
The banks 2 and 3 are provided with variable displacement turbochargers 28 and 29 having compressors 24 and 26 provided in the intake pipes 8 and 9 and turbines 25 and 27 provided in the exhaust pipes 10 and 11, respectively. ing. The turbines 25 and 27 are provided with a plurality of nozzle vanes 30 and 31, respectively. 2A and 2B, the plurality of nozzle vanes 30 are provided so as to surround the periphery of the turbine wheel 25a of the turbine 25, and each nozzle vane 30 is interlocked with the rotation of a support ring (not shown). Rotate as shown by arrow A. Since the size of the gap between the adjacent nozzle vanes 30 and 30 (exhaust gas passage area between the nozzle vanes 30 and 30) is changed by the rotation of the nozzle vane 30, the flow rate of the exhaust gas toward the turbine wheel 25a is controlled. . FIG. 2A shows a state where the gap is the smallest (usually referred to as “nozzle fully closed” but is expressed as “maximum nozzle opening” in this application), and FIG. 2B shows a state where the gap is the largest. (Normally referred to as “nozzle fully open”, but expressed as “nozzle opening minimum” in the present application). Here, regarding the gap between the adjacent nozzle vanes 30 and 30, the minimum value is V min (FIG. 2A), the maximum value is V max (FIG. 2B), and the size of an arbitrary gap is V. sometimes,
(V max -V) / (V max -V min) × 100 (%)
Is defined as the nozzle opening of the variable capacity turbocharger. That is, as the nozzle opening increases, the gap (exhaust gas passage area between the nozzle vanes 30 and 30) decreases and the flow rate of exhaust gas toward the turbine wheel 25a increases. A plurality of nozzle vanes 31 (see FIG. 1) provided in the turbine 27 (see FIG. 1) also have the same configuration as the nozzle vane 30.

図1に示されるように、ディーゼルエンジン1には、制御装置であるECU32が設けられている。ECU32には、バンク2,3内に設けられた図示しないクランクシャフト及び燃料噴射装置と、圧力センサ21と、ノズルベーン30,31を回動させる駆動装置36,37とが電気的に接続されている。これにより、ECU32は、ディーゼルエンジン1の稼動中に、ディーゼルエンジン1の回転数についての電気信号と、ディーゼルエンジン1の各燃焼室内に噴射される燃料噴射量についての電気信号と、ディーゼルエンジン1の過給圧についての電気信号と、可変容量型ターボチャージャ28,29のノズル開度についての電気信号を受信するようになっている。また、ECU32には、ディーゼルエンジン1を備えた自動車の運転者に警報を発するための警報手段であるエンジンチェックランプ33が電気的に接続されている。   As shown in FIG. 1, the diesel engine 1 is provided with an ECU 32 that is a control device. A crankshaft and fuel injection device (not shown) provided in the banks 2 and 3, the pressure sensor 21, and drive devices 36 and 37 that rotate the nozzle vanes 30 and 31 are electrically connected to the ECU 32. . As a result, the ECU 32 is configured so that the electric signal about the rotational speed of the diesel engine 1, the electric signal about the fuel injection amount injected into each combustion chamber of the diesel engine 1, and the diesel engine 1 during the operation of the diesel engine 1. An electric signal regarding the supercharging pressure and an electric signal regarding the nozzle opening of the variable capacity turbochargers 28 and 29 are received. The ECU 32 is electrically connected to an engine check lamp 33 which is an alarm means for issuing an alarm to a driver of a car equipped with the diesel engine 1.

ECU32には、図3に示される第1マップ34と、図4に示される第2マップ35とが組み込まれている。
図3に示されるように、第1マップ34は、ディーゼルエンジン1の回転数(rpm)と最大燃料噴射量に対する燃料噴射量(%)とによって表されたディーゼルエンジン1の運転状態に対する、ディーゼルエンジン1の標準的な過給圧を表している。ディーゼルエンジン1に異常がない場合、すなわち、リードバルブ22,23が開いたまま固着した状態でない場合には、圧力センサ21による測定値は、第1マップ34に示された標準的な過給圧に対して±10%程度の範囲の値をとる。この実施の形態では、この範囲を過給圧の所定範囲と定義する。
The ECU 32 incorporates a first map 34 shown in FIG. 3 and a second map 35 shown in FIG.
As shown in FIG. 3, the first map 34 is a diesel engine for the operating state of the diesel engine 1 represented by the rotational speed (rpm) of the diesel engine 1 and the fuel injection amount (%) with respect to the maximum fuel injection amount. 1 represents the standard supercharging pressure. When there is no abnormality in the diesel engine 1, that is, when the reed valves 22 and 23 are not open and fixed, the measured value by the pressure sensor 21 is the standard boost pressure shown in the first map 34. Takes a value in the range of about ± 10%. In this embodiment, this range is defined as a predetermined range of the supercharging pressure.

図4に示されるように、第2マップ35は、ディーゼルエンジン1の回転数(rpm)と最大燃料噴射量に対する燃料噴射量(%)とによって表されたディーゼルエンジン1の運転状態に対する、可変容量型ターボチャージャ28,29の標準的なノズル開度を表している。ディーゼルエンジン1に異常がない場合、すなわち、リードバルブ22,23が開いた状態で固着していない場合には、過給圧が所定範囲にあるときに、ノズルベーン30,31は、第2マップ35に示された標準的なノズル開度に対して±10%程度の範囲のノズル開度をとる。この実施の形態では、この範囲をノズル開度の所定範囲と定義する。   As shown in FIG. 4, the second map 35 is a variable capacity for the operating state of the diesel engine 1 represented by the rotational speed (rpm) of the diesel engine 1 and the fuel injection amount (%) with respect to the maximum fuel injection amount. The standard nozzle opening of the type | mold turbochargers 28 and 29 is represented. When there is no abnormality in the diesel engine 1, that is, when the reed valves 22 and 23 are not fixed in an open state, the nozzle vanes 30 and 31 are moved to the second map 35 when the supercharging pressure is within a predetermined range. The nozzle opening is in the range of about ± 10% with respect to the standard nozzle opening shown in FIG. In this embodiment, this range is defined as a predetermined range of the nozzle opening.

次に、この発明の実施の形態に係るリードバルブ開固着異常検出装置の動作を、図5に示されたフローチャートに基づいて説明する。
ディーゼルエンジン1が稼動すると、ECU32は、ディーゼルエンジン1の回転数についての電気信号と、ディーゼルエンジン1の各燃焼室内に噴射される燃料噴射量についての電気信号とを受信し、ディーゼルエンジン1の運転状態を認定する(ステップS1)。次に、ECU32は、圧力センサ21から電気信号を受信し、ディーゼルエンジン1の過給圧を検知する(ステップS2)。ECU32は、第1マップ34に基づいて、検知されたディーゼルエンジン1の過給圧が、ディーゼルエンジン1の運転状態に対する所定範囲よりも大きいか否かを判定する(ステップS3)。ステップS3において、検知されたディーゼルエンジン1の過給圧が所定範囲よりも大きいと判定された場合には、ECU32は、駆動装置36,37を作動させることにより、ノズル開度を低下させ(ステップS4)、ステップS3に戻る。一方、ステップS3において、ディーゼルエンジン1の過給圧が所定範囲よりも大きくはないと判定された場合には、ECU32は、ディーゼルエンジン1の過給圧が所定範囲よりも小さいか否かを判定する(ステップS5)。ディーゼルエンジン1の過給圧が所定範囲よりも小さくないと判定された場合には、ディーゼルエンジン1の過給圧は所定範囲内であることから、リードバルブ開固着異常検出装置の動作を終了する。一方、ステップS5において、ディーゼルエンジン1の過給圧が所定範囲よりも小さいと判定された場合には、ECU32は、駆動装置36,37を作動させることにより、ノズル開度を増加させる(ステップS6)。次に、ECU32は、ノズル開度が所定範囲よりも大きいか否かを判定し(ステップS7)、ノズル開度が所定範囲よりも大きくないと判定された場合には、ステップS2に戻る。一方、ステップS7において、ノズル開度が所定範囲よりも大きいと判定された場合には、ECU32は、リードバルブ22,23が開いた状態で固着したと判断し(ステップS8)、エンジンチェックランプ33を点灯させ(ステップS9)、アクセル制限を行う(ステップS10)。
Next, the operation of the reed valve open sticking abnormality detecting device according to the embodiment of the present invention will be described based on the flowchart shown in FIG.
When the diesel engine 1 is operated, the ECU 32 receives an electrical signal regarding the rotational speed of the diesel engine 1 and an electrical signal regarding the fuel injection amount injected into each combustion chamber of the diesel engine 1, and operates the diesel engine 1. The state is authorized (step S1). Next, the ECU 32 receives an electric signal from the pressure sensor 21 and detects the supercharging pressure of the diesel engine 1 (step S2). Based on the first map 34, the ECU 32 determines whether the detected boost pressure of the diesel engine 1 is greater than a predetermined range with respect to the operating state of the diesel engine 1 (step S3). If it is determined in step S3 that the detected supercharging pressure of the diesel engine 1 is greater than the predetermined range, the ECU 32 operates the drive devices 36 and 37 to reduce the nozzle opening (step S3). S4), returning to step S3. On the other hand, when it is determined in step S3 that the supercharging pressure of the diesel engine 1 is not larger than the predetermined range, the ECU 32 determines whether or not the supercharging pressure of the diesel engine 1 is smaller than the predetermined range. (Step S5). If it is determined that the boost pressure of the diesel engine 1 is not smaller than the predetermined range, the boost pressure of the diesel engine 1 is within the predetermined range, and thus the operation of the reed valve open sticking abnormality detection device is terminated. . On the other hand, when it is determined in step S5 that the supercharging pressure of the diesel engine 1 is smaller than the predetermined range, the ECU 32 increases the nozzle opening by operating the drive devices 36 and 37 (step S6). ). Next, the ECU 32 determines whether or not the nozzle opening is larger than a predetermined range (step S7). If it is determined that the nozzle opening is not larger than the predetermined range, the ECU 32 returns to step S2. On the other hand, if it is determined in step S7 that the nozzle opening is larger than the predetermined range, the ECU 32 determines that the reed valves 22 and 23 are stuck open (step S8) and the engine check lamp 33. Is turned on (step S9), and the accelerator is limited (step S10).

リードバルブ22,23が開いた状態で固着すると、排気管10及び11が連通する。この状態で、ディーゼルエンジン1が高負荷運転になると、EGRクーラ17,18内を高温の排気ガスが流通することによりEGRクーラ17,18内の冷却水が沸騰し、さらに、合流部19内を高温の排気ガスが流通することで、EGRバルブ20に高温の排気ガスが接触する。これにより、EGRクーラ17,18及びEGRバルブ20が熱せられて破損してしまうおそれがある。しかし、ディーゼルエンジン1では、リードバルブ22,23が開いた状態で固着したと判断されると、エンジンチェックランプ33が点灯することにより、運転者がこれに気がつくので、運転者は高負荷運転を行わないように気をつけるようになる。また、アクセル制限を行うことにより、運転者がいくらアクセルを踏んでも、ディーゼルエンジン1は高負荷運転とはならなくなる。   When the reed valves 22 and 23 are fixed in an open state, the exhaust pipes 10 and 11 communicate with each other. In this state, when the diesel engine 1 is operated at a high load, the high-temperature exhaust gas flows through the EGR coolers 17 and 18, whereby the cooling water in the EGR coolers 17 and 18 boils, and further, the inside of the junction 19 When the high-temperature exhaust gas flows, the high-temperature exhaust gas contacts the EGR valve 20. As a result, the EGR coolers 17 and 18 and the EGR valve 20 may be heated and damaged. However, in the diesel engine 1, when it is determined that the reed valves 22 and 23 are fixed in an open state, the engine check lamp 33 is turned on, so that the driver notices this. Be careful not to do it. Further, by restricting the accelerator, no matter how much the driver steps on the accelerator, the diesel engine 1 does not operate at a high load.

このように、ECU32は、第1マップ34に基づいて、ディーゼルエンジン1の運転状態に対する過給圧が所定範囲よりも小さいと判定し、さらに、第2マップ35に基づいて、ディーゼルエンジンの運転状態に対するノズル開度が所定範囲よりも大きいと判定した場合に、リードバルブ22,23が開いたまま固着した状態であると判断することにより、EGR経路15,16内を高温の排気ガスが流れないようにするために、エンジンチェックランプ33を点灯させて運転者に高負荷運転を行わせないようにしたり、アクセル制限を行うことによりディーゼルエンジン1が高負荷運転とならないようにしたりすることができるので、EGRバルブ20及びEGRクーラ17,18の破損を未然に防止することができる。   As described above, the ECU 32 determines that the supercharging pressure for the operating state of the diesel engine 1 is smaller than the predetermined range based on the first map 34, and further, based on the second map 35, the operating state of the diesel engine 1 When it is determined that the opening degree of the nozzle is larger than the predetermined range, it is determined that the reed valves 22 and 23 are fixed in an open state, so that high-temperature exhaust gas does not flow in the EGR paths 15 and 16. In order to do so, the engine check lamp 33 can be turned on to prevent the driver from performing a high load operation, or by restricting the accelerator, the diesel engine 1 can be prevented from being in a high load operation. Therefore, damage to the EGR valve 20 and the EGR coolers 17 and 18 can be prevented in advance.

この実施の形態で示された第1マップ34及び第2マップ35に記載されている数字はあくまでも例示に過ぎず、ディーゼルエンジン1の仕様等により数値は異なる。また、ノズル開度及び過給圧についての所定範囲について、第1マップ34及び第2マップ35に記載された数値に対して±10%程度の範囲として説明したが、±10%という数値に限定するものではない。ディーゼルエンジン1の仕様等により、第1マップ34及び第2マップ35に記載された数値からの振れ幅を考慮して適宜変更することができる。   The numbers described in the first map 34 and the second map 35 shown in this embodiment are merely examples, and the numbers differ depending on the specifications of the diesel engine 1 and the like. Further, the predetermined range for the nozzle opening and the supercharging pressure has been described as a range of about ± 10% with respect to the numerical values described in the first map 34 and the second map 35, but is limited to a numerical value of ± 10%. Not what you want. Depending on the specifications of the diesel engine 1 and the like, it can be appropriately changed in consideration of the fluctuation width from the numerical values described in the first map 34 and the second map 35.

この実施の形態では、ディーゼルエンジン1として、図1に示されるような構成で説明したが、この構成に限定するものではない。例えば、図6に示されるように、1つのディーゼルスロット13が吸気量を制御し、一方のEGR経路15のみにリードバルブ22が設けられ、両方の吸気マニホールド4,5に圧力センサ21が設けられたディーゼルエンジン40であってもよい。   In this embodiment, the diesel engine 1 has been described with the configuration shown in FIG. 1, but is not limited to this configuration. For example, as shown in FIG. 6, one diesel slot 13 controls the intake air amount, only one EGR path 15 is provided with a reed valve 22, and both intake manifolds 4, 5 are provided with pressure sensors 21. The diesel engine 40 may be used.

この実施の形態では、EGR経路15,16はそれぞれ、吸気マニホールド4,5と、排気マニホールド6,7に接続されていたが、この形態に限定するものではない。吸気側と排気側を連通すればよいので、吸気管8,9と、排気管10,11とに接続されていてもよい。   In this embodiment, the EGR paths 15 and 16 are connected to the intake manifolds 4 and 5 and the exhaust manifolds 6 and 7, respectively. However, the present invention is not limited to this form. Since the intake side and the exhaust side need only be communicated with each other, they may be connected to the intake pipes 8 and 9 and the exhaust pipes 10 and 11.

この実施の形態では、警報手段としてエンジンチェックランプ33を例にして説明したが、これに限定するものではない。リードバルブ22,23が開いたまま固着した状態であることを運転者に知らせることができればよいため、ブザーや音声を発する装置であってもよい。   In this embodiment, the engine check lamp 33 has been described as an example of alarm means, but the present invention is not limited to this. Since it is only necessary to notify the driver that the reed valves 22 and 23 are in an open state, the device may be a device that emits a buzzer or a sound.

この実施の形態では、ディーゼルエンジン1はV型6気筒であったが、これに限定するものではない。ディーゼルエンジンであれば気筒数がいくつであってもよい。また、バンクを複数有するものであればどのような形態のディーゼルエンジンでもよく、例えば、水平対向型のディーゼルエンジンであってもよい。   In this embodiment, the diesel engine 1 is a V-type 6 cylinder, but is not limited to this. If it is a diesel engine, the number of cylinders may be any number. Further, any type of diesel engine may be used as long as it has a plurality of banks. For example, a horizontally opposed diesel engine may be used.

この実施の形態では、各バンクにターボチャージャが設けられているが、この構成に限定するものではない。例えば、図7に示されるように、ディーゼルエンジン50が、複数のバンクと1基の可変容量型ターボチャージャで構成されていてもよい。この実施の形態では、排気マニホールド6、7から排出された排気ガスが、タービン25の上流で合流するように構成される。リードバルブ22は少なくとも一方のEGR経路15または16に設けられていればよい。   In this embodiment, a turbocharger is provided in each bank, but the present invention is not limited to this configuration. For example, as shown in FIG. 7, the diesel engine 50 may be configured with a plurality of banks and one variable capacity turbocharger. In this embodiment, the exhaust gas discharged from the exhaust manifolds 6 and 7 is configured to join upstream of the turbine 25. The reed valve 22 may be provided in at least one of the EGR paths 15 or 16.

この発明の実施の形態に係るリードバルブ開固着異常検出装置を備えた内燃機関の構成模式図である。1 is a schematic diagram of a configuration of an internal combustion engine including a reed valve open sticking abnormality detection device according to an embodiment of the present invention. この実施の形態に係るリードバルブ開固着異常検出装置を備えた内燃機関の可変容量型ターボチャージャのタービンに設けられたノズルベーンの平面図である。It is a top view of the nozzle vane provided in the turbine of the variable capacity | capacitance type | mold turbocharger of the internal combustion engine provided with the reed valve open sticking abnormality detection apparatus which concerns on this embodiment. この実施の形態に係るリードバルブ開固着異常検出装置を備えた内燃機関のECUに組み込まれた第1マップの概念図である。It is a conceptual diagram of the 1st map integrated in ECU of the internal combustion engine provided with the reed valve open sticking abnormality detection device concerning this embodiment. この実施の形態に係るリードバルブ開固着異常検出装置を備えた内燃機関のECUに組み込まれた第2マップの概念図である。It is a conceptual diagram of the 2nd map integrated in ECU of the internal combustion engine provided with the reed valve open sticking abnormality detection device concerning this embodiment. この実施の形態に係るリードバルブ開固着異常検出装置の動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating operation | movement of the reed valve open sticking abnormality detection apparatus which concerns on this embodiment. この実施の形態に係るリードバルブ開固着異常検出装置を備えた内燃機関の変形例の構成模式図である。It is a structure schematic diagram of the modification of the internal combustion engine provided with the reed valve open sticking abnormality detection device concerning this embodiment. この実施の形態に係るリードバルブ開固着異常検出装置を備えた内燃機関の別の変形例の構成模式図である。It is a structure schematic diagram of another modification of the internal combustion engine provided with the reed valve open sticking abnormality detection device according to this embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1,40,50 ディーゼルエンジン(内燃機関)、2,3 バンク、4,5 吸気マニホールド(吸気経路)、6,7 排気マニホールド(排気経路)、8,9 吸気管(吸気経路)、10,11 排気管(排気経路)、15,16 EGR経路、19 合流部、20 EGRバルブ、21 圧力センサ(過給圧検出手段)、22,23 リードバルブ、24,26 コンプレッサ、25,27 タービン、28,29 可変容量型ターボチャージャ、32 ECU(制御装置)、33 エンジンチェックランプ(警報手段)、34 第1マップ、35 第2マップ。   1, 40, 50 Diesel engine (internal combustion engine), 2, 3 banks, 4, 5 Intake manifold (intake path), 6, 7 Exhaust manifold (exhaust path), 8, 9 Intake pipe (intake path), 10, 11 Exhaust pipe (exhaust path), 15, 16 EGR path, 19 junction, 20 EGR valve, 21 Pressure sensor (supercharging pressure detection means), 22, 23 Reed valve, 24, 26 Compressor, 25, 27 Turbine, 28, 29 variable capacity turbocharger, 32 ECU (control device), 33 engine check lamp (alarm means), 34 first map, 35 second map.

Claims (4)

2つのバンクを有する内燃機関に設けられたリードバルブ開固着異常検出装置であって、
一端が各バンクの排気経路に接続されると共に他端が吸気経路に接続された2つのEGR経路であって、該2つのEGR経路は部分的に合流した合流部を有する2つのEGR経路と、
前記合流部に設けられた1つのEGRバルブと、
前記2つのEGR経路の少なくとも一方において前記EGRバルブよりも上流側に設けられた少なくとも1つのリードバルブと、
前記内燃機関の過給圧を検出する過給圧検出手段と、
タービン及びコンプレッサを有する可変容量型ターボチャージャであって、ノズル開度を変化させることによって前記タービンへの排気ガスの流速を制御可能な可変容量型ターボチャージャと、
前記内燃機関の運転状態に対する前記過給圧についての第1マップ及び前記ノズル開度についての第2マップを有する制御装置と
を備え、
該制御装置は、前記第1マップに基づいて、前記内燃機関の運転状態に対する前記過給圧が所定範囲よりも小さいと判定し、さらに、前記第2マップに基づいて、前記内燃機関の運転状態に対する前記ノズル開度が所定範囲よりも大きいと判定した場合に、前記リードバルブが開いたまま固着した状態であると判断する、リードバルブ開固着異常検出装置。
A reed valve open sticking abnormality detection device provided in an internal combustion engine having two banks,
Two EGR paths having one end connected to an exhaust path of each bank and the other end connected to an intake path, the two EGR paths having two merged portions,
One EGR valve provided in the junction,
At least one reed valve provided upstream of the EGR valve in at least one of the two EGR paths;
Supercharging pressure detecting means for detecting the supercharging pressure of the internal combustion engine;
A variable displacement turbocharger having a turbine and a compressor, the variable displacement turbocharger capable of controlling a flow rate of exhaust gas to the turbine by changing a nozzle opening;
A control device having a first map for the supercharging pressure and a second map for the nozzle opening for the operating state of the internal combustion engine;
The control device determines that the supercharging pressure with respect to the operating state of the internal combustion engine is smaller than a predetermined range based on the first map, and further, the operating state of the internal combustion engine based on the second map. A reed valve open sticking abnormality detection device that judges that the reed valve is stuck in an open state when it is determined that the nozzle opening with respect to is larger than a predetermined range.
前記可変容量型ターボチャージャが各バンクに設けられている、請求項1に記載のリードバルブ開固着異常検出装置。   The reed valve open sticking abnormality detection device according to claim 1, wherein the variable capacity turbocharger is provided in each bank. 前記リードバルブが開いたまま固着した状態であると判断された場合に、前記内燃機関の運転者に警報を発する警報手段を備える、請求項1または2に記載のリードバルブ開固着異常検出装置。   The reed valve open sticking abnormality detection device according to claim 1 or 2, further comprising warning means for issuing a warning to a driver of the internal combustion engine when it is determined that the reed valve is stuck open. 前記リードバルブが開いたまま固着した状態であると判断された場合に、前記制御装置はアクセル制限を行う、請求項1〜3のいずれか一項に記載のリードバルブ開固着異常検出装置。   The reed valve open sticking abnormality detection device according to any one of claims 1 to 3, wherein the control device performs accelerator restriction when it is determined that the reed valve is stuck in an open state.
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