發動機的控制裝置製造方法
2023-06-02 19:28:51 2
發動機的控制裝置製造方法
【專利摘要】一種發動機(10)的控制裝置(1)，具有排氣旁通閥(17)，其配置在對排氣通道(31)上的增壓用渦輪(16A)進行旁通的旁通道(32)上，由電動促動器(18)驅動，該發動機(10)的控制裝置(1)具有對排氣旁通閥(17)的位置進行檢測的檢測部(47)。還具有學習部(3a)和算出部(3e)，所述學習部實施第一學習和第二學習，第一學習是，根據在發動機(10)起動前，將排氣旁通閥(17)設成全閉後由檢測部(47)檢測出的位置(SCL1)，學習排氣旁通閥(17)的初始全閉位置(ISCL)，第二學習是，根據在發動機(10)起動後，將排氣旁通閥(17)設成全閉後由檢測部(47)檢測出的位置(SCL2)，學習排氣旁通閥的零點(S0)；所述算出部算出第一學習中得到的學習值與第二學習中得到的學習值的差異。採用本發明，能始終確保排氣旁通閥的學習機會。
【專利說明】發動機的控制裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種具有利用排氣壓力的增壓系統的發動機的控制裝置。
【背景技術】
[0002]以往，在具有利用發動機排氣壓力的增壓系統的發動機中，有這樣一種技術:在將配置在排氣通道上的增壓用渦輪予以旁通用的旁通道上設有電動排氣旁通閥(開閉閥)。排氣旁通閥是對增壓狀態(增壓壓力)進行調節用的增壓壓力調節閥，通過由電動促動器開閉而控制流入增壓用渦輪的排氣流量，控制增壓用渦輪的轉速。
[0003]例如，在像加速時那樣對發動機的輸出功率要求高的情況下，通過使排氣旁通閥的開度變小或為零(閉合)，從而增壓用渦輪的轉速上升。由此，增壓的進氣量增大，增壓效率提高，故可獲得高輸出功率。相反，在像減速時那樣對發動機的輸出功率要求低的情況下，通過使排氣旁通閥的開度變大或全開(打開)，從而增壓用渦輪的轉速下降。由此，增壓的進氣量減少，與輸出功率相應的量的進氣得到輸送。
[0004]如此，根據所要求的輸出功率來控制排氣旁通閥的開度，從而可控制增壓的進氣量(即增壓壓力)。換言之，為了正確控制增壓壓力，需要正確控制排氣旁通閥的開度。但是，排氣旁通閥因長期使用而產生經時變化，或因溫度而產生變形。因此，即使為了設成目標開度而利用電動促動器來驅動排氣旁通閥，有時排氣旁通閥的實際的開度也與目標的開度不一致。
[0005]為此，提出了一種對排氣旁通閥的基準位置進行學習的技術。例如，專利文獻I公開了一種控制裝置，若在發動機預熱後規定的條件成立，則實施排氣旁通閥的基準位置的學習。這裡，規定的條件是指正在實施增壓壓力的反饋控制、或排氣旁通閥的開度變動量大於規定值的條件等。根據這種技術，可正確學習排氣旁通閥的基準位置而不受溫度的影響。
[0006]專利文獻1:日本特許第4434057號公報
[0007]但是，在上述的專利文獻I的控制裝置中，不清楚是否能始終確保排氣旁通閥的學習機會。即，在發動機預熱後若規定的條件不成立，則不實施排氣旁通閥的基準位置的學習。若學習機會未被適當確保，則增壓壓力控制的精度有可能因排氣旁通閥的時效變化或熱變形而下降。
【發明內容】
[0008]發明所要解決的課題
[0009]本發明是鑑於上述那種問題而做成的，其目的在於，提供一種發動機的控制裝置，能始終確保排氣旁通閥的學習機會，能提高增壓壓力控制的精度。另外，並不限於該目的，後述的實施發明用的形態所示的各結構所帶來的作用效果，即發揮以往的技術無法得到的作用效果，也可作為本發明的其他目的。
[0010]用於解決課題的手段
[0011](I)此處公開的發動機的控制裝置，具有排氣旁通閥，該排氣旁通閥配置在對排氣通道上的增壓用渦輪進行旁通的旁通道上，由電動促動器驅動，該發動機的控制裝置的特點是，具有對所述排氣旁通閥的位置進行檢測的檢測部。還具有學習部和算出部，所述學習部實施第一學習和第二學習，所述第一學習是，在所述發動機起動前，將所述排氣旁通閥設成全閉，並由所述檢測部檢測出所述位置，根據所述位置學習所述排氣旁通閥的初始全閉位置，所述第二學習是，在所述發動機起動後，將所述排氣旁通閥設成全閉，並由所述檢測部檢測出所述位置，根據所述位置學習所述排氣旁通閥的零點；所述算出部算出所述第一學習中得到的學習值與所述第二學習中得到的學習值的差異。
[0012]較好的是，所述學習部，將所述初始全閉位置設為所述排氣旁通閥的開度控制時的基準位置，並且用所述零點位置補正所述基準位置。另外，雖然所述發動機起動前，包含了所述發動機起動的曲軸轉動正在進行，但較好的是在曲軸轉動前實施。
[0013](2)較好的是，所述學習部在車輛的加速行駛中實施所述第二學習。
[0014](3)較好的是，所述學習部在所述第一學習中，根據將所述排氣旁通閥設成全閉並由所述檢測部檢測出的所述位置、和將所述排氣旁通閥設成全開並由所述檢測部檢測出的所述位置，學習所述排氣旁通閥的初始動作範圍。在該情況下，較好的是，所述學習部將所述初始動作範圍設為所述排氣旁通閥的開度控制時的基準動作範圍。
[0015](4)更好的是，具有故障控制部，該故障控制部在所述初始動作範圍小於規定範圍的情況下，報知所述排氣旁通閥的故障，並且儲存與所述故障對應的故障代碼。換言之，較好的是，所述故障控制部在所述初始動作範圍的幅度小於所述規定範圍幅度的情況下，報知所述排氣旁通閥的故障，並且儲存與所述故障對應的故障代碼。
[0016](5)較好的是，具有清潔部，該清潔部在由所述算出部算出的所述差異為規定值以上的情況下，使所述排氣旁通閥開閉而實施清潔。
[0017](6)較好的是，所述清潔部在由所述算出部算出的所述差異為規定值以上、且所述發動機的增壓壓力為規定壓力以下的情況下，使所述排氣旁通閥開閉而實施清潔。
[0018](7)較好的是，所述清潔部在所述發動機的增壓壓力高於規定壓力的情況下，保留清潔的實施。
[0019]發明的效果
[0020]採用公開的發動機的控制裝置，由於在發動機起動前實施對排氣旁通閥的初始全閉位置進行學習的第一學習，因此，能始終確保排氣旁通閥的學習機會。另外，由於在發動機起動後實施對排氣旁通閥的零點進行學習的第二學習，因此，能將學習工序設為二個階段。由此，能正確學習排氣旁通閥的全閉位置，若以該全閉位置為基準而實施排氣旁通閥的開度控制，則能提高增壓壓力控制的精度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是例示一實施方式的發動機的控制裝置的模塊結構以及應用了該控制裝置的發動機的結構的示圖。
[0022]圖2是例示圖1的控制裝置的排氣旁通運算部的模塊結構的示圖。
[0023]圖3是表不閥位置相對於排氣旁通閥開度的關係的圖例。
[0024]圖4是例示發動機控制裝置中的學習控制順序的流程圖。
[0025]圖5是例示發動機控制裝置中的開度控制順序的流程圖。
[0026]圖6是例示發動機控制裝置中的故障控制順序的流程圖。
[0027]圖7是例示發動機控制裝置中的清潔控制順序的流程圖。
[0028]符號說明
[0029]I 發動機控制裝置
[0030]2 發動機負荷算出部
[0031]3 排氣旁通運算部
[0032]3a 學習部
[0033]3b 設定部
[0034]3c 開度控制部
[0035]3d 故障控制部(故障控制部)
[0036]3e 算出部(算出部)
[0037]3f 清潔部
[0038]10 發動機
[0039]11 缸內噴射閥
[0040]16 渦輪增壓器
[0041]16A渦輪(增壓用渦輪)
[0042]17 排氣旁通閥
[0043]17a 閥芯
[0044]17b 杆
[0045]18 電動促動器
[0046]31 排氣通道
[0047]32 排氣旁通通道(旁通道)
[0048]47 霍爾傳感器(檢測部)
[0049]IScl初始全閉位置
[0050]Scli第一全閉位置
[0051]Scl2第二全閉位置
[0052]Sop全開位置
[0053]S0 零點
[0054]IR 初始動作範圍
[0055]R 動作範圍
【具體實施方式】
[0056]下面，根據附圖來說明實施方式。另外，下面所示的實施方式畢竟只是例示，無意排除下面實施方式中未明示的各種變形和技術應用。本實施方式的各結構，在不脫離它們的宗旨的範圍內，可作各種變形來實施，並且可根據需要進行舍取選擇，或可適當組合。
[0057][1.裝置構成]
[0058][1-1.發動機]
[0059]本實施方式的發動機的控制裝置，應用於圖1所示的車載汽油發動機10 (下面，僅稱為發動機10)。該發動機10具有利用了排氣壓力的增壓系統以及EGR系統(排氣再循環系統)。圖1中，表示設在多缸發動機10上的多個氣缸(氣筒)中的一個。在氣缸內，內裝有滑動自如的活塞，活塞的往復運動通過連接杆而變換成曲軸的旋轉運動。
[0060]在各氣缸的頂面設有進氣口以及排氣口，在各個口的開口設有進氣閥、排氣閥。另夕卜，在進氣口與排氣口之間設有火花塞15，該火花塞15以其頂端突出到燃燒室側的狀態設置。火花塞15的點火正時(點火時間)由後述的發動機控制裝置I控制。
[0061][1-2.燃料噴射系統]
[0062]作為向各氣缸供給燃料用的噴射器，在氣缸內設有直接噴射燃料的缸內噴射閥(直噴式噴射器)11。來自缸內噴射閥11的燃料噴射量及其噴射正時由發動機控制裝置I控制。例如，控制脈衝信號從發動機控制裝置I傳遞到缸內噴射閥11，在與該控制脈衝信號的大小對應的期間，缸內噴射閥11的噴射口被打開。由此，燃料噴射量為與控制脈衝信號大小(驅動脈衝幅度)對應的量，噴射開始時刻與傳遞控制脈衝信號的時刻對應。
[0063]缸內噴射閥11，通過包含共軌13A在內的燃料供給道13而與流量可變式燃料泵14連接。燃料泵14接受來自發動機10或電動機等的驅動力的供給而動作，將燃料箱內的燃料排出到燃料供給道13。由此，被燃料箱14加壓後的燃料，從燃料供給道13被供給到高壓共軌13A，通過安裝在各自氣缸上的缸內噴射閥11而供給到氣缸內。從燃料泵14排出的燃料量以及燃壓由發動機控制裝置I控制。
[0064][1-3.進排氣系統]
[0065]進氣閥的上部與使閥升程量、配氣正時變化用的進氣可變動閥機構28連接，排氣閥的上部與排氣可變動閥機構29連接。進氣閥、排氣閥的動作，通過這些可變動閥機構28、29而由後述的發動機控制裝置I控制。在各可變動閥機構28、29上內藏有可變閥升程機構以及可變配氣正時機構，作為對例如搖臂的擺動量與擺動正時進行變更的機構。
[0066]可變閥升程機構，是對進氣閥以及排氣閥的各自的閥升程量連續進行變更的機構。該可變閥升程機構，具有對從固定在凸輪軸上的凸輪傳遞至搖臂、氣門上的擺動大小(閥升程量)進行變更的功能。另外，可變配氣正時機構，是對進氣閥以及排氣閥的各自的開閉正時(配氣正時)進行變更的機構。該可變配氣正時機構，具有對使搖臂產生擺動的凸輪或凸輪軸的旋轉位相進行變更的功能。
[0067]對於發動機10的進氣系統20以及排氣系統30，設有利用排氣壓力而向氣缸內增壓供給進氣的渦輪增壓器(增壓機)16。渦輪增壓器16，橫跨連接在進氣口上遊側的進氣通道21和連接在排氣口下遊側的排氣通道31這兩方而配置。渦輪增壓器16的渦輪(增壓用渦輪)16A利用排氣通道31內的排氣壓力進行旋轉，並將其旋轉力傳遞至進氣通道21側的壓縮機16B，壓縮機16B受此而將進氣通道21內的空氣壓縮並送給到下遊側，對各氣缸進行增壓。渦輪增壓器16進行的增壓操作由發動機控制裝置I控制。
[0068]在進氣通道21上的壓縮機16B的下遊側設有內部冷卻器25，冷卻壓縮後的空氣。另外，在壓縮機16B的上遊側設有空氣過濾器22，過濾從外部進入的空氣。此外，以連接壓縮機16B的上遊側、下遊側的進氣通道21的狀態設有進氣旁通通道23，並且在進氣旁通通道23上配置有旁通閥24。沿進氣旁通通道23流動的空氣量，根據旁通閥24的開度來調節。旁通閥24發揮這樣的功能:例如在車輛急劇減速時被控制成打開方向，將從壓縮機16B送給的增壓壓力釋放到上遊側。另外，旁通閥24的開度由發動機控制裝置I控制。
[0069]在進氣系統20中的壓縮機16B的下遊側與排氣系統中的渦輪16A的上遊側之間，設置EGR(Exhaust Gas Recirculat1n，排氣再循環)通道34。EGR通道34是將從氣缸排出而無間歇的排氣再引導到氣缸正上遊側的通道。EGR通道34上配置用於冷卻回流氣體的EGR冷卻器35。通過冷卻回流氣體，氣缸內的燃燒溫度就下降，氮氧化物(NOx)的發生率就下降。另外，在EGR通道34與進氣系統20的合流部，配置用於調節排氣回流量的EGR閥36。EGR閥36的閥開度可變，且由發動機控制裝置I控制。
[0070]在內部冷卻器25的下遊側連接節氣門本體(未圖示)，再在節氣門本體的下遊側連接進氣歧管(intake manifol，未圖示)。節氣門本體配置在前述的EGR通道34與進氣系統20的合流部的上遊側。在節氣門本體的內部設有電子控制式的節流閥26。流動到進氣管的空氣量，根據節流閥26的開度(節流開度TH)而調節。節流開度TH由發動機控制裝置I控制。
[0071]在進氣歧管上設有穩壓箱27，用於暫時儲存向各氣缸流動的空氣。前述的EGR通道34與進氣系統20的合流部位於穩壓箱27的上遊側。穩壓箱27的下遊側的進氣歧管形成為向各氣缸的進氣口分歧，穩壓箱27位於該分歧點。穩壓箱27對各氣缸會產生的進氣脈動和進氣幹涉進行緩和。
[0072]在排氣通道31上的渦輪16A的下遊側配置有催化劑裝置33。該催化劑裝置33具有這樣的功能:將例如排氣中所含的PM (Particulate Matter,粒子狀物質)和氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)、碳氫化合物(HC)等成分予以淨化、分解、去除。另外，在渦輪16A的上遊側配置有向各氣缸的排氣口分歧形成的排氣歧管(exhaust manifold,未圖示)。
[0073]以連接渦輪16A的上遊側、下遊側的排氣通道31的狀態設有排氣旁通通道(旁通道)32，並且在排氣旁通通道32上配置有電子控制式的排氣旁通閥17。排氣旁通閥17是對流入渦輪16A側的排氣流量進行控制並使增壓壓力變化的增壓壓力調節閥。在該排氣旁通閥17上一併設有電動促動器18。電動促動器18將搭載在車輛上的輔機蓄電池和驅動蓄電池等的電力作為驅動源，其動作由發動機控制裝置I控制。
[0074]排氣旁通閥17具有:閥芯17a，該閥芯17a對排氣旁通通道32進行開閉；以及杆(閥芯驅動部件)17b，該杆17b將閥芯17a與電動促動器18機械連接，由電動促動器18往復驅動。閥芯17a被連接成根據杆17b的行程量(杆17b向軸線方向的移動長度)而進行開閉動作，閥芯17a的位置S(下面稱為閥位置S)由發動機控制裝置I控制。排氣旁通閥17全閉時的閥芯17a的位置S被設為基準位置SBA(即O)。離開該基準位置Sba的杆17b的行程量與排氣旁通閥17的閥開度D對應。S卩，閥開度D由發動機控制裝置I電控制。
[0075][1-4.檢測系統]
[0076]在車輛的任意位置，設有對油門踏板的踩踏量(油門開度APS)進行檢測的油門位置傳感器41。油門開度APS是與駕駛者的加速要求和前進意思對應的參數，換言之，是與發動機10的負荷(對發動機10的輸出功率要求)相關的參數。
[0077]在進氣通道21內，設有對進氣流量Q進行檢測的氣體流量傳感器42。進氣流量Q是與通過空氣過濾器22的空氣流量對應的參數。另外，在穩壓箱27內設有進氣歧管壓力傳感器43以及進氣溫度傳感器44。進氣歧管壓力傳感器43將穩壓箱27內的壓力檢測為進氣歧管壓力，進氣溫度傳感器44對穩壓箱27內的進氣溫度進行檢測。
[0078]在曲軸近旁，設有對發動機轉速Ne (每單位時間的轉速)進行檢測的發動機轉速傳感器45。另外，在發動機10的冷卻水循環道上的任意位置，設有對發動機冷卻水的溫度(水溫WT)進行檢測的冷卻水溫傳感器46。此外，在燃料泵14上，設有對從缸內噴射閥11噴射的燃料壓力(燃壓)進行檢測的燃壓傳感器50。
[0079]在電動促動器18上，設有對與閥開度D對應的杆17b的行程量進行檢測的霍爾傳感器47。霍爾傳感器47是利用霍爾元件的位置檢測傳感器，閥位置S由霍爾傳感器47檢測。另外，在催化劑裝置33的內部，配置有線性空燃比傳感器48以及氧濃度傳感器49。線性空燃比傳感器48對流入催化劑裝置33的排氣的空燃比進行檢測，氧濃度傳感器49對從催化劑裝置33流出的排氣的氧濃度進行檢測。由各種傳感器41?50檢測出的各種信息被傳遞到發動機控制裝置I。
[0080]另外，在車輛的儀錶板上設有警告燈51，在排氣旁通閥17產生故障的情況下，警告燈51就向用戶報知故障。
[0081][1-5.控制系統]
[0082]搭載上述發動機10的車輛上，設有發動機控制裝置I。發動機控制裝置I構成為集成了例如微處理器、R0M、RAM等的LSI設備或內裝式電子設備，與設在車輛上的車載網絡的通信線路連接。
[0083]發動機控制裝置I是對與發動機10有關的點火系統、燃料系統、進排氣系統以及動閥系統這種廣泛系統進行綜合控制的電子式控制裝置，是對供給於發動機10的各氣缸的空氣量和燃料噴射量、各氣缸的點火時間、增壓壓力等進行控制的裝置。在發動機控制裝置I的輸入口連接有前述的各種傳感器41?50。輸入信息是油門開度APS、進氣流量Q、進氣歧管壓力、進氣溫度、發動機轉速Ne、冷卻水溫WT、閥位置S、排氣空燃比、氧濃度和燃壓坐寸ο
[0084]作為發動機控制裝置I的具體的控制對象，如有從缸內噴射閥11噴射的燃料噴射量及其噴射時間、火花塞15的點火時間、進氣閥以及排氣閥的閥升程量以及配氣正時、渦輪增壓器16的動作狀態、節流開度、旁通閥24的開度、排氣旁通閥17的閥開度D以及警告燈51的點燈等。在本實施形態中，說明排氣旁通閥17的開度控制、實施開度控制前進行的學習控制、使用學習控制的結果的故障控制以及清潔控制。
[0085][2.控制的概要]
[0086][2-1.排氣旁通閥的開度控制]
[0087]所謂開度控制，是根據發動機10的運轉狀態和發動機10所要求的輸出功率的大小而將排氣旁通閥17的閥開度D作成最佳的控制。排氣旁通閥17的開度控制的精度影響增壓壓力控制的精度。換言之，若能高精度控制閥開度D，則能提高增壓壓力控制的精度。
[0088]在開度控制中，根據例如發動機轉速Ne和作用於發動機10的負荷P、空氣量、充填效率Ec(目標充填效率、實際充填效率等)、油門開度APS等，來設定閥開度D的目標值(目標開度)Dtct。並且，由電動促動器18將杆17b控制成達到所設定的目標開度Dtct。另外，在開度控制中，使用接著說明的學習控制中設定的基準位置Sba以及基準動作範圍Rba來設定目標開度Dtct，控制閩開度D。
[0089][2-2.學習控制]
[0090]所謂學習控制，是使用霍爾傳感器47來確定排氣旁通閥17的基準位置Sba以及基準動作範圍Rba的控制。這些基準位置Sba以及基準動作範圍Rba是作為排氣旁通閥17的開度控制時的基準的數值。在學習控制中，有發動機10起動前實施的第一學習、和發動機10起動後實施的第二學習。
[0091]第一學習是在一個驅動循環中只實施一次的學習控制，此處是在點火鑰匙接通操作(下面稱為開關接通)後的曲軸轉動前實施。另一方面，第二學習是在一個驅動循環中實施好幾次的學習控制，此處在加速行駛中實施。另外，此處所謂的驅動循環，是指從開關接通至再次開關接通的期間。即，第一學習在開通接通後至開關斷開之前的期間只實施一次，第二學習在開關接通後至開關斷開之前的期間實施多次。
[0092]在第一學習中，首先，排氣旁通閥17被控制成全閉，此時的閥位置S由霍爾傳感器47檢測，並儲存為第一全閉位置Sai。接著，排氣旁通閥17被控制成全開，此時的閥位置S由霍爾傳感器47檢測，並儲存為全開位置Stff,根據第一全閉位置Sai與全開位置Sw運算閥芯17a的動作範圍R。並且，從這些檢測結果以及運算結果，學習初始全閉位置ISa以及初始動作範圍IR。這些初始全閉位置ISa及初始動作範圍IR,是通過第一學習而學習到的數值，用於判斷系統是否異常。
[0093]例如，既可將由霍爾傳感器47檢測出的第一全閉位置Sai原封不動地設定(學習)為初始全閉位置ISa,也可根據所檢測出的第一全閉位置Sai與儲存在存儲器內的上次控制時的初始全閉位置isa』，來學習初始全閉位置ISa。此處學習到的初始全閉位置ISa被儲存在存儲器內，並被設定為基準位置SBA。
[0094]另外，例如，既可將運算出的動作範圍R原封不動地設定(學習)為初始動作範圍IR，也可根據運算出的動作範圍R與儲存在存儲器內的上次控制時的初始動作範圍IR』，來學習初始動作範圍IR。此處學習到的初始動作範圍IR被儲存在存儲器內，並被設定為基準動作範圍Rba。另外，第一學習只要是在發動機10起動前即可，例如也可在曲軸轉動中實施。但是，由於在曲軸轉動中，將排氣旁通閥17打開的話起動性會變好，故此處在曲軸轉動前實施第一學習。
[0095]另外，在第二學習中，排氣旁通閥17被控制成全閉，此時的閥位置S由霍爾傳感器47檢測，並儲存為第二全閉位置Sa2，根據該第二全閉位置Sa2學習零點S卩，在第二學習中，根據實際運轉時的全閉位置(第二全閉位置Sa2)學習零點通過學習包含從排氣受熱引起的熱膨脹等影響在內的零點Stl，從而可進一步精度更良好地實施排氣旁通閥17的位置控制。
[0096]例如，既可將檢測出的第二全閉位置Sa2保持原狀地設定(學習)為第二全閉位置Sa2，也可基於檢測出的第二全閉位置Sa2與儲存在存儲器內的上次控制時的零點Stl'來學習零點Scitj此處學習到的零點Stl被儲存在存儲器內。在第一學習中學習到的初始全閉位置IScl與第二學習中學習到的零點Stl之差為規定值Sp以上的情況下，實施後述的清潔控制。
[0097]此外，在第二學習中，比較零點Stl與第一學習中學習到的初始全閉位置ISa，利用零點Stl補正第一學習中學習的基準位置SBA(即初始全閉位置ISa)。例如，在第一學習中得到的初始全閉位置ISa與第二學習中得到的零點Stl不相同的情況下，第一學習中設定的基準位置Sba被補正到零點Stl側，補正後的基準位置作為新的基準位置Sba而用於開度控制。另外，在初始位置ISa與零點Stl相同的情況下，第一學習中設定的基準位置Sba保持原狀地用於開度控制(補正量設為零)。
[0098][2-3.故障控制]
[0099]所謂故障控制是這樣的控制:利用學習控制的結果，來判定排氣旁通閥17是否正常動作，在不正常動作(產生故障)的情況下，向用戶報知故障。在故障控制中，在第一學習中學習到的初始動作範圍IR小於規定範圍(規定範圍幅度)Rp的情況下，判定為排氣旁通閥17產生故障。該判定在一個驅動循環中只實施一次(例如，在開關接通後的曲軸轉動前)。
[0100]S卩，在發動機10起動前，即使排氣旁通閥17被控制成全閉後被控制成全開，閥位置S的變動也在規定範圍Rp內的情況下，判定為排氣旁通閥17不正常動作(系統有異常)。另外，也可取代初始動作範圍IR，而根據基準動作範圍Rba來實施故障判定。此處，規定範圍Rp是預先設定的一定值，例如被設定成排氣旁通閥17正常時動作的範圍(移動長度)的程度。
[0101]在判定為排氣旁通閥17產生故障的情況下，由警告燈51點燈或警報向用戶報知故障。另外，與排氣旁通閥17的故障對應的故障代碼被儲存在發動機控制裝置I內。由此，可督促用戶將車輛送到銷售公司或修理工廠等，修理者可容易地識別故障內容。
[0102][2-4.清潔控制]
[0103]在清潔控制中，在第一學習中學習到的初始全閉位置ISa與第二學習中學習的零點Stl的差異AS( = IScl-S0D為規定值Sp以上時，排氣旁通閥17進行開閉而實施清潔。在排氣旁通閥17上，有時附著排氣中所含的碳，當附著的碳黏合在一起而成為沉積物時，就有可能成為排氣旁通閥17動作不良的原因。
[0104]尤其，在由缸內噴射閥11進行燃料噴射的發動機10的情況下，很有可能產生沉積物。因此，在初始全閉位置ISa與零點Stl的差異AS為規定值Sp以上時，判斷為有可能產生附著了碳的沉積物，並清潔排氣旁通閥17。另外，規定值Sp是預先設定的一定值，例如被設定成比霍爾傳感器47的檢測誤差大的數值。
[0105]具體來說，反覆實施排氣旁通閥17被控制成全閉後再被控制成全開。由此，附著在閥芯17a和杆17b上的碳被抖落，碳從排氣旁通閥17上被去除，防止沉積物的產生。尤其，當在發動機10的動作中實施清潔時,從排氣旁通閥17去除的碳被排氣吹走,因此能更有效地去除碳。
[0106]另外，清潔控制由於是使排氣旁通閥17開閉，故增壓壓力會產生變動。因此，在實施清潔控制前檢查增壓壓力，在增壓壓力較低的情況下，實施清潔，在增壓壓力高的情況下，保留清潔。由於增壓壓力高的情況，可以說是發動機10被要求的發動機輸出功率高、想要獲得高輸出功率的情況，因此，保留清潔，等到增壓壓力低時再實施清潔。
[0107][3.控制結構]
[0108]如圖1所示，作為實施上述控制用的要素，在發動機控制裝置I上設有發動機負荷算出部2以及排氣旁通運算部3。另外，如圖1及圖2所示，排氣旁通運算部3設有學習部3a、設定部3b、開度控制部3c、故障控制部3d、算出部3e以及清潔部3f。這些各要素既可由電子電路(硬體)來實現，也可作為軟體被編程，或者將這些功能中的一部分設計為硬體，將另一部分設計為軟體。
[0109][3-1.發動機負荷算出部]
[0110]發動機負荷算出部2的用途是算出發動機10的負荷P的大小。此處的所謂負荷P，是指對發動機10產生阻力的力、功率(發動機輸出功率，馬力)、工作(能量)等。典型的是，發動機10被要求的發動機輸出功率和與其相關的參數被處理為負荷P。
[0111]負荷P根據例如導入氣缸的空氣量而算出。或者，根據進氣流量、排氣流量等而算出。其它，也可根據進氣壓力和排氣壓力、車速V、轉速Ne、油門開度APS和外部負荷裝置的動作狀態等而算出負荷P。在本實施方式中，根據近期流量Q和轉速Ne來算出充填效率Ec或體積效率Ev，根據這些數值來算出負荷P的大小。此處算出的負荷P數值，被傳遞到排氣旁通運算部3。
[0112][3-2.排氣旁通運算部]
[0113]學習部3a的用途是實施上述學習控制。即，學習部3a在發動機10起動前實施第一學習，並且在發動機10起動後實施第二學習。具體來說,學習部3a在開關接通後發動機10起動前，將排氣旁通閥17控制成全閉後再全開(從全閉狀態至全開狀態往復一次)。
[0114]此時，用由霍爾傳感器47檢測出的第一全閉位置Sai以及全開位置SQP，來學習初始全閉位置ISa以及初始動作範圍IR(第一學習)。並且，將這些初始全閉位置Sa以及初始動作範圍IR設定為基準位置Sba以及基準動作範圍Rba。此處設定的基準位置Sba以及基準動作範圍Rba被傳遞到設定部3b。另外，第一學習中學習到的初始全閉位置ISa被傳遞到算出部3e，初始動作範圍IR被傳遞到故障控制部3d。
[0115]另外，學習部3a在發動機10起動後、加速行駛中，將排氣旁通閥17控制成全閉。此時，用由霍爾傳感器47檢測出的第二全閉位置Sa2，來學習零點Stl (第二學習)。然後，t匕較初始全閉位置ISa與零點Stl,對基準位置Sba進行補正。此處，補正後的基準位置Sba被傳遞到設定部3b。另外，第二學習中學習到的零點Stl被傳遞到算出部3e。
[0116]另外，學習部3a的第一學習在一個驅動循環中只實施一次，第二學習在一個驅動循環中實施一次以上。這裡學習部3a的第二學習在加速行駛時實施。但是，加速中實施了一次第二學習之後，在經過規定時間後再成為加速行駛的情況下，實施第二學習。由此，防止在一次的加速中第二學習反覆實施好幾次的現象。
[0117]設定部3b以及開度控制部3c的用途是實施上述的開度控制。設定部3b根據發動機10的運轉狀態而設定排氣旁通閥17的目標開度Dtct,且設定與目標開度Dtct對應的閥位置(目標位置Stct)。目標開度Dtct根據例如發動機轉速Ne和發動機負荷P、空氣量、充填效率Ec (目標充填效率、實際充填效率等)、增壓壓力、油門開度APS和冷卻水溫WT等來設定。設定部3b用例如圖3所示的圖表來設定作為所設定的目標開度Dtct的目標位置STCT。圖3是橫軸為排氣旁通閥17的閥開度D、縱軸為閥位置S的圖表，據此設定與目標開度DTGT對應的目標位置STGT。
[0118]設定部3b，使從學習部3a傳遞的基準位置SBA以及基準動作範圍RBA反映到預先設定的圖表(圖中的實線)中。具體來說，設定部3b將所傳遞的基準位置SBA(圖中的白點)設定(更新)為排氣旁通閥17全閉時的閥位置，將所傳遞的基準動作範圍RBA(圖中點劃線)設定(更新)為排氣旁通閥17從全閉至全開的動作範圍。即，設定部3b用學習部3a的學習結果，來調整與目標開度DTGT對應的目標位置STGT。由設定部3b設定的目標位置STGT，被傳遞到開度控制部3c。
[0119]開度控制部3c根據與由設定部3b設定的目標開度DTGT對應的目標位置STGT而輸出電動促動器18的控制信號。此處，向電動促動器18輸出控制信號，以使實際的閥位置S成為目標位置STGT。由此，閥開度D被控制成目標開度DTGT。
[0120]故障控制部(故障控制部)3d的用途是實施上述的故障控制。即，故障控制部3d，將從學習部3a傳遞的初始動作範圍IR與規定範圍Rp進行比較，在初始動作範圍IR小於規定範圍Rp的情況下，判定為排氣旁通閥17產生故障。並且，使警燈51點燈，向用戶報知故障。此外，儲存與排氣旁通閥17的故障對應的故障代碼。另外，故障控制部3d也可取代警告燈51而使警報器響起向用戶報知故障，或者也可一併使用警告燈51和警報器。
[0121]算出部3e以及清潔部3f的用途是實施上述的清潔控制。算出部3e的用途是算出從學習部3a傳遞的第一學習的學習值即初始全閉位置ISa與第二學習的學習值即零點S。的差異AS(= ISCL-S0|)o然後，清潔部3f對由算出部3e算出的差異Λ S與規定值Sp進行比較，在差異AS是規定值Sp以上(即初始全閉位置ISa與零點Stl偏離規定值Sp以上)的情況下，判定為需要清潔排氣旁通閥17。
[0122]清潔部3f，在判定為需要進行清潔的情況下，判定增壓壓力是否是規定壓力以下，在增壓壓力為規定壓力以下的情況下，使排氣旁通閥17開閉而實施清潔。另一方面，在增壓壓力高於規定壓力的情況，保留清潔，等增壓壓力低時再實施清潔。
[0123][4.流程圖]
[0124]圖4?圖7是用於說明學習控制、開度控制、故障控制以及清潔控制的各順序的流程圖。這些流程圖分別與開關接通一起開始，在發動機控制裝置I中按預先設定的規定的運算周期反覆實施。
[0125]首先，說明學習部3a中實施的學習控制。如圖4所示，在步驟WlO中，判定標記F1是否F1 = O。這裡，標記F1是用於檢查是否已實施第一學習的變量，F1 = O與還未實施第一學習相對應，F1 = I與已實施第一學習相對應。在標記F1是F1 = O的情況下進入步驟W20，在是F1 = I的情況下進入步驟W70。
[0126]在步驟W20?步驟W40中實施第一學習。S卩，在步驟W20中，檢測排氣旁通閥17全閉時的閥位置(第一全閉位置)Sai，並且檢測排氣旁通閥17全開時的閥位置(全開位置)SQP，運算動作範圍R。在接著的步驟W30中，學習初始全閉位置ISa以及初始動作範圍IR。並且，在步驟W40中，初始全閉位置ISa被設定為基準位置SBA，並且初始動作範圍IE被設定為基準動作範圍Rba。
[0127]在接著的步驟W50中，基準位置Sba以及基準動作範圍Rba被傳遞到設定部3b，初始動作範圍IR被傳遞到故障控制部3d，初始全閉位置ISa被傳遞到算出部3e。然後，在步驟W60中，標記F1被設定為F1 = I。由此,在開關剛接通後(即發動機10起動前)，僅在標記F1是F1 = O時實施步驟W20?步驟W60的處理。
[0128]在步驟W70中，判定是否是加速行駛中。在是加速行駛中的情況下進入步驟W80，在不是加速行駛中的情況下進入步驟W165。在步驟W80中，判定標記F2是否是F2 = O。此處，標記F2是用於檢查是否能實施第二學習的變量，F2 = O與可實施第二學習相對應，F2 =I與不可實施第二學習相對應。第二學習雖然在一個驅動循環中實施好幾次，但在實施了一次第二學習後，經過規定時間後再實施。該標記F2用於檢查是否已經過規定時間。在標記F2是F2 = O的情況下進入步驟W90,在標記F2是F2 = I的情況下進入步驟W140。
[0129]在步驟W90?步驟WllO中實施第二學習。即，在步驟W90中，檢測排氣旁通閥17全閉時的閥位置(第二全閉位置)sa2。另外，由於進入步驟W90的情況是加速行駛中，因此，通常排氣旁通閥17被控制成全閉。S卩，在排氣旁通閥17被控制成全閉的加速行駛中實施第二學習，從而可實施學習控制而基本不會對行駛造成影響。
[0130]在步驟WlOO中，學習零點S。。並且，在步驟WllO中，根據學習到的零點S。補正基準位置SBA。在接著的步驟W120中，補正後的基準位置Sba被傳遞到設定部3b，零點Stl被傳遞到算出部3e。並且，在步驟W130中，標記F2被設定成匕=1，進入步驟W170判定開關是否斷開。若仍是開關接通的狀態，則返回該流程。
[0131]在下個周期，從步驟WlO進入步驟W70，若繼續加速行駛，則進入步驟W80。此處，由於在上個周期標記F2被設定成F2 = 1，因此進入步驟W140，對計數值C加上I。在步驟W150中，判定計數值C是否是規定值Ctl以上。計數值C若小於規定值Ctl，則進入步驟W170，若開關未斷開，則返回該流程。
[0132]在下個周期，在同樣進入步驟W140的情況下，對計數值C也加上1，實施步驟W150的判定。在步驟W150中，在判定為計數值C是規定值Ctl以上之前所反覆進行的運算時間，與實施一次第二學習後至下次實施之前的規定時間相對應。若計數值C是規定值Ctl以上，則進入步驟W160，標記F2被重置成匕=0，並且，計數值C被重置成0，進入步驟W170。另夕卜，如果在對計數值C進行增加的途中加速行駛結束，則從步驟W70進入步驟W165，標記F2被重置成F2 = 0，並且計數值C被重置成0，進入步驟W170。
[0133]在步驟W170中，在判定為開關斷開的情況下進入步驟W180，標記F1以及F2都被重置成為0，並且計數值C被重置成為0，結束該流程。並且，當開關再次接通時，實施從步驟WlO開始的處理。
[0134]下面，說明設定部3b以及開度控制部3c中實施的開度控制。如圖5所示，在步驟XlO中，由各種傳感器41?50檢測出的各種信息被輸入發動機控制裝置I。另外，在發動機負荷算出部2中算出發動機10的負荷P，負荷P的信息被傳遞到設定部3b。在步驟X20中，在設定部3b中設定排氣芳通閥17的目標開度Dtct。
[0135]在接著的步驟X30中，從學習部3a傳遞的基準位置Sba以及基準動作範圍Rba反映到設定有閥開度D與閥位置S之間的關係的圖表中。在步驟X40中，設定與所設定的目標開度Dtct對應的目標位置STCT。並且，在步驟X50中，在開度控制部3c中，向電動促動器18輸出控制信號，以使實際的閥位置S成為所設定的目標位置STCT，並返回該流程。
[0136]下面，說明故障控制部3d中實施的故障控制。如圖6所示，在步驟YlO中，判定是否已從學習部3a傳遞了初始動作範圍IR(即是否實施了圖4的流程圖中的步驟W50)。若未傳遞初始動作範圍IR，則返回該流程，反覆步驟YlO的判定，直至初始動作範圍IR被傳遞。若初始動作範圍IR被傳遞，則進入步驟Y20，判定初始動作範圍IR是否小於規定範圍Rpo
[0137]在初始動作範圍IR為規定範圍Rp的情況下，結束該流程。另一方面，在初始動作範圍IR小於規定範圍Rp的情況下，判斷為排氣旁通閥17產生故障，在步驟Y30中儲存故障代碼。在接著的步驟Y40中警告燈被點燈，向用戶報知故障，結束該流程。S卩，步驟Y20的故障判定，在開關接通後，只在初始動作範圍IR被傳遞時實施一次。
[0138]最後，說明算出部3e以及清潔部3f中實施的清潔控制。如圖7所示，在步驟ZlO中，判定標記G是否是G = O。此處，標記G是用於檢查清潔是否是在保留中的變量，G= I與保留中相對應，G = O與不是保留中相對應。在標記G為G = O的情況下進入步驟Z20,在為G = I的情況下進入步驟Z50。
[0139]在步驟Z20中，判定是否已從學習部3a傳遞了初始全閉位置ISa(即是否實施了圖4的流程圖中的步驟W50)。若未傳遞初始全閉位置ISa，則返回該流程，若初始全閉位置ISa被傳遞，則進入步驟Z30。在步驟Z20的判定成立一次後，繼續成立直至開關斷開。
[0140]在步驟Z30中，判定是否已傳遞了零點SJ即，是否實施了圖4的流程圖中的步驟W120)。若零點Stl未被傳遞，則返回該流程，若零點Stl被傳遞則進入步驟Z40。步驟Z40的判定，在圖4的流程圖中已實施步驟W120時成立，在未實施步驟W120時(即標記F2 = I時)不成立。
[0141]在步驟Z40中，在算出部3e算出初始全閉位置ISa與零點S。的差異AS(從初始全閉位置ISa中減去零點Stl後數值的絕對值)，在清潔部3f中判定該差異Λ S是否是規定值Sp以上。若初始全閉位置ISa與零點Stl的差異Λ S是規定值Sp以上，則判斷為不需要進行清潔，返回該流程。另一方面，在初始全閉位置ISa與零點Stl的差異Λ S為規定值Sp以上的情況下，在步驟Ζ50中檢查增壓壓力。具體來說，判定增壓壓力是否是規定壓力以下，若是規定壓力以下則進入步驟Ζ60，若高於規定壓力則進入步驟Ζ80。
[0142]在步驟Ζ60中，排氣旁通閥17被開閉而實施清潔。並且，在步驟Ζ70中標記G被設定成G = 0，並返回該流程。另一方面，在步驟Ζ80中，清潔的實施被保留，在步驟Ζ90中標記G被設定成G= 1，且返回該流程。在該情況下，在下個周期從步驟ZlO進入步驟Ζ50，再次檢查增壓壓力。並且，反覆這種處理直至增壓壓力成為規定壓力以下，若增壓壓力下降則實施清潔。
[0143][5.效果]
[0144](I)在上述的發動機控制裝置I中，由於在發動機10起動前實施對排氣旁通閥17的初始全閉位置ISa進行學習的第一學習，因此，能始終確保排氣旁通閥17的學習機會。另外，由於在發動機10起動後實施對排氣旁通閥17的零點Stl進行學習的第二學習，因此，能將學習工序作成二個階段。此外，由於第二學習是排氣旁通閥17的閥芯17a和杆17b受到來自排氣的熱量之後的學習，因此，通過算出差異AS，從而可進行包含熱膨脹等影響在內的學習。由此，可正確地學習排氣旁通閥17的全閉位置，若以該全閉位置為基準而實施排氣旁通閥17的開度控制，則可提高增壓壓力控制的精度。
[0145](2)在上述的發動機控制裝置I中，在車輛的加速行駛中實施第二學習。通常，由於在加速行駛中所要求的輸出功率大，因此，排氣旁通閥17被全閉，以提高增壓壓力。因此，通過在加速行駛中實施第二學習，從而不必為了實施學習控制而將排氣旁通閥17全閉，可順便實施學習。因此，可確保學習機會，而不會給行駛帶來影響。
[0146](3)另外，在上述的發動機控制裝置I中，在第一學習中除了初始全閉位置ISa外，還檢測全開位置Scip來學習初始動作範圍IR。由此，除了基準位置Sba外還可設定排氣旁通閥17實際動作的範圍(基準動作範圍Rba)，用它實施排氣旁通閥17的開度控制，由此可進一步提高增壓壓力控制的精度。
[0147](4)在上述的發動機控制裝置I中，在第一學習中學習到的初始動作範圍IR小於規定範圍Rp時，報知排氣旁通閥17的故障，並且儲存所對應的故障代碼。由此，可在早期階段(即，在發動機10起動前)判斷排氣旁通閥17的故障，可向用戶通知故障。另外，通過預先儲存故障代碼，從而修理負責人可容易理解故障內容。
[0148](5)在上述的發動機控制裝置I中，在第一學習中學習到的初始全閉位置ISa與在第二學習中學習到的零點Stl的差異Λ S為規定值Sp以上時，實施清潔。由此，附著在排氣旁通閥17上的碳被抖落，碳從排氣旁通閥17上被去除，因此可防止發生沉積物。尤其是，通過在發動機10的動作中實施清潔，從而可利用排氣將從排氣旁通閥17上去除後的碳吹走，可更有效地將碳去除。
[0149](6)此外，在上述的發動機控制裝置I中，在第一學習中學習到的初始全閉位置ISa與在第二學習中學習到的零點Stl的差異Λ S為規定值以上時，檢查增壓壓力，判斷增壓壓力是否是規定壓力以下，並且在所述發動機的增壓壓力為規定壓力以下的情況下，使所述排氣旁通閥開閉而實施清潔，在規定值以上的情況下，保留清潔。由此，對因使排氣旁通閥17開閉而產生的增壓壓力的變動予以抑制。
[0150][6.其它]
[0151]可與上述實施方式無關地在不脫離它們宗旨的範圍內作各種變形來實施。本實施方式的各結構可根據需要而進行取捨選擇，或者進行適當組合。
[0152]在上述實施形態中，將由學習部3a設定的基準位置Sba反映到圖表中，設定與目標開度Dtct對應的目標位置Stct，但將學習結果用於開度控制的方法不限於此。例如，也可將排氣旁通閥17的全閉位置預先儲存為初始基準位置，運算由學習部3a設定的基準位置Sba與初始基準位置的偏移量。然後，用圖3中實線所示的預先設定的圖表來設定與目標開度Dtgt對應的目標位置Stct,將對所設定的目標位置Stct加上或減去偏移量後的數據傳遞到開度控制部3c。
[0153]另外，雖然在上述實施形態中，在第一學習中學習了初始全閉位置ISa和初始動作範圍IR，但只要至少實施初始全閉位置ISa的學習即可。通過將該初始全閉位置IScJt為開度控制時的基準，從而可高精度地實施開度控制，可提高增壓壓力控制的精度。
[0154]另外，雖然在上述實施形態中，例示了在加速行駛中實施第二學習的情況，但只要在發動機10起動後就可實施第二學習。另外，也可在一個驅動循環中實施一次第二學習。另外，也可省略故障控制部3d和清潔部3f。
[0155]另外，發動機10的結構不限於上述的結構，只要是具有配置在對排氣通道上的增壓用渦輪進行旁通的旁通道上的電動排氣旁通閥的發動機，就可應用。另外，對排氣旁通閥17的位置進行檢測的部件不限於霍爾傳感器47，只要能對排氣旁通閥17的閥芯17a的位置和杆17b的行程量進行檢測即可。
【權利要求】
1.一種發動機的控制裝置，具有排氣旁通閥，該排氣旁通閥配置在對排氣通道上的增壓用渦輪進行旁通的旁通道上，由電動促動器驅動，該發動機的控制裝置的特徵在於，具有: 對所述排氣旁通閥的位置進行檢測的檢測部； 學習部，該學習部實施第一學習和第二學習，所述第一學習是，在所述發動機起動前，將所述排氣旁通閥設成全閉，並由所述檢測部檢測出所述位置，根據所述位置學習所述排氣旁通閥的初始全閉位置，所述第二學習是，在所述發動機起動後，將所述排氣旁通閥設成全閉，並由所述檢測部檢測出所述位置，根據所述位置學習所述排氣旁通閥的零點；以及 算出部，該算出部算出所述第一學習中得到的學習值與所述第二學習中得到的學習值的差異。
2.如權利要求1所述的發動機的控制裝置，其特徵在於，所述學習部在車輛的加速行駛中實施所述第二學習。
3.如權利要求1或2所述的發動機的控制裝置，其特徵在於，所述學習部在所述第一學習中，根據將所述排氣旁通閥設成全閉並由所述檢測部檢測出的所述位置、和將所述排氣旁通閥設成全開並由所述檢測部檢測出的所述位置，學習所述排氣旁通閥的初始動作範圍。
4.如權利要求3所述的發動機的控制裝置，其特徵在於，具有故障控制部，該故障控制部在所述初始動作範圍小於規定範圍的情況下，報知所述排氣旁通閥的故障，並且儲存與所述故障對應的故障代碼。
5.如權利要求1所述的發動機的控制裝置，其特徵在於，具有清潔部，該清潔部在由所述算出部算出的所述差異為規定值以上的情況下，使所述排氣旁通閥開閉而實施清潔。
6.如權利要求2所述的發動機的控制裝置，其特徵在於，具有清潔部，該清潔部在由所述算出部算出的所述差異為規定值以上的情況下，使所述排氣旁通閥開閉而實施清潔。
7.如權利要求3所述的發動機的控制裝置，其特徵在於，具有清潔部，該清潔部在由所述算出部算出的所述差異為規定值以上的情況下，使所述排氣旁通閥開閉而實施清潔。
8.如權利要求4所述的發動機的控制裝置，其特徵在於，具有清潔部，該清潔部在由所述算出部算出的所述差異為規定值以上的情況下，使所述排氣旁通閥開閉而實施清潔。
9.如權利要求5所述的發動機的控制裝置，其特徵在於，所述清潔部在由所述算出部算出的所述差異為規定值以上、且所述發動機的增壓壓力為規定壓力以下的情況下，使所述排氣旁通閥開閉而實施清潔。
10.如權利要求5所述的發動機的控制裝置，其特徵在於，所述清潔部在所述發動機的增壓壓力高於規定壓力的情況下，保留清潔的實施。
【文檔編號】F02B37/18GK104343529SQ201410360556
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年7月25日 優先權日:2013年7月26日
【發明者】川邊敬, 平石文昭, 村田真一 申請人:三菱自動車工業株式會社