JP2008223711A - ターボ過給機の異常判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 可動部材の応答遅れを含む異常を精度良く判定することができるターボ過給機の異常判定装置を提供する。
【解決手段】 内燃機関３に設けられ、排気タービン８ｂにノズル部の面積を変更するための可動部材８ｃを有するターボ過給機７の異常判定装置であって、内燃機関３が所定の運転状態にあるときに、内燃機関３への燃料の供給を停止する燃料供給停止手段６、２と、燃料供給停止手段による燃料の供給の停止中に、可動部材を開き側および閉じ側の一方に駆動した後、他方に駆動する可動部材駆動手段９、１０、２と、ターボ過給機７による過給度合を表す過給パラメータＰＥＸを検出する過給パラメータ検出手段３３と、可動部材駆動手段による可動部材の駆動中に検出された過給パラメータの変化状態に基づいて、ターボ過給機７の異常を判定する異常判定手段２と、を備える。
【選択図】 図５

Description

本発明は、内燃機関に設けられ、排気タービンにノズル部の面積を変更するための可動部材を有するターボ過給機の異常判定装置に関する。

従来のこの種の異常判定装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。このターボ過給機は、内燃機関の排気通路に排気タービンを備え、吸気通路に、排気タービンと同軸状に連結された吸気コンプレッサを備えている。排気タービンのノズル部には、可動部材として可変ノズルが設けられており、この可変ノズルをアクチュエータなどで駆動し、その開度を変化させることによって、過給圧が制御される。

また、この異常判定装置では、内燃機関への燃料供給の停止時に、可変ノズルを所定の開度、例えば全閉開度に保持するとともに、その状態で検出された過給圧が所定の圧力範囲にあるか否かを判別する。そして、過給圧が所定の圧力範囲を外れた状態が所定時間以上、継続したときに、可変ノズルに異常が発生していると判定する。

以上のように、この従来の異常判定装置では、可変ノズルを全閉開度などの所定の開度に保持した状態で検出された過給圧が、最終的に所定の圧力範囲から外れているか否かに応じて、可変ノズルの異常を判定する。このため、可変ノズルの特定の開度における異常、例えば全閉開度での可変ノズルのスティック異常を判定することは可能である。しかし、例えば可変ノズルに応答遅れの異常が生じている場合、過給圧は最終的には所定の圧力範囲に到達してしまうので、可変ノズルの応答遅れの異常を判定することはできない。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、可動部材の応答遅れを含む異常を精度良く判定することができるターボ過給機の異常判定装置を提供することを目的としている。

特開２００６−４６２４６号公報

上記の目的を達成するために、本願の請求項１に係る発明は、内燃機関３に設けられ、排気タービン８ｂにノズル部の面積を変更するための可動部材（実施形態における（以下、本項において同じ）可変ベーン８ｃ）を有するターボ過給機７の異常判定装置であって、内燃機関３が所定の運転状態にあるときに、内燃機関３への燃料の供給を停止する燃料供給停止手段（インジェクタ６、ＥＣＵ２）と、燃料供給停止手段による燃料の供給の停止中に、可動部材を開き側および閉じ側の一方に駆動した後、他方に駆動する可動部材駆動手段（アクチュエータ９、ベーン開度制御弁１０、ＥＣＵ２、図３のステップ１２、図４のステップ１８）と、ターボ過給機７による過給度合を表す過給パラメータ（排気圧ＰＥＸ）を検出する過給パラメータ検出手段（排気圧センサ３３）と、可動部材駆動手段による可動部材の駆動中に検出された過給パラメータの変化状態に基づいて、ターボ過給機７の異常を判定する異常判定手段（ＥＣＵ２、図４のステップ１９〜２３）と、を備えることを特徴とする。

このターボ過給機は、排気タービンにノズル部の面積を変更するための可動部材を有しており、この可動部材の開度を変更することによって、過給度合が変化し、過給圧が制御される。また、この異常判定装置によれば、内燃機関への燃料供給の停止中、可動部材駆動手段により、可動部材を開き側および閉じ側の一方に強制的に駆動し、その後、他方に強制的に駆動する。また、ターボ過給機による過給度合を表す過給パラメータを、過給パラメータ検出手段によって検出する。そして、可動部材の駆動中に検出された過給パラメータの変化状態に基づいて、ターボ過給機の異常を判定する。

以上のように、ターボ過給機の異常判定を、可動部材を開き側および閉じ側の一方に駆動した後、他方に切り換えたときに検出された過給パラメータの変化状態に基づいて行うので、この切換時における過給度合の実際の推移に基づき、可動部材の応答遅れを含むターボ過給機の異常を精度良く判定することができる。また、内燃機関への燃料供給の停止中に異常判定を行うので、内燃機関の燃焼などによる外乱が過給圧に及ぼす影響を排除でき、判定の精度を高めることができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のターボ過給機の異常判定装置において、過給パラメータが、排気タービン８ｂの上流側の排気圧力（排気圧ＰＥＸ）、排気タービン８ｂにより駆動される吸気コンプレッサ８ａの下流側の吸気圧力（過給圧ＰＳＣＨＧ）、および吸入空気量ＱＡＩＲの少なくとも１つであることを特徴とする。

ターボ過給機による過給度合が高いほど、排気タービンの上流側の排気圧力、吸気コンプレッサの下流側の吸気圧力、および吸入空気量は、いずれもより大きくなる。すなわち、これらの３つのパラメータは、ターボ過給機による過給度合を良好に表す指標になる。したがって、これらのパラメータの少なくとも１つを過給パラメータとして用いることによって、ターボ過給機の異常判定を適切に行うことができる。

請求項３に係る発明は、請求項１に記載のターボ過給機の異常判定装置において、内燃機関３には、排気系（排気管５）から吸気系（吸気管４）に排気を還流させる排気還流装置（ＥＧＲ装置１４）が設けられており、異常判定手段によるターボ過給機７の異常判定中に、排気還流装置の作動を停止させる排気還流停止手段（ＥＧＲ制御弁１４ｂ、ＥＣＵ２、図３のステップ７）をさらに備えることを特徴とする。

この構成によれば、異常判定中、排気還流装置による排気の還流が停止されるので、排気の還流に起因する過給圧の変動を防止でき、異常判定の精度をさらに高めることができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明を適用した内燃機関を示している。この内燃機関（以下「エンジン」という）３は、車両（図示せず）に搭載された、例えば４気筒（１つのみ図示）のディーゼルエンジンである。

エンジン３のピストン３ａとシリンダヘッド３ｂの間には、燃焼室３ｃが形成されている。シリンダヘッド３ｂには、吸気管４および排気管５がそれぞれ接続されるとともに、燃料噴射弁（以下「インジェクタ」という）６が、燃焼室３ｃに臨むように取り付けられている。

インジェクタ６は、燃焼室３ｃの天壁中央部に配置されており、コモンレールを介して、高圧ポンプおよび燃料タンク（いずれも図示せず）に順に接続されている。インジェクタ６から噴射される燃料噴射量ＴＯＵＴは、その開弁時間をＥＣＵ２からの駆動信号で制御することによって、制御される（図２参照）。

また、エンジン３のクランクシャフト３ｄには、マグネットロータ３０ａが取り付けられており、このマグネットロータ３０ａとＭＲＥピックアップ３０ｂによって、クランク角センサ３０が構成されている。クランク角センサ３０は、クランクシャフト３ｄの回転に伴い、パルス信号であるＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号をＥＣＵ２に出力する。

ＣＲＫ信号は、所定のクランク角（例えば３０゜）ごとに出力される。ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを求める。ＴＤＣ信号は、各気筒のピストン３ａが吸気行程開始時のＴＤＣ（上死点）付近の所定クランク角度位置にあることを表す信号であり、４気筒タイプの本例では、クランク角１８０゜ごとに出力される。

また、エンジン３には、ターボ過給機７が設けられている。このターボ過給機７（以下、単に「過給機７」という）は、過給機本体８と、これに順次、連結されたアクチュエータ９およびベーン開度制御弁１０を備えている。

過給機本体８は、吸気管４に設けられた回転自在の吸気コンプレッサ８ａと、排気管５に設けられた回転自在の排気タービン８ｂと、両者８ａ、８ｂを一体に連結するシャフト８ｄを有している。過給機本体８は、排気管５内の排ガスにより排気タービン８ｂが回転駆動されるのに伴い、これと一体の吸気コンプレッサ８ａが回転駆動されることによって、吸気管４内の吸入空気を加圧する過給動作を行う。

また、排気タービン８ｂのノズル部（図示せず）には、回動自在の複数の可変ベーン８ｃ（２つのみ図示）が設けられており、これらの可変ベーン８ｃはアクチュエータ９に連結されている。

アクチュエータ９は、負圧によって作動するダイアフラム式のものである。アクチュエータ９には、負圧ポンプから負圧供給通路（いずれも図示せず）を介して負圧が供給され、この負圧供給通路の途中にベーン開度制御弁１０が設けられている。ベーン開度制御弁１０は、電磁弁で構成されており、その開度がＥＣＵ２からの駆動信号で制御されることにより、アクチュエータ９への供給負圧が変化する。それに伴い、可変ベーン８ｃの開度が変化し、排気タービン８ｂのノズル部の面積を変化させることによって、過給機７による過給度合が変化し、過給圧が制御される。

吸気管４の吸気コンプレッサ８ａよりも下流側には、上流側から順に、水冷式のインタークーラ１１およびスロットル弁１２が設けられている。インタークーラ１１は、ターボ過給機７の過給動作により吸入空気の温度が上昇したときなどに、吸入空気を冷却するものである。スロットル弁１２には、直流モータなどで構成されたアクチュエータ１２ａが接続されている。スロットル弁１２の開度は、アクチュエータ１２ａに供給される電流のデューティ比をＥＣＵ２で制御することによって、制御される。

また、吸気管４には、吸気コンプレッサ８ａよりも上流側にエアフローセンサ３１が、インタークーラ１１とスロットル弁１２の間に過給圧センサ３２が、それぞれ設けられている。エアフローセンサ３１は吸入空気量ＱＡＩＲを検出し、過給圧センサ３２は、吸気コンプレッサ８ａの下流側の吸気圧力を過給圧ＰＳＣＨＧとして検出し、それらの検出信号はＥＣＵ２に出力される。

また、エンジン３には、ＥＧＲ管１４ａおよびＥＧＲ制御弁１４ｂを有するＥＧＲ装置１４が設けられている。ＥＧＲ管１４ａは、吸気管４のスロットル弁１２よりも下流側と、排気管５の排気タービン８ｂよりも上流側との間に、接続されている。このＥＧＲ管１４ａを介して、エンジン３の排ガスの一部が吸気管４にＥＧＲガスとして還流する。

ＥＧＲ制御弁１４ｂは、ＥＧＲ管１４ａに取り付けられたリニア電磁弁で構成されており、そのバルブリフト量が、ＥＣＵ２からのデューティ制御された駆動信号でリニアに制御されることによって、ＥＧＲガス量が制御される。

また、排気管５の排気タービン８ｂよりも下流側には、三元触媒１６およびＮＯｘ触媒１７が順に設けられている。三元触媒１６は、ストイキ雰囲気下において、排ガス中のＨＣおよびＣＯを酸化するとともに、ＮＯｘを還元することによって、排ガスを浄化する。ＮＯｘ触媒１７は、酸素濃度が高い酸化雰囲気下において、排ガス中のＮＯｘを捕捉するとともに、排ガス中に還元剤が多く含まれる還元雰囲気下において、捕捉したＮＯｘを還元することによって、排ガスを浄化する。

さらに、排気管５の排気タービン８ｂよりも上流側には、排気圧センサ３３が設けられている。排気圧センサ３３は、排気タービン８ｂの上流側の排気圧力を排気圧ＰＥＸとして検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２にはさらに、アクセル開度センサ３４から、アクセルペダル（図示せず）の操作量（以下「アクセル開度」という）ＡＰを表す検出信号が出力される。

ＥＣＵ２は、本実施形態において、燃料供給停止手段、可動部材駆動手段、異常判定手段および排気還流停止手段を構成するものであり、Ｉ／Ｏインターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭ（いずれも図示せず）などからなるマイクロコンピュータで構成されている。前述した各種のセンサ３０〜３４からの検出信号はそれぞれ、Ｉ／ＯインターフェースでＡ／Ｄ変換や整形がなされた後、ＣＰＵに入力される。

ＣＰＵは、これらの入力信号に応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラムなどに従って、エンジン３の運転状態を判別するとともに、判別した運転状態に応じて、燃料噴射量制御および吸入空気量制御を含むエンジン３の制御を実行する。また、ＣＰＵは、エンジン３の所定の減速運転状態にあるとき、例えばアクセル開度ＡＰがほぼ値０で、かつエンジン回転数ＮＥが所定回転数（例えば１０００ｒｐｍ）以上のときに、エンジン３への燃料の供給を停止する減速フューエルカット（Ｆ／Ｃ）運転を行うとともに、この減速Ｆ／Ｃ運転中に過給機７の異常判定（以下、単に「異常判定」という）を実行する。

図３および図４は、この過給機７の異常判定処理を示すフローチャートである。本処理は、所定の時間ごとに実行される。本処理ではまず、ステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）において、フューエルカットフラグＦ＿ＦＣが「１」であるか否かを判別する。この答がＮＯで、減速Ｆ／Ｃ運転中でないときには、後述する判定完了フラグＦ＿ＤＯＮＥを「０」にセットする（ステップ２）とともに、ベーン全開フラグＦ＿ＯＰＥＮおよびベーン全閉フラグＦ＿ＣＬＯＳＥをそれぞれ「０」にセットし（ステップ３および４）、本処理を終了する。

前記ステップ１の答がＹＥＳで、減速Ｆ／Ｃ運転中のときには、判定完了フラグＦ＿ＤＯＮＥが「１」であるか否かを判別する（ステップ５）。この答がＹＥＳのとき、すなわち今回の減速Ｆ／Ｃ運転中において異常判定がすでに完了しているときには、当該減速Ｆ／Ｃ運転中にはそれ以上の異常判定は行わないものとし、前記ステップ３および４を経て、本処理を終了する。

前記ステップ５の答がＮＯで、今回の減速Ｆ／Ｃ運転中において異常判定が完了していないときには、エンジン回転数ＮＥが、所定の下限値（例えば１０００ｒｐｍ）と上限値（例えば１５００ｒｐｍ）で規定される所定の回転数範囲にあるか否かを判別する（ステップ６）。この答がＮＯで、エンジン回転数ＮＥが所定の回転数範囲から外れているときには、異常判定の実行条件が成立していないとして、前記ステップ３および４を経て、本処理を終了する。

前記ステップ６の答がＹＥＳで、エンジン回転数ＮＥが所定の回転数範囲にあるときには、異常判定の実行条件が成立しているとして、ステップ７以降において、異常判定を実行する。

まず、ステップ７では、ＥＧＲ制御弁１４ｂを全閉開度に駆動することによって、ＥＧＲ装置１４によるＥＧＲガスの還流を停止する。次いで、ベーン全閉フラグＦ＿ＣＬＯＳＥおよびベーン全開フラグＦ＿ＯＰＥＮが「１」であるか否かを、それぞれ判別する（ステップ８、９）。これらの答がいずれもＮＯのときには、ベーン全開フラグＦ＿ＯＰＥＮを「１」にセットし（ステップ１０）、アップカウント式の全開タイマのタイマ値（以下「全開タイマ値」という）ＴＭＯＰＥＮを「０」にリセットする（ステップ１１）とともに、過給機７の可変ベーン８ｃをほぼ全開開度に駆動する（ステップ１２）。

上記のステップ１０が実行された後には、前記ステップ９の答がＹＥＳになるので、その場合には、ステップ１０および１１をスキップして、前記ステップ１２に進み、可変ベーン８ｃの全開制御を継続する。

このステップ１２に続くステップ１３では、全開タイマ値ＴＭＯＰＥＮが所定時間ＴＤＬＹ（例えば２秒）に等しいか否かを判別し、その答がＮＯのときには、そのまま本処理を終了する。一方、ステップ１３の答がＹＥＳで、可変ベーン８ｃの全開制御の開始後、所定時間ＴＤＬＹが経過したときには、全開制御による排気圧ＰＥＸが安定した状態になったとして、ベーン全開フラグＦ＿ＯＰＥＮを「０」にリセットする（ステップ１４）とともに、ステップ１５以降において、可変ベーン８ｃの全閉制御を開始する。

具体的には、ベーン全閉フラグＦ＿ＣＬＯＳＥを「１」にセットし（ステップ１５）、アップカウント式の全閉タイマのタイマ値（以下「全閉タイマ値」という）ＴＭＣＬＯＳＥを「０」にリセットし（ステップ１６）、そのときの排気圧ＰＥＸを全閉制御の開始時における初期圧Ｐ０として記憶する（ステップ１７）とともに、可変ベーン８ｃをほぼ全閉開度に駆動する（ステップ１８）。

上記のステップ１５が実行された後には、前記ステップ８の答がＹＥＳになるので、その場合には、ステップ９〜１７をスキップして、前記ステップ１８に進み、可変ベーン８ｃの全閉制御を継続する。

このステップ１８に続くステップ１９では、そのときの排気圧ＰＥＸと前記ステップ１７で記憶した排気圧の初期圧Ｐ０との差圧（ＰＥＸ−Ｐ０）が、所定値ＰＲＥＦ以上になったか否かを判別する。

このステップ１９の答がＹＥＳのときには、そのときの全閉タイマ値ＴＭＣＬＯＳＥを、上記差圧（ＰＥＸ−Ｐ０）が所定値ＰＲＥＦに達するまでの所要時間ＴＶＲＹとして設定する（ステップ２０）とともに、設定した所要時間ＴＶＲＹが第１所定時間ＴＲＥＦ１（例えば２秒）よりも小さいか否かを判別する（ステップ２１）。

この答がＹＥＳで、ＴＶＲＹ＜ＴＲＥＦ１のときには、可変ベーン８ｃの全閉制御の開始後における排気圧ＰＥＸの立ち上がりが速く、過給機７が正常であるとして、異常フラグＦ＿ＮＧを「０」にセットする（ステップ２２）。

一方、ステップ２１の答がＮＯで、ＴＶＲＹ≧ＴＲＥＦ１のときには、可変ベーン８ｃの全閉制御の開始後における排気圧ＰＥＸの立ち上がりが遅く、可変ベーン８ｃの応答遅れの異常が発生しているとして、異常フラグＦ＿ＮＧを「１」にセットする（ステップ２３）。

上記ステップ２２または２３に続くステップ２４では、異常判定が完了したことを表すために、判定完了フラグＦ＿ＤＯＮＥを「１」にセットし、その後、本処理を終了する。

一方、前記ステップ１９の答がＮＯで、前記差圧（ＰＥＸ−Ｐ０）が所定値ＰＲＥＦに達していないときには、そのときの全閉タイマ値ＴＭＣＬＯＳＥを、可変ベーン８ｃの全閉制御開始後の経過時間ＴＯＶＲとして設定する（ステップ２５）。次いで、設定した経過時間ＴＯＶＲが、前記第１所定時間ＴＲＥＦ１よりも大きな第２所定時間ＴＲＥＦ２（例えば６秒）よりも大きいか否かを判別する（ステップ２６）。

このステップ２６の答がＮＯのときには、そのまま本処理を終了する。一方、ステップ２６の答がＹＥＳのとき、すなわち、可変ベーン８ｃの全閉制御の開始時から第２所定時間ＴＲＥＦ２が経過しても、差圧（ＰＥＸ−Ｐ０）が所定値ＰＲＥＦに達しないときには、可変ベーン８ｃに全開固着などの異常が発生しているとして、前記ステップ２３に進み、異常フラグＦ＿ＮＧを「１」にセットした後、前記ステップ２４を経て、本処理を終了する。

図５は、上述した異常判定処理によって得られる動作例を示すタイミングチャートである。同図のタイミングｔ１において、エンジン３の減速運転条件が成立すると、フューエルカットフラグＦ＿ＦＣが「１」にセットされ、減速Ｆ／Ｃ運転が開始される。このとき、異常判定の実行条件が成立している場合には、ＥＧＲ制御弁１４ｂが全閉開度に駆動され、ＥＧＲガスの還流が停止される（ステップ７）。また、ベーン全開フラグＦ＿ＯＰＥＮが「１」にセットされ（ステップ１０）、可変ベーン８ｃを通常制御の状態からほぼ全開開度に駆動する（ステップ１２）ことによって、全開制御が開始される。この全開制御により、排気タービン８ｂのノズル部の面積が大きくなり、過給度合が低下することによって、排気圧ＰＥＸが低下する。

全開制御の開始後、所定時間ＴＤＬＹが経過すると（ｔ２）、ベーン全開フラグＦ＿ＯＰＥＮが「０」にリセットされる（ステップ１４）とともに、ベーン全閉フラグＦ＿ＣＬＯＳＥが「１」にセットされ（ステップ１５）、可変ベーン８ｃをほぼ全閉開度に駆動する（ステップ１８）ことによって、全閉制御が開始される。この全閉制御により、排気タービン８ｂのノズル部が絞られ、過給度合が増大することによって、排気圧ＰＥＸが上昇する。

この排気圧ＰＥＸの上昇に伴い、排気圧ＰＥＸと全閉制御の開始時の初期圧Ｐ０との差圧（ＰＥＸ−Ｐ０）が所定値ＰＲＥＦに達したとき（ステップ１９：ＹＥＳ、ｔ３）に、そのときの全閉タイマ値ＴＭＣＬＯＳＥが、全閉制御の開始時から排気圧ＰＥＸが所定値ＰＲＥＦだけ上昇するのに要した所要時間ＴＶＲＹとして設定される（ステップ２０）。

過給機７の可変ベーン８ｃが応答遅れなく正常に作動している場合には、図５（ｆ）に実線で示すように、全閉制御の開始後における排気圧ＰＥＸの立ち上がりが速いため、上記のように算出される所要時間ＴＶＲＹは短くなる。これに対し、可変ベーン８ｃに応答遅れの異常が発生している場合には、同図（ｆ）に破線で示すように、排気圧ＰＥＸの立ち上がりが遅くなるため、所要時間ＴＶＲＹはより長くなる（同図のｔ３’、ＴＶＲＹ’）。したがって、この所要時間ＴＶＲＹを所定時間ＴＲＥＦ１と比較し、ＴＶＲＹ＜ＴＲＥＦ１のときに（ステップ２１：ＹＥＳ）、可変ベーン８ｃの応答遅れがなく、過給機７が正常であると判定でき、ＴＶＲＹ≧ＴＲＥＦ１のときに（ステップ２１：ＮＯ）、可変ベーン８ｃの応答遅れの異常が発生していると判定することができる。

また、可変ベーン８ｃに全開固着などの異常が発生している場合には、同図（ｆ）に一点鎖線で示すように、排気圧ＰＥＸが上昇しないか、または上昇しにくくなるので、ＴＯＶＲ＞ＴＲＥＦ２が成立したときに（ステップ２６：ＹＥＳ）、この種の異常が発生していると判定することができる。

以上のように、本実施形態によれば、過給機７の可変ベーン８ｃを全開制御した後、全閉制御したときの排気圧ＰＥＸの変化状態に基づいて、具体的には、排気圧ＰＥＸが全閉制御の開始時から所定値ＰＲＥＦだけ上昇するのに要した所要時間ＴＶＲＹを所定時間ＴＲＥＦと比較することによって、可変ベーン８ｃの応答遅れを含む過給機７の異常を精度良く判定することができる。

また、この異常判定を、減速Ｆ／Ｃ運転中、ＥＧＲガスの還流を停止した状態で行うので、内燃機関の燃焼などによる外乱やＥＧＲガスが過給圧に及ぼす影響を排除でき、判定の精度を高めることができる。さらに、可変ベーン８ｃの全開制御を所定時間ＴＤＬＹの間、継続し、その状態で排気圧ＰＥＸが安定するのを待って、全閉制御に移行するので、上記の所要時間ＴＶＲＹを適正に求めることができ、判定の精度をさらに高めることができる。

なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、様々な態様で実施することができる。例えば、実施形態では、可変ベーン８ｃを全開制御した後に、全閉制御しているが、この順序を逆にしてもよい。その場合には、全開制御の開始時から排気圧ＰＥＸが所定値だけ低下するまでの所要時間を所定時間と比較することによって、異常判定を同様に適切に行うことができる。また、実施形態では、可変ベーン８ｃの開き側への制御として、可変ベーン８ｃをほぼ全開開度に駆動し、閉じ側への制御として、ほぼ全閉開度に駆動しているが、開き側と閉じ側の間で過給圧の差異が明確に現れる開度であれば、全開開度および全閉開度以外の開度に駆動してもよい。

さらに、実施形態では、異常判定を、排気圧ＰＥＸが全閉制御の開始時から所定値ＰＲＥＦだけ上昇するまでの所要時間ＴＶＲＹに基づいて行っているが、その手法は任意であり、例えば、全閉制御の開始時から所定時間が経過したときの排気圧ＰＥＸの絶対値や、全閉制御の開始時から所定時間内での排気圧ＰＥＸの傾きに基づいて、判定を行ってもよい。

また、実施形態では、過給機７による過給度合を表す過給パラメータとして、排気タービン８ｂの上流側の排気圧力である排気圧ＰＥＸを用いているが、これに代えて、吸気コンプレッサ８ａの下流側の吸気圧力である過給圧ＰＳＣＨＧや、吸入空気量ＱＡＩＲを用いてもよい。これらの過給圧ＰＳＣＨＧおよび吸入空気量ＱＡＩＲはいずれも、過給機７による過給度合が高いほど、より大きな値を示し、過給度合を良好に表すので、これらを過給パラメータとして用いることにより、異常判定を同様に精度良く行うことができる。あるいは、排気圧ＰＥＸ、過給圧ＰＳＣＨＧおよび吸入空気量ＱＡＩＲの２つ以上を組み合わせて用いてもよく、それにより、異常判定の精度をさらに高めることができる。

さらに、実施形態の過給機７は、可動部材として可変ベーン８ｃを用いたタイプのものであるが、本発明を、可変フラップや、区画された複数のノズル通路にそれぞれ配された開閉弁などを可動部材として用いた過給機にも適用できることはもちろんである。

また、本発明は、車両に搭載されたディーゼルエンジンに限らず、リーンバーンエンジンなどのガソリンエンジンにも適用することができる。また、本発明は、クランク軸が鉛直方向に配置された船外機などのような船舶推進機用エンジンを含む、様々な産業用の内燃機関に適用できることはもちろんである。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。

本発明を適用した内燃機関の概略構成を示す図である。 ＥＣＵ２に対する信号の入出力関係を示すブロック図である。 ターボ過給機の異常判定処理を示すフローチャートである。 図３の処理の続きを示すフローチャートである。 異常判定処理によって得られる動作例を示すタイミングチャートである。

符号の説明

２ ＥＣＵ（燃料供給停止手段、可動部材駆動手段、異常判定手段および排気還流停止
手段）
３ 内燃機関
４ 吸気管（吸気系）
５ 排気管（排気系）
６ インジェクタ（燃料供給停止手段）
７ ターボ過給機
８ａ 吸気コンプレッサ
８ｂ 排気タービン
８ｃ 可変ベーン（可動部材）
９ アクチュエータ（可動部材駆動手段）
１０ ベーン開度制御弁（可動部材駆動手段）
１４ ＥＧＲ装置（排気還流装置）
３１ エアフローセンサ（過給パラメータ検出手段）
３２ 過給圧センサ（過給パラメータ検出手段）
３３ 排気圧センサ（過給パラメータ検出手段）
ＰＥＸ 排気圧（過給パラメータ）
ＰＳＣＨＧ 過給圧（過給パラメータ）
ＱＡＩＲ 吸入空気量（過給パラメータ）

Claims (3)

1. 内燃機関に設けられ、排気タービンにノズル部の面積を変更するための可動部材を有するターボ過給機の異常判定装置であって、
   前記内燃機関が所定の運転状態にあるときに、当該内燃機関への燃料の供給を停止する燃料供給停止手段と、
   当該燃料供給停止手段による燃料の供給の停止中に、前記可動部材を開き側および閉じ側の一方に駆動した後、他方に駆動する可動部材駆動手段と、
   前記ターボ過給機による過給度合を表す過給パラメータを検出する過給パラメータ検出手段と、
   前記可動部材駆動手段による前記可動部材の駆動中に検出された前記過給パラメータの変化状態に基づいて、前記ターボ過給機の異常を判定する異常判定手段と、
   を備えることを特徴とするターボ過給機の異常判定装置。
2. 前記過給パラメータが、前記排気タービンの上流側の排気圧力、前記排気タービンにより駆動される吸気コンプレッサの下流側の吸気圧力、および吸入空気量の少なくとも１つであることを特徴とする、請求項１に記載のターボ過給機の異常判定装置。
3. 前記内燃機関には、排気系から吸気系に排気を還流させる排気還流装置が設けられており、
   前記異常判定手段による前記ターボ過給機の異常判定中に、前記排気還流装置の作動を停止する排気還流停止手段をさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載のターボ過給機の異常判定装置。

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