JP2011012556A - 吸気圧制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】故障に伴う制御性の悪化を抑制すべく、故障を検出できるようにする。
【解決手段】排気ガス流量制御弁１２ｃを有し、内燃機関の吸気を過給する可変容量ターボチャージャ１２と、排気ガス流量制御弁１２ｃの開度を制御する制御手段１６とを備え、制御手段１６は、目標吸気圧と実吸気圧との偏差である吸気圧偏差に基づいて補正量を算出する第１のフィードバック処理を行い、補正量に基づいて目標排気圧を算出し、目標排気圧と実排気圧との偏差に基づいて排気ガス流量制御弁１２ｃの目標開度を算出する第２のフィードバック処理を行い、さらに、補正量に基づいて、第２のフィードバック処理が異常状態になっているか否かを判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、過給機を備える内燃機関の吸気圧を制御する吸気圧制御装置に関する。

従来、ディーゼルエンジンにおける過給機として、排ガスの流速を変化させることによって過給圧を調節する排ガス流量制御弁（以下、ＶＮＴと言う。）を有するものが製品化されている。この種の過給機は、一般的に、目標過給圧と実過給圧との偏差によってＶＮＴを制御する。

また、特許文献１には、タービン上流の排気圧に応じてＶＮＴを変化させることによって過給圧制御の応答性を迅速化したものが開示されている。具体的には、第１のフィードバックループが目標過給圧と実過給圧との偏差に応じて目標排気圧を補正し、第２のフィードバックループが第１のフィードバックループで補正された目標排気圧と実排気圧との偏差を用いてＶＮＴの制御量を決定する。

また、特許文献１には、幾つかの故障は直接排気圧に作用し迅速に制御回路で調整される旨が記載されている。

特表２００３−５２６０４４号公報

発明者の検討によると、特許文献１の従来技術では、迅速に制御回路で調整されるのは比較的軽度な故障に限られ、比較的重度な故障が発生した場合には制御回路で調整仕切れず、ひいては実測過給圧（実過給圧）が目標過給圧に追従できなくなるなどの制御性の悪化が発生する虞があることがわかった。

ここで、比較的重度な故障とは、例えば経年劣化によるＶＮＴの動作不良や煤の付着によるＶＮＴの固着、または排気圧センサの異常等が挙げられる。

この点、特許文献１には、比較的重度な故障に対する対応について何ら言及されていないのみならず、故障を検出する具体的手段についてすら何ら言及されていない。

本発明は上記点に鑑みて、故障に伴う制御性の悪化を抑制すべく、故障を検出できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、排気ガス流量制御弁（１２ｃ）を有し、内燃機関の吸気を過給する可変容量ターボチャージャ（１２）と、
排気ガス流量制御弁（１２ｃ）の開度を制御する制御手段（１６）とを備え、
制御手段（１６）は、
目標吸気圧と実吸気圧との偏差である吸気圧偏差に基づいて補正量を算出する第１のフィードバック処理を行い、
前記補正量に基づいて目標排気圧を算出し、
目標排気圧と実排気圧との偏差に基づいて排気ガス流量制御弁（１２ｃ）の目標開度を算出する第２のフィードバック処理を行い、
さらに、前記補正量に基づいて、第２のフィードバック処理が異常状態になっているか否かを判定することを特徴とする吸気圧制御装置。

これによると、第２のフィードバック処理が異常状態になっていることを第１のフィードバック処理の補正量に基づいて判定するので、第２のフィードバック処理が異常状態になっていると判定されたときに故障が発生したと判断することができる。よって、故障を的確に検出することができる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の吸気圧制御装置において、制御手段（１６）は、
前記補正量の許容範囲を、内燃機関の回転数、内燃機関に対する指令燃料噴射量、実吸気圧および吸気温のうち少なくとも１つから決定し、
前記補正量が許容範囲を超えた状態が一定時間以上継続したときに第２のフィードバック処理が異常状態になっていると判定することを特徴とする。

これにより、排気圧フィードバック処理が異常状態になっていることを的確に判定することができる。

請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の吸気圧制御装置において、制御手段（１６）は、
第２のフィードバック処理が異常状態になっていると判定した場合には第２のフィードバック処理の異常が軽度であるか重度であるかを判定し、
第２のフィードバック処理の異常が軽度であると判定した場合には第２のフィードバック処理を停止することなく継続することを特徴とする。

これによると、第２のフィードバック処理の異常が軽度である場合に第２のフィードバック処理を継続するので、第２のフィードバック処理の異常が軽度であっても第２のフィードバック処理を停止させてしまう場合と比較して、制御性の悪化を抑制することができる。

請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の吸気圧制御装置において、制御手段（１６）は、吸気圧偏差が規定範囲を超えた状態が一定時間以上継続している場合には第２のフィードバック処理の異常が重度であると判定し、そうでない場合には第２のフィードバック処理の異常が軽度であると判定することを特徴とする。

これにより、第２のフィードバック処理の異常が軽度であるか否かを的確に判定することができる。

請求項５に記載の発明では、請求項１または２に記載の吸気圧制御装置において、制御手段（１６）は、
第２のフィードバック処理が異常状態になっていると判定した場合には第２のフィードバック処理の異常が軽度であるか重度であるかを判定し、
第２のフィードバック処理の異常が重度であると判定した場合には第１のフィードバック処理が異常状態になっているか正常状態であるかを判定し、
第１のフィードバック処理が正常状態であると判定した場合には、第２のフィードバック処理を停止して第１のフィードバック処理によって排気ガス流量制御弁（１２ｃ）の目標開度を算出することを特徴とする。

これによると、第２のフィードバック処理のみが異常で第１のフィードバック処理が正常である場合には正常な第１のフィードバック処理を利用してフィードバック処理を継続するので、第１のフィードバック処理が正常であっても第１、第２のフィードバック処理の両方を停止させてしまう場合と比較して、制御性の悪化を抑制することができる。

請求項６に記載の発明では、請求項５に記載の吸気圧制御装置において、制御手段（１６）は、吸気圧偏差が規定範囲を超えた状態が一定時間以上継続しており、かつ第２のフィードバック処理を停止してから規定時間以上経過している場合には第１のフィードバック処理が異常状態になっていると判定し、そうでない場合には第１のフィードバック処理が正常状態であると判定することを特徴とする。

これにより、第１のフィードバック処理が異常状態になっているか正常状態であるかを的確に判定することができる。

請求項７に記載の発明では、請求項５または６に記載の吸気圧制御装置において、制御手段（１６）は、第２のフィードバック処理を停止して第１のフィードバック処理によって排気ガス流量制御弁（１２ｃ）を算出している状態において、吸気圧偏差が規定範囲を超えた状態が一定時間以上継続している場合には、第１、第２のフィードバック処理の両方を停止してオープンループ制御によって排気ガス流量制御弁（１２ｃ）の目標開度を算出することを特徴とする。

これによると、第１、第２のフィードバック処理の両方が異常状態になっているときに第１、第２のフィードバック処理の両方を停止させてオープンループ制御によって排気ガス流量制御弁（１２ｃ）の目標開度を算出するので、第１、第２のフィードバック処理の両方が異常状態になっているにもかかわらずフィードバック処理を継続させる場合と比較して制御性の悪化を抑制できる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本発明の第１実施形態におけるディーゼルエンジンの概略構成図である。 ＥＣＵによるＶＮ開度の基本的制御を示す制御ブロック図である。 ＥＣＵによるＶＮ開度の基本的制御を示す制御ブロック図である。 ＥＣＵによるＶＮ開度の基本的制御を示す制御ブロック図である。 ＶＮ開度制御の具体的な流れを示すフローチャートである。 ＶＮ開度制御の具体的な流れを示すフローチャートである。 ＶＮ開度制御の具体的な流れを示すフローチャートである。 ＶＮ開度制御の具体的な流れを示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の吸気圧制御装置を適用したディーゼルエンジン（内燃機関）の概略を示す構成図である。

エンジン本体１０の各気筒の燃焼室１０ａに対する燃料の噴射は、インジェクタ１１によって行われる。インジェクタ１１は、高圧燃料を蓄圧するコモンレール（図示せず）に燃料供給配管（図示せず）を介して接続されている。

燃焼室１０ａに吸入される空気（以下、吸気と言う。）は、可変容量ターボチャージャ１２の吸気コンプレッサ１２ａによって過給される。

吸気コンプレッサ１２ａは、燃焼室１０ａの吸気ポートと連通する吸気通路１３に配置されている。可変容量ターボチャージャ１２の排気タービン１２ｂは、燃焼室１０ａの排気ポートと連通する排気通路１４に配置され、排気ガスにて回転駆動される。排気タービン１２ｂは吸気コンプレッサ１２ａと同軸的に結合されている。

可変容量ターボチャージャ１２は、排気ガス流量制御弁(以下、ＶＮＴと言う。）１２ｃを有している。ＶＮＴ１２ｃが排気タービン１２ｂに導入される排気ガスの流速を調整することによって、エンジン１０の運転状態に応じた所定の過給圧が得られるようになっている。

ＶＮＴ１２ｃは、例えば電磁駆動式のアクチュエータ１５によって駆動され、制御手段１６からの信号に応じて制御される。本例では、制御手段１６として電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと言う。）が用いられ、ＶＮＴ１２ｃはＥＣＵ１６からの信号のＤｕｔｙに応じて制御される。

ＥＣＵ１６は、例えば、エンジン低回転域では、排気タービン１２ｂに導入される排気の流速を高めるためにＶＮＴ１２ｃを閉じ側に制御し、高回転域では排気を抵抗なく排気タービン１２ｂに導入させるためにＶＮＴ１２ｃを開き側に制御する。

吸気通路１３には、可変容量ターボチャージャ１２によって過給された吸気を冷却するインタークーラ１７、吸気量を調節する吸気絞り弁１８、可変容量ターボチャージャ１２によって過給された吸気の圧力（以下、吸気圧と言う。）を検出する吸気圧センサ１９、およびインタークーラ１７によって冷却された吸気の温度（以下、吸気温と言う。）を検出する吸気温センサ２０が配置されている。

排気通路１４には、燃焼室１０ａの排気ポートから排出された排気の圧力（以下、排気圧と言う。）を検出する排気圧センサ（ＥＧＰＳ）２１が配置されている。

排気通路１４のうち排気タービン１２ｂの下流側部位には、エンジン１０から排出される排気ガス中のＰＭ（粒子状物質）を捕捉するディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）２２が配置されている。

排気通路１４を流れる排気の一部は、排気還流装置（以下、ＥＧＲ装置と言う）２３によって吸気通路１３に還流されるようになっている。ＥＧＲ装置２３は、排気通路１４のうち排気タービン１２ｂの上流側部位と吸気通路１３のうち吸気絞り弁１８の下流側部位とを連通させるＥＧＲ通路２３ａと、ＥＧＲ通路２３ａを流れる排気を冷却するＥＧＲクーラ２３ｂと、ＥＧＲ通路２３ａを流れる排気量を調節するＥＧＲバルブ２３ｃとを有している。

ＥＧＲ装置２３は、吸気通路１３へ還流される排気によって燃焼温度を下げ、ＮＯｘの生成を抑制する。ＥＧＲバルブ２３ｃは、ＥＣＵ１６に接続される電磁駆動式のアクチュエータ（図示せず）によって駆動され、エンジン１０の運転状態に応じた所定のＥＧＲ率となるように、バルブ位置を調整して排気ガスの還流量を制御する。

エンジン１０には、その運転状態を検出するためにクランク角センサ２４等の各種センサが設けられており、各種センサからの検出信号はＥＣＵ１６に入力される。また、ＥＣＵ１６には、吸気圧センサ１９、吸気温センサ２０および排気圧センサ２１からの検出信号も入力される。

ＥＣＵ１６は、中央処理装置（ＣＰＵ）、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶装置、図示しない入出力ポートやタイマカウンタ等を備え、可変容量ターボチャージャ１２による過給圧制御を始めとするエンジン１０の各種制御を総合的に行う。

すなわち、ＥＣＵ１６は、ＥＣＵ１６は、各種センサの検出結果に基づいてＶＮＴ１２ｃの開度を決定し、ＶＮＴ１２ｃを駆動するアクチュエータ１５に制御信号を出力する。

また、ＥＣＵ１６は、各種センサの検出結果に基づいて燃料噴射量や噴射時期等を決定し、インジェクタ１１の駆動を制御する。また、ＥＣＵ１６は、各種センサの検出結果に基づいてＥＧＲ量を決定し、ＥＧＲバルブ２３ｃのバルブ位置を調整するアクチュエータ（図示せず）の駆動を制御する。

図２〜図４は、ＥＣＵ１６によるＶＮＴ１２ｃの開度（以下、ＶＮ開度と言う。）の基本的制御を示す制御ブロック図である。図２は正常時におけるＶＮ開度の制御ブロック図を示している。

ＥＣＵ１６は、エンジン回転数Ｎｅおよび指令燃料噴射量Ｑｆに基づいて、基本目標ＶＮ開度ＶＮｂ、基本目標排気圧Ｐｅｘｔ、および目標吸気圧Ｐｉｍｔを算出する。

因みに、エンジン回転数Ｎｅは、クランク角センサ２４の出力に基づいてＥＣＵ１６によって算出される。また、指令燃料噴射量Ｑｆは、インジェクタ１１からの燃料噴射量の指令値であり、エンジン１０の負荷やエンジン回転数Ｎｅ等に基づいてＥＣＵ１６によって算出される。

基本目標ＶＮ開度ＶＮｂは、ＶＮ開度の仮の目標値である。これに対し、ＶＮ開度の最終目標値である最終目標ＶＮ開度ＶＮｆは、基本目標ＶＮ開度ＶＮｂと目標ＶＮ開度補正量ＶＮｃとに基づいて算出される。

基本目標排気圧Ｐｅｘｔは、排気圧の仮の目標値である。これに対し、排気圧の最終目標値である最終目標排気圧Ｐｅｘｆは、基本目標排気圧Ｐｅｘｔと目標排気圧補正量Ｐｅｘｃとに基づいて算出される。

目標排気圧補正量Ｐｅｘｃは、目標吸気圧Ｐｉｍｔと実吸気圧Ｐｉｍとの偏差である吸気圧偏差ΔＰｉｍ（ΔＰｉｍ＝Ｐｉｍｔ−Ｐｉｍ）に基づいて算出される。これにより、実吸気圧Ｐｉｍに基づく第１のフィードバック処理（以下、吸気圧Ｆ／Ｂと言う。）が行われることとなる。因みに、実吸気圧Ｐｉｍは、吸気圧センサ１９によって検出された吸気圧である。

そして、目標排気圧補正量Ｐｅｘｃを基本目標排気圧Ｐｅｘｔに足し合わせることで最終目標排気圧Ｐｅｘｆが算出される。

次いで、最終目標排気圧Ｐｅｘｆと実排気圧Ｐｅｘとの偏差である排気圧偏差ΔＰｅｘ（ΔＰｅｘ＝Ｐｅｘｆ−Ｐｅｘ）に基づいて目標ＶＮ開度補正量ＶＮｃが算出される。これにより、実排気圧Ｐｅｘに基づく第２のフィードバック処理（以下、排気圧Ｆ／Ｂと言う。）が行われることとなる。因みに、実排気圧Ｐｅｘは、排気圧センサ２１によって検出された排気圧である。

そして、目標ＶＮ開度補正量ＶＮｃを基本目標ＶＮ開度ＶＮｂに足し合わせることで最終目標ＶＮ開度ＶＮｆ（ＶＮＴ１２ｃの目標開度の最終決定値）が算出される。

ここで、ＥＣＵ１６は、排気圧Ｆ／Ｂに軽微な異常が発生した場合には、第１、第２のフィードバック処理を継続しつつ、排気圧Ｆ／Ｂの異常状態を示す異常信号を出力する。異常信号は例えば運転席のメータ内のインジケータに出力される。インジケータは、異常信号が入力されると運転手に対して警告を表示することにより、過給圧制御の異常を運転手に認識させる。

また、ＥＣＵ１６は、排気圧Ｆ／Ｂに重度な異常が検出された場合には、図２のブロック図に示す制御に代えて図３のブロック図に示す制御を行う。すなわち、ＥＣＵ１６は、排気圧Ｆ／Ｂに重度な異常が検出された場合には、排気圧Ｆ／Ｂを停止して、吸気圧Ｆ／Ｂによって最終目標ＶＮ開度ＶＮｆを直接算出する。

換言すれば、実排気圧Ｐｅｘに基づくフィードバック処理（＝排気圧Ｆ／Ｂ）を停止して、実吸気圧Ｐｉｍに基づくフィードバック処理（＝吸気圧Ｆ／Ｂ）によって目標ＶＮ開度補正量ＶＮｃを直接算出する。具体的には、目標吸気圧Ｐｉｍｔと実吸気圧Ｐｉｍとの偏差ΔＰｉｍ（ΔＰｉｍ＝Ｐｉｍｔ−Ｐｉｍ）に基づいて目標ＶＮ開度補正量ＶＮｃを直接算出する。

さらに、ＥＣＵ１６は、排気圧Ｆ／Ｂに重度な異常が検出されたのみならず吸気圧Ｆ／Ｂにも異常が検出された場合には、図３のブロック図に示す制御に代えて図４のブロック図に示す制御を行う。

すなわち、ＥＣＵ１６は、吸気圧Ｆ／Ｂにも異常が検出された場合には、吸気圧Ｆ／Ｂも停止して、オープンループによって最終目標ＶＮ開度ＶＮｆを算出する。具体的には、エンジン回転数Ｎｅおよび指令燃料噴射量Ｑｆに基づいて最終目標ＶＮ開度ＶＮｆを直接算出する。

図５〜図８は、図２〜図４のＶＮ開度制御の具体的な流れを示すフローチャートの一例である。図５〜図８のフローチャートは、ＥＣＵ１６によって繰り返し実行されるものである。

まず、図５のステップＳ１００において、エンジン回転数Ｎｅと、燃料噴射量Ｑｆと、予め記憶されたマップ（ＭＡＰ）とに基づいて目標吸気圧Ｐｉｍｔを算出する。

次いで、ステップＳ１１０では、目標吸気圧Ｐｉｍｔと実吸気圧Ｐｉｍとの偏差である吸気圧偏差ΔＰｉｍ（ΔＰｉｍ＝Ｐｉｍｔ−Ｐｉｍ）を算出する。

次いで、ステップＳ１２０では、エンジン回転数Ｎｅと、燃料噴射量Ｑｆと、予め記憶されたマップ（ＭＡＰ）とに基づいて基本目標ＶＮ開度ＶＮｂを算出する。

次いで、ステップＳ１３０では、排気圧センサ２１に異常が発生しているか否かを判定する。本例では、排気圧センサ２１からの検出信号の電圧値が上下限値以内であれば排気圧センサ２１に異常が発生していないと判定（ＹＥＳ判定）してステップＳ１４０へ進み、そうでなければ排気圧センサ２１に異常が発生していると判定（ＮＯ判定）して図８のステップＳ４００へ進む。因みに、ステップＳ１３０の上下限値は、ＥＣＵ１６に予め記憶された値である。

ステップＳ１４０では、ステップＳ１１０の吸気圧偏差ΔＰｉｍと、予め記憶されたマップ（ＭＡＰ）とに基づいて目標排気圧補正量Ｐｅｘｃを算出する。このステップＳ１４０は吸気圧Ｆ／Ｂに該当するものである。

次いで、ステップＳ１５０では、目標排気圧補正量Ｐｅｘｃの上下限範囲（許容範囲）を、エンジン回転数Ｎｅと燃料噴射量Ｑｆと実吸気圧Ｐｉｍと吸気温センサによって検出される吸気温Ｔｉｍのうち少なくとも１つに基づいて決定する。

ここで、目標排気圧補正量Ｐｅｘｃの上下限範囲は、排気圧Ｆ／Ｂが異常状態になっているか否かを判定するために用いられるものであり、目標排気圧補正量Ｐｅｘｃが上下限範囲を超えたときに排気圧Ｆ／Ｂが異常状態になっていると判定する。

例えば、エンジン回転数Ｎｅが高い場合には上下限値の範囲を狭めて排気圧Ｆ／Ｂの異常判定を厳しくし、エンジン回転数Ｎｅが低い場合には上下限値の範囲を拡げて排気圧Ｆ／Ｂの異常判定を甘くする。

例えば、指令燃料噴射量Ｑｆが多い場合には上下限値の範囲を狭めて排気圧Ｆ／Ｂの異常判定を厳しくし、指令燃料噴射量Ｑｆが少ない場合には上下限値の範囲を拡げて排気圧Ｆ／Ｂの異常判定を甘くする。

例えば、実吸気圧Ｐｉｍが高い場合には上下限値の範囲を狭めて排気圧Ｆ／Ｂの異常判定を厳しくし、実吸気圧Ｐｉｍが低い場合には上下限値の範囲を拡げて排気圧Ｆ／Ｂの異常判定を甘くする。

例えば、吸気温が低い場合には上下限値の範囲を狭めて排気圧Ｆ／Ｂの異常判定を厳しくし、吸気温が高い場合には上下限値の範囲を拡げて排気圧Ｆ／Ｂの異常判定を甘くする。

次いで、ステップＳ１６０では、排気圧Ｆ／Ｂに異常が発生しているか否かを判定する。本例では、ステップＳ１４０の目標排気圧補正量ＰｅｘｃがステップＳ１５０の上下限範囲外になった状態が一定時間以上継続している場合には排気圧Ｆ／Ｂに異常が発生していると判定（ＹＥＳ判定）して図７のステップＳ３００へ進む。そうでない場合には排気圧Ｆ／Ｂに異常が発生していないと判定（ＮＯ判定）して図６のステップＳ２００ヘ進む。

ステップＳ２００では、エンジン回転数Ｎｅと、燃料噴射量Ｑｆと、予め記憶されたマップ（ＭＡＰ）とに基づいて基本目標排気圧Ｐｅｘｔを算出する。

次いで、ステップＳ２１０では、ステップＳ２００の基本目標排気圧Ｐｅｘｔと、ステップＳ１４０の目標排気圧補正量Ｐｅｘｃとを足し合わせた和と、予め記憶されたマップ（ＭＡＰ）とに基づいて最終目標排気圧Ｐｅｘｆを算出する。

因みに、本例では、ステップＳ２１０で目標排気圧補正量Ｐｅｘｃを基本目標排気圧Ｐｅｘｔに一度に足し合わせる補正を行っているが、目標排気圧補正量Ｐｅｘｃを複数回に分けて段階的に足し合わせる補正を行うようにしてもよい。

ステップＳ２２０では、最終目標排気圧Ｐｅｘｆと実排気圧Ｐｅｘとの偏差である排気圧偏差ΔＰｅｘ（ΔＰｅｘ＝Ｐｅｘｆ−Ｐｅｘ）を算出する。

次いで、ステップＳ２３０〜Ｓ２５０では、ステップＳ２２０の排気圧偏差ΔＰｅｘと予め記憶されたマップ（ＭＡＰ）とに基づいてＰＩＤ制御のＰ項（比例項）、Ｉ項（積分項）およびＤ項（微分項）を算出する。

次いで、ステップＳ２６０では、ステップＳ２３０〜Ｓ２５０のＰ項、Ｉ項およびＤ項を足し合わせて目標ＶＮ開度補正量ＶＮｃを算出する（ＶＮｃ＝Ｐ項＋Ｉ項＋Ｄ項）。ステップＳ２３０〜Ｓ２６０は排気圧Ｆ／Ｂに該当するものである。

次いで、ステップＳ２７０では、ステップＳ１２０の基本目標ＶＮ開度ＶＮｂとステップＳ２６０の目標ＶＮ開度補正量ＶＮｃとを足し合わせて最終目標ＶＮ開度ＶＮｆを算出する（Ｖｎｔｆ＝Ｖｎｔｂ＋ＶＮｃ）。

そして、ステップＳ２８０において、ステップＳ２７０の最終目標ＶＮ開度ＶＮｆにてアクチュエータ１５を駆動してＶＮ開度を制御する。

一方、ステップＳ１６０から図７のステップＳ３００へ進んだ場合、すなわち第２のフィードバック処理に異常が発生していると判定した場合には、排気圧Ｆ／Ｂの異常が重度か否かを判定する。

本例では、吸気圧偏差ΔＰｉｍの値が規定範囲外になった状態が一定時間以上継続している場合に排気圧Ｆ／Ｂの異常が重度であると判定する。吸気圧偏差ΔＰｉｍの規定範囲は、ＥＣＵ１６に予め記憶されたものである。

ステップＳ３００にて吸気圧偏差ΔＰｉｍの値が規定範囲外になった状態が一定時間以上継続していると判定した場合には排気圧Ｆ／Ｂの異常が重度であると判断してステップＳ３１０へ進み、そうでない場合には排気圧Ｆ／Ｂの異常が軽度であると判断してステップＳ３４０へ進む。

ステップＳ３１０では、吸気圧Ｆ／Ｂも異常状態になっているか否かを判定する。本例では、図８のステップＳ４００の排気圧Ｆ／Ｂ停止フラグが立てられてから規定時間以上経過している場合には吸気圧Ｆ／Ｂも異常状態になっていると判定（ＹＥＳ判定）してステップＳ３２０に進み、それ以外の場合には吸気圧Ｆ／Ｂが正常状態であると判定（ＮＯ判定）して図８のステップＳ４００に進む。因みに、ステップＳ３１０の規定時間は、ＥＣＵ１６に予め記憶されているものである。

ステップＳ３１０からステップＳ３２０に進んだ場合、すなわち吸気圧Ｆ／Ｂにも異常が発生していると判断した場合には、吸気圧Ｆ／Ｂも停止してオープンループ制御による過給圧制御を行う。具体的には、エンジン回転数Ｎｅと、燃料噴射量Ｑｆと、予め記憶されたマップ（ＭＡＰ）とに基づいて最終目標ＶＮ開度ＶＮｆを算出する。

次いで、ステップＳ３３０では、ステップＳ３２０の最終目標ＶＮ開度ＶＮｆにてアクチュエータ１５を駆動してＶＮ開度を制御する。

一方、ステップＳ３１０から図８のステップＳ４００に進んだ場合、すなわち排気圧Ｆ／Ｂの異常が重度であるが吸気圧Ｆ／Ｂは正常状態であると判断した場合には、排気圧Ｆ／Ｂのみを停止して、吸気圧Ｆ／Ｂによって最終目標ＶＮ開度ＶＮｆを直接算出する。

具体的には、ステップＳ４００において排気圧Ｆ／Ｂが停止状態であることを示す排気圧Ｆ／Ｂ停止フラグを立てる（ＯＮにする）。次いで、ステップＳ４１０〜Ｓ４３０において、ステップＳ１１０の吸気圧偏差ΔＰｉｍと、予め記憶されたマップ（ＭＡＰ）とに基づいてＰＩＤ制御のＰ項、Ｉ項およびＤ項を算出する。

次いで、ステップＳ４４０では、ステップＳ４１０〜Ｓ４３０のＰ項、Ｉ項およびＤ項を足し合わせて目標ＶＮ開度補正量ＶＮｃを算出する（ＶＮｃ＝Ｐ項＋Ｉ項＋Ｄ項）。ステップＳ４１０〜Ｓ４４０は吸気圧Ｆ／Ｂに該当するものである。

次いで、ステップＳ４５０では、ステップＳ１２０の基本目標ＶＮ開度ＶＮｂとステップＳ４４０の目標ＶＮ開度補正量ＶＮｃとを足し合わせて最終目標ＶＮ開度ＶＮｆを算出する。

因みに、本例では、ステップＳ４５０で目標ＶＮ開度補正量ＶＮｃを基本目標ＶＮ開度ＶＮｂに一度に足し合わせる補正を行っているが、複数回に分けて段階的に足し合わせる補正を行うようにしてもよい。

そして、ステップＳ４６０において、ステップＳ４５０の最終目標ＶＮ開度ＶＮｆにてアクチュエータ１５を駆動してＶＮ開度を制御する。

一方、図７のステップＳ３００からステップＳ３４０へ進んだ場合、すなわち排気圧Ｆ／Ｂの異常が軽度であると判断した場合には、排気圧Ｆ／Ｂに異常が発生したことを示す異常信号を出力する。

次いで、図６のステップＳ２００へ進み、排気圧Ｆ／Ｂによって最終目標ＶＮ開度ＶＮｆを算出する。

一方、ステップＳ１３０にて排気圧センサ２１に異常が発生していると判定した場合には、図８のステップＳ４００へ進み、第２のフィードバック処理を停止して第１のフィードバック処理によって最終目標ＶＮ開度ＶＮｆを直接算出する。

本実施形態によると、排気圧Ｆ／Ｂが異常状態になっているか否かを目標排気圧補正量Ｐｅｘｃに基づいて判定するので、例えば経年劣化によるＶＮＴ１２ｃの動作不良や煤の付着によるＶＮＴ１２ｃの固着、または排気圧センサ２１の異常といった故障を検出することができる。

具体的には、エンジン回転数Ｎｅと燃料噴射量Ｑｆと実吸気圧Ｐｉｍと吸気温センサによって検出される吸気温のうち少なくとも１つに基づいて目標排気圧補正量Ｐｅｘｃの上下限範囲を算出し、目標排気圧補正量Ｐｅｘｃが上下限範囲外になった状態が一定時間以上継続している場合に排気圧Ｆ／Ｂに異常が発生したと判定するので、故障を的確に判定することができる。

また、本実施形態によると、故障を判定したときに故障の度合いに応じて排気圧Ｆ／Ｂおよび吸気圧Ｆ／Ｂを段階的に停止させるので、故障を判定したときに排気圧Ｆ／Ｂおよび吸気圧Ｆ／Ｂの両方を同時に停止させてしまう場合と比較して、Ｆ／Ｂの停止に伴う制御性の悪化を抑制することができる。

具体的には、排気圧Ｆ／Ｂに軽度の異常が発生した場合には異常信号を出力するのみで排気圧Ｆ／Ｂおよび吸気圧Ｆ／Ｂを停止させないので、Ｆ／Ｂの停止に伴う制御性の悪化を抑制することができる。

また、排気圧Ｆ／Ｂが異常状態になっているが吸気圧Ｆ／Ｂが正常状態である場合には、排気圧Ｆ／Ｂのみを停止して吸気圧Ｆ／Ｂによって最終目標ＶＮ開度ＶＮｆを直接算出するので、Ｆ／Ｂの停止に伴う制御性の悪化を抑制することができる。この場合には、制御応答性などは悪化するが過給機の機能を回復することとなる。

そして、排気圧Ｆ／Ｂおよび吸気圧Ｆ／Ｂの両方が異常状態になっている場合には、排気圧Ｆ／Ｂおよび吸気圧Ｆ／Ｂを停止してオープンループによって最終目標ＶＮ開度ＶＮｆを直接算出する。この場合には、エンジン運転状態（エンジン回転数Ｎｅおよび燃料噴射量Ｑｆ）のみでＶＮＴ１２ｃを制御することとなる。

（他の実施形態）
なお、上記一実施形態では、本発明をディーゼルエンジンに適用した例を示したが、これに限定されることなく、可変容量ターボチャージャ１２を備える種々の内燃機関に本発明を適用可能である。

また、上記一実施形態は、可変容量ターボチャージャ１２の一構成例を示したものに過ぎず、これに限定されることなく、可変容量ターボチャージャ１２の構成を種々変形可能である。

１２ 可変容量ターボチャージャ
１２ｃ ＶＮＴ（排気ガス流量制御弁）
１６ ＥＣＵ（制御手段）

Claims (7)

1. 排気ガス流量制御弁（１２ｃ）を有し、内燃機関の吸気を過給する可変容量ターボチャージャ（１２）と、
   前記排気ガス流量制御弁（１２ｃ）の開度を制御する制御手段（１６）とを備え、
   前記制御手段（１６）は、
   目標吸気圧と実吸気圧との偏差である吸気圧偏差に基づいて補正量を算出する第１のフィードバック処理を行い、
   前記補正量に基づいて目標排気圧を算出し、
   前記目標排気圧と実排気圧との偏差に基づいて前記排気ガス流量制御弁（１２ｃ）の目標開度を算出する第２のフィードバック処理を行い、
   さらに、前記補正量に基づいて、前記第２のフィードバック処理が異常状態になっているか否かを判定することを特徴とする吸気圧制御装置。
2. 前記制御手段（１６）は、
   前記補正量の許容範囲を、前記内燃機関の回転数、前記内燃機関に対する指令燃料噴射量、前記実吸気圧および吸気温のうち少なくとも１つから決定し、
   前記補正量が前記許容範囲を超えた状態が一定時間以上継続したときに前記第２のフィードバック処理が前記異常状態になっていると判定することを特徴とする請求項１に記載の吸気圧制御装置。
3. 前記制御手段（１６）は、
   前記第２のフィードバック処理が前記異常状態になっていると判定した場合には前記第２のフィードバック処理の異常が軽度であるか重度であるかを判定し、
   前記第２のフィードバック処理の異常が前記軽度であると判定した場合には前記第２のフィードバック処理を停止することなく継続することを特徴とする請求項１または２に記載の吸気圧制御装置。
4. 前記制御手段（１６）は、前記吸気圧偏差が規定範囲を超えた状態が一定時間以上継続している場合には前記第２のフィードバック処理の異常が前記重度であると判定し、そうでない場合には前記第２のフィードバック処理の異常が前記軽度であると判定することを特徴とする請求項３に記載の吸気圧制御装置。
5. 前記制御手段（１６）は、
   前記第２のフィードバック処理が前記異常状態になっていると判定した場合には前記第２のフィードバック処理の異常が軽度であるか重度であるかを判定し、
   前記第２のフィードバック処理の異常が前記重度であると判定した場合には前記第１のフィードバック処理が異常状態になっているか正常状態であるかを判定し、
   前記第１のフィードバック処理が前記正常状態であると判定した場合には、前記第２のフィードバック処理を停止して前記第１のフィードバック処理によって前記目標開度を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の吸気圧制御装置。
6. 前記制御手段（１６）は、前記吸気圧偏差が規定範囲を超えた状態が一定時間以上継続しており、かつ前記第２のフィードバック処理を停止してから規定時間以上経過している場合には前記第１のフィードバック処理が前記異常状態になっていると判定し、そうでない場合には前記第１のフィードバック処理が前記正常状態であると判定することを特徴とする請求項５に記載の吸気圧制御装置。
7. 前記制御手段（１６）は、前記第２のフィードバック処理を停止して前記第１のフィードバック処理によって前記排気ガス流量制御弁（１２ｃ）を算出している状態において、前記吸気圧偏差が規定範囲を超えた状態が一定時間以上継続している場合には、前記第１、第２のフィードバック処理の両方を停止してオープンループ制御によって前記目標開度を算出することを特徴とする請求項５または６に記載の吸気圧制御装置。

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