JP4301024B2 - 内燃機関用過給システム - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関用過給システムに関する。

内燃機関用過給システムとして、ターボチャージャーのコンプレッサと直列に電動コンプレッサを配置し、電動コンプレッサの下流側吸気通路とターボチャージャーのコンプレッサの上流側吸気通路との接合部にチェックバルブを設け、このチェックバブルにて上記下流側吸気通路又は上流側吸気通路の一方を選択的に閉じることにより、電動コンプレッサを経由する経路とこれを迂回する経路とに吸気通路の経路を切り替えるようにした過給システムがある（例えば特許文献１参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として、特許文献２〜４が存在する。
特表２００１−５１８５９０号公報 特表２０００−５００５４４号公報 特表２００１−５０９５６１号公報 特開２００２−０２１５７３号公報

上記特許文献１に開示されているように、この種の過給システムでは電動コンプレッサの作動状況に応じて吸気通路の経路を切り替えるため、吸気通路内にチェックバルブ等の可動部材を設けることが一般的である。そのため、例えば、何らかの原因で可動部材が動作不能となる故障が発生することが起こり得る。そのような時には、故障の態様（故障モード）を特定し、これに対処する必要が生じる。しかしながら、上記特許文献には、過給システムに故障が発生した場合にこれを検出する手段のみならず、故障モードを特定する手段も開示されていない。そのため、故障が発生した場合には、過給システム自ら故障モードに応じた対策をとることができないおそれがある。

そこで、本発明は、システムに異常が検出された場合に故障モードを特定でき、また、特定した故障モードに応じた対策を自らとることが可能な内燃機関用過給システムを提供することを目的とする。

本発明の第１の内燃機関用過給システムは、内燃機関の排気エネルギーを利用して該内燃機関に対して過給するターボ過給機と、前記ターボ過給機のコンプレッサの上流又は下流の吸気通路に設けられた電動コンプレッサと、前記電動コンプレッサを迂回するバイパス通路と、前記バイパス通路に設けられ、前記電動コンプレッサが作動中の場合に該バイパス通路を閉じる一方、前記電動コンプレッサが非作動の場合に該バイパス通路を開放するように開閉可能な切替弁と、前記電動コンプレッサが作動中の第１状態又は前記電動コンプレッサが非作動の第２状態となるように該電動コンプレッサを制御する過給システム制御手段と、を具備する内燃機関用過給システムであって、前記各状態におけるシステムの正常な動作特性として予め設定された正常値から許容範囲を超えて動作するシステムの異常を検出する異常検出手段と、前記第１状態に制御すべき条件として予め設定されたアシスト領域及び前記第２状態に制御すべき条件として予め設定された非アシスト領域のいずれの領域で前記異常が検出されたかを判断して、該アシスト領域のみで前記異常が検出される故障モードと該非アシスト領域のみで前記異常が検出される故障モードとを判別する故障モード判別手段と、を備える故障診断手段を具備することにより、上述した課題を解決する（請求項１）。

電動コンプレッサにより過給アシストを行うシステムの故障モードは複数種類存在し、これらの中には電動コンプレッサの作動中に異常が認められる一方で、電動コンプレッサを非作動とすると正常な状態に戻る故障モードや、これとは反対に電動コンプレッサが非作動の状態で異常が認められる一方、電動コンプレッサを作動すると正常な状態に戻る故障モードが含まれている。この発明によれば、異常が検出されたシステムの運転領域が、電動コンプレッサを作動すべきアシスト領域にあるか、それとも電動コンプレッサを非作動とすべき非アシスト領域にあるかを判断することにより、複数存在する故障モードの中からアシスト領域又は非アシスト領域のいずれか一方のみで異常が現れる故障モードを判別することができる。非アシスト領域のみで異常が検出される故障モードとしては、例えば、前記切替弁が全閉状態で固着する第１故障モードがある（請求項２）。この場合はバイパス通路が閉塞する重要な故障モードを他の故障モードと判別することができる。

また、本発明の第１の内燃機関用過給システムにおいて、前記故障モード判別手段は、前記アシスト領域のみで前記異常が検出される故障モードが複数種類存在する場合には、前記アシスト領域における前記電動コンプレッサの回転数を考慮して、該複数種類の故障モードから一つの故障モードを特定してもよい（請求項３）。例えば、アシスト領域におけるシステムの異常として、過給圧が正常値よりも上がらない場合がある。この態様によれば、このような場合に電動コンプレッサの回転数を考慮しているので、電動コンプレッサが原因の故障モードであるか、それとも電動コンプレッサとは無関係の故障モードであるかを見極めることができる。アシスト領域のみで異常が現れる故障モードとしては、前記切替弁が全開状態で固着する第２故障モードや電動コンプレッサが故障する第３故障モードがある（請求項４）。従って、アシスト領域においてシステムの異常が検出された場合に、電動コンプレッサの回転数が異常を示していなければ、切替弁が全開状態で固着する第２故障モードであることが分かり、反対に、電動コンプレッサの回転数が異常であれば、電動コンプレッサが故障する第３故障モードであることが判明する。

また、本発明の第１の内燃機関用過給システムにおいて、前記故障モード判別手段は、前記異常が検出された場合には、前記異常が検出された領域以外の領域における前記異常の有無を判断して、前記アシスト領域及び前記非アシスト領域の両方で前記異常が検出される故障モードと前記アシスト領域のみで前記異常が検出される故障モード及び前記非アシスト領域のみで前記異常が検出される故障モードの少なくとも一つとを判別してもよい（請求項５）。故障モードの中には、アシスト領域と非アシスト領域の双方で異常を示す故障モードもある。この態様によれば、異常の検出時点で判別できない場合でも、アシスト領域及び非アシスト領域の双方の異常を確かめることにより、このような故障モードとアシスト領域及び非アシスト領域のいずれか一方のみで異常が現れる故障モードとを判別できる。また、このような故障モードには、電動コンプレッサの上流の前記吸気通路に設けられ、該吸気通路への空気の流入量を調整する調整弁が閉じ側状態で固着する第４故障モードが含まれる（請求項６）。従って、アシスト領域及び非アシスト領域の両方で異常を確認することにより、第４故障モードと他の故障モードとを判別することが可能となる。

また、本発明の第１の内燃機関用過給システムにおいて、電動コンプレッサがターボ過給機のコンプレッサの上流に配置されている態様の場合には、異常を判定する基準となる前記正常値として、吸気通路に流入する吸気流量に応じて定められた電動コンプレッサとターボ過給機のコンプレッサとの間の吸気通路内の圧力であってもよい（請求項７）。また、この正常値として、前記吸気通路に流入する吸気流量に応じて定められた前記電動コンプレッサの上流及び下流の差圧を採用してもよい（請求項８）。従って、これらの値を監視するとともに正常値と監視結果を比較して、比較結果が許容範囲を超えたか否かを判断することによりシステムの異常を検出できる。

本発明の第２の内燃機関用過給システムは、内燃機関の運転状態を制御する内燃機関制御手段を備えた内燃機関に適用される内燃機関用過給システムであって、コンプレッサ及びタービンと該タービンへの排気ガスの流量を変化させる可変ノズルとを備え前記内燃機関の排気エネルギーを利用して該内燃機関に対して過給するターボ過給機と、前記ターボ過給機のコンプレッサの上流又は下流の吸気通路に設けられた電動コンプレッサと、前記電動コンプレッサを迂回するバイパス通路と、前記バイパス通路に設けられ、前記電動コンプレッサが作動中の場合に該バイパス通路を閉じる一方、前記電動コンプレッサが非作動の場合に該バイパス通路を開放するように開閉可能な切替弁と、前記可変ノズルの開度及び前記電動コンプレッサの作動状態を制御する過給システム制御手段と、システムの異常が検出された場合に予め設定された複数の故障モードのいずれかを特定する故障診断手段と、前記故障診断手段により特定された故障モードに応じて前記可変ノズルの開度、前記電動コンプレッサの作動状態、及び前記内燃機関の運転状態の少なくとも一つに対する制御を変更する危険回避制御手段と、を具備することにより、上述した課題を解決する（請求項９）。

この発明によれば、各制御対象に対する制御を変更することにより、故障モードの性質に応じた適切な対策を採ることができる。例えば、前記故障診断手段により前記切替弁が全閉状態で固着する第１故障モードが特定された場合には、前記可変ノズルの開度を全開状態に制御するノズル全開制御に変更するとともに、前記内燃機関の運転状態を所定出力未満に制限する運転制限制御に変更してもよい（請求項１０）。第１故障モードは切替弁が全閉状態で固着する故障モードであり、バイパス通路が常時閉塞状態となる。このため、内燃機関が高回転になるにつれ、電動コンプレッサによる吸気抵抗が増大し内燃機関及びターボ過給機に対する負担が増す。従って、各制御対象をこの態様のように制御すれば、内燃機関の背圧低めるとともにターボ過給機の回転数の上昇を抑制することができ、内燃機関が高回転状態になるのを防止することができる。また、この態様では、内燃機関の運転状態に制限を加える制御に変更するので、走行は可能であるが全開走行等は不可能な状態となり、内燃機関及び過給システムの重大な故障を食い止めることができる。

また、本発明の第２の内燃機関用過給システムにおいて、前記故障診断手段により前記切替弁が全開状態で固着する第２故障モードが特定された場合には、前記可変ノズルの開度を閉じ側状態に制御するノズル閉じ側制御に変更するとともに、前記電動コンプレッサの作動を禁止する電動コンプレッサ作動禁止制御に変更することが好ましい（請求項１１）。第２故障モードの場合には、吸入空気がバイパス通路に流入してしまい電動コンプレッサを作動しても有効なアシストは実現できない。従って、この態様のように、電動コンプレッサを作動禁止とすることが望ましい。また、この場合には可変ノズルの開度を絞るとよい。これにより電動コンプレッサの作動禁止による過給性能の低下を緩和できる。

また、本発明の第２の内燃機関用過給システムにおいて、電動コンプレッサがターボ過給機のコンプレッサの上流の吸気通路に設けられ、かつ、電動コンプレッサの上流の吸気通路に空気の流入量を調整する調整弁を備えた態様においては、前記危険回避制御手段は、更に前記調整弁の開度を全開状態に制御する調整弁全開制御に変更してもよい（請求項１２）。この場合は、吸入空気量が増えるので電動コンプレッサによる吸気抵抗を緩和できる。

また、本発明の第２の内燃機関用過給システムにおいて、前記危険回避制御手段は、前記故障診断手段により前記電動コンプレッサが故障する第３故障モードが特定された場合には、前記可変ノズルの開度を閉じ側状態に制御する閉じ側制御に変更するとともに、前記電動コンプレッサの作動を禁止する電動コンプレッサ作動禁止制御に変更することが好ましい（請求項１３）。この場合には、電動コンプレッサが故障しているため電動コンプレッサを作動させない。ただ、電動コンプレッサの非作動により低下する性能については可変ノズルの開度を絞ることにより対処する。これにより電動コンプレッサの作動禁止による過給性能の低下を緩和できる。

また、本発明の第２の内燃機関用過給システムにおいて、電動コンプレッサがターボ過給機のコンプレッサの上流の吸気通路に設けられ、かつ、電動コンプレッサの上流の吸気通路に空気の流入量を調整する調整弁を備えた態様の場合に、この調整弁が閉じ側状態で固着する第４故障モードが特定された場合には前記可変ノズルの開度のフィードバック制御を禁止するフィードバック禁止制御に変更してもよい（請求項１４）。この第４故障モードは吸入空気量を調整する調整弁が閉じ側状態で固着するため吸入空気量が不足する。このため、過給圧を目標値とした可変ノズルのフィードバック制御を続行すると、実際の過給圧が一向に上がらずに可変ノズルの開度が益々絞り込まれる悪循環に陥るおそれがある。従って、この態様によれば、第４故障モードが特定されたときには可変ノズルに対するフィードバック制御を禁止するので、このような悪循環を断ち切ることができる。

また、本発明の第２の内燃機関用過給システムにおいて、前記ノズル閉じ側制御は、前記電動コンプレッサを作動して前記ターボ過給機の前記内燃機関に対する過給をアシストすべき領域として予め設定されたアシスト領域のみで行われてもよい（請求項１５）。この場合は、可変ノズルの開度の絞りがアシスト領域に限定されて行われるので、電動コンプレッサの作動禁止制御により低下する低速時の加速性能を効率的に補うことができる。

以上説明したように、本発明によれば、システムに異常が検出された場合に故障モードを特定でき、また、特定した故障モードに応じた対策を自らとることが可能な内燃機関用過給システムを提供することができる。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る内燃機関用過給システムを図１〜図９を参照しながら説明する。図１は本実施形態の全体構成を示す概略図である。本過給システムは内燃機関としてのディーゼルエンジン（以下エンジンと称することがある）１に適用される。エンジン１は内燃機関制御手段としてのエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）２により制御される。ＥＣＵ２はマイクロプロセッサ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等の周辺機器を備えたコンピュータユニットとして構成されている。ＥＣＵ２は、ＲＯＭ等に格納された所定のプログラムに従って、各種センサの入力情報に基づいてエンジン１の運転状態を制御する。

本過給システムは上記エンジン１に対して過給するターボ過給機３と、電動コンプレッサ４（以下ＭＣと称する場合がある）とを備えている。ターボ過給機３は周知のように吸入した空気を圧縮するコンプレッサ３ａとコンプレッサ３ａを駆動させるためのタービン３ｂとを有している。コンプレッサ３ａは、吸気通路としての吸気管５に設けられている。タービン３ｂは排気管６に設けられている。また、タービン３ｂのハウジング内には、タービン３ｂの流量特性を可変にするための可変ノズル３ｃが設けられている。可変ノズル３ｃは図示しない複数の可動ベーンにより構成されており、これら可動ベーンの傾きを変更することにより、可変ノズルの開度（開口面積）が変更される。エンジン１の低回転域ではこの可変ノズル３ｃの開度を閉じ側とする（絞る）ことにより、過給圧を上げ低速トルクを向上することができる。そして、エンジン１の高回転域では可変ノズル３ｃの開度を開き側にすることにより、エンジン１の背圧を下げることができる。このような可変ノズル３ｃの制御は上記ＥＣＵ２により行われる。ターボ過給機３は、排気管６を流れる排気ガスによってタービン３ｂを回転してコンプレッサ３ａを駆動する。これにより、所望の過給圧を得ることができる。

一方、電動コンプレッサ４はターボ過給機３の上流側の吸気管５に設けられている。電動コンプレッサ４はその駆動装置として電気モータ４ａを備えている。電気モータ４ａは図示しない電源に接続されている。電気モータ４ａを駆動することにより、電動コンプレッサ４は作動し、吸気管５内の空気を圧縮することができる。

ターボ過給機３と電動コンプレッサ４とを作動することにより、所望の過給圧を得ることができる。ターボ過給機３は上述したように排気ガスのエネルギーを利用しているため、所望の過給圧が得られるまでにタイムラグを生じる（いわゆるターボラグ）。特に、低速走行時に急加速が要求された場合に顕著である。そこで、このターボラグを補償し、所望の過給圧が得られるまでターボ過給機をアシストすべく電動コンプレッサ４により過給アシストが行われる。

また、本過給システムにおいては、電動コンプレッサ４を迂回するバイパス通路７が設けられている。バイパス通路７の途中には、バイパス通路７への空気の流入及びその禁止を切り替える切替弁としてのバイパス弁８が設けられている。バイパス弁８は電動コンプレッサ４が作動中の場合には基本的に全閉され、バイパス通路７への空気の流入が禁止される。従って、電動コンプレッサ４の上流側の空気は実質的に全て電動コンプレッサ４に導かれる。一方、電動コンプレッサ４が非作動の場合には基本的に全開され、バイパス通路７へ空気が導かれる。バイパス弁８はソレノイド等でリニアに駆動してもよいが、開弁及び閉弁を切り替えることができればよい。また、バイパス弁８として、電動コンプレッサ４の下流の圧力と、バイパス通路７の入口の圧力との圧力のバランスで駆動するシャッターバルブを採用してもよい。この場合はバイパス弁８の制御が不要となるので、構造をシンプルにできる。

図１に示したように、ターボ過給機３のコンプレッサ３ａの下流側の吸気管５には、コンプレッサ３ａにより圧縮された空気を冷却するためにインタークーラ９が設けられている。これにより過給効率を高めることができる。さらに、上記と同様の理由から電動コンプレッサ４とターボ過給機３のコンプレッサ３ａの間の吸気管５にインタークーラ１０が設けられている。このインタークーラ１０を設けることにより、更なる過給効率の向上を図ることができるが、常に設ける必要はない。また、電動コンプレッサ４の上流側の吸気管５には吸入空気の異物を除去するエアクリーナ１１が設けられている。

また、電気モータ４ａは発熱するため冷却することが好ましい。この場合、空冷では冷え難くく電動コンプレッサ４の作動時間が限定されるおそれがある。そこで、例えば電気モータ４ａの周囲を、図示しないラジエータにより冷却水を循環させる冷却システムを採用してもよい。このラジエータはエンジン１に用いられるものと兼用してもよいが、エンジン１の冷却水は温度が高いので電動コンプレッサ４のために別途用意したほうがなお好ましい。この場合の冷却水の温度は３０℃程度がよい。さらに、このラジエータをターボ過給機３の冷却に用いることもできる。このように構成すれば、重大な問題となるコーキング対策として非常に有効である。

図１に示したように、本実施形態に係るエンジン１には、排気ガスの一部及びブローバイガスの少なくとも一方を導入する導入管１２を設けてもよい。導入管１２の出口側の接続部１２ａを図１に示した位置としたのは、吸気管５の他の場所よりも負圧になり易く排気ガス又はブローバイガスの導入に適しているためである。排気ガスの一部の導入は周知の排気再循環装置（ＥＧＲ装置）により行えばよい。上記導入管１２を排気ガスの還流に利用した場合には、導入管１２は吸気管５と排気管６とを連結するＥＧＲ管として機能する。これにより、気筒内の最高燃焼温度を抑制することができるため、ＮＯｘ（窒素酸化物）の排出量を低減できる。また、ブローバイガスの導入は周知のブローバイガス還元装置（ＰＣＶ装置）により行えばよい。上記導入管１２をブローバイガスの導入に利用した場合には、導入管１２は図示しないクランクケースと吸気管５とを連結するＰＣＶ管として機能する。これにより、図示しないクランクケース内のブローバイガスを還元することができ、ブローバイガスの排出を防止できる。

また、この接続部１３ａの上流側の吸気管５には調整弁としてのスロットル弁１３が設けられている。このスロットル弁１３は、吸気管５に導かれる空気量を調整することができ、排気還流率（ＥＧＲ率）又はブローバイガスの濃度を調整するために用いることもできる。そのため、スロットル弁１３は、その開度をリニアに変更することができるように、ソレノイド等にて駆動されている。

以上のように構成された本実施形態の過給システムはエンジン１の運転状態を制御する上記ＥＣＵ２により制御される。ＥＣＵ２は以下に示した各種センサの入力情報に基づいて、ターボ過給機３の可変ノズル３ｃの開度、電動コンプレッサ４の作動状態、バイパス弁８の開度、及びスロットル弁１３の開度をそれぞれ制御する過給システム制御手段として機能する。但し、バイパス弁８として上述したシャッターバルブを採用した場合には、このバイパス弁８に対する制御は不要となる。

図１に示したように、本実施形態に係る過給システムは、アクセルの開度及びその変化量を検出するアクセル開度センサ２０、機関回転数を検知する回転数センサ２１、エンジン１の図示しない吸気マニホールド内に設けられ、吸気管５内の圧力（過給圧）を検出する過給圧センサ２２、電動コンプレッサ４とターボ過給機３のコンプレッサ３ａとの間の吸気管５に設けられ、吸気管５内の圧力を検出する圧力センサ２３、吸気管５内に流入する吸気流量を検出するエアフロメータ２４、をそれぞれ備えている。これらの各種センサは、以下に説明する制御態様に応じて適宜に利用される。なお、これらの各種センサは検出対象となる物理量そのものを検出するセンサでも良いし、この物理量を推定するものでも良い。

図２は、本実施形態に係る過給システムの制御ルーチンの概要を示したフローチャートである。本制御ルーチンはＥＣＵ２のＲＯＭ等に格納されたプログラムに従って所定間隔で繰り返し実行される。図２に示したように、ＥＣＵ２は、まずステップＳ１において、上述した可変ノズル３ｃの開度を制御する。この制御は実際の過給圧と要求負荷に対応して設定される目標過給圧とに基づいて両者の偏差をなくすように可変ノズル３ｃの開度をフィードバック制御するものである。この制御を実行することにより、エンジン１の運転状態に応じて適切なノズル開度とすることができる。また、目標過給圧は、例えばエンジン回転数と燃料噴射量に基づいて定められる要求負荷と最適な過給圧との関係をマップとしてＥＣＵ２のＲＯＭ等に格納しておき、これを参照することにより設定する。機関回転数は回転数センサ２１より取得し、燃料噴射量はアクセル開度センサ２０の出力値から推定すればよい（図１参照）。

次に、ＥＣＵ２はステップＳ２において電動コンプレッサ４が非作動（ＯＦＦ）状態にあるか否かを判定する。ステップＳ２において電動コンプレッサ４が非作動状態であると肯定判定されたときは、ＥＣＵ２はステップＳ３に処理を進め、電動コンプレッサ４の作動条件が成立しているか否かを判定する。この作動条件は電動コンプレッサ４による過給アシストの必要性を判断する判断基準であり、電動コンプレッサ４による過給アシストが必要な条件（アシスト領域）としてエンジン１の運転状態を考慮して予め設定されている。例えば、エンジン回転数が所定回転数未満であるか、吸気流量が所定量未満であるか、アクセル開度が所定開度を超えるか、或いは目標過給圧と実際の過給圧との差等をこの判断要素とすればよい。本実施形態においては、機関回転数Ｎｅ、吸気流量Ｇａ、アクセル開度ａｃｃｐｆ、及び過給圧の偏差Δｐ（目標過給圧ｐｉｍｔｒｇ−実際の過給圧ｐｉｍ）が次の条件を満たした場合に作動条件が成立する。即ち、Ｎｅ＜２４００ｒｐｍ、Ｇａ＜１００ｇ／ｓ、ａｃｃｐｆ＞５０％、Δｐ＞１０ｋＰａである。これらの諸量は図１に示した回転数センサ２１、エアフロメータ２４、アクセル開度センサ２０、及び過給圧センサ２２からそれぞれ取得すればよい。

ステップＳ３において、電動コンプレッサ４の作動条件が成立していないと判断した場合には、今回のルーチンを終える。一方、この作動条件が成立していると判定された場合には、ＥＣＵ２は、ステップＳ４において電気モータ４ａ（図１参照）に電圧を印加して電動コンプレッサ４を作動させる（電動コンプレッサ作動制御）。そして、図１に示したバイパス弁８を閉じてバイパス通路７への空気の流入を禁止する（切替弁閉制御）。なお、バイパス弁８として上述したシャッターバルブを用いた場合には、電動コンプレッサ４の下流の吸気管５の圧力が高くなるのでバイパス弁８は閉状態となり制御不要である。本過給システムのこの状態が第１状態である。更に、上述したスロットル弁１６を全開にして吸気流量を増大し（スロットル弁開制御）、今回のルーチンを終了する。これにより、電動コンプレッサ４の過給アシストが実現される。また、ステップＳ４において電動コンプレッサ４を作動する場合にはバイパス弁８を閉じるので、吸入空気がパイパス通路６を逆流することが防止できる。

一方、ステップＳ２において、電動コンプレッサ４が作動状態にあると否定判定された場合には、ＥＣＵ２は処理をステップＳ５に進める。ステップＳ５では、電動コンプレッサ４の非作動条件が成立しているか否かを判定する。非作動条件は電動コンプレッサ４による過給アシストの必要がない領域（非アシスト領域）として予め定めておく。この場合、上記ステップＳ３における作動条件の各判断要素のいずれかが否定されたことにより、非作動条件を成立させてもよいし、安全性の観点からターボ過給機３の過回転を招くような過剰なアシストが行われているか、又は電動コンプレッサ４がチョークするおそれがあるか等の判定基準を設け、この基準を満たしているか否かにより非作動条件の成否を判定してもよい。

ステップＳ５において、上記非作動条件が成立していない場合は、今回のルーチンを終了し、過給アシストを続行する。一方、この非作動条件が成立している場合には、ＥＣＵ２は処理をステップＳ６に進め、電気モータ４ａへの電力の供給を停止して電動コンプレッサ４を非作動とする（電動コンプレッサ非作動制御）。そして、図１に示したバイパス弁８を開き、バイパス通路７に空気が流入するように制御する（切替弁開制御）。バイパス弁８として上述したシャッターバルブを用いた場合には、上記作動制御の場合とは反対に電動コンプレッサ４の下流の吸気管５の圧力は低くなるので、バイパス弁８は開状態となり制御不要である。本過給システムのこの状態が第２状態である。電動コンプレッサ４を非作動とするときには、これを迂回してバイパス通路７に吸入空気を導くことができるので、電動コンプレッサ４が吸気抵抗となることを防止できる。なお、スロットル弁１６に対してはエンジン１の運転状態に応じて通常行われる制御を実行する（成り行き制御）。

次に、本実施形態に係る故障診断及び故障対策について説明する。本実施形態に係る過給システムは、上述した第１状態及び第２状態の正常な動作特性を予め正常値としてＥＣＵ２のＲＯＭ等にマップとして格納しておき、このマップとシステム稼動中の動作特性とを対比することにより、システムの異常（故障）を発見し、かつその故障がどのような故障モードであるかを特定する。本実施形態では、本過給システムの動作特性として、吸気流量Ｇａに対する吸気管５内の圧力Ｐ_ｉを動作特性として採用している。この圧力Ｐ_ｉはターボ過給機３のコンプレッサ３ａと電動コンプレッサ４の間の吸気管５内の圧力である（図１参照）。

図３は、正常時の動作特性を示したマップの一例である。この図の実線で示した吸気流量Ｇａに対する圧力Ｐ_ｉが上記正常値に相当する。図の左側の領域Ａは上記過給アシスト領域に相当し、電動コンプレッサ４が作動中（ＭＣ−ＯＮ）かつバイパス弁８が全閉状態（バイパス弁−ｃｌｏｓｅ）の上記第１状態の正常値が示される。一方、右側の領域Ｂは上記非アシスト領域に相当し、電動コンプレッサ４が非作動中（ＭＣ−ＯＦＦ）かつバイパス弁８が全開状態（バイパス弁−ｏｐｅｎ）の上記第２状態の正常値が示される。従って、正常値に許容範囲を適宜に定めておき、この許容範囲を超えた値を示した場合にはシステムに何らかの故障が発生したことを検出できる。

本過給システムは、上記第１状態と第２状態とを切り替えて動作するため、次の故障モードが起こり得る。第１はバイパス弁８が全閉状態で固着する第１故障モード、第２はバイパス弁８が全開状態で固着する第２故障モード、第３は電動コンプレッサ４が故障する第３故障モード、及び第４はスロットル弁１３が閉じ側状態で固着する第４故障モードである。

上記第１故障モードは、バイパス弁８を全開状態とすべきとき、即ち非アシスト領域（領域Ｂ）においてバイパス弁８が開かなくなる故障モードである。従って、バイパス弁８を全閉状態とすべきアシスト領域（領域Ａ）で異常が現れることはなく、非アシスト領域（領域Ｂ）においてのみ異常が現れる。この故障モードでは、吸入空気が非作動状態の電動コンプレッサ４をバイパスすることができず、電動コンプレッサ４が吸気抵抗となる。このため、図４に示したように、領域Ｂにおいてのみ圧力Ｐ_ｉが吸気流量Ｇａの増大とともに大幅に減少する異常が現れる。

これとは反対に、上記第２故障モードは、バイパス弁８を全閉状態とすべきとき、即ちアシスト領域（領域Ａ）においてバイパス弁８が閉じなくなる故障モードである。従って、バイパス弁８を全開状態とすべき非アシスト領域（領域Ｂ）で異常は現れない。領域Ａにおいてのみ現れる故障モードである。この故障モードでは、図５に示したように電動コンプレッサ４を作動しているにも関わらず吸入空気がバイパス通路７へ流入してしまうため、圧力Ｐ_ｉがほとんど上がらない異常が現れる。また、これと同様に、電動コンプレッサ４が故障した第３故障モードにおいても、図５に示したように領域Ａのみで圧力Ｐ_ｉが上がらない異常が表れる。

また、第４故障モードでは、スロットル弁１３が閉じ側状態で固着してしまうため、吸入空気が不足する。従って、図６に示したようにアシスト領域（領域Ａ）では圧力Ｐ_ｉが正常値よりも低下するとともに、非アシスト領域（領域Ｂ）ではターボ過給機３のコンプレッサ３ａの作用によって正常値よりも圧力Ｐ_ｉが大幅に低下する異常が現れる。

これら故障モードの特定を含め本過給システムの故障診断をするため、本実施形態の過給システムは、図７及び図８に示した故障発見診断制御ルーチンを実行する。これは、図２の制御ルーチンと平行して実行されるものであり、ＥＣＵ２のＲＯＭ等に格納されたプログラムに従って所定間隔で繰り返し実行される。本ルーチンはＥＣＵ２より実行され、これによりＥＣＵ２は故障診断手段として機能する。図７及び図８に示したように、ＥＣＵ２はステップＳ１１において、実際の圧力Ｐ_ｉと目標値Ｐ_ｉｔｒｇとの差が所定値を超えているか否かを判断する。この目標値Ｐ_ｉｔｒｇは、エアフロメータ２４（図１参照）から吸気流量Ｇａを取得するとともに、図３に示したマップを参照することにより、現在の吸気流量Ｇａに応じて特定される。また、所定値は誤差等を考慮した許容範囲として適宜に定めればよい。所定値は一定としてもよいが吸気量Ｇａに応じて変化させるようにしてもよい。本実施形態においては、この所定値を１０ｋＰａとした。このステップＳ１１を実行することにより、ＥＣＵ２は異常検出手段として機能する。

ステップＳ１１において、肯定判定されたときはシステム異常が検出されることになるので、次のステップＳ１２に処理を進める。一方、否定判定されたときは本過給システムは正常であるので、以後の処理をスキップして今回のルーチンを終了する。ステップＳ１２においては、ＥＣＵ２は、チェックランプ３０（図１参照）を点灯させる。これは運転者に異常発生を報知する目的で行われる。従って、ランプ等の運転者の視覚に訴えるものだけでなく他の五感に訴える警報装置でもよい。

次に、ステップＳ１３において、ＥＣＵ２は上記異常が検出された領域が領域Ａであるか否かを判定する。これにより、領域Ａで異常が発生する故障モードと領域Ｂで異常が発生する故障モードとを判別できる。本実施形態においては、領域Ａで故障が発生する第２、第３、及び第４故障モードと領域Ｂで故障が発生する第１及び第４故障モードとを判別することができる。このステップＳ１３において肯定判定されたときは、領域Ａで異常が検出されたので、故障モードが第２、第３、及び第４故障モードのいずれであるかが判明する。そこで、ステップＳ１４において第２、第３、及び第４故障モードに対応した故障フラグＦ２、Ｆ３、及びＦ４をセットする。

次に、続くステップＳ１５において、ＥＣＵ２は上記異常が検出された領域Ａ以外の領域Ｂにおける異常の有無を判定する。これにより、領域Ａ及び領域Ｂの両方で異常が発生する故障モードと領域Ａのみで異常が発生する故障モードとを判別できる。本実施形態においては、領域Ａ及び領域Ｂの両方で異常が発生する第４故障モードと領域Ａのみで異常が発生する第２及び第３故障モードとを判別することができる。ステップＳ１５にて肯定判定されたときは、故障モードが第２及び第３故障モードのいずれであるかが判明する。そこで、続くステップＳ１６において、ＥＣＵ２はステップＳ１４でセットした故障フラグ（Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４）のうち故障フラグＦ４をクリアし、処理をステップＳ１８に進める。一方、ステップＳ１５にて正常でない（異常である）と否定判定されたときは、故障モードが第４故障モードであることが判明するので、ＥＣＵ２は続くステップＳ１７において故障フラグＦ２及びＦ３をクリアし、今回のルーチンを終える。これにより、スロットル弁１３が閉じ側状態で固着する第４故障モードを特定することができる。

次に、ステップＳ１８において、ＥＣＵ２は電動コンプレッサ４の回転数が正常であるか否かを判定する。回転数が正常であるか否かは電気モータ４ａに供給される電力と回転数との関係から判断することができる。つまり、電気モータ４ａに電力が供給されているにも関わらず目標となる回転数に達していないことを判定基準にする。これにより、領域Ａで異常が検出された原因が電動コンプレッサ４の故障によるものかそれ以外であるかを判別できる。従って、ステップＳ１８において回転数が正常であると肯定判定されたときは、故障モードが第２故障モードであることが判明する。そこで続くステップＳ１９において、故障フラグＦ３をクリアして今回のルーチンを終了する。これにより、バイパス弁８が全開状態で固着する第２故障モードを特定することができる。一方、ステップＳ１８において電動コンプレッサ４の回転数が異常であると否定判定されたときは、続くステップＳ２０において、故障フラグＦ２をクリアして今回のルーチンを終える。これにより、電動コンプレッサ４が故障する第３故障モードを特定できる。

上記ステップＳ１３において否定判定されたときは、領域Ｂで異常が検出されたので故障モードが第１又は第４故障モードのいずれかであることが判明する。そこでＥＣＵ２は続くステップＳ２１において第１及び第４故障モードに対応した故障フラグＦ１及びＦ４をセットする。ついで、ステップＳ２２において、異常が検出された領域Ｂ以外の領域Ａにおける異常の有無を判定する。これは上述したステップＳ１５と同様の処理である。従って、ステップＳ２２で正常であると肯定判定されたときは、故障モードが領域Ｂのみで異常が発生する第１故障モードであることが判明するので、次のステップＳ２３で故障フラグＦ４をクリアして今回のルーチンを終了する。これにより、バイパス弁８が全閉固着する第１故障モードを特定できる。一方、ステップＳ２２で正常でない（異常である）と否定判定されたときは、故障モードが領域Ａ及び領域Ｂの双方で異常が発生する第４故障モードであると判明するので、ステップＳ２４で故障フラグＦ１をクリアして今回のルーチンを終了する。これにより、スロットル弁１３が閉じ側状態で固着する第４故障モードを特定できる。以上のステップＳ１３〜Ｓ２４を実行することにより、ＥＣＵ２は故障モード判別手段として機能し、各故障モードから一つの故障モードを特定することができる。

次に、本実施形態に係る故障対策について説明する。本過給システムは図９に示した危険回避制御ルーチンを実行して、各故障モードに応じた対策を講じている。この制御ルーチンは、図２の制御ルーチンと平行して実行されるものであり、ＥＣＵ２のＲＯＭ等に格納されたプログラムに従って所定間隔で繰り返し実行される。本ルーチンはＥＣＵ２より実行され、これによりＥＣＵ２は危険回避制御手段して機能する。図９に示したように、まず、ＥＣＵ２はステップＳ３１において、上述した故障フラグＦ１〜Ｆ４のいずれかがセットされているか否かを判定する。いずれかの故障フラグがセットされている場合はステップＳ３２以降に進める。一方、いずれの故障フラグもセットされていない場合には以降の処理をスキップして今回のルーチンを終える。

ステップＳ３２では、ＥＣＵ２は故障フラグＦ１を参照し、故障モードが第１故障モードであるか否かを判断する。第１故障モードであると肯定判定されたときは、続くステップＳ３３に処理を進める。ステップＳ３３では、図２に示した可変ノズル３ｃの開度、エンジン１の運転状態、及びスロットル弁１３の開度に対する通常制御から、（１）ノズル全開制御、（２）運転制限制御、（３）スロットル弁全開制御にそれぞれ変更する。第１故障モードはバイパス弁８が全閉状態で固着する故障モードである。このため、エンジン１が高回転になるにつれ、電動コンプレッサ４による吸気抵抗が増大しエンジン１及びターボ過給機３に対する負担が増す。従って、ターボ過給機３の可変ノズル３ｃの開度を全開状態に強制的に変更し、エンジン１の背圧低めるとともにターボ過給機３の回転数の上昇を抑制する（ノズル全開制御）。そして、同様の理由からエンジン１が高回転状態になるのを防止するため、運転状態に制限を加える（運転制限制御）。例えばアクセル開度を所定値未満に制限する。本実施形態においては、アクセル開度を２５％に未満に制限している。これにより、走行は可能であるが全開走行等は不可能な状態となり、エンジン１及び過給システムの重大な故障を食い止めることができる。更に、スロットル弁１３の開度を全開状態とすることが好ましい（スロットル弁全開制御）。吸入空気量を増やし電動コンプレッサ４による吸気抵抗を少しでも緩和するためである。なお、第１故障モードにおいては、電動コンプレッサ４の作動自体に支障はないため、上述したアシスト領域でチョークが発生するまでは作動を許可することが望ましい。

ステップＳ３２で否定判定されたときは、ＥＣＵ２は処理をステップＳ３４に進め、故障フラグＦ２を参照し、故障モードが第２故障モードであるか否かを判断する。第２故障モードであると肯定判定されたときは、続くステップＳ３５に処理を進める。ステップＳ３５では、図２に示した可変ノズル３ｃの開度、電動コンプレッサ４の作動状態、及びスロットル弁１３の開度に対する通常制御から、（１）ノズル閉じ側制御、（２）電動コンプレッサ作動禁止制御、（３）スロットル弁全開制御にそれぞれ変更する。第２故障モードはバイパス弁８が全開状態で固着する故障モードである。このため、吸入空気がバイパス通路７に流入してしまい、電動コンプレッサ４を作動しても有効なアシストは実現できない。従って、電動コンプレッサ４の作動を禁止する（電動コンプレッサ作動禁止制御）。そして可変ノズル３ｃの開度を絞る（ノズル絞り制御）。このノズル絞り制御は上述したアシスト領域において実施することが好ましい。これにより、電動コンプレッサ４の作動禁止によって低下する低速時の加速性能を補うことができる。更に、上記と同様にスロットル弁１３の開度を全開状態とすることが好ましい（スロットル弁全開制御）。

ステップＳ３４で否定判定されたときは、ＥＣＵ２は処理をステップＳ３６に進め、故障フラグＦ３を参照し、故障モードが第３故障モードであるか否かを判断する。第３故障モードであると肯定判定されたときは、次のステップＳ３７に処理を進める。第３故障モードは電動コンプレッサ４が故障した故障モードであるため、有効な過給アシストができない。従って、上述した第２故障モードの場合と同様に、ＥＣＵ２はステップＳ３７にて図２の通常制御を（１）ノズル閉じ側制御、（２）電動コンプレッサ作動禁止制御、（３）スロットル弁全開制御にそれぞれ変更する。

ステップＳ３６で否定判定されたときは、故障モードは第４故障モードであることが分かる。従って、ＥＣＵ２は処理を次のステップＳ３８に進め、図２に示した可変ノズル３ｃの開度に対する制御をフィードバック禁止制御に変更する。第４故障モードは吸入空気量を調整するスロットル弁１３が閉じ側状態で固着するため吸入空気量が不足する。このため、上述したような過給圧を目標値としたフィードバック制御を続行すると、実際の過給圧が一向に上がらずに可変ノズル３ｃの開度が益々絞り込まれる悪循環に陥るおそれがある。従って、可変ノズル３ｃに対するフィードバック制御を禁止することにより、このような悪循環を断ち切ることができる。

（第２実施形態）
次に本発明の第２実施形態に係る内燃機関用過給システムについて図１０〜図１２を参照しながら説明する。本実施形態では、図１０に示したように、電動コンプレッサ４がターボ過給機３のコンプレッサ３ａの下流の吸気管５に設けられている。それに伴い、電動コンプレッサ４を迂回するバイパス通路７及びバイパス弁８もコンプレッサ３ａの下流側に設けられている。また、本実施形態においては、動作特性を判断する物理量として、電動コンプレッサ４の前後（上流及び下流）の差圧ΔＰ_ｉを採用している。コンプレッサ３ａの下流に電動コンプレッサ４が配置されているためである。従って、この差圧ΔＰ_ｉを測定するための差圧センサ２５が設けられている。もっとも、ΔＰ_ｉを得るために電動コンプレッサ４の前後にそれぞれ圧力センサを設け、これらの差をとってもよい。更に、本実施形態の場合には、導入管１２及びスロットル弁１３が設けられていない。以上の構成以外は上記第１実施形態と同一であるので、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

本実施形態では上記の通り、スロットル弁１３が設けられていない。そのため、第１実施形態において説明した各故障モードのうち、スロットル弁１３が閉じ側固着する第４故障モードは想定されていない。その他の故障モードの特性及び正常時の動作特性ついては、図１１〜図１３に示したように、圧力Ｐ_ｉがΔＰ_ｉに変更された他は同様である。即ち、図１１、図１２、及び図１３は、第１実施形態に係る図３、図４、及び図５に相当する。従って、繰り返しとなる説明は省略する。

また、本実施形態に適用される基本的制御制御ルーチンについても、第１実施形態に係る図２と同様である。但し、上記のように、スロットル弁１３がなく上記第４故障モードが想定されていないため、故障発見診断ルーチン及び危険回避制御ルーチンについては、第１実施形態に係るものと相違する。以下、相違点を中心に説明する。図１４は本実施形態に係る故障発見診断ルーチンを示すフローチャートである。図７及び図８と共通する処理は同一の符号を付している。

図１４に示したように、本実施形態では、動作特性として電動コンプレッサ４の前後の差圧ΔＰ_ｉが採用されているため、異常検出処理（ステップＳ４１）において、電動コンプレッサ４の前後差圧の目標値ΔＰ_ｉｔｒｇ及び実測値ΔＰ_ｉの差が所定値を超えることにより判定されている。また、上述の通り第４故障モードが存在しないため、アシスト領域（領域Ａ）と非アシスト領域（領域Ｂ）の両方において異常が現れる故障モードと他の故障モードとを判別する処理（図７、８のステップＳ１５及び２２）がない。従って、図１４に示したように、ステップＳ１３において領域Ｂで異常が判定された（ＮＯ）場合には、ＥＣＵ２は、領域Ｂのみで異常が発生する第１故障モードを直ちに特定できる（ステップＳ４２）。なお、領域Ａで異常が判定された（ＹＥＳ）の場合には、第４故障モードがないため、故障フラグＦ２及びＦ３がセットされることになる。他の処理は図７及び図８で示したものと同一の処理である。

次に、危険回避制御ルーチンについては、図１５に示したように、第４故障モードへ対処する処理（図９のステップＳ３８）が省略されている。また、第１〜第３故障モードに対する処理（ステップＳ５１、Ｓ５１、Ｓ５３）については、スロットル弁１３に対する制御の変更が省略されている。これ以外は第１実施形態に係る制御ルーチンと同様である。従って、ステップＳ５１のノズル全開制御及び運転制限制御、ステップＳ５２及びＳ５３のノズル閉じ側制御及び電動コンプレッサ作動禁止制御の技術的意義は上記したものと同様である。このため、繰り返しとなる説明は省略する。

以上本発明の内燃機関用過給システムを第１及び第２実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されない。例えば、例えば、第１及び第２の実施形態においては、本発明の過給システムの適用対象としてディーゼルエンジン１としたが、内燃機関の形式は問わない。従って、本発明を火花点火式のガソリンエンジンに適用してもよいし、他のガソリンエンジンに適用してもよい。

また、上記実施形態においては、システムの動作特性を判断する物理量として、圧力又は圧力差を用いたが、特に制限はなくシステムの正常時と異常時で異なる挙動を示すものであればどのような物理量でもよい。例えば、上記実施形態と同一箇所の温度又は温度差でもよい。またセンサ等を配置する場所も図に示した位置以外でもよい。

本発明の第１実施形態に係る過給システムの全体構成を示す概略図。 第１実施形態に係る過給システムの制御ルーチンの概要を示したフローチャート。 第１実施形態に係る正常時の動作特性を示したマップの一例を表した説明図。 第１実施形態に係る第１故障モード（バイパス弁全閉固着）時の動作特性を示した説明図。 第１実施形態に係る第２故障モード（バイパス弁全開固着）時若しくは第３故障モード（電動コンプレッサ故障）時の動作特性を示した説明図。 第１実施形態に係る第４故障モード（スロットル弁１３の閉じ側固着）時の動作特性を示した説明図。 第１実施形態に係る故障発見診断制御ルーチンを示したフローチャート。 図７の続きの制御ルーチンを示したフローチャート。 第１実施形態に係る危険回避制御ルーチンを示したフローチャート。 本発明の第２実施形態に係る過給システムの全体構成を示す概略図。 第２実施形態に係る正常時の動作特性を示したマップの一例を表した説明図。 第２実施形態に係る第１故障モード（バイパス弁全閉固着）時の動作特性を示した説明図。 第２実施形態に係る第２故障モード（バイパス弁全開固着）時若しくは第３故障モード（電動コンプレッサ故障）時の動作特性を示した説明図。 第２実施形態に係る故障発見診断制御ルーチンを示したフローチャート。 第２実施形態に係る危険回避制御ルーチンを示したフローチャート。

符号の説明

１ ディーゼルエンジン（内燃機関）
２ ＥＣＵ
３ ターボ過給機
３ａ コンプレッサ
３ｂ タービン
３ｃ 可変ノズル
４ 電動コンプレッサ
５ 吸気管（吸気通路）
７ バイパス通路
８ バイパス弁（切替弁）
１３ スロットル弁（調整弁）
２３ 圧力センサ
２５ 差圧センサ

Claims (15)

1. 内燃機関の排気エネルギーを利用して該内燃機関に対して過給するターボ過給機と、前記ターボ過給機のコンプレッサの上流又は下流の吸気通路に設けられた電動コンプレッサと、前記電動コンプレッサを迂回するバイパス通路と、前記バイパス通路に設けられ、前記電動コンプレッサが作動中の場合に該バイパス通路を閉じる一方、前記電動コンプレッサが非作動の場合に該バイパス通路を開放するように開閉可能な切替弁と、前記電動コンプレッサが作動中の第１状態又は前記電動コンプレッサが非作動の第２状態となるように該電動コンプレッサを制御する過給システム制御手段と、を具備する内燃機関用過給システムであって、
   前記各状態におけるシステムの正常な動作特性として予め設定された正常値から許容範囲を超えて動作するシステムの異常を検出する異常検出手段と、前記第１状態に制御すべき条件として予め設定されたアシスト領域及び前記第２状態に制御すべき条件として予め設定された非アシスト領域のいずれの領域で前記異常が検出されたかを判断して、該アシスト領域のみで前記異常が検出される故障モードと該非アシスト領域のみで前記異常が検出される故障モードとを判別する故障モード判別手段と、を備える故障診断手段を具備することを特徴とする内燃機関用過給システム。
2. 前記非アシスト領域のみで前記異常が検出される故障モードが、前記切替弁が全閉状態で固着する第１故障モードであることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用過給システム。
3. 前記故障モード判別手段は、前記アシスト領域のみで前記異常が検出される故障モードが複数種類存在する場合には、前記アシスト領域における前記電動コンプレッサの回転数を考慮して、該複数種類の故障モードから一つの故障モードを特定することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関用過給システム。
4. 前記複数種類の故障モードが、前記切替弁が全開状態で固着する第２故障モード及び前記電動コンプレッサが故障する第３故障モードであることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関用過給システム。
5. 前記故障モード判別手段は、前記異常が検出された場合には、前記異常が検出された領域以外の領域における前記異常の有無を判断して、前記アシスト領域及び前記非アシスト領域の両方で前記異常が検出される故障モードと前記アシスト領域のみで前記異常が検出される故障モード及び前記非アシスト領域のみで前記異常が検出される故障モードの少なくとも一つとを判別することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関用過給システム。
6. 前記電動コンプレッサは、前記ターボ過給機の前記コンプレッサの上流の前記吸気通路に設けられており、
   前記電動コンプレッサの上流の前記吸気通路に設けられ、該吸気通路への空気の流入量を調整する調整弁を更に具備し、
   前記アシスト領域及び前記非アシスト領域の両方で前記異常が検出される故障モードが、前記調整弁が閉じ側状態で固着する第４故障モードであることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関用過給システム。
7. 前記電動コンプレッサは、前記ターボ過給機の前記コンプレッサの上流の前記吸気通路に設けられており、
   前記正常値は、前記吸気通路に流入する吸気流量に応じて定められ、前記電動コンプレッサと前記ターボ過給機の前記コンプレッサとの間の前記吸気通路内の圧力であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の内燃機関用過給システム。
8. 前記正常値は、前記吸気通路に流入する吸気流量に応じて定められた前記電動コンプレッサの上流及び下流の差圧であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の内燃機関用過給システム。
9. 内燃機関の運転状態を制御する内燃機関制御手段を備えた内燃機関に適用される内燃機関用過給システムであって、
   コンプレッサ及びタービンと該タービンへの排気ガスの流量を変化させる可変ノズルとを備え前記内燃機関の排気エネルギーを利用して該内燃機関に対して過給するターボ過給機と、前記ターボ過給機のコンプレッサの上流又は下流の吸気通路に設けられた電動コンプレッサと、前記電動コンプレッサを迂回するバイパス通路と、前記バイパス通路に設けられ、前記電動コンプレッサが作動中の場合に該バイパス通路を閉じる一方、前記電動コンプレッサが非作動の場合に該バイパス通路を開放するように開閉可能な切替弁と、前記可変ノズルの開度及び前記電動コンプレッサの作動状態を制御する過給システム制御手段と、システムの異常が検出された場合に予め設定された複数の故障モードのいずれかを特定する故障診断手段と、前記故障診断手段により特定された故障モードに応じて前記可変ノズルの開度、前記電動コンプレッサの作動状態、及び前記内燃機関の運転状態の少なくとも一つに対する制御を変更する危険回避制御手段と、を具備することを特徴とする内燃機関用過給システム。
10. 前記危険回避制御手段は、前記故障診断手段により前記切替弁が全閉状態で固着する第１故障モードが特定された場合には、前記可変ノズルの開度を全開状態に制御するノズル全開制御に変更するとともに、前記内燃機関の運転状態を所定出力未満に制限する運転制限制御に変更することを特徴とする請求項９に記載の内燃機関用過給システム。
11. 前記危険回避制御手段は、前記故障診断手段により前記切替弁が全開状態で固着する第２故障モードが特定された場合には、前記可変ノズルの開度を閉じ側状態に制御するノズル閉じ側制御に変更するとともに、前記電動コンプレッサの作動を禁止する電動コンプレッサ作動禁止制御に変更することを特徴とする請求項９に記載の内燃機関用過給システム。
12. 前記電動コンプレッサは、前記ターボ過給機の前記コンプレッサの上流の前記吸気通路に設けられており、
    前記電動コンプレッサの上流の前記吸気通路に設けられ、該吸気通路への空気の流入量を調整する調整弁を更に具備し、
    前記制御手段は、更に前記調整弁の開度を制御し、
    前記危険回避制御手段は、更に前記調整弁の開度を全開状態に制御する調整弁全開制御に変更することを特徴とする請求項１０又は１１に記載の内燃機関用過給システム。
13. 前記危険回避制御手段は、前記故障診断手段により前記電動コンプレッサが故障する第３故障モードが特定された場合には、前記可変ノズルの開度を閉じ側状態に制御する閉じ側制御に変更するとともに、前記電動コンプレッサの作動を禁止する電動コンプレッサ作動禁止制御に変更することを特徴とする請求項９に記載の内燃機関用過給システム。
14. 前記電動コンプレッサは、前記ターボ過給機の前記コンプレッサの上流の前記吸気通路に設けられており、
    前記電動コンプレッサの上流の前記吸気通路に設けられ、該吸気通路への空気の流入量を調整する調整弁を更に具備し、
    前記制御手段は、更に前記調整弁の開度を制御し、
    前記危険回避制御手段は、前記故障診断手段により前記調整弁が閉じ側状態で固着する第４故障モードが特定された場合には前記可変ノズルの開度のフィードバック制御を禁止するフィードバック禁止制御に変更することを特徴とする請求項９に記載の内燃機関用過給システム。
15. 前記ノズル閉じ側制御は、前記電動コンプレッサを作動して前記ターボ過給機の前記内燃機関に対する過給をアシストすべき領域として予め設定されたアシスト領域のみで行われることを特徴とする請求項１１又は１３に記載の内燃機関用過給システム。
    

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