JP4480614B2 - ターボチャージャの異常判定装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関に搭載されるターボチャージャの異常判定装置に関するものである。

従来、吸入空気を強制的に燃焼室内に送り込むことにより充填効率を高める過給システムとして、排気圧を利用したターボチャージャが広く知られている。こうしたターボチャージャにあっては、その過給圧を内燃機関の運転状態に応じて適宜調整することが望ましい。そこで、タービンホイールに排気を供給する通路にその通路断面積を変更する可変ノズルを設け、同可変ノズルの開度調節を通じてタービンホイールに吹き付けられる排気ガスの流量・流速等を調整し、過給圧を変更するようにしたターボチャージャが実用されるに至っている。

こうしたターボチャージャでは、機関運転状態に基づいて設定される目標過給圧と実過給圧とが一致するように可変ノズルの開度が変更される。その結果、ターボチャージャの実過給圧を機関運転状態に見合った圧力に変更することができる。

ところで、こうした過給圧変更機構を備えたターボチャージャでは、例えば可変ノズルが固着する等してその過給圧変更機能が低下すると機関運転状態に応じて過給圧を適切に制御することができなくなる。そこで、目標過給圧と実過給圧との乖離度合を監視し、その乖離が大きくなった場合にはターボチャージャの過給圧変更機構に異常がある旨判定し、その異常に対処するようにしている。またその他、特許文献１にも、こうしたターボチャージャの異常を判定する方法が提案されている。
特開平１０−１９６３８１号公報

ところで、単に目標過給圧と実過給圧との乖離度に基づいて異常を判定するようにした場合には、以下のような不都合が生じ得る。即ち、機関運転状態の変化に伴って目標過給圧が大きく変化した場合、過給圧変更機構の応答遅れ等に起因して目標過給圧の変化に対して実過給圧が速やかに追従することができないことがある。このため、仮に過給圧変更機構に異常が発生しておらず、その後、実過給圧が目標過給圧に収束するような場合であっても、そうした一時的な乖離が生じているためターボチャージャに異常がある旨誤判定されてしまうことがある。また、こうした誤判定を避けるため、例えば、実過給圧と目標過給圧との間に乖離が生じた状態が所定期間継続したことをもって異常判定を行うようにすることが考えられる。但し、実過給圧が目標過給圧に収束するまでの時間は、目標過給圧の変化量や過給圧変更機構の応答性にかかる経年変化等々によって異なるものとなるため、上記方法ではこれを見込んで、上記所定期間を長めに設定せざるを得ない。従って、過給圧変更機構に実際に異常が生じている場合に、その異常判定が遅れてしまうことがある。特に、過給圧変更機構の異常によって実過給圧が目標過給圧を大きく上回る状況が発生している場合には、機関圧縮比が過大になることによるノッキングや、排気圧の上昇に伴う排気系部材の損傷等を招くこととなる。

この発明は、こうした従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、過給圧変更機構の異常を精度良く判定することのできるターボチャージャの異常判定装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、機関運転状態に応じて過給圧を変更可能な過給圧変更機構を備えるターボチャージャについてその目標過給圧と実過給圧との乖離度が大きいことに基づき異常である旨の異常判定をする異常判定装置において、前記目標過給圧及び実過給圧の少なくとも一方の変化速度が相対的に大きいときには、異常である旨の判定がなされ難いように前記異常判定の態様を変更するようにしている。

目標過給圧と実過給圧との乖離度に基づいてターボチャージャの異常を判定するようにした場合、機関運転状態に応じて目標過給圧が変化し、過給圧変更機構の応答遅れ等に起因して実過給圧が目標過給圧に対し遅れて変化することにより目標過給圧と実過給圧との乖離が一時的に増大することがあると、これが異常である旨誤判定される懸念がある。

この点、請求項１記載の構成によれば、目標過給圧及び実過給圧の少なくとも一方の変化速度が相対的に大きいときに、異常である旨の判定がなされ難いように異常判定の態様を変更するようにしているため、こうした過渡的に生じる目標過給圧と実過給圧との一時的な乖離に起因して誤判定がなされるのを極力抑制することができる。

なお、上記構成において、目標過給圧及び実過給圧のいずれか一方のみを監視し、その変化速度が相対的に大きいときに異常である旨の判定がなされ難いようにその判定態様を変更するようにしてもよいが、上記誤判定を好適に抑制する上では、上記各過給圧の双方を監視し、それらの変化速度の一方若しくは双方について考慮するようにするのが望ましい。またこの場合、目標過給圧及び実過給圧のいずれか一方の変化速度が相対的に小さいときに異常である旨の判定がなされ易いようにその判定態様を変更することもできる。

また、異常である旨の判定がなされ難いように異常判定の態様を設定する際の具体例として、例えば、目標過給圧と実過給圧との偏差が所定の判定値以上である場合に異常である旨判定するようにした場合には、目標過給圧及び実過給圧の少なくとも一方の変化速度が相対的に大きいときにはその判定値を相対的に大きな値に設定する一方、上記変化速度が相対的に小さいときには上記判定値を相対的に小さな値に設定するといった構成を採用することができる。また、このように判定値を上記変化速度に応じて変更する構成の他、請求項２に記載の発明によるように、目標過給圧及び実過給圧の少なくとも一方の変化速度が所定値以上であるときには、異常判定そのものを禁止するといった構成を採用することもできる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のターボチャージャの異常判定装置において、前記目標過給圧が低下する際にその低下速度が所定値以上であるときに、前記異常判定の態様を変更するようにしている。同構成によれば、目標過給圧が急速に低下し同目標過給圧と実過給圧との乖離が一時的に増大したことをもって、ターボチャージャに異常がある旨誤判定されてしまうのを極力抑制することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のターボチャージャの異常判定装置において、前記実過給圧が低下する際にその低下速度が所定値以上であるときに、前記異常判定の態様を変更するようにしている。

同構成によれば、実過給圧が目標過給圧に収束しつつある状況下であっても、実過給圧と目標過給圧との間に乖離が生じているために、ターボチャージャに異常がある旨誤判定されてしまうのを極力抑制することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載のターボチャージャの異常判定装置において、前記実過給圧が前記目標過給圧を上回っていることを条件に異常である旨判定するようにしている。

同構成によれば、目標過給圧が低下し、実過給圧がこれに追従して低下している状況下で両者の間に一時的な乖離が生じた場合には、異常である旨の判定がなされ難くなるのに対し、過給圧変更機構に異常が生じているときに目標過給圧が上昇し、実過給圧がその目標過給圧を超えて上昇する場合には、これを速やかに異常と判定することができるようになる。従って、過剰な過給によって機関圧縮比が過大になることによるノッキングや、排気圧の上昇に伴う排気系部材の損傷等を招く等の悪影響の発生を抑制することができるようになる。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載のターボチャージャの異常判定装置において、前記目標過給圧と前記実過給圧とが乖離した状態が所定時間継続したことを条件に異常である旨判定するようにしている。

同構成では、目標過給圧と実過給圧とが乖離した状態が所定時間継続したことを条件に異常である旨判定するようにしているため、その異常判定結果の信頼性を高めることができるようになる。尚、同構成では、目標過給圧及び実過給圧の少なくとも一方の変化速度が所定値以上であるときに異常である旨の判定がなされ難くなるよう異常判定の態様を変更するようにしているため、上記所定期間を不必要に長く設定する必要が無く、過給圧変更機構の異常を速やかに判定することができる。

以下、本発明を具体化したターボチャージャの異常判定装置の実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。
図１に、ターボチャージャが搭載されたディーゼルエンジンの構成を示す。ディーゼルエンジン１１のシリンダブロック１１ａには、ピストン１２が往復移動可能に設けられる。このピストン１２は、コンロッド１３を介してディーゼルエンジン１１の下部に設けられたクランクシャフト１４に連結されている。そして、ピストン１２の往復運動は、そのコンロッド１３によりクランクシャフト１４の回転運動へと変換される。シリンダブロック１１ａには、クランクポジションセンサ１６が設けられ、クランクシャフト１４の回転角度を検出する。

シリンダブロック１１ａの上部には、シリンダヘッド１７が設けられる。シリンダヘッド１７の底面とピストン１２の上端面とによって囲まれた空間により燃焼室１８が形成される。シリンダヘッド１７には、燃焼室１８内に燃料を噴射するための燃料噴射ノズル１８ａが設けられる。さらに、このシリンダヘッド１７には、吸気ポート１９及び排気ポート２０が燃焼室１８と連通するよう形成される。吸気ポート１９及び排気ポート２０には、それぞれ吸気バルブ２１及び排気バルブ２２が設けられている。

シリンダヘッド１７上部には、吸気バルブ２１及び排気バルブ２２を開閉駆動させるための吸気カムシャフト２３及び排気カムシャフト２４が設けられる。吸気・排気カムシャフト２３，２４は、図示しないタイミングベルトによってクランクシャフト１４に駆動連結される。吸気・排気カムシャフト２３，２４の回転により、吸気・排気バルブ２１，２２が開閉駆動されることで、吸気・排気ポート１９，２０と燃焼室１８とが連通・遮断される。

吸気ポート１９と吸気管３０からなる吸気通路３２の上流部、及び排気ポート２０と排気管３１からなる排気通路３３の下流部は、それぞれターボチャージャ３５に接続されている。ターボチャージャ３５には、吸気通路３２の下流側へと空気を加圧吐出するためのコンプレッサホイール３６と、排気通路３３を通過する排気ガスの吹き付けにより回転するタービンホイール３７とが備えられている。これらコンプレッサホイール３６及びタービンホイール３７は、ロータシャフト３８により連結されており、コンプレッサホイール３６とタービンホイール３７とが一体回転するよう構成されている。タービンホイール３７の上流部には、過給圧変更機構としてのノズルベーン４１が設けられる。ノズルベーン４１は、アクチュエータ４２により開閉駆動され、排気通路３３からタービンホイール３７に至る通路の有効面積を可変にできる構成となっている。そして、ノズルベーン４１の開閉動作によりタービンホイール３７へ吹き付けられる排気ガスの流量・流速を調整する。

燃焼室１８から排出された排気ガスは、排気通路３３を通じてターボチャージャ３５のタービンホイール３７に吹き付けられる。排気ガスの吹き付けによりタービンホイール３７は回転し、この回転はロータシャフト３８を介してコンプレッサホイール３６に伝達される。コンプレッサホイール３６が回転すると、空気が加圧され、吸気通路３２の下流に向かって強制的に送り出され、燃焼室１８内に吸入される空気の量が増加する。このとき、ノズルベーン４１の開閉駆動制御によりタービンホイール３７に吹き付けられる排気ガスの流量・流速を調整し、燃焼室１８内に吸入される空気の過給量を調整することができる。

燃料噴射ポンプ６１のドライブシャフト６１ａは、ディーゼルエンジン１１のクランクシャフト１４に連結されており、それによって駆動される。この燃料噴射ポンプ６１は、燃料ライン６２を介して燃料噴射ノズル１８ａに接続される。燃料噴射ポンプ６１は、図示しない燃料タンクより燃料を吸引し、この燃料を燃料噴射ノズル１８ａに向けて加圧吐出する。燃料噴射ノズル１８ａは、燃料噴射ポンプ６１から送り込まれた燃料の圧力により作動し、その燃料を燃焼室１８内に噴射する。燃料の噴射量は電磁スピル弁６３により調整され、燃料の吐出開始時期はタイマ装置６４により調整される。なお、上記燃料噴射はコモンレール式の燃料噴射装置を通じて行ってもよい。

吸気通路３２には、圧力センサ７１が設けられている。この圧力センサ７１は、吸気通路３２内の空気の圧力、すなわち過給圧を検出し、その検出した圧力に対応する検出信号をＥＣＵ９１に対して出力する。

アクセルペダル８１には、その踏み込み量を検出するアクセルセンサ８１ａが設けられている。アクセルセンサ８１ａは、検出したアクセルペダル８１の踏み込み量に対応する検出信号をＥＣＵ９１に出力する。

警告灯９２は、運転席に設けられており、ターボチャージャ３５に異常がある旨判定された場合に、ＥＣＵ９１の出力によって点灯し、運転者に異常の発生を通知する。
次に、ＥＣＵ９１の制御について説明する。ＥＣＵ９１は、クランクポジションセンサ１６及び図示しないカムポジションセンサからの検出信号に基づき機関回転数ＮＥやクランク角度を求め、その機関回転数ＮＥやクランク角度から噴射時期目標値を算出する。ＥＣＵ９１はアクセルセンサ８１ａからの検出信号に基づきアクセルペダル８１の踏み込み量を把握し、この踏み込み量と機関回転数ＮＥより燃料噴射量Ｑの指令値を算出する。そして、ＥＣＵ９１は、算出された燃料噴射量Ｑの指令値及び噴射時期目標値に基づき電磁スピル弁６３及びタイマ装置６４を駆動制御する。また、ＥＣＵ９１は、機関運転状態に応じてターボチャージャ３５による過給圧の目標値を算出する。そして、ＥＣＵ９１は、この目標過給圧ＰＩＮＴと圧力センサ７１により検出される実過給圧ＰＩＮとを比較し、目標過給圧ＰＩＮＴと実過給圧ＰＩＮが一致するようにアクチュエータ４２を駆動してノズルベーン４１の開閉制御をする。

次に、ターボチャージャ３５の異常判定装置の制御について説明する。図２に異常判定装置による異常判定ルーチンのフローチャートを示す。この異常判定ルーチンは、実過給圧ＰＩＮが目標過給圧ＰＩＮＴに対して過剰に上昇する場合の異常を判定するものであり、実過給圧ＰＩＮが目標過給圧ＰＩＮＴに収束しつつある過渡的状態における誤判定を抑制したものである。なお、フローチャートに表されるα，β，γ，δは、０以上の値である。ＥＣＵ９１は、異常判定ルーチンを所定タイミングごとに繰り返し行う。異常判定ルーチンが開始されると、ＥＣＵ９１は、目標過給圧ＰＩＮＴと１ルーチン前の目標過給圧ＰＩＮＴ０との差が所定値「−γ」より大きいか否かを判定する（ステップＳ１００）。このステップでは、１ルーチン当たりの目標過給圧ＰＩＮＴの変化量、すなわち目標過給圧ＰＩＮＴの低下速度が、所定値以上であるか否かを判定している。そして、上記差が所定値「−γ」以下のときは、そのままこのルーチンを終了する。目標過給圧ＰＩＮＴの低下速度が所定値以上である場合は、目標過給圧ＰＩＮＴと実過給圧ＰＩＮとの乖離が一時的に増大したことをもって異常がある旨誤判定されるおそれがあるため、異常判定を行わない。

上記差が所定値「−γ」より大きいときは、実過給圧ＰＩＮと１ルーチン前の実過給圧ＰＩＮ０との差が所定値「−δ」より大きいか否かを判定する（ステップＳ１１０）。このステップでは、１ルーチン当たりの実過給圧ＰＩＮの変化量、すなわち実過給圧ＰＩＮの低下速度が、所定値以上であるか否かを判定している。そして、上記差が所定値「−δ」以下のときは、そのままこのルーチンを終了する。実過給圧ＰＩＮの低下速度が所定値以上である場合は、実過給圧ＰＩＮと目標過給圧ＰＩＮＴとの間に乖離が生じていても実過給圧ＰＩＮが目標過給圧ＰＩＮＴに収束しつつある状況であると判断できる。このため、実過給圧ＰＩＮと目標過給圧ＰＩＮＴとの間に乖離が生じていることをもって異常がある旨誤判定されるおそれがあるため、異常判定を行わない。

上記差が所定値「−δ」より大きいときは、目標過給圧ＰＩＮＴと実過給圧ＰＩＮとの差が所定値「−α」より小さいか否かが判定される（ステップＳ１２０）。このステップでは、実過給圧ＰＩＮと目標過給圧ＰＩＮＴとの間に乖離が生じていること、具体的には実過給圧ＰＩＮが目標過給圧ＰＩＮＴと比べて所定値より大きいか否かを判定している。そして、上記差が所定値「−α」以上であるときは、ターボチャージャ３５が正常に作動しているとみなされ、そのままこのルーチンを終了する。実過給圧ＰＩＮと目標過給圧ＰＩＮＴとの差が所定値以下の場合は、過剰な過給に起因する排気系部材の損傷等、悪影響の発生するおそれが少ないからである。

上記差が所定値「−α」より小さいときは、異常判定ルーチンのカウンタが１ルーチン分インクリメントされる（ステップＳ１３０）。そして、カウンタが所定値βを超えるか否かが判定される（ステップＳ１４０）。このステップは、目標過給圧ＰＩＮＴと実過給圧ＰＩＮとが乖離した状態が所定時間継続したことを条件に異常である旨判定し、異常判定結果の信頼性を高めるためのものである。カウンタが所定値β以下の場合はステップＳ１００に戻り、異常判定ルーチンが繰り返される。カウンタが所定値βを超えるときは、ターボチャージャ３５の異常判定を行い、警告灯９２を点灯する（ステップＳ１５０）。このようにして、ノズルベーン４１等に異常が生じているときに目標過給圧ＰＩＮＴが上昇し、実過給圧ＰＩＮがその目標過給圧ＰＩＮＴを超えて上昇する状態を異常と判定することができる。

次に、実過給圧ＰＩＮが目標過給圧ＰＩＮＴを超えて上昇し異常判定がなされる場合の異常判定ルーチンの制御を、図３に示すタイムチャートを用いて説明する。図３（ａ）は目標過給圧ＰＩＮＴと実過給圧ＰＩＮとの時間変化を、図３（ｂ）は目標過給圧ＰＩＮＴと実過給圧ＰＩＮとの圧力変化速度との時間変化を、図３（ｃ）は目標過給圧ＰＩＮＴと実過給圧ＰＩＮとの乖離度、具体的には両者の圧力差の時間変化を示す。ここで、図３（ｂ）に示す目標過給圧変化速度ＶＰＩＮＴと実過給圧変化速度ＶＰＩＮとは、目標過給圧ＰＩＮＴと実過給圧ＰＩＮとをそれぞれ異常判定ルーチンの１ルーチン時間ｒｔで微分したものである。

図３（ａ）に示すように時間ｔ０において目標過給圧ＰＩＮＴが上昇する方向に設定されると実過給圧ＰＩＮも上昇し、図３（ｂ）に示すように目標過給圧変化速度ＶＰＩＮＴと実過給圧変化速度ＶＰＩＮとは正の値になる。そして、この状態が時間ｔ１まで継続する。ｔ０からｔ１までの間は、目標過給圧変化速度ＶＰＩＮＴと実過給圧変化速度ＶＰＩＮとは正の値であるため、図２に示すフローチャートのステップＳ１００、ステップＳ１１０において肯定と判定されステップＳ１２０に進む。そして、ステップＳ１２０で目標過給圧ＰＩＮＴと実過給圧ＰＩＮとの圧力差が判定されるが、図３（ｃ）に示すようにその差がほとんどないため、ステップＳ１２０で否定と判定され異常判定ルーチンが終了する。

図３（ａ）に示すように時間ｔ１において目標過給圧ＰＩＮＴが定常状態になると、図３（ｂ）に示すように目標過給圧変化速度ＶＰＩＮＴは０に漸近する。本来であれば、実過給圧ＰＩＮは目標過給圧ＰＩＮＴに一致するように制御されるため、実過給圧ＰＩＮも定常状態となり実過給圧変化速度ＶＰＩＮも０に漸近するが、ここではノズルベーン４１の異常等の理由から、図３（ａ）に示すように実過給圧ＰＩＮが上昇を続ける。実過給圧ＰＩＮが上昇を続けると、図３（ｃ）に示すように目標過給圧ＰＩＮＴと実過給圧ＰＩＮとの圧力差が拡大し、時間ｔ２でその圧力差が所定値「−α」に達する。ｔ１からｔ２までの間は、ｔ０からｔ１までの間と同様にステップＳ１２０で否定と判定され異常判定ルーチンが終了するが、時間ｔ２を過ぎると、図３（ｃ）に示すように目標過給圧ＰＩＮＴと実過給圧ＰＩＮとの圧力差が所定値「−α」より小さくなる。このため、時間ｔ２以降の異常判定ルーチンにおいては、ステップＳ１３０、ステップＳ１４０と進み、カウンタがインクリメントされて所定値βより大きくなった時点、つまり時間ｔ３においてステップＳ１５０に移行して異常判定表示がなされる。

次に、目標過給圧ＰＩＮＴが低下したときに、ノズルベーン４１の応答遅れ等に起因して実過給圧ＰＩＮが収束に向かう過渡的状況下にあって、目標過給圧ＰＩＮＴと実過給圧ＰＩＮとの間に乖離が生じた場合の異常判定ルーチンの制御を、図４に示すタイムチャートを用いて説明する。図４（ａ）は目標過給圧ＰＩＮＴと実過給圧ＰＩＮとの時間変化を、図４（ｂ）は目標過給圧ＰＩＮＴと実過給圧ＰＩＮとの圧力変化速度の時間変化を、図４（ｃ）は目標過給圧ＰＩＮＴと実過給圧ＰＩＮとの圧力差の時間変化を示す。ここで、図４（ｂ）に示す目標過給圧変化速度ＶＰＩＮＴと実過給圧変化速度ＶＰＩＮとは、目標過給圧ＰＩＮＴと実過給圧ＰＩＮとをそれぞれ異常判定ルーチンの１ルーチン時間ｒｔで微分したものである。

図４（ａ）に示すように時間ｔ０において目標過給圧ＰＩＮＴが低下する方向に設定されると実過給圧ＰＩＮも低下を開始し、図４（ｂ）に示すように目標過給圧変化速度ＶＰＩＮＴと実過給圧変化速度ＶＰＩＮとは負の値になる。実過給圧変化速度ＶＰＩＮの変化は、ノズルベーン４１の応答遅れ等に起因して目標過給圧変化速度ＶＰＩＮＴの変化に対して小さいものとなる。ｔ０からｔ２までの間は、目標過給圧変化速度ＶＰＩＮＴは所定値「−γ」より小さい値であるため、図２に示すフローチャートのステップＳ１００において否定と判定され異常判定ルーチンが終了する。時間ｔ１において、目標過給圧ＰＩＮＴと実過給圧ＰＩＮとの圧力差が所定値「−α」より小さくなるが、ステップＳ１００において異常判定ルーチンが終了するため、異常判定がなされることはない。

図４（ａ）に示すように時間ｔ２において目標過給圧ＰＩＮＴが定常状態になると、図４（ｂ）に示すように目標過給圧変化速度ＶＰＩＮＴは０に漸近する。一方、実過給圧ＰＩＮは目標過給圧ＰＩＮＴに収束する方向に向かうので、時間ｔ２においても低下状態を継続し、同様に実過給圧変化速度ＶＰＩＮも低下を続ける。ｔ２からｔ３までの間は、目標過給圧変化速度ＶＰＩＮＴは所定値「−γ」より大きい値となるため、図２に示すフローチャートのステップＳ１００において肯定と判定されステップＳ１１０に進むが、実過給圧変化速度ＶＰＩＮが所定値「−δ」より小さい値となるため、ステップＳ１１０において否定と判定されて異常判定ルーチンが終了する。このようにして、目標過給圧ＰＩＮＴが低下して実過給圧ＰＩＮが収束に向かう過渡的状況下においては、目標過給圧ＰＩＮＴと実過給圧ＰＩＮとの間に乖離が生じても異常判定がなされないように制御される。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、目標過給圧ＰＩＮＴと実過給圧ＰＩＮとの圧力差が所定値「−α」より小さい場合であっても、目標過給圧ＰＩＮＴの低下速度に相当する目標過給圧変化速度ＶＰＩＮＴが所定値「−γ」より小さいときは異常判定を行わない。これによって、目標過給圧ＰＩＮＴが急激に低下した場合、実過給圧ＰＩＮが収束に向かう過渡的状況下において、実過給圧ＰＩＮと目標過給圧ＰＩＮＴとの圧力差が所定値「−α」より小さくなっても異常判定がされないため誤判定を抑制することができる。

（２）上記実施形態では、目標過給圧ＰＩＮＴと実過給圧ＰＩＮとの差が所定値「−α」より小さい場合であっても、実過給圧ＰＩＮの低下速度に相当する実過給圧変化速度ＶＰＩＮが所定値「−δ」より小さいときは実過給圧ＰＩＮが目標過給圧ＰＩＮＴに対して収束する方向に向かっていると判断できるため異常判定を行わない。これによって、実過給圧ＰＩＮが収束に向かう過渡的状況下において、実過給圧ＰＩＮと目標過給圧ＰＩＮＴとの差が所定値「−α」より小さくなっても異常判定がされないため誤判定を抑制することができる。

（３）上記実施形態では、実過給圧ＰＩＮが目標過給圧ＰＩＮＴと比べて所定圧より上回っていることを条件に異常である旨判定するようにしている。これによって、ノズルベーン４１の固着等により、過給圧変更機構の過給効率が過大になるといった異常が生じており、目標過給圧ＰＩＮＴが上昇して実過給圧ＰＩＮがその目標過給圧ＰＩＮＴを超えて上昇する場合に、速やかに異常判定することができる。従って、過剰な過給によって機関圧縮比が過大になり、ノッキングや排気圧の上昇に伴う排気系部材の損傷等を招く等の悪影響の発生を抑制することができる。

（４）上記実施形態では、目標過給圧ＰＩＮＴと実過給圧ＰＩＮとが乖離した状態が所定時間継続したことを条件に異常である旨判定するようにしている。これによって、異常判定精度を向上させ、異常判定結果の信頼性を高めることができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、ステップＳ１４０においてカウンタが所定値βを超えることをもって異常判定を行うようにしているが、所定値βは過給圧の値に応じて可変に設定してもよい。一般に過給圧が高い高負荷・高回転領域では追従特性が悪化することが多いので、例えば、異常判定ルーチン開始時の目標過給圧ＰＩＮＴが高くなる程所定値βの値を大きくする等の設定方法が考えられる。またこの他に、過給圧の相関値である機関回転数ＮＥや燃料噴射量Ｑの値に応じて所定値βを設定してもよい。このように機関運転状態に適合するように所定値βを設定することにより、異常判定に要する時間を不必要に長く設定する必要がなくなり、速やかに異常判定を行うことができる。

・上記実施形態では、図４に示すような実過給圧ＰＩＮが収束に向かう過渡的状況下において異常判定を禁止したが、例えば、所定値「−α」を相対的に小さな値に設定する又は所定値「−γ」又は「−δ」を相対的に大きな値に設定する等によって、異常である旨の判定がなされ難いように異常判定の態様を変更してもよい。このように異常判定の態様を変更しても、誤判定がなされる状況を極力抑えることができる。

・上記実施形態では、目標過給圧ＰＩＮＴや実過給圧ＰＩＮの低下速度と所定値とを比べて異常判定を禁止するようにしたが、例えばこうした比較を行わず、目標過給圧ＰＩＮＴや実過給圧ＰＩＮの低下速度が大きいときほど所定値「−α」を相対的に小さく設定することによって、異常である旨の判定がなされ難いように異常判定の態様を変更してもよい。

・上記実施形態では、実過給圧ＰＩＮと目標過給圧ＰＩＮＴとの圧力差に基づいて実過給圧ＰＩＮと目標過給圧ＰＩＮＴとの乖離度を判断しているが、例えばこの判断を実過給圧ＰＩＮと目標過給圧ＰＩＮＴとの比（ＰＩＮ／ＰＩＮＴ）に基づいて行うようにしてもよい。

・上記実施形態では、図２に示すフローチャートのステップＳ１００及びステップＳ１１０において、現在の圧力と１ルーチン前の圧力との差に基づいて圧力変化速度を判断しているが、例えばこの判断を現在の圧力と１ルーチン前の圧力との比に基づいて行うようにしてもよい。

・上記実施形態では、図２に示すフローチャートにおいて、目標過給圧ＰＩＮＴ及び実過給圧ＰＩＮの低下速度が所定値以上であるか否かの判定をしているが、目標過給圧ＰＩＮＴ及び実過給圧ＰＩＮの一方のみの判定としてもよい。

・上記実施形態では、実過給圧ＰＩＮがその目標過給圧ＰＩＮＴを超えて上昇する状態について異常判定を行っているが、実過給圧ＰＩＮが目標過給圧ＰＩＮＴを超えて低下する状態についても同様の技術的思想を用いて異常判定を行うようにしてもよい。

・上記実施形態では、所定値として「−α」、「−γ」、「−δ」を設定しているが、これらを機関回転数ＮＥや燃料噴射量Ｑ等の機関運転状態のパラメータにより可変設定するようにしてもよい。

・上記実施形態では、図２に示すフローチャートにより異常判定を行っているが、実過給圧ＰＩＮの絶対値が所定圧以上であることを異常判定の判断要素として追加してもよい。

・上記実施形態では、目標過給圧ＰＩＮＴ及び実過給圧ＰＩＮが低下する際、その低下速度が所定値以上であるときに異常判定を禁止したが、目標過給圧ＰＩＮＴ及び実過給圧ＰＩＮの少なくとも一方が上昇する際、その上昇速度が所定値以上であるときに異常判定を禁止する又は異常判定の態様を変更するようにしてもよい。

・上記実施形態では、ディーゼルエンジン１１のターボチャージャ３５を用いているが、ガソリンエンジンのターボチャージャに適用してもよい。
・上記実施形態では、１段のターボチャージャ３５を用いているが、多段のターボチャージャに適用してもよいし、並列式のターボチャージャに適用してもよい。

ターボチャージャが搭載されたディーゼルエンジンの構成図。 異常判定ルーチンのフローチャート。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は目標過給圧が上昇したときのタイムチャート。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は目標過給圧が低下したときのタイムチャート。

符号の説明

１１…ディーゼルエンジン、１６…クランクポジションセンサ、３５…ターボチャージャ、３７…タービンホイール、４１…ノズルベーン、７１…圧力センサ、９１…ＥＣＵ、９２…警告灯。

Claims (6)

1. 機関運転状態に応じて過給圧を変更可能な過給圧変更機構を備えるターボチャージャについてその目標過給圧と実過給圧との乖離度が大きいことに基づき異常である旨の異常判定をする異常判定装置において、
   前記目標過給圧及び実過給圧の少なくとも一方の変化速度が相対的に大きいときには、異常である旨の判定がなされ難いように前記異常判定の態様を変更するターボチャージャの異常判定装置。
2. 請求項１に記載のターボチャージャの異常判定装置において、
   前記目標過給圧及び実過給圧の少なくとも一方の変化速度が所定値以上であるときには、前記異常判定を禁止するターボチャージャの異常判定装置。
3. 請求項１又は２に記載のターボチャージャの異常判定装置において、
   前記目標過給圧が低下する際にその低下速度が所定値以上であるときに、前記異常判定の態様を変更するターボチャージャの異常判定装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のターボチャージャの異常判定装置において、
   前記実過給圧が低下する際にその低下速度が所定値以上であるときに、前記異常判定の態様を変更するターボチャージャの異常判定装置。
5. 請求項３又は４に記載のターボチャージャの異常判定装置において、
   前記実過給圧が前記目標過給圧を上回っていることを条件に異常である旨判定するターボチャージャの異常判定装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載のターボチャージャの異常判定装置において、前記目標過給圧と前記実過給圧とが乖離した状態が所定時間継続したことを条件に異常である旨判定するターボチャージャの異常判定装置。

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