JP4736983B2 - 過給システムの保護装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばＭＡＴ（Motor Assist Turbo）等、電動機付きの過給器を備えた過給システムを保護するための過給システムの保護装置の技術分野に関する。

この種の装置として、どの部品が不具合であるかを迅速に検知する手段を備えたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示されタービン発電機の故障診断装置（以下、「従来の技術」と称する）によれば、エンジン回転数、タービン回転数、発電機出力及びバッテリへの供給電力に基づいて異常個所を判定するため、異常個所に対する処理が的確に行えるとされている。

尚、ＭＡＴにおいて、エンジン回転センサ、アクセル開度センサ、過給圧センサの異常種を判定する技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。

また、加圧仕事量と電動機の電力量とを比較して異常判定を行う技術も提案されている（例えば、特許文献３参照）。

特開平１−１１７９２７号公報 特開平９−９６２４２号公報 特許第２５０４０９６号公報

この種の過給システムにおいては、例えば電動機を制御するための制御信号にノイズが重畳される等して、電動機が誤作動等一過性の故障を起こすことがある。大抵の場合、このような一過性の故障が生じたとしても過給システムのハードウェア機能としては正常である場合が多いが、このような一過性の故障であってもタービン回転数や電力供給量等といった指標値は異常を示すため、従来の技術では、このような場合についてもタービンやバッテリ等が修理を必要とする程度の異常であると判定されることがある。即ち、従来の技術には、異常の発生箇所は特定し得るとしても故障の種類については何ら特定し得ないため、過給システムにおいて発生し得る故障に対し常に適切に対処することが困難であるという技術的な問題点がある。

本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、電動機付きの過給器を備えた過給システムを効率的且つ効果的に保護することが可能な過給システムの保護装置を提供することを課題とする。

上述した課題を解決するため、本発明に係る過給システムの保護装置は、内燃機関に設けられ、タービン及び該タービンに対し該タービンの回転を補助する駆動力を付与可能な電動機を有する過給器、電源を含み前記電動機に電力を供給可能な電力供給系、該電力供給系を介した前記電力の供給を制御する制御系並びに前記電力の供給を遮断可能な遮断手段を含む過給システムを保護するための過給システムの保護装置であって、前記タービンの回転状態を特定する回転状態特定手段と、前記特定された回転状態から前記タービンにおける異常回転の発生の有無を判別する異常回転判別手段と、前記電力の供給状態を特定する供給状態特定手段と、前記特定された供給状態から前記電力供給系における異常供給の発生の有無を判別する異常供給判別手段と、前記異常回転の発生の有無及び前記異常供給の発生の有無に基づいて、（i）前記過給システムにおける故障の発生の有無を判別し、且つ（ii）前記故障が発生したと判別された場合には更に、前記過給器の機械的故障を伴う第１故障及び該過給器の機械的故障を伴わず且つ前記制御系の電気的故障を伴う第２故障を含む複数種類の故障の中から前記発生した故障の種類を判別する故障種判別手段と、前記発生した故障の種類が前記第２故障であると判別された場合に、前記制御系の再起動を実行する再起動手段と、前記電力の供給を遮断すべきか否かを判別する遮断判別手段と、前記電力の供給を遮断すべきであると判別された場合に前記電力の供給が遮断されるように前記遮断手段を制御する遮断制御手段とを具備し、前記遮断判別手段は、（i）前記第１故障が発生した場合、（ii）前記制御系の再起動が行われた回数が所定値を超えた場合、（iii）前記電力供給系における電流値及び電圧値のうち少なくとも一方が基準値以上である場合、又は（iv）前記内燃機関における、出力及びエミッションを含む動作状態が所定の条件を満たす場合に、前記電力の供給を遮断すべきであると判別することを特徴とする。

本発明における「内燃機関」とは、例えば複数の気筒を有し、当該各々の燃焼室において、例えばガソリン、軽油或いはアルコール等の各種燃料が燃焼した際に発生する爆発力を、例えばピストン、コネクティングロッド及びクランク軸等を適宜介して動力として取り出すことが可能に構成された機関を包括する概念であり、例えば自動車用の２サイクル或いは４サイクルレシプロエンジン等を指す。

本発明における内燃機関には過給器が備わる。本発明における「過給器」とは、例えば排気系に設けられるタービンの回転力を、例えばタービンと回転同軸に構成されたコンプレッサの回転力に変換し、当該コンプレッサの回転力によって大気圧以上の過給圧を得ることが可能に構成された所謂ターボチャージャ等を含み、少なくとも大気圧以上の過給圧で空気を吸気系に供給することが可能な物理的、機械的、機構的或いは電気的な手段を包括する概念である。本発明に係る過給器には更に、例えばモータ等の電動機が備わり、当該タービンに対し、当該タービンの回転を補助するための例えばトルク等の駆動力を付与可能に構成される。このような過給器の構成は、例えば、ＭＡＴ等と称される。

本発明における「電力供給系」とは、例えばバッテリ等の電源を含み、電動機にその動力たる電力を供給可能な物理的、機械的、機構的或いは電気的な手段を包括する概念であり、例えば、補器用の直流バッテリ等の１次電源、当該補器用バッテリの電圧を昇圧するためのＤＣ−ＤＣコンバータ等の昇圧手段、係る昇圧手段を介して昇圧せしめられた電圧を供給するための２次電源、更にはインバータ等の直流交流変換手段、及びこれら相互間を電気的に接続するための配線手段等を含んでいてもよい。

このような電力供給系を介した電力の供給は、例えばインバータ等の直流交流変換手段を制御するＭＡＴコントローラ等の制御手段を適宜含む制御系により、例えば、内燃機関を搭載する車両の運転条件、走行条件或いは環境条件等に応じて適切に制御される。例えば、制御系は、排気により駆動されるタービンの回転が不十分であるような条件においてタービンに対し電動機により駆動力が付与されるように電力供給系を制御する。尚、制御系とは、電動機に対する電力の供給を制御可能な、物理的、機械的、機構的或いは電気的な手段を包括する概念である。本発明に係る「過給システム」とは、これら過給器、電力供給系及び制御系を含むものとして定義される。

本発明に係る過給システムの保護装置によれば、その動作時には、例えばＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成される回転状態特定手段の作用によって、タービンの回転状態が特定される。ここで、本発明における「特定」とは、例えば、何らかの検出手段を介して直接的に又は間接的に物理的数値又は物理的数値に対応する電気信号等として検出すること、予め然るべき記憶手段等に記憶されたマップ等から該当する数値を選択又は推定すること、それら検出された物理的数値若しくは電気信号又は選択若しくは推定された数値等から、予め設定されたアルゴリズムや計算式等に従って導出すること、或いはこのように検出、選択、推定又は導出された値等を単に電気信号等として取得すること等を包括する広い概念である。

回転状態特定手段によって特定されるタービンの回転状態とは、タービンの回転状態を表し得る限りにおいて、或いはタービンの回転状態と直接的又は間接的な対応関係を有する限りにおいて、例えば過給圧、タービン回転速度（或いは単位時間当たりのタービン回転数）又はモータ温度等、過給器に係る何らかの物理量、電気量或いはその他物理的又は電気的な指標値によって代替されてもよい。

タービンの回転状態が特定されると、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成される異常回転判別手段によって、この特定された回転状態からタービンにおける異常回転の発生の有無が判別される。ここで、「異常回転」とは、例えば予め設定された或いは予め想定若しくは推定される動作タイミング、動作期間又は回転速度等の各種動作条件から逸脱した回転の態様を包括する概念であり、その発生の有無の判別に係る基準は、例えば不変であってもよいし、車両や内燃機関の運転条件、動作条件、使用条件或いは環境条件等に応じてその都度異なっていてもよい。

一方、本発明に係る過給システムの保護装置によれば、その動作時には、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成される供給状態特定手段によって、電力供給系を介した電力の供給状態が特定される。尚、供給状態特定手段によって特定される電力の供給状態とは、電力の供給状態を表し得る限りにおいて、或いは電力の供給状態と直接的又は間接的な対応関係を有する限りにおいて、例えば電力供給系に係る何らかの物理量、電気量或いはその他物理的又は電気的な指標値によって代替されてもよい。

電力の供給状態が特定されると、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成される異常供給判別手段によって、この特定された供給状態から電力供給系における異常供給の発生の有無が判別される。ここで、「異常供給」とは、予め設定された或いは予め想定若しくは推定される供給タイミング、供給期間又は供給量等の各種動作条件から逸脱した供給の態様を包括する概念であり、その発生の有無の判別に係る基準は、例えば不変であってもよいし、車両や内燃機関の運転条件、動作条件、使用条件或いは環境条件等に応じてその都度異なっていてもよい。

ここで特に、例えば電力の供給を制御する制御系に関連する制御信号や駆動信号等の電気信号には、例えば物理的又は電気的な理由等によってノイズが混入することがある。或いはノイズの混入とは別に、制御系が、誤った制御信号や駆動信号を供給することがある。このような場合、例えば、本来電動機が作動するはずのない条件で電動機が作動したり、或いは駆動力の付与が予め設定された時間以上の長きにわたって継続したりする等、過給器が予め想定されない動作状態に陥ることがある。

このようなノイズの混入或いはそれに準じるような一過性の故障は、制御系に起因する電気的なものであるから、過給器自体のハードウェア的な状態は正常であることが多いが、過給器の少なくとも一部が損傷したり損壊したりする等ハードウェア的に故障している場合であっても、タービンの異常回転は生じ得るため、単に過給システムの構成要素各々の状態を特定したとしても、故障の種類を特定することは難しい。

そこで、本発明に係る過給システムの保護装置によれば、その動作時において、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成される異常種判別手段が、過給システムにおける故障の発生の有無及び発生した故障の種類を判別することによって、係る問題を解決し得ている。即ち、異常種判別手段は、異常回転の発生の有無及び異常供給の発生の有無に基づいて、過給システムにおける故障の発生の有無を判別し、故障が発生している場合には更に、過給器の機械的故障を伴う第１故障及び係る過給器の機械的故障を伴わず且つ制御系の電気的故障を伴う第２故障を含む複数種類の故障の中から、発生した故障の種類を判別する。

ここで、第１故障とは、過給器の機械的な故障（即ち、ハードウェア的な故障）を伴う故障であり、物理的な修理修復を必要とする故障を包括する概念である。一方で、第２故障とは、このような過給器の機械的な故障を伴わない故障であって、例えば、落雷、電磁波又は塵芥の混入等による、例えばノイズの発生、或いは誤った電気信号（制御信号や駆動信号等）の発生等、制御系の電気的な故障を伴う故障を指す。即ち、制御系の電気的な故障とは、前述したように一過性の故障を含むものであって、例えば制御系を再起動或いはリセットすること等によって、過給システムの正常な動作が復旧する可能性がある故障を包括する概念である。

故障種判別手段が故障の種類を判別するに際しての判別基準は、何らこの種の判別がなされない場合と比較して、判別の精度が不足していることに起因する問題が実践上顕在化しない程度の精度を保ちつつ、故障の種類を幾らかなりとも分類し得る限りにおいて特に限定されず、例えば、予め実験的に、経験的に、或いはシミュレーション等に基づいて、異常回転の発生の有無と異常供給の発生の有無との組み合わせ、及びその際の車両の運転条件、内燃機関の動作条件或いは環境条件等と、実際の故障の種類との対応関係が明らかとなっている或いは推定可能である場合等には、そのような対応関係を係る判別の拠所としてもよい。

このように、本発明に係る過給システムの保護装置によれば、第１故障及び第１故障とは異なる第２故障を含む複数種類の故障種の中から、発生した故障の種類を判別することが可能となるため、過給器自体が機械的に故障しているような比較的重度の故障と、ノイズの混入等いった比較的軽度の故障とで、例えば故障に対する処置又は処理を変えることができ、故障種類に応じた精細な対処を行うことが可能となる。即ち、過給システムを効率的且つ効果的に保護することが可能となる。
一方、本発明に係る過給システムの保護装置では、発生した故障の種類が第２故障であると判別された場合に、再起動手段により制御系の再起動が実行される。
既に述べたように、第２故障は少なくとも過給器の機械的故障を伴わないため、実際に電気的なノイズによって誤作動が生じているだけであるか否かは別としても、電源リセット等の各種再起動処理によって、正常な動作状態に回復する可能性が少なからずある。このような再起動処理によって過給システムが故障状態から復帰すれば、運転者の負担は軽くなり、また車両の安全性が速やかに回復するため極めて有益である。従って、本発明に係る過給システムの保護装置によれば、故障の種類を判別するのみならず、積極的に故障の回復に努めることが可能となり、過給システムを効率的且つ効果的に保護することが可能となる。
更に、本発明に係る過給システムの保護装置が対象とする過給システムは、電力の供給を遮断可能な、スイッチや電気リレー等の遮断手段を備えており、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成される遮断判別手段によって、電力の供給を遮断すべきであると判別された場合には、例えばＥＣＵ等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成される遮断制御手段によって、電力の供給が遮断されるように制御される構成となっている。
従って、前述した再起動等、車両に搭載された状況下でなし得る何らかの故障回復措置によっても故障が回復しないような場合等には、電力の供給を遮断し、電動機の作動を強制的に禁止することが可能となる。従って、電源電圧の低下、配線温度の上昇或いは電動機の過熱等、故障状態が継続することによって生じ得る言わば二次的な故障を回避することができ、実践上極めて有利である。
ここで特に、本発明に係る過給システムの保護装置では、この遮断判別手段が、（i）第１故障が発生した場合、（ii）制御系の再起動が行われた回数が所定値を超えた場合、（iii）電力供給系における電流値及び電圧値のうち少なくとも一方が基準値以上である場合、又は（iv）内燃機関における、出力及びエミッションを含む動作状態が所定の条件を満たす場合に、電力の供給を遮断すべきであると判別する構成となっている。
このように第１故障の発生の有無、制御系の再起動の回数、電力供給系における電流又は電圧の状態、及び内燃機関の動作状態等に基づいて遮断の必要性の有無が判別された場合には、比較的簡便であり且つ効果的である。これら各要素に関する所定値、基準値或いは所定の条件等は、無論、各々について予め個別具体的に決定されていてよく、然るべき記憶手段に記憶されていてもよい。
また、電力の供給を遮断すべきであるか否かに係る判別基準は、少なくともこれらの条件を含む限りにおいて何ら限定されるものではなく、より安全側にマージンを付与したものであってもよい。また、予め実験的に、経験的に或いはシミュレーション等に基づいて、電力の供給を遮断しないことによって過給システムに無視し得ない故障が発生し得る、過給器、制御系又は電力供給系各々の動作条件や動作状態が判明している或いは推定可能であるならば、各々がそのような動作条件や動作状態にある場合に電力の供給を遮断すべきであると判別されてもよい。
尚、「内燃機関の動作条件が所定の条件を満たす」場合とは、例えば、電力の供給が継続された場合に出力トルクが過剰となってドライバビリティの悪化として運転者に知覚され得る場合や、電力の供給が継続された場合に排気中のエミッション量が増大する場合等を含み、車両全体に関する多角的な見地から電力の供給を遮断すべきであると認識され得る状態を包括する概念である。

本発明に係る過給システムの保護装置の一の態様では、前記故障種判別手段は、前記異常回転が発生し且つ前記異常供給が発生した場合に、前記故障が発生し且つ前記発生した故障の種類が前記第２故障であると判別する。

電力の異常供給が発生している場合、必然的にタービンの異常回転が発生する可能性が高い。従って、この態様によれば、効率的に故障種を判別することが可能となり、実践上有益である。

本発明に係る過給システムの保護装置の他の態様では、前記故障種判別手段は、前記異常回転が発生し且つ前記異常供給が発生していない場合に、前記故障が発生し且つ前記発生した故障の種類が前記第１故障であると判別する。

電力の異常供給が発生していない状況、例えば、制御系から発せられる制御信号又は駆動信号等に電気的なノイズが混入していない状況等において、タービンの異常回転が発生した場合、ソフトウェア的な処理によって故障を回避することには困難が伴う可能性が高い。この態様によれば、このような場合については、故障の種類が第１故障であると判別されるため、効果的であり実践上有益である。

本発明に係る過給システムの保護装置の他の態様では、前記回転状態特定手段は、前記タービンの回転状態として、前記過給器の過給圧、前記タービンの回転速度及び前記電動機の温度を含む回転状態指標値のうち少なくとも一つを特定し、前記異常回転判別手段は、前記特定された少なくとも一つの回転状態指標値と、前記特定された少なくとも一つの回転状態指標値に対応する基準値との比較に基づいて前記異常回転の発生の有無を判別する。

この態様によれば、タービンの回転状態と相関の高い、過給圧、タービン回転速度及び電動機の温度を含む回転状態指標値の少なくとも一つに基づいて異常回転の発生の有無が判別されるため、異常回転の発生の有無が高精度に判別される。

尚、ここで述べられる「基準値」とは、例えば、その時点の車両の運転条件や内燃機関の動作条件等に応じて定まる、タービンが異常回転状態にない（即ち、正常な動作範囲内で回転している）場合におけるこれら各回転状態指標値、タービンが正常に回転している場合には到達し得ない各回転状態指標値等を適宜含み、特定された各回転状態指標値との比較に供されることにより、信頼性が不足していることに起因する問題が少なくとも実践的に見て顕在化しない程度の信頼性を担保しつつ異常回転の発生の有無を判別可能な値或いは範囲を包括する概念である。係る基準値は、固定値であっても、車両や内燃機関における動作条件等に応じて可変な値であってもよく、予め然るべき記憶手段に記憶されていてもよいし、その都度然るべきアルゴリズムや計算式に従って個別具体的に導出又は算出されてもよい。

本発明に係る過給システムの保護装置の他の態様では、前記故障種判別手段は、予め前記電力の供給を禁止すべきものとして設定された期間において前記異常回転が発生した場合には、前記故障が発生し且つ前記発生した故障の種類が前記第２故障であると判別する。

電力の供給を禁止すべきものとして設定された期間においては、本来電動機から駆動力が付与されることはないから、タービンは、例えば排気等によって自発的に回転している。このような期間においてタービンが異常回転状態にある場合、必然的に制御系に何らかの故障が生じている可能性が高い。従って、この態様によれば、故障の種類をより高精度に判別することが可能となり有益である。

尚、「予め電力の供給を禁止すべきものとして設定された期間」とは、例えば、電源電圧が低下している場合、内燃機関の機関回転数が所定値を超えている、即ち、吸入空気量が十分に確保されている場合、タービン回転数が所定値を超えている、即ち、過給圧が十分に確保されている場合、アクセルペダルが踏下されていない場合或いは内燃機関がアイドル状態にある場合等を含み、電動機による駆動力の付与を必要としないものとして定められた期間を含む概念である。このような期間は、予め、実験的に、経験的に或いはシミュレーション等に基づいて、電力供給系及び電動機を効率的に使用しつつ過給器の過給圧の不足を実践的にみて顕在化しない程度に抑制し得るような期間として定められていてもよい。

本発明に係る過給システムの保護装置の他の態様では、前記供給状態特定手段は、前記電力の供給状態として、前記電力供給系における積算電流値、前記電源における電圧低下勾配値、及び前記電力供給系の温度を含む供給状態指標値のうち少なくとも一つを特定し、前記異常供給判別手段は、前記特定された少なくとも一つの供給状態指標値と、前記特定された少なくとも一つの供給状態指標値に対応する基準値との比較に基づいて前記異常供給の発生の有無を判別する。

この態様によれば、電力の供給状態と相関の高い、電力供給系における積算電流値、電源の電圧低下勾配値、及び例えば配線温度等電力供給系の温度を含む供給状態指標値の少なくとも一つに基づいて異常供給の発生の有無が判別されるため、電力の異常供給の発生の有無が高精度に判別される。

尚、ここで述べられる「基準値」とは、例えば電力が異常供給状態にない（即ち、電力が正常な範囲で供給されている）場合におけるこれら各供給状態指標値、電力が正常に供給されている場合には到達し得ない各供給状態指標値等を含み、特定された各供給状態指標値との比較に供されることにより、少なくとも信頼性が担保されないことに起因する問題が実践的に見て顕在化しない程度の信頼性を担保しつつ異常供給の発生の有無を判別可能な値或いは範囲を包括する概念である。従って、係る基準値は、固定値であっても、車両や内燃機関における動作条件等に応じて可変な値であってもよく、予め然るべき記憶手段に記憶されていてもよいし、その都度然るべきアルゴリズムや計算式等に従って個別具体的に導出又は算出されてもよい。

本発明に係る過給システムの保護装置の他の態様では、前記電力の供給が遮断された場合に前記電力の供給が遮断された旨を告知する告知手段を更に具備する。

この態様によれば、過給器に対する電力の供給が遮断された場合に、例えば、視覚情報及び音声情報のうち少なくとも一方を表示出力可能な、例えば、インジケータ、アラーム又はブザー等の態様を採り得る告知手段を介してその旨が運転者等に告知されるため、運転者に過給システムの故障を迅速に知らしめることが可能となり有益である。

本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。

＜実施形態＞
以下、適宜図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。

＜実施形態の構成＞
始めに、図１を参照して、本発明の一実施形態に係るエンジンシステム１０の構成について説明する。ここに、図１は、エンジンシステム１０のブロック図である。

図１において、エンジンシステム１０は、ＥＣＵ１００、エンジン２００、ＭＡＴコントローラ３００、１次バッテリ１１、電圧センサ１２、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３、スイッチ１４、２次バッテリ１５、遮断装置１６、電流センサ１７及びインジケータ１８を備える。

ＥＣＵ１００は、図示せぬＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、エンジンシステム１０の動作全体を制御すると共に、本発明に係る「過給システムの保護装置」の一例として機能するように構成されている。尚、ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納される制御プログラムに従って、後述するＭＡＴ保護処理を実行することが可能に構成されている。

エンジン２００は、本発明に係る「過給器」の一例たるＭＡＴ２０９を備えた、不図示の車両の動力源たるガソリンエンジンであり、本発明に係る「内燃機関」の一例である。尚、エンジン２００の詳細な構成については後述する。

ＭＡＴコントローラ３００は、インバータ及び当該インバータを制御するためのプロセッサ等を含む電子制御ユニットである。ＭＡＴコントローラ３００は、ＥＣＵ１００と電気的に接続され、ＥＣＵ１００によってその動作が上位に制御される構成となっており、ＥＣＵ１００と共に、本発明に係る「電力供給系」及び「制御系」の一例を構成している。

１次バッテリ１１は、エアコンディショナ、カーオーディオ及びカーナビゲーション装置等車両に備わる各種補器に電力を供給する電力供給源として機能する直流１２ボルトバッテリであり、本発明に係る「電源」の一例である。１次バッテリ１１は、エンジン２００の動作中は、エンジン２００と機械的に連結されたオルタネータを介して充電される構成となっている。

電圧センサ１２は、１次バッテリ１１の電圧を検出可能に構成されたセンサである。電圧センサ１２は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された電圧は絶えずＥＣＵ１００によって把握される構成となっている。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１３は、例えば、インバータ、トランス及び整流用のダイオード等を含み、１次バッテリ１１に係る直流電圧を昇圧可能に構成された昇圧手段である。ＤＣ／ＤＣコンバータ１３は、１次バッテリ１１に係る直流１２ボルトの電圧を、後述する２次バッテリに係る直流４２ボルトの電圧に昇圧することが可能に構成されている。

スイッチ１４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３からの出力を電気的に遮断することが可能に構成されている。スイッチ１４は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、その電気的な接続状態がＥＣＵ１００によって制御される構成となっている。

２次バッテリ１５は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３によって昇圧された直流４２ボルトの電圧の供給源として機能するように構成されたバッテリである。尚、１次バッテリ１１、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３、スイッチ１４、２次バッテリ１５及びＭＡＴコントローラ３００に備わるインバータ並びにこれら相互間及び更にＭＡＴコントローラ３００とエンジン２００とを繋ぐ電気配線部材（不図示）によって、本発明に係る「電力供給系」の一例が構成されている。尚、これ以降の説明において、これら本発明に係る電力供給系の一例をなす要素の総称として、適宜「電力供給系」なる言葉を使用することとする。

遮断装置１６は、２次バッテリ１５からの直流電圧の供給を適宜遮断可能な装置であり、本発明に係る「遮断手段」の一例である。遮断装置１６は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、電力供給の遮断の有無は、ＥＣＵ１００によって制御される構成となっている。

電流センサ１７は、２次バッテリ１５からＭＡＴコントローラ３００を介して供給される電力の供給経路に設けられ、係る供給経路における電流値を検出することが可能に構成されたセンサである。電流センサ１７は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された電流値は絶えずＥＣＵ１００によって把握される構成となっている。

インジケータ１８は、車両のコンソールパネルに設置された視覚情報表示手段であり、後述するＭＡＴ保護処理において適宜点灯することにより運転者にＭＡＴ２０９の故障を告知することが可能に構成された、本発明に係る「告知手段」の一例である。

次に、図２を参照して、エンジン２００の詳細な構成について説明する。ここに、図２は、エンジン２００の模式図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。

図２において、エンジン２００は、シリンダブロック内にシリンダ２０１が４本直列に配置されてなる直列４気筒ガソリンエンジンである。エンジン２００は、各シリンダ内部において空気と燃料との混合気が燃焼するに際して生じる不図示のピストンの往復運動を、コネクティングロッド及びクランクシャフト（いずれも不図示）を介して回転運動に変換することが可能に構成されている。

シリンダ２０１内の燃焼室には、吸気マニホールド２０２を介して供給される空気と、吸気マニホールド２０２に連通する不図示の吸気ポートにおいて不図示のインジェクタから噴射供給される燃料との混合気が、二個の吸気バルブ２０３を介して吸入される。この際、係る混合気は、吸気バルブ２０３の開弁時に燃焼室内へ供給される構成となっている。

燃焼室内部では、燃焼行程において点火プラグ２０５による点火動作により混合気が燃焼する。燃焼済みの混合気は、不図示の排気ポートに連通する二個の排気バルブ２０６の開弁時に、排気として係る排気ポートに排出される。係る排気は、排気ポートに連通する排気マニホールド２０８を介して、ＭＡＴ２０９に供給される。

ＭＡＴ２０９は、タービン２０９ａ及びコンプレッサ２０９ｂ並びにモータ２０９ｃ（即ち、本発明に係る「電動機」の一例）を備えた、本発明に係る「過給器」の一例である。

排気マニホールド２０８を介して供給される排気の一部は、タービン２０９ａに流入し、タービン２０９ａを回転させる。このタービン２０９ａの回転は、タービン２０９ａと同軸に構成されたコンプレッサ２０９ｂへ伝達され、コンプレッサ２０９ｂを作動させる動力となる。また、タービン２０９ａに流入しない排気は、排気管２１１及び触媒装置２１２等を順次介して車両外等へ排気される。

タービン２０９ａの回転速度（単位時間当たりの回転数）は、回転センサ２１０によって一定のサンプリング間隔で検出される。回転センサ２１０は、タービン２０９ａの回転軸に取り付けられた永久磁石の磁極から回転位相差を検出し、係る回転位相差を時間処理することによって回転軸の回転速度即ち、タービン２０９ａの回転速度を算出することが可能に構成された磁気センサである。尚、回転センサ２１０は、磁気センサに限定されず、例えば、ギャップセンサ等の光学センサであってもよい。尚、回転センサ２１０は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、その検出結果たる回転速度値は、ＥＣＵ１００によって常に把握される構成となっている。

一方、モータ２０９ｃは、外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備え、前述したＭＡＴコントローラ３００により供給される交流電力によって力行され、タービン２０９ａに対し、タービン２０９ａの回転を補助するための駆動力を付与することが可能に構成されている。尚、モータ２０９ｃの回転軸は、タービン２０９ａ及びコンプレッサ２０９ｂと同軸に構成されており、タービン２０９ａが回転することによって、モータ２０９ｃのロータも回転するため、モータ２０９ｃの回転速度は、前述した回転センサ２１０によって検出されるタービン２０９ａの回転速度と一対一の関係を有している。

コンプレッサ２０９ｂは、吸気管２１３に接続されている。吸気管２１３には、外部から吸入された空気を浄化するためのエアクリーナ２１４が設置されており、エアクリーナ２１４によって浄化された空気が、タービン２０９ａの回転に伴って作動するコンプレッサ２０９ｂによってインタークーラ２１６に大気圧以上の過給圧で圧送される構成となっている。インタークーラ２１６では更にこの圧送された空気が冷却され、吸入効率が高められる構成となっている。

吸気管２１３は、前述の吸気マニホールド２０２に連通しており、インタークーラ２１６を通過した吸入空気は、スロットルバルブ２１８を介して吸気マニホールド２０２へ供給される。吸気マニホールド２０２には、吸気マニホールド内の圧力を検出するためのインマニ圧センサ２２０が設置されており、ＥＣＵ１００と電気的に接続されている。従って、インマニ圧センサ２２０によって検出されたインマニ圧は、常にＥＣＵ１００によって把握される構成となっている。

尚、吸気管２１３には、吸入空気の質量流量を検出するエアフローメータ２１５及びＭＡＴ２０９の過給圧を検出する過給圧センサ２１７が設置されている。エアフローメータ２１５及び過給圧センサ２１７によって検出された吸気量及び過給圧は、夫々エアフローメータ２１５及び過給圧センサ２１７と電気的に接続されたＥＣＵ１００によって常に把握される構成となっている。

スロットルバルブ２１８は、電子制御式のバルブであり、その開閉動作が不図示のスロットルバルブモータによって制御されるように構成されている。スロットルバルブモータは、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、その駆動力がＥＣＵ１００によって制御されている。ＥＣＵ１００は、アクセル開度や車速或いは内燃機関の機関回転数等に応じてスロットルバルブモータを駆動制御し、スロットルバルブ２１８の開閉状態を制御することが可能に構成されている。尚、スロットルバルブ２１８は、アクセルペダルと機械的に連結されていないため、ＥＣＵ１００は、運転者のアクセルペダル操作とは無関係にスロットルバルブ２１８の開閉状態を制御することが可能である。また、スロットルバルブ２１８の開度（スロットル開度）は、スロットル開度センサ２１９によって検出されており、スロットル開度センサ２１９と電気的に接続されたＥＣＵ１００によって常に把握される構成となっている。

吸気バルブ２０３は、吸気カムシャフト２２１に連結された吸気カム２０４によってその開閉動作が制御される。吸気カムシャフト２２１は、不図示のシリンダヘッド上に回転可能且つ軸方向に平行移動可能に支持されている。

吸気カムシャフト２２１の一方端には、不図示の吸気側タイミングスプロケットを備えた回転位相差可変アクチュエータ２２２が設けられている。この吸気側タイミングスプロケットは、不図示のタイミングチェーンを介してクランクシャフト側のスプロケットに連結されており、クランクシャフトの回転がタイミングチェーンを介して伝達される構成となっている。従って、吸気側タイミングスプロケットは、クランクシャフトの回転に同期して回転するようになっている。回転位相差アクチュエータ２２２は、吸気カムシャフト２２１を、クランクシャフトに対し進角又は遅角させることによって回転位相差を制御することが可能に構成されたアクチュエータであり、例えば吸気カムシャフト２２１をクランクシャフトに対し進角させるように回転位相差が設定された場合には、吸気バルブ２０３の開閉タイミングは相対的に進角、即ち早くなる。回転位相差可変アクチュエータ２２２は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００の制御に従って係る回転位相差が制御される構成となっている。

吸気カムシャフト２２１の他方端には、リフト量可変アクチュエータ２２３が設置されており、ＥＣＵ１００と電気的に接続されることにより、ＥＣＵ１００に制御される構成となっている。リフト量可変アクチュエータ２２３は、吸気カムシャフト２２１をそのシャフト方向に移動させることが可能に構成されたアクチュエータである。ここで、吸気カム２０４は、係るシャフト方向にカムプロフィールが連続的に変化する三次元的な形状を有しており、リフト量可変アクチュエータ２２３によって吸気カムシャフト２２１がシャフト方向に移動された場合、連続的に変化するカムプロフィールによって吸気バルブ２０３のリフト量が連続的に変化するようになっている。

排気バルブ２０６は、排気カムシャフト２２４に連結された排気カム２０７によってその開閉動作が制御される。排気カムシャフト２２４は、不図示のシリンダヘッド上に回転可能且つ軸方向に平行移動可能に支持されている。

排気カムシャフト２２４の一方端には、不図示の排気側タイミングスプロケットを備えた回転位相差可変アクチュエータ２２５が設けられている。この排気側タイミングスプロケットは、不図示のタイミングチェーンを介してクランクシャフト側のスプロケットに連結されており、クランクシャフトの回転がタイミングチェーンを介して伝達される構成となっている。従って、排気側タイミングスプロケットは、クランクシャフトの回転に同期して回転するようになっている。回転位相差アクチュエータ２２５は、排気カムシャフト２２４を、クランクシャフトに対し進角又は遅角させることによって回転位相差を制御することが可能に構成されたアクチュエータであり、例えば排気カムシャフト２２４をクランクシャフトに対し進角させるように回転位相差が設定された場合には、排気バルブ２０６の開閉タイミングは相対的に進角、即ち早くなる。回転位相差可変アクチュエータ２２５は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００の制御に従って係る回転位相差が制御される構成となっている。

排気カムシャフト２２４の他方端には、リフト量可変アクチュエータ２２６が設置されており、ＥＣＵ１００と電気的に接続されることにより、ＥＣＵ１００に制御される構成となっている。リフト量可変アクチュエータ２２６は、排気カムシャフト２２４をそのシャフト方向に移動させることが可能に構成されたアクチュエータである。ここで、排気カム２０７は、係るシャフト方向にカムプロフィールが連続的に変化する三次元的な形状を有しており、リフト量可変アクチュエータ２２６によって排気カムシャフト２２４がシャフト方向に移動された場合、連続的に変化するカムプロフィールによって排気バルブ２０６のリフト量が連続的に変化するようになっている。

＜実施形態の動作＞
ＭＡＴ２０９を備えるエンジン２００では、モータ２０９ｃを作動させることによって、タービン２０９ａを、排気によってもたらされる回転速度以上の回転速度で回転せしめることが可能である。モータ２０９ｃは、モータ回転数によって制御されており、基本的には、加速要求時等の過渡期間を含む、モータ２０９ｃの作動条件（以下、適宜「モータ作動条件」と称する）が満たされた場合に、タービン２０９ａの追従遅延（即ち、過給圧の応答遅延）を軽減するべく、速やかに目標回転数に追従するように制御される構成となっている。

一方で、ＭＡＴ２０９を駆動するための電力は、直接的には２次バッテリ１５から供給されており有限の資源である。また、ＭＡＴ２０９を絶えず動作させた場合には、ＭＡＴ２０９及びＭＡＴ２０９に電力を供給する、例えば電気配線等の電力供給系に著しい負担が加わることは自明である。従って、通常、ＭＡＴ２０９におけるモータ作動条件は、上述したように、車両の運転条件及びエンジン２００の動作条件等に応じて、タービン２０９ａの回転速度の不足を補いつつ、ＭＡＴ２０９及び電力供給系を効率的に使用し得るように決定されている。

ところが、ＭＡＴ２０９やＭＡＴコントローラ３００に故障が発生した場合、例えばＭＡＴ２０９を構成するタービン２０９ａ、コンプレッサ２０９ｂ及びモータ２０９ｃが物理的に損傷した場合や、ＭＡＴコントローラ３００から誤った制御信号が出力された場合等には、ＭＡＴ２０９の動作は予期されたものとは異なる態様を採る。この場合、例えば、ＭＡＴ２０９が作動し続ける等してＭＡＴ２０９や電力供給系に著しい負担が加わり、これらの状態が悪化しかねない。とりわけ、ＥＣＵ１００とＭＡＴコントローラ３００とは、本実施形態の如く一体に構成されない場合が多く、これら相互間を繋ぐ電気配線にはノイズが加わり易い。このノイズ、或いは空間中の電磁波や落雷等の気象条件等多様な要因により、ＥＣＵ１００がＭＡＴコントローラ３００を制御すべく出力する制御信号が乱された場合には、ＭＡＴコントローラ３００は誤作動を引き起こし易い。

ここで特に、例えば、落雷、浮遊電磁波等多様な要因に基づいたノイズの発生は一過性である場合も多く、最終的にＭＡＴ２０９がこの種のノイズによって誤作動を起こしたとしても、例えば機械的な修理或いは修復は必ずしも必要ではない場合も多い。従って、ＭＡＴ２０９を真に効率良く動作させようとした場合には、ＭＡＴ２０９に生じる故障の種類を精度良く分類する必要が生じる。そこで、本実施形態において、ＥＣＵ１００はＭＡＴ保護処理を実行し、係る問題を好適に解決し得ている。

ここで、図３を参照して、本実施形態の動作として、ＭＡＴ保護処理の詳細について説明する。ここに、図３は、ＭＡＴ保護処理のフローチャートである。

図３において、ＥＣＵ１００は、ＭＡＴコントローラ３００の再起動回数をカウントするためのカウンタＣをリセットする（ステップＡ１０）。尚、ＭＡＴコントローラ３００の再起動については後述する。

カウンタＣがリセットされると、ＥＣＵ１００は、ＭＡＴ保護処理に供される各種信号を各検出手段から取得する（ステップＡ１１）。この際、係る信号として、電圧センサ１２によって検出される１次バッテリ１１の電圧値（以下、適宜「バッテリ電圧」と称する）、電流センサ１７によって検出されるＭＡＴコントローラ３００を介した制御系の電流値（以下、適宜「制御電流」と称する）及び回転センサ２１０によって検出されるタービン２０９ａの回転速度値（以下、適宜「タービン回転数」と称する）が取得される。

各信号が取得されると、ＥＣＵ１００は先ず、ＭＡＴ２０９がモータアシスト中であるか否かを判別する（ステップＡ１２）。モータアシスト中ではない場合、即ちモータ２０９ｃが力行状態にない場合（ステップＡ１２：ＮＯ）、ＭＡＴ２０９が正常に動作しているか否かを判別する必要は生じないため、ＥＣＵ１００は、処理をステップＡ１１に戻し、実質的に処理を待機状態に制御する。

ＭＡＴ２０９がモータアシスト中である場合（ステップＡ１２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は更に、モータ作動条件が満たされているか否かを判別する（ステップＡ１３）。モータ作動条件は、先に述べたように、車両の運転条件及びエンジン２００の動作条件等に応じて予め設定されており、例えば、車両が急加速している期間等、過給圧の追従が遅延し易い過渡期間等が係る条件に該当する。また、例えば、エンジン２００が定常的な動作期間にある場合、吸入空気量が十分に足りているとみなされる機関回転数の領域（例えば、機関回転数にして３０００ｒｐｍ以上の領域）、及び過給圧が十分に足りているとみなされるタービン回転数の領域（例えば、タービン回転数にして１５００００ｒｐｍ以上の領域）では、電力供給系の効率的な動作を図るため、モータ２０９ｃによるアシストは禁止される。ＥＣＵ１００は、ステップＡ１３に係る処理において、その時点における車両の運転条件及びエンジン２００の動作条件から、モータ作動条件が満たされるか否かを判別する。

モータ作動条件ではない場合（ステップＡ１３：ＮＯ）、モータ２０９ｃが力行状態にある（即ち、モータアシスト中である）こと自体が異常となる。この際、本来供給されるはずのない電力がＭＡＴコントローラ３００の制御により電力供給系を介してモータ２０９ｃに供給されていることになるから、ＭＡＴコントローラ３００を制御するＥＣＵ１００からの制御信号に対するノイズの混入や、その他各種要因によるＭＡＴコントローラ３００の誤作動が発生している可能性が高い。

従って、ＥＣＵ１００は、この時点でＭＡＴ２０９に制御系の故障（即ち、本発明に係る「第２故障」の一例）が発生している旨の判別を行う（ステップＡ１６）。尚、制御系の故障が発生している旨の判別がなされた場合の処理については後述する。

一方、モータ作動条件が満たされる場合（ステップＡ１３：ＹＥＳ）、タービン２０９ａに異常回転が発生しているか否かの判別を更に行うため、ＥＣＵ１００は、タービン回転数が正常であるか否かを判別する（ステップＡ１４）。モータ２０９ｃは、予め設定される目標回転数となるように制御されているから、モータ２０９ｃの回転数と一対一の関係にあるタービン回転数は、ＭＡＴ２０９が正常に動作しているならば、目標回転数に対応する値となっているはずである。タービン回転数が正常である場合（ステップＡ１４：ＹＥＳ）、即ち、タービン２０９ａが異常回転していない場合、状況としては、モータ作動条件においてモータアシストが実行され、且つタービン２０９ａが正常に回転していることとなり、ＥＣＵ１００は、ＭＡＴ２０９が正常に動作しているものとして、処理をステップＡ１１に戻し、一連の処理を繰り返す。

タービン回転数が正常ではない場合（ステップＡ１４：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、取得された信号のうち、電力の供給状態に関する信号値、即ちバッテリ電圧及び制御電流に基づいて、夫々バッテリ１１の電圧低下勾配値及び積算電流値を演算し、夫々の値が正常であるか否かを判別する（ステップＡ１５）。ここで、電圧低下勾配値とは、バッテリ１１の電源電圧の低下速度を表す指標であり、積算電流値とは、一定期間について積算された制御電流の総量である。

ＭＡＴ２０９は、電力供給系の効率的な動作を図るべく制御されており、従って、バッテリ１１の電源電圧の低下速度（即ち、勾配）が設定値以上である場合、バッテリ１１の電圧の過度な低下を防止する目的からその動作が禁止される。従って、係る電圧低下勾配値から、ＭＡＴコントローラ３００が誤った駆動信号を供給しているか否かを判別することができる。積算電流値についても、例えばＭＡＴ２０９の連続動作許容時間が積算電流値によっても規定されており、積算電流値が所定値を超えた場合には、ＭＡＴ２０９の動作は禁止される。従って、電圧低下勾配値の場合と同様、積算電流値からも、ＭＡＴコントローラ３００が誤った駆動信号を供給しているか否かを判別することができる。

ＥＣＵ１００は、これら二種類の判断要素のうち少なくとも一方が異常である場合（ステップＡ１５：ＮＯ）、制御系に故障が発生しているものと判別する（ステップＡ１６）と共に、これら二種類の判断要素のいずれも正常である場合（ステップＡ１５：ＹＥＳ）、制御系に異常はないものとしてＭＡＴ２０９に機械的な故障（即ち、本発明に係る「第１故障」の一例）が発生しているものと判別する（ステップＡ１７）。

ＭＡＴ２０９が機械的に故障している場合、ＥＣＵ１００は、遮断装置１６を制御し、２次バッテリ１５からの電力供給を遮断し（ステップＡ２１）、更に、インジケータ１８を点灯制御する（ステップＡ２２）。これにより、ＭＡＴ２０９におけるモータ２０９ｃの作動は停止され、且つ車両の運転者にＭＡＴ２０９の機械的故障が告知される。

一方、ステップＡ１６において制御系の故障であると判別された場合、ＥＣＵ１００は、ＭＡＴ２０９が機械的に故障していない可能性が高いものとして、ＭＡＴコントローラ３００を再起動する（ステップＡ１８）。ＭＡＴコントローラ３００を再起動させると、ＥＣＵ１００は先に述べたカウンタＣを一つインクリメントし（ステップＡ１９）、カウンタＣの値が再起動回数の閾値Ｃｔｈを超えたか否かを判別する（ステップＡ２０）。カウンタＣが再起動回数の閾値Ｃｔｈ以下である場合（ステップＡ２０：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、制御系の故障が修復された可能性があるものとして、処理をステップＡ１１に戻し、一連の処理を繰り返す。

この際、例えばＥＣＵ１００からＭＡＴコントローラ３００への制御信号の供給ラインにノイズが混入したり、或いは浮遊電磁波等の影響で一時的な誤作動が引き起こされたりしただけである場合等には、係るＭＡＴコントローラ３００の再起動によってＭＡＴ２０９の動作状態は正常な状態へ復帰する可能性が高いが、無論、再起動が行われても、同様に制御系の故障が発生している旨の判別が繰り返される可能性もある。そこで、ステップＡ２０に係る処理において、ＭＡＴコントローラ３００の再起動回数（即ち、カウンタＣ）が閾値Ｃｔｈを超えた場合（ステップＡ２０：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、ＭＡＴ２０９が機械的に故障しているか否かとは無関係に、何らかの回復不能な故障が発生しているものとして、処理をステップＡ２１に移行し、それに伴い、先に述べたように電力供給の遮断制御及びインジケータ１８の点灯制御を実行する。

以上説明したように、本実施形態に係るＭＡＴ保護処理によれば、ＭＡＴ２０９に何らかの故障が発生していると推定される場合には、更にその故障の種類が、機械的な修理を必要とする機械的な故障と、制御系に係る一過性の故障とに分類される。また、制御系の故障である場合には、ＭＡＴコントローラ３００の再起動によって故障の回復が図られるため、ＭＡＴ２０９が速やかに正常な状態に回復し得る。一方、機械的故障である場合や、再起動回数が閾値を超えても制御系の故障が回復しない場合には、電力の供給が遮断され、
ＭＡＴ２０９が動作し続けることによる、ＭＡＴ２０９の二次的な故障の発生が防止され、ＭＡＴ２０９が保護される。従って、ＭＡＴ２０９、ＭＡＴコントローラ３００及び電力供給系を含む過給システムを効率的且つ効果的に保護することが可能となるのである。

尚、本実施形態に係るＭＡＴ保護処理では、ステップＡ１４に係る処理においてタービン回転数が参照されているが、タービン２０９ａの異常回転を特定するに際しての判断要素は、タービン回転数に限定されず、例えば、過給圧センサ２１７によって検出される過給圧或いはインマニ圧センサ２２０によって検出されるインマニ圧や、図１及び図２には図示しない温度センサ等によって検出されるモータ２０９ｃのステータ温度等が、或いは温度センサ等（不図示）によって検出されるＭＡＴ２０９の冷却水又は潤滑油の温度の積算値等が参照されてもよい。

また、ステップＡ１２及びＡ１３に係る、モータ作動条件が満たされない場合にモータアシストが行われている状況（ステップＡ１３：ＮＯ）は、例えば、アクセルペダルの非操作時においてタービン回転数が所定値を超えた時間の積算値や、アイドル期間においてタービン回転数が所定値を超えた時間の積算値等によって、より具体的に特定されてもよい。

また、ステップＡ１５に係る処理では、バッテリ電圧及び制御電流が参照され、電圧低下勾配値及び積算電流値の取得に供されているが、制御系の故障であるか否かの判別に係る指標としては、これらに限定されず、例えば、図１及び図２には図示しない温度センサ等によって検出される、電力供給系に係る配線の温度等が参照されてもよい。

本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う過給システムの保護装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

本発明の一実施形態に係るエンジンシステムのブロック図である。 図１のエンジンシステムにおけるエンジンの模式図である。 図１のエンジンシステムにおいてＥＣＵが実行するＭＡＴ保護処理のフローチャートである。

符号の説明

１０…エンジンシステム、１１…１次電源、１６…遮断装置、１８…インジケータ、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、２０９…ＭＡＴ、２０９ａ…タービン、２０９ｂ…コンプレッサ、２０９ｃ…モータ、３００…ＭＡＴコントローラ。

Claims (7)

1. 内燃機関に設けられ、タービン及び該タービンに対し該タービンの回転を補助する駆動力を付与可能な電動機を有する過給器、電源を含み前記電動機に電力を供給可能な電力供給系、該電力供給系を介した前記電力の供給を制御する制御系並びに前記電力の供給を遮断可能な遮断手段を含む過給システムを保護するための過給システムの保護装置であって、
   前記タービンの回転状態を特定する回転状態特定手段と、
   前記特定された回転状態から前記タービンにおける異常回転の発生の有無を判別する異常回転判別手段と、
   前記電力の供給状態を特定する供給状態特定手段と、
   前記特定された供給状態から前記電力供給系における異常供給の発生の有無を判別する異常供給判別手段と、
   前記異常回転の発生の有無及び前記異常供給の発生の有無に基づいて、（i）前記過給システムにおける故障の発生の有無を判別し、且つ（ii）前記故障が発生したと判別された場合には更に、前記過給器の機械的故障を伴う第１故障及び該過給器の機械的故障を伴わず且つ前記制御系の電気的故障を伴う第２故障を含む複数種類の故障の中から前記発生した故障の種類を判別する故障種判別手段と、
   前記発生した故障の種類が前記第２故障であると判別された場合に、前記制御系の再起動を実行する再起動手段と、
   前記電力の供給を遮断すべきか否かを判別する遮断判別手段と、
   前記電力の供給を遮断すべきであると判別された場合に前記電力の供給が遮断されるように前記遮断手段を制御する遮断制御手段と
   を具備し、
   前記遮断判別手段は、（i）前記第１故障が発生した場合、（ii）前記制御系の再起動が行われた回数が所定値を超えた場合、（iii）前記電力供給系における電流値及び電圧値のうち少なくとも一方が基準値以上である場合、又は（iv）前記内燃機関における、出力及びエミッションを含む動作状態が所定の条件を満たす場合に、前記電力の供給を遮断すべきであると判別する
   ことを特徴とする過給システムの保護装置。
2. 前記故障種判別手段は、前記異常回転が発生し且つ前記異常供給が発生した場合に、前記故障が発生し且つ前記発生した故障の種類が前記第２故障であると判別する
   ことを特徴とする請求項１に記載の過給システムの保護装置。
3. 前記故障種判別手段は、前記異常回転が発生し且つ前記異常供給が発生していない場合に、前記故障が発生し且つ前記発生した故障の種類が前記第１故障であると判別する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の過給システムの保護装置。
4. 前記回転状態特定手段は、前記タービンの回転状態として、前記過給器の過給圧、前記タービンの回転速度及び前記電動機の温度を含む回転状態指標値のうち少なくとも一つを特定し、
   前記異常回転判別手段は、前記特定された少なくとも一つの回転状態指標値と、前記特定された少なくとも一つの回転状態指標値に対応する基準値との比較に基づいて前記異常回転の発生の有無を判別する
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の過給システムの保護装置。
5. 前記故障種判別手段は、予め前記電力の供給を禁止すべきものとして設定された期間において前記異常回転が発生した場合には、前記故障が発生し且つ前記発生した故障の種類が前記第２故障であると判別する
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の過給システムの保護装置。
6. 前記供給状態特定手段は、前記電力の供給状態として、前記電力供給系における積算電流値、前記電源における電圧低下勾配値、及び前記電力供給系の温度を含む供給状態指標値のうち少なくとも一つを特定し、
   前記異常供給判別手段は、前記特定された少なくとも一つの供給状態指標値と、前記特定された少なくとも一つの供給状態指標値に対応する基準値との比較に基づいて前記異常供給の発生の有無を判別する
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の過給システムの保護装置。
7. 前記電力の供給が遮断された場合に前記電力の供給が遮断された旨を告知する告知手段を更に具備する
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の過給システムの保護装置。

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