JP6698743B2 - 位置センサの故障判定装置 - Google Patents

Description

本開示は、車両のターボチャージャにおけるウェイストゲートバルブの開度位置を検出する位置センサについての通電故障に関する判定を行う、位置センサの故障判定装置に関する。

ターボチャージャは、自動車等のエンジンから排出される排気ガスによってタービンを駆動するとともに、このタービンに接続されたコンプレッサによってエンジンの燃焼用空気（新気）を圧縮する、過給機である。このターボチャージャには、タービンの上流側から下流側へ向けて排気ガスの一部をバイパスさせるためのウェイストゲート流路や、このウェイストゲート流路を開閉するウェイストゲートバルブ（ＷＧＶ：wastegate valve）等が設けられる。

また、このウェイストゲートバルブの開度位置を検出するため、位置センサ（ストロークセンサ）が使用される。例えば特許文献１には、このような位置センサにおける通電故障を判定（診断）する手法が提案されている。

特開２０１７−１６６４４３号公報

ところで、このような位置センサの通電故障判定において、通電診断に要する時間（診断時間）が、ウェイストゲートバルブの全閉状態から全開状態への移行時間、または、全開状態から全閉状態への移行時間と比べて長い場合、以下のようなおそれが生じる。すなわち、通電診断によって位置センサの故障が確定する前に、ウェイストゲートバルブが規定範囲外まで移動し、ウェイストゲートバルブを駆動するアクチュエータ（電動アクチュエータ）が、破損するおそれが生じる。そのため、位置センサの故障に伴うアクチュエータの破損を防止することが可能な、位置センサの故障判定装置を提供することが望ましい。

本開示の一実施の形態に係る位置センサの故障判定装置は、車両のエンジンから排気される排気ガスによって駆動されるタービンと、このタービンによって駆動されて燃焼用空気を圧縮するコンプレッサと、タービンの上流側から下流側へ向けて排気ガスの一部をバイパスさせるためのウェイストゲート流路と、電動アクチュエータによる駆動に従ってウェイストゲート流路を開閉するウェイストゲートバルブと、を有するターボチャージャにおけるウェイストゲートバルブの開度位置を検出する位置センサについて、通電故障に関する判定を行う判定部と、この判定部による判定結果に応じて、電動アクチュエータに対する通電を停止するフェイルセーフ制御を行う制御部とを備えたものである。上記判定部は、位置センサにおいて通電故障が有ることが確定する前段階の予備的判定として、以下の条件（Ａ），（Ｂ）がそれぞれ成立するのか否かを判定すると共に、上記予備的判定において上記条件（Ａ），（Ｂ）の双方が成立すると判定された場合には、位置センサにおいて通電故障の蓋然性が有ると判定する。上記制御部は、判定部によって通電故障の蓋然性が有るとの判定結果が得られた場合には、位置センサにおいて通電故障が有ることが確定する前に、上記フェイルセーフ制御を実行する。
（Ａ）位置センサからの出力位置が、電動アクチュエータの最大速度を超える速度で変位していること
（Ｂ）位置センサからの出力位置をＰｏ、位置センサの短絡状態位置をＰｓ、位置センサの断線状態位置をＰｄ、所定のマージン量をΔＰ１とした場合に、（Ｐｏ＞（Ｐｓ＋ΔＰ１））または（Ｐｏ＜（Ｐｄ−ΔＰ１））が成立すること

本開示の一実施の形態に係る位置センサの故障判定装置によれば、位置センサの故障に伴うアクチュエータの破損を防止することが可能となる。

本開示の一実施の形態に係る故障判定装置を備えたエンジンの概略構成例を模式的に表す模式図である。 図１に示したターボチャージャ付近の構成例を拡大して表す模式図である。 実施の形態に係る位置センサの故障判定方法の一例を表す流れ図である。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態（予備的判定を用いてフェイルセーフ制御等を行う故障判定方法の例）
２．変形例

＜１．実施の形態＞
［エンジン１の概略構成］
図１は、本開示の一実施の形態に係る故障判定装置（後述するエンジン制御部６０）を備えたエンジン１の概略構成例を、模式的に表したものである。また、図２は、このエンジン１における後述するターボチャージャ４０付近の構成例を、拡大して模式的に表したものである。

エンジン１は、例えば自動車などの車両に搭載されており、その車両の動力を発生させるものである。このエンジン１は、各種の内燃機関を用いて構成されており、図１に示した例では、ターボ過給を行うガソリンエンジンとなっている。なお、この図１では、エンジン１の構成のうち、本開示に係る要部構成を抽出して示している。

このエンジン１は、図１に示したように、本体部１０、吸気装置２０、排気装置３０、ターボチャージャ４０、燃料供給装置５０およびエンジン制御部６０を備えている。

（本体部１０）
本体部１０は、エンジン１の主機部分であり、この例では、水平対向４気筒の４ストロークＤＯＨＣ（Double Over Head Camshaft）ガソリン直噴エンジンとなっている。この本体部１０は、図１に示したように、クランクシャフト１１、シリンダブロック１２、シリンダヘッド１３、吸気バルブ駆動系１４および排気バルブ駆動系１５を有している。

クランクシャフト１１は、エンジン１の出力軸であり、図示しない各気筒のピストンがコネクティングロッド（コンロッド）を介して連結されている。シリンダブロック１２は、各気筒のシリンダを有するブロック状の部材であり、クランクシャフト１１を挟んで左右二分割されている。このシリンダブロック１２における右半部には、第１気筒および第３気筒が設けられ、左半部には、第２気筒および第４気筒が設けられている。シリンダヘッド１３は、シリンダブロック１２における左右両端部にそれぞれ設けられている。このシリンダヘッド１３は、図示しない燃焼室、吸気ポート、排気ポート、吸気バルブおよび排気バルブ等を有している。吸気バルブ駆動系１４は、この吸気バルブを駆動するものであり、排気バルブ駆動系１５は、排気バルブを駆動するものである。

（吸気装置２０）
吸気装置２０は、外気を吸入し、燃焼用空気Ａin（図２参照）としてシリンダヘッド１３の吸気ポートに導入する装置である。この吸気装置２０は、図１に示したように、インテークダクト２１、エアバイパスバルブ２２、インタークーラ２３およびインテークマニホールド２４を有している。

インテークダクト２１は、外部から吸入された燃焼用空気Ａinが搬送される管路である。このインテークダクト２１の中間部には、図１，図２に示したように、後述するターボチャージャ４０におけるコンプレッサ４１が設けられている。エアバイパスバルブ２２は、インテークダクト２１内を流れる燃焼用空気Ａinの一部をコンプレッサ４１の上流側から下流側へ向けてバイパスさせるためのバイパス流路を、開閉するバルブである（図２参照）。インタークーラ２３は、後述するようにしてコンプレッサ４１において圧縮された燃焼用空気Ａinを、例えば走行風（車両の走行により車体に対して発生する気流）との熱交換によって冷却するものである。インテークマニホールド２４は、吸入空気量を調整するスロットルバルブから出力された燃焼用空気Ａinを、各気筒の吸気ポートに配分する分岐管である。

（排気装置３０）
排気装置３０は、シリンダヘッド１３における排気ポートから、既燃ガス（排気ガスＧｅ）を排出する装置である。この排気装置３０は、図１に示したように、エキゾーストマニホールド３１、エキゾーストパイプ３２、フロント触媒３３、リア触媒３４およびサイレンサ３５を有している。

エキゾーストマニホールド３１は、各気筒の排気ポートから出力された排気ガスＧｅ（図２参照）を集合させて、後述するターボチャージャ４０におけるタービン４２へと導入する、排気ガス流路（管路）である。エキゾーストパイプ３２は、後述するターボチャージャ４０におけるタービン４２から出力された排気ガスＧｅを、外部へと排出する排気ガス流路（管路）である。このエキゾーストパイプ３２の途中には、図１に示したように、タービン４２側から順に、フロント触媒３３およびリア触媒３４が設けられている。これらのフロント触媒３３およびリア触媒３４はそれぞれ、例えば、排気ガスＧｅに含まれる炭化水素（ＨＣ），一酸化炭素（ＣＯ），窒素酸化物（ＮＯｘ）の低減処理を行う、三元触媒である。サイレンサ３５は、エキゾーストパイプ３２の出口部に隣接して配置されており、排気ガスＧｅにおける音響エネルギーを低減させて、排気騒音を抑制するものである。

（ターボチャージャ４０）
ターボチャージャ４０は、排気ガスＧｅのエネルギーを利用して新気（燃焼用空気Ａin）を圧縮する機能を有する、排気タービン過給機である（図２参照）。このターボチャージャ４０は、図１，図２に示したように、コンプレッサ４１、タービン４２、ベアリングハウジング４３、ウェイストゲート流路４４、ウェイストゲートバルブ４５、電動アクチュエータ４６および位置センサ４７（ストロークセンサ）を有している。

コンプレッサ４１は、タービン４２によって駆動されて燃焼用空気Ａinを圧縮するもの（遠心式圧縮機）である。タービン４２は、排気ガスＧｅによって駆動されるようになっており、この排気ガスＧｅのエネルギーを利用してコンプレッサ４１を駆動するものである（図２参照）。ベアリングハウジング４３は、コンプレッサ４１とタービン４２との間に設けられている。

ウェイストゲート流路４４は、図１，図２に示したように、タービン４２の上流側から下流側へ向けて、排気ガスＧｅの一部をバイパスさせるための流路（バイパス流路）である。ウェイストゲートバルブ４５は、図１，図２中の破線の矢印で示したように、電動アクチュエータ４６による駆動に従って、ウェイストゲート流路４４を開閉するバルブである。この電動アクチュエータ４６は、図１，図２中の破線の矢印で示したように、後述するエンジン制御部６０から供給される制御信号Ｓｃに基づいて、ウェイストゲートバルブ４５を駆動するものである。

位置センサ４７は、図２中の破線の矢印で示したように、ウェイストゲートバルブ４５における開度位置Ｐｏ（ストローク位置）を検出するセンサである。なお、このようにして位置センサ４７によって検出された開度位置Ｐｏ（位置センサ４７から出力される出力位置）は、図２に示したように、エンジン制御部６０へと供給されるようになっている。

（燃料供給装置５０）
燃料供給装置５０は、エンジン１における各気筒に対して燃料（ガソリン）を供給する装置である。この燃料供給装置５０は、図１に示したように、燃料タンク５１、フィードポンプ５２、フィードライン５３、高圧ポンプ５４、高圧燃料ライン５５およびインジェクタ５６を有している。

燃料タンク５１は、燃料が貯留される容器である。フィードポンプ５２は、燃料タンク５１内の燃料を吐出して、高圧ポンプ５４へと搬送するポンプである。フィードライン５３は、フィードポンプ５２によって吐出された燃料が、高圧ポンプ５４へと搬送される際の流路（燃料流路）である。高圧ポンプ５４は、シリンダヘッド１３に取り付けられており、カムシャフトを介して駆動されることで、燃料の圧力を昇圧させるものである。高圧燃料ライン５５は、高圧ポンプ５４による昇圧後の燃料（高圧燃料）が、各気筒に設けられたインジェクタ５６へと搬送される際の流路（燃料流路）である。インジェクタ５６は、高圧燃料ライン５５から供給される高圧燃料を、エンジン制御部６０から供給される噴射信号に応じて各気筒の燃焼室内に筒内噴射（直噴）する、噴射弁である。

（エンジン制御部６０）
エンジン制御部６０は、エンジン１における燃料噴射制御や点火制御、吸入空気量調節制御などの、各種運転制御を行うものである。また、このエンジン制御部６０は、詳細は後述するが、前述した位置センサ４７について通電故障に関する判定を行う機能と、そのような通電故障に関する判定結果に応じて所定のフェイルセーフ制御（Ｆ／Ｓ制御）を行う機能と、を有している。この所定のフェイルセーフ制御とは、エンジン制御部６０から出力される制御信号Ｓｃを用いて、前述した電動アクチュエータ４６に対する通電を停止する（通電カットを行う）制御のことである（図１，図２参照）。

このようなエンジン制御部６０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えたマイクロコンピュータを用いて構成されている。

なお、このエンジン制御部６０は、本開示における「（位置センサの）故障判定装置」、「判定部」および「制御部」の一具体例に対応している。

［動作および作用・効果］
続いて、本実施の形態のエンジン１における動作および作用・効果について説明する。

（Ａ．位置センサ４７の通電故障について）
最初に、前述したターボチャージャ４０における位置センサ４７の通電故障（通電系の異常）について、説明する。

まず、一般的な手法（比較例）では、所定の通電診断を行うことで、このような位置センサ４７に通電故障が発生したことを確定させるようにしている。そして、この比較例の手法では、位置センサ４７の通電故障が確定した後に、電動アクチュエータ４６に対する通電を停止させている。なお、上記した通電診断に要する時間（診断時間）は、例えば、故障の発生から約５００［ｍｓ］程度である。

一方、ウェイストゲートバルブ４５では、全閉状態と全開状態との間での移行時間（全閉位置と全開位置との間での移動時間）が、上記した通電診断の際の診断時間と比べ、短くなっている。具体的には、一例として、全閉状態から全開状態への移行時間は、約３２０［ｍｓ］程度となり、全開状態から全閉状態への移行時間は、約４５０［ｍｓ］程度となる。このため、この比較例で手法では、通電診断によって位置センサ４７の故障が確定する前に、ウェイストゲートバルブ４５が規定範囲外まで移動して、開き側および閉じ側のメカニカル・ハードストップ（突き当て部）に衝突することによって、電動アクチュエータ４６が破損してしまうおそれが生じる。

なお、このような現象は、位置センサ４７自体に通電故障が発生した場合だけでなく、例えばエンジン制御部６０と位置センサ４７とを接続する配線（ハーネス）に断線等の故障が発生した場合にも、生じ得る。その場合、ターボチャージャ４０自体は正常であり、ハーネスのみの故障にも関わらず、電動アクチュエータ４６が破損してしまうおそれがある。

このようにして、比較例の手法（通電診断のみを用いた故障判定方法）では、位置センサ４７等での通電故障に伴って、電動アクチュエータ４６までもが故障（破損）してしまうおそれがある。そしてその場合、不要な部品交換（位置センサ４７等に加えて電動アクチュエータ４６の部品交換）が生じることから、部品交換費用が増大してしまうことになる。

（Ｂ．本実施の形態の故障判定方法）
そこで本実施の形態では、以下詳述する手法を用いて、エンジン制御部６０において、位置センサ４７についての故障判定を行っている。

以下、図１，図２に加えて図３を参照して、本実施の形態に係る位置センサ４７の故障判定方法の一例について、詳細に説明する。図３は、本実施の形態に係る位置センサ４７の故障判定方法の一例を、流れ図で表したものである。

（Ｂ−１．予備的判定を利用したＦ／Ｓ制御の実行開始）
この故障判定方法では、まず、エンジン制御部６０は、後述する予備的判定の結果を示すフラグ（予備的判定フラグ）が、「（位置センサ４７における通電）故障の蓋然性：無」を示しているのか否かを、判定する（図３のステップＳ１０１）。

なお、この予備的判定とは、前述した通電診断（後述する本判定）を用いて位置センサ４７に通電故障が有ることが確定する前段階における、予備的な判定のことを意味している。具体的には、この図３の例では、以下説明するステップＳ１０２，Ｓ１０３における判定（後述する条件（Ａ），（Ｂ）がそれぞれ成立するのか否かの判定）が、予備的判定に対応している（図３中の破線で囲った部分を参照）。

ここで、上記した予備的判定フラグが「故障の蓋然性：有」を示している場合（ステップＳ１０１：Ｎ）、後述するステップＳ１０６へと進むことになる。

一方、上記した予備的判定フラグが「故障の蓋然性：無」を示している場合（ステップＳ１０１：Ｙ）、次にエンジン制御部６０は、１番目の予備的判定として、以下の条件（Ａ）が成立するのか否かを判定する（ステップＳ１０２）。具体的には、エンジン制御部６０は、以下の出力位置Ｐｏにおける変位速度である出力位置速度Ｖｏが、以下の最大速度Ｖmaxを越える値である（Ｖｏ＞Ｖmax）のか否かを判定する。
・条件（Ａ）：位置センサ４７からの出力位置（開度位置）Ｐｏが、電動アクチュエータ４６における最大速度Ｖmaxを超える速度で変位していること

ここで、この条件（Ａ）が成立しない（Ｖｏ≦Ｖmaxである）と判定された場合には（ステップＳ１０２：Ｎ）、上記した予備的判定フラグが引き続き「故障の蓋然性：無」を示すこととなり、前述したステップＳ１０１へと再び戻ることになる。

一方、この条件（Ａ）が成立する（Ｖｏ＞Ｖmaxである）と判定された場合には（ステップＳ１０２：Ｙ）、続いてエンジン制御部６０は、２番目の予備的判定として、以下の条件（Ｂ）が成立するのか否かを判定する（ステップＳ１０３）。具体的には、エンジン制御部６０は、２つの条件式のうちの一方、すなわち、（Ｐｏ＞（Ｐｓ＋ΔＰ１））または（Ｐｏ＜（Ｐｄ−ΔＰ１））が成立するのか否かを判定する。なお、これらの条件式において、「Ｐｓ」は位置センサ４７の短絡状態位置を、「Ｐｄ」は位置センサ４７の断線状態位置を、「ΔＰ１」は所定のマージン量を、それぞれ示している。
・条件（Ｂ）：位置センサ４７からの出力位置Ｐｏが、この位置センサ４７における短絡状態または断線状態を示す範囲付近の値であること

ここで、この条件（Ｂ）が成立しない（上記した２つの条件式の双方が成立しない）と判定された場合には（ステップＳ１０３：Ｎ）、前述した予備的判定フラグが引き続き「故障の蓋然性：無」を示すこととなり、前述したステップＳ１０１へと再び戻ることになる。

一方、この条件（Ｂ）が成立する（上記した２つの条件式のうちの一方が成立する）と判定された場合には（ステップＳ１０３：Ｙ）、予備的判定において条件（Ａ），（Ｂ）の双方が成立すると判定された場合に相当する。したがってこの場合、位置センサ４７において通電故障の蓋然性が有ると判定されたことになるため、次にエンジン制御部６０は、前述した予備的判定フラグを、「故障の蓋然性：有」へと変更する。そして、このようにして、位置センサ４７に通電故障の蓋然性が有るとの判定結果が得られた場合、エンジン制御部６０は、前述した通電診断を用いて位置センサ４７に通電故障が有ることが確定する前に、前述した所定のフェイルセーフ制御（Ｆ／Ｓ制御）を実行する。すなわち、エンジン制御部６０は制御信号Ｓｃを用いて、電動アクチュエータ４６に対する通電を停止する制御を行う（ステップＳ１０４）。

続いて、エンジン制御部６０は、このようなＦ／Ｓ制御を実行する直前における位置センサ４７からの出力位置Ｐｏを、直前出力位置Ｐofsとして保持（記憶）しておくようにする（ステップＳ１０５）。なお、その後は、前述したステップＳ１０１へと再び戻った後、予備的判定フラグが「故障の蓋然性：有」を示していることから、以下説明するステップＳ１０６以降へと進むことになる。

（Ｂ−２．予備的判定後のＦ／Ｓ制御の実行停止）
ここで、このステップＳ１０１において、予備的判定フラグが「故障の蓋然性：有」を示した場合（ステップＳ１０１：Ｎ）、すなわち、以下のステップＳ１０６以降（上記したＦ／Ｓ制御が実行された後のステップ）について説明する。

この場合、まず、エンジン制御部６０は、前述した通電診断（予備的判定の後の本判定）を用いて、位置センサ４７に通電故障が有ることが確定したのか否かを、判定する（ステップＳ１０６）。

ここで、位置センサ４７に通電故障が有ることが確定された場合には（ステップＳ１０６：Ｙ）、以下のようになる。すなわち、エンジン制御部６０は、前述した予備的判定フラグを、「故障の蓋然性：無」へと変更すると共に、Ｆ／Ｓ制御の実行を停止する（ステップＳ１０７）。このようにして、位置センサ４７における通電故障が確定した場合には、前述した予備的判定（条件（Ａ），（Ｂ）の判定）が再開されずに、エンジン制御部６０による図３に示した一連の各処理が終了となる。

一方、位置センサ４７に通電故障が有ることが確定されなかった場合（未確定の場合）には（ステップＳ１０６：Ｎ）、以下のようになる。すなわち、次にエンジン制御部６０は、位置センサ４７における通電故障の蓋然性に関する、所定の条件が成立するのか否かを判定する。具体的には、エンジン制御部６０は、このような所定の条件として、以下の条件（Ｃ）が成立するのか否かを判定する（ステップＳ１０８）。詳細には、エンジン制御部６０は、（（Ｐofs−ΔＰ２）＜Ｐｏ＜（Ｐofs＋ΔＰ２））という条件式が成立するのか否かを、判定する。なお、この条件式において、「ΔＰ２」は、所定のオーバーシュート量を示している。
・条件（Ｃ）：位置センサ４７からの出力位置Ｐｏが、ステップＳ１０５において保持しておいた、直前出力位置Ｐofs付近に復帰したこと

なお、このような条件（Ｃ）は、本開示における「所定の条件」の一具体例に対応している。

ここで、上記した所定の条件（条件（Ｃ））が成立しない（出力位置Ｐｏが直前出力位置Ｐofs付近には復帰しておらず、通電故障の蓋然性が依然として有る）と判定された場合には（ステップＳ１０８：Ｎ）、以下のようになる。すなわち、この場合には、前述したステップＳ１０１へと再び戻ることになる。そして、前述した予備的判定フラグが「故障の蓋然性：有」を示していることから、前述したステップＳ１０６以降へと再び戻ることになる。

一方、上記した所定の条件（条件（Ｃ））が成立する（出力位置Ｐｏが直前出力位置Ｐofs付近に復帰して、通電故障の蓋然性が無くなった）と判定された場合には（ステップＳ１０８：Ｙ）、以下のようになる。すなわち、エンジン制御部６０は、前述した予備的判定フラグを、「故障の蓋然性：無」へと変更すると共に、Ｆ／Ｓ制御の実行を停止する（ステップＳ１０９）。そして、その後は、前述したステップＳ１０１へと再び戻り、予備的判定フラグが「故障の蓋然性：無」を示していることから、前述した予備的判定（条件（Ａ），（Ｂ）の判定：ステップＳ１０２，Ｓ１０３）が再開されることになる。以上で、エンジン制御部６０による図３に示した一連の各処理の説明が、終了となる。

（Ｃ．作用・効果）
このようにして本実施の形態では、エンジン制御部６０は、位置センサ４７における通電故障の判定を、以下のようにして行う。すなわち、エンジン制御部６０は、まず、位置センサ４７に通電故障が有ることが確定する前段階の予備的判定において、前述した条件（Ａ），（Ｂ）の双方が成立すると判定された場合には、この位置センサ４７において通電故障の蓋然性が有ると判定する（図３のステップＳ１０２〜Ｓ１０４参照）。そして、エンジン制御部６０は、このようにして通電故障の蓋然性が有るとの判定結果が得られた場合には、その位置センサ４７に通電故障が有ることが確定する前に、電動アクチュエータ４６に対する通電を停止するフェイルセーフ制御（Ｆ／Ｓ制御）を実行する（図３のステップＳ１０４中の括弧書き参照）。

これにより本実施の形態では、前述した比較例の故障判定方法とは異なり、位置センサ４７の通電故障が確定する前段階において、電動アクチュエータ４６に対する通電が早期に停止されることになる。このため、本実施の形態では比較例とは異なり、その位置センサ４７における通電故障の蓋然性に伴って、電動アクチュエータ４６までもが故障してしまうおそれが、防止される。すなわち、位置センサ４７の通電故障の際のＦ／Ｓ制御を、通電診断（本判定）だけに頼ることなく実施することができ、位置センサ４７自体の通電故障や、前述したハーネスの断線等の故障が発生した場合にも、電動アクチュエータ４６を破損させることなく、Ｆ／Ｓ制御への移行が可能となる。

これらのことから、本実施の形態では、ウェイストゲートバルブ４５の動作（開閉動作）の信頼性を向上させることも可能となる。また、それに伴って本実施の形態では、前述した比較例の場合とは異なり、不要な部品交換（位置センサ４７等に加えて電動アクチュエータ４６の部品交換）が防止されることになる。よって、本実施の形態ではこの比較例と比べ、位置センサ４７等に故障が発生した場合の部品交換費用を、低減することも可能となる。

また、エンジン制御部６０は、上記したＦ／Ｓ制御が実行された後に、通電故障の蓋然性に関する所定の条件（前述した条件（Ｃ））が成立するのか否かを更に判定する（図３のステップＳ１０８参照）。そして、この所定の条件が成立して通電故障の蓋然性が無くなったと判定された場合には、エンジン制御部６０は、Ｆ／Ｓ制御の実行を停止すると共に、予備的判定（条件（Ａ），（Ｂ）の判定）を再開する（図３のステップＳ１０９，Ｓ１０１〜Ｓ１０３参照）。これにより本実施の形態では、予備的判定によって、位置センサ４７において通電故障の蓋然性が有ると一旦は判定された後でも、通電故障が有ることが確定する前段階では、そのような蓋然性の有無（蓋然性が無くなる状態に復帰したのか否か）を、更に判定することができる。よって、通電故障の蓋然性が無くなる状態に復帰した場合には、通電故障が確定する前に、不要なＦ／Ｓの実行を停止することができ、故障判定の際の利便性を向上させることが可能となる。

更に、エンジン制御部６０は、Ｆ／Ｓ制御を実行する直前での位置センサ４７からの出力位置Ｐｏを、直前出力位置Ｐofsとして保持しておくようにする（図３のステップＳ１０５参照）。そして、エンジン制御部６０は、位置センサ４７に通電故障が有ることが確定する前に、上記した所定の条件が成立するのか否かとして、位置センサ４７からの出力位置Ｐｏが直前出力位置Ｐofs付近に復帰したのか否かを、判定する（図３のステップＳ１０８参照）。これにより本実施の形態では、上記した蓋然性の有無（蓋然性が無くなる状態に復帰したのか否か）を、容易に判定することができるようになり、故障判定の際の利便性を更に向上させることが可能となる。

加えて、Ｆ／Ｓ制御が実行された後に、位置センサ４７に通電故障が有ることが確定された場合には、予備的判定（条件（Ａ），（Ｂ）の判定）が再開されずに、エンジン制御部６０による図３に示した一連の各処理が終了となる（図３のステップＳ１０６，Ｓ１０７，「エンド」参照）。これにより本実施の形態では、前述した通電診断（本判定）によって通電故障が確定した場合には、その後に不要な予備的判定が行われないため、この点でも、故障判定の際の利便性を向上させることが可能となる。

＜２．変形例＞
以上、実施の形態を挙げて本開示を説明したが、本開示はこの実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。

例えば、エンジン１における各部材の構成（形式、形状、配置、個数等）については、上記実施の形態で説明したものには限られない。すなわち、これらの各部材（例えば、本体部１０、吸気装置２０、排気装置３０、ターボチャージャ４０、燃料供給装置５０およびエンジン制御部６０など）における構成については、他の形式や形状、配置、個数等であってもよい。また、上記実施の形態で説明した各種パラメータの値や範囲、大小関係等についても、上記実施の形態で説明したものには限られず、他の値や範囲、大小関係等であってもよい。

具体的には、例えば、上記実施の形態では、エンジン１が水平対向４気筒のガソリンエンジンである場合を例に挙げて説明したが、シリンダレイアウトや気筒数、点火順序等は、この例には限られない。また、本開示は、上記実施の形態で説明したガソリンエンジンの場合には限られず、例えば、ターボ過給を行うディーゼルエンジンの場合や、その他の内燃機関の場合についても、適用することが可能である。

また、上記実施の形態では、位置センサ４７における故障判定の手法について具体例を挙げて説明したが、この具体例には限られず、他の手法を用いて故障判定を行うようにしてもよい。

更に、上記実施の形態で説明した一連の処理は、ハードウェア（回路）で行われるようにしてもよいし、ソフトウェア（プログラム）で行われるようにしてもよい。ソフトウェアで行われるようにした場合、そのソフトウェアは、各機能をコンピュータにより実行させるためのプログラム群で構成される。各プログラムは、例えば、上記コンピュータに予め組み込まれて用いられてもよいし、ネットワークや記録媒体から上記コンピュータにインストールして用いられてもよい。

加えて、これまでに説明した各種の例を、任意の組み合わせで適用させるようにしてもよい。

なお、本明細書中に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また、他の効果があってもよい。

１…エンジン、１０…本体部、１１…クランクシャフト、１２…シリンダブロック、１３…シリンダヘッド、１４…吸気バルブ駆動系、１５…排気バルブ駆動系、２０…吸気装置、２１…インテークダクト、２２…エアバイパスバルブ、２３…インタークーラ、２４…インテークマニホールド、３０…排気装置、３１…エキゾーストマニホールド、３２…エキゾーストパイプ、３３…フロント触媒、３４…リア触媒、３５…サイレンサ、４０…ターボチャージャ、４１…コンプレッサ、４２…タービン、４３…ベアリングハウジング、４４…ウェイストゲート流路、４５…ウェイストゲートバルブ、４６…電動アクチュエータ、４７…位置センサ（ストロークセンサ）、５０…燃料供給装置、５１…燃料タンク、５２…フィードポンプ、５３…フィードライン、５４…高圧ポンプ、５５…高圧燃料ライン、５６…インジェクタ、６０…エンジン制御部、Ｓｃ…制御信号、Ａin…燃焼用空気、Ｇｅ…排気ガス、Ｐｏ…開度位置（ストローク位置，出力位置）、Ｖｏ…出力位置速度、Ｖmax…最大速度、Ｐｓ…短絡状態位置、Ｐｄ…断線状態位置、Ｐofs…直前出力位置、ΔＰ１…マージン量、ΔＰ２…オーバーシュート量。

Claims (4)

1. 車両のエンジンから排気される排気ガスによって駆動されるタービンと、前記タービンによって駆動されて燃焼用空気を圧縮するコンプレッサと、前記タービンの上流側から下流側へ向けて前記排気ガスの一部をバイパスさせるためのウェイストゲート流路と、電動アクチュエータによる駆動に従って前記ウェイストゲート流路を開閉するウェイストゲートバルブと、を有するターボチャージャにおける前記ウェイストゲートバルブの開度位置を検出する位置センサについて、通電故障に関する判定を行う判定部と、
   前記判定部による判定結果に応じて、前記電動アクチュエータに対する通電を停止するフェイルセーフ制御を行う制御部と
   を備え、
   前記判定部は、
   前記位置センサにおいて前記通電故障が有ることが確定する前段階の予備的判定として、以下の条件（Ａ），（Ｂ）がそれぞれ成立するのか否かを判定すると共に、
   前記予備的判定において前記条件（Ａ），（Ｂ）の双方が成立すると判定された場合には、前記位置センサにおいて前記通電故障の蓋然性が有ると判定し、
   前記制御部は、
   前記判定部によって、前記通電故障の蓋然性が有るとの判定結果が得られた場合には、
   前記位置センサにおいて前記通電故障が有ることが確定する前に、前記フェイルセーフ制御を実行する
   位置センサの故障判定装置。
   （Ａ）前記位置センサからの出力位置が、前記電動アクチュエータの最大速度を超える速度で変位していること
   （Ｂ）前記位置センサからの出力位置をＰｏ、前記位置センサの短絡状態位置をＰｓ、前記位置センサの断線状態位置をＰｄ、所定のマージン量をΔＰ１とした場合に、（Ｐｏ＞（Ｐｓ＋ΔＰ１））または（Ｐｏ＜（Ｐｄ−ΔＰ１））が成立すること
2. 前記判定部は、前記フェイルセーフ制御が実行された後に、前記通電故障の蓋然性に関する所定の条件が成立するのか否かを更に判定し、
   前記判定部によって、前記所定の条件が成立して前記通電故障の蓋然性が無くなったと判定された場合には、
   前記制御部が、前記フェイルセーフ制御の実行を停止すると共に、前記判定部が、前記予備的判定を再開する
   請求項１に記載の位置センサの故障判定装置。
3. 前記制御部は、前記フェイルセーフ制御を実行する直前における前記位置センサからの出力位置を、直前出力位置として保持しておき、
   前記判定部は、
   前記位置センサにおいて前記通電故障が有ることが確定する前に、
   前記所定の条件が成立するのか否かとして、前記直前出力位置をＰofs、所定のオーバーシュート量をΔＰ２とした場合において、（（Ｐofs−ΔＰ２）＜Ｐｏ＜（Ｐofs＋ΔＰ２））という条件式が成立するのか否かを、判定する
   請求項２に記載の位置センサの故障判定装置。
4. 前記フェイルセーフ制御が実行された後に、前記判定部によって、前記位置センサにおいて前記通電故障が有ることが確定された場合には、
   前記判定部による前記予備的判定が再開されずに、前記判定部および前記制御部による処理がそれぞれ終了となる
   請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の位置センサの故障判定装置。

Images