JP2008255903A - 内燃機関 - Google Patents

Abstract

【課題】タービン容量可変構造及び回転アシスト構造を有するターボ過給機の容量可変構造に故障が発生したときに、適切なフェールセーフを実行して性能を維持することができる内燃機関を提供する。
【解決手段】タービンの回転をアシストする過給アシスト手段２８及びタービンの容量を可変とするタービン容量可変手段２４，２５を有しているターボ過給機２０を備える内燃機関１であって、前記タービン容量可変手段の作動状態を検出する状態検出手段２６を更に備え、前記状態検出手段の出力に基づいて前記タービン容量可変手段の故障を確認したときに、当該故障の状態に応じて前記過給アシスト手段の駆動を制御する制御手段３０を備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明はターボ過給機を備える内燃機関（以下、エンジンとも称する）に関する。より詳細には、タービンの容量を変更できるタービン容量可変機構、及びタービン軸の回転をアシストする回転アシスト機構を備えたターボ過給機を有する内燃機関に関する。

近年、広い運転領域で高いトルクを得ることができるターボ式の過給機が車両用のエンジンに搭載されるようになっている。更に、より広い運転領域で高いトルクを得るためタービン容量（流量）を変更できるように改善したターボ過給機（容量可変型のターボ過給機）も提供されるようなっている。この容量可変型ターボ過給機は、例えばターボ過給機のタービン側への排気ガス量を変更可変とするための開閉可能なノズル（Variable Nozzle：）を備えており、ノズルの開度を調整することでタービン容量を必要に応じて適宜に変更できる。

また、一般に、ターボ過給機は過給圧が低い始動時などでは回転が不十分であるために十分な効果が得られず、加速時などではタイムラグが発生してしまうことが知られている。この点を改良すべく、ターボ過給機のタービン回転をアシストする構造を備えたターボ過給機（アシスト付のターボ過給機）が提案されている。このようなアシスト付ターボ過給機は、例えばタービン軸に電動機（モータ）が付加されており、アシストが必要な始動時などに電動機を駆動して回転数を上昇させることができる。そして、例えば特許文献１で開示すように、上記タービン容量可変及び回転アシストの両機能を備えたターボ過給機についても知られている。

ところが、容量可変型ターボ過給機の場合には、タービン容量を変更するための可動構造を含んでいる。そのため、この可動構造が経時による影響を受けて燃料やススの固着、或いは磨耗などを原因として正確な作動をしなくなる場合がある。すなわち、容量可変型ターボ過給機は種々の故障を発生させて、設計した通りにタービン容量を調整できなくなる場合がある。そこで、特許文献１は過給圧の変化を補うように電動機（或いは電動発電吸気量）の作動を制御する制御手段を設けた内燃機関について提案する。この内燃機関はタービン容量を変更するノズル構造（可変ノズル装置）が故障して正確な作動をしなくなったときに、過給度を目標値に維持するように電動機等の作動を制御する。よって、ノズル構造に故障が発生しても、電動機等を制御して対処できる。

特開２００４−９２５７５号公報

上記特許文献１で開示する技術は、可変ノズルの応答作動性が低下したときに電動機等を制御して過給圧の変化を補うものである。しかしながら、可変ノズルが故障する形態は一定ではない。すなわち、可変ノズルが目標の開度位置（通常位置）よりも閉じ側で固着する場合、また、これとは逆に目標の開度位置（通常位置）よりも開き側で固着する場合など、故障にも様々な形態がある。例えば、可変ノズルが閉じ側で固着するとエキゾーストマニホールド内の圧力が過大となり、閉じた状態を維持すべきときに排気弁が開いてしまうなどの不都合が発生する。また、可変ノズルが開き側で固着するとエキゾーストマニホールド内が低圧気味となるので過給圧も下がり内燃機関の過渡応答性が低下するなどの不都合を発生させることになる。ところが、特許文献１で開示する技術は、可変ノズルの具体的な故障形態にまでは配慮していないので、発生したノズル固着形態によっては内燃機関の性能を低下させることが懸念される。

よって、本発明の目的は、タービン容量可変構造及び回転アシスト構造を有するターボ過給機の容量可変構造に故障が発生したときに、適切なフェールセーフを実行して性能を維持することができる内燃機関を提供することである。

上記目的は、タービンの回転をアシストする過給アシスト手段及びタービンの容量を可変とするタービン容量可変手段を有しているターボ過給機を備える内燃機関であって、前記タービン容量可変手段の作動状態を検出する状態検出手段を更に備え、前記状態検出手段の出力に基づいて前記タービン容量可変手段の故障を確認したときに、当該故障の状態に応じて前記過給アシスト手段の駆動を制御する制御手段を備えていることを特徴とする内燃機関により達成できる。

本発明によると、制御手段がタービン容量可変手段の故障状態に応じて過給アシスト手段の駆動をフェールセーフ制御するので内燃機関の機能を維持できる。

また、前記制御手段は、エキゾーストマニホールド圧が通常時より大きくなる状態で前記タービン容量可変手段が故障していると判断した場合、前記過給アシスト手段を制御してエキゾーストマニホールド圧の上昇を抑制する制御を実行するようにしてもよい。ここで、前記制御手段は、前記タービン容量可変手段が目標開度より閉じ側で固着していることを確認した場合、前記過給アシスト手段の制動制御の開始を早めるようにしてもよい。

また、前記制御手段は、エキゾーストマニホールド圧が通常時より小さくなる状態で前記タービン容量可変手段が故障していると判断した場合、前記過給アシスト手段を制御して前記過給圧の過渡応答性を高めるようにしてもよい。ここで前記制御手段は、前記タービン容量可変手段が目標開度より開き側で固着していることを確認した場合、前記過給アシスト手段の駆動制御の開始を早めるようにしてもよい。

本発明によれば、タービン容量可変構造及び回転アシスト構造を有するターボ過給機の容量可変構造に故障が発生したときに、適切なフェールセーフを実行して性能を維持することができる内燃機関を提供できる。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係る内燃機関（以下、エンジンという）について説明する。このエンジンは、タービン軸の回転をアシストする過給アシスト手段及びタービンの容量を可変とするタービン容量可変手段を備えているターボ過給機を有している。

図１は、実施例に係るエンジン（Ｅ／Ｇ）１について示したブロック図である。エンジン１の吸気側にはインテークマニホールド２、排気側にはエキゾーストマニホールド３が設けられている。インテークマニホールド２に接続した吸気通路４には、上流側からエアクリーナ５、インタークーラ６、スロットルバルブ７が配備されている。更に、吸気通路４には、吸入空気流量（吸気量）を検出するエアフローメータ１０がエアクリーナ５の下流側に配備されている。このエアフローメータ１０の出力は、後述するＥＣＵ３０へ供給されている。また、エキゾーストマニホールド３に接続した排気通路８の下流には排気浄化用の触媒９が配備されている。

そして、エンジン１にはターボ過給機２０が配備されている。ターボ過給機２０のタービン２２は排気通路８の途中に配置され、コンプレッサ２３は吸気通路４の途中に配置されている。タービン２２とコンプレッサ２３とはタービン軸２１の両端に固定されている。

上記ターボ過給機２０は、タービン容量を変更できるように形成されていると共に、タービン回転数を上昇させることができるアシスト機能を備えている。タービン２２に近接してタービン容量可変手段となるバリアブルノズル（Variable Nozzle：）２４が配備してある。バリアブルノズル２４としては、従来において公知の構造を採用できる。バリアブルノズル２４は、例えばタービン２２の周囲に環状に複数のベーン（羽根）を配置し、これらのベーンを開閉自在とする可変ノズル構造を好適に採用できる。バリアブルノズル２４は、アクチュエータ２５によって開閉される。バリアブルノズル２４を適宜に開閉することにより、タービン２２の容量が変更される。バリアブルノズル２４を閉側にする程、排気ガス圧を上昇させてタービン軸２１の回転を増加させ、これにより過給圧を上昇させてエンジン出力を向上させることができる。

上記アクチュエータ２５は、ＥＣＵ３０により駆動が制御される。また、バリアブルノズル２４の開度を検出するノズル開度センサ２６が配備されている。よって、ＥＣＵ３０はノズル開度センサ２６の出力に基づいてバリアブルノズル２４の作動状態を検出できる。ノズル開度センサ２６の出力はＥＣＵ３０へ供給されている。ＥＣＵ３０は、ノズル開度センサ２６の出力を確認してアクチュエータ２５を制御して、バリアブルノズル２４の開度を適宜に変更できる。

また、タービン軸２１には過給アシスト手段として電動機（モータ）２８が配備されている。電動機２８は給電されたときに、タービン軸２１の回転をアシスト（回転補助）する。この電動機２８もＥＣＵ３０により駆動が制御されている。また、タービン軸２１と共に回転する電動機２８のロータ（不図示）の回転数ＮＴを検出する回転数センサ２９が配備されている。回転数センサ２９の出力はＥＣＵ３０へ供給されている。よって、ＥＣＵ３０は、回転数センサ２９の出力を確認しながら電動機２８を駆動制御できる。

エンジン１は、前述のＥＣＵ（Electronic Control Unit）３０を備えている。このＥＣＵ３０は、エンジン回転数、アクセル開度等を確認してエンジン１の全体を制御する。そして、本実施例におけるＥＣＵ３０は、ノズル開度センサ２６の出力に基づいて、バリアブルノズル２４が故障していないか監視する。ここで、ＥＣＵ３０はバリアブルノズル２４が正常な開閉動作をしていないことを確認した場合、エンジン性能が低下しないように故障対処（フェールセーフ）制御を実行する。すなわち、ＥＣＵ３０はバリアブルノズル２４の故障がエンジン１に影響しないように、電動機２８の駆動を制御する。ここでのＥＣＵ３０によるフェールセーフ制御は、バリアブルノズル２４の故障状態、例えばバリアブルノズル２４の固着位置などに応じて、電動機２８の最高出力を制限したり、作動範囲（作動開始時期や制動開始時期など）を変更したりする。よって、実施例に係るエンジン１は、バリアブルノズル２４に故障が発生してもフェールセーフ制御を実行して機能維持を図ることができる。なお、ＥＣＵ３０は不図示のＲＯＭなどのメモリを備えている。このメモリに上記フェールセーフに係る一連のプログラムやこれを実行するのに必要なデータが格納されている。

図２は、ＥＣＵ３０がバリアブルノズル２４の故障（作動不良）を確認したときに実行するフェールセーフの一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、バリアブルノズル２４に固着異常が確認されたときに、固着位置に応じて電動機の最高出力を制限してフェールセーフ制御する場合の例である。このようなフェールセーフ制御により、例えばエキゾーストマニホールド圧が過大となるのを防止してエンジンの機能維持を図ることができる。

図２のフローチャートは、例えばイグニッションキーがオン（ＯＮ）されたときに起動される。先ず、ＥＣＵ３０はエンジン回転数やアクセル開度などと共に、ノズル開度センサ２６の出力を確認する。より具体的には、ＥＣＵ３０はエンジン１の状態（要求）に応じてアクチュエータ２５を制御してバリアブルノズル（）２４を開閉させる。このときに、ＥＣＵ３０は自らが要求した目標開度とノズル開度センサ２６の出力とを確認して、バリアブルノズル２４に固着異常が発生しているか否かを判断する（Ｓ１０１）。

上記ステップＳ１０１で、ＥＣＵ３０は固着異常無しとの判断をした場合、電動機２８を最高出力で駆動する（Ｓ１０３）。なお、このフローチャートで最高出力とは、通常の通りに設計値の１００％で電動機を駆動することである。

一方、ステップＳ１０１で、ＥＣＵ３０が固着異常有りとの判断をした場合には、更にノズル開度センサ２６の出力からバリアブルノズル（）２４の現状位置を確認する（Ｓ１０２）。そして、バリアブルノズル２４の開度から電動機２８の最高出力を制限する（Ｓ１０４）。このように電動機２８の最高出力を制限することにより、例えばバリアブルノズル２４が閉じ側で固着したようなときにエキゾーストマニホールド圧が過大となることを確実に抑制できる。

図３は、バリアブルノズル２４が固着したときの位置に応じて、設定される電動機２８の出力制限の設定例について示している図である。（Ａ）はバリアブルノズル２４が正常に作動するときを通常時として、この通常時の電動機出力を１００％としバリアブルノズル２４が固着した開度位置に応じて電動機出力（％）を変更するチャートを示している。（Ｂ）は通常時を最高出力値１．５ｋＷとし、バリアブルノズル２４が固着した開度位置に応じて電動機の最高出力値（ｋＷ）を変更するチャートを示している。
なお、（Ａ）は通常時を１００％として電動機の出力を相対的に制限する場合の例である。（Ｂ）は通常時を最高出力値１．５ｋＷとして電動機の絶対出力（ｋＷ）を制限する場合の例となる。

ＥＣＵ３０は、図３（Ａ）、（Ｂ）のどちらを採用して電動機の出力制限をしてもよい。図３（Ａ）、（Ｂ）で示す出力制限は、シミュレーションなどにより得たデータに基づいて予め設定するもので、ＥＣＵ３０のメモリ領域に格納して適宜に読出しできるようにしておけばよい。

以下、更に図を参照して、バリアブルノズル２４の固着を確認したときに、ＥＣＵ３０が実行するフェールセーフの他例を複数説明する。図４は、ＥＣＵ３０がバリアブルノズル２４の固着を確認したとき、目標開度からのずれを考慮して実行する他のフェールセーフ制御のフローチャートである。図４で示すフェールセーフは、ＥＣＵ３０がエンジン１の状態に応じて目標のバリアブルノズル２４の開度（目標開度）を算出して、固着位置との相違（位置のずれ）を確認する。そして、この相違に応じて電動機の作動制限を変更してフェールセーフする例である。このようなフェールセーフを実行することで、バリアブルノズル２４が閉じ側で固着している場合には電動機２８の出力を下げることで、反対にバリアブルノズル２４が開き側で固着している場合には電動機２８の出力を上げることができるので、エンジン性能の維持を図ることができる。

図４のフローチャートの前半部分（Ｓ２０１〜Ｓ２０３）は、図２と同様である。すなわち、ＥＣＵ３０はノズル開度センサ２６の出力を確認して、バリアブルノズル２４に固着異常が発生しているか否かを判定する（Ｓ２０１）。ここでＥＣＵ３０は固着異常無しとの判断した場合、電動機２８を通常の通りに駆動する（Ｓ２０３）。一方、ステップＳ２０１で、ＥＣＵ３０が固着の異常有りとの判断をした場合には、更にノズル開度センサ２６の出力からバリアブルノズル２４の現状位置を確認する（Ｓ２０２）。

ステップＳ２０２以後の処理が、図２フローチャートとは異なっている。ＥＣＵ３０は、バリアブルノズル２４の目標開度を算出し（Ｓ２０４）、現状位置（固着位置）と目標位置との差に基づいて電動機の作動制限を変更する（Ｓ２０５）。このように電動機２８の作動制限を目標開度との差に応じて変更することにより、故障でバリアブルノズル２４が閉側或いは開側のいずれに固着していても対処できるフェールセーフ制御を実現できる。

図５は、バリアブルノズル２４が固着したときの現状開度（固着開度）と目標開度との差に応じて設定される電動機２８の作動制限の変更例について示している図である。（Ａ）は目標開度における電動機出力を１００％とし、バリアブルノズル２４が固着した開度位置に応じて電動機出力（％）を変更するためのチャートである。（Ｂ）は目標開度における最高回転数を１２（万ｒｐｍ）とし、バリアブルノズル２４が固着した開度位置に応じて電動機の最高回転数（万ｒｐｍ）を変更するためのチャートである。（Ａ）は通常時を１００％として電動機の作動制限を変更する場合の例であり、（Ｂ）は通常時を最高回転数１２（万ｒｐｍ）として電動機の回転数を変更する場合の例である。

ＥＣＵ３０は図５（Ａ）、（Ｂ）のどちらを採用して電動機の出力制限の変更をしてもよい。図５（Ａ）、（Ｂ）で示す制限変更のデータについてもＥＣＵ３０のメモリ領域に格納して適宜に読出しできるようにしておけばよい。

更に、図６、図７を参照して、ＥＣＵ３０による他のフェールセーフ制御例について説明する。このフェールセーフ制御は、バリアブルノズル２４が固着したときにエキゾーストマニホールド圧が過大となるのを、確実に抑止することを意図して電動機を制御するものである。図６は、ＥＣＵ３０が吸気量を考慮して実行するフェールセーフ制御について示すフローチャートである。この図６で示すフローチャートの場合も前半部分（Ｓ３０１〜Ｓ３０３）は、前述したものと同様であるので重複する説明を省略する。ステップＳ３０４以後の処理を詳細に説明する。

ＥＣＵ３０は、エアフローメータ１０の出力から吸入空気量（以下、吸気量Ｇａ）を算出する（Ｓ３０４）。更に、目標の開度に応じた最大吸気量（Ｇａ＿ｍａｘ）を算出する（Ｓ３０５）。そして、算出した吸気量Ｇａと最大吸気量Ｇａ＿ｍａｘとの差に基づいて、電動機の最高出力（％）を算出する。このように吸気量に基づいて電動機の駆動を制限することによっても、エキゾーストマニホールド圧が過大とならないようなフェールセーフを実現できる。

なお、図７（Ａ）は、バリアブルノズル２４が固着したときの開度と最大吸気量Ｇａ＿ｍａｘとの関係にいて示している図である。この図で示すように、バリアブルノズル２４が固着した開度位置に応じて、最大吸気量Ｇａ＿ｍａｘを小さく変更する必要がある。この図７（Ａ）はバリアブルノズル２４が閉じ側で固着した場合ほど、少ない吸気量でエキゾーストマニホールド圧が限度を超える可能性が高くなることを示している。そこで、ＥＣＵ３０は図７（Ａ）を参照してエキゾーストマニホールド圧が上側の過大領域ＮＧに入らないように最大吸気量Ｇａ＿ｍａｘを調整する。

図７（Ｂ）は、吸気量Ｇａと最大吸気量Ｇａ＿ｍａｘとの差に対する最適な電動機出力（％）を示している図である。ＥＣＵ３０は、図７（Ａ）、（Ｂ）で示しているデータをメモリ領域に格納して、図６で示すフェールセーフ処理を実行する。よって、ノズルが固着したときにエキゾーストマニホールド圧が過大とならないようにフェールセーフ制御して、エンジンの機能維持を図ることができる。

更に、図を参照して、ＥＣＵ３０が実行する他のフェールセーフ制御について説明する。このフェールセーフ制御はバリアブルノズル２４の固着位置に応じて電動機の制動開始時期を調整してエンジンの機能維持を図るものである

図８は、電動機出力制限に係る圧力差αとバリアブルノズル２４の固着位置との関係について示している図である。バリアブルノズル２４が正常に作動している場合には、現状開度と目標開度がほぼ一致する。よって、これら開度の差はゼロ（０）となるので横軸における中央ＣＬに対応した圧力差αとなる。このときの圧力差αは例えば８（ｋＰａ）であり、これが通常の圧力差αの値となる。そして、この図８は、バリアブルノズル２４が閉じ側で固着した場合には、大きな値の圧力差α（ｋＰａ）が発生し易いことを示している。よって、閉じ側で固着している場合は、通常より早めに電動機の出力制限を開始するという対処が有効であることが理解できる。

図９は目標過給圧と現状過給圧との圧力差βと電動機出力（％）の関係を示した図である。この図９は上記圧力差βから定まる電動機の出力制限（％）を示している。また、上記圧力差αにより電動機の出力制限を開始する時期（制動制御を開始する時期）を異ならせることも示している。この図９では、バリアブルノズル２４が閉じ側で固着して相対的に高い圧力差α１が発生している場合には、電動機の出力制限を早期に開始することを示している。また、バリアブルノズル２４が開き側で固着して相対的に低い圧力差α２が発生している場合には電動機の出力制限を遅めとすることを示している。

図１０は、ＥＣＵがバリアブルノズルの固着を確認したとき、図８、図９を考慮して実行する他のフェールセーフ制御のフローチャートである。ＥＣＵ３０は、ステップＳ４０１で固着の異常無しとの判断をした場合、電動機２８を通常の通りに駆動する。この場合には、電動機出力制限圧力差はおおよそα＝８ｋＰａということになる（Ｓ４０３）。一方、ＥＣＵ３０が固着の異常有りとの判断をした場合（Ｓ４０１）、更にバリアブルノズル２４の現状開度を確認し（Ｓ４０２）、目標開度を算出する（Ｓ４０４）。そして、ＥＣＵ３０は固着ありと判断した場合についても電動機出力制限圧力差αを算出する（Ｓ４０５）。

ＥＣＵ３０は、固着の発生有り及び無しのそれぞれの場合について、目標過給圧と現状過給圧との差である圧力差βを算出し（Ｓ４０６）、求めた圧力差α、βに基づいて電動機出力（％）を決定する（Ｓ４０７）。このように決定した電動機出力（％）を用いて電動機の制動タイミングを調整する。電動機の制動開始時期を制御することによっても、エキゾーストマニホールド圧が過大とならないようにフェールセーフして内燃機関の性能を維持できる。

更に、図を参照して、ＥＣＵ３０が実行する更に他のフェールセーフ制御について説明する。このフェールセーフ制御はバリアブルノズル２４の固着位置に応じて電動機の作動開始時期を補正してエンジンの機能維持を図るものである。

図１１は、電動機作動基準に係る圧力差Ａとバリアブルノズル２４の固着位置との関係について示している図である。バリアブルノズル２４が正常に作動している場合には、現状開度と目標開度とがほぼ一致するよって、これら開度の差はゼロ（０）となるので横軸における中央ＣＬに対応した圧力差Ａは例えば約１７ｋＰａとなる。これが通常の圧力差Ａの値となる。

そして、前述したようにバリアブルノズル２４が閉じ側で固着した場合には大きな値の圧力差Ａ（ｋＰａ）が発生し易いので電動機の出力を抑制傾向にすることが好ましい。その一方で、バリアブルノズル２４が開き側で固着した場合には圧力差Ａ（ｋＰａ）は小さくなる。そして、過給圧が相対的に下がるので過渡応答性が低下してエンジン性能が低下してしまう。そこで、ここで説明するＥＣＵはバリアブルノズル２４の固着位置に応じて、電動機の作動開始時期を補正する。これによりエンジンの性能維持を図る。

図１１において、曲線ＣＶは現状（固着）開度と目標開度との圧力差Ｂに対する判定基準曲線を示している。固着時の圧力差Ｂがこの曲線ＣＶよりも大きい場合には、ＥＣＵは電動機の作動を開始させる。このようにすることで、バリアブルノズル２４が開側で固着したときに電動機の開示時期を早めるようなフェールセーフを実行しエンジンの性能維持を図ることができる。

図１２は、ＥＣＵ３０がバリアブルノズル２４の固着を確認したときに、図１１を使用して実行するフェールセーフ制御ついて示すフローチャートである。図１２における前半のステップＳ５０１〜Ｓ５０４は、図１０とほぼ同様であるので説明を省略する。

ＥＣＵ３０は、ステップＳ５０１でバリアブルノズル（）２４に固着ありと判断した場合に電動機作動基準圧力差Ａを算出する（Ｓ５０５）。更にＥＣＵ３０は、固着の発生有り及び無しのそれぞれの場合について、目標過給圧と現状過給圧との差である圧力差Ｂを算出する（Ｓ５０６）。

ここで、算出した圧力差Ｂが基準圧力差Ａより大きいか否かを確認して（Ｓ５０７）、大きい場合には電動機２８の作動を開始する（Ｓ５０８）。バリアブルノズル（）２４が開き側で固着している場合には圧力差Ｂが基準圧力差Ａより大きくなり易い（図１１参照）よって、バリアブルノズル（）２４が開き側で固着して、過渡応答性が低下する可能性が高い場合に電動機２８の作動開始時期を早めてエンジン性能を維持できる。なお、上記ステップＳ５０７で圧力差Ｂが基準圧力差Ａ以下と判断してた場合には、電動機の作動状態維持すればよい（Ｓ５０９）。以上のように、ＥＣＵ３０が電動機の作動開始時期を早める補正をすることによっても内燃機関の性能を維持するフェールセーフを実現できる。

上述した実施例では、バリアブルノズル２４をタービン容量可変手段としているが本発明は、このような形態に限らない。図１において符号４１で示すのはウエイストゲートバルブ（ＷＧＶ）である。このウエイストゲートバルブ４１はアクチュエータ４２により開閉されて、排気が適宜にバイパスされる。ウエイストゲートバルブ４１の開閉動作は、ターボ過給機にバリアブルノズル２４を開閉させた場合と同様の作用がある。よって、ウエイストゲートバルブ４１をタービン容量可変手段としてもよい。バリアブルノズル２４及びウエイストゲートバルブ４１をタービン容量可変手段としてもよい。

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

実施例に係るエンジンについて示したブロック図である。 ＥＣＵがバリアブルノズルの故障を確認したときに実行するフェールセーフの一例を示すフローチャートである。 バリアブルノズルが固着したときの位置に応じて、設定される電動機の出力制限の設定例について示している図であり、（Ａ）は電動機出力（％）を変更する場合、（Ｂ）は最高出力値（ｋＷ）を変更する場合について示している。 ＥＣＵがバリアブルノズルの固着を確認したとき、目標開度からのずれを考慮して実行する他のフェールセーフ制御のフローチャートである。 バリアブルノズルの現状開度と目標開度との差に応じて設定される電動機の作動制限の変更例について示している図で、（Ａ）は電動機出力（％）を変更する場合、（Ｂ）は最高回転数（万ｒｐｍ）を変更する場合について示している、 ＥＣＵがバリアブルノズルの固着を確認したとき、吸気量を考慮して実行する他のフェールセーフ制御のフローチャートである。図である。 （Ａ）はバリアブルノズルが固着したときの開度と最大吸気量との関係にいて示している図、（Ｂ）は吸気量と最大吸気量との差に対する最適な電動機出力（％）を示している図である。 電動機出力制限に係る圧力差とバリアブルノズルの固着位置との関係について示している図である。 目標過給圧と現状過給圧との圧力差βと電動機出力（％）の関係を示した図である。 ＥＣＵがバリアブルノズルの固着を確認したとき、吸気量を考慮して実行する他のフェールセーフ制御のフローチャートである。 電動機作動基準に係る圧力差とバリアブルノズルの固着位置との関係について示している図である。 ＥＣＵがバリアブルノズルの固着を確認したときに、図１１のデータを使用して実行するフェールセーフ制御ついて示すフローチャートである。

符号の説明

１ エンジン（内燃機関）
３ エキゾーストマニホールド
１０ エアフローメータ
２０ ターボ過給機
２４ バリアブルノズル（タービン容量可変手段）
２５ アクチュエータ
２６ ノズル開度センサ（状態検出手段）
２８ 電動機（過給アシスト手段）
３０ ＥＣＵ（制御手段）

Claims (5)

1. タービンの回転をアシストする過給アシスト手段及びタービンの容量を可変とするタービン容量可変手段を有しているターボ過給機を備える内燃機関であって、
   前記タービン容量可変手段の作動状態を検出する状態検出手段を更に備え、
   前記状態検出手段の出力に基づいて前記タービン容量可変手段の故障を確認したときに、当該故障の状態に応じて前記過給アシスト手段の駆動を制御する制御手段を備えている、ことを特徴とする内燃機関。
2. 前記制御手段は、エキゾーストマニホールド圧が通常時より大きくなる状態で前記タービン容量可変手段が故障していると判断した場合、前記過給アシスト手段を制御してエキゾーストマニホールド圧の上昇を抑制する、ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
3. 前記制御手段は、前記タービン容量可変手段が目標開度より閉じ側で固着していることを確認した場合、前記過給アシスト手段の制動開始を早める、ことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関。
4. 前記制御手段は、エキゾーストマニホールド圧が通常時より小さくなる状態で前記タービン容量可変手段が故障していると判断した場合、前記過給アシスト手段を制御して前記過給圧の過渡応答性を高める、ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
5. 前記制御手段は、前記タービン容量可変手段が目標開度より開き側で固着していることを確認した場合、前記過給アシスト手段の作動開始を早める、ことを特徴とする請求項４に記載の内燃機関。

Images