特許 6044575 ターボ過給器付きエンジンの異常検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6044575

(24)【登録日】2016年11月25日

(45)【発行日】2016年12月14日

(54)【発明の名称】ターボ過給器付きエンジンの異常検出装置

(51)【国際特許分類】

   F02B 39/16 20060101AFI20161206BHJP

【ＦＩ】

   F02B39/16 F

【請求項の数】4

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-69615(P2014-69615)

(22)【出願日】2014年3月28日

(65)【公開番号】特開2015-190413(P2015-190413A)

(43)【公開日】2015年11月2日

【審査請求日】2016年2月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003137

【氏名又は名称】マツダ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】特許業務法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】津田 周

(72)【発明者】

【氏名】出口 博明

(72)【発明者】

【氏名】鴻海 健二郎

(72)【発明者】

【氏名】柚木 伸夫

(72)【発明者】

【氏名】丹羽 靖

(72)【発明者】

【氏名】新居田 和也

【審査官】 小林 勝広

(56)【参考文献】

【文献】 実公平０５−１１３１６（ＪＰ，Ｙ２）

【文献】 特開２００９−１２７４５３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｂ ３９／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の羽根を被測定部とする回転体と、前記複数の被測定部を電気的に検出する検出部とを有し、前記被測定部を所定の回数計測するごとに、計測時間に応じたパルスを１パルス出力し、出力されたパルス幅から前記回転体の回転数を計算するターボ過給器付きエンジンの異常検出装置であって、
前記回転体の回転数が所定の回転数を超える領域において、前回計測された第１のパルス幅と今回計測された第２のパルス幅との差が所定の割合を超えると判定された場合に、前記羽根の異常又は前記検出部における電磁ノイズ異常を検出することを特徴とするターボ過給器付きエンジンの異常検出装置。

【請求項2】

請求項１に記載のターボ過給器付きエンジンの異常検出装置において、
前記回転体は、前記ターボ過給器を構成するタービン又はコンプレッサであり、
前記第１のパルス幅と前記第２のパルス幅との差が所定の割合を超えると判定された場合に、前記過給器への過給圧が所定値を超えて低下する際には前記羽根の異常と判定し、前記過給圧が所定値を超えて低下しない際には前記電磁ノイズ異常と判定することを特徴とするターボ過給器付きエンジンの異常検出装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のターボ過給器付きエンジンの異常検出装置において、
前記第１のパルス幅と前記第２のパルス幅との差が所定の割合を超えるとの判定は、複数回の判定を行い、前記所定の割合を連続して超えた場合に異常を確定することを特徴とするターボ過給器付きエンジンの異常検出装置。

【請求項4】

請求項３に記載のターボ過給器付きエンジンの異常検出装置において、
前記第１のパルス幅と前記第２のパルス幅との差が所定の割合を超えるとの判定は、前記複数回の判定に要する時間を超える所定時間を経過した後に正常と判定された場合に、前記異常は電磁ノイズ異常であると判定することを特徴とするターボ過給器付きエンジンの異常検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ターボ過給器付きエンジンの異常検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

車両に搭載されたターボ過給器付きエンジンにおいては、回転体であるタービン及びコンプレッサの異常を検出する技術が必要となる。

【0003】

従来の回転体の被測定部の異常検出装置として、例えば特許文献１に記載されたクランク角センサの診断装置がある。ここには、基準信号同士の間のパルス数が通常の状態から減少したことにより、回転体の歯の破損を検出する方法が記載されている。

【0004】

また、特許文献２には、複数のパルスの一部の間隔に異常を検出した場合に、回転体の歯の異常と判定する方法が記載されている。

【0005】

また、特許文献３には、測定信号を所定数カウントするごとに１パルスを出力する分周回路が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平１１−３１６１２０号公報

【特許文献2】特開平０６−１０２２８３号公報

【特許文献3】特開昭６１−１５７０２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところで、小型のターボ過給器を用いた場合、高出力時には、耐久限界付近の高回転領域を使用することとなり、耐久限界の回転を超えないように管理及び制御することが重要となる。例えば、コンプレッサ翼車の羽根の１枚が破損した場合、この羽根の１枚ごとに検出信号を出力していれば、回転検出の間隔が破損部分に限定されるため、即座に異常の判定を行うことができる。しかしながら、電子制御ユニット（ＥＣＵ）を構成する中央演算ユニット（ＣＰＵ）の負荷の軽減を図るため、複数枚の羽根のカウント数をまとめて、すなわち分周したカウント時間に応じたパルスを１パルスとして出力し、そのパルス幅からコンプレッサの回転数を算出する場合は、上記のような異常検出を行うことができない。

【0008】

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、回転体の異常検出において、ＣＰＵの負荷を軽減しつつ、回転体の破損及び電磁ノイズ異常等による回転異常の検出を的確に判定できる技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記の課題を解決するため、本発明は、回転体に設けられた被測定部からの検出信号を分周によりその周波数を低減したパルスとし、パルス幅の遅延により回転体の異常を検出することを特徴とする。

【0010】

具体的には、本発明は、ターボ過給器付きエンジンの異常検出装置を対象とし、次のような解決手段を講じた。

【0011】

すなわち、第１の発明は、複数の羽根を被測定部とする回転体と、複数の被測定部を電気的に検出する検出部とを有し、被測定部を所定の回数計測するごとに、計測時間に応じたパルスを１パルス出力し、出力されたパルス幅から回転体の回転数を計算するターボ過給器付きエンジンの異常検出装置を対象とし、回転体の回転数が所定の回転数を超える領域において、前回計測された第１のパルス幅と今回計測された第２のパルス幅との差が所定の割合を超えると判定された場合に、羽根の異常又は検出部における電磁ノイズ異常を検出するものである。

【0012】

これによれば、被測定部を所定の回数計測するごとに、計測時間に応じたパルスを１パルス出力し、出力されたパルス幅から回転体の回転数を計算し、回転体の回転数が所定の回転数を超える領域において、前回計測された第１のパルス幅と今回計測された第２のパルス幅との差が所定の割合（変化率）を超えると判定された場合に、羽根の異常又は検出部における電磁ノイズ異常を検出するため、ＣＰＵの負荷を軽減しつつ、羽根の破損及び電磁ノイズ異常による回転異常を的確に検出して判定することができる。

【0013】

第２の発明は、上記第１の発明において、回転体は、ターボ過給器を構成するタービン又はコンプレッサであり、第１のパルス幅と第２のパルス幅との差が所定の割合を超えると判定された場合に、過給器への過給圧が所定値を超えて低下する際には羽根の異常と判定し、過給圧が所定値を超えて低下しない際には電磁ノイズ異常と判定するものである。

【0014】

これによれば、検出異常の原因を過給圧に基づいて適切に判断することができる。

【0015】

第３の発明は、上記第１又は第２の発明において、第１のパルス幅と第２のパルス幅との差が所定の割合を超えるとの判定は、複数回の判定を行い、所定の割合を連続して超えた場合に異常を確定するものである。

【0016】

これによれば、複数回の判定を行うことにより、検出異常の信頼性を向上することができる。

【0017】

第４の発明は、上記第３の発明において、第１のパルス幅と前記第２のパルス幅との差が所定の割合を超えるとの判定は、複数回の判定に要する時間を超える所定時間を経過した後に正常と判定された場合に、異常が電磁ノイズ異常であると判定するものである。

【0018】

これによれば、所定時間を経過した後に正常の判定されたことに基づいて、その前の異常が羽根の破損ではなく電磁ノイズによる異常であったと確定することができる。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、回転体の異常検出において、ＣＰＵの負荷を軽減しつつ、回転体の破損及び電磁ノイズ異常等による回転異常の検出を的確に判定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】図１は本発明の一実施形態に係るターボ過給器付きエンジンの異常検出装置を示す概略構成図である。

【図2】図２（ａ）及び図２（ｂ）は本発明の一実施形態に係るターボ過給器付きエンジンの異常検出装置における検出方法を示すグラフであって、図２（ａ）は正常時のセンサ出力信号と分周後のパルス波形を示す模式的なグラフであり、図２（ｂ）は異常時のセンサ出力信号と分周後のパルス波形を示す模式的なグラフである。

【図3】図３は本発明の一実施形態に係るターボ過給器付きエンジンの異常検出装置における検出方法を示すグラフであって、異常時のセンサ出力信号と分周後のパルス波形の他の例を示す模式的なグラフである。

【図4】図４は本発明の一実施形態に係るターボ過給器付きエンジンの異常検出装置における検出方法を示すフローチャートである。

【図5】図５は本発明の一実施形態に係るターボ過給器付きエンジンの異常検出装置におけるコンプレッサ回転数とコンプレッサの回転変化率とにより異常を検出する領域を説明するグラフである。

【図6】図６は本発明の一実施形態に係るターボ過給器付きエンジンの異常検出装置における検出方法において、異常部位を確定する処理方法を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

【0022】

（一実施形態）
本発明の一実施形態に係るターボ過給器付きエンジンの異常検出装置について図１を参照しながら説明する。

【0023】

−エンジン制御装置の概略構成−
まず、エンジン及び該エンジンの制御装置の概略構成を説明する。

【0024】

図１は本発明の一実施形態に係るエンジン及びその制御装置の全体構成を示す。ここで、エンジンＥは、例えば直噴式のディーゼルエンジンである。エンジンＥは、本体部１の内部に複数の気筒２，２，…（１つのみ図示する。）が形成され、各気筒２内には、往復動可能にピストン３が嵌挿されており、各ピストン３の頂面により燃焼室４の床部が区画されている。一方、ピストン３の頂面に対向する燃焼室４の天井部には、先端部を燃焼室４に臨ませてインジェクタ５が配設されており、該インジェクタ５の先端部から高圧の燃料が噴射される。

【0025】

インジェクタ５の基端部は、各気筒２，２，…に共通のコモンレール６に対して分岐管６ａ，６ａ，…（１つのみ図示する。）により個別に接続されている。コモンレール６には燃圧センサ７が配設されている。また、コモンレール６には、燃料供給管８によって高圧供給ポンプ９が接続されている。高圧供給ポンプ９からコモンレール６への燃料の供給量が燃圧センサ７による燃料圧力の検出値に応じて制御されることにより、コモンレール６内の燃料が所定の高圧状態に保持される。

【0026】

エンジンＥのクランクケース内には、コネクティングロッドによってピストン３に駆動連結されたクランク軸１０が配設されている。また、クランクケース内には、クランク軸１０と一体に回転する被検出用プレートの回転角度、すなわちクランク角を検出する電磁ピックアップ式のエンジン回転数センサ（クランク角センサ）１１が配設されている。また、エンジンＥの冷却水温度を検出するエンジン水温センサ１３が、ウォータジャケットに臨んで配設されている。

【0027】

図１に示すエンジンＥの右側には、各気筒２の燃焼室４にエアクリーナ１５で濾過された空気を供給する吸気通路１６が設けられている。吸気通路１６の下流端部にはサージタンク１７が設けられ、該サージタンク１７から分岐した各通路がそれぞれ吸気ポートにより各気筒２の燃焼室４と連通している。サージタンク１７には、吸気の圧力状態を検出する吸気圧センサ１８と、過給圧センサ４２とが設けられている。

【0028】

吸気通路１６には上流側から下流側に向かって順に、外部からエンジンＥに吸入される空気（新気）の流量を検出するホットフィルム式エアフローセンサ１９と、後述するタービン２７により駆動されて吸気を圧縮するコンプレッサ（回転体）２０と、該コンプレッサ２０により圧縮された吸気を冷却するインタークーラ２１と、吸気シャッタ弁２２とが設けられている。図１の例では、吸気シャッタ弁２２は、ダイヤフラム２３に作用する負圧の大きさが電磁弁２４により調節されることによって、全閉から全開までの間に位置づけられる。

【0029】

図１に示すエンジンＥの左側には、各気筒２の燃焼室４からそれぞれ既燃ガスを排出するように排気通路２６が設けられている。排気通路２６の上流端部は各気筒２に分岐して、それぞれ排気ポートにより燃焼室４に連通する排気マニホルドであり、該排気マニホルドよりも下流の排気通路２６には上流側から下流側に向かって順に、排気流を受けて回転するタービン（回転体）２７と、排気中の有害成分を浄化可能な触媒コンバータ２８とが配設されている。

【0030】

タービン２７と上述したコンプレッサ２０とからなるターボ過給機３０は、タービン２７の全周を囲むように複数の可動式のフラップ３１，３１，…が設けられ、これらのフラップ３１によりタービン２７への排気の流通断面積（ノズル断面積）を変化させるようにした可変容量ターボ（ＶＧＴ）である。図１の例では、フラップ３１は、ダイヤフラム３２に作用する負圧の大きさが電磁弁３３により調節され、アクチュエータによって回動される。また、アクチュエータの位置により、フラップ３１の開度を検出するポジションセンサ４３が設けられている。また、ターボ過給機３０には、コンプレッサ２０の回転数を検出するターボ回転数センサ（検出部）４４が設けられている。

【0031】

排気通路２６におけるタービン２７よりも排気上流側の部位には、排気の一部を吸気側に還流させる高圧排気還流通路（以下、ＨＰ−ＥＧＲ通路と呼ぶ。）３４の上流端が分岐接続されている。ＨＰ−ＥＧＲ通路３４の下流端は、吸気シャッタ弁２２とサージタンク１７との間の吸気通路１６と接続されており、タービン２７を通過する前の排気通路２６から取り出された排気の一部を吸気通路１６に還流させる。また、ＨＰ−ＥＧＲ通路３４の途中の下流側には、開度調節可能な排気還流量調節弁（以下、ＨＰ−ＥＧＲ弁と呼ぶ。）３５が配置されている。

【0032】

図１において、ＨＰ−ＥＧＲ弁３５は、上述した吸気シャッタ弁２２及びターボ過給機３０のフラップ３１と同様に、ダイヤフラムに作用する負圧の大きさが電磁弁３６により調節されることによって作動し、ＨＰ−ＥＧＲ通路３４の通路断面積を連続的に変化させて吸気通路１６に還流される排気の流量を調節する。すなわち、ＨＰ−ＥＧＲ通路３４及びＨＰ−ＥＧＲ弁３５によって、エンジンＥの排気の一部を吸気系に還流させる高圧排気還流手段が構成されている。また、図１に示すように、排気通路２６におけるディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）２８ａ及びディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）２８ｂよりも排気下流側の部位には、排気の一部を吸気側に還流させる低圧排気還流通路（以下、ＬＰ−ＥＧＲ通路と呼ぶ。）３７の上流端が分岐接続され、さらに、該分岐接続部の下流には、排気シャッタ弁２９が配設されている。ＬＰ−ＥＧＲ通路３４の下流端は、ホットフィルム式エアフローセンサ１９とコンプレッサ２０との間の吸気通路１６と接続されており、タービン２７を通過した後の排気通路２６から取り出された排気の一部を吸気通路１６に還流させる。ＬＰ−ＥＧＲ通路３７の途中には、フィルタ３８、ＥＧＲクーラ３９及び開度調節可能なＬＰ−ＥＧＲ弁４６がそれぞれが配設されており、ＬＰ−ＥＧＲの還流量の調節は、排気シャッタ弁２９及びＬＰ−ＥＧＲ弁４６の開度調節により行われる。

【0033】

インジェクタ５、高圧供給ポンプ９、吸気シャッタ弁２２、排気シャッタ弁２９、ターボ過給機３０、ＨＰ−ＥＧＲ弁３５及びＬＰ−ＥＧＲ弁４６等は、いずれも電子制御ユニット（Electronic Control Unit：以下、ＥＣＵと呼ぶ。）４０からの制御信号を受けて作動する。一方、ＥＣＵ４０には、上述した燃圧センサ７、クランク角センサ１１、エンジン水温センサ１３、吸気圧センサ１８、及びエアフローセンサ１９等からの出力信号がそれぞれ入力される。

【0034】

また、ＥＣＵ４０には、アクセルペダルの踏み操作量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ４１、過給圧を計測する過給圧センサ４２、フラップ３１の開度を検出するポジションセンサ４３、コンプレッサ２０の回転数を検出するターボ回転数センサ４４及びエンジンＥの回転数を検出するエンジン回転数センサ１１等からもそれぞれ出力信号が入力される。

【0035】

−異常の検出−
本実施形態においては、ターボ過給器３０を構成するコンプレッサ２０の羽根（翼）は、例えば１２枚が設けられている。ターボ回転数センサ４４は、コンプレッサ２０の羽根を１枚ずつ検出し、検出された１つの信号は波形成形回路によって１つの方形波に成形される。成形された方形波は、分周回路によって、その１２８個分が１つのパルスとして出力される。このようにして、ＣＰＵの負荷が軽減される。なお、タービン２７とコンプレッサ２０とは、同軸上に配設されているため、ターボ回転数センサ４４は、タービン２７の羽根を検出するセンサであってもよい。

【0036】

図２（ａ）は、正常時におけるターボ回転数センサ４４からの出力信号Ａと、分周後の電圧変化Ｂとを模式的に表している。ここでは、説明を簡単にするため、コンプレッサ２０の羽根の１２枚がすべて正常に検出され、１２枚の羽根の１２８枚分のデータが１つのパルスに成形されたことを示している。また、ターボ回転数センサ４４によりコンプレッサ２０の羽根が正常に検出されるとは、ターボ回転数センサ４４からの出力信号Ａの電圧値がすべて所定の閾値を上方に超えており、この閾値を超えた電圧値が受信回路に入力されることをいう。

【0037】

図２（ｂ）は、異常時におけるターボ回転数センサ４４からの出力信号Ａと、分周後の電圧変化Ｂとを模式的に表している。図２（ｂ）に示す例では、領域Ｃ１に含まれるターボ回転数センサ４４からの出力信号Ａの４つ分が、閾値よりも低い電圧値を出力している。このため、１２８枚分の羽根のデータが揃うには、さらに４枚分の羽根のデータを受信する必要があり、４枚分の羽根の遅延が生じている。

【0038】

なお、ターボ回転数センサ４４からの出力信号Ａが閾値に達しなくなる理由は、コンプレッサ２０の羽根とターボ回転数センサ４４との隙間が許容範囲を超えた場合、すなわち、羽根の欠損等による。

【0039】

図３は、電磁ノイズ等によって、所定の期間Ｔ_０だけ、ターボ回転数センサ４４からの出力信号Ａが高電位側にシフトした場合の異常を表している。図３に示すように、この場合は、領域Ｃ２において、４枚分の羽根のデータが１つの信号に縮退することから、３枚分の羽根の遅延が生じる。

【0040】

−制御方法−
本実施形態に係るターボ過給器付きエンジンの異常検出装置の制御方法について図４〜図６を参照しながら説明する。

【0041】

図４はターボ過給器付きエンジンの異常検出とその後の制御方法を示すフローである。図４に示すように、まず、ステップＳ０１において、判定ルーチンが初回であることを表すフラグＦを０に初期化する。

【0042】

次に、ステップＳ０２において、図２（ａ）、図２（ｂ）及び図３に示したパルスＢのうち今回検出されたパルスのパルス幅Ｔｎを読み込む。ここで、パルス幅Ｔｎ（単位：秒）は、回転数をＮｔｎ（単位：ｒｐｍ）とすると、１コンプレッサ当たり１２枚の羽根があり、この羽根の１２８枚分の信号の幅であるから、以下の式（１）で表される。

【0043】

（１） Ｔｎ ＝ （１／Ｎｔｎ）・（１２８／１２）×６０
次に、ステップＳ０３において、フラグＦの値が０の場合は、次のステップＳ０４に進み、フラグＦの値が１の場合は、ステップＳ１１に進む。

【0044】

次に、ステップＳ０４において、今回のパルス幅Ｔｎと前回のパルス幅Ｔｎ−１との差ΔＴ１を式（１）から算出する。

【0045】

次に、ステップＳ０５において、前回のパルス幅Ｔｎ−１と算出した差ΔＴ１とを用いて、式（１）から、ターボ回転数の変化率（ここでは回転マイナス変化率と呼ぶ。）ΔＮｔを算出する。

【0046】

次に、ステップＳ０６において、回転マイナス変化率ΔＮｔの絶対値が所定の回転マイナス変化率ΔＮｔＡを超えているか否かを判定する。回転マイナス変化率ΔＮｔの絶対値が、所定の回転マイナス変化率ΔＮｔＡを超えていない場合はステップＳ０２に戻り、所定の回転マイナス変化率ΔＮｔＡを超えている場合は、次のステップＳ０７に進む。

【0047】

次に、ステップＳ０７において、前回分のパルス幅Ｔｎ−１から求まるターボ回転数Ｎｔｎ−１が所定の回転数ＮｔＢを超えているか否かを判定する。前回分のターボ回転数Ｎｔｎ−１の値が、所定の回転数ＮｔＢを超えていない場合はステップＳ０２に戻り、所定の回転数ＮｔＢを超えている場合は、次のステップＳ０８に進む。

【0048】

次に、ステップＳ０８において、フラグＦの値を１に設定する。

【0049】

次に、ステップＳ０９において、異常を検出した今回分のパルス幅Ｔｎの基準となる前回分のパルス幅Ｔｎ−１を初期値Ｔｍとして、メモリ回路の所定の領域に記憶する。

【0050】

次に、ステップＳ１０において、カウンタＣに初期値１を設定する。以上のステップＳ０８〜ステップＳ１０により、異常検出処理の第１段階が完了する。

【0051】

図５を用いて、ステップＳ０６及びステップＳ０７の処理の一例を説明する。図５に示すように、ステップＳ０６において、所定の回転マイナス変化率ΔＮｔＡを、例えば１％とすると、回転マイナス変化率ΔＮｔの絶対値が１％を超えた場合に、異常を検出したと判定する。例えば、前回分のパルス幅Ｔｎ−１から求まるターボ回転数Ｎｔｎ−１が２．０×１０^５ｒｐｍの場合は、回転マイナス変化率ΔＮｔが２０００ｒｐｍを超えた場合に、異常を検出したと判定する。また、ターボ回転数Ｎｔｎ−１が１．５×１０^５ｒｐｍの場合は、回転マイナス変化率ΔＮｔが１５００ｒｐｍを超えた場合に、異常を検出したと判定する。

【0052】

ステップＳ０７においては、前回分のパルス幅Ｔｎ−１から求まるターボ回転数Ｎｔｎ−１が、所定の回転数ＮｔＢを超えるか否かを判定する。コンプレッサ２０は、低回転の場合よりも高回転で作動している場合に異常が生じやすく、また、相対的に低い回転での作動中は、コンプレッサ２０の回転が短時間に変動しやすいことから、異常検出の有効性を考慮して所定の回転数ＮｔＢを超える領域で異常の検出を行う。

【0053】

次に、図４に示すステップＳ１０からステップＳ０２に戻る。ステップＳ０２においては、新たに検出されたパルスのパルス幅Ｔｎを読み込む。

【0054】

次に、ステップＳ１１において、今回のパルス幅Ｔｎと記憶したパルス幅Ｔｍとの差ΔＴ２を式（１）から算出する。

【0055】

次に、ステップＳ１２において、記憶したパルス幅Ｔｍと算出した差ΔＴ１とを用いて、式（１）から、回転マイナス変化率ΔＮｔを算出する。

【0056】

次に、ステップＳ１３において、ステップＳ０６と同様に、回転マイナス変化率ΔＮｔの絶対値が所定の回転マイナス変化率ΔＮｔＡを超えているか否かを判定する。回転マイナス変化率ΔＮｔの絶対値が、所定の回転マイナス変化率ΔＮｔＡを超えていない場合はステップＳ１９に進み、フラグＦの値を０にリセットして、ステップＳ０２に戻る。また、所定の回転マイナス変化率ΔＮｔＡを超えている場合は、次のステップＳ１４に進む。

【0057】

次に、ステップＳ１４において、カウンタＣの値を１つ増やす。

【0058】

次に、ステップＳ１５において、カウンタＣの値が５を超えたか否かを判定する。カウンタＣの値が５を超えていない場合は、ステップＳ０２に戻り、カウンタＣの値が５を超えている場合は、次のステップＳ１６に進む。なお、カウンタＣの閾値の５は、一例であり、適宜変更可能である。

【0059】

次に、ステップＳ１６において、異常と判断するカウンタＣの閾値の５を超えているため、ターボ回転数センサ４４による異常と判定する。このステップＳ１６では、コンプレッサ２０の羽根の異常であるか、電磁ノイズによる異常であるかは判定できない。

【0060】

次に、ステップＳ１７において、異常部位を確定する。異常部位の確定は、図６に示すフローチャートに表している。

【0061】

図６に示すように、まず、ステップＳ２０において、過給圧センサ４２から出力される過給圧が目標値（設計値）である所定値よりも低いか否かを判定する。過給圧が所定値よりも高いか同等の場合は、ステップＳ２３に進み、電磁ノイズの異常と断定する。また、過給圧が所定値よりも低い場合は、次のステップＳ２１に進む。

【0062】

次に、ステップＳ２１において、所定時間が経過した後に、異常の状態から正常の状態に回復しているか否かを判定する。正常な状態に回復したと判定された場合は、ステップＳ２３に進み、電磁ノイズによる異常と断定する。また、正常な状態に回復していないと判定された場合は、コンプレッサ２０の羽根の異常と断定する。ここで、所定時間の経過後に、異常の状態から正常の状態に回復したか否かの判定には、所望の時間、例えば、数秒間程度のタイマを設定した後に、図４に示すステップＳ０２、Ｓ１１、Ｓ１２及びＳ１３と同様の処理を行えばよい。また、ステップＳ０２、Ｓ１１、Ｓ１２と同様の処理を所望の時間だけループさせて実行し、その後、ステップＳ１３の判定を行えばよい。なお、ステップＳ２０とステップＳ２１とは、その実行順序を互いに入れ替えてもよい。続いて、図４に示すフローに戻る。

【0063】

次に、図４のステップＳ１８において、過給圧を目標値（設計値）よりも低い値に設定する。すなわち、ターボ過給器３０をセーフティ過給圧により制御する。セーフティ過給圧による制御とは、例えば、過給圧における目標値の５０％〜６０％程度とする過給圧制御をいう。

【0064】

以上により、本実施形態に係るターボ過給器付きエンジンの異常検出装置における異常検出とその制御が完了する。

【0065】

なお、本実施形態においては、エンジンＥの一例として、ターボ過給器にＶＧＴ（Variable Geometry Turbo）を用いたが、本発明はＶＧＴに限られない。

【0066】

また、本実施形態においては、エンジンＥの一例として、ディーゼルエンジンを用いたが、本発明はディーゼルエンジンに限られず、ガソリンエンジンにも適用可能である。

【0067】

−効果−
以上より、本実施形態によれば、回転体であるタービン２７又はコンプレッサ２０に設けられた各羽根を検出する検出信号を分周によりその周波数を低減したパルスとし、タービン２７又はコンプレッサ２０の回転数が所定の回転数ＮｔＢを超える領域において、前回計測されたパルス幅Ｔｎ−１と今回計測されたパルス幅Ｔｎとの差が所定の割合（変化率）を超えると判定された場合（必要なら複数回連続して判定された場合）に、タービン２７又はコンプレッサ２０の羽根の異常、又はターボ回転数センサ４４における電磁ノイズ異常を検出することができる。すなわち、回転体の異常検出において、ＣＰＵの負荷を軽減しつつ、回転体の破損及び電磁ノイズ異常等による回転異常の検出を的確に判定することができる。

【産業上の利用可能性】

【0068】

以上説明したように、本発明に係るターボ過給器付きエンジンの異常検出装置は、ＣＰＵの負荷を軽減しつつ、回転体の破損及び電磁ノイズ異常等による回転異常の検出を的確に判定することが必要な用途等に適用することができる。

【符号の説明】

【0069】

Ｅ エンジン
１ 本体部
２ 気筒
３ ピストン
４ 燃焼室
５ インジェクタ
６ コモンレール
６ａ 分岐管
７ 燃圧センサ
８ 燃料供給管
９ 高圧供給ポンプ
１０ クランク軸
１１ エンジン回転数センサ（クランク角センサ）
１３ エンジン水温センサ
１５ エアクリーナ
１６ 吸気通路
１７ サージタンク
１８ 吸気圧センサ
１９ エアフローセンサ
２０ コンプレッサ（回転体）
２１ インタークーラ
２２ 吸気シャッタ弁
２３，３２ ダイヤフラム
２４，３３，３６ 電磁弁
２６ 排気通路
２７ タービン（回転体）
２８ａ ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）
２８ｂ ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）
２９ 排気シャッタ弁
３０ ターボ過給機
３１ フラップ
３４ 高圧排気還流通路
３５ 排気還流量調節弁
３７ 低圧排気還流通路
３８ フィルタ
３９ ＥＧＲクーラ
４０ 電子制御ユニット
４１ アクセル開度センサ
４２ 過給圧センサ
４３ ポジションセンサ
４４ ターボ回転数センサ（検出部）
４６ ＬＰ−ＥＧＲ弁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】