過給機付き内燃機関の制御装置
【課題】ツインターボシステムにおいて、吸気バイパス弁の異常判定を適切に行うことが可能な過給機付き内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】過給機付き内燃機関の制御装置は、第１の過給機及び第２の過給機を有し、吸気切替弁及び排気切替弁を利用して第１の過給機と第２の過給機とを作動させるモードを切り替える。具体的には、制御手段は、ツインターボモード設定時における減速時に、所定の過給圧低下状態となるように制御を行うと共に、吸気バイパス弁を開にする制御を行う。そして、異常判定手段は、制御手段による制御が行われた際の過給圧の変化に基づき、吸気バイパス弁の異常判定を行う。これにより、ドライバビリティの悪化などを抑制しつつ、吸気バイパス弁の異常判定を適切に行うことが可能となる。
【解決手段】過給機付き内燃機関の制御装置は、第１の過給機及び第２の過給機を有し、吸気切替弁及び排気切替弁を利用して第１の過給機と第２の過給機とを作動させるモードを切り替える。具体的には、制御手段は、ツインターボモード設定時における減速時に、所定の過給圧低下状態となるように制御を行うと共に、吸気バイパス弁を開にする制御を行う。そして、異常判定手段は、制御手段による制御が行われた際の過給圧の変化に基づき、吸気バイパス弁の異常判定を行う。これにより、ドライバビリティの悪化などを抑制しつつ、吸気バイパス弁の異常判定を適切に行うことが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の過給機を具備する過給機付き内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、吸気系及び排気系に２つの過給機（プライマリターボ過給機とセカンダリターボ過給機）を並列に配置し、これらの過給機の作動個数を適宜切り替える技術が提案されている。具体的には、プライマリターボ過給機のみを作動させるモードと、プライマリターボ過給機とセカンダリターボ過給機との両方を作動させるモードとの間で切り替えを行う場合に行われる制御が提案されている。なお、以下では、プライマリターボ過給機のみを作動させるモードを「シングルターボモード」と呼び、プライマリターボ過給機とセカンダリターボ過給機との両方を作動させるモードを「ツインターボモード」と呼ぶ。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ツインターボシステムにおいて、吸気制御弁の上下流の圧力差から吸気制御弁の故障診断を行うことが提案されている。また、特許文献２には、ツインターボモードへの切り替え後の目標過給圧と実過給圧との差から、吸排気切替弁の故障を判定することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１２３２３４号公報
【特許文献２】特開平５−９８９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した特許文献１及び２には、吸気バイパス弁の閉じ固着異常などを適切に検出する方法については記載されていない。なお、吸気バイパス弁の閉じ固着異常時において、上記した特許文献１に記載された方法を適用した場合、吸気バイパス弁が強制的に開くように負荷をかけなければならず、コンプレッサがダメージを受ける可能性があった。
【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、ツインターボシステムにおいて、吸気バイパス弁の異常判定を適切に行うことが可能な過給機付き内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の１つの観点では、第１の過給機及び第２の過給機と、前記第１の過給機と前記第２の過給機とを作動させるモードを切り替えるための吸気切替弁及び排気切替弁とを有する過給機付き内燃機関の制御装置は、前記第１の過給機及び前記第２の過給機のコンプレッサ上流側の過給圧をバイパスさせる吸気バイパス弁と、前記第１の過給機及び前記第２の過給機の両方を作動させるモードの設定時における減速時に、所定の過給圧低下状態となるように制御を行うと共に、前記吸気バイパス弁を開にする制御を行う制御手段と、前記制御手段による制御が行われた際の過給圧の変化に基づき、前記吸気バイパス弁の異常判定を行う異常判定手段と、を備える。
【０００８】
上記の過給機付き内燃機関の制御装置は、第１の過給機及び第２の過給機を有し、吸気切替弁及び排気切替弁を利用して第１の過給機と第２の過給機とを作動させるモードを切り替える。具体的には、制御手段は、ツインターボモード設定時における減速時に、所定の過給圧低下状態となるように制御を行うと共に、吸気バイパス弁を開にする制御を行う。そして、異常判定手段は、制御手段による制御が行われた際の過給圧の変化に基づき、吸気バイパス弁の異常判定を行う。これにより、ドライバビリティの悪化などを抑制しつつ、吸気バイパス弁の異常判定を適切に行うことが可能となる。
【０００９】
好適には、上記の過給機付き内燃機関の制御装置において、前記制御手段は、所定の過給圧低下状態となるように、燃料噴射量を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係る過給機付き内燃機関の制御装置が適用された車両の概略構成図を示す。
【図２】エンジンの概略構成図を示す。
【図３】本実施形態における制御方法を具体的に説明するための図である。
【図４】吸気バイパス弁の異常判定処理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】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
［装置構成］
図１は、本実施形態に係る過給機付き内燃機関の制御装置が適用された車両の構成を示す概略図である。図１では、実線矢印がガスの流れを示し、破線矢印が信号の入出力を示している。なお、図１においては、シングルターボモードに設定した場合のガスの流れを示している。
【００１２】
車両は、主に、エアクリーナ２と、吸気通路３と、ターボ過給機４、５と、吸気切替弁６と、吸気バイパス弁７と、エンジン（内燃機関）８と、排気通路１０と、インタークーラ１２と、サージタンク１３と、排気切替弁１５と、アクセル開度センサ２０と、過給圧センサ２１と、吸気バイパス通路３１と、ＥＣＵ（Engine Control Unit）５０と、を備える。
【００１３】
エアクリーナ２は、外部から取得された空気（吸気）を浄化して、吸気通路３に供給する。吸気通路３は、途中で吸気通路３ａ、３ｂに分岐している。吸気通路３ａにはターボ過給機４のコンプレッサ４ａが配設されており、吸気通路３ｂにはターボ過給機５のコンプレッサ５ａが配設されている。コンプレッサ４ａ、５ａは、それぞれ、吸気通路３ａ、３ｂを通過する吸気を圧縮する。
【００１４】
また、吸気通路３ｂには、吸気切替弁６が設けられている。吸気切替弁６は、図示しないアクチュエータを介して、ＥＣＵ５０から供給される制御信号Ｓ６によって開度の制御などが行われ、吸気通路３ｂを通過する吸気の流量を調整する。例えば、吸気切替弁６を開閉させることにより、吸気通路３ｂにおける吸気の流通／遮断を切り替えることができる。更に、コンプレッサ４ａ、５ａの下流側の吸気通路３には、上流側から順に、吸気を冷却するインタークーラ１２、吸気を貯蔵するサージタンク１３、過給された吸気の圧力（過給圧）を検出する過給圧センサ２１、が設けられている。過給圧センサ２１は、検出した過給圧に対応する検出信号Ｓ２１をＥＣＵ５０に供給する。
【００１５】
吸気バイパス通路３１は、一端がエアクリーナ２とコンプレッサ４ａとの間における吸気通路３に接続されていると共に、他端がコンプレッサ５ａと吸気切替弁６との間における吸気通路３ｂに接続されている。吸気バイパス通路３１は、エアクリーナ２側より導入される吸気を、コンプレッサ４ａ、５ａをバイパスして、コンプレッサ４ａ、５ａの下流側に導く。吸気バイパス通路３１の途中には吸気バイパス弁７が設けられている。吸気バイパス弁７は、図示しないアクチュエータを介して、ＥＣＵ５０から供給される制御信号Ｓ７によって開度の制御などが行われる。
【００１６】
エンジン８は、吸気通路３より供給される吸気と燃料との混合気を燃焼することによって、動力を発生する装置である。エンジン８は、例えばディーゼルエンジンなどによって構成される。エンジン８内における燃焼により発生した排気ガスは、排気通路１０に排出される。なお、エンジン８は、ＥＣＵ５０から供給される制御信号によって種々の制御が行われる。例えば、燃料噴射に関する制御が行われる。
【００１７】
ここで、図２を参照して、エンジン８の具体的な構成について説明する。図２は、図１におけるエンジン８の概略構成図を示す。図中の実線矢印はガスの流れの一例を示している。
【００１８】
エンジン８は、主に、燃料噴射弁（インジェクタ）８ｂと、気筒８ｃと、ピストン８ｄと、コンロッド８ｅと、吸気弁８ｇと、排気弁８ｈと、を有する。なお、図２においては、説明の便宜上、１つの気筒８ｃのみを示しているが、実際にはエンジン８は複数の気筒を有する。また、エンジン８は、例えばディーゼルエンジンとして構成される。
【００１９】
吸気通路３には外部から導入された吸気（空気）が通過し、図示しないスロットルバルブによって、吸気通路３を通過する吸気の流量が調整される。吸気通路３を通過した吸気は、気筒８ｃが形成する燃焼室８ｃａに供給される。また、燃焼室８ｃａには、燃料噴射弁８ｂによって噴射された燃料が供給される。燃料噴射弁８ｂは、ＥＣＵ５０から供給される制御信号Ｓ８によって燃料噴射量などが制御される。
【００２０】
燃焼室８ｃａには、吸気弁８ｇと排気弁８ｈとが設けられている。吸気弁８ｇは、開閉することによって、吸気通路３と燃焼室８ｃａとの連通／遮断を制御する。一方、排気弁８ｈは、開閉することによって、排気通路１０と燃焼室８ｃａとの連通／遮断を制御する。
【００２１】
燃焼室８ｃａ内では、上記のように供給された吸気と燃料との混合気が圧縮され自然着火することで燃焼される。この場合、燃焼によってピストン８ｄが往復運動し、当該往復運動がコンロッド８ｅを介してクランク軸（不図示）に伝達され、クランク軸が回転する。燃焼室８ｃａでの燃焼により発生した排気ガスは、排気通路１０より排出される。
【００２２】
図１に戻って、説明を再開する。排気通路１０は途中で排気通路１０ａ、１０ｂに分岐されており、排気通路１０ａにはターボ過給機４のタービン４ｂが配設されており、排気通路１０ｂにはターボ過給機５のタービン５ｂが配設されている。タービン４ｂ、５ｂは、それぞれ、排気通路１０ａ、１０ｂを通過する排気ガスによって回転される。このようなタービン４ｂ、５ｂの回転トルクが、ターボ過給機４内のコンプレッサ４ａ及びターボ過給機５内のコンプレッサ５ａに伝達されて回転することによって、吸気が圧縮される（即ち過給される）こととなる。
【００２３】
ターボ過給機４は、低中速域で過給能力の大きい小容量の低速型の過給機として構成され、ターボ過給機５は、中高速域で過給能力の大きい大容量の高速型の過給機として構成されている。つまり、ターボ過給機４は所謂「プライマリターボ過給機」に相当し、ターボ過給機５は所謂「セカンダリターボ過給機」に相当する。また、ターボ過給機４は本発明における第１の過給機に相当し、ターボ過給機５は本発明における第２の過給機に相当する。このように、図１では、パラレルツインターボシステム（パラレルシーケンシャルターボシステム）に過給機付き内燃機関の制御装置を適用した例を示している。
【００２４】
更に、排気通路１０ｂには、排気切替弁１５が設けられている。排気切替弁１５は、図示しないアクチュエータを介して、ＥＣＵ５０から供給される制御信号Ｓ１５によって開度の制御などが行われ、排気通路１０ｂを通過する排気ガスの流量を調整する。例えば、排気切替弁１５を開閉させることにより、排気通路１０ｂにおける排気ガスの流通／遮断を切り替えることができる。
【００２５】
アクセル開度センサ２０は、ドライバによるアクセルペダルの操作に対応するアクセル開度を検出可能に構成されている。アクセル開度センサ２０は、検出したアクセル開度に対応する検出信号Ｓ２０をＥＣＵ５０に供給する。
【００２６】
ＥＣＵ５０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えて構成される。ＥＣＵ５０は、車両に設けられた各種センサの出力を取得し、これに基づいて車両の各構成要素に対する制御を行う。例えば、ＥＣＵ５０は、ターボ過給機４、５を作動させるモードを切り替える制御を行う。本実施形態では、主に、ＥＣＵ５０は、吸気バイパス弁７の異常判定を行う。したがって、ＥＣＵ５０は、本発明における制御手段及び異常判定手段として機能する。
【００２７】
ここで、ターボ過給機４、５を作動させるモード（シングルターボモード／ツインターボモード）における基本概念について説明する。上記したように、ＥＣＵ５０は、エンジン回転数やエンジントルク（負荷）などに基づいて、吸気切替弁６、吸気バイパス弁７、及び排気切替弁１５に対する制御などを行うことで、ターボ過給機４、５を作動させるモードを切り替えて、過給圧の調整を行う。
【００２８】
ＥＣＵ５０は、基本的には、低中速域において、吸気切替弁６及び排気切替弁１５を閉に制御することで、ターボ過給機４のみを作動させるシングルターボモードに設定する。これに対して、ＥＣＵ５０は、中高速域において、吸気切替弁６及び排気切替弁１５を開に制御することで、ターボ過給機４とターボ過給機５との両方を作動させるツインターボモードに設定する。他方、ＥＣＵ５０は、中速域において、シングルターボモードからツインターボモードへの切り替え、若しくはツインターボモードからシングルターボモードへの切り替えを行う。この場合、ＥＣＵ５０は、当該切り替え時に発生するトルク段差を抑制するために、基本的には、ターボ過給機５を徐々に作動（即ち、助走）させるように排気切替弁１５を制御する。例えば、ＥＣＵ５０は、ターボ過給機５に予め回転を与えておくように排気切替弁１５を開制御してから、シングルターボモードからツインターボモードへの切り替えを行う。
［吸気バイパス弁の異常判定方法］
次に、吸気バイパス弁７の異常判定方法について具体的に説明する。
【００２９】
本実施形態では、ＥＣＵ５０は、吸気バイパス弁７の閉じ固着異常を適切に検出するために、車両の減速状態を利用して定期的に異常判定を実施する。こうする理由は、以下の通りである。ツインターボシステムにおいて、吸気バイパス弁７における閉じ固着異常時にターボ過給機５の助走状態が長時間続くと、ターボ過給機５のコンプレッサ５ａの入口温度が上昇する傾向にある。このような入口温度の上昇を回避するために、助走状態が長時間続く場合にツインターボモードに切り替える方法があるが、当該方法では、吸気バイパス弁７の故障を適切に判定することはできないと言える。
【００３０】
したがって、本実施形態では、吸気バイパス弁７の閉じ固着異常を適切に検出するために、車両の減速状態（つまり、負荷のかからない状態）を利用して定期的に異常判定を実施する。具体的には、ＥＣＵ５０は、ツインターボモード設定時における減速時に、強制的に吸気バイパス弁７を開く制御を行って、この際の過給圧の推移に変化が表れるかによって、吸気バイパス弁７の異常判定を行う。１つの例では、ＥＣＵ５０は、吸気バイパス弁７を開弁させるための指示信号を出した際の過給圧の変化が、所定値以上であるか否かに基づいて、吸気バイパス弁７の異常判定を行う。この場合、ＥＣＵ５０は、過給圧の変化が所定値以上である場合（つまり過給圧が所定値以上低下した場合）、吸気バイパス弁７が正常であると判定する。これに対して、ＥＣＵ５０は、過給圧の変化が所定値未満である場合（つまり過給圧が所定値以上低下しない場合）、吸気バイパス弁７が異常であると判定する。
【００３１】
他の例では、ＥＣＵ５０は、目標過給圧と、吸気バイパス弁７を開弁させるための指示信号を出した際の過給圧との差に基づいて、吸気バイパス弁７の異常判定を行う。この場合、ＥＣＵ５０は、過給圧の差が所定値以上である場合、吸気バイパス弁７が正常であると判定する。これに対して、ＥＣＵ５０は、過給圧の差が所定値未満である場合、吸気バイパス弁７が異常であると判定する。
【００３２】
なお、減速時に吸気バイパス弁７の異常判定を行う理由は以下の通りである。吸気バイパス弁７の閉じ固着異常を過給圧変化で検出する場合は、吸気バイパス弁７が閉じていることが前提となるので、ターボ過給機４、５の作動モードがツインターボモードに設定されていることが必要となる。ここで、吸気バイパス弁７が正常である場合に吸気バイパス弁７を開くと、過給圧が低下してトルクが低下する傾向にある。アクセルがオンの状態（アクセルが踏み込まれている状態）では、このようにトルクが低下した場合、ドライバに違和感を与えたり、車両の挙動に大きな影響を及ぼしてしまう。よって、本実施形態では、このような問題が発生しにくい減速時に、つまりトルクの落ち込みなどに対して違和感を感じないような減速時に、吸気バイパス弁７の異常判定を行う。
【００３３】
更に、上記のように異常判定を行う際に、通常時（異常判定を行わない場合、つまり異常判定のために吸気バイパス弁７を開にする制御を行わない場合をいう。以下同じ。）と同様にして、減速時において燃料噴射量を減量させると、過給圧が一気に低下してしまう場合がある。そのため、ドライバビリティが悪化してしまう場合がある。したがって、ＥＣＵ５０は、上記のように異常判定を行う際に（つまり吸気バイパス弁７を開く制御を行う際に）、減速時において過給圧がある程度緩やかに減衰するように制御を行う、言い換えると減速時において過給圧の減圧が遅くなるように制御を行う。具体的には、ＥＣＵ５０は、所定の過給圧低下状態となるように燃料噴射量を制御する。つまり、ＥＣＵ５０は、異常判定を精度良く行うことが可能な過給圧の変化が生じるように、燃料噴射量を制御する。詳しくは、ＥＣＵ５０は、通常時よりも、燃料噴射量の減量を遅らせる制御（即ち、燃料噴射量を徐減させる制御）を行う。
【００３４】
このように、ＥＣＵ５０は、ツインターボモード設定時における減速時に、上記のように燃料噴射量を制御した状態で吸気バイパス弁７を強制的に開く制御を行うことで、吸気バイパス弁７の異常判定を行う。これにより、ドライバビリティなどを悪化させることなく、吸気バイパス弁７の閉じ固着異常を精度良く検出することが可能となる。
【００３５】
図３は、本実施形態における制御方法を具体的に説明するための図（タイムチャート）である。図３は、横方向に時間を示し、上から順に、エンジン回転数、アクセル開度、燃料噴射量、過給圧、ターボ過給機４、５を作動させるモード（以下、「ターボモード」と呼ぶ。）、吸気バイパス弁７の開閉状態を示している。
【００３６】
なお、図３において、グラフＡ１、Ａ２、Ａ２’、Ａ３は、吸気バイパス弁７の異常判定を行うための制御を行った場合のグラフを示し、グラフＢ１は、吸気バイパス弁７の異常判定を行うための制御を行わなかった場合（つまり通常時）のグラフを示している。詳しくは、実線で示すグラフＡ２は、吸気バイパス弁７が正常である場合の過給圧変化を示し、破線で示すグラフＡ２’は、吸気バイパス弁７が異常である場合の過給圧変化を示している。また、図３において、ターボモードが「０」である場合はシングルターボモードに相当し、ターボモードが「１」である場合はシングルターボモードからツインターボモードへ切り替えるモードに相当し、ターボモードが「２」である場合はツインターボモードに相当し、ターボモードが「３」である場合はツインターボモードからシングルターボモードへ切り替えるモードに相当する。
【００３７】
図３に示すように、ツインターボモードに設定されている際（つまりターボモードが「２」である場合）において、時刻ｔ１より、エンジン回転数が低下すると共にアクセル開度が閉じ方向に変化する。このような状況になった際に、ＥＣＵ５０は、吸気バイパス弁７の異常判定を実施する。具体的には、ＥＣＵ５０は、時刻ｔ２より、燃料噴射量の減量を遅らせる制御を実行する。詳しくは、ＥＣＵ５０は、グラフＡ１で示すように、グラフＢ１で示す通常時における燃料噴射量よりも、燃料噴射量の減量を遅らせる制御（即ち燃料噴射量を徐減させる制御）を行う。また、ＥＣＵ５０は、このような燃料噴射量の制御の開始と同時に、時刻ｔ２において、グラフＡ３で示すように、吸気バイパス弁７を開にする制御を行う（通常はターボモードが「２」である場合、吸気バイパス弁７はグラフＢ３のように閉状態である）。つまり、ＥＣＵ５０は、吸気バイパス弁７に対して、吸気バイパス弁７を開にするための指示信号を供給する。なお、ＥＣＵ５０は、吸気バイパス弁７の異常判定を行う場合、上記のように燃料噴射量に対する制御を行う理由と同様の理由により、ターボモードをツインターボモードに維持する。
【００３８】
このように燃料噴射量の制御及び吸気バイパス弁７を開にする制御を行った場合、吸気バイパス弁７が正常である場合には、グラフＡ２で示すように過給圧が変化する。ＥＣＵ５０は、グラフＣ２で示す目標過給圧と、グラフＡ２で示す過給圧との差（例えば矢印Ｄ２で示す過給圧の差）に基づいて、吸気バイパス弁７の異常判定を行う。この場合には、当該過給圧の差が所定値以上となるため、ＥＣＵ５０は、吸気バイパス弁７が正常であると判定する。
【００３９】
これに対して、上記のような制御を行った場合において、吸気バイパス弁７が異常である場合には、グラフＡ２’で示すように過給圧が変化する。ＥＣＵ５０は、グラフＣ２で示す目標過給圧と、グラフＡ２’で示す過給圧との差に基づいて、吸気バイパス弁７の異常判定を行う。この場合には、当該過給圧の差がほとんどないため（具体的には過給圧の差が所定値未満となるため）、ＥＣＵ５０は、吸気バイパス弁７が異常であると判定する。
【００４０】
（処理フロ−）
次に、図４を参照して、吸気バイパス弁７の異常判定処理について具体的に説明する。図４は、本実施形態における吸気バイパス弁７の異常判定処理を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ５０によって繰り返し実行される。
【００４１】
まず、ステップＳ１０１では、ＥＣＵ５０は、吸気バイパス弁７の異常判定処理を前回実行してからの走行距離が所定値以上であるか否かを判定する。当該判定は、吸気バイパス弁７の異常判定処理を一定の走行距離ごとに実施するために行われる。走行距離が所定値以上である場合（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０２に進み、走行距離が所定値未満である場合（ステップＳ１０１；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０１に進む。
【００４２】
ステップＳ１０２では、ＥＣＵ５０は、ターボ過給機４、５を作動させるモードを成り行きにする。そして、処理はステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３では、ＥＣＵ５０は、ツインターボモードに設定されているか否かを判定する。ツインターボモードに設定されている場合（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０４に進み、ツインターボモードに設定されていない場合（ステップＳ１０３；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０２に戻る。
【００４３】
ステップＳ１０４では、ＥＣＵ５０は、車両の減速時であるか否かの判定を行う。具体的には、ＥＣＵ５０は、今回処理を行った際のエンジン回転数と前回処理を行った際のエンジン回転数とを比較すると共に、今回処理を行った際のアクセル開度と前回処理を行った際のアクセル開度と比較することで、減速時であるか否かの判定を行う。詳しくは、ＥＣＵ５０は、今回処理を行った際のエンジン回転数が前回処理を行った際のエンジン回転数よりも小さく、且つ、今回処理を行った際のアクセル開度が前回処理を行った際のアクセル開度よりも小さい場合に、減速時であると判定する。
【００４４】
減速時である場合（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０５に進み、減速時でない場合（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０２に戻る。
【００４５】
ステップＳ１０５では、ＥＣＵ５０は、燃料噴射量の減量を遅らせる制御を行うと共に、吸気バイパス弁７を開にする制御を行う。つまり、ＥＣＵ５０は、アクセル開度が閉じ側に変化した際の燃料噴射量から徐減させる制御を行うと共に、吸気バイパス弁７を開にするための指示信号を吸気バイパス弁７へ供給する。そして、処理はステップＳ１０６に進む。
【００４６】
ステップＳ１０６では、ＥＣＵ５０は、カウントをスタートする。つまり、ＥＣＵ５０は、上記の燃料噴射量の制御及び吸気バイパス弁７を開にする制御を開始してからのカウントを開始する。こうするのは、吸気バイパス弁７が正常であるか否かの判定を所定時間（所定回数）実施するためである。そして、処理はステップＳ１０７に進む。
【００４７】
ステップＳ１０７では、ＥＣＵ５０は、減速が維持されているか否かを判定する。このような判定を行っているのは、ドライバビリティの悪化を抑制すべく、アクセルやブレーキやクラッチが踏まれたら上記のような制御を速やかに解除するためである。減速が維持されている場合（ステップＳ１０７；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０８に進み、減速が維持されていない場合（ステップＳ１０７；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０２に戻る。
【００４８】
ステップＳ１０８では、ＥＣＵ５０は、目標過給圧と、現在の過給圧（過給圧センサ２１が検出した過給圧）との差が、所定値以上であるか否かを判定する。当該過給圧は、予め設定されて、ＥＣＵ５０内に記憶されている。過給圧の差が所定値以上である場合（ステップＳ１０８；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０９に進む。この場合には、吸気バイパス弁７が正常であると言えるので、ＥＣＵ５０はカウンタをインクリメントし（ステップ１０９）、処理はステップＳ１１０に進む。
【００４９】
ステップＳ１１０では、ＥＣＵ５０は、カウンタが所定値以上であるか否かを判定する。当該判定を行っているのは、吸気バイパス弁７の異常判定を精度良く行うために、上記した過給圧の判定を所定時間（所定回数）実施するためである。よって、カウンタが所定値以上である場合（ステップＳ１１０；Ｙｅｓ）、処理は終了し、カウンタが所定値未満である場合（ステップＳ１１０；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０７に戻る。
【００５０】
これに対して、過給圧の差が所定値未満である場合（ステップＳ１０８；Ｎｏ）、処理はステップＳ１１１に進む。この場合には、吸気バイパス弁７が異常であると考えられる。例えば、吸気バイパス弁７の閉じ固着異常などが発生しているものと考えられる。よって、ステップＳ１１１では、ＥＣＵ５０は、吸気バイパス弁７の異常フラグをオンにする。そして、処理は終了する。
【００５１】
なお、このように異常フラグがオンにされた後、ＥＣＵ５０は、吸気バイパス弁７についての故障表示灯（ＭＩＬ）を点灯して異常を知らせる。また、ＥＣＵ５０は、ターボ過給機４、５を作動させるモードの切り替え時において、ターボ過給機５を助走させる制御の実行を禁止する。
【００５２】
以上説明した吸気バイパス弁７の異常判定処理によれば、トルクの落ち込みなどによるドライバビリティの悪化を抑制しつつ、吸気バイパス弁７の異常判定を適切に行うことが可能となる。
【００５３】
［変形例］
本発明は、パラレルツインターボシステムへの適用に限定はされず、２つのターボ過給機が吸気通路及び排気通路に直列に配置されたシステム（シリーズツインターボシステム）にも同様に適用することができる。
【００５４】
また、上記では、吸気バイパス弁７の異常判定を行う際に、燃料噴射量を制御する実施形態を示したが、これに限定はされない。つまり、燃料噴射量以外の要素に対して制御を行うことで、異常判定時に所定の過給圧低下状態となるように制御しても良い。
【符号の説明】
【００５５】
３ 吸気通路
４、５ ターボ過給機
４ａ、５ａ コンプレッサ
４ｂ、５ｂ タービン
６ 吸気切替弁
７ 吸気バイパス弁
８ エンジン（内燃機関）
８ｂ 燃料噴射弁
８ｃ 気筒
１０、１０ａ、１０ｂ 排気通路
１５ 排気切替弁
２０ アクセル開度センサ
２１ 過給圧センサ
３１ 吸気バイパス通路
５０ ＥＣＵ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の過給機を具備する過給機付き内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、吸気系及び排気系に２つの過給機（プライマリターボ過給機とセカンダリターボ過給機）を並列に配置し、これらの過給機の作動個数を適宜切り替える技術が提案されている。具体的には、プライマリターボ過給機のみを作動させるモードと、プライマリターボ過給機とセカンダリターボ過給機との両方を作動させるモードとの間で切り替えを行う場合に行われる制御が提案されている。なお、以下では、プライマリターボ過給機のみを作動させるモードを「シングルターボモード」と呼び、プライマリターボ過給機とセカンダリターボ過給機との両方を作動させるモードを「ツインターボモード」と呼ぶ。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ツインターボシステムにおいて、吸気制御弁の上下流の圧力差から吸気制御弁の故障診断を行うことが提案されている。また、特許文献２には、ツインターボモードへの切り替え後の目標過給圧と実過給圧との差から、吸排気切替弁の故障を判定することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１２３２３４号公報
【特許文献２】特開平５−９８９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した特許文献１及び２には、吸気バイパス弁の閉じ固着異常などを適切に検出する方法については記載されていない。なお、吸気バイパス弁の閉じ固着異常時において、上記した特許文献１に記載された方法を適用した場合、吸気バイパス弁が強制的に開くように負荷をかけなければならず、コンプレッサがダメージを受ける可能性があった。
【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、ツインターボシステムにおいて、吸気バイパス弁の異常判定を適切に行うことが可能な過給機付き内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の１つの観点では、第１の過給機及び第２の過給機と、前記第１の過給機と前記第２の過給機とを作動させるモードを切り替えるための吸気切替弁及び排気切替弁とを有する過給機付き内燃機関の制御装置は、前記第１の過給機及び前記第２の過給機のコンプレッサ上流側の過給圧をバイパスさせる吸気バイパス弁と、前記第１の過給機及び前記第２の過給機の両方を作動させるモードの設定時における減速時に、所定の過給圧低下状態となるように制御を行うと共に、前記吸気バイパス弁を開にする制御を行う制御手段と、前記制御手段による制御が行われた際の過給圧の変化に基づき、前記吸気バイパス弁の異常判定を行う異常判定手段と、を備える。
【０００８】
上記の過給機付き内燃機関の制御装置は、第１の過給機及び第２の過給機を有し、吸気切替弁及び排気切替弁を利用して第１の過給機と第２の過給機とを作動させるモードを切り替える。具体的には、制御手段は、ツインターボモード設定時における減速時に、所定の過給圧低下状態となるように制御を行うと共に、吸気バイパス弁を開にする制御を行う。そして、異常判定手段は、制御手段による制御が行われた際の過給圧の変化に基づき、吸気バイパス弁の異常判定を行う。これにより、ドライバビリティの悪化などを抑制しつつ、吸気バイパス弁の異常判定を適切に行うことが可能となる。
【０００９】
好適には、上記の過給機付き内燃機関の制御装置において、前記制御手段は、所定の過給圧低下状態となるように、燃料噴射量を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係る過給機付き内燃機関の制御装置が適用された車両の概略構成図を示す。
【図２】エンジンの概略構成図を示す。
【図３】本実施形態における制御方法を具体的に説明するための図である。
【図４】吸気バイパス弁の異常判定処理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】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
［装置構成］
図１は、本実施形態に係る過給機付き内燃機関の制御装置が適用された車両の構成を示す概略図である。図１では、実線矢印がガスの流れを示し、破線矢印が信号の入出力を示している。なお、図１においては、シングルターボモードに設定した場合のガスの流れを示している。
【００１２】
車両は、主に、エアクリーナ２と、吸気通路３と、ターボ過給機４、５と、吸気切替弁６と、吸気バイパス弁７と、エンジン（内燃機関）８と、排気通路１０と、インタークーラ１２と、サージタンク１３と、排気切替弁１５と、アクセル開度センサ２０と、過給圧センサ２１と、吸気バイパス通路３１と、ＥＣＵ（Engine Control Unit）５０と、を備える。
【００１３】
エアクリーナ２は、外部から取得された空気（吸気）を浄化して、吸気通路３に供給する。吸気通路３は、途中で吸気通路３ａ、３ｂに分岐している。吸気通路３ａにはターボ過給機４のコンプレッサ４ａが配設されており、吸気通路３ｂにはターボ過給機５のコンプレッサ５ａが配設されている。コンプレッサ４ａ、５ａは、それぞれ、吸気通路３ａ、３ｂを通過する吸気を圧縮する。
【００１４】
また、吸気通路３ｂには、吸気切替弁６が設けられている。吸気切替弁６は、図示しないアクチュエータを介して、ＥＣＵ５０から供給される制御信号Ｓ６によって開度の制御などが行われ、吸気通路３ｂを通過する吸気の流量を調整する。例えば、吸気切替弁６を開閉させることにより、吸気通路３ｂにおける吸気の流通／遮断を切り替えることができる。更に、コンプレッサ４ａ、５ａの下流側の吸気通路３には、上流側から順に、吸気を冷却するインタークーラ１２、吸気を貯蔵するサージタンク１３、過給された吸気の圧力（過給圧）を検出する過給圧センサ２１、が設けられている。過給圧センサ２１は、検出した過給圧に対応する検出信号Ｓ２１をＥＣＵ５０に供給する。
【００１５】
吸気バイパス通路３１は、一端がエアクリーナ２とコンプレッサ４ａとの間における吸気通路３に接続されていると共に、他端がコンプレッサ５ａと吸気切替弁６との間における吸気通路３ｂに接続されている。吸気バイパス通路３１は、エアクリーナ２側より導入される吸気を、コンプレッサ４ａ、５ａをバイパスして、コンプレッサ４ａ、５ａの下流側に導く。吸気バイパス通路３１の途中には吸気バイパス弁７が設けられている。吸気バイパス弁７は、図示しないアクチュエータを介して、ＥＣＵ５０から供給される制御信号Ｓ７によって開度の制御などが行われる。
【００１６】
エンジン８は、吸気通路３より供給される吸気と燃料との混合気を燃焼することによって、動力を発生する装置である。エンジン８は、例えばディーゼルエンジンなどによって構成される。エンジン８内における燃焼により発生した排気ガスは、排気通路１０に排出される。なお、エンジン８は、ＥＣＵ５０から供給される制御信号によって種々の制御が行われる。例えば、燃料噴射に関する制御が行われる。
【００１７】
ここで、図２を参照して、エンジン８の具体的な構成について説明する。図２は、図１におけるエンジン８の概略構成図を示す。図中の実線矢印はガスの流れの一例を示している。
【００１８】
エンジン８は、主に、燃料噴射弁（インジェクタ）８ｂと、気筒８ｃと、ピストン８ｄと、コンロッド８ｅと、吸気弁８ｇと、排気弁８ｈと、を有する。なお、図２においては、説明の便宜上、１つの気筒８ｃのみを示しているが、実際にはエンジン８は複数の気筒を有する。また、エンジン８は、例えばディーゼルエンジンとして構成される。
【００１９】
吸気通路３には外部から導入された吸気（空気）が通過し、図示しないスロットルバルブによって、吸気通路３を通過する吸気の流量が調整される。吸気通路３を通過した吸気は、気筒８ｃが形成する燃焼室８ｃａに供給される。また、燃焼室８ｃａには、燃料噴射弁８ｂによって噴射された燃料が供給される。燃料噴射弁８ｂは、ＥＣＵ５０から供給される制御信号Ｓ８によって燃料噴射量などが制御される。
【００２０】
燃焼室８ｃａには、吸気弁８ｇと排気弁８ｈとが設けられている。吸気弁８ｇは、開閉することによって、吸気通路３と燃焼室８ｃａとの連通／遮断を制御する。一方、排気弁８ｈは、開閉することによって、排気通路１０と燃焼室８ｃａとの連通／遮断を制御する。
【００２１】
燃焼室８ｃａ内では、上記のように供給された吸気と燃料との混合気が圧縮され自然着火することで燃焼される。この場合、燃焼によってピストン８ｄが往復運動し、当該往復運動がコンロッド８ｅを介してクランク軸（不図示）に伝達され、クランク軸が回転する。燃焼室８ｃａでの燃焼により発生した排気ガスは、排気通路１０より排出される。
【００２２】
図１に戻って、説明を再開する。排気通路１０は途中で排気通路１０ａ、１０ｂに分岐されており、排気通路１０ａにはターボ過給機４のタービン４ｂが配設されており、排気通路１０ｂにはターボ過給機５のタービン５ｂが配設されている。タービン４ｂ、５ｂは、それぞれ、排気通路１０ａ、１０ｂを通過する排気ガスによって回転される。このようなタービン４ｂ、５ｂの回転トルクが、ターボ過給機４内のコンプレッサ４ａ及びターボ過給機５内のコンプレッサ５ａに伝達されて回転することによって、吸気が圧縮される（即ち過給される）こととなる。
【００２３】
ターボ過給機４は、低中速域で過給能力の大きい小容量の低速型の過給機として構成され、ターボ過給機５は、中高速域で過給能力の大きい大容量の高速型の過給機として構成されている。つまり、ターボ過給機４は所謂「プライマリターボ過給機」に相当し、ターボ過給機５は所謂「セカンダリターボ過給機」に相当する。また、ターボ過給機４は本発明における第１の過給機に相当し、ターボ過給機５は本発明における第２の過給機に相当する。このように、図１では、パラレルツインターボシステム（パラレルシーケンシャルターボシステム）に過給機付き内燃機関の制御装置を適用した例を示している。
【００２４】
更に、排気通路１０ｂには、排気切替弁１５が設けられている。排気切替弁１５は、図示しないアクチュエータを介して、ＥＣＵ５０から供給される制御信号Ｓ１５によって開度の制御などが行われ、排気通路１０ｂを通過する排気ガスの流量を調整する。例えば、排気切替弁１５を開閉させることにより、排気通路１０ｂにおける排気ガスの流通／遮断を切り替えることができる。
【００２５】
アクセル開度センサ２０は、ドライバによるアクセルペダルの操作に対応するアクセル開度を検出可能に構成されている。アクセル開度センサ２０は、検出したアクセル開度に対応する検出信号Ｓ２０をＥＣＵ５０に供給する。
【００２６】
ＥＣＵ５０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えて構成される。ＥＣＵ５０は、車両に設けられた各種センサの出力を取得し、これに基づいて車両の各構成要素に対する制御を行う。例えば、ＥＣＵ５０は、ターボ過給機４、５を作動させるモードを切り替える制御を行う。本実施形態では、主に、ＥＣＵ５０は、吸気バイパス弁７の異常判定を行う。したがって、ＥＣＵ５０は、本発明における制御手段及び異常判定手段として機能する。
【００２７】
ここで、ターボ過給機４、５を作動させるモード（シングルターボモード／ツインターボモード）における基本概念について説明する。上記したように、ＥＣＵ５０は、エンジン回転数やエンジントルク（負荷）などに基づいて、吸気切替弁６、吸気バイパス弁７、及び排気切替弁１５に対する制御などを行うことで、ターボ過給機４、５を作動させるモードを切り替えて、過給圧の調整を行う。
【００２８】
ＥＣＵ５０は、基本的には、低中速域において、吸気切替弁６及び排気切替弁１５を閉に制御することで、ターボ過給機４のみを作動させるシングルターボモードに設定する。これに対して、ＥＣＵ５０は、中高速域において、吸気切替弁６及び排気切替弁１５を開に制御することで、ターボ過給機４とターボ過給機５との両方を作動させるツインターボモードに設定する。他方、ＥＣＵ５０は、中速域において、シングルターボモードからツインターボモードへの切り替え、若しくはツインターボモードからシングルターボモードへの切り替えを行う。この場合、ＥＣＵ５０は、当該切り替え時に発生するトルク段差を抑制するために、基本的には、ターボ過給機５を徐々に作動（即ち、助走）させるように排気切替弁１５を制御する。例えば、ＥＣＵ５０は、ターボ過給機５に予め回転を与えておくように排気切替弁１５を開制御してから、シングルターボモードからツインターボモードへの切り替えを行う。
［吸気バイパス弁の異常判定方法］
次に、吸気バイパス弁７の異常判定方法について具体的に説明する。
【００２９】
本実施形態では、ＥＣＵ５０は、吸気バイパス弁７の閉じ固着異常を適切に検出するために、車両の減速状態を利用して定期的に異常判定を実施する。こうする理由は、以下の通りである。ツインターボシステムにおいて、吸気バイパス弁７における閉じ固着異常時にターボ過給機５の助走状態が長時間続くと、ターボ過給機５のコンプレッサ５ａの入口温度が上昇する傾向にある。このような入口温度の上昇を回避するために、助走状態が長時間続く場合にツインターボモードに切り替える方法があるが、当該方法では、吸気バイパス弁７の故障を適切に判定することはできないと言える。
【００３０】
したがって、本実施形態では、吸気バイパス弁７の閉じ固着異常を適切に検出するために、車両の減速状態（つまり、負荷のかからない状態）を利用して定期的に異常判定を実施する。具体的には、ＥＣＵ５０は、ツインターボモード設定時における減速時に、強制的に吸気バイパス弁７を開く制御を行って、この際の過給圧の推移に変化が表れるかによって、吸気バイパス弁７の異常判定を行う。１つの例では、ＥＣＵ５０は、吸気バイパス弁７を開弁させるための指示信号を出した際の過給圧の変化が、所定値以上であるか否かに基づいて、吸気バイパス弁７の異常判定を行う。この場合、ＥＣＵ５０は、過給圧の変化が所定値以上である場合（つまり過給圧が所定値以上低下した場合）、吸気バイパス弁７が正常であると判定する。これに対して、ＥＣＵ５０は、過給圧の変化が所定値未満である場合（つまり過給圧が所定値以上低下しない場合）、吸気バイパス弁７が異常であると判定する。
【００３１】
他の例では、ＥＣＵ５０は、目標過給圧と、吸気バイパス弁７を開弁させるための指示信号を出した際の過給圧との差に基づいて、吸気バイパス弁７の異常判定を行う。この場合、ＥＣＵ５０は、過給圧の差が所定値以上である場合、吸気バイパス弁７が正常であると判定する。これに対して、ＥＣＵ５０は、過給圧の差が所定値未満である場合、吸気バイパス弁７が異常であると判定する。
【００３２】
なお、減速時に吸気バイパス弁７の異常判定を行う理由は以下の通りである。吸気バイパス弁７の閉じ固着異常を過給圧変化で検出する場合は、吸気バイパス弁７が閉じていることが前提となるので、ターボ過給機４、５の作動モードがツインターボモードに設定されていることが必要となる。ここで、吸気バイパス弁７が正常である場合に吸気バイパス弁７を開くと、過給圧が低下してトルクが低下する傾向にある。アクセルがオンの状態（アクセルが踏み込まれている状態）では、このようにトルクが低下した場合、ドライバに違和感を与えたり、車両の挙動に大きな影響を及ぼしてしまう。よって、本実施形態では、このような問題が発生しにくい減速時に、つまりトルクの落ち込みなどに対して違和感を感じないような減速時に、吸気バイパス弁７の異常判定を行う。
【００３３】
更に、上記のように異常判定を行う際に、通常時（異常判定を行わない場合、つまり異常判定のために吸気バイパス弁７を開にする制御を行わない場合をいう。以下同じ。）と同様にして、減速時において燃料噴射量を減量させると、過給圧が一気に低下してしまう場合がある。そのため、ドライバビリティが悪化してしまう場合がある。したがって、ＥＣＵ５０は、上記のように異常判定を行う際に（つまり吸気バイパス弁７を開く制御を行う際に）、減速時において過給圧がある程度緩やかに減衰するように制御を行う、言い換えると減速時において過給圧の減圧が遅くなるように制御を行う。具体的には、ＥＣＵ５０は、所定の過給圧低下状態となるように燃料噴射量を制御する。つまり、ＥＣＵ５０は、異常判定を精度良く行うことが可能な過給圧の変化が生じるように、燃料噴射量を制御する。詳しくは、ＥＣＵ５０は、通常時よりも、燃料噴射量の減量を遅らせる制御（即ち、燃料噴射量を徐減させる制御）を行う。
【００３４】
このように、ＥＣＵ５０は、ツインターボモード設定時における減速時に、上記のように燃料噴射量を制御した状態で吸気バイパス弁７を強制的に開く制御を行うことで、吸気バイパス弁７の異常判定を行う。これにより、ドライバビリティなどを悪化させることなく、吸気バイパス弁７の閉じ固着異常を精度良く検出することが可能となる。
【００３５】
図３は、本実施形態における制御方法を具体的に説明するための図（タイムチャート）である。図３は、横方向に時間を示し、上から順に、エンジン回転数、アクセル開度、燃料噴射量、過給圧、ターボ過給機４、５を作動させるモード（以下、「ターボモード」と呼ぶ。）、吸気バイパス弁７の開閉状態を示している。
【００３６】
なお、図３において、グラフＡ１、Ａ２、Ａ２’、Ａ３は、吸気バイパス弁７の異常判定を行うための制御を行った場合のグラフを示し、グラフＢ１は、吸気バイパス弁７の異常判定を行うための制御を行わなかった場合（つまり通常時）のグラフを示している。詳しくは、実線で示すグラフＡ２は、吸気バイパス弁７が正常である場合の過給圧変化を示し、破線で示すグラフＡ２’は、吸気バイパス弁７が異常である場合の過給圧変化を示している。また、図３において、ターボモードが「０」である場合はシングルターボモードに相当し、ターボモードが「１」である場合はシングルターボモードからツインターボモードへ切り替えるモードに相当し、ターボモードが「２」である場合はツインターボモードに相当し、ターボモードが「３」である場合はツインターボモードからシングルターボモードへ切り替えるモードに相当する。
【００３７】
図３に示すように、ツインターボモードに設定されている際（つまりターボモードが「２」である場合）において、時刻ｔ１より、エンジン回転数が低下すると共にアクセル開度が閉じ方向に変化する。このような状況になった際に、ＥＣＵ５０は、吸気バイパス弁７の異常判定を実施する。具体的には、ＥＣＵ５０は、時刻ｔ２より、燃料噴射量の減量を遅らせる制御を実行する。詳しくは、ＥＣＵ５０は、グラフＡ１で示すように、グラフＢ１で示す通常時における燃料噴射量よりも、燃料噴射量の減量を遅らせる制御（即ち燃料噴射量を徐減させる制御）を行う。また、ＥＣＵ５０は、このような燃料噴射量の制御の開始と同時に、時刻ｔ２において、グラフＡ３で示すように、吸気バイパス弁７を開にする制御を行う（通常はターボモードが「２」である場合、吸気バイパス弁７はグラフＢ３のように閉状態である）。つまり、ＥＣＵ５０は、吸気バイパス弁７に対して、吸気バイパス弁７を開にするための指示信号を供給する。なお、ＥＣＵ５０は、吸気バイパス弁７の異常判定を行う場合、上記のように燃料噴射量に対する制御を行う理由と同様の理由により、ターボモードをツインターボモードに維持する。
【００３８】
このように燃料噴射量の制御及び吸気バイパス弁７を開にする制御を行った場合、吸気バイパス弁７が正常である場合には、グラフＡ２で示すように過給圧が変化する。ＥＣＵ５０は、グラフＣ２で示す目標過給圧と、グラフＡ２で示す過給圧との差（例えば矢印Ｄ２で示す過給圧の差）に基づいて、吸気バイパス弁７の異常判定を行う。この場合には、当該過給圧の差が所定値以上となるため、ＥＣＵ５０は、吸気バイパス弁７が正常であると判定する。
【００３９】
これに対して、上記のような制御を行った場合において、吸気バイパス弁７が異常である場合には、グラフＡ２’で示すように過給圧が変化する。ＥＣＵ５０は、グラフＣ２で示す目標過給圧と、グラフＡ２’で示す過給圧との差に基づいて、吸気バイパス弁７の異常判定を行う。この場合には、当該過給圧の差がほとんどないため（具体的には過給圧の差が所定値未満となるため）、ＥＣＵ５０は、吸気バイパス弁７が異常であると判定する。
【００４０】
（処理フロ−）
次に、図４を参照して、吸気バイパス弁７の異常判定処理について具体的に説明する。図４は、本実施形態における吸気バイパス弁７の異常判定処理を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ５０によって繰り返し実行される。
【００４１】
まず、ステップＳ１０１では、ＥＣＵ５０は、吸気バイパス弁７の異常判定処理を前回実行してからの走行距離が所定値以上であるか否かを判定する。当該判定は、吸気バイパス弁７の異常判定処理を一定の走行距離ごとに実施するために行われる。走行距離が所定値以上である場合（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０２に進み、走行距離が所定値未満である場合（ステップＳ１０１；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０１に進む。
【００４２】
ステップＳ１０２では、ＥＣＵ５０は、ターボ過給機４、５を作動させるモードを成り行きにする。そして、処理はステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３では、ＥＣＵ５０は、ツインターボモードに設定されているか否かを判定する。ツインターボモードに設定されている場合（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０４に進み、ツインターボモードに設定されていない場合（ステップＳ１０３；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０２に戻る。
【００４３】
ステップＳ１０４では、ＥＣＵ５０は、車両の減速時であるか否かの判定を行う。具体的には、ＥＣＵ５０は、今回処理を行った際のエンジン回転数と前回処理を行った際のエンジン回転数とを比較すると共に、今回処理を行った際のアクセル開度と前回処理を行った際のアクセル開度と比較することで、減速時であるか否かの判定を行う。詳しくは、ＥＣＵ５０は、今回処理を行った際のエンジン回転数が前回処理を行った際のエンジン回転数よりも小さく、且つ、今回処理を行った際のアクセル開度が前回処理を行った際のアクセル開度よりも小さい場合に、減速時であると判定する。
【００４４】
減速時である場合（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０５に進み、減速時でない場合（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０２に戻る。
【００４５】
ステップＳ１０５では、ＥＣＵ５０は、燃料噴射量の減量を遅らせる制御を行うと共に、吸気バイパス弁７を開にする制御を行う。つまり、ＥＣＵ５０は、アクセル開度が閉じ側に変化した際の燃料噴射量から徐減させる制御を行うと共に、吸気バイパス弁７を開にするための指示信号を吸気バイパス弁７へ供給する。そして、処理はステップＳ１０６に進む。
【００４６】
ステップＳ１０６では、ＥＣＵ５０は、カウントをスタートする。つまり、ＥＣＵ５０は、上記の燃料噴射量の制御及び吸気バイパス弁７を開にする制御を開始してからのカウントを開始する。こうするのは、吸気バイパス弁７が正常であるか否かの判定を所定時間（所定回数）実施するためである。そして、処理はステップＳ１０７に進む。
【００４７】
ステップＳ１０７では、ＥＣＵ５０は、減速が維持されているか否かを判定する。このような判定を行っているのは、ドライバビリティの悪化を抑制すべく、アクセルやブレーキやクラッチが踏まれたら上記のような制御を速やかに解除するためである。減速が維持されている場合（ステップＳ１０７；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０８に進み、減速が維持されていない場合（ステップＳ１０７；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０２に戻る。
【００４８】
ステップＳ１０８では、ＥＣＵ５０は、目標過給圧と、現在の過給圧（過給圧センサ２１が検出した過給圧）との差が、所定値以上であるか否かを判定する。当該過給圧は、予め設定されて、ＥＣＵ５０内に記憶されている。過給圧の差が所定値以上である場合（ステップＳ１０８；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０９に進む。この場合には、吸気バイパス弁７が正常であると言えるので、ＥＣＵ５０はカウンタをインクリメントし（ステップ１０９）、処理はステップＳ１１０に進む。
【００４９】
ステップＳ１１０では、ＥＣＵ５０は、カウンタが所定値以上であるか否かを判定する。当該判定を行っているのは、吸気バイパス弁７の異常判定を精度良く行うために、上記した過給圧の判定を所定時間（所定回数）実施するためである。よって、カウンタが所定値以上である場合（ステップＳ１１０；Ｙｅｓ）、処理は終了し、カウンタが所定値未満である場合（ステップＳ１１０；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０７に戻る。
【００５０】
これに対して、過給圧の差が所定値未満である場合（ステップＳ１０８；Ｎｏ）、処理はステップＳ１１１に進む。この場合には、吸気バイパス弁７が異常であると考えられる。例えば、吸気バイパス弁７の閉じ固着異常などが発生しているものと考えられる。よって、ステップＳ１１１では、ＥＣＵ５０は、吸気バイパス弁７の異常フラグをオンにする。そして、処理は終了する。
【００５１】
なお、このように異常フラグがオンにされた後、ＥＣＵ５０は、吸気バイパス弁７についての故障表示灯（ＭＩＬ）を点灯して異常を知らせる。また、ＥＣＵ５０は、ターボ過給機４、５を作動させるモードの切り替え時において、ターボ過給機５を助走させる制御の実行を禁止する。
【００５２】
以上説明した吸気バイパス弁７の異常判定処理によれば、トルクの落ち込みなどによるドライバビリティの悪化を抑制しつつ、吸気バイパス弁７の異常判定を適切に行うことが可能となる。
【００５３】
［変形例］
本発明は、パラレルツインターボシステムへの適用に限定はされず、２つのターボ過給機が吸気通路及び排気通路に直列に配置されたシステム（シリーズツインターボシステム）にも同様に適用することができる。
【００５４】
また、上記では、吸気バイパス弁７の異常判定を行う際に、燃料噴射量を制御する実施形態を示したが、これに限定はされない。つまり、燃料噴射量以外の要素に対して制御を行うことで、異常判定時に所定の過給圧低下状態となるように制御しても良い。
【符号の説明】
【００５５】
３ 吸気通路
４、５ ターボ過給機
４ａ、５ａ コンプレッサ
４ｂ、５ｂ タービン
６ 吸気切替弁
７ 吸気バイパス弁
８ エンジン（内燃機関）
８ｂ 燃料噴射弁
８ｃ 気筒
１０、１０ａ、１０ｂ 排気通路
１５ 排気切替弁
２０ アクセル開度センサ
２１ 過給圧センサ
３１ 吸気バイパス通路
５０ ＥＣＵ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の過給機及び第２の過給機と、前記第１の過給機と前記第２の過給機とを作動させるモードを切り替えるための吸気切替弁及び排気切替弁とを有する過給機付き内燃機関の制御装置であって、
前記第１の過給機及び前記第２の過給機のコンプレッサ上流側の過給圧をバイパスさせる吸気バイパス弁と、
前記第１の過給機及び前記第２の過給機の両方を作動させるモードの設定時における減速時に、所定の過給圧低下状態となるように制御を行うと共に、前記吸気バイパス弁を開にする制御を行う制御手段と、
前記制御手段による制御が行われた際の過給圧の変化に基づき、前記吸気バイパス弁の異常判定を行う異常判定手段と、を備えることを特徴とする過給機付き内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、所定の過給圧低下状態となるように、燃料噴射量を制御する請求項１に記載の過給機付き内燃機関の制御装置。
【請求項１】
第１の過給機及び第２の過給機と、前記第１の過給機と前記第２の過給機とを作動させるモードを切り替えるための吸気切替弁及び排気切替弁とを有する過給機付き内燃機関の制御装置であって、
前記第１の過給機及び前記第２の過給機のコンプレッサ上流側の過給圧をバイパスさせる吸気バイパス弁と、
前記第１の過給機及び前記第２の過給機の両方を作動させるモードの設定時における減速時に、所定の過給圧低下状態となるように制御を行うと共に、前記吸気バイパス弁を開にする制御を行う制御手段と、
前記制御手段による制御が行われた際の過給圧の変化に基づき、前記吸気バイパス弁の異常判定を行う異常判定手段と、を備えることを特徴とする過給機付き内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、所定の過給圧低下状態となるように、燃料噴射量を制御する請求項１に記載の過給機付き内燃機関の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−２２９９０１（Ｐ２０１０−２２９９０１Ａ）
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７８６３１（Ｐ２００９−７８６３１）
【出願日】平成２１年３月２７日（２００９．３．２７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２７日（２００９．３．２７）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]