(57)【要約】【課題】第１過給機と第２過給機を備え、第１過給機のみを稼働させるシングルターボモードと第１過給機と第２過給機を稼働させるツインターボモードの動作モードを有する内燃機関システムにおいて、シングルターボモードにおいて排気切替弁の異常（排気切替弁の開固着）を判定できる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】第１過給機及び第２過給機と、上流側排気通路と、排気切替弁と、第１下流側吸気通路と、第２下流側吸気通路と、吸気切替弁と、吸気バイパス通路と、吸気バイパス弁と、コンプレッサ吸気温度検出手段と、を備えた内燃機関を制御する内燃機関の制御装置であて、制御装置は、内燃機関の運転状態に基づいて、シングルターボモードと、ツインターボモードと、１・２切替モードと、を切り替え、制御装置はシングルターボモードにおいて、コンプレッサ吸気温度が所定閾値を越えた場合に、排気切替弁が異常であると判定する。【選択図】図１
2020186670.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１過給機及び第２過給機と、
内燃機関からのからの排気が導かれるとともに前記第１過給機のタービンである第１タービンの上流側と前記第２過給機のタービンである第２タービンの上流側とを連通する上流側排気通路と、
前記上流側排気通路上に設けられ、前記第１タービンのみに排気が流れる状態と、前記第１タービン及び第２タービンの両方に排気が流れる状態とを切り替える排気切替弁と、
前記第１過給機のコンプレッサである第１コンプレッサの下流側と前記内燃機関の吸気マニホルドを連通する第１下流側吸気通路と、
前記第２過給機のコンプレッサである第２コンプレッサの下流側と前記吸気マニホルドを連通する第２下流側吸気通路と、
前記第２下流側吸気通路に設けられ、前記第２コンプレッサからの吸気が前記吸気マニホルドに供給される状態と、前記第２コンプレッサからの吸気が前記吸気マニホルドに供給されない状態とを切り替える吸気切替弁と、
前記第２下流側吸気通路の前記吸気切替弁の上流側に設けられ、前記第２コンプレッサの下流側から前記第１コンプレッサの上流側へ吸気をバイパスする吸気バイパス通路と、
前記吸気バイパス通路上に設けられ、前記第２コンプレッサから前記第１コンプレッサへ吸気をバイパスする状態と、前記第２コンプレッサから前記第１コンプレッサへ吸気をバイパスしない状態とを切り替える吸気バイパス弁と、
前記第２コンプレッサの吸気の流入側に設けられ、前記第２コンプレッサへ流入する吸気の温度を検出するコンプレッサ吸気温度検出手段と、を備えた前記内燃機関を制御する、内燃機関の制御装置であって、
前記制御装置は、
前記内燃機関の運転状態に基づいて、
前記第１過給機のみで過給するシングルターボモードと、
前記第１過給機及び前記第２過給機で過給するツインターボモードと、
前記シングルターボモードから前記ツインターボモードへの切り替え過渡期のモードである１・２切替モードと、を切り替え、
前記制御装置は、
前記シングルターボモードでは、前記排気切替弁と前記吸気切替弁と前記吸気バイパス弁のそれぞれを閉状態とし、
前記ツインターボモードでは、前記排気切替弁と前記吸気切替弁のそれぞれを開状態にし、前記吸気バイパス弁を閉状態とし、
前記１・２切替モードでは、前記排気切替弁と前記吸気バイパス弁のそれぞれを開状態にし、前記吸気切替弁を閉状態とし、
前記シングルターボモードにおいて、前記コンプレッサ吸気温度検出手段により検出した前記第２コンプレッサへの吸気の温度であるコンプレッサ吸気温度が所定閾値を越えた場合に、前記排気切替弁が異常であると判定する、
内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記制御装置は、
前記排気切替弁が異常であると判定した場合、かつ、前記シングルターボモードの場合、前記吸気バイパス弁を開状態とする、
内燃機関の制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関は外気の温度である外気温度を検出する外気温度検出手段を備えており、
前記制御装置は、
前記外気温度検出手段により検出した外気温度に基づいて前記所定閾値を求める、
内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関において吸気系及び排気系に２つの過給機を備えた内燃機関システムがある。この内燃機関システムにおいて、２つの過給機として主に動作する第１の過給機であるプライマリターボ過給機（第１過給機に相当）と第２の過給機であるセカンダリターボ過給機（第２過給機に相当）が配置されている。
【０００３】
この内燃機関システムは、運転状態に応じてプライマリターボ過給機を動作させる動作モード（以下、「シングルターボモード」と呼ぶ）と、プライマリターボ過給機とセカンダリターボ過給機を動作させる動作モード（以下、「ツインターボモード」と呼ぶ）と、を切り替える。
【０００４】
例えば特許文献１には、第１の過給機（第１過給機に相当）、第２の過給機（第２過給機に相当）、排気通路、吸気通路、排気切替弁、吸気切替弁、制御手段（制御装置に相当）と、を備える内燃機関の制御装置が開示されている。排気通路は第１の過給機のタービンと第２の過給機のタービンとを連通し、吸気通路は第１の過給機のコンプレッサと第２の過給機のコンプレッサとを連通する。排気切替弁は第１の過給機のみと第１の過給機と第２の過給機の両方に排気が流れる状態とを切り替え、吸気切替弁は第１の過給機のみから吸気が供給される状態と、第１の過給機と第２の過給機の両方から吸気が供給される状態とを切り替える。
【０００５】
特許文献１の内燃機関の制御装置は、シングルターボモードにおいて排気切替弁と吸気切替弁のそれぞれを閉状態となるように、ツインターボモードにおいて排気切替弁と吸気切替弁のそれぞれを開状態となるように制御する。この時、ツインターボモードへの切替時に、吸気切替弁の開弁を開始するタイミングを排気切替弁の開弁を開始するタイミングよりも遅らせることで切り替え時に発生する過給圧の落ち込みを抑制する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２０９８７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の内燃機関の制御装置では、シングルターボモードにおいて排気切替弁が異物を噛み込む等により十分な閉状態とならず（開弁したまま閉弁しない状態、以下、開固着）第２タービンへ排気が流入する場合がある。これにより、第２の過給機のコンプレッサが回転されて、圧縮された吸気が下流側の吸気通路へ供給される。この時、吸気切替弁が閉状態であるため圧縮された吸気は、第１の過給機のコンプレッサに供給されず行き場を失い、第２の過給機のコンプレッサへ向かって逆流し、第２の過給機のコンプレッサの上流側へ逆流するおそれがある。
【０００８】
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、第１過給機と第２過給機を備え、第１過給機のみを稼働させるシングルターボモードと第１過給機と第２過給機を稼働させるツインターボモードの動作モードを有する内燃機関システムにおいて、シングルターボモードにおいて排気切替弁の異常（排気切替弁の開固着）を判定できる内燃機関の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の第１の発明は、第１過給機及び第２過給機と、内燃機関からのからの排気が導かれるとともに前記第１過給機のタービンである第１タービンの上流側と前記第２過給機のタービンである第２タービンの上流側とを連通する上流側排気通路と、前記上流側排気通路上に設けられ、前記第１タービンのみに排気が流れる状態と、前記第１タービン及び第２タービンの両方に排気が流れる状態とを切り替える排気切替弁と、前記第１過給機のコンプレッサである第１コンプレッサの下流側と前記内燃機関の吸気マニホルドを連通する第１下流側吸気通路と、前記第２過給機のコンプレッサである第２コンプレッサの下流側と前記吸気マニホルドを連通する第２下流側吸気通路と、前記第２下流側吸気通路に設けられ、前記第２コンプレッサからの吸気が前記吸気マニホルドに供給される状態と、前記第２コンプレッサからの吸気が前記吸気マニホルドに供給されない状態とを切り替える吸気切替弁と、前記第２下流側吸気通路の前記吸気切替弁の上流側に設けられ、前記第２コンプレッサの下流側から前記第１コンプレッサの上流側へ吸気をバイパスする吸気バイパス通路と、前記吸気バイパス通路上に設けられ、前記第２コンプレッサから前記第１コンプレッサへ吸気をバイパスする状態と、前記第２コンプレッサから前記第１コンプレッサへ吸気をバイパスしない状態とを切り替える吸気バイパス弁と、前記第２コンプレッサの吸気の流入側に設けられ、前記第２コンプレッサへ流入する吸気の温度を検出するコンプレッサ吸気温度検出手段と、を備えた前記内燃機関を制御する、内燃機関の制御装置であって、前記制御装置は、前記内燃機関の運転状態に基づいて、前記第１過給機のみで過給するシングルターボモードと、前記第１過給機及び前記第２過給機で過給するツインターボモードと、前記シングルターボモードから前記ツインターボモードへの切り替え過渡期のモードである１・２切替モードと、を切り替え、前記制御装置は、前記シングルターボモードでは、前記排気切替弁と前記吸気切替弁と前記吸気バイパス弁のそれぞれを閉状態とし、前記ツインターボモードでは、前記排気切替弁と前記吸気切替弁のそれぞれを開状態にし、前記吸気バイパス弁を閉状態とし、前記１・２切替モードでは、前記排気切替弁と前記吸気バイパス弁のそれぞれを開状態にし、前記吸気切替弁を閉状態とし、前記シングルターボモードにおいて、前記コンプレッサ吸気温度検出手段により検出した前記第２コンプレッサへの吸気の温度であるコンプレッサ吸気温度が所定閾値を越えた場合に、前記排気切替弁が異常であると判定する、内燃機関の制御装置である。
【００１０】
次に、本発明の第２の発明は、上記第１の発明に係る内燃機関の制御装置であって、前記制御装置は、前記排気切替弁が異常であると判定した場合、かつ、前記シングルターボモードの場合、前記吸気バイパス弁を開状態とする、内燃機関の制御装置である。
【００１１】
次に、本発明の第３の発明は、上記第１又２の発明に係る内燃機関の制御装置であって、前記内燃機関は外気の温度である外気温度を検出する外気温度検出手段を備えており、前記制御装置は、前記外気温度検出手段により検出した外気温度に基づいて前記所定閾値を求める、内燃機関の制御装置である。
【発明の効果】
【００１２】
第１の発明によれば、シングルターボモードの場合において、第２コンプレッサの上流側の吸気温度の変化に基づいて、排気切替弁が異常（排気切替弁の開固着）であると判定できる。運転者は排気切替弁の異常を認識でき、修理等の対応を適切に行うことができ便利である。
【００１３】
第２の発明によれば、排気切替弁の異常（排気切替弁の開固着）に対して、第１コンプレッサの上流側へ吸気をバイパスすることで、第２コンプレッサの上流側への吸気の逆流を解消できる。これにより、回転する第２コンプレッサへ吸気が逆流することにより生じる異音の発生を抑えることができる。
【００１４】
第３の発明によれば、外気温度が変化した場合であっても、第２コンプレッサの上流側の吸気温度の変化を正確に検出でき、排気切替弁の異常（排気切替弁の開固着）を適切に判定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の内燃機関システム（２機の過給機を備えた内燃機関システム）の全体の概略構成の例を説明する図である。
【図２】本実施の形態において、制御装置の処理手順（全体の処理手順）の例を説明するフローチャートである。
【図３】シングルターボモード（正常時）における排気切替弁、吸気切替弁、吸気バイパス弁のそれぞれの開閉状態と排気・吸気の状態を説明する図である。
【図４】シングルターボモード（正常時）における排気切替弁等の開閉状態と第２過給機の回転数等の関係を説明する図である。
【図５】シングルターボモード（排気切替弁の開固着時）における排気切替弁、吸気切替弁、吸気バイパス弁のそれぞれの開閉状態と排気・吸気の状態を説明する図である。
【図６】シングルターボモード（排気切替弁の開固着時：吸気バイパス弁開制御有り）における排気切替弁、吸気切替弁、吸気バイパス弁のそれぞれの開閉状態と排気・吸気の状態を説明する図である。
【図７】シングルターボモード（排気切替弁の開固着時：吸気バイパス弁開制御有り）における排気切替弁等の開閉状態と第２過給機の回転数等の関係を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
●［内燃機関システム１の全体の概略構成の例（図１）］
以下に本発明を実施するための形態を図面を用いて説明する。まず図１を用いて、内燃機関の制御装置７０を有する内燃機関システム１の全体の概略構成の例について説明する。本実施の形態の説明では、内燃機関の例として、車両に搭載された内燃機関１０（例えばディーゼルエンジン）を用いて説明する。また図１に示す内燃機関システム１の例は、第１過給機３１と第２過給機３２の２機の過給機を並列に配置しているが、後述する吸気バイパス通路１１ＣＢと吸気バイパス弁６１を有することで、第２過給機３２と第１過給機３１の直列的な過給動作も可能とされている。
【００１７】
以下、内燃機関システム１の全体について、図１を用いて吸気側（図１の上方）から排気側（図１の下方）に向かって順に説明する。吸気通路１１Ａの流入側には、吸気流量検出手段２１（例えば、吸気流量センサ）、大気圧検出手段２２Ｄ（例えば、圧力センサ）、吸気温度検出手段２２Ｅ（例えば、温度センサ）、が設けられている。吸気流量検出手段２１は、内燃機関１０が吸入した空気の流量に応じた検出信号を制御装置７０に出力する。大気圧検出手段２２Ｄは、雰囲気の大気の圧力（大気圧）に応じた検出信号を制御装置７０に出力し、吸気温度検出手段２２Ｅ（外気温度検出手段に相当）は、内燃機関１０が吸入した外気（空気）の外気温度（吸気通路１１Ａ、１１Ｂ１、１１Ｂ２内の空気の温度）に応じた検出信号を制御装置７０に出力する。吸気通路１１Ａの流出側は、吸気通路１１Ｂ１、１１Ｂ２の二股に分岐しており、吸気通路１１Ｂ１の流入側と吸気通路１１Ｂ２の流入側とに接続されている。
【００１８】
吸気通路１１Ｂ１の流出側は、第１過給機３１（第１のターボチャージャ）の第１コンプレッサ３１Ａの流入側に接続されている。また吸気通路１１Ｂ１の途中には、吸気バイパス通路１１ＣＢの流出側が接続されている。第１コンプレッサ３１Ａの流出側は、第１下流側吸気通路１１Ｃ１の流入側に接続され、第１下流側吸気通路１１Ｃ１の流出側は、第２下流側吸気通路１１Ｃ２の流出側と合流されて吸気通路１１Ｄの流入側に接続されている。第１下流側吸気通路１１Ｃ１は、第１過給機３１のコンプレッサである第１コンプレッサ３１Ａの下流側と内燃機関１０の吸気マニホルド１１Ｅを連通する。また、第２下流側吸気通路１１Ｃ２は、第２過給機３２のコンプレッサである第２コンプレッサ３２Ａの下流側と内燃機関１０の吸気マニホルド１１Ｅを連通する。第１コンプレッサ３１Ａは、排気ガスのエネルギーを用いて回転する第１タービン３１Ｂにて回転駆動され、吸気通路１１Ｂ１から吸入した空気を圧縮して第１下流側吸気通路１１Ｃ１へ吐出する（過給する）。
【００１９】
吸気通路１１Ｂ２の流出側は、第２過給機３２（第２のターボチャージャ）の第２コンプレッサ３２Ａの流入側に接続されている。第２コンプレッサ３２Ａの吸気の流入側には、第２コンプレッサ３２Ａへ流入する吸気の温度（コンプレッサ吸気温度）を検出するコンプレッサ吸気温度検出手段３２Ｆ（例えば、温度センサ）、が設けられている。なお、コンプレッサ吸気温度検出手段３２Ｆを第２コンプレッサ３２Ａの吸気の流出側ではなく流入側に設けることで、第２コンプレッサ３２Ａの圧縮による温度の変動を受けることなく正確にコンプレッサ吸気温度を検出できる。
【００２０】
第２コンプレッサ３２Ａの流出側は、第２下流側吸気通路１１Ｃ２と吸気バイパス通路１１ＣＢの二股に分岐しており、第２下流側吸気通路１１Ｃ２の流入側と吸気バイパス通路１１ＣＢの流入側とに接続されている。吸気バイパス通路１１ＣＢは、第２下流側吸気通路１１Ｃ２の吸気切替弁６２の上流側に設けられ、第２コンプレッサ３２Ａの下流側から第１コンプレッサ３１Ａの上流側へ吸気をバイパスする。
【００２１】
第２下流側吸気通路１１Ｃ２の流出側は、第１下流側吸気通路１１Ｃ１の流出側と合流されて吸気通路１１Ｄの流入側に接続されている。また第２下流側吸気通路１１Ｃ２には、制御装置７０からの制御信号に基づいて第２下流側吸気通路１１Ｃ２を開閉（開状態/閉状態）する吸気切替弁６２が設けられている。これにより、吸気切替弁６２は、第２コンプレッサからの吸気が吸気マニホルドに供給される状態と、第２コンプレッサからの吸気が吸気マニホルドに供給されない状態とを切り替える。
【００２２】
吸気バイパス通路１１ＣＢの流出側は吸気通路１１Ｂ１に接続されている。また吸気バイパス通路１１ＣＢには、制御装置７０からの制御信号に基づいて吸気バイパス通路１１ＣＢを開閉する吸気バイパス弁６１が設けられている。吸気バイパス弁６１は、第２コンプレッサ３２Ａから第１コンプレッサ３１Ａへ吸気をバイパスする状態と、第２コンプレッサ３２Ａから第１コンプレッサ３１Ａへ吸気をバイパスしない状態とを切り替える。
【００２３】
第２コンプレッサ３２Ａを回転駆動する第２タービン３２Ｂは、排気切替弁６３が開状態とされた場合に、排気ガスのエネルギーにて回転駆動される。排気切替弁６３は、制御装置７０からの制御信号に基づいて排気通路１２Ｂ２を開閉する。制御装置７０は、排気切替弁６３を開状態にして第２タービン３２Ｂを回転駆動した場合、吸気切替弁６２と吸気バイパス弁６１のいずれか一方を開状態にして他方を閉状態にする。また制御装置７０は、排気切替弁６３を閉状態にしている場合、吸気切替弁６２と吸気バイパス弁６１の双方を閉状態にする。
【００２４】
第２コンプレッサ３２Ａは、第２タービン３２Ｂにて回転駆動された場合、吸気切替弁６２が開状態かつ吸気バイパス弁６１が閉状態の場合では、吸気通路１１Ｂ２から吸入した空気を圧縮して第２下流側吸気通路１１Ｃ２へ吐出（過給）する。また第２コンプレッサ３２Ａは、第２タービン３２Ｂにて回転駆動された場合、吸気切替弁６２が閉状態かつ吸気バイパス弁６１が開状態の場合では、吸気通路１１Ｂ２から吸入した空気を圧縮して吸気バイパス通路１１ＣＢへ吐出（過給）する。
【００２５】
吸気通路１１Ｄの流入側は、第１下流側吸気通路１１Ｃ１の流出側と第２下流側吸気通路１１Ｃ２の流出側とが接続され、吸気通路１１Ｄの流出側は、吸気マニホルド１１Ｅの流入側に接続されている。なお、第１過給機３１の第１コンプレッサ３１Ａの下流側となる第１下流側吸気通路１１Ｃ１、吸気通路１１Ｄ、吸気マニホルド１１Ｅのいずれかには、過給圧を検出する過給圧検出手段２２Ａ（例えば、圧力センサ）が設けられている。過給圧検出手段２２Ａは、過給された吸気の圧力に応じた検出信号を制御装置７０に出力する。
【００２６】
吸気マニホルド１１Ｅの流出側は、内燃機関１０の各シリンダに接続されている。
【００２７】
内燃機関１０は複数のシリンダを有しており、インジェクタ４３Ａ〜４３Ｈが、それぞれのシリンダに設けられている。インジェクタ４３Ａ〜４３Ｈには、コモンレール４２から燃料配管を介して燃料が供給されており、インジェクタ４３Ａ〜４３Ｈは、制御装置７０からの制御信号によって駆動され、それぞれのシリンダ内に燃料を噴射する。
【００２８】
コモンレール４２には、制御装置７０からの制御信号に基づいて駆動される燃圧調整ポンプ４１から燃料が供給されている。またコモンレール４２には、コモンレール４２内の燃料の圧力を検出する燃圧検出手段２３（例えば、圧力センサ）が設けられている。燃圧検出手段２３は、検出した燃料圧力に応じた検出信号を制御装置７０に出力する。制御装置７０は、燃圧検出手段２３からの検出信号に基づいた燃料圧力が目標燃料圧力となるように燃圧調整ポンプ４１を制御する。
【００２９】
内燃機関１０には、回転検出手段２５（例えば回転センサ）、クーラント温度検出手段２４（例えば温度センサ）等が設けられている。回転検出手段２５は、内燃機関１０のクランクシャフトの回転数（すなわち、エンジン回転数）に応じた検出信号を制御装置７０に出力する。クーラント温度検出手段２４は、内燃機関１０内に循環されている冷却用クーラントの温度を検出し、検出した温度に応じた検出信号を制御装置７０に出力する。
【００３０】
上流側排気通路１２ＢＢは、内燃機関１０からのからの排気が導かれるとともに第１過給機３１のタービンである第１タービン３１Ｂの上流側と第２過給機３２のタービンである第２タービン３２Ｂの上流側とを連通する。第１タービン３１Ｂの上流側の上流側排気通路１２ＢＢの一部は排気通路１２Ｂ１であり、第２タービン３２Ｂの上流側の一部は排気通路１２Ｂ２である。
【００３１】
内燃機関１０の排気側には排気マニホルド１２Ａ１、１２Ａ２の流入側が接続され、排気マニホルド１２Ａ１の流出側には排気通路１２Ｂ１の流入側が接続され、排気マニホルド１２Ａ２の流出側には排気通路１２Ｂ２の流入側が接続されている。排気通路１２Ｂ１の流出側は第１タービン３１Ｂの流入側に接続され、排気通路１２Ｂ２の第２タービン３２Ｂの流入側に接続されている。また第１タービン３１Ｂのみに排気が流れる状態と、第１タービン３１Ｂ及び第２タービン３２Ｂの両方に排気が流れる状態とを切り替える排気切替弁６３が排気通路１２Ｂ２（上流側排気通路１２ＢＢ）上に設けられている。排気切替弁６３は、制御装置７０からの制御信号に基づいて排気通路１２Ｂ２を開閉（開状態/閉状態）される。
【００３２】
排気マニホルド１２Ａ１には、排気マニホルド１２Ａ１内の排気の圧力を検出する排気圧力検出手段２２Ｆ（例えば、圧力センサ）が設けられている。排気圧力検出手段２２Ｆは、排気マニホルド１２Ａ１内の排気の圧力に応じた検出信号を制御装置７０に出力する。同様に、排気マニホルド１２Ａ２には、排気マニホルド１２Ａ２内の排気の圧力を検出する排気圧力検出手段２２Ｇ（例えば、圧力センサ）が設けられている。排気圧力検出手段２２Ｇは、排気マニホルド１２Ａ２内の排気の圧力に応じた検出信号を制御装置７０に出力する。
【００３３】
第２過給機３２の第２タービン３２Ｂの流出側には、排気通路１２Ｃ２の流入側が接続され、排気通路１２Ｃ２の流出側は、排気通路１２Ｃ１の途中に接続されている。第１過給機３１の第１タービン３１Ｂの流出側には、排気通路１２Ｃ１の流入側が接続され、排気通路１２Ｃ１の流出側は、酸化触媒５１の流入側に接続されている。なお、排気通路１２Ｃ１と排気通路１２Ｃ２の接続個所よりも下流となる排気通路１２Ｄが酸化触媒５１の流入側に接続されている。また排気通路１２Ｃ１には、排気通路１２Ｃ１内の排気の圧力を検出する排気圧力検出手段２２Ｂ（例えば圧力センサ）、排気通路１２Ｃ１内の排気の温度を検出する排気温度検出手段２６（例えば温度センサ）等が設けられている。排気圧力検出手段２２Ｂは、検出した圧力に応じた検出信号を制御装置７０に出力し、排気温度検出手段２６は、検出した温度に応じた検出信号を制御装置７０に出力する。
【００３４】
第１過給機３１の第１タービン３１Ｂには、第１タービン３１Ｂを回転駆動する排気の流速を調整可能な（第１タービン３１Ｂへと排気ガスを導く流路の開度を調整可能な）可変ノズル３１Ｃが設けられている。可変ノズル３１Ｃは、制御装置７０からの制御信号に応じて動作するノズル駆動手段３１Ｄ（例えば電動モータ）にて動作される。またノズル開度検出手段３１Ｅ（例えば回転角度センサ）は、可変ノズル３１Ｃの開度に応じたノズル駆動手段３１Ｄの動作状態（この場合、電動モータの回転角度）に応じた検出信号を制御装置７０に出力する。制御装置７０は、ノズル開度検出手段３１Ｅからの検出信号に基づいて求めた可変ノズル３１Ｃの開度が、目標ノズル開度となるようにノズル駆動手段３１Ｄを制御する。可変ノズル３１Ｃは、内燃機関１０の運転状態に応じて制御装置７０から開度が調整される。なお、第２過給機３２の第２タービン３２Ｂの可変ノズル３２Ｃ、ノズル駆動手段３２Ｄ、ノズル開度検出手段３２Ｅも同様であり、これらの説明は省略する。
【００３５】
酸化触媒５１の流出側は、ＤＰＦ５２（微粒子捕集フィルタ）の流入側に接続されている。酸化触媒５１は、内燃機関１０の排気中のＨＣ（炭化水素）とＣＯ（一酸化炭素）を酸化して浄化する。
【００３６】
ＤＰＦ５２の流出側は、尿素ＳＣＲ５３の流入側に接続されている。ＤＰＦ５２は、排気中の微粒子を捕集する。またＤＰＦ５２には、ＤＰＦ５２の流入側と流出側の圧力差を検出する差圧検出手段２２Ｃ（例えば差圧センサ）が設けられている。差圧検出手段２２Ｃは、ＤＰＦ５２の流入側と流出側の圧力差に応じた検出信号を制御装置７０に出力する。制御装置７０は、差圧検出手段２２Ｃからの検出信号に基づいた差圧から、ＤＰＦ５２に堆積された微粒子の量を推定することができる。
【００３７】
尿素ＳＣＲ５３は、図示省略した尿素水添加弁から噴射された尿素を用いて、排気中のＮＯｘ（窒素酸化物）を還元して浄化する。
【００３８】
車両速度検出手段２２Ｈ（例えば車速センサ）は、例えば車両の車輪の近傍に設けられており、当該車輪の回転速度に応じた検出信号を制御装置７０に出力する。
【００３９】
アクセルペダル踏込量検出手段２７（例えばアクセルペダル踏込角度センサ）は、アクセルペダルに設けられており、運転者によるアクセルペダルの踏込量に応じた検出信号を制御装置７０に出力する。
【００４０】
制御装置７０は、少なくとも、制御手段７１（ＣＰＵ）、記憶手段７３を有している。制御装置７０は、複数の過給機を有する内燃機関（内燃機関システム）の運転状態を検出し、検出した運転状態に基づいて、内燃機関のシリンダ内へ噴射する燃料量を制御する。制御装置７０（制御手段７１）は、図１に示す上述した各検出手段や各アクチュエータに限定されず、上記の検出手段を含めた各種の検出手段からの検出信号に基づいて内燃機関１０の運転状態を検出する。そして、制御装置７０（制御手段７１）は、上記のインジェクタ４３Ａ〜４３Ｈや、吸気バイパス弁６１、吸気切替弁６２、排気切替弁６３、ノズル駆動手段３１Ｄ、３２Ｄ、燃圧調整ポンプ４１を含めた各種のアクチュエータを制御する。異常ランプ７５は、例えばＬＥＤ等の表示装置であり、後述する内燃機関の動作モードが「シングルターボモード」において、排気切替弁６３が異常であると判定した場合に制御装置７０に制御され、ＯＮにされる（点灯）。記憶手段７３は、例えばＦｌａｓｈ−ＲＯＭ等の記憶装置であり、後述する処理を実行するためのプログラムやデータ等が記憶されている。
【００４１】
なお、吸気バイパス弁６１、吸気切替弁６２、排気切替弁６３のそれぞれは、制御装置７０によって開状態または閉状態に制御され、内燃機関１０の運転状態に応じて複数の過給機（この場合、２つの過給機）の中から動作させる過給機の数を切替可能な切替手段である。
【００４２】
●［本実施の形態における制御装置７０の処理手順（図２））］
次に図２に示すフローチャートを用いて、本形態における制御装置７０（制御手段７１）（図１参照）の処理手順の例について説明する。図２に示す処理は、例えば所定時間間隔（例えば、数［ｍｓ］〜数１０［ｍｓ］間隔）で起動され、起動されると、制御装置７０（制御手段７１）は、ステップＳ０１０へと処理を進める。
【００４３】
ステップＳ０１０にて制御装置７０は、（既存の処理）内燃機関の動作モードの判定処理をし、判定結果を内燃機関の動作モードとして記憶し、ステップＳ０１５へと処理を進める。なお、（既存の処理）とは、内燃機関の既存の制御において実行される処理を意味する。また、第２過給機３２の回転数等は（既存の処理）において、取得され記憶される。
【００４４】
制御装置７０は、内燃機関１０の運転状態に基づいて、内燃機関１０の動作モードを、「シングルターボモード」と、「ツインターボモード」と、「１・２切替モード」と、「２・１切替モード」と、に切り替える。なお、「シングルターボモード」は第１過給機３１のみで過給する動作モードであり、「ツインターボモード」は第１過給機３１及び第２過給機３２で過給する動作モードである。また「１・２切替モード」は「シングルターボモード」から「ツインターボモード」へ切り替える過渡期のモードであり、「２・１切替モード」は「ツインターボモード」から「シングルターボモード」への切り替える過渡期のモードである。
【００４５】
制御装置７０は、「シングルターボモード」では排気切替弁６３と吸気切替弁６２と吸気バイパス弁６１のそれぞれを閉状態とし、「ツインターボモード」では排気切替弁６３と吸気切替弁６２のそれぞれを開状態にする。また制御装置７０は、「１・２切替モード」では排気切替弁６３と吸気バイパス弁６１のそれぞれを開状態にし吸気切替弁６２を閉状態とし、「２・１切替モード」では排気切替弁６３と吸気バイパス弁６１のそれぞれを開状態にし吸気切替弁６２を閉状態とする。
【００４６】
ステップＳ０１５にて制御装置７０は、コンプレッサ吸気温度検出手段３２Ｆからの検出信号に基づいて第２コンプレッサ３２Ａへ流入する吸気の温度を検出し、吸気温度検出手段２２Ｅから検出信号に基づいて外気温度を検出し外気温度に基づいて所定閾値を求め（図１参照）、ステップＳ０２０Ａに処理を進める。具体的には制御装置７０は、コンプレッサ吸気温度検出手段３２Ｆにより検出した温度をコンプレッサ吸気温度として記憶する。また制御装置７０は、吸気温度検出手段２２Ｅ（外気温度検出手段に相当）からの検出した温度を外気温度として記憶する。制御装置７０は、例えば検出した外気温度に対して温度上昇値ΔＴ上昇した温度を所定閾値（外気温度＋温度上昇値ΔＴ）として求め、記憶する。なお、温度上昇値ΔＴは、予め実験等で求められた値であり、例えば５℃〜１０℃の値である。
【００４７】
ステップＳ０２０Ａにて制御装置７０は、内燃機関の動作モードが「シングルターボモード」であるか否かを判定し、「シングルターボモード」であると判定した場合（Ｙｅｓ）はステップＳ０２５に処理を進め、「シングルターボモード」でないと判定した場合（Ｎｏ）はステップＳ０２０Ｂに処理を進める。
【００４８】
ステップＳ０２０Ｂにて制御装置７０は、内燃機関の動作モードが「ツインターボモード」であるか否かを判定し、「ツインターボモード」であると判定した場合（Ｙｅｓ）はステップＳ０４０Ｃに処理を進め、「ツインターボモード」でないと判定した場合（Ｎｏ）はステップＳ０２０Ｃに処理を進める。
【００４９】
ステップＳ０２０Ｃにて制御装置７０は、内燃機関の動作モードが「１・２切替モード」であるか否かを判定し、「１・２切替モード」であると判定した場合（Ｙｅｓ）はステップＳ０４０Ｄに処理を進め、「１・２切替モード」でないと判定した場合（Ｎｏ）はステップＳ０４０Ｅに処理を進める。
【００５０】
ステップＳ０２５に処理を進めた場合、制御装置７０は、コンプレッサ吸気温度が所定閾値以上であるか否かを判定し、コンプレッサ吸気温度が所定閾値以上であると判定した場合（Ｙｅｓ）はステップＳ０３０に処理を進め、コンプレッサ吸気温度が所定閾値以上でないと判定した場合（Ｎｏ）はステップＳ０４０Ｂに処理を進める。なお、制御装置７０は、コンプレッサ吸気温度が所定閾値以上であると判定した場合（Ｙｅｓ）に内部に備えられた内部タイマーを起動し、コンプレッサ吸気温度が所定閾値以上でないと判定した場合（Ｎｏ）に内部タイマーを停止する。
【００５１】
ステップＳ０３０に処理を進めた場合、制御装置７０は、所定時間連続してコンプレッサ吸気温度が所定閾値以上であると判定した場合（Ｙｅｓ）はステップＳ０４０Ａに処理を進め、そうでないと判定した場合（Ｎｏ）はステップＳ０４０Ｂに処理を進める。制御装置７０は、所定時間（ΔＳ）連続してコンプレッサ吸気温度が所定閾値以上であると判定した場合に、排気切替弁６３が異常（排気切替弁６３の開固着）であると判定する。なお、所定時間ΔＳは、予め実験等により求められた時間であり記憶されており、例えば１５ｓ〜２０ｓである。
【００５２】
ステップＳ０４０Ａにて制御装置７０は、排気切替弁６３と吸気切替弁６２を閉状態となるように、吸気バイパス弁６１を開状態となるように制御し、ステップＳ０５０Ａへと処理を進める。なお、排気切替弁６３は、異常と判定されている（開固着）ため、制御の開閉状態（閉状態）ではなく開状態となる。
【００５３】
ステップＳ０４０Ｂにて制御装置７０は、排気切替弁６３と吸気切替弁６２と吸気バイパス弁６１のそれぞれを閉状態となるように制御し（「シングルターボモード」）、ステップＳ０５０Ｂへと処理を進める。なお、排気切替弁６３は、異常と判定されている（開固着）ため、制御の開閉状態（閉状態）ではなく開状態となる。
【００５４】
ステップＳ０４０Ｃにて制御装置７０は、排気切替弁６３と吸気切替弁６２を開状態となるように、吸気バイパス弁６１を閉状態となるように制御し（「ツインターボモード」）、ステップＳ０５０Ｂへと処理を進める。
【００５５】
ステップＳ０４０Ｄにて制御装置７０は、排気切替弁６３と吸気バイパス弁６１を開状態となるように、吸気切替弁６２を閉状態となるように制御し（「１・２切替モード」）、ステップＳ０５０Ｂへと処理を進める。
【００５６】
ステップＳ０４０Ｅにて制御装置７０は、排気切替弁６３と吸気切替弁６２を閉状態となるように、吸気バイパス弁６１を開状態となるように制御し（「２・１切替モード」）、ステップＳ０５０Ｂへと処理を進める。
【００５７】
ステップＳ０５０Ａにて制御装置７０は、異常ランプ７５をＯＮ（点灯）するように制御し、全体処理を終了する。
【００５８】
ステップＳ０５０Ｂにて制御装置７０は、異常ランプ７５をＯＦＦ（消灯）するように制御し、全体処理を終了する。
【００５９】
●［排気切替弁、吸気切替弁、吸気バイパス弁の開閉状態と排気・吸気の状態の例（図３〜７）］
図３〜図７は、「シングルターボモード」における排気切替弁６３、吸気切替弁６２、吸気バイパス弁６１のそれぞれの開閉状態と排気・吸気の状態を説明する図である。なお、黒抜きの矢印は吸気側における吸気の流れを示し、白抜きの矢印は排気側における排気の流れを示している。また、排気切替弁６３、吸気切替弁６２、吸気バイパス弁６１において、黒抜きで示された弁は閉状態である弁を示し、白抜きで示された弁は開状態である弁を示している。また、半分を黒抜きで半分を白抜き示された弁は異常状態（弁の開固着）を示している。また、第２過給機３２の回転数、第２コンプレッサ３２Ａの吸気温度、と異常ランプの状態を示す。
【００６０】
図３と図４は、「シングルターボモード」において、排気切替弁６３、吸気切替弁６２、吸気バイパス弁６１のそれぞれが正常に動作している場合の例である。図３に示すように、排気切替弁６３、吸気切替弁６２、吸気バイパス弁６１のそれぞれが閉状態とされ、第１過給機３１のみから内燃機関１０へ過給される。図４で示すように、排気切替弁６３が閉状態（正常）であり、第２コンプレッサ３２Ａが回転しない、第２コンプレッサ３２Ａの吸気温度は、吸気通路１１Ｂ２の吸気温度（外気温度）となる。
【００６１】
図５〜図７は、「シングルターボモード」において、排気切替弁６３が開固着し、異常と判定された場合の例である。図５と図７に示すように、吸気切替弁６２、吸気バイパス弁６１のそれぞれが閉状態において排気切替弁６３が閉状態（正常）から開固着（異常）の状態になると、排気が排気切替弁６３を通り第２タービン３２Ｂへ供給され、第２コンプレッサ３２Ａを回転させる。第２コンプレッサ３２Ａで圧縮された吸気が下流側へ供給される。しかし、吸気切替弁６２、吸気バイパス弁６１のそれぞれが閉状態であるため、第２コンプレッサ３２Ａから供給された吸気は、第２下流側吸気通路１１Ｃ２と吸気バイパス通路のそれぞれへ流れることはなく、第２コンプレッサ３２Ａへ向かって逆流する。さらに第２コンプレッサ３２Ａへ向かって逆流した吸気は上流側へ逆流する。第２コンプレッサ３２Ａを逆流する吸気の温度は、圧縮されているため外気温度より高くなる。
【００６２】
図６と図７に示すように、制御装置７０は、「シングルターボモード」において、コンプレッサ吸気温度が所定閾値（外気温度＋温度上昇値ΔＴ）を所定時間（ΔＳ）以上連続した場合、排気切替弁６３が開固着（異常）であると判定し、吸気バイパス弁６１を開状態にするとともに、異常ランプをＯＮの状態にする。これにより、運転者へ内燃機関１０に異常が発生したことを知らせ、修理等の対応を促すことができる。
【００６３】
本発明の内燃機関システムは、本実施の形態で説明した構成、構造、処理手順、動作等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。また、内燃機関システムについては、図１の例に示すものに限定されず、種々の内燃機関システムに適用することが可能である。
【００６４】
本実施の形態の説明では、第１過給機と第２過給機の２機の過給機を有する内燃機関システムを例として説明したが、３機以上の過給機を有する内燃機関にも適用可能である。また、本実施の形態の説明では、第１過給機と第２過給機が並列的に過給する構成（直列的に過給することも可能な構成）の例を説明したが、複数の過給機が並列的に過給する構成であっても、直列的に過給する構成であっても、本発明を適用することが可能である。
【００６５】
本実施の形態の説明では、運転者へ排気切替弁６３の異常を知らせるため、異常ランプ７５等の表示装置を用いた例で説明したが、これに限定されず表示装置とともに、あるいはこれに代えて音発生手段（例えばスピーカー等）により異常を知らせても良い。この場合、音発生手段は、異常の発生を知らせる警告音及びまたは異常の内容を伝える音声を出力する。
【００６６】
本実施の形態の説明では、
【００６７】
また、本実施の形態の説明に用いた数値は一例であり、この数値に限定されるものではない。また、以上（≧）、以下（≦）、より大きい（＞）、未満（＜）等は、等号を含んでも含まなくてもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１          内燃機関システム
１０        内燃機関
１１Ａ、１１Ｂ１、１１Ｂ２、１１Ｄ    吸気通路
１１Ｃ１    第１下流側吸気通路
１１Ｃ２    第２下流側吸気通路
１１ＣＢ    吸気バイパス通路
１１Ｅ      吸気マニホルド
１２Ａ１、１２Ａ２    排気マニホルド
１２Ｂ１、１２Ｂ２、１２Ｃ１、１２Ｃ２    排気通路
１２ＢＢ    上流側排気通路
２１        吸気流量検出手段
２２Ａ      過給圧検出手段
２２Ｂ      排気圧力検出手段
２２Ｃ      差圧検出手段
２２Ｄ      大気圧検出手段
２２Ｅ      吸気温度検出手段（外気温度検出手段）
２２Ｆ、２２Ｇ    排気圧力検出手段
２２Ｈ      車両速度検出手段
２４        クーラント温度検出手段
２５        回転検出手段
２６        排気温度検出手段
２７        アクセルペダル踏込量検出手段
３１        第１過給機
３１Ａ      第１コンプレッサ
３２Ａ      第２コンプレッサ
３１Ｂ      第１タービン
３２Ｂ      第２タービン
３１Ｃ、３２Ｃ    可変ノズル
３１Ｄ、３２Ｄ    ノズル駆動手段
３１Ｅ、３２Ｅ    ノズル開度検出手段
３２        第２過給機
４１        燃圧調整ポンプ
５１        酸化触媒
５２        ＤＰＦ
５３        尿素ＳＣＲ
６１        吸気バイパス弁
６２        吸気切替弁
６３        排気切替弁
７０        制御装置
７１        制御手段
７３        記憶手段
【図１】
2020186670.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2020186670.tif 000008
【図７】
2020186670.tif 000009