(57)【要約】【課題】２つの過給機を備える過給機付内燃機関において、エンジンの始動性を向上させる。【解決手段】過給機付内燃機関は、排気通路に並列に接続された第１及び第２のターボと、第２のターボの上流の排気通路に設けられ、開閉により、第１のターボのみ、或いは第１及び第２のターボの両方に排気が流れるように排気の流れを切り替える排気切替弁と、排気切替弁を制御する排気切替弁制御手段と、エンジンの発生トルクを推定する発生トルク推定手段とを備える。発生トルク推定手段は、エンジンの始動時にエンジンの発生トルクを推定し、排気切替弁制御手段は、推定されたエンジンの発生トルクに基づいて、排気切替弁の開度を制御する。例えば、排気切替弁制御手段は、推定されたエンジンの発生トルクが所定トルクより小さい場合、排気切替弁を開き側に制御する。これにより、エンジンの始動時に早急に背圧を低下させることができ、エンジンの始動性が向上する。【選択図】図５
2010151102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に並列に接続された第１及び第２のターボと、
前記第１のターボのみに排気が流れる状態と、前記第１及び第２のターボ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、
内燃機関の始動時に前記内燃機関の発生トルクを推定する発生トルク推定手段と、
推定された前記内燃機関の発生トルクに基づいて、前記排気切替弁の開度を制御する排気切替弁制御手段と、を備えることを特徴とする過給機付内燃機関。
【請求項２】
前記発生トルク推定手段は、前記内燃機関の回転数と各気筒に対応するクランク角度とに基づいて、前記内燃機関の発生トルクを推定する請求項１に記載の過給機付内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過給機付内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
過給機付内燃機関として、内燃機関の始動制御を適切に行うことが可能なものが、例えば特許文献１に記載されている。
【０００３】
特許文献１に記載の内燃機関の始動制御装置は、内燃機関の排気によって駆動されるタービンを有する過給機と、過給機のタービンへの排気流量を調節する可変ノズル機構と、可変ノズル機構に対してノズル通路断面積を変化させるノズル制御手段と、タービンよりも排気下流側の排気通路に配置された排気浄化触媒と、を備える。
【０００４】
かかる内燃機関の始動制御装置では、ノズル制御手段は、冷間始動時に、可変ノズル機構をノズル通路断面積が小さくなるようにして背圧を高め燃焼ガスを内燃機関の気筒内へ多量に存在させる制御と、可変ノズル機構をノズル通路断面積が大きくなるようにして燃焼ガスを排気浄化触媒へ送り出す制御と、を選択して行う。こうした制御により、内燃機関の気筒内を暖めることと、排気浄化触媒を暖めることとの両方が行え、内燃機関全体の暖機を促進し、内燃機関の始動制御をより適切に行うことができるとされている。
【０００５】
また、これに関連する技術が、例えば特許文献２にも開示されている。特許文献２に記載のバリアブルノズル式ターボチャージャでは、エンジン始動時に、タービンノズル面積が最小面積より大きくなるように、ノズルベーンの開度を調整するアクチュエータを制御する。これにより、排気ガスが排出され易くなって排気ガス圧力が低くなり、その結果、燃焼室内へ空気が充分に吸入されてエンジンの始動性が向上するとされている。
【０００６】
なお、特許文献３には、主、副の２つのターボチャージャを並列に配置し、低吸入空気量域では主ターボチャージャのみ作動させて１個ターボチャージャとし、高吸入空気量域では両ターボチャージャを作動させるようにした２ステージターボシステムが記載されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１００６０７号公報
【特許文献２】特開平１０−４７０７０号公報
【特許文献３】特開平５−３９７２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記した特許文献１及び２に記載の内燃機関では、内燃機関の始動性の向上を図る為、ノズル通路断面積の大きさを変化させ、或いはノズルベーンの開度を全閉〜全開まで変化させるようにしている。しかし、こうした制御では、背圧に与える影響は小さく、内燃機関の始動性を向上させる効果は小さい。
【０００９】
また、内燃機関の運転条件によっては、筒内に対する混合気の着火性の低下を招き、失火を誘発させることで、逆にエンジンの始動性が悪化してしまう虞がある。例えば、エンジンの低温始動時に背圧を低減すると、内部ＥＧＲガス、つまり前回燃焼後に筒内に残った高温の排気ガスが減少し、低温の新気が増加するため筒内温度が低下し、エンジンの始動性が悪化してしまう虞がある。
【００１０】
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、２つの過給機を備える過給機付内燃機関において、エンジンの始動性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の１つの観点では、過給機付内燃機関は、排気通路に並列に接続された第１及び第２のターボと、前記第１のターボのみに排気が流れる状態と、前記第１及び第２のターボ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、内燃機関の始動時に前記内燃機関の発生トルクを推定する発生トルク推定手段と、推定された前記内燃機関の発生トルクに基づいて、前記排気切替弁の開度を制御する排気切替弁制御手段と、を備える。
【００１２】
上記の過給機付内燃機関によれば、発生トルク推定手段は、内燃機関の始動時に、内燃機関の発生トルクを推定する。好適な例では、前記発生トルク推定手段は、前記内燃機関の回転数と各気筒に対応するクランク角度とに基づいて、前記内燃機関の発生トルクを推定する。そして、排気切替弁制御手段は、推定された内燃機関の発生トルクに基づいて、排気切替弁の開度を制御する。
【００１３】
ここで、背圧が高い方が筒内温度が高くなるため、燃料の着火性は良くなる。しかし、背圧の上昇によりエンジンの発生トルクが低下して、エンジンの始動性が悪化する。よって、排気切替弁制御手段は、推定されたエンジンの発生トルクが所定トルクより小さい場合には、排気切替弁を開き側に制御して、排気経路を拡大して背圧を低下させる。ここで、所定トルクは、確実に燃料着火できる値とされる。この場合、排気が第１及び第２のターボの両方に流れ込み、第１及び第２のターボが作動する。これにより、エンジン始動性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１５】
［過給機付内燃機関の構成］
図１は、本発明の実施形態に係る過給機付内燃機関１００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、過給モードを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。
【００１６】
過給機付内燃機関１００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、リード弁７と、内燃機関８と、過給圧センサ９と、排気通路１０と、ＥＧＲ通路１１と、ＥＧＲ弁１４と、排気切替弁１５と、ＥＣＵ（Engine Control Unit）５０と、を備える。
【００１７】
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。
【００１８】
また、吸気通路３ｂ中には、吸気切替弁６、及びリード弁７が設けられている。吸気切替弁６は、ＥＣＵ５０から供給される制御信号Ｓ６によって開閉が制御され、吸気通路３ｂを通過する吸気の流量を調整可能に構成されている。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。リード弁７は、通路中の圧力が所定以上となった際に開弁するように構成されている。更に、コンプレッサ４ａ、４ｂの下流側の吸気通路３には、過給圧センサ９が設けられている。過給圧センサ９は、過給された吸気の圧力（以下、「実過給圧」とも呼ぶ。）を検出し、この実過給圧に対応する検出信号Ｓ９をＥＣＵ５０に供給する。
【００１９】
内燃機関８は、左右のバンク（気筒群）８Ｌ、８Ｒにそれぞれ４つずつの気筒（シリンダ）８Ｌａ、８Ｒａが設けられたＶ型８気筒のエンジンとして構成されている。内燃機関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。内燃機関８は、例えばガソリンエンジンやデーゼルエンジンなどによって構成される。内燃機関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、内燃機関８を、８気筒で構成することに限定はされない。
【００２０】
排気通路１０中には、ＥＧＲ通路１１が接続されている。ＥＧＲ通路１１は、一端が排気通路１０に接続されており、他端が吸気通路３に接続されている。ＥＧＲ通路１１は、排気ガス（ＥＧＲガス）を吸気系に還流するための通路である。具体的には、ＥＧＲ通路１１には、ＥＧＲクーラ１２と、ＥＧＲ弁１４と、バイパス通路１１ａと、バイパス弁１３とが設けられている。ＥＧＲクーラ１２はＥＧＲガスを冷却する装置であり、ＥＧＲ弁１４はＥＧＲ通路１１を通過するＥＧＲガスの流量を調節する弁、言い換えると吸気系に還流させるＥＧＲガスの量を調節する（即ちＥＧＲ率を調節する）弁である。この場合、ＥＧＲ弁１４は、ＥＣＵ５０から供給される制御信号Ｓ１４によって開度が制御される。また、バイパス通路１１ａは、ＥＧＲクーラ１２をバイパスする通路であり、通路上にはバイパス弁１３が設けられている。このバイパス弁１３によって、バイパス通路１１ａを通過するＥＧＲガスの流量が調節される。なお、図１においては、ＥＧＲ弁１４が閉に設定されているため、ＥＧＲガスは還流されない。
【００２１】
排気通路１０は、途中で排気通路１０ａ、１０ｂに分岐している。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。なお、第１のターボとしてのターボ過給機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る。一方、第２のターボとしてのターボ過給機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る。
【００２２】
また、ターボ過給機４、５は、それぞれ可変過給機構としての可変ノズル（ＶＮ：Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｎｏｚｚｌｅ）４ｃ、５ｃを備えている。可変ノズル４ｃ、５ｃは、ＥＣＵ５０から供給される制御信号Ｓ４、Ｓ５により開度が調整される。可変ノズルを閉じることによりターボ過給機の過給圧は上昇し、可変ノズルを開くことにより過給圧は減少する。なお、本発明において、可変ノズル４ｃ、５ｃを設けることは必須ではない。
【００２３】
更に、排気通路１０ｂには、排気切替弁１５が設けられていると共に、排気バイパス通路１０ｂａが接続されている。排気切替弁１５は、ＥＣＵ５０から供給される制御信号Ｓ１５によって開閉が制御され、排気通路１０ｂを通過する排気ガスの流量を調整可能に構成されている。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。また、排気バイパス通路１０ｂａは、排気切替弁１５が設けられた排気通路１０ｂをバイパスする通路として構成されている。具体的には、排気バイパス通路１０ｂａは、排気切替弁１５が設けられた排気通路１０ｂよりも、通路の径が小さく構成されている。また、排気バイパス通路１０ｂａ中には排気バイパス弁１６が設けられており、この排気バイパス弁１６によって、排気バイパス通路１０ｂａを通過する排気ガスの流量が調節される。
【００２４】
なお、前述した吸気切替弁６、排気切替弁１５、及び排気バイパス弁１６が全て閉である場合には、ターボ過給機４にのみ吸気及び排気ガスが供給され、ターボ過給機５には吸気及び排気ガスが供給されない。そのため、ターボ過給機４のみが作動し、ターボ過給機５は作動しない。これを「シングルターボモード」と呼ぶ。一方、吸気切替弁６が開であり、排気切替弁１５及び排気バイパス弁１６のいずれかが開である場合には、ターボ過給機４、５の両方に吸気及び排気ガスが供給される。そのため、ターボ過給機４、５の両方が作動する。これを「ツインターボモード」と呼ぶ。
【００２５】
ＥＣＵ５０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＡ／Ｄ変換器などを含んで構成される。ＥＣＵ５０は、車両内の各種センサから供給される出力等に基づいて、車両内の制御を行う。具体的には、ＥＣＵ５０は、過給圧センサ９から実過給圧を取得し、この実過給圧などに基づいて、吸気切替弁６、ＥＧＲ弁１４、及び排気切替弁１５、並びに排気バイパス弁１６などに対する制御を行う。
【００２６】
（過給モードの切替制御）
次に、図１及び図２を参照して、過給モードの切替制御方法について述べる。
【００２７】
図２は、図１に対応する過給機付内燃機関１００の構成を示す概略図であり、特に、過給モードをツインターボモードに設定した場合のガスの流れ等を示している。
【００２８】
本実施形態では、ＥＣＵ５０は、主に、吸気切替弁６、排気切替弁１５、及び排気バイパス弁１６を制御することによって、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と、ターボ過給機４、５の両方を作動させるツインターボモードとを切り替える制御を行う。詳しくは、ＥＣＵ５０は、エンジンの発生トルクに基づいて、排気切替弁１５の開度を制御して、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、及び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。このように、ＥＣＵ５０は、本発明におけるエンジンの発生トルクを推定する発生トルク推定手段、及び排気切替弁１５の開度を制御する排気切替弁制御手段として動作する。
【００２９】
ここで、シングルターボモードとツインターボモードとを切り替える際に実行される基本的な制御について、簡単に説明する。前述したように、過給モードの切り替えは、ＥＣＵ５０が、吸気切替弁６、排気切替弁１５、及び排気バイパス弁１６を制御することによって行う。具体的には、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場合には、図２に示すように、ＥＣＵ５０は、吸気切替弁６、排気切替弁１５、及び排気バイパス弁１６を閉から開に制御する。この場合、ＥＣＵ５０は、基本的には、排気バイパス弁１６、排気切替弁１５、吸気切替弁６の順に弁を開にすることによって、切り替えを実行する。より詳しくは、まず排気バイパス弁１６を少しずつ開いていき、この状態において所定の条件が満たされたときに排気切替弁１５を開いていき、その後に吸気切替弁６を開く。この場合、最初に排気バイパス弁１６を少し開くのは、比較的小流量の排気ガス（排気バイパス通路１０ｂａの径が小さいため）をターボ過給機５に供給することで、ターボ過給機５を徐々に作動（即ち、助走）させるためである。言い換えると、最初に排気切替弁１５を開くことによって、比較的大流量の排気ガスがターボ過給機５に一気に流れて、トルクショックなどが生じてしまうことを防止するためである。なお、ツインターボモードの場合、排気切替弁１５の開度は、全開を１００％としたときに最大３０％程度とされる。一方、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場合には、図１に示すように、ＥＣＵ５０は、上記と同様にして、吸気切替弁６、排気切替弁１５、及び排気バイパス弁１６を開から閉に制御する。
【００３０】
（排気切替弁の制御方法）
次に、図３（ａ）及び（ｂ）を参照して、本実施形態に係るエンジンの始動性を向上させるための排気切替弁１５の制御方法について説明する。
【００３１】
図３（ａ）は、シングルターボモード及びツインターボモードにおける、排気抵抗（以下、「背圧」とも称す）と吸入空気量との関係を示すグラフである。図３（ａ）において、横軸はエンジンに過給される空気量を示し、縦軸は排気抵抗（背圧）を示す。また、実線グラフｇ１は、シングルターボモードに係るグラフを示し、破線グラフｇ２はツインターボモードに係るグラフを示す。
【００３２】
図３（ａ）に示すように、エンジンへ過給される空気量が同一の下では、ツインターボモードの方がシングルターボモードの方より背圧が小さくなっている。これは、ツインターボモードの方が、シングルターボモードの方よりも、排気ガスが流れる排気経路が拡大するからである。よって、過給付内燃機関１００において、過給モードを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た場合、排気切替弁１５が開に制御されることで排気通路１０における排気経路が拡大して、背圧が低下することになる。
【００３３】
また、エンジンの低温始動時における、燃料の着火性と背圧との間には次のような関係があり、背圧の増減により以下の影響がある。ここで、図３（ｂ）は、排気抵抗（背圧）と筒内温度と発生トルクとの関係を示すグラフである。図３（ｂ）において、グラフｇ３が筒内温度に係るグラフを示し、グラフｇ４がエンジンの発生トルクに係るグラフを示す。
【００３４】
図３（ｂ）に示すように、背圧が大きくなると筒内温度が高くなるため、燃料の着火性が良くなるが、エンジンの発生トルクが低下するためエンジンの始動性が悪化する。その逆に、背圧が小さくなると、エンジンの発生トルクは大きくなるが筒内温度が低くなるため、燃料の着火性が悪くなり、エンジンの始動性が悪化する。
【００３５】
以上のことから、エンジンの始動性を向上させるためには、確実に燃料着火できる状態の下で背圧を低減する必要がある。ここで、確実に燃料着火できる状態であるか否かは、例えば、筒内温度を推定又は検出することにより、或いはエンジンの発生トルクを推定することにより判断できる。
【００３６】
しかし、筒内温度の推定及び検出をすることは困難であるため、本実施形態では、エンジンの始動時にＥＣＵ５０は発生トルク推定手段として機能してエンジンの発生トルクを推定する。さらにＥＣＵ５０は排気切替弁制御手段として機能して推定された発生トルクに基づいて、排気切替弁１５の開度を制御する。
【００３７】
これによれば、発生トルク推定手段は、エンジンの始動時にエンジンの発生トルクを推定する。そして、発生トルク推定手段は、エンジンの発生トルクを既知の方法、例えば後述するようにエンジン回転数と各気筒に対応するクランク角度とに基づいて推定することができる。例えば、シングルターボモードの場合は、背圧が上昇して筒内温度が高くなる為に燃料の着火性は良くなる。しかし、背圧の上昇によりエンジンの発生トルクが低下して、エンジンの始動性が悪化する。よって、排気切替弁制御手段は、推定されたエンジンの発生トルクが所定トルクより小さい場合には、排気切替弁１５を開き側に制御して、排気通路１０における排気経路を拡大して背圧を低下させる。ここで、所定トルクは、確実に燃料着火できる値とされる。この場合、過給モードがシングルターボモードからツインターボモードに切り替えられる。これにより、エンジンの始動時に、早急に背圧を低下させることができ、エンジン始動性を向上させることができる。
【００３８】
（排気切替弁の制御処理）
次に、図４を参照して、本実施形態に係る排気切替弁の制御処理の概要について説明する。
【００３９】
図４（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、外気温度・エンジン水温が約−２５℃及び約−３０℃の状況下における、過給モード別エンジンの始動特性を示すグラフである。図４（ａ）及び（ｂ）において、横軸は時間を示し、縦軸はエンジン回転数を示す。また、図４（ａ）及び（ｂ）において、エンジン回転数Ｎａはアイドリング回転数を示し、「細線グラフｇ５」はシングルターボモードに係るグラフを示し、「太線グラフｇ６」は、ツインターボモードに係るグラフを示す。
【００４０】
外気温度・エンジン水温が約−２５℃の状況下におけるエンジン始動（以下、「第１の始動条件」と呼ぶ）の場合、燃料の着火性が十分に確保されている一方、外気温度・エンジン水温が約−３０℃の状況下におけるエンジン始動（以下、「第２の始動条件」と呼ぶ）の場合、燃料の着火性が不十分となっている。
【００４１】
そのため、第１の始動条件の場合は、時刻ｔ１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に切り替えることで、背圧が低下してエンジンを早期に始動することができる。一方、第２の始動条件の場合、第１の始動条件と比べて筒内温度が低く着火性が不十分な為に、シングルターボモードであっても失火が頻発し、図５（ｂ）の破線領域Ａ１に示すように失火によるエンジンの回転変動が生じている。また、第２の始動条件の場合、シングルターボモードでは、失火しながらも何とかエンジンの始動に至っているが、時刻ｔ１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に切り替えた場合には、背圧が低下して燃料の着火性が悪化し、エンジンの始動ができていない。
【００４２】
以上のことから、外気温度・エンジン水温が低い状況下でエンジンの始動を行う場合には、筒内温度が低く燃料の着火性が不十分な為、エンジンの始動を確実に行うべく、過給モードをシングルターボモードとする。その後、連続して着火していることが確認されれば燃料の着火性が十分に確保されているものと判断し、過給モードをシングルターボモードからツインターボモードに切り替える。逆に、外気温度・エンジン水温が十分に高い状況下でエンジンの始動を行う場合には、エンジン始動開始の時点で燃料の着火性は十分に確保されているものと判断できるため、過給モードを最初からツインターボモードとし、早期に背圧を低下させて、エンジンの始動時間を短縮させる。
【００４３】
以下、具体的に、図５及び図６等を参照して、本実施形態に係る排気切替弁１５の制御処理の一例について説明する。図５は、本実施形態に係る排気切替弁１５の制御処理のフローチャートの一例を示す。図６は、失火判定のフローチャートの一例を示す。
【００４４】
まず、ＥＣＵ５０は、エンジンが始動中であるか否かを判定すると共にエンジン水温が所定値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ここで、所定値は、エンジンの始動性が不十分となる値とすることができる。エンジンが始動中であって、且つエンジン水温が所定値以下である場合には（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５０は、全ての気筒が所定回数以上連続して着火しているか否か判定し（ステップＳ１０２）、そうでない場合には（ステップＳ１０１；Ｎｏ）、ＥＣＵ５０は本ルーチンを終了する。
【００４５】
ステップＳ１０２では、例えば、ＥＣＵ５０は、図６に示すフローチャートの実行により全ての気筒についての着火フラグＯＮの回数をカウントし、カウントした着火フラグＯＮの回数と判定値とを比較して判定を行う。ここで、判定値は、ステップＳ１０２における所定回数に相当し、例えば１〜３（回）×気筒数とされる。即ち、本制御処理では、確実に燃料着火できる状態であるか否かは、図６のフローチャートに示す失火判定処理を実行することで判断する。以下、図６等を参照して、この処理について説明する。
【００４６】
まず、ＥＣＵ５０は、図示しない気筒判別センサを通じて、＃ｎ気筒判別信号を得る（ステップＳ２０１）。ここで、ｎは気筒番号を示し、例えば＃１は１気筒を意味する。次に、ＥＣＵ５０は、図示しないエンジン回転数センサ及びクランク角度検出センサから得られる信号に基づいて、＃ｎ気筒に対応する失火判定パラメータωａ、ωｂを検出する（ステップＳ２０２）。
【００４７】
ここで、図７は、＃ｎ気筒に係る、クランク角度とエンジン瞬時回転数との関係を示すグラフである。図７において、横軸はクランク角度を示し、縦軸はエンジン瞬時回転数を示す。また、図７において、「ωａｎ」は、｛（＃ｎ気筒の上死点におけるクランク角度）＋９０｝［°ＣＡ］に対応するエンジン回転数を示し、「ωｂｎ」は、＃ｎ気筒の上死点におけるクランク角度［°ＣＡ］に対応するエンジン回転数を示す。なお、図７では、クランク角度は一部の気筒のクランク角度のみ図示している。また、本明細書では、気筒の区別をしない場合には、単に、失火判定パラメータをωａ、ωｂなどと表記する。
【００４８】
次に、ＥＣＵ５０は、（ωｂ２−ωａ２）を算出する（ステップＳ２０３）。ここで、（ωｂ２−ωａ２）の値は、エンジンの発生トルクに比例する。よって、（ωｂ２−ωａ２）の値を算出することにより、エンジンの発生トルクを推定することができる。なお、エンジンの発生トルク≒０であるならば、失火状態とされる。
【００４９】
次に、ＥＣＵ５０は、算出した（ωｂ２−ωａ２）が失火判定値αより小さいか否かを判定する（ステップＳ２０４）。ここで、失火判定値αは、例えば１００,０００（ｒｐｍ２）とされる。（ωｂ２−ωａ２）の値が失火判定値αより小さい場合には（ステップＳ２０４；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５０は、失火が生じていないものと判定し、＃ｎ気筒に係る着火フラグをＯＮに設定する（ステップＳ２０５）。一方、（ωｂ２−ωａ２）の値が失火判定値αより小さくない場合には（ステップＳ２０４；Ｎｏ）、ＥＣＵ５０は、失火が生じているものと判定し、＃ｎ気筒に係る着火フラグをＯＦＦに設定する（ステップＳ２０６）。以上に述べた処理をＥＣＵ５０は全ての気筒について行い、本ルーチンを終了する。
【００５０】
図５に戻り、ＥＣＵ５０は、全気筒が所定回数以上連続して着火していないものと判定した場合は（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、ステップＳ１０６へ進み、そうでない場合には（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、ステップＳ１０３に進む。
【００５１】
ステップＳ１０６では、ＥＣＵ５０は、排気切替弁１５の開度を０％（＝閉）とする。即ち、過給モードがシングルターボモードである場合には、ＥＣＵ５０は、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わずに、シングルターボモードでの運転を継続する。また、過給モードがツインターボモードである場合には、ＥＣＵ５０は、ツインターボモードからシングルターボモードに戻す。このようにする理由は、全ての気筒が所定回数以上連続して着火していない場合に（つまり、失火が発生している場合に）、排気切替弁１５を一気に開いてツインターボモードでの運転を行うと、背圧が低下して筒内温度が低くなり、失火を誘発してエンジンの始動性がより悪化してしまうためである。
【００５２】
ステップＳ１０３では、ＥＣＵ５０は、現在の過給モードがツインターボモードであるか否か判定する。現在の過給モードがツインターボモードである場合には（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５０は、排気切替弁１５をさらに所定開度（例えば５％程度）だけ開く（ステップＳ１０４）。この理由は、全ての気筒が所定回数以上連続して着火しているので、排気切替弁１５を少しだけ開くことで背圧を更に低下させて、エンジンの始動時間を可能な限り短縮するためである。なお、ステップＳ１０３では、ＥＣＵ５０は、排気切替弁１５の開度が所定開度になるまで排気切替弁１５を少しずつ開いていくことが望ましい。これは、排気切替弁１５を一気に開いてしまうと背圧が急激に低下し、失火を招く虞があるからである。
【００５３】
一方、現在の過給モードがツインターボモードでない場合には（ステップＳ１０３；Ｎｏ）、ＥＣＵ５０は、排気切替弁１５を所定開度（例えば３０％程度）だけ開いて、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（ステップＳ１０５）。この理由は、全ての気筒が所定回数以上連続して着火しており、筒内温度が十分に上昇しているものと判断されるので、ツインターボモードとすることで背圧を低下させて、エンジンの始動時間を可能な限り短縮するためである。なお、ステップＳ１０５においても、背圧の急激な低下を防止するため、ＥＣＵ５０は、排気切替弁１５の開度が所定開度になるまで排気切替弁１５を少しずつ開いていくことが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施形態に係る過給機付内燃機関の構成図を示し、特に過給モードがシングルターボモードである場合のガスの流れを示す。
【図２】本実施形態に係る過給機付内燃機関の構成図を示し、特に過給モードがツインターボモードである場合のガスの流れを示す。
【図３】過給モード毎の背圧と吸入空気量との関係を示すグラフ、及び背圧と筒内温度と発生トルクとの関係を示すグラフである。
【図４】所定の始動条件下における、過給モード毎のエンジン回転数と時間との関係を示すグラフである。
【図５】本実施形態に係る排気切替弁の制御処理に係るフローチャートを示す。
【図６】本実施形態に係る失火判定のフローチャートを示す。
【図７】気筒毎のクランク角度とエンジン瞬時回転数との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５５】
４  ターボ過給機（第１のターボ）
５  ターボ過給機（第２のターボ）
８  内燃機関
１０  排気通路
１５  排気切替弁
５０  ＥＣＵ（制御手段）
１００  過給機付内燃機関
【図１】
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【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】
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【図７】
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