(57)【要約】【課題】排気ターボ過給機のタービン又はブロアの通路閉塞状態を検知した時、排気ガス還流装置による排気ガスの還流を制限するようにしたエンジンの排気ガス還流制御装置を提供する。【解決手段】排気ターボ過給機(5,6)と、この排気ターボ過給機(5,6)のタービン上流の排気通路(3)から排気ターボ過給機(5,6)のブロア下流の吸気通路(2)へ排気ガスを還流させる排気ガス還流装置(4)と、この排気ガス還流装置(4)を制御する排気ガス還流制御手段(50)とを備えたエンジンの排気ガス還流制御装置において、排気ガス還流制御手段(50)は、排気ターボ過給機(5,6)のタービン又はブロアによる排気通路(3)又は吸気通路(2)の閉塞状態が検知された時、排気ガス還流装置(4)による排気ガスの還流を制限する。【選択図】図５
2019023437.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ターボ過給機と、この排気ターボ過給機のタービン上流の排気通路から排気ターボ過給機のブロア下流の吸気通路へ排気ガスを還流させる排気ガス還流装置と、この排気ガス還流装置を制御する排気ガス還流制御手段とを備えたエンジンの排気ガス還流制御装置において、
前記排気ガス還流制御手段は、前記排気ターボ過給機のタービン又はブロアによる排気通路又は吸気通路の閉塞状態が検知された時、前記排気ガス還流装置による排気ガスの還流を制限する、
ことを特徴とするエンジンの排気ガス還流制御装置。
【請求項２】
前記排気ガス還流制御手段は、前記排気ターボ過給機のタービン又はブロアによる排気通路又は吸気通路の閉塞状態が検出され且つ燃焼室内の酸素濃度の低下が検出された時、前記排気ガス還流装置による排気ガスの還流を制限する、
ことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの排気ガス還流制御装置。
【請求項３】
前記排気ガス還流制御手段は、前記排気ターボ過給機のタービン又はブロアによる排気通路又は吸気通路の閉塞状態が検出された時、排気ターボ過給機の排気通路をバイパスする排気バイパス弁及び吸気通路をバイパスする吸気バイパス弁を開弁し、且つ燃焼室内の酸素濃度が設定値以下に低下したことを条件として前記排気ガス還流装置による排気ガスの還流を制限することを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンの排気ガス還流制御装置。
【請求項４】
前記排気ガス還流制御手段は、前記排気ターボ過給機のタービン上流の排気通路の排気圧力とブロア下流の吸気圧力とに基づいて、前記排気ターボ過給機のタービン又はブロアの異常に伴う前記排気通路又は吸気通路の閉塞状態を検知することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のエンジンの排気ガス還流制御装置。
【請求項５】
前記排気ターボ過給機のブロア下流の吸気通路に吸気制御弁を有し、
前記排気ガス還流装置による排気ガスの還流を制限するときには、前記吸気制御弁を全開にすることを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンの排気ガス還流制御装置。
【請求項６】
前記排気ガス還流制御手段による制御は、エンジン回転数が所定の低回転領域にある場合だけ行われることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のエンジンの排気ガス還流制御装置。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの排気ガス還流制御装置に関し、特に排気ターボ過給機の故障時における排気ガス還流制御を改善したものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジン（特にディーゼルエンジン）の動弁機構のカムが摩耗すると、その摩耗粉がオイル中に混入し、そのオイルが排気ターボ過給機の軸受部に供給されることによって、高速回転するタービンとブロアを支持するタービン軸が摩耗して折れ、タービンが排気通路を閉塞したり、ブロアが吸気通路を閉塞するという問題がある。
【０００３】
排気ターボ過給機のタービン軸の折損により例えば排気通路が閉塞した場合に、その排気ターボ過給機の故障を判定するのは簡単ではない。例えば、タービン軸が折損した場合には排気圧力が上昇するが、例えばＤＰＦに水が溜まった場合や、排気管内に氷が成長した場合や、排気管の端部が雪で閉塞された場合にも、上記と同様に排気圧力が上昇するからである。
【０００４】
一方、特許文献１には、排気ターボ過給機のブロアの回転を検出する電磁ピックアップからなる故障検出センサを設け、ブロアの回転数が著しく低下したり又は停止したりした場合に排気ターボ過給機が故障したとして、タービンをバイパスする排気バイパス通路の開閉弁を開放し、ブロアをバイパスする吸気バイパス通路の開閉弁を開放して排気と吸気の流れを円滑にする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５９−６３３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
排気ターボ過給機のタービン上流の排気通路からブロア下流の吸気通路へ排気ガスを還流させる排気ガス還流装置（ＥＧＲ装置）を備えたエンジンの場合、排気ターボ過給機が故障して排気通路や吸気通路が閉塞されると、排気ガス還流量が増加して燃焼性が低下し、エンジン回転数が低下してエンジンストールが発生する。
尚、特許文献１の技術を採用する場合でも、排気ターボ過給機の故障により吸気圧力が低下し、新気の充填量が低下するため、排気ガス還流装置が作動する限り、燃焼性の低下は避けられない。
【０００７】
本発明の目的は、排気ターボ過給機のタービン又はブロアの通路閉塞状態を検知した時、排気ガス還流装置による排気ガスの還流を制限するようにしたエンジンの排気ガス還流制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１のエンジンの排気ガス還流制御装置は、排気ターボ過給機と、この排気ターボ過給機のタービン上流の排気通路から排気ターボ過給機のブロア下流の吸気通路へ排気ガスを還流させる排気ガス還流装置と、この排気ガス還流装置を制御する排気ガス還流制御手段とを備えたエンジンの排気ガス還流制御装置において、前記排気ガス還流制御手段は、前記排気ターボ過給機のタービン又はブロアによる排気通路又は吸気通路の閉塞状態が検知された時、前記排気ガス還流装置による排気ガスの還流を制限することを特徴としている。
【０００９】
この構成によれば、排気ターボ過給機の異常による排気通路又は吸気通路の閉塞状態が検知された時、排気ガス還流装置による排気ガスの還流を制限するため、排気ガス還流量が零又は僅少になり、燃焼室における燃焼性を維持することができ、エンジンストールするのを防止することができる。
【００１０】
本発明の好ましい第１の形態では、前記排気ガス還流制御手段は、前記排気ターボ過給機のタービン又はブロアによる排気通路又は吸気通路の閉塞状態が検出され且つ燃焼室内の酸素濃度の低下が検出された時、前記排気ガス還流装置による排気ガスの還流を制限することを特徴としている。
【００１１】
この構成によれば、排気ターボ過給機の異常による排気通路又は吸気通路の閉塞状態が検出され且つ燃焼室内の酸素濃度の低下が検出された時、前記排気ガス還流装置による排気ガスの還流を制限するため、燃焼室内の酸素濃度を増加させて燃焼性の低下を防ぐことができる。
【００１２】
本発明の好ましい第２の形態では、前記排気ガス還流制御手段は、前記排気ターボ過給機のタービン又はブロアによる排気通路又は吸気通路の閉塞状態が検出された時、排気ターボ過給機の排気通路をバイパスする排気バイパス弁及び吸気通路をバイパスする吸気バイパス弁を開弁し、且つ燃焼室内の酸素濃度が設定値以下に低下したことを条件として前記排気ガス還流装置による排気ガスの還流を制限することを特徴としている。
【００１３】
この構成によれば、排気ターボ過給機の異常による排気通路又は吸気通路の閉塞状態が検出されたとき、排気バイパス弁と吸気バイパス弁を開弁するため、排気の流れと吸気の流れを円滑にすると共に、排気ガス還流量が増加するのを抑制することできる。
しかも、燃焼室内の酸素濃度が設定値以下に低下したことを条件として前記排気ガス還流装置による排気ガスの還流を制限するため、燃焼室内の酸素濃度を回復させて燃焼性を維持することができる。
【００１４】
本発明の好ましい第３の形態では、前記排気ガス還流制御手段は、前記排気ターボ過給機のタービン上流の排気通路の排気圧力とブロア下流の吸気圧力とに基づいて、前記排気ターボ過給機のタービン又はブロアの異常に伴う前記排気通路又は吸気通路の閉塞状態を検知することを特徴としている。
【００１５】
この構成によれば、排気ターボ過給機の異常により排気通路又は吸気通路の閉塞状態が発生すると、排気圧力は急速に上昇し、吸気圧は大気圧程度まで急速に低下することに鑑み、タービン上流の排気通路の排気圧力とブロア下流の吸気圧力とに基づいて、前記排気通路又は吸気通路の閉塞状態を確実に検知することができる。
【００１６】
本発明の好ましい第４の形態では、前記排気ターボ過給機のブロア下流の吸気通路に吸気制御弁を有し、前記排気ガス還流装置による排気ガスの還流を制限するときには、前記吸気制御弁を全開にすることを特徴としている。
この構成によれば、排気ガスの還流を制限するとき、吸気制御弁を全開にすることで、燃焼室に吸入する新気の吸入量を増加させて、エンジンの出力低下を防ぐことができる。
【００１７】
本発明の好ましい第５の形態において、前記排気ガス還流制御手段による制御は、エンジン回転数が所定の低回転領域にある場合だけ行われることを特徴としている。
この構成において、エンジン回転数が所定の低回転領域になる前は、エンジンの運転状態も種々の状態になるため、排気ターボ過給機の異常判定の信頼性を確保するのが難しい上、前記排気ガス還流制御手段による制御を、エンジン回転数が所定の低回転領域になってから直ちに行なえば、エンジンストールの発生も回避可能である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、前記のような種々の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係るエンジンの構成図である。
【図２】エンジンの制御系のブロック図である。
【図３】排気ターボ過給機の異常判定制御と排気ガス還流制御のフローチャートの一部である。
【図４】前記のフローチャートの残部である。
【図５】排気ターボ過給機の異常判定制御と排気ガス還流制御の動作を示すタイムチャートの線図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
［エンジンの全体構成］
図１は、本発明の一実施形態に係るエンジンの排気ガス還流制御装置を含むエンジンＥの全体構成を示す図である。このエンジンＥは、車両に搭載される４サイクル４気筒のディーゼルエンジンである。尚、エンジンの具体的種類はこれに限らず、例えばガソリンエンジンであってもよい。
【００２１】
エンジンＥは、エンジン本体１と、エンジン本体１に燃焼用空気を導入するための吸気通路２と、エンジン本体１から発生する排気ガスを車両外部へ排出するための排気通路３と、排気通路３から排気の一部を吸気通路２へ還流させるＥＧＲ装置４（排気ガス還流装置）と、排気通路３を流れる排気ガスにより駆動されて吸気を加圧する２段式排気ターボ過給機とを備えている。２段式排気ターボ過給機は、低い排気エネルギーでも効率よく過給可能な小型の第１排気ターボ過給機５と、この第１排気ターボ過給機５よりも下流側に設けられ且つ第１排気ターボ過給機５よりも大型の第２排気ターボ過給機６であって高回転域において多量の空気を過給可能な大型の第２排気ターボ過給機６とを含む。
第１排気ターボ過給機５は、第１タービン５ａと第１ブロア５ｂを有し、第２排気ターボ過給機６は、第２タービン６ａと第２ブロア６ｂを有する。
【００２２】
エンジン本体１は、内部に気筒１ａが形成されたシリンダブロック７と、シリンダブロック６の上に付設されたシリンダヘッド８と、気筒１ａに往復摺動可能に挿入されたピストン９とを備えている。ピストン９の上方には燃焼室１０が形成されている。
【００２３】
シリンダヘッド８には、インジェクタ１１が各気筒につき夫々１組ずつ設けられている。インジェクタ１１はそのピストン側の先端部が燃焼室１０の中心部に臨むような姿勢で取付けられている。インジェクタ１１により燃焼室１０内に燃料が噴射されると、噴射された燃料と空気の混合気は燃焼室１０で燃焼し、ピストン９はその燃焼による膨張力で下方へ駆動されて上下に往復運動する。
【００２４】
ピストン９はコネティングロッド１２を介してクランク軸１３と連結されており、ピストン９の往復運動に応じてクランク軸１３は中心軸回りに回転する。
シリンダブロック７には、クランク軸１３の回転数をエンジンの回転数として検出するエンジン回転数センサ１４が設けられている。
【００２５】
シリンダヘッド８には、吸気通路２から供給される空気を各気筒１ａの燃焼室１０に導入するための吸気ポート１５と、吸気ポート１５を開閉する吸気弁１５ａと、各気筒１ａの燃焼室１０で生成された排気ガスを排気通路３に導出するための排気ポート１６と、排気ポート１６を開閉する排気弁１６ａとが設けられている。
【００２６】
吸気通路２には上流側から順にエアクリーナ１７、第２排気ターボ過給機６の第２ブロア６ｂ、第１排気ターボ過給機５の第１ブロア５ｂ、インタークーラ１８、吸気制御弁１９、サージタンク２０が設けられている。サージタンク２０よりも下流側には、各気筒１ａと夫々個別に連通する独立通路２ａが設けられており、各気筒１ａには、エアクリーナ１７でろ過されて第１，第２ブロア５ｂ，６ｂにより加圧された後インタークーラ１８により冷却された空気が、サージタンク２０及び独立通路２ａを介して分配される。吸気通路２のうちエアクリーナ１７と第２ブロア６ｂとの間には、この部分を通過する空気の流量を検出するためのエアフローメータ２１が設けられている。サージタンク２０には吸気圧を検出する吸気圧センサ３６と吸気温を検出する吸気温センサ３７が付設されている。
【００２７】
尚、吸気通路２には、第１ブロア５ｂをバイパスするブロアバイパス通路２２及びこの通路２２を開閉可能なブロア・バイパスバルブ２３（ブロアＢＰバルブ、吸気バイパス弁に相当する）が設けられており、このブロア・バイパスバルブ２３が開弁された場合には、空気は第１ブロア５ｂで加圧されることなく、インタークーラ１８に流入する。吸気制御弁１９は、吸気通路２を開閉可能なものである。
【００２８】
排気通路３には、上流側から順に、第１排気ターボ過給機５の第１タービン５ａと、第２排気ターボ過給機６の第２タービン６ａと、排気ガス中の有害成分を浄化するためのディーゼル酸化触媒２８と、ＤＰＦ２９（ディーゼル・パティキュレートフィルター）とが設けられている。第１，第２排気ターボ過給機５，６の第１，第２タービン５ａ，６ａは、排気通路３を流れる排気ガスのエネルギーを受けて回転し、これに連動して第１，第２ブロア５ｂ，６ｂが回転することにより吸気通路２を流れる空気を加圧する。
排気通路３の上流部には排気圧を検出する排気圧センサ３８が付設されており、排気通路３のうちの第２タービン６ａよりも下流部には排気ガス中の酸素濃度を検出する排気Ｏ2 センサ３９が付設されている。
【００２９】
なお、排気通路３には、第１タービン５ａをバイパスする第１タービン・バイパス通路２４と、このバイパス通路２４を開閉可能な第１タービン・バイパスバルブ２５（第１タービンＢＰバルブ、排気バイパス弁に相当する）と、第２タービン６ａをバイパスする第２タービン・バイパス通路２６（ウェストゲート）と、このバイパス通路２６を開閉可能な第２タービン・バイパスバルブ２７（第２タービンＢＰバルブ、排気バイパス弁に相当する）とが設けられており、第１，第２タービン・バイパスバルブ２５，２７を開閉することで、排気ガスが第１，第２タービン５ａ，６ａを通過するか、第１，第２タービン５ａ，６ａをバイパスするかが夫々変更される。
【００３０】
ディーゼル酸化触媒２８は、排気ガス中の酸素を用いて炭化水素（ＨＣ）や一酸化炭素（ＣＯ）を酸化して水と二酸化炭素に分解する触媒である。ＤＰＦ２９は、排気ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタである。
【００３１】
ＥＧＲ装置４は、排気通路３の排気ガスの一部を吸気通路２へ還流するものである。ＥＧＲ装置４は、排気通路３における第１タービン５ａよりも上流側の部分と、吸気通路２のうちのインタークーラ１８よりも下流側の部分とを接続するＥＧＲ通路３０を備えており、このＥＧＲ通路３０を介して一部の排気ガス（ＥＧＲガス）を吸気通路２へ還流させる。ＥＧＲ通路３０は、その途中において第１ＥＧＲ通路３１と第２ＥＧＲ通路３２とに分岐している。第１ＥＧＲ通路３１にはＥＧＲクーラ３３が設けられており、この第１ＥＧＲ通路３１を通過するガスはＥＧＲクーラ３３により冷却される。
【００３２】
第１，第２ＥＧＲ通路３１，３２には、夫々通路を開閉する第１，第２ＥＧＲバルブ３４，３５が設けられており、これら第１，第２ＥＧＲバルブ３４，３５によってＥＧＲガスの還流量が変更されると共に第１，第２ＥＧＲ通路３１，３２の片方の通路を開放し且つ他方の通路を閉塞するのか変更される。
【００３３】
［制御系の構成］
図２はエンジンの制御系のブロック図であり、このブロック図に基づいて説明する。
エンジンの制御ユニット５０（ＥＣＵ）は、入力Ｉ／Ｆ（インターフェイス）と出力Ｉ／Ｆ（インターフェイス）とＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭ等で構成され、ＲＯＭには、図３と図４のフローチャートに示す排気ターボ過給機の異常判定制御と、異常判定時の排気ガス還流制御のフローチャートを含む種々の制御プログラムが格納されている。制御ユニット５０が排気ターボ過給機の異常判定制御手段と、異常判定時の排気ガス還流制御手段を構成している。
【００３４】
この制御ユニット５０には、エンジン回転数センサ１４の検出信号、エアフローメータ２１の検出信号、吸気圧センサ３６の検出信号、吸気温センサ３７の検出信号、排気圧センサ３８の検出信号、排気Ｏ2 センサ３９の検出信号等が夫々入力される。
【００３５】
この制御ユニット５０には、ブロア・バイパスバルブ２３、第１タービン・バイパスバルブ２５、第２タービン・バイパスバルブ２７、吸気制御弁１９、第１ＥＧＲバルブ３４、第２ＥＧＲバルブ３５、報知手段４０が夫々接続されており、これらの機器は制御ユニット５０によって制御される。前記報知手段４０は、自動車のインストルパネル又はその近傍に付設された液晶ディスプレイ又は報知用スピーカーで構成されている。
【００３６】
［排気ターボ過給機の異常判定制御、排気ガス還流制御］
最初に、本実施例に係る排気ターボ過給機の異常判定制御と排気ガス還流制御の概要について説明し、その後タイムチャートとフローチャートに基づいて説明する。
【００３７】
この排気ターボ過給機の異常判定制御では、第１，第２排気ターボ過給機５，６のタービン軸の折損等の故障が発生すると、排気通路３が第１，第２タービン５ａ，６ａで閉塞されたり、吸気通路２が第１，第２ブロア５ｂ，６ｂで閉塞されるため、排気圧が異常に上昇し且つ吸気圧が異常に低下することに鑑みて、排気圧と吸気圧とに基づいて、排気通路３又は吸気通路２の閉塞状態を検知する。
【００３８】
また、排気通路３又は吸気通路２が閉塞すると、筒内酸素濃度が異常に低下することから、筒内酸素濃度に基づいて、排気通路３又は吸気通路２の閉塞状態を検知することもできる。
【００３９】
そして、前記の排気通路３又は吸気通路２の閉塞状態を検知した場合には、ＥＧＲ装置４による排気ガス還流を制限する。但し、この場合、筒内酸素濃度が異常に低下したことを条件として、ＥＧＲ装置４による排気ガス還流を制限することが望ましい。
【００４０】
また、前記の排気通路３又は吸気通路２の閉塞状態を検知した場合に、第１，第２排気ターボ過給機５，６における吸気バイパスバルブ２３及び第１，第２タービン・バイパスバルブ２５，２７を開弁する。このとき、燃焼室１０内の酸素濃度が設定値以下に低下したことを条件として、ＥＧＲ装置４による排気ガスの還流を制限するようにしてもよい。この排気ガスの還流を制限する場合、吸気制御弁１９を全開にし、第１，第２ＥＧＲバルブ３４，３５を閉弁するものとする。
【００４１】
［タイムチャートの説明］
図５は、排気ターボ過給機の異常判定制御と排気ガス還流制御に付随するタイムチャートを示すものであり、このタイムチャートに基づいて説明する。
１２００ｒｐｍよりも高いエンジン回転数で運転中に、時刻ｔ１において、排気ターボ過給機５，６の何れかに異常が発生し、第１，第２タービン５ａ，６ａの何れかにより排気通路３が閉塞されたり、第１，第２ブロア５ｂ，６ｂの何れかにより吸気通路２が閉塞されたりすると、排気ガスの流れと空気の流れが阻害されるため、排気圧が急速に上昇し、吸気圧が異常に低下し、エンジン回転数も低下していく。
【００４２】
本発明では、エンジン回転数が１２００ｒｐｍ以下の所定の低回転領域にあることを条件として排気ターボ過給機５、６の異常判定を行い、異常発生時用の排気ガス還流制御を行う。そこで、エンジン回転数が１２００ｒｐｍ以下になった時点において排気圧が所定圧Ｐ１以上であり且つ吸気圧が大気圧Ｐ２以下である場合には、排気通路３又は吸気通路２の閉塞の可能性が高いため、その状態が所定時間Ｔ１継続したことを条件として、異常判定フラグＦ１が「１」とされる。
【００４３】
その後、排気圧と吸気圧が上記の異常値である限り、異常判定フラグＦ１が「１」に保持され、エンジン回転数の低下に応じて排気圧、吸気圧も変動し、上記の異常判定フラグＦ１を「１」に保持する条件が満たされなくなると、時刻ｔ３おいて異常判定フラグＦ１が「０」にリセットされる。
【００４４】
この異常判定フラグＦ１が「０」にリセットされると、排気ガスと空気の流れを円滑にするため、第１，第２タービンＢＰバルブ２５，２７（ＢＰはバイパスの略）と、ブロアＢＰバルブ２３が、夫々閉から開に切換えられ、所定時間の間保持される。
上記のバルブ２５，２７，２３を開弁している間は、排気圧が低下するものの、その後これらのバルブ２５，２７，２３が閉弁されると、排気圧は再び上昇し、吸気圧は低圧を維持するため、異常判定フラグＦ１が再び「１」とされ、そのフラグＦ１が「０」にリセットされると、再度上記のバルブ２５，２７，２３が所内時間の間開弁される。
【００４５】
他方、筒内酸素濃度の目標値は、エンジン回転数に関連つけて設定される。筒内酸素濃度推定値は、時刻ｔ１〜ｔ２のころ、吸気量の低下に応じて低下し、その後、上記のバルブ２５，２７，２３の開弁に応じて増大する。しかし、時刻ｔ４頃、上記のバルブ２５，２７，２３が閉弁されると、燃焼室内への空気の充填量が著しく低減するため、筒内酸素濃度推定値は急減し、しきい値以下まで低下する。
【００４６】
筒内酸素濃度推定値がしきい値以下にある間は、排気通路３又は吸気通路２の閉塞の可能性が高いため、異常判定フラグＦ２が「１」とされる。異常判定フラグＦ２が「１」になると、吸気制御弁１９は全開よりも若干小さい開度まで徐々に増加され、第１，第２ＥＧＲバルブ３４，３５は全閉よりも若干大きい開度まで徐々に減少される。
前記の異常判定フラグＦ２が「１」から「０」切換えられると、吸気制御弁１９が所定時間の間全開にされ、第１，第２ＥＧＲバルブ３４，３５が所定時間の間全閉にされる。
【００４７】
上記のバルブ２５，２７，２３の開弁を所定回数（例えば３回）繰り返され、また、吸気制御弁１９の全開と第１，第２ＥＧＲバルブ３４，３５の閉弁が所定回数（例えば２回）繰り返されると、第１，第２排気ターボ過給機５，６の何れかに異常が発生し、排気通路３又は吸気通路２の閉塞が発生したものとして報知手段４０により報知する。
【００４８】
［フローチャートに基づく説明］
排気ターボ過給機の異常判定制御と異常判定時の排気ガス還流制御について、図３と図４のフローチャートに基づいて説明する。尚、フローチャート中、Ｓｉ（ｉ＝１，２，・・）は各ステップを示す。
【００４９】
この制御が開始されると、Ｓ１において、フラグやカウンタやタイマをリセットする等の必要な初期設定がなされる。次に、Ｓ２において図２に示すセンサ類からの検出信号を含む各種信号が読み込まれる。次に、Ｓ３において、エンジン回転数Ｎが１２００ｒｐｍ以下か否か判定し、その判定がＮｏのときはＳ５へ移行し、Ｎ≦１２００ｒｐｍになるとＳ４に移行する。Ｓ５においてはフラグＦ１＝０にリセットされ、Ｓ６においてはフラグＦ１が「１」から「０」へ変化したか否か判定する。Ｓ６の判定がＮｏのときはＳ１１へ移行する。
【００５０】
Ｓ４において、排気圧≧Ｐ１（所定値、例えば４５０ｋＰａ）で且つ吸気圧≦Ｐ２（大気圧）か否か判定し、その判定がＮｏのときはＳ５へ移行し、その判定がＹｅｓのときはＳ７においてＳ４の条件が所定時間Ｔ１継続したか否か判定する。Ｓ７の判定がＮｏのときはＳ１１へ移行し、所定時間Ｔ１継続した場合には、Ｓ８において、排気通路３又は吸気通路２の閉塞の可能性が高いことを示す異常判定フラグＦ１が「１」にセットされ、その後Ｓ１１へ移行する。
【００５１】
Ｓ６の判定がＹｅｓのときはＳ９へ移行し、排気ガスの流れと空気の流れを円滑にするため、Ｓ９において第１，第２タービン・ＢＰバルブ２５，２７とブロアＢＰバルブ２３を夫々所定時間全開とする制御信号が制御ユニット５０からバルブ２５，２７，２３へ出力される。その後、カウンタＣ１が１だけインクリメントされ、Ｓ１１へ移行する。
【００５２】
次に、Ｓ１１においては燃焼室１０内の筒内酸素濃度推定値が演算される。
制御ユニット５０は、燃焼室１０内の酸素濃度を、例えば、吸気充填量、吸入空気量、ＥＧＲガスの流量及び酸素濃度をパラメータとして吸排気通路内ガスの酸素濃度をモデル化した吸排気モデルにより推定する。
【００５３】
ここで、吸気充填量は、吸気圧センサ３６で検出する吸気圧と、吸気温センサ３７で検出する吸気温度とを用いて演算される。吸入空気量は、エアフローメータ２１で検出される吸入空気流量から演算される。ＥＧＲガスの流量は、排気圧センサ３８で検出する排気圧と、吸気圧センサ３６で検出する吸気圧と、第１，第２ＥＧＲバルブ３４，３５の開度とに基づいて演算される。ＥＧＲガスの酸素濃度は、排気Ｏ2 センサ３９で検出する排気の酸素濃度と、排気Ｏ2 センサ３９が実際の排気酸素濃度を検出するまでの時間遅れとに基づいて演算される。
【００５４】
次に、Ｓ１２において、筒内酸素濃度推定値≦ＴＨＯ2(所定のしきい値)か否か判定し、その判定がＮｏのときはＳ１３へ移行し、Ｓ１３において異常判定フラグＦ２が「０」とされ、次のＳ１４において、異常判定フラグＦ２が「１」から「０」に変化したか否か判定し、その判定がＮｏのときはリターンする。
【００５５】
Ｓ１２の判定がＹｅｓのときはＳ１５へ移行し、Ｓ１５において排気通路３又は吸気通路２の閉塞の可能性の高いことを示す異常判定フラグＦ２が「１」にセットされ、次のＳ１６において、吸気制御弁１９を微速で開く微小開とし、第１，第２ＥＧＲバルブ３４，３５を微速で閉じる微小閉とする制御信号が制御ユニット５０からバルブ１９，３４，３５へ出力され、その後リターンする。
【００５６】
Ｓ１４の判定がＹｅｓのときは、Ｓ１７において吸気制御弁１９を所定時間全開とし、
第１，第２ＥＧＲバルブ３４，３５を所定時間全閉とする制御信号が制御ユニット５０からバルブ１９，３４，３５へ出力される。
【００５７】
Ｓ１７の次のＳ１８においては、カウンタＣ２が１だけインクリメントされる。
次に、Ｓ１９において、カウンタＣ１のカウント値が所定値ｎ１（例えばｎ１＝３）以上で且つカウンタＣ２のカウント値が所定値ｎ２（例えばｎ２＝２）以上か否か判定し、その判定がＮｏのときはリターンし、Ｓ１９の判定がＹｅｓのときはＳ２０において、排気ターボ過給機５，６の何れかに異常が発生し、排気通路３又は吸気通路２が閉塞したものと判定する。次のＳ２１においては、報知手段４０により第１，第２排気ターボ過給機５，６に異常発生の旨を報知する。
【００５８】
次に、上記の排気ターボ過給機の異常判定制御と異常判定時の排気ガス還流制御の作用、効果について説明する。
第１，第２排気ターボ過給機５，６の何れかの異常による排気通路３又は吸気通路２の閉塞状態が検知された時、ＥＧＲ装置４による排気ガスの還流を制限するため、排気ガス還流量が零又は僅少になり、燃焼室１０における燃焼性を維持することができ、エンジンストールするのを防止することができる。
【００５９】
第１，第２排気ターボ過給機５，６の何れかの異常による排気通路３又は吸気通路２の閉塞状態が検出され且つ燃焼室１０内の酸素濃度の低下が検出された時、ＥＧＲ装置４による排気ガスの還流を制限するため、燃焼室１０内の酸素濃度を増加させて燃焼性の低下を防ぐことができる。
【００６０】
排気ターボ過給機５，６の異常による排気通路３又は吸気通路２の閉塞状態が検出されたとき、第１，第２タービン・バイパス弁２５，２７とブロアバイパス弁２３を開弁するため、排気の流れと吸気の流れを円滑にし、排気ガス還流量が増加するのを抑制することできる。
しかも、燃焼室１０内の酸素濃度が設定値以下に低下したことを条件として前記ＥＧＲ装置４による排気ガスの還流を制限するため、燃焼室１０内の酸素濃度を回復させて燃焼性を維持することができる。
つまり、第１、第２排気ターボ過給機５，６の何れかの異常により排気通路３が閉塞された場合、その閉塞状態の程度によって排気ガス還流量の増加度合も変わり、燃焼室内の酸素濃度の低下度合も変わる。閉塞程度が小さく酸素濃度の低下が小さい場合は、燃焼への影響が小さいため、排気ガス還流量を制限する必要性は低く、むしろ排気ガス還流量を制限するとNOｘ浄化性能に影響を及ぼす。従って、酸素濃度の低下度合を把握し、酸素濃度が設定値以下に低下したことを条件として排気ガス還流量を制限することで、NOx浄化性能悪化防止と燃焼性維持との両立を図ることができる。
【００６１】
タービン上流の排気通路３の排気圧力とブロア下流の吸気圧力とに基づいて、第１，第２排気ターボ過給機５，６の何れかの異常により排気通路又は吸気通路の閉塞状態が発生したことを確実に検知することができる。
また、排気ガスの還流を制限するとき、吸気制御弁１９を全開にすることで、燃焼室１０に供給する新気の供給量を増加させてエンジンの出力低下を防ぐことができる。
【００６２】
エンジン回転数が所定の低回転領域になる前は、エンジンの運転状態も種々の状態になるため、排気ターボ過給機の異常判定の信頼性を確保することが難しい上、前記排気ガス還流の制御を、エンジン回転数が所定の低回転領域になってから直ちに行なえば、エンジンストールの発生も回避可能である。
【００６３】
次に、前記実施形態を部分的に変更する例について説明する。
１）前記実施形態では、第２排気ターボ過給機６の故障も考慮して制御するようにしているが、第２排気ターボ過給機６は故障しにくいので第１排気ターボ過給機５の故障のみを考慮して制御するようにしてもよい。即ち、吸気通路２と排気通路３の閉塞の可能がある場合に、第１タービン・ＢＰバルブ２５とブロア・ＢＰバルブ２３のみを開弁するように構成してもよい。この場合、第２排気ターボ過給機６の機能は維持することができる。
【００６４】
２）前記実施形態では、フラグＦ１が「１」から「０」に変化した時点から所定時間の間第１，第２タービン・ＢＰバルブ２５，２７及びブロア・ＢＰバルブ２３を開弁するように制御する。この制御に代えて、フラグＦ１が「１」にセットされた時点から所定時間の間第１，第２タービン・ＢＰバルブ２５，２７及びブロア・ＢＰバルブ２３を開弁するように制御してもよい。
【００６５】
３）その他、当業者ならば本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施形態に種々の変更を付加した形態で実施可能で、本発明はそれらの変更形態をも包含するものである。
【符号の説明】
【００６６】
Ｅ      エンジン
１      エンジン本体
２      吸気通路
３      排気通路
４      ＥＧＲ装置（排気ガス還流装置）
５，６        第１，第２排気ターボ過給機
５ａ，６ａ    第１，第２タービン
５ｂ，６ｂ    第１，第２ブロア
１０      燃焼室
１９      吸気制御弁
２３        ブロア・バイパスバルブ
２５，２７  第１，第２タービン・バイパスバルブ
５０       制御ユニット（排気ガス還流制御手段） 
【図１】
2019023437.tif 000003
【図２】
2019023437.tif 000004
【図３】
2019023437.tif 000005
【図４】
2019023437.tif 000006
【図５】
2019023437.tif 000007