(57)【要約】【課題】コンプレッサ・バイパスバルブがバイパス通路を閉鎖した状態に固着した場合でも、そのバイパスバルブを固着状態から回復させることができ、固着による内燃機関の不具合の発生を防止することができる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】吸気通路６のバイパス通路６ａにコンプレッサ・バイパスバルブ１０が開閉自在に設けられるとともに、バルブ駆動手段２によって開閉駆動されるように構成されており、コンプレッサ・バイパスバルブ１０がバイパス通路６ａを閉鎖した状態に固着しているか否かを判定するコンプレッサ・バイパスバルブ固着判定手段２と、コンプレッサ・バイパスバルブ１０が固着していると判定されたときに、固着状態から回復させるよう、コンプレッサ・バイパスバルブ１０の温度Ｔｃｂｖを上昇させるコンプレッサ・バイパスバルブ昇温手段２、８、１７と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気通路にコンプレッサを有する過給機を備えた内燃機関の制御装置であって、
前記吸気通路の前記コンプレッサの上流側と下流側を連通しかつ当該コンプレッサを迂回するバイパス通路にコンプレッサ・バイパスバルブが開閉自在に設けられるとともに、当該コンプレッサ・バイパスバルブがバルブ駆動手段によって開閉駆動されるように構成されており、
前記コンプレッサ・バイパスバルブが前記バイパス通路を閉鎖した状態に固着しているか否かを判定するコンプレッサ・バイパスバルブ固着判定手段と、
前記コンプレッサ・バイパスバルブが固着していると判定されたときに、その固着状態から回復させるよう、前記コンプレッサ・バイパスバルブの温度を上昇させるコンプレッサ・バイパスバルブ昇温手段と、
を備えていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関の運転状態がアイドル運転であるか否かを判定するアイドル運転判定手段を、さらに備えており、
前記コンプレッサ・バイパスバルブ固着判定手段は、前記内燃機関の運転状態がアイドル運転であると判定されたときに、前記バルブ駆動手段による前記コンプレッサ・バイパスバルブの開閉動作を実行することによって、当該コンプレッサ・バイパスバルブの前記固着の有無を判定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記コンプレッサ・バイパスバルブ昇温手段は、
前記過給機による過給圧の目標となる目標過給圧を、より増大させるように設定する目標過給圧設定手段と、
前記設定された目標過給圧になるように、前記過給機による過給圧を制御する過給圧制御手段と、
を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記内燃機関は、排気通路に排出された排ガスの一部をＥＧＲガスとして前記吸気通路に還流させるＥＧＲ装置をさらに備えており、
前記コンプレッサ・バイパスバルブ昇温手段は、
前記ＥＧＲ装置によって還流されるＥＧＲガスの量の目標となる目標ＥＧＲ量を、より増大させるように設定する目標ＥＧＲ量設定手段と、
前記設定された目標ＥＧＲ量になるように、前記ＥＧＲ装置によるＥＧＲ量を制御するＥＧＲ量制御手段と、
を有していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の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、吸気通路にコンプレッサを有する過給機を備えた内燃機関の制御装置に関し、特に、吸気通路にコンプレッサを迂回するバイパス通路が設けられるとともに、そのバイパス通路に開閉自在のバルブが設けられた内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の内燃機関の制御装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この内燃機関は、高圧段ターボチャージャ及び低圧段ターボチャージャを備えており、これらのターボチャージャが、コンプレッサ・バイパスバルブ、タービン・バイパスバルブ及びウェイストゲートバルブの３つの制御バルブによって制御されるようになっている。これらのコンプレッサ・バイパスバルブ及びタービン・バイパスバルブは、内燃機関の高圧段ターボチャージャのコンプレッサ及びタービンをそれぞれ迂回するバイパス通路を開閉するものであり、また、ウェイストゲートバルブは、低圧段ターボチャージャのタービンを迂回するバイパス通路を開閉するものである。
【０００３】
また、この制御装置では、上記３つの制御バルブにおいて、固着による動作不良が生じているか否かの故障判定が行われる。具体的には、各制御バルブを開放状態と閉鎖状態の間で反転させるように制御し、反転前後の過給圧の変化が大きいときには、反転が適正に行われたことで、過給圧が大きく変化したとして、正常であると判定される。一方、反転前後の過給圧の変化が小さいときには、反転が適正に行われないために、過給圧がほとんど変化していないとして、故障であると判定される。このような故障判定を、３つの制御バルブについて１つずつ行い、それにより、故障している制御バルブが特定されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２１６４０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の制御装置では、各制御バルブの上述した故障判定を実行することにより、上記のコンプレッサ・バイパスバルブ、タービン・バイパスバルブ及びウェイストゲートバルブのうち、故障した制御バルブを特定することが可能である。しかし、制御バルブが故障した状態のまま長時間、内燃機関の運転が継続されると、内燃機関に不具合が生じるおそれがある。
【０００６】
例えば、運転中の内燃機関の運転領域が、高圧段ターボチャージャのコンプレッサ・バイパスバルブ及びタービン・バイパスバルブを開放すべき運転領域であるとき、すなわち高圧段ターボチャージャによる過給を実行すべきでない運転領域であるときに、上記のコンプレッサ・バイパスバルブが、バイパス通路を閉鎖した状態に固着すると、吸気通路を流れる空気が、過給を実行していない高圧段ターボチャージャのコンプレッサ側に流れ、それにより、そのコンプレッサを通過した空気に圧力損失が生じる。この場合、上記の運転領域において、低圧段ターボチャージャでは、上記の圧力損失分を過給によって補償しようとするために、そのターボチャージャが上限回転数を超えて回転することがあり、それにより、低圧段ターボチャージャ自体が故障するおそれもある。
【０００７】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、コンプレッサ・バイパスバルブがバイパス通路を閉鎖した状態に固着した場合でも、そのバイパスバルブを固着状態から回復させることができ、その結果、上記固着による内燃機関の不具合の発生を防止することができる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】
【０００８】
上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、吸気通路６にコンプレッサ（実施形態における（以下、本項において同じ）ＨＰコンプレッサ９ａ）を有する過給機（高圧段ターボチャージャ９）を備えた内燃機関３の制御装置１であって、吸気通路６のコンプレッサ９ａの上流側と下流側を連通しかつコンプレッサ９ａを迂回するバイパス通路（コンプレッサ・バイパス通路６ａ）にコンプレッサ・バイパスバルブ１０が開閉自在に設けられるとともに、コンプレッサ・バイパスバルブ１０がバルブ駆動手段（ＥＣＵ２）によって開閉駆動されるように構成されており、コンプレッサ・バイパスバルブ１０がバイパス通路６ａを閉鎖した状態に固着しているか否かを判定するコンプレッサ・バイパスバルブ固着判定手段（ＥＣＵ２）と、コンプレッサ・バイパスバルブ１０が固着していると判定されたときに、その固着状態から回復させるよう、コンプレッサ・バイパスバルブ１０の温度（ＣＢＶ温度Ｔｃｂｖ）を上昇させるコンプレッサ・バイパスバルブ昇温手段（低圧段ターボチャージャ８、低圧ＥＧＲ装置１７、ＥＣＵ２）と、を備えていることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、吸気通路にコンプレッサを有する過給機を備えた内燃機関において、吸気通路には、コンプレッサの上流側と下流側を連通しかつコンプレッサを迂回するバイパス通路が設けられている。また、バイパス通路には、バルブ駆動手段によって開閉駆動されるコンプレッサ・バイパスバルブが開閉自在に設けられている。このコンプレッサ・バイパスバルブにより、バイパス通路が開放されているときには、吸気通路を流れる空気は、コンプレッサを迂回し、バイパス通路を通って、内燃機関の気筒に供給される。一方、バイパス通路が閉鎖されかつコンプレッサが回転しているときには、吸気通路を流れる空気は、コンプレッサで加圧され、内燃機関の気筒に供給される。
【００１０】
上記のコンプレッサ・バイパスバルブは、バイパス通路を閉鎖した状態に固着することによって、動作不良を生じることがある。上記の固着は、次のようにして生じると考えられる。すなわち、吸気通路を流れる空気に、ブローバイオイルやＥＧＲガスなどが含まれている場合、その空気の温度が高くなると、粘性が非常に高いタール状物質が生成される。このようなタール状物質が、コンプレッサ・バイパスバルブやバイパス通路に付着し、加えて、その後の温度低下に伴って硬化すると、コンプレッサ・バイパスバルブは、バイパス通路を閉鎖した状態に固着しやすくなる。また、後述するように、上記のタール状物質は、所定の温度以上で生成するとともに、温度が高くなるほど生成量が増大する。その一方で、コンプレッサ・バイパスバルブなどに付着した上記のタール状物質は、所定の温度以上で軟化し、剥離しやすくなる。したがって、コンプレッサ・バイパスバルブの温度を上昇させることにより、コンプレッサ・バイパスバルブなどに付着したタール状物質は、温度が上昇し、剥離しやすくなる。
【００１１】
以上の知見に基づき、本発明では、コンプレッサ・バイパスバルブがバイパス通路を閉鎖した状態に固着しているか否かを判定し、固着していると判定されたときに、その固着状態から回復させるよう、コンプレッサ・バイパスバルブの温度を上昇させる。これにより、コンプレッサ・バイパスバルブやバイパス通路に付着したタール状物質を剥離させ、それにより、コンプレッサ・バイパスバルブを固着状態から回復させることができる。その結果、上記固着による内燃機関の不具合の発生を防止することができる。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、内燃機関３の運転状態がアイドル運転であるか否かを判定するアイドル運転判定手段（ＥＣＵ２）を、さらに備えており、コンプレッサ・バイパスバルブ固着判定手段（ＥＣＵ２）は、内燃機関３の運転状態がアイドル運転であると判定されたときに、バルブ駆動手段（ＥＣＵ２）によるコンプレッサ・バイパスバルブ１０の開閉動作を実行することによって、コンプレッサ・バイパスバルブ１０の固着の有無を判定することを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、コンプレッサ・バイパスバルブの固着判定の際に、バルブ駆動手段によるコンプレッサ・バイパスバルブの開閉動作を実行する。この場合、コンプレッサ・バイパスバルブの開閉動作の前後の過給圧の変化などに基づき、コンプレッサ・バイパスバルブの固着の有無を容易に判定することが可能である。例えば、コンプレッサ・バイパスバルブが正常に動作し、固着していないときには、上記の過給圧が大きく変化する一方、コンプレッサ・バイパスバルブが固着していて、正常に動作しないときには、上記の過給圧の変化がほとんどない。したがって、コンプレッサ・バイパスバルブを、バルブ駆動手段によって開閉動作させることにより、固着の有無を容易に判定することができる。また、コンプレッサ・バイパスバルブの固着判定を、内燃機関の運転状態がアイドル運転であるときに実行する。これにより、コンプレッサ・バイパスバルブの開閉動作によるドライバビリティーの変化を伴うことなく、固着判定を精度良く行うことができる。
【００１４】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置において、コンプレッサ・バイパスバルブ昇温手段（低圧段ターボチャージャ８、ＥＣＵ２）は、過給機による過給圧ＰＴＢの目標となる目標過給圧ＰＴＢＣＭＤを、より増大させるように設定する目標過給圧設定手段（ＥＣＵ２）と、設定された目標過給圧ＰＴＢＣＭＤになるように、過給機による過給圧ＰＴＢを制御する過給圧制御手段（ＥＣＵ２）と、を有していることを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、目標過給圧設定手段により、目標過給圧を、より増大させるように設定し、過給圧制御手段により、過給機による過給圧を、設定された目標過給圧になるように制御する。このように、目標過給圧を、通常の制御時よりも増大させることで、吸気通路を流れる空気の圧力をより高め、それにより、その空気の温度をより一層上昇させることで、昇温した空気に触れるコンプレッサ・バイパスバルブの温度を容易に上昇させることができる。
【００１６】
請求項４に係る発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置において、内燃機関３は、排気通路１３に排出された排ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路６に還流させるＥＧＲ装置（低圧ＥＧＲ装置１７）をさらに備えており、コンプレッサ・バイパスバルブ昇温手段（低圧ＥＧＲ装置１７、ＥＣＵ２）は、ＥＧＲ装置によって還流されるＥＧＲガスの量（ＥＧＲ量ＱＥＧＲ）の目標となる目標ＥＧＲ量ＱＥＧＲＣＭＤを、より増大させるように設定する目標ＥＧＲ量設定手段（ＥＣＵ２）と、設定された目標ＥＧＲ量ＱＥＧＲＣＭＤになるように、ＥＧＲ装置によるＥＧＲ量ＱＥＧＲを制御するＥＧＲ量制御手段（ＥＣＵ２）と、を有していることを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、目標ＥＧＲ量設定手段により、目標ＥＧＲ量を、より増大させるように設定し、ＥＧＲ量制御手段により、ＥＧＲ装置によるＥＧＲ量を、設定された目標ＥＧＲ量になるように制御する。吸気通路に流れる空気に、高温のＥＧＲガスが混合されると、その分、空気の温度が高くなる。したがって、吸気通路に還流されるＥＧＲ量を、通常の制御時よりも増大させることで、吸気通路を流れる、ＥＧＲガスを含む空気の温度を高めることができ、それにより、昇温した空気に触れるコンプレッサ・バイパスバルブの温度を容易に上昇させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態による制御装置、及びこれを適用した内燃機関を模式的に示す図である。
【図２】制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】固着回復モードの開始・終了処理を示すフローチャートである。
【図４】固着判定処理を示すフローチャートである。
【図５】ＣＢＶ温度Ｔｃｂｖと、単位時間当たりのタールの生成量、堆積量及び剥離量との関係を示す図である。
【図６】（ａ）はエンジントルクＥＴＱと過給圧ＰＴＢとの関係を示すマップ、（ｂ）はエンジントルクＥＴＱとＣＢＶ温度Ｔｃｂｖとの関係を示す図であり、通常時の制御を破線で、固着回復モード時の制御を実線で示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態による制御装置、及びこれを適用した内燃機関を模式的に示している。図１及び図２に示す制御装置１は、内燃機関３の運転状態などを制御するものであり、図２に示すＥＣＵ２などを備えている。このＥＣＵ２によって、後述するように、固着回復モードなどの各種の制御処理が実行される。
【００２０】
内燃機関（以下「エンジン」という）３は、ディーゼルエンジンタイプのものであり、図示しない車両に動力源として搭載されている。このエンジン３は、４つの気筒と、気筒ごとに設けられた燃料噴射弁４（図２に１つのみ図示）などを備えている。これらの燃料噴射弁４は、ＥＣＵ２に電気的に接続されており、ＥＣＵ２からの制御信号によって開閉タイミングが制御され、それにより、燃料噴射弁４による燃料噴射量及び燃料噴射時期が制御される。
【００２１】
図１に示すように、エンジン３の吸気通路６には、上流側から順に、低圧用吸気絞り弁機構７、低圧段ターボチャージャ８、高圧段ターボチャージャ９、インタークーラ１１及び高圧用吸気絞り弁機構１２などが設けられている。
【００２２】
低圧用吸気絞り弁機構７は、低圧用吸気絞り弁７ａ及びこれを駆動するアクチュエータ７ｂなどで構成されている。低圧用吸気絞り弁７ａは、吸気通路６内に回動自在に設けられており、アクチュエータ７ｂで回動駆動されることによって開度が調整されることにより、低圧用吸気絞り弁７ａを通過する空気の流量を制御する。
【００２３】
低圧段ターボチャージャ８（コンプレッサ・バイパスバルブ昇温手段）は、吸気通路の６の低圧用吸気絞り弁７ａよりも下流側に設けられたＬＰコンプレッサ８ａと、排気通路１３内に設けられ、ＬＰコンプレッサ８ａと一体に回転するＬＰタービン８ｂなどで構成されている。この低圧段ターボチャージャ８では、排気通路１３内を流れる排ガスによってＬＰタービン８ｂが回転駆動されると、これと一体のＬＰコンプレッサ８ａも回転する。これにより、吸気通路６内の空気が加圧され、その空気をエンジン３側に送り出す過給動作が実行される。
【００２４】
また、排気通路１３には、ＬＰタービン８ｂを迂回するするＬＰタービン・バイパス通路１３ａが設けられ、このＬＰタービン・バイパス通路１３ａに、ウェイストゲートバルブ１４が設けられている。このウェイストゲートバルブ１４は、電磁弁と、ダイヤフラムタイプのアクチュエータと、アクチュエータによって駆動される弁体（いずれも図示せず）とを組み合わせたものであり、ＥＣＵ２に電気的に接続されている。
【００２５】
このウェイストゲートバルブ１４では、ＥＣＵ２からの制御信号によって、弁体の開度が制御され、それにより、ＬＰタービン８ｂ側に流れる排ガス量と、ＬＰタービン８ｂを迂回し、ＬＰタービン・バイパス通路１３ａ側に流れる排ガス量との割合が調整される。このようにして、低圧段ターボチャージャ８による過給動作が制御される。
【００２６】
一方、高圧段ターボチャージャ９は、可変容量式のものであり、吸気通路６のＬＰコンプレッサ８ａよりも下流側に設けられたＨＰコンプレッサ９ａと、排気通路１３に設けられ、ＨＰコンプレッサ９ａと一体に回転するＨＰタービン９ｂと、可変ベーン機構９ｃなどで構成されている。この高圧段ターボチャージャ９では、排気通路１３内を流れる排ガスによってＨＰタービン９ｂが回転駆動されると、これと一体のＨＰコンプレッサ９ａも回転する。これにより、吸気通路６内の吸入空気が加圧され、その吸入空気をエンジン３側に送り出す過給動作が実行される。
【００２７】
可変ベーン機構９ｃは、複数の可変ベーン９ｄ（２つのみ図示）と、これらの可変ベーン９ｄを駆動するダイヤフラムタイプのアクチュエータ（図示せず）と、このアクチュエータへの負圧の供給を制御するための電磁弁タイプのベーン制御弁９ｅ（図２参照）とを組み合わせたものである。
【００２８】
ベーン制御弁９ｅは、ＥＣＵ２に電気的に接続されており、ＥＣＵ２からの制御信号がベーン制御弁９ｅに入力されると、アクチュエータへの負圧の供給量が変化し、そのアクチュエータが駆動されることによって、可変ベーン９ｄの開度が変化する。その結果、ＨＰタービン９ｂに吹き付けられる排ガス量が変化することで、ＨＰタービン９ｂの回転速度が変化し、それによって、ＨＰコンプレッサ９ａの回転速度も変化する。このようにして、高圧段ターボチャージャ９による過給動作が制御される。
【００２９】
吸気通路６には、ＨＰコンプレッサ９ａを迂回するコンプレッサ・バイパス通路６ａが接続されており、このコンプレッサ・バイパス通路６ａの途中に、コンプレッサ・バイパスバルブ（以下「ＣＢＶ」という）１０が設けられている。このＣＢＶ１０は、電磁弁と、ダイヤフラムタイプのアクチュエータと、このアクチュエータによって駆動される弁体（いずれも図示せず）とを組み合わせたものであり、ＥＣＵ２に電気的に接続されるとともに、ＥＣＵ２からの制御信号によってＯＮ／ＯＦＦ状態に制御される。
【００３０】
ＣＢＶ１０がＯＦＦ状態に制御されているときには、その弁体が開弁状態になることで、コンプレッサ・バイパス通路６ａを開放する。それにより、吸気通路６内の空気は、ＨＰコンプレッサ９ａ側にほとんど流れることなく、コンプレッサ・バイパス通路６ａを通過する。一方、ＣＢＶ１０がＯＮ状態に制御されているときには、弁体が全閉状態になることで、コンプレッサ・バイパス通路６ａを閉鎖する。それにより、吸気通路６内の空気は、ＨＰコンプレッサ９ａ側のみに流れ、高圧段ターボチャージャ９による過給動作が可能な状態になる。
【００３１】
一方、排気通路１３には、ＨＰタービン９ｂを迂回するＨＰタービン・バイパス通路１３ｂが設けられており、このＨＰタービン・バイパス通路１３ｂの途中に、ＨＰタービン・バイパスバルブ（以下「ＨＰ−ＴＢＶ」という）１５が設けられている。このＨＰ−ＴＢＶ１５は、電磁弁と、ダイヤフラムタイプのアクチュエータと、アクチュエータによって駆動される弁体（いずれも図示せず）とを組み合わせたものであり、ＥＣＵ２に電気的に接続されるとともに、弁体の開度がＥＣＵ２からの制御信号によって制御される。
【００３２】
ＨＰ−ＴＢＶ１５が閉側に制御されているときには、その弁体が閉状態に保持され、排ガスがＨＰタービン９ｂ側に流れる。それにより、高圧段ターボチャージャ９による過給動作が実行可能な状態になる。一方、ＨＰ−ＴＢＶ１５が開側に制御されているときには、その弁体が開状態に保持され、排ガスがＨＰタービン９ｂを迂回してＨＰタービン・バイパス通路１３ｂ側に流れる。それにより、高圧段ターボチャージャ９による過給動作が停止可能な状態になる。
【００３３】
インタークーラ１１は、水冷式のものであり、その内部を空気が通過する際に、２つのターボチャージャ８及び９の少なくとも一方による過給動作によって温度が上昇した空気を冷却する。
【００３４】
また、高圧用吸気絞り弁機構１２は、前述した低圧用吸気絞り弁機構７と同様のものであり、高圧用吸気絞り弁１２ａ及びこれを駆動するアクチュエータ１２ｂなどで構成されている。この高圧用吸気絞り弁機構１２では、ＥＣＵ２からの制御信号によって、アクチュエータ１２ｂが駆動されることにより、高圧用吸気絞り弁１２ａの開度が制御される。
【００３５】
また、吸気通路６には、ＣＢＶ出口温センサ２３及び過給圧センサ２５が設けられている。ＣＢＶ出口温センサ２３は、吸気通路６のバイパス通路６ａとの合流部よりも下流側の所定位置に設けられており、ＣＢＶ１０の直ぐ下流側の温度を、ＣＢＶ１０の温度（以下「ＣＢＶ温度」という）Ｔｃｂｖとして検出して、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。一方、過給圧センサ２５は、吸気通路６の高圧用吸気絞り弁１２ａよりも下流側で、かつ後述する高圧ＥＧＲ通路１８ａとの合流部よりも上流側の所定位置に設けられており、吸気通路６内の過給圧ＰＴＢを検出して、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。
【００３６】
さらに、排気通路１３のＬＰタービン８ｂの下流側には、ＮＯｘ浄化触媒１６ａ及びＤＰＦ（ディーゼル・パティキュレート・フィルタ）１６ｂが設けられている。ＮＯｘ浄化触媒１６ａは、排ガスが酸化雰囲気にあるときに排ガス中のＮＯｘを捕捉し、排ガスが還元雰囲気にあるときに捕捉したＮＯｘを還元する。一方、ＤＰＦ１６ｂは、排ガス中の粒子状物質を捕集するものであり、所定のＤＰＦ再生処理が実行されることにより、捕集した粒子状物質を燃焼させることで、捕集能力が回復するように構成されている。
【００３７】
また、エンジン３には、低圧ＥＧＲ装置１７及び高圧ＥＧＲ装置１８が設けられている。低圧ＥＧＲ装置１７（コンプレッサ・バイパスバルブ昇温手段）は、排気通路１３内の排ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路６側に還流させるものであり、吸気通路６と排気通路１３の間に接続された低圧ＥＧＲ通路１７ａと、この低圧ＥＧＲ通路１７ａを開閉する低圧ＥＧＲ制御弁１７ｂなどで構成されている。低圧ＥＧＲ通路１７ａは、その一端が排気通路１３のＤＰＦ１６ｂよりも下流側に接続され、他端部が吸気通路６の低圧用吸気絞り弁７ａとＬＰコンプレッサ８ａの間に接続されている。
【００３８】
低圧ＥＧＲ制御弁１７ｂは、その開度が最大値と最小値の間でリニアに変化するリニア電磁弁で構成され、ＥＣＵ２に電気的に接続されている。ＥＣＵ２によって低圧ＥＧＲ制御弁１７ｂの開度が調整されることにより、低圧ＥＧＲ通路１７ａを介して、吸気通路６側に還流されるＥＧＲガスの量（以下「ＥＧＲ量」という）ＱＥＧＲが制御される。
【００３９】
一方、高圧ＥＧＲ装置１８は、低圧ＥＧＲ装置１７と同様、排気通路１３内の排ガスの一部を吸気通路６側に還流させるものであり、吸気通路６と排気通路１３の間に接続された高圧ＥＧＲ通路１８ａと、この高圧ＥＧＲ通路１８ａを開閉する高圧ＥＧＲ制御弁１８ｂなどで構成されている。高圧ＥＧＲ通路１８ａは、その一端が排気通路１３の排気マニホールドの直ぐ下流側に接続され、他端部が吸気通路６の高圧用吸気絞り弁１２ａと吸気マニホールドの間に接続されている。
【００４０】
高圧ＥＧＲ制御弁１８ｂは、低圧ＥＧＲ制御弁１７ｂと同様、開度が最大値と最小値の間でリニアに変化するリニア電磁弁で構成され、ＥＣＵ２に電気的に接続されている。ＥＣＵ２によって高圧ＥＧＲ制御弁１８ｂの開度が調整されることにより、高圧ＥＧＲ通路１８ａを介して還流されるＥＧＲ量が制御される。
【００４１】
図２に示すように、ＥＣＵ２には、クランク角センサ２０が電気的に接続されている。クランク角センサ２０は、マグネットロータ及びＭＲＥピックアップで構成されており、図示しないクランクシャフトの回転に伴い、いずれもパルス信号であるＣＲＫ信号及びＴＤＣ信号をＥＣＵ２に出力する。ＣＲＫ信号は、所定クランク角（例えば２゜）毎に１パルスが出力され、ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを算出する。また、ＴＤＣ信号は、各気筒のピストン（図示せず）が吸気行程のＴＤＣ位置よりも若干、手前の所定のクランク角位置にあることを表す信号であり、所定クランク角ごとに１パルスが出力される。
【００４２】
また、ＥＣＵ２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びＩ／Ｏインターフェース（いずれも図示せず）などを有するマイクロコンピュータで構成されており、前述した各種のセンサの検出信号などに応じて、エンジン３の運転状態を判別するとともに、この運転状態に応じて、ＣＢＶ１０の固着回復モードなどの各種の制御処理を実行する。なお、本実施形態では、ＥＣＵ２が、本発明のバルブ駆動手段、コンプレッサ・バイパスバルブ固着判定手段、コンプレッサ・バイパスバルブ昇温手段、アイドル運転判定手段、目標過給圧設定手段、過給圧制御手段、目標ＥＧＲ量設定手段、及びＥＧＲ量制御手段に相当する。
【００４３】
次に、図３〜図６を参照しながら、ＣＢＶ１０の弁体がコンプレッサ・バイパス通路６ａを閉鎖した状態に固着した場合において、ＣＢＶ１０をその固着状態から回復させるための固着回復モードについて説明する。図３は、エンジン３の運転開始時からＥＣＵ２によって実行される固着回復モードの開始・終了処理を示しており、本処理は、所定周期で繰り返し実行される。
【００４４】
図３に示すように、本処理ではまず、ステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）において、固着回復モードフラグＦ＿ＦＸＲＥＭＤが「０」であるか否かを判別する。この固着回復モードフラグＦ＿ＦＸＲＥＭＤは、後述するように、固着回復モードが開始されたときに「１」にセットされるものである。ステップ１の判別結果がＹＥＳで、固着回復モードが開始されていないときには、エンジン３の運転状態がアイドル運転であるか否かを判別する（ステップ２）。一方、ステップ１の判別結果がＮＯで、固着回復モードが開始されているときには、後述するステップ２〜６をスキップし、後述するステップ７に進む。
【００４５】
前記ステップ２の判別結果がＮＯで、エンジン３の運転状態がアイドル運転でないときには、本処理をそのまま終了する。一方、ステップ２の判別結果がＹＥＳのときには、ステップ３に進み、ＣＢＶ１０の固着判定処理を実行する。
【００４６】
図４は、ＣＢＶ１０の固着判定処理を示すフローチャートである。同図に示すように、本処理ではまず、ＣＢＶ１０への制御信号をＯＮからＯＦＦにする（ステップ１１）。これは、ＣＢＶ１０を、コンプレッサ・バイパス通路６ａを閉鎖する状態（閉弁状態）から、その通路６ａを開放する状態（開弁状態）にするためである。
【００４７】
次いで、ステップ１２に進み、過給圧センサ２５で検出された過給圧ＰＴＢが、所定のしきい値ＰＴＢＲＥＦ以下に低下したか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳで、過給圧ＰＴＢがしきい値ＰＴＢＲＥＦ以下のときには、ＣＢＶ１０が固着していないと判定され（ステップ１３）、本処理を終了する。一方、前記ステップ１２の判別結果がＮＯ、すなわちＰＴＢ＞ＰＴＢＲＥＦで、過給圧ＰＴＢがしきい値ＰＴＢＲＥＦまで低下していないときには、ＣＢＶ１０が固着していると判定され（ステップ１４）、本処理を終了する。
【００４８】
上記のステップ１２によって、ＣＢＶ１０の固着の有無が判定可能であるのは、次の理由による。すなわち、前記ステップ１１の実行により、ＣＢＶ１０を閉弁状態から開弁状態にすると、ＣＢＶ１０が固着していないときには、そのＣＢＶ１０が開弁状態になることで、吸気通路６を流れる空気が、高圧段ターボチャージャ９のＨＰコンプレッサ９ａを迂回して、コンプレッサ・バイパス通路６ａに流れる。これにより、高圧段ターボチャージャ９による過給動作が実行されなくなるため、過給圧ＰＴＢがしきい値ＰＴＢＲＥＦ以下に低下する。したがって、ＰＴＢ≦ＰＴＢＲＥＦであるときには、ＣＢＶ１０が正常であり、固着していないと判定することができる。
【００４９】
一方、ＣＢＶ１０が固着しているときには、前記ステップ１１の実行により、ＣＢＶ１０を閉弁状態から開弁状態にしようとしても、開弁状態にならないので、吸気通路６を流れる空気は、高圧段ターボチャージャ９のＨＰコンプレッサ９ａを通るように流れる。これにより、ＣＢＶ１０が正常で固着していない場合と異なり、過給圧ＰＴＢがほとんど低下することがない。したがって、ＰＴＢ＞ＰＴＢＲＥＦであるときには、ＣＢＶ１０が固着していると判定することができる。
【００５０】
なお、上述したＣＢＶ１０の固着判定処理は、図４に示すものに限定されるものではなく、他の固着判定処理を採用することも可能である．例えば、ＣＢＶ１０への制御信号をＯＮからＯＦＦにした後、さらにＯＮにすることにより、ＣＢＶ１０を、閉弁状態から開弁状態にした後、さらに閉弁状態にする。そして、ＣＢＶ１０が閉弁状態のときの最大過給圧ＰＴＢｍａｘと、ＣＢＶ１０が開弁状態のときの最小過給圧ＰＴＢｍｉｎとの偏差ΔＰＴＢ（＝ＰＴＢｍａｘ−ＰＴＢｍｉｎ）に基づき、ＣＢＶ１０の固着の有無を判定する。
【００５１】
この場合、上記偏差ΔＰＴＢが、所定のしきい値以上であるときには、ＣＢＶ１０の開閉動作が適切に行われたことで、偏差ΔＰＴＢが大きな値になり、したがって、ＣＢＶ１０が固着していないと判定することができる。一方、偏差ΔＰＴＢが、所定のしきい値未満であるときには、ＣＢＶ１０の開閉動作が適切に行われないことで、偏差ΔＰＴＢが小さな値になり、したがって、ＣＢＶ１０が固着していると判定することができる。
【００５２】
図３に戻り、ステップ３に続くステップ４において、ＣＢＶ１０が固着していると判定されたか否かを判別する。この判別結果がＮＯで、前記ステップ１３において固着無しと判定されているときには、本処理をそのまま終了する。一方、ステップ４の判別結果がＹＥＳで、前記ステップ１４において固着有りと判定されているときには、ステップ５に進み、エンジン３の運転状態がアイドル運転であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、本処理をそのまま終了する一方、判別結果がＹＥＳで、エンジン３の運転状態がアイドル運転であるときには、固着回復モードフラグＦ＿ＦＸＲＥＭＤを「１」にセットする（ステップ６）。これにより、ＣＢＶ１０に対する固着回復モードが開始される。なお、この固着回復モードの具体的な制御については後述する。
【００５３】
上記ステップ６に続くステップ７において、イグニッションがＯＦＦになったか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、エンジン３が運転中であり、固着回復モードが開始されているときには、それを継続しながら、本処理を終了する。一方、ステップ７の判別結果がＹＥＳのとき、すなわち、イグニッションがＯＦＦにされることで、エンジン３の運転が停止するときには、それとともに、固着回復モードフラグＦ＿ＦＸＲＥＭＤを「０」にリセットする（ステップ８）。これにより、ＣＢＶ１０に対する固着回復モードが終了するとともに、本処理も終了する。
【００５４】
上記の固着回復モードでは、ＣＢＶ１０を固着状態から回復させるために、エンジン３を後述するように制御することによって、ＣＢＶ１０の温度を上昇させる。これは次の理由による。
【００５５】
図５は、ＣＢＶ温度Ｔｃｂｖと、ＣＢＶ１０やコンプレッサ・バイパス通路６ａに付着し、ＣＢＶ１０の固着原因であるタール状物質との関係を示している。前述したように、タール状物質（以下単に「タール」という）は、吸気通路６を流れる空気に、ブローバイオイルやＥＧＲガスなどが含まれている場合、図５に曲線Ｌ１で示すように、その空気の温度が所定温度（例えば１００℃）を超えて高くなると生成され、温度の上昇に伴い、タールの生成量が増加する。その一方で、ＣＢＶ１０などに付着したタールは、図５に曲線Ｌ３で示すように、所定温度（例えば１００℃）以上で軟化して剥離しやすくなり、また、所定温度（例えば１６０℃）までは温度の上昇に伴い、付着したタールの剥離量が増加する。
【００５６】
したがって、図５に示すように、１００〜１６０℃を固着回復温度域として、ＣＢＶ温度Ｔｃｂｖが、この固着回復温度域にあるときには、タールの生成が抑制されながら、ＣＢＶ１０などに付着したタールが剥離する。これにより、図５に曲線Ｌ２で示すように、ＣＢＶ１０などに付着するタールの堆積量を増加させることなく、むしろ、タールの剥離量が生成量よりも多くなることにより、ＣＢＶ１０を固着状態から回復させることが可能になる。
【００５７】
以上のことから、固着回復モードの実行時には、ＣＢＶ温度Ｔｃｂｖを上昇させ、固着回復温度域に制御するために、過給圧ＰＴＢ及びＥＧＲ量ＱＥＧＲを、通常の制御時に比べて増大させる。
【００５８】
図６（ａ）は、エンジントルクＥＴＱと過給圧ＰＴＢとの関係を示すマップである。同図（ａ）に曲線Ｌ５で示すように、制御装置１による通常時の制御では、過給圧ＰＴＢは、エンジントルクＥＴＱが増大するに従って大きくなるように設定されている。一方、同図（ａ）に曲線Ｌ４で示すように、固着回復モード時の制御では、過給圧ＰＴＢの目標となる目標過給圧ＰＴＢＣＭＤが、通常時の曲線Ｌ５よりも増大するように設定される。そして、過給圧ＰＴＢが、増大された目標過給圧ＰＴＢＣＭＤになるように、低圧段ターボチャージャ８が制御される。
【００５９】
これにより、図６（ｂ）に示すように、曲線Ｌ６で示す固着回復モード時の制御では、ＣＢＶ温度Ｔｃｂｖは、通常時の制御による曲線Ｌ７よりも上昇する。そして、エンジントルクＥＴＱが所定値ＥＴＱ１以上のときには、ＣＢＶ温度Ｔｃｂｖが１００℃以上になる。したがって、固着回復モード時には、エンジントルクＥＴＱが所定値ＥＴＱ１以上になると、ＣＢＶ温度Ｔｃｂｖが固着回復温度域内に制御されることで、ＣＢＶ１０などに付着したタールの剥離が促進され、ＣＢＶ１０を固着状態から回復させることが可能になる。
【００６０】
なお、図６（ｂ）に曲線Ｌ６で示す固着回復モード時のＣＢＶ温度Ｔｃｂｖは、固着回復温度域の上限温度である１６０℃を超えないように制御される。
【００６１】
一方、固着回復モード時におけるＥＧＲ量ＱＥＧＲについては、その目標となる目標ＥＧＲ量ＱＥＧＲＣＭＤが、通常時の制御におけるＥＧＲ量ＱＥＧＲよりも増大するするように設定されている。そして、固着回復モード時には、ＥＧＲ量ＱＥＧＲが、増大された目標ＥＧＲ量ＱＥＧＲＣＭＤになるように、低圧ＥＧＲ装置１７が制御される。これにより、固着回復モード時には、前述した過給圧ＰＴＢを増大させた場合と同様、ＣＢＶ温度Ｔｃｂｖが、通常の制御時よりも上昇し、固着回復温度域内に制御されることで、ＣＢＶ１０を固着状態から回復させることが可能になる。
【００６２】
以上詳述したように、本実施形態によれば、ＣＢＶ１０が、タールの付着によって固着している場合には、固着回復モードの実行により、ＣＢＶ温度Ｔｃｂｖの温度を上昇させ、タールをＣＢＶ１０から剥離させる。これにより、ＣＢＶ１０を固着状態から回復させることができ、その結果、固着によるエンジン３の不具合の発生を防止することができる。
【００６３】
また、ＣＢＶ１０の固着判定の際には、ＣＢＶ１０への制御信号をＯＮからＯＦＦにしたり、さらにＯＮにしたりすることで、ＣＢＶ１０を開閉させるように制御し、その際の過給圧ＰＴＢに応じて、ＣＶＢ１０の固着の有無を容易に判定することができる。加えて、この固着判定を、エンジン３の運転状態がアイドル運転であるときに実行するので、ＣＢＶ１０の開閉動作に伴うドライバビリティーの変化を伴うことなく、固着判定を精度良く行うことができる。
【００６４】
さらに、ＣＢＶ１０を固着状態から回復させるための固着回復モードの実行の際には、目標過給圧ＰＴＢＣＭＤ及び目標ＥＧＲ量ＱＥＧＲＣＭＤを、通常の制御時よりも増大させ、それらの目標値になるように、過給圧ＰＴＢ及びＥＧＲ量ＱＥＧＲを制御することにより、ＣＢＶ温度Ｔｃｂｖを容易に上昇させることができる。
【００６５】
なお、本発明は、説明した上記実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、低圧段及び高圧段の２つのターボチャージャ８及び９を備えたエンジン３において、高圧段ターボチャージャ９のＨＰコンプレッサ９ａを迂回するコンプレッサ・バイパス通路６ａに設けられたＣＢＶ１０を、固着状態から回復させるようにしたが、本発明は、単一のターボチャージャを備えたエンジンや、３つ以上のターボチャージャを備えたエンジンにおいて適用することも可能である。
【００６６】
また、実施形態では、固着回復モード時に、過給圧ＰＴＢ及びＥＧＲ量ＱＥＧＲを、通常の制御時よりも増大させるように制御したが、いずれか一方のみを増大させるようにしてもよい。また、ＥＧＲ量ＱＥＧＲに代えて、エンジン３に供給される吸入ガス全体に対するＥＧＲ量の割合であるＥＧＲ率を用い、固着回復モード時に、そのＥＧＲ率を増大させるようにしてもよい。
【００６７】
さらに、本実施形態では、本発明の制御装置１を、ディーゼルエンジンであるエンジン３に適用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ガソリンエンジンはもちろん、クランク軸が鉛直に配置された船外機などのような船舶推進用エンジンなど、産業用の各種の内燃機関に適用することが可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１    制御装置
２    ＥＣＵ（バルブ駆動手段、コンプレッサ・バイパスバルブ固着判定手段、
コンプレッサ・バイパスバルブ昇温手段、アイドル運転判定手段、
目標過給圧設定手段、過給圧制御手段、目標ＥＧＲ量設定手段、
ＥＧＲ量制御手段）
３    内燃機関
６    吸気通路
６ａ  コンプレッサ・バイパス通路
８    低圧段ターボチャージャ（コンプレッサ・バイパスバルブ昇温手段）
８ａ  ＬＰコンプレッサ
８ｂ  ＬＰタービン
９    高圧段ターボチャージャ
９ａ  ＨＰコンプレッサ
９ｂ  ＨＰタービン
１０    コンプレッサ・バイパスバルブ
１３    排気通路
１４    ウェイストゲートバルブ
１５    ＨＰタービン・バイパスバルブ
１７    低圧ＥＧＲ装置（コンプレッサ・バイパスバルブ昇温手段）
１７ａ  低圧ＥＧＲ通路
１７ｂ  低圧ＥＧＲ制御弁
２０    クランク角センサ
２３    ＣＢＶ出口温センサ
２５    過給圧センサ
ＮＥ  エンジン回転数
Ｔｃｂｖ  ＣＢＶ温度
Ｆ＿ＦＸＲＥＭＤ  固着回復モードフラグ
ＰＴＢ  過給圧
ＰＴＢＲＥＦ  しきい値
ＰＴＢＣＭＤ  目標過給圧
ＱＥＧＲ  ＥＧＲ量
ＱＥＧＲＣＭＤ  目標ＥＧＲ量
【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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