(57)【要約】【課題】副ターボチャージャのコンプレッサ下流の吸気通路を開閉する吸気切替弁の上流と下流とをバイパスするバイパス通路に、差圧によって動作するリリーフ弁を有するツインターボシステムにおいて、吸気切替弁の固着を適切に検出する。【解決手段】吸気切替弁が閉固着している場合には、リリーフ弁の前後の圧力差が吸気切替弁によって緩和（減少）されないので、リリーフ弁は本来の閉動作タイミング（ｔ２）では閉じずに開き続け、リリーフ弁からの流通によってリリーフ弁の前後の圧力差がある程度小さくなると閉じ（ｔ３）、過給圧が減少に転じる（ｔ３〜ｔ４）。このｔ３〜ｔ４の間の過給圧の一時的低下が、吸気切替弁が閉固着している場合の特徴的な減少であるため、これを検出する。【選択図】図３
2009068339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主ターボチャージャと、副ターボチャージャと、前記副ターボチャージャのコンプレッサ下流の吸気通路を開閉する吸気切替弁と、前記吸気通路における前記吸気切替弁の上流と下流とをバイパスするバイパス通路と、前記バイパス通路に設けられ前記副ターボチャージャのコンプレッサ下流の圧力が前記主ターボチャージャのコンプレッサ下流の圧力よりも高い場合に両者の差圧によって開弁するリリーフ弁と、を備え、低吸入空気量域では前記吸気切替弁を閉弁させることにより主ターボチャージャのみを過給作動させ、高吸入空気量域では前記吸気切替弁を開弁させることにより両方のターボチャージャを過給作動させるようにした過給機付エンジンの制御装置において、
前記吸気切替弁よりも下流側の過給圧を検出する過給圧センサと、
前記リリーフ弁の動作に起因する前記過給圧の挙動に基づいて、前記吸気切替弁が閉固着しているか否かを判定する切替弁固着判定手段と、を更に備えたことを特徴とする過給機付エンジンの制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の過給機付エンジンの制御装置であって、
前記切替弁固着判定手段は、前記吸気切替弁への開動作の指示後に前記過給圧の一時的低下があった場合に、前記吸気切替弁が閉固着していると判定することを特徴とする過給機付エンジンの制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の過給機付エンジンの制御装置であって、
前記切替弁固着判定手段は、前記吸気切替弁への開動作の指示後における前記過給圧と予め定められた正常時２ターボ過給圧との偏差に基づいて、前記吸気切替弁が閉固着しているか否かを判定することを特徴とする過給機付エンジンの制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の過給機付エンジンの制御装置であって、
前記切替弁固着判定手段は、前記吸気切替弁への開動作の指示前における前記過給圧と予め定められた正常時１ターボ過給圧との偏差に基づいて、前記吸気切替弁が開固着しているか否かを判定することを特徴とする過給機付エンジンの制御装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の過給機付エンジンの制御装置であって、
前記切替弁固着判定手段は、前記偏差の積算値と予め定められた基準値との比較に基づいて、前記判定を実行することを特徴とする過給機付エンジンの制御装置。
【請求項６】
主ターボチャージャと、副ターボチャージャと、前記副ターボチャージャのコンプレッサ下流の吸気通路を開閉する吸気切替弁と、前記吸気通路における前記吸気切替弁の上流と下流とをバイパスするバイパス通路と、前記バイパス通路に設けられ前記副ターボチャージャのコンプレッサ下流の圧力が前記主ターボチャージャのコンプレッサ下流の圧力よりも高い場合に両者の差圧によって開弁するリリーフ弁と、を備え、低吸入空気量域では前記吸気切替弁を閉弁させることにより主ターボチャージャのみを過給作動させ、高吸入空気量域では前記吸気切替弁を開弁させることにより両方のターボチャージャを過給作動させるようにした過給機付エンジンの制御装置において、
前記吸気切替弁よりも下流側の過給圧を検出する過給圧センサと、
前記副ターボチャージャの過給作動中であって、前記吸気切替弁への開動作の指示前に、前記リリーフ弁の動作に起因する前記過給圧の挙動がない場合に、前記リリーフ弁が閉固着していると判定するリリーフ弁固着判定手段と、を更に備えたことを特徴とする過給機付エンジンの制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載の過給機付エンジンの制御装置であって、
前記リリーフ弁固着判定手段は、前記過給圧と予め定められた正常時過給圧との偏差の積算値と予め定められた基準値との比較に基づいて、前記判定を実行することを特徴とする過給機付エンジンの制御装置。
【請求項８】
主ターボチャージャと、副ターボチャージャと、前記副ターボチャージャのコンプレッサ下流の吸気通路を開閉する吸気切替弁と、前記吸気通路における前記吸気切替弁の上流と下流とをバイパスするバイパス通路と、前記バイパス通路に設けられ前記副ターボチャージャのコンプレッサ下流の圧力が前記主ターボチャージャのコンプレッサ下流の圧力よりも高い場合に両者の差圧によって開弁するリリーフ弁と、を備え、低吸入空気量域では前記吸気切替弁を閉弁させることにより主ターボチャージャのみを過給作動させ、高吸入空気量域では前記吸気切替弁を開弁させることにより両方のターボチャージャを過給作動させるようにした過給機付エンジンの制御装置において、
前記吸気切替弁よりも下流側の過給圧を検出する過給圧センサと、
前記副ターボチャージャの過給作動中であって、前記吸気切替弁への開動作の指示後における前記過給圧の時間あたりの変化量に基づいて、前記リリーフ弁が閉固着していると判定するリリーフ弁固着判定手段と、を更に備えたことを特徴とする過給機付エンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過給機付エンジンの制御装置に係り、特に主ターボチャージャと副ターボチャージャとを有する構造において、副ターボチャージャのコンプレッサ下流の吸気通路を開閉する吸気切替弁の上流と下流とをバイパスするバイパス通路にリリーフ弁を有するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
主ターボチャージャと副ターボチャージャとを有し、低吸入空気量域では主ターボチャージャのみを動作させ、高吸入空気量域では主・副の両ターボチャージャを動作させるようにした所謂ツインターボシステムを採用した過給機付エンジンが知られている。
【０００３】
この種の過給機付エンジンは、例えば図９に示すように構成されている。エンジン本体１０２に対し、主ターボチャージャ１０３と副ターボチャージャ１０４が並列に設けられている。副ターボチャージャ１０４に接続される吸気系には吸気切替弁１０９が、また排気系には排気切替弁１０８が、それぞれ設けられている。
【０００４】
低吸入空気量域では吸気切替弁１０９、排気切替弁１０８を共に全閉とすることにより、主ターボチャージャ１０３のみを過給作動させる。高吸入空気量域では両切替弁１０９、１０８を共に全開とすることにより、副ターボチャージャ１０４にも過給作動を行わせ、２個ターボチャージャ作動とする。
【０００５】
このような過給機付エンジンにおいて、吸気切替弁が閉固着（すなわち、閉弁状態で固着）又は開固着（すなわち、開弁状態で固着）すると制御が正しく行えなくなるため、そのような吸気切替弁の固着を故障として検出できることが望ましい。
【０００６】
特許文献１が開示する装置は、吸気切替弁の固着を検出するために、吸気切替弁の上流側と下流側との差圧を差圧センサによって検出し、この差圧を所定の基準値と比較している。
【０００７】
特許文献２が開示する装置は、吸気切替弁の固着を検出するために、吸気切替弁の下流側の過給圧センサによって検出される過給圧を、所定の基準値と比較している。
【０００８】
【特許文献１】特開平６−３４６７４４号公報
【特許文献２】特開平５−９８９８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１の構成では、過給圧の制御に用いられる過給圧センサに加えて、専用の差圧センサを新たに設ける必要があってコスト増につながる上、過給圧センサの故障検出とは別途に、差圧センサの故障検出を行う必要もある。
【００１０】
他方、特許文献２では、吸気切替弁１０９の上流と下流とをバイパスするバイパス通路１１０に、リリーフ弁１１１を設けている。低吸入空気量域から高吸入空気量域に移行するときには、吸気切替弁１０９および排気切替弁１０８が閉じられている状態から排気切替弁１０８を開いて副ターボチャージャ１０４の助走回転数を高める際の、主ターボチャージャ１０３のコンプレッサ１０３ｂ下流と副ターボチャージャ１０４のコンプレッサ１０４ｂ下流との差圧によって、リリーフ弁１１１が開かれる。これによって、続いて吸気切替弁１０９を開いた際のショックが小さくなり、ターボチャージャの切替をより円滑に行うことができる。しかし、この構成においては、リリーフ弁１１１の作用によって目標過給圧と実過給圧との偏差が低減されるため、吸気切替弁の下流側の過給圧センサ１３１によって検出される過給圧を、所定の基準値と比較する方式によって吸気切替弁の固着を検出するのは、困難であるか、少なくとも相当程度の遅延を生じうる。
【００１１】
そこで本発明の目的は、副ターボチャージャのコンプレッサ下流の吸気通路を開閉する吸気切替弁の上流と下流とをバイパスするバイパス通路に、差圧によって動作するリリーフ弁を有するツインターボシステムにおいて、吸気系を開閉する弁の固着を適切に検出することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の過給機付エンジンの制御装置は、主ターボチャージャと、副ターボチャージャと、前記副ターボチャージャのコンプレッサ下流の吸気通路を開閉する吸気切替弁と、前記吸気通路における前記吸気切替弁の上流と下流とをバイパスするバイパス通路と、前記バイパス通路に設けられ前記副ターボチャージャのコンプレッサ下流の圧力が前記主ターボチャージャのコンプレッサ下流の圧力よりも高い場合に両者の差圧によって開弁するリリーフ弁と、を備え、低吸入空気量域では前記吸気切替弁を閉弁させることにより主ターボチャージャのみを過給作動させ、高吸入空気量域では前記吸気切替弁を開弁させることにより両方のターボチャージャを過給作動させるようにした過給機付エンジンの制御装置において、前記吸気切替弁よりも下流側の過給圧を検出する過給圧センサと、前記リリーフ弁の動作に起因する前記過給圧の挙動に基づいて、前記吸気切替弁が閉固着しているか否かを判定する切替弁固着判定手段と、を更に備えたことを特徴とする。
【００１３】
主ターボチャージャ側と副ターボチャージャ側との差圧によって動作するリリーフ弁は、差圧による開弁と、開弁直後における差圧の低減による閉弁とを交互に繰り返す。このため、リリーフ弁の開弁によって目標過給圧と実過給圧との偏差が小さくされても、本発明のように、リリーフ弁の開閉運動を過給圧の挙動から検出すれば、吸気切替弁の閉弁状態での固着を適切に検出することが可能になる。
【００１４】
前記切替弁固着判定手段は、前記吸気切替弁への開動作の指示後に前記過給圧の一時的低下があった場合に、前記吸気切替弁が閉固着していると判定するのが好適である。
【００１５】
前記切替弁固着判定手段は、更に、前記吸気切替弁への開動作の指示後における前記過給圧と予め定められた正常時２ターボ過給圧との偏差に基づいて、前記吸気切替弁が閉固着しているか否かを判定してもよい。この場合には、２種類の判定を行うことにより、固着の検出を更に適切にすることが可能になる。
【００１６】
また、前記切替弁固着判定手段は、前記吸気切替弁への開動作の指示前における前記過給圧と予め定められた正常時１ターボ過給圧との偏差に基づいて、前記吸気切替弁が開固着しているか否かを判定してもよい。この場合には、吸気切替弁が閉固着している場合だけでなく、開固着している場合も検出することができる。
【００１７】
切替弁固着判定手段による判定は、偏差の積算値と予め定められた基準値との比較に基づいて実行するのが好適である。この場合には、判定の精度を向上することができる。
【００１８】
本発明の別の一態様は、主ターボチャージャと、副ターボチャージャと、前記副ターボチャージャのコンプレッサ下流の吸気通路を開閉する吸気切替弁と、前記吸気通路における前記吸気切替弁の上流と下流とをバイパスするバイパス通路と、前記バイパス通路に設けられ前記副ターボチャージャのコンプレッサ下流の圧力が前記主ターボチャージャのコンプレッサ下流の圧力よりも高い場合に両者の差圧によって開弁するリリーフ弁と、を備え、低吸入空気量域では前記吸気切替弁を閉弁させることにより主ターボチャージャのみを過給作動させ、高吸入空気量域では前記吸気切替弁を開弁させることにより両方のターボチャージャを過給作動させるようにした過給機付エンジンの制御装置において、前記吸気切替弁よりも下流側の過給圧を検出する過給圧センサと、前記副ターボチャージャの過給作動中であって、前記吸気切替弁への開動作の指示前に、前記リリーフ弁の動作に起因する前記過給圧の挙動がない場合に、前記リリーフ弁が閉固着していると判定するリリーフ弁固着判定手段と、を更に備えたことを特徴とする過給機付エンジンの制御装置である。
【００１９】
この態様では、過給圧の挙動に基づいて、リリーフ弁の閉固着を検出することができる。
【００２０】
この場合には、さらに、リリーフ弁固着判定手段は、過給圧と予め定められた正常時過給圧との偏差の積算値と予め定められた基準値との比較に基づいて、前記判定を実行するのが好適である。この場合には、判定の精度を向上することが可能になる。
【００２１】
本発明の別の一態様は、主ターボチャージャと、副ターボチャージャと、前記副ターボチャージャのコンプレッサ下流の吸気通路を開閉する吸気切替弁と、前記吸気通路における前記吸気切替弁の上流と下流とをバイパスするバイパス通路と、前記バイパス通路に設けられ前記副ターボチャージャのコンプレッサ下流の圧力が前記主ターボチャージャのコンプレッサ下流の圧力よりも高い場合に両者の差圧によって開弁するリリーフ弁と、を備え、低吸入空気量域では前記吸気切替弁を閉弁させることにより主ターボチャージャのみを過給作動させ、高吸入空気量域では前記吸気切替弁を開弁させることにより両方のターボチャージャを過給作動させるようにした過給機付エンジンの制御装置において、前記吸気切替弁よりも下流側の過給圧を検出する過給圧センサと、吸気切替弁への開動作の指示後における過給圧の時間あたりの変化量に基づいて、リリーフ弁が閉固着していると判定するリリーフ弁固着判定手段と、をさらに備えたことを特徴とする過給機付エンジンの制御装置である。この場合には、判定の精度を向上することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について図面に基づき説明する。図１において、本発明の実施形態に係る過給機付エンジン１は、エンジン本体２、及び互いに並列に設けられた主ターボチャージャ３及び副ターボチャージャ４を備えている。ターボチャージャ３，４のそれぞれのタービン３ａ，４ａは、排気通路５を介してエンジン本体２の排気ポートに接続され、それぞれのコンプレッサ３ｂ、４ｂは、インタクーラ６を有する吸気通路７を介してエンジン本体２の吸気ポートに接続されている。
【００２３】
主ターボチャージャ３は、低吸入空気量域から高吸入空気量域まで作動される。副ターボチャージャ４は高吸入空気領域のみで作動され、低吸入空気量域では停止される。副ターボチャージャ４の作動、停止を可能にするために、副ターボチャージャ４のタービン４ａの上流であって排気通路５の分岐点の下流側に、排気切替弁８が設けられている。またコンプレッサ４ｂの下流であってコンプレッサ３ｂの下流の吸気通路７との合流点よりも上流側に、吸気切替弁９が設けられている。排気切替弁８及び吸気切替弁９の両方とも開弁のとき、副ターボチャージャ４が動作させられる。
【００２４】
コンプレッサ４ｂの下流側の吸気通路７に、吸気切替弁９の上流と下流とを連通して、バイパス通路１０が設けられている。バイパス通路１０には、リリーフ弁１１が設けられている。リリーフ弁１１は、弁体自体の弾発力又は弁体に接続されたスプリングの弾発力により、弁体を閉方向に常時付勢した差圧作動型のものであり、副ターボチャージャ４側のコンプレッサ出口圧力が主ターボチャージャ３側より大になったとき、両者の差圧が弁体に作用して開弁し、空気が上流側から下流側に流れることができるようにしてある。なおリリーフ弁１１は、弁座を備えた弁ハウジングの内部に球状の弁体を収納し、この弁体を弁ばねで弁座に着座する方向に付勢するものなど、他の構成の一方向弁又は逆止弁であってもよい。
【００２５】
コンプレッサ３ｂ，４ｂよりも上流側の吸気通路７は、エアフローメータ１２及びエアクリーナ１３を介して外気に開放されている。タービン３ａ，４ａよりも下流側の排気通路５は、不図示の排気ガス触媒及びマフラーを介して外気に開放されている。
【００２６】
吸気切替弁９はアクチュエータ２１によって開閉され、排気切替弁８はアクチュエータ２２によって開閉されるようになっている。これらアクチュエータ２１，２２は電動式のものであるが、電磁弁による過給圧または負圧の選択的な導入によって作動するダイアフラム式のものであってもよい。
【００２７】
吸気通路７中であって、バイパス通路１０の下流側合流点及び吸気切替弁９よりも下流側に、過給圧センサ３１が設置されている。過給圧センサ３１の検出素子としては例えば圧電素子を用いることができるが、他の構成でもよい。
【００２８】
ＥＣＵ２０は、エンジンの運転条件を検出する各種のセンサと電気的に接続され、信号が入力される。このような各種のセンサには、上述したエアフローメータ１２及び過給圧センサ３１のほか、スロットル開度センサ３２、クランク角センサ３３、酸素センサ３４が含まれる。ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェイス、Ａ／Ｄコンバータ及びＤ／Ａコンバータを備えている。エンジン回転数及び燃料噴射量と目標過給圧とを関連付けて記憶させた目標過給圧マップが予め作成され、ＥＣＵ２０のＲＯＭに格納されている。目標過給圧マップは、他に吸気温度、大気圧等のパラメータを入力変数として用いてもよい。また、変速比に応じて異なるマップを用いてもよい。
【００２９】
次に、本実施形態の基本的な動作について説明する。高吸入空気量域では、ＥＣＵ２０の制御により、吸気切替弁９と排気切替弁８が共に開かれる。これによって両ターボチャージャ３，４が駆動され、十分な過給空気量が得られ、出力が向上される。低速域でかつ高負荷時には、ＥＣＵ２０の制御により、吸気切替弁９と排気切替弁８が共に閉じられる。これによって主ターボチャージャ７のみが駆動される。低吸入空気量域で１個ターボチャージャとする理由は、低吸入空気量域では１個ターボチャージャ過給特性が２個ターボチャージャ過給特性より優れているからである。１個ターボチャージャとすることにより、過給圧、トルクの立上りが早くなり、レスポンスが迅速となる。
【００３０】
低吸入空気量域から高吸入空気量域に移行するとき、つまり１個ターボチャージャから２個ターボチャージャ作動へ切り替えるときには、吸気切替弁９および排気切替弁８が閉じられている状態から、ＥＣＵ２０が排気切替弁８を開制御することにより副ターボチャージャ４の助走回転数を高め、ターボチャージャ３，４の切替をより円滑に（切替時のショックを小さく）行うことが可能になる。さらに、排気切替弁９を開いて副ターボチャージャ３の助走回転数を高める際の、主ターボチャージャ３のコンプレッサ下流と副ターボチャージャ４のコンプレッサ下流との差圧によって、リリーフ弁１１が開かれることで、続いて吸気切替弁９を開いた際のショックを小さくし、ターボチャージャの切替がより円滑に行われる。
【００３１】
本実施形態の装置では、異物付着やアクチュエータ２１の故障に起因する吸気切替弁９の全閉状態での故障（閉固着）が生じたり、あるいはリリーフ弁１１の全閉状態での故障（閉固着）が生じたりすることがある。吸気切替弁９が閉固着すると、副ターボチャージャ４のコンプレッサ４ｂ入口の吸気温度の著しい上昇によってコンプレッサが異常加熱されたり、主ターボチャージャ３が過回転するという問題が生じる。リリーフ弁１１が閉固着すると、続いて吸気切替弁９を開いた際のショックが顕著になり、またリリーフ弁１１が開くことを想定した量の燃料噴射が行われるために一時的な吸入空気の不足により空燃比がリッチとなりＨＣ（炭化水素）・ＰＭ（粒子状物質）などのエミッションが悪化するおそれがある。本実施形態では、これらを防止するために、以下に説明する各種の診断処理が互いに並行して行われる。
【００３２】
図２に示される第１診断処理は、過給圧の一時的低下の有無に基づいて、吸気切替弁の閉固着を検出するものである。図２において、まずＥＣＵ２０は、吸気切替弁９への駆動信号がＯＮかを判定し（Ｓ１０）、否定の場合は本ルーチンを抜ける。この駆動信号は吸気切替弁９を開動作する指示信号であり、ＯＮが開に対応している。
【００３３】
肯定の場合には、次にＥＣＵ２０は、過給圧の前回値から現在値を減算した偏差ｄＰを、検出間隔である微小時間ｄｔ（例えば、０．１秒）で除した微分値ｄＰ／ｄｔを算出する（Ｓ２０）。
【００３４】
次にＥＣＵ２０は、この微分値ｄＰ／ｄｔが０以下であるかを判定し（Ｓ３０）、肯定の場合、つまり過給圧が前回値と等しいか減少している場合には、検出間隔である時間ｄｔが積算される（Ｓ４０）。
【００３５】
これらステップＳ２０〜Ｓ４０の処理は、積算時間が予め定められた異常しきい値Ｔ１を上回るまでの間（Ｓ５０）、繰返し実行される。積算時間が異常しきい値Ｔ１を上回った場合には、所定の吸気切替弁閉固着フラグがオンされる（Ｓ６０）。また、いずれかの時点で微分値ｄＰ／ｄｔが正の値になった場合、つまり過給圧が前回値よりも増加している場合には、積算時間が０に初期化され（Ｓ７０）本ルーチンを抜ける。
【００３６】
以上の処理の結果、第１診断処理では、過給圧の減少が所定時間を超えて継続した場合に（Ｓ５０）、吸気切替弁閉固着フラグがオンされる（Ｓ６０）。
【００３７】
副ターボチャージャ４の動作領域に入った際の過給圧の変化につき図３を用いて説明すると、吸気切替弁９が正常に動作する場合には、副ターボチャージャの動作領域に入った時点（ｔ０）で排気制御弁８が開動作されるため、これに伴って副ターボチャージャ４が動作し、コンプレッサ４ｂの下流側の圧力が上昇してリリーフ弁１１が開く（ｔ１）。そして、排気制御弁８の開動作から所定の遅延時間の後に吸気切替弁駆動信号がオンされ（ｔ２）吸気切替弁９が開かれる。このため、吸気切替弁９よりも下流側の過給圧は、実線ａのようにほぼ直線的に上昇する。以上が正常時の過給圧の変化である。
【００３８】
これに対し、吸気切替弁９が閉固着している場合には、副ターボチャージャの動作領域に入った時点（ｔ０）で排気制御弁８が開動作されてリリーフ弁１１が開く時点（ｔ１）までは正常時と同様である。しかしながら、吸気切替弁駆動信号がオンされても（ｔ２）吸気切替弁９が閉固着しているため、過給圧は急峻には上昇せず、リリーフ弁１１からの吸気の僅かな流通によって、緩やかに上昇する（ｔ２〜ｔ３）。その間、リリーフ弁１１の前後の圧力差が吸気切替弁９によって緩和（減少）されないので、リリーフ弁１１は本来の閉動作タイミング（ｔ２）では閉じずに開き続けることになる。そして、リリーフ弁１１からの流通によってリリーフ弁１１の前後の圧力差がある程度小さくなると、これによってリリーフ弁１１が閉じる（ｔ３）。すると、過給圧センサ３１近傍の吸気通路７には主ターボチャージャ３のコンプレッサ３ｂから吸気が供給されるにすぎないため、過給圧は減少に転じる（ｔ３〜ｔ４）。このｔ３〜ｔ４の間の過給圧の一時的低下（楕円で囲んだ領域Ａ）が、吸気切替弁９が閉固着している場合の特徴的な減少であるため、本ルーチンではこれを検出するものである。したがって、異常しきい値Ｔ１は、ｔ３〜ｔ４間の一般的な時間よりも短く設定するのが好適である。なお、リリーフ弁１１の背圧は副ターボチャージャ４の動作によって再び上昇するので、ある程度の遅延時間ののちにリリーフ弁１１が開き、過給圧センサ３１における過給圧は再び上昇することになる（ｔ４）。
【００３９】
次に、本実施形態における第２診断処理について説明する。図４に示される第２診断処理は、吸気切替弁９への開動作の指示後における過給圧と、予め定められた正常時２ターボ過給圧との偏差に基づいて、吸気切替弁９が閉固着しているか否かを判定するものである。図４において、まずＥＣＵ２０は、吸気切替弁９への駆動信号がＯＮかを判定し（Ｓ１１０）、否定の場合は本ルーチンを抜ける。この駆動信号は吸気切替弁９を開動作する指示信号であり、ＯＮが開に対応している。
【００４０】
肯定の場合には、次にＥＣＵ２０は、予め定められた正常時２ターボ過給圧から、現在の過給圧を減算した偏差ΔＰを算出する（Ｓ１２０）。
【００４１】
次にＥＣＵ２０は、この偏差ΔＰが所定値より大であるかを判定し（Ｓ１３０）、肯定の場合、つまり過給圧が正常な２ターボ過給圧よりも相当程度低い場合には、検出間隔である時間ｄｔが積算される（Ｓ１４０）。
【００４２】
これらステップＳ１２０〜Ｓ１４０の処理は、積算時間が予め定められた異常しきい値Ｔ２を上回るまでの間（Ｓ１５０）、繰返し実行される。積算時間が異常しきい値Ｔ２を上回った場合には、所定の吸気切替弁閉固着フラグがオンされる（Ｓ１６０）。また、いずれかの時点で偏差ΔＰが所定値以下になった場合、つまり過給圧が正常値に近くなっている場合には、積算時間が０に初期化され（Ｓ１７０）、本ルーチンを抜ける。
【００４３】
以上の処理の結果、第２診断処理では、吸気切替弁９への駆動信号がＯＮである条件下で、過給圧の正常値と現在値との偏差が所定値よりも大きい状態が所定時間を超えて継続した場合に（Ｓ１５０）、吸気切替弁閉固着フラグがオンされる（Ｓ１６０）。上述した図３に従って説明すると、破線ｂで示される吸気切替弁９が閉固着している場合には、リリーフ弁１１が開動作の後に閉じ（ｔ３）副ターボチャージャ４の動作に伴う背圧の上昇によって再び開く、というように、過給圧は正常時に比べて緩やかに上昇する傾向を示す。したがって、このような特徴的な推移を偏差ΔＰの値に基づいて検出することにより、固着の検出を更に適切にすることが可能になる。
【００４４】
次に、本実施形態における第３診断処理について説明する。図５に示される第３診断処理は、吸気切替弁９への開動作の指示前における過給圧と、予め定められた正常時１ターボ過給圧との偏差に基づいて、吸気切替弁９が開固着しているか否かを判定するものである。図５において、まずＥＣＵ２０は、吸気切替弁９への駆動信号がＯＦＦかを判定し（Ｓ２１０）、否定の場合は本ルーチンを抜ける。この駆動信号は吸気切替弁９を開動作する指示信号であり、ＯＦＦが閉に対応している。
【００４５】
肯定の場合には、次にＥＣＵ２０は、予め定められた正常時１ターボ過給圧から、現在の過給圧を減算した偏差ΔＰを算出する（Ｓ２２０）。
【００４６】
次にＥＣＵ２０は、この偏差ΔＰが所定値より大であるかを判定し（Ｓ２３０）、肯定の場合、つまり過給圧が正常な１ターボ過給圧よりも相当程度低い場合には、検出間隔である時間ｄｔが積算される（Ｓ２４０）。
【００４７】
これらステップＳ２２０〜Ｓ２４０の処理は、積算時間が予め定められた異常しきい値Ｔ３を上回るまでの間（Ｓ２５０）、繰返し実行される。積算時間が異常しきい値Ｔ３を上回った場合には、所定の吸気切替弁開固着フラグがオンされる（Ｓ２６０）。また、いずれかの時点で偏差ΔＰが所定値以下になった場合、つまり過給圧が正常値に近くなっている場合には、積算時間が０に初期化され（Ｓ２７０）本ルーチンを抜ける。
【００４８】
以上の処理の結果、第３診断処理では、吸気切替弁９への駆動信号がＯＦＦである条件下で、過給圧の正常値と現在値との偏差が所定値よりも大きい状態が所定時間を超えて継続した場合に（Ｓ２５０）、吸気切替弁開固着フラグがオンされる（Ｓ２６０）。上述した図３に従って説明すると、吸気切替弁９が開固着している場合には、主・副ターボチャージャ３，４のコンプレッサ側の出口が互いに連通するため、一点鎖線ｃで示されるように、主ターボチャージャ３が動作しても過給圧の上昇が緩慢になり、正常値（実線ａ）との乖離が発生する。したがって、このような特徴的な推移を偏差ΔＰの値に基づいて検出することにより、固着の検出を更に適切にすることが可能になる。なお、吸気切替弁９が開固着している場合には、本実施形態に記載の他の診断処理が行えなくなるので、この第３診断処理は他の診断処理に先立って行ってもよい。
【００４９】
次に、本実施形態における第４診断処理について説明する。図６に示される第４診断処理は、吸気切替弁９への開動作の指示前における過給圧と、予め定められた目標過給圧との偏差に基づいて、リリーフ弁１１が閉固着しているか否かを判定するものである。図６において、まずＥＣＵ２０は、排気切替弁８への駆動信号がＯＮか（Ｓ３１０）、及び吸気切替弁９への駆動信号がＯＦＦかを判定し（Ｓ３２０）、いずれかで否定の場合は本ルーチンを抜ける。これらの駆動信号は排気切替弁８及び吸気切替弁９を個別に開動作する指示信号であり、ＯＮが開に対応している。
【００５０】
ステップＳ３２０で肯定の場合には、次にＥＣＵ２０は、エンジン回転数及び燃料噴射量の現在値によって、上述した目標過給圧マップを参照することにより、目標過給圧を算出する（Ｓ３３０）。次にＥＣＵ２０は、過給圧センサ３１からの現在の過給圧を検出し（Ｓ３４０）、目標過給圧から現在の過給圧を減算して偏差ΔＰを算出する（Ｓ３５０）。
【００５１】
次にＥＣＵ２０は、この偏差ΔＰが所定値より大であるかを判定し（Ｓ３６０）、肯定の場合、つまり過給圧が目標過給圧よりも相当程度低い場合には、検出間隔である時間ｄｔが積算される（Ｓ３７０）。
【００５２】
これらステップＳ３３０〜Ｓ３７０の処理は、積算時間が予め定められた異常しきい値Ｔ４を上回るまでの間（Ｓ３８０）、繰返し実行される。積算時間が異常しきい値Ｔ４を上回った場合には、所定のリリーフ弁閉固着フラグがオンされる（Ｓ３９０）。また、いずれかの時点で偏差ΔＰが所定値以下になった場合、つまり現在の過給圧が目標過給圧に近くなっている場合には、積算時間が０に初期化され（Ｓ４００）本ルーチンを抜ける。
【００５３】
以上の処理の結果、第４診断処理では、吸気切替弁９への駆動信号がＯＦＦである条件下で、目標過給圧と現在の過給圧との偏差ΔＰが所定値よりも大きい状態が所定時間を超えて継続した場合に（Ｓ３８０）、リリーフ弁閉固着フラグがオンされる（Ｓ３９０）。このときの過給圧の推移を図７に従って説明すると、リリーフ弁１１が正常に動作する場合には、副ターボチャージャの動作領域に入った時点（ｔ０）で排気切替弁８が開動作されるため、これに伴って副ターボチャージャ４が動作し、コンプレッサ４ｂの下流側の圧力が上昇してリリーフ弁１１が開く（ｔ１）。そして、排気制御弁１２の開動作から所定の遅延時間の後に吸気切替弁駆動信号がオンされ（ｔ２）吸気切替弁９が開かれる。このように、リリーフ弁１１の一時的な開動作によって、ｔ２を基底とする過給圧の落ち込みが緩和ないし抑制され、これによってショックが軽減される。以上が正常時の過給圧の変化である。
【００５４】
これに対し、リリーフ弁１１が閉固着している場合には、リリーフ弁１１の一時的な開動作がないため、破線ｄで示されるように、ｔ２を基底とする過給圧の落ち込みが生じ、目標過給圧（正常時の過給圧）との間に乖離が生じる（楕円で囲んだ領域Ｂ）。したがって、このような特徴的な推移を偏差ΔＰの値に基づいて検出することにより、リリーフ弁１１の固着の検出を更に適切にすることが可能になる。
【００５５】
次に、本実施形態における第５診断処理について説明する。図８に示される第５診断処理は、吸気切替弁９への開動作の指示後における過給圧の時間あたりの変化量に基づいて、リリーフ弁１１が閉固着しているか否かを判定するものである。第５診断処理は、第４診断処理と並行あるいは直列して行ってもよいし、第４診断処理に代えて行ってもよい。
【００５６】
図８において、まずＥＣＵ２０は、吸気切替弁９への駆動信号がＯＮかを判定し（Ｓ４１０）、否定の場合は本ルーチンを抜ける。この駆動信号は吸気切替弁９を個別に開動作する指示信号であり、ＯＮが開に対応している。
【００５７】
ステップＳ４１０で肯定の場合には、次にＥＣＵ２０は、過給圧センサ３１からの現在の過給圧を検出し（Ｓ４２０）、過給圧の前回値から現在値を減算した偏差ｄＰを、検出間隔である微小時間ｄｔ（例えば、０．１秒）で除した微分値ｄＰ／ｄｔを算出する（Ｓ４３０）。
【００５８】
次にＥＣＵ２０は、この微分値ｄＰ／ｄｔが所定値より大であるかを判定し（Ｓ４４０）、肯定の場合、つまり過給圧の時間あたり変化量が大であって過給圧が急増している場合には、所定のリリーフ弁閉固着フラグがオンされる（Ｓ４５０）。また、微分値ｄＰ／ｄｔが所定値以下である場合、つまり現在の過給圧の時間あたり変化量が正常時に近い場合には、ステップＳ４５０がスキップされる。
【００５９】
ステップＳ４２０〜Ｓ４５０の処理は、吸気切替弁駆動信号がＯＮされてから所定時間が経過するまで繰り返し実行され（Ｓ４６０）、所定時間の経過を条件に本ルーチンを抜ける。
【００６０】
以上の処理の結果、第５診断処理では、吸気切替弁９への駆動信号がＯＮされてから、過給圧の時間あたり変化量が大であって過給圧が急増している場合には、所定のリリーフ弁閉固着フラグがオンされる（Ｓ４５０）。このときの過給圧の推移を図７に従って説明すると、リリーフ弁１１が閉固着している場合には、リリーフ弁１１の一時的な開動作がないため、破線ｄで示されるように、ｔ２を基底とする過給圧の落ち込みが生じ、時点ｔ２で吸気切替弁９が開かれると、過給圧が急増する（楕円で囲んだ領域Ｃ。これに伴うトルクの急増がショックとなる）。したがって、このような特徴的な推移を微分値ｄＰ／ｄｔの値に基づいて検出することにより、リリーフ弁１の固着の検出を更に適切にすることが可能になる。
【００６１】
上記実施形態における各種の診断処理でセットされる開固着・閉固着フラグは、他の制御処理において適宜参照され、例えば各フラグがセットされている場合には過給圧制御が禁止される。各フラグの参照により車室内のディスプレイに故障情報を表示してもよい。また、各開固着・閉固着フラグは故障履歴としてＥＣＵ２０の所定のダイアグノーシスメモリに記憶され、整備の際に整備作業者に出力される。
【００６２】
なお、上記実施形態では、各種の診断処理を並列して実行する例について説明したが、本発明における各種の診断処理は、うち少なくとも一つを実行してもよく、任意の複数のものを組み合わせて実行してもよい。また、上記実施形態では基準値である異常しきい値Ｔ１〜Ｔ５を固定値としたが、これら異常しきい値Ｔ１〜Ｔ５及び他の基準値のうち任意のものを運転状態（例えば、要求負荷）に応じて動的に変更してもよい。
【００６３】
また、上記実施形態では、過給圧、偏差又は微分値が異常である時間が所定の基準時間を超えた場合に異常と判定したが、このような構成に代えて、過給圧、偏差又は微分値と所定値との偏差の積算値と、予め定められた基準値との比較に基づいて異常と判定（例えば、積算値が基準値を超えた場合に異常と判定）してもよい。この場合には、偏差の大きさに応じて適切な異常判定を行うことが可能になる。また、上記実施形態では異常ないし故障の有無を２値的に検出したが、異常ないし故障の程度を多段階的又は無段階的に検出してもよい。
【００６４】
また、上記実施形態では、吸気切替弁９の下流側で検出される過給圧に基づいて各種の診断を行ったため、過給圧を検出するための過給圧センサ３１の出力を利用できるという利点があるが、本発明ではリリーフ弁１１の動作に起因する過給圧の挙動を、吸気切替弁よりも上流側で検出することも可能である。
【００６５】
また上記実施形態では、ディーゼルエンジンについて本発明を適用した例について説明したが、本発明におけるエンジンはガソリンエンジンや気体燃料エンジンなど他の各種の形式の内燃機関に適用することもでき、かかる構成も本発明の範疇に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施形態に係る過給機付エンジンの制御装置を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明の実施形態における第１診断処理を示すフロー図である。
【図３】正常時と吸気切替弁が閉固着・開固着した場合とにつき過給圧の推移を示すタイミング図である。
【図４】本発明の実施形態における第２診断処理を示すフロー図である。
【図５】本発明の実施形態における第３診断処理を示すフロー図である。
【図６】本発明の実施形態における第４診断処理を示すフロー図である。
【図７】正常時とリリーフ弁が閉固着した場合とにつき過給圧の推移を示すタイミング図である。
【図８】本発明の実施形態における第５診断処理を示すフロー図である。
【図９】従来の過給機付エンジンの制御装置を示す機能ブロック図である。
【符号の説明】
【００６７】
２      エンジン本体
３      主ターボチャージャ
４      副ターボチャージャ
５      排気通路
７      吸気通路
８      排気切替弁
９      吸気切替弁
１０      バイパス通路
１１      リリーフ弁
３１  吸気圧センサ
２０  ＥＣＵ
【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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【図８】
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【図９】
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