(57)【要約】【課題】２つの過給機を有する内燃機関において、異常箇所を特定する異常判定装置を提供する。【解決手段】内燃機関１の異常判定装置は、並列に配置された第１、第２過給機１３ａ、１３ｂを備える。第１、第２過給機１３ａ、１３ｂが過給に使用されるツインターボモードと、第２過給機１３ｂが過給に使用されず第１過給機１３ａが過給に使用されるシングルターボモードとを切り替えるために使用される複数の制御バルブ（１７、１９、２１、３１）を備える。第２過給機１３ｂのコンプレッサの上流に設けられ、第２過給機１３ｂに流入する吸入空気量ＧＡ２を検出するコンプレッサ入口側エアフローメータ１５を備える。複数の制御バルブのうち少なくとも１つの制御バルブについて、開動作または閉動作の少なくとも一方を行わせた時の吸入空気量ＧＡ２に基づいて、複数の制御バルブのうち１つの制御バルブについての故障診断を行う制御部５を備える。【選択図】図１
2009167963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列に配置された第１、第２過給機と、
前記第１、第２過給機が過給に使用されるツインターボモードと、前記第２過給機が前記過給に使用されず前記第１過給機が前記過給に使用されるシングルターボモードとを切り替えるために使用される複数の制御バルブと、
前記第２過給機のコンプレッサの上流に設けられ、前記第２過給機に流入する吸入空気量を検出するコンプレッサ入口側エアフローメータと、
前記複数の制御バルブのうち少なくとも１つの制御バルブについて、開動作または閉動作の少なくとも一方を行わせた時の前記吸入空気量に基づいて、前記複数の制御バルブのうち１つの制御バルブについての故障診断を行う制御部とを備えることを特徴とする内燃機関の異常判定装置。
【請求項２】
前記複数の制御バルブは、前記第２過給機に連結される排気通路の遮断と開放とを切り替える排気切替バルブを有し、
前記制御部は、前記シングルターボモードにおいて、開弁状態にする指示を前記排気切替バルブが受けた時の前記吸入空気量と、閉弁状態にする指示を前記排気切替バルブが受けた時の前記吸入空気量との少なくとも一方に基づいて、前記排気切替バルブの故障診断を行うことを特徴とする請求項１に記載の異常判定装置。
【請求項３】
前記複数の制御バルブは、前記第２過給機に連結される吸気通路の遮断と開放とを切り替える吸気切替バルブを有し、
前記制御部は、前記シングルターボモードにおいて、開弁状態にする指示を前記吸気切替バルブが受けた時の前記吸入空気量と、閉弁状態にする指示を前記吸気切替バルブが受けた時の前記吸入空気量との少なくとも一方に基づいて、前記吸気切替バルブの故障診断を行うことを特徴とする請求項１に記載の異常判定装置。
【請求項４】
前記複数の制御バルブは、前記第２過給機に連結される吸気通路の遮断と解放とを切り替える吸気切替バルブと、前記第２過給機のコンプレッサの出口と前記吸気切替バルブとの間と、前記第１過給機のコンプレッサの入口とを連通する吸気バイパス通路の遮断と解放とを切り替える吸気バイパスバルブとを有し、
前記制御部は、前記シングルターボモードにおいて、閉弁状態にする指示を前記吸気バイパスバルブが受けた時の前記吸入空気量と、開弁状態にする指示を前記吸気バイパスバルブが受けた時の前記吸入空気量との少なくとも一方に基づいて、前記吸気バイパスバルブの故障診断を行うことを特徴とする請求項１に記載の異常判定装置。
【請求項５】
前記複数の制御バルブのうち１つの制御バルブについての故障診断は、前記内燃機関が始動直後のアイドル状態で運転されている時に行われることを特徴とする請求項２乃至４に記載の異常判定装置。
【請求項６】
前記複数の制御バルブは、前記第２過給機に連結される吸気通路の遮断と解放とを切り替える吸気切替バルブと、前記吸気切替バルブの上流と下流とを連通する吸気リード通路に設けられ圧力差に応じて開閉する吸気リードバルブとを有し、
前記制御部は、前記シングルターボモードにおいて、前記吸気切替バルブが閉弁された時の前記吸入空気量の挙動に基づいて、前記吸気リードバルブの故障診断を行うことを特徴とする請求項１に記載の異常判定装置。
【請求項７】
前記吸気リードバルブの故障診断は、部分負荷状態で運転されている時に行われることを特徴とする請求項６に記載の異常判定装置。
【請求項８】
並列に配置された第１、第２過給機と、
前記第２過給機に流入する吸入空気量を検出するコンプレッサ入口側エアフローメータと、
前記第１、第２過給機を含む内燃機関の全吸入空気量を検出するエアフローメータと、
前記内燃機関の過給圧を検出する圧力センサと、
前記第１、第２過給機が過給に使用されるツインターボモードにおいて、前記吸入空気量、及び前記過給圧に基づいて、前記第２過給機のサージ診断を行い、前記吸入空気量、前記全吸入空気量、及び前記過給圧に基づいて、前記第１過給機のサージ診断を行う制御部とを備えることを特徴とする前記内燃機関の異常判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、並列に配置された２つの過給機を有する内燃機関の異常判定装置に関し、特に一方の過給機の吸入空気量に基づいて異常を判定する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
並列に配置された第１、第２過給機を有する内燃機関が提案されている。かかる内燃機関では、運転状態に応じて第２過給機が過給に使用されず第１過給機が過給に使用されるシングルターボモードと、第１、第２過給機が過給に使用されるツインターボモードとが切り替えて使用される。この内燃機関では、ツインターボモードとシングルターボモードとを切り替えるために、吸気切替バルブなどの制御バルブが設けられる。これらの制御バルブの開閉動作が適正に行われなければ目標とする過給圧が得られないばかりでなく、内燃機関を破損させるおそれがある。このため、制御バルブの故障診断など、内燃機関の異常を判定する装置が必要とされている。
【０００３】
特許文献１は、２つの過給機を有する内燃機関において、差圧センサを使い、吸気切替バルブの上流と下流との差圧に基づいて、吸気切替バルブなどの制御バルブについての故障の有無を診断する装置を開示する。
【特許文献１】特許第３１５７３５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の装置における差圧センサを使った故障診断では、どの制御バルブが故障しているかを特定することは出来ない。このため、制御バルブの故障が判明した後、別の手段を使ってどの制御バルブが故障しているかを特定する必要がある。また、２つの過給機のサージ診断を行うことも出来ない。
【０００５】
したがって本発明の目的は、２つの過給機を有する内燃機関において、異常箇所を特定する異常判定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る内燃機関の異常判定装置は、並列に配置された第１、第２過給機と、第１、第２過給機が過給に使用されるツインターボモードと、第２過給機が過給に使用されず第１過給機が過給に使用されるシングルターボモードとを切り替えるために使用される複数の制御バルブと、第２過給機のコンプレッサの上流に設けられ、第２過給機に流入する吸入空気量を検出するコンプレッサ入口側エアフローメータと、複数の制御バルブのうち少なくとも１つの制御バルブについて、開動作または閉動作の少なくとも一方を行わせた時の吸入空気量に基づいて、複数の制御バルブのうち１つの制御バルブについての故障診断を行う制御部とを備える。
【０００７】
ツインターボモードとシングルターボモードとを切り替えるための制御バルブの動作によって、第２過給機のタービンへの排気ガスの流れや第２過給機のコンプレッサへの空気の流れが変動し、これに応じて第２過給機に流入する吸入空気量も変動する。このため、吸入空気量の挙動に基づいて、異常箇所の特定として故障した制御バルブを特定することが可能になる。
【０００８】
好ましくは、複数の制御バルブは、第２過給機に連結される排気通路の遮断と開放とを切り替える排気切替バルブを有し、制御部は、シングルターボモードにおいて、開弁状態にする指示を排気切替バルブが受けた時の吸入空気量と、閉弁状態にする指示を排気切替バルブが受けた時の吸入空気量との少なくとも一方に基づいて、排気切替バルブの故障診断を行う。
【０００９】
排気切替バルブが正常に開弁状態になれば、閉弁状態の時に比べて第２過給機のタービンに流入する排気ガスが増加し、第２過給機に流入する吸入空気量が増加する。一方、排気切替バルブが正常に閉弁状態になれば、開弁状態の時に比べて第２過給機のタービンに流入する排気ガスが減少し、第２過給機に流入する吸入空気量が減少する。このため、かかる状態における第２過給機に流入する吸入空気量を確認することにより、排気切替バルブの故障診断を行うことが可能になる。また、シングルターボモードにおいては、第２過給機が過給に使用されないため、かかる排気切替バルブの開閉動作が、内燃機関の運転状態に与える影響は小さい。
【００１０】
また、好ましくは、複数の制御バルブは、第２過給機に連結される吸気通路の遮断と開放とを切り替える吸気切替バルブを有し、制御部は、シングルターボモードにおいて、開弁状態にする指示を吸気切替バルブが受けた時の吸入空気量と、閉弁状態にする指示を吸気切替バルブが受けた時の吸入空気量との少なくとも一方に基づいて、吸気切替バルブの故障診断を行う。
【００１１】
正常に吸気切替バルブの開閉が行われれば、開弁状態にされることにより、第２過給機のコンプレッサに流入した空気が、エンジン本体側に流入するため第２過給機に流入する吸入空気量が増加する。また、閉弁状態にされることにより、第２過給機のコンプレッサに流入した空気のエンジン本体側への流入が遮断されるため第２過給機に流入する吸入空気量が減少する。従って、かかる状態における第２過給機に流入する吸入空気量を確認することにより、吸気切替バルブの故障診断を行うことが可能になる。また、シングルターボモードにおいては、第２過給機が過給に使用されないため、かかる吸気切替バルブの開閉動作が、内燃機関の運転状態に与える影響は小さい。
【００１２】
また、好ましくは、複数の制御バルブは、第２過給機に連結される吸気通路の遮断と解放とを切り替える吸気切替バルブと、第２過給機のコンプレッサの出口と吸気切替バルブとの間と、第１過給機のコンプレッサの入口とを連通する吸気バイパス通路の遮断と解放とを切り替える吸気バイパスバルブとを有し、制御部は、シングルターボモードにおいて、閉弁状態にする指示を吸気バイパスバルブが受けた時の吸入空気量と、開弁状態にする指示を吸気バイパスバルブが受けた時の吸入空気量との少なくとも一方に基づいて、吸気バイパスバルブの故障診断を行う。
【００１３】
正常に吸気バイパスバルブの開閉が行われれば、閉弁状態にされることにより、第２過給機のコンプレッサに流入した空気の吸気バイパス通路への流入が遮断されるため、第２過給機に流入する吸入空気量が減少する。また、開弁状態にされることにより、第２過給機のコンプレッサに流入した空気が、吸気バイパス通路に流入するため第２過給機に流入する吸入空気量が増加する。従って、かかる状態における第２過給機に流入する吸入空気量を確認することにより、吸気バイパスバルブの故障診断を行うことが可能になる。また、シングルターボモードにおいては、第２過給機が過給に使用されないため、かかる吸気バイパスバルブの開閉動作が、内燃機関の運転状態に与える影響は小さい。
【００１４】
さらに好ましくは、複数の制御バルブのうち１つの制御バルブについての故障診断は、内燃機関が始動直後のアイドル状態で運転されている時に行われる。
【００１５】
始動直後に故障診断を行うことにより、出来るだけ早い時点で故障診断を行い、フェールセーフモードに入れることが可能になる。また、アイドル状態で故障診断を行うことにより、故障診断時に排出される排気ガスを出来るだけ少なく抑え、通常の運転とは異なる制御バルブの開閉動作による内燃機関への影響を小さくすることが可能になる。
【００１６】
また、好ましくは、複数の制御バルブは、第２過給機に連結される吸気通路の遮断と解放とを切り替える吸気切替バルブと、吸気切替バルブの上流と下流とを連通する吸気リード通路に設けられ圧力差に応じて開閉する吸気リードバルブとを有し、制御部は、シングルターボモードにおいて、吸気切替バルブが閉弁された時の吸入空気量の挙動に基づいて、吸気リードバルブの故障診断を行う。
【００１７】
吸気切替バルブが閉弁された状態では、第２過給機のコンプレッサに流入する空気が吸気切替バルブで遮断されるため第２過給機に流入する吸入空気量が減少する。また、このとき、第２過給機のコンプレッサと吸気切替バルブとの間に、第２過給機に流入した空気が押し込められ、第２過給機のコンプレッサ出口圧力が上昇する。第２過給機の出口圧力が吸気切替バルブの下流の圧力より所定量だけ大きくなると、吸気リードバルブが開弁して、第２過給機に流入する吸入空気量が増加する。従って、かかる状態における第２過給機に流入する吸入空気量の挙動を確認することにより、吸気リードバルブの故障診断を行うことが可能になる。また、シングルターボモードにおいては、第２過給機が過給に使用されないため、かかる吸気切替バルブや吸気リードバルブの開閉動作が、内燃機関の運転状態に与える影響は小さい。
【００１８】
さらに好ましくは、吸気リードバルブの故障診断は、部分負荷状態で運転されている時に行われる。
【００１９】
これにより、第２過給機に適度に排気が流入することにより、吸気リードバルブが閉弁状態から開弁状態に切り替わる挙動を確認しやすくなる。
【００２０】
本発明に係る内燃機関の異常判定装置は、並列に配置された第１、第２過給機と、第２過給機に流入する吸入空気量を検出するコンプレッサ入口側エアフローメータと、第１、第２過給機を含む内燃機関の全吸入空気量を検出するエアフローメータと、内燃機関の過給圧を検出する圧力センサと、第１、第２過給機が過給に使用されるツインターボモードにおいて、吸入空気量、及び過給圧に基づいて、第２過給機のサージ診断を行い、吸入空気量、全吸入空気量、及び過給圧に基づいて、第１過給機のサージ診断を行う制御部とを備える。
【００２１】
第２過給機に流入する吸入空気量、及び過給圧から、第２過給機のコンプレッサ性能マップ上の第２作動点が特定され、かかる第２作動点がサージング領域内にあるか否かを判断することによって、異常箇所の特定として第２過給機のサージ診断が可能になる。さらに、内燃機関への全吸入空気量と、第２過給機に流入する吸入空気量との差異から第１過給機に流入する吸入空気量を算出することが出来る。従って、過給圧、及び第１過給機に流入する吸入空気量から、第１過給機のコンプレッサ性能マップ上の第１作動点が特定され、かかる第１作動点がサージング領域内にあるか否かを判断することによって、異常箇所の特定として第１過給機のサージ診断が可能になる。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように本発明によれば、２つの過給機を有する内燃機関において、異常箇所を特定する異常判定装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について、図を用いて説明する。内燃機関１は、制御部５、第１、第２過給機１３ａ、１３ｂ、エンジン本体３０、コンプレッサ入口側吸気通路５１、コンプレッサ出口側吸気通路５２、吸気マニホールド５５、タービン入口側排気通路７２、及びタービン出口側排気通路７３を備える。
【００２４】
制御部５は、ＣＰＵ、制御プログラムを格納したＲＯＭ、及び各種データを格納するＲＡＭ等を有し、コンプレッサ入口側エアフローメータ１５等の各種センサからの信号が入力され、また、吸気切替バルブ１９等に制御信号を出力して内燃機関１を含む車両の各部を制御する。制御部５は、特に、コンプレッサ入口側エアフローメータ１５によって検出される第２過給機１３ｂに流入する第２吸入空気量ＧＡ２などに基づいて、内燃機関１の異常判定、すなわちツインターボモードと、シングルターボモードとを切り替えるために使用される制御バルブ（吸気バイパスバルブ１７、吸気切替バルブ１９、吸気リードバルブ２１、及び排気切替バルブ３１）の故障診断、及び第１、第２過給機１３ａ、１３ｂのサージ診断を行う。
【００２５】
内燃機関１の運転中、エンジン本体３０の各シリンダーの燃焼室には、コンプレッサ入口側吸気通路５１、コンプレッサ出口側吸気通路５２、及び吸気マニホールド５５を介して、空気が吸入される（図１の実線矢印参照）。インジェクタから噴射された燃料は、吸入された空気と混ざって混合気を形成する。制御部５からの点火信号に基づく点火プラグの点火によって、混合気は燃焼する。混合気の燃焼による爆発力に応じたピストンの往復運動により、クランクシャフト（不図示）が回転する。燃焼により発生した排気ガスは、排気マニホールド７１、タービン入口側排気通路７２、及びタービン出口側排気通路７３を介して排出される（図１の破線矢印参照）。
【００２６】
次に、第１、第２過給機１３ａ、１３ｂを中心に、内燃機関１の各部の構成を説明する。第１、第２過給機１３ａ、１３ｂは、並列に配列され、第１過給機１３ａが主ターボチャージャーの役割を果たし、第２過給機１３ｂが副ターボチャージャーの役割を果たす。第１過給機１３ａは、低吸入空気量域から高吸入空気量域までで作動し、第２過給機１３ｂは、低吸入空気量域で停止する。従って、低吸入空気量域では、第２過給機１３ｂが過給に使用されず第１過給機１３ａが過給に使用されるシングルターボモードで運転が行われ、高吸入空気量域では、第１、第２過給機１３ａ、１３ｂが過給に使用されるツインターボモードで運転が行われる。
【００２７】
第１過給機１３ａは、第１タービン１３ａ１、及び第１コンプレッサ１３ａ２を有し、第２過給機１３ｂは、第２タービン１３ｂ１、及び第２コンプレッサ１３ｂ２を有する。第１、第２タービン１３ａ１、１３ｂ１の入口側は、排気マニホールド７１に連通されたタービン入口側排気通路７２と接続する。第１、第２タービン１３ａ１、１３ｂ１の出口側は、排気ガス浄化触媒（不図示）に連通されたタービン出口側排気通路７３と接続する。
【００２８】
第１、第２コンプレッサ１３ａ２、１３ｂ２の入口側は、コンプレッサ入口側吸気通路５１と接続する。コンプレッサ入口側吸気通路５１には、エアクリーナ１１、及びエアクリーナを流れた空気量、即ち全吸入空気量ＧＡを検出するエアフローメータ１２が設けられる。本実施形態では、全吸入空気量ＧＡが、第１過給機１３ａのサージ診断に用いられる。第１、第２コンプレッサ１３ａ２、１３ｂ２の出口側は、吸気マニホールド５５に連通されたコンプレッサ出口側吸気通路５２と接続する。コンプレッサ出口側吸気通路５２には、インタークーラ２３、及びスロットルバルブ２５が設けられる。
【００２９】
ツインターボモードとシングルターボモードとの切り替え、すなわち第２過給機１３ｂの作動と停止の切り替えを行うために、タービン入口側排気通路７２の第２タービン１３ｂ１の入口側に、第２タービン１３ｂ１への排気ガスの流れの遮断と開放との切り替えを行う排気切替バルブ３１が設けられ、コンプレッサ出口側吸気通路５２の第２コンプレッサ１３ｂ２の出口側に、第２コンプレッサ１３ｂ２から吸気マニホールド５５への空気の流れの遮断と開放との切り替えを行う吸気切替バルブ１９が設けられる。
【００３０】
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円滑に行うため、コンプレッサ出口側吸気通路５２上であって第２コンプレッサ１３ｂ２の出口と吸気切替バルブ１９との間と、コンプレッサ入口側吸気通路５１の第１コンプレッサ１３ａ２の入口側とを連通する吸気バイパス通路５３が設けられる。吸気バイパス通路５３には、空気の流れの遮断と開放との切り替えを行う吸気バイパスバルブ１７が設けられる。
【００３１】
シングルターボモードの場合には、吸気切替バルブ１９、及び排気切替バルブ３１の両方が閉弁するが、吸気バイパスバルブ１７は開弁し、これにより第１過給機１３ａが作動して、第２過給機１３ｂは停止する。ツインターボモードの場合には、吸気切替バルブ１９、及び排気切替バルブ３１の両方が開弁するが、吸気バイパスバルブ１７は閉弁し、これにより第１、第２過給機１３ａ、１３ｂが作動する。
【００３２】
吸気切替バルブ１９の上流と下流とを連通する吸気リード通路（吸気切替バルブ１９のバイパス通路）５４には、圧力差に応じて開閉する吸気リードバルブ２１が設けられる。すなわち、吸気切替バルブ１９の閉弁時において、第２コンプレッサ１３ｂ２の出口圧力が、第１コンプレッサ１３ａ２の出口圧力よりも所定量だけ大きくなった場合に、開弁し、空気が吸気リードバルブ２１を介して上流側から下流側に流れる。
【００３３】
吸気バイパス通路５３、及び吸気リード通路５４は、コンプレッサ入口側吸気通路５１、及びコンプレッサ出口側吸気通路５２に比べて細めに設定される。
【００３４】
シングルターボモードからツインターボモードへ運転状態が切り替えられる時は、まず排気切替バルブ３１が閉弁状態から開弁状態にされ、その後吸気バイパスバルブ１７が開弁状態から閉弁状態にされる。これにより、吸気バイパスバルブ１７の開弁状態と吸気切替バルブ１９の閉弁状態を保った状態で徐々に第２コンプレッサ１３ｂ２の出口圧力が第２コンプレッサ１３ｂ２のサージを回避しながら上昇し、その後吸気バイパスバルブ１７が閉弁状態にされるとともに吸気リードバルブ２１が開弁する。その後、吸気切替バルブ１９が閉弁状態から開弁状態にされる。吸気切替バルブ１９が開弁状態にされると、吸気リードバルブ２１は閉弁する。
【００３５】
第２過給機１３ｂの第２コンプレッサ１３ｂ２の上流、すなわち入口側には、第２過給機１３ｂに流入する第２吸入空気量ＧＡ２を検出するコンプレッサ入口側エアフローメータ１５が設けられる。本実施形態では、第２吸入空気量ＧＡ２が、ツインターボモードと、シングルターボモードとを切り替えるために使用される制御バルブ、すなわち吸気バイパスバルブ１７、吸気切替バルブ１９、吸気リードバルブ２１、及び排気切替バルブ３１の故障診断に用いられ、また、第１、第２過給機１３ａ、１３ｂのサージ診断に用いられる。
【００３６】
また、吸気マニホールド５５内には、過給圧Ｐを検出する圧力センサ２７が設けられる。本実施形態では、過給圧Ｐが、第１、第２過給機１３ａ、１３ｂのサージ診断に用いられる。
【００３７】
なお、本実施形態では、サージ診断のために使用される過給圧Ｐを検出するセンサとして、内燃機関１の吸気マニホールド５５内に通常備えられている圧力センサ２７（インマニ圧力センサ）が使用される形態を説明するが、サージ診断のために、コンプレッサ出口側吸気通路５２上に配置された別の圧力センサが過給圧Ｐを検出する形態であってもよい。
【００３８】
次に、排気切替バルブ３１の故障診断の詳細について、図２のフローチャートを用いて説明する。排気切替バルブ３１の故障診断は、内燃機関１の始動直後で、且つアイドル状態において行われる。始動直後としたのは、排気切替バルブ３１に異常があった場合には内燃機関１を破損するおそれがあるため、出来るだけ早い時点で故障診断を行い、フェールセーフモードに入れるためである。アイドル状態を条件としたのは、故障診断時に排出される排気ガスを出来るだけ少なく抑え、通常の運転とは異なる排気切替バルブ３１などの開閉動作による内燃機関１への影響を小さくするためである。従って、かかる故障診断は、シングルターボモードで運転された状態であって、且つ通常のシングルターボモードにおける開閉状態と異なる開閉状態に排気切替バルブ３１などが設定されても内燃機関１の運転に問題が生じない程度の低負荷状態、低エンジン回転数であれば、他の時期に行っても良いし、その回数も１回に限定されない。
【００３９】
なお、排気切替バルブ３１の故障診断などで使用される第１〜第９空気量閾値Ｇ１〜Ｇ９は、制御部５からの制御信号に従って、排気切替バルブ３１等が正常に開動作または閉動作をした場合に想定される第２吸入空気量ＧＡ２を示す。
【００４０】
排気切替バルブ３１の故障診断が開始される前の時点では、アイドル状態、すなわち低負荷のシングルターボモードで運転されているため、排気切替バルブ３１は閉弁状態、吸気切替バルブ１９は閉弁状態、及び吸気バイパスバルブ１７は開弁状態にされている。また、第１タービン１３ａ１の可変ノズルは、運転状態に応じた開度に設定されている。
【００４１】
排気切替バルブ３１の故障診断が開始されると、ステップＳ３１で、排気切替バルブ３１を開弁状態にし、第１タービン１３ａ１の可変ノズルを全閉状態にし、吸気切替バルブ１９を開弁状態にし、吸気バイパスバルブ１７を閉弁状態にするそれぞれの指示に関する制御信号が、制御部５から排気切替バルブ３１などに出力される。かかる制御信号に基づいて、排気切替バルブ３１などが正常に動作した場合は、エンジン本体３０から排出される排気ガスの殆どは、第２タービン１３ｂ１に供給され、第２過給機１３ｂの回転数Ｎが上昇する。これにより、第２コンプレッサ１３ｂ２から吸気切替バルブ１９に流入する空気量、すなわち第２吸入空気量ＧＡ２が第１空気量閾値Ｇ１以上に増加する。
【００４２】
なお、第１タービン１３ａ１の可変ノズルを全閉状態にしたのは、出来るだけ第１タービン１３ａ１への排気ガスの流入を抑え、第２タービン１３ｂ１への排気エネルギーを確保して、ステップＳ３２、及びステップＳ３５での第２吸入空気量ＧＡ２の検出感度を高めるためである。従って、第１タービン１３ａ１の可変ノズルの全閉状態は、完全にノズルを締め切った状態でなくてもよい。
【００４３】
ステップＳ３２で、制御部５は、第２吸入空気量ＧＡ２が第１空気量閾値Ｇ１以上に増加したか否かを判断する。増加していない場合は、排気切替バルブ３１がステップＳ３１で出力された制御信号に従った開閉状態になっておらず、第２タービン１３ｂ１に排気ガスが適切に供給されていないとして、ステップＳ３３に進められる。増加している場合は、ステップＳ３４に進められる。
【００４４】
ステップＳ３３で、制御部５は、排気切替バルブ３１の開弁動作に異常が存在すると判定し、フェールセーフモードにした後、排気切替バルブ１９の故障診断を終了する。
【００４５】
ステップＳ３４で、排気切替バルブ３１を閉弁状態にする指示に関する制御信号が、制御部５から排気切替バルブ３１に出力される。かかる制御信号に基づいて、排気切替バルブ３１が正常に動作した場合は、エンジン本体３０から排出される排気ガスの第２タービン１３ｂ１への供給が排気切替バルブ３１により遮断されるため、第２タービン１３ｂ１の回転数Ｎが低下する。これにより、第２コンプレッサ１３ｂ２に流れる空気量、すなわち第２吸入空気量ＧＡ２が第２空気量閾値Ｇ２以下に減少する。
【００４６】
ステップＳ３５で、制御部５は、第２吸入空気量ＧＡ２が第２空気量閾値Ｇ２以下に減少したか否かを判断する（Ｇ１＞Ｇ２）。減少していない場合は、排気切替バルブ３１がステップＳ３４で出力された制御信号に従って閉弁しておらず、第２タービン１３ｂ１への排気ガスの供給が適切に遮断されていないとして、ステップＳ３７に進められる。減少している場合は、ステップＳ３６に進められる。
【００４７】
なお、ステップＳ３４において、排気切替バルブ３１を閉弁状態にする場合に、第１タービン１３ａ１の可変ノズルの開度は全閉状態から通常の開度に戻しておいてもよい。全閉状態を維持した方が第２吸入空気量ＧＡ２の減少を確認しやすいが、排気ガスの排出のために、全閉状態から通常の開度にしておいた方が望ましい。
【００４８】
ステップＳ３６で、制御部５は、排気切替バルブ３１の開閉動作が正常であると判定し、各制御バルブを故障診断前の開閉状態に戻した後、排気切替バルブ３１の故障診断を終了する。ステップＳ３７で、制御部５は、排気切替バルブ３１の閉弁動作に異常が存在すると判定し、フェールセーフモードにした後、排気切替バルブ３１の故障診断を終了する。
【００４９】
これにより、排気切替バルブ３１に開弁状態と閉弁状態とを監視する開度センサなどを設けることなく、排気切替バルブ３１の故障診断を行うことが可能になる。なお、ステップＳ３１〜Ｓ３７までの制御は、数秒程度で完了出来るため、排気切替バルブ３１等の開閉動作が、内燃機関１の運転状態に与える影響は小さい。
【００５０】
また、排気切替バルブ３１の故障診断における、排気切替バルブ３１の開閉指示手順、及び他のバルブの開閉状態は、検出感度の観点などから上述の形態が望ましいが、これに限られるものではなく、他の手順などであっても、排気切替バルブ３１が開弁状態にする指示を受けた時の第２吸入空気量ＧＡ２の挙動と、排気切替バルブ３１が閉弁状態にする指示を受けた時の第２吸入空気量ＧＡ２の挙動との少なくとも一方に基づいて、排気切替バルブ３１の故障診断を行うことが可能である。
【００５１】
次に、吸気切替バルブ１９の故障診断の詳細について、図３のフローチャートを用いて説明する。吸気切替バルブ１９の故障診断は、内燃機関１の始動直後で、且つアイドル状態において行われる。始動直後とした理由、アイドル状態を条件とした理由は、排気切替バルブ３１の故障診断の場合と同様である。
【００５２】
吸気切替バルブ１９の故障診断が開始される前の時点では、アイドル状態、すなわち低負荷のシングルターボモードで運転されているため、排気切替バルブ３１は閉弁状態、吸気切替バルブ１９は閉弁状態、及び吸気バイパスバルブ１７は開弁状態にされている。また、第１タービン１３ａ１の可変ノズルは、運転状態に応じた開度に設定されている。
【００５３】
吸気切替バルブ１９の故障診断が開始されると、ステップＳ５１で、排気切替バルブ３１を開弁状態にし、第１タービン１３ａ１の可変ノズルを全閉状態にするそれぞれの指示に関する制御信号が、制御部５から排気切替バルブ３１などに出力される。かかる制御信号に基づいて、排気切替バルブ３１などが正常に動作した場合は、エンジン本体３０から排出される排気ガスの殆どは、第２タービン１３ｂ１に供給され、第２過給機１３ｂの回転数Ｎが上昇する。
【００５４】
また、第２タービン１３ｂ１の回転にともない、第２コンプレッサ１３ｂ２が回転し、第２コンプレッサ１３ｂ２に空気が吸入される。吸気バイパス通路５３は、コンプレッサ出口側吸気通路５２に比べて細いため、第２コンプレッサ１３ｂ２に吸入された空気の一部は、吸気バイパス通路５３を介してコンプレッサ入口側吸気通路５１に到達するが、残りはコンプレッサ出口側吸気通路５２上であって第２コンプレッサ１３ｂ２の出口と吸気切替バルブ１９との間に押し込められる。このため、第２コンプレッサ１３ｂ２の出口圧力が上昇する。また、これにより、第２コンプレッサ１３ｂ２から吸気バイパスバルブ１７に流入する空気量、すなわち第２吸入空気量ＧＡ２が第３空気量閾値Ｇ３以上に増加する。
【００５５】
第１タービン１３ａ１の可変ノズルを全閉状態にした理由は、排気切替バルブ３１の故障診断の場合と同様である。
【００５６】
ステップＳ５２で、制御部５は、第２吸入空気量ＧＡ２が第３空気量閾値Ｇ３以上に増加したことを確認した後、ステップＳ５３に進められる。
【００５７】
ステップＳ５３で、吸気切替バルブ１９を開弁状態に切り替えた後、すぐに閉弁状態にする指示に関する制御信号が、制御部５から吸気切替バルブ１９に出力される。
【００５８】
かかる制御信号に基づいて、吸気切替バルブ１９が正常に動作した場合は、吸気切替バルブ１９が開弁状態にされることにより、第２コンプレッサ１３ｂ２に流入した空気が、吸気バイパス通路５３に流入するだけでなく、コンプレッサ出口側吸気通路５２を介して吸気マニホールド５５に流入するため、第２吸入空気量ＧＡ２は第４空気量閾値Ｇ４以上に増加する。また、その後吸気切替バルブ１９が閉弁状態にされることにより、第２コンプレッサ１３ｂ２から吸気マニホールド５５への空気の流れは遮断され、増加した第２吸入空気量ＧＡ２は第５空気量閾値Ｇ５以下に減少する。
【００５９】
ステップＳ５４で、制御部５は、第２吸入空気量ＧＡ２が、第４空気量閾値Ｇ４以上に増加し、且つその後、第５空気量閾値Ｇ５以下に減少したか否かを判断する（Ｇ４＞Ｇ５）。
【００６０】
第２吸入空気量ＧＡ２が第４空気量閾値Ｇ４以上に増加しない場合は、吸気切替バルブ１９がステップＳ５３で出力された制御信号に従って開弁しておらず、第２コンプレッサ１３ｂ２からの圧縮空気がコンプレッサ出口側吸気通路５２を介して吸気マニホールド５５に適切に流入していないと判断される。また、第２吸入空気量ＧＡ２が第４空気量閾値Ｇ４以上に増加したとしても、その後、第５空気量閾値Ｇ５以下に減少しない場合は、吸気切替バルブ１９がステップＳ５３で出力された制御信号に従って閉弁しておらず、第２コンプレッサ１３ｂ２からの圧縮空気の吸気マニホールド５５への流入が適切に遮断できていないと判断される。このため、ステップＳ５４の条件の少なくとも１つを満たさない場合は、ステップＳ５６に進められる。ステップＳ５４の条件を総て満たす場合は、ステップＳ５５に進められる。
【００６１】
ステップＳ５５で、制御部５は、吸気切替バルブ１９の開閉動作が正常であると判定し、各制御バルブを故障診断前の開閉状態に戻した後、吸気切替バルブ１９の故障診断を終了する。ステップＳ５６で、制御部５は、吸気切替バルブ１９の開閉動作に異常が存在すると判定し、フェールセーフモードにした後、吸気切替バルブ１９の故障診断を終了する。
【００６２】
これにより、吸気切替バルブ１９に開弁状態と閉弁状態とを監視する開度センサなどを設けることなく、吸気切替バルブ１９の故障診断を行うことが可能になる。なお、ステップＳ５１〜Ｓ５６までの制御は、数秒程度で完了出来るため、かかる吸気切替バルブ１９等の開閉動作が、内燃機関１の運転状態に与える影響は小さい。
【００６３】
なお、吸気切替バルブ１９の故障診断における、吸気切替バルブ１９の開閉指示手順、及び他のバルブの開閉状態は、検出感度の観点などから上述の形態が望ましいが、これに限られるものではなく、他の手順などであっても、吸気切替バルブ１９が開弁状態にする指示を受けた時の第２吸入空気量ＧＡ２の挙動と、吸気切替バルブ１９が閉弁状態にする指示を受けた時の第２吸入空気量ＧＡ２の挙動との少なくとも一方に基づいて、吸気切替バルブ１９の故障診断を行うことが可能である。
【００６４】
次に、吸気バイパスバルブ１７の故障診断の詳細について、図４のフローチャートを用いて説明する。吸気バイパスバルブ１７の故障診断は、内燃機関１の始動直後で、且つアイドル状態において行われる。始動直後とした理由、アイドル状態を条件とした理由は、排気切替バルブ３１の故障診断の場合と同様である。
【００６５】
吸気バイパスバルブ１７の故障診断が開始される前の時点では、アイドル状態、すなわち低負荷のシングルターボモードで運転されているため、排気切替バルブ３１は閉弁状態、吸気切替バルブ１９は閉弁状態、及び吸気バイパスバルブ１７は開弁状態にされている。また、第１タービン１３ａ１の可変ノズルは、運転状態に応じた開度に設定されている。
【００６６】
吸気バイパスバルブ１７の故障診断が開始されると、ステップＳ７１で、排気切替バルブ３１を開弁状態にし、第１タービン１３ａ１の可変ノズルを全閉状態にし、吸気切替バルブ１９を開弁状態にし、吸気バイパスバルブ１７を閉弁状態にするそれぞれの指示に関する制御信号が、制御部５から排気切替バルブ３１などに出力される。かかる制御信号に基づいて、排気切替バルブ３１などが正常に動作した場合は、エンジン本体３０から排出される排気ガスの殆どは、第２タービン１３ｂ１に供給され、第２過給機１３ｂの回転数Ｎが上昇する。これにより、第２コンプレッサ１３ｂ２から吸気切替バルブ１９に流入する空気量、すなわち第２吸入空気量ＧＡ２が第１空気量閾値Ｇ１以上に増加する。
【００６７】
ステップＳ７２で、吸気切替バルブ１９を閉弁状態にする指示に関する制御信号が、制御部５から吸気切替バルブ１９に出力される。かかる制御信号に基づいて、吸気切替バルブ１９が正常に動作した場合は、コンプレッサ出口側吸気通路５２、及び吸気バイパス通路５３における空気の流れが遮断され、第２コンプレッサ１３ｂ２に流入した空気は、第２コンプレッサ１３ｂ２と吸気バイパスバルブ１７と吸気切替バルブ１９との間の通路内に押し込められ流れにくくなる。このため、第２吸入空気量ＧＡ２が第６空気量閾値Ｇ６以下に減少する。
【００６８】
第１タービン１３ａ１の可変ノズルを全閉状態にした理由は、排気切替バルブ３１の故障診断の場合と同様である。
【００６９】
ステップＳ７３で、制御部５は、第２吸入空気量ＧＡ２が、第１空気量閾値Ｇ４以上に増加し、且つその後、第６空気量閾値Ｇ６以下に減少したか否かを判断する（Ｇ１＞Ｇ６）。
【００７０】
第２吸入空気量ＧＡ２が第１空気量閾値Ｇ１以上に増加しない、またはその後第６空気量閾値Ｇ６以下に減少しない場合は、吸気バイパスバルブ１７がステップＳ７１で出力された制御信号に従って閉弁しておらず、第２コンプレッサ１３ｂ２に流入した空気の吸気バイパス通路５３を介してコンプレッサ入口側吸気通路５１への流入が、吸気バイパスバルブ１７で適切に遮断できていないとして、ステップＳ７４に進められる。第２吸入空気量ＧＡ２が第１空気量閾値Ｇ１以上に増加し、且つその後第６空気量閾値Ｇ６以下に減少した場合は、ステップＳ７５に進められる。
【００７１】
ステップＳ７４で、制御部５は、吸気バイパスバルブ１７の閉弁動作に異常が存在すると判定し、フェールセーフモードにした後、吸気バイパスバルブ１７の故障診断を終了する。
【００７２】
ステップＳ７５で、吸気バイパスバルブ１７を開弁状態にする指示に関する制御信号が、制御部５から吸気バイパスバルブ１７に出力される。かかる制御信号に基づいて、吸気バイパスバルブ１７が正常に動作した場合は、吸気バイパスバルブ１７が開弁状態にされることにより、第２コンプレッサ１３ｂ２に流入した空気が、吸気バイパス通路５３に流入する。このため、第２吸入空気量ＧＡ２は第７空気量閾値Ｇ７以上に増加する。
【００７３】
ステップＳ７６で、制御部５は、第２吸入空気量ＧＡ２が、第７空気量閾値Ｇ７以上に増加したか否かを判断する（Ｇ６＜Ｇ７）。第２吸入空気量ＧＡ２が第７空気量閾値Ｇ７以上に増加しない場合は、吸気バイパスバルブ１７がステップＳ７５で出力された制御信号に従って開弁動作せず、第２コンプレッサ１３ｂ２に流入した空気が吸気バイパス通路５３に適切に流入していないとして、ステップＳ７８に進められる。第２吸入空気量ＧＡ２が第７空気量閾値Ｇ７以上に増加した場合は、ステップＳ７７に進められる。
【００７４】
ステップＳ７７で、制御部５は、吸気バイパスバルブ１７の開閉動作が正常であると判定し、各制御バルブを故障診断前の開閉状態に戻した後、吸気バイパスバルブ１７の故障診断を終了する。ステップＳ７８で、制御部５は、吸気バイパスバルブ１７の開弁動作に異常が存在すると判定し、フェールセーフモードにした後、吸気バイパスバルブ１７の故障診断を終了する。
【００７５】
これにより、吸気バイパスバルブ１７に開弁状態と閉弁状態とを監視する開度センサなどを設けることなく、吸気バイパスバルブ１７の故障診断を行うことが可能になる。なお、ステップＳ７１〜Ｓ７８までの制御は、数秒程度で完了出来るため、かかる吸気バイパスバルブ１７等の開閉動作が、内燃機関１の運転状態に与える影響は小さい。
【００７６】
なお、吸気バイパスバルブ１７の故障診断における、吸気バイパスバルブ１７の開閉指示手順、及び他のバルブの開閉状態は、検出感度の観点などから上述の形態が望ましいが、これに限られるものではなく、他の手順などであっても、吸気バイパスバルブ１７が閉弁状態にする指示を受けた時の第２吸入空気量ＧＡ２の挙動と、吸気バイパスバルブ１７が閉弁状態にする指示を受けた時の第２吸入空気量ＧＡ２の挙動との少なくとも一方に基づいて、吸気バイパスバルブ１７の故障診断を行うことが可能である。
【００７７】
次に、吸気リードバルブ２１の故障診断の詳細について、図５のフローチャートを用いて説明する。吸気リードバルブ２１の故障診断は、シングルターボモードで、且つ部分負荷状態で内燃機関１が運転されている間に行われる。吸気リードバルブ２１は、故障していても直接的に内燃機関１を破損するおそれは少ないが、ドライバビリティの悪化などにつながるため、始動後の出来るだけ早い時期に行うのが望ましい。吸気リードバルブ２１の故障診断の回数は１回に限定されない。
【００７８】
シングルターボモードで且つ部分負荷状態を条件としたのは、第１過給機１３ａにおいて適度に過給が行われ、吸気リードバルブ２１の下流圧力が高められた状態にし、また、第２過給機１３ｂに適度に排気が流入することにより、吸気リードバルブ２１が閉弁状態から開弁状態に切り替わる挙動を確認しやすくするためである。また、第２過給機１３ｂが過給に使用されない状態、すなわちシングルターボモードでの運転中に吸気リードバルブ２１の故障診断が行われるため、吸気切替バルブ１９などの開閉動作による内燃機関１への影響を小さくすることが可能になる。
【００７９】
吸気リードバルブ２１の故障診断が開始される前の時点では、シングルターボモードで運転されているため、排気切替バルブ３１は閉弁状態、吸気切替バルブ１９は閉弁状態、及び吸気バイパスバルブ１７は開弁状態にされている。また、第１タービン１３ａ１の可変ノズルは、部分負荷の運転状態に応じた開度に設定されている。
【００８０】
吸気リードバルブ２１の故障診断が開始されると、ステップＳ８１で、排気切替バルブ３１を開弁状態にし、吸気切替バルブ１９を開弁状態にし、吸気バイパスバルブ１７を閉弁状態にするそれぞれの指示に関する制御信号が、制御部５から排気切替バルブ３１などに出力される。かかる制御信号に基づいて、排気切替バルブ３１などが正常に動作した場合は、エンジン本体３０から排出される排気ガスは、第１タービン１３ａ１だけでなく、第２タービン１３ｂ１にも供給され、第２過給機１３ｂの回転数Ｎが上昇する。これにより、第２コンプレッサ１３ｂ２から吸気切替バルブ１９に流入する空気量、すなわち第２吸入空気量ＧＡ２が増加する。
【００８１】
ステップＳ８２で、吸気切替バルブ１９を閉弁状態にする指示に関する制御信号が、制御部５から吸気切替バルブ１９に出力される。かかる制御信号に基づいて、吸気切替バルブ１９が正常に動作した場合は、コンプレッサ出口側吸気通路５２、及び吸気バイパス通路５３における空気の流れが遮断され、第２コンプレッサ１３ｂ２に流入した空気は、第２コンプレッサ１３ｂ２と吸気バイパスバルブ１７と吸気切替バルブ１９との間の通路内に押し込められ、流れにくくなる。このため、第２吸入空気量ＧＡ２が一時的に第８空気量閾値Ｇ８以下に減少する。
【００８２】
その後、第２コンプレッサ１３ｂ２と吸気バイパスバルブ１７と吸気切替バルブ１９との間の通路内に押し込められた空気量が増えるに従い、かかる通路内の圧力、すなわち第２コンプレッサ１３ｂの出口圧力が上昇する。第２コンプレッサ１３ｂ２の出口圧力すなわち吸気リードバルブ２１の上流の圧力が、第１コンプレッサ１３ａ２の出口圧力すなわち吸気リードバルブ２１の下流の圧力よりも所定量だけ大きくなると、吸気リードバルブ２１は開弁状態になり、空気が吸気リードバルブ２１を介して上流側、すなわち第２コンプレッサ１３ｂ２から、下流側、すなわち吸気マニホールド５５側に流入する。これにより、第２コンプレッサ１３ｂ２に流入した空気が流れにくい状態はある程度解消され、第２吸入空気量ＧＡ２は第９空気量閾値Ｇ９以上に増加する。
【００８３】
ステップＳ８３で、制御部５は、第２吸入空気量ＧＡ２が第８空気量閾値Ｇ８以下に一時的に減少し、その後第９空気量閾値Ｇ９以上に増加したか否かを判断する（Ｇ８＜Ｇ９）。かかる条件の少なくとも一方を満たさない場合は、吸気リードバルブ２１が適切に開閉動作していないとして、ステップＳ８４に進められる。かかる条件を総て満たす場合は、ステップＳ８５に進められる。
【００８４】
ステップＳ８４で、制御部５は、吸気リードバルブ２１の開閉動作に異常が存在すると判定し、フェールセーフモードにした後、吸気リードバルブ２１の故障診断を終了する。ステップＳ８５で、制御部５は、吸気リードバルブ２１の開閉動作が正常であると判定し、各制御バルブをシングルターボモードにおける開閉状態に戻した後、吸気リードバルブ２１の故障診断を終了する。
【００８５】
これにより、吸気リードバルブ２１に開弁状態と閉弁状態とを監視する開度センサなどを設けることなく、吸気バイパスバルブ１７の故障診断を行うことが可能になる。なお、ステップＳ８１〜Ｓ８５までの制御は、数秒程度で完了出来るため、かかる吸気切替バルブ１９等の開閉動作が、内燃機関１の運転状態に与える影響は小さい。
【００８６】
なお、吸気リードバルブ２１の故障診断における、吸気リードバルブ２１を開閉動作させるために行う他のバルブの開閉指示手順、及び他のバルブの開閉状態は、検出感度の観点などから上述の形態が望ましいが、これに限られるものではなく、他の手順などであっても、吸気切替バルブ１９が閉弁された時の第２吸入空気量ＧＡ２の挙動に基づいて、吸気リードバルブ２１の故障診断を行うことが可能である。
【００８７】
また、本実施形態における、排気切替バルブ３１の故障診断、吸気切替バルブ１９の故障診断、吸気バイパスバルブ１７の故障診断、及び吸気リードバルブ２１の故障診断を順次繰り返して行うことにより、排気切替バルブ３１、吸気切替バルブ１９、吸気バイパスバルブ１７、及び吸気リードバルブ２１のうち１つが故障した場合に、他の制御バルブが故障するまでに、かかる故障を発見することが出来る。
【００８８】
次に、第１、第２過給機１３ａ、１３ｂのサージ診断の詳細について、図６のフローチャートを用いて説明する。第１、第２過給機１３ａ、１３ｂのサージ診断は、ツインターボモード、すなわち吸気切替バルブ１９、及び排気切替バルブ３１の両方が開弁し、吸気バイパスバルブ１７は閉弁した状態で内燃機関１が運転されている間、常時行われる。
【００８９】
第１、第２過給機１３ａ、１３ｂのサージ診断が開始されると、ステップＳ９１で、第２吸入空気量ＧＡ２と、過給圧Ｐから算出される第２コンプレッサ１３ｂ２の入口と出口の圧力比πとに基づいて、第２過給機１３ｂのコンプレッサ性能マップ上の第２作動点が算出される。
【００９０】
コンプレッサ性能マップは、縦軸にコンプレッサの入口と出口の圧力比π、横軸にコンプレッサに流入する空気量、すなわち吸入空気量をとり、コンプレッサの回転数Ｎ、圧力比π、及び吸入空気量の関係及びサージ限界などを表す。図７は、第２コンプレッサ１３ｂ２のコンプレッサ性能マップの一例を示す。コンプレッサ性能マップ上の実線Ｎ１１〜Ｎ１４は、コンプレッサを含む過給機の等回転数曲線であり、右上に行くに従い高回転数になる（Ｎ１１＜Ｎ１２＜Ｎ１３＜Ｎ１４）。また、コンプレッサ性能マップ上の破線ＳＬはサージングライン（サージ限界）であり、このサージングラインＳＬよりも左側の領域がサージング領域である。かかるコンプレッサ性能マップは、用いられるコンプレッサ固有のものであり、予め実験により性能特性が求められ、制御部５のＲＯＭなどに記録されている。第１コンプレッサ１３ａ２についても同様のコンプレッサ性能マップが用意される。
【００９１】
ステップＳ９２で、第２作動点が、サージング領域内にあるか否かが判断される。サージング領域内にある場合は、第２過給機１３ｂについてサージングが発生するおそれがあるとして、ステップＳ９３に進められる。サージング領域内にない場合は、ステップＳ９４に進められる。
【００９２】
ステップＳ９３で、第２過給機１３ｂの可変ノズルのノズル位置制御に対して、第２過給機１３ｂのサージングを回避するフィードバックが行われ、ステップＳ９４に進められる。
【００９３】
ステップＳ９４で、全吸入空気量ＧＡと第２吸入空気量ＧＡ２との差異から、第１コンプレッサ１３ｂ１に流入する第１吸入空気量ＧＡ１が算出される。
【００９４】
ステップＳ９５で、過給圧Ｐから算出される圧力比πと第１吸入空気量ＧＡ１とに基づいて、第１過給機１３ａのコンプレッサ性能マップ上の第１作動点が算出される。ステップＳ９６で、第１作動点が、サージング領域内にあるか否かが判断される。サージング領域内にある場合は、第１過給機１３ａについてサージングが発生するおそれがあるとして、ステップＳ９７に進められる。サージング領域内にない場合は、ステップＳ９１に戻され、サージ診断が繰り返し行われる。
【００９５】
ステップＳ９７で、第１過給機１３ａの可変ノズルのノズル位置制御に対して、第１過給機１３ａのサージングを回避するフィードバックが行われ、その後、ステップＳ９１に戻され、サージ診断が繰り返し行われる。
【００９６】
これにより、第１、第２過給機１３ａ、１３ｂのサージ診断を行うことが可能になる。なお、ステップＳ９４〜Ｓ９６の手順は、数十ｍｓ程度の時間で行われるため、ステップＳ９３における第２過給機１３ｂのノズル位置制御のフィードバックと、ステップＳ９７における第１過給機１３ａのノズル位置制御のフィードバックとは、ほぼ同時に行われる。
【００９７】
本実施形態では、エアフローメータ１２で得られた全吸入空気量ＧＡ、コンプレッサ入口側エアフローメータ１５で得られた第２吸入空気量ＧＡ２、及び圧力センサ２７で得られた吸気圧Ｐに基づいて、内燃機関１の異常判定、すなわちツインターボモードとシングルターボモードとを切り替えるために使用される吸気バイパスバルブ１７、吸気切替バルブ１９、吸気リードバルブ２１、及び排気切替バルブ３１の故障診断を行うことが可能になり、また、第１、第２過給機１３ａ、１３ｂのサージ診断を行うことが可能になる。
【００９８】
また、それぞれの制御バルブについて、異なる条件下での第２吸入空気量ＧＡ２の挙動を確認することにより、故障したバルブの特定を行うことも可能になるため、故障に対する修理が容易に行えるメリットを有する。
【００９９】
なお、エアフローメータ１２や圧力センサ２７は、かかる異常判定を行わない場合でも、過給機を搭載する内燃機関に通常備えられるものである。このため、本実施形態では、コンプレッサ入口側エアフローメータ１５を新たに追加するだけで、内燃機関１の異常判定を行うことが可能になるため、かかる異常判定のために装置を複雑にすることはない。特に、故障診断を行うバルブのそれぞれに開度センサを設けて、故障診断を行う形態に比べて、ワイヤーハーネスや回路を簡素化出来るメリットを有する。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本実施形態における内燃機関の構成図である。
【図２】排気切替バルブの故障診断の手順を示すフローチャートである。
【図３】吸気切替バルブの故障診断の手順を示すフローチャートである。
【図４】吸気バイパスバルブの故障診断の手順を示すフローチャートである。
【図５】吸気リードバルブの故障診断の手順を示すフローチャートである。
【図６】第１、第２過給機のサージ診断の手順を示すフローチャートである。
【図７】第２コンプレッサのコンプレッサ性能マップを示す図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１  内燃機関
５  制御部
１１  エアクリーナ
１２  エアフローメータ
１３ａ、１３ｂ  第１、第２過給機
１３ａ１、１３ｂ１  第１、第２タービン
１３ａ２、１３ｂ２  第１、第２コンプレッサ
１５  コンプレッサ入口側エアフローメータ
１７  吸気バイパスバルブ
１９  吸気切替バルブ
２１  吸気リードバルブ
２３  インタークーラ
２５  スロットルバルブ
２７  圧力センサ
３０  エンジン本体
３１  排気切替バルブ
５１  コンプレッサ入口側吸気通路
５２  コンプレッサ出口側吸気通路
５３  吸気バイパス通路
５４  吸気リード通路
５５  吸気マニホールド
７１  排気マニホールド
７２  タービン入口側排気通路
７３  タービン出口側排気通路
【図１】
2009167963.tif 000003
【図２】
2009167963.tif 000004
【図３】
2009167963.tif 000005
【図４】
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【図５】
2009167963.tif 000007
【図６】
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【図７】
2009167963.tif 000009