JP2008297994A

JP2008297994A - ２ステージターボシステム

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Publication number: JP2008297994A
Application number: JP2007145884A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Sekiyama; 惠夫関山
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2007-05-31
Filing date: 2007-05-31
Publication date: 2008-12-11
Anticipated expiration: 2027-05-31
Also published as: JP4872809B2

Abstract

【課題】吸気切替弁のシール不良を確実に検出することができる２ステージターボシステムを提供する。
【解決手段】２段過給時に高圧段コンプレッサー１６と低圧段コンプレッサー１８との間をエンジン２に接続する吸気バイパス通路２６を閉塞する吸気切替弁７を備えた２ステージターボシステムにおいて、低圧段コンプレッサー１８から吐出された吸気の温度を検出するための低圧段コンプレッサー出口温度検出手段３１と、高圧段コンプレッサー１６に吸入される吸気の温度を検出するための高圧段コンプレッサー入口温度検出手段３２と、２段過給時に、上記高圧段コンプレッサー入口温度検出手段３２により検出された高圧段コンプレッサー入口温度から上記低圧段コンプレッサー出口温度検出手段３１により検出された低圧段コンプレッサー１８出口温度を引いた温度差が所定温度差を超えるときに、吸気切替弁７のシール不良と判断する判断手段９とを備えたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、吸気切替弁のシール不良を検出可能な２ステージターボシステムに関するものである。

従来、車両などのエンジンに二段過給を行うべく２つのターボチャージャー（ターボ）を直列に設けてなる２ステージターボシステムが知られている（例えば、特許文献１−３参照）。

そのような２ステージターボシステムの一例を図９および図１０に基づき説明する。

まず、排気側（タービン側）から説明する。

図９の２ステージターボシステム６１では、エンジン６２の排気マニフォールド６３に高圧段ターボチャージャー６４の高圧段タービン６５が接続される。

その高圧段タービン６５の下流には排気切替弁（バルブ）６６が設けられ、その排気切替弁６６の下流に低圧段ターボチャージャー６７の低圧段タービン６８が接続される。また、排気切替弁６６は、排気マニフォールド６３に接続される。

高圧段タービン６５を迂回するための高圧段タービンバイパス管６９には、高圧段排気調整弁７０が設けられる。

これらの高圧段タービン６５および低圧段タービン６８の動きを説明する。

排気切替弁６６が閉まっている段階で高圧段排気調整弁７０が全閉のときは、排気（排気ガス）の全量が高圧段タービン６５を通る。排気は、高圧段タービン６５で仕事をした後、低圧段タービン６８を通り、更に低圧段タービン６８で仕事をする。

高圧段排気調整弁７０が開きだすと高圧段タービン６５を通る排気の一部は高圧段タービン６５を迂回して直接低圧段タービン６８に流入する。そのため、高圧段タービン６５の仕事は減り、低圧段タービン６８の仕事が増える。更に排気切替弁６６が開きだすと低圧段タービン６８の仕事分配が増える。

排気切替弁６６および高圧段排気調整弁７０が全開になると、排気の全量が高圧段タービン６５を迂回して低圧段タービン６８に流れるので、高圧段タービン６５は仕事をせず、低圧段タービン６８だけが仕事をすることになる。

このように、高圧段排気調整弁７０と排気切替弁６６の開度を調整することで高圧段タービン６５と低圧段タービン６８の仕事の分配が制御される。

次に、吸気側（コンプレッサー側）を説明する。

低圧段コンプレッサー７２の出口を出た分岐管７３は、高圧段コンプレッサー７１の手前で二股状に分岐され、一方が高圧段コンプレッサー７１の入口に接続され、他方の分岐管７３には高圧段コンプレッサー７１の出口をなす配管（以下、高圧段コンプレッサー出口管という）７４が接続される。

その高圧段コンプレッサー出口管７４と分岐管７３との合流部（接続部）には、吸気切替弁（バルブ）７５が設けられる。

この吸気切替弁７５により吸気の流れを切り替えることで、（イ）低圧段コンプレッサー７２から高圧段コンプレッサー７１を通りエンジン６２に至る経路（以下、高圧段吸気経路という）と、（ロ）低圧段コンプレッサー７２から高圧段コンプレッサー７１を通らずにエンジン６２に至る経路（以下、低圧段吸気経路という）とが各々形成される。

以後、（イ）の状態を吸気切替弁７５の”ＯＮ”、（ロ）の状態を吸気切替弁７５の”ＯＦＦ”と称する。

図１０に示すように、吸気切替弁７５は、高圧段コンプレッサー出口管７４と分岐管７３との接続部に軸支された弁本体７６を有し、その弁本体７６が図示しないエアシリンダなどで駆動される。

吸気切替弁７５がＯＮのとき、弁本体７６は分岐管７３（低圧段吸気経路）を閉塞する。これにより吸気の経路は（イ）の高圧段吸気経路となる。

他方、吸気切替弁７５がＯＦＦのとき、弁本体７６は中間位置に位置して、高圧段コンプレッサー出口管７４および分岐管７３の両方を開放する。

この吸気切替弁７５がＯＦＦのとき、分岐管７３と高圧段コンプレッサー出口管７４とは共に全開となるが、高圧段タービン６５が働いていないので高圧段コンプレッサー７１は過給仕事を行わず過給された吸気の経路は（ロ）の低圧段吸気経路となる。

特開平４−１７７２３号公報特開平４−１６４１２５号公報特開平４−１６４１２７号公報

上述したように、吸気切替弁７５は、高圧段ターボチャージャー６４の使用時に低圧段側の空気通路（分岐管７３）を弁本体７６で機械的に塞ぎ、低圧段吸気経路を遮断する構造である。

そのため、吸気切替弁７５のシール部に異物の噛み込み摩耗などによる接触不良が生じると、吸気切替弁７５のシール機能は大幅に低下する。

ここで、高圧段コンプレッサー７１で過給（加圧）された空気は、本来、低圧段吸気経路が閉塞されているので全量がエンジン６２に供給される。

しかし、シール部の機能が低下し漏れが発生すると、高圧段コンプレッサー７１で加圧されて吐出される空気の一部が、吸気切替弁７５のシール不良部分を介して、高圧段コンプレッサー７１の入口に吸い込まれて、高圧段コンプレッサー７１を循環する。そのため、過給空気のエンジン６２への供給量が減少してしまう。一方、再循環された空気は、高圧段コンプレッサー７１で再度仕事を与えられることになる。

以上の結果、高圧段コンプレッサー７１の出口圧（過給圧）は、低下し、出口の空気温度のみが上昇することになる。

この点を以下に説明する。

図１１は、高圧段コンプレッサー７１の出口の圧力と温度との関係を、吸気切替弁７５のシール不良あり（黒丸）と吸気切替弁７５の漏れなし（白丸）とで比較したものである。

図１２は、高圧段コンプレッサー７１の出口の圧力と高圧段タービン６５の膨張比との関係を、吸気切替弁７５のシール不良あり（黒丸）と吸気切替弁７５の漏れなし（白丸）とで比較したものである。

これら、図１１および図１２は、エンジン回転速度および燃料量を同一とした試験条件で行った試験結果である。

図１３は、エンジン６２の供給燃料量と高圧段コンプレッサー７１の圧力比との関係を、吸気切替弁７５のシール不良あり（黒丸）と吸気切替弁７５の漏れなし（白丸）とで比較したものである。

図１４は、エンジン６２の供給燃料量と高圧段タービン６５の膨張比との関係を、吸気切替弁７５のシール不良あり（黒丸）と吸気切替弁７５の漏れなし（白丸）とで比較したものである。

図１１および図１３に示すように、吸気切替弁７５のシール不良が発生すると高圧段コンプレッサー出口の過給圧は低下する。一方、高圧段コンプレッサー出口の温度は、高圧段コンプレッサー７１に再循環された空気が、再度仕事をされることから上昇する。

これに対して、図１２および図１４に示すように、高圧段タービン６５の膨張比は、高圧段コンプレッサー７１が再循環される空気にも仕事を行っているので、高圧段コンプレッサー７１の過給圧が低いにも拘わらず、ほぼ同程度の値を示す。

この結果、エンジン６２の排圧（高圧段タービン入口圧）が一緒でも、エンジン６２の過給圧は低く、過給温度が高い状態となり、エンジン６２は空気量が不足して燃焼が悪化する。そのため、煤やＮＯｘの排出量の増加や、燃費の低下が生じてしまう。

さらに、吸気切替弁７５のシール不良状態でエンジン６２を継続して使用すると、シリンダ内の熱負荷が上がる虞がある。その場合、ピストンリングの異常摩耗や、最悪はピストン焼付にまで至る。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、吸気切替弁のシール不良を確実に検出することができる２ステージターボシステムを提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、エンジンの排気通路に設けられた高圧段タービンと上記エンジンの吸気通路に設けられた高圧段コンプレッサーとを有する高圧段ターボチャージャーと、上記高圧段タービンよりも下流の排気通路に設けられた低圧段タービンと上記高圧段コンプレッサーよりも上流の吸気通路に設けられた低圧段コンプレッサーとを有する低圧段ターボチャージャーと、上記エンジンの吸気入口を上記高圧段コンプレッサーと上記低圧段コンプレッサーとの間の吸気通路に接続する吸気バイパス通路と、上記低圧段コンプレッサーで過給した吸気をさらに上記高圧段コンプレッサーで過給する２段過給時に上記吸気バイパス通路を閉塞する吸気切替弁とを備えた２ステージターボシステムにおいて、上記低圧段コンプレッサーから吐出された吸気の温度を、上記吸気バイパス通路と吸気通路との接続部よりも上流側で、検出するための低圧段コンプレッサー出口温度検出手段と、上記高圧段コンプレッサーに吸入される吸気の温度を、上記吸気バイパス通路と吸気通路との接続部よりも下流側で、検出するための高圧段コンプレッサー入口温度検出手段と、上記２段過給時に、上記高圧段コンプレッサー入口温度検出手段により検出された高圧段コンプレッサー入口温度から上記低圧段コンプレッサー出口温度検出手段により検出された低圧段コンプレッサー出口温度を引いた温度差が所定温度差を超えるときに、上記吸気切替弁のシール不良と判断する判断手段とを備えたものである。

好ましくは、上記吸気通路は、上流端が上記低圧段コンプレッサーの出口に接続されると共に、下流側が分岐部にて二股状に分岐し、その分岐した一方の下流端が上記高圧段コンプレッサーの入口に接続され他方の下流端が上記エンジンの吸気入口に接続された分岐通路と、そのエンジン側に分岐した分岐通路に上記高圧段コンプレッサーの出口を接続する高圧段コンプレッサー出口通路とを備え、上記吸気バイパス通路が、上記エンジン側に分岐した分岐通路で構成され、上記吸気切替弁が、上記吸気バイパス通路と上記高圧段コンプレッサー出口通路との接続部に設けられ、上記低圧段コンプレッサー出口温度検出手段が、上記低圧段コンプレッサーの出口と上記分岐部との間の分岐通路に設けられ、上記高圧段コンプレッサー入口温度検出手段が、上記高圧段コンプレッサーの入口と上記分岐部との間の分岐通路に設けられたものである。

上記目的を達成するために本発明は、エンジンの排気通路に設けられた高圧段タービンと上記エンジンの吸気通路に設けられた高圧段コンプレッサーとを有する高圧段ターボチャージャーと、上記高圧段タービンよりも下流の排気通路に設けられた低圧段タービンと上記高圧段コンプレッサーよりも上流の吸気通路に設けられた低圧段コンプレッサーとを有する低圧段ターボチャージャーと、上記高圧段コンプレッサーと上記低圧段コンプレッサーとの間の吸気通路を上記エンジンの吸気入口に接続する吸気バイパス通路と、上記低圧段コンプレッサーで過給した吸気をさらに上記高圧段コンプレッサーで過給する２段過給時に上記吸気バイパス通路を閉塞するための吸気切替弁とを備えた２ステージターボシステムにおいて、上記高圧段コンプレッサーに吸入される吸気の圧力を検出するための高圧段コンプレッサー入口圧力検出手段と、上記高圧段コンプレッサーから吐出された吸気の圧力を検出するための高圧段コンプレッサー出口圧力検出手段と、上記高圧段コンプレッサー出口圧力検出手段により検出された高圧段コンプレッサー出口圧力を上記高圧段コンプレッサー入口圧力検出手段により検出された高圧段コンプレッサー入口圧力で割った圧力比が所定圧力比未満のときに、上記吸気切替弁のシール不良と判断する判断手段とを備えたものである。

好ましくは、上記吸気通路は、上流端が上記低圧段コンプレッサーの出口に接続されると共に、下流側が分岐部にて二股状に分岐し、その分岐した一方の下流端が上記高圧段コンプレッサーの入口に接続され他方の下流端が上記エンジンの吸気入口に接続された分岐通路と、そのエンジン側に分岐した分岐通路に上記高圧段コンプレッサーの出口を接続する高圧段コンプレッサー出口通路とを備え、上記吸気バイパス通路が、上記エンジン側に分岐した分岐通路で構成され、上記吸気切替弁が、上記吸気バイパス通路と上記高圧段コンプレッサー出口通路との接続部に設けられ、上記高圧段コンプレッサー入口圧力検出手段が、上記高圧段コンプレッサーの入口と上記分岐部との間の分岐通路に設けられ、上記高圧段コンプレッサー出口圧力検出手段が、上記高圧段コンプレッサー出口通路に設けられたものである。

好ましくは、上記エンジンの排気出口からの排気を上記高圧段タービンおよび上記低圧段タービンに導入する２段過給位置と上記低圧段タービンのみに導入する１段過給位置とで切替可能な排気切替手段を備え、上記判断手段は、上記２段過給時に上記吸気切替弁のシール不良を検出したときに、上記吸気切替弁を全開にすると共に、上記排気切替手段を上記１段過給位置に切り替えるものである。

好ましくは、上記排気切替手段は、上記エンジンの排気出口を上記高圧段タービンと上記低圧段タービンとの間の排気通路に接続する排気バイパス通路に設けられた排気切替弁と、上記高圧段タービンの上流の排気通路を、上記排気バイパス通路と上記高圧段タービンとの間の排気通路に接続する高圧段タービンバイパス通路に設けられた高圧段排気調整弁とを備え、上記判断手段は、上記２段過給時に上記吸気切替弁のシール不良を検出したときに、上記排気切替弁を全開にして上記排気バイパス通路を開放すると共に、上記高圧段排気調整弁を全開にして上記高圧段タービンバイパス通路を開放するものである。

好ましくは、上記エンジンの燃料噴射時期を制御マップに基づき制御するエンジン制御手段を備え、そのエンジン制御手段は、上記吸気切替弁の正常時に使用する通常噴射時期制御マップと、上記判断手段が上記吸気切替弁のシール不良を検出したときに使用する緊急噴射時期制御マップとを有するものである。

好ましくは、上記エンジンの吸入空気量を制御マップに基づき制御する吸入空気量制御手段を備え、その吸入空気量制御手段は、上記吸気切替弁の正常時に使用する通常吸入空気量制御マップと、上記判断手段が上記吸気切替弁のシール不良を検出したときに使用する緊急吸入空気量制御マップとを有するものである。

好ましくは、上記判断手段が上記吸気切替弁のシール不良を検出したときに、異常の発生を警告するための警告手段を備えたものである。

本発明によれば、２ステージターボシステムの吸気切替弁のシール不良を確実に検出することができるという優れた効果を発揮するものである。

以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。

本実施形態の２ステージターボシステムは、例えば、トラックなどの大型車両に搭載されたディーゼルエンジン（以下、エンジンという）に適用される。

まず、図１から図３に基づき本実施形態の２ステージターボシステムの概略構造を説明する。

本実施形態の２ステージターボシステム１は、エンジン２に吸気を供給するための吸気通路３と、エンジン２の排気を排出するための排気通路４と、エンジン２に過給された吸気（空気）を供給するための高圧段ターボチャージャー５および低圧段ターボチャージャー６と、それら高圧段および低圧段ターボチャージャー５、６とによる２段階の過給を行う２段過給と低圧段ターボチャージャー６のみで過給を行う１段過給とを切り替えるための吸気切替手段（図例では、吸気切替弁）７および排気切替手段８と、それら吸気切替弁７および排気切替手段８を制御するためのターボチャージャ制御手段（以下、コンピュータという）９と、エンジン２の排気の一部を吸気系に戻すためのＥＧＲ装置１０とを備える。

エンジン２は、図示しない複数のシリンダと、それらシリンダの吸気ポートを吸気通路３に接続する吸気マニフォールド（吸気入口）１１と、シリンダの排気ポートを排気通路４に接続する排気マニフォールド（排気出口）１２と、エンジン回転速度を検出するためのエンジン回転速度センサ１３（例えば、クランク角センサ）とを備える。

高圧段ターボチャージャー５と低圧段ターボチャージャー６とは、直列に、かつ低圧段ターボチャージャー６を排気下流に位置させて、配置される。

具体的には、高圧段ターボチャージャー５は、排気通路４に設けられた高圧段タービン１５と吸気通路３に設けられた高圧段コンプレッサー１６とを有する。低圧段ターボチャージャー６は、高圧段タービン１５よりも下流の排気通路４に設けられた低圧段タービン１７と高圧段コンプレッサー１６よりも上流の吸気通路３に設けられた低圧段コンプレッサー１８とを有する。

吸気通路３は、低圧段コンプレッサー１８に吸気（新気）を供給するための低圧段コンプレッサー入口管２１と、低圧段コンプレッサー１８から吐出された吸気を、エンジン２と高圧段コンプレッサー１６とのいずれかに供給するための分岐管（分岐通路）２２と、高圧段コンプレッサー１６から吐出された吸気をエンジン２に供給するための高圧段コンプレッサー出口管（高圧段コンプレッサー出口通路）２３とを備える。

低圧段コンプレッサー入口管２１には、エンジン２に吸入される空気量（新気量）を検出するためのエンジン空気量検出手段が設けられる。図例では、エンジン空気量検出手段はＭＡＦセンサ２４からなる。

分岐管２２は、上流端が低圧段コンプレッサー１８の出口に接続され、下流側が、分岐部２５にて二股状に分岐する。その分岐した一方の下流端は、高圧段コンプレッサー１６の入口に接続され、他方の下流端は、吸気マニフォールド１１に接続される。

吸気マニフォールド１１側に分岐した分岐管２２により、高圧段コンプレッサー１６を迂回するための吸気バイパス通路２６が構成され、分岐部２５が、バイパス通路２６と吸気通路との接続部をなす。

本実施形態では、吸気バイパス通路２６に、高圧段コンプレッサー出口管２３が接続され、その接続部に吸気切替弁７が設けられる。

図２および図３に示すように、吸気切替弁７は、高圧段コンプレッサー出口管２３と吸気バイパス通路２６との接続部（合流部）に配置された弁本体２７と、その弁本体２７を切替駆動するための図示しないバルブアクチュエータ（例えば、エアシリンダなど）とを有する。

より詳細には、高圧段コンプレッサー出口管２３の下流部と吸気バイパス通路２６とがＹ字状に接続され、その股部に弁本体２７の基端部が回動可能に軸支される。

本実施形態の吸気切替弁７は、２段過給時に吸気バイパス通路２６を閉塞するＯＮと、１段過給時に吸気バイパス通路２６を開放するＯＦＦとで切り替えられる。

図２に示すように、吸気切替弁７がＯＮのとき、弁本体２７は、吸気バイパス通路２６を閉塞する。これにより、高圧段吸気経路が形成され、低圧段コンプレッサー１８から吐出された吸気は、高圧段コンプレッサー１６に吸入されることになる。

他方、図３に示すように、吸気切替弁７がＯＦＦのとき、弁本体２７は、吸気バイパス通路２６と高圧段コンプレッサー出口管２３との両方を開放する中間位置に位置する。これにより、低圧段吸気経路が形成され、高圧段タービン１５が駆動されていないときに、低圧段コンプレッサー１８から吐出された吸気が吸気マニフォールド１１に吸入されることになる。

吸気切替弁７のバルブアクチュエータ（図示せず）は、コンピュータ９に接続され、そのコンピュータ９から制御信号（ＯＮ／ＯＦＦ信号）が入力される。

図１に戻り、分岐部２５と低圧段コンプレッサー１８の間の分岐管２２には、低圧段コンプレッサー１８から吐出された吸気の温度を検出するための低圧段コンプレッサー出口温度計（低圧段コンプレッサー出口温度検出手段）３１が設けられる。低圧段コンプレッサー出口温度計３１は、低圧段コンプレッサー１８の出口に近接させて配置される。

分岐部２５と高圧段コンプレッサー１６の入口との間の分岐管２２には、高圧段コンプレッサー１６に吸入される吸気の温度を検出するための高圧段コンプレッサー入口温度計（高圧段コンプレッサー入口温度検出手段）３２が設けられる。高圧段コンプレッサー入口温度計３２は、高圧段コンプレッサー１６の入口に近接させて配置される。

これら低圧段コンプレッサー出口温度計３１および高圧段コンプレッサー入口温度計３２は、伝達手段（例えば、信号線など）３３、３３を介してコンピュータ９に各々接続される。

排気通路４は、排気マニフォールド１２からの排気を高圧段タービン１５に導入するための高圧段タービン入口管３５と、高圧段タービン１５から排出された排気を低圧段タービン１７に導入するためのタービン接続管（高圧段タービン１５と低圧段タービン１７との間の排気通路）３６と、排気マニフォールド１２からの排気を、高圧段タービン１５を迂回して低圧段タービン１７に導入するための排気バイパス管（排気バイパス通路）３７および高圧段タービンバイパス管（高圧段タービンバイパス通路）３８とを備える。

本実施形態では、タービン接続管３６により、高圧段タービン１５の出口と低圧段タービン１７の入口とが接続され、そのタービン接続管３６に、排気バイパス管３７と高圧段タービンバイパス管３８とが各々接続される。

具体的には、排気バイパス管３７により、排気マニフォールド１２がタービン接続管３６に接続されると共に、高圧段タービンバイパス管３８により、高圧段タービン入口管３５が、高圧段タービン１５と排気バイパス管３７の接続部との間のタービン接続管３６に接続される。

以上のように構成された排気通路４には、排気マニフォールド１２からの排気を高圧段タービン１５および低圧段タービン１７に導入する２段過給位置（高圧段位置）と、排気マニフォールド１２の排気を低圧段タービン１７のみに導入する１段過給位置（低圧段位置）とで切替可能な排気切替手段８が設けられる。

その排気切替手段８は、排気バイパス管３７に設けられ排気バイパス管３７を指定開度で自在に開閉する排気切替弁４１と、高圧段タービンバイパス管３８に設けられ高圧段タービンバイパス管３８を指定開度で自在に開閉する高圧段排気調整弁４２とで構成される。

２段過給位置では、排気切替弁４１は、弁開度が基本的に全閉となり、高圧段排気調整弁４２は、全閉から全開の範囲内の弁開度で作動する。これにより、高圧段タービン１５と低圧段タービン１７の両方が駆動されることになる。

１段過給位置では、排気切替弁４１は、全開となり排気バイパス管３７が開放されると共に、高圧段排気調整弁４２が全開となり高圧段タービンバイパス管３８が開放される。
これにより、低圧段タービン１７のみが駆動されることになる。

以上の排気切替弁４１と高圧段排気調整弁４２とは、コンピュータ９に各々接続され、そのコンピュータ９から入力される開度信号（指定開度）に基づき、弁開度が連続的に制御される。

ＥＧＲ装置１０は、排気マニフォールド１２を吸気マニフォールド１１に接続するＥＧＲ管４３と、そのＥＧＲ管４３に設けられＥＧＲ管４３を流れるＥＧＲガス（排気）量を調整するためのＥＧＲ弁４４とを備える。

コンピュータ９には、低圧段コンプレッサー出口温度計３１、高圧段コンプレッサー入口温度計３２、エンジン回転速度センサ１３、ＭＡＦセンサ２４などの各種センサ類が接続され、それらセンサ類の検出信号が入力される。また、コンピュータ９には、自身が算出したエンジン２に供給される燃料量（例えば、１ストローク当たりの燃料量）が入力される。

コンピュータ９は、吸気切替弁７、排気切替弁４１、および高圧段排気調整弁４２と、ＥＧＲ弁４４と、エンジン２の各シリンダに設けられた燃料噴射装置（図示せず）など各種アクチュエータ類に接続され、それらアクチュエータ類に制御信号を入力する。

本実施形態のコンピュータ９は、上述したターボチャージャ制御手段と、エンジン２の燃料噴射装置（図示せず）を制御するためのエンジン制御手段と、ＥＧＲ装置１０のＥＧＲ率を吸入空気量により制御するための吸入空気量制御手段と、吸気切替弁７のシール不良を判断するための判断手段とをなす。

まず、ターボチャージャ制御手段としてのコンピュータ９について説明する。

コンピュータ９は、燃料量（供給燃料量）とエンジン回転速度とを基に、２段過給と１段過給とを切替制御する。

コンピュータ９は、基本的には、自身で求めた燃料量が所定の燃料量未満、かつエンジン回転速度センサの検出エンジン回転速度が所定のエンジン回転速度未満のときには、吸気切替弁７をＯＮ、排気切替弁４１および高圧段排気調整弁４２を２段過給位置にして低圧段コンプレッサー１８で過給した吸気をさらに高圧段コンプレッサー１６で過給する
（２段過給）。

他方、コンピュータ９は、燃料量が所定の燃料量以上またはエンジン回転速度が所定のエンジン回転速度以上のときには、吸気切替弁７をＯＦＦ、排気切替弁４１および高圧段排気調整弁４２を１段過給位置にして、低圧段コンプレッサー１８のみで吸気を過給する（１段過給）。

具体的には、コンピュータ９には、燃料量とエンジン回転速度とをパラメータとして、吸気切替弁７、排気切替弁４１および高圧段排気調整弁４２の目標値が予め設定された弁制御マップが格納される。その弁制御マップに基づき、コンピュータ９は、吸気切替弁７をＯＮ／ＯＦＦ制御すると共に排気切替弁４１および高圧段排気調整弁４２を各々開度制御する。その弁制御マップには、上述した所定の燃料量および所定のエンジン回転速度により、高圧段使用領域と低圧段使用領域とが定義されている。

次に、エンジン制御手段としてのコンピュータ９について説明する。

コンピュータ９は、エンジン２の運転状態（例えば、図示しないアクセル開度センサの検出アクセル開度およびエンジン回転速度センサ１３の検出エンジン回転速度）を基に、供給燃料量と燃料噴射時期とを求め、燃料噴射装置を制御する。

具体的には、コンピュータ９は、エンジン２の燃料噴射量と燃料噴射時期とを制御マップに基づき制御する。そのコンピュータ９には、吸気切替弁７の正常時に使用する通常噴射時期制御マップと、吸気切替弁７のシール不良を検出したときに使用する緊急噴射時期制御マップとが格納される。

この緊急噴射時期制御マップと後述する緊急ＭＡＦ制御マップとは、例えば、弁制御マップ上では２段過給に設定される領域（高圧段使用領域）で１段過給を行った場合に、排ガスの過度の悪化やエンストなどの問題を発生させることなく車両が走行するように、適宜設定される。

次に、吸入空気量制御手段としてのコンピュータ９について説明する。

コンピュータ９は、エンジン２の運転状態（例えば、燃料噴射量および検出エンジン回転速度）を基に、吸入空気量（図例では、ＭＡＦ値）を制御する。

コンピュータ９は、エンジン２の吸入空気量を制御マップに基づき制御する。例えば、コンピュータ９は、制御マップから読み取った目標ＭＡＦ値にＭＡＦセンサ２４の検出ＭＡＦ値が一致するように、ＥＧＲ弁４４（ＥＧＲ率）を制御する。そのコンピュータ９には、吸気切替弁７の正常時に使用する通常ＭＡＦ制御マップ（通常吸入空気量制御マッ
プ）と、吸気切替弁７のシール不良を検出したときに使用する緊急ＭＡＦ制御マップ（緊急吸入空気量制御マップ）とが格納される。

次に、判断手段としてのコンピュータ９について説明する。

コンピュータ９は、２段過給を行う際に、高圧段コンプレッサー１６の入口の吸気温度と低圧段コンプレッサー１８の出口の吸気温度とから吸気切替弁７のシール不良を検出する。

詳しくは後述するが、コンピュータ９は、２段過給時に、高圧段コンプレッサー入口温度計３２により高圧段コンプレッサー入口温度Ｔｉｎを検出し、低圧段コンプレッサー出口温度計３１により低圧段コンプレッサー出口温度Ｔｏｕｔを検出する。次に、コンピュータ９は、高圧段コンプレッサー入口温度Ｔｉｎから低圧段コンプレッサー出口温度Ｔｏｕｔを引いて温度差ΔＴを求める。次に、コンピュータ９は、求めた温度差ΔＴが温度差規定値（所定温度差）Ｔｒを超えるときに、吸気切替弁７のシール不良と判断する。

さらに、コンピュータ９は、２段過給時に吸気切替弁７のシール不良を検出したときには、正常ならば２段過給を行う場合（運転状態）であっても、吸気切替弁７を全開（ＯＦＦ）にすると共に排気切替手段８（排気切替弁４１および高圧段排気調整弁４２）を１段過給位置に切り替えて、強制的に低圧段ターボチャージャー６による１段過給を行う。

この吸気切替弁７のシール不良を検出したときに、強制的に１段過給に切り替えた場合、コンピュータ９は、制御マップを、通常制御マップ（通常噴射時期制御マップ、通常ＭＡＦ制御マップ）から緊急制御マップ（緊急噴射時期制御マップ、緊急ＭＡＦ制御マップ）に各々切り替える。

本実施形態の２ステージターボシステム１は、コンピュータ９が吸気切替弁７のシール不良を検出したときに、異常の発生を警告するための警告手段４５を備える。

その警告手段４５は、コンピュータ９に接続され、吸気切替弁７のシール不良が検出されたときに、コンピュータ９から故障信号が入力される。警告手段４５は、例えば、車両の運転室に設けられた警告ランプや警告ブザーなどが考えられる。

次に、本実施形態の２ステージターボシステム１の作動を説明する。

図４に基づき、吸気切替弁７のシール不良と、高圧段および低圧段コンプレッサー１６、１８の吸気温度との関係を説明する。

図４に示すように、吸気切替弁７のシール性が悪化すると、高圧段コンプレッサー１６で過給された吸気は、吸気切替弁７のシール不良部分を介して、高圧段コンプレッサー１６の入口に再び吸い込まれる。

その結果、高圧段コンプレッサー入口温度計３２で検出される高圧段コンプレッサー入口温度Ｔｉｎは、低圧段コンプレッサー出口温度計３１で検出される低圧段コンプレッサー出口温度Ｔｏｕｔよりも高温の吸気が循環されることになり高い温度となる。

すなわち、高圧段コンプレッサー１６から吐出される吸気は、高圧段コンプレッサー１６で加圧（圧縮）される際に昇温されることから、低圧段コンプレッサー１８から吐出される吸気よりも高温になる。

そのため、吸気切替弁７のシール不良が発生して、高圧段コンプレッサー１６に吸入される吸気に、高圧段コンプレッサー１６で昇温された吸気が混ざると、高圧段コンプレッサー１６の吸入空気温度が、低圧段コンプレッサー１８の吐出空気温度よりも高くなる。

そこで、本実施形態の２ステージターボシステム１では、高圧段コンプレッサー入口温度Ｔｉｎと低圧段コンプレッサー出口温度Ｔｏｕｔとを測定・比較し、高圧段コンプレッサー入口温度Ｔｉｎが低圧段コンプレッサー出口温度Ｔｏｕｔよりも高いときに、吸気切替弁７にシール不良が発生していると判断する。

さらに、本実施形態では、吸気切替弁７のシール不良が発生した場合に、異常の発生を警告手段４５により表示し、使用者にメンテナンスの必要性を警告する。

また、吸気切替弁７のシール不良が発生した場合に、本来は高圧段使用領域（２段過給を行う運転状態）であっても排気切替弁４１および高圧段排気調整弁４２を全開にし、かつ吸気切替弁７をＯＦＦ（低圧段使用）に切替えて、低圧段ターボチャージャー６による１段過給を行う。さらに、高圧段使用を前提に設定されている燃料噴射時期やＭＡＦ制御用の通常制御マップを低圧段使用に合わせた緊急制御マップに切替えて、低圧段ターボチャージャー６による過給での自走を可能にする。

次に、図５および図６のフローチャートに基づき本実施形態の２ステージターボシステム１の作動の一例を詳細に説明する。図５および図６のフローチャートは、コンピュータ９により実行される。

図５のステップＳ１からステップＳ５は、エンジン２の燃料噴射時期を制御すると共にＥＧＲ率をＭＡＦ値により制御するメインの制御フローである。

ステップＳ１では、キースイッチがＯＮにされ、作動が開始される。

ステップＳ２およびステップＳ３では、コンピュータ９は、メイン制御で使用する制御マップとして、通常噴射時期制御マップと通常ＭＡＦ制御マップとを読み込む。以後、コンピュータ９は、吸気切替弁７が正常な場合、これら通常制御マップにより燃料噴射装置の燃料噴射時期とＥＧＲ装置１０のＥＧＲ率（ＭＡＦ値）とを各々制御する。

ステップＳ４では、コンピュータ９は、エンジン回転速度センサ１３によりエンジン回転速度を測定すると共に、エンジン２に投入（供給）される燃料量を求める。

ステップＳ４の後、図５のメインルーチンから図６のサブルーチン（ステップＳ６−ステップＳ１６）に移行する。

ステップＳ６では、コンピュータ９は、吸気切替弁７のシール不良を判断するためのフラッグ（ＦＬＡＧ）を読み込む。ここで、フラッグは、コンピュータ９がシール不良発生と判断した後に１が設定されるものであり、正常と判断している間（シール不良検出前）は０が設定される。

ステップＳ６で読み込んだフラッグが０のとき、コンピュータ９は、ステップＳ７に進む。ステップＳ７では、コンピュータ９は、ステップＳ４で求めたエンジン回転速度と燃料量とを基に、弁制御マップから排気切替弁４１および高圧段排気調整弁４２の弁開度と吸気切替弁７のＯＮ／ＯＦＦとを読み込む。ステップＳ８では、コンピュータ９は、ステップＳ７で読み取った値（条件）に各弁７、４１、４２を各々制御する。

ステップＳ９では、コンピュータ９は、高圧段ターボチャージャー５が使用されているか否か（２段過給が行われているか否か）を判断する。

具体的には、コンピュータ９は、排気切替弁４１の弁開度が所定開度（図例では全閉＝０％）を超えるか否か判断する。ステップＳ９で、排気切替弁４１が開きだしている場合（＞０％）は、２ステージターボシステム１は、低圧段使用領域（１段過給）に移るので、コンピュータ９は、メインルーチンのステップＳ５に戻る。

一方、排気切替弁４１が閉じている場合は、２ステージターボシステム１は、高圧段使用領域（２段過給）にあるので、コンピュータ９は、ステップＳ１０に移行する。

ステップＳ１０では、コンピュータ９は、ステップＳ４で求めたエンジン回転速度と燃料量とが、規定値を超える領域にあるか否かを判断する。

ステップＳ１０で、ステップＳ４のエンジン回転速度が回転速度規定値Ｎ１を超え、かつステップＳ４の燃料量が燃料規定値Ｑ１を越える場合、コンピュータ９は、ステップＳ１１以降で、吸気切替弁７の異常を判断する。

ここで、回転速度規定値Ｎ１と燃料規定値Ｑ１とは、高圧段ターボチャージャー５が十分に働き、吸気切替弁７の異常有無を判断可能な領域を設定する。

本例では回転速度規定値Ｎ１をエンジン回転速度１０００ｒｐｍ、燃料規定値Ｑ１を燃料量２５ｍｍ^３／ｓｔで説明する。なお、回転速度規定値Ｎ１、燃料規定値Ｑ１は、使用するエンジン２によって異なり、対象エンジンを用いて実験的に決定すべき値である。

ステップＳ１１では、コンピュータ９は、高圧段コンプレッサー入口温度計３２により高圧段コンプレッサー入口温度Ｔｉｎを測定すると共に、低圧段コンプレッサー出口温度計３１により低圧段コンプレッサー出口温度Ｔｏｕｔを測定し、ステップＳ１２で、温度差ΔＴ＝Ｔｉｎ−Ｔｏｕｔを演算する。

ステップＳ１３では、コンピュータ９は、温度差ΔＴが温度差規定値Ｔｒを超えるか否か判断する。ステップＳ１３で、温度差ΔＴが温度差規定値Ｔｒを超える場合、コンピュータ９は、吸気切替弁７のシール不良が発生していると判断して、ステップＳ１４に移行する。一方、温度差ΔＴが温度差規定値Ｔｒ以下の場合、コンピュータ９は、異常なしと判断してメインルーチンのステップＳ５に戻る。なお、図例では温度差規定値Ｔｒを１０℃としたが、これに限定されず、温度差規定値Ｔｒは、実験などにより適宜決定される。

ステップＳ１３で吸気切替弁７のシール不良ありと判断された場合、ステップＳ１４では、コンピュータ９は、排気切替弁４１および高圧段排気調整弁４２を全開に固定し、吸気切替弁７をＯＦＦに固定する。つまり、吸気系を低圧段経路に設定して、１段過給を行う。

ステップＳ１５では、コンピュータ９は、燃料噴射時期およびＥＧＲ率（ＭＡＦ値）の制御に使用するマップを、通常噴射時期制御マップ（図６では、燃料噴射時期ベースＭＡＰ）および通常ＭＡＦ制御マップ（図６では、ＭＡＦベースＭＡＰ）から、本来は高圧段ターボチャージャー５を使用して２段過給を行うことが好ましい高圧段領域で低圧段ターボチャージャー６のみを使用して１段過給を行うために設定された緊急燃料噴射時期マップ（図６では、低圧段専用ＭＡＰｔｓ）および緊急ＭＡＦ制御マップ（図６では、低圧段専用ＭＡＰｔｍ）に、切り替える。

ステップＳ１６では、コンピュータ９は、警告手段４５により故障表示を行う。また、コンピュータ９は、フラッグに吸気切替弁７異常ありを意味する”１”を立てる。これにより、以後のサイクルにおいて、コンピュータ９がステップＳ６にてフラッグ（ＦＬＡＧ＝１）を読み取るので、低圧段固定の緊急制御となる。

次にコンピュータ９は、図５のステップＳ５に進む。ステップＳ５では、燃料噴射装置の燃料噴射時期、ＥＧＲ装置１０のＭＡＦ制御およびＥＧＲ制御などのエンジン制御を、制御マップに基づき実際に行う。

具体的には、コンピュータ９は、ステップＳ１５で切り替えた緊急制御マップ（緊急燃料噴射時期マップおよび緊急ＭＡＦ制御マップ）を使用して制御を行う。なお、シール不良検出前は、通常制御マップ（通常噴射時期制御マップおよび通常ＭＡＦ制御マップ）が使用される。

ステップＳ５の後、コンピュータ９は、ステップＳ４に再び戻り、ステップＳ４、ステップＳ６−Ｓ１６、およびステップＳ５を実行する。

このように、本実施形態の２ステージターボシステム１では、吸気切替弁７のシール不良を確実に検知することができる。

その結果、ドライバーに適切な警告を発信することができ、それにより、煤やＮＯｘ排出の増加防止やエンジン２の熱負荷増加の防止を確実に行うことができる。

また、吸気切替弁７のシール不良を検出した際に、制御マップを緊急制御マップに切り替えることで、シール不良が発生した場合でも、走行が可能となる。

［他の実施形態］
次に、図７および図８に基づき他の実施形態の２ステージターボシステムを説明する。

本実施形態は、上述の図１の実施形態とは、シール不良を、高圧段コンプレッサーの圧力比により検出する点で異なり、その他は実質的に同じである。したがって、上述の実施形態と同一の要素については、図中同一符号を付すに止め、詳細な説明は省略する。

図７に示すように、本実施形態の２ステージターボシステム１０１は、高圧段コンプレッサー１６に吸入される吸気の圧力を検出するための高圧段コンプレッサー入口圧力計
（高圧段コンプレッサー入口圧力検出手段）１３１と、高圧段コンプレッサー１６から吐出された吸気の圧力を検出するための高圧段コンプレッサー出口圧力計（高圧段コンプレッサー出口圧力検出手段）１３２と、大気圧センサ１３４とを備える。

高圧段コンプレッサー入口圧力計１３１は、分岐部２５と高圧段コンプレッサー１６の入口との間の分岐管２２に設けられ、高圧段コンプレッサー１６の入口に近接させて配置される。高圧段コンプレッサー出口圧力計１３２は、高圧段コンプレッサー出口管２３に設けられ、高圧段コンプレッサー１６の出口に近接させて配置される。大気圧センサ１３４は、例えば、低圧段コンプレッサー入口管２１などに設けられる。

これら高圧段コンプレッサー入口圧力計１３１、高圧段コンプレッサー出口圧力計１３２、および大気圧センサ１３４は、伝達手段（例えば、信号線など）３３を介してコンピュータ９に各々接続される。

本実施形態の２ステージターボシステム１０１では、高圧段コンプレッサー１６の圧力比（吐出圧／吸入圧）の低下により、吸気切替弁７のシール不良を判断する。

すなわち、吸気切替弁７のシール性が悪化すると、高圧段コンプレッサー１６で過給された吸気が、吸気切替弁７のシール不良部分を介して高圧段コンプレッサー１６の入口に再び吸い込まれる。

その結果、高圧段コンプレッサー１６の入口側（高圧段コンプレッサー入口圧力計１３１の近傍）の圧力が高くなり、高圧段コンプレッサー１６の圧力比が正常時に比べて低下することになる。

そこで、コンピュータ９は、高圧段コンプレッサー出口圧力計１３２により検出された高圧段コンプレッサー出口圧力Ｐｏｕｔと高圧段コンプレッサー入口圧力計１３１により検出された高圧段コンプレッサー入口圧力Ｐｉｎとの圧力比が圧力比規定値（所定圧力
比）未満のときに、吸気切替弁７のシール不良と判断する。

より具体的には、コンピュータ９は、高圧段コンプレッサー出口圧力Ｐｏｕｔと高圧段コンプレッサー入口圧力Ｐｉｎとに、大気圧センサ１３４により検出された大気圧Ｐ０を加算して絶対圧力（Ｐｏｕｔ＋Ｐ０、Ｐｉｎ＋Ｐ０）に換算し、それら絶対圧力の圧力比ＰＰを求める。

また、上述したように、コンピュータ９は、予め設定されたエンジン回転数速度および燃料噴射量の領域（＞Ｎ１、＞Ｑ１）で、高圧段コンプレッサー１６の圧力比ＰＰを検出し、その圧力比ＰＰが圧力比規定値Ｐｒを下回る場合に吸気切替弁７にシール不良が発生しているものと判断する。

次に、図８のフローチャートに基づき本実施形態の２ステージターボシステム１０１の作動の一例を詳細に説明する。

図８のフローチャートは、上述した図６のフローチャートとは、ステップＳ１１１からステップＳ１１３が異なる。そこで、ステップＳ１１１からステップＳ１１３のみを説明する。

ステップＳ１１１では、コンピュータ９は、高圧段コンプレッサー入口圧力計１３１から高圧段コンプレッサー入口圧力Ｐｉｎを読み込み、高圧段コンプレッサー出口圧力計１３２から高圧段コンプレッサー出口圧力Ｐｏｕｔを読み込み、大気圧センサ１３４から大気圧Ｐ０を読み込む。

ステップＳ１１２では、コンピュータ９は、ステップＳ１１１で読み込んだ高圧段コンプレッサー入口圧力Ｐｉｎと高圧段コンプレッサー出口圧力Ｐｏｕｔとに各々大気圧Ｐ０を加える。さらに、高圧段コンプレッサー出口圧力Ｐｏｕｔと大気圧Ｐ０の和（Ｐｏｕｔ＋Ｐ０）を高圧段コンプレッサー入口圧力Ｐｉｎと大気圧Ｐ０の和（Ｐｉｎ＋Ｐ０）で割り圧力比ＰＰを演算する。

ステップＳ１１３では、コンピュータ９は、ステップＳ１１２で求めた圧力比ＰＰが圧力比規定値Ｐｒ未満か否か判断する。ステップＳ１１３で、圧力比ＰＰが圧力比規定値Ｐｒ未満の場合、コンピュータ９は、吸気切替弁７のシール不良が発生していると判断して、ステップＳ１４に移行する。一方、圧力比ＰＰが圧力比規定値Ｐｒ以上の場合、コンピュータ９は、異常なしと判断してメインルーチンのステップＳ５に戻る。なお、図例では圧力比規定値Ｐｒを１．１としたが、これに限定されず、圧力比規定値Ｐｒは、実験などにより適宜決定される。

本実施形態でも上述の図１の実施形態と同様の効果が得られる。

なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、様々な変形例や応用例が考えられるものである。

図１は、本発明に係る一実施形態による２ステージターボシステムの概略構成図である。図２は、本実施形態の吸気切替弁の作動を説明するための図であり、吸気切替弁のＯＮ時を示す。図３は、本実施形態の吸気切替弁の作動を説明するための図であり、吸気切替弁のＯＦＦ時を示す。図４は、吸気切替弁のシール不良を説明するための図である。図５は、本実施形態の２ステージターボシステムによるフローチャートの一例であり、メインルーチンを示す。図６は、本実施形態の２ステージターボシステムによるフローチャートの一例であり、サブルーチンを示す。図７は、他の実施形態に係る２ステージターボシステムの概略構成図である。図８は、他の実施形態の２ステージターボシステムによるフローチャートの一例であり、サブルーチンを示す。図９は、従来の２ステージターボシステムの概略構成図である。図１０は、従来の吸気切替弁の作動を説明するための図である。図１１は、高圧段コンプレッサーの出口温度と出口圧力との関係を説明するための図である。図１２は、高圧段コンプレッサーの出口圧力と高圧段タービンの膨張比との関係を説明するための図である。図１３は、エンジンの供給燃料量と高圧段コンプレッサーの圧力比との関係を説明するための図である。図１４は、エンジンの供給燃料量と高圧段タービンの膨張比との関係をを説明するための図である。

符号の説明

１、１０１２ステージターボシステム
２エンジン
３吸気通路
４排気通路
５高圧段ターボチャージャー
６低圧段ターボチャージャー
７吸気切替弁
９コンピュータ（判断手段）
１１吸気マニフォールド（吸気入口）
１５高圧段タービン
１６高圧段コンプレッサー
１７低圧段タービン
１８低圧段コンプレッサー
２６吸気バイパス通路
３１低圧段コンプレッサー出口温度計（低圧段コンプレッサー出口温度検出手段）
３２高圧段コンプレッサー入口温度計（高圧段コンプレッサー入口温度検出手段）
１３１高圧段コンプレッサー入口圧力計（高圧段コンプレッサー入口圧力検出手段）１３２高圧段コンプレッサー出口圧力計（高圧段コンプレッサー出口圧力検出手段）１３４大気圧センサ

Claims

エンジンの排気通路に設けられた高圧段タービンと上記エンジンの吸気通路に設けられた高圧段コンプレッサーとを有する高圧段ターボチャージャーと、
上記高圧段タービンよりも下流の排気通路に設けられた低圧段タービンと上記高圧段コンプレッサーよりも上流の吸気通路に設けられた低圧段コンプレッサーとを有する低圧段ターボチャージャーと、
上記エンジンの吸気入口を上記高圧段コンプレッサーと上記低圧段コンプレッサーとの間の吸気通路に接続する吸気バイパス通路と、
上記低圧段コンプレッサーで過給した吸気をさらに上記高圧段コンプレッサーで過給する２段過給時に上記吸気バイパス通路を閉塞する吸気切替弁とを備えた２ステージターボシステムにおいて、
上記低圧段コンプレッサーから吐出された吸気の温度を、上記吸気バイパス通路と吸気通路との接続部よりも上流側で、検出するための低圧段コンプレッサー出口温度検出手段と、
上記高圧段コンプレッサーに吸入される吸気の温度を、上記吸気バイパス通路と吸気通路との接続部よりも下流側で、検出するための高圧段コンプレッサー入口温度検出手段と、
上記２段過給時に、上記高圧段コンプレッサー入口温度検出手段により検出された高圧段コンプレッサー入口温度から上記低圧段コンプレッサー出口温度検出手段により検出された低圧段コンプレッサー出口温度を引いた温度差が所定温度差を超えるときに、上記吸気切替弁のシール不良と判断する判断手段とを備えたことを特徴とする２ステージターボシステム。
上記吸気通路は、上流端が上記低圧段コンプレッサーの出口に接続されると共に、下流側が分岐部にて二股状に分岐し、その分岐した一方の下流端が上記高圧段コンプレッサーの入口に接続され他方の下流端が上記エンジンの吸気入口に接続された分岐通路と、そのエンジン側に分岐した分岐通路に上記高圧段コンプレッサーの出口を接続する高圧段コンプレッサー出口通路とを備え、
上記吸気バイパス通路が、上記エンジン側に分岐した分岐通路で構成され、上記吸気切替弁が、上記吸気バイパス通路と上記高圧段コンプレッサー出口通路との接続部に設けられ、上記低圧段コンプレッサー出口温度検出手段が、上記低圧段コンプレッサーの出口と上記分岐部との間の分岐通路に設けられ、上記高圧段コンプレッサー入口温度検出手段が、上記高圧段コンプレッサーの入口と上記分岐部との間の分岐通路に設けられた請求項１記載の２ステージターボシステム。
エンジンの排気通路に設けられた高圧段タービンと上記エンジンの吸気通路に設けられた高圧段コンプレッサーとを有する高圧段ターボチャージャーと、
上記高圧段タービンよりも下流の排気通路に設けられた低圧段タービンと上記高圧段コンプレッサーよりも上流の吸気通路に設けられた低圧段コンプレッサーとを有する低圧段ターボチャージャーと、
上記高圧段コンプレッサーと上記低圧段コンプレッサーとの間の吸気通路を上記エンジンの吸気入口に接続する吸気バイパス通路と、
上記低圧段コンプレッサーで過給した吸気をさらに上記高圧段コンプレッサーで過給する２段過給時に上記吸気バイパス通路を閉塞するための吸気切替弁とを備えた２ステージターボシステムにおいて、
上記高圧段コンプレッサーに吸入される吸気の圧力を検出するための高圧段コンプレッサー入口圧力検出手段と、
上記高圧段コンプレッサーから吐出された吸気の圧力を検出するための高圧段コンプレッサー出口圧力検出手段と、
上記高圧段コンプレッサー出口圧力検出手段により検出された高圧段コンプレッサー出口圧力を上記高圧段コンプレッサー入口圧力検出手段により検出された高圧段コンプレッサー入口圧力で割った圧力比が所定圧力比未満のときに、上記吸気切替弁のシール不良と判断する判断手段とを備えたことを特徴とする２ステージターボシステム。
上記吸気通路は、上流端が上記低圧段コンプレッサーの出口に接続されると共に、下流側が分岐部にて二股状に分岐し、その分岐した一方の下流端が上記高圧段コンプレッサーの入口に接続され他方の下流端が上記エンジンの吸気入口に接続された分岐通路と、そのエンジン側に分岐した分岐通路に上記高圧段コンプレッサーの出口を接続する高圧段コンプレッサー出口通路とを備え、
上記吸気バイパス通路が、上記エンジン側に分岐した分岐通路で構成され、上記吸気切替弁が、上記吸気バイパス通路と上記高圧段コンプレッサー出口通路との接続部に設けられ、上記高圧段コンプレッサー入口圧力検出手段が、上記高圧段コンプレッサーの入口と上記分岐部との間の分岐通路に設けられ、上記高圧段コンプレッサー出口圧力検出手段が、上記高圧段コンプレッサー出口通路に設けられた請求項３記載の２ステージターボシステム。
上記エンジンの排気出口からの排気を上記高圧段タービンおよび上記低圧段タービンに導入する２段過給位置と上記低圧段タービンのみに導入する１段過給位置とで切替可能な排気切替手段を備え、
上記判断手段は、上記２段過給時に上記吸気切替弁のシール不良を検出したときに、上記吸気切替弁を全開にすると共に、上記排気切替手段を上記１段過給位置に切り替える請求項１から４いずれかに記載の２ステージターボシステム。
上記排気切替手段は、上記エンジンの排気出口を上記高圧段タービンと上記低圧段タービンとの間の排気通路に接続する排気バイパス通路に設けられた排気切替弁と、上記高圧段タービンの上流の排気通路を、上記排気バイパス通路と上記高圧段タービンとの間の排気通路に接続する高圧段タービンバイパス通路に設けられた高圧段排気調整弁とを備え、上記判断手段は、上記２段過給時に上記吸気切替弁のシール不良を検出したときに、上記排気切替弁を全開にして上記排気バイパス通路を開放すると共に、上記高圧段排気調整弁を全開にして上記高圧段タービンバイパス通路を開放する請求項５記載の２ステージターボシステム。
上記エンジンの燃料噴射時期を制御マップに基づき制御するエンジン制御手段を備え、そのエンジン制御手段は、上記吸気切替弁の正常時に使用する通常噴射時期制御マップと、上記判断手段が上記吸気切替弁のシール不良を検出したときに使用する緊急噴射時期制御マップとを有する請求項６記載の２ステージターボシステム。
上記エンジンの吸入空気量を制御マップに基づき制御する吸入空気量制御手段を備え、その吸入空気量制御手段は、上記吸気切替弁の正常時に使用する通常吸入空気量制御マップと、上記判断手段が上記吸気切替弁のシール不良を検出したときに使用する緊急吸入空気量制御マップとを有する請求項６または７記載の２ステージターボシステム。
上記判断手段が上記吸気切替弁のシール不良を検出したときに、異常の発生を警告するための警告手段を備えた請求項１から８いずれかに記載の２ステージターボシステム。