JP2015178810A

JP2015178810A - ターボ過給機付エンジンの故障検出装置

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Publication number: JP2015178810A
Application number: JP2014056831A
Authority: JP
Inventors: 貴史西尾; Takashi Nishio
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2014-03-19
Filing date: 2014-03-19
Publication date: 2015-10-08
Anticipated expiration: 2034-03-19
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Abstract

【課題】エンジン１の運転領域に応じて排気カット弁４３を開状態又は閉状態に切り換えるとともに、該排気カット弁４３が開状態となる開運転領域及び閉状態となる閉運転領域のそれぞれで、実過給圧が目標過給圧になるように、ウエストゲート弁４７の開度をフィードバック制御する場合に、排気カット弁４３の故障を正確に判定できるようにする。【解決手段】上記閉運転領域及び上記開運転領域のそれぞれにおいて、ウエストゲート弁４７を閉じる側のフィードバック量が所定量以上であって上記実過給圧が上記目標過給圧よりも低くかつ該実過給圧と該目標過給圧との偏差が所定値以上となる異常状態が生じているか否かを判定するとともに、上記両運転領域での該判定結果に基づいて、排気カット弁４３の正常／故障を判定する。【選択図】図１

Description

本発明は、排気通路におけるターボ過給機のタービンの手前でエンジンの排気ガスの流速を大小２段階に切り換えるべく開状態と閉状態とに切り換え可能な排気カット弁を備えた、ターボ過給機付エンジンの故障検出装置する技術分野に属する。

従来より、例えば特許文献１に示されているように、タービンに排気ガスを供給する排気通路を２つの独立した通路に分割し、そのうちの１つの通路に、該通路を開通、遮断する排気カット弁を設け、この排気カット弁を開状態と閉状態とに切り換えることで、排気通路における上記タービンの手前で排気ガスの流速を大小２段階に切り換えるようにしたものが知られている。すなわち、排気ガス量の少ないエンジンの運転領域では、排気カット弁を閉状態にして１つの通路のみからタービンに排気ガスを供給することにより、排気ガスの流速を、通路分割前の排気通路の排気ガスの流速よりも大きくして所要の過給効果を確保し、排気ガス量の多い運転領域では、排気カット弁を開いて全ての通路から排気ガスをタービンに供給することにより、排圧の上昇によるエンジン出力の低下を防止するようにしている。

また、特許文献１では、排気ガスを、上記タービンをバイパスして流すための排気バイパス通路と、該排気バイパス通路に設けられた排気バイパス弁（ウエストゲート弁）とを更に備え、排気カット弁が開状態となる開運転領域及び閉状態となる閉運転領域のそれぞれで、実過給圧が、エンジンの運転状態に応じて予め設定した目標過給圧になるように、上記排気バイパス弁の開度をフィードバック制御するようにしている。

上記のようなターボ過給機付エンジンでは、排気カット弁の開閉機能に故障が発生した場合、上述のようなフィードバック制御ができなくなる。そこで、特許文献１では、上記閉運転領域で過給圧が第１設定過給圧値以下であるときには、排気カット弁が開状態で固着している故障であると判定する一方、上記開運転領域で過給圧が第２設定過給圧値以下であるときには、排気カット弁が閉状態で固着している故障であると判定するようにしている。

特開２００３−３２８７６５号公報

ところで、上記排気カット弁には、その開状態及び閉状態を検出するためのセンサが設けられないか、又は、そのようなセンサが設けられたとしても、通路に対して進退する弁本体の状態を直接検出するのではなくて、弁の駆動源の制御のために該駆動源に近い部分に設けられる場合がある。この場合、弁駆動機構の一部で故障する等して排気カット弁が開状態又は閉状態で固着したとすると、そのようなセンサで排気カット弁の故障を検出することは困難である。

そこで、上記特許文献１のような判定方法により排気カット弁の故障を検出するようにすることが考えられる。しかし、特許文献１の判定方法では、排気カット弁の故障を正確に判定することは困難である。すなわち、ウエストゲート弁を閉じる側のフィードバック量が少ない状態では、開運転領域であっても閉運転領域であっても、過給圧が上昇しない場合があり、この場合には、排気カット弁の故障であるとは必ずしも言えない。また、上記特許文献１では、開運転領域と閉運転領域とのそれぞれ単独の領域で排気カット弁の故障を判定するため、必ずしも正確に排気カット弁の故障を判定できるとは限らない。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エンジンの運転領域に応じて排気カット弁を開状態又は閉状態に切り換えるとともに、該排気カット弁が開状態となる開運転領域及び閉状態となる閉運転領域のそれぞれで、実過給圧が目標過給圧になるように、ウエストゲート弁の開度をフィードバック制御する場合に、排気カット弁の故障を正確に判定できるようにすることにある。

上記の目的を達成するために、本発明では、エンジンの排気通路に配設されたタービンと吸気通路に配設されたコンプレッサとを有するターボ過給機と、上記排気通路における上記タービンの手前で上記エンジンの排気ガスの流速を大小２段階に切り換えるべく開状態と閉状態とに切り換え可能な排気カット弁と、上記排気ガスを、上記タービンをバイパスして流すための排気バイパス通路と、該排気バイパス通路に設けられたウエストゲート弁と、上記コンプレッサにより過給された吸入空気の過給圧を検出する過給圧検出手段と、上記エンジンの運転領域に応じて上記排気カット弁を開状態又は閉状態に切り換えるとともに、該排気カット弁が開状態となる開運転領域及び閉状態となる閉運転領域のそれぞれで、上記過給圧検出手段により検出される実過給圧が、上記エンジンの運転状態に応じて予め設定した目標過給圧になるように、上記ウエストゲート弁の開度をフィードバック制御する弁制御手段とを備えた、ターボ過給機付エンジンの故障検出装置を対象として、上記弁制御手段は、上記閉運転領域及び上記開運転領域のそれぞれにおいて、上記ウエストゲート弁を閉じる側のフィードバック量が所定量以上であって上記実過給圧が上記目標過給圧よりも低くかつ該実過給圧と該目標過給圧との偏差が所定値以上となる異常状態が生じているか否かを判定するとともに、上記両運転領域での該判定結果に基づいて、上記排気カット弁の正常／故障を判定するように構成されている、という構成とした。

上記の構成により、各運転領域で、ウエストゲート弁を閉じる側のフィードバック量を考慮して、そのフィードバック量が大きいにも拘わらず実過給圧が目標過給圧に収束しない場合に異常状態であると判定するので、異常状態が生じているか否かを正確に判定することができる。また、両運転領域での、異常状態が生じているか否かの判定結果に基づいて、排気カット弁の正常／故障を判定するので、排気カット弁の正常／故障を正確に判定することができるようになる。

上記ターボ過給機付エンジンの故障検出装置の一実施形態では、上記弁制御手段は、上記両運転領域のうち上記閉運転領域のみで上記異常状態が生じていると判定したときには、上記排気カット弁が開状態で固着していると判定するように構成されている。

このことにより、排気カット弁が開状態で固着しているという故障を正確に判定することができる。

上記ターボ過給機付エンジンの故障検出装置の他の実施形態では、上記弁制御手段は、上記両運転領域のうち上記開運転領域のみで上記異常状態が生じていると判定したときには、上記排気カット弁が閉状態で固着していると判定するように構成されている。

このことにより、排気カット弁が閉状態で固着しているという故障を正確に判定することができる。

上記ターボ過給機付エンジンの故障検出装置において、上記弁制御手段は、上記開運転領域又は上記閉運転領域への上記運転領域の移行から第１所定時間が経過するまでは、上記異常状態が生じているか否かの判定を行わないように構成されている、ことが好ましい。

すなわち、運転領域の移行から第１所定時間（排気カット弁の開状態又は閉状態への移行が完了するまでの時間と略同じ時間であって、例えば５秒）が経過するまでは、過給圧が安定しないため、異常状態が生じているか否かの判定を正確に行うことは困難である。したがって、運転領域の移行から第１所定時間の経過後に、異常状態が生じているか否かの判定を行うことで、その判定を正確に行うことができるようになる。

上記の場合、上記弁制御手段は、上記運転領域の移行から上記第１所定時間の経過後において、該第１所定時間の経過時から第２所定時間以内のみでかつ上記両運転領域のうち上記閉運転領域のみで上記異常状態が生じていると判定したときには、上記排気カット弁の開状態から閉状態への作動遅れ故障であると判定し、上記第１所定時間の経過時から上記第２所定時間以内のみでかつ上記両運転領域のうち上記開運転領域のみで上記異常状態が生じていると判定したときには、上記排気カット弁の閉状態から開状態への作動遅れ故障であると判定し、上記第１所定時間の経過時から第２所定時間以内のみでかつ上記両運転領域で上記異常状態が生じていると判定したときには、上記排気カット弁の開状態から閉状態への作動遅れ故障及び閉状態から開状態への作動遅れ故障の両方の故障であると判定するように構成されていてもよい。

このことにより、運転領域移行後の初期に排気カット弁が遅れて正常になる場合があり、このような排気カット弁の作動遅れも検出することができるようになる。

上記ターボ過給機付エンジンの故障検出装置の更に他の実施形態では、上記弁制御手段は、上記両運転領域で上記異常状態が生じていると判定したときには、上記排気カット弁が開状態と閉状態との間の状態で固着しているか、又は、該排気カット弁以外の、上記ウエストゲート弁の開度のフィードバック制御系の故障であると判定するように構成されている。

こうすることで、排気カット弁の開状態及び閉状態の固着以外の故障（開状態と閉状態との間で固着する故障）や、排気カット弁以外の、ウエストゲート弁の開度のフィードバック制御系の故障（ウエストゲート弁自体の故障等）を検出することができる。

以上説明したように、本発明のターボ過給機付エンジンの故障検出装置によると、開運転領域及び閉運転領域のそれぞれにおいて、ウエストゲート弁を閉じる側のフィードバック量が所定量以上であって実過給圧が目標過給圧よりも低くかつ該実過給圧と該目標過給圧との偏差が所定値以上となる異常状態が生じているか否かを判定するとともに、上記両運転領域での該判定結果に基づいて、排気カット弁の正常／故障を判定するようにしたことにより、排気カット弁の正常／故障を正確に判定することができるとともに、排気カット弁の開状態及び閉状態の固着以外の故障や、排気カット弁以外の、ウエストゲート弁の開度のフィードバック制御系の故障を検出することができる。

本発明の実施形態に係る故障検出装置が適用されたターボ過給機付エンジンの概略構成を示す図である。排気カット弁及びウエストゲート弁の制御系の構成を示すブロック図である。エンジンの排気カット弁開運転領域及び閉運転領域を示す図である。コントロールユニットによるウエストゲート弁の開度の制御の構成を示すブロック図である。コントロールユニットによる排気カット弁及びウエストゲート弁の制御動作を示すフローチャートである。コントロールユニットによる排気カット弁の正常／故障の判定の制御動作の一部を示すフローチャートである。コントロールユニットによる排気カット弁の正常／故障の判定の制御動作の残部を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る故障検出装置が適用されたターボ過給機付エンジン１（以下、単にエンジン１という）の概略構成を示す。このエンジン１は、車両に搭載されたガソリンエンジンであって、複数の気筒２（図１では、１つのみ示す）が設けられたシリンダブロック３と、このシリンダブロック３上に配設されたシリンダヘッド４とを有している。このエンジン１の各気筒２内には、シリンダヘッド４との間に燃焼室６を区画するピストン５が往復動可能にそれぞれ嵌挿されている。このピストン５は、コンロッド７を介して不図示のクランク軸と連結されている。このクランク軸には、該クランク軸の回転角度位置を検出するための検出板８が一体回転するように固定され、この検出板８の回転角度位置を検出することでエンジン１の回転数を検出するエンジン回転数センサ９が設けられている。上記クランク軸は、シリンダブロック３の下側に設けられたクランクケース２５内に配設され、クランクケース２５の下側には、オイルパン２６が配設されている。

上記シリンダヘッド４には、各気筒２毎に吸気ポート１２及び排気ポート１３が形成されているとともに、これら吸気ポート１２及び排気ポート１３の燃焼室６側の開口を開閉する吸気弁１４及び排気弁１５がそれぞれ配設されている。吸気弁１４は不図示の吸気弁駆動機構により、排気弁１５は不図示の排気弁駆動機構により、それぞれ駆動される。吸気弁１４及び排気弁１５は、それぞれ吸気弁駆動機構及び排気弁駆動機構により所定のタイミングで往復動して、それぞれ吸気ポート１２及び排気ポート１３を開閉し、気筒２内のガス交換を行う。吸気弁駆動機構及び排気弁駆動機構は、それぞれ、クランクシャフトに駆動連結された吸気カムシャフト及び排気カムシャフトを有し、これらのカムシャフトはクランクシャフトの回転と同期して回転する。また、少なくとも吸気弁駆動機構は、吸気カムシャフトの位相を所定の角度範囲内で連続的に変更可能な、液圧式又は機械式の位相可変機構（Variable Valve Timing：ＶＶＴ）を含んで構成されている。

また、シリンダヘッド４における各気筒２の中心軸上には、燃料を噴射するインジェクタ１７が設けられている。このインジェクタ１７は、その燃料噴射口が燃焼室６の天井面から該燃焼室６に臨むように配設されていて、圧縮行程上死点付近で燃焼室６に燃料を直接噴射供給するようになっている。

さらに、シリンダヘッド４には、図示を省略する点火プラグが配設されている。この点火プラグの先端部（電極）は、燃焼室６の天井部におけるインジェクタ１７の燃料噴射口の側方近傍に臨んでいる。そして、上記点火プラグは、所望の点火タイミングで火花を発生するようになされている。

上記エンジン１の一側の面には、各気筒２の吸気ポート１２に連通するように吸気通路３０が接続されている。この吸気通路３０の上流端部には、吸入空気を濾過するエアクリーナ３１が配設されており、このエアクリーナ３１で濾過した吸入空気が吸気通路３０及び吸気ポート１２を介して各気筒２の燃焼室６に供給される。

上記吸気通路３０におけるエアクリーナ３１の下流側近傍には、吸気通路３０に吸入された吸入空気の流量を検出するエアフローセンサ３２が配設されている。また、吸気通路３０における下流端近傍には、サージタンク３４が配設されている。このサージタンク３４よりも下流側の吸気通路３０は、各気筒２毎に分岐する独立通路とされ、これら各独立通路の下流端が各気筒２の吸気ポート１２にそれぞれ接続されている。

さらに、上記吸気通路３０におけるエアフローセンサ３２とサージタンク３４との間には、ターボ過給機２０のコンプレッサ２０ａが配設されている。このコンプレッサ２０ａの作動により吸入空気の過給を行う。

さらにまた、上記吸気通路３０におけるターボ過給機２０のコンプレッサ２０ａとサージタンク３４との間には、上流側から順に、上記コンプレッサ２０ａにより圧縮された空気を冷却するインタークーラ３５と、コンプレッサ２０ａによる吸入空気の過給圧を検出する過給圧検出センサ３６（過給圧検出手段）と、スロットル弁３７とが配設されている。このスロットル弁３７は、該スロットル弁３７の配設部分における吸気通路３０の断面積を変更することによって、上記各気筒２の燃焼室６への吸入空気量を調節する。

また、本実施形態では、吸気通路３０には、コンプレッサ２０ａをバイパスする吸気バイパス通路３８が設けられ、この吸気バイパス通路３８には、エアバイパス弁３９が設けられている。このエアバイパス弁３９は、通常、全閉状態にあるが、例えばスロットル弁３７が急激に閉じられたときに、吸気通路３０におけるスロットル弁３７よりも上流側で圧力の急上昇及びサージングが生じてコンプレッサ２０ａの回転が乱れることにより大きな音が発生するので、それを防止するためにエアバイパス弁３９が開けられる。

上記エンジン１の他側の面には、各気筒２の燃焼室６からの排気ガスを排出する排気通路４０が接続されている。この排気通路４０の上流側の部分は、各気筒２毎に分岐して排気ポート１３の外側端に接続された独立通路と該各独立通路が集合する集合部とを有する排気マニホールドによって構成されている。この排気マニホールドよりも下流側の排気通路４０に、上記ターボ過給機２０のタービン２０ｂが配設されている。このタービン２０ｂが排気ガス流により回転し、このタービン２０ｂの回転により、該タービン２０ｂと連結された上記コンプレッサ２０ａが作動する。

上記排気マニホールドよりも下流側でかつタービン２０ｂよりも上流側の排気通路４０は、第１通路４１と、第１通路４１よりも断面積が小さい第２通路４２とに分割された分割部４０ａとされている。第１通路４１の断面積と第２通路４２の断面積との和は、排気マニホールドよりも下流側でかつ分割部４０ａよりも上流側部分の排気通路４０の断面積と略同じである。

上記第１通路４１には、排気カット弁４３が設けられている。この排気カット弁４３は、排気カット弁モータ４３ａの駆動によって、上記第１通路４１を完全に閉じる閉状態と、完全に開く開状態とに切り換え可能に構成されている。これにより、排気通路４０における分割部４０ａ（つまりタービン２０ｂの手前）でエンジン１の排気ガスの流速を大小２段階に切り換えることができる。すなわち、排気カット弁４３の開状態では、分割部４０ａでの排気ガスの流速は、排気マニホールドよりも下流側でかつ分割部４０ａよりも上流側部分の排気通路４０での排気ガスの流速と略同じであるが、閉状態では、分割部４０ａ（第２通路４２）での排気ガスの流速は、開状態のときよりも大きく（速く）なる。

上記排気カット弁４３の構成については、図示を省略するが、排気カット弁駆動モータ４３ａにより直接駆動されてスライド移動するスライド部材と、このスライド部材のスライド移動に連動して第１通路４１に対して進退する弁本体と、上記スライド部材と上記弁本体とを連結するリンク機構と、上記スライド部材のスライド位置を検出する排気カット弁ポジションセンサ４３ｂとを有している。そして、後述のコントロールユニット１００が、上記排気カット弁ポジションセンサ４３ｂからの位置情報に基づいて排気カット弁駆動モータ４３ａを制御して、排気カット弁４３を開状態又は閉状態にする。このような構成では、排気カット弁４３を、開状態と閉状態との間の状態（中間の開度）にすることが可能であるが、本実施形態では、開状態又は閉状態にしかしない（但し、中間の開度で固着するという故障は生じ得る）。尚、本実施形態では、排気カット弁４３を、排気カット弁駆動モータ４３ａにより駆動されるものとしたが、これに限るものではなく、例えばソレノイド弁としてもよい。この場合、排気カット弁ポジションセンサ４３ｂをなくすことができる。

上記排気通路４０には、エンジン１の排気ガス（本実施形態では、排気カット弁４３により流速が大又は小に切り換えられた排気ガス）を、タービン２０ｂをバイパスして流すための排気バイパス通路４６が設けられている。この排気バイパス通路４６の排気ガス流入側の端部（上流側の端部）は、排気通路４０における分割部４０ａとタービン２０ｂとの間の部分に接続され、排気ガス流出側の端部（下流側の端部）は、排気通路４０におけるタービン２０ｂの下流側であって後述の排気浄化装置５１の上流側に接続されている。尚、排気バイパス通路４６は、分割部４０ａ及びタービン２０ｂの両方をバイパスする（排気バイパス通路４６の上流側の端部が、排気通路４０における分割部４０ａの上流側の部分に接続される）ようにしてもよい。

排気バイパス通路４６の排気ガス流入側の端部には、ウエストゲート弁４７が設けられている。このウエストゲート弁４７の開度が０％（全閉）であるときには、排気カット弁４３により流速が切り換えられた排気ガスの全量がタービン２０ｂへと流れ、それ以外の開度であるときには、その開度に応じて、排気バイパス通路４６に流れる流量（つまりタービン２０ｂへ流れる流量）が変化する。すなわち、ウエストゲート弁４７の開度が大きいほど、排気バイパス通路４６に流れる流量が多くなり、タービン２０ｂへ流れる流量が少なくなる。尚、ウエストゲート弁４７は、排気バイパス通路４６の長さ方向のどこに設けられていてもよい。

ウエストゲート弁４７も、排気カット弁４３と同様の構成であり、ウエストゲート弁駆動モータ４７ａと、該ウエストゲート弁駆動モータ４７ａにより直接駆動されてスライド移動するスライド部材と、このスライド部材のスライド移動に連動して排気バイパス通路４６の排気ガス流入側の端部に対して進退する弁本体と、上記スライド部材と上記弁本体とを連結するリンク機構と、上記スライド部材のスライド位置を検出するウエストゲート弁開度センサ４７ｂ（ポジションセンサで構成される）とを有している。

排気通路４０におけるタービン２０ｂよりも下流側（排気バイパス通路４６の下流側の端部が接続される部分よりも下流側）には、排気ガス中の有害成分を浄化する排気浄化装置５１が配設されている。この排気浄化装置５１は、白金又は白金にパラジウムを加えたもの等を担持して排気ガス中のＣＯ及びＨＣを酸化する酸化触媒５２と、排気ガス中のＮＯｘを処理（トラップ）して、ＮＯｘが大気に排出されるのを抑制するリーンＮＯｘ触媒５３とを有している。リーンＮＯｘ触媒５３は、酸化触媒５２に対して下流側に離れて配設されている。

上記エンジン１は、その排気ガスの一部が排気通路４０から吸気通路３０に還流されるように、ＥＧＲ通路６０を備えている。このＥＧＲ通路６０は、排気通路４０における分割部４０ａの第１通路４１と、吸気通路３０におけるサージタンク３４よりも下流側の各独立通路とを接続する。ＥＧＲ通路６０には、内部を通過する排気ガスを冷却するためのＥＧＲクーラ６１と、ＥＧＲ通路６０の断面積を変更するＥＧＲ弁６２とが配設されている。このＥＧＲ弁６２により、ＥＧＲ通路６０による排気ガスの還流量が調節される。

また、エンジン１は、燃焼室６から漏れ出たブローバイガスを吸気通路３０に戻すための第１及び第２ベンチレーションホース６５，６６を備えている。第１ベンチレーションホース６５は、シリンダブロック２の下側のクランクケース２５とサージタンク３４とを接続し、第２ベンチレーションホース６６は、シリンダヘッド４の上部と吸気通路３０におけるエアクリーナ３１とコンプレッサ２０ａとの間の部分とを接続している。第１ベンチレーションホース６５のクランクケース２５側の端部には、ブローバイガスをサージタンク３４側にしか流さないようにするためのチェックバルブ（図示せず）が設けられている。

図２に示すように、本実施形態では、排気カット弁４３（排気カット弁駆動モータ４３ａ）及びウエストゲート弁４７（ウエストゲート弁動モータ４７ａ）を制御する弁制御手段としてのコントロールユニット１００が設けられている。このコントロールユニット１００は、本実施形態では、エンジン１の作動全体を制御するものであるが、図２では、排気カット弁４３及びウエストゲート弁４７の制御系のみを記載している。

コントロールユニット１００は、周知のマイクロコンピュータをベースとするコントローラであって、プログラムを実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）と、例えばＲＡＭやＲＯＭにより構成されてプログラム及びデータを格納するメモリと、電気信号の入出力をする入出力（Ｉ／Ｏ）バスと、を備えている。

そして、コントロールユニット１００は、上記エンジン回転数センサ９、上記エアフローセンサ３２、上記過給圧検出センサ３６、上記排気カット弁ポジションセンサ４３ｂ、ウエストゲート弁開度センサ４７ｂ、及び、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ７１からのセンサ値の信号を入力して、これら入力信号に基づいて、後述の如く、排気カット弁４３及びウエストゲート弁４７を制御する。

コントロールユニット１００は、エンジン１の運転領域に応じて排気カット弁４３を開状態又は閉状態に切り換える。具体的には、本実施形態では、図３に示すように、エンジン回転数が所定回転数Ｎ１（例えば２０００ｒｐｍ）よりも大きい開運転領域では、排気カット弁４３を開状態にし、所定回転数Ｎ１以下の閉運転領域では、排気カット弁４３を閉状態にする。すなわち、排気ガス量の少ない閉運転領域（Ｎ１以下の低回転領域）では、第２通路４２のみからタービン２０ｂに排気ガスを供給することにより、分割部４０ａ（第２通路４２）での排気ガスの流速を速くして所要の過給効果を確保し、排気ガス量の多い開運転領域（Ｎ１よりも高回転領域）では、第１及び第２通路４１，４２からタービン２０ｂに排気ガスを供給することにより、排圧の上昇によるエンジン出力の低下を防止するようにしている。

また、コントロールユニット１００は、排気カット弁４３が開状態となる開運転領域及び閉状態となる閉運転領域のそれぞれで、過給圧検出センサ３６により検出される実過給圧が、エンジン１の運転状態に応じて予め設定した目標過給圧になるように、ウエストゲート弁４７の開度をフィードバック制御する。したがって、コントロールユニット１００は、本発明の弁制御手段を構成することになる。

上記目標過給圧は、エンジン１の運転状態であるエンジン回転数及びエンジン負荷から、コントロールユニット１００の上記メモリに予め記憶しておいた第１マップに基づいて設定する。エンジン負荷は、エアフローセンサ３２等からの入力信号により求めることができる。尚、上記メモリには、上記第１マップとは別に、エンジン１の運転状態であるエンジン回転数及びエンジン負荷からウエストゲート弁４７の基本開度を設定するための第２マップが予め記憶されている。

図４は、コントロールユニット１００によるウエストゲート弁４７の開度の制御の構成を示すブロック図である。

エンジン回転数とエンジン負荷とから、上記第１マップに基づいて目標過給圧を設定するとともに、上記第２マップに基づいてウエストゲート弁４７の基本開度を設定する。そして、上記目標過給圧から、過給圧検出センサ３６により検出された実過給圧を引いた圧力値よりフィードバック量（開度）を求める。上記目標過給圧から上記実過給圧を引いた圧力値が正の値であれば、上記フィードバック量は負の値とし、該圧力値が大きいほどフィードバック量の絶対値が大きくなる。但し、そのフィードバック量の絶対値は、予め設定された閉じ側の最大フィードバック量で制限される。また、上記圧力値が負の値であれば、上記フィードバック量は正の値とし、該圧力値の絶対値が大きいほどフィードバック量が大きくなる。但し、そのフィードバック量は、予め設定された開き側の最大フィードバック量（本実施形態では、上記閉じ側の最大フィードバック量と同じであるが、異なっていてもよい）で制限される。

続いて、上記フィードバック量でもって上記基本開度を補正して、ウエストゲート弁４７の目標開度を設定する。すなわち、上記基本開度に上記フィードバック量を加えて、目標開度を設定する。上記フィードバック量が正の値であるときには、ウエストゲート弁４７を開き側に補正し、負の値であるときには、閉じ側に補正することになる。

次いで、上記設定した目標開度から、ウエストゲート弁駆動モータ４７ａに印加する電圧のデューティ比（駆動デューティ比）を演算し、その駆動デューティ比でもってウエストゲート弁駆動モータ４７ａを駆動する。このとき、ウエストゲート弁開度センサ４７ｂにより検出された実開度に応じて、上記駆動デューティ比を調整し、その実開度と上記目標開度との偏差が小さくなるほど、上記駆動デューティ比は小さくなり、実開度が目標開度に一致すれば、駆動デューティ比は０になり、ウエストゲート弁駆動モータ４７ａは停止することになる。

ここで、コントロールユニット１００による排気カット弁４３及びウエストゲート弁４７の制御動作について、図５のフローチャートにより説明する。

すなわち、最初のステップＳ１で、エンジン回転数センサ９、エアフローセンサ３２、過給圧検出センサ３６、排気カット弁ポジションセンサ４３ｂ、ウエストゲート弁開度センサ４７ｂ、及び、アクセル開度センサ７１からのセンサ値を読み込む。

次のステップＳ２では、エアフローセンサ３２による吸入空気流量等よりエンジン負荷を求めて、エンジン回転数センサ９によるエンジン回転数と、上記求めたエンジン負荷とから目標過給圧を設定する。また、それらエンジン回転数とエンジン負荷とからウエストゲート弁４７の基本開度を設定する。

次のステップＳ３では、エンジン回転数の所定回転数Ｎ１に対する大小に応じて、排気カット弁４３を開状態又は閉状態に制御する。すなわち、開運転領域では排気カット弁４３を開状態にし、閉運転領域では排気カット弁４３を閉状態にする。

次のステップＳ４では、上記目標過給圧から、過給圧検出センサ３６により検出された実過給圧を引いた圧力値よりフィードバック量（開度）を算出する。

次のステップＳ５では、その算出したフィードバック量に基づいて上記基本開度を補正して、ウエストゲート弁４７の目標開度を設定する。

次のステップＳ６では、上記設定した目標開度から、ウエストゲート弁駆動モータ４７ａへの駆動デューティ比を演算する。このとき、ウエストゲート弁開度センサ４７ｂにより検出された実開度に応じて、上記駆動デューティ比を調整する。

次のステップＳ７で、その調整した駆動デューティ比でもってウエストゲート弁駆動モータ４７ａを駆動し、しかる後、リターンする。

本実施形態では、上記コントロールユニット１００は、排気カット弁４３の正常／故障を判定するようになっている。その場合、排気カット弁ポジションセンサ４３ｂのセンサ値を用いない。これは、上記のように排気カット弁ポジションセンサ４３ｂが、排気カット弁駆動モータ４３ａにより直接駆動されるスライド部材のスライド位置を検出するものであり、例えばスライド部材と弁本体とを連結するリンク機構が破損した場合、排気カット弁ポジションセンサ４３ｂにより排気カット弁４３の故障を検出することは困難であるからである。

具体的に、コントロールユニット１００は、上記開運転領域及び上記閉運転領域のそれぞれにおいて、ウエストゲート弁４７を閉じる側のフィードバック量（本実施形態では、負の値であるので、その絶対値とする（以下、同じ））が所定量以上であって上記実過給圧が上記目標過給圧よりも低くかつ該実過給圧と該目標過給圧との偏差が所定値以上となる（つまり、フィードバック量が大きいにも拘わらず実過給圧が低いままで目標過給圧に収束しない）異常状態が生じているか否かを判定する。尚、以下、ウエストゲート弁４７を閉じる側のフィードバック量が上記所定量以上であるときの実過給圧と目標過給圧との偏差（実過給圧が目標過給圧よりも低い）を、単に偏差という。

上記所定量は、フィードバック量が負の値となる場合の上記閉じ側の最大フィードバック量に近い量であって、排気カット弁４３が正常であれば、上記偏差が上記所定値よりも小さくなるような量である。尚、上記所定量を、上記閉じ側の最大フィードバック量としてもよい。上記所定量を上記閉じ側の最大フィードバック量とした場合、ウエストゲート弁４７を閉じる側のフィードバック量が上記所定量以上であるとは、該フィードバック量が上記閉じ側の最大フィードバック量であることを意味する。

また、コントロールユニット１００は、上記両運転領域での上記判定結果に基づいて、表１のケース１〜７の「判定」の欄に示すように、排気カット弁４３の正常／故障を判定する。

表１では、上記偏差が上記所定量以上であることを「偏差大」と記載し、上記偏差が上記所定量よりも小さいことを「偏差小」と記載している。

ケース１は、開運転領域及び閉運転領域の両運転領域において、上記偏差が上記所定値よりも小さくなる場合である。この場合には、上記フィードバック制御により実過給圧が目標過給圧に制御されていることになり、ケース１では、コントロールユニット１００は、排気カット弁４３が正常であると判定する。また、コントロールユニット１００は、上記両運転領域において、上記フィードバック量が上記所定量よりも小さい場合も、排気カット弁４３が正常であると判定する。このように、表１で、「偏差小」と記載している箇所は、「偏差小」又は「上記フィードバック量が上記所定量よりも小さい」としてもよい。

ケース２は、開運転領域では上記偏差が上記所定値よりも小さくなる（又は、上記フィードバック量が上記所定量よりも小さくなる）が、閉運転領域では上記偏差が上記所定値以上となる場合である。この場合、開運転領域では排気カット弁４３が開状態にあることで、上記フィードバック制御により実過給圧が目標過給圧に制御されるが、閉運転領域でも排気カット弁４３が開状態にあるために、上記フィードバック量が上記所定量以上であるにも拘わらず上記偏差が上記所定値以上となる異常状態となる。したがって、ケース２では、コントロールユニット１００は、排気カット弁４３が開状態で固着していると判定する。すなわち、コントロールユニット１００は、上記両運転領域のうち上記閉運転領域のみで上記異常状態が生じていると判定したときには、排気カット弁４３が開状態で固着していると判定する。

ケース３は、閉運転領域では上記偏差が上記所定値よりも小さくなる（又は、上記フィードバック量が上記所定量よりも小さくなる）が、開運転領域では上記偏差が上記所定値以上となる場合である。この場合、閉運転領域では排気カット弁４３が閉状態にあることで、上記フィードバック制御により実過給圧が目標過給圧に制御されるが、開運転領域でも排気カット弁４３が閉状態にあるために、上記フィードバック量が上記所定量以上であるにも拘わらず上記偏差が上記所定値以上となる異常状態となる。したがって、ケース３では、コントロールユニット１００は、排気カット弁４３が閉状態で固着していると判定する。すなわち、コントロールユニット１００は、上記両運転領域のうち上記開運転領域のみで上記異常状態が生じていると判定したときには、排気カット弁４３が閉状態で固着していると判定する。

ここで、本実施形態では、コントロールユニット１００は、上記開運転領域又は上記閉運転領域への上記運転領域の移行から第１所定時間ｔ１（排気カット弁４３の開状態又は閉状態への移行が完了するまでの時間と略同じ時間であって、例えば５秒）が経過するまでは、上記異常状態が生じているか否かの判定を行わない。すなわち、上記運転領域の移行から第１所定時間ｔ１が経過するまでは、過給圧が安定しないため、異常状態が生じているか否かの判定を正確に行うことが困難であるので、過給圧が安定するような第１所定時間ｔ１の経過を待つ。

ケース４は、開運転領域への移行から上記第１所定時間ｔ１の経過後において、その開運転領域では、上記偏差が上記所定値よりも小さくなる（又は、上記フィードバック量が上記所定量よりも小さくなる）が、閉運転領域への移行から上記第１所定時間ｔ１の経過後においては、その閉運転領域で、上記第１所定時間ｔ１の経過時から上記第２所定時間ｔ２（例えば１５秒〜２０秒）以内のみ（閉運転領域への移行後の初期のみ）で上記偏差が上記所定値以上となる異常状態となる（上記第１所定時間ｔ１の経過時から上記第２所定時間ｔ２経過後は、上記フィードバック量が上記所定値よりも小さくなるか又は上記所定値以上であっても上記偏差が上記所定値よりも小さくなる正常状態となる）場合である。すなわち、開運転領域から閉運転領域への移行の際、排気カット弁４３が第１所定時間ｔ１よりも長い時間かかって開状態から閉状態に移行する（但し、第１所定時間ｔ１の経過時から上記第２所定時間ｔ２以内に移行が完了する）場合である。この場合、閉運転領域への移行後の初期のみで異常状態になることから、コントロールユニット１００は、排気カット弁４３の開状態から閉状態への作動遅れ故障であると判定する。すなわち、コントロールユニット１００は、上記運転領域の移行から第１所定時間ｔ１の経過後において、該第１所定時間ｔ１の経過時から第２所定時間ｔ２以内のみでかつ上記両運転領域のうち上記閉運転領域のみで上記異常状態が生じていると判定したときには、排気カット弁４３の開状態から閉状態への作動遅れ故障であると判定する。

ケース５は、閉運転領域への移行から上記第１所定時間ｔ１の経過後において、その閉運転領域では、上記偏差が上記所定値よりも小さくなる（又は、上記フィードバック量が上記所定量よりも小さくなる）が、開運転領域への移行から上記第１所定時間ｔ１の経過後においては、その開運転領域で、上記第１所定時間ｔ１の経過時から上記第２所定時間ｔ２以内のみ（開運転領域への移行後の初期のみ）で上記偏差が上記所定値以上となる異常状態となる（つまり、上記第１所定時間ｔ１の経過時から上記第２所定時間ｔ２経過後は、上記フィードバック量が上記所定値よりも小さくなるか又は上記所定値以上であっても上記偏差が上記所定値よりも小さくなる正常状態となる）場合である。すなわち、閉運転領域から開運転領域への移行の際、排気カット弁４３が第１所定時間ｔ１よりも長い時間かかって閉状態から開状態に移行する（但し、第１所定時間ｔ１の経過時から上記第２所定時間ｔ２以内に移行が完了する）場合である。この場合、開運転領域への移行後の初期のみで異常状態になることから、コントロールユニット１００は、排気カット弁４３の閉状態から開状態への作動遅れ故障であると判定する。すなわち、コントロールユニット１００は、上記運転領域の移行から第１所定時間ｔ１の経過後において、該第１所定時間ｔ１の経過時から上記第２所定時間以内のみでかつ上記両運転領域のうち上記開運転領域のみで上記異常状態が生じていると判定したときには、排気カット弁４３の閉状態から開状態への作動遅れ故障であると判定する。

ケース６は、閉運転領域への移行から上記第１所定時間ｔ１の経過後において、その閉運転領域で、上記第１所定時間ｔ１の経過時から上記第２所定時間ｔ２以内のみ（閉運転領域への移行後の初期のみ）で上記偏差が上記所定値以上となる異常状態となるとともに、開運転領域への移行から上記第１所定時間ｔ１の経過後において、その開運転領域で、上記第１所定時間ｔ１の経過時から上記第２所定時間ｔ２以内のみ（開運転領域への移行後の初期のみ）で上記偏差が上記所定値以上となる異常状態となる場合である。この場合、コントロールユニット１００は、排気カット弁４３の開状態から閉状態への作動遅れ故障及び閉状態から開状態への作動遅れ故障の両方の故障であると判定する。すなわち、コントロールユニット１００は、上記運転領域の移行から上記第１所定時間の経過後において、該第１所定時間ｔ１の経過時から第２所定時間ｔ２以内のみでかつ上記両運転領域で上記異常状態が生じていると判定したときには、排気カット弁４３の開状態から閉状態への作動遅れ故障及び閉状態から開状態への作動遅れ故障の両方の故障であると判定する。

ケース７は、上記両運転領域で上記偏差が上記所定値以上となる場合である。この場合、コントロールユニット１００は、排気カット弁４３が開状態と閉状態との間の状態で固着しているか、又は、排気カット弁４３以外の、ウエストゲート弁４７の開度のフィードバック制御系の故障（例えば、ウエストゲート弁４７自体の故障、ウエストゲート弁開度センサ４７ｂの故障等）であると判定する。すなわち、コントロールユニット１００は、上記両運転領域で上記異常状態が生じていると判定したときには、排気カット弁４３が開状態と閉状態との間の状態（中間の開度）で固着しているか、又は、排気カット弁４３以外の、ウエストゲート弁４７の開度のフィードバック制御系の故障であると判定する。

次に、上記コントロールユニット１００による排気カット弁４３の正常／故障の判定の制御動作について、図６及び図７のフローチャートにより説明する。

最初のステップＳ２１で、エンジン１の運転領域が開運転領域であるか否かを判定し、このステップＳ２１の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ２２に進む一方、ステップＳ２１の判定がＮＯであるときには、ステップＳ３０に進む。

上記ステップＳ２２では、開運転領域への領域移行から上記第１所定時間ｔ１が経過しているか否かを判定する。このステップＳ２２の判定がＮＯであるときには、上記ステップＳ２１に戻る一方、ステップＳ２２の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ２３に進む。

上記ステップＳ２３では、ウエストゲート弁４７を閉じる側のフィードバック量が上記所定量以上であるか否かを判定する。このステップＳ２３の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ２４に進む一方、ステップＳ２３の判定がＮＯであるときには、ステップＳ２５に進む。

上記ステップＳ２４では、上記偏差が上記所定値以上であるか否かを判定する。このステップＳ２４の判定がＮＯであるときには、ステップＳ２５に進む一方、ステップＳ２４の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ２６に進む。

上記ステップＳ２５では、第１フラグＦ１を１にセットするとともに、第２及び第３フラグＦ２，Ｆ３を０にセットして、しかる後にステップＳ２９に進む。

上記ステップＳ２６では、上記第１所定時間ｔ１の経過時から第２所定時間ｔ２が経過した後では異常状態でない（上記フィードバック量が上記所定値よりも小さくなるか又は上記所定値以上であっても上記偏差が上記所定値よりも小さくなる正常状態である）か否かを判定する。このステップＳ２６の判定がＮＯであるときには、ステップＳ２７に進んで、第１及び第３フラグＦ１，Ｆ３を０にセットするとともに、第２フラグＦ２を１にセットして、しかる後にステップＳ２９に進む。一方、ステップＳ２６の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ２８に進んで、第１及び第２フラグＦ１，Ｆ２を０にセットするとともに、第３フラグＦ３を１にセットして、しかる後にステップＳ２９に進む。

上記ステップＳ２９では、第４〜第６フラグのいずれか１つのフラグが１であるか否かを判定する。このステップＳ２９の判定がＮＯであるときには、そのままリターンする一方、ステップＳ２９の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ３８に進む。

上記ステップＳ２１の判定がＮＯであるときに進むステップＳ３０では、閉運転領域への領域移行から上記第１所定時間ｔ１が経過しているか否かを判定する。このステップＳ３０の判定がＮＯであるときには、上記ステップＳ２１に戻る一方、ステップＳ３０の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ３１に進む。

上記ステップＳ３１では、ウエストゲート弁４７を閉じる側のフィードバック量が上記所定量以上であるか否かを判定する。このステップＳ３１の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ３２に進む一方、ステップＳ３１の判定がＮＯであるときには、ステップＳ３３に進む。

上記ステップＳ３２では、上記偏差が上記所定値以上であるか否かを判定する。このステップＳ３２の判定がＮＯであるときには、ステップＳ３３に進む一方、ステップＳ３２の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ３４に進む。

上記ステップＳ３３では、第４フラグＦ１を１にセットするとともに、第５及び第６フラグＦ５，Ｆ６を０にセットして、しかる後にステップＳ３７に進む。

上記ステップＳ３４では、上記第１所定時間ｔ１の経過時から第２所定時間ｔ２が経過した後では異常状態でない（上記フィードバック量が上記所定値よりも小さくなるか又は上記所定値以上であっても上記偏差が上記所定値よりも小さくなる正常状態である）か否かを判定する。このステップＳ３４の判定がＮＯであるときには、ステップＳ３５に進んで、第４及び第６フラグＦ４，Ｆ６を０にセットするとともに、第５フラグＦ５を１にセットして、しかる後にステップＳ３７に進む。一方、ステップＳ３４の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ３６に進んで、第４及び第５フラグＦ４，Ｆ５を０にセットするとともに、第６フラグＦ６を１にセットして、しかる後にステップＳ３７に進む。

上記ステップＳ３７では、第１〜第３フラグのいずれか１つのフラグが１であるか否かを判定する。このステップＳ３７の判定がＮＯであるときには、そのままリターンする一方、ステップＳ３７の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ３８に進む。

上記ステップＳ３８では、１であるフラグに対応して、排気カット弁４３の正常／故障を判定する。

すなわち、第１フラグＦ１及び第４フラグＦ４が１である場合（つまり上記ケース１の場合）には、正常と判定する。

第１フラグＦ１及び第５フラグＦ５が１である場合（つまり上記ケース２の場合）には、排気カット弁４３が開状態で固着していると判定する。

第２フラグＦ２及び第４フラグＦ４が１である場合（つまり上記ケース３の場合）には、排気カット弁４３が閉状態で固着していると判定する。

第１フラグＦ１及び第６フラグＦ６が１である場合（つまり上記ケース４の場合）には、排気カット弁４３の開状態から閉状態への作動遅れ故障であると判定する。

第３フラグＦ３及び第４フラグＦ４が１である場合（つまり上記ケース５の場合）には、排気カット弁４３の閉状態から開状態への作動遅れ故障であると判定する。

第３フラグＦ３及び第６フラグＦ６が１である場合（つまり上記ケース６の場合）には、排気カット弁４３の開状態から閉状態への作動遅れ故障及び閉状態から開状態への作動遅れ故障の両方の故障であると判定する。

第２フラグＦ２及び第５フラグＦ５が１である場合（つまり上記ケース７の場合）には、排気カット弁４３が開状態と閉状態との間の状態（中間の開度）で固着しているか、又は、排気カット弁４３以外の、ウエストゲート弁４７の開度のフィードバック制御系の故障であると判定する。

尚、第２フラグＦ２が１である場合には、第５フラグＦ５が１でないとすると、排気カット弁４３が閉状態で固着していることになるので、第６フラグＦ６が１（排気カット弁４３の開状態から閉状態への作動遅れ故障）になることはない。同様に、第５フラグＦ５が１である場合には、第３フラグＦ３が１になることはない。

次のステップＳ３９では、第１〜第６フラグＦ１〜Ｆ６を０にセットし、しかる後にリターンする。尚、上記第１〜第６フラグＦ１〜Ｆ６は、エンジン１の始動時にも０にセットされる。

コントロールユニット１００は、排気カット弁４３の故障を判定したときには、例えば、いずれの故障であっても、開運転領域及び閉運転領域の両運転領域で、上記フィードバック制御を中止してウエストゲート弁４７を全開状態に保持する。或いは、排気カット弁４３が開状態で固着していると判定したときには、開運転領域のみで上記フィードバック制御を行い、排気カット弁４３が閉状態で固着していると判定したときには、閉運転領域のみで上記フィードバック制御を行うようにしてもよい。或いは、排気カット弁４３の開状態から閉状態への作動遅れ故障であると判定したときには、排気カット弁４３が閉状態になるまでは、上記フィードバック制御を中止してウエストゲート弁４７を全開状態に保持し、排気カット弁４３が閉状態になった後は、上記フィードバック制御を行い、排気カット弁４３の閉状態から開状態への作動遅れ故障であると判定したときには、排気カット弁４３が開状態になるまでは、上記フィードバック制御を中止してウエストゲート弁４７を全開状態に保持し、排気カット弁４３が開状態になった後は、上記フィードバック制御を行うようにしてもよい。

コントロールユニット１００は、上記排気カット弁４３の故障を判定したときの上記制御を、例えば、エンジン１を停止するまで継続し、その間、上記排気カット弁４３の正常／故障の判定は行わない。この正常／故障の判定は、再度エンジン１を始動したときに行う。そのときに正常であると判定されれば、故障を判定するまで、上記正常／故障の判定を繰り返す。

したがって、本実施形態では、開運転領域及び閉運転領域のそれぞれにおいて、ウエストゲート弁４７を閉じる側のフィードバック量が上記所定量以上であって実過給圧が目標過給圧よりも低くかつ該実過給圧と該目標過給圧との偏差が所定値以上となる異常状態が生じているか否かを判定するとともに、上記両運転領域での該判定結果に基づいて、排気カット弁４３の正常／故障を判定するようにしたので、各運転領域で、ウエストゲート弁４７を閉じる側のフィードバック量を考慮して、そのフィードバック量が大きいにも拘わらず実過給圧が目標過給圧に収束しない場合に異常状態であると判定するので、異常状態が生じているか否かを正確に判定することができ、また、両運転領域での、異常状態が生じているか否かの判定結果に基づいて、排気カット弁４３の正常／故障を判定するので、排気カット弁４３の正常／故障を正確に判定することができるようになる。

本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。

上述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

本発明は、エンジンの運転領域に応じて排気カット弁を開状態又は閉状態に切り換えるとともに、該排気カット弁が開状態となる開運転領域及び閉状態となる閉運転領域のそれぞれで、過給圧検出手段により検出される実過給圧が、上記エンジンの運転状態に応じて予め設定した目標過給圧になるように、ウエストゲート弁の開度をフィードバック制御する弁制御手段を備えた、ターボ過給機付エンジンの故障検出装置に有用である。

１ターボ過給機付エンジン
２０ターボ過給機
２０ａコンプレッサ
２０ｂタービン
３６過給圧検出センサ（過給圧検出手段）
４３排気カット弁
４６排気バイパス通路
４７ウエストゲート弁
１００コントロールユニット（弁制御手段）

Claims

エンジンの排気通路に配設されたタービンと吸気通路に配設されたコンプレッサとを有するターボ過給機と、上記排気通路における上記タービンの手前で上記エンジンの排気ガスの流速を大小２段階に切り換えるべく開状態と閉状態とに切り換え可能な排気カット弁と、上記排気ガスを、上記タービンをバイパスして流すための排気バイパス通路と、該排気バイパス通路に設けられたウエストゲート弁と、上記コンプレッサにより過給された吸入空気の過給圧を検出する過給圧検出手段と、上記エンジンの運転領域に応じて上記排気カット弁を開状態又は閉状態に切り換えるとともに、該排気カット弁が開状態となる開運転領域及び閉状態となる閉運転領域のそれぞれで、上記過給圧検出手段により検出される実過給圧が、上記エンジンの運転状態に応じて予め設定した目標過給圧になるように、上記ウエストゲート弁の開度をフィードバック制御する弁制御手段とを備えた、ターボ過給機付エンジンの故障検出装置であって、
上記弁制御手段は、上記閉運転領域及び上記開運転領域のそれぞれにおいて、上記ウエストゲート弁を閉じる側のフィードバック量が所定量以上であって上記実過給圧が上記目標過給圧よりも低くかつ該実過給圧と該目標過給圧との偏差が所定値以上となる異常状態が生じているか否かを判定するとともに、上記両運転領域での該判定結果に基づいて、上記排気カット弁の正常／故障を判定するように構成されていることを特徴とするターボ過給機付エンジンの故障検出装置。
請求項１記載のターボ過給機付エンジンの故障検出装置において、
上記弁制御手段は、上記両運転領域のうち上記閉運転領域のみで上記異常状態が生じていると判定したときには、上記排気カット弁が開状態で固着していると判定するように構成されていることを特徴とするターボ過給機付エンジンの故障検出装置。
請求項１記載のターボ過給機付エンジンの故障検出装置において、
上記弁制御手段は、上記両運転領域のうち上記開運転領域のみで上記異常状態が生じていると判定したときには、上記排気カット弁が閉状態で固着していると判定するように構成されていることを特徴とするターボ過給機付エンジンの故障検出装置。
請求項１〜３のいずれか１つに記載のターボ過給機付エンジンの故障検出装置において、
上記弁制御手段は、上記開運転領域又は上記閉運転領域への上記運転領域の移行から第１所定時間が経過するまでは、上記異常状態が生じているか否かの判定を行わないように構成されていることを特徴とするターボ過給機付エンジンの故障検出装置。
請求項４記載のターボ過給機付エンジンの故障検出装置において、
上記弁制御手段は、上記運転領域の移行から上記第１所定時間の経過後において、該第１所定時間の経過時から第２所定時間以内のみでかつ上記両運転領域のうち上記閉運転領域のみで上記異常状態が生じていると判定したときには、上記排気カット弁の開状態から閉状態への作動遅れ故障であると判定し、上記第１所定時間の経過時から上記第２所定時間以内のみでかつ上記両運転領域のうち上記開運転領域のみで上記異常状態が生じていると判定したときには、上記排気カット弁の閉状態から開状態への作動遅れ故障であると判定し、上記第１所定時間の経過時から第２所定時間以内のみでかつ上記両運転領域で上記異常状態が生じていると判定したときには、上記排気カット弁の開状態から閉状態への作動遅れ故障及び閉状態から開状態への作動遅れ故障の両方の故障であると判定するように構成されていることを特徴とするターボ過給機付エンジンの故障検出装置。
請求項１記載のターボ過給機付エンジンの故障検出装置において、
上記弁制御手段は、上記両運転領域で上記異常状態が生じていると判定したときには、上記排気カット弁が開状態と閉状態との間の状態で固着しているか、又は、該排気カット弁以外の、上記ウエストゲート弁の開度のフィードバック制御系の故障であると判定するように構成されていることを特徴とするターボ過給機付エンジンの故障検出装置。