JP7468095B2 - 内燃機関制御システム及び内燃機関制御プログラム - Google Patents

Description

この発明は、内燃機関制御システム及び内燃機関制御プログラムに関する。

特許文献１に開示された多気筒内燃機関には、吸気通路及び排気通路を跨いで過給機が設けられている。すなわち、吸気通路には、過給機のコンプレッサホイールが配置され、排気通路には、過給機のタービンホイールが配置されている。排気通路における、タービンホイールよりも上流側及び下流側は、バイパス通路で接続されている。バイパス通路には、当該バイパス通路を開閉するウェイストゲートバルブが配置されている。排気通路における、タービンホイールよりも下流側且つバイパス通路との接続箇所よりも下流側には、空燃比センサが取り付けられている。

この多気筒内燃機関の制御装置は、空燃比センサの検出値に基づいて、気筒間の空燃比のばらつきを診断するインバランス診断を行う。制御装置は、予め定められた開度にウェイストゲートバルブの開度を調整して、インバランス診断を行う。

特開２０１４－２１４６６８号公報

インバランス診断を行う特許文献１のような技術において、インバランス診断を行う際のウェイストゲートバルブの開度として全閉を定めることがある。ここで、ウェイストゲートバルブを全閉にした場合、排気がタービンホイールに流れてタービンホイールが回転し、それとともにコンプレッサホイールが回転する。コンプレッサホイールの回転とともに当該コンプレッサホイールよりも上流側で吸気の流速が高くなると、吸気通路の凹凸形状に起因してコンプレッサホイールよりも上流側で乱流と共に異音が発生することがある。特許文献１の技術では、インバランス診断を行う際の異音の発生について何ら着目しておらず、この異音を防止することについて改善の余地がある。

上記課題を解決するための内燃機関制御システムは、多気筒内燃機関と、前記多気筒内燃機関を制御する制御装置とを備える内燃機関制御システムであって、前記多気筒内燃機関は、吸気通路に配置されたコンプレッサホイール及び排気通路に配置されたタービンホイールを備えた過給機と、前記排気通路における、前記タービンホイールよりも上流側及び下流側を接続する排気バイパス通路と、前記排気バイパス通路を開閉するウェイストゲートバルブと、前記排気通路における、前記タービンホイールよりも下流側且つ前記排気バイパス通路との接続箇所よりも下流側に配置され、気筒内の空燃比を検出する空燃比センサとを有し、前記制御装置は、前記ウェイストゲートバルブを全閉とした状態で気筒間での空燃比のばらつきを診断するインバランス診断を、予め定められた所定回数繰り返すインバランス診断繰り返し処理を実施する診断実施部と、前記インバランス診断繰り返し処理が開始されてから終了するまでの間に、前記タービンホイールの回転数が予め定められた所定回転数以上である状態の継続時間を計測する時間計測部とを有し、前記診断実施部は、前記継続時間が予め定められた第１規定時間以上になった場合、前記インバランス診断繰り返し処理を中断すると共に前記ウェイストゲートバルブを全閉よりも大きな開度とし、前記インバランス診断繰り返し処理を中断してからの中断時間が予め定められた第２規定時間以上になった場合、前記インバランス診断繰り返し処理を再開する。

上記構成では、インバランス診断繰り返し処理の実施に伴ってウェイストゲートバルブを全閉としている状態においてタービンホイールが所定回転数以上の状態の継続時間を計測する。そして、継続時間が第１規定時間以上になった場合、一旦ウェイストゲートバルブを全閉よりも大きな開度とする。このことにより、異音が発生する前にタービンホイール及びコンプレッサホイールの回転数を低下させてコンプレッサホイールよりも上流側の吸気の流速を低下させることができる。このようにして吸気の流速をコントロールすることで、インバランス診断繰り返し処理の実施中に吸気通路におけるコンプレッサホイールよりも上流側で異音が発生することを防止できる。

内燃機関制御システムは、前記多気筒内燃機関が搭載されている車両の走行速度である車速を検出する車速センサを有し、前記時間計測部は、前記インバランス診断繰り返し処理が開始されてから終了するまでの間に、前記タービンホイールの回転数が前記所定回転数以上であり且つ前記車速が予め定められた規定車速未満である状態の継続時間を計測し、前記診断実施部は、前記継続時間が前記第１規定時間以上になった場合、前記インバランス診断繰り返し処理を中断すると共に前記ウェイストゲートバルブを全閉よりも大きな開度としてもよい。

車速が相応に高いときには、走行音が大きくなることから、仮に吸気通路で異音が発生したとしても走行音にかき消されて、車室内で異音として知覚され難い。上記構成では、このような、異音が車室内で知覚され難い状況については継続時間の計測対象から外す。このことから、継続時間を計測する機会が減り、それに伴って、インバランス診断繰り返し処理を中断する機会も減る。つまり、上記構成では、インバランス診断繰り返し処理の中断を極力避けることができる。

内燃機関制御システムにおいて、前記多気筒内燃機関は、前記吸気通路における、前記コンプレッサホイールよりも上流側及び下流側を接続する吸気バイパス通路と、前記吸気バイパス通路を開閉するバイパスバルブとを有し、前記制御装置は、前記多気筒内燃機関が始動してから当該多気筒内燃機関の運転が継続されることに応じて増加するパラメータである運転継続パラメータを算出する継続パラメータ算出部を有し、前記診断実施部は、前記運転継続パラメータが予め定められた完了規定値に至ったタイミング以降で前記インバランス診断繰り返し処理を行う場合には、前記バイパスバルブを全閉よりも大きな開度にする共に、前記継続時間が前記第１規定時間以上になっても前記インバランス診断繰り返し処理を中断することなく継続してもよい。

バイパスバルブを開くと、吸気通路におけるコンプレッサホイールよりも下流側の吸気の圧力が逃がされることで、気筒に充填される吸気量さらには気筒内の燃焼エネルギーが低下し、タービンホイールの回転数が低下する。これに伴い、コンプレッサホイールの回転数が低下することから、吸気通路におけるコンプレッサホイールよりも上流側の吸気の流速が低下し、異音が生じ難い。このことから、バイパスバルブを開いた場合には、異音の発生に注意を払わずにインバランス診断処理を行うことができる。一方で、バイパスバルブを開いた場合には、吸気通路におけるコンプレッサホイールよりも下流側の吸気の圧力を逃がすことから、機関出力に制限がかかる。

上記構成では、運転継続パラメータが完了規定値に至るまでは、機関出力を考慮して、中断を挟みつつインバランス診断繰り返し処理を行う。そして、運転継続パラメータが完了規定値以上になってもインバランス診断繰り返し処理が完了していないときには、インバランス診断繰り返し処理を完了させることを優先し、バイパスバルブを開いた状態でインバランス診断繰り返し処理を行う。これにより、異音を発生させることなく確実にインバランス診断繰り返し処理を完了させることができる。

上記課題を解決するための内燃機関制御システムは、多気筒内燃機関と、前記多気筒内燃機関を制御する制御装置とを備える内燃機関制御システムであって、前記多気筒内燃機関は、吸気通路に配置されたコンプレッサホイール及び排気通路に配置されたタービンホイールを備えた過給機と、前記吸気通路における、前記コンプレッサホイールよりも上流側及び下流側を接続する吸気バイパス通路と、前記吸気バイパス通路を開閉するバイパスバルブと、前記排気通路における、前記タービンホイールよりも上流側及び下流側を接続する排気バイパス通路と、前記排気バイパス通路を開閉するウェイストゲートバルブと、前記排気通路における、前記タービンホイールよりも下流側でありさらに前記排気バイパス通路との接続箇所よりも下流側に配置され、気筒内の空燃比を検出する空燃比センサとを有し、前記制御装置は、前記ウェイストゲートバルブを全閉とした状態で気筒間での空燃比のばらつきを診断するインバランス診断を、予め定められた所定回数繰り返すインバランス診断繰り返し処理を実施する診断実施部を有し、前記診断実施部は、前記インバランス診断繰り返し処理を実施する場合には、前記バイパスバルブを全閉よりも大きな開度とする。

バイパスバルブを開くと、吸気通路におけるコンプレッサホイールよりも下流側の吸気の圧力が逃がされることで、気筒に充填される吸気量さらには気筒内の燃焼エネルギーが低下し、タービンホイールの回転数が低下する。これに伴ってコンプレッサホイールの回転数が低下することから、吸気通路におけるコンプレッサホイールよりも上流側の吸気の流速が低下する。

上記構成では、インバランス診断繰り返し処理を実施する場合、バイパスバルブを全閉よりも大きな開度とする。したがって、インバランス診断繰り返し処理の実施に際してコンプレッサホイールよりも上流側の吸気の流速を抑えることができ、乱流及び異音の発生を防止できる。

内燃機関制御システムは、前記多気筒内燃機関が搭載されている車両の走行速度である車速を検出する車速センサを有し、前記診断実施部は、前記車速が予め定められた規定車速未満であるときに前記インバランス診断繰り返し処理を実施する場合には、前記バイパスバルブを全閉よりも大きな開度とし、前記車速が前記規定車速以上であるときに前記インバランス診断繰り返し処理を実施する場合には、前記バイパスバルブを全閉としてもよい。

バイパスバルブを開いた場合には、吸気通路におけるコンプレッサホイールよりも下流側の吸気の圧力を逃がすことから、機関出力に制限がかかる。ここで、車速が相応に高いときには、走行音が大きくなることから、仮に吸気通路で異音が発生したとしても走行音にかき消されて、車室内で異音として知覚され難い。上記構成では、このような、異音が車室内で知覚され難い状況ではバイパスバルブを全閉としてインバランス診断繰り返し処理を行うことから、インバランス診断繰り返し処理を実施することに伴って機関出力に制限がかかる状況を極力避けることができる。

上記課題を解決するための内燃機関制御プログラムは、吸気通路に配置されたコンプレッサホイール及び排気通路に配置されたタービンホイールを備えた過給機と、前記排気通路における、前記タービンホイールよりも上流側及び下流側を接続する排気バイパス通路と、前記排気バイパス通路を開閉するウェイストゲートバルブと、前記排気通路における、前記タービンホイールよりも下流側且つ前記排気バイパス通路との接続箇所よりも下流側に配置され、気筒内の空燃比を検出する空燃比センサとを有する多気筒内燃機関の制御装置に、前記ウェイストゲートバルブを全閉とした状態で気筒間での空燃比のばらつきを診断するインバランス診断を、予め定められた所定回数繰り返すインバランス診断繰り返し処理を実施する診断実施処理と、前記インバランス診断繰り返し処理が開始されてから終了するまでの間に、前記タービンホイールの回転数が予め定められた所定回転数以上である状態の継続時間を計測する時間計測処理とを実行させ、前記診断実施処理は、前記継続時間が予め定められた第１規定時間以上になった場合、前記インバランス診断繰り返し処理を中断すると共に前記ウェイストゲートバルブを全閉よりも大きな開度とし、前記インバランス診断繰り返し処理を中断してからの中断時間が予め定められた第２規定時間以上になった場合、前記インバランス診断繰り返し処理を再開する処理である。

上記構成では、インバランス診断繰り返し処理の実施に伴ってウェイストゲートバルブを全閉としている状態においてタービンホイールが所定回転数以上となる状態の継続時間を計測する。そして、継続時間が第１規定時間以上になった場合、一旦ウェイストゲートバルブを全閉よりも大きな開度とする。このことにより、異音が発生する前にタービンホイール及びコンプレッサホイールの回転数を低下させてコンプレッサホイールよりも上流側の吸気の流速を低下させることができる。このようにして吸気の流速をコントロールすることで、インバランス診断繰り返し処理の実施中に吸気通路におけるコンプレッサホイールよりも上流側で異音が発生することを防止できる。

内燃機関の概略構成図。 排気通路中流部の断面図。 機関運転領域とタービンホイールの回転数との関係性を表した図。 ＷＧＶ時間制限処理の処理手順を表したフローチャート。 バイパスバルブ利用処理の処理手順を表したフローチャート。

以下、内燃機関制御システムの一実施形態を、図面を参照して説明する。
先ず、内燃機関の概略構成を説明する。
図１に示すように、車両１００には、当該車両１００の駆動源となる内燃機関１０が搭載されている。内燃機関１０は、複数の気筒１２が区画された機関本体１１を有する。この実施形態では、気筒１２は４つ区画されている。すなわち、内燃機関１０は多気筒内燃機関である。図示は省略するが、各気筒１２には往復動可能にピストンが収容されている。ピストンは、コネクティングロッドを介してクランクシャフト１４に連結されている。クランクシャフト１４は、ピストンの往復動に応じて回転する。クランクシャフト１４の近傍には、クランクシャフト１４の回転位置ＣＲを検出するクランク角センサ１５が配置されている。

内燃機関１０には、外部からの吸気が流通する吸気通路２０が設けられている。吸気通路２０の途中には、吸気通路２０を流通する吸気量ＧＡを検出するエアフロメータ２１が取り付けられている。吸気通路２０における、エアフロメータ２１よりも下流側には、過給機１６のコンプレッサホイール１６ａが配置されている。吸気通路２０における、コンプレッサホイール１６ａよりも下流側には、吸気を冷却するインタークーラ２２が配置されている。吸気通路２０における、インタークーラ２２よりも下流側には、吸気通路２０を流通する吸気量ＧＡを調整するスロットルバルブ２４が配置されている。吸気通路２０は、スロットルバルブ２４よりも下流側において気筒１２毎に分岐して各気筒１２に接続されている。図示は省略するが、吸気通路２０における、分岐箇所よりも下流側には、燃料を噴射する燃料噴射弁が気筒１２毎に設けられている。また、図示は省略するが、吸気通路２０における、各気筒１２との接続口には、当該接続口を開閉する吸気バルブが気筒１２毎に設けられている。なお、吸気通路２０は、複数の管を繋ぎあわせて構成されており、管同士の接合部には凹凸がある。

吸気通路２０における、エアフロメータ２１とコンプレッサホイール１６ａとの間からは、吸気バイパス通路２６が延びている。吸気バイパス通路２６は、吸気通路２０における、コンプレッサホイール１６ａとインタークーラ２２との間に接続されている。吸気バイパス通路２６の途中には、当該吸気バイパス通路２６を開閉するバイパスバルブ２８が配置されている。バイパスバルブ２８は開度調整が可能である。

内燃機関１０には、各気筒１２内の排気を外部に排出するための排気通路３０が設けられている。排気通路３０は、各気筒１２から延びて一つに合流している。図示は省略するが、排気通路３０における各気筒１２との接続口には、当該接続口を開閉する気筒１２毎の排気バルブが配置されている。また、排気通路３０における、合流箇分よりも下流側には、過給機１６のタービンホイール１６ｂが配置されている。タービンホイール１６ｂは、コンプレッサホイール１６ａと連結されている。そして、タービンホイール１６ｂが排気の流れに伴って回転すると、コンプレッサホイール１６ａがタービンホイール１６ｂと一体回転して吸気が過給される。

排気通路３０における、タービンホイール１６ｂよりも下流側には、気筒１２内の吸気と燃料との混合気の空燃比ＡＳを検出する空燃比センサ３３が配置されている。空燃比センサ３３は、内燃機関１０の１サイクルにおいて４つの気筒１２の空燃比ＡＳを順に検出する。内燃機関１０の１サイクルとは、４つの気筒１２のそれぞれにおいて吸気工程から排気工程までが完了する動作周期であり、クランクシャフト１４の２回転分に相当する。排気通路３０における、空燃比センサ３３よりも下流側には、排気を浄化する触媒３５が配置されている。

排気通路３０における、タービンホイール１６ｂよりも上流側からは、排気バイパス通路３７が延びている。排気バイパス通路３７は、排気通路３０における、タービンホイール１６ｂと空燃比センサ３３との間に接続されている。排気バイパス通路３７の下流端には、排気バイパス通路３７を開閉するウェイストゲートバルブ（以下、ＷＧＶと記す。）３８が配置されている。なお、図１では便宜上、排気バイパス通路３７の途中にＷＧＶ３８を示している。ＷＧＶ３８は、開度調整が可能である。

次に、排気通路３０における、タービンホイール１６ｂから触媒３５に至る部分である排気通路中流部３０Ａの構造について詳述する。
図２に示すように、排気通路中流部３０Ａは、下流側ほど車両後側に位置するように延びている。ここで、排気通路３０における、タービンホイール１６ｂが収容されている部分を収容通路１７としたとき、収容通路１７は直線状に延びている。収容通路１７は、略水平に配置されている。この収容通路１７よりも上側に、排気バイパス通路３７が配置されている。排気バイパス通路３７は、略直線状に延びている。排気バイパス通路３７の中心軸線３７Ｊは、当該排気バイパス通路３７の下流側ほど収容通路１７の中心軸線１７Ｊに近づくように当該中心軸線１７Ｊに対して傾斜している。

排気通路中流部３０Ａにおける、排気バイパス通路３７の接続箇所から触媒３５に至る部分である触媒上流部１８の中心軸線１８Ｊは、排気バイパス通路３７の中心軸線３７Ｊと概ね一致している。そして、排気バイパス通路３７及び触媒上流部１８及び排気バイパス通路３７の中心軸線１８Ｊ，３７Ｊ上に、触媒３５の上流側の端面の略中央が位置している。このように、排気バイパス通路３７は、触媒３５を指向するように位置が定められている。そして、ＷＧＶ３８が開かれた場合（図２の実線参照）、排気は触媒３５に向けて流れる。

さて、触媒上流部１８は、車両後側へ向けて斜め下側へ延びている。この触媒上流部１８の上側の壁部を貫通した状態で空燃比センサ３３が取り付けられている。空燃比センサ３３は、概ね円柱状になっている。空燃比センサ３３の中心軸線は、概略的には上下方向に沿っている。空燃比センサ３３は、車両１００の衝突時に備え、排気通路中流部３０Ａよりも車両後側に位置している車室１０２を指向しないように向きが定められている。また、空燃比センサ３３は、排気通路３０内の水滴の付着を避けるべく、排気通路３０内に露出する部分の寸法が相当に小さくなっている。このような空燃比センサ３３の向きや露出量に因り、空燃比センサ３３における、排気通路３０内に露出している部分は、排気バイパス通路３７をその中心軸線３７Ｊに沿って仮想的に下流側へ延長させた領域から外れた位置に位置している。一方で、空燃比センサ３３における、排気通路３０内に露出した部分の先端は、収容通路１７の中心軸線１７Ｊ上に近い位置に位置している。空燃比センサ３３と収容通路１７とのこうした位置関係に因り、収容通路１７から流れる排気は空燃比センサ３３に向けて流れる。ＷＧＶ３８を全閉とした場合（図２の二点鎖線参照）には、空燃比センサ３３に至る排気の流量が多くなり、空燃比センサ３３による空燃比ＡＳの検出精度が高くなる。

次に、内燃機関１０の制御構成を説明する。
図１に示すように、車両１００には、内燃機関１０を制御する制御装置７０が搭載されている。制御装置７０は、コンピュータプログラム（ソフトウェア）に従って各種処理を実行する１つ以上のプロセッサとして構成し得る。なお、制御装置７０は、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等の１つ以上の専用のハードウェア回路、またはそれらの組み合わせを含む回路（ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）として構成してもよい。プロセッサは、ＣＰＵ及び、ＲＡＭ並びにＲＯＭ等のメモリを含む。メモリは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。メモリすなわちコンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。

制御装置７０には、車両１００に取り付けられている各種センサからの検出信号が入力される。制御装置７０には、内燃機関１０のエアフロメータ２１が検出する吸気量ＧＡに関する信号が入力される。制御装置７０には、内燃機関１０のクランク角センサ１５が検出するクランクシャフト１４の回転位置ＣＲに関する信号が入力される。制御装置７０には、内燃機関１０の空燃比センサ３３が検出する空燃比ＡＳに関する信号が入力される。また、制御装置７０には、車両１００に取り付けられている車速センサ１０４が検出する車両１００の走行速度である車速ＳＰに関する信号が入力される。また、制御装置７０には、車両１００に取り付けられているアクセルペダルセンサ１０６が検出する車両１００のアクセルペダルの操作量ＡＣＣに関する信号が入力される。

制御装置７０は、クランクシャフト１４の回転位置ＣＲに基づいて、単位時間当たりのクランクシャフト１４の回転数である機関回転数ＮＥを算出する。また、制御装置７０は、機関回転数ＮＥ及び吸気量ＧＡに基づいて、機関負荷率ＫＬを算出する。

制御装置７０は、スロットルバルブ２４の開度制御や燃料噴射弁の燃料噴射制御といった各種の機関制御を実施する制御実施部７９を有する。制御実施部７９は、各種センサの検出信号に基づいて、各種の機関制御を行う。制御実施部７９は、機関制御の一環として、ＷＧＶ３８の開度制御やバイパスバルブ２８の開度制御を行う。制御実施部７９は、例えばアクセルペダルの操作量ＡＣＣに応じて過給が要求される状況下では、ＷＧＶ３８を全閉状態に制御し、バイパスバルブ２８を全閉状態に制御する。

ここで、気筒１２毎の燃料噴射弁の噴射性能のばらつきや、吸気の分配量のばらつきなどに起因して、気筒１２間で空燃比ＡＳのばらつきが生じることがある。制御装置７０は、気筒１２間での空燃比ＡＳのばらつきを診断する診断実施部７２を有する。診断実施部７２は、具体的には、気筒１２間での空燃比ＡＳのばらつきを診断するインバランス診断を所定回数ＦＡ繰り返すインバランス診断繰り返し処理を行う。そして、診断実施部７２は、所定回数ＦＡのインバランス診断の結果に基づいて、気筒１２間の空燃比ＡＳのばらつきが許容される範囲内のものであるか否かを判定する。診断実施部７２は、所定回数ＦＡを予め記憶している。所定回数ＦＡは、気筒１２間での空燃比ＡＳのばらつきの判定に関して信頼性の高い結果を得るのに十分な回数として、統計的な観点から定められている。

診断実施部７２は、空燃比センサ３３が検出する空燃比ＡＳに基づいて、インバランス診断を行う。上記のとおり、内燃機関１０では、ＷＧＶ３８の全閉状態（図２の二点鎖線参照）において空燃比センサ３３の検出精度が高くなる。そこで、診断実施部７２は、ＷＧＶ３８の全閉状態でインバランス診断を行う。

図３に示すように、診断実施部７２は、機関回転数ＮＥと機関負荷率ＫＬとの組み合わせによって規定される機関運転領域Ｄが、インバランス診断を行うのに適した機関運転領域Ｄの範囲として定められた診断用範囲ＤＡ内であるときにインバランス診断を行う。診断実施部７２は、診断用範囲ＤＡを規定する機関回転数ＮＥの範囲及び機関負荷率ＫＬの範囲を予め記憶している。診断用範囲ＤＡは、吸気バルブ及び排気バルブの双方が同時に開弁する所謂バルブオーバーラップが生じない機関運転領域Ｄの範囲となっている。ここで、バルブオーバーラップが生じる状況下では、気筒１２内に流入した吸気や燃料が燃焼することなく排気通路３０に吹き抜けることがある。この場合、仮に燃料噴射弁の噴射性能のばらつきや吸気の分配量のばらつきがあったとしても、空燃比センサ３３が検出する空燃比ＡＳにはそうしたばらつきが反映され難い。こうした事情を踏まえ、診断実施部７２は、バルブオーバーラップが生じない機関運転領域Ｄの範囲である上記診断用範囲ＤＡにおいてインバランス診断を行う。診断用範囲ＤＡは、実験やシミュレーションによって定められている。なお、診断用範囲ＤＡを規定する機関負荷率ＫＬの範囲は例えば５０％～７０％である。また、診断用範囲ＤＡを規定する機関回転数ＮＥの範囲は例えば１５００ｒｐｍ～２５００ｒｐｍである。

診断実施部７２は、上記インバランス診断繰り返し処理を行っている間において、タービンホイール１６ｂの回転数（以下、タービン回転数と記す。）Ｔが所定回転数ＴＺ以上である状態の継続時間Ｈ１が第１規定時間Ｈ１Ａ以上になった場合、インバランス診断の繰り返しを中断する。この場合、診断実施部７２は、ＷＧＶ３８を全閉よりも大きな開度とする。そして、診断実施部７２は、インバランス診断の繰り返しを中断してからの中断時間Ｈ２が第２規定時間Ｈ２Ａ以上になると、インバランス診断の繰り返しを再開する。この実施形態では、診断実施部７２は、インバランス診断の繰り返しを中断している間は、ＷＧＶ３８を全開にする。

診断実施部７２は、上記の所定回転数ＴＺを予め記憶している。ここで、インバランス診断を行うのに付随してＷＧＶ３８を全閉状態へと移行させた場合、ＷＧＶ３８が全閉状態になることに伴ってタービン回転数Ｔが上昇する。そして、それとともにコンプレッサホイール１６ａの回転数が上昇する。この場合、吸気通路２０における、コンプレッサホイール１６ａよりも上流側の吸気の流速が高くなり、当該上流側で乱流とともに異音が発生し得る。つまり、タービン回転数Ｔが高いと、吸気通路２０で異音が発生し得る。さて、吸気通路２０で異音が発生しないタービン回転数Ｔの最大値を限界回転数ＴＡとしたとき、上記の所定回転数ＴＺは、限界回転数ＴＡよりも低い値として定められている。さらに、所定回転数ＴＺは、診断用範囲ＤＡとの関連で定められている。前提として、機関運転領域Ｄとタービン回転数Ｔとには、同一の機関回転数ＮＥであれば、機関負荷率ＫＬが高いほど、ＷＧＶ３８の全閉状態でのタービン回転数Ｔが高いという関係性がある。上記所定回転数ＴＺは、診断用範囲ＤＡを規定する機関回転数ＮＥの略全範囲に関して、診断用範囲ＤＡを規定する機関負荷率ＫＬの最小値に略等しいタービン回転数Ｔになっている。つまり、診断実施部７２が診断用範囲ＤＡ内でインバランス診断を行うことは、タービン回転数Ｔが所定回転数ＴＺ以上の状態でインバランス診断を行うことに相当する。なお、診断用範囲ＤＡのうち機関負荷率ＫＬが高い領域の一部は、タービン回転数Ｔが限界回転数ＴＡ以上の領域となっている。したがって、診断用範囲ＤＡを利用してインバランス診断を行う場合においてタービン回転数Ｔが高い状況、すなわち機関負荷率ＫＬが高い状況では、吸気通路２０で異音が発生し得る。

診断実施部７２は、インバランス診断を繰り返す際の継続時間を規定する上記第１規定時間Ｈ１Ａを予め記憶している。第１規定時間Ｈ１Ａは、ＷＧＶ３８の全閉状態においてタービン回転数Ｔが所定回転数ＴＺから限界回転数ＴＡまで上昇するのに要する時間として定められている。この第１規定時間Ｈ１Ａは、診断用範囲ＤＡ内で機関運転領域Ｄが変位する場合を対象として、タービン回転数Ｔが限界回転数ＴＡまで上昇するのに要する時間を実験やシミュレーションから定めたものである。第１規定時間Ｈ１Ａは、例えば１秒である。

診断実施部７２は、インバランス診断の繰り返しの中断時間を規定する上記第２規定時間Ｈ２Ａを予め記憶している。第２規定時間Ｈ２Ａは、ＷＧＶ３８が全開状態にされることに伴ってタービン回転数Ｔが限界回転数ＴＡから設定回転数ＴＢまで低下するのに要する時間として定められている。この実施形態では、設定回転数ＴＢは、所定回転数ＴＺである。この第２規定時間Ｈ２Ａは、診断用範囲ＤＡ内で機関運転領域Ｄが変位する場合を対象として、タービン回転数Ｔが設定回転数ＴＢまで低下するのに要する時間を実験やシミュレーションから定めたものである。第２規定時間Ｈ２Ａは、例えば１秒である。

診断実施部７２は、バイパスバルブ２８の開度を制御しつつインバランス診断を繰り返す場合がある。具体的には、この実施形態では、診断実施部７２は、内燃機関１０が始動されてからの経過時間を運転継続時間として取り扱う。そして、診断実施部７２は、運転継続時間が完了規定値に至ったタイミング以降でインバランス診断を行う場合には、バイパスバルブ２８を全閉よりも大きくする。この場合、診断実施部７２は、タービン回転数Ｔが所定回転数ＴＺ以上である状況が継続する上記継続時間Ｈ１が第１規定時間Ｈ１Ａ以上になってもインバランス診断の繰り返しを中断することなく継続する。この実施形態では、診断実施部７２は、バイパスバルブ２８を全開にする。なお、運転継続時間は、内燃機関１０が始動してから当該内燃機関１０の運転が継続されることに応じて増加する運転継続パラメータである。

診断実施部７２は、上記完了規定値を予め記憶している。ここで、内燃機関１０の始動後、気筒１２間の空燃比ＡＳのばらつきが許容範囲内である状態で当該内燃機関１０が動作していることを極力早い段階で把握することが望まれる。内燃機関１０の始動後に上記のことを把握するのに許容される最大時間を要把握最大時間とし、インバランス診断の繰り返しを中断することなく継続したときにインバランス診断を所定回数ＦＡ行うのに要する時間を連続時所要時間としたとき、完了規定値は、要把握最大時間から連続時所要時間を減じた値となっている。完了規定値は、実験やシミュレーションによって定められている。

制御装置７０は、インバランス診断を繰り返し行っている間において、タービン回転数Ｔが所定回転数ＴＺ以上である状況が継続する上記継続時間Ｈ１を計測する時間計測部７４を有する。この実施形態では、時間計測部７４は、実質的にはＷＧＶ３８を全閉にしている状態の継続時間Ｈ１を計測する。時間計測部７４は、インバランス診断の繰り返しの中断時間Ｈ２も計測する。時間計測部７４は、実質的には、ＷＧＶ３８を全開にしている状態の継続時間を中断時間Ｈ２として計測する。

制御装置７０は、運転継続時間を計測する継続パラメータ算出部７６を有する。継続パラメータ算出部７６は、内燃機関１０が始動されると、運転継続時間の計測を開始する。
次に、診断実施部７２が時間計測部７４とともに実施するＷＧＶ時間制限処理及びバイパスバルブ利用処理について説明する。先ず、これらＷＧＶ時間制限処理及びバイパスバルブ利用処理の実施に係る全般的な流れを説明し、その後それぞれの処理の手順を詳述する。

ＷＧＶ時間制限処理及びバイパスバルブ利用処理は、ともにインバランス診断繰り返し処理を含んだ処理となっている。すなわち、ＷＧＶ時間制限処理は、ＷＧＶの全閉状態と全開状態とを切り替えつつインバランス診断を繰り返す処理である。バイパスバルブ利用処理は、バイパスバルブ２８の開度を制御しつつインバランス診断を繰り返す処理である。

診断実施部７２は、内燃機関１０の始動後、ＷＧＶ時間制限処理とバイパスバルブ利用処理のうち、先ずＷＧＶ時間制限処理を行う。なお、イグニッションスイッチがオンにされた時点では、インバランス処理の繰り返し回数Ｆはゼロになっている。診断実施部７２は、継続パラメータ算出部７６が算出する運転継続時間が完了規定値に至ってもインバランス処理の繰り返し回数Ｆが所定回数ＦＡに至っていない場合、すなわちインバランス繰り返し処理が完了していない場合、ＷＧＶ時間制限処理を強制的に終了してバイパスバルブ用処理を行う。診断実施部７２は、バイパスバルブ利用処理を行う場合、ＷＧＶ時間制限処理を強制終了した時点での繰り返し回数Ｆを引き継いで繰り返し回数Ｆを更新していく。すなわち、診断実施部７２は、ＷＧＶ時間制限処理を強制終了しても繰り返し回数Ｆをリセットしない。診断実施部７２は、運転継続時間が完了規定値に至ったときにインバランス繰り返し処理が完了している場合には、バイパスバルブ利用処理を行わない。

診断実施部７２は、インバランス診断繰り返し処理が１度完了すると、それ以降ではＷＧＶ時間制限処理もバイパスバルブ利用処理も行わない。すなわち、イグニッションスイッチがオンになってからオフになるまでの間を１トリップとしたとき、診断実施部７２は、インバランス診断繰り返し処理を１トリップにつき１回行う。

ＷＧＶ時間制限処理の処理手順について説明する。なお、本処理によって指示されるＷＧＶ３８の開度とは異なる開度が制御実施部７９から指示された場合、診断実施部７２は本処理を中止する。診断実施部７２は、本処理を中止した場合、本処理を最初のステップからやり直す。このとき、診断実施部７２は、繰り返し回数Ｆをリセットせず、本処理を中止した時点で保持していた繰り返し回数Ｆを引き継ぐ。なお、本処理において診断実施部７２がＷＧＶ３８の開度変更を許容しているときに制御実施部７９からＷＧＶ３８の開度を制御する要求があった場合には、診断実施部７２は本処理を中止することなく継続する。

診断実施部７２は、イグニッションスイッチがオンになって内燃機関１０が始動されると、ＷＧＶ時間制限処理を開始する。図４に示すように、診断実施部７２は、ＷＧＶ時間制限処理を開始すると、ステップＳ１００の処理を行う。ステップＳ１００において、診断実施部７２は、ＷＧＶ３８に対する全閉制御又は全開制御をキャンセルする。ここで、ＷＧＶ時間制限処理では、ステップＳ１００に処理が進んだ時点で診断実施部７２自身がＷＧＶ３８を全閉状態または全開状態に制御していることがある。このステップＳ１００の処理では、診断実施部７２は、自身がＷＧＶ３８を全閉状態または全開状態に制御している場合、これらの制御をキャンセルし、ＷＧＶ３８の開度変更を許容する。一方、診断実施部７２は、ＷＧＶ３８を全閉状態にも全開状態にも制御していない場合、このステップＳ１００では何もしない。診断実施部７２は、ステップＳ１００の処理を行うと、処理をステップＳ１１０に進める。

ステップＳ１１０において、診断実施部７２は、現在の機関運転領域Ｄが初回診断用範囲ＤＢ内であるか否かを判定する。図３に示すように、初回診断用範囲ＤＢは、診断用範囲ＤＡのうち、機関負荷率ＫＬが相当に小さい機関運転領域Ｄの範囲であってタービン回転数Ｔが所定回転数ＴＺであるときの機関運転領域Ｄ周辺の範囲として定められている。ここで、この後の処理においてＷＧＶ３８が全閉状態に制御される際、機関運転領域Ｄが診断用範囲ＤＡのうち機関負荷率ＫＬの高い領域のものである場合、その後タービン回転数Ｔが上昇したときに僅かな時間でタービン回転数Ｔが限界回転数ＴＡに至ってしまう。こうした事情を考慮して、初回診断用範囲ＤＢは診断用範囲ＤＡの中でも機関負荷率ＫＬが小さい機関運転領域Ｄとして設定されている。

診断実施部７２は、図４に示すステップＳ１１０の判定に際して、先ず、最新の機関回転数ＮＥ及び機関負荷率ＫＬを取得する。そして、診断実施部７２は、これら最新の機関回転数ＮＥ及び機関負荷率ＫＬによって規定される現在の機関運転領域Ｄが初回診断用範囲ＤＢ内であるか否かを判定する。診断実施部７２は、機関運転領域Ｄが初回診断用範囲ＤＢ外である場合（ステップＳ１１０：ＮＯ）、再度ステップＳ１００及びステップＳ１１０の処理を実行する。診断実施部７２は、機関運転領域Ｄが初回診断用範囲ＤＢ内になるまでステップＳ１００及びステップＳ１１０の処理を繰り返す。診断実施部７２は、機関運転領域Ｄが初回診断用範囲ＤＢ内になると（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、ステップＳ１２０に処理を進める。

ステップＳ１２０において、診断実施部７２は、ＷＧＶ３８を全閉状態に制御する。診断実施部７２は、処理がステップＳ１２０に至った時点でＷＧＶ３８が全閉よりも大きい開度の場合には、ＷＧＶ３８を全閉状態に移行させる。また、診断実施部７２は、処理がステップＳ１２０に至った時点でＷＧＶ３８が全閉状態である場合には、その状態を維持する。診断実施部７２は、ステップＳ１２０の処理を行うと、処理をステップＳ１３０に進める。なお、診断実施部７２は、この後他のステップでＷＧＶ３８に係る処理を行うまでＷＧＶ３８の全閉状態を継続する。

ステップＳ１３０において、時間計測部７４は、継続時間Ｈ１をリセットする。そして、時間計測部７４は、処理をステップＳ１４０に進める。
ステップＳ１４０において、時間計測部７４は、継続時間Ｈ１の計測を開始する。そして、時間計測部７４は、処理をステップＳ１５０に進める。

ステップＳ１５０において、診断実施部７２は、インバランス診断を行う。このインバランス診断において、診断実施部７２は、空燃比センサ３３が検出する空燃比ＡＳを取得する。具体的には、診断実施部７２は、内燃機関１０の１サイクル分の空燃比ＡＳを継続的に取得するとともに、取得した空燃比ＡＳを時系列データとして記憶する。診断実施部７２は、時系列データの取得が完了するまでは待機する。さて、内燃機関１０の１サイクル分の空燃比ＡＳの時系列データには、４つの気筒１２の空燃比ＡＳがクランクシャフト１４の半回転に相当する時間間隔で順に表れる。この時系列データの振幅が大きければ、気筒１２間の空燃比ＡＳのばらつきが大きいことになる。そこで、診断実施部７２は、取得した空燃比ＡＳの時系列データにおいて空燃比ＡＳが上昇から下降に転じる上側ピークと、空燃比ＡＳが下降から上昇に転じる下側ピークとを特定し、上側ピークと下側ピークとの差分を算出する。そして、診断実施部７２は、この差分を基準値で除した値をインバランス用判定値として記憶する。診断実施部７２は、基準値を予め記憶している。基準値は、気筒１２間の空燃比ＡＳのばらつきが許容範囲内である場合における、上記上側ピークと下側ピークとの差分の平均的な値として実験やシミュレーションによって定められている。診断実施部７２は、インバランス診断を行うと、処理をステップＳ１６０に進める。

ステップＳ１６０において、診断実施部７２は、インバランス診断の繰り返し回数Ｆを更新する。具体的には、診断実施部７２は、現在の繰り返し回数Ｆに１を加算し、加算後の繰り返し回数Ｆを最新の繰り返し回数Ｆとして保持する。この後、診断実施部７２は、処理をステップＳ１７０に進める。

ステップＳ１７０において、診断実施部７２は、繰り返し回数Ｆが所定回数ＦＡに至ったか否かを判定する。診断実施部７２は、繰り返し回数Ｆが所定回数ＦＡ未満である場合（ステップＳ１７０：ＮＯ）、処理をステップＳ２００に進める。

ステップＳ２００において、診断実施部７２は、継続時間Ｈ１が第１規定時間Ｈ１Ａ以上であるか否かを判定する。診断実施部７２は、継続時間Ｈ１が第１規定時間Ｈ１Ａ未満である場合（Ｓ２００：ＮＯ）、処理をステップＳ３００に進める。

ステップＳ３００において、診断実施部７２は、現在の機関運転領域Ｄが診断用範囲ＤＡ内であるか否かを判定する。具体的には、診断実施部７２は、最新の機関回転数ＮＥ及び機関負荷率ＫＬを取得する。そして、診断実施部７２は、これら最新の機関回転数ＮＥ及び機関負荷率ＫＬによって規定される現在の機関運転領域Ｄが診断用範囲ＤＡ内であるか否かを判定する。診断実施部７２は、機関運転領域Ｄが診断用範囲ＤＡ外である場合（ステップＳ３００：ＮＯ）、ステップＳ１００の処理に戻る。一方、診断実施部７２は、機関運転領域Ｄが診断用範囲ＤＡ内である場合（ステップＳ３００：ＹＥＳ）、ステップＳ１５０に処理を進める。そして、診断実施部７２は、インバランス処理を行う。この後、診断実施部７２は処理をステップＳ１６０に進めて繰り返し回数Ｆを更新するとともにさらに処理をステップＳ１７０に進めて繰り返し回数Ｆの判定を行う。

診断実施部７２は、繰り返し回数Ｆが所定回数ＦＡ未満の状況下において（ステップＳ１７０：ＮＯ）、継続時間Ｈ１が第１規定時間Ｈ１Ａ未満（ステップＳ２００：ＮＯ）且つ、機関運転領域Ｄが診断用範囲ＤＡ内（ステップＳ３００：ＹＥＳ）である状況が継続する場合、ステップＳ１５０、ステップＳ１６０、ステップＳ１７０、ステップＳ２００、ステップＳ３００の処理を繰り返す。この繰り返しの処理は、インバランス診断繰り返し処理の過程の一部に相当する。

さて、上記の処理の繰り返しの間において継続時間Ｈ１が第１規定時間Ｈ１Ａに至った場合（ステップＳ２００：ＹＥＳ）、診断実施部７２は処理をステップＳ２１０に進める。この場合、診断実施部７２は、インバランス診断繰り返し処理を一旦中断することになる。ステップＳ２１０において、診断実施部７２は、ＷＧＶ３８を全開状態に制御する。そして、診断実施部７２は、処理をステップＳ２２０に進める。なお、診断実施部７２、この後他のステップでＷＧＶ３８に係る処理を行うまではＷＧＶ３８の全開状態を継続する。

ステップＳ２２０において、時間計測部７４は、中断時間Ｈ２をゼロにリセットする。そして、時間計測部７４は、処理をステップＳ２３０に進める。
ステップＳ２３０において、時間計測部７４は、中断時間Ｈ２の計測を開始する。そして、時間計測部７４は、処理をステップＳ２４０に進める。

ステップＳ２４０において、診断実施部７２は、中断時間Ｈ２が第２規定時間Ｈ２Ａ以上であるか否かを判定する。診断実施部７２は、中断時間Ｈ２が第２規定時間Ｈ２Ａ未満である場合（ステップＳ２４０：ＮＯ）、再度ステップＳ２４０の処理を実行する。診断実施部７２は、中断時間Ｈ２が第２規定時間Ｈ２Ａ以上になるまでステップＳ２４０の処理を繰り返す。すなわち、診断実施部７２は、中断時間Ｈ２が第２規定時間Ｈ２Ａ以上になるまで待機する。診断実施部７２は、中断時間Ｈ２が第２規定時間Ｈ２Ａに至ると（ステップＳ２４０：ＹＥＳ）、ステップＳ１００の処理に戻る。

この後、診断実施部７２は、ステップＳ１００以降の処理を再度行う。ステップＳ１００以降の処理を行っている間において繰り返し回数Ｆが徐々に増え、やがてステップＳ１７０において繰り返し回数Ｆが所定回数ＦＡに至ると（ステップＳ１７０：ＹＥＳ）、診断実施部７２は処理をステップＳ１８０に進める。

ステップＳ１８０において、診断実施部７２は、気筒１２間の空燃比ＡＳのばらつきの有無、すなわち気筒１２間の空燃比ＡＳのばらつきが許容範囲内であるか否かを判定する。具体的には、診断実施部７２は、インバランス診断毎に記憶したインバランス判定値の積算値を算出する。そして、診断実施部７２は、この積算値と判定閾値とを比較する。診断実施部７２は、積算値が判定閾値以下の場合、気筒１２間の空燃比ＡＳのばらつきが許容範囲内であると判定する。一方、診断実施部７２は、積算値が判定閾値より大きい場合、気筒１２間の空燃比ＡＳのばらつきは許容範囲を越えていると判定する。なお、診断実施部７２は、判定閾値を予め記憶している。判定閾値は、気筒１２間の空燃比ＡＳのばらつきが許容範囲内である場合にインバランス判定値が取り得る最大値として実験やシミュレーションによって定められている。診断実施部７２は、気筒１２間の空燃比ＡＳのばらつきの有無を判定すると、ＷＧＶ時間制限処理の一連の処理を終了する。この場合、診断実施部７２は、ＷＧＶ３８に対する制御を終了する。

次に、バイパスバルブ利用処理の処理手順について説明する。なお、本処理によって指示されるＷＧＶ３８の開度とは異なる開度が制御実施部７９から指示された場合、診断実施部７２は本処理を中止する。また、本処理によって指示されるバイパスバルブ２８の開度とは異なる開度が制御実施部７９から指示された場合も、診断実施部７２は本処理を中止する。診断実施部７２は、本処理を中止した場合、本処理を最初のステップからやり直す。このとき、診断実施部７２は、繰り返し回数Ｆをリセットせず、本処理を中止した時点で保持していた繰り返し回数Ｆを引き継ぐ。本処理において診断実施部７２がＷＧＶ３８やバイパスバルブ２８の開度変更を許容しているときに制御実施部７９からこれらのバルブの開度を制御する要求があった場合には、診断実施部７２は本処理を中止することなく継続する。

診断実施部７２は、運転継続時間が完了規定値に至ってもインバランス繰り返し処理が完了していない場合、バイパスバルブ利用処理を開始する。図５に示すように、診断実施部７２は、バイパスバルブ利用処理を開始すると、ステップＳ４１０の処理を実行する。ステップＳ４１０において、現在の機関運転領域Ｄが診断用範囲ＤＡ内であるか否かを判定する。この判定の手法はＷＧＶ時間制限処理と同じであるため、説明は割愛する。診断実施部７２は、機関運転領域Ｄが診断用範囲ＤＡ外である場合（ステップＳ４１０：ＮＯ）、処理をステップＳ５１０に処理を進める。

ステップＳ５１０において、診断実施部７２は、ＷＧＶ３８に対する全閉制御をキャンセルする。ここで、バイパスバルブ利用処理では、ステップＳ５１０に処理が進んだ時点で診断実施部７２自身がＷＧＶ３８を全閉状態に制御していることがある。このステップＳ５１０の処理では、診断実施部７２は、自身がＷＧＶ３８を全閉状態に制御している場合、この制御をキャンセルし、ＷＧＶ３８の開度変更を許容する。一方、診断実施部７２は、ＷＧＶ３８を全閉状態に制御していない場合、何もしない。診断実施部７２は、ステップＳ５１０の処理を行うと、処理をステップＳ５２０に進める。

ステップＳ５２０において、診断実施部７２は、バイパスバルブ２８に対する全開制御をキャンセルする。上記ステップＳ５１０と同様、バイパスバルブ利用処理では、ステップＳ５２０に処理が進んだ時点で診断実施部７２がバイパスバルブ２８を全開状態に制御していることがある。このステップＳ５２０の処理では、診断実施部７２は、自身がバイパスバルブ２８を全開状態に制御している場合、この制御をキャンセルし、バイパスバルブ２８の開度変更を許容する。一方、診断実施部７２は、バイパスバルブ２８を全開状態に制御していない場合、何もしない。診断実施部７２は、ステップＳ５２０の処理を行うと、ステップＳ４１０の処理に戻る。

このように、診断実施部７２は、ステップＳ５１０及びステップＳ５２０の処理を挟みつつ、機関運転領域Ｄが診断用範囲ＤＡ内になるまでステップＳ４１０の処理を繰り返す。そして、診断実施部７２は、機関運転領域Ｄが診断用範囲ＤＡ内になると（ステップＳ４１０：ＹＥＳ）、処理をステップＳ４２０に進める。

ステップＳ４２０において、診断実施部７２は、ＷＧＶ３８を全閉状態に制御する。ＷＧＶ時間制限処理の場合と同様、診断実施部７２は、処理がステップＳ４２０に至った時点でＷＧＶ３８が全閉よりも大きい開度の場合には、ＷＧＶ３８を全閉状態に移行させる。また、診断実施部７２は、処理がステップＳ４２０に至った時点でＷＧＶ３８が全閉状態である場合には、その状態を維持する。この後、診断実施部７２は、処理をステップＳ４３０に進める。なお、診断実施部７２、この後他のステップでＷＧＶ３８に係る処理を行うまでＷＧＶ３８の全閉状態を継続する。

ステップＳ４３０において、診断実施部７２は、バイパスバルブ２８を全開状態に制御する。ステップＳ４２０と同様、診断実施部７２は、処理がステップＳ４３０に至った時点でバイパスバルブ２８が全開よりも小さい開度の場合には、バイパスバルブ２８を全開状態に移行させる。また、診断実施部７２は、処理がステップＳ４３０に至った時点でバイパスバルブ２８が全開状態である場合には、その状態を維持する。この後、診断実施部７２は、処理をステップＳ４４０に進める。なお、診断実施部７２、この後他のステップでバイパスバルブ２８に係る処理を行うまでバイパスバルブ２８の全閉状態を継続する。

ステップＳ４４０において、診断実施部７２は、インバランス診断を行う。インバランス診断の手法は、ＷＧＶ時間制限処理の場合と同じであるため説明は割愛する。診断実施部７２は、ステップＳ４４０の処理の後、処理をステップＳ４５０に進める。

ステップＳ４５０において、診断実施部７２は、繰り返し回数Ｆを更新する。そして、診断実施部７２は、処理をステップＳ４６０に進める。
ステップＳ４６０において、診断実施部７２は、繰り返し回数Ｆが所定回数ＦＡに至ったか否かを判定する。診断実施部７２は、繰り返し回数Ｆが所定回数ＦＡ未満である場合（ステップＳ４６０）、ステップＳ４１０の処理に戻る。

この後、診断実施部７２は、ステップＳ４１０以降の処理を再度行う。診断実施部７２は、繰り返し回数Ｆが所定回数ＦＡ未満の状況下において（ステップＳ４６０：ＮＯ）、機関運転領域Ｄが診断用範囲ＤＡ内（ステップＳ４１０：ＹＥＳ）である状況が継続する場合、ステップＳ４２０、ステップＳ４３０、ステップＳ４４０、ステップＳ４５０、ステップＳ４６０の処理を繰り返す。この繰り返しの処理は、インバランス診断繰り返し処理の過程の一部に相当する。

上記の繰り返しの処理を行っている間において繰り返し回数Ｆが徐々に増え、やがてステップＳ４６０において繰り返し回数Ｆが所定回数ＦＡに至ると（ステップＳ４６０：ＹＥＳ）、診断実施部７２は処理をステップＳ４７０に進める。

ステップＳ４７０において、診断実施部７２は、気筒１２間の空燃比ＡＳのばらつきの有無を判定する。判定の手法は、ＷＧＶ時間制限処理の場合と同じであるため説明を割愛する。診断実施部７２は、気筒１２間の空燃比ＡＳのばらつきの有無を判定すると、バイパスバルブ利用処理の一連の処理を終了する。この場合、この場合、診断実施部７２は、ＷＧＶ３８に対する制御を終了する。

次に、本実施形態の作用について説明する。
内燃機関１０が始動されると、診断実施部７２はＷＧＶ時間制限処理を開始する。暫くして機関運転領域Ｄが初回診断用範囲ＤＢ内に至ったものとする（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）。この場合、診断実施部７２は、インバランス診断のためにＷＧＶ３８を全閉状態に制御する（ステップＳ１２０）。これに伴いタービン回転数Ｔは概ね所定回転数ＴＺとなる。このままＷＧＶ３８の全閉状態を継続すると、図３の矢印Ｙ１で示すように、機関負荷率ＫＬや機関回転数ＮＥとともにタービン回転数Ｔが上昇する。この上昇中、機関運転領域Ｄは診断用範囲ＤＡ内を変位することから（ステップＳ３００：ＹＥＳ）、診断実施部７２は、インバランス診断（ステップＳ１５０）を繰り返し行い、その都度繰り返し回数Ｆを更新する（ステップＳ１６０）。すなわち、診断実施部７２は、インバランス診断繰り返し処理を行う。

ＷＧＶ３８の全閉状態を継続していると、やがてＷＧＶ３８を全閉状態としてからの継続時間Ｈ１であってタービン回転数Ｔが所定回転数ＴＺ以上の状態の継続時間Ｈ１が第１規定時間Ｈ１Ａに至る（ステップＳ２００：ＹＥＳ）。このとき、タービン回転数Ｔは、図３の矢印Ｙ１の先端で示すように、異音発生の限界回転数ＴＡ近傍に至っている。すると、診断実施部７２は、ＷＧＶ３８を全開状態とする（ステップＳ２１０）。これに伴い、図３の矢印Ｙ２で示すように、機関負荷率ＫＬや機関回転数ＮＥとともにタービン回転数Ｔが低下する。タービン回転数Ｔが低下している間、診断実施部７２は、インバランス診断を行わない。すなわち、インバランス診断繰り返し処理は中断される。そして、ＷＧＶ３８を全開としてインバランス診断を行わない中断時間Ｈ２が第２規定時間Ｈ２Ａに至ると（ステップＳ２４０：ＹＥＳ）、診断実施部７２は、再度ＷＧＶ３８を全閉状態（ステップＳ１２０）としてインバランス診断を繰り返し行う（ステップＳ１５０）。

このようにして診断実施部７２はＷＧＶ３８を全閉状態と全開状態とに交互に制御し、タービン回転数Ｔが限界回転数ＴＡに至らないようにしつつインバランス診断繰り返し処理を行う。

さて、ＷＧＶ時間制限処理によって上記のようにインバランス診断繰り返し処理を行っていたものの、繰り返し回数Ｆが所定回数ＦＡに至るよりも前に、内燃機関１０を始動してからの運転継続時間が完了規定値に至ったものとする。この場合、診断実施部７２は、ＷＧＶ時間制限処理を強制終了し、バイパスバルブ利用処理を開始する。

診断実施部７２は、機関運転領域Ｄが診断用範囲ＤＡ内になると（ステップＳ４１０：ＹＥＳ）、ＷＧＶ３８を全閉状態に制御する（ステップＳ４２０）とともにバイパスバルブ２８を全開状態に制御する（ステップＳ４３０）。バイパスバルブ２８を全開状態にすると、吸気通路２０におけるコンプレッサホイール１６ａよりも下流側の吸気の圧力が逃がされることで、気筒１２に充填される吸気量ＧＡさらには気筒１２内の燃焼エネルギーが低下し、タービン回転数Ｔが低下する。したがって、タービン回転数Ｔは異音発生の限界回転数ＴＡよりも低い値に維持される。こうした状態で、診断実施部７２は、インバランス診断を繰り返し行い（ステップＳ４４０）、ＷＧＶ時間制限処理を強制終了した時点での繰り返し回数Ｆを更新していく（ステップＳ４５０）。このように、診断実施部７２は、ＷＧＶ時間制限処理から引き継いでインバランス診断繰り返し処理を行う。やがて繰り返し回数Ｆが所定回数ＦＡに至り（ステップＳ４６０：ＹＥＳ）インバランス診断繰り返し処理が完了すると、診断実施部７２は、気筒１２間の空燃比ＡＳのばらつきの有無を判定する（ステップＳ４７０）。

次に、本実施形態の効果について説明する。
（１）上記構成では、空燃比センサ３３の検出精度との兼ね合いから、ＷＧＶ３８の全閉状態においてインバランス診断を行う。一方で、ＷＧＶを全閉状態にするとタービン回転数Ｔが上昇し、それに付随して吸気通路２０で異音が発生し得る。

そこで、ＷＧＶ時間制限処理では、インバランス診断繰り返し処理の実施に伴ってＷＧＶ３８を全閉としている状態の継続時間Ｈ１を計測し、継続時間Ｈ１が第１規定時間Ｈ１Ａに至った場合、一旦ＷＧＶ３８を全開状態にする。このことにより、タービン回転数Ｔが限界回転数ＴＡに至る前にタービン回転数Ｔを低下させることができる。これに伴ってコンプレッサホイール１６ａの回転数さらには吸気の流速が低下することで、吸気通路２０での異音の発生を防止できる。

（２）上記作用に記載したとおり、バイパスバルブ２８を全開状態にすると、タービン回転数Ｔを異音発生の限界回転数ＴＡよりも低い値に維持できる。この場合、吸気通路２０では、吸気の流速が低い状態、すなわち異音が発生しない状況が維持される。したがって、異音の発生に注意を払わずにＷＧＶ３８を全閉状態としてインバランス診断繰り返し処理を行うことができる。一方で、バイパスバルブ２８を全開状態にした場合には、吸気通路２０におけるコンプレッサホイール１６ａよりも下流側の吸気の圧力を逃がすことから、内燃機関１０の出力に制限がかかる。

上記構成では、運転継続時間が完了規定値に至るまでは、内燃機関１０の出力を考慮して、バイパスバルブ２８を開かないＷＧＶ時間制限処理を行う。そして、運転継続時間が完了規定値に至ってもインバランス診断繰り返し処理が完了していないときには、当該処理を完了させることを優先し、バイパスバルブ利用処理によってバイパスバルブ２８を開く。これにより、異音を発生させることなく確実にインバランス診断繰り返し処理を完了させることができる。

なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・ＷＧＶ時間制限処理において、機関運転領域Ｄが診断用範囲ＤＡ内であることをもってタービン回転数Ｔが所定回転数ＴＺ以上であるとみなす構成に代えて、タービン回転数Ｔを検出し、実際にタービン回転数Ｔが所定回転数ＴＺ以上であるか否かを判定してもよい。そして、タービン回転数Ｔが所定回転数ＴＺ以上である状態の継続時間Ｈ１を計測してもよい。タービン回転数Ｔの判定のためにタービン回転数Ｔを把握する上では、例えばタービンホイール１６ｂの回転位置を検出する検出センサをタービンホイール１６ｂの近傍に配置してタービン回転数Ｔを実測すればよい。

・上記変更例のようにタービン回転数Ｔを判定する場合において、タービン回転数Ｔを実測するのではなく推定してもよい。例えば、タービンホイール１６ｂよりも上流側及び下流側の圧力差を利用すれば、タービン回転数Ｔを推定することができる。

・所定回転数ＴＺは、上記実施形態の例に限定されない。つまり、所定回転数ＴＺは、診断用範囲ＤＡを規定する機関負荷率ＫＬの最小値と関連させずに設定してもよい。上記変更例のように、診断用範囲ＤＡの判定とは別の処理としてタービン回転数Ｔの判定を組み込むのであれば、所定回転数ＴＺを診断用範囲ＤＡと関連付けて設定する必要はない。

・初回診断用範囲ＤＢは、上記実施形態の例に限定されない。例えば、初回診断用範囲ＤＢは、診断用範囲ＤＡのうち、当該診断用範囲ＤＡを規定する機関負荷率ＫＬの上限値と下限値との中間値以下となる機関運転領域Ｄの範囲として定めてもよい。

・ＷＧＶ時間制限処理において、インバランス診断繰り返し処理を中断しているときのＷＧＶ３８の開度は、上記実施形態に限定されない。このときのＷＧＶ３８の開度は、全閉よりも大きな開度であればよい。ＷＧＶ３８の開度にあわせて第２規定時間Ｈ２Ａを適宜調節すればよい。また、ＷＧＶ３８の開度を時間とともに変化させてもよい。

・第２規定時間Ｈ２Ａを設定するためのタービン回転数Ｔの設定回転数ＴＢは、上記実施形態の例に限定されない。つまり、設定回転数ＴＢは所定回転数ＴＺとは異なる値であってもよい。設定回転数ＴＢが限界回転数ＴＡよりも相当に小さい値であれば、次にタービン回転数Ｔが上昇するときにタービン回転数Ｔが限界回転数ＴＡに至るまでの時間を長く確保できる。

・ＷＧＶ時間制限処理において、タービン回転数Ｔが所定回転数Ｔ以上であり且つ車速ＳＰが予め定められた規定車速ＳＰＡ未満である状態の継続時間Ｈ１を計測し、この継続時間Ｈ１が第１規定時間Ｈ１Ａ以上になった場合に、インバランス診断繰り返し処理を中断してもよい。つまり、ＷＧＶ時間制限処理において、車速ＳＰが規定車速ＳＰＡ未満であるか否かの判定を追加し、タービン回転数Ｔが所定回転数ＴＺ以上であり、かつ、車速ＳＰが規定車速ＳＰＡ未満である時間を、継続時間Ｈ１として計測してもよい。ここで、車速ＳＰが相応に高いときには、走行音が大きくなることから、仮に吸気通路２０で異音が発生したとしても走行音にかき消されて、車室１０２内で異音として知覚され難い。上記構成では、このような、異音が車室１０２内で知覚され難い状況については継続時間Ｈ１の計測対象から外す。このことから、継続時Ｈ間を計測する機会が減り、それに伴って、インバランス診断繰り返し処理を中断する機会も減る。規定車速ＳＰＡは、走行音に伴って異音が車室１０２内に聞こえない車速ＳＰの最低値として実験やシミュレーションによって予め定めておけばよい。

・バイパスバルブ利用処理において、インバランス診断を行う際のバイパスバルブ２８の開度は上記実施形態の例に限定されない。このときのバイパスバルブ２８の開度は、全閉よりも大きな開度であればよい。バイパスバルブ２８が少しでも開いていれば、吸気通路２０における、コンプレッサホイール１６ａよりも下流側の吸気の圧力を開放できることから、異音発生の防止につながる。

・バイパスバルブ利用処理において、インバランス診断を行うのに付随してバイパスバルブ２８を全閉よりも大きな開度にするのに際し、タービン回転数Ｔを考慮してもよい。つまり、タービン回転数Ｔが限界回転数ＴＡよりも低い判定回転数以上であるときにインバランス診断繰り返し処理を行う場合にはバイパスバルブ２８を全閉よりも大きな開度とし、タービン回転数Ｔが判定回転数未満であるときにインバランス診断繰り返し処理を行う場合にはバイパスバルブ２８を全閉としてもよい。ここで、タービン回転数Ｔが限界回転数ＴＡよりも相応に低い場合には異音が生じない。このようなときにまでバイパスバルブ２８を開くと、異音が発生しないタービン回転数Ｔであるときに内燃機関１０の出力を制限することになる。上記構成では、インバランス診断に付随して内燃機関１０の出力に制限がかかることを極力回避できる。

・バイパスバルブ利用処理において、インバランス診断を行うのに付随してバイパスバルブ２８を全閉よりも大きな開度にするのに際し、車速ＳＰを考慮してもよい。つまり、車速ＳＰが上記規定車速ＳＰＡ未満であるときにインバランス診断繰り返し処理を行う場合にはバイパスバルブ２８を全閉よりも大きな開度とし、車速ＳＰが上記規定車速ＳＰＡ以上であるときにインバランス診断繰り返し処理を行う場合にはバイパスバルブ２８を全閉としてもよい。上記構成では、車速ＳＰが大きくて異音が車室１０２内で知覚され難いときには、バイパスバルブ２８を全閉とすることから、インバランス診断に付随して内燃機関１０の出力に制限がかかることを極力回避できる。

・ＷＶ時間制限処理及びバイパスバルブ利用処理の双方に関して、診断用範囲ＤＡは、上記実施形態の例に限定されない。診断用範囲ＤＡを規定する機関回転数ＮＥや機関負荷率ＫＬの範囲を大きくすれば、インバランス診断を行う機会を増やすことができる。ただし、診断用範囲ＤＡは、空燃比センサ３３によって各気筒１２の空燃比ＡＳを適切に検出できる機関運転領域Ｄの範囲である必要がある。

・ＷＶ時間制限処理及びバイパスバルブ利用処理の双方に関して、インバランス診断の手法は、上記実施形態の例に限定されない。例えば、空燃比ＡＳの時系列データにおいて空燃比ＡＳが上側ピークから下側ピークに向かうときの時間変化の傾きをインバランス用判定値として算出してもよい。インバランス用判定値として使用するパラメータを変更する場合、それに合わせて、最終的な気筒１２間の空燃比ＡＳのばらつきを判定する際の判定閾値を変更すればよい。

・運転継続パラメータは、上記実施形態の例に限定されない。運転継続パラメータとして、例えば吸気量ＧＡの積算値を作用してもよい。この場合も、運転継続時間の場合と同様の考え方を吸気量ＧＡの積算値に適用して完了規定値を設定すればよい。すなわち、インバランス診断繰り返し処理を完了させるべき吸気量ＧＡの積算値から逆算して完了規定値を定めればよい。

・内燃機関１０が始動してからインバランス診断繰り返し処理を完了させるまでの時間に制約がないのであれば、運転継続パラメータが完了規定値に至った後もＷＧＶ時間制限処理を継続してよい。そして、ＷＧＶ時間制限処理のみによってインバランス診断繰り返し処理を完了させてもよい。この場合、バイパスバルブ利用処理は不要である。

・内燃機関１０の出力を考慮しないのであれば、内燃機関１０の始動とともにバイパスバルブ利用処理を行ってもよい。この場合、ＷＧＶ時間制限処理は不要である。
・内燃機関１０の構成は上記実施形態の例に限定されない。例えば気筒１２の数を変更してもよい。ここでいう内燃機関１０の構成には、排気通路３０の配置や向きも含まれる。例えば、排気通路中流部３０Ａの構成が上記実施形態の例とは異なる場合もある。

・吸気通路２０の形状によっては、吸気通路２０における、管同士の接合部以外の箇所に凹凸があることもある。このような凹凸に起因して異音が発生することもある。

１０…内燃機関
１２…気筒
１６…過給機
１６ａ…コンプレッサホイール
１６ｂ…タービンホイール
２０…吸気通路
２６…吸気バイパス通路
２８…バイパスバルブ
３０…排気通路
３３…空燃比センサ
３７…排気バイパス通路
３８…ウェイストゲートバルブ
７０…制御装置
７２…診断実施部
７４…時間計測部
７６…継続パラメータ算出部
１００…車両
１０４…車速センサ

Claims (4)

1. 多気筒内燃機関と、前記多気筒内燃機関を制御する制御装置とを備える内燃機関制御システムであって、
   前記多気筒内燃機関は、
   吸気通路に配置されたコンプレッサホイール及び排気通路に配置されたタービンホイールを備えた過給機と、
   前記排気通路における、前記タービンホイールよりも上流側及び下流側を接続する排気バイパス通路と、
   前記排気バイパス通路を開閉するウェイストゲートバルブと、
   前記排気通路における、前記タービンホイールよりも下流側且つ前記排気バイパス通路との接続箇所よりも下流側に配置され、気筒内の空燃比を検出する空燃比センサとを有し、
   前記制御装置は、
   前記ウェイストゲートバルブを全閉とした状態で気筒間での空燃比のばらつきを診断するインバランス診断を、予め定められた所定回数繰り返すインバランス診断繰り返し処理を実施する診断実施部と、
   前記インバランス診断繰り返し処理が開始されてから終了するまでの間に、前記タービンホイールの回転数が予め定められた所定回転数以上である状態の継続時間を計測する時間計測部とを有し、
   前記診断実施部は、前記継続時間が予め定められた第１規定時間以上になった場合、前記インバランス診断繰り返し処理を中断すると共に前記ウェイストゲートバルブを全閉よりも大きな開度とし、前記インバランス診断繰り返し処理を中断してからの中断時間が予め定められた第２規定時間以上になった場合、前記インバランス診断繰り返し処理を再開する
   内燃機関制御システム。
2. 前記多気筒内燃機関が搭載されている車両の走行速度である車速を検出する車速センサを有し、
   前記時間計測部は、前記インバランス診断繰り返し処理が開始されてから終了するまでの間に、前記タービンホイールの回転数が前記所定回転数以上であり且つ前記車速が予め定められた規定車速未満である状態の継続時間を計測し、
   前記診断実施部は、前記継続時間が前記第１規定時間以上になった場合、前記インバランス診断繰り返し処理を中断すると共に前記ウェイストゲートバルブを全閉よりも大きな開度とする
   請求項１に記載の内燃機関制御システム。
3. 前記多気筒内燃機関は、
   前記吸気通路における、前記コンプレッサホイールよりも上流側及び下流側を接続する吸気バイパス通路と、
   前記吸気バイパス通路を開閉するバイパスバルブとを有し、
   前記制御装置は、
   前記多気筒内燃機関が始動してから当該多気筒内燃機関の運転が継続されることに応じて増加するパラメータである運転継続パラメータを算出する継続パラメータ算出部を有し、
   前記診断実施部は、前記運転継続パラメータが予め定められた完了規定値に至ったタイミング以降で前記インバランス診断繰り返し処理を行う場合には、前記バイパスバルブを全閉よりも大きな開度にする共に、前記継続時間が前記第１規定時間以上になっても前記インバランス診断繰り返し処理を中断することなく継続する
   請求項１又は２に記載の内燃機関制御システム。
4. 吸気通路に配置されたコンプレッサホイール及び排気通路に配置されたタービンホイールを備えた過給機と、
   前記排気通路における、前記タービンホイールよりも上流側及び下流側を接続する排気バイパス通路と、
   前記排気バイパス通路を開閉するウェイストゲートバルブと、
   前記排気通路における、前記タービンホイールよりも下流側且つ前記排気バイパス通路との接続箇所よりも下流側に配置され、気筒内の空燃比を検出する空燃比センサとを有する多気筒内燃機関の制御装置に、
   前記ウェイストゲートバルブを全閉とした状態で気筒間での空燃比のばらつきを診断するインバランス診断を、予め定められた所定回数繰り返すインバランス診断繰り返し処理を実施する診断実施処理と、
   前記インバランス診断繰り返し処理が開始されてから終了するまでの間に、前記タービンホイールの回転数が予め定められた所定回転数以上である状態の継続時間を計測する時間計測処理とを実行させ、
   前記診断実施処理は、前記継続時間が予め定められた第１規定時間以上になった場合、前記インバランス診断繰り返し処理を中断すると共に前記ウェイストゲートバルブを全閉よりも大きな開度とし、前記インバランス診断繰り返し処理を中断してからの中断時間が予め定められた第２規定時間以上になった場合、前記インバランス診断繰り返し処理を再開する処理である
   内燃機関制御プログラム。