WO2011033686A1 - 内燃機関の制御弁異常判定装置 - Google Patents

内燃機関の制御弁異常判定装置 Download PDF

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control valve
determination
opening degree
abnormal
pressure
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卓 伊吹
哲司 冨田
義久 廣澤
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トヨタ自動車株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a control valve abnormality determination device applied to an internal combustion engine including a plurality of superchargers and a plurality of control valves for controlling the plurality of superchargers.
  • the operating region (load region) in which an internal combustion engine having only a single supercharger can appropriately perform supercharging is narrower than the entire operating region of the engine.
  • one of the conventional internal combustion engines includes a first supercharger having a small capacity, a second supercharger having a large capacity connected in series to the first supercharger, a first supercharger, and a second supercharger.
  • the first supercharger and the second supercharger are selectively used according to the operating state of the engine. Thereby, the driving
  • a control valve exhaust gas switching valve
  • the exhaust gas switching valve is controlled by the control device to close when the engine load is low and to open when the engine load is high.
  • the first supercharger having a small capacity is mainly operated.
  • the large-capacity second supercharger is mainly operated.
  • the exhaust switching valve operates normally for the purpose of maintaining a state in which appropriate supercharging is performed as described above. It is designed to determine whether or not. Specifically, this control device stores “a maximum value of the supercharging pressure when the exhaust gas switching valve is operating normally” acquired in advance by experiments. The control device determines that the exhaust gas switching valve is abnormal when the “actual supercharging pressure” becomes larger than the “stored maximum value of the supercharging pressure” ( For example, refer to Japanese Utility Model Publication No. 3-106133.)
  • the conventional apparatus employs “supercharging pressure” as a parameter (abnormality determination parameter) for determining abnormality of the control valve.
  • the magnitude of the supercharging pressure varies depending not only on the state of one of the plurality of control valves (exhaust switching valve in the conventional device) but also on the state of other control valves.
  • the members constituting the engine including these control valves are subject to manufacturing variations (differences in dimensions and performance between the same type of members that occur during manufacturing. Hereinafter, they are also referred to as “individual differences”). Have.
  • one of the objects of the present invention is applied to the “internal combustion engine having a plurality of superchargers and a plurality of control valves” as described above, and whether the control valves having individual differences are operating normally.
  • An object of the present invention is to provide a control valve abnormality determination device capable of accurately determining whether or not.
  • a control valve abnormality determination device according to the present invention is applied to an internal combustion engine including a plurality of superchargers and a plurality of control valves.
  • Each of the plurality of superchargers includes a “turbine” that is disposed in the exhaust passage of the internal combustion engine and is driven by the energy of the exhaust gas flowing through the exhaust passage.
  • the exhaust passage is a passage through which exhaust gas discharged from the combustion chamber of the engine is discharged from the combustion chamber to the outside of the engine.
  • each of the plurality of superchargers includes a “compressor” that is disposed in the intake passage of the engine and that is driven when the turbine is driven to compress the air in the intake passage.
  • the intake passage is a passage through which air outside the engine is introduced from the outside into the combustion chamber.
  • the plurality of superchargers may be connected in series or may be connected in parallel.
  • the air introduced from the outside of the engine into the combustion chamber is also referred to as “fresh air”.
  • Each of the plurality of control valves changes the “amount of air” or “the magnitude of the energy of the exhaust gas” introduced into at least one of the plurality of superchargers according to the opening degree. It has become.
  • the control valve abnormality determination device of the present invention is applied to the above-described internal combustion engine.
  • the control valve abnormality determination device includes an opening degree acquisition unit, a pressure acquisition unit, and an abnormality determination unit.
  • the opening degree obtaining means obtains respective opening degrees of the control valves belonging to the “first control valve group including only some of the plurality of control valves” (that is, by an opening degree sensor or the like). (Actually detect).
  • “a part of the plurality of control valves” means one or a plurality of the control valves and not all the control valves.
  • the number of control valves belonging to the “first control valve group” and which control valve of the plurality of control valves is configured to belong to the first control valve group are determined by the control valve abnormality determination device. What is necessary is just to determine suitably considering the determination accuracy etc. which are requested
  • the pressure acquisition means is a “judgment pressure” that is at least one pressure of “the pressure of the air at at least one location in the intake passage” and “the pressure of the exhaust gas at at least one location in the exhaust passage”. "(That is, actually detected by a pressure sensor or the like).
  • the abnormality determination means uses "at least one of the opening degrees acquired by the opening degree acquisition means” and “the determination pressure acquired by the pressure acquisition means", It is determined whether at least one of the control valves belonging to the "second control valve group consisting of control valves excluding the control valves belonging to the first control valve group” is abnormal. It is like that.
  • the opening degree of the control valve changes, the amount of air introduced into at least one of the plurality of superchargers or the magnitude of the energy of the exhaust gas changes according to the change in the opening degree. Therefore, when the opening degree of the control valve changes, the determination pressure changes.
  • the opening degree of the control valve and the determination pressure are closely related.
  • the “individual difference of control valves (variation in the degree of opening of the control valve due to individual differences of control valves)” affects the determination pressure.
  • the internal combustion engine includes a plurality of control valves, and individual differences among all the control valves affect the determination pressure.
  • the above-described control valve abnormality determination device uses the opening degree obtaining means to determine the “actual opening degree of the control valves belonging to the“ first control valve group ”(that is, deterministic that does not need to consider individual differences). Value) ”. For this reason, it is not necessary to consider individual differences among the control valves belonging to the first control valve group when determining the abnormality of the control valve.
  • the control valve abnormality determination device of the present invention is applied to an internal combustion engine including a plurality of superchargers and a plurality of control valves, and accurately determines whether or not the control valves are operating normally. Can be determined.
  • the abnormality determining means includes Whether or not at least one of the control valves belonging to the first control valve group is abnormal is based on “only the opening of the at least one control valve acquired by the opening acquiring means”.
  • First determination means for determining; When it is determined that at least one of the control valves belonging to the first control valve group is “not abnormal”, at least one of the control valves belonging to the second control valve group is abnormal. It is determined by using “at least one of the opening degrees acquired by the opening degree acquiring means” and “the pressure for determination acquired by the pressure acquisition means”. Judgment means " It is suitable that it is comprised so that it may contain. As described above, the abnormality determination of the control valve belonging to the second control valve group is performed using “at least one opening degree of the control valves belonging to the first control valve group” and “determination pressure”. .
  • the control valve abnormality determination device determines that “the control valve belonging to the first control valve group” whose opening degree is used for the abnormality determination of the control valve belonging to the second control valve group is “not abnormal”.
  • the first aspect is that “the control valve belonging to the first control valve group is judged to be abnormal based on the opening obtained by the opening obtaining means, and the opening degree of the control valve belonging to the second control valve group is determined. Based on the change amount of the opening degree of the control valve belonging to the first control valve group at the time of the change, the abnormality determination of the control valve belonging to the second control valve group may be performed ”.
  • the pressure acquisition means is configured to acquire “supercharging pressure” provided by the plurality of superchargers as the determination pressure.
  • the at least one control valve for which it is determined whether or not it is abnormal by the first determination means is configured to change its opening degree in response to a first instruction signal.
  • This control valve is referred to as a “first determination target control valve”.
  • the at least one control valve for which it is determined whether or not it is abnormal by the second determination unit is configured to change its opening according to a second instruction signal.
  • This control valve is referred to as a “second determination target control valve”.
  • the control valve abnormality determination device of this aspect is When the engine is operating in a predetermined operating state, the first determination is performed such that “the supercharging pressure acquired by the pressure acquisition unit matches a reference supercharging pressure determined based on the operating state”.
  • the first determination means in the control valve abnormality determination device of the present aspect is, first, (A) “the actual opening of the first determination target control valve” acquired by the opening acquisition means and “the opening of the first determination target control valve determined by the first instruction signal” When the absolute value of the first opening difference, which is the difference, is equal to or greater than the first opening, it is determined that “the first determination target control valve is abnormal”.
  • the second determination means in the control valve abnormality determination device of the present aspect includes: (B) When it is determined that the first determination target control valve is “not abnormal” (in other words, when the first determination target control valve is in a state of operating normally according to the first instruction signal), (B-1) The opening degree of the first determination target control valve is acquired as a “first value”, (B-2) At a first time point after the time point when the first value is acquired, “in order to determine whether or not the second determination target control valve is abnormal, the second determination target control valve The second control means is instructed so that a “first opening change instruction signal for changing the opening degree” is sent from the second control means to the second determination target control valve as the second instruction signal.
  • the opening degree of the second determination target control valve changes, the change in the supercharging pressure accompanying the change in the opening degree of the second determination target control valve is eliminated (that is, the excessive pressure acquired by the pressure acquisition means).
  • the opening degree of the first determination target control valve changes (so that the supply pressure continues to match the reference supercharging pressure).
  • the change in the opening degree of the “second determination target control valve” causes a change in the supercharging pressure, and the change in the supercharging pressure is “first”.
  • the opening degree of the “determination target control valve” is changed.
  • the second determination target control valve is not “abnormal”, the “actual” of the second determination target control valve when the first opening change instruction signal is sent from the second control means to the second determination target control valve. Is changed from the first opening to the second opening, the opening of the first determination target control valve is changed. Therefore, when the first opening change instruction signal is sent from the second control means to the second determination target control valve, the opening of the “first determination target control valve” changes by a predetermined value (first threshold change amount) or more. Then, it can be determined that the second determination target control valve is “normal”.
  • the opening degree of the “first determination target control valve” does not change by a predetermined value (first threshold change amount) or more, it is determined that the second determination target control valve is “abnormal”. Can do.
  • the “reference supercharging pressure” is, for example, a “relation between a predetermined operating parameter and a supercharging pressure” determined in advance by an experiment, and an “actual operating parameter” acquired when the engine is operating. Can be determined by applying to the defined relationship.
  • This reference supercharging pressure can also be referred to as a target supercharging pressure required for the engine.
  • the “first threshold change amount” is a value serving as an index when determining whether or not the second determination target control valve is normal, and when the second determination target control valve is “normal”. It is desirable to set to a value corresponding to the obtained “minimum value of difference (opening amount change amount) between the first value and the second value”. Further, according to this aspect, the supercharging pressure continues to match the reference supercharging pressure during a period in which it is determined whether or not the second determination target control valve is operating normally. Therefore, since acceleration / deceleration that does not depend on the operation of the engine operator does not occur, it is possible to determine the abnormality of the control valve while maintaining good drivability.
  • control valve abnormality determination device in this aspect can determine the abnormality of the control valve even when the engine is not operated in the high load operation region. Therefore, the abnormality of the control valve can be detected early.
  • the second determination means in the first aspect includes When the absolute value of the opening change amount is smaller than the first threshold change amount, a “preliminary determination” is made to the effect that the second determination target control valve is abnormal, and “stops after the engine is started” When the preliminary determination is performed for the first threshold number of times or more in the “period until it is performed”, it may be configured to determine that “the second determination target control valve is abnormal”. In this way, by determining that the second determination target control valve is abnormal when “preliminary determination is performed a predetermined number of times (first threshold number) in the period from when the engine is started to when it is stopped” The determination accuracy when performing the abnormality determination of the second determination target control valve can be further improved.
  • the abnormality determining means further includes When it is determined that at least one of the control valves belonging to the first control valve group is “not abnormal”, at least one of the control valves belonging to the second control valve group is abnormal. It may be configured to include a “third determination unit” that determines whether or not there is a pressure using only the determination pressure “only” acquired by the pressure acquisition unit.
  • the second mode is that “the control valve belonging to the first control valve group is determined to be abnormal based on the opening acquired by the opening acquiring means, and the second control valve is based on the amount of change in supercharging pressure. The control valve belonging to the group is judged to be abnormal ”.
  • the pressure acquisition means is configured to acquire “supercharging pressure” caused by the plurality of superchargers as the determination pressure, as in the first aspect.
  • the at least one control valve for which it is determined whether or not it is abnormal by the first determination means is configured to change its opening degree in accordance with a third instruction signal. This control valve is referred to as a “third determination target control valve”.
  • the at least one control valve for which it is determined whether or not it is abnormal by the third determination unit” is configured to change its opening degree in response to a fourth instruction signal. This control valve is referred to as a “fourth determination target control valve”.
  • the “third determination target control valve” may be the same control valve as the “first determination target control valve” in the first aspect or may be a different control valve.
  • the “fourth determination target control valve” may be the same control valve as the “second determination target control valve” in the first aspect or may be a different control valve.
  • the control valve abnormality determination device of this aspect is "Third control means” for sending the third instruction signal to the third determination target control valve; “Fourth control means” for sending the fourth instruction signal to the fourth determination target control valve; Is provided. Therefore, if the third determination target control valve is “normal”, the opening degree of the third determination target control valve coincides with “the opening degree determined by the third instruction signal”.
  • the first determination means in the control valve abnormality determination device of the present aspect is, first, (C) “the actual opening of the third determination target control valve” acquired by the opening acquisition means and “the opening of the third determination target control valve determined by the third instruction signal” When the absolute value of the second opening difference, which is the difference, is equal to or greater than the second opening, it is determined that “the third determination target control valve is abnormal”.
  • the third determination means in the control valve abnormality determination device of the present aspect includes: (D) When it is determined that the third determination target control valve is “not abnormal” (in other words, when the third determination target control valve is in a state of operating normally according to a third instruction signal), (D-1) acquiring the supercharging pressure as a “third value”; (D-2) At a third time point after the time point when the third value is acquired, “in order to determine whether the fourth determination target control valve is abnormal or not, The fourth control means is instructed so that the second opening change instruction signal for changing the opening degree is sent as the fourth instruction signal from the fourth control means to the fourth determination target control valve.
  • the fourth determination target control valve is “normal”, when the second opening change instruction signal is sent from the fourth control means to the fourth determination target control valve, Since the "opening degree" changes from the third opening degree to the fourth opening degree, the supercharging pressure changes. Therefore, as described above, if the “supercharging pressure” changes by a predetermined value (second threshold change amount) or more when the second opening change instruction signal is sent from the fourth control means to the fourth determination target control valve.
  • the fourth determination target control valve can be determined to be “normal”.
  • the fourth determination target control valve can be determined to be “abnormal”.
  • the “second threshold change amount” is a value serving as an index when determining whether or not the fourth determination target control valve is normal, and the fourth determination target control valve is “normal”. It is desirable to set a value corresponding to the “minimum value of the difference (supercharging pressure change amount) between the third value and the fourth value” obtained in this case.
  • the third determination means in the second aspect is When the absolute value of the boost pressure change amount is smaller than the second threshold change amount, a “preliminary determination” is performed to the effect that the fourth determination target control valve is abnormal, and “after the engine is started When the preliminary determination is performed for the second threshold number of times or more in the “period until stopping”, the determination that “the fourth determination target control valve is abnormal” may be performed.
  • the third determination means in the second aspect is The second opening change instruction signal is transmitted from the fourth control means to the fourth determination target control when the engine is operating in “a deceleration state where at least the required torque for the engine is equal to or less than a predetermined threshold torque”. It is preferable that the fourth control means is instructed to be sent to the valve. Even if the opening degree of the fourth determination target control valve changes when the engine is operating in the “deceleration state”, the output torque of the engine may vary. However, it is difficult for the operator to recognize that the torque fluctuation is “unintended torque fluctuation”.
  • the control valve abnormality determination device of the present invention determines the abnormality of the control valve on the premise that “an abnormality does not occur simultaneously in two or more control valves of the plurality of control valves”. Can be configured. Actually, it is rare that two or more control valves out of the plurality of control valves are abnormal at the same time, and this premise is realistic. Hereinafter, this premise is referred to as “multiple abnormality exclusion premise”.
  • the abnormality determining means includes When the determination is made that “one of the plurality of control valves is abnormal”, “the other control valve different from the one of the plurality of control valves is normal. It may be configured to make an estimation of “something”. Furthermore, in the control valve abnormality determination device of the present invention, One or more control valves belonging to the “first control valve group” are preferably “butterfly valves”.
  • a butterfly valve is a control valve including a valve body that can be rotated about a predetermined axis, and the valve body is provided by rotating the valve body about a coaxial line.
  • This is a control valve capable of changing the flow rate of the fluid passing therethrough.
  • a valve body that can rotate around a rotation axis perpendicular to the axis of the cylinder inside the cylinder forming a passage for fluid (in this example, air or exhaust gas).
  • a control valve provided with a flat plate-like valve body supported by the cylindrical body with a pair of rotation shaft portions formed on the rotation axis and projecting outward from each other.
  • the butterfly valve changes the flow passage area in the cylinder by rotating the valve body around the rotation axis (that is, by changing the opening degree), and as a result, the flow rate of the fluid is reduced. Can be changed. Due to its structure, the butterfly valve has a characteristic that it is difficult to obtain an opening degree corresponding to the instruction signal. On the other hand, the butterfly valve is a suitable valve as a flow control valve. Therefore, if the butterfly valves are included in the first control valve group and the opening degree of those butterfly valves is obtained by the opening degree obtaining means as in the above configuration, the variation in the opening degree caused by the individual difference of the butterfly valves. It is possible to determine the abnormality of the butterfly valve without considering the influence of the pressure on the boost pressure or the like.
  • a “only one” control valve belongs to the first control valve group.
  • the opening degree of the control valve belonging to the first control valve group is acquired by the opening degree acquiring means. Therefore, as the number of control valves belonging to the first control valve group increases, the number of control valves that can accurately determine an abnormality without considering individual differences among the control valves increases. Furthermore, the determination accuracy when determining abnormality of the control valve belonging to the second control valve is also improved. On the other hand, as the number of control valves belonging to the first control valve group increases, the number of control valves whose opening degree is acquired by the opening degree acquiring means increases, so that the cost for manufacturing the control valve abnormality determination device increases.
  • control valve abnormality determination device it is preferable that one or more control valves belonging to the first control valve group are disposed in the exhaust passage.
  • the exhaust gas flowing through the exhaust passage is a high-temperature fluid containing components such as unburned matter (CO, HC, etc.) and soot.
  • control valve disposed in the exhaust passage is more likely to have an abnormality such as sticking of the control valve and thermal deformation of the control valve than the control valve disposed in the intake passage. Therefore, it is desirable to determine particularly accurately whether or not the control valve disposed in the exhaust passage is normal. Therefore, by including the “control valve disposed in the exhaust passage” in the first control valve group, whether or not the control valve is operating normally compared to including the control valve in the second control valve group. Can be determined with higher accuracy.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an internal combustion engine to which a control valve abnormality determination device according to a first embodiment of the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a schematic view of a control valve (butterfly valve) included in the internal combustion engine according to FIG.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the relationship among the engine speed, the fuel injection amount, and the turbo mode that is adopted by the control valve abnormality determination device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a first example of intake and exhaust paths in an internal combustion engine to which the control valve abnormality determination device according to the first embodiment of the present invention is applied.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an internal combustion engine to which a control valve abnormality determination device according to a first embodiment of the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a schematic view of a control valve (butterfly valve) included in the internal combustion engine according to FIG.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the relationship among the engine speed, the fuel injection amount
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing a second example of intake and exhaust paths in the internal combustion engine to which the control valve abnormality determination device according to the first embodiment of the present invention is applied.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a routine executed by the CPU of the control valve abnormality determination device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a routine executed by the CPU of the control valve abnormality determination device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart showing a routine executed by the CPU of the control valve abnormality determination device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a routine executed by the CPU of the control valve abnormality determination device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a routine executed by the CPU of the control valve abnormality determination device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart showing a routine executed by the CPU of the control valve abnormality
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing a first example of intake and exhaust paths in an internal combustion engine to which a control valve abnormality determination device according to a second embodiment of the present invention is applied.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing a second example of intake and exhaust paths in an internal combustion engine to which a control valve abnormality determination device according to a second embodiment of the present invention is applied.
  • FIG. 11 is a flowchart showing a routine executed by the CPU of the control valve abnormality determination device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a flowchart showing a routine executed by the CPU of the control valve abnormality determination device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows a schematic configuration of a system in which a control valve abnormality determination device (hereinafter also referred to as “first device”) according to a first embodiment of the present invention is applied to an internal combustion engine 10.
  • the engine 10 is a four-cylinder diesel engine.
  • the engine 10 includes an engine main body 20 including a fuel supply system, an intake system 30 for introducing air into the engine main body 20, an exhaust system 40 for discharging exhaust gas from the engine main body 20 to the outside, and an exhaust system 30 An EGR device 50 for recirculation to the side, and a supercharging device 60 that compresses air that is driven by the energy of the exhaust gas and is introduced into the engine body 20.
  • the engine body 20 includes a cylinder head 21 to which an intake system 30 and an exhaust system 40 are connected.
  • the cylinder head 21 includes a plurality of fuel injection devices 22 provided in the upper part of each cylinder so as to correspond to each cylinder.
  • Each fuel injection device 22 is connected to a fuel tank (not shown) and directly injects fuel into the combustion chamber of each cylinder in response to an instruction signal from the electric control device 80.
  • the intake system 30 includes an intake manifold 31 communicated with each cylinder via an intake port (not shown) formed in the cylinder head 21, an intake pipe 32 connected to an upstream side assembly portion of the intake manifold 31, and an intake pipe 32.
  • a throttle valve 33 that makes the opening cross-sectional area of the intake passage variable, a throttle valve actuator 33a that rotationally drives the throttle valve 33 according to an instruction signal from the electric control device 80, and an intake pipe 32 upstream of the throttle valve 33.
  • the intercooler 34 and the air cleaner 35 disposed at the end of the intake pipe 32 on the upstream side of the supercharger 60 provided upstream of the intercooler 34 are included.
  • the intake manifold 31 and the intake pipe 32 constitute an intake passage.
  • the exhaust system 40 includes an exhaust manifold 41 communicated with each cylinder via an exhaust port (not shown) formed in the cylinder head 21, an exhaust pipe 42 connected to a downstream gathering portion of the exhaust manifold 41, and an intake pipe 42. And a known exhaust gas purifying catalyst (DPNR) 43 interposed in the exhaust pipe 42 on the downstream side of the supercharger 60 provided in the engine.
  • the exhaust manifold 41 and the exhaust pipe 42 constitute an exhaust passage.
  • the EGR device 50 includes an exhaust gas recirculation pipe 51 that constitutes a passage (EGR passage) that recirculates exhaust gas from the exhaust manifold 41 to the intake manifold 31, an EGR gas cooling device (EGR cooler) 52 that is interposed in the exhaust gas recirculation pipe 51, And an EGR control valve 53 interposed in the exhaust gas recirculation pipe 51.
  • the EGR control valve 53 can change the amount of exhaust gas recirculated from the exhaust manifold 41 to the intake manifold 31 in accordance with an instruction signal from the electric control device 80.
  • the supercharger 60 has a high-pressure stage supercharger 61 and a low-pressure stage supercharger 62.
  • the supercharging device 60 includes a plurality (two) of superchargers.
  • the high pressure supercharger 61 includes a high pressure compressor 61a and a high pressure turbine 61b.
  • the high-pressure compressor 61a is disposed in the intake passage (intake pipe 32).
  • the high-pressure turbine 61b is disposed in the exhaust passage (exhaust pipe 42).
  • the high-pressure compressor 61a and the high-pressure turbine 61b are connected to each other so as to be coaxially rotatable by a rotor shaft (not shown).
  • the high-pressure compressor 61a rotates and the air supplied to the high-pressure compressor 61a is compressed (supercharging is performed).
  • the low pressure stage supercharger 62 includes a low pressure stage compressor 62a and a low pressure stage turbine 62b.
  • the low pressure stage compressor 62a is disposed upstream of the high pressure stage compressor 61a in the intake passage (intake pipe 32).
  • the low pressure turbine 62b is disposed downstream of the high pressure turbine 61b in the exhaust passage (exhaust pipe 42).
  • the low-pressure compressor 62a and the low-pressure turbine 62b are connected to each other so as to be coaxially rotatable by a rotor shaft (not shown).
  • the low-pressure stage compressor 62a rotates and the air supplied to the low-pressure stage compressor 62a is compressed (supercharging is performed).
  • the high pressure supercharger 61 and the low pressure supercharger 62 are connected in series. Further, the capacity of the low pressure supercharger 62 is larger than the capacity of the high pressure supercharger 61. Therefore, the choke flow rate of the low-pressure supercharger 62 is larger than the choke flow rate of the high-pressure supercharger 61, and the surge flow rate of the low-pressure supercharger 62 is larger than the surge flow rate of the high-pressure supercharger 61. In other words, the minimum value of the exhaust gas energy required for the high pressure supercharger 61 to perform supercharging is smaller than the minimum value of the exhaust gas energy required for the low pressure stage supercharger 62 to perform supercharging. .
  • the supercharging device 60 performs supercharging mainly by the high-pressure stage supercharger 61 in the operation region where the load is small, and supercharges mainly by the low-pressure stage supercharger 62 in the operation region where the load is large. It can be performed. Accordingly, the fresh air is appropriately compressed (supercharging is performed) in a wider operation region (load region) by the high pressure supercharger 61 and the low pressure supercharger 62.
  • the supercharger 60 includes a high-pressure stage compressor bypass passage (bypass pipe) 63, an intake switching valve (ACV) 64, a high-pressure stage turbine bypass passage (bypass pipe) 65, an exhaust gas switching valve (ECV) 66, a low-pressure stage.
  • a turbine bypass passage (bypass pipe) 67 and an exhaust bypass valve (EBV) 68 are provided.
  • One end of the high pressure compressor bypass passage 63 is connected to the intake passage (intake pipe 32) between the high pressure compressor 61a and the low pressure compressor 62a.
  • the other end of the high-pressure stage compressor bypass passage 63 is connected to the intake passage (intake pipe 32) on the downstream side of the high-pressure stage compressor 61a. That is, the high pressure compressor bypass passage 63 constitutes a path that bypasses the high pressure compressor 61a.
  • the intake air switching valve 64 is a butterfly valve disposed in the high-pressure stage compressor bypass passage portion 63. As shown in FIG. 2, the intake air switching valve 64 includes a flat valve body 64a and a rotation shaft portion 64b.
  • the shape of the valve body 64a in a front view is substantially the same as the shape of the inner diameter of the high-pressure compressor bypass passage 63 in a cross section obtained by cutting the high-pressure compressor bypass passage 63 along a plane perpendicular to the axis thereof.
  • the rotating shaft portion 64b is a round shaft-like member, and is formed integrally with the valve body 64a so as to pass through the radial center portion and both radial end portions of the valve body 64a.
  • the valve body 64a is supported by the high-pressure compressor bypass passage 63 at the rotation shaft portion 64b, and the rotation shown in FIG. 2B from the rotation position (fully closed position) shown in FIG.
  • the high-pressure compressor bypass passage 63 can be rotated around a rotation axis perpendicular to the axis of the high-pressure compressor bypass passage 63 (around the rotation shaft 64b).
  • the rotation shaft portion 64 b is rotated by an intake air switching valve actuator 64 a that is driven in accordance with an instruction from the electric control device 80.
  • the valve body 64a When the valve body 64a is in the position shown in FIG. 2A (fully closed position), the air A cannot pass through the high-pressure stage compressor bypass passage portion 63.
  • the valve body 64a is in the position (full open position) shown in FIG. 2B, the air A can pass through the high-pressure compressor bypass passage 63 without being substantially affected by the valve body 64a.
  • the intake air switching valve (butterfly valve) 64 changes its rotational position (opening degree) in accordance with an instruction from the electric control device 80, and according to the rotational position (opening degree), the high-pressure compressor
  • the ratio of the amount of air introduced into 61a and the amount of air passing through the high-pressure compressor bypass passage 63 is changed.
  • One end of the high pressure stage turbine bypass passage portion 65 is connected to the exhaust passage (exhaust pipe 42) on the upstream side of the high pressure stage turbine 61b.
  • the other end of the high-pressure turbine bypass passage 65 is connected to the exhaust gas passage (exhaust pipe 42) between the high-pressure turbine 61b and the low-pressure turbine 62b.
  • the high pressure turbine bypass passage 65 constitutes a path that bypasses the high pressure turbine 61b.
  • the exhaust gas switching valve 66 is a butterfly valve disposed in the high pressure turbine bypass passage portion 65.
  • the exhaust switching valve 66 has the same structure as the intake switching valve 64. That is, the opening degree of the exhaust gas switching valve 66 is changed by the exhaust gas switching valve actuator 66a that is driven in accordance with an instruction from the electric control device 80.
  • the exhaust gas switching valve 66 changes the flow passage area of the high-pressure turbine bypass passage portion 65 in accordance with the change in the opening degree, whereby the amount of exhaust gas introduced into the high-pressure turbine 61b and the high-pressure turbine bypass passage The ratio of the amount of exhaust gas passing through the portion 65 is changed.
  • the low-pressure turbine bypass passage 67 is connected to the exhaust gas passage (exhaust pipe 42) upstream of the low-pressure turbine 62b and between the high-pressure turbine 61b and the low-pressure turbine 62b.
  • the other end of the low pressure turbine bypass passage portion 67 is connected to the exhaust passage (exhaust pipe 42) on the downstream side of the low pressure turbine 62b. That is, the low-pressure stage turbine bypass passage portion 67 constitutes a path that bypasses the low-pressure stage turbine 62b.
  • the exhaust bypass valve 68 is a butterfly valve disposed in the low pressure stage turbine bypass passage portion 67.
  • the exhaust bypass valve 68 has the same structure as the intake switching valve 64.
  • the opening degree of the exhaust bypass valve 68 is changed by the exhaust bypass valve actuator 68a that is driven in accordance with an instruction from the electric control device 80.
  • the exhaust bypass valve 68 changes the flow area of the low-pressure stage turbine bypass passage portion 67 in accordance with the change in the opening thereof, thereby the amount of exhaust gas introduced into the low-pressure stage turbine 62b and the low-pressure stage turbine bypass passage.
  • the ratio of the amount of exhaust gas passing through the section 67 is changed.
  • the first device further includes a hot-wire air flow meter 7, an intake air temperature sensor 72, a boost pressure sensor 73, a crank position sensor 74, an exhaust gas switching valve opening sensor 75, and an accelerator opening sensor 76.
  • the air flow meter 71 outputs a signal corresponding to the mass flow rate of intake air flowing through the intake pipe 32 (the mass of air sucked into the engine 10 per unit time, also simply referred to as “flow rate”) Ga. It is like that.
  • the intake air temperature sensor 72 outputs a signal corresponding to the temperature of intake air flowing through the intake pipe 32.
  • the supercharging pressure sensor 73 is disposed on the downstream side of the throttle valve 33 in the intake pipe 32.
  • the supercharging pressure sensor 73 is a pressure of the air in the exhaust pipe 42 where the supercharging pressure sensor 73 is disposed, that is, the pressure of the air supplied to the combustion chamber of the engine 10 (the first supercharger 61 and the second supercharger 61).
  • a signal representing the supercharging pressure (Pim) provided by the feeder 62 is output.
  • the crank position sensor 74 outputs a signal having a narrow pulse every time the crankshaft (not shown) rotates 10 °, and a wide pulse every time the crankshaft rotates 360 °. Yes.
  • the exhaust gas switching valve opening degree sensor 75 outputs a signal corresponding to the opening degree Oecv of the exhaust gas switching valve 66.
  • the accelerator opening degree sensor 76 outputs a signal corresponding to the opening degree Accp of the accelerator pedal AP operated by the driver.
  • the opening degree of one control valve (exhaust switching valve 66) among the plurality of control valves (intake switching valve 64, exhaust switching valve 66, and exhaust bypass valve 68) is: Acquired by the exhaust gas switching valve opening sensor 75.
  • the exhaust gas switching valve 66 is also referred to as “a control valve belonging to the first control valve group” for convenience.
  • the first control valve group means a group of control valves including a control valve to which a sensor (exhaust gas switching valve opening sensor 75) that can acquire the opening degree of the control valve is attached.
  • the intake air switching valve 64 and the exhaust bypass valve 68 are also referred to as “control valves belonging to the second control valve group” for convenience.
  • the second control valve group includes a control valve excluding the control valve belonging to the first control valve group (that is, a control valve not provided with a sensor that can acquire the opening degree of the control valve).
  • the electric control device 80 includes a CPU 81, a ROM 82, and a RAM 83 that are connected to each other via a bus, a backup RAM 84 that stores data while the power is on, and holds the stored data while the power is shut off, and an AD A microcomputer including an interface 85 including a converter.
  • the interface 85 is connected to the sensors and the like, and supplies signals from the sensors and the like to the CPU 81.
  • the interface 85 is driven to the fuel injection device 22 and each actuator (throttle valve actuator 33a, intake switching valve actuator 64a, exhaust switching valve actuator 66a, and exhaust bypass valve actuator 68a) according to an instruction from the CPU 81.
  • a signal (instruction signal) is transmitted.
  • the first device determines the “turbo mode” that represents the operation mode of the supercharging device 60 (the high-pressure stage supercharger 61 and the low-pressure stage supercharger 62) according to the operating state of the engine 10.
  • the first device has an opening degree of the exhaust gas switching valve 66 (hereinafter referred to as “actual opening degree Oecv”) acquired based on an output value of the exhaust gas switching valve opening degree sensor 75, and an electric control device.
  • actual opening degree Oecv an opening degree of the exhaust gas switching valve 66
  • target opening degree Oecvgt the opening degree of the exhaust gas switching valve 66 determined by the instruction signal sent from 80 to the exhaust gas switching valve actuator 66a
  • the exhaust gas switching valve 66 is normal. It is determined whether or not it is operating. Further, when the first device determines that the exhaust gas switching valve 66 is operating normally, the supercharging device 60 is in a predetermined turbo mode (a turbo mode in which “supercharging pressure feedback control” described later is performed).
  • an opening degree change instruction signal for forcibly changing the opening degree Oebv of the exhaust bypass valve 68 is sent from the electric control device 80 to the exhaust bypass valve 68 ( In practice, it is delivered to the exhaust bypass valve actuator 68a).
  • the first device then opens the opening Oecv1 of the exhaust gas switching valve 66 at the “before” time when this opening degree change instruction signal is sent to the exhaust bypass valve 68, and this opening degree change instruction signal is sent to the exhaust bypass valve 68. It is determined whether or not the exhaust bypass valve 68 is operating normally by comparing the opening degree Oecv2 of the exhaust gas switching valve 66 at the time point “after”.
  • the first device notifies the operator of the engine 10 when at least one of the exhaust gas switching valve 66 and the exhaust bypass valve 68 is abnormal, and the burden on members constituting the engine 10 is small. Perform "evacuation operation". On the other hand, when the exhaust gas switching valve 66 and the exhaust bypass valve 68 are normal, the first device performs “normal operation” without notifying the operator.
  • the above is the outline of the operation of the first device.
  • the first device has an exhaust gas switching valve 66 so that the exhaust gas is preferentially supplied to the high-pressure supercharger 61 when the energy of the exhaust gas is small (that is, when the engine load is small and the flow rate Ga is small). To control.
  • the first device has an exhaust gas switching valve 66 so that the exhaust gas is preferentially supplied to the low-pressure supercharger 62. To control.
  • the first device controls the exhaust bypass valve 68 so that excessive exhaust gas energy is not supplied to the low-pressure stage supercharger 62.
  • the first device controls the intake air switching valve 64 so that an appropriate amount of air is supplied to the high-pressure compressor 61a. That is, the first device is configured so that an appropriate amount of air and exhaust gas are supplied to the high-pressure supercharger 61 and the low-pressure supercharger 62 according to the operating state of the engine 10.
  • the switching valve 66 and the exhaust bypass valve 68 are controlled. As a result, the high pressure supercharger 61 and the low pressure supercharger 62 are appropriately driven according to the operating state of the engine 10. As a result, appropriate supercharging is performed.
  • the first device divides the operating state of the engine 10 into four regions (operating regions), and an intake switching valve 64 and an exhaust switching valve 66 suitable for each of the four operating regions. And the operating state of the exhaust bypass valve 68 (hereinafter also referred to as “each control valve”).
  • This “operating state of each control valve” is determined based on the turbo mode.
  • This turbo mode is determined as follows. As shown in FIG. 3 (A), the first device reads “a turbo mode table MapTurbo (NE, Q) in which the relationship among the engine rotational speed NE, the fuel injection amount Q, and the turbo mode is predetermined” ROM82. Is stored.
  • the numbers “1” to “4” shown in FIG. 3A indicate turbo mode numbers.
  • FIG. 3A shows that both the high-pressure supercharger 61 and the low-pressure supercharger 62 are operated, and “LP” indicates the low-pressure supercharger 62. Indicates that it is activated preferentially.
  • FIG. 3B shows the operating state of each control valve in each turbo mode. In FIG. 3B, “fully closed” is an operation in which the opening degree of the control valve is set to an opening degree that closes the passage in which the control valve is provided, and air or exhaust gas cannot pass through the passage. Indicates the state.
  • full open means that the opening degree of the control valve is set to an opening degree that completely opens (to the limit) the passage in which the control valve is provided, and air or exhaust gas substantially affects the passage of the control valve.
  • the operation state which can pass without receiving automatically is shown.
  • open means that the opening of the control valve is set to an opening between “fully closed” and “fully open”, and the flow rate of air or exhaust gas passing through the passage in which the control valve is provided is controlled.
  • the operating state which can be changed according to the opening degree of a valve is shown. In FIG.
  • the first device determines the turbo mode (operating state of each control valve) by applying the actual engine speed NE and the fuel injection amount Q to the turbo mode table MapTurbo (NE, Q). And a 1st apparatus controls the opening degree of each control valve according to the determined turbo mode. Further, when the engine 10 is operated in a deceleration state where the required torque for the engine 10 is a predetermined value or less, the first device enters the turbo mode 1 regardless of the actual engine speed NE and the fuel injection amount Q.
  • the opening degree of each control valve is controlled.
  • the operation state of the exhaust gas switching valve 66 is “open”. Operate as follows. More specifically, the first device is configured so that the target boost pressure determined according to the operating state of the engine 10 and the actual boost pressure acquired from the boost pressure sensor 74 coincide with each other. The target opening of 66 is set, and an instruction signal for matching the opening of the exhaust switching valve 66 with the target opening is sent to the exhaust switching valve actuator 66a. That is, “supercharging pressure feedback control” using the exhaust gas switching valve 66 is performed.
  • the first device operates the intake air switching valve 64 and the exhaust bypass valve 68 so that their operating states are “fully closed”. Specifically, the first device sets the target opening of the intake switching valve 64 and the exhaust bypass valve 68 to a fully closed opening, and sets the opening of the intake switching valve 64 and the exhaust bypass valve 68 to their target. An instruction signal for matching the opening is sent to the intake air switching valve actuator 64a and the exhaust bypass valve actuator 68a. Further, when the first device controls the opening degree of each control valve in accordance with “turbo mode 1”, all the control valves (the intake switching valve 64, the exhaust switching valve 66, and the exhaust bypass valve 68) are operated. Operate so that the state is "fully closed”.
  • the first device when the opening degree of each control valve is controlled according to the “turbo mode 3”, the first device operates the exhaust gas switching valve 66 so that its operating state becomes “fully open”, and the intake air switching valve 64 Are operated so that their operating states are “open”, and the exhaust bypass valve 68 is operated so that their operating states are “fully closed”. In this case, the opening degree of the intake air switching valve 64 is changed so that the target boost pressure and the actual boost pressure coincide with each other. That is, supercharging pressure feedback control using the intake air switching valve 64 is performed. Furthermore, when controlling the opening degree of each control valve according to “turbo mode 4”, the first device operates the exhaust switching valve 66 and the intake switching valve 64 so that their operating states are “fully open”.
  • the exhaust bypass valve 68 is operated so that its operating state is “open”. In this case, the opening degree of the exhaust bypass valve 68 is changed so that the target boost pressure matches the actual boost pressure. That is, supercharging pressure feedback control using the exhaust bypass valve 68 is performed.
  • a control valve abnormality determination method in the first device determines whether or not the exhaust gas switching valve 66 is operating normally. As described above, the exhaust switching valve 66 is a control valve whose “actual opening” is acquired by the exhaust switching valve opening sensor 75.
  • the actual opening degree Oecv of the exhaust gas switching valve 66 and the target opening degree Oecvtgt do not match (actually, the actual opening degree Oecv and the target opening degree Oecvtgt are When the absolute value of the difference is equal to or greater than a predetermined value (first opening)), it is determined that the exhaust gas switching valve 66 is “abnormal”.
  • the actual opening degree Oecv of the exhaust gas switching valve 66 and the target opening degree Oecvtgt coincide with each other (actually, the difference between the actual opening degree Oecv and the target opening degree Oecvtgt).
  • the first device determines whether or not the exhaust gas bypass valve 68 is operating normally. Specifically, the first device acquires the opening degree Oecv1 of the exhaust gas switching valve 66 if an abnormality determination condition including that the engine 10 is operating in the turbo mode 2 is satisfied in this case. . Thereafter, the first device sends an instruction signal (an opening degree changing instruction signal) for forcibly changing the opening degree Oebv to the exhaust bypass valve 68 (actually, the exhaust bypass valve actuator 68a).
  • an instruction signal an opening degree changing instruction signal
  • the first device acquires the opening degree Oecv ⁇ b> 2 of the exhaust gas switching valve 66 at the time “after” when this instruction signal is sent to the exhaust gas bypass valve 68.
  • ) of the change amount of the opening degree of the exhaust gas switching valve 66 before and after the opening degree change instruction signal is sent to the exhaust bypass valve 68 is greater than the predetermined value Oecvth. If it is smaller, the exhaust bypass valve 68 is determined to be “abnormal”.
  • the first device determines that the exhaust bypass valve 68 is “normal” when the absolute value (
  • this determination method is referred to as “abnormality determination method 1”.
  • the “opening degree change instruction signal” sent to the exhaust gas switching valve 66 includes an instruction signal for “increasing” the opening degree of the exhaust bypass valve 68, an instruction signal for “decreasing” the opening degree of the exhaust bypass valve 68, and Can be included.
  • the abnormality determination of the exhaust bypass valve 68 by the abnormality determination method 1 is performed when the engine 10 is operated in the “turbo mode 2”.
  • the exhaust bypass valve 68 is controlled to be in the “fully closed” state as shown in FIG. Therefore, the opening degree of the exhaust bypass valve 68 cannot be reduced. Therefore, in the first device, when the abnormality determination of the exhaust bypass valve 68 by the abnormality determination method 1 is performed, an instruction signal (an opening increase instruction signal) for “increasing” the opening degree of the exhaust bypass valve 68 is sent.
  • the abnormality determination method 1 can be executed when the engine 10 is operated in the “turbo mode 2”.
  • the intake switching valve 64 and the exhaust bypass valve 68 are in the “fully closed” state, and the exhaust switching valve 66 is “ It is controlled to be in the “open” state. Therefore, as shown in FIG.
  • the air (fresh air) A introduced into the intake passage 32a (a part of the intake passage 32) is between the low-pressure compressor 62a, the low-pressure compressor 62a, and the high-pressure compressor 61a.
  • the intake passage 32b (a part of the intake passage 32), the high-pressure compressor 61a, and the intake passage 32c (a part of the intake passage 32) are introduced into the combustion chamber CC of the engine 10.
  • the fresh air A that is mixed with fuel and burned in the combustion chamber CC is discharged to the exhaust passage 42 as exhaust gas Ex.
  • “a part of the exhaust gas Ex” is introduced into the high-pressure turbine 61 b, and “the other part of the exhaust gas Ex” passes through the high-pressure turbine bypass passage 65.
  • the ratio between the amount of the “part of the exhaust gas Ex” and the amount of the “other part of the exhaust gas Ex” is determined according to the opening degree of the exhaust gas switching valve 66.
  • the “part of the exhaust gas Ex” that has passed through the high pressure turbine 61b is the “other part of the exhaust gas Ex” that has passed through the high pressure turbine bypass passage 65 in the exhaust passage 42b (part of the exhaust passage 42).
  • the combined exhaust gas Ex is discharged to the outside of the engine 10 via the low-pressure turbine 62b.
  • both the high-pressure turbine 61b and the low-pressure turbine 62b are driven, and the fresh air A is compressed by both the high-pressure compressor 61a and the low-pressure compressor 62a.
  • the first device sets the exhaust switching valve 66 so that the target boost pressure Pimgtt determined according to the operating state of the engine 10 and the boost pressure Pim acquired from the boost pressure sensor 74 coincide.
  • the opening is feedback controlled. Thereby, the state in which the supercharging pressure Pim and the target supercharging pressure Pimgtt substantially match is maintained.
  • the first device sends an opening degree increase instruction signal to the exhaust bypass valve 68 during a period in which the opening degree of the exhaust gas switching valve 66 is feedback controlled. Now, it is assumed that the opening degree of the exhaust gas switching valve 66 is maintained at the opening degree Oecv1 during the “before” period when the opening degree increasing instruction signal is sent to the exhaust bypass valve 68.
  • the opening degree increase instruction signal is sent to the exhaust bypass valve 68
  • the opening degree of the exhaust bypass valve 68 increases according to the opening degree increase instruction signal.
  • the opening degree of the exhaust bypass valve 68 is increased, as shown in FIG. 5, a part of the exhaust gas (exhausted exhaust gas) Ex that has passed through the exhaust passage 42 b passes through the low-pressure turbine bypass passage portion 67 and the engine 10. It is discharged outside. Therefore, the energy of the exhaust gas Ex supplied to the low-pressure turbine 62b “after” the opening degree increase instruction signal is sent to the exhaust bypass valve 68 is sent “before” the opening degree increase instruction signal is sent to the exhaust bypass valve 68.
  • the first device maintains the state where the supercharging pressure Pim and the target supercharging pressure Pimgt coincide with each other in order to compensate for the “decrease in the compression ratio of the low-pressure compressor 62a”.
  • the first device decreases the opening degree of the exhaust gas switching valve 66 from the opening degree Oecv1 to the opening degree Oecv2 (Oecv2 ⁇ Oecv1).
  • the energy of the exhaust gas Ex introduced into the high-pressure stage turbine 61b increases, so that the compression ratio of the high-pressure stage compressor 61a increases.
  • the state in which the supercharging pressure Pim and the target supercharging pressure Pimgt coincide with each other is maintained.
  • the exhaust gas switching valve 66 is turned on when the opening degree increase instruction signal is sent to the exhaust bypass valve 68. If the opening degree changes (if the absolute value of the difference between the opening degree Oecv2 and the opening degree Oecv1 is equal to or greater than a predetermined value Oecvth), it can be determined that the exhaust bypass valve 68 is “normal”.
  • the exhaust bypass valve 68 is “abnormal. Can be determined.
  • an instruction signal opening reduction instruction signal
  • the exhaust gas switching is performed by the abnormality determination method 1.
  • the abnormality determination of the valve 66 can be performed.
  • the CPU 81 uses the exhaust gas switching valve abnormality flag XECV, the exhaust bypass valve abnormality flag XEBV, and the abnormality occurrence flag XEMG.
  • the value of the exhaust gas switching valve abnormality flag XECV is “0”, it indicates that the exhaust gas switching valve 66 is not determined to be abnormal (normal).
  • the exhaust switch valve abnormality flag XECV is “1”, it indicates that the exhaust switch valve 66 is abnormal.
  • the exhaust bypass valve abnormality flag XEBV indicates that the exhaust bypass valve 68 is not determined to be abnormal (normal) when the value is “0”.
  • the exhaust bypass valve abnormality flag XEBV indicates that the exhaust bypass valve 68 is abnormal when its value is “1”.
  • the value of the abnormality occurrence flag XEMG is “0”, it indicates that both the exhaust gas switching valve 66 and the exhaust bypass valve 68 are normal.
  • the value of the abnormality occurrence flag XEMG is “1”, it indicates that one of the exhaust gas switching valve 66 and the exhaust bypass valve 68 is abnormal. All of these flag values are stored in the backup RAM 84. Further, all of the values of these flags are obtained when it is confirmed that the exhaust gas switching valve 66 and the exhaust bypass valve 68 are normal at the time of shipment from the factory of the vehicle on which the engine 10 is mounted and at the time of service inspection.
  • the CPU 81 is configured to execute a “first abnormality determination routine” shown by a flowchart in FIG. 6 every time a predetermined time elapses.
  • the CPU 81 determines whether or not any of the exhaust gas switching valve 66 and the exhaust bypass valve 68 is abnormal by this routine. Specifically, the CPU 81 starts the process from step 600 in FIG. 6 at a predetermined timing and proceeds to step 605, where the value of the exhaust gas switching valve abnormality flag XECV is “0” and the exhaust gas bypass valve abnormality flag. It is determined whether or not the value of XEBV is “0”.
  • the CPU 81 makes a “No” determination at step 605 and proceeds to step 695. Proceed directly to end this routine.
  • the CPU 81 determines “Yes” in step 605. Then, the process proceeds to step 610.
  • step 610 the CPU 81 determines whether or not the absolute value of the difference between the opening degree Oecv of the exhaust gas switching valve 66 and the target opening degree Oecvgtt of the exhaust gas switching valve 66 is smaller than a predetermined value DECV1. That is, the CPU 81 determines in step 610 whether the exhaust gas switching valve 66 is normal or abnormal.
  • step 615 the CPU 81 determines whether or not “abnormality determination condition (EBV abnormality determination condition) for determining whether or not the exhaust gas switching valve (EBV) 66 is abnormal” is satisfied. Specifically, in step 615, the CPU 81 determines that the EBV abnormality determination condition is satisfied when all of the following conditions 1 to 3 are satisfied. In other words, the CPU 81 determines that the EBV abnormality determination condition is not satisfied when at least one of the conditions 1 to 3 is not satisfied.
  • the engine 10 is operated in the turbo mode 2.
  • the opening degree Oecv of the exhaust gas switching valve 66 is larger than a predetermined value E.
  • Condition 3 The engine 10 is in steady operation.
  • the opening degree Oecv of the exhaust gas switching valve 66 is feedback controlled (supercharging pressure feedback control) so that the supercharging pressure Pim matches the target supercharging pressure Pimgtgt. That is, the abnormality determination of the exhaust bypass valve 68 can be performed by the above-described “abnormality determination method 1”. Furthermore, if the above condition 1 is satisfied, it is possible to avoid an erroneous determination when determining the abnormality of the exhaust bypass valve 68. More specifically, the target opening degree Oecvtgt of the exhaust gas switching valve 66 is “when the exhaust gas switching valve 66 is stuck in the fully closed state (fully closed sticking abnormality)”.
  • the opening Oecv of the exhaust gas switching valve 66 and the target opening are set.
  • the degree Oecvtgt coincides. Accordingly, in this case, if the abnormality determination of the exhaust gas switching valve 66 is performed (step 610), the exhaust gas switching valve 66 is abnormal even though the exhaust gas switching valve 66 is abnormal (fully closed sticking abnormality). Not judged. If the abnormality determination of the exhaust bypass valve 68 is performed at this time (when the exhaust gas switching valve 66 is abnormal), an erroneous determination may occur.
  • the exhaust bypass valve 68 can sufficiently change (decrease in the first device).
  • the condition 3 it is possible to prevent the opening degree Oecv of the exhaust gas switching valve 66 from changing due to a reason different from the change in the opening degree of the exhaust bypass valve 68.
  • the abnormality determination method 1 can appropriately determine the abnormality of the exhaust bypass valve 68.
  • the above condition 3 is that, for example, the absolute value of the change amount of the engine rotational speed NE during a period in which the predetermined unit time elapses is smaller than the predetermined value NEth, and the fuel injection amount Q in the period in which the unit time elapses.
  • One or more that the absolute value of the change amount is smaller than the predetermined value Qth and that the absolute value of the change amount of the accelerator pedal opening degree Accp is smaller than the predetermined value Accpth during the unit time elapses are established. It can be set as a condition that is satisfied.
  • step 615 the CPU 81 makes a “No” determination at step 615 to directly proceed to step 695 to end the present routine tentatively.
  • the CPU 81 determines “Yes” in step 615 and proceeds to step 620.
  • the CPU 81 acquires the current opening degree Oecv of the exhaust gas switching valve 66, stores the acquired opening degree Oecv in “opening degree Oecv 1 as the first value”, and proceeds to step 625.
  • this time point is also referred to as a “first time point”.
  • the CPU 81 instructs to increase the opening Oebv of the exhaust bypass valve 68 from the current opening Oebv0 to a predetermined determination opening Oebvtgt (Oebvgt> Oebv0) (opening increase instruction signal). Is delivered to the exhaust bypass valve actuator 68a. Thereafter, the CPU 81 waits until a predetermined time has elapsed.
  • the time point when the predetermined time has elapsed since the instruction signal is sent to the exhaust bypass valve 68 is also referred to as a “second time point”.
  • the determination opening degree Oebvtgt is an amount by which the opening degree Oecv of the exhaust gas switching valve 66 is sufficiently large when the actual opening degree of the exhaust bypass valve 68 changes from the opening degree Oebv at the first time point to the determination opening degree Oebvtgt. Set to a changing value.
  • the CPU 81 proceeds to step 630 to acquire the opening degree Oecv0 of the exhaust gas switching valve 66 at the second time point and set the acquired opening degree Oecv0 to “the opening degree Oebv2 as a second value”. Store. Next, the CPU 81 proceeds to step 635 to determine whether or not the absolute value of the difference between the opening degree Oebv2 and the opening degree Oecv1 is equal to or greater than the threshold change amount Oecvth.
  • This threshold value change amount Oecvth is also referred to as a first threshold value change amount, and “the minimum value of the absolute value of the difference between the opening degree Oebv2 and the opening degree Oecv1 obtained when the exhaust bypass valve 68 is normal”.
  • the predetermined value E in the condition 2 is set to be a value equal to or greater than the threshold change amount Oecvth.
  • the opening degree of the exhaust bypass valve 68 is increased from the opening degree Oebv to the determination opening degree Oebvtgt, the opening degree of the exhaust gas switching valve 66 can be changed by the threshold change amount Oecvth or more.
  • the determination in step 635 can be performed appropriately. According to Assumption 1, since the exhaust bypass valve 68 is normal, the absolute value of the difference between the opening degree Oebv2 and the opening degree Oecv1 is equal to or greater than the threshold change amount Oecvth.
  • the CPU 81 makes a “Yes” determination at step 635 to proceed to step 640.
  • the CPU 81 calls the exhaust bypass valve abnormality preliminary determination number EEBV (hereinafter also referred to as “preliminary determination number EEBV”) as the exhaust bypass valve abnormal threshold determination number EEBVth (hereinafter also referred to as “threshold determination number EEBVth”). It is determined whether it is above.
  • the threshold determination number EEBVth is set to a predetermined value of 1 or more.
  • the preliminary determination number EEBV is set to zero in an initial routine executed when an ignition key switch (not shown) is changed from OFF to ON.
  • the CPU 81 makes a “No” determination at step 640 to proceed to step 695 to end the present routine tentatively. Further, the CPU 81 executes a “first abnormality notification routine” shown by a flowchart in FIG. 7 every time a predetermined time has elapsed. When any of the exhaust gas switching valve 66 and the exhaust gas bypass valve 68 is abnormal by this routine, the CPU 81 notifies the operator of the engine 10 to that effect. Specifically, the CPU 81 starts processing from step 700 in FIG.
  • step 710 determines whether or not the value of the exhaust gas switching valve abnormality flag XECV is “0”. . Since the value of the exhaust gas switching valve abnormality flag XECV at this time is “0”, the CPU 81 determines “Yes” in step 710 and proceeds to step 720. In step 720, the CPU 81 determines whether or not the value of the exhaust bypass valve abnormality flag XEBV is “0”. Since the value of the exhaust bypass valve abnormality flag XEBV at this time is “0”, the CPU 81 determines “Yes” in step 720 and proceeds to step 730 to set “0” to the value of the abnormality occurrence flag XEMG. .
  • the CPU 81 proceeds to step 795 to end the present routine tentatively. Therefore, when both the exhaust gas switching valve 66 and the exhaust bypass valve 68 are normal (or when both the exhaust gas switching valve abnormality flag XECV value and the exhaust bypass valve abnormality flag XEBV value are “0”). ), The operator is not notified. Further, the CPU 81 performs the “fuel supply control routine” shown by the flowchart in FIG. 8 according to a predetermined crank angle before the compression top dead center (for example, 90 ° crank angle before compression top dead center) ⁇ f. It is executed repeatedly every time it matches. The CPU 81 calculates the fuel injection amount Q and instructs fuel injection by this routine.
  • a predetermined crank angle before the compression top dead center for example, 90 ° crank angle before compression top dead center
  • the cylinder whose crank angle coincides with the predetermined crank angle ⁇ f before the compression top dead center and finishes the compression stroke is hereinafter also referred to as “fuel injection cylinder”.
  • the CPU 81 starts processing from step 800 in FIG. 8 and proceeds to step 810, where the value of the abnormality occurrence flag XEMG is “0”. It is determined whether or not there is. Since the value of the abnormality occurrence flag XEMG at this time is “0”, the CPU 81 determines “Yes” in step 810 and proceeds to step 820.
  • step 820 the CPU 81 acquires the accelerator pedal opening Accp based on the output value of the accelerator pedal opening sensor 76, and acquires the engine speed NE based on the output value of the crank position sensor 74. Then, the CPU 81 sets a normal fuel injection amount table MapMain (a relationship between the accelerator pedal opening degree Accp, the engine rotational speed NE, and the fuel injection amount Q) in a case where all the control valves are normal.
  • MapMain a relationship between the accelerator pedal opening degree Accp, the engine rotational speed NE, and the fuel injection amount Q
  • the fuel injection amount Q is acquired by applying the current accelerator pedal opening degree Accp and the engine speed NE to (Accp, NE). This fuel injection amount Q corresponds to the required torque.
  • the operation employing the fuel injection amount determined by the normal fuel injection amount table MapMain is referred to as “normal operation”.
  • the CPU 81 proceeds to step 830 and gives an instruction to the injector 22 to inject the fuel of the fuel injection amount Q from the injector 22 provided corresponding to the fuel injection cylinder. That is, at this time, fuel of the fuel injection amount Q is supplied to the fuel injection cylinder. Thereafter, the CPU 81 proceeds to step 895 to end the present routine tentatively.
  • fuel of the fuel injection amount Q determined by the normal fuel injection amount table MapMain is supplied to the fuel injection cylinder. “Normal operation” is executed.
  • step 6 proceeds to step 610 through step 605, determines “No” in step 610, and proceeds to step 645.
  • step 645 the CPU 81 sets “1” to the value of the exhaust gas switching valve abnormality flag XECV, proceeds to step 695, and once ends this routine.
  • the CPU 81 determines “No” in step 710 and proceeds to step 740.
  • step 740 the CPU 81 notifies the operator of the engine 10 that “the exhaust gas switching valve 66 is abnormal”.
  • This notification is executed by turning on an alarm lamp (not shown). Thereafter, the CPU 81 proceeds to step 750 to set “1” as the value of the abnormality occurrence flag XEMG, proceeds to step 795, and once ends this routine.
  • the CPU 81 starts the process from step 800 in FIG. 8 and proceeds to step 810. Since the value of the abnormality occurrence flag XEMG at the present time is “1”, the CPU 81 makes a “No” determination at step 810 to proceed to step 840.
  • step 840 the CPU 81 acquires the accelerator pedal opening Accp based on the output value of the accelerator pedal opening sensor 76, and acquires the engine speed NE based on the output value of the crank position sensor 74. Then, the CPU 81 generates an abnormality in which “a relation between the accelerator pedal opening Accp, the engine rotational speed NE, and the fuel injection amount Q” applied when “any of the control valves is abnormal” is determined in advance.
  • the fuel injection amount Q at the time of occurrence of an abnormality is obtained by applying the current accelerator pedal opening degree Accp and the engine rotational speed NE to the hour fuel injection amount table MapEmg (Accp, NE).
  • the fuel injection amount table MapEmg (Accp, NE) at the time of occurrence of abnormality indicates that, even if the operation of the engine 10 is continued when any one of the control valves is abnormal, other members of the engine 10 or the entire engine 10 is damaged. This is a table for determining the fuel injection amount Q that does not cause the fuel injection.
  • the fuel injection amount determined by the fuel injection amount table MapEmg (Accp, NE) at the time of occurrence of abnormality for any “accelerator pedal opening Accp and engine speed NE” is the “accelerator pedal opening Accp”.
  • the engine speed NE is smaller than the fuel injection amount determined by the normal fuel injection amount table MapMain (Accp, NE).
  • the exhaust gas switching valve 66 when the exhaust gas switching valve 66 is abnormal, the operator of the engine 10 is notified that “the exhaust gas switching valve 66 is abnormal”. Further, “evacuation operation” is executed. At this time, when the CPU 81 starts processing from step 600 in FIG. 6 at a predetermined timing and proceeds to step 605, the value of the exhaust gas switching valve abnormality flag XECV is “1”. It determines with "No”, progresses to step 695, and complete
  • step 6 proceeds to step 610 through step 605, determines “Yes” in step 610, and proceeds to step 615.
  • the CPU 81 determines “Yes” in step 615, and proceeds to step 635 through steps 620 to 630.
  • the opening degree of the exhaust bypass valve 68 does not change sufficiently even if the opening degree change instruction signal is sent to the exhaust bypass valve actuator 68a in step 625. .
  • the opening degree Oebv1 of the exhaust gas switching valve 66 before the opening degree change instruction signal is sent to the exhaust bypass valve actuator 68a and the exhaust gas switching valve 66 after the opening degree change instruction signal is sent to the exhaust bypass valve actuator 68a.
  • the absolute value of the difference from the opening degree Oecv2 is smaller than the threshold change amount Oecvth. Accordingly, the CPU 81 makes a “No” determination at step 635 to proceed to step 650.
  • the CPU 81 updates / determines the preliminary determination number EEBV according to the following equation (1).
  • EEBV (k + 1) represents the number of preliminary determinations EEBV updated by the current process
  • EEBV (k) represents the number of preliminary determinations EEBV before being updated by the current process. That is, the CPU 81 increases the preliminary determination number EEBV by 1 by the current process.
  • EEBV (k + 1) EEBV (k) +1 (1)
  • the CPU 81 proceeds to step 640. At this time, the preliminary determination number EEBV is immediately after being increased by 1 from zero set by the above-described initial routine. Accordingly, if the threshold determination number EEBVth is set to a value of 2 or more, the CPU 81 makes a “No” determination at step 640 to proceed to step 695 to end the present routine tentatively.
  • step 650 in FIG. 6 is repeatedly executed, so that the preliminary determination number EEBV gradually increases and the threshold determination number EEBVth is reached.
  • the CPU 81 determines “Yes” in step 640, proceeds to step 655, and sets “1” to the value of the exhaust bypass valve abnormality flag XEBV. Thereafter, the CPU 81 proceeds to step 695 to end the present routine tentatively. At this time, when the CPU 81 starts processing from step 700 in FIG. 7 at a predetermined timing, the CPU 81 proceeds to step 710.
  • step 720 Since the value of the exhaust gas switching valve abnormality flag XECV at this time is “0”, the CPU 81 determines “Yes” in step 710 and proceeds to step 720. Since the value of the exhaust bypass valve abnormality flag XEBV at this time is “1”, the CPU 81 makes a “No” determination at step 720 to proceed to step 760. In step 760, the CPU 81 notifies the operator of the engine 10 that “the exhaust bypass valve 68 is abnormal”. This notification is executed by turning on an alarm lamp (not shown). Thereafter, the CPU 81 proceeds to step 770 to set “1” as the value of the abnormality occurrence flag XEMG, proceeds to step 795, and once ends this routine.
  • the CPU 81 starts the process from step 800 in FIG. 8 and proceeds to step 810. Since the value of the abnormality occurrence flag XEMG at the present time is “1”, the CPU 81 proceeds to step 895 via step 810, step 840, and step 830 in this order, as in the case where assumption 2 described above is satisfied. This routine is finished once. At this time, the evacuation operation is executed.
  • the exhaust bypass valve 68 is abnormal
  • the operator of the engine 10 is notified that “the exhaust bypass valve 68 is abnormal” and the “evacuation operation” is executed.
  • the CPU 81 starts the process from step 600 in FIG. 6 at a predetermined timing and proceeds to step 605
  • the value of the exhaust bypass valve abnormality flag XEBV is “1”. It determines with "No”, progresses to step 695, and once complete
  • the first device is A plurality of superchargers (high pressure supercharger 61 and low pressure supercharger 62), a plurality of control valves (intake switching valve 64, exhaust switching valve 66 and exhaust bypass valve 68); It is applied to the internal combustion engine 10 having This first device is Control valves (exhaust gas) belonging to the first control valve group including only some of the control valves (exhaust gas switching valve 66, exhaust gas switching valve 66 and exhaust gas switching valve 66 of exhaust gas bypass valve 68).
  • Opening degree obtaining means exhaust gas switching valve degree sensor 75 for obtaining the respective opening degree of the switching valve 66; Determination pressure that is at least one of the pressure of the air A (supercharging pressure Pim) at at least one location in the intake passage 32 and the pressure of the exhaust gas Ex at at least one location in the exhaust passage 42.
  • Pressure acquisition means for acquiring (supercharging pressure Pim); Using at least one of the openings obtained by the opening obtaining means 75 (the opening Oecv of the exhaust gas switching valve 66) and the determination pressure Pim obtained by the pressure obtaining means 73, Control valves (intake switching valve 64 and exhaust bypass valve 68) belonging to a second control valve group consisting of control valves excluding the control valves (exhaust switching valve 66) belonging to the first control valve group among the plurality of control valves.
  • Abnormality determining means (see the routine of FIG. 6) for determining whether or not at least one of the control valves (exhaust bypass valve 68) is abnormal; It has.
  • the abnormality determining means includes Whether at least one control valve (exhaust gas switching valve 66) among the control valves belonging to the first control valve group is abnormal is determined by the at least one control valve 66 acquired by the opening degree acquisition means 75.
  • First determination means (step 610 in FIG. 6) for determining based only on the opening degree Oecv; When it is determined that the at least one control valve 66 of the control valves belonging to the first control valve group is not abnormal (when it is determined “Yes” in step 610 of FIG.
  • Second determination means for determination using the opening degree Oecv of the switching valve 66 and the determination pressure Pim acquired by the pressure acquisition means 73. )When, It is comprised so that it may contain.
  • the pressure acquisition means 73 is configured to acquire a supercharging pressure Pim brought by the plurality of superchargers as the determination pressure.
  • the at least one control valve (first determination target control valve) 66 which is determined by the first determination means as to whether or not there is an abnormality, is a first instruction signal (from the electric control device 80 to the exhaust gas switching valve actuator 66a).
  • the opening degree Oecv is changed in accordance with the instruction signal sent to the terminal.
  • the at least one control valve (second determination target control valve) 68 which is determined by the second determination means as to whether or not it is abnormal, has a second instruction signal (from the electric control device 80 to the exhaust bypass valve actuator). The opening degree is changed in accordance with the instruction signal sent to 68a.
  • the first device configured in this way is When the engine 10 is operating in a predetermined operating state (turbo mode 2), a supercharging pressure Pim acquired by the pressure acquisition means 73 is determined based on the operating state (reference supercharging pressure (target supercharging).
  • First control means (electric control device 80) for sending the first instruction signal to the first determination target control valve 66 so as to match the pressure Pimtgt)
  • second control means (electric control device 80) for sending the second instruction signal to the second determination target control valve 68.
  • the first determination means includes The difference between the actual opening degree Oecv of the first determination target control valve 66 acquired by the opening degree acquisition means 75 and the opening degree Oecvtgt of the first determination target control valve 66 determined by the first instruction signal When the absolute value (
  • the opening degree Oecv of the first determination target control valve 66 is set to the first degree.
  • a first opening change instruction signal (opening increase instruction signal) for changing the opening Oebv of the second determination target control valve 68 is sent from the second control means 80 to the second determination target control valve as the second instruction signal.
  • the second control means 80 is instructed to be sent to 68 (step 625 in FIG. 6), and the first determination target control valve 66 at the second time point after the first time has elapsed from the first time point.
  • ), which is the difference between the second value Oecv2 and the first value Oecv1, is smaller than a predetermined first threshold change amount Oecvth (
  • ) of the opening change amount is smaller than the first threshold change amount Oecvth (when it is determined “No” in step 635 of FIG.
  • the second determination A preliminary determination is made that the target control valve 68 is abnormal (step 650 in FIG. 6), and the preliminary determination is performed for the first threshold number EEBVth or more in the period from when the engine 10 is started to when it is stopped. (When the preliminary determination number EEBV is equal to or greater than the threshold determination number EEBVth, that is, when “Yes” is determined in step 640 of FIG. 6), the determination that the second determination target control valve 68 is abnormal (Step 655 in FIG. 6). As described above, the preliminary determination number of times EEBV is set to zero in the initial routine.
  • the first device maintains the state where the supercharging pressure Pim matches the target supercharging pressure Pimgtgt, and the control valve (first determination target control valve) 66 and the second control valve belonging to the first control valve group.
  • the abnormality determination of both control valves (second determination target control valves) 68 belonging to the group can be performed. Therefore, the first device can determine the abnormality of the control valves 66 and 68 while maintaining good drivability.
  • the first device can determine the abnormality of the control valves 66 and 68 when the engine 10 is operated in an operation region where the engine 10 is relatively lightly loaded (operation region where the turbo mode 2 is set). The abnormality of the control valves 66 and 68 can be detected at an early stage.
  • a control valve abnormality determination device (hereinafter also referred to as “second device”) according to a second embodiment of the present invention will be described.
  • the second device is applied to an internal combustion engine (see FIG. 1) similar to the internal combustion engine 10 to which the first device is applied.
  • ⁇ Outline of device operation> The second device is different from the first device in that after the abnormality determination of the exhaust gas switching valve 66 is performed, “the abnormality determination of the intake air switching valve 64 is performed based on the change in the supercharging pressure Pim”.
  • the second device first compares the opening degree Oecv of the exhaust gas switching valve 66 with the target opening degree Oecvtgt of the exhaust gas switching valve 66 so that the exhaust gas switching valve 66 operates normally as in the first device. It is determined whether or not. Next, when the second device determines that the exhaust gas switching valve 66 is “normal”, the opening degree forcibly changing the opening degree Oacv of the intake air switching valve 64 if a predetermined abnormality determination condition is satisfied. A change instruction signal is sent from the electric control device 80 to the intake air switching valve 64 (actually, the intake air switching valve actuator 64a).
  • the second device determines whether or not the intake air switching valve 64 is operating normally.
  • the second device notifies the operator of the engine 10 and performs a retreat operation.
  • the second device determines whether or not the intake air switching valve 64 is operating normally. Specifically, the second device acquires the supercharging pressure Pim1 if a predetermined abnormality determination condition is satisfied in this case. Thereafter, the second device sends an instruction signal (an opening change instruction signal) for forcibly changing the opening degree Oacv to the exhaust gas switching valve 66 (actually, the intake air switching valve actuator 64a). Subsequently, the second device acquires the supercharging pressure Pim2 at the “after” time point when this instruction signal is sent to the intake air switching valve 64.
  • an opening change instruction signal for forcibly changing the opening degree Oacv
  • the “opening degree change instruction signal” sent to the intake air switching valve 64 includes an instruction signal for “increasing” the opening degree of the intake air switching valve 64, an instruction signal for “decreasing” the opening degree of the intake air switching valve 64, and Is included.
  • the principle of the abnormality determination method 2 is the same regardless of which instruction signal is sent to the intake air switching valve 64. Therefore, hereinafter, when the engine 10 is operated in the “turbo mode 1”, an instruction signal (opening increase instruction signal) for “increasing” the opening degree of the intake switching valve 64 is sent to the intake switching valve 64. Taking the case as an example, the reason why it is possible to determine “whether the intake switching valve 64 is operating normally” by the abnormality determination method 2 will be described.
  • the exhaust gas Ex discharged from the combustion chamber CC is discharged into the exhaust passage 42a (a part of the exhaust passage 42), the high-pressure turbine 61b, and the exhaust passage 42b (the exhaust gas between the high-pressure turbine 61b and the low-pressure turbine 62b).
  • both the high-pressure turbine 61b and the low-pressure turbine 62b are driven, and the fresh air A is compressed by both the high-pressure compressor 61a and the low-pressure compressor 62a.
  • the opening degree of the intake switching valve 64 is maintained at the opening degree Oacv1 during the period in which the opening degree increase instruction signal is “before” the intake switching valve 64.
  • the opening increase instruction signal is sent to the intake switching valve 64, if the intake switching valve 64 is normal, the opening of the intake switching valve 64 increases in accordance with the opening increase instruction signal.
  • the opening degree of the intake switching valve 64 increases, as shown in FIG. 10, a part of the fresh air A that has passed through the low-pressure compressor 62a passes through the high-pressure compressor bypass passage 63 and is directly introduced into the combustion chamber CC. Is done.
  • the amount of fresh air A introduced into the high-pressure compressor 61a “after” the opening degree increase instruction signal is sent to the intake air changeover valve 64 is sent to the intake air changeover valve 64 “ Compared to the amount of fresh air A introduced into the high-pressure compressor 61a “before”, the amount decreases by “a part of fresh air A” passing through the high-pressure compressor bypass passage 63. This “part of fresh air A” is not compressed by the high-pressure compressor 61a. As a result, the supercharging pressure “decreases”.
  • the exhaust gas switching valve 66 when the exhaust gas switching valve 66 is “normal”, if the supercharging pressure Pim changes when the opening degree increase instruction signal is sent to the intake air switching valve 64 (the supercharging pressure Pim1 and the supercharging pressure Pim2) If the absolute value of the difference is equal to or greater than the predetermined value Pimth), it can be determined that the intake switching valve 64 is “normal”. On the other hand, if the supercharging pressure Pim does not change in this case (if the absolute value of the difference between the supercharging pressure Pim1 and the supercharging pressure Pim2 is smaller than the predetermined value Pimth), the intake switching valve 64 is “abnormal”.
  • the abnormality determination method 2 can determine abnormality of the intake air switching valve 64.
  • the second device is different from the first device only in that the processing shown in the flowcharts in FIGS.
  • the CPU 81 is configured to execute the routines shown in the flowcharts of FIGS. 8, 11 and 12 at predetermined timings. In these routines, the CPU 81 uses the exhaust gas switching valve abnormality flag XECV, the intake air switching valve abnormality flag XACV, and the abnormality occurrence flag XEMG. When the value of the exhaust gas switching valve abnormality flag XECV is “0”, it indicates that the exhaust gas switching valve 66 is not determined to be abnormal (normal).
  • the exhaust switch valve abnormality flag XECV when the exhaust switch valve abnormality flag XECV is “1”, it indicates that the exhaust switch valve 66 is abnormal.
  • the value of the intake air switching valve abnormality flag XACV is “0”, it indicates that the exhaust bypass valve 68 is not determined to be abnormal (normal).
  • the intake switching valve abnormality flag XACV indicates that the exhaust bypass valve 68 is abnormal when its value is “1”.
  • the value of the abnormality occurrence flag XEMG is “0”, it indicates that both the exhaust gas switching valve 66 and the exhaust bypass valve 68 are normal. Further, when the value of the abnormality occurrence flag XEMG is “1”, it indicates that one of the exhaust gas switching valve 66 and the exhaust bypass valve 68 is abnormal.
  • the CPU 81 is configured to execute a “second abnormality determination routine” shown by a flowchart in FIG. 11 every time a predetermined time elapses.
  • the CPU 81 determines whether any of the intake switching valve 64 and the exhaust switching valve 66 is abnormal by this routine. Specifically, the CPU 81 starts processing from step 1100 of FIG.
  • step 1105 where the value of the exhaust gas switching valve abnormality flag XECV is “0” and the intake air switching valve abnormality flag. It is determined whether or not the value of XACV is “0”. If at least one of the value of the exhaust gas switching valve abnormality flag XECV and the value of the intake air switching valve abnormality flag XACV is “1” at this time, the CPU 81 makes a “No” determination at step 1105 and proceeds to step 1195. Proceed directly to end this routine.
  • the CPU 81 determines “Yes” in step 1105. Then, the process proceeds to Step 1110.
  • the description will be continued assuming that the value of the exhaust gas switching valve abnormality flag XECV is “0” and the value of the intake air switching valve abnormality flag XACV is “0” at the present time.
  • step 1110 the CPU 81 determines whether or not the absolute value of the difference between the opening Oecv of the exhaust gas switching valve 66 and the target opening Oecvgt of the exhaust gas switching valve 66 is smaller than a predetermined value DECV2. That is, the CPU 81 determines in step 1110 whether the exhaust gas switching valve 66 is normal or abnormal. (Assumption 4) When both the intake switching valve 64 and the exhaust switching valve 66 are normal Now, it is assumed that both the intake switching valve 64 and the exhaust switching valve 66 are normal.
  • the CPU 81 makes a “Yes” determination at step 1110 to proceed to step 1115.
  • the CPU 81 determines whether or not “abnormality determination condition (ACV abnormality determination condition) for determining whether or not the intake air switching valve (ACV) 64 is abnormal” is satisfied.
  • the CPU 81 determines that the ACV abnormality determination condition is satisfied when all of the following conditions 4 to 6 are satisfied in step 1115. In other words, the CPU 81 determines that the ACV abnormality determination condition is not satisfied when at least one of the conditions 4 to 6 is not satisfied.
  • the supercharging pressure Pim is larger than the predetermined value P.
  • the engine 10 is operated in a decelerating state.
  • the engine 10 was operated at least once in the turbo mode 2 during the period from when the engine 10 was started to the present time.
  • the intake switching valve 64 is increased.
  • the supercharging pressure Pim can sufficiently change (decrease in the second device) with the change in the opening degree.
  • the abnormality determination of the intake air switching valve 64 can be appropriately performed by the abnormality determination method 2 described above.
  • the condition 6 it is possible to avoid an erroneous determination when the abnormality determination of the intake switching valve 64 is performed for the same reason as the condition 1. That is, when the “full-closed sticking abnormality” has occurred in the exhaust gas switching valve 66, the abnormality judgment of the exhaust gas switching valve 66 is performed during the period when the engine 10 is operating in “turbo mode 1” (step 1110 above). However, it is not determined that the exhaust gas switching valve 66 is abnormal.
  • the “deceleration state” in the above condition 2 means an operation state in which the required torque of the engine 10 is not more than a predetermined threshold torque.
  • the required torque can be obtained based on “accelerator pedal opening degree Accp”, “engine speed NE”, “fuel supply amount Q”, and the like.
  • the condition 2 may be a condition that is satisfied when the accelerator pedal opening degree Accp is equal to or less than the predetermined threshold opening degree Accpth, and the operating state determined by the accelerator pedal opening degree Accp and the engine speed NE is “accelerator”.
  • the fuel supply amount Q determined by the accelerator pedal opening degree Accp, the engine rotational speed NE, or the like may be satisfied, as long as it is within the predetermined deceleration region represented by the pedal opening degree Accp and the engine rotational speed NE. May be a condition that is satisfied when the value is equal to or less than a “predetermined fuel supply amount threshold value indicating a deceleration state”. If the ACV abnormality determination condition is not satisfied at the present time, the CPU 81 makes a “No” determination at step 1115 to directly proceed to step 1195 to end the present routine tentatively. On the other hand, if the ACV abnormality determination condition is satisfied at the present time, the CPU 81 determines “Yes” in step 1115 and proceeds to step 1120.
  • step 1120 the CPU 81 acquires the current supercharging pressure Pim, stores the acquired supercharging pressure Pim in “supercharging pressure Pim 1 as the third value”, and proceeds to step 1125.
  • this time point is also referred to as a “third time point”.
  • step 1125 the CPU 81 increases the opening degree Oacv of the intake air switching valve 64 from the current opening degree Oacv0 to a predetermined determination opening degree Oacvgt (Oacvgt> Oacv0) (opening degree increase instruction signal). Is sent to the intake air switching valve actuator 64a.
  • the CPU 81 waits until a predetermined time has elapsed.
  • the time point when the predetermined time has elapsed since the instruction signal is sent to the intake air switching valve 64 is also referred to as a “fourth time point”.
  • the engine 10 is operated in a decelerating state when the abnormality determination condition is satisfied.
  • the determination opening degree Oacvtgt is a value at which the supercharging pressure Pim changes by a sufficiently large amount when the actual opening degree of the intake air switching valve 64 changes from the opening degree Oacv at the third time point to the determination opening degree Oacvgtgt. Is set.
  • the CPU 81 proceeds to step 1130 to acquire the supercharging pressure Pim at the fourth time point, and stores the acquired supercharging pressure Pim in “supercharging pressure Pim2 as the fourth value”. .
  • the CPU 81 proceeds to step 1135 to determine whether or not the absolute value of the difference between the supercharging pressure Pim2 and the supercharging pressure Pim1 is equal to or greater than the threshold change amount Pimth.
  • This threshold value change amount Pimth is also referred to as a second threshold value change amount. “The minimum absolute value of the difference between the supercharging pressure Pim2 and the supercharging pressure Pim1 obtained when the intake air switching valve 64 is normal. Value is set. In the second device, the predetermined value P in the condition 4 is set to be equal to or greater than the threshold change amount Pimth. Thereby, when the opening degree of the intake air switching valve 64 is increased from the opening degree Oacv to the determination opening degree Oacvtgt, the supercharging pressure can be changed by the threshold change amount Pimth or more. As a result, the determination in step 1135 can be performed appropriately.
  • the CPU 81 makes a “Yes” determination at step 1135 to proceed to step 1140.
  • the CPU 81 calls the intake switching valve abnormality preliminary determination number EACV (hereinafter also referred to as “preliminary determination number EACV”) as the intake switching valve abnormal threshold determination number EACVth (hereinafter also referred to as “threshold determination number EACVth”). It is determined whether it is above.
  • the threshold determination number EACVth is set to a predetermined value of 1 or more.
  • the preliminary determination number EACV is set to zero in an initial routine executed when an ignition key switch (not shown) is changed from OFF to ON. According to Assumption 4, since the intake air switching valve 64 is normal, the preliminary determination number EACV is zero set in the initial routine. Therefore, the CPU 81 makes a “No” determination at step 1140 to proceed to step 1195 to end the present routine tentatively. Further, the CPU 81 is configured to execute a “second abnormality notification routine” shown by a flowchart in FIG. 12 every time a predetermined time elapses. If any of the intake switching valve 64 and the exhaust switching valve 66 is abnormal by this routine, the CPU 81 notifies the operator of the engine 10 to that effect. Specifically, the CPU 81 starts processing from step 1200 in FIG.
  • step 1210 determines whether or not the value of the exhaust gas switching valve abnormality flag XECV is “0”. . Since the value of the exhaust gas switching valve abnormality flag XECV at this time is “0”, the CPU 81 determines “Yes” in step 1210 and proceeds to step 1220. In step 1220, the CPU 81 determines whether or not the value of the intake switching valve abnormality flag XACV is “0”. Since the value of the intake switching valve abnormality flag XACV at this time is “0”, the CPU 81 makes a “Yes” determination at step 1220 to proceed to step 1230. In step 1230, the CPU 81 sets “0” to the value of the abnormality occurrence flag XEMG.
  • the CPU 81 proceeds to step 1295 to end the present routine tentatively. Therefore, when both the intake switching valve 64 and the exhaust switching valve 66 are normal (or when both the intake switching valve abnormality flag XACV and the exhaust switching valve abnormality flag XECV are “0”). The operator is not notified. Further, the CPU 81 performs the “fuel supply control routine” shown by the flowchart in FIG.
  • step 8 according to a predetermined crank angle before the compression top dead center (for example, 90 ° crank angle before compression top dead center) ⁇ f. It is executed repeatedly every time it matches. That is, as shown in assumption 1 above, the CPU 81 proceeds to step 895 via step 810, step 820, and step 830 when processing starts from step 800 in FIG. 8. Therefore, when both the intake switching valve 64 and the exhaust switching valve 66 are operating normally, the fuel of the fuel injection amount Q determined by the normal fuel injection amount table MapMain (Accp, NE) is supplied to the fuel injection cylinder. The “normal operation” is executed.
  • MapMain Accp, NE
  • step 1145 the CPU 81 sets “1” to the value of the exhaust gas switching valve abnormality flag XECV, proceeds to step 1195, and once ends this routine.
  • the CPU 81 proceeds to step 1210. Since the value of the exhaust gas switching valve abnormality flag XECV at present is “1”, the CPU 81 determines “No” in step 1210 and proceeds to step 1240.
  • step 1240 the CPU 81 notifies the operator of the engine 10 that “the exhaust gas switching valve 66 is abnormal”. This notification is executed by turning on an alarm lamp (not shown).
  • step 1250 the CPU 81 proceeds to step 1250 to set “1” as the value of the abnormality occurrence flag XEMG, proceeds to step 1295, and once ends this routine.
  • the CPU 81 proceeds to step 895 via step 810, step 840, and step 830 when starting the process from step 800 in FIG. 8. Therefore, when the exhaust gas switching valve 66 is abnormal, the operator of the engine 10 is notified that “the exhaust gas switching valve 66 is abnormal” and the “evacuation operation” is executed. At this time, when the CPU 81 starts processing from step 1100 in FIG.
  • step 11 the value of the exhaust gas switching valve abnormality flag XECV is “1”. It determines with "No”, progresses to step 1195, and complete
  • the CPU 81 determines “Yes” in step 1115, and proceeds to step 1135 through steps 1120 to 1130.
  • the intake switching valve 64 since the intake switching valve 64 is abnormal, even if an opening change instruction signal is sent to the intake switching valve actuator 64a in step 1125, the opening of the intake switching valve 64 does not change sufficiently. . Therefore, the difference between the supercharging pressure Pim1 before the opening degree change instruction signal is sent to the intake air switching valve actuator 64a and the supercharging pressure Pim2 after the opening degree change instruction signal is sent to the intake air switching valve actuator 64a.
  • the absolute value is smaller than the threshold change amount Pimth.
  • the CPU 81 makes a “No” determination at step 1135 to proceed to step 1150.
  • the CPU 81 updates / determines the preliminary determination number EACV according to the following equation (2).
  • EACV (k + 1) represents the number of preliminary determinations EACV updated by the current process
  • EACV (k) represents the number of preliminary determinations EACV before being updated by the current process. That is, the CPU 81 increases the preliminary determination number EACV by 1 by the current process.
  • EACV (k + 1) EACV (k) +1 (2)
  • the CPU 81 proceeds to step 1140.
  • the preliminary determination number EACV is immediately after being increased by 1 from zero set by the initial routine described above.
  • the CPU 81 makes a “No” determination at step 1140 to proceed to step 1195 to end the present routine tentatively.
  • the process of step 1150 in FIG. 11 is repeatedly executed, so that the preliminary determination number EACV gradually increases and the threshold determination number EACVth is reached.
  • the CPU 81 determines “Yes” in step 1140, proceeds to step 1155, and sets “1” as the value of the intake switching valve abnormality flag XACV. Thereafter, the CPU 81 proceeds to step 1195 to end the present routine tentatively.
  • step 1210 Since the value of the exhaust gas switching valve abnormality flag XECV at this time is “0”, the CPU 81 determines “Yes” in step 1210 and proceeds to step 1220. Since the value of the intake switching valve abnormality flag XACV at the present time is “1”, the CPU 81 makes a “No” determination at step 1220 to proceed to step 1260. In step 1260, CPU 81 notifies the operator of engine 10 that “intake switching valve 64 is abnormal”. This notification is executed by turning on an alarm lamp (not shown).
  • step 1270 the CPU 81 proceeds to step 1270 to set “1” as the value of the abnormality occurrence flag XEMG, proceeds to step 1295, and once ends this routine.
  • the CPU 81 starts the process from step 800 in FIG. 8 and proceeds to step 810. Since the value of the abnormality occurrence flag XEMG at the present time is “1”, the CPU 81 proceeds to step 895 via step 810, step 840, and step 830 in this order, as in the case where assumption 5 described above is satisfied. This routine is finished once.
  • the evacuation operation is executed.
  • the operator of the engine 10 is notified that “the intake air switching valve 64 is abnormal” and the “evacuation operation” is executed.
  • the CPU 81 starts processing from step 1100 in FIG. 11 and proceeds to step 1105 at a predetermined timing (since the value of the intake switching valve abnormality flag XACV is “1”, in step 1105)
  • the determination is “No” and the routine proceeds to step 1195 to end the present routine temporarily, that is, once the value of the intake switching valve abnormality flag XACV is set to “1”, abnormality determination of the intake switching valve 64 (FIG. 11).
  • the abnormality determining means further includes When it is determined that at least one control valve (exhaust gas switching valve 66) among the control valves belonging to the first control valve group is not abnormal (when it is determined "Yes" in step 1110 in FIG.
  • Whether or not at least one control valve (intake switching valve 64) among the control valves belonging to the second control valve group is abnormal is determined only by the determination pressure Pim acquired by the pressure acquisition means 73.
  • the third determination means (step 1115 to step 1135, step 1150 and step 1140 in FIG. 11) is configured to be determined using In the second device, similar to the first device,
  • the pressure acquisition means 73 is configured to acquire a supercharging pressure Pim brought by the plurality of superchargers as the determination pressure.
  • the at least one control valve (third determination target control valve) 66 which is determined by the first determination means as to whether or not there is an abnormality, is a third instruction signal (from the electric control device 80 to the exhaust gas switching valve actuator 66a).
  • the opening degree Oecv is changed in accordance with the instruction signal sent to the terminal.
  • the at least one control valve (fourth determination target control valve) for which it is determined whether or not it is abnormal by the third determination means is a fourth instruction signal (from the electric control device 80 to the intake air switching valve actuator 64a).
  • the opening degree Oacv is changed in accordance with an instruction signal sent to the terminal.
  • the second device configured in this way is Third control means (electric control device 80) for sending the third instruction signal to the third determination target control valve 66; And fourth control means (electric control device 80) for sending the fourth instruction signal to the fourth determination target control valve 64.
  • the first determination means includes The difference between the actual opening degree Oecv of the third determination target control valve 66 acquired by the opening degree acquisition means 75 and the opening degree Oecvtgt of the third determination target control valve 66 determined by the third instruction signal
  • the third determination target control A determination is made that the valve 66 is abnormal (step 1145 in FIG. 11).
  • the third determination means includes When it is determined that the third determination target control valve 66 is not abnormal (when it is determined “Yes” in step 1110 in FIG.
  • the fourth determination target control valve for determining whether or not the fourth determination target control valve 64 is abnormal at a third time after the third value Pim1 is acquired.
  • the second opening degree change instruction signal (opening degree increase instruction signal) for changing the opening degree of 64 is sent from the fourth control means 80 to the fourth determination target control valve 64 as the fourth instruction signal.
  • An instruction is given to the fourth control means 80 (step 1125 in FIG.
  • the third determining means is The fourth determination is made when the absolute value (
  • a preliminary determination is made that the target control valve 64 is abnormal (step 1150 in FIG. 11), and the preliminary determination is performed for the second threshold number EACVth or more in a period from when the engine 10 is started to when it is stopped. (When the preliminary determination number EACV is equal to or greater than the threshold determination number EACVth, that is, when “Yes” is determined in step 1140 of FIG. 11), the determination that the fourth determination target control valve 64 is abnormal (Step 1155 in FIG. 11).
  • the preliminary determination number EACV is set to zero in the initial routine.
  • the abnormality determination of the fourth determination target control valve 64 is performed “after” when it is confirmed that the third determination target control valve 66 is normal.
  • the abnormality determination of the fourth determination target control valve 64 can be performed without considering the influence of the presence or absence of the abnormality on the supercharging pressure Pim. As a result, it is possible to improve the determination accuracy when the abnormality determination of the fourth determination target control valve 64 is performed. Further, similar to the first device, the abnormality of the control valves 64 and 66 can be detected early.
  • the third determination means includes When the engine 10 is operated at least in a decelerating state where the required torque for the engine 10 is equal to or less than a predetermined threshold torque (when the condition 5 is satisfied), the second opening change instruction signal is sent to the fourth control.
  • the fourth control means 80 is instructed to be sent from the means 80 to the fourth determination target control valve 64.
  • One or more control valves belonging to the first control valve group are configured to be butterfly valves.
  • one or more control valves (exhaust switching valve 66) belonging to the first control valve group are configured to be disposed in the exhaust passage 42.
  • the control valve abnormality determination device when the abnormality determination unit determines that “one control valve” of the plurality of control valves is “abnormal”,
  • the “other control valve”, which is different from the one control valve, may be configured to perform an estimation that “normal”.
  • the control valve abnormality determination device is configured such that the high-pressure supercharger 61 and the low-pressure supercharger 62 are arranged in series, and the intake air is switched to a passage bypassing the high-pressure compressor 61a.
  • the present invention is applied to an internal combustion engine in which an exhaust switching valve 66 is provided in a passage that bypasses the valve 64, the high-pressure turbine 61b, and an exhaust bypass valve 68 is provided in a passage that bypasses the low-pressure turbine 62b.
  • an exhaust switching valve 66 is provided in a passage that bypasses the valve 64, the high-pressure turbine 61b, and an exhaust bypass valve 68 is provided in a passage that bypasses the low-pressure turbine 62b.
  • the control valve abnormality determination device of the present invention for example, two or more (for example, three) superchargers are arranged in series, and the control valve is disposed in a passage that bypasses the turbine of each supercharger.
  • the present invention can also be applied to an internal combustion engine provided with a control valve in a passage that bypasses the compressor of each supercharger.
  • control valve abnormality determination device of the present invention is, for example, a V-type engine having a first bank and a second bank, and a compressor of a high-pressure supercharger in each intake passage of the first bank and the second bank.
  • the compressor of the low-pressure stage supercharger is arranged in the collection part of those intake passages
  • the turbine of the high-pressure stage supercharger is arranged in each exhaust passage of the first bank and the second bank
  • the turbines of the low-pressure stage superchargers are arranged in the collection portion of these exhaust passages
  • the control valves are provided in the passages that bypass the turbines of the respective superchargers, and the passages that bypass the compressors of the respective superchargers.
  • the present invention can also be applied to an internal combustion engine provided with a control valve.
  • the opening degree sensor 75 is provided in the exhaust gas switching valve 66.
  • the control valve abnormality determination device of the present invention can be configured to provide an opening sensor in the “exhaust bypass valve 68” instead of the exhaust gas switching valve 66. In the control valve abnormality determination device configured as described above, whether or not the exhaust bypass valve 68 is abnormal can be determined using the actual opening obtained by the opening sensor.
  • the determination target control valve When it is determined that the exhaust bypass valve 68 is not abnormal, and the engine is operated in the turbo mode 4 and the opening degree of the exhaust bypass valve 68 is under supercharging pressure feedback control, the determination target control valve When the opening degree of the intake switching valve 64 or the exhaust switching valve 66 is forcibly changed, if the absolute value of the change amount of the opening degree of the exhaust bypass valve 68 is not less than a predetermined threshold value, the determination target control valve is normal. If the absolute value of the change amount is smaller than the threshold value, it can be determined that the determination target control valve is abnormal. Furthermore, the control valve abnormality determination device of the present invention can be configured to provide an opening sensor in the “intake switching valve 64” instead of the exhaust switching valve 66.
  • the determination target control valve determines whether or not the intake switching valve 64 is abnormal. If it is determined that the intake switching valve 64 is not abnormal, and the engine is operating in the turbo mode 3 and the opening of the intake switching valve 64 is under supercharging pressure feedback control, the determination target control valve When the opening degree of the (exhaust gas switching valve 66 or the exhaust bypass valve 68) is forcibly changed, the determination target control valve is normal if the absolute value of the amount of change in the opening degree of the intake air switching valve 64 is equal to or greater than a predetermined threshold If the absolute value of the change amount is smaller than the threshold value, it can be determined that the determination target control valve is abnormal.
  • the pressure acquisition means is configured to acquire the supercharging pressure as the determination pressure.
  • the control valve abnormality determination device of the present invention can be configured such that the pressure acquisition means acquires the pressure that changes when the opening of the control valve changes as the determination pressure. That is, the location where the pressure acquisition means acquires the determination pressure may be a location where the air or exhaust gas pressure at that location changes when the opening of the control valve is changed.
  • the preliminary determination step 650 in FIG. 6
  • the second determination target control valve exhaust bypass valve 68
  • a determination is made that the control valve is abnormal (step 640 in FIG. 6).
  • control valve abnormality determination device of the present invention determines that the second determination target control valve is abnormal when the determination that the second determination target control valve is abnormal is made “once”. It may be configured as follows. That is, the control valve abnormality determination device of the present invention may be configured to execute a “routine in which step 640 and step 650 are excluded from the routine in FIG. 6” instead of the routine in FIG. 6. Also in the second embodiment, as described above, when the determination that the fourth determination target control valve (intake switching valve 64) is abnormal is made “once”, the fourth determination target control valve is abnormal. The determination may be made. That is, the control valve abnormality determination device of the present invention may be configured to execute a “routine in which step 1140 and step 1150 are excluded from the routine in FIG.
  • the opening degree sensor 75 is provided only in the exhaust gas switching valve 66.
  • the control valve abnormality determination device of the present invention may be configured to provide an opening degree sensor in one or two of the intake switching valve 64, the exhaust switching valve 66, and the exhaust bypass valve 68.
  • the condition 5 is excluded from the abnormality determination condition. Also good.
  • control valve abnormality determination device of the present invention performs abnormality determination of the intake switching valve 64 and the exhaust switching valve 66 by the second device, and after determining that the intake switching valve 64 and the exhaust switching valve 66 are not abnormal, It is desirable that the first apparatus is configured to determine whether the exhaust bypass valve 68 is abnormal.

Abstract

 本発明は、複数の過給機61,62と、複数の制御弁64,66,68と、を備えた内燃機関に適用され、複数の制御弁のうちの少なくとも1つの制御弁の異常判定を行うことができる制御弁異常判定装置を提供する。制御弁異常判定装置は、複数の制御弁のうちの一部の制御弁のみを含む第1制御弁群に属する制御弁のそれぞれの開度と、内燃機関の吸気通路内の少なくとも1箇所における空気の圧力及び内燃機関の排気通路内の少なくとも1箇所における排ガスの圧力のうちの少なくとも1つの圧力である判定用圧力と、に基づいて前記複数の制御弁のうちの前記第1制御弁群に属する制御弁を除く制御弁からなる第2御弁群に属する制御弁の異常判定を行う。

Description

内燃機関の制御弁異常判定装置
 本発明は、複数の過給機とその複数の過給機の制御を行うための複数の制御弁とを備えた内燃機関に適用される制御弁異常判定装置に関する。
 従来から知られる過給機(排気タービン式過給機)は、内燃機関の排気通路に配設され且つ排ガスのエネルギによって駆動されるタービンと、その機関の吸気通路に配設され且つタービンが駆動されることによって駆動されるコンプレッサと、を備えている。これにより、コンプレッサに流入する空気が同コンプレッサによって圧縮され、燃焼室に向けて排出される。即ち、過給が行われる。
 過給機は、周知のように、コンプレッサに流入する空気の流量が所定のサージ流量から所定のチョーク流量までの範囲内にある場合、その空気を実質的に圧縮することができる。一般に、過給機の容量が大きいほど、サージ流量及びチョーク流量の双方が大きくなる。従って、比較的小容量の過給機のみによって過給を行おうとすると、機関が高負荷運転される場合、コンプレッサに流入する空気の流量がチョーク流量に達するから過給ができない。これに対し、比較的大容量の過給機のみによって過給を行おうとすると、機関が低負荷運転される場合、コンプレッサに流入する空気の流量がサージ流量よりも小さくなるから過給ができない。このように、単一の過給機のみを備えた内燃機関が適切に過給を行うことができる運転領域(負荷領域)は、機関の全運転領域に対して狭い。
 そこで、従来の内燃機関の一つは、小容量の第1過給機と、第1過給機に直列に接続された大容量の第2過給機と、第1過給機及び第2過給機に供給される空気又は排ガスの流量を調整するための複数のバイパス通路と、それらのバイパス通路に配設された複数の制御弁と、を備える。この従来の内燃機関においては、機関の運転状態に応じて、第1過給機と第2過給機とが使い分けられる。これにより、適切に過給を行うことができる運転領域(負荷領域)が拡大される。
 上記従来の内燃機関においては、例えば、第1過給機のタービンに供給される排ガスの流量を調整するためのバイパス通路に制御弁(排気切替弁)が配設される。この排気切替弁は、制御装置により、機関の負荷が低負荷であるときに閉弁し且つ高負荷であるときに開弁するように制御させられる。これにより、機関が低負荷運転される場合、小容量の第1過給機が主として作動させられる。一方、機関が高負荷運転される場合、大容量の第2過給機が主として作動させられる。その結果、上記従来の内燃機関は、単一の過給機のみを備えた内燃機関が適切に過給を行うことができる運転領域に比べて広い運転領域において適切な過給を行うことができる。
 上記従来の内燃機関が備える制御装置(以下、「従来装置」と称呼する。)は、上述したような適切な過給が行われる状態を維持することを目的として、排気切替弁が正常に作動しているか否かを判定するようになっている。具体的に述べると、この制御装置は、予め実験によって取得された「排気切替弁が正常に作動している場合における過給圧の最大値」を記憶している。そして、この制御装置は、「実際の過給圧」がその「記憶された過給圧の最大値」よりも大きくなったとき、排気切替弁が異常であると判定するようになっている(例えば、実公平3−106133号公報を参照。)。
 上述したように、上記従来装置は、「過給圧」を制御弁の異常判定を行うためのパラメータ(異常判定用パラメータ)として採用している。ところが、一般に、過給圧の大きさは、複数の制御弁のうちの一の制御弁(上記従来装置においては、排気切替弁)の状態だけではなく、他の制御弁の状態によっても変化する。しかも、これらの制御弁を含む機関を構成する部材は、製造上のばらつき(製造の際に生じる同一種の部材間における寸法及び性能等の差。以下、「個体差」とも称呼する。)を有する。そのため、上記従来装置のように「取得した過給圧と所定の閾値との比較」に基づいて「ある特定の制御弁」の異常判定を精度良く行うためには、他の制御弁の個体差が過給圧に及ぼす影響(即ち、各制御弁が正常である場合における過給圧の変動幅)をも考慮して「その閾値」を定めなければならない。しかしながら、従来公報は、上記個体差が過給圧に如何なる影響を与えるかについて何ら開示していない。その結果、上記従来装置は、制御弁の異常判定を精度良く行うことができない可能性があるという問題がある。
 本発明は、上記課題に対処するためになされたものである。即ち、本発明の目的の一つは、上述したような「複数の過給機と複数の制御弁とを備えた内燃機関」に適用され、個体差を有する制御弁が正常に作動しているか否かを精度良く判定することができる制御弁異常判定装置を提供することにある。
 上記課題を達成するための本発明による制御弁の異常判定装置は、複数の過給機と、複数の制御弁と、を備えた内燃機関に適用される。
 前記複数の過給機のそれぞれは、内燃機関の排気通路に配設されて同排気通路を流れる排ガスのエネルギによって駆動される「タービン」を備える。排気通路は、前記機関の燃焼室から排出される排ガスを同燃焼室から前記機関の外部へ排出する通路である。更に、複数の過給機のそれぞれは、同機関の吸気通路に配設されるとともに前記タービンが駆動されることによって駆動されて同吸気通路内の空気を圧縮する「コンプレッサ」を備える。吸気通路は、前記機関の外部の空気を同外部から前記燃焼室へ導入する通路である。前記複数の過給機は、直列に接続されていてもよく、並列に接続されていてもよい。以下、機関の外部から燃焼室へ導入される空気を「新気」とも称呼する。
 前記複数の制御弁のそれぞれは、その開度に応じて前記複数の過給機の少なくとも1つに導入される「前記空気の量」又は「前記排ガスのエネルギの大きさ」を変更するようになっている。
 本発明の制御弁異常判定装置は、上述した内燃機関に適用される。この制御弁異常判定装置は、開度取得手段と、圧力取得手段と、異常判定手段と、を備える。
 前記開度取得手段は、「前記複数の制御弁のうちの一部の制御弁のみを含む第1制御弁群」に属する制御弁のそれぞれの開度を取得する(即ち、開度センサ等によって実際に検出する)ようになっている。
 ここで、「前記複数の制御弁のうちの一部の制御弁」とは、前記複数の制御弁のうちの一又は複数の制御弁であって全ての制御弁ではないことを意味する。「第1制御弁群」に属する制御弁の数、及び、前記複数の制御弁のうちの何れの制御弁を第1制御弁群に属するように構成するか等は、制御弁異常判定装置に要求される判定精度等を考慮して適宜決定すればよい。
 前記圧力取得手段は、「前記吸気通路内の少なくとも1箇所における前記空気の圧力」及び「前記排気通路内の少なくとも1箇所における前記排ガスの圧力」のうちの少なくとも1つの圧力である「判定用圧力」を取得する(即ち、圧力センサ等によって実際に検出する)ようになっている。
 前記異常判定手段は、「前記開度取得手段によって取得される開度のうちの少なくとも1つ」と、「前記圧力取得手段によって取得される前記判定用圧力」と、を用いて、「前記複数の制御弁のうちの前記第1制御弁群に属する制御弁を除く制御弁からなる第2制御弁群」に属する制御弁のうちの少なくとも1つの制御弁が異常であるか否かを判定するようになっている。
 上述したように、制御弁の開度が変化すると、その開度の変化に応じて複数の過給機の少なくとも1つに導入される空気の量又は排ガスのエネルギの大きさが変化する。そのため、制御弁の開度が変化すると、判定用圧力は変化する。このように、制御弁の開度と判定用圧力とは密接に関連している。従って、「制御弁の個体差(制御弁の個体差に起因する同制御弁の開度のばらつき)」は、判定用圧力影響を及ぼす。
 上記内燃機関は複数の制御弁を備えており、それら全ての制御弁の個体差が判定用圧力に影響を及ぼす。しかし、上述した本発明の制御弁異常判定装置は、開度取得手段により、「第1制御弁群」に属する制御弁の「実際の開度(即ち、個体差を考慮する必要のない確定的な値)」を取得することができる。そのため、制御弁の異常判定を行う際に、第1制御弁群に属する制御弁の個体差を考慮する必要はない。即ち、「第2制御弁群」に属する制御弁の異常判定を行うにあたり、第2制御弁群に属する制御弁の個体差が判定用圧力に及ぼす影響のみを考慮すればよい。その結果、「第2制御弁群」に属する制御弁の異常判定を、第1制御弁に属する制御弁の個体差を考慮しない分だけ精度良く行うことができる。
 このように、本発明の制御弁異常判定装置は、複数の過給機と複数の制御弁とを備えた内燃機関に適用されるとともに、制御弁が正常に作動しているか否かを精度良く判定することができる。
 更に、この構成によれば、第2制御弁に属する制御弁の実際の開度を取得しなくても、第2制御弁群に属する制御弁の異常判定を精度良く行うことができるので、開度取得手段が「全て」の制御弁の開度を取得するように制御弁異常判定装置が構成される場合に比べ、制御弁異常判定装置を廉価にすることができる。
 更に、本発明の制御弁異常判定装置の第1の態様において、
 前記異常判定手段は、
 前記第1制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも1つの制御弁が異常であるか否かを「前記開度取得手段によって取得される同少なくとも1つの制御弁の開度のみ」に基づいて判定する「第1判定手段」と、
 前記第1制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも1つの制御弁が「異常でない」と判定されたとき、前記第2制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも1つの制御弁が異常であるか否かを「前記開度取得手段によって取得される開度のうちの少なくとも1つ」と、「前記圧力取得手段によって取得される前記判定用圧力」と、を用いて判定する「第2判定手段」と、
 を含むように構成されることが好適である。
 上述したように、第2制御弁群に属する制御弁の異常判定は、「第1制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも1つの開度」と「判定用圧力」とを用いて行われる。そのため、その第1制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも1つが異常であると、第2制御弁群に属する制御弁の異常判定を精度良く行うことができない虞がある。
 一方、第1制御弁群に属する制御弁の異常判定は、開度取得手段によって取得される「実際の開度」のみに基づいて行うことができる。そのため、第1制御弁群に属する制御弁の異常判定は、第2制御弁群に属する制御弁の状態に関わらず、精度良く行うことができる。
 そこで、上記態様の制御弁異常判定装置は、その開度が第2制御弁群に属する制御弁の異常判定に使用される「第1制御弁群に属する制御弁」が「異常でない」と判定された「後」に、第2制御弁群に属する制御弁の異常判定を行う。その結果、第2制御弁群に属する制御弁の異常判定を行う際の判定精度を向上することができる。
 この第1の態様は、「開度取得手段によって取得される開度に基づいて第1制御弁群に属する制御弁の異常判定を行うとともに、第2制御弁群に属する制御弁の開度を変更したときの第1制御弁群に属する制御弁の開度の変化量に基づき、その第2制御弁群に属する制御弁の異常判定を行う」ように構成され得る。
 具体的に述べると、
 前記圧力取得手段は、前記判定用圧力として前記複数の過給機によってもたらされる「過給圧」を取得するように構成される。
 更に、「前記第1判定手段によって異常であるか否かが判定される前記少なくとも1つの制御弁」は、第1指示信号に応じてその開度を変更するように構成される。この制御弁は「第1判定対象制御弁」と称呼される。
 加えて、「前記第2判定手段によって異常であるか否かが判定される前記少なくとも1つの制御弁」は、第2指示信号に応じてその開度を変更するように構成される。この制御弁は「第2判定対象制御弁」と称呼される。
 更に、本態様の制御弁異常判定装置は、
 前記機関が所定の運転状態にて運転されているとき、「前記圧力取得手段によって取得される過給圧が前記運転状態に基づいて定まる参照過給圧に一致する」ように、前記第1判定対象制御弁に対して前記第1指示信号を送出する「第1制御手段」と、
 前記第2判定対象制御弁に対して前記第2指示信号を送出する「第2制御手段」と、
 を備える。
 従って、第1判定対象制御弁が「正常」であれば、第1判定対象制御弁の開度は「第1指示信号によって定まる開度」に一致する。一方、第1判定対象制御弁が「異常」であれば、第1判定対象制御弁の開度は「第1指示信号によって定まる開度」に一致しない。
 そこで、本態様の制御弁異常判定装置における前記第1判定手段は、先ず、
(A)前記開度取得手段によって取得される「前記第1判定対象制御弁の実際の開度」と、「前記第1指示信号によって定まる同第1判定対象制御弁の開度」と、の差である第1開度差の絶対値が第1開度以上である場合、「同第1判定対象制御弁が異常である」旨の判定を行う。
 更に、本態様の制御弁異常判定装置における前記第2判定手段は、
(B)前記第1判定対象制御弁が「異常でない」と判定されたとき(換言すると、前記第1判定対象制御弁が第1指示信号に従って正常に作動する状態にあるとき)、
(B−1)前記第1判定対象制御弁の開度を「第1の値」として取得し、
(B−2)同第1の値を取得した時点以降の第1時点にて、「前記第2判定対象制御弁が異常であるか否かを判定するために同第2判定対象制御弁の開度を変更させる第1開度変更指示信号」が、前記第2指示信号として、前記第2制御手段から同第2判定対象制御弁に送出されるように、同第2制御手段に指示を与え、
(B−3)同第1時点から第1時間が経過した後の第2時点における前記第1判定対象制御弁の開度を「第2の値」として取得し、
(B−4)「前記第2の値と前記第1の値との差である開度変化量」の絶対値が所定の第1閾値変化量よりも小さい場合、「前記第2判定対象制御弁が異常である」旨の判定を行う。
 上述したように、正常である第1判定対象制御弁の開度は、前記機関が所定の運転状態にて運転されているとき、実際の過給圧が参照過給圧に一致するように変更される。そのため、第2判定対象制御弁の開度が変化すると、その第2判定対象制御弁の開度の変化に伴う過給圧の変化をなくすように(即ち、前記圧力取得手段によって取得される過給圧が参照過給圧に一致し続けるように)第1判定対象制御弁の開度が変化する。換言すると、前記機関が所定の運転状態にて運転されているとき、「第2判定対象制御弁」の開度変化は、過給圧の変化をもたらし、その過給圧の変化は「第1判定対象制御弁」の開度の変化をもたらす。
 よって、第2判定対象制御弁が「異常でない」ならば、第2制御手段から第2判定対象制御弁に第1開度変更指示信号が送出されたときに第2判定対象制御弁の「実際の開度」が第1開度から第2開度へと変化するから、第1判定対象制御弁の開度が変化する。
 従って、第2制御手段から第2判定対象制御弁に第1開度変更指示信号が送出された場合に「第1判定対象制御弁」の開度が所定値(第1閾値変化量)以上変化すれば、第2判定対象制御弁は「正常」であると判定することができる。これに対し、この場合に「第1判定対象制御弁」の開度が所定値(第1閾値変化量)以上変化しなければ、第2判定対象制御弁は「異常」であると判定することができる。このように、本態様によれば、異常ではないと判定された第1判定対象制御弁の実際の開度と、前記圧力取得手段によって取得される実際の過給圧と、が用いられながら、第2判定対象制御弁の異常判定が行われる。
 なお、上記「参照過給圧」は、例えば、「所定の運転パラメータと過給圧との関係」を予め実験によって定めるとともに、機関が運転されている際に取得される「実際の運転パラメータ」をその定められた関係に適用することにより、決定することができる。この参照過給圧は、機関に要求される目標過給圧と称呼することもできる。上記「第1閾値変化量」は、第2判定対象制御弁が正常であるか否かを判定する際の指標となる値であって、第2判定対象制御弁が「正常」である場合に得られる「上記第1の値と上記第2の値との差(開度変化量)の最小値」に相当する値に設定されることが望ましい。
 更に、本態様によれば、第2判定対象制御弁が正常に作動しているか否かの判定がなされる期間、過給圧は参照過給圧に一致し続ける。従って、機関の操作者の操作に依らない加減速が生じないので、ドライバビリティを良好に維持しながら制御弁の異常判定を行うことができる。
 加えて、上述した実公平3−106133号公報に記載された装置においては、制御弁(排気切替弁)が異常であっても、機関が高負荷運転領域において運転されることによって実際の過給圧が予め定められている過給圧の最大値よりも大きくなるまで、その異常を発見することができない。これに対し、本態様における制御弁異常判定装置は、機関が高負荷運転領域にて運転されていない場合であっても、制御弁の異常判定を行うことができる。従って、制御弁の異常が早期に発見され得る。
 更に、上記第1の態様における前記第2判定手段は、
 前記開度変化量の絶対値が前記第1閾値変化量よりも小さい場合に前記第2判定対象制御弁が異常である旨の「予備判定」を行うとともに、「前記機関が始動されてから停止されるまでの期間」において前記予備判定を第1閾値回数以上行ったとき、「前記第2判定対象制御弁が異常である」旨の判定を行うように構成され得る。
 このように、「機関が始動されてから停止されるまでの期間において予備判定を所定回数(第1閾値回数)以上行ったとき」に第2判定対象制御弁が異常であると判定することにより、第2判定対象制御弁の異常判定を行う際の判定精度を更に向上させることができる。
 更に、本発明の制御弁異常判定装置の第2の態様において、
 前記異常判定手段は、更に、
 前記第1制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも1つの制御弁が「異常でない」と判定されたときに前記第2制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも1つの制御弁が異常であるか否かを、前記圧力取得手段によって取得される前記判定用圧力「のみ」を用いて判定する「第3判定手段」を備えるように構成され得る。
 この第2の態様は、「開度取得手段によって取得される開度に基づいて第1制御弁群に属する制御弁の異常判定を行うとともに、過給圧の変化量に基づいて第2制御弁群に属する制御弁の異常判定を行う」ように構成され得る。
 具体的に述べると、
 前記圧力取得手段は、上記第1の態様と同様、前記判定用圧力として前記複数の過給機によってもたらされる「過給圧」を取得するように構成される。
 更に、「前記第1判定手段によって異常であるか否かが判定される前記少なくとも1つの制御弁」は、第3指示信号に応じてその開度を変更するように構成される。この制御弁は「第3判定対象制御弁」と称呼される。
 加えて、「前記第3判定手段によって異常であるか否かが判定される前記少なくとも1つの制御弁」は、第4指示信号に応じてその開度を変更するように構成される。この制御弁は「第4判定対象制御弁」と称呼される。
 ここで、上記「第3判定対象制御弁」は、上記第1の態様における「第1判定対象制御弁」と同一の制御弁であっても異なる制御弁であってもよい。また、上記「第4判定対象制御弁」は、上記第1の態様における「第2判定対象制御弁」と同一の制御弁であっても異なる制御弁であってもよい。
 更に、本態様の制御弁異常判定装置は、
 前記第3判定対象制御弁に対して前記第3指示信号を送出する「第3制御手段」と、
 前記第4判定対象制御弁に対して前記第4指示信号を送出する「第4制御手段」と、
 を備える。
 従って、第3判定対象制御弁が「正常」であれば、第3判定対象制御弁の開度は「第3指示信号によって定まる開度」に一致する。一方、第3判定対象制御弁が「異常」であれば、第3判定対象制御弁の開度は「第3指示信号によって定まる開度」に一致しない。
 そこで、本態様の制御弁異常判定装置における前記第1判定手段は、先ず、
(C)前記開度取得手段によって取得される「前記第3判定対象制御弁の実際の開度」と、「前記第3指示信号によって定まる同第3判定対象制御弁の開度」と、の差である第2開度差の絶対値が第2開度以上である場合、「同第3判定対象制御弁が異常である」旨の判定を行う。
 更に、本態様の制御弁異常判定装置における前記第3判定手段は、
(D)前記第3判定対象制御弁が「異常でない」と判定されたとき(換言すると、前記第3判定対象制御弁が第3指示信号に従って正常に作動する状態にあるとき)、
(D−1)前記過給圧を「第3の値」として取得し、
(D−2)同第3の値を取得した時点以降の第3時点にて、「前記第4判定対象制御弁が異常であるか否かを判定するために同第4判定対象制御弁の開度を変更させる第2開度変更指示信号」が、前記第4指示信号として、前記第4制御手段から同第4判定対象制御弁に送出されるように、同第4制御手段に指示を与え、
(D−3)同第3時点から第2時間が経過した後の第4時点における前記過給圧を「第4の値」として取得し、
(D−4)「前記第4の値と前記第3の値との差である過給圧変化量」の絶対値が所定の第2閾値変化量よりも小さい場合、「前記第4判定対象制御弁が異常である」旨の判定を行う。
 上述したように、第4判定対象制御弁の開度は、第4制御手段から送出される第4指示信号に応じて変化する。更に、第4判定対象制御弁の開度が変化すると、その開度の変化に応じて過給圧が変化する。よって、第4判定対象制御弁が「正常」であれば、第4制御手段から第4判定対象制御弁に第2開度変更指示信号が送出されたときに第4判定対象制御弁の「実際の開度」が第3開度から第4開度へと変化するから、過給圧が変化する。
 従って、上述したように第4制御手段から第4判定対象制御弁に第2開度変更指示信号が送出された場合に「過給圧」が所定値(第2閾値変化量)以上変化すれば、第4判定対象制御弁は「正常」であると判定することができる。これに対し、この場合に「過給圧」が所定値(第2閾値変化量)以上変化しなければ、第4判定対象制御弁は「異常」であると判定することができる。
 なお、上記「第2閾値変化量」は、第4判定対象制御弁が正常であるか否かを判定する際の指標となる値であって、第4判定対象制御弁が「正常」である場合に得られる「上記第3の値と上記第4の値との差(過給圧変化量)の最小値」に相当する値に設定されることが望ましい。
 更に、上記第2の態様における前記第3判定手段は、
 前記過給圧変化量の絶対値が前記第2閾値変化量よりも小さい場合に前記第4判定対象制御弁が異常である旨の「予備判定」を行うとともに、「前記機関が始動されてから停止されるまでの期間」において前記予備判定を第2閾値回数以上行ったとき、「前記第4判定対象制御弁が異常である」旨の判定を行うように構成され得る。
 このように、「機関が始動されてから停止されるまでの期間において予備判定を所定回数(第2閾値回数)以上行ったとき」に第4判定対象制御弁が異常であると判定することにより、第4判定対象制御弁の異常判定を行う際の判定精度を更に向上させることができる。
 ところで、上記「第2の態様」において、第4判定対象制御弁の開度が変更すると過給圧が変化するので、第4判定対象制御弁の異常判定を行う際に機関の操作者が意図しないトルク変動等が生じる可能性がある。
 そこで、上記第2の態様における前記第3判定手段は、
 「少なくとも前記機関に対する要求トルクが所定の閾値トルク以下である減速状態」にて前記機関が運転されているときに前記第2開度変更指示信号が前記第4制御手段から前記第4判定対象制御弁に送出されるように同第4制御手段に指示を与えるように構成されることが好適である。
 上記「減速状態」にて機関が運転されているときに前記第4判定対象制御弁の開度が変化しても、機関の出力トルクが変動する可能性はある。しかし、そのトルク変動は、操作者に「意図しないトルク変動」であると認識され難い。従って、上記減速状態において第2異常判定条件が成立するように制御弁異常判定装置を構成することにより、機関のドライバビリティを良好に維持しながら第4判定対象制御弁の異常判定を行うことができる。
 ところで、本発明の制御弁異常判定装置は、「前記複数の制御弁のうちの2以上の制御弁に同時に異常が発生することはない」との前提に立って制御弁の異常を判定するように構成され得る。実際、前記複数の制御弁のうちの2以上の制御弁に同時に異常が発生することは稀であり、この前提は現実的である。以下、この前提を「多重異常除外前提」と称呼する。この多重異常除外前提によれば、「前記複数の制御弁のうちの一の制御弁が異常である」と判定されたとき、「その一の制御弁とは異なる他の制御弁は正常である」と推定し得る。
 そこで、本発明の制御弁異常判定装置において、
 前記異常判定手段は、
 「前記複数の制御弁のうちの一の制御弁が異常である」旨の判定を行った場合、「同複数の制御弁のうちの前記一の制御弁とは異なる他の制御弁は正常である」旨の推定を行うように構成され得る。
 更に、本発明の制御弁異常判定装置において、
 前記「第1制御弁群」に属する制御弁の一又は複数の制御弁は「バタフライ弁」であることが好適である。
 バタフライ弁は、周知の通り、所定の軸線周りに回動可能な弁体を備える制御弁であって、同弁体が同軸線周りに回動することによって同弁体が設けられている箇所を通過する流体の流量を変更することができる制御弁である。バタフライ弁の一の態様として、流体(本例においては、空気又は排ガス)の通路を形成する筒体の内部において同筒体の軸線に垂直な回動軸線周りに回動可能な弁体であって、前記回動軸線上に形成された互いに外側に突出する一対の回動軸部にて同筒体に支持された平板状の弁体を備えた制御弁、が挙げられる。このバタフライ弁は、前記弁体を前記回動軸線周りに回動することによって(即ち、開度を変更することによって)前記筒体内の流路面積を変更させ、その結果、前記流体の流量を変更することができる。
 バタフライ弁は、その構造上、指示信号に応じた開度が得られ難いという特性を有する。一方、バタフライ弁は、流量制御弁として好適な弁である。そこで、上記構成のように、第1制御弁群にバタフライ弁を含め、且つ、それらのバタフライ弁の開度を開度取得手段によって取得すれば、バタフライ弁の個体差に起因する開度のばらつきが過給圧等に及ぼす影響を考慮することなくバタフライ弁の異常判定を行うことができる。
 更に、本発明の制御弁異常判定装置において、
 前記第1制御弁群に「一のみ」の制御弁が属するように構成されることが好適である。
 上述したように、第1制御弁群に属する制御弁の開度は、前記開度取得手段によって取得される。従って、第1制御弁群に属する制御弁の数が増大するほど、制御弁の個体差を考慮することなく精度良く異常判定を行うことのできる制御弁の数が増大する。更に、第2制御弁に属する制御弁の異常判定を行う際の判定精度も向上する。一方、第1制御弁群に属する制御弁の数が増大するほど、開度取得手段によって開度が取得される制御弁の数が増大するので、制御弁異常判定装置を製造するコストが増大する虞がある。そこで、第1制御弁群に「一のみの制御弁」を含めることにより、開度取得手段によって開度が取得される制御弁(即ち、第1制御弁群に属する制御弁)が存在しない場合に比べて制御弁の異常判定を行う際の判定精度を向上させながら、制御弁異常判定装置を製造するコストを出来る限り低減することができる。
 更に、本発明の制御弁異常判定装置において、
 前記第1制御弁群に属する制御弁の一又は複数は前記排気通路に配設されることが好適である。
 排気通路を流れる排ガスは、未燃物(CO、HC等)やすす(soot)等の成分を含む高温の流体である。そのため、排気通路に配設される制御弁には、吸気通路に配設される制御弁に比べ、制御弁の固着及び制御弁の熱変形等の異常が生じる可能性が高い。従って、排気通路に配設される制御弁が正常であるか否かを特に精度良く判定することが望ましい。
 そこで、第1制御弁群に「排気通路に配設される制御弁」を含めることにより、第2制御弁群にその制御弁を含める場合に比べ、その制御弁が正常に作動しているか否かをより精度良く判定することができる。
 図1は、本発明の第1実施形態に係る制御弁異常判定装置が適用される内燃機関の概略図である。
 図2は、図1に係る内燃機関が備える制御弁(バタフライ弁)の概略図である。
 図3は、本発明の第1実施形態に係る制御弁異常判定装置が採用する機関回転速度と燃料噴射量とターボモードとの関係を示す概略図である。
 図4は、本発明の第1実施形態に係る制御弁異常判定装置が適用された内燃機関における吸気及び排気の経路の第1の例を示す概略図である。
 図5は、本発明の第1実施形態に係る制御弁異常判定装置が適用された内燃機関における吸気及び排気の経路の第2の例を示す概略図である。
 図6は、本発明の第1実施形態に係る制御弁異常判定装置のCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。
 図7は、本発明の第1実施形態に係る制御弁異常判定装置のCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。
 図8は、本発明の第1実施形態に係る制御弁異常判定装置のCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。
 図9は、本発明の第2実施形態に係る制御弁異常判定装置が適用された内燃機関における吸気及び排気の経路の第1の例を示す概略図である。
 図10は、本発明の第2実施形態に係る制御弁異常判定装置が適用された内燃機関における吸気及び排気の経路の第2の例を示す概略図である。
 図11は、本発明の第2実施形態に係る制御弁異常判定装置のCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。
 図12は、本発明の第2実施形態に係る制御弁異常判定装置のCPUが実行するルーチンを示したフローチャートである。
 以下、本発明による内燃機関の制御弁異常判定装置の各実施形態について、図面を参照しながら説明する。
(第1実施形態)
<装置の概要>
 図1は、本発明の第1の実施形態に係る制御弁異常判定装置(以下、「第1装置」とも称呼する。)を内燃機関10に適用したシステムの概略構成を示している。機関10は、4気筒ディーゼル機関である。
 この機関10は、燃料供給系統を含むエンジン本体20、エンジン本体20に空気を導入するための吸気系統30、エンジン本体20からの排ガスを外部に放出するための排気系統40、排ガスを吸気系統30側に還流させるためのEGR装置50、排ガスのエネルギによって駆動されてエンジン本体20に導入される空気を圧縮する過給装置60、を含んでいる。
 エンジン本体20は、吸気系統30及び排気系統40が連結されたシリンダヘッド21を備えている。このシリンダヘッド21は、各気筒に対応するように各気筒の上部に設けられた複数の燃料噴射装置22を備えている。各燃料噴射装置22は、図示しない燃料タンクと接続されており、電気制御装置80からの指示信号に応じて各気筒の燃焼室内に燃料を直接噴射するようになっている。
 吸気系統30は、シリンダヘッド21に形成された図示しない吸気ポートを介して各気筒に連通されたインテークマニホールド31、インテークマニホールド31の上流側集合部に接続された吸気管32、吸気管32内において吸気通路の開口断面積を可変とするスロットル弁33、電気制御装置80からの指示信号に応じてスロットル弁33を回転駆動するスロットル弁アクチュエータ33a、スロットル弁33の上流において吸気管32に介装されたインタークーラ34、及び、インタークーラ34の上流に設けられた過給装置60の上流側であって吸気管32の端部に配設されたエアクリーナ35、を含んでいる。インテークマニホールド31及び吸気管32は、吸気通路を構成している。
 排気系統40は、シリンダヘッド21に形成された図示しない排気ポートを介して各気筒に連通されたエキゾーストマニホールド41、エキゾーストマニホールド41の下流側集合部に接続された排気管42、及び、吸気管42に設けられた過給装置60の下流側であって排気管42に介装された周知の排ガス浄化用触媒(DPNR)43、を備えている。エキゾーストマニホールド41及び排気管42は、排気通路を構成している。
 EGR装置50は、排ガスをエキゾーストマニホールド41からインテークマニホールド31へと還流させる通路(EGR通路)を構成する排気還流管51、排気還流管51に介装されたEGRガス冷却装置(EGRクーラ)52、及び、排気還流管51に介装されたEGR制御弁53、を備えている。EGR制御弁53は、電気制御装置80からの指示信号に応じてエキゾーストマニホールド41からインテークマニホールド31へと還流させる排ガス量を変更し得るようになっている。
 過給装置60は、高圧段過給機61と、低圧段過給機62と、を有している。即ち、過給装置60は、複数(2つ)の過給機を備えている。
 高圧段過給機61は、高圧段コンプレッサ61a及び高圧段タービン61bを有している。高圧段コンプレッサ61aは吸気通路(吸気管32)に配設されている。高圧段タービン61bは排気通路(排気管42)に配設されている。高圧段コンプレッサ61aと高圧段タービン61bとは、ローターシャフト(図示省略。)によって同軸回転可能に連結されている。これにより、高圧段タービン61bが排ガスによって回転せしめられると、高圧段コンプレッサ61aが回転するとともに、高圧段コンプレッサ61aに供給される空気が圧縮される(過給が行われる)ようになっている。
 低圧段過給機62は、低圧段コンプレッサ62a及び低圧段タービン62bを有している。低圧段コンプレッサ62aは、高圧段コンプレッサ61aよりも吸気通路(吸気管32)の上流側に配設されている。低圧段タービン62bは、高圧段タービン61bよりも排気通路(排気管42)の下流側に配設されている。低圧段コンプレッサ62aと低圧段タービン62bとは、ローターシャフト(図示省略。)によって同軸回転可能に連結されている。これにより、低圧段タービン62bが排ガスによって回転せしめられると、低圧段コンプレッサ62aが回転するとともに、低圧段コンプレッサ62aに供給される空気が圧縮される(過給が行われる)ようになっている。
 このように、高圧段過給機61と低圧段過給機62とは直列に接続されている。更に、低圧段過給機62の容量は、高圧段過給機61の容量よりも大きい。従って、低圧段過給機62のチョーク流量は高圧段過給機61のチョーク流量よりも大きく、且つ、低圧段過給機62のサージ流量は高圧段過給機61のサージ流量よりも大きい。換言すると、高圧段過給機61が過給を行うために必要な排ガスのエネルギの最小値は、低圧段過給機62が過給を行うために必要な排ガスのエネルギの最小値よりも小さい。
 これにより、過給装置60は、負荷が小さい運転領域においては主に高圧段過給機61により過給を行い、且つ、負荷が大きい運転領域においては主に低圧段過給機62により過給を行うことができる。従って、高圧段過給機61と低圧段過給機62とによって、より広い運転領域(負荷領域)において新気が適切に圧縮される(過給が行われる)。
 更に、過給装置60は、高圧段コンプレッサバイパス通路部(バイパス管)63、吸気切替弁(ACV)64、高圧段タービンバイパス通路部(バイパス管)65、排気切替弁(ECV)66、低圧段タービンバイパス通路部(バイパス管)67、及び、排気バイパス弁(EBV)68を備えている。
 高圧段コンプレッサバイパス通路部63の一端は、高圧段コンプレッサ61aと低圧段コンプレッサ62aとの間において吸気通路(吸気管32)に接続されている。高圧段コンプレッサバイパス通路部63の他端は、高圧段コンプレッサ61aよりも下流側において吸気通路(吸気管32)に接続されている。即ち、高圧段コンプレッサバイパス通路部63は、高圧段コンプレッサ61aをバイパスする経路を構成している。
 吸気切替弁64は、高圧段コンプレッサバイパス通路部63に配設されたバタフライ弁である。吸気切替弁64は、図2に示すように、平板状の弁体64aと、回動軸部64bと、を備えている。弁体64aは、正面視における形状が、高圧段コンプレッサバイパス通路部63をその軸線に垂直な平面にて切断した断面における高圧段コンプレッサバイパス通路部63の内径の形状と略同一となっている。回動軸部64bは、丸軸状の部材であり、弁体64aの径方向の中心部及び径方向の両端部を通過するように、弁体64aと一体的に形成されている。弁体64aは、回動軸部64bにて高圧段コンプレッサバイパス通路部63に支持されており、図2(A)に示す回動位置(全閉位置)から図2(B)に示す回動位置(全開位置)までの範囲内において、高圧段コンプレッサバイパス通路部63の軸線に垂直な回動軸線周りに(回動軸部64b周りに)回動可能となっている。ここで、回動軸部64bは、電気制御装置80からの指示に応じて駆動される吸気切替弁アクチュエータ64aにより、回動させられるようになっている。
 弁体64aが図2(A)に示す位置(全閉位置)にあるとき、空気Aは高圧段コンプレッサバイパス通路部63を通過することができない。一方、弁体64aが図2(B)に示す位置(全開位置)にあるとき、空気Aは弁体64aの影響を実質的に受けることなく高圧段コンプレッサバイパス通路部63を通過することができる。即ち、吸気切替弁64の回動位置(開度)が変化すると、高圧段コンプレッサバイパス通路部63を通過する空気Aの流量が変化する。ここで図1を参照すると、内燃機関10の構造から明らかなように、高圧段コンプレッサバイパス通路部63を通過する空気Aの量が変化すると、高圧段タービン61bに導入される空気Aの量も変化する。例えば、高圧段コンプレッサバイパス通路部63を通過する空気Aの量が増大すると、高圧段タービン61bに導入される空気Aの量は減少する。
 このように、吸気切替弁(バタフライ弁)64は、電気制御装置80からの指示に従ってその回動位置(開度)を変更するとともに、その回動位置(開度)に応じて、高圧段コンプレッサ61aに導入される空気の量と、高圧段コンプレッサバイパス通路部63を通過する空気の量と、の割合を変更するようになっている。
 高圧段タービンバイパス通路部65の一端は、高圧段タービン61bよりも上流側において排気通路(排気管42)に接続されている。高圧段タービンバイパス通路部65の他端は、高圧段タービン61bと低圧段タービン62bとの間において排気通路(排気管42)に接続されている。即ち、高圧段タービンバイパス通路部65は、高圧段タービン61bをバイパスする経路を構成している。
 排気切替弁66は、高圧段タービンバイパス通路部65に配設されたバタフライ弁である。排気切替弁66は、吸気切替弁64と同様の構造を備えている。即ち、排気切替弁66は、電気制御装置80からの指示に応じて駆動される排気切替弁アクチュエータ66aによってその開度が変更されるようになっている。排気切替弁66は、その開度の変更に伴って高圧段タービンバイパス通路部65の流路面積を変更し、それにより、高圧段タービン61bに導入される排ガスの量と、高圧段タービンバイパス通路部65を通過する排ガスの量と、の割合を変更するようになっている。
 低圧段タービンバイパス通路部67の一端は、低圧段タービン62bよりも上流側であって高圧段タービン61bと低圧段タービン62bとの間において排気通路(排気管42)に接続されている。低圧段タービンバイパス通路部67の他端は、低圧段タービン62bよりも下流側において排気通路(排気管42)に接続されている。即ち、低圧段タービンバイパス通路部67は、低圧段タービン62bをバイパスする経路を構成している。
 排気バイパス弁68は、低圧段タービンバイパス通路部67に配設されたバタフライ弁である。排気バイパス弁68は、吸気切替弁64と同様の構造を備えている。即ち、排気バイパス弁68は、電気制御装置80からの指示に応じて駆動される排気バイパス弁アクチュエータ68aによってその開度が変更されるようになっている。排気バイパス弁68は、その開度の変更に伴って低圧段タービンバイパス通路部67の流路面積を変更し、それにより、低圧段タービン62bに導入される排ガスの量と、低圧段タービンバイパス通路部67を通過する排ガスの量と、の割合を変更するようになっている。
 更に、この第1装置は、熱線式エアフローメータ7、吸気温度センサ72、過給圧センサ73、クランクポジションセンサ74、排気切替弁開度センサ75、及び、アクセル開度センサ76を備えている。
 エアフローメータ71は、吸気管32内を流れる吸入空気の質量流量(機関10に単位時間あたりに吸入される空気の質量であり、単に「流量」とも称呼する。)Gaに応じた信号を出力するようになっている。
 吸気温度センサ72は、吸気管32内を流れる吸入空気の温度に応じた信号を出力するようになっている。
 過給圧センサ73は、吸気管32のスロットル弁33の下流側に配設される。過給圧センサ73は、それが配設されている部位の排気管42内の空気の圧力、即ち、機関10の燃焼室に供給される空気の圧力(第1過給機61及び第2過給機62によってもたらされる過給圧)Pimを表す信号を出力するようになっている。
 クランクポジションセンサ74は、クランクシャフト(図示省略。)が10°回転する毎に幅狭のパルスを有するとともに同クランクシャフトが360°回転する毎に幅広のパルスを有する信号を出力するようになっている。
 排気切替弁開度センサ75は、排気切替弁66の開度Oecvに応じた信号を出力するようになっている。
 アクセル開度センサ76は、運転者によって操作されるアクセルペダルAPの開度Accpに応じた信号を出力するようになっている。
 このように、第1装置においては、複数の制御弁(吸気切替弁64、排気切替弁66、及び、排気バイパス弁68)のうちの一の制御弁(排気切替弁66)の開度が、排気切替弁開度センサ75によって取得される。排気切替弁66は、便宜上、「第1制御弁群に属する制御弁」とも称呼される。ここで、第1制御弁群とは、制御弁の開度を取得することができるセンサ(排気切替弁開度センサ75)が取り付けられた制御弁からなる制御弁の一群を意味する。また、吸気切替弁64及び排気バイパス弁68は、便宜上、「第2制御弁群に属する制御弁」とも称呼される。ここで、第2制御弁群とは、上記第1制御弁群に属する制御弁を除く制御弁(即ち、制御弁の開度を取得することができるセンサが取り付けられていない制御弁)からなる制御弁の一群を意味する。
 電気制御装置80は、互いにバスで接続されたCPU81、ROM82、RAM83、電源が投入された状態でデータを格納するとともに格納したデータを電源が遮断されている間も保持するバックアップRAM84、及び、ADコンバータを含むインターフェース85等からなるマイクロコンピュータである。
 インターフェース85は、上記各センサ等と接続され、CPU81に上記各センサ等からの信号を供給するようになっている。更に、インターフェース85は、CPU81の指示に応じて燃料噴射装置22、及び、各アクチュエータ(スロットル弁アクチュエータ33a、吸気切替弁アクチュエータ64a、排気切替弁アクチュエータ66a、及び、排気バイパス弁アクチュエータ68a)等に駆動信号(指示信号)を送出するようになっている。
<装置の作動の概要>
 次いで、上述したように構成された第1装置の作動の概要について説明する。
 第1装置は、機関10の運転状態に応じ、過給装置60(高圧段過給機61及び低圧段過給機62)の作動形態を表す「ターボモード」を決定する。更に、第1装置は、排気切替弁開度センサ75の出力値に基づいて取得される排気切替弁66の開度(以下、「実際の開度Oecv」と称呼する。)と、電気制御装置80から排気切替弁アクチュエータ66aに送出される指示信号によって定まる排気切替弁66の開度(以下、「目標開度Oecvtgt」と称呼する。)と、を比較することにより、排気切替弁66が正常に作動しているか否かを判定する。
 更に、第1装置は、排気切替弁66が「正常」に作動していると判定した場合、過給装置60が所定のターボモード(後述する「過給圧フィードバック制御」が行われるターボモード)にて作動していることを含む異常判定条件が成立していれば、排気バイパス弁68の開度Oebvを強制的に変更する開度変更指示信号を、電気制御装置80から排気バイパス弁68(実際には、排気バイパス弁アクチュエータ68a)に送出する。そして、第1装置は、この開度変更指示信号が排気バイパス弁68に送出される「前」の時点における排気切替弁66の開度Oecv1と、この開度変更指示信号が排気バイパス弁68に送出された「後」の時点における排気切替弁66の開度Oecv2と、を比較することにより、排気バイパス弁68が正常に作動しているか否かを判定する。
 加えて、第1装置は、排気切替弁66及び排気バイパス弁68の少なくとも一方が異常である場合、その旨を機関10の操作者に通知するとともに、機関10を構成する部材への負担が小さい「退避運転」を実行する。一方、第1装置は、排気切替弁66及び排気バイパス弁68が正常である場合、操作者への通知は行わず、「通常運転」を実行する。以上が第1装置の作動の概要である。
<ターボモードの決定方法>
 次いで、本発明の具体的な作動についての説明を行う前に、第1装置に採用されているターボモード、及び、その決定方法について説明する。
 上述したように、高圧段過給機61が作動することができる排ガスのエネルギ量は、低圧段過給機62が作動することができる排ガスのエネルギ量よりも小さい。そこで、第1装置は、排ガスのエネルギが小さいとき(即ち、機関の負荷が小さく、流量Gaが小さいとき)、排ガスが高圧段過給機61に優先的に供給されるように排気切替弁66を制御する。一方、第1装置は、排ガスのエネルギが大きいとき(即ち、機関の負荷が大きく、流量Gaが大きいとき)、排ガスが低圧段過給機62に優先的に供給されるように排気切替弁66を制御する。更に、第1装置は、低圧段過給機62に過大な排ガスのエネルギが供給されないように、排気バイパス弁68を制御する。加えて、第1装置は、高圧段コンプレッサ61aに適切な量の空気が供給されるように、吸気切替弁64を制御する。
 即ち、第1装置は、機関10の運転状態に応じて、適切な量の空気及び排ガスが高圧段過給機61及び低圧段過給機62に供給されるように、吸気切替弁64、排気切替弁66及び排気バイパス弁68を制御する。これにより、高圧段過給機61及び低圧段過給機62が機関10の運転状態に応じて適切に駆動される。その結果、適切な過給が行われる。
 このような制御を実行するために、第1装置は、機関10の運転状態を4つの領域(運転領域)に分け、その4つの運転領域のそれぞれに適した吸気切替弁64、排気切替弁66及び排気バイパス弁68(以下、「各制御弁」とも称呼する。)の作動状態を決定する。この「各制御弁の作動状態」が、ターボモードに基づいて決定される。
 このターボモードは、以下のように決定される。
 第1装置は、図3(A)に示すように、「機関回転速度NEと、燃料噴射量Qと、ターボモードと、の関係を予め定めたターボモードテーブルMapTurbo(NE,Q)」をROM82に格納している。図3(A)の図中に示される「1」乃至「4」の数字は、それぞれターボモードの番号を示す。また、図3(A)の図中に示される「HP+LP」は高圧段過給機61と低圧段過給機62との双方を作動させることを示し、「LP」は低圧段過給機62を優先的に作動させることを示す。
 ここで、図3(B)は、各ターボモードにおける各制御弁の作動状態を示す。図3(B)において、「全閉」は、制御弁の開度がその制御弁が設けられている通路を閉鎖する開度に設定され、空気又は排ガスがその通路を通過することができない作動状態を示す。一方、「全開」は、制御弁の開度がその制御弁が設けられている通路を完全に(限界まで)開放する開度に設定され、空気又は排ガスがその通路を制御弁の影響を実質的に受けることなく通過することができる作動状態を示す。更に、「開」は、制御弁の開度が「全閉」から「全開」までの間の開度に設定され、その制御弁が設けられている通路を通過する空気又は排ガスの流量が制御弁の開度に応じて変更可能である作動状態を示す。
 なお、図3(B)において、「ECV」は排気切替弁66の略称であり、「ACV」は吸気切替弁64の略称であり、「EBV」は排気バイパス弁68の略称である。
 第1装置は、上記ターボモードテーブルMapTurbo(NE,Q)に実際の機関回転速度NE及び燃料噴射量Qを適用することにより、ターボモード(各制御弁の作動状態)を決定する。そして、第1装置は、決定されたターボモードに応じて各制御弁の開度を制御する。更に、第1装置は、機関10に対する要求トルクが所定値以下である減速状態にて機関10が運転されている場合、実際の機関回転速度NE及び燃料噴射量Qに関わらず、ターボモード1に応じて各制御弁の開度を制御する。
 例えば、第1装置は、「ターボモード2」に応じて各制御弁の開度を制御する場合、図3(B)に示すように、排気切替弁66をその作動状態が「開」となるように作動させる。具体的に述べると、第1装置は、機関10の運転状態に応じて定まる目標過給圧と、過給圧センサ74から取得される実際の過給圧と、が一致するように排気切替弁66の目標開度を設定するとともに、排気切替弁66の開度をその目標開度に一致させるための指示信号を排気切替弁アクチュエータ66aに対して送出する。即ち、排気切替弁66を用いた「過給圧フィードバック制御」が行われる。更に、この場合、第1装置は、吸気切替弁64及び排気バイパス弁68をそれらの作動状態が「全閉」となるように作動させる。具体的に述べると、第1装置は、吸気切替弁64及び排気バイパス弁68の目標開度を全閉開度に設定するとともに、吸気切替弁64及び排気バイパス弁68の開度をそれらの目標開度に一致させるための指示信号を吸気切替弁アクチュエータ64a及び排気バイパス弁アクチュエータ68aに対して送出する。
 更に、第1装置は、「ターボモード1」に応じて各制御弁の開度を制御する場合、全ての制御弁(吸気切替弁64、排気切替弁66及び排気バイパス弁68)をそれらの作動状態が「全閉」となるように作動させる。加えて、第1装置は、「ターボモード3」に応じて各制御弁の開度を制御する場合、排気切替弁66をその作動状態が「全開」となるように作動させ、吸気切替弁64をその作動状態が「開」となるように作動させ、排気バイパス弁68をそれらの作動状態が「全閉」となるように作動させる。なお、この場合、吸気切替弁64の開度が、目標過給圧と実際の過給圧とが一致するように変更される。即ち、吸気切替弁64を用いた過給圧フィードバック制御が行われる。更に、第1装置は、「ターボモード4」に応じて各制御弁の開度を制御する場合、排気切替弁66及び吸気切替弁64をそれらの作動状態が「全開」となるように作動させ、排気バイパス弁68をその作動状態が「開」となるように作動させる。なお、この場合、排気バイパス弁68の開度が、目標過給圧と実際の過給圧とが一致するように変更される。即ち、排気バイパス弁68を用いた過給圧フィードバック制御が行われる。
<制御弁の異常判定>
 次いで、第1装置における制御弁の異常判定方法について説明する。
 先ず、第1装置は、排気切替弁66が正常に作動しているか否かを判定する。上述したように、排気切替弁66は、排気切替弁開度センサ75によってその「実際の開度」が取得される制御弁である。具体的に述べると、第1装置は、排気切替弁66の実際の開度Oecvとその目標開度Oecvtgtとが一致していない場合(実際には、実際の開度Oecvと目標開度Oecvtgtとの差の絶対値が所定値(第1開度)以上である場合)、排気切替弁66が「異常」であると判定する。これに対し、第1装置は、排気切替弁66の実際の開度Oecvと目標開度Oecvtgtとが一致している場合(実際には、実際の開度Oecvと目標開度Oecvtgtとの差の絶対値が所定値(第1開度)よりも小さい場合)、排気切替弁66は「正常」であると判定する。
 次いで、第1装置は、排気切替弁66が「正常」であると判定した場合、排気バイパス弁68が正常に作動しているか否かを判定する。具体的に述べると、第1装置は、この場合に機関10がターボモード2にて運転されていることを含む異常判定条件が成立していれば、排気切替弁66の開度Oecv1を取得する。その後、第1装置は、排気バイパス弁68(実際には、排気バイパス弁アクチュエータ68a)に対してその開度Oebvを強制的に変更するための指示信号(開度変更指示信号)を送出する。続いて、第1装置は、この指示信号が排気バイパス弁68に送出された「後」の時点における排気切替弁66の開度Oecv2を取得する。
 そして、第1装置は、上記開度変更指示信号が排気バイパス弁68に送出される前後の排気切替弁66の開度の変化量の絶対値(|Oecv2−Oecv1|)が所定値Oecvthよりも小さい場合、排気バイパス弁68は「異常」であると判定する。これに対し、第1装置は、この変化量の絶対値(|Oecv2−Oecv1|)が所定値Oecvth以上である場合、排気バイパス弁68は「正常」であると判定する。以下、この判定方法を「異常判定方法1」と称呼する。
 排気切替弁66に送出される「開度変更指示信号」には、排気バイパス弁68の開度を「増大」させる指示信号と、排気バイパス弁68の開度を「減少」させる指示信号と、が含まれ得る。しかし、上述したように、第1装置においては、異常判定方法1による排気バイパス弁68の異常判定は、機関10が「ターボモード2」にて運転されている場合に行われる。機関10が「ターボモード2」にて運転されている場合、図3(B)に示したように、排気バイパス弁68は「全閉」状態となるように制御されている。従って、排気バイパス弁68の開度を減少させることはできない。そこで、第1装置においては、異常判定方法1による排気バイパス弁68の異常判定が行われるとき、排気バイパス弁68にその開度を「増大」させる指示信号(開度増大指示信号)が送出される。
 以下、排気バイパス弁68に開度増大指示信号が送出された場合を例にとりながら、上記異常判定方法1によって「排気バイパス弁68が正常に作動しているか否か」を判定することができる理由について、説明する。
 上述したように、上記異常判定方法1は、機関10が「ターボモード2」にて運転されている場合に実行することができる。機関10が「ターボモード2」にて運転されている場合、図3(B)に示したように、吸気切替弁64及び排気バイパス弁68は「全閉」状態となり、排気切替弁66は「開」状態となるように制御される。従って、図4に示すように、吸気通路32a(上記吸気通路32の一部)に導入された空気(新気)Aは、低圧段コンプレッサ62a、低圧段コンプレッサ62aと高圧段コンプレッサ61aとの間の吸気通路32b(上記吸気通路32の一部)、高圧段コンプレッサ61a、及び、吸気通路32c(上記吸気通路32の一部)を経て、機関10の燃焼室CCに導入される。
 燃焼室CCにて燃料と混合されて燃焼した新気Aは、排ガスExとして排気通路42に排出される。このとき、図4に示すように、「排ガスExの一部」は高圧段タービン61bに導入され、「排ガスExの他の一部」は高圧段タービンバイパス通路部65を通過する。この「排ガスExの一部」の量と、「排ガスExの他の一部」の量と、の割合は、排気切替弁66の開度に応じて決定される。高圧段タービン61bを通過した「排ガスExの一部」は、排気通路42b(上記排気通路42の一部)にて高圧段タービンバイパス通路部65を通過した「排ガスExの他の一部」と合流する。そして、この合流した排ガスExは、低圧段タービン62bを経て、機関10の外部に放出される。
 この結果、高圧段タービン61b及び低圧段タービン62bの双方が駆動され、高圧段コンプレッサ61a及び低圧段コンプレッサ62aの双方により、新気Aが圧縮される。このとき、第1装置は、機関10の運転状態に応じて定まる目標過給圧Pimtgtと、過給圧センサ74から取得される過給圧Pimと、が一致するように、排気切替弁66の開度をフィードバック制御している。これにより、過給圧Pimと目標過給圧Pimtgtとが実質的に一致した状態が維持される。
 第1装置は、排気切替弁66の開度がフィードバック制御されている期間において、排気バイパス弁68に開度増大指示信号を送出する。いま、排気バイパス弁68に開度増大指示信号が送出される「前」の期間、排気切替弁66の開度は開度Oecv1に維持されていると仮定する。排気バイパス弁68に開度増大指示信号が送出されると、排気バイパス弁68が正常であれば、排気バイパス弁68の開度はこの開度増大指示信号に応じて増大する。
 排気バイパス弁68の開度が増大すると、図5に示すように、排気通路42bを通過した排ガス(上記合流した排ガス)Exの一部は、低圧段タービンバイパス通路部67を通過して機関10の外部へ排出される。従って、排気バイパス弁68に開度増大指示信号が送出された「後」に低圧段タービン62bに供給される排ガスExのエネルギは、排気バイパス弁68に開度増大指示信号が送出される「前」に低圧段タービン62bに供給される排ガスExのエネルギと比べて、低圧段タービンバイパス通路部67を通過する「排ガスExの一部」の分だけ減少する。その結果、低圧段コンプレッサ62aの圧縮比(=低圧段コンプレッサ62a下流側の新気Aの圧力/低圧段コンプレッサ62a上流側の新気Aの圧力)が「減少」する。
 このとき、第1装置は、過給圧Pimと目標過給圧Pimtgtとが一致した状態を維持するために、「低圧段コンプレッサ62aの圧縮比の減少分」を補うように高圧段コンプレッサ61aの圧縮比(=高圧段コンプレッサ61a下流側の新気Aの圧力/高圧段コンプレッサ61a上流側の新気Aの圧力)を増大させる。具体的に述べると、第1装置は、このとき、排気切替弁66の開度を、開度Oecv1から開度Oecv2(Oecv2<Oecv1)に減少させる。これにより、高圧段タービン61bに導入される排ガスExのエネルギが増大するから、高圧段コンプレッサ61aの圧縮比が「増大」する。その結果、過給圧Pimと目標過給圧Pimtgtとが一致した状態が維持される。
 従って、排気切替弁66が「正常」であり且つ機関10が「ターボモード2」にて運転されている場合、排気バイパス弁68に開度増大指示信号が送出されたときに排気切替弁66の開度が変化すれば(開度Oecv2と開度Oecv1との差の絶対値が所定値Oecvth以上であれば)、排気バイパス弁68が「正常」であると判定することができる。これに対し、この場合に排気切替弁66の開度が変化しなければ(開度Oecv2と開度Oecv1との差の絶対値が所定値Oecvthよりも小さければ)、排気バイパス弁68は「異常」であると判定することができる。
 なお、上記説明から理解されるように、排気バイパス弁68に開度を「減少」させる指示信号(開度減少指示信号)が送出された場合であっても、上記異常判定方法1によって排気切替弁66の異常判定を行うことができる。
<実際の作動>
 次いで、第1装置の実際の作動について説明する。
 CPU81は、図6乃至図8にフローチャートによって示した各ルーチンを所定のタイミング毎に実行するようになっている。CPU81は、これらのルーチンにおいて、排気切替弁異常フラグXECV、排気バイパス弁異常フラグXEBV、及び、異常発生フラグXEMGを用いる。
 排気切替弁異常フラグXECVは、その値が「0」であるとき、排気切替弁66が異常であると判定されていないこと(正常であること)を表す。一方、排気切替弁異常フラグXECVは、その値が「1」であるとき、排気切替弁66が異常であることを表す。
 排気バイパス弁異常フラグXEBVは、その値が「0」であるとき、排気バイパス弁68が異常であると判定されていないこと(正常であること)を表す。一方、排気バイパス弁異常フラグXEBVは、その値が「1」であるとき、排気バイパス弁68が異常であることを表す。
 異常発生フラグXEMGは、その値が「0」であるとき、排気切替弁66及び排気バイパス弁68の双方が正常であることを表す。また、異常発生フラグXEMGは、その値が「1」であるとき、排気切替弁66及び排気バイパス弁68の何れかが異常であることを表す。
 これらのフラグの値は全て、バックアップRAM84に格納される。更に、これらのフラグの値は全て、機関10を搭載した車両の工場出荷時及びサービス点検実施時等において排気切替弁66及び排気バイパス弁68に異常がないことが確認された際に電気制御装置80に対して所定の操作がなされたとき、「0」に設定されるようになっている。
 以下、CPU81が実行する各ルーチンについて詳細に説明する。CPU81は、所定時間が経過する毎に図6にフローチャートによって示した「第1異常判定ルーチン」を実行するようになっている。CPU81は、このルーチンにより、排気切替弁66及び排気バイパス弁68の何れかが異常であるか否かを判定する。
 具体的に述べると、CPU81は、所定のタイミングにて図6のステップ600から処理を開始してステップ605に進み、排気切替弁異常フラグXECVの値が「0」であり且つ排気バイパス弁異常フラグXEBVの値が「0」であるか否かを判定する。現時点にて排気切替弁異常フラグXECVの値及び排気バイパス弁異常フラグXEBVの値のうちの少なくとも一方が「1」であれば、CPU81は、ステップ605にて「No」と判定してステップ695に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。
 これに対し、現時点にて排気切替弁異常フラグXECVの値が「0」であり且つ排気バイパス弁異常フラグXEBVの値が「0」であれば、CPU81は、ステップ605にて「Yes」と判定してステップ610に進む。以下、現時点にて排気切替弁異常フラグXECVの値は「0」であり且つ排気バイパス弁異常フラグXEBVの値は「0」であると仮定して、説明を続ける。
 CPU81は、ステップ610にて、排気切替弁66の開度Oecvと、排気切替弁66の目標開度Oecvtgtと、の差の絶対値が所定値DECV1よりも小さいか否かを判定する。即ち、CPU81は、ステップ610にて、排気切替弁66が正常及び異常の何れであるかを判定する。
(仮定1)排気切替弁66及び排気バイパス弁68の双方が正常である場合
 いま、排気切替弁66及び排気バイパス弁68の双方が正常であると仮定する。この場合、排気切替弁66の開度Oecvと排気切替弁66の目標開度Oecvtgtとは一致するから、排気切替弁66の開度Oecvと排気切替弁66の目標開度Oecvtgtとの差の絶対値は、所定値DECV1よりも小さい。従って、CPU81は、ステップ610にて「Yes」と判定してステップ615に進む。
 CPU81は、ステップ615にて、「排気切替弁(EBV)66が異常であるか否かを判定するための異常判定条件(EBV異常判定条件)」が成立しているか否かを判定する。具体的に述べると、CPU81は、ステップ615において、以下の条件1乃至条件3の全ての条件が成立したとき、EBV異常判定条件が成立したと判定する。換言すると、CPU81は、条件1乃至条件3のうちの少なくとも1つが成立しないとき、EBV異常判定条件が成立しないと判定する。
(条件1)機関10がターボモード2にて運転されている。
(条件2)排気切替弁66の開度Oecvが所定値Eよりも大きい。
(条件3)機関10が定常運転されている。
 上記条件1が成立すれば、上述したように、過給圧Pimが目標過給圧Pimtgtに一致するように排気切替弁66の開度Oecvはフィードバック制御(過給圧フィードバック制御)されている。即ち、上述した「異常判定方法1」により、排気バイパス弁68の異常判定を行うことができる。更に、上記条件1が成立すれば、排気バイパス弁68の異常判定を行う際に誤判定が生じることを回避することができる。より具体的に述べると、「排気切替弁66が全閉状態にて固着する異常(全閉固着異常)」が排気切替弁66に生じているときに排気切替弁66の目標開度Oecvtgtが「全閉」開度に設定された場合(例えば、機関10が「ターボモード1」にて運転されている場合。図3(B)を参照。)、排気切替弁66の開度Oecvと目標開度Oecvtgtとは一致する。従って、この場合に排気切替弁66の異常判定(上記ステップ610)が行われると、排気切替弁66が異常(全閉固着異常)であるにも関わらず、排気切替弁66が異常であると判定されない。このとき(排気切替弁66が異常であるとき)に排気バイパス弁68の異常判定が行われると、誤判定が生じる可能性がある。
 しかし、上記条件1が成立すれば、排気バイパス弁68の異常判定が行われる前に、「ターボモード2に応じた運転(即ち、排気切替弁66の目標開度が全閉開度とは異なる開度である運転)」が実行されている状態にて排気切替弁66の異常判定(上記ステップ610)が行われる。そのため、排気切替弁66に全閉固着異常を含む異常が生じていても、排気切替弁66が異常であると確実に判定することができる。従って、排気切替弁66が異常であるときに排気バイパス弁68の異常判定が行われることを避けることができる。即ち、上記条件1が成立すれば、排気バイパス弁68の異常判定を行う際に誤判定が生じることを回避することができる。
 更に、上記条件2が成立すれば、「異常判定方法1」に従って排気バイパス弁68の開度が強制的に変更(第1装置においては増大)させられた場合であっても、排気バイパス弁68の開度の変化に伴って排気切替弁66の開度Oecvが充分に変化する(第1装置においては減少する)ことができる。加えて、上記条件3が成立すれば、排気バイパス弁68の開度の変化とは異なる理由によって排気切替弁66の開度Oecvが変化することを防ぐことができる。このように、上記条件1乃至上記条件3の全てが成立すれば、上記異常判定方法1によって排気バイパス弁68の異常判定を適切に行うことができる。
 なお、上記条件3は、例えば、所定の単位時間が経過する期間における機関回転速度NEの変化量の絶対値が所定値NEthよりも小さいこと、同単位時間が経過する期間における燃料噴射量Qの変化量の絶対値が所定値Qthよりも小さいこと、及び、同単位時間が経過する期間におけるアクセルペダル開度Accpの変化量の絶対値が所定値Accpthよりも小さいこと、の一又は複数が成立するときに成立する条件とすることができる。
 現時点にて上記EBV異常判定条件が成立していなければ、CPU81は、ステップ615にて「No」と判定してステップ695に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。これに対し、現時点にて上記EBV異常判定条件が成立していれば、CPU81は、ステップ615にて「Yes」と判定してステップ620に進む。以下、現時点にて上記EBV異常判定条件が成立していると仮定して、説明を続ける。
 CPU81は、ステップ620にて、現時点における排気切替弁66の開度Oecvを取得するとともに、取得した開度Oecvを「第1の値としての開度Oecv1」に格納して、ステップ625に進む。ここで、便宜上、この時点は「第1時点」とも称呼される。
 次いで、CPU81は、ステップ625にて、排気バイパス弁68の開度Oebvを現時点における開度Oebv0から所定の判定用開度Oebvtgt(Oebvtgt>Oebv0)へと増大させる指示信号(開度増大指示信号)を排気バイパス弁アクチュエータ68aに送出する。CPU81は、その後、所定時間が経過するまで待機する。ここで、排気バイパス弁68に対して上記指示信号が送出されてから上記所定時間が経過した時点を、便宜上、「第2時点」とも称呼する。
 なお、第1装置においては、異常判定条件が成立するとき機関10はターボモード2にて運転されているから、第1時点における開度Oebv(=Oebv0)は全閉開度である。判定用開度Oebvtgtは、実際の排気バイパス弁68の開度が第1時点における開度Oebvから判定用開度Oebvtgtへと変化したとき、排気切替弁66の開度Oecvが充分に大きい量だけ変化する値に設定される。
 第2時点が到来すると、CPU81はステップ630に進み、その第2時点における排気切替弁66の開度Oecv0を取得するとともに、取得した開度Oecv0を「第2の値としての開度Oebv2」に格納する。
 次いで、CPU81は、ステップ635に進み、開度Oebv2と開度Oecv1との差の絶対値が閾値変化量Oecvth以上であるか否かを判定する。この閾値変化量Oecvthは、第1閾値変化量とも称呼される値であり、「排気バイパス弁68が正常である場合に得られる開度Oebv2と開度Oecv1との差の絶対値の最小値」に設定されている。
 なお、第1装置においては、上記条件2における所定値Eは上記閾値変化量Oecvth以上の値となるように設定されている。これにより、排気バイパス弁68の開度が開度Oebvから判定用開度Oebvtgtへと増大させられた場合、排気切替弁66の開度が上記閾値変化量Oecvth以上変化することができる。その結果、ステップ635における判定を適切に行うことができる。
 上記仮定1に従えば、排気バイパス弁68は正常であるから、開度Oebv2と開度Oecv1との差の絶対値は閾値変化量Oecvth以上である。従って、CPU81は、ステップ635にて「Yes」と判定してステップ640に進む。
 CPU81は、ステップ640にて、排気バイパス弁異常予備判定回数EEBV(以下、「予備判定回数EEBV」とも称呼する。)が排気バイパス弁異常閾値判定回数EEBVth(以下、「閾値判定回数EEBVth」とも称呼する。)以上であるか否かを判定する。閾値判定回数EEBVthは1以上の所定値に設定されている。予備判定回数EEBVは、図示しないイグニッション・キー・スイッチがオフからオンに変更されたときに実行されるイニシャルルーチンにおいてゼロに設定されるようになっている。
 上記仮定1に従えば、排気バイパス弁68は正常であるから、予備判定回数EEBVは上記イニシャルルーチンにて設定されたゼロである。従って、CPU81は、ステップ640にて「No」と判定し、ステップ695に進んで本ルーチンを一旦終了する。
 更に、CPU81は、所定時間が経過する毎に図7にフローチャートによって示した「第1異常通知ルーチン」を実行するようになっている。CPU81は、このルーチンにより、排気切替弁66及び排気バイパス弁68の何れかが異常である場合、機関10の操作者にその旨を通知する。
 具体的に述べると、CPU81は、所定のタイミングにて図7のステップ700から処理を開始してステップ710に進み、排気切替弁異常フラグXECVの値が「0」であるか否かを判定する。現時点における排気切替弁異常フラグXECVの値は「0」であるから、CPU81は、ステップ710にて「Yes」と判定してステップ720に進む。
 CPU81は、ステップ720にて、排気バイパス弁異常フラグXEBVの値が「0」であるか否かを判定する。現時点における排気バイパス弁異常フラグXEBVの値は「0」であるから、CPU81は、ステップ720にて「Yes」と判定してステップ730に進み、異常発生フラグXEMGの値に「0」を設定する。
 その後、CPU81は、ステップ795に進んで本ルーチンを一旦終了する。従って、排気切替弁66及び排気バイパス弁68の双方が正常であるとき(或いは、排気切替弁異常フラグXECVの値、及び、排気バイパス弁異常フラグXEBVの値、の双方が「0」であるとき)、操作者に対して通知はなされない。
 更に、CPU81は、図8にフローチャートによって示した「燃料供給制御ルーチン」を、任意の気筒のクランク角が圧縮上死点前の所定クランク角度(例えば、圧縮上死点前90度クランク角)θfに一致する毎に繰り返し実行するようになっている。CPU81は、このルーチンにより、燃料噴射量Qの算出及び燃料噴射の指示を行う。このクランク角が圧縮上死点前の所定クランク角θfに一致して圧縮行程を終える気筒は、以下「燃料噴射気筒」とも称呼される。
 具体的に述べると、CPU81は、任意の気筒のクランク角度が上記クランク角度θfになると、図8のステップ800から処理を開始してステップ810に進み、異常発生フラグXEMGの値が「0」であるか否かを判定する。現時点における異常発生フラグXEMGの値は「0」であるから、CPU81は、ステップ810にて「Yes」と判定してステップ820に進む。
 CPU81は、ステップ820にて、アクセルペダル開度センサ76の出力値に基づいてアクセルペダル開度Accpを取得し、クランクポジションセンサ74の出力値に基づいて機関回転速度NEを取得する。そして、CPU81は、全ての制御弁が正常である場合における「アクセルペダル開度Accpと、機関回転速度NEと、燃料噴射量Qと、の関係」を予め定めた通常時燃料噴射量テーブルMapMain(Accp,NE)に、現時点におけるアクセルペダル開度Accpと機関回転速度NEとを適用することにより、燃料噴射量Qを取得する。この燃料噴射量Qは要求トルクに対応する。以下、通常時燃料噴射量テーブルMapMain(Accp,NE)によって定まる燃料噴射量を採用する運転を「通常運転」と称呼する。
 次いで、CPU81は、ステップ830に進み、燃料噴射量Qの燃料を燃料噴射気筒に対応して設けられているインジェクタ22から噴射するように、そのインジェクタ22に指示を与える。即ち、このとき、燃料噴射量Qの燃料が燃料噴射気筒に供給される。その後、CPU81は、ステップ895に進んで本ルーチンを一旦終了する。
 このように、排気切替弁66及び排気バイパス弁68の双方が正常であるとき、上記通常時燃料噴射量テーブルMapMain(Accp,NE)によって定められる燃料噴射量Qの燃料が燃料噴射気筒に供給される「通常運転」が実行される。
(仮定2)排気切替弁66が異常であり、排気バイパス弁68は正常である場合
 この場合、排気切替弁66の開度Oecvと排気切替弁66の目標開度Oecvtgtとは一致しないから、排気切替弁66の開像Oecvと排気切替弁66の目標開度Oecvtgtとの差の絶対値は、所定値DECV1以上となる(少なくとも、機関10がターボモード2にて運転されている場合には所定値DECV1以上となる。)。
 従って、CPU81は、所定のタイミングにて図6のステップ600から処理を開始し、ステップ605を経てステップ610に進むと、ステップ610にて「No」と判定してステップ645に進む。CPU81は、ステップ645にて排気切替弁異常フラグXECVの値に「1」を設定し、ステップ695に進んで本ルーチンを一旦終了する。
 このとき、CPU81は、所定のタイミングにて図7のステップ700から処理を開始すると、ステップ710に進む。現時点における排気切替弁異常フラグXECVの値は「1」であるから、CPU81はステップ710にて「No」と判定し、ステップ740に進む。
 CPU81は、ステップ740にて、「排気切替弁66が異常である」旨を機関10の操作者に通知する。この通知は、図示しない警報ランプを点等すること等によって実行される。その後、CPU81は、ステップ750に進んで異常発生フラグXEMGの値に「1」を設定し、ステップ795に進んで本ルーチンを一旦終了する。
 このように、排気切替弁66が異常である場合、機関10の操作者に対して「排気切替弁66が異常である」旨の警報が発せられる。
 更に、CPU81は、任意の気筒のクランク角度が上記クランク角度θfに一致すると、図8のステップ800から処理を開始してステップ810に進む。現時点における異常発生フラグXEMGの値は「1」であるから、CPU81は、ステップ810にて「No」と判定してステップ840に進む。
 CPU81は、ステップ840にて、アクセルペダル開度センサ76の出力値に基づいてアクセルペダル開度Accpを取得し、クランクポジションセンサ74の出力値に基づいて機関回転速度NEを取得する。そして、CPU81は、「何れかの制御弁が異常である場合」に適用される「アクセルペダル開度Accpと、機関回転速度NEと、燃料噴射量Qと、の関係」を予め定めた異常発生時燃料噴射量テーブルMapEmg(Accp,NE)に、現時点におけるアクセルペダル開度Accpと機関回転速度NEとを適用することにより、異常発生時の燃料噴射量Qを取得する。以下、異常発生時燃料噴射量テーブルMapEmg(Accp,NE)によって定まる燃料噴射量を採用する運転を「退避運転」とも称呼する。
 異常発生時燃料噴射量テーブルMapEmg(Accp,NE)は、「何れかの制御弁が異常である場合に機関10の運転を継続しても、機関10の他の部材又は機関10全体の破損等を引き起こすことのない程度の燃料噴射量Q」を決定するためのテーブルである。従って、当然、任意の「アクセルペダル開度Accp及び機関回転速度NE」に対して異常発生時燃料噴射量テーブルMapEmg(Accp,NE)によって決定される燃料噴射量は、その「アクセルペダル開度Accp及び機関回転速度NE」に対して上記通常時燃料噴射量テーブルMapMain(Accp,NE)によって決定される燃料噴射量よりも小さい。
 次いで、CPU81は、ステップ830に進み、燃料噴射量Qの燃料を燃料噴射気筒に対応して設けられているインジェクタ22から噴射させる。その後、CPU81は、ステップ895に進んで本ルーチンを一旦終了する。
 このように、排気切替弁66が異常である場合、機関10の操作者に対して「排気切替弁66が異常である」旨が通知される。更に、「退避運転」が実行される。
 なお、このとき、CPU81は、所定のタイミングにて図6のステップ600から処理を開始してステップ605に進むと、排気切替弁異常フラグXECVの値は「1」であるから、ステップ605にて「No」と判定してステップ695に進んで本ルーチンを終了する。即ち、排気切替弁異常フラグXECVの値が一旦「1」に設定されると、排気切替弁66の異常判定(図6のステップ610)が実行されることなく排気切替弁異常フラグXECVの値は「1」に維持される。その結果、機関10の操作者に対して「排気切替弁66が異常である」旨が通知されながら「退避運転」が実行される状態が継続する。
(仮定3)排気バイパス弁68が異常であり、排気切替弁66は正常である場合
 この場合、排気切替弁66の開度Oecvと排気切替弁66の目標開度Oecvtgtとは一致するから、排気切替弁66の開度Oecvと排気切替弁66の目標開度Oecvtgtとの差の絶対値は、所定値DECV1よりも小さい。
 従って、CPU81は、所定のタイミングにて図6のステップ600から処理を開始し、ステップ605を経てステップ610に進むと、ステップ610にて「Yes」と判定してステップ615に進む。現時点にて上記EBV異常判定条件が成立していると仮定すると、CPU81は、ステップ615にて「Yes」と判定し、ステップ620乃至ステップ630を経てステップ635に進む。
 上記仮定3に従えば、排気バイパス弁68が異常であるから、ステップ625にて排気バイパス弁アクチュエータ68aに開度変更指示信号が送出されても、排気バイパス弁68の開度は充分に変化しない。そのため、排気バイパス弁アクチュエータ68aに開度変更指示信号が送出される前の排気切替弁66の開度Oebv1と、排気バイパス弁アクチュエータ68aに開度変更指示信号が送出された後の排気切替弁66の開度Oecv2との差の絶対値は、閾値変化量Oecvthよりも小さい。従って、CPU81は、ステップ635にて「No」と判定してステップ650に進む。
 CPU81は、ステップ650にて、下記の(1)式に従って予備判定回数EEBVを更新・決定する。(1)式において、EEBV(k+1)は今回の処理によって更新される予備判定回数EEBVを表し、EEBV(k)は今回の処理によって更新される前の予備判定回数EEBVを表す。即ち、CPU81は、今回の処理によって予備判定回数EEBVを1だけ増大する。
 EEBV(k+1)=EEBV(k)+1  ・・・(1)
 次いで、CPU81は、ステップ640に進む。現時点において予備判定回数EEBVは、上述したイニシャルルーチンによって設定されるゼロから1だけ増大された直後である。従って、閾値判定回数EEBVthが2以上の値に設定されていると、CPU81は、ステップ640にて「No」と判定してステップ695に進んで本ルーチンを一旦終了する。
 これに対し、上記仮定3に示す「排気バイパス弁68が異常である」状態が継続すると、図6のステップ650の処理が繰り返し実行されるから、予備判定回数EEBVは次第に増大して閾値判定回数EEBVthに到達する。このとき、CPU81は、ステップ640の処理を実行すると、ステップ640にて「Yes」と判定してステップ655に進み、排気バイパス弁異常フラグXEBVの値に「1」を設定する。その後、CPU81は、ステップ695に進んで本ルーチンを一旦終了する。
 このとき、CPU81は、所定のタイミングにて図7のステップ700から処理を開始すると、ステップ710に進む。現時点における排気切替弁異常フラグXECVの値は「0」であるから、CPU81は、ステップ710にて「Yes」と判定してステップ720に進む。現時点における排気バイパス弁異常フラグXEBVの値は「1」であるから、CPU81は、ステップ720にて「No」と判定して、ステップ760に進む。
 CPU81は、ステップ760にて、「排気バイパス弁68が異常である」旨を機関10の操作者に通知する。この通知は、図示しない警報ランプを点等すること等によって実行される。その後、CPU81は、ステップ770に進んで異常発生フラグXEMGの値に「1」を設定し、ステップ795に進んで本ルーチンを一旦終了する。
 このように、排気バイパス弁68が異常である場合、機関10の操作者に対して「排気バイパス弁68が異常である」旨の警報が発せられる。
 更に、CPU81は、任意の気筒のクランク角度が上記クランク角度θfに一致すると、図8のステップ800から処理を開始してステップ810に進む。現時点における異常発生フラグXEMGの値は「1」であるから、CPU81は、上述した仮定2が成立する場合と同様、ステップ810、ステップ840、及び、ステップ830をこの順に経由し、ステップ895に進んで本ルーチンを一旦終了する。このとき、退避運転が実行される。
 このように、排気バイパス弁68が異常である場合、機関10の操作者に対して「排気バイパス弁68が異常である」旨が通知されるとともに、「退避運転」が実行される。
 なお、このとき、CPU81は、所定のタイミングにて図6のステップ600から処理を開始してステップ605に進むと、排気バイパス弁異常フラグXEBVの値は「1」であるから、ステップ605にて「No」と判定してステップ695に進んで本ルーチンを一旦終了する。即ち、排気バイパス弁異常フラグXEBVの値が一旦「1」に設定されると、排気バイパス弁68の異常判定(図6のステップ615乃至ステップ635、ステップ650、及び、ステップ640)が実行されることなく排気バイパス弁異常フラグXEBVの値は「1」に維持される。その結果、機関10の操作者に対して「排気バイパス弁68が異常である」旨が通知されながら「退避運転」が実行される状態が継続する。
 以上、説明したように、第1装置は、
 複数の過給機(高圧段過給機61及び低圧段過給機62)と、複数の制御弁(吸気切替弁64、排気切替弁66及び排気バイパス弁68)と、
 を備えた内燃機関10に適用される。
 この第1装置は、
 前記複数の制御弁のうちの一部の制御弁(吸気切替弁64、排気切替弁66及び排気バイパス弁68のうちの排気切替弁66)のみを含む第1制御弁群に属する制御弁(排気切替弁66)のそれぞれの開度を取得する開度取得手段(排気切替弁開度センサ75)と、
 前記吸気通路32内の少なくとも1箇所における空気Aの圧力(過給圧Pim)、及び、前記排気通路42内の少なくとも1箇所における排ガスExの圧力、のうちの少なくとも1つの圧力である判定用圧力(過給圧Pim)を取得する圧力取得手段(過給圧センサ73)と、
 前記開度取得手段75によって取得される開度のうちの少なくとも1つ(排気切替弁66の開度Oecv)と、前記圧力取得手段73によって取得される前記判定用圧力Pimと、を用いて、前記複数の制御弁のうちの前記第1制御弁群に属する制御弁(排気切替弁66)を除く制御弁からなる第2制御弁群に属する制御弁(吸気切替弁64及び排気バイパス弁68)のうちの少なくとも1つの制御弁(排気バイパス弁68)が異常であるか否かを判定する異常判定手段(図6のルーチンを参照。)と、
 を備えている。
 更に、第1装置において、
 前記異常判定手段は、
 前記第1制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも1つの制御弁(排気切替弁66)が異常であるか否かを前記開度取得手段75によって取得される同少なくとも1つの制御弁66の開度Oecvのみに基づいて判定する第1判定手段(図6のステップ610)と、
 前記第1制御弁群に属する制御弁のうちの同少なくとも1つの制御弁66が異常でないと判定されたときに(図6のステップ610にて「Yes」と判定されたときに)、前記第2制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも1つの制御弁(排気バイパス弁68)が異常であるか否かを前記開度取得手段75によって取得される開度のうちの少なくとも1つ(排気切替弁66の開度Oecv)と、前記圧力取得手段73によって取得される前記判定用圧力Pimと、を用いて判定する第2判定手段(図6のステップ615乃至ステップ635、ステップ650及びステップ640)と、
 を含むように構成されている。
 第1装置においては、上述したように、
 前記圧力取得手段73は、前記判定用圧力として、前記複数の過給機によってもたらされる過給圧Pimを取得するように構成されている。
 更に、前記第1判定手段によって異常であるか否かが判定される前記少なくとも1つの制御弁(第1判定対象制御弁)66は、第1指示信号(電気制御装置80から排気切替弁アクチュエータ66aに送出される指示信号)に応じてその開度Oecvを変更するように構成されている。加えて、前記第2判定手段によって異常であるか否かが判定される前記少なくとも1つの制御弁(第2判定対象制御弁)68は、第2指示信号(電気制御装置80から排気バイパス弁アクチュエータ68aに送出される指示信号)に応じてその開度を変更するように構成されている。
 このように構成された第1装置は、
 前記機関10が所定の運転状態(ターボモード2)にて運転されているとき、前記圧力取得手段73によって取得される過給圧Pimが前記運転状態に基づいて定まる参照過給圧(目標過給圧Pimtgt)に一致するように、前記第1判定対象制御弁66に対して前記第1指示信号を送出する第1制御手段(電気制御装置80)と、
 前記第2判定対象制御弁68に対して前記第2指示信号を送出する第2制御手段(電気制御装置80)と、を備えている。
 前記第1判定手段は、
 前記開度取得手段75によって取得される前記第1判定対象制御弁66の実際の開度Oecvと、前記第1指示信号によって定まる同第1判定対象制御弁66の開度Oecvtgtと、の差である第1開度差の絶対値(|Oecv−Oecvtgt|)が第1開度DECV1以上である場合(図6のステップ610にて「No」と判定される場合)、同第1判定対象制御弁66が異常である旨の判定を行う(図6のステップ645)ように構成されている。
 更に、前記第2判定手段は、
 前記第1判定対象制御弁66が異常でないと判定されたとき(図6のステップ610にて「Yes」と判定されたとき)、前記第1判定対象制御弁66の開度Oecvを第1の値Oecv1として取得し(図6のステップ620)、同第1の値Oecv1を取得した時点以降の第1時点にて前記第2判定対象制御弁68が異常であるか否かを判定するために同第2判定対象制御弁68の開度Oebvを変更させる第1開度変更指示信号(開度増大指示信号)が前記第2指示信号として前記第2制御手段80から同第2判定対象制御弁68に送出されるように同第2制御手段80に指示を与え(図6のステップ625)、同第1時点から第1時間が経過した後の第2時点における前記第1判定対象制御弁66の開度Oecvを第2の値Oecv2として取得し、前記第2の値Oecv2と前記第1の値Oecv1との差である開度変化量の絶対値(|Oecv1−Oecv2|)が所定の第1閾値変化量Oecvthよりも小さい場合(図6のステップ635にて「No」と判定される場合)、前記第2判定対象制御弁68が異常である旨の判定を行う(図6のステップ650、ステップ640及びステップ655)ように構成されている。
 より具体的に述べると、前記第2判定手段は、
 前記開度変化量の絶対値(|Oecv1−Oecv2|)が前記第1閾値変化量Oecvthよりも小さい場合に(図6のステップ635にて「No」と判定された場合に)前記第2判定対象制御弁68が異常である旨の予備判定を行う(図6のステップ650)とともに、前記機関10が始動されてから停止されるまでの期間において前記予備判定を第1閾値回数EEBVth以上行ったとき(予備判定回数EEBVが閾値判定回数EEBVth以上となるとき。即ち、図6のステップ640にて「Yes」と判定されるとき)、前記第2判定対象制御弁68が異常である旨の判定を行う(図6のステップ655)ように構成されている。なお、上述したように、予備判定回数EEBVはイニシャルルーチンにてゼロに設定されるようになっている。
 これにより、第1装置は、過給圧Pimが目標過給圧Pimtgtに一致した状態を維持しながら、第1制御弁群に属する制御弁(第1判定対象制御弁)66及び第2制御弁群に属する制御弁(第2判定対象制御弁)68の双方の異常判定を行うことができる。従って、第1装置は、ドライバビリティを良好に維持しながら制御弁66,68の異常判定を行うことができる。
 更に、第1装置は、機関10が比較的低負荷な運転領域(ターボモード2が設定される運転領域)にて運転されているときに制御弁66,68の異常判定を行うことができるから、制御弁66,68の異常を早期に発見し得る。
(第2実施形態)
 次に、本発明の第2実施形態に係る制御弁異常判定装置(以下、「第2装置」とも称呼する。)について説明する。
<装置の概要>
 第2装置は、第1装置が適用される内燃機関10と同様の内燃機関(図1を参照。)に適用される。
<装置の作動の概要>
 第2装置は、排気切替弁66の異常判定を行った後、「過給圧Pimの変化に基づいて吸気切替弁64の異常判定を行う」点において第1装置と相違する。
 即ち、第2装置は、先ず、第1装置と同様、排気切替弁66の開度Oecvと排気切替弁66の目標開度Oecvtgtとを比較することにより、排気切替弁66が正常に作動しているか否かを判定する。次いで、第2装置は、排気切替弁66が「正常」であると判定した場合、所定の異常判定条件が成立していれば、吸気切替弁64の開度Oacvを強制的に変更する開度変更指示信号を、電気制御装置80から吸気切替弁64(実際には、吸気切替弁アクチュエータ64a)に送出する。そして、第2装置は、この開度変更指示信号が吸気切替弁64に送出される「前」の時点における過給圧Pim1と、この開度変更指示信号が吸気切替弁64に送出された「後」の時点における過給圧Pim2と、を比較することにより、吸気切替弁64が正常に作動しているか否かを判定する。加えて、第2装置は、吸気切替弁64及び排気切替弁66の少なくとも一方が異常である場合、その旨を機関10の操作者に対して通知するとともに、退避運転を実行する。
<制御弁の異常判定>
 次いで、第2装置における制御弁の異常判定方法について説明する。
 第2装置は、第1装置に採用されている方法と同様の方法により、排気切替弁66が正常に作動しているか否かを判定する。即ち、第2装置は、排気切替弁66の実際の開度Oecvと目標開度Oecvtgtとが一致していない場合(実際には、実際の開度Oecvと目標開度Oecvtgtとの差の絶対値が所定値(第2開度)以上である場合)、排気切替弁66が「異常」であると判定する。これに対し、第2装置は、排気切替弁66の実際の開度Oecvと目標開度Oecvtgtとが一致している場合(実際には、実際の開度Oecvと目標開度Oecvtgtとの差の絶対値が所定値(第2開度)よりも小さい場合)、排気切替弁66は「正常」であると判定する。
 次いで、第2装置は、排気切替弁66が「正常」であると判断したとき、吸気切替弁64が正常に作動しているか否かを判定する。具体的に述べると、第2装置は、この場合に所定の異常判定条件が成立していれば、過給圧Pim1を取得する。その後、第2装置は、排気切替弁66(実際には、吸気切替弁アクチュエータ64a)に対してその開度Oacvを強制的に変更するための指示信号(開度変更指示信号)を送出する。続いて、第2装置は、この指示信号が吸気切替弁64に送出された「後」の時点における過給圧Pim2を取得する。
 そして、第2装置は、上記開度変更指示信号が吸気切替弁64に送出される前後の過給圧の変化量の絶対値(|Pim2−Pim1|)が所定値Pimthよりも小さい場合、吸気切替弁64は「異常」であると判定する。これに対し、第2装置は、この変化量の絶対値(|Pim2−Pim1|)が所定値Pimth以上である場合、吸気切替弁64は「正常」であると判断する。以下、この判定方法を「異常判定方法2」と称呼する。
 吸気切替弁64に送出される「開度変更指示信号」には、吸気切替弁64の開度を「増大」させる指示信号と、吸気切替弁64の開度を「減少」させる指示信号と、が含まれる。しかし、何れの指示信号が吸気切替弁64に送出された場合であっても、異常判定方法2の原理は同じである。従って、以下、機関10が「ターボモード1」にて運転されている場合に吸気切替弁64の開度を「増大」させる指示信号(開度増大指示信号)が吸気切替弁64に送出された場合を例にとりながら、上記異常判定方法2によって「吸気切替弁64が正常に作動しているか否か」を判定できる理由について、説明する。
 機関10が「ターボモード1」にて運転されている場合、図3(B)に示したように、吸気切替弁64を含む全ての制御弁が「全閉」状態となるように制御される。従って、この場合、図9に示すように、吸気通路32a(上記吸気通路32の一部)に導入された新気Aは、低圧段コンプレッサ62a、低圧段コンプレッサ62aと高圧段コンプレッサ61aとの間の吸気通路32b(上記吸気通路32の一部)、高圧段コンプレッサ61a、及び、吸気通路32c(上記吸気通路32の一部)を経て、機関10の燃焼室CCに導入される。
 更に、燃焼室CCから排出された排ガスExは、排気通路42a(上記排気通路42の一部)、高圧段タービン61b、高圧段タービン61bと低圧段タービン62bとの間の排気通路42b(上記排気通路42の一部)、排気通路42c(上記排気通路42の一部)、低圧段タービン62b、及び、排気通路42d(上記排気通路42の一部)を経て、機関10の外部へ放出される。
 この結果、高圧段タービン61b及び低圧段タービン62bの双方が駆動され、高圧段コンプレッサ61a及び低圧段コンプレッサ62aの双方により、新気Aが圧縮される。
 いま、吸気切替弁64に開度増大指示信号が「前」の期間、吸気切替弁64の開度は開度Oacv1に維持されていると仮定する。吸気切替弁64に開度増大指示信号が送出あされると、吸気切替弁64が正常であれば、吸気切替弁64の開度はこの開度増大指示信号に応じて増大する。
 吸気切替弁64の開度が増大すると、図10に示すように、低圧段コンプレッサ62aを通過した新気Aの一部は、高圧段コンプレッサバイパス通路部63を通過して直接燃焼室CCへ導入される。従って、吸気切替弁64に開度増大指示信号が送出された「後」に高圧段コンプレッサ61aに導入される新気Aの量は、吸気切替弁64に開度増大指示信号が送出される「前」に高圧段コンプレッサ61aに導入される新気Aの量と比べて、高圧段コンプレッサバイパス通路部63を通過する「新気Aの一部」の分だけ減少する。この「新気Aの一部」は、高圧段コンプレッサ61aによって圧縮されない。その結果、過給圧が「減少」する。
 従って、排気切替弁66が「正常」である場合、吸気切替弁64に開度増大指示信号が送出されたときに過給圧Pimが変化すれば(過給圧Pim1と過給圧Pim2との差の絶対値が所定値Pimth以上であれば)、吸気切替弁64は「正常」であると判定することができる。これに対し、この場合に過給圧Pimが変化しなければ(過給圧Pim1と過給圧Pim2との差の絶対値が所定値Pimthよりも小さければ)、吸気切替弁64は「異常」であると判定することができる。
 なお、上記説明から理解されるように、吸気切替弁64に対して開度を「減少」する指示信号(開度減少指示信号)が送出された場合であっても、上記異常判定方法2によって吸気切替弁64の異常判定を行うことができる。更に、機関10がターボモード1にて運転されている場合に限らず、吸気切替弁64の開度が変化したときに過給圧が変化する運転状態にて機関10が運転されていれば、上記異常判定方法2によって吸気切替弁64の異常判定を行うことができる。
<実際の作動>
 次いで、第2装置の実際の作動について説明する。
 第2装置は、上述した図6及び図7にフローチャートによって示した処理に代えて図11及び図12にフローチャートによって示す処理を実行する点においてのみ、上記第1装置と相違している。従って、以下、この相違点を中心として説明を加える。
 CPU81は、図8、図11及び図12にフローチャートによって示した各ルーチンを所定のタイミング毎に実行するようになっている。CPU81は、これらのルーチンにおいて、排気切替弁異常フラグXECV、吸気切替弁異常フラグXACV、及び、異常発生フラグXEMGを用いる。
 排気切替弁異常フラグXECVは、その値が「0」であるとき、排気切替弁66が異常であると判定されていないこと(正常であること)を表す。一方、排気切替弁異常フラグXECVは、その値が「1」であるとき、排気切替弁66が異常であることを表す。
 吸気切替弁異常フラグXACVは、その値が「0」であるとき、排気バイパス弁68が異常であると判定されていないこと(正常であること)を表す。一方、吸気切替弁異常フラグXACVは、その値が「1」であるとき、排気バイパス弁68が異常であることを表す。
 異常発生フラグXEMGは、その値が「0」であるとき、排気切替弁66及び排気バイパス弁68の双方が正常であることを表す。また、異常発生フラグXEMGは、その値が「1」であるとき、排気切替弁66及び排気バイパス弁68の何れかが異常であることを表す。
 これらのフラグの値は全て、バックアップRAM84に格納される。更に、これらのフラグの値は全て、機関10を搭載した車両の工場出荷時及びサービス点検実施時等において排気切替弁66及び排気バイパス弁68に異常がないことが確認された際に電気制御装置80に対して所定の操作がなされたとき、「0」に設定されるようになっている。
 以下、CPU81が実行する各ルーチンについて詳細に説明する。CPU81は、所定時間が経過する毎に図11にフローチャートによって示した「第2異常判定ルーチン」を実行するようになっている。CPU81は、このルーチンにより、吸気切替弁64及び排気切替弁66の何れかが異常であるか否かを判定する。
 具体的に述べると、CPU81は、所定のタイミングにて図11のステップ1100から処理を開始してステップ1105に進み、排気切替弁異常フラグXECVの値が「0」であり且つ吸気切替弁異常フラグXACVの値が「0」であるか否かを判定する。現時点にて排気切替弁異常フラグXECVの値及び吸気切替弁異常フラグXACVの値のうちの少なくとも一方が「1」であれば、CPU81は、ステップ1105にて「No」と判定してステップ1195に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。
 これに対し、現時点にて排気切替弁異常フラグXECVの値が「0」であり且つ吸気切替弁異常フラグXACVの値が「0」であれば、CPU81は、ステップ1105にて「Yes」と判定してステップ1110に進む。以下、現時点にて排気切替弁異常フラグXECVの値は「0」であり且つ吸気切替弁異常フラグXACVの値は「0」であると仮定して、説明を続ける。
 CPU81は、ステップ1110にて、排気切替弁66の開度Oecvと、排気切替弁66の目標開度Oecvtgtと、の差の絶対値が所定値DECV2よりも小さいか否かを判定する。即ち、CPU81は、ステップ1110にて、排気切替弁66が正常及び異常の何れであるかを判定する。
(仮定4)吸気切替弁64及び排気切替弁66の双方が正常である場合
 いま、吸気切替弁64及び排気切替弁66の双方が正常であると仮定する。この場合、排気切替弁66の開度Oecvと排気切替弁66の目標開度Oecvtgtとは一致するから、排気切替弁66の開度Oecvと排気切替弁66の目標開度Oecvtgtとの差の絶対値は、所定値DECV2よりも小さい。従って、CPU81は、ステップ1110にて「Yes」と判定してステップ1115に進む。
 CPU81は、ステップ1115にて、「吸気切替弁(ACV)64が異常であるか否かを判定するための異常判定条件(ACV異常判定条件)」が成立しているか否かを判定する。具体的に述べると、CPU81は、ステップ1115において、以下の条件4乃至条件6の全てが成立したとき、ACV異常判定条件が成立したと判定する。換言すると、CPU81は、条件4乃至条件6のうちの少なくとも1つが成立しないとき、ACV異常判定条件が成立しないと判定する。
(条件4)過給圧Pimが所定値Pよりも大きい。
(条件5)機関10が減速状態にて運転されている。
(条件6)機関10が始動されてから現時点までの期間において、機関10がターボモード2にて少なくとも1回運転された。
 上記条件4が成立すれば、上述した「異常判定方法2」に従って吸気切替弁64の開度が強制的に変更(第2装置においては増大)させられた場合であっても、吸気切替弁64の開度の変化に伴って過給圧Pimが充分に変化する(第2装置においては減少する)ことができる。更に、上記条件5が成立すれば、「異常判定方法2」を実行することによる機関10の出力トルクの変動を、機関10の操作者に「意図しないトルク変動」であると認識され難くすることができる。即ち、ドライバビリティを良好に維持しながら「異常判定方法2」を実行することができる。このように、上記条件4及び上記条件5の双方が成立すれば、上述した異常判定方法2によって吸気切替弁64の異常判定を適切に行うことができる。
 加えて、条件6が成立すれば、上記条件1と同様の理由により、吸気切替弁64の異常判定を行う際に誤判定が生じることを回避することができる。即ち、排気切替弁66に「全閉固着異常」が生じている場合、機関10が「ターボモード1」にて運転されている期間に排気切替弁66の異常判定(上記ステップ1110)を行っても、排気切替弁66が異常であると判定されない。このとき(排気切替弁66が異常であるとき)に吸気切替弁64の異常判定が行われると、誤判定が生じる可能性がある。
 しかし、吸気切替弁64の異常判定が行われる前に「排気切替弁66の目標開度が全閉開度とは異なる開度である運転(即ち、ターボモード2に応じた運転)」が実行されていれば、排気切替弁66に全閉固着異常を含む異常が生じていても、その運転が実行されている期間に行われる排気切替弁66の異常判定において排気切替弁66が異常であると確実に判定することができる。従って、排気切替弁66が異常であるときに吸気切替弁64の異常判定が行われることを避けることができる。即ち、上記条件6が成立すれば、吸気切替弁64の異常判定を行う際に誤判定が生じることを回避することができる。
 なお、上記条件2における「減速状態」は、機関10の要求トルクが所定の閾値トルク以下である運転状態を意味する。ここで、この要求トルクは、「アクセルペダル開度Accp」、「機関回転速度NE」及び「燃料供給量Q」等に基づいて求めることができる。換言すると、上記条件2は、アクセルペダル開度Accpが所定閾値開度Accpth以下であるときに成立する条件であってもよく、アクセルペダル開度Accp及び機関回転速度NEにより定まる運転状態が「アクセルペダル開度Accp及び機関回転速度NEにより表される所定の減速領域」の中にあるときに成立する条件であってもよく、アクセルペダル開度Accp及び機関回転速度NE等により定まる燃料供給量Qが「減速状態を表す所定の燃料供給量閾値」以下の場合に成立する条件であってもよい。
 現時点にて上記ACV異常判定条件が成立していなければ、CPU81は、ステップ1115にて「No」と判定してステップ1195に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。これに対し、現時点にて上記ACV異常判定条件が成立していれば、CPU81は、ステップ1115にて「Yes」と判定してステップ1120に進む。以下、現時点にて上記ACV異常判定条件が成立していると仮定して、説明を続ける。
 CPU81は、ステップ1120にて、現時点における過給圧Pimを取得するとともに、取得した過給圧Pimを「第3の値としての過給圧Pim1」に格納して、ステップ1125に進む。ここで、便宜上、この時点を「第3時点」とも称呼する。
 次いで、CPU81は、ステップ1125にて、吸気切替弁64の開度Oacvを現時点における開度Oacv0から所定の判定用開度Oacvtgt(Oacvtgt>Oacv0)へと増大させる指示信号(開度増大指示信号)を吸気切替弁アクチュエータ64aに送出する。CPU81は、その後、所定時間が経過するまで待機する。ここで、吸気切替弁64に対して上記指示信号が送出されてから上記所定時間が経過した時点を、便宜上、「第4時点」とも称呼する。
 なお、第2装置においては、異常判定条件が成立するとき機関10は減速状態にて運転されている。図3(B)を参照しながら説明したように、機関10が減速状態にて運転されているとき、制御弁は「ターボモード1」に応じて制御される。従って、第3時点における開度Oacv(=Oacv0)は全閉開度である。判定用開度Oacvtgtは、実際の吸気切替弁64の開度が第3時点における開度Oacvから判定用開度Oacvtgtへと変化したとき、過給圧Pimが充分に大きい量だけ変化する値に設定される。
 第4時点が到来すると、CPU81はステップ1130に進み、その第4時点における過給圧Pimを取得するとともに、取得した過給圧Pimを「第4の値としての過給圧Pim2」に格納する。
 次いで、CPU81は、ステップ1135に進み、過給圧Pim2と過給圧Pim1との差の絶対値が閾値変化量Pimth以上であるか否かを判定する。この閾値変化量Pimthは、第2閾値変化量とも称呼される値であり、「吸気切替弁64が正常である場合に得られる過給圧Pim2と過給圧Pim1との差の絶対値の最小値」に設定されている。
 なお、第2装置においては、上記条件4における所定値Pは上記閾値変化量Pimth以上の値となるように設定されている。これにより、吸気切替弁64の開度が開度Oacvから判定用開度Oacvtgtへと増大させられた場合、過給圧が上記閾値変化量Pimth以上変化することができる。その結果、ステップ1135における判定を適切に行うことができる。
 上記仮定4に従えば、吸気切替弁64は正常であるから、過給圧Pim2と過給圧Pim1との差の絶対値は閾値変化量Pimth以上である。従って、CPU81は、ステップ1135にて「Yes」と判定してステップ1140に進む。
 CPU81は、ステップ1140にて、吸気切替弁異常予備判定回数EACV(以下、「予備判定回数EACV」とも称呼する。)が吸気切替弁異常閾値判定回数EACVth(以下、「閾値判定回数EACVth」とも称呼する。)以上であるか否かを判定する。閾値判定回数EACVthは1以上の所定値に設定されている。予備判定回数EACVは、図示しないイグニッション・キー・スイッチがオフからオンに変更されたときに実行されるイニシャルルーチンにおいてゼロに設定されるようになっている。
 上記仮定4に従えば、吸気切替弁64は正常であるから、予備判定回数EACVは上記イニシャルルーチンにて設定されたゼロである。従って、CPU81は、ステップ1140にて「No」と判定し、ステップ1195に進んで本ルーチンを一旦終了する。
 更に、CPU81は、所定時間が経過する毎に図12にフローチャートによって示した「第2異常通知ルーチン」を実行するようになっている。CPU81は、このルーチンにより、吸気切替弁64及び排気切替弁66の何れかが異常である場合、機関10の操作者にその旨を通知する。
 具体的に述べると、CPU81は、所定のタイミングにて図12のステップ1200から処理を開始してステップ1210に進み、排気切替弁異常フラグXECVの値が「0」であるか否かを判定する。現時点における排気切替弁異常フラグXECVの値は「0」であるから、CPU81は、ステップ1210にて「Yes」と判定してステップ1220に進む。
 CPU81は、ステップ1220にて、吸気切替弁異常フラグXACVの値が「0」であるか否かを判定する。現時点における吸気切替弁異常フラグXACVの値は「0」であるから、CPU81は、ステップ1220にて「Yes」と判定してステップ1230に進む。
 CPU81は、ステップ1230にて、異常発生フラグXEMGの値に「0」を設定する。異常発生フラグXEMGは、その値が「0」であるとき、吸気切替弁64及び排気切替弁66の双方が正常であることを表す。また、異常発生フラグXEMGは、その値が「1」であるとき、吸気切替弁64及び排気切替弁66の何れかが異常であることを表す。
 その後、CPU81は、ステップ1295に進んで本ルーチンを一旦終了する。従って、吸気切替弁64及び排気切替弁66の双方が正常であるとき(或いは、吸気切替弁異常フラグXACV、及び、排気切替弁異常フラグXECVの値、の双方が「0」であるとき)、操作者に対して通知はなされない。
 更に、CPU81は、図8にフローチャートによって示した「燃料供給制御ルーチン」を、任意の気筒のクランク角が圧縮上死点前の所定クランク角度(例えば、圧縮上死点前90度クランク角)θfに一致する毎に繰り返し実行するようになっている。
 即ち、CPU81は、上記仮定1にて示したように、図8のステップ800から処理を開始すると、ステップ810、ステップ820、及び、ステップ830を経由してステップ895に進む。
 従って、吸気切替弁64及び排気切替弁66の双方が正常に作動しているとき、上記通常時燃料噴射量テーブルMapMain(Accp,NE)によって定められる燃料噴射量Qの燃料が燃料噴射気筒に供給される「通常運転」が実行される。
(仮定5)排気切替弁66が異常であり、吸気切替弁64は正常である場合
 この場合、排気切替弁66の開度Oecvと排気切替弁66の目標開度Oecvtgtとは一致しないから、排気切替弁66の開度Oecvと排気切替弁66の目標開度Oecvtgtとの差の絶対値は、所定値DECV2以上となる。
 従って、CPU81は、所定のタイミングにて図11のステップ1100から処理を開始し、ステップステップ1105を経てステップ1110に進むと、ステップ1110にて「No」と判定してステップ1145に進む。CPU81は、ステップ1145にて排気切替弁異常フラグXECVの値に「1」を設定し、ステップ1195に進んで本ルーチンを一旦終了する。
 このとき、CPU81は、所定のタイミングにて図12のステップ1200から処理を開始すると、ステップ1210に進む。現時点における排気切替弁異常フラグXECVの値は「1」であるから、CPU81はステップ1210にて「No」と判定し、ステップ1240に進む。
 CPU81は、ステップ1240にて、「排気切替弁66が異常である」旨を機関10の操作者に通知する。この通知は、図示しない警報ランプを点等すること等によって実行される。その後、CPU81は、ステップ1250に進んで異常発生フラグXEMGの値に「1」を設定し、ステップ1295に進んで本ルーチンを一旦終了する。
 このように、排気切替弁66が異常である場合、機関10の操作者に対して「排気切替弁66が異常である」旨の警報が発せられる。
 更に、CPU81は、上記仮定2にて示したように、図8のステップ800から処理を開始すると、ステップ810、ステップ840、及び、ステップ830を経由してステップ895に進む。
 従って、排気切替弁66が異常である場合、機関10の操作者に対して「排気切替弁66が異常である」旨が通知されるとともに、「退避運転」が実行される。
 なお、このとき、CPU81は、所定のタイミングにて図11のステップ1100から処理を開始してステップ1105に進むと、排気切替弁異常フラグXECVの値は「1」であるから、ステップ1105にて「No」と判定してステップ1195に進んで本ルーチンを終了する。即ち、排気切替弁異常フラグXECVの値が一旦「1」に設定されると、排気切替弁66の異常判定(図11のステップ1110)が実行されることなく排気切替弁異常フラグXECVの値は「1」に維持される。その結果、機関10の操作者に対して「排気切替弁66が異常である」旨が通知されながら「退避運転」が実行される状態が継続する。
(仮定6)吸気切替弁64が異常であり、排気切替弁66は正常である場合
 この場合、排気切替弁66の開度Oecvと排気切替弁66の目標開度Oecvtgtとは一致するから、排気切替弁66の開度Oecvと排気切替弁66の目標開度Oecvtgtとの差の絶対値は、所定値DECV2よりも小さい。
 従って、CPU81は、所定のタイミングにて図11のステップ1100から処理を開始し、ステップ1105を経てステップ1110に進むと、ステップ1110にて「Yes」と判定してステップ1115に進む。現時点にて上記ACV異常判定条件が成立していると仮定すると、CPU81は、ステップ1115にて「Yes」と判定し、ステップ1120乃至ステップ1130を経てステップ1135に進む。
 上記仮定6に従えば、吸気切替弁64が異常であるから、ステップ1125にて吸気切替弁アクチュエータ64aに開度変更指示信号が送出されても、吸気切替弁64の開度は充分に変化しない。そのため、吸気切替弁アクチュエータ64aに開度変更指示信号が送出される前の過給圧Pim1と、吸気切替弁アクチュエータ64aに開度変更指示信号が送出された後の過給圧Pim2との差の絶対値は、閾値変化量Pimthよりも小さい。従って、CPU81は、ステップ1135にて「No」と判定してステップ1150に進む。
 CPU81は、ステップ1150にて、下記の(2)式に従って予備判定回数EACVを更新・決定する。(1)式において、EACV(k+1)は今回の処理によって更新される予備判定回数EACVを表し、EACV(k)は今回の処理によって更新される前の予備判定回数EACVを表す。即ち、CPU81は、今回の処理によって予備判定回数EACVを1だけ増大する。
 EACV(k+1)=EACV(k)+1  ・・・(2)
 次いで、CPU81は、ステップ1140に進む。現時点において予備判定回数EACVは、上述したイニシャルルーチンによって設定されるゼロから1だけ増大された直後である。従って、閾値判定回数EACVthが2以上の値に設定されていると、CPU81は、ステップ1140にて「No」と判定してステップ1195に進んで本ルーチンを一旦終了する。
 これに対し、上記仮定6に示す「吸気切替弁64が異常である」状態が継続すると、図11のステップ1150の処理が繰り返し実行されるから、予備判定回数EACVは次第に増大して閾値判定回数EACVthに到達する。このとき、CPU81は、ステップ1140の処理を実行すると、ステップ1140にて「Yes」と判定してステップ1155に進み、吸気切替弁異常フラグXACVの値に「1」を設定する。その後、CPU81は、ステップ1195に進んで本ルーチンを一旦終了する。
 このとき、CPU81は、所定のタイミングにて図12のステップ1200から処理を開始すると、ステップ1210に進む。現時点における排気切替弁異常フラグXECVの値は「0」であるから、CPU81は、ステップ1210にて「Yes」と判定してステップ1220に進む。現時点における吸気切替弁異常フラグXACVの値は「1」であるから、CPU81は、ステップ1220にて「No」と判定して、ステップ1260に進む。
 CPU81は、ステップ1260にて、「吸気切替弁64が異常である」旨を機関10の操作者に通知する。この通知は、図示しない警報ランプを点等すること等によって実行される。その後、CPU81は、ステップ1270に進んで異常発生フラグXEMGの値に「1」を設定し、ステップ1295に進んで本ルーチンを一旦終了する。
 このように、吸気切替弁64が異常である場合、機関10の操作者に対して「吸気切替弁64が異常である」旨の警報が発せられる。
 更に、CPU81は、任意の気筒のクランク角度が上記クランク角度θfに一致すると、図8のステップ800から処理を開始してステップ810に進む。現時点における異常発生フラグXEMGの値は「1」であるから、CPU81は、上述した仮定5が成立する場合と同様、ステップ810、ステップ840、及び、ステップ830をこの順に経由し、ステップ895に進んで本ルーチンを一旦終了する。このとき、退避運転が実行される。
 このように、吸気切替弁64が異常である場合、機関10の操作者に対して「吸気切替弁64が異常である」旨が通知されるとともに、「退避運転」が実行される。
 なお、このとき、CPU81は、所定のタイミングにて図11のステップ1100から処理を開始してステップ1105に進むと(吸気切替弁異常フラグXACVの値は「1」であるから、ステップ1105にて「No」と判定してステップ1195に進んで本ルーチンを一旦終了する。即ち、吸気切替弁異常フラグXACVの値が一旦「1」に設定されると、吸気切替弁64の異常判定(図11のステップ1115乃至ステップ1135、ステップ1150、及び、ステップ1140)が実行されることなく吸気切替弁異常フラグXACVの値は「1」に維持される。その結果、機関10の操作者に対して「吸気切替弁64が異常である」旨が通知されながら「退避運転」が実行される状態が継続する。
 以上、説明したように、第2装置において、
 前記異常判定手段は、更に、
 前記第1制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも1つの制御弁(排気切替弁66)が異常でないと判定されたときに(図11のステップ1110にて「Yes」と判定されたときに)、前記第2制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも1つの制御弁(吸気切替弁64)が異常であるか否かを、前記圧力取得手段73によって取得される前記判定用圧力Pimのみを用いて判定する第3判定手段(図11のステップ1115乃至ステップ1135、ステップ1150及びステップ1140)を備えるように構成されている。
 第2装置においては、上記第1装置と同様、
 前記圧力取得手段73は、前記判定用圧力として、前記複数の過給機によってもたらされる過給圧Pimを取得するように構成されている。
 更に、前記第1判定手段によって異常であるか否かが判定される前記少なくとも1つの制御弁(第3判定対象制御弁)66は、第3指示信号(電気制御装置80から排気切替弁アクチュエータ66aに送出される指示信号)に応じてその開度Oecvを変更するように構成されている。加えて、前記第3判定手段によって異常であるか否かが判定される前記少なくとも1つの制御弁(第4判定対象制御弁)は、第4指示信号(電気制御装置80から吸気切替弁アクチュエータ64aに送出される指示信号)に応じてその開度Oacvを変更するように構成されている。
 このように構成された第2装置は、
 前記第3判定対象制御弁66に対して前記第3指示信号を送出する第3制御手段(電気制御装置80)と、
 前記第4判定対象制御弁64に対して前記第4指示信号を送出する第4制御手段(電気制御装置80)と、を備えている。
 前記第1判定手段は、
 前記開度取得手段75によって取得される前記第3判定対象制御弁66の実際の開度Oecvと、前記第3指示信号によって定まる同第3判定対象制御弁66の開度Oecvtgtと、の差である第2開度差の絶対値(|Oecv−Oecvtgt|)が第2開度DECV2以上である場合(図11のステップ1105にて「No」と判定される場合)、同第3判定対象制御弁66が異常である旨の判定を行う(図11のステップ1145)ように構成されている。
 更に、前記第3判定手段は、
 前記第3判定対象制御弁66が異常でないと判定されたとき(図11のステップ1110にて「Yes」と判定されたとき)、前記過給圧Pimを第3の値Pim1として取得し(図11のステップ1120)、同第3の値Pim1を取得した時点以降の第3時点にて前記第4判定対象制御弁64が異常であるか否かを判定するために同第4判定対象制御弁64の開度を変更させる第2開度変更指示信号(開度増大指示信号)が前記第4指示信号として前記第4制御手段80から同第4判定対象制御弁64に送出されるように同第4制御手段80に指示を与え(図11のステップ1125)、同第3時点から第2時間が経過した後の第4時点における前記過給圧Pimを第4の値Pim2として取得し、前記第4の値Pim2と前記第3の値Pim1との差である過給圧変化量の絶対値(|Pim2−Pim1|)が所定の第2閾値変化量Pimthよりも小さい場合(図11のステップ1135にて「No」と判定される場合)、前記第4判定対象制御弁64が異常である旨の判定を行う(図11のステップ1150、ステップ1140及びステップ1155)ように構成されている。
 より具体的に述べると、前記第3判定手段は、
 前記過給圧変化量の絶対値(|Pim2−Pim1|)が前記第2閾値変化量Pimthよりも小さい場合(図11のステップ1135にて「No」と判定された場合)に前記第4判定対象制御弁64が異常である旨の予備判定を行う(図11のステップ1150)とともに、前記機関10が始動されてから停止されるまでの期間において前記予備判定を第2閾値回数EACVth以上行ったとき(予備判定回数EACVが閾値判定回数EACVth以上となるとき。即ち、図11のステップ1140にて「Yes」と判定されるとき)、前記第4判定対象制御弁64が異常である旨の判定を行う(図11のステップ1155)ように構成されている。なお、上述したように、予備判定回数EACVはイニシャルルーチンにてゼロに設定されるようになっている。
 これにより、第3判定対象制御弁66が正常であることが確認された「後」に第4判定対象制御弁64の異常判定が行われるので、第3判定対象制御弁66の状態(正常であるか異常であるか)が過給圧Pimに及ぼす影響を考慮することなく第4判定対象制御弁64の異常判定を行うことができる。その結果、第4判定対象制御弁64の異常判定を行う際の判定精度を向上させることができる。更に、第1装置と同様、制御弁64,66の異常を早期に発見し得る。
 更に、前記第3判定手段は、
 少なくとも前記機関10に対する要求トルクが所定の閾値トルク以下である減速状態にて前記機関10が運転されているとき(条件5が成立するとき)に前記第2開度変更指示信号が前記第4制御手段80から前記第4判定対象制御弁64に送出されるように同第4制御手段80に指示を与えるように構成されている。
 これにより、第4判定対象制御弁64の開度が変化する際のトルク変動が操作者に「意図しないトルク変動」であると認識され難くすることができる。従って、機関10のドライバビリティを良好に維持しながら第4判定対象制御弁64の異常判定を行うことができる。
 更に、第1装置及び第2装置の双方において、
 前記第1制御弁群に属する制御弁(排気切替弁66)の一又は複数の制御弁はバタフライ弁であるように構成されている。加えて、前記第1制御弁群に一のみの制御弁(排気切替弁66)が属するように構成されている。並びに、第1制御弁群に属する制御弁(排気切替弁66)の一又は複数は前記排気通路42に配設されるように構成されている。
 本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
 例えば、上記第1実施形態及び第2実施形態において、前記異常判定手段は、前記複数の制御弁のうちの「一の制御弁」が「異常」である旨の判定を行った場合、同複数の制御弁のうちの前記一の制御弁とは異なる「他の制御弁」は「正常」である旨の推定を行うように構成されてもよい。
 更に、上記各実施形態において、本発明の制御弁異常判定装置は、高圧段過給機61と低圧段過給機62とが直列に配設され、高圧段コンプレッサ61aをバイパスする通路に吸気切替弁64、高圧段タービン61bをバイパスする通路に排気切替弁66、低圧段タービン62bをバイパスする通路に排気バイパス弁68が備えられた内燃機関に適用されている。これに対し、本発明の制御弁異常判定装置は、例えば、2つ以上(例えば3つ)の過給機が直列に配設され、それぞれの過給機のタービンをバイパスする通路に制御弁が備えられ、それぞれの過給機のコンプレッサをバイパスする通路に制御弁が備えられた内燃機関にも適用し得る。
 更に、本発明の制御弁異常判定装置は、例えば、第1バンク及び第2バンクを有するV型機関であって、第1バンク及び第2バンクのそれぞれの吸気通路に高圧段過給機のコンプレッサが配設され、それらの吸気通路の集合部に低圧段過給機のコンプレッサが配設され、第1バンク及び第2バンクのそれぞれの排気通路に高圧段過給機のタービンが配設され、それらの排気通路の集合部に低圧段過給機のタービンが配設され、それぞれの過給機のタービンをバイパスする通路に制御弁が備えられ、それぞれの過給機のコンプレッサをバイパスする通路に制御弁が備えられた内燃機関にも適用し得る。
 加えて、上記各実施形態において、排気切替弁66に開度センサ75が設けられている。これに対し、本発明の制御弁異常判定装置は、排気切替弁66に代えて「排気バイパス弁68」に開度センサを設けるように構成され得る。このように構成された制御弁異常判定装置において、排気バイパス弁68が異常であるか否かは、開度センサによって取得される実際の開度を用いて判定し得る。更に、排気バイパス弁68が異常でないと判定されており、且つ、機関がターボモード4にて運転されていて排気バイパス弁68の開度が過給圧フィードバック制御されているとき、判定対象制御弁(吸気切替弁64又は排気切替弁66)の開度を強制的に変化させた場合、排気バイパス弁68の開度の変化量の絶対値が所定の閾値以上であれば判定対象制御弁は正常であると判定し、同変化量の絶対値が同閾値よりも小さければ判定対象制御弁は異常であると判定し得る。
 更に、本発明の制御弁異常判定装置は、排気切替弁66に代えて「吸気切替弁64」に開度センサを設けるように構成され得る。このように構成された制御弁異常判定装置において、吸気切替弁64が異常であるか否かは、開度センサによって取得される実際の開度を用いて判定し得る。更に、吸気切替弁64が異常でないと判定されており、且つ、機関がターボモード3にて運転されていて吸気切替弁64の開度が過給圧フィードバック制御されているとき、判定対象制御弁(排気切替弁66又は排気バイパス弁68)の開度を強制的に変化させた場合、吸気切替弁64の開度の変化量の絶対値が所定の閾値以上であれば判定対象制御弁は正常であると判定し、同変化量の絶対値が同閾値よりも小さければ判定対象制御弁は異常であると判定し得る。
 更に、上記各実施形態において、圧力取得手段は、判定用圧力として過給圧を取得するように構成されている。これに対し、本発明の制御弁異常判定装置は、圧力取得手段が判定用圧力として制御弁の開度が変化したときに変化する圧力を取得するように構成され得る。即ち、圧力取得手段が判定用圧力を取得する箇所は、制御弁の開度が変更されたときにその箇所における空気又は排ガスの圧力が変化する箇所であればよい。
 更に、上記第1実施形態においては、第2判定対象制御弁(排気バイパス弁68)が異常である旨の予備判定(図6のステップ650)が所定回数EEBVth以上なされた場合に第2判定対象制御弁が異常である旨の判定がなされるようになっている(図6のステップ640)。しかし、本発明の制御弁異常判定装置は、第2判定対象制御弁が異常である旨の判定が「1回」なされた場合に第2判定対象制御弁が異常である旨の判定がなされるように構成されてもよい。即ち、本発明の制御弁異常判定装置は、図6のルーチンに換えて、「図6のルーチンからステップ640及びステップ650を除外したルーチン」を実行するように構成されてもよい。
 第2実施形態においても、上記同様、第4判定対象制御弁(吸気切替弁64)が異常である旨の判定が「1回」なされた場合に第4判定対象制御弁が異常である旨の判定がなされるように構成されてもよい。即ち、本発明の制御弁異常判定装置は、図11のルーチンに換えて、「図11のルーチンからステップ1140及びステップ1150を除外したルーチン」を実行するように構成されてもよい。
 加えて、上記各実施形態においては、排気切替弁66にのみ開度センサ75が設けられている。しかし、本発明の制御弁異常判定装置は、吸気切替弁64、排気切替弁66及び排気バイパス弁68のうちの一又は二の制御弁に開度センサを設けるように構成されてもよい。
 更に、上記第2実施形態において、第4判定対象制御弁(吸気切替弁64)の開度が変化することによるトルク変動を考慮しなくてもよい場合、異常判定条件から条件5を除外してもよい。
 更に、本発明の制御弁異常判定装置は、上記第2装置によって吸気切替弁64及び排気切替弁66の異常判定を行い、吸気切替弁64及び排気切替弁66は異常でないと判定された後、上記第1装置によって排気バイパス弁68の異常判定を行うように構成されることが望ましい。

Claims (12)

  1. 複数の過給機であって、同複数の過給機のそれぞれが、内燃機関の排気通路に配設されて同排気通路を流れる排ガスのエネルギによって駆動されるタービンと、同機関の吸気通路に配設されるとともに前記タービンが駆動されることによって駆動されて同吸気通路内の空気を圧縮するコンプレッサと、を備える複数の過給機と、
     複数の制御弁であって、同複数の制御弁のそれぞれが、その開度に応じて前記複数の過給機の少なくとも1つに導入される前記空気の量又は前記排ガスのエネルギの大きさを変更する複数の制御弁と、
     を備えた内燃機関に適用され、
     前記複数の制御弁のうちの一部の制御弁のみを含む第1制御弁群に属する制御弁のそれぞれの開度を取得する開度取得手段と、
     前記吸気通路内の少なくとも1箇所における前記空気の圧力、及び、前記排気通路内の少なくとも1箇所における前記排ガスの圧力、のうちの少なくとも1つの圧力である判定用圧力を取得する圧力取得手段と、
     前記開度取得手段によって取得される開度のうちの少なくとも1つと、前記圧力取得手段によって取得される前記判定用圧力と、を用いて、前記複数の制御弁のうちの前記第1制御弁群に属する制御弁を除く制御弁からなる第2制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも1つの制御弁が異常であるか否かを判定する異常判定手段と、
     を備えた内燃機関の制御弁異常判定装置。
  2. 請求の範囲1に記載の内燃機関の制御弁異常判定装置において、
     前記異常判定手段は、
     前記第1制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも1つの制御弁が異常であるか否かを前記開度取得手段によって取得される同少なくとも1つの制御弁の開度のみに基づいて判定する第1判定手段と、
     前記第1制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも1つの制御弁が異常でないと判定されたとき、前記第2制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも1つの制御弁が異常であるか否かを前記開度取得手段によって取得される開度のうちの少なくとも1つと、前記圧力取得手段によって取得される前記判定用圧力と、を用いて判定する第2判定手段と、
     を含むように構成された制御弁異常判定装置。
  3. 請求の範囲2に記載の内燃機関の制御弁異常判定装置であって、
     前記圧力取得手段は、前記判定用圧力として前記複数の過給機によってもたらされる過給圧を取得するように構成され、
     前記第1判定手段によって異常であるか否かが判定される前記少なくとも1つの制御弁は、第1指示信号に応じてその開度を変更するように構成された第1判定対象制御弁であり、
     前記第2判定手段によって異常であるか否かが判定される前記少なくとも1つの制御弁は、第2指示信号に応じてその開度を変更するように構成された第2判定対象制御弁であり、
     前記制御弁異常判定装置は、更に、
     前記機関が所定の運転状態にて運転されているとき、前記圧力取得手段によって取得される過給圧が前記運転状態に基づいて定まる参照過給圧に一致するように、前記第1判定対象制御弁に対して前記第1指示信号を送出する第1制御手段と、
     前記第2判定対象制御弁に対して前記第2指示信号を送出する第2制御手段と、
     を備え、
     前記第1判定手段は、
     前記開度取得手段によって取得される前記第1判定対象制御弁の実際の開度と、前記第1指示信号によって定まる同第1判定対象制御弁の開度と、の差である第1開度差の絶対値が第1開度以上である場合、同第1判定対象制御弁が異常である旨の判定を行うように構成され、
     前記第2判定手段は、
     前記第1判定対象制御弁が異常でないと判定されたとき、前記第1判定対象制御弁の開度を第1の値として取得し、同第1の値を取得した時点以降の第1時点にて前記第2判定対象制御弁が異常であるか否かを判定するために同第2判定対象制御弁の開度を変更させる第1開度変更指示信号が前記第2指示信号として前記第2制御手段から同第2判定対象制御弁に送出されるように同第2制御手段に指示を与え、同第1時点から第1時間が経過した後の第2時点における前記第1判定対象制御弁の開度を第2の値として取得し、前記第2の値と前記第1の値との差である開度変化量の絶対値が所定の第1閾値変化量よりも小さい場合、前記第2判定対象制御弁が異常である旨の判定を行うように構成された
     制御弁異常判定装置。
  4. 請求の範囲3に記載の内燃機関の制御弁異常判定装置において、
     前記第2判定手段は、
     前記開度変化量の絶対値が前記第1閾値変化量よりも小さい場合に前記第2判定対象制御弁が異常である旨の予備判定を行うとともに、前記機関が始動されてから停止されるまでの期間において前記予備判定を第1閾値回数以上行ったとき、前記第2判定対象制御弁が異常である旨の判定を行うように構成された制御弁異常判定装置。
  5. 請求の範囲2に記載の内燃機関の制御弁異常判定装置において、
     前記異常判定手段は、更に、
     前記第1制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも1つの制御弁が異常でないと判定されたときに前記第2制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも1つの制御弁が異常であるか否かを、前記圧力取得手段によって取得される前記判定用圧力のみを用いて判定する第3判定手段を含むように構成された制御弁異常判定装置。
  6. 請求の範囲5に記載の内燃機関の制御弁異常判定装置であって、
     前記圧力取得手段は、前記判定用圧力として前記複数の過給機によってもたらされる過給圧を取得するように構成され、
     前記第1判定手段によって異常であるか否かが判定される前記少なくとも1つの制御弁は、第3指示信号に応じてその開度を変更するように構成された第3判定対象制御弁であり、
     前記第3判定手段によって異常であるか否かが判定される前記少なくとも1つの制御弁は、第4指示信号に応じてその開度を変更するように構成された第4判定対象制御弁であり、
     更に、前記制御弁異常判定装置は、
     前記第3判定対象制御弁に対して前記第3指示信号を送出する第3制御手段と、
     前記第4判定対象制御弁に対して前記第4指示信号を送出する第4制御手段と、
     を備え、
     前記第1判定手段は、
     前記開度取得手段によって取得される前記第3判定対象制御弁の実際の開度と、前記第3指示信号によって定まる同第3判定対象制御弁の開度と、の差である第2開度差の絶対値が第2開度以上である場合、同第3判定対象制御弁が異常である旨の判定を行うように構成され、
     前記第3判定手段は、
     前記第3判定対象制御弁が異常でないと判定されたとき、前記過給圧を第3の値として取得し、同第3の値を取得した時点以降の第3時点にて前記第4判定対象制御弁が異常であるか否かを判定するために同第4判定対象制御弁の開度を変更させる第2開度変更指示信号が前記第4指示信号として前記第4制御手段から同第4判定対象制御弁に送出されるように同第4制御手段に指示を与え、同第3時点から第2時間が経過した後の第4時点における前記過給圧を第4の値として取得し、前記第4の値と前記第3の値との差である過給圧変化量の絶対値が所定の第2閾値変化量よりも小さい場合、前記第4判定対象制御弁が異常である旨の判定を行うように構成された
     制御弁異常判定装置。
  7. 請求の範囲6に記載の内燃機関の制御弁異常判定装置において、
     前記第3判定手段は、
     前記過給圧変化量の絶対値が前記第2閾値変化量よりも小さい場合に前記第4判定対象制御弁が異常である旨の予備判定を行うとともに、前記機関が始動されてから停止されるまでの期間において前記予備判定を第2閾値回数以上行ったとき、前記第4判定対象制御弁が異常である旨の判定を行うように構成された制御弁異常判定装置。
  8. 請求の範囲6又は請求の範囲7に記載の内燃機関の制御弁異常判定装置において、
     前記第3判定手段は、
     少なくとも前記機関に対する要求トルクが所定の閾値トルク以下である減速状態にて前記機関が運転されているときに前記第2開度変更指示信号が前記第4制御手段から前記第4判定対象制御弁に送出されるように同第4制御手段に指示を与えるように構成された制御弁異常判定装置。
  9. 請求の範囲1乃至請求の範囲8の何れか一項に記載の内燃機関の制御弁異常判定装置において、
     前記異常判定手段は、
     前記複数の制御弁のうちの一の制御弁が異常である旨の判定を行った場合、同複数の制御弁のうちの前記一の制御弁とは異なる他の制御弁は正常である旨の推定を行うように構成された制御弁異常判定装置。
  10. 請求の範囲1乃至請求の範囲9の何れか一項に記載の内燃機関の制御弁異常判定装置において、
     前記第1制御弁群に属する制御弁の一又は複数の制御弁はバタフライ弁である制御弁異常判定装置。
  11. 請求の範囲1乃至請求の範囲10の何れか一項に記載の内燃機関の制御弁異常判定装置において、
     前記第1制御弁群に一のみの制御弁が属する制御弁異常判定装置。
  12. 請求の範囲1乃至請求の範囲11の何れか一項に記載の内燃機関の制御弁異常判定装置において、
     前記第1制御弁群に属する制御弁の一又は複数は前記排気通路に配設される制御弁異常判定装置。
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