JP2019019771A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】排気ターボ過給機が付帯した内燃機関の破損をより確実に予防する。【解決手段】排気通路上に配置したタービンにより吸気通路上に配置したコンプレッサを駆動する排気ターボ過給機が付帯した内燃機関を制御するものであって、吸気通路を気筒に向かって流通する吸気の過給圧が設定値を超えたときにその過給圧を抑制するための所定の制御を実施し、また、吸気の過給圧が判定値を超えた時間の長さまたは回数が閾値を超えたときに内燃機関の損傷を防止するためのフェイルセーフ制御を実施することとし、イグニッションキーまたはスイッチがＯＮに操作されて内燃機関を始動してからイグニッションキーまたはスイッチがＯＦＦに操作されて内燃機関を停止するまでの一トリップの期間中に前記フェイルセーフ制御を実施した場合には、次回のトリップにおける前記閾値を今回のトリップにおける前記閾値よりも低い値に設定する内燃機関の制御装置を構成した。【選択図】図２

Description

本発明は、排気ターボ過給機が付帯した内燃機関を制御する制御装置に関する。

内燃機関の気筒から排出される排気ガスの持つエネルギを利用して排気タービン（タービンホイール）を回転させ、その回転をコンプレッサのインペラ（コンプレッサホイール）に伝達し、吸入空気を加圧圧縮（過給）して気筒へと送り込む排気ターボ過給機が周知である。

吸気通路を気筒に向かって流通する吸気の圧力、即ち過給圧が過大化すると、排気ターボ過給機を含む内燃機関の部位の破損を招くおそれがある。そのような破損を回避するべく、従来より、過給圧がある設定値を超えたときに、気筒に対する燃料噴射を一時中断する燃料カットを実行し、過給圧の過大化を回避することが行われている（例えば、下記特許文献を参照）。

近時の内燃機関では、効率及び燃費性能の良化を目論み、運転中の目標過給圧が高められている。このため、目標過給圧と内燃機関に損傷を与え得る過給圧との差、換言すれば安全余裕が小さくなっている。それとともに、目標過給圧と、燃料カットの実行条件である設定値との差分も縮小している。

従って、過給圧が上昇しやすい個体では、過給圧が高頻度で設定値を超越してしまい、頻繁に燃料カットを繰り返す懸念があった。断続的な燃料カットは、内燃機関の出力するエンジントルクの乱れ、そしてドライバビリティの低下に繋がる。

さらには、過給圧が設定値を上回ったことを条件として燃料カットを実行するとしても、過給圧がオーバーシュートして内燃機関の破損のリスクを生じさせる大きさまで増大する可能性を排除することはできない。

特開平０８−０６１１０４号公報

本発明は、排気ターボ過給機が付帯した内燃機関の破損をより確実に予防することを所期の目的としている。

本発明では、排気通路上に配置したタービンにより吸気通路上に配置したコンプレッサを駆動する排気ターボ過給機が付帯した内燃機関を制御するものであって、吸気通路を気筒に向かって流通する吸気の過給圧が設定値を超えたときにその過給圧を抑制するための所定の制御を実施し、また、吸気の過給圧が判定値を超えた時間の長さまたは回数が閾値を超えたときに内燃機関の損傷を防止するためのフェイルセーフ制御を実施することとし、イグニッションキーまたはスイッチがＯＮに操作されて内燃機関を始動してからイグニッションキーまたはスイッチがＯＦＦに操作されて内燃機関を停止するまでの一トリップの期間中に前記フェイルセーフ制御を実施した場合には、次回のトリップにおける前記閾値を今回のトリップにおける前記閾値よりも低い値に設定する内燃機関の制御装置を構成した。

より具体的には、前記フェイルセーフ制御として、目標過給圧を平時よりも引き下げ、燃料噴射量を平時よりも増量し、吸気バルブまたは排気バルブの開閉タイミングを変更して気筒に充填される新気量を平時よりも減少させ、または前記設定値を平時よりも低い値に設定し、しかる後にスロットルバルブの開度を平時よりも縮小する制御を実施することが好ましい。

本発明によれば、排気ターボ過給機が付帯した内燃機関の破損をより確実に予防することができる。

本発明の一実施形態における車両用内燃機関及び制御装置の概略構成を示す図。 同実施形態の制御装置が制御する内燃機関の運転領域と目標過給圧、設定値、及び内燃機関に損傷を与え得る過給圧との関係を模式的に示す図。

本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１に、本実施形態における車両用内燃機関の概要を示す。本実施形態の内燃機関は、火花点火式の４ストロークガソリンエンジンであり、複数の気筒１（図１には、そのうち一つを図示している）を具備している。各気筒１の吸気ポート近傍には、燃料を噴射するインジェクタ１１を設けている。また、各気筒１の燃焼室の天井部に、点火プラグ１２を取り付けてある。点火プラグ１２は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を起こすものである。点火コイルは、半導体スイッチング素子であるイグナイタとともに、コイルケースに一体的に内蔵される。

吸気を供給するための吸気通路３は、外部から空気を取り入れて各気筒１の吸気ポートへと導く。吸気通路３上には、エアクリーナ３１、排気ターボ過給機５のコンプレッサ５１、インタクーラ３５、吸気絞り用のバルブである電子スロットルバルブ３２、サージタンク３３、吸気マニホルド３４を、上流からこの順序に配置している。

排気を排出するための排気通路４は、気筒１内で燃料を燃焼させた結果発生する排気を各気筒１の排気ポートから外部へと導く。この排気通路４上には、排気マニホルド４２、排気ターボ過給機５の排気タービン５２及び排気浄化用の三元触媒４１を配置している。加えて、タービン５２を迂回する排気バイパス通路４３、及びこのバイパス通路４３の入口を開閉するバイパス弁であるウェイストゲートバルブ４４を設けてある。

排気ターボ過給機５は、排気タービン５２とコンプレッサのインペラ５１とをシャフト５３を介して同軸で連結し連動するように構成したものである。そして、タービン５２及びインペラ５１を排気のエネルギを利用して回転駆動し、その回転力を以てコンプレッサにポンプ作用を営ませることにより、吸入空気を加圧圧縮（過給）して気筒１に送り込む。

ウェイストゲートバルブ４４は、排気通路４におけるタービン５２の上流側と下流側とを接続するバイパス４３を開通させることで、吸気通路３を流通する吸気の過給圧が過剰に大きくならないように抑制する役割を担う。また、ウェイストゲートバルブ４４の開閉操作を通じて、過給圧を目標過給圧に追従させるフィードバック制御を実行することもあり得る。ウェイストゲートバルブ４４は、ダイアフラム式のアクチュエータ６により駆動する。

アクチュエータ６は、ダイアフラム６０により隔てられたダイアフラム室６１及び定圧室６２を有し、ダイアフラム室６１と定圧室６２との差圧を利用してダイアフラム６０を変位させる。ダイアフラム６０とウェイストゲートバルブ４４とは、バルブロッド６３を介して連結している。ダイアフラム室６１と定圧室６２との差圧が所定のセット圧を超えると、ダイアフラム６０及びバルブロッド６３が、スプリング６４の弾性付勢力に抗して、ダイアフラム室６１側から定圧室６２側に向かって変位する。結果、バイパス通路４３を閉鎖していたウェイストゲートバルブ４４が駆動されて、バイパス通路４３が開放される。これに対し、ダイアフラム室６１と定圧室６２との差圧がセット圧以下であるときには、スプリング６４の弾性付勢力によりダイアフラム６０及びバルブロッド６３が元の位置に復帰し、ウェイストゲートバルブ４４が完全に閉じて、バイパス通路４３が閉鎖される。

アクチュエータ６のダイアフラム室６１には、吸気通路３におけるコンプレッサ５１の下流側かつスロットルバルブ３２の上流側の部位の吸気の圧力、つまりは過給圧を導入する。そのために、ダイアフラム室６１と吸気通路３の当該部位とを連通させる過給圧導入流路７１と、過給圧導入流路７１及びダイアフラム室６１を大気に開放する圧抜流路７２と、圧抜流路７２を開閉する調整バルブ（Ｖａｃｕｕｍ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ Ｖａｌｖｅ）７３とを設けている。

ＶＳＶ７３は、制御信号ｌを受けてその開度を変化させるソレノイドバルブ等の既知の流量制御弁である。ＶＳＶ７３の開度を操作すれば、吸気通路３から過給圧導入流路７１に流入する過給気の一部を圧抜流路７２経由で大気に逃がし、ダイアフラム室６１の圧力の大きさを制御することができる。アクチュエータ６の定圧室６２には、通常、大気圧を導入する。

排気ガス再循環（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置２は、いわゆる高圧ループＥＧＲを実現するものであり、排気通路４における排気タービン５２の上流側の所定箇所（排気マニホルド４２であることがある）と吸気通路３におけるインタクーラ３５及びスロットルバルブ３２の下流側の所定箇所（サージタンク３３であることがある）とを連通させる外部ＥＧＲ通路２１と、ＥＧＲ通路２１上に設けたＥＧＲクーラ２２と、ＥＧＲ通路２１を開閉し当該ＥＧＲ通路２１を流れるＥＧＲガスの流量を制御するＥＧＲバルブ２３とを要素とする。

内燃機関の各気筒１の吸気バルブの開閉タイミングを可変制御する可変バルブタイミング（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｖａｌｖｅ Ｔｉｍｉｎｇ）機構８は、吸気バルブを駆動するカムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相を液圧（潤滑油圧）によって変化させるベーン式のものや、電動機によって変化させる電動式のもの（モータドライブＶＶＴ）である。周知の通り、カムシャフトは、内燃機関の出力軸であるクランクシャフトから回転駆動力の供給を受け、クランクシャフトに従動して回転する。クランクシャフトとカムシャフトとの間には、回転駆動力を伝達するための巻掛伝動装置（図示せず）が介在している。巻掛伝動装置は、クランクシャフト側に設けたクランクスプロケット（または、プーリ）と、カムシャフト側に設けたカムスプロケット（または、プーリ）と、これらスプロケット（または、プーリ）に巻き掛けるタイミングチェーン（または、タイミングベルト）とを要素とする。ＶＶＴ機構８は、カムシャフトをカムスプロケットに対し相対的に回動させることを通じて、カムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相を変化させ、以て吸気バルブの開閉タイミングを変更する。

同様に、各気筒１の排気バルブの開閉タイミングを可変制御するＶＶＴ機構は、排気バルブを駆動するカムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相を液圧や電動機によって変化させるものである。尤も、このＶＶＴ機構は存在しないことがあり、その場合、排気バルブの開閉タイミングは不変である。

本実施形態の内燃機関の制御装置たるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）０は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。

ＥＣＵ０の入力インタフェースには、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号ａ、クランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するクランク角センサ（エンジン回転センサ）から出力されるクランク角信号ｂ、アクセルペダルの踏込量またはスロットルバルブ３２の開度をアクセル開度（いわば、内燃機関に対する要求負荷率）として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号ｃ、ブレーキペダルの踏込量を検出するセンサから出力されるブレーキ踏量信号ｄ、吸気通路３（特に、サージタンク３３）内の吸気温及び吸気圧（過給圧）を検出する吸気温・吸気圧センサから出力される吸気温・吸気圧信号ｅ、内燃機関の温度を示唆する冷却水温を検出する水温センサから出力される冷却水温信号ｆ、吸気カムシャフト及び／または排気カムシャフトの複数のカム角にてカム角センサから出力されるカム角信号ｇ、大気圧を検出する大気圧センサから出力される大気圧信号ｈ等が入力される。

ＥＣＵ０の出力インタフェースからは、点火プラグ１２のイグナイタに対して点火信号ｉ、インジェクタ１１に対して燃料噴射信号ｊ、スロットルバルブ３２に対して開度操作信号ｋ、ＥＧＲバルブ２３に対して開度操作信号ｌ、ＶＳＶ７３に対して開度操作信号ｍ、ＶＶＴ機構８に対して吸気バルブ及び／または排気バルブの開閉タイミングの制御信号ｎ等を出力する。

ＥＣＵ０のプロセッサは、予めメモリに格納されているプログラムを解釈、実行し、運転パラメータを演算して内燃機関の運転を制御する。ＥＣＵ０は、内燃機関の運転制御に必要な各種情報ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈを入力インタフェースを介して取得し、エンジン回転数を知得するとともに気筒１に充填される吸気量（新気量）を推算する。しかして、それらエンジン回転数及び吸気量等に基づき、要求される燃料噴射量、燃料噴射タイミング（一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む）、燃料噴射圧、点火タイミング、要求ＥＧＲ率（または、ＥＧＲガス量）、吸気バルブ及び／または排気バルブの開閉タイミング等といった各種運転パラメータを決定する。ＥＣＵ０は、運転パラメータに対応した各種制御信号ｉ、ｊ、ｋ、ｌ、ｍ、ｎを出力インタフェースを介して印加する。

本実施形態のＥＣＵ０は、吸気通路３を流通する吸気の過給圧が目標過給圧の近傍の大きさとなるように制御する。原則として、目標過給圧は、現在の内燃機関の運転領域［エンジン回転数，アクセル開度］等に応じて設定する。なお、ＥＣＵ０は、吸気圧信号ｅを参照して知得される過給圧と目標過給圧との偏差を求め、その偏差を縮小する方向にウェイストゲートバルブ４４を開閉するべく、ＶＳＶ７３の開度を操作するフィードバック制御を実行することがある。

そして、ＥＣＵ０は、吸気圧信号ｅを参照して知得される吸気の過給圧が、目標過給圧よりも高い所要の設定値を超えたときに、過給圧を設定値未満に抑制するための所定の制御を実施する。具体的には、インジェクタ１１から気筒１に対する燃料噴射を一時中断する燃料カットを実行したり、過給圧が設定値を超えていない平常時と比較して燃料噴射量を減量したり（併せて、スロットルバルブ３２の開度を平常時よりも縮小して気筒１に充填される新気量を減量することがある）、内燃機関が備える複数の気筒１のうちの一部に対して燃料を噴射せず当該気筒１での燃焼を間引いたりすることで、排気ターボ過給機５による吸気の圧縮の仕事量を減らし、以て過給圧を低下させる。上記の設定値もまた、現在の内燃機関の運転領域等に応じて設定する。この設定値は、排気ターボ過給機５を含む内燃機関の部位を破損させるおそれのある大きさの過給圧よりも低い値とすることは言うまでもない。

とは言え、上述した制御のみによって、過給圧の過大化を完全に防止することはできない。近時の内燃機関では、運転中の目標過給圧が高められており、その目標過給圧と内燃機関に損傷を与え得る過給圧との差、換言すれば安全余裕が小さくなっている。それとともに、目標過給圧と、上記の設定値との差分も縮小している。従って、過給圧が設定値を上回ったことを条件として上述の制御を実施したとしても、過給圧がオーバーシュートして内燃機関の破損のリスクを生じさせる大きさまで増大する可能性がある。

図２に、目標過給圧、設定値、及び内燃機関に損傷を与え得る過給圧の関係を模式的に例示している。図２中、実線が目標過給圧を、破線が設定値を、鎖線が内燃機関に損傷を与え得る過給圧を、それぞれ表している。また、吸気の過給圧が太い鎖線を上回ると、高い確率で内燃機関が損傷する。一方で、過給圧が太い鎖線を上回らずとも、細い鎖線を上回っている状態が長時間に亘って続くと、内燃機関が損傷するリスクが増す。内燃機関の破損を予防するためには、確実に過給圧を細い鎖線を下回る大きさに抑制することが求められる。

そこで、本実施形態のＥＣＵ０は、一定時間に対する吸気の過給圧が判定値を超えている時間の比が閾値を超えたときに、内燃機関の損傷を防止するためのフェイルセーフ制御を実施することとしている。例えば、イグニッションキーまたはスイッチがＯＮに操作されて内燃機関を始動してからイグニッションキーまたはスイッチがＯＦＦに操作されて内燃機関を停止するまでの一回のトリップの期間において、６０秒中１５秒以上の割合で過給圧が判定値を超えていたという条件が成立したならば、以後、同トリップの間、フェイルセーフ制御を継続的に実施する。ここに言う判定値は、上記の設定値に等しい値としてもよく、設定値よりも高い値としてもよい。フェイルセーフ制御の内容の具体例を、以下に列挙する：
（ｉ）目標過給圧を、フェイルセーフ制御を実施していない平時と比較して引き下げる。特に、フェイルセーフ制御を実施している間、ウェイストゲートバルブ４４の開度ができる限り拡大するように、ＶＳＶ７３を操作する。これにより、排気ターボ過給機５による仕事が小さくなり、吸気通路３を流れる吸気の過給圧が低下して、排気ターボ過給機５を含む内燃機関の損傷のリスクが低減する。
（ii）インジェクタ１１からの燃料噴射量を、平時と比較して増加させる。燃料噴射量の増量補正は、燃料の気化熱（潜熱）による気筒１の燃焼室内温度の低下をもたらす。これにより、気筒１内でノッキングやプレイグニッションといった異常燃焼が起こる可能性が小さくなる。また、排気のもつ熱エネルギ量が減少し、排気ターボ過給機５による仕事が小さくなり、吸気通路３を流れる吸気の過給圧が低下して、排気ターボ過給機５を含む内燃機関の損傷のリスクが低減する。
（iii）点火プラグ１２による気筒１に充填された混合気への火花点火のタイミングを、平時と比較して遅らせる。点火タイミングの遅角補正により、気筒１内でノッキングが起こる可能性が小さくなり、内燃機関の損傷のリスクが低減する。
（iv）ＶＶＴ機構８による吸気バルブタイミング及び／または排気バルブタイミングの操作を通じて、気筒１に充填される新気量を、平時と比較して減少させる。例えば、吸気バルブの開弁タイミングまたは閉弁タイミングを遅らせたり、吸気バルブと排気バルブとがともに開くバルブオーバーラップ期間を延長したりする。バルブオーバーラップ量が大きくなると、気筒１から排気通路４に排出されず気筒１内に残留する排気ガスである内部ＥＧＲガスの量が増し、その分気筒１に充填される新気量が減る。ＥＣＵ０は、新気量の減少とともに、インジェクタ１１からの燃料噴射量をも減少させる。これにより、排気のもつ熱エネルギ量が減少し、排気ターボ過給機５による仕事が小さくなり、吸気通路３を流れる吸気の過給圧が低下して、排気ターボ過給機５を含む内燃機関の損傷のリスクが低減する。
（ｖ）燃料カット等の実行条件である、吸気の過給圧と比較するべき設定値を、平時と比較して引き下げる。設定値がより低い値となることで、過給圧が当該設定値を上回ることが多くなり、燃料カットの実行機会が増加して、吸気通路３を流れる吸気の過給圧が低下、排気ターボ過給機５を含む内燃機関の損傷のリスクが低減する。
（vi）上掲の（ｉ）、（ii）、（iv）または（ｖ）のうち何れか少なくとも一つを実行した後、スロットルバルブ３２の開度を、平時と比較して縮小する。ＥＣＵ０は、気筒１に充填される吸気量の新気量の減少とともに、インジェクタ１１からの燃料噴射量をも減少させる。これにより、排気のもつ熱エネルギ量が減少し、排気ターボ過給機５による仕事が小さくなり、吸気通路３を流れる吸気の過給圧がさらに低下して、排気ターボ過給機５を含む内燃機関の損傷のリスクが低減する。

ＥＣＵ０は、フェイルセーフ制御において、上掲の（ｉ）ないし（vi）のうちの少なくとも一つを実行する。なお、（vi）のスロットルバルブ３２の開度の縮小は、吸気通路３を気筒１に向かって流れる吸気の過給圧がある程度以上低下するのを待ってから行う必要がある。過給圧が高い状態でスロットルバルブ３２を絞ると、吸気通路３におけるスロットルバルブ３２の上流側の圧力が過大化して、却って排気ターボ過給機５や吸気通路の破損を招きかねないからである。

既に述べた通り、ＥＣＵ０は、フェイルセーフ制御の実施条件が成立したとき、以後、同トリップ中において、つまりはイグニッションキーまたはスイッチがＯＦＦに操作されて内燃機関を停止するまで、フェイルセーフ制御を続行する。また、当該トリップ中にフェイルセーフ制御の実施条件が成立し、フェイルセーフ制御を実施した事実を示す情報を、メモリに記憶する。この情報は、イグニッションキーまたはスイッチがＯＦＦに操作されても消去せず、イグニッションキーまたはスイッチが再びＯＮに操作された後も保持し続ける。一方で、フェイルセーフ制御自体は、後述する第四段階を除き、イグニッションキーまたはスイッチがＯＦＦに操作されてトリップが終了することで終了し、次回のトリップの開始当初はフェイルセーフ制御を実施しない。

その上で、本実施形態のＥＣＵ０は、今回のトリップ中にフェイルセーフ制御を実施した場合、次回のトリップにおけるフェイルセーフ制御の実施条件の閾値を、今回のトリップにおける閾値よりも低い値に設定する。具体的に述べると、
（第一段階）前回以前のトリップ中にフェイルセーフ制御を実施した旨の情報をメモリに記憶保持していない状態では、６０秒中１５秒以上の割合で過給圧が判定値を超えたことを、フェイルセーフ制御の実施条件とする。即ち、第一段階の実施条件の閾値を「６０秒中の１５秒」に設定する。この第一段階の実施条件が成立してフェイルセーフ制御を実施した場合には、その旨の情報をＥＣＵ０のメモリに記憶し、次回以降のトリップにおいて参照する。
（第二段階）前回以前のトリップ中に第一段階の実施条件が成立してフェイルセーフ制御を実施した旨の情報をメモリに記憶保持している状態では、６０秒中５秒以上の割合で過給圧が判定値を超えたことを、フェイルセーフ制御の実施条件とする。即ち、第二段階の実施条件の閾値を「６０秒中の５秒」に設定する。この閾値は、第一段階の実施条件の閾値よりも低い。この第二段階の実施条件が成立してフェイルセーフ制御を実施した場合には、その旨の情報をＥＣＵ０のメモリに記憶し、次回以降のトリップにおいて参照する。
（第三段階）前回以前のトリップ中に第二段階の実施条件が成立してフェイルセーフ制御を実施した旨の情報をメモリに記憶保持している状態では、過給圧が判定値（燃料カットの実行条件の設定値に等しいことがある）を超えたことを、フェイルセーフ制御の実施条件とする。即ち、第三段階の実施条件の閾値を「６０秒中のＮ秒（Ｎは、０でない僅少の正数）」に設定する。この閾値は、第二段階の実施条件の閾値よりも低い。この第三段階の実施条件が成立してフェイルセーフ制御を実施した場合には、その旨の情報をＥＣＵ０のメモリに記憶し、次回以降のトリップにおいて参照する。
（第四段階）前回以前のトリップ中に第三段階の実施条件が成立してフェイルセーフ制御を実施した旨の情報をメモリに記憶保持している状態では、トリップの開始から、つまりイグニッションキーまたはスイッチがＯＮに操作されて内燃機関を始動してから、直ちにフェイルセーフ制御を実施する。

このようにして、ＥＣＵ０は、過去のトリップ中にフェイルセーフ制御を実施した履歴が存在する場合に、フェイルセーフ制御の実施条件の閾値を引き下げ、フェイルセーフ制御を実施しやすくする。これにより、吸気の過給圧が高まりやすい個体において、過給圧の過大化を確実に抑止し、内燃機関の損傷を予防することができる。

なお、ＥＣＵ０がメモリに記憶している、前回以前のトリップ中に第一段階、第二段階または第三段階の実施条件が成立してフェイルセーフ制御を実施した旨の情報は、所定回数（一回または連続した複数回）のトリップに亘ってフェイルセーフ制御の実施条件が成立しなかった（フェイルセーフ制御を実施しなかった）場合に、メモリから消去することとしてもよい。

本実施形態では、排気通路４上に配置したタービン５２により吸気通路３上に配置したコンプレッサ５１を駆動する排気ターボ過給機５が付帯した内燃機関を制御するものであって、吸気通路３を気筒１に向かって流通する吸気の過給圧が設定値を超えたときにその過給圧を抑制するための燃料カット等の所定の制御を実施し、また、一定時間に対する吸気の過給圧が判定値を超えている時間の比が閾値を超えたときに内燃機関の損傷を防止するためのフェイルセーフ制御を実施することとし、イグニッションキーまたはスイッチがＯＮに操作されて内燃機関を始動してからイグニッションキーまたはスイッチがＯＦＦに操作されて内燃機関を停止するまでの一トリップの期間中に前記フェイルセーフ制御を実施した場合には、次回のトリップにおける前記閾値を今回のトリップにおける前記閾値よりも低い値に設定する内燃機関の制御装置０を構成した。

本実施形態によれば、内燃機関の経年劣化を含む個体差を加味して、フェイルセーフ制御の実施条件を最適化することが可能となる。従って、吸気の過給圧が上昇しやすい個体の内燃機関を搭載した車両において、当該内燃機関が全負荷（Ｗｉｄｅ Ｏｐｅｎ Ｔｈｒｏｔｔｌｅ）またはこれに近い高負荷で運転され続けたとしても、内燃機関の破損を確実に防止することができる。加えて、過給圧の抑制のために燃料カットを実行する頻度が減少することから、エンジントルクの乱れが少なくなり、ドライバビリティを高く保つことができる。ひいては、内燃機関の出力性能と耐久性との両立を図り得る。

また、偶発的な理由によりたまたま吸気の過給圧が判定値を超えてしまったようなケースでは、上述の第四段階までは遷移しないため、不必要にフェイルセーフ制御を実施して内燃機関の性能を不当に低下させることがない。

本実施形態のＥＣＵ０は、前記フェイルセーフ制御として、目標過給圧を平時よりも引き下げ、燃料噴射量を平時よりも増量し、吸気バルブまたは排気バルブの開閉タイミングを変更して気筒１に充填される新気量を平時よりも減少させ、または前記設定値を平時よりも低い値に設定し、しかる後にスロットルバルブ３２の開度を平時よりも縮小する。これにより、吸気の過給圧が大きいにもかかわらずスロットルバルブ３２の開度を絞ってしまうことが避けられる。

なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態では、６０秒中Ｘ秒以上の割合で吸気の過給圧が判定値を超えたことを、フェイルセーフ制御の実施条件としていた。これに代えて、一トリップ中に吸気の過給圧が判定値を超えた回数がＸ回を超えたときにフェイルセーフ制御を実施することとし、今回のトリップ中にフェイルセーフ制御を実施した場合には、次回のトリップにおけるフェイルセーフ制御の実施条件の閾値Ｘを今回のトリップにおける当該閾値Ｘよりも低い値に設定するようにしても、所期の目的を達成することができる。

上記実施形態の内燃機関では、ウェイストゲートバルブ４４をダイアフラム式のアクチュエータ６により開閉駆動していたが、ウェイストゲートバルブとして、電動機（例えば、ＤＣサーボモータ）により駆動される電動ウェイストゲートバルブを採用することも当然に可能である。

加えて、内燃機関の各気筒１の吸気バルブ及び／または排気バルブの開閉タイミングを変化させるためのＶＶＴ機構８の具体的態様も任意であり、一意に限定されない。吸気カムシャフト及び／または排気カムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相を進角／遅角させるもの以外にも、吸気バルブ及び／または排気バルブを開弁駆動するカムを複数用意しておきそれらカムを適宜使い分けるもの、ロッカーアームのレバー比を電動機を介して変化させるもの、バルブを電磁ソレノイドバルブとしたもの等が知られており、それら種々の機構の中から選択して採用することが許される。

その他、各部の具体的構成は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

本発明は、車両に搭載される内燃機関の制御に適用することができる。

０…制御装置（ＥＣＵ）
１…気筒
３…吸気通路
３２…スロットルバルブ
４…排気通路
４３…バイパス通路
４４…ウェイストゲートバルブ
５…排気ターボ過給機
５１…コンプレッサ
５２…タービン
６…アクチュエータ
６０…ダイアフラム
６１…ダイアフラム室
６２…定圧室
７１…過給圧導入流路
７２…圧抜流路
７３…調整バルブ（ＶＳＶ）
８…可変バルブタイミング（ＶＶＴ）機構

Claims (2)

1. 排気通路上に配置したタービンにより吸気通路上に配置したコンプレッサを駆動する排気ターボ過給機が付帯した内燃機関を制御するものであって、
   吸気通路を気筒に向かって流通する吸気の過給圧が設定値を超えたときにその過給圧を抑制するための所定の制御を実施し、
   また、吸気の過給圧が判定値を超えた時間の長さまたは回数が閾値を超えたときに内燃機関の損傷を防止するためのフェイルセーフ制御を実施することとし、
   イグニッションキーまたはスイッチがＯＮに操作されて内燃機関を始動してからイグニッションキーまたはスイッチがＯＦＦに操作されて内燃機関を停止するまでの一トリップの期間中に前記フェイルセーフ制御を実施した場合には、次回のトリップにおける前記閾値を今回のトリップにおける前記閾値よりも低い値に設定する内燃機関の制御装置。
2. 前記フェイルセーフ制御として、
   目標過給圧を平時よりも引き下げ、燃料噴射量を平時よりも増量し、吸気バルブまたは排気バルブの開閉タイミングを変更して気筒に充填される新気量を平時よりも減少させ、または前記設定値を平時よりも低い値に設定し、
   しかる後にスロットルバルブの開度を平時よりも縮小する請求項１記載の内燃機関の制御装置。

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