特許 7524887 エンジン制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-22

(45)【発行日】2024-07-30

(54)【発明の名称】エンジン制御装置

(51)【国際特許分類】

   F02B 39/16 20060101AFI20240723BHJP

   F02B 37/18 20060101ALI20240723BHJP

   F02D 43/00 20060101ALI20240723BHJP

   F02D 45/00 20060101ALI20240723BHJP

   F01N 3/20 20060101ALI20240723BHJP

   F01N 3/22 20060101ALI20240723BHJP

   F01N 3/24 20060101ALI20240723BHJP

   B60W 10/06 20060101ALI20240723BHJP

   B60W 20/10 20160101ALI20240723BHJP

   B60W 20/16 20160101ALI20240723BHJP

   B60W 20/50 20160101ALI20240723BHJP

【ＦＩ】

F02B39/16 F

F02B37/18 D

F02D43/00 301K

F02D43/00 301R

F02D45/00 366

F02D45/00 360Z

F01N3/20 D

F01N3/22 311B

F01N3/24 T

F01N3/22 311F

B60W10/06 900

B60W20/10 ZHV

B60W20/16

B60W20/50

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021206380

(22)【出願日】2021-12-20

(65)【公開番号】P2023091575

(43)【公開日】2023-06-30

【審査請求日】2023-11-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】片山 章弘

【審査官】櫻田 正紀

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１９２８４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１２７９３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１４３６６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０７４３８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１７２４７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／００４９０９３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－０７４０１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１０６７８７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｂ ３９／１６

Ｆ０２Ｂ ３７／１８

Ｆ０２Ｄ ４３／００

Ｆ０２Ｄ ４５／００

Ｆ０１Ｎ ３／２０

Ｆ０１Ｎ ３／２２

Ｆ０１Ｎ ３／２４

Ｂ６０Ｗ １０／０６

Ｂ６０Ｗ ２０／１０

Ｂ６０Ｗ ２０／１６

Ｂ６０Ｗ ２０／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

混合気の燃焼が行われる燃焼室と、前記燃焼室への吸気の導入路である吸気通路と、前記燃焼室からの排気の排出路である排気通路と、前記排気通路に設けられたタービン及び前記吸気通路に設置されたコンプレッサを有するターボチャージャと、前記排気通路における前記タービンよりも上流側の部分において同排気通路から分岐するとともに同排気通路における前記タービンよりも下流側の部分において同排気通路に合流するバイパス通路と、前記バイパス通路を開閉するウェイストゲートバルブと、前記排気通路における前記バイパス通路の合流位置よりも下流側の部分に設置された排気浄化用の触媒装置と、前記吸気通路における前記コンプレッサよりも下流側の部分の前記吸気の圧力を検出する吸気圧センサと、を備えるエンジンの制御を行う装置であって、
前記エンジンの冷間始動時に前記ウェイストゲートバルブを開弁して前記触媒装置の活性化を促進する触媒早期活性化制御と、
前記触媒早期活性化制御の実行中に、一定の周期での開閉の繰り返しを前記ウェイストゲートバルブに指令するとともに、その指令中の前記吸気圧センサの出力に前記一定の周期の変動成分が含まれているか否かにより前記ウェイストゲートバルブの固着の有無を診断する診断処理と、
前記診断処理の実行中に、前記エンジンの吸気量を増量する吸気増量制御と、
を実行するエンジン制御装置。

【請求項2】

前記開閉の周期と同じ周期の変動成分を前記吸気圧センサの出力から抽出するバンドパスフィルタを有しており、
前記診断処理は、前記バンドパスフィルタを適用した前記吸気圧センサの出力の振幅が既定の判定値以上であるか否かにより前記固着の有無を診断する
請求項１に記載のエンジン制御装置。

【請求項3】

前記診断処理として、前記吸気増量制御を実行していない状態で前記固着の有無を診断する第１診断処理と、前記吸気増量制御を実行した状態で前記固着の有無を診断する第２診断処理と、を有しており、かつ前記第２診断処理は、前記第１診断処理よりも後に実施される請求項１又は請求項２に記載のエンジン制御装置。

【請求項4】

当該エンジン制御装置は、前記エンジンに駆動連結された発電電動機を備えるハイブリッド車両に搭載されて前記エンジン及び前記発電電動機の双方のトルク調整を通じて前記ハイブリッド車両の駆動力を制御するものであり、
かつ前記吸気増量制御の実行中、同吸気増量制御による前記エンジンのトルクの増加分の少なくとも一部を前記発電電動機のトルク調整により吸収するトルク吸収制御を実行する
請求項１～請求項３のいずれか１項に記載のエンジン制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ターボチャージャを備えるエンジンを制御するエンジン制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ターボチャージャにおいて、タービンを迂回して排気を流すバイパス通路と、バイパス通路を開閉するウェイストゲートバルブと、を有するものがある。そして、特許文献１には、バイパス通路及びウェイストゲートバルブを有するターボチャージャを備えるエンジンの制御を行うエンジン制御装置が記載されている。同文献に記載のエンジン制御装置は、エンジンの冷間始動時に、ウェイストゲートバルブを開弁することで、触媒装置が活性化する時期を早める触媒早期活性化制御を行っている。ウェイストゲートバルブを開弁すると、触媒装置の排気当たりが同装置の一部に集中する。そのため、触媒装置全体に均等に排気が吹き付けられる場合よりも、触媒が活性化した部分が形成される時期が早くなる。よって、触媒早期活性化制御を実行することで触媒装置が排気浄化を開始する時期を早められる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－１４５９１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、エンジンの停止中にウェイストゲートバルブが固着することがある。こうした固着が生じると、開弁を指令してもウェイストゲートバルブが開かないため、上記触媒早期活性化制御を適切に実行できなくなる。そのため、触媒早期活性化制御の実行に際しては、ウェイストゲートバルブが固着していないことを予め確認しておくことが望ましい。そこで、触媒早期活性化制御の開始前に、ウェイストゲートバルブの固着の有無を診断することが考えられる。しかしながら、そうした場合には、診断に要する時間の分、触媒早期活性化制御の開始が、ひいては触媒装置が排気浄化を開始する時期が遅れてしまう。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決するエンジン制御装置は、混合気の燃焼が行われる燃焼室と、燃焼室への吸気の導入路である吸気通路と、燃焼室からの排気の排出路である排気通路と、排気通路に設けられたタービン及び吸気通路に設置されたコンプレッサを有するターボチャージャと、排気通路におけるタービンよりも上流側の部分において同排気通路から分岐するとともに同排気通路におけるタービンよりも下流側の部分において同排気通路に合流するバイパス通路と、バイパス通路を開閉するウェイストゲートバルブと、排気通路におけるバイパス通路の合流位置よりも下流側の部分に設置された排気浄化用の触媒装置と、吸気通路におけるコンプレッサよりも下流側の部分の吸気の圧力を検出する吸気圧センサと、を備えるエンジンの制御を行う装置である。そして、同エンジン制御装置は、エンジンの冷間始動時にウェイストゲートバルブを開弁して触媒装置の活性化を促進する触媒早期活性化制御と、触媒早期活性化制御の実行中に、一定の周期での開閉の繰り返しをウェイストゲートバルブに指令するとともに、その指令中の吸気圧センサの出力に上記一定の周期の変動成分が含まれているか否かによりウェイストゲートバルブの固着の有無を診断する診断処理と、を実行する。

【0006】

上記エンジン制御装置は、エンジンの冷間始動時にウェイストゲートバルブを開弁して触媒装置の活性化を促進する触媒早期活性化制御を実行する。ウェイストゲートバルブを開弁すると、触媒装置への排気の吹き付けが同装置の一部に集中する。そのため、触媒装置全体に均等に排気が吹き付けられる場合よりも、触媒が活性化した部分が形成される時期が早くなる。

【0007】

そして、上記エンジン制御装置は、触媒早期活性化制御の実行中に、ウェイストゲートバルブに対して、一定の周期での開閉の繰り返しを指令する。ウェイストゲートバルブの開度を変更すると、タービンの排気流量が変化して、コンプレッサの過給効率が変化する。そして、過給効率の変化により、吸気通路におけるコンプレッサよりも下流側の部分の吸気の圧力が変化する。よって、ウェイストゲートバルブが正常に動作しており、指令通りに開閉を繰り返している場合には、その開閉と同じ周期の吸気圧変動が発生する。これに対して、ウェイストゲートバルブが固着しており、指令通りに開閉を繰り返していない場合には、開閉と同じ周期の吸気圧変動が生じない。そのため、上記開閉の繰り返しの指令中の吸気圧センサの出力に、上記開閉と同じ周期の変動成分が含まれているか否かによって、ウェイストゲートバルブの固着の有無を診断できる。

【0008】

固着診断中、触媒早期活性化制御において触媒の活性化を促進する部位への排気の吹き付けが中断されると、触媒の活性化が遅れてしまう。その点、上記エンジン制御装置では、ウェイストゲートバルブの開閉を繰り返しながら固着診断を行っている。そのため、固着診断中も、触媒活性化の促進部位への排気の吹き付けが完全に途絶えることがない。そのため、上記診断処理の実行中も、触媒早期活性化制御を継続できる。

【0009】

なお、上記エンジン制御装置での固着の有無の診断は、例えば次の態様で行える。エンジン制御装置を、上記開閉の周期と同じ周期の変動成分を吸気圧センサの出力から抽出するバンドパスフィルタを有する構成とする。そして、診断処理を、バンドパスフィルタを適用した吸気圧センサの出力の振幅が既定の判定値以上であるか否かにより固着の有無を診断する構成とする。

【0010】

上記エンジン制御装置を、診断処理の実行中に、燃焼室に流入する吸気量を増量する吸気増量制御を実行するように構成してもよい。吸気量を増量すれば排気の流量が増えるため、ウェイストゲートバルブが正常に開弁している場合と閉弁固着している場合との空燃比センサの排気の吹き付け量の差が大きくなる。そのため、閉弁固着の診断精度を高められる。

【0011】

また、吸気増量制御を実行する場合のエンジン制御装置を、診断処理として、吸気増量制御を実行していない状態で固着の有無を診断する第１診断処理と、吸気増量制御を実行した状態で固着の有無を診断する第２診断処理と、を有しており、かつ第２診断処理は、第１診断処理において診断結果を確定できない場合に実施されるように構成してもよい。吸気増量制御を実行した状態で診断処理を行えば、診断精度は高まるが、エンジンの燃費性能や排気性能が悪化する虞がある。そのため、まずは吸気増量制御を実行せずに診断を行い、それでは診断結果を確定できない場合には吸気増量制御を実行して診断を行うようにするとよい。

【0012】

なお、上記吸気増量制御装置を実行する場合のエンジン制御装置が、エンジンに駆動連結された発電電動機を備えるハイブリッド車両に搭載されてエンジン及び発電電動機の双方のトルク調整を通じてハイブリッド車両の駆動力を制御するように構成されていれば、吸気増量制御の実行中、同吸気増量制御によるエンジンのトルクの増加分を発電電動機のトルク調整により吸収するトルク吸収制御を実行するとよい。エンジンの吸気量を増量すると、エンジントルクが増加する。そのため、吸気増量制御と共に上記のようなトルク吸収制御を実行すれば、吸気増量制御によるエンジントルクの増加分がハイブリッド車両の駆動力にそのまま反映されないようになる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】第１実施形態のエンジン制御装置の構成を模式的に示す図である。

【図2】同エンジン制御装置が実行する触媒早期活性化制御の処理手順を示すフローチャートである。

【図3】同エンジン制御装置が適用されるエンジンにおいてウェイストゲートバルブが閉弁しているときのタービン下流側の排気の流れを示す図である。

【図4】同エンジン制御装置が適用されるエンジンにおいてウェイストゲートバルブが開弁しているときのタービン下流側の排気の流れを示す図である。

【図5】同エンジン制御装置が触媒早期活性化制御を実行しているときの、（Ａ）はウェイストゲートバルブの開度の推移を、（Ｂ）はバンドパスフィルタ適用後のインマニ圧センサの出力の推移を、それぞれ示すタイムチャートである。

【図6】第２実施形態のエンジン制御装置が診断処理を実施しているときの、（Ａ）はウェイストゲートバルブの開度の推移を、（Ｂ）は吸気量の推移を、（Ｃ）はＭＧトルクの推移を、それぞれ示すタイムチャートである。

【図7】第３実施形態のエンジン制御装置が実行する触媒早期活性化制御の処理手順を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

（第１実施形態）
以下、エンジン制御装置の第１実施形態を、図１～図５を参照して詳細に説明する。
＜エンジン制御装置の構成＞
まず、図１を参照して、本実施形態のエンジン制御装置の構成を説明する。本実施形態のエンジン制御装置が適用されるエンジン１０は、混合気の燃焼を行う燃焼室１１を備える。また、エンジン１０は、燃焼室１１への吸気の導入路である吸気通路１２と、燃焼室１１からの排気の排出路である排気通路１３と、を備えている。エンジン１０には、燃焼室１１に導入される吸気中に燃焼を噴射するインジェクタ１４と、燃焼室１１内の混合気を火花放電により着火させる点火装置１５と、が設けられている。吸気通路１２におけるコンプレッサ２１よりも下流側の部分には、スロットルバルブ１６が設置されている。スロットルバルブ１６は、開度の変更に応じて燃焼室１１に導入される吸気の量を調整する。そして、エンジン１０は、燃焼室１１での混合気の燃焼によりクランク軸１７を回転することで、車両の駆動力を発生する。

【0015】

エンジン１０は、ターボチャージャ２０を備えている。ターボチャージャ２０は、吸気通路１２に設置されたコンプレッサ２１と、排気通路１３に設置されたタービン２２と、を有している。コンプレッサ２１は、回転に応じて吸気を圧縮する羽根車である。タービン２２は、排気の流れを受けて回転する羽根車である。コンプレッサ２１とタービン２２とは、タービン軸２３を介して連結されている。これにより、コンプレッサ２１は、タービン２２の回転に連動して回転する。また、排気通路１３には、タービン２２を迂回して排気を流すための通路であるバイパス通路２４が設けられている。バイパス通路２４は、排気通路１３におけるタービン２２よりも上流側の部分において同排気通路１３から分岐している。そして、バイパス通路２４は、排気通路１３におけるタービン２２よりも下流側の部分において同排気通路１３に合流している。バイパス通路２４における排気通路１３への合流部には、バイパス通路２４を開閉するＷＧＶ（WasteGate Valve：ウェイストゲートバルブ）２５が設置されている。

【0016】

排気通路１３には、燃焼室１１で燃焼した混合気の空燃比を検出するためのセンサである空燃比センサ１８が設けられている。空燃比センサ１８は、排気通路１３におけるタービン２２よりも下流側、かつバイパス通路２４の合流位置よりも下流側の部分に設置されている。さらに、排気通路１３には、三元触媒などの排気浄化用の触媒が担持された触媒装置１９が設置されている。触媒装置１９は、排気通路１３における空燃比センサ１８よりも下流側の部分に設置されている。

【0017】

エンジン１０は、エンジン制御装置としてのＥＣＭ（エンジン制御モジュール）３０により制御されている。ＥＣＭ３０は、処理装置３１と記憶装置３２とを備えている。記憶装置３２には、エンジン制御用のプログラムやデータが記憶されている。処理装置３１は、記憶装置３２からプログラムを読み込んで実行することで、エンジン１０を制御する。ＥＣＭ３０には、エンジン１０の運転状況を検出するための各種センサの検出結果が入力されている。ＥＣＭ３０に検出結果が入力されるセンサには、上述の空燃比センサ１８の他、エアフローメータ３３、吸気温センサ３４、水温センサ３５、クランク角センサ３６、過給圧センサ３７、及びインマニ圧センサ３８が含まれる。エアフローメータ３３は、吸気通路１２を流れる吸気の流量である吸気流量ＧＡを検出するセンサである。吸気温センサ３４は、吸気通路１２に取り込まれた吸気の温度である吸気温ＴＨＡを検出するセンサである。水温センサ３５は、エンジン１０の冷却水の温度であるエンジン水温ＴＨＷを検出するセンサである。クランク角センサ３６は、クランク軸１７の回転角であるクランク角ＣＲＮＫを検出するセンサである。過給圧センサ３７は、吸気通路１２におけるコンプレッサ２１よりも下流側、かつスロットルバルブ１６よりも上流側の部分の吸気の圧力である過給圧ＰＢを検出するセンサである。インマニ圧センサ３８は、吸気通路１２におけるスロットルバルブ１６よりも下流側の部分の吸気の圧力であるインマニ圧ＰＭを検出するセンサである。ＥＣＭ３０は、これらセンサの検出結果に基づき、インジェクタ１４の燃料の噴射量及び噴射時期、点火装置１５の点火時期、スロットルバルブ１６及びＷＧＶ２５の開度等を制御している。

【0018】

＜触媒早期活性化制御＞
ＥＣＭ３０は、エンジン１０の冷間始動時に、ＷＧＶ２５を開弁して触媒装置１９の活性化を促進する触媒早期活性化制御を実行する。また、ＥＣＭ３０は、触媒早期活性化制御の実行中に、ＷＧＶ２５の閉弁固着の有無を診断する診断処理を実施している。なお、以下の説明では、バイパス通路２４を通じた排気の流通を遮断した状態となるときのＷＧＶ２５の開度を全閉開度と記載する。また、ＷＧＶ２５の開度の制御範囲の最大値となる開度を全開開度と記載する。そして、全閉開度よりも大きく、かつ全開開度よりも小さいＷＧＶ２５の開度を中間開度と記載する。

【0019】

図２に、エンジン１０の始動完了後にＥＣＭ３０が実行する触媒早期活性化制御ルーチンの処理手順を示す。本ルーチンを開始するとＥＣＭ３０はまずステップＳ１００において、触媒装置１９が未活性の状態にあるか否かを判定する。本実施形態では、この判定をエンジン始動時の吸気温ＴＨＡ及びエンジン水温ＴＨＷに基づき行っている。そして、ＥＣＭ３０は、触媒装置１９が未活性の状態にあると判定した場合（ＹＥＳ）にはステップＳ１１０に処理を進める。一方、エンジン１０の温間始動時のように、この時点で触媒装置１９が既に活性化している場合には（ＮＯ）、そのまま今回の本ルーチンの処理を終了する。

【0020】

ステップＳ１１０に処理を進めると、ＥＣＭ３０はそのステップＳ１１０において、ＷＧＶ２５の開弁を指令する。この開弁の指令は、既定開度、例えば全開開度の保持をＷＧＶ２５に指令するものである。その後、ＥＣＭ３０は、診断実行条件の成立を待って（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、ステップＳ１３０に処理を進める。診断実行条件は、例えばエンジン回転数やエンジン負荷率が安定していること、となっている。

【0021】

診断実行条件が成立してステップＳ１３０に処理を進めると、ＥＣＭ３０はそのステップＳ１３０において、一定の周期Ｔでの開閉の繰り返しをＷＧＶ２５に指令する。次にＥＣＭ３０は、ステップＳ１４０において一定の期間、インマニ圧センサ３８の出力を取得する。続いて、ＥＣＭ３０は、ステップＳ１５０において、ステップＳ１４０で取得したインマニ圧センサ３８の出力に、周期Ｔの変動成分が含まれているか否かを判定する。そして、ＥＣＭ３０は、周期Ｔの変動成分が含まれている場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ１６０において、ＷＧＶ２５が固着していないと診断する。一方、ＥＣＭ３０は、周期Ｔの変動成分が含まれていない場合（ＮＯ）には、ステップＳ１７０において、ＷＧＶ２５が固着していると診断する。なお、ＥＣＭ３０は、ＷＧＶ２５が固着していると診断した場合（Ｓ１７０）には、同固着に対応した異常時処理を実行する。この異常時処理の例としては、インジケータの点灯等により異常の発生をユーザに通知する処理や、エンジン１０の出力を制限する処理がある。なお、本実施形態では、図２のステップＳ１３０～Ｓ１７０の処理が診断処理に対応している。

【0022】

本実施形態では、ステップＳ１６０での判定を次の態様で行っている。すなわち、同判定に際してＥＣＭ３０はまず、ステップＳ１４０で取得したインマニ圧センサ３８の出力に、周期Ｔの変動成分を抽出するバンドパスフィルタを適用する。次にＥＣＭ３０は、バンドパスフィルタを適用したインマニ圧センサ３８の出力の振幅Ｓが既定の固着判定値Ｘを超えているか否かを判定する。そして、ＥＣＭ３０は、振幅Ｓが固着判定値Ｘを超えている場合には、周期Ｔの変動成分がインマニ圧センサ３８の出力に含まれていると判定する。また、ＥＣＭ３０は、振幅Ｓが固着判定値Ｘ以下の場合には、周期Ｔの変動成分がインマニ圧センサ３８の出力に含まれていないと判定する。

【0023】

こうしたステップＳ１６０又はステップＳ１７０での診断後、ＥＣＭ３０は、ステップＳ１８０において、ステップＳ１１０と同様に、既定開度の保持をＷＧＶ２５に指令する。その後、ＥＣＭ３０は、触媒装置１９の活性化の完了（Ｓ１９０：ＹＥＳ）を待って、今回の冷間始動時における触媒早期活性化制御の処理を終了する。その後、ＥＣＭ３０は、エンジン１０の運転状況に応じたＷＧＶ２５の開度制御を実施する。

【0024】

本実施形態では、触媒装置１９の活性化が完了しているか否かの判定を、始動時水温、吸気温ＴＨＡ、及び積算吸気量に基づき行っている。始動時水温は、エンジン１０始動時におけるエンジン水温ＴＨＷの値である。積算吸気量は、エンジン１０の始動後の吸気流量ＧＡの積算値である。上記のように、ＥＣＭ３０は、燃焼室１１内で燃焼する混合気の空燃比を理論空燃比とするように燃料噴射量を制御している。よって、燃焼室１１から排出される排気の熱量は、吸気流量ＧＡが多いほど多くなる。そのため、エンジン１０の始動後に触媒装置１９が排気から受け取った熱量は、積算吸気量から求められる。一方、エンジン１０の始動時の触媒装置１９の触媒温度は、始動時水温から求められる。さらに、触媒装置１９から外気への放熱量は、触媒装置１９と外気との温度差が大きいほど多くなる。そして、外気の温度は吸気温ＴＨＡから求められる。したがって、触媒が活性化に必要な温度に達したかどうかは、始動時水温、吸気温ＴＨＡ、及び積算吸気量から判定できる。

【0025】

＜実施形態の作用、及び効果＞
本実施形態の作用及び効果について説明する。なお、以下の説明では、触媒装置１９における排気の流れ方向上流側の端面を同触媒装置１９の前端と記載する。

【0026】

図３に、ＷＧＶ２５の閉弁時におけるタービン２２の下流側の排気の流れを示す。ＷＧＶ２５の閉弁時には、タービン２２を通って排気が流れる。タービン２２を通過した排気の流れは旋回流となって、広い範囲に拡散される。そのため、このときには、触媒装置１９の前端の広い範囲に排気が吹き付ける。

【0027】

図４に、ＷＧＶ２５の開弁時におけるタービン２２の下流側の排気の流れを示す。このときには、排気の多くがバイパス通路２４を通って流れる。バイパス通路２４を通った排気の流れは噴流となる。そのため、このときには、触媒装置１９の前端の一部に集中的に排気が吹き付ける。よって、ＷＧＶ２５を開弁した場合には、閉弁している場合よりも早期に、触媒が活性化した部分が触媒装置１９に形成される。これにより、触媒早期活性化制御では、エンジン１０の冷間始動後の触媒装置１９が排気浄化を行えない期間を短縮している。

【0028】

図５（Ａ）は、触媒早期活性化制御の実行中のＷＧＶ２５の開度の推移を示している。また、図５（Ｂ）は、上記バンドパスフィルタの適用後のインマニ圧センサ３８の出力の推移を示している。図５の場合、ＥＣＭ３０は、時刻ｔ０から時刻ｔ３までの期間、触媒早期活性化制御を実行している。また、図５の場合、ＥＣＭ３０は、触媒早期活性化制御の実行中の時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間に、診断処理を実施している。なお、図５（Ａ）（Ｂ）には、ＷＧＶ２５が固着していない場合の開度及び出力の推移が実線で示されている。また、図５（Ａ）（Ｂ）には、ＷＧＶ２５が固着している場合の開度及び出力の推移が破線で示されている。

【0029】

ＥＣＭ３０は、触媒早期活性制御を開始する時刻ｔ０に、ＷＧＶ２５の開弁を指令する。図５では、全開開度へのＷＧＶ２５の開弁を指令している。その後の時刻ｔ１に、診断処理を開始すると、ＥＣＭ３０は、一定の周期Ｔでの開閉の繰り返しをＷＧＶ２５に指令する。図５では、全閉開度と全開開度との間でのＷＧＶ２５の開閉の繰り返しを指令している。

【0030】

ＷＧＶ２５の開度を変更すると、タービン２２の排気流量が変化して、コンプレッサ２１の過給効率が変化する。そして、過給効率の変化により、インマニ圧ＰＭが変化する。よって、診断処理中に、ＥＣＭ３０の指令通りにＷＧＶ２５が開閉を繰り返していれば、その開閉と同じ周期Ｔのインマニ圧ＰＭの変動が生じる。一方、ＷＧＶ２５が固着しており、指令通りに開閉を繰り返していない場合には、指令した開閉と同じ周期Ｔのインマニ圧ＰＭの変動は生じない。そのため、診断処理中のインマニ圧センサ３８の出力に、周期Ｔの変動成分が含まれているか否かにより、ＷＧＶ２５の固着の有無を診断できる。

【0031】

ここで、触媒早期活性化制御中に下記の方法でＷＧＶ２５の固着の有無を診断することを考える。触媒早期活性化制御中にＷＧＶ２５に閉弁を指令する。そして、閉弁指令後のインマニ圧ＰＭの変化量に基づき、ＷＧＶ２５の固着の有無を診断する。このときのＷＧＶ２５が指令通りに閉弁すれば、タービン２２の排気流量が増加してインマニ圧ＰＭが上昇する。これに対して、ＷＧＶ２５が固着しており、指令通りに閉弁しなければ、タービン２２の排気流量は変化しないため、インマニ圧ＰＭも変化しない。よって、上記方法でもＷＧＶ２５の固着の有無を診断することは可能である。

【0032】

しかしながら、こうした診断方法には、次の問題がある。ＷＧＶ２５の開度の変化がインマニ圧ＰＭに反映されるまでには、ある程度の時間を要する。一方、エンジン１０の運転中のインマニ圧ＰＭは、ＷＧＶ２５の開度変更以外の要因、例えば吸気弁の開閉によっても変動している。そのため、上記方法では、他の要因による変動に比べて明らかに大きいインマニ圧ＰＭの変化が生じるように、ある程度の長い時間、ＷＧＶ２５の閉弁を保持する必要がある。そして、ＷＧＶ２５の閉弁中は、触媒早期活性化制御での活性化の促進部位への排気の吹き付けが中断されてしまう。よって、上記方法では、触媒早期活性化制御の触媒装置１９の活性化の遅れが生じ易い。

【0033】

これに対して、本実施形態では、インマニ圧センサ３８の出力に、ＷＧＶ２５の開閉と同じ周期Ｔの変動成分が含まれているか否かで固着の有無を診断している。こうした変動成分の有無は、ＷＧＶ２５の開閉により生じるインマニ圧ＰＭの変化量があまり大きくなくても確認できる。そのため、診断処理でのＷＧＶ２５の開閉の周期Ｔとして短い時間を設定して、活性化の促進部位への排気の吹き付けが長時間途切れないようにすることができる。このように、本実施形態の診断方法では、診断による触媒装置１９の活性化の遅れが生じ難い。

【0034】

以上の本実施形態のエンジン制御装置によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）触媒早期活性化制御の実行中に、触媒装置１９の活性化の遅れを抑えつつ、ＷＧＶ２５の固着の有無を診断できる。

【0035】

（２）エンジン１０の始動直後に実行する触媒早期活性化制御中に診断を行っている。そのため、エンジン１０の始動から短時間で、ＷＧＶ２５の閉弁固着の発生を確認できる。

【0036】

（第２実施形態）
次に、エンジン制御装置の第２実施形態を、図６を併せ参照して詳細に説明する。なお、本実施形態のエンジン制御装置は、エンジン１０に駆動連結された発電電動機４０を備えるハイブリッド車両に搭載されている。そして、本実施形態におけるＥＣＭ３０は、エンジン１０及び発電電動機４０の双方のトルク調整を通じてハイブリッド車両の駆動力を制御するように構成されている。

【0037】

図６（Ａ）は、本実施形態のエンジン制御装置による触媒早期活性制御の実行中のＷＧＶ２５の開度の推移を示している。また、図６（Ｂ）は、同じく触媒早期活性化制御の実行中の吸気流量ＧＡの推移を示している。さらに、図６（Ｃ）は、同じく触媒早期活性化制御の実行中のＭＧトルクの推移を示している。なお、ＭＧトルクは、発電電動機４０のトルクを表している。

【0038】

図６の場合、ＥＣＭ３０は、時刻ｔ１０に、ＷＧＶ２５の開弁を指令して触媒早期活性化制御を開始している。そして、ＥＣＭ３０は、その後の時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの期間の空燃比センサ１８の出力に基づき、ＷＧＶ２５の閉弁固着の診断処理を行っている。さらに、図６の場合、ＥＣＭ３０は、その後の時刻ｔ１３に、ＷＧＶ２５の閉弁を指令して触媒早期活性化制御を終了している。そして、図５（Ｂ）に示すように、ＥＣＭ３０は、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの診断処理を行っている期間に、エンジン１０の吸気量を増量させる吸気増量制御を実行している。

【0039】

吸気増量制御を実行すると、ＷＧＶ２５の開度変更に伴うインマニ圧ＰＭの変化が大きくなる。したがって、本実施形態のエンジン制御装置は、ＷＧＶ２５の閉弁固着の有無の診断精度が向上するという効果を奏する。

【0040】

なお、吸気流量ＧＡを増量すると、エンジン１０の軸トルクが増加する。そこで、ＥＣＭ３０は、吸気増量制御の実行中、図６（Ｃ）に示すように、ＭＧトルクを減量することで、エンジン１０の軸トルクの増加分を吸収するトルク吸収制御を実行している。これにより、ＥＣＭ３０は、吸気増量制御の実行に伴って、駆動力の増加やエンジン回転数の吹き上げが発生しないようにしている。

【0041】

（第３実施形態）
次に、エンジン制御装置の第３実施形態を、図７を併せ参照して詳細に説明する。
図７には、本実施形態のエンジン制御装置での診断処理の処理手順を示す。図７に示す一連の処理は、図２のステップＳ１３０～Ｓ１６０の処理の代わりに実行される処理となっている。よって、ＥＣＭ３０は、触媒早期活性化制御の開始後、診断実行条件の成立に応じて、図７の診断処理を開始する。そして、ＥＣＭ３０は、図７の処理を終了すると、図２のステップＳ１８０に処理を進める。

【0042】

診断処理を開始すると、ＥＣＭ３０はまずステップＳ２００において、一定の周期Ｔでの開閉の繰り返しをＷＧＶ２５に指令する。次にＥＣＭ３０は、ステップＳ２１０において、インマニ圧センサ３８の出力における周期Ｔの変動成分の振幅Ｓを測定する。続いて、ＥＣＭ３０は、ステップＳ２２０において、ステップＳ２１０で測定した振幅Ｓが既定の第１固着判定値Ｘ１以上であるか否かを判定する。振幅Ｓが第１固着判定値Ｘ１以上の場合（Ｓ２２０：ＹＥＳ）には、ＥＣＭ３０はステップＳ２３０において、ＷＧＶ２５が閉弁固着していると診断して図７の処理を終了する。

【0043】

また、上記振幅Ｓが第１固着判定値Ｘ１未満の場合（Ｓ２２０：ＮＯ）には、ＥＣＭ３０は、ステップＳ２４０において吸気増量制御を開始する。その後、ＥＣＭ３０は、ステップＳ２５０において再び、インマニ圧センサ３８の出力における周期Ｔの変動成分の振幅Ｓを測定した後、ステップＳ２６０において吸気増量制御を終了する。

【0044】

次いでＥＣＭ３０は、ステップＳ２７０において、再測定した振幅Ｓが既定の第２固着判定値Ｘ２以上であるか否かを判定する。第２固着判定値Ｘ２は、第１固着判定値Ｘ１と同じ値を設定しても、異なる値を設定してもよい。再測定した振幅Ｓが第２固着判定値Ｘ２以上の場合（Ｓ２７０：ＹＥＳ）には、ＥＣＭ３０は、上述のステップＳ２２０において、ＷＧＶ２５が閉弁固着していると診断して図７の処理を終了する。一方、再測定した振幅Ｓが第２固着判定値Ｘ２未満の場合（Ｓ２７０：ＮＯ）には、ＥＣＭ３０は、ステップＳ２８０において、ＷＧＶ２５は閉弁固着していないと診断して図７の処理を終了する。

【0045】

なお、本実施形態では、図７のステップＳ２００～Ｓ２２０の処理が第１診断処理に対応する。また、図７のステップＳ２４０～Ｓ２７０の処理が第２診断処理に対応する。
＜実施形態の作用効果＞
上述のように、吸気増量制御を診断処理中に実行することで、ＷＧＶ２５の閉弁固着の診断精度を向上できる。しかしながら、エンジン１０の始動直後の触媒が未活性な状態で吸気を増量すると、エンジン１０の排気性能が悪化する虞がある。

【0046】

これに対して本実施形態では、診断処理に際してＥＣＭ３０はまず、吸気増量制御を行っていない状態でＷＧＶ２５の固着の有無を診断する。そして、その後に、ＥＣＭ３０は、吸気増量制御を実行して再診断を行っている。最初の診断では、固着を検出できなかった場合にも、再診断で検出できる場合がある。また、再診断時には、エンジン１０の始動からある程度時間が経過しているため、吸気の増量による排気性能の悪化が生じ難くなっている。そのため、排気性能を悪化させずに診断精度を高められる。

【0047】

（変形例）
さらに上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

【0048】

・上記実施形態では、ＷＧＶ２５の開閉と同じ周期Ｔの変動成分がインマニ圧センサ３８の出力に含まれているか否かを、バンドパスフィルタを適用したインマニ圧センサ３８の出力の振幅Ｓに基づき判定していた。それ以外の方法で、インマニ圧センサ３８の出力に上記変動成分が含まれているか否かを判定するようにしてもよい。

【0049】

・上記実施形態では、インマニ圧センサ３８の出力を用いて、ＷＧＶ２５の固着の有無を診断していたが、過給圧センサ３７の出力を用いて同診断を行うようにしてもよい。その場合には、過給圧センサ３７が吸気圧センサに対応する構成となる。

【0050】

・上記実施形態では、触媒早期活性化制御において、ＷＧＶ２５を全開開度に保持していたが、中間開度に保持するようにしてもよい。
・上記実施形態では、診断処理中に、全開開度から全閉開度までの開度範囲でのＷＧＶ２５の開閉を行っていた。それ以外の開度範囲でＷＧＶ２５の開閉を行うようにしてもよい。例えば全開開度から中間開度までの開度範囲で、診断処理中のＷＧＶ２５の開閉を行うようにしてもよい。

【0051】

・第２実施形態では、吸気増量制御によるエンジン１０の軸トルクの増加分をＭＧトルクの調整により吸収するトルク吸収制御を実行していた。トルク吸収制御を実行する代わりに、吸気増量制御による軸トルクの増加分を、点火時期の遅角等による軸トルクの低下により吸収するようにしてもよい。また、吸気増量制御によるエンジン１０の軸トルクの増加分の一部のみを吸収するようにトルク吸収制御を実行してもよい。そうした場合にも、吸気増量制御の実行に伴う駆動力の増加やエンジン回転数の吹き上りを抑えられる。さらに、吸気増量制御によるエンジン１０の軸トルクの増加分がそのまま車両の駆動力に反映されても問題なければ、軸トルクの増加に対応する制御を行わずに吸気増量制御を実行してもよい。

【0052】

・エンジン１０が高出力運転されて、排気流量が多い状態では、冷間始動後、触媒活性化制御を実行しなくても、許容可能な時間内に触媒装置１９を活性化できる場合がある。そこで、診断処理の完了後に、排気流量が一定の量を超える状態となっている場合には、その時点で触媒早期活性化制御を中断、又は中止するようにしてもよい。さらに、中断後に排気流量が低下した場合には、触媒早期活性化制御を再開するようにしてもよい。

【0053】

・触媒装置１９の未活性の判定条件、活性化完了の判定条件、診断実行条件の内容は適宜変更してもよい。

【符号の説明】

【0054】

１０…エンジン
１１…燃焼室
１２…吸気通路
１３…排気通路
１４…インジェクタ
１５…点火装置
１６…スロットルバルブ
１７…クランク軸
１８…空燃比センサ
１９…触媒装置
２０…ターボチャージャ
２１…コンプレッサ
２２…タービン
２３…タービン軸
２４…バイパス通路
２５…ウェイストゲートバルブ
３０…ＥＣＭ（エンジン制御モジュール）
３１…処理装置
３２…記憶装置
３３…エアフローメータ
３４…吸気温センサ
３５…水温センサ
３６…クランク角センサ
３７…過給圧センサ
３８…インマニ圧センサ
４０…発電電動機

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】