(57)【要約】本発明は、第１過給機６１と、第２過給機６２と、第１過給機に供給される排ガスの量を変更する第１制御弁６６と、第１過給機に供給される空気の量を変更する第２制御弁６４と、を備えた内燃機関に適用され、少なくとも第２制御弁が異常であるか否かを判定する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、所定の運転状態において第１制御弁に対してその開度を変更する指示を与える。制御弁異常判定装置は、第１制御弁に対してその指示を与える前の時点における第１制御弁の開度（第１開度）及びその時点における過給圧相当値（第１の値）と、第１制御弁にその指示を与えた後の時点における第１制御弁の開度（第２開度）及び過給圧相当値（第２の値）と、を比較する。そして、第２開度が第１開度よりも大きく且つ第２の値が第１の値よりも大きいとき、又は、前記第２開度が前記第１開度よりも小さく且つ前記第２の値が前記第１の値よりも小さいとき、第２制御弁が異常である旨の判定を行う。
2011007456.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に配設される第１タービンと、同機関の吸気通路に配設されるとともに同排気通路を流れる排ガスによって同第１タービンが駆動されることによって駆動される第１コンプレッサと、を備える第１過給機と、
前記第１タービンよりも前記排気通路の下流側に配設される第２タービンと、前記第１コンプレッサよりも前記吸気通路の上流側に配設されるとともに前記排ガスによって同第２タービンが駆動されることによって駆動される第２コンプレッサと、を備える第２過給機と、
一端が前記第１タービンよりも上流側において前記排気通路に接続されるとともに他端が同第１タービンと前記第２タービンとの間において同排気通路に接続される第１通路部と、
前記第１通路部に配設されるとともにその開度に応じて同第１通路部の流路面積を変更する第１制御弁と、
一端が前記第１コンプレッサと前記第２コンプレッサとの間において前記吸気通路に接続されるとともに他端が同第１コンプレッサよりも下流側において同吸気通路に接続される第２通路部と、
前記第２通路部に配設されるとともにその開度に応じて同第２通路部の流路面積を変更する第２制御弁と、
を備え、前記機関が所定の運転領域にて運転されているとき少なくとも前記第１コンプレッサが同第１コンプレッサに導入される空気を圧縮して排出するように、前記第１制御弁及び前記第２制御弁が作動させられるように構成された内燃機関に適用され、
前記第１コンプレッサよりも下流側の前記吸気通路内の空気の圧力が大きくなるにつれて大きくなる過給圧相当値を取得する過給圧相当値取得手段と、
前記機関が前記所定の運転領域において運転されていることを少なくとも条件の一つとして含む異常判定条件が成立している期間において、前記取得される過給圧相当値を第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１制御弁の開度が同第１の値を取得した時点における開度である第１開度とは異なる第２開度に一致するように同第１制御弁を作動させ、同第１時点から所定時間が経過した後の第２時点における同取得される過給圧相当値を第２の値として取得し、
前記第２開度が前記第１開度よりも大きく且つ前記第２の値が前記第１の値よりも大きいとき、又は、前記第２開度が前記第１開度よりも小さく且つ前記第２の値が前記第１の値よりも小さいとき、前記第２制御弁が異常である旨の判定を行う制御弁異常判定手段と、
を備えた内燃機関の制御弁異常判定装置。
【請求項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、
前記過給圧相当値取得手段は、前記過給圧相当値として前記第１コンプレッサよりも下流側の前記吸気通路内の空気の圧力である過給圧を取得するように構成された制御弁異常判定装置。
【請求項３】
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、
前記過給圧相当値取得手段は、前記過給圧相当値として前記機関に導入される空気の量である新気量を取得するように構成された制御弁異常判定装置。
【請求項４】
請求の範囲１又は請求の範囲２に記載の内燃機関の制御弁異常判定装置において、
制御弁異常判定手段は、
前記第２の値と前記第１の値との差の絶対値が第１制御弁異常判定閾値よりも小さいとき前記第１制御弁が異常であると判定するように構成された制御弁異常判定装置。
【請求項５】
請求の範囲４に記載の内燃機関の制御弁異常判定装置において、
制御弁異常判定手段は、
前記第１制御弁が異常であると判定した場合、前記第２制御弁は正常であると推定するように構成された制御弁異常判定装置。
【請求項６】
請求の範囲１乃至請求の範囲５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２制御弁は、前記機関が前記所定の運転領域にて運転されているとき前記第２通路部を遮断するように作動させられることを特徴とする制御弁異常判定装置。
【請求項７】
請求の範囲１乃至請求の範囲６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２制御弁は、弁体と、前記弁体が着座する着座部と、前記弁体を前記着座部に向けて付勢する付勢手段と、を備え、前記第２通路部の同第２制御弁よりも上流側の空気の圧力が同第２制御弁よりも下流側の空気の圧力よりも所定圧力以上大きくないとき同弁体が同付勢手段の付勢力によって同着座部に着座する第１位置に移動せしめられることにより同第２通路部を遮断し、同第２通路部の同第２制御弁よりも上流側の空気の圧力が同第２制御弁よりも下流側の空気の圧力よりも前記所定圧力以上大きいとき同弁体が同付勢手段の付勢力に抗して前記第１位置と異なる第２位置に移動せしめられることにより同第２通路部の流路面積を増大するように構成された弁である制御弁異常判定装置。
【請求項８】
請求の範囲１乃至請求の範囲７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制御弁は、指示信号に応答して前記第１通路部の流路面積を変更するように同第１制御弁の開度を変更する第１制御弁駆動手段を含み、
前記制御弁異常判定手段は、前記第１制御弁駆動手段に前記指示信号を送出することにより前記第１制御弁の開度を変更するように構成された、
制御弁異常判定装置。
【請求項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、
前記異常判定条件は、少なくとも前記機関に対する要求トルクが所定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場合に成立する条件である制御弁異常判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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、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が行われる。
上記従来の内燃機関が備える制御装置は、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。）。
【発明の開示】
【０００３】
ところが、上述した適切な過給が行われる状態を維持するには、上記制御装置は、排気切替弁が正常に作動しているか否かを判定するだけではなく、排気切替弁とは異なる他の制御弁が正常に作動しているか否かも判定することが望ましい。より具体的に述べると、上記制御装置は、「第１過給機のコンプレッサに供給される空気の流量を調整するためのバイパス通路に配設された制御弁（吸気切替弁）」が正常に作動しているか否かも判定することが望ましい。しかしながら、従来公報は、吸気切替弁が正常に作動しているか否かを如何に判定するかについて何ら開示していない。
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、複数のバイパス通路と、吸気切替弁を含む複数の制御弁と、を備えた内燃機関」に適用され、吸気切替弁が正常に作動しているか否かを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内燃機関の制御弁異常判定装置は、第１過給機、第２過給機、第１通路部、前記排気切替弁に相当する第１制御弁、第２通路部、及び、前記吸気切替弁に相当する第２制御弁、を備えた内燃機関に適用される。
前記第１過給機は、第１タービンと、第１コンプレッサと、を備える。
前記第１タービンは、排気通路に配設される。これにより、前記第１タービンは、その第１タービンに導入される排ガスのエネルギによって駆動される。前記第１コンプレッサは、前記機関の吸気通路に配設される。前記第１コンプレッサは、前記第１タービンが駆動されることによって駆動されるようになっている。これにより、第１コンプレッサは、第１コンプレッサに導入される空気を圧縮する。
前記第２過給機は、第２タービンと、第２コンプレッサと、を備える。
前記第２タービンは、前記排気通路の前記第１タービンよりも下流側に配設される。これにより、第２タービンは、その第２タービンに導入される排ガスのエネルギによって駆動される。前記第２コンプレッサは、前記吸気通路の前記第１コンプレッサよりも上流側に配設される。前記第２コンプレッサは、前記第２タービンが駆動されることによって駆動されるようになっている。これにより、第２コンプレッサは、第２コンプレッサに導入される空気を圧縮する。即ち、前記第１過給機と前記第２過給機とは、直列に接続されている。
前記第１通路部は、その一端が前記第１タービンよりも上流側において前記排気通路に接続されるとともに、その他端が同第１タービンと前記第２タービンとの間において同排気通路に接続される通路である。即ち、この第１通路部は、第１タービンをバイパスする経路を構成している。
前記第１制御弁は、前記第１通路部に配設されている。この第１制御弁は、その開度に応じて前記第１通路部の流路面積を変更するようになっている。これにより、第１制御弁は、「前記第１タービンに導入される排ガスのエネルギの大きさ」と「前記第２タービンに導入される排ガスのエネルギの大きさ」との割合を変更する。
前記第２通路部は、その一端が前記第１コンプレッサと前記第２コンプレッサとの間において前記吸気通路に接続されるとともに、その他端が同第１コンプレッサよりも下流側において同吸気通路に接続される通路である。即ち、この第２通路部は、第１コンプレッサをバイパスする経路を構成している。
前記第２制御弁は、前記第２通路部に配設されている。この第２制御弁は、その開度に応じて前記第２通路部の流路面積を変更するようになっている。これにより、第２制御弁は、「前記第１コンプレッサに導入される空気の量」と「同第２通路部を通過する空気の量」との割合を変更する。
更に、上記内燃機関は、「所定の運転領域」にて運転されているとき「少なくとも前記第１コンプレッサが同第１コンプレッサに導入される空気を圧縮して排出する（即ち、過給する）」ように、前記第１制御弁及び前記第２制御弁が作動させられるように構成されている。
上記「所定の運転領域」は、第１過給機及び第２過給機のうちの「第１過給機」が主として過給することができる運転領域と実質的に一致する領域である。「主として過給する」とは、第１過給機及び第２過給機のうちの一の過給機が、その一の過給機とは異なる他の過給機よりも高い効率にて過給することを意味する。即ち、「第１過給機が主として過給する」とは、「第１過給機及び第２過給機の双方が過給し、且つ、第１過給機が第２過給機よりも高い効率にて過給する」こと、又は、「第１過給機及び第２過給機のうち第１過給機のみが実質的に過給する」こと、を意味する。
そして、上記内燃機関に適用される本発明の制御弁異常判定装置は、
過給圧相当値取得手段と、制御弁異常判定手段と、を備える。
より具体的に述べると、前記過給圧相当値取得手段は、
前記第１コンプレッサよりも下流側の吸気通路内の空気の圧力が大きくなるにつれて大きくなる「過給圧相当値」を取得するようになっている。
ここで、前記「第１コンプレッサよりも下流側の吸気通路内の空気の圧力」は、第１コンプレッサを通過した直後の空気の圧力であってもよい。更に、前記「第１コンプレッサよりも下流側の吸気通路内の空気の圧力」は、「第１コンプレッサと燃焼室との間に存在するインタークーラ及びディーゼルスロットルバルブ等の圧力損失発生部材」よりも下流側における吸気通路内の空気の圧力であってもよい。即ち、前記「第１コンプレッサよりも下流側の吸気通路内の空気の圧力」は、第１過給機の過給の状態が変化することによって変化する圧力である。
前記過給圧相当値は、前記「第１コンプレッサよりも下流側の吸気通路内の空気の圧力」が大きくなるにつれて大きくなる値であればよく、特に制限されない。例えば、過給圧相当値として、第１コンプレッサよりも下流側の吸気通路内の空気の圧力である「過給圧」を採用することができる。更に、例えば、過給圧相当値として、前記機関に導入される空気の量である「新気量」を採用することもできる。
前記制御弁異常判定手段は、
（１）前記機関が前記所定の運転領域において運転されていることを少なくとも条件の一つとして含む「異常判定条件」が成立している期間において、前記取得される過給圧相当値を「第１の値」として取得し、
（２）その第１の値を取得した時点以降の第１時点にて、前記第１制御弁の開度が「その第１の値を取得した時点における開度である第１開度」とは異なる「第２開度」に一致するように同第１制御弁を作動させ、
（３）その第１時点から所定時間が経過した後の第２時点において取得される過給圧相当値を「第２の値」として取得する、
ようになっている。
更に、前記制御弁異常判定手段は、
（４）（ａ）前記第２開度が前記第１開度よりも大きく且つ前記第２の値が前記第１の値よりも大きいとき、又は、（ｂ）前記第２開度が前記第１開度よりも小さく且つ前記第２の値が前記第１の値よりも小さいとき、「前記第２制御弁が異常である」旨の判定を行うようになっている。
このように、本発明の制御弁異常判定装置においては、「異常判定条件」が成立している期間において、第１制御弁は、その開度が「第１開度」から「第２開度」に変化するように作動させられる。そして、第１制御弁の開度が第１開度である時点における過給圧相当値（第１の値）と、第１制御弁の開度が第２開度である時点における過給圧相当値（第２の値）と、が比較される。更に、その比較の結果に基づき、「第２制御弁が異常であるか否か」が判定される。
本発明において、前記第１開度と前記第２開度とは、どちらが大きくてもよい。従って、以下、「第２開度が第１開度よりも大きい場合」と「第２開度が第１開度よりも小さい場合」とに場合を分け、前記制御弁異常判定手段が「第２制御弁が異常であるか否か」を判定するために採用した原理について説明する。
１．第２開度が第１開度よりも大きい場合（第１制御弁の開度が増大される場合）
第１制御弁は、上述したように、一端が第１タービンよりも上流側において排気通路に接続されるとともに他端が第１タービンと第２タービンとの間において排気通路に接続される第１通路部に設けられている。そのため、第１制御弁の開度が増大すると、第１通路部を通過する排ガスの流量が大きくなる。よって、このとき、第１タービンに導入される排ガスのエネルギは減少し、且つ、第２タービンに導入される排ガスのエネルギは増大する。
一方、前述したように、第２制御弁は、「正常」である限り、前記機関が前記「所定の運転領域」にて運転されているとき「少なくとも前記第１コンプレッサが同第１コンプレッサに導入される空気を圧縮して排出する」ように作動させられている。
従って、第２制御弁が「正常」であれば、第１制御弁の開度が第１開度から第２開度に変更されたとき、第１通路部を通過する排ガスの流量が増大する（即ち、第１タービンに導入される排ガスのエネルギが減少する）から、第１コンプレッサの圧力比（＝第１コンプレッサ下流側空気圧／第１コンプレッサ上流側空気圧）は「減少」する。
更に、第２制御弁が「正常」であれば、上記同様に第１制御弁の開度が第１開度から第２開度に変更されたとき、第１通路部を通過する排ガスの流量が増大する分だけ第２タービンに導入される排ガスのエネルギが増大するから、第２コンプレッサの圧力比（＝第２コンプレッサ下流側空気圧／第２コンプレッサ上流側空気圧）は「増大」する。
ところで、前記「異常判定条件」には、「機関が前記所定の運転領域において運転されていること」が含まれている。そのため、機関が前記所定の運転領域において運転されているとき、第１過給機及び第２過給機のうちの「第１過給機」が「主として」過給する。従って、第１制御弁の開度が第１開度であるとき、第１コンプレッサの圧力比は第２コンプレッサの圧力比よりも大きい。更に、第１制御弁の開度が変更されるとき、第１コンプレッサの圧力比の変化量は第２コンプレッサの圧力比の変化量よりも大きい。よって、第１制御弁の開度が第１開度から第２開度に変更（この場合、増大）されたとき、「第１コンプレッサの圧力比の減少量」は「第２コンプレッサの圧力比の増大量」よりも大きい。
一方、過給圧は、「第１コンプレッサの圧力比と第２コンプレッサの圧力比との積（以下、「全体圧力比」と称呼する。）」を「機関の外部から機関に流入する空気の圧力（一般には大気圧）」に乗算することによって得られる。他方、上述したように、第１制御弁の開度が第１開度から第２開度に変更されたとき、「第１コンプレッサの圧力比の減少量」は「第２コンプレッサの圧力比の増大量」よりも大きい。従って、このとき、全体圧力比は減少する。その結果、過給圧は「減少」する。
これに対し、第２制御弁が「異常」であると、前記第１コンプレッサは、前記機関が所定の運転領域にて運転されていても、その第１コンプレッサに導入される空気を圧縮して排出するように作動することができない。換言すると、第２制御弁が例えば完全に開放されている等の「異常」であるとき、第１コンプレッサ上流圧と、第１コンプレッサ下流圧と、は実質的に同一となる。
従って、第２制御弁が「異常」であると、第１制御弁の開度が第１開度であるときの第１コンプレッサの圧力比は、実質的に「１」である。更に、第１制御弁の開度が第２開度であるときの第１コンプレッサの圧力比も、実質的に「１」である。即ち、第２制御弁が「異常」であると、第１制御弁の開度が第１開度から第２開度に変更されても、第１コンプレッサの圧力比は変化しない。
一方、第２制御弁が異常であっても、第２コンプレッサは第２コンプレッサに導入される空気を圧縮して排出することができる。よって、第１制御弁の開度が第１開度から第２開度に変更（この場合、増大）されたとき、第２コンプレッサの圧力比は増大する。
従って、第２制御弁が「異常」であると、第１制御弁の開度が第１開度から第２開度に変更されたとき、全体圧力比は第２コンプレッサの圧力比が増大する分だけ増大する。その結果、過給圧は「増大」する。
このように、第１制御弁の開度が第１開度から第２開度に変更されたとき、第２開度が第１開度よりも「大きい」場合、第２制御弁が「正常」であると過給圧は「減少」し、第２制御弁が「異常」であると過給圧は「増大」する。そこで、上記制御弁異常判定手段は、上述した条件（上記（４）（ａ）を参照。）が成立したならば、「第２制御弁が異常である」と判定する。
２．第２開度が第１開度よりも小さい場合（第１制御弁の開度が減少される場合）
第１制御弁の開度が減少すると、第１通路部を通過する排ガスの流量が減少するとともに、第１タービンへ流入する排ガスの流量が増大する。よって、このとき、第１タービンに導入される排ガスのエネルギは増大し、且つ、第２タービンに導入される排ガスのエネルギは減少する。
従って、第２制御弁が「正常」であれば、第１制御弁の開度が第１開度から第２開度に変更されたとき、第１タービンに導入される排ガスのエネルギが増大するから、第１コンプレッサの圧力比は増大する。更に、このとき、第２コンプレッサの圧力比は「減少」する。
ここで、上述したように、上記異常判定条件が成立しているとき、第１コンプレッサの圧力比は第２コンプレッサの圧力比よりも大きい。更に、第１制御弁の開度が第１開度から第２開度に変更されたとき、第１コンプレッサの圧力比の増大量は第２コンプレッサの圧力比の減少量よりも大きい。従って、このとき、全体圧力比は増大する。その結果、過給圧は「増大」する。
これに対し、第２制御弁が「異常」であると、上述したように、第１制御弁の開度が変更されても、第１コンプレッサの圧力比は変化しない。一方、第２制御弁が「異常」であっても、第２コンプレッサは第２コンプレッサに導入される空気を圧縮して排出することができる。よって、第１制御弁の開度が第１開度から第２開度に変更（この場合、減少）されたとき、第２コンプレッサの圧力比は減少する。
従って、第２制御弁が異常であると、第１制御弁の開度が第１開度から第２開度に変更されたとき、全体圧力比は第２コンプレッサの圧力比が減少する分だけ減少する。その結果、過給圧は「減少」する。
このように、第１制御弁の開度が第１開度から第２開度に変更されたとき、第２開度が第１開度よりも「小さい」場合、第２制御弁が「正常」であると過給圧は「増大」し、第２制御弁が「異常」であると過給圧は「減少」する。そこで、上記制御弁異常判定手段は、上述した条件（上記（４）（ｂ）を参照。）が成立したならば、「第２制御弁が異常である」と判定する。以上が前記制御弁異常判定手段による第２制御弁の異常判定原理である。
上記原理においては、第２制御弁が異常であるか否かを判定するための指標として「過給圧」が採用されている。しかし、この指標は、過給圧に限られない。即ち、この指標として「過給圧」に代えて「過給圧が大きくなるにつれて大きくなる量（即ち、前記過給圧相当値）」を採用しても、上述した原理により、第２制御弁が異常であるか否かを判定することができる。
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、複数のバイパス通路と、吸気切替弁を含む複数の制御弁と、を備えた内燃機関において、第１制御弁を強制的に作動させ、その結果によって吸気切替弁である第２制御弁が正常に作動しているか否かを判定することができる。
更に、本発明の制御装置においては、第２制御弁にその開度を直接測定するための開度センサ等を設けることなく第２制御弁が異常であるか否かを判定することができる。その結果、機関を製造するコストを低減することができる。
なお、本発明の制御装置においては、「前記第２開度が前記第１開度よりも大きく且つ前記第２の値が前記第１の値よりも大きい」か否か、及び、「前記第２開度が前記第１開度よりも小さく且つ前記第２の値が前記第１の値よりも小さい」か否か、の双方を常に監視する必要はなく、これらの一方のみを監視してもよい。
上述したように、本発明の制御弁異常判定装置の過給圧相当値取得手段は、過給圧相当値として「過給圧が大きくなるにつれて大きくなる量」を取得するようになっている。
前記過給圧相当値取得手段は、過給圧相当値として前記第１コンプレッサよりも下流側の吸気通路内の空気の圧力である「過給圧」を取得するように構成され得る。更に、前記過給圧相当値取得手段は、前記過給圧相当値として前記機関に導入される空気の量である「新気量」を取得するように構成され得る。
この制御弁異常判定装置において、
制御弁異常判定手段は、
「前記第２の値と前記第１の値との差の絶対値」が第１制御弁異常判定閾値よりも小さいとき「前記第１制御弁が異常である」と判定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、前記制御弁異常判定手段は、「第２制御弁」が異常であるか否かを判定することを目的として、「第１制御弁」の開度を第１開度から第２開度に変更する。しかし、例えば、開度が変更される制御弁である「第１制御弁」の可動部分に排ガスに含まれる固体成分（すす等）が付着してその可動部分が固着された場合、第１制御弁は作動しない。更に、例えば、第１制御弁を構成する部材が破損した場合、第１制御弁は作動しない。
第１制御弁が正常に作動しない場合、その開度を第１開度から第２開度に変更しようとしても、その開度は十分に変化しない。そのため、第１制御弁が例えば全く作動しない等の異常である場合、第１タービン及び第２タービンのそれぞれに導入される排ガスのエネルギは変化しない。このとき、過給圧相当値は変化しない。
そこで、上記制御弁異常判定手段は、「前記第２の値と前記第１の値との差の絶対値」が第１制御弁異常判定閾値よりも小さければ、「前記第１制御弁が異常である」と判定する。
ここで、上記「第１制御弁異常判定閾値」は、前記第２の値と前記第１の値との差の絶対値がその第１制御弁異常判定閾値よりも小さいときに前記第１制御弁が異常であると判定することができる適値に設定されるとよい。
更に、制御弁異常判定手段は、
「前記第１制御弁が異常である」と判定した場合、「前記第２制御弁は正常である」と「推定」するように構成され得る。
上述したように、本発明の制御弁異常判定装置においては、前記異常判定条件が成立しているとき「少なくとも前記第１コンプレッサが同第１コンプレッサに導入される空気を圧縮して排出する」ように、前記第１制御弁及び前記第２制御弁が作動させられるようになっている。
ここで、前記第２制御弁は、一端が前記第１コンプレッサと前記第２コンプレッサとの間において前記吸気通路に接続されるとともに、他端が同第１コンプレッサよりも下流側において同吸気通路に接続される第２通路部に設けられる。そのため、第２制御弁の開度が小さいほど、第２通路部を通過する空気の量は小さく、第１コンプレッサに導入される空気の量は大きくなる。従って、第２制御弁の開度が小さいほど、前記第１コンプレッサがより確実に「同第１コンプレッサに導入される空気を圧縮して排出する」ことができる。そこで、前記第２制御弁は、前記機関が前記所定の運転領域にて運転されているとき前記第２通路部を遮断（完全に閉鎖）するように作動させられることが好適である。
更に、前記第２制御弁は、その開度に応じて第２通路部の流路面積を変更することによって第１コンプレッサに導入される空気の量を調整することができる構造を有していればよい。
そこで、第２制御弁の一の態様として、
「弁体」と、前記弁体が着座する「着座部」と、前記弁体を前記着座部に向けて付勢する「付勢手段」と、を備える制御弁を採用することができる。具体的に述べると、この制御弁は、「前記第２通路部の同第２制御弁よりも上流側の空気の圧力が同第２制御弁よりも下流側の空気の圧力よりも所定圧力以上大きくない」とき、同弁体が同付勢手段の付勢力によって「同着座部に着座する第１位置」に移動せしめられることにより「同第２通路部を遮断する」ように構成され得る。更に、この制御弁は、「同第２通路部の同第２制御弁よりも上流側の空気の圧力が同第２制御弁よりも下流側の空気の圧力よりも前記所定圧力以上大きい」とき、同弁体が同付勢手段の付勢力に抗して「前記第１位置と異なる第２位置」に移動せしめられることにより「同第２通路部の流路面積を増大する」ように構成され得る。
なお、第２制御弁の他の態様として、
所定の回動軸周りに回動可能な弁体を備えた制御弁（所謂、バタフライ弁）を採用することもできる。具体的に述べると、この制御弁は、前記弁体が第１回動位置にあるとき前記第２通路部を完全に閉じるように構成され得る。一方、この制御弁は、前記弁体が前記第１回動位置とは異なる第２回動位置に向かって回動することにより、前記第２通路部の流路面積を増大するように構成され得る。
ところで、上述したように、前記制御弁異常判定手段は、第２制御弁が異常であるか否かを判定するために、第１制御弁の開度を、所定の時点（第１時点）における開度（第１開度）からその開度とは異なる他の開度（第２開度）に変更するようになっている。
このように第１制御弁の開度を変更することができる前記制御弁異常判定装置の一の態様においては、
前記第１制御弁が「指示信号に応答して前記第１通路部の流路面積を変更するように同第１制御弁の開度を変更する第１制御弁駆動手段」を含み、
前記制御弁異常判定手段が「前記第１制御弁駆動手段に前記指示信号を送出することにより前記第１制御弁の開度を変更する」ように構成され得る。
更に、前記制御弁異常判定手段が上述したように前記第１制御弁の開度を変更すると、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、前記異常判定条件は、少なくとも「前記機関に対する要求トルクが所定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」場合に成立する条件とすることが好適である。
前記「減速状態」にて機関が運転されているときに前記第１制御弁の開度を変更しても、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、本発明の制御弁異常判定装置は、機関のドライバビリティを良好に維持しながら第２制御弁（更には、第１制御弁）が異常であるか否かを判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
図１は、本発明の制御装置が適用される内燃機関の概略図である。
図２は、本発明の制御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３は、本発明の実施形態に係る制御装置が適用された内燃機関における吸気及び排気の流路の一例を示す概略図である。
図４は、図３に示す内燃機関において排気切替弁の開度の変化に対する過給圧の変化を示すタイムチャートである。
図５は、本発明の実施形態に係る制御装置が適用された内燃機関における吸気及び排気の流路の他の例を示す概略図である。
図６は、図５に示す内燃機関において排気切替弁の開度の変化に対する過給圧の変化を示すタイムチャートである。
図７は、本発明の実施形態に係る制御装置が適用された内燃機関において排気切替弁の開度の変化に対する過給圧の変化を示す他のタイムチャートである。
図８は、本発明の実施形態に係る制御装置の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、本発明の実施形態に係る制御装置の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１０は、本発明の実施形態に係る制御装置の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１１は、本発明の制御装置が適用される内燃機関が採用することができる吸気切替弁の構造の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
以下、本発明による内燃機関の制御弁異常判定装置の実施形態について、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いて、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に介装された過給装置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、第１過給機としての高圧段過給機６１、及び、第２過給機としての低圧段過給機６２、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は第１コンプレッサとも称呼される。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は第１タービンとも称呼される。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は回転し、高圧段コンプレッサ６１ａに供給される空気を圧縮する（過給を行う）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は第２コンプレッサとも称呼される。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よりも前記排気通路（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は回転し、低圧段コンプレッサ６２ａに供給される空気を圧縮する（過給を行う）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、高圧段過給機６１及び低圧段過給機６２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（過給）される。
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との間において前記吸気通路（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前記吸気通路（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。高圧段コンプレッサバイパス通路部６３は、便宜上、「第２通路部」とも称呼される。
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、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６３ａによってその開度（作動量）が変更されるようになっている。吸気切替弁６４は、その開度の変更に伴って高圧段コンプレッサバイパス通路部６３の流路面積を変更し、それにより、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。吸気切替弁６４は、便宜上、「第２制御弁」とも称呼される。
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前記排気通路（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との間において前記排気通路（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。高圧段タービンバイパス通路部６５は、便宜上、「第１通路部」とも称呼される。
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、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（作動量）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に導入される空気の量と、高圧段タービンバイパス通路部６５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。排気切替弁６６は、便宜上、「第１制御弁」とも称呼される。
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よりも上流側において前記排気通路（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前記排気通路（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。低圧段タービンバイパス通路部６７は、便宜上、「第３通路部」とも称呼される。
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、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（作動量）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に導入される空気の量と、低圧段タービンバイパス通路部６７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。排気バイパス弁６８は、便宜上、「第３制御弁」とも称呼される。
更に、この第１装置は、熱線式エアフローメータ７１、コンプレッサ間圧力センサ７２、吸気温度センサ７３、過給圧センサ７４、クランクポジションセンサ７５、排気切替弁開度センサ７６、及び、アクセル開度センサ７７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。
コンプレッサ間圧力センサ７２は、高圧段コンプレッサ６１ａと低圧段コンプレッサ６２ａとの間の吸気管３２内の圧力（コンプレッサ間圧力）に応じた信号を出力するようになっている。なお、コンプレッサ間圧力センサ７２は、高圧段コンプレッサバイパス通路部６３であって吸気切替弁６４よりも上流側に配設されていてもよい。
吸気温度センサ７３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７４は、吸気管３２のスロットル弁の下流側に配設される。過給圧センサ７４は、それが配設されている部位の吸気管３２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（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７５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７６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７７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。
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（吸気切替弁アクチュエータ６３ａ、排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６５ａ等）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、所定の異常判定条件が成立したとき、排気切替弁６６の開度を所定の「判定用開度」に変更する指示信号を排気切替弁アクチュエータ６６ａに送る。
そして、第１装置は、この指示信号を排気切替弁アクチュエータ６６ａに送る「前」の時点における過給圧と、この指示信号を排気切替弁アクチュエータ６６ａに送った「後」の時点における過給圧と、を比較することにより、「吸気切替弁６４が異常であるか否か」、及び、「排気切替弁６６が異常であるか否か」を判定する。
更に、第１装置は、吸気切替弁６４又は排気切替弁６６が異常であると判定したとき、その旨を機関１０の操作者に対して通知するとともに、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、全ての制御弁が正常であるとき、操作者に対して通知は行わず、「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、高圧段過給機６１に供給される空気の量を調整するように吸気切替弁６４を制御する。加えて、第１装置は、低圧段過給機６２に供給される排ガスのエネルギの大きさを調整するように排気バイパス弁６８を制御する。
即ち、第１装置は、機関１０の運転状態に応じて、適切な量の排ガス及び空気が高圧段過給機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（以下、「各制御弁」とも称呼する。）を制御する。
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２（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２（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２（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２（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２（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状態であることを示す。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状態であることを示す。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となっている状態であることを示す。
なお、図２（Ｂ）において、「ＥＣＶ」は排気切替弁（第１制御弁）６６の略称であり、「ＡＣＶ」は吸気切替弁（第２制御弁）６４の略称であり、「ＥＢＶ」は排気バイパス弁（第３制御弁）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。
＜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。
第１装置は、高圧段過給機６１が主として過給するような運転領域において機関１０が運転されているとき、「吸気切替弁６４及び排気切替弁６６」の何れかが異常であるか否かの判定を行う。ここで、高圧段過給機６１が主として過給するような運転領域は、上述したターボモード１及びターボモード２の運転領域と実質的に一致する。
＜異常判定方法１＞
第１装置は、機関１０が「高圧段過給機６１が主として過給するような運転領域」内において運転されているとき、排気切替弁６６（実際には、排気切替弁アクチュエータ６６ａ）に対してその開度を「減少」させる指示（開度減少指示）を与え、その開度減少指示が与えられる前の時点における過給圧と、その開度減少指示が与えられた後の時点における過給圧と、を比較する。
そして、第１装置は、その開度減少指示を与える前後において過給圧Ｐｉｍが所定値以上変化しない場合、「排気切替弁６６が異常である」と判定する。換言すると、第１装置は、その開度減少指示を与える前後において過給圧Ｐｉｍが所定値以上変化（この場合、増大）すれば、「排気切替弁６６は正常である」と判定する。更に、第１装置は、排気切替弁６６に対してその開度減少指示を与える前後において、過給圧Ｐｉｍが「減少」すれば、「吸気切替弁６４が異常である」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。
＜異常判定方法２＞
更に、第１装置は、機関１０が「高圧段過給機６１が主として過給するような運転領域」内において運転されているとき、排気切替弁６６（実際には、排気切替弁アクチュエータ６６ａ）に対してその開度を「増大」させる指示（開度増大指示）を与え、その開度増大指示が与えられる前の時点における過給圧と、その開度増大指示が与えられた後の時点における過給圧と、を比較する。
そして、第１装置は、その開度増大指示を与える前後において過給圧Ｐｉｍが所定値以上変化しない場合、「排気切替弁６６が異常である」と判定する。換言すると、第１装置は、その開度増大指示を与える前後において過給圧Ｐｉｍが所定値以上変化（この場合、減少）すれば、「排気切替弁６６は正常である」と判定する。加えて、第１装置は、排気切替弁６６に対してその開度増大指示を与える前後において、過給圧Ｐｉｍが「増大」すれば、「吸気切替弁６４が異常である」と判定する。以下、この判定方法を「異常判定方法２」と称呼する。
上述した異常判定方法１及び２は、排気切替弁６６に対する指示が開度「減少」指示であるか開度「増大」指示であるかの点において相違している。しかしながら、これらの異常判定方法の原理は同じである。従って、以下、異常判定方法１を例にとりながら、上述した方法によって「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が判定できる理由について、以下に示した順序に従って説明する。
なお、上述したように、この異常判定は、機関１０がターボモード１及びターボモード２の運転領域の何れで運転されていても実施できる。そこで、以下の説明においては、便宜上、機関１０が「ターボモード２」において運転されていると仮定する。また、第１装置は、「吸気切替弁６４及び排気切替弁６６」の両者に同時に異常が発生することを想定していない。実際、「吸気切替弁６４及び排気切替弁６６」の双方が同時に異常状態となることは稀であり、従って、この想定は現実的な想定である。
＜説明順序＞
（場合１）排気切替弁６６及び吸気切替弁６４の双方が正常に作動している場合
（場合２）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
（場合３）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
＜説明＞
（場合１）排気切替弁６６及び吸気切替弁６４の双方が正常に作動している場合
機関１０がターボモード２にて運転されているとき、高圧段コンプレッサ６１ａ及び低圧段コンプレッサ６２ａの双方が、高圧段コンプレッサ６１ａ及び低圧段コンプレッサ６２ａのそれぞれに導入される空気を圧縮して排出するように排気切替弁６６及び吸気切替弁６４が作動される。より具体的に述べると、図２（Ｂ）に示したように、ターボモード２においては、吸気切替弁（ＡＣＶ）６４は「全閉」状態となるように制御されており、排気切替弁（ＥＣＶ）６６は「開」状態となるように制御されている。
図３は、係る状態において、高圧段コンプレッサ６１ａがその高圧段コンプレッサ６１ａに導入される空気を圧縮し、更に、低圧段コンプレッサ６２ａがその低圧段コンプレッサ６２ａに導入される空気を圧縮する様子を示す模式図である。
図３に示すように、機関の外部から吸気通路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に到達する。次いで、低圧段コンプレッサ６２ａを通過した新気Ａは、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）を経て高圧段コンプレッサ６１ａに到達する。その後、高圧段コンプレッサ６１ａを通過した新気Ａは、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の一部は、排気通路４２ａ（上記排気通路４２の一部）を通過して高圧段タービン６１ｂに向かう。同時に、高圧段タービン６１ｂに向かう排ガスＥｘとは異なる排ガスの他の一部は、高圧段タービンバイパス通路部６５を通過して排気切替弁６６に向かう。そして、高圧段タービン６１ｂに向かった排ガスＥｘの一部は、高圧段タービン６１ｂを通過した後、排気切替弁６６を通過した排ガスＥｘの他の一部と合流する。次いで、合流した排ガスＥｘは、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）を経て低圧段タービン６２ｂに到達する。その後、低圧段タービン６２ｂを通過した排ガスＥｘは、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。
従って、高圧段タービン６１ｂが「高圧段タービン６１ｂを通過する排ガスＥｘ」のエネルギによって駆動され、それに伴い、高圧段コンプレッサ６１ａが駆動される。その結果、高圧段コンプレッサ６１ａが「高圧段コンプレッサ６１ａを通過する新気Ａ」を圧縮する。
同時に、低圧段タービン６２ｂが「低圧段タービン６２ｂを通過する排ガスＥｘ」のエネルギによって駆動され、それに伴い、低圧段タービン６２ｂが駆動される。その結果、低圧段コンプレッサ６２ａが「低圧段コンプレッサ６２ａを通過する新気Ａ」を圧縮する。
なお、ターボモード２において、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。
このように、吸気切替弁６４及び排気切替弁６６が正常に作動していると、高圧段コンプレッサ６１ａ及び低圧段コンプレッサ６２ａの双方が新気Ａを圧縮することができる。
上述したように、第１装置は、排気切替弁６６に対して開度減少指示を与え、その開度減少指示が与えられる前の時点における過給圧と、その開度減少指示が与えられた後の時点における過給圧と、を比較することによって、異常判定を行う。そこで、排気切替弁６６の開度が変更（減少）された場合における過給圧の変化につき、図４に示すタイムチャートを参照しながら説明する。
図４は、排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖと、過給圧Ｐｉｍと、高圧段過給機圧力比ＰＲｈｐと、低圧段過給機圧力比ＰＲｌｐと、の関係を示すタイムチャートである。高圧段過給機圧力比ＰＲｈｐは、「高圧段コンプレッサ６１ａに導入される直前の新気Ａの圧力」に対する「高圧段コンプレッサ６１ａを通過した直後の新気Ａの圧力」の比である。低圧段過給機圧力比ＰＲｌｐは、「低圧段コンプレッサ６２ａに導入される直前の新気Ａの圧力」に対する「低圧段コンプレッサ６２ａを通過した直後の新気Ａの圧力」の比である。従って、過給圧Ｐｉｍは、「高圧段過給機圧力比ＰＲｈｐと低圧段過給機圧力比ＰＲｌｐとの積」に応じて変化する。
図４に示した例においては、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間、排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖは、所定の開度Ｏｅｃｖ１に維持されている。この期間、過給圧Ｐｉｍ、高圧段過給機圧力比ＰＲｈｐ、及び、低圧段過給機圧力比ＰＲｌｐは、それぞれ所定の値に維持されている。
次いで、第１装置は、時刻ｔ１において排気切替弁６６に対し、その開度を開度Ｏｅｃｖ２に変更する指示を送出する。この結果、排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖは、時刻ｔ１にて開度Ｏｅｃｖ１から減少し始め、時刻ｔ２にて開度Ｏｅｃｖ２に一致する。更に、第１装置は、時刻ｔ２以降、排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖを開度Ｏｅｃｖ２に維持する。
このように排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖが減少すると、排気高圧段タービンバイパス通路部６５を通過することができる排ガスＥｘの量が減少し、高圧段タービン６１ｂに向かう排ガスＥｘの量が増大する。これにより、高圧段タービン６１ｂに供給される排ガスＥｘのエネルギが増大するから、高圧段過給機圧力比ＰＲｈｐは「増大」する。
一方、排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖが減少すると、排気高圧段タービンバイパス通路部６５を通過することができる排ガスＥｘの量が減少するから、低圧段タービン６２ｂに直接流入する排ガスＥｘは減少する。これにより、低圧段タービン６２ｂに供給される排ガスＥｘのエネルギが減少するから、低圧段過給機圧力比ＰＲｌｐは「減少」する。
前述したように、現時点における運転状態は、ターボモード２であり、且つ、高圧段過給機６１が低圧段過給機６２よりも高い効率にて新気を圧縮することができる状態（即ち、高圧段過給機６１が主として過給を行う状態）である。それ故、排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖが減少すると、図４に示すように、高圧段過給機圧力比ＰＲｈｐの増大幅（Ｘ）は、低圧段過給機圧力比ＰＲｌｐが減少幅（Ｙ）よりも大きくなる。この結果、高圧段過給機圧力比ＰＲｈｐと低圧段過給機圧力比ＰＲｌｐとの積に応じて変化する過給圧Ｐｉｍは、閾値過給圧Ｐｉｍｔｈ以上「増大」する。
以上、説明したように、吸気切替弁６４と排気切替弁６６とが「正常に作動している」とき、排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖが「減少」させられると、過給圧Ｐｉｍは閾値過給圧Ｐｉｍｔｈ以上「増大」する。なお、上記説明から理解されるように、排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖが「増大」させられると、過給圧Ｐｉｍは閾値過給圧Ｐｉｍｔｈ以上「減少」する。
（場合２）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
次いで、吸気切替弁６４及び排気切替弁６６のうちの「吸気切替弁６４」が異常である場合について、図５を参照しながら説明する。上述したように、機関１０がターボモード２にて運転されているとき、吸気切替弁６４が正常に作動している場合、吸気切替弁６４は「全閉」状態となるはずである。従って、ここでは、「吸気切替弁６４が絞り効果を発揮しない程度以上にまで開いた状態（例えば、「全開」状態）となるような異常が発生した」と仮定して説明を続ける。以下、この状態を「開異常状態」と称呼する。
この状態において、燃焼室ＣＣから排出された排ガスＥｘは、図５に示すように、上記「場合１」と同様の経路を経て機関１０の外部へ放出される。即ち、排ガスＥｘは、高圧段タービン６１ｂ及び低圧段タービン６２ｂを経て機関１０の外部へ放出される。
従って、このとき、高圧段タービン６１ｂが駆動される。更に、それに伴い、高圧段コンプレッサ６１ａが駆動される。同時に、低圧段タービン６２ｂが駆動され。そして、それに伴い、低圧段コンプレッサ６２ａが駆動される。
一方、機関の外部から吸気通路３２ａの一部に導入された新気Ａは、低圧段コンプレッサ６２ａに到達する。その結果、低圧段コンプレッサ６２ａは新気Ａを圧縮する。しかし、コンプレッサ６２ａにより圧縮された新気Ａは、吸気切替弁６４が開異常状態となっているために、高圧段コンプレッサ６１ａには向かわず、高圧段コンプレッサバイパス通路部６３を通過して機関１０の燃焼室ＣＣに導入される。即ち、高圧段コンプレッサ６１ａは、低圧段コンプレッサ６２ａにより圧縮された新気Ａを更に圧縮することはできない。つまり、吸気切替弁６４が開異常状態となると、過給が「低圧段過給機６２のみ」によって行われる。
この状態において、第１装置が上述した異常判定を行う際の作動について、図６に示したタイムチャートを参照しながら説明する。図６は、図４に示したタイムチャートと同様の複数のパラメータの関係を示すタイムチャートである。
図６に示した例においては、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間、排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖは、所定の開度Ｏｅｃｖ１に維持されている。上述したように、新気Ａは高圧段コンプレッサ６１ａによっては圧縮されず、低圧段コンプレッサ６２ａのみによって圧縮される。従って、このとき、高圧段過給機圧力比ＰＲｈｐは「１」である。更に、過給圧Ｐｉｍは低圧段過給機圧力比ＰＲｌｐに等しい。
次いで、第１装置は、時刻ｔ１において排気切替弁６６に対し、その開度Ｏｅｃｖを開度Ｏｅｃｖ２に変更する指示を送出する。この結果、排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖは、時刻ｔ１にて開度Ｏｅｃｖ１から減少し始め、時刻ｔ２にて開度Ｏｅｃｖ２に一致する。更に、第１装置は、時刻ｔ２以降、排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖを開度Ｏｅｃｖ２に維持する。
このように排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖが減少すると、上述したように、高圧段タービン６１ｂに供給される排ガスＥｘのエネルギが増大する。しかし、本例（場合２）においては高圧段コンプレッサ６１ａは新気Ａを圧縮できないから、高圧段過給機圧力比ＰＲｈｐは「１」に維持される。
一方、排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖが減少すると、上述したように、低圧段タービン６２ｂに供給される排ガスＥｘのエネルギが減少する。そのため、低圧段過給機圧力比ＰＲｌｐは「減少」する。従って、過給圧Ｐｉｍも同様に「減少」する。
以上、説明したように、排気切替弁６６は正常であるが「吸気切替弁６４が異常である」場合、排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖが「減少」させられると、過給圧Ｐｉｍは「減少」する。なお、上記説明から理解されるように、排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖが「増大」させられると、過給圧Ｐｉｍは「増大」する。
（場合３）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
次いで、吸気切替弁６４及び排気切替弁６６のうちの「排気切替弁６６」が異常である場合について説明する。ここでは、機関１０がターボモード２にて運転されている期間において、排気切替弁６６が固着する等の理由によって「排気切替弁６６が作動することができない異常が発生した」と仮定して説明を続ける。ターボモード２において、高圧段過給機６１及び低圧段過給機６２は上記「場合１」と同様に作動している。
この状態において、第１装置が上述した異常判定を行う際の作動について、図７に示したタイムチャートを参照しながら説明する。図７は、図４に示したタイムチャートと同様の複数のパラメータの関係を示すタイムチャートである。
図７に示した例においては、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間、排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖは、所定の開度Ｏｅｃｖ１に維持されている。この期間、過給圧Ｐｉｍ、高圧段過給機圧力比ＰＲｈｐ、及び、低圧段過給機圧力比ＰＲｌｐは、それぞれ所定の値に維持されている。
次いで、第１装置は、時刻ｔ１において排気切替弁６６に対し、その開度Ｏｅｃｖを開度Ｏｅｃｖ２に変更する指示を送出する。しかし、排気切替弁６６は作動することができない。従って、時刻ｔ１以降においても、排気切替弁６６の開度は開度Ｏｅｃｖ１に維持される。この結果、高圧段過給機圧力比ＰＲｈｐ、及び、低圧段過給機圧力比ＰＲｌｐは、排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖを開度Ｏｅｃｖ２に変更する指示の送出前後において変化しない。そのため、過給圧Ｐｉｍも変化しない。
以上に説明したように、吸気切替弁６４は正常であるが「排気切替弁６６が異常である」場合、排気切替弁６６に対してその開度Ｏｅｃｖを変更する指示を与えても、過給圧Ｐｉｍは「変化しない」。
以上の説明から理解されるように、排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖを変更する指示を与えた場合、過給圧は、上述した場合１乃至場合３のそれぞれに対して互いに異なるように変化する。従って、上記異常判定方法１及び２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ことを判定することができる。
＜実際の作動＞
以下、第１装置の実際の作動について説明する。
ＣＰＵ８１は、所定時間が経過する毎に図８にフローチャートによって示した「異常判定ルーチン」を実行するようになっている。
従って、ＣＰＵ８１は、所定のタイミングにて、図８のステップ８００から処理を開始してステップ８０５に進み、所定の異常判定条件が成立しているか否かを判定する。
ステップ８０５において、ＣＰＵ８１は以下の全ての条件が成立したとき異常判定条件が成立したと判定し、以下の条件のうちの一つ又は複数が成立しないとき異常判定条件が成立しないと判定する。
（条件１）機関１０の運転状態がターボモード１又はターボモード２である。
（条件２）流量（吸入空気流量）Ｇａが所定の流量閾値Ｇａｔｈ以下である。
（条件３）機関１０の要求トルクが閾値要求トルク以下である（機関１０が減速運転されている。）。
即ち、この異常判定条件は、機関１０が第１過給機及び第２過給機のうちの「第１過給機」が主として過給することができる運転領域にて運転されているか否か、及び、機関１０が減速運転されているか否か、の双方が成立したとき、成立する。
なお、条件１が満たされる場合に条件２が自動的に満たされるのであれば、条件１又は条件２の何れか一方のみを採用してもよい。更に、条件３は省略されてもよい。なお、条件２の「所定の流量閾値Ｇａｔｈ」は、流量Ｇａがその流量閾値Ｇａｔｈ以下であるときに、主として低圧段過給機６１が過給を行うような流量に設定される。
ここで、流量閾値Ｇａｔｈは、流量Ｇａがその流量閾値Ｇａｔｈ以下であるときに高圧段過給機６２が過給を行わないような流量に設定されてもよい。このとき、流量閾値Ｇａｔｈは、流量Ｇａがその流量閾値Ｇａｔｈよりも大きい場合、低圧段過給機６１と高圧段過給機６２との双方が過給を行うような流量に設定されていることが望ましい。更に、流量閾値Ｇａｔｈは、流量Ｇａがその流量閾値Ｇａｔｈ以下であるとき、低圧段過給機６１が主として過給を行うとともに、高圧段過給機６２が主としてではないものの過給を行うようことができる値に設定されてもよい。
更に、条件３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、条件３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。
更に、異常判定条件は、「今回の運転開始後（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後）において一度も制御弁の異常判定がなされていない」ことを条件の一つとして含んでもよい。
現時点において上記異常判定条件が成立していなければ、ＣＰＵ８１はステップ８０５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ８９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。これに対し、現時点において異常判定条件が成立していると、ＣＰＵ８１はそのステップ８０５にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップ８１０に進む。ＣＰＵ８１は、そのステップ８１０にて、スロットル弁３３の開度を全開にするようにスロットル弁アクチュエータ３３ａに指示を与える。
次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ８１５に進み、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１の値としての基準過給圧Ｐｉｍ０」に格納して、ステップ８２０に進む。なお、便宜上、この時点は「第１時点」とも称呼され、この第１時点における排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖは「第１開度Ｏｅｃｖ１」とも称呼される。
次に、ＣＰＵ８１は、ステップ８２０にて、排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖを第２開度Ｏｅｃｖ２へと変更させる指示を排気切替弁アクチュエータ６６ａに与える。ＣＰＵ８１は、その後、所定時間が経過して第２時点が到来するまで待機する。このとき、ＣＰＵ８１は、第１開度Ｏｅｃｖ１が「排気切替弁６６の最大開度である全開開度ＯｅｃｖＭＡＸ」の１／２（半分）よりも小さければ、第２開度Ｏｅｃｖ２として「第１開度Ｏｅｃｖ１よりも大きい開度（例えば、全開開度ＯｅｃｖＭＡＸ）」を設定する。一方、ＣＰＵ８１は、第１開度Ｏｅｃｖ１が排気切替弁６６の全開開度ＯｅｃｖＭＡＸの１／２以上であれば、第２開度Ｏｅｃｖ２として「第１開度Ｏｅｃｖ１よりも小さい開度（例えば、全閉開度ＯｅｃｖＣＬＯＳＥ）」を設定する。
第２時点が到来すると、ＣＰＵ８１はステップ８２５に進み、その第２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２の値としての判定用過給圧Ｐｉｍ１」に格納する。次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ８３０に進み、判定用過給圧Ｐｉｍ１と基準過給圧Ｐｉｍ０との差の絶対値が閾値過給圧Ｐｉｍｔｈ以上であるか否かを判定する。この閾値過給圧Ｐｉｍｔｈは、第１制御弁異常判定閾値とも称呼される値であり、実験により予め定められた「０以上の所定値」である。
（仮定Ａ）排気切替弁６６及び吸気切替弁６４の双方が正常である場合。
いま、排気切替弁６６及び吸気切替弁６４の双方が正常であると仮定する。この場合、上述したように、判定用過給圧Ｐｉｍ１と基準過給圧Ｐｉｍ０との差の絶対値は閾値過給圧Ｐｉｍｔｈ以上となる。
従って、ＣＰＵ８１は、ステップ８３０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ８３５に進み、排気切替弁異常判定フラグＸＥＣＶの値に「０」を設定する。排気切替弁異常判定フラグＸＥＣＶは、その値が「０」であるとき、排気切替弁６６が正常に作動していることを表す。また、排気切替弁異常判定フラグ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。なお、排気切替弁異常判定フラグＸＥＣＶの値は、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「０」に設定されるようになっている。更に、排気切替弁異常判定フラグＸＥＣＶを含む本第１装置が用いる各フラグの値は総てバックアップＲＡＭ８４に格納される。
次に、ＣＰＵ８１はステップ８４０に進み、上記ステップ８２０にて設定された第２開度Ｏｅｃｖ２が第１開度Ｏｅｃｖ１よりも小さいか否かを判定する。このとき、第２開度Ｏｅｃｖ２が第１開度Ｏｅｃｖ１よりも小さければ、ＣＰＵはステップ８４５に進み、判定用過給圧（第２の値）Ｐｉｍ１が基準過給圧（第１の値）Ｐｉｍ０よりも小さいか否かを判定する。
上記仮定Ａに従えば、第２開度Ｏｅｃｖ２が第１開度Ｏｅｃｖ１よりも小さいとき（即ち、排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖが減少させられているとき）、判定用過給圧Ｐｉｍ１は基準過給圧Ｐｉｍ０よりも大きくなる（図４を参照。）。従って、ＣＰＵ８１は、ステップ８４５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ８５０に進み、吸気切替弁異常判定フラグＸＡＣＶの値に「０」を設定する。吸気切替弁異常判定フラグＸＡＣＶは、その値が「０」であるとき、吸気切替弁６４が正常に作動していることを表す。また、吸気切替弁異常判定フラグＸＡＣＶは、その値が「１」であるとき、吸気切替弁６４が異常であることを表す。なお、吸気切替弁異常判定フラグＸＡＣＶの値は、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「０」に設定されるようになっている。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。
一方、ＣＰＵ８１が上記ステップ８４０に進んだとき、第２開度Ｏｅｃｖ２が第１開度Ｏｅｃｖ１以上であれば（即ち、排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖが増大させられているとき）、ＣＰＵ８１はそのステップ８４０にて「Ｎｏ」と判定してステップ８５５に進み、判定用過給圧Ｐｉｍ１が基準過給圧Ｐｉｍ０よりも小さいか否かを判定する。
この場合（即ち、上記仮定Ａの下で排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖが増大させられた場合）、上述したように、判定用過給圧Ｐｉｍ１は基準過給圧Ｐｉｍ０よりも小さくなる。従って、ＣＰＵ８１は、ステップ８５５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ８５０に進み、吸気切替弁異常判定フラグＸＡＣＶの値に「０」を設定する。
更に、ＣＰＵ８１は、所定時間が経過する毎に図９にフローチャートによって示した「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又は排気切替弁６６が異常であるとき、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９のステップ９００から処理を開始してステップ９１０に進み、排気切替弁異常判定フラグ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判定フラグＸＥＣＶの値は「０」であるから、ＣＰＵ８１は、そのステップ９１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ９２０に進む。
次いで、ＣＰＵ８１は、そのステップ９２０にて、吸気切替弁異常判定フラグ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判定フラグＸＡＣＶの値は「０」であるから、ＣＰＵ８１は、そのステップ９２０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ９３０に進む。
ＣＰＵ８１は、そのステップ９３０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の双方が正常に作動していることを表す。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又は排気切替弁６６が異常であることを表す。なお、異常発生フラグＸＥＭＧの値も、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「０」に設定されるようになっている。
次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ９９５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が正常であるとき（或いは、排気切替弁異常判定フラグＸＥＣＶの値及び吸気切替弁異常判定フラグＸＡＣＶの値の双方が「０」であるとき）、警報は発生しない。
更に、ＣＰＵ８１は、図１０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）θｇ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θｇ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θｇになると、図１０のステップ１０００から処理を開始してステップ１０１０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、そのステップ１０１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１０２０に進む。
ＣＰＵ８１は、そのステップ１０２０にて、アクセルペダル開度センサ７７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７５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。この通常時の燃料噴射量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１０３０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１０９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
このように、第１装置は、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」を実行する。
（仮定Ｂ）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
次に、排気切替弁６６が異常であり、排気切替弁６６に対して排気切替弁６６の開度を変更する指示が与えられた場合であっても排気切替弁６６の開度が変化しない場合について説明する。この場合、上述したように、排気切替弁６６の開度を変更する指示を排気切替弁アクチュエータ６６ａに与えても過給圧Ｐｉｍは変化しないから、判定用過給圧Ｐｉｍ１と基準過給圧Ｐｉｍ０との差の絶対値は閾値過給圧Ｐｉｍｔｈよりも小さくなる。
このとき、ＣＰＵ８１が、所定のタイミングにて図８のステップ８００から処理を開始すると、上記異常判定条件が成立していれば、ＣＰＵ８１はステップ８０５乃至８２５を経てステップ８３０に進む。上記仮定Ｂに従えば、判定用過給圧Ｐｉｍ１と基準過給圧Ｐｉｍ０とは等しい。そのため、判定用過給圧Ｐｉｍ１と基準過給圧Ｐｉｍ０との差の絶対値は、閾値過給圧Ｐｉｍｔｈよりも小さい。従って、ＣＰＵ８１は、そのステップ８３０にて「Ｎｏ」と判定してステップ８６０に進む。ＣＰＵ８１は、そのステップ８６０にて排気切替弁異常判定フラグＸＥＣＶの値に「１」を設定し、続くステップ８６５にて吸気切替弁異常判定フラグＸＡＣＶの値に「０」を設定する。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。
更に、このとき、ＣＰＵ８１は、所定のタイミングにて図９のステップ９００から処理を開始すると、ステップ９１０に進む。現時点における排気切替弁異常判定フラグＸＥＣＶの値は「１」であるから、ＣＰＵ８１は、そのステップ９１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ９４０に進み、「排気切替弁６６が異常である」旨を機関１０の操作者に図示しない警報ランプを点等すること等により通知する。その後、ＣＰＵ８１は、異常発生フラグＸＥＭＧの値に「１」を設定し、ステップ９９５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（即ち、排気切替弁異常判定フラグＸＥＣＶの値が「１」であるとき）、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θｇに一致すると、図１０のステップ１０００から処理を開始してステップ１０１０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、そのステップ１０１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ１０４０に進む。
ＣＰＵ８１は、そのステップ１０４０にて、アクセルペダル開度センサ７７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７５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、「吸気切替弁６４又は排気切替弁６６が異常である」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。
異常発生時燃料噴射量テーブルＭａｐＥｍｇ（Ａｃｃｐ，ＮＥ）は、「吸気切替弁６４又は排気切替弁６６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。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用いた運転を「退避運転」とも称呼する。
次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ１０３０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１０９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
このように、第１装置は、排気切替弁６６が異常であるとき、機関１０の操作者に対して「排気切替弁６６が異常である」旨の警告を通知するとともに、退避運転を実行する。
（仮定Ｃ）吸気切替弁６４が異常であり、排気切替弁６４は正常である場合
次に、吸気切替弁６４が異常（上記開異常状態）となっている場合について説明する。この場合、上述したように、排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖが減少させられると過給圧Ｐｉｍは減少し、増大させられると過給圧Ｐｉｍは増大する。従って、第２開度Ｏｅｃｖ２が第１開度Ｏｅｃｖ１よりも小さい場合には判定用過給圧Ｐｉｍ１は基準過給圧Ｐｉｍ０よりも小さくなり、第２開度Ｏｅｃｖ２が第１開度Ｏｅｃｖ１よりも大きい場合には判定用過給圧Ｐｉｍ１は基準過給圧Ｐｉｍ０よりも大きくなる。
このとき、所定のタイミングにて図８のステップ８００から処理を開始すると、上記異常判定条件が成立していれば、ＣＰＵ８１はステップ８０５乃至８２５を経てステップ８３０に進む。上記仮定Ｃに従えば、排気切替弁６６は正常に作動しているから、判定用過給圧Ｐｉｍ１と基準過給圧Ｐｉｍ０との差の絶対値は閾値過給圧Ｐｉｍｔｈ以上となる。従って、ＣＰＵ８１は、そのステップ８３０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ８３５に進み、排気切替弁異常判定フラグＸＥＣＶの値に「０」を設定する。
次に、ＣＰＵ８１がステップ８４０に進んだとき、上記ステップ８２０にて設定された第２開度Ｏｅｃｖ２が第１開度Ｏｅｃｖ１よりも小さければ、ＣＰＵはステップ８４５に進む。そして、この場合、（即ち、上記仮定Ｃの下で排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖが減少させられた場合）、上述したように、判定用過給圧Ｐｉｍ１は基準過給圧Ｐｉｍ０よりも小さくなる。従って、ＣＰＵ８１は、ステップ８４５にて「Ｎｏ」と判定してステップ８７０に進み、吸気切替弁異常判定フラグＸＡＣＶの値に「１」を設定する。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。
一方、ＣＰＵ８１が上記ステップ８４０に進んだとき、第２開度Ｏｅｃｖ２が第１開度Ｏｅｃｖ１以上であれば（即ち、排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖが増大させられた場合）、ＣＰＵ８１はそのステップ８４０にて「Ｎｏ」と判定してステップ８５５に進む。この場合、（即ち、上記仮定Ｃの下で排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖが増大させられた場合）、上述したように、判定用過給圧Ｐｉｍ１は基準過給圧Ｐｉｍ０よりも大きくなる。従って、ＣＰＵ８１は、ステップ８５５にて「Ｎｏ」と判定してステップ８７０に進み、吸気切替弁異常判定フラグＸＡＣＶの値に「１」を設定する。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。
更に、このとき、ＣＰＵ８１は、所定のタイミングにて図９のステップ９００から処理を開始すると、ステップ９１０に進む。現時点の排気切替弁異常判定フラグＸＥＣＶの値は「０」であるから、ＣＰＵ８１はそのステップ９１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ９２０に進む。現時点の吸気切替弁異常判定フラグＸＡＣＶの「１」であるから、ＣＰＵ８１は、そのステップ９２０にて「Ｎｏ」と判定してステップ９６０に進み、「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。
その後、ＣＰＵ８１は、異常発生フラグＸＥＭＧの値に「１」を設定し、ステップ９９５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が異常である場合（即ち、排気切替弁異常判定フラグＸＥＣＶの値が「１」であるとき）、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、このとき、ＣＰＵ８１は、任意の気筒のクランク角度が上記クランク角度θｇになると、図１０のステップ１０００から処理を開始してステップ１０１０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、そのステップ１０１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ１０４０に進む。
ＣＰＵ８１は、そのステップ１０４０にて、アクセルペダル開度センサ７７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７５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は上述し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、燃料噴射量Ｑを取得する。
次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ１０３０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、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１０９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
このように、第１装置は、吸気切替弁６４が異常であるとき、機関１０の操作者に対して「吸気切替弁６４が異常である」旨の警告を通知するとともに、退避運転を実行する。
以上に説明したように、第１装置は、上記異常判定条件が成立したとき、排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖを変更するように排気切替弁アクチュエータ６６ａに指示を与える。第１装置は、その指示を与える「前」の時点における過給圧（基準過給圧Ｐｉｍ０）と、その指示を与えた「後」の過給圧（判定用過給圧Ｐｉｍ１）と、を取得する。そして、第１装置は、基準過給圧Ｐｉｍ０と判定用過給圧Ｐｉｍ１との差の絶対値が所定値（閾値過給圧Ｐｉｍｔｈ）よりも小さいとき、「排気切替弁６６が異常である」と判定する。一方、第１装置は、基準過給圧Ｐｉｍ０と判定用過給圧Ｐｉｍ１との差の絶対値が所定値以上であるとき（即ち、排気切替弁６６が正常に作動しているとき）、排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖを増大させるように排気切替弁アクチュエータ６６ａに指示が与えられていれば判定用過給圧Ｐｉｍ１が基準過給圧Ｐｉｍ０以上であれば、「吸気切替弁６４が異常である」と判定する。更に、第１装置は、基準過給圧Ｐｉｍ０と判定用過給圧Ｐｉｍ１との差の絶対値が所定値以上であるとき、排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖを減少させるように排気切替弁アクチュエータ６６ａに指示が与えられていれば判定用過給圧Ｐｉｍ１が基準過給圧Ｐｉｍ０以下であれば、「吸気切替弁６４が異常である」と判定する。加えて、第１装置は、吸気切替弁６４又は排気切替弁６６が異常であると判定すると、機関１０の操作者にその旨を通知するとともに、退避運転を実行する。
即ち、第１装置は、
内燃機関１０の排気通路４２に配設される第１タービン６１ｂと、同機関１０の吸気通路３２に配設されるとともに同排気通路を流れる排ガスによって同第１タービン６１ｂが駆動されることによって駆動される第１コンプレッサ６１ａと、を備える第１過給機６１と、
前記第１タービン６１ｂよりも前記排気通路４２の下流側に配設される第２タービン６２ｂと、前記第１コンプレッサ６１ａよりも前記吸気通路３２の上流側に配設されるとともに前記排ガスによって同第２タービン６２ｂが駆動されることによって駆動される第２コンプレッサ６２ａと、を備える第２過給機６２と、
一端が前記第１タービン６１ｂよりも上流側において前記排気通路４２に接続されるとともに他端が同第１タービン６１ｂと前記第２タービン６２ｂとの間において同排気通路４２に接続される第１通路部（高圧段タービンバイパス通路部）６５と、
前記第１通路部６５に配設されるともにその開度Ｏｅｃｖに応じて同第１通路部６５の流路面積を変更する第１制御弁（排気切替弁）６６と、
一端が前記第１コンプレッサ６１ａと前記第２コンプレッサ６２ａとの間において前記吸気通路３２に接続されるとともに他端が同第１コンプレッサ６１ａよりも下流側において同吸気通路３２に接続される第２通路部（高圧段コンプレッサバイパス通路部）６３と、
前記第２通路部６３に配設されるとともにその開度に応じて同第２通路部６３の流路面積を変更する第２制御弁（吸気切替弁）６４と、
を備え、前記機関１０が所定の運転領域にて運転されているとき少なくとも前記第１コンプレッサ６１ａが同第１コンプレッサ６１ａに導入される空気を圧縮して排出するように、前記第１制御弁６６及び前記第２制御弁６４が作動させられるように構成された内燃機関１０に適用される。
更に、第１装置は、
前記第１コンプレッサ６１ａよりも下流側の前記吸気通路３２内の空気の圧力が大きくなるにつれて大きくなる過給圧相当値（本例においては、過給圧Ｐｉｍ）を取得する過給圧相当値取得手段（図８のステップ８１５及びステップ８２５）と、
前記機関１０が前記所定の運転領域において運転されていることを少なくとも条件の一つとして含む異常判定条件が成立している期間（図８のステップ８０５にて「Ｙｅｓ」と判定される期間）において、前記取得される過給圧相当値（過給圧Ｐｉｍ）を第１の値Ｐｉｍ０として取得し、同第１の値Ｐｉｍ０を取得した時点以降の第１時点にて前記第１制御弁６６の開度を、同第１の値を取得した時点における開度である第１開度とは異なる第２開度（本例においては、全開）に一致させ、同第１時点から所定時間が経過した後の第２時点における同取得される過給圧相当値（過給圧Ｐｉｍ）を第２の値Ｐｉｍ１として取得し、
前記第２開度（全開）が前記第１開度よりも大きく且つ前記第２の値Ｐｉｍ１が前記第１の値Ｐｉｍ０よりも大きいとき、又は、前記第２開度が前記第１開度よりも小さく且つ前記第２の値Ｐｉｍ１が前記第１の値Ｐｉｍ０よりも小さいとき、前記第２制御弁６４が異常である旨の判定を行う制御弁異常判定手段（図８のルーチンを参照。）と、を備えるように構成される。
このように、本発明の制御装置は、第１制御弁（排気切替弁６６）の開度を変更させる前後の過給圧Ｐｉｍの変化に基づき、第２制御弁（吸気切替弁）６４が異常であるか否かを判定することができる。
更に、第１装置においては、
前記過給圧相当値取得手段（図８のステップ８１５及びステップ８２５）は、前記過給圧相当値として前記第１コンプレッサよりも下流側の吸気通路内の空気の圧力である「過給圧Ｐｉｍ」を取得するように構成されている。
更に、第１装置においては、
制御弁異常判定手段（図８のルーチンを参照。）は、
前記第２の値Ｐｉｍ１と前記第１の値Ｐｉｍ０との差の絶対値が第１制御弁異常判定閾値Ｐｉｍｔｈよりも小さいとき（図８のステップ８３０にて「Ｎｏ」と判定されるとき）前記第１制御弁６４が異常であると判定するように構成されている。
更に、第１装置においては、
制御弁異常判定手段（図８のルーチンを参照。）は、
前記第１制御弁６４が異常であると判定した場合、前記第２制御弁６６は正常であると推定する（図８のステップ８６０にて排気切替弁異常判定フラグＸＥＣＶの値を「１」に設定すると同時に、ステップ８６５にて吸気切替弁異常判定フラグＸＡＣＶの値を「０」に設定する）ように構成されている。
更に、第１装置においては、
前記第１制御弁６６は、指示信号に応答して前記第１通路部６５の流路面積を変更するように同第１制御弁６６の開度を変更する第１制御弁駆動手段（排気切替弁アクチュエータ６６ａ）を含み、
前記制御弁異常判定手段（図８のルーチンを参照。）は、前記第１制御弁駆動手段６６ａに前記指示信号を送出することにより前記第１制御弁６６の開度を変更するように構成されている（図８のステップ８２０を参照。）。
更に、第１装置においては、
前記異常判定条件は、少なくとも前記機関に対する要求トルクが所定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場合に成立するように構成されている（上記条件３を参照。）。
ところで、本発明の制御弁異常判定装置が適用される内燃機関において、低圧段タービンバイパス通路部（バイパス管）６７の内径は、「排気バイパス弁６８が全開状態であっても、上記異常判定条件が成立する場合に燃焼ＣＣから流出される排ガスの一部のみを通過させることができる程度の大きさ」となっている。換言すると、仮に排気バイパス弁６８が全開状態であっても、排ガスの一部は低圧段タービン６２ｂに導入される。そのため、排気バイパス弁６８の開度の大きさに関わらず、高圧段タービン６１ｂにはゼロより大きい流量の排ガスが流入する。従って、排気バイパス弁６８が正常に作動していても、排気バイパス弁６８が異常であっても、本発明の制御弁異常判定装置は吸気切替弁６４及び／又は排気切替弁６６が異常であるか否かを判定することができる。
本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。
例えば、上記実施形態においては、前記過給圧相当値として前記第１コンプレッサよりも下流側の吸気通路内の空気の圧力である「過給圧」が取得されている。しかし、本発明の制御弁異常判定装置は、前記過給圧相当値（第１コンプレッサである高圧段コンプレッサ６１ａよりも下流側の吸気通路内の空気の圧力である過給圧が大きくなるにつれて大きくなる値）として前記機関に導入される空気の量である「新気量」を取得するように構成されてもよい。また、過給圧相当値として取得される過給圧は、インタークーラ３４とスロットル弁３３との間の吸気通路内の圧力であってもよい。
更に、本発明の異常判定手段においては、前記第２制御弁６４は、前記機関１０が前記所定の運転領域にて運転されているとき前記第２通路部６３を遮断（完全に封鎖）するように作動させられるように構成されてもよい。
加えて、本発明の異常判定手段においては、前記第２制御弁である吸気切替弁６４は、図１１に示すように、弁体６４ｂと、前記弁体６４ｂが着座する着座部６４ｃと、前記弁体６４ｂを前記着座部６４ｃに向けて付勢する付勢手段（ばね）６４ｄと、を備えるように構成されてもよい。
この制御弁は、前記第２通路部６３の前記第２制御弁６４よりも上流側の空気の圧力が同第２制御弁６４の下流側の空気の圧力よりも所定圧力以上大きくないとき同弁体６４ｂが同付勢手段６４ｄの付勢力によって同着座部６４ｃに着座する第１位置に移動せしめられることにより同第２通路部６３を遮断し、同第２通路部６３の同第２制御弁６４よりも上流側の空気の圧力が同第２制御弁６４よりも下流側の空気の圧力よりも前記所定圧力以上大きいと同記弁体６４ｂが同付勢手段６４ｄの付勢力に抗して前記第１位置と異なる第２位置に移動せしめられることにより同第２通路部６３の流路面積を増大するように構成されている。従って、この第２制御弁は、電気制御装置８０による指示信号とは独立して作動させられる弁である。
更に、上記実施形態においては、排気切替弁６６が異常であるか否かが判定された後（図８のステップ８３０にて「Ｙｅｓ」と判定された後）、吸気切替弁６４が異常であるか否かが判定される（図８のステップ８４０、ステップ８４５、及び、ステップ８５５）ようになっている。しかし、本発明の制御弁異常判定装置は、「吸気切替弁６４が異常であるか否かのみ」を判定するように構成されてもよい。具体的に述べると、本発明の制御弁異常判定装置は、「図８に示す異常判定ルーチンからステップ８３０、ステップ８６０及びステップ８６５を削除したルーチン」を所定時間の経過毎に繰り返し実行するように構成されてもよい。
また、上記実施形態のステップ８２０において、第１開度Ｏｅｃｖ１が常に充分に小さい場合（即ち、第１開度Ｏｅｃｖ１が充分に小さくなるような運転条件であることがステップ８０５における異常判定条件に含まれているとき）、ステップ８２０において第２開度Ｏｅｃｖ２が「現在の開度である第１開度Ｏｅｃｖ１」よりも必ず大きくなる（例えば、全開開度に一致する）ように、排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖを変更してもよい。この場合、ステップ８４０及びステップ８４５の処理を省略してもよい。
同様に、上記実施形態のステップ８２０において、第１開度Ｏｅｃｖ１が常に充分に大きい場合（即ち、第１開度Ｏｅｃｖ１が充分に大きくなるような運転条件であることがステップ８０５における異常判定条件に含まれているとき）、ステップ８２０において第２開度Ｏｅｃｖ２が「現在の開度である第１開度Ｏｅｃｖ１」よりも必ず小さくなる（例えば、全閉開度に一致する）ように、排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖを変更してもよい。この場合、ステップ８４０及びステップ８５５の処理を省略してもよい。
更に、上記実施形態においては、第１制御弁６６を全開状態とする（図８のステップ８２０）前の時点において、スロットル弁３３が全開状態となるように（図８のステップ８１０）構成されている。しかし、本発明の制御弁異常判定装置においては、第１制御弁６６の開度を変更する際に、必ずしもスロットル弁３３を全開状態にしなくてもよい。
更に、上記実施形態においては、機関１０に排気切替弁開度センサ７６が設けられている。しかし、この排気切替弁開度センサ７６は、図４、図６及び図７に示すタイムチャートにおける開度Ｏｅｃｖを取得する具体的な手段例として記載したに過ぎない。即ち、本発明の制御弁異常判定装置が適用される内燃機関は、排気切替弁開度センサ７６を備えなくてもよい。
更に、上記実施形態においては、排気バイパス弁６８が異常であるか否かについては判定されていない。しかし、本発明の制御弁異常判定装置は、排気バイパス弁６８が異常であるか否かを判定するように構成されてもよい。より具体的に述べると、例えば、先ず、機関１０が所定の運転状態にて運転されているとき、排気バイパス弁アクチュエータ６６ａに対し、排気バイパス弁６８の開度を現時点の開度とは異なる開度に変更する指示を与える。次いで、その指示が排気バイパス弁アクチュエータ６６ａに対して与えられる前後における過給圧Ｐｉｍの変化量を取得する。そして、その過給圧Ｐｉｍの変化量が所定値よりも小さい場合に排気バイパス弁６８が異常であると判定することができる。
【図１】
2011007456.tif 000003
【図２（Ａ）】
2011007456.tif 000004
【図２（Ｂ）】
2011007456.tif 000005
【図３】
2011007456.tif 000006
【図４】
2011007456.tif 000007
【図５】
2011007456.tif 000008
【図６】
2011007456.tif 000009
【図７】
2011007456.tif 000010
【図８】
2011007456.tif 000011
【図９】
2011007456.tif 000012
【図１０】
2011007456.tif 000013
【図１１】
2011007456.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成24年2月17日(2012.2.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に配設される第１タービンと、同機関の吸気通路に配設されるとともに同排気通路を流れる排ガスによって同第１タービンが駆動されることによって駆動される第１コンプレッサと、を備える第１過給機と、
前記第１タービンよりも前記排気通路の下流側に配設される第２タービンと、前記第１コンプレッサよりも前記吸気通路の上流側に配設されるとともに前記排ガスによって同第２タービンが駆動されることによって駆動される第２コンプレッサと、を備える第２過給機と、
一端が前記第１タービンよりも上流側において前記排気通路に接続されるとともに他端が同第１タービンと前記第２タービンとの間において同排気通路に接続される第１通路部と、
前記第１通路部に配設されるとともにその開度に応じて同第１通路部の流路面積を変更する第１制御弁と、
一端が前記第１コンプレッサと前記第２コンプレッサとの間において前記吸気通路に接続されるとともに他端が同第１コンプレッサよりも下流側において同吸気通路に接続される第２通路部と、
前記第２通路部に配設されるとともにその開度に応じて同第２通路部の流路面積を変更する第２制御弁と、
を備え、前記機関が所定の運転領域にて運転されているとき、前記第１コンプレッサおよび前記第２コンプレッサのうちの少なくとも前記第１コンプレッサが同第１コンプレッサに導入される空気を圧縮して排出するように、前記第１制御弁及び前記第２制御弁が作動させられるように構成された内燃機関に適用され、
前記第１コンプレッサよりも下流側の前記吸気通路内の空気の圧力が大きくなるにつれて大きくなる過給圧相当値を取得する過給圧相当値取得手段と、
前記機関が前記所定の運転領域において運転されていることを少なくとも条件の一つとして含む異常判定条件が成立している期間において、前記取得される過給圧相当値を第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１制御弁の開度が同第１の値を取得した時点における開度である第１開度とは異なる第２開度に一致するように同第１制御弁を作動させ、同第１時点から所定時間が経過した後の第２時点における同取得される過給圧相当値を第２の値として取得し、
前記第２開度が前記第１開度よりも大きく且つ前記第２の値が前記第１の値よりも大きいとき、又は、前記第２開度が前記第１開度よりも小さく且つ前記第２の値が前記第１の値よりも小さいとき、前記第２制御弁が異常である旨の判定を行う制御弁異常判定手段と、
を備えた内燃機関の制御弁異常判定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の制御弁異常判定装置において、
前記過給圧相当値取得手段は、前記過給圧相当値として前記第１コンプレッサよりも下流側の前記吸気通路内の空気の圧力である過給圧を取得するように構成された制御弁異常判定装置。
【請求項３】
請求項１に記載の内燃機関の制御弁異常判定装置において、
前記過給圧相当値取得手段は、前記過給圧相当値として前記機関に導入される空気の量である新気量を取得するように構成された制御弁異常判定装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の制御弁異常判定装置において、
制御弁異常判定手段は、
前記第２の値と前記第１の値との差の絶対値が第１制御弁異常判定閾値よりも小さいとき前記第１制御弁が異常であると判定するように構成された制御弁異常判定装置。
【請求項５】
請求項４に記載の内燃機関の制御弁異常判定装置において、
制御弁異常判定手段は、
前記第１制御弁が異常であると判定した場合、前記第２制御弁は正常であると推定するように構成された制御弁異常判定装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５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２制御弁は、前記機関が前記所定の運転領域にて運転されているとき前記第２通路部を遮断するように作動させられることを特徴とする制御弁異常判定装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６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２制御弁は、弁体と、前記弁体が着座する着座部と、前記弁体を前記着座部に向けて付勢する付勢手段と、を備え、前記第２通路部の同第２制御弁よりも上流側の空気の圧力が同第２制御弁よりも下流側の空気の圧力よりも所定圧力以上大きくないとき同弁体が同付勢手段の付勢力によって同着座部に着座する第１位置に移動せしめられることにより同第２通路部を遮断し、同第２通路部の同第２制御弁よりも上流側の空気の圧力が同第２制御弁よりも下流側の空気の圧力よりも前記所定圧力以上大きいとき同弁体が同付勢手段の付勢力に抗して前記第１位置と異なる第２位置に移動せしめられることにより同第２通路部の流路面積を増大するように構成された弁である制御弁異常判定装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７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制御弁は、指示信号に応答して前記第１通路部の流路面積を変更するように同第１制御弁の開度を変更する第１制御弁駆動手段を含み、
前記制御弁異常判定手段は、前記第１制御弁駆動手段に前記指示信号を送出することにより前記第１制御弁の開度を変更するように構成された、
制御弁異常判定装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項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、
前記異常判定条件は、前記機関に対する要求トルクが所定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いう要件が少なくとも満たされる場合に成立する条件である制御弁異常判定装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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、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が行われる。
【０００６】
上記従来の内燃機関が備える制御装置は、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。）。
【発明の開示】
【０００７】
ところが、上述した適切な過給が行われる状態を維持するには、上記制御装置は、排気切替弁が正常に作動しているか否かを判定するだけではなく、排気切替弁とは異なる他の制御弁が正常に作動しているか否かも判定することが望ましい。より具体的に述べると、上記制御装置は、「第１過給機のコンプレッサに供給される空気の流量を調整するためのバイパス通路に配設された制御弁（吸気切替弁）」が正常に作動しているか否かも判定することが望ましい。しかしながら、従来公報は、吸気切替弁が正常に作動しているか否かを如何に判定するかについて何ら開示していない。
【０００８】
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、複数のバイパス通路と、吸気切替弁を含む複数の制御弁と、を備えた内燃機関」に適用され、吸気切替弁が正常に作動しているか否かを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。
【０００９】
上記課題を達成するための本発明による内燃機関の制御弁異常判定装置は、第１過給機、第２過給機、第１通路部、前記排気切替弁に相当する第１制御弁、第２通路部、及び、前記吸気切替弁に相当する第２制御弁、を備えた内燃機関に適用される。
【００１０】
前記第１過給機は、第１タービンと、第１コンプレッサと、を備える。
【００１１】
前記第１タービンは、排気通路に配設される。これにより、前記第１タービンは、その第１タービンに導入される排ガスのエネルギによって駆動される。前記第１コンプレッサは、前記機関の吸気通路に配設される。前記第１コンプレッサは、前記第１タービンが駆動されることによって駆動されるようになっている。これにより、第１コンプレッサは、第１コンプレッサに導入される空気を圧縮する。
【００１２】
前記第２過給機は、第２タービンと、第２コンプレッサと、を備える。
前記第２タービンは、前記排気通路の前記第１タービンよりも下流側に配設される。これにより、第２タービンは、その第２タービンに導入される排ガスのエネルギによって駆動される。前記第２コンプレッサは、前記吸気通路の前記第１コンプレッサよりも上流側に配設される。前記第２コンプレッサは、前記第２タービンが駆動されることによって駆動されるようになっている。これにより、第２コンプレッサは、第２コンプレッサに導入される空気を圧縮する。即ち、前記第１過給機と前記第２過給機とは、直列に接続されている。
【００１３】
前記第１通路部は、その一端が前記第１タービンよりも上流側において前記排気通路に接続されるとともに、その他端が同第１タービンと前記第２タービンとの間において同排気通路に接続される通路である。即ち、この第１通路部は、第１タービンをバイパスする経路を構成している。
【００１４】
前記第１制御弁は、前記第１通路部に配設されている。この第１制御弁は、その開度に応じて前記第１通路部の流路面積を変更するようになっている。これにより、第１制御弁は、「前記第１タービンに導入される排ガスのエネルギの大きさ」と「前記第２タービンに導入される排ガスのエネルギの大きさ」との割合を変更する。
【００１５】
前記第２通路部は、その一端が前記第１コンプレッサと前記第２コンプレッサとの間において前記吸気通路に接続されるとともに、その他端が同第１コンプレッサよりも下流側において同吸気通路に接続される通路である。即ち、この第２通路部は、第１コンプレッサをバイパスする経路を構成している。
【００１６】
前記第２制御弁は、前記第２通路部に配設されている。この第２制御弁は、その開度に応じて前記第２通路部の流路面積を変更するようになっている。これにより、第２制御弁は、「前記第１コンプレッサに導入される空気の量」と「同第２通路部を通過する空気の量」との割合を変更する。
【００１７】
更に、上記内燃機関は、「所定の運転領域」にて運転されているとき「前記第１コンプレッサおよび前記第２コンプレッサのうちの少なくとも前記第１コンプレッサが同第１コンプレッサに導入される空気を圧縮して排出する（即ち、過給する）」ように、前記第１制御弁及び前記第２制御弁が作動させられるように構成されている。
【００１８】
上記「所定の運転領域」は、第１過給機及び第２過給機のうちの「第１過給機」が主として過給することができる運転領域と実質的に一致する領域である。「主として過給する」とは、第１過給機及び第２過給機のうちの一の過給機が、その一の過給機とは異なる他の過給機よりも高い効率にて過給することを意味する。即ち、「第１過給機が主として過給する」とは、「第１過給機及び第２過給機の双方が過給し、且つ、第１過給機が第２過給機よりも高い効率にて過給する」こと、又は、「第１過給機及び第２過給機のうち第１過給機のみが実質的に過給する」こと、を意味する。
【００１９】
そして、上記内燃機関に適用される本発明の制御弁異常判定装置は、
過給圧相当値取得手段と、制御弁異常判定手段と、を備える。
【００２０】
より具体的に述べると、前記過給圧相当値取得手段は、
前記第１コンプレッサよりも下流側の吸気通路内の空気の圧力が大きくなるにつれて大きくなる「過給圧相当値」を取得するようになっている。
【００２１】
ここで、前記「第１コンプレッサよりも下流側の吸気通路内の空気の圧力」は、第１コンプレッサを通過した直後の空気の圧力であってもよい。更に、前記「第１コンプレッサよりも下流側の吸気通路内の空気の圧力」は、「第１コンプレッサと燃焼室との間に存在するインタークーラ及びディーゼルスロットルバルブ等の圧力損失発生部材」よりも下流側における吸気通路内の空気の圧力であってもよい。即ち、前記「第１コンプレッサよりも下流側の吸気通路内の空気の圧力」は、第１過給機の過給の状態が変化することによって変化する圧力である。
【００２２】
前記過給圧相当値は、前記「第１コンプレッサよりも下流側の吸気通路内の空気の圧力」が大きくなるにつれて大きくなる値であればよく、特に制限されない。例えば、過給圧相当値として、第１コンプレッサよりも下流側の吸気通路内の空気の圧力である「過給圧」を採用することができる。更に、例えば、過給圧相当値として、前記機関に導入される空気の量である「新気量」を採用することもできる。
【００２３】
前記制御弁異常判定手段は、
（１）前記機関が前記所定の運転領域において運転されていることを少なくとも条件の一つとして含む「異常判定条件」が成立している期間において、前記取得される過給圧相当値を「第１の値」として取得し、
（２）その第１の値を取得した時点以降の第１時点にて、前記第１制御弁の開度が「その第１の値を取得した時点における開度である第１開度」とは異なる「第２開度」に一致するように同第１制御弁を作動させ、
（３）その第１時点から所定時間が経過した後の第２時点において取得される過給圧相当値を「第２の値」として取得する、
ようになっている。
【００２４】
更に、前記制御弁異常判定手段は、
（４）（ａ）前記第２開度が前記第１開度よりも大きく且つ前記第２の値が前記第１の値よりも大きいとき、又は、（ｂ）前記第２開度が前記第１開度よりも小さく且つ前記第２の値が前記第１の値よりも小さいとき、「前記第２制御弁が異常である」旨の判定を行うようになっている。
【００２５】
このように、本発明の制御弁異常判定装置においては、「異常判定条件」が成立している期間において、第１制御弁は、その開度が「第１開度」から「第２開度」に変化するように作動させられる。そして、第１制御弁の開度が第１開度である時点における過給圧相当値（第１の値）と、第１制御弁の開度が第２開度である時点における過給圧相当値（第２の値）と、が比較される。更に、その比較の結果に基づき、「第２制御弁が異常であるか否か」が判定される。
【００２６】
本発明において、前記第１開度と前記第２開度とは、どちらが大きくてもよい。従って、以下、「第２開度が第１開度よりも大きい場合」と「第２開度が第１開度よりも小さい場合」とに場合を分け、前記制御弁異常判定手段が「第２制御弁が異常であるか否か」を判定するために採用した原理について説明する。
【００２７】
１．第２開度が第１開度よりも大きい場合（第１制御弁の開度が増大される場合）
第１制御弁は、上述したように、一端が第１タービンよりも上流側において排気通路に接続されるとともに他端が第１タービンと第２タービンとの間において排気通路に接続される第１通路部に設けられている。そのため、第１制御弁の開度が増大すると、第１通路部を通過する排ガスの流量が大きくなる。よって、このとき、第１タービンに導入される排ガスのエネルギは減少し、且つ、第２タービンに導入される排ガスのエネルギは増大する。
【００２８】
一方、前述したように、第２制御弁は、「正常」である限り、前記機関が前記「所定の運転領域」にて運転されているとき「少なくとも前記第１コンプレッサが同第１コンプレッサに導入される空気を圧縮して排出する」ように作動させられている。
【００２９】
従って、第２制御弁が「正常」であれば、第１制御弁の開度が第１開度から第２開度に変更されたとき、第１通路部を通過する排ガスの流量が増大する（即ち、第１タービンに導入される排ガスのエネルギが減少する）から、第１コンプレッサの圧力比（＝第１コンプレッサ下流側空気圧／第１コンプレッサ上流側空気圧）は「減少」する。
【００３０】
更に、第２制御弁が「正常」であれば、上記同様に第１制御弁の開度が第１開度から第２開度に変更されたとき、第１通路部を通過する排ガスの流量が増大する分だけ第２タービンに導入される排ガスのエネルギが増大するから、第２コンプレッサの圧力比（＝第２コンプレッサ下流側空気圧／第２コンプレッサ上流側空気圧）は「増大」する。
【００３１】
ところで、前記「異常判定条件」には、「機関が前記所定の運転領域において運転されていること」が含まれている。そのため、機関が前記所定の運転領域において運転されているとき、第１過給機及び第２過給機のうちの「第１過給機」が「主として」過給する。従って、第１制御弁の開度が第１開度であるとき、第１コンプレッサの圧力比は第２コンプレッサの圧力比よりも大きい。更に、第１制御弁の開度が変更されるとき、第１コンプレッサの圧力比の変化量は第２コンプレッサの圧力比の変化量よりも大きい。よって、第１制御弁の開度が第１開度から第２開度に変更（この場合、増大）されたとき、「第１コンプレッサの圧力比の減少量」は「第２コンプレッサの圧力比の増大量」よりも大きい。
【００３２】
一方、過給圧は、「第１コンプレッサの圧力比と第２コンプレッサの圧力比との積（以下、「全体圧力比」と称呼する。）」を「機関の外部から機関に流入する空気の圧力（一般には大気圧）」に乗算することによって得られる。他方、上述したように、第１制御弁の開度が第１開度から第２開度に変更されたとき、「第１コンプレッサの圧力比の減少量」は「第２コンプレッサの圧力比の増大量」よりも大きい。従って、このとき、全体圧力比は減少する。その結果、過給圧は「減少」する。
【００３３】
これに対し、第２制御弁が「異常」であると、前記第１コンプレッサは、前記機関が所定の運転領域にて運転されていても、その第１コンプレッサに導入される空気を圧縮して排出するように作動することができない。換言すると、第２制御弁が例えば完全に開放されている等の「異常」であるとき、第１コンプレッサ上流圧と、第１コンプレッサ下流圧と、は実質的に同一となる。
【００３４】
従って、第２制御弁が「異常」であると、第１制御弁の開度が第１開度であるときの第１コンプレッサの圧力比は、実質的に「１」である。更に、第１制御弁の開度が第２開度であるときの第１コンプレッサの圧力比も、実質的に「１」である。即ち、第２制御弁が「異常」であると、第１制御弁の開度が第１開度から第２開度に変更されても、第１コンプレッサの圧力比は変化しない。
【００３５】
一方、第２制御弁が異常であっても、第２コンプレッサは第２コンプレッサに導入される空気を圧縮して排出することができる。よって、第１制御弁の開度が第１開度から第２開度に変更（この場合、増大）されたとき、第２コンプレッサの圧力比は増大する。
【００３６】
従って、第２制御弁が「異常」であると、第１制御弁の開度が第１開度から第２開度に変更されたとき、全体圧力比は第２コンプレッサの圧力比が増大する分だけ増大する。その結果、過給圧は「増大」する。
【００３７】
このように、第１制御弁の開度が第１開度から第２開度に変更されたとき、第２開度が第１開度よりも「大きい」場合、第２制御弁が「正常」であると過給圧は「減少」し、第２制御弁が「異常」であると過給圧は「増大」する。そこで、上記制御弁異常判定手段は、上述した条件（上記（４）（ａ）を参照。）が成立したならば、「第２制御弁が異常である」と判定する。
【００３８】
２．第２開度が第１開度よりも小さい場合（第１制御弁の開度が減少される場合）
【００３９】
第１制御弁の開度が減少すると、第１通路部を通過する排ガスの流量が減少するとともに、第１タービンへ流入する排ガスの流量が増大する。よって、このとき、第１タービンに導入される排ガスのエネルギは増大し、且つ、第２タービンに導入される排ガスのエネルギは減少する。
【００４０】
従って、第２制御弁が「正常」であれば、第１制御弁の開度が第１開度から第２開度に変更されたとき、第１タービンに導入される排ガスのエネルギが増大するから、第１コンプレッサの圧力比は増大する。更に、このとき、第２コンプレッサの圧力比は「減少」する。
【００４１】
ここで、上述したように、上記異常判定条件が成立しているとき、第１コンプレッサの圧力比は第２コンプレッサの圧力比よりも大きい。更に、第１制御弁の開度が第１開度から第２開度に変更されたとき、第１コンプレッサの圧力比の増大量は第２コンプレッサの圧力比の減少量よりも大きい。従って、このとき、全体圧力比は増大する。その結果、過給圧は「増大」する。
【００４２】
これに対し、第２制御弁が「異常」であると、上述したように、第１制御弁の開度が変更されても、第１コンプレッサの圧力比は変化しない。一方、第２制御弁が「異常」であっても、第２コンプレッサは第２コンプレッサに導入される空気を圧縮して排出することができる。よって、第１制御弁の開度が第１開度から第２開度に変更（この場合、減少）されたとき、第２コンプレッサの圧力比は減少する。
【００４３】
従って、第２制御弁が異常であると、第１制御弁の開度が第１開度から第２開度に変更されたとき、全体圧力比は第２コンプレッサの圧力比が減少する分だけ減少する。その結果、過給圧は「減少」する。
【００４４】
このように、第１制御弁の開度が第１開度から第２開度に変更されたとき、第２開度が第１開度よりも「小さい」場合、第２制御弁が「正常」であると過給圧は「増大」し、第２制御弁が「異常」であると過給圧は「減少」する。そこで、上記制御弁異常判定手段は、上述した条件（上記（４）（ｂ）を参照。）が成立したならば、「第２制御弁が異常である」と判定する。以上が前記制御弁異常判定手段による第２制御弁の異常判定原理である。
【００４５】
上記原理においては、第２制御弁が異常であるか否かを判定するための指標として「過給圧」が採用されている。しかし、この指標は、過給圧に限られない。即ち、この指標として「過給圧」に代えて「過給圧が大きくなるにつれて大きくなる量（即ち、前記過給圧相当値）」を採用しても、上述した原理により、第２制御弁が異常であるか否かを判定することができる。
【００４６】
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、複数のバイパス通路と、吸気切替弁を含む複数の制御弁と、を備えた内燃機関において、第１制御弁を強制的に作動させ、その結果によって吸気切替弁である第２制御弁が正常に作動しているか否かを判定することができる。
【００４７】
更に、本発明の制御装置においては、第２制御弁にその開度を直接測定するための開度センサ等を設けることなく第２制御弁が異常であるか否かを判定することができる。その結果、機関を製造するコストを低減することができる。
【００４８】
なお、本発明の制御装置においては、「前記第２開度が前記第１開度よりも大きく且つ前記第２の値が前記第１の値よりも大きい」か否か、及び、「前記第２開度が前記第１開度よりも小さく且つ前記第２の値が前記第１の値よりも小さい」か否か、の双方を常に監視する必要はなく、これらの一方のみを監視してもよい。
【００４９】
上述したように、本発明の制御弁異常判定装置の過給圧相当値取得手段は、過給圧相当値として「過給圧が大きくなるにつれて大きくなる量」を取得するようになっている。
【００５０】
前記過給圧相当値取得手段は、過給圧相当値として前記第１コンプレッサよりも下流側の吸気通路内の空気の圧力である「過給圧」を取得するように構成され得る。更に、前記過給圧相当値取得手段は、前記過給圧相当値として前記機関に導入される空気の量である「新気量」を取得するように構成され得る。
【００５１】
この制御弁異常判定装置において、
制御弁異常判定手段は、
「前記第２の値と前記第１の値との差の絶対値」が第１制御弁異常判定閾値よりも小さいとき「前記第１制御弁が異常である」と判定するように構成されることが好適である。
【００５２】
上述したように、前記制御弁異常判定手段は、「第２制御弁」が異常であるか否かを判定することを目的として、「第１制御弁」の開度を第１開度から第２開度に変更する。しかし、例えば、開度が変更される制御弁である「第１制御弁」の可動部分に排ガスに含まれる固体成分（すす等）が付着してその可動部分が固着された場合、第１制御弁は作動しない。更に、例えば、第１制御弁を構成する部材が破損した場合、第１制御弁は作動しない。
【００５３】
第１制御弁が正常に作動しない場合、その開度を第１開度から第２開度に変更しようとしても、その開度は十分に変化しない。そのため、第１制御弁が例えば全く作動しない等の異常である場合、第１タービン及び第２タービンのそれぞれに導入される排ガスのエネルギは変化しない。このとき、過給圧相当値は変化しない。
【００５４】
そこで、上記制御弁異常判定手段は、「前記第２の値と前記第１の値との差の絶対値」が第１制御弁異常判定閾値よりも小さければ、「前記第１制御弁が異常である」と判定する。
【００５５】
ここで、上記「第１制御弁異常判定閾値」は、前記第２の値と前記第１の値との差の絶対値がその第１制御弁異常判定閾値よりも小さいときに前記第１制御弁が異常であると判定することができる適値に設定されるとよい。
【００５６】
更に、制御弁異常判定手段は、
「前記第１制御弁が異常である」と判定した場合、「前記第２制御弁は正常である」と「推定」するように構成され得る。
【００５７】
上述したように、本発明の制御弁異常判定装置においては、前記異常判定条件が成立しているとき「少なくとも前記第１コンプレッサが同第１コンプレッサに導入される空気を圧縮して排出する」ように、前記第１制御弁及び前記第２制御弁が作動させられるようになっている。
【００５８】
ここで、前記第２制御弁は、一端が前記第１コンプレッサと前記第２コンプレッサとの間において前記吸気通路に接続されるとともに、他端が同第１コンプレッサよりも下流側において同吸気通路に接続される第２通路部に設けられる。そのため、第２制御弁の開度が小さいほど、第２通路部を通過する空気の量は小さく、第１コンプレッサに導入される空気の量は大きくなる。従って、第２制御弁の開度が小さいほど、前記第１コンプレッサがより確実に「同第１コンプレッサに導入される空気を圧縮して排出する」ことができる。そこで、前記第２制御弁は、前記機関が前記所定の運転領域にて運転されているとき前記第２通路部を遮断（完全に閉鎖）するように作動させられることが好適である。
【００５９】
更に、前記第２制御弁は、その開度に応じて第２通路部の流路面積を変更することによって第１コンプレッサに導入される空気の量を調整することができる構造を有していればよい。
【００６０】
そこで、第２制御弁の一の態様として、
「弁体」と、前記弁体が着座する「着座部」と、前記弁体を前記着座部に向けて付勢する「付勢手段」と、を備える制御弁を採用することができる。具体的に述べると、この制御弁は、「前記第２通路部の同第２制御弁よりも上流側の空気の圧力が同第２制御弁よりも下流側の空気の圧力よりも所定圧力以上大きくない」とき、同弁体が同付勢手段の付勢力によって「同着座部に着座する第１位置」に移動せしめられることにより「同第２通路部を遮断する」ように構成され得る。更に、この制御弁は、「同第２通路部の同第２制御弁よりも上流側の空気の圧力が同第２制御弁よりも下流側の空気の圧力よりも前記所定圧力以上大きい」とき、同弁体が同付勢手段の付勢力に抗して「前記第１位置と異なる第２位置」に移動せしめられることにより「同第２通路部の流路面積を増大する」ように構成され得る。
【００６１】
なお、第２制御弁の他の態様として、
所定の回動軸周りに回動可能な弁体を備えた制御弁（所謂、バタフライ弁）を採用することもできる。具体的に述べると、この制御弁は、前記弁体が第１回動位置にあるとき前記第２通路部を完全に閉じるように構成され得る。一方、この制御弁は、前記弁体が前記第１回動位置とは異なる第２回動位置に向かって回動することにより、前記第２通路部の流路面積を増大するように構成され得る。
【００６２】
ところで、上述したように、前記制御弁異常判定手段は、第２制御弁が異常であるか否かを判定するために、第１制御弁の開度を、所定の時点（第１時点）における開度（第１開度）からその開度とは異なる他の開度（第２開度）に変更するようになっている。
【００６３】
このように第１制御弁の開度を変更することができる前記制御弁異常判定装置の一の態様においては、
前記第１制御弁が「指示信号に応答して前記第１通路部の流路面積を変更するように同第１制御弁の開度を変更する第１制御弁駆動手段」を含み、
【００６４】
前記制御弁異常判定手段が「前記第１制御弁駆動手段に前記指示信号を送出することにより前記第１制御弁の開度を変更する」ように構成され得る。
【００６５】
更に、前記制御弁異常判定手段が上述したように前記第１制御弁の開度を変更すると、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。
【００６６】
そこで、前記異常判定条件は、「前記機関に対する要求トルクが所定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いう要件が少なくとも満たされる」場合に成立する条件とすることが好適である。
【００６７】
前記「減速状態」にて機関が運転されているときに前記第１制御弁の開度を変更しても、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、本発明の制御弁異常判定装置は、機関のドライバビリティを良好に維持しながら第２制御弁（更には、第１制御弁）が異常であるか否かを判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
図１は、本発明の制御装置が適用される内燃機関の概略図である。
図２は、本発明の制御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３は、本発明の実施形態に係る制御装置が適用された内燃機関における吸気及び排気の流路の一例を示す概略図である。
図４は、図３に示す内燃機関において排気切替弁の開度の変化に対する過給圧の変化を示すタイムチャートである。
図５は、本発明の実施形態に係る制御装置が適用された内燃機関における吸気及び排気の流路の他の例を示す概略図である。
図６は、図５に示す内燃機関において排気切替弁の開度の変化に対する過給圧の変化を示すタイムチャートである。
図７は、本発明の実施形態に係る制御装置が適用された内燃機関において排気切替弁の開度の変化に対する過給圧の変化を示す他のタイムチャートである。
図８は、本発明の実施形態に係る制御装置の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、本発明の実施形態に係る制御装置の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１０は、本発明の実施形態に係る制御装置の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１１は、本発明の制御装置が適用される内燃機関が採用することができる吸気切替弁の構造の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６９】
以下、本発明による内燃機関の制御弁異常判定装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００７０】
（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。
【００７１】
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。
【００７２】
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いて、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。
【００７３】
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。
【００７４】
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に介装された過給装置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。
【００７５】
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。
【００７６】
過給装置６０は、第１過給機としての高圧段過給機６１、及び、第２過給機としての低圧段過給機６２、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。
【００７７】
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は第１コンプレッサとも称呼される。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は第１タービンとも称呼される。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は回転し、高圧段コンプレッサ６１ａに供給される空気を圧縮する（過給を行う）ようになっている。
【００７８】
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は第２コンプレッサとも称呼される。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よりも前記排気通路（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は回転し、低圧段コンプレッサ６２ａに供給される空気を圧縮する（過給を行う）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。
【００７９】
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。
【００８０】
これにより、高圧段過給機６１及び低圧段過給機６２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（過給）される。
【００８１】
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。
【００８２】
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との間において前記吸気通路（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前記吸気通路（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。高圧段コンプレッサバイパス通路部６３は、便宜上、「第２通路部」とも称呼される。
【００８３】
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、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６３ａによってその開度（作動量）が変更されるようになっている。吸気切替弁６４は、その開度の変更に伴って高圧段コンプレッサバイパス通路部６３の流路面積を変更し、それにより、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。吸気切替弁６４は、便宜上、「第２制御弁」とも称呼される。
【００８４】
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前記排気通路（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との間において前記排気通路（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。高圧段タービンバイパス通路部６５は、便宜上、「第１通路部」とも称呼される。
【００８５】
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、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（作動量）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に導入される空気の量と、高圧段タービンバイパス通路部６５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。排気切替弁６６は、便宜上、「第１制御弁」とも称呼される。
【００８６】
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よりも上流側において前記排気通路（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前記排気通路（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。低圧段タービンバイパス通路部６７は、便宜上、「第３通路部」とも称呼される。
【００８７】
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、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（作動量）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に導入される空気の量と、低圧段タービンバイパス通路部６７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。排気バイパス弁６８は、便宜上、「第３制御弁」とも称呼される。
【００８８】
更に、この第１装置は、熱線式エアフローメータ７１、コンプレッサ間圧力センサ７２、吸気温度センサ７３、過給圧センサ７４、クランクポジションセンサ７５、排気切替弁開度センサ７６、及び、アクセル開度センサ７７を備えている。
【００８９】
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。
【００９０】
コンプレッサ間圧力センサ７２は、高圧段コンプレッサ６１ａと低圧段コンプレッサ６２ａとの間の吸気管３２内の圧力（コンプレッサ間圧力）に応じた信号を出力するようになっている。なお、コンプレッサ間圧力センサ７２は、高圧段コンプレッサバイパス通路部６３であって吸気切替弁６４よりも上流側に配設されていてもよい。
【００９１】
吸気温度センサ７３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。
【００９２】
過給圧センサ７４は、吸気管３２のスロットル弁の下流側に配設される。過給圧センサ７４は、それが配設されている部位の吸気管３２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（過給圧）Pimを表す信号を出力するようになっている。
【００９３】
クランクポジションセンサ７５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。
【００９４】
排気切替弁開度センサ７６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。
【００９５】
アクセル開度センサ７７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。
【００９６】
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。
【００９７】
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（吸気切替弁アクチュエータ６３ａ、排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６５ａ等）等に駆動信号（指示信号）を送出するようになっている。
【００９８】
＜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、所定の異常判定条件が成立したとき、排気切替弁６６の開度を所定の「判定用開度」に変更する指示信号を排気切替弁アクチュエータ６６ａに送る。
【００９９】
そして、第１装置は、この指示信号を排気切替弁アクチュエータ６６ａに送る「前」の時点における過給圧と、この指示信号を排気切替弁アクチュエータ６６ａに送った「後」の時点における過給圧と、を比較することにより、「吸気切替弁６４が異常であるか否か」、及び、「排気切替弁６６が異常であるか否か」を判定する。
【０１００】
更に、第１装置は、吸気切替弁６４又は排気切替弁６６が異常であると判定したとき、その旨を機関１０の操作者に対して通知するとともに、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、全ての制御弁が正常であるとき、操作者に対して通知は行わず、「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。
【０１０１】
＜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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
更に、第１装置は、高圧段過給機６１に供給される空気の量を調整するように吸気切替弁６４を制御する。加えて、第１装置は、低圧段過給機６２に供給される排ガスのエネルギの大きさを調整するように排気バイパス弁６８を制御する。
【０１０４】
即ち、第１装置は、機関１０の運転状態に応じて、適切な量の排ガス及び空気が高圧段過給機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（以下、「各制御弁」とも称呼する。）を制御する。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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２（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２（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２（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。
【０１０７】
ここで、図２（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２（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状態であることを示す。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状態であることを示す。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となっている状態であることを示す。
【０１０８】
なお、図２（Ｂ）において、「ECV」は排気切替弁（第１制御弁）６６の略称であり、「ACV」は吸気切替弁（第２制御弁）６４の略称であり、「EBV」は排気バイパス弁（第３制御弁）６８の略称である。
【０１０９】
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。
【０１１０】
＜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。
第１装置は、高圧段過給機６１が主として過給するような運転領域において機関１０が運転されているとき、「吸気切替弁６４及び排気切替弁６６」の何れかが異常であるか否かの判定を行う。ここで、高圧段過給機６１が主として過給するような運転領域は、上述したターボモード１及びターボモード２の運転領域と実質的に一致する。
【０１１１】
＜異常判定方法１＞
第１装置は、機関１０が「高圧段過給機６１が主として過給するような運転領域」内において運転されているとき、排気切替弁６６（実際には、排気切替弁アクチュエータ６６ａ）に対してその開度を「減少」させる指示（開度減少指示）を与え、その開度減少指示が与えられる前の時点における過給圧と、その開度減少指示が与えられた後の時点における過給圧と、を比較する。
【０１１２】
そして、第１装置は、その開度減少指示を与える前後において過給圧Pimが所定値以上変化しない場合、「排気切替弁６６が異常である」と判定する。換言すると、第１装置は、その開度減少指示を与える前後において過給圧Pimが所定値以上変化（この場合、増大）すれば、「排気切替弁６６は正常である」と判定する。更に、第１装置は、排気切替弁６６に対してその開度減少指示を与える前後において、過給圧Pimが「減少」すれば、「吸気切替弁６４が異常である」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。
【０１１３】
＜異常判定方法２＞
更に、第１装置は、機関１０が「高圧段過給機６１が主として過給するような運転領域」内において運転されているとき、排気切替弁６６（実際には、排気切替弁アクチュエータ６６ａ）に対してその開度を「増大」させる指示（開度増大指示）を与え、その開度増大指示が与えられる前の時点における過給圧と、その開度増大指示が与えられた後の時点における過給圧と、を比較する。
【０１１４】
そして、第１装置は、その開度増大指示を与える前後において過給圧Pimが所定値以上変化しない場合、「排気切替弁６６が異常である」と判定する。換言すると、第１装置は、その開度増大指示を与える前後において過給圧Pimが所定値以上変化（この場合、減少）すれば、「排気切替弁６６は正常である」と判定する。加えて、第１装置は、排気切替弁６６に対してその開度増大指示を与える前後において、過給圧Pimが「増大」すれば、「吸気切替弁６４が異常である」と判定する。以下、この判定方法を「異常判定方法２」と称呼する。
【０１１５】
上述した異常判定方法１及び２は、排気切替弁６６に対する指示が開度「減少」指示であるか開度「増大」指示であるかの点において相違している。しかしながら、これらの異常判定方法の原理は同じである。従って、以下、異常判定方法１を例にとりながら、上述した方法によって「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が判定できる理由について、以下に示した順序に従って説明する。
【０１１６】
なお、上述したように、この異常判定は、機関１０がターボモード１及びターボモード２の運転領域の何れで運転されていても実施できる。そこで、以下の説明においては、便宜上、機関１０が「ターボモード２」において運転されていると仮定する。また、第１装置は、「吸気切替弁６４及び排気切替弁６６」の両者に同時に異常が発生することを想定していない。実際、「吸気切替弁６４及び排気切替弁６６」の双方が同時に異常状態となることは稀であり、従って、この想定は現実的な想定である。
【０１１７】
＜説明順序＞
（場合１）排気切替弁６６及び吸気切替弁６４の双方が正常に作動している場合
（場合２）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
（場合３）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
【０１１８】
＜説明＞
（場合１）排気切替弁６６及び吸気切替弁６４の双方が正常に作動している場合
機関１０がターボモード２にて運転されているとき、高圧段コンプレッサ６１ａ及び低圧段コンプレッサ６２ａの双方が、高圧段コンプレッサ６１ａ及び低圧段コンプレッサ６２ａのそれぞれに導入される空気を圧縮して排出するように排気切替弁６６及び吸気切替弁６４が作動される。より具体的に述べると、図２（Ｂ）に示したように、ターボモード２においては、吸気切替弁（ACV）６４は「全閉」状態となるように制御されており、排気切替弁（ECV）６６は「開」状態となるように制御されている。
【０１１９】
図３は、係る状態において、高圧段コンプレッサ６１ａがその高圧段コンプレッサ６１ａに導入される空気を圧縮し、更に、低圧段コンプレッサ６２ａがその低圧段コンプレッサ６２ａに導入される空気を圧縮する様子を示す模式図である。
【０１２０】
図３に示すように、機関の外部から吸気通路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に到達する。次いで、低圧段コンプレッサ６２ａを通過した新気Ａは、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）を経て高圧段コンプレッサ６１ａに到達する。その後、高圧段コンプレッサ６１ａを通過した新気Ａは、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。
【０１２１】
更に、燃焼室ＣＣから排出された排ガスＥｘの一部は、排気通路４２ａ（上記排気通路４２の一部）を通過して高圧段タービン６１ｂに向かう。同時に、高圧段タービン６１ｂに向かう排ガスＥｘとは異なる排ガスの他の一部は、高圧段タービンバイパス通路部６５を通過して排気切替弁６６に向かう。そして、高圧段タービン６１ｂに向かった排ガスＥｘの一部は、高圧段タービン６１ｂを通過した後、排気切替弁６６を通過した排ガスＥｘの他の一部と合流する。次いで、合流した排ガスＥｘは、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）を経て低圧段タービン６２ｂに到達する。その後、低圧段タービン６２ｂを通過した排ガスＥｘは、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。
【０１２２】
従って、高圧段タービン６１ｂが「高圧段タービン６１ｂを通過する排ガスＥｘ」のエネルギによって駆動され、それに伴い、高圧段コンプレッサ６１ａが駆動される。その結果、高圧段コンプレッサ６１ａが「高圧段コンプレッサ６１ａを通過する新気Ａ」を圧縮する。
【０１２３】
同時に、低圧段タービン６２ｂが「低圧段タービン６２ｂを通過する排ガスＥｘ」のエネルギによって駆動され、それに伴い、低圧段タービン６２ｂが駆動される。その結果、低圧段コンプレッサ６２ａが「低圧段コンプレッサ６２ａを通過する新気Ａ」を圧縮する。
【０１２４】
なお、ターボモード２において、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。
【０１２５】
このように、吸気切替弁６４及び排気切替弁６６が正常に作動していると、高圧段コンプレッサ６１ａ及び低圧段コンプレッサ６２ａの双方が新気Ａを圧縮することができる。
【０１２６】
上述したように、第１装置は、排気切替弁６６に対して開度減少指示を与え、その開度減少指示が与えられる前の時点における過給圧と、その開度減少指示が与えられた後の時点における過給圧と、を比較することによって、異常判定を行う。そこで、排気切替弁６６の開度が変更（減少）された場合における過給圧の変化につき、図４に示すタイムチャートを参照しながら説明する。
【０１２７】
図４は、排気切替弁６６の開度Oecvと、過給圧Pimと、高圧段過給機圧力比PRhpと、低圧段過給機圧力比PRlpと、の関係を示すタイムチャートである。高圧段過給機圧力比PRhpは、「高圧段コンプレッサ６１ａに導入される直前の新気Ａの圧力」に対する「高圧段コンプレッサ６１ａを通過した直後の新気Ａの圧力」の比である。低圧段過給機圧力比PRlpは、「低圧段コンプレッサ６２ａに導入される直前の新気Ａの圧力」に対する「低圧段コンプレッサ６２ａを通過した直後の新気Ａの圧力」の比である。従って、過給圧Pimは、「高圧段過給機圧力比PRhpと低圧段過給機圧力比PRlpとの積」に応じて変化する。
【０１２８】
図４に示した例においては、時刻t0から時刻t1までの期間、排気切替弁６６の開度Oecvは、所定の開度Oecv1に維持されている。この期間、過給圧Pim、高圧段過給機圧力比PRhp、及び、低圧段過給機圧力比PRlpは、それぞれ所定の値に維持されている。
【０１２９】
次いで、第１装置は、時刻t1において排気切替弁６６に対し、その開度を開度Oecv2に変更する指示を送出する。この結果、排気切替弁６６の開度Oecvは、時刻t1にて開度Oecv1から減少し始め、時刻t2にて開度Oecv2に一致する。更に、第１装置は、時刻t2以降、排気切替弁６６の開度Oecvを開度Oecv2に維持する。
【０１３０】
このように排気切替弁６６の開度Oecvが減少すると、排気高圧段タービンバイパス通路部６５を通過することができる排ガスＥｘの量が減少し、高圧段タービン６１ｂに向かう排ガスＥｘの量が増大する。これにより、高圧段タービン６１ｂに供給される排ガスＥｘのエネルギが増大するから、高圧段過給機圧力比PRhpは「増大」する。
【０１３１】
一方、排気切替弁６６の開度Oecvが減少すると、排気高圧段タービンバイパス通路部６５を通過することができる排ガスＥｘの量が減少するから、低圧段タービン６２ｂに直接流入する排ガスＥｘは減少する。これにより、低圧段タービン６２ｂに供給される排ガスＥｘのエネルギが減少するから、低圧段過給機圧力比PRlpは「減少」する。
【０１３２】
前述したように、現時点における運転状態は、ターボモード２であり、且つ、高圧段過給機６１が低圧段過給機６２よりも高い効率にて新気を圧縮することができる状態（即ち、高圧段過給機６１が主として過給を行う状態）である。それ故、排気切替弁６６の開度Oecvが減少すると、図４に示すように、高圧段過給機圧力比PRhpの増大幅（X）は、低圧段過給機圧力比PRlpが減少幅（Y）よりも大きくなる。この結果、高圧段過給機圧力比PRhpと低圧段過給機圧力比PRlpとの積に応じて変化する過給圧Pimは、閾値過給圧Pimth以上「増大」する。
【０１３３】
以上、説明したように、吸気切替弁６４と排気切替弁６６とが「正常に作動している」とき、排気切替弁６６の開度Oecvが「減少」させられると、過給圧Pimは閾値過給圧Pimth以上「増大」する。なお、上記説明から理解されるように、排気切替弁６６の開度Oecvが「増大」させられると、過給圧Pimは閾値過給圧Pimth以上「減少」する。
【０１３４】
（場合２）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
次いで、吸気切替弁６４及び排気切替弁６６のうちの「吸気切替弁６４」が異常である場合について、図５を参照しながら説明する。上述したように、機関１０がターボモード２にて運転されているとき、吸気切替弁６４が正常に作動している場合、吸気切替弁６４は「全閉」状態となるはずである。従って、ここでは、「吸気切替弁６４が絞り効果を発揮しない程度以上にまで開いた状態（例えば、「全開」状態）となるような異常が発生した」と仮定して説明を続ける。以下、この状態を「開異常状態」と称呼する。
【０１３５】
この状態において、燃焼室ＣＣから排出された排ガスＥｘは、図５に示すように、上記「場合１」と同様の経路を経て機関１０の外部へ放出される。即ち、排ガスＥｘは、高圧段タービン６１ｂ及び低圧段タービン６２ｂを経て機関１０の外部へ放出される。
【０１３６】
従って、このとき、高圧段タービン６１ｂが駆動される。更に、それに伴い、高圧段コンプレッサ６１ａが駆動される。同時に、低圧段タービン６２ｂが駆動され。そして、それに伴い、低圧段コンプレッサ６２ａが駆動される。
【０１３７】
一方、機関の外部から吸気通路３２ａの一部に導入された新気Ａは、低圧段コンプレッサ６２ａに到達する。その結果、低圧段コンプレッサ６２ａは新気Ａを圧縮する。しかし、コンプレッサ６２ａにより圧縮された新気Ａは、吸気切替弁６４が開異常状態となっているために、高圧段コンプレッサ６１ａには向かわず、高圧段コンプレッサバイパス通路部６３を通過して機関１０の燃焼室ＣＣに導入される。即ち、高圧段コンプレッサ６１ａは、低圧段コンプレッサ６２ａにより圧縮された新気Ａを更に圧縮することはできない。つまり、吸気切替弁６４が開異常状態となると、過給が「低圧段過給機６２のみ」によって行われる。
【０１３８】
この状態において、第１装置が上述した異常判定を行う際の作動について、図６に示したタイムチャートを参照しながら説明する。図６は、図４に示したタイムチャートと同様の複数のパラメータの関係を示すタイムチャートである。
【０１３９】
図６に示した例においては、時刻t0から時刻t1までの期間、排気切替弁６６の開度Oecvは、所定の開度Oecv1に維持されている。上述したように、新気Ａは高圧段コンプレッサ６１ａによっては圧縮されず、低圧段コンプレッサ６２ａのみによって圧縮される。従って、このとき、高圧段過給機圧力比PRhpは「１」である。更に、過給圧Pimは低圧段過給機圧力比PRlpに等しい。
【０１４０】
次いで、第１装置は、時刻t1において排気切替弁６６に対し、その開度Oecvを開度Oecv2に変更する指示を送出する。この結果、排気切替弁６６の開度Oecvは、時刻t1にて開度Oecv1から減少し始め、時刻t2にて開度Oecv2に一致する。更に、第１装置は、時刻t2以降、排気切替弁６６の開度Oecvを開度Oecv2に維持する。
【０１４１】
このように排気切替弁６６の開度Oecvが減少すると、上述したように、高圧段タービン６１ｂに供給される排ガスＥｘのエネルギが増大する。しかし、本例（場合２）においては高圧段コンプレッサ６１ａは新気Ａを圧縮できないから、高圧段過給機圧力比PRhpは「１」に維持される。
【０１４２】
一方、排気切替弁６６の開度Oecvが減少すると、上述したように、低圧段タービン６２ｂに供給される排ガスＥｘのエネルギが減少する。そのため、低圧段過給機圧力比PRlpは「減少」する。従って、過給圧Pimも同様に「減少」する。
【０１４３】
以上、説明したように、排気切替弁６６は正常であるが「吸気切替弁６４が異常である」場合、排気切替弁６６の開度Oecvが「減少」させられると、過給圧Pimは「減少」する。なお、上記説明から理解されるように、排気切替弁６６の開度Oecvが「増大」させられると、過給圧Pimは「増大」する。
【０１４４】
（場合３）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
次いで、吸気切替弁６４及び排気切替弁６６のうちの「排気切替弁６６」が異常である場合について説明する。ここでは、機関１０がターボモード２にて運転されている期間において、排気切替弁６６が固着する等の理由によって「排気切替弁６６が作動することができない異常が発生した」と仮定して説明を続ける。ターボモード２において、高圧段過給機６１及び低圧段過給機６２は上記「場合１」と同様に作動している。
【０１４５】
この状態において、第１装置が上述した異常判定を行う際の作動について、図７に示したタイムチャートを参照しながら説明する。図７は、図４に示したタイムチャートと同様の複数のパラメータの関係を示すタイムチャートである。
【０１４６】
図７に示した例においては、時刻t0から時刻t1までの期間、排気切替弁６６の開度Oecvは、所定の開度Oecv1に維持されている。この期間、過給圧Pim、高圧段過給機圧力比PRhp、及び、低圧段過給機圧力比PRlpは、それぞれ所定の値に維持されている。
【０１４７】
次いで、第１装置は、時刻t1において排気切替弁６６に対し、その開度Oecvを開度Oecv2に変更する指示を送出する。しかし、排気切替弁６６は作動することができない。従って、時刻t1以降においても、排気切替弁６６の開度は開度Oecv1に維持される。この結果、高圧段過給機圧力比PRhp、及び、低圧段過給機圧力比PRlpは、排気切替弁６６の開度Oecvを開度Oecv2に変更する指示の送出前後において変化しない。そのため、過給圧Pimも変化しない。
【０１４８】
以上に説明したように、吸気切替弁６４は正常であるが「排気切替弁６６が異常である」場合、排気切替弁６６に対してその開度Oecvを変更する指示を与えても、過給圧Pimは「変化しない」。
【０１４９】
以上の説明から理解されるように、排気切替弁６６の開度Oecvを変更する指示を与えた場合、過給圧は、上述した場合１乃至場合３のそれぞれに対して互いに異なるように変化する。従って、上記異常判定方法１及び２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ことを判定することができる。
【０１５０】
＜実際の作動＞
以下、第１装置の実際の作動について説明する。
ＣＰＵ８１は、所定時間が経過する毎に図８にフローチャートによって示した「異常判定ルーチン」を実行するようになっている。
【０１５１】
従って、ＣＰＵ８１は、所定のタイミングにて、図８のステップ８００から処理を開始してステップ８０５に進み、所定の異常判定条件が成立しているか否かを判定する。
【０１５２】
ステップ８０５において、ＣＰＵ８１は以下の全ての条件が成立したとき異常判定条件が成立したと判定し、以下の条件のうちの一つ又は複数が成立しないとき異常判定条件が成立しないと判定する。
【０１５３】
（条件１）機関１０の運転状態がターボモード１又はターボモード２である。
（条件２）流量（吸入空気流量）Gaが所定の流量閾値Gath以下である。
（条件３）機関１０の要求トルクが閾値要求トルク以下である（機関１０が減速運転されている。）。
【０１５４】
即ち、この異常判定条件は、機関１０が第１過給機及び第２過給機のうちの「第１過給機」が主として過給することができる運転領域にて運転されているか否か、及び、機関１０が減速運転されているか否か、の双方が成立したとき、成立する。
【０１５５】
なお、条件１が満たされる場合に条件２が自動的に満たされるのであれば、条件１又は条件２の何れか一方のみを採用してもよい。更に、条件３は省略されてもよい。なお、条件２の「所定の流量閾値Gath」は、流量Gaがその流量閾値Gath以下であるときに、主として低圧段過給機６１が過給を行うような流量に設定される。
【０１５６】
ここで、流量閾値Gathは、流量Gaがその流量閾値Gath以下であるときに高圧段過給機６２が過給を行わないような流量に設定されてもよい。このとき、流量閾値Gathは、流量Gaがその流量閾値Gathよりも大きい場合、低圧段過給機６１と高圧段過給機６２との双方が過給を行うような流量に設定されていることが望ましい。更に、流量閾値Gathは、流量Gaがその流量閾値Gath以下であるとき、低圧段過給機６１が主として過給を行うとともに、高圧段過給機６２が主としてではないものの過給を行うようことができる値に設定されてもよい。
【０１５７】
更に、条件３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、条件３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。
【０１５８】
更に、異常判定条件は、「今回の運転開始後（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後）において一度も制御弁の異常判定がなされていない」ことを条件の一つとして含んでもよい。
【０１５９】
現時点において上記異常判定条件が成立していなければ、ＣＰＵ８１はステップ８０５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ８９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。これに対し、現時点において異常判定条件が成立していると、ＣＰＵ８１はそのステップ８０５にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップ８１０に進む。ＣＰＵ８１は、そのステップ８１０にて、スロットル弁３３の開度を全開にするようにスロットル弁アクチュエータ３３ａに指示を与える。
【０１６０】
次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ８１５に進み、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１の値としての基準過給圧Pim0」に格納して、ステップ８２０に進む。なお、便宜上、この時点は「第１時点」とも称呼され、この第１時点における排気切替弁６６の開度Oecvは「第１開度Oecv1」とも称呼される。
【０１６１】
次に、ＣＰＵ８１は、ステップ８２０にて、排気切替弁６６の開度Oecvを第２開度Oecv2へと変更させる指示を排気切替弁アクチュエータ６６ａに与える。ＣＰＵ８１は、その後、所定時間が経過して第２時点が到来するまで待機する。このとき、ＣＰＵ８１は、第１開度Oecv1が「排気切替弁６６の最大開度である全開開度OecvMAX」の１／２（半分）よりも小さければ、第２開度Oecv2として「第１開度Oecv1よりも大きい開度（例えば、全開開度OecvMAX）」を設定する。一方、ＣＰＵ８１は、第１開度Oecv1が排気切替弁６６の全開開度OecvMAXの１／２以上であれば、第２開度Oecv2として「第１開度Oecv1よりも小さい開度（例えば、全閉開度OecvCLOSE）」を設定する。
【０１６２】
第２時点が到来すると、ＣＰＵ８１はステップ８２５に進み、その第２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２の値としての判定用過給圧Pim1」に格納する。次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ８３０に進み、判定用過給圧Pim1と基準過給圧Pim0との差の絶対値が閾値過給圧Pimth以上であるか否かを判定する。この閾値過給圧Pimthは、第１制御弁異常判定閾値とも称呼される値であり、実験により予め定められた「０以上の所定値」である。
【０１６３】
（仮定Ａ）排気切替弁６６及び吸気切替弁６４の双方が正常である場合。
いま、排気切替弁６６及び吸気切替弁６４の双方が正常であると仮定する。この場合、上述したように、判定用過給圧Pim1と基準過給圧Pim0との差の絶対値は閾値過給圧Pimth以上となる。
【０１６４】
従って、ＣＰＵ８１は、ステップ８３０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ８３５に進み、排気切替弁異常判定フラグＸＥＣＶの値に「０」を設定する。排気切替弁異常判定フラグＸＥＣＶは、その値が「０」であるとき、排気切替弁６６が正常に作動していることを表す。また、排気切替弁異常判定フラグ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。なお、排気切替弁異常判定フラグＸＥＣＶの値は、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「０」に設定されるようになっている。更に、排気切替弁異常判定フラグＸＥＣＶを含む本第１装置が用いる各フラグの値は総てバックアップＲＡＭ８４に格納される。
【０１６５】
次に、ＣＰＵ８１はステップ８４０に進み、上記ステップ８２０にて設定された第２開度Oecv2が第１開度Oecv1よりも小さいか否かを判定する。このとき、第２開度Oecv2が第１開度Oecv1よりも小さければ、ＣＰＵはステップ８４５に進み、判定用過給圧（第２の値）Pim1が基準過給圧（第１の値）Pim0よりも小さいか否かを判定する。
【０１６６】
上記仮定Ａに従えば、第２開度Oecv2が第１開度Oecv1よりも小さいとき（即ち、排気切替弁６６の開度Oecvが減少させられているとき）、判定用過給圧Pim1は基準過給圧Pim0よりも大きくなる（図４を参照。）。従って、ＣＰＵ８１は、ステップ８４５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ８５０に進み、吸気切替弁異常判定フラグＸＡＣＶの値に「０」を設定する。吸気切替弁異常判定フラグＸＡＣＶは、その値が「０」であるとき、吸気切替弁６４が正常に作動していることを表す。また、吸気切替弁異常判定フラグＸＡＣＶは、その値が「１」であるとき、吸気切替弁６４が異常であることを表す。なお、吸気切替弁異常判定フラグＸＡＣＶの値は、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「０」に設定されるようになっている。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。
【０１６７】
一方、ＣＰＵ８１が上記ステップ８４０に進んだとき、第２開度Oecv2が第１開度Oecv1以上であれば（即ち、排気切替弁６６の開度Oecvが増大させられているとき）、ＣＰＵ８１はそのステップ８４０にて「Ｎｏ」と判定してステップ８５５に進み、判定用過給圧Pim1が基準過給圧Pim0よりも小さいか否かを判定する。
【０１６８】
この場合（即ち、上記仮定Ａの下で排気切替弁６６の開度Oecvが増大させられた場合）、上述したように、判定用過給圧Pim1は基準過給圧Pim0よりも小さくなる。従って、ＣＰＵ８１は、ステップ８５５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ８５０に進み、吸気切替弁異常判定フラグＸＡＣＶの値に「０」を設定する。
【０１６９】
更に、ＣＰＵ８１は、所定時間が経過する毎に図９にフローチャートによって示した「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又は排気切替弁６６が異常であるとき、機関１０の操作者にその旨を通知する。
【０１７０】
具体的に述べると、ＣＰＵ８１は、所定のタイミングにて図９のステップ９００から処理を開始してステップ９１０に進み、排気切替弁異常判定フラグ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判定フラグＸＥＣＶの値は「０」であるから、ＣＰＵ８１は、そのステップ９１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ９２０に進む。
【０１７１】
次いで、ＣＰＵ８１は、そのステップ９２０にて、吸気切替弁異常判定フラグ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判定フラグＸＡＣＶの値は「０」であるから、ＣＰＵ８１は、そのステップ９２０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ９３０に進む。
【０１７２】
ＣＰＵ８１は、そのステップ９３０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の双方が正常に作動していることを表す。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又は排気切替弁６６が異常であることを表す。なお、異常発生フラグＸＥＭＧの値も、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「０」に設定されるようになっている。
【０１７３】
次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ９９５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が正常であるとき（或いは、排気切替弁異常判定フラグＸＥＣＶの値及び吸気切替弁異常判定フラグＸＡＣＶの値の双方が「０」であるとき）、警報は発生しない。
【０１７４】
更に、ＣＰＵ８１は、図１０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）θｇ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θｇ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。
【０１７５】
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θｇになると、図１０のステップ１０００から処理を開始してステップ１０１０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、そのステップ１０１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１０２０に進む。
【０１７６】
ＣＰＵ８１は、そのステップ１０２０にて、アクセルペダル開度センサ７７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７５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。この通常時の燃料噴射量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。
【０１７７】
次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ１０３０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１０９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１７８】
このように、第１装置は、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」を実行する。
【０１７９】
（仮定Ｂ）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
次に、排気切替弁６６が異常であり、排気切替弁６６に対して排気切替弁６６の開度を変更する指示が与えられた場合であっても排気切替弁６６の開度が変化しない場合について説明する。この場合、上述したように、排気切替弁６６の開度を変更する指示を排気切替弁アクチュエータ６６ａに与えても過給圧Pimは変化しないから、判定用過給圧Pim1と基準過給圧Pim0との差の絶対値は閾値過給圧Pimthよりも小さくなる。
【０１８０】
このとき、ＣＰＵ８１が、所定のタイミングにて図８のステップ８００から処理を開始すると、上記異常判定条件が成立していれば、ＣＰＵ８１はステップ８０５乃至８２５を経てステップ８３０に進む。上記仮定Ｂに従えば、判定用過給圧Pim1と基準過給圧Pim0とは等しい。そのため、判定用過給圧Pim1と基準過給圧Pim0との差の絶対値は、閾値過給圧Pimthよりも小さい。従って、ＣＰＵ８１は、そのステップ８３０にて「Ｎｏ」と判定してステップ８６０に進む。ＣＰＵ８１は、そのステップ８６０にて排気切替弁異常判定フラグＸＥＣＶの値に「１」を設定し、続くステップ８６５にて吸気切替弁異常判定フラグＸＡＣＶの値に「０」を設定する。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。
【０１８１】
更に、このとき、ＣＰＵ８１は、所定のタイミングにて図９のステップ９００から処理を開始すると、ステップ９１０に進む。現時点における排気切替弁異常判定フラグＸＥＣＶの値は「１」であるから、ＣＰＵ８１は、そのステップ９１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ９４０に進み、「排気切替弁６６が異常である」旨を機関１０の操作者に図示しない警報ランプを点等すること等により通知する。その後、ＣＰＵ８１は、異常発生フラグＸＥＭＧの値に「１」を設定し、ステップ９９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１８２】
このように、排気切替弁６６が異常である場合（即ち、排気切替弁異常判定フラグＸＥＣＶの値が「１」であるとき）、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。
【０１８３】
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θｇに一致すると、図１０のステップ１０００から処理を開始してステップ１０１０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、そのステップ１０１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ１０４０に進む。
【０１８４】
ＣＰＵ８１は、そのステップ１０４０にて、アクセルペダル開度センサ７７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７５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、「吸気切替弁６４又は排気切替弁６６が異常である」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。
【０１８５】
異常発生時燃料噴射量テーブルMapEmg（Accp，NE）は、「吸気切替弁６４又は排気切替弁６６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。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用いた運転を「退避運転」とも称呼する。
【０１８６】
次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ１０３０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１０９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１８７】
このように、第１装置は、排気切替弁６６が異常であるとき、機関１０の操作者に対して「排気切替弁６６が異常である」旨の警告を通知するとともに、退避運転を実行する。
【０１８８】
（仮定Ｃ）吸気切替弁６４が異常であり、排気切替弁６４は正常である場合
次に、吸気切替弁６４が異常（上記開異常状態）となっている場合について説明する。この場合、上述したように、排気切替弁６６の開度Oecvが減少させられると過給圧Pimは減少し、増大させられると過給圧Pimは増大する。従って、第２開度Oecv2が第１開度Oecv1よりも小さい場合には判定用過給圧Pim1は基準過給圧Pim0よりも小さくなり、第２開度Oecv2が第１開度Oecv1よりも大きい場合には判定用過給圧Pim1は基準過給圧Pim0よりも大きくなる。
【０１８９】
このとき、所定のタイミングにて図８のステップ８００から処理を開始すると、上記異常判定条件が成立していれば、ＣＰＵ８１はステップ８０５乃至８２５を経てステップ８３０に進む。上記仮定Ｃに従えば、排気切替弁６６は正常に作動しているから、判定用過給圧Pim1と基準過給圧Pim0との差の絶対値は閾値過給圧Pimth以上となる。従って、ＣＰＵ８１は、そのステップ８３０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ８３５に進み、排気切替弁異常判定フラグＸＥＣＶの値に「０」を設定する。
【０１９０】
次に、ＣＰＵ８１がステップ８４０に進んだとき、上記ステップ８２０にて設定された第２開度Oecv2が第１開度Oecv1よりも小さければ、ＣＰＵはステップ８４５に進む。そして、この場合、（即ち、上記仮定Ｃの下で排気切替弁６６の開度Oecvが減少させられた場合）、上述したように、判定用過給圧Pim1は基準過給圧Pim0よりも小さくなる。従って、ＣＰＵ８１は、ステップ８４５にて「Ｎｏ」と判定してステップ８７０に進み、吸気切替弁異常判定フラグＸＡＣＶの値に「１」を設定する。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。
【０１９１】
一方、ＣＰＵ８１が上記ステップ８４０に進んだとき、第２開度Oecv2が第１開度Oecv1以上であれば（即ち、排気切替弁６６の開度Oecvが増大させられた場合）、ＣＰＵ８１はそのステップ８４０にて「Ｎｏ」と判定してステップ８５５に進む。この場合、（即ち、上記仮定Ｃの下で排気切替弁６６の開度Oecvが増大させられた場合）、上述したように、判定用過給圧Pim1は基準過給圧Pim0よりも大きくなる。従って、ＣＰＵ８１は、ステップ８５５にて「Ｎｏ」と判定してステップ８７０に進み、吸気切替弁異常判定フラグＸＡＣＶの値に「１」を設定する。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。
【０１９２】
更に、このとき、ＣＰＵ８１は、所定のタイミングにて図９のステップ９００から処理を開始すると、ステップ９１０に進む。現時点の排気切替弁異常判定フラグＸＥＣＶの値は「０」であるから、ＣＰＵ８１はそのステップ９１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ９２０に進む。現時点の吸気切替弁異常判定フラグＸＡＣＶの「１」であるから、ＣＰＵ８１は、そのステップ９２０にて「Ｎｏ」と判定してステップ９６０に進み、「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。
【０１９３】
その後、ＣＰＵ８１は、異常発生フラグＸＥＭＧの値に「１」を設定し、ステップ９９５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が異常である場合（即ち、排気切替弁異常判定フラグＸＥＣＶの値が「１」であるとき）、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。
【０１９４】
更に、このとき、ＣＰＵ８１は、任意の気筒のクランク角度が上記クランク角度θｇになると、図１０のステップ１０００から処理を開始してステップ１０１０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、そのステップ１０１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ１０４０に進む。
【０１９５】
ＣＰＵ８１は、そのステップ１０４０にて、アクセルペダル開度センサ７７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７５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は上述し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、燃料噴射量Qを取得する。
【０１９６】
次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ１０３０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、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１０９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１９７】
このように、第１装置は、吸気切替弁６４が異常であるとき、機関１０の操作者に対して「吸気切替弁６４が異常である」旨の警告を通知するとともに、退避運転を実行する。
【０１９８】
以上に説明したように、第１装置は、上記異常判定条件が成立したとき、排気切替弁６６の開度Oecvを変更するように排気切替弁アクチュエータ６６ａに指示を与える。第１装置は、その指示を与える「前」の時点における過給圧（基準過給圧Pim0）と、その指示を与えた「後」の過給圧（判定用過給圧Pim1）と、を取得する。そして、第１装置は、基準過給圧Pim0と判定用過給圧Pim1との差の絶対値が所定値（閾値過給圧Pimth）よりも小さいとき、「排気切替弁６６が異常である」と判定する。一方、第１装置は、基準過給圧Pim0と判定用過給圧Pim1との差の絶対値が所定値以上であるとき（即ち、排気切替弁６６が正常に作動しているとき）、排気切替弁６６の開度Oecvを増大させるように排気切替弁アクチュエータ６６ａに指示が与えられていれば判定用過給圧Pim1が基準過給圧Pim0以上であれば、「吸気切替弁６４が異常である」と判定する。更に、第１装置は、基準過給圧Pim0と判定用過給圧Pim1との差の絶対値が所定値以上であるとき、排気切替弁６６の開度Oecvを減少させるように排気切替弁アクチュエータ６６ａに指示が与えられていれば判定用過給圧Pim1が基準過給圧Pim0以下であれば、「吸気切替弁６４が異常である」と判定する。加えて、第１装置は、吸気切替弁６４又は排気切替弁６６が異常であると判定すると、機関１０の操作者にその旨を通知するとともに、退避運転を実行する。
【０１９９】
即ち、第１装置は、
内燃機関１０の排気通路４２に配設される第１タービン６１ｂと、同機関１０の吸気通路３２に配設されるとともに同排気通路を流れる排ガスによって同第１タービン６１ｂが駆動されることによって駆動される第１コンプレッサ６１ａと、を備える第１過給機６１と、
前記第１タービン６１ｂよりも前記排気通路４２の下流側に配設される第２タービン６２ｂと、前記第１コンプレッサ６１ａよりも前記吸気通路３２の上流側に配設されるとともに前記排ガスによって同第２タービン６２ｂが駆動されることによって駆動される第２コンプレッサ６２ａと、を備える第２過給機６２と、
一端が前記第１タービン６１ｂよりも上流側において前記排気通路４２に接続されるとともに他端が同第１タービン６１ｂと前記第２タービン６２ｂとの間において同排気通路４２に接続される第１通路部（高圧段タービンバイパス通路部）６５と、
前記第１通路部６５に配設されるともにその開度Oecvに応じて同第１通路部６５の流路面積を変更する第１制御弁（排気切替弁）６６と、
一端が前記第１コンプレッサ６１ａと前記第２コンプレッサ６２ａとの間において前記吸気通路３２に接続されるとともに他端が同第１コンプレッサ６１ａよりも下流側において同吸気通路３２に接続される第２通路部（高圧段コンプレッサバイパス通路部）６３と、
前記第２通路部６３に配設されるとともにその開度に応じて同第２通路部６３の流路面積を変更する第２制御弁（吸気切替弁）６４と、
を備え、前記機関１０が所定の運転領域にて運転されているとき少なくとも前記第１コンプレッサ６１ａが同第１コンプレッサ６１ａに導入される空気を圧縮して排出するように、前記第１制御弁６６及び前記第２制御弁６４が作動させられるように構成された内燃機関１０に適用される。
【０２００】
更に、第１装置は、
前記第１コンプレッサ６１ａよりも下流側の前記吸気通路３２内の空気の圧力が大きくなるにつれて大きくなる過給圧相当値（本例においては、過給圧Pim）を取得する過給圧相当値取得手段（図８のステップ８１５及びステップ８２５）と、
前記機関１０が前記所定の運転領域において運転されていることを少なくとも条件の一つとして含む異常判定条件が成立している期間（図８のステップ８０５にて「Ｙｅｓ」と判定される期間）において、前記取得される過給圧相当値（過給圧Pim）を第１の値Pim0として取得し、同第１の値Pim0を取得した時点以降の第１時点にて前記第１制御弁６６の開度を、同第１の値を取得した時点における開度である第１開度とは異なる第２開度（本例においては、全開）に一致させ、同第１時点から所定時間が経過した後の第２時点における同取得される過給圧相当値（過給圧Pim）を第２の値Pim1として取得し、
前記第２開度（全開）が前記第１開度よりも大きく且つ前記第２の値Pim1が前記第１の値Pim0よりも大きいとき、又は、前記第２開度が前記第１開度よりも小さく且つ前記第２の値Pim1が前記第１の値Pim0よりも小さいとき、前記第２制御弁６４が異常である旨の判定を行う制御弁異常判定手段（図８のルーチンを参照。）と、を備えるように構成される。
【０２０１】
このように、本発明の制御装置は、第１制御弁（排気切替弁６６）の開度を変更させる前後の過給圧Pimの変化に基づき、第２制御弁（吸気切替弁）６４が異常であるか否かを判定することができる。
【０２０２】
更に、第１装置においては、
前記過給圧相当値取得手段（図８のステップ８１５及びステップ８２５）は、前記過給圧相当値として前記第１コンプレッサよりも下流側の吸気通路内の空気の圧力である「過給圧Pim」を取得するように構成されている。
【０２０３】
更に、第１装置においては、
制御弁異常判定手段（図８のルーチンを参照。）は、
前記第２の値Pim1と前記第１の値Pim0との差の絶対値が第１制御弁異常判定閾値Pimthよりも小さいとき（図８のステップ８３０にて「Ｎｏ」と判定されるとき）前記第１制御弁６４が異常であると判定するように構成されている。
【０２０４】
更に、第１装置においては、
制御弁異常判定手段（図８のルーチンを参照。）は、
前記第１制御弁６４が異常であると判定した場合、前記第２制御弁６６は正常であると推定する（図８のステップ８６０にて排気切替弁異常判定フラグＸＥＣＶの値を「１」に設定すると同時に、ステップ８６５にて吸気切替弁異常判定フラグＸＡＣＶの値を「０」に設定する）ように構成されている。
【０２０５】
更に、第１装置においては、
前記第１制御弁６６は、指示信号に応答して前記第１通路部６５の流路面積を変更するように同第１制御弁６６の開度を変更する第１制御弁駆動手段（排気切替弁アクチュエータ６６ａ）を含み、
【０２０６】
前記制御弁異常判定手段（図８のルーチンを参照。）は、前記第１制御弁駆動手段６６ａに前記指示信号を送出することにより前記第１制御弁６６の開度を変更するように構成されている（図８のステップ８２０を参照。）。
【０２０７】
更に、第１装置においては、
前記異常判定条件は、少なくとも前記機関に対する要求トルクが所定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場合に成立するように構成されている（上記条件３を参照。）。
【０２０８】
ところで、本発明の制御弁異常判定装置が適用される内燃機関において、低圧段タービンバイパス通路部（バイパス管）６７の内径は、「排気バイパス弁６８が全開状態であっても、上記異常判定条件が成立する場合に燃焼ＣＣから流出される排ガスの一部のみを通過させることができる程度の大きさ」となっている。換言すると、仮に排気バイパス弁６８が全開状態であっても、排ガスの一部は低圧段タービン６２ｂに導入される。そのため、排気バイパス弁６８の開度の大きさに関わらず、高圧段タービン６１ｂにはゼロより大きい流量の排ガスが流入する。従って、排気バイパス弁６８が正常に作動していても、排気バイパス弁６８が異常であっても、本発明の制御弁異常判定装置は吸気切替弁６４及び／又は排気切替弁６６が異常であるか否かを判定することができる。
【０２０９】
本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。
【０２１０】
例えば、上記実施形態においては、前記過給圧相当値として前記第１コンプレッサよりも下流側の吸気通路内の空気の圧力である「過給圧」が取得されている。しかし、本発明の制御弁異常判定装置は、前記過給圧相当値（第１コンプレッサである高圧段コンプレッサ６１ａよりも下流側の吸気通路内の空気の圧力である過給圧が大きくなるにつれて大きくなる値）として前記機関に導入される空気の量である「新気量」を取得するように構成されてもよい。また、過給圧相当値として取得される過給圧は、インタークーラ３４とスロットル弁３３との間の吸気通路内の圧力であってもよい。
【０２１１】
更に、本発明の異常判定手段においては、前記第２制御弁６４は、前記機関１０が前記所定の運転領域にて運転されているとき前記第２通路部６３を遮断（完全に封鎖）するように作動させられるように構成されてもよい。
【０２１２】
加えて、本発明の異常判定手段においては、前記第２制御弁である吸気切替弁６４は、図１１に示すように、弁体６４ｂと、前記弁体６４ｂが着座する着座部６４ｃと、前記弁体６４ｂを前記着座部６４ｃに向けて付勢する付勢手段（ばね）６４ｄと、を備えるように構成されてもよい。
【０２１３】
この制御弁は、前記第２通路部６３の前記第２制御弁６４よりも上流側の空気の圧力が同第２制御弁６４の下流側の空気の圧力よりも所定圧力以上大きくないとき同弁体６４ｂが同付勢手段６４ｄの付勢力によって同着座部６４ｃに着座する第１位置に移動せしめられることにより同第２通路部６３を遮断し、同第２通路部６３の同第２制御弁６４よりも上流側の空気の圧力が同第２制御弁６４よりも下流側の空気の圧力よりも前記所定圧力以上大きいと同記弁体６４ｂが同付勢手段６４ｄの付勢力に抗して前記第１位置と異なる第２位置に移動せしめられることにより同第２通路部６３の流路面積を増大するように構成されている。従って、この第２制御弁は、電気制御装置８０による指示信号とは独立して作動させられる弁である。
【０２１４】
更に、上記実施形態においては、排気切替弁６６が異常であるか否かが判定された後（図８のステップ８３０にて「Ｙｅｓ」と判定された後）、吸気切替弁６４が異常であるか否かが判定される（図８のステップ８４０、ステップ８４５、及び、ステップ８５５）ようになっている。しかし、本発明の制御弁異常判定装置は、「吸気切替弁６４が異常であるか否かのみ」を判定するように構成されてもよい。具体的に述べると、本発明の制御弁異常判定装置は、「図８に示す異常判定ルーチンからステップ８３０、ステップ８６０及びステップ８６５を削除したルーチン」を所定時間の経過毎に繰り返し実行するように構成されてもよい。
【０２１５】
また、上記実施形態のステップ８２０において、第１開度Oecv1が常に充分に小さい場合（即ち、第１開度Oecv1が充分に小さくなるような運転条件であることがステップ８０５における異常判定条件に含まれているとき）、ステップ８２０において第２開度Oecv2が「現在の開度である第１開度Oecv1」よりも必ず大きくなる（例えば、全開開度に一致する）ように、排気切替弁６６の開度Oecvを変更してもよい。この場合、ステップ８４０及びステップ８４５の処理を省略してもよい。
【０２１６】
同様に、上記実施形態のステップ８２０において、第１開度Oecv1が常に充分に大きい場合（即ち、第１開度Oecv1が充分に大きくなるような運転条件であることがステップ８０５における異常判定条件に含まれているとき）、ステップ８２０において第２開度Oecv2が「現在の開度である第１開度Oecv1」よりも必ず小さくなる（例えば、全閉開度に一致する）ように、排気切替弁６６の開度Oecvを変更してもよい。この場合、ステップ８４０及びステップ８５５の処理を省略してもよい。
【０２１７】
更に、上記実施形態においては、第１制御弁６６を全開状態とする（図８のステップ８２０）前の時点において、スロットル弁３３が全開状態となるように（図８のステップ８１０）構成されている。しかし、本発明の制御弁異常判定装置においては、第１制御弁６６の開度を変更する際に、必ずしもスロットル弁３３を全開状態にしなくてもよい。
【０２１８】
更に、上記実施形態においては、機関１０に排気切替弁開度センサ７６が設けられている。しかし、この排気切替弁開度センサ７６は、図４、図６及び図７に示すタイムチャートにおける開度Oecvを取得する具体的な手段例として記載したに過ぎない。即ち、本発明の制御弁異常判定装置が適用される内燃機関は、排気切替弁開度センサ７６を備えなくてもよい。
【０２１９】
更に、上記実施形態においては、排気バイパス弁６８が異常であるか否かについては判定されていない。しかし、本発明の制御弁異常判定装置は、排気バイパス弁６８が異常であるか否かを判定するように構成されてもよい。より具体的に述べると、例えば、先ず、機関１０が所定の運転状態にて運転されているとき、排気バイパス弁アクチュエータ６６ａに対し、排気バイパス弁６８の開度を現時点の開度とは異なる開度に変更する指示を与える。次いで、その指示が排気バイパス弁アクチュエータ６６ａに対して与えられる前後における過給圧Pimの変化量を取得する。そして、その過給圧Pimの変化量が所定値よりも小さい場合に排気バイパス弁６８が異常であると判定することができる。
【国際調査報告】
2011007456.tif 000015
2011007456.tif 000016
2011007456.tif 000017
2011007456.tif 000018