(57)【要約】本発明は、複数の過給機６１，６２と、複数の制御弁６４，６６，６８と、を備えた内燃機関に適用され、複数の制御弁のうちの少なくとも１つの制御弁の異常判定を行うことができる制御弁異常判定装置を提供する。制御弁異常判定装置は、複数の制御弁のうちの一部の制御弁のみを含む第１制御弁群に属する制御弁のそれぞれの開度と、内燃機関の吸気通路内の少なくとも１箇所における空気の圧力及び内燃機関の排気通路内の少なくとも１箇所における排ガスの圧力のうちの少なくとも１つの圧力である判定用圧力と、に基づいて前記複数の制御弁のうちの前記第１制御弁群に属する制御弁を除く制御弁からなる第２制御弁群に属する制御弁の異常判定を行う。
2011033686.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の過給機であって、同複数の過給機のそれぞれが、内燃機関の排気通路に配設されて同排気通路を流れる排ガスのエネルギによって駆動されるタービンと、同機関の吸気通路に配設されるとともに前記タービンが駆動されることによって駆動されて同吸気通路内の空気を圧縮するコンプレッサと、を備える複数の過給機と、
複数の制御弁であって、同複数の制御弁のそれぞれが、その開度に応じて前記複数の過給機の少なくとも１つに導入される前記空気の量又は前記排ガスのエネルギの大きさを変更する複数の制御弁と、
を備えた内燃機関に適用され、
前記複数の制御弁のうちの一部の制御弁のみを含む第１制御弁群に属する制御弁のそれぞれの開度を取得する開度取得手段と、
前記吸気通路内の少なくとも１箇所における前記空気の圧力、及び、前記排気通路内の少なくとも１箇所における前記排ガスの圧力、のうちの少なくとも１つの圧力である判定用圧力を取得する圧力取得手段と、
前記開度取得手段によって取得される開度のうちの少なくとも１つと、前記圧力取得手段によって取得される前記判定用圧力と、を用いて、前記複数の制御弁のうちの前記第１制御弁群に属する制御弁を除く制御弁からなる第２制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも１つの制御弁が異常であるか否かを判定する異常判定手段と、
を備えた内燃機関の制御弁異常判定装置。
【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、
前記異常判定手段は、
前記第１制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも１つの制御弁が異常であるか否かを前記開度取得手段によって取得される同少なくとも１つの制御弁の開度のみに基づいて判定する第１判定手段と、
前記第１制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも１つの制御弁が異常でないと判定されたとき、前記第２制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも１つの制御弁が異常であるか否かを前記開度取得手段によって取得される開度のうちの少なくとも１つと、前記圧力取得手段によって取得される前記判定用圧力と、を用いて判定する第２判定手段と、
を含むように構成された制御弁異常判定装置。
【請求項３】
請求の範囲２に記載の内燃機関の制御弁異常判定装置であって、
前記圧力取得手段は、前記判定用圧力として前記複数の過給機によってもたらされる過給圧を取得するように構成され、
前記第１判定手段によって異常であるか否かが判定される前記少なくとも１つの制御弁は、第１指示信号に応じてその開度を変更するように構成された第１判定対象制御弁であり、
前記第２判定手段によって異常であるか否かが判定される前記少なくとも１つの制御弁は、第２指示信号に応じてその開度を変更するように構成された第２判定対象制御弁であり、
前記制御弁異常判定装置は、更に、
前記機関が所定の運転状態にて運転されているとき、前記圧力取得手段によって取得される過給圧が前記運転状態に基づいて定まる参照過給圧に一致するように、前記第１判定対象制御弁に対して前記第１指示信号を送出する第１制御手段と、
前記第２判定対象制御弁に対して前記第２指示信号を送出する第２制御手段と、
を備え、
前記第１判定手段は、
前記開度取得手段によって取得される前記第１判定対象制御弁の実際の開度と、前記第１指示信号によって定まる同第１判定対象制御弁の開度と、の差である第１開度差の絶対値が第１開度以上である場合、同第１判定対象制御弁が異常である旨の判定を行うように構成され、
前記第２判定手段は、
前記第１判定対象制御弁が異常でないと判定されたとき、前記第１判定対象制御弁の開度を第１の値として取得し、同第１の値を取得した時点以降の第１時点にて前記第２判定対象制御弁が異常であるか否かを判定するために同第２判定対象制御弁の開度を変更させる第１開度変更指示信号が前記第２指示信号として前記第２制御手段から同第２判定対象制御弁に送出されるように同第２制御手段に指示を与え、同第１時点から第１時間が経過した後の第２時点における前記第１判定対象制御弁の開度を第２の値として取得し、前記第２の値と前記第１の値との差である開度変化量の絶対値が所定の第１閾値変化量よりも小さい場合、前記第２判定対象制御弁が異常である旨の判定を行うように構成された
制御弁異常判定装置。
【請求項４】
請求の範囲３に記載の内燃機関の制御弁異常判定装置において、
前記第２判定手段は、
前記開度変化量の絶対値が前記第１閾値変化量よりも小さい場合に前記第２判定対象制御弁が異常である旨の予備判定を行うとともに、前記機関が始動されてから停止されるまでの期間において前記予備判定を第１閾値回数以上行ったとき、前記第２判定対象制御弁が異常である旨の判定を行うように構成された制御弁異常判定装置。
【請求項５】
請求の範囲２に記載の内燃機関の制御弁異常判定装置において、
前記異常判定手段は、更に、
前記第１制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも１つの制御弁が異常でないと判定されたときに前記第２制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも１つの制御弁が異常であるか否かを、前記圧力取得手段によって取得される前記判定用圧力のみを用いて判定する第３判定手段を含むように構成された制御弁異常判定装置。
【請求項６】
請求の範囲５に記載の内燃機関の制御弁異常判定装置であって、
前記圧力取得手段は、前記判定用圧力として前記複数の過給機によってもたらされる過給圧を取得するように構成され、
前記第１判定手段によって異常であるか否かが判定される前記少なくとも１つの制御弁は、第３指示信号に応じてその開度を変更するように構成された第３判定対象制御弁であり、
前記第３判定手段によって異常であるか否かが判定される前記少なくとも１つの制御弁は、第４指示信号に応じてその開度を変更するように構成された第４判定対象制御弁であり、
更に、前記制御弁異常判定装置は、
前記第３判定対象制御弁に対して前記第３指示信号を送出する第３制御手段と、
前記第４判定対象制御弁に対して前記第４指示信号を送出する第４制御手段と、
を備え、
前記第１判定手段は、
前記開度取得手段によって取得される前記第３判定対象制御弁の実際の開度と、前記第３指示信号によって定まる同第３判定対象制御弁の開度と、の差である第２開度差の絶対値が第２開度以上である場合、同第３判定対象制御弁が異常である旨の判定を行うように構成され、
前記第３判定手段は、
前記第３判定対象制御弁が異常でないと判定されたとき、前記過給圧を第３の値として取得し、同第３の値を取得した時点以降の第３時点にて前記第４判定対象制御弁が異常であるか否かを判定するために同第４判定対象制御弁の開度を変更させる第２開度変更指示信号が前記第４指示信号として前記第４制御手段から同第４判定対象制御弁に送出されるように同第４制御手段に指示を与え、同第３時点から第２時間が経過した後の第４時点における前記過給圧を第４の値として取得し、前記第４の値と前記第３の値との差である過給圧変化量の絶対値が所定の第２閾値変化量よりも小さい場合、前記第４判定対象制御弁が異常である旨の判定を行うように構成された
制御弁異常判定装置。
【請求項７】
請求の範囲６に記載の内燃機関の制御弁異常判定装置において、
前記第３判定手段は、
前記過給圧変化量の絶対値が前記第２閾値変化量よりも小さい場合に前記第４判定対象制御弁が異常である旨の予備判定を行うとともに、前記機関が始動されてから停止されるまでの期間において前記予備判定を第２閾値回数以上行ったとき、前記第４判定対象制御弁が異常である旨の判定を行うように構成された制御弁異常判定装置。
【請求項８】
請求の範囲６又は請求の範囲７に記載の内燃機関の制御弁異常判定装置において、
前記第３判定手段は、
少なくとも前記機関に対する要求トルクが所定の閾値トルク以下である減速状態にて前記機関が運転されているときに前記第２開度変更指示信号が前記第４制御手段から前記第４判定対象制御弁に送出されるように同第４制御手段に指示を与えるように構成された制御弁異常判定装置。
【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、
前記異常判定手段は、
前記複数の制御弁のうちの一の制御弁が異常である旨の判定を行った場合、同複数の制御弁のうちの前記一の制御弁とは異なる他の制御弁は正常である旨の推定を行うように構成された制御弁異常判定装置。
【請求項１０】
請求の範囲１乃至請求の範囲９の何れか一項に記載の内燃機関の制御弁異常判定装置において、
前記第１制御弁群に属する制御弁の一又は複数の制御弁はバタフライ弁である制御弁異常判定装置。
【請求項１１】
請求の範囲１乃至請求の範囲１０の何れか一項に記載の内燃機関の制御弁異常判定装置において、
前記第１制御弁群に一のみの制御弁が属する制御弁異常判定装置。
【請求項１２】
請求の範囲１乃至請求の範囲１１の何れか一項に記載の内燃機関の制御弁異常判定装置において、
前記第１制御弁群に属する制御弁の一又は複数は前記排気通路に配設される制御弁異常判定装置。
【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、上記従来の内燃機関は、単一の過給機のみを備えた内燃機関が適切に過給を行うことができる運転領域に比べて広い運転領域において適切な過給を行うことができる。
上記従来の内燃機関が備える制御装置（以下、「従来装置」と称呼する。）は、上述したような適切な過給が行われる状態を維持することを目的として、排気切替弁が正常に作動しているか否かを判定するようになっている。具体的に述べると、この制御装置は、予め実験によって取得された「排気切替弁が正常に作動している場合における過給圧の最大値」を記憶している。そして、この制御装置は、「実際の過給圧」がその「記憶された過給圧の最大値」よりも大きくなったとき、排気切替弁が異常であると判定するようになっている（例えば、実公平３−１０６１３３号公報を参照。）。
【発明の開示】
【０００３】
上述したように、上記従来装置は、「過給圧」を制御弁の異常判定を行うためのパラメータ（異常判定用パラメータ）として採用している。ところが、一般に、過給圧の大きさは、複数の制御弁のうちの一の制御弁（上記従来装置においては、排気切替弁）の状態だけではなく、他の制御弁の状態によっても変化する。しかも、これらの制御弁を含む機関を構成する部材は、製造上のばらつき（製造の際に生じる同一種の部材間における寸法及び性能等の差。以下、「個体差」とも称呼する。）を有する。そのため、上記従来装置のように「取得した過給圧と所定の閾値との比較」に基づいて「ある特定の制御弁」の異常判定を精度良く行うためには、他の制御弁の個体差が過給圧に及ぼす影響（即ち、各制御弁が正常である場合における過給圧の変動幅）をも考慮して「その閾値」を定めなければならない。しかしながら、従来公報は、上記個体差が過給圧に如何なる影響を与えるかについて何ら開示していない。その結果、上記従来装置は、制御弁の異常判定を精度良く行うことができない可能性があるという問題がある。
本発明は、上記課題に対処するためになされたものである。即ち、本発明の目的の一つは、上述したような「複数の過給機と複数の制御弁とを備えた内燃機関」に適用され、個体差を有する制御弁が正常に作動しているか否かを精度良く判定することができる制御弁異常判定装置を提供することにある。
上記課題を達成するための本発明による制御弁の異常判定装置は、複数の過給機と、複数の制御弁と、を備えた内燃機関に適用される。
前記複数の過給機のそれぞれは、内燃機関の排気通路に配設されて同排気通路を流れる排ガスのエネルギによって駆動される「タービン」を備える。排気通路は、前記機関の燃焼室から排出される排ガスを同燃焼室から前記機関の外部へ排出する通路である。更に、複数の過給機のそれぞれは、同機関の吸気通路に配設されるとともに前記タービンが駆動されることによって駆動されて同吸気通路内の空気を圧縮する「コンプレッサ」を備える。吸気通路は、前記機関の外部の空気を同外部から前記燃焼室へ導入する通路である。前記複数の過給機は、直列に接続されていてもよく、並列に接続されていてもよい。以下、機関の外部から燃焼室へ導入される空気を「新気」とも称呼する。
前記複数の制御弁のそれぞれは、その開度に応じて前記複数の過給機の少なくとも１つに導入される「前記空気の量」又は「前記排ガスのエネルギの大きさ」を変更するようになっている。
本発明の制御弁異常判定装置は、上述した内燃機関に適用される。この制御弁異常判定装置は、開度取得手段と、圧力取得手段と、異常判定手段と、を備える。
前記開度取得手段は、「前記複数の制御弁のうちの一部の制御弁のみを含む第１制御弁群」に属する制御弁のそれぞれの開度を取得する（即ち、開度センサ等によって実際に検出する）ようになっている。
ここで、「前記複数の制御弁のうちの一部の制御弁」とは、前記複数の制御弁のうちの一又は複数の制御弁であって全ての制御弁ではないことを意味する。「第１制御弁群」に属する制御弁の数、及び、前記複数の制御弁のうちの何れの制御弁を第１制御弁群に属するように構成するか等は、制御弁異常判定装置に要求される判定精度等を考慮して適宜決定すればよい。
前記圧力取得手段は、「前記吸気通路内の少なくとも１箇所における前記空気の圧力」及び「前記排気通路内の少なくとも１箇所における前記排ガスの圧力」のうちの少なくとも１つの圧力である「判定用圧力」を取得する（即ち、圧力センサ等によって実際に検出する）ようになっている。
前記異常判定手段は、「前記開度取得手段によって取得される開度のうちの少なくとも１つ」と、「前記圧力取得手段によって取得される前記判定用圧力」と、を用いて、「前記複数の制御弁のうちの前記第１制御弁群に属する制御弁を除く制御弁からなる第２制御弁群」に属する制御弁のうちの少なくとも１つの制御弁が異常であるか否かを判定するようになっている。
上述したように、制御弁の開度が変化すると、その開度の変化に応じて複数の過給機の少なくとも１つに導入される空気の量又は排ガスのエネルギの大きさが変化する。そのため、制御弁の開度が変化すると、判定用圧力は変化する。このように、制御弁の開度と判定用圧力とは密接に関連している。従って、「制御弁の個体差（制御弁の個体差に起因する同制御弁の開度のばらつき）」は、判定用圧力影響を及ぼす。
上記内燃機関は複数の制御弁を備えており、それら全ての制御弁の個体差が判定用圧力に影響を及ぼす。しかし、上述した本発明の制御弁異常判定装置は、開度取得手段により、「第１制御弁群」に属する制御弁の「実際の開度（即ち、個体差を考慮する必要のない確定的な値）」を取得することができる。そのため、制御弁の異常判定を行う際に、第１制御弁群に属する制御弁の個体差を考慮する必要はない。即ち、「第２制御弁群」に属する制御弁の異常判定を行うにあたり、第２制御弁群に属する制御弁の個体差が判定用圧力に及ぼす影響のみを考慮すればよい。その結果、「第２制御弁群」に属する制御弁の異常判定を、第１制御弁に属する制御弁の個体差を考慮しない分だけ精度良く行うことができる。
このように、本発明の制御弁異常判定装置は、複数の過給機と複数の制御弁とを備えた内燃機関に適用されるとともに、制御弁が正常に作動しているか否かを精度良く判定することができる。
更に、この構成によれば、第２制御弁に属する制御弁の実際の開度を取得しなくても、第２制御弁群に属する制御弁の異常判定を精度良く行うことができるので、開度取得手段が「全て」の制御弁の開度を取得するように制御弁異常判定装置が構成される場合に比べ、制御弁異常判定装置を廉価にすることができる。
更に、本発明の制御弁異常判定装置の第１の態様において、
前記異常判定手段は、
前記第１制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも１つの制御弁が異常であるか否かを「前記開度取得手段によって取得される同少なくとも１つの制御弁の開度のみ」に基づいて判定する「第１判定手段」と、
前記第１制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも１つの制御弁が「異常でない」と判定されたとき、前記第２制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも１つの制御弁が異常であるか否かを「前記開度取得手段によって取得される開度のうちの少なくとも１つ」と、「前記圧力取得手段によって取得される前記判定用圧力」と、を用いて判定する「第２判定手段」と、
を含むように構成されることが好適である。
上述したように、第２制御弁群に属する制御弁の異常判定は、「第１制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも１つの開度」と「判定用圧力」とを用いて行われる。そのため、その第１制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも１つが異常であると、第２制御弁群に属する制御弁の異常判定を精度良く行うことができない虞がある。
一方、第１制御弁群に属する制御弁の異常判定は、開度取得手段によって取得される「実際の開度」のみに基づいて行うことができる。そのため、第１制御弁群に属する制御弁の異常判定は、第２制御弁群に属する制御弁の状態に関わらず、精度良く行うことができる。
そこで、上記態様の制御弁異常判定装置は、その開度が第２制御弁群に属する制御弁の異常判定に使用される「第１制御弁群に属する制御弁」が「異常でない」と判定された「後」に、第２制御弁群に属する制御弁の異常判定を行う。その結果、第２制御弁群に属する制御弁の異常判定を行う際の判定精度を向上することができる。
この第１の態様は、「開度取得手段によって取得される開度に基づいて第１制御弁群に属する制御弁の異常判定を行うとともに、第２制御弁群に属する制御弁の開度を変更したときの第１制御弁群に属する制御弁の開度の変化量に基づき、その第２制御弁群に属する制御弁の異常判定を行う」ように構成され得る。
具体的に述べると、
前記圧力取得手段は、前記判定用圧力として前記複数の過給機によってもたらされる「過給圧」を取得するように構成される。
更に、「前記第１判定手段によって異常であるか否かが判定される前記少なくとも１つの制御弁」は、第１指示信号に応じてその開度を変更するように構成される。この制御弁は「第１判定対象制御弁」と称呼される。
加えて、「前記第２判定手段によって異常であるか否かが判定される前記少なくとも１つの制御弁」は、第２指示信号に応じてその開度を変更するように構成される。この制御弁は「第２判定対象制御弁」と称呼される。
更に、本態様の制御弁異常判定装置は、
前記機関が所定の運転状態にて運転されているとき、「前記圧力取得手段によって取得される過給圧が前記運転状態に基づいて定まる参照過給圧に一致する」ように、前記第１判定対象制御弁に対して前記第１指示信号を送出する「第１制御手段」と、
前記第２判定対象制御弁に対して前記第２指示信号を送出する「第２制御手段」と、
を備える。
従って、第１判定対象制御弁が「正常」であれば、第１判定対象制御弁の開度は「第１指示信号によって定まる開度」に一致する。一方、第１判定対象制御弁が「異常」であれば、第１判定対象制御弁の開度は「第１指示信号によって定まる開度」に一致しない。
そこで、本態様の制御弁異常判定装置における前記第１判定手段は、先ず、
（Ａ）前記開度取得手段によって取得される「前記第１判定対象制御弁の実際の開度」と、「前記第１指示信号によって定まる同第１判定対象制御弁の開度」と、の差である第１開度差の絶対値が第１開度以上である場合、「同第１判定対象制御弁が異常である」旨の判定を行う。
更に、本態様の制御弁異常判定装置における前記第２判定手段は、
（Ｂ）前記第１判定対象制御弁が「異常でない」と判定されたとき（換言すると、前記第１判定対象制御弁が第１指示信号に従って正常に作動する状態にあるとき）、
（Ｂ−１）前記第１判定対象制御弁の開度を「第１の値」として取得し、
（Ｂ−２）同第１の値を取得した時点以降の第１時点にて、「前記第２判定対象制御弁が異常であるか否かを判定するために同第２判定対象制御弁の開度を変更させる第１開度変更指示信号」が、前記第２指示信号として、前記第２制御手段から同第２判定対象制御弁に送出されるように、同第２制御手段に指示を与え、
（Ｂ−３）同第１時点から第１時間が経過した後の第２時点における前記第１判定対象制御弁の開度を「第２の値」として取得し、
（Ｂ−４）「前記第２の値と前記第１の値との差である開度変化量」の絶対値が所定の第１閾値変化量よりも小さい場合、「前記第２判定対象制御弁が異常である」旨の判定を行う。
上述したように、正常である第１判定対象制御弁の開度は、前記機関が所定の運転状態にて運転されているとき、実際の過給圧が参照過給圧に一致するように変更される。そのため、第２判定対象制御弁の開度が変化すると、その第２判定対象制御弁の開度の変化に伴う過給圧の変化をなくすように（即ち、前記圧力取得手段によって取得される過給圧が参照過給圧に一致し続けるように）第１判定対象制御弁の開度が変化する。換言すると、前記機関が所定の運転状態にて運転されているとき、「第２判定対象制御弁」の開度変化は、過給圧の変化をもたらし、その過給圧の変化は「第１判定対象制御弁」の開度の変化をもたらす。
よって、第２判定対象制御弁が「異常でない」ならば、第２制御手段から第２判定対象制御弁に第１開度変更指示信号が送出されたときに第２判定対象制御弁の「実際の開度」が第１開度から第２開度へと変化するから、第１判定対象制御弁の開度が変化する。
従って、第２制御手段から第２判定対象制御弁に第１開度変更指示信号が送出された場合に「第１判定対象制御弁」の開度が所定値（第１閾値変化量）以上変化すれば、第２判定対象制御弁は「正常」であると判定することができる。これに対し、この場合に「第１判定対象制御弁」の開度が所定値（第１閾値変化量）以上変化しなければ、第２判定対象制御弁は「異常」であると判定することができる。このように、本態様によれば、異常ではないと判定された第１判定対象制御弁の実際の開度と、前記圧力取得手段によって取得される実際の過給圧と、が用いられながら、第２判定対象制御弁の異常判定が行われる。
なお、上記「参照過給圧」は、例えば、「所定の運転パラメータと過給圧との関係」を予め実験によって定めるとともに、機関が運転されている際に取得される「実際の運転パラメータ」をその定められた関係に適用することにより、決定することができる。この参照過給圧は、機関に要求される目標過給圧と称呼することもできる。上記「第１閾値変化量」は、第２判定対象制御弁が正常であるか否かを判定する際の指標となる値であって、第２判定対象制御弁が「正常」である場合に得られる「上記第１の値と上記第２の値との差（開度変化量）の最小値」に相当する値に設定されることが望ましい。
更に、本態様によれば、第２判定対象制御弁が正常に作動しているか否かの判定がなされる期間、過給圧は参照過給圧に一致し続ける。従って、機関の操作者の操作に依らない加減速が生じないので、ドライバビリティを良好に維持しながら制御弁の異常判定を行うことができる。
加えて、上述した実公平３−１０６１３３号公報に記載された装置においては、制御弁（排気切替弁）が異常であっても、機関が高負荷運転領域において運転されることによって実際の過給圧が予め定められている過給圧の最大値よりも大きくなるまで、その異常を発見することができない。これに対し、本態様における制御弁異常判定装置は、機関が高負荷運転領域にて運転されていない場合であっても、制御弁の異常判定を行うことができる。従って、制御弁の異常が早期に発見され得る。
更に、上記第１の態様における前記第２判定手段は、
前記開度変化量の絶対値が前記第１閾値変化量よりも小さい場合に前記第２判定対象制御弁が異常である旨の「予備判定」を行うとともに、「前記機関が始動されてから停止されるまでの期間」において前記予備判定を第１閾値回数以上行ったとき、「前記第２判定対象制御弁が異常である」旨の判定を行うように構成され得る。
このように、「機関が始動されてから停止されるまでの期間において予備判定を所定回数（第１閾値回数）以上行ったとき」に第２判定対象制御弁が異常であると判定することにより、第２判定対象制御弁の異常判定を行う際の判定精度を更に向上させることができる。
更に、本発明の制御弁異常判定装置の第２の態様において、
前記異常判定手段は、更に、
前記第１制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも１つの制御弁が「異常でない」と判定されたときに前記第２制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも１つの制御弁が異常であるか否かを、前記圧力取得手段によって取得される前記判定用圧力「のみ」を用いて判定する「第３判定手段」を備えるように構成され得る。
この第２の態様は、「開度取得手段によって取得される開度に基づいて第１制御弁群に属する制御弁の異常判定を行うとともに、過給圧の変化量に基づいて第２制御弁群に属する制御弁の異常判定を行う」ように構成され得る。
具体的に述べると、
前記圧力取得手段は、上記第１の態様と同様、前記判定用圧力として前記複数の過給機によってもたらされる「過給圧」を取得するように構成される。
更に、「前記第１判定手段によって異常であるか否かが判定される前記少なくとも１つの制御弁」は、第３指示信号に応じてその開度を変更するように構成される。この制御弁は「第３判定対象制御弁」と称呼される。
加えて、「前記第３判定手段によって異常であるか否かが判定される前記少なくとも１つの制御弁」は、第４指示信号に応じてその開度を変更するように構成される。この制御弁は「第４判定対象制御弁」と称呼される。
ここで、上記「第３判定対象制御弁」は、上記第１の態様における「第１判定対象制御弁」と同一の制御弁であっても異なる制御弁であってもよい。また、上記「第４判定対象制御弁」は、上記第１の態様における「第２判定対象制御弁」と同一の制御弁であっても異なる制御弁であってもよい。
更に、本態様の制御弁異常判定装置は、
前記第３判定対象制御弁に対して前記第３指示信号を送出する「第３制御手段」と、
前記第４判定対象制御弁に対して前記第４指示信号を送出する「第４制御手段」と、
を備える。
従って、第３判定対象制御弁が「正常」であれば、第３判定対象制御弁の開度は「第３指示信号によって定まる開度」に一致する。一方、第３判定対象制御弁が「異常」であれば、第３判定対象制御弁の開度は「第３指示信号によって定まる開度」に一致しない。
そこで、本態様の制御弁異常判定装置における前記第１判定手段は、先ず、
（Ｃ）前記開度取得手段によって取得される「前記第３判定対象制御弁の実際の開度」と、「前記第３指示信号によって定まる同第３判定対象制御弁の開度」と、の差である第２開度差の絶対値が第２開度以上である場合、「同第３判定対象制御弁が異常である」旨の判定を行う。
更に、本態様の制御弁異常判定装置における前記第３判定手段は、
（Ｄ）前記第３判定対象制御弁が「異常でない」と判定されたとき（換言すると、前記第３判定対象制御弁が第３指示信号に従って正常に作動する状態にあるとき）、
（Ｄ−１）前記過給圧を「第３の値」として取得し、
（Ｄ−２）同第３の値を取得した時点以降の第３時点にて、「前記第４判定対象制御弁が異常であるか否かを判定するために同第４判定対象制御弁の開度を変更させる第２開度変更指示信号」が、前記第４指示信号として、前記第４制御手段から同第４判定対象制御弁に送出されるように、同第４制御手段に指示を与え、
（Ｄ−３）同第３時点から第２時間が経過した後の第４時点における前記過給圧を「第４の値」として取得し、
（Ｄ−４）「前記第４の値と前記第３の値との差である過給圧変化量」の絶対値が所定の第２閾値変化量よりも小さい場合、「前記第４判定対象制御弁が異常である」旨の判定を行う。
上述したように、第４判定対象制御弁の開度は、第４制御手段から送出される第４指示信号に応じて変化する。更に、第４判定対象制御弁の開度が変化すると、その開度の変化に応じて過給圧が変化する。よって、第４判定対象制御弁が「正常」であれば、第４制御手段から第４判定対象制御弁に第２開度変更指示信号が送出されたときに第４判定対象制御弁の「実際の開度」が第３開度から第４開度へと変化するから、過給圧が変化する。
従って、上述したように第４制御手段から第４判定対象制御弁に第２開度変更指示信号が送出された場合に「過給圧」が所定値（第２閾値変化量）以上変化すれば、第４判定対象制御弁は「正常」であると判定することができる。これに対し、この場合に「過給圧」が所定値（第２閾値変化量）以上変化しなければ、第４判定対象制御弁は「異常」であると判定することができる。
なお、上記「第２閾値変化量」は、第４判定対象制御弁が正常であるか否かを判定する際の指標となる値であって、第４判定対象制御弁が「正常」である場合に得られる「上記第３の値と上記第４の値との差（過給圧変化量）の最小値」に相当する値に設定されることが望ましい。
更に、上記第２の態様における前記第３判定手段は、
前記過給圧変化量の絶対値が前記第２閾値変化量よりも小さい場合に前記第４判定対象制御弁が異常である旨の「予備判定」を行うとともに、「前記機関が始動されてから停止されるまでの期間」において前記予備判定を第２閾値回数以上行ったとき、「前記第４判定対象制御弁が異常である」旨の判定を行うように構成され得る。
このように、「機関が始動されてから停止されるまでの期間において予備判定を所定回数（第２閾値回数）以上行ったとき」に第４判定対象制御弁が異常であると判定することにより、第４判定対象制御弁の異常判定を行う際の判定精度を更に向上させることができる。
ところで、上記「第２の態様」において、第４判定対象制御弁の開度が変更すると過給圧が変化するので、第４判定対象制御弁の異常判定を行う際に機関の操作者が意図しないトルク変動等が生じる可能性がある。
そこで、上記第２の態様における前記第３判定手段は、
「少なくとも前記機関に対する要求トルクが所定の閾値トルク以下である減速状態」にて前記機関が運転されているときに前記第２開度変更指示信号が前記第４制御手段から前記第４判定対象制御弁に送出されるように同第４制御手段に指示を与えるように構成されることが好適である。
上記「減速状態」にて機関が運転されているときに前記第４判定対象制御弁の開度が変化しても、機関の出力トルクが変動する可能性はある。しかし、そのトルク変動は、操作者に「意図しないトルク変動」であると認識され難い。従って、上記減速状態において第２異常判定条件が成立するように制御弁異常判定装置を構成することにより、機関のドライバビリティを良好に維持しながら第４判定対象制御弁の異常判定を行うことができる。
ところで、本発明の制御弁異常判定装置は、「前記複数の制御弁のうちの２以上の制御弁に同時に異常が発生することはない」との前提に立って制御弁の異常を判定するように構成され得る。実際、前記複数の制御弁のうちの２以上の制御弁に同時に異常が発生することは稀であり、この前提は現実的である。以下、この前提を「多重異常除外前提」と称呼する。この多重異常除外前提によれば、「前記複数の制御弁のうちの一の制御弁が異常である」と判定されたとき、「その一の制御弁とは異なる他の制御弁は正常である」と推定し得る。
そこで、本発明の制御弁異常判定装置において、
前記異常判定手段は、
「前記複数の制御弁のうちの一の制御弁が異常である」旨の判定を行った場合、「同複数の制御弁のうちの前記一の制御弁とは異なる他の制御弁は正常である」旨の推定を行うように構成され得る。
更に、本発明の制御弁異常判定装置において、
前記「第１制御弁群」に属する制御弁の一又は複数の制御弁は「バタフライ弁」であることが好適である。
バタフライ弁は、周知の通り、所定の軸線周りに回動可能な弁体を備える制御弁であって、同弁体が同軸線周りに回動することによって同弁体が設けられている箇所を通過する流体の流量を変更することができる制御弁である。バタフライ弁の一の態様として、流体（本例においては、空気又は排ガス）の通路を形成する筒体の内部において同筒体の軸線に垂直な回動軸線周りに回動可能な弁体であって、前記回動軸線上に形成された互いに外側に突出する一対の回動軸部にて同筒体に支持された平板状の弁体を備えた制御弁、が挙げられる。このバタフライ弁は、前記弁体を前記回動軸線周りに回動することによって（即ち、開度を変更することによって）前記筒体内の流路面積を変更させ、その結果、前記流体の流量を変更することができる。
バタフライ弁は、その構造上、指示信号に応じた開度が得られ難いという特性を有する。一方、バタフライ弁は、流量制御弁として好適な弁である。そこで、上記構成のように、第１制御弁群にバタフライ弁を含め、且つ、それらのバタフライ弁の開度を開度取得手段によって取得すれば、バタフライ弁の個体差に起因する開度のばらつきが過給圧等に及ぼす影響を考慮することなくバタフライ弁の異常判定を行うことができる。
更に、本発明の制御弁異常判定装置において、
前記第１制御弁群に「一のみ」の制御弁が属するように構成されることが好適である。
上述したように、第１制御弁群に属する制御弁の開度は、前記開度取得手段によって取得される。従って、第１制御弁群に属する制御弁の数が増大するほど、制御弁の個体差を考慮することなく精度良く異常判定を行うことのできる制御弁の数が増大する。更に、第２制御弁に属する制御弁の異常判定を行う際の判定精度も向上する。一方、第１制御弁群に属する制御弁の数が増大するほど、開度取得手段によって開度が取得される制御弁の数が増大するので、制御弁異常判定装置を製造するコストが増大する虞がある。そこで、第１制御弁群に「一のみの制御弁」を含めることにより、開度取得手段によって開度が取得される制御弁（即ち、第１制御弁群に属する制御弁）が存在しない場合に比べて制御弁の異常判定を行う際の判定精度を向上させながら、制御弁異常判定装置を製造するコストを出来る限り低減することができる。
更に、本発明の制御弁異常判定装置において、
前記第１制御弁群に属する制御弁の一又は複数は前記排気通路に配設されることが好適である。
排気通路を流れる排ガスは、未燃物（ＣＯ、ＨＣ等）やすす（ｓｏｏｔ）等の成分を含む高温の流体である。そのため、排気通路に配設される制御弁には、吸気通路に配設される制御弁に比べ、制御弁の固着及び制御弁の熱変形等の異常が生じる可能性が高い。従って、排気通路に配設される制御弁が正常であるか否かを特に精度良く判定することが望ましい。
そこで、第１制御弁群に「排気通路に配設される制御弁」を含めることにより、第２制御弁群にその制御弁を含める場合に比べ、その制御弁が正常に作動しているか否かをより精度良く判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
図１は、本発明の第１実施形態に係る制御弁異常判定装置が適用される内燃機関の概略図である。
図２は、図１に係る内燃機関が備える制御弁（バタフライ弁）の概略図である。
図３は、本発明の第１実施形態に係る制御弁異常判定装置が採用する機関回転速度と燃料噴射量とターボモードとの関係を示す概略図である。
図４は、本発明の第１実施形態に係る制御弁異常判定装置が適用された内燃機関における吸気及び排気の経路の第１の例を示す概略図である。
図５は、本発明の第１実施形態に係る制御弁異常判定装置が適用された内燃機関における吸気及び排気の経路の第２の例を示す概略図である。
図６は、本発明の第１実施形態に係る制御弁異常判定装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
図７は、本発明の第１実施形態に係る制御弁異常判定装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
図８は、本発明の第１実施形態に係る制御弁異常判定装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
図９は、本発明の第２実施形態に係る制御弁異常判定装置が適用された内燃機関における吸気及び排気の経路の第１の例を示す概略図である。
図１０は、本発明の第２実施形態に係る制御弁異常判定装置が適用された内燃機関における吸気及び排気の経路の第２の例を示す概略図である。
図１１は、本発明の第２実施形態に係る制御弁異常判定装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
図１２は、本発明の第２実施形態に係る制御弁異常判定装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
【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各実施形態について、図面を参照しながら説明する。
（第１実施形態）
＜装置の概要＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る制御弁異常判定装置（以下、「第１装置」とも称呼する。）を内燃機関１０に適用したシステムの概略構成を示している。機関１０は、４気筒ディーゼル機関である。
この機関１０は、燃料供給系統を含むエンジン本体２０、エンジン本体２０に空気を導入するための吸気系統３０、エンジン本体２０からの排ガスを外部に放出するための排気系統４０、排ガスを吸気系統３０側に還流させるためのＥＧＲ装置５０、排ガスのエネルギによって駆動されてエンジン本体２０に導入される空気を圧縮する過給装置６０、を含んでいる。
エンジン本体２０は、吸気系統３０及び排気系統４０が連結されたシリンダヘッド２１を備えている。このシリンダヘッド２１は、各気筒に対応するように各気筒の上部に設けられた複数の燃料噴射装置２２を備えている。各燃料噴射装置２２は、図示しない燃料タンクと接続されており、電気制御装置８０からの指示信号に応じて各気筒の燃焼室内に燃料を直接噴射するようになっている。
吸気系統３０は、シリンダヘッド２１に形成された図示しない吸気ポートを介して各気筒に連通されたインテークマニホールド３１、インテークマニホールド３１の上流側集合部に接続された吸気管３２、吸気管３２内において吸気通路の開口断面積を可変とするスロットル弁３３、電気制御装置８０からの指示信号に応じてスロットル弁３３を回転駆動するスロットル弁アクチュエータ３３ａ、スロットル弁３３の上流において吸気管３２に介装されたインタークーラ３４、及び、インタークーラ３４の上流に設けられた過給装置６０の上流側であって吸気管３２の端部に配設されたエアクリーナ３５、を含んでいる。インテークマニホールド３１及び吸気管３２は、吸気通路を構成している。
排気系統４０は、シリンダヘッド２１に形成された図示しない排気ポートを介して各気筒に連通されたエキゾーストマニホールド４１、エキゾーストマニホールド４１の下流側集合部に接続された排気管４２、及び、吸気管４２に設けられた過給装置６０の下流側であって排気管４２に介装された周知の排ガス浄化用触媒（ＤＰＮＲ）４３、を備えている。エキゾーストマニホールド４１及び排気管４２は、排気通路を構成している。
ＥＧＲ装置５０は、排ガスをエキゾーストマニホールド４１からインテークマニホールド３１へと還流させる通路（ＥＧＲ通路）を構成する排気還流管５１、排気還流管５１に介装されたＥＧＲガス冷却装置（ＥＧＲクーラ）５２、及び、排気還流管５１に介装されたＥＧＲ制御弁５３、を備えている。ＥＧＲ制御弁５３は、電気制御装置８０からの指示信号に応じてエキゾーストマニホールド４１からインテークマニホールド３１へと還流させる排ガス量を変更し得るようになっている。
過給装置６０は、高圧段過給機６１と、低圧段過給機６２と、を有している。即ち、過給装置６０は、複数（２つ）の過給機を備えている。
高圧段過給機６１は、高圧段コンプレッサ６１ａ及び高圧段タービン６１ｂを有している。高圧段コンプレッサ６１ａは吸気通路（吸気管３２）に配設されている。高圧段タービン６１ｂは排気通路（排気管４２）に配設されている。高圧段コンプレッサ６１ａと高圧段タービン６１ｂとは、ローターシャフト（図示省略。）によって同軸回転可能に連結されている。これにより、高圧段タービン６１ｂが排ガスによって回転せしめられると、高圧段コンプレッサ６１ａが回転するとともに、高圧段コンプレッサ６１ａに供給される空気が圧縮される（過給が行われる）ようになっている。
低圧段過給機６２は、低圧段コンプレッサ６２ａ及び低圧段タービン６２ｂを有している。低圧段コンプレッサ６２ａは、高圧段コンプレッサ６１ａよりも吸気通路（吸気管３２）の上流側に配設されている。低圧段タービン６２ｂは、高圧段タービン６１ｂよりも排気通路（排気管４２）の下流側に配設されている。低圧段コンプレッサ６２ａと低圧段タービン６２ｂとは、ローターシャフト（図示省略。）によって同軸回転可能に連結されている。これにより、低圧段タービン６２ｂが排ガスによって回転せしめられると、低圧段コンプレッサ６２ａが回転するとともに、低圧段コンプレッサ６２ａに供給される空気が圧縮される（過給が行われる）ようになっている。
このように、高圧段過給機６１と低圧段過給機６２とは直列に接続されている。更に、低圧段過給機６２の容量は、高圧段過給機６１の容量よりも大きい。従って、低圧段過給機６２のチョーク流量は高圧段過給機６１のチョーク流量よりも大きく、且つ、低圧段過給機６２のサージ流量は高圧段過給機６１のサージ流量よりも大きい。換言すると、高圧段過給機６１が過給を行うために必要な排ガスのエネルギの最小値は、低圧段過給機６２が過給を行うために必要な排ガスのエネルギの最小値よりも小さい。
これにより、過給装置６０は、負荷が小さい運転領域においては主に高圧段過給機６１により過給を行い、且つ、負荷が大きい運転領域においては主に低圧段過給機６２により過給を行うことができる。従って、高圧段過給機６１と低圧段過給機６２とによって、より広い運転領域（負荷領域）において新気が適切に圧縮される（過給が行われる）。
更に、過給装置６０は、高圧段コンプレッサバイパス通路部（バイパス管）６３、吸気切替弁（ＡＣＶ）６４、高圧段タービンバイパス通路部（バイパス管）６５、排気切替弁（ＥＣＶ）６６、低圧段タービンバイパス通路部（バイパス管）６７、及び、排気バイパス弁（ＥＢＶ）６８を備えている。
高圧段コンプレッサバイパス通路部６３の一端は、高圧段コンプレッサ６１ａと低圧段コンプレッサ６２ａとの間において吸気通路（吸気管３２）に接続されている。高圧段コンプレッサバイパス通路部６３の他端は、高圧段コンプレッサ６１ａよりも下流側において吸気通路（吸気管３２）に接続されている。即ち、高圧段コンプレッサバイパス通路部６３は、高圧段コンプレッサ６１ａをバイパスする経路を構成している。
吸気切替弁６４は、高圧段コンプレッサバイパス通路部６３に配設されたバタフライ弁である。吸気切替弁６４は、図２に示すように、平板状の弁体６４ａと、回動軸部６４ｂと、を備えている。弁体６４ａは、正面視における形状が、高圧段コンプレッサバイパス通路部６３をその軸線に垂直な平面にて切断した断面における高圧段コンプレッサバイパス通路部６３の内径の形状と略同一となっている。回動軸部６４ｂは、丸軸状の部材であり、弁体６４ａの径方向の中心部及び径方向の両端部を通過するように、弁体６４ａと一体的に形成されている。弁体６４ａは、回動軸部６４ｂにて高圧段コンプレッサバイパス通路部６３に支持されており、図２（Ａ）に示す回動位置（全閉位置）から図２（Ｂ）に示す回動位置（全開位置）までの範囲内において、高圧段コンプレッサバイパス通路部６３の軸線に垂直な回動軸線周りに（回動軸部６４ｂ周りに）回動可能となっている。ここで、回動軸部６４ｂは、電気制御装置８０からの指示に応じて駆動される吸気切替弁アクチュエータ６４ａにより、回動させられるようになっている。
弁体６４ａが図２（Ａ）に示す位置（全閉位置）にあるとき、空気Ａは高圧段コンプレッサバイパス通路部６３を通過することができない。一方、弁体６４ａが図２（Ｂ）に示す位置（全開位置）にあるとき、空気Ａは弁体６４ａの影響を実質的に受けることなく高圧段コンプレッサバイパス通路部６３を通過することができる。即ち、吸気切替弁６４の回動位置（開度）が変化すると、高圧段コンプレッサバイパス通路部６３を通過する空気Ａの流量が変化する。ここで図１を参照すると、内燃機関１０の構造から明らかなように、高圧段コンプレッサバイパス通路部６３を通過する空気Ａの量が変化すると、高圧段タービン６１ｂに導入される空気Ａの量も変化する。例えば、高圧段コンプレッサバイパス通路部６３を通過する空気Ａの量が増大すると、高圧段タービン６１ｂに導入される空気Ａの量は減少する。
このように、吸気切替弁（バタフライ弁）６４は、電気制御装置８０からの指示に従ってその回動位置（開度）を変更するとともに、その回動位置（開度）に応じて、高圧段コンプレッサ６１ａに導入される空気の量と、高圧段コンプレッサバイパス通路部６３を通過する空気の量と、の割合を変更するようになっている。
高圧段タービンバイパス通路部６５の一端は、高圧段タービン６１ｂよりも上流側において排気通路（排気管４２）に接続されている。高圧段タービンバイパス通路部６５の他端は、高圧段タービン６１ｂと低圧段タービン６２ｂとの間において排気通路（排気管４２）に接続されている。即ち、高圧段タービンバイパス通路部６５は、高圧段タービン６１ｂをバイパスする経路を構成している。
排気切替弁６６は、高圧段タービンバイパス通路部６５に配設されたバタフライ弁である。排気切替弁６６は、吸気切替弁６４と同様の構造を備えている。即ち、排気切替弁６６は、電気制御装置８０からの指示に応じて駆動される排気切替弁アクチュエータ６６ａによってその開度が変更されるようになっている。排気切替弁６６は、その開度の変更に伴って高圧段タービンバイパス通路部６５の流路面積を変更し、それにより、高圧段タービン６１ｂに導入される排ガスの量と、高圧段タービンバイパス通路部６５を通過する排ガスの量と、の割合を変更するようになっている。
低圧段タービンバイパス通路部６７の一端は、低圧段タービン６２ｂよりも上流側であって高圧段タービン６１ｂと低圧段タービン６２ｂとの間において排気通路（排気管４２）に接続されている。低圧段タービンバイパス通路部６７の他端は、低圧段タービン６２ｂよりも下流側において排気通路（排気管４２）に接続されている。即ち、低圧段タービンバイパス通路部６７は、低圧段タービン６２ｂをバイパスする経路を構成している。
排気バイパス弁６８は、低圧段タービンバイパス通路部６７に配設されたバタフライ弁である。排気バイパス弁６８は、吸気切替弁６４と同様の構造を備えている。即ち、排気バイパス弁６８は、電気制御装置８０からの指示に応じて駆動される排気バイパス弁アクチュエータ６８ａによってその開度が変更されるようになっている。排気バイパス弁６８は、その開度の変更に伴って低圧段タービンバイパス通路部６７の流路面積を変更し、それにより、低圧段タービン６２ｂに導入される排ガスの量と、低圧段タービンバイパス通路部６７を通過する排ガスの量と、の割合を変更するようになっている。
更に、この第１装置は、熱線式エアフローメータ７、吸気温度センサ７２、過給圧センサ７３、クランクポジションセンサ７４、排気切替弁開度センサ７５、及び、アクセル開度センサ７６を備えている。
エアフローメータ７１は、吸気管３２内を流れる吸入空気の質量流量（機関１０に単位時間あたりに吸入される空気の質量であり、単に「流量」とも称呼する。）Ｇａに応じた信号を出力するようになっている。
吸気温度センサ７２は、吸気管３２内を流れる吸入空気の温度に応じた信号を出力するようになっている。
過給圧センサ７３は、吸気管３２のスロットル弁３３の下流側に配設される。過給圧センサ７３は、それが配設されている部位の排気管４２内の空気の圧力、即ち、機関１０の燃焼室に供給される空気の圧力（第１過給機６１及び第２過給機６２によってもたらされる過給圧）Ｐｉｍを表す信号を出力するようになっている。
クランクポジションセンサ７４は、クランクシャフト（図示省略。）が１０°回転する毎に幅狭のパルスを有するとともに同クランクシャフトが３６０°回転する毎に幅広のパルスを有する信号を出力するようになっている。
排気切替弁開度センサ７５は、排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖに応じた信号を出力するようになっている。
アクセル開度センサ７６は、運転者によって操作されるアクセルペダルＡＰの開度Ａｃｃｐに応じた信号を出力するようになっている。
このように、第１装置においては、複数の制御弁（吸気切替弁６４、排気切替弁６６、及び、排気バイパス弁６８）のうちの一の制御弁（排気切替弁６６）の開度が、排気切替弁開度センサ７５によって取得される。排気切替弁６６は、便宜上、「第１制御弁群に属する制御弁」とも称呼される。ここで、第１制御弁群とは、制御弁の開度を取得することができるセンサ（排気切替弁開度センサ７５）が取り付けられた制御弁からなる制御弁の一群を意味する。また、吸気切替弁６４及び排気バイパス弁６８は、便宜上、「第２制御弁群に属する制御弁」とも称呼される。ここで、第２制御弁群とは、上記第１制御弁群に属する制御弁を除く制御弁（即ち、制御弁の開度を取得することができるセンサが取り付けられていない制御弁）からなる制御弁の一群を意味する。
電気制御装置８０は、互いにバスで接続されたＣＰＵ８１、ＲＯＭ８２、ＲＡＭ８３、電源が投入された状態でデータを格納するとともに格納したデータを電源が遮断されている間も保持するバックアップＲＡＭ８４、及び、ＡＤコンバータを含むインターフェース８５等からなるマイクロコンピュータである。
インターフェース８５は、上記各センサ等と接続され、ＣＰＵ８１に上記各センサ等からの信号を供給するようになっている。更に、インターフェース８５は、ＣＰＵ８１の指示に応じて燃料噴射装置２２、及び、各アクチュエータ（スロットル弁アクチュエータ３３ａ、吸気切替弁アクチュエータ６４ａ、排気切替弁アクチュエータ６６ａ、及び、排気バイパス弁アクチュエータ６８ａ）等に駆動信号（指示信号）を送出するようになっている。
＜装置の作動の概要＞
次いで、上述したように構成された第１装置の作動の概要について説明する。
第１装置は、機関１０の運転状態に応じ、過給装置６０（高圧段過給機６１及び低圧段過給機６２）の作動形態を表す「ターボモード」を決定する。更に、第１装置は、排気切替弁開度センサ７５の出力値に基づいて取得される排気切替弁６６の開度（以下、「実際の開度Ｏｅｃｖ」と称呼する。）と、電気制御装置８０から排気切替弁アクチュエータ６６ａに送出される指示信号によって定まる排気切替弁６６の開度（以下、「目標開度Ｏｅｃｖｔｇｔ」と称呼する。）と、を比較することにより、排気切替弁６６が正常に作動しているか否かを判定する。
更に、第１装置は、排気切替弁６６が「正常」に作動していると判定した場合、過給装置６０が所定のターボモード（後述する「過給圧フィードバック制御」が行われるターボモード）にて作動していることを含む異常判定条件が成立していれば、排気バイパス弁６８の開度Ｏｅｂｖを強制的に変更する開度変更指示信号を、電気制御装置８０から排気バイパス弁６８（実際には、排気バイパス弁アクチュエータ６８ａ）に送出する。そして、第１装置は、この開度変更指示信号が排気バイパス弁６８に送出される「前」の時点における排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖ１と、この開度変更指示信号が排気バイパス弁６８に送出された「後」の時点における排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖ２と、を比較することにより、排気バイパス弁６８が正常に作動しているか否かを判定する。
加えて、第１装置は、排気切替弁６６及び排気バイパス弁６８の少なくとも一方が異常である場合、その旨を機関１０の操作者に通知するとともに、機関１０を構成する部材への負担が小さい「退避運転」を実行する。一方、第１装置は、排気切替弁６６及び排気バイパス弁６８が正常である場合、操作者への通知は行わず、「通常運転」を実行する。以上が第１装置の作動の概要である。
＜ターボモードの決定方法＞
次いで、本発明の具体的な作動についての説明を行う前に、第１装置に採用されているターボモード、及び、その決定方法について説明する。
上述したように、高圧段過給機６１が作動することができる排ガスのエネルギ量は、低圧段過給機６２が作動することができる排ガスのエネルギ量よりも小さい。そこで、第１装置は、排ガスのエネルギが小さいとき（即ち、機関の負荷が小さく、流量Ｇａが小さいとき）、排ガスが高圧段過給機６１に優先的に供給されるように排気切替弁６６を制御する。一方、第１装置は、排ガスのエネルギが大きいとき（即ち、機関の負荷が大きく、流量Ｇａが大きいとき）、排ガスが低圧段過給機６２に優先的に供給されるように排気切替弁６６を制御する。更に、第１装置は、低圧段過給機６２に過大な排ガスのエネルギが供給されないように、排気バイパス弁６８を制御する。加えて、第１装置は、高圧段コンプレッサ６１ａに適切な量の空気が供給されるように、吸気切替弁６４を制御する。
即ち、第１装置は、機関１０の運転状態に応じて、適切な量の空気及び排ガスが高圧段過給機６１及び低圧段過給機６２に供給されるように、吸気切替弁６４、排気切替弁６６及び排気バイパス弁６８を制御する。これにより、高圧段過給機６１及び低圧段過給機６２が機関１０の運転状態に応じて適切に駆動される。その結果、適切な過給が行われる。
このような制御を実行するために、第１装置は、機関１０の運転状態を４つの領域（運転領域）に分け、その４つの運転領域のそれぞれに適した吸気切替弁６４、排気切替弁６６及び排気バイパス弁６８（以下、「各制御弁」とも称呼する。）の作動状態を決定する。この「各制御弁の作動状態」が、ターボモードに基づいて決定される。
このターボモードは、以下のように決定される。
第１装置は、図３（Ａ）に示すように、「機関回転速度ＮＥと、燃料噴射量Ｑと、ターボモードと、の関係を予め定めたターボモードテーブルＭａｐＴｕｒｂｏ（ＮＥ，Ｑ）」をＲＯＭ８２に格納している。図３（Ａ）の図中に示される「１」乃至「４」の数字は、それぞれターボモードの番号を示す。また、図３（Ａ）の図中に示される「ＨＰ＋ＬＰ」は高圧段過給機６１と低圧段過給機６２との双方を作動させることを示し、「ＬＰ」は低圧段過給機６２を優先的に作動させることを示す。
ここで、図３（Ｂ）は、各ターボモードにおける各制御弁の作動状態を示す。図３（Ｂ）において、「全閉」は、制御弁の開度がその制御弁が設けられている通路を閉鎖する開度に設定され、空気又は排ガスがその通路を通過することができない作動状態を示す。一方、「全開」は、制御弁の開度がその制御弁が設けられている通路を完全に（限界まで）開放する開度に設定され、空気又は排ガスがその通路を制御弁の影響を実質的に受けることなく通過することができる作動状態を示す。更に、「開」は、制御弁の開度が「全閉」から「全開」までの間の開度に設定され、その制御弁が設けられている通路を通過する空気又は排ガスの流量が制御弁の開度に応じて変更可能である作動状態を示す。
なお、図３（Ｂ）において、「ＥＣＶ」は排気切替弁６６の略称であり、「ＡＣＶ」は吸気切替弁６４の略称であり、「ＥＢＶ」は排気バイパス弁６８の略称である。
第１装置は、上記ターボモードテーブルＭａｐＴｕｒｂｏ（ＮＥ，Ｑ）に実際の機関回転速度ＮＥ及び燃料噴射量Ｑを適用することにより、ターボモード（各制御弁の作動状態）を決定する。そして、第１装置は、決定されたターボモードに応じて各制御弁の開度を制御する。更に、第１装置は、機関１０に対する要求トルクが所定値以下である減速状態にて機関１０が運転されている場合、実際の機関回転速度ＮＥ及び燃料噴射量Ｑに関わらず、ターボモード１に応じて各制御弁の開度を制御する。
例えば、第１装置は、「ターボモード２」に応じて各制御弁の開度を制御する場合、図３（Ｂ）に示すように、排気切替弁６６をその作動状態が「開」となるように作動させる。具体的に述べると、第１装置は、機関１０の運転状態に応じて定まる目標過給圧と、過給圧センサ７４から取得される実際の過給圧と、が一致するように排気切替弁６６の目標開度を設定するとともに、排気切替弁６６の開度をその目標開度に一致させるための指示信号を排気切替弁アクチュエータ６６ａに対して送出する。即ち、排気切替弁６６を用いた「過給圧フィードバック制御」が行われる。更に、この場合、第１装置は、吸気切替弁６４及び排気バイパス弁６８をそれらの作動状態が「全閉」となるように作動させる。具体的に述べると、第１装置は、吸気切替弁６４及び排気バイパス弁６８の目標開度を全閉開度に設定するとともに、吸気切替弁６４及び排気バイパス弁６８の開度をそれらの目標開度に一致させるための指示信号を吸気切替弁アクチュエータ６４ａ及び排気バイパス弁アクチュエータ６８ａに対して送出する。
更に、第１装置は、「ターボモード１」に応じて各制御弁の開度を制御する場合、全ての制御弁（吸気切替弁６４、排気切替弁６６及び排気バイパス弁６８）をそれらの作動状態が「全閉」となるように作動させる。加えて、第１装置は、「ターボモード３」に応じて各制御弁の開度を制御する場合、排気切替弁６６をその作動状態が「全開」となるように作動させ、吸気切替弁６４をその作動状態が「開」となるように作動させ、排気バイパス弁６８をそれらの作動状態が「全閉」となるように作動させる。なお、この場合、吸気切替弁６４の開度が、目標過給圧と実際の過給圧とが一致するように変更される。即ち、吸気切替弁６４を用いた過給圧フィードバック制御が行われる。更に、第１装置は、「ターボモード４」に応じて各制御弁の開度を制御する場合、排気切替弁６６及び吸気切替弁６４をそれらの作動状態が「全開」となるように作動させ、排気バイパス弁６８をその作動状態が「開」となるように作動させる。なお、この場合、排気バイパス弁６８の開度が、目標過給圧と実際の過給圧とが一致するように変更される。即ち、排気バイパス弁６８を用いた過給圧フィードバック制御が行われる。
＜制御弁の異常判定＞
次いで、第１装置における制御弁の異常判定方法について説明する。
先ず、第１装置は、排気切替弁６６が正常に作動しているか否かを判定する。上述したように、排気切替弁６６は、排気切替弁開度センサ７５によってその「実際の開度」が取得される制御弁である。具体的に述べると、第１装置は、排気切替弁６６の実際の開度Ｏｅｃｖとその目標開度Ｏｅｃｖｔｇｔとが一致していない場合（実際には、実際の開度Ｏｅｃｖと目標開度Ｏｅｃｖｔｇｔとの差の絶対値が所定値（第１開度）以上である場合）、排気切替弁６６が「異常」であると判定する。これに対し、第１装置は、排気切替弁６６の実際の開度Ｏｅｃｖと目標開度Ｏｅｃｖｔｇｔとが一致している場合（実際には、実際の開度Ｏｅｃｖと目標開度Ｏｅｃｖｔｇｔとの差の絶対値が所定値（第１開度）よりも小さい場合）、排気切替弁６６は「正常」であると判定する。
次いで、第１装置は、排気切替弁６６が「正常」であると判定した場合、排気バイパス弁６８が正常に作動しているか否かを判定する。具体的に述べると、第１装置は、この場合に機関１０がターボモード２にて運転されていることを含む異常判定条件が成立していれば、排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖ１を取得する。その後、第１装置は、排気バイパス弁６８（実際には、排気バイパス弁アクチュエータ６８ａ）に対してその開度Ｏｅｂｖを強制的に変更するための指示信号（開度変更指示信号）を送出する。続いて、第１装置は、この指示信号が排気バイパス弁６８に送出された「後」の時点における排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖ２を取得する。
そして、第１装置は、上記開度変更指示信号が排気バイパス弁６８に送出される前後の排気切替弁６６の開度の変化量の絶対値（｜Ｏｅｃｖ２−Ｏｅｃｖ１｜）が所定値Ｏｅｃｖｔｈよりも小さい場合、排気バイパス弁６８は「異常」であると判定する。これに対し、第１装置は、この変化量の絶対値（｜Ｏｅｃｖ２−Ｏｅｃｖ１｜）が所定値Ｏｅｃｖｔｈ以上である場合、排気バイパス弁６８は「正常」であると判定する。以下、この判定方法を「異常判定方法１」と称呼する。
排気切替弁６６に送出される「開度変更指示信号」には、排気バイパス弁６８の開度を「増大」させる指示信号と、排気バイパス弁６８の開度を「減少」させる指示信号と、が含まれ得る。しかし、上述したように、第１装置においては、異常判定方法１による排気バイパス弁６８の異常判定は、機関１０が「ターボモード２」にて運転されている場合に行われる。機関１０が「ターボモード２」にて運転されている場合、図３（Ｂ）に示したように、排気バイパス弁６８は「全閉」状態となるように制御されている。従って、排気バイパス弁６８の開度を減少させることはできない。そこで、第１装置においては、異常判定方法１による排気バイパス弁６８の異常判定が行われるとき、排気バイパス弁６８にその開度を「増大」させる指示信号（開度増大指示信号）が送出される。
以下、排気バイパス弁６８に開度増大指示信号が送出された場合を例にとりながら、上記異常判定方法１によって「排気バイパス弁６８が正常に作動しているか否か」を判定することができる理由について、説明する。
上述したように、上記異常判定方法１は、機関１０が「ターボモード２」にて運転されている場合に実行することができる。機関１０が「ターボモード２」にて運転されている場合、図３（Ｂ）に示したように、吸気切替弁６４及び排気バイパス弁６８は「全閉」状態となり、排気切替弁６６は「開」状態となるように制御される。従って、図４に示すように、吸気通路３２ａ（上記吸気通路３２の一部）に導入された空気（新気）Ａは、低圧段コンプレッサ６２ａ、低圧段コンプレッサ６２ａと高圧段コンプレッサ６１ａとの間の吸気通路３２ｂ（上記吸気通路３２の一部）、高圧段コンプレッサ６１ａ、及び、吸気通路３２ｃ（上記吸気通路３２の一部）を経て、機関１０の燃焼室ＣＣに導入される。
燃焼室ＣＣにて燃料と混合されて燃焼した新気Ａは、排ガスＥｘとして排気通路４２に排出される。このとき、図４に示すように、「排ガスＥｘの一部」は高圧段タービン６１ｂに導入され、「排ガスＥｘの他の一部」は高圧段タービンバイパス通路部６５を通過する。この「排ガスＥｘの一部」の量と、「排ガスＥｘの他の一部」の量と、の割合は、排気切替弁６６の開度に応じて決定される。高圧段タービン６１ｂを通過した「排ガスＥｘの一部」は、排気通路４２ｂ（上記排気通路４２の一部）にて高圧段タービンバイパス通路部６５を通過した「排ガスＥｘの他の一部」と合流する。そして、この合流した排ガスＥｘは、低圧段タービン６２ｂを経て、機関１０の外部に放出される。
この結果、高圧段タービン６１ｂ及び低圧段タービン６２ｂの双方が駆動され、高圧段コンプレッサ６１ａ及び低圧段コンプレッサ６２ａの双方により、新気Ａが圧縮される。このとき、第１装置は、機関１０の運転状態に応じて定まる目標過給圧Ｐｉｍｔｇｔと、過給圧センサ７４から取得される過給圧Ｐｉｍと、が一致するように、排気切替弁６６の開度をフィードバック制御している。これにより、過給圧Ｐｉｍと目標過給圧Ｐｉｍｔｇｔとが実質的に一致した状態が維持される。
第１装置は、排気切替弁６６の開度がフィードバック制御されている期間において、排気バイパス弁６８に開度増大指示信号を送出する。いま、排気バイパス弁６８に開度増大指示信号が送出される「前」の期間、排気切替弁６６の開度は開度Ｏｅｃｖ１に維持されていると仮定する。排気バイパス弁６８に開度増大指示信号が送出されると、排気バイパス弁６８が正常であれば、排気バイパス弁６８の開度はこの開度増大指示信号に応じて増大する。
排気バイパス弁６８の開度が増大すると、図５に示すように、排気通路４２ｂを通過した排ガス（上記合流した排ガス）Ｅｘの一部は、低圧段タービンバイパス通路部６７を通過して機関１０の外部へ排出される。従って、排気バイパス弁６８に開度増大指示信号が送出された「後」に低圧段タービン６２ｂに供給される排ガスＥｘのエネルギは、排気バイパス弁６８に開度増大指示信号が送出される「前」に低圧段タービン６２ｂに供給される排ガスＥｘのエネルギと比べて、低圧段タービンバイパス通路部６７を通過する「排ガスＥｘの一部」の分だけ減少する。その結果、低圧段コンプレッサ６２ａの圧縮比（＝低圧段コンプレッサ６２ａ下流側の新気Ａの圧力／低圧段コンプレッサ６２ａ上流側の新気Ａの圧力）が「減少」する。
このとき、第１装置は、過給圧Ｐｉｍと目標過給圧Ｐｉｍｔｇｔとが一致した状態を維持するために、「低圧段コンプレッサ６２ａの圧縮比の減少分」を補うように高圧段コンプレッサ６１ａの圧縮比（＝高圧段コンプレッサ６１ａ下流側の新気Ａの圧力／高圧段コンプレッサ６１ａ上流側の新気Ａの圧力）を増大させる。具体的に述べると、第１装置は、このとき、排気切替弁６６の開度を、開度Ｏｅｃｖ１から開度Ｏｅｃｖ２（Ｏｅｃｖ２＜Ｏｅｃｖ１）に減少させる。これにより、高圧段タービン６１ｂに導入される排ガスＥｘのエネルギが増大するから、高圧段コンプレッサ６１ａの圧縮比が「増大」する。その結果、過給圧Ｐｉｍと目標過給圧Ｐｉｍｔｇｔとが一致した状態が維持される。
従って、排気切替弁６６が「正常」であり且つ機関１０が「ターボモード２」にて運転されている場合、排気バイパス弁６８に開度増大指示信号が送出されたときに排気切替弁６６の開度が変化すれば（開度Ｏｅｃｖ２と開度Ｏｅｃｖ１との差の絶対値が所定値Ｏｅｃｖｔｈ以上であれば）、排気バイパス弁６８が「正常」であると判定することができる。これに対し、この場合に排気切替弁６６の開度が変化しなければ（開度Ｏｅｃｖ２と開度Ｏｅｃｖ１との差の絶対値が所定値Ｏｅｃｖｔｈよりも小さければ）、排気バイパス弁６８は「異常」であると判定することができる。
なお、上記説明から理解されるように、排気バイパス弁６８に開度を「減少」させる指示信号（開度減少指示信号）が送出された場合であっても、上記異常判定方法１によって排気切替弁６６の異常判定を行うことができる。
＜実際の作動＞
次いで、第１装置の実際の作動について説明する。
ＣＰＵ８１は、図６乃至図８にフローチャートによって示した各ルーチンを所定のタイミング毎に実行するようになっている。ＣＰＵ８１は、これらのルーチンにおいて、排気切替弁異常フラグＸＥＣＶ、排気バイパス弁異常フラグＸＥＢＶ、及び、異常発生フラグＸＥＭＧを用いる。
排気切替弁異常フラグＸＥＣＶは、その値が「０」であるとき、排気切替弁６６が異常であると判定されていないこと（正常であること）を表す。一方、排気切替弁異常フラグＸＥＣＶは、その値が「１」であるとき、排気切替弁６６が異常であることを表す。
排気バイパス弁異常フラグＸＥＢＶは、その値が「０」であるとき、排気バイパス弁６８が異常であると判定されていないこと（正常であること）を表す。一方、排気バイパス弁異常フラグＸＥＢＶは、その値が「１」であるとき、排気バイパス弁６８が異常であることを表す。
異常発生フラグＸＥＭＧは、その値が「０」であるとき、排気切替弁６６及び排気バイパス弁６８の双方が正常であることを表す。また、異常発生フラグＸＥＭＧは、その値が「１」であるとき、排気切替弁６６及び排気バイパス弁６８の何れかが異常であることを表す。
これらのフラグの値は全て、バックアップＲＡＭ８４に格納される。更に、これらのフラグの値は全て、機関１０を搭載した車両の工場出荷時及びサービス点検実施時等において排気切替弁６６及び排気バイパス弁６８に異常がないことが確認された際に電気制御装置８０に対して所定の操作がなされたとき、「０」に設定されるようになっている。
以下、ＣＰＵ８１が実行する各ルーチンについて詳細に説明する。ＣＰＵ８１は、所定時間が経過する毎に図６にフローチャートによって示した「第１異常判定ルーチン」を実行するようになっている。ＣＰＵ８１は、このルーチンにより、排気切替弁６６及び排気バイパス弁６８の何れかが異常であるか否かを判定する。
具体的に述べると、ＣＰＵ８１は、所定のタイミングにて図６のステップ６００から処理を開始してステップ６０５に進み、排気切替弁異常フラグＸＥＣＶの値が「０」であり且つ排気バイパス弁異常フラグＸＥＢＶの値が「０」であるか否かを判定する。現時点にて排気切替弁異常フラグＸＥＣＶの値及び排気バイパス弁異常フラグＸＥＢＶの値のうちの少なくとも一方が「１」であれば、ＣＰＵ８１は、ステップ６０５にて「Ｎｏ」と判定してステップ６９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。
これに対し、現時点にて排気切替弁異常フラグＸＥＣＶの値が「０」であり且つ排気バイパス弁異常フラグＸＥＢＶの値が「０」であれば、ＣＰＵ８１は、ステップ６０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ６１０に進む。以下、現時点にて排気切替弁異常フラグＸＥＣＶの値は「０」であり且つ排気バイパス弁異常フラグＸＥＢＶの値は「０」であると仮定して、説明を続ける。
ＣＰＵ８１は、ステップ６１０にて、排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖと、排気切替弁６６の目標開度Ｏｅｃｖｔｇｔと、の差の絶対値が所定値ＤＥＣＶ１よりも小さいか否かを判定する。即ち、ＣＰＵ８１は、ステップ６１０にて、排気切替弁６６が正常及び異常の何れであるかを判定する。
（仮定１）排気切替弁６６及び排気バイパス弁６８の双方が正常である場合
いま、排気切替弁６６及び排気バイパス弁６８の双方が正常であると仮定する。この場合、排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖと排気切替弁６６の目標開度Ｏｅｃｖｔｇｔとは一致するから、排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖと排気切替弁６６の目標開度Ｏｅｃｖｔｇｔとの差の絶対値は、所定値ＤＥＣＶ１よりも小さい。従って、ＣＰＵ８１は、ステップ６１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ６１５に進む。
ＣＰＵ８１は、ステップ６１５にて、「排気切替弁（ＥＢＶ）６６が異常であるか否かを判定するための異常判定条件（ＥＢＶ異常判定条件）」が成立しているか否かを判定する。具体的に述べると、ＣＰＵ８１は、ステップ６１５において、以下の条件１乃至条件３の全ての条件が成立したとき、ＥＢＶ異常判定条件が成立したと判定する。換言すると、ＣＰＵ８１は、条件１乃至条件３のうちの少なくとも１つが成立しないとき、ＥＢＶ異常判定条件が成立しないと判定する。
（条件１）機関１０がターボモード２にて運転されている。
（条件２）排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖが所定値Ｅよりも大きい。
（条件３）機関１０が定常運転されている。
上記条件１が成立すれば、上述したように、過給圧Ｐｉｍが目標過給圧Ｐｉｍｔｇｔに一致するように排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖはフィードバック制御（過給圧フィードバック制御）されている。即ち、上述した「異常判定方法１」により、排気バイパス弁６８の異常判定を行うことができる。更に、上記条件１が成立すれば、排気バイパス弁６８の異常判定を行う際に誤判定が生じることを回避することができる。より具体的に述べると、「排気切替弁６６が全閉状態にて固着する異常（全閉固着異常）」が排気切替弁６６に生じているときに排気切替弁６６の目標開度Ｏｅｃｖｔｇｔが「全閉」開度に設定された場合（例えば、機関１０が「ターボモード１」にて運転されている場合。図３（Ｂ）を参照。）、排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖと目標開度Ｏｅｃｖｔｇｔとは一致する。従って、この場合に排気切替弁６６の異常判定（上記ステップ６１０）が行われると、排気切替弁６６が異常（全閉固着異常）であるにも関わらず、排気切替弁６６が異常であると判定されない。このとき（排気切替弁６６が異常であるとき）に排気バイパス弁６８の異常判定が行われると、誤判定が生じる可能性がある。
しかし、上記条件１が成立すれば、排気バイパス弁６８の異常判定が行われる前に、「ターボモード２に応じた運転（即ち、排気切替弁６６の目標開度が全閉開度とは異なる開度である運転）」が実行されている状態にて排気切替弁６６の異常判定（上記ステップ６１０）が行われる。そのため、排気切替弁６６に全閉固着異常を含む異常が生じていても、排気切替弁６６が異常であると確実に判定することができる。従って、排気切替弁６６が異常であるときに排気バイパス弁６８の異常判定が行われることを避けることができる。即ち、上記条件１が成立すれば、排気バイパス弁６８の異常判定を行う際に誤判定が生じることを回避することができる。
更に、上記条件２が成立すれば、「異常判定方法１」に従って排気バイパス弁６８の開度が強制的に変更（第１装置においては増大）させられた場合であっても、排気バイパス弁６８の開度の変化に伴って排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖが充分に変化する（第１装置においては減少する）ことができる。加えて、上記条件３が成立すれば、排気バイパス弁６８の開度の変化とは異なる理由によって排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖが変化することを防ぐことができる。このように、上記条件１乃至上記条件３の全てが成立すれば、上記異常判定方法１によって排気バイパス弁６８の異常判定を適切に行うことができる。
なお、上記条件３は、例えば、所定の単位時間が経過する期間における機関回転速度ＮＥの変化量の絶対値が所定値ＮＥｔｈよりも小さいこと、同単位時間が経過する期間における燃料噴射量Ｑの変化量の絶対値が所定値Ｑｔｈよりも小さいこと、及び、同単位時間が経過する期間におけるアクセルペダル開度Ａｃｃｐの変化量の絶対値が所定値Ａｃｃｐｔｈよりも小さいこと、の一又は複数が成立するときに成立する条件とすることができる。
現時点にて上記ＥＢＶ異常判定条件が成立していなければ、ＣＰＵ８１は、ステップ６１５にて「Ｎｏ」と判定してステップ６９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。これに対し、現時点にて上記ＥＢＶ異常判定条件が成立していれば、ＣＰＵ８１は、ステップ６１５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ６２０に進む。以下、現時点にて上記ＥＢＶ異常判定条件が成立していると仮定して、説明を続ける。
ＣＰＵ８１は、ステップ６２０にて、現時点における排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖを取得するとともに、取得した開度Ｏｅｃｖを「第１の値としての開度Ｏｅｃｖ１」に格納して、ステップ６２５に進む。ここで、便宜上、この時点は「第１時点」とも称呼される。
次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ６２５にて、排気バイパス弁６８の開度Ｏｅｂｖを現時点における開度Ｏｅｂｖ０から所定の判定用開度Ｏｅｂｖｔｇｔ（Ｏｅｂｖｔｇｔ＞Ｏｅｂｖ０）へと増大させる指示信号（開度増大指示信号）を排気バイパス弁アクチュエータ６８ａに送出する。ＣＰＵ８１は、その後、所定時間が経過するまで待機する。ここで、排気バイパス弁６８に対して上記指示信号が送出されてから上記所定時間が経過した時点を、便宜上、「第２時点」とも称呼する。
なお、第１装置においては、異常判定条件が成立するとき機関１０はターボモード２にて運転されているから、第１時点における開度Ｏｅｂｖ（＝Ｏｅｂｖ０）は全閉開度である。判定用開度Ｏｅｂｖｔｇｔは、実際の排気バイパス弁６８の開度が第１時点における開度Ｏｅｂｖから判定用開度Ｏｅｂｖｔｇｔへと変化したとき、排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖが充分に大きい量だけ変化する値に設定される。
第２時点が到来すると、ＣＰＵ８１はステップ６３０に進み、その第２時点における排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖ０を取得するとともに、取得した開度Ｏｅｃｖ０を「第２の値としての開度Ｏｅｂｖ２」に格納する。
次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ６３５に進み、開度Ｏｅｂｖ２と開度Ｏｅｃｖ１との差の絶対値が閾値変化量Ｏｅｃｖｔｈ以上であるか否かを判定する。この閾値変化量Ｏｅｃｖｔｈは、第１閾値変化量とも称呼される値であり、「排気バイパス弁６８が正常である場合に得られる開度Ｏｅｂｖ２と開度Ｏｅｃｖ１との差の絶対値の最小値」に設定されている。
なお、第１装置においては、上記条件２における所定値Ｅは上記閾値変化量Ｏｅｃｖｔｈ以上の値となるように設定されている。これにより、排気バイパス弁６８の開度が開度Ｏｅｂｖから判定用開度Ｏｅｂｖｔｇｔへと増大させられた場合、排気切替弁６６の開度が上記閾値変化量Ｏｅｃｖｔｈ以上変化することができる。その結果、ステップ６３５における判定を適切に行うことができる。
上記仮定１に従えば、排気バイパス弁６８は正常であるから、開度Ｏｅｂｖ２と開度Ｏｅｃｖ１との差の絶対値は閾値変化量Ｏｅｃｖｔｈ以上である。従って、ＣＰＵ８１は、ステップ６３５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ６４０に進む。
ＣＰＵ８１は、ステップ６４０にて、排気バイパス弁異常予備判定回数ＥＥＢＶ（以下、「予備判定回数ＥＥＢＶ」とも称呼する。）が排気バイパス弁異常閾値判定回数ＥＥＢＶｔｈ（以下、「閾値判定回数ＥＥＢＶｔｈ」とも称呼する。）以上であるか否かを判定する。閾値判定回数ＥＥＢＶｔｈは１以上の所定値に設定されている。予備判定回数ＥＥＢＶは、図示しないイグニッション・キー・スイッチがオフからオンに変更されたときに実行されるイニシャルルーチンにおいてゼロに設定されるようになっている。
上記仮定１に従えば、排気バイパス弁６８は正常であるから、予備判定回数ＥＥＢＶは上記イニシャルルーチンにて設定されたゼロである。従って、ＣＰＵ８１は、ステップ６４０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ６９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
更に、ＣＰＵ８１は、所定時間が経過する毎に図７にフローチャートによって示した「第１異常通知ルーチン」を実行するようになっている。ＣＰＵ８１は、このルーチンにより、排気切替弁６６及び排気バイパス弁６８の何れかが異常である場合、機関１０の操作者にその旨を通知する。
具体的に述べると、ＣＰＵ８１は、所定のタイミングにて図７のステップ７００から処理を開始してステップ７１０に進み、排気切替弁異常フラグＸＥＣＶの値が「０」であるか否かを判定する。現時点における排気切替弁異常フラグＸＥＣＶの値は「０」であるから、ＣＰＵ８１は、ステップ７１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ７２０に進む。
ＣＰＵ８１は、ステップ７２０にて、排気バイパス弁異常フラグＸＥＢＶの値が「０」であるか否かを判定する。現時点における排気バイパス弁異常フラグＸＥＢＶの値は「０」であるから、ＣＰＵ８１は、ステップ７２０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ７３０に進み、異常発生フラグＸＥＭＧの値に「０」を設定する。
その後、ＣＰＵ８１は、ステップ７９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。従って、排気切替弁６６及び排気バイパス弁６８の双方が正常であるとき（或いは、排気切替弁異常フラグＸＥＣＶの値、及び、排気バイパス弁異常フラグＸＥＢＶの値、の双方が「０」であるとき）、操作者に対して通知はなされない。
更に、ＣＰＵ８１は、図８にフローチャートによって示した「燃料供給制御ルーチン」を、任意の気筒のクランク角が圧縮上死点前の所定クランク角度（例えば、圧縮上死点前９０度クランク角）θｆに一致する毎に繰り返し実行するようになっている。ＣＰＵ８１は、このルーチンにより、燃料噴射量Ｑの算出及び燃料噴射の指示を行う。このクランク角が圧縮上死点前の所定クランク角θｆに一致して圧縮行程を終える気筒は、以下「燃料噴射気筒」とも称呼される。
具体的に述べると、ＣＰＵ８１は、任意の気筒のクランク角度が上記クランク角度θｆになると、図８のステップ８００から処理を開始してステップ８１０に進み、異常発生フラグＸＥＭＧの値が「０」であるか否かを判定する。現時点における異常発生フラグＸＥＭＧの値は「０」であるから、ＣＰＵ８１は、ステップ８１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ８２０に進む。
ＣＰＵ８１は、ステップ８２０にて、アクセルペダル開度センサ７６の出力値に基づいてアクセルペダル開度Ａｃｃｐを取得し、クランクポジションセンサ７４の出力値に基づいて機関回転速度ＮＥを取得する。そして、ＣＰＵ８１は、全ての制御弁が正常である場合における「アクセルペダル開度Ａｃｃｐと、機関回転速度ＮＥと、燃料噴射量Ｑと、の関係」を予め定めた通常時燃料噴射量テーブルＭａｐＭａｉｎ（Ａｃｃｐ，ＮＥ）に、現時点におけるアクセルペダル開度Ａｃｃｐと機関回転速度ＮＥとを適用することにより、燃料噴射量Ｑを取得する。この燃料噴射量Ｑは要求トルクに対応する。以下、通常時燃料噴射量テーブルＭａｐＭａｉｎ（Ａｃｃｐ，ＮＥ）によって定まる燃料噴射量を採用する運転を「通常運転」と称呼する。
次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ８３０に進み、燃料噴射量Ｑの燃料を燃料噴射気筒に対応して設けられているインジェクタ２２から噴射するように、そのインジェクタ２２に指示を与える。即ち、このとき、燃料噴射量Ｑの燃料が燃料噴射気筒に供給される。その後、ＣＰＵ８１は、ステップ８９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
このように、排気切替弁６６及び排気バイパス弁６８の双方が正常であるとき、上記通常時燃料噴射量テーブルＭａｐＭａｉｎ（Ａｃｃｐ，ＮＥ）によって定められる燃料噴射量Ｑの燃料が燃料噴射気筒に供給される「通常運転」が実行される。
（仮定２）排気切替弁６６が異常であり、排気バイパス弁６８は正常である場合
この場合、排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖと排気切替弁６６の目標開度Ｏｅｃｖｔｇｔとは一致しないから、排気切替弁６６の開像Ｏｅｃｖと排気切替弁６６の目標開度Ｏｅｃｖｔｇｔとの差の絶対値は、所定値ＤＥＣＶ１以上となる（少なくとも、機関１０がターボモード２にて運転されている場合には所定値ＤＥＣＶ１以上となる。）。
従って、ＣＰＵ８１は、所定のタイミングにて図６のステップ６００から処理を開始し、ステップ６０５を経てステップ６１０に進むと、ステップ６１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ６４５に進む。ＣＰＵ８１は、ステップ６４５にて排気切替弁異常フラグＸＥＣＶの値に「１」を設定し、ステップ６９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
このとき、ＣＰＵ８１は、所定のタイミングにて図７のステップ７００から処理を開始すると、ステップ７１０に進む。現時点における排気切替弁異常フラグＸＥＣＶの値は「１」であるから、ＣＰＵ８１はステップ７１０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ７４０に進む。
ＣＰＵ８１は、ステップ７４０にて、「排気切替弁６６が異常である」旨を機関１０の操作者に通知する。この通知は、図示しない警報ランプを点等すること等によって実行される。その後、ＣＰＵ８１は、ステップ７５０に進んで異常発生フラグＸＥＭＧの値に「１」を設定し、ステップ７９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
このように、排気切替弁６６が異常である場合、機関１０の操作者に対して「排気切替弁６６が異常である」旨の警報が発せられる。
更に、ＣＰＵ８１は、任意の気筒のクランク角度が上記クランク角度θｆに一致すると、図８のステップ８００から処理を開始してステップ８１０に進む。現時点における異常発生フラグＸＥＭＧの値は「１」であるから、ＣＰＵ８１は、ステップ８１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ８４０に進む。
ＣＰＵ８１は、ステップ８４０にて、アクセルペダル開度センサ７６の出力値に基づいてアクセルペダル開度Ａｃｃｐを取得し、クランクポジションセンサ７４の出力値に基づいて機関回転速度ＮＥを取得する。そして、ＣＰＵ８１は、「何れかの制御弁が異常である場合」に適用される「アクセルペダル開度Ａｃｃｐと、機関回転速度ＮＥと、燃料噴射量Ｑと、の関係」を予め定めた異常発生時燃料噴射量テーブルＭａｐＥｍｇ（Ａｃｃｐ，ＮＥ）に、現時点におけるアクセルペダル開度Ａｃｃｐと機関回転速度ＮＥとを適用することにより、異常発生時の燃料噴射量Ｑを取得する。以下、異常発生時燃料噴射量テーブルＭａｐＥｍｇ（Ａｃｃｐ，ＮＥ）によって定まる燃料噴射量を採用する運転を「退避運転」とも称呼する。
異常発生時燃料噴射量テーブルＭａｐＥｍｇ（Ａｃｃｐ，ＮＥ）は、「何れかの制御弁が異常である場合に機関１０の運転を継続しても、機関１０の他の部材又は機関１０全体の破損等を引き起こすことのない程度の燃料噴射量Ｑ」を決定するためのテーブルである。従って、当然、任意の「アクセルペダル開度Ａｃｃｐ及び機関回転速度ＮＥ」に対して異常発生時燃料噴射量テーブルＭａｐＥｍｇ（Ａｃｃｐ，ＮＥ）によって決定される燃料噴射量は、その「アクセルペダル開度Ａｃｃｐ及び機関回転速度ＮＥ」に対して上記通常時燃料噴射量テーブルＭａｐＭａｉｎ（Ａｃｃｐ，ＮＥ）によって決定される燃料噴射量よりも小さい。
次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ８３０に進み、燃料噴射量Ｑの燃料を燃料噴射気筒に対応して設けられているインジェクタ２２から噴射させる。その後、ＣＰＵ８１は、ステップ８９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
このように、排気切替弁６６が異常である場合、機関１０の操作者に対して「排気切替弁６６が異常である」旨が通知される。更に、「退避運転」が実行される。
なお、このとき、ＣＰＵ８１は、所定のタイミングにて図６のステップ６００から処理を開始してステップ６０５に進むと、排気切替弁異常フラグＸＥＣＶの値は「１」であるから、ステップ６０５にて「Ｎｏ」と判定してステップ６９５に進んで本ルーチンを終了する。即ち、排気切替弁異常フラグＸＥＣＶの値が一旦「１」に設定されると、排気切替弁６６の異常判定（図６のステップ６１０）が実行されることなく排気切替弁異常フラグＸＥＣＶの値は「１」に維持される。その結果、機関１０の操作者に対して「排気切替弁６６が異常である」旨が通知されながら「退避運転」が実行される状態が継続する。
（仮定３）排気バイパス弁６８が異常であり、排気切替弁６６は正常である場合
この場合、排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖと排気切替弁６６の目標開度Ｏｅｃｖｔｇｔとは一致するから、排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖと排気切替弁６６の目標開度Ｏｅｃｖｔｇｔとの差の絶対値は、所定値ＤＥＣＶ１よりも小さい。
従って、ＣＰＵ８１は、所定のタイミングにて図６のステップ６００から処理を開始し、ステップ６０５を経てステップ６１０に進むと、ステップ６１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ６１５に進む。現時点にて上記ＥＢＶ異常判定条件が成立していると仮定すると、ＣＰＵ８１は、ステップ６１５にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ６２０乃至ステップ６３０を経てステップ６３５に進む。
上記仮定３に従えば、排気バイパス弁６８が異常であるから、ステップ６２５にて排気バイパス弁アクチュエータ６８ａに開度変更指示信号が送出されても、排気バイパス弁６８の開度は充分に変化しない。そのため、排気バイパス弁アクチュエータ６８ａに開度変更指示信号が送出される前の排気切替弁６６の開度Ｏｅｂｖ１と、排気バイパス弁アクチュエータ６８ａに開度変更指示信号が送出された後の排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖ２との差の絶対値は、閾値変化量Ｏｅｃｖｔｈよりも小さい。従って、ＣＰＵ８１は、ステップ６３５にて「Ｎｏ」と判定してステップ６５０に進む。
ＣＰＵ８１は、ステップ６５０にて、下記の（１）式に従って予備判定回数ＥＥＢＶを更新・決定する。（１）式において、ＥＥＢＶ（ｋ＋１）は今回の処理によって更新される予備判定回数ＥＥＢＶを表し、ＥＥＢＶ（ｋ）は今回の処理によって更新される前の予備判定回数ＥＥＢＶを表す。即ち、ＣＰＵ８１は、今回の処理によって予備判定回数ＥＥＢＶを１だけ増大する。
ＥＥＢＶ（ｋ＋１）＝ＥＥＢＶ（ｋ）＋１    ・・・（１）
次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ６４０に進む。現時点において予備判定回数ＥＥＢＶは、上述したイニシャルルーチンによって設定されるゼロから１だけ増大された直後である。従って、閾値判定回数ＥＥＢＶｔｈが２以上の値に設定されていると、ＣＰＵ８１は、ステップ６４０にて「Ｎｏ」と判定してステップ６９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
これに対し、上記仮定３に示す「排気バイパス弁６８が異常である」状態が継続すると、図６のステップ６５０の処理が繰り返し実行されるから、予備判定回数ＥＥＢＶは次第に増大して閾値判定回数ＥＥＢＶｔｈに到達する。このとき、ＣＰＵ８１は、ステップ６４０の処理を実行すると、ステップ６４０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ６５５に進み、排気バイパス弁異常フラグＸＥＢＶの値に「１」を設定する。その後、ＣＰＵ８１は、ステップ６９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
このとき、ＣＰＵ８１は、所定のタイミングにて図７のステップ７００から処理を開始すると、ステップ７１０に進む。現時点における排気切替弁異常フラグＸＥＣＶの値は「０」であるから、ＣＰＵ８１は、ステップ７１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ７２０に進む。現時点における排気バイパス弁異常フラグＸＥＢＶの値は「１」であるから、ＣＰＵ８１は、ステップ７２０にて「Ｎｏ」と判定して、ステップ７６０に進む。
ＣＰＵ８１は、ステップ７６０にて、「排気バイパス弁６８が異常である」旨を機関１０の操作者に通知する。この通知は、図示しない警報ランプを点等すること等によって実行される。その後、ＣＰＵ８１は、ステップ７７０に進んで異常発生フラグＸＥＭＧの値に「１」を設定し、ステップ７９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
このように、排気バイパス弁６８が異常である場合、機関１０の操作者に対して「排気バイパス弁６８が異常である」旨の警報が発せられる。
更に、ＣＰＵ８１は、任意の気筒のクランク角度が上記クランク角度θｆに一致すると、図８のステップ８００から処理を開始してステップ８１０に進む。現時点における異常発生フラグＸＥＭＧの値は「１」であるから、ＣＰＵ８１は、上述した仮定２が成立する場合と同様、ステップ８１０、ステップ８４０、及び、ステップ８３０をこの順に経由し、ステップ８９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。このとき、退避運転が実行される。
このように、排気バイパス弁６８が異常である場合、機関１０の操作者に対して「排気バイパス弁６８が異常である」旨が通知されるとともに、「退避運転」が実行される。
なお、このとき、ＣＰＵ８１は、所定のタイミングにて図６のステップ６００から処理を開始してステップ６０５に進むと、排気バイパス弁異常フラグＸＥＢＶの値は「１」であるから、ステップ６０５にて「Ｎｏ」と判定してステップ６９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。即ち、排気バイパス弁異常フラグＸＥＢＶの値が一旦「１」に設定されると、排気バイパス弁６８の異常判定（図６のステップ６１５乃至ステップ６３５、ステップ６５０、及び、ステップ６４０）が実行されることなく排気バイパス弁異常フラグＸＥＢＶの値は「１」に維持される。その結果、機関１０の操作者に対して「排気バイパス弁６８が異常である」旨が通知されながら「退避運転」が実行される状態が継続する。
以上、説明したように、第１装置は、
複数の過給機（高圧段過給機６１及び低圧段過給機６２）と、複数の制御弁（吸気切替弁６４、排気切替弁６６及び排気バイパス弁６８）と、
を備えた内燃機関１０に適用される。
この第１装置は、
前記複数の制御弁のうちの一部の制御弁（吸気切替弁６４、排気切替弁６６及び排気バイパス弁６８のうちの排気切替弁６６）のみを含む第１制御弁群に属する制御弁（排気切替弁６６）のそれぞれの開度を取得する開度取得手段（排気切替弁開度センサ７５）と、
前記吸気通路３２内の少なくとも１箇所における空気Ａの圧力（過給圧Ｐｉｍ）、及び、前記排気通路４２内の少なくとも１箇所における排ガスＥｘの圧力、のうちの少なくとも１つの圧力である判定用圧力（過給圧Ｐｉｍ）を取得する圧力取得手段（過給圧センサ７３）と、
前記開度取得手段７５によって取得される開度のうちの少なくとも１つ（排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖ）と、前記圧力取得手段７３によって取得される前記判定用圧力Ｐｉｍと、を用いて、前記複数の制御弁のうちの前記第１制御弁群に属する制御弁（排気切替弁６６）を除く制御弁からなる第２制御弁群に属する制御弁（吸気切替弁６４及び排気バイパス弁６８）のうちの少なくとも１つの制御弁（排気バイパス弁６８）が異常であるか否かを判定する異常判定手段（図６のルーチンを参照。）と、
を備えている。
更に、第１装置において、
前記異常判定手段は、
前記第１制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも１つの制御弁（排気切替弁６６）が異常であるか否かを前記開度取得手段７５によって取得される同少なくとも１つの制御弁６６の開度Ｏｅｃｖのみに基づいて判定する第１判定手段（図６のステップ６１０）と、
前記第１制御弁群に属する制御弁のうちの同少なくとも１つの制御弁６６が異常でないと判定されたときに（図６のステップ６１０にて「Ｙｅｓ」と判定されたときに）、前記第２制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも１つの制御弁（排気バイパス弁６８）が異常であるか否かを前記開度取得手段７５によって取得される開度のうちの少なくとも１つ（排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖ）と、前記圧力取得手段７３によって取得される前記判定用圧力Ｐｉｍと、を用いて判定する第２判定手段（図６のステップ６１５乃至ステップ６３５、ステップ６５０及びステップ６４０）と、
を含むように構成されている。
第１装置においては、上述したように、
前記圧力取得手段７３は、前記判定用圧力として、前記複数の過給機によってもたらされる過給圧Ｐｉｍを取得するように構成されている。
更に、前記第１判定手段によって異常であるか否かが判定される前記少なくとも１つの制御弁（第１判定対象制御弁）６６は、第１指示信号（電気制御装置８０から排気切替弁アクチュエータ６６ａに送出される指示信号）に応じてその開度Ｏｅｃｖを変更するように構成されている。加えて、前記第２判定手段によって異常であるか否かが判定される前記少なくとも１つの制御弁（第２判定対象制御弁）６８は、第２指示信号（電気制御装置８０から排気バイパス弁アクチュエータ６８ａに送出される指示信号）に応じてその開度を変更するように構成されている。
このように構成された第１装置は、
前記機関１０が所定の運転状態（ターボモード２）にて運転されているとき、前記圧力取得手段７３によって取得される過給圧Ｐｉｍが前記運転状態に基づいて定まる参照過給圧（目標過給圧Ｐｉｍｔｇｔ）に一致するように、前記第１判定対象制御弁６６に対して前記第１指示信号を送出する第１制御手段（電気制御装置８０）と、
前記第２判定対象制御弁６８に対して前記第２指示信号を送出する第２制御手段（電気制御装置８０）と、を備えている。
前記第１判定手段は、
前記開度取得手段７５によって取得される前記第１判定対象制御弁６６の実際の開度Ｏｅｃｖと、前記第１指示信号によって定まる同第１判定対象制御弁６６の開度Ｏｅｃｖｔｇｔと、の差である第１開度差の絶対値（｜Ｏｅｃｖ−Ｏｅｃｖｔｇｔ｜）が第１開度ＤＥＣＶ１以上である場合（図６のステップ６１０にて「Ｎｏ」と判定される場合）、同第１判定対象制御弁６６が異常である旨の判定を行う（図６のステップ６４５）ように構成されている。
更に、前記第２判定手段は、
前記第１判定対象制御弁６６が異常でないと判定されたとき（図６のステップ６１０にて「Ｙｅｓ」と判定されたとき）、前記第１判定対象制御弁６６の開度Ｏｅｃｖを第１の値Ｏｅｃｖ１として取得し（図６のステップ６２０）、同第１の値Ｏｅｃｖ１を取得した時点以降の第１時点にて前記第２判定対象制御弁６８が異常であるか否かを判定するために同第２判定対象制御弁６８の開度Ｏｅｂｖを変更させる第１開度変更指示信号（開度増大指示信号）が前記第２指示信号として前記第２制御手段８０から同第２判定対象制御弁６８に送出されるように同第２制御手段８０に指示を与え（図６のステップ６２５）、同第１時点から第１時間が経過した後の第２時点における前記第１判定対象制御弁６６の開度Ｏｅｃｖを第２の値Ｏｅｃｖ２として取得し、前記第２の値Ｏｅｃｖ２と前記第１の値Ｏｅｃｖ１との差である開度変化量の絶対値（｜Ｏｅｃｖ１−Ｏｅｃｖ２｜）が所定の第１閾値変化量Ｏｅｃｖｔｈよりも小さい場合（図６のステップ６３５にて「Ｎｏ」と判定される場合）、前記第２判定対象制御弁６８が異常である旨の判定を行う（図６のステップ６５０、ステップ６４０及びステップ６５５）ように構成されている。
より具体的に述べると、前記第２判定手段は、
前記開度変化量の絶対値（｜Ｏｅｃｖ１−Ｏｅｃｖ２｜）が前記第１閾値変化量Ｏｅｃｖｔｈよりも小さい場合に（図６のステップ６３５にて「Ｎｏ」と判定された場合に）前記第２判定対象制御弁６８が異常である旨の予備判定を行う（図６のステップ６５０）とともに、前記機関１０が始動されてから停止されるまでの期間において前記予備判定を第１閾値回数ＥＥＢＶｔｈ以上行ったとき（予備判定回数ＥＥＢＶが閾値判定回数ＥＥＢＶｔｈ以上となるとき。即ち、図６のステップ６４０にて「Ｙｅｓ」と判定されるとき）、前記第２判定対象制御弁６８が異常である旨の判定を行う（図６のステップ６５５）ように構成されている。なお、上述したように、予備判定回数ＥＥＢＶはイニシャルルーチンにてゼロに設定されるようになっている。
これにより、第１装置は、過給圧Ｐｉｍが目標過給圧Ｐｉｍｔｇｔに一致した状態を維持しながら、第１制御弁群に属する制御弁（第１判定対象制御弁）６６及び第２制御弁群に属する制御弁（第２判定対象制御弁）６８の双方の異常判定を行うことができる。従って、第１装置は、ドライバビリティを良好に維持しながら制御弁６６，６８の異常判定を行うことができる。
更に、第１装置は、機関１０が比較的低負荷な運転領域（ターボモード２が設定される運転領域）にて運転されているときに制御弁６６，６８の異常判定を行うことができるから、制御弁６６，６８の異常を早期に発見し得る。
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る制御弁異常判定装置（以下、「第２装置」とも称呼する。）について説明する。
＜装置の概要＞
第２装置は、第１装置が適用される内燃機関１０と同様の内燃機関（図１を参照。）に適用される。
＜装置の作動の概要＞
第２装置は、排気切替弁６６の異常判定を行った後、「過給圧Ｐｉｍの変化に基づいて吸気切替弁６４の異常判定を行う」点において第１装置と相違する。
即ち、第２装置は、先ず、第１装置と同様、排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖと排気切替弁６６の目標開度Ｏｅｃｖｔｇｔとを比較することにより、排気切替弁６６が正常に作動しているか否かを判定する。次いで、第２装置は、排気切替弁６６が「正常」であると判定した場合、所定の異常判定条件が成立していれば、吸気切替弁６４の開度Ｏａｃｖを強制的に変更する開度変更指示信号を、電気制御装置８０から吸気切替弁６４（実際には、吸気切替弁アクチュエータ６４ａ）に送出する。そして、第２装置は、この開度変更指示信号が吸気切替弁６４に送出される「前」の時点における過給圧Ｐｉｍ１と、この開度変更指示信号が吸気切替弁６４に送出された「後」の時点における過給圧Ｐｉｍ２と、を比較することにより、吸気切替弁６４が正常に作動しているか否かを判定する。加えて、第２装置は、吸気切替弁６４及び排気切替弁６６の少なくとも一方が異常である場合、その旨を機関１０の操作者に対して通知するとともに、退避運転を実行する。
＜制御弁の異常判定＞
次いで、第２装置における制御弁の異常判定方法について説明する。
第２装置は、第１装置に採用されている方法と同様の方法により、排気切替弁６６が正常に作動しているか否かを判定する。即ち、第２装置は、排気切替弁６６の実際の開度Ｏｅｃｖと目標開度Ｏｅｃｖｔｇｔとが一致していない場合（実際には、実際の開度Ｏｅｃｖと目標開度Ｏｅｃｖｔｇｔとの差の絶対値が所定値（第２開度）以上である場合）、排気切替弁６６が「異常」であると判定する。これに対し、第２装置は、排気切替弁６６の実際の開度Ｏｅｃｖと目標開度Ｏｅｃｖｔｇｔとが一致している場合（実際には、実際の開度Ｏｅｃｖと目標開度Ｏｅｃｖｔｇｔとの差の絶対値が所定値（第２開度）よりも小さい場合）、排気切替弁６６は「正常」であると判定する。
次いで、第２装置は、排気切替弁６６が「正常」であると判断したとき、吸気切替弁６４が正常に作動しているか否かを判定する。具体的に述べると、第２装置は、この場合に所定の異常判定条件が成立していれば、過給圧Ｐｉｍ１を取得する。その後、第２装置は、排気切替弁６６（実際には、吸気切替弁アクチュエータ６４ａ）に対してその開度Ｏａｃｖを強制的に変更するための指示信号（開度変更指示信号）を送出する。続いて、第２装置は、この指示信号が吸気切替弁６４に送出された「後」の時点における過給圧Ｐｉｍ２を取得する。
そして、第２装置は、上記開度変更指示信号が吸気切替弁６４に送出される前後の過給圧の変化量の絶対値（｜Ｐｉｍ２−Ｐｉｍ１｜）が所定値Ｐｉｍｔｈよりも小さい場合、吸気切替弁６４は「異常」であると判定する。これに対し、第２装置は、この変化量の絶対値（｜Ｐｉｍ２−Ｐｉｍ１｜）が所定値Ｐｉｍｔｈ以上である場合、吸気切替弁６４は「正常」であると判断する。以下、この判定方法を「異常判定方法２」と称呼する。
吸気切替弁６４に送出される「開度変更指示信号」には、吸気切替弁６４の開度を「増大」させる指示信号と、吸気切替弁６４の開度を「減少」させる指示信号と、が含まれる。しかし、何れの指示信号が吸気切替弁６４に送出された場合であっても、異常判定方法２の原理は同じである。従って、以下、機関１０が「ターボモード１」にて運転されている場合に吸気切替弁６４の開度を「増大」させる指示信号（開度増大指示信号）が吸気切替弁６４に送出された場合を例にとりながら、上記異常判定方法２によって「吸気切替弁６４が正常に作動しているか否か」を判定できる理由について、説明する。
機関１０が「ターボモード１」にて運転されている場合、図３（Ｂ）に示したように、吸気切替弁６４を含む全ての制御弁が「全閉」状態となるように制御される。従って、この場合、図９に示すように、吸気通路３２ａ（上記吸気通路３２の一部）に導入された新気Ａは、低圧段コンプレッサ６２ａ、低圧段コンプレッサ６２ａと高圧段コンプレッサ６１ａとの間の吸気通路３２ｂ（上記吸気通路３２の一部）、高圧段コンプレッサ６１ａ、及び、吸気通路３２ｃ（上記吸気通路３２の一部）を経て、機関１０の燃焼室ＣＣに導入される。
更に、燃焼室ＣＣから排出された排ガスＥｘは、排気通路４２ａ（上記排気通路４２の一部）、高圧段タービン６１ｂ、高圧段タービン６１ｂと低圧段タービン６２ｂとの間の排気通路４２ｂ（上記排気通路４２の一部）、排気通路４２ｃ（上記排気通路４２の一部）、低圧段タービン６２ｂ、及び、排気通路４２ｄ（上記排気通路４２の一部）を経て、機関１０の外部へ放出される。
この結果、高圧段タービン６１ｂ及び低圧段タービン６２ｂの双方が駆動され、高圧段コンプレッサ６１ａ及び低圧段コンプレッサ６２ａの双方により、新気Ａが圧縮される。
いま、吸気切替弁６４に開度増大指示信号が「前」の期間、吸気切替弁６４の開度は開度Ｏａｃｖ１に維持されていると仮定する。吸気切替弁６４に開度増大指示信号が送出あされると、吸気切替弁６４が正常であれば、吸気切替弁６４の開度はこの開度増大指示信号に応じて増大する。
吸気切替弁６４の開度が増大すると、図１０に示すように、低圧段コンプレッサ６２ａを通過した新気Ａの一部は、高圧段コンプレッサバイパス通路部６３を通過して直接燃焼室ＣＣへ導入される。従って、吸気切替弁６４に開度増大指示信号が送出された「後」に高圧段コンプレッサ６１ａに導入される新気Ａの量は、吸気切替弁６４に開度増大指示信号が送出される「前」に高圧段コンプレッサ６１ａに導入される新気Ａの量と比べて、高圧段コンプレッサバイパス通路部６３を通過する「新気Ａの一部」の分だけ減少する。この「新気Ａの一部」は、高圧段コンプレッサ６１ａによって圧縮されない。その結果、過給圧が「減少」する。
従って、排気切替弁６６が「正常」である場合、吸気切替弁６４に開度増大指示信号が送出されたときに過給圧Ｐｉｍが変化すれば（過給圧Ｐｉｍ１と過給圧Ｐｉｍ２との差の絶対値が所定値Ｐｉｍｔｈ以上であれば）、吸気切替弁６４は「正常」であると判定することができる。これに対し、この場合に過給圧Ｐｉｍが変化しなければ（過給圧Ｐｉｍ１と過給圧Ｐｉｍ２との差の絶対値が所定値Ｐｉｍｔｈよりも小さければ）、吸気切替弁６４は「異常」であると判定することができる。
なお、上記説明から理解されるように、吸気切替弁６４に対して開度を「減少」する指示信号（開度減少指示信号）が送出された場合であっても、上記異常判定方法２によって吸気切替弁６４の異常判定を行うことができる。更に、機関１０がターボモード１にて運転されている場合に限らず、吸気切替弁６４の開度が変化したときに過給圧が変化する運転状態にて機関１０が運転されていれば、上記異常判定方法２によって吸気切替弁６４の異常判定を行うことができる。
＜実際の作動＞
次いで、第２装置の実際の作動について説明する。
第２装置は、上述した図６及び図７にフローチャートによって示した処理に代えて図１１及び図１２にフローチャートによって示す処理を実行する点においてのみ、上記第１装置と相違している。従って、以下、この相違点を中心として説明を加える。
ＣＰＵ８１は、図８、図１１及び図１２にフローチャートによって示した各ルーチンを所定のタイミング毎に実行するようになっている。ＣＰＵ８１は、これらのルーチンにおいて、排気切替弁異常フラグＸＥＣＶ、吸気切替弁異常フラグＸＡＣＶ、及び、異常発生フラグＸＥＭＧを用いる。
排気切替弁異常フラグＸＥＣＶは、その値が「０」であるとき、排気切替弁６６が異常であると判定されていないこと（正常であること）を表す。一方、排気切替弁異常フラグＸＥＣＶは、その値が「１」であるとき、排気切替弁６６が異常であることを表す。
吸気切替弁異常フラグＸＡＣＶは、その値が「０」であるとき、排気バイパス弁６８が異常であると判定されていないこと（正常であること）を表す。一方、吸気切替弁異常フラグＸＡＣＶは、その値が「１」であるとき、排気バイパス弁６８が異常であることを表す。
異常発生フラグＸＥＭＧは、その値が「０」であるとき、排気切替弁６６及び排気バイパス弁６８の双方が正常であることを表す。また、異常発生フラグＸＥＭＧは、その値が「１」であるとき、排気切替弁６６及び排気バイパス弁６８の何れかが異常であることを表す。
これらのフラグの値は全て、バックアップＲＡＭ８４に格納される。更に、これらのフラグの値は全て、機関１０を搭載した車両の工場出荷時及びサービス点検実施時等において排気切替弁６６及び排気バイパス弁６８に異常がないことが確認された際に電気制御装置８０に対して所定の操作がなされたとき、「０」に設定されるようになっている。
以下、ＣＰＵ８１が実行する各ルーチンについて詳細に説明する。ＣＰＵ８１は、所定時間が経過する毎に図１１にフローチャートによって示した「第２異常判定ルーチン」を実行するようになっている。ＣＰＵ８１は、このルーチンにより、吸気切替弁６４及び排気切替弁６６の何れかが異常であるか否かを判定する。
具体的に述べると、ＣＰＵ８１は、所定のタイミングにて図１１のステップ１１００から処理を開始してステップ１１０５に進み、排気切替弁異常フラグＸＥＣＶの値が「０」であり且つ吸気切替弁異常フラグＸＡＣＶの値が「０」であるか否かを判定する。現時点にて排気切替弁異常フラグＸＥＣＶの値及び吸気切替弁異常フラグＸＡＣＶの値のうちの少なくとも一方が「１」であれば、ＣＰＵ８１は、ステップ１１０５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１１９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。
これに対し、現時点にて排気切替弁異常フラグＸＥＣＶの値が「０」であり且つ吸気切替弁異常フラグＸＡＣＶの値が「０」であれば、ＣＰＵ８１は、ステップ１１０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１１１０に進む。以下、現時点にて排気切替弁異常フラグＸＥＣＶの値は「０」であり且つ吸気切替弁異常フラグＸＡＣＶの値は「０」であると仮定して、説明を続ける。
ＣＰＵ８１は、ステップ１１１０にて、排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖと、排気切替弁６６の目標開度Ｏｅｃｖｔｇｔと、の差の絶対値が所定値ＤＥＣＶ２よりも小さいか否かを判定する。即ち、ＣＰＵ８１は、ステップ１１１０にて、排気切替弁６６が正常及び異常の何れであるかを判定する。
（仮定４）吸気切替弁６４及び排気切替弁６６の双方が正常である場合
いま、吸気切替弁６４及び排気切替弁６６の双方が正常であると仮定する。この場合、排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖと排気切替弁６６の目標開度Ｏｅｃｖｔｇｔとは一致するから、排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖと排気切替弁６６の目標開度Ｏｅｃｖｔｇｔとの差の絶対値は、所定値ＤＥＣＶ２よりも小さい。従って、ＣＰＵ８１は、ステップ１１１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１１１５に進む。
ＣＰＵ８１は、ステップ１１１５にて、「吸気切替弁（ＡＣＶ）６４が異常であるか否かを判定するための異常判定条件（ＡＣＶ異常判定条件）」が成立しているか否かを判定する。具体的に述べると、ＣＰＵ８１は、ステップ１１１５において、以下の条件４乃至条件６の全てが成立したとき、ＡＣＶ異常判定条件が成立したと判定する。換言すると、ＣＰＵ８１は、条件４乃至条件６のうちの少なくとも１つが成立しないとき、ＡＣＶ異常判定条件が成立しないと判定する。
（条件４）過給圧Ｐｉｍが所定値Ｐよりも大きい。
（条件５）機関１０が減速状態にて運転されている。
（条件６）機関１０が始動されてから現時点までの期間において、機関１０がターボモード２にて少なくとも１回運転された。
上記条件４が成立すれば、上述した「異常判定方法２」に従って吸気切替弁６４の開度が強制的に変更（第２装置においては増大）させられた場合であっても、吸気切替弁６４の開度の変化に伴って過給圧Ｐｉｍが充分に変化する（第２装置においては減少する）ことができる。更に、上記条件５が成立すれば、「異常判定方法２」を実行することによる機関１０の出力トルクの変動を、機関１０の操作者に「意図しないトルク変動」であると認識され難くすることができる。即ち、ドライバビリティを良好に維持しながら「異常判定方法２」を実行することができる。このように、上記条件４及び上記条件５の双方が成立すれば、上述した異常判定方法２によって吸気切替弁６４の異常判定を適切に行うことができる。
加えて、条件６が成立すれば、上記条件１と同様の理由により、吸気切替弁６４の異常判定を行う際に誤判定が生じることを回避することができる。即ち、排気切替弁６６に「全閉固着異常」が生じている場合、機関１０が「ターボモード１」にて運転されている期間に排気切替弁６６の異常判定（上記ステップ１１１０）を行っても、排気切替弁６６が異常であると判定されない。このとき（排気切替弁６６が異常であるとき）に吸気切替弁６４の異常判定が行われると、誤判定が生じる可能性がある。
しかし、吸気切替弁６４の異常判定が行われる前に「排気切替弁６６の目標開度が全閉開度とは異なる開度である運転（即ち、ターボモード２に応じた運転）」が実行されていれば、排気切替弁６６に全閉固着異常を含む異常が生じていても、その運転が実行されている期間に行われる排気切替弁６６の異常判定において排気切替弁６６が異常であると確実に判定することができる。従って、排気切替弁６６が異常であるときに吸気切替弁６４の異常判定が行われることを避けることができる。即ち、上記条件６が成立すれば、吸気切替弁６４の異常判定を行う際に誤判定が生じることを回避することができる。
なお、上記条件２における「減速状態」は、機関１０の要求トルクが所定の閾値トルク以下である運転状態を意味する。ここで、この要求トルクは、「アクセルペダル開度Ａｃｃｐ」、「機関回転速度ＮＥ」及び「燃料供給量Ｑ」等に基づいて求めることができる。換言すると、上記条件２は、アクセルペダル開度Ａｃｃｐが所定閾値開度Ａｃｃｐｔｈ以下であるときに成立する条件であってもよく、アクセルペダル開度Ａｃｃｐ及び機関回転速度ＮＥにより定まる運転状態が「アクセルペダル開度Ａｃｃｐ及び機関回転速度ＮＥにより表される所定の減速領域」の中にあるときに成立する条件であってもよく、アクセルペダル開度Ａｃｃｐ及び機関回転速度ＮＥ等により定まる燃料供給量Ｑが「減速状態を表す所定の燃料供給量閾値」以下の場合に成立する条件であってもよい。
現時点にて上記ＡＣＶ異常判定条件が成立していなければ、ＣＰＵ８１は、ステップ１１１５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１１９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。これに対し、現時点にて上記ＡＣＶ異常判定条件が成立していれば、ＣＰＵ８１は、ステップ１１１５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１１２０に進む。以下、現時点にて上記ＡＣＶ異常判定条件が成立していると仮定して、説明を続ける。
ＣＰＵ８１は、ステップ１１２０にて、現時点における過給圧Ｐｉｍを取得するとともに、取得した過給圧Ｐｉｍを「第３の値としての過給圧Ｐｉｍ１」に格納して、ステップ１１２５に進む。ここで、便宜上、この時点を「第３時点」とも称呼する。
次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ１１２５にて、吸気切替弁６４の開度Ｏａｃｖを現時点における開度Ｏａｃｖ０から所定の判定用開度Ｏａｃｖｔｇｔ（Ｏａｃｖｔｇｔ＞Ｏａｃｖ０）へと増大させる指示信号（開度増大指示信号）を吸気切替弁アクチュエータ６４ａに送出する。ＣＰＵ８１は、その後、所定時間が経過するまで待機する。ここで、吸気切替弁６４に対して上記指示信号が送出されてから上記所定時間が経過した時点を、便宜上、「第４時点」とも称呼する。
なお、第２装置においては、異常判定条件が成立するとき機関１０は減速状態にて運転されている。図３（Ｂ）を参照しながら説明したように、機関１０が減速状態にて運転されているとき、制御弁は「ターボモード１」に応じて制御される。従って、第３時点における開度Ｏａｃｖ（＝Ｏａｃｖ０）は全閉開度である。判定用開度Ｏａｃｖｔｇｔは、実際の吸気切替弁６４の開度が第３時点における開度Ｏａｃｖから判定用開度Ｏａｃｖｔｇｔへと変化したとき、過給圧Ｐｉｍが充分に大きい量だけ変化する値に設定される。
第４時点が到来すると、ＣＰＵ８１はステップ１１３０に進み、その第４時点における過給圧Ｐｉｍを取得するとともに、取得した過給圧Ｐｉｍを「第４の値としての過給圧Ｐｉｍ２」に格納する。
次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ１１３５に進み、過給圧Ｐｉｍ２と過給圧Ｐｉｍ１との差の絶対値が閾値変化量Ｐｉｍｔｈ以上であるか否かを判定する。この閾値変化量Ｐｉｍｔｈは、第２閾値変化量とも称呼される値であり、「吸気切替弁６４が正常である場合に得られる過給圧Ｐｉｍ２と過給圧Ｐｉｍ１との差の絶対値の最小値」に設定されている。
なお、第２装置においては、上記条件４における所定値Ｐは上記閾値変化量Ｐｉｍｔｈ以上の値となるように設定されている。これにより、吸気切替弁６４の開度が開度Ｏａｃｖから判定用開度Ｏａｃｖｔｇｔへと増大させられた場合、過給圧が上記閾値変化量Ｐｉｍｔｈ以上変化することができる。その結果、ステップ１１３５における判定を適切に行うことができる。
上記仮定４に従えば、吸気切替弁６４は正常であるから、過給圧Ｐｉｍ２と過給圧Ｐｉｍ１との差の絶対値は閾値変化量Ｐｉｍｔｈ以上である。従って、ＣＰＵ８１は、ステップ１１３５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１１４０に進む。
ＣＰＵ８１は、ステップ１１４０にて、吸気切替弁異常予備判定回数ＥＡＣＶ（以下、「予備判定回数ＥＡＣＶ」とも称呼する。）が吸気切替弁異常閾値判定回数ＥＡＣＶｔｈ（以下、「閾値判定回数ＥＡＣＶｔｈ」とも称呼する。）以上であるか否かを判定する。閾値判定回数ＥＡＣＶｔｈは１以上の所定値に設定されている。予備判定回数ＥＡＣＶは、図示しないイグニッション・キー・スイッチがオフからオンに変更されたときに実行されるイニシャルルーチンにおいてゼロに設定されるようになっている。
上記仮定４に従えば、吸気切替弁６４は正常であるから、予備判定回数ＥＡＣＶは上記イニシャルルーチンにて設定されたゼロである。従って、ＣＰＵ８１は、ステップ１１４０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ１１９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
更に、ＣＰＵ８１は、所定時間が経過する毎に図１２にフローチャートによって示した「第２異常通知ルーチン」を実行するようになっている。ＣＰＵ８１は、このルーチンにより、吸気切替弁６４及び排気切替弁６６の何れかが異常である場合、機関１０の操作者にその旨を通知する。
具体的に述べると、ＣＰＵ８１は、所定のタイミングにて図１２のステップ１２００から処理を開始してステップ１２１０に進み、排気切替弁異常フラグＸＥＣＶの値が「０」であるか否かを判定する。現時点における排気切替弁異常フラグＸＥＣＶの値は「０」であるから、ＣＰＵ８１は、ステップ１２１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１２２０に進む。
ＣＰＵ８１は、ステップ１２２０にて、吸気切替弁異常フラグＸＡＣＶの値が「０」であるか否かを判定する。現時点における吸気切替弁異常フラグＸＡＣＶの値は「０」であるから、ＣＰＵ８１は、ステップ１２２０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１２３０に進む。
ＣＰＵ８１は、ステップ１２３０にて、異常発生フラグＸＥＭＧの値に「０」を設定する。異常発生フラグＸＥＭＧは、その値が「０」であるとき、吸気切替弁６４及び排気切替弁６６の双方が正常であることを表す。また、異常発生フラグＸＥＭＧは、その値が「１」であるとき、吸気切替弁６４及び排気切替弁６６の何れかが異常であることを表す。
その後、ＣＰＵ８１は、ステップ１２９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。従って、吸気切替弁６４及び排気切替弁６６の双方が正常であるとき（或いは、吸気切替弁異常フラグＸＡＣＶ、及び、排気切替弁異常フラグＸＥＣＶの値、の双方が「０」であるとき）、操作者に対して通知はなされない。
更に、ＣＰＵ８１は、図８にフローチャートによって示した「燃料供給制御ルーチン」を、任意の気筒のクランク角が圧縮上死点前の所定クランク角度（例えば、圧縮上死点前９０度クランク角）θｆに一致する毎に繰り返し実行するようになっている。
即ち、ＣＰＵ８１は、上記仮定１にて示したように、図８のステップ８００から処理を開始すると、ステップ８１０、ステップ８２０、及び、ステップ８３０を経由してステップ８９５に進む。
従って、吸気切替弁６４及び排気切替弁６６の双方が正常に作動しているとき、上記通常時燃料噴射量テーブルＭａｐＭａｉｎ（Ａｃｃｐ，ＮＥ）によって定められる燃料噴射量Ｑの燃料が燃料噴射気筒に供給される「通常運転」が実行される。
（仮定５）排気切替弁６６が異常であり、吸気切替弁６４は正常である場合
この場合、排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖと排気切替弁６６の目標開度Ｏｅｃｖｔｇｔとは一致しないから、排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖと排気切替弁６６の目標開度Ｏｅｃｖｔｇｔとの差の絶対値は、所定値ＤＥＣＶ２以上となる。
従って、ＣＰＵ８１は、所定のタイミングにて図１１のステップ１１００から処理を開始し、ステップステップ１１０５を経てステップ１１１０に進むと、ステップ１１１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ１１４５に進む。ＣＰＵ８１は、ステップ１１４５にて排気切替弁異常フラグＸＥＣＶの値に「１」を設定し、ステップ１１９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
このとき、ＣＰＵ８１は、所定のタイミングにて図１２のステップ１２００から処理を開始すると、ステップ１２１０に進む。現時点における排気切替弁異常フラグＸＥＣＶの値は「１」であるから、ＣＰＵ８１はステップ１２１０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ１２４０に進む。
ＣＰＵ８１は、ステップ１２４０にて、「排気切替弁６６が異常である」旨を機関１０の操作者に通知する。この通知は、図示しない警報ランプを点等すること等によって実行される。その後、ＣＰＵ８１は、ステップ１２５０に進んで異常発生フラグＸＥＭＧの値に「１」を設定し、ステップ１２９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
このように、排気切替弁６６が異常である場合、機関１０の操作者に対して「排気切替弁６６が異常である」旨の警報が発せられる。
更に、ＣＰＵ８１は、上記仮定２にて示したように、図８のステップ８００から処理を開始すると、ステップ８１０、ステップ８４０、及び、ステップ８３０を経由してステップ８９５に進む。
従って、排気切替弁６６が異常である場合、機関１０の操作者に対して「排気切替弁６６が異常である」旨が通知されるとともに、「退避運転」が実行される。
なお、このとき、ＣＰＵ８１は、所定のタイミングにて図１１のステップ１１００から処理を開始してステップ１１０５に進むと、排気切替弁異常フラグＸＥＣＶの値は「１」であるから、ステップ１１０５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１１９５に進んで本ルーチンを終了する。即ち、排気切替弁異常フラグＸＥＣＶの値が一旦「１」に設定されると、排気切替弁６６の異常判定（図１１のステップ１１１０）が実行されることなく排気切替弁異常フラグＸＥＣＶの値は「１」に維持される。その結果、機関１０の操作者に対して「排気切替弁６６が異常である」旨が通知されながら「退避運転」が実行される状態が継続する。
（仮定６）吸気切替弁６４が異常であり、排気切替弁６６は正常である場合
この場合、排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖと排気切替弁６６の目標開度Ｏｅｃｖｔｇｔとは一致するから、排気切替弁６６の開度Ｏｅｃｖと排気切替弁６６の目標開度Ｏｅｃｖｔｇｔとの差の絶対値は、所定値ＤＥＣＶ２よりも小さい。
従って、ＣＰＵ８１は、所定のタイミングにて図１１のステップ１１００から処理を開始し、ステップ１１０５を経てステップ１１１０に進むと、ステップ１１１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１１１５に進む。現時点にて上記ＡＣＶ異常判定条件が成立していると仮定すると、ＣＰＵ８１は、ステップ１１１５にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ１１２０乃至ステップ１１３０を経てステップ１１３５に進む。
上記仮定６に従えば、吸気切替弁６４が異常であるから、ステップ１１２５にて吸気切替弁アクチュエータ６４ａに開度変更指示信号が送出されても、吸気切替弁６４の開度は充分に変化しない。そのため、吸気切替弁アクチュエータ６４ａに開度変更指示信号が送出される前の過給圧Ｐｉｍ１と、吸気切替弁アクチュエータ６４ａに開度変更指示信号が送出された後の過給圧Ｐｉｍ２との差の絶対値は、閾値変化量Ｐｉｍｔｈよりも小さい。従って、ＣＰＵ８１は、ステップ１１３５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１１５０に進む。
ＣＰＵ８１は、ステップ１１５０にて、下記の（２）式に従って予備判定回数ＥＡＣＶを更新・決定する。（１）式において、ＥＡＣＶ（ｋ＋１）は今回の処理によって更新される予備判定回数ＥＡＣＶを表し、ＥＡＣＶ（ｋ）は今回の処理によって更新される前の予備判定回数ＥＡＣＶを表す。即ち、ＣＰＵ８１は、今回の処理によって予備判定回数ＥＡＣＶを１だけ増大する。
ＥＡＣＶ（ｋ＋１）＝ＥＡＣＶ（ｋ）＋１    ・・・（２）
次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ１１４０に進む。現時点において予備判定回数ＥＡＣＶは、上述したイニシャルルーチンによって設定されるゼロから１だけ増大された直後である。従って、閾値判定回数ＥＡＣＶｔｈが２以上の値に設定されていると、ＣＰＵ８１は、ステップ１１４０にて「Ｎｏ」と判定してステップ１１９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
これに対し、上記仮定６に示す「吸気切替弁６４が異常である」状態が継続すると、図１１のステップ１１５０の処理が繰り返し実行されるから、予備判定回数ＥＡＣＶは次第に増大して閾値判定回数ＥＡＣＶｔｈに到達する。このとき、ＣＰＵ８１は、ステップ１１４０の処理を実行すると、ステップ１１４０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１１５５に進み、吸気切替弁異常フラグＸＡＣＶの値に「１」を設定する。その後、ＣＰＵ８１は、ステップ１１９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
このとき、ＣＰＵ８１は、所定のタイミングにて図１２のステップ１２００から処理を開始すると、ステップ１２１０に進む。現時点における排気切替弁異常フラグＸＥＣＶの値は「０」であるから、ＣＰＵ８１は、ステップ１２１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１２２０に進む。現時点における吸気切替弁異常フラグＸＡＣＶの値は「１」であるから、ＣＰＵ８１は、ステップ１２２０にて「Ｎｏ」と判定して、ステップ１２６０に進む。
ＣＰＵ８１は、ステップ１２６０にて、「吸気切替弁６４が異常である」旨を機関１０の操作者に通知する。この通知は、図示しない警報ランプを点等すること等によって実行される。その後、ＣＰＵ８１は、ステップ１２７０に進んで異常発生フラグＸＥＭＧの値に「１」を設定し、ステップ１２９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
このように、吸気切替弁６４が異常である場合、機関１０の操作者に対して「吸気切替弁６４が異常である」旨の警報が発せられる。
更に、ＣＰＵ８１は、任意の気筒のクランク角度が上記クランク角度θｆに一致すると、図８のステップ８００から処理を開始してステップ８１０に進む。現時点における異常発生フラグＸＥＭＧの値は「１」であるから、ＣＰＵ８１は、上述した仮定５が成立する場合と同様、ステップ８１０、ステップ８４０、及び、ステップ８３０をこの順に経由し、ステップ８９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。このとき、退避運転が実行される。
このように、吸気切替弁６４が異常である場合、機関１０の操作者に対して「吸気切替弁６４が異常である」旨が通知されるとともに、「退避運転」が実行される。
なお、このとき、ＣＰＵ８１は、所定のタイミングにて図１１のステップ１１００から処理を開始してステップ１１０５に進むと（吸気切替弁異常フラグＸＡＣＶの値は「１」であるから、ステップ１１０５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１１９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。即ち、吸気切替弁異常フラグＸＡＣＶの値が一旦「１」に設定されると、吸気切替弁６４の異常判定（図１１のステップ１１１５乃至ステップ１１３５、ステップ１１５０、及び、ステップ１１４０）が実行されることなく吸気切替弁異常フラグＸＡＣＶの値は「１」に維持される。その結果、機関１０の操作者に対して「吸気切替弁６４が異常である」旨が通知されながら「退避運転」が実行される状態が継続する。
以上、説明したように、第２装置において、
前記異常判定手段は、更に、
前記第１制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも１つの制御弁（排気切替弁６６）が異常でないと判定されたときに（図１１のステップ１１１０にて「Ｙｅｓ」と判定されたときに）、前記第２制御弁群に属する制御弁のうちの少なくとも１つの制御弁（吸気切替弁６４）が異常であるか否かを、前記圧力取得手段７３によって取得される前記判定用圧力Ｐｉｍのみを用いて判定する第３判定手段（図１１のステップ１１１５乃至ステップ１１３５、ステップ１１５０及びステップ１１４０）を備えるように構成されている。
第２装置においては、上記第１装置と同様、
前記圧力取得手段７３は、前記判定用圧力として、前記複数の過給機によってもたらされる過給圧Ｐｉｍを取得するように構成されている。
更に、前記第１判定手段によって異常であるか否かが判定される前記少なくとも１つの制御弁（第３判定対象制御弁）６６は、第３指示信号（電気制御装置８０から排気切替弁アクチュエータ６６ａに送出される指示信号）に応じてその開度Ｏｅｃｖを変更するように構成されている。加えて、前記第３判定手段によって異常であるか否かが判定される前記少なくとも１つの制御弁（第４判定対象制御弁）は、第４指示信号（電気制御装置８０から吸気切替弁アクチュエータ６４ａに送出される指示信号）に応じてその開度Ｏａｃｖを変更するように構成されている。
このように構成された第２装置は、
前記第３判定対象制御弁６６に対して前記第３指示信号を送出する第３制御手段（電気制御装置８０）と、
前記第４判定対象制御弁６４に対して前記第４指示信号を送出する第４制御手段（電気制御装置８０）と、を備えている。
前記第１判定手段は、
前記開度取得手段７５によって取得される前記第３判定対象制御弁６６の実際の開度Ｏｅｃｖと、前記第３指示信号によって定まる同第３判定対象制御弁６６の開度Ｏｅｃｖｔｇｔと、の差である第２開度差の絶対値（｜Ｏｅｃｖ−Ｏｅｃｖｔｇｔ｜）が第２開度ＤＥＣＶ２以上である場合（図１１のステップ１１０５にて「Ｎｏ」と判定される場合）、同第３判定対象制御弁６６が異常である旨の判定を行う（図１１のステップ１１４５）ように構成されている。
更に、前記第３判定手段は、
前記第３判定対象制御弁６６が異常でないと判定されたとき（図１１のステップ１１１０にて「Ｙｅｓ」と判定されたとき）、前記過給圧Ｐｉｍを第３の値Ｐｉｍ１として取得し（図１１のステップ１１２０）、同第３の値Ｐｉｍ１を取得した時点以降の第３時点にて前記第４判定対象制御弁６４が異常であるか否かを判定するために同第４判定対象制御弁６４の開度を変更させる第２開度変更指示信号（開度増大指示信号）が前記第４指示信号として前記第４制御手段８０から同第４判定対象制御弁６４に送出されるように同第４制御手段８０に指示を与え（図１１のステップ１１２５）、同第３時点から第２時間が経過した後の第４時点における前記過給圧Ｐｉｍを第４の値Ｐｉｍ２として取得し、前記第４の値Ｐｉｍ２と前記第３の値Ｐｉｍ１との差である過給圧変化量の絶対値（｜Ｐｉｍ２−Ｐｉｍ１｜）が所定の第２閾値変化量Ｐｉｍｔｈよりも小さい場合（図１１のステップ１１３５にて「Ｎｏ」と判定される場合）、前記第４判定対象制御弁６４が異常である旨の判定を行う（図１１のステップ１１５０、ステップ１１４０及びステップ１１５５）ように構成されている。
より具体的に述べると、前記第３判定手段は、
前記過給圧変化量の絶対値（｜Ｐｉｍ２−Ｐｉｍ１｜）が前記第２閾値変化量Ｐｉｍｔｈよりも小さい場合（図１１のステップ１１３５にて「Ｎｏ」と判定された場合）に前記第４判定対象制御弁６４が異常である旨の予備判定を行う（図１１のステップ１１５０）とともに、前記機関１０が始動されてから停止されるまでの期間において前記予備判定を第２閾値回数ＥＡＣＶｔｈ以上行ったとき（予備判定回数ＥＡＣＶが閾値判定回数ＥＡＣＶｔｈ以上となるとき。即ち、図１１のステップ１１４０にて「Ｙｅｓ」と判定されるとき）、前記第４判定対象制御弁６４が異常である旨の判定を行う（図１１のステップ１１５５）ように構成されている。なお、上述したように、予備判定回数ＥＡＣＶはイニシャルルーチンにてゼロに設定されるようになっている。
これにより、第３判定対象制御弁６６が正常であることが確認された「後」に第４判定対象制御弁６４の異常判定が行われるので、第３判定対象制御弁６６の状態（正常であるか異常であるか）が過給圧Ｐｉｍに及ぼす影響を考慮することなく第４判定対象制御弁６４の異常判定を行うことができる。その結果、第４判定対象制御弁６４の異常判定を行う際の判定精度を向上させることができる。更に、第１装置と同様、制御弁６４，６６の異常を早期に発見し得る。
更に、前記第３判定手段は、
少なくとも前記機関１０に対する要求トルクが所定の閾値トルク以下である減速状態にて前記機関１０が運転されているとき（条件５が成立するとき）に前記第２開度変更指示信号が前記第４制御手段８０から前記第４判定対象制御弁６４に送出されるように同第４制御手段８０に指示を与えるように構成されている。
これにより、第４判定対象制御弁６４の開度が変化する際のトルク変動が操作者に「意図しないトルク変動」であると認識され難くすることができる。従って、機関１０のドライバビリティを良好に維持しながら第４判定対象制御弁６４の異常判定を行うことができる。
更に、第１装置及び第２装置の双方において、
前記第１制御弁群に属する制御弁（排気切替弁６６）の一又は複数の制御弁はバタフライ弁であるように構成されている。加えて、前記第１制御弁群に一のみの制御弁（排気切替弁６６）が属するように構成されている。並びに、第１制御弁群に属する制御弁（排気切替弁６６）の一又は複数は前記排気通路４２に配設されるように構成されている。
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
例えば、上記第１実施形態及び第２実施形態において、前記異常判定手段は、前記複数の制御弁のうちの「一の制御弁」が「異常」である旨の判定を行った場合、同複数の制御弁のうちの前記一の制御弁とは異なる「他の制御弁」は「正常」である旨の推定を行うように構成されてもよい。
更に、上記各実施形態において、本発明の制御弁異常判定装置は、高圧段過給機６１と低圧段過給機６２とが直列に配設され、高圧段コンプレッサ６１ａをバイパスする通路に吸気切替弁６４、高圧段タービン６１ｂをバイパスする通路に排気切替弁６６、低圧段タービン６２ｂをバイパスする通路に排気バイパス弁６８が備えられた内燃機関に適用されている。これに対し、本発明の制御弁異常判定装置は、例えば、２つ以上（例えば３つ）の過給機が直列に配設され、それぞれの過給機のタービンをバイパスする通路に制御弁が備えられ、それぞれの過給機のコンプレッサをバイパスする通路に制御弁が備えられた内燃機関にも適用し得る。
更に、本発明の制御弁異常判定装置は、例えば、第１バンク及び第２バンクを有するＶ型機関であって、第１バンク及び第２バンクのそれぞれの吸気通路に高圧段過給機のコンプレッサが配設され、それらの吸気通路の集合部に低圧段過給機のコンプレッサが配設され、第１バンク及び第２バンクのそれぞれの排気通路に高圧段過給機のタービンが配設され、それらの排気通路の集合部に低圧段過給機のタービンが配設され、それぞれの過給機のタービンをバイパスする通路に制御弁が備えられ、それぞれの過給機のコンプレッサをバイパスする通路に制御弁が備えられた内燃機関にも適用し得る。
加えて、上記各実施形態において、排気切替弁６６に開度センサ７５が設けられている。これに対し、本発明の制御弁異常判定装置は、排気切替弁６６に代えて「排気バイパス弁６８」に開度センサを設けるように構成され得る。このように構成された制御弁異常判定装置において、排気バイパス弁６８が異常であるか否かは、開度センサによって取得される実際の開度を用いて判定し得る。更に、排気バイパス弁６８が異常でないと判定されており、且つ、機関がターボモード４にて運転されていて排気バイパス弁６８の開度が過給圧フィードバック制御されているとき、判定対象制御弁（吸気切替弁６４又は排気切替弁６６）の開度を強制的に変化させた場合、排気バイパス弁６８の開度の変化量の絶対値が所定の閾値以上であれば判定対象制御弁は正常であると判定し、同変化量の絶対値が同閾値よりも小さければ判定対象制御弁は異常であると判定し得る。
更に、本発明の制御弁異常判定装置は、排気切替弁６６に代えて「吸気切替弁６４」に開度センサを設けるように構成され得る。このように構成された制御弁異常判定装置において、吸気切替弁６４が異常であるか否かは、開度センサによって取得される実際の開度を用いて判定し得る。更に、吸気切替弁６４が異常でないと判定されており、且つ、機関がターボモード３にて運転されていて吸気切替弁６４の開度が過給圧フィードバック制御されているとき、判定対象制御弁（排気切替弁６６又は排気バイパス弁６８）の開度を強制的に変化させた場合、吸気切替弁６４の開度の変化量の絶対値が所定の閾値以上であれば判定対象制御弁は正常であると判定し、同変化量の絶対値が同閾値よりも小さければ判定対象制御弁は異常であると判定し得る。
更に、上記各実施形態において、圧力取得手段は、判定用圧力として過給圧を取得するように構成されている。これに対し、本発明の制御弁異常判定装置は、圧力取得手段が判定用圧力として制御弁の開度が変化したときに変化する圧力を取得するように構成され得る。即ち、圧力取得手段が判定用圧力を取得する箇所は、制御弁の開度が変更されたときにその箇所における空気又は排ガスの圧力が変化する箇所であればよい。
更に、上記第１実施形態においては、第２判定対象制御弁（排気バイパス弁６８）が異常である旨の予備判定（図６のステップ６５０）が所定回数ＥＥＢＶｔｈ以上なされた場合に第２判定対象制御弁が異常である旨の判定がなされるようになっている（図６のステップ６４０）。しかし、本発明の制御弁異常判定装置は、第２判定対象制御弁が異常である旨の判定が「１回」なされた場合に第２判定対象制御弁が異常である旨の判定がなされるように構成されてもよい。即ち、本発明の制御弁異常判定装置は、図６のルーチンに換えて、「図６のルーチンからステップ６４０及びステップ６５０を除外したルーチン」を実行するように構成されてもよい。
第２実施形態においても、上記同様、第４判定対象制御弁（吸気切替弁６４）が異常である旨の判定が「１回」なされた場合に第４判定対象制御弁が異常である旨の判定がなされるように構成されてもよい。即ち、本発明の制御弁異常判定装置は、図１１のルーチンに換えて、「図１１のルーチンからステップ１１４０及びステップ１１５０を除外したルーチン」を実行するように構成されてもよい。
加えて、上記各実施形態においては、排気切替弁６６にのみ開度センサ７５が設けられている。しかし、本発明の制御弁異常判定装置は、吸気切替弁６４、排気切替弁６６及び排気バイパス弁６８のうちの一又は二の制御弁に開度センサを設けるように構成されてもよい。
更に、上記第２実施形態において、第４判定対象制御弁（吸気切替弁６４）の開度が変化することによるトルク変動を考慮しなくてもよい場合、異常判定条件から条件５を除外してもよい。
更に、本発明の制御弁異常判定装置は、上記第２装置によって吸気切替弁６４及び排気切替弁６６の異常判定を行い、吸気切替弁６４及び排気切替弁６６は異常でないと判定された後、上記第１装置によって排気バイパス弁６８の異常判定を行うように構成されることが望ましい。
【図１】
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【図２（Ａ）】
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【図２（Ｂ）】
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【図３（Ａ）】
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【図３（Ｂ）】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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