(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気通路を構成する部材に介装されたコンプレッサと同内燃機関の排気通路を構成する部材に介装されたタービンとを有するターボチャージャと、前記コンプレッサを通過するガスの流量であるコンプレッサ通過ガス流量を実際に測定するエアフローメータと、を備え、前記内燃機関に異常が発生しているか否かを判定する内燃機関の異常判定装置であって、
前記コンプレッサ通過ガス流量以外の所定の変数を実測するとともに同ターボチャージャの状態をモデル化して表すターボチャージャモデル式に同実測された変数を適用することにより同コンプレッサ通過ガス流量を推定するコンプレッサ通過ガス流量推定手段と、
前記実際に測定されたコンプレッサ通過ガス流量と前記推定されたコンプレッサ通過ガス流量との差に応じた値であるガス流量乖離指標値の絶対値が異常判定閾値より大きいか否かを判定するとともに同ガス流量乖離指標値の絶対値が同異常判定閾値より大きいと判定されたときに前記エアフローメータ及び前記吸気通路を構成する部材の何れかに異常が発生したと判定する異常判定手段と、
を備えた内燃機関の異常判定装置において、
前記異常判定手段は、
前記機関に実際に供給されているガスの流量である実ガス流量が第１範囲内にあるか否かを判定するとともに同実ガス流量が同第１範囲内にあると判定されるとき前記吸気通路を構成する部材のうち前記コンプレッサ下流位置において同吸気通路を構成する部材に発生した同吸気通路内と同吸気通路外とを連通する空気漏れ部の面積を第１空気漏れ部面積として取得する第１空気漏れ部面積算出手段と、
前記実ガス流量が前記第１範囲よりも大きい第２範囲内にあるか否かを判定するとともに同実ガス流量が同第２範囲内にあると判定されるとき前記コンプレッサ下流位置において同吸気通路を構成する部材に発生した同吸気通路内と同吸気通路外とを連通する空気漏れ部の面積を第２空気漏れ部面積として取得する第２空気漏れ部面積算出手段と、
前記取得された第１空気漏れ部面積と前記取得された第２空気漏れ部面積との差に応じた値である漏れ部面積乖離指標値の絶対値が所定値より小さいか否かを判定し、同漏れ部面積乖離指標値の絶対値が同所定値より小さいと判定されたとき前記吸気通路を構成する部材に異常が発生し且つ前記エアフローメータには異常が発生していないと判定し、同漏れ部面積乖離指標値の絶対値が同所定値より大きいと判定されたとき同エアフローメータに異常が発生し且つ前記吸気通路を構成する部材には異常が発生していないと判定する異常箇所特定手段と、
を含む内燃機関の異常判定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の異常判定装置において、
前記第１空気漏れ部面積算出手段は、前記内燃機関の回転速度が第１回転速度範囲内にあるとき前記実ガス流量が前記第１範囲内にあると判定するように構成され、
前記第２空気漏れ部面積算出手段は、前記内燃機関の回転速度が前記第１回転速度範囲よりも大きい第２回転速度範囲内にあるとき前記実ガス流量が前記第２範囲内にあると判定するように構成された内燃機関の異常判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターボチャージャ（過給機）を備え、同ターボチャージャにより過給される内燃機関の異常判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ターボチャージャを備えた内燃機関に供給される空気の量（吸入空気量）を、物理法則に則って作成された内燃機関の状態量間の関係を表す式（モデル）に基づいて推定する装置が知られている（特許文献１を参照。）。
【特許文献１】特表２００１−５１６４２１号公報
【発明の開示】
【０００３】
ところで、過渡運転時においては、運転状態の変化に対して迅速に応答し得るモデルにより推定される吸入空気量の方が、エアフローメータにより実測される吸入空気量よりも精度が高い場合がある。その一方、定常運転時においては、エアフローメータにより測定される吸入空気流量の方が、定常誤差を含み得るモデルにより推定される吸入空気量よりも精度が高い場合がある。そこで、内燃機関の制御装置は、上記のような吸入空気量をモデルにより求める機能を有する場合であっても、吸入空気量を実測するエアフローメータを備え、必要に応じてエアフローメータの測定値を内燃機関の制御のために使用している。
【０００４】
しかしながら、エアフローメータに異常が発生したり、或いは、エアフローメータが配設された部分から気筒までの吸気通路を構成する部材が破損して空気漏れが発生した場合、エアフローメータの測定値と実際の吸入空気量との差が大きくなるから、エアフローメータの測定値を内燃機関の制御に使用していると所期の制御が行えないという問題がある。
【０００５】
従って、本発明の目的の一つは、ターボチャージャ付き内燃機関に使用されるエアフローメータ又は同機関の吸気通路を構成する部材に異常が発生しているか否かを判定することができる内燃機関の異常判定装置を提供することにある。
【０００６】
本発明による内燃機関の異常判定装置は、内燃機関の吸気通路を構成する部材に介装されたコンプレッサと同内燃機関の排気通路を構成する部材に介装されたタービンとを有するターボチャージャと、前記コンプレッサを通過するガスの流量であるコンプレッサ通過ガス流量を実際に測定するエアフローメータと、を備え、前記内燃機関に異常が発生しているか否かを判定する内燃機関の異常判定装置である。
【０００７】
この内燃機関の異常判定装置は、
前記コンプレッサ通過ガス流量以外の所定の変数を実測するとともに同ターボチャージャの状態をモデル化して表すターボチャージャモデル式に同実測された変数を適用することにより同コンプレッサ通過ガス流量を推定するコンプレッサ通過ガス流量推定手段と、
前記実際に測定されたコンプレッサ通過ガス流量と前記推定されたコンプレッサ通過ガス流量との差に応じた値であるガス流量乖離指標値の絶対値が異常判定閾値より大きいか否かを判定するとともに同ガス流量乖離指標値の絶対値が同異常判定閾値より大きいと判定されたときに前記エアフローメータ及び前記吸気通路を構成する部材の何れかに異常が発生したと判定する異常判定手段と、
を備えている。
【０００８】
これによれば、エアフローメータにより実際に測定されたコンプレッサ通過ガス流量とターボチャージャモデル式を用いて推定されたコンプレッサ通過ガス流量との差に応じた値であるガス流量乖離指標値の絶対値が異常判定閾値より大きいと判定されたとき、エアフローメータ及び吸気通路を構成する部材の何れかに異常が発生したと判定される。
【０００９】
エアフローメータは正常であり、且つ、吸気通路を構成する部材から空気は漏れていない（吸気通路を構成する部材も正常である）場合、エアフローメータにより実際に測定されたコンプレッサ通過ガス流量とターボチャージャの状態量推定装置により推定されたコンプレッサ通過ガス流量との差は小さい。従って、上記ガス流量乖離指標値の絶対値が異常判定閾値より大きいと判定されたときには、エアフローメータ及び吸気通路を構成する部材の何れかに異常が発生したと判定することができる。
【００１０】
前記ガス流量乖離指標値は、前記エアフローメータにより実際に測定されたコンプレッサ通過ガス流量をＧａＡＦＭとし、前記コンプレッサ通過ガス流量推定手段により推定されたコンプレッサ通過ガス流量をＧａとすれば、それらの差（Ｇａ−ＧａＡＦＭ）に応じた値であればよい。従って、前記ガス流量乖離指標値は、値（Ｇａ−ＧａＡＦＭ）そのものでもよく、値（Ｇａ−ＧａＡＦＭ）／Ｇａ等であってもよい。
【００１１】
この場合、前記異常判定手段は、
前記推定されたコンプレッサ通過ガス流量が前記実際に測定されたコンプレッサ通過ガス流量よりも大きいか否かを判定し、前記ガス流量乖離指標値の絶対値が前記異常判定閾値より大きいと判定され且つ同推定されたコンプレッサ通過ガス流量が同実際に測定されたコンプレッサ通過ガス流量よりも大きいと判定されたとき、前記エアフローメータに異常が発生したと判定するように構成されることが好適であり、同時に前記吸気通路を構成する部材には異常が発生していないと判定するように構成されることが更に好適である。
【００１２】
吸気通路を構成する部材から空気が漏れているとき、エアフローメータが正常であれば、エアフローメータの配設位置には実際に内燃機関に吸入される空気量よりも大きい量の空気が流れる。従って、エアフローメータにより測定されたコンプレッサ通過ガス流量ＧａＡＦＭはコンプレッサ通過ガス流量推定手段により推定されたコンプレッサ通過ガス流量Ｇａより大きくなるはずである。
【００１３】
そこで、上記構成のように、前記ガス流量乖離指標値の絶対値が前記異常判定閾値より大きいと判定されることにより、エアフローメータ及び吸気通路を構成する部材の何れかに異常が発生したと判定された場合において、コンプレッサ通過ガス流量推定手段により推定されたコンプレッサ通過ガス流量Ｇａが実際に測定されたコンプレッサ通過ガス流量ＧａＡＦＭよりも大きいと判定されるときには、エアフローメータに異常が生じていると特定することができる。
【００１４】
更に、本発明の異常判定装置は、第１空気漏れ部面積算出手段と、第２空気漏れ部面積算出手段と、異常箇所特定手段と、を備える。
【００１５】
第１空気漏れ部面積算出手段は、前記機関に実際に供給されているガスの流量である実ガス流量が第１範囲内にあるか否かを判定するとともに同実ガス流量が同第１範囲内にあると判定されるとき前記吸気通路を構成する部材のうち前記コンプレッサ下流位置において同吸気通路を構成する部材に発生した同吸気通路内と同吸気通路外とを連通する空気漏れ部（例えば、破断により発生した開口部）の面積を第１空気漏れ部面積として取得する。
【００１６】
第２空気漏れ部面積算出手段は、前記実ガス流量が前記第１範囲よりも大きい第２範囲内にあるか否かを判定するとともに同実ガス流量が同第２範囲内にあると判定されるとき前記コンプレッサ下流位置において同吸気通路を構成する部材に発生した同吸気通路内と同吸気通路外とを連通する空気漏れ部の面積を第２空気漏れ部面積として取得する。
【００１７】
異常箇所特定手段は、前記取得された第１空気漏れ部面積と前記取得された第２空気漏れ部面積との差に応じた値である漏れ部面積乖離指標値の絶対値が所定値より小さいか否かを判定する。
【００１８】
漏れ部面積乖離指標値は、第１空気漏れ部面積Ａ１及び第２空気漏れ部面積Ａ２の差に応じた値であれば、値（Ａ１−Ａ２）や値（Ａ２−Ａ１）であってもよく、値（Ａ１−Ａ２）／Ａ１及び値（Ａ１−Ａ２）／Ａ２等であってもよい。
【００１９】
実ガス流量（機関に供給されている実際のガス量、例えば吸入空気量）が互いに相違する第１範囲及び第２範囲においてそれぞれ取得された第１空気漏れ部面積及び第２空気漏れ部面積の差に応じた値である「漏れ部面積乖離指標値」の絶対値が所定値より小さいと判定されるならば、前記吸気通路を構成する部材に異常が発生し且つ前記エアフローメータには異常が発生していない可能性が極めて高い。従って、異常箇所特定手段は、漏れ部面積乖離指標値の絶対値が前記所定値より小さいと判定されたとき前記吸気通路を構成する部材に異常が発生し且つ前記エアフローメータには異常が発生していないと判定する。
【００２０】
一方、漏れ部面積乖離指標値の絶対値が所定値より大きいと判定されるならば、エアフローメータが正しく空気量を測定していない可能性が極めて高い。従って、異常箇所特定手段は、漏れ部面積乖離指標値の絶対値が前記所定値より大きいと判定されたとき前記エアフローメータに異常が発生し且つ前記吸気通路を構成する部材には異常が発生していないと判定する。
【００２１】
なお、前記第１範囲及び前記第２範囲は過給が実質的に行われている範囲となるように選択され、前記第１空気漏れ部面積算出手段及び前記第２空気漏れ部面積算出手段は、空気が漏れている部分（例えば、開口）において空気が音速に達していてその流量が一定値になっている（チョーク状態にある）という前提下で第１空気漏れ部面積及び第２空気漏れ部面積をそれぞれ算出するように構成されていることが好ましい。これによれば、簡単な構成で各空気漏れ部面積を精度良く算出することができる。
【００２２】
この場合、前記第１空気漏れ部面積算出手段は、前記内燃機関の回転速度が第１回転速度範囲内にあるとき前記実ガス流量が前記第１範囲内にあると判定するように構成され、
前記第２空気漏れ部面積算出手段は、前記内燃機関の回転速度が前記第１回転速度範囲よりも大きい第２回転速度範囲内にあるとき前記実ガス流量が前記第２範囲内にあると判定するように構成されることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明による内燃機関の異常判定装置の一実施形態について図面を参照しながら説明する。この異常判定装置は、ターボチャージャ状態量推定装置とともに機能する。異常判定装置及びターボチャージャ状態量推定装置は、図１に示したターボチャージャ付き４気筒ディーゼルエンジン１０（以下、「内燃機関１０」と称呼する。）に適用されている。
【００２４】
（構成）
内燃機関１０は、エンジン本体２０、エンジン本体２０の各気筒の燃焼室にガスを導入するための吸気系統３０及びエンジン本体２０からの排ガスを放出するための排気系統４０を含んでいる。異常判定装置及びターボチャージャ状態量推定装置の機能は、電気制御装置５０により実現される。
【００２５】
エンジン本体２０の各気筒の上部には燃料噴射弁２１が配設されている。各燃料噴射弁２１は、図示しない燃料噴射用ポンプから高圧の燃料が供給されるようになっている。燃料噴射弁２１は、電気制御装置５０と電気的に接続されていて、電気制御装置５０からの駆動信号により所定時間だけ開弁し、これにより各気筒の燃焼室内に前記高圧の燃料を噴射するようになっている。
【００２６】
吸気系統３０は、エンジン本体２０の各気筒の燃焼室にそれぞれ接続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に接続されたサージタンク３２、サージタンク３２に接続された吸気管３３、吸気管３３内に回動可能に保持されたスロットル弁３４、電気制御装置５０からの駆動信号に応答してスロットル弁３４を回転駆動するスロットル弁アクチュエータ３４ａ、スロットル弁３４の上流において吸気管３３に介装されたインタクーラ３５、並びに、インタクーラ３５の上流において吸気管３３に配設されたターボチャージャ３６のコンプレッサ３６ａを含んでいる。吸気管３３（インタークーラ３５を含む。）、サージタンク３２及びインテークマニホールド３１は吸気通路を構成する部材と称呼される。
【００２７】
排気系統４０は、エンジン本体２０の各気筒にそれぞれ接続された排気マニホールド４１、排気マニホールド４１の下流側集合部に接続された排気管４２及び排気管４２に配設されたターボチャージャ３６のタービン３６ｂを含んでいる。排気マニホールド４１及び排気管４２は排気通路を構成する部材と称呼される。
【００２８】
ターボチャージャ３６は、タービンシャフト（回転軸）３６ｃを備えている。タービンシャフト３６ｃは、コンプレッサ３６ａ内に収容されたコンプレッサブレード３６ａ１とタービン３６ｂ内に収容されたタービンブレード３６ｂ１とを連結している。ターボチャージャ３６は、周知のバリアブルノズル式ターボチャージャ（例えば、特開平１０−４７０７１号及び特開２００１−１７３４４９号公報を参照。）である。ターボチャージャ３６は、複数のノズルベーン３６ｄと、ノズルベーン３６ｄを駆動するノズルベーンアクチュエータ３６ｅと、を備えている。ノズルベーン３６ｄが駆動されることにより、複数のノズルベーン３６ｄ間に形成されるタービンノズルの開度（ノズル面積）変更させられる。
【００２９】
ターボチャージャ３６においては、タービンブレード３６ｂ１が排ガスにより回転せしめられる。これにより、タービンシャフト３６ｃに連結されたコンプレッサブレード３６ａ１がタービンシャフト３６ｃとともに回転し、吸入空気を圧縮する過給を行うようになっている。また、ノズルベーン３６ｄによりタービンノズル開度が変更されると、タービン３６ｂへ流入する排ガスの速度が変更される。この結果、過給圧が可変となる。
【００３０】
電気制御装置５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び書き込み読み出し可能な不揮発性メモリ等を含む周知のマイクロコンピュータである。電気制御装置５０は、エアフローメータ５１、コンプレッサ流入ガス圧力センサ５２、コンプレッサ流入ガス温度センサ５３、タービン流入ガス圧力センサ５４、タービン流入ガス温度センサ５５、タービン流出ガス圧力センサ５６、バリアブルノズル開度センサ５７、アクセルペダル操作量センサ５８及びエンジン回転速度センサ５９と接続され、これらのセンサからの信号を入力するようになっている。更に、電気制御装置５０は、燃料噴射弁２１、スロットル弁アクチュエータ３４ａ及びノズルベーンアクチュエータ３６ｅ等と接続されていて、ＣＰＵの指示に応じてこれらに駆動信号を送出するようになっている。なお、本実施形態において、スロットル弁は常に最大開度に維持されている。
【００３１】
エアフローメータ５１は、コンプレッサ３６ａの上流において吸気管（吸気通路を構成する部材）３３に配設されている。エアフローメータ５１は、コンプレッサ３６ａを通過する空気の質量流量（単位時間当りの空気量）であるコンプレッサ通過ガス流量を計測し、同コンプレッサ通過ガス流量を表す信号ＧａＡＦＭを発生するようになっている。
【００３２】
コンプレッサ流入ガス圧力センサ５２は、コンプレッサ３６ａ入口部近傍の吸気管（吸気通路を構成する部材）３３に配設されている。コンプレッサ流入ガス圧力センサ５２は、コンプレッサ３６ａに流入するガスの圧力（コンプレッサ流入ガス圧力、コンプレッサ入口部ガス圧力）を検出し、同コンプレッサ流入ガス圧力を表す信号Ｐ０を発生するようになっている。
コンプレッサ流入ガス温度センサ５３は、コンプレッサ３６ａ入口部近傍の吸気管（吸気通路を構成する部材）３３に配設されている。コンプレッサ流入ガス温度センサ５３は、コンプレッサ３６ａに流入するガスの温度（コンプレッサ流入ガス温度、コンプレッサ入口部ガス温度）を検出し、同コンプレッサ流入ガス温度を表す信号Ｔ０を発生するようになっている。
【００３３】
タービン流入ガス圧力センサ５４は、タービン３６ｂ入口部近傍の排気管（排気通路を構成する部材）４２に配設されている。タービン流入ガス圧力センサ５４は、タービン３６ｂに流入するガスの圧力（タービン流入ガス圧力、タービン入口部ガス圧力）を検出し、同タービン流入ガス圧力を表す信号Ｐ４を発生するようになっている。
タービン流入ガス温度センサ５５は、タービン３６ｂ入口部近傍の排気管（排気通路を構成する部材）４２に配設されている。タービン流入ガス温度センサ５５は、タービン３６ｂに流入するガスの温度（タービン流入ガス温度、タービン入口部ガス温度）を検出し、同タービン流入ガス温度を表す信号Ｔ４を発生するようになっている。
タービン流出ガス圧力センサ５６は、タービン３６ｂ出口部近傍の排気管（排気通路を構成する部材）４２に配設されている。タービン流出ガス圧力センサ５６は、タービン３６ｂから流出するガスの圧力（タービン流出ガス圧力、タービン出口部ガス圧力）を検出し、同タービン流出ガス圧力を表す信号Ｐ６を発生するようになっている。
【００３４】
バリアブルノズル開度センサ５７は、ノズルベーン３６ｄの開度（以下、「バリアブルノズル開度」と称呼する。）を検出し、同バリアブルノズル開度を表す信号ＶＮを発生するようになっている。
アクセルペダル操作量センサ５８は、アクセルペダルＡＰの操作量を検出し、アクセル操作量を表す信号Accpを発生するようになっている。
エンジン回転速度センサ５９は、内燃機関１０の回転速度を検出し、同エンジン回転速度ＮＥを表す信号を発生するようになっている。
【００３５】
次に、上記のように構成された内燃機関の異常判定装置の作動について説明する。図２に示したように、この異常判定装置ＤＧは、後述するターボチャージャの状態量推定装置ＭＤにより推定されたコンプレッサ通過ガス流量Ｇａと、エアフローメータ５１により実際に測定されたコンプレッサ通過ガス流量ＧａＡＦＭと、を入力し、これらを用いた以下に述べる処理を行うことにより、エアフローメータ５１に異常が生じているか否か、吸気通路を構成する部材から空気が漏れている異常が発生しているか否か（吸気通路を構成する部材が異常であるか否か）についての異常判定を行う。判定の結果は、エアフローメータ異常フラグＸＡＦＭ及び吸気通路構成部材異常（空気漏れ）フラグＸＬＥＫの値として不揮発性メモリに記憶される。異常判定装置は、これらのフラグの値に基いて必要に応じ警告を行う。異常判定装置ＤＧ及びターボチャージャ状態量推定装置ＭＤの機能は、実際には図１に示した電気制御装置５０に内蔵されたＣＰＵが所定のプログラムを実行することにより達成される。
【００３６】
（異常判定装置の作動）
先ず、異常判定装置の作動について説明する。ＣＰＵは図３にフローチャートにより示した異常判定値取得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なっている。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵはステップ３００から処理を開始し、ステップ３０５にてエンジン回転速度ＮＥが過給可能速度閾値Ｎ０以上であり且つ第１回転速度閾値Ｎ１以下であるか否か（エンジン回転速度ＮＥが第１回転速度範囲内にあるか否か）を判定する。過給可能速度閾値Ｎ０は、エンジン回転速度ＮＥが過給可能速度閾値Ｎ０以上であるとき、ターボチャージャ３６によって過給が実質的に行われる回転速度に設定されている。第１回転速度閾値Ｎ１は、過給可能速度閾値Ｎ０より大きい中低速回転速度に対応した値に設定されている。つまり、第１回転速度範囲は、過給可能な中低速回転速度範囲である。
【００３７】
このとき、エンジン回転速度ＮＥが第１回転速度範囲内にあれば、ＣＰＵはステップ３０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ３１０に進み、下記の（１）式に基いて第１のガス流量乖離指標値Ｄ１を取得する。（１）式において、ＧａＡＦＭはエアフローメータ５１により実際に測定されたコンプレッサ通過ガス流量であり、Ｇａは後述するターボチャージャの状態量推定装置により推定されたコンプレッサ通過ガス流量である。従って、第１ガス流量乖離指標値Ｄ１は、ステップ３０５を実行する時点において実際に測定されているコンプレッサ通過ガス流量ＧａＡＦＭと推定されているコンプレッサ通過ガス流量Ｇａとの差に応じた値である。
【数１】
0004665843.tif 000002
【００３８】
次に、ＣＰＵはステップ３１５に進み、フラグＸ１の値を「１」に設定する。フラグＸ１は、その値が「１」であるとき第１ガス流量乖離指標値Ｄ１が取得済みであることを示し、その値が「０」であるとき第１ガス流量乖離指標値Ｄ１が未だ取得されていないことを表すフラグである。その後、ＣＰＵはステップ３９５に進み本ルーチンを一旦終了する。なお、フラグＸ１の値は、図示しないイグニッション・キーがオフからオンへと変更されたときに起動される図示しないイニシャルルーチンにより「０」に設定されるようになっている。
【００３９】
一方、ＣＰＵが本ルーチンの処理を開始してステップ３０５に進んだとき、エンジン回転速度ＮＥが第１回転速度範囲内にないと、ＣＰＵはステップ３０５にて「Ｎｏ」と判定してステップ３２０に進み、エンジン回転速度ＮＥが第２回転速度閾値Ｎ２以上であるか否か（エンジン回転速度ＮＥが第２回転速度範囲内にあるか否か）を判定する。第２回転速度閾値Ｎ２は、第１回転速度閾値Ｎ１より大きい値（高速回転速度に対応する値）に設定されている。つまり、第２回転速度範囲は、過給可能な高速回転速度範囲である。
【００４０】
このとき、エンジン回転速度ＮＥが第２回転速度範囲内にあれば、ＣＰＵはステップ３２０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ３２５に進み、下記の（２）式に基いて第２のガス流量乖離指標値Ｄ２を取得する。第２ガス流量乖離指標値Ｄ２は、ステップ３２５を実行する時点において実際に測定されているコンプレッサ通過ガス流量ＧａＡＦＭと推定されているコンプレッサ通過ガス流量Ｇａとの差に応じた値である。
【数２】
0004665843.tif 000003
【００４１】
次に、ＣＰＵはステップ３３０に進み、フラグＸ２の値を「１」に設定する。フラグＸ２は、その値が「１」であるとき第２ガス流量乖離指標値Ｄ２が取得済みであることを示し、その値が「０」であるとき第２ガス流量乖離指標値Ｄ２が未だ取得されていないことを表すフラグである。その後、ＣＰＵはステップ３９５に進み本ルーチンを一旦終了する。なお、フラグＸ２の値は、前述した図示しないイニシャルルーチンにより「０」に設定されるようになっている。
【００４２】
他方、ＣＰＵが本ルーチンの処理を開始したとき、エンジン回転速度ＮＥが第１回転速度範囲内になく、且つ、第２回転速度範囲内にないと、ＣＰＵはステップ３０５及びステップ３２０の両ステップにて「Ｎｏ」と判定してステップ３９５に直接進み、本ルーチンを一旦終了する。
【００４３】
以上、説明したように、ＣＰＵはエンジン回転速度ＮＥが第１回転速度範囲内にあるとき、第１ガス流量乖離指標値Ｄ１を取得するとともにフラグＸ１の値を「１」に設定し、エンジン回転速度ＮＥが第２回転速度範囲内にあるとき、第２ガス流量乖離指標値Ｄ２を取得するとともにフラグＸ２の値を「１」に設定する。
【００４４】
更に、電気制御装置のＣＰＵは、図４にフローチャートにより示した異常検出ルーチンを所定時間の経過毎に実行するようになっている。いま、上述の第１ガス流量乖離指標値Ｄ１及び第２ガス流量乖離指標値Ｄ２の両方が取得され、フラグＸ１及びフラグＸ２の値が何れも「１」になった直後であると仮定して説明を続ける。
【００４５】
この場合、ＣＰＵは所定のタイミングにてステップ４００から処理を開始すると、ステップ４０５にてフラグＸ１の値が「１」であるか否かを判定する。前述の仮定に従えばフラグＸ１の値は「１」である。従って、ＣＰＵはステップ４０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ４１０に進み、フラグＸ２の値が「１」であるか否かを判定する。前述の仮定に従えばフラグＸ２の値も「１」である。従って、ＣＰＵはステップ４１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ４１５に進み、フラグＸ１の値を「０」に設定するとともにフラグＸ２の値を「０」に設定する。
【００４６】
次に、ＣＰＵはステップ４２０に進み、第１ガス流量乖離指標値Ｄ１の絶対値及び第２ガス流量乖離指標値Ｄ２の絶対値の少なくとも何れか一方が異常判定閾値α（α＞０）より大きいか否かを判定する。
【００４７】
いま、エアフローメータ５１は正常であり、且つ、吸気通路を構成する部材から空気は漏れていない（吸気通路を構成する部材も正常である）と仮定する。この場合、エアフローメータ５１により実際に測定されたコンプレッサ通過ガス流量ＧａＡＦＭとターボチャージャの状態量推定装置により推定されたコンプレッサ通過ガス流量Ｇａとの差は小さい。従って、第１のガス流量乖離指標値Ｄ１の絶対値及び第２ガス流量乖離指標値Ｄ２の絶対値の両方とも異常判定閾値αより小さい。
【００４８】
従って、ＣＰＵはステップ４２０にて「Ｎｏ」と判定してステップ４２５に進み、エアフローメータ５１は正常であり、且つ、吸気通路を構成する部材から空気は漏れていない（吸気通路を構成する部材は正常である）との判定結果を不揮発性メモリに記憶する。具体的には、ＣＰＵは、エアフローメータ異常フラグＸＡＦＭの値を「０」に設定するとともに、吸気通路構成部材異常フラグＸＬＥＫの値を「０」に設定する。その後、ＣＰＵはステップ４９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００４９】
次に、エアフローメータ５１に異常が発生するか、又は、吸気通路を構成する部材から空気が漏れている（吸気通路を構成する部材に異常が発生した）と仮定する。
【００５０】
エアフローメータ５１に異常が発生すると、エアフローメータ５１の出力ＧａＡＦＭは実際のコンプレッサ通過ガス流量よりも非常に大きいか又は非常に小さい値となる。このとき、ターボチャージャ状態量推定装置は、エアフローメータ５１の出力ＧａＡＦＭ以外の変数を用いてコンプレッサ通過ガス流量Ｇａを推定しているから、ターボチャージャ状態量推定装置により推定されるコンプレッサ通過ガス流量Ｇａは実際のコンプレッサ通過ガス流量に近い値となる。従って、エアフローメータ５１の出力ＧａＡＦＭはターボチャージャ状態量推定装置により推定されるコンプレッサ通過ガス流量Ｇａよりも非常に大きいか又は非常に小さい値となる。この結果、第１ガス流量乖離指標値Ｄ１の絶対値及び第２ガス流量乖離指標値Ｄ２の絶対値の少なくとも何れか一方は異常判定閾値α（α＞０）より大きい値となる。
【００５１】
一方、吸気通路を構成する部材から空気が漏れていると、エアフローメータ５１の配設箇所には実際に内燃機関１０が吸入している空気の流量よりも大きい流量の空気が通過する。従って、この場合、エアフローメータ５１の出力ＧａＡＦＭは実際のコンプレッサ通過ガス流量よりも非常に大きい値となる。このとき、ターボチャージャ状態量推定装置は、後述するように、コンプレッサモデル式に入力値としてターボチャージャ３６のコンプレッサ３６ａに流入するガスの状態を表すコンプレッサ流入ガス状態変数（コンプレッサ流入ガス温度Ｔ０及びコンプレッサ流入ガス圧力Ｐ０）を使用することと、タービンモデル式に入力値としてターボチャージャ３６のタービン３６ｂに係る状態量を使用していることから、吸気通路を構成する部材から空気が漏れているか否かに関わらず、比較的精度良くコンプレッサ通過ガス流量Ｇａを推定する。換言すると、ターボチャージャ状態量推定装置は、コンプレッサ通過ガス流量Ｇａを推定する際に、吸気通路を構成する部材から空気が漏れているときに変動するコンプレッサ流出ガス圧力Ｐ３やコンプレッサ流出ガス温度Ｔ３を検出して入力値として使用していない。この結果、第１ガス流量乖離指標値Ｄ１の絶対値及び第２ガス流量乖離指標値Ｄ２絶対値の少なくとも一方（殆どの場合において両方）は、異常判定閾値αより大きい値となる。
【００５２】
従って、エアフローメータ５１に異常が発生するか、又は、吸気通路を構成する部材から空気が漏れていると、ＣＰＵは、フラグＸ１及びフラグＸ２の値が何れも「１」となったとき、ステップ４０５、ステップ４１０及びステップ４１５に続くステップ４２０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ４３０に進む。
【００５３】
次に、ＣＰＵはステップ４３０にて第１ガス流量乖離指標値Ｄ１が異常判定閾値αより大きく、且つ、第２ガス流量乖離指標値Ｄ２が異常判定閾値αより大きいか否かを判定する。
【００５４】
前述したように、吸気通路を構成する部材から空気が漏れているとき、エアフローメータ５１が正常であれば、測定されたコンプレッサ通過ガス流量ＧａＡＦＭはターボチャージャの状態量推定装置により推定されたコンプレッサ通過ガス流量Ｇａより大きくなるはずである。即ち、この場合、第１ガス流量乖離指標値Ｄ１は負の値となり、第２ガス流量乖離指標値Ｄ２も負の値となる。一方、エアフローメータ５１が本来出力すべき値よりも小さい値を出力していると、第１ガス流量乖離指標値Ｄ１は正の値であって異常判定閾値αより大きく、且つ、第２ガス流量乖離指標値Ｄ２も正の値であって異常判定閾値αより大きくなる。
【００５５】
そこで、ＣＰＵはステップ４３０にて第１ガス流量乖離指標値Ｄ１が異常判定閾値αより大きく且つ第２ガス流量乖離指標値Ｄ２が異常判定閾値αより大きいと判定すると、ステップ４３５に進んでエアフローメータ５１に異常が発生し、且つ、吸気通路を構成する部材は正常であるとの判定結果を記憶する。具体的には、ＣＰＵはエアフローメータ異常フラグＸＡＦＭの値を「１」に設定するとともに吸気通路構成部材異常フラグＸＬＥＫの値を「０」に設定し、ステップ４９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００５６】
更に、ＣＰＵはステップ４３０にて「Ｎｏ」と判定するとき、ステップ４４０に進んでフラグＸ３の値を「１」に設定してステップ４９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。フラグＸ３は、その値が「１」であるとき、エアフローメータ５１に異常が発生しているのか、又は、吸気通路を構成する部材から空気が漏れている（吸気通路を構成する部材に異常が発生した）のかを特定するために新たな判定値（後述するガス漏れ部（空気漏れ部）面積Ａ１，Ａ２）を得る必要が生じたことを示し、その値が「０」であるとき同新たな判定値を得る必要が生じていないことを示すフラグである。なお、フラグＸ３の値は、前述した図示しないイニシャルルーチンにより「０」に設定されるようになっている。
【００５７】
また、ＣＰＵがステップ４０５に進んだとき、フラグＸ１の値が「１」でなければ、ＣＰＵはステップ４０５からステップ４９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。同様に、ＣＰＵがステップ４１０に進んだとき、フラグＸ２の値が「１」でなければ、ＣＰＵはステップ４１０からステップ４９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００５８】
更に、ＣＰＵは図５にフローチャートにより示した空気漏れ部面積算出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なっている。従って、所定のタイミングになるとＣＰＵはステップ５００から処理を開始し、ステップ５０５に進んでフラグＸ３の値が「１」であるか否かを判定する。このとき、フラグＸ３の値が「１」でなければ、ＣＰＵはステップ５０５にて「Ｎｏ」と判定してステップ５９５に直接進み、本ルーチンを一旦終了する。
【００５９】
これに対し、前述した図４のステップ４４０により、フラグＸ３の値が「１」に設定されていると、ＣＰＵはステップ５０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ５１０に進み、エンジン回転速度ＮＥが過給可能速度閾値Ｎ０以上であり且つ第１回転速度閾値Ｎ１以下であるか否か（エンジン回転速度ＮＥが第１回転速度範囲内にあるか否か）を判定する。
【００６０】
このとき、エンジン回転速度ＮＥが第１回転速度範囲内にあると、ＣＰＵは以下に述べるステップ５１５乃至ステップ５２５の処理を行った後、ステップ５３０に進む。
【００６１】
ステップ５１５：上記（１）式に基いて第１ガス流量乖離指標値Ｄ１を取得する。
ステップ５２０：下記の（３）式に基いて第１の空気漏れ部面積Ａ１を取得する。このステップ５２０は、第１空気漏れ部面積算出手段に対応するステップである。
【００６２】
ところで、空気が吸気通路を構成している部材に発生した開口部を通して吸気通路から外部に流出する場合、その開口部の面積は初期において十分に小さく、且つ、過給が行われているからコンプレッサ３６ａ下流の吸気通路内のガス圧は大気圧に比べて十分に大きい。従って、その開口部を通して吸気通路内部から外部に漏れる空気の流速は音速に達してサチュレートとしている（その空気の流速が音速に到達し、吸気通路内部の圧力と外部の圧力差が大きくなっても、その流量が変化しなくなる「チョーク」状態にある。）と考えられる。（３）式は、そのようなチョーク状態にある場合において、その開口部の面積を求める一般式である。
【００６３】
（３）式において、右辺のＤ１には上記ステップ５１５にて得られた値Ｄ１が代入され、Ｐｍには後述するターボチャージャ状態量推定装置により現時点にて得られているコンプレッサ流出（出口部）ガス圧力Ｐ３が代入され、Ｔｍには同じくターボチャージャ状態量推定装置により現時点にて得られているコンプレッサ流出（出口部）ガス温度Ｔ３が代入される。Ｒは気体定数であり、Ｃｄは流量係数（所定の一定値）であり、κは空気の比熱比である。なお、コンプレッサ３６ａよりも下流の吸気通路におけるガスの圧力Ｐｍ及びガスの温度Ｔｍを検出する圧力センサ及び温度センサをそれぞれ配置するとともに、それらのセンサの検出値を（３）式に適用して第１空気漏れ部面積Ａ１を算出してもよい。
【数３】
0004665843.tif 000004
【００６４】
ステップ５２５：フラグＸ４の値を「１」に設定する。フラグＸ４は、その値が「１」であるとき、第１空気漏れ部面積Ａ１が取得されていることを示し、その値が「０」であるとき、第１空気漏れ部面積Ａ１が取得されていないことを示す。なお、フラグＸ４の値は、前述した図示しないイニシャルルーチンにより「０」に設定されるようになっている。
【００６５】
また、ＣＰＵがステップ５１０に進んだとき、エンジン回転速度ＮＥが第１回転速度範囲内ではなく第２回転速度範囲内にある（エンジン回転速度ＮＥが第２回転速度閾値Ｎ２以上である）と、ＣＰＵはステップ５１０にて「Ｎｏ」と判定するとともに、エンジン回転速度ＮＥが第２回転速度範囲内にあるか否かを判定するステップ５３５（エンジン回転速度ＮＥが第２回転速度閾値Ｎ２以上であるか否かを判定するステップ５３５）にて「Ｙｅｓ」と判定し、以下に述べるステップ５４０乃至ステップ５５０の処理を行った後、ステップ５３０に進む。
【００６６】
ステップ５４０：上記（２）式に基いて第２ガス流量乖離指標値Ｄ２を取得する。
ステップ５４５：下記の（４）式に基いて第２の空気漏れ部面積Ａ２を取得する。ステップ５４５は、第２空気漏れ部面積算出手段に対応している。この場合においても、吸気通路を構成している部材に開口部が生じているのであれば、その開口部から流出する空気の流速はサチュレートとしている（チョーク状態にある）と仮定できる。従って、（４）式は、上記（３）式と同様、そのような場合における開口部の面積を求める一般式である。
【００６７】
（４）式において、Ｄ２には上記ステップ５４０にて得られた値Ｄ２が代入され、Ｐｍには後述するターボチャージャ状態量推定装置により現時点にて得られているコンプレッサ流出（出口部）ガス圧力Ｐ３が代入され、Ｔｍには同じくターボチャージャ状態量推定装置により現時点にて得られているコンプレッサ流出（出口部）ガス温度Ｔ３が代入される。Ｒ、Ｃｄ及びκは上記（３）式に使用された値と同じ値が用いられる。なお、コンプレッサ３６ａよりも下流の吸気通路におけるガスの圧力Ｐｍ及びガスの温度Ｔｍを検出する圧力センサ及び温度センサをそれぞれ配置するとともに、それらのセンサの検出値を（４）式に適用して第２空気漏れ部面積Ａ２を算出してもよい。
【数４】
0004665843.tif 000005
【００６８】
ステップ５５０：フラグＸ５の値を「１」に設定する。フラグＸ５は、その値が「１」であるとき、第２空気漏れ部面積Ａ２が取得されていることを示し、その値が「０」であるとき、第２空気漏れ部面積Ａ２が取得されていないことを示す。なお、フラグＸ５の値は、前述した図示しないイニシャルルーチンにより「０」に設定されるようになっている。
【００６９】
一方、ＣＰＵがステップ５３５に進んだとき、エンジン回転速度ＮＥが第２回転速度範囲内になければ、ＣＰＵはステップ５９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００７０】
更に、ＣＰＵはステップ５２５又はステップ５５０からステップ５３０に進むと、フラグＸ４の値が「１」であり且つフラグＸ５の値が「１」であるか否かを判定する。即ち、ＣＰＵは、ステップ５３０にて第１空気漏れ部面積Ａ１及び第２空気漏れ部面積Ａ２の何れもが取得されているか否かを判定する。このとき、フラグＸ４及びフラグＸ５の何れかの値が「１」でなければ、ＣＰＵはステップ５３０にて「Ｎｏ」と判定してステップ５９５に直接進み、本ルーチンを一旦終了する。
【００７１】
これに対し、フラグＸ４の値が「１」であり且つフラグＸ５の値が「１」であると、ＣＰＵはステップ５３０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ５５５に進み、フラグＸ６の値を「１」に設定する。フラグＸ６は、その値が「１」であるとき、第１空気漏れ部面積Ａ１及び第２空気漏れ部面積Ａ２の何れもが取得されていることを示し、その値が「０」であるとき、第１空気漏れ部面積Ａ１及び第２空気漏れ部面積Ａ２の少なくとも一方が取得されていないことを示す。フラグＸ６の値は、前述した図示しないイニシャルルーチンにより「０」に設定されるようになっている。そして、ＣＰＵはステップ５６０にてフラグＸ３、フラグＸ４及びフラグＸ５の値を「０」に設定し、ステップ５９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００７２】
更に、ＣＰＵは図６にフローチャートにより示した異常箇所特定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なっている。従って、所定のタイミングになるとＣＰＵはステップ６００から処理を開始し、ステップ６０５に進んでフラグＸ６の値が「１」であるか否かを判定する。このとき、フラグＸ６の値が「１」でなければ、ＣＰＵはステップ６０５にて「Ｎｏ」と判定してステップ６９５に直接進み、本ルーチンを一旦終了する。
【００７３】
これに対し、前述した図５のステップ５５５により、フラグＸ６の値が「１」に設定されていると、ＣＰＵはステップ６０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ６１０に進み、第１空気漏れ部面積Ａ１と第２空気漏れ部面積Ａ２との差の絶対値を第１空気漏れ部面積Ａ１で除した値が空気漏れ判定値βより小さいか否かを判定する。ステップ６１０は、異常箇所特定手段に対応している。
【００７４】
上述したように、吸気通路を構成する部材に開口部が生じ始めた時点においては、その開口部の面積は十分に小さいから、その開口部から流出する空気の流速はサチュレートとしている（チョーク状態にある）。従って、実際に吸気通路を構成する部材に開口部が生じて空気が漏れているという異常が発生しているならば、第１空気漏れ部面積Ａ１及び第２空気漏れ部面積Ａ２は互いに近い値となっているはずである。換言すると、第１空気漏れ部面積Ａ１と第２空気漏れ部面積Ａ２との差の絶対値を第１空気漏れ部面積Ａ１で除した値は空気漏れ判定値βより小さいはずである。
【００７５】
そこで、ＣＰＵはステップ６１０にて「Ｙｅｓ」と判定した場合、ステップ６１５に進んで吸気通路を構成する部材から空気が漏れていて（吸気通路を構成する部材が異常であり）、且つ、エアフローメータ５１は正常であるとの判定結果を記憶する。即ち、ＣＰＵは、エアフローメータ異常フラグＸＡＦＭの値を「０」に設定するとともに吸気通路構成部材異常フラグＸＬＥＫの値を「１」に設定する。その後、ＣＰＵはステップ６２０に進んでフラグＸ６の値を０に設定し、ステップ６９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００７６】
ところで、ＣＰＵがステップ６１０の判定を行うということは、フラグＸ６の値が「１」であることを意味し、フラグＸ６の値が「１」であるということはフラグＸ３の値が「１」に設定されたことを意味する。フラグＸ３の値は、図４のステップ４２０の判定が「Ｙｅｓ」であり、ステップ４３０の判定が「Ｎｏ」である場合に「１」に設定される。つまり、エアフローメータ５１に異常が発生しているか、又は、吸気通路を構成する部材から空気が漏れるという吸気通路を構成する部材に異常が発生しているか、の何れかであるという判定がなされたときにフラグＸ３（従って、フラグＸ６）の値は「１」に設定される。従って、ステップ６１０にて「Ｎｏ」と判定される場合、吸気通路を構成する部材に異常が発生していないと判断されるので、エアフローメータ５１が劣化等により正常な値を出力しないという異常が発生していると判断される。
【００７７】
そこで、ＣＰＵはステップ６１０に進んだとき、同ステップ６１０にて「Ｎｏ」と判定した場合、ステップ６２５に進んでエアフローメータ５１に異常が発生し、且つ、吸気通路を構成する部材は正常であるとの判定結果を記憶する。具体的には、ＣＰＵはエアフローメータ異常フラグＸＡＦＭの値を「１」に設定するとともに吸気通路構成部材異常フラグＸＬＥＫの値を「０」に設定する。その後、ＣＰＵはステップ６２０に進んでフラグＸ６の値を０に設定し、ステップ６９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００７８】
以上、説明したように、内燃機関の異常判定装置は、第１ガス流量乖離指標値Ｄ１、第２ガス流量乖離指標値Ｄ２、第１空気漏れ部面積Ａ１及び第２空気漏れ部面積Ａ２を取得し、それらの値に基いて内燃機関に異常が発生したか否かを判定する。
【００７９】
（ターボチャージャ状態量推定装置の推定原理）
次に、ターボチャージャの状態量推定装置によるターボチャージャ状態量の推定原理について説明する。ターボチャージャの状態量推定装置は、コンプレッサ通過ガス流量Ｇａ以外の変数を実測するとともに、ターボチャージャ３６の状態をモデル化して表す複数のターボチャージャモデル式に同実測された変数を適用することにより同コンプレッサ通過ガス流量Ｇａを推定するコンプレッサ通過ガス流量推定手段を構成している。
【００８０】
このターボチャージャの状態量推定装置は、図７に示したように、エネルギーバランス計算部Ｍ１、質量保存計算部Ｍ２、コンプレッサ状態量計算部（コンプレッサプログラム；コンプレッサモデル）Ｍ３、タービン状態量計算部（タービンプログラム；タービンモデル）Ｍ４、ターボチャージャ慣性エネルギー計算部Ｍ５及び損失エネルギー計算部Ｍ６を備え、これらによりターボチャージャの状態量を推定する。なお、ターボチャージャの状態量は、表１に示したとおりである。図８は、ターボチャージャの状態量を説明するための図である。
【表１】
0004665843.tif 000006
【００８１】
（エネルギーバランス計算部Ｍ１）
エネルギーバランス計算部Ｍ１は、（５）式により表されるターボチャージャ３６に関するエネルギー保存則を使用する。（５）式は、タービン３６ｂが排気から受け取るエネルギー（タービン取得エネルギー）Ｌｔは、コンプレッサ３６ａが吸気（コンプレッサ３６ａを通過するガス）に与えるエネルギー（コンプレッサ付与エネルギー）Ｌｃと、タービンシャフト３６ｃとその軸受との間の摩擦損失等のターボチャージャ３６の損失エネルギーＬｍと、ターボチャージャ慣性エネルギーＬｉと、の和に等しいというエネルギーバランスを表す式（エネルギーバランス式）である。（５）式は、ターボチャージャモデル式の一つである。
【数５】
0004665843.tif 000007
【００８２】
（質量保存計算部Ｍ２）
質量保存計算部Ｍ２は、（６）式により表されるターボチャージャ３６を通過するガスについての質量保存則に基づく式を使用する。即ち、（６）式は、タービン３６ｂを通過するガスの流量（タービン通過ガス流量）Ｇ４は、コンプレッサ通過ガス流量Ｇａと内燃機関１０に単位時間あたりに与えられた燃料噴射量（燃料供給量）Ｑinjとの和に等しいという質量保存則に基づく式（質量保存式）である。（６）式は、ターボチャージャモデル式の一つである。
【数６】
0004665843.tif 000008
【００８３】
（６）式の左辺のタービン通過ガス流量Ｇ４には、後述するタービン状態量計算部Ｍ４により推定される値が代入される。（６）式の右辺の燃料噴射量Ｑinjには電気制御装置５０から各燃料噴射弁２１に対して噴射するように指示された燃料噴射量に基づいて求められる値（実測値）が代入される。従って、質量保存計算部Ｍ２は、コンプレッサ通過ガス流量Ｇａを推定値として出力する。
【００８４】
エネルギーバランス計算部Ｍ１及び質量保存計算部Ｍ２において使用される各変数（Ｌｔ、Ｌｃ、Ｌｍ、Ｌｉ、Ｇ４）を求めるため、ターボチャージャの状態量推定装置は、コンプレッサ状態量計算部Ｍ３、タービン状態量計算部Ｍ４、ターボチャージャ慣性エネルギー計算部Ｍ５、損失エネルギー計算部Ｍ６を使用する。以下、各部について個別に説明する。
【００８５】
（コンプレッサ状態量計算部Ｍ３）
コンプレッサ状態量計算部Ｍ３は、下記の入力値と（７）式〜（１４）式により表される数式とを用いて、下記の出力値を推定する。
【００８６】
（７）式〜（１４）式は、ターボチャージャのコンプレッサに流入するガスの状態を表すコンプレッサ流入ガス状態変数（コンプレッサ流入ガス温度Ｔ０及びコンプレッサ流入ガス圧力Ｐ０）、同コンプレッサから流出するガスの状態を表すコンプレッサ流出ガス状態変数（コンプレッサ流出ガス温度Ｔ３及びコンプレッサ流出ガス圧力Ｐ３）、コンプレッサ通過ガス流量Ｇａ、ターボチャージャ回転速度Ｎｔ及びコンプレッサ３６ａがコンプレッサ３６ａを通過するガスに与えるエネルギーであるコンプレッサ付与エネルギーＬｃの間の関係を記述したコンプレッサモデル式である。（７）式〜（１４）式は、ターボチャージャモデル式の一つである。
【００８７】
（入力値）
コンプレッサ流入ガス圧力Ｐ０（センサ検出値）
コンプレッサ流入ガス温度Ｔ０（センサ検出値）
コンプレッサ通過ガス流量Ｇａ（質量保存計算部Ｍ２による推定値）
ターボチャージャ回転速度Ｎｔ（仮定値：結果的に推定値となる。）
（出力値：推定値）
コンプレッサ流出ガス圧力Ｐ３
コンプレッサ流出ガス温度Ｔ３
コンプレッサが吸気に与えるエネルギーＬｃ
【００８８】
【数７】
0004665843.tif 000009
（７）式は圧力比計算式である。（７）式の関数ｆ１は、変数Ｇｎ及び変数Ｎ０と、比Ｐ３／Ｐ０と、の関係を定める関数であって、ここでは実験により予め定められた変換テーブル（マップ）として電気制御装置５０のＲＯＭ内に格納されている。
【００８９】
【数８】
0004665843.tif 000010
【数９】
0004665843.tif 000011
【数１０】
0004665843.tif 000012
【数１１】
0004665843.tif 000013
【００９０】
【数１２】
0004665843.tif 000014
（１２）式はコンプレッサ効率計算式である。（１２）式の関数ｆ２は、変数Ｇｎ及び変数Ｎ０と、コンプレッサ効率ηｃと、の関係を定める関数であって、ここでは実験により予め定められた変換テーブル（マップ）として電気制御装置５０のＲＯＭ内に格納されている。
【００９１】
【数１３】
0004665843.tif 000015
（１３）式はコンプレッサ効率定義式である。
【００９２】
【数１４】
0004665843.tif 000016
（１４）式はコンプレッサエネルギー式（実験式）である。
【００９３】
理解のため、上記の（７）式に（８）式〜（１１）式を代入すると、下記の（１５）式が得られる。（１５）式の右辺に対し、Ｇａとして質量保存計算部Ｍ２により推定されたコンプレッサ通過ガス流量Ｇａを代入し、Ｐ０としてコンプレッサ流入ガス圧力センサ５２の検出値を代入し、Ｔ０としてコンプレッサ流入ガス温度センサ５３の検出値を代入するとともに、ターボチャージャ回転速度Ｎｔを適当な仮定値として与えてやれば、コンプレッサ流出ガス圧力Ｐ３が求められる。
【数１５】
0004665843.tif 000017
【００９４】
この（１５）式により、（１３）式の右辺のＰ３／Ｐ０が得られる。（１３）式のコンプレッサ効率ηｃは（８）式〜（１２）式から得られる。コンプレッサ流入ガス温度Ｔ０はコンプレッサ流入ガス温度センサ５３により検出されている。従って、（１３）式からコンプレッサ流出ガス温度Ｔ３が推定される。
【００９５】
更に、推定されたコンプレッサ流出ガス温度Ｔ３、検出されているコンプレッサ流入ガス温度Ｔ０及び推定されているコンプレッサ通過ガス流量Ｇａを、（１４）式に代入することにより、コンプレッサ付与エネルギーＬｃが推定される。
【００９６】
（タービン状態量計算部Ｍ４）
タービン状態量計算部Ｍ４は、下記の入力値と（１６）式〜（２１）式により表される数式とを用いて、下記の出力値を推定する。（１６）式〜（２１）式は、ターボチャージャモデル式の一つである。
【００９７】
（１６）式〜（２１）式は、ターボチャージャ３６のタービン３６ｂに流入するガスの状態を表すタービン流入ガス状態変数（タービン流入ガス温度Ｔ４及びタービン流入ガス圧力Ｐ４）、同タービン３６ｂから流出するガスの状態を表すタービン流出ガス状態変数（タービン流出ガス温度Ｔ６及びタービン流出ガス圧力Ｐ６）、同タービン３６ｂを通過するガスの流量であるタービン通過ガス流量Ｇ４、前記ターボチャージャ回転速度Ｎｔ、バリアブルノズル開度ＶＮ及び同タービン３６ｂが同タービン３６ｂを通過するガスから受け取るエネルギーであるタービン取得エネルギーＬｔの間の関係を記述したタービンモデル式である。
【００９８】
（入力値）
タービン流入ガス圧力Ｐ４（センサ検出値）
タービン流入ガス温度Ｔ４（センサ検出値）
タービン流出ガス圧力Ｐ６（センサ検出値）
バリアブルノズル開度ＶＮ（センサ検出値）
ターボチャージャ回転速度Ｎｔ（仮定値：結果的に推定値となる。）
（出力値：推定値）
タービン通過ガス流量Ｇ４
タービン流出ガス温度Ｔ６
タービンが排気から受け取るエネルギー（タービン取得エネルギー）Ｌｔ
【００９９】
【数１６】
0004665843.tif 000018
（１６）式は流量計算式である。（１６）式の関数ｆ３は、変数Ｐ４／Ｐ６，変数Ｎ１及び変数ＶＮと、修正流量Ｑ４と、の関係を定める関数であって、ここでは実験により予め定められた変換テーブル（マップ）として電気制御装置５０のＲＯＭ内に格納されている。
【数１７】
0004665843.tif 000019
【数１８】
0004665843.tif 000020
【０１００】
【数１９】
0004665843.tif 000021
（１９）式はタービン効率計算式である。（１９）式の関数ｆ４は、変数Ｐ４／Ｐ６，変数Ｎ１及び変数ＶＮと、タービン効率ηｔと、の関係を定める関数であって、ここでは実験により予め定められた変換テーブル（マップ）として電気制御装置５０のＲＯＭ内に格納されている。
【０１０１】
【数２０】
0004665843.tif 000022
（２０）式はタービン効率定義式である。
【数２１】
0004665843.tif 000023
（２１）式はタービンエネルギー式（実験式）である。
【０１０２】
理解のため、上記の（１８）式に（１６）式及び（１７）式を代入すると、下記の（２２）式が得られる。
【数２２】
0004665843.tif 000024
（２２）式の右辺に対し、Ｐ６としてタービン流出ガス圧力センサ５６の検出値を代入し、Ｐ４としてタービン流入ガス圧力センサ５４の検出値を代入し、Ｔ４としてタービン流入ガス温度センサ５５の検出値を代入し、ＶＮとしてバリアブルノズル開度センサ５７の検出値を代入するとともに、ターボチャージャ回転速度Ｎｔを適当な仮定値として与えてやれば、タービン通過ガス流量Ｇ４が推定される。
【０１０３】
一方、Ｐ４はタービン流入ガス圧力センサ５４の検出値であり、Ｐ６はタービン流出ガス圧力センサ５６の検出値であるからＰ４／Ｐ６は求められる。また、Ｎｔは仮定値であり、Ｔ４はタービン流入ガス温度センサ５５の検出値であり、ＶＮはバリアブルノズル開度センサ５７の検出値であるから、（１７）式及び（１９）式からタービン効率ηｔが求められる。従って、（２０）式の右辺のＰ６／Ｐ４及びηｔが定まるので、（２０）式によりＴ６／Ｔ４が求められる。更に、Ｔ４はタービン流入ガス温度センサ５５により検出されているから、（２０）式に基づいてタービン流出ガス温度Ｔ６が推定される。以上により、Ｇ４、Ｔ４及びＴ６が定まるので、（２１）式によりタービン取得エネルギーＬｔが求められる。
【０１０４】
（ターボチャージャ慣性エネルギー計算部Ｍ５）
ターボチャージャ慣性エネルギー計算部Ｍ５は、慣性エネルギー式である（２３）式に基づいてターボチャージャ慣性エネルギーＬｉを推定する。（２３）式の関数  funcLi  は、ターボチャージャ回転速度Ｎｔとターボチャージャ回転速度Ｎｔの時間微分値（ｄＮｔ／ｄｔ）とを変数としてターボチャージャ慣性エネルギーＬｉを求める関数であって、ここでは実験により予め定められた変換テーブル（マップ）として電気制御装置５０のＲＯＭ内に格納されている。本明細書においては、（２３）式のように変換テーブルを用いてある値を取得する場合も、「ある値を式を用いて求める」と表現している。（２３）式は、ターボチャージャモデル式の一つである。
【数２３】
0004665843.tif 000025
【０１０５】
（損失エネルギー計算部Ｍ６）
損失エネルギー計算部Ｍ６は、損失エネルギー式である（２４）式に基づいてその他の損失エネルギーＬｍを推定する。（２４）式の関数  funcLm  は、ターボチャージャ回転速度Ｎｔを変数としてその他の損失エネルギーＬｍを求める関数であって、ここでは実験により予め定められた変換テーブル（マップ）として電気制御装置５０のＲＯＭ内に格納されている。なお、関数  funcLm  は、例えば、funcLm＝km・Ｎｔｎ（km, nは定数）のように数式により表された関数であってもよい。（２４）式は、ターボチャージャモデル式の一つである。
【数２４】
0004665843.tif 000026
【０１０６】
本実施形態のターボチャージャ状態量推定装置は、所定の変数（Ｐ０，Ｔ０，Ｐ４，Ｔ４，Ｐ６，Ｑinj，ＶＮ）を各センサ及び計算値から検出し、これらを入力値とするとともに、ターボチャージャ３６に関するエネルギー保存則を表す（１）式が満足されるまで、ターボチャージャ回転速度Ｎｔの値を順次変更し、（１）式が満足されたときの各値（Ｐ３，Ｔ３，Ｔ６，Ｇａ，Ｇ４，Ｎｔ）を推定値として出力する。
【０１０７】
（実際の作動）
次に、このターボチャージャ状態量推定装置の実際の作動について、図９乃至図１１を参照しながら説明する。
【０１０８】
電気制御装置５０のＣＰＵは、ターボチャージャ状態量を推定するにあたり、図９のステップ９００から処理を開始し、ステップ９０５に進んでターボチャージャ回転速度Ｎｔに初期値Ｎｔintを設定する。初期値Ｎｔintは、最終的に推定されるターボチャージャ回転速度Ｎｔが取り得るであろう最小値より僅かに小さい値に選択されている。
【０１０９】
次いで、ＣＰＵはステップ９１０に進み、図１０のフローチャートにより示したタービンプログラムのステップ１０００に進む。そして、ＣＰＵはステップ１００５に進んでタービン流入ガス圧力Ｐ４、タービン流入ガス温度Ｔ４、タービン流出ガス圧力Ｐ６及びバリアブルノズル開度ＶＮを、タービン流入ガス圧力センサ５４、タービン流入ガス温度センサ５５、タービン流出ガス圧力センサ５６及びバリアブルノズル開度センサ５７からそれぞれ取得する。
【０１１０】
次に、ＣＰＵは以下のステップ１０１０乃至ステップ１０４０の処理を行う。
ステップ１０１０：（１７）式に従って値Ｎ１を求める。
ステップ１０１５：（１６）式に従って値Ｑ４を求める。
ステップ１０２０：（１８）式に従ってタービン通過ガス流量Ｇ４を求める。
ステップ１０２５：（１９）式に従ってタービン効率ηｔを求める。
ステップ１０３０：（２０）式に従ってタービン流出ガス温度Ｔ６を求める。
ステップ１０３５：（２１）式に従ってタービンが排気から受け取るエネルギー（タービン取得エネルギー）Ｌｔを求める。
ステップ１０４０：以上により算出されたタービン通過ガス流量Ｇ４、タービン流出ガス温度Ｔ６及びタービン取得エネルギーＬｔをＲＡＭの所定領域に格納する。なお、ＣＰＵは、上記ステップで使用又は算出した他の値もＲＡＭの所定領域に格納しておく。
【０１１１】
次いで、ＣＰＵはステップ１０９５を介して図９のステップ９１５に戻り、図示しない周知の燃料噴射量計算プログラムによりアクセル操作量を表す信号Accpとエンジン回転速度ＮＥとに基づいて定められている燃料噴射量Ｑinjを入力する。その後、ＣＰＵはステップ９２０に進み、ステップ９１０（図１０のステップ１０２０）にて求めたタービン通過ガス流量Ｇ４とステップ９１５にて取得した燃料噴射量Ｑinjと（６）式とに基づいてコンプレッサ通過ガス流量Ｇａを推定する。これにより、（６）式の質量保存則に基づく式が計算結果に反映されることになる。
【０１１２】
次いで、ＣＰＵはステップ９２５に進み、図１１のフローチャートにより示したコンプレッサプログラムのステップ１１００に進む。そして、ＣＰＵは、以下のステップ１１０５乃至ステップ１１４５の処理を行う。
【０１１３】
ステップ１１０５：コンプレッサ流入ガス圧力Ｐ０及びコンプレッサ流入ガス温度Ｔ０を、コンプレッサ流入ガス圧力センサ５２及びコンプレッサ流入ガス温度センサ５３からそれぞれ取得する。
ステップ１１１０：（１０）式及び（１１）式に従って値θ０及び値δ０を算出する。
ステップ１１１５：（９）式に従って値Ｎ０を求める。
ステップ１１２０：（８）式に従って値Ｇｎを求める。
ステップ１１２５：（７）式に従ってコンプレッサ流出ガス圧力Ｐ３を求める。
【０１１４】
ステップ１１３０：（１２）式に従ってコンプレッサ効率ηｃを求める。
ステップ１１３５：（１３）式に従ってコンプレッサ流出ガス温度Ｔ３を求める。
ステップ１１４０：（１４）式に従ってコンプレッサ付与エネルギーＬｃを求める。
ステップ１１４５：以上により算出されたコンプレッサ流出ガス圧力Ｐ３、コンプレッサ流出ガス温度Ｔ３及びコンプレッサ付与エネルギーＬｃをＲＡＭの所定領域に格納する。なお、ＣＰＵは、上記ステップで使用又は算出した他の値もＲＡＭの所定領域に格納しておく。
【０１１５】
次いで、ＣＰＵはステップ１１９５を介して図９のステップ９３０に戻り、同ステップ９３０にてターボチャージャ慣性エネルギーＬｉを（２３）式に基づいて求めるとともに、その他の損失エネルギーＬｍを（２４）式に基づいて求める。その後、ＣＰＵはステップ９３５に進み、タービンプログラム（ステップ９１０、図１０のステップ１０３５）により求められたタービン取得エネルギーＬｔ、コンプレッサプログラム（ステップ９２５、図１１のステップ１１４０）により求められたコンプレッサ付与エネルギーＬｃ、ステップ９３０にて求められたターボチャージャ慣性エネルギーＬｉ及びその他の損失エネルギーＬｍが、（５）式のエネルギーバランス式（エネルギー保存式）を満足しているか否かを判定する。
【０１１６】
この時点で、（５）式が成立していなければ、ＣＰＵはステップ９３５にて「Ｎｏ」と判定してステップ９４０に進み、ターボチャージャ回転速度Ｎｔを所定の微小値βだけ増大する。その後、ＣＰＵはステップ９１０に戻ってステップ９１０乃至ステップ９３５までの処理を再び実行する。
【０１１７】
これにより、上記エネルギーＬｔ、Ｌｃ、Ｌｉ及びＬｍを含む各値が更新される。このような処理（ステップ９１０〜ステップ９３０）は、ステップ９３５にて（５）式（エネルギーバランス式）が成立するまで繰り返し行われる。
【０１１８】
従って、ターボチャージャ回転速度Ｎｔが適正値になると、上記エネルギーＬｔ、Ｌｃ、Ｌｉ及びＬｍを含む各値が適正値となるので、（５）式のエネルギーバランス式が成立する。これにより、ＣＰＵはステップ９３５に進んだとき、同ステップ９３５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ９４５に進み、その時点で算出されているコンプレッサ流出ガス圧力Ｐ３、コンプレッサ流出ガス温度Ｔ３、タービン流出ガス温度Ｔ６、ターボチャージャ回転速度Ｎｔ、タービン通過ガス流量Ｇ４及びコンプレッサ通過ガス流量Ｇａをターボチャージャ状態量の推定値として出力する。この推定されたコンプレッサ通過ガス流量Ｇａが、上述した異常判定装置により用いられる。その後、ＣＰＵはステップ９９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。以上が、本実施形態に係るターボチャージャ状態量推定装置の作動である。
【０１１９】
このように、ターボチャージャ状態量推定装置は、コンプレッサモデル式、タービンモデル式、慣性エネルギー式、損失エネルギー式、エネルギーバランス式、及び、質量保存式からなる複数のターボチャージャモデル式を連立して、それらの式に変数として含まれるターボチャージャ状態量の幾つか（Ｐ０、Ｔ０、Ｐ４、Ｔ４、Ｐ６，Ｑinj、ＶＮ）を実測し、その実測値をこれらの式に適用することにより他のターボチャージャ状態量（Ｐ３、Ｔ３，Ｔ６、Ｇａ、Ｇ４、Ｎｔ）を推定する。従って、より少ない数のセンサを用いてターボチャージャ状態量を表す値を取得することができる。
【０１２０】
なお、上記コンプレッサモデル式は、前記ターボチャージャのコンプレッサに流入するガスの状態を表すコンプレッサ流入ガス状態変数、同コンプレッサから流出するガスの状態を表すコンプレッサ流出ガス状態変数、同コンプレッサを通過するガスの流量であるコンプレッサ通過ガス流量、同ターボチャージャの回転軸の回転速度であるターボチャージャ回転速度及び同コンプレッサが同コンプレッサを通過するガスに与えるエネルギーであるコンプレッサ付与エネルギーの間の関係を記述した式である。
【０１２１】
タービンモデル式は、前記ターボチャージャのタービンに流入するガスの状態を表すタービン流入ガス状態変数、同タービンから流出するガスの状態を表すタービン流出ガス状態変数、同タービンを通過するガスの流量であるタービン通過ガス流量、前記ターボチャージャ回転速度及び同タービンが同タービンを通過するガスから受け取るエネルギーであるタービン取得エネルギーの間の関係を記述した式である。
【０１２２】
慣性エネルギー式は、前記ターボチャージャ回転速度に基づいてターボチャージャの慣性エネルギーを求めるための式である。
損失エネルギー式は、前記ターボチャージャ回転速度に基づいてターボチャージャの損失エネルギーを求めるための式である。
【０１２３】
そして、上記ターボチャージャ状態量推定装置は、上記複数の式において用いられる複数の変数のうちの所定の変数を実測するとともに、同実測された所定の変数のうちエアフローメータにより測定されたコンプレッサ通過ガス流量以外の変数を同複数の式に適用することにより、前記コンプレッサ流入ガス状態変数、前記コンプレッサ流出ガス状態変数、前記タービン流入ガス状態変数、前記タービン流出ガス状態変数、前記コンプレッサ通過ガス流量、前記タービン通過ガス流量、前記ターボチャージャ回転速度及び前記内燃機関に供給される燃料量のうちの実測されていない変数（又は、実測されていても前記複数の式に適用しなかった変数、例えば、コンプレッサ通過ガス流量）を前記ターボチャージャの状態量として推定する装置であると言うことができる。
【０１２４】
以上、説明したように、本発明の実施形態に係る異常判定装置は、エアフローメータ５１に異常が発生しているか否か、及び／又は、吸気通路を構成する部材に異常が発生しているか否か、を判定することができる。
【０１２５】
本発明は上記各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、ターボチャージャ回転速度Ｎｔは、エネルギー保存則に基づく式が成立するまで、初期値Ｎｔintから次第に増大されていたが、最初は初期値Ｎｔintにて計算を行い、次に初期値Ｎｔint＋γにて計算を行い、次いで初期値Ｎｔint−γにて計算を行い、その次に初期値Ｎｔint＋２・γ、初期値Ｎｔint−２・γ、初期値Ｎｔint＋３・γ、更に、初期値Ｎｔint−３・γのように、増減させて行ってもよい。また、仮定値としてのターボチャージャ回転速度Ｎｔに想定される中で最大の値を初期値として与えておき、推定途中において初期値Ｎｔintから次第に減少してもよい。更に、ターボチャージャ回転速度Ｎｔを検出（実測）するターボチャージャ回転速度センサを内燃機関１０に備えておき、検出されたターボチャージャ回転速度Ｎｔをターボチャージャモデル式に適用してもよい。この場合、図９のステップ９０５、ステップ９３５及びステップ９４０は省略され得る。
【０１２６】
更に、上記各実施形態において状態量が推定されるターボチャージャは、バリアブルノズル式ターボチャージャであったので、バリアブルノズル開度ＶＮをターボチャージャ状態量の一つとしていた。これに対し、バリアブルノズル可変機構を備えない（バリアブルノズル式でない）ターボチャージャにも本発明は当然に適用できる。この場合、例えば、（１６）式及び（１９）式などにおいて、バリアブルノズル開度ＶＮを一定値にすれば、上記複数の式をそのまま用いてターボチャージャの状態量を求めることができる。
【０１２７】
加えて、上記実施形態のターボチャージャ状態量推定装置が使用した変数以外の変数を用いて、コンプレッサ通過ガス流量を表す信号Ｇａを推定してもよい。
【０１２８】
また、上記実施形態に係る異常判定装置は、ガス流量乖離指標値として第１ガス流量乖離指標値Ｄ１及び第２ガス流量乖離指標値Ｄ２の二つの値を取得し、第１ガス流量乖離指標値Ｄ１の絶対値及び第２ガス流量乖離指標値Ｄ２の絶対値のうちの少なくとも一方が異常判定閾値αより大きいとき（図４のステップ４２０）、エアフローメータ５１に異常が生じているか又は吸気通路を構成する部材に異常が生じていると判定していた（ステップ４３５、ステップ６１５及びステップ６２５を参照。）。
【０１２９】
これに対し、異常判定装置は、ガス流量乖離指標値として一つのガス流量乖離指標値Ｄを第１ガス流量乖離指標値Ｄ１又は第２ガス流量乖離指標値Ｄ２と同様に取得し、その一つのガス流量乖離指標値Ｄの絶対値が異常判定閾値αより大きいとき、エアフローメータ５１に異常が生じているか又は吸気通路を構成する部材に異常が生じていると判定するように構成されていてもよい。また、ステップ４２０を、第１ガス流量乖離指標値Ｄ１の絶対値が第１異常判定閾値α１より大きいか、及び、第２ガス流量乖離指標値Ｄ２の絶対値が第１異常判定値α１とは異なる第２異常判定閾値α２より大きいか、の何れかが成立しているかを判定するステップに変更してもよい。
【０１３０】
加えて、上記実施形態に係る異常判定装置は、図４のステップ４３０において第１ガス流量乖離指標値Ｄ１及び第２ガス流量乖離指標値Ｄ２の何れもが異常判定閾値αより大きいとき、エアフローメータ５１に異常が生じており、且つ、吸気通路を構成する部材に異常が生じていないと判定していた。これに対し、異常判定装置は、ガス流量乖離指標値として一つのガス流量乖離指標値Ｄを第１ガス流量乖離指標値Ｄ１又は第２ガス流量乖離指標値Ｄ２と同様に取得し、その一つのガス流量乖離指標値Ｄが異常判定閾値αより大きいとき、エアフローメータ５１に異常が生じており、且つ、吸気通路を構成する部材に異常が生じていないと判定するように構成されていてもよい。加えて、この場合、ステップ４３０を、ガス流量乖離指標値Ｄを取得した際に使用した推定されたコンプレッサ通過ガス流量Ｇａがガス流量乖離指標値Ｄを取得した際に使用した実際に測定されたコンプレッサ通過ガス流量ＧａＡＦＭより大きいか否かを判定するステップに置換してもよい。
【０１３１】
更に、異常異常判定装置は、ステップ４３０を、第１ガス流量乖離指標値Ｄ１を取得した際の推定されたコンプレッサ通過ガス流量Ｇａが第１ガス流量乖離指標値Ｄ１を取得した際の実際に測定されたコンプレッサ通過ガス流量ＧａＡＦＭより（０を含む正の所定値以上だけ）大きく、且つ、第２ガス流量乖離指標値Ｄ２を取得した際の推定されたコンプレッサ通過ガス流量Ｇａが第２ガス流量乖離指標値Ｄ２を取得した際の実際に測定されたコンプレッサ通過ガス流量ＧａＡＦＭより（０を含む正の所定値以上だけ）大きいか否かを判定するステップに置換してもよい。
【０１３２】
また、上記異常判定装置は、図３のステップ３０５及び図５のステップ５１０にてエンジン回転速度ＮＥが第１回転速度範囲内にあるか否かを判定しているが、これらの各ステップを「機関１０に実際に供給されているガスの流量である実ガス流量が第１範囲内にあるか否かを判定するステップ」に置換してもよい。この判定を行うための実ガス流量には、ターボチャージャの状態量推定装置ＭＤにより推定されるコンプレッサ通過ガス流量Ｇａ又はタービン通過ガス流量Ｇ４が使用され得る。
【０１３３】
同様に、上記異常判定装置は、図３のステップ３２０及び図５のステップ５３５にてエンジン回転速度ＮＥが第２回転速度範囲内にあるか否かを判定しているが、これらの各ステップを「機関１０に実際に供給されているガスの流量である実ガス流量が前記第１範囲よりも流量の大きな第２範囲内にあるか否かを判定するステップ」に置換してもよい。この判定を行うための実ガス流量には、ターボチャージャの状態量推定装置ＭＤにより推定されるコンプレッサ通過ガス流量Ｇａ又はタービン通過ガス流量Ｇ４が使用され得る。
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１】本発明の実施形態に係る内燃機関の異常判定装置及びターボチャージャ状態量推定装置が適用される内燃機関の概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る内燃機関の異常判定装置及びターボチャージャ状態量推定装置の機能的関係を示したブロック図である。
【図３】図１に示した電気制御装置のＣＰＵが実行する異常判定値取得プログラムを示したフローチャートである。
【図４】図１に示した電気制御装置のＣＰＵが実行する異常検出プログラムを示したフローチャートである。
【図５】図１に示した電気制御装置のＣＰＵが実行する漏れ部面積算出プログラムを示したフローチャートである。
【図６】図１に示した電気制御装置のＣＰＵが実行する異常箇所特定プログラムを示したフローチャートである。
【図７】本発明の実施形態に係る内燃機関のターボチャージャ状態量推定装置の機能ブロック図である。
【図８】図１に示したターボチャージャ状態量推定装置がターボチャージャ状態量として扱う変数を示す図である。
【図９】図１に示した電気制御装置のＣＰＵが実行するプログラムを示したフローチャートである。
【図１０】図１に示した電気制御装置のＣＰＵが実行するプログラム（コンプレッサプログラム）を示したフローチャートである。
【図１１】図１に示した電気制御装置のＣＰＵが実行するプログラム（タービンプログラム）を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【０１３５】
１０…多気筒ディーゼルエンジン（内燃機関）、２０…エンジン本体、２１…燃料噴射弁、３０…吸気系統、３１…インテークマニホールド、３２…サージタンク、３３…吸気管、３４…スロットル弁、３４ａ…スロットル弁アクチュエータ、３５…インタクーラ、３６…ターボチャージャ、３６ａ…コンプレッサ、３６ａ１…コンプレッサブレード、３６ｂ…タービン、３６ｂ１…タービンブレード、３６ｃ…タービンシャフト、３６ｄ…ノズルベーン、３６ｅ…ノズルベーンアクチュエータ、４０…排気系統、４１…排気マニホールド、４２…排気管、５０…電気制御装置、５１…エアフローメータ、５２…コンプレッサ流入ガス圧力センサ、５３…コンプレッサ流入ガス温度センサ、５４…タービン流入ガス圧力センサ、５５…タービン流入ガス温度センサ、５６…タービン流出ガス圧力センサ、５７…バリアブルノズル開度センサ、５８…アクセルペダル操作量センサ、５９…エンジン回転速度センサ、ＤＧ…異常判定装置、ＭＤ…ターボチャージャ状態量推定装置、Ｍ１…エネルギーバランス計算部、Ｍ２…質量保存計算部、Ｍ３…コンプレッサ状態量計算部、Ｍ４…タービン状態量計算部、Ｍ５…ターボチャージャ慣性エネルギー計算部、Ｍ６…損失エネルギー計算部。
【図１】
0004665843.tif 000027
【図２】
0004665843.tif 000028
【図３】
0004665843.tif 000029
【図４】
0004665843.tif 000030
【図５】
0004665843.tif 000031
【図６】
0004665843.tif 000032
【図７】
0004665843.tif 000033
【図８】
0004665843.tif 000034
【図９】
0004665843.tif 000035
【図１０】
0004665843.tif 000036
【図１１】
0004665843.tif 000037