JP4883221B2 - 内燃機関の制御弁異常判定装置 - Google Patents

Description

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。

従来から知られる過給機（排気タービン式過給機）は、内燃機関の排気通路に配設され且つ排ガスのエネルギによって駆動されるタービンと、その機関の吸気通路に配設され且つタービンが駆動されることによって駆動されるコンプレッサと、を備えている。これにより、コンプレッサに流入する空気が同コンプレッサによって圧縮され、燃焼室に向けて排出される。即ち、過給が行われる。

過給機は、周知のように、コンプレッサに流入する空気の流量が所定のサージ流量から所定のチョーク流量までの範囲内にある場合、その空気を実質的に圧縮することができる。一般に、過給機の容量が大きいほど、サージ流量及びチョーク流量の双方が大きくなる。従って、比較的小容量の過給機のみによって過給を行おうとすると、機関が高負荷運転される場合、コンプレッサに流入する空気の流量がチョーク流量に達するから過給ができない。これに対し、比較的大容量の過給機のみによって過給を行おうとすると、機関が低負荷運転される場合、コンプレッサに流入する空気の流量がサージ流量よりも小さくなるから過給ができない。このように、単一の過給機のみを備えた内燃機関が適切に過給を行うことができる運転領域（負荷領域）は、機関の全運転領域に対して狭い。

そこで、従来の内燃機関の一つは、小容量の第１過給機と、第１過給機に直列に接続された大容量の第２過給機と、第１過給機及び第２過給機に供給される空気又は排ガスの流量を調整するための複数のバイパス通路と、それらのバイパス通路に配設された複数の制御弁と、を備える。この従来の内燃機関においては、機関の運転状態に応じて、第１過給機と第２過給機とが使い分けられる。これにより、適切に過給を行うことができる運転領域（負荷領域）が拡大される。

上記従来の内燃機関においては、例えば、第１過給機のタービンに供給される排ガスの流量を調整するためのバイパス通路に制御弁（排気切替弁）が配設される。この排気切替弁は、制御装置により、機関の負荷が低負荷であるときに閉弁し且つ高負荷であるときに開弁するように制御させられる。これにより、機関が低負荷運転される場合、小容量の第１過給機が主として作動させられる。一方、機関が高負荷運転される場合、大容量の第２過給機が主として作動させられる。その結果、単一の過給機のみを備えた内燃機関が適切に過給を行うことができる運転領域に比べて広い運転領域において適切な過給が行われる。

上記従来の内燃機関が備える制御装置は、上述したような適切な過給が行われる状態を維持することを目的として、排気切替弁が正常に作動しているか否かを判定するようになっている。具体的に述べると、この制御装置は、予め実験によって取得された「排気切替弁が正常に作動している場合における過給圧の最大値」を記憶している。そして、この制御装置は、「実際の過給圧」がその「記憶された過給圧の最大値」よりも大きくなったとき、排気切替弁が異常であると判定するようになっている（例えば、特許文献１を参照。）。

実開平３−１０６１３３号公報

しかし、上述した適切な過給が行われる状態を維持するには、上記制御装置は、排気切替弁が正常に作動しているか否かを判定するだけではなく、排気切替弁とは異なる他の制御弁が正常に作動しているか否かも判定することが望ましい。より具体的に述べると、上記制御装置は、「第１過給機のコンプレッサに供給される空気の流量を調整するためのバイパス通路に配設された制御弁（吸気切替弁）」が正常に作動しているか否かも判定することが望ましい。しかしながら、従来公報は、吸気切替弁が正常に作動しているか否かを如何に判定するかについて何ら開示していない。

更に、上記従来装置においては、排気切替弁が異常であっても、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。加えて、実際の過給圧がこの最大値よりも大きくなるのは、一般に、機関が高負荷運転領域において運転されている場合である。そのため、上記従来装置においては、機関が高負荷運転領域以外の運転領域において運転されている場合、制御弁が異常であることを発見することができない。しかしながら、制御弁が異常である場合、その異常は出来る限り早期に発見することが望ましい。

本発明は、上記課題に対処するためになされたものである。即ち、本発明の目的の一つは、上述したような「複数の過給機と、複数のバイパス通路と、排気切替弁及び吸気切替弁を含む複数の制御弁と、を備えた内燃機関」に適用され、排気切替弁及び吸気切替弁が正常に作動しているか否かを、早期に発見することができる新規な制御弁異常判定装置を提供することにある。

上記課題を達成するための本発明による内燃機関の制御弁異常判定装置は、第１過給機、第２過給機、第１通路部、前記排気切替弁に相当する第１制御弁、第２通路部、及び、前記吸気切替弁に相当する第２制御弁、を備えた内燃機関に適用される。

前記第１過給機は、第１タービンと、第１コンプレッサと、を備える。
前記第１タービンは、排気通路に配設される。これにより、前記第１タービンは、その第１タービンに導入される排ガスのエネルギによって駆動される。前記第１コンプレッサは、前記機関の吸気通路に配設される。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。前記第１コンプレッサは、前記第１タービンが駆動されることによって駆動されるようになっている。これにより、第１コンプレッサは、第１コンプレッサに導入される空気を圧縮する。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。

前記第２過給機は、第２タービンと、第２コンプレッサと、を備える。
前記第２タービンは、前記排気通路の前記第１タービンよりも下流側に配設される。これにより、第２タービンは、その第２タービンに導入される排ガスのエネルギによって駆動される。前記第２コンプレッサは、前記吸気通路の前記第１コンプレッサよりも上流側に配設される。前記第２コンプレッサは、前記第２タービンが駆動されることによって駆動されるようになっている。これにより、第２コンプレッサは、第２コンプレッサに導入される空気を圧縮する。即ち、前記第１過給機と前記第２過給機とは、直列に接続されている。

前記第１通路部は、その一端が前記第１タービンよりも上流側において前記排気通路に接続されるとともに、その他端が同第１タービンと前記第２タービンとの間において同排気通路に接続される通路である。即ち、この第１通路部は、第１タービンをバイパスする経路を構成している。

前記第１制御弁は、前記第１通路部に配設されている。この第１制御弁は、その開度に応じて前記第１通路部の流路面積を変更するようになっている。これにより、第１制御弁は、「前記第１タービンに導入される排ガスのエネルギの大きさ」と「前記第２タービンに導入される排ガスのエネルギの大きさ」との割合を変更する。

前記第２通路部は、その一端が前記第１コンプレッサと前記第２コンプレッサとの間において前記吸気通路に接続されるとともに、その他端が同第１コンプレッサよりも下流側において同吸気通路に接続される通路である。即ち、この第２通路部は、第１コンプレッサをバイパスする経路を構成している。

前記第２制御弁は、前記第２通路部に配設されている。この第２制御弁は、第２通路部の「第２制御弁よりも上流側の空気の圧力」が「第２制御弁よりも下流側の空気の圧力」よりも第１圧力以上大きいとき第２通路部を空気が通流可能となるように「開放」するようになっている。更に、この第２制御弁は、「第２通路部の第２制御弁よりも上流側の空気の圧力」が「第２制御弁よりも下流側の空気の圧力」よりも第１圧力以上大きくないとき第２通路部を空気が通流不能となるように「遮断」するようになっている。

このように構成された第２制御弁は、第２制御弁よりも下流側の空気の圧力が第２制御弁よりも上流側の空気の圧力よりも大きい場合（即ち、第１コンプレッサが新気を圧縮している場合）、第２通路部を遮断する。その結果、第１コンプレッサによって圧縮された新気は、前記燃焼室に導入される。

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、第１制御弁を作動させる制御弁作動手段、圧力取得手段、及び、異常判定手段、を備える。

前記制御弁作動手段は、前記機関の外部から前記燃焼室へ導入される空気の量である「新気量」に応じて第１制御弁を作動させるようになっている。具体的に述べると、制御弁作動手段は、新気量が「第１閾値新気量」以下である「第１運転領域」にて前記機関が運転されている場合、前記第１タービンを駆動させることによって前記第１コンプレッサが前記第１コンプレッサに導入される空気を圧縮して排出するように前記第１制御弁を作動させるようになっている。

上記「第１運転領域」は、第１過給機及び第２過給機のうちの「第１過給機のみ」が過給することができる運転領域と実質的に一致する領域である。即ち、機関がこの第１運転領域にて運転されているとき、第２過給機は過給することができない。従って、機関が第１運転領域にて運転されているとき、第１過給機の過給を制御する制御弁である「第１制御弁及び第２制御弁」が正常に作動していれば、新気は第１過給機によって適切に圧縮される。

前記圧力取得手段は、「前記第１コンプレッサと前記第２コンプレッサとの間」の吸気通路内の空気の圧力である「コンプレッサ間圧力」を取得するようになっている。

更に、前記圧力取得手段は、「前記第１コンプレッサよりも下流側であり、且つ、前記第１コンプレッサと前記燃焼室との間に存在する圧力損失発生部材よりも上流側」の吸気通路内の空気の圧力である「第１コンプレッサ下流圧」を取得するようになっている。即ち、この第１コンプレッサ下流圧は、前記第１コンプレッサを通過した直後の空気の圧力に実質的に一致する圧力である。

ここで、上記「圧力損失発生部材」は、第１コンプレッサよりも下流側に存在する部材であって、その圧力損失発生部材を通過する新気の圧力を減少させる部材である。例えば、圧力損失発生部材として、新気冷却装置（インタークーラ）、新気量調整装置（スロットル弁）、及び、吸気通路を構成する吸気管の内壁面等が挙げられる。

加えて、前記圧力取得手段は、「前記圧力損失発生部材よりも下流側」の吸気通路内の空気の圧力である「過給圧」を取得するようになっている。この過給圧は、前記第１コンプレッサ下流圧よりも上記圧力損失発生部材によって減少する圧力損失量だけ小さい圧力となる。

前記異常判定手段は、
前記機関が前記「第１運転領域」にて運転されている場合に、「前記機関の運転状態に基づいて定まる参照過給圧」よりも「前記取得される過給圧」が第２圧力以上小さい状態である「過給圧異常状態」が発生している場合、
（Ａ）前記機関が前記第１運転領域にて運転されているときに前記第１コンプレッサ下流圧が前記コンプレッサ間圧力以上の第１閾値圧力よりも大きければ、「前記第１制御弁が異常であり且つ前記第２制御弁は正常である」旨の判定を行い、
（Ｂ）前記機関が前記第１運転領域にて運転されているときに同第１コンプレッサ下流圧が同第１閾値圧力以下であれば、「前記第１制御弁及び前記第２制御弁の何れか一方が異常である」旨の判定を行う、
ようになっている。

ここで、上記「参照過給圧」は、第１制御弁及び第２制御弁が異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１制御弁及び第２制御弁の双方が「正常」である場合に得られる過給圧と実質的に一致する値である。例えば、参照過給圧は、第１制御弁及び第２制御弁の双方が正常である場合における「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、定めることができる。更に、例えば、参照過給圧は、機関に要求される目標過給圧とすることもできる。

従って、第１制御弁及び第２制御弁の双方が正常であるとき、上記圧力取得手段によって取得される過給圧は、参照過給圧に実質的に一致する。一方、第１制御弁及び第２制御弁の少なくとも一方が異常であるとき、過給圧は参照過給圧よりも小さくなる。

そこで、上記異常判定手段は、過給圧が参照過給圧よりも第２圧力以上小さいとき（上記「過給圧異常状態」が発生しているとき）、どの制御弁が異常であるかを確認するようになっている。ここで、上記「第２圧力」は、過給圧が参照過給圧よりもその第２圧力以上小さいとき、第１制御弁及び第２制御弁の少なくとも一方が異常であると判断することができる適値とすることができる。なお、第２圧力はゼロであってもよい。

より具体的に述べると、本発明の制御弁異常判定装置においては、機関が「第１運転領域」にて運転されている場合に「過給圧異常状態」が発生すると、「コンプレッサ間圧力に応じて定まる第１閾値圧力」と「第１コンプレッサ下流圧」とが比較される。更に、その比較の結果に基づき、いずれの制御弁が異常であるのかを確認する（上記（Ａ）及び（Ｂ）を参照。）。以下、前記異常判定手段によって採用された「第１制御弁及び第２制御弁の異常を判定するための原理」について説明する。以下、便宜上、本原理を単に「異常判定原理」とも称呼する。

上述したように、第１制御弁は、その開度に応じて第１通路部の流路面積を変更することによって第１タービンに導入される排ガスのエネルギを変更する。具体的に述べると、第１制御弁の開度が第１通路部を遮断する開度（全閉開度）であるとき、第１タービンに導入される排ガスのエネルギの大きさは最大となる。このとき、第１タービンが駆動されることによって第１コンプレッサが駆動され、その第１コンプレッサは新気を圧縮する。

第１制御弁の開度が「全閉開度」よりも大きくなると、第１タービンに導入される排ガスのエネルギは減少する。このとき、第１タービンに導入される排ガスのエネルギの大きさが「第１コンプレッサを駆動することができるエネルギの大きさの下限値」以上であれば、第１コンプレッサは新気を圧縮することができる。一方、第１タービンに導入される排ガスのエネルギの大きさがこの「下限値」よりも小さくなると、第１コンプレッサは新気を圧縮することができない。例えば、第１制御弁の開度が第１通路部を完全に開放する開度（全開開度）であるとき、排ガスのエネルギは第１タービンに実質的に導入されないから、第１コンプレッサは新気を圧縮することができない。

以下、便宜上、第１制御弁の開度のうち、「全閉開度」から「第１タービンに導入される排ガスのエネルギの大きさが上記下限値となる開度」までの開度範囲を「第１コンプレッサ駆動可能範囲」と称呼する。更に、便宜上、第１制御弁の開度のうち、「第１タービンに導入される排ガスのエネルギの大きさが上記下限値となる開度」から「全開開度」までの開度範囲を「第１コンプレッサ駆動不能範囲」と称呼する。

（１）いま、第１制御弁が「正常」であると仮定する。上述したように、機関が「第１運転領域」にて運転されている場合、第１制御弁は「前記第１コンプレッサが前記第１コンプレッサに導入される空気を圧縮して排出する」ように作動させられる。即ち、第１制御弁は、その開度が上記第１コンプレッサ駆動可能範囲内の所定開度となるように作動させられる。従って、第１コンプレッサを通過した「後」の新気の圧力（上記第１コンプレッサ下流圧）は、第１コンプレッサを通過する「前」の新気の圧力（上記コンプレッサ間圧力）よりも大きくなる。なお、上記「所定開度」は、機関の運転状態等に基づいて決定される開度である。

ところで、上述したように、第２制御弁は、「第２通路部の第２制御弁よりも上流側の空気の圧力（コンプレッサ間圧力）」が「第２通路部の第２制御弁よりも下流側の空気の圧力（第１コンプレッサ下流圧）」よりも第１圧力以上大きいとき第２通路部を開放し、第１圧力以上大きくないとき第２通路部を遮断するようになっている。従って、第２制御弁が「正常」であれば、第１コンプレッサ下流圧がコンプレッサ間圧力よりも大きいとき、第２制御弁は第２通路部を必ず遮断する。その結果、第１コンプレッサによって圧縮された新気は、機関の燃焼室に導入される。このとき、新気は適切に圧縮されているから、過給圧と参照過給圧とは一致する。

一方、第２制御弁が「異常」であると、第１コンプレッサが新気を圧縮するように駆動されていても（即ち、第１コンプレッサ下流圧がコンプレッサ間圧力よりも大きくなるように第１過給機が作動させられていたとしても）、第２制御弁は第２通路部を遮断しない。第２通路部が遮断されないとき、第１コンプレッサの上流側と下流側とは導通された状態となっている。従って、このとき、新気は圧縮されない。よって、過給圧は参照過給圧よりも小さくなる。

（２）次に、第１制御弁が「異常」である（第１制御弁の開度は上記「所定開度」に一致していない）と仮定する。このとき、第１制御弁が異常であってその開度が第１コンプレッサ駆動可能範囲内の開度となる場合と、第１制御弁が異常であってその開度が第１コンプレッサ駆動不能範囲内の開度となる場合とにより、発生する現象が相違する。

（２−１）第１制御弁が異常であってその開度が第１コンプレッサ駆動可能範囲内の開度となる場合。
この場合、第２制御弁が「正常」であれば、第１コンプレッサは新気を圧縮することはできる。ただし、第１制御弁の開度が所定開度と異なっているから、過給圧は参照過給圧よりも小さくなる。

（２−２）第１制御弁が異常であってその開度が第１コンプレッサ駆動不能範囲内の開度となる場合。
この場合、第２制御弁が「正常」であるか否かに関わらず、第１コンプレッサは新気を圧縮することができない。従って、このとき、過給圧は参照過給圧よりも小さくなる。

このように、機関が第１運転領域にて運転されているとき、第１制御弁及び第２制御弁の何れかが異常であると、過給圧は参照過給圧よりも小さくなる。しかし、上記（２−１）のように、第１制御弁が「異常（ただし、第１制御弁の開度は第１コンプレッサ駆動可能範囲内の開度である。）」であり且つ第２制御弁が「正常」であれば、第１コンプレッサは新気を圧縮することができる。そこで、「過給圧が参照過給圧よりも小さく、且つ、第１コンプレッサが新気を圧縮しているとき（第１コンプレッサ下流圧が、第１閾値圧力よりも大きいとき）」、異常判定手段は、「第１制御弁が異常であり且つ第２制御弁は正常である」旨の判定を行う（上記（Ａ）を参照。）。

それに対し、上記（１）のように第１制御弁が「正常」であり且つ第２制御弁が「異常」である場合、又は、上記（２−２）のように第１制御弁が「異常（ただし、第１制御弁の開度は第１コンプレッサ駆動不能範囲内の開度である。）」である場合、第１コンプレッサは新気を圧縮することができない。そこで、「過給圧が参照過給圧よりも小さく、且つ、第１コンプレッサが新気を圧縮していないとき（第１コンプレッサ下流圧が上記第１閾値圧力以下であるとき）」、異常判定手段は、「第１制御弁及び第２制御弁の何れか一方が異常である」旨の判定を行う（上記（Ｂ）を参照。）。以上が、異常判定手段によって採用された「異常判定原理」である。

ここで、上記第１閾値圧力は、一定値でもよく、前記コンプレッサ間圧力よりもゼロを含む第３圧力だけ大きい圧力（即ち、前記コンプレッサ間圧力以上の範囲において同コンプレッサ間圧力が大きいほど大きくなる圧力）に設定されてもよい。この第３圧力は、第１コンプレッサ下流圧が「コンプレッサ間圧力よりも第３圧力だけ大きい圧力」よりも大きい場合に第１コンプレッサが新気を圧縮していると判定することができる適値とすることができる。

このように、本発明の制御弁異常判定装置は、複数の過給機と、複数のバイパス通路と、排気切替弁及び吸気切替弁を含む複数の制御弁と、を備えた内燃機関おいて、排気切替弁である第１制御弁、及び、吸気切替弁である第２制御弁が正常に作動しているか否かを判定することができる。更に、本発明の制御弁異常判定装置は、機関が比較的低負荷運転領域（第１運転領域）において運転されていても、上記制御弁が正常に作動しているか否かを判定することができる。従って、制御弁の異常を早期に発見することができる。

更に、本発明の制御弁異常判定装置においては、前記圧力取得手段が第１コンプレッサ下流圧を取得する方法は特に制限されない。

例えば、前記圧力取得手段は、前記圧力損失発生部材によって生じる圧力損失量を「推定」するとともに、前記過給圧を実際に検出することにより取得し、「同推定される圧力損失量と、前記取得される過給圧と、の和」を前記第１コンプレッサ下流圧として取得するように構成され得る。

ここで、上記圧力損失量を推定する方法は特に限定されない。例えば、この圧力損失量は、「新気の流量と、圧力損失発生部材において生じる圧力損失量と、の関係」を予め実験によって定めるとともに、実際の新気の流量をその定められた関係に適用することにより、推定することができる。

ところで、上述した複数の過給機を備えた内燃機関は、上述した構成に加え、「前記第２タービンをバイパスする第３通路部」及び「その第３通路部に配設される第３制御弁」を備えるように構成され得る。本発明の制御弁異常判定装置は、このように構成された内燃機関に対しても適用することができる。

より具体的に述べると、
前記第３通路部は、一端が前記第１タービンと前記第２タービンとの間において前記排気通路に接続されるとともに、他端が前記第２タービンの下流側において同排気通路に接続される通路である。このように、この第３通路部は、前記第２タービンをバイパスする経路を構成している。

前記第３通路部に配設される前記第３制御弁は、その開度に応じて同第３通路部の流路面積を変更するようになっている。これにより、第３制御弁は、「前記第２タービンに導入される排ガスのエネルギの大きさ」を変更する。

本発明の制御弁異常判定装置が上記機関に適用される場合、
前記制御弁作動手段は、
前記機関が前記「第１運転領域」にて運転されているか、又は、前記機関が「前記新気量が前記第１閾値新気量よりも大きく且つ同第１閾値新気量よりも大きい第２閾値新気量以下である第２運転領域」にて運転されているとき、前記第３通路部を排ガスが「通流不能」となるように前記第３制御弁を作動させるようになっている。

上記「第２運転領域」は、第１過給機及び第２過給機の「双方」が過給することができる運転領域と実質的に一致する領域である。即ち、機関がこの第２運転領域にて運転されているとき、第１制御弁及び第２制御弁の状態に関わらず、「第３制御弁」が正常に作動することによって排ガスが前記第３通路部を通過しないようになっていれば、第２過給機に十分な大きさの排ガスのエネルギが導入されるから、新気は第２過給機によって圧縮される。換言すると、新気が第２過給機によって圧縮されていれば、第３制御弁が正常に作動していると判断することができる。

そこで、前記異常判定手段は、
前記機関が前記「第２運転領域」にて運転されている場合に、前記「過給圧異常状態」が発生しているとき、
（Ｃ）前記コンプレッサ間圧力が所定の第２閾値圧力以上であれば「前記第３制御弁は正常である」旨の判定を行い、
（Ｄ）前記コンプレッサ間圧力が前記第２閾値圧力よりも小さければ「前記第３制御弁は異常である」旨の判定を行う、
ようになっている。
ここで、上記「第２閾値圧力」は、第３制御弁が異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３制御弁が「正常」である場合に得られるコンプレッサ間圧力の最小値に相当する値である。例えば、第２閾値圧力は、大気圧とすることができる。更に、第２閾値圧力は、大気圧に「機関の運転状態及び第２過給機に要求される性能等に基づいて定められる所定値」を加算した値とすることもできる。加えて、第２閾値圧力は、大気圧から「機関の外部から第２コンプレッサまでの経路において生じる圧力損失量」を減じた値とすることもできる。

このように、本発明の制御弁異常判定装置は、複数の過給機と、複数のバイパス通路と、排気切替弁、吸気切替弁、及び、他の制御弁（第３制御弁）を含む複数の制御弁と、を備えた内燃機関おいて、その「他の制御弁（第３制御弁）」が正常に作動しているか否かを判定することができる。

更に、本発明の制御弁異常判定装置は、「第１制御弁、第２制御弁、及び、第３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」との前提に立って各制御弁の異常を判定するように構成され得る。実際、第１制御弁、第２制御弁、及び、第３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、「第１制御弁、第２制御弁、及び、第３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」と推定することができる。

そこで、上記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３制御弁は異常である」旨の判定を行った場合、「前記第１制御弁及び前記第２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、
前記制御弁作動手段は、
前記機関が前記「第２運転領域」にて運転されている場合、機関が「第１運転領域」にて運転されている場合と同様、前記第１コンプレッサが前記第１コンプレッサに導入される空気を圧縮して排出するように前記第１制御弁を作動させるように構成され得る。

上述した異常判定原理においては、機関が「第１運転領域」にて運転されている場合における第１制御弁及び第２制御弁の作動に基づき、第１制御弁及び第２制御弁の異常を判断している。しかし、上述したように制御弁作動手段が構成されると、第１制御弁は、機関が「第２運転領域」にて運転されている場合においても、機関が「第１運転領域」にて運転されている場合と同様に作動させられる。更に、第２制御弁は、機関が如何なる運転領域にて運転されているかに関わらず、第２制御弁の上流側の空気の圧力と下流側の空気の圧力とに基づいて作動する。従って、上記構成の機関が「第２運転領域」にて運転されている場合においても、異常判定原理を適用することができる。

そこで、前記異常判定手段は、
前記機関が前記「第２運転領域」にて運転されている場合、前記第３制御弁は正常である旨の判定を行ったとき、「異常判定原理」に基づいて、前記第１コンプレッサ下流圧が前記第１閾値圧力よりも大きければ「前記第１制御弁が異常であり且つ前記第２制御弁は正常である」旨の判定を行い、同第１コンプレッサ下流圧が同第１閾値圧力以下であれば「前記第１制御弁及び前記第２制御弁の何れか一方が異常である」旨の判定を行う、
ように構成され得る。

更に、本発明の制御弁異常判定装置は、前記機関が「第１運転領域」及び「第２運転領域」の何れかで運転されている場合において、前記過給圧異常状態が発生しており、且つ、前記第１コンプレッサ下流圧が前記第１閾値圧力以下であるとき（即ち、前記異常判定手段が「第１制御弁及び第２制御弁の何れか一方が異常である」旨の判定を行ったとき）、以下のように、第１及び第２制御弁の何れが異常であるかを特定するように構成され得る。

具体的に述べると、前記異常判定手段は、
「前記機関が前記第２運転領域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る期間において、
先ず、前記取得される過給圧が大きくなるにつれて大きくなる過給圧相当値を「第１の値」として取得し、
次いで、同第１の値を取得した時点以降の「第１時点」にて前記第１制御弁の開度が「同第１の値を取得した時点における開度である第１開度とは異なる第２開度」に一致するように同第１制御弁を作動させ、
その後、同第１時点から所定時間が経過した後の「第２時点」における同取得される過給圧相当値を「第２の値」として取得する、
ようになっている。

上記異常判定条件が成立しているとき、機関は「第２運転領域」にて運転されているから、上述したように第１制御弁は「第１過給機及び第２過給機の双方が新気を圧縮する範囲」内にて作動させられる。このとき、排ガスのエネルギは、第１過給機と第２過給機とに分配されている。ここで、第１制御弁が「正常」であれば、第１制御弁の開度が第１開度から第２開度に変化するように作動させられたときに第１制御弁の実際の開度が第１開度から第２開度へと変化するので、第１過給機及び第２過給機にそれぞれ導入される排ガスのエネルギ量が変化する。

ここで、第２制御弁が「正常」であれば、第２制御弁は第２通路部を遮断するから、第１過給機及び第２過給機の双方が過給する（上記（１）を参照。）。更に、第１過給機に導入される排ガスのエネルギ量の変化に伴う第１過給機の過給効率の変化量と、第２過給機に導入される排ガスのエネルギ量の変化に伴う第２過給機の過給効率の変化量とは、互いに相違する。その結果、過給圧は変化する。

これに対し、第２制御弁が「異常」であれば、第２制御弁は第２通路部を遮断しないから、第２過給機のみが過給する（上記（１）を参照。）。更に、第２過給機に導入される排ガスのエネルギ量は変化する。その結果、過給圧は変化する。

つまり、第２制御弁の状態に関わらず、第１制御弁の開度が第１開度から第２開度へと変化するように第１制御弁を作動させたとき、第１制御弁の実際の開度が第１開度から第２開度へと変化しているのであれば、過給圧は必ず変化する。

従って、上述したように第１制御弁を作動させた場合に過給圧が変化すれば、第１制御弁は「正常」であると判定することができ、且つ、上記「多重異常除外前提」に従って第２制御弁は「異常」であると判定することができる。これに対し、上述したように第１制御弁を作動させた場合に過給圧が変化しなければ、第１制御弁が「異常」であると判定することができ、且つ、上記「多重異常除外前提」に従って第２制御弁は「正常」であると判定することができる。

そこで、前記異常判定手段は、
（Ｅ）前記第２の値と前記第１の値との差である「過給圧相当値変化量」の絶対値が所定の閾値変化量以上である場合、「前記第１制御弁が正常であり且つ前記第２制御弁が異常である」旨の判定を行い、
（Ｆ）同過給圧相当値変化量の絶対値が前記閾値変化量よりも小さい場合、「前記第１制御弁が異常であり且つ前記第２制御弁が正常である」旨の判定を行う、
ように構成され得る。

なお、上記「閾値変化量」は、第１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１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（過給圧相当値変化量）の最小値」に相当する値である。

このように、本発明の制御弁異常判定装置は、前記異常判定手段が「第１制御弁及び第２制御弁の何れか一方が異常である」旨の判定を行った場合、第１制御弁を強制的に作動させ、その結果によって「第１制御弁及び第２制御弁の何れが異常であるか」を特定することができる。

更に、上記構成においては、過給圧相当値として「過給圧が大きくなるにつれて大きくなる量」が取得されている。この過給圧相当値として、例えば、過給圧そのもの又は新気量を挙げることができる。

そこで、前記異常判定手段は、過給圧相当値として前記「過給圧」を取得するように構成され得る。更に、前記異常判定手段は、前記過給圧相当値として前記「新気量」を取得する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は、
前記制御弁作動手段は、
前記機関が前記「第１運転領域」にて運転されているとき、前記第１制御弁の開度が「全閉開度（第１通路部を遮断する開度）」となるように同第１制御弁を作動させるように構成されることが好適である。

第１制御弁をこのように作動させることにより、第１過給機（第１タービン）に導入される排ガスのエネルギの大きさを最大にすることができる。これにより、機関が第１運転領域にて運転されているとき、燃焼室から排出される排ガスのエネルギを「第１コンプレッサを駆動させる」ために最も効率良く活用することができる。

本発明の制御弁異常判定装置の一態様において、
前記第１制御弁は、指示信号に応答して前記第１通路部の流路面積を変更するように構成され、
前記制御弁作動手段又は前記異常判定手段は、前記第１制御弁駆動手段に前記指示信号を送出することにより前記第１制御弁の開度を変更するように構成される。

更に、上述したように、前記第２制御弁は、その上流側の空気の圧力と下流側の空気の圧力とに応じて第２通路部を遮断又は開放するようになっている。

このような第２制御弁は、一の態様として、
「弁体」と、前記弁体が着座する「着座部」と、前記弁体を前記着座部に向けて付勢する「付勢手段」と、を備えるように構成され得る。具体的に述べると、第２制御弁は、「前記第２通路部の同第２制御弁よりも上流側の空気の圧力が同第２制御弁よりも下流側の空気の圧力よりも前記第１圧力以上大きくない」とき、同弁体が同付勢手段の付勢力によって「同着座部に着座する第１位置」に移動せしめられることにより「同第２通路部を遮断する」ように構成され得る。更に、第２制御弁は、「同第２通路部の同第２制御弁よりも上流側の空気の圧力が同第２制御弁の下流側の空気の圧力よりも同第１圧力以上大きい」とき同弁体が同付勢手段の付勢力に抗して「前記第１位置と異なる第２位置」に移動せしめられることにより「同第２通路部を空気が通流可能となるように開放する」ように構成され得る。

上述した構成を有する第２制御弁においては、上記付勢手段の付勢力の大きさを変更することによって上記第１圧力を変更することができる。以下、このような構成を備えた制御弁を、便宜上、「自動開閉弁」と称呼する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る制御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吸気切替弁の概略図である。 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装置が適用された内燃機関における吸気及び排気の流路の第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装置が適用された内燃機関における吸気及び排気の流路の第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装置が適用された内燃機関における吸気及び排気の流路の第３の例を示す概略図である。 図７は、本発明の第１実施形態に係る制御装置が適用された内燃機関における吸気及び排気の流路の第４の例を示す概略図である。 図８は、本発明の第１実施形態に係る制御装置が適用された内燃機関における吸気及び排気の流路の第５の例を示す概略図である。 図９は、本発明の第１実施形態に係る制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図１０は、本発明の第１実施形態に係る制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図１１は、本発明の第１実施形態に係る制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図１２は、本発明の第１実施形態に係る制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図１３は、本発明の第２実施形態に係る制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図１４は、本発明の第２実施形態に係る制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。

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に介装された過給装置６０の下流側であって排気管４２に介装された周知の排ガス浄化用触媒（DPNR）４３、を備えている。エキゾーストマニホールド４１及び排気管４２は、排気通路を構成している。

EGR装置５０は、排ガスをエキゾーストマニホールド４１からインテークマニホールド３１へと還流させる通路（EGR通路）を構成する排気還流管５１、排気還流管５１に介装されたEGRガス冷却装置（EGRクーラ）５２、及び、排気還流管５１に介装されたEGR制御弁５３、を備えている。EGR制御弁５３は、電気制御装置８０からの指示信号に応じてエキゾーストマニホールド４１からインテークマニホールド３１へと還流させる排ガス量を変更し得るようになっている。

過給装置６０は、第１過給機としての高圧段過給機６１、及び、第２過給機としての低圧段過給機６２、を有している。即ち、過給装置６０は、複数（２つ）の過給機を備えている。

高圧段過給機６１は、高圧段コンプレッサ６１ａ及び高圧段タービン６１ｂを有している。高圧段コンプレッサ６１ａは第１コンプレッサとも称呼される。高圧段コンプレッサ６１ａは吸気通路（吸気管３２）に配設されている。高圧段タービン６１ｂは第１タービンとも称呼される。高圧段タービン６１ｂは排気通路（排気管４２）に配設されている。高圧段コンプレッサ６１ａと高圧段タービン６１ｂとは、ローターシャフト（図示省略。）によって同軸回転可能に連結されている。これにより、高圧段タービン６１ｂが排ガスによって回転せしめられると、高圧段コンプレッサ６１ａは回転し、高圧段コンプレッサ６１ａに供給される空気を圧縮する（過給を行う）ようになっている。

低圧段過給機６２は、低圧段コンプレッサ６２ａ及び低圧段タービン６２ｂを有している。低圧段コンプレッサ６２ａは第２コンプレッサとも称呼される。低圧段コンプレッサ６２ａは、高圧段コンプレッサ６１ａよりも吸気通路（吸気管３２）の上流側に配設されている。低圧段タービン６２ｂは、高圧段タービン６１ｂよりも排気通路（排気管４２）の下流側に配設されている。低圧段コンプレッサ６２ａと低圧段タービン６２ｂとは、ローターシャフト（図示省略。）によって同軸回転可能に連結されている。これにより、低圧段タービン６２ｂが排ガスによって回転せしめられると、低圧段コンプレッサ６２ａは回転し、低圧段コンプレッサ６２ａに供給される空気を圧縮する（過給を行う）ようになっている。このように、高圧段過給機６１と低圧段過給機６２とは、直列に接続されている。

更に、低圧段過給機６２の容量は、高圧段過給機６１の容量よりも大きい。従って、低圧段過給機６２のチョーク流量は高圧段過給機６１のチョーク流量よりも大きく、且つ、低圧段過給機６２のサージ流量は高圧段過給機６１のサージ流量よりも大きい。換言すると、高圧段過給機６１が過給を行うために必要な排ガスのエネルギの最小値は、低圧段過給機６２が過給を行うために必要な排ガスのエネルギの最小値よりも小さい。

これにより、高圧段過給機６１及び低圧段過給機６２は、負荷が小さい運転領域においては主に高圧段過給機６１により過給を行い、且つ、負荷が大きい運転領域においては主に低圧段過給機６２により過給を行うことができる。従って、高圧段過給機６１と低圧段過給機６２とによって、より広い運転領域（負荷領域）において新気が適切に圧縮（過給）される。

更に、過給装置６０は、高圧段コンプレッサバイパス通路部（バイパス管）６３、吸気切替弁（ACV）６４、高圧段タービンバイパス通路部（バイパス管）６５、排気切替弁（ECV）６６、低圧段タービンバイパス通路部（バイパス管）６７、及び、排気バイパス弁（EBV）６８を備えている。

高圧段コンプレッサバイパス通路部６３の一端は、高圧段コンプレッサ６１ａと低圧段コンプレッサ６２ａとの間において吸気通路（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。高圧段コンプレッサバイパス通路部６３は、便宜上、「第２通路部」とも称呼される。

吸気切替弁６４は、高圧段コンプレッサバイパス通路部６３に配設された自動開閉弁である。吸気切替弁６４は、図２に示すように、弁体６４ａと、その弁体６４ａが着座する着座部６４ｂと、弁体６４ａを着座部６４ｂに向けて付勢する付勢手段（ばね）６４ｃと、を備えている。吸気切替弁６４は、「高圧段コンプレッサバイパス通路部６３の吸気切替弁６４よりも上流側の空気の圧力が吸気切替弁６４よりも下流側の空気の圧力よりも所定圧力（第１圧力）以上大きくない」とき、弁体６４ａが付勢手段（ばね）６４ｃの付勢力によって「着座部６４ｂに着座する第１位置」に移動せしめられることにより「高圧段コンプレッサバイパス通路部６３を遮断する」ように構成されている。

更に、吸気切替弁６４は、「高圧段コンプレッサバイパス通路部６３の吸気切替弁６４よりも上流側の空気の圧力が吸気切替弁６４の下流側の圧力よりも上記所定圧力以上大きい」とき弁体６４ａが付勢手段（ばね）６４ｃの付勢力に抗して「第１位置と異なる第２位置」に移動せしめられることにより「高圧段コンプレッサバイパス通路部６３を空気が通流可能となるように開放する」ように構成されている。従って、この吸気切替弁６４は、電気制御装置８０による指示信号とは独立して作動させられる弁である。吸気切替弁６４は、便宜上、「第２制御弁」とも称呼される。

再び図１を参照すると、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。高圧段タービンバイパス通路部６５は、便宜上、「第１通路部」とも称呼される。

排気切替弁６６は、高圧段タービンバイパス通路部６５に配設されたバタフライ弁である。排気切替弁６６は、電気制御装置８０からの指示に応じて駆動される排気切替弁アクチュエータ６６ａによってその開度（作動量）が変更されるようになっている。排気切替弁６６は、その開度の変更に伴って高圧段タービンバイパス通路部６５の流路面積を変更し、それにより、高圧段タービン６１ｂに導入される空気の量と、高圧段タービンバイパス通路部６５を通過する空気の量と、の割合を変更するようになっている。排気切替弁６６は、便宜上、「第１制御弁」とも称呼される。

低圧段タービンバイパス通路部６７の一端は、低圧段タービン６２ｂよりも上流側において排気通路（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。低圧段タービンバイパス通路部６７は、便宜上、「第３通路部」とも称呼される。

排気バイパス弁６８は、低圧段タービンバイパス通路部６７に配設されたバタフライ弁である。排気バイパス弁６８は、電気制御装置８０からの指示に応じて駆動される排気バイパス弁アクチュエータ６８ａによってその開度（作動量）が変更されるようになっている。排気バイパス弁６８は、その開度の変更に伴って低圧段タービンバイパス通路部６７の流路面積を変更し、それにより、低圧段タービン６２ｂに導入される空気の量と、低圧段タービンバイパス通路部６７を通過する空気の量と、の割合を変更するようになっている。排気バイパス弁６８は、便宜上、「第３制御弁」とも称呼される。

更に、この第１装置は、熱線式エアフローメータ７１、コンプレッサ間圧力センサ７２、吸気温度センサ７３、過給圧センサ７４、クランクポジションセンサ７５、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。

コンプレッサ間圧力センサ７２は、高圧段コンプレッサ６１ａと低圧段コンプレッサ６２ａとの間の吸気管３２内の圧力（コンプレッサ間圧力）Pcに応じた信号を出力するようになっている。なお、コンプレッサ間圧力センサ７２は、高圧段コンプレッサバイパス通路部６３であって吸気切替弁６４よりも上流側に配設されていてもよい。

吸気温度センサ７３は、吸気管３２内を流れる吸入空気の温度に応じた信号を出力するようになっている。

過給圧センサ７４は、吸気管３２のスロットル弁３３の下流側に配設される。過給圧センサ７４は、それが配設されている部位の吸気管３２内の空気の圧力、即ち、機関１０の燃焼室に供給される空気の圧力（過給圧）Pimを表す信号を出力するようになっている。

クランクポジションセンサ７５は、クランクシャフト（図示省略。）が１０°回転する毎に幅狭のパルスを有するとともに同クランクシャフトが３６０°回転する毎に幅広のパルスを有する信号を出力するようになっている。

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。

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、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、過給装置６０が所定のターボモードにて作動しているとき、過給圧と所定の参照過給圧とを比較することにより、新気が正常に圧縮されているか否かを確認する。

そして、第１装置は、新気が正常に圧縮されていないとき（即ち、上述した過給圧異常状態が生じているとき）、第１コンプレッサ下流圧とコンプレッサ間圧力とを比較することにより、排気切替弁（第１制御弁）６６及び吸気切替弁（第２制御弁）６４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、コンプレッサ間圧力と予め定められた所定圧力とを比較することにより、排気バイパス弁（第３制御弁）６８が正常に機能しているか否かを判定する。

更に、第１装置は、何れかの制御弁が異常である場合、上記判定の結果を機関１０の操作者に対して通知するとともに、機関１０を構成する部材への負担が小さい「退避運転」を実行する。一方、第１装置は、全ての制御弁が正常であるとき、操作者に対して通知は行わず、「通常運転」を実行する。以上が第１装置の作動の概要である。

＜ターボモードの決定方法＞
次いで、本発明の具体的な作動についての説明を行う前に、第１装置に採用されているターボモード、及び、その決定方法について説明する。

上述したように、高圧段過給機６１が作動することができる排ガスのエネルギ量は、低圧段過給機６２が作動することができる排ガスのエネルギ量よりも小さい。そこで、第１装置は、排ガスのエネルギが小さいとき（即ち、機関の負荷が小さく流量Gaが小さいとき）、排ガスが高圧段過給機６１に優先的に供給されるように排気切替弁６６を制御する。一方、第１装置は、排ガスのエネルギが大きいとき（即ち、機関の負荷が大きく流量Gaが大きいとき）、排ガスが低圧段過給機６２に優先的に供給されるように排気切替弁６６を制御する。更に、第１装置は、低圧段過給機６２に供給される排ガスのエネルギの大きさを調整するように排気バイパス弁６８を制御する。

即ち、第１装置は、機関１０の運転状態に応じて、適切な量の排ガスが高圧段過給機６１及び低圧段過給機６２に供給されるように、排気切替弁６６及び排気バイパス弁６８を制御する。なお、上述したように、吸気切替弁６４は、第１装置の制御からは独立し、吸気切替弁６４の上流側の空気の圧力と下流側の空気の圧力とに基づいて作動する。

このような制御を実行するために、第１装置は、機関１０の運転状態を４つの領域（運転領域）に分け、その４つの運転領域のそれぞれに適した吸気切替弁６４、排気切替弁６６及び排気バイパス弁６８（以下、「各制御弁」とも称呼する。）の作動状態を決定する。この「各制御弁の作動状態」が、ターボモードに基づいて決定される。

このターボモードは、以下のように決定される。
第１装置は、図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状態であることを示す。一方、「全開」は、制御弁の開度がその制御弁が設けられている通路を完全に（限界まで）開放する開度に設定され、空気又は排ガスがその通路を制御弁の影響を実質的に受けることなく通過することができる状態であることを示す。更に、「開」は、制御弁の開度が「全閉」から「全開」までの間の開度に設定され、その制御弁が設けられている通路を通過する空気又は排ガスの流量が制御弁の開度に応じて変更可能となっている状態であることを示す。

なお、図３（Ｂ）において、「ECV」は排気切替弁（第１制御弁）６６の略称であり、「ACV」は吸気切替弁（第２制御弁）６４の略称であり、「EBV」は排気バイパス弁（第３制御弁）６８の略称である。

第１装置は、上記ターボモードテーブルMapTurbo（NE，Q）に実際の機関回転速度NE及び燃料噴射量Qを適用することにより、ターボモード（各制御弁の作動状態）を決定する。そして、第１装置は、決定されたターボモードに応じて各制御弁の開度を制御する。

＜制御弁の異常判定＞
次いで、第１装置における制御弁の異常判定方法について説明する。
第１装置は、機関１０がターボモード１又はターボモード２にて運転されているときに、制御弁の異常判定を行う。

先ず、第１装置は、機関１０がターボモード１又はターボモード２にて運転されているとき、過給圧Pimと所定の参照過給圧とが一致しているか否かを判定する。第１装置において、参照過給圧は機関１０の運転状態に基づいて定まる目標過給圧Pimtgtに設定される。この判定の結果、過給圧Pimと目標過給圧Pimtgtとが一致していない場合（過給圧Pimが目標過給圧Pimtgtよりも所定値（第２圧力）以上小さい場合。即ち、過給圧異常状態が発生している場合）、第１装置は、制御弁の少なくとも一つが異常であると判断するとともに、後述する異常判定方法に基づいて何れの制御弁が異常であるかを判定する。

上述したように、ターボモード１及びターボモード２においては、図３（Ａ）に示すように、高圧段過給機６１及び低圧段過給機６２の「双方」が作動するように各制御弁が作動させられている。ここで、図３（Ｃ）に、ターボモードと新気量Gaとの関係を示す。図３（Ｃ）においては、図３（Ａ）のターボモードテーブルMapTurbo（NE，Q）とともに、「新気量Gaと、その新気量Gaに基づいて定まる第１運転領域AR1及び第２運転領域AR2と、の関係」が示されている。

図３（Ｃ）に示すように、ターボモード１が選択される運転領域のうちの所定の低負荷運転領域（新気量Gaが第１閾値新気量A以下である第１運転領域）AR1においては、機関１０に導入される空気の流量Gaが小さいから、各制御弁が上述したように作動させられていても、低圧段過給機６２は作動することができない。即ち、この第１運転領域においては、「高圧段過給機６１のみ」が作動する。一方、ターボモード１が選択される運転領域のうちの上記第１運転領域を除く運転領域と、ターボモード２が選択される運転領域と、を合わせた運転領域（新気量Gaが第１閾値新気量Aから第２閾値新気量B（B＞A）までの範囲内の量となる第２運転領域）AR2においては、「高圧段過給機６１及び低圧段過給機６２の双方」が作動する。なお、図３（Ｃ）において、第２運転領域の上限を表す境界線（Ga＝Bの境界線）は、ターボモード２とターボモード３との間の境界線に一致している。

＜異常判定方法１＞
機関が「第１運転領域AR1」にて運転されているとき、上述したように、高圧段過給機（第１過給機）６１のみが過給することができ、低圧段過給機（第２過給機）６２は過給することができない。そのため、排気バイパス弁６８の状態は過給圧に影響を与えない。従って、機関が「第１運転領域AR1」にて運転されているときに過給圧異常状態が発生している場合、吸気切替弁６４及び排気切替弁６６のうちの少なくとも一方が異常であると判定できる。

機関１０が「第１運転領域AR1」にて運転されているときに過給圧異常状態が発生した場合、第１装置は、高圧段コンプレッサ６１ａが新気を圧縮しているか否かを判定する。その判定の結果、高圧段コンプレッサ６１ａが新気を圧縮していれば、第１装置は、「排気切替弁６６は異常であり且つ吸気切替弁６４は正常である」旨の判定を行う。一方、高圧段コンプレッサ６１ａが新気を圧縮していなければ、第１装置は、「排気切替弁６６及び吸気切替弁６４の何れか一方が異常である」旨の判定を行う。以下、この判定方法を「異常判定方法１」と称呼する。

なお、機関１０が「第１運転領域AR1」にて運転されているときに過給圧異常状態が発生した場合、排気バイパス弁６８も異常となっている可能性もある。しかし、上述したように、２以上の制御弁に同時に異常が発生することは稀である。そこで、第１装置は、上述した多重異常除外前提に従い、吸気切替弁６４及び排気切替弁６６のうちの少なくとも一方が異常であると判定した場合、排気バイパス弁６８は正常であると推定する。

＜異常判定方法２＞
一方、機関１０が「第２運転領域AR2」にて運転されているときに過給圧異常状態が発生した場合、第１装置は、先ず、低圧段コンプレッサ６２ａが新気を適切に圧縮しているか否かを判定する。その判定の結果、低圧段コンプレッサ６２ａが新気を圧縮していれば、第１装置は、「排気バイパス弁６８は正常である」旨の判定を行う。一方、低圧段コンプレッサ６２ａが新気を圧縮していなければ、第１装置は、「排気バイパス弁６８は異常である」旨の判定を行う。

更に、第１装置は、「排気バイパス弁６８は正常である」旨の判定を行った場合、上述した「異常判定方法１」によって排気切替弁６６及び吸気切替弁６４の異常を判定する。これに対し、第１装置は、「排気バイパス弁６８は異常である」旨の判定を行った場合、多重異常除外前提に従い、「排気切替弁６６及び吸気切替弁６４は正常である」旨の推定を行う。以下、この判定方法を「異常判定方法２」と称呼する。

以下、上述した「異常判定方法１及び異常判定方法２」によって制御弁の異常を判定することができる理由につき、以下に示した順序に従って説明する。

＜説明順序＞
（場合１−１）吸気切替弁６４、排気切替弁６６及び排気バイパス弁６８の全てが正常である場合
（場合１−２）吸気切替弁６４が異常であり、排気切替弁６６及び排気バイパス弁６８は正常である場合
（場合１−３）排気切替弁６６が異常であり、吸気切替弁６４及び排気バイパス弁６８は正常である場合
（場合１−４）排気バイパス弁６８が異常であり、吸気切替弁６４及び排気切替弁６６は正常である場合

＜説明＞
（場合１−１）吸気切替弁６４、排気切替弁６６及び排気バイパス弁６８の全てが正常である場合

先ず、機関１０が「第１運転領域AR1」にて運転されている場合について説明する。機関１０が第１運転領域AR1（ターボモード１の低負荷運転領域）にて運転されているとき、図３（Ｂ）に示したように、吸気切替弁６４、排気切替弁６６及び排気バイパス弁６８の全てが「全閉」状態となるように制御されている。

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）に導入された新気Ｉｎは、先ず、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が「高圧段コンプレッサ６１ａに導入される新気Ｉｎ」を圧縮する。これに対し、第１運転領域AR1においては、排ガスＥｘが低圧段タービン６２ｂに導入されても、低圧段コンプレッサ６２ａは駆動されない。従って、機関１０が第１運転領域AR1にて運転されている場合、全ての制御弁が正常であれば、高圧段コンプレッサ６１ａのみが新気Ｉｎを圧縮する。これにより、過給圧Pimと目標過給圧Pimtgtとが実質的に一致する。即ち、過給圧異常状態は発生しない。

次いで、機関１０が「第２運転領域AR2」にて運転されている場合について説明する。機関１０が第２運転領域AR2にて運転されているとき、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「全閉」又は「開」状態となるように制御されることにより、高圧段コンプレッサ６１ａ及び低圧段コンプレッサ６２ａの双方が新気Ｉｎを圧縮する。

なお、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とが実質的に一致する。即ち、過給圧異常状態は発生しない。

（場合１−２）吸気切替弁６４が異常であり、排気切替弁６６及び排気バイパス弁６８は正常である場合

機関１０が第１運転領域AR1又は第２運転領域AR2にて運転されている場合、吸気切替弁６４は「全閉」状態となるはずである。従って、これらの運転領域において吸気切替弁６４が異常であると、吸気切替弁６４は開いた状態となる。以下、この状態を「吸気切替弁開異常状態」と称呼する。

この場合、図５に示したように、燃焼室ＣＣから排出された排ガスＥｘは、上記「場合１−１」と同様、高圧段タービン６１ｂ及び低圧段タービン６２ｂを経て機関１０の外部へ放出される。

従って、機関１０が「第１運転領域AR1」にて運転されていれば、高圧段コンプレッサ６１ａのみが新気Ｉｎを圧縮するように駆動される。一方、機関１０が「第２運転領域AR2」にて運転されていれば、高圧段コンプレッサ６１ａ及び低圧段コンプレッサ６２ａの双方が新気Ｉｎを圧縮するように駆動される。

しかし、この場合、吸気切替弁６４が「吸気切替弁開異常状態」となっている。そのため、機関１０が「第１運転領域AR1」及び「第２運転領域AR2」の何れの運転領域にて運転されている場合であっても、低圧段コンプレッサ６２ａを通過した後の新気Ｉｎは、高圧段コンプレッサ６１ａには向かわず、高圧段コンプレッサバイパス通路部６３を通過して機関１０の燃焼室ＣＣに導入される。従って、高圧段コンプレッサ６１ａが上述したように駆動されていても、高圧段コンプレッサ６１ａは新気Ｉｎを圧縮することができない。

この結果、コンプレッサ間圧力Pcと、高圧段コンプレッサ６１ａを通過した後の新気Ｉｎの圧力と、は実質的に同一となる。更に、過給することが期待されている高圧段過給機６１が過給を行うことができないから、過給圧Pimは目標過給圧Pimtgtよりも小さくなる。即ち、過給圧異常状態が発生する。

以上から明らかなように、機関１０が少なくとも「第１運転領域AR1」にて運転されているときに過給圧異常状態が発生した場合、高圧段コンプレッサ６１ａが新気を圧縮していなければ、「本来閉じているべき吸気切替弁６４」が開いていると判定することができる。但し、「本来閉じているべき吸気切替弁６４」が開く場合には、吸気切替弁６４自体が異常であること（吸気切替弁開異常状態）に起因して吸気切替弁６４が開く場合と、以下に述べるように、排気切替弁６６が異常であることに起因して吸気切替弁６４が開く場合と、の二つの場合が含まれている。

（場合１−３）排気切替弁６６が異常であり、吸気切替弁６４及び排気バイパス弁６８は正常である場合

機関１０が「第１運転領域AR1」にて運転されている場合、上述したように、排気切替弁６６は「全閉」状態となるように制御されている。従って、機関１０が第１運転領域AR1にて運転されている場合、排気切替弁６６が異常であると、排気切替弁６６は開いた状態となる（即ち、排気切替弁６６の開度が全閉状態における開度よりも大きくなる。）。

この場合、図６に示したように、「排ガスＥｘの一部」は高圧段タービン６１ｂを通過してから低圧段タービン６２ｂ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を経由して低圧段タービン６２ｂに直接導入される。従って、高圧段タービン６１ｂに導入される排ガスのエネルギは、上記「場合１−１」に比べ、低圧段タービン６２ｂに直接導入される分だけ減少する。

このとき、高圧段タービン６１ｂに導入される排ガスＥｘのエネルギの大きさが「高圧段コンプレッサ６１ａを駆動することができるエネルギの大きさの下限値」以上であれば（即ち、排気切替弁６６の開度が所定の閾値開度以下であれば）、高圧段コンプレッサ６１ａは新気Ｉｎを圧縮することができる。従って、高圧段コンプレッサ６１ａを通過した後の新気Ｉｎの圧力は、コンプレッサ間圧力Pcよりも大きくなる。但し、高圧段コンプレッサ６１ａの駆動に供される排ガスＥｘのエネルギが減少しているから、過給圧Pimは目標過給圧Pimtgtよりも小さくなる。即ち、過給圧異常状態が発生する。なお、このような排気切替弁６６の異常を「小開度の開異常状態」と称呼する。

従って、機関１０が「第１運転領域AR1」にて運転されている場合、過給圧異常状態が発生し、且つ、高圧段コンプレッサ６１ａが新気Ｉｎを圧縮していれば、排気切替弁６６は異常である（小開度の開異常状態にある）と判定することができる（上記異常判定方法１を参照。）。

これに対し、高圧段タービン６１ｂに導入される排ガスＥｘのエネルギの大きさが「高圧段コンプレッサ６１ａを駆動することができるエネルギの大きさの下限値」よりも小さいと（即ち、排気切替弁６６の開度が上記閾値開度よりも大きいと）、高圧段コンプレッサ６１ａは新気Ｉｎを圧縮することができない。そのため、高圧段コンプレッサ６１ａを通過した後の新気Ｉｎの圧力は、コンプレッサ間圧力Pcよりも「高圧段コンプレッサ６１ａを通過する際の圧力損失分」だけ小さくなる。以下、このような排気切替弁６６の異常を「大開度の開異常状態」と称呼する。

このとき、吸気切替弁６４の弁体６４ａは、「高圧段コンプレッサバイパス通路部６３を開放する」方向の力を受ける（以下、この力を、便宜上、「圧力差に起因する力」と称呼する。）。一方、弁体６４ａが付勢手段（ばね）から受ける付勢力は、この「圧力差に起因する力」以下となるように設定されている。従って、排気切替弁６６の状態が「大開度の開異常状態」となると、吸気切替弁６４も開く。

この結果、図７に示したように、新気Ｉｎは上記「場合１−２」と同様の経路を経て燃焼室ＣＣへ導入されるようになる。従って、コンプレッサ間圧力Pcと、高圧段コンプレッサ６１ａを通過した後の圧力と、は実質的に同一となる。更に、過給することが期待されている高圧段過給機６１が過給を行うことができないから、過給圧Pimは目標過給圧Pimtgtよりも小さくなる。即ち、過給圧異常状態が発生する。

以上、説明したように、機関１０が少なくとも「第１運転領域AR1」にて運転されているときに過給圧異常状態が発生し、且つ、その場合に高圧段コンプレッサ６１ａが新気を圧縮していない状態は、上記「場合１−２」のように吸気切替弁６４が「吸気切替弁開異常状態」になっている場合と、排気切替弁６６の状態が「大開度の開異常状態」となっている場合と、の二つの場合において発生する。

従って、機関１０が「第１運転領域AR1」にて運転されている場合、過給圧異常状態が発生し、且つ、高圧段コンプレッサ６１ａが新気Ｉｎを圧縮していなければ、「吸気切替弁６４及び排気切替弁６６の何れか一方が異常である」と判定することができる。

以上、機関１０が「第１運転領域AR1」にて運転されている場合における排気切替弁６６の異常について説明した。ところで、上述したように、機関１０が「第２運転領域AR2」にて運転されている場合、排気切替弁６６の開度は、目標過給圧Pimtgtと過給圧Pimとが一致するようにフィードバック制御されている。ここで、排気切替弁６６の開度がこのフィードバック制御によって定まる開度よりも大きくなると、上記同様、高圧段タービン６１ｂに導入される排ガスのエネルギが減少する。そして、排気切替弁６６の開度が上記閾値開度以上であるか否かにより、上記同様の現象が生じる。

即ち、機関１０が「第２運転領域AR2」にて運転されている場合であっても、機関１０が「第１運転領域AR1」にて運転されている場合と同様、排気切替弁６６が「小開度の開異常状態」であるか「大開度の開異常状態」であるかにより、コンプレッサ間圧力Pcと、高圧段コンプレッサ６１ａを通過した後の圧力と、の関係が異なる。更に、過給圧Pimは目標過給圧Pimtgtよりも小さくなる。

（場合１−４）排気バイパス弁６８が異常であり、吸気切替弁６４及び排気切替弁６６は正常である場合

上述したように、機関１０が第１運転領域AR1又は第２運転領域AR2にて運転されている場合、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、これらの運転領域において排気バイパス弁６８が異常であると、排気バイパス弁６８は開いた状態となる（排気切替弁６６の開度が全閉状態における開度よりも大きくなる）。

この場合、図８に示したように、高圧段タービン６１ｂを通過した排ガスＥｘの一部は低圧段タービン６２ｂを通過し、排ガスＥｘの他の一部は低圧段タービンバイパス通路部６７を通過する。従って、低圧段タービン６２ｂに導入される排ガスのエネルギは、上記「場合１−１」に比べて減少する。そのため、機関１０が少なくとも第２運転領域AR2にて運転されている場合、コンプレッサ間圧力Pcは、排気バイパス弁６８が正常である場合におけるコンプレッサ間圧力Pc（例えば、大気圧Paに所定値を加えた値）よりも小さくなる。更に、過給圧Pimは、コンプレッサ間圧力Pcが小さくなる分だけ、目標過給圧Pimtgtよりも小さくなる。

従って、機関１０が第２運転領域AR2にて運転されている場合、過給圧異常状態が発生し、且つ、低圧段コンプレッサ６２ａが新気Ｉｎを圧縮していれば、「排気バイパス弁６８は正常である（従って、吸気切替弁６４及び排気切替弁６６の何れかが異常である）」旨の判定を行うことができる。一方、機関１０が「第２運転領域AR2」にて運転されている場合、過給圧異常状態が発生し、且つ、低圧段コンプレッサ６２ａが新気を圧縮していなければ、「排気バイパス弁６８は異常である（従って、吸気切替弁６４及び排気切替弁６６の双方は正常である）」旨の判定を行うことができる（上記異常判定方法２を参照。）。

＜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、所定時間が経過する毎に図９にフローチャートによって示した「圧力損失量推定ルーチン」を実行するようになっている。従って、ＣＰＵ８１は、所定のタイミングにて図９のステップ９００から処理を開始してステップ９１０に進み、インタークーラ圧力損失量テーブルMapPDic（Ga）に、エアフローメータ７１の出力値に基づいて得られる実際の空気の流量Gaを適用することにより、インタークーラ圧力損失量PDicを推定する。インタークーラ圧力損失量テーブルMapPDic（Ga）は、予め実験によって定めた「流量Gaと、インタークーラ圧力損失量PDicと、の関係」に基づくテーブルである。このテーブルによれば、流量Gaが大きいほどインタークーラ圧力損失量PDicは大きくなるように求められる。

次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ９２０に進み、「流量Gaと、スロットル弁開度Otvと、スロットル弁圧力損失量PDtvと、の関係」を予め定めたスロットル弁圧力損失量テーブルMapPDtv（Ga，Otv）に、実際の「流量Ga及びスロットル弁開度Otv」を適用することにより、スロットル弁圧力損失量PDtvを推定する。実際のスロットル弁開度Otvは、スロットル弁アクチュエータ３３ａへの指示信号に基づいて求められる。このテーブルによれば、スロットル弁圧力損失量PDtvは、流量Gaが大きいほど大きくなるように求められる。更に、スロットル弁圧力損失量PDtvはスロットル弁開度Otvが小さいほど大きくなるように求められる。

次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ９３０に進み、インタークーラ圧力損失量PDicとスロットル弁圧力損失量PDtvとの和を圧力損失量PDに格納する。その後、ＣＰＵ８１は、ステップ９９５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１０にフローチャートによって示した「異常判定ルーチン」を実行するようになっている。ＣＰＵ８１は、このルーチンにより、排気切替弁６６、吸気切替弁６４、及び、排気バイパス弁６８の異常を判定する。

具体的に述べると、ＣＰＵ８１は、所定のタイミングにて、図１０のステップ１０００から処理を開始してステップ１００２に進み、機関１０がターボモード１又はターボモード２にて運転されているか否かを判定する。機関１０がターボモード１又はターボモード２にて運転されていなければ、ＣＰＵ８１は、ステップ１００２にて「Ｎｏ」と判定してステップ１０９８に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。即ち、このとき、制御弁の異常判定は実行されない。それに対し、機関１０がターボモード１又はターボモード２にて運転されていれば、ＣＰＵ８１は、ステップ１００２にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１００４に進む。以下、機関１０がターボモード１又はターボモード２にて運転されていると仮定して説明を続ける。

ＣＰＵ８１は、ステップ１００４にて、過給圧センサ７４の出力値に基づいて取得される過給圧Pimと、機関１０の運転状態に基づいて決定される目標過給圧Pimtgtと、が一致しているか否かを判定する。具体的に述べると、ＣＰＵ８１は、目標過給圧Pimtgtと過給圧Pimとの差が所定値Kよりも大きいか否かを判定する。ここで、所定値Kは、排気切替弁６６、吸気切替弁６４、及び、排気バイパス弁６８の何れかが異常であるときに生じる過給圧Pimの低下量の大きさの最小値に相当する値に設定されている。即ち、目標過給圧Pimtgtと過給圧Pimとの差が所定値Kよりも大きいとき、排気切替弁６６、吸気切替弁６４、及び、排気バイパス弁６８の何れかが異常である。

（仮定Ａ）吸気切替弁６４、排気切替弁６６、及び、排気バイパス弁６８の全てが正常である場合

いま、吸気切替弁６４、排気切替弁６６、及び、排気バイパス弁６８の全てが正常であると仮定する。この場合、上述したように、過給圧Pimと目標過給圧Pimtgtとは一致する。

従って、ＣＰＵ８１は、ステップ１００４にて「Ｎｏ」と判定してステップ１００６に進み、吸気切替弁開放フラグXACVOPの値に「０」を設定する。吸気切替弁開放フラグXACVOPは、その値が「０」であるとき、吸気切替弁６４が高圧段コンプレッサバイパス通路部６３を遮断していることを表す。一方、吸気切替弁開放フラグXACVOPはその値が「１」であるとき、吸気切替弁６４が高圧段コンプレッサバイパス通路部６３を開放していることを表す。

ここで、吸気切替弁開放フラグXACVOPを含む第１装置が用いる各フラグの値は全て、図示しないイグニッション・キー・スイッチがオフからオンに変更されたときに実行されるイニシャルルーチンにおいて「０」に設定されるようになっている。更に、吸気切替弁開放フラグXACVOPを含む第１装置が用いる各フラグの値は全てバックアップＲＡＭ８４に格納される。

次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ１００８に進み、排気切替弁大開度異常フラグXECVFOの値に「０」を設定する。排気切替弁大開度異常フラグXECVFOは、その値が「０」であるとき、排気切替弁６６が正常であることを表す。一方、排気切替弁大開度異常フラグXECVFOはその値が「１」であるとき、排気切替弁６６が異常（大開度の開異常状態）であることを表す。

次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ１０１０に進み、排気切替弁小開度異常フラグXECVIOの値に「０」を設定する。排気切替弁小開度異常フラグXECVIOは、その値が「０」であるとき、排気切替弁６６が正常であることを表す。一方、排気切替弁小開度異常フラグXECVIOはその値が「１」であるとき、排気切替弁６６が異常（小開度の開異常状態）であることを表す。

次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ１０１２に進み、排気バイパス弁異常フラグXEBVの値に「０」を設定する。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。

次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ１０１４に進み、吸気切替弁異常フラグXACVの値に「０」を設定する。吸気切替弁異常フラグXACVは、その値が「０」であるとき、吸気切替弁６４が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、吸気切替弁６４が異常であることを表す。その後、ＣＰＵ８１は、ステップ１０９８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１１にフローチャートによって示した「異常通知ルーチン」を実行するようになっている。ＣＰＵ８１は、このルーチンにより、吸気切替弁６４、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、排気切替弁小開度異常フラグXECVIO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小開度異常フラグXECVIOの値は「０」であるから、ＣＰＵ８１は、ステップ１１０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１１１０に進む。

次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ１１１０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１１１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１１１５に進む。

次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ１１１５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１１１５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１１２０に進む。

ＣＰＵ８１は、ステップ１１２０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、排気切替弁６６、及び、排気バイパス弁６８の全てが正常に作動していることを表す。また、異常発生フラグXEMGは、その値が「１」であるとき、吸気切替弁６４、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。

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。従って、吸気切替弁６４、排気切替弁６６、及び、排気バイパス弁６８の全てが正常であるとき（或いは、排気切替弁小開度異常フラグXECVIOの値、吸気切替弁開放フラグXACVOPの値、及び、排気バイパス弁異常フラグXEBVの値、の全てが「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１２にフローチャートによって示した「燃料供給制御ルーチン」を、任意の気筒のクランク角が圧縮上死点前の所定クランク角度（例えば、圧縮上死点前９０度クランク角）θｇに一致する毎に繰り返し実行するようになっている。ＣＰＵ８１は、このルーチンにより、燃料噴射量Qの算出及び燃料噴射の指示を行う。このクランク角が圧縮上死点前の所定クランク角θｇに一致して圧縮行程を終える気筒は、以下「燃料噴射気筒」とも称呼される。

具体的に述べると、ＣＰＵ８１は、任意の気筒のクランク角度が上記クランク角度θｇになると、図１２のステップ１２００から処理を開始してステップ１２１０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、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７５の出力値に基づいて機関回転速度NEを取得する。そして、ＣＰＵ８１は、全ての制御弁が正常である場合における「アクセルペダル開度Accpと、機関回転速度NEと、燃料噴射量Qと、の関係」を予め定めた通常時燃料噴射量テーブルMapMain（Accp，NE）に、現時点におけるアクセルペダル開度Accpと機関回転速度NEとを適用することにより、燃料噴射量Qを取得する。この通常時の燃料噴射量Qは要求トルクに対応する。以下、通常時燃料噴射量テーブルMapMain（Accp，NE）によって定まる燃料噴射量を採用する運転を「通常運転」と称呼する。

次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ１２３０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、排気切替弁６６、及び、排気バイパス弁６８の全て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Ｂ）吸気切替弁６４が異常であり、排気切替弁６６及び排気バイパス弁６８は正常である場合

この場合、機関１０が第１運転領域AR1及び第２運転領域AR2の何れの運転領域にて運転されていても、高圧段コンプレッサ６１ａは新気を圧縮することができない。従って、過給圧Pimは目標過給圧Pimtgtよりも小さくなる。

このとき、ＣＰＵ８１は、所定のタイミングにて図１０のステップ１０００から処理を開始すると、機関１０がターボモード１又はターボモード２にて運転されていれば、ステップ１００２を経てステップ１００４に進む。ここで、上記仮定Ｂに従えば、吸気切替弁６４は異常であるから、目標過給圧Pimtgtと過給圧Pimとの差は所定値Kよりも大きい。そのため、ＣＰＵ８１は、ステップ１００４にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１０１６に進み、新気の流量Gaが所定値Aよりも大きいか否かを判定する。ここで、所定値Aは、「新気の流量Gaがその所定値Aよりも大きいとき、機関１０が上記「第２運転領域AR2」にて運転されていると判定することができる値」に設定されている。

このとき、機関１０が「第１運転領域AR1」にて運転されていれば、ＣＰＵ８１は、ステップ１０１６にて「Ｎｏ」と判定してステップ１０１８に進む。

それに対し、機関１０が「第２運転領域AR2」にて運転されていれば、ＣＰＵ８１は、ステップ１０１６にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１０２０に進む。ＣＰＵ８１は、ステップ１０２０にて、低圧段コンプレッサ６２ａが過給しているか否かを判定する。

具体的に述べると、ＣＰＵ８１は、低圧段コンプレッサ６２ａに導入される「前」の新気の圧力として「大気圧Pa」を、低圧段コンプレッサ６２ａを通過した「後」の新気の圧力として「コンプレッサ間圧力Pc」を、採用する。そして、ＣＰＵ８１は、ステップ１０２０にて、「コンプレッサ間圧力Pc」よりも「大気圧Paと所定値Jとの和（以下、「第２コンプレッサ上流圧Pscup」と称呼する。）」が大きいか否かを判定する。

ここで、所定値Jは、「大気圧Paと所定値Jとの和」が「低圧段コンプレッサ６２ａが新気Ｉｎを圧縮している場合におけるコンプレッサ間圧力Pcの最小値」となるように設定されている。従って、低圧段コンプレッサ６２ａが新気Ｉｎを圧縮していれば、コンプレッサ間圧力Pcは第２コンプレッサ上流圧Pscup以上となる。

上記仮定Ｂに従えば、排気バイパス弁６８は正常であるから、低圧段コンプレッサ６２ａは新気を圧縮している。即ち、コンプレッサ間圧力Pcは第２コンプレッサ上流圧Pscup以上である。従って、ＣＰＵ８１は、ステップ１０２０にて「Ｎｏ」と判定してステップ１０１８に進む。

このように、機関１０が第１運転領域AR1及び第２運転領域AR2の何れの運転領域にて運転されていても、上記仮定Ｂに従えば、ＣＰＵ８１はステップ１０１８に進む。ＣＰＵ８１は、ステップ１０１８にて、高圧段コンプレッサ６１ａが過給しているか否かを判定する。

具体的に述べると、ＣＰＵ８１は、高圧段コンプレッサ６１ａに導入される「前」の新気の圧力として「コンプレッサ間圧力Pc」を、高圧段コンプレッサ６１ａを通過した「後」の新気の圧力として「過給圧Pimと圧力損失量PDとの和」を、採用する。過給圧センサ７４は、図１に示すように、高圧段コンプレッサ６１ａを通過した新気がインタークーラ３４及びスロットル弁３３を通過した後の新気の圧力を取得するようになっている。従って、「過給圧Pimと圧力損失量PDとの和」は、高圧段コンプレッサ６１ａを通過した直後の新気の圧力に実質的に一致する。そして、ＣＰＵ８１は、ステップ１０１８にて、「コンプレッサ間圧力Pc」よりも「過給圧Pimと圧力損失量PDとの和（以下、「第１コンプレッサ下流圧Pfcdown」と称呼する。）に所定値MGを加算した値」が大きいか否かを判定する。ここで、所定値MGは、誤判定を防ぐために採用される値であって、ゼロ以下の所定値（ゼロ又は負の数）である。換言すると、「コンプレッサ間圧力Pc」よりも「第１コンプレッサ下流圧Pfcdownに所定値MGを加算した値」が大きければ「高圧段コンプレッサ６１ａが新気Ａを圧縮している」と確実に判断することができるように、所定値MGは設定される。

上記仮定Ｂに従えば、吸気切替弁６４は異常であるから、高圧段コンプレッサ６１ａは新気を圧縮しない。即ち、コンプレッサ間圧力Pcと第１コンプレッサ下流圧Pfcdownとは実質的に一致する。従って、ＣＰＵ８１は、ステップ１０１８にて「Ｎｏ」と判定してステップ１０２２に進み、排気切替弁小開度異常フラグXECVIOの値に「０」を設定する。

次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ１０２４に進んで排気バイパス弁異常フラグXEBVの値に「０」を設定し、続くステップ１０２６にて吸気切替弁開放フラグXACVOPの値に「１」を設定する。その後、ＣＰＵ８１は、ステップ１０９８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１１のステップ１１００から処理を開始すると、ステップ１１０５に進む。現時点における吸気切替弁開放フラグXACVOPの値は「１」であるから、ＣＰＵ８１は、ステップ１１０５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１１２５に進み、「排吸気切替弁６４及び排気切替弁６６の何れか一方が異常である」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１１３０に進んで異常発生フラグXEMG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及び排気切替弁６６の何れか一方が異常である」旨の警報が発せられる。

更に、ＣＰＵ８１は、任意の気筒のクランク角度が上記クランク角度θｇに一致すると、図１２のステップ１２００から処理を開始してステップ１２１０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１２１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ１２４０に進む。

ＣＰＵ８１は、ステップ１２４０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７５の出力値に基づいて機関回転速度NEを取得する。そして、ＣＰＵ８１は、「吸気切替弁６４、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」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、「吸気切替弁６４、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１２３０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及び排気切替弁６６の何れか一方が異常である」旨が通知される。更に、「退避運転」が実行される。

（仮定Ｃ）排気切替弁６６が異常（小開度の開異常状態）であり、吸気切替弁６４及び排気バイパス弁６８は正常である場合

この場合、上述したように、高圧段コンプレッサ６１ａは新気を圧縮することができる。しかし、排気切替弁６６の開度は排気切替弁６６が正常である場合の開度よりも大きくなっているから、過給圧Pimは目標過給圧Pimtgtよりも小さくなる。

このとき、ＣＰＵ８１は、所定のタイミングにて図１０のステップ１０００から処理を開始すると、機関１０がターボモード１又はターボモード２にて運転されていれば、ステップ１００２を経てステップ１００４に進む。ここで、上記仮定Ｃに従えば、排気切替弁６６は異常（小開度の開異常状態）であるから、目標過給圧Pimtgtと過給圧Pimとの差は所定値Kよりも大きい。そのため、ＣＰＵ８１は、ステップ１００４にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１０１６に進む。

このとき、機関１０が「第１運転領域AR1」にて運転されていれば、ＣＰＵ８１は、ステップ１０１６にて「Ｎｏ」と判定してステップ１０１８に進む。それに対し、機関１０が「第２運転領域AR2」にて運転されていれば、ＣＰＵ８１は、ステップ１０１６にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１０２０に進む。上記仮定Ｃに従えば、排気バイパス弁６８は正常であって低圧段過給機６２は過給しているから、ＣＰＵ８１は、ステップ１０２０にて「Ｎｏ」と判定してステップ１０１８に進む。即ち、機関１０が第１運転領域AR1及び第２運転領域AR2の何れの運転領域にて運転されていても、上記仮定Ｃに従えば、ＣＰＵ８１はステップ１０１８に進む。

更に、上記仮定Ｃに従えば、吸気切替弁６４は正常であるから、高圧段コンプレッサ６１ａは新気を圧縮している。即ち、コンプレッサ間圧力Pcよりも第１コンプレッサ下流圧Pfcdownと所定値MGとの和が大きい。従って、ＣＰＵ８１は、ステップ１０１８にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１０２８に進み、排気切替弁小開度異常フラグXECVIOの値に「１」を設定する。

次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ１０３０に進んで排気バイパス弁異常フラグXEBVの値に「０」を設定し、続くステップ１０３２にて吸気切替弁異常フラグXACVの値に「０」を設定する。その後、ＣＰＵ８１は、ステップ１０９８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１１のステップ１１００から処理を開始すると、ステップ１１０５に進む。現時点における吸気切替弁開放フラグXACVOPの値は「０」であるから、ＣＰＵ８１は、ステップ１１０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１１１０に進む。現時点における排気切替弁小開度異常フラグXECVIOの値は「１」であるから、ＣＰＵ８１は、ステップ１１１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ１１３５に進み、「排気切替弁６６が異常（小開度の開異常状態）である」旨を機関１０の操作者に通知する。この通知は、上記同様、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１１４０に進んで異常発生フラグXEMG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。

このように、排気切替弁６６に異常（小開度の開異常状態）が発生した場合（即ち、排気切替弁小開度異常フラグXECVIOの値が「１」であるとき）、機関１０の操作者に対して「排気切替弁６６が異常（小開度の開異常状態）である」旨の警報が発せられる。

更に、ＣＰＵ８１は、任意の気筒のクランク角度が上記クランク角度θｇに一致すると、図１２のステップ１２００から処理を開始してステップ１２１０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Ｂが成立する場合と同様、ステップ１２１０、ステップ１２４０、及び、ステップ１２３０をこの順に経由し、ステップ１２９５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、排気切替弁６６が異常（小開度の開異常状態）である場合、機関１０の操作者に対してその旨が通知される。更に、「退避運転」が実行される。

（仮定Ｄ）排気切替弁６６が異常（大開度の開異常状態）であり、吸気切替弁６４及び排気バイパス弁６８は正常である場合

この場合、上述したように、高圧段コンプレッサ６１ａは新気を圧縮することができない。そのため、過給圧Pimは目標過給圧Pimtgtよりも小さくなる。

このとき、ＣＰＵ８１は、所定のタイミングにて図１０のステップ１０００から処理を開始すると、機関１０がターボモード１又はターボモード２にて運転されていれば、ステップ１００２を経てステップ１００４に進む。ここで、上記仮定Ｄに従えば、排気切替弁６６は異常（大開度の開異常状態）であるから、目標過給圧Pimtgtと過給圧Pimとの差は所定値Kよりも大きい。そのため、ＣＰＵ８１は、ステップ１００４にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１０１６に進む。

このとき、機関１０が第１運転領域AR1にて運転されていれば、ＣＰＵ８１は、ステップ１０１６にて「Ｎｏ」と判定してステップ１０１８に進む。それに対し、機関１０が「第２運転領域AR2」にて運転されていれば、ＣＰＵ８１は、ステップ１０１６にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１０２０に進む。上記仮定Ｄに従えば、排気バイパス弁６８は正常であるから、低圧段過給機６２は過給を行っている。従って、ＣＰＵ８１は、ステップ１０２０にて「Ｎｏ」と判定してステップ１０１８に進む。即ち、機関１０が第１運転領域AR1及び第２運転領域AR2の何れの運転領域にて運転されていても、上記仮定Ｄに従えば、ＣＰＵ８１はステップ１０１８に進む。

更に、上記仮定Ｄに従えば、高圧段コンプレッサ６１ａは新気を圧縮していない。即ち、コンプレッサ間圧力Pcと第１コンプレッサ下流圧Pfcdownとは実質的に同一である。従って、ＣＰＵ８１は、上述した仮定Ｂが成立する場合と同様、ステップ１０１８、ステップ１０２２、ステップ１０２４、及び、ステップ１０２６をこの順に経由し、ステップ１０９８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１１のステップ１１００から処理を開始すると、上述した仮定Ｂが成立する場合と同様、ステップ１１０５、ステップ１１２５、ステップ１１３０をこの順に経由し、ステップ１１９５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に異常（大開度の開異常状態）である場合、機関１０の操作者に対して「吸気切替弁６４及び排気切替弁６６の何れか一方が異常である」旨の警報が発せられる。

更に、ＣＰＵ８１は、任意の気筒のクランク角度が上記クランク角度θｇに一致すると、図１２のステップ１２００から処理を開始してステップ１２１０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、仮定Ｂが成立する場合と同様、ステップ１２１０、ステップ１２４０、及び、ステップ１２３０をこの順に経由し、ステップ１２９５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、排気切替弁６６が異常（大開度の開異常状態）である場合、機関１０の操作者に対して「吸気切替弁６４及び排気切替弁６６の何れか一方が異常である」旨が通知される。更に、「退避運転」が実行される。

（仮定Ｅ）排気バイパス弁６８が異常であり、吸気切替弁６４及び排気切替弁６６が正常である場合

この場合、上述したように、低圧段コンプレッサ６２ａは新気を圧縮することができない。そのため、このとき、過給圧Pimは目標過給圧Pimtgtよりも小さくなる。但し、排気バイパス弁６８が異常であるときに過給圧Pimが減少するのは、機関１０が「第２運転領域AR2」にて運転されている場合のみである。そこで、以下、機関１０は「第２運転領域AR2」にて運転されていると仮定する。

このとき、機関１０はターボモード１又はターボモード２にて運転されていることになるので、ＣＰＵ８１は、所定のタイミングにて図１０のステップ１０００から処理を開始すると、ステップ１００２を経てステップ１００４に進む。ここで、上記仮定Ｅに従えば、排気バイパス弁６８は異常であるから、目標過給圧Pimtgtと過給圧Pimとの差は所定値Kよりも大きい。そのため、ＣＰＵ８１は、ステップ１００４にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１０１６に進む。

いま、機関１０は第２運転領域AR2にて運転されているから、ＣＰＵ８１は、ステップ１０１６にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１０２０に進む。ここで、上記仮定Ｅに従えば、コンプレッサ間圧力Pcは第２コンプレッサ上流圧Pscupよりもよりも小さい。そのため、ＣＰＵ８１は、ステップ１０２０にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップ１０３４に進む。

ＣＰＵ８１は、ステップ１０３４にて、排気切替弁大開度異常フラグXECVFOの値に「０」を設定してステップ１０３６に進む。ＣＰＵ８１は、ステップ１０３６にて、排気切替弁小開度異常フラグXECVIOの値に「０」を設定してステップ１０３８に進む。

ＣＰＵ８１は、ステップ１０３８にて、排気バイパス弁異常フラグXEBVの値に「１」を設定し、続くステップ１０４０にて吸気切替弁異常フラグXACVの値に「０」を設定する。その後、ＣＰＵ８１は、ステップ１０９８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１１のステップ１１００から処理を開始すると、ステップ１１０５に進む。現時点における吸気切替弁開放フラグXACVOPの値は「０」であるから、ＣＰＵ８１は、ステップ１１０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１１１０に進む。現時点における排気切替弁小開度異常フラグXECVIOの値は「０」であるから、ＣＰＵ８１は、ステップ１１１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１１１５に進む。そして、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１１１５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１１４５に進み、「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、上記同様、図示しない警報ランプを点等すること等により実行される。その後、ＣＰＵ８１は、ステップ１１５０に進んで異常発生フラグXEMG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。

更に、このとき、ＣＰＵ８１は、任意の気筒のクランク角度が上記クランク角度θｇに一致すると、図１２のステップ１２００から処理を開始してステップ１２１０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Ｂが成立する場合と同様、ステップ１２１０、ステップ１２４０、及び、ステップ１２３０をこの順に経由し、ステップ１２９５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の操作者に対してその旨が通知される。更に、「退避運転」が実行される。

以上、説明したように、第１装置は、
第１過給機６１と、第２過給機６２と、第１通路部６５と、第１制御弁６６と、第２通路部６３と、
前記第２通路部６３に配設される第２制御弁６４であって、同第２通路部６３の同第２制御弁６４よりも上流側の空気の圧力（コンプレッサ間圧力Pc）が同第２制御弁６４よりも下流側の空気の圧力（第１コンプレッサ下流圧Pfcdown）よりも第１圧力（上記付勢力に相当する値）以上大きいとき同第２通路部６３を空気が通流可能となるように開放し、同第２通路部６３の同第２制御弁６４よりも上流側の空気の圧力Pcが同第２制御弁６４よりも下流側の空気の圧力Pfcdownよりも同第１圧力以上大きくないとき同第２通路部６３を空気が通流不能となるように遮断する第２制御弁６４と、
を備えた内燃機関１０に適用される。

この第１装置は、上記異常判定方法１を用いて第１制御弁６６及び第２制御弁６４の異常判定を行う。

即ち、第１装置は、
新気量Gaが第１閾値新気量（所定値Ａ）以下である第１運転領域AR1にて前記機関１０が運転されている場合（ステップ１００２にて「Ｙｅｓ」と判定され、且つ、ステップ１０１６にて「Ｎｏ」と判定される場合）、前記第１コンプレッサ６１ａが前記第１コンプレッサ６１ａに導入される空気を圧縮して排出するように前記第１制御弁６６を作動させる制御弁作動手段と、
コンプレッサ間圧力Pc（コンプレッサ間圧力センサ７２によって取得される。）と、第１コンプレッサ下流圧Pfcdown（図１０のステップ１０１８を参照。）と、過給圧Pim（過給圧センサ７４によって取得される。）と、を取得する圧力取得手段と、
前記機関１０が前記第１運転領域AR1にて運転されている場合（上記参照。）に、前記機関１０の運転状態に基づいて定まる参照過給圧Pimtgtよりも前記取得される過給圧Pimが第２圧力（所定値K）以上小さい状態である過給圧異常状態が発生しているとき（図１０のステップ１００４にて「Ｙｅｓ」と判定されるとき）、前記第１コンプレッサ下流圧Pfcdown（＝Pim＋PD）が前記コンプレッサ間圧力Pc以上の第１閾値圧力（＝Pc−MG）よりも大きければ（図１０のステップ１０１８にて「Ｙｅｓ」と判定されれば）前記第１制御弁６６が異常であり且つ前記第２制御弁６４は正常である旨の判定を行い（図１０のステップ１０２８及びステップ１０３２）、同第１コンプレッサ下流圧Pfcdownが同第１閾値圧力（Pc−MG）以下であれば（図１０のステップ１０１８にて「Ｎｏ」と判定されれば）前記第１制御弁６６及び前記第２制御弁６４の何れか一方が異常である旨の判定を行う（図１０のステップ１０２６、並びに、図１１のステップ１１０５及びステップ１１２５）異常判定手段と、
を備える。

このように、第１装置は、複数の過給機６１，６２と、排気切替弁６６である第１制御弁、及び、吸気切替弁６４である第２制御弁が正常に作動しているか否かを判定することができる。更に、第１装置は、機関が比較的低負荷運転領域（第１運転領域AR1）において運転されていても、上記制御弁が正常に作動しているか否かを判定することができる。従って、制御弁の異常を早期に発見することができる。

ここで、上述したように、前記異常判定手段が「第１制御弁６６が異常であり且つ第２制御弁６４は正常である」旨の判定を行っているとき、第１制御弁６６の開度は、「第１制御弁６６が正常であるときの開度とは異なる開度であり、且つ、第１通路部６５を遮断する開度である全閉開度から所定の閾値開度までの開度範囲内の開度（即ち、小開度の開異常状態となる開度）」となっていると判定することもできる（図１０のステップ１０２８）。

更に、第１装置において、
前記圧力取得手段は、前記圧力損失発生部材３３，３４によって生じる圧力損失量PDを推定する（図９のステップ９１０乃至ステップ９３０を参照。）とともに、前記過給圧Pimを実際に検出することにより取得し、同推定される圧力損失量PDと前記取得される過給圧Pimとの和（Pim＋PD）を前記第１コンプレッサ下流圧Pfcdownとして取得するように構成されている（図１０のステップ１０１８を参照。）。

更に、第１装置が適用される機関１０は、
第３通路部６７と、第３制御弁６８と、を備えている。
この第１装置において、
前記制御弁作動手段は、前記機関１０が「前記第１運転領域AR1」にて運転されているか又は「前記新気量Gaが前記第１閾値新気量Ａよりも大きく且つ同第１閾値新気量Ａよりも大きい第２閾値新気量以下である第２運転領域AR2」にて運転されている場合、前記第３通路部６７を排ガスＥｘが通流不能となるように前記第３制御弁６８を作動させ、「前記新気量Gaが前記第２閾値新気量よりも大きい第３運転領域」にて前記機関１０が運転されている場合、前記第３通路部６８を排ガスExが通流可能となるように前記第３制御弁６８を作動させるように構成される（図３（Ａ）乃至図３（Ｃ）を参照。）。

そして、第１装置は、上記異常判定方法２を用いて第１制御弁６６、第２制御弁６４及び第３制御弁６８の異常判定を行う。

この第１装置において、
前記異常判定手段は、前記機関１０が前記第２運転領域AR2にて運転されている場合（図１０の１００２にて「Ｙｅｓ」と判定され、且つ、ステップ１０１６にて「Ｙｅｓ」と判定されている場合）に、前記過給圧異常状態が発生しているとき（図１０のステップ１００４にて「Ｙｅｓ」と判定されているとき）、
前記コンプレッサ間圧力Pcが所定の第２閾値圧力（第２コンプレッサ上流圧Pscup＝Pa＋J）以上であれば（図１０のステップ１０２０にて「Ｎｏ」と判定されれば）、前記第３制御弁６８は正常である旨の判定を行い（図１０のステップ１０２４又はステップ１０３０）、
前記コンプレッサ間圧力Pcが前記第２閾値圧力Pscupよりも小さければ（図１０のステップ１０２０にて「Ｙｅｓ」と判定されれば）、前記第３制御弁６８は異常である旨の判定を行う（図１０のステップ１０３８）ように構成されている。

このように、第１装置は、複数の過給機６１，６２と、複数のバイパス通路６３，６５，６７と、排気切替弁６６、吸気切替弁６４、及び、他の制御弁（第３制御弁６８）を含む複数の制御弁と、を備えた内燃機関おいて、その「他の制御弁（第３制御弁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。

更に、第１装置において、
前記異常判定手段は、前記第３制御弁６８は異常である旨の判定を行った場合（図１０のステップ１０３８）、前記第１制御弁６６及び前記第２制御弁６４は正常である旨の推定を行う（図１０のステップ１０３４、ステップ１０３６及びステップ１０４０）ように構成されている。

更に、第１装置において、
前記制御弁作動手段は、前記機関１０が前記第２運転領域AR2にて運転されている場合（図１０のステップ１００２にて「Ｙｅｓ」と判定され、且つ、ステップ１０１６にて「Ｙｅｓ」と判定された場合）、前記第１コンプレッサ６１ａが前記第１コンプレッサ６１ａに導入される空気を圧縮して排出するように前記第１制御弁を作動させるように構成され（図３（Ａ）乃至図３（Ｃ）を参照。）、
前記異常判定手段は、
前記機関１０が前記第２運転領域AR2にて運転されている場合（上記参照。）、前記第３制御弁６８は正常である旨の判定を行ったとき（図１０のステップ１０２０での「Ｎｏ」との判定、及び、ステップ１０２４又はステップ１０３０）、前記第１コンプレッサ下流圧Pfcdown（Pim＋PD）が前記第１閾値圧力（Pc−MG）よりも大きければ（図１０のステップ１０１８にて「Ｙｅｓ」と判定されれば）前記第１制御弁６６が異常であり且つ前記第２制御弁６４は正常である旨の判定を行い（図１０のステップ１０２８及びステップ１０３２）、同第１コンプレッサ下流圧Pfcdownが同第１閾値圧力以下であれば（図１０のステップ１０１８にて「Ｎｏ」と判定されれば）前記第１制御弁６６及び前記第２制御弁６４の何れか一方が異常である旨の判定を行う（図１０のステップ１０２６、並びに、図１１のステップ１１０５及びステップ１１２５）、
ように構成されている。

（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、以下の点のみにおいて第１装置と相違する。
即ち、第２装置は、第１装置において「排気切替弁６６及び吸気切替弁６４の何れかが異常である」旨の判定が行われたとき（図１０のステップ１０２６、並びに、図１１のステップ１１０５及びステップ１１２５を参照。）、所定の異常判定条件が成立すれば、排気切替弁６６の開度を強制的に変更するための指示信号を排気切替弁アクチュエータ６６ａに送る。そして、第２装置は、この指示信号を排気切替弁アクチュエータ６６ａに送る前後における過給圧の変化が所定値以上であるか否かに基づき、「吸気切替弁６４が異常であるか否か」及び「排気切替弁６６が異常であるか否か」を判定する。更に、第２装置は、上記判定の結果を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、「排気切替弁６６及び吸気切替弁６４の何れか一方が異常である」旨の判定がなされたとき、「機関１０が第２運転領域AR2において運転されている」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（実際には、排気切替弁アクチュエータ６６ａ）に対してその開度を変更させる指示（開度変更指示）を与える。そして、第２装置は、その開度変更指示が与えられる「前」の時点における過給圧Pim0と、その開度減少指示が与えられた「後」の時点における過給圧Pim1と、を取得する。

そして、第２装置は、その開度変更指示を与える前後の過給圧Pimの変化量（｜Pim1−Pim0｜）が所定値Pimth以上であると、「吸気切替弁６４は異常である」旨の判定を行う。一方、第２装置は、変化量（｜Pim1−Pim0｜）が所定値Pimth未満であると、「排気切替弁６６は異常である」旨の判定を行う。以下、この判定方法を「異常判定方法３」と称呼する。

上記「開度変更指示」には、排気切替弁６６の開度を「増大」させる指示と、排気切替弁６６の開度を「減少」させる指示と、が含まれる。しかし、何れの指示が排気切替弁６６に与えられた場合であっても、異常判定方法の原理は同じである。従って、以下、排気切替弁６６の開度を「増大」させる指示（開度増大指示）が排気切替弁６６に与えられた場合を例にとりながら、上記異常判定方法３によって「吸気切替弁６４及び排気切替弁６６の何れが異常であるか」を判定できる理由について、以下に示した順序に従って説明する。

なお、第２装置は、上述した多重異常除外前提に従い、吸気切替弁６４及び排気切替弁６６の両者に同時に異常が発生することを想定していない。更に、この多重異常除外前提に従えば、「吸気切替弁６４及び排気切替弁６６の何れかが異常である」旨の判定がなされているとき、排気バイパス弁６８は正常であると判断することができる。

＜説明順序＞
（場合２−１）吸気切替弁６４が異常であり、排気切替弁６６は正常である場合
（場合２−２）排気切替弁６６が異常であり、吸気切替弁６４は正常である場合

＜説明＞
（場合２−１）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

機関１０が第２運転領域AR2にて運転されている場合、吸気切替弁６４は「全閉」状態となるはずである（図３（Ｂ）を参照。）。従って、上述した場合１−２と同様、これらの運転領域において吸気切替弁６４が異常であると、吸気切替弁６４は開いた状態（即ち、吸気切替弁開異常状態）となる。

この場合、図５に示したように、吸気切替弁６４が「吸気切替弁開異常状態」となっているから、高圧段コンプレッサ６１ａは新気Ｉｎを圧縮することができない。一方、排気バイパス弁６８は正常であるから、吸気切替弁６４の状態に関わらず低圧段コンプレッサ６２ａは新気Ｉｎを圧縮することができる。即ち、このとき、「低圧段過給機６２のみ」が過給することができる。

以下、便宜上、「高圧段コンプレッサ６１ａに導入される直前の新気Ｉｎの圧力」に対する「高圧段コンプレッサ６１ａを通過した直後の新気Ｉｎの圧力」の比を、「高圧段過給機圧力比」と称呼する。更に、「低圧段コンプレッサ６２ａに導入される直前の新気Ｉｎの圧力」に対する「低圧段コンプレッサ６２ａを通過した直後の新気Ｉｎの圧力」の比を、「低圧段過給機圧力比」と称呼する。このとき、過給圧Pimは、「高圧段過給機圧力比と低圧段過給機圧力比との積」を「機関の外部から機関に流入する空気の圧力（一般に大気圧）」に乗算することによって得られる。

いま、排気切替弁６６に対して開度増大指示が与えられる前の期間、排気切替弁６６の開度は、所定の開度Oecv1に維持されていると仮定する。この場合、上述したように、新気Ｉｎは高圧段コンプレッサ６１ａによっては圧縮されないから、高圧段過給機圧力比は「１」である。従って、過給圧Pimは低圧段過給機圧力比に大気圧を乗じた値に略等しい。

ここで、第２装置が排気切替弁６６に対してその開度を開度Oecv2に変更（増大）する指示を与えると、排気切替弁６６は正常であるから、排気切替弁６６の開度はこの指示に応じて変化する。即ち、排気切替弁６６の開度は、開度Oecv1から開度Oecv2へと変化（増大）する。

排気切替弁６６の開度が増大すると、図６を参照しながら説明したように（場合１−３を参照。）、高圧段タービン６１ｂに供給される排ガスＥｘのエネルギが減少する。しかし、本例においては高圧段コンプレッサ６１ａは新気Ｉｎを圧縮できないので、高圧段過給機圧力比は変化しない。即ち、高圧段過給機圧力比は「１」に維持される。

一方、排気切替弁６６の開度が増大すると、低圧段タービン６２ｂに直接導入される排ガスＥｘの量が増大するから、低圧段タービン６２ｂに供給される排ガスＥｘのエネルギが増大する。そのため、低圧段過給機圧力比は増大する。

従って、排気切替弁６６の開度が「増大」させられると、過給圧Pimは「増大」する。これに対し、上記説明から理解されるように、排気切替弁６６の開度が「減少」させられると、過給圧Pimは「減少」する。

（場合２−２）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

上述したように、「排気切替弁６６及び吸気切替弁６４の何れか一方が異常である」旨の判定がなされるのは、吸気切替弁６４が「吸気切替弁開異常状態」になっている場合と、排気切替弁６６の状態が「大開度の開異常状態」となっている場合と、の二つの場合である。従って、「排気切替弁６６及び吸気切替弁６４の何れか一方が異常である」旨の判定がなされたとき、排気切替弁６６が異常であれば、その排気切替弁６６の状態は「大開度の開異常状態」となっている（上記場合１−２及び場合１−３を参照。）。なお、このとき、上述したように、排気切替弁６６の開度は「第１コンプレッサ駆動不能範囲内の開度」となっている。

排気切替弁６６が「大開度の開異常状態」となるとき、排気切替弁６６は、第１コンプレッサ駆動不能範囲内の開度にて固着している可能性がある。或いは、このとき、排気切替弁６６は、第１コンプレッサ駆動不能範囲内の開度においてのみ作動することができる（即ち、取り得る開度が第１コンプレッサ駆動不能範囲内の開度に制限される）状態となっている可能性もある。以下、この二つの可能性について、場合を分けて説明する。

先ず、排気切替弁６６が固着している場合、排気切替弁６６に開度増大指示が与えられても、排気切替弁６６の開度は変化しない。そのため、高圧段過給機圧力比及び低圧段過給機圧力比の双方が変化しない。従って、過給圧Pimは変化しない。

次いで、排気切替弁６６の開度が第１コンプレッサ駆動不能範囲内に制限されている場合、排気切替弁６６に開度増大指示が与えられると、排気切替弁６６の開度は変化し得る。しかし、このとき、排気切替弁６６の開度は第１コンプレッサ駆動不能範囲内に制限されているから、排気切替弁６６の開度が変化したとしても、低圧段コンプレッサ６２ａに導入される排ガスＥｘの流量（排ガスＥｘのエネルギ）の変化量は小さい。

一方、排気切替弁６６の開度が変化すると、高圧段コンプレッサ６１ａに導入される排ガスＥｘのエネルギも変化する。しかし、図７に示したように、排気切替弁６６は大開度の開異常状態となっているから、高圧段コンプレッサ６１ａにおいて過給はなされない。換言すると、高圧段コンプレッサ６１ａに導入される排ガスＥｘのエネルギは、新気Ｉｎを圧縮する仕事として消費されない。従って、高圧段コンプレッサ６１ａに導入された排ガスＥｘは、そのエネルギを実質的に減ずることなく高圧段コンプレッサ６１ａを通過し、低圧段コンプレッサ６２ａに向かう。

これらの結果、排気切替弁６６の開度が第１コンプレッサ駆動不能範囲内にて変化しても、低圧段コンプレッサ６２ａに導入される排ガスＥｘのエネルギは実質的に変化しない。従って、低圧段過給機圧力比は実質的に変化しない。

更に、このとき、高圧段コンプレッサ６１ａは新気Ｉｎを圧縮することができないから、排気切替弁６６に対して開度増大指示が与えられる前後において、高圧段過給機圧力比は「１」に維持される。

従って、排気切替弁６６の開度が第１コンプレッサ駆動不能範囲内に制限されている場合、排気切替弁６６の開度が変化しても、過給圧Pimは変化しない。

このように、排気切替弁６６が異常である場合に排気切替弁６６に開度増大指示が与えられたとき、排気切替弁６６が作動可能であるか否かに関わらず、過給圧Pimは実質的に変化しない。これに対し、上記説明から理解されるように、排気切替弁６６に対して開度を「減少」する指示が与えられても、過給圧Pimは実質的に変化しない。

従って、排気切替弁６６に対してその開度を変更させる指示が与えられたときに過給圧Pimが変化すれば（過給圧Pim0と過給圧Pim1との差の絶対値が所定値以上であれば）、「吸気切替弁６４は異常である」旨の判定を行うことができる。一方、このときに過給圧Pimが変化しなければ（過給圧Pim0と過給圧Pim1との差の絶対値が所定値より小さければ）、「排気切替弁６６は異常である」旨の判定を行うことができる（上記異常判定方法３を参照。）。

＜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９乃至図１２にフローチャートによって示した処理に加えて図１３及び図１４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。

第２装置は、第１装置と同様、図９乃至図１１に示したルーチンを所定時間が経過する毎に実行し、図１２に示した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θｇに一致する毎に繰り返し実行するようになっている。ここで、図１０に示したルーチンにおいて、吸気切替弁開放フラグXACVOPの値が「１」に設定された（図１０のステップ１０１８にて「Ｎｏ」と判定されることにより、続くステップ１０２２及びステップ１０２４を経てステップ１０２６の処理が実行された）と仮定する。

なお、このとき、ＣＰＵ８１が所定のタイミングにて図１１のルーチンを実行すると、機関１０の操作者に対して「吸気切替弁６４及び排気切替弁６６の何れか一方が異常である」旨の警報が発せられる（図１１のステップ１１０５及びステップ１１２５を参照。）。

ＣＰＵ８１は、所定時間が経過する毎に図１３にフローチャートによって示した「追加異常判定ルーチン」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の何れが異常であるかを特定する。

具体的に述べると、ＣＰＵ８１は、所定のタイミングにて図１３のステップ１３００から処理を開始してステップ１３０５に進み、吸気切替弁開放フラグXACVOPの値が「１」であるか否かを判定する。上記仮定に従えば、現時点の吸気切替弁開放フラグXACVOPの値は「１」であるから、ＣＰＵ８１は、ステップ１３０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１３１０に進む。

ＣＰＵ８１は、ステップ１３１０にて、「吸気切替弁６４及び排気切替弁６６の何れが異常であるかを特定するための異常判定条件」が成立したか否かを判定する。この異常判定条件は、「機関１０が第２運転領域AR2にて運転されている」ときに成立する条件である。即ち、この異常判定条件は、機関１０が「高圧段過給機６１（第１過給機）及び低圧段過給機６２（第２過給機）」の双方が過給することができる運転領域にて運転されているとき、成立する。

この異常判定条件は、「今回の運転開始後（イグニッション・キー・スイッチがオフからオンに変更された後）において一度も制御弁の異常判定がなされていない」ことを条件の一つとして含んでもよい。

現時点において上記異常判定条件が成立していなければ、ＣＰＵ８１はステップ１３１０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ１３９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。これに対し、現時点において異常判定条件が成立していると、ＣＰＵ８１はステップ１３１０にて「Ｙｅｓ」と判定して、ステップ１３１５に進む。以下、現時点において上記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１３１５にて、スロットル弁３３の開度を全開にするようにスロットル弁アクチュエータ３３ａに指示を与える。次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ１３２０に進み、現時点における過給圧Pimを取得するとともに、取得した過給圧Pimを「第１の値としての基準過給圧Pim0」に格納して、ステップ１３２５に進む。ここで、便宜上、この時点は「第１時点」とも称呼され、この第１時点における排気切替弁６６の開度は「第１開度Oecv1」とも称呼される。

次に、ＣＰＵ８１は、ステップ１３２５にて、排気切替弁６６の開度を第２開度Oecv2へと変更させる指示を排気切替弁アクチュエータ６６ａに与える。ＣＰＵ８１は、その後、所定時間が経過するまで待機する。第２開度Oecv2は、実際の排気切替弁６６の開度が第１開度Oecv1から第２開度Oecv2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選択される。例えば、ＣＰＵ８１は、第１開度Oecv1が「排気切替弁６６の最大開度である全開開度」の１／２（半分）よりも小さければ、第２開度Oecv2として「第１開度Oecv1よりも大きい開度（例えば、全開開度）」を設定する。一方、ＣＰＵ８１は、第１開度Oecv1が排気切替弁６６の全開開度の１／２以上であれば、第２開度Oecv2として「第１開度Oecv1よりも小さい開度（例えば、全閉開度）」を設定する。ここで、排気切替弁６６に対してその開度を変更させる指示が与えら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。

第２時点が到来すると、ＣＰＵ８１はステップ１３３０に進み、その第２時点における過給圧Pimを取得するとともに、取得した過給圧Pimを「第２の値としての判定用過給圧Pim1」に格納する。次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ１３３５に進み、判定用過給圧Pim1と基準過給圧Pim0との差の絶対値が閾値過給圧Pimth以上であるか否かを判定する。この閾値過給圧Pimthは、閾値変化量とも称呼される値であり、「排気切替弁６６が正常である場合に得られる判定用過給圧Pim1と基準過給圧Pim0との差の絶対値の最小値」に設定されている。

（仮定Ｆ）吸気切替弁６４が異常であり、排気切替弁６４は正常である場合
この場合、上述したように、排気切替弁６６の開度が増大させられると過給圧Pimは閾値過給圧Pimth以上増大し、排気切替弁６６の開度が減少させられると過給圧Pimは閾値過給圧Pimth以上減少する。

従って、上記仮定Ｆに従えば、ＣＰＵ８１は、ステップ１３３５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１３４０に進み、吸気切替弁異常フラグXACVの値に「１」を設定する。次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ１３４５に進んで排気切替弁大開度異常フラグXECVFOの値に「０」を設定し、続くステップ１３５０にて排気切替弁小開度異常フラグXECVIOの値に「０」を設定する。その後、ＣＰＵ８１は、ステップ１３９５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１４にフローチャートによって示した「追加異常通知ルーチン」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の何れが異常であるかを、機関１０の操作者に通知する。

具体的に述べると、ＣＰＵ８１は、所定のタイミングにて図１４のステップ１４００から処理を開始してステップ１４１０に進み、吸気切替弁異常フラグXACVの値が「１」であること、及び、排気切替弁大開度異常フラグXECVFOの値が「０」であることの双方が成立す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「１」であり、且つ、排気切替弁大開度異常フラグXECVFOの値は「０」であるから、ＣＰＵ８１は、ステップ１４１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１４２０に進み、「吸気切替弁６４が異常である」旨を機関１０の操作者に通知する。この通知は、第１装置と同様、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。次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ１４３０に進んで異常発生フラグXEMGの値に「１」を設定し、ステップ１４９５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（即ち、吸気切替弁異常フラグXACVの値が「１」であるとき）、機関１０の操作者に対して「吸気切替弁６４が異常である」旨の警報が発せられる。

更に、ＣＰＵ８１は、任意の気筒のクランク角度が上記クランク角度θｇに一致すると、図１２のステップ１２００から処理を開始して、第１装置において仮定Ｂが成立する場合と同様、ステップ１２１０、ステップ１２４０、及び、ステップ１２３０をこの順に経由し、ステップ１２９５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が異常であるとき、機関１０の操作者に対して「吸気切替弁６４が異常である旨」の警告が通知されるとともに、退避運転が実行される。

（仮定Ｇ）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、上述したように、排気切替弁６６の開度を変更する指示を排気切替弁アクチュエータ６６ａに与えても過給圧Pimは実質的に変化しないから、判定用過給圧Pim1と基準過給圧Pim0との差の絶対値は閾値過給圧Pimthよりも小さくなる。

このとき、ＣＰＵ８１は、所定のタイミングにて図１３のステップ１３００から処理を開始すると、上記異常判定条件が成立していれば、ステップ１３０５乃至１３３０を経てステップ１３３５に進む。ここで、上記仮定Ｇに従えば、ＣＰＵ８１は、ステップ１３３５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１３５５に進み、排気切替弁大開度異常フラグXECVFOの値に「１」を設定する。次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ１３６０にて吸気切替弁異常フラグXACVの値に「０」を設定する。その後、ＣＰＵ８１は、ステップ１３９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

更に、このとき、ＣＰＵ８１は、所定のタイミングにて図１４のステップ１４００から処理を開始すると、ステップ１４１０に進む。現時点における吸気切替弁異常フラグXACVの値は「０」であり、且つ、排気切替弁大開度異常フラグXECVFOの値は「１」であるから、ＣＰＵ８１は、ステップ１４１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ１４４０に進み、吸気切替弁異常フラグXACVの値が「０」であること、及び、排気切替弁大開度異常フラグXECVFOの値が「１」であることの双方が成立するか否かを判定する。

上述したように、現時点における吸気切替弁異常フラグXACVの値は「０」であり、且つ、排気切替弁大開度異常フラグXECVFOの値は「１」であるから、ＣＰＵ８１は、ステップ１４４０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１４５０に進み、「排気切替弁６６が異常である」旨を機関１０の操作者に通知する。この通知は、上記同様、図示しない警報ランプを点等すること等により実行される。次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ１４３０に進んで異常発生フラグXEMGの値に「１」を設定し、ステップ１４９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。

なお、ステップ１４４０における判定がなされるときに上記条件が成立しない場合、ＣＰＵ８１は、ステップ１４４０にて「Ｎｏ」と判定する。その後、ＣＰＵ８１は、ステップ１４９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。即ち、このとき、本ルーチンにおける操作者への警報は発せられない。このような状況は、例えば、図１０のステップ１０２０にて「Ｙｅｓ」と判定された結果、排気切替弁大開度異常フラグXECVFOの値が「０」に設定され（ステップ１０３４）、吸気切替弁異常フラグXACVの値が「０」に設定された（ステップ１０４０）場合等に生じ得る。

このように、排気切替弁６６に異常（大開度の開異常状態）が発生した場合（即ち、排気切替弁大開度異常フラグXECVFOの値が「１」であるとき）、機関１０の操作者に対して「排気切替弁６６が異常（大開度の開異常状態）である」旨の警報が発せられる。

更に、このとき、ＣＰＵ８１は、任意の気筒のクランク角度が上記クランク角度θｇに一致すると、図１２のステップ１２００から処理を開始して、上述した仮定Ｆと同様、ステップ１２１０、ステップ１２４０、及び、ステップ１２３０をこの順に経由し、ステップ１２９５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、排気切替弁６６が異常であるとき、機関１０の操作者に対して「排気切替弁６６が異常である」旨の警告が通知されるとともに、退避運転が実行される。

以上、説明したように、第２装置は、上記異常判定方法３を用いて第１制御弁６６及び第２制御弁６４の何れが異常であるかを特定する。

即ち、第２装置において、
前記異常判定手段は、
前記過給圧異常状態が発生しており（図１０のステップ１００４にて「Ｙｅｓ」と判定されており）、且つ、前記第１コンプレッサ下流圧Pfcdown（＝Pim＋PD）が前記第１閾値圧力（Pc−MG）以下である場合（図１０のステップ１０１８にて「Ｎｏ」と判定されている場合）、前記機関１０が前記第２運転領域AR2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る期間（図１３のステップ１３１０にて「Ｙｅｓ」と判定されている期間）において、前記取得される過給圧Pimが大きくなるにつれて大きくなる過給圧相当値（本例においては過給圧Pim）を第１の値Pim0として取得し（図１３のステップ１３２０）、「同第１の値Pim0を取得した時点以降の第１時点」にて前記第１制御弁６６の開度が「同第１の値Pim0を取得した時点における開度である第１開度Oecv1とは異なる第２開度Oecv2」に一致するように同第１制御弁Pim0を作動させ（図１３のステップ１３２５）、同第１時点から所定時間が経過した後の第２時点における同取得される過給圧相当値を第２の値Pim1として取得し（図１３のステップ１３３０）、
前記第２の値Pim1と前記第１の値Pim0との差である過給圧相当値変化量の絶対値が所定の閾値変化量Pimth以上である場合（図１３のステップ１３３５にて「Ｙｅｓ」と判定される場合）、「前記第１制御弁６６が正常であり且つ前記第２制御弁６４が異常である」旨の判定を行い（図１３のステップ１３４０、ステップ１３４５及びステップ１３５０）、同過給圧相当値変化量の絶対値が前記閾値変化量Pimthよりも小さい場合（図１３のステップ１３３５にて「Ｎｏ」と判定されるとき）、「前記第１制御弁６６が異常であり且つ前記第２制御弁６４が正常である」旨の判定を行う（図１３のステップ１３５５及びステップ１３６０）、
ように構成される。

このように、第２装置は、「第１制御弁６６及び第２制御弁６４の何れかが異常である」旨の判定がなされたとき、第１制御弁６６及び第２制御弁６４の何れが異常であるかを特定することができる。

ここで、上述したように、前記異常判定手段が「第１制御弁６６が正常であり且つ第２制御弁６４が異常である」旨の判定を行っているとき、第２制御弁６４の開度は、「第２制御弁６４が第２通路部６３を遮断することができない開度」となっていると判定することもできる（図１３のステップ１３４０）。

更に、前記異常判定手段が「第１制御弁６６が異常であり且つ第２制御弁６４が正常である」旨の判定を行っているとき、第１制御弁６６の開度は、「第１制御弁６６が正常であるときの開度とは異なる開度であり、且つ、前記閾値開度から第１通路部６５を完全に開放する開度である全開開度までの開度範囲内の開度（即ち、大開度の開異常状態）」となっていると判定することもできる（図１３のステップ１３６０）。

更に、第２装置において、
前記異常判定手段は、前記過給圧相当値として前記過給圧Pimを取得するように構成されている（図１３の１３２０及びステップ１３３０）。

ところで、上述した第１装置及び第２装置の「双方」において、
前記制御弁作動手段は、前記機関１０が前記第１運転領域AR1にて運転されているとき、前記第１制御弁６６の開度が前記全閉開度となるように前記第１制御弁６６を作動させるように構成されている（図３（Ｂ）を参照。）。

更に、第１装置及び第２装置の双方において、
前記機関１０が前記第２運転領域AR2にて運転されているとき、
前記第１制御弁６６は、指示信号に応答して前記第１通路部６５の流路面積を変更するように構成され、
前記制御弁作動手段又は前記異常判定手段は、前記第１制御弁駆動手段（排気切替弁アクチュエータ６６ａ）に前記指示信号を送出することにより前記第１制御弁６６の開度を変更するように構成されている（図３（Ｂ）を参照。）。

本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。

例えば、上記第１実施形態及び上記第２実施形態においては、コンプレッサ間圧力センサ７２は、第１コンプレッサと第２コンプレッサとの間の吸気通路上に設けられている。しかし、コンプレッサ間圧力センサ７２は、第２通路部６３であって第２制御弁６４よりも上流側に設けられてもよい。

更に、上記第２実施形態においては、「前記過給圧相当値」として前記第１コンプレッサよりも下流側の吸気通路内の空気の圧力である「過給圧」が取得されている。しかし、第２装置は、前記過給圧相当値として前記機関に導入される空気の量である「新気量」を取得するように構成されてもよい。また、過給圧相当値として取得される過給圧は、インタークーラ３４とスロットル弁３３との間の吸気通路内の圧力であってもよい。

加えて、第２実施形態においては、第１制御弁（排気切替弁６６）に対してその開度Oecvを変更させる指示を与えるとき（図１３のステップ１３２５）、第１開度Oecv1が常に充分に小さければ（即ち、第１開度Oecv1が充分に小さくなるような運転条件であることが図１３のステップ１３１０における異常判定条件に含まれていれば）、第２開度Oecv2が「現在の開度である第１開度Oecv1」よりも必ず大きくなる（例えば、全開開度に一致する）ように、第１制御弁に対して指示を与えてもよい。

同様に、第２実施形態において、第１開度Oecv1が常に充分に大きい場合（即ち、第１開度Oecv1が充分に大きくなるような運転条件であることが図１３のステップ１３１０における異常判定条件に含まれているとき）、第２開度Oecv2が「現在の開度である第１開度Oecv1」よりも必ず小さくなる（例えば、全閉開度に一致する）ように、第１制御弁に対して指示を与えてもよい。

更に、第２実施形態において、図１３のステップ１３１０にて成立しているか否かが判定される異常判定条件は、機関１０の要求トルクが所定の閾値トルク以下である（即ち、機関１０が減速運転されている。）ことを条件の一つとして含んでもよい。但し、この減速運転の際に、上述した「機関１０が第２運転領域AR2（新気量Gaが第１過給機６１及び第２過給機６２の双方を駆動することができる量となる運転領域）にて運転されていること」との条件は成立している必要がある。

上記「減速状態」にて機関が運転されているときに第１制御弁６４の開度を変更することにより、第１制御弁６４の開度が変化することによる機関の出力トルクの変動を、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。その結果、機関のドライバビリティを良好に維持しながら第１制御弁６６及び第２制御弁６４の何れが異常であるかを判定することができる。

更に、上記要求トルクは、「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、上記条件は、アクセルペダル開度Accpが所定閾値開度Accpth以下であるときに成立する条件であってもよく、アクセルペダル開度Accp及び機関回転速度NEにより定まる運転状態が「アクセルペダル開度Accp及び機関回転速度NEにより表される所定の減速領域」の中にあるときに成立する条件であってもよく、アクセルペダル開度Accp及び機関回転速度NE等により定まる燃料供給量Qが「減速状態を表す所定の燃料供給量閾値」以下の場合に成立する条件であってもよい。

更に、第２実施形態においては、第１制御弁６６の開度を変更する前の時点において、スロットル弁３３が全開状態となるように構成されている（図１３のステップ１３１５を参照。）。しかし、第２装置においては、第１制御弁６６の開度を変更する際に必ずしもスロットル弁３３を全開状態にしなくてもよい。

Claims (11)

1. 内燃機関の排気通路に配設される第１タービンと、同機関の吸気通路に配設されるとともに同排気通路を流れる排ガスによって同第１タービンが駆動されることによって駆動される第１コンプレッサと、を備える第１過給機と、
   前記第１タービンよりも前記排気通路の下流側に配設される第２タービンと、前記第１コンプレッサよりも前記吸気通路の上流側に配設されるとともに前記排ガスによって同第２タービンが駆動されることによって駆動される第２コンプレッサと、を備える第２過給機と、
   一端が前記第１タービンよりも上流側において前記排気通路に接続されるとともに他端が同第１タービンと前記第２タービンとの間において同排気通路に接続される第１通路部と、
   前記第１通路部に配設されるとともにその開度に応じて同第１通路部の流路面積を変更する第１制御弁と、
   一端が前記第１コンプレッサと前記第２コンプレッサとの間において前記吸気通路に接続されるとともに他端が同第１コンプレッサよりも下流側において同吸気通路に接続される第２通路部と、
   前記第２通路部に配設される第２制御弁であって、同第２通路部の同第２制御弁よりも上流側の空気の圧力が同第２制御弁よりも下流側の空気の圧力よりも第１圧力以上大きいとき同第２通路部を空気が通流可能となるように開放し、同第２通路部の同第２制御弁よりも上流側の空気の圧力が同第２制御弁よりも下流側の空気の圧力よりも同第１圧力以上大きくないとき同第２通路部を空気が通流不能となるように遮断する第２制御弁と、
   を備えた内燃機関に適用され、
   前記機関の外部から前記燃焼室へ導入される空気の量である新気量が第１閾値新気量以下である第１運転領域にて前記機関が運転されている場合、前記第１コンプレッサが前記第１コンプレッサに導入される空気を圧縮して排出するように前記第１制御弁を作動させる制御弁作動手段と、
   前記第１コンプレッサと前記第２コンプレッサとの間の吸気通路内の空気の圧力であるコンプレッサ間圧力と、前記第１コンプレッサよりも下流側であり且つ前記第１コンプレッサと前記燃焼室との間に存在する圧力損失発生部材よりも上流側の吸気通路内の空気の圧力である第１コンプレッサ下流圧と、前記圧力損失発生部材よりも下流側の吸気通路内の空気の圧力である過給圧と、を取得する圧力取得手段と、
   前記機関の運転状態に基づいて定まる参照過給圧よりも前記取得される過給圧が第２圧力以上小さい状態である過給圧異常状態が発生している場合、
   前記機関が前記第１運転領域にて運転されているときに前記第１コンプレッサ下流圧が前記コンプレッサ間圧力以上の第１閾値圧力よりも大きければ前記第１制御弁が異常であり且つ前記第２制御弁は正常である旨の判定を行い、
   前記機関が前記第１運転領域にて運転されているときに同第１コンプレッサ下流圧が同第１閾値圧力以下であれば前記第１制御弁及び前記第２制御弁の何れか一方が異常である旨の判定を行う、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。
2. 請求項１に記載の内燃機関の制御弁異常判定装置において、
   前記圧力取得手段は、
   前記圧力損失発生部材によって生じる圧力損失量を推定するとともに、前記過給圧を実際に検出することにより取得し、同推定される圧力損失量と同検出される過給圧との和を前記第１コンプレッサ下流圧として取得するように構成された制御弁異常判定装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の制御弁異常判定装置であって、
   前記機関は、更に、
   一端が前記第１タービンと前記第２タービンとの間において前記排気通路に接続されるとともに他端が前記第２タービンの下流側において同排気通路に接続される第３通路部と、
   前記第３通路部に配設されるとともにその開度に応じて同第３通路部の流路面積を変更する第３制御弁と、
   を備え、
   前記制御弁作動手段は、
   前記機関が前記第１運転領域にて運転されているか又は前記新気量が前記第１閾値新気量よりも大きく且つ同第１閾値新気量よりも大きい第２閾値新気量以下である第２運転領域にて運転されている場合、前記第３通路部を排ガスが通流不能となるように前記第３制御弁を作動させ、前記新気量が前記第２閾値新気量よりも大きい第３運転領域にて前記機関が運転されている場合、前記第３通路部を排ガスが通流可能となるように前記第３制御弁を作動させるように構成され、
   前記異常判定手段は、
   前記機関が前記第２運転領域にて運転されている場合に、前記過給圧異常状態が発生しているとき、
   前記コンプレッサ間圧力が所定の第２閾値圧力以上であれば、前記第３制御弁は正常である旨の判定を行い、
   前記コンプレッサ間圧力が前記第２閾値圧力よりも小さければ、前記第３制御弁は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。
4. 請求項３に記載の内燃機関の制御弁異常判定装置において、
   前記異常判定手段は、
   前記第３制御弁は異常である旨の判定を行った場合、前記第１制御弁及び前記第２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。
5. 請求項３又は請求項４に記載の内燃機関の制御弁異常判定装置において、
   前記制御弁作動手段は、
   前記機関が前記第２運転領域にて運転されている場合、前記第１コンプレッサが前記第１コンプレッサに導入される空気を圧縮して排出するように前記第１制御弁を作動させるように構成され、
   前記異常判定手段は、
   前記機関が前記第２運転領域にて運転されている場合、前記第３制御弁が正常である旨の判定を行ったとき、前記第１コンプレッサ下流圧が前記第１閾値圧力よりも大きければ前記第１制御弁が異常であり且つ前記第２制御弁は正常である旨の判定を行い、同第１コンプレッサ下流圧が同第１閾値圧力以下であれば前記第１制御弁及び前記第２制御弁の何れか一方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。
6. 請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の内燃機関の制御弁異常判定装置において、
   前記異常判定手段は、
   前記過給圧異常状態が発生しており、且つ、前記第１コンプレッサ下流圧が前記第１閾値圧力以下である場合、前記機関が前記第２運転領域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る期間において、前記取得される過給圧が大きくなるにつれて大きくなる過給圧相当値を第１の値として取得し、同第１の値を取得した時点以降の第１時点にて前記第１制御弁の開度が同第１の値を取得した時点における開度である第１開度とは異なる第２開度に一致するように同第１制御弁を作動させ、同第１時点から所定時間が経過した後の第２時点における同取得される過給圧相当値を第２の値として取得し、
   前記第２の値と前記第１の値との差である過給圧相当値変化量の絶対値が所定の閾値変化量以上である場合、前記第１制御弁が正常であり且つ前記第２制御弁が異常である旨の判定を行い、同過給圧相当値変化量の絶対値が前記閾値変化量よりも小さい場合、前記第１制御弁が異常であり且つ前記第２制御弁が正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。
7. 請求項６に記載の内燃機関の制御弁異常判定装置において、
   前記異常判定手段は、前記過給圧相当値として前記過給圧を取得するように構成された制御弁異常判定装置。
8. 請求項６に記載の内燃機関の制御弁異常判定装置において、
   前記異常判定手段は、前記過給圧相当値として前記新気量を取得するように構成された制御弁異常判定装置。
9. 請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載の内燃機関の制御弁異常判定装置において、
   前記制御弁作動手段は、
   前記機関が前記第１運転領域にて運転されているとき、前記第１制御弁の開度が前記全閉開度となるように同第１制御弁を作動させるように構成された制御弁異常判定装置。
10. 請求項１乃至請求項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制御弁は、指示信号に応答して前記第１通路部の流路面積を変更するように構成され、
    前記制御弁作動手段又は前記異常判定手段は、前記第１制御弁駆動手段に前記指示信号を送出することにより前記第１制御弁の開度を変更するように構成された制御弁異常判定装置。
11. 請求項１乃至請求項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２制御弁は、弁体と、前記弁体が着座する着座部と、前記弁体を前記着座部に向けて付勢する付勢手段と、を備え、前記第２通路部の同第２制御弁よりも上流側の空気の圧力が同第２制御弁よりも下流側の空気の圧力よりも前記第１圧力以上大きくないとき同弁体が同付勢手段の付勢力によって同着座部に着座する第１位置に移動せしめられることにより同第２通路部を遮断し、同第２通路部の同第２制御弁よりも上流側の空気の圧力が同第２制御弁の下流側の空気の圧力よりも同第１圧力以上大きいとき同弁体が同付勢手段の付勢力に抗して前記第１位置と異なる第２位置に移動せしめられることにより同第２通路部を空気が通流可能となるように開放するように構成された弁であることを特徴とする制御弁異常判定装置。

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