JP2001082258A - 排気再循環装置の異常検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】排気再循環装置の異常検出を行う際にドライバ
ビリティが悪化するのを抑制することのできる排気再循
環装置の異常検出装置を提供する。 【解決手段】ＥＧＲ機構の異常を検出する際には、ＥＧ
Ｒバルブ４３の目標ＥＧＲ開度Ｅｔを通常の値から異常
検出用の値へと変更し、ＥＧＲバルブ４３を異常検出用
の目標ＥＧＲ開度Ｅｔまで閉じる。この異常検出用の目
標ＥＧＲ開度Ｅｔは、ＥＧＲ機構が正常状態である条件
下において上記のようにＥＧＲバルブ４３が閉じられる
とき、エンジン１１の吸気圧ＰＭの低下量ΔＰがほぼ一
定となるよう、機関運転状態に基づき算出される。従っ
て、上記のようにＥＧＲバルブ４３が閉じられるとき、
吸気圧ＰＭの低下量ΔＰに伴い変化するエンジン１１の
出力トルクの低下量ΔＴがほぼ一定になり、所定の機関
運転状態のときだけ同出力トルクの低下量ΔＴが過度に
大きくなることは抑制される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気を
同機関の吸気系に再循環する排気再循環装置の異常検出
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、燃費改善を意図して理論空燃比よ
りもリーンな空燃比で混合気を燃焼させる、いわゆる希
薄燃焼を実行することが可能な内燃機関が提案され、実
用化されている。こうした内燃機関にあっては、混合気
の空燃比をリーンにすべく理論空燃比の状態で混合気を
燃焼させる場合に比べてスロットルバルブが開き側に制
御されるため、ポンピングロスが低減されて燃費が改善
されるようになる。

【０００３】このように希薄燃焼を行う内燃機関におい
ては、排気の一部を吸気系に再循環させて燃焼時に生じ
る窒素酸化物（ＮＯx ）の増加を抑制する排気再循環
（ＥＧＲ）機構が設けられる。このＥＧＲ機構は、内燃
機関の排気通路と吸気通路とを連通するＥＧＲ通路と、
同通路に設けられたＥＧＲバルブとを備えている。そし
て、ＥＧＲバルブの開度を調整することで、排気通路か
ら吸気通路へ再循環される排気の量（ＥＧＲ量）が調整
される。こうしたＥＧＲ機構によって排気の一部が吸気
通路に戻されると、同排気により燃焼室内の温度が下が
ってＮＯx の生成が抑制され、排気中におけるＮＯx の
増加が抑制されるようになる。

【０００４】しかし、ＥＧＲ機構に何らかの異常、例え
ばＥＧＲバルブの作動不良が生じたりすると、ＥＧＲ量
がそのときの機関運転状態に適した値から外れて燃焼状
態が悪化するおそれがある。そこで、特開平８−４２４
０３号公報においては、所定の異常検出条件が成立した
ときＥＧＲバルブを全閉状態とし、このときの吸気通路
内の圧力変化に基づきＥＧＲ機構の異常検出を行うよう
にしている。こうした異常検出を行うことにより、ＥＧ
Ｒ機構におけるＥＧＲバルブの作動不良等の異常を的確
に検出することができるようになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＥＧＲ機構
の異常検出を行うためにＥＧＲバルブを閉じると、内燃
機関の吸気圧が低下してポンピングロスが増大するた
め、機関出力トルクが低下することは避けられない。こ
の機関出力トルクの低下量はＥＧＲバルブを閉じる量、
即ち吸気圧の低下量等によって変化するため、例えばＥ
ＧＲバルブが全開に近い状態となる機関運転状態にあっ
て、上記異常検出のためにＥＧＲバルブが全閉状態まで
閉じられると、上記機関出力トルクの低下量が非常に大
きいものとなる。このように機関運転状態によっては、
ＥＧＲバルブを閉じるときに機関出力トルクが大幅に低
下し、ドライバビリティの悪化を招くこととなる。

【０００６】特に、希薄燃焼のうちでも、点火プラグ周
りのみに燃料濃度の高い混合気を存在させ、混合気全体
の平均空燃比を大幅にリーンとしても良好な着火が得ら
れるようにした「成層燃焼」を行う場合には、ＥＧＲバ
ルブを全閉状態にするときに機関出力トルクが大きく低
下する。これは、「成層燃焼」時にはＮＯx の増加を抑
制すべくＥＧＲ量を多くする必要があることから、通常
状態でのＥＧＲバルブが大きく開いた状態になり、ＥＧ
Ｒ機構の異常検出を行うときにＥＧＲバルブが大きく開
いた状態から全閉状態まで閉じられることが原因であ
る。従って、「成層燃焼」時には、上述したドライバビ
リティの悪化という不具合が一層顕著なものになる。

【０００７】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、排気再循環装置の異常検出
を行う際にドライバビリティが悪化するのを抑制するこ
とのできる排気再循環装置の異常検出装置を提供するこ
とにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】以下、上記目的を達成す
るための手段及びその作用効果について記載する。上記
目的を達成するため、請求項１記載の発明では、内燃機
関の排気系と吸気系とを連通する排気再循環通路に設け
られる制御弁を、機関運転状態に基づき設定される目標
開度へと制御することにより、前記吸気系への排気再循
環量を調整する排気再循環装置の異常検出装置におい
て、所定の異常検出条件が成立したとき、前記目標開度
を機関運転状態に基づき設定される通常の値から異常検
出用目標開度へと変更する変更手段と、前記排気再循環
装置が正常である条件下で前記目標開度を前記通常の値
から前記異常検出用目標開度へと変更するとき、この変
更による前記吸気系の圧力変化量が機関運転状態に係わ
らず所定値未満に抑えられるよう、前記異常検出用目標
開度を機関運転状態に基づき設定する目標開度設定手段
と、前記変更手段により前記目標開度を異常検出用目標
開度へと変更したときの前記吸気系の圧力変化に基づ
き、前記排気再循環装置の異常を検出する異常検出手段
とを備えた。

【０００９】同構成によれば、排気再循環装置の異常を
検出するために制御弁が異常検出用目標開度に制御され
るとき、排気再循環装置が正常である条件下では内燃機
関の吸気系の圧力変化量が所定値未満に抑えられる。こ
の圧力変化量に応じて機関出力トルクの低下量が変化す
るが、この圧力変化量は機関運転状態に係わらず所定値
未満に抑えられることから、上記制御弁が異常検出用目
標開度に制御される際、機関出力トルクの変化量が過度
に大きくなるのを機関運転状態に関わりなく抑制するこ
とができる。従って、所定の機関運転状態のときだけ、
上記機関出力トルクの変化量が過度に大きくなることに
伴いドライバビリティの悪化を招くのを抑制することが
できる。

【００１０】請求項２記載の発明では、内燃機関の排気
系と吸気系とを連通する排気再循環通路に設けられる制
御弁を、機関運転状態に基づき設定される目標開度へと
制御することにより、前記吸気系への排気再循環量を調
整する排気再循環装置の異常検出装置において、所定の
異常検出条件が成立したとき、前記目標開度を機関運転
状態に基づき設定される通常の値から異常検出用目標開
度へと変更する変更手段と、前記排気再循環装置が正常
である条件下で前記目標開度を前記通常の値から前記異
常検出用目標開度へと変更するとき、この変更による前
記吸気系の圧力変化量が機関運転状態に係わらず所定範
囲内の値となるよう、前記異常検出用目標開度を機関運
転状態に基づき設定する目標開度設定手段と、前記変更
手段により前記目標開度を異常検出用目標開度へと変更
したときの前記吸気系の圧力変化に基づき、前記排気再
循環装置の異常を検出する異常検出手段とを備えた。

【００１１】同構成によれば、排気再循環装置の異常を
検出するために制御弁が異常検出用目標開度に制御され
るとき、排気再循環装置が正常である条件下では内燃機
関の吸気系の圧力変化量が所定範囲内の値となる。この
圧力変化量に応じて機関出力トルクの低下量が変化する
が、この圧力変化量が機関運転状態に係わらず所定範囲
内の値になることから、上記制御弁が異常検出用目標開
度に制御される際、機関出力トルクの変化量を機関運転
状態に関わりなく略一定にすることができる。従って、
所定の機関運転状態のときだけ上記機関出力トルクの変
化量が過度に大きくなることに伴いドライバビリティが
悪化するのを抑制することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を自動車用直噴ガソ
リンエンジンに適用した一実施形態を図１〜図７に従っ
て説明する。

【００１３】図１に示すように、エンジン１１は、その
シリンダブロック１１ａ内に往復移動可能に設けられた
ピストン１２を気筒毎に備えている。ピストン１２は、
その頭部に成層燃焼を実行するのに必要な窪み１２ａが
形成されるとともに、コンロッド１３を介して上記クラ
ンクシャフト１４に連結されている。そして、ピストン
１２の往復移動は、上記コンロッド１３によってクラン
クシャフト１４の回転へと変換されるようになってい
る。

【００１４】クランクシャフト１４にはシグナルロータ
１４ａが取り付けられている。このシグナルロータ１４
ａの外周部には、複数の突起１４ｂがクランクシャフト
１４の軸線を中心とする等角度毎に設けられている。ま
た、シグナルロータ１４ａの側方には、クランクポジシ
ョンセンサ１４ｃが設けられている。そして、クランク
シャフト１４が回転して、シグナルロータ１４ａの各突
起１４ｂが順次クランクポジションセンサ１４ｃの側方
を通過することにより、同センサ１４ｃからはそれら各
突起１４ｂの通過に対応したパルス状の検出信号が出力
されるようになる。

【００１５】また、シリンダブロック１１ａの上端には
シリンダヘッド１５が設けられ、シリンダヘッド１５と
ピストン１２との間には燃焼室１６が設けられている。
この燃焼室１６には吸気通路３２及び排気通路３３が接
続されている。そして、燃焼室１６と吸気通路３２とは
吸気バルブ１９の開閉動作によって連通・遮断され、燃
焼室１６と排気通路３３とは排気バルブ２０の開閉動作
によって連通・遮断される。

【００１６】一方、シリンダヘッド１５には、上記吸気
バルブ１９及び排気バルブ２０を開閉駆動するための吸
気カムシャフト２１及び排気カムシャフト２２が回転可
能に支持されている。これら吸気及び排気カムシャフト
２１，２２は、タイミングベルト及びギヤ（共に図示せ
ず）等を介してクランクシャフト１４に連結され、同ベ
ルト及びギヤ等によりクランクシャフト１４の回転が伝
達されるようになる。そして、吸気カムシャフト２１が
回転すると吸気バルブ１９が開閉動作し、排気カムシャ
フト２２が回転すると排気バルブ２０が開閉動作する。

【００１７】吸気通路３２の上流部分には、エンジン１
１の吸入空気量を調整するためのスロットルバルブ２３
が設けられている。このスロットルバルブ２３の開度
は、アクセルポジションセンサ２６によって検出される
アクセルペダル２５の踏込量（アクセル踏込量）に基づ
きスロットル用モータ２４を駆動制御することで調節さ
れる。こうしたスロットルバルブ２３の開度調節によ
り、エンジン１１の吸入空気量が調整される。吸気通路
３２においてスロットルバルブ２３の下流側に位置する
部分には、同通路３２内の圧力を検出するバキュームセ
ンサ３６が設けられている。そして、バキュームセンサ
３６は検出した吸気通路３２内の圧力に対応した検出信
号を出力する。

【００１８】また、シリンダヘッド１５には、燃焼室１
６内に燃料を噴射供給する燃料噴射弁４０と、燃焼室１
６内に充填される燃料と空気とからなる混合気に対して
点火を行う点火プラグ４１とが設けられている。そし
て、燃料噴射弁４０から燃焼室１６内へ燃料が噴射され
ると、同燃料が吸気通路３２を介して燃焼室１６に吸入
された空気と混ぜ合わされ、燃焼室１６内で空気と燃料
とからなる混合気が形成される。更に、燃焼室１６内の
混合気は点火プラグ４１によって点火がなされて燃焼
し、燃焼後の混合気は排気として排気通路３３に送り出
される。

【００１９】一方、吸気通路３２のスロットルバルブ２
３よりも下流側は、排気再循環（ＥＧＲ）通路４２を介
して排気通路３３と連通している。このＥＧＲ通路４２
の途中には、ステップモータ４３ａを備えたＥＧＲバル
ブ４３が設けられている。そして、ＥＧＲバルブ４３
は、ステップモータ４３ａを駆動制御することで開度調
節が行われる。こうしたＥＧＲバルブ４３の開度調節に
より、排気通路３３を介して吸気通路３２へ再循環する
排気の量（ＥＧＲ量）が調整されるようになる。そし
て、エンジン１１の排気が吸気通路３２に再循環される
ことで、燃焼室１６内の温度が下がって窒素酸化物（Ｎ
Ｏx ）の生成が抑制され、エミッション悪化の抑制が図
られる。

【００２０】次に、本実施形態における異常検出装置の
電気的構成を図２に基づいて説明する。この異常検出装
置は、燃料噴射量制御、及びＥＧＲ制御など、エンジン
１１の運転状態を制御するための電子制御ユニット（以
下「ＥＣＵ」という）９２を備えている。このＥＣＵ９
２は、ＲＯＭ９３、ＣＰＵ９４、ＲＡＭ９５及びバック
アップＲＡＭ９６等を備える算出論理演算回路として構
成されている。

【００２１】ここで、ＲＯＭ９３は各種制御プログラム
や、それら各種制御プログラムを実行する際に参照され
るマップ等が記憶されたメモリであり、ＣＰＵ９４はＲ
ＯＭ９３に記憶された各種制御プログラムやマップに基
づいて演算処理を実行する。また、ＲＡＭ９５はＣＰＵ
９４での演算結果や各センサから入力されたデータ等を
一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ９
６はエンジン１１の停止時にその記憶されたデータ等を
保存する不揮発性のメモリである。そして、ＲＯＭ９
３、ＣＰＵ９４、ＲＡＭ９５及びバックアップＲＡＭ９
６は、バス９７を介して互いに接続されるとともに、外
部入力回路９８及び外部出力回路９９と接続されてい
る。

【００２２】外部入力回路９８には、クランクポジショ
ンセンサ１４ｃ、アクセルポジションセンサ２６、及び
バキュームセンサ３６等が接続されている。一方、外部
出力回路９９には、燃料噴射弁４０、及びＥＧＲバルブ
４３等が接続されている。

【００２３】このように構成されたＥＣＵ９２は、エン
ジン１１の運転状態に応じて燃焼方式を「均質燃焼」と
「成層燃焼」との間で切り換える。即ち、ＥＣＵ９２
は、クランクポジションセンサ１４ｃからの検出信号に
基づきエンジン回転数ＮＥを求める。更に、ＥＣＵ９２
は、機関負荷に対応した値となる基本燃料噴射量Ｑbse
をエンジン１１の吸入空気量に関係したパラメータ等に
基づき算出する。こうしたパラメータとしては、現在の
燃焼方式が「均質燃焼」であるときにはエンジン１１の
吸気圧ＰＭが採用され、現在の燃焼方式が「成層燃焼」
であるときにはアクセル踏込量ＡＣＣＰが採用される。
なお、上記吸気圧ＰＭはバキュームセンサ３６からの検
出信号に基づき求められ、アクセル踏込量ＡＣＣＰはア
クセルポジションセンサ２６からの検出信号に基づき求
められる。

【００２４】ＥＣＵ９２は、上記基本燃料噴射量Ｑbse
（機関負荷）及びエンジン回転数ＮＥに応じて、現在の
運転状態が「成層燃焼」と「均質燃焼」とのうちのいず
れの燃焼方式を実行すべき状態であるか判定し、同判定
に応じた燃焼方式を実行する。即ち、エンジン１１の運
転状態が高回転高負荷領域にあるときに「均質燃焼」を
行い、低回転低負荷領域にあるときには「成層燃焼」を
行う。このように燃焼方式を変化させるのは、高出力が
要求される高回転高負荷時には混合気の空燃比をリッチ
側の値にしてエンジン出力を高め、あまり高出力を必要
としない低回転低負荷時には空燃比をリーン側の値にし
て燃費の改善を図るためである。

【００２５】エンジン１１の燃焼方式を「均質燃焼」と
した場合、ＥＣＵ９２は、燃料噴射弁４０を駆動制御し
てエンジン１１の吸気行程中に、基本燃料噴射量Ｑbse
から求められる最終燃料噴射量Ｑfin に対応した量の燃
料を燃焼室１６内に噴射供給する。こうした燃料噴射に
基づき燃焼室１６内に形成される混合気においては、そ
の空燃比が理論空燃比若しくは理論空燃比よりもリッチ
になる。ＥＣＵ９２は、「均質燃焼」時にはＥＧＲバル
ブ４３を閉じ、吸気通路３２への排気の再循環を停止す
る。

【００２６】エンジン１１の燃焼方式を「成層燃焼」と
した場合、ＥＣＵ９２は、燃料噴射弁４０を駆動制御し
てエンジン１１の圧縮行程中に、基本燃料噴射量Ｑbse
から求められる最終燃料噴射量Ｑfin に対応した量の燃
料を噴射供給する。こうした燃料噴射により燃焼室１６
内に形成される混合気においては、その空燃比が「均質
燃焼」時の空燃比よりもリーン側の値とされる。更に、
ＥＣＵ９２は、基本燃料噴射量Ｑbse やエンジン回転数
ＮＥ等に基づきＥＧＲバルブ４３の開度を制御し、ＥＧ
Ｒ量がそのときの機関運転状態に適した値となるように
する。

【００２７】上記「成層燃焼」時において、エンジン１
１の圧縮行程中に燃料噴射弁４０から噴射された燃料
は、ピストン１２の頭部に設けられた窪み１２ａ（図
１）に入り、ピストン１２の移動によって点火プラグ４
１の周りに集められる。このように点火プラグ４１の周
りに燃料を集めることによって、燃焼室１６内の混合気
全体の平均空燃比を「均質燃焼」時より大幅にリーンに
しても、同プラグ４１周りの混合気の空燃比が着火に適
したものとされて良好な混合気への着火が行われる。ま
た、燃焼室１６内の混合気全体の平均空燃比を「均質燃
焼」時よりリーンにするためにスロットル開度が開き側
に制御されて吸入空気量が多くされるため、「成層燃
焼」時にはエンジン１１のポンピングロスが低減される
ようになる。

【００２８】次に、ＥＧＲバルブ４３の開度制御の概要
を説明する。ＥＣＵ９２は、下記の式（１）に示される
ように、基本ＥＧＲ開度Ｅbse にその他の補正量Ａを加
算することにより目標ＥＧＲ開度Ｅｔを算出する。

【００２９】Ｅｔ＝Ｅbse ＋Ａ …（１） 上記基本ＥＧＲ開度Ｅbse は、基本燃料噴射量Ｑbse
（機関負荷）及びエンジン回転数ＮＥに基づき、予め実
験等によって設定されるマップを参照して算出される。
こうして算出される基本ＥＧＲ開度Ｅbse は、エンジン
１１の運転状態が中回転中負荷領域に位置する状態のと
きに最も開き側の値になり、低回転低負荷領域又は高回
転高負荷領域に移行するほど閉じ側の値になる。そし
て、目標ＥＧＲ開度Ｅｔが算出されると、ＥＣＵ９２
は、ＥＧＲバルブ４３の開度が同目標ＥＧＲ開度Ｅｔに
近づくようステップモータ４３ａを駆動制御する。こう
してＥＧＲバルブ４３の開度を制御することにより、Ｅ
ＧＲ量が機関運転状態に応じた適切な値に調整されるよ
うになる。

【００３０】ところで、ＥＧＲ通路４２及びＥＧＲバル
ブ４３等を備える排気再循環機構（ＥＧＲ機構）に何ら
かの異常、例えばＥＧＲバルブ４３の作動不良が生じた
りすると、同ＥＧＲバルブ４３の開度が不適切なものに
なる。その結果、ＥＧＲバルブ４３の開度によって決定
されるＥＧＲ量がそのときの機関運転状態に適した値か
ら外れ、ＥＧＲ量が不適切な値になることに伴い燃焼状
態が悪化するおそれがある。

【００３１】そのため、ＥＧＲ機構の異常検出として、
所定の異常検出条件が成立したときにＥＧＲバルブ４３
を全閉状態とし、このときの吸気圧ＰＭの低下量に基づ
き上記異常検出を行うことも考えられる。例えばＥＧＲ
バルブ４３の作動不良が発生している場合、上記のよう
にＥＧＲバルブ４３を全閉状態にしようとしても、同バ
ルブ４３が全閉状態になりきらないために吸気圧ＰＭの
低下量が正常時よりも小さくなる。従って、この吸気圧
ＰＭの低下量が所定の判定値以上であるか否かの判断に
基づき、ＥＧＲバルブ４３の作動不良等の異常を的確に
検出することができる。

【００３２】ところで、ＥＧＲ機構の異常検出のために
ＥＧＲバルブ４３を閉じると、エンジン１１の吸気圧Ｐ
Ｍが低下してポンピングロスが増大するため、同エンジ
ン１１の出力トルクが低下することは避けられない。こ
の出力トルクの低下量は、ＥＥＧＲバルブ４３を閉じる
量に応じて変化する吸気圧ＰＭの低下量に関係している
ため、同ＥＧＲバルブ４３を閉じる前の目標ＥＧＲ開度
Ｅｔに応じて変化することとなる。更に、この目標ＥＧ
Ｒ開度Ｅｔは基本燃料噴射量Ｑbse 及びエンジン回転数
ＮＥ等の機関運転状態に基づき算出されるため、上記出
力トルクの低下量は、基本燃料噴射量Ｑbse 及びエンジ
ン回転数ＮＥに応じて変化する。

【００３３】ここで、ＥＧＲ機構の異常検出のために、
ＥＧＲバルブ４３を通常の目標ＥＧＲ開度Ｅｔから全閉
状態まで閉じたときの吸気圧ＰＭの低下量ΔＰについて
図３のグラフを参照して説明する。

【００３４】このグラフにおいて実線は、エンジン回転
数ＮＥを一定とした条件のもとで機関負荷（基本燃料噴
射量Ｑbse ）が変化するときの上記吸気圧ＰＭの低下量
ΔＰの推移を示すものである。このグラフから明らかな
ように、上記異常検出のためにＥＧＲバルブ４３を全閉
状態まで閉じるときの吸気圧ＰＭの低下量ΔＰは、エン
ジン回転数ＮＥを一定とした条件下では、中負荷のとき
に最も大きくなり、低負荷又は高負荷になるほど小さく
なる。これは中負荷のときに最も目標ＥＧＲ開度Ｅｔが
開き側の値になり、上記異常検出を行うべくＥＧＲバル
ブ４３を全閉状態まで閉じるときの閉じ量が最も大きく
なるためである。

【００３５】エンジン１１の中負荷運転時など、目標Ｅ
ＧＲ開度Ｅｔが開き側の値であってＥＧＲバルブ４３が
全開に近い状態になる機関運転状態で、上記異常検出の
ためにＥＧＲバルブ４３が全閉状態まで閉じられると、
吸気圧ＰＭの低下量ΔＰが大きいために機関出力トルク
の低下量が非常に大きいものとなる。このように機関出
力トルクの低下量は、ＥＧＲバルブ４３を閉じるときの
機関負荷（基本燃料噴射量Ｑbse ）やエンジン回転数Ｎ
Ｅ等の機関運転状態（目標ＥＧＲ開度Ｅｔ）に応じて異
なるものとなる。そのため、機関運転状態によっては、
上記のようにＥＧＲバルブ４３を閉じる際に機関出力ト
ルクの低下量が過度に大きくなり、ドライバビリティの
悪化を招くこととなる。

【００３６】そこで本実施形態では、ＥＧＲ機構の異常
検出を行う際にＥＧＲバルブ４３を全閉状態まで閉じる
のではなく、同ＥＧＲバルブ４３を通常の目標ＥＧＲ開
度Ｅｔよりも閉じ側の値となるが全閉状態よりは開き側
の値となる異常検出用の目標ＥＧＲ開度Ｅｔへと制御す
る。そして、こうした異常検出用の目標ＥＧＲ開度Ｅｔ
を、ＥＧＲ機構が正常状態である条件下でＥＧＲバルブ
４３を同異常検出用の目標ＥＧＲ開度Ｅｔまで閉じたと
き、これによる吸気圧ＰＭの低下量ΔＰが機関運転状態
に係わらずほぼ一定となり、しかも同低下量ΔＰがＥＧ
Ｒ機構の異常検出を行うのに必要な値となるよう算出す
る。

【００３７】従って、ＥＧＲ機構の異常検出を行う際に
は、まず、ＥＧＲバルブ４３を開度制御するための目標
ＥＧＲ開度Ｅｔが、図４（ａ）に示されるように通常の
値から異常検出用の値へと変更される。その結果、ＥＧ
Ｒバルブ４３が通常の目標ＥＧＲ開度Ｅｔから異常検出
用の目標ＥＧＲ開度Ｅｔまで閉じられ、図４（ｂ）に示
されるように吸気圧ＰＭが低下する。この吸気圧ＰＭの
低下量ΔＰは、上記のように異常検出用の目標ＥＧＲ開
度Ｅｔが算出されることから、ＥＧＲ機構が正常であれ
ば機関運転状態（機関負荷等）に関わりなく、図３に破
線で示すようにほぼ一定になる。この低下量ΔＰは、Ｅ
ＧＲ機構の異常検出を行うのに必要な値とされ、過度に
小さい値となって同異常検出が困難な値になることはな
い。

【００３８】また、上記吸気圧ＰＭが低下することによ
りエンジン１１のポンピングロスが増大し、図４（ｃ）
に示されるようにエンジン１１の出力トルクも低下す
る。ＥＧＲ機構が正常であれば、上記吸気圧ＰＭの低下
量ΔＰが機関運転状態に関わりなくほぼ一定になるた
め、この吸気圧ＰＭの低下量ΔＰに応じて低下する機関
出力トルクの低下量ΔＴも機関運転状態に関わりなくほ
ぼ一定となる。そのため、上記異常検出のためにＥＧＲ
バルブ４３を異常検出用の目標ＥＧＲ開度Ｅｔまで閉じ
る際、吸気圧ＰＭの低下量ΔＰに応じて変化する機関出
力トルクの低下量ΔＴが過度に大きくなり、ドライバビ
リティの悪化を招くことが抑制される。

【００３９】なお、ＥＧＲバルブ４３の作動不良などＥ
ＧＲ機構に何らかの異常が発生している場合、上記のよ
うにＥＧＲバルブ４３を通常の目標ＥＧＲ開度Ｅｔから
異常検出用の目標ＥＧＲ開度Ｅｔまで閉じるとき、同バ
ルブ４３の開度が異常検出用の目標ＥＧＲ開度Ｅｔに達
せず、吸気圧ＰＭの低下量ΔＰが正常時よりも小さくな
る。そのため、この吸気圧ＰＭの低下量ΔＰが所定の判
定値よりも大きいか否かに基づき、ＥＧＲ機構の異常を
的確に検出することができるようになる。

【００４０】次に、目標ＥＧＲ開度Ｅｔの算出手順につ
いて図５を参照して説明する。図５は、目標ＥＧＲ開度
Ｅｔを算出するための目標ＥＧＲ開度算出ルーチンを示
すフローチャートである。この目標ＥＧＲ開度算出ルー
チンは、ＥＣＵ９２を通じて例えば所定時間毎の時間割
り込みにて実行される。

【００４１】目標スロットル開度算出ルーチンにおいて
は、ステップＳ１０６の処理で、基本燃料噴射量Ｑbse
（機関負荷）及びエンジン回転数ＮＥに基づき算出され
る基本ＥＧＲ開度Ｅbse 等から、上記式（１）を用いて
目標ＥＧＲ開度Ｅｔを算出する。ＥＣＵ９２は、ＥＧＲ
バルブ４３の開度を上記のように算出される目標ＥＧＲ
開度Ｅｔに近づけるべく、同目標ＥＧＲ開度Ｅｔに基づ
きステップモータ４３ａを駆動制御する。

【００４２】また、目標ＥＧＲ開度算出ルーチンにおい
て、ステップＳ１０１の処理は、ＥＧＲ機構の異常検出
を実行するか否かの基準となる異常検出実行が成立して
いるか否かを判断するためのものである。こうした異常
検出が行われない通常時においては、ステップＳ１０５
の処理で通常時での基本ＥＧＲ開度Ｅbse が算出され、
この基本ＥＧＲ開度Ｅbse を用いて目標ＥＧＲ開度Ｅｔ
が通常時の値として算出されるようになる。

【００４３】一方、上記異常検出が行われるときには、
ステップＳ１０２の処理で異常検出用の基本ＥＧＲ開度
Ｅbse が算出され、この基本ＥＧＲ開度Ｅbse を用いて
目標ＥＧＲ開度Ｅｔが異常検出時の値として算出される
ようになる。こうして算出される異常検出用の目標ＥＧ
Ｒ開度Ｅｔは、通常時の目標ＥＧＲ開度Ｅｔに比べて閉
じ側の値であって、ＥＧＲ機構が正常状態である条件下
ではＥＧＲバルブ４３の開度を通常時の目標ＥＧＲ開度
Ｅｔから異常検出用の目標ＥＧＲ開度Ｅｔへと閉じたと
き、吸気圧ＰＭの低下量ΔＰが機関運転状態に関わりな
くほぼ一定になるとともに上記異常検出に必要な値にな
るよう算出される。

【００４４】ＥＣＵ９２は、上記ステップＳ１０１の処
理として、下記の異常検出条件が全て成立しているか否
かを判断する。 ・アクセル踏込量ＡＣＣＰやエンジン回転数ＮＥの変動
が少なく、機関運転状態が安定していること ・今回エンジン１１が始動されてから一度も正常判断が
なされていないこと ・前回の異常検出が実行されてから所定時間が経過して
いること 上記各条件のうちのいずれか一つでも不成立であって、
エンジン１１の運転状態がＥＧＲ機構の異常検出を行う
べきでない状態でない旨判断されると、ステップＳ１０
４に進む。

【００４５】ＥＣＵ９２は、ステップＳ１０４の処理
で、異常検出未完フラグＦとして「０」をＲＡＭ９５の
所定領域に記憶する。この異常検出未完フラグＦは、初
期値が「０」であって上記各異常検出条件が成立したと
きに「１」に設定されるものである。

【００４６】そして、ＥＣＵ９２は、ステップＳ１０５
の処理として基本燃料噴射量Ｑbse及びエンジン回転数
ＮＥに基づき通常時の基本ＥＧＲ開度Ｅbse を算出し、
続くステップＳ１０６の処理で算出される目標ＥＧＲ開
度Ｅｔを通常時の値とする。こうして算出される目標Ｅ
ＧＲ開度Ｅｔは、エンジン回転数ＮＥが一定である条件
のもとでは、機関負荷（基本燃料噴射量Ｑbse ）が中負
荷であるときに最も開き側の値になり、低負荷又は高負
荷になるほど閉じ側の値になる。

【００４７】この目標ＥＧＲ開度Ｅｔを算出した後、Ｅ
ＣＵ９２は、当該目標ＥＧＲ開度算出ルーチンを一旦終
了する。そして、ＥＣＵ９２は、ＥＧＲバルブ４３の開
度が上記目標ＥＧＲ開度Ｅｔに近づくようステップモー
タ４３ａを駆動制御し、ＥＧＲ量をこのときの機関運転
状態に適したものへと調整する。

【００４８】一方、上記ステップＳ１０１の処理におい
て、上記各条件が全て成立しており、エンジン１１の運
転状態がＥＧＲ機構の異常検出を行うべき状態である旨
判断されると、ステップＳ１０２に進む。

【００４９】ＥＣＵ９２は、ステップＳ１０２の処理と
して、基本燃料噴射量Ｑbse 及びエンジン回転数ＮＥに
基づき異常検出用の基本ＥＧＲ開度Ｅbse を算出する。
こうして算出される異常検出用の基本ＥＧＲ開度Ｅbse
の機関負荷及びエンジン回転数ＮＥの変化に対する推移
傾向を図６に示す。図６において（ａ）〜（ｂ）は、エ
ンジン回転数ＮＥをそれぞれＮＥ１、ＮＥ２、ＮＥ３
（「ＮＥ１＜ＮＥ２＜ＮＥ３」）に固定した状態で、機
関負荷（基本燃料噴射量Ｑbse ）を変化させたときの異
常検出用の目標ＥＧＲ開度Ｅｔの推移を示すものであ
る。

【００５０】図６から明らかなように、いずれのエンジ
ン回転数ＮＥ（＝ＮＥ１、ＮＥ２、ＮＥ３）であって
も、目標ＥＧＲ開度Ｅｔは機関負荷が中負荷であるとき
に最も開き側の値になり、低負荷又は高負荷になるほど
閉じ側の値になる。これは、ステップＳ１０５の処理で
算出される通常の基本ＥＧＲ開度Ｅbse が、上記と同じ
く中負荷であるときに最も開き側の値になり、低負荷又
は高負荷になるほど閉じ側の値になるためである。この
通常時の基本ＥＧＲ開度Ｅbse に比べて、上記異常検出
用の基本ＥＧＲ開度Ｅbse は閉じ側の値になる。

【００５１】上記のように異常検出用の基本ＥＧＲ開度
Ｅbse を算出した後、ＥＣＵ９２は、ステップＳ１０３
の処理で異常検出未完フラグＦとして「１（未完）」を
ＲＡＭ９５の所定領域に記憶し、続くステップＳ１０６
の処理で算出される目標ＥＧＲ開度Ｅｔを異常検出用の
値とする。この目標ＥＧＲ開度Ｅｔを算出した後、ＥＣ
Ｕ９２は、当該目標ＥＧＲ開度算出ルーチンを一旦終了
する。そして、ＥＣＵ９２は、ＥＧＲバルブ４３を上記
異常検出用の目標ＥＧＲ開度Ｅｔまで閉じるべくステッ
プモータ４３ａを駆動制御する。このようにＥＧＲバル
ブ４３が閉じられるときの吸気圧ＰＭの低下量ΔＰに基
づき、ＥＧＲ機構に異常が発生しているか否かが判断さ
れる。

【００５２】次に、ＥＧＲ機構の異常検出手順について
図７を参照して説明する。図７は、ＥＲ機構における異
常の有無を、ＥＧＲバルブ４３が異常検出用の目標ＥＧ
Ｒ開度Ｅｔへと制御されるときの吸気圧ＰＭの低下量Δ
Ｐに基づき判断する異常検出ルーチンを示すフローチャ
ートである。この異常検出ルーチンは、ＥＣＵ９２を通
じて例えば所定時間毎の時間割り込みにて実行される。

【００５３】異常検出ルーチンにおいては、ステップＳ
２０１の処理は、上記異常検出のためにＥＧＲバルブ４
３が閉じられてから吸気圧ＰＭが低下するのに必要な時
間が経過したか否かを判断するためのものである。ま
た、ステップＳ２０２〜Ｓ２０４の処理は、上記吸気圧
ＰＭの低下量ΔＰに基づきＥＧＲ機構での異常発生の有
無を判断するためのものである。更に、ステップＳ２０
５の処理は、上記ＥＧＲ機構の異常検出が未完であるか
否かを判断するための異常検出未完フラグＦを「０（完
了）」に設定するためのものである。

【００５４】ＥＣＵ９２は、ステップＳ２０１の処理と
して、異常検出未完フラグＦが「１（未完）」であり、
且つ上記異常検出条件が成立して異常検出未完フラグＦ
が「１（未完）」とされてから所定時間が経過したか、
即ち上記異常検出のためにＥＧＲバルブ４３が閉じられ
てから吸気圧ＰＭが低下するのに必要な時間が経過した
か否かを判断する。そして、ステップＳ２０１の処理に
おいて、ＮＯであれば当該異常検出ルーチンを一旦終了
し、ＹＥＳであればステップＳ２０２に進む。ＥＣＵ９
２は、ステップＳ２０２の処理として、上記吸気圧ＰＭ
の低下量ΔＰが判定値ａ未満であるかに基づき、ＥＧＲ
機構における異常発生の有無を判断する。

【００５５】ＥＧＲバルブ４３を異常検出用の目標ＥＧ
Ｒ開度Ｅｔまで閉じるとき、ＥＧＲバルブ４３の作動不
良などＥＧＲ機構に何らかの異常が発生していると、Ｅ
ＧＲバルブ４３が上記目標ＥＧＲ開度Ｅｔまで閉じきら
ず、吸気圧ＰＭの低下量ΔＰが適正な値よりも小さくな
る。そのため、ステップＳ２０２の処理において、「Δ
Ｐ＜ａ」であれば、ＥＧＲ機構に異常が発生している旨
の判断、即ち異常判断がなされてステップＳ２０３に進
む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ２０３の処理で、異常フ
ラグＦＷとして「１（異常有り）」をバックアップＲＡ
Ｍ９６の所定領域に記憶する。このように異常フラグＦ
Ｗが「１」とされると、ＥＣＵ９２は、例えば自動車の
計器パネルに設けられた警告ランプを点灯させ、ＥＧＲ
機構に異常が発生していることを自動車の運転者に知ら
せる。

【００５６】一方、上記ステップＳ２０２の処理におい
て、吸気圧ＰＭの低下量ΔＰが判定値ａ未満でなければ
（「ΔＰ≧ａ」）、ＥＧＲ機構に異常が発生していない
旨の判断、即ち正常判断がなされる。このようにＥＧＲ
機構に異常が発生していなければ、吸気圧ＰＭの低下量
ΔＰは機関運転状態に係わらずほぼ一定となる。即ち、
ＥＧＲ機構の異常検出のためにＥＧＲバルブ４３を通常
の目標ＥＧＲ開度Ｅｔから異常検出用の目標ＥＧＲ開度
Ｅｔへと閉じるとき、基本燃料噴射量Ｑbse 及びエンジ
ン回転数ＮＥといった機関運転状態に応じて変化する上
記通常時の目標ＥＧＲ開度Ｅｔに係わらず上記吸気圧Ｐ
Ｍの低下量ΔＰは一定となる。

【００５７】これは、同低下量ΔＰが機関運転状態に関
わりなく一定となるよう、しかも上記異常検出を行うの
に必要な値となるよう目標ＥＧＲ開度算出ルーチン（図
５）におけるステップＳ１０２の処理で異常検出用の基
本ＥＧＲ開度Ｅbse が算出されるためである。このよう
に上記異常検出のためにＥＧＲバルブ４３が閉じられる
ときの吸気圧ＰＭの低下量ΔＰが、機関運転状態に関わ
りなくほぼ一定にされるため、同低下量ΔＰに応じて変
化する機関出力トルクの低下量ΔＴが過度に大きくな
り、ドライバビリティの悪化を招くことが抑制される。

【００５８】上記ステップＳ２０２の処理において、
「ΔＰ＜ａ」でない旨判断されると、ＥＣＵ９２は、ス
テップＳ２０４の処理で異常フラグＦＷとして「０（異
常無し）」をバックアップＲＡＭ９６の所定領域に記憶
する。上記Ｓ２０２〜Ｓ２０４の処理により、ＥＧＲ機
構での異常発生の有無を判断して同異常の検出を実行し
た後には、ステップＳ２０６に進む。ＥＣＵ９２は、ス
テップＳ２０６の処理で、異常検出未完フラグＦとして
「０（完了）」をＲＡＭ９５の所定領域に記憶した後、
この異常検出ルーチンを一旦終了する。

【００５９】以上詳述した処理が行われる本実施形態に
よれば、以下に示す効果が得られるようになる。 （１）ＥＧＲ機構の異常検出を行うためにＥＧＲバルブ
４３が通常の目標ＥＧＲ開度Ｅｔから異常検出用の目標
ＥＧＲ開度Ｅｔへと閉じられるとき、エンジン１１の吸
気圧ＰＭが低下するが、この吸気圧ＰＭの低下量ΔＰ
は、ＥＧＲ機構が正常である条件下では機関負荷に関わ
りなくほぼ一定で、且つ上記異常検出を行うのに必要な
値とされる。これは、異常検出用の目標ＥＧＲ開度Ｅｔ
（基本ＥＧＲ開度Ｅbse ）は、ＥＧＲ機構が正常状態で
ある条件下において上記のようにＥＧＲバルブ４３が閉
じられたとき、吸気圧ＰＭの低下量ΔＰがほぼ一定で且
つ上記異常検出に必要な値となるよう、基本燃料噴射量
Ｑbse 及びエンジン回転数ＮＥといった機関運転状態に
基づき算出されるためである。

【００６０】ＥＧＲバルブ４３が通常の目標ＥＧＲ開度
Ｅｔから異常検出用の目標ＥＧＲ開度Ｅｔへと閉じられ
るとき、吸気圧ＰＭの低下量ΔＰに応じてエンジン１１
の出力トルクが低下する。しかし、ＥＧＲ機構が正常状
態である条件下では吸気圧ＰＭの低下量ΔＰがほぼ一定
とされることから、上記出力トルクの低下量ΔＴは、吸
気圧ＰＭの低下量ΔＰに対応する値以上に大きくなるこ
とはなく、機関運転状態に係わらず上記低下量ΔＰに対
応する値にてほぼ一定となるよう抑制される。また、上
記吸気圧ＰＭの低下量ΔＰは、機関運転状態に係わらず
上記ＥＧＲ機構の異常検出に必要とされる値にてほぼ一
定とされる。

【００６１】従って、ＥＧＲバルブ４３を通常の目標Ｅ
ＧＲ開度Ｅｔから異常検出用の目標ＥＧＲ開度Ｅｔへと
閉じることにより、上記ＥＧＲ機構の異常検出に必要な
吸気圧ＰＭの低下量ΔＰを確保して同異常検出の性能を
維持して同異常検出の性能を維持しつつ、所定の機関運
転状態のときだけエンジン１１の出力トルクＴの低下量
ΔＴの過度に大きくなることに伴いドライバビリティが
悪化するのを抑制することができる。

【００６２】（２）「成層燃焼」では、ＮＯx が発生し
易いために同ＮＯx の増加を抑制すべくＥＧＲ量を多く
する必要があることから、通常状態ではＥＧＲバルブ４
３が大きく開いた状態になり、ＥＧＲ機構の異常検出の
ためにＥＧＲバルブ４３が閉じられるときの出力トルク
の低下量ΔＴが大きくなり易い。しかし、上記のように
異常検出用の基本ＥＧＲ開度Ｅbse （目標ＥＧＲ開度Ｅ
ｔ）を算出することにより、上記「成層燃焼」の行われ
るエンジン１１であっても、的確に上記出力トルクの低
下に伴うドライバビリティの悪化を抑制することができ
る。

【００６３】なお、本実施形態は、例えば以下のように
変更することもできる。 ・本実施形態では、ＥＧＲ機構の異常検出のためにＥＧ
Ｒバルブ４３を異常検出用の目標ＥＧＲ開度Ｅｔまで閉
じる際、ＥＧＲ機構が正常状態である条件下では機関運
転状態に係わらず吸気圧ＰＭの低下量ΔＰがほぼ一定と
なるよう上記異常検出用の目標ＥＧＲ開度Ｅｔを同機関
運転状態に基づき算出したが、本発明はこれに限定され
ない。

【００６４】要は、上記のようにＥＧＲバルブ４３を閉
じる際、ＥＧＲ機構が正常状態である条件下では機関運
転状態に係わらず吸気圧ＰＭの低下量ΔＰがほぼ一定を
含み所定範囲内の値となるよう、上記異常検出用の目標
ＥＧＲ開度Ｅｔを同機関運転状態に基づき算出すればよ
い。この場合、上記所定範囲は、吸気圧ＰＭの低下量Δ
Ｐに応じて変化する機関出力トルクの低下量ΔＴが過度
に大きくならず、且つＥＧＲ機構の異常検出に必要な吸
気圧ＰＭの低下量ΔＰが得られる範囲とする。このよう
に異常検出用の目標ＥＧＲ開度Ｅｔを算出することで、
上記異常検出に必要な吸気圧ＰＭの低下量ΔＰを確保し
て同異常検出の性能を維持しつつ、所定の機関運転状態
のときだけ上記機関出力トルクの低下量ΔＴが過度に大
きくなることに伴いドライバビリティが悪化するのを抑
制することができる。

【００６５】また、上記のようにＥＧＲバルブ４３を閉
じる際、ＥＧＲ機構が正常状態である条件下では機関運
転状態に係わらず吸気圧ＰＭの低下量ΔＰがほぼ一定に
なるのではなく所定値未満に抑制されるよう、上記異常
検出用の目標ＥＧＲ開度Ｅｔを同機関運転状態に基づき
算出してもよい。この場合、上記所定値は、吸気圧ＰＭ
の低下量ΔＰに応じて変化する機関出力トルクの低下量
ΔＴが過度に大きくならず、且つＥＧＲ機構の異常検出
に必要な吸気圧ＰＭの低下量ΔＰが得られる値とする。
このように異常検出用の目標ＥＧＲ開度Ｅｔを算出する
ことで、上記異常検出に必要な吸気圧ＰＭの低下量ΔＰ
を確保して同異常検出の性能を維持しつつ、所定の機関
運転状態のときだけ上記機関出力トルクの低下量ΔＴが
過度に大きくなることに伴いドライバビリティが悪化す
るのを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態の異常検出装置が適用されるエンジ
ン全体を示す断面図。

【図２】同異常検出装置の電気的構成を示すブロック
図。

【図３】ＥＧＲ機構の異常検出を行う際の吸気圧ＰＭの
低下量ΔＰの機関負荷の変化に対する推移を示すグラ
フ。

【図４】ＥＧＲ機構の異常検出を行う際の時間経過に対
する目標ＥＧＲ開度Ｅｔ、吸気圧ＰＭ、及び出力トルク
の推移を示すタイムチャート。

【図５】目標ＥＧＲ開度Ｅｔの算出手順を示すフローチ
ャート。

【図６】異常検出用の基本ＥＧＲ開度Ｅbse の機関負荷
及びエンジン回転数の変化に対する推移傾向を示すグラ
フ。

【図７】ＥＧＲ機構の異常検出手順を示すフローチャー
ト。

【符号の説明】

１１…エンジン、１４ｃ…クランクポジションセンサ、
２６…アクセルポジションセンサ、３６…バキュームセ
ンサ、４２…ＥＧＲ通路、４３…ＥＧＲバルブ、４３ａ
…ステップモータ、９２…電子制御ユニット（ＥＣ
Ｕ）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G062 AA03 AA07 BA06 EA11 ED02 ED04 FA18 GA02 GA04 GA06 3G301 HA01 HA04 HA06 HA13 HA16 JB09 LA03 LB04 LC03 LC04 MA13 MA14 PA07Z PE01Z PF03Z

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関の排気系と吸気系とを連通する排
   気再循環通路に設けられる制御弁を、機関運転状態に基
   づき設定される目標開度へと制御することにより、前記
   吸気系への排気再循環量を調整する排気再循環装置の異
   常検出装置において、 所定の異常検出条件が成立したとき、前記目標開度を機
   関運転状態に基づき設定される通常の値から異常検出用
   目標開度へと変更する変更手段と、 前記排気再循環装置が正常である条件下で前記目標開度
   を前記通常の値から前記異常検出用目標開度へと変更す
   るとき、この変更による前記吸気系の圧力変化量が機関
   運転状態に係わらず所定値未満に抑えられるよう、前記
   異常検出用目標開度を機関運転状態に基づき設定する目
   標開度設定手段と、 前記変更手段により前記目標開度を異常検出用目標開度
   へと変更したときの前記吸気系の圧力変化に基づき、前
   記排気再循環装置の異常を検出する異常検出手段と、 を備えることを特徴とする排気再循環装置の異常検出装
   置。
2. 【請求項２】内燃機関の排気系と吸気系とを連通する排
   気再循環通路に設けられる制御弁を、機関運転状態に基
   づき設定される目標開度へと制御することにより、前記
   吸気系への排気再循環量を調整する排気再循環装置の異
   常検出装置において、 所定の異常検出条件が成立したとき、前記目標開度を機
   関運転状態に基づき設定される通常の値から異常検出用
   目標開度へと変更する変更手段と、 前記排気再循環装置が正常である条件下で前記目標開度
   を前記通常の値から前記異常検出用目標開度へと変更す
   るとき、この変更による前記吸気系の圧力変化量が機関
   運転状態に係わらず所定範囲内の値となるよう、前記異
   常検出用目標開度を機関運転状態に基づき設定する目標
   開度設定手段と、 前記変更手段により前記目標開度を異常検出用目標開度
   へと変更したときの前記吸気系の圧力変化に基づき、前
   記排気再循環装置の異常を検出する異常検出手段と、 を備えることを特徴とする排気再循環装置の異常検出装
   置。