JP2002227727A - 排気還流装置の異常検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ドライバビリティ及び排気エミッションの悪化
を招くことなく異常検出を行うことができるようにす
る。 【解決手段】排気還流（ＥＧＲ）装置３２は、ＥＧＲ弁
３４の開度を変化させることにより、排気通路２０から
ＥＧＲ通路３３を通じて吸気通路１９へ還流されるＥＧ
Ｒガスの量を調整する。異常検出装置は、吸気圧力セン
サ３７及び電子制御装置（ＥＣＵ）４２を備える。吸気
圧力センサ３７は、吸気通路１９のスロットル弁２４下
流の吸気圧力を検出する。ＥＣＵ４２は、少なくともス
ロットル弁２４の開度、ＥＧＲ弁３４の開度及びエンジ
ン１１の回転速度に基づき、ＥＧＲ装置３２が正常に作
動した場合の吸気圧力を推定する。そして、検出された
実際の吸気圧力と、推定された吸気圧力との偏差が所定
値以上となった場合に、ＥＧＲ装置３２が異常であると
判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関に設けら
れた排気還流装置の異常の有無を検出する異常検出装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車載用エンジン等の内燃機関
として、排気エミッションの改善を意図して、排気ガス
の一部を吸気通路に還流させる排気還流（ＥＧＲ）装置
を備えたものが知られている。このＥＧＲ装置は、内燃
機関の排気通路及び吸気通路間を連通するＥＧＲ通路
と、同通路に設けられたＥＧＲ弁とを備えている。そし
て、ＥＧＲ弁の開度を調整することにより、排気通路か
らＥＧＲ通路を通じて吸気通路へ還流される排気ガスの
量（ＥＧＲ量）が調整される。こうしたＥＧＲ装置によ
って排気ガスの一部が吸気通路に戻されると、同排気ガ
スにより燃焼温度が下がって燃焼室内での窒素酸化物
（ＮＯｘ）の生成が抑制され、排気エミッションが改善
されるようになる。

【０００３】このようなＥＧＲ装置に何らかの異常、例
えば、ＥＧＲ弁の動きが鈍くなったり、ＥＧＲ弁が固着
して作動しなくなったり、異物や排気ガス中の炭化物等
によりＥＧＲ通路が詰まったりすると、ＥＧＲ量がその
ときの機関運転状態に適した値から外れる場合がある。
この場合、燃焼状態が悪化したり、ＮＯｘが増加したり
する。そこで、ＥＧＲ装置の異常を検出する装置が種々
提案されている。例えば、特開平３−２３３５６号公報
では、エンジンが所定の減速フューエルカット運転状態
となったとき、すなわち、スロットル弁が略全閉状態と
なったときにＥＧＲ弁を所定開度にし、そのときの吸気
圧力の変化量が所定値よりも小さい場合に、ＥＧＲ装置
が異常であると判定するようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記公報に
記載された異常検出装置では、ＥＧＲ弁を強制的に閉弁
させるとＥＧＲ量が減少し、これにともない吸入空気量
が増加する。逆に、ＥＧＲ弁を強制的に開弁させるとＥ
ＧＲ量が増加し、これにともない吸入空気量が減少す
る。これらの吸入空気量の増減により燃焼状態が急激に
変化し、燃焼音が発生したりトルク変動に起因するショ
ックが発生したりして、ドライバビリティが悪化する問
題がある。

【０００５】また、例えば、ＥＧＲ弁の強制的な開閉制
御が終了して、通常の制御に復帰する際に、ＥＧＲ量が
一時的に不足することがある。この場合、ＮＯｘの濃度
が瞬間的に急激に増加する、いわゆるＮＯｘのスパイク
と呼ばれる現象が発生して、排気エミッションが悪化す
るおそれがある。

【０００６】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、ドライバビリティ及び排気
エミッションの悪化を招くことなく異常検出を行うこと
のできる排気還流装置の異常検出装置を提供することに
ある。

【０００７】

【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。請求
項１記載の発明では、内燃機関の排気通路と吸気通路の
吸気絞り弁下流とを排気還流通路により連通し、排気還
流弁の開度を変化させることにより、前記排気通路から
前記排気還流通路を通じて前記吸気通路に還流される排
気ガスの還流量を調整するようにした排気還流装置に用
いられる異常検出装置において、前記吸気通路の前記吸
気絞り弁よりも下流の吸気圧力を検出する吸気圧力検出
手段と、少なくとも前記吸気絞り弁の開度、前記排気還
流弁の開度及び前記内燃機関の回転速度に基づき、前記
排気還流装置が正常に作動した場合の吸気圧力を推定す
る吸気圧力推定手段と、前記吸気圧力検出手段による実
際の吸気圧力と、前記吸気圧力推定手段により推定され
る吸気圧力との偏差が所定値以上である場合に、前記排
気還流装置が異常であると判定する異常判定手段とを備
えている。

【０００８】上記の構成によれば、吸気絞り弁の開度、
排気還流弁の開度及び内燃機関の回転速度の各々と、吸
気通路において吸気絞り弁よりも下流の吸気圧力との間
には、それぞれ所定の相関関係が見られる。吸気圧力
は、吸気絞り弁が全閉状態のときに最も低く、同吸気絞
り弁が開かれるに従い上昇する。そして、吸気圧力は、
吸気絞り弁が全開状態のときに最も高くなる。また、吸
気圧力は、排気還流弁が全閉状態のときに最も低く、同
排気還流弁が開かれるに従い上昇する。そして、吸気圧
力は、排気還流弁が全開状態のときに最も高くなる。さ
らに、吸気圧力は、内燃機関の回転速度の上昇にともな
い低下する。これは、内燃機関の吸気行程では、気筒内
の気圧及び吸気通路内の吸気圧力が外気（大気圧）より
低くなるが、前記回転速度の上昇にともない、単位時間
当りに行われる吸気行程の回数が増えるためである。

【０００９】このため、少なくとも前記３つのパラメー
タを組合せ、かつ前述した各々の傾向を考慮することに
より、排気還流装置が正常に作動している場合の吸気圧
力を推定することが可能である。一方、吸気通路におけ
る実際の吸気圧力が吸気圧力検出手段によって検出され
る。この検出値は、仮に排気還流装置に異常が生じてい
なければ、適正量の排気ガスが吸気通路に還流されるこ
とから、前述した推定値と略同じ値になるはずである。

【００１０】このことを利用して、請求項１記載の発明
では、吸気圧力推定手段により、少なくとも吸気絞り弁
の開度、排気還流弁の開度及び内燃機関の回転速度に基
づき、吸気通路における吸気圧力が推定される。吸気圧
力検出手段によって検出される実際の吸気圧力と、吸気
圧力推定手段により推定される吸気圧力との偏差が、異
常判定手段によって求められる。そして、この偏差が所
定値以上であると、排気還流装置が異常であると判定さ
れる。

【００１１】このように、排気還流装置での異常の有無
を容易かつ確実に検出することができる。しかも、異常
検出に際し、排気還流弁が強制的に開閉されず、窒素酸
化物の生成を抑制するための排気還流装置の制御につい
ては、非異常検出時と同様に行われる。このため、同開
閉に起因する排気還流量の急激な増減が抑制され、窒素
酸化物の濃度が瞬間的に急激に増加する現象が起きにく
くなる。また、前記排気還流量が急激に増減しなくなる
ことにともない吸入空気量もまた急激に変化しなくな
る。従って、吸入空気量の変化に基づく燃焼状態の急激
な変化が抑制されて、燃焼音の発生及び内燃機関の出力
トルクの変動が抑えられる。このようにして、排気エミ
ッション及びドライバビリティの悪化を招くことなく異
常を検出することができるようになる。

【００１２】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発明において、前記内燃機関の運転状態の過渡時に、前
記異常判定手段による前記排気還流装置の異常判定を禁
止する禁止手段をさらに備えている。

【００１３】上記の構成によれば、内燃機関の運転状態
の過渡時、すなわち、同内燃機関が所定の運転状態から
異なる運転状態に変化する途中には、排気還流装置の異
常判定が禁止される。従って、吸気圧力が安定していな
い状態で異常判定が行われて、その異常検出の精度が低
下するのを防止することが可能となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る排気還流装置
の異常検出装置を車両用ディーゼルエンジンに適用した
一実施形態を、図面に従って説明する。なお、本実施形
態での吸気圧力は絶対圧である。

【００１５】車両には、図１に示すように、内燃機関と
してディーゼルエンジン１１が搭載されている。ディー
ゼルエンジン１１は、シリンダヘッド１２と、複数の気
筒（シリンダ）１３を有するシリンダブロック１４とを
備えている。各シリンダ１３内にはピストン１５が往復
動可能に収容されている。各ピストン１５はコネクティ
ングロッド１６を介し、ディーゼルエンジン１１の出力
軸であるクランク軸１７に連結されている。各ピストン
１５の往復運動は、コネクティングロッド１６によって
回転運動に変換された後、クランク軸１７に伝達され
る。

【００１６】ディーゼルエンジン１１には、シリンダ１
３毎に燃焼室１８が設けられている。各燃焼室１８に
は、吸気通路１９及び排気通路２０が接続されている。
シリンダヘッド１２には、シリンダ１３毎に吸気弁２１
及び排気弁２２が設けられている。これらの吸・排気弁
２１，２２は、クランク軸１７の回転に連動して往復動
することにより、吸・排気通路１９，２０と燃焼室１８
との接続部分を開閉する。

【００１７】吸気通路１９には、エアクリーナ２３、吸
気絞り弁であるスロットル弁２４等が配置されている。
ディーゼルエンジン１１の吸気行程において、排気弁２
２が閉じられ、吸気弁２１が開かれた状態でピストン１
５が下降すると、シリンダ１３内の気圧が外気より低い
値（負圧）になり、同エンジン１１の外部の空気は、吸
気通路１９の各部を順に通過して燃焼室１８に吸い込ま
れる。

【００１８】スロットル弁２４は、吸気通路１９内に回
動可能に支持されており、同スロットル弁２４に連結さ
れたステップモータ等のアクチュエータ２５により駆動
される。吸気通路１９を流れる空気の量である吸入空気
量は、スロットル弁２４の開き具合であるスロットル開
度に応じて変化する。スロットル開度は、スロットル弁
２４が全開状態のときに最小（０％）となり、閉じられ
るほど増加し、全閉状態のときに最大（１００％）とな
る。

【００１９】シリンダヘッド１２には、シリンダ１３毎
の燃焼室１８に燃料を噴射する燃料噴射弁２７が取付け
られている。各燃料噴射弁２７は電磁弁（図示略）を備
えており、この電磁弁により、燃料噴射弁２７から各燃
焼室１８への燃料噴射が制御される。シリンダ１３毎の
燃料噴射弁２７は、共通の畜圧配管であるコモンレール
２８に接続されており、電磁弁が開いている間、コモン
レール２８内の燃料が、燃料噴射弁２７から対応する燃
焼室１８に噴射される。コモンレール２８には、燃料噴
射圧に相当する比較的高い圧力が蓄積されている。この
畜圧を実現するために、コモンレール２８は、供給配管
２９を介してサプライポンプ３０に接続されている。サ
プライポンプ３０は、燃料タンク３１から燃料を吸入す
るとともに、ディーゼルエンジン１１の回転に同期する
図示しないカムによってプランジャを往復動させ、燃料
を所定圧に高めてコモンレール２８に供給する。

【００２０】そして、吸気通路１９を通ってシリンダ１
３内に導入され、かつピストン１５により圧縮された高
温かつ高圧の吸入空気に、燃料噴射弁２７から燃料が噴
射される。噴射された燃料は自己着火して燃焼する。こ
のときに生じた燃焼ガスによりピストン１５が往復動さ
れ、クランク軸１７が回転されて、ディーゼルエンジン
１１の駆動力（出力トルク）が得られる。燃焼ガスは、
排気弁２２の開弁にともない排気通路２０に排出され
る。

【００２１】ディーゼルエンジン１１には、排気通路２
０を流れる排気ガスの一部を、吸気通路１９に還流させ
る排気還流（以下「ＥＧＲ」という）装置３２が設けら
れている。ＥＧＲ装置３２は、還流にともない吸入空気
に混合された排気ガス（ＥＧＲガス）により、混合気中
の不活性ガスの割合を増やして燃焼最高温度を下げ、大
気汚染物質である窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を低減さ
せるためのものである。

【００２２】ＥＧＲ装置３２は、ＥＧＲ通路３３及びＥ
ＧＲ弁３４を備えている。ＥＧＲ通路３３は、排気通路
２０と、吸気通路１９においてスロットル弁２４よりも
下流側の箇所とをつないでいる。ＥＧＲ弁３４はＥＧＲ
通路３３の途中、例えば、ＥＧＲ通路３３の吸気通路１
９との接続箇所に取付けられている。ＥＧＲ通路３３を
流れるＥＧＲガスの流量は、ＥＧＲ弁３４の開き具合で
あるＥＧＲ開度に応じて変化する。ＥＧＲ開度は、前述
したスロットル開度とは逆に、ＥＧＲ弁３４が全閉状態
のときに最小（０％）となり、開かれるほど増加し、全
開状態のときに最大（１００％）となる。

【００２３】車両には、ディーゼルエンジン１１の運転
状態を検出するために各種センサが設けられている。吸
気通路１９において、エアクリーナ２３の下流近傍に
は、吸入空気量を検出するエアフロメータ３５が取付け
られている。スロットル弁２４には、その回動角度に基
づきスロットル開度を検出するスロットルポジションセ
ンサ３６が取付けられている。吸気通路１９において、
スロットル弁２４の下流側には、吸入空気の圧力である
実吸気圧力Ｐimを検出する吸気圧力センサ３７が取付け
られている。ＥＧＲ弁３４には、ＥＧＲ開度を検出する
ＥＧＲ開度センサ３８が取付けられている。

【００２４】シリンダブロック１４には、ウォータジャ
ケット１４ａを流れる冷却水の温度である冷却水温を検
出する水温センサ３９が取付けられている。クランク軸
１７の近傍には、そのクランク軸１７が所定角度回転す
る毎にパルス信号を出力するクランクポジションセンサ
４０が配置されている。このパルス信号は、クランク軸
１７の時間当りの回転数であるエンジン回転速度の検出
に用いられる。さらに、アクセルペダル２６の近傍に
は、運転者による同ペダル２６の踏込み量であるアクセ
ル開度を検出するアクセル開度センサ４１が配置されて
いる。

【００２５】前記各種センサ３５〜４１の検出値に基づ
きディーゼルエンジン１１の各部を制御するために、車
両には電子制御装置（Electronic Control Unit： ＥＣ
Ｕ）４２が設けられている。ＥＣＵ４２はマイクロコン
ピュータを中心として構成されており、中央処理装置
（ＣＰＵ）が、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）に記憶され
ている制御プログラムや初期データに従って演算処理を
行い、その演算結果に基づいて各種制御を実行する。Ｃ
ＰＵによる演算結果は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡ
Ｍ）において一時的に記憶される。

【００２６】前記各種制御としては、燃料噴射制御、ス
ロットル制御、ＥＧＲ制御、ＥＧＲ装置３２の異常検出
制御等が挙げられる。例えば、燃料噴射制御では、燃料
噴射弁２７から噴射される燃料の量及び噴射時期を決定
する。燃料噴射量の決定に際しては、例えば、制御マッ
プ等を参照して、エンジン回転速度及びアクセル開度に
対応した基本燃料噴射量（基本燃料噴射時間）を算出す
る。冷却水温、吸入空気量等に基づき基本燃料噴射時間
を補正し、最終的な燃料噴射時間を決定する。また、燃
料噴射時期の決定に際しては、例えば、所定の制御マッ
プを参照し、エンジン回転速度及びアクセル開度に対応
した基本燃料噴射時期を算出する。冷却水温、吸入空気
量等に基づき基本燃料噴射時期を補正して、最終的な燃
料噴射時期を決定する。このように、燃料噴射時間及び
燃料噴射時期を決定すると、クランクポジションセンサ
４０の出力信号が燃料噴射開始時期と一致した時点で、
燃料噴射弁２７への通電を開始する。この開始時点から
前記燃料噴射時間が経過した時点で通電を停止する。

【００２７】スロットル制御では、例えばエンジン回転
速度及びアクセル開度に対応した目標スロットル開度を
算出する。スロットルポジションセンサ３６によって検
出される実際のスロットル開度が前記目標スロットル開
度に近づくように、アクチュエータ２５を駆動制御す
る。

【００２８】ＥＧＲ制御では、例えばエンジン回転速
度、冷却水温、アクセル開度等に基づき、ＥＧＲ制御の
実行条件が成立しているか否かを判定する。ＥＧＲ制御
実行条件としては、例えば冷却水温が所定値以上である
こと、ディーゼルエンジン１１が始動時から所定時間以
上連続して運転されていること、アクセル開度の変化量
が正値であること等が挙げられる。そして、このＥＧＲ
制御実行条件が成立していない場合には、ＥＧＲ弁３４
を全閉状態に保持する。同実行条件が成立している場合
には、所定の制御マップを参照して、エンジン回転速度
及びアクセル開度に対応するＥＧＲ弁３４の目標開度を
算出する。

【００２９】さらに、ＥＧＲ制御では、吸入空気量をパ
ラメータとしてＥＧＲ開度をフィードバック制御する。
このフィードバック制御では、例えば、アクセル開度、
エンジン回転速度等をパラメータとしてディーゼルエン
ジン１１の目標吸入空気量を決定する。エアフロメータ
３５によって検出される実際の吸入空気量と、前記目標
吸入空気量とを比較する。実際の吸入空気量が目標吸入
空気量よりも少ない場合には、ＥＧＲ弁３４を所定量閉
弁させる。この場合、ＥＧＲ通路３３から吸気通路１９
内へ流入するＥＧＲガスの量が減少し、それに応じてシ
リンダ１３に吸入されるＥＧＲガスの量が減少すること
になる。その結果、シリンダ１３に吸入される新気の量
は、ＥＧＲガスが減少した分だけ増加する。

【００３０】一方、実際の吸入空気量が目標吸入空気量
よりも多い場合には、ＥＧＲ弁３４を所定量開弁させ
る。この場合、ＥＧＲ通路３３から吸気通路１９へ流入
するＥＧＲガスの量が増加し、それに応じてシリンダ１
３に吸入されるＥＧＲガスの量が増加する。その結果、
シリンダ１３内に吸入される新気の量は、ＥＧＲガスが
増加した分だけ減少することになる。

【００３１】ＥＧＲガス量を増加させる必要がある場合
に、既にＥＧＲ弁３４が全開状態にあると、スロットル
弁２４を所定開度閉弁させるべくアクチュエータ２５を
制御する。この場合、吸気通路１９においてスロットル
弁２４より下流では、吸気圧力の負圧度合（大気圧と吸
気圧力との差）が大きくなるため、ＥＧＲ通路３３から
吸気通路１９に吸入されるＥＧＲガスの量が増加するこ
とになる。

【００３２】次に、ＥＧＲ装置３２の異常検出制御につ
いて説明する。ＥＣＵ４２はこの制御に際し、図２のフ
ローチャートに示す「異常検出ルーチン」を実行する。
このルーチンは所定時間毎、例えば数十ミリ秒毎に繰り
返し実行される。また、このルーチンの処理は、異常計
測カウンタＣに基づいて実行される。同カウンタＣは、
所定の異常検出条件が成立している時間（積算値）を計
測するためのものであり、その初期値（エンジン始動時
の値）は「０」である。

【００３３】ＥＣＵ４２は、まずステップＳ１１０にお
いて、所定の異常検出条件が成立しているかどうかを判
定する。異常検出条件としては、例えば、前述したＥＧ
Ｒ制御の実行条件が成立していることを前提とし、さら
にディーゼルエンジン１１において加減速が行われてお
らず、運転状態が安定していること、すなわち過渡時で
ないこと、が挙げられる。具体的には、エンジン回転速
度の時間当りの変化量が少ないこと、例えば、３２ミリ
秒当りの変化量が２０ｒｐｍ以下であることを異常検出
条件とすることができる。なお、上記エンジン回転速度
の時間当りの変化量に代えて、吸入空気量の時間当りの
変化量が所定値以下であることとしてもよい。

【００３４】前記ステップＳ１１０の判定条件が満たさ
れていないと、ステップＳ１２０において、異常計測カ
ウンタＣを初期化（クリア）し、その後、異常検出ルー
チンを終了する。このように、異常検出条件が成立して
いない場合には、ＥＧＲ装置３２の異常判定を行わない
（禁止する）ようにしている。

【００３５】これに対し、ステップＳ１１０の判定条件
が満たされていると、ステップＳ１３０において、吸気
圧力センサ３７によって検出された実吸気圧力Ｐimを読
込む。続いて、ステップＳ１４０において、スロットル
ポジションセンサ３６によるスロットル開度と、ＥＧＲ
開度（目標値）と、クランクポジションセンサ４０によ
るエンジン回転速度とに対応する推定吸気圧力Ｐimcal
を算出する。これら３つのパラメータ（スロットル開
度、ＥＧＲ開度及びエンジン回転速度）は、ディーゼル
エンジン１１の運転状態に係る各種パラメータのうち、
吸気圧力に及ぼす影響が比較的大きなものである。

【００３６】前記の算出には、例えば、ＲＯＭに予め記
憶された所定の制御マップを参照する。この制御マップ
における推定吸気圧力Ｐimcal はベンチテスト等による
測定値に基づき決定されている。このベンチテストで
は、ＥＧＲ装置３２が正常に作動し、かつＥＧＲ実行条
件が成立している状況下で、前記３つのパラメータの組
合せが種々変更され、その組合せ毎に吸気圧力が測定さ
れる。

【００３７】図３は、前記制御マップにおいて、スロッ
トル開度、ＥＧＲ開度及びエンジン回転速度に対応する
推定吸気圧力Ｐimcal の傾向を示している。スロットル
開度に関しては、ＥＧＲ開度及びエンジン回転速度をと
もに一定とした場合、推定吸気圧力Ｐimcal はスロット
ル開度が最大のとき、すなわち全閉状態のとき最も低
く、スロットル開度が小さくなるに従い高くなる。これ
は、スロットル開度の減少（スロットル弁２４の開弁）
にともない、外気が吸気通路１９内に流入しやすくなる
ためである。そして、推定吸気圧力Ｐimcal は、スロッ
トル開度が最小のとき、すなわち全開状態のときに最も
高くなる。

【００３８】ＥＧＲ開度に関しては、スロットル開度及
びエンジン回転速度をともに一定とした場合、推定吸気
圧力Ｐimcal はＥＧＲ開度が最小のとき、すなわち全閉
状態のとき最も低く、ＥＧＲ開度が大きくなるに従い高
くなる。これは、ＥＧＲ開度の増加にともない、ＥＧＲ
ガスがＥＧＲ弁３４を通過して吸気通路１９内に流入し
やすくなるためである。そして、推定吸気圧力Ｐimcal
は、ＥＧＲ開度が最大のとき、すなわち全開状態のとき
最も高くなる。

【００３９】エンジン回転速度に関しては、スロットル
開度及びＥＧＲ開度をともに一定とした場合、推定吸気
圧力Ｐimcal はエンジン回転速度が低いとき高く、同エ
ンジン回転速度の上昇にともない低くなる。これは、デ
ィーゼルエンジン１１の吸気行程では、ピストン１５の
下降により、シリンダ１３内の気圧及び吸気通路１９内
の吸気圧力が外気より低くなるが、前記エンジン回転速
度の上昇にともない、単位時間当りに行われる吸気行程
の回数が増えるためである。

【００４０】そして、前記ステップＳ１４０では、前記
制御マップから、前記各種センサ３６，４０によって検
出されたスロットル開度及びエンジン回転速度と、ＥＧ
Ｒ開度（目標値）とに対応する推定吸気圧力Ｐimcal を
読出す。

【００４１】次に、図２のステップＳ１５０において、
前記ステップＳ１３０での実吸気圧力Ｐimと前記ステッ
プＳ１４０での推定吸気圧力Ｐimcal との偏差ΔＰを求
め、その絶対値が所定値α以上であるか否かを判定す
る。ここで、所定値αは、前記各種センサ３６，４０の
検出精度のばらつき等を考慮しつつ、偏差ΔＰの絶対値
が通常採り得る値の最大値よりも若干大きな値に設定さ
れることが好ましい。これにより、異常状態のみを確実
に検出できるようになる。

【００４２】なお、所定値αは一定の値であってもよい
が、運転状態に応じて変更するのが望ましい。すなわ
ち、エアフロメータ３５により検出された吸入空気量
（ＧＮ g/rev）に基づき、図４に示す制御マップから所
定値αを求める。所定値αは吸入空気量の増大とともに
小さくなるように設定してある。これは、吸入空気量が
少ないときは所定値αを大きくして吸入空気量のばらつ
きによる吸気圧力のばらつきの影響を排除する一方、吸
入空気量が増大するにつれて所定値αを小さくして異常
検出の感度を上げるためである。これにより、運転状態
に対応して吸気圧力のばらつきの影響を排除しつつ異常
検出の感度、すなわち精度を向上することが可能とな
る。

【００４３】また、ステップＳ１５０の判定条件が満た
される状況としては、例えば、ＥＧＲ弁３４の動きが鈍
くなったり、ＥＧＲ弁３４が固着して作動しなくなった
り、ＥＧＲ通路３３が詰まったりして、適正量のＥＧＲ
ガスが吸気通路１９に還流されないことが挙げられる。
前記ステップＳ１５０の判定条件が満たされていないと
異常検出ルーチンを終了し、満たされていると、ステッ
プＳ１６０において、異常計測カウンタＣに「１」を加
算する。

【００４４】次に、ステップＳ１７０において、異常計
測カウンタＣが所定値βよりも大きいか否かを判定す
る。ここで、所定値βは、例えば数十秒に相当する値が
設定されている。この判定条件が満たされていないと異
常検出ルーチンを終了し、満たされていると、ステップ
Ｓ１８０において、ＥＧＲ装置３２に異常が発生してい
ると判定する。なお、ステップＳ１８０の具体的な処理
としては、例えば、ＥＧＲ装置の正常作動時には「０」
に設定される異常判定フラグを、異常判定にともない
「１」に切替えることが挙げられる。そして、ステップ
Ｓ１８０の処理を実行した後、異常検出ルーチンを終了
する。

【００４５】以上詳述した本実施形態によれば、以下の
効果が得られる。 （１）スロットル開度、ＥＧＲ開度及びエンジン回転速
度の各々と、吸気圧力との間にはそれぞれ所定の相関関
係が見られる。このため、少なくとも前記３つのパラメ
ータを組合せ、かつ前記の各相関関係を考慮することに
より、ＥＧＲ装置３２が正常に作動している場合の推定
吸気圧力Ｐimcal を精度よく算出することが可能であ
る。

【００４６】（２）吸気圧力センサ３７によって検出さ
れる実吸気圧力Ｐimは、仮にＥＧＲ装置３２に異常が生
じていなければ、適正量のＥＧＲガスが吸気通路１９に
還流されることから、前述した推定吸気圧力Ｐimcal と
略同じ値になる、すなわち、両者の偏差が非常に小さく
なるはずである。このことを利用して、本実施形態では
推定吸気圧力Ｐimcal と実吸気圧力Ｐimとの偏差ΔＰを
求め、その絶対値に基づきＥＧＲ装置３２の異常の有無
を判定するようにしている。このため、ＥＧＲ装置３２
での異常の有無の検出を容易かつ確実に行うことが可能
である。

【００４７】（３）異常検出に際し、ＥＧＲ弁３４を強
制的に開閉せず、ＮＯｘの生成を抑制するためのＥＧＲ
制御については、非異常検出時と同様に行うようにして
いる。このため、同開閉に起因するＥＧＲ量の急激な増
減を抑制し、ＮＯｘの濃度が瞬間的に急激に増加するス
パイク現象を起きにくくすることができる。ＥＧＲ量が
急激に増減しなくなることにともない吸入空気量もまた
急激に変化しなくなる。従って、燃焼状態の急激な変化
を抑制して、燃焼音の発生や、出力トルクの変動に起因
するショックの発生を抑えることができる。このように
して、排気エミッション及びドライバビリティの悪化を
招くことなく異常を検出することができるようになる。

【００４８】（４）一般に、ＥＧＲ装置においては、Ｅ
ＧＲ弁が着座する際にカチカチという作動音が発生する
場合がある。この作動音の発生回数は、従来技術のよう
にＥＧＲ弁を強制的に開閉させると、その開閉にともな
って増加するおそれがある。これに対し、本実施形態で
は、ＥＧＲ弁３４を強制的に開閉させることなくＥＧＲ
装置３２の異常検出を行うようにしている。このため、
異常検出により作動音の発生回数が増加するのを防止で
きる。

【００４９】（５）一般に、吸気圧力が所定の領域に属
すると、コネクティングロッドとクランク軸との接触箇
所においてパチパチという異音が発生する場合がある。
この点に関し、従来技術のようにＥＧＲ弁を強制的に開
閉させると、たとえ非異常検出時には吸気圧力が前記所
定領域から外れていても、前記強制開閉により吸気圧力
が変化し、前記所定領域に属して異音が発生するおそれ
がある。これに対し、本実施形態では、ＥＧＲ弁３４を
強制的に開閉させることなく異常検出を行うため、非異
常検出時に吸気圧力が前記所定領域から外れていれば、
異常検出時に吸気圧力が前記所定領域に属することがな
い。従って、従来技術とは異なり異音発生の心配がな
い。

【００５０】（６）本実施形態では、ディーゼルエンジ
ン１１の運転状態の過渡時を除くという制限はあるもの
の、時期についてほとんど制限を受けることなく、吸気
圧力の推定や異常判定を行うことができる。

【００５１】（７）ディーゼルエンジン１１の運転状態
の過渡時、すなわち、加減速時等、同エンジン１１が所
定の運転状態から異なる運転状態に変化する途中には、
ＥＧＲ装置３２の異常判定を行わない（禁止する）よう
にしている。このため、吸気圧力が安定していない状態
で異常判定が行われて、その異常検出の精度が低下する
のを未然に防止することができる。

【００５２】（８）所定の制御マップをＲＯＭに記憶し
ておき、推定吸気圧力Ｐimcal の算出に際し、そのとき
のスロットル開度、ＥＧＲ開度及びエンジン回転速度に
対応する吸気圧力を、前記制御マップから読出すように
している。このため、制御マップを適正に作成すること
により、両開度及びエンジン回転速度に対応する推定吸
気圧力Ｐimcal を確実に、かつ高い精度で算出すること
が可能である。

【００５３】（９）偏差ΔＰの絶対値が所定値α以上で
ある状態の時間を異常計測カウンタＣによって計測し、
そのカウンタＣが所定値βを越えた場合に、すなわち、
前記状態がある程度継続した場合に、ＥＧＲ装置３２が
異常であると判定するようにしている。このため、偏差
ΔＰの絶対値が所定値α以上である状態が、比較的短時
間で終わった場合に、誤って異常と判定されるのを防ぐ
ことが可能である。

【００５４】（１０）偏差ΔＰの絶対値が所定値α以上
である状態の時間を異常計測カウンタＣによって計測
し、そのカウンタＣの値を前記時間の積算値として記憶
し、その値が所定値βを越えた場合に、ＥＧＲ装置３２
が異常であると判定する。そして、異常検出条件が成立
しなくなったとき、すなわち、異常判定が禁止されたと
きに、異常計測カウンタＣを初期化するようにしてい
る。

【００５５】このため、ステップＳ１１０において異常
検出条件が成立しない（異常判定が禁止されない）限
り、偏差ΔＰの絶対値が所定値α以上である状態が発生
するたびに、異常計測カウンタＣのカウントアップ（時
間の積算）が行われる。従って、他のタイミングで積算
値が初期化される場合よりも初期化の頻度を低くして、
異常の検出精度を高めることが可能となる。

【００５６】（１１）既設のセンサをＥＧＲ装置３２の
異常検出に利用しているため、異常検出用のセンサを新
たに設けなくてもすむ。なお、本発明は次に示す別の実
施形態に具体化することができる。

【００５７】・本発明の異常検出装置は、ＥＧＲ装置が
装備された内燃機関であれば、その種類に関係なく適用
可能である。従って、ディーゼルエンジンに限らず、Ｅ
ＧＲ装置付きガソリンエンジンにも適用可能である。

【００５８】・本発明は、排気ガスのエネルギーを利用
して排気タービンを回転させ、これに直結されたコンプ
レッサによって空気をシリンダに押込むようにした、い
わゆる排気ターボ過給機を備えた内燃機関にも適用可能
である。この内燃機関では、燃料噴射量の増減にともな
い過給圧（吸気圧力）が変化する。換言すると、燃料噴
射量もまた吸気圧力に影響を及ぼすパラメータとなる。
このことから、前述したスロットル開度、ＥＧＲ開度及
びエンジン回転速度に燃料噴射量を加味して推定吸気圧
力Ｐimcal を算出するようにしてもよい。こうすれば、
推定吸気圧力Ｐimcal の推定精度をさらに高め、ひいて
は異常検出の精度を高めることが可能となる。

【００５９】・異常計測カウンタＣをクリアするタイミ
ングを、前記実施形態ではステップＳ１１０において、
異常検出条件が成立しなくなった場合としたが、これに
代えて、ステップＳ１５０の判定条件が成立しなくなっ
た場合としてもよい。

【００６０】・制御マップに代えて、所定の演算式に従
って推定吸気圧力Ｐimcal を算出するようにしてもよ
い。その他、前記各実施形態から把握できる技術的思想
について、それらの効果とともに記載する。

【００６１】（Ａ）請求項１又は２記載の排気還流装置
の異常検出装置において、前記内燃機関は排気ターボ過
給機を備えており、前記吸気圧力推定手段は、前記吸気
絞り弁の開度、前記排気還流弁の開度及び前記内燃機関
の回転速度に、燃料噴射量を加味して、前記排気還流装
置が正常に作動した場合の吸気圧力を推定するものであ
る。

【００６２】上記の構成によれば、燃料噴射量の増減に
ともない排気ガスのエネルギーが変化し、排気ターボ過
給機による過給圧（吸気圧力）が変化する。このように
吸気圧力に影響を及ぼす燃料噴射量を考慮することによ
り、吸気圧力の推定精度を高めることが可能となる。

【００６３】（Ｂ）請求項１，２及び上記（Ａ）のいず
れか１つに記載の排気還流装置の異常検出装置におい
て、前記異常判定手段は、前記偏差が所定値以上である
状態の時間を計測する計時手段と、前記計時手段による
時間が所定値を越えた場合に、前記排気還流装置が異常
であると判定する判定実行手段とを備えるものである。

【００６４】上記の構成によれば、吸気圧力の偏差が所
定値以上である状態がある程度継続した場合に、排気還
流装置が異常であると判定される。このため、偏差が所
定値以上である状態が比較的短時間で終った場合に、誤
って異常と判定されるのを防止することが可能である。

【００６５】（Ｃ）請求項２記載の排気還流装置の異常
検出装置において、前記異常判定手段は、前記偏差が所
定値以上である状態の時間を計測する計時手段と、前記
計時手段による時間の積算値を記憶する記憶手段と、前
記記憶手段による積算値が所定値を越えた場合に、前記
排気還流装置が異常であると判定する判定実行手段と、
前記禁止手段による異常判定の禁止時に前記記憶手段に
記憶された積算値を初期化する初期化手段とを備えるも
のである。

【００６６】上記の構成によれば、吸気圧力の偏差が所
定値以上である状態がある程度継続した場合に、排気還
流装置が異常であると判定される。このため、上記
（Ｂ）と同様に、比較的短時間だけ偏差が所定値以上と
なった場合の誤判定を防止することができる。また、他
のタイミングで積算値が初期化される場合よりも、初期
化の頻度を低くして異常の検出精度を高めることが可能
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態において、ＥＧＲ装置の異
常検出装置が適用されたディーゼルエンジンの概略構成
を示す略図。

【図２】ＥＧＲ装置の異常を検出する手順を説明するフ
ローチャート。

【図３】スロットル開度、ＥＧＲ開度及びエンジン回転
速度と、推定吸気圧力との関係を規定した制御マップを
示す特性図。

【図４】吸入空気量と所定値との関係を規定した制御マ
ップを示す特性図。

【符号の説明】

１１…ディーゼルエンジン、１９…吸気通路、２０…排
気通路、２４…スロットル弁、３２…ＥＧＲ装置、３３
…ＥＧＲ通路、３４…ＥＧＲ弁、３６…スロットルポジ
ションセンサ、３７…吸気圧力センサ、４０…クランク
ポジションセンサ、４２…ＥＣＵ、α…所定値。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 45/00 ３４５ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３４５Ｚ ３６４ ３６４Ｊ ３６４Ｄ (72)発明者 伊藤 嘉康 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車 株式会社内 (72)発明者 森川 淳 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車 株式会社内 Ｆターム(参考） 3G062 AA01 BA06 FA02 FA06 FA10 FA13 FA17 FA19 GA01 GA02 GA04 GA06 GA08 GA21 3G084 AA01 BA05 BA20 BA33 DA27 EB06 EB08 EB12 EB16 EB22 FA07 FA10 FA11 FA20 FA33 FA37 FA38 3G092 AA02 AA17 AB03 DC10 DD01 DG04 DG07 EA01 EA02 EA09 EA11 EA21 EB07 EB08 EC09 FB03 FB06 HA01Z HA05Z HA06Z HD07X HD07Z HE01Z HE03Z HE08Z 3G301 HA02 HA13 JB02 JB09 LA01 LB11 LC01 LC04 MA11 NA06 NA07 NB11 NC01 NC02 PA01Z PA07Z PA11A PA11Z PB03A PD15A PD15Z PE01Z PE03Z PE08Z

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関の排気通路と吸気通路の吸気絞り
   弁下流とを排気還流通路により連通し、排気還流弁の開
   度を変化させることにより、前記排気通路から前記排気
   還流通路を通じて前記吸気通路に還流される排気ガスの
   還流量を調整するようにした排気還流装置に用いられる
   異常検出装置において、 前記吸気通路の前記吸気絞り弁よりも下流の吸気圧力を
   検出する吸気圧力検出手段と、 少なくとも前記吸気絞り弁の開度、前記排気還流弁の開
   度及び前記内燃機関の回転速度に基づき、前記排気還流
   装置が正常に作動した場合の吸気圧力を推定する吸気圧
   力推定手段と、 前記吸気圧力検出手段による実際の吸気圧力と、前記吸
   気圧力推定手段により推定される吸気圧力との偏差が所
   定値以上である場合に、前記排気還流装置が異常である
   と判定する異常判定手段とを備えることを特徴とする排
   気還流装置の異常検出装置。
2. 【請求項２】前記内燃機関の運転状態の過渡時に、前記
   異常判定手段による前記排気還流装置の異常判定を禁止
   する禁止手段をさらに備える請求項１記載の排気還流装
   置の異常検出装置。