JP2006022672A - 排気圧上昇手段の故障判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 吸気系への吹き返し圧力を用いて吸気脈動の影響を抑制しつつ排気圧を検出でき、精度よく排気圧上昇手段の故障判定を実現可能な排気圧上昇手段の故障判定装置を提供する。
【解決手段】 排気通路の排気系圧力を上昇させる排気圧上昇手段(40)と、吸気系圧力を検出する吸気系圧力検出手段(3)と、該吸気系圧力検出手段の検出情報に基づき、吸気通路の吹き返し吸気脈動波圧またはその相関値を検出する吸気脈動波圧検出手段と、内燃機関の運転条件が略同一の範囲内にあるか否かを判定する運転条件判定手段とを備え、故障判定手段(51)は、運転条件判定手段により内燃機関の運転条件が略同一の範囲内にあると判定されている間に吸気脈動波圧検出手段により検出される排気圧上昇手段の作動前後の吹き返し吸気脈動波圧またはその相関値に基づいて排気圧上昇手段の故障を判定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、排気圧上昇手段の故障判定装置に係り、詳しくは、排気中の有害成分の低減を図るべく排気圧を上昇させる排気圧上昇手段の故障判定技術に関する。

排気中に含まれるＨＣ及びＣＯ等の未燃物並びにＮＯｘ等の有害成分を低減させる技術として、触媒による反応を利用した排気浄化技術が知られている。また、近年、触媒が活性化されるまでの間にＨＣ等の未燃物が大気中に放出されるのを防止することを目的として、排気流動を制御する技術が開発されている。
排気流動の制御としては、例えば内燃機関の排気通路に触媒の下流に位置して設けられた排気圧上昇手段によって排気圧を上昇させる手法が知られている。この排気圧上昇手段は、排気絞り弁と該排気絞り弁を作動させるアクチュエータ等から構成されており、排気絞り弁の開度を変化させて排気通路の流路面積を変化させることにより、排気絞り弁の上流側の排気圧の上昇を図ることが可能である。これにより、燃焼室から触媒に至る排気系において、上記ＨＣ等の未燃物と残存酸素との反応を促進させるようにして排気浄化性能の向上を図ることができ、また触媒の早期活性を実現させることが可能である。

このように、排気圧上昇手段は、排気中のＨＣ等の未燃物の排出抑制及び触媒の早期活性を実現するために重要なものであり、当該排気圧上昇手段の故障に対しては迅速かつ的確に対応する必要がある。
排気圧上昇手段の故障を判定する手法としては、排気通路に排気圧センサを配設し、当該排気圧センサで検出された排気圧が所定範囲内であるか否かによって故障を判定する方法が考えられ、例えば排気通路から分岐されたポート（冷却管）の先端部分に排気圧センサを配設した構成が公知である（特許文献１等参照）。
特開平８−２１０１２３号公報

ところで、上記排気圧センサは、高温の排ガスの圧力を検出することから耐熱性が要求される。また、排ガス中の凝縮水による耐腐食性も要求される。特に、硫黄（Ｓ）濃度の高い燃料が使用される内燃機関においては、凝縮水の酸性度が強く、排気圧センサが腐食し易いという問題がある。
このようなことから、排ガスの吸気系への吹き返しが排気圧に応じて増減することを利用し、吸気系に取り付けた圧力センサで当該吹き返し圧力を検出することが考えられており、これにより安価にして凝縮水等による腐食の問題もなく排気圧を検出可能である。

しかしながら、上記吹き返し圧力は、吸気系に生じる吸気脈動の影響を受けるため、内燃機関の機関速度変化、ＥＧＲ（排気再循環）等による吸気管内温度の変化等により、同一排気圧であっても圧力値が変動し、画一的に排気圧を検出することが困難になるという問題がある。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、吸気系への吹き返し圧力を用いて吸気脈動の影響を抑制しつつ排気圧を検出でき、精度よく排気圧上昇手段の故障判定を実現可能な排気圧上昇手段の故障判定装置を提供することにある。

上記した目的を達成するために、請求項１の排気圧上昇手段の故障判定装置では、内燃機関の気筒に連通する吸気通路及び排気通路と、該排気通路の排気系圧力を上昇させる排気圧上昇手段と、前記吸気通路に設けられ、吸気系圧力を検出する吸気系圧力検出手段と、該吸気系圧力検出手段の検出情報に基づき、前記吸気通路の吹き返し吸気脈動波圧またはその相関値を検出する吸気脈動波圧検出手段と、前記吸気脈動波圧検出手段により検出される前記排気圧上昇手段の作動前後の吹き返し吸気脈動波圧またはその相関値に基づいて前記排気圧上昇手段の故障を判定する故障判定手段とを備えたことを特徴とする。

即ち、吸気系圧力検出手段により検出される吸気系圧力に基づき吸気脈動波圧検出手段により検出される排気圧上昇手段の作動前後の吹き返し吸気脈動波圧またはその相関値に基づいて排気圧上昇手段の故障が故障判定手段によって判定されるため、他の排気圧変動となる要因の影響を最少に抑えて排気圧上昇手段による排気圧変動により当該排気圧上昇手段の故障が判定される。

また、請求項２の排気圧上昇手段の故障判定装置では、前記故障判定手段は、内燃機関の運転条件を判定する運転条件判定手段を有し、該運転条件判定手段により内燃機関の運転条件が略同一の範囲内にあると判定されている間の前記排気圧上昇手段の作動前後の吹き返し吸気脈動波圧またはその相関値に基づいて前記排気圧上昇手段の故障を判定することを特徴とする。

即ち、吸気系圧力検出手段により検出される吸気系圧力に基づき吸気脈動波圧検出手段により検出される排気圧上昇手段の作動前後の吹き返し吸気脈動波圧またはその相関値に基づいて排気圧上昇手段の故障が故障判定手段によって判定されるが、この際、吹き返し吸気脈動波圧またはその相関値の検出は運転条件判定手段により内燃機関の運転条件が略同一の範囲内にあると判定されている間に限定されるため、排気圧上昇手段の作動前後の吹き返し吸気脈動波圧またはその相関値は共に同一の吸気脈動の影響下での値となり、吸気脈動の影響を抑制した吹き返し吸気脈動波圧またはその相関値に基づいて確実に排気圧上昇手段の故障が判定される。

また、請求項３の排気圧上昇手段の故障判定装置では、前記吹き返し吸気脈動波圧は、吸気弁開時期から所定期間において前記吸気系圧力検出手段により検出される吸気系圧力の最大値及び最小値の少なくとも一方であって、前記吹き返し吸気脈動波圧の相関値は、これら最大値及び最小値の少なくとも一方を含む指標であることを特徴とする。
即ち、吸気弁開時期から所定期間における吹き返し吸気脈動波圧を代表する吸気系圧力の最大値及び最小値の少なくとも一方が吹き返し吸気脈動波圧とされ、或いはこれら最大値及び最小値の少なくとも一方を含む指標が吹き返し吸気脈動波圧の相関値とされる。これにより、吸気弁開時期から所定期間における吸気系圧力の最大値や最小値の他、例えばこれら最大値と最小値との差、最大値と最小値との比、最大値と平均値との差、平均値と最小値との差、最大値と平均値との比、平均値と最小値との比等に基づき、容易にして精度よく排気圧上昇手段の故障が判定される。

また、請求項４の排気圧上昇手段の故障判定装置では、請求項３において、前記吸気脈動波圧検出手段は、前記吸気系圧力検出手段により検出される吸気系圧力の最大値をピークホールドし或いは最小値をボトムホールドすることにより前記吹き返し吸気脈動波圧またはその相関値を検出することを特徴とする。
即ち、吸気脈動波は高周波であるため、一般の数百Ｈｚ程度の低いサンプリング周波数では吸気系圧力の最大値及び最小値を正確に検出することが困難であるところ、これら吸気系圧力の最大値及び最小値をピークホールド或いはボトムホールドすることにより、アナログ情報をデジタル情報として取り込むことが可能となり、サンプリング周波数が低い場合であっても、吸気系圧力の最大値及び最小値が正確に検出され、吹き返し吸気脈動波圧またはその相関値が正確に検出される。

請求項１の排気圧上昇手段の故障判定装置によれば、排気圧上昇手段の作動前後の吹き返し吸気脈動波圧またはその相関値に基づいて排気圧上昇手段の故障を判定するので、他の要因による排気圧変動の影響を極力抑制した吹き返し吸気脈動波圧またはその相関値に基づき、安価にして良好に排気圧上昇手段の故障を判定することができる。
請求項２の排気圧上昇手段の故障判定装置によれば、運転条件判定手段により内燃機関の運転条件が略同一の範囲内にあると判定されている間に検出される排気圧上昇手段の作動前後の吹き返し吸気脈動波圧またはその相関値に基づいて排気圧上昇手段の故障を判定するので、排気圧上昇手段の作動前後の吹き返し吸気脈動波圧またはその相関値を共に同一の吸気脈動の影響下での値にするようにでき、吸気脈動の影響を抑制した吹き返し吸気脈動波圧またはその相関値に基づき、安価にして確実に排気圧上昇手段の故障を判定することができる。

請求項３の排気圧上昇手段の故障判定装置によれば、吸気弁開時期から所定期間における吹き返し吸気脈動波圧を代表する吸気系圧力の最大値及び最小値の少なくとも一方を吹き返し吸気脈動波圧とし、或いはこれら最大値及び最小値の少なくとも一方を含む指標を吹き返し吸気脈動波圧の相関値とするので、吸気弁開時期から所定期間における吸気系圧力の最大値や最小値の他、例えばこれら最大値と最小値との差、最大値と最小値との比、最大値と平均値との差、平均値と最小値との差、最大値と平均値との比、平均値と最小値との比等に基づき、容易にして精度よく排気圧上昇手段の故障を判定することができる。

請求項４の排気圧上昇手段の故障判定装置によれば、請求項３において、吸気系圧力の最大値及び最小値をピークホールド或いはボトムホールドするので、アナログ情報をデジタル情報として取り込むことができ、サンプリング周波数が低い場合であっても、吸気系圧力の最大値及び最小値を正確に検出することができ、吹き返し吸気脈動波圧またはその相関値を正確に検出することができる。

以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
図１を参照すると、車両に搭載された本発明に係る排気圧上昇手段の故障判定装置を含むシステムの概略構成図が示されており、以下同図に基づき本発明に係る排気圧上昇手段の故障判定装置の構成を説明する。
内燃機関（以下、エンジン）１としては、例えば、吸気ポート９を介した燃料噴射が実施可能なマルチポイントインジェクションエンジン（ＭＰＩ型エンジン）が採用される。

同図に示すように、エンジン１のシリンダヘッド２には、各気筒毎に略水平方向に吸気ポート９が形成されており、各吸気ポート９の燃焼室５側には、各吸気ポート９と燃焼室５との連通と遮断とを行う吸気弁１１がそれぞれ設けられている。吸気弁１１は、エンジン回転に応じて回転するカムシャフト１２のカム１２ａに倣って吸気口９ａを開閉作動する。各吸気ポート９には、各気筒毎に燃料噴射を行う電磁式のインジェクタ６が取り付けられており、インジェクタ６には、燃料パイプ７を介して燃料タンクを擁した燃料供給装置（図示せず）が接続されている。

また、各吸気ポート９には吸気マニホールド１０の一端がそれぞれ接続されている。吸気マニホールド１０には吸気系圧力を検出する吸気管圧力センサ（吸気系圧力検出手段）３が設けられている。
また、吸気管圧力センサ３の上流部分には、吸入空気量を調節する電磁式のスロットル弁１７が設けられ、スロットル弁１７よりも上流部分には、吸入空気量Ｑaを検出するためにカルマン渦式のエアフローセンサ１９が設けられている。

シリンダヘッド２には、各気筒毎に点火プラグ４が取り付けられており、点火プラグ４は高電圧を出力する点火コイル８に接続されている。
また、シリンダヘッド２には、各気筒毎に略水平方向に排気ポート１３が形成されており、各排気ポート１３の燃焼室５側には、各排気ポート１３と燃焼室５との連通と遮断とを行う排気弁１５がそれぞれ設けられている。

そして、各排気ポート１３には排気マニホールド１４の一端がそれぞれ接続されている。排気マニホールド１４の他端には排気管（排気通路）２０が接続されており、排気管２０には、ストイキオ近傍においてＨＣ、ＣＯ、ＮＯxを高効率で浄化可能な三元触媒２３が介装されている。
さらに、三元触媒２３の下流部分には、排気管２０の流路面積を調節可能な排気圧上昇装置（排気圧上昇手段）が設けられている。この排気圧上昇装置は、例えば密閉型開閉弁４０と該密閉型開閉弁４０を作動させるアクチュエータ（図示しない）等からなり、排気系圧力を上昇させるべく排気管２０の流路面積を変化させ、ＨＣ、ＣＯ等の未燃物の他、ＮＯx等を含む排ガス物質の低減を促進させることを目的とする装置から構成されている。また、密閉型開閉弁４０としては種々の方式が考えられるが、本実施形態では一例としてバタフライ弁が採用されている。該バタフライ弁は、排気管２０を貫通する軸回りに円盤を回転させ、排気管２０の流路面積を調節するように構成されている。なお、密閉型開閉弁４０を迂回するバイパス通路を設け、バタフライ弁とともに当該バイパス通路に圧力調整弁を設けるようにしてもよい。

また、シリンダヘッド２には、カム１２ａやカム１６ａを進角或いは遅角操作することで吸気弁１１や排気弁１５の開閉時期を油圧調整によって可変させる可変動弁機構３０が設けられている。この可変動弁機構３０としては、例えばカムシャフト１２、１６を揺動させる振り子式可変バルブタイミング機構が適用される。なお、振り子式可変バルブタイミング機構は公知であり、ここではその構成の詳細については説明を省略する。

電子コントロールユニット（ＥＣＵ）５０は、入出力装置、記憶装置（ＲＡＭ、ＲＯＭ）、中央処理装置（ＣＰＵ）等を備えており、当該ＥＣＵ５０により、エンジン１の他、故障判定装置の総合的な制御が行われる。
ＥＣＵ５０の入力側には、上記吸気管圧力センサ３、エアフローセンサ１９等の他、エンジン１の冷却水温度を検出する水温センサ１８やクランク角を検出するクランク角センサ２２等の各種センサ類が接続されており、これらセンサ類からの検出情報が入力される。なお、クランク角センサ２２からの情報に基づきエンジン回転速度Ｎeが検出される。

一方、ＥＣＵ５０の出力側には、上記インジェクタ６、点火コイル８、スロットル弁１７、可変動弁機構３０、故障警告灯２４、密閉型開閉弁４０のアクチュエータ等の各種出力デバイスが接続されており、インジェクタ６、点火コイル８、スロットル弁１７には、上記各種センサ類からの検出情報に応じて燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期、スロットル開度の各信号がそれぞれ出力される。これにより、インジェクタ６からは適正量の燃料が適正時期で噴射され、点火プラグ４により適正時期で火花点火が実施され、さらに、スロットル開度が適正な開度に制御され、密閉型開閉弁４０が適宜制御され、可変動弁機構３０に対して適正なバルブタイミング指令が行われる。また、故障警告灯２４を点灯或いは点滅させて排気圧上昇装置の故障を運転者に知らせる。

特に、本発明の排気圧上昇手段の故障判定装置では、ＥＣＵ５０には、吸気管圧力センサ３による吸気系圧力情報に基づいて排気圧上昇装置を故障判定する故障判定部５１が設けられている。故障判定部５１では、吸気系への吹き返し吸気脈動波圧を吸気系圧力情報として検出し、これを排気系圧力と擬制して排気圧上昇装置を故障判定するようにしている（故障判定手段）。

以下、このように構成された本発明に係る故障判定装置の故障判定制御内容について説明する。
図２乃至図５を参照すると、ＥＣＵ５０の実行する本発明に係る故障判定制御の制御ルーチンがフローチャートで示されており、以下、これらのフローチャートに沿い説明する。具体的には、図２はエンジン１の運転条件を判定するルーチンであり、図３は吹き返し吸気脈動波圧情報を検出するルーチンであり、図４は排気圧上昇装置を作動制御するルーチンであり、図５は故障判定部５１において最終的に排気圧上昇装置の故障を判定するルーチンである。

先ず、エンジン１の運転条件の判定を行うべく、図２のステップＳ１０では、エンジン回転速度Ｎeの変化量の絶対値が所定値ΔＮ1より小であり、且つ、エンジン回転速度Ｎeが所定値Ｎe1より大きく所定値Ｎe2より小さく、且つ、吸入空気量Ｑaの変化量の絶対値が所定値ΔＱ1より小さく、且つ、吸入空気量Ｑaが所定値Ｑa1より大きく所定値Ｑa2より小さいか否かを判別する（運転条件判定手段）。

即ち、当該故障判定制御では吸気系への吹き返し吸気脈動波圧を吸気系圧力情報として用いるのであるが、ここでは、エンジン１の運転条件が略同一の範囲内にあり、即ちエンジン１が同一条件下で比較的安定した状態にあり、吸気系に発生する吹き返し吸気脈動が略一定の状態にあるか否かを判別する。判別結果が偽（Ｎｏ）の場合には、ステップＳ１４において異条件と判定し、真（Ｙｅｓ）の場合にはステップＳ１２において同一条件と判定する。

なお、このルーチンを実行することにより確実な故障判定が行えるが、排気圧上昇装置の作動前後において排気圧上昇装置以外の排気圧変動の要因がないものとみなし、このルーチンを省くことも可能である。
このようにエンジン１の運転条件の判定が実施されると、図３のステップＳ２０においてエンジン１の運転条件の判別を行い、当該判別により異条件と判定された場合はそのまま当該ルーチンを抜ける。一方、当該判別により同一条件と判定された場合には、ステップＳ２２に進む。

ステップＳ２２では、排気圧上昇装置が作動しているか否かを判別する。故障判定を実施する前は排気圧上昇装置については作動させておらず、最初の判別結果は偽（Ｎｏ）であって非作動と判定され、ステップＳ２６に進む。
ステップＳ２６では、排気圧上昇装置が非作動状態であるときの吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0を吸気管圧力センサ３からの吸気圧情報に基づき検出する（吸気脈動波圧検出手段）。

具体的には、図６に吸気圧の時間変化を示すように、吸気管圧力センサ３からの吸気圧はエンジン１の回転に応じて周期的に変動しており、ここでは、吸気脈動が生じるエンジン１が吸気行程にある期間のうち、吸気弁１１が開弁を開始してから所定期間における吸気圧の最大値と最小値とを検出し、或いは吸気圧の最大値及び最小値のいずれか一方を検出し、これら最大値と最小値或いは最大値または最小値に基づいて吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0を検出する。なお、吸気圧の最大値や最小値の検出値については、瞬時値であっても所定期間の平均値であってもよく、排気圧上昇装置が非作動状態になった直後である場合には、吸気圧が不安定であるため、所定期間に亘り吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0を検出しないようにしてもよい。

詳しくは、吸気脈動波は高周波であり、一般の数百Ｈｚ程度の低いサンプリング周波数では吸気圧の最大値や最小値を正確に検出することが困難であることから、ここでは、これら吸気圧の最大値、最小値については、図６に示すようにピークホールド、ボトムホールドするようにし、即ちアナログ情報をデジタル情報として取り込むようにし、ピークホールド値、ボトムホールド値に基づいて吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0を検出する。

吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0については、吸気圧の最大値や最小値の検出値そのものを検出するようにしてもよいし、吸気脈動波圧の相関値として吸気圧の最大値と最小値との差、最大値と最小値との比を検出するようにしてもよく、また、吸気圧の平均値を求めておき、最大値と平均値との差、平均値と最小値との差、最大値と平均値との比、平均値と最小値との比等の指標を検出するようにしてもよい。

このように吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0が検出されたら、図４のステップＳ３０では、排気圧を上昇させる条件が成立したか否かを判別し、判別結果が真（Ｙｅｓ）で排気圧を上昇させる条件が成立したと判定された場合には、ステップＳ３２に進む。なお、排気圧を上昇させる条件が成立したか否かは例えば排気浄化システムに応じて適宜設定される。

ステップＳ３２では、吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0の検出が完了しているか否かを判別する。ここでは、上記ステップＳ２６において排気圧上昇装置が非作動状態であるときの吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0については検出しているので、判別結果は真（Ｙｅｓ）となり、ステップＳ３４に進み、排気圧上昇装置を作動させる。
このように排気圧上昇装置を作動させると、上記ステップＳ２２の判別結果は真（Ｙｅｓ）となり、ステップＳ２４に進む。

ステップＳ２４では、排気圧上昇装置が作動状態であるときの吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ1を吸気管圧力センサ３からの吸気圧情報に基づき、上記吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0の場合と同様に検出する（吸気脈動波圧検出手段）。なお、上記同様、排気圧上昇装置が作動状態になった直後である場合には、吸気圧が不安定であるため、所定期間に亘り吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ1を検出しないようにしてもよい。

このように吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ1が検出されたら、図４のステップＳ３０において、改めて排気圧を上昇させる条件が成立したか否かを判別し、判別結果が偽（Ｎｏ）で排気圧を上昇させる条件が成立しなくなったと判定された場合には、ステップＳ３６に進む。
ステップＳ３６では、吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ1の検出が完了しているか否かを判別する。ここでは、上記ステップＳ２４において排気圧上昇装置が作動状態であるときの吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ1については検出しているので、判別結果は真（Ｙｅｓ）となり、ステップＳ３８に進み、排気圧上昇装置を非作動とする。

このように、排気圧上昇装置が非作動状態にあるときの吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0と排気圧上昇装置が作動状態にあるときの吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ1とがそれぞれ検出されると、図５のステップＳ４０における吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0と吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ1との検出完了判別において、判別結果が真（Ｙｅｓ）となり、ステップＳ４２に進む。

ステップＳ４２では、吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0と吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ1との差の絶対値が所定値以上（｜ｄＰ1−ｄＰ0｜≧所定値）であるか否かを判別する。即ち、排気圧上昇装置が非作動状態にあるときと排気圧上昇装置が作動状態にあるときとで吸気脈動波圧に差異が生じているか否かを判別する。
なお、ここでは吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0と吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ1との差に基づき判別を行っているが、吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0と吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ1との比に基づき判別を行うようにしてもよく、これら差と比の組み合わせ等に基づいて判別してもよく、また、排気圧上昇装置の作動前後の吸気管圧力センサ３からの吸気圧情報に基づけば如何なる態様の判別を行ってもよい。

ステップＳ４２の判別結果が真（Ｙｅｓ）で、吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0と吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ1との差の絶対値が所定値以上であり、排気圧上昇装置の作動前後で吸気脈動波圧に十分差異が生じてると判定された場合には、排気圧上昇装置は故障なく正常に機能していると判断でき、この場合にはステップＳ４６に進み、故障していないと判定し、故障警告灯２４を消灯状態とする。

一方、ステップＳ４２の判別結果が偽（Ｎｏ）で、吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0と吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ1との差が所定値未満であり、排気圧上昇装置の作動前後で吸気脈動波圧に差異が殆ど生じていないと判定された場合には、排気圧上昇装置は何らかの要因によって正常に機能していない、即ち故障していると判断でき、この場合にはステップＳ４４に進み、故障と判定し、故障警告灯２４を点灯或いは点滅する。

そして、ステップＳ４４、Ｓ４６において故障判定を終了したらステップＳ４８に進み、吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0と吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ1とをリセットし、次回の故障判定に備える。
このように、本発明の排気圧上昇手段の故障判定装置では、エンジン１の運転条件が略同一の範囲内にあり、吸気系に発生する吹き返し吸気脈動が略一定の状態にあるときに限定して排気圧上昇装置の作動前後の吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0、ｄＰ1を検出し、これら吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0、ｄＰ1に基づいて排気圧上昇装置の故障を判定するようにしている。

従って、排気圧上昇装置の作動前後の吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0、ｄＰ1を共に同一の吸気脈動の影響下での値にすることができ、吸気脈動の影響を抑制した吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0、ｄＰ1に基づいて、安価な構成にして確実に排気圧上昇装置の故障、例えばバタフライ弁の固着等を判定することができる。
また、この際、吸気弁１１が開弁を開始してから所定期間における吸気圧の最大値及び最小値の少なくとも一方を検出し、吸気圧の最大値や最小値の検出値そのもの、或いは、吸気圧の最大値と最小値との差、最大値と最小値との比、最大値と平均値との差、平均値と最小値との差、最大値と平均値との比、平均値と最小値との比等の指標からなる吸気脈動波圧の相関値を吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0、ｄＰ1として検出するようにしているので、吹き返し吸気脈動波圧を代表する吸気圧の最大値や最小値に基づいて吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0、ｄＰ1を検出でき、容易にして精度よく排気圧上昇装置の故障を判定することができる。

また、吸気系圧力の最大値をピークホールドするとともに最小値をボトムホールドし、ピークホールド値やボトムホールド値に基づいて吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0、ｄＰ1を検出するようにしているので、上記故障判定制御のサンプリング周波数が低い場合であっても、吸気圧の最大値及び最小値を正確に検出することができ、吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0、ｄＰ1を正確に検出することが可能である。

以上で本発明に係る排気圧上昇手段の故障判定装置の実施形態の説明を終えるが、実施形態は上記に限られるものではない。
例えば、上記実施形態では、エンジン１の運転条件の判定を行うにあたり、ステップＳ１０において、エンジン回転速度Ｎeの変化量の絶対値が所定値ΔＮ1より小であり、且つ、エンジン回転速度Ｎeが所定値Ｎe1より大きく所定値Ｎe2より小さく、且つ、吸入空気量Ｑaの変化量の絶対値が所定値ΔＱ1より小さく、且つ、吸入空気量Ｑaが所定値Ｑa1より大きく所定値Ｑa2より小さいか否かを判別するようにしたが、これら４つの条件のうちの少なくとも一つの条件を判別するようなものであってもよい。

また、運転条件の判定において吸入空気量Ｑaを用いるようにしたが、吸入空気量Ｑaの代わりにスロットル開度、吸気管圧、体積効率、正味平均有効圧、アイドルスピードコントロールバルブ開度を用いるようにしてもよいし、その他の異なる条件を加えてもよい。例えば、エアコンスイッチＯＦＦ、パワーステアリングスイッチＯＦＦ、電機負荷スイッチＯＦＦ、バルブオーバラップが所定範囲、吸気弁１１の開弁時期が所定範囲、排気弁１５の閉弁時期が所定範囲、車速が所定範囲、ＥＧＲ弁開度が所定範囲、ＥＧＲ率が所定範囲、吸気管内温度が所定範囲、エンジン始動後経過時間が所定範囲等である。即ち、吹き返し吸気脈動波圧への影響が略同一となるものであれば、如何なる条件、所定値を用いてもよく、複数の範囲（条件、所定値）を設定するようにしてもよい。さらに、排気圧上昇装置が作動から非作動になる場合と非作動から作動になる場合とで異なる条件、所定値を用いるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0が検出されるまで排気圧上昇装置を作動させておらず（ステップＳ３２）、吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ1が検出されるまで排気圧上昇装置を非作動としていないが（ステップＳ３６）、排気圧上昇装置を作動から非作動とした後、吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0を検出する場合には、吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0が検出されるのを待たず（ステップＳ３２を実行せず）に、例えば所定期間経過後に他の条件により排気圧上昇装置を作動させるようにしてもよい。

なお、上記以外の如何なる場合においても吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0、ｄＰ1が検出されるまで排気圧上昇装置を作動、非作動とするものではなく、必要に応じて吹き返し吸気脈動波圧情報ｄＰ0、ｄＰ1が未検出でも排気圧上昇装置を作動、非作動させるようにすることを妨げるものではない。
また、上記実施形態では、吸気管圧力センサ３を吸気マニホールド１０に設けるようにしたが、吸気管圧力センサ３については吸気管内、サージタンク内等、吹き返し吸気脈動波圧を検出できる場所であれば如何なる場所に設けるようにしてもよく、複数設けるようにしてもよい。

また、上記本発明に係る故障判定手法と他の故障判定技術とを組み合わせて故障判定を行うことを妨げるものではない。

車両に搭載された本発明に係る排気圧上昇手段の故障判定装置を含むシステムの概略構成図である。 エンジンの運転条件を判定するルーチンを示すフローチャートである。 吹き返し吸気脈動波圧情報を検出するルーチンを示すフローチャートである。 排気圧上昇装置を作動制御するルーチンを示すフローチャートである。 最終的に排気圧上昇装置の故障を判定するルーチンを示すフローチャートである。 吸気圧の時間変化を示す図であって、ピークホールド値及びボトムホールド値を示す図である。

符号の説明

１ エンジン
３ 吸気管圧力センサ（吸気系圧力検出手段）
１７ スロットル弁
２０ 排気管（排気通路）
３０ 三元触媒
４０ 密閉型開閉弁（排気圧上昇手段）
５０ ＥＣＵ（電子コントロールユニット）
５１ 故障判定部（故障判定手段）

Claims (4)

1. 内燃機関の気筒に連通する吸気通路及び排気通路と、
   該排気通路の排気系圧力を上昇させる排気圧上昇手段と、
   前記吸気通路に設けられ、吸気系圧力を検出する吸気系圧力検出手段と、
   該吸気系圧力検出手段の検出情報に基づき、前記吸気通路の吹き返し吸気脈動波圧またはその相関値を検出する吸気脈動波圧検出手段と、
   前記吸気脈動波圧検出手段により検出される前記排気圧上昇手段の作動前後の吹き返し吸気脈動波圧またはその相関値に基づいて前記排気圧上昇手段の故障を判定する故障判定手段と、
   を備えたことを特徴とする排気圧上昇手段の故障判定装置。
2. 前記故障判定手段は、内燃機関の運転条件を判定する運転条件判定手段を有し、該運転条件判定手段により内燃機関の運転条件が略同一の範囲内にあると判定されている間の前記排気圧上昇手段の作動前後の吹き返し吸気脈動波圧またはその相関値に基づいて前記排気圧上昇手段の故障を判定することを特徴とする、請求項１記載の排気圧上昇手段の故障判定装置。
3. 前記吹き返し吸気脈動波圧は、吸気弁開時期から所定期間において前記吸気系圧力検出手段により検出される吸気系圧力の最大値及び最小値の少なくとも一方であって、前記吹き返し吸気脈動波圧の相関値は、これら最大値及び最小値の少なくとも一方を含む指標であることを特徴とする、請求項１または２記載の排気圧上昇手段の故障判定装置。
4. 前記吸気脈動波圧検出手段は、前記吸気系圧力検出手段により検出される吸気系圧力の最大値をピークホールドし或いは最小値をボトムホールドすることにより前記吹き返し吸気脈動波圧またはその相関値を検出することを特徴とする、請求項３記載の排気圧上昇手段の故障判定装置。

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