JP2007127019A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ドライバビリティや排気ガス等に悪影響を与えずに、排気ガス還流装置に対する異常診断の頻度を上げ、異常発生後出来るだけ早期に異常を検出する内燃機関の制御装置を提案する。
【構成】内燃機関の停止時に、排気ガス還流弁制御手段により排気ガス還流弁を開弁した状態において、２次空気導入手段により導入された２次空気を、排気ガス還流通路を通して吸気管に流入させ、吸気管圧力検出手段の検出出力に基づいて、診断手段が排気ガス還流機能を診断する。
【選択図】図３

Description

この発明は、吸気管と排気管とを接続する排気ガス還流通路を備えた内燃機関の制御装置に関するものである。

内燃機関の吸気管と排気管とを排気ガス還流通路で接続し、この排気ガス還流通路に排気ガス還流弁を設け、内燃機関の所定の運転状態において、排気ガスの一部を吸気中に還流し、吸気中の酸素濃度を低下させて燃焼を緩慢にすることにより燃焼温度を下げて、排気ガス中の窒素酸化物を低減するための制御が一般に行われている。この排気ガス還流通路が異物で詰まり、または排気ガス還流弁が作動不良となり、排気ガスを吸気中に還流することが出来なくなった場合には、排気ガス中の窒素酸化物が低減できず、環境に悪影響を及ぼす可能性がある。このため、排気ガス還流通路の異物による詰まり、または排気ガス還流弁の作動不良などの排気ガス還流機能の異常を迅速に検出し、異常発生時にはドライバーに異常を伝え、修理を促す必要がある。

排気ガス還流機能の異常診断として、例えば特開平４−３４７３５４号公報（先行技術１）では、排気ガス還流弁を開弁し、排気ガス還流通路を通じて排気ガスの一部を吸気中に還流させたときの吸気管圧力を記憶しておき、その後排気ガス還流弁を閉弁し、排気ガスの還流を停止したときの吸気管圧力と前記記憶した吸気管圧力との偏差が所定時間内に判定値を越えなかった場合に、排気ガス還流機能の異常を判定している。

特開平８−１２１２６０号公報（先行技術２）では、排気ガス還流弁を開弁し排気ガス還流動作中に排気管に２次空気を導入し、排気管に設置された酸素濃度検出手段の出力、または燃料量補正手段の補正量に基づいて異常診断を実施している。ここで２次空気とは、内燃機関の吸気管を通らずに導入される空気を意味し、通常、内燃機関の冷間始動時に排気管に２次空気を導入することにより、排気管内で未燃焼ガスを燃焼させて触媒活性化を促進し、排気ガスの浄化作用を早期に実行可能としている。

特開平４−３４７３５４号公報 特開平８−１２１２６０号公報

しかし、先行技術１、２の異常診断は、いずれも内燃機関の運転状態で実行されるものであり、内燃機関の停止時には排気ガス還流機能の異常診断が不可能であった。また内燃機関の運転状態において異常診断を実施するために、ドライバビリティや排気ガス等に影響を及ぼす可能性があった。

例えば減速燃料カット時に排気ガス還流機能の異常診断を実施する場合、減速燃料カット時の吸気管内の圧力は大気圧よりも大きく低下しており、その状態で排気ガス還流弁を開くと吸気管内の圧力は上昇する。排気ガス還流通路が異物で詰まり、または排気ガス還流弁が作動不良で開かなかった場合、吸気管内の圧力変化が小さくなるため、排気ガス還流機能の異常を検出することができる。しかし、減速燃料カットによりエンジンブレーキが作用している状態から排気ガスが還流すると、エンジンブレーキの作用が低下し、ドライバビリティに影響を与えていた。

加えて、先行技術１では、排気ガス還流弁の開弁を継続すべき状態であるにもかかわらず、排気ガス還流機能の診断のために排気ガス還流弁を閉弁するため、排気ガスに影響を与えていた。また先行技術２では、内燃機関の運転中に２次空気を含んだ排気ガスを、排気ガス還流通路を通して還流するために、空燃比が変化し燃料噴射量補正が行われ、排気ガスに影響を与えていた。また先行技術１、２のいずれにおいても、排気ガス還流機能の診断を実施する内燃機関の所定運転条件が所定時間以上継続しないと異常診断が完了しないために、結果として異常診断の頻度が低くなるという問題があった。異常診断の頻度が低いと、異常が発生してからその異常を検出するまでに時間がかかることとなり、排気ガス状態の悪い異常状態のまま運転される時間が長くなってしまう。

この発明は、このような不都合を改善することができる内燃機関の制御装置を提案するものである。

この発明による内燃機関の制御装置は、内燃機関の吸気管と排気管とを接続する排気ガス還流通路と、前記排気ガス還流通路に設置され排気ガス還流量を制御する排気ガス還流弁と、前記排気ガス還流弁の開度を制御する排気ガス還流弁制御手段と、前記排気管に２次空気を導入する２次空気導入手段と、前記吸気管内の圧力を測定する吸気管圧力検出手段と、前記排気ガス還流通路による排気ガス還流機能を診断する診断手段とを備えた内燃機関の制御装置であって、内燃機関の停止時に、前記排気ガス還流弁制御手段により前記排気ガス還流弁を開弁した状態において、前記２次空気導入手段により導入された２次空気を、前記排気ガス還流通路を通して前記吸気管に流入させ、前記吸気管圧力検出手段の検出出力に基づいて、前記診断手段が前記排気ガス還流機能を診断することを特徴とする内燃機関の制御装置。

この発明による内燃機関の制御装置では、内燃機関の停止時に、排気ガス還流機能の診断を行なうので、ドライバビリティおよび排気ガスに悪影響を与えることなく、排気ガス還流機能の診断頻度を上げ、排気ガス還流機能の異常を早期に検出することができる。

以下、この発明による内燃機関の制御装置のいくつかの実施の形態について、図を用いて説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明による内燃機関の制御装置の実施の形態１を示す構成図である。この実施の形態１の内燃機関の制御装置１００は、例えば自動車に搭載される内燃機関１と、その制御装置５０を含んでいる。

内燃機関１は、火花点火式の内燃機関であり、機関本体１０と、吸気管装置２０と、排気管装置３０と、排気ガス還流装置４０を有する。機関本体１０は、シリンダ１１と、ピストン１２と、クランク軸１４と、吸気弁１５と、排気弁１６と、点火プラグ１７と、クランク角度センサ１８を有する。シリンダ１１とピストン１２は、燃焼室１３を形成する。この燃焼室１３は、吸気弁１５と吸気管装置２０を通じて空気と燃料の混合気を吸入し、この混合気は点火プラグ１７により点火され燃焼する。排気ガスは、排気弁１６と排気管装置３０を通じて排出される。ピストン１２は、燃焼室１３における混合気の燃焼により駆動され、クランク軸１４を回転させる。クランク軸１４には、クランク角度センサ１８が付設される。このクランク角度センサ１８は、クランク軸１４の回転角度および回転数を検出する。

吸気管装置２０は、吸気管２１と、エアクリーナ２２と、スロットル弁２３と、接続部分２４と、燃料噴射弁２５と、エアフローセンサ２６と、スロットルポジションセンサ２７と、吸気管圧力検出手段２８を有する。吸気管２１は、吸気弁１５を通じて燃焼室１３に連通する。吸気管２１の空気吸入部にエアクリーナ２２が配置される。吸気管２１には、スロットル弁２３が配置される。このスロットル弁２３は、その弁開度を調整することにより、燃焼室１３へ吸入される吸入空気量を調整する。このスロットル弁２３は、アクセルペダルと機械的に連結されたスロットル弁またはアクセルペダルに電気的に応動する電子制御スロットル弁とされ、アクセルペダルの踏み込み量に対応して弁開度が制御される。接続部分２４は、スロットル弁２３の下流側に形成され、この接続部分２４は、スロットル弁２３と吸気弁１５との間の吸気管２１の径を部分的に拡大して形成される。燃料噴射弁２５は、接続部分２４と吸気弁１５との間に配置される。この燃料噴射弁２５は、燃焼室１３へ吸入される吸入空気に対して、演算された量の燃料を噴射して、混合気とする。

エアフローセンサ２６は、エアクリーナ２２とスロットル弁２３との間に配置され、エアクリーナ２２からスロットル弁２３へ流れる空気量を検出する。スロットルポジションセンサ２７は、スロットル弁２３に付設され、スロットル弁２３の弁開度を検出する。吸気管圧力検出手段２８は、接続部分２４に配置され、この接続部分２４における吸気管圧力Ｐを検出する。

排気管装置３０は、排気管３１と、排気ガス浄化触媒３２と、排気ガスセンサ３３と、２次空気導入手段３５を有する。排気管３１は、排気弁１６を通じて燃焼室１３に連通しており、燃焼室１３からの排気ガスを、排気ガス浄化触媒３２を通じて排出する。排気ガスセンサ３３は、排気管３１に配置され、排気ガス中の酸素濃度を検出し、その検出結果に基づいて燃料制御装置が燃料噴射量を補正する。２次空気導入手段３５は、２次空気導入管３６と、この２次空気導入管３６に結合された２次空気導入ポンプ３７を有する。２次空気導入ポンプ３７は、内燃機関１の冷間始動時に、吸気管２１に吸入される空気とは別の２次空気を、２次空気導入管３６を通じて排気管３１に導入し、排気管内で未燃焼ガスを燃焼させて触媒活性化を促進し、排気ガスの浄化作用を早期に実行可能としている。２次空気導入管３６は、排気管３１に連通する２次空気供給口３６Ａを有する。

排気ガス還流装置４０は、排気ガス還流管４１と、排気ガス還流弁４３を有する。排気ガス還流管４１は、排気管３１と吸気管２１とを接続する排気ガス還流通路４２を形成する。排気ガス還流管４１は、排気管３１に連通する排気ガス取入口４１Ａと、吸気管装置２０の接続部分２４に連通する排気ガス還流口４１Ｂを有し、排気管３１内の排気ガスの一部を吸気管２１に還流する。排気ガス還流弁４３は、排気ガス還流口４１Ｂの近くの排気ガス還流通路４２に配置される。この排気ガス還流弁４３は、電気モータ駆動式の弁であり、例えばステッピングモータで駆動され、このステッピングモータにより、その弁開度を調整することにより、還流される排気ガスの量を調整する。

排気ガス還流管４１の排気ガス取入口４１Ａは、図２に拡大して示すように、排気管３１内において、２次空気導入管３６の２次空気供給口３６Ａと相対向するように配置され、２次空気供給口３６Ａから排気管３１に供給される２次空気は、排気ガス取入口４１Ａから排気ガス還流通路４２に取り入れられ、吸気管２１に供給される。この２次空気供給口３６Ａと排気ガス取入口４１Ａとが、排気管３１内で相対向する構成は、２次空気供給口３６Ａから排気管３１に供給される２次空気が、より大きな割合で排気ガス取入口４１Ａから排気ガス還流通路４２を通じて吸気管２１に供給される結果をもたらす。

制御装置５０は、制御ユニット（ＥＣＵ）５１によって構成される。この制御ユニット５１は、例えばマイクロコンピュータにより構成される。図３は、制御ユニット５１の機能ブロック図である。制御ユニット５１は、排気ガス還流装置の診断手段６０を含む。制御手段５１には、排気ガス還流装置の診断手段６０の他に、周知の燃料噴射制御手段、点火制御手段などを含む。これらの排気ガス還流装置の診断手段６０、および燃料噴射制御手段、点火制御手段は、制御ユニット５１を構成するマイクロコンピュータのＣＰＵによって実行される機能ブロックである。燃料噴射制御手段は、エアフローセンサ２６で検出された吸入空気量、および内燃機関１の図示しない冷却水温度などに応じて燃料噴射量を演算し、燃料噴射弁２５を制御する。点火制御手段は、クランク角度センサ１８で検出されるクランク軸１４の回転数および吸気管圧力センサ２８で検出される吸気管圧力などに基づき、点火時期を演算し、点火プラグ１７の点火時期を制御する。

排気ガス還流装置の診断手段６０には、排気ガス還流弁制御手段６１、２次空気導入ポンプ制御手段６２、電子制御スロットル制御手段６３、コントロールリレー制御手段６４、および異常表示手段駆動手段６５が付設される。これらの排気ガス還流弁制御手段６１、２次空気導入ポンプ制御手段６２、電子制御スロットル制御手段６３、コントロールリレー制御手段６４、異常表示手段駆動手段６５は排気ガス還流装置の診断手段６０の出力により制御される。これらの排気ガス還流弁制御手段６１、２次空気導入ポンプ制御手段６２、電子制御スロットル制御手段６３、コントロールリレー制御手段６４、異常表示手段駆動手段６５も、制御手段５１を構成するマイクロコンピュータのＣＰＵにより実行される機能ブロックである。なお、スロットル弁２３がアクセルペダルと機械的に連結されたスロットル弁とされる場合には、電子制御スロットル制御手段６３は削除される。

制御ユニット５１の入力側には、クランク角度センサ１８、吸気管圧力検出手段２８とともに、バッテリ電源状態検出手段７１、タイマ７２、およびイグニションスイッチ７３が接続される。バッテリ電源状態検出手段７１は、内燃機関１に付属するバッテリ電源の電源電圧Vなどの電源状態を検出する。タイマ７２は、制御ユニット５１に組み込まれ、時刻を表わすクロックを発生する。イグニションスイッチ７３は、内燃機関１の運転時にオンされるスイッチであり、点火プラグ１７は、このイグニションスイッチ７３を通じて、内燃機関１に付属するバッテリ電源から給電される。

制御ユニット５１の出力側には、電子制御スロットル弁２３、２次空気導入ポンプ３７、排気ガス還流弁４３とともに、コントロールリレー７５、異常表示手段７６が接続される。コントロールリレー７５は、制御装置５０のメイン電源端子と、内燃機関１に付属するバッテリ電源との間の接続を制御するスイッチであり、内燃機関１の停止状態において、所定の異常診断期間だけ、制御ユニット５１、排気ガス還流弁４３の駆動モータ、２次空気導入ポンプ３７、および電子制御スロットル弁２３に対する給電を行ない、排気ガス還流装置４０の排気ガス還流機能に対する異常診断を実行させる。異常表示手段７６は、排気ガス還流装置４０の排気ガス還流機能の異常を表示する手段である。この異常表示手段７６は、表示ランプなどで構成され、排気ガス還流装置４０の排気ガス還流機能に異常があるときに点灯され、自動車のドライバーに排気ガス還流装置４０に異常があることを報知し、ドライバーに排気ガス還流装置４０の点検、修理を促す。表示ランプの点滅により、排気ガス還流装置４０の異常を知らせる特定コードを報知するように構成することもできる。

排気ガス還流装置の診断手段６０は、イグニションスイッチ７３、タイマ７２、クランク角度センサ１８、吸気管圧力検出手段２８、バッテリ電源状態検出手段７１から入力信号を受け、内燃機関１の停止時に、排気ガス還流装置４０の排気ガス還流機能に対する異常診断を実行し、排気ガス還流弁制御手段６１、２次空気導入ポンプ制御手段６２、電子制御スロットル弁制御手段６３、コントロールリレー駆動手段６４、および異常表示手段駆動手段６５を制御する。

コントロールリレー駆動手段６４は、内燃機関１の停止状態における所定の異常診断期間において、コントロールリレー７５をオンとし、内燃機関１に付属するバッテリから制御ユニット５１、排気ガス還流弁４３の駆動モータ、２次空気導入ポンプ３７、および電子制御スロットル弁２３に対する給電を行ない、排気ガス還流装置４０の排気ガス還流機能に対する異常診断を実行する。排気ガス還流機能の異常診断期間において、排気ガス還流弁制御手段６１は、排気ガス還流弁４３を全開に制御し、２次空気導入ポンプ制御手段５２は、２次空気導入ポンプ３７を駆動し、電子制御スロットル弁制御手段６４は、電子制御スロットル弁２３を全閉に制御し、異常表示手段駆動手段６５は、排気ガス還流機能に異常があれば、異常表示手段７６により異常を報知する。

図４は、排気ガス還流装置の診断手段６０による排気ガス還流機能の異常診断動作のフローチャートを示す。この図４を参照して排気ガス還流装置４０の排気ガス還流機能に対する異常診断動作について、説明する。

図４のフローチャートは、スタートとリターンとの間に、ステップＳ１０１〜Ｓ１１３を含んでいる。まずステップＳ１０１では、内燃機関１が停止状態であるかどうか判定する。このステップＳ１０１では、クランク角度センサ１８からのクランク軸１４の回転数がゼロであること、またはイグニションスイッチ７３がオフであることなどを検出することにより、内燃機関１が停止状態であると判定する。

排気ガス還流装置４０の排気ガス還流機能に対する異常診断期間は、例えばイグニションスイッチ７５がオフされた直後の内燃機関１の停止状態で、且つ、コントロールリレー７５がオフするまでの期間に設定される。内燃機関１が停止される度毎に、このコントロールスイッチ７５がオンしている期間に、異常診断が必ず実行されるように設定される。またはタイマ７２の出力により、例えば毎日の深夜の午前２時などの所定時刻で、内燃機関１が停止状態にあり、制御装置５０の電源がオフしている場合に、コントロールリレー７５を強制的にオンして異常診断を実行することもできる。もちろんこの場合には、所定時刻になっても内燃機関１が運転中である場合には、排気ガス還流装置４０の排気ガス還流機能に対する異常診断を実行せず、別の時間帯へ変更したり、または別の日に延期したりすることとする。またはハイブリッド車やアイドルストップ車等においては、走行中または信号待ち中で内燃機関１が停止している期間に、排気ガス還流機能の異常診断することとしてもよい。

ステップＳ１０１で、内燃機関１が停止状態であると判定した場合には、排気ガス還流機能の異常診断を実行することとし、ステップＳ１０２に進む。一方、ステップＳ１０１で内燃機関１が停止状態ではない（運転状態である）と判定した場合には、排気ガス還流機能の異常診断を実行せず、図４に示すプログラムルーチンの残りのステップを全てジャンプして終了する。

次にステップＳ１０２では、排気ガス還流弁制御手段６１により、排気ガス還流弁４３を全開に制御し、ステップＳ１０３に進む。内燃機関１が停止状態にあり、吸気管圧力Ｐはほぼ大気圧にあるので、ステップＳ１０３では、ほぼ大気圧に近い状態の吸気管圧力を吸気管圧力検出手段２８により検出してＰ１として記憶し、ステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４では、２次空気導入ポンプ３７を駆動して２次空気を排気管３１に導入する。ステップＳ１０４では、排気ガス還流弁４３がステップＳ１０２で既に全開に制御されていることから、２次空気が排気ガス取入口４１Ａから排気ガス還流通路４２を通って吸気管２１の接続部分２４に流入される。

次のステップＳ１０５では、２次空気導入ポンプ３７を駆動してからの経過時間が所定時間ｔｊを経過したかどうかを判定し、所定時間ｔｊを経過したと判定されると、初めてステップＳ１０６に進む。ここで所定時間ｔｊは、排気ガス還流通路４２や排気ガス還流弁４３が正常な場合、吸気管圧力Pが２次空気導入手段３５により充分に増大した状態になるまでの時間とする。

次のステップＳ１０６では、吸気管圧力検出手段２８により吸気管圧力Ｐを検出してＰ２として記憶し、ステップＳ１０７に進む。ステップＳ１０７では、吸気管圧力偏差ＰΔ（＝Ｐ２−Ｐ１）を算出して所定値αと比較する。ここで排気ガス還流通路４２および排気ガス還流弁４３が正常であり、２次空気が吸気管２１の接続部分２４内に正常に流入していれば、吸気管圧力偏差ＰΔが所定値αを上回ることになる。しかし排気ガス還流通路４２が何かの異物で詰まっていた場合、または排気ガス還流弁４３が全開まで作動しなかった場合には、２次空気が吸気管２１の接続部分２４に充分に流入しないので、吸気管圧力偏差ＰΔが所定値α以下となる。ここで吸気管圧力偏差ＰΔが所定値αより大きい場合にはステップＳ１０８に進み、一方吸気管圧力偏差ＰΔが所定値α以下の場合にはステップＳ１１０に進む。

図２に示すように、排気ガス還流管４１の排気ガス取入口４１Ａを、２次空気導入管３６の２次空気供給口３６Ａと相対向して配置する構成は、２次空気導入管３６から排気ガス還流管４１への２次空気の導入を容易にし、２次空気のより大きな割合が排気ガス還流管４１に導入される結果をもたらし、吸気管圧力偏差ＰΔと所定値αとの比較精度を、より向上するのに有効である。

ステップＳ１０８に進んだ場合は、吸気管圧力偏差ＰΔが所定値αより大きい場合であることから、このステップＳ１０８で排気ガス還流装置４０の排気ガス還流機能を正常と判定する。このステップＳ１０８から次にステップＳ１０９に進んで正常時制御を実施し、ステップＳ１１２に進む。ここで正常時制御とは、例えばイグニションスイッチ７３がオフされた直後に排気ガス還流機能の異常診断が実行される場合には、通常の電源オフ前の処理を実行し、最後にコントロールリレー７５をオフにして電源をオフにすることなどの処理である。深夜に排気ガス還流機能の異常診断を行なう場合には、コントロールスイッチ７５をオフにして電源をオフにする処理を行なう。または、この正常時制御で、排気ガス還流装置４０の排気ガス還流機能に対する正常判定結果をメモリに記憶する処理を行なうこともできる。

一方ステップＳ１１０に進んだ場合は、吸気管圧力偏差ＰΔが十分な所定値αに達しなかった場合であることから、ステップＳ１１０で排気ガス還流装置４０の排気ガス還流機能を異常と判定する。このステップＳ１１０からステップＳ１１１に進んで異常時制御を実施し、ステップＳ１１２に進む。ここで異常時制御とは、例えば異常表示手段７６により異常表示（異常ランプ点灯等）したり、排気ガス還流装置４０の故障コードをメモリに記憶しておいて、次回の内燃機関１の運転時に排気ガス還流装置４０の制御を中止したりすること等である。

ステップＳ１１２では、２次空気導入ポンプ３７の駆動を停止し、ステップＳ１１３に進む。ステップＳ１１３では、排気ガス還流弁４３を全閉に制御し、図４のプログラムルーチンを終了する。

図５は、排気ガス還流装置４０の排気ガス還流機能に対する異常診断動作のタイムチャートであり、図５（ａ）は排気ガス還流弁４３の動作を、図５（ｂ）は２次空気導入ポンプ３７の動作を、図５（ｃ）は吸気管圧力Ｐの変化を、また図５（ｄ）は異常表示手段７６の動作を、それぞれ横軸の時間軸Ｔに沿って示している。この図５を参照して排気ガス還流装置４０の排気ガス還流機能に対する異常診断動作について、説明する。

時間軸Ｔの時点Ｔ０では、排気ガス還流装置４０の排気ガス還流機能に対する異常診断を開始する。この時点Ｔ０では、まず図４のステップＳ１０１を実行し、内燃機関１が停止状態であるかを判定し、異常診断の継続または中止を判定する。次の時点Ｔ１では、図４のステップＳ１０２を実行し、排気ガス還流弁４３を全開に制御する。

時点Ｔ３では、図４のステップＳ１０３を実行し、吸気管圧力Ｐを計測し、ほぼ大気圧に等しい吸気管圧力Ｐ１を記憶する。時間Ｔ４では、図４のステップＳ１０４を実行し、２次空気導入ポンプ３７の駆動を開始する。この２次空気導入ポンプ３７の駆動は、所定時間ｔｊだけ継続される。時点Ｔ４から所定時間ｔｊが経過した時点Ｔ５では、図４のステップＳ１０６を実行し、吸気管圧力Ｐを計測し、そのときの吸気管圧力Ｐ２を記憶する。

ここで排気ガス還流装置４０が正常である場合には、吸気管圧力Ｐが実線のように上昇し、吸気管圧力Ｐ２はＰ１から所定値αより大きく上昇する。一方、排気ガス還流装置４０が異常である場合、例えば排気ガス還流弁４３が全閉で固着した場合には、２次空気導入ポンプ３７からの空気は吸気管２１の接続部分２４に流入不可能であり、吸気管圧力Ｐは変化せず点線のように圧力Ｐ１に止まり、吸気管圧力偏差ＰΔは所定値αに達しない。

時間Ｔ６において、図４のステップＳ１０７を実行し、吸気管圧力偏差ＰΔ（＝Ｐ２−Ｐ１）を演算し、所定値αと比較し正常または異常の判定をする。ここで異常表示手段７６（例えば異常表示ランプ等）は、排気ガス還流装置４０の排気ガス還流機能が正常と判定された場合には、実線のようにオフのまま変化せず、排気ガス還流装置４０の排気ガス還流機能が異常と判定された場合には、点線のようにオンして、ドライバに排気ガス還流装置４０の異常発生を報知する。時点Ｔ６に続いて、図４のステップＳ１０８、Ｓ１０９またはＳ１１０、Ｓ１１１が実行される。

次の時点Ｔ７では、図４のステップＳ１１２が実行され、２次空気導入ポンプ３７の駆動を停止する。時間Ｔ９では、図４のステップＳ１１３が実行され、排気ガス還流弁４３を全閉に制御し、異常診断動作を終了する。

以上のように、実施の形態１の内燃機関の制御装置１００では、内燃機関１の停止時に排気ガス還流装置４０の排気ガス還流機能に対する異常診断を実施することにより、ドライバビリティや排気ガス等に悪影響を与えず、また異常診断の頻度を上げ、異常発生後の出来るだけ早期に異常を検出することが可能となる。

実施の形態１では、図２に示すように、排気ガス還流管４１の排気ガス取入口４１Ａを、２次空気導入管３６の２次空気供給口３６Ａに相対向して配置したが、図６に示すように、２次空気供給管３６を、排気ガス還流管４１の排気ガス取入口４１Ａの近くで、排気ガス還流管４１に鋭角で結合しても、排気ガス還流通路４２に対する２次空気の供給量を増大し、吸気管圧力偏差ＰΔと所定値αとの比較精度を向上することができる。

実施の形態２．
この実施の形態２は、スロットル弁２３を電子制御スロットル弁とし、排気ガス還流装置４０の排気ガス還流機能に対する異常診断時に、電子制御スロットル弁２３を全閉に制御するようにしたものである。この実施の形態２では、図３に示す電子制御スロットル弁制御手段６３が使用され、この電子制御スロットル弁制御手段６３により、異常診断時に電子制御スロットル弁２３が全閉にされる。その他は実施の形態１と同じに構成される。

排気ガス還流装置４０の排気ガス還流機能に対する異常診断時に電子制御スロットル弁２３を全閉に制御することにより、排気ガス還流通路４２を通って吸気管２１の接続部分２４に流入してきた２次空気が、電子制御スロットル弁２３の隙間を通って大気中に漏れ出ることが少なくなるので、吸気管圧力Ｐが増大し、異常診断精度を向上することができる。

図７は、実施の形態２における排気ガス還流装置４０の排気ガス還流機能に対する異常診断動作を示すフローチャートである。この図７のフローチャートは、図４のフローチャートと比較し、ステップＳ１０２とステップＳ１０３の間に、新たなステップＳ１１４を追加し、またステップＳ１１２とステップＳ１１３の間に、新たなステップＳ１１５を追加した点が相違し、その他は図４のフローチャートと同じである。

新たに追加されたステップＳ１１４で、電子制御スロットル弁２３を中間開度から全閉に制御した後に、ステップＳ１０３において、吸気管圧力Ｐ１を測定し、その後のステップＳ１０４で２次空気導入ポンプ３７を駆動する。その後、ステップＳ１０５からステップＳ１１１で異常診断を実施し、ステップＳ１１２で２次空気導入ポンプ３７の駆動を停止した後、追加されたステップＳ１１５で電子制御スロットル弁２３を全閉から中間開度に戻す。

図８は、実施の形態２における排気ガス還流装置４０に排気ガス還流機能に対する異常診断動作のタイムチャートを示し、図８（ａ）は排気ガス還流弁４３の動作を、図８（ｂ）は電子制御スロットル弁２３の動作を、図８（ｃ）は２次空気導入ポンプ３７の動作を、図８（ｄ）は吸気管圧力Ｐの変化を、また図８（ｅ）は異常表示手段７６の動作を、それぞれ時間軸Ｔに沿って示している。図８（ａ）の排気ガス還流弁４３の動作、図８（ｃ）の２次空気導入ポンプ３７の動作、図８（ｄ）の吸気管圧力Ｐの変化、および図８（ｅ）の異常表示手段７６の動作は、図５と同じであり、図５に比較して、図８（ｂ）の電子制御スロットル弁２３の動作が追加されている。

時点Ｔ２では、図７のステップＳ１１４が実行され、電子制御スロットル弁２３を中間開度から全閉に制御する。また、異常診断実施後、時間Ｔ８では、図７のステップＳ１１５が実行され、電子制御スロットル弁２３の全閉駆動制御を停止し、スロットル弁２３は開側と閉側の付勢手段がバランスする中間開度で停止する。その他の時点Ｔ０、Ｔ１、Ｔ３〜Ｔ７，および時点Ｔ９の動作は、図５と同じである。

実施の形態３．
この実施の形態３は、内燃機関１に付属するバッテリ電源の電源状態が所定レベル以下に性能低下している場合に、排気ガス還流装置４０の排気ガス還流機能に対する異常診断動作を中止するものである。バッテリ電源の電源電圧Ｖなどの電源状態が所定レベル以下に性能低下している場合には、内燃機関１の停止時に、排気ガス還流装置４０の排気ガス還流機能に対する異常診断を実行すると、２次空気導入ポンプ３７の駆動等により、更にバッテリ性能を低下させるおそれがあるので、実施の形態３では、バッテリ電源の電源電圧Ｖなどの電源状態が所定レベル以下である場合には、排気ガス還流装置４０の排気ガス還流機能に対する異常診断を中止し、次回の内燃機関１の始動時に、バッテリ性能低下により始動不可となる等の不具合を低減する。その他は、実施の形態１と同じに構成される。

この実施の形態３では、図３に示すバッテリ電源状態検出手段７１は、必須の手段とされ、このバッテリ電源状態検出手段７１から得られた情報（バッテリ電源電圧Ｖなど）により、内燃機関１に付属するバッテリ電源が劣化していないか、充分に充電されているかなどを検出する。

図９は、実施の形態１の内燃機関の制御装置における排気ガス還流装置４０の排気ガス還流機能に対する異常診断動作を示すフローチャートである。この図９のフローチャートは、図４のフローチャートと比較し、ステップＳ１０１とステップＳ１０２との間に、新たなステップＳ１１６を追加した点だけが相違し、その他は図４のフローチャートと同じである。

新たに追加されたステップＳ１１６では、内燃機関１に付属するバッテリ電源の状態を確認し、排気ガス還流装置４０の排気ガス還流機能に対する異常診断しても問題ないかどうか判定する。バッテリ電源の状態に問題がなければ異常診断を継続して次のステップＳ１０２に進み、バッテリ電源の状態が低下していることを検出した場合は、図９のプログラムルーチンの残りのステップを全てジャンプして異常診断を中止、終了する。

この発明による内燃機関の制御装置は、自動車などの車両に搭載される内燃機関の制御装置として利用される。

この発明による内燃機関の制御装置の実施の形態１を示す構成図。 実施の形態１の排気ガス取入口部分の拡大図。 実施の形態１における制御装置の構成を示すブロック図。 実施の形態１における排気ガス還流装置の診断動作を示すフローチャート。 実施の形態１における排気ガス還流装置の故障診断動作を示すタイムチャート。 実施の形態１の排気ガス取入口部分の変形例の拡大図。 この発明による内燃機関の制御装置の実施の形態２における排気ガス還流装置の異常診断動作を示すフローチャート。 実施の形態２における排気ガス還流装置の異常診断動作を示すタイムチャート。 この発明による内燃機関の制御装置の実施の形態３における排気ガス還流装置の異常診断動作を示すフローチャート。

符号の説明

１：内燃機関、１０：機関本体、１５：吸気弁、１６：排気弁、
２１：吸気管、２３：スロットル弁、２８：吸気管圧力検出手段、３１：排気管、
３５：２次空気導入手段、３６：２次空気導入管、３６Ａ：２次空気供給口、
４０：排気ガス還流装置、４１：排気ガス還流管、４１Ａ：排気ガス取入口、
４２：排気ガス還流通路、４３：排気ガス還流弁、
６０：排気ガス還流装置の異常診断手段、７１：バッテリ電源状態検出手段。

Claims (7)

1. 内燃機関の吸気管と排気管とを接続する排気ガス還流通路と、前記排気ガス還流通路に設置され排気ガス還流量を制御する排気ガス還流弁と、前記排気ガス還流弁の開度を制御する排気ガス還流弁制御手段と、前記排気管に２次空気を導入する２次空気導入手段と、前記吸気管内の圧力を測定する吸気管圧力検出手段と、前記排気ガス還流通路による排気ガス還流機能を診断する診断手段とを備えた内燃機関の制御装置であって、
   内燃機関の停止時に、前記排気ガス還流弁制御手段により前記排気ガス還流弁を開弁した状態において、前記２次空気導入手段により導入された２次空気を、前記排気ガス還流通路を通して前記吸気管に流入させ、前記吸気管圧力検出手段の検出出力に基づいて、前記診断手段が前記排気ガス還流機能を診断することを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 請求項１記載の内燃機関の制御装置であって、前記吸気管にスロットル弁が配置され、前記排気ガス還流通路が前記スロットル弁の下流側で前記吸気管に接続され、また前記吸気管圧力検出装置が前記スロットル弁の下流側の吸気管圧力を検出することを特徴とする内燃機関の制御装置。
3. 請求項２記載の内燃機関の制御装置であって、前記スロットル弁が電子制御スロットル弁とされ、前記診断手段が前記排気ガス還流機能を診断するときに、前記電子制御スロットル弁を全閉とすることを特徴とする内燃機関の制御装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項記載の内燃機関の制御装置であって、前記２次空気導入手段が前記２次空気を前記排気管に導入する前における前記吸気管圧力検出手段の検出出力と、前記２次空気導入手段が前記２次空気を前記排気管に導入した後における前記吸気管圧力検出手段の検出出力との偏差に基づいて、前記診断手段が前記排気ガス還流機能を診断することを特徴とする内燃機関の制御装置。
5. 請求項１記載の内燃機関の制御装置であって、前記２次空気導入手段の２次空気供給口と、前記排気ガス還流通路の排気ガス取入口とが、前記排気管内において互いに対向するように設置されたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
6. 請求項１記載の内燃機関の制御装置であって、前記２次空気導入手段の２次空気供給口が、前記排気ガス還流通路内に設置されたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
7. 請求項１記載の内燃機関の制御装置であって、内燃機関に付属するバッテリ電源の状態を検出するバッテリ電源状態検出手段を備え、前記バッテリ電源の電源状態が所定レベル以下に低下しているときには、前記排気ガス還流機能の診断を実施しないようにしたことを特徴とする内燃機関の制御装置。

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