JP2014020227A - ウェイストゲートバルブの状態推定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＥＧＲ弁の操作を必要とすることなく、低コストで、ウェイストゲートバルブの開度状態を精度良く推定できるウェイストゲートバルブの状態判定装置を提供する。
【解決手段】本発明によるウェイストゲートバルブの状態判定装置は、排気通路７に排出された排ガスの一部を吸気通路６に還流させるＥＧＲ通路２１に設けられ、ＥＧＲ量を制御するＥＧＲ弁２２と、ＥＧＲ通路２１のＥＧＲ弁２２よりも上流側に設けられ、ＥＧＲ通路２１内の圧力を検出する圧力センサ３２と、排気通路７のＥＧＲ通路２１の接続部よりも下流側に設けられた過給機１０のタービン１２と、排気通路７からタービン１２をバイパスするバイパス通路１６に設けられたウェイストゲートバルブ１７と、を備え、圧力センサ３２の検出値ＰＥＧＲＰに基づいて、ウェイストゲートバルブ１７の開度ＬＷＧＶを推定する（図３のステップ１、図４）。
【選択図】図３

Description

本発明は、過給圧を調整するために内燃機関の排気通路に設けられたウェイストゲートバルブの状態を推定するウェイストゲートバルブの状態推定装置に関する。

従来のウェイストゲートバルブの状態推定装置として、例えば特許文献１及び２に記載されたものが知られている。特許文献１の状態推定装置は、筒内圧センサで検出された検出筒内圧を用いて、ウェイストゲートバルブの故障を判定するものである。具体的には、ウェイストゲートバルブに開弁指令を出力するとともに、そのときに検出された所定のクランク角での検出筒内圧と所定の基準筒内圧との差が所定値よりも大きいときに、ウェイストゲートバルブが閉じ側で故障していると判定する。

また、特許文献２の状態判定装置は、検出された吸気圧を用いて、ウェイストゲートバルブの異常を判定するものである。具体的には、まずＥＧＲ弁を開弁し、そのときの検出吸気圧を第１検出値として記憶するとともに、その後、ＥＧＲ弁が開弁した状態でウェイストゲートバルブに開弁指令を出力し、そのときの検出吸気圧を第２検出値とする。そして、第２検出値と第１検出値との差（負値）が所定値以上のときに、ウェイストゲートバルブに異常が発生していると判定する。

特開２０１１−１１１９９７号公報 国際公開第１１／０７７５１７号パンフレット

ウェイストゲートバルブは、過給機のタービンをバイパスするバイパス通路に設けられ、その開度に応じた量の排ガスを排気通路から逃がすものである。このため、ウェイストゲートバルブの開度状態は、タービンの上流側における排気通路内の圧力に直接的に反映される。

これに対し、上述した特許文献１の状態判定装置では、ウェイストゲートバルブの故障判定のパラメータとして、筒内圧が用いられる。しかし、筒内圧は、ウェイストゲートバルブの開度に応じて制御される過給圧だけでなく、吸気量などの他の多くの要因に依存するため、ウェイストゲートバルブの開度状態との相関性が高いとはいえない。また、筒内圧は、１燃焼サイクル中に、ピストンの動きや燃焼の有無に伴って大きく変化するため、安定的に精度良く検出することが難しい。このため、筒内圧を用いてウェイストゲートバルブの故障を判定しても、高い判定精度を得ることはできない。また、筒内圧センサ自体、高価で耐久性に問題があるため、筒内圧センサを用いる判定手法は実用性に乏しい。

また、特許文献２の状態判定装置では、ウェイストゲートバルブの異常判定のパラメータとして、吸気圧が用いられる。吸気通路と排気通路がＥＧＲ通路を介して互いに連通しているため、吸気圧には、ウェイストゲートバルブの開度状態がある程度、反映される。しかし、吸気圧もまた、ＥＧＲ弁の圧損や吸気量などの多くの要因に依存するため、やはりウェイストゲートバルブの開度状態との相関性が高いとはいえない。このため、吸気圧を用いてウェイストゲートバルブの異常を判定しても、高い判定精度は得られない。また、この判定手法では、判定のためにＥＧＲ弁を開弁しなければならず、排ガス特性や燃費に悪影響を及ぼしてしまう。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、ＥＧＲ弁の操作を必要とすることなく、低コストで、ウェイストゲートバルブの開度状態を精度良く推定することができるウェイストゲートバルブの状態判定装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するために、本発明の請求項１によるウェイストゲートバルブの状態判定装置は、内燃機関３の排気通路７と吸気通路６に接続され、排気通路７に排出された排ガスの一部を吸気通路６に還流させるためのＥＧＲ通路２１と、ＥＧＲ通路２１に設けられ、吸気通路６に還流する排ガスの量であるＥＧＲ量を制御するためのＥＧＲ弁２２と、ＥＧＲ通路２１のＥＧＲ弁２２よりも上流側に設けられ、ＥＧＲ通路２１内の圧力を検出する圧力センサ（実施形態における（以下、本項において同じ）ＥＧＲ圧センサ３２）と、排気通路７のＥＧＲ通路２１の接続部よりも下流側に設けられた過給機１０のタービン１２と、排気通路７に設けられ、タービン１２をバイパスするバイパス通路１６と、バイパス通路１６に設けられ、バイパス通路１６を流れる排ガスの量を調整することによって、過給機１０による過給圧を制御するウェイストゲートバルブ１７と、圧力センサ３２の検出値ＰＥＧＲＰに基づいて、ウェイストゲートバルブ１７の開度（ＷＧＶ開度ＬＷＧＶ）を推定する開度推定手段（ＥＣＵ２、図３のステップ１、図４）と、を備えることを特徴とする。

内燃機関が上述のような構成を有する場合、前述したように、ウェイストゲートバルブの開度状態は、タービンの上流側における排気通路内の圧力（以下「タービン前圧力」という）に直接的に反映される。また、ＥＧＲ通路は排気通路と連通しているため、ＥＧＲ弁の上流側におけるＥＧＲ通路内の圧力（以下「ＥＧＲ弁前圧力」という）は、ＥＧＲ弁の開閉状態や圧損にかかわらず、タービン前圧力とほぼ等しく、したがって、ウェイストゲートバルブの開度状態と密接な相関性を有する。

このような観点から、本発明によれば、ＥＧＲ弁前圧力を圧力センサによって検出するとともに、その検出値に基づいて、ウェイストゲートバルブの開度を推定するので、高い推定精度を得ることができる。また、特許文献２の装置と異なり、ＥＧＲ弁を特定の開度状態に操作する必要がないので、それに伴う排ガス特性や燃費の悪化を回避することができる。さらに、ＥＧＲ弁前圧力を検出する圧力センサは、ＥＧＲ制御のために設置されることが多いので、そのような既存のデバイスを利用しながら、特許文献１の筒内圧センサのような格別のデバイスを用いることなく、低コストで、ウェイストゲートバルブの開度の推定を行うことができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のウェイストゲートバルブの状態判定装置において、ＥＧＲ通路２１には、還流する排ガスを冷却するＥＧＲクーラ２３が設けられ、圧力センサ３２は、ＥＧＲクーラ２３の下流側に配置されていることを特徴とする。

この構成によれば、圧力センサは、ＥＧＲクーラの下流側に配置され、ＥＧＲクーラで冷却された、より低温の排ガスの圧力を検出するので、圧力センサの耐用性を高めることができる。あるいは、圧力センサとして、耐久性が高くない、より安価なものを用いることが可能になり、それにより、コストをさらに削減することができる。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載のウェイストゲートバルブの状態判定装置において、内燃機関３に吸入される吸気の量を表す吸気量パラメータ（吸気量ＧＡＩＲ）を検出する吸気量パラメータ検出手段（エアフローセンサ３３）をさらに備え、開度推定手段は、圧力センサ３２の検出値ＰＥＧＲＰに加え、検出された吸気量パラメータに基づいて、ウェイストゲートバルブ１７の開度を推定すること（図３のステップ１、図４）を特徴とする。

タービン前圧力は、ウェイストゲートバルブの開度状態を直接的に反映するとともに、排ガス量に応じて変化し、したがって、内燃機関に吸入される吸気量とも相関性を有する。このような観点から、本発明によれば、ウェイストゲートバルブの開度を、圧力センサの検出値に加え、検出された吸気量パラメータに基づいて、推定するので、その推定精度をさらに向上させることができる。

請求項４に係る発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載のウェイストゲートバルブの状態判定装置において、内燃機関３に吸入される吸気の量を表す吸気量パラメータ（吸気圧ＰＢ）を検出する吸気量パラメータ検出手段（吸気圧センサ３４）と、検出された吸気量パラメータに基づいて、ＥＧＲ弁２２の上流側におけるＥＧＲ通路２１内の圧力を推定する圧力推定手段（ＥＣＵ２、図５のステップ１３、図６）と、圧力センサ３２の検出値ＰＥＧＲＰと圧力推定手段による推定値ＰＲＥＦを比較することによって、ウェイストゲートバルブ１７の異常を判定する異常判定手段（ＥＣＵ２）と、をさらに備え、異常判定手段は、検出値ＰＥＧＲＰが推定値ＰＲＥＦよりも大きいときに、ウェイストゲートバルブ１７の閉じ側異常が発生していると判定し、検出値ＰＥＧＲＰが推定値ＰＲＥＦよりも小さいときに、ウェイストゲートバルブ１７の開き側異常が発生していると判定すること（図５のステップ１４〜１８）を特徴とする。

前述したように、タービン前圧力は、ウェイストゲートバルブの開度状態及び吸気量と相関性を有するとともに、ＥＧＲ弁前圧力とほぼ等しい。したがって、吸気量に基づき、ウェイストゲートバルブの開度状態が正常なときのＥＧＲ弁前圧力を精度良く推定することが可能である。

このような観点から、本発明によれば、検出された吸気量パラメータに基づいて、ＥＧＲ弁前圧力を推定するとともに、その推定値と圧力センサで検出されたＥＧＲ前圧力の検出値とを比較するので、ウェイストゲートバルブの異常を適切に判定することができる。具体的には、検出値が推定値よりも大きいときには、ウェイストゲートバルブの閉じ側異常が発生していると判定し、また、検出値が推定値よりも小さいときには、ウェイストゲートバルブの開き側異常が発生していると判定するので、異常判定をきめ細かく適切に行うことができる。

請求項５に係る発明は、請求項４に記載のウェイストゲートバルブの状態判定装置において、内燃機関３の負荷（吸気量ＧＡＩＲ）を取得する負荷取得手段（エアフローセンサ３３）をさらに備え、異常判定手段は、取得された内燃機関３の負荷が所定のしきい値ＧＲＥＦ以上で、かつＥＧＲ弁２２が全閉状態にあるときに、ウェイストゲートバルブ１７の異常判定を実行すること（図５のステップ１１、１２）を特徴とする。

内燃機関が高負荷状態のときには、排ガス量が多く、タービン前圧力及びＥＧＲ弁前圧力が高いため、ウェイストゲートバルブの異常時に、これらの圧力の変化が明確に現れる。また、ＥＧＲ弁が全閉状態のときには、ＥＧＲ弁前圧力は、ＥＧＲ弁の開弁の影響を受けないため、特に安定している。

このような観点から、本発明によれば、取得された内燃機関の負荷が所定のしきい値以上で、かつＥＧＲ弁が全閉状態にあるときに、ウェイストゲートバルブの異常判定を実行する。これにより、ＥＧＲ弁前圧力が安定し、かつその変化が明確に現れる最適な条件で、異常判定を実行でき、したがって、その判定精度をさらに向上させることができる。

本発明を適用した内燃機関を概略的に示す図である。 内燃機関の制御装置を示すブロック図である。 ウェイストゲートバルブの開度推定処理を示すフローチャートである。 図３の処理において、ウェイストゲートバルブの開度の算出に用いられるマップである。 ウェイストゲートバルブの異常判定処理を示すフローチャートである。 図５の処理において、ＥＧＲ弁前圧力の推定値の算出に用いられるマップである。

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明を適用した内燃機関（以下「エンジン」という）３を示す。このエンジン３は、車両（図示せず）に搭載されたガソリンエンジンであり、例えば４つの気筒３ａ（１つのみ図示）を有している。各気筒３ａのピストン３ｂとシリンダヘッド３ｃとの間には、燃焼室３ｄが形成されている。

各気筒３ａには、吸気コレクタ部６ａを有する吸気マニホルド６ｂを介して、吸気通路６が接続されるとともに、排気コレクタ部７ａを有する排気マニホルド７ｂを介して、排気通路７が接続されている。吸気マニホルド６ｂには燃料噴射弁（図示せず）が、シリンダヘッド３ｃには点火プラグ（図示せず）が、それぞれ気筒３ａごとに設けられている。

吸気通路６の吸気コレクタ部６ａよりも上流側には、スロットル弁８が設けられている。スロットル弁８は、バタフライ式のものであり、ＤＣモータなどで構成されたＴＨアクチュエータ９に連結されている。スロットル弁８の開度は、ＴＨアクチュエータ９に供給される電流をＥＣＵ２で制御することによって制御され、それにより、燃焼室３ｄに吸入される吸気量ＧＡＩＲが調整される。、

また、エンジン３には、吸気を過給するためのターボチャージャ式の過給機１０が設けられている。この過給機１０は、吸気通路６のスロットル弁８よりも上流側に設けられたコンプレッサ１１と、排気通路７に設けられたタービン１２と、コンプレッサ１１及びタービン１２を一体に連結するシャフト１３を有している。過給機１０は、タービン１２が排ガスで回転駆動されるのに伴い、それと一体のコンプレッサ１１が回転し、吸気通路６内の吸気を加圧することによって、過給動作を行う。

吸気通路６のコンプレッサ１１よりも下流側には、加圧された吸気を冷却するためのインタークーラ１５が設けられている。

また、排気通路７には、タービン１２をバイパスするバイパス通路１６が設けられ、このバイパス通路１６には、ウェイストゲートバルブ１７が設けられている。ウェイストゲートバルブ１７は、ポペット式のものであり、ＤＣモータなどで構成されたＷＧＶアクチュエータ１８に連結されている。

ウェイストゲートバルブ１７のリフト量（以下「ＷＧＶ開度」という）ＬＷＧＶは、ＷＧＶアクチュエータ１８に供給される電流をＥＣＵ２で制御することによって、制御される。それにより、バイパス通路１６に流れる排ガスの量を調整し、タービン１２の駆動力を調整することによって、過給機１０による過給圧が制御される。

さらに、エンジン３には、排気通路７に排出された排ガスの一部を吸気通路６に還流させるためのＥＧＲ装置２０が設けられている。ＥＧＲ装置２０は、ＥＧＲ通路２１と、ＥＧＲ通路２１に設けられたＥＧＲ弁２２及びＥＧＲクーラ２３などで構成されている。ＥＧＲ通路２１は、排気通路７の排気コレクタ部７ａと吸気通路６の吸気コレクタ部６ａに接続され、両通路６、７を連通している。

ＥＧＲ弁２２は、ポペット式のものであり、ＤＣモータなどで構成されたＥＧＲアクチュエータ２４に連結されている。ＥＧＲ弁２２のリフト量（以下「ＥＧＲ弁開度」という）ＬＥＧＲは、ＥＧＲアクチュエータ２４に供給される電流をＥＣＵ２で制御することによって制御され、それにより、排気通路７から吸気通路６に還流する排ガスの量（以下「ＥＧＲ量」という）が制御される。ＥＧＲ弁開度ＬＥＧＲは、ＥＧＲ弁開度センサ３１によって検出され、その検出信号はＥＣＵ２に出力される。

ＥＧＲクーラ２３は、ＥＧＲ通路２１のＥＧＲ弁２２よりも上流側（排気通路７側）に配置されており、エンジン３の冷却水を利用し、ＥＧＲ通路２１を流れる高温の排ガスを冷却する。このＥＧＲクーラ２３の下流側で、ＥＧＲ弁２２の上流側には、ＥＧＲ圧センサ３２が設けられている。ＥＧＲ圧センサ３２は、ＥＧＲ弁２２のすぐ上流側におけるＥＧＲ通路２１内の圧力（以下「ＥＧＲ弁前圧力」という）ＰＥＧＲＰを検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。

また、吸気通路６のスロットル８よりも上流側には、エアフローセンサ３３が設けられ、吸気コレクタ部６ａには吸気圧センサ３４が設けられている。エアフローセンサ３３は吸気量ＧＡＩＲを検出し、吸気圧センサ３４は、スロットル弁１８の下流側における吸気の圧力（以下「吸気圧」という）ＰＢを絶対圧として検出し、それぞれの検出信号をＥＣＵ２に出力する。

さらに、エンジン３のクランクシャフト３ｅには、クランク角センサ３５が設けられている。クランク角センサ３５は、クランクシャフト３ｅの回転に伴い、所定のクランク角（例えば３０°）ごとに、パルス信号であるＣＲＫ信号をＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを算出する。

ＥＣＵ２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びＩ／Ｏインターフェース（いずれも図示せず）などから成るマイクロコンピュータで構成されている。ＥＣＵ２は、前述した各種のセンサ３１〜３５の検出信号などに応じて、エンジン３の運転状態を判別する。また、その判別結果に応じて、ＴＨアクチュエータ９、ＷＧＶアクチュエータ１８及びＥＧＲアクチュエータ２４に駆動信号を出力することによって、吸気量、過給圧及びＥＧＲを制御するなど、各種の制御処理を実行する。

圧力センサ３２の検出値ＰＥＧＲＰは特に、上述したＥＧＲ制御において、吸気圧ＰＢとの圧力差であるＥＧＲ弁２２の前後差圧やＥＧＲ量などのＥＧＲパラメータを算出するのに用いられる。

本実施形態では、ＥＣＵ２が、開度推定手段、圧力推定手段、及び異常判定手段に相当する。

図３は、ＥＣＵ２で実行されるウェイストゲートバルブ１７の開度の推定処理を示す。本処理は、所定時間ごとに繰り返し実行される。

本処理では、ステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）において、検出された吸気量ＧＡＩＲ及びＥＧＲ弁前圧力ＰＥＧＲＰに応じ、図４のマップを検索することによって、ＷＧＶ開度ＬＷＧＶを算出する。

このマップは、吸気量ＧＡＩＲ及びＥＧＲ弁前圧力ＰＥＧＲＰとＷＧＶ開度ＬＷＧＶとの関係を、あらかじめ実験などで求め、ｎ個の所定値（ＧＡＩＲ１〜ＧＡＩＲｎ）とｍ個の所定値（ＰＥＧＲＰ１〜ＰＥＧＲＰｍ）の組合せに対して、ＷＧＶ開度ＬＷＧＶを設定したものである。このマップでは、ＷＧＶ開度ＬＷＧＶは、吸気量ＧＡＩＲが大きいほど、また、ＥＧＲ弁前圧力の検出値ＰＥＧＲＰが低いほど、より大きな値に設定されている。

なお、検出された吸気量ＧＡＩＲ及びＥＧＲ弁前圧力ＰＥＧＲＰが、所定値ＧＡＩＲ１〜ｎと所定値ＰＥＧＲＰ１〜ｍのいずれの組合せにも一致しない場合には、ＷＧＶ開度ＬＷＧＶは、補間計算によって算出される。

図５は、ウェイストゲートバルブ１７の異常判定処理を示す。本処理もまた、所定時間ごとに繰り返し実行される。

本処理では、まずステップ１１において、吸気量ＧＡＩＲが所定のしきい値ＧＲＥＦ以上であるか否かを判別する。この答がＮＯのときには、エンジン３が高負荷状態にないため、異常判定の実行条件が成立していないとして、そのまま本処理を終了する。

上記ステップ１１の答がＹＥＳのときには、検出されたＥＧＲ弁開度ＬＥＧＲが０であるか否かを判別する（ステップ１２）。この答がＮＯで、ＥＧＲ弁２２が全閉状態にないときには、異常判定の実行条件が成立していないとして、そのまま本処理を終了する。

一方、上記ステップ１２の答がＹＥＳのとき、すなわち、エンジン３が高負荷状態にあり、かつＥＧＲ弁２２が全閉状態にあるときには、異常判定の実行条件が成立しているとして、ステップ１３以降に進み、異常判定を実行する。

まずステップ１３では、検出された吸気圧ＰＢ及びエンジン回転数ＮＥに応じ、図６のマップを検索することによって、ＥＧＲ弁前圧力の推定値ＰＲＥＦを算出する。

このマップは、吸気圧ＰＢ及びエンジン回転数ＮＥとＥＧＲ弁前圧力との関係を、あらかじめ実験などで求め、ｎ個の所定値（ＰＢ１〜ＰＢｎ）とｍ個の所定値（ＮＥ１〜ＮＥｍ）の組合せに対して、ＥＧＲ弁前圧力の推定値ＰＲＥＦを設定したものである。このマップでは、推定値ＰＲＥＦは、吸気圧ＰＢが高いほど、また、エンジン回転数ＮＥが高いほど、より大きな値に設定されている。

なお、検出された吸気圧ＰＢ及びエンジン回転数ＮＥが、所定値ＰＢ１〜ｎと所定値ＮＥ１〜ｍのいずれの組合せにも一致しない場合には、推定値ＰＲＥＦは、補間計算によって算出される。

図５に戻り、上記ステップ１３に続くステップ１４では、ＥＧＲ弁前圧力の検出値ＰＥＧＲＰと推定値ＰＲＥＦとの差の絶対値（＝｜ＰＥＧＲＰ−ＰＲＥＦ｜）が、所定値ΔＰよりも大きいか否かを判別する。このステップ１４の答がＮＯのときには、ウェイストゲートバルブ１７に閉じ側異常も開き側異常も発生していないと判定し、閉じ側異常フラグＦ＿ＮＧＣおよび開き側異常フラグＦ＿ＮＧＯをいずれも「０」にセットした（ステップ１５）後、本処理を終了する。

一方、前記ステップ１４の答がＹＥＳで、｜ＰＥＧＲＰ−ＰＲＥＦ｜＞ΔＰのときには、検出値ＰＥＧＲＰが推定値ＰＲＥＦよりも大きいか否かを判別する（ステップ１６）。この答がＹＥＳで、検出値ＰＥＧＲＰ＞推定値ＰＲＥＦのときには、検出された実際のＥＧＲ弁前圧力が過大になっているため、ウェイストゲートバルブ１７に閉じ側異常が発生していると判定し、そのことを表すために、閉じ側異常フラグＦ＿ＮＧＣを「１」にセットし（ステップ１７）、本処理を終了する。

一方、前記ステップ１６の答がＮＯで、検出値ＰＥＧＲＰ＜推定値ＰＲＥＦのときには、実際のＥＧＲ弁前圧力が過小になっているため、ウェイストゲートバルブ１７に開き側異常が発生していると判定し、そのことを表すために、開き側異常フラグＦ＿ＮＧＯを「１」にセットし（ステップ１８）、本処理を終了する。

以上のように、本実施形態によれば、ＥＧＲ弁前圧力を圧力センサ３２で検出するとともに、その検出値ＰＥＧＲＰに基づいて、ＷＧＶ開度ＬＷＧＶを推定するので、ＷＧＶ開度ＬＷＧＶを精度良く推定することができる。また、圧力センサ３２の検出値ＰＥＧＲＰに加え、検出された吸気量ＧＡＩＲに基づいて、ＷＧＶ開度ＬＷＧＶを推定するので、その推定精度をさらに向上させることができる。

また、従来の装置と異なり、ＥＧＲ弁２２を特定の開度状態に操作する必要がないので、それに伴う排ガス特性や燃費の悪化を回避することができる。さらに、圧力センサ３２は、ＥＧＲ制御のためにもともと設置されていたものであるので、そのような既存のデバイスを利用しながら、低コストで、ＷＧＶ開度ＬＷＧＶの推定を行うことができる。また、圧力センサ３２は、ＥＧＲクーラ２３の下流側に配置され、ＥＧＲクーラ２３で冷却された、より低温の排ガスの圧力を検出するので、圧力センサ３２の耐用性を高めることができる。

また、検出された吸気圧ＰＢ及びエンジン回転数ＮＥに基づいて、ＥＧＲ弁前圧力の推定値ＰＲＥＦを算出するとともに、ＥＧＲ弁前圧力の検出値ＰＥＧＲＰが推定値ＰＲＥＦよりも大きいときに、ウェイストゲートバルブ１７の閉じ側異常が発生していると判定し、検出値ＰＥＧＲＰが推定値ＰＲＥＦよりも小さいときに、ウェイストゲートバルブ１７の開き側異常が発生していると判定する。これにより、ウェイストゲートバルブ１７の異常判定をきめ細かく適切に行うことができる。

また、検出された吸気量ＧＡＩＲが所定のしきい値ＧＲＥＦ以下で、かつＥＧＲ弁２２が全閉状態のときに、ウェイストゲートバルブ１７の異常判定を実行するので、ＥＧＲ弁前圧力が安定し、かつその変化が明確に現れる最適な条件で、異常判定を実行でき、したがって、その判定精度をさらに向上させることができる。

なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、ＷＧＶ開度ＬＷＧＶを推定する際に、圧力センサ３２で検出されたＥＧＲ弁前圧力の検出値ＰＥＧＲＰをそのまま用いているが、この検出値ＰＥＧＲＰを、ＥＧＲ弁２２での圧損やＥＧＲ弁２２のすぐ上流側の排ガスの温度などで補正してもよい。これにより、ＥＧＲ弁２２での圧損やＥＧＲクーラ２３の冷却による排ガスの温度低下に起因する、タービン前圧力に対するＥＧＲ弁前圧力のずれを適切に補償でき、したがって、ＷＧＶ開度ＬＷＧＶの推定精度をさらに高めることができる。

また、実施形態では、ＷＧＶ開度ＬＷＧＶを推定する際の吸気量パラメータとして、吸気量ＧＡＩＲを用いているが、これに代えて又はこれとともに、吸気量を良好に表す他の適当なパラメータ、例えば吸気圧ＰＢや過給圧などを用いてもよい。さらに、実施形態では、ＥＧＲ弁前圧力の推定値ＰＲＥＦを算出する際の吸気パラメータとして、吸気圧ＰＢを用いているが、上記と同様、他の適当なパラメータ、例えば吸気量ＧＡＩＲや過給圧などを用いることが可能である。

また、実施形態では、ウェイストゲートバルブ１７の異常判定の実行条件を判定する際、負荷を表すパラメータとして、検出された吸気量ＧＡＩＲを用いているが、これに代えて又はこれとともに、他の適当なパラメータ、例えば吸気圧ＰＢや、エンジン３の要求トルク、アクセルペダルの開度などを用いてもよい。あるいは、エンジン３の負荷を、センサによる検出によらず、推定によって取得してもよい。

さらに、実施形態は、本発明を車両用のガソリンエンジンに適用した例であるが、本発明は、これに限らず、ガソリンエンジン以外のディーゼルエンジンなどの各種のエンジンに適用してもよく、また、車両用以外のエンジン、例えば、クランク軸を鉛直に配置した船外機などのような船舶推進機用エンジンにも適用可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。

２ ＥＣＵ（開度推定手段、圧力推定手段、異常判定手段）
３ エンジン（内燃機関）
６ 吸気通路
７ 排気通路
１０ 過給機
１２ タービン
１６ バイパス通路
１７ ウェイストゲートバルブ
２１ ＥＧＲ通路
２２ ＥＧＲ弁
２３ ＥＧＲクーラ
３１ ＥＧＲ弁開度センサ
３２ ＥＧＲ圧センサ（圧力センサ）
３３ エアフローセンサ（吸気量パラメータ検出手段、負荷取得手段）
３４ 吸気圧センサ（吸気量パラメータ検出手段）
ＰＥＧＲＰ ＥＧＲ圧センサの検出値（圧力センサの検出値）
ＰＲＥＦ 推定値（圧力推定手段による推定値）
ＬＷＧＶ ＷＧＶ開度（ウェイストゲートバルブの開度）
ＧＡＩＲ 吸気量（吸気量パラメータ、内燃機関の負荷）
ＰＢ 吸気圧（吸気量パラメータ）
ＧＲＥＦ しきい値
ＬＥＧＲ ＥＧＲ弁開度

Claims (5)

1. 内燃機関の排気通路と吸気通路に接続され、前記排気通路に排出された排ガスの一部を前記吸気通路に還流させるためのＥＧＲ通路と、
   当該ＥＧＲ通路に設けられ、前記吸気通路に還流する排ガスの量であるＥＧＲ量を制御するためのＥＧＲ弁と、
   前記ＥＧＲ通路の前記ＥＧＲ弁よりも上流側に設けられ、前記ＥＧＲ通路内の圧力を検出する圧力センサと、
   前記排気通路の前記ＥＧＲ通路の接続部よりも下流側に設けられた過給機のタービンと、
   前記排気通路に設けられ、前記タービンをバイパスするバイパス通路と、
   当該バイパス通路に設けられ、当該バイパス通路を流れる排ガスの量を調整することによって、前記過給機による過給圧を制御するウェイストゲートバルブと、
   前記圧力センサの検出値に基づいて、前記ウェイストゲートバルブの開度を推定する開度推定手段と、
   を備えることを特徴とするウェイストゲートバルブの状態推定装置
2. 前記ＥＧＲ通路には、還流する排ガスを冷却するＥＧＲクーラが設けられ、
   前記圧力センサは、前記ＥＧＲクーラの下流側に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載のウェイストゲートバルブの状態推定装置。
3. 前記内燃機関に吸入される吸気の量を表す吸気量パラメータを検出する吸気量パラメータ検出手段をさらに備え、
   前記開度推定手段は、前記圧力センサの検出値に加え、前記検出された吸気量パラメータに基づいて、前記ウェイストゲートバルブの開度を推定することを特徴とする、請求項１又は２に記載のウェイストゲートバルブの状態推定装置。
4. 前記内燃機関に吸入される吸気の量を表す吸気量パラメータを検出する吸気量パラメータ検出手段と、
   当該検出された吸気量パラメータに基づいて、前記ＥＧＲ弁の上流側における前記ＥＧＲ通路内の圧力を推定する圧力推定手段と、
   前記圧力センサの検出値と前記圧力推定手段による推定値を比較することによって、前記ウェイストゲートバルブの異常を判定する異常判定手段と、をさらに備え、
   当該異常判定手段は、前記検出値が前記推定値よりも大きいときに、前記ウェイストゲートバルブの閉じ側異常が発生していると判定し、前記検出値が前記推定値よりも小さいときに、前記ウェイストゲートバルブの開き側異常が発生していると判定することを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載のウェイストゲートバルブの状態推定装置。
5. 前記内燃機関の負荷を取得する負荷取得手段をさらに備え、
   前記異常判定手段は、前記取得された内燃機関の負荷が所定のしきい値以上で、かつ前記ＥＧＲ弁が全閉状態にあるときに、前記ウェイストゲートバルブの異常判定を実行することを特徴とする、請求項４に記載のウェイストゲートバルブの状態推定装置。

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