JP2022012348A - クランクケースベンチレーションシステムの故障診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ブローバイガス通路の故障診断精度を向上させることができるクランクケースベンチレーションシステムの故障診断装置を提供する。【解決手段】本発明によるクランクケースベンチレーションシステム１０の故障診断装置は、クランクケース８と吸気通路３６とを接続するブローバイガス通路１０８と、吸気通路３６と排気通路３８とを接続するＥＧＲ通路８０、８２と、ＥＧＲ通路に設けられるＥＧＲ弁９０、９２、９６と、ブローバイガス通路１０８の圧力を検出する圧力センサ１１２と、圧力センサにより検出された圧力の圧力脈動の振幅を算出すると共に、この算出された圧力脈動の振幅に基づいてブローバイガス通路１０８の故障を診断する診断ユニット（ＰＣＭ）１００と、を備え、診断ユニットは、ＥＧＲ通路のＥＧＲ弁が開作動しているとき故障診断を行うよう構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、クランクケースベンチレーションシステムの故障診断装置に係わり、特に、クランクケースと吸気通路とを接続するブローバイガス通路を備えるエンジンのクランクケースベンチレーションシステムの故障診断装置に関する。

一般に、自動車用エンジンにおいて、エンジン燃焼室内の高圧の燃焼ガスや未燃焼ガスが、ブローバイガスとして、ピストンリングのシール能力を超えてクランクケースに漏れ出ることが知られている。エンジンには、このようなクランクケース内のブローバイガスを、吸気通路の負圧を利用して吸気通路に環流させ、再び燃焼室に還元して燃焼処理するクランクケースベンチレーションシステムが設けられる。このシステムでは、ブローバイガスを吸気通路に環流させるため、クランクケースと吸気通路とを接続するブローバイガス通路が設けられる。

従来、このようなブローバイガス通路に圧力センサを設け、その圧力センサにより検出されたブローバイガス通路からのガス抜けやブローバイガス通路の詰まりなどの異常を検出する技術が知られている（たとえば、特許文献１）。

特開平１０－１８４３３６号公報

しかしながら、少量のガス抜けを生じさせるような、ブローバイガス通路の経路上の小径の穴あきやブローバイガス通路の各部の接続不良などによるブローバイガス通路の故障の検出に際しては、圧力センサの公差のばらつきの影響を受けて故障を誤検出することがある。

そこで、圧力センサにより検出される圧力値の絶対値ではなく、クランクケース内からブローバイガス通路に伝達される圧力脈動の振幅に基づいて故障を検出することも考えられるが、エンジンの運転領域によっては圧力脈動が小さく、異常診断の精度が低い懸念がある。

そこで、本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、ブローバイガス通路の故障診断精度を向上させることができるクランクケースベンチレーションシステムの故障診断装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は、クランクケースと吸気通路とを接続するブローバイガス通路と、吸気通路と排気通路とを接続するＥＧＲ通路と、ＥＧＲ通路に設けられるＥＧＲ弁と、ブローバイガス通路の圧力を検出する圧力センサと、圧力センサにより検出された圧力の圧力脈動の振幅を算出すると共に、この算出された圧力脈動の振幅に基づいてブローバイガス通路の故障を診断する診断ユニットと、を備えた、エンジンのクランクケースベンチレーションシステムの故障診断装置であって、診断ユニットは、ＥＧＲ通路のＥＧＲ弁が開作動しているとき故障診断を行うよう構成されている、ことを特徴としている。

このように構成された本発明によれば、ＥＧＲ通路のＥＧＲ弁が開作動しているときブローバイガス通路の故障診断を行う。このような本発明では、故障診断時、ブローバイガス通路が接続された吸気通路の圧力脈動に加えて、吸気通路に接続されたＥＧＲ通路の圧力脈動が、ブローバイガス通路の圧力脈動を増大させるので、圧力センサは、吸気およびＥＧＲの両方の圧力脈動が加わる分増大した圧力脈動を検出し、これにより、ＳＮ比の大きな圧力脈動を検出することができる。したがって、たとえば、ブローバイガス通路の各部への接続不良や穴あきなどの故障が生じているとき、そのような故障に起因する圧力脈動の減少度合いを、圧力センサにより確実に検出することができる。その結果、本発明のクランクケースベンチレーションシステムの故障診断装置によれば、ブローバイガス通路の故障診断精度を向上させることができる。

また、本発明において、好ましくは、診断ユニットは、ＥＧＲ弁の開度が所定の設定開度以上のとき、ブローバイガス通路の故障診断を行う。
このように構成された本発明によれば、ＥＧＲ弁の開度が所定の設定開度（たとえば２０％）以上のとき、ブローバイガス通路の故障診断を行う。ここで、ＥＧＲ弁の開度が小さいときには、ＥＧＲ通路の圧力脈動が小さくなる。したがって、ＥＧＲ弁の開度が所定開度（たとえば２０％）以上のとき故障診断を行うことにより、誤診断を抑制することができる。

また、本発明において、好ましくは、エンジンは、排気ターボ過給器を備え、ＥＧＲ通路は、排気ターボ過給器のタービンの上流における排気通路と、スロットル弁の下流における吸気通路とを接続する高圧ＥＧＲ通路である。
このように構成された本発明によれば、吸気通路および高圧ＥＧＲ通路の圧力脈動により、効果的に、ブローバイガス通路の圧力脈動を増大させ、これにより、ブローバイガス通路の故障診断精度を向上させることができる。

また、本発明において、好ましくは、エンジンは、排気ターボ過給器を備え、ＥＧＲ通路は、排気ターボ過給器のタービンの下流における排気通路と、スロットル弁の上流における吸気通路とを接続する低圧ＥＧＲ通路である。
このように構成された本発明によれば、吸気通路および低圧ＥＧＲ通路の圧力脈動により、効果的に、ブローバイガス通路の圧力脈動を増大させ、これにより、ブローバイガス通路の故障診断精度を向上させることができる。

また、本発明において、好ましくは、診断ユニットは、圧力センサにより検出される圧力の最大値と最小値との差分に基づいて圧力脈動の振幅を算出する。
このように構成された本発明によれば、圧力センサにより検出される圧力の最大値と最小値との差分に基づいて圧力脈動の振幅を算出し、この圧力脈動の振幅に基づいて故障を診断するので、たとえば圧力センサの公差（個体差によるばらつき）などに起因する、検出される圧力値自体のオフセット量にかかわらず、故障に伴う圧力脈動の減少をより確実に検出することができる。

また、本発明において、好ましくは、ブローバイガス通路は、クランクケースからシリンダヘッドカバー内の空間を経由して吸気通路に連通するよう設けられ、シリンダヘッドカバー内の空間にはオイルセパレータが設けられ、圧力センサは、ブローバイガス通路において、オイルセパレータよりも下流側に設けられる。
このように構成された本発明によれば、シリンダヘッドカバー内の空間にオイルセパレータが設けられているので、オイルセパレータより上流のクランクケース側から伝達される圧力脈動をオイルセパレータにより減衰させることができる。ここで、本発明のように、吸気通路の共振回転数領域における圧力脈動の増大を利用しようとするとき、クランクケースからの圧力脈動は、ノイズとなり得る。したがって、圧力センサをオイルセパレータよりも下流側（吸気通路側）に設けた本発明によれば、圧力センサが検出する圧力脈動のＳＮ比をより確実に高め、これにより、吸気通路から伝達される圧力脈動の減少度合いをより確実に検出することができる。

また、本発明において、好ましくは、ブローバイガス通路は、クランクケースからシリンダヘッドカバー内の空間へと連通する第１通路と、一方端がシリンダヘッドカバー内の空間に連通するようシリンダヘッドカバーに接続され、他方端が吸気通路に接続される第２通路とを含み、圧力センサはシリンダヘッドカバーに設けられる。
このように構成された本発明によれば、ブローバイガス通路は、クランクケースからシリンダヘッドカバー内の空間へと連通する第１通路と、一方端がシリンダヘッドカバー内の空間に連通するようシリンダヘッドカバーに接続され、他方端が吸気通路に接続される第２通路とを含み、圧力センサはヘッドカバーに設けられるので、たとえばブローバイガス通路の第２通路がホースで構成されるとき、その穴あき、吸気通路への接続不良（取付外れや接続抜け）、ヘッドカバーへの接続不良（取付外れや接続抜け）などによるブローバイガス通路の故障を、より効果的に検出することができる。

また、本発明において、好ましくは、シリンダヘッドカバー内の空間にはオイルセパレータが設けられ、圧力センサは、オイルセパレータよりも下流側でシリンダヘッドカバーに設けられる。
このように構成された本発明によれば、シリンダヘッドカバー内の空間にはオイルセパレータが設けられ、圧力センサは、オイルセパレータよりも下流側でシリンダヘッドカバーに設けられるので、オイルセパレータによって、クランクケースから伝達される圧力脈動を減衰させることができる。したがって、圧力センサは、ノイズとなり得るクランクケースからの圧力脈動を減衰させた状態で、吸気通路からの共振状態の圧力脈動を検出するので、より確実に、ＳＮ比の大きな圧力脈動を得ることができる。

本発明のクランクケースベンチレーションシステムの故障診断装置によれば、ブローバイガス通路の故障診断精度を向上させることができる。

本発明の実施形態によるクランクケースベンチレーションシステムの故障診断装置が適用されたエンジンの概略構成図である。 図１に示すエンジンのクランクケースベンチレーションシステムの概略構成を示す模式図である。 本発明の実施形態によるクランクケースベンチレーションシステムの故障診断装置の制御ブロック図である。 本発明の実施形態によるクランクケースベンチレーションシステムの故障診断装置の診断ユニットで実行される故障診断の制御処理を示すフローチャートである。 図４の制御フローで用いられる圧力脈動の振幅のしきい値と、正常時に検出される圧力センサの検出値の例および故障時に検出される圧力センサの検出値の例とを示す線図である。 本発明の実施形態によるエンジンのエンジン作動時の吸気通路内の圧力脈動の例を示す線図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態によるクランクケースベンチレーションシステムの故障診断装置について説明する。

まず、図１により、本発明の実施形態によるエンジンのクランクケースベンチレーションシステムの故障診断装置が適用されたエンジンの概略構成を説明する。図１は、本発明の実施形態によるクランクケースベンチレーションシステムの故障診断装置が適用されたエンジンの概略構成図である。

まず、エンジン１のエンジンブロック周りの構成を説明する。
図１に示すように、エンジン１は、シリンダヘッド２と、シリンダヘッド２が備える動弁機構（図示しないカムシャフトやＶＶＬ３４など）を覆うように設けられるシリンダヘッドカバー（以下、ヘッドカバーという）４と、シリンダブロック６と、クランクケース８と、オイルパン９とを有する。本実施形態のエンジン１は、車両に搭載されたターボ過給器付きディーゼルエンジンであり、後述するクランクケースベンチレーションシステム１０を備える。なお、クランクケースベンチレーションシステム１０は、ガソリンエンジンに適用してもよく、また、ターボ過給器を備えていないエンジンにも適用可能である。

シリンダブロック６には、気筒１２（複数の気筒）が形成され、各気筒１２内には、ピストン１４が設けられている。ピストン１４には、コンロッド１６を介してクランクシャフト１８が連結され、これにより、ピストン１４が気筒１２内を往復動するようになっている。
ピストン１４の頂面にはキャビティ２０が形成され、このキャビティ２０は、ピストン１４が上死点付近にあるとき、シリンダヘッド２側の天井面で区画されて燃焼室２０を形成する。エンジン１には、クランクシャフト１８の回転角度位置を検出することでエンジン１の回転数を検出するエンジン回転数センサ２２が設けられている。

シリンダヘッド２には、吸気ポート２４および排気ポート２６が形成されている。吸気ポート２４および排気ポート２６は、燃焼室２０の天井面（シリンダヘッド２の下面）に形成された吸気ポート開口部２４ａおよび排気ポート開口部２６ａを介して燃焼室２０に接続される。吸気ポート２４および排気ポート２６には、それぞれ、燃焼室２０の開口部２４ａ、２６ａを開閉する吸気弁２８および排気弁３０が設けられている。

また、シリンダヘッド２には、燃料を噴射するインジェクタ３２が設けられている。このインジェクタ３２は、その燃料噴射口が燃焼室２０の天井面から燃焼室２０に臨むように設けられ、圧縮上死点付近において、燃料を燃焼室２０に直接噴射するようになっている。

エンジン１は、吸気弁２８および排気弁３０のリフト量を調整する可変バルブリフト機構（以下、ＶＶＬという）３４を備えている。このＶＶＬ３４は、吸気弁２８および排気弁３０の各リフト量を調整する。ＶＶＬ３４は、図示しないカムシャフトなどと共にシリンダヘッド２に設けられ、それらを覆うようにヘッドカバー４が設けられる。

次に、エンジン１の吸排気系の構成を説明する。
エンジン１は、吸気ポート２４を介して燃焼室２０に吸気を導入するための吸気通路３６と、燃焼室２０の排気ガスを排気ポート２６を介して排出するための排気通路３８と、を備える。

まず、吸気通路３６の上流端部には、吸入空気を濾過するエアクリーナ４０が設けられ、このエアクリーナ４０の下流側近傍には、吸気通路３６に吸入された吸入空気の流量を検出するエアフローセンサ４２が設けられている。また、吸気通路３６における下流端部には、サージタンク４４が設けられている。なお、このサージタンク４４よりも下流側の吸気通路３６は、図示しないが、複数の気筒１２毎に分岐する独立通路として構成され、それぞれの独立通路の下流端が各気筒１２の吸気ポート２４にそれぞれ接続されている。

さらに、吸気通路３６において、エアフローセンサ４２とサージタンク４４との間には、排気ターボ過給器４６のコンプレッサ４８が設けられ、このコンプレッサ４８の作動により吸入空気の過給が行われる。後述するように、コンプレッサ４８は、排気圧により作動するタービン５０の回転により作動する。

さらに、吸気通路３６において、排気ターボ過給器４６のコンプレッサ４８とサージタンク４４との間には、上流側から順に、コンプレッサ４８により圧縮された空気を冷却するインタークーラ５２と、スロットル弁５４とが設けられている。スロットル弁５４は、吸気通路３６の断面積を変更することによって、各気筒１２の燃焼室２０への吸入空気量を調節する。スロットル弁５４には、そのシャフトの回転角度を検出して、スロットル弁５４の開度を検出するスロットルバルブ開度センサ５６が設けられている。また、サージタンク４４には、エンジン１の気筒１２に吸入されるガス温度を検出する吸入ガス温度センサ５８と、エンジン１の気筒１２に吸入されるガス圧を検出する吸気圧センサ６０とが設けられている。

次に、排気通路３８には、排気ターボ過給器４６のタービン５０が設けられている。タービン５０には、上述したコンプレッサ４８が連結されており、タービン５０が排気ガス流により回転すると、その回転がコンプレッサ４８に伝達されて、コンプレッサ４８が作動する。なお、排気通路３８の上流側の部分は、複数の気筒１２毎に分岐して排気ポート２６にそれぞれ接続される独立通路と、それぞれの独立通路が集合する集合部とを有する排気マニホールドによって構成されている。

排気通路３８におけるタービン５０の上流側近傍には、ＶＧＴ絞り弁６２が設けられており、このＶＧＴ絞り弁６２の開度（絞り量）を制御することにより、タービン５０への排気ガスの流速を調整することができる。これにより、排気ガス流により回転するタービン５０の回転速度、すなわち、排気ターボ過給器４６のコンプレッサ４８の圧力比（コンプレッサ４８への流入直前のガス圧力に対する、コンプレッサ４８からの流出直後のガス圧力の比）を調整することができる。

また、排気通路３８において、排気ターボ過給器４６のタービン５０よりも下流側には、排気ガス中の有害成分を浄化する排気浄化装置６４が設けられている。この排気浄化装置６４は、排気ガス中の煤等の微粒子を捕集するパティキュレートフィルタ６６と、パティキュレートフィルタ６６の上流側に設けられ、白金又は白金にパラジウムを加えたもの等を担持して排気ガス中のＣＯおよびＨＣを酸化する酸化触媒６８と、パティキュレートフィルタ６６の下流側に設けられ、排気ガス中のＮＯｘを処理（トラップ）して、ＮＯｘが大気に排出されるのを抑制するリーンＮＯｘ触媒７０とを有している。パティキュレートフィルタ６６および酸化触媒６８は第１ケース７２内に収容され、リーンＮＯｘ触媒７０は、第１ケース７２と個別の第２ケース７４内に収容されている。

次に、エンジン１のＥＧＲ装置を説明する。
エンジン１は、排気通路３８を流れる排気ガスの一部を吸気通路３６に還流させる２つのＥＧＲ装置７６、７８を備えている。第１のＥＧＲ装置７６は、高圧ＥＧＲ通路８０を備える高圧の排気ガスを環流するための装置であり、第２のＥＧＲ装置７８は、低圧ＥＧＲ通路８２を備える低圧の排気ガスを環流するための装置である。

高圧ＥＧＲ通路８０は、排気ターボ過給器４６のタービン５０の上流側における排気通路３８と、コンプレッサ４８の下流側における吸気通路３６とを接続する。より詳細には、高圧ＥＧＲ通路８０は、排気通路３８における排気マニホールドと排気ターボ過給器４６のタービン５０との間の部分と、吸気通路３６におけるスロットル弁５４とサージタンク４４との間の部分とを接続する。図１に示すように、高圧ＥＧＲ通路８０は、排気通路３８との接続部分３８ａと、吸気通路３６との接続部分３６ａとの間で延びる。排気通路３８における高圧ＥＧＲ５０の接続部分３８ａの上流側近傍には、エンジン１より排気された排気ガスの圧力を検出する排気圧センサ８３が設けられている。

高圧ＥＧＲ通路８０は、排気ガスを冷却して還流するためのクーラ側通路（第１高圧ＥＧＲ通路）８４と、排気ガスをそのままの温度で還流するためのクーラバイパス側通路（第２高圧ＥＧＲ通路）８６とを備える。
クーラ側通路８４には、内部を通過する排気ガスを冷却するための高圧ＥＧＲクーラ８８が設けられている。クーラバイパス側通路８６は、その高圧ＥＧＲクーラ８８をバイパスする通路として構成されている。
クーラ側通路８４における高圧ＥＧＲクーラ８８の下流側には、クーラ側通路８４の断面積を変更するクーラ側ＥＧＲ弁（第１高圧ＥＧＲ弁）９０、および、クーラ側ＥＧＲ弁９０の開度を検出する第１高圧ＥＧＲバルブ開度センサ９１が設けられている。

また、クーラバイパス側通路８６には、クーラバイパス側通路８６の断面積を変更するクーラバイパス側ＥＧＲ弁（第２高圧ＥＧＲ弁）９２、および、クーラバイパス側ＥＧＲ弁９２の開度を検出する第２高圧ＥＧＲバルブ開度センサ９３が設けられている。

本実施形態では、２つのＥＧＲ弁９０、９２が、高圧ＥＧＲ通路８０を環流する排気ガスの量を調整する高圧ＥＧＲ弁（ＨＰ－ＥＧＲバルブ）として構成される。すなわち、本実施形態の高圧ＥＧＲ装置７６は、後述するＰＣＭ１００により、２つの高圧ＥＧＲ弁９０、９２のそれぞれの開度の合計値に応じて、高圧ＥＧＲ通路８０を環流する排気ガスの環流量を制御するよう構成されている。

低圧ＥＧＲ通路８２は、タービン５０の下流側における排気通路３８とコンプレッサ４８の上流側における吸気通路３６とを接続する。より詳細には、低圧ＥＧＲ通路８２は、排気通路３８におけるパティキュレートフィルタ６６とリーンＮＯｘ触媒７０との間の部分（第１ケース７２と第２ケース７４との間の部分）と、吸気通路３６におけるエアフローセンサ４２とコンプレッサ４８との間の部分とを接続する。図１に示すように、低圧ＥＧＲ通路８２は、排気通路３８との接続部分３８ｂと、吸気通路３６との接続部分３６ｂとの間で延びる。

低圧ＥＧＲ通路８２には、その内部を通過する排気ガスを冷却する低圧ＥＧＲクーラ９４が設けられている。また、低圧ＥＧＲ通路８２における低圧ＥＧＲクーラ９４の下流側には、低圧ＥＧＲ通路８２の断面積を変更する低圧ＥＧＲ弁（ＬＰ－ＥＧＲバルブ）９６、および、低圧ＥＧＲ弁９６の開度を検出する低圧ＥＧＲバルブ開度センサ９７が設けられている。

排気通路３８には、低圧ＥＧＲ通路８２の接続部分３８ｂよりも下流側、かつ、リーンＮＯｘ触媒７０の上流側の部分に、排気シャッター弁９８が設けられている。この排気シャッター弁９８は、排気通路３８における、低圧ＥＧＲ通路８２の接続部分３８ｂよりも下流側、かつ、リーンＮＯｘ触媒７０の上流側の部分の断面積を変更するものである。その断面積を小さくすると（排気シャッター弁９８の開度を小さくすると）、排気通路３８における低圧ＥＧＲ通路８２の接続部分３８ａの圧力が高くなって、低圧ＥＧＲ通路８２における低圧ＥＧＲ弁９６の排気通路３８側と吸気通路３６側との間の差圧が大きくなる。したがって、低圧ＥＧＲ弁９６および排気シャッター弁９８の開度を制御することで、低圧ＥＧＲ通路８２による排気ガスの還流量が調節される。

また、本実施形態では、エンジン１は、ＰＣＭ（Power-train Control Module）１００により制御される。ＰＣＭ１００は、周知のマイクロコンピュータをベースとするコントローラであり、プログラムを実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）と、例えばＲＡＭやＲＯＭにより構成され、プログラムおよびデータを格納するメモリと、電気信号の入出力をする入出力（Ｉ／Ｏ）バスと、を備える。ＰＣＭ１００が、本実施形態における診断ユニットを構成する（図３参照）。

次に、図１および図２により、本実施形態におけるクランクケースベンチレーションシステムを説明する。図２は、図１に示すエンジンのクランクケースベンチレーションシステムの概略構成を示す模式図である。
図１および図２に示すように、本実施形態のクランクケースベンチレーションシステム１０は、クランクケース８内とヘッドカバー４内の空間１０２とを連通し、クランクケース８内のガスＧ（図２参照）を空間１０２に流入させる第１連通路１０４と、ヘッドカバー４内の空間１０２と吸気通路３６とを連通し、空間１０２に流入したガスＧを吸気通路３６へと環流させる第２連通路１０６とを含むブローバイガス通路１０８を備える。

ヘッドカバー４内の空間１０２も、このブローバイガス通路１０８を構成している。
空間１０２は、図示しない仕切り板などを備え、シリンダヘッド２とヘッドカバー４とで形成される閉鎖された空間である。

本実施形態では、第１連通路１０４は、シリンダブロック６に形成された通路であり、第２連通路１０６は、ホースで構成されている。この第２連通路であるホース１０６は、ヘッドカバー４内の空間１０２および吸気通路３６内に連通するよう、その一方端１０６ａがヘッドカバー４に取り付けられ、その他方端１０６ｂが吸気通路３６に取り付けられている。

ブローバイガス通路１０８におけるヘッドカバー４内の空間１０２には、第１連通路１０４から流入するブローバイガスＧ中のガスとオイルとを分離するオイルセパレータ１１０が設けられている。このオイルセパレータ１１０により、分離したオイルがクランクケース８側に戻され、分離したガスＧが第２連通路１０６側に通されるようになっている。
以上説明したように、ブローバイガス通路１０８は、クランクケース８からヘッドカバー４内の空間１０２を経由して吸気通路３６に連通するよう設けられている。

図１および図２に示すように、ヘッドカバー４内の空間１０２は、オイルセパレータ１１０を隔てた一方側の空間１０２ａが第１連通路１０４と連通し、オイルセパレータ１１０を隔てた他方側の空間１０２ｂが第２連通路１０６と連通している。ヘッドカバー４には、ブローバイガス通路１０８内の圧力値を検出する圧力センサ１１２が取り付けられている。

本実施形態では、圧力センサ１１２は、上述した他方側の空間１０２ｂに臨むよう設けられ、これにより、圧力センサ１１２が、オイルセパレータ１１０より下流側の空間１０２内のブローバイガスＧの圧力値を検出するように設けられている。なお、変形例として、圧力センサ（１１２）をブローバイガス通路１０８の他の箇所に取り付けるようにしてもよい。

ここで、エンジン１の作動時に発生する吸気通路３６内の圧力脈動が、吸気通路３６内の共振により、ブローバイガス通路１０８内のブローバイガスの圧力脈動を増大させる技術事項について説明する。
まず、エンジン１の作動時、吸気弁２８が、エンジン回転数に応じた所定の時間間隔で吸気ポート開口部２４ａを開閉動作することによって、吸気通路３６内を流れる吸気圧力に所定の周波数を有する脈動が生じる。このような吸気通路３６内の圧力脈動（圧力振動／周期的な圧力変動）は、吸気通路３６に接続されたブローバイガス通路１０８内を流れるブローバイガスの圧力に加わり、圧力脈動が伝達される。

ここで、吸気通路３６の管内は、吸気通路３６を含む吸気系（たとえば図２に簡略化して示すように、吸気通路３６、スロットル弁５４、インタークーラ５２、コンプレッサ４８などによる系）の長さおよび径を主要因子とする固有振動数（吸気通路内の固有振動数）を有する。このような固有振動数と、吸気通路３６内の圧力脈動の周波数とが一致すると、吸気通路３６内の圧力脈動は、共鳴によって増大する。
すなわち、エンジン回転数が、そのような吸気系の固有振動数と一致する（吸気通路３６内の）圧力脈動の周波数を発生させるようなエンジン回転数である場合、圧力脈動が共振ピークを有し、吸気通路３６内の圧力脈動が増大する。また、これに伴い、吸気通路３６に接続されたブローバイガス通路１０８内のガスの圧力脈動も増大する。本実施形態では、このようなエンジン回転数を、「吸気通路内の圧力脈動の固有振動数と一致するエンジン回転数」という。

また、吸気通路３６内の圧力脈動の共振ピーク前後の所定のエンジン回転数領域でも、圧力脈動は増大する。本実施形態では、このようなエンジン回転数領域を「共振回転数領域」という。この共振回転数領域では、吸気通路３６内の吸気の圧力脈動の増大に伴って、ブローバイガス通路１０８内の圧力脈動も増大する。

特に、ブローバイガス通路１０８の圧力脈動を増大させるような吸気系の固有振動数は、吸気弁２８の位置（吸気ポート開口部２４ａの位置）からブローバイガス通路１０８が接続された位置までの吸気通路３６内（吸気系）の固有振動数である。
本実施形態では、後述するように、このような吸気弁２８の位置からブローバイガス通路１０８が接続された位置までの吸気通路３６内の圧力脈動の固有振動数を利用し、クランクケースベンチレーションシステム１０の故障（ブローバイガス通路１０８の故障）を診断するようにしている。

次に、図３により、本実施形態によりクランクケースベンチレーションシステムの故障診断装置の制御システムを説明する。図３は、本発明の実施形態によるクランクケースベンチレーションシステムの故障診断装置の制御ブロック図である。

図３に示すように、ＰＣＭ１００には、エンジン回転数センサ２２からのエンジン１の回転数に関する出力信号、スロットルバルブ開度センサ（スロットルバルブ開度センサ）５６からのスロットル弁５４の開度に関する出力信号、圧力センサ１１２からのブローバイガス通路１０８内の圧力値に関する出力信号、低圧ＥＧＲバルブ開度センサ９７からのＬＰ－ＥＧＲバルブ９６の開度に関する出力信号、および、高圧ＥＧＲバルブ開度センサ９１、９３からの第１および第２高圧ＥＧＲ弁（ＨＰ－ＥＧＲバルブ）９０、９２のそれぞれの開度に関する出力信号が入力される。

ＰＣＭ１００は、エンジン回転数センサ２２からの入力信号、および、スロットルバルブ開度センサ５６からの入力信号に基づいて、第１および第２高圧ＥＧＲ弁（ＨＰ－ＥＧＲバルブ）９０、９２、低圧ＥＧＲ弁（ＬＰ－ＥＧＲバルブ）９６、および、スロットル弁５４を制御する。

たとえば、本実施形態では、ＰＣＭ１００は、エンジン回転数センサ２２およびスロットルバルブ開度センサ５６からの入力信号に基づいて、すなわち、エンジン回転数Ｎｅおよびエンジン回転負荷Ｔｅに基づいて、低圧ＥＧＲ通路８２による排気ガスの還流量の目標値である低圧ＥＧＲ目標還流量と、高圧ＥＧＲ通路８０による排気ガスの還流量の目標値である高圧ＥＧＲ目標還流量とを決定する。

また、本実施形態では、ＰＣＭ１００は、エンジン１の運転領域により低圧ＥＧＲおよび高圧ＥＧＲを使い分けるようにしている。
すなわち、エンジン１の低負荷領域においては、高圧ＥＧＲ通路８０により排気ガスが還流するよう高圧ＥＧＲ弁（ＨＰ－ＥＧＲ）９０、９２、および、低圧ＥＧＲ弁（ＬＰ－ＥＧＲバルブ）９６を制御する。具体的には、低圧ＥＧＲ弁９６を閉じる一方、第１および第２高圧ＥＧＲ弁９０、９２の開度を、決定した高圧ＥＧＲ目標環流量が得られる開度に制御する。

また、ＰＣＭ１００は、エンジン１の中～高負荷領域においては、低圧ＥＧＲ通路８２により排気ガスが還流するよう高圧ＥＧＲ弁（ＨＰ－ＥＧＲ）９０、９２および低圧ＥＧＲ弁（ＬＰ－ＥＧＲ）９６を制御する。具体的には、第１および第２高圧ＥＧＲ弁９０、９２を閉じる一方、低圧ＥＧＲ弁９６の開度を、決定された低圧ＥＧＲ目標環流量が得られる開度に制御する。なお、本実施形態では、制御された排気シャッター弁９８の開度に基づいて低圧ＥＧＲ弁９６の開度が制御（決定）され、目標とする低圧ＥＧＲ環流量が得られるようにしている。
また、変形例として、所定の高負荷領域において、ＥＧＲ弁９０、９２、９６を全て閉じて、ＥＧＲによる排気ガスの環流を行わないようにしてもよい。

なお、上述したＥＧＲ目標環流量の決定およびエンジン１の回転負荷に応じた高圧ＥＧＲ弁９０、９２および低圧ＥＧＲ弁９６の制御は、ＰＣＭ１００に記憶された所定のマップに基づいて実行される。なお、ＰＣＭ１００は、ＥＧＲを作動させることによりエンジン１の燃焼効率が低下する場合など（たとえばエンジン水温が低い場合など）には、ＥＧＲによる排気ガスの環流を中止する。

また、図３には図示しないが、ＰＣＭ１００は、エンジン回転数センサ２２およびスロットルバルブ開度センサ５６からの各入力信号に基づいて、インジェクタ３２、ＶＶＬ３４、ＶＧＴ絞り弁６２、排気シャッター弁９８を制御する。

また、本実施形態によるＰＣＭ１００は、次に説明するように、エンジン回転数センサ２２からの入力信号、スロットルバルブ開度センサ５６からの入力信号、圧力センサ１１２からの入力信号、低圧ＥＧＲバルブ開度センサ９７からの低圧ＥＧＲ弁９６の開度に関する入力信号、および、高圧ＥＧＲバルブ開度センサ９１、９３からの第１および第２高圧ＥＧＲ弁９０、９２のそれぞれの開度に関する入力信号に基づいて、クランクケースベンチレーションシステム１０の故障診断を行い、故障と診断されると、報知装置１２０により、運転者等に、その故障を報知する。クランクケースベンチレーションシステム１０の故障は、たとえば、ホース１０６の外れや破れなどであり、報知装置１２０はたとえばインパネなどに設けられたインジケータである。

次に、図４乃至図６により、本発明の実施形態によるクランクケースベンチレーションシステムの故障診断装置の診断ユニット（ＰＣＭ）で実行される故障診断の制御処理の内容を説明する。図４は、本発明の実施形態によるクランクケースベンチレーションシステムの故障診断装置の診断ユニットで実行される制御処理を示すフローチャートであり、図５は、図４の制御フローで用いられる圧力脈動の振幅のしきい値と、正常時に検出される圧力センサの検出値の例および故障時に検出される圧力センサの検出値の例とを示す線図であり、図６は、本発明の実施形態によるエンジンのエンジン作動時の吸気通路内の圧力脈動の例を示す線図である。

図４に示すように、ＰＣＭ１００は、まず、Ｓ１において、エンジン回転数センサ２２、スロットルバルブ開度センサ５６、圧力センサ１１２からの出力信号、低圧ＥＧＲバルブ開度センサ９７からの出力信号、および、高圧ＥＧＲバルブ開度センサ９１、９３からの出力信号（センサ値）を読み込む。Ｓ１において、ＰＣＭ１００は、これらの読み込んだ値に基づいて、エンジン回転数Ｎｅ、スロットルバルブ開度ＴＶＯ、エンジン回転負荷Ｔｅ、ブローバイガス通路１０８内の圧力値Ｐ、低圧ＥＧＲ弁９６の開度、および、第１および第２高圧ＥＧＲ弁９０、９２のそれぞれの開度を算出する。

次に、Ｓ２において、第１の故障診断条件として、Ｓ１で読み込んだエンジン回転負荷Ｔｅが所定の回転負荷範囲Ｔ１内であるか否かを判定すると共に、第２の故障診断条件として、Ｓ１で読み込んだエンジン回転数Ｎｅが吸気系の共振域Ｒ１か否かを判定する。

ここで、第１および第２の故障診断条件について説明する。
まず、本実施形態では、第１の故障診断条件として、故障診断を行う回転負荷範囲Ｔ１を、２０ｋＮ～エンジン１の最大負荷の１／２の範囲に設定している（Ｔ１＝２０ｋＮ～１／２Ｔ_MAX）。
このように、下限値を２０ｋＮと設定して、２０ｋＮより小さい軽負荷領域を診断禁止領域とすることにより、圧力センサ１１２で検出する圧力脈動が小さくなりすぎて誤診断してしまうことを抑制するようにしている。

一方、上限値を最大回転負荷の１／２と設定して、最大負荷の１／２を超えるような回転負荷領域を診断禁止領域とすることにより、故障の有無を確実に診断するようにしている。これは、最大負荷の１／２を超えるような高負荷側の回転負荷領域では、吸気系の圧力脈動自体が大きいので、クランクケースベンチレーションシステム１０が故障していても、圧力センサ１１２で検出する圧力脈動が大きくなってしまう懸念があるためである。
なお、上述した２０ｋＮ～最大負荷の１／２の領域Ｔ１は一例であり、エンジン１の仕様などによって、その他の値を有する領域に設定してもよい。

次に、第２の故障診断条件である「吸気系の共振域」とは、上述した「共振回転数領域」であり、吸気通路３６内の圧力脈動の固有振動数と一致するエンジン回転数を含む共振回転数領域である。本実施形態では、吸気通路３６内の圧力脈動の固有振動数として、上述したように、吸気弁２８の位置からブローバイガス通路１０８が接続された位置までの吸気通路３６内の固有振動数を利用している。

本実施形態では、予め、吸気弁２８の位置からブローバイガス通路１０８が接続された位置までの吸気通路３６内の固有振動数（Ｈｚ）を決定し、その固有振動数と一致するエンジン回転数Ｎｅを約１４５０（ｒｐｍ）と設定している。また、共振回転数領域を１３００～１６００ｒｐｍと設定している。
このようにして、Ｓ２では、第２の故障診断条件である吸気系の共振域Ｒ１を、１３００～１６００ｒｐｍと設定している（図５参照）。

上述した各設定値は、たとえば、図１に示すようなエンジン１を実際に作動させた実験結果や、エンジン１を図２に示すようなモデルに簡略化して実験解析にかけることなどに基づいて設定可能である。なお、固有振動数（Ｈｚ）と一致するエンジン回転数（ｒｐｍ）は、吸気弁２８の開閉タイミングなどから計算可能である。

図４に示すように、Ｓ２において、Ｓ１で読み込んだエンジン回転負荷Ｔｅが所定の回転負荷範囲Ｔ１内であり、かつ、Ｓ１で読み込んだエンジン回転数Ｎｅが吸気系の共振域Ｒ１である場合は、第１および第２の故障診断条件を満たしているものとして、Ｓ３に進む。Ｓ２において、第１および第２の故障診断条件を満たしていないと判定された場合には、Ｓ１に戻り、第１および第２の故障診断条件が満たされるまで、Ｓ１およびＳ２の処理を繰り返す。

次に、Ｓ３において、第３の故障診断条件として、Ｓ１で読み込んだスロットルバルブ開度ＴＶＯが、所定のスロットルバルブ開度ＴＶＯ１以上か否かを判定する。
本実施形態において、所定のスロットルバルブ開度ＴＶＯ１は、最大開度（全開）の２０％に設定される。このように、Ｓ３では、第３の故障診断条件をスロットルバルブ開度２０％～１００％としている。言い換えると、Ｓ３では、２０％と下回るスロットルバルブ開度ＴＶＯを診断禁止条件とし、これにより、圧力センサ１１２で検出する圧力脈動が小さくなりすぎて誤診断してしまうことを抑制するようにしている。

これは、特にスロットル弁５４が全閉のとき、圧力脈動が小さくなり、誤診断される懸念が高くなるため、２０％より小さい領域を故障診断禁止領域とすることにより、誤診断を確実に抑制するようにしたものである。なお、所定のスロットルバルブ開度ＴＶＯ１は、エンジン１の仕様などに応じて、たとえば、１０％や２５％など、他の数値に設定してもよい。

なお、上述したように、吸気通路内の固有振動数は、主に、吸気通路３６を含む吸気系（図２参照）の長さと径とが主な因子となるので、スロットル弁５４の開度が、たとえば２０％よりも小さい場合には、吸気系の固有振動数に影響を与える長さが実質的に短くなり、固有振動数が高くなり得る。また、スロットル弁５４の開度が、たとえば２０％よりも小さい場合には、圧力脈動自体が減衰する要因ともなり得る。
これらのような要因をも考慮して、所定のスロットルバルブ開度ＴＶＯ１を決定してもよい。なお、スロットルバルブ開度に応じて固有振動数が変化する場合には、スロットルバルブ開度に応じて、上述した第２の故障診断領域の値を変更するようにしてもよい。

図４に示すように、Ｓ３において、スロットルバルブ開度ＴＶＯが所定のスロットルバルブ開度ＴＶＯ１以上である場合は、第３の故障診断条件を満たしているものとして、Ｓ４に進む。Ｓ３において、第３の故障診断条件を満たしていないと判定された場合には、Ｓ１に戻り、第１～第３の故障診断条件が満たされるまで、Ｓ１～Ｓ３の処理を繰り返す。

Ｓ３において、第３の故障診断条件が満たされると判定された場合、Ｓ４に進み、第４の故障診断条件として、Ｓ１で読み込んだ低圧ＥＧＲ弁９６の開度、または、第１および第２高圧ＥＧＲ弁９０、９２の開度が、所定のＥＧＲバルブ開度ＶＬ１、ＶＬ２以上か否かを判定する。

ここで、本実施形態では、上述したように、エンジン１の低負荷領域においては、高圧ＥＧＲ通路８０により排気ガスが還流するよう高圧ＥＧＲ弁９０、９２の開度を制御し、エンジン１の中～高負荷領域においては、低圧ＥＧＲ通路８２により排気ガスが還流するよう低圧ＥＧＲ弁９６（および／または排気シャッター弁９８）の開度を制御するようにしている。したがって、Ｓ４では、Ｓ１で読み込んだエンジン回転負荷Ｔｅが低負荷領域であれば、高圧ＥＧＲ弁９０、９２の開度が所定開度ＶＨ１以上か否かを判定し、エンジン回転負荷Ｔｅが中～高負荷領域であれば、低圧ＥＧＲ弁９６の開度が所定開度ＶＬ１以上か否かを判定する。

ここで、本実施形態では、上述したように、２つの高圧ＥＧＲ弁９０、９２のそれぞれの開度の合計値に応じて、所望する排気ガスの還元量を得るようにしている。したがって、Ｓ４においては、「高圧ＥＧＲ弁９０、９２の開度」として、２つの高圧ＥＧＲ弁９０、９２のそれぞれの開度の合計値を用い、この合計値を、所定開度ＶＨ１と比較するようにしている。

本実施形態では、低負荷時の所定のＥＧＲバルブ開度ＶＬ１を、高圧ＥＧＲ通路８０の圧力脈動が増え始める２０％に設定し、中～高負荷時の所定のＥＧＲバルブ開度ＶＨ１を、低圧ＥＧＲ通路８２の圧力脈動が増え始める２０％に設定している（第４の故障判定領域＝２０％～１００％ＥＧＲ弁開度）。このように、Ｓ４では、ブローバイガス通路１０８に加わるＥＧＲ通路の圧力脈動が小さい場合（ＥＧＲバルブ開度が２０％を下回る場合）を診断禁止条件として、故障判定の誤診断を抑制するようにしている。なお、所定のＥＧＲバルブ開度ＶＬ１、ＶＨ１は、エンジン１の仕様などに応じて、たとえば、１０％や２５％など、他の数値に設定してもよい。

また、変形例として、たとえば、低圧ＥＧＲ通路８２および高圧ＥＧＲ通路８０の両方で排気ガスを環流させるよう制御する場合は、低圧ＥＧＲ弁９６および高圧ＥＧＲ弁９０、９２の開度の合計値を用いてもよい。この場合、しきい値となる所定のＥＧＲバルブ開度は、低圧ＥＧＲ通路８２および高圧ＥＧＲ通路８０を環流する排気ガスの流量が、ブローバイガス通路１０８の圧力脈動を増大させるような流量となるような開度に設定すればよい。

図４に示すように、Ｓ４において、第４の故障診断条件を満たしていないと判定された場合には、Ｓ１に戻り、第１～第４の故障診断条件が満たされるまで、Ｓ１～Ｓ４の処理を繰り返す。

ここで、図４に示す制御フローの変形例として、Ｓ２における第２の故障診断条件を満たさなくても、たとえば、第１、第３および第４の故障診断条件を満たした場合、Ｓ５以降の処理を行い、故障診断をするようにしてもよい。すなわち、吸気系の共振域Ｒ１（図５参照）以外でも、吸気系の圧力脈動自体はブローバイガス通路１０８に加わっているので、このような吸気通路の圧力脈動と、ＥＧＲ通路の圧力脈動とによりブローバイガス通路１０８の圧力脈動を増大させて、ブローバイガス通路１０８の圧力脈動の振幅の減少度合いを検出してもよい。

次に、Ｓ５に進み、Ｓ１で読み込んだ圧力センサ１１２の出力値（ブローバイガス通路１０８内の圧力値）から、所定期間の圧力脈動の振幅（Peak to Peak）Ｐ_P-Pを算出する。このＳ５では、たとえば図６に示すような脈動を有する圧力センサの検出値が得られている場合、数サイクル（図６では３サイクル）内における最大値と最小値との差から圧力脈動の振幅を算出する。なお、３サイクルは一例であり、エンジン回転数Ｎｅなどに応じて他のサイクル数内における最大値と最小値との差を圧力脈動の振幅としてもよいし、数秒間でのサイクルにおける最大値と最小値との差を圧力脈動の振幅としてもよい。

次に、Ｓ６に進み、Ｓ５で算出した圧力振幅Ｐ_P-Pが所定のしきい値以下であるか否かを判定する。所定のしきい値は、縦軸をＳ５で算出した圧力脈動の振幅値Ｐ_P-P、横軸をエンジン回転数としたとき、図５に示すような閾値Ａである。本実施形態では、エンジン回転数Ｎｅが大きいほど、圧力脈動自体も大きくなるので、閾値Ａ自体も、エンジン回転数Ｎｅが大きいほど、高い値の閾値となるように設定している。このようなしきい値は、実験やモデル解析などにより予め決定され、ＰＣＭ１００のメモリ内に記憶される。

Ｓ６において、圧力振幅Ｐ_P-Pが所定のしきい値以下であると判定された場合、Ｓ７に進み、その圧力振幅Ｐ_P-Pが所定のしきい値以下である時間が、所定時間継続するか否かを判定する。本実施形態では、クランクケースベンチレーションシステムが故障していると確実に判定するため、所定時間は数秒（３～１０秒）程度に設定している。

Ｓ７において、圧力振幅Ｐ_P-Pが所定のしきい値以下である時間が所定時間継続したと判定された場合は、Ｓ８に進み、クランクケースベンチレーションシステム（ＣＶシステム）が故障していると判定（診断）し、報知装置１２０により報知する。

ここで、図５には、圧力振幅Ｐ_P-Pが閾値Ａ以下である故障時の例を３つ示す。図５において、故障時（case1）は、ホース１０６のクランクケース８への接続が外れた場合、故障時（case2）は、ホース１０６の吸気通路３６への接続が外れた場合、故障時（case3）は、ホース１０６に破れが生じた場合を示す実験例である。いずれ場合も、吸気系の共振域Ｒ１において、ＣＶシステム１０が正常時である場合に比べ、大きく減少した小さい値を示しており、ＣＶシステム１０の故障（たとえば、ホース１０６の外れや破れなど）を確実に検出できることが分かる。

なお、吸気系の共振域Ｒ１以外のエンジン回転数領域でも、故障時（case 1-3）の圧力値が正常時の圧力値よりも小さくなっている。

次に、Ｓ６において、圧力振幅Ｐ_P-Pが所定のしきい値以下を超えると判定された場合、Ｓ９に進み、圧力振幅Ｐ_P-Pが所定のしきい値を超える時間が、所定時間継続するか否かを判定する。本実施形態では、クランクケースベンチレーションシステムが正常に作動していると確実に判定するため、所定時間は数秒（３～１０秒）程度に設定している。
Ｓ９において、圧力振幅Ｐ_P-Pが所定のしきい値を超える時間が、所定時間継続していると判定された場合には、Ｓ１０に進み、ＣＶシステム１０が正常に作動していると判定する。この場合、報知装置１２０による報知は行われない。

次に、本発明の実施形態によるクランクケースベンチレーションシステムの故障診断装置の主な作用効果を説明する。
本発明の実施形態によるクランクケースベンチレーションシステム１０の故障診断装置は、クランクケース８と吸気通路３６とを接続するブローバイガス通路１０８と、吸気通路３６と排気通路３８とを接続するＥＧＲ通路８０、８２と、ＥＧＲ通路（８０、８２）に設けられるＥＧＲ弁９０、９２、９６と、ブローバイガス通路１０８の圧力を検出する圧力センサ１１２と、圧力センサ１１２により検出された圧力の圧力脈動の振幅を算出すると共に、この算出された圧力脈動の振幅に基づいてブローバイガス通路１０８の故障を診断する診断ユニット（ＰＣＭ）１００と、を備え、診断ユニット１００は、ＥＧＲ通路８０、８２のいずれかのＥＧＲ弁９０、９２、９６が開作動しているとき故障診断を行うよう構成されている。

このように構成された本発明によれば、ＥＧＲ通路８０、８２のいずれかのＥＧＲ弁９０、９２、９６が開作動しているときブローバイガス通路１０８の故障診断を行う。このような本実施形態では、故障診断時、ブローバイガス通路１０８が接続された吸気通路３６の圧力脈動に加えて、吸気通路３６に接続されたＥＧＲ通路８０、８２の圧力脈動が、ブローバイガス通路１０８の圧力脈動を増大させるので、圧力センサ１１２は、吸気およびＥＧＲの両方の圧力脈動が加わる分増大した圧力脈動を検出し、これにより、ＳＮ比の大きな圧力脈動を検出することができる。したがって、たとえば、ブローバイガス通路１０８の各部１０６ａ、１０６ｂの接続不良や穴あきなどの故障が生じているとき、そのような故障に起因する圧力脈動の減少度合いを、圧力センサ１１２により確実に検出することができる。その結果、本実施形態のクランクケースベンチレーションシステム１０の故障診断装置によれば、ブローバイガス通路１０８の故障診断精度を向上させることができる。

また、本実施形態によれば、診断ユニット１００は、ＥＧＲ弁９０、９２、９６の開度が所定の設定開度である２０％以上のとき、ブローバイガス通路１０８の故障診断を行う。ここで、ＥＧＲ弁９０、９２、９６の開度が小さいときには、ＥＧＲ通路８０、８２の圧力脈動が小さくなる。したがって、ＥＧＲによる圧力脈動が所定開度である２０％以上のとき故障診断を行うことにより、誤診断を抑制することができる。

また、本実施形態によれば、エンジン１は、排気ターボ過給器４６を備え、ＥＧＲ通路は、排気ターボ過給器４６のタービン５０の上流における排気通路３８と、スロットル弁５４の下流における吸気通路３６とを接続する高圧ＥＧＲ通路８０であるので、吸気通路３６および高圧ＥＧＲ通路８０の圧力脈動により、効果的に、ブローバイガス通路１０８の圧力脈動を増大させ、これにより、ブローバイガス通路１０８の故障診断精度を向上させることができる。

また、本実施形態によれば、エンジン１は、排気ターボ過給器４６を備え、ＥＧＲ通路は、排気ターボ過給器４６のタービン５０の下流における排気通路３８と、スロットル弁５４の上流における吸気通路３６とを接続する低圧ＥＧＲ通路８２であるので、吸気通路３６および低圧ＥＧＲ通路８２の圧力脈動により、効果的に、ブローバイガス通路１０８の圧力脈動を増大させ、これにより、ブローバイガス通路１０８の故障診断精度を向上させることができる。

また、本実施形態によれば、診断ユニット１００は、圧力センサ１１２により検出される圧力の最大値と最小値との差分に基づいて圧力脈動の振幅を算出し、この圧力脈動の振幅に基づいて故障を診断するので、たとえば圧力センサ１１２の公差（個体差によるばらつき）などに起因する、検出される圧力値自体のオフセット量にかかわらず、故障に伴う圧力脈動の減少をより確実に検出することができる。すなわち、たとえば圧力センサが検出する圧力値の大きさ自体や平均値などにより故障の検出を行う場合には、圧力センサの公差による検出値のばらつきにより故障を誤検出してしまう可能性があるが、本実施形態では、そのような誤検出を抑制することができる。

また、本実施形態によれば、ブローバイガス通路１０８は、クランクケース８からシリンダヘッドカバー４内の空間１０２を経由して吸気通路３６に連通するよう設けられ、シリンダヘッドカバー４内の空間１０２にはオイルセパレータ１１０が設けられ、圧力センサ１１２は、ブローバイガス通路１０８において、オイルセパレータ１１０よりも下流側に設けられているので、オイルセパレータ１１０より上流のクランクケース８側から伝達される圧力脈動をオイルセパレータ１１０により減衰させることができる。ここで、本実施形態のように、吸気通路３６の共振回転数領域における圧力脈動の増大を利用しようとするとき、クランクケース８からの圧力脈動は、ノイズとなり得る。したがって、圧力センサ１１２をオイルセパレータ１１０よりも下流側（吸気通路側）に設けた本実施形態によれば、圧力センサ１１２が検出する圧力脈動のＳＮ比をより確実に高め、これにより、吸気通路３６から伝達される圧力脈動の減少度合いをより確実に検出することができる。

また、本実施形態によれば、ブローバイガス通路１０８は、クランクケース８からシリンダヘッドカバー４内の空間１０２へと連通する第１連通路（第１通路）１０４と、一方端１０６ａがシリンダヘッドカバー４内の空間１０２に連通するようシリンダヘッドカバー４に接続され、他方端１０６ｂが吸気通路３６に接続される第２連通路（第２通路）１０６とを含み、圧力センサ１１２はヘッドカバー４に設けられるので、ホースで構成される第２連通路１０６の穴あき、吸気通路３６への接続不良（取付外れや接続抜け）、ヘッドカバー４への接続不良（取付外れや接続抜け）などによるブローバイガス通路１０８の故障を、より効果的に検出することができる。

また、本実施形態によれば、シリンダヘッドカバー４内の空間１０２にはオイルセパレータ１１０が設けられ、圧力センサ１１２は、オイルセパレータ１１０よりも下流側でシリンダヘッドカバー４に設けられるので、オイルセパレータ１１０によって、クランクケースか４ら伝達される圧力脈動を減衰させることができる。したがって、圧力センサ１１２は、ノイズとなり得るクランクケース８からの圧力脈動を減衰させた状態で、吸気通路３６からの共振状態の圧力脈動を検出するので、より確実に、ＳＮ比の大きな圧力脈動を得ることができる。

１ エンジン
２ シリンダヘッド
４ シリンダヘッドカバー
６ シリンダブロック
８ クランクケース
１０ クランクケースベンチレーションシステム（ＣＶシステム）
１２ 気筒
１４ ピストン
１８ クランクシャフト
２０ ピストンのキャビティ／燃焼室
２２ エンジン回転数センサ
２４ 吸気ポート
２６ 排気ポート
２８ 吸気弁
３０ 排気弁
３２ インジェクタ
３４ 可変バルブリフト機構（ＶＶＬ）
３６ 吸気通路
３８ 排気通路
４６ 排気ターボ過給器
４８ コンプレッサ
５０ タービン
５２ インタークーラ
５４ スロットル弁
５６ スロットルバルブ開度センサ
６４ 排気浄化装置
６６ パティキュレートフィルタ
６８ 酸化触媒
７０ リーンＮＯｘ触媒
７６、７８ ＥＧＲ装置
８０ 高圧ＥＧＲ通路
８２ 低圧ＥＧＲ通路
８４ クーラ側通路
８６ クーラバイパス側通路
９０ クーラ側ＥＧＲ弁／第１高圧ＥＧＲ弁（ＨＰ－ＥＧＲバルブ）
９１ クーラ側ＥＧＲバルブ開度センサ
９２ クーラバイパス側ＥＧＲ弁／第２高圧ＥＧＲ弁（ＨＰ－ＥＧＲバルブ）
９３ クーラバイパス側ＥＧＲバルブ開度センサ
９６ 低圧ＥＧＲ弁（ＬＰ－ＥＧＲバルブ）
９７ 低圧ＥＧＲバルブ開度センサ
１００ ＰＣＭ／制御ユニット／故障診断ユニット
１０２ ヘッドカバー内の空間（ブローバイガス通路）
１０２ａ 一方側の空間
１０２ｂ 他方側の空間
１０４ 第１連通路（ブローバイガス通路）
１０６ 第２連通路／ホース（ブローバイガス通路）
１０６ａ 第２連通路の一方端／シリンダヘッドカバー４への取付部（接続部）
１０６ｂ 第２連通路の他方端／吸気通路３６への取付部（接続部）
１０８ ブローバイガス通路
１１０ オイルセパレータ
１１２ 圧力センサ

Claims (8)

1. クランクケースと吸気通路とを接続するブローバイガス通路と、
   上記吸気通路と排気通路とを接続するＥＧＲ通路と、
   上記ＥＧＲ通路に設けられるＥＧＲ弁と、
   上記ブローバイガス通路の圧力を検出する圧力センサと、
   上記圧力センサにより検出された圧力の圧力脈動の振幅を算出すると共に、この算出された圧力脈動の振幅に基づいて上記ブローバイガス通路の故障を診断する診断ユニットと、を備えた、エンジンのクランクケースベンチレーションシステムの故障診断装置であって、
   上記診断ユニットは、上記ＥＧＲ通路のＥＧＲ弁が開作動しているとき上記故障診断を行うよう構成されている、ことを特徴とするクランクケースベンチレーションシステムの故障診断装置。
2. 上記診断ユニットは、上記ＥＧＲ弁の開度が所定の設定開度以上のとき、上記ブローバイガス通路の故障診断を行う、請求項１に記載のクランクケースベンチレーションシステムの故障診断装置。
3. 上記エンジンは、排気ターボ過給器を備え、
   上記ＥＧＲ通路は、排気ターボ過給器のタービンの上流における排気通路と、スロットル弁の下流における吸気通路とを接続する高圧ＥＧＲ通路である、請求項１または請求項２に記載のクランクケースベンチレーションシステムの故障診断装置。
4. 上記エンジンは、排気ターボ過給器を備え、
   上記ＥＧＲ通路は、排気ターボ過給器のタービンの下流における排気通路と、スロットル弁の上流における吸気通路とを接続する低圧ＥＧＲ通路である、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のクランクケースベンチレーションシステムの故障診断装置。
5. 上記診断ユニットは、上記圧力センサにより検出される圧力の最大値と最小値との差分に基づいて上記圧力脈動の振幅を算出する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のクランクケースベンチレーションシステムの故障診断装置。
6. 上記ブローバイガス通路は、クランクケースからシリンダヘッドカバー内の空間を経由して上記吸気通路に連通するよう設けられ、
   上記シリンダヘッドカバー内の空間にはオイルセパレータが設けられ、
   上記圧力センサは、上記ブローバイガス通路において、上記オイルセパレータよりも下流側に設けられる、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のクランクケースベンチレーションシステムの故障診断装置。
7. 上記ブローバイガス通路は、上記クランクケースからシリンダヘッドカバー内の空間へと連通する第１通路と、一方端が上記シリンダヘッドカバー内の空間に連通するよう上記シリンダヘッドカバーに接続され、他方端が上記吸気通路に接続される第２通路とを含み、
   上記圧力センサは上記シリンダヘッドカバーに設けられる、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のクランクケースベンチレーションシステムの故障診断装置。
8. 上記シリンダヘッドカバー内の空間にはオイルセパレータが設けられ、
   上記圧力センサは、上記オイルセパレータよりも下流側で上記シリンダヘッドカバーに設けられる、請求項７に記載のクランクケースベンチレーションシステムの故障診断装置。

Images