JP3550799B2

JP3550799B2 - 排気浄化装置の診断装置

Info

Publication number: JP3550799B2
Application number: JP13951295A
Authority: JP
Inventors: 成章柿▲ざき▼; 幸大 ▲よし▼沢; 俊一椎野
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1995-06-06
Filing date: 1995-06-06
Publication date: 2004-08-04
Anticipated expiration: 2019-08-04
Also published as: JPH08334014A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明はエンジンの排気浄化装置の診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンの排気通路を分岐してその一方の主通路にＮＯｘ浄化用触媒を設けるとともに、主通路とバイパス通路の分岐部に設けた通路切換バルブにより、排気温度が低いときにはＮＯｘ浄化用触媒の側に排気を流し、排気温度が高くなるとＮＯｘ浄化用触媒の熱劣化を防ぐために排気をバイパス通路の側に流すようにした排気浄化装置がある。
【０００３】
このものでは、切換バルブに排気中の未燃焼ガスやカーボン等が付着することによって、あるいはバルブの機械的、電気的な故障により、ＮＯｘ浄化用触媒およびバイパス通路の双方に排気を流すような中間開度でバルブが固着してしまうと、ＮＯｘ浄化用触媒に高温の排気が流れて触媒の早期劣化を招き、また空燃比がリーン側に制御されているときに排気の一部がバイパス通路に流れてＮＯｘ成分の浄化が不十分になる。
【０００４】
そこで、切換バルブの開度を検出するセンサーを設けておき、該開度センサーによって検出されるバルブ開度とバルブ制御手段によって設定されるバルブ開度との比較により、両開度が不一致のときに通路切換バルブが中間開度のような特定の開度で固着したと診断している（特開平５−３４０２３８）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、バルブ故障の中には、弁体の熱変形や摩耗による開口面積の変化に起因してバルブの漏れ量が多くなる場合があり、排気が高温のためＮＯｘ浄化用触媒の側を全閉としている場合に漏れ量が多いときは、触媒が高温の排気にさらされ劣化が急速に進んでしまうおそれがある。反対に排気の低温域でバイパス通路を全閉としている場合に漏れ量が大きいと、ＮＯｘの浄化率が悪くなるおそれもある。
【０００６】
しかしながら、従来装置にあっては、切換バルブの開度を検出することによって、バルブ固着を診断する構成であるため、弁体の熱変形や摩耗による開口面積の変化に起因してバルブの漏れ量が多くなっているような場合について診断することができない。
【０００７】
そこでこの発明は、切換バルブの漏れ診断を可能とすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、図１０に示すように、排気管３１に位置する触媒３２と、この触媒３２をバイパスして排気を流すバイパス通路３３と、このバイパス通路３３と前記触媒３２側通路とを切換可能なバルブ３４と、吸入負圧（スロットルバルブ下流の吸気管負圧のこと）を検出する手段３５と、前記バイパス通路３３の全開状態から全閉状態へと前記切換バルブ３４を切換える手段３６と、このバルブ切換後の前記吸入負圧検出値の低下に基づいて前記切換バルブに漏れがあるかどうかを判定する手段３７とを設けた。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、定常時に前記漏れがあるかどうかの判定を行う。
【００１０】
第３の発明では、第１または第２の発明において、前記バルブ漏れ判定手段が、前記バルブ切換前後での前記吸入負圧検出値の減少量をサンプリングする手段と、この吸入負圧検出値の減少量に応じて前記切換バルブの漏れ量を推定する手段と、この漏れ量と判定しきい値との比較により漏れ量が判定しきい値を超えた場合に漏れ故障があると判定する手段とからなる。
【００１１】
第４の発明では、第３の発明において、前記バルブ切換のタイミングより所定の遅れ時間後にバルブ切換後の前記吸入負圧検出値をサンプリングする。
【００１２】
第５の発明では、第１または第２の発明において、前記バイパス通路の分岐部上流の排気の一部を吸気管に導入するＥＧＲバルブの開度をエンジン運転状態に応じて調整することによってＥＧＲ制御を行う場合に、前記ＥＧＲバルブ開度が一定となる運転状態で前記漏れがあるかどうかの判定を行う。
【００１３】
第６の発明では、第３または第４の発明において、前記バイパス通路の分岐部上流の排気の一部を吸気管に導入するＥＧＲバルブの開度をエンジン運転状態に応じて調整することによってＥＧＲ制御を行う場合に、前記ＥＧＲバルブ開度が一定となる運転状態で前記漏れがあるかどうかの判定を行う。
【００１４】
第７の発明では、第５の発明において、前記バルブ漏れ判定手段が、前記バルブ切換前後での前記吸入負圧検出値の減少量をサンプリングする手段と、この吸入負圧検出値の減少量と前記ＥＧＲバルブ開度とに応じて前記切換バルブの漏れ量を推定する手段と、この漏れ量と判定しきい値との比較により漏れ量が判定しきい値を超えた場合に漏れがあると判定する手段とからなる。
【００１５】
第８の発明では、第７の発明において、前記バルブ切換のタイミングより所定の遅れ時間後にバルブ切換後の前記吸入負圧検出値をサンプリングする。
【００１６】
【作用】
弁体の熱変形や摩耗による開口面積の変化に起因して切換バルブの漏れ量が多くなる場合があり、排気が高温のため触媒側通路を全閉としている場合に漏れ量が多いときは、触媒が高温の排気にさらされ劣化が急速に進み、この反対に排気の低温域でバイパス通路を全閉としている場合に漏れ量が大きいと、漏れによってバイパス通路を流れる排気が浄化されない。この場合に、従来装置にあっては、切換バルブの開度を検出することによってバルブ固着を診断する構成であるため、弁体の熱変形や摩耗による開口面積の変化に起因してバルブの漏れ量が多くなっているような場合について診断することができない。
【００１７】
このとき、第１の発明では、バイパス通路の全開状態から全閉状態へと切換バルブを切換え、この切換後の吸入負圧検出値の低下に基づいて切換バルブに漏れがあるがあるかどうかを判定する。バイパス通路の全開状態から全閉状態へのバルブ切換により、触媒担体による抵抗分だけ排圧が上昇して吸入負圧が低下し、バルブ漏れ量が多くなるほどその吸入負圧の低下量が小さくなるので、バルブ切換後の吸入負圧が判定しきい値を超えて低下しない場合に切換バルブに漏れがあると判断でき、これによって弁体の熱変形や摩耗による開口面積の変化に起因してバルブの漏れ量が多くなっているような場合を診断することができるのである。
【００１８】
第２の発明では、定常時に漏れがあるかどうかの判定を行うので、故障診断が安定する。
【００１９】
第３の発明では、バルブ切換前後の吸入負圧検出値の減少量に応じて切換バルブの漏れ量を推定するので、漏れがあるかどうかの判定精度がよくなる。
【００２０】
吸入負圧検出手段自体には応答遅れがあるので、バルブ切換のタイミングより所定のディレイ時間を待たずにバルブ切換後の吸入負圧検出値をサンプリングしたのでは、正確な吸入負圧の低下を検出することができないが、第４の発明では、バルブ切換のタイミングより所定のディレイ時間後にバルブ切換後の吸入負圧検出値をサンプリングするので、正確な吸入負圧の低下を検出できる。
【００２１】
ＥＧＲ制御を行う場合にはＥＧＲバルブ開度の変化の影響を受けて吸入負圧が変化してしまうので、ＥＧＲバルブ開度が変化する運転状態においてまで漏れがあるかどうかの判定を行ったのでは、判定精度が低下することになるが、第５と第６の発明では、ＥＧＲバルブ開度が一定となる運転条件においてだけ漏れがあるかどうかの判定を行うので、ＥＧＲ制御の影響を受けて判定精度が低下することがない。
【００２２】
第７の発明では、バルブ切換前後の吸入負圧検出値の減少量に加えてＥＧＲバルブ開度に応じても切換バルブの漏れ量を推定するので、ＥＧＲ制御を行っている場合における判定精度がよくなる。
【００２３】
ＥＧＲ制御を行う場合には、吸入負圧検出手段自体の応答遅れのほか、切換バルブの切換直後には排圧変化によるＥＧＲ流量の増減が吸気管容積による一次遅れによりなまされ、吸入負圧に反映されるのが遅れるので、バルブ切換のタイミングより所定のディレイ時間を待たずにバルブ切換後の吸入負圧検出値をサンプリングしたのでは、正確な吸入負圧の低下を検出することができないが、第８の発明では、バルブ切換のタイミングより所定のディレイ時間後にバルブ切換後の吸入負圧検出値をサンプリングするので、ＥＧＲ制御を行っている場合においても、正確な吸入負圧の低下を検出できる。
【００２４】
【実施例】
図１において、排気マニフォールド１集合部と吸気側のコレクター部２を連通するＥＧＲ通路３にＥＧＲバルブ４が設けられている。ステップモーター（アクチュエーター）４Ａにより駆動されるＥＧＲバルブ４では、コントロールユニット２１からのステップ数に応じてステップモーター４Ａが回転すると、このモーター回転が、ねじ機構（図示しない）により直線運動に変換され、バルブ４Ｂが開方向に駆動される。バルブ４Ｂの開方向駆動量（つまりＥＧＲバルブ開度）がステップモーター４Ａに与えるステップ数により制御されるわけである。
【００２５】
コンピューターからなるコントロールユニット２１には、エアフローメーター２２、クランク角度の単位角度ごとの信号と基準位置信号（Ｒｅｆ信号）とを出力するクランク角センサー２３、エンジンの冷却水温Ｔｗを検出するセンサー２４、スロットル開度センサー２５からの信号などが入力され、コントロールユニット２１ではエンジンの回転数と負荷に応じた燃料噴射量をエンジン回転に同期して噴射弁５から供給することで空燃比制御を行うとともに、エンジンの回転数と負荷からＥＧＲバルブ４の目標開度を演算し、これをパルス信号に変換してステップモーター４Ａに出力する。
【００２６】
一方、排気マニホールド１に接続される排気管１１は排気マニホールド１のすぐ下流で主通路１１Ａとバイパス通路１１Ｂに分岐され、主通路１１Ａに三元触媒からなるサブ触媒１３が介装され、サブ触媒１３上流の主通路１１Ａとバイパス通路１１Ｂの排気流れを切換えるためのバルブ１４が設けられる。
【００２７】
この切換バルブ１４はコントロールユニット２１からの信号により駆動される。バルブアクチュエーター１４Ａとバタフライ状の弁体１４Ｂ、１４Ｃからなる切換バルブ１４では、バルブアクチュエーター１４Ａへの出力がＯＦＦ状態のとき弁体１４Ｂによりバイパス通路１１Ｂが全開にかつ弁体１４Ｃにより主通路１１Ａが全閉にされているが、バルブアクチュエーター１４Ａへの出力がＯＦＦからＯＮに切換わると、弁体１４Ｂによりバイパス通路１１Ｂが全閉とされかつ弁体１４Ｃにより主通路１１Ａが全開にされる。なお、切換バルブ１４は主通路１１Ａとバイパス通路１１Ｂの分岐部または合流部に設けることもできる。１２は三元触媒であるメイン触媒である。
【００２８】
コントロールユニット２１では、バイパス通路と主通路の分岐部上流でＥＧＲ通路の合流部下流に設けた温度センサー２６からの信号に基づいて排気が比較的低温のときサブ触媒１３に排気を導入するため、バルブアクチュエーター１４ＡにＯＮ信号を出力し、排気が極めて高温となる高回転高負荷条件になると、バルブアクチュエーター１４Ａへの出力をＯＮからＯＦＦに切換え、これによって、主通路１１Ａへの排気流れを遮断（バイパス通路１１Ｂは全開状態）し、サブ触媒１３の熱劣化を防止する。
【００２９】
なお、ＥＧＲ領域かつ定常時であれば、切換バルブ１４についての自己診断処理（後述する）により、バイパス通路１１Ｂが全開状態から全閉状態となるようにバルブの切換を行い、このバルブ切換前後での吸入負圧の減少量を計測するのであるが、この自己診断処理中は、サブ触媒１３についての上記劣化防止処理を禁止する（つまりバイパス通路１１Ｂを全開状態にするためバルブ１４を切換えない）。ＥＧＲ領域かつ定常時であり、同時に高回転高負荷条件でもある場合には、自己診断処理のためバイパス通路１１Ｂが全閉状態に切換えられた後でサブ触媒の劣化防止処理によりバイパス通路１１Ｂが全開状態に戻されたのでは、自己診断処理を行うことができなくなるからである。
【００３０】
ただし、自己診断には吸入負圧の変化を計測するわずかな時間があれば足りるので、このわずかな時間、サブ触媒１３の劣化防止のためバルブ１４の切換を禁止するのであれば、サブ触媒１３の劣化はほとんど進行しないと考えられる。
【００３１】
さて、切換バルブ１４の故障の中には、弁体１４Ｂ、１４Ｃの熱変形や摩耗による開口面積の変化に起因してバルブの漏れ量が多くなる場合があり、排気が高温のため主通路１１Ａを全閉としている場合に漏れ量が多いときは、触媒１３が高温の排気にさらされて劣化が急速に進むし、この反対に排気の低温域でバイパス通路１１Ｂを全閉としている場合に漏れ量が大きいと、触媒１３を流れることなく排気の一部が排出されて浄化率が悪くなる。
【００３２】
しかしながら、従来装置のように、切換バルブの開度を検出することによって、バルブ固着を診断する構成であるのでは、弁体の熱変形や摩耗による開口面積の変化に起因してバルブの漏れ量が多くなっているような場合について診断することができない。
【００３３】
これに対処するため、本発明では、次のようにして切換バルブ１４の漏れ故障の診断を行う。バイパス通路１１Ｂを全閉にして触媒１３に排気が流れている状態では、その逆に主通路１１Ａを全閉にしてバイパス通路１１Ｂを排気が流れる状態と比べて、触媒１３担体による抵抗分だけ排圧が上昇し、その影響を受けて吸入負圧（スロットルバルブ下流の吸気管負圧のこと）が減少する（大気圧に近づく）。この場合に、吸入負圧の減少量は切換バルブの漏れ量が多くなるほど小さくなるので、コレクター部２に吸入負圧センサー２７（図１参照）を設けておくことで、バルブ切換前後の吸入負圧の減少を検出することができ、この吸入負圧の減少に基づいて切換バルブに漏れ故障が生じたかどうかを診断することができる。
【００３４】
詳細には、切換バルブに漏れのない場合にバイパス通路が全開状態から全閉状態となるようにバルブを切換えると、そのバルブ切換前後で吸入負圧センサー出力が大きく変化する（図２中段の実線参照）のに対して、切換バルブに多くの漏れが生じているときの吸入負圧センサー出力の変化は小さなものとなる（図２中段の一点鎖線参照）ので、図示の位置に故障判定しきい値を設けておけば、この判定しきい値とバルブ切換後の吸入負圧センサー出力との比較により吸入負圧センサー出力が判定しきい値を超えない場合に切換バルブに漏れ故障が生じていると判断できるわけである。なお、図２は定常時のもので、故障検出判定領域においては、ＥＧＲバルブ開度が一定となっている。
【００３５】
コントロールユニット２１で実行されるこの制御の内容を、以下のフローチャートにしたがって説明する。
【００３６】
図３のフローチャートは自己診断条件を判定するためのもので、１０ｍｓｅｃ周期で実行する。
【００３７】
まずステップ１、２で冷却水温Ｔｗとアイドルスイッチを読み込み、ＴｗがＥＧＲ許可水温を超えておりかつアイドルスイッチがＯＦＦの条件であればＥＧＲ領域（ＥＧＲを行う領域）であると判断し、ステップ４以降に進む。
【００３８】
ステップ４ではエンジン回転数Ｎｅとエンジン負荷としての基本噴射パルス幅Ｔｐを読み込み、これらＮｅ、Ｔｐの１０ｍｓｅｃ当たりの時間微分値をそれぞれ回転微分値ΔＮｅ（＝Ｎｅ−Ｎｅｏ）、負荷微分値ΔＴｐ（＝Ｔｐ−Ｔｐｏ）として演算する。ここで、ＮｅｏとＴｐｏはそれぞれＮｅ、Ｔｐの前回値を入れるメモリーである。ステップ５ではまた、次回の微分処理に備えて最新のＮｅ、ＴｐをそれぞれＮｅｏ、Ｔｐｏに移して保存する。
【００３９】
ステップ６では各微分値ΔＮｅ、ΔＴｐとこれらに対応する定常判定しきい値ＳＮＥＳＨ、ＳＴＰＳＨとを比較し、ΔＮｅ≦ＳＮＥＳＨかつΔＴｐ≦ＳＴＰＳＨであれば定常時であると判断して、自己診断開始許可フラグＦＬＧＢＰＣを“１”にセットする。また、定常時でないときや定常時でなくなったときはステップ６からステップ１０に進んで自己診断開始許可フラグを“０”にリセットする。
【００４０】
ステップ８ではＮｅ、Ｔｐより図４を内容とするマップを検索することによりＥＧＲバルブ４の目標開度を求め、この目標開度をステップ９においてＳＴＡにストアして今回のルーチンを終了する。ＳＴＡは目標開度を入れるメモリーである。目標開度は冷却水温Ｔｗにより補正することもできる。
【００４１】
一方、ＥＧＲ領域でないとき（つまりステップ２で冷却水温ＴｗがＥＧＲ許可水温以下であるとき、ステップ３でアイドルスイッチがＯＮのとき）や途中からＥＧＲ領域でなくなったときは、ステップ１１において自己診断開始許可フラグＦＬＧＢＰＣを“０”にリセットする。ステップ１２、９ではＥＧＲカット時の目標開度を読み込み、これを目標開度ＳＴＡとしてストアする。
【００４２】
なお、ステップモーター駆動の流量制御バルブでは、モーターの絶対位置を決定するためのストッパー位置と弁体が弁座に着座する位置（全閉位置）とがあるのが一般的（モーターは弁体と弁座が着座状態のまま全閉位置からストッパー位置まで駆動することができる）であるため、ＥＧＲカット時の目標開度というのは、全閉を確保しつつストッパーに当たらない位置のことであり、弁体が弁座に着座する位置のことではない。
【００４３】
図５のフローチャートは自己診断処理を行うためのもので、４ｍｓｅｃごとに実行する。
【００４４】
まずはじめにステップ２１において自己診断終了フラグＦＬＧＢＰＥＮＤをみる。ここで、自己診断終了フラグＦＬＧＢＰＥＮＤはエンジン始動時に“１”にセットされているため、今回の運転当初は、ステップ２１からステップ２２に進み、自己診断開始許可フラグＦＬＧＢＰＣをみる。
【００４５】
前述した図３のフローチャートにおいて自己診断開始許可フラグＦＬＧＢＰＣが“１”にセットされる前は、ステップ２２からステップ２３以降に進む。
【００４６】
ステップ２３〜３０は自己診断を行う際の前処理である。まず、ステップ２３では、切換バルブ状態フラグＦＬＧＢＰＯＰをみる。
【００４７】
ここで、切換バルブ状態フラグＦＬＧＢＰＯＰは、
ＦＬＧＢＰＯＰ＝１：バイパス通路側が全閉状態
ＦＬＧＢＰＯＰ＝０：バイパス通路側が全開状態
を表すようにしているので、ＦＬＧＢＰＯＰ＝１のときは、ステップ２４において切換バルブへの出力をＯＮからＯＦＦに切換えてバイパス通路１１Ｂを全開にし、切換バルブ状態フラグＦＬＧＢＰＯＰをステップ２５において“０”にリセットする。
【００４８】
ステップ２６ではディレイタイマーＴＭＢＰＣに初期値の０を入れる。ディレイタイマーは切換バルブへの出力をＯＦＦからＯＮに切換えたタイミングからの経過時間を計測するためのものである。
【００４９】
ステップ２７ではＥＧＲバルブへの駆動出力処理を行い（つまり目標開度となるようにＥＧＲバルブ４を駆動する）、こうして駆動されたＥＧＲバルブ開度をステップ２８においてＳＭＯＮに入れることでＥＧＲバルブ開度を更新する。
【００５０】
ステップ２９、３０では吸入負圧センサー出力を入力し、これをＰｉｎｏとして保存した後に今回の処理を終了する。このときＰｉｎｏにはバイパス通路が全開状態での吸入負圧センサー出力が入る。
【００５１】
次回以降もＦＬＧＢＰＣ＝０であればステップ２３からステップ２４、２５を飛ばしてステップ２６以降に進んで、自己診断の前処理を繰り返す。
【００５２】
なお、途中でＥＧＲ領域や定常時でなくなったときも、ステップ２２からステップ２３以降に流れることになり、このときも、前述の処理を繰り返す。
【００５３】
一方、図３のフローチャートにおいて自己診断開始許可フラグＦＬＧＢＰＣが“１”にセットされたときは、図５のステップ２２からステップ３１に進み、切換バルブ状態フラグＦＬＧＢＰＯＰをみる。前述のように、ステップ２４、２５を経過した後では、ＦＬＧＢＰＯＰ＝０（バイパス通路が全開）となっているので、ステップ３２に進み、自己診断の開始のため切換バルブへの出力をＯＦＦからＯＮに切換えてバイパス通路を全閉にし、切換バルブ状態フラグＦＬＧＢＰＯＰをステップ３３において“１”にセットする。
【００５４】
ステップ３４ではディレイタイマーＴＭＢＰＣと吸入負圧センサー遅れ時間ＢＰＪＤＳＨを比較する。自己診断開始のため初めてステップ３４に進んだときはＴＭＢＰＣ＜ＢＰＪＤＳＨであるため、ステップ３５に流れ、ディレイタイマーＴＭＢＰＣをインクリメントして今回の処理を終了する。
【００５５】
ＦＬＧＢＰＣ＝１の条件が続く限り、ステップ３１からステップ３２、３３を飛ばして、ステップ３４、３５へと流れることになり、ディレイタイマーＴＭＢＰＣが増加してゆき、やがてＴＭＢＰＣ＞ＢＰＪＤＳＨとなれば過渡応答終了とみなし、ステップ３６以降に進む。
【００５６】
ここで、吸入負圧センサー遅れ時間ＢＰＪＤＳＨだけ待ってステップ３６以降に進ませるのは、吸入負圧センサー自体に応答遅れがあり、さらに切換バルブの切換直後には排圧変化によるＥＧＲ流量の増減がコレクター容積による一次遅れによりなまされ、吸入負圧に反映されるのが遅れるので（図２中段参照）、正確に吸入負圧の低下を検出するためには、ＴＭＢＰＣ≦ＢＰＪＤＳＨである場合を過渡応答中であると判断する必要があるからである。
【００５７】
ステップ３６では、吸入負圧センサー出力Ｐｉｎを入力する。このときのＰｉｎは、ステップ２９でのＰｉｎと相違して、バイパス通路が全閉状態での吸入負圧センサー出力である。このＰｉｎと前回値Ｐｉｎｏとの差の絶対値ΔＰｉｎをステップ３７において計算し、このΔＰｉｎとＥＧＲバルブ開度ＳＭＯＮとからステップ３８において、図６を内容とするマップを検索して、切換バルブの漏れ量ＢＰＬＫを求める。図６に示したように、ＢＰＬＫの値は、ＳＭＯＮが一定であればΔＰｉｎが大きいほど小さくなり（漏れ量はほぼΔＰｉｎの平方根に比例する）、またΔＰｉｎが一定であればＳＭＯＮに比例して大きくなる。こうした特性における具体的数値は、エンジン機種、切換バルブの容量などが相違すると異なってくるので、予め設定しておく。なお、図６は管路抵抗の増大分も考慮した特性である。
【００５８】
ステップ３９では切換バルブの漏れ量ＢＰＬＫと故障判定しきい値ＢＰＯＵＴＳＨを比較し、ＢＰＬＫ≧ＢＰＯＵＴＳＨであれば、切換バルブに漏れが生じていると判断し、ステップ４０に進んで故障警報を出力し、ＢＰＬＫ＜ＢＰＯＵＴＳＨであるときはステップ３３で故障警報解除の出力をする（つまり故障警報をしない）。
【００５９】
ステップ４２、４３、４４は後処理である。ステップ４２では自己診断処理を終了するため、切換バルブへの出力をＯＮからＯＦＦに切換えてバイパス通路を全開にし、切換バルブ状態フラグＦＬＧＢＰＯＰをステップ４３において“０”にリセットする。さらに、一回の自己診断開始判定に対して複数回の診断を行うことを禁止するため、自己診断終了フラグＦＬＧＢＰＥＮＤを“０”にリセットして今回の処理を終了する。
【００６０】
このＦＬＧＢＰＥＮＤの“０”へのリセットにより次からは、図５のステップ２１よりステップ２６以降へ飛ぶことになる。すでに今回のエンジン定常状態での自己診断が終了しているときは、その後に自己診断開始許可フラグＦＬＧＢＰＣが“１”にセットされることがあっても、ステップ３１以降に進むことはないのである。
【００６１】
なお、ＦＬＧＢＰＥＮＤの“０”へのリセット後（自己診断の終了後）も、ステップ２６以降に進ませるようにしているのは次の理由からである。バルブ１４についての自己診断とＥＧＲバルブ４の駆動とは同期をとりながら行う必要があるため、同じ４ｍｓルーチンに存在する。しかしながら、ＥＧＲバルブを駆動してのＥＧＲ制御は自己診断領域以外でも行わなければならない。したがって、自己診断の終了によって、ステップ２６〜３０をキャンセルしたのでは、自己診断の終了後にＥＧＲバルブの駆動を行うことができなくなるからである。
【００６２】
このように、本発明ではＥＧＲ領域かつ定常時を診断条件とすることで、ＥＧＲバルブ開度が一定となり、ＥＧＲバルブ開度が一定の状態でバイパス通路が全開状態から全閉状態になるようにバルブの切換を行い、このバルブ切換前後での吸入負圧の減少量ΔＰｉｎをサンプリングし、その減少量ΔＰｉｎとそのときのＥＧＲバルブ開度ＳＭＯＮとに応じてバルブの漏れ量ＢＰＬＫを推定し、この漏れ量ＢＰＬＫが判定しきい値ＢＰＯＵＴＳＨ以上となった場合に漏れがあると判定することで、弁体の熱変形や摩耗による開口面積の変化に起因して切換バルブの漏れ量が多くなっているような場合を診断することができる。
【００６３】
また、一般的に開度センサーは高温下での使用に適さないため高温に晒される切換バルブへの取り付けが難しく、また摺動による特性変化を無視できないが、本発明において設けられる吸入負圧センサーの特性劣化は極めて少ないので、信頼のおける診断結果を得ることができる。
【００６４】
図７と図９のフローチャートは第２実施例で、それぞれ図３と図５に対応する。図３、図５と相違するのは、次の２点である。
【００６５】
▲１▼ＥＧＲ制御の部分（図３のステップ８、９、１２、図５のステップ２７）がない。ただし、第２実施例ではＥＧＲ制御を行わないというのではなく、たとえばＥＧＲバルブがいわゆるＢＰＴ（ＢａｃｋＰｒｅｓｓｕｒｅＴｒａｎｓｄｕｃｅｒ）バルブにより駆動されるようになっている。このＥＧＲ制御システムは、排圧コントロール方式と呼ばれ、ＥＧＲ量が吸入空気量に比例する形で与えられるものである。また、ＥＧＲバルブ開度を検出するセンサーを設けており、このセンサー信号を入力してＳＭＯＮの更新を行う（図９のステップ２８）。
【００６６】
なお、エアフローメーターにより検出される吸入空気量ＱａからＥＧＲバルブ開度を推定することで、ＥＧＲバルブ開度を検出するセンサーを省略することが可能である。広範囲で概略一定のＥＧＲ率を設定（限界設定といわれる）した場合には、ＥＧＲバルブ開度が吸入空気量にほぼ比例するため、ＳＭＯＮを
ＳＭＯＮ＝Ｑａ×ｋ
ただし、ｋ：比例定数
の式によって与えればよいわけである。
【００６７】
▲２▼図７においてステップ１５、１６が新たに加わっている。詳細には、ステップ１５、１６においてＮｅ，Ｔｐから図８を内容とするＥＧＲ一定領域マップを検索してその結果をＦＥＮＢＰに入れ、ＦＥＮＢＰに入った値が“１”である場合はステップ７で自己診断開始許可フラグＦＬＧＢＰＣを“１”にセットし、ＦＥＮＢＰに入った値が“０”であるときはステップ１０で自己診断開始許可フラグＦＬＧＢＰＣを“０”にリセットする。図８に示すように、ＥＧＲ一定領域マップでは全運転域を３０個の少領域に分割し、ＥＧＲバルブ開度が全開に貼りつく状態などＥＧＲバルブ開度の変化量が極めて小さい領域に対しては“１”を、そうでない領域には“０”を設定しており、定常時であることに加えて、ＥＧＲバルブ開度の変化量が小さい領域（つまりＥＧＲバルブ開度がほぼ一定となる領域）であることをも自己診断条件としているわけである。
【００６８】
第２実施例では、ＥＧＲバルブ開度がほぼ一定となる領域において切換バルブの漏れ故障を診断するようにしているので、ＥＧＲバルブの駆動方式によらないことになり、機械式のＥＧＲ制御システム（たとえば排圧コントロール方式や負圧コントロール方式）においても、切換バルブの漏れ診断を行うことができる。実施例ではサブ触媒が三元触媒の場合で説明したが、従来例のようにＮＯｘ浄化用触媒であってもかまわないことはいうまでもない。
【００６９】
【発明の効果】
第１の発明では、弁体の熱変形や摩耗による開口面積の変化に起因してバルブの漏れ量が多くなっているような場合を診断することができる。
【００７０】
第２の発明では、漏れがあるかどうかの判定が安定する。
【００７１】
第３の発明では、漏れがあるかどうかの判定精度がよくなる。
【００７２】
第４の発明では、正確な吸入負圧の低下を検出できる。
【００７３】
第５と第６の発明では、ＥＧＲ制御の影響を受けて判定精度が低下することがない。
【００７４】
第７の発明では、ＥＧＲ制御を行っている場合における判定精度がよくなる。
【００７５】
第８の発明では、ＥＧＲ制御を行っている場合においても、正確な吸入負圧の低下を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施例の制御システム図である。
【図２】漏れ診断を説明するための波形図である。
【図３】診断条件の判定を説明するためのフローチャートである。
【図４】切換バルブの目標開度の特性図である。
【図５】自己診断処理を説明するためのフローチャートである。
【図６】バルブ漏れ量のマップ特性図である。
【図７】第２実施例の診断条件の判定を説明するためのフローチャートである。
【図８】第２実施例のＥＧＲ一定領域のマップ特性図である。
【図９】第２実施例の自己診断処理を説明するためのフローチャートである。
【図１０】第１の発明のクレーム対応図である。
【符号の説明】
４ＥＧＲバルブ
１１Ａ主通路
１１Ｂバイパス通路
１３サブ触媒
１４切換バルブ
２１コントロールユニット
２７吸入負圧センサー
３１排気管
３２触媒
３３バイパス通路
３４切換バルブ
３５吸入負圧検出手段
３６バルブ切換手段
３７バルブ漏れ判定手段

Claims

排気管に位置する触媒と、
この触媒をバイパスして排気を流すバイパス通路と、
このバイパス通路と前記触媒側通路とを切換可能なバルブと、
吸入負圧を検出する手段と、
前記バイパス通路の全開状態から全閉状態へと前記切換バルブを切換える手段と、
このバルブ切換後の前記吸入負圧検出値の低下に基づいて前記切換バルブに漏れがあるかどうかを判定する手段と
を設けたことを特徴とする排気浄化装置の診断装置。
定常時に前記漏れがあるかどうかの判定を行うことを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置の診断装置。
前記バルブ漏れ判定手段は、前記バルブ切換前後での前記吸入負圧検出値の減少量をサンプリングする手段と、この吸入負圧検出値の減少量に応じて前記切換バルブの漏れ量を推定する手段と、この漏れ量と判定しきい値との比較により漏れ量が判定しきい値を超えた場合に漏れがあると判定する手段とからなることを特徴とする請求項１１または２に記載の排気浄化装置の診断装置。
前記バルブ切換のタイミングより所定の遅れ時間後にバルブ切換後の前記吸入負圧検出値をサンプリングすることを特徴とする請求項３に記載の排気浄化装置の診断装置。
前記バイパス通路の分岐部上流の排気の一部を吸気管に導入するＥＧＲバルブの開度をエンジン運転状態に応じて調整することによってＥＧＲ制御を行う場合に、前記ＥＧＲバルブ開度が一定となる運転状態で前記漏れがあるかどうかの判定を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の排気浄化装置の診断装置。
前記バイパス通路の分岐部上流の排気の一部を吸気管に導入するＥＧＲバルブの開度をエンジン運転状態に応じて調整することによってＥＧＲ制御を行う場合に、前記ＥＧＲバルブ開度が一定となる運転状態で前記漏れがあるかどうかの判定を行うことを特徴とする請求項３または４に記載の排気浄化装置の診断装置。
前記バルブ漏れ判定手段は、前記バルブ切換前後での前記吸入負圧検出値の減少量をサンプリングする手段と、この吸入負圧検出値の減少量と前記ＥＧＲバルブ開度とに応じて前記切換バルブの漏れ量を推定する手段と、この漏れ量と判定しきい値との比較により漏れ量が判定しきい値を超えた場合に漏れがあると判定する手段とからなることを特徴とする請求項５に記載の排気浄化装置の診断装置。
前記バルブ切換のタイミングより所定の遅れ時間後にバルブ切換後の前記吸入負圧検出値をサンプリングすることを特徴とする請求項７に記載の排気浄化装置の診断装置。