JP4224902B2

JP4224902B2 - Abnormality detection device for exhaust gas recirculation device

Info

Publication number: JP4224902B2
Application number: JP25780899A
Authority: JP
Inventors: 孝史川合; 宏幸水野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-09-10
Filing date: 1999-09-10
Publication date: 2009-02-18
Anticipated expiration: 2019-09-10
Also published as: JP2001082258A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排気を同機関の吸気系に再循環する排気再循環装置の異常検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、燃費改善を意図して理論空燃比よりもリーンな空燃比で混合気を燃焼させる、いわゆる希薄燃焼を実行することが可能な内燃機関が提案され、実用化されている。こうした内燃機関にあっては、混合気の空燃比をリーンにすべく理論空燃比の状態で混合気を燃焼させる場合に比べてスロットルバルブが開き側に制御されるため、ポンピングロスが低減されて燃費が改善されるようになる。
【０００３】
このように希薄燃焼を行う内燃機関においては、排気の一部を吸気系に再循環させて燃焼時に生じる窒素酸化物（ＮＯx ）の増加を抑制する排気再循環（ＥＧＲ）機構が設けられる。このＥＧＲ機構は、内燃機関の排気通路と吸気通路とを連通するＥＧＲ通路と、同通路に設けられたＥＧＲバルブとを備えている。そして、ＥＧＲバルブの開度を調整することで、排気通路から吸気通路へ再循環される排気の量（ＥＧＲ量）が調整される。こうしたＥＧＲ機構によって排気の一部が吸気通路に戻されると、同排気により燃焼室内の温度が下がってＮＯx の生成が抑制され、排気中におけるＮＯx の増加が抑制されるようになる。
【０００４】
しかし、ＥＧＲ機構に何らかの異常、例えばＥＧＲバルブの作動不良が生じたりすると、ＥＧＲ量がそのときの機関運転状態に適した値から外れて燃焼状態が悪化するおそれがある。そこで、特開平８−４２４０３号公報においては、所定の異常検出条件が成立したときＥＧＲバルブを全閉状態とし、このときの吸気通路内の圧力変化に基づきＥＧＲ機構の異常検出を行うようにしている。こうした異常検出を行うことにより、ＥＧＲ機構におけるＥＧＲバルブの作動不良等の異常を的確に検出することができるようになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＥＧＲ機構の異常検出を行うためにＥＧＲバルブを閉じると、内燃機関の吸気圧が低下してポンピングロスが増大するため、機関出力トルクが低下することは避けられない。この機関出力トルクの低下量はＥＧＲバルブを閉じる量、即ち吸気圧の低下量等によって変化するため、例えばＥＧＲバルブが全開に近い状態となる機関運転状態にあって、上記異常検出のためにＥＧＲバルブが全閉状態まで閉じられると、上記機関出力トルクの低下量が非常に大きいものとなる。このように機関運転状態によっては、ＥＧＲバルブを閉じるときに機関出力トルクが大幅に低下し、ドライバビリティの悪化を招くこととなる。
【０００６】
特に、希薄燃焼のうちでも、点火プラグ周りのみに燃料濃度の高い混合気を存在させ、混合気全体の平均空燃比を大幅にリーンとしても良好な着火が得られるようにした「成層燃焼」を行う場合には、ＥＧＲバルブを全閉状態にするときに機関出力トルクが大きく低下する。これは、「成層燃焼」時にはＮＯx の増加を抑制すべくＥＧＲ量を多くする必要があることから、通常状態でのＥＧＲバルブが大きく開いた状態になり、ＥＧＲ機構の異常検出を行うときにＥＧＲバルブが大きく開いた状態から全閉状態まで閉じられることが原因である。従って、「成層燃焼」時には、上述したドライバビリティの悪化という不具合が一層顕著なものになる。
【０００７】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、排気再循環装置の異常検出を行う際にドライバビリティが悪化するのを抑制することのできる排気再循環装置の異常検出装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、内燃機関の排気系と吸気系とを連通する排気再循環通路に設けられる制御弁を、機関運転状態に基づき設定される目標開度へと制御することにより、前記吸気系への排気再循環量を調整する排気再循環装置の異常検出装置において、所定の異常検出条件が成立したとき、前記目標開度を機関運転状態に基づき設定される通常の値から該通常の値よりも閉じ側であり且つ全閉開度よりも開き側の異常検出用目標開度へと変更する変更手段と、前記排気再循環装置が正常である条件下で前記目標開度を前記通常の値から前記異常検出用目標開度へと変更するとき、この変更による前記吸気系の圧力変化量が機関運転状態に係わらず所定範囲内の値となるよう、前記異常検出用目標開度を機関運転状態に基づき設定する目標開度設定手段と、前記変更手段により前記目標開度を異常検出用目標開度へと変更したときの前記吸気系の圧力変化に基づき、前記排気再循環装置の異常を検出する異常検出手段とを備えた。
【００１１】
同構成によれば、排気再循環装置の異常を検出するために制御弁が機関運転状態に基づき設定される通常の目標開度よりも閉じ側であり且つ全閉開度よりも開き側の異常検出用目標開度に制御されるとき、排気再循環装置が正常である条件下では内燃機関の吸気系の圧力変化量が所定範囲内の値となる。この圧力変化量に応じて機関出力トルクの低下量が変化するが、この圧力変化量が機関運転状態に係わらず所定範囲内の値になることから、上記制御弁が異常検出用目標開度に制御される際、機関出力トルクの変化量を機関運転状態に関わりなく略一定にすることができる。従って、所定の機関運転状態のときだけ上記機関出力トルクの変化量が過度に大きくなることに伴いドライバビリティが悪化するのを抑制することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を自動車用直噴ガソリンエンジンに適用した一実施形態を図１〜図７に従って説明する。
【００１３】
図１に示すように、エンジン１１は、そのシリンダブロック１１ａ内に往復移動可能に設けられたピストン１２を気筒毎に備えている。ピストン１２は、その頭部に成層燃焼を実行するのに必要な窪み１２ａが形成されるとともに、コンロッド１３を介して上記クランクシャフト１４に連結されている。そして、ピストン１２の往復移動は、上記コンロッド１３によってクランクシャフト１４の回転へと変換されるようになっている。
【００１４】
クランクシャフト１４にはシグナルロータ１４ａが取り付けられている。このシグナルロータ１４ａの外周部には、複数の突起１４ｂがクランクシャフト１４の軸線を中心とする等角度毎に設けられている。また、シグナルロータ１４ａの側方には、クランクポジションセンサ１４ｃが設けられている。そして、クランクシャフト１４が回転して、シグナルロータ１４ａの各突起１４ｂが順次クランクポジションセンサ１４ｃの側方を通過することにより、同センサ１４ｃからはそれら各突起１４ｂの通過に対応したパルス状の検出信号が出力されるようになる。
【００１５】
また、シリンダブロック１１ａの上端にはシリンダヘッド１５が設けられ、シリンダヘッド１５とピストン１２との間には燃焼室１６が設けられている。この燃焼室１６には吸気通路３２及び排気通路３３が接続されている。そして、燃焼室１６と吸気通路３２とは吸気バルブ１９の開閉動作によって連通・遮断され、燃焼室１６と排気通路３３とは排気バルブ２０の開閉動作によって連通・遮断される。
【００１６】
一方、シリンダヘッド１５には、上記吸気バルブ１９及び排気バルブ２０を開閉駆動するための吸気カムシャフト２１及び排気カムシャフト２２が回転可能に支持されている。これら吸気及び排気カムシャフト２１，２２は、タイミングベルト及びギヤ（共に図示せず）等を介してクランクシャフト１４に連結され、同ベルト及びギヤ等によりクランクシャフト１４の回転が伝達されるようになる。そして、吸気カムシャフト２１が回転すると吸気バルブ１９が開閉動作し、排気カムシャフト２２が回転すると排気バルブ２０が開閉動作する。
【００１７】
吸気通路３２の上流部分には、エンジン１１の吸入空気量を調整するためのスロットルバルブ２３が設けられている。このスロットルバルブ２３の開度は、アクセルポジションセンサ２６によって検出されるアクセルペダル２５の踏込量（アクセル踏込量）に基づきスロットル用モータ２４を駆動制御することで調節される。こうしたスロットルバルブ２３の開度調節により、エンジン１１の吸入空気量が調整される。吸気通路３２においてスロットルバルブ２３の下流側に位置する部分には、同通路３２内の圧力を検出するバキュームセンサ３６が設けられている。そして、バキュームセンサ３６は検出した吸気通路３２内の圧力に対応した検出信号を出力する。
【００１８】
また、シリンダヘッド１５には、燃焼室１６内に燃料を噴射供給する燃料噴射弁４０と、燃焼室１６内に充填される燃料と空気とからなる混合気に対して点火を行う点火プラグ４１とが設けられている。そして、燃料噴射弁４０から燃焼室１６内へ燃料が噴射されると、同燃料が吸気通路３２を介して燃焼室１６に吸入された空気と混ぜ合わされ、燃焼室１６内で空気と燃料とからなる混合気が形成される。更に、燃焼室１６内の混合気は点火プラグ４１によって点火がなされて燃焼し、燃焼後の混合気は排気として排気通路３３に送り出される。
【００１９】
一方、吸気通路３２のスロットルバルブ２３よりも下流側は、排気再循環（ＥＧＲ）通路４２を介して排気通路３３と連通している。このＥＧＲ通路４２の途中には、ステップモータ４３ａを備えたＥＧＲバルブ４３が設けられている。そして、ＥＧＲバルブ４３は、ステップモータ４３ａを駆動制御することで開度調節が行われる。こうしたＥＧＲバルブ４３の開度調節により、排気通路３３を介して吸気通路３２へ再循環する排気の量（ＥＧＲ量）が調整されるようになる。そして、エンジン１１の排気が吸気通路３２に再循環されることで、燃焼室１６内の温度が下がって窒素酸化物（ＮＯx ）の生成が抑制され、エミッション悪化の抑制が図られる。
【００２０】
次に、本実施形態における異常検出装置の電気的構成を図２に基づいて説明する。
この異常検出装置は、燃料噴射量制御、及びＥＧＲ制御など、エンジン１１の運転状態を制御するための電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）９２を備えている。このＥＣＵ９２は、ＲＯＭ９３、ＣＰＵ９４、ＲＡＭ９５及びバックアップＲＡＭ９６等を備える算出論理演算回路として構成されている。
【００２１】
ここで、ＲＯＭ９３は各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されたメモリであり、ＣＰＵ９４はＲＯＭ９３に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。また、ＲＡＭ９５はＣＰＵ９４での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ９６はエンジン１１の停止時にその記憶されたデータ等を保存する不揮発性のメモリである。そして、ＲＯＭ９３、ＣＰＵ９４、ＲＡＭ９５及びバックアップＲＡＭ９６は、バス９７を介して互いに接続されるとともに、外部入力回路９８及び外部出力回路９９と接続されている。
【００２２】
外部入力回路９８には、クランクポジションセンサ１４ｃ、アクセルポジションセンサ２６、及びバキュームセンサ３６等が接続されている。一方、外部出力回路９９には、燃料噴射弁４０、及びＥＧＲバルブ４３等が接続されている。
【００２３】
このように構成されたＥＣＵ９２は、エンジン１１の運転状態に応じて燃焼方式を「均質燃焼」と「成層燃焼」との間で切り換える。
即ち、ＥＣＵ９２は、クランクポジションセンサ１４ｃからの検出信号に基づきエンジン回転数ＮＥを求める。更に、ＥＣＵ９２は、機関負荷に対応した値となる基本燃料噴射量Ｑbse をエンジン１１の吸入空気量に関係したパラメータ等に基づき算出する。こうしたパラメータとしては、現在の燃焼方式が「均質燃焼」であるときにはエンジン１１の吸気圧ＰＭが採用され、現在の燃焼方式が「成層燃焼」であるときにはアクセル踏込量ＡＣＣＰが採用される。なお、上記吸気圧ＰＭはバキュームセンサ３６からの検出信号に基づき求められ、アクセル踏込量ＡＣＣＰはアクセルポジションセンサ２６からの検出信号に基づき求められる。
【００２４】
ＥＣＵ９２は、上記基本燃料噴射量Ｑbse （機関負荷）及びエンジン回転数ＮＥに応じて、現在の運転状態が「成層燃焼」と「均質燃焼」とのうちのいずれの燃焼方式を実行すべき状態であるか判定し、同判定に応じた燃焼方式を実行する。即ち、エンジン１１の運転状態が高回転高負荷領域にあるときに「均質燃焼」を行い、低回転低負荷領域にあるときには「成層燃焼」を行う。このように燃焼方式を変化させるのは、高出力が要求される高回転高負荷時には混合気の空燃比をリッチ側の値にしてエンジン出力を高め、あまり高出力を必要としない低回転低負荷時には空燃比をリーン側の値にして燃費の改善を図るためである。
【００２５】
エンジン１１の燃焼方式を「均質燃焼」とした場合、ＥＣＵ９２は、燃料噴射弁４０を駆動制御してエンジン１１の吸気行程中に、基本燃料噴射量Ｑbse から求められる最終燃料噴射量Ｑfin に対応した量の燃料を燃焼室１６内に噴射供給する。こうした燃料噴射に基づき燃焼室１６内に形成される混合気においては、その空燃比が理論空燃比若しくは理論空燃比よりもリッチになる。ＥＣＵ９２は、「均質燃焼」時にはＥＧＲバルブ４３を閉じ、吸気通路３２への排気の再循環を停止する。
【００２６】
エンジン１１の燃焼方式を「成層燃焼」とした場合、ＥＣＵ９２は、燃料噴射弁４０を駆動制御してエンジン１１の圧縮行程中に、基本燃料噴射量Ｑbse から求められる最終燃料噴射量Ｑfin に対応した量の燃料を噴射供給する。こうした燃料噴射により燃焼室１６内に形成される混合気においては、その空燃比が「均質燃焼」時の空燃比よりもリーン側の値とされる。更に、ＥＣＵ９２は、基本燃料噴射量Ｑbse やエンジン回転数ＮＥ等に基づきＥＧＲバルブ４３の開度を制御し、ＥＧＲ量がそのときの機関運転状態に適した値となるようにする。
【００２７】
上記「成層燃焼」時において、エンジン１１の圧縮行程中に燃料噴射弁４０から噴射された燃料は、ピストン１２の頭部に設けられた窪み１２ａ（図１）に入り、ピストン１２の移動によって点火プラグ４１の周りに集められる。このように点火プラグ４１の周りに燃料を集めることによって、燃焼室１６内の混合気全体の平均空燃比を「均質燃焼」時より大幅にリーンにしても、同プラグ４１周りの混合気の空燃比が着火に適したものとされて良好な混合気への着火が行われる。また、燃焼室１６内の混合気全体の平均空燃比を「均質燃焼」時よりリーンにするためにスロットル開度が開き側に制御されて吸入空気量が多くされるため、「成層燃焼」時にはエンジン１１のポンピングロスが低減されるようになる。
【００２８】
次に、ＥＧＲバルブ４３の開度制御の概要を説明する。
ＥＣＵ９２は、下記の式（１）に示されるように、基本ＥＧＲ開度Ｅbse にその他の補正量Ａを加算することにより目標ＥＧＲ開度Ｅｔを算出する。
【００２９】
Ｅｔ＝Ｅbse ＋Ａ …（１）
上記基本ＥＧＲ開度Ｅbse は、基本燃料噴射量Ｑbse （機関負荷）及びエンジン回転数ＮＥに基づき、予め実験等によって設定されるマップを参照して算出される。こうして算出される基本ＥＧＲ開度Ｅbse は、エンジン１１の運転状態が中回転中負荷領域に位置する状態のときに最も開き側の値になり、低回転低負荷領域又は高回転高負荷領域に移行するほど閉じ側の値になる。そして、目標ＥＧＲ開度Ｅｔが算出されると、ＥＣＵ９２は、ＥＧＲバルブ４３の開度が同目標ＥＧＲ開度Ｅｔに近づくようステップモータ４３ａを駆動制御する。こうしてＥＧＲバルブ４３の開度を制御することにより、ＥＧＲ量が機関運転状態に応じた適切な値に調整されるようになる。
【００３０】
ところで、ＥＧＲ通路４２及びＥＧＲバルブ４３等を備える排気再循環機構（ＥＧＲ機構）に何らかの異常、例えばＥＧＲバルブ４３の作動不良が生じたりすると、同ＥＧＲバルブ４３の開度が不適切なものになる。その結果、ＥＧＲバルブ４３の開度によって決定されるＥＧＲ量がそのときの機関運転状態に適した値から外れ、ＥＧＲ量が不適切な値になることに伴い燃焼状態が悪化するおそれがある。
【００３１】
そのため、ＥＧＲ機構の異常検出として、所定の異常検出条件が成立したときにＥＧＲバルブ４３を全閉状態とし、このときの吸気圧ＰＭの低下量に基づき上記異常検出を行うことも考えられる。例えばＥＧＲバルブ４３の作動不良が発生している場合、上記のようにＥＧＲバルブ４３を全閉状態にしようとしても、同バルブ４３が全閉状態になりきらないために吸気圧ＰＭの低下量が正常時よりも小さくなる。従って、この吸気圧ＰＭの低下量が所定の判定値以上であるか否かの判断に基づき、ＥＧＲバルブ４３の作動不良等の異常を的確に検出することができる。
【００３２】
ところで、ＥＧＲ機構の異常検出のためにＥＧＲバルブ４３を閉じると、エンジン１１の吸気圧ＰＭが低下してポンピングロスが増大するため、同エンジン１１の出力トルクが低下することは避けられない。この出力トルクの低下量は、ＥＥＧＲバルブ４３を閉じる量に応じて変化する吸気圧ＰＭの低下量に関係しているため、同ＥＧＲバルブ４３を閉じる前の目標ＥＧＲ開度Ｅｔに応じて変化することとなる。更に、この目標ＥＧＲ開度Ｅｔは基本燃料噴射量Ｑbse 及びエンジン回転数ＮＥ等の機関運転状態に基づき算出されるため、上記出力トルクの低下量は、基本燃料噴射量Ｑbse 及びエンジン回転数ＮＥに応じて変化する。
【００３３】
ここで、ＥＧＲ機構の異常検出のために、ＥＧＲバルブ４３を通常の目標ＥＧＲ開度Ｅｔから全閉状態まで閉じたときの吸気圧ＰＭの低下量ΔＰについて図３のグラフを参照して説明する。
【００３４】
このグラフにおいて実線は、エンジン回転数ＮＥを一定とした条件のもとで機関負荷（基本燃料噴射量Ｑbse ）が変化するときの上記吸気圧ＰＭの低下量ΔＰの推移を示すものである。このグラフから明らかなように、上記異常検出のためにＥＧＲバルブ４３を全閉状態まで閉じるときの吸気圧ＰＭの低下量ΔＰは、エンジン回転数ＮＥを一定とした条件下では、中負荷のときに最も大きくなり、低負荷又は高負荷になるほど小さくなる。これは中負荷のときに最も目標ＥＧＲ開度Ｅｔが開き側の値になり、上記異常検出を行うべくＥＧＲバルブ４３を全閉状態まで閉じるときの閉じ量が最も大きくなるためである。
【００３５】
エンジン１１の中負荷運転時など、目標ＥＧＲ開度Ｅｔが開き側の値であってＥＧＲバルブ４３が全開に近い状態になる機関運転状態で、上記異常検出のためにＥＧＲバルブ４３が全閉状態まで閉じられると、吸気圧ＰＭの低下量ΔＰが大きいために機関出力トルクの低下量が非常に大きいものとなる。このように機関出力トルクの低下量は、ＥＧＲバルブ４３を閉じるときの機関負荷（基本燃料噴射量Ｑbse ）やエンジン回転数ＮＥ等の機関運転状態（目標ＥＧＲ開度Ｅｔ）に応じて異なるものとなる。そのため、機関運転状態によっては、上記のようにＥＧＲバルブ４３を閉じる際に機関出力トルクの低下量が過度に大きくなり、ドライバビリティの悪化を招くこととなる。
【００３６】
そこで本実施形態では、ＥＧＲ機構の異常検出を行う際にＥＧＲバルブ４３を全閉状態まで閉じるのではなく、同ＥＧＲバルブ４３を通常の目標ＥＧＲ開度Ｅｔよりも閉じ側の値となるが全閉状態よりは開き側の値となる異常検出用の目標ＥＧＲ開度Ｅｔへと制御する。そして、こうした異常検出用の目標ＥＧＲ開度Ｅｔを、ＥＧＲ機構が正常状態である条件下でＥＧＲバルブ４３を同異常検出用の目標ＥＧＲ開度Ｅｔまで閉じたとき、これによる吸気圧ＰＭの低下量ΔＰが機関運転状態に係わらずほぼ一定となり、しかも同低下量ΔＰがＥＧＲ機構の異常検出を行うのに必要な値となるよう算出する。
【００３７】
従って、ＥＧＲ機構の異常検出を行う際には、まず、ＥＧＲバルブ４３を開度制御するための目標ＥＧＲ開度Ｅｔが、図４（ａ）に示されるように通常の値から異常検出用の値へと変更される。その結果、ＥＧＲバルブ４３が通常の目標ＥＧＲ開度Ｅｔから異常検出用の目標ＥＧＲ開度Ｅｔまで閉じられ、図４（ｂ）に示されるように吸気圧ＰＭが低下する。この吸気圧ＰＭの低下量ΔＰは、上記のように異常検出用の目標ＥＧＲ開度Ｅｔが算出されることから、ＥＧＲ機構が正常であれば機関運転状態（機関負荷等）に関わりなく、図３に破線で示すようにほぼ一定になる。この低下量ΔＰは、ＥＧＲ機構の異常検出を行うのに必要な値とされ、過度に小さい値となって同異常検出が困難な値になることはない。
【００３８】
また、上記吸気圧ＰＭが低下することによりエンジン１１のポンピングロスが増大し、図４（ｃ）に示されるようにエンジン１１の出力トルクも低下する。ＥＧＲ機構が正常であれば、上記吸気圧ＰＭの低下量ΔＰが機関運転状態に関わりなくほぼ一定になるため、この吸気圧ＰＭの低下量ΔＰに応じて低下する機関出力トルクの低下量ΔＴも機関運転状態に関わりなくほぼ一定となる。そのため、上記異常検出のためにＥＧＲバルブ４３を異常検出用の目標ＥＧＲ開度Ｅｔまで閉じる際、吸気圧ＰＭの低下量ΔＰに応じて変化する機関出力トルクの低下量ΔＴが過度に大きくなり、ドライバビリティの悪化を招くことが抑制される。
【００３９】
なお、ＥＧＲバルブ４３の作動不良などＥＧＲ機構に何らかの異常が発生している場合、上記のようにＥＧＲバルブ４３を通常の目標ＥＧＲ開度Ｅｔから異常検出用の目標ＥＧＲ開度Ｅｔまで閉じるとき、同バルブ４３の開度が異常検出用の目標ＥＧＲ開度Ｅｔに達せず、吸気圧ＰＭの低下量ΔＰが正常時よりも小さくなる。そのため、この吸気圧ＰＭの低下量ΔＰが所定の判定値よりも大きいか否かに基づき、ＥＧＲ機構の異常を的確に検出することができるようになる。
【００４０】
次に、目標ＥＧＲ開度Ｅｔの算出手順について図５を参照して説明する。図５は、目標ＥＧＲ開度Ｅｔを算出するための目標ＥＧＲ開度算出ルーチンを示すフローチャートである。この目標ＥＧＲ開度算出ルーチンは、ＥＣＵ９２を通じて例えば所定時間毎の時間割り込みにて実行される。
【００４１】
目標スロットル開度算出ルーチンにおいては、ステップＳ１０６の処理で、基本燃料噴射量Ｑbse （機関負荷）及びエンジン回転数ＮＥに基づき算出される基本ＥＧＲ開度Ｅbse 等から、上記式（１）を用いて目標ＥＧＲ開度Ｅｔを算出する。ＥＣＵ９２は、ＥＧＲバルブ４３の開度を上記のように算出される目標ＥＧＲ開度Ｅｔに近づけるべく、同目標ＥＧＲ開度Ｅｔに基づきステップモータ４３ａを駆動制御する。
【００４２】
また、目標ＥＧＲ開度算出ルーチンにおいて、ステップＳ１０１の処理は、ＥＧＲ機構の異常検出を実行するか否かの基準となる異常検出実行が成立しているか否かを判断するためのものである。こうした異常検出が行われない通常時においては、ステップＳ１０５の処理で通常時での基本ＥＧＲ開度Ｅbse が算出され、この基本ＥＧＲ開度Ｅbse を用いて目標ＥＧＲ開度Ｅｔが通常時の値として算出されるようになる。
【００４３】
一方、上記異常検出が行われるときには、ステップＳ１０２の処理で異常検出用の基本ＥＧＲ開度Ｅbse が算出され、この基本ＥＧＲ開度Ｅbse を用いて目標ＥＧＲ開度Ｅｔが異常検出時の値として算出されるようになる。こうして算出される異常検出用の目標ＥＧＲ開度Ｅｔは、通常時の目標ＥＧＲ開度Ｅｔに比べて閉じ側の値であって、ＥＧＲ機構が正常状態である条件下ではＥＧＲバルブ４３の開度を通常時の目標ＥＧＲ開度Ｅｔから異常検出用の目標ＥＧＲ開度Ｅｔへと閉じたとき、吸気圧ＰＭの低下量ΔＰが機関運転状態に関わりなくほぼ一定になるとともに上記異常検出に必要な値になるよう算出される。
【００４４】
ＥＣＵ９２は、上記ステップＳ１０１の処理として、下記の異常検出条件が全て成立しているか否かを判断する。
・アクセル踏込量ＡＣＣＰやエンジン回転数ＮＥの変動が少なく、機関運転状態が安定していること
・今回エンジン１１が始動されてから一度も正常判断がなされていないこと
・前回の異常検出が実行されてから所定時間が経過していること
上記各条件のうちのいずれか一つでも不成立であって、エンジン１１の運転状態がＥＧＲ機構の異常検出を行うべきでない状態でない旨判断されると、ステップＳ１０４に進む。
【００４５】
ＥＣＵ９２は、ステップＳ１０４の処理で、異常検出未完フラグＦとして「０」をＲＡＭ９５の所定領域に記憶する。この異常検出未完フラグＦは、初期値が「０」であって上記各異常検出条件が成立したときに「１」に設定されるものである。
【００４６】
そして、ＥＣＵ９２は、ステップＳ１０５の処理として基本燃料噴射量Ｑbse 及びエンジン回転数ＮＥに基づき通常時の基本ＥＧＲ開度Ｅbse を算出し、続くステップＳ１０６の処理で算出される目標ＥＧＲ開度Ｅｔを通常時の値とする。こうして算出される目標ＥＧＲ開度Ｅｔは、エンジン回転数ＮＥが一定である条件のもとでは、機関負荷（基本燃料噴射量Ｑbse ）が中負荷であるときに最も開き側の値になり、低負荷又は高負荷になるほど閉じ側の値になる。
【００４７】
この目標ＥＧＲ開度Ｅｔを算出した後、ＥＣＵ９２は、当該目標ＥＧＲ開度算出ルーチンを一旦終了する。そして、ＥＣＵ９２は、ＥＧＲバルブ４３の開度が上記目標ＥＧＲ開度Ｅｔに近づくようステップモータ４３ａを駆動制御し、ＥＧＲ量をこのときの機関運転状態に適したものへと調整する。
【００４８】
一方、上記ステップＳ１０１の処理において、上記各条件が全て成立しており、エンジン１１の運転状態がＥＧＲ機構の異常検出を行うべき状態である旨判断されると、ステップＳ１０２に進む。
【００４９】
ＥＣＵ９２は、ステップＳ１０２の処理として、基本燃料噴射量Ｑbse 及びエンジン回転数ＮＥに基づき異常検出用の基本ＥＧＲ開度Ｅbse を算出する。こうして算出される異常検出用の基本ＥＧＲ開度Ｅbse の機関負荷及びエンジン回転数ＮＥの変化に対する推移傾向を図６に示す。図６において（ａ）〜（ｂ）は、エンジン回転数ＮＥをそれぞれＮＥ１、ＮＥ２、ＮＥ３（「ＮＥ１＜ＮＥ２＜ＮＥ３」）に固定した状態で、機関負荷（基本燃料噴射量Ｑbse ）を変化させたときの異常検出用の目標ＥＧＲ開度Ｅｔの推移を示すものである。
【００５０】
図６から明らかなように、いずれのエンジン回転数ＮＥ（＝ＮＥ１、ＮＥ２、ＮＥ３）であっても、目標ＥＧＲ開度Ｅｔは機関負荷が中負荷であるときに最も開き側の値になり、低負荷又は高負荷になるほど閉じ側の値になる。これは、ステップＳ１０５の処理で算出される通常の基本ＥＧＲ開度Ｅbse が、上記と同じく中負荷であるときに最も開き側の値になり、低負荷又は高負荷になるほど閉じ側の値になるためである。この通常時の基本ＥＧＲ開度Ｅbse に比べて、上記異常検出用の基本ＥＧＲ開度Ｅbse は閉じ側の値になる。
【００５１】
上記のように異常検出用の基本ＥＧＲ開度Ｅbse を算出した後、ＥＣＵ９２は、ステップＳ１０３の処理で異常検出未完フラグＦとして「１（未完）」をＲＡＭ９５の所定領域に記憶し、続くステップＳ１０６の処理で算出される目標ＥＧＲ開度Ｅｔを異常検出用の値とする。この目標ＥＧＲ開度Ｅｔを算出した後、ＥＣＵ９２は、当該目標ＥＧＲ開度算出ルーチンを一旦終了する。そして、ＥＣＵ９２は、ＥＧＲバルブ４３を上記異常検出用の目標ＥＧＲ開度Ｅｔまで閉じるべくステップモータ４３ａを駆動制御する。このようにＥＧＲバルブ４３が閉じられるときの吸気圧ＰＭの低下量ΔＰに基づき、ＥＧＲ機構に異常が発生しているか否かが判断される。
【００５２】
次に、ＥＧＲ機構の異常検出手順について図７を参照して説明する。図７は、ＥＲ機構における異常の有無を、ＥＧＲバルブ４３が異常検出用の目標ＥＧＲ開度Ｅｔへと制御されるときの吸気圧ＰＭの低下量ΔＰに基づき判断する異常検出ルーチンを示すフローチャートである。この異常検出ルーチンは、ＥＣＵ９２を通じて例えば所定時間毎の時間割り込みにて実行される。
【００５３】
異常検出ルーチンにおいては、ステップＳ２０１の処理は、上記異常検出のためにＥＧＲバルブ４３が閉じられてから吸気圧ＰＭが低下するのに必要な時間が経過したか否かを判断するためのものである。また、ステップＳ２０２〜Ｓ２０４の処理は、上記吸気圧ＰＭの低下量ΔＰに基づきＥＧＲ機構での異常発生の有無を判断するためのものである。更に、ステップＳ２０５の処理は、上記ＥＧＲ機構の異常検出が未完であるか否かを判断するための異常検出未完フラグＦを「０（完了）」に設定するためのものである。
【００５４】
ＥＣＵ９２は、ステップＳ２０１の処理として、異常検出未完フラグＦが「１（未完）」であり、且つ上記異常検出条件が成立して異常検出未完フラグＦが「１（未完）」とされてから所定時間が経過したか、即ち上記異常検出のためにＥＧＲバルブ４３が閉じられてから吸気圧ＰＭが低下するのに必要な時間が経過したか否かを判断する。そして、ステップＳ２０１の処理において、ＮＯであれば当該異常検出ルーチンを一旦終了し、ＹＥＳであればステップＳ２０２に進む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ２０２の処理として、上記吸気圧ＰＭの低下量ΔＰが判定値ａ未満であるかに基づき、ＥＧＲ機構における異常発生の有無を判断する。
【００５５】
ＥＧＲバルブ４３を異常検出用の目標ＥＧＲ開度Ｅｔまで閉じるとき、ＥＧＲバルブ４３の作動不良などＥＧＲ機構に何らかの異常が発生していると、ＥＧＲバルブ４３が上記目標ＥＧＲ開度Ｅｔまで閉じきらず、吸気圧ＰＭの低下量ΔＰが適正な値よりも小さくなる。そのため、ステップＳ２０２の処理において、「ΔＰ＜ａ」であれば、ＥＧＲ機構に異常が発生している旨の判断、即ち異常判断がなされてステップＳ２０３に進む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ２０３の処理で、異常フラグＦＷとして「１（異常有り）」をバックアップＲＡＭ９６の所定領域に記憶する。このように異常フラグＦＷが「１」とされると、ＥＣＵ９２は、例えば自動車の計器パネルに設けられた警告ランプを点灯させ、ＥＧＲ機構に異常が発生していることを自動車の運転者に知らせる。
【００５６】
一方、上記ステップＳ２０２の処理において、吸気圧ＰＭの低下量ΔＰが判定値ａ未満でなければ（「ΔＰ≧ａ」）、ＥＧＲ機構に異常が発生していない旨の判断、即ち正常判断がなされる。このようにＥＧＲ機構に異常が発生していなければ、吸気圧ＰＭの低下量ΔＰは機関運転状態に係わらずほぼ一定となる。即ち、ＥＧＲ機構の異常検出のためにＥＧＲバルブ４３を通常の目標ＥＧＲ開度Ｅｔから異常検出用の目標ＥＧＲ開度Ｅｔへと閉じるとき、基本燃料噴射量Ｑbse 及びエンジン回転数ＮＥといった機関運転状態に応じて変化する上記通常時の目標ＥＧＲ開度Ｅｔに係わらず上記吸気圧ＰＭの低下量ΔＰは一定となる。
【００５７】
これは、同低下量ΔＰが機関運転状態に関わりなく一定となるよう、しかも上記異常検出を行うのに必要な値となるよう目標ＥＧＲ開度算出ルーチン（図５）におけるステップＳ１０２の処理で異常検出用の基本ＥＧＲ開度Ｅbse が算出されるためである。このように上記異常検出のためにＥＧＲバルブ４３が閉じられるときの吸気圧ＰＭの低下量ΔＰが、機関運転状態に関わりなくほぼ一定にされるため、同低下量ΔＰに応じて変化する機関出力トルクの低下量ΔＴが過度に大きくなり、ドライバビリティの悪化を招くことが抑制される。
【００５８】
上記ステップＳ２０２の処理において、「ΔＰ＜ａ」でない旨判断されると、ＥＣＵ９２は、ステップＳ２０４の処理で異常フラグＦＷとして「０（異常無し）」をバックアップＲＡＭ９６の所定領域に記憶する。上記Ｓ２０２〜Ｓ２０４の処理により、ＥＧＲ機構での異常発生の有無を判断して同異常の検出を実行した後には、ステップＳ２０６に進む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ２０６の処理で、異常検出未完フラグＦとして「０（完了）」をＲＡＭ９５の所定領域に記憶した後、この異常検出ルーチンを一旦終了する。
【００５９】
以上詳述した処理が行われる本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）ＥＧＲ機構の異常検出を行うためにＥＧＲバルブ４３が通常の目標ＥＧＲ開度Ｅｔから異常検出用の目標ＥＧＲ開度Ｅｔへと閉じられるとき、エンジン１１の吸気圧ＰＭが低下するが、この吸気圧ＰＭの低下量ΔＰは、ＥＧＲ機構が正常である条件下では機関負荷に関わりなくほぼ一定で、且つ上記異常検出を行うのに必要な値とされる。これは、異常検出用の目標ＥＧＲ開度Ｅｔ（基本ＥＧＲ開度Ｅbse ）は、ＥＧＲ機構が正常状態である条件下において上記のようにＥＧＲバルブ４３が閉じられたとき、吸気圧ＰＭの低下量ΔＰがほぼ一定で且つ上記異常検出に必要な値となるよう、基本燃料噴射量Ｑbse 及びエンジン回転数ＮＥといった機関運転状態に基づき算出されるためである。
【００６０】
ＥＧＲバルブ４３が通常の目標ＥＧＲ開度Ｅｔから異常検出用の目標ＥＧＲ開度Ｅｔへと閉じられるとき、吸気圧ＰＭの低下量ΔＰに応じてエンジン１１の出力トルクが低下する。しかし、ＥＧＲ機構が正常状態である条件下では吸気圧ＰＭの低下量ΔＰがほぼ一定とされることから、上記出力トルクの低下量ΔＴは、吸気圧ＰＭの低下量ΔＰに対応する値以上に大きくなることはなく、機関運転状態に係わらず上記低下量ΔＰに対応する値にてほぼ一定となるよう抑制される。また、上記吸気圧ＰＭの低下量ΔＰは、機関運転状態に係わらず上記ＥＧＲ機構の異常検出に必要とされる値にてほぼ一定とされる。
【００６１】
従って、ＥＧＲバルブ４３を通常の目標ＥＧＲ開度Ｅｔから異常検出用の目標ＥＧＲ開度Ｅｔへと閉じることにより、上記ＥＧＲ機構の異常検出に必要な吸気圧ＰＭの低下量ΔＰを確保して同異常検出の性能を維持して同異常検出の性能を維持しつつ、所定の機関運転状態のときだけエンジン１１の出力トルクＴの低下量ΔＴの過度に大きくなることに伴いドライバビリティが悪化するのを抑制することができる。
【００６２】
（２）「成層燃焼」では、ＮＯx が発生し易いために同ＮＯx の増加を抑制すべくＥＧＲ量を多くする必要があることから、通常状態ではＥＧＲバルブ４３が大きく開いた状態になり、ＥＧＲ機構の異常検出のためにＥＧＲバルブ４３が閉じられるときの出力トルクの低下量ΔＴが大きくなり易い。しかし、上記のように異常検出用の基本ＥＧＲ開度Ｅbse （目標ＥＧＲ開度Ｅｔ）を算出することにより、上記「成層燃焼」の行われるエンジン１１であっても、的確に上記出力トルクの低下に伴うドライバビリティの悪化を抑制することができる。
【００６３】
なお、本実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・本実施形態では、ＥＧＲ機構の異常検出のためにＥＧＲバルブ４３を異常検出用の目標ＥＧＲ開度Ｅｔまで閉じる際、ＥＧＲ機構が正常状態である条件下では機関運転状態に係わらず吸気圧ＰＭの低下量ΔＰがほぼ一定となるよう上記異常検出用の目標ＥＧＲ開度Ｅｔを同機関運転状態に基づき算出したが、本発明はこれに限定されない。
【００６４】
要は、上記のようにＥＧＲバルブ４３を閉じる際、ＥＧＲ機構が正常状態である条件下では機関運転状態に係わらず吸気圧ＰＭの低下量ΔＰがほぼ一定を含み所定範囲内の値となるよう、上記異常検出用の目標ＥＧＲ開度Ｅｔを同機関運転状態に基づき算出すればよい。この場合、上記所定範囲は、吸気圧ＰＭの低下量ΔＰに応じて変化する機関出力トルクの低下量ΔＴが過度に大きくならず、且つＥＧＲ機構の異常検出に必要な吸気圧ＰＭの低下量ΔＰが得られる範囲とする。このように異常検出用の目標ＥＧＲ開度Ｅｔを算出することで、上記異常検出に必要な吸気圧ＰＭの低下量ΔＰを確保して同異常検出の性能を維持しつつ、所定の機関運転状態のときだけ上記機関出力トルクの低下量ΔＴが過度に大きくなることに伴いドライバビリティが悪化するのを抑制することができる。
【００６５】
また、上記のようにＥＧＲバルブ４３を閉じる際、ＥＧＲ機構が正常状態である条件下では機関運転状態に係わらず吸気圧ＰＭの低下量ΔＰがほぼ一定になるのではなく所定値未満に抑制されるよう、上記異常検出用の目標ＥＧＲ開度Ｅｔを同機関運転状態に基づき算出してもよい。この場合、上記所定値は、吸気圧ＰＭの低下量ΔＰに応じて変化する機関出力トルクの低下量ΔＴが過度に大きくならず、且つＥＧＲ機構の異常検出に必要な吸気圧ＰＭの低下量ΔＰが得られる値とする。このように異常検出用の目標ＥＧＲ開度Ｅｔを算出することで、上記異常検出に必要な吸気圧ＰＭの低下量ΔＰを確保して同異常検出の性能を維持しつつ、所定の機関運転状態のときだけ上記機関出力トルクの低下量ΔＴが過度に大きくなることに伴いドライバビリティが悪化するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の異常検出装置が適用されるエンジン全体を示す断面図。
【図２】同異常検出装置の電気的構成を示すブロック図。
【図３】ＥＧＲ機構の異常検出を行う際の吸気圧ＰＭの低下量ΔＰの機関負荷の変化に対する推移を示すグラフ。
【図４】ＥＧＲ機構の異常検出を行う際の時間経過に対する目標ＥＧＲ開度Ｅｔ、吸気圧ＰＭ、及び出力トルクの推移を示すタイムチャート。
【図５】目標ＥＧＲ開度Ｅｔの算出手順を示すフローチャート。
【図６】異常検出用の基本ＥＧＲ開度Ｅbse の機関負荷及びエンジン回転数の変化に対する推移傾向を示すグラフ。
【図７】ＥＧＲ機構の異常検出手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
１１…エンジン、１４ｃ…クランクポジションセンサ、２６…アクセルポジションセンサ、３６…バキュームセンサ、４２…ＥＧＲ通路、４３…ＥＧＲバルブ、４３ａ…ステップモータ、９２…電子制御ユニット（ＥＣＵ）。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an abnormality detection device for an exhaust gas recirculation device that recirculates exhaust gas from an internal combustion engine to an intake system of the engine.
[0002]
[Prior art]
In recent years, an internal combustion engine capable of performing so-called lean combustion, in which an air-fuel mixture is burned at an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio for the purpose of improving fuel efficiency, has been proposed and put into practical use. In such an internal combustion engine, the throttle valve is controlled to open more than the case where the air-fuel mixture is burned with the stoichiometric air-fuel ratio in order to make the air-fuel ratio of the air-fuel mixture lean, so that the pumping loss is reduced. Fuel consumption will be improved.
[0003]
In such an internal combustion engine that performs lean combustion, an exhaust gas recirculation (EGR) mechanism is provided that suppresses an increase in nitrogen oxide (NOx) generated during combustion by recirculating part of the exhaust gas to the intake system. The EGR mechanism includes an EGR passage that communicates an exhaust passage and an intake passage of the internal combustion engine, and an EGR valve provided in the passage. Then, the amount of exhaust gas (EGR amount) recirculated from the exhaust passage to the intake passage is adjusted by adjusting the opening of the EGR valve. When a part of the exhaust gas is returned to the intake passage by such an EGR mechanism, the exhaust gas lowers the temperature in the combustion chamber and suppresses the generation of NOx, thereby suppressing the increase of NOx in the exhaust gas.
[0004]
However, if any abnormality occurs in the EGR mechanism, for example, the EGR valve malfunctions, the EGR amount may deviate from a value suitable for the engine operating state at that time, and the combustion state may deteriorate. Therefore, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-42403, the EGR valve is fully closed when a predetermined abnormality detection condition is satisfied, and abnormality detection of the EGR mechanism is performed based on the pressure change in the intake passage at this time. Yes. By performing such abnormality detection, it becomes possible to accurately detect abnormality such as malfunction of the EGR valve in the EGR mechanism.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, if the EGR valve is closed in order to detect an abnormality of the EGR mechanism, the intake pressure of the internal combustion engine is reduced and the pumping loss is increased, so that the engine output torque is inevitably reduced. Since the amount of decrease in the engine output torque varies depending on the amount of closing the EGR valve, that is, the amount of decrease in intake pressure, for example, in the engine operating state where the EGR valve is almost fully open, When the valve is closed to the fully closed state, the amount of decrease in the engine output torque becomes very large. As described above, depending on the engine operating state, when the EGR valve is closed, the engine output torque is significantly reduced, leading to deterioration of drivability.
[0006]
In particular, even in lean combustion, “stratified combustion”, which has a fuel mixture with a high concentration of fuel only around the spark plug and allows the ignition to be achieved even when the average air-fuel ratio of the entire mixture is significantly lean, is achieved. When performing, the engine output torque is greatly reduced when the EGR valve is fully closed. This is because, during “stratified combustion”, the amount of EGR needs to be increased in order to suppress the increase in NOx, so that the EGR valve in the normal state is greatly opened, and the EGR mechanism is detected when abnormality is detected. The cause is that the valve is closed from the fully open state to the fully closed state. Therefore, at the time of “stratified combustion”, the above-described problem of deterioration of drivability becomes more remarkable.
[0007]
The present invention has been made in view of such circumstances, and its object is to detect an abnormality in the exhaust gas recirculation device that can suppress deterioration in drivability when detecting an abnormality in the exhaust gas recirculation device. It is to provide a detection device.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  In the following, means for achieving the above-mentioned purpose and the effects thereof are described..
[0010]
  To achieve the above objective,Claim1In the described invention, the control valve provided in the exhaust gas recirculation passage that communicates the exhaust system and the intake system of the internal combustion engine is controlled to the target opening that is set based on the engine operating state. In the abnormality detection device of the exhaust gas recirculation device that adjusts the exhaust gas recirculation amount, when a predetermined abnormality detection condition is satisfied, the target opening is changed from a normal value set based on the engine operating state.Closer than the normal value and more open than the fully closed openingWhen changing the target opening from the normal value to the abnormality detecting target opening under the condition that the exhaust gas recirculation device is normal, the changing means for changing to the abnormality detecting target opening Target opening setting means for setting the abnormality detection target opening based on the engine operating state so that the pressure change amount of the intake system due to the change becomes a value within a predetermined range regardless of the engine operating state; and the changing means And an abnormality detecting means for detecting an abnormality of the exhaust gas recirculation device based on a change in pressure of the intake system when the target opening is changed to an abnormality detection target opening.
[0011]
  According to this configuration, the control valve is used to detect an abnormality in the exhaust gas recirculation device.Closer than the normal target opening set based on the engine operating state and more open than the fully closed openingWhen the target opening for abnormality detection is controlled, the pressure change amount of the intake system of the internal combustion engine becomes a value within a predetermined range under the condition that the exhaust gas recirculation device is normal. The amount of decrease in engine output torque changes according to this amount of pressure change, but since this amount of pressure change becomes a value within a predetermined range regardless of the engine operating state, the control valve is set to the target opening for detecting abnormality. When controlled, the amount of change in engine output torque can be made substantially constant regardless of the engine operating state. Therefore, it is possible to suppress the drivability from deteriorating as the amount of change in the engine output torque becomes excessively large only in a predetermined engine operating state.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an automobile direct injection gasoline engine will be described with reference to FIGS.
[0013]
As shown in FIG. 1, the engine 11 includes a piston 12 provided in the cylinder block 11 a so as to be reciprocally movable for each cylinder. The piston 12 has a recess 12 a necessary for executing stratified combustion at the head thereof, and is connected to the crankshaft 14 via a connecting rod 13. The reciprocating movement of the piston 12 is converted into rotation of the crankshaft 14 by the connecting rod 13.
[0014]
A signal rotor 14 a is attached to the crankshaft 14. A plurality of protrusions 14b are provided on the outer periphery of the signal rotor 14a at equal angles with the axis of the crankshaft 14 as the center. A crank position sensor 14c is provided on the side of the signal rotor 14a. Then, when the crankshaft 14 rotates and each projection 14b of the signal rotor 14a sequentially passes the side of the crank position sensor 14c, the sensor 14c detects a pulse shape corresponding to the passage of each projection 14b. A signal is output.
[0015]
A cylinder head 15 is provided at the upper end of the cylinder block 11 a, and a combustion chamber 16 is provided between the cylinder head 15 and the piston 12. An intake passage 32 and an exhaust passage 33 are connected to the combustion chamber 16. The combustion chamber 16 and the intake passage 32 are communicated and blocked by the opening / closing operation of the intake valve 19, and the combustion chamber 16 and the exhaust passage 33 are communicated and blocked by the opening / closing operation of the exhaust valve 20.
[0016]
On the other hand, an intake camshaft 21 and an exhaust camshaft 22 for opening and closing the intake valve 19 and the exhaust valve 20 are rotatably supported by the cylinder head 15. The intake and exhaust camshafts 21 and 22 are connected to the crankshaft 14 via timing belts and gears (both not shown), and the rotation of the crankshaft 14 is transmitted by the belts and gears. . When the intake camshaft 21 rotates, the intake valve 19 opens and closes, and when the exhaust camshaft 22 rotates, the exhaust valve 20 opens and closes.
[0017]
A throttle valve 23 for adjusting the intake air amount of the engine 11 is provided in the upstream portion of the intake passage 32. The opening degree of the throttle valve 23 is adjusted by drivingly controlling the throttle motor 24 based on the depression amount (accelerator depression amount) of the accelerator pedal 25 detected by the accelerator position sensor 26. By adjusting the opening degree of the throttle valve 23, the intake air amount of the engine 11 is adjusted. A vacuum sensor 36 that detects the pressure in the passage 32 is provided in a portion of the intake passage 32 that is located downstream of the throttle valve 23. The vacuum sensor 36 outputs a detection signal corresponding to the detected pressure in the intake passage 32.
[0018]
Further, the cylinder head 15 includes a fuel injection valve 40 that injects and supplies fuel into the combustion chamber 16, and an ignition plug 41 that ignites an air-fuel mixture composed of fuel and air filled in the combustion chamber 16 Is provided. When the fuel is injected from the fuel injection valve 40 into the combustion chamber 16, the fuel is mixed with the air sucked into the combustion chamber 16 via the intake passage 32, and the air and fuel are mixed in the combustion chamber 16. An air-fuel mixture is formed. Further, the air-fuel mixture in the combustion chamber 16 is ignited by the spark plug 41 and combusted, and the air-fuel mixture after combustion is sent to the exhaust passage 33 as exhaust gas.
[0019]
On the other hand, the downstream side of the throttle valve 23 in the intake passage 32 communicates with the exhaust passage 33 via an exhaust recirculation (EGR) passage 42. In the middle of the EGR passage 42, an EGR valve 43 including a step motor 43a is provided. The EGR valve 43 adjusts the opening degree by driving and controlling the step motor 43a. By adjusting the opening degree of the EGR valve 43, the amount of exhaust gas (EGR amount) recirculated to the intake passage 32 via the exhaust passage 33 is adjusted. Then, the exhaust gas of the engine 11 is recirculated to the intake passage 32, so that the temperature in the combustion chamber 16 is lowered, the generation of nitrogen oxides (NOx) is suppressed, and the emission deterioration is suppressed.
[0020]
Next, the electrical configuration of the abnormality detection device in the present embodiment will be described with reference to FIG.
This abnormality detection device includes an electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 92 for controlling the operating state of the engine 11 such as fuel injection amount control and EGR control. The ECU 92 is configured as a calculation logic operation circuit including a ROM 93, a CPU 94, a RAM 95, a backup RAM 96, and the like.
[0021]
Here, the ROM 93 is a memory in which various control programs and maps to be referred to when executing these various control programs are stored. The CPU 94 performs arithmetic processing based on the various control programs and maps stored in the ROM 93. Execute. The RAM 95 is a memory for temporarily storing calculation results in the CPU 94 and data input from each sensor. The backup RAM 96 is a non-volatile memory for storing the stored data when the engine 11 is stopped. is there. The ROM 93, CPU 94, RAM 95, and backup RAM 96 are connected to each other via a bus 97 and are connected to an external input circuit 98 and an external output circuit 99.
[0022]
A crank position sensor 14c, an accelerator position sensor 26, a vacuum sensor 36, and the like are connected to the external input circuit 98. On the other hand, the external output circuit 99 is connected to the fuel injection valve 40, the EGR valve 43, and the like.
[0023]
The ECU 92 configured as described above switches the combustion method between “homogeneous combustion” and “stratified combustion” according to the operating state of the engine 11.
That is, the ECU 92 obtains the engine speed NE based on the detection signal from the crank position sensor 14c. Further, the ECU 92 calculates the basic fuel injection amount Qbse, which is a value corresponding to the engine load, based on a parameter related to the intake air amount of the engine 11 and the like. As such parameters, the intake pressure PM of the engine 11 is adopted when the current combustion method is “homogeneous combustion”, and the accelerator depression amount ACCP is adopted when the current combustion method is “stratified combustion”. The intake pressure PM is obtained based on the detection signal from the vacuum sensor 36, and the accelerator depression amount ACCP is obtained based on the detection signal from the accelerator position sensor 26.
[0024]
In accordance with the basic fuel injection amount Qbse (engine load) and the engine speed NE, the ECU 92 is in a state in which the current operation state is to execute any one of “stratified combustion” and “homogeneous combustion”. It is determined whether or not there is a combustion method corresponding to the determination. That is, “homogeneous combustion” is performed when the operating state of the engine 11 is in the high rotation / high load region, and “stratified combustion” is performed when the engine 11 is in the low rotation / low load region. In this way, the combustion method is changed because the engine output is increased by setting the air-fuel ratio of the air-fuel mixture to the rich side during high rotation and high load where high output is required, and low rotation and low load that does not require very high output This is because sometimes the air-fuel ratio is set to a lean value to improve fuel efficiency.
[0025]
When the combustion method of the engine 11 is “homogeneous combustion”, the ECU 92 drives and controls the fuel injection valve 40 to correspond to the final fuel injection amount Qfin obtained from the basic fuel injection amount Qbse during the intake stroke of the engine 11. An amount of fuel is injected into the combustion chamber 16. In the air-fuel mixture formed in the combustion chamber 16 based on such fuel injection, the air-fuel ratio becomes richer than the stoichiometric air-fuel ratio or the stoichiometric air-fuel ratio. The ECU 92 closes the EGR valve 43 during “homogeneous combustion” and stops the recirculation of the exhaust gas to the intake passage 32.
[0026]
When the combustion method of the engine 11 is “stratified combustion”, the ECU 92 controls the fuel injection valve 40 to correspond to the final fuel injection amount Qfin obtained from the basic fuel injection amount Qbse during the compression stroke of the engine 11. An amount of fuel is injected and supplied. In the air-fuel mixture formed in the combustion chamber 16 by such fuel injection, the air-fuel ratio is set to a leaner value than the air-fuel ratio at the time of “homogeneous combustion”. Further, the ECU 92 controls the opening degree of the EGR valve 43 based on the basic fuel injection amount Qbse, the engine speed NE, and the like so that the EGR amount becomes a value suitable for the engine operating state at that time.
[0027]
During the “stratified combustion”, the fuel injected from the fuel injection valve 40 during the compression stroke of the engine 11 enters the recess 12 a (FIG. 1) provided in the head of the piston 12 and is ignited by the movement of the piston 12. Collected around the plug 41. By collecting the fuel around the spark plug 41 in this way, even if the average air-fuel ratio of the entire air-fuel mixture in the combustion chamber 16 is made much leaner than that during “homogeneous combustion”, the air-fuel mixture around the plug 41 is emptied. The fuel / air mixture is ignited with an appropriate fuel ratio. Further, in order to make the average air-fuel ratio of the entire air-fuel mixture in the combustion chamber 16 leaner than that in “homogeneous combustion”, the throttle opening is controlled to the open side and the intake air amount is increased. The pumping loss of the engine 11 is reduced.
[0028]
Next, an outline of the opening degree control of the EGR valve 43 will be described.
The ECU 92 calculates the target EGR opening Et by adding another correction amount A to the basic EGR opening Ebse as shown in the following equation (1).
[0029]
Et = Ebse + A (1)
The basic EGR opening degree Ebse is calculated based on the basic fuel injection amount Qbse (engine load) and the engine speed NE with reference to a map set in advance through experiments or the like. The basic EGR opening degree Ebse calculated in this way becomes the most open value when the operating state of the engine 11 is in the middle rotation load region, and shifts to the low rotation low load region or the high rotation high load region. The closer it is, the closer the value will be. When the target EGR opening degree Et is calculated, the ECU 92 drives and controls the step motor 43a so that the opening degree of the EGR valve 43 approaches the target EGR opening degree Et. By controlling the opening degree of the EGR valve 43 in this way, the EGR amount is adjusted to an appropriate value according to the engine operating state.
[0030]
By the way, if an abnormality occurs in the exhaust gas recirculation mechanism (EGR mechanism) including the EGR passage 42 and the EGR valve 43, for example, malfunction of the EGR valve 43 occurs, the opening degree of the EGR valve 43 becomes inappropriate. . As a result, the EGR amount determined by the opening degree of the EGR valve 43 deviates from a value suitable for the engine operating state at that time, and the combustion state may deteriorate as the EGR amount becomes an inappropriate value.
[0031]
Therefore, as an abnormality detection of the EGR mechanism, it is conceivable that the EGR valve 43 is fully closed when a predetermined abnormality detection condition is satisfied, and the abnormality detection is performed based on the amount of decrease in the intake pressure PM at this time. For example, when an operation failure of the EGR valve 43 has occurred, even if the EGR valve 43 is to be fully closed as described above, the valve 43 cannot be fully closed, so the amount of decrease in the intake pressure PM is small. Smaller than normal. Therefore, abnormalities such as malfunction of the EGR valve 43 can be accurately detected based on the determination as to whether or not the amount of decrease in the intake pressure PM is equal to or greater than a predetermined determination value.
[0032]
By the way, when the EGR valve 43 is closed to detect an abnormality of the EGR mechanism, the intake pressure PM of the engine 11 is reduced and the pumping loss is increased, so that the output torque of the engine 11 is inevitably reduced. The amount of decrease in the output torque is related to the amount of decrease in the intake pressure PM that changes according to the amount by which the EEGR valve 43 is closed, and thus changes according to the target EGR opening degree Et before the EGR valve 43 is closed. It will be. Further, since the target EGR opening degree Et is calculated based on the engine operating state such as the basic fuel injection amount Qbse and the engine speed NE, the reduction amount of the output torque is determined by the basic fuel injection amount Qbse and the engine speed NE. Will change accordingly.
[0033]
Here, the amount of decrease ΔP of the intake pressure PM when the EGR valve 43 is closed from the normal target EGR opening degree Et to the fully closed state for detecting an abnormality of the EGR mechanism will be described with reference to the graph of FIG. .
[0034]
In this graph, the solid line shows the transition of the reduction amount ΔP of the intake pressure PM when the engine load (basic fuel injection amount Qbse) changes under the condition that the engine speed NE is constant. As is apparent from this graph, the amount of decrease ΔP of the intake pressure PM when the EGR valve 43 is closed to the fully closed state for the detection of the above abnormality is a medium load under the condition that the engine speed NE is constant. And becomes smaller as the load becomes lower or higher. This is because the target EGR opening degree Et becomes the most open value when the load is medium, and the closing amount when the EGR valve 43 is closed to the fully closed state in order to detect the abnormality is maximized.
[0035]
In an engine operating state where the target EGR opening Et is an open side value and the EGR valve 43 is nearly fully open, such as during medium load operation of the engine 11, the EGR valve 43 is fully closed to detect the abnormality. Is closed, the amount of decrease ΔP in the intake pressure PM is large, so that the amount of decrease in the engine output torque becomes very large. Thus, the amount of decrease in the engine output torque differs depending on the engine operating state (target EGR opening Et) such as the engine load (basic fuel injection amount Qbse) when the EGR valve 43 is closed and the engine speed NE. Become. Therefore, depending on the engine operation state, when the EGR valve 43 is closed as described above, the amount of decrease in the engine output torque becomes excessively large, leading to deterioration of drivability.
[0036]
Therefore, in this embodiment, when the abnormality detection of the EGR mechanism is performed, the EGR valve 43 is not closed to the fully closed state, but the EGR valve 43 becomes a value closer to the closing side than the normal target EGR opening Et. Control is performed to the target EGR opening degree Et for detecting an abnormality that becomes a value on the open side from the closed state. Then, when the EGR valve 43 is closed to the target EGR opening Et for detecting the abnormality under the condition that the EGR mechanism is in a normal state, the intake pressure PM is decreased. The amount ΔP is calculated to be substantially constant regardless of the engine operating state, and the decrease amount ΔP is calculated to be a value necessary for detecting the abnormality of the EGR mechanism.
[0037]
Therefore, when performing abnormality detection of the EGR mechanism, first, the target EGR opening degree Et for controlling the opening degree of the EGR valve 43 is detected from the normal value for abnormality detection as shown in FIG. Changed to a value. As a result, the EGR valve 43 is closed from the normal target EGR opening degree Et to the target EGR opening degree Et for abnormality detection, and the intake pressure PM is reduced as shown in FIG. The reduction amount ΔP of the intake pressure PM is calculated regardless of the engine operating state (engine load, etc.) if the EGR mechanism is normal since the target EGR opening Et for abnormality detection is calculated as described above. As shown by the broken line in FIG. This decrease amount ΔP is a value necessary for detecting an abnormality of the EGR mechanism, and does not become an excessively small value that makes it difficult to detect the abnormality.
[0038]
Further, the pumping loss of the engine 11 increases as the intake pressure PM decreases, and the output torque of the engine 11 also decreases as shown in FIG. If the EGR mechanism is normal, the amount of decrease ΔP of the intake pressure PM becomes substantially constant regardless of the engine operating state. Therefore, the amount of decrease ΔT of the engine output torque that decreases according to the amount of decrease ΔP of the intake pressure PM is also obtained. It is almost constant regardless of the engine operating condition. Therefore, when the EGR valve 43 is closed to the abnormality detection target EGR opening degree Et for the abnormality detection, the engine output torque decrease amount ΔT that changes in accordance with the intake pressure PM decrease amount ΔP becomes excessively large. The deterioration of drivability is suppressed.
[0039]
When some abnormality occurs in the EGR mechanism such as malfunction of the EGR valve 43, when the EGR valve 43 is closed from the normal target EGR opening Et to the abnormality detection target EGR opening Et as described above, The opening of the valve 43 does not reach the target EGR opening Et for abnormality detection, and the amount of decrease ΔP of the intake pressure PM becomes smaller than normal. Therefore, an abnormality of the EGR mechanism can be accurately detected based on whether or not the decrease amount ΔP of the intake pressure PM is larger than a predetermined determination value.
[0040]
Next, a procedure for calculating the target EGR opening degree Et will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart showing a target EGR opening degree calculation routine for calculating the target EGR opening degree Et. This target EGR opening degree calculation routine is executed through an ECU 92 by, for example, a time interruption every predetermined time.
[0041]
In the target throttle opening calculation routine, the above formula (1) is used from the basic EGR opening Ebse calculated based on the basic fuel injection amount Qbse (engine load) and the engine speed NE in step S106. A target EGR opening degree Et is calculated. The ECU 92 drives and controls the step motor 43a based on the target EGR opening Et so that the opening of the EGR valve 43 approaches the target EGR opening Et calculated as described above.
[0042]
Further, in the target EGR opening degree calculation routine, the process of step S101 is for determining whether or not abnormality detection execution serving as a reference for executing abnormality detection of the EGR mechanism is established. At the normal time when such abnormality detection is not performed, the basic EGR opening degree Ebse at the normal time is calculated in the process of step S105, and the target EGR opening degree Et is set as a normal value by using the basic EGR opening degree Ebse. It will be calculated.
[0043]
On the other hand, when the abnormality detection is performed, a basic EGR opening degree Ebse for abnormality detection is calculated in the process of step S102, and the target EGR opening degree Et is calculated as a value at the time of abnormality detection using the basic EGR opening degree Ebse. Will come to be. The abnormality detection target EGR opening Et calculated in this way is a value closer to the closed side than the normal target EGR opening Et, and the opening of the EGR valve 43 under the condition that the EGR mechanism is in a normal state. Is closed from the target EGR opening Et at the normal time to the target EGR opening Et for abnormality detection, the reduction amount ΔP of the intake pressure PM becomes substantially constant regardless of the engine operating state, and is necessary for the abnormality detection. Calculated to be a value.
[0044]
The ECU 92 determines whether or not all of the following abnormality detection conditions are satisfied as the process of step S101.
・ There is little fluctuation in accelerator depression amount ACCP and engine speed NE, and the engine operating state is stable.
・ No normal judgment has been made since the engine 11 was started
-The specified time has elapsed since the last abnormality detection was executed.
If any one of the above conditions is not satisfied and it is determined that the operating state of the engine 11 is not a state where the abnormality detection of the EGR mechanism should not be performed, the process proceeds to step S104.
[0045]
The ECU 92 stores “0” in the predetermined area of the RAM 95 as the abnormality detection incomplete flag F in the process of step S104. The abnormality detection incomplete flag F is set to “1” when the initial value is “0” and each abnormality detection condition is satisfied.
[0046]
Then, the ECU 92 calculates the normal basic EGR opening degree Ebse based on the basic fuel injection amount Qbse and the engine speed NE as the process of step S105, and then sets the target EGR opening degree Et calculated in the subsequent step S106 as normal. The hour value. The target EGR opening Et calculated in this way is the most open value when the engine load (basic fuel injection amount Qbse) is a medium load under the condition that the engine speed NE is constant. The closer the load or the higher the load, the closer to the closed value.
[0047]
After calculating the target EGR opening degree Et, the ECU 92 once ends the target EGR opening degree calculation routine. Then, the ECU 92 drives and controls the step motor 43a so that the opening degree of the EGR valve 43 approaches the target EGR opening degree Et, and adjusts the EGR amount to be suitable for the engine operating state at this time.
[0048]
On the other hand, if it is determined in the process of step S101 that all of the above conditions are satisfied and the operating state of the engine 11 is a state in which an abnormality of the EGR mechanism should be detected, the process proceeds to step S102.
[0049]
As a process of step S102, the ECU 92 calculates a basic EGR opening Ebse for detecting an abnormality based on the basic fuel injection amount Qbse and the engine speed NE. FIG. 6 shows the transition tendency of the basic EGR opening degree Ebse for abnormality detection calculated in this way with respect to changes in engine load and engine speed NE. 6 (a) to 6 (b), the engine load (basic fuel injection amount Qbse) is changed while the engine speed NE is fixed to NE1, NE2, NE3 ("NE1 <NE2 <NE3"), respectively. It shows the transition of the target EGR opening degree Et for abnormality detection at the time.
[0050]
As is apparent from FIG. 6, at any engine speed NE (= NE1, NE2, NE3), the target EGR opening Et is the most open value when the engine load is medium load. The lower the load or the higher the load, the closer to the closed value. This is the most open side value when the normal basic EGR opening degree Ebse calculated in the process of step S105 is the medium load as described above, and the close side value as the load becomes lower or higher. Because. Compared with the basic EGR opening degree Ebse at the normal time, the basic EGR opening degree Ebse for abnormality detection is a value on the closing side.
[0051]
After calculating the basic EGR opening degree Ebse for abnormality detection as described above, the ECU 92 stores “1 (incomplete)” in the predetermined area of the RAM 95 as the abnormality detection incomplete flag F in the process of step S103, and the subsequent step S106. The target EGR opening degree Et calculated by the process is set as a value for detecting an abnormality. After calculating the target EGR opening degree Et, the ECU 92 once ends the target EGR opening degree calculation routine. Then, the ECU 92 drives and controls the step motor 43a to close the EGR valve 43 to the target EGR opening degree Et for detecting the abnormality. Thus, based on the amount of decrease ΔP of the intake pressure PM when the EGR valve 43 is closed, it is determined whether or not an abnormality has occurred in the EGR mechanism.
[0052]
Next, the abnormality detection procedure of the EGR mechanism will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a flowchart showing an abnormality detection routine for determining whether or not there is an abnormality in the ER mechanism based on a decrease amount ΔP of the intake pressure PM when the EGR valve 43 is controlled to the target EGR opening degree Et for abnormality detection. is there. This abnormality detection routine is executed by the time interruption at predetermined intervals through the ECU 92, for example.
[0053]
In the abnormality detection routine, the process of step S201 is for determining whether or not the time necessary for the intake pressure PM to decrease has elapsed since the EGR valve 43 was closed for the abnormality detection. is there. The processing in steps S202 to S204 is for determining whether or not an abnormality has occurred in the EGR mechanism based on the amount of decrease ΔP of the intake pressure PM. Further, the process of step S205 is for setting an abnormality detection incomplete flag F for determining whether or not the abnormality detection of the EGR mechanism is incomplete to “0 (completed)”.
[0054]
In step S201, the ECU 92 performs predetermined processing after the abnormality detection incomplete flag F is “1 (incomplete)” and the abnormality detection condition is satisfied and the abnormality detection incomplete flag F is “1 (incomplete)”. It is determined whether or not time has elapsed, that is, whether or not the time necessary for the intake pressure PM to drop has elapsed since the EGR valve 43 was closed to detect the abnormality. If NO in the process of step S201, the abnormality detection routine is temporarily terminated. If YES, the process proceeds to step S202. As a process of step S202, the ECU 92 determines whether or not an abnormality has occurred in the EGR mechanism, based on whether the amount of decrease ΔP of the intake pressure PM is less than the determination value a.
[0055]
When the EGR valve 43 is closed to the target EGR opening degree Et for abnormality detection, if any abnormality occurs in the EGR mechanism such as malfunction of the EGR valve 43, the EGR valve 43 cannot be closed to the target EGR opening degree Et. The amount of decrease ΔP of the intake pressure PM becomes smaller than an appropriate value. Therefore, if “ΔP <a” in the process of step S202, it is determined that an abnormality has occurred in the EGR mechanism, that is, an abnormality determination is made, and the process proceeds to step S203. The ECU 92 stores “1 (abnormal)” in the predetermined area of the backup RAM 96 as the abnormality flag FW in the process of step S <b> 203. When the abnormality flag FW is set to “1” in this way, the ECU 92 turns on a warning lamp provided, for example, on the instrument panel of the automobile and notifies the automobile driver that an abnormality has occurred in the EGR mechanism. .
[0056]
On the other hand, in the process of step S202, if the reduction amount ΔP of the intake pressure PM is not less than the determination value a (“ΔP ≧ a”), a determination that no abnormality has occurred in the EGR mechanism, that is, a normal determination is made. The As described above, if no abnormality occurs in the EGR mechanism, the amount of decrease ΔP of the intake pressure PM is substantially constant regardless of the engine operating state. That is, when the EGR valve 43 is closed from the normal target EGR opening degree Et to the abnormality detecting target EGR opening degree Et for detecting an abnormality of the EGR mechanism, the engine operating state such as the basic fuel injection amount Qbse and the engine speed NE Regardless of the normal target EGR opening degree Et that changes according to the above, the amount of decrease ΔP of the intake pressure PM is constant.
[0057]
This is because there is an abnormality in the processing of step S102 in the target EGR opening calculation routine (FIG. 5) so that the amount of decrease ΔP becomes constant regardless of the engine operating state and becomes a value necessary for performing the abnormality detection. This is because the basic EGR opening Ebse for detection is calculated. As described above, the reduction amount ΔP of the intake pressure PM when the EGR valve 43 is closed to detect the abnormality is made substantially constant regardless of the engine operating state, and therefore the engine output that changes in accordance with the reduction amount ΔP. It is suppressed that the torque reduction amount ΔT becomes excessively large and the drivability is deteriorated.
[0058]
If it is determined in the process of step S202 that “ΔP <a” is not satisfied, the ECU 92 stores “0 (no abnormality)” in the predetermined area of the backup RAM 96 as the abnormality flag FW in the process of step S204. After determining whether or not an abnormality has occurred in the EGR mechanism and executing the detection of the abnormality by the processes of S202 to S204, the process proceeds to step S206. In step S206, the ECU 92 stores “0 (completed)” as the abnormality detection incomplete flag F in a predetermined area of the RAM 95, and then ends this abnormality detection routine.
[0059]
According to the present embodiment in which the processing detailed above is performed, the following effects can be obtained.
(1) When the EGR valve 43 is closed from the normal target EGR opening degree Et to the abnormality detecting target EGR opening degree Et in order to detect abnormality of the EGR mechanism, the intake pressure PM of the engine 11 decreases. The reduction amount ΔP of the intake pressure PM is substantially constant regardless of the engine load under a condition where the EGR mechanism is normal, and is a value necessary for performing the abnormality detection. This is because the target EGR opening Et for abnormality detection (basic EGR opening Ebse) is a decrease amount of the intake pressure PM when the EGR valve 43 is closed as described above under the condition that the EGR mechanism is in a normal state. This is because ΔP is calculated based on the engine operating state such as the basic fuel injection amount Qbse and the engine speed NE so that ΔP becomes substantially constant and becomes a value necessary for the abnormality detection.
[0060]
When the EGR valve 43 is closed from the normal target EGR opening degree Et to the abnormality detecting target EGR opening degree Et, the output torque of the engine 11 is reduced in accordance with the reduction amount ΔP of the intake pressure PM. However, since the decrease amount ΔP of the intake pressure PM is substantially constant under the condition that the EGR mechanism is in a normal state, the output torque decrease amount ΔT is greater than or equal to the value corresponding to the decrease amount ΔP of the intake pressure PM. It does not increase and is suppressed to be substantially constant at a value corresponding to the decrease amount ΔP regardless of the engine operating state. Further, the amount of decrease ΔP of the intake pressure PM is substantially constant at a value required for detecting an abnormality of the EGR mechanism regardless of the engine operating state.
[0061]
Therefore, by closing the EGR valve 43 from the normal target EGR opening Et to the target EGR opening Et for abnormality detection, a reduction amount ΔP of the intake pressure PM necessary for abnormality detection of the EGR mechanism is secured and the same. While maintaining the abnormality detection performance and maintaining the abnormality detection performance, drivability deteriorates as the reduction amount ΔT of the output torque T of the engine 11 becomes excessively large only in a predetermined engine operating state. Can be suppressed.
[0062]
(2) In “stratified combustion”, since NOx is likely to be generated, it is necessary to increase the amount of EGR in order to suppress the increase in the NOx. Therefore, in the normal state, the EGR valve 43 is largely opened, and EGR The amount of decrease in output torque ΔT when the EGR valve 43 is closed to detect a mechanism abnormality tends to increase. However, by calculating the basic EGR opening degree Ebse (target EGR opening degree Et) for abnormality detection as described above, even in the engine 11 in which the “stratified combustion” is performed, the output torque is accurately reduced. It is possible to suppress the deterioration of drivability associated with.
[0063]
In addition, this embodiment can also be changed as follows, for example.
In this embodiment, when the EGR valve 43 is closed to the target EGR opening degree Et for abnormality detection for detecting the abnormality of the EGR mechanism, the intake pressure PM is maintained regardless of the engine operating state under the condition that the EGR mechanism is in a normal state. The target EGR opening degree Et for abnormality detection is calculated based on the engine operating state so that the amount of decrease ΔP is substantially constant, but the present invention is not limited to this.
[0064]
In short, when the EGR valve 43 is closed as described above, under the condition that the EGR mechanism is in a normal state, the reduction amount ΔP of the intake pressure PM is almost constant and becomes a value within a predetermined range regardless of the engine operating state. The target EGR opening degree Et for abnormality detection may be calculated based on the engine operating state. In this case, the predetermined range is such that the decrease amount ΔT of the engine output torque that changes in accordance with the decrease amount ΔP of the intake pressure PM does not become excessively large, and the decrease amount ΔP of the intake pressure PM necessary for detecting an abnormality in the EGR mechanism. Is in a range where can be obtained. By calculating the target EGR opening degree Et for abnormality detection in this way, a predetermined amount of engine operating state is maintained while ensuring the amount of decrease ΔP of the intake pressure PM necessary for the abnormality detection and maintaining the abnormality detection performance. Only when the engine output torque decrease amount ΔT is excessively large, it is possible to suppress the deterioration of drivability.
[0065]
Further, when the EGR valve 43 is closed as described above, under the condition that the EGR mechanism is in a normal state, the reduction amount ΔP of the intake pressure PM is not substantially constant, but is suppressed to less than a predetermined value regardless of the engine operating state. The target EGR opening degree Et for detecting the abnormality may be calculated based on the engine operating state. In this case, the predetermined value is such that the reduction amount ΔT of the engine output torque that changes according to the reduction amount ΔP of the intake pressure PM does not become excessively large, and the reduction amount ΔP of the intake pressure PM necessary for detecting an abnormality in the EGR mechanism. Is obtained. By calculating the target EGR opening degree Et for abnormality detection in this way, a predetermined amount of engine operating state is maintained while ensuring the amount of decrease ΔP of the intake pressure PM necessary for the abnormality detection and maintaining the abnormality detection performance. Only when the engine output torque decrease amount ΔT is excessively large, it is possible to suppress the deterioration of drivability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an entire engine to which an abnormality detection apparatus of an embodiment is applied.
FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the abnormality detection device.
FIG. 3 is a graph showing a transition of an intake pressure PM decrease amount ΔP with respect to a change in engine load when abnormality detection of the EGR mechanism is performed.
FIG. 4 is a time chart showing changes in a target EGR opening degree Et, an intake pressure PM, and an output torque with respect to a lapse of time when abnormality detection of the EGR mechanism is performed.
FIG. 5 is a flowchart showing a procedure for calculating a target EGR opening degree Et.
FIG. 6 is a graph showing a transition tendency of the basic EGR opening degree Ebse for abnormality detection with respect to changes in engine load and engine speed.
FIG. 7 is a flowchart showing an abnormality detection procedure of the EGR mechanism.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Engine, 14c ... Crank position sensor, 26 ... Accelerator position sensor, 36 ... Vacuum sensor, 42 ... EGR passage, 43 ... EGR valve, 43a ... Step motor, 92 ... Electronic control unit (ECU).

Claims

An exhaust gas recirculation amount to the intake system is controlled by controlling a control valve provided in an exhaust gas recirculation passage communicating the exhaust system and the intake system of the internal combustion engine to a target opening set based on the engine operating state. In the abnormality detection device of the exhaust gas recirculation device that adjusts
When a predetermined abnormality detection condition is satisfied, the target opening is detected from the normal value set on the basis of the engine operating state, on the closing side of the normal value and on the opening side of the fully closed opening . Change means for changing to the target opening;
When the target opening is changed from the normal value to the abnormality detection target opening under the condition that the exhaust gas recirculation device is normal, the pressure change amount of the intake system due to the change is changed to the engine operating state. value as such so that within a predetermined range regardless, the target opening setting means for setting, based the abnormality detection target opening the engine operating condition,
An abnormality detection means for detecting an abnormality of the exhaust gas recirculation device based on a change in pressure of the intake system when the target opening is changed to an abnormality detection target opening by the changing means;
An abnormality detection device for an exhaust gas recirculation device.