JP4408554B2 - 排気ガス還流系の状態判定装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の運転状態に応じて排気ガスの一部を吸気系に還流するＥＧＲ通路を含む排気ガス還流系の状態を判定する排気ガス還流系の状態判定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の判定装置として、例えば特開昭６３−２４３４４６号公報に開示されたものが知られている。この判定装置は、ＥＧＲ通路の開閉を制御するＥＧＲ制御弁の故障を判定するためのものであり、ＥＧＲ通路のＥＧＲ制御弁よりも上流側の位置にＥＧＲガス温度を検出する温度センサを備えている。そして、ＥＧＲ制御弁にＥＧＲ通路を開放する信号が出力されている場合において、そのときに検出されたＥＧＲガス温度が第１の所定温度よりも低いときには、ＥＧＲ通路内に実際にはＥＧＲガスが流れておらず、ＥＧＲ制御弁にスティックなどによる故障が生じたと判定する。また、ＥＧＲ制御弁にＥＧＲ通路を閉鎖する信号が出力されている場合において、検出されたＥＧＲガス温度が、第１の所定温度よりも低い第２の所定温度よりも高いときには、ＥＧＲ通路内に実際にはＥＧＲガスが流れており、ＥＧＲ制御弁に故障が生じたと判定する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、この従来の故障判定装置では、ＥＧＲ通路に設けた温度センサで検出されたＥＧＲガス温度をパラメータとして、ＥＧＲ制御弁の故障が判定される。しかし、「温度」は、本来的に変化が鈍く、応答性が低いとともに、外気温などを含む様々な要因の影響を受けやすいという特性を有する。このため、この故障判定装置では、ＥＧＲ制御弁の故障を適切に判定できないおそれがあり、特にＥＧＲ通路の漏れなどの判定に適用した場合には、ＥＧＲ通路が長いことで温度の上記特性が顕著に現れる結果、判定の精度が一層、低下してしまう。
【０００４】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、ＥＧＲ通路を含む排気ガス還流系の状態を適切に判定することができる排気ガス還流系の状態判定装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本願の請求項１に係る発明は、内燃機関１の排気系２に設けられ、内燃機関１の運転状態に応じて排気ガスの一部を吸気系（実施形態における（以下、本項において同じ）吸気管１ａ）に還流するＥＧＲ通路１７を含む排気ガス還流系２３の状態を判定する排気ガス還流系の状態判定装置であって、排気系２には、炭化水素および水分を吸着可能な吸着材（ＨＣ吸着材１６）が設けられ、排気系２は、内燃機関１の始動後に、排気ガス中の炭化水素を吸着材に吸着させるとともに、吸着された炭化水素をＥＧＲ通路１７を介して吸気系に脱離させるように構成され、ＥＧＲ通路１７に設けられ、ＥＧＲ通路１７内の湿度を検出する湿度センサ２２と、湿度センサ２２の検出結果（湿度検出値Ｈｕｍ）に基づいて、吸着材からの炭化水素の脱離状態を判定する脱離状態判定手段（ＥＣＵ２５、図６のステップ６４〜６６）と、をさらに備えていることを特徴とする。
【０００６】
この状態判定装置によれば、ＥＧＲ通路内の排気ガス（以下「ＥＧＲガス」という）の湿度が、ＥＧＲ通路に設けた湿度センサによって検出されるとともに、その検出結果に基づいて、排気ガス還流系状態判定手段により、ＥＧＲ通路を含む排気ガス還流系の状態が判定される。ＥＧＲガスは、燃焼により生成される排気ガスの一部であることから、多量の水分を含むのが通常であり、したがって、その湿度は、ＥＧＲガスが通るＥＧＲ通路を含む排気ガス還流系の状態を反映する。したがって、湿度センサの検出結果に基づいて、ＥＧＲ通路を含む排気ガス還流系の状態、例えばＥＧＲ通路の漏れなどによる故障を適切に判定することができる。また、湿度は、温度と比較して、応答性が高く、他の要因の影響を受けにくいという特性を有するので、温度をパラメータとする場合よりも、高い判定精度を得ることができる。
【０００８】
また、この構成によれば、ＥＧＲ通路は、吸着材に吸着された炭化水素を吸気系に脱離する際の通路として用いられる。また、この吸着材は炭化水素とともに水分を吸着可能なものであるので、炭化水素の吸着状態あるいは脱離状態と水分のそれとは互いに密接な関係にあり、高い相関性を有する。すなわち、この場合のＥＧＲガスの湿度は、ＥＧＲ通路だけでなく、脱離中における吸着材の状態をも反映する。したがって、湿度センサの検出結果に基づいて、吸着材の状態、例えば炭化水素の脱離が完了したか否かを適切に判定することができる。
【０００９】
また、通常のＥＧＲ装置では、ＥＧＲ通路の大部分がエンジンのシリンダブロックに形成されるとともに、比較的短い通路長でエンジン回りで完結しているため、ＥＧＲ通路の漏れはあまり問題にならない。これに対し、上記のような吸着材を有する場合には、ＥＧＲ通路が、吸着材の下流側と吸気系を結ぶために比較的長いＥＧＲ管として構成されることが多いため、エンジンの振動や排気系の熱膨張差などの影響により、ＥＧＲ管に亀裂などによる漏れが生じやすい。本構成によれば、このような状況において、ＥＧＲ通路の漏れと吸着材の状態を、共通の湿度センサの検出結果に基づいて、効率良く判定することができる。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１の排気ガス還流系の状態判定装置において、脱離状態判定手段は、吸着材からの炭化水素の脱離中における湿度センサ２２の検出結果の積算値ｓｕｍを算出する湿度積算値算出手段（ＥＣＵ２５、図６のステップ６３）を有し、この湿度積算値算出手段により算出された積算値に基づいて、吸着材からの炭化水素の脱離状態を判定すること（ＥＣＵ２５、図６のステップ６４〜６６）を特徴とする。
【００１１】
請求項１に関して述べたように、吸着材の脱離中における湿度センサの検出結果は、炭化水素の脱離量を良好に反映し、これと高い相関性を有する。したがって、湿度センサの検出結果の積算値である湿度積算値を算出に基づいて、吸着材の脱離状態、例えば脱離の完了を適切に判定することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態を適用した内燃機関を示している。この内燃機関（以下「エンジン」という）１の排気系２は、エンジン１から排出された排気ガスを、浄化した後に大気中に排出するとともに、その一部をエンジン１に再循環（ＥＧＲ）させるように構成されており、排気マニホルド３を介してエンジン１に接続された排気管４を有している。
【００１３】
この排気管４の途中には、排気ガスを浄化するために、２つの三元触媒５、５を有する触媒装置６、および炭化水素を吸着するための炭化水素吸着装置７が設けられている。触媒装置６の２つの三元触媒５、５は、排気管４に沿って互いに隣接して配置されており、所定温度（例えば３００℃）以上となって活性化された状態で、触媒装置６を通過する排気ガス中の有害物質（炭化水素、一酸化炭素および窒素化合物）を、酸化・還元作用によって浄化する。
【００１４】
一方、炭化水素吸着装置７は、排気管４の触媒装置６よりも下流側に配置されており、三元触媒５、５が活性化していない状態でのエンジン１の始動期間（例えば、始動時から約３０〜４０秒間）に、排気ガス中の炭化水素を吸着することによって、大気中に排出される炭化水素量を大幅に低減するためのものである。図１および図２に示すように、炭化水素吸着装置７は、排気通路切替装置８を介して、触媒装置６の下流端部に連結されており、ほぼ円筒状の外殻を構成するケース１１と、このケース１１の内部に配置されたバイパス排気管１２と、このバイパス排気管１２の途中に充填され、バイパス排気管１２に流入した排気ガス中の炭化水素を吸着するための円柱状のＨＣ吸着材１６（吸着材）とを備えている。
【００１５】
図２に示すように、ケース１１は、その上流端部が上下に二股に分かれており、上側の開口部１１ａが、ケース１１とバイパス排気管１２との間に形成された断面環状のメイン通路１３と連通する一方、下側の開口部１１ｂが、バイパス排気管１２の内部スペースであるバイパス通路１４と連通している。
【００１６】
バイパス排気管１２は、その上流端部がケース１１の下側の開口部１１ｂの内面に、下流端部がケース１１の下流端部の内面に、それぞれ気密状態で接続されている。また、バイパス排気管１２の下流端部には、長孔状の複数（例えば５個）の連通孔１２ａが、周方向に互いに等間隔で形成されており、これらの連通孔１２ａを介して、メイン通路１３およびバイパス通路１４の下流端部同士が連通している。
【００１７】
ＨＣ吸着材１６は、表面にゼオライトを担持した金属製のハニカムコア（図示せず）で構成されており、バイパス通路１４に流入した排気ガスがＨＣ吸着材１６の内部を通過する際に、その排気ガス中の炭化水素および水分がゼオライトに吸着される。ゼオライトは、高耐熱性を有しており、低温状態（例えば１００℃未満）のときに炭化水素を吸着し、所定温度以上（例えば１００〜２５０℃）の状態のときに、一旦吸着した炭化水素を脱離する。なお、上記ゼオライトは炭化水素および水分を吸着可能であれば良く、その種類は特に限定されるものではないが、本実施形態では、ＵＳＹ（Ｙ型）、Ｇａ−ＭＦＩおよびフェリエライトを混合したものが使用されている。
【００１８】
排気通路切替装置８（切替手段）は、上記構成の炭化水素吸着装置７を触媒装置６に連結するとともに、触媒装置６の下流側での排気ガスの通路を、三元触媒５の活性状態に応じて、上記メイン通路１３とバイパス通路１４とに、選択的に切り替えるためのものである。この排気通路切替装置８は、ほぼ円筒状の連結管１８と、この連結管１８内に設けられ、排気通路を切り替えるための切替バルブ１５とを有している。連結管１８は、触媒装置６の下流端部と炭化水素吸着装置７のメイン通路１３とを気密状態で連通させるメイン管部１８ａと、このメイン管部１８ａの上流部から分岐し、触媒装置６の下流端部とバイパス通路１４を気密状態で連通させる分岐管部１８ｂとによって構成されている。
【００１９】
一方、切替バルブ１５は、円板状のバルブ本体１５ａと、このバルブ本体１５ａを一端部に支持する所定形状のアーム１５ｃとを有している。後述するＥＣＵ２５によって制御される切替バルブ駆動装置１９（図１参照）により、アーム１５ｃが他端部を中心に所定角度、回動駆動されるのに伴い、バルブ本体１５ａが回動し、メイン管部１８ａおよび分岐管部１８ｂのいずれか一方を開放し、他方を閉鎖する。具体的には、バルブ本体１５ａが、図２に実線で示すように、メイン管部１８ａを開放しかつ分岐管部１８ｂを閉鎖しているときには、排気ガスの通路がメイン通路１３側に切り替えられる。これとは逆に、バルブ本体１５ａが２点鎖線で示す位置に位置するときには、排気ガスの通路がバイパス通路１４側に切り替えられる。なお、アーム１５ｃの他端部には、図示しないねじりコイルばねが設けられており、このねじりコイルばねによって、排気ガスの通路は、常時はメイン通路１３側に切り替えられている。
【００２０】
また、排気ガスの一部をエンジン１に再循環させるためのＥＧＲ装置１０は、ＥＧＲ通路１７およびＥＧＲ制御弁２０などで構成されている。図１に示すように、ＥＧＲ通路１７は、例えばステンレス製の屈曲した長いＥＧＲ管で構成されており、その一端部が、連結管１８に固定・支持され、かつその分岐管部１８ｂに差し込まれているとともに、他端部は、エンジン１の吸気管１ａに連結されている。また、ＥＧＲ管の途中には、エンジン１の振動や排気系２の熱膨張差を吸収するための蛇腹部１７ａが形成されており、ＥＧＲ管は、この蛇腹部１７ａよりも上流側の位置で、固定具１７ｂにより排気管４に固定・支持されている。また、ＥＧＲ制御弁２０は、電磁弁などで構成され、ＥＧＲ通路１７のエンジン１に近い位置に取り付けられていて、ＥＣＵ２５の制御により駆動され、ＥＧＲ通路１７の開閉および開度を変化させることによって、ＥＧＲの作動・停止およびＥＧＲ量を制御する。
【００２１】
以上の構成によれば、通常、エンジン１の始動直後には、排気通路切替装置８によって、排気ガスの通路がバイパス通路１４に切り替えられ、それにより、触媒装置６を通過した排気ガスは、バイパス通路１４に導かれ、炭化水素および水分がＨＣ吸着材１６に吸着された後、大気中に排出される。その後、ＨＣ吸着材１６への炭化水素の吸着が完了したと判定されると、排気ガスの通路がメイン通路１３に切り替えられることにより、排気ガスは、連結管１８のメイン管部１８ａを介してメイン通路１３に導かれ、大気中に排出される。また、ＥＧＲ制御弁２０が開弁してＥＧＲが作動することにより、排気ガスの一部がＥＧＲガスとして、分岐管部１８ｂおよびＥＧＲ通路１７を介して、吸気管１ａに再循環される。ＨＣ吸着材１６から脱離した炭化水素は、このＥＧＲガスによって吸気管１ａに送られ、エンジン１で燃焼される。すなわち、本実施形態においては、ＥＧＲ通路１７を含むＥＧＲ装置１０、およびＨＣ吸着材１６を含むバイパス通路１４などによって、排気ガス還流系２３が構成されている。
【００２２】
また、ＥＧＲ通路１７のＥＧＲ制御弁２０よりも下流側には、湿度センサ２２が取り付けられている。湿度センサ２２は、ＥＧＲ通路１７内の湿度Ｈｕｍを検出し、その検出信号をＥＣＵ２５に出力する。ＥＣＵ２５にはまた、エンジン１に設けたクランク角センサ３２から、パルス信号であるＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号が出力される。ＣＲＫ信号は、エンジン１の図示しないクランクシャフトの回転に伴い、所定のクランク角ごとに発生し、ＴＤＣ信号は、例えばクランクシャフトが１８０度回転するごとに発生する。さらに、ＥＣＵ２５には、例えば湿度センサ２２が故障していると判定したときに点灯する警告ランプ２６が接続されている。
【００２３】
ＥＣＵ２５は、本実施形態において、排気ガス還流系状態判定手段、湿度積算値算出手段および脱離状態判定手段を構成するものである。ＥＣＵ２５は、Ｉ／Ｏインターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどからなるマイクロコンピュータで構成されている。上述した湿度センサ２２などのセンサからの検出信号はそれぞれ、Ｉ／ＯインターフェースでＡ／Ｄ変換や整形がなされた後、ＣＰＵに入力される。ＣＰＵは、これらの検出信号に応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラムなどに従って、ＥＧＲ制御弁２０を制御するとともに、以下に述べるような制御処理を行う。
【００２４】
次に、図３〜図７を参照しながら、ＥＣＵ２５で実行される制御処理について説明する。図３に示す制御処理は、ＥＧＲ通路１７を含む排気ガス還流系２３の状態判定を実行すべきか否かを決定するものである。この処理では、ステップ３１（「Ｓ３１」と図示。以下同じ）において、ＥＧＲ本体、例えばＥＧＲ通路１７以外のＥＧＲ制御弁２０などの故障が検知されているか否かを判別する。このＥＧＲ本体の故障検知は、図示しない制御処理によって別個に行われる。この答がＮｏのときには、後述する排気ガス還流系２３の状態判定を実行する（ステップ３２）。一方、ステップ３１の答がＹｅｓで、ＥＧＲ本体が故障しているときには、この状態判定を正しく行えないので、ステップ３２をスキップし、本プログラムを終了する。
【００２５】
図４は、この排気ガス還流系２３の状態判定処理のメインフローを示している。この処理ではまず、ＥＧＲ通路１７の故障判定処理を実行する（ステップ４１）。次いで、排気ガス還流系２３が吸着材を有するタイプのもの否かを判別する（ステップ４２）。本実施形態ではＨＣ吸着材１６が設けられていて、この答がＹｅｓとなるので、次にＨＣ吸着材１６の脱離判定を実行する（ステップ４３）。このステップ４３の実行後、またはステップ４２の答がＮｏのときには、ステップ４４に進み、湿度センサ２２の故障判定を実行し、本プログラムを終了する。後述するように、これらの処理はすべて、湿度センサ２２で検出された検出値（以下「湿度検出値」という）Ｈｕｍをパラメータとして実行される。
【００２６】
図５は、図４のステップ４１で実行されるＥＧＲ通路１７の故障判定処理のサブルーチンを示している。この処理ではまず、ＥＧＲが作動中であるか否か、すなわちＥＧＲ制御弁２０が開状態にあるか否かを判別する（ステップ５１）。この答がＹｅｓで、ＥＧＲが作動中のときには、ＥＧＲ通路１７の故障判定値Ｈ＿ＪＤＧを、ＥＧＲ作動時用の所定値Ｈ＿ＷＴＥＧＲ（例えば６０％）に設定する（ステップ５２）。
【００２７】
次いで、湿度検出値Ｈｕｍが、設定した故障判定値Ｈ＿ＪＤＧよりも小さいか否かを判別する（ステップ５３）。この答がＹｅｓ、すなわちＨｕｍ＜Ｈ＿ＪＤＧのときには、ＥＧＲが作動中であることで、ＥＧＲ通路１７内に多量の水分を含む高い湿度のＥＧＲガスが流れているべきであるにもかかわらず、湿度検出値Ｈｕｍが異常に低い状態にあるとして、ＥＧＲ通路１７に漏れなどの故障が発生していると判定する（ステップ５４）。この場合には、所定の警告ランプ２６を点灯することによって、故障の発生を運転者に知らせる。
【００２８】
一方、前記ステップ５３の答がＮｏ、すなわち湿度検出値Ｈｕｍ≧故障判定値Ｈ＿ＪＤＧのときには、ＥＧＲ通路１７が正常であると判定し（ステップ５５）、本プログラムを終了する。
【００２９】
前記ステップ５１の答がＮｏ、すなわちＥＧＲが停止中のときには、ＥＧＲ通路１７の故障判定値Ｈ＿ＪＤＧを、ＥＧＲ作動時用の所定値Ｈ＿ＷＴＥＧＲよりも小さなＥＧＲ停止時用の所定値Ｈ＿ＷＯＥＧＲ（例えば４０％）に設定する（ステップ５６）。次いで、湿度検出値Ｈｕｍがこの故障判定値Ｈ＿ＪＤＧよりも大きいか否かを判別する（ステップ５７）。この答がＹｅｓ、すなわちＨｕｍ＞Ｈ＿ＪＤＧのときには、ＥＧＲが停止中であることで、ＥＧＲ通路１７内の湿度が低い状態にあるべきであるにもかかわらず、そうでないとして、前記ステップ５４に進み、ＥＧＲ通路１７が故障していると判定する。
【００３０】
一方、前記ステップ５７の答がＮｏ、すなわち湿度検出値Ｈｕｍ≦故障判定値Ｈ＿ＪＤＧのときには、前記ステップ５５に進み、ＥＧＲ通路１７が正常であると判定し、本プログラムを終了する。
【００３１】
図６は、図４のステップ４３で実行されるＨＣ吸着材１６の脱離判定処理のサブルーチンを示している。この処理ではまず、ＨＣ吸着材１６の脱離が完了したことを表す脱離完了フラグＦ＿ＲＥＬが「１」であるか否かを判別する（ステップ６１）。この脱離完了フラグＦ＿ＲＥＬは、イグニッションスイッチのオン時に「０」にリセットされるものである。このステップ６１の答がＮｏ、脱離の完了がいまだ検知されていないときには、図５のステップ５１と同様、ＥＧＲが作動中であるか否かを判別する（ステップ６２）。この答がＮｏで、ＥＧＲが停止中のときには、後述するステップ６４に進む。
【００３２】
一方、ステップ６２の答がＹｅｓで、ＥＧＲが作動中のときには、前回までの湿度積算値ｓｕｍに、今回検出された湿度検出値Ｈｕｍを加算した値を、今回の湿度積算値ｓｕｍとする（ステップ６３）。この湿度積算値ｓｕｍは、イグニッションスイッチのオン時に値０にリセットされるようになっており、したがって、エンジン１の始動時からのＥＧＲ作動中において得られた、すなわちＨＣ吸着材１６からの炭化水素の脱離中における湿度検出値Ｈｕｍの積算値を表す。
【００３３】
次いで、上記のように算出した湿度積算値ｓｕｍが、その判定値ＳＧＭ＿Ｈ＿ＪＤＧよりも大きいか否かを判別する（ステップ６４）。この答がＮｏ、すなわちｓｕｍ≦ＳＧＭ＿Ｈ＿ＪＤＧのときには、ＨＣ吸着材１６の脱離が完了していないと判定し、脱離完了フラグＦ＿ＲＥＬを「０」に保持する（ステップ６５）。一方、前記ステップ６４の答がＹｅｓ、すなわち湿度積算値ｓｕｍが判定値ＳＧＭ＿Ｈ＿ＪＤＧを上回ったときには、ＨＣ吸着材１６の脱離が完了したと判定し、そのことを表すために、脱離完了フラグＦ＿ＲＥＬを「１」にセットする（ステップ６６）。また、前記ステップ６１の答がＹｅｓ、すなわち脱離完了フラグＦ＿ＲＥＬ＝１であって、脱離の完了がすでに検知されているときには、そのまま本プログラムを終了する。すなわち、脱離の完了が一度、検知された後は、次の運転時まで、脱離完了の判定は実行されない。
【００３４】
以上のように、この脱離判定処理では、ＨＣ吸着材１６からの炭化水素の脱離中における湿度検出値Ｈｕｍの積算値である湿度積算値ｓｕｍをパラメータとし、この湿度積算値ｓｕｍがその判定値を上回ったときに、ＨＣ吸着材１６の脱離が完了したと判定する。前述したように、ＨＣ吸着材１６が炭化水素とともに水分を吸着可能なものであることから、上記のようにして求めた湿度検出値Ｈｕｍは、炭化水素の脱離量を良好に反映し、これと高い相関性を有する。したがって、この湿度積算値ｓｕｍに基づいて、ＨＣ吸着材１６の脱離の完了を適切に判定することができる。
【００３５】
図７は、図４のステップ４４で実行される湿度センサ２２の故障判定処理のサブルーチンを示している。この処理ではまず、エンジン１が始動前であるか否か、具体的にはクランキングの開始前であるか否かを判別する（ステップ７１）。この答がＹｅｓ、すなわちエンジン１が始動前であるときには、ステップ７２に進み、湿度センサ２２の下限故障判定値Ｈ＿ＣＨＫ＿Ｌおよび上限故障判定値Ｈ＿ＣＨＫ＿Ｈを、始動前用の所定値Ｈ＿ＩＮＩ＿Ｌ、Ｈ＿ＩＮＩ＿Ｈ（それぞれ例えば５％、９５％）にそれぞれ設定する。
【００３６】
前記ステップ７１の答がＮｏ、すなわちエンジン１が始動後であるときには、ＥＧＲが作動中であるか否かを判別する（ステップ７３）。この答がＹｅｓで、ＥＧＲが作動中のときには、湿度センサ２２の下限および上限故障判定値Ｈ＿ＣＨＫ＿Ｌ、Ｈ＿ＣＨＫ＿Ｈを、上記の始動前用の所定値Ｈ＿ＩＮＩ＿Ｌ、Ｈ＿ＩＮＩ＿Ｈよりも狭い範囲で、かつＥＧＲ通路１７の故障を判定する際のＥＧＲ作動時用の所定値Ｈ＿ＷＴＥＧＲよりも大きなＥＧＲ作動時用の所定値Ｈ＿ＷＴ＿Ｌ、Ｈ＿ＷＴ＿Ｈ（例えば６０％、９５％）にそれぞれ設定する（ステップ７４）。また、前記ステップ７３の答がＮｏで、ＥＧＲが停止中のときには、下限および上限故障判定値Ｈ＿ＣＨＫ＿Ｌ、Ｈ＿ＣＨＫ＿Ｈを、上記の始動前用の所定値Ｈ＿ＩＮＩ＿Ｌ、Ｈ＿ＩＮＩ＿Ｈよりも狭い範囲で、かつＥＧＲ通路１７の故障を判定する際のＥＧＲ停止時用の所定値Ｈ＿ＷＯＥＧＲよりも小さなＥＧＲ停止時用の所定値Ｈ＿ＷＯ＿Ｌ、Ｈ＿ＷＯ＿Ｈ（例えば５％、４０％）にそれぞれ設定する（ステップ７５）。
【００３７】
以上のように、湿度センサ２２の下限および上限故障判定値Ｈ＿ＣＨＫ＿Ｌ、Ｈ＿ＣＨＫ＿Ｈを、エンジン１の始動前後およびＥＧＲの作動・停止に応じて異なる値に設定するのは、ＥＧＲ通路１７内の湿度が、始動前では大気の湿度に近いことが多く、ＥＧＲの作動中には、ＥＧＲガスが流れていることでより高い値を示し、また、ＥＧＲの停止中には、ＥＧＲガスが流れていないことでより低い値を示すというように、それぞれの運転状態において、湿度検出値Ｈｕｍのとるべき範囲が異なるためである。
【００３８】
次いで、湿度検出値Ｈｕｍが、前記ステップ７２、７４または７５で設定した下限故障判定値Ｈ＿ＣＨＫ＿Ｌと上限故障判定値Ｈ＿ＣＨＫ＿Ｈとの間にあるか否かを判別する（ステップ７６）。この答がＮｏのときには、湿度検出値Ｈｕｍが所定の範囲にないとして、湿度センサ２２が故障していると判定する（ステップ７７）。一方、ステップ７６の答がＹｅｓ、すなわちＨ＿ＣＨＫ＿Ｌ＜Ｈｕｍ＜Ｈ＿ＣＨＫ＿Ｈのときには、湿度センサ２２が正常であると判定し（ステップ７８）、本プログラムを終了する。
【００３９】
以上説明したように、本実施形態によれば、ＥＧＲ通路１７に設けた湿度センサ２２により検出された湿度検出値Ｈｕｍに基づき、排気ガス還流系２３の状態として、ＥＧＲ通路１７の漏れなどの故障、ＨＣ吸着材１６の脱離の完了、および湿度センサ２２自身の故障を適切に判定することができる。この場合、湿度は、温度と比較して、応答性が高く、他の要因の影響を受けにくいという特性を有するので、温度をパラメータとする場合よりも、高い判定精度を得ることができる。また、本実施形態では特に、ＥＧＲ通路１７が、ＨＣ吸着材１６の下流側と吸気管１ａを結ぶ長いＥＧＲ管として構成されていて、エンジン１の振動や排気系２の熱膨張差などの影響により、亀裂などによる漏れが生じやすい。本実施形態によれば、このような状況において、ＥＧＲ通路１７の故障判定、ＨＣ吸着材１６の脱離完了判定および湿度センサ２２の故障判定を、単一の湿度センサ２２を用いて、安価に効率良く行うことができる。
【００４０】
なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、排気ガス還流系２３の状態として、ＥＧＲ通路１７の故障やＨＣ吸着材１６の脱離完了を判定しているが、湿度センサ２２の検出結果に基づいて判定できるものであれば、これらに限られるものではなく、例えば、ＥＧＲ制御弁２０の故障やＨＣ吸着材１６の脱離の度合を判定してもよい。また、実施形態では、エンジン１付近の位置が、エンジン１の振動による影響が最も大きく、漏れなどの故障が生じやすいという観点から、この位置に湿度センサ２２を設置しているが、湿度センサ２２の設置位置は、ＥＧＲ制御弁の上流側および下流側を問わず、ＥＧＲ通路１７の任意の位置に設定することができる。
【００４１】
さらに、実施形態では、湿度センサ２２の検出結果に基づいて、ＨＣ吸着材１６の脱離の完了を判定しているが、その判定精度をより高めるために、ＨＣ吸着材１６の下流側に別の湿度センサを付加してもよいことはもちろんである。その他、細部の構成を、本発明の趣旨の範囲内で適宜、変更することが可能である。
【００４２】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の排気ガス還流系の状態判定装置は、ＥＧＲ通路を含む排気ガス還流系の状態を適切に判定することができるなどの効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による排気ガス還流系の状態判定装置を適用した内燃機関を示す構成図である。
【図２】炭化水素吸着装置を拡大して示す断面図である。
【図３】排気ガス還流系の状態判定の実行決定処理を示すフローチャートである。
【図４】排気ガス還流系の状態判定処理のメインフローを示すフローチャートである。
【図５】ＥＧＲ通路の故障判定処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図６】ＨＣ吸着材の脱離判定処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図７】湿度センサの故障判定処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 内燃機関
１ａ 吸気管（吸気系）
２ 排気系
４ 排気管
８ 排気通路切替装置（切替手段）
１３ メイン通路
１４ バイパス通路
１６ ＨＣ吸着材（吸着材）
１７ ＥＧＲ通路
２２ 湿度センサ
２３ 排気ガス還流系
２５ ＥＣＵ（排気ガス還流系状態判定手段、湿度積算値算出手段、脱離状態判定手段）
Ｈｕｍ 湿度検出値
ｓｕｍ 湿度積算値

Claims (2)

1. 内燃機関の排気系に設けられ、前記内燃機関の運転状態に応じて排気ガスの一部を吸気系に還流するＥＧＲ通路を含む排気ガス還流系の状態を判定する排気ガス還流系の状態判定装置であって、
   前記排気系には、炭化水素および水分を吸着可能な吸着材が設けられ、
   前記排気系は、前記内燃機関の始動後に、排気ガス中の炭化水素を前記吸着材に吸着させるとともに、吸着された炭化水素を前記ＥＧＲ通路を介して前記吸気系に脱離させるように構成され、
   前記ＥＧＲ通路に設けられ、当該ＥＧＲ通路内の湿度を検出する湿度センサと、
   当該湿度センサの検出結果に基づいて、前記吸着材からの炭化水素の脱離状態を判定する脱離状態判定手段と、をさらに備えていることを特徴とする排気ガス還流系の状態判定装置。
2. 脱離状態判定手段は、
   前記吸着材からの炭化水素の脱離中における前記湿度センサの検出結果の積算値を算出する湿度積算値算出手段を有し、
   この湿度積算値算出手段により算出された積算値に基づいて、前記吸着材からの炭化水素の脱離状態を判定することを特徴とする、請求項１に記載の排気ガス還流系の状態判定装置。

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