JP4535648B2 - 内燃機関の吸気系異常判定装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の吸気系異常判定装置に関し、特に、スロットル弁をバイパスするバイパス通路と、このバイパス通路を介して供給されるバイパス吸入空気量を制御するアイドル制御弁とを備える内燃機関の吸気系異常判定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の判定装置として、例えば特開平１０−１８４３３５号公報および特開平１０−１８４３３６号公報に開示されたものが、それぞれ知られている。これらの判定装置は、内燃機関の燃焼室から漏れ出るブローバイガスを吸気系に還流するブローバイガス通路の破れや外れに起因する漏れを判定するものである。
【０００３】
前者に開示された判定装置（以下「第１の判定装置」という）では、スロットル弁をバイパスするバイパス通路に設けたアイドル制御弁により、内燃機関のアイドル回転数が目標回転数になるように制御するとともに、アイドル制御弁の開度が所定開度よりも小さいとき、あるいはアイドル運転時に検出された吸気圧が所定圧よりも高いときに、ブローバイガス通路に異常が発生していると判定する。
【０００４】
また、後者に開示された判定装置（以下「第２の判定装置」という）では、ブローバイガス通路内の圧力を検出するガス圧センサを設け、その検出値が所定範囲から外れたときに、ブローバイガス通路に異常が発生していると判定する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の第１の判定装置は、異常判定を、単にアイドル制御弁の開度あるいは吸気圧に基づいて行うものであり、これらは内燃機関の負荷の変動などに応じて変化するため、判定の精度が低いという欠点がある。また、第２の判定装置は、ガス圧センサを新たに設ける必要があるため、構成の複雑化およびコストの上昇を招く。
【０００６】
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、ブローバイガス通路の異常を含む吸気系の異常を、比較的単純な構成により、高い精度で判定することができる内燃機関の吸気系異常判定装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明は、スロットル弁３をバイパスするバイパス通路１６と、このバイパス通路１６を介して供給されるバイパス吸入空気量を制御するアイドル制御弁１７とを含む内燃機関の吸気系１１の異常を判定する内燃機関の吸気系異常判定装置であって、内燃機関１に供給される総吸入空気量ＱＴＯＴＡＬを算出する総吸入空気量算出手段（実施形態における（以下、本項において同じ）ＥＣＵ５、図２のステップ１４）と、アイドル制御弁１７の開弁制御量ＩＣＭＤに基づいてバイパス吸入空気量ＱＢＰを算出するバイパス吸入空気量算出手段（ＥＣＵ５、図２のステップ１５）と、総吸入空気量算出手段により算出された総吸入空気量ＱＴＯＴＡＬと、バイパス吸入空気量算出手段により算出されたバイパス吸入空気量ＱＢＰとの比較結果に応じて、アイドル制御弁１７の下流側において吸気系１１内に流入した吸気系１１のリーク空気量を表すリーク空気量パラメータ（リーク空気量ＱＬ）を算出するリーク空気量パラメータ算出手段（ＥＣＵ５、図２のステップ１６）と、内燃機関１の負荷を検出する負荷検出手段（吸気管内絶対圧センサ７）と、内燃機関１により駆動される補機（エアコン３７）と内燃機関１との間を切断する補機切断手段（ＥＣＵ５、図４のステップ４２、４４、電磁クラッチ３６）と、スロットル弁３の開度（スロットル弁開度ＴＨＡ）を検出するスロットル弁開度検出手段（スロットル弁開度センサ４）と、検出された内燃機関１の負荷が第１の所定負荷（第１所定圧ＰＢＧＡＣＣＴに相当する負荷）よりも大きいときは補機切断手段により補機と内燃機関１との間を切断させるとともに、検出されたスロットル弁開度ＴＨＡが全閉状態であり、かつリーク空気量パラメータ算出手段により算出されたリーク空気量パラメータが所定の判定しきい値（リーク判定しきい値ＱＴＨ）よりも大きいときに、吸気系１１に異常が発生していると判定する異常判定手段（ＥＣＵ５、図２のステップ２２、２６）と、検出された内燃機関の負荷が高いほど、判定しきい値をより小さく設定する判定しきい値設定手段（ＥＣＵ５、図２のステップ１７、図３）と、を備えていることを特徴とする。
【０００８】
この内燃機関の吸気系異常判定装置によれば、内燃機関に供給される総吸入空気量が算出されるとともに、アイドル制御弁の開弁制御量に基づき、バイパス通路を介して供給されるバイパス吸入空気量が算出され、これらの総吸入空気量とバイパス吸入空気量との比較結果に応じて、アイドル制御弁の下流側において吸気系内に流入した吸気系のリーク空気量を表すリーク空気量パラメータが算出される。そして、スロットル弁開度が全閉状態であるときで、かつリーク空気量パラメータが判定しきい値よりも大きいときに、吸気系に異常が発生していると判定する。すなわち、リーク空気量パラメータは、スロットル弁が全閉の状態における総吸入空気量のうちの、バイパス吸入空気量以外の空気量に相当し、したがって、例えばブローバイガス通路の配管外れなどを含む異常を原因とし、外部の大気圧と吸気系の内部圧力との差圧（以下「吸気差圧」という）によって吸気系内にリークした空気量を表す。したがって、このリーク空気量パラメータに基づいて判定を行うことにより、格別のセンサを設けることなく、吸気系の異常を適正に判定することができる。なお、上記の判定しきい値は、検出された内燃機関の負荷が高いほど、より小さく設定される。
【０００９】
また、内燃機関の負荷が第１の所定負荷よりも大きいときに、補機と内燃機関との間を切断するので、それにより、内燃機関の負荷を抑制することで、異常判定の前提である十分な吸気差圧を確保でき、したがって、吸気系の異常判定を、それに適した状況でより精度良く行うことができる。また、内燃機関の負荷が第１の所定負荷よりも大きいときのみ、補機を切断するので、補機の停止を最小限に留めることができる。
【００１０】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の内燃機関の吸気系異常判定装置において、内燃機関１の負荷が第２の所定負荷（第２所定圧ＰＢＧＳＡＬＫＨに相当する負荷）以下のときに、吸気系１１へのバイパス吸入空気以外の補正空気（パージ通路３３を介した蒸発燃料）の供給を停止させる補正空気供給停止手段（ＥＣＵ５、図４のステップ４５、４６、パージ制御弁３５）をさらに備え、異常判定手段は、補正空気供給停止手段により補正空気の供給が停止された状態で、判定を実行する（図４のステップ４６、４８）ことを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、内燃機関の負荷が第２の所定負荷以下のときに、吸気系へのバイパス吸入空気以外の補正空気の供給、例えば蒸発燃料の供給が停止され、その状態で、異常判定手段は判定を実行する。したがって、内燃機関の負荷が低く、十分な吸気差圧を確保した状態で、判定を行えるとともに、補正空気による空気量への影響を確実に排除しながら、リーク空気量パラメータを正しく算出できるので、異常判定をさらに精度良く行うことができる。この場合にも、内燃機関の負荷が第２の所定負荷以下のときのみ、補正空気の供給が停止されるので、補正空気の供給停止を最小限に留めることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明を適用した内燃機関１の概略構成を示している。
【００１３】
この内燃機関（以下「エンジン」という）１は、図示しない車両に搭載された、例えば４気筒４サイクルエンジンである。エンジン１の吸気系１１の吸気管２には、スロットル弁３が設けられている。このスロットル弁３の開度（スロットル弁開度）ＴＨＡは、スロットル弁開度センサ４（スロットル弁開度検出手段）によって検出され、その検出信号は、後述するＥＣＵ５に送られる。
【００１４】
吸気管２のスロットル弁３よりも下流側で、吸気弁（図示せず）のすぐ上流側には、燃料噴射弁６が気筒ごとに設けられている（１つのみ図示）。各燃料噴射弁６は、燃料ポンプ３１を介して燃料タンク３２に接続されるとともに、ＥＣＵ５に電気的に接続されていて、その開弁時間である燃料噴射時間ＴＯＵＴすなわち燃料供給量は、ＥＣＵ５からの駆動信号によって制御される。
【００１５】
燃料タンク３２は、パージ通路３３を介して、吸気管２のスロットル弁３よりも下流側に接続されている。パージ通路３３には、燃料タンク３２側から順に、燃料タンク３２内で発生した蒸発燃料を一時的に吸着するキャニスタ３４と、パージ制御弁３５（補正空気供給停止手段）とが設けられており、パージ制御弁３５の開弁をＥＣＵ５からの駆動信号で制御することによって、キャニスタ１０に吸着された蒸発燃料が吸気管２にその負圧によって吸入（パージ）される。
【００１６】
また、吸気管２には、スロットル弁３をバイパスするバイパス通路１６が接続されており、バイパス通路１６の途中にはアイドル制御弁１７が設けられている。アイドル制御弁１７は、その開弁量がＥＣＵ５からの駆動信号で制御されることによって、バイパス通路１６を介してエンジン１に吸入される空気量を制御する。
【００１７】
さらに、エンジン１のクランクケース（図示せず）と吸気管２のスロットル弁３よりも下流側との間には、ブローバイガス通路１８が設けられている。このブローバイガス通路１８は、エンジン１のクランクケースに漏れ出るブローバイガスを吸気管２に還流するためのものである。また、ブローバイガス通路１８のクランクケースに接続される部分には、ＰＣＶ（Positive Crankcase Ventilation）弁１９が設けられている。
【００１８】
吸気管２のスロットル弁３のすぐ下流側には、吸気管内絶対圧センサ７（負荷検出手段）が配置されている。この吸気管内絶対圧センサ７は、半導体圧力センサなどで構成されており、吸気管２内の絶対圧である吸気管内絶対圧ＰＢＡを検出し、その検出信号をＥＣＵ５に送る。また、吸気管２には、吸気管内絶対圧センサ７の下流側に、サーミスタなどから成る吸気温センサ８が取り付けられており、吸気管２内の吸気温ＴＡを検出し、その検出信号をＥＣＵ５に送る。さらに、エンジン１の本体には、サーミスタなどから成るエンジン水温センサ９が取り付けられており、エンジン１の本体内を循環する冷却水の温度であるエンジン水温ＴＷを検出し、その検出信号をＥＣＵ５に送る。
【００１９】
一方、エンジン１のクランク軸（図示せず）の周囲には、クランク角センサ１０が設けられている。このクランク角センサ１０は、マグネットロータやＭＲＥピックアップなど（いずれも図示せず）で構成され、それぞれの所定クランク角度位置で、パルス信号であるＣＹＬ信号、ＴＤＣ信号およびＣＲＫ信号を発生し、ＥＣＵ５に送る。ＣＹＬ信号は、特定の気筒の所定のクランク角度位置で発生する気筒判別信号である。ＴＤＣ信号は、各気筒の吸気行程開始時のＴＤＣ（上死点）よりも少し前の所定のクランク角度位置で発生し、４気筒タイプの本例では、クランク角１８０゜ごとに出力される。また、ＣＲＫ信号は、ＴＤＣ信号よりも短い所定のクランク角度の周期（例えば３０゜ごと）で発生する。ＥＣＵ５は、これらのＣＹＬ信号、ＴＤＣ信号およびＣＲＫ信号に基づき、気筒ごとのクランク角度位置を判別するとともに、ＣＲＫ信号に基づき、エンジン１の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを算出する。
【００２０】
エンジン１の排気管１２には三元触媒１５が配置されており、排気ガス中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯx などの成分の浄化を行う。また、排気管１２の三元触媒１５よりも上流側には、酸素濃度（Ｏ２）センサ１４が設けられている。このＯ２センサ１４は、排気ガス中の酸素濃度に応じた検出信号をＥＣＵ５に送る。
【００２１】
ＥＣＵ５にはさらに、車速センサ２１から車両の走行速度（車速）ＶＰを表す検出信号が、大気圧センサ２２から大気圧ＰＡを表す検出信号が、アイドル制御弁１７やパージ制御弁３５などに電力を供給するバッテリ（図示せず）の電圧（バッテリ電圧）ＶＢを表す検出信号が、それぞれ送られる。また、ＥＣＵ５には、空調装置（以下「エアコン」という）３７（補機）のコンプレッサ（図示せず）とエンジン１との間を接続・遮断する電磁クラッチ３６（補機切断手段）が電気的に接続されていて、ＥＣＵ５からの駆動信号によって、電磁クラッチ３６の接続・遮断が制御される。
【００２２】
ＥＣＵ５は、本実施形態において、総吸入空気量算出手段、バイパス吸入空気量算出手段、リーク空気量パラメータ算出手段、補機切断手段、異常判定手段、および補正空気供給停止手段を構成するものであり、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよび入出力インターフェース（いずれも図示せず）などからなるマイクロコンピュータで構成されている。
【００２３】
ＣＰＵは、上述した各種のセンサで検出されたエンジンパラメータ信号に基づいて、エンジン１の運転状態を判別するとともに、その判別結果に応じ、次式（１）に基づき、ＴＤＣ信号の発生に同期して、燃料噴射時間ＴＯＵＴを演算する。
ＴＯＵＴ＝ＴＩＭ×ＫＯ２×Ｋ１×Ｋ２ ・・・（１）
ここで、ＴＩＭは、燃料噴射弁６の基本燃料噴射時間であり、エンジン回転数ＮＥおよび吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じて設定されたＴＩマップ（図示せず）を検索することによって決定される。このＴＩマップにおいて、基本燃料噴射時間ＴＩＭは、その値に基づく量の燃料が、対応するエンジン回転数ＮＥおよび吸気管内絶対圧ＰＢＡによる運転状態で噴射されたときに、エンジン１に供給される混合気の空燃比がほぼ理論空燃比（＝１４．７）になるように設定されている。
【００２４】
ＫＯ２は、Ｏ２センサ１４の検出値に応じて、空燃比が理論空燃比になるようにフィードバック制御により設定される空燃比補正係数である。また、Ｋ１およびＫ２はそれぞれ、各種エンジンパラメータ信号に応じて算出される他の補正係数および補正変数であり、エンジン１の運転状態に応じた燃費特性や加速特性などの諸特性の最適化が図れるように設定される。
【００２５】
また、ＣＰＵは、エンジン１の運転状態に応じ、次式（２）によって、アイドル制御弁１７の開弁制御量ＩＣＭＤを算出する。なお、アイドル制御弁１７の制御によりバイパス通路１６を介してエンジン１に吸入される空気量は、この開弁制御量ＩＣＭＤにほぼ比例するように構成されている。
ＩＣＭＤ＝（ＩＦＢ＋ＩＬＯＡＤ）×ＫＩＰＡ＋ＩＰＡ ・・・（２）
ここで、ＩＦＢは、アイドル回転数を目標回転数に一致するように設定するアイドル目標回転制御による制御項、ＩＬＯＡＤは、エンジン１に加わる電気負荷や、エアコン３７のコンプレッサ負荷、パワーステアリング負荷などの補機類の負荷、あるいは自動変速機がインギヤか否かに応じて設定される負荷補正項である。また、ＫＩＰＡおよびＩＰＡは、いずれも大気圧ＰＡに応じて設定される大気圧補正係数および大気圧補正項である。
【００２６】
ＥＣＵ５は、以上のようにして算出した基本燃料噴射時間ＴＯＵＴに基づく駆動信号を燃料噴射弁６に出力し、開弁制御量ＩＣＭＤに基づく駆動信号をアイドル制御弁１７に出力することによって、それらの動作を制御する。
【００２７】
図２は、エンジン１の吸気系１１の漏れなどによる異常を判定する処理（吸気系異常判定処理）のメインフローを示すフローチャートである。この処理は、ＴＤＣ信号の発生に同期して、ＥＣＵ５により実行される。
【００２８】
まず、ステップ１１（「Ｓ１１」と図示。以下同じ）では、モニタ実行条件、すなわち吸気系１１の異常判定の実行条件を判定する処理を実行する。後述するように、このモニタ実行条件判定処理では、異常判定の実行条件が成立したときに、モニタフラグＦ＿ＭＯＮが「１」にセットされる。また、実行条件が成立するためには、スロットル弁３がほぼ全閉状態であることが要件の１つとされる。
【００２９】
次いで、ステップ１２では、モニタフラグＦ＿ＭＯＮが「１」であるか否かを判別する。その答がＮＯ、すなわちＦ＿ＭＯＮ＝０であって、異常判定の実行条件が成立していないときには、ダウンカウントタイマである正常判定ディレイタイマｔｍＯＫＤＬＹおよび異常判定ディレイタイマｔｍＮＧＤＬＹに、それぞれ所定時間ＴＭＯＫＤＬＹ（例えば５秒）、ＴＭＮＧＤＬＹ（例えば５秒）をセットし、それらをスタートさせ（ステップ１３）、そのまま本処理を終了する。
【００３０】
一方、前記ステップ１２の答がＹＥＳ、すなわちＦ＿ＭＯＮ＝１であって、異常判定の実行条件が成立しているときには、下記の式（３）（４）および（５）によって、エンジン１に供給される総吸入空気量ＱＴＯＴＡＬを算出する（ステップ１４）。
ＱＴＯＴＡＬ＝ＴＩＭ×２ＮＥ×ＫＣ／σＡ ・・・（３）
ＫＣ＝ＫＴＱ×σＧ×１４．７ ・・・（４）
σＡ＝［１．２９３／（１＋０．００３６７ＴＡ）］×（ＰＡ／ＰＡ０）・・・（５）
【００３１】
ここで、式（３）のＴＩＭは、前述した式（１）に適用される基本燃料噴射時間、ＫＣは、式（４）によって算出される、燃料噴射時間を吸入空気量（重量）に換算するための所定の換算係数、σＡは空気の密度である。前述したように、基本燃料噴射時間ＴＩＭは、吸入空気量に対応して空燃比が理論空燃比になるように設定されるので、１燃焼当たりの吸入空気量に比例する。したがって、基本燃料噴射時間ＴＩＭに換算係数ＫＣを乗算することによって、１燃焼当たりの吸入空気量（重量）に換算され、これにエンジン回転数ＮＥの２倍（４気筒エンジンでは１回転当たり２回の燃料噴射が行われる）を乗算することによって、単位時間当たりの吸入空気量（重量）が求められ、さらにこれを空気密度σＡで除算することによって、単位時間当たりの体積流量としての吸入空気量（リットル／ｍｉｎ）が得られる。
【００３２】
また、式（４）のＫＴＱは、燃料噴射時間を燃料量（体積）に換算するための所定の換算係数、σＧは燃料の密度、１４．７は理論空燃比である。すなわち、（ＴＩＭ×ＫＴＱ）が１燃焼当たりの燃料量（体積）であり、これに燃料密度σＧを乗算することによって、１燃焼当たりの燃料量（重量）が求められ、さらにこれに理論空燃比１４．７を乗算することによって、対応する吸入空気量（重量）が得られる。さらに、式（５）のＴＡ、ＰＡは、それぞれ検出された吸気温、大気圧、ＰＡ０は基準大気圧（＝１０１．３ｋＰａ）である。
【００３３】
前記ステップ１４に続くステップ１５では、次式（６）によって、アイドル制御弁１７の制御によりバイパス通路１６を介してエンジン１に吸入される空気量（以下「バイパス吸入空気量」という）ＱＢＰを算出する。
ＱＢＰ＝ＩＣＭＤ×ＫＩＱ ・・・（６）
ここで、ＫＩＱは、アイドル制御弁１７の開弁制御量ＩＣＭＤをバイパス吸入空気量ＱＢＰに換算するための所定の換算係数である。
【００３４】
次いで、ステップ１６では、ステップ１４で算出した総吸入空気量ＱＴＯＴＡＬから、ステップ１５で算出したバイパス吸入空気量ＱＢＰを減算することによって、リーク空気量ＱＬを算出する。前述したように、本処理は、スロットル弁３がほぼ全閉状態であることを要件として実行されるので、スロットル弁３を介して吸入される空気量は非常に小さい。したがって、総吸入空気量ＱＴＯＴＡＬとバイパス吸入空気量ＱＢＰとの差として求められるリーク空気量ＱＬは、例えばブローガス通路１８の配管外れなどを含む異常を原因とし、外部の大気圧と吸気系１１の内部圧力との差圧によって吸気系１１内にリークした空気量を表す。
【００３５】
次に、ステップ１７では、大気圧ＰＡと吸気管内絶対圧ＰＢＡとの差として求められる吸気差圧ＰＢＧＡ（＝ＰＡ−ＰＢＡ）に応じ、図３に示すテーブルを検索することによって、リーク判定しきい値ＱＴＨを算出する。このテーブルでは、リーク判定しきい値ＱＴＨは、吸気差圧ＰＢＧＡが小さいほど、すなわちエンジン１の負荷が高いほど、より小さな値に設定されている。これは、吸気差圧ＰＢＧＡが小さいほど、大気圧ＰＡと吸気管内絶対圧ＰＢＡとの差が小さくなることで、吸気系１１にリークする空気量が小さくなるためである。
【００３６】
次のステップ１８では、エンジン１への燃料供給を停止するフューエルカット（以下「Ｆ／Ｃ」という）中であるか否を判別し、Ｆ／Ｃ中のときには、ダウンカウントタイマであるＦ／Ｃ後ディレイタイマｔｍＦＣＤＬＹに、所定時間ＴＭＦＣＤＬＹ（例えば２秒）をセットし、これをスタートさせる（ステップ１９）。次いで、ステップ１３でスタートさせた正常・異常判定ディレイタイマｔｍＯＫＤＬＹ、ｔｍＮＧＤＬＹをホールド（ダウンカウントを停止）し（ステップ２１）、本処理を終了する。
【００３７】
前記ステップ１８の答がＮＯで、Ｆ／Ｃ中でないときには、Ｆ／Ｃ後ディレイタイマｔｍＦＣＤＬＹのタイマ値が０であるか否かを判別し（ステップ２０）、ｔｍＦＣＤＬＹ＞０のときには、前記ステップ２１に進む。一方、ステップ２０の答がＹＥＳで、ｔｍＦＣＤＬＹ＝０のとき、すなわちＦ／Ｃからの燃料供給再開後、所定時間ＴＭＦＣＤＬＹが経過したときには、ステップ１６で算出したリーク空気量ＱＬが、ステップ１７で算出したリーク判定しきい値ＱＴＨよりも大きいか否かを判別する（ステップ２２）。
【００３８】
その答がＮＯ、すなわちリーク空気量ＱＬがリーク判定しきい値ＱＴＨ以下のときには、正常判定ディレイタイマｔｍＯＫＤＬＹのタイマ値が０であるか否かを判別し（ステップ２３）、ｔｍＯＫＤＬＹ＞０のときには、本処理を終了する。そして、ステップ２３の答がＹＥＳで、ｔｍＯＫＤＬＹ＝０になったとき、すなわちＱＬ≦ＱＴＨの状態が所定時間ＴＭＯＫＤＬＹ継続したときに、吸気系１１にリークがなく、吸気系１１が正常であると判定し（ステップ２４）、本処理を終了する。
【００３９】
一方、前記ステップ２２の答がＹＥＳ、すなわちリーク空気量ＱＬがリーク判定しきい値ＱＴＨよりも大きいときには、異常判定ディレイタイマｔｍＮＧＤＬＹのタイマ値が０であるか否かを判別し（ステップ２５）、ｔｍＮＧＤＬＹ＞０のときには、本処理を終了する。そして、ステップ２５の答がＹＥＳで、ｔｍＮＧＤＬＹ＝０になったとき、すなわちＱＬ＞ＱＴＨの状態が所定時間ＴＭＮＧＤＬＹ継続したときに、吸気系１１にリークがあり、異常が発生していると判定し（ステップ２６）、本処理を終了する。異常と判定した場合には、その旨を運転者に知らせるために、ＥＣＵ５により、警告灯の点灯などが行われる。
【００４０】
以上のように、この吸気系異常判定処理によれば、異常判定の実行条件が成立したときに、総吸入空気量ＱＴＯＴＡＬ、およびバイパス通路１６を介してエンジン１に吸入されるバイパス吸入空気量ＱＢＰが算出されるとともに、両吸入空気量の差としてリーク空気量ＱＬ（＝ＱＴＯＴＡＬ−ＱＢＰ）が算出される。そして、リーク空気量ＱＬがリーク判定しきい値ＱＴＨよりも大きいときに、吸気系１１にリークがあり、異常が発生していると判定する。したがって、従来のような、吸気管内圧あるいはアイドル制御弁の開度に基づいて判定する場合と比較して、異常判定をより正確に行うことができる。また、リーク判定しきい値ＱＴＨが吸気差圧ＰＢＧＡ、すなわちエンジン１の負荷に応じて設定されるので、負荷が変化した場合でも、それに応じて判定を正確に行うことができる。
【００４１】
図４は、図２のステップ１１で実行されるモニタ実行条件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、以下の条件を順次、判定する。すなわち、エンジン１の始動終了後の時間をアップカウント式に計測する始動後タイマＴ０１ＡＣＲのタイマ値が、所定時間ＴＡＣＲ０以上であるか否か（ステップ３１）、エンジン水温ＴＷがその所定温度ＴＷ０（例えば７０℃）以上であるか否か（ステップ３２）、吸気温ＴＡがその所定温度ＴＡ０（例えば−７℃）以上であるか否か（ステップ３３）、空燃比補正係数ＫＯ２が上限値または下限値に貼り付いておらず、値１．０付近で正常に推移している状態を「１」で表すフィードバック制御フラグＦ＿ＫＯ２ＦＢが「１」であるか否か（ステップ３４）、車速ＶＰが値０であるか否か（ステップ３５）、バッテリ電圧ＶＢが所定電圧ＶＢ０（例えば１０．５Ｖ）以上であるか否か（ステップ３６）、およびスロットル弁開度ＴＨＡが所定開度ＴＨＡＬ（例えば０．１ｄｅｇ）よりも小さいか否か、すなわちスロットル弁３がほぼ全閉状態であるか否か（ステップ３７）を、それぞれ判定する。
【００４２】
そして、これらのステップ３１〜３７の答のいずれかがＮＯのときには、エアコン切断フラグＦ＿ＡＣＣＵＴを「０」にセットし（ステップ３８）、パージ停止フラグＦ＿ＳＡＬＫＰＧを「０」にセットする（ステップ３９）。次いで、ダウンカウントタイマであるモニタ判定ディレイタイマｔｍＭＯＮＤＬＹに、所定時間ＴＭＭＯＮＤＬＹ（例えば２秒）をセットし、これをスタートさせる（ステップ４０）とともに、異常判定の実行条件が成立していないとして、モニタフラグＦ＿ＭＯＮを「０」にセットし（ステップ４１）、本処理を終了する。なお、上記のエアコン切断フラグＦ＿ＡＣＣＵＴは、エアコン３７の切断を指示するものであり、「１」にセットされたときに、ＥＣＵ５により電磁クラッチ３６が遮断されることで、エアコン３７が切断される。また、パージ停止フラグＦ＿ＳＡＬＫＰＧは、パージ制御弁３５の閉弁を指示するものであり、「１」にセットされたときに、ＥＣＵ５によりパージ制御弁３５が閉弁されることで、吸気管２への蒸発燃料の供給が停止される。
【００４３】
一方、前記ステップ３１〜３７の答のいずれもがＹＥＳのときには、吸気差圧ＰＢＧＡがヒステリシス付きの第１所定圧ＰＢＧＡＣＣＴ（例えば１００ｍｍＨＧ／３５０ｍｍＨＧ）よりも小さいか否かを判別する（ステップ４２）。その答がＮＯで、ＰＢＧＡ≧ＰＢＧＡＣＣＴのときには、エアコン切断フラグＦ＿ＡＣＣＵＴを「０」にセットする（ステップ４３）。一方、ステップ４２の答がＹＥＳで、ＰＢＧＡ＜ＰＢＧＡＣＣＴのとき、すなわちエンジン１の負荷が第１所定圧ＰＢＧＡＣＣＴに相当する第１の所定負荷よりも高いときには、エアコン切断フラグＦ＿ＡＣＣＵＴを「１」にセットする（ステップ４４）。これにより、電磁クラッチ３６が遮断され、エアコン３７が切断される。
【００４４】
ステップ４３または４４に続くステップ４５では、吸気差圧ＰＢＧＡが、前記第１所定値ＰＢＧＡＡＣＴよりも小さな第２所定圧ＰＢＧＳＡＬＫＨ（例えば５０ｍｍＨＧ）よりも小さいか否かを判別する。その答がＹＥＳで、ＰＢＧＡ＜ＰＢＧＳＡＬＫＨのとき、すなわちエンジン１の負荷が第２所定圧ＰＢＧＳＡＬＫＨに相当する第２所定負荷よりも高いときには、異常判定の実行条件が成立していないとして、前記ステップ３９〜４１を実行し、本処理を終了する。
【００４５】
一方、ステップ４５の答がＮＯで、ＰＢＧＡ≧ＰＢＧＳＡＬＫＨのときには、パージ停止フラグＦ＿ＳＡＬＫＰＧを「１」にセットする（ステップ４６）。これにより、パージ制御弁３５が閉弁され、吸気管２への蒸発燃料の供給が停止される。次いで、モニタ判定ディレイタイマｔｍＭＯＮＤＬＹのタイマ値が０であるか否かを判別し（ステップ４７）、ｔｍＭＯＮＤＬＹ＞０のときには、前記ステップ４１に進み、モニタフラグＦ＿ＭＯＮを「０」にセットする。
【００４６】
一方、ステップ４７の答がＹＥＳで、ｔｍＭＯＮＤＬＹ＝０になったとき、すなわちＰＢＧＡ≧ＰＢＧＳＡＬＫＨの状態、すなわちエンジン１の負荷が第２所定圧ＰＢＧＳＡＬＫＨに相当する第２所定負荷以下の状態が、所定時間ＴＭＭＯＮＤＬＹ継続したときに、異常判定の実行条件が最終的に成立したとして、モニタフラグＦ＿ＭＯＮを「１」にセットし、本処理を終了する。
【００４７】
以上のように、本実施形態によれば、エンジン１の負荷が第１所定圧ＰＢＧＡＣＣＴに相当する第１の所定負荷よりも高いときに、電磁クラッチ３６を遮断し、エアコン３７を切断するので、それにより、エンジン１の負荷を抑制することで、異常判定の前提である十分な吸気差圧ＰＢＧＡを確保でき、したがって、異常判定を、それに適した状況でより精度良く行うことができる。
【００４８】
さらに、エンジン１の負荷が第２所定圧ＰＢＧＳＡＬＫＨに相当する第２所定負荷以下のときに、パージ制御弁３５を閉弁し、吸気管２への蒸発燃料の供給を停止し、その状態が所定時間ＴＭＭＯＮＤＬＹ継続したときに、異常判定を実行する。したがって、エンジン１の負荷が低く、十分な吸気差圧ＰＢＧＡを確保した状態で、判定を行えるとともに、蒸発燃料による空気量への影響を確実に排除しながら、リーク空気量ＱＬを正しく算出できるので、異常判定をさらに精度良く行うことができる。また、この場合にも、エンジン１の負荷が第２の所定負荷以下のときのみ、蒸発燃料の供給が停止されるので、その供給停止を最小限に留めることができる。
【００４９】
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、エンジン１の負荷が第１の所定負荷よりも高いときに、エアコン３７を切断しているが、これととともに、またはこれに代えて、エンジン１で駆動される他の補機を切断するようにしてもよい。また、実施形態では、エンジン１の負荷が第２所定負荷以下のときに、蒸発燃料の供給を停止しているが、吸気系１１に供給される他の補正空気、例えばＥＧＲガスの供給を停止するようにしてもよい。
【００５０】
【発明の効果】
以上のように、本発明の内燃機関の吸気系異常判定装置は、ブローバイガス通路の異常を含む吸気系の異常を、比較的単純な構成により、高い精度で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吸気系異常判定装置、およびこれを適用した内燃機関の概略構成図である。
【図２】吸気系異常判定処理のフローチャートである。
【図３】図２の処理で用いられるテーブルを示す図である。
【図４】図２のモニタ実行条件判定処理のサブルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
１ 内燃機関
３ スロットル弁
４ スロットル弁開度センサ（スロットル弁開度検出手段）
５ ＥＣＵ（総吸入空気量算出手段、バイパス吸入空気量算出手段、リーク空気量パラメータ算出手段、補機切断手段、異常
判定手段、補正空気供給停止手段）
７ 吸気管内絶対圧センサ（負荷検出手段）
１１ 吸気系
１６ バイパス通路
１７ アイドル制御弁
３５ パージ制御弁（補正空気供給停止手段）
３６ 電磁クラッチ（補機切断手段）
３７ エアコン（補機）
ＩＣＭＤ 開弁制御量
ＴＨＡ スロットル弁開度
ＴＨＡＬ 所定開度
ＱＴＯＴＡＬ 総吸入空気量
ＱＢＰ バイパス吸入空気量
ＱＬ リーク空気量（リーク空気量パラメータ）
ＱＴＨ リーク判定しきい値（判定しきい値）
ＰＢＧＡＣＣＴ 第１所定圧
ＰＢＧＳＡＬＫＨ 第２所定圧

Claims (2)

1. スロットル弁をバイパスするバイパス通路と、このバイパス通路を介して供給されるバイパス吸入空気量を制御するアイドル制御弁とを含む内燃機関の吸気系の異常を判定する内燃機関の吸気系異常判定装置であって、
   前記内燃機関に供給される総吸入空気量を算出する総吸入空気量算出手段と、
   前記アイドル制御弁の開弁制御量に基づいて前記バイパス吸入空気量を算出するバイパス吸入空気量算出手段と、
   前記総吸入空気量算出手段により算出された総吸入空気量と、前記バイパス吸入空気量算出手段により算出されたバイパス吸入空気量との比較結果に応じて、前記アイドル制御弁の下流側において前記吸気系内に流入した前記吸気系のリーク空気量を表すリーク空気量パラメータを算出するリーク空気量パラメータ算出手段と、
   前記内燃機関の負荷を検出する負荷検出手段と、
   前記内燃機関により駆動される補機と当該内燃機関との間を切断する補機切断手段と、
   前記スロットル弁の開度を検出するスロットル弁開度検出手段と、
   前記検出された内燃機関の負荷が第１の所定負荷よりも大きいときは前記補機切断手段により前記補機と前記内燃機関との間を切断させるとともに、前記検出されたスロットル弁開度が全閉状態であり、かつ前記リーク空気量パラメータ算出手段により算出されたリーク空気量パラメータが所定の判定しきい値よりも大きいときに、前記吸気系に異常が発生していると判定する異常判定手段と、
   前記検出された内燃機関の負荷が高いほど、前記判定しきい値をより小さく設定する判定しきい値設定手段と、
   を備えていることを特徴とする内燃機関の吸気系異常判定装置。
2. 前記内燃機関の負荷が第２の所定負荷以下のときに、前記吸気系への前記バイパス吸入空気以外の補正空気の供給を停止させる補正空気供給停止手段をさらに備え、
   前記異常判定手段は、前記補正空気供給停止手段により補正空気の供給が停止された状態で、判定を実行することを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関の吸気系異常判定装置。

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