JP5515830B2 - 排気還流装置の異常検出装置 - Google Patents
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Description
本発明は、排気還流装置の異常検出装置に関する。
自動車等に搭載される内燃機関には、運転状態に応じて、内燃機関の排気通路の排気の一部をＥＧＲガスとして内燃機関の吸気通路に還流させ、内燃機関から排出されるＮＯｘ発生量を低減したり、燃費を向上させたりする排気還流装置が設けられる。
排気還流装置は、排気通路と吸気通路とをＥＧＲ通路でつなぎ、当該ＥＧＲ通路上に設けられるＥＧＲ弁でＥＧＲガス量を調整する。
ところで、ＥＧＲガスが煤等の異物を含有しているため、排気還流装置のＥＧＲ弁は可動部に異物が付着することがある。ＥＧＲ弁に異物が付着すると、ＥＧＲ弁を目標開度に正確に制御できなくなり、排気還流装置から還流されるＥＧＲガス量が目標量から乖離してしまうことがある。これにより、ＥＧＲガス過多による燃焼悪化や、ＥＧＲガス過少によるノッキングが発生する場合がある。このため、排気還流装置の異常を早期に検出したい。
そこで、従来、エアフロメータの出力値に基づく推定吸気圧力と、吸気圧力センサが検出する実吸気圧力と、の関係に基づいて排気還流装置の異常を検出する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
排気還流装置は、排気通路と吸気通路とをＥＧＲ通路でつなぎ、当該ＥＧＲ通路上に設けられるＥＧＲ弁でＥＧＲガス量を調整する。
ところで、ＥＧＲガスが煤等の異物を含有しているため、排気還流装置のＥＧＲ弁は可動部に異物が付着することがある。ＥＧＲ弁に異物が付着すると、ＥＧＲ弁を目標開度に正確に制御できなくなり、排気還流装置から還流されるＥＧＲガス量が目標量から乖離してしまうことがある。これにより、ＥＧＲガス過多による燃焼悪化や、ＥＧＲガス過少によるノッキングが発生する場合がある。このため、排気還流装置の異常を早期に検出したい。
そこで、従来、エアフロメータの出力値に基づく推定吸気圧力と、吸気圧力センサが検出する実吸気圧力と、の関係に基づいて排気還流装置の異常を検出する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、上記特許文献１のような技術であっても、エアフロメータと吸気圧力センサとのうちどちらかの出力自体にズレが生じている場合には、排気還流装置が正常作動していても異常と検出してしまい、排気還流装置の異常を正確に検出することができない。
本発明は上記問題点に鑑みたものであり、本発明の目的は、排気還流装置の異常検出装置において、排気還流装置の異常を正確に検出する技術を提供することにある。
本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、本発明は、
内燃機関の排気通路から吸気通路のスロットル弁下流側へ排気の一部を還流させる排気還流装置の異常を検出する異常検出装置であって、
前記吸気通路のスロットル弁下流側の吸気圧力を検出する吸気圧力センサと、
定常運転時に、エアフロメータの出力値に基づいて、前記吸気通路のスロットル弁下流側の吸気圧力を推定する第１推定手段と、
過渡運転時に、スロットル弁の開度に基づいて、前記吸気通路のスロットル弁下流側の吸気圧力を推定する第２推定手段と、
定常運転時に、前記第１推定手段が推定する吸気圧力と、前記吸気圧力センサが検出する吸気圧力との偏差が、前記排気還流装置が正常作動しているか異常が生じている可能性があるかの閾値となる第１所定値以上であり、かつ、過渡運転時に、一部の過渡期間における、前記第２推定手段が推定する吸気圧力の変化量と、前記吸気圧力センサが検出する
吸気圧力の変化量との偏差が、前記排気還流装置が正常作動しているか異常が生じている可能性があるかの閾値となる第２所定値以上である場合に、前記排気還流装置に異常が生じていると判定する異常判定手段と、
を備えたことを特徴とする排気還流装置の異常検出装置である。
ここで、第１所定値とは、定常運転時の、第１推定手段が推定する吸気圧力と、吸気圧力センサが検出する吸気圧力との偏差が、それ以上の値であると、排気還流装置に異常が生じている可能性があると判定できる、排気還流装置が正常作動しているか異常が生じている可能性があるかの閾値となる値である。また、第２所定値とは、過渡運転時の、一部の過渡期間における、第２推定手段が推定する吸気圧力の変化量と、吸気圧力センサが検出する吸気圧力の変化量との偏差が、それ以上の値であると、排気還流装置に異常が生じている可能性があると判定できる、排気還流装置が正常作動しているか異常が生じている可能性があるかの閾値となる値である。
また、定常運転時とは、内燃機関の運転状態が機関負荷及び機関回転速度が略一定となっている状態を指す。過渡運転時とは、定常運転時以外の加速や減速している状態であって、内燃機関の運転状態が機関負荷や機関回転速度が変化している状態を指す。
内燃機関の排気通路から吸気通路のスロットル弁下流側へ排気の一部を還流させる排気還流装置の異常を検出する異常検出装置であって、
前記吸気通路のスロットル弁下流側の吸気圧力を検出する吸気圧力センサと、
定常運転時に、エアフロメータの出力値に基づいて、前記吸気通路のスロットル弁下流側の吸気圧力を推定する第１推定手段と、
過渡運転時に、スロットル弁の開度に基づいて、前記吸気通路のスロットル弁下流側の吸気圧力を推定する第２推定手段と、
定常運転時に、前記第１推定手段が推定する吸気圧力と、前記吸気圧力センサが検出する吸気圧力との偏差が、前記排気還流装置が正常作動しているか異常が生じている可能性があるかの閾値となる第１所定値以上であり、かつ、過渡運転時に、一部の過渡期間における、前記第２推定手段が推定する吸気圧力の変化量と、前記吸気圧力センサが検出する
吸気圧力の変化量との偏差が、前記排気還流装置が正常作動しているか異常が生じている可能性があるかの閾値となる第２所定値以上である場合に、前記排気還流装置に異常が生じていると判定する異常判定手段と、
を備えたことを特徴とする排気還流装置の異常検出装置である。
ここで、第１所定値とは、定常運転時の、第１推定手段が推定する吸気圧力と、吸気圧力センサが検出する吸気圧力との偏差が、それ以上の値であると、排気還流装置に異常が生じている可能性があると判定できる、排気還流装置が正常作動しているか異常が生じている可能性があるかの閾値となる値である。また、第２所定値とは、過渡運転時の、一部の過渡期間における、第２推定手段が推定する吸気圧力の変化量と、吸気圧力センサが検出する吸気圧力の変化量との偏差が、それ以上の値であると、排気還流装置に異常が生じている可能性があると判定できる、排気還流装置が正常作動しているか異常が生じている可能性があるかの閾値となる値である。
また、定常運転時とは、内燃機関の運転状態が機関負荷及び機関回転速度が略一定となっている状態を指す。過渡運転時とは、定常運転時以外の加速や減速している状態であって、内燃機関の運転状態が機関負荷や機関回転速度が変化している状態を指す。
一般に、吸気圧力によって排気還流装置の異常を検出することは、排気還流装置の異常以外の他の要因による影響を受けるため、排気還流装置の異常を正確に検出することは困難である。ここでの他の要因には、吸気圧力センサの出力値の異常や、エアフロメータの出力値の異常や、スロットル弁の開度の異常というものがある。このため、単に、エアフロメータの出力値やスロットル弁の開度のいずれかに基づいて推定する吸気圧力と、吸気圧力センサが検出する吸気圧力との偏差によって排気還流装置の異常を検出しようとしても、排気還流装置の異常ではないことがある。
そこで、本発明では、定常運転時に、第１推定手段が推定する吸気圧力と、吸気圧力センサが検出する吸気圧力との偏差が、排気還流装置が正常作動しているか異常が生じている可能性があるかの閾値となる第１所定値以上であり、かつ、過渡運転時に、一部の過渡期間における、第２推定手段が推定する吸気圧力の変化量と、吸気圧力センサが検出する吸気圧力の変化量との偏差が、排気還流装置が正常作動しているか異常が生じている可能性があるかの閾値となる第２所定値以上である場合に、排気還流装置に異常が生じていると判定するようにした。
本発明によると、定常運転時と過渡運転時との両方で、夫々異なった出力値に基づいて推定された吸気圧力から排気還流装置に異常が生じているかを判別する。このため、排気還流装置に異常が生じていると判定されるためには、これら両方において排気還流装置に異常が生じている可能性があると判断されなければならないので、排気還流装置の異常以外の他の要因による影響が及び難くなる。
例えば、第１推定手段が推定する吸気圧力を導出するためのエアフロメータの出力値に異常が生じている場合には、定常運転時には排気還流装置に異常が生じている可能性があると判断され得るが、スロットル弁の開度に異常が生じていなければ、過渡運転時には排気還流装置は正常作動していると判断され、結局、排気還流装置に異常が生じていると判定されることはない。また、デポジット付着等により第２推定手段が推定する吸気圧力を導出するためのスロットル弁の開度に異常が生じている場合も、エアフロメータの出力値に異常が生じていなければ、同様に排気還流装置に異常が生じていると判定されることはない。
一方、吸気圧力センサの出力値に異常が生じている場合には、定常運転時は、吸気圧力センサの出力値である絶対値をそのまま用いているので、定常運転時には排気還流装置に異常が生じている可能性があると判断され得る。しかし、過渡運転時には、一部の過渡期間における吸気圧力センサが検出する吸気圧力の変化量、即ち吸気圧力センサの出力値の相対値を用いるので、吸気圧力センサの出力値に異常が生じていても、吸気圧力センサが検出する吸気圧力の変化量は正確な値となる。これにより、過渡運転時には排気還流装置は正常作動していると判断される。このため、この場合でも排気還流装置に異常が生じて
いると判定されることはない。
このように、本発明によると、排気還流装置の異常を検出する際に、排気還流装置の異常以外の他の要因による影響が及び難くなるので、排気還流装置の異常を正確に検出することができる。
尚、過渡運転時にスロットル弁の開度に基づいて吸気圧力を推定しているのは、エアフロメータの出力値の変化と吸気圧力の変化との間には時間差があり、過渡運転時にエアフロメータの出力値に基づいて吸気圧力を推定すると判断精度が悪化するためである。
そこで、本発明では、定常運転時に、第１推定手段が推定する吸気圧力と、吸気圧力センサが検出する吸気圧力との偏差が、排気還流装置が正常作動しているか異常が生じている可能性があるかの閾値となる第１所定値以上であり、かつ、過渡運転時に、一部の過渡期間における、第２推定手段が推定する吸気圧力の変化量と、吸気圧力センサが検出する吸気圧力の変化量との偏差が、排気還流装置が正常作動しているか異常が生じている可能性があるかの閾値となる第２所定値以上である場合に、排気還流装置に異常が生じていると判定するようにした。
本発明によると、定常運転時と過渡運転時との両方で、夫々異なった出力値に基づいて推定された吸気圧力から排気還流装置に異常が生じているかを判別する。このため、排気還流装置に異常が生じていると判定されるためには、これら両方において排気還流装置に異常が生じている可能性があると判断されなければならないので、排気還流装置の異常以外の他の要因による影響が及び難くなる。
例えば、第１推定手段が推定する吸気圧力を導出するためのエアフロメータの出力値に異常が生じている場合には、定常運転時には排気還流装置に異常が生じている可能性があると判断され得るが、スロットル弁の開度に異常が生じていなければ、過渡運転時には排気還流装置は正常作動していると判断され、結局、排気還流装置に異常が生じていると判定されることはない。また、デポジット付着等により第２推定手段が推定する吸気圧力を導出するためのスロットル弁の開度に異常が生じている場合も、エアフロメータの出力値に異常が生じていなければ、同様に排気還流装置に異常が生じていると判定されることはない。
一方、吸気圧力センサの出力値に異常が生じている場合には、定常運転時は、吸気圧力センサの出力値である絶対値をそのまま用いているので、定常運転時には排気還流装置に異常が生じている可能性があると判断され得る。しかし、過渡運転時には、一部の過渡期間における吸気圧力センサが検出する吸気圧力の変化量、即ち吸気圧力センサの出力値の相対値を用いるので、吸気圧力センサの出力値に異常が生じていても、吸気圧力センサが検出する吸気圧力の変化量は正確な値となる。これにより、過渡運転時には排気還流装置は正常作動していると判断される。このため、この場合でも排気還流装置に異常が生じて
いると判定されることはない。
このように、本発明によると、排気還流装置の異常を検出する際に、排気還流装置の異常以外の他の要因による影響が及び難くなるので、排気還流装置の異常を正確に検出することができる。
尚、過渡運転時にスロットル弁の開度に基づいて吸気圧力を推定しているのは、エアフロメータの出力値の変化と吸気圧力の変化との間には時間差があり、過渡運転時にエアフロメータの出力値に基づいて吸気圧力を推定すると判断精度が悪化するためである。
本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、本発明は、
内燃機関の排気通路から吸気通路のスロットル弁下流側へ排気の一部を還流させる排気還流装置の異常を検出する異常検出装置であって、
前記吸気通路のスロットル弁下流側の吸気圧力を検出する吸気圧力センサと、
定常運転時に、エアフロメータの出力値に基づいて、前記吸気通路のスロットル弁下流側の吸気圧力を推定する第１推定手段と、
過渡運転時に、スロットル弁の開度に基づいて、前記吸気通路のスロットル弁下流側の吸気圧力を推定する第２推定手段と、
定常運転時に、前記第１推定手段が推定する吸気圧力と、前記吸気圧力センサが検出する吸気圧力との偏差が、前記排気還流装置が正常作動しているか異常が生じているかの閾値となる第１所定値以上であり、かつ、過渡運転時に、前記第２推定手段が推定する吸気圧力と、前記吸気圧力センサが検出する吸気圧力との偏差が、前記排気還流装置が正常作動しているか異常が生じているかの閾値となる第３所定値以上である場合に、前記排気還流装置に異常が生じていると判定する異常判定手段と、
を備えたことを特徴とする排気還流装置の異常検出装置である。
ここで、第３所定値とは、過渡運転時の、第２推定手段が推定する吸気圧力と、吸気圧力センサが検出する吸気圧力との偏差が、それ以上の値であると、排気還流装置に異常が生じている可能性があると判定できる、排気還流装置が正常作動しているか異常が生じている可能性があるかの閾値となる値である。
内燃機関の排気通路から吸気通路のスロットル弁下流側へ排気の一部を還流させる排気還流装置の異常を検出する異常検出装置であって、
前記吸気通路のスロットル弁下流側の吸気圧力を検出する吸気圧力センサと、
定常運転時に、エアフロメータの出力値に基づいて、前記吸気通路のスロットル弁下流側の吸気圧力を推定する第１推定手段と、
過渡運転時に、スロットル弁の開度に基づいて、前記吸気通路のスロットル弁下流側の吸気圧力を推定する第２推定手段と、
定常運転時に、前記第１推定手段が推定する吸気圧力と、前記吸気圧力センサが検出する吸気圧力との偏差が、前記排気還流装置が正常作動しているか異常が生じているかの閾値となる第１所定値以上であり、かつ、過渡運転時に、前記第２推定手段が推定する吸気圧力と、前記吸気圧力センサが検出する吸気圧力との偏差が、前記排気還流装置が正常作動しているか異常が生じているかの閾値となる第３所定値以上である場合に、前記排気還流装置に異常が生じていると判定する異常判定手段と、
を備えたことを特徴とする排気還流装置の異常検出装置である。
ここで、第３所定値とは、過渡運転時の、第２推定手段が推定する吸気圧力と、吸気圧力センサが検出する吸気圧力との偏差が、それ以上の値であると、排気還流装置に異常が生じている可能性があると判定できる、排気還流装置が正常作動しているか異常が生じている可能性があるかの閾値となる値である。
本発明では、定常運転時に、第１推定手段が推定する吸気圧力と、吸気圧力センサが検出する吸気圧力との偏差が、排気還流装置が正常作動しているか異常が生じている可能性があるかの閾値となる第１所定値以上であり、かつ、過渡運転時に、第２推定手段が推定する吸気圧力と、吸気圧力センサが検出する吸気圧力との偏差が、排気還流装置が正常作動しているか異常が生じている可能性があるかの閾値となる第３所定値以上である場合に、排気還流装置に異常が生じていると判定するようにした。
本発明によると、定常運転時と過渡運転時との両方で、夫々異なった出力値に基づいて推定された吸気圧力から排気還流装置に異常が生じているかを判別する。このため、排気還流装置に異常が生じていると判定されるためには、これら両方において排気還流装置に異常が生じている可能性があると判断されなければならないので、排気還流装置の異常以外の他の要因による影響が及び難くなる。
例えば、第１推定手段が推定する吸気圧力を導出するためのエアフロメータの出力値に異常が生じている場合には、定常運転時には排気還流装置に異常が生じている可能性があると判断され得るが、スロットル弁の開度に異常が生じていなければ、過渡運転時には排気還流装置は正常作動していると判断され、結局、排気還流装置に異常が生じていると判定されることはない。また、デポジット付着等により第２推定手段が推定する吸気圧力を導出するためのスロットル弁の開度に異常が生じている場合も、エアフロメータの出力値に異常が生じていなければ、同様に排気還流装置に異常が生じていると判定されることはない。
このように、本発明によると、排気還流装置の異常を検出する際に、排気還流装置の異常以外の他の要因による影響が及び難くなるので、排気還流装置の異常を正確に検出することができる。
本発明によると、定常運転時と過渡運転時との両方で、夫々異なった出力値に基づいて推定された吸気圧力から排気還流装置に異常が生じているかを判別する。このため、排気還流装置に異常が生じていると判定されるためには、これら両方において排気還流装置に異常が生じている可能性があると判断されなければならないので、排気還流装置の異常以外の他の要因による影響が及び難くなる。
例えば、第１推定手段が推定する吸気圧力を導出するためのエアフロメータの出力値に異常が生じている場合には、定常運転時には排気還流装置に異常が生じている可能性があると判断され得るが、スロットル弁の開度に異常が生じていなければ、過渡運転時には排気還流装置は正常作動していると判断され、結局、排気還流装置に異常が生じていると判定されることはない。また、デポジット付着等により第２推定手段が推定する吸気圧力を導出するためのスロットル弁の開度に異常が生じている場合も、エアフロメータの出力値に異常が生じていなければ、同様に排気還流装置に異常が生じていると判定されることはない。
このように、本発明によると、排気還流装置の異常を検出する際に、排気還流装置の異常以外の他の要因による影響が及び難くなるので、排気還流装置の異常を正確に検出することができる。
前記内燃機関の機関回転速度が、前記内燃機関の燃焼が良好か悪化している可能性があるかの閾値となる所定速度以下である場合に前記排気還流装置の異常を検出するとよい。
ここで、所定速度とは、内燃機関の機関回転速度がそれ以下であると、内燃機関の燃焼が悪化している可能性があると判定できる、内燃機関の燃焼が良好か悪化している可能性があるかの閾値となる速度である。
内燃機関の機関回転速度が所定速度以下である場合には、排気還流装置に異常が生じて還流ガスが過多となり、内燃機関の燃焼が悪化している可能性がある。この場合に排気還流装置の異常を検出するので、還流ガスが過多となっている排気還流装置の異常を正確に検出することができる。
ここで、所定速度とは、内燃機関の機関回転速度がそれ以下であると、内燃機関の燃焼が悪化している可能性があると判定できる、内燃機関の燃焼が良好か悪化している可能性があるかの閾値となる速度である。
内燃機関の機関回転速度が所定速度以下である場合には、排気還流装置に異常が生じて還流ガスが過多となり、内燃機関の燃焼が悪化している可能性がある。この場合に排気還流装置の異常を検出するので、還流ガスが過多となっている排気還流装置の異常を正確に検出することができる。
前記内燃機関は、ノッキング発生時に点火時期を遅角するノックコントロールシステムを搭載しており、前記内燃機関が前記ノックコントロールシステムにより点火時期を遅角している場合に前記排気還流装置の異常を検出するとよい。
内燃機関がノックコントロールシステムにより点火時期を遅角している場合には、排気還流装置に異常が生じて還流ガスが過少となり、内燃機関がノッキングしてしまうので点火時期を遅角している可能性がある。この場合に排気還流装置の異常を検出するので、還流ガスが過少となっている排気還流装置の異常を正確に検出することができる。
内燃機関がノックコントロールシステムにより点火時期を遅角している場合には、排気還流装置に異常が生じて還流ガスが過少となり、内燃機関がノッキングしてしまうので点火時期を遅角している可能性がある。この場合に排気還流装置の異常を検出するので、還流ガスが過少となっている排気還流装置の異常を正確に検出することができる。
本発明によると、排気還流装置の異常検出装置において、排気還流装置の異常を正確に検出することができる。
以下に本発明の具体的な実施例を説明する。
＜実施例１＞
（内燃機関）
図１に本発明の実施例１に係る内燃機関及びその吸気系・排気系の概略構成を示す。内燃機関１は、図１に示す気筒２を４つ有する水冷式の４ストロークサイクル・ガソリン内燃機関である。
内燃機関１の気筒２内には、ピストン３が摺動自在に設けられている。気筒２内上部の
燃焼室４には、点火プラグ５が設けられ、点火プラグ５はＥＣＵ６に電気的に接続されており、ＥＣＵ６によって制御される。また燃焼室４には、吸気ポート７及び排気ポート８が接続されている。吸気ポート７には、気筒２内の燃焼室４に燃料を供給する燃料噴射弁９が設けられている。燃料噴射弁９はＥＣＵ６に電気的に接続されており、ＥＣＵ６によって制御される。また、気筒２の外側には、筒内で発生するノッキングを検出するノックセンサ１０が設けられる。ノックセンサ１０が検出したノッキングの強度はＥＣＵ６に送信される。
吸気ポート７の燃焼室４への開口部は吸気弁１１によって開閉され、排気ポート８の燃焼室４への開口部は排気弁１２によって開閉される。吸気ポート７は吸気通路１３に接続され、排気ポート８は排気通路１４に接続されている。
（内燃機関）
図１に本発明の実施例１に係る内燃機関及びその吸気系・排気系の概略構成を示す。内燃機関１は、図１に示す気筒２を４つ有する水冷式の４ストロークサイクル・ガソリン内燃機関である。
内燃機関１の気筒２内には、ピストン３が摺動自在に設けられている。気筒２内上部の
燃焼室４には、点火プラグ５が設けられ、点火プラグ５はＥＣＵ６に電気的に接続されており、ＥＣＵ６によって制御される。また燃焼室４には、吸気ポート７及び排気ポート８が接続されている。吸気ポート７には、気筒２内の燃焼室４に燃料を供給する燃料噴射弁９が設けられている。燃料噴射弁９はＥＣＵ６に電気的に接続されており、ＥＣＵ６によって制御される。また、気筒２の外側には、筒内で発生するノッキングを検出するノックセンサ１０が設けられる。ノックセンサ１０が検出したノッキングの強度はＥＣＵ６に送信される。
吸気ポート７の燃焼室４への開口部は吸気弁１１によって開閉され、排気ポート８の燃焼室４への開口部は排気弁１２によって開閉される。吸気ポート７は吸気通路１３に接続され、排気ポート８は排気通路１４に接続されている。
吸気通路１３には、上流から下流に順に、エアフロメータ１５、スロットル弁１６、吸気圧力センサ１７が配置されている。
エアフロメータ１５は、吸気通路１３における大気中から取り込んだ吸気通路１３の吸気の粉塵等を除去するエアクリーナを通過した吸気の量を測定する。エアフロメータ１５が測定した吸気の量はＥＣＵ６に送信される。
スロットル弁１６は、吸気通路１３の断面積を変化させ、吸気の量を制御する。スロットル弁１６はＥＣＵ６に電気的に接続されており、ＥＣＵ６によってスロットル弁１６の開度が制御される。また、スロットル弁１６には、スロットルセンサが取り付けられており、スロットル弁１６の開度が検出される。スロットルセンサが検出したスロットル弁１６の開度はＥＣＵ６に送信される。
吸気圧力センサ１７は、吸気通路１３のスロットル弁下流側の吸気圧力を検出する。吸気圧力センサ１７が検出した吸気圧力はＥＣＵ６に送信される。
これら吸気通路１３及びそれに配置された機器が内燃機関１に吸気を取り入れるための吸気系を構成している。また、排気通路１４が内燃機関１から排気を排出するための排気系を構成している。
エアフロメータ１５は、吸気通路１３における大気中から取り込んだ吸気通路１３の吸気の粉塵等を除去するエアクリーナを通過した吸気の量を測定する。エアフロメータ１５が測定した吸気の量はＥＣＵ６に送信される。
スロットル弁１６は、吸気通路１３の断面積を変化させ、吸気の量を制御する。スロットル弁１６はＥＣＵ６に電気的に接続されており、ＥＣＵ６によってスロットル弁１６の開度が制御される。また、スロットル弁１６には、スロットルセンサが取り付けられており、スロットル弁１６の開度が検出される。スロットルセンサが検出したスロットル弁１６の開度はＥＣＵ６に送信される。
吸気圧力センサ１７は、吸気通路１３のスロットル弁下流側の吸気圧力を検出する。吸気圧力センサ１７が検出した吸気圧力はＥＣＵ６に送信される。
これら吸気通路１３及びそれに配置された機器が内燃機関１に吸気を取り入れるための吸気系を構成している。また、排気通路１４が内燃機関１から排気を排出するための排気系を構成している。
内燃機関１には、排気通路１４内を流通する排気の一部をスロットル弁１６よりも下流側の吸気通路１３へ還流（再循環）させる排気還流装置としてのＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）装置３０が備えられている。排気通路１４及びスロットル弁１６よりも下
流側の吸気通路１３は、ＥＧＲ通路３１によって接続されている。ＥＧＲ通路３１は、排気通路１４から排気の一部をＥＧＲガスとして取り込み、スロットル弁下流側の吸気通路１３へ当該ＥＧＲガスを還流（再循環）させる。
ＥＧＲ通路３１には、当該ＥＧＲ通路３１を流通するＥＧＲガス量を制御するＥＧＲ弁３２が配置されている。ＥＧＲ弁３２はＥＣＵ６に電気的に接続されており、ＥＣＵ６によってＥＧＲ弁３２の開度が制御される。
流側の吸気通路１３は、ＥＧＲ通路３１によって接続されている。ＥＧＲ通路３１は、排気通路１４から排気の一部をＥＧＲガスとして取り込み、スロットル弁下流側の吸気通路１３へ当該ＥＧＲガスを還流（再循環）させる。
ＥＧＲ通路３１には、当該ＥＧＲ通路３１を流通するＥＧＲガス量を制御するＥＧＲ弁３２が配置されている。ＥＧＲ弁３２はＥＣＵ６に電気的に接続されており、ＥＣＵ６によってＥＧＲ弁３２の開度が制御される。
以上述べたように構成された内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニットであるＥＣＵ６が併設されている。ＥＣＵ６は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態を制御するユニットである。
ＥＣＵ６には、ノックセンサ１０、エアフロメータ１５、スロットルセンサ、吸気圧力センサ１７、機関回転速度を検出するクランクポジションセンサ１８、及び機関負荷を算出するアクセルポジションセンサ１９が電気配線を介して接続され、これら各種センサの出力信号がＥＣＵ６に入力されるようになっている。
一方、ＥＣＵ６には、点火プラグ５、燃料噴射弁９、並びに、スロットル弁１６、及びＥＧＲ弁３２のアクチュエータが電気配線を介して接続されており、該ＥＣＵ６によりこれらの機器が制御される。
また、内燃機関は、ノックコントロールシステム（以下、ＫＣＳという）を搭載している。ＫＣＳは、ノックセンサ１０と、ＥＣＵ６と、点火プラグ５と、から構成される。ＫＣＳは、ノックセンサ１０からＥＣＵ６に取り込んだノッキングの強度に基づき、ノッキ
ング発生時に点火プラグ５の点火時期を遅角制御してノッキングを抑制する。
ＥＣＵ６には、ノックセンサ１０、エアフロメータ１５、スロットルセンサ、吸気圧力センサ１７、機関回転速度を検出するクランクポジションセンサ１８、及び機関負荷を算出するアクセルポジションセンサ１９が電気配線を介して接続され、これら各種センサの出力信号がＥＣＵ６に入力されるようになっている。
一方、ＥＣＵ６には、点火プラグ５、燃料噴射弁９、並びに、スロットル弁１６、及びＥＧＲ弁３２のアクチュエータが電気配線を介して接続されており、該ＥＣＵ６によりこれらの機器が制御される。
また、内燃機関は、ノックコントロールシステム（以下、ＫＣＳという）を搭載している。ＫＣＳは、ノックセンサ１０と、ＥＣＵ６と、点火プラグ５と、から構成される。ＫＣＳは、ノックセンサ１０からＥＣＵ６に取り込んだノッキングの強度に基づき、ノッキ
ング発生時に点火プラグ５の点火時期を遅角制御してノッキングを抑制する。
そして、本実施例では、内燃機関１の運転状態に応じてＥＧＲ弁３２を用いＥＧＲ通路３１を流通するＥＧＲガスの量を調節する。これにより、内燃機関１に吸入される吸気にＥＧＲガスを含んだ状態で内燃機関１を運転させる、いわゆるＥＧＲ運転を行い、吸気の酸素濃度を低下させて燃焼温度、燃焼速度を低下させて、燃焼時に発生するＮＯｘを低減させる効果や、燃費向上の効果を発揮させている。
（ＥＧＲ装置の異常検出）
ところで、一般に、吸気圧力によってＥＧＲ装置３０の異常を検出することは、ＥＧＲ装置３０の異常以外の他の要因による影響を受けるため、ＥＧＲ装置３０の異常を正確に検出することは困難である。ここでの他の要因には、吸気圧力センサ１７の出力値の異常や、エアフロメータ１５の出力値の異常や、スロットル弁１６の開度の異常というものがある。このため、単に、エアフロメータ１５の出力値やスロットル弁１６の開度のいずれかに基づいて推定する吸気圧力と、吸気圧力センサ１７が検出する吸気圧力との偏差によってＥＧＲ装置３０の異常を検出しようとしても、ＥＧＲ装置３０の異常ではないことがある。
そこで、本実施例では、定常運転時に、エアフロメータ１５の出力値に基づき推定するスロットル弁下流側の吸気圧力と、吸気圧力センサ１７が検出するスロット弁下流側の吸気圧力との偏差が、ＥＧＲ装置３０が正常作動しているか異常が生じている可能性があるかの閾値となる第１所定値以上であり、かつ、過渡運転時に、一部の過渡期間における、スロットル弁１６の開度に基づき推定するスロットル弁下流側の吸気圧力の変化量と、吸気圧力センサ１７が検出するスロットル弁下流側の吸気圧力の変化量との偏差が、ＥＧＲ装置３０が正常作動しているか異常が生じている可能性があるかの閾値となる第２所定値以上である場合に、ＥＧＲ装置３０に異常が生じていると判定するようにした。
ここで、第１所定値とは、定常運転時の、エアフロメータ１５の出力値に基づき推定する吸気圧力と、吸気圧力センサ１７が検出する吸気圧力との偏差が、それ以上の値であると、ＥＧＲ装置３０に異常が生じている可能性があると判定できる、ＥＧＲ装置３０が正常作動しているか異常が生じている可能性があるかの閾値となる値である。また、第２所定値とは、過渡運転時の、一部の過渡期間における、スロットル弁１６の開度に基づき推定する吸気圧力の変化量と、吸気圧力センサ１７が検出する吸気圧力の変化量との偏差が、それ以上の値であると、ＥＧＲ装置３０に異常が生じている可能性があると判定できる、ＥＧＲ装置３０が正常作動しているか異常が生じている可能性があるかの閾値となる値である。
また、定常運転時とは、内燃機関１の運転状態が機関負荷及び機関回転速度が略一定となっている状態を指す。過渡運転時とは、定常運転時以外の加速や減速している状態であって、内燃機関１の運転状態が機関負荷や機関回転速度が変化している状態を指す。
ところで、一般に、吸気圧力によってＥＧＲ装置３０の異常を検出することは、ＥＧＲ装置３０の異常以外の他の要因による影響を受けるため、ＥＧＲ装置３０の異常を正確に検出することは困難である。ここでの他の要因には、吸気圧力センサ１７の出力値の異常や、エアフロメータ１５の出力値の異常や、スロットル弁１６の開度の異常というものがある。このため、単に、エアフロメータ１５の出力値やスロットル弁１６の開度のいずれかに基づいて推定する吸気圧力と、吸気圧力センサ１７が検出する吸気圧力との偏差によってＥＧＲ装置３０の異常を検出しようとしても、ＥＧＲ装置３０の異常ではないことがある。
そこで、本実施例では、定常運転時に、エアフロメータ１５の出力値に基づき推定するスロットル弁下流側の吸気圧力と、吸気圧力センサ１７が検出するスロット弁下流側の吸気圧力との偏差が、ＥＧＲ装置３０が正常作動しているか異常が生じている可能性があるかの閾値となる第１所定値以上であり、かつ、過渡運転時に、一部の過渡期間における、スロットル弁１６の開度に基づき推定するスロットル弁下流側の吸気圧力の変化量と、吸気圧力センサ１７が検出するスロットル弁下流側の吸気圧力の変化量との偏差が、ＥＧＲ装置３０が正常作動しているか異常が生じている可能性があるかの閾値となる第２所定値以上である場合に、ＥＧＲ装置３０に異常が生じていると判定するようにした。
ここで、第１所定値とは、定常運転時の、エアフロメータ１５の出力値に基づき推定する吸気圧力と、吸気圧力センサ１７が検出する吸気圧力との偏差が、それ以上の値であると、ＥＧＲ装置３０に異常が生じている可能性があると判定できる、ＥＧＲ装置３０が正常作動しているか異常が生じている可能性があるかの閾値となる値である。また、第２所定値とは、過渡運転時の、一部の過渡期間における、スロットル弁１６の開度に基づき推定する吸気圧力の変化量と、吸気圧力センサ１７が検出する吸気圧力の変化量との偏差が、それ以上の値であると、ＥＧＲ装置３０に異常が生じている可能性があると判定できる、ＥＧＲ装置３０が正常作動しているか異常が生じている可能性があるかの閾値となる値である。
また、定常運転時とは、内燃機関１の運転状態が機関負荷及び機関回転速度が略一定となっている状態を指す。過渡運転時とは、定常運転時以外の加速や減速している状態であって、内燃機関１の運転状態が機関負荷や機関回転速度が変化している状態を指す。
本実施例によると、定常運転時と過渡運転時との両方で、エアフロメータ１５とスロットル弁１６という夫々異なった出力値に基づいて推定された吸気圧力からＥＧＲ装置３０に異常が生じているかを判別する。このため、ＥＧＲ装置３０に異常が生じていると判定されるためには、これら両方においてＥＧＲ装置３０に異常が生じている可能性があると判断されなければならないので、ＥＧＲ装置３０の異常以外の他の要因による影響が及び難くなる。
例えば、推定吸気圧力を導出するためのエアフロメータ１５の出力値に異常が生じている場合には、定常運転時にはＥＧＲ装置３０に異常が生じている可能性があると判断され得るが、スロットル弁１６の開度に異常が生じていなければ、過渡運転時にはＥＧＲ装置３０は正常作動していると判断され、結局、ＥＧＲ装置３０に異常が生じていると判定されることはない。また、デポジット付着等により推定吸気圧力を導出するためのスロットル弁１６の開度に異常が生じている場合も、エアフロメータ１５の出力値に異常が生じて
いなければ、同様にＥＧＲ装置３０に異常が生じていると判定されることはない。
一方、吸気圧力センサ１７の出力値に異常が生じている場合には、定常運転時は、吸気圧力センサ１７の出力値である絶対値をそのまま用いているので、定常運転時にはＥＧＲ装置３０に異常が生じている可能性があると判断され得る。しかし、過渡運転時には、一部の過渡期間における吸気圧力センサ１７が検出する吸気圧力の変化量、即ち吸気圧力センサ１７の出力値の相対値を用いるので、吸気圧力センサ１７の出力値に異常が生じていても、吸気圧力センサ１７が検出する吸気圧力の変化量は正確な値となる。これにより、過渡運転時にはＥＧＲ装置３０は正常作動していると判断される。このため、この場合でもＥＧＲ装置３０に異常が生じていると判定されることはない。
このように、本発明によると、ＥＧＲ装置３０の異常を検出する際に、ＥＧＲ装置３０の異常以外の他の要因による影響が及び難くなるので、ＥＧＲ装置３０の異常を正確に検出することができる。
尚、過渡運転時にスロットル弁１６の開度に基づいて吸気圧力を推定しているのは、エアフロメータ１５の出力値の変化と吸気圧力の変化との間には時間差があり、過渡運転時にエアフロメータ１５の出力値に基づいて吸気圧力を推定すると判断精度が悪化するためである。
例えば、推定吸気圧力を導出するためのエアフロメータ１５の出力値に異常が生じている場合には、定常運転時にはＥＧＲ装置３０に異常が生じている可能性があると判断され得るが、スロットル弁１６の開度に異常が生じていなければ、過渡運転時にはＥＧＲ装置３０は正常作動していると判断され、結局、ＥＧＲ装置３０に異常が生じていると判定されることはない。また、デポジット付着等により推定吸気圧力を導出するためのスロットル弁１６の開度に異常が生じている場合も、エアフロメータ１５の出力値に異常が生じて
いなければ、同様にＥＧＲ装置３０に異常が生じていると判定されることはない。
一方、吸気圧力センサ１７の出力値に異常が生じている場合には、定常運転時は、吸気圧力センサ１７の出力値である絶対値をそのまま用いているので、定常運転時にはＥＧＲ装置３０に異常が生じている可能性があると判断され得る。しかし、過渡運転時には、一部の過渡期間における吸気圧力センサ１７が検出する吸気圧力の変化量、即ち吸気圧力センサ１７の出力値の相対値を用いるので、吸気圧力センサ１７の出力値に異常が生じていても、吸気圧力センサ１７が検出する吸気圧力の変化量は正確な値となる。これにより、過渡運転時にはＥＧＲ装置３０は正常作動していると判断される。このため、この場合でもＥＧＲ装置３０に異常が生じていると判定されることはない。
このように、本発明によると、ＥＧＲ装置３０の異常を検出する際に、ＥＧＲ装置３０の異常以外の他の要因による影響が及び難くなるので、ＥＧＲ装置３０の異常を正確に検出することができる。
尚、過渡運転時にスロットル弁１６の開度に基づいて吸気圧力を推定しているのは、エアフロメータ１５の出力値の変化と吸気圧力の変化との間には時間差があり、過渡運転時にエアフロメータ１５の出力値に基づいて吸気圧力を推定すると判断精度が悪化するためである。
また、本実施例では、過渡運転時に、一部の過渡期間における、スロットル弁１６の開度に基づき推定するスロットル弁下流側の吸気圧力の変化量と、吸気圧力センサ１７が検出するスロットル弁下流側の吸気圧力の変化量との偏差が、ＥＧＲ装置３０が正常作動しているか異常が生じている可能性があるかの閾値となる第２所定値以上であるか否かを判別していた。しかし、これに限られない。
本実施例の他の例として、定常運転時に、エアフロメータ１５の出力値に基づき推定するスロットル弁下流側の吸気圧力と、吸気圧力センサ１７が検出するスロットル弁下流側の吸気圧力との偏差が、ＥＧＲ装置３０が正常作動しているか異常が生じている可能性があるかの閾値となる第１所定値以上であり、かつ、過渡運転時に、スロットル弁１６の開度に基づき推定するスロットル弁下流側の吸気圧力と、吸気圧力センサ１７が検出するスロットル弁下流側の吸気圧力との偏差が、ＥＧＲ装置３０が正常作動しているか異常が生じている可能性があるかの閾値となる第３所定値以上である場合に、ＥＧＲ装置３０に異常が生じていると判定するものでもよい。
ここで、第３所定値とは、過渡運転時の、スロットル弁１６に基づき推定する吸気圧力と、吸気圧力センサ１７が検出する吸気圧力との偏差が、それ以上の値であると、ＥＧＲ装置３０に異常が生じている可能性があると判定できる、ＥＧＲ装置３０が正常作動しているか異常が生じている可能性があるかの閾値となる値である。
ただしこの他の例の場合には、過渡運転時に、一部の過渡期間における吸気圧力センサ１７が検出する吸気圧力の変化量、即ち吸気圧力センサ１７の出力値の相対値を用いることができなくなる。
本実施例の他の例として、定常運転時に、エアフロメータ１５の出力値に基づき推定するスロットル弁下流側の吸気圧力と、吸気圧力センサ１７が検出するスロットル弁下流側の吸気圧力との偏差が、ＥＧＲ装置３０が正常作動しているか異常が生じている可能性があるかの閾値となる第１所定値以上であり、かつ、過渡運転時に、スロットル弁１６の開度に基づき推定するスロットル弁下流側の吸気圧力と、吸気圧力センサ１７が検出するスロットル弁下流側の吸気圧力との偏差が、ＥＧＲ装置３０が正常作動しているか異常が生じている可能性があるかの閾値となる第３所定値以上である場合に、ＥＧＲ装置３０に異常が生じていると判定するものでもよい。
ここで、第３所定値とは、過渡運転時の、スロットル弁１６に基づき推定する吸気圧力と、吸気圧力センサ１７が検出する吸気圧力との偏差が、それ以上の値であると、ＥＧＲ装置３０に異常が生じている可能性があると判定できる、ＥＧＲ装置３０が正常作動しているか異常が生じている可能性があるかの閾値となる値である。
ただしこの他の例の場合には、過渡運転時に、一部の過渡期間における吸気圧力センサ１７が検出する吸気圧力の変化量、即ち吸気圧力センサ１７の出力値の相対値を用いることができなくなる。
（ＥＧＲ装置の異常検出ルーチン１）
ＥＧＲ装置３０の異常検出ルーチン１について、図２に示すフローチャートに基づいて説明する。図２は、ＥＧＲ装置３０の異常検出ルーチン１を示すフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返しＥＣＵ６によって実行される。本ルーチンを実行するＥＣＵ６を搭載した内燃機関１が本発明の排気還流装置の異常検出装置に相当する。
ＥＧＲ装置３０の異常検出ルーチン１について、図２に示すフローチャートに基づいて説明する。図２は、ＥＧＲ装置３０の異常検出ルーチン１を示すフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返しＥＣＵ６によって実行される。本ルーチンを実行するＥＣＵ６を搭載した内燃機関１が本発明の排気還流装置の異常検出装置に相当する。
尚、異常検出ルーチン１では、内燃機関１の機関回転速度が、内燃機関１の燃焼が良好か悪化している可能性があるかの閾値となる所定速度以下である場合にＥＧＲ装置３０の異常を検出する。
ここで、所定速度とは、内燃機関１の機関回転速度がそれ以下であると、内燃機関１の燃焼が悪化している可能性があると判定できる、内燃機関１の燃焼が良好か悪化している可能性があるかの閾値となる速度である。
内燃機関１の機関回転速度が所定速度以下である場合には、ＥＧＲ装置３０に異常が生じてＥＧＲガスが過多となり、内燃機関１の燃焼が悪化している可能性がある。この場合に本ルーチンによりＥＧＲ装置３０の異常を検出するので、ＥＧＲガスが過多となっているＥＧＲ装置３０の異常を正確に検出することができる。
ここで、所定速度とは、内燃機関１の機関回転速度がそれ以下であると、内燃機関１の燃焼が悪化している可能性があると判定できる、内燃機関１の燃焼が良好か悪化している可能性があるかの閾値となる速度である。
内燃機関１の機関回転速度が所定速度以下である場合には、ＥＧＲ装置３０に異常が生じてＥＧＲガスが過多となり、内燃機関１の燃焼が悪化している可能性がある。この場合に本ルーチンによりＥＧＲ装置３０の異常を検出するので、ＥＧＲガスが過多となっているＥＧＲ装置３０の異常を正確に検出することができる。
図２に示すルーチンが開始されると、Ｓ１０１では、機関回転速度が所定速度以下か否かを判別する。これは内燃機関１の回転速度変動を検出するためで、クランクポジションセンサ１８が検出する機関回転速度から、クランク角３０ｄｅｇＣＡ変化時間が所定時間よりも大きくなった場合を検出する。Ｓ１０１において、機関回転速度が所定速度以下であると肯定判定された場合には、Ｓ１０２へ移行する。Ｓ１０１において、機関回転速度が所定速度以下ではないと否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。
Ｓ１０２では、内燃機関１がＥＧＲ運転を行っているか否かを判別する。ＥＧＲ運転を行う領域は、内燃機関１の運転領域に応じて予め定まっており、クランクポジションセンサ１８とアクセルポジションセンサ１９とが検出する機関回転速度と機関負荷とをマップに取り込むことで判断できる。Ｓ１０２において、ＥＧＲ運転を行っていると肯定判定された場合には、Ｓ１０３へ移行する。Ｓ１０２において、ＥＧＲ運転を行っていないと否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。
Ｓ１０３では、内燃機関１の運転状態が定常運転であるか否かを判別する。内燃機関１の運転状態が所定期間において機関回転速度と機関負荷が略一定の場合に定常運転と判断する。Ｓ１０３において、定常運転であると肯定判定された場合には、Ｓ１０４へ移行する。Ｓ１０３において、定常運転でないと否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。
Ｓ１０４では、エアフロメータ１５の出力値に基づいて、吸気通路１３のスロットル弁下流側の吸気圧力を推定する。エアフロメータ１５の出力値を予め求めておいた吸気圧力とのマップに取り込むことで、吸気圧力を推定できる。本ステップを実行するＥＣＵ６が、本発明の第１推定手段に対応する。また、同時に、吸気圧力センサ１７で、吸気通路１３のスロットル弁下流側の吸気圧力を検出する。
Ｓ１０５では、Ｓ１０４で推定した吸気圧力と、Ｓ１０４で検出した吸気圧力との偏差が第１所定値以上か否かを判別する。即ち、図３に示すように、Ｓ１０４で推定した吸気圧力Ａに対し、Ｓ１０４で検出した吸気圧力Ｂ（＝Ａ）ではＥＧＲ装置３０は正常作動していると判断されるが、Ｓ１０４で検出した吸気圧力Ｂ’（Ｂ’＜Ａ：Ａ−Ｂ’≧第１所定値）では、ＥＧＲ装置３０にＥＧＲガスが過多の異常が生じている可能性があると判断する。Ｓ１０５において、偏差が第１所定値以上であると肯定判定された場合には、Ｓ１０６へ移行する。Ｓ１０５において、偏差が第１所定値以上ではないと否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。
Ｓ１０６では、内燃機関の運転状態が過渡運転であるか否かを判別する。内燃機関１の運転状態が所定期間において機関回転速度と機関負荷が変化する場合に過渡運転と判断する。Ｓ１０６において、過渡運転であると肯定判定された場合には、Ｓ１０７へ移行する。Ｓ１０６において、過渡運転でないと否定判定された場合には、本ステップへ戻るループを形成する。
Ｓ１０７では、スロットル弁１６の開度を検出するスロットルセンサの出力値に基づいて、吸気通路１３のスロットル弁下流側の吸気圧力を推定する。スロットル弁１６の開度を予め求めておいた吸気圧力とのマップに取り込むことで、吸気圧力を推定できる。本ステップを実行するＥＣＵが、本発明の第２推定手段に対応する。また、同時に、吸気圧力センサ１７で、吸気通路１３のスロットル弁下流側の吸気圧力を検出する。本実施例では、一部の過渡期間における吸気圧力の変化量を夫々推定及び検出する。
Ｓ１０８では、Ｓ１０７で推定した吸気圧力の変化量と、Ｓ１０７で検出した吸気圧力の変化量との偏差が第２所定値以上か否かを判別する。即ち、図４に示すように、Ｓ１０７で推定した吸気圧力の変化量Ｃに対し、Ｓ１０７で検出した吸気圧力の変化量Ｄ（＝Ｃ）ではＥＧＲ装置３０は正常作動していると判断されるが、Ｓ１０７で検出した吸気圧力
の変化量Ｄ’（Ｄ’＜Ｃ：Ｃ−Ｄ’≧第２所定値）では、ＥＧＲ装置３０に異常が生じている可能性があると判断する。Ｓ１０８において、偏差が第２所定値以上であると肯定判定された場合には、Ｓ１０９へ移行する。Ｓ１０８において、偏差が第２所定値以上ではないと否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。
尚、Ｓ１０７及びＳ１０８は、上記した本実施例の他の例の場合では、偏差の閾値を第３所定値とする他はＳ１０４及びＳ１０５と同様に処理される。
Ｓ１０９では、ＥＧＲ装置３０に異常が生じていると判定する。Ｓ１０３〜Ｓ１０９のステップを実行するＥＣＵが、本発明の異常判定手段に対応する。
Ｓ１１０では、ＥＧＲガスの量を補正する。即ち、Ｓ１０９でＥＧＲ装置３０に異常が生じている場合には、ＥＧＲガスの過多により燃焼悪化が生じているので、図５に示すように、内燃機関１が定常運転しているときに、Ｅ１からＥ２となるよう吸気圧力センサ１７の吸気負圧が目標値になるまでＥＧＲ弁３２を閉じる制御を行う。本ステップの処理の後、本ルーチンを一旦終了する。
以上の本ルーチンによれば、ＥＧＲ装置３０に異常が生じてＥＧＲガスの過多により燃焼悪化が生じている場合に、ＥＧＲ装置の異常を正確に検出することができる。
Ｓ１０２では、内燃機関１がＥＧＲ運転を行っているか否かを判別する。ＥＧＲ運転を行う領域は、内燃機関１の運転領域に応じて予め定まっており、クランクポジションセンサ１８とアクセルポジションセンサ１９とが検出する機関回転速度と機関負荷とをマップに取り込むことで判断できる。Ｓ１０２において、ＥＧＲ運転を行っていると肯定判定された場合には、Ｓ１０３へ移行する。Ｓ１０２において、ＥＧＲ運転を行っていないと否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。
Ｓ１０３では、内燃機関１の運転状態が定常運転であるか否かを判別する。内燃機関１の運転状態が所定期間において機関回転速度と機関負荷が略一定の場合に定常運転と判断する。Ｓ１０３において、定常運転であると肯定判定された場合には、Ｓ１０４へ移行する。Ｓ１０３において、定常運転でないと否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。
Ｓ１０４では、エアフロメータ１５の出力値に基づいて、吸気通路１３のスロットル弁下流側の吸気圧力を推定する。エアフロメータ１５の出力値を予め求めておいた吸気圧力とのマップに取り込むことで、吸気圧力を推定できる。本ステップを実行するＥＣＵ６が、本発明の第１推定手段に対応する。また、同時に、吸気圧力センサ１７で、吸気通路１３のスロットル弁下流側の吸気圧力を検出する。
Ｓ１０５では、Ｓ１０４で推定した吸気圧力と、Ｓ１０４で検出した吸気圧力との偏差が第１所定値以上か否かを判別する。即ち、図３に示すように、Ｓ１０４で推定した吸気圧力Ａに対し、Ｓ１０４で検出した吸気圧力Ｂ（＝Ａ）ではＥＧＲ装置３０は正常作動していると判断されるが、Ｓ１０４で検出した吸気圧力Ｂ’（Ｂ’＜Ａ：Ａ−Ｂ’≧第１所定値）では、ＥＧＲ装置３０にＥＧＲガスが過多の異常が生じている可能性があると判断する。Ｓ１０５において、偏差が第１所定値以上であると肯定判定された場合には、Ｓ１０６へ移行する。Ｓ１０５において、偏差が第１所定値以上ではないと否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。
Ｓ１０６では、内燃機関の運転状態が過渡運転であるか否かを判別する。内燃機関１の運転状態が所定期間において機関回転速度と機関負荷が変化する場合に過渡運転と判断する。Ｓ１０６において、過渡運転であると肯定判定された場合には、Ｓ１０７へ移行する。Ｓ１０６において、過渡運転でないと否定判定された場合には、本ステップへ戻るループを形成する。
Ｓ１０７では、スロットル弁１６の開度を検出するスロットルセンサの出力値に基づいて、吸気通路１３のスロットル弁下流側の吸気圧力を推定する。スロットル弁１６の開度を予め求めておいた吸気圧力とのマップに取り込むことで、吸気圧力を推定できる。本ステップを実行するＥＣＵが、本発明の第２推定手段に対応する。また、同時に、吸気圧力センサ１７で、吸気通路１３のスロットル弁下流側の吸気圧力を検出する。本実施例では、一部の過渡期間における吸気圧力の変化量を夫々推定及び検出する。
Ｓ１０８では、Ｓ１０７で推定した吸気圧力の変化量と、Ｓ１０７で検出した吸気圧力の変化量との偏差が第２所定値以上か否かを判別する。即ち、図４に示すように、Ｓ１０７で推定した吸気圧力の変化量Ｃに対し、Ｓ１０７で検出した吸気圧力の変化量Ｄ（＝Ｃ）ではＥＧＲ装置３０は正常作動していると判断されるが、Ｓ１０７で検出した吸気圧力
の変化量Ｄ’（Ｄ’＜Ｃ：Ｃ−Ｄ’≧第２所定値）では、ＥＧＲ装置３０に異常が生じている可能性があると判断する。Ｓ１０８において、偏差が第２所定値以上であると肯定判定された場合には、Ｓ１０９へ移行する。Ｓ１０８において、偏差が第２所定値以上ではないと否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。
尚、Ｓ１０７及びＳ１０８は、上記した本実施例の他の例の場合では、偏差の閾値を第３所定値とする他はＳ１０４及びＳ１０５と同様に処理される。
Ｓ１０９では、ＥＧＲ装置３０に異常が生じていると判定する。Ｓ１０３〜Ｓ１０９のステップを実行するＥＣＵが、本発明の異常判定手段に対応する。
Ｓ１１０では、ＥＧＲガスの量を補正する。即ち、Ｓ１０９でＥＧＲ装置３０に異常が生じている場合には、ＥＧＲガスの過多により燃焼悪化が生じているので、図５に示すように、内燃機関１が定常運転しているときに、Ｅ１からＥ２となるよう吸気圧力センサ１７の吸気負圧が目標値になるまでＥＧＲ弁３２を閉じる制御を行う。本ステップの処理の後、本ルーチンを一旦終了する。
以上の本ルーチンによれば、ＥＧＲ装置３０に異常が生じてＥＧＲガスの過多により燃焼悪化が生じている場合に、ＥＧＲ装置の異常を正確に検出することができる。
（ＥＧＲ装置の異常検出ルーチン２）
ＥＧＲ装置３０の異常検出ルーチン２について、図６に示すフローチャートに基づいて説明する。図６は、ＥＧＲ装置３０の異常検出ルーチン２を示すフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返しＥＣＵ６によって実行される。本ルーチンを実行するＥＣＵ６を搭載した内燃機関が本発明の排気還流装置の異常検出装置に相当する。尚、本ルーチンにおいてＥＧＲ装置３０の異常検出ルーチン１と同様の部分については説明を省略する。
ＥＧＲ装置３０の異常検出ルーチン２について、図６に示すフローチャートに基づいて説明する。図６は、ＥＧＲ装置３０の異常検出ルーチン２を示すフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返しＥＣＵ６によって実行される。本ルーチンを実行するＥＣＵ６を搭載した内燃機関が本発明の排気還流装置の異常検出装置に相当する。尚、本ルーチンにおいてＥＧＲ装置３０の異常検出ルーチン１と同様の部分については説明を省略する。
尚、異常検出ルーチン２では、内燃機関１がＫＣＳにより点火時期を遅角している場合にＥＧＲ装置３０の異常を検出する。
内燃機関１がＫＣＳにより点火時期を遅角している場合には、ＥＧＲ装置３０に異常が生じてＥＧＲガスが過少となり、内燃機関１がノッキングしてしまうので点火時期を遅角している可能性がある。この場合にＥＧＲ装置３０の異常を検出するので、ＥＧＲガスが過少となっているＥＧＲ装置３０の異常を正確に検出することができる。
内燃機関１がＫＣＳにより点火時期を遅角している場合には、ＥＧＲ装置３０に異常が生じてＥＧＲガスが過少となり、内燃機関１がノッキングしてしまうので点火時期を遅角している可能性がある。この場合にＥＧＲ装置３０の異常を検出するので、ＥＧＲガスが過少となっているＥＧＲ装置３０の異常を正確に検出することができる。
図６に示すルーチンが開始されると、Ｓ２０１では、内燃機関１がＫＣＳにより点火時期を遅角しているか否かを判別する。これはＥＣＵ６によりＫＣＳの点火時期の遅角制御状態から判断できる。Ｓ２０１において、ＫＣＳにより点火時期を遅角していると肯定判定された場合には、Ｓ１０２へ移行する。Ｓ２０１において、ＫＣＳにより点火時期を遅角していないと否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。
Ｓ１０２〜Ｓ１１０のステップは異常検出ルーチン１と同様である。ただし、Ｓ１０５のステップでは、図７に示すように、Ｓ１０４で推定した吸気圧力Ａに対し、Ｓ１０４で検出した吸気圧力Ｂ（＝Ａ）ではＥＧＲ装置３０は正常作動していると判断されるが、Ｓ１０４で検出した吸気圧力Ｂ’’（Ｂ’’＞Ａ：Ｂ’’−Ａ≧第１所定値）では、ＥＧＲ装置３０にＥＧＲガスが過少の異常が生じている可能性があると判断する。Ｓ１０７のステップでは、図８に示すように、Ｓ１０７で推定した吸気圧力の変化量Ｃに対し、Ｓ１０７で検出した吸気圧力の変化量Ｄ（＝Ｃ）ではＥＧＲ装置３０は正常作動していると判断されるが、Ｓ１０７で検出した吸気圧力の変化量Ｄ’’（Ｄ’’＞Ｃ：Ｄ’’−Ｃ≧第２所定値）では、ＥＧＲ装置３０にＥＧＲガスが過少の異常が生じている可能性があると判断する。Ｓ１１０のステップでは、本ルーチンでＥＧＲ装置３０に異常が生じている場合には、ＥＧＲガスの過少によりＫＣＳで点火遅角を行っているので、図９に示すように、内燃機関が定常運転しているときに、Ｅ３からＥ４となるよう吸気圧力センサの吸気負圧が目標値になるまでＥＧＲ弁３２を開く制御を行う。
Ｓ１１０に引き続くＳ２０２では、ＫＣＳを再設定させる。Ｓ１１０のステップの処理
によりＥＧＲガスの量が適切となり、ＥＧＲガスの過少によるノッキングが減少するので、ＫＣＳで点火時期を進角する方向へ再設定させる。本ステップの処理の後、本ルーチンを一旦終了する。
以上の本ルーチンによれば、ＥＧＲ装置３０に異常が生じてＥＧＲガスの過少によりノッキングが発生してＫＣＳで点火時期の遅角を行っている場合に、ＥＧＲ装置３０の異常を正確に検出することができる。
Ｓ１０２〜Ｓ１１０のステップは異常検出ルーチン１と同様である。ただし、Ｓ１０５のステップでは、図７に示すように、Ｓ１０４で推定した吸気圧力Ａに対し、Ｓ１０４で検出した吸気圧力Ｂ（＝Ａ）ではＥＧＲ装置３０は正常作動していると判断されるが、Ｓ１０４で検出した吸気圧力Ｂ’’（Ｂ’’＞Ａ：Ｂ’’−Ａ≧第１所定値）では、ＥＧＲ装置３０にＥＧＲガスが過少の異常が生じている可能性があると判断する。Ｓ１０７のステップでは、図８に示すように、Ｓ１０７で推定した吸気圧力の変化量Ｃに対し、Ｓ１０７で検出した吸気圧力の変化量Ｄ（＝Ｃ）ではＥＧＲ装置３０は正常作動していると判断されるが、Ｓ１０７で検出した吸気圧力の変化量Ｄ’’（Ｄ’’＞Ｃ：Ｄ’’−Ｃ≧第２所定値）では、ＥＧＲ装置３０にＥＧＲガスが過少の異常が生じている可能性があると判断する。Ｓ１１０のステップでは、本ルーチンでＥＧＲ装置３０に異常が生じている場合には、ＥＧＲガスの過少によりＫＣＳで点火遅角を行っているので、図９に示すように、内燃機関が定常運転しているときに、Ｅ３からＥ４となるよう吸気圧力センサの吸気負圧が目標値になるまでＥＧＲ弁３２を開く制御を行う。
Ｓ１１０に引き続くＳ２０２では、ＫＣＳを再設定させる。Ｓ１１０のステップの処理
によりＥＧＲガスの量が適切となり、ＥＧＲガスの過少によるノッキングが減少するので、ＫＣＳで点火時期を進角する方向へ再設定させる。本ステップの処理の後、本ルーチンを一旦終了する。
以上の本ルーチンによれば、ＥＧＲ装置３０に異常が生じてＥＧＲガスの過少によりノッキングが発生してＫＣＳで点火時期の遅角を行っている場合に、ＥＧＲ装置３０の異常を正確に検出することができる。
尚、上記実施例では、ＥＧＲ装置３０の異常検出ルーチンを行う状態をＳ１０１やＳ２０１で限定していたが、このような限定無くルーチンが実行されるものでもよい。
本発明に係る排気還流装置の異常検出装置は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもよい。
本発明に係る排気還流装置の異常検出装置は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもよい。
１…内燃機関、２…気筒、３…ピストン、４…燃焼室、５…点火プラグ、６…ＥＣＵ、７…吸気ポート、８…排気ポート、９…燃料噴射弁、１０…ノックセンサ、１１…吸気弁、１２…排気弁、１３…吸気通路、１４…排気通路、１５…エアフロメータ、１６…スロットル弁、１７…吸気圧力センサ、１８…クランクポジションセンサ、１９…アクセルポジションセンサ、３０…ＥＧＲ装置、３１…ＥＧＲ通路、３２…ＥＧＲ弁
Claims (4)
- 内燃機関の排気通路から吸気通路のスロットル弁下流側へ排気の一部を還流させる排気還流装置の異常を検出する異常検出装置であって、
前記吸気通路のスロットル弁下流側の吸気圧力を検出する吸気圧力センサと、
定常運転時に、エアフロメータの出力値に基づいて、前記吸気通路のスロットル弁下流側の吸気圧力を推定する第１推定手段と、
過渡運転時に、スロットル弁の開度に基づいて、前記吸気通路のスロットル弁下流側の吸気圧力を推定する第２推定手段と、
定常運転時に、前記第１推定手段が推定する吸気圧力と、前記吸気圧力センサが検出する吸気圧力との偏差が、前記排気還流装置が正常作動しているか異常が生じている可能性があるかの閾値となる第１所定値以上であり、かつ、過渡運転時に、一部の過渡期間における、前記第２推定手段が推定する吸気圧力の変化量と、前記吸気圧力センサが検出する吸気圧力の変化量との偏差が、前記排気還流装置が正常作動しているか異常が生じている可能性があるかの閾値となる第２所定値以上である場合に、前記排気還流装置に異常が生じていると判定する異常判定手段と、
を備え、
前記第１推定手段により推定される吸気圧力と前記第２推定手段により推定される吸気圧力は、エアフロメータの出力値とスロットル弁の開度という相違する出力値で推定されることを特徴とする排気還流装置の異常検出装置。 - 内燃機関の排気通路から吸気通路のスロットル弁下流側へ排気の一部を還流させる排気還流装置の異常を検出する異常検出装置であって、
前記吸気通路のスロットル弁下流側の吸気圧力を検出する吸気圧力センサと、
定常運転時に、エアフロメータの出力値に基づいて、前記吸気通路のスロットル弁下流側の吸気圧力を推定する第１推定手段と、
過渡運転時に、スロットル弁の開度に基づいて、前記吸気通路のスロットル弁下流側の吸気圧力を推定する第２推定手段と、
定常運転時に、前記第１推定手段が推定する吸気圧力と、前記吸気圧力センサが検出する吸気圧力との偏差が、前記排気還流装置が正常作動しているか異常が生じている可能性があるかの閾値となる第１所定値以上であり、かつ、過渡運転時に、前記第２推定手段が推定する吸気圧力と、前記吸気圧力センサが検出する吸気圧力との偏差が、前記排気還流
装置が正常作動しているか異常が生じている可能性があるかの閾値となる第３所定値以上である場合に、前記排気還流装置に異常が生じていると判定する異常判定手段と、
を備え、
前記第１推定手段により推定される吸気圧力と前記第２推定手段により推定される吸気圧力は、エアフロメータの出力値とスロットル弁の開度という相違する出力値で推定されることを特徴とする排気還流装置の異常検出装置。 - 前記内燃機関の機関回転速度が、前記内燃機関の燃焼が良好か悪化している可能性があるかの閾値となる所定速度以下である場合に前記排気還流装置の異常を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の排気還流装置の異常検出装置。
- 前記内燃機関は、ノッキング発生時に点火時期を遅角するノックコントロールシステムを搭載しており、
前記内燃機関が前記ノックコントロールシステムにより点火時期を遅角している場合に前記排気還流装置の異常を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の排気還流装置の異常検出装置。
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