JP6090089B2 - エンジンの排気ガス還流制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、エンジンの排気ガス還流制御装置に関する技術分野に属する。
従来より、エンジンの排気ガスの一部を排気通路から吸気通路に還流するために、高圧ＥＧＲ通路と低圧ＥＧＲ通路とを設けることが知られている（例えば、特許文献１参照）。上記高圧ＥＧＲ通路は、排気ターボ過給機のタービンの上流側における排気通路と、該排気ターボ過給機のコンプレッサの下流側における吸気通路とを接続する。また、上記低圧ＥＧＲ通路は、上記タービンの下流側における上記排気通路と上記コンプレッサの上流側における上記吸気通路とを接続する。上記低圧ＥＧＲ通路には、該低圧ＥＧＲ通路の断面積を変更する低圧ＥＧＲ弁が配設され、上記高圧ＥＧＲ通路には、該高圧ＥＧＲ通路の断面積を変更する高圧ＥＧＲ弁が配設されている。通常、上記低圧ＥＧＲ弁の開度は、上記低圧ＥＧＲ通路による上記エンジンの排気ガスの還流量が、予め設定された低圧ＥＧＲ目標還流量になるように制御され、上記高圧ＥＧＲ弁の開度は、上記高圧ＥＧＲ通路による上記排気ガスの還流量が、予め設定された高圧ＥＧＲ目標還流量になるように制御される。
上記特許文献１では、エンジンに吸入される総吸入ガス量から吸気量（新気量）を減算して、実排気ガス還流量を算出するようにしている。また、特許文献２では、高圧ＥＧＲ通路（低圧ＥＧＲ通路は設けられていない）における高圧ＥＧＲ弁前後の差圧と該高圧ＥＧＲ弁の開度とに基づいて、該高圧ＥＧＲ通路による実高圧還流量を算出するようにしている。
特開２００７−３１５３７１号公報 特開２００８−１６９７２４号公報
ところで、上記低圧ＥＧＲ弁の故障診断を行う場合、エンジンの定常運転時において、低圧ＥＧＲ通路のみによる排気ガスの還流時に、上記特許文献１のように、エンジンに吸入される総吸入ガス量から新気量を引くことで算出した実低圧還流量を、低圧ＥＧＲ目標還流量と比較して、該実低圧還流量が低圧ＥＧＲ目標還流量に対して大きくずれている場合には、実低圧還流量が異常であると判定し、このとき、低圧ＥＧＲ弁が故障していると判断することができる。
一方、上記高圧ＥＧＲ弁の故障診断を行う場合、エンジンの定常運転時において、上記特許文献２のように、高圧ＥＧＲ弁前後の差圧と高圧ＥＧＲ弁の実開度とに基づき算出した実高圧還流量を、高圧ＥＧＲ目標還流量と比較して、実高圧還流量が高圧ＥＧＲ目標還流量に対して大きくずれている場合には、実高圧還流量が異常であると判定し、このとき、高圧ＥＧＲ弁が故障していると判断することができる。
しかし、上記のように高圧ＥＧＲ弁の故障診断を行う場合、高圧ＥＧＲ弁の排気通路側の圧力が排気脈動によって大きく変化するため、高圧ＥＧＲ弁前後の差圧を正確に求めることが困難であり、このため、実高圧還流量の正常／異常の判定結果の信頼性、つまり高圧ＥＧＲ弁の故障診断の信頼性は低い。一方、吸気側では、それほど大きな脈動はないので、総吸入ガス量及び新気量を比較的正確に求めることができ、実低圧還流量の正常／異常の判定結果の信頼性、つまり低圧ＥＧＲ弁の故障診断の信頼性は高い。
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高圧ＥＧＲ弁の故障診断の信頼性を、低圧ＥＧＲ弁の故障診断の信頼性と同等レベルに高めようとすることにある。
上記の目的を達成するために、本発明では、エンジンの排気通路に配設されたタービンと吸気通路に配設されたコンプレッサとを有する排気ターボ過給機と、上記タービンの下流側における上記排気通路と上記コンプレッサの上流側における上記吸気通路とを接続する低圧ＥＧＲ通路と、該低圧ＥＧＲ通路に配設され、該低圧ＥＧＲ通路の断面積を変更する低圧ＥＧＲ弁と、上記タービンの上流側における上記排気通路と上記コンプレッサの下流側における上記吸気通路とを接続する高圧ＥＧＲ通路と、該高圧ＥＧＲ通路に配設され、該高圧ＥＧＲ通路の断面積を変更する高圧ＥＧＲ弁と、上記低圧ＥＧＲ弁の開度を、上記低圧ＥＧＲ通路による上記エンジンの排気ガスの還流量が、上記エンジンの運転状態に応じて予め設定された低圧ＥＧＲ目標還流量になるように制御するとともに、上記高圧ＥＧＲ弁の開度を、上記高圧ＥＧＲ通路による上記排気ガスの還流量が、上記エンジンの運転状態に応じて予め設定された高圧ＥＧＲ目標還流量になるように制御する弁制御装置とを備えた、エンジンの排気ガス還流制御装置を対象として、上記エンジンに吸入される総吸入ガス量を検出する総吸入ガス量検出手段と、上記エンジンに吸入される新気量を検出する新気量検出手段と、上記高圧ＥＧＲ通路における上記高圧ＥＧＲ弁の上記排気通路側と上記吸気通路側との間の差圧を検出する差圧検出手段とを更に備え、上記弁制御装置は、上記エンジンの定常運転時において、上記低圧ＥＧＲ通路及び上記高圧ＥＧＲ通路による上記排気ガスの還流時に、上記総吸入ガス量検出手段により検出された総吸入ガス量から、上記新気量検出手段により検出された新気量を引くことで算出した実トータル還流量を、上記低圧ＥＧＲ目標還流量と上記高圧ＥＧＲ目標還流量との和であるトータル目標還流量と比較することで、該実トータル還流量の正常／異常を判定し、かつ、上記差圧検出手段により検出された差圧と上記高圧ＥＧＲ弁の実開度とに基づき算出した実高圧還流量を、上記高圧ＥＧＲ目標還流量と比較することで、該実高圧還流量の正常／異常を仮判定するとともに、上記エンジンの定常運転時において、上記低圧ＥＧＲ通路のみによる上記排気ガスの還流時に、上記総吸入ガス量検出手段により検出された総吸入ガス量から、上記新気量検出手段により検出された新気量を引くことで算出した実低圧還流量を、上記低圧ＥＧＲ目標還流量と比較することで、該実低圧還流量の正常／異常を判定し、上記実トータル還流量の正常／異常の判定結果と、上記実低圧還流量の正常／異常の判定結果とに基づき、上記実高圧還流量の正常／異常の仮判定結果を見直して、該実高圧還流量の正常／異常の本判定を行うように構成されている、という構成とした。
上記の構成により、低圧ＥＧＲ通路のみによる排気ガスの還流時に、総吸入ガス量検出手段により検出された総吸入ガス量（新気量と、低圧ＥＧＲ通路による排気ガスの還流量との和）から、新気量検出手段により検出された新気量を引くことで算出した実低圧還流量を、上記低圧ＥＧＲ目標還流量と比較することで、該実低圧還流量の正常／異常を判定するので、該判定の信頼性は高い。一方、実高圧還流量の正常／異常の仮判定の信頼性は低い。しかし、低圧ＥＧＲ通路及び高圧ＥＧＲ通路による排気ガスの還流時に、総吸入ガス量検出手段により検出された総吸入ガス量（新気量と、低圧ＥＧＲ通路及び高圧ＥＧＲ通路による排気ガスのトータル還流量との和）から、新気量検出手段により検出された新気量を引くことで算出した実トータル還流量をトータル目標還流量と比較することで、該実トータル還流量の正常／異常を判定するので、低圧ＥＧＲ通路のみによる排気ガスの還流時における実低圧還流量の正常／異常を判定と同様に、該判定の信頼性は高く、この結果、上記実トータル還流量の正常／異常の判定結果と、上記実低圧還流量の正常／異常の判定結果とに基づき、上記実高圧還流量の正常／異常の仮判定結果を見直して、該実高圧還流量の正常／異常の本判定を行うことで、実高圧還流量の正常／異常の本判定の信頼性は高くなる。よって、高圧ＥＧＲ弁の故障診断の信頼性を、低圧ＥＧＲ弁の故障診断の信頼性と同等レベルに高めることができる。
本発明の一実施形態によれば、上記弁制御装置は、上記実トータル還流量が正常であると判定しかつ上記実高圧還流量が正常であると仮判定するとともに、上記実低圧還流量が異常であると判定したときには、上記本判定で、上記実高圧還流量が正常であるとした仮判定結果を、異常であるという判定に修正するように構成されている。
すなわち、実トータル還流量が正常でありかつ実低圧還流量が異常であるとき、実高圧還流量は異常となるはずであるが、実高圧還流量の仮判定は正常となっている。実トータル還流量及び実低圧還流量の判定結果の信頼性は高いので、実高圧還流量が正常であるとした仮判定結果を、異常であるという判定に修正する。尚、実低圧還流量及び実高圧還流量が共に異常であるときにおいて、実低圧還流量が低圧ＥＧＲ目標還流量に対して少なくかつ実高圧還流量が高圧ＥＧＲ目標還流量に対して多いとき、又は、実低圧還流量が低圧ＥＧＲ目標還流量に対して多くかつ実高圧還流量が高圧ＥＧＲ目標還流量に対して少ないときに、実トータル還流量が正常になる場合がある。
本発明の他の実施形態によれば、上記弁制御装置は、上記実トータル還流量が正常であると判定しかつ上記実高圧還流量が異常であると仮判定するとともに、上記実低圧還流量が正常であると判定したときには、上記本判定で、上記実高圧還流量が異常であるとした仮判定結果を、正常であるという判定に修正するように構成されている。
すなわち、実トータル還流量及び実低圧還流量が共に正常であるとき、実高圧還流量は正常となるはずであるが、実高圧還流量の仮判定は異常となっている。そこで、実高圧還流量が異常であるとした仮判定結果を、正常であるという判定に修正する。
本発明の更に他の実施形態によれば、上記弁制御装置は、上記実トータル還流量が異常であると判定しかつ上記実高圧還流量が正常であると仮判定するとともに、上記実低圧還流量が正常であると判定したときには、上記本判定で、上記実高圧還流量が正常であるとした仮判定結果を、異常であるという判定に修正するように構成されている。
すなわち、実トータル還流量が異常でありかつ実低圧還流量が正常であるとき、実高圧還流量は異常となるはずであるが、実高圧還流量の仮判定は正常となっている。そこで、実高圧還流量が正常であるとした仮判定結果を、異常であるという判定に修正する。
本発明の更に他の実施形態によれば、上記弁制御装置は、上記実トータル還流量が異常であると判定しかつ上記実高圧還流量が正常であると仮判定するとともに、上記実低圧還流量が異常であると判定したときにおいて、上記実トータル還流量が上記トータル目標還流量に対して少なくかつ上記実低圧還流量が上記低圧ＥＧＲ目標還流量に対して多いとき、又は、上記実トータル還流量が上記トータル目標還流量に対して多くかつ上記実低圧還流量が上記低圧ＥＧＲ目標還流量に対して少ないときには、上記本判定で、上記実高圧還流量が正常であるとした仮判定結果を、異常であるという判定に修正する。
すなわち、実トータル還流量及び実低圧還流量が共に異常であるときにおいて、実トータル還流量がトータル目標還流量に対して少なくかつ実低圧還流量が低圧ＥＧＲ目標還流量に対して多いときには、実高圧還流量は高圧ＥＧＲ目標還流量に対してかなり少なくて異常となるはずである。或いは、実トータル還流量が異常でありかつ実低圧還流量が異常であるとき、実トータル還流量がトータル目標還流量に対して多くかつ実低圧還流量が低圧ＥＧＲ目標還流量に対して少ないときには、実高圧還流量は高圧ＥＧＲ目標還流量に対してかなり多くて異常になるはずである。しかし、実高圧還流量の仮判定は正常となっている。そこで、実高圧還流量が正常であるとした仮判定結果を、異常であるという判定に修正する。
本発明の更に他の実施形態によれば、上記弁制御装置は、上記実トータル還流量が異常であると判定しかつ上記実高圧還流量が異常であると仮判定するとともに、上記実低圧還流量が異常であると判定したときにおいて、上記実トータル還流量が上記トータル目標還流量に対して少なくかつ上記実低圧還流量が上記低圧ＥＧＲ目標還流量に対して少ないとき、又は、上記実トータル還流量が上記トータル目標還流量に対して多くかつ上記実低圧還流量が上記低圧ＥＧＲ目標還流量に対して多いときには、上記本判定で、上記実高圧還流量が異常であるとした仮判定結果を、正常であるという判定に修正するように構成されている。
すなわち、実トータル還流量及び実低圧還流量が共に異常であるときにおいて、実トータル還流量がトータル目標還流量に対して少なくかつ実低圧還流量が低圧ＥＧＲ目標還流量に対して少ないとき、又は、実トータル還流量がトータル目標還流量に対して多くかつ実低圧還流量が低圧ＥＧＲ目標還流量に対して多いときには、実高圧還流量は正常である可能性が高いが、実高圧還流量の仮判定は異常となっている。そこで、実高圧還流量が異常であるとした仮判定結果を、正常であるという判定に修正する。
以上説明したように、本発明のエンジンの排気ガス還流制御装置によると、低圧ＥＧＲ通路及び高圧ＥＧＲ通路による排気ガスの還流時に、総吸入ガス量から新気量を引くことで算出した実トータル還流量の正常／異常を判定し、かつ、高圧ＥＧＲ通路における高圧ＥＧＲ弁の排気通路側と吸気通路側との間の差圧と高圧ＥＧＲ弁の実開度とに基づき算出した実高圧還流量の正常／異常を仮判定し、低圧ＥＧＲ通路のみによる排気ガスの還流時に、総吸入ガス量から新気量を引くことで算出した実低圧還流量の正常／異常を判定し、上記実トータル還流量の正常／異常の判定結果と、上記実低圧還流量の正常／異常の判定結果とに基づき、上記実高圧還流量の正常／異常の仮判定結果を見直して、該実高圧還流量の正常／異常の本判定を行うようにしたので、実高圧還流量の正常／異常の判定の信頼性、つまり高圧ＥＧＲ弁の故障診断の信頼性を、実低圧還流量の正常／異常の判定の信頼性、つまり低圧ＥＧＲ弁の故障診断の信頼性と同等レベルに高めることができる。
本発明の実施形態に係る排気ガス還流制御装置により制御されるエンジンの概略構成を示す図である。 排気ガス還流制御装置の制御系の構成を示すブロック図である。 エンジン回転数Ｎｅとエンジン負荷ＰＥとに基づいて、低圧ＥＧＲ目標還流量及び高圧ＥＧＲ目標還流量を決定するためのマップを示す図である。 コントロールユニットによる、低圧ＥＧＲ弁（排気シャッター弁を含む）及び高圧ＥＧＲ弁（クーラ側ＥＧＲ弁及びクーラバイパス側ＥＧＲ弁）の故障診断の制御動作の一部を示すフローチャートである。 コントロールユニットによる、低圧ＥＧＲ弁（排気シャッター弁を含む）及び高圧ＥＧＲ弁（クーラ側ＥＧＲ弁及びクーラバイパス側ＥＧＲ弁）の故障診断の制御動作の残部を示すフローチャートである。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る排気ガス還流制御装置により制御されるエンジン１の概略構成を示す。このエンジン１は、車両に搭載されたディーゼルエンジンであって、複数の気筒２（図１では、１つのみ示す）が設けられたシリンダブロック３と、このシリンダブロック３上に配設されたシリンダヘッド４とを有している。このエンジン１の各気筒２内には、ピストン５が往復動可能にそれぞれ嵌挿されていて、このピストン５の頂面には深皿形燃焼室６が形成されている。このピストン５は、コンロッド７を介してクランク軸８と連結されている。エンジン１には、クランク軸８の回転角度位置を検出することでエンジン１の回転数を検出するエンジン回転数センサ９が設けられている。
上記シリンダヘッド４には、各気筒２毎に吸気ポート１２及び排気ポート１３が形成されているとともに、これら吸気ポート１２及び排気ポート１３の燃焼室６側の開口を開閉する吸気弁１４及び排気弁１５がそれぞれ配設されている。
また、シリンダヘッド４には、燃料を噴射するインジェクタ１７が設けられている。このインジェクタ１７は、その燃料噴射口が燃焼室６の天井面から該燃焼室６に臨むように配設されていて、圧縮行程上死点付近で燃焼室６に燃料を直接噴射供給するようになっている。
上記エンジン１は、吸気弁１４及び排気弁１５のリフト量を調整する可変バルブリフト機構（以下、ＶＶＬという）１６を装備している。このＶＶＬ１６は、吸気弁１４及び排気弁１５を、全閉状態又は略全閉状態になるように、それぞれのリフト量を調整することができる。
上記エンジン１の一側の面には、各気筒２の吸気ポート１２に連通するように吸気通路３０が接続されている。この吸気通路３０の上流端部には、吸入空気を濾過するエアクリーナ３１が配設されており、このエアクリーナ３１で濾過した吸入空気が吸気通路３０及び吸気ポート１２を介して各気筒２の燃焼室６に供給される。
上記吸気通路３０におけるエアクリーナ３１の下流側近傍には、吸気通路３０に吸入された吸入空気の流量を検出するエアフローセンサ３２が配設されている。また、吸気通路３０における下流端近傍には、サージタンク３４が配設されている。このサージタンク３４よりも下流側の吸気通路３０は、各気筒２毎に分岐する独立通路とされ、これら各独立通路の下流端が各気筒２の吸気ポート１２にそれぞれ接続されている。
さらに、上記吸気通路３０におけるエアフローセンサ３２とサージタンク３４との間には、排気ターボ過給機２０のコンプレッサ２０ａが配設されている。このコンプレッサ２０ａの作動により吸入空気の過給を行う。
さらにまた、上記吸気通路３０における排気ターボ過給機２０のコンプレッサ２０ａとサージタンク３４との間には、上流側から順に、上記コンプレッサ２０ａにより圧縮された空気を冷却するインタークーラ３５と、吸気シャッター弁３７とが配設されている。この吸気シャッター弁３７は、該吸気シャッター弁３７の配設部分における吸気通路３０の断面積を変更することによって、上記各気筒２の燃焼室６への吸入空気量を調節する。また、上記サージタンク３４には、エンジン１の気筒２に吸入されるガス温度を検出する吸入ガス温度センサ３８と、エンジン１の気筒２に吸入されるガス圧を検出する吸気圧センサ３９とが配設されている。
上記エンジン１の他側の面には、各気筒２の燃焼室６からの排気ガスを排出する排気通路４０が接続されている。この排気通路４０の上流側の部分は、各気筒２毎に分岐して排気ポート１３の外側端に接続された独立通路と該各独立通路が集合する集合部とを有する排気マニホールドによって構成されている。この排気マニホールドよりも下流側の排気通路４０に、上記排気ターボ過給機２０のタービン２０ｂが配設されている。このタービン２０ｂが排気ガス流により回転し、このタービン２０ｂの回転により、該タービン２０ｂと連結された上記コンプレッサ２０ａが作動する。
上記排気通路４０におけるタービン２０ｂの上流側近傍には、ＶＧＴ絞り弁２１が設けられており、このＶＧＴ絞り弁２１の開度（絞り量）を制御することにより、タービン２０ｂへの排気ガスの流速を調整することができ、これにより、排気ガス流により回転するタービン２０ｂの回転速度、つまり排気ターボ過給機２０のコンプレッサ２０ａの圧力比（コンプレッサ２０ａへの流入直前のガス圧力に対する、コンプレッサ２０ａからの流出直後のガス圧力の比）を調整することができる。
上記排気通路４０における上記排気ターボ過給機２０のタービン２０ｂよりも下流側には、排気ガス中の有害成分を浄化する排気浄化装置４３が配設されている。この排気浄化装置４３は、排気ガス中の煤等の微粒子を捕集するパティキュレートフィルタ４４と、パティキュレートフィルタ４４の上流側に配設され、白金又は白金にパラジウムを加えたもの等を担持して排気ガス中のＣＯ及びＨＣを酸化する酸化触媒４５と、パティキュレートフィルタ４４の下流側に配設され、排気ガス中のＮＯｘを処理（トラップ）して、ＮＯｘが大気に排出されるのを抑制するリーンＮＯｘ触媒４６とを有している。パティキュレートフィルタ４４及び酸化触媒４５は第１ケース８１内に収容され、リーンＮＯｘ触媒４６は、該第１ケース８１とは別の第２ケース８２内に収容されている。第２ケース８２は、第１ケース８１に対して下流側に離れて配設されている。
上記エンジン１は、その排気ガスの一部が排気通路４０から吸気通路３０に還流されるようになされている。この排気ガスの還流のために、高圧ＥＧＲ通路５０と、低圧ＥＧＲ通路６０とが設けられている。
上記高圧ＥＧＲ通路５０は、排気ターボ過給機２０のタービン２０ｂの上流側における排気通路４０と、コンプレッサ２０ａの下流側における吸気通路３０とを接続する。より詳細には、高圧ＥＧＲ通路５０は、排気通路４０における上記排気マニホールドと排気ターボ過給機２０のタービン２０ｂとの間の部分と、吸気通路３０における吸気シャッター弁３７とサージタンク３４との間の部分とを接続する。
上記高圧ＥＧＲ通路５０は、排気ガスを冷却して還流するためのクーラ側通路５１と、排気ガスをそのままの温度で還流するためのクーラバイパス側通路５２とを有している。クーラ側通路５１には、内部を通過する排気ガスを冷却するための高圧ＥＧＲクーラ５３が配設されている。クーラバイパス側通路５２は、その高圧ＥＧＲクーラ５３をバイパスする通路とされている。また、クーラ側通路５１における高圧ＥＧＲクーラ５３の下流側には、クーラ側通路５１の断面積を変更するクーラ側ＥＧＲ弁５４が配設され、クーラバイパス側通路５２には、クーラバイパス側通路５２の断面積を変更するクーラバイパス側ＥＧＲ弁５５が配設されている。これらクーラ側ＥＧＲ弁５４及びクーラバイパス側ＥＧＲ弁５５により、高圧ＥＧＲ弁が構成されて、高圧ＥＧＲ通路５０（クーラ側通路５１及びクーラバイパス側通路５２）による排気ガスの還流量が調節される。
上記低圧ＥＧＲ通路６０は、タービン２０ｂの下流側における排気通路４０とコンプレッサ２０ａの上流側における吸気通路３０とを接続する。より詳細には、低圧ＥＧＲ通路６０は、排気通路４０におけるパティキュレートフィルタ４４とリーンＮＯｘ触媒４６との間の部分（第１ケース８１と第２ケース８２との間の部分）と、吸気通路３０におけるエアフローセンサ３２とコンプレッサ２０ａとの間の部分とを接続する。低圧ＥＧＲ通路６０には、内部を通過する排気ガスを冷却する低圧ＥＧＲクーラ６１が配設されている。また、低圧ＥＧＲ通路６０における低圧ＥＧＲクーラ６１の下流側には、低圧ＥＧＲ通路６０の断面積を変更する低圧ＥＧＲ弁６２が配設されている。
排気通路４０における低圧ＥＧＲ通路６０の接続部分よりも下流側（かつリーンＮＯｘ触媒４６の上流側）には、排気シャッター弁４８が配設されている。この排気シャッター弁４８は、該排気シャッター弁４８の配設部分における排気通路４０の断面積を変更するものであって、該断面積が小さくなる（排気シャッター弁４８の開度が小さくなる）と、排気通路４０における低圧ＥＧＲ通路６０の接続部分の圧力が高くなって、低圧ＥＧＲ通路６０における低圧ＥＧＲ弁６２の排気通路４０側と吸気通路３０側との間の差圧が大きくなる。したがって、低圧ＥＧＲ弁６２及び排気シャッター弁４８の開度を制御することで、低圧ＥＧＲ通路６０による排気ガスの還流量が調節される。尚、排気シャッター弁４８は必ずしも必要なものではなく、なくすことも可能である。
また、排気通路４０における高圧ＥＧＲ５０の接続部分の上流側近傍には、エンジン１より排気された排気ガスの圧力を検出する排気圧センサ４１が配設されている。
図２に示すように、上記エンジン回転数センサ９、上記エアフローセンサ３２、上記吸入ガス温度センサ３８、上記吸気圧センサ３９、上記排気圧センサ４１、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ７１等のセンサ値の信号が、エンジン１を制御するコントロールユニット１００に入力される。
コントロールユニット１００は、周知のマイクロコンピュータをベースとするコントローラであって、プログラムを実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）と、例えばＲＡＭやＲＯＭにより構成されてプログラム及びデータを格納するメモリと、電気信号の入出力をする入出力（Ｉ／Ｏ）バスと、を備えている。
そして、コントロールユニット１００は、上記入力信号に基づいて、ＶＶＬ１６、インジェクタ１７、ＶＧＴ絞り弁２１、吸気シャッター弁３７、排気シャッター弁４８、クーラ側ＥＧＲ弁５４、クーラバイパス側ＥＧＲ弁５５及び低圧ＥＧＲ弁６２を制御する。
コントロールユニット１００は、エンジン１の運転状態に応じて、低圧ＥＧＲ通路６０による排気ガスの還流量の目標値である低圧ＥＧＲ目標還流量と、高圧ＥＧＲ通路５０による排気ガスの還流量の目標値である高圧ＥＧＲ目標還流量とを決定する。本実施形態では、コントロールユニット１００は、エンジン回転数センサ９及びアクセル開度センサ７１からの信号に基づいて、すなわちエンジン回転数Ｎｅとエンジン負荷ＰＥとに基づいて、図３に示すマップに従って、上記低圧ＥＧＲ目標還流量及び上記高圧ＥＧＲ目標還流量を決定する。
上記マップの高負荷ないし高回転の領域である「ＬＰ」領域は、低圧ＥＧＲ通路６０のみにより排気ガスの還流が行われる領域である。上記マップには、「ＬＰ」領域において、エンジン回転数Ｎｅ及びエンジン負荷ＰＥに応じた低圧ＥＧＲ目標還流量が予め設定されているとともに、高圧ＥＧＲ目標還流量が０に予め設定されている。これにより、クーラ側ＥＧＲ弁５４及びクーラバイパス側ＥＧＲ弁５５は全閉状態とされる。これは、トルクが必要な高負荷領域においては全ての排気ガスを排気ターボ過給機２０のタービン２０ｂに導き過給させるためである。
上記マップの中負荷ないし中回転の領域である「クーラ側ＨＰ＋ＬＰ」領域は、高圧ＥＧＲ通路５０のクーラ側通路５１による排気ガスの還流と、低圧ＥＧＲ通路６０による排気ガスの還流とが行われる領域であり、クーラバイパス側通路５２による排気ガスの還流は行われない（クーラバイパス側ＥＧＲ弁５５は全閉状態とされる）。上記マップには、「クーラ側ＨＰ＋ＬＰ」領域において、エンジン回転数Ｎｅ及びエンジン負荷ＰＥに応じた低圧ＥＧＲ目標還流量及び高圧ＥＧＲ目標還流量が予めそれぞれ設定されている。
上記マップの低負荷ないし低回転の領域である「クーラバイパス側ＨＰ＋ＬＰ」領域は、高圧ＥＧＲ通路５０のクーラバイパス側通路５２による排気ガスの還流と、低圧ＥＧＲ通路６０による排気ガスの還流とが行われる領域であり、クーラ側通路５１による排気ガスの還流は行われない（クーラ側ＥＧＲ弁５４は全閉状態とされる）。上記マップには、「クーラバイパス側ＨＰ＋ＬＰ」領域において、エンジン回転数Ｎｅ及びエンジン負荷ＰＥに応じた低圧ＥＧＲ目標還流量及び高圧ＥＧＲ目標還流量が予めそれぞれ設定されている。
コントロールユニット１００は、低圧ＥＧＲ弁６２、排気シャッター弁４８、クーラ側ＥＧＲ弁５４及びクーラバイパス側ＥＧＲ弁５５の開度を、低圧ＥＧＲ通路６０及び高圧ＥＧＲ通路５０による排気ガスの還流量が、上記マップで予め設定された低圧ＥＧＲ目標還流量及び高圧ＥＧＲ目標還流量にそれぞれなるように制御する。このことで、コントロールユニット１００は、弁制御装置を構成することになる。
本実施形態では、コントロールユニット１００は、低圧ＥＧＲ弁６２（排気シャッター弁４８を含む）及び高圧ＥＧＲ弁（クーラ側ＥＧＲ弁５４及びクーラバイパス側ＥＧＲ弁５５）の故障診断を行うようになっている。
具体的には、コントロールユニット１００は、エンジン１の定常運転時において、低圧ＥＧＲ通路６０及び高圧ＥＧＲ通路５０による排気ガスの還流時（エンジン１の運転状態が、上記マップの「クーラ側ＨＰ＋ＬＰ」領域、又は「クーラバイパス側ＨＰ＋ＬＰ」領域にあるとき）に、吸入ガス温度センサ３８により検出されたガス温度と、吸気圧センサ３９により検出されたガス圧とから、エンジン１に吸入される吸気充填量を算出する。この吸気充填量は、吸気通路３０に吸入された新気量と、排気通路４０から吸気通路３０に還流された（「クーラ側ＨＰ＋ＬＰ」領域、又は「クーラバイパス側ＨＰ＋ＬＰ」領域では、低圧ＥＧＲ通路６０及び高圧ＥＧＲ通路５０により還流された）排気ガスの還流量との和であって、エンジン１に吸入される総吸入ガス量に相当し、エアフローセンサ３２により検出された吸入空気の流量が、上記新気量に相当する。したがって、吸入ガス温度センサ３８及び吸気圧センサ３９は、エンジン１に吸入される総吸入ガス量を検出する総吸入ガス量検出手段を構成し、エアフローセンサ３２は、エンジン１に吸入される新気量を検出する新気量検出手段を構成することになる。
そして、コントロールユニット１００は、上記総吸入ガス量（新気量と、低圧ＥＧＲ通路及び高圧ＥＧＲ通路による排気ガスのトータル還流量との和）から、上記新気量を引くことで算出した実トータル還流量を、上記低圧ＥＧＲ目標還流量と上記高圧ＥＧＲ目標還流量との和であるトータル目標還流量と比較することで、該実トータル還流量の正常／異常を判定する。この判定の信頼性は高い。
また、コントロールユニット１００は、エンジン１の定常運転時において、低圧ＥＧＲ通路６０及び高圧ＥＧＲ通路５０による排気ガスの還流時に、排気圧センサ４１により検出されたガス圧と吸気圧センサ３９により検出されたガス圧との差圧と、高圧ＥＧＲ弁（「クーラ側ＨＰ＋ＬＰ」領域では、クーラ側ＥＧＲ弁５４であり、「クーラバイパス側ＨＰ＋ＬＰ」領域では、クーラバイパス側ＥＧＲ弁５５である）の実開度（高圧ＥＧＲ弁を駆動するアクチュエータより高圧ＥＧＲ弁の実開度情報を得る）とに基づき、実高圧還流量を算出する。上記差圧は、高圧ＥＧＲ通路５０における高圧ＥＧＲ弁の排気通路４０側と吸気通路３０側との間の差圧に相当し、このことで、吸気圧センサ３９及び排気圧センサ４１は、差圧検出手段を構成することになる。
そして、コントロールユニット１００は、上記実高圧還流量を上記高圧ＥＧＲ目標還流量と比較することで、該実高圧還流量の正常／異常を仮判定する。ここで、排気圧センサ４１により検出されたガス圧は、排気脈動によって大きく変化するため、上記のようにして算出した実高圧還流量の精度は低く、このため、該実高圧還流量に基づく上記実高圧還流量の正常／異常の判定は、この段階では、仮判定とする。
さらに、コントロールユニット１００は、エンジン１の定常運転時において、低圧ＥＧＲ通路６０のみによる排気ガスの還流時（エンジン１の運転状態が、上記マップの「ＬＰ」領域にあるとき）に、吸入ガス温度センサ３８により検出されたガス温度と、吸気圧センサ３９により検出されたガス圧とから、エンジン１に吸入される吸気充填量、つまり総吸入ガス量（新気量と、低圧ＥＧＲ通路による排気ガスの還流量との和）を算出し、この総吸入ガス量から、エアフローセンサ３２により検出された吸入空気の流量、つまり新気量を引くことで算出した実低圧還流量を上記低圧ＥＧＲ目標還流量と比較することで、該実低圧還流量の正常／異常を判定する。この判定の信頼性は高い。
そして、コントロールユニット１００は、上記実トータル還流量の正常／異常の判定結果と、上記実低圧還流量の正常／異常の判定結果とに基づき、上記実高圧還流量の正常／異常の仮判定結果を見直して、該実高圧還流量の正常／異常の本判定を行う。具体的には、表１のパターン１〜１０について、「実高圧還流量（本判定）」の欄に示すように本判定を行う。
Figure 0006090089
パターン１は、上記実トータル還流量が正常であると判定しかつ上記実高圧還流量が正常であると仮判定するとともに、上記実低圧還流量が正常であると判定したときである。このパターン１では、上記実トータル還流量及び上記実低圧還流量が共に正常であることから、実高圧還流量は正常となるはずである。実高圧還流量の仮判定は正常となっているので、本判定では、仮判定結果を修正せずに、正常であるという判定を行う。
パターン２は、上記実トータル還流量が正常であると判定しかつ実高圧還流量が正常であると仮判定するとともに、上記実低圧還流量が異常であると判定したときである。このパターン２では、上記実トータル還流量が正常でありかつ上記実低圧還流量が異常であることから、実高圧還流量は異常となるはずであるが、実高圧還流量の仮判定は正常となっている。実トータル還流量及び実低圧還流量の判定結果の信頼性は高いので、実高圧還流量が正常であるとした仮判定結果を、異常であるという判定に修正する。尚、実低圧還流量及び実高圧還流量が共に異常であるときにおいて、実低圧還流量が低圧ＥＧＲ目標還流量に対して少なくかつ実高圧還流量が高圧ＥＧＲ目標還流量に対して多いとき、又は、実低圧還流量が低圧ＥＧＲ目標還流量に対して多くかつ実高圧還流量が高圧ＥＧＲ目標還流量に対して少ないときに、実トータル還流量が正常になる場合があり、パターン２は、この場合に相当する。
パターン３は、上記実トータル還流量が正常であると判定しかつ実高圧還流量が異常であると仮判定するとともに、上記実低圧還流量が正常であると判定したときである。このパターン３では、実トータル還流量及び実低圧還流量が共に正常であることから、実高圧還流量は正常となるはずであるが、実高圧還流量の仮判定は異常となっている。そこで、実高圧還流量が異常であるとした仮判定結果を、正常であるという判定に修正する。
パターン４は、上記実トータル還流量が正常であると判定しかつ実高圧還流量が異常であると仮判定するとともに、上記実低圧還流量が異常であると判定したときである。このパターン４では、上記実トータル還流量が正常でありかつ上記実低圧還流量が異常であることから、上記パターン２と同様に、実高圧還流量は異常となるはずである。実高圧還流量の仮判定は異常となっているので、本判定では、仮判定結果を修正せずに、異常であるという判定を行う。
パターン５は、上記実トータル還流量が異常であると判定しかつ実高圧還流量が正常であると仮判定するとともに、上記実低圧還流量が正常であると判定したときである。このパターン５では、上記実トータル還流量が異常でありかつ上記実低圧還流量が正常であることから、実高圧還流量は異常となるはずであるが、実高圧還流量の仮判定は正常となっている。そこで、実高圧還流量が正常であるとした仮判定結果を、異常であるという判定に修正する。
パターン６は、上記実トータル還流量が異常であると判定しかつ実高圧還流量が正常であると仮判定するとともに、上記実低圧還流量が異常であると判定したときであって、上記実トータル還流量が上記トータル目標還流量に対して少なくかつ上記実低圧還流量が上記低圧ＥＧＲ目標還流量に対して少ないとき、又は、上記実トータル還流量が上記トータル目標還流量に対して多くかつ上記実低圧還流量が上記低圧ＥＧＲ目標還流量に対して多いとき（実トータル還流量のトータル目標還流量に対するずれの方向と、実低圧還流量の低圧ＥＧＲ目標還流量に対するずれの方向とが同じであるとき）である。このパターン６では、実低圧還流量が低圧ＥＧＲ目標還流量に対して少ない（又は多い）ために、実トータル還流量がトータル目標還流量に対して少なく（又は多く）なったと考えられ、このことから、実高圧還流量は正常である可能性が高い。そこで、本判定では、仮判定結果を修正せずに、正常であるという判定を行う。
パターン７は、上記実トータル還流量が異常であると判定しかつ実高圧還流量が正常であると仮判定するとともに、上記実低圧還流量が異常であると判定したときであって、上記実トータル還流量が上記トータル目標還流量に対して少なくかつ上記実低圧還流量が上記低圧ＥＧＲ目標還流量に対して多いとき、又は、上記実トータル還流量が上記トータル目標還流量に対して多くかつ上記実低圧還流量が上記低圧ＥＧＲ目標還流量に対して少ないとき（実トータル還流量のトータル目標還流量に対するずれの方向と、実低圧還流量の低圧ＥＧＲ目標還流量に対するずれの方向とが逆であるとき）である。すなわち、実トータル還流量及び実低圧還流量が共に異常であって、実トータル還流量がトータル目標還流量に対して少なくかつ実低圧還流量が低圧ＥＧＲ目標還流量に対して多いときには、実高圧還流量は高圧ＥＧＲ目標還流量に対してかなり少なくて異常となるはずである。或いは、実トータル還流量及び実低圧還流量が共に異常であって、実トータル還流量がトータル目標還流量に対して多くかつ実低圧還流量が低圧ＥＧＲ目標還流量に対して少ないときには、実高圧還流量は高圧ＥＧＲ目標還流量に対してかなり多くて異常になるはずである。しかし、実高圧還流量の仮判定は正常となっている。そこで、パターン７では、実高圧還流量が正常であるとした仮判定結果を、異常であるという判定に修正する。
パターン８は、上記実トータル還流量が異常であると判定しかつ実高圧還流量が異常であると仮判定するとともに、上記実低圧還流量が正常であると判定したときである。このパターン８では、上記実トータル還流量が異常でありかつ上記実低圧還流量が正常であることから、実高圧還流量は異常となるはずである。実高圧還流量の仮判定は異常となっているので、本判定では、仮判定結果を修正せずに、異常であるという判定を行う。
パターン９は、上記実トータル還流量が異常であると判定しかつ実高圧還流量が異常であると仮判定するとともに、上記実低圧還流量が異常であると判定したときであって、上記実トータル還流量が上記トータル目標還流量に対して少なくかつ上記実低圧還流量が上記低圧ＥＧＲ目標還流量に対して少ないとき、又は、上記実トータル還流量が上記トータル目標還流量に対して多くかつ上記実低圧還流量が上記低圧ＥＧＲ目標還流量に対して多いとき（実トータル還流量のトータル目標還流量に対するずれの方向と、実低圧還流量の低圧ＥＧＲ目標還流量に対するずれの方向とが同じであるとき）である。このパターン９では、上記パターン６と同様に、実低圧還流量が低圧ＥＧＲ目標還流量に対して少ない（又は多い）ために、実トータル還流量がトータル目標還流量に対して少なく（又は多く）なったと考えられ、このことから、実高圧還流量は正常である可能性が高い。そこで、本判定では、実高圧還流量が異常であるとした仮判定結果を、正常であるという判定に修正する。
パターン１０は、上記実トータル還流量が異常であると判定しかつ実高圧還流量が異常であると仮判定するとともに、上記実低圧還流量が異常であると判定したときであって、上記実トータル還流量が上記トータル目標還流量に対して少なくかつ上記実低圧還流量が上記低圧ＥＧＲ目標還流量に対して多いとき、又は、上記実トータル還流量が上記トータル目標還流量に対して多くかつ上記実低圧還流量が上記低圧ＥＧＲ目標還流量に対して少ないとき（実トータル還流量のトータル目標還流量に対するずれの方向と、実低圧還流量の低圧ＥＧＲ目標還流量に対するずれの方向とが逆であるとき）である。すなわち、上記パターン７と同様に、実トータル還流量及び実低圧還流量が共に異常であって、実トータル還流量がトータル目標還流量に対して少なくかつ実低圧還流量が低圧ＥＧＲ目標還流量に対して多いときには、実高圧還流量は高圧ＥＧＲ目標還流量に対してかなり少なくて異常となるはずである。或いは、実トータル還流量及び実低圧還流量が共に異常であって、実トータル還流量がトータル目標還流量に対して多くかつ実低圧還流量が低圧ＥＧＲ目標還流量に対して少ないときには、実高圧還流量は高圧ＥＧＲ目標還流量に対してかなり多くて異常になるはずである。そこで、パターン１０では、本判定で、仮判定結果を修正せずに、異常であるという判定を行う。
コントロールユニット１００は、実低圧還流量が異常であると判定したときには、低圧ＥＧＲ弁６２（及び／又は排気シャッター弁４８）が異常であると判断して、その旨を上記メモリに記憶しておく。また、本判定で実高圧還流量が異常であると判定したときにおいては、上記実トータル還流量の正常／異常の判定が「クーラ側ＨＰ＋ＬＰ」領域でなされたものであるときには、クーラ側ＥＧＲ弁５４が異常であると判断して、その旨を上記メモリに記憶し、上記実トータル還流量の正常／異常の判定が「クーラバイパス側ＨＰ＋ＬＰ」領域でなされたものであるときには、クーラバイパス側ＥＧＲ弁５５が異常であると判断して、その旨を上記メモリに記憶しておく。上記車両の点検や修理時に、サービスマンが、上記記憶データを読み出すことで、低圧ＥＧＲ弁６２（排気シャッター弁４８）や、クーラ側ＥＧＲ弁５４、クーラバイパス側ＥＧＲ弁５５が故障していることが分かる。
ここで、上記コントロールユニット１００による、低圧ＥＧＲ弁６２（排気シャッター弁４８を含む）及び高圧ＥＧＲ弁（クーラ側ＥＧＲ弁５４及びクーラバイパス側ＥＧＲ弁５５）の故障診断の制御動作を、図４及び図５のフローチャートに基づいて説明する。
最初のステップＳ１で、アクセル開度センサ７１よりアクセル開度Ａｃｃを、エンジン回転数センサ９よりエンジン回転数Ｎｅを、エアフローセンサ３２よりそのセンサ値Ｑａを、吸入ガス温度センサ３８よりそのセンサ値Ｔｇを、吸気圧センサ３９よりそのセンサ値Ｐａを、排気圧センサ４１よりそのセンサ値Ｐｅｘをそれぞれ読み込む。
次のステップＳ２で、上記エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ａｃｃ（エンジン負荷ＰＥに対応）より、図３に示すマップに従って、エンジン１の運転状態が、排気ガスの還流を行うＥＧＲ領域（「ＬＰ」領域、「クーラ側ＨＰ＋ＬＰ」領域及び「クーラバイパス側ＨＰ＋ＬＰ」領域のいずれかの領域）にあるか否かを判定する。
次のステップＳ３で、上記エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度Ａｃｃ（エンジン負荷ＰＥ）より、図３に示すマップに従って、低圧ＥＧＲ目標還流量及び高圧ＥＧＲ目標還流量（並びに、低圧ＥＧＲ目標還流量と高圧ＥＧＲ目標還流量との和であるトータル目標還流量）を決定する。尚、上記「ＬＰ」領域では、高圧ＥＧＲ目標還流量は０になる。
次のステップＳ４で、エンジン１の運転状態が、高圧ＥＧＲ通路５０及び低圧ＥＧＲ通路６０による排気ガスの還流が行われる領域である併用領域（「クーラ側ＨＰ＋ＬＰ」領域及び「クーラバイパス側ＨＰ＋ＬＰ」領域のいずれかの領域）にあるか否かを判定する。このステップＳ４の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳ５に進む一方、ステップＳ４の判定がＮＯであるときには、ステップＳ１１に進む。
上記ステップＳ５では、排気圧センサ値Ｐｅｘと吸気圧センサ値Ｐａとの差圧（Ｐｅｘ−Ｐａ）及び上記高圧ＥＧＲ目標還流量に基づいて、高圧ＥＧＲ弁（クーラ側ＥＧＲ弁５４又はクーラバイパス側ＥＧＲ弁５５）の開度を制御する。尚、「クーラ側ＨＰ＋ＬＰ」領域では、クーラバイパス側ＥＧＲ弁５５を全閉にし、「クーラバイパス側ＨＰ＋ＬＰ」領域では、クーラ側ＥＧＲ弁５４を全閉にする。
次のステップＳ６では、低圧ＥＧＲ弁６２及び排気シャッター弁４８を、上記低圧ＥＧＲ目標還流量に応じた開度に制御する。
次のステップＳ７では、エンジン１の定常運転時に、エアフローセンサ値Ｑａ、吸入ガス温度センサ値Ｔｇ及び吸気圧センサ値Ｐａに基づき、総吸入ガス量（新気量と、低圧ＥＧＲ通路６０及び高圧ＥＧＲ通路５０による排気ガスのトータル還流量との和）から新気量を引くことで実トータル還流量を算出する。
次のステップＳ８では、上記実トータル還流量を上記トータル目標還流量と比較することで、該実トータル還流量の正常／異常を判定し、この判定結果を確定してメモリに記憶する。
次のステップＳ９では、エンジン１の定常運転時に、排気圧センサ値Ｐｅｘと吸気圧センサ値Ｐａとの差圧及び高圧ＥＧＲ弁（クーラ側ＥＧＲ弁５４又はクーラバイパス側ＥＧＲ弁５５）の実開度に基づき、実高圧還流量を算出する。
次のステップＳ１０では、上記実高圧還流量を上記高圧ＥＧＲ目標還流量と比較することで、該実高圧還流量の正常／異常を仮判定し、この仮判定結果をメモリに記憶し、しかる後にリターンする。
上記ステップＳ４の判定がＮＯであるときに進むステップＳ１１では、高圧ＥＧＲ弁（クーラ側ＥＧＲ弁５４及びクーラバイパス側ＥＧＲ弁５５）を全閉にし、次のステップＳ１２で、低圧ＥＧＲ弁６２及び排気シャッター弁４８を、上記低圧ＥＧＲ目標還流量に応じた開度に制御する。
次のステップＳ１３では、エンジン１の定常運転時に、エアフローセンサ値Ｑａ、吸入ガス温度センサ値Ｔｇ及び吸気圧センサ値Ｐａに基づき、総吸入ガス量（新気量と、低圧ＥＧＲ通路６０による排気ガスの還流量との和）から新気量を引くことで実低圧還流量を算出する。
次のステップＳ１４では、上記実低圧還流量を上記低圧ＥＧＲ目標還流量と比較することで、該実低圧還流量の正常／異常を判定し、この判定結果を確定する。
次のステップＳ１５では、上記メモリに記憶した、実トータル還流量の正常／異常の判定結果及び実高圧還流量の正常／異常の仮判定結果を呼び出す。
次のステップＳ１５では、実トータル還流量の正常／異常の判定結果と、上記実低圧還流量の正常／異常の判定結果とに基づき、上記実高圧還流量の正常／異常の仮判定結果を見直して本判定を行い、しかる後にリターンする。
したがって、本実施形態では、低圧ＥＧＲ通路６０及び高圧ＥＧＲ通路５０による排気ガスの還流時に、総吸入ガス量から新気量を引くことで算出した実トータル還流量の正常／異常を判定し、かつ、高圧ＥＧＲ通路５０における高圧ＥＧＲ弁の排気通路４０側と吸気通路３０側との間の差圧と高圧ＥＧＲ弁（クーラ側ＥＧＲ弁５４又はクーラバイパス側ＥＧＲ弁５５）の実開度とに基づき算出した実高圧還流量の正常／異常を仮判定し、低圧ＥＧＲ通路６０のみによる排気ガスの還流時に、総吸入ガス量から新気量を引くことで算出した実低圧還流量の正常／異常を判定し、上記実トータル還流量の正常／異常の判定結果と、上記実低圧還流量の正常／異常の判定結果とに基づき、上記実高圧還流量の正常／異常の仮判定結果を見直して、該実高圧還流量の正常／異常の本判定を行うようにしたので、実高圧還流量の正常／異常の判定の信頼性、つまり高圧ＥＧＲ弁（クーラ側ＥＧＲ弁５４及びクーラバイパス側ＥＧＲ弁５５）の故障診断の信頼性を、実低圧還流量の正常／異常の判定の信頼性、つまり低圧ＥＧＲ弁６２の故障診断の信頼性と同等レベルに高めることができる。
本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。
例えば、上記実施形態では、エンジン１には、１つの排気ターボ過給機２０しか設けられていないが、２つ以上の排気ターボ過給機が設けられていてもよい。この場合、低圧ＥＧＲ通路６０は、排気通路４０において最下流側に位置するタービンの下流側の部分と、吸気通路３０において最上流側に位置するコンプレッサの上流側の部分とを接続することになる。また、高圧ＥＧＲ通路５０は、排気通路４０において最上流側に位置するタービンの上流側の部分と、吸気通路３０において最下流側に位置するコンプレッサの下流側の部分とを接続することになる。
上述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
本発明は、エンジンの排気通路に配設されたタービンと吸気通路に配設されたコンプレッサとを有する排気ターボ過給機と、上記タービンの下流側における上記排気通路と上記コンプレッサの上流側における上記吸気通路とを接続する低圧ＥＧＲ通路と、該低圧ＥＧＲ通路に配設され、該低圧ＥＧＲ通路の断面積を変更する低圧ＥＧＲ弁と、上記タービンの上流側における上記排気通路と上記コンプレッサの下流側における上記吸気通路とを接続する高圧ＥＧＲ通路と、該高圧ＥＧＲ通路に配設され、該高圧ＥＧＲ通路の断面積を変更する高圧ＥＧＲ弁と、上記低圧ＥＧＲ弁の開度を、上記低圧ＥＧＲ通路による上記エンジンの排気ガスの還流量が、上記エンジンの運転状態に応じて予め設定された低圧ＥＧＲ目標還流量になるように制御するとともに、上記高圧ＥＧＲ弁の開度を、上記高圧ＥＧＲ通路による上記排気ガスの還流量が、上記エンジンの運転状態に応じて予め設定された高圧ＥＧＲ目標還流量になるように制御する弁制御装置とを備えた、エンジンの排気ガス還流制御装置において、上記高圧ＥＧＲ弁及び上記低圧ＥＧＲ弁の故障診断を行う場合に有用である。
１ エンジン
２０ 排気ターボ過給機
２０ａ コンプレッサ
２０ｂ タービン
３０ 吸気通路
３２ エアフローセンサ（新気量検出手段）
３８ 吸入ガス温度センサ（総吸入ガス量検出手段）
３９ 吸気圧センサ（総吸入ガス量検出手段）（差圧検出手段）
４０ 排気通路
４１ 排気圧センサ（差圧検出手段）
４８ 排気シャッター弁
５０ 高圧ＥＧＲ通路
５１ クーラ側通路
５２ クーラバイパス側通路
５４ クーラ側ＥＧＲ弁（高圧ＥＧＲ弁）
５５ クーラバイパス側ＥＧＲ弁（高圧ＥＧＲ弁）
６０ 低圧ＥＧＲ通路
６２ 低圧ＥＧＲ弁
１００ コントロールユニット（弁制御装置）

Claims (6)

  1. エンジンの排気通路に配設されたタービンと吸気通路に配設されたコンプレッサとを有する排気ターボ過給機と、上記タービンの下流側における上記排気通路と上記コンプレッサの上流側における上記吸気通路とを接続する低圧ＥＧＲ通路と、該低圧ＥＧＲ通路に配設され、該低圧ＥＧＲ通路の断面積を変更する低圧ＥＧＲ弁と、上記タービンの上流側における上記排気通路と上記コンプレッサの下流側における上記吸気通路とを接続する高圧ＥＧＲ通路と、該高圧ＥＧＲ通路に配設され、該高圧ＥＧＲ通路の断面積を変更する高圧ＥＧＲ弁と、上記低圧ＥＧＲ弁の開度を、上記低圧ＥＧＲ通路による上記エンジンの排気ガスの還流量が、上記エンジンの運転状態に応じて予め設定された低圧ＥＧＲ目標還流量になるように制御するとともに、上記高圧ＥＧＲ弁の開度を、上記高圧ＥＧＲ通路による上記排気ガスの還流量が、上記エンジンの運転状態に応じて予め設定された高圧ＥＧＲ目標還流量になるように制御する弁制御装置とを備えた、エンジンの排気ガス還流制御装置であって、
    上記エンジンに吸入される総吸入ガス量を検出する総吸入ガス量検出手段と、
    上記エンジンに吸入される新気量を検出する新気量検出手段と、
    上記高圧ＥＧＲ通路における上記高圧ＥＧＲ弁の上記排気通路側と上記吸気通路側との間の差圧を検出する差圧検出手段とを更に備え、
    上記弁制御装置は、
    上記エンジンの定常運転時において、上記低圧ＥＧＲ通路及び上記高圧ＥＧＲ通路による上記排気ガスの還流時に、上記総吸入ガス量検出手段により検出された総吸入ガス量から、上記新気量検出手段により検出された新気量を引くことで算出した実トータル還流量を、上記低圧ＥＧＲ目標還流量と上記高圧ＥＧＲ目標還流量との和であるトータル目標還流量と比較することで、該実トータル還流量の正常／異常を判定し、かつ、上記差圧検出手段により検出された差圧と上記高圧ＥＧＲ弁の実開度とに基づき算出した実高圧還流量を、上記高圧ＥＧＲ目標還流量と比較することで、該実高圧還流量の正常／異常を仮判定するとともに、
    上記エンジンの定常運転時において、上記低圧ＥＧＲ通路のみによる上記排気ガスの還流時に、上記総吸入ガス量検出手段により検出された総吸入ガス量から、上記新気量検出手段により検出された新気量を引くことで算出した実低圧還流量を、上記低圧ＥＧＲ目標還流量と比較することで、該実低圧還流量の正常／異常を判定し、
    上記実トータル還流量の正常／異常の判定結果と、上記実低圧還流量の正常／異常の判定結果とに基づき、上記実高圧還流量の正常／異常の仮判定結果を見直して、該実高圧還流量の正常／異常の本判定を行うように構成されていることを特徴とするエンジンの排気ガス還流制御装置。
  2. 請求項１記載のエンジンの排気ガス還流制御装置において、
    上記弁制御装置は、上記実トータル還流量が正常であると判定しかつ上記実高圧還流量が正常であると仮判定するとともに、上記実低圧還流量が異常であると判定したときには、上記本判定で、上記実高圧還流量が正常であるとした仮判定結果を、異常であるという判定に修正するように構成されていることを特徴とするエンジンの排気ガス還流制御装置。
  3. 請求項１記載のエンジンの排気ガス還流制御装置において、
    上記弁制御装置は、上記実トータル還流量が正常であると判定しかつ上記実高圧還流量が異常であると仮判定するとともに、上記実低圧還流量が正常であると判定したときには、上記本判定で、上記実高圧還流量が異常であるとした仮判定結果を、正常であるという判定に修正するように構成されていることを特徴とするエンジンの排気ガス還流制御装置。
  4. 請求項１記載のエンジンの排気ガス還流制御装置において、
    上記弁制御装置は、上記実トータル還流量が異常であると判定しかつ上記実高圧還流量が正常であると仮判定するとともに、上記実低圧還流量が正常であると判定したときには、上記本判定で、上記実高圧還流量が正常であるとした仮判定結果を、異常であるという判定に修正するように構成されていることを特徴とするエンジンの排気ガス還流制御装置。
  5. 請求項１記載のエンジンの排気ガス還流制御装置において、
    上記弁制御装置は、上記実トータル還流量が異常であると判定しかつ上記実高圧還流量が正常であると仮判定するとともに、上記実低圧還流量が異常であると判定したときにおいて、上記実トータル還流量が上記トータル目標還流量に対して少なくかつ上記実低圧還流量が上記低圧ＥＧＲ目標還流量に対して多いとき、又は、上記実トータル還流量が上記トータル目標還流量に対して多くかつ上記実低圧還流量が上記低圧ＥＧＲ目標還流量に対して少ないときには、上記本判定で、上記実高圧還流量が正常であるとした仮判定結果を、異常であるという判定に修正するように構成されていることを特徴とするエンジンの排気ガス還流制御装置。
  6. 請求項１記載のエンジンの排気ガス還流制御装置において、
    上記弁制御装置は、上記実トータル還流量が異常であると判定しかつ上記実高圧還流量が異常であると仮判定するとともに、上記実低圧還流量が異常であると判定したときにおいて、上記実トータル還流量が上記トータル目標還流量に対して少なくかつ上記実低圧還流量が上記低圧ＥＧＲ目標還流量に対して少ないとき、又は、上記実トータル還流量が上記トータル目標還流量に対して多くかつ上記実低圧還流量が上記低圧ＥＧＲ目標還流量に対して多いときには、上記本判定で、上記実高圧還流量が異常であるとした仮判定結果を、正常であるという判定に修正するように構成されていることを特徴とするエンジンの排気ガス還流制御装置。
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