JP6134307B2 - 負圧作動装置の故障判定装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載した内燃機関に設けられ、負圧を動力源として作動する負圧作動装置の故障判定装置に関する。

従来、車両に搭載した内燃機関の制御弁の故障を判定する故障判定装置として、特許文献１に記載されたものが知られている。この内燃機関は、高圧段ターボチャージャ及び低圧段ターボチャージャなどを備えているとともに、これらを制御するための制御弁として、コンプレッサ・バイパス弁、タービン・バイパス弁及びウェイストゲート弁の３つの制御弁を備えている。これらのコンプレッサ・バイパス弁及びタービン・バイパス弁は、内燃機関の高圧段ターボチャージャのコンプレッサ及びタービンをそれぞれ迂回するバイパス通路を開閉するものであり、ウェイストゲート弁は、低圧段ターボチャージャのタービンを迂回するバイパス通路を開閉するものである。

この故障判定装置では、同文献の図２，３に示す判定手法によって、３つの制御弁の故障が判定される。すなわち、エンジン回転数Ｎ及び燃料噴射量Ｑに応じて、マップ検索により、吸気圧の正常値ＰＤを算出し、現在の吸気圧ＰＡがＰＤ±αの範囲内にあるか否かを判定する。そして、現在の吸気圧ＰＡがＰＤ±αの範囲内にあるときには制御バルブが正常であると判定する。一方、現在の吸気圧ＰＡがＰＤ±αの範囲外にあるときには、同文献の図３の故障判定処理を実行する。

この故障判定処理では、３つの制御弁が１つずつ順に判定される。すなわち、いずれかの制御弁を選択して、これを開弁状態と閉弁状態との間で反転させるとともに、反転前の吸気圧ＰＸと反転後の吸気圧ＰＹを検出し、両者の偏差の絶対値｜ＰＸ−ＰＹ｜が所定値以上のときには、選択した制御弁が固着故障していると判定される。一方、絶対値｜ＰＸ−ＰＹ｜が所定値未満のときには、選択した制御弁が正常であると判定される。

特開２０１０−２１６４０２号公報

一般に、内燃機関を搭載した車両の場合、コンプレッサ・バイパス弁、タービン・バイパス弁及びウェイストゲート弁としては、負圧を動力源として作動する負圧作動式のものが用いられるとともに、これらの負圧作動装置に供給するための負圧を蓄える負圧室と、制動力をアシストするためのマスタバック付きのブレーキ装置などを備えている。このような車両の場合、ブレーキペダルが踏み込まれた際、マスタバックが負圧室内に蓄えた負圧をパワーソースとして、アシスト力を発生する関係上、ブレーキペダルが踏み込まれたときに、負圧作動装置に供給される負圧が一時的に不安定になったり、負圧の不足によって負圧作動装置が適切に作動しない状態になったりするおそれがある。そのように、負圧が変動又は不足している条件下で、特許文献１の故障判定手法を実施した場合、負圧作動装置（すなわち制御弁）が負圧の変動又は不足に起因して適切に作動しないことで、負圧作動装置が正常であるにもかかわらず、故障していると誤判定されるおそれがあり、判定精度が低下してしまう。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、複数の負圧作動装置を負圧の変動又は不足が生じる可能性がある条件下で使用する場合において、そのうちの１つの負圧作動装置の故障判定を精度よく実行することができる負圧作動装置の故障判定装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、車両に搭載した内燃機関３に設けられ、負圧源（負圧ポンプ５）から供給される負圧を動力源として作動する複数の負圧作動装置（可変ベーン機構９ｃ、コンプレッサ・バイパス弁１０、ウェイストゲート弁１４、ＨＰタービン・バイパス弁１５）のうちの１つの負圧作動装置（コンプレッサ・バイパス弁１０）の故障を判定する負圧作動装置の故障判定装置１であって、１つの負圧作動装置の作動によって変更される物理的パラメータ（過給圧ＰＢ）を検出する物理的パラメータ検出手段（過給圧センサ２５）と、複数の負圧作動装置のうちの、１つの負圧作動装置以外の他の負圧作動装置（可変ベーン機構９ｃ）の作動状態を表す作動状態パラメータ（ベーン開度αｖｎ）を検出する作動状態パラメータ検出手段（ベーン開度センサ２６）と、検出された作動状態パラメータに基づき、負圧が複数の負圧作動装置が安定して作動可能な所定安定状態にあるか否かを判定する負圧状態判定手段（ＥＣＵ２、ステップ１，２０〜２８）と、負圧状態判定手段によって負圧が所定安定状態にあると判定されているときに検出された物理的パラメータ（過給圧ＰＢ）を用いて、１つの負圧作動装置の故障を判定する故障判定手段（ＥＣＵ２、ステップ１，２，７〜１０）と、を備えることを特徴とする。

この負圧作動装置の故障判定装置によれば、１つの負圧作動装置の作動によって変更される物理的パラメータが検出され、複数の負圧作動装置のうちの、１つの負圧作動装置以外の他の負圧作動装置の作動状態を表す作動状態パラメータが検出され、検出された作動状態パラメータに基づき、負圧が複数の負圧作動装置が安定して作動可能な所定安定状態にあるか否かが判定されるとともに、負圧状態判定手段によって負圧が所定安定状態にあると判定されているときに検出された物理的パラメータを用いて、１つの負圧作動装置の故障が判定される。このように、負圧が複数の負圧作動装置が安定して作動可能な所定安定状態にあるときに検出された物理的パラメータを用いて、１つの負圧作動装置の故障判定が実施されるので、負圧の変動及び不足に起因する誤判定を回避でき、故障判定精度を向上させることができる。これに加えて、負圧が所定安定状態にあるか否かという判定が、１つの負圧作動装置以外の他の負圧作動装置の作動状態を表す作動状態パラメータに基づいて実施されるので、１つの負圧作動装置の作動状態を表すパラメータを検出する手段が不要となり、その分、製造コストを低減することができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の負圧作動装置の故障判定装置１において、１つの負圧作動装置は、内燃機関３の未燃燃料を含むガスが流れるガス通路（バイパス通路６ａ）を開閉する負圧作動弁（コンプレッサ・バイパス弁１０）であり、負圧作動弁が固着状態になっている可能性がある場合において、内燃機関３の運転に伴って負圧作動弁の固着状態が解除されたか否かを判定する固着解除判定手段（ＥＣＵ２、ステップ２２，４０〜４８）をさらに備え、故障判定手段は、負圧状態判定手段によって負圧が所定安定状態にあると判定されている場合において、固着解除判定手段によって負圧作動弁の固着状態が解除されたと判定されているときに検出された物理的パラメータを用いて、負圧作動弁の故障を判定する（ステップ１，２，７〜１０，２４〜２７）ことを特徴とする。

この場合、１つの負圧作動装置が、内燃機関の未燃燃料を含むガスが流れるガス通路を開閉する負圧作動バルブである関係上、ガス中の未燃燃料に起因して、負圧作動バルブがガス通路の内壁面に固着する固着状態になる可能性があるとともに、そのように負圧作動バルブが固着状態になっている可能性がある場合において、負圧作動バルブの故障判定を実行すると、誤判定が発生するおそれがある。これに対して、この負圧作動装置の故障判定装置によれば、負圧状態判定手段によって負圧が所定安定状態にあると判定されている場合において、固着解除判定手段によって負圧作動バルブの固着状態が解除されたと判定されているときに検出された物理的パラメータを用いて、負圧作動バルブの故障が判定されるので、負圧作動バルブの固着状態の発生に起因する誤判定を回避することができ、故障判定精度をさらに向上させることができる。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の負圧作動装置の故障判定装置１において、車両は、負圧源（負圧ポンプ５）から供給される負圧を動力源として作動するマスタバック付きのブレーキ装置を備えており、負圧状態判定手段は、ブレーキ装置の作動中に検出された作動状態パラメータ（ベーン開度αｖｎ）に基づき、負圧が所定安定状態にあるか否かを判定する（ステップ６０〜７２）ことを特徴とする。

前述したように、車両がマスタバック付きのブレーキ装置を備えている場合、ブレーキペダルが踏み込まれているときに、負圧の変動又は不足に起因して、負圧作動装置が適切に作動しないことで、負圧作動装置が正常であるにもかかわらず、故障していると誤判定され、判定精度が低下するおそれがある。これに対して、この負圧作動装置の故障判定装置によれば、ブレーキ装置の作動中に検出された作動状態パラメータに基づき、負圧が所定安定状態にあるか否かが判定されるので、ブレーキ装置の作動中においても、誤判定を回避することができ、故障判定精度をより一層、向上させることができる。

請求項４に係る発明は、請求項３に記載の負圧作動装置の故障判定装置１において、ブレーキ装置の作動状態／非作動状態を検出するブレーキ状態検出手段（ブレーキ・スイッチ２９）をさらに備え、負圧状態判定手段は、ブレーキ状態検出手段の検出結果に基づき、ブレーキ装置が作動状態から非作動状態に切り換わった場合において、切り換わったタイミングから所定時間（値ΔＴ・Ｃｒｅｆ５）が経過したときに、負圧が所定安定状態にあると判定する（ステップ６０，７１，７３〜７６）ことを特徴とする。

この負圧作動装置の故障判定装置によれば、ブレーキ状態検出手段の検出結果に基づき、ブレーキ装置が作動状態から非作動状態に切り換わった場合において、切り換わったタイミングから所定時間が経過したときに、負圧が所定安定状態にあると判定されるので、負圧が所定安定状態にあるか否かをさらに精度よく判定することができる。それにより、故障判定精度をさらに向上させることができる。

請求項５に係る発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の負圧作動装置の故障判定装置１において、作動状態パラメータの目標となる目標値（目標ベーン開度αｖｎ＿ｃｍｄ）を設定する目標値設定手段（ＥＣＵ２、ステップ９１）をさらに備え、負圧状態判定手段は、目標値と作動状態パラメータとの乖離度合い（第１開度偏差Ｄα１）が第１所定範囲（Ｄα１≦Ｄｒｅｆ１）内にある状態が第１所定時間（値ΔＴ・Ｃｒｅｆ３）継続し、かつ作動状態パラメータの所定単位時間（所定制御周期ΔＴ）当たりの変化量（第２開度偏差Ｄα２）が所定値（Ｄｒｅｆ２）以下である状態が第２所定時間（値ΔＴ・Ｃｒｅｆ４）継続したときに、負圧が所定安定状態にあると判定する（ステップ６９〜７０）ことを特徴とする。

この負圧作動装置の故障判定装置によれば、目標値と作動状態パラメータとの乖離度合いが第１所定範囲内にある状態が第１所定時間継続し、かつ作動状態パラメータの所定時間当たりの変化量が所定値以下である状態が第２所定時間継続したときに、負圧が所定安定状態にあると判定されるので、負圧が所定安定状態にあるか否かをより一層、精度よく判定することができる。それにより、故障判定精度をより一層、向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る故障判定装置及びこれを適用した内燃機関の構成を模式的に示す図である。 故障判定装置の電気的な構成を示すブロック図である。 ＣＢＶ故障判定処理を示すフローチャートである。 実行条件判定処理を示すフローチャートである。 固着解除判定処理を示すフローチャートである。 負圧安定判定処理を示すフローチャートである。 過給圧制御処理を示すフローチャートである。 ＣＢＶ制御処理を示すフローチャートである。 制御結果及び故障判定結果の一例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る負圧作動装置の故障判定装置について説明する。図１及び図２に示す故障判定装置１は、負圧作動装置としての、内燃機関３におけるコンプレッサ・バイパスバルブ（以下「ＣＢＶ」という）１０の故障の有無を判定するものであり、図２に示すＥＣＵ２などを備えている。このＥＣＵ２によって、後述するように、ＣＢＶ故障判定処理などの各種の制御処理が実行される。

内燃機関（以下「エンジン」という）３は、ディーゼルエンジンタイプのものであり、図示しない車両に動力源として搭載されている。このエンジン３は、４つの気筒と、気筒ごとに設けられた燃料噴射弁４（図２に１つのみ図示）などを備えている。これらの燃料噴射弁４は、ＥＣＵ２に電気的に接続されており、ＥＣＵ２からの制御入力信号によってその開閉タイミングが制御される。それにより、燃料噴射量及び燃料噴射時期が制御される。

このエンジン３には、負圧ポンプ５、クランク角センサ２０及び水温センサ２１が設けられている（いずれも図２参照）。負圧ポンプ５（負圧源）は、ＥＣＵ２に電気的に接続された電動式ポンプで構成されており、ＥＣＵ２からの制御入力信号によって駆動されたときに、負圧を発生するとともに、発生した負圧をブレーキ装置のマスタバック（図示せず）や、ＣＢＶ１０などの負圧作動装置に供給する。

また、クランク角センサ２０は、マグネットロータ及びＭＲＥピックアップで構成されており、図示しないクランクシャフトの回転に伴い、パルス信号であるＣＲＫ信号をＥＣＵ２に出力する。このＣＲＫ信号は、所定クランク角（例えば２゜）毎に１パルスが出力され、ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の機関回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを算出する。

さらに、水温センサ２１は、例えばサーミスタなどで構成されており、エンジン３のシリンダブロック内を循環する冷却水の温度であるエンジン水温ＴＷを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。

一方、エンジン３の吸気通路６には、上流側から順に、ＬＰ用吸気絞り弁機構７、低圧段ターボチャージャ８、高圧段ターボチャージャ９、ＣＢＶ出口温センサ２３、インタークーラ１１、ＨＰ用吸気絞り弁機構１２、吸気温センサ２４及び過給圧センサ２５などが設けられている。

ＬＰ用吸気絞り弁機構７は、ＬＰ用吸気絞り弁７ａ及びこれを駆動するＬＰ−ＩＳアクチュエータ７ｂなどを備えている。ＬＰ用吸気絞り弁７ａは、吸気通路６の途中に回動自在に設けられており、当該回動に伴う開度の変化によりＬＰ用吸気絞り弁７ａを通過する空気の流量を変化させる。ＬＰ−ＩＳアクチュエータ７ｂは、モータに減速ギヤ機構（いずれも図示せず）を組み合わせたものであり、ＥＣＵ２に電気的に接続されている。ＥＣＵ２は、ＬＰ−ＩＳアクチュエータ７ｂを介してＬＰ用吸気絞り弁７ａの開度を制御する。

一方、低圧段ターボチャージャ８は、吸気通路６のＬＰ用吸気絞り弁７ａよりも下流側に設けられたＬＰコンプレッサ８ａと、排気通路１３の途中に設けられ、ＬＰコンプレッサ８ａと一体に回転するＬＰタービン８ｂなどを備えている。

この低圧段ターボチャージャ８では、排気通路１３内の排ガスによってＬＰタービン８ｂが回転駆動されると、これと一体のＬＰコンプレッサ８ａも同時に回転することにより、吸気通路６内の空気が加圧される。すなわち、過給動作が実行される。

また、排気通路１３には、ＬＰタービン８ｂをバイパスするＬＰバイパス通路１３ａが設けられており、このＬＰバイパス通路１３ａには、ウェイストゲート弁（図２では「ＷＧＶ」と表記）１４が設けられている。ウェイストゲート弁１４（負圧作動装置）は、常閉弁タイプの電磁弁と、ダイヤフラムタイプのアクチュエータと、アクチュエータによって駆動される弁体（いずれも図示せず）とを組み合わせたものであり、ＥＣＵ２に電気的に接続されている。

このウェイストゲート弁１４の場合、ＥＣＵ２からの制御入力信号が入力されているときには、弁体が全開状態に保持され、排ガスがＬＰタービン８ｂを迂回してＬＰバイパス通路１３ａ側に流れる状態となる。その結果、低圧段ターボチャージャ８による過給動作が停止状態となる。一方、ＥＣＵ２からの制御入力信号が入力されていないときには、弁体が全閉状態に保持され、排ガスがＬＰタービン８ｂ側に流れる状態となる。その結果、低圧段ターボチャージャ８による過給動作が実行される。

一方、高圧段ターボチャージャ９は、吸気通路６のＬＰコンプレッサ８ａよりも下流側に設けられたＨＰコンプレッサ９ａと、排気通路１３の途中に設けられ、ＨＰコンプレッサ９ａと一体に回転するＨＰタービン９ｂと、可変ベーン機構９ｃなどを備えている。

この高圧段ターボチャージャ９では、排気通路１３内の排ガスによってＨＰタービン９ｂが回転駆動されると、これと一体のＨＰコンプレッサ９ａも同時に回転することにより、吸気通路６内の空気が加圧される。すなわち、過給動作が実行される。

また、可変ベーン機構９ｃ（他の負圧作動装置）は、複数の可変ベーン９ｄ（２つのみ図示）と、これらの可変ベーン９ｄを駆動するダイヤフラムタイプのアクチュエータ（図示せず）と、アクチュエータへの負圧の供給を制御するための電磁弁タイプのベーン制御弁９ｅ（図２参照）とを組み合わせたものである。

可変ベーン９ｄは、高圧段ターボチャージャ９が発生する過給圧を変化させるためのものであり、ハウジングのＨＰタービン９ｂを収容する部分の壁に回動自在に取り付けられているとともに、アクチュエータに機械的に連結されている。

この可変ベーン機構９ｃの場合、ベーン制御弁９ｅは、ＥＣＵ２に電気的に接続されおり、ＥＣＵ２からの制御入力信号がベーン制御弁９ｅに入力されたときに、アクチュエータへの負圧の供給量を変化させ、アクチュエータを駆動することによって、可変ベーン９ｄの開度（以下「ベーン開度」という）αｖｎを変化させる。その結果、ＨＰタービン９ｂに吹き付けられる排ガス量が変化し、ＨＰタービン９ｂの回転速度すなわちＨＰコンプレッサ９ａの回転速度が変化する。その結果、高圧段ターボチャージャ９による過給圧が変更される。

また、ベーン制御弁９ｅは、常開弁タイプのものであり、ＥＣＵ２からの制御入力信号が入力されないときには、ベーン開度αｖｎが最大値となり、ＨＰタービン９ｂ吹き付けられる排ガス量が最小となることで、高圧段ターボチャージャ９による過給動作がほぼ停止状態となる。

さらに、可変ベーン機構９ｃには、ベーン開度センサ２６（図２参照）が設けられている。このベーン開度センサ２６は、ベーン開度αｖｎを検出して、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。なお、本実施形態では、ベーン開度センサ２６が作動状態パラメータ検出手段に相当し、ベーン開度αｖｎが作動状態パラメータに相当する。

一方、吸気通路６には、ＨＰコンプレッサ９ａをバイパスするバイパス通路６ａ（ガス通路）が接続されており、このバイパス通路６ａには、ＣＢＶ入口温センサ２２及びＣＢＶ１０が設けられている。このＣＢＶ入口温センサ２２は、バイパス通路６ａの吸気通路６との分岐部よりも下流側でＣＢＶ１０の上流側の部位に設けられており、ＣＢＶ１０の上流側の温度（以下「ＣＢＶ入口温」という）Ｔｃｂｖ１を検出して、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。

また、ＣＢＶ１０は、常閉弁タイプの電磁弁と、ダイヤフラムタイプのアクチュエータと、アクチュエータによって駆動される弁体（いずれも図示せず）とを組み合わせたものであり、ＥＣＵ２に電気的に接続されている。このＣＢＶ１０の場合、ＥＣＵ２からの制御入力信号が入力されており、ＯＮ状態にあるときには、電磁弁が開弁状態となり、負圧ポンプ５からの負圧がアクチュエータに供給され、弁体が全開状態に保持されることで、バイパス通路６ａを開放する。それにより、吸気通路６内の空気は、ＨＰコンプレッサ９ａ側にほとんど流れることなく、バイパス通路６ａ側に主に流れる状態となる。

一方、ＥＣＵ２からの制御入力信号が入力されておらず、ＯＦＦ状態にあるときには、電磁弁が閉弁状態となり、負圧ポンプ５からの負圧がアクチュエータに供給されず、弁体が全閉状態に保持されることで、バイパス通路６ａを閉鎖する。それにより、高圧段ターボチャージャ９による過給動作が実行可能な状態となる。なお、本実施形態では、ＣＢＶ１０が１つの負圧作動装置及び負圧作動弁に相当する。

さらに、排気通路１３には、ＨＰタービン９ｂをバイパスするＨＰバイパス通路１３ｂが設けられており、このＨＰバイパス通路１３ｂには、ＨＰタービン・バイパス弁（図２では「ＨＰ−ＴＢＶ」と表記）１５が設けられている。ＨＰタービン・バイパス弁１５（負圧作動装置）は、常開弁タイプの電磁弁と、ダイヤフラムタイプのアクチュエータと、アクチュエータによって駆動される弁体（いずれも図示せず）とを組み合わせたものであり、ＥＣＵ２に電気的に接続されている。

このＨＰタービン・バイパス弁１５の場合、ＥＣＵ２からの制御入力信号が入力されていないときには、全開状態に保持され、それにより、排ガスがＨＰタービン９ｂを迂回してＨＰバイパス通路１３ｂ側に流れる状態となる。その結果、高圧段ターボチャージャ９による過給動作が停止状態となる。一方、ＥＣＵ２からの制御入力信号が入力されているときには、負圧ポンプ５からの負圧がアクチュエータに供給されることで、弁体が全閉状態に保持され、排ガスがＨＰタービン９ｂ側に流れることになる。その結果、高圧段ターボチャージャ９による過給動作が実行可能な状態となる。

また、ＣＢＶ出口温センサ２３は、吸気通路６のバイパス通路６ａとの合流部よりも下流の部位に設けられており、ＣＢＶ１０の下流側の温度（以下「ＣＢＶ出口温」という）Ｔｃｂｖ２を検出して、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。

さらに、インタークーラ１１は、水冷式のものであり、その内部を空気が通過する際、２つのターボチャージャ８，９における過給動作によって温度が上昇した空気を冷却する。

また、ＨＰ用吸気絞り弁機構１２は、前述したＬＰ用吸気絞り弁機構７と同様のものであり、ＨＰ用吸気絞り弁１２ａ及びこれを駆動するＨＰ−ＩＳアクチュエータ１２ｂなどを備えている。このＨＰ用吸気絞り弁機構１２では、ＥＣＵ２からの制御入力信号によって、ＨＰ−ＩＳアクチュエータ１２ｂが駆動されることにより、ＨＰ用吸気絞り弁１２ａの開度が制御される。

さらに、吸気温センサ２４は、吸気通路６の、ＬＰ用吸気絞り弁７ａよりも下流側で、後述する高圧ＥＧＲ通路１８ａとの合流部よりも上流側の部位に設けられており、吸気通路６内の温度（以下「吸気温」という）ＴＢを検出して、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。この吸気温ＴＢは、絶対温度として検出される。

一方、過給圧センサ２５は、吸気通路６の吸気温センサ２４と同じ位置に設けられており、吸気通路６内の過給圧ＰＢを検出して、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。この過給圧ＰＢは、絶対圧として検出される。なお、本実施形態では、過給圧センサ２５が物理的パラメータ検出手段に相当し、過給圧ＰＢが物理的パラメータに相当する。

また、排気通路１３のＬＰタービン８ｂの下流側には、触媒装置１６が設けられている。この触媒装置１６は、排気通路１３内を流れる排ガスを浄化するものであり、ＤＯＣ（Diesel Oxidation Catalyst）１６ａとＣＳＦ（Catalyzed Soot Filter）１６ｂとを組み合わせて構成されている。

さらに、エンジン３には、低圧ＥＧＲ装置１７及び高圧ＥＧＲ装置１８が設けられている。この低圧ＥＧＲ装置１７は、排気通路１３内の排ガスの一部を吸気通路６側に還流させるものであり、吸気通路６及び排気通路１３の間に接続された低圧ＥＧＲ通路１７ａと、低圧ＥＧＲ通路１７ａを開閉する低圧ＥＧＲ制御弁１７ｂなどで構成されている。低圧ＥＧＲ通路１７ａの一端は、排気通路１３の触媒装置１６よりも下流側の部位に開口し、他端は、吸気通路６のＬＰ用吸気絞り弁７ａとＬＰコンプレッサ８ａとの間の部位に開口している。

低圧ＥＧＲ制御弁１７ｂは、その開度が最大値と最小値との間でリニアに変化するリニア電磁弁で構成され、ＥＣＵ２に電気的に接続されている。ＥＣＵ２は、低圧ＥＧＲ制御弁１７ｂの開度を変化させることにより、低圧ＥＧＲ通路１７ａを介して還流される排ガス量を制御する。

一方、高圧ＥＧＲ装置１８も、低圧ＥＧＲ装置１７と同様に、排気通路１３内の排ガスの一部を吸気通路６側に還流させるものであり、吸気通路６及び排気通路１３の間に接続された高圧ＥＧＲ通路１８ａと、この高圧ＥＧＲ通路１８ａを開閉する高圧ＥＧＲ制御弁１８ｂなどで構成されている。高圧ＥＧＲ通路１８ａの一端は、排気通路１３の排気マニホールドの合流部の下流側に開口し、他端は、吸気通路６のＨＰ用吸気絞り弁１２ａと吸気マニホールドとの間の部位に開口している。

高圧ＥＧＲ制御弁１８ｂは、その開度が最大値と最小値との間でリニアに変化するリニア電磁弁で構成され、ＥＣＵ２に電気的に接続されている。ＥＣＵ２は、高圧ＥＧＲ制御弁１８ｂの開度を変化させることにより、高圧ＥＧＲ通路１８ａを介して還流される排ガス量を制御する。

一方、図２に示すように、ＥＣＵ２には、車速センサ２７、アクセル開度センサ２８及びブレーキ・スイッチ２９が電気的に接続されている。この車速センサ２７は、車両の図示しない車軸に取り付けられており、車両の走行速度（以下「車速」という）ＶＰを検出して、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。

また、アクセル開度センサ２８は、車両の図示しないアクセルペダルの踏み込み量（以下「アクセル開度」という）ＡＰを検出して、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。

さらに、ブレーキスイッチ２９（ブレーキ状態検出手段）は、ブレーキ装置のブレーキペダル（図示せず）に設けられており、運転者によってブレーキペダルが踏み込まれ、ブレーキ装置が作動しているときにはＯＮ信号をＥＣＵ２に出力し、それ以外のときにはＯＦＦ信号を出力する。

また、ＥＣＵ２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及びＩ／Ｏ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おり、前述した各種のセンサ２０〜２６の検出信号及びブレーキ・スイッチ２９のＯＮ／ＯＦＦ信号などに応じて、車両の走行状態及びエンジン３の運転状態を判別するとともに、これらの走行状態及び運転状態に応じて、後述するように、ＣＢＶ１０の故障判定処理などの各種の制御処理を実行する。なお、本実施形態では、ＥＣＵ２が負圧状態判定手段、故障判定手段、固着解除判定手段及び目標値設定手段に相当する。

次に、図３を参照しながら、ＣＢＶ故障判定処理について説明する。このＣＢＶ故障判定処理は、ＣＢＶ１０の故障の有無を判定するものであり、ＥＣＵ２によって所定制御周期ΔＴ（例えば１００ｍｓｅｃ）で実行される。なお、本実施形態では、所定制御周期ΔＴが所定単位時間に相当する。

同図に示すように、まず、ステップ１（図では「Ｓ１」と略す。以下同じ）で、実行条件判定処理を実行する。この処理は、ＣＢＶ故障判定処理の実行条件が成立しているか否かを判定するものであり、具体的には、図４に示すように実行される。

同図に示すように、まず、ステップ２０で、ベーン開度αｖｎが所定の下限値α＿Ｌよりも大きくかつ所定の上限値α＿Ｈ未満であるか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳで、α＿Ｌ＜αｖｎ＜α＿Ｈが成立しているときには、ステップ２１に進み、運転条件判定処理を実行する。

この運転条件判定処理では、下記の７つの条件（ｆ１）〜（ｆ７）がいずれも成立しているときには、車両及びエンジン３においてＣＢＶ１０の故障判定を実行可能な運転条件が成立していると判定して、それを表すために、第１実行条件フラグＦ＿ＣＯＮＤ１が「１」に設定されるとともに、それ以外のときには、第１実行条件フラグＦ＿ＣＯＮＤ１が「０」に設定される。

（ｆ１）アクセル開度ＡＰ＝０が成立していること。
（ｆ２）車速ＶＰ＝０が成立していること。
（ｆ３）エンジン回転数ＮＥが所定範囲内にあること。
（ｆ４）燃料噴射弁４による燃料噴射量が所定範囲内にあること。
（ｆ５）吸気温ＴＢが所定値以上であること。
（ｆ６）エンジン水温ＴＷが所定値以上であること。
（ｆ７）ＣＢＶ１０以外の車両用機器及びエンジン用機器が正常に作動していること。

次いで、ステップ２２に進み、固着解除判定処理を実行する。この固着解除判定処理は、バイパス通路６ａの内壁面に付着した未燃燃料に起因して、ＣＢＶ１０の弁体が内壁面に固着した状態にあると仮定した場合において、吸気通路６の壁面温度の上昇に伴って、その固着が解除されたか否かを判定するものであり、具体的には、図５に示すように実行される。

同図に示すように、まず、ステップ４０で、Ｔｃｂｖ１＜Ｔｃｂｖ２が成立しているか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳのときには、ステップ４１に進み、ＣＢＶ推定温ＴｃｂｖをＣＢＶ入口温Ｔｃｂｖ１に設定する。このＣＢＶ推定温Ｔｃｂｖは、ＣＢＶ１０の温度の推定値に相当する。

一方、ステップ４０の判別結果がＮＯで、Ｔｃｂｖ１≧Ｔｃｂｖ２のときには、ステップ４２に進み、ＣＢＶ推定温ＴｃｂｖをＣＢＶ出口温Ｔｃｂｖ２に設定する。すなわち、ＣＢＶ推定温Ｔｃｂｖは、ＣＢＶ入口温Ｔｃｂｖ１及びＣＢＶ出口温Ｔｃｂｖ２のうちの低い方に設定される。

以上のステップ４１又は４２に続くステップ４３で、ＣＢＶ推定温Ｔｃｂｖが所定判定温度Ｔｒｅｆ以上であるか否かを判別する。この所定判定温度Ｔｒｅｆは、ヒステリシス付きの値として設定される。この判別結果がＹＥＳのときには、ステップ４４に進み、固着解除判定カウンタの計数値ＣＴ２を、その前回値ＣＴ２ｚと値１の和（ＣＴ２ｚ＋１）に設定する。すなわち、固着解除判定カウンタの計数値ＣＴ２を値１インクリメントする。

次いで、ステップ４５に進み、固着解除判定カウンタの計数値ＣＴ２が所定判定値Ｃｒｅｆ２以上であるか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳのとき、すなわちＴｃｂｖ≧Ｔｒｅｆが成立している状態の継続時間が値ΔＴ・Ｃｒｅｆ２に達したときには、ＣＢＶ１０の弁体がバイパス通路６ａの内壁面に仮に固着していたとしても、その固着状態が解除されたと判定して、それを表すために、ステップ４６に進み、第２実行条件フラグＦ＿ＣＯＮＤ２を「１」に設定した後、本処理を終了する。

一方、上述したステップ４５の判別結果がＮＯで、ＣＴ２＜Ｃｒｅｆ２のときには、ＣＢＶ１０の固着状態が解除されていない可能性があると判定して、それを表すために、ステップ４８に進み、第２実行条件フラグＦ＿ＣＯＮＤ２を「０」に設定した後、本処理を終了する。

一方、上述したステップ４３の判別結果がＮＯで、Ｔｃｂｖ＜Ｔｒｅｆのときには、ステップ４７に進み、固着解除判定カウンタの計数値ＣＴ２を値０に設定する。次いで、前述したように、ステップ４８で、第２実行条件フラグＦ＿ＣＯＮＤ２を「０」に設定した後、本処理を終了する。

図４に戻り、ステップ２２で、固着解除判定処理を以上のように実行した後、ステップ２３に進み、負圧安定判定処理を実行する。この負圧安定判定処理は、負圧ポンプ５からＣＢＶ１０に供給される負圧が、ＣＢＶ１０の故障判定を実行可能な安定した状態にあるか否かを判定するものであり、具体的には、図６に示すように実行される。

同図に示すように、まず、ステップ６０で、ブレーキオンフラグＦ＿ＢＲＫ＿ＯＮが「１」であるか否かを判別する。このブレーキオンフラグＦ＿ＢＲＫ＿ＯＮは、図示しない設定処理において、ＯＮ信号がブレーキ・スイッチ２９から出力されているときには「１」に設定され、ＯＦＦ信号がブレーキ・スイッチ２９から出力されているときには「０」に設定される。

ステップ６０の判別結果がＹＥＳで、運転者によってブレーキペダルが踏み込まれ、ブレーキ装置が作動しているときには、ステップ６１に進み、第１開度偏差Ｄα１を、目標ベーン開度αｖｎ＿ｃｍｄとベーン開度αｖｎとの偏差の絶対値｜αｖｎ＿ｃｍｄ−αｖｎ｜に設定する。この目標ベーン開度αｖｎ＿ｃｍｄは、ベーン開度αｖｎの目標値であり、後述する過給制御処理において設定される。なお、本実施形態では、目標ベーン開度αｖｎ＿ｃｍｄが目標値に相当し、第１開度偏差Ｄα１が目標値と作動状態パラメータとの乖離度合いに相当する。

次いで、ステップ６２に進み、第１開度偏差Ｄα１が第１所定値Ｄｒｅｆ１以下であるか否かを判別する。なお、本実施形態では、Ｄα１≦Ｄｒｅｆ１の範囲が第１所定範囲に相当する。この判別結果がＹＥＳのときには、ステップ６３に進み、第１負圧安定カウンタの計数値ＣＴ３を、その前回値ＣＴ３ｚと値１の和（ＣＴ３ｚ＋１）に設定する。

一方、ステップ６２の判別結果がＮＯで、Ｄα１＞Ｄｒｅｆ１のときには、ステップ６４に進み、第１負圧安定カウンタの計数値ＣＴ３を値０に設定する。

以上のステップ６３又は６４に続くステップ６５で、第２開度偏差Ｄα２を、ベーン開度αｖｎとその前回値αｖｎｚとの偏差の絶対値｜αｖｎ−αｖｎｚ｜に設定する。なお、本実施形態では、第２開度偏差Ｄα２が作動状態パラメータの所定単位時間当たりの変化量に相当する。

次いで、ステップ６６に進み、第２開度偏差Ｄα２が第２所定値Ｄｒｅｆ２以下であるか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳのときには、ステップ６７に進み、第２負圧安定カウンタの計数値ＣＴ４を、その前回値ＣＴ４ｚと値１の和（ＣＴ４ｚ＋１）に設定する。

一方、ステップ６２の判別結果がＮＯで、Ｄα２＞Ｄｒｅｆ２のときには、ステップ６８に進み、第２負圧安定カウンタの計数値ＣＴ４を値０に設定する。

以上のステップ６７又は６８に続くステップ６９で、第１負圧安定カウンタの計数値ＣＴ３が所定判定値Ｃｒｅｆ３以上であるか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳのときには、ステップ７０に進み、第２負圧安定カウンタの計数値ＣＴ４が所定判定値Ｃｒｅｆ４以上であるか否かを判別する。

このステップ７０の判別結果がＹＥＳのとき、すなわちＤα１≦Ｄｒｅｆ１が成立している状態の継続時間が値ΔＴ・Ｃｒｅｆ３（第１所定時間）に達し、かつＤα２≦Ｄｒｅｆ２が成立している状態の継続時間が値ΔＴ・Ｃｒｅｆ４（第２所定時間）に達したときには、ＣＢＶ１０に供給される負圧がＣＢＶ１０の故障判定を実行可能な安定した状態にあると判定して、それを表すために、ステップ７１に進み、第３実行条件フラグＦ＿ＣＯＮＤ３を「１」に設定した後、本処理を終了する。

一方、上述したステップ６９又は７０の判別結果がＮＯのとき、すなわちＣＴ３＜Ｃｒｅｆ３又はＣＴ４＜Ｃｒｅｆ４のときには、ＣＢＶ１０に供給される負圧がＣＢＶ１０の故障判定を実行可能な安定した状態にないと判定して、それを表すために、ステップ７２に進み、第３実行条件フラグＦ＿ＣＯＮＤ３を「０」に設定した後、本処理を終了する。

一方、前述したステップ６０の判別結果がＮＯで、ブレーキペダルが踏み込まれておらず、ブレーキ装置が作動していないときには、ステップ７３に進み、ブレーキオンフラグの前回値Ｆ＿ＢＲＫ＿ＯＮｚが「１」であるか否かを判別する。

この判別結果がＹＥＳで、今回の制御タイミングがブレーキ・スイッチ２９がＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り換わったタイミングであるときには、ステップ７４に進み、前述した第１及び第２負圧安定カウンタの計数値ＣＴ３，ＣＴ４をいずれも「０」に設定するとともに、ブレーキオフカウンタの計数値ＣＴ５を「０」に設定した後、後述するステップ７５に進む。

一方、ステップ７３の判別結果がＮＯで、前回以前の制御タイミングにおいてブレーキ・スイッチ２９がＯＦＦ状態にあったときには、ステップ７５に進む。

以上のステップ７３又は７４に続くステップ７５で、ブレーキオフカウンタの計数値ＣＴ５をその前回値ＣＴ５ｚと値１の和（ＣＴ５ｚ＋１）に設定する。

次いで、ステップ７６に進み、ブレーキオフカウンタの計数値ＣＴ５が所定判定値Ｃｒｅｆ５以上であるか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳで、ブレーキペダルが踏み込まれておらず、ブレーキ装置が作動していない状態の継続時間が値ΔＴ・Ｃｒｅｆ５に達したときには、ＣＢＶ１０に供給される負圧がＣＢＶ１０の故障判定を実行可能な安定した状態にあると判定して、前述したように、ステップ７１で、第３実行条件フラグＦ＿ＣＯＮＤ３を「１」に設定した後、本処理を終了する。これは、ブレーキ装置のマスタバックが作動しているときに負圧が最も使用される関係上、ブレーキ装置が作動していない状態の継続時間が値ΔＴ・Ｃｒｅｆ５に達したときには、負圧が十分に安定した状態にあると推定できることによる。

一方、ステップ７６の判別結果がＮＯで、ＣＴ５＜Ｃｒｅｆ５のときには、ＣＢＶ１０に供給される負圧がＣＢＶ１０の故障判定を実行可能な安定した状態にないと判定して、前述したように、ステップ７２で、第３実行条件フラグＦ＿ＣＯＮＤ３を「０」に設定した後、本処理を終了する。

図４に戻り、ステップ２３で、負圧安定判定処理を以上のように実行した後、ステップ２４に進み、前述した第１実行条件フラグＦ＿ＣＯＮＤ１が「１」であるか否かを判別する。

この判別結果がＹＥＳで、車両及びエンジン３においてＣＢＶ１０の故障判定を実行可能な運転条件が成立しているときには、ステップ２５に進み、前述した第２実行条件フラグＦ＿ＣＯＮＤ２が「１」であるか否かを判別する。

この判別結果がＹＥＳで、ＣＢＶ１０の固着状態が解除されているときには、ステップ２６に進み、前述した第３実行条件フラグＦ＿ＣＯＮＤ３が「１」であるか否かを判別する。

この判別結果がＹＥＳで、ＣＢＶ１０に供給される負圧がＣＢＶ１０の故障判定を実行可能な安定した状態にあるときには、ＣＢＶ故障判定処理の実行条件が成立したと判定して、それを表すために、ステップ２７に進み、故障判定実行条件フラグＦ＿ＣＯＮＤを「１」に設定した後、本処理を終了する。

一方、前述したステップ２０，２４〜２６のいずれかの判別結果がＮＯのとき、すなわちα＿Ｌ＜αｖｎ＜α＿Ｈが不成立であるとき、車両及びエンジン３においてＣＢＶ１０の故障判定を実行可能な運転条件が不成立であるとき、ＣＢＶ１０の固着状態が解除されていないおそれがあるとき、又はＣＢＶ１０に供給される負圧が不安定な状態にあるときには、ＣＢＶ故障判定処理の実行条件が不成立であると判定して、それを表すために、ステップ２８に進み、故障判定実行条件フラグＦ＿ＣＯＮＤを「０」に設定した後、本処理を終了する。

図３に戻り、ステップ１で、実行条件判定処理を以上のように実行した後、ステップ２に進み、故障判定実行条件フラグＦ＿ＣＯＮＤが「１」であるか否かを判別する。

この判別結果がＹＥＳで、ＣＢＶ故障判定処理の実行条件が成立しているときには、ステップ３に進み、判定実行中フラグＦ＿ＪＵＤ＿ＯＮが「１」であるか否かを判別する。

この判別結果がＮＯで、ＣＢＶ１０の故障判定を実行中でないときには、ステップ４に進み、後述する過給圧制御処理において、ＣＢＶ１０がＯＦＦ状態に制御されているか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳで、ＣＢＶ１０がＯＦＦ状態に制御されているときには、ＣＢＶ１０の故障判定を開始すべきであると判定して、それを表すために、ステップ５に進み、判定実行中フラグＦ＿ＪＵＤ＿ＯＮを「１」に設定する。

このように、ステップ５で、判定実行中フラグＦ＿ＪＵＤ＿ＯＮが「１」に設定されると、次回以降の制御タイミングで、上述したステップ３の判別結果がＹＥＳとなり、その場合には、ステップ６に進む。

以上のステップ３又は５に続くステップ６で、判定実行中カウンタの計数値ＣＴを、その前回値ＣＴｚと値１の和（ＣＴｚ＋１）に設定する。

次いで、ステップ７に進み、判定実行中カウンタの計数値ＣＴが所定値Ｃｒｅｆ以上であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯで、ＣＴ＜Ｃｒｅｆのときには、ステップ８に進み、過給圧ＰＢが所定圧Ｐｒｅｆ以下であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのときには、そのまま本処理を終了する。

一方、ステップ８の判別結果がＹＥＳで、ＰＢ≦Ｐｒｅｆが成立しているときには、ＣＢＶ１０が正常であると判定して、それを表すために、ステップ９に進み、ＣＢＶ正常フラグＦ＿ＣＢＶ＿ＯＫを「１」に設定するとともに、ＣＢＶ１０の故障判定が終了したことを表すために、判定実行中フラグＦ＿ＪＵＤ＿ＯＮを「０」に設定する。その後、本処理を終了する。

一方、前述したステップ７の判別結果がＹＥＳのとき、すなわちＣＢＶ１０がＯＦＦ状態に制御されているにもかかわらず、過給圧ＰＢが所定圧Ｐｒｅｆ以下まで低下しない状態の継続時間が、値ΔＴ・Ｃｒｅｆに達したときには、ＣＢＶ１０が閉弁状態で固着している故障状態にあると判定して、それを表すために、ステップ１０に進み、ＣＢＶ正常フラグＦ＿ＣＢＶ＿ＯＫを「０」に設定するとともに、ＣＢＶ１０の故障判定が終了したことを表すために、判定実行中フラグＦ＿ＪＵＤ＿ＯＮを「０」に設定する。その後、本処理を終了する。

一方、前述したステップ２又は４の判別結果がＮＯのとき、すなわちＣＢＶ故障判定処理の実行条件が不成立であるとき、又はＣＢＶ１０がＯＮ状態に制御されているときには、ステップ１１に進み、判定実行中カウンタの計数値ＣＴを値０に設定した後、本処理を終了する。

次に、図７を参照しながら、過給圧制御処理について説明する。この過給圧制御処理は、可変ベーン機構９ｃ、ＣＢＶ１０、ウェイストゲート弁１４及びＨＰタービン・バイパス弁１５を制御することによって、過給圧ＰＢを制御するものであり、ＥＣＵ２によって前述した所定制御周期ΔＴ１（例えば１０ｍｓｅｃ）で実行される。

同図に示すように、まず、ステップ８０で、エンジン回転数ＮＥ及びアクセル開度ＡＰに応じて、図示しないマップを検索することにより、目標過給圧ＰＢｃｍｄを算出する。

次いで、ステップ８１に進み、可変ベーン制御処理を実行する。この可変ベーン制御処理では、目標過給圧ＰＢｃｍｄに応じて、図示しないマップを検索することにより、目標ベーン開度αｖｎ＿ｃｍｄを算出するとともに、ベーン開度αｖｎがこの目標ベーン開度αｖｎ＿ｃｍｄになるように、可変ベーン機構９ｃが制御される。

次に、ステップ８２で、ＷＧＶ制御処理を実行する。このＷＧＶ制御処理では、目標過給圧ＰＢｃｍｄに応じて、図示しないマップを検索することにより、目標ウェイストゲート弁開度ＷＧＶｃｍｄを算出するとともに、ウェイストゲート弁１４の開度がこの目標ウェイストゲート弁開度ＷＧＶｃｍｄになるように、ウェイストゲート弁１４が制御される。

ステップ８２に続くステップ８３で、ＨＰ−ＴＢＶ制御処理を実行する。ＨＰ−ＴＢＶ制御処理では、目標過給圧ＰＢｃｍｄに応じて、図示しないマップを検索することにより、目標ＨＰ−ＴＢＶ開度を算出するとともに、ＨＰタービン・バイパス弁１５の開度がこの目標ＨＰ−ＴＢＶ開度になるように、ＨＰタービン・バイパス弁１５が制御される。

次いで、ステップ８４に進み、ＣＢＶ制御処理を実行する。このＣＢＶ制御処理は、具体的には、図８に示すように実行される。

同図に示すように、まず、ステップ９０で、前述した故障判定実行条件フラグＦ＿ＣＯＮＤが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳで、ＣＢＶ故障判定処理の実行条件が成立しているときには、ステップ９１に進み、故障判定用制御処理を実行した後、本処理を終了する。

この故障判定用制御処理では、制御開始タイミングから所定時間が経過するまでの間、ＣＢＶ１０がＯＮ状態に制御されるとともに、所定時間経過後は、ＣＢＶ１０がＯＦＦ状態に保持される。

一方、ステップ９０の判別結果がＮＯで、ＣＢＶ故障判定処理の実行条件が不成立であるときには、ステップ９２に進み、通常制御処理を実行した後、本処理を終了する。この通常制御処理では、目標過給圧ＰＢｃｍｄに応じて、図示しないマップを検索することにより、ＣＢＶ１０のＯＮ／ＯＦＦ状態を決定するとともに、決定したＯＮ／ＯＦＦ状態になるように、ＣＢＶ１０が制御される。

図７に戻り、ステップ８４で、以上のようにＣＢＶ制御処理を実行した後、過給圧制御処理を終了する。以上により、過給圧ＰＢが目標過給圧ＰＢｃｍｄになるように制御される。

次に、図９を参照しながら、以上の過給圧制御処理及びＣＢＶ故障判定処理を実行したときの制御結果の一例（以下「制御結果例」という）について説明する。同図の制御結果例は、過給圧制御処理の実行中、目標ベーン開度αｖｎ＿ｃｍｄが一定値に設定されている場合において、ブレーキペダルが踏み込まれたときに、ＣＢＶ１０の故障判定を実行したものであるとともに、前回の故障判定処理において、ＣＢＶ１０が正常であると判定されているときのものである。

同図に示すように、時刻ｔ１で、運転者によってブレーキペダルが踏まれていない状態から踏み込まれると、ブレーキオンフラグＦ＿ＢＲＫ＿ＯＮが「０」から「１」に設定される。それ以降、ブレーキペダルが踏み込まれた状態に保持されることで、ブレーキオンフラグＦ＿ＢＲＫ＿ＯＮが「１」に保持されるとともに、ブレーキ装置のマスタバックにおいて負圧が消費される。

その際、時刻ｔ１〜ｔ２の期間では、ベーン開度αｖｎが目標ベーン開度αｖｎ＿ｃｍｄに保持された状態となっており、Ｄα１≦Ｄｒｅｆ１及びＤα２≦Ｄｒｅｆ２が成立することで、第１負圧安定カウンタの計数値ＣＴ３及び第２負圧安定カウンタの計数値ＣＴ４のインクリメントが実行される。

その状態において、負圧がマスタバックで使用されるのに起因して、ベーン制御弁９ｅに供給される負圧が不足した状態になり、可変ベーン機構９ｃが正常に作動できない状態になると、時刻ｔ２以降、ベーン開度αｖｎが目標ベーン開度αｖｎ＿ｃｍｄから乖離し始め、第１開度偏差Ｄα１が増大するとともに、ベーン開度αｖｎの変化度合いが大きくなることで、第２開度偏差Ｄα２も増大する。

そして、時間の経過に伴い、Ｄα２＞Ｄｒｅｆ２が成立したタイミング（時刻ｔ３）で、第２負圧安定カウンタの計数値ＣＴ４が値０にリセットされる。さらに、時間の経過に伴い、Ｄα１＞Ｄｒｅｆ１が成立したタイミング（時刻ｔ４）で、第１負圧安定カウンタの計数値ＣＴ３が値０にリセットされる。

その後、時刻ｔ５で、Ｄα２≦Ｄｒｅｆ２が成立すると、それ以降、第２負圧安定カウンタの計数値ＣＴ４がインクリメントされる。さらに、時間が経過し、ベーン制御弁９ｅに供給される負圧が不足した状態から充足した状態に移行し、可変ベーン機構９ｃが正常に作動できる状態になると、それに伴って、ベーン開度αｖｎが目標ベーン開度αｖｎ＿ｃｍｄに近づくように変化し、第１開度偏差Ｄα１が減少すると同時に、第２開度偏差Ｄα２が増大する。

そして、時刻ｔ６で、Ｄα２＞Ｄｒｅｆ２が成立すると、第２負圧安定カウンタの計数値ＣＴ４が値０にリセットされる。その後、ベーン開度αｖｎが目標ベーン開度αｖｎ＿ｃｍｄにさらに近づき、時刻ｔ７で、Ｄα１≦Ｄｒｅｆ１が成立すると、それ以降、第１負圧安定カウンタの計数値ＣＴ３がインクリメントされる。

さらに、時間が経過し、ベーン開度αｖｎが目標ベーン開度αｖｎ＿ｃｍｄに収束するのに伴って、第２開度偏差Ｄα２が減少し、時刻ｔ８で、Ｄα２≦Ｄｒｅｆ２が成立すると、それ以降、第２負圧安定カウンタの計数値ＣＴ４がインクリメントされる。

そして、時間の経過に伴い、時刻ｔ９で、ＣＴ３≧Ｃｒｅｆ３が成立した後、時刻ｔ１０で、ＣＴ３≧Ｃｒｅｆ３＆ＣＴ４≧Ｃｒｅｆ４が成立すると、前述したステップ７０の判別結果がＹＥＳとなることで、第３実行条件フラグＦ＿ＣＯＮＤ３が「１」に設定される。そのタイミングでは、Ｆ＿ＣＯＮＤ１＝Ｆ＿ＣＯＮＤ２＝１も成立していることで、故障判定実行条件フラグＦ＿ＣＯＮＤが「１」に設定される。それにより、前述した図８のＣＢＶ制御処理において、ステップ９１の故障判定制御処理が開始され、ＣＢＶ１０がＯＦＦ状態からＯＮ状態に制御される。

そして、時間が経過し、ＰＢ＞Ｐｒｅｆの状態で、ＣＴ≧Ｃｒｅｆが成立したタイミング（時刻ｔ１１）で、ＣＢＶ１０が故障していると判定され、前述したＣＢＶ正常フラグＦ＿ＣＢＶ＿ＯＫが「０」に設定される。その後、時刻ｔ１２で、ＣＢＶ１０がＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り換えられ、さらに、時刻ｔ１３で、運転者の足がアクセルペダルから離れると、２つのカウンタの計数値ＣＴ３，ＣＴ４が値０にリセットされると同時に、３つのフラグＦ＿ＢＲＫ＿ＯＮ，Ｆ＿ＣＯＮＤ３，Ｆ＿ＣＯＮＤが「０」に設定される。

なお、図示しないが、時刻ｔ１０で、ＣＢＶ１０がＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り換えられた後、ＣＴ＜Ｃｒｅｆの状態で、ＰＢ≦Ｐｒｅｆが成立した場合には、ＣＢＶ１０が正常であると判定され、それ以降、前述したＣＢＶ正常フラグＦ＿ＣＢＶ＿ＯＫが「１」に保持される。

以上のように、本実施形態の故障判定装置１によれば、過給圧センサ２５により、ＣＢＶ１０の作動によって変更される過給圧ＰＢが検出されるとともに、ベーン開度センサ２６により、ＣＢＶ１０以外の負圧作動装置である可変ベーン機構９ｃの作動状態を表すベーン開度αｖｎが検出される。さらに、図４の実行条件判定処理のステップ２１〜２３において、３つの判定処理を実行し、これらの判定処理で実行条件が成立し、３つの実行条件フラグＦ＿ＣＯＮＤ１〜３がいずれも「１」に設定されているときに、実行条件フラグＦ＿ＣＯＮＤが「１」に設定される。そして、実行条件フラグＦ＿ＣＯＮＤ＝１のときに検出された過給圧ＰＢに基づいて、ＣＢＶ１０の故障判定が実行される。

この場合、ステップ２３の負圧安定判定処理では、第１開度偏差Ｄα１を目標ベーン開度αｖｎ＿ｃｍｄとベーン開度αｖｎとの偏差の絶対値として算出し、第２開度偏差Ｄα２を、ベーン開度の今回値αｖｎと前回値αｖｎｚとの偏差の絶対値として算出するとともに、Ｄα１≦Ｄｒｅｆ１が成立している状態の継続時間が値ΔＴ・Ｃｒｅｆ３に達し、かつＤα２≦Ｄｒｅｆ２が成立している状態の継続時間が値ΔＴ・Ｃｒｅｆ４に達したときに、負圧がＣＢＶ１０の故障判定を実行可能な安定した状態にあると判定され、第３実行条件フラグＦ＿ＣＯＮＤ３が「１」に設定される。

すなわち、負圧が十分で可変ベーン機構９ｃなどの負圧作動装置を適切に作動させることができる状態にあり、かつ負圧の変動が小さい安定した状態にあるときに検出された過給圧ＰＢに基づいて、ＣＢＶ１０の故障判定が実行されるので、負圧の変動及び不足に起因する誤判定を回避でき、故障判定精度を向上させることができる。これに加えて、ＣＢＶ１０に供給される負圧がＣＢＶ１０の故障判定を実行可能な安定した状態にあるか否かという判定が、ＣＢＶ１０以外の負圧作動装置である可変ベーン機構９ｃの作動状態を表すベーン開度αｖｎに基づいて実施されるので、ＣＢＶ１０の作動状態を表すパラメータを検出する手段（例えば、ＣＢＶ１０の開度センサ）が不要となることで、その分、製造コストを低減することができる。

また、ＣＢＶ１０が低圧ＥＧＲ装置１７からの還流ガスが流れるバイパス通路６ａを開閉する関係上、還流ガス中の未燃燃料に起因して、ＣＢＶ１０がバイパス通路６ａの内壁面に固着する固着状態になる可能性があるとともに、そのようにＣＢＶ１０が固着状態になっている可能性がある場合において、ＣＢＶ１０の故障判定を実行すると、誤判定が発生するおそれがある。これに対して、この故障判定装置１によれば、第２実行条件フラグＦ＿ＣＯＮＤ２及び第３実行条件フラグＦ＿ＣＯＮＤ３がいずれも「１」に設定されているときに検出された過給圧ＰＢを用いて、ＣＢＶ１０の故障判定が実行される。すなわち、負圧がＣＢＶ１０の故障判定を実行可能な安定した状態にあると判定されている場合において、ＣＢＶ１０の固着状態が解除されていると判定されているときに検出された過給圧ＰＢを用いて、ＣＢＶ１０の故障が判定されるので、ＣＢＶ１０の固着状態の発生に起因する誤判定を回避することができ、故障判定精度をさらに向上させることができる。

さらに、車両がマスタバック付きのブレーキ装置を備えている関係上、ブレーキペダルが踏み込まれたときに、負圧の変動又は不足に起因して、ＣＢＶ１０が適切に作動しないことで、ＣＢＶ１０が正常であるにもかかわらず、故障していると誤判定され、判定精度が低下するおそれがある。これに対して、この故障判定装置１によれば、ブレーキオンフラグＦ＿ＢＲＫ＿ＯＮ＝１で、ブレーキ装置の作動中に検出されたベーン開度αｖｎに基づき、負圧がＣＢＶ１０の故障判定を実行可能な安定した状態にあるか否かが判定されるので、ブレーキ装置の作動中においても、誤判定を回避することができ、故障判定精度をより一層、向上させることができる。

これに加えて、ブレーキオンフラグＦ＿ＢＲＫ＿ＯＮが「１」から「０」に設定され、ブレーキ装置が作動状態から非作動状態に切り換わった場合には、切り換わったタイミングから値ΔＴ・Ｃｒｅｆ５が経過したときに、負圧がＣＢＶ１０の故障判定を実行可能な安定した状態にあると判定されるので、負圧が所定安定状態にあるか否かをより精度よく判定することができる。それにより、故障判定精度をさらに向上させることができる。

なお、実施形態は、内燃機関として、ガソリンエンジンタイプのものを用いた例であるが、本発明の内燃機関はこれに限らず、ディーゼルエンジンやＬＰＧエンジンなどの内燃機関を用いてもよい。

また、実施形態は、複数の負圧作動装置として、可変ベーン機構９ｃ、ＣＢＶ１０、ウェイストゲート弁１４及びＨＰタービン・バイパス弁１５を用いた例であるが、本発明の負圧作動装置はこれらに限らず、負圧源から供給される負圧を動力源として作動するものであればよい。例えば、負圧作動装置として、負圧作動式の低圧ＥＧＲ制御弁や負圧作動式の高圧ＥＧＲ制御弁を用いてもよい。

さらに、実施形態は、１つの負圧作動装置として、ＣＢＶ１０を用いた例であるが、本発明の１つの負圧作動装置はこれに限らず、負圧源から供給される負圧を動力源として作動するものであればよい。例えば、１つの負圧作動装置として、負圧作動式の低圧ＥＧＲ制御弁や負圧作動式の高圧ＥＧＲ制御弁を用いてもよい。

一方、実施形態は、負圧作動弁として、ＣＢＶ１０を用いた例であるが、本発明の負圧作動弁はこれに限らず、負圧源から供給される負圧を動力源として作動するものであればよい。例えば、負圧作動弁として、負圧作動式の低圧ＥＧＲ制御弁や負圧作動式の高圧ＥＧＲ制御弁を用いてもよい。

また、実施形態は、物理的パラメータとして、過給圧ＰＢを検出した例であるが、本発明の物理的パラメータはこれに限らず、負圧作動装置の作動によって変更される値であればよい。例えば、負圧作動装置としてＥＧＲ制御弁を用いた場合には、排ガスの還流量を物理的パラメータとして検出すればよい。

さらに、実施形態は、目標値と作動状態パラメータとの乖離度合いとして、第１開度偏差Ｄα１を用いた例であるが、本発明の乖離度合いはこれに限らず、目標値と作動状態パラメータとの乖離度合いを表す値であればよい。例えば、目標値と作動状態パラメータとの乖離度合いとして、作動状態パラメータと目標値との偏差又はその絶対値を用いてもよく、作動状態パラメータと目標値との比又はその逆数を用いてもよい。

一方、実施形態は、他の負圧作動装置として、可変ベーン機構９ｃを用いた例であるが、本発明の他の負圧作動装置はこれに限らず、負圧源から供給される負圧を動力源として作動するものであればよい。例えば、他の負圧作動装置として、ウェイストゲート弁１４を用いてもよく、その場合には、ウェイストゲート弁１４の作動状態を表す作動状態パラメータとして、ウェイストゲート弁１４の開度をセンサで検出すればよい。

また、実施形態は、負圧源として、負圧ポンプ５を用いた例であるが、本発明の負圧源はこれに限らず、負圧を負圧作動弁に供給できるものであればよい。例えば、内燃機関として、ガソリンエンジンタイプのものを用いた場合には、負圧源として、スロットル弁によって生じた負圧を蓄える負圧室を設けてもよい。

さらに、実施形態は、ＣＢＶ入口温Ｔｃｂｖ１及びＣＢＶ出口温Ｔｃｂｖ２をセンサ２２，２３を用いて検出した例であるが、これらのセンサを省略するとともに、ＣＢＶ入口温Ｔｃｂｖ１及びＣＢＶ出口温Ｔｃｂｖ２を、吸気温ＴＢなどのパラメータに応じて算出する手法を用いてもよい。

一方、本実施形態は、図８のステップ９１の故障判定用制御処理において、制御開始タイミングから所定時間が経過するまでの間、ＣＢＶ１０をＯＮ状態に制御した後、ＣＢＶ１０をＯＦＦ状態に保持するとともに、その状態で、値ΔＴ・Ｃｒｅｆに相当する時間が経過する前に、過給圧ＰＢが所定圧Ｐｒｅｆ以下まで低下したか否かに応じて、ＣＢＶ１０の固着状態が解除されたか否かを判定した例であるが、これに代えて、下記のような判定手法を用いてもよい。

すなわち、図８のステップ９１の故障判定用制御処理において、ＣＢＶ１０を、ＯＮ状態からＯＦＦ状態に制御した後、再度ＯＮ状態に制御するとともに、その制御中において、過給圧ＰＢが所定時間内に変化したか否かに応じて、ＣＢＶ１０の固着状態が解除されたか否かを判定してもよい。

１ 故障判定装置
２ ＥＣＵ（負圧状態判定手段、故障判定手段、固着解除判定手段、目標値設定手段 ）
３ 内燃機関
５ 負圧ポンプ（負圧源）
６ａ バイパス通路（ガス通路）
９ｃ 可変ベーン機構（他の負圧作動装置）
１０ コンプレッサ・バイパス弁（１つの負圧作動装置、負圧作動弁）
１４ ウェイストゲート弁（負圧作動装置）
１５ ＨＰタービン・バイパス弁（負圧作動装置）
２５ 過給圧センサ（物理的パラメータ検出手段）
２６ ベーン開度センサ（作動状態パラメータ検出手段）
２９ ブレーキ・スイッチ（ブレーキ状態検出手段）
ＰＢ 過給圧（物理的パラメータ）
αｖｎ ベーン開度（作動状態パラメータ）
αｖｎ＿ｃｍｄ 目標ベーン開度（目標値）
Ｄα１ 第１開度偏差（乖離度合い）
Ｄｒｅｆ１ 第１所定値（第１所定範囲を規定する値）
ΔＴ 所定制御周期（所定単位時間）
ΔＴ・Ｃｒｅｆ３ 所定制御周期と所定判定値の積（第１所定時間）
Ｄα２ 第２開度偏差（作動状態パラメータの所定単位時間当たりの変化量）
ΔＴ・Ｃｒｅｆ４ 所定制御周期と所定判定値の積（第２所定時間）

Claims (5)

1. 車両に搭載した内燃機関に設けられ、負圧源から供給される負圧を動力源として作動する複数の負圧作動装置のうちの１つの負圧作動装置の故障を判定する負圧作動装置の故障判定装置であって、
   前記１つの負圧作動装置の作動によって変更される物理的パラメータを検出する物理的パラメータ検出手段と、
   前記複数の負圧作動装置のうちの、前記１つの負圧作動装置以外の他の負圧作動装置の作動状態を表す作動状態パラメータを検出する作動状態パラメータ検出手段と、
   当該検出された作動状態パラメータに基づき、負圧が前記複数の負圧作動装置が安定して作動可能な所定安定状態にあるか否かを判定する負圧状態判定手段と、
   当該負圧状態判定手段によって負圧が前記所定安定状態にあると判定されているときに検出された前記物理的パラメータを用いて、前記１つの負圧作動装置の故障を判定する故障判定手段と、
   を備えることを特徴とする負圧作動装置の故障判定装置。
   
2. 前記１つの負圧作動装置は、前記内燃機関の未燃燃料を含むガスが流れるガス通路を開閉する負圧作動弁であり、
   当該負圧作動弁が固着状態になっている可能性がある場合において、前記内燃機関の運転に伴って当該負圧作動弁の固着状態が解除されたか否かを判定する固着解除判定手段をさらに備え、
   前記故障判定手段は、前記負圧状態判定手段によって負圧が前記所定安定状態にあると判定されている場合において、前記固着解除判定手段によって前記負圧作動弁の固着状態が解除されたと判定されているときに検出された前記物理的パラメータを用いて、前記負圧作動弁の故障を判定することを特徴とする請求項１に記載の負圧作動装置の故障判定装置。
3. 前記車両は、前記負圧源から供給される負圧を動力源として作動するマスタバック付きのブレーキ装置を備えており、
   前記負圧状態判定手段は、前記ブレーキ装置の作動中に検出された前記作動状態パラメータに基づき、負圧が前記所定安定状態にあるか否かを判定することを特徴とする請求項１又は２に記載の負圧作動装置の故障判定装置。
4. 前記ブレーキ装置の作動状態／非作動状態を検出するブレーキ状態検出手段をさらに備え、
   前記負圧状態判定手段は、当該ブレーキ状態検出手段の検出結果に基づき、前記ブレーキ装置が作動状態から非作動状態に切り換わった場合において、当該切り換わったタイミングから所定時間が経過したときに、負圧が前記所定安定状態にあると判定することを特徴とする請求項３に記載の負圧作動装置の故障判定装置。
5. 前記作動状態パラメータの目標となる目標値を設定する目標値設定手段をさらに備え、
   前記負圧状態判定手段は、当該目標値と前記作動状態パラメータとの乖離度合いが第１所定範囲内にある状態が第１所定時間継続し、かつ前記作動状態パラメータの所定単位時間当たりの変化量が所定値以下である状態が第２所定時間継続したときに、負圧が前記所定安定状態にあると判定することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の負圧作動装置の故障判定装置。

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