JP6653274B2 - 低圧ｅｇｒシステムの故障診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＥＧＲシステムの故障診断装置に関し、例えば、内燃機関のＥＧＲシステムの故障診断装置に関する。

近年、例えば、自動車等の車両の燃費や排気の規制が強化されつつあり、そのような規制は、今後も益々強くなる傾向にある。特に、燃費は、近年のガソリン価格の高騰や地球温暖化への影響に即して、極めて関心の高い問題となっている。

このような状況下において、車両の燃費向上を目的とした様々な技術開発が世界各国で行なわれている。その開発技術の一つとしては、例えば、排気再循環（ＥＧＲ：Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ)システムが挙げられる。

ＥＧＲシステムは、吸気通路から吸入した吸気ガスを燃焼室で燃焼させ、その燃焼によって発生した排気ガスを再び吸気通路へ還流させるシステムである。ＥＧＲシステムでは、排気ガス（ＥＧＲガス）を吸気通路へ還流させることに起因した新気量の減少を抑制するために、吸気通路に設けられたスロットルバルブを開弁する必要がある。その結果、ＥＧＲシステムによれば、ポンピングロス（吸気抵抗）が抑制され、車両の燃費を向上することができる。更に、燃焼室内にＥＧＲガスを導入すると、燃焼温度が低下するため、高温時に発生し得る窒素酸化物（ＮＯｘ）を抑制することができる利点もある。

ところで、上記したＥＧＲシステムでは、一般に、負圧が発生するスロットルバルブの下流側へＥＧＲガスを還流させている。このような構成とすることによって、内燃機関の排気圧力と前記スロットルバルブの下流側で発生する負圧との差圧を利用して、ＥＧＲガスを吸気通路へ容易に還流させることができる。

過給機を搭載した内燃機関では、その過給領域でスロットルバルブの下流側が正圧となり、ＥＧＲガスが吸気通路へ還流され難くなることが知られている。そのため、過給機を搭載した内燃機関の過給領域では、一般にＥＧＲを実施していない。

燃費を更に向上するためには、上記した過給領域においてもＥＧＲを実施する必要がある。そのための開発技術の一つとしては、例えば、ＥＧＲガスを触媒下流に接続された配管から、スロットルバルブの上流側、特にスロットルバルブよりも更に上流側に配設されるコンプレッサの上流側へ還流させる技術が提案されている。このシステムは、触媒下流である大気圧雰囲気の排気系からＥＧＲガスを還流させるため、スロットルバルブの上流側に還流させるＥＧＲガスの流量圧が低圧状態となることから、低圧ＥＧＲシステムと呼ばれる。

このように、ＥＧＲシステムは、燃費の向上およびＮＯｘの低減に対して有効であるものの、ＥＧＲガスの流量が大きくなると、内燃機関の燃焼室における燃焼が不安定となり、燃費性能および排気性能が悪化してしまう可能性がある。従って、低圧ＥＧＲシステムでも、ＥＧＲガスの流量を精緻に検出する必要がある。ＥＧＲガスの流量を精緻に検出するためには、ＥＧＲガスの流量を制御するＥＧＲバルブが正常に機能する必要があるため、ＥＧＲバルブの故障診断は、必要不可欠な技術である。

特許文献１には、ＥＧＲガスの流量を制御するＥＧＲバルブの故障診断を行なう従来の故障検出装置が開示されている。

特許文献１に開示された排気還流制御装置の故障検出装置は、内燃機関の排気管と吸気管とを連通させる排気還流通路（ＥＧＲ通路）に設けられた排気還流制御弁（ＥＧＲバルブ）を一時的に開閉させると共に、その開閉前後における吸気管圧力の変動を検出する。この故障検出装置は、検出された排気還流制御弁の開閉前後の吸気管圧力の変動に基づいて、排気還流制御弁の故障を検出する。

特許第２８６６５４１号公報

具体的には、特許文献１に開示された排気還流制御装置の故障検出装置によれば、排気還流制御弁が実際に開弁又は閉弁した時に発生する吸気管圧力の変動に基づいて、排気還流制御弁の故障を検出することができる。

しかしながら、例えば、低圧ＥＧＲシステムでは、運転状態が変化しても、吸気管圧力は大気圧程度となり、ＥＧＲバルブを開弁又は閉弁させても、吸気管圧力の変化は発生し難い。そのため、この故障検出装置では、排気還流制御弁の開閉前後における吸気管圧力の変動を精緻に検出することが困難であり、低圧ＥＧＲシステムの故障を正確に診断することができないといった課題がある。即ち、この故障検出装置による故障の検出対象には、低圧ＥＧＲシステムは含まれない。

本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、ＥＧＲバルブの流量特性の異常を的確に検出することができる故障診断装置を提供することにある。

内燃機関は、排気通路と吸気通路とを連通するＥＧＲ通路と、該ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの流量を調整するＥＧＲバルブと、該ＥＧＲバルブの排気通路側および吸気通路側のＥＧＲガスとの差圧を検出する差圧センサと、前記吸気通路における前記ＥＧＲバルブが接続されるＥＧＲ合流部よりも上流側に配設される負圧発生バルブと、前記吸気通路における前記ＥＧＲ合流部よりも下流側に配設されるスロットルバルブとを備える。
内燃機関のＥＧＲシステムの前記故障診断装置は、スロットルバルブを閉側に操作して前記内燃機関を燃料カット状態にするスロットル開度制御部と、前記負圧発生バルブの開度を前記内燃機関がアイドルを維持可能な空気量となる微小開度に制御する負圧発生バルブ制御部と、前記ＥＧＲバルブを開側に操作させた時の当該ＥＧＲバルブの前記吸気通路側および前記排気通路側のＥＧＲガスの差圧を検出する開弁時差圧検出部と、前記ＥＧＲバルブを閉側に操作させた時の当該ＥＧＲバルブの前記吸気通路側および前記排気通路側のＥＧＲガスの差圧を検出する閉弁時差圧検出部と、前記開弁時差圧検出部および前記閉弁時差圧検出部の各々が検出した差圧の差分圧を算出する差分圧算出部とを有する。

本発明によれば、アイドルを維持できる程度の空気のみが差圧センサに導入され、ＥＧＲガスに対して最大限に差圧センサの感度を向上させることができ、精度を確保したＥＧＲシステムの故障の診断を可能にできる。

内燃機関の全体構成を示す全体構成図である。 差圧センサの内部構成を示すブロック図である。 故障診断装置の内部構成を示すブロック図である。 ＥＧＲバルブが流量故障した時の検出メカニズムを示す説明図である。 ＥＧＲバルブが開／閉スタック故障した時の検出メカニズムを示す説明図である。 診断領域判定のフロチャート（１）である。 流量故障を判定する本発明のフロチャート（２）である。

以下、実施例に係る低圧ＥＧＲシステムの診断装置およびそれによる診断方法を図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本実施例に係る内燃機関の全体構成を概略的に示す全体構成である。

図１で示す内燃機関（エンジン）１０は、例えば、４つの気筒を備えた火花点火式の多気筒エンジンである。内燃機関１０は、シリンダヘッド１１ａおよびシリンダブロック１１ｂから構成されるシリンダ１１と、このシリンダ１１の各気筒内に摺動自在に嵌挿されたピストン１５と、を備えている。各ピストン１５は、コンロッド１４を介してクランク軸（図示せず）に連結されている。また、各ピストン１５の上方には、所定形状の天井部を有する燃焼室１７が画成される。各気筒の燃焼室１７には、点火コイル３４から高電圧化された点火信号が供給される点火プラグ３５が臨設されている。

燃焼室１７は、負圧発生バルブ１９と、コンプレッサ４１と、スロットルバルブ２５と、インタークーラ１８と、コレクタ２７と、吸気マニホールド２８と、吸気ポート２９とを上流から順に備えた吸気通路２０と連通している。各気筒の燃焼室１７には、この吸気通路２０を通り、当該吸気通路２０の下流端である吸気ポート２９の端部に配在された吸気カム軸２３によって開閉駆動される吸気バルブ２１を介して、燃料の燃焼に必要な空気が吸入される。吸気マニホールド２８には、吸気ポート２９へ向けて燃料を噴射する燃料噴射弁３０が各気筒毎に臨設されている。

更に、吸気通路２０における負圧発生バルブ１９の上流には、吸入空気の流量を検出するエアフローセンサ５０が配設されている。エアフローセンサ５０は、ブリッジ回路（図示せず）を有する。ブリッジ回路は、吸入空気量（質量流量）が大きくなるに従って、測定対象となる吸入空気流に配置されたホットワイヤ（発熱抵抗体）に流れる電流値が増加し、吸入空気量が小さくなるに従ってホットワイヤに流れる電流値が減少するように構成されている。更に、エアフローセンサ５０のホットワイヤに流れる発熱抵抗電流値は、電圧信号として抽出されて、「故障診断装置」としてのＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）２００へ送信されるようになっている。

吸気通路２０を介して吸入された空気と、燃料噴射弁３０から噴射された燃料との混合気は、吸気バルブ２１を介して燃焼室１７へ吸入され、点火コイル３４に接続された点火プラグ３５による火花点火によって燃焼される。燃焼室１７で燃焼後の排気ガスは、排気カム軸２４によって開閉駆動される排気バルブ２２を介して燃焼室１７から排気され、排気ポート、排気マニホールド、および排気管（不図示）を備えた排気通路４０を通って、外部の大気中へ排出される。

ここで、排気通路４０には、タービン４２が配設されている。タービン４２は、共通の軸４５を介して吸気通路２０に配設されたコンプレッサ４１と接続されている。このように構成された内燃機関１０は、燃焼室１７から排出された排気ガスの圧力が所定値以上になると、コンプレッサ４１を用いて過給を開始し、圧縮した吸入空気を燃焼室１７の内部へ供給する。この圧縮された高温の空気は、インタークーラ１８によって冷却される。なお、ＥＣＵ２００は、過給圧が所定値以上になると、それ以上過給されないように、吸気通路２０に配設されたリサーキュレーションバルブ４３と、排気通路４０に配設されたウェイストゲートバルブ４４とを開弁させるように制御する。

排気通路４０のタービン４２の下流側には、例えば、アルミナおよびセリアの担体に白金およびパラジウムを塗布した排気ガス浄化用の三元触媒６０が配設されている。触媒６０の上流側には、触媒前の空燃比に対して線形の出力特性を有するリニア空燃比センサ５１が配設されている。触媒６０の下流側には、触媒後の空燃比がストイキ（理論空燃比）よりもリッチ側かリーン側かを識別するためのスイッチング信号を出力するＯ_２センサ５２が配設されている。

更に、燃料噴射弁３０は、燃料タンク５３と接続されている。燃料タンク５３内の燃料は、燃料ポンプ５４および燃圧レギュレータ５５を備えた燃料供給機構によって所定燃圧に調圧されて、燃料噴射弁３０に供給される。燃料噴射弁３０は、所定燃圧の燃料が供給され、ＥＣＵ２００から供給されるエンジン負荷等の運転状態に応じたデューティ（パルス幅：開弁時間に相当する）を有する燃料噴射パルス信号によって開弁駆動される。燃料噴射弁３０は、その開弁時間に応じた量の燃料を吸気ポート２９に向けて噴射する。

なお、ＥＣＵ２００は、内燃機関１０の種々の制御、例えば、燃料噴射弁３０による燃料噴射制御（空燃比制御）と、点火プラグ３５による点火時期制御とを行なうためのマイクロコンピュータ、およびＥＧＲシステム７０の故障の検出する故障診断装置２０１を内蔵している。

更に、内燃機関１０は、燃焼室１７での燃焼によって発生した排気ガスを、排気通路４０から吸気通路２０へ還流させるＥＧＲシステム７０を備えている。ＥＧＲシステム７０は、ＥＧＲ通路６１と、ＥＧＲバルブ６４と、差圧センサ６５と、を備える。ＥＧＲ通路６１は、排気通路４０と吸気通路２０とを連結する。ＥＧＲバルブ６４は、ＥＧＲ通路６１を流れるＥＧＲガスの流量を調整する。差圧センサ６５は、ＥＧＲバルブ６４の排気通路４０側のＥＧＲガスと吸気通路２０側のＥＧＲガスとの差圧を検出する。ＥＧＲバルブ６４は、差圧センサ６５によって検出された差圧に基づいて、ＥＧＲ流量およびＥＧＲ率（燃焼室１７内の排ガス質量／燃焼室１７内の総ガス質量）を算出するＥＧＲ算出部（不図示）をＥＣＵ２００に内蔵している。

具体的には、ＥＧＲ通路６１の排気通路４０側の端部は、排気通路４０に配設された三元触媒６０の下流に接続され、ＥＧＲ通路６１の吸気通路２０側の端部は、吸気通路２０に配設されたコンプレッサ４１の上流に接続されている。従って、排気通路４０を流れる排気ガスは、三元触媒６０の下流で排気通路４０からＥＧＲ通路６１へ流れ、ＥＧＲ通路６１へ流れる高温のＥＧＲガス（排気ガス）は、ＥＧＲクーラ６２を介して冷却される。その冷却されたＥＧＲガスは、ＥＧＲバルブ６４を介して所定流量に調整された後、コンプレッサ４１の上流のＥＧＲ合流部６６で吸気通路２０の吸入空気と混合される。

なお、ＥＧＲバルブ６４の上流側には、ＥＧＲガスの温度を計測するＥＧＲ温度センサ６３が配設されている。差圧センサ６５は、ＥＧＲバルブ６４の排気通路４０側および吸気通路４０側にそれぞれ配設された上流圧力通路６７および下流圧力通路６８を介して、ＥＧＲ通路６１と接続されている。

図２は、上記した差圧センサ６５の内部構成を示すブロック図である。

具体的に説明すると、本実施例で用いる差圧センサ６５は、一対の絶対圧センサ７３，７４と、ＡＤ変換部７０と、差圧演算部７１と、ＤＡ変換部７２と、温度センサ６９とを備えている。

上流圧力通路６７および下流圧力通路６８を介して差圧センサ６５へ入力されたＥＧＲバルブ上流圧力ＰｕおよびＥＧＲバルブ下流圧力Ｐｄの各々は、各絶対圧センサ７３，７４で電圧に変換される。双方の電圧値は、ＡＤ変換部７０でＡＤ変換され、差圧演算部７１でその差圧が算出される。その際、圧力は温度に依存して変化するため、差圧センサ６５の内部には、温度センサ６９が搭載されている。差圧演算部７１は、温度センサ６９の検出値に基づいてＥＧＲバルブ上流圧力ＰｕおよびＥＧＲバルブ下流圧力ＰｄのＡＤ変換値の各々を温度補正することによって、より精緻な差圧を算出する。差圧演算部７１で算出された差圧は、ＤＡ変換部７２でＤＡ変換され、その変換値がＥＣＵ２００へ送信される。

図３は、本実施例に係る故障診断装置の内部構成を概略して示すブロック図である。

ブロック１０１は、スロットル開度制御部であり、スロットルバルブ２５を閉側に操作して燃料カット状態を生成する。ブロック１０２は、負圧発生バルブ制御部であり、負圧発生バルブ２９を閉側に操作させることによって負圧を発生させる。ブロック１０３は、「開弁時差圧検出部」としてのＥＧＲ開時の差圧センサ値検出部であり、ＥＧＲバルブ６４が開き側の所定開度の時の差圧センサ値を検出する。ブロック１０４は、ＥＧＲ閉時の「閉弁時差圧検出部」としての第一差圧センサ値検出部であり、差圧センサ値検出部１０３によるＥＧＲバルブ６４が開き側の所定開度の時の差圧センサ値を検出後にＥＧＲバルブ６４が閉じ側の所定開度の時の差圧センサ値を検出する。ブロック１０５は、ＥＧＲ閉時の「閉弁時差圧検出部」としての第二差圧センサ値検出部であり、差圧センサ値検出部１０３によるＥＧＲバルブ６４が開き側の所定開度の時の差圧センサ値を検出前にＥＧＲバルブ６４が閉じ側の所定開度の時の第二差圧センサ値を検出する。

ブロック１０７は、故障判定キャンセル部であり、第一差圧センサ値検出部１０４で検出した差圧センサ値と、第二差圧センサ値検出部１０５で検出した差圧センサ値との偏差が著しく大きい時、故障判定を不許可にする。ブロック１０８は、故障判定許可条件判定部であり、スロットル開度制御部１０１で燃料カット中になっているか、負圧発生バルブ制御部１０２で負圧状態になっているか、故障判定キャンセル部１０７でキャンセル状態になっていない場合に、故障判定を許可する。ブロック１０６は、「差分圧算出部」としての差圧差分値算出部であり、差圧センサ値検出部１０３で検出した差圧センサ値から、第一差圧センサ値検出部１０４で検出した差圧センサ値と第二差圧センサ値検出部１０５で検出した差圧センサ値との平均値を引いた値を算出する。ブロック１０９は、故障判定部であり、ブロック１０８での診断許可時に、ブロック１０６で検出した差分圧が所定範囲にある場合は、正常と判定し、所定範囲外にある場合は、異常と判定する。

図４は、ＥＧＲバルブ６４が流量故障した時の検出メカニズムを示す説明図である。図中、ａ点は上流側の圧力−下流側の圧力、ｂ点は大気圧近傍−下流側の圧力である。

故障診断装置２０１は、燃料カット中（スロットル開度が全閉でない）に、負圧発生バルブ１９を微小開度に設定する。故障診断装置２０１は、負圧発生バルブ１９を微小開度にすることによって、アイドルが維持できる程度の空気のみを導入し、ＥＧＲガスに対して最大限に感度を上げる。こうすることによって、運転状態を一定に保ちつつ、ＥＧＲバルブ６４の下流側を負圧状態にすることができる。したがって、故障診断装置２０１は、ＥＧＲバルブ６４の開／閉時の差圧センサ値の変化量に基づいてＥＧＲシステム７０の故障を診断することが可能となる（診断精度向上）。

ここで、スロットルバルブ２５は、閉状態で使用せずに所定開度以上あることから、ＥＧＲによる汚れには影響はしない。但し、通常よりは、ＥＧＲにさらされるため、デポの影響は少なからずあり、例えば、スロットルバルブ２５のデポ学習(開口面積学習）の頻度を上げる対策をとる（フローチャートに図示しない）。また、負圧発生バルブ１９についても、例えば、吹き返しでデポの影響はでる可能性があるので、エアフローセンサ５０で計測した空気量と負圧発生バルブ１９の開口面積との関係からチェックする対策をとる（フローチャートに図示しない）。

図４に戻る。故障診断装置２０１は、ＥＧＲバルブ６４を開ける前の差圧センサ値を検知し、この検知した差圧センサ値をＰｓ０とする。そして、故障診断装置２０１は、ＥＧＲバルブ６４を開側の所定開度まで上方に操作する。その後、故障診断装置２０１は、所定時間継続したら、差圧センサ値を検知し、この検知した差圧センサ値をＰｓ１とする。次に、ＥＧＲバルブ６４を閉側の所定開度（全閉）まで下方に操作する。その後、故障診断装置２０１は、所定時間継続したら、差圧センサ値を検知し、この検知した差圧センサ値をＰｓ２とする。故障診断装置２０１は、差圧センサの差分圧ΔＰｓを、式（１）より求める。

ΔＰｓ＝Ｐｓ１−（Ｐｓ２＋Ｐｓ０）／２・・・式（１）

故障診断装置２０１は、ΔＰｓが所定範囲内であれば、ＥＧＲバルブ６４は正常と判定し、ΔＰｓが所定範囲外であれば、異常と判定する。故障診断装置２０１は、ＥＧＲバルブ６４が開側に操作するものの、高流量側にずれている場合は、特に所定範囲外の上方にΔＰｓが存在することになり、高流量異常と判定する。更に、故障診断装置２０１は、ＥＧＲバルブ６４が開側に操作するものの、低流量側にずれている場合は、特に所定範囲外の下方にΔＰｓが存在することになり、低流量異常と判定する。つまり、正常判定の場合、判定は、式（２）を満たす。

ＳＬ２≦ΔＰｓ≦ＳＬ１・・・式（２）

ＥＧＲバルブ６４が開側に操作するものの、高流量側にずれている場合、故障診断装置２０１による判定は、式（３）を満たす。

ＳＬ１＜ΔＰｓ・・・式（３）

ＥＧＲバルブ６４が開側に操作するものの、低流量側にずれている場合、故障診断装置２０１による判定は、式（４）を満たす。

ＳＬ２＞ΔＰｓ・・・式（４）

ここで、Ｐｓ２とＰｓ０とは、共にＥＧＲバルブ６４を全閉にした時の差圧センサ値であるため、同等の値をとる。しかし、大きく異なる場合は、診断が正しく行えない可能性があるため、故障診断装置２０１は、本診断を中止にする。

図５は、ＥＧＲバルブ６４が開／閉スタック故障した時の検出メカニズムを示す説明図である。図中、ａ点は上流側の圧力−下流側の圧力、ｂ点は大気圧近傍−下流側の圧力である。

開スタックの場合、式（１）のΔＰｓは、小さな値となるため、上記で示した低流量故障と同一となる（式（４）を満たす）。更に、閉スタックした場合も、式（１）のΔＰｓは、小さな値となるため、低流量故障と判定される（式（４）を満たす）。したがって、式（４）を満足した時に、開スタック又は閉スタックと判定されるため、区別することができない。

そこで、開スタックと閉スタックとの判別が可能か検討してみる。ΔＰｓは、同等の値になる。ａ点の差圧Ｐｓ１の値は、異なる。そこで、上記の式（４）を改良すると、以下の式（４）および（５）が得られる。

Ｐｓ１＞ＳＬ３ 且つ ＳＬ２＞ΔＰｓ・・・式（５）
Ｐｓ１＜ＳＬ４ 且つ ＳＬ２＞ΔＰｓ・・・式（６）

式（４）にＰｓ１の条件を付加することによって、開スタック判定、又は閉スタック判定を判別をすることができる。つまり、式（５）は、開スタック判定を表し、式（６）は、閉スタック判定を表す。

ここで、ＥＧＲバルブ６４は動作し、且つ閉側が高い故障について検討してみると、式（７）で判定できる（図示しない）。

ＳＬ４≦Ｐｓ１≦ＳＬ３ 且つ ＳＬ２＞ΔＰｓ 式（７）

以上を整理すると、
式（２）成立：ＥＧＲバルブ正常状態（故障無し）
式（３）成立：ＥＧＲバルブは動作し、且つ開側が高い（高流量故障）
式（５）成立：ＥＧＲバルブが動作せずに開スタック故障
式（６）成立：ＥＧＲバルブは動作し、且つ開側が低い（低流量故障）。又はＥＧＲバルブが動作せずに閉スタック故障
式（７）成立：ＥＧＲバルブは動作し、且つ閉側が高い。
となる。

図６は、診断領域判定のフローチャートである。

Ｓ６０１では、水温が所定値以上であるかどうかを判定し、完全暖機の有無を判定する。Ｓ６０２では、燃料カット中かどうかを判定する。Ｓ６０３では、スロットル開度が所定開度以上になっているかどうかを判定する。Ｓ６０４では、負圧発生バルブ１９が微小開度になっているかどうかを判定する。Ｓ６０５では、Ｓ６０１〜Ｓ６０４が全て成立時、診断領域成立と判定する。Ｓ６０６では、Ｓ６０１〜Ｓ６０４の何れかが不成立時、診断領域不成立と判定する。

図７は、流量故障を判定するフローチャートである。

Ｓ７０１では、診断領域かどうかを判定する。診断領域であれば（Ｓ７０１：ＹＥＳ）、Ｓ７０２〜Ｓ７２１を実行し、診断領域外であれば（Ｓ７０１：ＮＯ）、スルーパスし、診断を実行しない。診断成立中の場合、Ｓ７０２では、所定時間（例えば、０．５秒）待つ。Ｓ７０３では、差圧センサ値Ｐｓ０を検出する。次に、Ｓ７０４では、ＥＧＲバルブ６４を上方の所定開度まで動作させる。その後、Ｓ７０５では、所定時間（例えば、２秒）待つ。Ｓ７０６では、差圧センサ値Ｐｓ１を検出する。次に、Ｓ７０７では、ＥＧＲバルブ６４を下方に所定開度（全閉）まで動作させる。その後、Ｓ７０８では、所定時間（例えば、２秒）待つ。Ｓ７０９では、差圧センサ値Ｐｓ２を検出する。ここで、Ｓ７１０では、Ｐｓ０とＰｓ２の差分を検出し、所定値以下であれば、そのまま診断を実行し、所定値より大であれば、外乱があると判定し、その後、処理は実行せずに、スルーパスする。Ｐｓ０とＰｓ２とは共に、ＥＧＲバルブ６４を全閉にした状態のため、同等の値をとる。このチェックをＳ７１０で実行している。Ｓ７１０で診断続行であれば（Ｓ７１０：ＹＥＳ）、Ｓ７１１では、ΔＰｓを式（１）に従って演算する。本診断の診断パラメータとなる変数である。

以下、正常／異常の判定に入る。Ｓ７１２の条件（ＳＬ２≦ΔＰｓ≦ＳＬ１）が成立すると（Ｓ７１２：ＹＥＳ）、Ｓ７１３では、正常と判定し、診断を終了する。正常とは判定されず（Ｓ７１２：ＮＯ）、Ｓ７１４の条件（ＳＬ１＜ΔＰｓ）が成立すると（Ｓ７１４：ＹＥＳ）、Ｓ７１５では、高流量故障と判定され、診断終了となる。この場合、ＥＧＲバルブ６４は、動作するものの、開側が高い故障と判定される。高流量故障とは判定されず（Ｓ７１４：ＮＯ）、Ｓ７１６の条件（Ｐｓ１＞ＳＬ３ 且つ ＳＬ２＞ΔＰｓ）が成立すると（Ｓ７１６：ＹＥＳ）、Ｓ７１７では、開スタック故障と判定され、診断終了となる。この場合、ＥＧＲバルブ６４が開側のままとなり、動作しない故障と判定される。開スタック故障とは判定されず（Ｓ７１６：ＮＯ）、Ｓ７１８の条件（Ｐｓ１＜ＳＬ４ 且つ ＳＬ２＞ΔＰｓ）が成立すると（Ｓ７１８：ＹＥＳ）、Ｓ７１９では、低流量故障又は閉スタック故障と判定され、診断終了となる。この場合、ＥＧＲバルブ６４は、動作するものの、開側が低い故障と判定されるか、又はＥＧＲバルブ６４が閉側のままとなり、動作しない故障と判定される。低流量故障又は閉スタック故障と判定されず（Ｓ７１８：ＮＯ）、Ｓ７２０の条件（ＳＬ４≦Ｐｓ１≦ＳＬ３ 且つ ＳＬ２＞ΔＰｓ）が成立すると（Ｓ７２０：ＹＥＳ）、Ｓ７２１では、閉側が高い故障と判定され、診断終了となる。この場合、ＥＧＲバルブ６４は、動作するものの、閉側が高い状態の故障と判定される。閉側が高い故障とは判定されない場合（Ｓ７２０：ＮＯ）、故障の判定を中止する。

本実施例によれば、燃料カット中にスロットル開度を全閉手前に保持し、負圧発生バルブ１９を微小開度にする。従って、アイドルを維持できる程度の空気のみが差圧センサ６５に導入され、ＥＧＲガスに対して最大限に差圧センサ６５の感度を向上することができ、精度を確保したＥＧＲシステム７０の故障の診断を可能にできる。

ＥＧＲ通路６１がコンプレッサ４１よりも上流側に接続されているので、ＥＧＲガスをコンプレッサ４１で圧縮される前の吸気通路２０に供給させることができ、ＥＧＲシステム７０の故障の診断精度を高めることができる。

スロットル開度制御部１０１は、燃料カット中にスロットルバルブ２５を全閉の手前まで閉側に操作させるので、新気の供給量を減少させることができ、ＥＧＲガスに対する差圧センサ６５の感度を高めることができる。

負圧発生バルブ制御部１０２は、燃料カット中に内燃機関がエンジンストールしない程度に吸気通路２０内に空気を供給して負圧状態にするので、エンジンストールを防止しつつ、差圧センサ６５の感度を高めることができる。

ＥＧＲバルブ６４は、所定開度まで開弁されるので、低圧ＥＧＲシステム７０であっても、差圧センサ６５が検出するＥＧＲガスの量を確保でき、差圧の検出精度を安定させることができる。

ＥＧＲ開時の差圧センサ値検出部１０３は、所定時間以上、ＥＧＲバルブ６４を全開させた状態で差圧を検出するので、差圧センサ６５が検出するＥＧＲガスの量を一定に維持でき、差圧の検出精度を安定させることができる。

ＥＧＲバルブ６４は、所定開度まで閉弁されるので、差圧センサ６５が検出するＥＧＲガスの量を減少させて、差圧センサ６５の感度を高めることができる。

ＥＧＲ閉時の第一差圧センサ値検出部１０４およびＥＧＲ閉時の第二差圧センサ値検出手段部１０５は、所定時間以上、ＥＧＲバルブ６４を全閉させた状態で差圧を検出するので、差圧センサ６５が検出するＥＧＲガスの量を一定に維持でき、差圧の検出精度を安定させることができる。

差分圧は、ＥＧＲバルブ６４を開側に操作させた時の吸気通路２０側および排気通路４０側のＥＧＲガスの差圧から、ＥＧＲバルブ６４を閉側に操作させた時の吸気通路２０側および排気通路４０側のＥＧＲガスの差圧を引いた圧力差である。従って、差圧差分値算出部１０６が差分圧を安定して算出することができる。

差分圧に基づいてＥＧＲバルブ６４の流量故障を判定する故障判定部１０９を有するので、故障の結果を容易に判断することができる。

故障判定部１０９は、差分圧が所定範囲内の時は正常と判定し、差分圧が所定範囲外の時は異常と判定するので、故障の有無を容易に判断することができる。

故障判定キャンセル部１０７は、所定時間以上、ＥＧＲバルブ６４を開側に操作させる前の閉状態で検出した差圧と、ＥＧＲバルブ６４を全閉にした状態で検出した差圧との差が、所定範囲外である時は、故障の判定を中止する。従って、誤診断を抑制することができる。

１０：内燃機関
１７：燃焼室
１９：負圧発生バルブ
２０：吸気通路
２５：スロットルバルブ
４０：排気通路
４１：コンプレッサ
６１：ＥＧＲ通路
６４：ＥＧＲバルブ
６５：差圧センサ
６６：ＥＧＲ合流部
７０：ＥＧＲシステム
１０１：スロットル開度制御部
１０２：負圧発生バルブ制御部
１０３：ＥＧＲ開時の差圧センサ値検出部
１０４：ＥＧＲ閉時の第一差圧センサ値検出部
１０５：ＥＧＲ閉時の第二差圧センサ値検出手段部
１０６：差圧差分値算出部
１０７：故障判定キャンセル部
１０９：故障判定部
２０１：故障診断装置

Claims (9)

1. 内燃機関の排気通路と吸気通路とを連通するＥＧＲ通路と、
   該ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの流量を調整するＥＧＲバルブと、
   該ＥＧＲバルブの前記排気通路側および前記吸気通路側のＥＧＲガスの差圧を検出する差圧センサと、
   前記吸気通路における前記ＥＧＲ通路が接続されるＥＧＲ合流部よりも上流側に配設された負圧発生バルブと、
   前記吸気通路における前記ＥＧＲ合流部よりも下流側に配設されたスロットルバルブと
   を備えた内燃機関のＥＧＲシステムの故障診断装置にあって、
   前記スロットルバルブを全閉の手前まで閉側に操作するスロットル開度制御部と、
   前記負圧発生バルブの開度を前記内燃機関がアイドルを維持可能な空気量となる微小開度に制御して、前記内燃機関の運転状態を保ちながら前記ＥＧＲバルブの下流側を負圧にする負圧発生バルブ制御部と、
   前記ＥＧＲバルブを開側に操作させた時の当該ＥＧＲバルブの前記吸気通路側および前記排気通路側のＥＧＲガスの差圧を検出する開弁時差圧検出部と、
   前記ＥＧＲバルブを閉側に操作させた時の当該ＥＧＲバルブの前記吸気通路側および前記排気通路側のＥＧＲガスの差圧を検出する閉弁時差圧検出部と、
   前記開弁時差圧検出部および前記閉弁時差圧検出部の各々が検出した差圧の差分圧を算出する差分圧算出部と、
   前記差分圧に基づいて前記ＥＧＲバルブの流量故障を判定する故障判定部を有し、
   前記故障判定部は、前記差分圧が所定範囲内の場合、前記ＥＧＲバルブは正常と判定し、前記差分圧が前記所定範囲外の場合、前記ＥＧＲバルブは異常と判定することを特徴とするＥＧＲシステムの故障診断装置。
2. 前記吸気通路には、前記内燃機関の燃焼室に供給される吸入空気を圧縮するコンプレッサが配設され、
   前記ＥＧＲ通路は、前記コンプレッサよりも上流側に接続されている、
   請求項１に記載のＥＧＲシステムの故障診断装置。
3. 前記負圧発生バルブ制御部は、燃料カット中に少なくとも前記内燃機関がエンジンストールしない程度に前記吸気通路内に空気を供給して負圧状態にする、
   請求項１又は２に記載のＥＧＲシステムの故障診断装置。
4. 前記ＥＧＲバルブは、所定開度以上まで開弁される、
   請求項１乃至３の何れか一項に記載のＥＧＲシステムの故障診断装置。
5. 前記開弁時差圧検出部は、所定時間以上、前記ＥＧＲバルブを全開させた状態で差圧を検出する、
   請求項４に記載のＥＧＲシステムの故障診断装置。
6. 前記ＥＧＲバルブは、所定開度以下に閉弁される、
   請求項１乃至５の何れか一項に記載のＥＧＲシステムの故障診断装置。
7. 前記閉弁時差圧検出部は、所定時間以上、前記ＥＧＲバルブを全閉させた状態で差圧を検出する、
   請求項６に記載のＥＧＲシステムの故障診断装置。
8. 前記差分圧算出部が算出する前記差分圧は、前記ＥＧＲバルブを開側に操作させた時の前記吸気通路側と前記排気通路側との前記ＥＧＲガスの差圧から、前記ＥＧＲバルブを閉側に操作させた時の前記吸気通路側と前記排気通路側との前記ＥＧＲガスの差圧を引いた圧力差である、
   請求項１乃至７の何れか一項に記載のＥＧＲシステムの故障診断装置。
9. 前記故障判定部の前記判定をキャンセルするキャンセル部を有し、
   前記キャンセル部は、前記ＥＧＲバルブを開側に操作させる前の閉状態で検出した差圧と、前記ＥＧＲバルブを所定開度まで開側に操作して所定時間継続した後に全閉にした状態で所定時間経過後に検出した差圧との差が、所定範囲外である時は、故障の判定を中止にする、
   請求項１記載のＥＧＲシステムの故障診断装置。

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