JP6659267B2

JP6659267B2 - 内燃機関の制御装置

Info

Publication number: JP6659267B2
Application number: JP2015157979A
Authority: JP
Inventors: 大輔渡邉
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2015-08-10
Filing date: 2015-08-10
Publication date: 2020-03-04
Anticipated expiration: 2035-08-10
Also published as: JP2017036696A

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、内燃機関の吸気通路内の湿度を計測する湿度センサの故障診断を行う内燃機関の制御装置に関する。

近年、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。特に燃費については、近年のガソリン価格の高騰、地球温暖化への影響、エネルギー資源枯渇問題などにより、極めて関心が高くなっている。

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おり、その開発技術の例として、圧縮比向上、排気還流（ＥＧＲ：Exhaust Gas Recirculation）ガス大量導入、ストイキ燃焼領域拡大などが挙げられる。これらの開発技術に共通するのは、点火時期の最適化である。内燃機関（例えば、エンジン）の燃焼では、最も燃費が良くなる点火時期（以下、ＭＢＴ点火時期と称する）があり、そのＭＢＴ点火時期に少しでも近づけるように点火時期を制御している。例えば、ＥＧＲガスをエンジンの燃焼室内に導入すると、燃焼速度が低下するため、点火時期を進角側に補正制御する。

ＥＧＲでは、エンジンの燃焼室から排気通路へ排出される燃焼後の排気の一部をＥＧＲガスとしてＥＧＲ通路を介して吸気通路へ導き、吸気通路を流れる吸気と混合させて燃焼室へ還流させるようになっている。ＥＧＲガスの組成はＣＯ_２、Ｈ_２Ｏ、Ｎ_２であり、吸気通路のうちＥＧＲ通路との接続部よりも下流側の吸入空気の湿度は、ＥＧＲガスを導入することでＨ_２Ｏが増加して上昇する。

また、近時では、燃費向上のために、点火時期への高精度化の要求がより一層高くなっており、吸入空気の湿度に応じて点火時期を補正する方策が検討されている。具体的には、湿度は、ＥＧＲガスと同様、燃焼を阻害する要因となるため、吸入空気の湿度が高い場合は点火時期を進角側に補正し、逆に吸入空気の湿度が低い場合は点火時期を遅角側に補正することが提案されており、このように湿度に応じて点火時期を補正する方策が、例えば特許文献１等にも開示されている。

特開平９−６８１４６号公報

特許文献１に所載の内燃機関の制御装置は、回転数と負荷とからなる基本点火時期をマップデータとして記憶し、検出された湿度から点火時期の補正量を演算し、回転数、負荷、温度のうちの少なくとも一つに応じて補正量を反映させる反映率を演算し、基本点火時期と補正量と反映率とから最終的な点火時期を決定する技術である。この従来技術によれば、検出した湿度から点火時期の補正が可能になる。

しかしながら、特許文献１に所載のような湿度情報に基づく点火時期の補正制御では、湿度検出手段である湿度センサが故障して異常値が出力されると、正しい点火時期補正が行えなくなり、ひいてはノッキングや失火が発生してエンジン破損やエンストに繋がるおそれがある。そのため、当該分野では、点火時期の補正制御に用いる湿度センサの故障を正確に検知することが求められている。

本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、吸入空気の湿度を検出する湿度センサの故障診断を正確に行うことのできる内燃機関の制御装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明に係る内燃機関の制御装置は、内燃機関の燃焼室から排気通路へ排出される排気の一部を吸気通路へ流して前記燃焼室へ還流させる排気還流通路と、該排気還流通路における排気流量を調節するための排気還流弁と、前記吸気通路における前記排気還流通路との接続部よりも下流側の湿度を検出する湿度センサと、を備える内燃機関の制御装置であって、前記排気還流弁を開弁もしくは閉弁した後の所定期間における前記湿度センサの出力値の平均変化量の絶対値に前記内燃機関の回転数、前記内燃機関の負荷、前記排気還流弁の開度のうちの少なくとも一つを加味して補正した補正値が所定値以下であるとき、前記湿度センサを故障と判定することを特徴とする。

本発明によれば、湿度センサの正確な故障診断が可能となるため、正常に機能している湿度センサの出力値に基づいた点火時期補正制御やＥＧＲ制御などを行うことができ、ひいてはノッキングや失火を防止することができる。

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明に係る内燃機関の制御装置（ＥＣＵ）が搭載されたエンジンの全体構成を概略的に示した全体構成図。図１に示すＥＣＵの内部構成を示したブロック図。図２に示す湿度センサ故障判定部による湿度センサ故障判定処理を説明した図であり、湿度の初動遅れ時間から湿度センサの応答性故障判定を行う湿度センサ故障判定処理を説明した図（ＥＧＲオン時）。図２に示す湿度センサ故障判定部による湿度センサ故障判定処理を説明したフローチャートであり、湿度センサの応答性故障診断までの制御フローを説明したフローチャート（ＥＧＲオン時）。図２に示す湿度センサ故障判定部による湿度センサ故障判定処理を説明した図であり、湿度の変化量から湿度センサの応答性故障判定を行う湿度センサ故障判定処理を説明した図（ＥＧＲオン時）。図２に示す湿度センサ故障判定部による湿度センサ故障判定処理を説明したフローチャートであり、湿度センサの応答性故障診断までの制御フローを説明したフローチャート（ＥＧＲオン時）。図２に示す湿度センサ故障判定部による湿度センサ故障判定処理を説明した図であり、湿度の初動遅れ時間から湿度センサの応答性故障判定を行う湿度センサ故障判定処理を説明した図（ＥＧＲオフ時）。図２に示す湿度センサ故障判定部による湿度センサ故障判定処理を説明したフローチャートであり、湿度センサの応答性故障診断までの制御フローを説明したフローチャート（ＥＧＲオフ時）。図２に示す湿度センサ故障判定部による湿度センサ故障判定処理を説明した図であり、湿度の変化量から湿度センサの応答性故障判定を行う湿度センサ故障判定処理を説明した図（ＥＧＲオフ時）。図２に示す湿度センサ故障判定部による湿度センサ故障判定処理を説明したフローチャートであり、湿度センサの応答性故障診断までの制御フローを説明したフローチャート（ＥＧＲオフ時）。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係る内燃機関の制御装置（ＥＣＵ）が搭載されたエンジンの全体構成を概略的に示した全体構成図である。

図示実施形態のエンジン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って、シリンダヘッド１１ａ及びシリンダブロック１１ｂからなるシリンダ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１６と、を備え、ピストン１６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、ピストン１６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、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。

また、燃焼室１７は、エアクリーナ１９、スロットルバルブ２５、コレクタ２７、吸気マニホールド２８、吸気ポート２９等を備えた吸気通路２０と連通しており、燃料の燃焼に必要な空気は、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により開閉駆動される吸気バルブ２１を介して、各気筒の燃焼室１７に吸入されるようになっている。また、吸気通路２０の吸気マニホールド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が気筒毎に臨設されている。

また、吸気通路２０のエアクリーナ１９の下流には、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。このエアフローセンサ５０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ブリッジ回路が構成されている。そして、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、制御装置であるＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）１００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。そして、燃焼室１７での燃焼後の排気ガスは、排気カム軸２４により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、排気ポートや排気マニホールド等（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ようになっている。

排気通路４０には、アルミナやセリアなどの担体に白金やパラジウムなどを塗布した排気ガス浄化用の三元触媒６０が配設されており、この三元触媒６０の上流側には、触媒前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、三元触媒６０の下流側には、触媒後空燃比がストイキ（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。

さらに、本エンジン１０には、排気通路４０の三元触媒６０の上流から、吸気通路２０のコレクタ２７の上流に排気を還流させるためのＥＧＲ通路（排気還流通路）６３が備えられている。また、ＥＧＲガス（ＥＧＲ通路６３を流れる排気）を冷却するためのＥＧＲクーラ６４と、ＥＧＲ流量（ＥＧＲ通路６３を流れるＥＧＲガスの流量）を制御するためのＥＧＲ弁（排気還流弁）６５とが、ＥＧＲ通路６３の各々の適宜位置に取りつけられている。なお、本実施形態では、三元触媒６０の上流にＥＧＲ通路６３が接続されているが、三元触媒６０の下流にＥＧＲ通路６３を接続してもよい。また、図示していないが、本エンジン１０には、当該エンジン１０を巡る冷却水の温度を計測する温度センサが備えられている。

また、エンジン１０の各気筒に対して配備された燃料噴射弁３０は、燃料タンク５３と接続されており、燃料タンク５３の内部の燃料は、燃料ポンプ５４や燃圧レギュレータ５５等を備えた燃料供給機構により所定燃圧に調圧されて燃料噴射弁３０に供給されるようになっている。所定燃圧の燃料が供給された燃料噴射弁３０は、ＥＣＵ１００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、その開弁時間に応じた量の燃料を吸気ポート２９に向けて噴射するようになっている。

また、本エンジン１０には、吸気通路２０におけるＥＧＲ通路６３と吸気通路２０との接続部より下流に湿度センサ１５が取付けられており、吸気通路２０内（特に、吸気通路２０におけるＥＧＲ通路６３と吸気通路２０との接続部より下流側）を流れる吸入空気の湿度を計測（検出）し、計測した湿度信号をＥＣＵ１００へ送信するようになっている。なお、本実施形態では、湿度センサ１５は、コレクタ２７の上流の吸気通路２０に配設されているが、コレクタ２７に配設してもよい。

なお、ＥＣＵ１００は、エンジン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）、点火プラグ３５による点火時期制御等を行なうためのマイクロコンピュータを内蔵している。

図２は、図１に示すＥＣＵ１００の内部構成を示したブロック図である。

図示するように、ＥＣＵ１００は、主に、エンジン回転数とエンジン負荷によりＥＧＲオン条件もしくはＥＧＲオフ条件が成立したか否かを判定するＥＧＲ判定部２０１と、ＥＧＲオン条件が成立したときにＥＧＲ弁６５を開き、ＥＧＲオフ条件が成立したときにＥＧＲ弁６５を閉じるＥＧＲ弁開閉部２０２と、ＥＧＲ弁６５が開閉したときの湿度センサ１５の出力値等に基づいて当該湿度センサ１５の故障判定を行う湿度センサ故障判定部２０３と、を有している。ここで、湿度センサ故障判定部２０３は、ＥＧＲオン時もしくはＥＧＲオフ時において、ＥＧＲ弁６５を開弁もしくは閉弁してから湿度センサ１５の出力値が変化するまでの初動遅れ時間や、ＥＧＲ弁６５を開弁もしくは閉弁した後の所定期間における湿度センサ６５の出力値の平均変化量に基づいて、当該湿度センサ１５の故障判定を行うようになっている。

＜ＥＧＲオン時（ＥＧＲ弁開弁時）の湿度センサ応答性故障診断＞
図３は、図２に示す湿度センサ故障判定部２０３による湿度センサ故障判定処理を説明した図であり、湿度の初動遅れ時間から湿度センサ１５の応答性故障判定を行う湿度センサ故障判定処理を説明した図（ＥＧＲオン時）、図４は、図２に示す湿度センサ故障判定部による湿度センサ故障判定処理を説明したフローチャートであり、湿度センサの応答性故障診断までの制御フローを説明したフローチャート（ＥＧＲオン時）である。

図３に示すように、湿度センサ故障判定部２０３は、ＥＧＲ弁６５を開弁してＥＧＲガスの導入を開始してから吸気通路２０内の湿度がそのＥＧＲガスの導入により上昇を始めるまで（具体的には、所定の閾値よりも大きくなるまで）の湿度の初動遅れ時間Ｔｕが所定時間（故障判定閾値）以上である場合、湿度センサ１５の応答性が劣化して、故障していると診断する。

具体的には、図４に示すように、ＥＣＵ１００は、Ｓ４０１では、エンジン回転数とエンジン負荷によりＥＧＲオン条件が成立したか否かを判定する。すなわち、エンジン１０の運転状態がＥＧＲを行うべき状態であるか否かを判定する。ＥＧＲオン条件が成立したと判定した場合、Ｓ４０２に進む。Ｓ４０２では、ＥＧＲオン条件の成立に応じてＥＧＲ弁６５を開く。これにより、ＥＧＲガスがＥＧＲ通路６３を通してコレクタ２７の上流の吸気通路２０に還流される。Ｓ４０３では、ＥＧＲオンから湿度上昇が始まるまでの湿度の初動遅れ時間Ｔｕを算出する。次に、Ｓ４０４では、初動遅れ時間Ｔｕが故障判定閾値未満であるか否かを判定する。初動遅れ時間Ｔｕが故障判定閾値未満であると判定した場合、Ｓ４０５で湿度センサ１５が正常と判定し、故障判定閾値以上であると判定した場合、Ｓ４０６で湿度センサ１５が異常（故障）と判定する。

次に、図５は、図２に示す湿度センサ故障判定部による湿度センサ故障判定処理を説明した図であり、湿度の変化量から湿度センサの応答性故障判定を行う湿度センサ故障判定処理を説明した図（ＥＧＲオン時）、図６は、図２に示す湿度センサ故障判定部による湿度センサ故障判定処理を説明したフローチャートであり、湿度センサの応答性故障診断までの制御フローを説明したフローチャート（ＥＧＲオン時）である。

図５に示すように、湿度センサ故障判定部２０３は、湿度センサ１５を介して湿度を一定間隔（サンプリング時間t）で測定し、サンプリング時間当たりの湿度の変化量の絶対値｜ΔＲＨ｜を算出しており、その絶対値｜ΔＲＨ｜が診断開始閾値以上になってから診断終了閾値以下になるまでの期間を診断範囲とし、診断範囲での絶対値｜ΔＲＨ｜の積算値Σ｜ΔＲＨ｜をサンプル数で除した平均値（言い換えれば、診断範囲での湿度の平均変化量の絶対値）を算出し、その平均値を運転状態に応じて補正した値Σ｜ΔＲＨ｜ave補正値が所定値（故障判定閾値）以下である場合、湿度センサ１５の応答性が劣化して、故障していると診断する。なお、診断開始閾値は、診断終了閾値より大きく設定されている。

具体的には、図６に示すように、ＥＣＵ１００は、Ｓ６０１では、エンジン回転数とエンジン負荷によりＥＧＲオン条件が成立したか否かを判定する。すなわち、エンジン１０の運転状態がＥＧＲを行うべき状態であるか否かを判定する。ＥＧＲオン条件が成立したと判定した場合、Ｓ６０２に進む。Ｓ６０２では、ＥＧＲオン条件の成立に応じてＥＧＲ弁６５を開く。これにより、ＥＧＲガスがＥＧＲ通路６３を通してコレクタ２７の上流の吸気通路２０に還流される。Ｓ６０３では、湿度センサ１５を介して湿度ＲＨを一定間隔で取得する。Ｓ６０４では、取得した湿度と前回取得した湿度の偏差の絶対値｜ΔＲＨ｜を算出する。Ｓ６０５では、湿度の偏差の絶対値｜ΔＲＨ｜が所定値（診断開始閾値）以上であるか否かを判定する。湿度の偏差の絶対値｜ΔＲＨ｜が所定値以上であると判定された場合には、湿度センサ１５の故障診断条件が成立となり、次のＳ６０６に進む。Ｓ６０６では、湿度の偏差の絶対値｜ΔＲＨ｜を積算していく。次のＳ６０７では、湿度の偏差の絶対値｜ΔＲＨ｜が所定値（診断終了閾値）以下であるか否かを判定する。湿度の偏差の絶対値｜ΔＲＨ｜が所定値以下であると判定された場合、湿度センサ１５の故障診断条件が不成立となり、診断のための湿度情報収集を終了して、Ｓ６０８に進む。Ｓ６０８では、最終的な積算値Σ｜ΔＲＨ｜をサンプル数Ｎで除して平均化し、平均値Σ｜ΔＲＨ｜aveを算出する。次に、Ｓ６０９では、エンジン回転数、エンジン負荷、ＥＧＲ弁開度に応じた補正値Ａを算出する。次に、Ｓ６１０では、平均値Σ｜ΔＲＨ｜aveを補正値Ａで補正した（具体的には、平均値Σ｜ΔＲＨ｜aveと補正値Ａを乗じて得た）Σ｜ΔＲＨ｜ave補正値が故障判定閾値より大きいか否かを判定する。Σ｜ΔＲＨ｜ave補正値が故障判定閾値より大きいと判定した場合、Ｓ６１１で湿度センサ１５が正常と判定し、故障判定閾値以下であると判定した場合、Ｓ６１２で湿度センサ１５が異常（故障）と判定する。

＜ＥＧＲオフ時（ＥＧＲ弁閉弁時）の湿度センサ応答性故障診断＞
図７は、図２に示す湿度センサ故障判定部による湿度センサ故障判定処理を説明した図であり、湿度の初動遅れ時間から湿度センサの応答性故障判定を行う湿度センサ故障判定処理を説明した図（ＥＧＲオフ時）、図８は、図２に示す湿度センサ故障判定部による湿度センサ故障判定処理を説明したフローチャートであり、湿度センサの応答性故障診断までの制御フローを説明したフローチャート（ＥＧＲオフ時）である。

図７に示すように、湿度センサ故障判定部２０３は、ＥＧＲ弁６５を閉弁してＥＧＲガスの導入を終了してから吸気通路２０内の湿度がそのＥＧＲガスの導入終了により下降を始めるまで（具体的には、所定の閾値よりも小さくなるまで）の湿度の初動遅れ時間Ｔｄが所定時間（故障判定閾値）以上である場合、湿度センサ１５の応答性が劣化して、故障していると診断する。

具体的には、図８に示すように、ＥＣＵ１００は、Ｓ８０１では、エンジン回転数とエンジン負荷によりＥＧＲオフ条件が成立したか否かを判定する。すなわち、エンジン１０の運転状態がＥＧＲの中止を行うべき状態であるか否かを判定する。ＥＧＲオフ条件が成立したと判定した場合、Ｓ８０２に進む。Ｓ８０２では、ＥＧＲオフ条件の成立に応じてＥＧＲ弁６５を閉じる。これにより、ＥＧＲガスがＥＧＲ通路６３を通してコレクタ２７の上流の吸気通路２０に還流されなくなる。Ｓ８０３では、ＥＧＲオフから湿度が下降を始まるまでの湿度の初動遅れ時間Ｔｄを算出する。次に、Ｓ８０４では、初動遅れ時間Ｔｄが故障判定閾値未満であるか否かを判定する。初動遅れ時間Ｔｄが故障判定閾値未満であると判定した場合、Ｓ８０５で湿度センサ１５が正常と判定し、故障判定閾値以上であると判定した場合、Ｓ８０６で湿度センサ１５が異常（故障）と判定する。

次に、図９は、図２に示す湿度センサ故障判定部による湿度センサ故障判定処理を説明した図であり、湿度の変化量から湿度センサの応答性故障判定を行う湿度センサ故障判定処理を説明した図（ＥＧＲオフ時）、図１０は、図２に示す湿度センサ故障判定部による湿度センサ故障判定処理を説明したフローチャートであり、湿度センサの応答性故障診断までの制御フローを説明したフローチャート（ＥＧＲオフ時）である。

図９に示すように、湿度センサ故障判定部２０３は、湿度センサ１５を介して湿度を一定間隔（サンプリング時間t）で測定し、サンプリング時間当たりの湿度の変化量の絶対値｜ΔＲＨ｜を算出しており、その絶対値｜ΔＲＨ｜が診断開始閾値以上になってから診断終了閾値以下になるまでの期間を診断範囲とし、診断範囲での絶対値｜ΔＲＨ｜の積算値Σ｜ΔＲＨ｜をサンプル数で除した平均値（言い換えれば、診断範囲での湿度の平均変化量の絶対値）を算出し、その平均値を運転状態に応じて補正した値Σ｜ΔＲＨ｜ave補正値が所定値（故障判定閾値）以下である場合、湿度センサ１５の応答性が劣化して、故障していると診断する。

具体的には、図１０に示すように、ＥＣＵ１００は、Ｓ１００１では、エンジン回転数とエンジン負荷によりＥＧＲオフ条件が成立したか否かを判定する。すなわち、エンジン１０の運転状態がＥＧＲの中止を行うべき状態であるか否かを判定する。ＥＧＲオフ条件が成立したと判定した場合、Ｓ１００２に進む。Ｓ１００２では、ＥＧＲオフ条件の成立に応じてＥＧＲ弁６５を閉じる。これにより、ＥＧＲガスがＥＧＲ通路６３を通してコレクタ２７の上流の吸気通路２０に還流されなくなる。Ｓ１００３では、湿度センサ１５を介して湿度ＲＨを一定間隔で取得する。Ｓ１００４では、取得した湿度と前回取得した湿度の偏差の絶対値｜ΔＲＨ｜を算出する。Ｓ１００５では、湿度の偏差の絶対値｜ΔＲＨ｜が所定値（診断開始閾値）以上であるか否かを判定する。湿度の偏差の絶対値｜ΔＲＨ｜が所定値以上であると判定された場合には、湿度センサ１５の故障診断条件が成立となり、次のＳ１００６に進む。Ｓ１００６では、湿度の偏差の絶対値｜ΔＲＨ｜を積算していく。次のＳ１００７では、湿度の偏差の絶対値｜ΔＲＨ｜が所定値（診断終了閾値）以下であるか否かを判定する。湿度の偏差の絶対値｜ΔＲＨ｜が所定値以下であると判定された場合、湿度センサ１５の故障診断条件が不成立となり、診断のための湿度情報収集を終了して、Ｓ１００８に進む。Ｓ１００８では、最終的な積算値Σ｜ΔＲＨ｜をサンプル数Ｎで除して平均化し、平均値Σ｜ΔＲＨ｜aveを算出する。次に、Ｓ１００９では、エンジン回転数、エンジン負荷、ＥＧＲ弁開度に応じた補正値Ｂを算出する。次に、Ｓ１０１０では、平均値Σ｜ΔＲＨ｜aveを補正値Ｂで補正した（具体的には、平均値Σ｜ΔＲＨ｜aveと補正値Ｂを乗じて得た）Σ｜ΔＲＨ｜ave補正値が故障判定閾値より大きいか否かを判定する。Σ｜ΔＲＨ｜ave補正値が故障判定閾値より大きいと判定した場合、Ｓ１０１１で湿度センサ１５が正常と判定し、故障判定閾値以下であると判定した場合、Ｓ１０１２で湿度センサ１５が異常（故障）と判定する。

以上の説明から理解できるように、本実施形態によれば、ＥＧＲ弁６５を開弁もしくは閉弁したときの湿度センサ１５の出力値に基づいて、詳細には、ＥＧＲオン時（ＥＧＲ弁開弁時）もしくはＥＧＲオフ時（ＥＧＲ弁閉弁時）において、ＥＧＲ弁６５を開弁もしくは閉弁してから湿度センサ１５の出力値が変化し始めるまでの初動遅れ時間Ｔｕ、Ｔｄや、ＥＧＲ弁６５を開弁もしくは閉弁した後の所定期間（診断範囲）における湿度センサ１５の出力値の平均変化量に基づいて、湿度センサ１５の故障を判定することにより、湿度センサ１５の正確な故障診断が可能となるため、正常に機能している湿度センサ１５の出力値に基づいた点火時期補正制御やＥＧＲ制御などを行うことができ、ひいてはノッキングや失火を防止することができる。

なお、上記した実施形態では、エンジン回転数、エンジン負荷、ＥＧＲ弁開度等に応じて、湿度センサ１５の出力値の出力特性が変化するので、エンジン回転数、エンジン負荷、ＥＧＲ弁開度を加味した湿度センサ１５の出力値の平均変化量の絶対値に基づいて、湿度センサ１５の故障判定を行っているが、故障判定のための初動遅れ時間Ｔｕ、Ｔｄについても、エンジン回転数、エンジン負荷、ＥＧＲ弁開度を加味してもよいことは勿論である。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形形態が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１０エンジン（内燃機関）
１１シリンダ
１１ａシリンダヘッド
１１ｂシリンダブロック
１４コンロッド
１５湿度センサ
１６ピストン
１７燃焼室
１９エアクリーナ
２０吸気通路
２１吸気バルブ
２２排気バルブ
２３吸気カム軸
２４排気カム軸
２５スロットルバルブ
２７コレクタ
２８吸気マニホールド
２９吸気ポート
３０燃料噴射弁
３４点火コイル
３５点火プラグ
４０排気通路
５０エアフローセンサ
５１リニア空燃比センサ
５２Ｏ_２センサ
５３燃料タンク
５４燃料ポンプ
５５燃圧レギュレータ
６０三元触媒
６３ＥＧＲ通路（排気還流通路）
６４ＥＧＲクーラ
６５ＥＧＲ弁（排気還流弁）
１００ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）（内燃機関の制御装置）

Claims

内燃機関の燃焼室から排気通路へ排出される排気の一部を吸気通路へ流して前記燃焼室へ還流させる排気還流通路と、該排気還流通路における排気流量を調節するための排気還流弁と、前記吸気通路における前記排気還流通路との接続部よりも下流側の湿度を検出する湿度センサと、を備える内燃機関の制御装置であって、
該制御装置は、前記排気還流弁を開弁もしくは閉弁した後の所定期間における前記湿度センサの出力値の平均変化量の絶対値に前記内燃機関の回転数、前記内燃機関の負荷、前記排気還流弁の開度のうちの少なくとも一つを加味して補正した補正値が所定値以下であるとき、前記湿度センサを故障と判定することを特徴とする内燃機関の制御装置。
前記制御装置は、サンプリング時間当たりの前記湿度センサの出力値の変化量の絶対値が診断開始閾値以上になってから診断終了閾値以下になるまでの期間を診断範囲とし、該診断範囲における前記湿度センサの出力値の平均変化量の絶対値が所定値以下であるとき、前記湿度センサを故障と判定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
前記診断開始閾値は、前記診断終了閾値より大きく設定されていることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。