JP7447823B2 - エンジン制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、排気中の微粒子物質等を捕集する排気浄化フィルタの故障診断と、排気の一部を吸気通路に再循環する排気再循環装置の故障診断と、を行うエンジン制御装置に関する。

エンジンに適用される装置として、排気の一部を吸気通路に再循環するＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation：排気再循環）装置がある。ＥＧＲ装置は、排気通路と吸気通路とを繋ぐＥＧＲ通路と、ＥＧＲ通路に設置されたＥＧＲバルブと、を備えている。ＥＧＲバルブは、その開度の変更に応じて、ＥＧＲ通路を通って吸気通路に再循環される排気、いわゆるＥＧＲガスの流路面積を変化させる。そして、ＥＧＲシステムは、排気通路と吸気通路との差圧を利用して、排気を吸気通路に再循環させている。

こうしたＥＧＲ装置の異常診断を行うエンジン制御装置として、特許文献１に記載の装置が知られている。同文献に記載のエンジン制御装置では、燃料カットの実施中に、ＥＧＲバルブを全閉状態として吸気圧を計測した後、同ＥＧＲバルブを所定の開度まで開いた状態で再び吸気圧を計測する。そして、両吸気圧の計測値の比較結果からＥＧＲシステムの異常の有無を診断している。

特開２０１０－１８０７２３号公報

ところで、車載等のエンジンにおいて、排気中の微粒子物質等を捕集する排気浄化フィルタを備えるものがある。外部からの衝撃や熱衝撃により、排気浄化フィルタに欠損が生じることがある。そうした場合、欠損した部分を通って排気がフィルタをすり抜けてしまうため、微粒子物質等の捕集機能が低下する。よって、排気浄化フィルタの欠損の有無についても診断することが望ましい。発明者は、排気浄化フィルタの欠損の有無を診断する方法として、フィルタ前後の排気の温度や圧力の計測値を用いて診断を行う方法を提案している。

一方、上記ＥＧＲ装置の異常診断では、ＥＧＲバルブの開度を変更している。ＥＧＲバルブの開度の変更により、排気の再循環量が変化すると、排気浄化フィルタに流入する排気の状態が変化する。そのため、ＥＧＲ装置の異常診断と、排気浄化フィルタの欠損の有無の診断とが同時に行われると、排気浄化フィルタの欠損の有無の診断精度が悪化する虞がある。

上記課題を解決するエンジン制御装置は、排気通路に設けられた排気浄化フィルタと、排気通路を流れる排気の一部を吸気通路に再循環する排気再循環装置と、を備えるエンジンに適用される。排気再循環装置は、吸気通路に再循環される排気の通路である排気再循環通路と、同排気再循環通路の排気の流路面積を開度の変更に応じて変化させる排気再循環バルブと、を備えている。そして上記エンジン制御装置は、排気再循環バルブの開度を変更するとともに、同開度の変更前の吸気の状態量の計測値と同開度の変更後の前記吸気の状態量の計測値とに基づき排気再循環装置の異常の有無を診断する第１診断処理を既定の第１診断実行条件の成立に応じて実行する。また、上記エンジン制御装置は、排気浄化フィルタに流入する排気の状態量の計測値と同排気浄化フィルタから流出した排気の状態量の計測値とに基づき同排気浄化フィルタの欠損の有無を診断する第２診断処理を既定の第２診断実行条件の成立に応じて実行する。さらに、上記エンジン制御装置は、第１診断処理、及び第２診断処理を同時には実行しないようにしている。

第１診断処理において、排気再循環バルブの開度が変更されると、排気浄化フィルタに流入する排気の状態が変化する。そのため、第２診断処理の実行中に第１診断処理による排気再循環バルブの開度変更が行われると、第２診断処理での排気の状態量の計測値に基づく排気浄化フィルタの欠損の有無の診断精度が悪化する虞がある。これに対して、上記エンジン制御装置では、第１診断実行条件と第２診断実行条件とが共に成立したとした場合にも、第１診断処理と第２診断処理とを同時には実行しないようにしている。そのため、排気再循環装置の異常の有無を診断するための排気再循環バルブの開度変更により、排気浄化フィルタの欠損の有無の診断精度が悪化することが避けられる。

排気の状態量に基づく第２診断処理は、吸気の状態量に基づく第１診断処理に比べて、高い精度で診断可能な診断の実行機会が限られる。よって、上記エンジン制御装置では、第１診断実行条件、及び第２診断実行条件が共に成立したときには、第１診断処理の実行を保留して第２診断処理を実行することが望ましい。さらに、第１診断処理の実行を保留して第２診断処理を実行した場合には、同第２診断処理の終了後に第１診断処理を実行するとよい。

燃料カット制御の実行中のように、エンジンが燃焼を停止し、かつエンジンの回転が維持された状態にあるときには、吸気及び排気の状態が安定しているため、第１診断処理及び第２診断処理での診断精度が高くなる。よって、上記第１診断実行条件、及び第２診断実行条件はいずれも、エンジンが燃焼を停止し、かつ同エンジンの回転が維持された状態であることを成立の要件とすることが望ましい。

なお、第２診断処理での排気浄化フィルタの欠損の有無の診断には、排気の温度を排気の状態量として用いることが可能である。さらにそうした場合の第２診断処理において、排気浄化フィルタに流入する排気の温度の変化量と、排気浄化フィルタから流出する排気の温度の変化量と、の差に基づき、排気浄化フィルタの欠損の有無を診断するようにしてもよい。

エンジン制御装置の一実施形態の構成を模式的に示す図。 同エンジン制御装置が第１診断処理を実行しているときの、図２（ａ）はＥＧＲバルブ開度の推移を、図２（ｂ）はＥＧＲ量の推移を、図２（ｃ）は吸気圧の推移を、それぞれ示すタイムチャート。 排気浄化フィルタの欠損が無い状態で上記エンジン制御装置が第２診断処理を実行するときの、図３（ａ）は排気流量の推移を、図３（ｂ）は入りガス温及び出ガス温の推移を、図３（ｃ）はそれらガス温の変化量の推移を、図３（ｄ）は変化量差の推移を、それぞれ示すタイムチャート。 排気浄化フィルタの欠損が有る状態で上記エンジン制御装置が第２診断処理を実行するときの、図４（ａ）は排気流量の推移を、図４（ｂ）は入りガス温及び出ガス温の推移を、図４（ｃ）はそれらガス温の変化量の推移を、図４（ｄ）は変化量差の推移を、それぞれ示すタイムチャート。 上記エンジン制御装置が実行する診断実行ルーチンのフローチャート。

以下、エンジン制御装置の一実施形態を、図１～図５を参照して詳細に説明する。
＜エンジンの構成＞
まず、図１を参照して、本実施形態のエンジン制御装置の制御対象となるエンジン１０の構成を説明する。図１に示すように、エンジン１０は、燃焼室１１への吸気の導入路である吸気通路１５と、燃焼室１１からの排気の排出路である排気通路２０と、を有している。燃焼室１１には、吸気と燃料との混合気を火花放電により点火する点火装置１４が設置されている。

エンジン１０の吸気通路１５には、エアクリーナ１６、スロットルバルブ１７、及びインジェクタ１８が設けられている。エアクリーナ１６は、塵などの吸気中の不純物を濾過するためのフィルタである。スロットルバルブ１７は、吸気通路１５を流れる吸気の流量を調整するためのバルブである。インジェクタ１８は、スロットルバルブ１７を通過して燃焼室１１に流入する吸気中に燃料を噴射するための燃料噴射弁である。吸気通路１５は、吸気バルブ１９を介して燃焼室１１に接続されている。吸気バルブ１９は、エンジン１０の回転に同期にして開閉駆動される。そして、吸気通路１５は、吸気バルブ１９の開弁時には燃焼室１１に連通され、吸気バルブ１９の閉弁時には燃焼室１１から遮断される。

エンジン１０の排気通路２０には、排気浄化フィルタ２１、及び触媒装置２２が設けられている。排気浄化フィルタ２１は、排気通路２０を流れる排気中の微粒子物質を捕集するためのフィルタである。触媒装置２２は、排気通路２０における排気浄化フィルタ２１よりも下流側の部分に設置されている。触媒装置２２には、排気中の炭化水素（ＨＣ）及び一酸化炭素（ＣＯ）を酸化すると同時に排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元する三元触媒が担持されている。なお、排気通路２０は、排気バルブ２３を介して燃焼室１１に接続されている。排気バルブ２３は、エンジン１０の回転に同期して開閉駆動される。そして、排気通路２０は、排気バルブ２３の開弁時には燃焼室１１に連通し、排気バルブ２３の閉弁時には燃焼室１１から遮断される。

さらに、エンジン１０は、排気の一部を吸気通路１５に再循環する排気再循環装置２４を有している。排気再循環装置２４は、ＥＧＲ通路２５、ＥＧＲクーラ２６、及びＥＧＲバルブ２７を備えている。ＥＧＲ通路２５は、吸気通路１５に再循環する排気、いわゆるＥＧＲガスの流路となる配管である。ＥＧＲ通路２５は、排気通路２０における排気浄化フィルタ２１よりも上流側の部分と、吸気通路１５におけるスロットルバルブ１７よりも下流側の部分と、を繋ぐように設けられている。ＥＧＲクーラ２６は、ＥＧＲ通路２５を流れるＥＧＲガスを冷却するための冷却器である。ＥＧＲバルブ２７は、開度変更に応じてＥＧＲ通路２５の流路面積を変化させることで、ＥＧＲ通路２５を通って吸気通路１５に再循環されるＥＧＲガスの流量であるＥＧＲ量を調整するバルブである。

また、エンジン１０には、同エンジン１０の運転状態を検出するための各種センサが設けられている。こうしたセンサには、大気圧センサ３０、外気温センサ３１、エアフローメータ３２、吸気圧センサ３３、入りガス温センサ３４、出ガス温センサ３５、クランク角センサ３６、及び水温センサ３７が含まれる。大気圧センサ３０は大気圧ＰＡを検出するセンサであり、外気温センサ３１は外気温ＴＨＡを検出するセンサである。エアフローメータ３２は、吸気通路１５におけるスロットルバルブ１７よりも上流側の部分の吸気流量ＧＡを検出するセンサである。吸気圧センサ３３は、吸気通路１５におけるスロットルバルブ１７よりも下流側の部分の圧力である吸気圧ＰＭを検出するセンサである。入りガス温センサ３４は、排気浄化フィルタ２１に流入する排気の温度である入りガス温ＴＩＮを検出するセンサである。出ガス温センサ３５は、排気浄化フィルタ２１から流出した排気の温度である出ガス温ＴＯＵＴを検出するセンサである。クランク角センサ３６は、エンジン１０の出力軸であるクランク軸３８の回転角であるクランク角θｃを検出するセンサである。水温センサ３７は、エンジン１０の冷却水温ＴＨＷを検出するセンサである。

＜エンジン制御装置の構成＞
以上のように構成されたエンジン１０は、エンジン制御装置としての電子制御ユニット４０により制御されている。電子制御ユニット４０は、演算処理回路４１、メモリ４２を備えるマイクロコンピュータとして構成されている。電子制御ユニット４０には、上述の各センサの検出信号が入力されている。電子制御ユニット４０は、各センサの検出信号から把握されるエンジン１０の運転状態に基づき、点火時期、スロットル開度、燃料噴射量、ＥＧＲバルブ開度などのエンジン１０の操作量を決定する。そして、電子制御ユニット４０は、決定した操作量に基づき、点火装置１４、スロットルバルブ１７、インジェクタ１８、ＥＧＲバルブ２７などを駆動することで、エンジン制御を行っている。

電子制御ユニット４０は、車両の惰性走行時にエンジン１０の燃料噴射を停止する燃料カット制御を、エンジン制御の一環として行っている。また、電子制御ユニット４０は、エンジン１０の運転中に、排気再循環装置２４の異常の有無を診断する第１診断処理と、排気浄化フィルタ２１の欠損の有無を診断する第２診断処理と、を行っている。

＜第１診断処理＞
まず、第１診断処理について説明する。第１診断処理で診断する排気再循環装置２４の異常は、ＥＧＲバルブ２７の弁固着やＥＧＲ通路２５の詰り等によりＥＧＲ量を調整不能な状態を指す。第１診断処理は、エンジン１０の燃料カット制御中に実施される。第１診断処理では、ＥＧＲバルブ開度を変更するとともに、その変更に伴う吸気圧ＰＭの変化の有無により排気再循環装置２４の異常の有無を診断している。

図２（ａ）～（ｃ）は、第１診断処理を実行しているときの下記状態量の推移を示している。すなわち、図２（ａ）はＥＧＲバルブ開度の推移を、図２（ｂ）はＥＧＲ量の推移を、図２（ｃ）は吸気圧ＰＭの推移を、それぞれ示している。なお、図２（ｂ）、及び図２（ｃ）には、排気再循環装置２４が正常に機能しているときのＥＧＲバルブ開度、及び吸気圧ＰＭの推移が実線で示されている。また、図２（ｂ）、及び図２（ｃ）には、排気再循環装置２４が上記異常となったときのＥＧＲバルブ開度、及び吸気圧ＰＭの推移が破線で併せ示されている。なお、以下の説明では、ＥＧＲガスの流路面積が「０」となるＥＧＲバルブ開度を全閉開度と記載し、ＥＧＲバルブ開度の変更範囲内でＥＧＲガスの流路面積が最大となるＥＧＲバルブ開度を全開開度と記載する。

図２では、時刻ｔ１に第１診断処理が開始されると、ＥＧＲバルブ開度が全閉開度から全開開度に変更される。そして、その後の時刻ｔ２までＥＧＲバルブ開度を全開開度に維持した後、ＥＧＲバルブ開度を全開開度から全閉開度に変更している。排気再循環装置２４が正常に機能している場合には、全閉開度から全開開度へのＥＧＲバルブ開度の変更に応じてＥＧＲ量が増加する。そして、吸気通路１５に導入されたＥＧＲガスの分、吸気通路１５のガス流量が増加して、吸気圧ＰＭが高くなる。これに対して、排気再循環装置２４に異常がある場合には、全閉開度から全開開度へのＥＧＲバルブ開度の変更を指令してもＥＧＲ量が殆ど変化しない。そのため、この場合には、ＥＧＲバルブ開度を変更しても、吸気圧ＰＭはほぼ一定に保たれる。

第１診断処理では、全閉開度から全開開度へのＥＧＲバルブ開度の変更前後の吸気圧ＰＭの変化量を計測している。そして、計測した吸気圧ＰＭの変化量が既定の異常判定値を超える場合には排気再循環装置２４に異常無し、同変化量が異常判定値以下の場合には排気再循環装置２４に異常有り、と診断している。

＜第２診断処理＞
続いて、第２診断処理について説明する。排気浄化フィルタ２１は、セラミクスなどの多孔質の材料により形成されている。こうした排気浄化フィルタ２１が、外部からの衝撃や熱衝撃により欠損すると、排気中の微粒子物質がその欠損した部分をすり抜けて、外気に漏出してしまう。第２診断処理では、こうした排気浄化フィルタ２１の欠損の有無を、燃料カット制御の開始後の入りガス温ＴＩＮ及び出ガス温ＴＯＵＴに基づき診断している。

図３（ａ）は、排気浄化フィルタ２１に欠損が無い場合の燃料カット制御開始後における排気流量ＧＥの推移を、図３（ｂ）はそのときの入りガス温ＴＩＮ及び出ガス温ＴＯＵＴの推移を、それぞれ示している。図３の時刻ｔ１０に燃料カット制御が開始されて、燃焼室１１での混合気の燃焼が休止されると、燃焼室１１から排気通路２０に新気が排出される。排気通路２０を流れるガスが既燃ガスから新気に置き換わるにつれて、排気通路２０の排気流量ＧＥは減少する。また、燃料カット制御の開始後には、排気浄化フィルタ２１に流入するガスも、高温の既燃ガスから新気に置き換わる。そのため、燃料カット制御の開始後の時刻ｔ１１からは、入りガス温ＴＩＮが低下し始めている。そして、入りガス温ＴＩＮの低下に応じて、出ガス温ＴＯＵＴも低下するようになる。

排気浄化フィルタ２１は、エンジン１０の燃焼中に、排気からの受熱により、高温となっている。こうした排気浄化フィルタ２１の温度は、燃料カット制御が開始されても、直ぐには下がらない。そのため、燃料カット制御の開始後暫くは、入りガス温ＴＩＮよりも排気浄化フィルタ２１の温度の方が高い状態となる。このときの排気浄化フィルタ２１を通過する排気は、排気浄化フィルタ２１から熱を受け取る。よって、燃料カット制御の開始後の出ガス温ＴＯＵＴの低下は、入りガス温ＴＩＮの低下に遅れて生じることになる。

一方、図４（ａ）は、排気浄化フィルタ２１に欠損が有る場合の燃料カット制御開始後における排気流量ＧＥの推移を、図４（ｂ）はそのときの入りガス温ＴＩＮ及び出ガス温ＴＯＵＴの推移を、それぞれ示している。排気浄化フィルタ２１に欠損が有る場合には、排気の一部が欠損した部分を通って排気浄化フィルタ２１を素通りする。そのため、このときの排気浄化フィルタ２１の通過中に排気が受け取る熱量は、欠損が無い場合よりも少なくなる。よって、排気浄化フィルタ２１に欠損が有る場合には、欠損が無い場合に比べて、燃料カット制御の開始後の入りガス温ＴＩＮの低下に対する出ガス温ＴＯＵＴの低下の遅れが小さくなる。

ここで、燃料カット制御の開始後における入りガス温ＴＩＮが低下していく過程での、排気浄化フィルタ２１と排気との間の熱交換について考える。以下の説明では、排気浄化フィルタ２１に流入する排気が持つ熱量を入りガス熱量としたときの、同入りガス熱量の単位時間当たりの変化量を入りガス熱量変化ｄＱＩＮと記載する。また、排気浄化フィルタ２１から流出する排気が持つ熱量を出ガス熱量としたときの、同出ガス熱量の単位時間当たりの変化量を、出ガス熱量変化ｄＱＯＵＴと記載する。さらに、排気浄化フィルタ２１から排気が受け取る単位時間当たりの熱量を受熱量ｄＱＦと記載する。受熱量ｄＱＦは、出ガス熱量変化ｄＱＯＵＴから入りガス熱量変化ｄＱＩＮを引いた差として求められる（ｄＱＦ＝ｄＱＯＵＴ－ｄＱＩＮ）。入りガス熱量変化ｄＱＩＮは、排気流量ＧＥ、入りガス温変化ｄＴＩＮ、及び排気の比熱Ｃの積として求められる（ｄＱＩＮ＝ＧＥ×ｄＴＩＮ×Ｃ）。一方、出ガス熱量変化ｄＱＯＵＴは、排気流量ＧＥ、出ガス温変化ｄＴＯＵＴ、及び排気の比熱Ｃの積として求められる（ｄＱＯＵＴ＝ＧＥ×ｄＴＯＵＴ×Ｃ）。よって、受熱量ｄＱＦは、出ガス温変化ｄＴＯＵＴから入りガス温変化ｄＴＩＮを引いた差に比例する値となる。以下の説明では、出ガス温変化ｄＴＯＵＴから入りガス温変化ｄＴＩＮを引いた差を変化量差Δと記載する。

図３（ｃ）には、排気浄化フィルタ２１に欠損が無い場合の入りガス温変化ｄＴＩＮ、及び出ガス温変化ｄＴＯＵＴの推移が、図３（ｄ）にはその場合の変化量差Δの推移が示されている。一方、図４（ｃ）には、排気浄化フィルタ２１に欠損が有る場合の入りガス温変化ｄＴＩＮ、及び出ガス温変化ｄＴＯＵＴの推移が、図４（ｄ）にはその場合の変化量差Δの推移が、それぞれ示されている。また、図３及び図４に示す時刻ｔ１２は、入りガス温ＴＩＮの低下が始まった時刻ｔ１１から既定の診断時間Ａが経過した時点を示している。

第２診断処理において電子制御ユニット４０は、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの期間に、既定のサンプリング周期毎に入りガス温ＴＩＮ、及び出ガス温ＴＯＵＴの検出値を読込み、その値から変化量差Δを演算している。そして、電子制御ユニット４０は、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの期間における変化量差Δの積算値Ｓを求めている。積算値Ｓの値は、図３（ｄ）及び図４（ｄ）のハッチングで示された部分の面積に対応している。こうした積算値Ｓの値は、上記期間に、排気が排気浄化フィルタ２１から受け取った熱の総量に比例した値となる。

本実施形態では、こうした積算値Ｓの大小により、排気浄化フィルタ２１の欠損の有無を診断している。具体的には、電子制御ユニット４０は、積算値Ｓが既定の欠損判定値以下の場合には欠損有りと診断する一方で、積算値Ｓが欠損判定値を超える場合には欠損無しと診断している。

＜診断の実行について＞
続いて、図５を併せ参照して、本実施形態での第１診断処理、及び第２診断処理の実施態様を説明する。図５は、第１診断処理、及び第２診断処理の実行に係る診断実行ルーチンのフローチャートを示している。電子制御ユニット４０は、車両のトリップ中、既定の制御周期毎に本ルーチンの処理を繰り返し実行している。

本ルーチンが開始されると、まずステップＳ１００において、燃料カット制御の実行中であるか否かが判定される。そして、燃料カット制御の実行中の場合（ＹＥＳ）にはステップＳ１１０に処理が進められ、実行中でない場合（ＮＯ）にはそのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。

ステップＳ１１０に処理が進められると、そのステップＳ１１０において、第２診断処理の前提条件である第２前提条件が成立しているか否かが判定される。第２前提条件は、下記の要件（イ）～（ト）の全てを満たすことで成立する。そして、第２前提条件が成立している場合（ＹＥＳ）にはステップＳ１２０に処理が進められる。そしてそのステップＳ１２０において第２診断処理が実行された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。

（イ）エンジン１０の冷却水温ＴＨＷが既定の暖機判定値以上であること。暖機判定値には、エンジン１０の暖機が完了した状態にあるときの冷却水温ＴＨＷの範囲の下限値が値として設定されている。

（ロ）大気圧ＰＡが既定の高地判定値を超えていること。高地判定値には、標準気圧（１０１３．２５［ｈＰａ］）よりも低い圧力が値として設定されている。
（ハ）外気温ＴＨＡが既定の低気温判定値以上であること。

（ニ）車載の補機バッテリの電圧が一定値以上であること。すなわち、電子制御ユニット４０やセンサなどへの電力供給が安定していること。
（ホ）今回の燃料カット制御の開始時における入りガス温ＴＩＮが既定の高温判定値以上であったこと。

（ヘ）今回の燃料カット制御の開始時に、入りガス温ＴＩＮが出ガス温ＴＯＵＴよりも高い状態にあったこと。
（ト）現トリップにおいて第２診断処理が未完了であること。本実施形態では、第２診断処理は、１トリップに１回だけ実行している。

第２前提条件が成立しており、ステップＳ１２０に処理が進められると、そのステップＳ１２０において、
一方、ステップＳ１１０において、第２前提条件が成立していないと判定された場合（ＮＯ）にはステップＳ１３０に処理が進められる。そして、そのステップＳ１３０において、第１診断処理の前提条件である第１前提条件が成立しているか否かが判定される。第１前提条件は、上述の要件（イ）～（ニ）、及び下記の要件（チ）の全てを満たすことで成立する。そして、第１前提条件が成立していない場合（ＮＯ）にはそのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。これに対して、第１前提条件が成立している場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ１４０に処理が進められ、そのステップＳ１４０において第１診断処理が実行された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。

（チ）現トリップにおいて第１診断処理が未完了であること。本実施形態では、第１診断処理も１トリップに１回だけ実行している。
＜実施形態の作用、及び効果＞
本実施形態の作用及び効果について説明する。

本実施形態では、排気再循環装置２４の異常の有無を診断するための第１診断処理と、排気浄化フィルタ２１の欠損の有無を診断するための第２診断処理と、を燃料カット制御中に実行している。これらの第１診断処理、及び第２診断処理が同時に実行されると、第２診断処理の診断精度が悪化する虞がある。

その理由は、次の通りである。第１診断処理では、燃料カット制御中にＥＧＲバルブ開度を変更するとともに、その変更前後の吸気圧ＰＭの変化量に基づき、排気再循環装置２４の異常の有無を診断している。一方、第２診断処理では、燃料カット制御中の入りガス温ＴＩＮ及び出ガス温ＴＯＵＴの計測値に基づき、排気浄化フィルタ２１の欠損の有無を診断している。本実施形態では、排気浄化フィルタ２１に流入する排気の状態量が単調に変化する燃料カット制御の開始直後の期間に第２診断処理を実行することで、排気浄化フィルタ２１の欠損の有無の診断精度を向上している。第２診断処理の実行中に第１診断処理が実行されてＥＧＲバルブ開度が変更されると、排気浄化フィルタ２１に流入する排気の流量が変動してしまう。そのため、第１診断処理と第２診断処理とが同時に実行されると、第２診断処理の診断精度が悪化する場合がある。

これに対して、本実施形態では、燃料カット制御の実行中に、第２前提条件が成立しているときに第２診断処理を実行している。すなわち、本実施形態では、燃料カット制御の実行中であり、かつ第２前提条件が成立していることが、第２診断処理の実行条件である第２診断実行条件となっている。一方、第１診断処理は、燃料カット制御の実行中に、第１前提条件が成立しているときに実行される。すなわち、本実施形態では、燃料カット制御の実行中であり、かつ第１前提条件が成立していることが、第１診断処理の実行条件である第１診断実行条件となっている。

ただし、上記診断実行ルーチンでは、第２診断実行条件の成立の有無が、第１診断実行条件の成立の有無の判定よりも先に判定される。そして、第２診断実行条件が成立している場合には、第１診断実行条件の成立の有無を判定せずに、第２診断処理を実行している。すなわち、実際には第１診断条件が成立している場合にも、第２診断実行条件が成立している場合には、第１診断処理は実行されずに、第２診断処理のみが実行される。このように本実施形態では、第２診断処理は第２診断実行条件が成立しているときに実行され、かつ第２診断処理の実行中には第１診断処理は実行されないようになっている。すなわち、本実施形態では、第２診断実行条件が成立しており、かつ第１診断処理の実行中でないときに第２診断処理が実行される。こうした本実施形態では、第１診断処理、及び第２診断処理が同時に実行されることがない。そのため、第２診断処理の実行中に、第１診断処理によるＥＧＲバルブ開度の変更が実施されることがない。

こうした本実施形態では、第１診断実行条件と第２診断実行条件とが共に成立したときには、第１診断処理の実行を保留して第２診断処理を実行している。なお、第２診断処理が完了すると、第２前提条件における上記要件（ト）が満たされなくなり、第２診断実行条件が成立しなくなる。よって、この場合の第１診断処理は、第２診断処理の完了後に第１診断実行条件が成立したときに実行されることになる。

以上の本実施形態のエンジン制御装置によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本実施形態では、ＥＧＲバルブ開度を変更するとともに、同開度の変更前後の吸気圧ＰＭの計測値に基づき排気再循環装置２４の異常の有無を診断する第１診断処理を、既定の第１診断実行条件の成立に応じて実行している。また、排気浄化フィルタ２１に流入する排気の温度である入りガス温ＴＩＮの計測値と排気浄化フィルタ２１から流出した排気の温度である出ガス温ＴＯＵＴの計測値とに基づき排気浄化フィルタ２１の異常の有無を診断する第２診断処理を既定の第２診断実行条件が成立し、かつ第１診断処理の実行中でないときに実行している。そのため、第２診断処理の実行中に、第１診断処理によるＥＧＲバルブ開度の変更が行われることはない。したがって、排気浄化フィルタ２１の欠損の有無の診断精度が、診断中のＥＧＲバルブ開度の変更により悪化することが避けられる。

（２）本実施形態での第２診断処理は、排気浄化フィルタ２１の欠損が無い場合には、排気浄化フィルタ２１から排気への伝熱のため、燃料カット制御の開始後の出ガス温ＴＯＵＴの低下が入りガス温ＴＩＮの低下よりも遅れることを前提としている。燃料カット制御の開始時の入りガス温ＴＩＮが低く、排気浄化フィルタ２１の温度も低い場合には、排気浄化フィルタ２１から排気への伝熱が少なくなるため、第２診断処理の診断精度を確保し難くなる。また、燃料カット開始時の排気浄化フィルタ２１の温度がそのときの入りガス温ＴＩＮよりも大幅に高いときには、燃料カット制御の開始後に入りガス温ＴＩＮが低下しても、出ガス温ＴＯＵＴがあまり低下しない場合がある。そうした場合にも、第２診断処理の診断精度を確保し難くなる。そのため、本実施形態では、上記要件（ホ）及び要件（ヘ）を満たすことを、第２診断処理の実行の前提条件である第２前提条件の成立要件としている。これに対して第１診断処理での排気再循環装置２４の異常の有無の診断は、上記要件（ホ）及び要件（ヘ）を満たしていない場合にも精度良く行える。そのため、第１診断処理は、第２診断処理よりも実行機会が得られ易くなっている。これに対して本実施形態では、第１診断実行条件、及び第２診断実行条件が共に成立する場合には、第１診断処理の実行を保留して第２診断処理を実行している。そして、第２診断処理の終了後に第１診断処理を実行するようにしている。すなわち、本実施形態では、第１診断処理及び第２診断処理の実行機会が同時に得られた場合には、第１診断処理に優先して第２診断処理を実行している。そのため、第２診断処理の実行機会が得られ易くなる。

（３）排気浄化フィルタ２１とその下流に設けられた触媒装置２２とを備えるエンジンの多くには、排気浄化フィルタ２１及び触媒装置２２の活性状態を確認するため、入りガス温ＴＩＮを検出する入りガス温センサ３４と出ガス温ＴＯＵＴを検出する出ガス温センサ３５とが設けられている。これに対して、本実施形態では、入りガス温変化ｄＴＩＮと出ガス温変化ｄＴＯＵＴとの差である変化量差Δの積算値Ｓに基づき、第２診断処理での排気浄化フィルタ２１の欠損の有無の診断を行っている。そのため、入りガス温センサ３４及び出ガス温センサ３５が元より設置されたエンジンでは、新たなセンサを追加せずとも、排気浄化フィルタ２１の欠損の有無を診断できる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、第２診断処理での排気浄化フィルタ２１の欠損の有無の診断を、入りガス温変化ｄＴＩＮと出ガス温変化ｄＴＯＵＴの差である変化量差Δの積算値Ｓに基づき行っていた。そして、積算値Ｓの演算のための変化量差Δの積算を行う期間を、燃料カット制御の開始後に入りガス温ＴＩＮが低下し始めたときを開始時とし、その開始時から既定の診断時間Ａが経過したときを終了時とする期間としていた。こうした第２診断処理での変化量差Δの積算を行う期間を、適宜に変更してもよい。例えば、燃料カット制御の開始時から変化量差Δの積算を開始したり、燃料カット制御の開始後の入りガス温ＴＩＮの低下量が一定の量に達したときを変化量差Δの積算の終了時としたり、するように積算の期間を設定してもよい。

・上記実施形態では、入りガス温変化ｄＴＩＮと出ガス温変化ｄＴＯＵＴの差である変化量差Δの積算値Ｓに基づき第２診断処理での排気浄化フィルタ２１の欠損の有無の診断を行っていた。排気浄化フィルタ２１の欠損が有る場合と無い場合とで、変化量差Δの瞬時値に明確な違いが生じる時期が特定できる場合には、そうした時期における変化量差Δの瞬時値に基づき、第２診断処理での排気浄化フィルタ２１の欠損の有無の診断するようにしてもよい。

・第２診断処理での排気浄化フィルタ２１の欠損の有無の診断を、入りガス温ＴＩＮと出ガス温ＴＯＵＴの差に基づき行うようにしてもよい。例えば、排気浄化フィルタ２１に欠損が有る場合と無い場合とで大きな違いがある場合とでは、燃料カット制御の開始後の入りガス温ＴＩＮの低下がある程度収まった時期の入りガス温ＴＩＮと出ガス温ＴＯＵＴとの差に違いが生じることがある。そうした場合には、そうした時期の入りガス温ＴＩＮと出ガス温ＴＯＵＴの差から排気浄化フィルタ２１の欠損の有無を診断できる。

・上記実施形態では、入りガス温ＴＩＮ及び出ガス温ＴＯＵＴの計測値に基づき、第２診断処理での排気浄化フィルタ２１の欠損の有無の診断を行っていた。こうした第２診断処理での排気浄化フィルタ２１の欠損の有無の診断を、排気浄化フィルタ２１に流入する排気の圧力の計測値と、排気浄化フィルタ２１から流出する排気の圧力の計測値と、に基づいて行うようにしてもよい。排気浄化フィルタ２１に欠損が有る場合には、同欠損が無い場合に比べて、排気浄化フィルタ２１に流入する排気と排気浄化フィルタ２１から流出する排気との圧力の差が小さくなる。そのため、両排気の圧力差を計測するセンサがエンジンに設けられている場合には、それら排気の圧力差から排気浄化フィルタ２１の欠損の有無を診断できる。

・上記実施形態では、第１診断処理での排気再循環装置２４の異常の有無の診断を、ＥＧＲバルブ開度の変更に伴う吸気圧ＰＭの変化量に基づき行っていた。ＥＧＲバルブ開度の変更により、排気再循環量が変化すると吸気流量ＧＡにも変化が生じる。そのため、ＥＧＲバルブ開度の変更に伴う吸気圧ＰＭの変化量に基づいて第１診断処理での排気再循環装置２４の異常の有無の診断を行うことも可能である。

・上記実施形態では、エンジン１０の吸気、及び排気の状態が安定する燃料カット制御の実行中に第１診断処理、及び第２診断処理を行うようにしていた。ハイブリッド車両に搭載されたエンジンでは、燃料カット制御中と同様の状態を下記の態様で形成することができる。すなわち、ハイブリッド車両では、発電電動機がエンジンに駆動連結されており、エンジンの燃料噴射を休止した状態でも、発電電動機の動力により、エンジンの回転を維持できる。すなわち、このときのエンジンは、燃料カット制御中と同様に、燃焼を停止し、かつその回転が維持された状態となる。一方、ハイブリッド車両では、走行状況に応じてエンジンを間欠運転している。そこで、エンジンの運転が休止可能な状態で、第１診断実行条件、又は第２診断実行条件が成立した場合には、エンジンの燃料噴射を休止するとともに、発電電動機の動力でエンジンを回転させた状態とした上で、第１診断処理、又は第２診断処理を実行する。こうした場合にも、安定した吸気及び排気の状態の下で第１診断処理及び第２診断処理が行われる。そのため、第１診断処理及び第２診断処理の診断を精度良く行える。そして、そうした場合にも、第２診断実行条件が成立し、かつ第１診断処理の実行中でないときに第２診断処理を実行するようにすれば、第１診断処理によるＥＧＲバルブ開度の変更の影響で第２診断処理の診断精度が悪化することが避けられる。

・上記実施形態では、第１診断実行条件、及び第２診断実行条件が共に成立した場合には、第１診断処理の実行を保留して第２診断処理を実行していた。そして、第２診断処理の完了後に第１診断実行条件が成立した場合に第１診断処理を実行していた。第１診断実行条件、及び第２診断実行条件の設定によっては、第１診断実行条件が不成立の状態で第２診断実行条件が成立する場合がある。そうした場合には第２診断処理が実行されるが、その実行中に第１診断実行条件が成立することがある。このとき、第２診断処理を中断して、第１診断処理を実行するようにしてもよい。そして、第１診断処理の完了後に、第２診断実行条件が未だ成立していれば、第２診断処理を再開する。こうした場合にも、第２診断処理は、第１診断処理の実行中でないときに実行される。そのため、第１診断処理によるＥＧＲバルブ開度の変更により、第２診断処理の診断精度が悪化することが避けられる。また、これとは逆に、第１診断処理の実行中に第２診断実行条件が成立した場合には、第１診断処理を中断して、第２診断処理を実行するようにしてもよい。

・上記実施形態では、エンジンが燃焼を停止し、かつその回転が維持された状態となっているときに第１診断処理、及び第２診断処理を実行していた。例えばアイドル運転時のように、エンジンの燃焼運転中にも、吸気及び排気の状態が安定するときがある。そうした燃焼運転中の吸気及び排気の状態が安定したときに第１診断処理、及び第２診断処理を行うようにしてもよい。

・上記実施形態では、第１診断実行条件、及び第２診断実行条件が共に成立した場合には、第１診断処理の実行を保留して第２診断処理を実行していた。そうした場合に、第２診断処理の実行を保留して第１診断処理を実行するようにしてもよい。そうした場合にも、第１診断処理によるＥＧＲバルブ開度の変更が第２診断処理の実行中に行われて、第２診断処理の診断精度が悪化することは避けられる。

・第１診断実行条件の成立の要件に、第２診断処理が完了していることを含めるようにしてもよい。また、第２診断実行条件の成立の要件、第１診断処理が完了していることを含めるようにしてもよい。こうした場合にも、第２診断処理は、第２診断実行条件が成立し、かつ第１診断処理の実行中でないときに実行されることになる。

・上記実施形態では、第１診断処理及び第２診断処理を同時に実行しないようにしていたが、更に第１診断処理及び第２診断処理をそれぞれ別回の燃料カット制御において実行するようにしてもよい。すなわち、第１診断処理及び第２診断処理のいずれか一方の診断処理を実行した燃料カット制御が終了するまでは、もう一方の診断処理の実行を保留する。そして、次回以降の燃料カット制御の実行中にもう一方の診断処理の前提条件が成立したときに、同診断処理を実行する。

１０…エンジン
１１…燃焼室
１４…点火装置
１５…吸気通路
１６…エアクリーナ
１７…スロットルバルブ
１８…インジェクタ
１９…吸気バルブ
２０…排気通路
２１…排気浄化フィルタ
２２…触媒装置
２３…排気バルブ
２４…排気再循環装置
２５…ＥＧＲ通路（排気再循環通路）
２６…ＥＧＲクーラ
２７…ＥＧＲバルブ（排気再循環バルブ）
３０…大気圧センサ
３１…外気温センサ
３２…エアフローメータ
３３…吸気圧センサ
３４…入りガス温センサ
３５…出ガス温センサ
３６…クランク角センサ
３７…水温センサ
３８…クランク軸
４０…電子制御ユニット（エンジン制御装置）
４１…演算処理回路
４２…メモリ

Claims (6)

1. 排気通路に設けられた排気浄化フィルタと、前記排気通路を流れる排気の一部を吸気通路に再循環する排気再循環装置と、を備えるエンジンに適用されるエンジン制御装置であって、
   前記排気再循環装置は、前記吸気通路に再循環される排気の通路である排気再循環通路と、同排気再循環通路の排気の流路面積を開度の変更に応じて変化させる排気再循環バルブと、を備えており、
   当該エンジン制御装置は、
   前記排気再循環バルブの開度を変更するとともに、同開度の変更前の吸気の状態量の計測値と同開度の変更後の前記吸気の状態量の計測値とに基づき前記排気再循環装置の異常の有無を診断する第１診断処理を既定の第１診断実行条件の成立に応じて実行するとともに、
   前記排気浄化フィルタに流入する排気の状態量の計測値と同排気浄化フィルタから流出した排気の状態量の計測値とに基づき同排気浄化フィルタの欠損の有無を診断する第２診断処理を既定の第２診断実行条件の成立に応じて実行するものであって、
   前記第１診断実行条件、及び前記第２診断実行条件が共に成立したときには、前記第２診断処理の実行を保留して前記第１診断処理を実行する
   エンジン制御装置。
2. 排気通路に設けられた排気浄化フィルタと、前記排気通路を流れる排気の一部を吸気通路に再循環する排気再循環装置と、を備えるエンジンに適用されるエンジン制御装置であって、
   前記排気再循環装置は、前記吸気通路に再循環される排気の通路である排気再循環通路と、同排気再循環通路の排気の流路面積を開度の変更に応じて変化させる排気再循環バルブと、を備えており、
   当該エンジン制御装置は、
   前記排気再循環バルブの開度を変更するとともに、同開度の変更前の吸気の状態量の計測値と同開度の変更後の前記吸気の状態量の計測値とに基づき前記排気再循環装置の異常の有無を診断する第１診断処理を既定の第１診断実行条件の成立に応じて実行するとともに、
   前記排気浄化フィルタに流入する排気の状態量の計測値と同排気浄化フィルタから流出した排気の状態量の計測値とに基づき同排気浄化フィルタの欠損の有無を診断する第２診断処理を既定の第２診断実行条件の成立に応じて実行するものであって、
   前記第１診断実行条件、及び前記第２診断実行条件が共に成立したときには、前記第１診断処理の実行を保留して前記第２診断処理を実行する
   エンジン制御装置。
3. 前記第１診断処理の実行を保留して前記第２診断処理を実行した場合、同第２診断処理の終了後に前記第１診断処理を実行する請求項２に記載のエンジン制御装置。
4. 排気通路に設けられた排気浄化フィルタと、前記排気通路を流れる排気の一部を吸気通路に再循環する排気再循環装置と、を備えるエンジンに適用されるエンジン制御装置であって、
   前記排気再循環装置は、前記吸気通路に再循環される排気の通路である排気再循環通路と、同排気再循環通路の排気の流路面積を開度の変更に応じて変化させる排気再循環バルブと、を備えており、
   当該エンジン制御装置は、
   前記排気再循環バルブの開度を変更するとともに、同開度の変更前の吸気の状態量の計測値と同開度の変更後の前記吸気の状態量の計測値とに基づき前記排気再循環装置の異常の有無を診断する第１診断処理を既定の第１診断実行条件の成立に応じて実行するとともに、
   前記排気浄化フィルタに流入する排気の状態量の計測値と同排気浄化フィルタから流出した排気の状態量の計測値とに基づき同排気浄化フィルタの欠損の有無を診断する第２診断処理を既定の第２診断実行条件の成立に応じて実行するものであって、
   かつ前記第１診断処理と前記第２診断処理とを同時に実行せず、
   前記第１診断実行条件、及び前記第２診断実行条件はいずれも、前記エンジンが燃焼を停止し、かつ同エンジンの回転が維持された状態であることを成立の要件とする
   エンジン制御装置。
5. 前記排気の状態量として同排気の温度を用いる請求項１～請求項４のいずれか１項に記載のエンジン制御装置。
6. 前記第２診断処理は、前記排気浄化フィルタに流入する排気の温度の変化量と、前記排気浄化フィルタから流出する排気の温度の変化量と、の差に基づき、前記排気浄化フィルタの欠損の有無を診断する請求項５に記載のエンジン制御装置。