JP7484648B2 - 異常診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関に適用される異常診断装置に関する。

特許文献１には、フューエルカットの実行中にＥＧＲバルブを開弁させた場合のＥＧＲ流量の変化量を検出して、ＥＧＲ流量の変化量が小さい場合にはＥＧＲ装置に異常が発生していると診断する異常診断装置が開示されている。ＥＧＲ流量の変化量は、吸気圧センサの検出値に応じて推定されている。

特開２０１０－２３６５１６号公報

内燃機関の制御装置では、排気を浄化するＰＭフィルタを再生するために、フューエルカットの実行中にスロットルバルブの開度を大きくしてＰＭフィルタに空気を送り込むことがある。すなわち、フューエルカットの実行中に吸気量を増加させる場合がある。このようにフューエルカットの実行中にスロットルバルブの開度の変更によって吸気量が増加されているときには、ＥＧＲバルブを開弁させるとしても、ＥＧＲバルブを開弁させることによる吸気圧の変動が小さくなることがある。吸気圧の変動が小さく当該変動を検出しにくくなると、ＥＧＲ装置に異常が発生しているか否かを診断する精度が低下するという問題がある。

上記課題を解決するための異常診断装置は、内燃機関の運転中に燃料噴射弁からの燃料の噴射を停止させるフューエルカット制御を実行する機能を有する機関制御装置と、ＥＧＲバルブが制御されることによって排気通路を流れる排気を吸気通路に還流させるＥＧＲ装置と、前記吸気通路に配置されているスロットルバルブと、を備える内燃機関に適用される異常診断装置であって、前記吸気通路における前記スロットルバルブと燃焼室との間の圧力である吸気圧を検出する検出部と、前記フューエルカット制御の実行中に前記ＥＧＲバルブを開弁させて、前記吸気圧が前記ＥＧＲバルブを開弁させる前後において変化する変化量が判定値よりも小さい場合には前記ＥＧＲ装置に異常が発生していると診断する診断部と、前記スロットルバルブの開度に応じた値として前記判定値を設定する設定部と、を備え、前記設定部は、前記スロットルバルブの開度が大きいほど前記判定値を小さく設定し、前記スロットルバルブの開度が小さいほど前記判定値を大きく設定することをその要旨とする。

上記構成では、スロットルバルブの開度に応じた値として設定される判定値を用いてＥＧＲ装置の診断が行われる。これによって、スロットルバルブの開度が大きいためにＥＧＲバルブを開弁するよりも前の時点で吸気圧が大きくなっているような場合でも、ＥＧＲバルブを開弁することによる吸気圧の変動分の大小を判別しやすくなる。このため、ＥＧＲ装置に異常が発生しているか否かを診断する際に、診断の精度がスロットルバルブの開度の影響を受けにくくなる。すなわち、診断の精度が低下することを抑制できる。

上記異常診断装置の一例では、前記設定部は、機関回転数が大きいほど前記判定値を小さく設定し、前記機関回転数が小さいほど前記判定値を大きく設定する。
スロットルバルブの開度は、一回の吸気行程において吸入される空気の量に関係している。このため、スロットルバルブの開度と吸気圧との間には相関がある。他方、機関回転数が変動すると、単位時間当たりの吸気行程の回数が変わる。すなわち、機関回転数と吸気圧との間にも相関がある。機関回転数とスロットルバルブの開度との両者を考慮して判定値を設定する上記構成によれば、診断の精度を向上させることができる。

上記異常診断装置の一例では、前記機関制御装置は、前記フューエルカット制御の実行中に、前記スロットルバルブの開度を大きくする吸気増大処理を実行するものである。
上記構成によれば、スロットルバルブの開度が大きくされたとしても、スロットルバルブの開度を考慮した値として設定される判定値を用いて診断が行われる。このため、フューエルカット制御の実行中に吸気増大処理が実行されてスロットルバルブの開度が大きくされたとしても、診断の精度が低下することを抑制できる。

異常診断装置の一実施形態と、同異常診断装置の診断対象である内燃機関を搭載した車両と、を示す模式図。 同実施形態にかかる異常診断装置が実行する処理の流れを示すフローチャート。 同実施形態にかかる異常診断装置が設定する判定値について、機関回転数とスロットル開度との関係を示す図。 同実施形態にかかる異常診断装置が診断処理を実行する際の吸気圧の変動を示すタイミングチャート。

以下、異常診断装置の一実施形態について、図１～図４を参照して説明する。
図１は、内燃機関１０を動力源として搭載している車両を示す。車両は、第１モータジェネレータ５２および第２モータジェネレータ５４を備えていてもよい。すなわち、車両は、ハイブリッド車両でもよい。

内燃機関１０は、吸気通路１２を備えている。吸気通路１２には、スロットルバルブ１４が配置されている。吸気通路１２におけるスロットルバルブ１４よりも下流の部分には、燃料噴射弁であるポート噴射弁１６が配置されている。内燃機関１０は、吸気通路１２を通過する空気およびポート噴射弁１６から噴射される燃料が流入する燃焼室２０を備えている。内燃機関１０は、吸気バルブ１８を備えている。吸気バルブ１８が開弁することによって空気および燃料が燃焼室２０に流入する。

内燃機関１０は、燃焼室２０に燃料を直接噴射する燃料噴射弁として筒内噴射弁２２を備えている。内燃機関１０は、燃焼室２０に火花放電を生じさせる点火装置２４を備えている。燃焼室２０に流入した空気と燃料との混合気が燃焼されることによってエネルギが発生する。内燃機関１０は、燃焼によって生じたエネルギを回転エネルギとして取り出すクランク軸２６を備えている。

内燃機関１０は、燃焼された混合気を排気として排出する排気通路３０を備えている。内燃機関１０は、排気バルブ２８を備えている。排気バルブ２８が開弁することによって排気が燃焼室２０から排気通路３０に排出される。

内燃機関１０は、排気を浄化する第１浄化装置３２を備えている。内燃機関１０は、排気を浄化する第２浄化装置３４を備えている。第１浄化装置３２および第２浄化装置３４は、排気通路３０に配置されている。第２浄化装置３４は、排気通路３０における第１浄化装置３２よりも下流の部分に配置されている。第１浄化装置３２の一例は、酸素吸蔵能力を有する三元触媒である。第２浄化装置３４の一例は、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタである。フィルタとしては、三元触媒が担持されたものを採用することができる。

内燃機関１０は、排気通路３０と吸気通路１２とを接続するＥＧＲ通路３６を備えている。ＥＧＲ通路３６の一端は、排気通路３０における第１浄化装置３２よりも上流の部分に接続されている。ＥＧＲ通路３６の他端は、吸気通路１２におけるスロットルバルブ１４よりも下流の部分に接続されている。内燃機関１０は、ＥＧＲ通路３６の流路断面積を調整するＥＧＲバルブ３８を備えている。ＥＧＲ通路３６およびＥＧＲバルブ３８によって、排気通路３０の排気を吸気通路１２に還流させるＥＧＲ装置３５が構成されている。以下では、ＥＧＲ通路３６を介して排気通路３０から吸気通路１２に導入される排気の量をＥＧＲ量という。

内燃機関１０は、吸気バルブ１８を開閉させる吸気側カム軸４２を備えている。内燃機関１０は、クランク軸２６の回転動力を吸気側カム軸４２に伝達する吸気側バルブタイミング可変装置４０を備えていてもよい。吸気側バルブタイミング可変装置４０は、吸気側カム軸４２とクランク軸２６との相対的な回転位相差を変更することができる。

内燃機関１０は、排気バルブ２８を開閉させる排気側カム軸４６を備えている。内燃機関１０は、クランク軸２６の回転動力を排気側カム軸４６に伝達する排気側バルブタイミング可変装置４４を備えていてもよい。排気側バルブタイミング可変装置４４は、排気側カム軸４６とクランク軸２６との相対的な回転位相差を変更することができる。

車両は、内燃機関１０のクランク軸２６と機械的に連結されている動力分割装置５０を備えていてもよい。動力分割装置５０は、内燃機関１０、第１モータジェネレータ５２、および第２モータジェネレータ５４の動力を分割する。動力分割装置５０は、遊星歯車機構を備えている。遊星歯車機構のキャリアＣは、クランク軸２６と機械的に連結されている。遊星歯車機構のサンギアＳは、第１モータジェネレータ５２の回転軸と機械的に連結されている。遊星歯車機構のリングギアＲは、第２モータジェネレータ５４の回転軸、および車両の駆動輪５６と機械的に連結されている。

車両は、バッテリ６２、第１インバータ５８および第２インバータ６０を備えていてもよい。第１モータジェネレータ５２の端子には、第１インバータ５８を介してバッテリ６２の出力電圧が印加される。また、第２モータジェネレータ５４の端子には、第２インバータ６０を介してバッテリ６２の出力電圧が印加される。

車両は、各種センサを備えている。図１には、各種センサの一例として、スロットル開度センサ８１、エアフロメータ８２、吸気圧センサ８３およびクランク角センサ８６を示している。各種センサからの検出信号は、車両が備える制御装置１００に入力される。

車両は、制御装置１００を備えている。制御装置１００は、以下（ａ）～（ｃ）のいずれかの構成であればよい。（ａ）コンピュータプログラムに従って各種処理を実行する一つ以上のプロセッサを備える。プロセッサは、ＣＰＵ並びに、ＲＡＭおよびＲＯＭ等のメモリを含む。メモリは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。メモリすなわちコンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。（ｂ）各種処理を実行する一つ以上の専用のハードウェア回路を備える。専用のハードウェア回路は、たとえば、特定用途向け集積回路すなわちＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、または、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等である。（ｃ）各種処理の一部をコンピュータプログラムに従って実行するプロセッサと、各種処理のうち残りの処理を実行する専用のハードウェア回路と、を備える。

制御装置１００は、内燃機関１０を制御対象とする。制御装置１００は、内燃機関１０を制御するための機能部として機関制御部１０１を備えている。機関制御部１０１を備える制御装置１００は、機関制御装置に対応している。

機関制御部１０１は、内燃機関１０の制御量であるトルクおよび排気成分比率等を制御するために、スロットルバルブ１４、ポート噴射弁１６、筒内噴射弁２２、点火装置２４、ＥＧＲバルブ３８、吸気側バルブタイミング可変装置４０、および排気側バルブタイミング可変装置４４等の操作部を操作する。図１には、スロットルバルブ１４、ポート噴射弁１６、筒内噴射弁２２、点火装置２４、ＥＧＲバルブ３８、吸気側バルブタイミング可変装置４０および排気側バルブタイミング可変装置４４の各操作信号として、操作信号ＭＳ１～ＭＳ７を表示している。

機関制御部１０１は、内燃機関１０の運転中にポート噴射弁１６および筒内噴射弁２２からの燃料の噴射を停止させるフューエルカット制御を実行する。たとえば、機関制御部１０１は、車両のアクセルペダルが解放されている状態且つ、内燃機関１０の機関回転数ＮＥが規定の回転数以上である場合にフューエルカット制御を実行する。以下では、フューエルカット制御のことをＦ／Ｃ制御と記載することもある。

制御装置１００は、第１モータジェネレータ５２および第２モータジェネレータ５４を制御対象とすることもできる。制御装置１００は、第１モータジェネレータ５２および第２モータジェネレータ５４を制御するための機能部としてモータ制御部１０２を備えていてもよい。

モータ制御部１０２は、第１モータジェネレータ５２の制御量であるトルクおよび回転速度を制御するために、第１インバータ５８を操作する。モータ制御部１０２は、第２モータジェネレータ５４の制御量であるトルクおよび回転速度を制御するために、第２インバータ６０を操作する。図１には、第１インバータ５８および第２インバータ６０の各操作信号として、操作信号ＭＳ８，ＭＳ９を表示している。

モータ制御部１０２は、第１モータジェネレータ５２を電動機として機能させて内燃機関１０のクランク軸２６を回転させることができる。第１モータジェネレータ５２の駆動によってクランク軸２６を回転させる制御のことを、モータリング制御という。モータリング制御は、たとえば、点火装置２４による火花放電と、ポート噴射弁１６および筒内噴射弁２２からの燃料噴射と、を停止させた状態で実行することができる。すなわち、制御装置１００は、機関制御部１０１およびモータ制御部１０２を制御して、Ｆ／Ｃ制御の実行中にモータリング制御を実行させることができる。

制御装置１００は、機関制御部１０１を制御して、Ｆ／Ｃ制御の実行中に吸気増大処理を実行することができる。機関制御部１０１は、吸気増大処理を実行すると、スロットルバルブ１４の開度を大きくする。吸気増大処理を実行する際には、モータリング制御を実行してもよい。

吸気増大処理は、たとえば、第２浄化装置３４が備えるフィルタへの粒子状物質の堆積量が多くなった場合に実行することができる。吸気増大処理が実行されると、第１浄化装置３２および第２浄化装置３４に送り込まれる空気が増大され、フィルタに供給される酸素が増大される。この結果として、フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼によって除去することができ、フィルタを再生することができる。

吸気増大処理は、たとえば、未燃燃料が内燃機関１０のエンジンオイルに混入してエンジンオイルの希釈が進行した場合に実行することができる。未燃燃料によって希釈されているエンジンオイルからは燃料が蒸発することがある。エンジンオイルから蒸発した燃料がＦ／Ｃ制御の実行中に第１浄化装置３２または第２浄化装置３４が有する触媒に到達すると、触媒の温度が過度に上昇する要因になり得る。吸気増大処理が実行されると、第１浄化装置３２および第２浄化装置３４に送り込まれる空気が増大されるため、蒸発した燃料の濃度を薄くすることができる。これによって、エンジンオイルから燃料が蒸発しても、触媒温度の上昇を抑制することができる。また、吸気増大処理によって新たに送り込まれる空気は、温度が比較的低い。このため、空気を導入することによって内燃機関１０の温度を低下させるという効果も得られる。これによって、触媒温度の上昇を抑制することができる。また、エンジンオイルからの燃料の蒸発も抑制される。

制御装置１００は、機能部として、さらに検出部１１１、診断部１１２および設定部１１３を備えている。
検出部１１１は、スロットル開度センサ８１から入力される信号に基づいて、スロットルバルブ１４の開度を検出する。検出部１１１は、スロットルバルブ１４の開度としてスロットル開度ＴＡを算出する。検出部１１１は、エアフロメータ８２から入力される信号に基づいて、吸気通路１２を通過する空気の量を検出する。検出部１１１は、吸気通路１２を通過する空気の量として吸入空気量Ｇａを算出する。検出部１１１は、クランク角センサ８６によって得られる出力信号Ｓｃｒに基づいて、内燃機関１０の機関回転数ＮＥを算出する。

検出部１１１は、吸気圧センサ８３から入力される信号に基づいて、スロットルバルブ１４と燃焼室２０との間の吸気通路１２における圧力を検出する。検出部１１１は、吸気通路１２における圧力として吸気圧Ｐｉｎを算出する。吸気圧Ｐｉｎは、たとえばインテークマニホールド内の圧力を検出した値である。検出部１１１は、吸気圧Ｐｉｎの変化量を変化量ΔＰとして算出することができる。ここで、ＥＧＲ装置３５によって排気を還流させているときのＥＧＲ量の変化量は、変化量ΔＰから推定することができる。具体的には、ＥＧＲ量が多いほど、吸気圧Ｐｉｎが大きくなるという関係が成り立つ。検出部１１１は、こうした変化量ΔＰとＥＧＲ量との関係に基づいてＥＧＲ量を推定することもできる。

診断部１１２は、ＥＧＲ装置３５に異常が発生しているか否かを診断する。ＥＧＲ装置３５に異常が発生している状態とは、ＥＧＲバルブ３８を操作した際に、ＥＧＲバルブ３８を制御するための操作信号ＭＳ５に対応する所望のＥＧＲ量を得ることができない状態である。異常がある状態の一例は、ＥＧＲバルブ３８が固着しているためにＥＧＲバルブ３８を駆動できない状態である。ＥＧＲ装置３５を診断する処理では、ＥＧＲバルブ３８を開弁する操作に従ってＥＧＲバルブ３８が実際に開弁しているか否かが判定される。ＥＧＲ装置３５を診断する処理の詳細については後述する。

設定部１１３は、ＥＧＲ装置３５を診断する際に用いる判定値ΔＰｔｈを設定する。詳細は後述するが、設定部１１３は、機関回転数ＮＥとスロットル開度ＴＡとの関係から定まる値を判定値ΔＰｔｈとして設定する。

制御装置１００は、ＥＧＲ装置３５を診断する異常診断装置として機能する。以下、制御装置１００が異常診断装置として実行する処理について説明する。
図３は、制御装置１００が実行する処理の流れを示す。本処理ルーチンは、内燃機関１０の運転中に所定の周期毎に繰り返し実行される。

本処理ルーチンが開始されると、まずステップＳ１０１では、制御装置１００は、診断処理の実行条件が成立しているか否かを判定する。実行条件の一例について説明する。ここでは、制御装置１００は、車両が減速中であり、且つＦ／Ｃ制御を実行中である場合に診断処理の実行条件が成立していると判定する。制御装置１００は、車両が減速中ではない場合には、実行条件が成立していないと判定する。制御装置１００は、Ｆ／Ｃ制御を実行中ではない場合には、実行条件が成立していないと判定する。制御装置１００は、燃料噴射が再開されてＦ／Ｃ制御が終了されると、実行条件が成立していないと判定する。診断処理の実行条件が成立していない場合には（Ｓ１０１：ＮＯ）、制御装置１００は、本処理ルーチンを終了する。

一方、診断処理の実行条件が成立している場合には（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、制御装置１００は、処理をステップＳ１０２に移行する。ステップＳ１０２では、制御装置１００は、ＥＧＲバルブ３８の閉弁処理を機関制御部１０１に実行させる。閉弁処理が実行されることによって、ＥＧＲバルブ３８が閉弁される。制御装置１００は、閉弁処理を実行させると、処理をステップＳ１０３に移行する。閉弁処理は、ＥＧＲバルブ３８を閉弁させる操作を開始してから規定の待機時間が経過するまで待機する処理を含んでいてもよい。すなわち、制御装置１００は、ＥＧＲバルブ３８を閉弁させる操作を開始させてから待機時間が経過した後に、処理をステップＳ１０３に移行することもできる。待機時間は、ＥＧＲバルブ３８を閉弁させる操作を開始してからＥＧＲバルブ３８が駆動することによってＥＧＲ通路３６が閉じられて、ＥＧＲ量が減少するまでの応答遅れを考慮して設定するとよい。すなわち、待機時間は、応答遅れが解消するまでに要する時間である。待機時間には、実験等によって予め導出された値を設定することができる。

ステップＳ１０３では、制御装置１００は、設定部１１３に判定値ΔＰｔｈを設定させる。設定部１１３は、機関回転数ＮＥおよびスロットル開度ＴＡに基づいて判定値ΔＰｔｈを設定する。ここで、図３を用いて、判定値ΔＰｔｈについて説明する。

図３は、判定値ΔＰｔｈに関して、機関回転数ＮＥおよびスロットル開度ＴＡとの関係を示している。設定部１１３は、図３に示す関係に基づいて判定値ΔＰｔｈを設定する。たとえば、設定部１１３には、機関回転数ＮＥおよびスロットル開度ＴＡを入力として、図３に示す関係に基づいて入力の組み合わせに対応した判定値ΔＰｔｈを出力する演算マップが記憶されている。この演算マップでは、入力される機関回転数ＮＥが大きいほど、判定値ΔＰｔｈとして小さな値が出力される。入力されるスロットル開度ＴＡが大きいほど、判定値ΔＰｔｈとして小さな値が出力される。図３には、機関回転数ＮＥの大小に対応する添え字ｘとスロットル開度ＴＡの大小に対応する添え字ｙとを付して、出力値である判定値ΔＰｔｈの各値を、ａｘｙの形で表記している。演算マップには、判定値ΔＰｔｈの各値が格納されている。具体的には、最も小さいスロットル開度ＴＡに対応する判定値ΔＰｔｈとして、機関回転数ＮＥが小さいときに出力される値から順にそれぞれａ１１，ａ２１，…，ａｘ１が演算マップに格納されている。さらに、最も小さい機関回転数ＮＥに対応する判定値ΔＰｔｈとして、スロットル開度ＴＡが小さいときに出力される値から順にそれぞれａ１１，ａ１２，…，ａ１ｙが演算マップに格納されている。設定部１１３によって演算マップを用いて算出される判定値ΔＰｔｈは、スロットル開度ＴＡが大きく且つ機関回転数ＮＥが大きいときほど小さくなる。判定値ΔＰｔｈは、スロットル開度ＴＡが小さく且つ機関回転数ＮＥが小さいときほど大きくなる。

図２に戻り、ステップＳ１０３の処理において判定値ΔＰｔｈが設定されると、制御装置１００は、処理をステップＳ１０４に移行する。ステップＳ１０４では、制御装置１００は、ＥＧＲバルブ３８の開弁を機関制御部１０１に開始させる。その後、制御装置１００は、処理をステップＳ１０５に移行する。

ステップＳ１０５では、制御装置１００は、吸気圧Ｐｉｎの変化量である変化量ΔＰを取得する。制御装置１００は、検出部１１１が算出する変化量ΔＰを取得する。検出部１１１は、ステップＳ１０４の処理によってＥＧＲバルブ３８を開弁させる前後において変化する吸気圧Ｐｉｎの変化量ΔＰを算出する。変化量ΔＰは、現時点の吸気圧Ｐｉｎと、ＥＧＲバルブ３８の開弁を開始させた時点の吸気圧Ｐｉｎとの差として算出される。制御装置１００は、変化量ΔＰを取得すると、処理をステップＳ１０６に移行する。

ステップＳ１０６では、制御装置１００は、変化量ΔＰが判定値ΔＰｔｈよりも大きいか否かを診断部１１２に判定させる。変化量ΔＰが判定値ΔＰｔｈよりも大きい場合には（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、制御装置１００は、処理をステップＳ１０７に移行する。ステップＳ１０７では、診断部１１２によって、ＥＧＲ装置３５を診断した結果が異常なしとされる。診断部１１２は、診断の結果を記憶する。その後、制御装置１００は、機関制御部１０１にＥＧＲバルブ３８を閉弁させて、本処理ルーチンを終了する。

一方、変化量ΔＰが判定値ΔＰｔｈ以下である場合には（Ｓ１０６：ＮＯ）、制御装置１００は、処理をステップＳ１０８に移行する。ステップＳ１０８では、制御装置１００は、ステップＳ１０４の処理によってＥＧＲバルブ３８の開弁を開始させてから規定時間が経過したか否かを判定する。規定時間は、ＥＧＲバルブ３８を開弁させる操作を開始してからＥＧＲ量が増大して、吸気圧Ｐｉｎが大きくなるまでの応答遅れを考慮して設定されている。規定時間は、応答遅れが解消するまでに要する時間である。規定時間には、実験等によって予め導出された値を設定することができる。

規定時間が経過している場合には（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、制御装置１００は、処理をステップＳ１０９に移行する。一方、規定時間が経過していない場合には（Ｓ１０８：ＮＯ）、制御装置１００は、処理をステップＳ１０５に移行する。ステップＳ１０８からステップＳ１０５に処理を移行した場合には、制御装置１００は、新たに取得した値によって変化量ΔＰを更新する。すなわち、制御装置１００は、変化量ΔＰが判定値ΔＰｔｈ以下である場合に、規定時間が経過するまでは、ステップＳ１０５、Ｓ１０６、Ｓ１０８の処理を繰り返し実行する。

ステップＳ１０９では、診断部１１２によって、ＥＧＲ装置３５を診断した結果が異常ありとされる。診断部１１２は、診断の結果を記憶する。その後、制御装置１００は、機関制御部１０１にＥＧＲバルブ３８を閉弁させて、本処理ルーチンを終了する。

図２に示したように、診断部１１２は、フューエルカット制御の実行中にＥＧＲバルブ３８を開弁させて、ＥＧＲバルブ３８を開弁させる前後において吸気圧Ｐｉｎが変化する変化量が判定値ΔＰｔｈよりも小さい場合にはＥＧＲ装置３５に異常が発生していると診断する。図２に示す処理の流れにおいて、ステップＳ１０３～Ｓ１０９の処理の内容が、ＥＧＲ装置３５を診断する診断処理に相当する。

本実施形態の作用について説明する。
図４は、制御装置１００によってＥＧＲ装置３５の診断が行われる際に変動する吸気圧Ｐｉｎの推移を示す。図４には、ＥＧＲ装置３５に異常が発生していない状態での例を示している。図４に示す例では、図４の（ａ）に示すように、タイミングｔ１１においてＦ／Ｃ制御の実行が開始されている。図４の（ａ）では、Ｆ／Ｃ制御を実行している状態のことを「ＯＮ」と表記して、Ｆ／Ｃ制御を実行していない状態のことを「ＯＦＦ」と表記している。タイミングｔ１１以降ではＦ／Ｃ制御が継続されている。図４の（ｅ）には、ＥＧＲバルブ３８の開度をＥＧＲ開度として示している。ＥＧＲバルブ３８が閉弁されているときのＥＧＲ開度を「０」としている。ＥＧＲバルブ３８は、タイミングｔ１３よりも前の期間では閉弁されている。

図４の例では、図４の（ｂ）に示すように、タイミングｔ１２において、吸気増大処理の実行が開始されている。図４の（ｂ）では、吸気増大処理を実行している状態のことを「ＯＮ」と表記して、吸気増大処理を実行していない状態のことを「ＯＦＦ」と表記している。タイミングｔ１２以降において吸気増大処理が継続されている。

図４の（ｃ）に示すように、スロットル開度ＴＡは、タイミングｔ１２よりも前の期間では、徐々に小さくされている。タイミングｔ１２において吸気増大処理が開始されることで、スロットルバルブ１４の開度が大きくされる。このため、スロットル開度ＴＡは、タイミングｔ１２以降において大きくされている。

タイミングｔ１２において吸気増大処理が開始されてスロットル開度ＴＡが大きくされることで、吸気圧Ｐｉｎは、図４の（ｆ）に実線で示すようにタイミングｔ１２以降において増大している。

図４の（ｄ）に示すように、タイミングｔ１３よりも前の期間では、診断処理の実行条件が成立していない。タイミングｔ１３において診断処理の実行条件が成立したと判定されている。タイミングｔ１５以降では、診断処理の実行条件が成立していないと判定されている。

タイミングｔ１３において診断処理の実行条件が成立したと判定されると（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、ＥＧＲバルブ３８の閉弁処理が実行されて（Ｓ１０２）、判定値ΔＰｔｈが設定される（Ｓ１０３）。このとき、吸気増大処理が実行中であることで、判定値ΔＰｔｈは、吸気増大処理によって大きくされたスロットル開度ＴＡを参照して設定される。さらに、ＥＧＲバルブ３８の開弁が開始されることで（Ｓ１０４）、図４の（ｅ）に示すように、タイミングｔ１３以降ではＥＧＲ開度が大きくされている。

図４の（ｆ）に実線で示すように、吸気圧Ｐｉｎは、診断処理によってＥＧＲ開度が大きくされるタイミングｔ１３以降において、さらに増大している。すなわち、Ｆ／Ｃ制御の実行中にＥＧＲバルブ３８が開弁されて、吸気圧Ｐｉｎが大きくなっている。この吸気圧Ｐｉｎの変動は、ＥＧＲバルブ３８が開弁されてＥＧＲ量が増大することに伴って吸気圧Ｐｉｎが大きくなったことによる。

タイミングｔ１３以降においてＥＧＲ開度が大きくされた後では、変化量ΔＰが取得される（Ｓ１０５）。図４の（ｆ）に示す実線において、タイミングｔ１３時点での吸気圧Ｐｉｎから増加した分が変化量ΔＰに相当している。図４の（ｆ）には、タイミングｔ１４における変化量ΔＰの値を「ΔＰＡ」と表示している。「ΔＰＡ」は、タイミングｔ１３においてステップＳ１０３の処理によって設定された判定値ΔＰｔｈよりも大きい値である。すなわち、タイミングｔ１４では、変化量ΔＰが判定値ΔＰｔｈよりも大きいと判定され（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、ＥＧＲ装置３５を診断した結果が異常なしとされる（Ｓ１０７）。タイミングｔ１４以降では、図４の（ｅ）に示すようにＥＧＲバルブ３８が閉弁されて、図４の（ｆ）に示すように吸気圧Ｐｉｎが低下を開始している。

なお、タイミングｔ１３からタイミングｔ１４までの期間の長さは、規定時間よりも短い。仮に、タイミングｔ１３から規定時間が経過しても変化量ΔＰが判定値ΔＰｔｈ以下である場合には（Ｓ１０６：ＮＯ、Ｓ１０８：ＹＥＳ）、ＥＧＲ装置３５を診断した結果が異常ありとされる（Ｓ１０９）。

図４の（ｆ）には、吸気圧Ｐｉｎの推移を示す比較例を二点鎖線で表示している。この比較例は、実線で示した例とは異なり、Ｆ／Ｃ制御の実行中に吸気増大処理が開始されない場合の吸気圧Ｐｉｎを示す。二点鎖線で示す比較例では、吸気増大処理によってスロットル開度ＴＡが大きくされないことで、タイミングｔ１２を過ぎても吸気圧Ｐｉｎが増大していない。また、比較例においてもＥＧＲ装置３５には異常が発生していない。実線で示す例と同様にタイミングｔ１３からタイミングｔ１４までの期間にＥＧＲバルブ３８が開弁されており、タイミングｔ１３から吸気圧Ｐｉｎが大きくなっている。図４の（ｆ）には、比較例の場合のタイミングｔ１４における変化量ΔＰの値を「ΔＰＢ」と表示している。

図４の（ｆ）に示すように、比較例の方では、スロットルバルブ１４が開かれることがなくＥＧＲバルブ３８が開弁される時点で吸気圧Ｐｉｎが増大していない。このため、吸気圧Ｐｉｎが増大できる余裕が残っており、「ΔＰＢ」として示すように変化量ΔＰが大きくなっている。言い換えれば、実線で示す例では吸気増大処理が実行されてスロットル開度ＴＡが大きくされていることによって吸気圧Ｐｉｎが増大している分、「ΔＰＢ」と「ΔＰＡ」との差だけ変化量ΔＰが小さい。

図３に示したようなスロットル開度ＴＡと機関回転数ＮＥとの関係に基づいて判定値ΔＰｔｈを設定する制御装置１００によれば、比較例のようにスロットル開度ＴＡが小さい場合には、判定値ΔＰｔｈは、スロットル開度ＴＡが大きい場合と比較して大きな値として設定される。対して、実線で示す例のようにスロットル開度ＴＡが大きい場合には、判定値ΔＰｔｈは、スロットル開度ＴＡが小さい場合と比較して小さな値として設定される。

本実施形態の効果について説明する。
（１）制御装置１００では、スロットル開度ＴＡに応じた値として設定される判定値ΔＰｔｈを用いてＥＧＲ装置３５の診断が行われる。これによって、スロットルバルブ１４の開度が大きいためにＥＧＲバルブ３８を開弁するよりも前の時点で吸気圧Ｐｉｎが大きくなっているような場合、すなわちＥＧＲバルブ３８の開弁前後での変化量ΔＰが小さくなる場合でも、ＥＧＲバルブ３８を開弁することによる吸気圧Ｐｉｎの変動分の大小を判別しやすくなる。このため、ＥＧＲ装置３５に異常が発生しているか否かを診断する際に、診断の精度がスロットルバルブ１４の開度の影響を受けにくくなる。すなわち、診断の精度が低下することを抑制できる。

（２）スロットルバルブ１４の開度は、一回の吸気行程において吸入される空気の量に関係している。このため、スロットルバルブ１４の開度と吸気圧Ｐｉｎとの間には相関がある。他方、機関回転数ＮＥが変動すると、単位時間当たりの吸気行程の回数が変わる。すなわち、機関回転数ＮＥと吸気圧Ｐｉｎとの間にも相関がある。機関回転数ＮＥとスロットルバルブ１４の開度との両者を考慮して判定値ΔＰｔｈを設定する制御装置１００では、診断の精度を向上させることができる。

（３）制御装置１００によれば、Ｆ／Ｃ制御の実行中に吸気増大処理が実行されてスロットルバルブ１４の開度が大きくされたとしても、診断の精度が低下することを抑制できる。すなわち、Ｆ／Ｃ制御の実行中に吸気増大処理が実行される内燃機関に適用した場合でも、精度を低下させることなくＥＧＲ装置３５の診断を行うことができる。

（４）車両の一例として動力源が内燃機関のみである車両では、機関回転数とスロットルバルブの開度との間に正の相関がある。ところが、上記実施形態における車両のように内燃機関のクランク軸を回転させることのできるモータジェネレータを備えている車両では、モータリング制御の実行によっても機関回転数が制御される。こうしたモータリング制御を実行できるハイブリッド車両では、機関回転数が変動した場合に、スロットルバルブの開度が変更されたことに起因した変動であるのか、モータリング制御が行われたことに起因した変動であるのか、を切り分けることが難しいことがある。このため、仮に、吸気圧Ｐｉｎの変化量ΔＰについての判定値を機関回転数のみに関係した演算マップに基づいて設定して、診断処理を行うように構成したとすると、モータリング制御を実行できるハイブリッド車両では、ＥＧＲ装置３５を診断する精度が低下するおそれがある。

これに対して、制御装置１００では、スロットル開度ＴＡを判定値ΔＰｔｈの設定に使用している。すなわち、内燃機関１０側で制御されるパラメータであるスロットル開度ＴＡを判定値ΔＰｔｈの設定に用いることになる。このため、モータリング制御を実行できるハイブリッド車両に搭載された内燃機関を対象とした場合でも、診断の精度が低下することを抑制できる。

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、機関回転数ＮＥとスロットル開度ＴＡとの関係から定まる値を判定値ΔＰｔｈとして設定した。判定値ΔＰｔｈは、スロットル開度ＴＡと判定値ΔＰｔｈとの関係に基づいて設定してもよい。

・上記実施形態では、Ｆ／Ｃ制御および吸気増大処理を実行中に診断処理を行う例を示したが、診断処理を実行する際に吸気増大処理が実行中であることは必須の要件ではない。ＥＧＲ装置３５を診断する診断処理は、Ｆ／Ｃ制御の実行中にスロットルバルブ１４を開く制御が行われていない場合であっても実行することができる。

・上記実施形態に示した内燃機関１０の構成は一例である。燃焼室２０の数、および、燃料噴射弁を取り付ける位置等は、図１に例示したものに限らない。
・上記実施形態に示した車両の構成は一例である。車両が備えるハイブリッドシステムの構成は、図１に例示したものに限らない。また、車両は、外部からバッテリを充電できるプラグインハイブリッド車両でもよい。制御装置１００によって構成する異常診断装置は、内燃機関のクランク軸へトルクを入力することができるモータジェネレータを備えるハイブリッド車両に搭載された内燃機関に適用することによって、上記実施形態における（４）に記載した効果と同様の効果を奏することができる。

・上記実施形態では、機関制御部１０１を備える制御装置１００が、ＥＧＲ装置３５を診断する異常診断装置として機能する例を示した。これに限らず、機関制御部１０１を備える制御装置１００とは別の制御装置が異常診断装置として機能するように構成してもよい。たとえば、制御装置１００とは別の制御装置に、検出部１１１、診断部１１２および設定部１１３のうち一つ以上の機能部に相当する機能が備わっていてもよい。

１０…内燃機関
１２…吸気通路
１４…スロットルバルブ
１６…ポート噴射弁
２０…燃焼室
２２…筒内噴射弁
２６…クランク軸
３０…排気通路
３２…第１浄化装置
３４…第２浄化装置
３５…ＥＧＲ装置
３６…ＥＧＲ通路
３８…ＥＧＲバルブ
５２…第１モータジェネレータ
５４…第２モータジェネレータ
８１…スロットル開度センサ
８２…エアフロメータ
８３…吸気圧センサ
８６…クランク角センサ
１００…制御装置
１０１…機関制御部
１０２…モータ制御部
１１１…検出部
１１２…診断部
１１３…設定部

Claims (3)

1. 内燃機関の運転中に燃料噴射弁からの燃料の噴射を停止させるフューエルカット制御を実行する機能を有する機関制御装置と、
   ＥＧＲバルブが制御されることによって排気通路を流れる排気を吸気通路に還流させるＥＧＲ装置と、
   前記吸気通路に配置されているスロットルバルブと、を備える内燃機関に適用される異常診断装置であって、
   前記吸気通路における前記スロットルバルブと燃焼室との間の圧力である吸気圧を検出する検出部と、
   前記フューエルカット制御の実行中に前記ＥＧＲバルブを開弁させて、前記吸気圧が前記ＥＧＲバルブを開弁させる前後において変化する変化量が判定値よりも小さい場合には前記ＥＧＲ装置に異常が発生していると診断する診断部と、
   前記スロットルバルブの開度に応じた値として前記判定値を設定する設定部と、を備え、
   前記設定部は、前記スロットルバルブの開度が大きいほど前記判定値を小さく設定し、前記スロットルバルブの開度が小さいほど前記判定値を大きく設定する
   異常診断装置。
2. 前記設定部は、機関回転数が大きいほど前記判定値を小さく設定し、前記機関回転数が小さいほど前記判定値を大きく設定する
   請求項１に記載の異常診断装置。
3. 前記機関制御装置は、前記フューエルカット制御の実行中に、前記スロットルバルブの開度を大きくする吸気増大処理を実行するものである
   請求項１または２に記載の異常診断装置。