JPH08334014A

JPH08334014A - 排気浄化装置の診断装置

Info

Publication number: JPH08334014A
Application number: JP13951295A
Authority: JP
Inventors: Shigeaki Kakizaki; 成章柿▲ざき▼; 幸大 ▲よし▼沢; Yukihiro Yoshizawa; Shunichi Shiino; 俊一椎野
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1995-06-06
Filing date: 1995-06-06
Publication date: 1996-12-17
Anticipated expiration: 2019-08-04
Also published as: JP3550799B2

Abstract

(57)【要約】【目的】切換バルブの漏れ診断を可能とする。【構成】排気管３１に位置して触媒３２を、この触媒
３２をバイパスして排気を流すバイパス通路３３をそれ
ぞれ設け、またバイパス通路３３と触媒３２側通路とを
切換可能なバルブ３４を設けている。この場合に、バイ
パス通路３３の全開状態から全閉状態へと切換バルブ３
４を切換手段３６が切換え、このバルブ切換後の吸入負
圧検出値の低下に基づいて切換バルブ３４に漏れがある
かどうかを判定手段３７が判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はエンジンの排気浄化装
置の診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの排気通路を分岐してその一方
の主通路にＮＯｘ浄化用触媒を設けるとともに、主通路
とバイパス通路の分岐部に設けた通路切換バルブによ
り、排気温度が低いときにはＮＯｘ浄化用触媒の側に排
気を流し、排気温度が高くなるとＮＯｘ浄化用触媒の熱
劣化を防ぐために排気をバイパス通路の側に流すように
した排気浄化装置がある。

【０００３】このものでは、切換バルブに排気中の未燃
焼ガスやカーボン等が付着することによって、あるいは
バルブの機械的、電気的な故障により、ＮＯｘ浄化用触
媒およびバイパス通路の双方に排気を流すような中間開
度でバルブが固着してしまうと、ＮＯｘ浄化用触媒に高
温の排気が流れて触媒の早期劣化を招き、また空燃比が
リーン側に制御されているときに排気の一部がバイパス
通路に流れてＮＯｘ成分の浄化が不十分になる。

【０００４】そこで、切換バルブの開度を検出するセン
サーを設けておき、該開度センサーによって検出される
バルブ開度とバルブ制御手段によって設定されるバルブ
開度との比較により、両開度が不一致のときに通路切換
バルブが中間開度のような特定の開度で固着したと診断
している（特開平５−３４０２３８）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、バルブ故障
の中には、弁体の熱変形や摩耗による開口面積の変化に
起因してバルブの漏れ量が多くなる場合があり、排気が
高温のためＮＯｘ浄化用触媒の側を全閉としている場合
に漏れ量が多いときは、触媒が高温の排気にさらされ劣
化が急速に進んでしまうおそれがある。反対に排気の低
温域でバイパス通路を全閉としている場合に漏れ量が大
きいと、ＮＯｘの浄化率が悪くなるおそれもある。

【０００６】しかしながら、従来装置にあっては、切換
バルブの開度を検出することによって、バルブ固着を診
断する構成であるため、弁体の熱変形や摩耗による開口
面積の変化に起因してバルブの漏れ量が多くなっている
ような場合について診断することができない。

【０００７】そこでこの発明は、切換バルブの漏れ診断
を可能とすることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、図１０に
示すように、排気管３１に位置する触媒３２と、この触
媒３２をバイパスして排気を流すバイパス通路３３と、
このバイパス通路３３と前記触媒３２側通路とを切換可
能なバルブ３４と、吸入負圧（スロットルバルブ下流の
吸気管負圧のこと）を検出する手段３５と、前記バイパ
ス通路３３の全開状態から全閉状態へと前記切換バルブ
３４を切換える手段３６と、このバルブ切換後の前記吸
入負圧検出値の低下に基づいて前記切換バルブに漏れが
あるかどうかを判定する手段３７とを設けた。

【０００９】第２の発明は、第１の発明において、定常
時に前記漏れがあるかどうかの判定を行う。

【００１０】第３の発明では、第１または第２の発明に
おいて、前記バルブ漏れ判定手段が、前記バルブ切換前
後での前記吸入負圧検出値の減少量をサンプリングする
手段と、この吸入負圧検出値の減少量に応じて前記切換
バルブの漏れ量を推定する手段と、この漏れ量と判定し
きい値との比較により漏れ量が判定しきい値を超えた場
合に漏れ故障があると判定する手段とからなる。

【００１１】第４の発明では、第３の発明において、前
記バルブ切換のタイミングより所定の遅れ時間後にバル
ブ切換後の前記吸入負圧検出値をサンプリングする。

【００１２】第５の発明では、第１または第２の発明に
おいて、前記バイパス通路の分岐部上流の排気の一部を
吸気管に導入するＥＧＲバルブの開度をエンジン運転状
態に応じて調整することによってＥＧＲ制御を行う場合
に、前記ＥＧＲバルブ開度が一定となる運転状態で前記
漏れがあるかどうかの判定を行う。

【００１３】第６の発明では、第３または第４の発明に
おいて、前記バイパス通路の分岐部上流の排気の一部を
吸気管に導入するＥＧＲバルブの開度をエンジン運転状
態に応じて調整することによってＥＧＲ制御を行う場合
に、前記ＥＧＲバルブ開度が一定となる運転状態で前記
漏れがあるかどうかの判定を行う。

【００１４】第７の発明では、第５の発明において、前
記バルブ漏れ判定手段が、前記バルブ切換前後での前記
吸入負圧検出値の減少量をサンプリングする手段と、こ
の吸入負圧検出値の減少量と前記ＥＧＲバルブ開度とに
応じて前記切換バルブの漏れ量を推定する手段と、この
漏れ量と判定しきい値との比較により漏れ量が判定しき
い値を超えた場合に漏れがあると判定する手段とからな
る。

【００１５】第８の発明では、第７の発明において、前
記バルブ切換のタイミングより所定の遅れ時間後にバル
ブ切換後の前記吸入負圧検出値をサンプリングする。

【００１６】

【作用】弁体の熱変形や摩耗による開口面積の変化に起
因して切換バルブの漏れ量が多くなる場合があり、排気
が高温のため触媒側通路を全閉としている場合に漏れ量
が多いときは、触媒が高温の排気にさらされ劣化が急速
に進み、この反対に排気の低温域でバイパス通路を全閉
としている場合に漏れ量が大きいと、漏れによってバイ
パス通路を流れる排気が浄化されない。この場合に、従
来装置にあっては、切換バルブの開度を検出することに
よってバルブ固着を診断する構成であるため、弁体の熱
変形や摩耗による開口面積の変化に起因してバルブの漏
れ量が多くなっているような場合について診断すること
ができない。

【００１７】このとき、第１の発明では、バイパス通路
の全開状態から全閉状態へと切換バルブを切換え、この
切換後の吸入負圧検出値の低下に基づいて切換バルブに
漏れがあるがあるかどうかを判定する。バイパス通路の
全開状態から全閉状態へのバルブ切換により、触媒担体
による抵抗分だけ排圧が上昇して吸入負圧が低下し、バ
ルブ漏れ量が多くなるほどその吸入負圧の低下量が小さ
くなるので、バルブ切換後の吸入負圧が判定しきい値を
超えて低下しない場合に切換バルブに漏れがあると判断
でき、これによって弁体の熱変形や摩耗による開口面積
の変化に起因してバルブの漏れ量が多くなっているよう
な場合を診断することができるのである。

【００１８】第２の発明では、定常時に漏れがあるかど
うかの判定を行うので、故障診断が安定する。

【００１９】第３の発明では、バルブ切換前後の吸入負
圧検出値の減少量に応じて切換バルブの漏れ量を推定す
るので、漏れがあるかどうかの判定精度がよくなる。

【００２０】吸入負圧検出手段自体には応答遅れがある
ので、バルブ切換のタイミングより所定のディレイ時間
を待たずにバルブ切換後の吸入負圧検出値をサンプリン
グしたのでは、正確な吸入負圧の低下を検出することが
できないが、第４の発明では、バルブ切換のタイミング
より所定のディレイ時間後にバルブ切換後の吸入負圧検
出値をサンプリングするので、正確な吸入負圧の低下を
検出できる。

【００２１】ＥＧＲ制御を行う場合にはＥＧＲバルブ開
度の変化の影響を受けて吸入負圧が変化してしまうの
で、ＥＧＲバルブ開度が変化する運転状態においてまで
漏れがあるかどうかの判定を行ったのでは、判定精度が
低下することになるが、第５と第６の発明では、ＥＧＲ
バルブ開度が一定となる運転条件においてだけ漏れがあ
るかどうかの判定を行うので、ＥＧＲ制御の影響を受け
て判定精度が低下することがない。

【００２２】第７の発明では、バルブ切換前後の吸入負
圧検出値の減少量に加えてＥＧＲバルブ開度に応じても
切換バルブの漏れ量を推定するので、ＥＧＲ制御を行っ
ている場合における判定精度がよくなる。

【００２３】ＥＧＲ制御を行う場合には、吸入負圧検出
手段自体の応答遅れのほか、切換バルブの切換直後には
排圧変化によるＥＧＲ流量の増減が吸気管容積による一
次遅れによりなまされ、吸入負圧に反映されるのが遅れ
るので、バルブ切換のタイミングより所定のディレイ時
間を待たずにバルブ切換後の吸入負圧検出値をサンプリ
ングしたのでは、正確な吸入負圧の低下を検出すること
ができないが、第８の発明では、バルブ切換のタイミン
グより所定のディレイ時間後にバルブ切換後の吸入負圧
検出値をサンプリングするので、ＥＧＲ制御を行ってい
る場合においても、正確な吸入負圧の低下を検出でき
る。

【００２４】

【実施例】図１において、排気マニフォールド１集合部
と吸気側のコレクター部２を連通するＥＧＲ通路３にＥ
ＧＲバルブ４が設けられている。ステップモーター（ア
クチュエーター）４Ａにより駆動されるＥＧＲバルブ４
では、コントロールユニット２１からのステップ数に応
じてステップモーター４Ａが回転すると、このモーター
回転が、ねじ機構（図示しない）により直線運動に変換
され、バルブ４Ｂが開方向に駆動される。バルブ４Ｂの
開方向駆動量（つまりＥＧＲバルブ開度）がステップモ
ーター４Ａに与えるステップ数により制御されるわけで
ある。

【００２５】コンピューターからなるコントロールユニ
ット２１には、エアフローメーター２２、クランク角度
の単位角度ごとの信号と基準位置信号（Ｒｅｆ信号）と
を出力するクランク角センサー２３、エンジンの冷却水
温Ｔｗを検出するセンサー２４、スロットル開度センサ
ー２５からの信号などが入力され、コントロールユニッ
ト２１ではエンジンの回転数と負荷に応じた燃料噴射量
をエンジン回転に同期して噴射弁５から供給することで
空燃比制御を行うとともに、エンジンの回転数と負荷か
らＥＧＲバルブ４の目標開度を演算し、これをパルス信
号に変換してステップモーター４Ａに出力する。

【００２６】一方、排気マニホールド１に接続される排
気管１１は排気マニホールド１のすぐ下流で主通路１１
Ａとバイパス通路１１Ｂに分岐され、主通路１１Ａに三
元触媒からなるサブ触媒１３が介装され、サブ触媒１３
上流の主通路１１Ａとバイパス通路１１Ｂの排気流れを
切換えるためのバルブ１４が設けられる。

【００２７】この切換バルブ１４はコントロールユニッ
ト２１からの信号により駆動される。バルブアクチュエ
ーター１４Ａとバタフライ状の弁体１４Ｂ、１４Ｃから
なる切換バルブ１４では、バルブアクチュエーター１４
Ａへの出力がＯＦＦ状態のとき弁体１４Ｂによりバイパ
ス通路１１Ｂが全開にかつ弁体１４Ｃにより主通路１１
Ａが全閉にされているが、バルブアクチュエーター１４
Ａへの出力がＯＦＦからＯＮに切換わると、弁体１４Ｂ
によりバイパス通路１１Ｂが全閉とされかつ弁体１４Ｃ
により主通路１１Ａが全開にされる。なお、切換バルブ
１４は主通路１１Ａとバイパス通路１１Ｂの分岐部また
は合流部に設けることもできる。１２は三元触媒である
メイン触媒である。

【００２８】コントロールユニット２１では、バイパス
通路と主通路の分岐部上流でＥＧＲ通路の合流部下流に
設けた温度センサー２６からの信号に基づいて排気が比
較的低温のときサブ触媒１３に排気を導入するため、バ
ルブアクチュエーター１４ＡにＯＮ信号を出力し、排気
が極めて高温となる高回転高負荷条件になると、バルブ
アクチュエーター１４Ａへの出力をＯＮからＯＦＦに切
換え、これによって、主通路１１Ａへの排気流れを遮断
（バイパス通路１１Ｂは全開状態）し、サブ触媒１３の
熱劣化を防止する。

【００２９】なお、ＥＧＲ領域かつ定常時であれば、切
換バルブ１４についての自己診断処理（後述する）によ
り、バイパス通路１１Ｂが全開状態から全閉状態となる
ようにバルブの切換を行い、このバルブ切換前後での吸
入負圧の減少量を計測するのであるが、この自己診断処
理中は、サブ触媒１３についての上記劣化防止処理を禁
止する（つまりバイパス通路１１Ｂを全開状態にするた
めバルブ１４を切換えない）。ＥＧＲ領域かつ定常時で
あり、同時に高回転高負荷条件でもある場合には、自己
診断処理のためバイパス通路１１Ｂが全閉状態に切換え
られた後でサブ触媒の劣化防止処理によりバイパス通路
１１Ｂが全開状態に戻されたのでは、自己診断処理を行
うことができなくなるからである。

【００３０】ただし、自己診断には吸入負圧の変化を計
測するわずかな時間があれば足りるので、このわずかな
時間、サブ触媒１３の劣化防止のためバルブ１４の切換
を禁止するのであれば、サブ触媒１３の劣化はほとんど
進行しないと考えられる。

【００３１】さて、切換バルブ１４の故障の中には、弁
体１４Ｂ、１４Ｃの熱変形や摩耗による開口面積の変化
に起因してバルブの漏れ量が多くなる場合があり、排気
が高温のため主通路１１Ａを全閉としている場合に漏れ
量が多いときは、触媒１３が高温の排気にさらされて劣
化が急速に進むし、この反対に排気の低温域でバイパス
通路１１Ｂを全閉としている場合に漏れ量が大きいと、
触媒１３を流れることなく排気の一部が排出されて浄化
率が悪くなる。

【００３２】しかしながら、従来装置のように、切換バ
ルブの開度を検出することによって、バルブ固着を診断
する構成であるのでは、弁体の熱変形や摩耗による開口
面積の変化に起因してバルブの漏れ量が多くなっている
ような場合について診断することができない。

【００３３】これに対処するため、本発明では、次のよ
うにして切換バルブ１４の漏れ故障の診断を行う。バイ
パス通路１１Ｂを全閉にして触媒１３に排気が流れてい
る状態では、その逆に主通路１１Ａを全閉にしてバイパ
ス通路１１Ｂを排気が流れる状態と比べて、触媒１３担
体による抵抗分だけ排圧が上昇し、その影響を受けて吸
入負圧（スロットルバルブ下流の吸気管負圧のこと）が
減少する（大気圧に近づく）。この場合に、吸入負圧の
減少量は切換バルブの漏れ量が多くなるほど小さくなる
ので、コレクター部２に吸入負圧センサー２７（図１参
照）を設けておくことで、バルブ切換前後の吸入負圧の
減少を検出することができ、この吸入負圧の減少に基づ
いて切換バルブに漏れ故障が生じたかどうかを診断する
ことができる。

【００３４】詳細には、切換バルブに漏れのない場合に
バイパス通路が全開状態から全閉状態となるようにバル
ブを切換えると、そのバルブ切換前後で吸入負圧センサ
ー出力が大きく変化する（図２中段の実線参照）のに対
して、切換バルブに多くの漏れが生じているときの吸入
負圧センサー出力の変化は小さなものとなる（図２中段
の一点鎖線参照）ので、図示の位置に故障判定しきい値
を設けておけば、この判定しきい値とバルブ切換後の吸
入負圧センサー出力との比較により吸入負圧センサー出
力が判定しきい値を超えない場合に切換バルブに漏れ故
障が生じていると判断できるわけである。なお、図２は
定常時のもので、故障検出判定領域においては、ＥＧＲ
バルブ開度が一定となっている。

【００３５】コントロールユニット２１で実行されるこ
の制御の内容を、以下のフローチャートにしたがって説
明する。

【００３６】図３のフローチャートは自己診断条件を判
定するためのもので、１０ｍｓｅｃ周期で実行する。

【００３７】まずステップ１、２で冷却水温Ｔｗとアイ
ドルスイッチを読み込み、ＴｗがＥＧＲ許可水温を超え
ておりかつアイドルスイッチがＯＦＦの条件であればＥ
ＧＲ領域（ＥＧＲを行う領域）であると判断し、ステッ
プ４以降に進む。

【００３８】ステップ４ではエンジン回転数Ｎｅとエン
ジン負荷としての基本噴射パルス幅Ｔｐを読み込み、こ
れらＮｅ、Ｔｐの１０ｍｓｅｃ当たりの時間微分値をそ
れぞれ回転微分値ΔＮｅ（＝Ｎｅ−Ｎｅｏ）、負荷微分
値ΔＴｐ（＝Ｔｐ−Ｔｐｏ）として演算する。ここで、
ＮｅｏとＴｐｏはそれぞれＮｅ、Ｔｐの前回値を入れる
メモリーである。ステップ５ではまた、次回の微分処理
に備えて最新のＮｅ、ＴｐをそれぞれＮｅｏ、Ｔｐｏに
移して保存する。

【００３９】ステップ６では各微分値ΔＮｅ、ΔＴｐと
これらに対応する定常判定しきい値ＳＮＥＳＨ、ＳＴＰ
ＳＨとを比較し、ΔＮｅ≦ＳＮＥＳＨかつΔＴｐ≦ＳＴ
ＰＳＨであれば定常時であると判断して、自己診断開始
許可フラグＦＬＧＢＰＣを“１”にセットする。また、
定常時でないときや定常時でなくなったときはステップ
６からステップ１０に進んで自己診断開始許可フラグを
“０”にリセットする。

【００４０】ステップ８ではＮｅ、Ｔｐより図４を内容
とするマップを検索することによりＥＧＲバルブ４の目
標開度を求め、この目標開度をステップ９においてＳＴ
Ａにストアして今回のルーチンを終了する。ＳＴＡは目
標開度を入れるメモリーである。目標開度は冷却水温Ｔ
ｗにより補正することもできる。

【００４１】一方、ＥＧＲ領域でないとき（つまりステ
ップ２で冷却水温ＴｗがＥＧＲ許可水温以下であると
き、ステップ３でアイドルスイッチがＯＮのとき）や途
中からＥＧＲ領域でなくなったときは、ステップ１１に
おいて自己診断開始許可フラグＦＬＧＢＰＣを“０”に
リセットする。ステップ１２、９ではＥＧＲカット時の
目標開度を読み込み、これを目標開度ＳＴＡとしてスト
アする。

【００４２】なお、ステップモーター駆動の流量制御バ
ルブでは、モーターの絶対位置を決定するためのストッ
パー位置と弁体が弁座に着座する位置（全閉位置）とが
あるのが一般的（モーターは弁体と弁座が着座状態のま
ま全閉位置からストッパー位置まで駆動することができ
る）であるため、ＥＧＲカット時の目標開度というの
は、全閉を確保しつつストッパーに当たらない位置のこ
とであり、弁体が弁座に着座する位置のことではない。

【００４３】図５のフローチャートは自己診断処理を行
うためのもので、４ｍｓｅｃごとに実行する。

【００４４】まずはじめにステップ２１において自己診
断終了フラグＦＬＧＢＰＥＮＤをみる。ここで、自己診
断終了フラグＦＬＧＢＰＥＮＤはエンジン始動時に
“１”にセットされているため、今回の運転当初は、ス
テップ２１からステップ２２に進み、自己診断開始許可
フラグＦＬＧＢＰＣをみる。

【００４５】前述した図３のフローチャートにおいて自
己診断開始許可フラグＦＬＧＢＰＣが“１”にセットさ
れる前は、ステップ２２からステップ２３以降に進む。

【００４６】ステップ２３〜３０は自己診断を行う際の
前処理である。まず、ステップ２３では、切換バルブ状
態フラグＦＬＧＢＰＯＰをみる。

【００４７】ここで、切換バルブ状態フラグＦＬＧＢＰ
ＯＰは、ＦＬＧＢＰＯＰ＝１：バイパス通路側が全閉状態ＦＬＧＢＰＯＰ＝０：バイパス通路側が全開状態を表すようにしているので、ＦＬＧＢＰＯＰ＝１のとき
は、ステップ２４において切換バルブへの出力をＯＮか
らＯＦＦに切換えてバイパス通路１１Ｂを全開にし、切
換バルブ状態フラグＦＬＧＢＰＯＰをステップ２５にお
いて“０”にリセットする。

【００４８】ステップ２６ではディレイタイマーＴＭＢ
ＰＣに初期値の０を入れる。ディレイタイマーは切換バ
ルブへの出力をＯＦＦからＯＮに切換えたタイミングか
らの経過時間を計測するためのものである。

【００４９】ステップ２７ではＥＧＲバルブへの駆動出
力処理を行い（つまり目標開度となるようにＥＧＲバル
ブ４を駆動する）、こうして駆動されたＥＧＲバルブ開
度をステップ２８においてＳＭＯＮに入れることでＥＧ
Ｒバルブ開度を更新する。

【００５０】ステップ２９、３０では吸入負圧センサー
出力を入力し、これをＰｉｎｏとして保存した後に今回
の処理を終了する。このときＰｉｎｏにはバイパス通路
が全開状態での吸入負圧センサー出力が入る。

【００５１】次回以降もＦＬＧＢＰＣ＝０であればステ
ップ２３からステップ２４、２５を飛ばしてステップ２
６以降に進んで、自己診断の前処理を繰り返す。

【００５２】なお、途中でＥＧＲ領域や定常時でなくな
ったときも、ステップ２２からステップ２３以降に流れ
ることになり、このときも、前述の処理を繰り返す。

【００５３】一方、図３のフローチャートにおいて自己
診断開始許可フラグＦＬＧＢＰＣが“１”にセットされ
たときは、図５のステップ２２からステップ３１に進
み、切換バルブ状態フラグＦＬＧＢＰＯＰをみる。前述
のように、ステップ２４、２５を経過した後では、ＦＬ
ＧＢＰＯＰ＝０（バイパス通路が全開）となっているの
で、ステップ３２に進み、自己診断の開始のため切換バ
ルブへの出力をＯＦＦからＯＮに切換えてバイパス通路
を全閉にし、切換バルブ状態フラグＦＬＧＢＰＯＰをス
テップ３３において“１”にセットする。

【００５４】ステップ３４ではディレイタイマーＴＭＢ
ＰＣと吸入負圧センサー遅れ時間ＢＰＪＤＳＨを比較す
る。自己診断開始のため初めてステップ３４に進んだと
きはＴＭＢＰＣ＜ＢＰＪＤＳＨであるため、ステップ３
５に流れ、ディレイタイマーＴＭＢＰＣをインクリメン
トして今回の処理を終了する。

【００５５】ＦＬＧＢＰＣ＝１の条件が続く限り、ステ
ップ３１からステップ３２、３３を飛ばして、ステップ
３４、３５へと流れることになり、ディレイタイマーＴ
ＭＢＰＣが増加してゆき、やがてＴＭＢＰＣ＞ＢＰＪＤ
ＳＨとなれば過渡応答終了とみなし、ステップ３６以降
に進む。

【００５６】ここで、吸入負圧センサー遅れ時間ＢＰＪ
ＤＳＨだけ待ってステップ３６以降に進ませるのは、吸
入負圧センサー自体に応答遅れがあり、さらに切換バル
ブの切換直後には排圧変化によるＥＧＲ流量の増減がコ
レクター容積による一次遅れによりなまされ、吸入負圧
に反映されるのが遅れるので（図２中段参照）、正確に
吸入負圧の低下を検出するためには、ＴＭＢＰＣ≦ＢＰ
ＪＤＳＨである場合を過渡応答中であると判断する必要
があるからである。

【００５７】ステップ３６では、吸入負圧センサー出力
Ｐｉｎを入力する。このときのＰｉｎは、ステップ２９
でのＰｉｎと相違して、バイパス通路が全閉状態での吸
入負圧センサー出力である。このＰｉｎと前回値Ｐｉｎ
ｏとの差の絶対値ΔＰｉｎをステップ３７において計算
し、このΔＰｉｎとＥＧＲバルブ開度ＳＭＯＮとからス
テップ３８において、図６を内容とするマップを検索し
て、切換バルブの漏れ量ＢＰＬＫを求める。図６に示し
たように、ＢＰＬＫの値は、ＳＭＯＮが一定であればΔ
Ｐｉｎが大きいほど小さくなり（漏れ量はほぼΔＰｉｎ
の平方根に比例する）、またΔＰｉｎが一定であればＳ
ＭＯＮに比例して大きくなる。こうした特性における具
体的数値は、エンジン機種、切換バルブの容量などが相
違すると異なってくるので、予め設定しておく。なお、
図６は管路抵抗の増大分も考慮した特性である。

【００５８】ステップ３９では切換バルブの漏れ量ＢＰ
ＬＫと故障判定しきい値ＢＰＯＵＴＳＨを比較し、ＢＰ
ＬＫ≧ＢＰＯＵＴＳＨであれば、切換バルブに漏れが生
じていると判断し、ステップ４０に進んで故障警報を出
力し、ＢＰＬＫ＜ＢＰＯＵＴＳＨであるときはステップ
３３で故障警報解除の出力をする（つまり故障警報をし
ない）。

【００５９】ステップ４２、４３、４４は後処理であ
る。ステップ４２では自己診断処理を終了するため、切
換バルブへの出力をＯＮからＯＦＦに切換えてバイパス
通路を全開にし、切換バルブ状態フラグＦＬＧＢＰＯＰ
をステップ４３において“０”にリセットする。さら
に、一回の自己診断開始判定に対して複数回の診断を行
うことを禁止するため、自己診断終了フラグＦＬＧＢＰ
ＥＮＤを“０”にリセットして今回の処理を終了する。

【００６０】このＦＬＧＢＰＥＮＤの“０”へのリセッ
トにより次からは、図５のステップ２１よりステップ２
６以降へ飛ぶことになる。すでに今回のエンジン定常状
態での自己診断が終了しているときは、その後に自己診
断開始許可フラグＦＬＧＢＰＣが“１”にセットされる
ことがあっても、ステップ３１以降に進むことはないの
である。

【００６１】なお、ＦＬＧＢＰＥＮＤの“０”へのリセ
ット後（自己診断の終了後）も、ステップ２６以降に進
ませるようにしているのは次の理由からである。バルブ
１４についての自己診断とＥＧＲバルブ４の駆動とは同
期をとりながら行う必要があるため、同じ４ｍｓルーチ
ンに存在する。しかしながら、ＥＧＲバルブを駆動して
のＥＧＲ制御は自己診断領域以外でも行わなければなら
ない。したがって、自己診断の終了によって、ステップ
２６〜３０をキャンセルしたのでは、自己診断の終了後
にＥＧＲバルブの駆動を行うことができなくなるからで
ある。

【００６２】このように、本発明ではＥＧＲ領域かつ定
常時を診断条件とすることで、ＥＧＲバルブ開度が一定
となり、ＥＧＲバルブ開度が一定の状態でバイパス通路
が全開状態から全閉状態になるようにバルブの切換を行
い、このバルブ切換前後での吸入負圧の減少量ΔＰｉｎ
をサンプリングし、その減少量ΔＰｉｎとそのときのＥ
ＧＲバルブ開度ＳＭＯＮとに応じてバルブの漏れ量ＢＰ
ＬＫを推定し、この漏れ量ＢＰＬＫが判定しきい値ＢＰ
ＯＵＴＳＨ以上となった場合に漏れがあると判定するこ
とで、弁体の熱変形や摩耗による開口面積の変化に起因
して切換バルブの漏れ量が多くなっているような場合を
診断することができる。

【００６３】また、一般的に開度センサーは高温下での
使用に適さないため高温に晒される切換バルブへの取り
付けが難しく、また摺動による特性変化を無視できない
が、本発明において設けられる吸入負圧センサーの特性
劣化は極めて少ないので、信頼のおける診断結果を得る
ことができる。

【００６４】図７と図９のフローチャートは第２実施例
で、それぞれ図３と図５に対応する。図３、図５と相違
するのは、次の２点である。

【００６５】ＥＧＲ制御の部分（図３のステップ８、
９、１２、図５のステップ２７）がない。ただし、第２
実施例ではＥＧＲ制御を行わないというのではなく、た
とえばＥＧＲバルブがいわゆるＢＰＴ（ＢａｃｋＰｒ
ｅｓｓｕｒｅＴｒａｎｓｄｕｃｅｒ）バルブにより駆
動されるようになっている。このＥＧＲ制御システム
は、排圧コントロール方式と呼ばれ、ＥＧＲ量が吸入空
気量に比例する形で与えられるものである。また、ＥＧ
Ｒバルブ開度を検出するセンサーを設けており、このセ
ンサー信号を入力してＳＭＯＮの更新を行う（図９のス
テップ２８）。

【００６６】なお、エアフローメーターにより検出され
る吸入空気量ＱａからＥＧＲバルブ開度を推定すること
で、ＥＧＲバルブ開度を検出するセンサーを省略するこ
とが可能である。広範囲で概略一定のＥＧＲ率を設定
（限界設定といわれる）した場合には、ＥＧＲバルブ開
度が吸入空気量にほぼ比例するため、ＳＭＯＮをＳＭＯＮ＝Ｑａ×ｋただし、ｋ：比例定数の式によって与えればよいわけである。

【００６７】図７においてステップ１５、１６が新た
に加わっている。詳細には、ステップ１５、１６におい
てＮｅ，Ｔｐから図８を内容とするＥＧＲ一定領域マッ
プを検索してその結果をＦＥＮＢＰに入れ、ＦＥＮＢＰ
に入った値が“１”である場合はステップ７で自己診断
開始許可フラグＦＬＧＢＰＣを“１”にセットし、ＦＥ
ＮＢＰに入った値が“０”であるときはステップ１０で
自己診断開始許可フラグＦＬＧＢＰＣを“０”にリセッ
トする。図８に示すように、ＥＧＲ一定領域マップでは
全運転域を３０個の少領域に分割し、ＥＧＲバルブ開度
が全開に貼りつく状態などＥＧＲバルブ開度の変化量が
極めて小さい領域に対しては“１”を、そうでない領域
には“０”を設定しており、定常時であることに加え
て、ＥＧＲバルブ開度の変化量が小さい領域（つまりＥ
ＧＲバルブ開度がほぼ一定となる領域）であることをも
自己診断条件としているわけである。

【００６８】第２実施例では、ＥＧＲバルブ開度がほぼ
一定となる領域において切換バルブの漏れ故障を診断す
るようにしているので、ＥＧＲバルブの駆動方式によら
ないことになり、機械式のＥＧＲ制御システム（たとえ
ば排圧コントロール方式や負圧コントロール方式）にお
いても、切換バルブの漏れ診断を行うことができる。実
施例ではサブ触媒が三元触媒の場合で説明したが、従来
例のようにＮＯｘ浄化用触媒であってもかまわないこと
はいうまでもない。

【００６９】

【発明の効果】第１の発明では、弁体の熱変形や摩耗に
よる開口面積の変化に起因してバルブの漏れ量が多くな
っているような場合を診断することができる。

【００７０】第２の発明では、漏れがあるかどうかの判
定が安定する。

【００７１】第３の発明では、漏れがあるかどうかの判
定精度がよくなる。

【００７２】第４の発明では、正確な吸入負圧の低下を
検出できる。

【００７３】第５と第６の発明では、ＥＧＲ制御の影響
を受けて判定精度が低下することがない。

【００７４】第７の発明では、ＥＧＲ制御を行っている
場合における判定精度がよくなる。

【００７５】第８の発明では、ＥＧＲ制御を行っている
場合においても、正確な吸入負圧の低下を検出できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例の制御システム図である。

【図２】漏れ診断を説明するための波形図である。

【図３】診断条件の判定を説明するためのフローチャー
トである。

【図４】切換バルブの目標開度の特性図である。

【図５】自己診断処理を説明するためのフローチャート
である。

【図６】バルブ漏れ量のマップ特性図である。

【図７】第２実施例の診断条件の判定を説明するための
フローチャートである。

【図８】第２実施例のＥＧＲ一定領域のマップ特性図で
ある。

【図９】第２実施例の自己診断処理を説明するためのフ
ローチャートである。

【図１０】第１の発明のクレーム対応図である。

【符号の説明】

４ＥＧＲバルブ１１Ａ主通路１１Ｂバイパス通路１３サブ触媒１４切換バルブ２１コントロールユニット２７吸入負圧センサー３１排気管３２触媒３３バイパス通路３４切換バルブ３５吸入負圧検出手段３６バルブ切換手段３７バルブ漏れ判定手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排気管に位置する触媒と、この触媒をバイパスして排気を流すバイパス通路と、このバイパス通路と前記触媒側通路とを切換可能なバル
ブと、吸入負圧を検出する手段と、前記バイパス通路の全開状態から全閉状態へと前記切換
バルブを切換える手段と、このバルブ切換後の前記吸入負圧検出値の低下に基づい
て前記切換バルブに漏れがあるかどうかを判定する手段
とを設けたことを特徴とする排気浄化装置の診断装置。
【請求項２】定常時に前記漏れがあるかどうかの判定を
行うことを特徴とする請求項１に記載の排気浄化装置の
診断装置。
【請求項３】前記バルブ漏れ判定手段は、前記バルブ切
換前後での前記吸入負圧検出値の減少量をサンプリング
する手段と、この吸入負圧検出値の減少量に応じて前記
切換バルブの漏れ量を推定する手段と、この漏れ量と判
定しきい値との比較により漏れ量が判定しきい値を超え
た場合に漏れがあると判定する手段とからなることを特
徴とする請求項１１または２に記載の排気浄化装置の診
断装置。
【請求項４】前記バルブ切換のタイミングより所定の遅
れ時間後にバルブ切換後の前記吸入負圧検出値をサンプ
リングすることを特徴とする請求項３に記載の排気浄化
装置の診断装置。
【請求項５】前記バイパス通路の分岐部上流の排気の一
部を吸気管に導入するＥＧＲバルブの開度をエンジン運
転状態に応じて調整することによってＥＧＲ制御を行う
場合に、前記ＥＧＲバルブ開度が一定となる運転状態で
前記漏れがあるかどうかの判定を行うことを特徴とする
請求項１または２に記載の排気浄化装置の診断装置。
【請求項６】前記バイパス通路の分岐部上流の排気の一
部を吸気管に導入するＥＧＲバルブの開度をエンジン運
転状態に応じて調整することによってＥＧＲ制御を行う
場合に、前記ＥＧＲバルブ開度が一定となる運転状態で
前記漏れがあるかどうかの判定を行うことを特徴とする
請求項３または４に記載の排気浄化装置の診断装置。
【請求項７】前記バルブ漏れ判定手段は、前記バルブ切
換前後での前記吸入負圧検出値の減少量をサンプリング
する手段と、この吸入負圧検出値の減少量と前記ＥＧＲ
バルブ開度とに応じて前記切換バルブの漏れ量を推定す
る手段と、この漏れ量と判定しきい値との比較により漏
れ量が判定しきい値を超えた場合に漏れがあると判定す
る手段とからなることを特徴とする請求項５に記載の排
気浄化装置の診断装置。
【請求項８】前記バルブ切換のタイミングより所定の遅
れ時間後にバルブ切換後の前記吸入負圧検出値をサンプ
リングすることを特徴とする請求項７に記載の排気浄化
装置の診断装置。