JPWO2011132289A1 - Egrシステムの異常検出装置及び異常検出方法 - Google Patents

Egrシステムの異常検出装置及び異常検出方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、高圧EGR装置及び低圧EGR装置を備えた内燃機関のEGRシステムの異常をより好適に検出することを目的とする。本発明では、高圧EGRガス量と低圧EGRガス量との比率であるEGRガス流量比率について、内燃機関の排気特性の悪化度合いが許容可能なレベルに収まる範囲である流量比率許容範囲を算出する(S103〜S107)。そして、EGRガス流量比率の推定値が該流量比率許容範囲から外れている場合、EGRシステムが異常であると判定する(S109〜S112)。

Description

本発明は、EGRシステムの異常検出装置及び異常検出方法に関する。
近年、内燃機関のEGRシステムとして、高圧EGR装置と低圧EGR装置とを備えたシステムが開発されている。高圧EGR装置は、タービンよりも上流側の排気通路とコンプレッサよりも下流側の吸気通路とを接続する高圧EGR通路を備えている。高圧EGR装置は、高圧EGR通路を介して排気の一部をEGRガス(高圧EGRガス)として吸気通路に導入する。低圧EGR装置は、タービンよりも下流側の排気通路とコンプレッサよりも上流側の吸気通路とを接続する低圧EGR通路を備えている。低圧EGR装置は、低圧EGR通路を介して排気の一部を低圧EGRガスとして吸気通路に導入する。
このようなEGRシステムにおいては、高圧EGR通路を通って吸気通路に導入される高圧EGRガスの流量(以下、高圧EGRガス量と称する場合もある)が、該高圧EGR通路に設けられた高圧EGR弁によって調節される。また、低圧EGR通路を通って吸気通路に導入される低圧EGRガスの流量(以下、低圧EGRガス量と称する場合もある)が、該低圧EGR通路に設けられた低圧EGR弁によって調節される。
また、上記のようなEGRシステムにおいては、内燃機関の運転状態に応じてEGRガスの導入態様が変更される場合がある。例えば、低負荷低回転運転時には高圧EGR装置によって高圧EGRガスのみを吸気通路に導入する。一方、高回転または高負荷運転時には低圧EGR装置によって低圧EGRガスのみを吸気通路に導入する。そして、その他の中負荷運転時等においては低圧EGR装置及び高圧EGR装置の両方によって低圧EGRガス及び高圧EGRガスを吸気通路に導入する。このように低圧EGRガス及び高圧EGRガスの両方を吸気通路に導入する場合、高圧EGR弁及び低圧EGR弁の開度を調節することで、これらのガスの導入流量の比率(以下、EGRガス流量比率と称する場合もある)を制御する。
ここで、特許文献1には、内燃機関の加速過渡時に、低圧EGRガス量の変化の応答遅れを考慮して、高圧EGR弁の開度を、移行先の運転状態に応じて定められる目標開度より閉じ側の開度に調節する技術が開示されている。また、特許文献2にも、高圧EGR装置及び低圧EGR装置を備えたEGRシステムに関する技術が開示されている。この特許文献2には、内燃機関の過渡運転時にEGRガスの導入態様が変化した際に、高圧EGRガスと低圧EGRガスとの温度特性が異なることに起因して、内燃機関の排気特性が悪化する虞があることが記載されている。
特開2008−175131号公報 特開2009−002184号公報
本発明は、高圧EGR装置及び低圧EGR装置を備えた内燃機関のEGRシステムの異常をより好適に検出することを目的とする。
本発明では、高圧EGRガス量と低圧EGRガス量との比率であるEGRガス流量比率について、内燃機関の排気特性の悪化度合いが許容可能なレベルに収まる範囲である流量比率許容範囲を算出する。そして、EGRガス流量比率の推定値が該流量比率許容範囲から外れている場合、EGRシステムが異常であると判定する。
より詳しくは、本発明に係るEGRシステムの異常検出装置は、
排気通路に設けられたタービンと吸気通路に設けられたコンプレッサとを有するターボチャージャを備えた内燃機関のEGRシステムであって、
前記タービンよりも上流側の排気通路と前記コンプレッサよりも下流側の吸気通路とを接続する高圧EGR通路、及び該高圧EGR通路を通って吸気通路に導入される高圧EGRガスの流量を調節する高圧EGR弁を有する高圧EGR装置と、
前記タービンよりも下流側の排気通路と前記コンプレッサよりも上流側の吸気通路とを接続する低圧EGR通路、及び該低圧EGR通路を通って吸気通路に導入される低圧EGRガスの流量を調節する低圧EGR弁を有する低圧EGR装置と、
吸気通路に導入される高圧EGRガスの流量と吸気通路に導入される低圧EGRガスの流量との比率であるEGRガス流量比率を規定の目標比率に制御する制御手段と、を備えたEGRシステムの異常検出装置において、
実際のEGRガス流量比率を推定する推定手段と、
前記目標比率を基準として、内燃機関の排気特性の悪化度合いが許容可能なレベルに収まるEGRガス流量比率の範囲である流量比率許容範囲を算出する許容範囲算出手段と、
前記推定手段によって推定されたEGRガス流量比率が、前記許容範囲算出手段によって算出された流量比率許容範囲から外れている場合、前記EGRシステムが異常であると判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする。
高圧EGRガス量と低圧EGRガス量との総量が目標量となっている場合であっても、これらの流量比率が目標比率から大きく外れると内燃機関の排気特性が過剰に悪化する。本発明によれば、このような排気特性の過剰な悪化を伴うEGRシステムの異常を検出することができる。
EGRガス流量比率が目標比率からずれた際の排気特性の悪化度合いは、内燃機関の吸気量に対するEGRガス全体量(高圧EGRガス量と低圧EGRガス量との和)の比率であるEGR率、過給圧、又は内燃機関の冷却水温或いは吸入空気温度等の運転条件に応じて変化する。そこで、本発明において、許容範囲算出手段は、EGR率、過給圧、又は内燃機関の冷却水温或いは吸入空気温度の少なくともいずれかに基づいて流量比率許容範囲を算出してもよい。この場合、許容範囲算出手段は、EGR率、過給圧、又は内燃機関の冷却水温或いは吸入空気温度と流量比率許容範囲との関係を示すマップを予め有していてもよい。そして、該マップに基づいて流量比率許容範囲を算出してもよい。
また、許容範囲算出手段は、EGR率及び過給圧に基づいて流量比率許容範囲の標準値である標準流量比率許容範囲を算出し、内燃機関の冷却水温或いは吸入空気温度に基づいて補正係数を算出してもよい。この場合、許容範囲算出手段は、標準流量比率許容範囲を補正係数によって補正することで流量比率許容範囲を算出する。
また、本発明に係るEGRシステムの異常検出方法は、
排気通路に設けられたタービンと吸気通路に設けられたコンプレッサとを有するターボチャージャを備えた内燃機関のEGRシステムであって、
前記タービンよりも上流側の排気通路と前記コンプレッサよりも下流側の吸気通路とを接続する高圧EGR通路、及び該高圧EGR通路を通って吸気通路に導入される高圧EGRガスの流量を調節する高圧EGR弁を有する高圧EGR装置と、
前記タービンよりも下流側の排気通路と前記コンプレッサよりも上流側の吸気通路とを接続する低圧EGR通路、及び該低圧EGR通路を通って吸気通路に導入される低圧EGRガスの流量を調節する低圧EGR弁を有する低圧EGR装置と、
吸気通路に導入される高圧EGRガスの流量と吸気通路に導入される低圧EGRガスの流量との比率であるEGRガス流量比率を規定の目標比率に制御する制御手段と、を備えたEGRシステムの異常検出方法において、
実際のEGRガス流量比率を推定する推定工程と、
前記目標比率を基準として、内燃機関の排気特性の悪化度合いが許容可能なレベルに収まるEGRガス流量比率の範囲である流量比率許容範囲を算出する許容範囲算出工程と、
前記推定工程で推定されたEGRガス流量比率が、前記許容範囲算出工程で算出された流量比率許容範囲から外れている場合、前記EGRシステムが異常であると判定する判定工程と、を有することを特徴とする。
本発明に係るEGRシステムの異常検出方法によれば、本発明に係るEGRシステムの異常検出装置によって得られる効果と同様の効果を得ることができる。
本発明によれば、高圧EGR装置及び低圧EGR装置を備えた内燃機関のEGRシステムにおいて、排気特性の過剰な悪化を伴う異常を検出することができる。
実施例に係る内燃機関及びその吸排気系の概略構成を示す図である。 内燃機関の運転状態とEGRガスの導入態様との関係を示す図である。 EGR率、過給圧及び冷却水温とEGRガス流量比率と排気特性の悪化度合いとの関係について説明するための図である。 実施例に係るEGRシステムの異常判定フローを示すフローチャートである。
以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。また、以下に説明する本発明に係るEGRシステムの異常検出装置の実施形態の説明は、本発明に係るEGRシステムの異常検出方法の実施形態の説明も兼ねるものである。
<実施例>
本発明に係るEGRシステムの異常検出装置の実施例について図1〜4に基づいて説明する。ここでは、本発明を車両駆動用のディーゼルエンジンのEGRシステムに適用した場合を例に挙げて説明する。ただし、本発明に係るEGRシステムの異常検出装置は、ガソリンエンジン等のその他の内燃機関のEGRシステムにも適用することができる。
(内燃機関およびその吸排気系の概略構成)
図1は、本実施例に係る内燃機関及びその吸排気系の概略構成を示す図である。内燃機関1は4つの気筒2を有する車両駆動用のディーゼルエンジンである。各気筒2には該気筒2内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁3が設けられている。
内燃機関1には、インテークマニホールド4およびエキゾーストマニホールド5が接続されている。インテークマニホールド4には吸気通路6が接続されている。エキゾーストマニホールド5には排気通路7が接続されている。吸気通路6にはターボチャージャ8のコンプレッサ8aが設置されている。排気通路7にはターボチャージャ8のタービン8bが設置されている。
吸気通路6におけるコンプレッサ8aより下流側にはインタークーラ10及び第一スロットル弁12が設けられている。インタークーラ10は、外気と吸気との間で熱交換を行なうことで、吸気を冷却する。また、第一スロットル弁12は、吸気通路6の流路断面積を変更することで、該吸気通路6を流通する吸気の流量を調節する。
吸気通路6におけるコンプレッサ8aより上流側にはエアフローメータ9及び第二スロットル弁13が設けられている。エアフローメータ9は内燃機関1の吸入空気量を検出する。また、第二スロットル弁13は、吸気通路6の流路断面積を変更することで、該吸気通路6を流通する吸気の流量を調節する。
また、吸気通路6におけるインタークーラ10より下流側且つ第二スロットル弁13より上流側には第一吸気温度センサ15が設けられている。インテークマニホールド4には第二吸気温度センサ16及び過給圧センサ17が設けられている。第一及び第二吸気温度センサ15,16は、吸気通路6又はインテークマニホールド4を流れる吸気の温度を検出する。過給圧センサ17は過給圧(吸気圧)を検出する。
排気通路7におけるタービン8bよりも下流側には排気浄化装置11が設けられている。排気浄化装置11は、酸化触媒等の触媒や、排気中のPM(Particulate Matter)を捕集するパティキュレートフィルタから構成されている。排気通路7における排気浄化装置11よりも下流側には排気絞り弁14が設けられている。排気絞り弁14は、排気通路7の流路断面積を変更することで、該排気通路7を流通する排気の流量を調節する。
内燃機関1の吸排気系には、排気系を流れる排気の一部をEGRガスとして吸気系に導入するためのEGRシステムが設けられている。本実施例に係るEGRシステムは、高圧EGR装置30及び低圧EGR装置34を備えている。
高圧EGR装置30は、高圧EGR通路31、高圧EGR弁32及び高圧EGRクーラ33を有している。高圧EGR通路31は、その一端がエキゾーストマニホールド5に接続されており、その他端がインテークマニホールド4に接続されている。本実施例では、該高圧EGR通路31を通ってエキゾーストマニホールド5からインテークマニホールド4に導入されるEGRガスを高圧EGRガスと称する。
高圧EGR弁32及び高圧EGRクーラ33は高圧EGR通路31に設けられている。高圧EGR弁32は、高圧EGR通路31の流路断面積を変更することで、インテークマニホールド4に導入される高圧EGRガスの流量(高圧EGRガス量)を調節する。高圧EGRクーラ33は、高圧EGR通路31を流通する高圧EGRガスと内燃機関1の冷却水との間で熱交換を行なうことで、高圧EGRガスを冷却する。
低圧EGR装置34は、低圧EGR通路35、低圧EGR弁36及び低圧EGRクーラ37を備えている。低圧EGR通路35は、その一端が排気通路7における排気浄化装置11より下流側且つ排気絞り弁14より上流側に接続されており、その他端が吸気通路6における第二スロットル弁13より下流側且つコンプレッサ8aより上流側に接続されている。本実施例では、該低圧EGR通路31を通って排気通路7から吸気通路6に導入されるEGRガスを低圧EGRガスと称する。
低圧EGR弁36及び低圧EGRクーラ37は低圧EGR通路35に設けられている。低圧EGR弁36は、低圧EGR通路35の流路断面積を変更することで、吸気通路6に導入される低圧EGRガスの流量(低圧EGRガス量)を調節する。低圧EGRクーラ37は、低圧EGR通路35を流通する低圧EGRガスと内燃機関1の冷却水との間で熱交換を行なうことで、低圧EGRガスを冷却する。
また、内燃機関1の吸排気系には差圧センサ18が設けられている。該差圧センサ18は、吸気通路6における低圧EGR通路35の接続部より下流側且つコンプレッサ8aより上流側の圧力と、低圧EGR通路35における低圧EGR弁36よりも上流側の圧力との差を検出する。
以上述べたように構成された内燃機関1には電子制御ユニット(ECU)20が併設されている。ECU20には、エアフローメータ9、第一吸気温度センサ15、第二吸気温度センサ16、過給圧センサ17及び差圧センサ18が電気的に接続されている。さらに、ECU20には、冷却水温センサ19、クランクポジションセンサ21及びアクセル開度センサ22が電気的に接続されている。冷却水温センサ19は内燃機関1の冷却水の温度を検出する。クランクポジションセンサ21は、内燃機関1の機関回転速度に応じたパルス信号を出力する。また、アクセル開度センサ22は、内燃機関1を搭載した車両のアクセル開度に応じて信号を出力する。これらのセンサの出力信号がECU20に入力される。
また、ECU20には、燃料噴射弁3、第一スロットル弁12、第二スロットル弁13、高圧EGR弁32、低圧EGR弁36が電気的に接続されている。ECU20によってこれらが制御される。
(EGR制御)
本実施例においては、内燃機関1の運転状態等に基づいて、EGR率(内燃機関1の吸気量に対するEGRガス全体量の比率)の目標値である目標EGR率が算出される。そして、EGR率を該目標EGR率に制御すべくEGRガス量が制御される。
さらに、本実施例においては、内燃機関1の運転状態に基づいてEGRガスの導入態様が変更される。図2は、内燃機関1の運転状態とEGRガスの導入態様との関係を示す図である。図2において、縦軸は内燃機関1の機関負荷Qeを表しており、横軸は内燃機関1の機関回転速度Neを表している。
ここで、高圧EGR装置30によって高圧EGRガスのみを導入する態様をHPLモードと称し、低圧EGR装置34によって低圧EGRガスのみを導入する態様をLPLモードと称する。そして、高圧EGRガスと低圧EGRガスの両方を導入する態様をMPLモードと称する。
図2に示すように、低負荷低回転領域においてはHPLモードが選択され、高回転領域または高負荷領域においてはLPLモードが選択される。そして、HPLモードが選択される領域とLPLモードが選択される領域との間に存在する中負荷領域においてMPLモードが選択される。
また、高圧EGRガスと低圧EGRとでは温度等の性状が異なる。そのため、MPLモードにおいては、EGR率が同一であっても、高圧EGRガス量と低圧EGRガス量との比率であるEGRガス流量比率が異なると内燃機関1の排気特性が変化する。そこで、本実施例では、内燃機関1の排気特性を考慮し、MPLモードにおける最適なEGRガス流量比率が目標比率として設定されている。該目標比率は、内燃機関1の機関負荷、機関回転速度、EGR率、過給圧、及び内燃機関1の冷却水温等に応じた値として、実験等に基づいて予め定められてる。
そして、MPLモードでのEGRガス導入時においては、EGRガス流量比率を目標比率に制御すべく、高圧EGRガス量と低圧EGRガス量とがECU20によって制御される。尚、本実施例においては、EGRガス流量比率を目標比率に制御すべく各EGRガス量を制御するECU20が、本発明に係る制御手段に相当する。
(EGRシステムの異常判定)
上記のように、本実施例に係るEGRシステムにおいては、EGR率が目標EGR率に制御されるとともに、EGRガス流量比率が目標比率に制御される。しかしながら、EGRシステムに何らかの異常が生じると、EGR率が目標EGR率となっていても、EGRガス流量比率が目標比率からずれた状態となる場合がある。
EGRガス流量比率が目標比率から大きく外れると、内燃機関1の排気特性が過剰に悪化する虞がある。例えば、高圧EGRガス量の比率が高くなり過ぎると、内燃機関1からのスモークの排出量が増加するために、排気中のPM量が過剰に増加する虞がある。一方、低圧EGRガス量の比率が高くなり過ぎると、内燃機関1において失火が発生し易くなり、その結果、排気中のHC量及びCO量が過剰に増加する虞がある。
このようなEGRガス流量比率が目標比率からずれたときの排気特性の悪化度合いは、EGR率、過給圧及び内燃機関1の冷却水温に応じて変化する。図3は、これらの値とEGRガス流量比率と排気特性の悪化度合いとの関係について説明するための図である。図3(a),(b),(c)において、縦軸はEGRガス流量比率αを表している。図3(a),(b),(c)において、横軸はそれぞれEGR率Regr、過給圧Pin、冷却水温Twを表している。
また、図3(a),(b),(c)において、一点鎖線Lは、各パラメータ(即ち、EGR率、過給圧又は冷却水温)に応じた最適なEGRガス流量比率を表している。つまり、各パラメータの値に対し、EGRガス流量比率が該最適値から外れると内燃機関1の排気特性が悪化することとなる。しかしながら、排気特性の悪化度合いがある程度の範囲内であれば、排気浄化装置11によって該排気を外部に放出可能なレベルまで浄化することができる。つまり、排気特性の悪化は、ある程度の範囲内であれば許容することができる。
図3(a),(b),(c)における領域Xは、各パラメータの値に対するEGRガス流量比率の許容範囲、即ち内燃機関1の排気特性の悪化度合いが許容可能なレベルに収まる範囲を表している。そして、領域Yは高圧EGRガス量の比率が過剰に高い領域を表しており、領域Zは低圧EGRガス量の比率が過剰に高い領域を表している。
ここで、内燃機関1の排気特性の悪化度合いが許容可能なレベルに収まるEGRガス流量比率の範囲を流量比率許容範囲とする。本実施例では、EGR率、過給圧及び冷却水温とEGRガス流量比率と排気特性の悪化度合いとが図3に示すような関係にあることから、該流量比率許容範囲をEGR率、過給圧及び冷却水温に基づいて算出する。
具体的には、目標比率を基準として、流量比率許容範囲の標準値(以下、標準流量比率許容範囲と称する)をEGR率及び過給圧に基づいて算出する。標準流量比率許容範囲とEGR率及び過給圧との関係はマップとして予めECU20に記憶されている。さらに、標準流量比率許容範囲を補正するための補正係数を冷却水温に基づいて算出する。該補正係数と冷却水温との関係もマップとして予めECU20に記憶されている。そして、標準流量比率許容範囲を該補正係数によって補正することで流量比率許容範囲を算出する。
尚、内燃機関1の吸入空気温度が変化した場合、EGRガス流量比率の最適値及び許容範囲は、図3(c)に示す冷却水温が変化した場合と同様に変化する。そのため、冷却水温に代えて、吸入空気温度を用いて上記補正係数を算出してもよい。
また、EGR率、過給圧、又は内燃機関1の冷却水温或いは吸入空気温度のいずれか一つのみをパラメータとして流量比率許容範囲を算出してもよい。しかしながら、上記のように複数のパラメータを組み合わせた算出方法によれば、より高い精度で流量比率許容範囲を算出することができる。また、EGRガス流量比率に対する排気特性の悪化度合いに影響を与える、これら以外の運転条件をパラメータとして、流量比率許容範囲を算出してもよい。
本実施例においては、上記のような方法で算出された流量比率許容範囲に基づいてEGRシステムの異常判定を行なう。つまり、実際のEGRガス流量比率を推定し、その推定値が流量比率許容範囲から外れているか否かを判別する。そして、該推定値が流量比率許容範囲から外れている場合、EGRシステムが異常であると判定する。これにより、排気特性の過剰な悪化を伴うEGRシステムの異常を検出することができる。
尚、実際のEGRガス流量比率を推定する方法としては、EGR弁の上流側と下流側との差圧、または吸気通路におけるEGR通路の接続部分の上流側と下流側との吸気温度の差に基づいて、高圧EGRガス量又は低圧EGRガス量の少なくともいずれかを推定し、その推定値を用いてEGRガス流量比率を算出する方法を例示することができる。本実施例においては、第一及び第二吸気温度センサ15,16によって検出される吸気温度に基づいて高圧EGRガス量を推定することができる。また、差圧センサ18によって検出される差圧に基づいて低圧EGRガス量を推定することができる。
また、EGR弁、スロットル弁及び排気絞り弁の開度を検出する開度センサを設置した場合、これらの開度と吸入空気量とをパラメータとするモデル式から高圧EGRガス量及び低圧EGRガス量を推定することもできる。高圧EGRガス量又は低圧EGRガス量のいずれか一方を推定することができれば、その推定値と全体のEGRガス量とに基づいてEGRガス流量比率を算出することができる。本発明においては、実際のEGRガス流量比率を推定する方法として、他のいかなる方法を採用してもよい。
(異常判定フロー)
以下、本実施例に係るEGRシステムの異常判定フローについて図4に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローは、ECU20に予め記憶されており、ECU20によって所定の間隔で繰り返し実行される。
本フローでは、先ずステップS101において、MPLモードでのEGRガスの導入が行なわれているか否かが判別される。ステップS101において、MPLモードでのEGRガスの導入が行なわれていると判定された場合、次に、ステップS102において、EGRシステムの異常判定の実行条件が成立しているか否かが判別される。EGRシステムの異常判定の実行条件としては、内燃機関1の運転状態が定常運転状態であることや、エアフローメータ9、第一吸気温度センサ15、第二吸気温度センサ16、過給圧センサ17、差圧センサ18、及び冷却水温センサ19等の異常判定のための各種パラメータの値を検出するためのセンサが正常であること等を例示することができる。
ステップS102において、EGRシステムの異常判定の実行条件が成立していると判定された場合、次にステップS103において、EGR率Regr及び過給圧Pinが取得される。EGR率Regrは、エアフローメータ9によって検出される内燃機関1の吸入空気量及び内燃機関1の運転状態等に基づいて算出される。過給圧Pinは、過給圧センサ17の検出値を読み込むことで取得される。次に、ステップS104において、ステップS103で取得されたEGR率Regr及び過給圧Pinの値をECU20に記憶されたマップに代入することで、標準流量比率許容範囲が算出される。
次に、ステップS105において、内燃機関1の冷却水温Twが取得される。該冷却水温Twは、冷却水温センサ19の検出値を読み込むことで取得される。次に、ステップS106において、ステップS105で取得された冷却水温Twの値をECU20に記憶されたマップに代入することで、標準流量比率許容範囲を補正するための補正係数が算出される。
次に、ステップS107において、ステップS104で算出された標準流量比率許容範囲を、ステップS106で算出された補正係数によって補正することで、流量比率許容範囲が算出される。尚、本実施例においては、ステップ103からステップS107の処理を実行するECU20が、本発明に係る許容範囲算出手段に相当する。
次に、ステップS108において、現時点の実際のEGRガス流量比率αが取得される。該EGRガス流量比率αは、上述した推定方法によって推定される。尚、ここでのEGRガス流量比率αは、低圧EGRガス量に対する高圧EGRガス量の比率として算出されるものとする(即ち、α=高圧EGRガス量/低圧EGRガス量)。
次に、ステップS109において、ステップS108で取得されたEGRガス流量比率αが、ステップS107において算出された流量比率許容範囲の下限値αminより小さいか否かが判別される。このステップS109において、肯定判定された場合、ステップS111において、EGRシステムに低圧EGRガス量の比率が過剰に高くなる異常が生じていると判定される。
一方、ステップS109において、否定判定された場合、次にステップS110において、ステップS108で取得されたEGRガス流量比率αが、ステップS107において算出された流量比率許容範囲の上限値αmaxより大きいか否かが判別される。このステップS110において、肯定判定された場合、ステップS112において、EGRシステムに高圧EGRガス量の比率が過剰に高くなる異常が生じていると判定される。そして、ステップS110において、否定判定された場合、ステップS113において、EGRシステムは正常であると判定される。
上記EGRシステムの異常判定のフローによれば、高圧EGRガスの比率が過剰に高くなる異常と低圧EGRガスの比率が過剰に高くなる異常とをそれぞれ検出することができる。
1・・・内燃機関
4・・・インテークマニホールド
5・・・エキゾーストマニホールド
6・・・吸気通路
7・・・排気通路
8・・・ターボチャージャ
8a・・コンプレッサ
8b・・タービン
9・・・エアフローメータ
12・・第一スロットル弁
13・・第二スロットル弁
14・・排気絞り弁
15・・第一吸気温度センサ
16・・第二吸気温度センサ
17・・過給圧センサ
18・・差圧センサ
19・・冷却水センサ
20・・ECU
30・・高圧EGR装置
31・・高圧EGR通路
32・・高圧EGR弁
34・・低圧EGR装置
35・・低圧EGR通路
36・・低圧EGR弁

Claims (5)

  1. 排気通路に設けられたタービンと吸気通路に設けられたコンプレッサとを有するターボチャージャを備えた内燃機関のEGRシステムであって、
    前記タービンよりも上流側の排気通路と前記コンプレッサよりも下流側の吸気通路とを接続する高圧EGR通路、及び該高圧EGR通路を通って吸気通路に導入される高圧EGRガスの流量を調節する高圧EGR弁を有する高圧EGR装置と、
    前記タービンよりも下流側の排気通路と前記コンプレッサよりも上流側の吸気通路とを接続する低圧EGR通路、及び該低圧EGR通路を通って吸気通路に導入される低圧EGRガスの流量を調節する低圧EGR弁を有する低圧EGR装置と、
    吸気通路に導入される高圧EGRガスの流量と吸気通路に導入される低圧EGRガスの流量との比率であるEGRガス流量比率を規定の目標比率に制御する制御手段と、を備えたEGRシステムの異常検出装置において、
    実際のEGRガス流量比率を推定する推定手段と、
    前記目標比率を基準として、内燃機関の排気特性の悪化度合いが許容可能なレベルに収まるEGRガス流量比率の範囲である流量比率許容範囲を算出する許容範囲算出手段と、
    前記推定手段によって推定されたEGRガス流量比率が、前記許容範囲算出手段によって算出された流量比率許容範囲から外れている場合、前記EGRシステムが異常であると判定する判定手段と、を備えたことを特徴とするEGRシステムの異常検出装置。
  2. 前記許容範囲算出手段が、内燃機関の吸気量に対するEGRガス全体量の比率であるEGR率、過給圧、又は内燃機関の冷却水温或いは吸入空気温度の少なくともいずれかに基づいて流量比率許容範囲を算出することを特徴とする請求項1に記載のEGRシステムの異常検出装置。
  3. 前記許容範囲算出手段が、EGR率、過給圧、又は内燃機関の冷却水温或いは吸入空気温度と流量比率許容範囲との関係を示すマップを有しており、該マップに基づいて流量比率許容範囲を算出することを特徴とする請求項2に記載のEGRシステムの異常検出装置。
  4. 前記許容範囲算出手段が、EGR率及び過給圧に基づいて流量比率許容範囲の標準値である標準流量比率許容範囲を算出し、内燃機関の冷却水温或いは吸入空気温度に基づいて補正係数を算出し、標準流量比率許容範囲を補正係数によって補正することで流量比率許容範囲を算出することを特徴とする請求項2又は3に記載のEGRシステムの異常検出装置。
  5. 排気通路に設けられたタービンと吸気通路に設けられたコンプレッサとを有するターボチャージャを備えた内燃機関のEGRシステムであって、
    前記タービンよりも上流側の排気通路と前記コンプレッサよりも下流側の吸気通路とを接続する高圧EGR通路、及び該高圧EGR通路を通って吸気通路に導入される高圧EGRガスの流量を調節する高圧EGR弁を有する高圧EGR装置と、
    前記タービンよりも下流側の排気通路と前記コンプレッサよりも上流側の吸気通路とを接続する低圧EGR通路、及び該低圧EGR通路を通って吸気通路に導入される低圧EGRガスの流量を調節する低圧EGR弁を有する低圧EGR装置と、
    吸気通路に導入される高圧EGRガスの流量と吸気通路に導入される低圧EGRガスの流量との比率であるEGRガス流量比率を規定の目標比率に制御する制御手段と、を備えたEGRシステムの異常検出方法において、
    実際のEGRガス流量比率を推定する推定工程と、
    前記目標比率を基準として、内燃機関の排気特性の悪化度合いが許容可能なレベルに収まるEGRガス流量比率の範囲である流量比率許容範囲を算出する許容範囲算出工程と、
    前記推定工程で推定されたEGRガス流量比率が、前記許容範囲算出工程で算出された流量比率許容範囲から外れている場合、前記EGRシステムが異常であると判定する判定工程と、を有することを特徴とするEGRシステムの異常検出方法。
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