JPWO2012107950A1 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

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Abstract

内燃機関の燃焼状態を悪化させることなく、ＥＧＲバルブに堆積したデポジット等の異物を除去できる内燃機関の制御装置を提供する。ＥＣＵは、車両が減速中であり（ステップＳ１１でＹＥＳ）、フューエルカット中であると判断した場合には（ステップＳ１２でＹＥＳ）、ＥＧＲ遮断弁を全開にし（ステップＳ１３）、ＥＧＲバルブの全閉状態における吸気圧Ｐｃｌｏｓｅを取得する（ステップＳ１４）。次に、ＥＣＵは、ＥＧＲバルブを全開状態に移行して、ＥＧＲバルブの全開状態における吸気圧Ｐｏｐｅｎを取得する（ステップＳ１５）。次に、ＥＣＵは、ＰｃｌｏｓｅとＰｏｐｅｎとの差ΔＰを算出し、ΔＰが閾値Ｐｔｈ１以下であることを条件に（ステップＳ１７でＮＯ）、ＥＧＲ遮断弁を全閉状態に移行する（ステップＳ１９）。そして、ＥＣＵは、ＥＧＲバルブを全開状態に移行し（ステップＳ２０）、引き続き全閉状態に移行する（ステップＳ２１）。

Description

本発明は、排気循環装置を備えた内燃機関の制御装置に関するものである。
従来から、内燃機関の燃料消費量の低減を図るために、燃焼室において燃焼したガスをＥＧＲガスとして吸気通路に再循環させる排気循環装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１に開示された排気循環装置は、排気通路を流れる排気の一部を吸気通路に再循環させるＥＧＲ通路と、このＥＧＲ通路に設けられ、吸気通路に再循環させるＥＧＲガスの流量を調整するＥＧＲバルブと、ＥＧＲバルブより排気通路側に設けられ、再循環させるＥＧＲガスを機関冷却水との熱交換により冷却するＥＧＲクーラとが設けられている。
このような排気循環装置は、ＥＧＲ通路を流通するＥＧＲガスの流量をＥＧＲバルブにより調整することによって、内燃機関の運転状態に応じた排気通路から吸気通路へのＥＧＲガスの還流を実現するようになっている。
ＥＧＲガスには、ＰＭ（粒子状物質）、未燃焼ガス、潤滑油などが含まれており、これらがＥＧＲバルブの弁体や弁座にデポジットとして付着・堆積する。これらの異物が弁体と弁座との間に噛み込まれた状態になると弁体が弁座に完全に着座できなくなり、ＥＧＲガスの還流量が調節できないという問題が生じる。
ここで、ＥＧＲバルブは、ポペット式の調量弁やバタフライ式の調量弁など、ＥＧＲ通路において開閉操作可能な調量弁により構成されている。
従来の排気循環装置として、ステッピングモータを用いて弁体を上下動させて、その開度を調整するポペット式の調量弁を採用したものがある（例えば、特許文献２参照）。
この特許文献２に開示された排気循環装置は、内燃機関の排気通路と吸気通路とを連通するように設けられた排気還流通路と、この排気還流通路の途中に設けられ、弁座に対する弁体の開度がモータによる弁体の往復動によって制御される排気還流制御弁と、所定条件成立時に、弁体を少なくとも一度全開位置まで開く異物除去動作を実行する異物除去制御手段と、を備えている。ここで、前述した所定条件には、内燃機関の始動の際のクランキング開始前であることが含まれている。
この構成により、上記異物除去動作が、所定条件成立時として、内燃機関の停止直後ではなく始動時に実行される。したがって、異物を付着させる要因となる粘性を有する油分がある程度蒸発し、異物が乾燥した状態において弁体が全開位置まで大きく開かれるので、弁座との間に噛み込まれていた異物を容易に脱落できる。しかも、内燃機関が実際に始動する前に弁体の開閉が実行されるので、機関の運転性に与える影響を低減できる。
また、近年では、ＥＧＲガスの還流制御において低流領域における制御性を向上させるために、ポペット式の調量弁に代えてバタフライ式の調量弁が採用されつつある（例えば、特許文献３参照）。
この特許文献３に開示された内燃機関の制御装置は、内燃機関のガス通路に設けられたバタフライ弁体と、該バタフライ弁体を回動させるアクチュエータとを有する内燃機関に適用され、アクチュエータを操作することによりバタフライ弁体の開閉制御を実施するものである。そして、この特許文献３に開示された内燃機関の制御装置は、内燃機関の運転状態に応じデポジットの生成量を算出し、それを積算してガス通路内に堆積したデポジット堆積量を推定するデポジット量推定手段と、内燃機関の運転時にデポジットを除去すべく、デポジット量推定手段により推定したデポジット堆積量に基づいてバタフライ弁体の回動を行うデポジット除去手段と、を備えている。
特許文献３に開示された内燃機関の制御装置は、堆積したデポジットの除去が内燃機関の運転時に行われるため、デポジット除去を効果的に行うことができる。すなわち、ガス通路内にガスの流れが発生している内燃機関の運転中にバタフライ弁体の回動を行うので、バタフライ弁体で掻き出されたデポジットをガスの流れに乗せて飛ばすことができる。これにより、効果的にデポジットの除去ができる。
特開２００９−２２８５３０号公報 特開２００３−５６４１１号公報 特開２００８−３８６３６号公報
しかしながら、上述した従来の内燃機関の制御装置は、ＥＧＲバルブにおいてかき落としきれなかったデポジットが噛み込み、ＥＧＲバルブが全閉状態に移行できなくなった場合には、ＥＧＲガスを吸気通路に循環させる必要のない運転領域においてもＥＧＲガスが吸気に混入するおそれがある。このため、内燃機関の燃焼状態を悪化させ、内燃機関の回転変動やエンジンストールを引き起こしたり、触媒損傷等が発生する可能性があった。
しかも、特許文献２に開示された従来の排気循環装置は、内燃機関の始動前に弁体の開閉が実行されるので、ガスが流れておらず、デポジットなどの異物が脱落しづらいという問題があった。一方、特許文献３に開示された従来の排気循環装置は、エンジン運転中にＥＧＲバルブに付着した異物を除去する目的でＥＧＲバルブの開閉が行われるので、ＥＧＲガスの流量が急増し、内燃機関の燃焼状態を悪化させてしまうという問題があった。
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、内燃機関の燃焼状態を悪化させることなく、ＥＧＲバルブに堆積したデポジット等の異物を除去できる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
本発明に係る内燃機関の制御装置は、上記目的達成のため、内燃機関から排気通路に排出された排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路に循環させる内燃機関の制御装置であって、前記排気通路と前記吸気通路とを連通するＥＧＲ通路が形成されたＥＧＲ管と、前記排気通路側に設けられ、開状態と閉状態との間の状態を取るとともに、前記閉状態において前記ＥＧＲガスが前記ＥＧＲ通路に流入するのを遮断する第１の弁と、前記第１の弁よりも前記吸気通路側に設けられ、開状態と閉状態との間の状態を取るとともに、前記ＥＧＲガスが前記吸気通路に流入する量を調整する第２の弁と、前記第２の弁に異物が付着したか否かを検出する異物検出部と、前記異物検出部により、前記異物が付着したと検出されたことを条件として前記第１の弁を開状態から閉状態に切り換える切換え部と、を備えたことを特徴とする。
この構成により、制御装置は、異物検出部により第２の弁に異物が付着したと検出されたことを条件に第１の弁を開状態から閉状態に切り換えるので、第２の弁に異物が噛み込んだとしても、ＥＧＲガスが吸気通路へ流入することがなく、ＥＧＲガスの流入に起因した内燃機関の燃焼の悪化を抑制することができる。したがって、内燃機関の回転変動やエンジンストールを抑制することができるとともに、触媒損傷等を抑制できる。
また、本発明に係る内燃機関の制御装置は、前記第２の弁を開状態と閉状態との間で駆動させる駆動部をさらに備え、前記駆動部は、前記異物検出部により前記異物が付着したと検出され前記切換え部により前記第１の弁が開状態から閉状態に切り換えられたことを条件に、前記第２の弁を開状態と閉状態との間で駆動させるようにしたことを特徴とする。
この構成により、制御装置は、内燃機関の運転中に第２の弁を開状態と閉状態との間で駆動することにより、第２の弁に堆積したデポジット等の異物を除去できる。さらには、第２の弁に異物が付着した場合に第１の弁を開状態から閉状態に移行するので、異物を除去するよう第２の弁を開状態と閉状態との間で駆動した際に第１の弁によりＥＧＲガスのＥＧＲ通路への流入が遮断されている。したがって、異物を除去する際に急にＥＧＲガスの量が増えることがなく、内燃機関の燃焼の悪化を抑制できる。
また、本発明に係る内燃機関の制御装置は、前記異物検出部は、前記第２の弁の開状態と閉状態における前記ＥＧＲガスの圧力の変化が所定値以下であることを条件として前記第２の弁に異物が付着したと判断することを特徴とする。
この構成により、異物検出部は、ＥＧＲガスの圧力の変化に基づいて第２の弁に異物が付着したことを精度よく検出できる。
また、本発明に係る内燃機関の制御装置は、前記異物検出部は、前記内燃機関のフューエルカット中に前記第２の弁に異物が付着したか否かを検出することを特徴とする。
この構成により、異物検出部は、内燃機関のフューエルカット中に異物が付着したか否かを検出するので、ＥＧＲガスの流量変化に起因する内燃機関の燃焼状態への影響を抑制した状態で第２の弁に異物が付着しているか否かを検出できる。
また、本発明に係る内燃機関の制御装置は、前記異物検出部は、前記第２の弁の下流側におけるＥＧＲガスの圧力が所定値よりも高いことを条件として前記第２の弁に異物が付着したと判断することを特徴とする。
この構成により、異物検出部は、第２の弁に異物が付着していない場合に通常発生する吸気圧の値を所定値に設定し、ＥＧＲガスの圧力に基づいて第２の弁に異物が付着したことを精度よく検出できる。
また、本発明に係る内燃機関の制御装置は、前記異物検出部は、前記内燃機関に失火が発生していることを条件として、前記第２の弁に異物が付着したと判断することを特徴とする。
この構成により、異物検出部は、内燃機関における失火の発生の有無に基づいて第２の弁に異物が付着したことを精度よく検出できる。
また、本発明に係る内燃機関の制御装置は、前記第２の弁の開度を検出する開度検出部をさらに備え、前記異物検出部は、前記第２の弁に対する指示開度と、前記開度検出部により検出された前記第２の弁の開度との差が所定の閾値より大きいことを条件として、前記第２の弁に異物が付着したと判断することを特徴とする。
この構成により、異物検出部は、指示開度と開度検出部により検出された開度との差に基づいて第２の弁に異物が付着したことを精度よく検出できる。
また、本発明に係る内燃機関の制御装置は、前記内燃機関の冷却水温を検知する検知部をさらに備え、前記切換え部は、前記検知部により検知された前記冷却水温が閾値未満であることを条件として前記第１の弁を閉状態にすることを特徴とする。
この構成により、切換え部は、冷却水温が閾値未満の場合には、ＥＧＲガスが第１の弁より下流側に流入することを遮断できるので、第２の弁の近傍で凝縮水が発生することを抑制できる。
また、本発明に係る内燃機関の制御装置は、前記切換え部は、前記検知部により検知された冷却水温が閾値以上であることを条件として前記第１の弁を閉状態から開状態にすることを特徴とする。
この構成により、切換え部は、冷却水温が閾値以上の場合には第１の弁を閉状態から開状態にするので、ＥＧＲガスをＥＧＲ通路に供給することができ、第２の弁の開閉状態に応じてこのＥＧＲガスを吸気通路に循環させることができる。
また、本発明に係る内燃機関の制御装置は、前記駆動部は、前記内燃機関の燃焼状態に応じて前記第２の弁を開状態と閉状態との間で駆動し、前記ＥＧＲガスが吸気通路に流入する量を調整することを特徴とする。
この構成により、内燃機関の燃焼状態に応じてＥＧＲガスが吸気通路に流入する量を調整することができるので、内燃機関の燃焼状態を好適に制御することができる。
また、本発明に係る内燃機関の制御装置は、前記駆動部は、前記異物検出部により前記異物が付着したと検出されたことを条件として、前記第２の弁が開状態と閉状態とを繰り返し取るよう前記第２の弁を駆動することを特徴とする。
この構成により、駆動部は、第２の弁が開状態と閉状態とを繰り返し取るよう第２の弁を駆動するので、第２の弁に堆積したデポジット等の異物を除去することができる。
本発明によれば、内燃機関の燃焼状態を悪化させることなく、ＥＧＲバルブに堆積したデポジット等の異物を除去できる内燃機関の制御装置を提供できる。
本発明の第１の実施の形態に係る内燃機関の排気循環装置を示す概略構成図である。 本発明の第１の実施の形態に係る排気循環装置およびその周辺の構成を示す概略ブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係る異物除去制御を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係る異物除去制御を説明するためのフローチャートである。 本発明の第３の実施の形態に係る異物除去制御を説明するためのフローチャートである。 本発明の第４の実施の形態に係る異物除去制御を説明するためのフローチャートである。
以下、本発明の第１の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、本実施の形態においては、本発明に係る排気循環装置を４気筒のガソリンエンジンを搭載した車両に適用する場合について説明する。
まず、構成について説明する。
図１に示すように、エンジン１は、シリンダヘッド１０と、不図示のシリンダブロックを備えており、シリンダヘッド１０およびシリンダブロックは、４つの気筒５を形成している。これらの気筒５には、ピストンにより燃焼室７がそれぞれ画成されている。また、シリンダヘッド１０には、外気を気筒５に導入するための吸気ポートおよび排気ガスを気筒５から排出するための排気ポートが形成されている。
各吸気ポートには、燃料を噴射するためのインジェクタが設置されており、噴射された燃料は空気と混ざり混合気として燃焼室７に導入される。シリンダヘッド１０には、各燃焼室７に導入された混合気に点火するための点火プラグ１５が配置されており、点火プラグ１５は後述するＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００によって点火時期を制御されるようになっている。
また、インジェクタは電磁駆動式の開閉弁により構成されており、ＥＣＵ１００により所定電圧が印加されると、開弁して各気筒５の吸気ポートに燃料を噴射するようになっている。
エンジン１は、さらに、シリンダヘッド１０に接続される吸気マニホールド１１ａを有しており、この吸気マニホールド１１ａは吸気通路１１の一部を構成している。吸気通路１１には、上流側から順に図示しないエアクリーナやエアフロメータ２２が設けられている。吸気通路１１には、さらに、吸入空気量を調整するためのスロットルバルブ１８が吸気マニホールド１１ａの上流側に設けられている。
吸気通路１１には、さらに、後述するターボユニット５１の過給によって昇温した吸入空気を強制冷却するインタークーラがエアフロメータ２２の下流側に設置されている。スロットルバルブ１８は、その開度を無段階に調整することが可能な電子制御式の開閉弁により構成されており、所定の条件下において吸入空気の流路面積を絞り、この吸入空気の供給量を調整するようになっている。ＥＣＵ１００は、スロットルバルブ１８に設置されたスロットルモータを制御してスロットルバルブ１８の開度を調節するようになっている。
エンジン１は、さらに、シリンダヘッド１０に接続される排気マニホールド１２ａを有しており、この排気マニホールド１２ａは排気通路１２の一部を構成している。排気通路１２には、ターボユニット５１の排気ガス流れの下流側に触媒装置１３が配置されている。触媒装置１３は、例えば三元触媒により構成されている。
エンジン１は、さらに、ターボユニット５１を備えている。ターボユニット５１は、排気通路１２を流れる排気によって回転するタービンホイール５３と、吸気通路１１に配置されたコンプレッサホイール５２と、タービンホイール５３およびコンプレッサホイール５２を連結するロータシャフト５４と、を備えている。タービンホイール５３が燃焼室７から排出された排気ガスにより回転すると、この回転がロータシャフト５４を介してコンプレッサホイール５２に伝達される。これにより、エンジン１は、ピストンの移動に応じて発生する負圧のみならず、コンプレッサホイール５２の回転によって吸入空気を燃焼室７に送り込むようになっている。
このターボユニット５１は、可変ノズル式ターボユニット（ＶＮＴ）により構成されており、ＥＣＵ１００は、タービンホイール５３側に設けられた可変ノズルベーン機構の開度を調整することによってエンジン１の過給圧を調整するようになっている。
エンジン１は、さらに、排気循環装置（以下、ＥＧＲ装置という）３０を備えている。ＥＧＲ装置３０は、排気通路１２を流れる排気ガスの一部を吸気通路１１に還流させて、各気筒５の燃焼室７へＥＧＲガスとして供給するようになっている。これにより、燃焼室７内の燃焼温度が低下し、ＮＯｘ発生量が低減する。また、ポンピングロスが低減し、燃費が向上するようになっている。
ＥＧＲ装置３０は、吸気マニホールド１１ａと排気マニホールド１２ａとを接続し、内部にＥＧＲ通路３４が形成されたＥＧＲ管３３を備えている。このＥＧＲ管３３には、ＥＧＲガス流れの上流側から順に、ＥＧＲ通路３４を流れるＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ３１およびＥＧＲバルブ３２が設けられている。
ＥＧＲバルブ３２は、その内部に設けられたリニアソレノイド３２ａと、基端部分がリニアソレノイド３２ａに挿通された状態で配設され、その先端部分にＥＧＲ通路３４を開閉する弁体３２ｂが設けられたシャフト３２ｃとを備えている。そして、リニアソレノイド３２ａを通電制御することにより、その電磁力と図示しないスプリングの付勢力によりシャフト３２ｃがその軸方向に往復駆動され、弁体３２ｂによりＥＧＲ通路３４が開閉される。
本実施の形態におけるＥＧＲバルブ３２は、リニアソレノイド３２ａが通電された状態で開状態となり、リニアソレノイド３２ａが通電されていない状態で閉状態となるノーマリークローズ型のバルブにより構成されている。ここで、本実施の形態に係るＥＧＲバルブ３２は、本発明に係る第２の弁を構成する。また、本実施の形態に係るＥＣＵ１００は、本発明に係る切換え部を構成する。
ＥＣＵ１００は、ＥＧＲバルブ３２の開度を調整することによって、排気通路１２と吸気通路１１とを連通し排気マニホールド１２ａから吸気マニホールド１１ａに導入されるＥＧＲガス量、すなわち排気還流量を調整するようになっている。
ＥＧＲクーラ３１は、筐体内におけるＥＧＲガスの通路の外周部に冷却水配管が張り巡らされた構成を有している。ＥＧＲ管３３から供給されたＥＧＲガスは、ＥＧＲガスの通路を通過する際に冷却水配管を流れる冷却水との熱交換により冷却され、下流側へ導かれるようになっている。
本実施の形態に係るＥＧＲ装置３０は、さらに、ＥＧＲクーラ３１の上流側にＥＧＲ遮断弁３５を備えている。ＥＧＲ遮断弁３５は、ダイヤフラム弁や電磁駆動弁など、全開となる開状態および全閉となる閉状態とを取ることが可能な弁により構成されている。このＥＧＲ遮断弁３５は、エンジン１の暖機中など、ＥＧＲバルブ３２が全閉状態となっている場合にＥＧＲ通路３４を遮断し、排気マニホールド１２ａに排出された排気ガスがＥＧＲ装置３０に流入することを防止するようになっている。一方、ＥＧＲ遮断弁３５は、ＥＧＲバルブ３２が全閉状態でない場合には全開となる。なお、後述するように、ＥＧＲ遮断弁３５は、異物除去制御処理の実行中において異物を除去する場合には、ＥＧＲバルブ３２が開状態であるか否かにかかわらず全閉状態を取るようになっている。
ＥＧＲ遮断弁３５は、開状態と閉状態との間の任意の状態を取ることが可能な弁により構成されていてもよい。ここで、本実施の形態に係るＥＧＲ遮断弁３５は、本発明に係る第１の弁を構成する。
図１および図２に示すように、本実施の形態に係るエンジン１を搭載した車両は、冷却水温センサ２１、エアフロメータ２２、吸気温センサ２３、圧力センサ２４、Ａ／Ｆセンサ２５、排気温センサ２６、スロットル開度センサ２７、アクセル開度センサ２９、リフトセンサ３６、エンジン回転数センサ３７、車速センサ３８および遮断弁開度センサ３９を備えている。これらのセンサは、検出結果を表す信号をＥＣＵ１００にそれぞれ出力するようになっている。
冷却水温センサ２１は、エンジン１のシリンダブロックに形成されたウォータージャケットに配置されており、エンジン１の冷却水温ＴＨＷに応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力する。エアフロメータ２２は、吸気通路１１のスロットルバルブ１８の上流側に配置され、吸入空気量に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力する。
吸気温センサ２３は、吸気マニホールド１１ａに配置され、吸入空気の温度に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力する。圧力センサ２４は、吸気マニホールド１１ａに配置され、吸気圧に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力する。
Ａ／Ｆセンサ２５は、触媒装置１３の上流側の排気通路１２に配置されており、排気ガス中の酸素濃度（排気Ａ／Ｆ）に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力する。また、排気温センサ２６は、触媒装置１３の下流側の排気通路１２に配置されており、排気温度に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力する。
スロットル開度センサ２７は、スロットルバルブ１８の開度に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力する。アクセル開度センサ２９は、アクセルペダルの踏み込み量に応じた検出信号をＥＣＵ１００に出力する。
エンジン回転数センサ３７は、エンジン１のクランクシャフトの回転数を検出し、エンジン回転数としてＥＣＵ１００に出力する。車速センサ３８は、車輪の回転数を検出し、車速を表す信号としてＥＣＵ１００に出力する。
リフトセンサ３６は、直流駆動される抵抗体と、抵抗体の表面を摺動するブラシとを有している。ブラシは、ＥＧＲバルブ３２のシャフト３２ｃと一体に作動し得るように構成されている。そして、シャフト３２ｃのリフト位置、すなわちＥＧＲバルブ３２の開度に応じた電圧信号がブラシに現れる。したがって、ＥＣＵ１００は、リフトセンサ３６のブラシに現れる信号を取得することにより、ＥＧＲバルブ３２の開度を検出することができる。つまり、本実施の形態に係るＥＣＵ１００は、本発明に係る開度検出部を構成する。遮断弁開度センサ３９は、ＥＧＲ遮断弁３５の開度に応じた信号をＥＣＵ１００に出力する。
ＥＣＵ１００は、図２に示すように、ＣＰＵ１０１（Central Processing Unit）、ＲＯＭ１０２（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３およびバックアップＲＡＭ１０４などを備えている。なお、本実施の形態に係るＥＣＵ１００は、本発明に係る制御装置の一部を構成する。
ＲＯＭ１０２は、排気還流量制御や後述する異物除去制御を実施するためのプログラムおよび気筒５に対する燃料噴射量を制御するための制御プログラムを含む各種制御プログラムや、これらの各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップなどが記憶されている。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて各種の演算処理を実行するようになっている。また、ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１による演算結果や、上述した各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するようになっている。バックアップＲＡＭ１０４は、不揮発性のメモリにより構成されており、例えばエンジン１の停止時に保存すべきデータ等を記憶するようになっている。
ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３およびバックアップＲＡＭ１０４は、バス１０７を介して互いに接続されるとともに、入力インターフェース１０５および出力インターフェース１０６と接続されている。
入力インターフェース１０５には、冷却水温センサ２１、エアフロメータ２２、吸気温センサ２３、圧力センサ２４、Ａ／Ｆセンサ２５、排気温センサ２６、スロットル開度センサ２７、アクセル開度センサ２９、リフトセンサ３６、エンジン回転数センサ３７、車速センサ３８および遮断弁開度センサ３９が接続されている。なお、車両がＥＣＵ１００以外の他のＥＣＵを搭載し、これらのセンサのうち少なくとも一部から出力された信号が、他のＥＣＵを介してＥＣＵ１００に入力されるようにしてもよい。
出力インターフェース１０６は、スロットルバルブ１８、ＥＧＲバルブ３２、ＥＧＲ遮断弁３５や、インジェクタなどに接続されている。
そして、ＥＣＵ１００は、上記した各種センサの出力に基づいて、排気還流量制御、燃料噴射量制御および異物除去制御などを含むエンジン１の各種制御を実行する。
以下、本発明の実施の形態に係る制御装置を構成するＥＣＵ１００のより特徴的な構成について、図１および図２を参照して説明する。
ＥＣＵ１００は、冷却水温センサ２１から入力される信号に基づいて、エンジン１の暖機中か否かを判断するようになっている。つまり、本実施の形態に係るＥＣＵ１００は、本発明に係る検知部を構成する。そして、ＥＣＵ１００は、冷却水温が所定の閾値以上であると判断した場合には、ＥＧＲ遮断弁３５を全閉状態から全開状態に移行する。所定の閾値としては、例えば７０℃など一般にエンジン１の暖機が終了したことを示す温度に設定されている。一方、ＥＣＵ１００は、冷却水温が所定の閾値未満であると判断した場合には、ＥＧＲ遮断弁３５を全閉状態に移行する。
これにより、エンジン１の暖機中において、ＥＧＲガスがＥＧＲ遮断弁３５の下流側に流入し、ＥＧＲ装置３０内で冷却され凝縮水が発生することを抑制するようになっている。
また、ＥＣＵ１００は、エンジン１の暖機が終了しており、車両の減速中にフューエルカット制御が実行されていることを条件に、負圧変化量を監視するようになっている。
具体的には、ＥＣＵ１００は、アクセル開度センサ２９から入力される信号がアクセル開度の全閉を表しており、かつ、エンジン回転数センサ３７および車速センサ３８から入力される信号に基づいて、車両の走行状態がフューエルカットの実行領域に含まれていると判断したならば、吸気マニホールド１１ａにおける吸気圧の変化量、すなわち負圧変化量の監視を開始し、異物の挟み込みが発生しているか否かを判断する。なお、フューエルカットの実行領域は、車速およびエンジン回転数と対応付けられたフューエルカット領域マップとして予めＲＯＭ１０２に記憶されている。
この負圧変化量の監視において、ＥＣＵ１００は、まず、ＥＧＲ遮断弁３５を全開にすると、ＥＧＲバルブ３２を全閉状態に移行し、圧力センサ２４からＥＧＲガスの圧力を表す信号Ｐｃｌｏｓｅを取得する。
また、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲ遮断弁３５を全開にしたまま、ＥＧＲバルブ３２を全開状態に移行させ、圧力センサ２４からＥＧＲバルブ３２の全開状態における吸気圧を表す信号Ｐｏｐｅｎを取得する。そして、ＥＣＵ１００は、ＰｃｌｏｓｅとＰｏｐｅｎとの差ΔＰを算出し、ΔＰが閾値Ｐｔｈ１より大きいか否かを判断するようになっている。
ＥＣＵ１００は、ΔＰが閾値Ｐｔｈ１より大きいならば、負圧変化量がＥＧＲバルブ３２の変化に応じて変化しており、ＥＧＲバルブ３２に異物挟み込みが発生していないと判断する。しかしながら、ΔＰが閾値Ｐｔｈ１以下であるならば、ＥＧＲバルブ３２に異物が混入したことに起因してＥＧＲバルブ３２が全閉状態に移行しても負圧が低下していないと判断するようになっている。つまり、本実施の形態に係るＥＣＵ１００は、本発明に係る異物検出部を構成する。
ここで、閾値Ｐｔｈ１は、エンジン１の構成により定まる値であり、予め実験的な測定により求められている。具体的には、モード走行時において、ΔＰをエンジン回転数ごとに計測し、計測されたΔＰのうち最も小さい値よりも１０％程度小さい値を閾値Ｐｔｈ１とする。
なお、閾値の定め方は、上記の方法に限定されず、また、実験的な測定に代えて、シミュレーションソフトを用いて閾値Ｐｔｈ１を算出するようにしてもよい。
ＥＣＵ１００は、ＥＧＲバルブ３２において異物挟み込みが発生したと判断すると、異物除去制御を開始するようになっている。具体的には、ＥＣＵ１００は、まず、ＥＧＲ遮断弁３５を全閉状態に移行する。つまり、本実施の形態に係るＥＣＵ１００は、本発明に係る切換え部を構成する。
そして、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲバルブ３２に付着した異物を除去するためにＥＧＲバルブ３２を全開状態に移行し、引き続き全閉状態に移行する。つまり、ＥＧＲバルブ３２を全開状態と全閉状態とに連続的に移行し、ＥＧＲバルブ３２に付着した異物の脱落を促進するようになっている。
この異物除去制御の実行中においては、ＥＧＲ遮断弁３５が全閉状態となっていることにより、排気ガスがＥＧＲ装置３０に流入しない。したがって、異物除去制御の実行中にフューエルカットが終了し、各燃焼室７における燃料の燃焼が再開されたとしても、ＥＧＲガスが吸気ポートに流入し燃焼状態に影響が与えられることを抑制した状態で異物を除去できるようになっている。
また、ＥＣＵ１００は、異物除去制御を終了すると、フューエルカット中であることを条件に、ＥＧＲバルブ３２の全開状態および全閉状態における吸気圧ＰｏｐｅｎおよびＰｃｌｏｓｅを圧力センサ２４からそれぞれ取得するとともに、ＰｏｐｅｎとＰｃｌｏｓｅとの差ΔＰを算出し、ΔＰが閾値Ｐｔｈ１より大きいか否かを判断することにより、異物が除去されたか否かを判断するようになっている。そして、ＥＣＵ１００は、差ΔＰが閾値Ｐｔｈ１より小さい場合には、異物が除去されていないと判断し、異物除去制御を繰り返す。また、差ΔＰが閾値Ｐｔｈ１以上である場合には、異物の除去が完了したと判断し、排気還流量制御を再開する。
なお、ＥＣＵ１００は、上述のように異物挟み込みが発生したと判断した場合に、異物除去制御の実行とは独立してＥＧＲ遮断弁３５を全閉状態に移行するようにしてもよい。これにより、フューエルカットが終了した際にＥＧＲガスの吸気への過剰な還流により失火が発生することを防止するとともに、異物除去制御の開始タイミングを柔軟に設定することが可能となる。
次に、本実施の形態に係る異物除去制御処理について図３を参照して説明する。なお、以下の処理は、ＥＣＵ１００を構成するＣＰＵ１０１によって、エンジン１の暖機が終了していることを条件に所定のタイミングで実行されるとともに、ＣＰＵ１０１によって処理可能なプログラムを実現する。所定のタイミングとしては、例えば、１トリップにつき１回実行されるようになっている。
なお、図３において、ＥＧＲ／Ｖは、ＥＧＲバルブ３２を、ＥＧＲ／ＳＶは、ＥＧＲ遮断弁３５を、"Ｃ"は、全閉状態を、"Ｏ"は、全開状態をそれぞれ表している。
図３に示すように、ＥＣＵ１００は、まず、アクセル開度センサ２９から入力される信号に基づいて減速中であるか否かを判断する（ステップＳ１１）。具体的には、ＥＣＵ１００は、アクセル開度センサ２９から入力される信号がアクセル開度の全閉を表している場合には、車両が減速中であると判断する。
ＥＣＵ１００は、減速中であると判断した場合には（ステップＳ１１でＹＥＳ）、ステップＳ１２に移行する。一方、ＥＣＵ１００は、減速中でないと判断した場合には（ステップＳ１１でＮＯ）、ＳＴＡＲＴに戻る。
次に、ＥＣＵ１００は、フューエルカット中であるか否かを判断する（ステップＳ１２）。具体的には、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数センサ３７および車速センサ３８から入力される信号と、ＲＯＭ１０２に記憶されたフューエルカット領域マップに基づいて、車両の走行状態が予め定められているフューエルカットの実行領域にあるか否かを判断する。
ＥＣＵ１００は、フューエルカットの実行中であると判断した場合には（ステップＳ１２でＹＥＳ）、ステップＳ１３に移行する。一方、ＥＣＵ１００は、フューエルカットの実行中でないと判断した場合には（ステップＳ１２でＮＯ）、ＳＴＡＲＴに移行する。
次に、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲ遮断弁３５を全開状態に移行する（ステップＳ１３）。次に、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲバルブ３２が全閉状態であるか否かを判断する（ステップＳ１４）。具体的には、ＥＣＵ１００は、リフトセンサ３６から入力される信号に基づいて、現在のＥＧＲバルブ３２の開度が全閉状態であるか否かを判断する。
ＥＣＵ１００は、ＥＧＲバルブ３２が全閉状態であると判断した場合には（ステップＳ１４でＹＥＳ）、圧力センサ２４からＥＧＲバルブ３２の全閉状態における吸気圧Ｐｃｌｏｓｅを取得し、ステップＳ１５に移行する。一方、ＥＧＲバルブ３２が全閉状態でないと判断した場合には（ステップＳ１４でＮＯ）、ＥＧＲバルブ３２を全閉状態に移行し（ステップＳ１６）、圧力センサ２４からＥＧＲバルブ３２の全閉状態における吸気圧Ｐｃｌｏｓｅを取得した後、ステップＳ１５に移行する。
次に、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲバルブ３２を全開状態に移行して（ステップＳ１５）、圧力センサ２４からＥＧＲバルブ３２の全開状態における吸気圧Ｐｏｐｅｎを取得する。
次に、ＥＣＵ１００は、ＰｃｌｏｓｅとＰｏｐｅｎとの差ΔＰを算出し、ΔＰと閾値Ｐｔｈ１とを比較する（ステップＳ１７）。
ＥＣＵ１００は、ΔＰが閾値Ｐｔｈ１以下であると判断した場合には（ステップＳ１７でＮＯ）、ＥＧＲバルブ３２における異物挟み込みを解消するためにステップＳ１９に移行する。一方、ＥＣＵ１００は、ΔＰが閾値Ｐｔｈ１よりも大きいと判断した場合には（ステップＳ１７でＹＥＳ）、異物挟み込みが発生していないため、ＥＧＲ遮断弁３５を全開状態に移行して（ステップＳ１８）、ＥＮＤに移行する。これにより、ＥＣＵ１００は、エンジン１の燃焼状態に応じてＥＧＲバルブ３２の開度を制御する通常の排気還流量制御に移行する。
ＥＣＵ１００は、ステップＳ１９に移行すると、まず、ＥＧＲ遮断弁３５を全閉状態に移行する。そして、ＥＧＲバルブ３２を全開状態に移行し（ステップＳ２０）、引き続き全閉状態に移行する（ステップＳ２１）。
そして、ＥＣＵ１００は、再びステップＳ１１に戻り、ＰｏｐｅｎとＰｃｌｏｓｅとの差ΔＰと閾値Ｐｔｈ１とを比較し、異物挟み込みが解消しているか否かを判断する。
以上のように、本発明の第１の実施の形態に係る内燃機関の制御装置は、ＥＧＲバルブ３２に異物が付着したと検出した場合にＥＧＲ遮断弁３５を開状態から閉状態に切り換えるので、ＥＧＲバルブ３２に異物が噛み込んだとしても、ＥＧＲガスが吸気通路１１へ流入することがなく、ＥＧＲガスの流入に起因したエンジン１の燃焼の悪化を抑制することができる。したがって、エンジン１の回転変動やエンジンストールを抑制することができるとともに、触媒損傷等を抑制できる。
また、ＥＣＵ１００は、エンジン１の運転中にＥＧＲバルブ３２を開状態と閉状態との間で駆動することにより、ＥＧＲバルブ３２に堆積したデポジット等の異物を除去できる。さらには、ＥＧＲバルブ３２に異物が付着した場合にＥＧＲ遮断弁３５を開状態から閉状態に移行するので、異物を除去するようＥＧＲバルブ３２を開状態と閉状態との間で駆動した際にＥＧＲ遮断弁３５によりＥＧＲガスのＥＧＲ通路３４への流入が遮断されている。したがって、異物を除去する際に急にＥＧＲガスの量が増えることがなく、エンジン１の燃焼の悪化を抑制できる。
また、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲガスの圧力の変化に基づいてＥＧＲバルブ３２に異物が付着したことを精度よく検出できる。また、ＥＣＵ１００は、エンジン１のフューエルカット中に異物が付着したか否かを検出するので、ＥＧＲガスの流量変化に起因するエンジン１の燃焼状態への影響を抑制した状態でＥＧＲ遮断弁３５に異物が付着しているか否かを検出できる。
また、ＥＣＵ１００は、冷却水温が閾値未満の場合には、ＥＧＲガスがＥＧＲ遮断弁３５より下流側に流入することを遮断できるので、ＥＧＲバルブ３２の近傍で凝縮水が発生することを抑制できる。
また、ＥＣＵ１００は、冷却水温が閾値以上の場合にはＥＧＲ遮断弁３５を閉状態から開状態にするので、ＥＧＲガスをＥＧＲ通路３４に供給することができ、ＥＧＲバルブ３２の開閉状態に応じてこのＥＧＲガスを吸気通路１１に循環させることができる。
また、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲバルブ３２が開状態と閉状態とを繰り返し取るようＥＧＲバルブ３２を駆動するので、ＥＧＲバルブ３２に堆積したデポジット等の異物を除去することができる。
なお、以上の説明においては、ＥＧＲバルブ３２に異物の挟み込みが発生し、ＥＧＲバルブ３２が全閉状態に移行しない場合について説明した。しかしながら、ＥＧＲバルブ３２が異物により全開しない場合においても、ＰｏｐｅｎとＰｃｌｏｓｅとの差ΔＰが正常時よりも小さくなるため、図３に示した本実施の形態に係る異物除去制御処理を適用することができる。
また、以上の説明においては、車両の減速中、かつ、フューエルカットの実行中に負圧変化量を監視することによりＥＧＲバルブ３２における異物挟み込みを検出する場合について説明したが、以下に本発明の第２の実施の形態として説明するように、吸気マニホールド１１ａにおける吸気圧を常時監視することにより、車両の減速中あるいはフューエルカットの実行中以外においてもＥＧＲバルブ３２における異物の挟み込みを検出するようにしてもよい。
以下、本発明の第２の実施の形態に係る制御装置について、図１、図２および図４を参照して説明する。
なお、第２の実施の形態に係る制御装置において、上述の第１の実施の形態に係る制御装置と同様の構成要素については、第１の実施の形態と同様の符号を用いて説明し、特に相違点についてのみ詳述する。
本実施の形態に係るＥＣＵ１００が搭載される車両は、イグニッションスイッチ５７を有している。ＥＣＵ１００は、イグニッションスイッチ５７から入力される信号に基づいて、点火システムが通電状態となるイグニッションＯＮ（ＩＧ−ＯＮ）であるか否かを判断する。また、ＥＣＵ１００は、イグニッションＯＮであると判断すると、車両の減速中あるいはフューエルカットの実行中であるか否かにかかわらず、ＥＧＲ出力圧Ｐ＿ＥＧＲＯを検出する。なお、本実施の形態においては、ＥＣＵ１００が、圧力センサ２４から入力される信号に基づいて、吸気マニホールド１１ａにおける吸気圧をＥＧＲ出力圧Ｐ＿ＥＧＲＯとして検出する場合について説明する。
また、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数、エンジン負荷およびＥＧＲバルブ３２の開度とＥＧＲ出力圧Ｐ＿ＥＧＲＯの閾値Ｐｔｈ２とを対応付けた吸気圧マップをＲＯＭ１０２に記憶している。この閾値Ｐｔｈ２は、ＥＧＲバルブ３２に異物挟み込みが発生していない場合に、吸気マニホールド１１ａにおいて通常発生する吸気圧の値に、測定誤差に起因する誤検出を回避するためのマージンを加えることにより算出される。この通常発生する吸気圧の値は、エンジン回転数、エンジン負荷およびＥＧＲバルブ３２の開度に応じて予め実験的な測定により求められている。したがって、ＥＧＲ出力圧Ｐ＿ＥＧＲＯは、ＥＧＲバルブ３２に異物挟み込みが発生した場合には、閾値Ｐｔｈ２より大きい値となる。
また、ＥＣＵ１００は、圧力センサ２４により検出された値が閾値Ｐｔｈ２よりも大きいと判断した場合には、ＥＧＲバルブ３２に異物挟み込みが発生していると判断する。
また、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲバルブ３２に異物挟み込みが発生していると判断すると、第１の実施の形態と同様に、異物挟み込みを解消するためにＥＧＲ遮断弁３５を全閉状態に移行した後、ＥＧＲバルブ３２を全開状態に移行し、引き続き全閉状態に移行するようになっている。したがって、異物除去制御の実行中にフューエルカットが終了し、各燃焼室７における燃料の燃焼が再開されたとしても、ＥＧＲガスを吸気ポートに流入させない状態、すなわち燃焼状態に影響が与えられることを抑制した状態で異物を除去できるようになっている。
次に、本実施の形態に係る異物除去制御処理について図４を参照して説明する。なお、以下の処理は、ＥＣＵ１００を構成するＣＰＵ１０１によってエンジン１の暖機が終了していることを条件に所定のタイミングで実行されるとともに、ＣＰＵ１０１によって処理可能なプログラムを実現する。所定のタイミングとしては、例えば、イグニッションＯＮからイグニッションＯＦＦまでの１トリップにつき１回実行されるようになっている。
なお、図４において、ＥＧＲ／Ｖは、ＥＧＲバルブ３２を、ＥＧＲ／ＳＶは、ＥＧＲ遮断弁３５を、"Ｃ"は、全閉状態を、"Ｏ"は、全開状態をそれぞれ表している。
図４に示すように、ＥＣＵ１００は、まず、イグニッションスイッチ５７から入力される信号に基づいてイグニッションＯＮであるか否かを判断する（ステップＳ３１）。
ＥＣＵ１００は、イグニッションＯＮであると判断した場合には（ステップＳ３１でＹＥＳ）、ステップＳ３２に移行する。一方、ＥＣＵ１００は、イグニッションＯＮでないと判断した場合には（ステップＳ３１でＮＯ）、ＳＴＡＲＴに戻る。
次に、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲ出力圧Ｐ＿ＥＧＲＯが閾値Ｐｔｈ２より大きいか否かを判断する（ステップＳ３２）。具体的には、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数センサ３７およびエアフロメータ２２から入力される信号に基づいて、エンジン回転数およびエンジン負荷を算出すると、ＲＯＭ１０２に記憶されているＥＧＲ出力圧マップを参照して、ＥＧＲ出力圧Ｐ＿ＥＧＲＯが閾値Ｐｔｈ２より大きいか否かを判断する。
ＥＣＵ１００は、ＥＧＲ出力圧Ｐ＿ＥＧＲＯが閾値Ｐｔｈ２より大きいと判断した場合には、（ステップＳ３２でＹＥＳ）、ステップＳ３３に移行する。一方、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲ出力圧Ｐ＿ＥＧＲＯが閾値Ｐｔｈ２以下であると判断した場合には（ステップＳ３２でＮＯ）、ＥＧＲバルブ３２に異物挟み込みが発生していないと判断し、ＥＧＲ遮断弁３５を全開状態に移行し（ステップＳ３６）、ＥＮＤに移行する。
一方、ステップＳ３３に移行した場合、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲバルブ３２における異物挟み込みを解消するために、ＥＧＲ遮断弁３５を全閉状態に移行する。そして、ＥＧＲバルブ３２を全開状態に移行し（ステップＳ３４）、引き続き全閉状態に移行する（ステップＳ３５）。
次に、ＥＣＵ１００は、ステップＳ３１に戻り、イグニッションＯＮであることを条件にＥＧＲ出力圧Ｐ＿ＥＧＲＯと閾値Ｐｔｈ２とを比較し、異物挟み込みが解消したか否かを判断する。
以上のように、本発明の第２の実施の形態に係る内燃機関の制御装置は、ＥＧＲバルブ３２に異物が付着していない場合に通常発生する吸気圧の値を所定値に設定し、ＥＧＲガスの圧力に基づいてＥＧＲバルブ３２に異物が付着したことを精度よく検出できる。
なお、以上の説明においては、ＥＣＵ１００がイグニッションスイッチ５７から入力される信号に基づいてイグニッションＯＮであるか否かを判断する場合について説明した。しかしながら、車両が運転者の押下に応じて電源ＯＦＦ、ＡＣＣ、ＩＧ−ＯＮのいずれかの状態を取るパワースイッチを有するようにし、ＥＣＵ１００が、パワースイッチと接続されたＥＣＵから入力される信号に基づいてイグニッションＯＮであるか否かを判断するようにしてもよい。
また、以上の説明においては、ＥＣＵ１００が、イグニッションＯＮであることを条件に、ＥＧＲ出力圧Ｐ＿ＥＧＲＯが閾値Ｐｔｈ２より大きい値となった場合にＥＧＲバルブ３２に異物挟み込みが発生したと判断する場合について説明したが、以下に本発明の第３の実施の形態として説明するように、ＥＣＵ１００が、失火の発生の有無に基づいてＥＧＲバルブ３２における異物の挟み込みを検出するようにしてもよい。
以下、本発明の第３の実施の形態に係る制御装置について、図１、図２および図５を参照して説明する。
なお、第３の実施の形態に係る制御装置において、上述の第１の実施の形態に係る制御装置と同様の構成要素については、第１の実施の形態と同様の符号を用いて説明し、特に相違点についてのみ詳述する。
ＥＣＵ１００は、イグニッションスイッチ５７から入力される信号に基づいて、イグニッションＯＮであると判断すると、いずれかの気筒５において失火が発生しているか否かを判断する。
失火の発生の有無は、例えば、エンジン回転数センサ３７から各気筒５の燃焼行程においてクランクシャフトが所定角度の回転に必要とする時間、例えば１８０°ＣＡ時間を算出し、いずれかの気筒５で１８０°ＣＡ時間が所定時間を超えた場合には当該気筒５で失火が発生していると判断する。なお、所定時間は、例えば、すべての気筒５の１８０°ＣＡ時間の平均値に基づいて設定してもよい。あるいは、失火が発生していない状態におけるエンジン回転数と１８０°ＣＡ時間との対応を予め実験的な測定により求めておき、ＥＣＵ１００が、失火判定の際のエンジン回転数に対応する１８０°ＣＡ時間を参照するようにしてもよい。
ＥＣＵ１００は、いずれかの気筒５で失火が発生していると判断した場合には、ＥＧＲバルブ３２に異物の挟み込みが発生している可能性があるため、上述した第１の実施の形態と同様に異物除去制御処理を実行するようになっている。
次に、本実施の形態に係る異物除去制御処理について図５を参照して説明する。なお、以下の処理は、ＥＣＵ１００を構成するＣＰＵ１０１によってエンジン１の暖機が終了していることを条件に所定のタイミングで実行されるとともに、ＣＰＵ１０１によって処理可能なプログラムを実現する。所定のタイミングとしては、例えば、１トリップにつき１回実行されるようになっている。
なお、図５において、ＥＧＲ／Ｖは、ＥＧＲバルブ３２を、ＥＧＲ／ＳＶは、ＥＧＲ遮断弁３５を、"Ｃ"は、全閉状態を、"Ｏ"は、全開状態をそれぞれ表している。
図５に示すように、ＥＣＵ１００は、まず、イグニッションスイッチ５７から入力される信号に基づいてイグニッションＯＮであるか否かを判断する（ステップＳ４１）。
ＥＣＵ１００は、イグニッションＯＮであると判断した場合には（ステップＳ４１でＹＥＳ）、ステップＳ４２に移行する。一方、ＥＣＵ１００は、イグニッションＯＮでないと判断した場合には（ステップＳ４１でＮＯ）、ＳＴＡＲＴに戻る。
次に、ＥＣＵ１００は、いずれかの気筒５において失火が発生しているか否かを判断する（ステップＳ４２）。具体的には、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数センサ３７から入力される信号に基づいて、各気筒５の燃焼行程における１８０°ＣＡ時間を算出し、この１８０°ＣＡ時間が所定時間を超えている場合には、失火が発生していると判断する。
ＥＣＵ１００は、いずれかの気筒５において失火が発生していると判断した場合には、（ステップＳ４２でＹＥＳ）、ステップＳ４３に移行する。一方、ＥＣＵ１００は、いずれの気筒５においても失火が発生していないと判断した場合には（ステップＳ４２でＮＯ）、ＥＧＲバルブ３２に異物挟み込みが発生していないと判断し、ＥＧＲ遮断弁３５を全開状態に移行し、ＥＮＤに移行する。
ステップＳ４３に移行した場合、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲバルブ３２における異物挟み込みを解消するために、ＥＧＲ遮断弁３５を全閉状態に移行する。そして、ＥＧＲバルブ３２を全開状態に移行し（ステップＳ４４）、引き続き全閉状態に移行する（ステップＳ４５）。
次に、ＥＣＵ１００は、ステップＳ４１に戻り、イグニッションＯＮであることを条件に、上述した失火の判定に基づいて異物挟み込みが解消したか否かを判断する。
以上のように、本発明の第３の実施の形態に係る内燃機関の制御装置は、エンジン１における失火の発生の有無に基づいてＥＧＲバルブ３２に異物が付着したことを精度よく検出できる。
なお、以上の説明においては、いずれかの気筒５に失火が発生している場合に、ＥＧＲバルブ３２に異物挟み込みが発生したと判断する場合について説明したが、以下に本発明の第４の実施の形態として説明するように、ＥＧＲバルブ３２のリフト量に基づいて、ＥＧＲバルブ３２における異物の挟み込みを検出するようにしてもよい。
以下、本発明の第４の実施の形態に係る制御装置について、図１、図２および図６を参照して説明する。
なお、第４の実施の形態に係る制御装置において、上述の第１の実施の形態に係る制御装置と同様の構成要素については、第１の実施の形態と同様の符号を用いて説明し、特に相違点についてのみ詳述する。
本実施の形態に係るＥＣＵ１００は、イグニッションスイッチ５７から入力される信号に基づき、イグニッションＯＮであると判断した場合には、リフトセンサ３６からＥＧＲバルブ３２の実開度ＶＲｒｅａｌを表す信号を取得するとともに、現在設定されているＥＧＲバルブ３２に対する指示開度ＶＲｔａｒｇｅｔを参照する。そして、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲバルブ３２の実開度ＶＲｒｅａｌが基準値ＶＲｒｅｆより大きい場合には、ＥＧＲバルブ３２において異物の挟み込みが発生していると判断するようになっている。
ここで、基準値ＶＲｒｅｆは、ＥＧＲバルブ３２に対する指示開度ＶＲｔａｒｇｅｔに、リフトセンサ３６の検出誤差などに応じたマージンを加えた値に設定されている。
ＥＣＵ１００は、ＥＧＲバルブ３２の実開度ＶＲｒｅａｌが基準値ＶＲｒｅｆよりも大きくＥＧＲバルブ３２に異物の挟み込みが発生している可能性がある場合には、上述した第１の実施の形態と同様に異物除去制御処理を実行するようになっている。
次に、本実施の形態に係る異物除去制御処理について図６を参照して説明する。なお、以下の処理は、ＥＣＵ１００を構成するＣＰＵ１０１によってエンジン１の暖機が終了していることを条件に所定のタイミングで実行されるとともに、ＣＰＵ１０１によって処理可能なプログラムを実現する。所定のタイミングとしては、例えば、１トリップにつき１回実行されるようになっている。
なお、図６において、ＥＧＲ／Ｖは、ＥＧＲバルブ３２を、ＥＧＲ／ＳＶは、ＥＧＲ遮断弁３５を、Ｌ／Ｓは、リフトセンサ３６を、"Ｃ"は、全閉状態を、"Ｏ"は、全開状態をそれぞれ表している。
図６に示すように、ＥＣＵ１００は、まず、イグニッションスイッチ５７から入力される信号に基づいてイグニッションＯＮであるか否かを判断する（ステップＳ５１）。
ＥＣＵ１００は、イグニッションＯＮであると判断した場合には（ステップＳ５１でＹＥＳ）、ステップＳ５２に移行する。一方、ＥＣＵ１００は、イグニッションＯＮでないと判断した場合には（ステップＳ５１でＮＯ）、ＳＴＡＲＴに戻る。
次に、ＥＣＵ１００はＥＧＲバルブ３２の実開度ＶＲｒｅａｌが基準値ＶＲｒｅｆより大きいか否かを判断する（ステップＳ５２）。具体的には、ＥＣＵ１００は、リフトセンサ３６から入力される信号に基づいて、ＥＧＲバルブ３２の実開度ＶＲｒｅａｌを取得する。また、ＥＣＵ１００は、ＥＧＲバルブ３２に対して現在設定されている指示開度ＶＲｔａｒｇｅｔを参照し、この指示開度ＶＲｔａｒｇｅｔにマージンを加えて基準値ＶＲｒｅｆを算出する。そして、ＥＣＵ１００は、実開度ＶＲｒｅａｌが基準値ＶＲｒｅｆを超えている場合には、ＥＧＲバルブ３２に異物の挟み込みが発生していると判断する。
ＥＣＵ１００は、実開度ＶＲｒｅａｌが基準値ＶＲｒｅｆよりも大きいと判断した場合には、（ステップＳ５２でＹＥＳ）、ステップＳ５３に移行する。一方、ＥＣＵ１００は、実開度ＶＲｒｅａｌが基準値ＶＲｒｅｆ以下であると判断した場合には（ステップＳ５２でＮＯ）、ＥＧＲバルブ３２に異物の挟み込みが発生していないと判断し、ＥＧＲ遮断弁３５を全開状態に移行し（ステップＳ５６）、ＥＮＤに移行する。
ＥＣＵ１００は、ステップＳ５３に移行した場合、ＥＧＲバルブ３２における異物挟み込みを解消するために、ＥＧＲ遮断弁３５を全閉状態に移行する。そして、ＥＧＲバルブ３２を全開状態に移行し（ステップＳ５４）、引き続き全閉状態に移行する（ステップＳ５５）。
次に、ＥＣＵ１００は、ステップＳ５１に戻り、イグニッションＯＮであることを条件に、ＥＧＲバルブ３２の実開度ＶＲｒｅａｌと基準値ＶＲｒｅｆとを比較し、異物挟み込みが解消したか否かを判断する。
以上のように、本発明の第４の実施の形態に係る内燃機関の制御装置は、指示開度と開度検出部により検出された開度との差に基づいて第２の弁に異物が付着したことを精度よく検出できる。
なお、以上の説明においては、ＥＧＲ装置３０がタービンホイール５３の上流側から排気ガスを取得してコンプレッサホイール５２の下流側にＥＧＲガスとして還流するいわゆるＨＰＬ（High-Pressure Loop）を構成する場合について説明したが、これに限定されず、ＥＧＲ装置３０が、タービンホイール５３の下流側から排気ガスを取得してコンプレッサホイール５２の上流側にＥＧＲガスとして還流するＬＰＬ（Low-Pressure Loop）を構成していてもよい。
また、以上の説明においては、ＥＣＵ１００がエンジン１の暖機が終了した場合に異物除去制御処理を実行する場合について説明したが、これに限定されず、ＥＣＵ１００は、異物除去制御処理を常時実行するとともに、異物除去制御処理内において暖機が終了したか否かを判断するようにしてもよい。
また、以上の説明においては、ＥＧＲ装置３０がターボユニット５１を備えるエンジン１に適用される場合について説明したが、これに限定されず、ＥＧＲ装置３０がターボユニットを備えないエンジン１に適用されるようにしてもよい。
また、ＥＧＲ装置３０は、ガソリンエンジンにより構成されたエンジン１を搭載した車両に適用される場合について説明したが、これに限定されず、ＥＧＲ装置３０は、ディーゼルエンジンなど公知の内燃機関を搭載した車両に適用されていればよい。
また、以上の説明においては、燃料が吸気ポートに噴射されるポート噴射式エンジンにＥＧＲ装置３０が適用される場合について説明したが、これに限定されず、燃料が各燃焼室７に直接噴射される筒内噴射式エンジンにＥＧＲ装置３０が適用されていてもよい。また、筒内噴射およびポート噴射のいずれもが行われるエンジンにＥＧＲ装置３０が適用されていてもよい。
また、ＥＧＲ装置３０は、エンジン１のみを動力源とする車両のみならず、エンジンおよび回転電機を動力源とするハイブリッド車両に適用されていてもよい。
以上のように、本発明に係る内燃機関の故障診断装置は、各気筒に対する故障判定精度を高めることができるという効果を奏するものであり、各気筒の故障を検出する内燃機関の制御装置に有用である。
１ エンジン
１１ 吸気通路
１１ａ 吸気マニホールド
１２ 排気通路
１２ａ 排気マニホールド
１８ スロットルバルブ
２１ 冷却水温センサ
２２ エアフロメータ
２４ 圧力センサ
２７ スロットル開度センサ
２９ アクセル開度センサ
３０ ＥＧＲ装置
３２ ＥＧＲバルブ
３３ ＥＧＲ管
３４ ＥＧＲ通路
３５ ＥＧＲ遮断弁
３６ リフトセンサ
３７ エンジン回転数センサ
３８ 車速センサ
３９ 遮断弁開度センサ
５７ イグニッションスイッチ
１００ ＥＣＵ

Claims (11)

  1. 内燃機関から排気通路に排出された排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路に循環させる内燃機関の制御装置であって、
    前記排気通路と前記吸気通路とを連通するＥＧＲ通路が形成されたＥＧＲ管と、
    前記排気通路側に設けられ、開状態と閉状態との間の状態を取るとともに、前記閉状態において前記ＥＧＲガスが前記ＥＧＲ通路に流入するのを遮断する第１の弁と、
    前記第１の弁よりも前記吸気通路側に設けられ、開状態と閉状態との間の状態を取るとともに、前記ＥＧＲガスが前記吸気通路に流入する量を調整する第２の弁と、
    前記第２の弁に異物が付着したか否かを検出する異物検出部と、
    前記異物検出部により、前記異物が付着したと検出されたことを条件として前記第１の弁を開状態から閉状態に切り換える切換え部と、を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
  2. 前記第２の弁を開状態と閉状態との間で駆動させる駆動部をさらに備え、
    前記駆動部は、前記異物検出部により前記異物が付着したと検出され前記切換え部により前記第１の弁が開状態から閉状態に切り換えられたことを条件に、前記第２の弁を開状態と閉状態との間で駆動させるようにした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。
  3. 前記異物検出部は、前記第２の弁の開状態と閉状態における前記ＥＧＲガスの圧力の変化が所定値以下であることを条件として前記第２の弁に異物が付着したと判断することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
  4. 前記異物検出部は、前記内燃機関のフューエルカット中に前記第２の弁に異物が付着したか否かを検出することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
  5. 前記異物検出部は、前記第２の弁の下流側におけるＥＧＲガスの圧力が所定値よりも高いことを条件として前記第２の弁に異物が付着したと判断することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
  6. 前記異物検出部は、前記内燃機関に失火が発生していることを条件として、前記第２の弁に異物が付着したと判断することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
  7. 前記第２の弁の開度を検出する開度検出部をさらに備え、
    前記異物検出部は、前記第２の弁に対する指示開度と、前記開度検出部により検出された前記第２の弁の開度との差が所定の閾値より大きいことを条件として、前記第２の弁に異物が付着したと判断することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
  8. 前記内燃機関の冷却水温を検知する検知部をさらに備え、
    前記切換え部は、前記検知部により検知された前記冷却水温が閾値未満であることを条件として前記第１の弁を閉状態にすることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１の請求項に記載の内燃機関の制御装置。
  9. 前記切換え部は、前記検知部により検知された冷却水温が閾値以上であることを条件として前記第１の弁を閉状態から開状態にすることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１の請求項に記載の内燃機関の制御装置。
  10. 前記駆動部は、前記内燃機関の燃焼状態に応じて前記第２の弁を開状態と閉状態との間で駆動し、前記ＥＧＲガスが吸気通路に流入する量を調整することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１の請求項に記載の内燃機関の制御装置。
  11. 前記駆動部は、前記異物検出部により前記異物が付着したと検出されたことを条件として、前記第２の弁が開状態と閉状態とを繰り返し取るよう前記第２の弁を駆動することを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１の請求項に記載の内燃機関の制御装置。
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