JP2017206996A - 内燃機関の排気再循環制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】排気再循環装置の状態診断の精度の向上を図る。
【解決手段】排気再循環制御装置２３は、エンジン１１の吸気経路１２０と排気経路１３０とを連通する還流経路２１に設けられているＥＧＲ弁２２と、エンジン１１の運転状況に応じてＥＧＲ弁２２を駆動する駆動手段２３２とを有しており、各回の診断処理において、ＥＧＲ弁２２を所定の開度に開閉動作させた場合の吸気圧力の差に基づいて吸気経路１２０に還流する排気の実際の還流量を算出し、排気の実際の還流量と設計値との差に基づいてＥＧＲ弁２２が異常であるか否かを判定し、ある回の診断処理において、排気の実際の還流量と設計値との差が所定の閾値以上である場合には、次回の診断処理においてＥＧＲ弁２２の開度を大きくする。
【選択図】図４

Description

本発明は、内燃機関の排気再循環制御装置に関する。

車両用の内燃機関において、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯ_X）の低減や、部分負荷時の燃費向上などを図るため、排気再循環装置が知られている。排気再循環装置は、内燃機関の吸気経路と排気経路とを排気ガスが流通可能に連通する還流経路と、この還流経路を還流する排気ガスの量を調整するＥＧＲ弁とを有している。そして、内燃機関からの排気ガスの一部を、還流経路を通じて吸気経路に導いて再度内燃機関に吸気させる。この際、ＥＧＲ弁の開度を調整することによって、吸気経路に導く排気ガスの量を制御する。

排気ガスに含まれているパティキュレートや未燃燃料やオイルなどが、還流経路の内周面に付着して堆積していくと、排気が還流経路を流れにくくなっていく。このため、この場合には、ＥＧＲ弁を所定の開度に開いた場合において、設計において想定した排気ガスの還流量と、実際の排気ガスの還流量とにズレが生じることがある。そこで、排気再循環装置の状態を診断し、診断結果に基づいてＥＧＲ弁の開度を補正する構成が用いられる。排気再循環装置の状態の診断方法としては、車両の走行中に内燃機関への燃料の送給が停止されている間にＥＧＲ弁を開閉させ、ＥＧＲ弁が閉鎖した状態と所定の開度に開いた状態とにおける吸気圧力の差を算出する方法が用いられている。この場合、還流経路の閉塞の程度が高くなるにしたがって、ＥＧＲ弁が閉鎖した状態と所定の開度に開いた状態とにおける吸気圧力の差が小さくなっていく。したがって、この圧力の差から還流経路の閉塞の程度を診断できる。

このような診断方法においては、診断の精度の観点からは、診断時のＥＧＲ弁の開度を大きくすることが好ましい。すなわち、ＥＧＲ弁の閉鎖時と開放時との吸気圧力の差は、開放時の開度が小さくなるにしたがって小さくなることから、開放時の開度が小さいと、診断の精度を確保するために必要な圧力差を得ることが困難となる。一方で、ＥＧＲ弁の開度を大きくすると、内燃機関の吸気経路に還流する排気ガスの量が多くなる。このため、この状態で運転者要求により燃料カット状態から通常の状態に復帰すると、吸気経路に還流した排気ガスによって、内燃機関の回転状態が不安定となり、加速不良となったりエンストが生じたりするおそれがある。

なお、ＥＧＲ弁の作動不良の判定の感度の向上を図る構成として、特許文献１には、還流経路を流れる排気ガスの流量に相関する物理量を還流物理量として算出する算出手段と、ＥＧＲ弁の開度を複数の開度に変更する変更制御を実施する変更手段と、変更手段によって変更された複数の開度のそれぞれについて算出された還流物理量の相違に基づき、ＥＧＲ弁の状態を判定する演算／判定手段とを有する診断装置が開示されている。しかしながら、このような構成では、複数の開度のそれぞれについてＥＧＲ弁の診断を行うことから、診断に時間を要する。

特開２０１１−１５７９３６号公報

上記実情に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、排気再循環装置の状態の判断の精度の向上を図りつつ、診断から復帰した際に内燃機関の回転が不安定にならないようにすることである。

前記課題を解決するため、本発明は、内燃機関の吸気経路と排気経路とを連通する還流経路に設けられているＥＧＲ弁を前記内燃機関の運転状態に応じて制御する内燃機関の排気再循環制御装置において、前記ＥＧＲ弁が閉鎖している状態と閉鎖ではない所定の開度である状態との吸気圧力の差から前記排気経路から前記吸気経路への排気ガスの還流量を計算し、計算した前記還流量と前記所定の開度に対応する還流量の設計値とのズレに基づいて前記還流経路と前記ＥＧＲ弁の状態を判定する診断処理を実行し、ある回の前記診断処理において前記ズレが第１の閾値以上である場合には、前記ある回の次の回の前記診断処理において、前記所定の開度を大きくすることを特徴とする。

本発明によれば、排気再循環装置の状態の判断の精度の向上を図りつつ、ＥＧＲの診断からの復帰の際に内燃機関の回転が不安定になることを防止できる。

図１は、本発明の実施形態に係る排気再循環装置と、この排気再循環装置が適用された車両の要部の構成例を模式的に示す図である。 図２は、排気再循環装置の構成例を模式的に示す図である。 図３は、ＥＧＲ弁の開度の決定に用いられるテーブルの例を模式的に示す図である。 図４は、Ｎ回目の診断処理とその次のＮ＋１回目の診断処理におけるＥＧＲ弁の動作と吸気圧力の推移の例を示すタイムチャートである。 図５は、診断処理の例を示すフローチャートである。 図６は、運転用開度補正係数の設定方法を模式的に示す図である。

以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。本発明の実施形態では、排気再循環装置が車両の駆動力源であるエンジン（内燃機関）に適用される例を示す。

＜排気再循環装置の構成＞
まず、本発明の実施形態に係る排気再循環装置２の構成例について、図１を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る排気再循環装置２と、この排気再循環装置２が適用された車両１の要部の構成例を模式的に示す図である。図１に示すように、車両１は、駆動力源としてのエンジン１１（内燃機関）と、エンジン１１の燃焼用の空気を取り入れる吸気系１２と、エンジン１１からの排気ガスを外部に排出する排気系１３と、エンジン１１に燃料を供給する燃料系１４とが含まれる。そして、車両１には排気再循環装置２が設けられている。

エンジン１１は、ピストンが往復動可能に収容されている燃焼室１１１と、クランクシャフト１１５が回転可能に収容されているクランク室１１２と、燃焼用の空気の入口である吸気ポート１１３と、排気ガスの出口である排気ポート１１４とを有している。また、エンジン１１には、クランクシャフト１１５の回転角度を検出するクランク角センサ１１６が設けられている。なお、エンジン１１の構成は特に限定されるものではなく、公知の各種エンジン（内燃機関）が適用できる。また、エンジン１１は、ガソリンエンジンとディーゼルエンジンのいずれであってもよい。

吸気系１２は、エアクリーナ１２１と、スロットルボディ１２２と、吸気マニホールド１２３とを含む。エアクリーナ１２１は、エンジン１１の負圧により吸入した燃焼用の空気を浄化する。スロットルボディ１２２は、後述する排気再循環制御装置２３により制御され、燃焼用の空気の流量を調整する。エアクリーナ１２１とスロットルボディ１２２とは、直接にまたは吸気管などを介して、燃焼用の空気が流通可能に接続されている。吸気マニホールド１２３は、スロットルボディ１２２とエンジン１１の各々の吸気ポート１１３とを接続している。スロットルボディ１２２により流量を調整された燃焼用の空気は、吸気マニホールド１２３を介して各々の吸気ポート１１３に流入する。このように、吸気系１２におけるエアクリーナ１２１とスロットルボディ１２２と吸気マニホールド１２３は、燃焼用の空気をエンジン１１の吸気ポート１１３に導くための吸気経路１２０を形成している。吸気経路１２０のスロットルボディ１２２から吸気ポート１１３の間には、吸気圧力を検出する吸気圧センサ１２４が設けられている。

排気系１３は、排気マニホールド１３１と排気管１３２と触媒コンバータ１３３とを含む。触媒コンバータ１３３は、排気マニホールド１３１および排気管１３２を介してエンジン１１の排気ポート１１４に接続されており、エンジン１１から排出された排気ガスを浄化する。エンジン１１が排出した排気ガスは、排気マニホールド１３１と排気管１３２とを通じて触媒コンバータ１３３に流入し、触媒コンバータ１３３を通過する際に浄化される。触媒コンバータ１３３には、例えば、公知の各種三元触媒などが適用できる。そして触媒コンバータ１３３によって浄化された排気ガスは外部（外気中）に放出される。このように、排気系１３における排気マニホールド１３１と排気管１３２と触媒コンバータ１３３とが、エンジン１１の排気ガスを外部に放出するための排気経路１３０を形成する。なお、排気系１３の構成は特に限定されない。排気系１３は、エンジン１１の排気ガスを浄化して外部に放出することができる構成であればよい。例えば、排気系１３が、フロント触媒コンバータとリア触媒コンバータとの２つの触媒コンバータを有していてもよい。

燃料系１４は、エンジン１１に燃料を供給する。燃料系１４は、燃料タンク１４１と、燃料ポンプ１４２と、フューエルプレッシャーレギュレータ１４３と、インジェクタ１４４とを含む。燃料タンク１４１は、燃料を貯留する。燃料ポンプ１４２は、燃料タンク１４１に貯留される燃料をインジェクタ１４４に供給する。フューエルプレッシャーレギュレータ１４３は、インジェクタ１４４に送給する燃料の圧力を制御する。インジェクタ１４４は、燃料タンク１４１から送給された燃料を吸気経路１２０の内部に噴射する。インジェクタ１４４は、例えば吸気マニホールド１２３に設けられている。なお、燃料系１４は、燃料を吸気経路１２０の内部に供給できる構成であればよく、具体的な構成は特に限定されない。

このほか、車両１には、エンジン１１を制御するエンジンＥＣＵ１０１が設けられている。エンジンＥＣＵ１０１は、ＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭとを有するコンピュータを有している。コンピュータのＲＯＭには、エンジン１１、吸気系１２、排気系１３および後述する排気再循環装置２のＥＧＲ弁２２を制御するためのコンピュータプログラムや所定の情報があらかじめ格納されている。そして、ＣＰＵは、ＲＯＭに格納されているコンピュータプログラムを読み出し、ＲＡＭをワークエリアとして用いて実行する。この際、所定の情報を適宜読み出して参照する。これにより、エンジン１１、吸気系１２、排気系１３およびＥＧＲ弁２２が制御される。

さらに、車両１には、大気圧を検出する大気圧センサ１０２と、アクセル操作量（運転者要求駆動力）を検出するアクセルセンサ１０３とが設けられている。エンジンＥＣＵ１０１は、大気圧センサ１０２による大気圧の検出結果と、アクセルセンサ１０３によるアクセル操作量の検出結果とを取得できる。

次に、排気再循環（ＥＧＲ：Exhaust Gas Recirculation）装置の構成例について、図２を参照して説明する。図２は、排気再循環装置２の構成例を模式的に示す図である。図２中の矢印Ａは外部から吸引された燃焼用の空気の流れを模式的に示し、矢印Ｂは排気ガスの流れを模式的に示す。排気再循環装置２は、還流経路２１と、ＥＧＲ弁２２と、排気再循環制御装置２３とを含む。

還流経路２１は、吸気経路１２０と排気経路１３０とを排気ガスが通過可能に連通する経路である。なお、還流経路２１の吸気経路１２０の側の端部は、スロットルボディ１２２と吸気ポート１１３の間に位置している。ＥＧＲ弁２２は、排気再循環制御装置２３により制御され、還流経路２１を通じて排気経路１３０から吸気経路１２０に還流する排気ガスの量（以下、「還流量」と称する）を調整する。なお、還流経路２１およびＥＧＲ弁２２の構成は特に限定されるものではなく、公知の各種構成が適用できる。

排気再循環制御装置２３は、演算／判定手段２３１と、駆動手段２３２と、格納手段２３４と、報知手段２３５とを含む。なお、本実施形態では、エンジンＥＣＵ１０１が排気再循環制御装置２３として機能する（排気再循環制御装置２３の機能を包含する）構成を例に示す。演算／判定手段２３１は、後述する所定の演算や判定を行う。駆動手段２３２は、演算／判定手段２３１による計算結果や判定結果に基づいてＥＧＲ弁２２を所定の開度となるように駆動する。格納手段２３４には、演算／判定手段２３１が所定の演算や判定を行う際に用いる情報や、駆動手段２３２がＥＧＲ弁２２を制御する際に用いる情報などが格納されている。そして、演算／判定手段２３１と駆動手段２３２とは、格納手段２３４から所定の情報を読み出すこと、および、所定の情報を格納することができる。報知手段２３５は、還流経路２１やＥＧＲ弁２２が異常である旨を車両１の使用者（運転者等）に報知する処理（動作）を行う。報知手段２３５には、例えば、各種表示装置や各種拡声装置が適用される。

＜排気再循環装置の動作＞
ここで、排気再循環装置２の動作について説明する。排気再循環制御装置２３は、エンジン１１の運転状態を取得し、取得したエンジン１１の運転状態に適した還流量となるように、ＥＧＲ弁２２の開度を制御する。エンジン１１の運転状態として、例えば、エンジン１１の回転数と負荷が適用できる。この場合、排気再循環制御装置２３の演算／判定手段２３１は、エンジン１１の動作中において、クランク角センサ１１６によるクランク角の検出結果の取得と、吸気圧センサ１２４による吸気圧力の検出結果との取得とを継続して実行する。そして、取得した検出結果からエンジン１１の回転数と負荷との計算を継続して実行し、計算結果に基づいてＥＧＲ弁２２の開度を決定する。図３は、ＥＧＲ弁２２の開度の決定に用いられるテーブルの例を模式的に示す図である。図３に示すように、このテーブルには、エンジン１１の回転数と負荷の組み合わせに適した還流量（すなわち還流量の設計値）となるような開度が、エンジン１１の回転数と負荷の組み合わせごとに規定されている。演算／判定手段２３１は、計算したエンジン１１の回転数と負荷をこのテーブルに当てはめることにより、ＥＧＲ弁２２の開度を決定する。駆動手段２３２は、演算／判定手段２３１が決定した開度となるように、ＥＧＲ弁２２を駆動する。

なお、このテーブルはあらかじめ格納手段２３４に格納されている。また、具体的な開度はエンジン１１の構成などに応じて適宜設定されるものであり、限定されるものではない。さらに、本実施形態ではエンジン１１の回転数と負荷とに基づいてエンジン１１の運転状態を判定する構成を例に示したが、エンジン１１の運転状態の判定の指標はエンジン１１の回転数と負荷に限定されない。排気再循環制御装置２３の排気再循環装置２は、エンジン１１の回転数と負荷以外のエンジン１１の運転状態を示す所定の物理量を取得し、取得した物理量に基づいてＥＧＲ弁２２の開度を決定する方法であってもよい。要は、最終的に外部に排出される排気ガスの窒素酸化物（ＮＯ_X）の低減や、エンジン１１の部分負荷時において燃費向上を図ることができるように、エンジン１１の運転状態に応じてＥＧＲ弁２２の開度を制御する構成であればよい。

＜診断処理の内容＞
次に、還流経路２１やＥＧＲ弁２２の状態（排気ガスの流れにくさ、すなわち、閉塞の程度）を診断する診断処理の内容について説明する。還流経路２１およびＥＧＲ弁２２を流れる排気ガスには、パティキュレートや未燃燃料やオイルなどが含まれている。このため、エンジン１１の使用を継続すると、還流経路２１やＥＧＲ弁２２の内周面にこれらが付着して堆積していき、排気ガスが流れにくくなっていく。そうすると、駆動手段２３２が図３に示すテーブルに規定される開度となるようにＥＧＲ弁２２を駆動しても、実際の還流量は設計値よりも少なくなる。さらに、還流経路２１やＥＧＲ弁２２の閉塞の程度が高くなるにしたがって、ＥＧＲ弁２２の開度に対応した還流量の設計値と実際の還流量とのズレが大きくなっていく。そこで、排気再循環制御装置２３は、診断処理において、この還流量のズレに基づいて還流経路２１やＥＧＲ弁２２の状態を診断する。なお、本実施形態では、還流経路２１やＥＧＲ弁２２の製造上の公差を考慮し、ＥＧＲ弁２２の開度に対応した還流量の設計値の中央値と実際の還流量とのズレを計算する。以下、特に断らない限りは、「還流量のズレ」とは、「ＥＧＲ弁２２の開度に対応した還流量の設計値の中央値と実際の還流量とのズレ」をいうものとする。

排気再循環制御装置２３は、還流量のズレについて、還流経路２１やＥＧＲ弁２２が異常であると見做す所定の閾値を有している。この所定の閾値を「異常判定閾値」と称する。異常判定閾値の具体的な値は特に限定されず、適宜設定される。そして、排気再循環制御装置２３は、還流量のズレがこの異常判定閾値以上である場合には、還流経路２１やＥＧＲ弁２２が異常である旨を車両１の使用者（運転者等）に報知する処理（動作）を実行する。

このような処理を実行するため、排気再循環制御装置２３は、まず、エンジン１１が燃料カットであるタイミングで、ＥＧＲ弁２２が閉鎖している場合と閉鎖ではない所定の開度である場合との吸気圧力の差を計算する。この際の所定の開度を「診断用開度」と称する。診断用開度には、閉鎖（全閉）と全開の中間の開度が適用される。また、ここで計算される吸気圧力の差を「開／閉吸気圧力差」と称する。そして、排気再循環制御装置２３は、ＥＧＲ弁２２が閉鎖しているタイミングと診断用開度であるタイミングにおいて吸気圧センサ１２４による吸気圧力の検出結果を取得し、取得した検出結果から開／閉吸気圧力差を計算する。次いで、排気再循環制御装置２３は、計算した開／閉吸気圧力差から実際の還流量を計算し、計算した実際の還流量と診断用開度に対応する還流量の設計値の中央値とから、還流量のズレを計算する。

このような構成においては、開／閉吸気圧力差が小さくなるにしたがって、実際の還流量の計算の精度が低くなり、還流量のズレの計算の精度も低くなる。また、診断用開度が一定であれば、還流経路２１やＥＧＲ弁２２の閉塞の程度が高くなるにしたがって開／閉吸気圧力差が小さくなっていくから、還流量のズレの計算の精度も低くなっていく。特に、診断用開度が低い値に設定されていると、開／閉吸気圧力差も小さくなるから、還流量のズレの計算の精度も低くなりやすい。そして、還流量のズレの計算の精度が低いと、還流経路２１やＥＧＲ弁２２の状態の診断の精度が低下する。例えば、還流経路２１やＥＧＲ弁２２が異常ではないにもかかわらず、異常である旨を報知する処理が実行されるおそれがある。このため、診断の精度の観点からは、診断用開度は高い方が好ましい。

一方、診断用開度を高くすると、ＥＧＲ弁２２の開度を診断用開度に切替えた際に、排気ガスの吸気経路１２０への還流量が多くなる。排気再循環制御装置２３は、エンジン１１が燃料カット状態である場合に診断処理を実行するが、診断処理の実行中に運転者のアクセル操作（運転者要求）を検出すると燃料カット状態から燃料が供給される状態に復帰する。この際、吸気経路１２０に多量の排気ガスが流入している状態であると、エンジン１１の回転状態が不安定となる。その結果、加速不良となったり、エンストが生じたりするおそれがある。このため、燃料カット状態からの復帰時にエンジン１１の回転状態が不安定にならないようにするためには、診断用開度は、還流量のズレの計算の精度が確保できる限りにおいてできるだけ小さい方が好ましい。

このように、診断用開度は、還流量のズレの計算の精度の観点からは高い方が好ましく、エンジン１１の回転状態の観点からは低い方が好ましい。そこで、排気再循環制御装置２３は、診断処理を実行するごとに、計算した還流量のズレが所定の閾値以上であるか否かを判定し、所定の閾値以上である場合には、診断用開度を補正するための補正量を設定する。説明の便宜上、この所定の閾値を「補正閾値」と称し、診断用開度を補正するための補正量を「診断用開度補正量」と称する。補正閾値は、前述の異常判定閾値よりも小さい値が適用される。そして、排気再循環制御装置２３は、各回の診断処理において、それぞれの直前の回の診断処理で決定した診断用開度補正量を用いて診断用開度を補正する。そして、補正した診断用開度を用いて開／閉吸気圧力差を計算し、開／閉吸気圧力差から実際の還流量を計算し、還流量のズレが異常判定閾値以上であるか否かを判定し、還流量のズレが異常判定閾値である場合には以上である旨を報知する処理を実行する。

ここで、診断処理におけるＥＧＲ弁２２の動作と吸気圧力の推移について、図４を参照して説明する。図４は、Ｎ回目（Ｎは任意の正の整数）の診断処理とその次のＮ＋１回目の診断処理におけるＥＧＲ弁２２の動作と吸気圧力の推移の例を示すタイムチャートである。図４に示すように排気再循環制御装置２３は、エンジン１１の暖機が完了しており、かつ、エンジン１１が「燃料カット」状態であるタイミングで、還流量のズレに基づいて還流経路２１とＥＧＲ弁２２の閉塞の程度を診断する診断処理を実行する。なお、図４では、ＥＧＲ弁２２の閉塞の程度が、Ｎ＋１回目の診断処理の実行時の方がＮ回目の診断処理の実行時に比較して高くなっている場合を示す。

各回の診断処理において、排気再循環制御装置２３は、ＥＧＲ弁２２の閉鎖と診断用開度とに切替える制御を実行する。この場合、還流経路２１やＥＧＲ弁２２が閉塞していなければ、吸気圧力は、ＥＧＲ弁２２が閉鎖されている期間において最も低くなり、診断用開度である期間においては閉鎖されている期間よりも高くなる。そして、還流経路２１の閉塞の程度が高くなるにしたがって、その差である開／閉吸気圧力差が小さくなっていく。そして、還流量のズレ（開／閉吸気圧力差から計算される実際の還流量と還流量の設計値の中央値のズレ）が大きくなっていく。そこで、排気再循環制御装置２３は、図４に示すように、Ｎ回目の診断処理において、還流量のズレが補正閾値以上であり、かつ、異常判定閾値未満である場合には、Ｎ＋１回目の診断処理において、診断用開度を補正して大きくする。例えば、Ｎ回目の診断処理における診断用開度に当該Ｎ回目の診断処理で決定した診断用開度補正量を加算した開度を、Ｎ＋１回目の診断処理における診断用開度に決定する。

したがって、本発明の実施形態によれば、還流経路２１やＥＧＲ弁２２の閉塞の程度が低い段階では、診断用開度を小さくすることができ、診断処理時に多量の排気ガスが吸気経路１２０に還流することを防止できる。このため、診断処理時に運転者要求によって燃料カット状態から通常状態に復帰した場合に、加速不良やエンストの発生を防止できる。そして、還流経路２１やＥＧＲ弁２２の閉塞の程度が高くなるにしたがって、診断用開度を段階的に高くしていく。この場合には、還流経路２１やＥＧＲ弁２２の閉塞の程度が既に高くなっているため、診断用開度を大きくしても、診断処理時における還流量を抑制できる。したがって、還流経路２１やＥＧＲ弁２２の閉塞の程度が低い段階と同様に、診断処理時に運転者要求によって燃料カット状態から燃料を供給する状態に復帰した場合において、加速不良やエンストの発生を防止できる。一方、還流経路２１やＥＧＲ弁２２の閉塞の程度が高くなった段階では、診断用開度を大きくすることにより、還流経路２１やＥＧＲ弁２２の状態の診断の精度を高めることができる。このように、本発明の実施形態によれば、還流経路２１やＥＧＲ弁２２の状態の判断の精度の向上を図りつつ、燃料カット状態から復帰した際にエンジン１１の回転が不安定にならないようにできる。

なお、補正閾値は異常判定閾値よりも小さい値に設定されている。このような構成であると、還流量のズレが還流経路２１とＥＧＲ弁２２が異常であると見做すレベルに達するよりも前の段階で、診断用開度が補正される。したがって、還流経路２１とＥＧＲ弁２２の状態の診断の精度の向上を図ることができる。

また、排気再循環制御装置２３は、各回の診断処理において、エンジン１１の運転時に排気ガスを吸気経路１２０に還流させるためのＥＧＲ弁２２の開度の補正係数を決定する。この補正係数を「運転用開度補正係数」と称する。排気再循環制御装置２３は、エンジン１１の運転中の診断処理以外のタイミングでは、図３に示すテーブルにより決定される開度に運転用開度補正係数を乗じることにより開度を補正し、補正した開度となるようにＥＧＲ弁２２を駆動する。なお、この運転用開度補正係数は、還流量のズレに応じて設定されるものであり、還流量のズレが大きくなるにしたがって補正後のＥＧＲ弁２２の開度が大きくなるように設定される。このような構成によれば、実際の還流量を、運転状態に対応した設計値（目標値）に近付けることができる。

このように、排気再循環制御装置２３は、各回の診断処理において計算した還流量のズレに応じて次の回の診断処理における診断用開度を補正するとともに、エンジン１１の運転時におけるＥＧＲ弁２２の開度を補正する。

＜診断処理のフロー＞
次に、排気再循環制御装置２３が実行する診断処理のフローの例について、図５を参照して説明する。図５は、診断処理の例を示すフローチャートである。この処理を実行するためのコンピュータプログラムは、排気再循環制御装置２３として機能するエンジンＥＣＵ１０１のコンピュータのＲＯＭに、あらかじめ格納されている。そして、コンピュータのＣＰＵはこのコンピュータプログラムをＲＯＭから読み出し、ＲＡＭをワークエリアとして用いて実行する。これにより、コンピュータは、排気再循環制御装置２３の各手段として機能し、図５に示すフローチャートの処理が実現する。なお、コンピュータは、起動後において、エンジン１１が動作している間にこの処理を実行する。

ステップＳ１０１の「診断処理実行フラグが成立？」においては、演算／判定手段２３１は、診断処理を実行する条件が成立しているか否かを判定する。例えば、演算／判定手段２３１は、エンジン１１の暖気が完了しており、かつ、エンジン１１の運転状態が「燃料カット」状態である場合に、診断処理を実行する条件が成立したと判定する。診断処理を実行する条件が成立していない場合には、このステップＳ１０１で待機する（このステップＳ１０１を繰り返す）。診断処理を実行する条件が成立した場合には、ステップＳ１０２に進む。

ステップＳ１０２の「診断用開度を計算」では、演算／判定手段２３１は、次のステップＳ１０３において開／閉吸気圧力差を計算する際に用いるＥＧＲ弁２２の診断用開度を計算する。演算／判定手段２３１は、前回の診断処理において用いた診断用開度に、前回の診断処理において設定した診断用開度補正量を加算した開度を、今回の診断処理で用いる診断用開度に設定する。前回の診断処理において診断用開度補正量を設定しなかった場合には、前回の診断処理において用いた診断用開度を今回の診断処理における診断用開度にそのまま設定する。なお、前回の診断処理において用いた診断用開度と、前回の診断処理において計算した診断用開度補正量とは、格納手段２３４に格納されている。また、初回の診断処理においては、格納手段２３４にあらかじめ格納されている診断用開度の初期値を用いればよい。

さらに、次のような構成であってもよい。格納手段２３４には、診断用開度の初期設定値があらかじめ格納されているとともに、前回の診断処理において計算した診断用開度補正量が格納されている。そして、演算／判定手段２３１は、診断用開度の初期設定値を、前回の診断処理において計算した診断用開度補正量で補正することにより、今回の診断処理で用いる診断用開度を決定する。

なお、診断用開度の初期値は、閉鎖（全閉）と全開の中間の開度であり、ある程度の排気ガスが通過可能な開度に設定されている。特に、還流経路２１およびＥＧＲ弁２２にパティキュレータなどが堆積していない状態（新品や清掃直後の状態）において、開／閉吸気圧力差がある程度の大きさとなる開度（開／閉吸気圧力差を所望の精度で計算できる最少の開度）が適用される。要は、診断用開度の初期値は、還流経路２１およびＥＧＲ弁２２の状態を所望の精度で診断できる限りにおいて、できるだけ小さい開度であることが好ましい。ただし、診断用開度の具体的な値（割合）は特に限定されるものではなく、還流経路２１やＥＧＲ弁２２の構成などに応じて適宜設定される。

ステップＳ１０３の「開／閉吸気圧力差を計算」では、演算／判定手段２３１は、開／閉吸気圧力差を計算する。具体的には、駆動手段２３２は、ＥＧＲ弁２２の開閉制御を実行し、ＥＧＲ弁２２を閉鎖（全閉）とステップＳ１０３で決定した診断用開度とに切替える。そして、演算／判定手段２３１は、ＥＧＲ弁２２を閉鎖した期間と診断用開度にした期間のそれぞれにおいて、吸気圧センサ１２４による吸気圧力の検出結果を取得し、その差分（圧力差）を計算する。このように計算された差分が、開／閉吸気圧力差である。そして、ステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０４の「実際の還流量を計算」では、演算／判定手段２３１は、ステップＳ１０３で計算した開／閉吸気圧力差から、排気ガスの実際の還流量を計算する。なお、実際の還流量は、車両１が存在する環境の大気圧に応じて変化する。さらに、実際の還流量はばらつくことがある。そこで、演算／判定手段２３１は、車両１が存在する環境の大気圧が所定のある大気圧（例えば、標準大気圧）である場合の還流量となるように、実際の還流量を補正する。さらに、演算／判定手段２３１は、補正した実際の還流量の平均値を計算する。そして、ステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０５の「運転用開度補正係数を計算」では、演算／判定手段２３１は、ステップＳ１０４で計算した「補正した還流量の平均値」と「診断用開度に対応する還流量の設計値の中央値」とから、還流量のズレを計算する。そして、演算／判定手段２３１は、計算した還流量のズレに基づいて、運転用開度補正係数を設定する。図６は、運転用開度補正係数の設定方法を模式的に示す図である。図６に示すように、運転用開度補正係数は、還流量のズレの大きさに応じて設定される。具体的には、還流量のズレが大きくなるにしたがって、運転用開度補正係数が大きくなるように設定される。

ステップＳ１０６の「還流量のズレが異常判定閾値以上？」では、演算／判定手段２３１は、還流量のズレが異常判定閾値以上であるか否かを判定する。前述のとおり、還流量のズレが異常判定閾値以上である場合には、還流経路２１やＥＧＲ弁２２の閉塞の程度が高く異常であると見做す。そこで、還流量のズレが異常判定閾値以上である場合には、ステップＳ１０７に進む。還流量のズレが異常判定閾値未満である場合には、ステップＳ１０７を経ずにステップＳ１０８に進む。

ステップＳ１０７の「報知」では、報知手段２３５は、還流経路２１とＥＧＲ弁２２が異常である旨を報知する処理（動作）を実行する。例えば、報知手段２３５として表示装置が適用される構成であれば、その旨を表示する処理（動作）を実行する。報知手段２３５として拡声装置が適用される構成であれば、所定の音声を発する処理（動作）を実行する。そして、ステップＳ１０８およびＳ１０９を経ずに、この一連の診断処理を終了する。

ステップＳ１０８の「還流量のズレが補正閾値以上？」では、演算／判定手段２３１は、還流量のズレが、補正閾値以上であるか否かを判定する。還流量のズレが異常判定閾値未満で補正閾値以上である場合には、還流経路２１およびＥＧＲ弁２２は異常ではないものの閉塞の程度がある程度高くなっている（閉塞気味である）と見做す。そして、還流量のズレが異常判定閾値未満である場合にこのステップＳ１０８に進むから、このステップＳ１０８において還流量のズレが補正閾値以上であると判定された場合には、還流経路２１およびＥＧＲ弁２２が閉塞気味であると見做す。そこで、還流量のズレが補正閾値以上である場合には、ステップＳ１０９に進む。還流量のズレが補正閾値未満である場合には、還流経路２１およびＥＧＲ弁２２が閉塞していないか、または閉塞の程度が低いと見做す。そこで、この場合には、ステップＳ１０９を経ずにこの一連の診断処理を終了する。

ステップＳ１０９の「診断用開度補正量を設定」では、演算／判定手段２３１は、次回の診断処理のステップＳ１０２で診断用開度の決定に用いる診断用開度補正量を設定する。なお、各回の診断処理における診断用開度を、前回の診断処理において用いた診断用開度を診断用開度補正量により補正することにより決定する構成においては、診断用開度補正量は、固定値と還流量のズレに応じた変化する値のいずれであってもよい。一方、各回の診断処理における診断用開度を、診断用開度の初期設定値を診断用開度補正量により補正することにより決定する構成であれば、診断用開度補正量は還流量のズレに応じた変化する値とすればよい。ここで、診断用開度補正量は還流量のズレに応じた変化する値とする場合には、還流量のズレが大きくなるにしたがって診断用開度補正量を大きくする。なお、診断用開度補正量の具体的な値は特に限定されるものではなく、適宜設定される。そして、演算／判定手段２３１は、設定した診断用開度補正量を格納手段２３４に格納する。以上のステップを経て、診断処理が終了する。

各回の診断処理の終了後は、駆動手段２３２は、運転状態に応じて規定されるＥＧＲ弁２２の開度に当該各回の診断処理において設定された運転用開度補正係数を乗じた開度となるように、ＥＧＲ弁２２の開度を制御する。そして、駆動手段２３２は、当該各回の次の回の診断処理において新たに運転用開度補正係数が設定されるまでは、当該各回の診断処理において設定された運転時補正を用いてＥＧＲ弁２２の開度を制御する。

このような処理のフローによれば、前述した作用効果を奏することができる。

なお、本発明の実施形態では、１回の診断処理において、１つの診断用開度を用いて開／閉吸気圧力差を計算する。このような構成によれば、１回の診断処理において複数の診断用開度を用いる構成と比較して、診断処理に要する時間を短縮できる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、前述の実施形態は、本発明を実施するにあたっての具体例を示したに過ぎない。本発明の技術的範囲は、前述の実施形態に限定されるものではない。本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更が可能である。

例えば、前記実施形態では、開／閉吸気圧力差から還流量のズレを計算し、計算した還流量に基づいて還流経路２１およびＥＧＲ弁２２の状態を診断する構成を示したが、このような構成に限定されない。例えば、開／閉吸気圧力差に基づいて状態を診断する構成であってもよい。

また、前記実施形態では、エンジンＥＣＵ１０１が排気再循環制御装置２３として機能する（排気再循環制御装置２３の機能を包含する）構成を示したが、このような構成に限定されない。例えば、車両１に搭載されるエンジンＥＣＵ１０１とは別のＥＣＵが排気再循環制御装置２３として機能する構成であってもよく、複数のＥＣＵが協働して排気再循環制御装置２３として機能する構成であってもよい。さらに、それらのＥＣＵとは別に排気再循環制御装置２３が設けられる構成であってもよい。この場合には、排気再循環制御装置２３は、ＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭとを有するコンピュータを含む。そして、ＲＯＭにはＥＧＲ弁を制御するためのコンピュータプログラムや所定の情報があらかじめ格納されており、ＣＰＵはＲＯＭに格納されているコンピュータプログラムを読み出し、ＲＡＭをワークエリアとして用いて実行する。この際、ＣＰＵは、ＲＯＭに格納されている所定の情報を適宜読み出して参照する。これにより、コンピュータが前記各手段として機能し、ＥＧＲ弁の制御と前述の診断処理が実現する。

本発明は、排気再循環装置の状態の診断に有効な技術である。そして、本発明によれば、還流経路やＥＧＲ弁の状態の判断の精度の向上を図りつつ、ＥＧＲの診断からの復帰の際に内燃機関の回転が不安定になることを防止できる。

１：車両、１０１：エンジンＥＣＵ、１０２：大気圧センサ、１０３：アクセルセンサ、１１：エンジン、１１１：燃焼室（シリンダ）、１１２：クランク室、１１３：吸気ポート、１１４：排気ポート、１１５：クランクシャフト、１１６：クランク角センサ、１２：吸気系、１２０：吸気経路、１２１：エアクリーナ、１２２：スロットルボディ、１２３：吸気マニホールド、１２４：吸気圧センサ、１３：排気系、１３０：排気経路、１３１：排気マニホールド、１３２：排気管、１３３：触媒コンバータ、１４：燃料系、１４１：燃料タンク、１４２：燃料ポンプ、１４３：フューエルプレッシャーレギュレータ、１４４：インジェクタ、２：排気再循環装置、２１：還流経路、２２：ＥＧＲ弁、２３：排気再循環制御装置、２３１：演算／判定手段、２３２：駆動手段、２３４：格納手段、２３５：報知手段

Claims (2)

1. 内燃機関の吸気経路と排気経路とを連通する還流経路に設けられているＥＧＲ弁を前記内燃機関の運転状態に応じて制御する内燃機関の排気再循環制御装置において、
   前記ＥＧＲ弁が閉鎖している状態と閉鎖ではない所定の開度である状態との吸気圧力の差から前記排気経路から前記吸気経路への排気ガスの還流量を計算し、計算した前記還流量と前記所定の開度に対応する還流量の設計値とのズレに基づいて前記還流経路と前記ＥＧＲ弁の状態を判定する診断処理を実行し、
   ある回の前記診断処理において前記ズレが第１の閾値以上である場合には、前記ある回の次の回の前記診断処理において、前記所定の開度を大きくすることを特徴とする内燃機関の排気再循環制御装置。
2. 前記ズレが、前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値以上である場合に、前記還流経路と前記ＥＧＲ弁が異常であると報知することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気再循環制御装置。

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