JP4184398B2 - ブローバイガス還流装置の異常判定装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の吸気系に接続されたブローバイガス通路を介して、ブローバイガスを吸気系に還流させるブローバイガス還流装置の異常判定装置に関する。

従来のこの種のブローバイガス還流装置の異常判定装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この特許文献１では、内燃機関の吸気管に、スロットルバルブが設けられるとともに、スロットルバルブを迂回するバイパス通路が接続されている。バイパス通路にはＩＳＣバルブが設けられており、内燃機関のアイドル運転中、ＩＳＣバルブの開度を制御し、吸気量を制御することによって、内燃機関の回転数が目標回転数になるように制御される。吸気管のスロットルバルブよりも下流側には、ブローバイガス通路が接続されている。この異常判定装置では、アイドル運転中に、ＩＳＣバルブの開度を検出し、検出した開度が所定の判定値よりも小さいときに、ブローバイガス通路の吸気管からの外れや破損などの原因によって、ブローバイガス還流装置に異常が生じていると判定する。

このようにブローバイガス還流装置の異常を判定するのは、次の理由による。すなわち、ブローバイガス通路の外れや破損が生じた場合、その部分から空気が吸気管に流入することによって、その分、吸気量が増加し、内燃機関の回転数が上昇することにより、目標回転数を上回るようになる。それに伴い、ＩＳＣバルブの開度は、上昇した回転数を目標回転数に収束させるために吸気量を低減するように、正常時よりも小さな値に制御される結果、判定値を下回るからである。

しかし、上述した従来の異常判定装置を、例えば、吸気管のスロットルバルブよりも上流側にブローバイガス通路を接続したブローバイガス還流装置に適用した場合には、ブローバイガス通路の外れや破損が生じ、その部分から空気が流入しても、流入した空気の量を含めて、ＩＳＣバルブの開度が制御される。その結果、ＩＳＣバルブの開度が、ブローバイガス還流装置の異常時と正常時とで同じように制御されるため、ＩＳＣバルブの開度に基づく判定では、ブローバイガス還流装置の異常を適切に判定することができない。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、吸気系のブローバイガス通路の連結部よりも下流側に吸気量制御装置が設けられている場合に、異常判定の精度を向上させることができるブローバイガス還流装置の異常判定装置を提供することを目的とする。

特開平１０−１８４３３５号公報

この目的を達成するため、請求項１に係る発明は、内燃機関３の吸気系（実施形態における（以下、本項において同じ）吸気管４）に連結部３０を介して接続されたブローバイガス通路１６を介して、ブローバイガスを吸気系に還流させるブローバイガス還流装置１５の異常判定装置１であって、吸気系の連結部３０よりも上流側に設けられ、吸気量ＱＡを検出する吸気量センサ（エアフローメータ２２）と、吸気系の連結部３０よりも下流側に設けられ、吸気量を制御する吸気量制御装置（吸気絞り弁１１、ＥＧＲ装置７および過給機８）と、吸気量制御装置の動作により吸気量が変化した後に吸気量センサにより検出された吸気量ＱＡに基づいて、ブローバイガス還流装置１５の異常を判定する異常判定手段（ＥＣＵ２、ステップ２１〜２３，４６）と、を備えることを特徴とする。

このブローバイガス還流装置の異常判定装置によれば、内燃機関の吸気系にブローバイガス通路が連結部を介して接続されており、このブローバイガス通路の連結部よりも上流側（以下、単に「上流側」という）に設けられた吸気量センサによって、吸気量が検出されるとともに、吸気系の連結部よりも下流側（以下、単に「下流側」という）に設けられた吸気量制御装置によって、吸気量が制御される。異常判定手段は、吸気量制御装置の動作により下流側の吸気量が変化した後に吸気量センサによって検出された上流側の吸気量に基づいて、ブローバイガス還流装置の異常を判定する。

吸気量制御装置の動作により下流側の吸気量が変化すると、ブローバイガス還流装置が正常な場合には、上流側の吸気量は、変化した下流側の吸気量に対して応答良く変化し、比較的、短時間で、下流側の吸気量と一致するようになる。これに対して、ブローバイガス通路の外れや破損などのブローバイガス還流装置の異常が生じている場合には、その部分から空気が流入または流出するため、変化した下流側の吸気量に対して、上流側の吸気量の応答性が低下したり、上流側の吸気量が一致しなかったりするなど、上流側の吸気量は、正常時とは異なる挙動を示す。本発明によれば、下流側の吸気量が変化した後に検出された上流側の吸気量に基づいてブローバイガス還流装置の異常を判定するので、その判定を適切に行うことができ、判定精度を向上させることができる。

また、吸気系の上流側には通常、吸気量センサ（エアフローメータ）が設けられているので、そのような既存の吸気量センサを利用し、判定のための専用のデバイスを追加することなく、異常判定を行うことができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のブローバイガス還流装置１５の異常判定装置１において、異常判定手段は、吸気量が変化した後に検出された吸気量ＱＡに基づいて、吸気量ＱＡの変化度合い（吸気変化量ＳＣＱＡＲ）を算出する変化度合い算出手段（ＥＣＵ２、ステップ２０）を有し、吸気量が減少側に変化した後に算出された吸気量ＱＡの変化度合いに基づいて、ブローバイガス還流装置１５の異常を判定することを特徴とする。

吸気量が減少側に変化すると、その当初には、ブローバイガス通路の外れや破損が生じている場合、それまでに吸気系を流れていたより多量の吸気の一部が行き場を失い、ブローバイガス通路の外れた部分などから流出するため、上流側の吸気量は、緩やかに減少する。本発明によれば、吸気量が減少側に変化した後の吸気量の変化度合いを変化度合い算出手段によって算出するとともに、算出した上流側の吸気量の変化度合いに基づいて、ブローバイガス還流装置の異常を判定するので、その判定を適切に行うことができる。

請求項３に係る発明は、請求項１に記載のブローバイガス還流装置１５の異常判定装置１において、異常判定手段は、吸気量が変化した後に検出された吸気量ＱＡに基づいて、吸気量ＱＡの変化度合い（吸気変化量ＳＣＱＡＲ）を算出する変化度合い算出手段（ＥＣＵ２、ステップ２０）を有し、吸気量が増加側に変化した直後に算出された吸気量ＱＡの変化度合いに基づいて、ブローバイガス還流装置１５の異常を判定することを特徴とする。

吸気量が増加側に変化すると、その直後には、上流側の吸気量は急激に増加する（立ち上がる）。ブローバイガス通路の外れや破損が生じている場合、その部分から空気が吸気系に流入し、その分、上流側の吸気量が減少するので、立ち上がり量はより小さくなる。本発明によれば、吸気量が増加側に変化した直後の変化度合いを算出するとともに、算出した変化度合いに基づいて、ブローバイガス還流装置の異常を判定するので、その判定を適切に行うことができる。

請求項４に係る発明は、請求項２または３に記載のブローバイガス還流装置１５の異常判定装置１において、変化度合い算出手段は、吸気量ＱＡの変化度合いを表すパラメータとして、吸気量が変化した後の所定期間（第３所定時間ＴＭＲＥＦ３、第４所定時間）内に検出された吸気量ＱＡの積算値（補正後吸気量積算値ＳＣＱＡ）を算出し、異常判定手段は、算出された吸気量ＱＡの積算値に基づいて、ブローバイガス還流装置１５の異常を判定することを特徴とする。

この構成によれば、変化度合い算出手段は、吸気量の変化度合いを表すパラメータとして、吸気量が変化した後の所定期間内に検出された吸気量の積算値を算出し、算出された吸気量の積算値に基づいて、ブローバイガス還流装置の異常が判定される。このように、吸気量の変化度合いを表すパラメータとして、吸気量の積算値を用いるので、吸気量の一時的な変動や吸気量の検出信号に含まれるノイズの影響などによる誤判定を防止でき、判定精度をさらに向上させることができる。

請求項５に係る発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載のブローバイガス還流装置１５の異常判定装置１において、内燃機関３の回転数（エンジン回転数ＮＥ）を検出する回転数検出手段（クランク角センサ２１およびＥＣＵ２）と、検出された回転数が高いほど、検出された吸気量ＱＡをより小さくなるように補正する吸気量補正手段（ＥＣＵ２、ステップ１５，１６）と、をさらに備えることを特徴とする。

吸気量は、内燃機関の回転数に応じて異なり、例えば、回転数が高いほど、多くなる。本発明によれば、検出された内燃機関の回転数が高いほど、吸気量をより小さくなるように補正する。このため、例えば、吸気量の積算中に、内燃機関の回転数が変化した場合でも、吸気量をある所定の内燃機関の回転数を基準とする吸気量として求めることができる。したがって、そのように補正した吸気量に基づいて異常判定を行うことによって、その精度をさらに向上させることができる。

請求項６に係る発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載のブローバイガス還流装置１５の異常判定装置１において、内燃機関３の運転状態を検出する運転状態検出手段（ＥＣＵ２）をさらに備え、異常判定手段は、検出された運転状態が所定の運転状態のときに、ブローバイガス還流装置１５の異常の判定を実行することを特徴とする。

この構成によれば、異常判定手段は、検出された内燃機関の運転状態が所定の運転状態のときに、ブローバイガス還流装置の異常の判定を実行する。異常判定中に、内燃機関の運転状態が変動すると、それに伴って吸気量が変動し、吸気量に基づく異常判定を適切に行えなくなるおそれがある。このため、内燃機関の所定の運転状態として、例えば、負荷の変動が少ない運転状態を設定することにより、吸気量が安定しているときに限り、異常判定を行うことが可能になり、それにより、異常判定の精度をさらに向上させることができる。

請求項７に係る発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載のブローバイガス還流装置１５の異常判定装置１において、吸気量制御装置は複数の吸気量制御装置（吸気絞り弁１１、ＥＧＲ装置７および過給機８）で構成されており、異常判定を実行する際に、複数の吸気量制御装置の少なくとも１つ（吸気絞り弁１１）を、吸気量を変化させるように制御するとともに、他の吸気量制御装置（ＥＧＲ装置７および過給機８）を、吸気量に影響を及ぼさないような所定の動作状態に制御（閉弁制御）する制御手段（ＥＣＵ２、ステップ３）をさらに備えることを特徴とする。

この構成によれば、異常判定を実行する際に、複数の吸気量制御装置の少なくとも１つを制御することによって、吸気量を変化させるとともに、他の吸気量制御装置については、吸気量に影響を及ぼさないような所定の動作状態に保持する。このため、他の吸気量制御装置の動作による吸気量への影響を排除した状態で、異常判定を行うことができ、その精度をさらに向上させることができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態による異常判定装置１、これを適用したブローバイガス還流装置１５および内燃機関（以下「エンジン」という）３の概略構成を示している。エンジン３は、車両（図示せず）に搭載された、例えば４気筒（１つのみ図示）のディーゼルエンジンである。

エンジン３のシリンダヘッド３ａには、吸気管４（吸気系）および排気管５がそれぞれ接続されるとともに、燃料噴射弁（以下「インジェクタ」という）６が、燃焼室に臨むように取り付けられている。インジェクタ６の燃料噴射量ＱＩＮＪおよび噴射時期は、後述するＥＣＵ２によって制御される。

エンジン３のクランクシャフト３ｂには、クランク角センサ２１（回転数検出手段）が設けられている。クランク角センサ２１は、マグネットロータ２１ａとＭＲＥピックアップ２１ｂで構成されており、クランクシャフト３ｂの回転に伴い、パルス信号であるＣＲＫ信号を発生する。ＣＲＫ信号は、所定のクランク角（例えば１°）ごとに出力され、ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づいて、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを算出する。

また、エンジン３には、ＥＧＲ管７ａおよびＥＧＲ制御弁７ｂを有するＥＧＲ装置７（吸気量制御装置）が設けられている。ＥＧＲ管７ａは、吸気管４および排気管５に、両者をつなぐように接続されている。このＥＧＲ管７ａを介して、エンジン３の排ガスの一部が吸気管４にＥＧＲガスとして還流し、それにより、エンジン３の燃焼温度が低下することで、排ガス中のＮＯｘが減少する。

ＥＧＲ制御弁７ｂは、ＥＧＲ管７ａに取り付けられたリニア電磁弁で構成されており、供給される電流のデューディ比をＥＣＵ２で制御することにより、そのバルブリフト量がリニアに制御され、それにより、ＥＧＲガスの還流量（以下「ＥＧＲ量」という）が調整される。具体的には、デューティ比が大きいほど、バルブリフト量が大きくなることでＥＧＲ量はより大きくなり、デューティ比が値０のときには、ＥＧＲ制御弁７ｂが全閉状態に制御され、ＥＧＲ量は値０になる。

さらに、エンジン３には、ターボチャージャで構成された過給機８（吸気量制御装置）と、これに連結されたアクチュエータ９が設けられている。過給機８は、吸気管４のＥＧＲ管７ａとの接続部よりも上流側に設けられた回転自在のコンプレッサブレード８ａと、排気管５に設けられた回転自在のタービンブレード８ｂおよび複数の回動自在の可変ベーン８ｃと、これらのブレード８ａ，８ｂを一体に連結するシャフト（図示せず）を有している。過給機８は、排気管５内の排ガスによりタービンブレード８ｂが回転駆動されるのに伴い、これと一体のコンプレッサブレード８ａが回転駆動されることによって、吸気管４内の吸気を加圧する過給動作を行う。

アクチュエータ９は、負圧によって作動するダイアフラム式のものであり、各可変ベーン８ｃに機械的に連結されている。アクチュエータ９には、負圧ポンプから負圧供給通路（いずれも図示せず）を介して負圧が供給され、この負圧供給通路の途中にベーン開度制御弁１０が設けられている。ベーン開度制御弁１０は、電磁弁で構成されており、その開度がＥＣＵ２からの駆動信号で制御されることによって、アクチュエータ９への供給負圧が変化し、それに伴い、可変ベーン８ｃの開度（以下「ベーン開度」という）が変化することにより、過給圧が制御される。具体的には、ベーン開度が小さいほど、タービンブレード８ｂに流入する排ガスの流速が小さくなることによって、過給圧が低下し、ベーン開度が全閉状態のときに、過給圧は値０になる。

ブローバイガス還流装置１５は、エンジン３のクランクケース３ｃ内のブローバイガスを吸気管４に適宜、還流させるものであり、ブローバイガス通路１６およびＰＣＶバルブ１７を有している。

ブローバイガス通路１６は、一端部がエンジン３のシリンダヘッドカバー３ｄに接続されるとともに、他端部が吸気管４のコンプレッサブレード８ａよりも上流側に、連結部３０を介して接続されている。エンジン３には、シリンダヘッド３ａからシリンダブロックにわたって、ブリーザ通路（図示せず）が形成されており、このブリーザ通路、シリンダヘッドカバー３ｄおよびブローバイガス通路１６を介して、ブローバイガスが吸気管４に還流する。

ＰＣＶバルブ１７は、ブローバイガス通路１６のシリンダヘッドカバー３ｄとの接続部分に設けられている。また、ＰＣＶバルブ１７は、機械式の弁で構成されており、その上流側と下流側の間の差圧が所定圧よりも大きくなったときに開弁し、それにより、ブローバイガスが吸気管４に還流する。

吸気管４には、ＥＧＲ管７ａとの接続部とコンプレッサブレード８ａの間に、吸気量を調整するための吸気絞り弁１１（吸気量制御装置）が設けられている。吸気絞り弁１１には、例えば直流モータで構成されたアクチュエータ１１ａが接続されている。吸気絞り弁１１の開度は、アクチュエータ１１ａに供給される電流のデューティ比をＥＣＵ２で制御することによって、全閉開度と全開開度の間で可変に制御される。

また、吸気管４のブローバイガス通路１６との連結部３０よりも上流側には、エアフローメータ２２（吸気量センサ）が設けられている。エアフローメータ２２は、吸気量ＱＡを検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。

ＥＣＵ２には、車速センサ２３から、車両の速度（以下「車速」という）ＶＰを表す検出信号が出力される。

ＥＣＵ２は、Ｉ／Ｏインターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどから成るマイクロコンピュータで構成されている。前述した各種のセンサ２１〜２３からの検出信号はそれぞれ、Ｉ／ＯインターフェースでＡ／Ｄ変換や整形がなされた後、ＣＰＵに入力される。

ＣＰＵは、これらの入力信号に応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラムなどに従って、エンジン３の運転状態を判別するとともに、判別した運転状態に応じて、燃料噴射量ＱＩＮＪを含むエンジン３の制御を実行するとともに、ブローバイガス還流装置１５の異常判定処理を実行する。なお、本実施形態では、ＥＣＵ２が、異常判定手段、変化度合い算出手段、回転数検出手段、吸気量補正手段、運転状態検出手段および制御手段に相当する。

図２および図３は、本発明の第１実施形態によるブローバイガス還流装置１５の異常判定処理を示すフローチャートである。本処理は、所定時間ごとに実行される。本処理では、まず、ステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）において、エンジン３が所定の運転状態であるか否かを判別する。この判別では、エンジン３への燃料の供給が停止された燃料カット運転中、またはエンジン３がクルーズ運転中のときに、所定の運転状態であるとされる。具体的には、燃料噴射量ＱＩＮＪがほぼ値０のときに燃料カット運転中であると判別され、燃料噴射量ＱＩＮＪおよび車速ＶＰがほぼ一定のときに、クルーズ運転中であると判別される。

このステップ１の判別結果がＮＯのときには、ＥＧＲ制御弁７ｂ、可変ベーン８ｃおよび吸気絞り弁１１をそれぞれ通常状態に制御（以下「通常制御」という）し（ステップ２４）、閉弁制御フラグＦ＿ＥＢＣ、絞り制御フラグＦ＿ＴＨＣおよび積算中フラグＦ＿ＳＣＱＡをいずれも「０」にセットする（ステップ２５）とともに、補正後吸気量積算値ＳＣＱＡを値０にリセットした（ステップ２６）後、本処理を終了する。

一方、前記ステップ１の判別結果がＹＥＳで、エンジン３が所定の運転状態のときには、閉弁制御フラグＦ＿ＥＢＣが「１」であるか否かを判別する（ステップ２）。

この判別結果がＮＯのときには、ステップ３において、ＥＧＲ制御弁７ｂおよび可変ベーン８ｃの開度を、吸気量に影響を及ぼさないような、小さな所定の開度（例えばそれぞれ０°，５°）に保持する（以下「閉弁制御」という）とともに、吸気絞り弁１１を、大きな所定の開度に一旦、制御する（開弁制御）。次に、閉弁制御フラグＦ＿ＥＢＣを「１」にセットする（ステップ４）とともに、ダウンカウント式のディレイタイマ（図示せず）の第１タイマ値ＴＭＤＬＹ１を第１所定時間ＴＭＲＥＦ１（例えば１．５ｓｅｃ）にセットした（ステップ５）後、本処理を終了する。

前記ステップ４が実行されると、前記ステップ２の判別結果がＹＥＳになり、その場合には、第１タイマ値ＴＭＤＬＹ１が値０であるか否かを判別し（ステップ６）、この判別結果がＮＯのときには、本処理を終了する。

一方、このステップ６の判別結果がＹＥＳのとき、すなわち、ＥＧＲ制御弁７ｂおよび可変ベーン８ｃの閉弁制御が第１所定時間ＴＭＲＥＦ１、継続したときには、吸気量が安定した状態になったとして、絞り制御フラグＦ＿ＴＨＣが「１」であるか否かを判別する（ステップ７）。

この判別結果がＮＯのときには、ステップ８において、吸気絞り弁１１を通常制御時よりも小さな所定開度に制御する（以下「絞り制御」という）。これにより、吸気量が減少側に制御される。なお、上記の所定開度は、例えば、燃料カット運転中には所定のアイドル開度に、クルーズ運転中にはアイドル開度よりも大きな所定開度に制御される。

次に、絞り制御フラグＦ＿ＴＨＣを「１」にセットする（ステップ９）とともに、第２タイマ値ＴＭＤＬＹ２を第２所定時間ＴＭＲＥＦ２（例えば０．３ｓｅｃ）にセットした（ステップ１０）後、本処理を終了する。

前記ステップ９が実行されると、前記ステップ７の判別結果がＹＥＳになり、その場合には、第２タイマ値ＴＭＤＬＹ２が値０であるか否かを判別し（ステップ１１）、この判別結果がＮＯのときには、本処理を終了する。

一方、このステップ１１の判別結果がＹＥＳのとき、すなわち、吸気絞り弁１１の絞り制御の開始後、第２所定時間ＴＭＲＥＦ２が経過したときには、絞り制御に伴う吸気絞り弁１１および吸気量の応答遅れによる影響がなくなったとして、積算中フラグＦ＿ＳＣＱＡが「１」であるか否かを判別する（ステップ１２）。

この判別結果がＮＯのときには、積算中フラグＦ＿ＳＣＱＡを「１」にセットする（ステップ１３）とともに、第３タイマ値ＴＭＤＬＹ３を第３所定時間ＴＭＲＥＦ３（例えば２．０ｓｅｃ）にセットし（ステップ１４）、ステップ１５に進む。また、ステップ１３が実行されると、前記ステップ１２の判別結果がＹＥＳになり、その場合には、ステップ１５に直接、進む。

このステップ１５では、エンジン回転数ＮＥに応じ、図４に示すテーブルを検索することによって、吸気量補正係数ＫＱＡを算出する。このテーブルでは、吸気量補正係数ＫＱＡは、エンジン回転数ＮＥが高いほど、より小さな値になるようにリニアに設定されており、基準回転数ＮＥ０（例えば１５００ｒｐｍ）のときに、１．０に設定されている。

次に、エアフローメータ２２で検出された吸気量ＱＡに吸気量補正係数ＫＱＡを乗算することによって、補正後吸気量ＣＱＡを算出する（ステップ１６）。この補正は、吸気量ＱＡをエンジン回転数ＮＥが基準回転数ＮＥ０のときの値に換算するためのものである。これは、エンジン回転数ＮＥが高いほど、吸気量ＱＡが多くなるためである。

次に、算出した補正後吸気量ＣＱＡを補正後吸気量積算値ＳＣＱＡの前回値に加算する（＝ＳＣＱＡ＋ＣＱＡ）ことによって、今回の補正後吸気量積算値ＳＣＱＡを算出する（ステップ１７）。次いで、第３タイマ値ＴＭＤＬＹ３が値０であるか否かを判別する（ステップ１８）。なお、上記の第３所定時間ＴＭＲＥＦ３は、吸気絞り弁１１の絞り制御の開始後、吸気量が一定値にほぼ収束するのに要する時間に相当しており、例えば実験によって求められる。この判別結果がＮＯのときには、本処理を終了する。

一方、このステップ１８の判別結果がＹＥＳで、補正後吸気量積算値ＳＣＱＡの算出の開始後、第３所定時間ＴＭＲＥＦ３が経過したときには、吸気量が収束しているとして、そのときの補正後吸気量ＣＱＡを最終値ＣＱＡＦとして設定する（ステップ１９）。次に、算出した補正後吸気量積算値ＳＣＱＡや最終値ＣＱＡＦを用い、次式（１）に従って、吸気変化量ＳＣＱＡＲを算出する（ステップ２０）。
ＳＣＱＡＲ＝ＳＣＱＡ−（ＣＱＡＦ×Ｎ） ・・・・・（１）
ここで、Ｎは、補正後吸気量積算値ＳＣＱＡの積算回数であり、第３所定時間ＴＭＲＥＦ３を本処理の実行周期で除算した値である。

次に、算出した吸気変化量ＳＣＱＡＲが所定のしきい値ＱＡＲＥＦよりも小さいか否かを判別する（ステップ２１）。この判別結果がＹＥＳのときには、ブローバイガス還流装置１５が正常であるとして、異常フラグＦ＿ＰＣＶＮＧを「０」にセットした（ステップ２２）後、前記ステップ２４を実行する。

一方、ステップ２１の判別結果がＮＯで、ＳＣＱＡＲ≧ＱＡＲＥＦのときには、吸気変化量ＳＣＱＡＲが大きく、ブローバイガス通路１６の外れなどにより、その外れ部分から空気が流出しているおそれがあるとして、ブローバイガス還流装置１５が異常であると判定する。そして、そのことを表すために異常フラグＦ＿ＰＣＶＮＧを「１」にセットした（ステップ２３）後、前記ステップ２４を実行する。

図５は、ブローバイガス還流装置１５が（ａ）正常な場合および（ｂ）異常な場合における吸気絞り弁１１の絞り制御に伴う補正後吸気量ＣＱＡの推移の一例を示している。吸気絞り弁１１の絞り制御を開始し（タイミングｔ１）、この絞り制御の開始から第２所定時間ＴＭＲＥＦ２が経過したときに（ｔ２）、補正後吸気量積算値ＳＣＱＡの算出を開始し、この算出の開始から第３所定時間ＴＭＲＥＦ３が経過したときに（ｔ３）、その算出を終了する。このため、補正後吸気量積算値ＳＣＱＡは、ｔ２とｔ３の間における補正後吸気量ＣＱＡの積算値であり、図５の領域Ａ＋Ｂの面積に相当する。また、領域Ｂの面積は、式（１）の第２項の最終値ＣＱＡＦ×積算回数Ｎに相当する。したがって、ステップ２０で算出した吸気変化量ＳＣＱＡＲは、領域Ａの面積に相当し、絞り制御に関係しない部分を除いた、絞り制御に応じた正味の変化量を表す。

ブローバイガス還流装置１５が正常な場合、吸気絞り弁１１の絞り制御を開始すると、それに良好に応答して上流側の吸気量ＱＡもすぐに減少するため、同図（ａ）に示すように、領域Ａの面積はより小さくなる。これに対して、ブローバイガス還流装置１５が異常な場合には、絞り制御の開始時までに吸気管４を流れていた、より多量の吸気の一部が行き場を失い、ブローバイガス通路１６の外れ部分などから流出するため、吸気量ＱＡは緩やかに減少し、同図（ｂ）に示すように、領域Ａの面積はより大きくなる。

以上のように、本実施形態によれば、吸気絞り弁１１を絞り制御することによって、吸気管４の連結部３０よりも下流側の吸気量を強制的に減少側に変化させ（ステップ８）、その後に連結部３０よりも上流側においてエアフローメータ２２で検出された吸気量ＱＡに基づいて、最終的に吸気変化量ＳＣＱＡＲを算出する（ステップ２０）。そして、この吸気変化量ＳＣＱＡＲがしきい値ＱＡＲＥＦ以上のときに（ステップ２１：ＮＯ）、ブローバイガス還流装置１５が異常と判定するので、異常の判定を適切に行うことができ、判定精度を向上させることができる。

また、吸気量ＱＡに基づいて吸気変化量ＳＣＱＡＲを算出する際に、吸気量ＱＡをエンジン回転数ＮＥに応じて補正するので、エンジン回転数ＮＥが変化した場合でも、吸気量ＱＡを基準回転数ＮＥ０を基準とする吸気量として求めることができ、それにより、異常判定の精度をさらに向上させることができる。

さらに、補正後吸気量ＣＱＡを積算することによって補正後吸気量積算値ＳＣＱＡを算出するので、吸気量ＱＡの一時的な変動や吸気量ＱＡの検出信号に含まれるノイズの影響などによる誤判定を防止でき、判定精度をさらに向上させることができる。

また、吸気変化量ＳＣＱＡＲを、補正後吸気量積算値ＳＣＱＡから最終値ＣＱＡＦと積算回数Ｎを乗算した値を減算することによって算出するので、絞り制御に応じた正味の変化量に基づいて異常判定を行うことができ、したがって、異常判定の精度をさらに向上させることができる。

さらに、吸気量ＱＡを検出する吸気量センサとして、エンジン３を制御するために通常、用いられている既存のエアフローメータ２２を利用しているので、異常判定のための専用のデバイスを追加することなく、異常判定を行うことができる。

また、異常判定を燃料カット運転中またはクルーズ運転中であることを条件として実行するので、吸気量が安定しているときに限り、異常判定が実行されることによって、その精度をさらに向上させることができる。

さらに、異常判定中には、ＥＧＲ制御弁７ｂおよび可変ベーン８ｃをいずれも閉弁制御し、小さな所定の開度に保持するので、それらの動作による吸気量への影響を排除でき、したがって、異常判定をより適切に行うことができる。

図６および図７は、本発明の第２実施形態によるブローバイガス還流装置１５の異常判定処理を示すフローチャートである。これらの図６および図７と、図２および図３との比較からわかるように、第１実施形態の異常判定処理では、異常判定を、吸気絞り弁１１を閉じ側に制御した状態で実行するのに対し、第２実施形態では、吸気絞り弁１１を開き側に制御した状態で実行する点が大きく異なる。したがって、以下の説明では、第１実施形態と同じ実行内容については、図面に同一のステップ番号を付し、異なる実行内容を中心として説明を行うものとする。

本処理では、エンジン３が所定の運転状態にあり（ステップ１：ＹＥＳ）、かつ閉弁制御フラグＦ＿ＥＢＣが「１」でないとき（ステップ２：ＮＯ）には、ステップ４８において、ＥＧＲ制御弁７ｂおよび可変ベーン８ｃを、前記ステップ３と同様にして閉弁制御するとともに、吸気絞り弁１１についても、通常制御時よりも小さな所定の開度に一旦、制御する（閉弁制御）。そして、これらの閉弁制御が第１所定時間ＴＭＲＥＦ１、継続したとき（ステップ６：ＹＥＳ）に、開き制御フラグＦ＿ＴＨＯが「１」であるか否かを判別する（ステップ４１）。この判別結果がＮＯのときには、ステップ４２において、吸気絞り弁１１を、それまでの閉弁制御時よりも大きな所定開度に制御する（以下「開き制御」という）とともに、開き制御フラグＦ＿ＴＨＯを「１」にセットした（ステップ４３）後、前記ステップ１０を実行する。これにより、吸気量が増加側に制御される。

ステップ４３が実行されると、前記ステップ４１の判別結果がＹＥＳになり、その場合には、第２タイマ値ＴＭＤＬＹ２が値０であるか否かを判別し、この判別結果がＹＥＳのときには、積算中フラグＦ＿ＳＣＱＡが「１」であるか否かを判別する（ステップ１２）。この判別結果がＮＯのときには、積算中フラグＦ＿ＳＣＱＡを「１」にセットする（ステップ１３）とともに、第４タイマ値ＴＭＤＬＹ４を第３所定時間ＴＭＲＥＦ３よりも非常に短い第４所定時間ＴＭＲＥＦ４（例えば０．３ｓｅｃ）にセットした（ステップ４４）後、補正後吸気量積算値ＳＣＱＡを算出する（ステップ１５〜１７）。この算出の開始後、第４所定時間ＴＭＲＥＦ４が経過したとき（ステップ４５：ＹＥＳ）には、算出した吸気変化量ＳＣＱＡＲが所定のしきい値ＱＡＲＥＦよりも大きいか否かを判別する（ステップ４６）。

この判別結果がＹＥＳのときには、異常フラグＦ＿ＰＣＶＮＧを「０」にセットする（ステップ２２）。一方、このステップ４６の判別結果がＮＯで、ＳＣＱＡＲ≦ＱＡＲＥＦのときには、吸気変化量ＳＣＱＡＲが小さく、ブローバイガス通路１６の外れなどにより、その外れ部分から空気が流入しているおそれがあるとして、ブローバイガス還流装置１５が異常であると判定し、異常フラグＦ＿ＰＣＶＮＧを「１」にセットする（ステップ２３）。ステップ２２または２３に続くステップ２４では、ＥＧＲ制御弁７ｂ、可変ベーン８ｃおよび吸気絞り弁１１を通常制御した後、閉弁制御フラグＦ＿ＥＢＣ、開き制御フラグＦ＿ＴＨＯおよび積算中フラグＦ＿ＳＣＱＡをいずれも「０」にセットする（ステップ４７）とともに、補正後吸気量積算値ＳＣＱＡを値０にリセットした（ステップ２６）後、本処理を終了する。

図８は、ブローバイガス還流装置１５が（ａ）正常な場合および（ｂ）異常な場合における吸気絞り弁１１の開き制御に伴う補正後吸気量ＣＱＡの推移の一例を示している。吸気絞り弁１１の開き制御を開始し（タイミングｔ１１）、この開き制御の開始から第２所定時間ＴＭＲＥＦ２が経過したときに（ｔ１２）、補正後吸気量積算値ＳＣＱＡの算出を開始し、この算出の開始から非常に短い第４所定時間ＴＭＲＥＦ４が経過したときに（ｔ１３）、その算出を終了する。

吸気絞り弁１１の開き制御の開始直後には、補正後吸気量ＣＱＡは急激に立ち上がり、ブローバイガス還流装置１５が正常な場合、同図（ａ）に示すように、立ち上がり量が大きくなるのに対し、ブローバイガス還流装置１５が異常な場合には、ブローバイガス通路１６の外れた部分などから空気が流入し、その分、吸気量ＱＡが減少するので、同図（ｂ）に示すように、立ち上がり量は小さくなる。前記ステップ２０で算出した吸気変化量ＳＣＱＡＲは、この吸気量ＱＡの立ち上がり量を表すものであり、同図に示すように、ブローバイガス還流装置１５が異常な場合には、より小さくなる。

以上のように、本実施形態によれば、吸気絞り弁１１を開き制御することによって、吸気管４の連結部３０よりも下流側の吸気量を強制的に増加側に変化させる（ステップ４２）とともに、その直後に検出された吸気量ＱＡに基づいて算出した、吸気量ＱＡの立ち上がり量を表す吸気変化量ＳＣＱＡＲが、しきい値ＱＡＲＥＦ以下のときに（ステップ４６：ＮＯ）、ブローバイガス還流装置１５が異常と判定する。したがって、吸気絞り弁１１の開き制御の開始直後の立ち上がり量に基づいて、ブローバイガス還流装置１５の異常を適切に判定することができ、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、第１および第２実施形態では、吸気量を変化させるための吸気量制御装置として、吸気絞り弁１１を用い、それぞれ絞り制御および開き制御を行っているが、これに代えて、またはこれとともに、他の適当な吸気量制御装置を用いてもよい。例えば、ＥＧＲ装置７のＥＧＲ制御弁７ｂの制御によってＥＧＲ量を増減してもよく、または過給機８の可変ベーン８ｃの制御によって過給圧を増減してもよい。この場合、吸気量を変化させるのに用いない吸気量制御装置は、実施形態において閉弁制御されるＥＧＲ制御弁７ｂおよび可変ベーン８ｃと同様、吸気量に影響を及ぼさないような所定の動作状態に保持することが好ましい。

また、実施形態では、異常判定を行うために、吸気絞り弁１１の絞り制御または開き制御によって、吸気量を強制的に変化させている。本発明は、これに限らず、例えば、運転者によるアクセルペダルの操作に伴って吸気絞り弁１１の開度が変化したタイミングを捉えて、異常判定を行ってもよい。

さらに、本実施形態では、異常判定を行うためのパラメータとして、補正後吸気量ＣＱＡの積算値を用いているが、これに限らず、例えば、吸気絞り弁１１の絞り制御または開き制御の開始後の所定のタイミングで検出された吸気量ＱＡまたは補正後吸気量ＣＱＡを用いてもよい。前者の場合には、吸気量ＱＡと比較されるしきい値は、エンジン回転数ＮＥに応じて設定するのが好ましい。

また、実施形態では、本発明を車両に搭載されたディーゼルエンジンに適用した例であるが、本発明はこれに限らず、ディーゼルエンジン以外のガソリンエンジンなどの各種のエンジンに適用してもよく、また、車両用以外のエンジン、例えば、クランク軸を鉛直に配置した船外機などのような船舶推進機用エンジンにも適用可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。

本発明の異常判定装置、これを適用したブローバイガス還流装置および内燃機関の概略構成を示す図である。 本発明の第１実施形態によるブローバイガス還流装置の異常判定処理を示すフローチャートである。 図２の続きを示すフローチャートである。 図２の処理で用いられる吸気量補正係数を算出するためのテーブルである。 ブローバイガス還流装置が（ａ）正常な場合および（ｂ）異常な場合における吸気絞り弁の絞り制御に伴う補正後吸気量の推移の一例を示す図である。 本発明の第２実施形態によるブローバイガス還流装置の異常判定処理を示すフローチャートである。 図６の続きを示すフローチャートである。 ブローバイガス還流装置が（ａ）正常な場合および（ｂ）異常な場合における吸気絞り弁の開き制御に伴う補正後吸気量の推移の一例を示す図である。

符号の説明

１ 異常判定装置
２ ＥＣＵ（異常判定手段、変化度合い算出手段、回転数検出手段、吸気量補正手段
、運転状態検出手段および制御手段）
３ エンジン
４ 吸気管（吸気系）
７ ＥＧＲ装置（吸気量制御装置）
８ 過給機（吸気量制御装置）
１１ 吸気絞り弁（吸気量制御装置）
１５ ブローバイガス還流装置
１６ ブローバイガス通路
２１ クランク角センサ（回転数検出手段）
２２ エアフローメータ（吸気量センサ）
３０ 連結部
ＮＥ エンジン回転数
ＱＡ 吸気量（検出された吸気量）
ＴＭＲＥＦ３ 第３所定時間（所定期間）
ＴＭＲＥＦ４ 第４所定時間（所定期間）
ＳＣＱＡ 補正後吸気量積算値（吸気量の積算値）
ＳＣＱＡＲ 吸気変化量（吸気量の変化度合い）

Claims (7)

1. 内燃機関の吸気系に連結部を介して接続されたブローバイガス通路を介して、ブローバイガスを前記吸気系に還流させるブローバイガス還流装置の異常判定装置であって、
   前記吸気系の前記連結部よりも上流側に設けられ、吸気量を検出する吸気量センサと、
   前記吸気系の前記連結部よりも下流側に設けられ、吸気量を制御する吸気量制御装置と、
   当該吸気量制御装置の動作により吸気量が変化した後に前記吸気量センサにより検出された吸気量に基づいて、前記ブローバイガス還流装置の異常を判定する異常判定手段と、
   を備えることを特徴とするブローバイガス還流装置の異常判定装置。
2. 前記異常判定手段は、
   前記吸気量が変化した後に検出された吸気量に基づいて、当該吸気量の変化度合いを算出する変化度合い算出手段を有し、
   前記吸気量が減少側に変化した後に算出された前記吸気量の変化度合いに基づいて、前記ブローバイガス還流装置の異常を判定することを特徴とする、請求項１に記載のブローバイガス還流装置の異常判定装置。
3. 前記異常判定手段は、
   前記吸気量が変化した後に検出された吸気量に基づいて、当該吸気量の変化度合いを算出する変化度合い算出手段を有し、
   前記吸気量が増加側に変化した直後に算出された前記吸気量の変化度合いに基づいて、前記ブローバイガス還流装置の異常を判定することを特徴とする、請求項１に記載のブローバイガス還流装置の異常判定装置。
4. 前記変化度合い算出手段は、前記吸気量の変化度合いを表すパラメータとして、吸気量が変化した後の所定期間内に検出された吸気量の積算値を算出し、
   前記異常判定手段は、前記算出された吸気量の積算値に基づいて、前記ブローバイガス還流装置の異常を判定することを特徴とする、請求項２または３に記載のブローバイガス還流装置の異常判定装置。
5. 前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、
   当該検出された回転数が高いほど、前記検出された吸気量をより小さくなるように補正する吸気量補正手段と、
   をさらに備えることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載のブローバイガス還流装置の異常判定装置。
6. 前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段をさらに備え、
   前記異常判定手段は、前記検出された運転状態が所定の運転状態のときに、前記ブローバイガス還流装置の異常の判定を実行することを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載のブローバイガス還流装置の異常判定装置。
7. 前記吸気量制御装置は複数の吸気量制御装置で構成されており、
   当該異常判定を実行する際に、前記複数の吸気量制御装置の少なくとも１つを、前記吸気量を変化させるように制御するとともに、他の前記吸気量制御装置を、前記吸気量に影響を及ぼさないような所定の動作状態に保持する制御手段をさらに備えることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれかに記載のブローバイガス還流装置の異常判定装置。

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