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JP5897403B2 - 異常検出方法 - Google Patents

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JP5897403B2
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Description

本発明は内燃機関に用いる異常検出方法に関する。
従来より、自動車のエンジン等では、排気側から排気ガスの一部を抜き出してＥＧＲガスとして吸気側へと戻し、そのＥＧＲガスでエンジン内での燃料の燃焼を抑制させて燃焼温度を下げることによりＮＯxの発生を低減するようにした、いわゆる排気ガス再循環（ＥＧＲ：Exhaust Gas Recirculation）が行われている。
一般的に、この種の排気ガス再循環を行う場合には、排気マニホールドから排気管に亘る排気通路の適宜位置と、吸気管から吸気マニホールドに亘る吸気通路の適宜位置との間をＥＧＲパイプにより接続し、該ＥＧＲパイプを通してＥＧＲガスを再循環するようにしている。
尚、エンジンに再循環するＥＧＲガスをＥＧＲパイプの途中で冷却すると、ＥＧＲガスの温度が下がり且つその容積が小さくなることにより、エンジンの出力を余り低下させずに燃焼温度を低下して効果的にＮＯx（窒素酸化物）の発生を低減させることができるため、エンジンにＥＧＲガスを再循環するＥＧＲパイプの途中には水冷式のＥＧＲクーラが装備されている。
一方、近年においては、ＯＢＤシステム（On Board Diagnostic Systems）と呼称される車載式故障診断装置が車両に搭載されるようになってきており、車両自身が排気浄化設備の異常（突発的故障）を検知・監視し、異常発生時に警報表示して運転者に知らせ且つその故障内容を記憶保持することが行われている。
尚、この種のセンサの特性異常を検出する技術に関連する先行技術文献情報としては、例えば、本発明と同じ出願人による下記の特許文献１等が既に提案されている。
特開２０１０−１５１０３９号公報
しかしながら、排気浄化技術は今後更に高度精密化していくことになるため、インタークーラ出口の吸気温度を検出するインタークーラ出口温度センサや、吸気マニホールドの吸気温度を検出するインマニ温度センサや、ＥＧＲクーラ出口のＥＧＲガス温度を検出するＥＧＲ出口温度センサに特性異常が発生しているか否かを判定することまで求められるようになってきているが、これらインタークーラ出口温度センサ、インマニ温度センサ、ＥＧＲ出口温度センサに特性異常が発生しているか否かの判定を正確に行うことが難しいという問題があった。
即ち、これまでのセンサ類に関する特性異常の判定には、ある特定の運転条件下で通常有り得ない値を示した時に特性異常が発生していると判定する手法が採られてきたが、前述の如きインタークーラ出口温度センサ、インマニ温度センサ、ＥＧＲ出口温度センサの場合には、上流側のインタークーラやＥＧＲクーラの経時的な劣化により検出値が影響を受けて異常な値を出力している可能性が否定できず、インタークーラ出口温度センサ、インマニ温度センサ、ＥＧＲ出口温度センサ、インタークーラ、ＥＧＲクーラの何れに異常が生じているのかを正確に特定することが難しかった。
尚、ここで述べているところのインタークーラの経時的な劣化とは、該インタークーラのコア内部における伝熱面に、吸気中に含まれる異物や、ターボチャージャから漏出したオイル等が経時的に堆積して熱交換効率が低下することを指しており、また、ＥＧＲクーラの経時的な劣化とは、該ＥＧＲクーラの伝熱チューブ（一般的にＥＧＲクーラはシェルアンドチューブ型の熱交換器の形態を採る）の内周面に、排気ガス中に含まれる煤が経時的に堆積して熱交換効率が低下することを指している。
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、インタークーラ出口温度センサ、インマニ温度センサ、ＥＧＲ出口温度センサ、インタークーラ、ＥＧＲクーラの何れに異常が生じているのかを正確に特定し得る異常検出方法を提供することを目的としている。
本発明は、インタークーラ入口の吸気温度、外気温度、ＥＧＲクーラ入口のＥＧＲガス温度、ＥＧＲクーラに入る冷却水温度の正常な検出が確定されていることを前提条件として、インタークーラ入口の吸気温度とインタークーラ出口の吸気温度と外気温度とに基づきインタークーラ効率を算出すると共に、ＥＧＲクーラ入口のＥＧＲガス温度とＥＧＲクーラ出口のＥＧＲガス温度と冷却水温度とに基づきＥＧＲクーラ効率を算出する一方、現在のＥＧＲ率とＥＧＲクーラ出口のＥＧＲガス温度とインタークーラ出口の吸気温度とに基づき算出される吸気マニホールドの吸気温度の計算値が実測値と乖離しているか否かを判定し、これらインタークーラ効率とＥＧＲクーラ効率と吸気マニホールドの吸気温度の計算値の実測値に対する乖離との三要素を対比して吸気系の異常箇所を特定する異常検出方法であって、
インタークーラ効率の計算値が正常範囲を外れており且つＥＧＲクーラ効率の計算値が正常範囲内にある時に、吸気マニホールドの吸気温度の計算値が実測値と乖離していれば、インタークーラ出口の吸気温度を検出しているインタークーラ出口温度センサの異常を確定する一方、吸気マニホールドの吸気温度の計算値が実測値と乖離していなければ、インタークーラ自体に異常があると確定し、
インタークーラ効率の計算値が正常範囲内にあり且つ吸気マニホールドの吸気温度の計算値が実測値と乖離している時に、ＥＧＲクーラ効率の計算値が正常範囲内にあれば、吸気マニホールドの吸気温度を検出しているインマニ温度センサの異常を確定する一方、ＥＧＲクーラ効率の計算値が正常範囲を外れていれば、ＥＧＲクーラ出口のＥＧＲガス温度を検出しているＥＧＲ出口温度センサの異常を確定し、
インタークーラ効率の計算値が正常範囲内にあり且つ吸気マニホールドの吸気温度の計算値が実測値と乖離していない時に、ＥＧＲクーラ効率の計算値が正常範囲を外れていれば、ＥＧＲクーラ自体に異常があると確定する一方、ＥＧＲクーラ効率の計算値が正常範囲内にあれば、インタークーラ出口温度センサとインタークーラとインマニ温度センサとＥＧＲ出口温度センサとＥＧＲクーラの何れも正常であると確定することを特徴とするものである。
而して、インタークーラ効率の計算値が正常範囲を外れている場合に、ＥＧＲクーラ効率の計算値が正常範囲内にあり、しかも、インタークーラ入口の吸気温度と外気温度の正常な検出が確定されているならば、その原因としてインタークーラ出口温度センサの異常かインタークーラ自体の異常の二つしか考えられないが、インタークーラ出口温度センサの異常であるならば、下流のインマニ温度センサの計算値が異常値となって実測値に対し乖離が生じるはずであり、インタークーラ自体の異常であるならば、このような乖離は生じないはずである。
このため、インタークーラ効率の計算値が正常範囲を外れており且つＥＧＲクーラ効率の計算値が正常範囲内にある時に、吸気マニホールドの吸気温度の計算値が実測値と乖離していれば、インタークーラ出口の吸気温度を検出しているインタークーラ出口温度センサの異常を確定する一方、吸気マニホールドの吸気温度の計算値が実測値と乖離していなければ、インタークーラ自体に異常があると確定することが可能となる。
一方、インタークーラ効率の計算値が正常範囲内にある場合、インタークーラ出口温度センサとインタークーラは正常であると考えられるが、インタークーラ効率の計算値が正常範囲内にあっても、吸気マニホールドの吸気温度の計算値が実測値と乖離している場合には、その原因としてインマニ温度センサの異常かＥＧＲ出口温度センサの異常の二つが考えられる。
ただし、インマニ温度センサの異常であるならば、該インマニ温度センサの検出値が影響しないＥＧＲクーラ効率の計算値は正常範囲内に収まるはずであり、ＥＧＲ出口温度センサの異常であるならば、ＥＧＲクーラ効率の計算値が正常範囲を外れるはずである。
このため、インタークーラ効率の計算値が正常範囲内にあり且つ吸気マニホールドの吸気温度の計算値が実測値と乖離している時に、ＥＧＲクーラ効率の計算値が正常範囲内にあれば、吸気マニホールドの吸気温度を検出しているインマニ温度センサの異常を確定する一方、ＥＧＲクーラ効率の計算値が正常範囲を外れていれば、ＥＧＲクーラ出口のＥＧＲガス温度を検出しているＥＧＲ出口温度センサの異常を確定することが可能となる。
また、インタークーラ効率の計算値が正常範囲内にあり且つ吸気マニホールドの吸気温度の計算値が実測値と乖離していないならば、インマニ温度センサとＥＧＲ出口温度センサは正常であると考えられるが、インタークーラ効率の計算値が正常範囲内にあり且つ吸気マニホールドの吸気温度の計算値が実測値と乖離していないにもかかわらず、ＥＧＲクーラ効率の計算値が正常範囲を外れていたならば、その原因はＥＧＲクーラ自体に異常があるとしか考えられない。
依って、インタークーラ効率の計算値が正常範囲内にあり且つ吸気マニホールドの吸気温度の計算値が実測値と乖離していない時に、ＥＧＲクーラ効率の計算値が正常範囲を外れていれば、ＥＧＲクーラ自体に異常があると確定することが可能となる。
一方、インタークーラ効率の計算値が正常範囲内にあり且つ吸気マニホールドの吸気温度の計算値が実測値と乖離していない時に、ＥＧＲクーラ効率の計算値が正常範囲内にあれば、何も異常が生じていないものと考えられるので、インタークーラ出口温度センサとインタークーラとインマニ温度センサとＥＧＲ出口温度センサとＥＧＲクーラの何れも正常であると確定することが可能となる。
また、本発明においては、インタークーラ効率の計算値が正常範囲より低く外れており且つＥＧＲクーラ効率の計算値が正常範囲内にある時に、吸気マニホールドの吸気温度の計算値が実測値より高く乖離していれば、インタークーラ出口温度センサが実際より高く吸気温度を誤検出する特性異常を起こしていると確定する一方、インタークーラ効率の計算値が正常範囲より高く外れており且つＥＧＲクーラ効率の計算値が正常範囲内にある時に、吸気マニホールドの吸気温度の計算値が実測値より低く乖離していれば、インタークーラ出口温度センサが実際より低く吸気温度を誤検出する特性異常を起こしていると確定することが可能である。
更に、本発明においては、インタークーラ効率の計算値が正常範囲内にあり且つ吸気マニホールドの吸気温度の計算値が実測値より高く乖離している時に、ＥＧＲクーラ効率の計算値が正常範囲より低く外れていれば、ＥＧＲ出口温度センサが実際より高くＥＧＲガス温度を誤検出する特性異常を起こしていると確定する一方、インタークーラ効率の計算値が正常範囲内にあり且つ吸気マニホールドの吸気温度の計算値が実測値より低く乖離している時に、ＥＧＲクーラ効率の計算値が正常範囲より高く外れていれば、ＥＧＲ出口温度センサが実際より低くＥＧＲガス温度を誤検出する特性異常を起こしていると確定することが可能である。
また、本発明においては、インタークーラ効率の計算値が正常範囲内にあり且つ吸気マニホールドの吸気温度の計算値が実測値より高く乖離している時に、ＥＧＲクーラ効率の計算値が正常範囲内にあれば、インマニ温度センサが実際より高く吸気温度を誤検出する特性異常を起こしていると確定する一方、インタークーラ効率の計算値が正常範囲内にあり且つ吸気マニホールドの吸気温度の計算値が実測値より低く乖離している時に、ＥＧＲクーラ効率の計算値が正常範囲内にあれば、インマニ温度センサが実際より低く吸気温度を誤検出する特性異常を起こしていると確定することが可能である。
本発明の異常検出方法によれば、下記のような優れた効果を奏し得る。
（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、インタークーラ効率とＥＧＲクーラ効率と吸気マニホールドの吸気温度の計算値の実測値に対する乖離との三要素を対比することによって、インタークーラやＥＧＲクーラの経時的な劣化により検出値が影響を受けて異常な値を出力している可能性を考慮しながらも、インタークーラ出口温度センサ、インマニ温度センサ、ＥＧＲ出口温度センサ、インタークーラ、ＥＧＲクーラの何れに異常が生じているのかを正確に特定することができ、このような異常検出方法を確立することによって、今後更に高度精密化していくことが予想される排気浄化技術に対応したＯＢＤシステム（On Board Diagnostic Systems）の構築に寄与することができる。
（ＩＩ）本発明の請求項２に記載の発明によれば、インタークーラ出口温度センサの異常を特定するにあたり、該インタークーラ出口温度センサが実際より高く吸気温度を誤検出する特性異常を起こしているのか、実際より低く吸気温度を誤検出する特性異常を起こしているのかまで確定することができる。
（ＩＩＩ）本発明の請求項３に記載の発明によれば、インマニ温度センサの異常を特定するにあたり、該インマニ温度センサが実際より高く吸気温度を誤検出する特性異常を起こしているのか、実際より低く吸気温度を誤検出する特性異常を起こしているのかまで確定することができる。
（ＩＶ）本発明の請求項４に記載の発明によれば、ＥＧＲ出口温度センサの異常を特定するにあたり、該ＥＧＲ出口温度センサが実際より高くＥＧＲガス温度を誤検出する特性異常を起こしているのか、実際より低くＥＧＲガス温度を誤検出する特性異常を起こしているのかまで確定することができる。
本発明を実施する形態の一例を示す全体概略図である。 ポリトロープ指数と吸気流量との関係を示すグラフである。 図１の制御装置で用いられる異常確定テーブルである。
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明を実施する形態例を示すものであり、図１中における１はターボチャージャ２を搭載したエンジンを示し、エアクリーナ３から導いた吸気４を吸気管５を通し前記ターボチャージャ２のコンプレッサ２ａへ送り、該コンプレッサ２ａで加圧された吸気４をインタークーラ６へと送って冷却し、該インタークーラ６から更に吸気マニホールド７へと吸気４を導いてエンジン１の各気筒８に分配するようにしてある。
また、このエンジン１の各気筒８から排出された排気ガス９を排気マニホールド１０を介し前記ターボチャージャ２のタービン２ｂへ送り、該タービン２ｂを駆動した排気ガス９を排気管１１を介し車外へ排出するようにしてある。
そして、排気マニホールド１０における各気筒８の並び方向の一端部と、インタークーラ６より下流の吸気管５との間がＥＧＲパイプ１２により接続されており、排気マニホールド１０から排気ガス９の一部を抜き出してＥＧＲガス９’として吸気管５に導き得るようにしてある。
ここで、前記ＥＧＲパイプ１２には、該ＥＧＲパイプ１２を適宜に開閉するＥＧＲバルブ１３と、ＥＧＲパイプ１２を流れるＥＧＲガス９’を冷却するためのＥＧＲクーラ１４とが装備されており、該ＥＧＲクーラ１４では、エンジン１側から導いた冷却水１５とＥＧＲガス９’とを熱交換させることにより該ＥＧＲガス９’の温度を低下し得るようになっている。
更に、ＥＧＲクーラ１４に入る冷却水１５の温度が、エンジン１前部の同じ位置に備えられた二つの冷却水温度センサ１６により検出され、ＥＧＲクーラ１４出口の排気温度がＥＧＲ出口温度センサ１７により検出されるようになっており、また、インタークーラ６を経た吸気４の温度がインタークーラ出口温度センサ１８により検出され、ＥＧＲガス９’を混合されて吸気マニホールド７に導かれる吸気４の温度がインマニ温度センサ１９により検出されるようになっており、更には、エアクリーナ３から導いた吸気４（新気）の温度が吸気温度センサ２０により検出され且つその流量が吸気流量センサ２４により検出されるようになっている。
ただし、ここでは説明の便宜上から吸気温度センサ２０と吸気流量センサ２４を分けて記載しているが、実際には、吸気４（新気）の流量を求めるのに該吸気４の温度が必要であるため、吸気温度センサ２０が吸気流量センサ２４に内蔵されているのが通常である。
また、吸気マニホールド７に導かれる吸気４のブースト圧が、吸気マニホールド７に近い吸気管５に備えられたブースト圧センサ２５により検出されるようになっていると共に、走行風の影響の少ない適宜な場所に備えられた大気圧センサ２６により大気圧が検出されるようになっている。
そして、これら各冷却水温度センサ１６，ＥＧＲ出口温度センサ１７，インタークーラ出口温度センサ１８，インマニ温度センサ１９，吸気温度センサ２０，吸気流量センサ２４，ブースト圧センサ２５，大気圧センサ２６からの検出信号１６ａ，１７ａ，１８ａ，１９ａ，２０ａ，２４ａ，２５ａ，２６ａが、エンジン制御コンピュータ（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）を成す制御装置２１に入力されるようになっている。
尚、前記制御装置２１には、アクセル開度をエンジン１の負荷として検出するアクセルセンサ２２からの検出信号２２ａと、エンジン１の回転数を検出する回転センサ２３からの検出信号２３ａも入力されるようになっている。
そして、前記制御装置２１においては、インタークーラ６入口の吸気温度、外気温度、ＥＧＲクーラ１４入口のＥＧＲガス温度、ＥＧＲクーラ１４に入る冷却水温度の正常な検出が確定されていることを前提条件として、インタークーラ６入口の吸気温度とインタークーラ６出口の吸気温度と外気温度とに基づきインタークーラ効率を算出すると共に、ＥＧＲクーラ１４入口のＥＧＲガス温度とＥＧＲクーラ１４出口のＥＧＲガス温度と冷却水温度とに基づきＥＧＲクーラ効率を算出する一方、現在のＥＧＲ率とＥＧＲクーラ１４出口のＥＧＲガス温度とインタークーラ６出口の吸気温度とに基づき算出される吸気マニホールド７の吸気温度の計算値が実測値と乖離しているか否かを判定し、これらインタークーラ効率とＥＧＲクーラ効率と吸気マニホールド７の吸気温度の計算値の実測値に対する乖離との三要素を対比して吸気系の異常箇所を特定するようになっている。
ここで、本形態例では、インタークーラ効率を算出するにあたり、ターボチャージャ２のコンプレッサ仕事を熱力学のポリトロープ変化としてとらえ、該ポリトロープ変化で成立する関係式を用いてコンプレッサ２ａの出口ガス温度を推定し、これをインタークーラ６入口の吸気温度として用いるようにしている。
即ち、コンプレッサ２ａ出口の吸気温度は、ポリトロープ変化で成立する関係式を変換した下記の式（１）により算出することが可能である。
［数１］
コンプレッサ出口の吸気温度Ｔ2＝Ｔ1×（Ｐ2／Ｐ1）((γ-1)/γ)…（１）
Ｔ2：コンプレッサの出口ガス温度＝インタークーラ入口の吸気温度
Ｔ1：コンプレッサの入口ガス温度＝吸気温度センサの検出値
Ｐ2：コンプレッサの出口圧力＝ブースト圧センサの検出値
Ｐ1：コンプレッサの入口圧力＝大気圧センサの検出値
γ：ポリトロープ指数
この式（１）を用いてコンプレッサ２ａの出口ガス温度（インタークーラ入口の吸気温度）を推定するにあたっては、大気圧センサ２６により検出される大気圧の実測値をコンプレッサ２ａ入口圧力とし、ブースト圧センサ２５により検出されるブースト圧の実測値をコンプレッサ２ａの出口圧力とし、吸気温度センサ２０により検出される外気温度をコンプレッサ２ａの入口ガス温度として用いると共に、吸気流量センサ２４により検出される過給前の吸気流量に対しポリトロープ指数を試験データに基づき決定して用いれば良い。
例えば、ポリトロープ指数と吸気流量との関係は図２に示す如きグラフで表わされ、このようなポリトロープ指数と吸気流量との関係を予め実験して把握しておけば、吸気流量センサ２４により検出される過給前の吸気流量からポリトロープ指数を決定することが可能となる。
そして、前記式（１）により算出されるコンプレッサ２ａの出口ガス温度は、インタークーラ６入口の吸気温度として、後述するインタークーラ効率の算出に用いられることになるが、このようにして求められたインタークーラ６入口の吸気温度は、以下のようにして正常な検出であることが確定される。
先ず、大気圧とブースト圧について、エンジン１停止時に大気圧センサ２６とブースト圧センサ２５の実測値が同じであることを確認して正常に検出されていることを確定し、外気温度については、冷機始動時に吸気温度センサ２０の実測値がインタークーラ出口温度センサ１８とインマニ温度センサ１９とＥＧＲ出口温度センサ１７の実測値と同じであることを確認して正常に検出されていることを確定すれば良い。
即ち、エンジン１の冷機始動時には、エンジン１がすっかり冷えきっていて、ＥＧＲバルブ１３を閉じた暖機優先の制御が行われることになり、インタークーラ出口温度センサ１８とインマニ温度センサ１９とＥＧＲ出口温度センサ１７とで検出される温度は全て外気温度と変わらない値となるはずであり、外気温度を検出している吸気温度センサ２０とも同じ検出値を示すはずである。
依って、吸気温度センサ２０とインタークーラ出口温度センサ１８とインマニ温度センサ１９とＥＧＲ出口温度センサ１７の４つのセンサが同じ検出値を示せば、これら４つのセンサに関し、少なくとも常温レンジでの正常な検出が確定されることになる。
ただし、常に常温レンジで使用される吸気温度センサ２０は、これで正常であることの信頼性が確定し、外気温度の正常な検出が確定することになるが、これ以外のインタークーラ出口温度センサ１８とインマニ温度センサ１９とＥＧＲ出口温度センサ１７は、高温レンジでの使用について後述の如き更なる確認が必要である。
更に、過給前の吸気流量については、冷機状態におけるＥＧＲバルブ１３を閉じた暖機優先の制御が行われている条件下でエンジン１の回転数と吸気マニホールド７の吸気温度とから求められるシリンダ内作動ガス流量が吸気流量センサ２４の実測値と同じであることを確認して吸気流量の正常な検出を確定すれば良い。
尚、ここで用いられるエンジン１の回転数は、回転センサ２３により検出されるものであるが、一般的にエンジン１の回転数は、図示している回転センサ２３（主回転センサ）の他に、図示しないクランクアングルセンサを備えているのが通常であり、このクランクアングルセンサの検出する回転数と前記回転センサ２３の検出値とが一致していることを確認して回転数の正常な検出を確定すれば良い。また、ここで用いられる吸気マニホールド７の吸気温度は、前述したエンジン１の冷機始動時における４つのセンサの確認により正常な検出が確定されることになる。
以上の如くしてインタークーラ６入口の吸気温度及び外気温度の正常な検出が確定された条件下において、前記式（１）により算出されたインタークーラ６入口の吸気温度の計算値と、インタークーラ出口温度センサ１８により検出されているインタークーラ６出口の吸気温度の実測値と、吸気温度センサ２０により検出されている外気温度の実測値とに基づきインタークーラ効率を算出する。
ここで、インタークーラ効率は、下記の式（２）により算出される。
［数２］
インタークーラ効率＝（ＴICIN−ＴICOUT）/（ＴICIN−ＴAMBIENT）×１００…（２）
ＴICIN：インタークーラ入口の吸気温度
ＴICOUT：インタークーラ出口の吸気温度
ＴAMBIENT：外気温度
また、ＥＧＲクーラ１４入口のＥＧＲガス温度は、エンジン１の回転数と負荷から算出することができるが、この際、エンジン１の回転数は、前述した通り回転センサ２３が正常であることを確認することで正常な検出が確定され、エンジン１の負荷は、アイドリング時に回転数が安定しており且つ一定のアイドリング回転数を保とうとする時の燃料噴射の指示値（指示噴射量）が適正であることを確認することで正常な検出が確定されることになり、これらエンジン１の回転数と負荷の正常な検出が確定されたならば、これらに基づいて算出されるＥＧＲクーラ１４入口のＥＧＲガス温度の正常な検出も確定されることになる。
更に、ＥＧＲクーラ１４に入る冷却水温度は、二つの冷却水温度センサ１６が同じ検出値であることを確認することで正常な検出が確定されることになるが、このようにして、ＥＧＲクーラ１４入口のＥＧＲガス温度、ＥＧＲクーラ１４に入る冷却水温度の正常な検出が確定された条件下において、エンジン１の回転数と負荷から算出されるＥＧＲクーラ１４入口のＥＧＲガス温度の計算値と、ＥＧＲクーラ１４出口のＥＧＲガス温度を検出するＥＧＲ出口温度センサ１７による実測値と、前記冷却水温度センサ１６の実測値とに基づきＥＧＲクーラ効率を算出する。
ここで、ＥＧＲクーラ効率は、下記の式（３）により算出される。
［数３］
ＥＧＲクーラ効率＝（ＴGEGRIN−ＴGEGROUT）/（ＴGEGRIN−ＴWEGRCIN）×１００…（３）
ＴGEGRIN：ＥＧＲクーラ入口のＥＧＲガス温度
ＴGEGROUT：ＥＧＲクーラ出口のＥＧＲガス温度
ＴWEGRCIN：ＥＧＲクーラに入る冷却水の温度
また、ＥＧＲガス９’を混合されて吸気マニホールド７に導かれる吸気４の温度をインマニ温度センサ１９により実測すると共に、現在のＥＧＲ率とＥＧＲ出口温度センサ１７の実測値とインタークーラ出口温度センサ１８の実測値とに基づき前記インマニ温度センサ１９が計測するであろう吸気温度を算出し、インマニ温度センサ１９の実測値が、インマニ温度センサ１９が計測するであろう吸気温度の計算値と乖離しているか否かを判定する。
ここで、インマニ温度センサ１９が計測するであろう吸気温度は、下記の式（４）により算出される。
［数４］
インマニ温度センサ１９が計測するであろう吸気温度＝（ＥＧＲ率×［ＴGEGROUT−ＴGICOUT］）＋ＴGICOUT…（４）
ＴGEGROUT：ＥＧＲクーラ出口の排気温度
ＴGICOUT：インタークーラ出口の吸気温度
尚、この式（４）で用いるＥＧＲ率については、例えば、各気筒８の容積とエンジン１の回転数とポンプ効率を乗算してエンジン１の飲み込み流量を求め、この飲み込み流量から吸気流量センサ２４の実測値（新気量）を減算した差をＥＧＲガス９’の再循環量として求め、この再循環量を分子に置き且つ分母に前記飲み込み流量を置いたものをＥＧＲ率として用いれば良い。
このようにして、インタークーラ効率とＥＧＲクーラ効率と吸気マニホールドの吸気温度の計算値の実測値に対する乖離との三要素が求められたら、制御装置２１において、図３に示す如き異常確定テーブルに照らして前記三要素を対比し、インタークーラ出口温度センサ１８、インマニ温度センサ１９、ＥＧＲ出口温度センサ１７、インタークーラ６、ＥＧＲクーラ１４の何れに異常が生じているのかを以下のようにして特定する。
例えば、インタークーラ効率の計算値が正常範囲を外れており且つＥＧＲクーラ効率の計算値が正常範囲内にある時に、吸気マニホールド７の吸気温度の計算値が実測値と乖離していれば、インタークーラ６出口の吸気温度を検出しているインタークーラ出口温度センサ１８の異常を確定する一方、吸気マニホールド７の吸気温度の計算値が実測値と乖離していなければ、インタークーラ６自体に異常があると確定する。
なぜなら、インタークーラ効率の計算値が正常範囲を外れている場合に、ＥＧＲクーラ効率の計算値が正常範囲内にあり、しかも、インタークーラ６入口の吸気温度と外気温度の正常な検出が確定されているならば、その原因としてインタークーラ出口温度センサ１８の異常かインタークーラ６自体の異常の二つしか考えられないが、インタークーラ出口温度センサ１８の異常であるならば、下流のインマニ温度センサ１９の計算値が異常値となって実測値に対し乖離が生じるはずであり、インタークーラ６自体の異常であるならば、このような乖離は生じないはずである。
このため、インタークーラ効率の計算値が正常範囲を外れており且つＥＧＲクーラ効率の計算値が正常範囲内にある時に、吸気マニホールド７の吸気温度の計算値が実測値と乖離していれば、インタークーラ６出口の吸気温度を検出しているインタークーラ出口温度センサ１８の異常を確定する一方、吸気マニホールド７の吸気温度の計算値が実測値と乖離していなければ、インタークーラ６自体に異常があると確定することが可能となる。
この際、インタークーラ効率の計算値が正常範囲より低く外れており且つＥＧＲクーラ効率の計算値が正常範囲内にある時に、吸気マニホールド７の吸気温度の計算値が実測値より高く乖離していれば、インタークーラ出口温度センサ１８が実際より高く吸気温度を誤検出する特性異常を起こしていると確定する一方、インタークーラ効率の計算値が正常範囲より高く外れており且つＥＧＲクーラ効率の計算値が正常範囲内にある時に、吸気マニホールド７の吸気温度の計算値が実測値より低く乖離していれば、インタークーラ出口温度センサ１８が実際より低く吸気温度を誤検出する特性異常を起こしていると確定することが可能である。
また、インタークーラ効率の計算値が正常範囲内にあり且つ吸気マニホールド７の吸気温度の計算値が実測値と乖離している時に、ＥＧＲクーラ効率の計算値が正常範囲内にあれば、吸気マニホールド７の吸気温度を検出しているインマニ温度センサ１９の異常を確定する一方、ＥＧＲクーラ効率の計算値が正常範囲を外れていれば、ＥＧＲクーラ１４出口のＥＧＲガス温度を検出しているＥＧＲ出口温度センサ１７の異常を確定する。
なぜなら、インタークーラ効率の計算値が正常範囲内にある場合、インタークーラ出口温度センサ１８とインタークーラ６は正常であると考えられるが、インタークーラ効率の計算値が正常範囲内にあっても、吸気マニホールド７の吸気温度の計算値が実測値と乖離している場合には、その原因としてインマニ温度センサ１９の異常かＥＧＲ出口温度センサ１７の異常の二つが考えられる。
ただし、インマニ温度センサ１９の異常であるならば、該インマニ温度センサ１９の検出値が影響しないＥＧＲクーラ効率の計算値は正常範囲内に収まるはずであり、ＥＧＲ出口温度センサ１７の異常であるならば、ＥＧＲクーラ効率の計算値が正常範囲を外れるはずである。
このため、インタークーラ効率の計算値が正常範囲内にあり且つ吸気マニホールド７の吸気温度の計算値が実測値と乖離している時に、ＥＧＲクーラ効率の計算値が正常範囲内にあれば、吸気マニホールド７の吸気温度を検出しているインマニ温度センサ１９の異常を確定する一方、ＥＧＲクーラ効率の計算値が正常範囲を外れていれば、ＥＧＲクーラ１４出口のＥＧＲガス温度を検出しているＥＧＲ出口温度センサ１７の異常を確定することが可能となる。
この際、インタークーラ効率の計算値が正常範囲内にあり且つ吸気マニホールド７の吸気温度の計算値が実測値より高く乖離している時に、ＥＧＲクーラ効率の計算値が正常範囲内にあれば、インマニ温度センサ１９が実際より高く吸気温度を誤検出する特性異常を起こしていると確定する一方、インタークーラ効率の計算値が正常範囲内にあり且つ吸気マニホールド７の吸気温度の計算値が実測値より低く乖離している時に、ＥＧＲクーラ効率の計算値が正常範囲内にあれば、インマニ温度センサ１９が実際より低く吸気温度を誤検出する特性異常を起こしていると確定することが可能である。
また、インタークーラ効率の計算値が正常範囲内にあり且つ吸気マニホールド７の吸気温度の計算値が実測値より高く乖離している時に、ＥＧＲクーラ効率の計算値が正常範囲より低く外れていれば、ＥＧＲ出口温度センサ１７が実際より高くＥＧＲガス温度を誤検出する特性異常を起こしていると確定する一方、インタークーラ効率の計算値が正常範囲内にあり且つ吸気マニホールド７の吸気温度の計算値が実測値より低く乖離している時に、ＥＧＲクーラ効率の計算値が正常範囲より高く外れていれば、ＥＧＲ出口温度センサ１７が実際より低くＥＧＲガス温度を誤検出する特性異常を起こしていると確定することが可能である。
更に、インタークーラ効率の計算値が正常範囲内にあり且つ吸気マニホールド７の吸気温度の計算値が実測値と乖離していない時に、ＥＧＲクーラ効率の計算値が正常範囲を外れていれば、ＥＧＲクーラ１４自体に異常があると確定する一方、ＥＧＲクーラ効率の計算値が正常範囲内にあれば、インタークーラ出口温度センサ１８とインタークーラ６とインマニ温度センサ１９とＥＧＲ出口温度センサ１７とＥＧＲクーラ１４の何れも正常であると確定する。
なぜなら、インタークーラ効率の計算値が正常範囲内にあり且つ吸気マニホールド７の吸気温度の計算値が実測値と乖離していないならば、インマニ温度センサ１９とＥＧＲ出口温度センサ１７は正常であると考えられるが、インタークーラ効率の計算値が正常範囲内にあり且つ吸気マニホールド７の吸気温度の計算値が実測値と乖離していないにもかかわらず、ＥＧＲクーラ効率の計算値が正常範囲を外れていたならば、その原因はＥＧＲクーラ１４自体に異常があるとしか考えられない。
依って、インタークーラ効率の計算値が正常範囲内にあり且つ吸気マニホールド７の吸気温度の計算値が実測値と乖離していない時に、ＥＧＲクーラ効率の計算値が正常範囲を外れていれば、ＥＧＲクーラ１４自体に異常があると確定することが可能となる。
一方、インタークーラ効率の計算値が正常範囲内にあり且つ吸気マニホールド７の吸気温度の計算値が実測値と乖離していない時に、ＥＧＲクーラ効率の計算値が正常範囲内にあれば、何も異常が生じていないものと考えられるので、インタークーラ出口温度センサ１８とインタークーラ６とインマニ温度センサ１９とＥＧＲ出口温度センサ１７とＥＧＲクーラ１４の何れも正常であると確定することが可能となる。
尚、インタークーラ効率の正常範囲とＥＧＲクーラ効率の正常範囲、吸気マニホールド７の吸気温度の計算値の実測値に対する乖離を認定するための偏差を決めるに際しては、インタークーラ効率とＥＧＲクーラ効率と吸気マニホールド７の吸気温度の計算値の実測値に対する乖離との三要素を対比することにより、インタークーラ出口温度センサ１８、インマニガス温度センサ１９、ＥＧＲ出口温度センサ１７、インタークーラ６、ＥＧＲクーラ１４の何れに異常が生じているかを明確に判別できるように、適切なチューニングを施して決める必要があることは勿論である。
従って、上記形態例によれば、インタークーラ効率とＥＧＲクーラ効率と吸気マニホールド７の吸気温度の計算値の実測値に対する乖離との三要素を対比することによって、インタークーラ６やＥＧＲクーラ１４の経時的な劣化により検出値が影響を受けて異常な値を出力している可能性を考慮しながらも、インタークーラ出口温度センサ１８、インマニ温度センサ１９、ＥＧＲ出口温度センサ１７、インタークーラ６、ＥＧＲクーラ１４の何れに異常が生じているのかを正確に特定することができ、このような異常検出方法を確立することによって、今後更に高度精密化していくことが予想される排気浄化技術に対応したＯＢＤシステム（On Board Diagnostic Systems）の構築に寄与することができる。
また、インタークーラ出口温度センサ１８の異常を特定するにあたり、該インタークーラ出口温度センサ１８が実際より高く吸気温度を誤検出する特性異常を起こしているのか、実際より低く吸気温度を誤検出する特性異常を起こしているのかまで確定することができ、更に、インマニ温度センサ１９の異常を特定するにあたり、該インマニ温度センサ１９が実際より高く吸気温度を誤検出する特性異常を起こしているのか、実際より低く吸気温度を誤検出する特性異常を起こしているのかまで確定することができ、また、ＥＧＲ出口温度センサ１７の異常を特定するにあたり、該ＥＧＲ出口温度センサ１７が実際より高くＥＧＲガス温度を誤検出する特性異常を起こしているのか、実際より低くＥＧＲガス温度を誤検出する特性異常を起こしているのかまで確定することができる。
尚、本発明の異常検出方法は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
１ エンジン
４ 吸気
６ インタークーラ
７ 吸気マニホールド
９ 排気ガス
９’ ＥＧＲガス
１４ ＥＧＲクーラ
１５ 冷却水
１６ 冷却水温度センサ
１７ ＥＧＲ出口温度センサ
１７ａ 検出信号
１８ インタークーラ出口温度センサ
１８ａ 検出信号
１９ インマニ温度センサ
１９ａ 検出信号
２０ 吸気温度センサ
２０ａ 検出信号

Claims (4)

  1. インタークーラ入口の吸気温度、外気温度、ＥＧＲクーラ入口のＥＧＲガス温度、ＥＧＲクーラに入る冷却水温度の正常な検出が確定されていることを前提条件として、インタークーラ入口の吸気温度とインタークーラ出口の吸気温度と外気温度とに基づきインタークーラ効率を算出すると共に、ＥＧＲクーラ入口のＥＧＲガス温度とＥＧＲクーラ出口のＥＧＲガス温度と冷却水温度とに基づきＥＧＲクーラ効率を算出する一方、現在のＥＧＲ率とＥＧＲクーラ出口のＥＧＲガス温度とインタークーラ出口の吸気温度とに基づき算出される吸気マニホールドの吸気温度の計算値が実測値と乖離しているか否かを判定し、これらインタークーラ効率とＥＧＲクーラ効率と吸気マニホールドの吸気温度の計算値の実測値に対する乖離との三要素を対比して吸気系の異常箇所を特定する異常検出方法であって、
    インタークーラ効率の計算値が正常範囲を外れており且つＥＧＲクーラ効率の計算値が正常範囲内にある時に、吸気マニホールドの吸気温度の計算値が実測値と乖離していれば、インタークーラ出口の吸気温度を検出しているインタークーラ出口温度センサの異常を確定する一方、吸気マニホールドの吸気温度の計算値が実測値と乖離していなければ、インタークーラ自体に異常があると確定し、
    インタークーラ効率の計算値が正常範囲内にあり且つ吸気マニホールドの吸気温度の計算値が実測値と乖離している時に、ＥＧＲクーラ効率の計算値が正常範囲内にあれば、吸気マニホールドの吸気温度を検出しているインマニ温度センサの異常を確定する一方、ＥＧＲクーラ効率の計算値が正常範囲を外れていれば、ＥＧＲクーラ出口のＥＧＲガス温度を検出しているＥＧＲ出口温度センサの異常を確定し、
    インタークーラ効率の計算値が正常範囲内にあり且つ吸気マニホールドの吸気温度の計算値が実測値と乖離していない時に、ＥＧＲクーラ効率の計算値が正常範囲を外れていれば、ＥＧＲクーラ自体に異常があると確定する一方、ＥＧＲクーラ効率の計算値が正常範囲内にあれば、インタークーラ出口温度センサとインタークーラとインマニ温度センサとＥＧＲ出口温度センサとＥＧＲクーラの何れも正常であると確定することを特徴とする異常検出方法。
  2. インタークーラ効率の計算値が正常範囲より低く外れており且つＥＧＲクーラ効率の計算値が正常範囲内にある時に、吸気マニホールドの吸気温度の計算値が実測値より高く乖離していれば、インタークーラ出口温度センサが実際より高く吸気温度を誤検出する特性異常を起こしていると確定する一方、インタークーラ効率の計算値が正常範囲より高く外れており且つＥＧＲクーラ効率の計算値が正常範囲内にある時に、吸気マニホールドの吸気温度の計算値が実測値より低く乖離していれば、インタークーラ出口温度センサが実際より低く吸気温度を誤検出する特性異常を起こしていると確定することを特徴とする請求項１に記載の異常検出方法。
  3. インタークーラ効率の計算値が正常範囲内にあり且つ吸気マニホールドの吸気温度の計算値が実測値より高く乖離している時に、ＥＧＲクーラ効率の計算値が正常範囲内にあれば、インマニ温度センサが実際より高く吸気温度を誤検出する特性異常を起こしていると確定する一方、インタークーラ効率の計算値が正常範囲内にあり且つ吸気マニホールドの吸気温度の計算値が実測値より低く乖離している時に、ＥＧＲクーラ効率の計算値が正常範囲内にあれば、インマニ温度センサが実際より低く吸気温度を誤検出する特性異常を起こしていると確定することを特徴とする請求項１又は２に記載の異常検出方法。
  4. インタークーラ効率の計算値が正常範囲内にあり且つ吸気マニホールドの吸気温度の計算値が実測値より高く乖離している時に、ＥＧＲクーラ効率の計算値が正常範囲より低く外れていれば、ＥＧＲ出口温度センサが実際より高くＥＧＲガス温度を誤検出する特性異常を起こしていると確定する一方、インタークーラ効率の計算値が正常範囲内にあり且つ吸気マニホールドの吸気温度の計算値が実測値より低く乖離している時に、ＥＧＲクーラ効率の計算値が正常範囲より高く外れていれば、ＥＧＲ出口温度センサが実際より低くＥＧＲガス温度を誤検出する特性異常を起こしていると確定することを特徴とする請求項１、２又は３に記載の異常検出方法。
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