JP2001304043A - 排気ガス再循環装置の故障診断装置 - Google Patents

排気ガス再循環装置の故障診断装置

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JP2001304043A
JP2001304043A JP2000119461A JP2000119461A JP2001304043A JP 2001304043 A JP2001304043 A JP 2001304043A JP 2000119461 A JP2000119461 A JP 2000119461A JP 2000119461 A JP2000119461 A JP 2000119461A JP 2001304043 A JP2001304043 A JP 2001304043A
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egr
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悟 大崎
Toshio Hori
堀　　俊雄
Osamu Matsuno
修 松野
Takeshi Tsuyuki
毅 露木
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Hitachi Ltd
Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】吸気管圧力を変化させる様々な外乱要因の影響
を除去し、吸気管圧力から排気ガス再循環装置の故障を
高精度に診断でき、かつ誤診断が防止できる排気ガス再
循環装置の故障診断装置を提供する。 【解決手段】排気ガス再循環装置の故障診断装置を、内
燃機関の運転状態から吸気管内の新気の分の圧力推定値
を演算する新気分圧力推定手段2911と、吸気管圧力検出
手段2911で検出した吸気管圧力の実測値と演算された新
気分圧力推定値とに基づいてEGRガス分圧力値を推定す
るEGRガス分圧力実測推定手段2914と、推定したEGRガス
分圧力値と検出された運転状態とに基づいて故障を判定
する故障判定手段2910とで構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気ガ
ス還流装置の故障診断装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の排気ガス再循環装置の故
障診断装置は、特開平10-115259号公報記載の技術を挙
げることができる。図１６は、従来の排気ガス再循環装
置の故障診断装置の機能構成のブロック図を示すもので
ある。
【０００３】図中2703はEGRバルブ制御手段で、2702は
内燃機関状態パラメーター検出手段、2701は内燃機関状
態パラメーター推定手段、2704は上記検出した及び推定
した内燃機関状態パラメータを比較する内燃機関状態パ
ラメータ比較手段、上記比較結果からEGR流量を診断す
るEGR流量判定手段2706と、内燃機関パラメータ状態推
定手段を修正する内燃機関状態パラメータ修正手段2705
である。
【０００４】EGR制御手段でEGRバルブ開度が所定値以上
であると判定されると、その時の実吸気圧を内燃機関状
態パラメータ検出手段2702により検出し、その時にEGR
がかかっていない時の吸気圧を内燃機関状態パラメータ
推定手段2701から推定する。
【０００５】上記手段の出力値の差はEGR分圧値を示
す。この値が大気圧テーブルから検索されるしきい値以
上である場合は、EGR流量正常と判定し、しきい値以下
である場合は、EGR流量低下故障と判定する。
【０００６】また、この時、内燃機関状態パラメータ推
定手段2701の精度を向上させるために、EGRバルブ開度
がほぼ全閉の状態において、上記EGR分圧値が零になる
ように、上記EGRがかかっていない時の吸気圧推定値に
ゲインをかけ調整する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前述の内燃機関の排気
ガス還流装置の故障診断装置は、新気分吸気管圧力の実
測値と推定値のずれが、新気分圧力推定演算でのゲイン
のずれによる生じるものとし、ＥＧＲがかかっていない
時の吸気管圧推定値が、実測値と等しくなるように、ゲ
インを調整するというものであった。
【０００８】しかし、実際の吸気管圧力推定値に誤差を
与える要因は、吸排気温度ばらつき、排気行程後シリン
ダ内残留ガス分圧力ばらつき、スロットルバルブ実開口
面積ばらつき、エアフロメータ誤差等様々な要因があ
り、推定値に対する影響の現われ方も様々である。
【０００９】例えば、図１７に示すように、排気行程後
シリンダ内残留ガス分圧力2801は、ほぼ大気圧に比例し
た値となるため、シリンダ吸入体積流量が変化がしても
一定の値である。よってこのばらつきによる推定値誤差
2803も、シリンダ吸入体積流量に関係なく常に一定の値
となる。また、エアフロメータの計測誤差の影響は推定
吸気管圧力のうち、流入空気流量依存分2807の誤差とし
て現れる。
【００１０】よって、前述の公知例のように、推定値に
ゲインをかけるというだけでは、推定値校正精度に限界
があった。
【００１１】また、その他の課題として、排気ガス再循
環装置がまだ十分に暖まっておらず、EGRガスの熱量が
排気ガス再循環装置に吸収される場合等、EGRガス温度
が予期する値より低い場合は、EGR質量流量が正常な量
だったとしても、EGRガス分の実圧力が低くなってしま
うため、EGR流量低下故障と誤判定してしまう可能性が
残っていた。
【００１２】また、吸気管に取付けられたパージバルブ
はデューティー制御されおり、これを通過して流入する
分のガスにより生じる吸気管圧力脈動が診断精度を悪化
させるという問題があり、また、これを回避するために
診断時にパージを停止するとパージガス排出量が増加す
るとういう問題も残っていた。
【００１３】また、前述の公知例は、EGRバルブの開口
面積が所定値以上となった時の吸気管圧力をサンプリン
グし、その値を判定するものである。そのため、EGRバ
ルブの開口面積が全閉の状態から、所定値まで達した直
後の、まだEGRガスが十分に吸気管内に充填されていな
いうちでも診断が起動してしまう。
【００１４】この時、サンプリングされる吸気管実測圧
力は、EGRガス分の圧力がまだ十分に上昇していない時
の圧力である。そのため、この吸気管実測圧力と新気分
推定圧力から算出されるEGR分圧力は小さな値となって
しまいEGR流量低下故障と誤判定してしまう可能性が残
っていた。
【００１５】また、EGR率は一般に運転領域毎に設定さ
れるため、EGR分圧力の大きさも運転領域により異な
る。よって、EGRがかかっている状態での吸気管実測圧
力と新気分推定圧力の差で求めたEGR分圧力の正常時最
小値と故障時最大値も運転領域により異なる。
【００１６】よって、この算出されたEGR分圧力の判定
しきい値も運転領域毎に定めなければならない。前述の
公知例では、この点についての考慮がないため、診断可
能領域は、同じ判定しきい値で判定できる限られた運転
領域となっていた。
【００１７】また、その他の課題として、新気分圧力推
定値の遅れが挙げられる。新気分の圧力を推定する場
合、一般に図７に示すシステム構成になる。新気分圧力
推定値は、吸気管206の吸入空気量を計測する吸入空気
量検出手段902で検出された吸入空気量とエンジン回転
数から演算されるが、検出される吸入空気量には吸気脈
動成分が含まれているため、これを除去するためにフィ
ルタリング処理を行わなければいけない。
【００１８】フィルタリング処理された吸入空気流量
は、実際の吸入空気流量に対して遅れをもつため、図９
に示すように、それから算出される新気分圧力推定値13
02も、実際の新気分圧力1301に対して遅れをもつことと
なる。この両者の差の応答遅れ分圧力は、吸入空気量の
単位時間あたりの増加量に比例する値となる。そのた
め、時刻1303で加減速状態が変化すると、応答遅れ分も
変化してしまう。
【００１９】そのため、実測圧力1307から新気分圧力推
定値1302を差引いて求められるEGR分圧力は1311の様に
運転状態に依存した誤差を持つこととなる。よって、新
気分圧力推定値を内燃機関状態パラメータ修正手段2705
で校正しても、運転状態が変化すると推定値がずれてし
まうという問題点があった。
【００２０】本発明の目的は、吸気管圧力を変化させる
様々な外乱要因の影響を除去し、吸気管圧力から排気ガ
ス再循環装置の故障を高精度に診断でき、かつ誤診断が
防止できる排気ガス再循環装置の故障診断装置を提供す
ることにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明における排気ガス再循環装置の故障診断装置
の特徴とするところは、排気ガス再循環装置の故障診断
装置を、内燃機関の運転状態から吸気管内の新気の分の
圧力推定値を演算する新気分圧力推定手段と、吸気管圧
力検出手段で検出した吸気管圧力の実測値と演算された
新気分圧力推定値とに基づいてEGRガス分圧力値を推定
するEGRガス分圧力実測推定手段と、推定したEGRガス分
圧力値と検出された運転状態とに基づいて故障を判定す
る故障判定手段とで構成することにある。
【００２２】具体的には本発明は次に掲げる装置を提供
する。本発明は、内燃機関の吸気管圧力を検出する吸気
管圧力検出手段と、前記内燃機関の運転状態を検出する
運転状態検出手段とを有し、前記検出した吸気管圧力と
前記運転状態とに基づいて前記内燃機関の排気ガス再循
環装置の故障を診断する排気ガス再循環装置の故障診断
装置において、前記運転状態検出手段で検出された運転
状態から吸気管内の新気の分の圧力推定値を演算する新
気分圧力推定手段と、前記吸気管圧力検出手段で検出し
た吸気管圧力の実測値と前記演算された新気分圧力推定
値とに基づいてEGRガス分圧力値を推定するEGRガス分圧
力実測推定手段と、前記推定したEGRガス分圧力値と前
記検出された運転状態とに基づいて前記故障を判定する
故障判定手段とを有することを特徴とする排気ガス再循
環装置の故障診断装置を提供する。
【００２３】好ましくは、前記新気分圧力推定値が、Ｅ
ＧＲが付加されていないときに前記吸気管圧力の実測値
と一致するように、前記新気分圧力推定手段内のパラメ
ーターを校正する新気分圧力推定値校正手段を有する。
【００２４】好ましくは、前記新気分圧力推定手段は、
前記運転状態検出手段で検出された運転状態のうち少な
くともエンジン吸入空気流量とエンジン回転数とに基づ
いて前記新気分圧力推定値を演算する。
【００２５】好ましくは、前記検出された運転状態は、
前記吸気管に流入するガス量を制御する複数のバルブの
うち少なくとも１つ以上のバルブの開口面積を含み、前
記新気分圧力推定手段は、前記開口面積と前記運転状態
検出手段で検出されたエンジン回転数とに基づいて、前
記新気分圧力推定値を演算する。
【００２６】好ましくは、前記検出されたエンジン吸入
空気流量からシリンダに吸入される空気量を演算するシ
リンダ吸入空気量演算手段を有し、前記校正されるパラ
メータは、前記演算された空気量を圧力に換算する際の
係数である。
【００２７】好ましくは、前記検出されたエンジン吸入
空気流量からシリンダに吸入される空気量を演算するシ
リンダ吸入空気量演算手段を有し、前記校正されたパラ
メータは、前記演算された空気量を圧力に換算する際の
オフセット量である。
【００２８】好ましくは、前記検出されたエンジン吸入
空気流量からシリンダに吸入される空気量を演算するシ
リンダ吸入空気量演算手段を有し、前記校正されたパラ
メータは、前記演算された空気量を圧力に換算する際の
係数及びオフセット量である。
【００２９】好ましくは、前記校正されたパラメータ
は、前記吸気管に流入する空気量を制御するバルブのう
ちEGRバルブ以外の１つ以上のバルブの開口面積の和で
ある。
【００３０】好ましくは、大気圧を検出する大気圧検出
手段を有し、前記新気分圧力推定値を前記検出した大気
圧により補正する。
【００３１】好ましくは、前記排気ガス再循環装置の制
御手段での目標EGR率と前記新気分圧力推定値とに基づ
き実EGR率が前記目標EGR率と等しくなっている場合に前
記吸気管内に生じるEGRガス分の圧力を推定するEGRガス
分圧力推定手段を有し、前記故障判定手段は、前記EGR
ガス分圧力実測推定値と前記EGRガス分圧力推定値とに
基づいて、前記故障を判定する。
【００３２】好ましくは、前記新気分圧力推定値または
前記EGRガス分圧力推定値の少なくとも一方を吸気管内
ガス温度推定値で補正する圧力推定温度補正手段を有す
る。
【００３３】好ましくは、前記吸気管内ガス温度推定値
の演算は、前記運転状態検出手段で検出された運転状態
のうち少なくともEGRガス温度と前記目標EGR率とに基づ
いて行われる。
【００３４】好ましくは、前記吸気管内ガス温度推定値
の演算は、前記運転状態検出手段で検出された運転状態
のうち少なくともEGRガス温度と外気温と前記目標EGR率
とに基づいて行なわれる。
【００３５】好ましくは、前記目標EGR率に替えて、前
記目標EGR率に対してEGRガス吸気管充填遅れ補正をして
推定した動的EGR率を用いる。
【００３６】また、本発明は、内燃機関の吸気管圧力を
検出する吸気管圧力検出手段と、前記内燃機関の運転状
態を検出する運転状態検出手段とを有し、前記内燃機関
の排気ガス再循環装置の故障を診断する排気ガス再循環
装置の故障診断装置において、前記吸気管圧力に基づい
て前記故障を判定する判定値を演算する判定値演算手段
を有し、前記判定値により故障と判定するしきい値は、
前記運転状態検出手段で検出されたエンジン吸入空気量
またはエンジン回転数の少なくともいずれか一方に応じ
て設けられることを特徴とする排気ガス再循環装置の故
障診断装置を提供する。
【００３７】また、本発明は、内燃機関の吸気管圧力を
検出する吸気管圧力検出手段と、前記内燃機関の運転状
態を検出する運転状態検出手段とを有し、前記検出した
吸気管圧力と前記運転状態とに基づいて前記内燃機関の
排気ガス再循環装置の故障を診断する排気ガス再循環装
置の故障診断装置において、前記運転状態検出手段で検
出されたパラメータのうち吸気管内のガス流量に影響す
る少なくとも１つ以上のパラメーターの変化量が所定値
以下であり、かつ前記所定値以下の状態が所定時間継続
した後に前記診断を開始する診断実行条件判定手段を有
することを特徴とする排気ガス再循環装置の故障診断装
置を提供する。
【００３８】好ましくは、前記運転状態検出手段で検出
されたパラメータのうち少なくとも所定時間でのスロッ
トル開度変化量が所定値以下であり、かつ前記所定値以
下の状態が所定時間継続した後に前記診断を開始する。
【００３９】好ましくは、前記運転状態検出手段で検出
されたパラメータのうち少なくともスロットル開度の変
化速度の変化量が所定値以下であり、かつ前記所定値以
下の状態が所定時間継続した後に前記診断を開始する。
【００４０】好ましくは、前記運転状態検出手段で検出
されたパラメータのうち少なくともエンジン回転数の変
化量が所定値以下であり、かつ前記所定値以下の状態が
所定時間継続した後に前記診断を開始する。
【００４１】好ましくは、前記運転状態検出手段で検出
されたパラメータのうち少なくともエンジン回転数の変
化速度の変化量が所定値以下であり、かつ前記所定値以
下の状態が所定時間継続した後に前記診断を開始する。
【００４２】好ましくは、前記運転状態検出手段で検出
されたパラメータのうち少なくともシリンダ吸入空気量
の変化量が所定値以下であり、かつ前記所定値以下の状
態が所定時間継続した後に前記診断を開始する。
【００４３】好ましくは、前記運転状態検出手段で検出
されたパラメータのうち少なくともシリンダ吸入空気量
の変加速度の変化量が所定値以下であり、かつ前記所定
値以下の状態が所定時間継続した後に前記診断を開始す
る。
【００４４】また、本発明は、内燃機関の吸気管圧力を
検出する吸気管圧力検出手段と、前記内燃機関の運転状
態を検出する運転状態検出手段とを有し、前記検出した
吸気管圧力と前記運転状態とに基づいて前記内燃機関の
排気ガス再循環装置の故障を診断する排気ガス再循環装
置の故障診断装置において、前記排気ガス再循環装置の
温度が所定値以上であるか否かを判定する排気ガス再循
環装置温度判定手段と、前記温度が所定値以上と判定さ
れたときに前記診断を行う診断実行条件判定手段とを有
することを特徴とする排気ガス再循環装置の故障診断装
置を提供する。
【００４５】好ましくは、前記排気管ガス再循環装置内
を流れるEGRガスの温度を検出するEGRガス温度検出手段
を有し、前記排気ガス再循環装置温度判定手段に替え
て、前記EGRガス温度検出手段で検出されたEGRガス温度
が所定値以上であるか否かを判定するEGRガス温度検出
値判定手段を有する。
【００４６】好ましくは、前記EGRガス温度検出手段に
替えて、前記運転状態検出手段で検出されたパラメータ
のうち少なくともエンジン回転数またはシリンダ吸入空
気量または点火時期または外気温のうちのいずれかに応
じて前記EGRガス温度を推定するEGRガス温度推定手段を
有する。
【００４７】好ましくは、前記排気ガス再循環装置温度
判定手段は、前記排気ガス再循環装置の制御手段での目
標EGR率と前記運転状態検出手段で検出されたエンジン
吸入空気流量とに基づいて求めたEGRガス積算熱量推定
値が所定値以上であるか否かを判定し、前記EGRガス積
算熱量推定値は、前記運転状態検出手段で検出された点
火時期または外気温のいずれかに応じて補正される。
【００４８】また、本発明は、内燃機関の吸気管圧力を
検出する吸気管圧力検出手段と、前記内燃機関の運転状
態を検出する運転状態検出手段とを有し、前記検出した
吸気管圧力と前記運転状態とに基づいて前記内燃機関の
排気ガス再循環装置の故障を診断する排気ガス再循環装
置の故障診断装置において、前記運転状態検出手段で検
出されたパラメータのうちEGRガス温度に影響する少な
くとも１つ以上の判定パラメータの値が所定範囲外であ
る場合は診断を禁止するEGRガス温度判定手段を有する
ことを特徴とする排気ガス再循環装置の故障診断装置を
提供する。
【００４９】好ましくは、前記判定パラメータとして少
なくとも吸気温度を含む。
【００５０】好ましくは、前記判定パラメータとして少
なくとも大気圧を含む。
【００５１】好ましくは、前記判定パラメータとして少
なくとも点火時期を含む。
【００５２】好ましくは、前記判定パラメータとして少
なくとも水温を含む。
【００５３】また、本発明は、内燃機関の吸気管圧力を
検出する吸気管圧力検出手段と、前記内燃機関の運転状
態を検出する運転状態検出手段とを有し、前記検出した
吸気管圧力と前記運転状態とに基づいて前記内燃機関の
排気ガス再循環装置の故障を診断する排気ガス再循環装
置の故障診断装置において、前記排気ガス再循環装置で
の目標EGR率に吸気管充填遅れ補正をして動的EGR率推定
値を演算する動的ＥＧＲ率演算手段と、前記動的EGR率
推定値と前記目標EGR率との差を比較し、前記動的EGR率
推定値と前記目標EGR率との差の絶対値が所定値以上の
時は診断を禁止する動的EGR率条件判定手段とを有する
ことを特徴とする排気ガス再循環装置の故障診断装置を
提供する。
【００５４】また、本発明は、内燃機関の吸気管圧力を
検出する吸気管圧力検出手段と、前記内燃機関の運転状
態を検出する運転状態検出手段とを有し、前記検出した
吸気管圧力と前記運転状態とに基づいて前記内燃機関の
排気ガス再循環装置の故障を診断する排気ガス再循環装
置の故障診断装置において、複数回の診断を行い、故障
判定回数が所定回数に達した時は診断結果を故障と確定
し、正常判定回数が所定回数に達した場合は診断結果を
正常と確定する故障判定手段を有することを特徴とする
排気ガス再循環装置の故障診断装置を提供する。
【００５５】また、本発明は、内燃機関の吸気管圧力を
検出する吸気管圧力検出手段と、前記内燃機関の運転状
態を検出する運転状態検出手段とを有し、前記検出した
吸気管圧力と前記運転状態とに基づいて前記内燃機関の
排気ガス再循環装置の故障を診断する排気ガス再循環装
置の故障診断装置において、前記診断の結果、故障判定
された場合にエバポパージバルブを停止し再診断を行な
わせるパージバルブ停止手段を有することを特徴とする
排気ガス再循環装置の故障診断装置を提供する。
【００５６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態例に
係る排気ガス再循環装置の故障診断装置を、図を用いて
説明する。
【００５７】図１８は、本発明の一実施の形態例に係る
排気ガス再循環装置の故障診断装置を備えた内燃機関シ
ステムの全体構成を示す。内燃機関、吸気系、排気系か
らなり、内燃機関には点火装置109、燃料噴射装置119及
び回転数検出手段113が取り付けられている。また、吸
気系にはエアークリーナ、吸気温度検出手段104、空気
流量検出手段103、吸気管圧力検出手段107が取り付けら
れ、排気系には空燃比センサ111、三元触媒が取り付け
られている。
【００５８】内燃機関制御装置115は、空気流量検出手
段103の出力信号Ｑａと回転数検出手段113によってリン
グギアまたはプレートの回転数Ｎｅを取り込み、燃料噴
射量Ｔｉを計算し、燃料噴射装置の噴射量を制御する。
【００５９】また、内燃機関制御装置115は、内燃機関
内の空燃比を空燃比センサ111から検出し、内燃機関内
の空燃比を理論空燃比になるように燃料噴射量Ｔｉを補
正する空燃比フィードバック制御を行う。さらに、混合
気に空気中のＮ2 に比べて熱容量の大きいＣＯ2 ガスを
含む排気ガスを適度に混入すると、同じ発熱量の燃焼を
行っても、排気ガスを混入しない場合に比べて燃焼温度
が下がりＮＯｘの生成を抑制できる。これを排気ガス再
循環（ＥＧＲ）と呼び、内燃機関制御装置115がＥＧＲ
バルブ101を制御し、これを実現している。
【００６０】本実施の形態例の排気ガス再循環装置の故
障診断装置では、このEGRシステムが故障し、NOxの排出
量が増大した状態のままで使用され続けるのを防止する
ために、EGRシステムの故障を検出することにある。
【００６１】EGRガスの流量を診断するためには、図２
に示すように、EGR付加中に強制的にEGRをカットして、
カット前後の吸気管圧力の差からEGR分圧力PEGRを求
め、この大きさからEGR流量を判定することが考えられ
る。ところが、吸気管にはEGRガス以外にも、スロット
ルバルブ110やパージコントロールバルブ（図示せず）
等からもガスが流入する。
【００６２】そのため、図３に示すように、点402でEGR
をカットした後、点404で運転者がアクセルを踏み込み
スロットルバルブからの流入空気量が増加した場合、点
403のタイミングで測定される差圧はPEGR2のようにな
り、実際のEGR分圧力がPEGRを測定できなくなってしま
う。
【００６３】そこで、EGRバルブ以外のバルブの開度が
一定の時に、EGRを強制的にカットしてEGR分の差圧を検
出するということが考えられる。ところが、実際に内燃
機関が運転されている時は、それぞれのバルブの開度が
一定になっているという状態がごく希であるため、十分
な診断頻度が得られなくなってしまう。
【００６４】そこで、図４に示すように、EGRバルブ以
外のバルブを通過して吸気管に流入するガスによる圧
力、すなわち、新気分圧力P602を推定し、EGR付加中の
吸気管圧力実測値P601から差引くことでEGR分圧力P607
を求めてEGR流量を診断する方法が有効である。
【００６５】吸気管の圧力3101は、図２０に示すよう
に、残留ガス分圧力P3103とシリンダ吸入ガス体積に比
例する分の圧力Ｐ3102の和として表すことができる。
残留ガス分圧力3103は、排気行程終了時点でシリンダ内
に残留したガスによる分の圧力であり、この値は大気
圧、吸入空気量、回転数により変化する値となる。
【００６６】シリンダ吸入ガス体積比例分圧力は、吸気
行程１回あたりにシリンダに流入する体積に比例する分
の圧力であり、この比例係数の大きさは回転数により変
化する。
【００６７】新気分圧力での、これらの圧力成分の演算
は新気分圧力演算手段2911において行われるが、そこで
の処理のブロックを図６に示す。
【００６８】シリンダ吸入ガス体積比例分圧力推定値
は、吸入行程１回あたりのシリンダ吸入新気質量TPに、
ブロック801で演算されたガス温度補正係数KVCをかけて
求めた体積流量ETPに、ブロック802でエンジン回転数に
より検索した比例係数をかけることにより求められる。
【００６９】EGRがかかっている場合のシリンダ吸入ガ
ス体積比例分圧力推定値は、EGRガス分圧力推定手段291
4において、図６中のRDTEGRにEGR率を代入して同様の計
算を行うことにより得られる。
【００７０】ガス温度補正係数KVCは、圧力推定温度補
正手段2915で演算される。ガス温度補正係数KVCは、吸
気管内ガス基準温度RFTAN(絶対温度)に対する吸気管内
ガス温度(絶対温度)の倍率であり、図５のように、新気
分圧力演算の際は、EGR率RDTEGR=0%であるので、吸気管
内ガス基準温度RFTAN に対する実測吸気温度TANの倍率K
VTANで与えられる。
【００７１】また、EGR分圧力込みの吸気管圧力の演算
の場合は、吸気管内ガス基準温度RFTAN(絶対温度)に対
するEGRガス温度(絶対温度)の倍率KVEGRとKVTANとEGR率
RDTEGRからRFTANに対する吸気管内混合ガス平均温度の
倍率が演算され、KVCに代入される。
【００７２】吸気管内ガス基準温度RFTAN(絶対温度)に
対するEGRガス温度(絶対温度)の倍率KVEGRは、シリンダ
吸入空気量TPとエンジン回転数NRPMでマップ検索して得
られる。
【００７３】残留ガス分圧力は、ブロック803におい
て、標準大気圧RFPAMでの残留ガス分圧力を回転数で検
索し、その値を大気圧検出手段で検出した大気圧で補正
することにより得られる。
【００７４】以上により、求められたシリンダ吸入ガス
体積比例分圧力と残留ガス分圧力の和から、吸気管圧力
推定値Peが求められる。
【００７５】以上の演算により、吸気管圧力推定値を得
ることが可能であるが、実際には、大気圧センサ、吸気
温センサ、吸気管圧力センサがそれぞれ誤差をもつため
に、吸気管圧力の推定値と、実測値は一致しない。
【００７６】そこで、これらの誤差による影響を吸収
し、さらに診断の精度を確保するために、推定値の校正
が必要となる。
【００７７】推定値の校正は、新気分圧力推定値校正手
段2911において、EGRを付加していない時の吸気管圧力実
測値と、吸気管圧力推定値が一致するように推定値演算
時のパラメータを補正することにより行う。
【００７８】前述の通り、吸気管圧力は、図１７のよう
に、シリンダ吸入ガス体積ETPの一次関数として与えら
れるので、推定値の校正は推定圧力直線2804の傾きもし
くは切片もしくはその両方を調整することで、吸気管圧
力の演算値を校正することが可能である。
【００７９】傾きを補正する場合は、推定値の体積流量
比例分圧力2807が、実測圧力P2から残ガス分圧力認識値
2810を差引いて求めたシリンダ吸入ガス体積比例分圧力2
806と等しくなるように、傾きを調整し、推定圧力直線2
808を得る。
【００８０】切片を補正する場合は、推定値Pe2がP2と
一致するように推定圧力直線2804を平行移動し、推定圧
力直線2809を得る。
【００８１】傾きと切片の両者を補正する場合は、図１
９に示すように、EGRカット中に、所定の回数N回（少な
くとも２回以上）のタイミングで、吸気管圧力加重平均
値P21…P2N、シリンダ吸入空気量TP21…TP2N、吸気管圧
力加重平均値P21…P2Nとシリンダ吸入空気量TP21…TP2N
で最小2乗法により切片と傾きを求め、推定圧力直線を
得る。
【００８２】以上のように、吸気管圧力演算を校正する
ことにより、吸気管圧力を高精度で推定することが可能
である。
【００８３】よって、この推定値とEGR印加時の実測吸
気管から、EGRガス分圧力実測補正手段2909において、E
GR分圧力を精度よく推定しEGR流量を精度良く診断する
ことが可能である。
【００８４】以上の方法を実現したＥＧＲ流量診断装置
の一例を図１８に示す。吸気管圧力検出手段107と、吸
入空気流量検出手段103と、吸気温度検出手段104と、大
気圧検出手段（図示せず）、エンジン回転数検出手段11
3と、エンジン水温検出手段108と、スロットルバルブ開
度検出手段105と、スロットルバルブをバイパスする通
路に設けられたバイパスバルブの開口面積を検出する手
段（図示せず）と、内燃機関制御装置115とから構成さ
れる。
【００８５】図１は、本発明の一実施の形態例に係る排
気ガス再循環装置の故障診断装置を含む内燃機関制御装
置115内で行われる処理の機能構成を示す。診断実行判
定部と、吸気管圧力推定部と、吸気管圧力判定部とから
構成され、診断実行判定部では、現在の運転条件で診断
実行可能かを判定する。
【００８６】吸気管圧力推定部は、シリンダ吸入空気量
演算手段2902と、前記シリンダ吸入空気流量演算値に含
まれる吸気脈動成分を除去するローパスフィルタ2904
と、前記フィルタ処理後のシリンダ吸入空気量と回転数
から新気分圧力を推定する新気分圧力推定手段2911と、
前記フィルタ処理後のシリンダ吸入空気量と回転数とEG
R制御手段2903でのEGR率により排気ガス再循環装置が故
障していない場合に生じるはずのEGRガス分圧力を推定
するEGRガス分圧力推定手段2914と、エンジンの吸気温
度とEGR制御手段2903でのEGR率により新気分圧力推定値
とEGRガス分圧力推定値を補正する圧力推定温度補正手
段2915とから構成されており、さらにEGRがほとんど付
加されていない時に、前記新気分圧力推定手段2911のパ
ラメータを校正する新気分圧力演算校正手段2912が設け
られている。
【００８７】一方、吸気管圧力判定部は、吸気管圧力検
出手段2907と、前記吸気管圧力検出値に含まれる脈動成
分を除去するためのローパスフィルタ2908と、前記ロー
パスフィルタ2908で処理された吸気管圧力から前記新気
分圧力推定値を差引いてEGRガス分圧力を算出するEGR分
圧力実測補正手段2909と、前記EGR分圧力推定値と前記E
GR分圧力実測補正値を比較してEGRシステムの故障を判
定するための判定値を演算する判定値演算手段2916と、
前記判定値から排気ガス再循環装置の故障を判定する故
障判定手段2910とが設けられている。
【００８８】以下、診断起動から診断結果を確定するま
での処理の流れについて説明する。診断実行条件判定手
段2901では、図１５に示す条件(1)〜条件(6)の全ての条
件が成立した時、吸気管圧力を記憶しEGRをカットする
フラグFEGRCHKを１にセットする。
【００８９】条件(1)と条件(2)はエンジン回転数NRPMと
シリンダ吸入空気量TPの値が共に診断可能領域内の値で
あるかを判定するための条件であり、診断の実行を吸気
管圧力に対するEGR流量の影響が大である運転領域に制
限するためのものである。
【００９０】条件(3)では動作点移動速度が診断可能な
範囲であるかを判定する。動作点移動速度が大きい場合
は、前述の吸気管圧力推定手段2911の校正を行う動作点
と実際に圧力推定を行う動作点が大きく離れてしまい推
定精度が悪化してしまうため、この条件により動作点移
動速度が所定値以上の時は診断を禁止するようにしてい
る。この動作点移動速度の判定は、シリンダ吸入新気量
TPの時間あたり変化量が診断可能上限以下であるかによ
り行われる。
【００９１】尚、この(3)の判定は、吸気管に流入する
ガス量を調整するバルブの開口面積の和とエンジン回転
数の比でテーブル検索される吸気管圧力の変加速度が診
断可能上限以下であることを判定することによっても行
うことができる。
【００９２】以上のようにして診断の実行を診断に適し
た状態に制限できるが、実際には吸気管充填遅れやロー
パスフィルタ2908による遅れの影響があるので、図２４
に示すように、時刻3302において条件 (1)〜(3)の条件
が非成立→成立の状態に変化したとしても、その後ある
程度の期間は応答遅れの収束を待つ必要がある。そのた
めに判定ディレイ時間TWAITを設けている。TWAIT継続
後、吸気管圧力PRG1、シリンダ吸入空気量ATP1、エンジ
ン回転数NE1、動的EGR率RDTEGR1を記憶しその後、吸気
管圧力推定手段の校正のためEGRをカットする。
【００９３】EGRカット後、EGR分圧力の応答遅れが収束
するのを待つため、所定時間TCUTの待ち時間をおき、吸
気管圧力PRG2、回転数N2、シリンダ吸入空気量AＴP2を
記憶した後にEGRカットを解除する。
【００９４】EGRカットを解除した後に、前述のように
新気分圧力演算手段2911での演算値がPRG2と一致するよ
うに、新気分圧力演算手段2911の校正を行い、校正を行
った吸気管圧力演算手段2911によって、吸気温度TANとE
GRカット前に記憶した動的EGR率RDTEGR1、吸気管圧力PR
E1、シリンダ吸入空気量ATP1、エンジン回転数NE1とか
らEGRカット前の吸気管推定値ＰEG1と、新気分圧力推定
値PEA1を得る。
【００９５】以上のようにして得られたEGRあり吸気管
圧力推定値PEG1とEGRなし吸気管圧力推定値PEA1とからE
GR分ガス圧力推定手段2909において、排気ガス再循環装
置が正常であった場合に生じるはずのEGRガス分圧力推
定値PEE1をもとめる。
【００９６】一方、EGR分圧力実測補正手段2909では、E
GRあり実測吸気管圧力PRG1とEGRなし吸気管圧力推定値P
EA1から実測吸気管圧力PRG1のうちEGRガス分圧力に相当
する分の圧力（EGR分圧力実測補正値ＰRE1）を演算す
る。
【００９７】その次に、判定値演算手段2916において、
EGRガス分圧力推定値PEE1とEGR分圧力実測補正値PRE1を
比較し、実EGR率が目標どおりの値となっているかを判
定するための判定値が演算され、故障判定手段2910にお
いて、判定値をもとに排気ガス再循環装置の故障判定を
行う。
【００９８】故障判定手段2910での処理は次のようにな
っている。
【００９９】まず、EGR分圧力実測補正値PRE1をEGR分圧
力推定値PEE1で割った値を演算し、判定値Dとする。EGR
流量が劣化している場合はこの値が小さくなるので、こ
れがしきい値DMAX以下となった時はEGR流量異常と判定
し、異常検出カウンタCNGをインクリメントする構成としている。
【０１００】ただし、領域毎にEGRに対するエミッショ
ン感度が異なるため、この判定しきい値DMAXは、図１４
に示すように、運転領域毎にマップで持つ構成としてい
る。
【０１０１】正常と判定する場合についても同様の理由
から、運転領域毎にマップで判定時Dの正常時最小値DMI
Nを設定しておき、判定値Dがこれよりも大きい値となっ
た場合は、正常と判定し正常検出回数カウンタCOKをイ
ンクリメントする構成としている。
【０１０２】以上と同様の流れで複数回の診断を行い、
図２３に示すように、故障検出カウンタCNGがしきい値C
NGTHに達した時もしくは、正常検出カウンタCOKがしき
い値COKTHに達した時に、診断結果を確定する構成とな
っており、これにより吸気管圧脈動等の時間的に変化す
る誤差の影響を低減し、診断の精度を向上させている。
【０１０３】また、パージバルブ制御手段2813では、故
障検出カウンタCNGが１以上になった場合は、２回目以
降の診断に備えて、図２２に示すように、パージを禁止
する構成となっており、パージの影響による吸気管圧力
脈動を防止し、高精度な診断を実現している。また、こ
の構成にすることによりEGR流量正常時の無用なパージ
停止も行われないので、診断によるパージガスの排出量
悪化も最小限にすることができる。
【０１０４】尚、上述の吸気管圧力推定部は、図２１に
示すように、吸気管に流入する空気量を調整するバルブ
の面積の総和AAとEGRバルブの開口面積とエンジン回転
数NRPMと大気圧PAMから吸気管圧力を推定する構成とす
ることも可能である。
【０１０５】吸気管圧力推定手段3203において、総開口
面積AAと回転数NRPMの比で、標準状態相当の圧力テーブ
ル検索し、大気圧PAMで補正することで新気分圧力推定
値PEA1が得られる。EGR分込みの吸気管圧力は前述の新
気分総開口面積AAにEGR分開口面積EGRARを加えた面積と
エンジン回転数の比で、標準状態相当の圧力テーブル検
索し、大気圧PAMで補正することで得られる吸気管圧力
推定手段3203の校正は、EGRが付加されていない時の実
測吸気管圧力と大気圧PAMから演算される標準状態相当
吸気管圧力とエンジン回転数との比からテーブル検索し
て求められる新気分総開口面積推定値EAAと認識総開口
面積AAの差DAAを算出し、認識総開口面積AAをDAAだけ補
正することにより行う。
【０１０６】以上、本実施の形態例の排気ガス再循環装
置の故障診断装置の基本的な構成、及び、動作について
述べたが、実際の車両で診断を行う場合は、外気温やエ
ンジン水温が低い場合等診断を禁止しなければいけない
場合がある。以下、そのための構成について述べる。
【０１０７】診断実行条件判定手段2901では、図１５に
示すように、前述の条件(1)〜(3)以外に、値が1の時にE
GRガス温度が所定の範囲内であることを示すEGRガス温
度条件フラグFREGRと、値が1の時に動作点移動量の変加
速度に関する診断許可条件が成立していることを示す動
作点移動量条件フラグFCAAと、値が1の時に動的EGR率
(吸気管充填遅れ補正されたEGR率)が目標EGR率とほぼ等
しい値まで到達しているのを示すEGR圧力応答フラグFRE
GAとがすべて１になった時、診断許可条件成立フラグFE
GRCHKを1にセットするようになっている。
【０１０８】EGRガス温度条件フラグFREGRの演算は、図
８に示すように、EGRシステム暖気フラグFEGRWUPと大気
圧条件フラグFPATMと吸気温条件フラグFTANと水温条件
フラグFTWNが全て１になった時に１となる。
【０１０９】EGRシステム暖気フラグFEGRWUPは、EGRシ
ステムがまだ暖機されていない状態で、EGRガスの熱量
が配管等に奪われ温度の低いEGRガスが還流してくる場
合の診断を禁止するために設けており、ブロック1205で
演算される。ブロック1205では目標EGR率が所定値EGRTH
より大の状態が所定時間TWUP継続した場合、EGRシステ
ムが既に暖機されているものと判定しFEGRUP=1とし、逆
に目標EGR率が所定値EGRTH2より小の状態が所定時間TCD
N以上継続した場合は、EGRシステムが暖機されていない
ものと判定し、FEGRUP=0とする。
【０１１０】尚、このブロック1205は、EGRガス温度検
出手段及び、EGRガス温度検出値が所定値以上である時
にFEGRUP=1とするEGRガス温度判定手段で代用すること
も可能である。
【０１１１】大気圧条件フラグFPATMは、大気圧が低い
環境において、吸入行程でのポンピングロスが減少し、
その分排気ガス温度が低下してしまうことを考慮したも
のであり、ブロック1206で演算される。ブロック1206で
は、大気圧が所定値PATMTH以下である場合は、排気温が
診断可能レベル以下となっているものと判定しFPATM=0
とし、それ以外の場合はFPATM=1とする。
【０１１２】吸気温条件フラグFTANは、吸気温が低いこ
とが原因で排気温が低くなる場合の診断を回避するため
のものであり、ブロック1207で演算される。ブロック12
07では、吸気温が所定値以下の場合は、排気温が診断可
能レベル以下となっているものと判定しFTAN=0とし、そ
れ以外の場合はFTAN=1とする。
【０１１３】水温条件フラグFTWNは、エンジンの温度が
低いことが原因で排気温が低くなる場合の診断を回避す
るためのものであり、ブロック1209で演算される。ブロ
ック1209では、水温が所定値以下の場合は、排気温が診
断可能レベル以下となっているものと判定しFTWN=0と
し、それ以外の場合はFTWN=1とする。
【０１１４】等加減速度フラグFCAAは、TPの変加速度DD
TPが変化することが原因で、シリンダ吸入空気量TPのフ
ィルタ処理値の応答遅れ量が変化し圧力推定精度が低下
してしまう場合の診断を禁止するために設けられてい
る。
【０１１５】図１０のフローチャートによりFCAAの演算
処理について説明する。
【０１１６】まずステップ1401において、吸気管を流れ
るガスの体積流量QH0と所定時間TQH0前のQH０の差か
ら、時間TQH0あたりの体積流量比変化量DQH0を算出す
る。この体積流量QH0は、吸気管に流入する空気量を調
整するバルブ全ての開口面積の和AAとエンジン回転数の
比でテーブル検索して得られる。
【０１１７】次にステップ1402において、DQH0＜所定値
DQH0THが成立しているかを判定し、成立していない場合
は、TPの時間変化割合が許容範囲内でないものと判定
し、FCACC=0とし、同時に動作点移動条件フラグFCAA=0
とする。成立している場合はステップ1403へ移り、前回
の処理時に既にDQH0＜DQH0THとなっていたかを判定す
る。前回非成立であった場合は、ステップ1404において
DQH0の値をDQH00に記憶し、ステップ1407においてFCACC
=1とする。
【０１１８】ステップ1408では、FCACC=1の継続時間が
所定値TFCACC以上であるかを判定し、TFCACC以上である
と判定された場合は、TPフィルタ処理値の応答遅れ量が
ほぼ一定の値に収束しているものと判定し、動作点移動
量条件フラグFCAA=1とする。
【０１１９】また、ステップ1403で前回のDQH0がDQH0TH
未満であったと判定されると、ステップ1405において、
FCACCが最初に１となった時のDQH0値のDQH00と現在のDQ
H0の差が所定値DDQH0TH以上であるかどうかを判定し、
以上であった場合は、TPフィルタ処理値の応答遅れ量の
変化が許容範囲内でないと判定し、FCACC=0とし、動作
点移動量条件フラグFCAA=0とする。 DDQH0TH以下と判定
された場合は、前述場合と同様にステップ1407以降の処
理を行う。
【０１２０】EGR圧力応答フラグFREGRは、図１１の1504
に示すように、EGRバルブが閉状態から開いた直後、ま
だ吸気管内にEGRガスが十分に充填されていないタイミ
ングでの診断を禁止するために設けている。
【０１２１】EGR圧力応答フラグFREGRは、図１３に示す
ように、目標EGR率EGRQと過渡のEGR率RDTEGRの差が所定
値REGRTH以下になっている間のみ１になる。
【０１２２】過渡のEGR率RDTEGRは、図１２に示すブロ
ックにより演算される。ブロック1602において、排温と
排圧に応じてEGRバルブの開口面積を補正する係数KQEGR
とEGRバルブの開口面積認識値EGSTPMと、吸気管へ流入
するガス量を調整するバルブのうちEGRバルブを除いた
全てのバルブの開口面積の和AAから定常のEGR率RTEGRを
演算する。
【０１２３】ブロック1606において、このRTEGRに対し
て、吸気管充填遅れ相当の時定数FLDT0で遅れ補正を行
い、過渡のEGR率RDTEGRを算出する。この吸気管充填遅
れ相当の時定数FLDT0は、AAにEGRバルブの開口面積を加
えた総開口面積T0AAとエンジン回転数NEから演算される
体積流量比T0QH0とエンジン回転数NRPMでマップ検索し
て求められる。
【０１２４】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、吸気管
圧力を変化させる様々な外乱要因の影響を除去すること
が可能な構成となっているため、吸気管圧力から排気ガ
ス再循環装置の故障を高精度に診断することが可能であ
る。
【０１２５】特に、ＥＧＲが付加されていない状態での
吸気管圧力検出値で、圧力推定値の校正を行い、新気分
圧力推定値を得るので、これと吸気管圧力実測値の差か
ら高精度にEGR分圧力を推定でき、高精度な診断が可能
である。
【０１２６】また、体積流量推定値の時間あたりの変化
量が、所定値以下の状態が所定時間継続した時のみ診断
を行うので、シリンダ吸入空気流量フィルタ値の応答遅
れ分が一定の状態で、推定値校正と吸気管圧力の推定を
行うので高い診断精度の確保が可能である。
【０１２７】また、水温、吸気温や大気圧やが所定値以
下の場合、及びEGR率が所定値以上の状態が所定時間継
続していない場合の診断を禁止するため、これらにより
EGRガス温度が低くなっている状態での診断を禁止する
ので、誤診断を防止することができる。
【０１２８】また、動的EGR率と目標EGR率の差が所定値
以上の時の診断を禁止するため、EGRガスが吸気管内に
十分充填されていない時の診断を禁止することができ、
誤診断を防止することができる。
【０１２９】また、複数回の診断を行い故障検出回数が
所定回数になった時、もしくは、正常検出回数が所定回
数になった時診断結果を確定するので、吸気管圧力脈動
等の時間的に変化する誤差による誤診断の可能性を低減
することが可能である。
【０１３０】さらに、故障が一度でも検出された場合
は、パージバルブを停止してそれ以降の診断を行うの
で、それによる吸気管脈動の影響を回避し、高精度な診
断が可能である。また、この構成により、正常時はパー
ジを停止しないため、無用なパージ停止によるパージガ
ス排出量の悪化を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態例に係る排気ガス再循環
装置の故障診断装置を含むコントロールユニット内で行
われる処理の機能構成ブロック図である。
【図２】最も基本的な診断原理を示すタイムチャート図
である。
【図３】EGRバルブ以外のバルブによる外乱が加わる一
例を示すタイムチャート図である。
【図４】EGR分圧力推定方法を示すタイムチャート図で
ある。
【図５】吸気管ガス温度演算のブロック図である。
【図６】吸気管圧力演算のブロック図である。
【図７】従来のＥＧＲ流量診断装置の概略図である。
【図８】ＥＧＲガス温度条件判定部のブロック図であ
る。
【図９】シリンダ吸入空気量のフィルタ処理による遅れ
の影響を示すタイムチャート図である。
【図１０】動作点移動量条件フラグ演算のフローチャー
ト図である。
【図１１】ＥＧＲガスの吸気管充填遅れの影響を示すた
めのタイムチャート図である。
【図１２】吸気管充填遅れの補正をしたＥＧＲ率の演算
ブロック図である。
【図１３】ＥＧＲシステム暖機判定のブロック図であ
る。
【図１４】ＥＧＲ流量判定部のブロック図である。
【図１５】診断実行条件判定のブロック図である。
【図１６】従来の排気ガス再循環装置の故障診断装置の
機能構成ブロック図である。
【図１７】吸気管圧力推定手段の校正方法を示すグラフ
図である。
【図１８】本発明の一実施の形態例に係る排気ガス再循
環装置の故障診断装置を備えた内燃機関システムの全体
構成図である。
【図１９】吸気管圧力推定値校正方法を表すタイムチャ
ート図である。
【図２０】シリンダ吸入ガス量と吸気管圧力との関係を
示すグラフ図である。
【図２１】吸気管圧力推定部の他の実施の形態例を示す
図である。
【図２２】ＥＧＲ診断時のパージバルブ停止タイミング
を示すタイムチャート図である。
【図２３】複数回診断による診断結果の確定方法を示す
タイムチャート図である。
【図２４】診断開始タイミングを示すタイムチャート図
である。
【符号の説明】
101…EGRバルブ、103…エンジン吸入空気吸量検出手
段、104…吸気温度検出手段、107…吸気管圧力検出手
段、109…点火装置、110…スロットルバルブ、111…空
燃比センサ、113…エンジン回転数検出手段、115…内燃
機関制御装置、119…燃料噴射装置、2901…診断実行条
件判定手段、2902…シリンダ吸入空気量演算手段、2903
…EGR制御手段、2904…ローパスフィルタ、2905…吸気
管圧力演算手段、2907…吸気管圧力検出手段、2908…ロ
ーパスフィルタ、2909…EGR分圧力実測補正手段、2910
…故障判定手段、2911…吸気管圧力推定手段、2912…新
気分圧力推定値校正手段、2913…排気ガス再循環装置、
2914…EGRガス分圧力推定手段、2915…圧力推定温度補
正手段、2916…判定値演算手段、2917…動的EGR条件判
定手段、2918…運転状態検出手段、2919…排気ガス再循
環装置温度判定手段、3202…吸気管圧力推定手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀 俊雄 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器グループ内 (72)発明者 松野 修 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 露木 毅 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G062 EA04 EA10 ED03 FA18 GA01 GA02 GA04 GA06 GA08 GA10 GA12 GA13 GA17 GA26 3G084 BA20 DA27 EA05 EA11 EB22 EC01 EC03 FA02 FA07 FA10 FA11 FA20 FA29 FA33 3G092 AA17 DC09 DC10 DF02 DG06 DG07 FB06 HA01Z HA04Z HA05Z HA06Z HD03Z HE01Z HE08Z

Claims (34)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】内燃機関の吸気管圧力を検出する吸気管圧
    力検出手段と、前記内燃機関の運転状態を検出する運転
    状態検出手段とを有し、前記検出した吸気管圧力と前記
    運転状態とに基づいて前記内燃機関の排気ガス再循環装
    置の故障を診断する排気ガス再循環装置の故障診断装置
    において、 前記運転状態検出手段で検出された運転状態から吸気管
    内の新気の分の圧力推定値を演算する新気分圧力推定手
    段と、前記吸気管圧力検出手段で検出した吸気管圧力の
    実測値と前記演算された新気分圧力推定値とに基づいて
    EGRガス分圧力値を推定するEGRガス分圧力実測推定手段
    と、前記推定したEGRガス分圧力値と前記検出された運
    転状態とに基づいて前記故障を判定する故障判定手段と
    を有することを特徴とする排気ガス再循環装置の故障診
    断装置。
  2. 【請求項２】請求項１において、前記新気分圧力推定値
    が、ＥＧＲが付加されていないときに前記吸気管圧力の
    実測値と一致するように、前記新気分圧力推定手段内の
    パラメーターを校正する新気分圧力推定値校正手段を有
    することを特徴とする排気ガス再循環装置の故障診断装
    置。
  3. 【請求項３】請求項１または請求項２において、前記新
    気分圧力推定手段は、前記運転状態検出手段で検出され
    た運転状態のうち少なくともエンジン吸入空気流量とエ
    ンジン回転数とに基づいて前記新気分圧力推定値を演算
    することを特徴とする排気ガス再循環装置の故障診断装
    置。
  4. 【請求項４】請求項１または請求項２において、前記検
    出された運転状態は、前記吸気管に流入するガス量を制
    御する複数のバルブのうち少なくとも１つ以上のバルブ
    の開口面積を含み、前記新気分圧力推定手段は、前記開
    口面積と前記運転状態検出手段で検出されたエンジン回
    転数とに基づいて、前記新気分圧力推定値を演算するこ
    とを特徴とする排気ガス再循環装置の故障診断装置。
  5. 【請求項５】請求項２または請求項３において、前記検
    出されたエンジン吸入空気流量からシリンダに吸入され
    る空気量を演算するシリンダ吸入空気量演算手段を有
    し、前記校正されるパラメータは、前記演算された空気
    量を圧力に換算する際の係数であることを特徴とする排
    気ガス再循環装置の故障診断装置。
  6. 【請求項６】請求項２または請求項３において、前記検
    出されたエンジン吸入空気流量からシリンダに吸入され
    る空気量を演算するシリンダ吸入空気量演算手段を有
    し、前記校正されたパラメータは、前記演算された空気
    量を圧力に換算する際のオフセット量であることを特徴
    とする排気ガス再循環装置の故障診断装置。
  7. 【請求項７】請求項２または請求項３において、前記検
    出されたエンジン吸入空気流量からシリンダに吸入され
    る空気量を演算するシリンダ吸入空気量演算手段を有
    し、前記校正されたパラメータは、前記演算された空気
    量を圧力に換算する際の係数及びオフセット量であるこ
    とを特徴とする排気ガス再循環装置の故障診断装置。
  8. 【請求項８】請求項２または請求項４において、前記校
    正されたパラメータは、前記吸気管に流入する空気量を
    制御するバルブのうちEGRバルブ以外の１つ以上のバル
    ブの開口面積の和であることを特徴とする排気ガス再循
    環装置の故障診断装置。
  9. 【請求項９】請求項１ないし請求項８のいずれか１項に
    おいて、大気圧を検出する大気圧検出手段を有し、前記
    新気分圧力推定値を前記検出した大気圧により補正する
    ことを特徴とする排気ガス再循環装置の故障診断装置。
  10. 【請求項１０】請求項１ないし請求項９のいずれか１項
    において、前記排気ガス再循環装置の制御手段での目標
    EGR率と前記新気分圧力推定値とに基づき実EGR率が前記
    目標EGR率と等しくなっている場合に前記吸気管内に生
    じるEGRガス分の圧力を推定するEGRガス分圧力推定手段
    を有し、前記故障判定手段は、前記EGRガス分圧力実測
    推定値と前記EGRガス分圧力推定値とに基づいて、前記
    故障を判定することを特徴とする排気ガス再循環装置の
    故障診断装置。
  11. 【請求項１１】請求項１ないし請求項１０のいずれか１
    項において、前記新気分圧力推定値または前記EGRガス
    分圧力推定値の少なくとも一方を吸気管内ガス温度推定
    値で補正する圧力推定温度補正手段を有することを特徴
    とする排気ガス再循環装置の故障診断装置。
  12. 【請求項１２】請求項１０または請求項１１において、
    前記吸気管内ガス温度推定値の演算は、前記運転状態検
    出手段で検出された運転状態のうち少なくともEGRガス
    温度と前記目標EGR率とに基づいて行われることを特徴
    とする排気ガス再循環装置の故障診断装置。
  13. 【請求項１３】請求項１１において、前記吸気管内ガス
    温度推定値の演算は、前記運転状態検出手段で検出され
    た運転状態のうち少なくともEGRガス温度と外気温と前
    記目標EGR率とに基づいて行なわれることを特徴とする
    排気ガス再循環装置の故障診断装置。
  14. 【請求項１４】請求項１２または請求項１３において、
    前記目標EGR率に替えて、前記目標EGR率に対してEGRガ
    ス吸気管充填遅れ補正をして推定した動的EGR率を用い
    ることを特徴とする排気ガス再循環装置の故障診断装
    置。
  15. 【請求項１５】内燃機関の吸気管圧力を検出する吸気管
    圧力検出手段と、前記内燃機関の運転状態を検出する運
    転状態検出手段とを有し、前記内燃機関の排気ガス再循
    環装置の故障を診断する排気ガス再循環装置の故障診断
    装置において、 前記吸気管圧力に基づいて前記故障を判定する判定値を
    演算する判定値演算手段を有し、前記判定値により故障
    と判定するしきい値は、前記運転状態検出手段で検出さ
    れたエンジン吸入空気量またはエンジン回転数の少なく
    ともいずれか一方に応じて設けられることを特徴とする
    排気ガス再循環装置の故障診断装置。
  16. 【請求項１６】内燃機関の吸気管圧力を検出する吸気管
    圧力検出手段と、前記内燃機関の運転状態を検出する運
    転状態検出手段とを有し、前記検出した吸気管圧力と前
    記運転状態とに基づいて前記内燃機関の排気ガス再循環
    装置の故障を診断する排気ガス再循環装置の故障診断装
    置において、 前記運転状態検出手段で検出されたパラメータのうち吸
    気管内のガス流量に影響する少なくとも１つ以上のパラ
    メーターの変化量が所定値以下であり、かつ前記所定値
    以下の状態が所定時間継続した後に前記診断を開始する
    診断実行条件判定手段を有することを特徴とする排気ガ
    ス再循環装置の故障診断装置。
  17. 【請求項１７】請求項１６において、前記運転状態検出
    手段で検出されたパラメータのうち少なくとも所定時間
    でのスロットル開度変化量が所定値以下であり、かつ前
    記所定値以下の状態が所定時間継続した後に前記診断を
    開始することを特徴とする排気ガス再循環装置の故障診
    断装置。
  18. 【請求項１８】請求項１６において、前記運転状態検出
    手段で検出されたパラメータのうち少なくともスロット
    ル開度の変化速度の変化量が所定値以下であり、かつ前
    記所定値以下の状態が所定時間継続した後に前記診断を
    開始することを特徴とする排気ガス再循環装置の故障診
    断装置。
  19. 【請求項１９】請求項１６において、前記運転状態検出
    手段で検出されたパラメータのうち少なくともエンジン
    回転数の変化量が所定値以下であり、かつ前記所定値以
    下の状態が所定時間継続した後に前記診断を開始するこ
    とを特徴とする排気ガス再循環装置の故障診断装置。
  20. 【請求項２０】請求項１６において、前記運転状態検出
    手段で検出されたパラメータのうち少なくともエンジン
    回転数の変化速度の変化量が所定値以下であり、かつ前
    記所定値以下の状態が所定時間継続した後に前記診断を
    開始することを特徴とする排気ガス再循環装置の故障診
    断装置。
  21. 【請求項２１】請求項１６において、前記運転状態検出
    手段で検出されたパラメータのうち少なくともシリンダ
    吸入空気量の変化量が所定値以下であり、かつ前記所定
    値以下の状態が所定時間継続した後に前記診断を開始す
    ることを特徴とする排気ガス再循環装置の故障診断装
    置。
  22. 【請求項２２】請求項１６において、前記運転状態検出
    手段で検出されたパラメータのうち少なくともシリンダ
    吸入空気量の変化速度の変化量が所定値以下であり、か
    つ前記所定値以下の状態が所定時間継続した後に前記診
    断を開始することを特徴とする排気ガス再循環装置の故
    障診断装置。
  23. 【請求項２３】内燃機関の吸気管圧力を検出する吸気管
    圧力検出手段と、前記内燃機関の運転状態を検出する運
    転状態検出手段とを有し、前記検出した吸気管圧力と前
    記運転状態とに基づいて前記内燃機関の排気ガス再循環
    装置の故障を診断する排気ガス再循環装置の故障診断装
    置において、 前記排気ガス再循環装置の温度が所定値以上であるか否
    かを判定する排気ガス再循環装置温度判定手段と、前記
    温度が所定値以上と判定されたときに前記診断を行う診
    断実行条件判定手段とを有することを特徴とする排気ガ
    ス再循環装置の故障診断装置。
  24. 【請求項２４】請求項２３において、前記排気管ガス再
    循環装置内を流れるEGRガスの温度を検出するEGRガス温
    度検出手段を有し、前記排気ガス再循環装置温度判定手
    段に替えて、前記EGRガス温度検出手段で検出されたEGR
    ガス温度が所定値以上であるか否かを判定するEGRガス
    温度検出値判定手段を有することを特徴とする排気ガス
    再循環装置の故障診断装置。
  25. 【請求項２５】請求項２３または請求項２４において、
    前記EGRガス温度検出手段に替えて、前記運転状態検出
    手段で検出されたパラメータのうち少なくともエンジン
    回転数またはシリンダ吸入空気量または点火時期または
    外気温のうちのいずれかに応じて前記EGRガス温度を推
    定するEGRガス温度推定手段を有することを特徴とする
    排気ガス再循環装置の故障診断装置。
  26. 【請求項２６】請求項２３において、前記排気ガス再循
    環装置温度判定手段は、前記排気ガス再循環装置の制御
    手段での目標EGR率と前記運転状態検出手段で検出され
    たエンジン吸入空気流量とに基づいて求めたEGRガス積
    算熱量推定値が所定値以上であるか否かを判定し、前記
    EGRガス積算熱量推定値は、前記運転状態検出手段で検
    出された点火時期または外気温のいずれかに応じて補正
    されることを特徴とする排気ガス再循環装置の故障診断
    装置。
  27. 【請求項２７】内燃機関の吸気管圧力を検出する吸気管
    圧力検出手段と、前記内燃機関の運転状態を検出する運
    転状態検出手段とを有し、前記検出した吸気管圧力と前
    記運転状態とに基づいて前記内燃機関の排気ガス再循環
    装置の故障を診断する排気ガス再循環装置の故障診断装
    置において、 前記運転状態検出手段で検出されたパラメータのうちEG
    Rガス温度に影響する少なくとも１つ以上の判定パラメ
    ータの値が所定範囲外である場合は診断を禁止するEGR
    ガス温度判定手段を有することを特徴とする排気ガス再
    循環装置の故障診断装置。
  28. 【請求項２８】請求項２７において、前記判定パラメー
    タとして少なくとも吸気温度を含むことを特徴とする排
    気ガス再循環装置の故障診断装置。
  29. 【請求項２９】請求項２７において、前記判定パラメー
    タとして少なくとも大気圧を含むことを特徴とする排気
    ガス再循環装置の故障診断装置。
  30. 【請求項３０】請求項２７において、前記判定パラメー
    タとして少なくとも点火時期を含むことを特徴とする排
    気ガス再循環装置の故障診断装置。
  31. 【請求項３１】請求項２７において、前記判定パラメー
    タとして少なくとも水温を含むことを特徴とする排気ガ
    ス再循環装置の故障診断装置。
  32. 【請求項３２】内燃機関の吸気管圧力を検出する吸気管
    圧力検出手段と、前記内燃機関の運転状態を検出する運
    転状態検出手段とを有し、前記検出した吸気管圧力と前
    記運転状態とに基づいて前記内燃機関の排気ガス再循環
    装置の故障を診断する排気ガス再循環装置の故障診断装
    置において、 前記排気ガス再循環装置での目標EGR率に吸気管充填遅
    れ補正をして動的EGR率推定値を演算する動的ＥＧＲ率
    演算手段と、前記動的EGR率推定値と前記目標EGR率との
    差を比較し、前記動的EGR率推定値と前記目標EGR率との
    差の絶対値が所定値以上の時は診断を禁止する動的EGR
    率条件判定手段とを有することを特徴とする排気ガス再
    循環装置の故障診断装置。
  33. 【請求項３３】内燃機関の吸気管圧力を検出する吸気管
    圧力検出手段と、前記内燃機関の運転状態を検出する運
    転状態検出手段とを有し、前記検出した吸気管圧力と前
    記運転状態とに基づいて前記内燃機関の排気ガス再循環
    装置の故障を診断する排気ガス再循環装置の故障診断装
    置において、 複数回の診断を行い、故障判定回数が所定回数に達した
    時は診断結果を故障と確定し、正常判定回数が所定回数
    に達した場合は診断結果を正常と確定する故障判定手段
    を有することを特徴とする排気ガス再循環装置の故障診
    断装置。
  34. 【請求項３４】内燃機関の吸気管圧力を検出する吸気管
    圧力検出手段と、前記内燃機関の運転状態を検出する運
    転状態検出手段とを有し、前記検出した吸気管圧力と前
    記運転状態とに基づいて前記内燃機関の排気ガス再循環
    装置の故障を診断する排気ガス再循環装置の故障診断装
    置において、 前記診断の結果、故障判定された場合にエバポパージバ
    ルブを停止し再診断を行なわせるパージバルブ停止手段
    を有することを特徴とする排気ガス再循環装置の故障診
    断装置。
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