JP2003129906A

JP2003129906A - 排気還流装置の異常診断装置

Info

Publication number: JP2003129906A
Application number: JP2001329793A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Uchida; 貴宏内田; Akira Kotani; 彰小谷; Yoshiyasu Ito; 嘉康伊藤; Atsushi Morikawa; 淳森川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-10-26
Filing date: 2001-10-26
Publication date: 2003-05-08

Abstract

(57)【要約】【課題】より正確に異常診断を行うことのできる排気還
流装置の異常診断装置を提供する。【解決手段】ディーゼルエンジン１０には、ＥＧＲ通路
２０、ＥＧＲ制御バルブ２１等からなるＥＧＲ装置を備
えている。ＥＣＵ３０は、吸入空気量の変化量に基づく
ＥＧＲ装置の異常診断の実施に先立ち、吸入空気量を測
定するエアフローメータ１５の異常診断を実施し、エア
フローメータ１５の異常が確認されたときには、ＥＧＲ
装置の異常診断を禁止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排気還流装置の異
常診断装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、内燃機関に適用される装
置として、排気ガスの一部を吸気中に還流させる排気還
流（ＥＧＲ）装置が知られている。ＥＧＲ装置は、吸気
通路と排気通路とを連結するＥＧＲ通路と、そのＥＧＲ
通路に設けられたＥＧＲ制御バルブとを備えて構成され
ている。そしてＥＧＲ制御バルブの開度制御によって、
吸気通路に還流される排気ガスの量（ＥＧＲ量）を調整
可能としている。

【０００３】こうしたＥＧＲ装置において、ＥＧＲ制御
バルブの作動不良やＥＧＲ通路の詰まり等の異常が生じ
ると、ＥＧＲ量を適量に調整できなくなり、エミッショ
ンの悪化などの不具合が生じる。そこで従来、そうした
ＥＧＲ装置の異常を診断する装置として、例えば特開平
４−１４０４６４号公報に記載の異常診断装置が知られ
ている。この異常診断装置では、ＥＧＲ制御バルブの開
度を強制的に変更し、その変更に伴う吸気通路内の圧力
（吸気圧）の変化量を測定し、その測定結果に基づいて
ＥＧＲ装置の異常の有無を判定している。

【０００４】こうした態様での異常診断は、例えば吸入
空気量のように、ＥＧＲ制御バルブの開度の変化（吸気
通路に還流されるＥＧＲ量の変化）に伴って値の変化す
るエンジン制御量の測定結果に基づいても、同様に行う
ことができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、こうしたエ
ンジン制御量の測定結果に基づいてＥＧＲ装置の異常の
有無を判定する異常診断装置では、異常判定に用いるエ
ンジン制御量を測定するためのセンサ類（例えば吸気圧
を測定する吸気圧センサや吸入空気量を測定するエアフ
ローメータ）が故障していれば、当然、正確なＥＧＲ装
置の異常判定を行うことができなくなってしまう。

【０００６】本発明は、そうした実情に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、より正確に異常診断を行うこ
とのできる排気還流装置の異常診断装置を提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】以下、上記目的を達成す
るための手段及びその作用効果を記載する。請求項１に
記載の発明は、吸気通路に排気ガスを還流する排気還流
装置と、前記還流される排気ガスの流量の変化に対応し
て値の変化する所定のエンジン制御量を測定する測定手
段とを備えるエンジンに適用されて、その測定手段の測
定結果に基づいて前記排気還流装置の異常診断を行う排
気還流装置の異常診断装置において、前記排気還流装置
の異常診断の実施に先だって、前記測定手段の異常の有
無を確認するものである。

【０００８】例えばエンジンの吸入空気量や吸気圧など
のように、排気還流装置により還流される排気ガスの流
量の変化に対応して値の変化するエンジン制御量の測定
結果を参照すれば、実際に還流されている排気ガスの流
量を把握し、ＥＧＲ装置の異常診断を行うことができ
る。ただし、そうしたエンジン制御量を測定する測定手
段に異常が有り、正しい測定結果が得られなければ、適
切にＥＧＲ装置の異常診断を行うことはできなくなって
しまう。

【０００９】その点、上記実施形態では、排気還流装置
の異常診断に先立って、その診断に用いるエンジン制御
量を測定する測定手段の異常の有無を確認している。そ
のため、測定手段に異常が有るときには、それに応じた
対応を取ることができ、不適切な排気還流装置の異常検
出を回避可能となる。例えば、測定手段の異常時に、排
気還流装置の異常診断の実施を禁止したり、異常の確認
された測定手段の測定するエンジン制御量とは別のエン
ジン制御量を代替として用いて排気還流装置の異常診断
を行うようにすれば、不適切な排気還流装置の異常検出
を好適に回避できる。

【００１０】また請求項２に記載の発明は、請求項１に
記載の排気還流装置の異常診断装置において、前記測定
手段に異常があることが確認されたときには、前記排気
還流装置の異常診断の実施を禁止するようにしたもので
ある。

【００１１】上記構成によれば、測定手段に異常が確認
されたときには排気還流装置の異常診断の実施が禁止さ
れるため、誤った測定結果に基づく不適切な排気還流装
置の異常診断の実施が回避され、異常診断精度を向上で
きる。

【００１２】また請求項３に記載の発明は、請求項１に
記載の排気還流装置の異常診断装置において、前記所定
のエンジン制御量とは別のエンジン制御量を測定する更
なる測定手段を備え、前記測定手段が異常であることが
確認されたときには、その更なる測定手段の測定結果に
基づいて前記排気還流装置の異常診断を実施するように
したものである。

【００１３】上記構成では、測定手段に異常が確認され
たときには、その異常が確認されたエンジン制御量とは
別のエンジン制御量を代替として用いて、排気還流装置
の異常診断が実施される。そのため、排気還流装置の異
常診断の機会を保持しながらも、誤った測定結果に基づ
く不適切な排気還流装置の異常診断を回避できる。

【００１４】また請求項４に記載の発明は、請求項１〜
３のいずれかに記載の排気還流装置の異常診断装置にお
いて、前記測定手段に異常があることが確認されたとき
には、その後に該測定手段が正常であることが確認され
たときにも、その測定手段の測定結果に基づいた前記排
気還流装置の異常診断の実施を禁止するようにしたもの
である。

【００１５】上記構成では、一度でも異常の確認された
測定手段は、たとえその後に正常であることが確認され
ても、その測定結果の信頼性を十分に保証できないとし
て、その測定手段の検出結果に基づいた排気還流装置の
異常診断の実施を禁止するようにしている。そのため、
不適切な排気還流装置の異常検出を更に低減することが
できる。

【００１６】また請求項５に記載の発明は、請求項１〜
４のいずれかに記載の排気還流装置の異常診断装置にお
いて、前記測定手段の異常の有無の確認を、前記排気還
流装置の異常診断を実施する直前に行うようにしたもの
である。

【００１７】上記構成では、直前に測定手段の異常の有
無の確認を行っているため、排気還流装置の異常診断時
における測定手段の測定結果の信頼性を、より確実に保
証でき、ＥＧＲの異常診断の精度を更に高めることがで
きる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる排気還流装
置の異常診断装置を、車載用ディーゼルエンジンに設け
られた排気還流装置に対して適用した一実施の形態につ
いて、図１〜図５を参照して詳細に説明する。

【００１９】図１に示すディーゼルエンジン１０の燃焼
室１２には、吸気通路１１及び排気通路１３が接続され
ている。吸気通路１１には、その上流側より、吸入空気
を濾過するエアクリーナ１４、吸入空気量を測定するエ
アフローメータ１５、吸気通路１１の流路面積を変更し
て吸入空気量を調整するスロットルバルブ１６が設けら
れている。

【００２０】スロットルバルブ１６は、ギア群を中心に
構成された動力伝達機構１９を通じて接続されたステッ
プモータ１８によって開閉駆動されている。ステップモ
ータ１８は、ディーゼルエンジン１０の各種制御を司る
電子制御装置（ＥＣＵ）３０によって駆動制御されてい
る。動力伝達機構１９には、スロットルバルブ１６が全
開位置に位置されていることを確認する全開スイッチ１
６ａが設けられている。ＥＣＵ３０は、全開スイッチ１
６ａにより確認された全開位置を基準とした相対的なス
テップモータ１８のステップ位置に基づいて、スロット
ルバルブ１６の開度（スロットル開度）を把握してい
る。

【００２１】吸気通路１１のスロットルバルブ１６の下
流には、吸気通路１１の内圧（吸気圧）を測定する吸気
圧センサ１７が設けられるとともに、排気通路１３より
分岐して同吸気通路１１に合流するＥＧＲ通路２０が接
続されている。ＥＧＲ通路２０には、上記ＥＣＵ３０に
より制御されたダイアフラム等のアクチュエータ２２に
より開閉駆動されるＥＧＲ制御バルブ２１が設けられて
いる。本実施形態では、これらＥＧＲ通路２０及びＥＧ
Ｒ制御バルブ２１、アクチュエータ２２等によりＥＧＲ
装置が構成されている。

【００２２】ＥＣＵ３０は、スロットルバルブ１６の開
度制御を通じて燃焼室１２に導入されるガスの流量を調
整するとともに、ＥＧＲ制御バルブ２１の開度制御を通
じて吸気通路１１に還流される排気ガスの流量（ＥＧＲ
量）を調整している。ここで、スロットル開度等の他の
条件を一定に保持したまま、ＥＧＲ制御バルブ２１の開
度のみを変更すると、燃焼室１２に導入されるガスの総
流量は一定のまま、ＥＧＲ量が変化する。よって、スロ
ットルバルブ１６及びＥＧＲ制御バルブ２１の開度制御
により、燃焼室１２内に導入されるガスの総流量と、そ
のガス中に占める排気ガスの割合（ＥＧＲ率）を自在に
コントロールすることができる。こうしてディーゼルエ
ンジン１０の幅広い運転領域に亘り、適切なＥＧＲ制御
を行うことができるようになる。

【００２３】ちなみに、吸気通路１１のＥＧＲ通路２０
との合流部よりも上流側に設けられたエアフローメータ
１５では、燃焼室１２に導入されるガスからＥＧＲを除
いた流量、すなわち外部から取り込まれた空気の流量の
みが検出されることとなる。

【００２４】一方、ディーゼルエンジン１０の燃焼室１
２には、インジェクタ２３が設けられている。このディ
ーゼルエンジン１０には、コモンレール方式の燃料供給
装置が採用されており、図示しない燃料タンクから燃料
供給ポンプ２４によって汲み上げられた燃料を貯圧する
コモンレール２５が設けられている。燃料供給ポンプ２
４は、ＥＣＵ３０に駆動制御されており、同ポンプ２４
からの燃料の圧送量の調整により、コモンレール２５内
の燃料の圧力を最適に保持されている。コモンレール２
５に貯圧された高圧燃料は、ディーゼルエンジン１０の
各気筒のインジェクタ２３に分配供給されている。上記
インジェクタ２３は、ＥＣＵ３０によって駆動されてお
り、同ＥＣＵ３０の指令に基づいて最適な量の燃料を、
最適なタイミングで燃焼室１２に噴射している。

【００２５】更にＥＣＵ３０には、上記エアフローメー
タ１５や吸気圧センサ１７に加え、エンジン回転速度ｎ
ｅを検出するＮＥセンサ２７や、アクセルペダルの踏み
込み量ａｃｃｐを検出するアクセルセンサ２８、車速ｓ
ｐｄを検出する車速センサ２９を始めとする各種センサ
類の検出信号が入力されている。ＥＣＵ３０は、それら
のセンサ類から得られた情報をもとに、上記スロットル
制御やＥＧＲ制御、燃料噴射制御等のディーゼルエンジ
ン１０の運転制御を実施している。

【００２６】続いて、以上のように構成されたディーゼ
ルエンジン１０におけるＥＧＲ装置の異常診断について
説明する。図２は、本実施形態での異常診断処理のメイ
ンルーチンを示している。本ルーチンの処理は、ＥＣＵ
３０によって周期的に実行される。

【００２７】ＥＣＵ３０が本ルーチンの処理に移行する
と、まずステップ１０において、異常診断実行条件が成
立しているか否かが判断される。具体的には、以下の条
件（ａ）〜（ｃ）の全てが成立した状態が、現時点に至
るまで所定時間Ｔ１以上継続しているときに、異常診断
実行条件の成立となる。条件（ａ）アクセルペダルの踏み込み量が０［％］であ
る。条件（ｂ）燃料噴射量が所定値ＱＦ０以下である。条件（ｃ）エンジン１０の回転速度の偏差ΔＮＥが所定
値ＮＥ０未満である。

【００２８】なお、ここでは所定値ＱＦ０は、アイドル
時の燃料噴射量未満の値に設定されており、そうした条
件では、燃焼室１２内でほとんど燃料が燃焼されていな
い状態にある。よって、以上の条件（ａ）〜（ｃ）の全
ての成立は、車両減速時の燃料カット中であることを意
味している。そうした状態が所定時間Ｔ１以上継続して
いれば、ディーゼルエンジン１０の運転状態が安定して
いると判断できる。また車両減速時の燃料カット中に異
常診断を行うことで、異常診断のためのスロットルバル
ブ１６やＥＧＲ制御バルブ２１の制御が、ドライバビリ
ティやエンジン１０の運転に大きな影響を与えないよう
にしている。

【００２９】ここで、異常診断実行条件が成立していな
ければ、ＥＣＵ３０は、ステップ９０において、各カウ
ンタＣ１〜Ｃ３の値、及び測定基準値ＧＡ０をそれぞれ
クリアし、ＡＦＭ判定完了フラグをオフにセットした
後、本ルーチンの処理を一旦終了する。

【００３０】一方、異常診断実行条件が成立していれば
（Ｓ１０：ＹＥＳ）、続くステップ２０において、診断
完了フラグがオン（ＯＮ）となっているか否かが判断さ
れる。そして診断完了フラグがオンであれば、ＥＣＵ３
０は本ルーチンの処理を終了する。

【００３１】診断完了フラグは、今回の異常診断が完了
し、何らかの診断結果（エアフローメータ１５の異常判
定、ＥＧＲの正常判定、ＥＧＲの異常判定のいずれか）
が出されたときにオンとなる。したがって、上記診断結
果は、同一の車両減速中に１回しか出されないようにな
っている。なお、一度オンにセットされた診断完了フラ
グは、車両が停止状態（徐行走行状態も含む）となった
ときにオフにセットし直される。

【００３２】続くステップ３０では、ＡＦＭ（エアフロ
ーメータ）判定完了フラグがオンであるか否かが判断さ
れる。ＡＦＭ判定完了フラグは、エアフローメータ１５
の異常の有無を判定する「ＡＦＭ異常診断処理」におい
て、異常の有無の判定が完了したときにオンとされる。
ここでＡＦＭ判定完了フラグがオフ（ＯＦＦ）であれ
ば、ＥＣＵ３０は処理をステップ４０に移行し、図３に
示されるＡＦＭ異常診断処理を実行する。すなわち、Ａ
ＦＭ異常診断処理でのエアフローメータ１５の異常の有
無の判定が完了するまでは、ステップ５０以降の処理は
実行されないこととなる。

【００３３】＜ＡＦＭ異常診断処理＞ここで図３を併せ
参照して、「ＡＦＭ異常診断処理」の詳細について説明
する。本ルーチンを必要に応じて繰り返し実行すること
で、エアフローメータ１５の異常診断が行われる。

【００３４】本ルーチンの処理に移行すると、ＥＣＵ３
０は、ステップ１００において、ＥＧＲカットを実施、
すなわちＥＧＲ制御バルブ２１を全閉として吸気通路１
１への排気ガスの還流を停止する。そしてステップ１１
０においてＥＣＵ３０は、そのときのスロットル開度よ
り、吸入空気量の理論値ｇａｔｈを算出する。ＥＧＲカ
ット中には、燃焼室１２に導入されるガスの全てが外部
から取り込まれた空気となり、吸気通路１１のエアフロ
ーメータ１５の配設部分を流れるガスの流量と、燃焼室
１２に取り込まれるガスの流量とが一致する。そのた
め、吸入空気量をスロットル開度から一義的に求めるこ
とができる。

【００３５】そしてステップ１２０において、エアフロ
ーメータ１５によって実際に検出された吸入空気量、す
なわち吸入空気量の実測値ｇａを読み込み、次のステッ
プ１３０において、それら実測値ｇａと理論値ｇａｔｈ
との差（｜ｇａｔｈ−ｇａ｜）が、判定値αよりも大き
いか否かを判断する。

【００３６】このとき、本来であれば、上記実測値ｇａ
と理論値ｇａｔｈとは、ほぼ同一の値となるはずであ
る。そこで、それらの差が判定値α以下であれば、エア
フローメータ１５が正常であると判定し、ステップ１４
０において、エアフローメータ１５が正常であることを
示すＡＦＭ正常判定フラグをオンとする。また以前のＡ
ＦＭ異常診断処理において、エアフローメータ１５の異
常判定がなされ、ＡＦＭ異常判定フラグがオンとされて
いれば、同フラグをオフとする。そしてＥＣＵ３０は、
ステップ１５０において、ＡＦＭ判定完了フラグをオン
として本ルーチンの処理を終了する。

【００３７】一方、上記実測値ｇａと理論値ｇａｔｈと
の差が判定値αよりも大きいときには（Ｓ１３０：ＹＥ
Ｓ）、ステップ１６０において、ＡＦＭ異常判定カウン
タＣ１をインクリメントする。そして、続くステップ１
７０においてそのカウンタＣ１の値が所定値Ｔ１を超え
ているか否かを判断する。ここでカウンタＣ１の値が所
定値Ｔ１以下であれば、そのまま本ルーチンの処理を一
旦終了する。

【００３８】またここでカウンタＣ１の値が所定値Ｔ１
を超えていれば（Ｓ１７０：ＹＥＳ）、すなわち上記実
測値ｇａと理論値ｇａｔｈとの差が判定値αを上回る状
態が一定の時間以上継続していれば、ステップ１８０に
おいて、ＡＦＭ異常判定フラグをオンとする。また以前
のＡＦＭ異常診断処理において、ＡＦＭ正常判定フラグ
がオンとされていれば、同フラグをオフとする。更にＥ
ＣＵ３０は、ＡＦＭ異常履歴フラグをオンとし、ステッ
プ１５０においてＡＦＭ判定完了フラグをオンとした
後、本ルーチンの処理を終了する。

【００３９】ＡＦＭ異常履歴フラグは、一旦オンにセッ
トされると、イグニッションスイッチがオフとなるまで
オンのまま保持される。よって、ＡＦＭ異常診断処理で
異常判定がなされた後、その後の同処理において正常判
定がなされれば、ＡＦＭ異常判定フラグはオンからオフ
に戻されるのに対し、このＡＦＭ異常履歴フラグはオン
のまま保持される。

【００４０】なお、ここでのエアフローメータ１５の異
常判定は仮のものであり、この時点では、確定されてい
ない。異常判定の確定は、後述の「異常確定処理」にお
いて行われる。

【００４１】以上のＡＦＭ異常診断処理は、異常診断実
行条件の成立後、その実行条件が成立しなくなるか、正
常判定又は異常判定がなされてＡＦＭ判定完了フラグが
オンとなるかのいずれかとなるまで、繰り返し実行され
ることとなる。以上がＡＦＭ異常診断処理の詳細であ
る。

【００４２】さて、図２のメインルーチンのステップ３
０において、以上説明したＡＦＭ異常診断処理による判
定が完了しており、ＡＦＭ判定完了フラグがオンとされ
ていれば（ＹＥＳ）、続くステップ５０において、ＡＦ
Ｍ正常判定フラグがオンであるか否かが判断される。

【００４３】ここでＡＦＭ正常判定フラグがオンであれ
ば（ＹＥＳ）、続くステップ６０において、ＡＦＭ異常
履歴フラグがオンであるか否かが判断され、同フラグが
オフであれば（ＮＯ）、ステップ７０においてＥＣＵ３
０の処理は、図４に示す「ＥＧＲ異常診断処理」に移行
する。

【００４４】一方、ＡＦＭ異常履歴フラグがオフであれ
ば（Ｓ６０：ＹＥＳ）、ＥＣＵ３０は、そのまま本ルー
チンの処理を終了する。すなわち、本ルーチンでは、た
とえ今回の異常診断において、エアフローメータ１５の
正常判定がなされていても、ディーゼルエンジン１０の
始動後に一度でもエアフローメータ１５の異常判定がな
されていれば、ＥＧＲ異常診断処理を実行しないように
している。

【００４５】＜ＥＧＲ異常診断処理＞ここで上記「ＥＧ
Ｒ異常診断処理」の詳細を、図４を併せ参照して説明す
る。本ルーチンの処理を必要に応じて繰り返し実行する
ことで、ＥＧＲ装置の異常診断が行われる。

【００４６】本ルーチンの処理に移行すると、ＥＣＵ３
０はまず、ステップ２００において、スロットル開度を
現状の開度に固定する。続くステップ２１０では、今回
の異常診断において、測定基準値ＧＡ０が学習されてい
るか否かが判断される。測定基準値ＧＡ０が設定されて
いなければ（ＮＯ）、ステップ２２０において、現状の
吸入空気量の実測値ｇａを測定基準値ＧＡ０として設定
し、一旦処理を終了する。

【００４７】測定基準値ＧＡ０が学習済みであれば（Ｙ
ＥＳ）、続くステップ２３０において、ＥＧＲ制御バル
ブ２１の目標開度ｅｐｅｇｆｉｎが設定される。目標開
度ｅｐｅｇｆｉｎはＥＧＲ制御バルブ２１の実開度ｅｐ
ｅｇａｃｔから徐変量ａ％を加算することにより設定さ
れる。除変量ａ％は、例えば１０％程度に設定されてい
る。また目標開度ｅｐｅｇｆｉｎ及び実開度ｅｐｅｇａ
ｃｔは、ＥＧＲ制御バルブ２１の全閉時を０％、全開時
を１００％として設定されている。よって、ＥＧＲ制御
バルブ２１はその開度が徐々に大きくなるように制御さ
れることとなる。

【００４８】なお、図２に示すように、本実施形態で
は、ＥＧＲ異常診断処理の実行に先立ち、必ずＡＦＭ異
常診断処理が実行されており、そのＡＦＭ異常診断処理
においてはＥＧＲカットが実行されている（図３のステ
ップ１００）。よって、ＥＧＲ系の異常判定中に、ＥＧ
Ｒ制御バルブ２１は、全閉から徐々に開弁側に制御され
るようになる。

【００４９】こうしてＥＧＲ制御バルブ２１の開度を制
御した後、続くステップ２４０において、ＥＧＲ制御バ
ルブ２１の実開度ｅｐｅｇａｃｔより吸入空気量の変化
量の理論値Δｇａｔｈを算出する。ここでの吸入空気量
の変化量は、上記測定基準値ＧＡ０の学習時と現時点と
の吸入空気量の変化量を指している。スロットル開度を
固定した状態では、燃焼室１２に導入されるガスの総流
量は、ほぼ一定に保持されるため、ここでの吸入空気量
の変化量は、そのときのＥＧＲ量とほぼ同一の値となる
はずである。よって、ここでは、ＥＧＲ制御バルブ２１
の実開度ｅｐｅｇａｃｔから推定されるＥＧＲ量を、吸
入空気量変化量の理論値Δｇａｔｈとして求めている。

【００５０】その後、ＥＣＵ３０は、ステップ２５０に
おいて、エアフローメータ１５によって検出されたその
時点での吸入空気量の実測値ｇａを読み込み、続くステ
ップ２６０において、上記測定基準値ＧＡ０からその吸
入空気量の実測値ｇａを減算することで、上記吸入空気
量変化量の実測値Δｇａを求めている。

【００５１】そして、続くステップ２７０において、以
上により求められた吸入空気量変化量の実測値Δｇａと
理論値Δｇａｔｈとの差が、所定の判定値βを超えてい
るか否かを判断する。すなわち、ここでは、上記実測値
Δｇａと理論値Δｇａｔｈとの間に有意な差が認められ
るか否かを判断している。

【００５２】ＥＧＲ系に異常がなければ、それら実測値
Δｇａと理論値Δｇａｔｈとは、ほぼ同一の値を取るは
ずである。そこで、それらの差（｜Δｇａｔｈ−Δｇａ
｜）が判定値βを超えていなければ（ＮＯ）、ＥＣＵ３
０は、ステップ２８０において、ＥＧＲ正常判定フラグ
をオン、診断完了フラグをオンにそれぞれセットした
後、処理を終了する。

【００５３】一方、上記実測値Δｇａと理論値Δｇａｔ
ｈとの差が判定値βを超えていれば（ＹＥＳ）、ステッ
プ２９０において、ＥＧＲ異常判定カウンタＣ２の値を
インクリメントする。

【００５４】そして、続くステップ３００において、そ
のカウンタＣ２の値が所定値Ｔ２を上回るか否かを判断
する。ここでカウンタＣ２が所定値Ｔ２以下であれば
（ＮＯ）、そのまま本ルーチンの処理は一旦終了され
る。この場合、異常診断実行条件が成立している限り、
本ルーチンの処理が再び実行されることとなる。

【００５５】また、カウンタＣ２の値が所定値Ｔ２を上
回っていれば（ＹＥＳ）、すなわち上記実測値Δｇａと
理論値Δｇａｔｈとの差が判定値βを上回る状態が一定
の時間以上継続していれば、ＥＣＵ３０はステップ３１
０において、ＥＧＲ異常判定フラグをオン、診断完了フ
ラグをオンにそれぞれセットして、処理を終了する。

【００５６】こうしてＥＧＲ正常判定フラグ又はＥＧＲ
異常判定フラグのいずれかがオンにセットされた時点
で、診断完了フラグがオンにセットされ、今回の異常診
断を完了することとなる。以上が、ＥＧＲ異常診断処理
の詳細である。

【００５７】このように本実施形態では、エアフローメ
ータ１５に異常の無いことが確認されているときに限
り、そのエアフローメータ１５の検出した吸入空気量に
基づいたＥＧＲの異常判定が行われるようになってい
る。

【００５８】ところで、上述のＡＦＭ異常診断処理にお
いて、ＡＦＭ異常判定フラグがオンとされても、直ちに
エアフローメータ１５に異常があると確定することはで
きない。これは、ＥＧＲ制御バルブ２１に固着異常が生
じて同バルブ２１を全閉とすることができず、ＥＧＲカ
ットを実施不能なときには、エアフローメータ１５に何
らの異常がなくても、ＡＦＭ異常判定フラグがオンにセ
ットされることがあるためである。

【００５９】そこで図２のメインルーチンのステップ５
０において、ＡＦＭ正常判定フラグがオフであれば（Ｎ
Ｏ）、すなわちＡＦＭ異常診断処理によりＡＦＭ異常判
定フラグがオンにセットされたときには、ステップ４０
において、ＥＣＵ３０は、図５に示す「異常確定処理」
に移行し、そこで異常部位の特定を行う。以下、この異
常確定処理の詳細を説明する。

【００６０】＜異常確定処理＞図５は、異常確定処理の
フローチャートを示している。ＥＣＵ３０は、本ルーチ
ンの処理を必要に応じて繰り返し実行することで、異常
部位の特定を行う。

【００６１】さて、本ルーチンの処理に移行すると、Ｅ
ＣＵ３０はまずステップ４００において、ＥＧＲカット
を実行する。また続くステップ４１０では、スロットル
開度から吸気圧の理論値ｐｍｔｈが算出されている。Ｅ
ＧＲカット中は、吸気圧についても吸入空気量と同様
に、スロットル開度の関数として一義的に求めることが
できる。

【００６２】そしてステップ４２０において、吸気圧セ
ンサ１７の検出した吸気圧の実測値ｐｍを読み込み、次
のステップ４３０において、それら実測値ｐｍと理論値
ｐｍｔｈとの差（｜ｐｍｔｈ−ｐｍ｜）が、判定値γよ
りも大きいか否かを判断する。

【００６３】ここで、上記実測値ｐｍと理論値ｐｍｔｈ
とがほぼ一致していれば、ＥＧＲカットが適正に行われ
ていると判断することができる。そこで上記差（｜ｐｍ
ｔｈ−ｐｍ｜）が判定値γ以下のときには（ＮＯ）、ス
テップ４４０において診断完了フラグをオンとして今回
の異常診断を完了する。これにより、エアフローメータ
１５の異常判定が確定する。

【００６４】一方、上記差（｜ｐｍｔｈ−ｐｍ｜）が判
定値γよりも大きいときには（Ｓ４３０：ＹＥＳ）、ス
テップ４５０において、異常判定カウンタＣ３をインク
リメントする。そして、続くステップ４６０においてそ
のカウンタＣ３の値が所定値Ｔ３を上回っているか否か
を判断する。ここでカウンタＣ３の値が所定値Ｔ３以下
であれば（Ｓ４５０：ＮＯ）、そのまま本ルーチンの処
理を一旦終了する。

【００６５】ここでカウンタＣ３の値が所定値Ｔ３を上
回っていれば（Ｓ４５０：ＹＥＳ）、すなわち、上記理
論値ｐｍｔｈと実測値ｐｍとの不一致が所定時間以上継
続していれば、明らかに吸気圧センサ１７が、状況に即
さない不適切な検出結果を出力していると判断すること
ができる。それらエアフローメータ１５及び吸気圧セン
サ１７の同時故障が、確率的にほぼ有り得ないと考えれ
ば、この場合には、ＥＧＲ制御バルブ２１の固着異常が
発生しているものと判断することができる。

【００６６】よってその場合には、ステップ４７０にお
いて、ＥＧＲ異常判定フラグをオンにセットすると共
に、先のＡＦＭ異常診断処理においてオンにセットされ
ていたＡＦＭ異常判定フラグをオフにセットし直す。そ
して、ステップ４４０において診断完了フラグをオンに
セットし、ＥＧＲ系に異常有りとの診断結果を確定し
て、今回の異常診断を完了する。

【００６７】この異常確定処理は、異常診断実行条件が
成立している限り、診断完了フラグがオンにセットされ
るまで、繰り返し実行されることとなる。以上が異常確
定処理の詳細である。

【００６８】以上説明したように行われる異常診断は、
車両減速時毎に繰り返し実施される。本実施形態では、
同じ診断結果（ＡＦＭ異常判定、ＥＧＲ正常判定、ＥＧ
Ｒ異常判定のいずれか）が所定回数連続して検出された
ときには、その診断結果は確定されたものとして、その
トリップ中は、異常診断を実施しないようにしている。

【００６９】以上説明した本実施形態によれば、次のよ
うな効果を奏することができる。（１）本実施形態では、エアフローメータ１５の検出す
る吸入空気量に基づいてＥＧＲ装置の診断を行っている
が、その判定に先立ってエアフローメータ１５の異常診
断を行い、エアフローメータ１５に異常があることが確
認されたときには、ＥＧＲ装置の異常診断を実施しない
ようにしている。これにより、故障したエアフローメー
タ１５の測定値を用いた異常診断が防止され、より正確
にＥＧＲの異常の検出を行うことができる。

【００７０】（２）本実施形態では、ＥＧＲ装置の異常
診断の直前に、エアフローメータ１５の異常診断を行っ
ている。そのため、エアフローメータ１５が正常である
ことがより保証された状態でＥＧＲ装置の異常診断を行
うことができ、ＥＧＲ装置の異常の検出精度を更に向上
できる。

【００７１】（３）本実施形態では、エアフローメータ
１５の異常診断中にＥＧＲカットを実施しており、また
ＥＧＲ装置の異常診断中にはＥＧＲ制御バルブ２１の開
度を強制的に変更する制御を行っており、それらの診断
中、通常のＥＧＲ制御は中断されるようになっている。
ただし本実施形態では、エアフローメータ１５の異常診
断の直後に、連続してＥＧＲ装置の異常診断が行われる
ため、そうした通常のＥＧＲ制御が中断される回数を減
らすことができる。

【００７２】（４）本実施形態では、一度エアフローメ
ータ１５に異常が有ることが確認されたときには、たと
えその後にエアフローメータ１５が正常であることが確
認されても、そのエアフローメータ１５の測定値を用い
たＥＧＲ装置の異常診断は行わないようにしている。す
なわち、一度異常の認められた不安定なセンサ（エアフ
ローメータ１５）の測定値を用いたＥＧＲ装置の異常診
断を禁止している。これにより、ＥＧＲの異常診断の精
度を更に高めることができる。

【００７３】（５）本実施形態では、ＥＧＲ制御バルブ
２１の開度を徐々に変化させるように制御してＥＧＲ装
置の異常診断を行っている。そのため、判定時にＥＧＲ
量が急激に変化することはなく、ＥＧＲ量の急変がエン
ジン１０の運転に与える影響（例えば排気エミッション
の悪化や、エンジントルクの変動等）を抑えることがで
きる。

【００７４】ところで、ＥＧＲ量の変化に応じて吸入空
気量が変化すれば、吸気圧センサ１７の検出する吸気圧
にも変化が生じる。そのため、エアフローメータ１５の
検出する吸入空気量の変化量に代えて吸気圧センサ１７
の検出する吸気圧の変化量を用いても、同様にＥＧＲ装
置の異常診断を行うことができる。その場合にも、前も
って吸気圧センサ１７の異常診断を実施し、吸気圧セン
サ１７の異常が確認されたときには、その吸気圧センサ
１７の測定値を用いたＥＧＲ装置の異常診断を禁止する
ようにすれば、やはり異常診断の精度を高めることがで
きる。

【００７５】更に、エアフローメータ１５に異常があっ
ても、吸気圧の変化量を用いることで、ＥＧＲ装置の異
常診断を行うことができる。そこで次のように異常診断
を行うようにすることもできる。

【００７６】図６は、ＥＧＲ装置の異常診断におけるＥ
ＣＵ３０の処理手順の概略を示すフローチャートであ
る。同図６のルーチンによる異常診断においても、ＥＧ
Ｒ装置の異常診断の実施に先立って、まずはエアフロー
メータ１５の異常診断が実施される（Ｓ５００）。この
異常診断は、上述のＡＦＭ異常診断処理を通じて行われ
る。すなわち、図３のフローチャートの処理を、必要な
だけ繰り返し実行する。

【００７７】そしてその判定の結果、エアフローメータ
１５に異常が無いことが確認されたときには（Ｓ５１
０：ＮＯ）、そのエアフローメータ１５の検出する吸入
空気量の変化量を用いてＥＧＲ装置の異常診断が実施さ
れる（Ｓ５２０）。この異常診断は、上述のＥＧＲ異常
診断処理を必要なだけ繰り返し実行することで行われ
る。

【００７８】一方、エアフローメータ１５に異常が有る
ことが確認されたときには（Ｓ５１０：ＹＥＳ）、吸気
圧センサ１７の検出する吸気圧の変化量を用いてＥＧＲ
装置の異常診断が実施される（Ｓ５３０）。

【００７９】このときの異常診断は、上述のＥＧＲ異常
診断処理において吸入空気量の変化量の代わりに吸気圧
の変化量を用いたプロセスを通じて行われる。すなわ
ち、図４のステップ２４０ではＥＧＲ制御バルブ２１の
実開度ｅｐｅｇａｃｔより吸気圧変化量の理論値が求め
られ、ステップ２５０で読み込まれた吸気圧の実測値よ
りステップ２６０で吸気圧変化量の実測値を求める。そ
してステップ２７０において、上記の吸気圧変化量の理
論値と実測値との差が所定の判定値を上回るか否かを判
断する。勿論、ステップ２２０において学習される測定
基準値も、その時点での吸気圧の実測値に基づくものと
なる。

【００８０】このように異常診断を行えば、エアフロー
メータ１５に異常があっても、ＥＧＲ装置の異常診断を
行うことが可能となる。勿論、ＥＧＲ装置の異常診断に
先立ち、吸気圧センサの異常診断を行い、吸気圧センサ
の異常が確認されなかったときには吸気圧変化量を用い
て、異常が確認されたときには吸入空気量変化量を用い
て、ＥＧＲ装置の異常診断をそれぞれ行うようにしても
良い。

【００８１】以上説明した実施形態は次のように変更す
ることもできる。・図２のステップ１０で成立の有無の判断される異常
診断の実行条件の内容は、適宜変更しても良い。勿論、
異常診断におけるスロットルバルブ１６やＥＧＲ制御バ
ルブ２１の制御がディーゼルエンジン１０の運転に与え
る影響が小さく、エンジン運転状態が安定した状況で異
常診断が行われるように、上記実行条件を設定すること
が望ましい。

【００８２】・上記実施形態では、エアフローメータ
１５の異常診断とＥＧＲ装置の異常診断と連続して実施
するようにしているが、それらの異常診断をそれぞれ別
々の時期、或いは別々の状況で行うようにしても良い。
その場合であれ、ＥＧＲ装置の異常診断の実施に先立っ
て、エアフローメータ１５の異常診断を実施し、エアフ
ローメータ１５の異常が確認されたときには、ＥＧＲ装
置の異常診断を禁止するようにすれば、誤ったＥＧＲ装
置の異常診断を低減することができる。

【００８３】・上記実施形態では、吸入空気量変化量
又は吸気圧変化量を用いてＥＧＲ装置の異常診断を行え
ることを示したが、それら以外のエンジン制御量であ
れ、ＥＧＲ量に対応して値の変化するエンジン制御量で
あれば、その変化量を用いたＥＧＲ装置の異常診断を行
うことができる。例えば、ＥＧＲ通路２０の吸気圧力を
測定するセンサを備えるエンジンであれば、そのＥＧＲ
通路２０の吸気圧力の変化量に基づいて異常診断を行う
ことができる。

【００８４】・上記実施形態では、図２のステップ６
０の処理により、エアフローメータ１５の異常が一度で
も確認されると、その後に同エアフローメータ１５の正
常復帰が確認されたときにも、ＥＧＲ装置の異常の有無
の判定は行わないようにしているが、そうした処理を省
略しても良い。すなわち、以前に異常が確認されたエア
フローメータ１５が正常復帰したときには、ＥＧＲ装置
の異常判定の実行を許可するようにしてもよい。

【００８５】・図３のＡＦＭ異常診断処理によるもの
と異なる方法で、エアフローメータ１５の異常の有無の
確認を行うようにしても良い。・上記実施形態では、ＡＦＭ異常診断処理によりエア
フローメータ１５の異常判定（ＡＦＭ異常判定フラグが
オン）がなされたときに、同様の異常判定を吸気圧セン
サ１７の測定値を用いて行って異常部位を特定する異常
確定処理を行うようにしている。そうした異常部位の特
定を他の方法で行うようにしても良い。またそうした異
常部位の特定は、エアフローメータ１５の異常判定後、
直ちに行わなくても良い。更に、異常部位を特定しなく
ても、何らかの異常があることだけを確認すれば良いの
であれば、そうした異常部位の特定を省略してしまって
も良い。

【００８６】・上記実施形態でのＥＧＲ装置の異常の
有無の判定は、必ずしもスロットル開度を固定した状態
で行わなくても良い。スロットル開度が変更されば、吸
入空気量が変化するが、そうした吸入空気量の変化量を
理論的に求めることはできる。そのため、スロットル開
度の変更、及びＥＧＲ制御バルブ２１の開度変更を併せ
考慮して吸入空気量の変化量の理論値を求め、それをエ
アフローメータ１５によって検出された吸入空気量の変
化量の実測値とを比較することで、ＥＧＲ装置の異常の
有無を判定することができる。

【００８７】・上記実施形態ではディーゼルエンジン
１０のＥＧＲ装置の異常診断装置に具体化したが、ガソ
リンエンジンのＥＧＲ装置の異常診断装置に具体化して
も良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の適用されるディーゼルエ
ンジンの構成を示す模式図。

【図２】同実施形態の異常診断処理のメインルーチンの
フローチャート。

【図３】同実施形態のＡＦＭ異常診断処理のフローチャ
ート。

【図４】同実施形態のＥＧＲ異常診断処理のフローチャ
ート。

【図５】同実施形態の異常確定処理のフローチャート。

【図６】更なる実施形態の異常診断処理のフローチャー
ト。

【符号の説明】

１０…ディーゼルエンジン、１１…吸気通路１１…燃焼
室、１３…排気通路、１５…エアフローメータ、１６…
スロットルバルブ、１７…吸気圧センサ、２０…ＥＧＲ
通路、２１…ＥＧＲ制御バルブ、２２…アクチュエー
タ、３０…電子制御装置（ＥＣＵ）。

フロントページの続き (72)発明者伊藤嘉康愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者森川淳愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内Ｆターム(参考） 3G062 AA01 BA02 CA05 FA20 FA21 GA01 GA02 GA04 GA06 GA08 GA25 3G301 HA02 HA13 JA13 JA16 JB01 JB09 KA16 LA03 LB11 NA06 NA07 NC01 PA01B PA01Z PA07Z PA10Z PA11Z PA13Z PD15B PE01Z PE08Z PF01Z PF03Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸気通路に排気ガスを還流する排気還流装
置と、前記還流される排気ガスの流量の変化に対応して
値の変化する所定のエンジン制御量を測定する測定手段
を備えるエンジンに適用されて、前記測定手段の測定結
果に基づいて前記排気還流装置の異常診断を行う排気還
流装置の異常診断装置において、前記排気還流装置の異常診断の実施に先だって、前記測
定手段の異常の有無を確認することを特徴とする排気還
流装置の異常診断装置。
【請求項２】前記測定手段に異常があることが確認され
たときには、前記排気還流装置の異常診断の実施を禁止
する請求項１に記載の排気還流装置の異常診断装置。
【請求項３】前記所定のエンジン制御量とは別のエンジ
ン制御量を測定する更なる測定手段を備え、前記測定手
段が異常であることが確認されたときには、その更なる
測定手段の測定結果に基づいて前記排気還流装置の異常
診断を実施する請求項１に記載の排気還流装置の異常診
断装置。
【請求項４】前記測定手段に異常があることが確認され
たときには、その後に該測定手段が正常であることが確
認されたときにも、その測定手段の測定結果に基づいた
前記排気還流装置の異常診断の実施を禁止する請求項１
〜３のいずれかに記載の排気還流装置の異常診断装置。
【請求項５】前記測定手段の異常の有無の確認は、前記
排気還流装置の異常診断を実施する直前に行う請求項１
〜４のいずれかに記載の排気還流装置の異常診断装置。