JP2017218921A - Control device of internal combustion engine - Google Patents

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宮下　茂樹
Shigeki Miyashita
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the determination accuracy of a closing failure of an EGR valve, related to a control device of an internal combustion engine.SOLUTION: In an internal combustion engine 10 having an EGR passage 38 for connecting an intake passage 12 at a downstream side rather than a compressor 20a of a turbocharger 20 and an exhaust passage 14, an EGR valve 42 arranged in an EGR passage 38, and an air-fuel ratio sensor 34 attached to the exhaust passage 14 at a downstream side rather than a connection position of the EGR passage 38 with respect to the exhaust passage 14, when compressor downstream pressure (intake pressure) is higher than back pressure, the EGR valve 42 is fully closed. Furthermore, when a lean displacement frequency in the case that the compressor downstream pressure is higher than the back pressure is higher than a lean displacement frequency in the case that the compressor downstream pressure is not higher than the back pressure in a condition that target air-fuel ratios are equal, it is determined that a closing failure occurs in the EGR valve 42.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

この発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、過給機のコンプレッサよりも下流側において吸気通路にＥＧＲガスが導入される内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine, and more particularly to a control device for an internal combustion engine in which EGR gas is introduced into an intake passage downstream of a compressor of a supercharger.

例えば、特許文献１には、吸入空気量を制御するスロットルバルブよりも下流側において吸気通路にＥＧＲガスが導入される内燃機関のＥＧＲ制御装置が開示されている。この内燃機関に対してターボ過給機が備えられる場合には、ターボ過給機のコンプレッサはスロットルバルブよりも上流側において吸気通路に配置される。この内燃機関では、ＥＧＲガスの導入中に加速要求が出されてＥＧＲバルブを閉じかつスロットルバルブを開くときに、吸気通路内の新気がＥＧＲ通路を逆流して排気通路に流入することを抑制するために次のような制御が実行される。すなわち、上記加速要求に伴ってＥＧＲバルブの閉弁が完了するまでの期間中は、加速要求による要求開度よりも閉じ側の開度となるように、スロットルバルブの開度が制限される。   For example, Patent Document 1 discloses an EGR control device for an internal combustion engine in which EGR gas is introduced into an intake passage downstream of a throttle valve that controls an intake air amount. When the internal combustion engine is provided with a turbocharger, the compressor of the turbocharger is arranged in the intake passage upstream of the throttle valve. In this internal combustion engine, when an acceleration request is issued during the introduction of EGR gas and the EGR valve is closed and the throttle valve is opened, fresh air in the intake passage is prevented from flowing backward into the EGR passage and flowing into the exhaust passage. In order to do this, the following control is executed. That is, during the period until the EGR valve is closed with the acceleration request, the opening of the throttle valve is limited so that the opening is closer to the closing than the required opening by the acceleration request.

特開２０１０−１２１４９７号公報JP 2010-121497 A

過給機のコンプレッサよりも下流側の吸気通路の圧力であるコンプレッサ下流圧が内燃機関の背圧よりも高い状況下では、特許文献１に記載のようにＥＧＲバルブを全閉に制御したとしても、ＥＧＲバルブによる異物の噛み込み等の理由によりＥＧＲバルブが全閉にならない可能性がある。したがって、このようなＥＧＲバルブの閉じ不良を精度良く検出できるようになっていることが望ましい。   Even if the EGR valve is controlled to be fully closed as described in Patent Document 1, under the situation where the compressor downstream pressure, which is the pressure in the intake passage downstream of the turbocharger compressor, is higher than the back pressure of the internal combustion engine. There is a possibility that the EGR valve may not be fully closed due to foreign matter biting by the EGR valve. Therefore, it is desirable that such an EGR valve closing failure can be accurately detected.

そこで、排気通路に備えられた空燃比センサを用いて、ＥＧＲ通路を介して逆流した新気に起因して空燃比センサにより検出される実空燃比がリーン側に変化したことをもってＥＧＲバルブの閉じ不良が生じていると判定することが考えられる。しかしながら、実空燃比を所定の閾値と比較するという手法では、逆流する新気の量が少ない場合にはリーン側への実空燃比の変化量が小さいため、ＥＧＲバルブの閉じ不良を精度良く判定することが困難である。   Therefore, the air-fuel ratio sensor provided in the exhaust passage is used to close the EGR valve when the actual air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor changes to the lean side due to the fresh air flowing back through the EGR passage. It may be determined that a defect has occurred. However, in the method of comparing the actual air-fuel ratio with a predetermined threshold, since the amount of change in the actual air-fuel ratio to the lean side is small when the amount of fresh air flowing back is small, the EGR valve closing failure is accurately determined. Difficult to do.

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ＥＧＲバルブの閉じ不良の判定精度を向上できるようにした内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can improve the determination accuracy of the EGR valve closing failure.

本発明に係る内燃機関の制御装置は、気筒内に燃料を供給する燃料噴射弁と、吸気通路に配置されたコンプレッサを備える過給機と、前記コンプレッサよりも下流側の前記吸気通路と排気通路とを接続するＥＧＲ通路と、前記ＥＧＲ通路に配置されたＥＧＲバルブと、前記排気通路に対する前記ＥＧＲ通路の接続位置よりも下流側において前記排気通路に取り付けられた空燃比センサと、を備える内燃機関を制御する。前記制御装置は、ＥＧＲバルブ制御手段と、空燃比制御手段と、異常判定手段とを備える。前記ＥＧＲバルブ制御手段は、前記コンプレッサよりも下流側における前記吸気通路の圧力であるコンプレッサ下流圧が前記内燃機関の背圧よりも高い場合に前記ＥＧＲバルブを全閉とする。前記空燃比制御手段は、前記空燃比センサにより検出される実空燃比が所定の目標空燃比に近づくように燃料噴射量のフィードバック制御を実行する。前記異常判定手段は、前記目標空燃比が等しい条件において、前記コンプレッサ下流圧が前記背圧よりも高い場合に前記実空燃比が前記目標空燃比よりもリーン側にずれる頻度であるリーンずれ頻度が、前記コンプレッサ下流圧が前記背圧以下である場合の前記リーンずれ頻度よりも高いときに、または、前記コンプレッサ下流圧が前記背圧よりも高い場合に前記フィードバック制御によって用いられる空燃比補正量が、前記コンプレッサ下流圧が前記背圧以下である場合の前記空燃比補正量よりも大きいときに、前記ＥＧＲバルブの閉じ不良が生じていると判定する。   An internal combustion engine control apparatus according to the present invention includes a fuel injection valve that supplies fuel into a cylinder, a supercharger that includes a compressor disposed in an intake passage, and the intake passage and exhaust passage downstream of the compressor. An EGR passage, an EGR valve disposed in the EGR passage, and an air-fuel ratio sensor attached to the exhaust passage downstream of a connection position of the EGR passage with respect to the exhaust passage. To control. The control device includes EGR valve control means, air-fuel ratio control means, and abnormality determination means. The EGR valve control means fully closes the EGR valve when a compressor downstream pressure, which is a pressure in the intake passage downstream of the compressor, is higher than a back pressure of the internal combustion engine. The air-fuel ratio control means executes feedback control of the fuel injection amount so that the actual air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor approaches a predetermined target air-fuel ratio. The abnormality determining means has a lean deviation frequency, which is a frequency at which the actual air-fuel ratio shifts to a leaner side than the target air-fuel ratio when the compressor downstream pressure is higher than the back pressure under the condition where the target air-fuel ratio is equal. An air-fuel ratio correction amount used by the feedback control when the compressor downstream pressure is higher than the lean deviation frequency when the compressor downstream pressure is equal to or lower than the back pressure, or when the compressor downstream pressure is higher than the back pressure. When the compressor downstream pressure is larger than the air-fuel ratio correction amount when the compressor downstream pressure is equal to or lower than the back pressure, it is determined that the EGR valve is closed poorly.

本発明によれば、ＥＧＲバルブに閉じ不良が生じている否かを、新気がＥＧＲ通路を通って排気通路に吹き抜けることに起因して下流側空燃比センサの出力がリーン側の値にずれること以外の影響を小さくしつつ判定できるようになる。このため、ＥＧＲバルブの閉じ不良の判定精度を向上させることができる。   According to the present invention, the output of the downstream air-fuel ratio sensor shifts to a lean value as a result of fresh air blowing through the EGR passage into the exhaust passage to determine whether or not the EGR valve is closed poorly. The determination can be made while reducing the influence other than that. For this reason, the determination accuracy of the EGR valve closing failure can be improved.

本発明の実施の形態１に係るシステム構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the system configuration | structure which concerns on Embodiment 1 of this invention. エンジン負荷とエンジン回転速度とで規定された内燃機関の運転領域を表した図である。It is a figure showing the driving | operation area | region of the internal combustion engine prescribed | regulated by the engine load and the engine speed. ＥＧＲバルブの閉じ不良の有無を含めて空燃比フィードバック制御が実行されたときの各種パラメータの変化を表したタイムチャートである。It is a time chart showing the change of various parameters when air-fuel ratio feedback control is executed, including the presence or absence of EGR valve closing failure. 本発明の実施の形態１においてＥＣＵが実行する処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the process which ECU performs in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態２においてＥＣＵが実行する処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the process which ECU performs in Embodiment 2 of this invention.

実施の形態１．
まず、図１〜図４を参照して、本発明の実施の形態１について説明する。 Embodiment 1 FIG.
First, Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS.

図１は、本発明の実施の形態１に係るシステム構成を説明するための図である。本実施形態のシステムは、内燃機関（一例として火花点火式エンジン）１０を備えている。内燃機関１０の各気筒には、吸気通路１２および排気通路１４が連通している。   FIG. 1 is a diagram for explaining a system configuration according to Embodiment 1 of the present invention. The system of this embodiment includes an internal combustion engine (a spark ignition engine as an example) 10. An intake passage 12 and an exhaust passage 14 communicate with each cylinder of the internal combustion engine 10.

吸気通路１２の入口近傍には、エアクリーナ１６が取り付けられている。エアクリーナ１６の下流近傍には、吸気通路１２に吸入される空気の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ１８が設けられている。エアフローメータ１８の下流には、過給機（一例として、ターボ過給機）２０のコンプレッサ２０ａが設置されている。コンプレッサ２０ａは、排気通路１４に配置されたタービン２０ｂと連結軸を介して一体的に連結されている。   An air cleaner 16 is attached in the vicinity of the inlet of the intake passage 12. An air flow meter 18 that outputs a signal corresponding to the flow rate of air taken into the intake passage 12 is provided in the vicinity of the downstream side of the air cleaner 16. A compressor 20 a of a supercharger (a turbocharger as an example) 20 is installed downstream of the air flow meter 18. The compressor 20a is integrally connected to a turbine 20b disposed in the exhaust passage 14 via a connecting shaft.

コンプレッサ２０ａの下流には、コンプレッサ２０ａにより圧縮された空気を冷却するためのインタークーラー２２が設けられている。インタークーラー２２の下流には、電子制御式のスロットルバルブ２４が設けられている。吸気通路１２におけるスロットルバルブ２４よりも下流側の部位（サージタンク１２ａ）には、吸気圧力（コンプレッサ下流圧に相当）を検出する吸気圧センサ２６が取り付けられている。   An intercooler 22 for cooling the air compressed by the compressor 20a is provided downstream of the compressor 20a. An electronically controlled throttle valve 24 is provided downstream of the intercooler 22. An intake pressure sensor 26 for detecting an intake pressure (corresponding to a compressor downstream pressure) is attached to a portion (surge tank 12a) downstream of the throttle valve 24 in the intake passage 12.

一方、タービン２０ｂよりも下流側の排気通路１４には、排気ガスを浄化するために、上流側触媒２８および下流側触媒３０が直列に配置されている。これらの触媒２８、３０は、ともに三元触媒である。また、排気通路１４におけるタービン２０ｂと上流側触媒２８との間の部位には、上流側空燃比センサ３２が取り付けられている。さらに、排気通路１４における上流側触媒２８と下流側触媒３０との間の部位には、下流側空燃比センサ３４が取り付けられている。空燃比センサ３２、３４の形式は特に限定されず、ここでは空燃比センサ３２、３４は、一例として、実空燃比に対してリニアな出力信号が得られる限界電流式のセンサであるものとする。   On the other hand, an upstream side catalyst 28 and a downstream side catalyst 30 are arranged in series in the exhaust passage 14 downstream of the turbine 20b in order to purify the exhaust gas. These catalysts 28 and 30 are both three-way catalysts. An upstream air-fuel ratio sensor 32 is attached to a portion of the exhaust passage 14 between the turbine 20b and the upstream catalyst 28. Further, a downstream air-fuel ratio sensor 34 is attached to a portion of the exhaust passage 14 between the upstream catalyst 28 and the downstream catalyst 30. The format of the air-fuel ratio sensors 32 and 34 is not particularly limited. Here, the air-fuel ratio sensors 32 and 34 are, for example, limit current type sensors that can obtain an output signal linear with respect to the actual air-fuel ratio. .

図１に示す内燃機関１０は、ＥＧＲ装置３６を備えている。ＥＧＲ装置３６は、上流側触媒２８よりも下流側であって下流側触媒３０よりも上流側の排気通路１４と、コンプレッサ２０ａよりも下流側の吸気通路１２とを接続するＥＧＲ通路３８を備えている。このＥＧＲ通路３８の途中には、吸気通路１２に導入される際のＥＧＲガスの流れの上流側から順に、ＥＧＲクーラ４０およびＥＧＲバルブ４２が設けられている。ＥＧＲバルブ４２は、ＥＧＲ通路３８を通って吸気通路１２に還流されるＥＧＲガスの量を調整するために備えられている。さらに付け加えると、上述の下流側空燃比センサ３４は、排気通路１４に対するＥＧＲ通路３８の接続位置よりも下流側において排気通路１４に取り付けられている。   The internal combustion engine 10 shown in FIG. 1 includes an EGR device 36. The EGR device 36 includes an EGR passage 38 that connects the exhaust passage 14 downstream of the upstream catalyst 28 and upstream of the downstream catalyst 30 to the intake passage 12 downstream of the compressor 20a. Yes. In the middle of the EGR passage 38, an EGR cooler 40 and an EGR valve 42 are provided in order from the upstream side of the flow of EGR gas when introduced into the intake passage 12. The EGR valve 42 is provided to adjust the amount of EGR gas recirculated to the intake passage 12 through the EGR passage 38. In addition, the downstream air-fuel ratio sensor 34 is attached to the exhaust passage 14 on the downstream side of the connection position of the EGR passage 38 to the exhaust passage 14.

内燃機関１０のクランク軸４４の近傍には、クランク角度およびエンジン回転速度を取得するためのクランク角センサ４６が設置されている。また、内燃機関１０の各気筒には、燃料を供給する燃料噴射弁（一例として、気筒内に直接燃料を噴射する筒内噴射弁）４８が設置されている。   In the vicinity of the crankshaft 44 of the internal combustion engine 10, a crank angle sensor 46 for obtaining a crank angle and an engine rotation speed is installed. Each cylinder of the internal combustion engine 10 is provided with a fuel injection valve (in-cylinder injection valve that injects fuel directly into the cylinder) 48 for supplying fuel.

さらに、図１に示すように、本実施形態に係るシステムは、電子制御ユニット（ＥＣＵ）５０を備えている。ＥＣＵ５０には、上述したエアフローメータ１８、吸気圧センサ２６、空燃比センサ３２、３４およびクランク角センサ４６等の内燃機関１０の運転状態を検知するための各種センサが接続されている。一方、ＥＣＵ５０には、上述したスロットルバルブ２４、ＥＧＲバルブ４２および燃料噴射弁４８等の内燃機関１０の運転を制御するための各種アクチュエータが接続されている。ＥＣＵ５０は、上述した各種センサの信号を処理して所定の制御プログラムに従って各種アクチュエータを操作する。   Furthermore, as shown in FIG. 1, the system according to the present embodiment includes an electronic control unit (ECU) 50. Various sensors for detecting the operation state of the internal combustion engine 10 such as the air flow meter 18, the intake pressure sensor 26, the air-fuel ratio sensors 32 and 34, and the crank angle sensor 46 are connected to the ECU 50. On the other hand, the ECU 50 is connected to various actuators for controlling the operation of the internal combustion engine 10 such as the throttle valve 24, the EGR valve 42, and the fuel injection valve 48 described above. The ECU 50 processes the signals of the various sensors described above and operates the various actuators according to a predetermined control program.

［エンジン制御］
（ＥＧＲ制御）
図２は、エンジン負荷とエンジン回転速度とで規定された内燃機関１０の運転領域を表した図である。過給機（ターボ過給機）２０を備える内燃機関１０の吸気圧（コンプレッサ下流圧）は、エンジン負荷に比例するため、低回転域であっても高圧になる。一方、内燃機関１０の背圧は吸入空気量に比例するため、低回転域では比較的低圧となり、高回転域でないと高圧にならない。したがって、図２中に示すように、低回転から中回転域では、吸気圧が背圧よりも高くなる運転領域が存在する。 [Engine control]
(EGR control)
FIG. 2 is a diagram showing an operation region of the internal combustion engine 10 defined by the engine load and the engine speed. The intake pressure (compressor downstream pressure) of the internal combustion engine 10 provided with the supercharger (turbocharger) 20 is proportional to the engine load, and thus becomes high even in a low rotation range. On the other hand, since the back pressure of the internal combustion engine 10 is proportional to the amount of intake air, the pressure is relatively low in the low rotation range and does not increase unless it is in the high rotation range. Therefore, as shown in FIG. 2, there exists an operation region where the intake pressure is higher than the back pressure from the low rotation to the middle rotation.

ＥＧＲガスは、吸気圧が背圧以下となる運転領域中の所定領域において導入されるようになっている。ここで、吸気圧（コンプレッサ下流圧）が背圧よりも高くなる運転条件においてＥＧＲバルブ４２が開かれると、吸気通路１２内を流れる空気（新気）の一部がＥＧＲ通路３８を介して排気通路１４に流入してしまう。そこで、本実施形態では、ＥＧＲ通路３８を介した新気の排気通路１４への流入を抑制するために、吸気圧が背圧よりも高くなる運転条件においては、ＥＧＲバルブ４２が全閉とされるようになっている。   The EGR gas is introduced in a predetermined region in the operation region where the intake pressure is equal to or lower than the back pressure. Here, when the EGR valve 42 is opened under an operating condition in which the intake pressure (compressor downstream pressure) is higher than the back pressure, a part of the air (fresh air) flowing in the intake passage 12 is exhausted through the EGR passage 38. It will flow into the passage 14. Therefore, in the present embodiment, in order to suppress the inflow of fresh air into the exhaust passage 14 via the EGR passage 38, the EGR valve 42 is fully closed under operating conditions in which the intake pressure is higher than the back pressure. It has become so.

（空燃比フィードバック制御）
本実施形態の内燃機関１０では、空燃比センサ３２、３４の出力に基づく空燃比のフィードバック制御が実行される。より具体的には、上流側空燃比センサ３２により検出される実空燃比（すなわち、上流側触媒２８に流入する排気ガスの実空燃比）が目標空燃比（基本的には理論空燃比）に近づくように燃料噴射量が制御される（メインのフィードバック制御）。また、下流側空燃比センサ３４の出力により検出される実空燃比（すなわち、上流側触媒２８から流出する排気ガスの実空燃比）が理論空燃比となるように、上流側空燃比センサ３２の出力を補正したり、目標空燃比を変更したりする（サブのフィードバック制御）。 (Air-fuel ratio feedback control)
In the internal combustion engine 10 of the present embodiment, air-fuel ratio feedback control based on the outputs of the air-fuel ratio sensors 32 and 34 is executed. More specifically, the actual air-fuel ratio detected by the upstream air-fuel ratio sensor 32 (that is, the actual air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the upstream catalyst 28) becomes the target air-fuel ratio (basically the theoretical air-fuel ratio). The fuel injection amount is controlled so as to approach (main feedback control). In addition, the upstream air-fuel ratio sensor 32 is configured so that the actual air-fuel ratio detected by the output of the downstream air-fuel ratio sensor 34 (that is, the actual air-fuel ratio of the exhaust gas flowing out from the upstream catalyst 28) becomes the theoretical air-fuel ratio. Correct the output or change the target air-fuel ratio (sub feedback control).

ところで、ＥＧＲバルブ４２が全閉となるようにＥＣＵ５０からの指示が出されたときには、ＥＧＲバルブ４２が異物を噛み込むといった理由により、ＥＧＲバルブ４２に閉じ不良が生じ得る。図３は、ＥＧＲバルブ４２の閉じ不良の有無を含めて空燃比フィードバック制御が実行されたときの各種パラメータの変化を表したタイムチャートである。なお、空燃比センサ３２、３４では、排気空燃比が大きくなるほど（すなわち、リーンになるほど）、空燃比センサ３２、３４からの出力電流Ｉｒが大きくなる。加えて、空燃比センサ３２、３４は、排気空燃比が理論空燃比であるときに出力電流Ｉｒがゼロになるように構成されている。また、図３において、空燃比補正量ＡＦＣは、上流側触媒２８に流入する排気ガスの目標空燃比に関する補正量であって、制御中心となる空燃比（本実施形態では、理論空燃比）に対する補正量を表している。空燃比補正量ＡＦＣが０のときには目標空燃比は理論空燃比とされ、空燃比補正量ＡＦＣが正の値であるときには目標空燃比はリーン空燃比となり、空燃比補正量ＡＦＣが負の値であるときには目標空燃比はリッチ空燃比となる。   By the way, when an instruction is issued from the ECU 50 so that the EGR valve 42 is fully closed, the EGR valve 42 may be closed poorly because the EGR valve 42 bites foreign matter. FIG. 3 is a time chart showing changes in various parameters when air-fuel ratio feedback control is executed, including whether or not the EGR valve 42 is closed poorly. In the air-fuel ratio sensors 32 and 34, the output current Ir from the air-fuel ratio sensors 32 and 34 increases as the exhaust air-fuel ratio increases (that is, as the exhaust air-fuel ratio becomes leaner). In addition, the air-fuel ratio sensors 32 and 34 are configured such that the output current Ir becomes zero when the exhaust air-fuel ratio is the stoichiometric air-fuel ratio. In FIG. 3, the air-fuel ratio correction amount AFC is a correction amount related to the target air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the upstream side catalyst 28 and is relative to the air-fuel ratio (in this embodiment, the stoichiometric air-fuel ratio) serving as the control center. This represents the correction amount. When the air-fuel ratio correction amount AFC is 0, the target air-fuel ratio is the stoichiometric air-fuel ratio. When the air-fuel ratio correction amount AFC is a positive value, the target air-fuel ratio is a lean air-fuel ratio, and the air-fuel ratio correction amount AFC is a negative value. In some cases, the target air-fuel ratio becomes a rich air-fuel ratio.

まず、図３中の時点ｔ５付近よりも前の期間は、ＥＧＲバルブ４２の閉じ不良が生じていないときの動作の一例を表している。この期間中の時点ｔ1よりも前では、空燃比補正量ＡＦＣがリッチ設定補正量ＡＦＣｒｉｃｈ（リッチ設定空燃比に相当）とされている。すなわち、目標空燃比は理論空燃比よりも僅かにリッチな空燃比とされており、それに伴い、上流側空燃比センサ３２の出力値（出力電流）Ｉｒｕｐが負の値となっている（すなわち、上流側空燃比センサ３２により検出される実空燃比が理論空燃比よりもリッチになっている）。このため、上流側触媒２８の酸素吸蔵量ＯＳＡｓｃが徐々に低下していく。ただし、上流側触媒２８には酸素が吸蔵されていることから、上流側触媒２８での浄化により上流側触媒２８から流出する排気ガス中には未燃ガスは実質的には含まれていない。このため、下流側空燃比センサ３４の出力電流Ｉｒｄｗｎはほぼゼロ（理論空燃比に相当）となる。なお、上流側触媒２８に流入する排気ガスの実空燃比はリッチ空燃比となっていることで、図３に示すように上流側触媒２８から流出する排気ガス中のＮＯｘ濃度はほぼゼロとなる。また、上流側触媒２８から流出する排気ガス、つまり、下流側触媒３０に流入する排気ガスの実空燃比が理論空燃比相当であるため、図３に示すように下流側触媒３０から流出する排気ガス流のＨＣ、ＣＯ濃度もほぼゼロとなる。 First, the period before time t5 in FIG. 3 represents an example of the operation when the EGR valve 42 is not closed poorly. Prior to time t1 during this period, the air-fuel ratio correction amount AFC is set to the rich set correction amount AFCrich (corresponding to the rich set air-fuel ratio). That is, the target air-fuel ratio is slightly richer than the stoichiometric air-fuel ratio, and accordingly, the output value (output current) Irup of the upstream air-fuel ratio sensor 32 is a negative value (that is, The actual air-fuel ratio detected by the upstream air-fuel ratio sensor 32 is richer than the theoretical air-fuel ratio). For this reason, the oxygen storage amount OSA sc of the upstream catalyst 28 gradually decreases. However, since the upstream catalyst 28 stores oxygen, the exhaust gas flowing out from the upstream catalyst 28 by purification by the upstream catalyst 28 does not substantially contain unburned gas. For this reason, the output current Irdwn of the downstream side air-fuel ratio sensor 34 is substantially zero (corresponding to the theoretical air-fuel ratio). Since the actual air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the upstream catalyst 28 is a rich air-fuel ratio, the NOx concentration in the exhaust gas flowing out from the upstream catalyst 28 becomes substantially zero as shown in FIG. . Further, since the actual air-fuel ratio of the exhaust gas flowing out from the upstream catalyst 28, that is, the exhaust gas flowing into the downstream catalyst 30, is equivalent to the theoretical air-fuel ratio, the exhaust gas flowing out from the downstream catalyst 30 as shown in FIG. The HC and CO concentrations in the gas flow are also almost zero.

その後の時点ｔ１は、上流側触媒２８の酸素吸蔵量ＯＳＡｓｃがゼロに近づくことにより、上流側触媒２８に流入した未燃ガスの一部が上流側触媒２８で浄化されずに流出し始めた時点に相当する。これにより、時点ｔ1以降では、下流側空燃比センサ３４の出力電流Ｉｒｄｗｎが徐々に低下していく。その結果、時点ｔ２において、下流側空燃比センサ３４の出力電流Ｉｒｄｗｎがリッチ判定空燃比に相当するリッチ判定基準値Ｉｒｅｆｒｉに到達する。これに伴い、上流側触媒２８の酸素吸蔵量ＯＳＡｓｃを増大させるべく、空燃比補正量ＡＦＣがリーン設定補正量ＡＦＣｌｅａｎ（リーン設定空燃比に相当）に切り替えられる。したがって、目標空燃比はリッチ空燃比からリーン空燃比へと切り替えられる。なお、上流側触媒２８からの未燃ガスの流出に伴い、図３に示すように、下流側触媒３０の酸素吸蔵量ＯＳＡｕｆｃが減少する。 After that, at time t1, as the oxygen storage amount OSA sc of the upstream catalyst 28 approaches zero, a part of the unburned gas that has flowed into the upstream catalyst 28 begins to flow out without being purified by the upstream catalyst 28. Corresponds to the time. As a result, after the time point t1, the output current Irdwn of the downstream air-fuel ratio sensor 34 gradually decreases. As a result, at the time t2, the output current Irdwn of the downstream air-fuel ratio sensor 34 reaches the rich determination reference value Irefri corresponding to the rich determination air-fuel ratio. Accordingly, the air-fuel ratio correction amount AFC is switched to the lean set correction amount AFClean (corresponding to the lean set air-fuel ratio) in order to increase the oxygen storage amount OSA sc of the upstream side catalyst 28. Therefore, the target air-fuel ratio is switched from the rich air-fuel ratio to the lean air-fuel ratio. As the unburned gas flows out from the upstream catalyst 28, the oxygen storage amount OSA ufc of the downstream catalyst 30 decreases as shown in FIG.

時点ｔ２において目標空燃比がリーン空燃比に切り替えられると、上流側触媒２８に流入する排気ガスの実空燃比はリッチ空燃比からリーン空燃比に変化する。また、それに伴い、上流側空燃比センサ３２の出力電流Ｉｒｕｐが正の値となる（実際には、目標空燃比の切り替えから実空燃比の変化には遅れが生じるが、図３の図示上ではこの遅れの表現を省略している）。また、時点ｔ２において上流側触媒２８に流入する排気ガスの実空燃比がリーン空燃比に変化すると、上流側触媒２８の酸素吸蔵量ＯＳＡｓｃが増大し始める。また、この実空燃比のリーン化により、上流側触媒２８からの未燃ガスの流出は減少し、やがて停止する。また、上流側触媒２８から流出する排気ガスの実空燃比が理論空燃比へと変化し、下流側空燃比センサ３４の出力電流Ｉｒｄｗｎもゼロに収束する。このとき、上流側触媒２８に流入する排気ガスの実空燃比はリーン空燃比となっているが、上流側触媒２８の酸素吸蔵量ＯＳＡｓｃには十分な余裕があるため、流入する排気ガス中の酸素は上流側触媒２８に吸蔵され、ＮＯｘは還元浄化される。 When the target air-fuel ratio is switched to the lean air-fuel ratio at time t2, the actual air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the upstream side catalyst 28 changes from the rich air-fuel ratio to the lean air-fuel ratio. Accordingly, the output current Irup of the upstream air-fuel ratio sensor 32 becomes a positive value (actually, a change occurs in the actual air-fuel ratio from switching of the target air-fuel ratio, but in the illustration of FIG. The expression of this delay is omitted). Further, when the actual air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the upstream side catalyst 28 changes to the lean air-fuel ratio at time t2, the oxygen storage amount OSA sc of the upstream side catalyst 28 starts to increase. In addition, due to the leaning of the actual air-fuel ratio, the outflow of unburned gas from the upstream catalyst 28 decreases and eventually stops. Further, the actual air-fuel ratio of the exhaust gas flowing out from the upstream catalyst 28 changes to the stoichiometric air-fuel ratio, and the output current Irdwn of the downstream air-fuel ratio sensor 34 converges to zero. At this time, the actual air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the upstream catalyst 28 is a lean air-fuel ratio. However, since the oxygen storage amount OSA sc of the upstream catalyst 28 has a sufficient margin, Is stored in the upstream catalyst 28, and NOx is reduced and purified.

時点ｔ２以降には、酸素吸蔵量ＯＳＡｓｃが徐々に増加し、時点ｔ３において、判定基準吸蔵量Ｃｈｉｕｐに到達する。酸素吸蔵量ＯＳＡｓｃが判定基準吸蔵量Ｃｈｉｕｐに到達すると、空燃比補正量ＡＦＣがリーン設定補正量ＡＦＣｌｅａｎからリッチ設定補正量ＡＦＣｒｉｃｈに切り替えられる。したがって、目標空燃比は、再びリーン設定空燃比からリッチ設定空燃比へと切り替えられる。この目標空燃比の切替により、上流側触媒２８に流入する排気ガスの実空燃比は再びリッチ空燃比となる。それに伴い、上流側空燃比センサ３２の出力電流Ｉｒｕｐが負の値となる。上流側触媒２８に流入する排気ガス中には未燃ガスが含まれることになるため、時点ｔ３以降には上流側触媒２８の酸素吸蔵量ＯＳＡｓｃは徐々に減少していき、時点ｔ４において、時点ｔ１と同様に、下流側空燃比センサ３４の出力電流Ｉｒｄｗｎが低下し始める。このときも、上流側触媒２８に流入する排気ガスの実空燃比はリッチ空燃比となっているため、上流側触媒２８からのＮＯｘの排出はほぼゼロになる。 After the time t2, the oxygen storage amount OSA sc gradually increases, and reaches the determination reference storage amount Chiup at the time t3. When the oxygen storage amount OSA sc reaches the determination reference storage amount Chiup, the air-fuel ratio correction amount AFC is switched from the lean set correction amount AFClean to the rich set correction amount AFCrich. Therefore, the target air-fuel ratio is switched again from the lean set air-fuel ratio to the rich set air-fuel ratio. By switching the target air-fuel ratio, the actual air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the upstream catalyst 28 becomes the rich air-fuel ratio again. Accordingly, the output current Irup of the upstream air-fuel ratio sensor 32 becomes a negative value. Since the unburned gas is contained in the exhaust gas flowing into the upstream catalyst 28, the oxygen storage amount OSA sc of the upstream catalyst 28 gradually decreases after time t3, and at time t4. Similar to the time point t1, the output current Irdwn of the downstream air-fuel ratio sensor 34 starts to decrease. Also at this time, since the actual air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the upstream side catalyst 28 is a rich air-fuel ratio, the NOx emission from the upstream side catalyst 28 becomes substantially zero.

次いで、時点ｔ５において、時点ｔ２と同様に、下流側空燃比センサ３４の出力電流Ｉｒｄｗｎがリッチ判定空燃比に相当するリッチ判定基準値Ｉｒｅｆｒｉに到達する。これにより、空燃比補正量ＡＦＣがリーン設定空燃比に相当する値ＡＦＣｌｅａｎに切り替えられる。図３に示すタイムチャートとは異なり、その後にＥＧＲバルブ４２の閉じ不良が生じない場合であれば、上述した時点ｔ１〜ｔ５のサイクルが繰り返し行われる。このような空燃比のフィードバック制御を行うことにより、上流側触媒２８からのＮＯｘの流出を抑制できるとともに、下流側触媒３０からのＨＣ、ＣＯの流出をも抑制することができる。さらに付け加えると、以上説明したように、空燃比補正量ＡＦＣの変更には、サブフィードバック制御として下流側空燃比センサ３４の出力電流（実空燃比）が理論空燃比となるようにするための空燃比の補正も含まれているといえる。   Next, at the time point t5, similarly to the time point t2, the output current Irdwn of the downstream side air-fuel ratio sensor 34 reaches the rich determination reference value Irefri corresponding to the rich determination air-fuel ratio. As a result, the air-fuel ratio correction amount AFC is switched to a value AFClean that corresponds to the lean set air-fuel ratio. Unlike the time chart shown in FIG. 3, if there is no failure in closing the EGR valve 42 thereafter, the above-described cycle from the time point t1 to t5 is repeated. By performing such air-fuel ratio feedback control, the outflow of NOx from the upstream catalyst 28 can be suppressed, and the outflow of HC and CO from the downstream catalyst 30 can also be suppressed. Furthermore, as described above, the air-fuel ratio correction amount AFC is changed by changing the air-fuel ratio so that the output current (actual air-fuel ratio) of the downstream air-fuel ratio sensor 34 becomes the stoichiometric air-fuel ratio as sub-feedback control. It can be said that the correction of the fuel ratio is included.

次に、図３中の時点ｔ５よりも後の期間には、ＥＧＲバルブ４２の閉じ不良が生じている期間が含まれている。より具体的には、時点ｔ６は、加速要求を受けて吸気圧（コンプレッサ下流圧）が排気圧（背圧）よりも上回り、それに伴い、ＥＧＲバルブ４２の閉じ不良の発生に起因するガスの逆流がＥＧＲ通路３８内に生じた時点に相当する。   Next, a period after the time point t5 in FIG. 3 includes a period during which the EGR valve 42 is closed poorly. More specifically, at time t6, the intake pressure (compressor downstream pressure) exceeds the exhaust pressure (back pressure) in response to an acceleration request, and accordingly, the backflow of gas due to the occurrence of a poor closing of the EGR valve 42 This corresponds to the time when the EGR passage 38 is generated.

時点ｔ６において閉じ不良が生じると、新気がＥＧＲ通路３８を介して排気通路１４に流入する（逆流する）。その結果、下流側空燃比センサ３４は排気通路１４におけるＥＧＲ通路３８の接続位置よりも下流側に配置されているため、その出力電流Ｉｒｄｗｎが大きくなる（リーン出力が大となる）。サブフィードバック制御によれば、図３に示すように、このような下流側空燃比センサ３４の出力のリーンずれを解消するために空燃比補正量ＡＦＣをリッチ設定補正量ＡＦＣｒｉｃｈよりもさらにリッチ側の値に変更する。したがって、目標空燃比がさらにリッチ化される。それに伴い、上流側空燃比センサ３２の出力電流Ｉｒｕｐが負側でより大きな値となり、また、上流側触媒２８の酸素吸蔵量ＯＳＡｓｃが減少してゼロになる。なお、ＥＧＲ通路３８を介した排気通路１４への新気の流入に伴い、下流側触媒３０の酸素吸蔵量ＯＳＡｕｆｃが増加し、最大値Ｃｍａｘに到達する。 When a closing failure occurs at time t6, fresh air flows into the exhaust passage 14 via the EGR passage 38 (backflow). As a result, since the downstream air-fuel ratio sensor 34 is disposed downstream of the connection position of the EGR passage 38 in the exhaust passage 14, the output current Irdwn increases (the lean output increases). According to the sub-feedback control, as shown in FIG. 3, in order to eliminate such a lean deviation of the output of the downstream side air-fuel ratio sensor 34, the air-fuel ratio correction amount AFC is set further to the rich side than the rich set correction amount AFCrich. Change to a value. Therefore, the target air-fuel ratio is further enriched. Accordingly, the output current Irup of the upstream side air-fuel ratio sensor 32 becomes a larger value on the negative side, and the oxygen storage amount OSA sc of the upstream side catalyst 28 decreases and becomes zero. It should be noted that the oxygen storage amount OSA ufc of the downstream side catalyst 30 increases and reaches the maximum value Cmax as new air flows into the exhaust passage 14 via the EGR passage 38.

（実施の形態１におけるＥＧＲバルブの閉じ不良の判定手法）
本実施形態では、図３を参照して説明したＥＧＲバルブ４２の閉じ不良を精度良く判定できるようにするために、次のような判定手法が採用される。ここで、ストイキ運転状態では、サブフィードバック制御として下流側空燃比センサ３４の出力電流Ｉｒｄｗｎ（下流側空燃比センサ３４により検出される実空燃比）が所定の値（理論空燃比）となるように空燃比調整（燃料噴射量の調整）が行われる。つまり、ＥＧＲバルブ４２の閉じ不良に起因して下流側空燃比センサ３４の出力電流Ｉｒｄｗｎが変動した場合であっても、この空燃比調整作用による修正が行われる。このため、単に下流側空燃比センサ３４の出力電流Ｉｒｄｗｎに着目しただけでは、特に微小の漏れ量の場合の判定が難しい。 (Method for determining EGR valve closing failure in the first embodiment)
In the present embodiment, the following determination method is employed in order to be able to accurately determine the closing failure of the EGR valve 42 described with reference to FIG. Here, in the stoichiometric operation state, as a sub-feedback control, the output current Irdwn of the downstream air-fuel ratio sensor 34 (actual air-fuel ratio detected by the downstream air-fuel ratio sensor 34) becomes a predetermined value (theoretical air-fuel ratio). Air-fuel ratio adjustment (adjustment of fuel injection amount) is performed. In other words, even when the output current Irdwn of the downstream air-fuel ratio sensor 34 changes due to the closing failure of the EGR valve 42, the correction by the air-fuel ratio adjusting action is performed. For this reason, it is difficult to make a determination in the case of a very small leakage amount, simply by paying attention to the output current Irdwn of the downstream air-fuel ratio sensor 34.

そこで、本実施形態では、目標空燃比が理論空燃比（ストイキ）で等しい条件において、コンプレッサ下流圧が背圧よりも高い場合に下流側空燃比センサ３４により検出される実空燃比が目標空燃比よりもリーン側にずれる頻度であるリーンずれ頻度が、コンプレッサ下流圧が背圧以下である場合のリーンずれ頻度よりも高いときに、ＥＧＲバルブ４２の閉じ不良が生じていると判定される。   Therefore, in the present embodiment, the actual air-fuel ratio detected by the downstream air-fuel ratio sensor 34 when the downstream pressure of the compressor is higher than the back pressure under the condition where the target air-fuel ratio is equal to the stoichiometric air-fuel ratio (stoichiometric) is the target air-fuel ratio. When the lean shift frequency, which is the frequency of shifting to the lean side, is higher than the lean shift frequency when the compressor downstream pressure is equal to or lower than the back pressure, it is determined that the EGR valve 42 is poorly closed.

（実施の形態１における具体的な処理）
図４は、本発明の実施の形態１においてＥＣＵ５０が実行する処理の一例を示すフローチャートである。なお、この図４に示すルーチンは、所定時間毎に繰り返し起動されるものとする。 (Specific processing in Embodiment 1)
FIG. 4 is a flowchart showing an example of processing executed by the ECU 50 in the first embodiment of the present invention. The routine shown in FIG. 4 is repeatedly started every predetermined time.

図４に示すルーチンでは、ＥＣＵ５０は、まず、エアフローメータ１８により検出される吸入空気量を読み込む（ステップ１００）。次いで、ＥＣＵ５０は、内燃機関１０の背圧を推定する（ステップ１０２）。背圧は、一例として、公知の手法により、吸入空気量に基づいて推定することができる。   In the routine shown in FIG. 4, the ECU 50 first reads the intake air amount detected by the air flow meter 18 (step 100). Next, the ECU 50 estimates the back pressure of the internal combustion engine 10 (step 102). For example, the back pressure can be estimated based on the intake air amount by a known method.

次に、ＥＣＵ５０は、吸気圧センサ２６を用いて吸気圧（コンプレッサ下流圧）を読み込む（ステップ１０４）。次いで、ＥＣＵ５０は、目標空燃比（目標Ａ／Ｆ）が理論空燃比（ストイキ）であるか否かを判定する（ステップ１０６）。その結果、本判定が成立する場合には、ＥＣＵ５０は、吸気圧（コンプレッサ下流圧）が背圧よりも高いか否かを判定する（ステップ１０８）。   Next, the ECU 50 reads the intake pressure (compressor downstream pressure) using the intake pressure sensor 26 (step 104). Next, the ECU 50 determines whether or not the target air-fuel ratio (target A / F) is the stoichiometric air-fuel ratio (stoichiometric) (step 106). As a result, when this determination is established, the ECU 50 determines whether or not the intake pressure (compressor downstream pressure) is higher than the back pressure (step 108).

ステップ１０８において吸気圧が背圧よりも高いと判定した場合には、ＥＣＵ５０は、下流側空燃比センサ３４の出力電流Ｉｒｄｗｎが所定の閾値よりも大きいか否かを判定する（ステップ１１０）。本ステップ１１０で用いられる閾値は、ＥＧＲバルブ４２の閉じ不良に起因する上流側触媒２８の流出ガスの実空燃比のリーンずれの有無を判別するための出力電流Ｉｒｄｗｎの閾値として予め設定された値である。   When it is determined in step 108 that the intake pressure is higher than the back pressure, the ECU 50 determines whether or not the output current Irdwn of the downstream air-fuel ratio sensor 34 is larger than a predetermined threshold (step 110). The threshold value used in this step 110 is a value set in advance as a threshold value of the output current Irdwn for determining whether or not there is a lean deviation of the actual air-fuel ratio of the outflow gas of the upstream catalyst 28 due to the closing failure of the EGR valve 42. It is.

ステップ１１０の判定が成立する場合には、ＥＣＵ５０は、上述のリーンずれの発生回数のカウント値ＣＬ１を１だけ増加させる（ステップ１１２）。一方、ステップ１１０の判定が不成立となる場合には、ＥＣＵ５０は、リーンずれの不発生回数のカウント値ＣＲ１を１だけ増加させる（ステップ１１４）。   When the determination in step 110 is satisfied, the ECU 50 increases the count value CL1 of the number of occurrences of the above-described lean deviation by 1 (step 112). On the other hand, when the determination in step 110 is not satisfied, the ECU 50 increases the count value CR1 of the number of times of occurrence of lean deviation by 1 (step 114).

また、ステップ１０８の判定が不成立となる場合、つまり、吸気圧が背圧以下であると判定した場合には、ＥＣＵ５０は、ステップ１１０と同様の処理により、下流側空燃比センサ３４の出力電流Ｉｒｄｗｎが上述の閾値よりも大きいか否かを判定する（ステップ１１６）。その結果、吸気圧が背圧以下であるときに用いられるリーンずれの発生回数ＣＬ２を１だけ増加させる（ステップ１１８）。一方、ステップ１１８において吸気圧が背圧以下であると判定した場合には、リーンずれの不発生回数のカウント値ＣＲ２を１だけ増加させる（ステップ１２０）。   Further, when the determination at step 108 is not established, that is, when it is determined that the intake pressure is equal to or lower than the back pressure, the ECU 50 performs an output current Irdwn of the downstream air-fuel ratio sensor 34 by the same process as step 110. Is larger than the above-mentioned threshold value (step 116). As a result, the lean deviation occurrence count CL2 used when the intake pressure is lower than the back pressure is increased by 1 (step 118). On the other hand, if it is determined in step 118 that the intake pressure is equal to or less than the back pressure, the count value CR2 of the number of occurrences of lean deviation is increased by 1 (step 120).

次に、ＥＣＵ５０は、ステップ１１２、１１４、１１８および１２０の処理による最新のカウント値ＣＬ１、ＣＲ１、ＣＬ２およびＣＲ２を利用して、吸気圧（コンプレッサ下流圧）が背圧よりも高い状況下において上述のリーンずれが発生した頻度であるリーンずれ頻度（ＣＬ１／（ＣＬ１＋ＣＲ１））と、吸気圧が背圧以下である状況下におけるリーンずれ頻度（ＣＬ２／（ＣＬ２＋ＣＲ２））との差が閾値よりも大きいか否かを判定する（ステップ１２２）。   Next, the ECU 50 uses the latest count values CL1, CR1, CL2, and CR2 by the processing of steps 112, 114, 118, and 120, and described above in a situation where the intake pressure (compressor downstream pressure) is higher than the back pressure. The difference between the lean deviation frequency (CL1 / (CL1 + CR1)), which is the frequency at which the lean deviation occurs, and the lean deviation frequency (CL2 / (CL2 + CR2)) under the condition where the intake pressure is equal to or lower than the back pressure is greater than the threshold value Whether or not (step 122).

その結果、ステップ１２２の判定が不成立となる場合には、ＥＣＵ５０は、今回の処理サイクルを速やかに終了する。一方、ステップ１２２の判定が成立する場合には、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲバルブ４２に閉じ不良が生じていると判定する（ステップ１２４）。   As a result, when the determination in step 122 is not established, the ECU 50 immediately ends the current processing cycle. On the other hand, when the determination in step 122 is established, the ECU 50 determines that the EGR valve 42 has a closed failure (step 124).

以上説明した図４に示すルーチンによれば、同一の空燃比（理論空燃比）条件において、吸気圧が背圧よりも高くなる運転領域（つまり、ＥＧＲ通路３８内での逆流発生可能域）と吸気圧が背圧以下となる運転領域（つまり、この逆流発生の不可能域）との間で、下流側空燃比センサ３４の出力電流Ｉｒｄｗｎのリーンずれ頻度が比較される。そして、このリーンずれ頻度の差が閾値よりも大きくなった場合にＥＧＲバルブ４２の閉じ不良が生じたと判定される。このように、運転領域と下流側空燃比センサ３４の出力とのパターン判定を行うことで、閉じ不良によるガスの漏れ量が微小量であっても閉じ不良の判定精度を上げることができる。より具体的には、新気がＥＧＲ通路３８を通って排気通路１４に吹き抜けることに起因して下流側空燃比センサ３４の出力電流Ｉｒｄｗｎがリーン側の値にずれること以外の影響を小さくしつつ判定を行えるようになる。このため、ＥＧＲバルブ４２の閉じ不良の判定精度を向上させることができる。   According to the routine shown in FIG. 4 described above, under the same air-fuel ratio (theoretical air-fuel ratio) conditions, the operating region where the intake pressure is higher than the back pressure (that is, the region where backflow can occur in the EGR passage 38) and The lean deviation frequency of the output current Irdwn of the downstream air-fuel ratio sensor 34 is compared with the operation region where the intake pressure is equal to or lower than the back pressure (that is, the region where the reverse flow cannot be generated). Then, when the difference in the lean deviation frequency becomes larger than the threshold value, it is determined that the EGR valve 42 is closed poorly. Thus, by performing pattern determination between the operation region and the output of the downstream air-fuel ratio sensor 34, even if the amount of gas leakage due to the closing failure is a minute amount, the accuracy of determining the closing failure can be increased. More specifically, while reducing the influence other than that the output current Irdwn of the downstream side air-fuel ratio sensor 34 shifts to the lean value due to the fresh air blowing through the EGR passage 38 to the exhaust passage 14. Judgment can be made. For this reason, it is possible to improve the determination accuracy of the closing failure of the EGR valve 42.

実施の形態２．
次に、図５を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。以下の説明では、実施の形態２のシステム構成の一例として、図１に示す構成が用いられているものとする。 Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the following description, the configuration shown in FIG. 1 is used as an example of the system configuration of the second embodiment.

（実施の形態２におけるＥＧＲバルブの閉じ不良の判定手法）
既述したように、ストイキ運転状態では、ＥＧＲバルブ４２の閉じ不良に起因して下流側空燃比センサ３４の出力電流Ｉｒｄｗｎが変動した場合であっても、サブフィードバック制御として下流側空燃比センサ３４の出力電流Ｉｒｄｗｎが所定の値となるように空燃比調整（燃料噴射量の調整）が行われる。このため、単に下流側空燃比センサ３４の出力電流Ｉｒｄｗｎに着目しただけでは、特に微小の漏れ量の場合の判定が難しい。 (EGR valve closing failure determination method in the second embodiment)
As described above, in the stoichiometric operation state, even if the output current Irdwn of the downstream side air-fuel ratio sensor fluctuates due to the closing failure of the EGR valve 42, the downstream side air-fuel ratio sensor 34 is used as the sub feedback control. The air-fuel ratio adjustment (adjustment of the fuel injection amount) is performed so that the output current Irdwn of the output current becomes a predetermined value. For this reason, it is difficult to make a determination in the case of a very small leakage amount, simply by paying attention to the output current Irdwn of the downstream air-fuel ratio sensor 34.

そこで、本実施形態では、サブフィードバック制御による上述の空燃比調整作用に基づく補正量（すなわち、上述の空燃比補正量ＡＦＣ）の値が、目標空燃比が理論空燃比（ストイキ）で等しい条件において、吸気圧が背圧よりも高くなる運転領域（つまり、ガス漏れ発生条件）と吸気圧が背圧以下となる運転領域（つまり、ガス漏れの非発生条件）との間で比較される。そして、これらの運転領域での空燃比補正量ＡＦＣの値の絶対値の差に基づいて、ＥＧＲバルブ４２の閉じ不良の有無が判定される。   Therefore, in the present embodiment, the value of the correction amount based on the above-described air-fuel ratio adjustment action by sub-feedback control (that is, the above-described air-fuel ratio correction amount AFC) is set under the condition that the target air-fuel ratio is equal to the stoichiometric air-fuel ratio (stoichiometric). A comparison is made between an operation region where the intake pressure is higher than the back pressure (that is, a gas leak occurrence condition) and an operation region where the intake pressure is equal to or less than the back pressure (that is, a gas leak non-occurrence condition). Based on the difference between the absolute values of the air-fuel ratio correction amount AFC in these operating regions, it is determined whether or not the EGR valve 42 is closed poorly.

（実施の形態２における具体的な処理）
図５は、本発明の実施の形態２においてＥＣＵ５０が実行する処理の一例を示すフローチャートである。図５に示すルーチン中のステップ１００〜１０８の処理については、実施の形態１において既述した通りである。 (Specific processing in Embodiment 2)
FIG. 5 is a flowchart showing an example of processing executed by the ECU 50 in the second embodiment of the present invention. The processing in steps 100 to 108 in the routine shown in FIG. 5 is as described in the first embodiment.

本ルーチンでは、ＥＣＵ５０は、ステップ１０８において吸気圧（コンプレッサ下流圧）が背圧よりも高いと判定した場合には、下流側空燃比センサ３４の出力電流Ｉｒｄｗｎに基づくサブフィードバック制御による補正量が含まれる空燃比補正量ＡＦＣを読み込む（ステップ２００）。次いで、ＥＣＵ５０は、吸気圧が背圧よりも高い運転条件での空燃比補正量ＡＦＣＨの最新の記憶値に対して今回読み込んだ空燃比補正量ＡＦＣを加算する処理を実行する（ステップ２０２）。   In this routine, if the ECU 50 determines in step 108 that the intake pressure (compressor downstream pressure) is higher than the back pressure, the correction amount by the sub-feedback control based on the output current Irdwn of the downstream air-fuel ratio sensor 34 is included. The air-fuel ratio correction amount AFC to be read is read (step 200). Next, the ECU 50 executes a process of adding the currently read air-fuel ratio correction amount AFC to the latest stored value of the air-fuel ratio correction amount AFCH under an operating condition in which the intake pressure is higher than the back pressure (step 202).

一方、ステップ１０８において吸気圧が背圧以下であると判定した場合にも、ＥＣＵ５０は、空燃比補正量ＡＦＣを読み込む（ステップ２０４）。次いで、ＥＣＵ５０は、吸気圧が背圧以下となる運転条件での空燃比補正量ＡＦＣＬの最新の記憶値に対して今回読み込んだ空燃比補正量ＡＦＣを加算する処理を実行する（ステップ２０６）。   On the other hand, when it is determined in step 108 that the intake pressure is equal to or lower than the back pressure, the ECU 50 reads the air-fuel ratio correction amount AFC (step 204). Next, the ECU 50 executes a process of adding the currently read air-fuel ratio correction amount AFC to the latest stored value of the air-fuel ratio correction amount AFCL under the operating condition in which the intake pressure is equal to or lower than the back pressure (step 206).

次に、ＥＣＵ５０は、ステップ２０２および２０６の処理による各運転条件での最新の空燃比補正量ＡＦＣＨおよびＡＦＣＬを利用して、これらの空燃比補正量ＡＦＣＨおよびＡＦＣＬのそれぞれの絶対値の差が閾値よりも大きいか否かを判定する（ステップ２０８）。   Next, the ECU 50 uses the latest air-fuel ratio correction amounts AFCH and AFCL under the respective operating conditions by the processing of steps 202 and 206, and the difference between the absolute values of these air-fuel ratio correction amounts AFCH and AFCL is a threshold value. It is determined whether it is larger than (step 208).

その結果、ステップ２０８の判定が不成立となる場合には、ＥＣＵ５０は、今回の処理サイクルを速やかに終了する。一方、ステップ２０８の判定が成立する場合には、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲバルブ４２に閉じ不良が生じていると判定する（ステップ２１０）。   As a result, when the determination in step 208 is not established, the ECU 50 immediately ends the current processing cycle. On the other hand, when the determination in step 208 is established, the ECU 50 determines that the EGR valve 42 has a closed failure (step 210).

以上説明した図５に示すルーチンによれば、サブフィードバック制御による空燃比調整作用に基づく補正量が反映される空燃比補正量ＡＦＣが、同一の空燃比（理論空燃比）条件において、吸気圧が背圧よりも高くなる運転領域（つまり、ガス漏れ発生条件）と吸気圧が背圧以下となる運転領域（つまり、ガス漏れの非発生条件）との間で比較される。そして、これらの運転領域での空燃比補正量ＡＦＣの値であるＡＦＣＨ、ＡＦＣＬの絶対値の差に基づいて、ＥＧＲバルブ４２の閉じ不良の有無が判定される。このような手法によっても、新気がＥＧＲ通路３８を通って排気通路１４に吹き抜けることに起因して下流側空燃比センサ３４の出力電流Ｉｒｄｗｎがリーン側の値にずれること以外の影響を小さくしつつ判定を行えるようになる。このため、ＥＧＲバルブ４２の閉じ不良の判定精度を向上させることができる。   According to the routine shown in FIG. 5 described above, the air-fuel ratio correction amount AFC that reflects the correction amount based on the air-fuel ratio adjusting action by the sub-feedback control is the same as the intake air pressure under the same air-fuel ratio (theoretical air-fuel ratio) condition. A comparison is made between an operating region where the pressure is higher than the back pressure (that is, a gas leak occurrence condition) and an operating region where the intake pressure is equal to or lower than the back pressure (that is, a gas leak non-occurrence condition). Based on the difference between the absolute values of AFCH and AFCL, which are the values of the air-fuel ratio correction amount AFC in these operating regions, the presence / absence of a closing failure of the EGR valve 42 is determined. Even with such a technique, the influence other than the deviation of the output current Irdwn of the downstream air-fuel ratio sensor 34 to the lean value due to the fresh air blowing through the EGR passage 38 to the exhaust passage 14 is reduced. It will be possible to make a determination. For this reason, it is possible to improve the determination accuracy of the closing failure of the EGR valve 42.

１０ 内燃機関
１２ 吸気通路
１４ 排気通路
１８ エアフローメータ
２０ ターボ過給機
２０ａ コンプレッサ
２０ｂ タービン
２４ スロットルバルブ
２６ 吸気圧センサ
２８ 上流側触媒
３０ 下流側触媒
３２ 上流側空燃比センサ
３４ 下流側空燃比センサ
３６ ＥＧＲ装置
３８ ＥＧＲ通路
４２ ＥＧＲバルブ
４４ クランク軸
４６ クランク角センサ
４８ 燃料噴射弁
５０ 電子制御ユニット（ＥＣＵ） 10 Internal combustion engine 12 Intake passage 14 Exhaust passage 18 Air flow meter 20 Turbocharger 20a Compressor 20b Turbine 24 Throttle valve 26 Intake pressure sensor 28 Upstream catalyst 30 Downstream catalyst 32 Upstream air-fuel ratio sensor 34 Downstream air-fuel ratio sensor 36 EGR Device 38 EGR passage 42 EGR valve 44 Crankshaft 46 Crank angle sensor 48 Fuel injection valve 50 Electronic control unit (ECU)

Claims (1)

気筒内に燃料を供給する燃料噴射弁と、
吸気通路に配置されたコンプレッサを備える過給機と、
前記コンプレッサよりも下流側の前記吸気通路と排気通路とを接続するＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路に配置されたＥＧＲバルブと、
前記排気通路に対する前記ＥＧＲ通路の接続位置よりも下流側において前記排気通路に取り付けられた空燃比センサと、
を備える内燃機関を制御する制御装置であって、
前記コンプレッサよりも下流側における前記吸気通路の圧力であるコンプレッサ下流圧が前記内燃機関の背圧よりも高い場合に前記ＥＧＲバルブを全閉とするＥＧＲバルブ制御手段と、
前記空燃比センサにより検出される実空燃比が所定の目標空燃比に近づくように燃料噴射量のフィードバック制御を実行する空燃比制御手段と、
前記目標空燃比が等しい条件において、前記コンプレッサ下流圧が前記背圧よりも高い場合に前記実空燃比が前記目標空燃比よりもリーン側にずれる頻度であるリーンずれ頻度が、前記コンプレッサ下流圧が前記背圧以下である場合の前記リーンずれ頻度よりも高いときに、または、前記コンプレッサ下流圧が前記背圧よりも高い場合に前記フィードバック制御によって用いられる空燃比補正量が、前記コンプレッサ下流圧が前記背圧以下である場合の前記空燃比補正量よりも大きいときに、前記ＥＧＲバルブの閉じ不良が生じていると判定する異常判定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 A fuel injection valve for supplying fuel into the cylinder;
A supercharger comprising a compressor arranged in the intake passage;
An EGR passage connecting the intake passage and the exhaust passage downstream of the compressor;
An EGR valve disposed in the EGR passage;
An air-fuel ratio sensor attached to the exhaust passage on the downstream side of the connection position of the EGR passage to the exhaust passage;
A control device for controlling an internal combustion engine comprising:
EGR valve control means for fully closing the EGR valve when the compressor downstream pressure, which is the pressure in the intake passage on the downstream side of the compressor, is higher than the back pressure of the internal combustion engine;
Air-fuel ratio control means for performing feedback control of the fuel injection amount so that the actual air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor approaches a predetermined target air-fuel ratio;
In the condition where the target air-fuel ratio is equal, when the compressor downstream pressure is higher than the back pressure, the lean deviation frequency, which is the frequency at which the actual air-fuel ratio shifts leaner than the target air-fuel ratio, is the compressor downstream pressure. The air-fuel ratio correction amount used by the feedback control when the lean deviation frequency is lower than the back pressure or when the compressor downstream pressure is higher than the back pressure is the compressor downstream pressure An abnormality determining means for determining that an EGR valve closing failure has occurred when the air pressure ratio is greater than the air-fuel ratio correction amount when it is equal to or less than the back pressure;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
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