JP3463642B2 - 排気絞り弁の異常検出装置 - Google Patents
排気絞り弁の異常検出装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、排気絞り弁の異常
検出装置に関する。
検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関の排気通路に排気絞り弁を設
け、必要に応じて排気通路を流れる排気の流量を絞る技
術が知られている。排気絞り弁による排気絞りを行なう
と、排気抵抗が増大するため機関出口の排気圧力（排気
背圧）が上昇する。このため、機関の出力損失が増大し
排気温度が上昇するようになる。
け、必要に応じて排気通路を流れる排気の流量を絞る技
術が知られている。排気絞り弁による排気絞りを行なう
と、排気抵抗が増大するため機関出口の排気圧力（排気
背圧）が上昇する。このため、機関の出力損失が増大し
排気温度が上昇するようになる。
【０００３】排気絞り弁は、例えば排気中のＰＭ（パテ
ィキュレートマター、すなわち排気中に含まれる微粒
子）を捕集するＤＰＦ（パティキュレートフィルタ）を
備えた機関において、ＤＰＦに捕集されたＰＭを燃焼さ
せるＤＰＦの再生操作を行なう際に排気温度を上昇させ
るために用いられる。内燃機関の排気、特にディーゼル
機関の排気にはカーボン微粒子を主成分とするＰＭが含
まれており、これらのＰＭの大気への放散を防止するた
めに機関排気系にＰＭを捕集するフィルタ（ＤＰＦ）を
設ける技術が知られている。しかし、ＤＰＦにＰＭが捕
集されると捕集量の増大に応じてＤＰＦを通過する排気
の圧力損失が増大する。このため、ＤＰＦに捕集された
ＰＭ量が過大になると、機関の排気背圧増大による機関
の出力低下や燃費の悪化が無視できなくなる、いわゆる
ＤＰＦの詰まりが生じる。
ィキュレートマター、すなわち排気中に含まれる微粒
子）を捕集するＤＰＦ（パティキュレートフィルタ）を
備えた機関において、ＤＰＦに捕集されたＰＭを燃焼さ
せるＤＰＦの再生操作を行なう際に排気温度を上昇させ
るために用いられる。内燃機関の排気、特にディーゼル
機関の排気にはカーボン微粒子を主成分とするＰＭが含
まれており、これらのＰＭの大気への放散を防止するた
めに機関排気系にＰＭを捕集するフィルタ（ＤＰＦ）を
設ける技術が知られている。しかし、ＤＰＦにＰＭが捕
集されると捕集量の増大に応じてＤＰＦを通過する排気
の圧力損失が増大する。このため、ＤＰＦに捕集された
ＰＭ量が過大になると、機関の排気背圧増大による機関
の出力低下や燃費の悪化が無視できなくなる、いわゆる
ＤＰＦの詰まりが生じる。
【０００４】このＤＰＦの詰まりの問題を解消するため
には、ＤＰＦのＰＭ捕集量がある程度増大した場合にＤ
ＰＦ上のＰＭを燃焼、除去（ＤＰＦを再生）する必要が
ある。排気絞り弁は、ＤＰＦの再生操作を行なう際に排
気温度を上昇させてＤＰＦ上のＰＭの燃焼を開始させる
のに使用することができる。ＤＰＦの再生操作に用いる
ものではないが、排気絞り弁を備えた機関の例として
は、例えば特開平１１−２００８９８号公報に記載され
たものがある。
には、ＤＰＦのＰＭ捕集量がある程度増大した場合にＤ
ＰＦ上のＰＭを燃焼、除去（ＤＰＦを再生）する必要が
ある。排気絞り弁は、ＤＰＦの再生操作を行なう際に排
気温度を上昇させてＤＰＦ上のＰＭの燃焼を開始させる
のに使用することができる。ＤＰＦの再生操作に用いる
ものではないが、排気絞り弁を備えた機関の例として
は、例えば特開平１１−２００８９８号公報に記載され
たものがある。
【０００５】同公報の機関は、排気通路に排気絞り弁を
備えるとともに、排気通路と吸気通路とを接続し排気の
一部を吸気通路に還流させるＥＧＲ装置を備えた機関に
おいて、ＥＧＲ装置により排気の還流が実施されている
ときにのみ排気絞り弁を絞るようにしたものである。同
公報の装置は、機関冷間始動時等に排気絞り弁を用いて
機関の排気背圧を増大させることにより機関の出力損失
を増大させ、機関で燃焼する燃料量を増大させて暖機を
促進するものである。この場合、排気絞り弁を絞ること
により排気背圧が過度に増大すると機関の吸排気弁のス
テムガイドとバルブステムとの間を排気が吹き抜けるよ
うになり、バルブステムの潤滑悪化による焼きつきが生
じる可能性がある。同公報の装置では、ＥＧＲ装置によ
る排気の還流が行なわれている場合にのみ排気絞り弁を
閉弁するようにすることにより、排気背圧の過度の増大
によるバルブステムの焼きつきを防止したものである。
備えるとともに、排気通路と吸気通路とを接続し排気の
一部を吸気通路に還流させるＥＧＲ装置を備えた機関に
おいて、ＥＧＲ装置により排気の還流が実施されている
ときにのみ排気絞り弁を絞るようにしたものである。同
公報の装置は、機関冷間始動時等に排気絞り弁を用いて
機関の排気背圧を増大させることにより機関の出力損失
を増大させ、機関で燃焼する燃料量を増大させて暖機を
促進するものである。この場合、排気絞り弁を絞ること
により排気背圧が過度に増大すると機関の吸排気弁のス
テムガイドとバルブステムとの間を排気が吹き抜けるよ
うになり、バルブステムの潤滑悪化による焼きつきが生
じる可能性がある。同公報の装置では、ＥＧＲ装置によ
る排気の還流が行なわれている場合にのみ排気絞り弁を
閉弁するようにすることにより、排気背圧の過度の増大
によるバルブステムの焼きつきを防止したものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】一般に、排気通路に排
気絞り弁を配置する場合には絞り弁の固着等の異常が問
題となる。排気中には油分や未燃燃料等の成分が含まれ
るため、排気絞り弁はこれらの成分の付着により固着し
て動作不能になる場合がある。例えば、排気絞り弁が閉
弁位置で固着してしまうと、排気絞り弁を開弁すること
ができなくなり、機関の排気背圧の増大による機関出力
の低下や加速性の悪化が継続的に生じるようになる問題
がある。また、排気絞り弁が開弁位置で固着してしまう
と、排気絞り弁を閉弁することができなくなるためＤＰ
Ｆの再生操作を行なうことができなくなる問題が生じ
る。
気絞り弁を配置する場合には絞り弁の固着等の異常が問
題となる。排気中には油分や未燃燃料等の成分が含まれ
るため、排気絞り弁はこれらの成分の付着により固着し
て動作不能になる場合がある。例えば、排気絞り弁が閉
弁位置で固着してしまうと、排気絞り弁を開弁すること
ができなくなり、機関の排気背圧の増大による機関出力
の低下や加速性の悪化が継続的に生じるようになる問題
がある。また、排気絞り弁が開弁位置で固着してしまう
と、排気絞り弁を閉弁することができなくなるためＤＰ
Ｆの再生操作を行なうことができなくなる問題が生じ
る。
【０００７】特に、ＤＰＦ再生操作に排気絞り弁を用い
る場合には、排気絞り弁はＤＰＦの再生操作時以外の期
間は開弁状態に保持されるため、排気絞り弁の開弁固着
が生じやすくなる。この場合、排気絞り弁の閉弁固着が
生じると機関出力の低下や加速性の悪化が継続的に生じ
るのに対して、開弁固着では機関出力の低下や加速性の
悪化は生じない。このため、排気絞り弁の開弁固着が生
じると異常の発見が遅れ、ＤＰＦの詰まりが生じやすく
なる問題がある。
る場合には、排気絞り弁はＤＰＦの再生操作時以外の期
間は開弁状態に保持されるため、排気絞り弁の開弁固着
が生じやすくなる。この場合、排気絞り弁の閉弁固着が
生じると機関出力の低下や加速性の悪化が継続的に生じ
るのに対して、開弁固着では機関出力の低下や加速性の
悪化は生じない。このため、排気絞り弁の開弁固着が生
じると異常の発見が遅れ、ＤＰＦの詰まりが生じやすく
なる問題がある。
【０００８】前述の特開平１１−２００８９８号公報の
装置は、排気絞り弁による排気背圧の過度の増大を防止
することは考慮しているものの、排気絞り弁の固着の問
題については何ら考慮されていない。本発明は、上記問
題に鑑み排気絞り弁を用いる場合に簡易かつ確実に排気
絞り弁の異常の有無を検出することが可能な排気絞り弁
の異常検出装置を提供することを目的としている。
装置は、排気絞り弁による排気背圧の過度の増大を防止
することは考慮しているものの、排気絞り弁の固着の問
題については何ら考慮されていない。本発明は、上記問
題に鑑み排気絞り弁を用いる場合に簡易かつ確実に排気
絞り弁の異常の有無を検出することが可能な排気絞り弁
の異常検出装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、内燃機関の排気通路に配置され、必要に応じて
開閉動作を行い機関排気流量を変化させる排気絞り弁
と、機関排気通路と吸気通路とを接続するＥＧＲ通路
と、該ＥＧＲ通路に配置されＥＧＲ通路を流れて機関吸
気通路に還流する排気流量を制御するＥＧＲ弁とを備え
た内燃機関の、排気絞り弁の異常を検出する異常検出装
置であって、機関吸入空気量を検出するとともに、検出
した機関吸入空気量が予め定めた目標吸入空気量になる
ように前記ＥＧＲ弁開度を制御する制御手段と、前記Ｅ
ＧＲ弁の開度を検出する開度検出手段と、前記制御手段
によるＥＧＲ弁開度制御中の、前記排気絞り弁の開弁動
作または閉弁動作前後のＥＧＲ弁開度変化量に基づいて
前記排気絞り弁の異常の有無を判定する判定手段と、を
備えた排気絞り弁の異常検出装置が提供される。
よれば、内燃機関の排気通路に配置され、必要に応じて
開閉動作を行い機関排気流量を変化させる排気絞り弁
と、機関排気通路と吸気通路とを接続するＥＧＲ通路
と、該ＥＧＲ通路に配置されＥＧＲ通路を流れて機関吸
気通路に還流する排気流量を制御するＥＧＲ弁とを備え
た内燃機関の、排気絞り弁の異常を検出する異常検出装
置であって、機関吸入空気量を検出するとともに、検出
した機関吸入空気量が予め定めた目標吸入空気量になる
ように前記ＥＧＲ弁開度を制御する制御手段と、前記Ｅ
ＧＲ弁の開度を検出する開度検出手段と、前記制御手段
によるＥＧＲ弁開度制御中の、前記排気絞り弁の開弁動
作または閉弁動作前後のＥＧＲ弁開度変化量に基づいて
前記排気絞り弁の異常の有無を判定する判定手段と、を
備えた排気絞り弁の異常検出装置が提供される。
【００１０】また、請求項２に記載の発明によれば、前
記判定手段は、前記制御手段によるＥＧＲ弁開度制御中
に排気絞り弁の開弁動作または閉弁動作が行なわれたと
きの動作前後のＥＧＲ弁開度の変化量が予め定めた値よ
り小さい場合に、排気絞り弁の固着が生じたと判定す
る、請求項１に記載の排気絞り弁の異常検出装置が提供
される。
記判定手段は、前記制御手段によるＥＧＲ弁開度制御中
に排気絞り弁の開弁動作または閉弁動作が行なわれたと
きの動作前後のＥＧＲ弁開度の変化量が予め定めた値よ
り小さい場合に、排気絞り弁の固着が生じたと判定す
る、請求項１に記載の排気絞り弁の異常検出装置が提供
される。
【００１１】すなわち、請求項１と請求項２の発明では
制御手段により機関吸入空気量が目標吸入空気量になる
ようにＥＧＲ弁開度が制御される。なお、本明細書で
は、機関吸入空気量は機関に吸入される新気の量を、機
関吸気量は機関に吸入される新気とＥＧＲ弁を通って吸
気通路に還流する排気（ＥＧＲガス）との混合気の量
を、それぞれ意味するものとする。
制御手段により機関吸入空気量が目標吸入空気量になる
ようにＥＧＲ弁開度が制御される。なお、本明細書で
は、機関吸入空気量は機関に吸入される新気の量を、機
関吸気量は機関に吸入される新気とＥＧＲ弁を通って吸
気通路に還流する排気（ＥＧＲガス）との混合気の量
を、それぞれ意味するものとする。
【００１２】アクセル開度、回転数等の機関運転状態が
一定の条件下では機関吸気量、すなわち機関に吸入され
る新気量とＥＧＲガス量との合計はほぼ一定になる。従
って、本発明ではＥＧＲ弁開度制御中には、機関運転状
態が一定の条件下では目標吸入空気量が変化しない限
り、ＥＧＲ弁開度はＥＧＲガス流量が一定になるように
制御される。
一定の条件下では機関吸気量、すなわち機関に吸入され
る新気量とＥＧＲガス量との合計はほぼ一定になる。従
って、本発明ではＥＧＲ弁開度制御中には、機関運転状
態が一定の条件下では目標吸入空気量が変化しない限
り、ＥＧＲ弁開度はＥＧＲガス流量が一定になるように
制御される。
【００１３】ところが、ＥＧＲガス流量はＥＧＲ弁前後
の圧力差に応じて変化するため、ＥＧＲガス流量を一定
に維持する制御を行なっているとＥＧＲ弁開度は排気背
圧に応じて変化するようになる。例えば、排気絞り弁が
閉弁して排気背圧が増大すると制御手段はＥＧＲ弁開度
を低減してＥＧＲガス流量の増大を抑制し、排気絞り弁
が開弁して排気背圧が低下すると制御手段はＥＧＲ弁開
度を増大してＥＧＲガス流量の低下を抑制することによ
りＥＧＲガス流量を一定に（すなわち機関吸入空気量を
一定に）維持する制御を行なう。このため、排気絞り弁
が正常に動作している場合には、排気絞り弁が開弁状態
から閉弁状態に動作するとＥＧＲ弁開度は必ず減少し、
逆に閉弁状態から開弁状態に動作するとＥＧＲ弁開度は
必ず増加する。
の圧力差に応じて変化するため、ＥＧＲガス流量を一定
に維持する制御を行なっているとＥＧＲ弁開度は排気背
圧に応じて変化するようになる。例えば、排気絞り弁が
閉弁して排気背圧が増大すると制御手段はＥＧＲ弁開度
を低減してＥＧＲガス流量の増大を抑制し、排気絞り弁
が開弁して排気背圧が低下すると制御手段はＥＧＲ弁開
度を増大してＥＧＲガス流量の低下を抑制することによ
りＥＧＲガス流量を一定に（すなわち機関吸入空気量を
一定に）維持する制御を行なう。このため、排気絞り弁
が正常に動作している場合には、排気絞り弁が開弁状態
から閉弁状態に動作するとＥＧＲ弁開度は必ず減少し、
逆に閉弁状態から開弁状態に動作するとＥＧＲ弁開度は
必ず増加する。
【００１４】本発明は、上記に着目し、制御手段による
ＥＧＲ弁開度制御実行中の排気絞り弁開弁動作または閉
弁動作の前後のＥＧＲ弁開度の変化に基づいて排気絞り
弁の異常（固着）を判定する。例えば、排気絞り弁の開
弁動作または閉弁動作前後において、ＥＧＲ弁開度が変
化しなければ排気絞り弁が開弁位置または閉弁位置に固
着する異常が生じていると判定することができる。これ
により、請求項１と請求項２の発明では簡易かつ確実に
排気絞り弁の異常の有無が検出される。
ＥＧＲ弁開度制御実行中の排気絞り弁開弁動作または閉
弁動作の前後のＥＧＲ弁開度の変化に基づいて排気絞り
弁の異常（固着）を判定する。例えば、排気絞り弁の開
弁動作または閉弁動作前後において、ＥＧＲ弁開度が変
化しなければ排気絞り弁が開弁位置または閉弁位置に固
着する異常が生じていると判定することができる。これ
により、請求項１と請求項２の発明では簡易かつ確実に
排気絞り弁の異常の有無が検出される。
【００１５】請求項３に記載の発明によれば、内燃機関
の排気通路に配置され、必要に応じて開閉動作を行い機
関排気流量を変化させる排気絞り弁と、機関排気通路と
吸気通路とを接続するＥＧＲ通路と、該ＥＧＲ通路に配
置されＥＧＲ通路を流れて機関吸気通路に還流する排気
流量を制御するＥＧＲ弁とを備えた内燃機関の、排気絞
り弁の異常を検出する異常検出装置であって、機関吸入
空気量を検出するとともに、検出した機関吸入空気量が
予め定めた目標吸入空気量になるように前記ＥＧＲ弁開
度を制御する制御手段と、前記ＥＧＲ弁の開度を検出す
る開度検出手段と、予め、前記排気絞り弁が全開の状態
になっており前記制御手段によるＥＧＲ弁開度制御が行
なわれているときに前記目標吸入空気量を第１の所定値
から第２の所定値に変化させたときの変化前後のＥＧＲ
弁開度変化量である基準開度変化量を記憶する記憶手段
と、実際の機関運転時に、前記制御手段によるＥＧＲ弁
開度制御中に前記排気絞り弁が閉弁されたときに、前記
目標吸入空気量を前記第１の所定値から第２の所定値に
変化させて変化前後のＥＧＲ弁開度変化量である実開度
変化量を検出するとともに、該実開度変化量と前記基準
変化量とを比較することにより、前記排気絞り弁の異常
の有無を判定する判定手段と、を備えた排気絞り弁の異
常検出装置が提供される。
の排気通路に配置され、必要に応じて開閉動作を行い機
関排気流量を変化させる排気絞り弁と、機関排気通路と
吸気通路とを接続するＥＧＲ通路と、該ＥＧＲ通路に配
置されＥＧＲ通路を流れて機関吸気通路に還流する排気
流量を制御するＥＧＲ弁とを備えた内燃機関の、排気絞
り弁の異常を検出する異常検出装置であって、機関吸入
空気量を検出するとともに、検出した機関吸入空気量が
予め定めた目標吸入空気量になるように前記ＥＧＲ弁開
度を制御する制御手段と、前記ＥＧＲ弁の開度を検出す
る開度検出手段と、予め、前記排気絞り弁が全開の状態
になっており前記制御手段によるＥＧＲ弁開度制御が行
なわれているときに前記目標吸入空気量を第１の所定値
から第２の所定値に変化させたときの変化前後のＥＧＲ
弁開度変化量である基準開度変化量を記憶する記憶手段
と、実際の機関運転時に、前記制御手段によるＥＧＲ弁
開度制御中に前記排気絞り弁が閉弁されたときに、前記
目標吸入空気量を前記第１の所定値から第２の所定値に
変化させて変化前後のＥＧＲ弁開度変化量である実開度
変化量を検出するとともに、該実開度変化量と前記基準
変化量とを比較することにより、前記排気絞り弁の異常
の有無を判定する判定手段と、を備えた排気絞り弁の異
常検出装置が提供される。
【００１６】また、請求項４に記載の発明によれば、前
記判定手段は、前記実開度変化量の前記基準開度変化量
からの偏差が所定値以下の場合に、前記排気絞り弁が開
弁位置に固着したと判定する請求項３に記載の排気絞り
弁の異常検出装置が提供される。
記判定手段は、前記実開度変化量の前記基準開度変化量
からの偏差が所定値以下の場合に、前記排気絞り弁が開
弁位置に固着したと判定する請求項３に記載の排気絞り
弁の異常検出装置が提供される。
【００１７】すなわち、請求項３と請求項４の発明で
は、排気絞り弁閉弁時の制御手段のＥＧＲ弁開度制御中
に目標吸入空気量を第１の所定値と第２の所定値との間
で変化させたときの実際のＥＧＲ弁開度変化量を基準開
度変化量と比較することにより排気絞り弁の異常の有無
を判定する。請求項３と請求項４の発明では、判定手段
は予め排気絞り弁が全開の状態で制御手段によるＥＧＲ
弁開度制御が行なわれているときに、目標吸入空気量を
第１の所定値と第２の所定値との間で変化させたときの
ＥＧＲ弁開度変化量を基準開度変化量として記憶してい
る。そして、実際の機関運転時に排気絞り弁が閉弁され
ているときに、目標吸入空気量を前記第１と第２の所定
値との間で変化させることにより排気絞り弁の異常を検
出する。排気絞り弁が閉弁している状態では、機関の同
一運転状態では排気絞り弁の全開時に較べて排気背圧が
増大する。このため、排気絞り弁閉弁時に目標吸入空気
量を第１と第２の所定値の間で変化させたときのＥＧＲ
弁開度変化量（実開度変化量）は基準開度変化量とは異
なる値になるはずである。
は、排気絞り弁閉弁時の制御手段のＥＧＲ弁開度制御中
に目標吸入空気量を第１の所定値と第２の所定値との間
で変化させたときの実際のＥＧＲ弁開度変化量を基準開
度変化量と比較することにより排気絞り弁の異常の有無
を判定する。請求項３と請求項４の発明では、判定手段
は予め排気絞り弁が全開の状態で制御手段によるＥＧＲ
弁開度制御が行なわれているときに、目標吸入空気量を
第１の所定値と第２の所定値との間で変化させたときの
ＥＧＲ弁開度変化量を基準開度変化量として記憶してい
る。そして、実際の機関運転時に排気絞り弁が閉弁され
ているときに、目標吸入空気量を前記第１と第２の所定
値との間で変化させることにより排気絞り弁の異常を検
出する。排気絞り弁が閉弁している状態では、機関の同
一運転状態では排気絞り弁の全開時に較べて排気背圧が
増大する。このため、排気絞り弁閉弁時に目標吸入空気
量を第１と第２の所定値の間で変化させたときのＥＧＲ
弁開度変化量（実開度変化量）は基準開度変化量とは異
なる値になるはずである。
【００１８】従って、排気絞り弁閉弁時の実開度変化量
が基準開度変化量から大きく変化していない場合には、
実際には排気絞り弁が閉弁していない（排気絞り弁が開
弁位置で固着した）と判定することができる。これによ
り、請求項３と請求項４の発明では、簡易かつ確実に排
気絞り弁の開弁固着の有無が判定される。
が基準開度変化量から大きく変化していない場合には、
実際には排気絞り弁が閉弁していない（排気絞り弁が開
弁位置で固着した）と判定することができる。これによ
り、請求項３と請求項４の発明では、簡易かつ確実に排
気絞り弁の開弁固着の有無が判定される。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を用いて本発明の
実施形態について説明する。図１は、本発明を自動車用
ディーゼルエンジンに適用した実施形態の概略構成を説
明する図である。図１において、１はディーゼルエンジ
ン本体、２はエンジン１の吸気通路、２０は吸気通路２
に設けられたサージタンク、２１はサージタンク２０と
各気筒の吸気ポートとを接続する吸気枝管である。本実
施形態では、吸気通路２には吸気通路２を流れる吸入空
気の流量を絞る吸気絞り弁２７、および吸気を冷却する
インタクーラ２６が設けられている。吸気絞り弁２７は
ソレノイド、バキュームアクチュエータ等の適宜な形式
のアクチュエータ２７ａを備え、後述する電子制御ユニ
ット（ＥＣＵ）３０からの制御信号に応じた開度をと
る。本実施形態では、吸気絞り弁２７は、例えば機関低
回転時等に吸気圧力を低下させて、後述するＥＧＲ通路
３３を通ってサージタンク２０に還流する排気（ＥＧＲ
ガス）量を増大させるために用いられる。
実施形態について説明する。図１は、本発明を自動車用
ディーゼルエンジンに適用した実施形態の概略構成を説
明する図である。図１において、１はディーゼルエンジ
ン本体、２はエンジン１の吸気通路、２０は吸気通路２
に設けられたサージタンク、２１はサージタンク２０と
各気筒の吸気ポートとを接続する吸気枝管である。本実
施形態では、吸気通路２には吸気通路２を流れる吸入空
気の流量を絞る吸気絞り弁２７、および吸気を冷却する
インタクーラ２６が設けられている。吸気絞り弁２７は
ソレノイド、バキュームアクチュエータ等の適宜な形式
のアクチュエータ２７ａを備え、後述する電子制御ユニ
ット（ＥＣＵ）３０からの制御信号に応じた開度をと
る。本実施形態では、吸気絞り弁２７は、例えば機関低
回転時等に吸気圧力を低下させて、後述するＥＧＲ通路
３３を通ってサージタンク２０に還流する排気（ＥＧＲ
ガス）量を増大させるために用いられる。
【００２０】図１に２５で示すのは、吸気通路２の吸気
入口近傍に設けられたエアフローメータである。本実施
形態では、エアフローメータ２５は熱線式流量計等のよ
うに、吸気通路２を流れる吸入空気の質量流量を測定可
能な形式のものが使用されている。吸気通路２に流入し
た大気は、エアフローメータ２５を通過した後、排気過
給機（ターボチャージャ）３５の圧縮機により昇圧さ
れ、吸気通路２に設けたインタクーラ２６により冷却さ
れた後サージタンク２０、枝管２１を経て各気筒に吸入
される。
入口近傍に設けられたエアフローメータである。本実施
形態では、エアフローメータ２５は熱線式流量計等のよ
うに、吸気通路２を流れる吸入空気の質量流量を測定可
能な形式のものが使用されている。吸気通路２に流入し
た大気は、エアフローメータ２５を通過した後、排気過
給機（ターボチャージャ）３５の圧縮機により昇圧さ
れ、吸気通路２に設けたインタクーラ２６により冷却さ
れた後サージタンク２０、枝管２１を経て各気筒に吸入
される。
【００２１】図１に１１１で示すのは、各気筒内に直接
燃料を噴射する燃料噴射弁である。燃料噴射弁１１１
は、高圧燃料を貯留する共通の蓄圧室（コモンレール）
１１５に接続されている。機関１の燃料は高圧燃料ポン
プ１１３により昇圧されてコモンレール１１５に供給さ
れ、コモンレール１１５から各燃料噴射弁１１１を介し
て直接各気筒内に噴射される。
燃料を噴射する燃料噴射弁である。燃料噴射弁１１１
は、高圧燃料を貯留する共通の蓄圧室（コモンレール）
１１５に接続されている。機関１の燃料は高圧燃料ポン
プ１１３により昇圧されてコモンレール１１５に供給さ
れ、コモンレール１１５から各燃料噴射弁１１１を介し
て直接各気筒内に噴射される。
【００２２】また、図１に３１で示すのは各気筒の排気
ポートと排気通路３とを接続する排気マニホルド、３５
で示すのはターボチャージャである。ターボチャージャ
３５は排気通路３の排気により駆動される排気タービン
と、この排気タービンにより駆動される吸気圧縮機とを
備えている。また、本実施形態ではターボチャージャ３
５下流側の排気通路３上には、排気通路３を流れる排気
流量を絞るための排気絞り弁３７が配置されている。排
気絞り弁３７は、吸気絞り弁２７と同様なアクチュエー
タ３７ａを備え、ＥＣＵ３０からの制御信号に応じて全
開位置と所定の開度の閉弁位置とをとる。本実施形態で
は排気絞り弁３７は、パティキュレートフィルタ４３の
再生のために排気温度を上昇させる際に用いられる。
ポートと排気通路３とを接続する排気マニホルド、３５
で示すのはターボチャージャである。ターボチャージャ
３５は排気通路３の排気により駆動される排気タービン
と、この排気タービンにより駆動される吸気圧縮機とを
備えている。また、本実施形態ではターボチャージャ３
５下流側の排気通路３上には、排気通路３を流れる排気
流量を絞るための排気絞り弁３７が配置されている。排
気絞り弁３７は、吸気絞り弁２７と同様なアクチュエー
タ３７ａを備え、ＥＣＵ３０からの制御信号に応じて全
開位置と所定の開度の閉弁位置とをとる。本実施形態で
は排気絞り弁３７は、パティキュレートフィルタ４３の
再生のために排気温度を上昇させる際に用いられる。
【００２３】更に、本実施形態ではエンジン排気の一部
を吸気系に還流させるＥＧＲ装置が設けられている。Ｅ
ＧＲ装置は、排気マニホルド３１と吸気サージタンク２
０とを連通するＥＧＲ通路３３、およびＥＧＲ通路３３
上に配置されたＥＧＲ弁２３、およびＥＧＲ弁２３上流
側のＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲクーラ４５を備えて
いる。ＥＧＲ弁２３は図示しないステッパモータ、ソレ
ノイドアクチュエータ等のアクチュエータを備え、ＥＣ
Ｕ３０からの制御信号に応じた開度をとり、ＥＧＲ通路
３３を通って吸気サージタンク２０に還流するＥＧＲガ
ス流量を制御する。本実施形態では、低負荷領域から高
負荷領域までの広い運転領域で比較的多量のＥＧＲガス
を還流させるようにＥＧＲ弁２３が制御される。このた
め、本実施形態では各気筒に吸入される吸気には比較的
多量のＥＧＲガスが含まれるようになる。ＥＧＲガスは
気筒から排出された高温の排気であるため、多量のＥＧ
Ｒガスを吸気に還流させると吸気温度が上昇してしま
い、エンジンの吸気体積効率が低下することになる。本
実施形態では、これを防止するために、ＥＧＲ弁２３上
流側のＥＧＲ通路３３には水冷または空冷のＥＧＲクー
ラ４５が設けられている。本実施形態では、ＥＧＲクー
ラ４５を用いて吸気系に還流するＥＧＲガス温度を低下
させることにより、エンジンの吸気体積効率の低下を抑
制して比較的多量のＥＧＲガスを還流させることが可能
となっている。
を吸気系に還流させるＥＧＲ装置が設けられている。Ｅ
ＧＲ装置は、排気マニホルド３１と吸気サージタンク２
０とを連通するＥＧＲ通路３３、およびＥＧＲ通路３３
上に配置されたＥＧＲ弁２３、およびＥＧＲ弁２３上流
側のＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲクーラ４５を備えて
いる。ＥＧＲ弁２３は図示しないステッパモータ、ソレ
ノイドアクチュエータ等のアクチュエータを備え、ＥＣ
Ｕ３０からの制御信号に応じた開度をとり、ＥＧＲ通路
３３を通って吸気サージタンク２０に還流するＥＧＲガ
ス流量を制御する。本実施形態では、低負荷領域から高
負荷領域までの広い運転領域で比較的多量のＥＧＲガス
を還流させるようにＥＧＲ弁２３が制御される。このた
め、本実施形態では各気筒に吸入される吸気には比較的
多量のＥＧＲガスが含まれるようになる。ＥＧＲガスは
気筒から排出された高温の排気であるため、多量のＥＧ
Ｒガスを吸気に還流させると吸気温度が上昇してしま
い、エンジンの吸気体積効率が低下することになる。本
実施形態では、これを防止するために、ＥＧＲ弁２３上
流側のＥＧＲ通路３３には水冷または空冷のＥＧＲクー
ラ４５が設けられている。本実施形態では、ＥＧＲクー
ラ４５を用いて吸気系に還流するＥＧＲガス温度を低下
させることにより、エンジンの吸気体積効率の低下を抑
制して比較的多量のＥＧＲガスを還流させることが可能
となっている。
【００２４】図１に３０で示すのは、エンジン１の電子
制御ユニット（ＥＣＵ）である。本実施形態のＥＣＵ３
０は、公知の構成のマイクロコンピュータとして構成さ
れ、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入力ポート、出力ポート
を双方向性バスで相互に接続した構成とされている。Ｅ
ＣＵ３０はエンジン１の燃料噴射制御、回転数制御等の
基本制御を行うほか、本実施形態では後述するように、
機関吸入空気量に基づくＥＧＲ弁２３開度のフィードバ
ック制御、及びＥＧＲ弁開度に基づく排気絞り弁の異常
検出操作を行なう。
制御ユニット（ＥＣＵ）である。本実施形態のＥＣＵ３
０は、公知の構成のマイクロコンピュータとして構成さ
れ、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入力ポート、出力ポート
を双方向性バスで相互に接続した構成とされている。Ｅ
ＣＵ３０はエンジン１の燃料噴射制御、回転数制御等の
基本制御を行うほか、本実施形態では後述するように、
機関吸入空気量に基づくＥＧＲ弁２３開度のフィードバ
ック制御、及びＥＧＲ弁開度に基づく排気絞り弁の異常
検出操作を行なう。
【００２５】これらの制御を行うため、ＥＣＵ３０の入
力ポートには、エンジン１のクランク軸近傍に配置され
た回転数センサ５５からエンジン回転数ＮＥに対応する
信号が入力されている他、エアフローメータ２５からエ
ンジン吸入空気量Ｇｎに相当する信号が、また、エンジ
ンアクセルペダル近傍に配置されたアクセル開度センサ
５７から運転者のアクセルペダル踏み込み量（アクセル
開度）ＡＣＣＰに対応する信号とＥＧＲ弁２３に配置さ
れたＥＧＲ弁開度センサ５１からＥＧＲ弁開度を表す信
号ＶＥＧが、それぞれ入力されている。
力ポートには、エンジン１のクランク軸近傍に配置され
た回転数センサ５５からエンジン回転数ＮＥに対応する
信号が入力されている他、エアフローメータ２５からエ
ンジン吸入空気量Ｇｎに相当する信号が、また、エンジ
ンアクセルペダル近傍に配置されたアクセル開度センサ
５７から運転者のアクセルペダル踏み込み量（アクセル
開度）ＡＣＣＰに対応する信号とＥＧＲ弁２３に配置さ
れたＥＧＲ弁開度センサ５１からＥＧＲ弁開度を表す信
号ＶＥＧが、それぞれ入力されている。
【００２６】ＥＣＵ３０の出力ポートは、図示しない燃
料噴射回路を介してエンジン１の燃料噴射弁１１１に接
続され、燃料噴射弁１１１からの燃料噴射量と燃料噴射
時期とを制御している。また、ＥＣＵ３０の出力ポート
は図示しない駆動回路を介してＥＧＲ弁２３、吸気絞り
弁２７および排気絞り弁３７のアクチュエータに接続さ
れ、それぞれの弁開度を制御している。
料噴射回路を介してエンジン１の燃料噴射弁１１１に接
続され、燃料噴射弁１１１からの燃料噴射量と燃料噴射
時期とを制御している。また、ＥＣＵ３０の出力ポート
は図示しない駆動回路を介してＥＧＲ弁２３、吸気絞り
弁２７および排気絞り弁３７のアクチュエータに接続さ
れ、それぞれの弁開度を制御している。
【００２７】なお、本実施形態ではＥＧＲ弁開度を検出
するＥＧＲ弁開度センサ５１を設けているが、開度セン
サ５１を設けずに、例えばＥＧＲ弁２３のアクチュエー
タとしてステッパモータを用いた場合にはモータの駆動
ステップ数に基づいて、またアクチュエータとしてソレ
ノイドアクチュエータを用いた場合にはソレノイド駆動
パルスオン／オフのデューティ比（駆動パルスのオン、
オフ１周期に占めるオン時間の割合）に基づいてＥＧＲ
弁開度を算出するようにすることも可能である。
するＥＧＲ弁開度センサ５１を設けているが、開度セン
サ５１を設けずに、例えばＥＧＲ弁２３のアクチュエー
タとしてステッパモータを用いた場合にはモータの駆動
ステップ数に基づいて、またアクチュエータとしてソレ
ノイドアクチュエータを用いた場合にはソレノイド駆動
パルスオン／オフのデューティ比（駆動パルスのオン、
オフ１周期に占めるオン時間の割合）に基づいてＥＧＲ
弁開度を算出するようにすることも可能である。
【００２８】本実施形態では、排気通路３の排気絞り弁
下流側には、三元触媒等の公知の形式の排気浄化触媒４
１およびパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）４３が配
置されている。ＤＰＦ４３は、例えば金属メッシュ、セ
ラミック多孔質等のフィルタからなり、排気中のパティ
キュレートマター（ＰＭ）を捕集する。本実施形態で
は、ＤＰＦ４３としては、適宜な形式の公知のパティキ
ュレートフィルタを使用可能である。
下流側には、三元触媒等の公知の形式の排気浄化触媒４
１およびパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）４３が配
置されている。ＤＰＦ４３は、例えば金属メッシュ、セ
ラミック多孔質等のフィルタからなり、排気中のパティ
キュレートマター（ＰＭ）を捕集する。本実施形態で
は、ＤＰＦ４３としては、適宜な形式の公知のパティキ
ュレートフィルタを使用可能である。
【００２９】前述したように、ＤＰＦ４３にはエンジン
運転中排気中のＰＭが捕集され、徐々にＤＰＦ４３のＰ
Ｍ捕集量が増大する。本実施形態ではＤＰＦ４３のＰＭ
捕集量が増大した場合には、排気絞り弁３７を閉弁して
機関吸気量を低下させ、排気温度を上昇させることによ
りＤＰＦ４３の再生操作を行なう。前述したように、排
気絞り弁３７は常に排気に曝されているため排気中の油
分や未燃燃料成分等が付着しやすく、付着した成分によ
り固着が生じ作動不能となる場合がある。排気絞り弁３
７が開弁位置に固着するとＤＰＦ４３の再生操作を行な
うことができないため、ＤＰＦ４３のＰＭによる詰まり
が生じる。また、排気絞り弁３７が閉弁位置で固着する
と、機関は排気背圧の高い状態で運転されることにな
り、機関出力の低下や加速性の悪化が継続的に生じるよ
うになる。このため、排気絞り弁３７の異常（固着）の
有無を確実に判定することが重要である。
運転中排気中のＰＭが捕集され、徐々にＤＰＦ４３のＰ
Ｍ捕集量が増大する。本実施形態ではＤＰＦ４３のＰＭ
捕集量が増大した場合には、排気絞り弁３７を閉弁して
機関吸気量を低下させ、排気温度を上昇させることによ
りＤＰＦ４３の再生操作を行なう。前述したように、排
気絞り弁３７は常に排気に曝されているため排気中の油
分や未燃燃料成分等が付着しやすく、付着した成分によ
り固着が生じ作動不能となる場合がある。排気絞り弁３
７が開弁位置に固着するとＤＰＦ４３の再生操作を行な
うことができないため、ＤＰＦ４３のＰＭによる詰まり
が生じる。また、排気絞り弁３７が閉弁位置で固着する
と、機関は排気背圧の高い状態で運転されることにな
り、機関出力の低下や加速性の悪化が継続的に生じるよ
うになる。このため、排気絞り弁３７の異常（固着）の
有無を確実に判定することが重要である。
【００３０】本実施形態では、機関吸入空気量に基づく
ＥＧＲフィードバック制御実行中に排気絞り弁３７が開
閉されたとき（例えばＤＰＦ４３の再生操作を行なうと
き）の開閉動作前後のＥＧＲ弁２３開度の変化量に基づ
いて簡易かつ確実に排気絞り弁３７の異常の有無を判定
するようにしている。以下、本実施形態の排気絞り弁の
異常検出操作について説明するが、その前にその前提と
なる機関吸入空気量に基づくＥＧＲのフィードバック制
御について説明することとする。
ＥＧＲフィードバック制御実行中に排気絞り弁３７が開
閉されたとき（例えばＤＰＦ４３の再生操作を行なうと
き）の開閉動作前後のＥＧＲ弁２３開度の変化量に基づ
いて簡易かつ確実に排気絞り弁３７の異常の有無を判定
するようにしている。以下、本実施形態の排気絞り弁の
異常検出操作について説明するが、その前にその前提と
なる機関吸入空気量に基づくＥＧＲのフィードバック制
御について説明することとする。
【００３１】内燃機関の排気は酸素濃度が低く、燃焼に
寄与しない不活性気体として機能する。このため、燃焼
室に排気の一部をＥＧＲガスとして供給することにより
機関の燃焼空気過剰率が低下して燃焼による窒素酸化物
（ＮＯX ）の発生が抑制される。一般に燃焼室に還流さ
せる排気ガス量（ＥＧＲ量）が増加するにつれて発生す
るＮＯX 量は低下するが、ＥＧＲ量を過度に増大すると
燃焼室内の酸素量が不足して燃焼状態が悪化する問題が
ある。特にディーゼル機関では、ＥＧＲ量が増大すると
排気中のＰＭが増加したり、排気スモークが発生する等
の問題が生じる。
寄与しない不活性気体として機能する。このため、燃焼
室に排気の一部をＥＧＲガスとして供給することにより
機関の燃焼空気過剰率が低下して燃焼による窒素酸化物
（ＮＯX ）の発生が抑制される。一般に燃焼室に還流さ
せる排気ガス量（ＥＧＲ量）が増加するにつれて発生す
るＮＯX 量は低下するが、ＥＧＲ量を過度に増大すると
燃焼室内の酸素量が不足して燃焼状態が悪化する問題が
ある。特にディーゼル機関では、ＥＧＲ量が増大すると
排気中のＰＭが増加したり、排気スモークが発生する等
の問題が生じる。
【００３２】そこで、ＥＧＲにより排気中のＮＯX を抑
制する場合には、燃焼の悪化やＰＭの増大が生じない範
囲でＮＯX の抑制効果が最大になるようにＥＧＲ率（本
明細書では、機関に吸入される吸気の質量に占めるＥＧ
Ｒガスの質量の割合、すなわちＥＧＲ質量／（新気質量
＋ＥＧＲ量）をＥＧＲ率と称する）を機関運転状態に応
じて正確に制御する必要がある。
制する場合には、燃焼の悪化やＰＭの増大が生じない範
囲でＮＯX の抑制効果が最大になるようにＥＧＲ率（本
明細書では、機関に吸入される吸気の質量に占めるＥＧ
Ｒガスの質量の割合、すなわちＥＧＲ質量／（新気質量
＋ＥＧＲ量）をＥＧＲ率と称する）を機関運転状態に応
じて正確に制御する必要がある。
【００３３】本実施形態では、エアフローメータ２５に
より実際の機関吸入空気量（機関に吸入される新気の質
量流量）を検出し、検出した吸入空気量が機関負荷、回
転数等の機関運転状態に応じて予め定めた目標吸入空気
量になるようにＥＧＲ弁２３開度をフィードバック制御
することにより常に機関運転状態に応じたＥＧＲ率が得
られるようにしている。
より実際の機関吸入空気量（機関に吸入される新気の質
量流量）を検出し、検出した吸入空気量が機関負荷、回
転数等の機関運転状態に応じて予め定めた目標吸入空気
量になるようにＥＧＲ弁２３開度をフィードバック制御
することにより常に機関運転状態に応じたＥＧＲ率が得
られるようにしている。
【００３４】機関に吸入される吸気（新気とＥＧＲガス
との混合気）の体積流量は機関運転状態が定まれば運転
状態に応じたほぼ一定の値になる。このため、機関運転
状態が一定の状態では、吸気系に還流するＥＧＲガス量
を増大すれば機関に吸入される新気の量は減少し、ＥＧ
Ｒガス量を低減すれば機関に吸入される新気の量は増大
する。従って、機関に吸入される新気の量（質量流量）
を検出し、この質量流量が機関運転状態に応じて定まる
目標値になるようにＥＧＲ弁開度をフィードバック制御
することにより、機関には運転状態に応じた最適な量の
新気とＥＧＲガスとを供給することができる。これによ
り、機関の吸気中の新気量とＥＧＲ率が運転状態に応じ
た最適な値に制御されるようになり、排気中のＰＭ量の
増大や排気スモークの発生を生じることなく排気中のＮ
ＯX を最大限に低減することが可能となる。
との混合気）の体積流量は機関運転状態が定まれば運転
状態に応じたほぼ一定の値になる。このため、機関運転
状態が一定の状態では、吸気系に還流するＥＧＲガス量
を増大すれば機関に吸入される新気の量は減少し、ＥＧ
Ｒガス量を低減すれば機関に吸入される新気の量は増大
する。従って、機関に吸入される新気の量（質量流量）
を検出し、この質量流量が機関運転状態に応じて定まる
目標値になるようにＥＧＲ弁開度をフィードバック制御
することにより、機関には運転状態に応じた最適な量の
新気とＥＧＲガスとを供給することができる。これによ
り、機関の吸気中の新気量とＥＧＲ率が運転状態に応じ
た最適な値に制御されるようになり、排気中のＰＭ量の
増大や排気スモークの発生を生じることなく排気中のＮ
ＯX を最大限に低減することが可能となる。
【００３５】図２は、本実施形態における上述した機関
吸入空気量に基づくＥＧＲフィードバック制御操作（以
下「ＥＧＲフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御操作」と称す
る）を具体的に説明するフローチャートである。本操作
は、ＥＣＵ３０により一定時間毎に実行されるルーチン
として行なわれる。図２のＥＧＲフィードバック制御操
作では、まずステップ２０１で回転数センサ５５とエア
フローメータ２５とからエンジン回転数ＮＥと吸入空気
量Ｇｎとが読み込まれるとともに、別途ＥＣＵ３０によ
り実行される燃料噴射量演算操作により算出されたエン
ジン燃料噴射量Ｑfin の値が読み込まれる。
吸入空気量に基づくＥＧＲフィードバック制御操作（以
下「ＥＧＲフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御操作」と称す
る）を具体的に説明するフローチャートである。本操作
は、ＥＣＵ３０により一定時間毎に実行されるルーチン
として行なわれる。図２のＥＧＲフィードバック制御操
作では、まずステップ２０１で回転数センサ５５とエア
フローメータ２５とからエンジン回転数ＮＥと吸入空気
量Ｇｎとが読み込まれるとともに、別途ＥＣＵ３０によ
り実行される燃料噴射量演算操作により算出されたエン
ジン燃料噴射量Ｑfin の値が読み込まれる。
【００３６】本実施形態では、ＥＣＵ３０は別途実行さ
れる図示しない燃料噴射演算操作により、アクセル開度
センサ５７で検出したアクセル開度ＡＣＣＰと、機関回
転数ＮＥとを用いて、予め定められた関係に基づいて機
関燃料噴射量Ｑfin を算出している。燃料噴射量Ｑfin
の値は、機関負荷トルクに対応した値となるため、本実
施形態では、燃料噴射量Ｑfin と機関回転数ＮＥとを機
関運転状態を代表するパラメータとして使用する。
れる図示しない燃料噴射演算操作により、アクセル開度
センサ５７で検出したアクセル開度ＡＣＣＰと、機関回
転数ＮＥとを用いて、予め定められた関係に基づいて機
関燃料噴射量Ｑfin を算出している。燃料噴射量Ｑfin
の値は、機関負荷トルクに対応した値となるため、本実
施形態では、燃料噴射量Ｑfin と機関回転数ＮＥとを機
関運転状態を代表するパラメータとして使用する。
【００３７】次いで、ステップ２０３では、上記により
読み込んだ回転数ＮＥと燃料噴射量Ｑfin とに基づいて
目標吸入空気量Ｇｎｔの値が算出される。目標吸入空気
量Ｇｎｔは、ＥＧＲ率（エンジンに吸入される吸気のう
ちに占めるＥＧＲガスの割合、すなわち（ＥＧＲガス
量）／（ＥＧＲガス量＋吸入空気量Ｇｎ））が機関運転
状態に応じて定まる所定の値になるように、予め各運転
状態に対して設定された吸入空気量である。すなわち、
エンジンの燃焼温度を低下させてエンジンのＮＯX （窒
素酸化物）を低減するためには不活性ガスとしてのＥＧ
Ｒガスを多量にエンジン燃焼室に供給することが好まし
い。しかし、燃焼室に供給するＥＧＲガス量が過大にな
るとエンジン燃焼状態の悪化や出力の低下が生じる。そ
こで、本実施形態では予めエンジン運転状態に応じて最
適なＥＧＲ率を実際の機関を用いた実験に基づいて設定
しておき、吸入空気量ＧｎとＥＧＲガス量との割合がこ
の最適ＥＧＲ率になる各運転状態における吸入空気量を
目標吸入空気量Ｇｎｔとして設定してある。すなわち、
エンジンの回転数ＮＥ、燃料噴射量Ｑfin 等のエンジン
運転状態が定まると、エンジン燃焼室に吸入される合計
吸気量( ＥＧＲガス量＋吸入空気量Ｇｎ) は運転状態に
応じた一定の値に定まる。このため、ＮＥ、Ｑfin 等の
運転状態に応じて予め最適なＥＧＲ率を設定しておけ
ば、そのＥＧＲ率を得るために必要な吸入空気量Ｇｎｔ
も定まることになる。本実施形態では、予め各ＮＥ、Ｑ
fin から定まるエンジン運転状態に対して最適なＥＧＲ
率を得るための目標吸入空気量Ｇｎｔを算出してあり、
この目標吸入空気量Ｇｎｔの値をＮＥ、Ｑfin をパラメ
ータとして用いた数値テーブルの形でＥＣＵ３０のＲＯ
Ｍに格納してある。図２ステップ２０３ではステップ２
０１で読み込んだ現在の回転数ＮＥと燃料噴射量Ｑfin
とに基づいてこの数値テーブルから目標吸入空気量Ｇｎ
ｔを求める操作を行う。
読み込んだ回転数ＮＥと燃料噴射量Ｑfin とに基づいて
目標吸入空気量Ｇｎｔの値が算出される。目標吸入空気
量Ｇｎｔは、ＥＧＲ率（エンジンに吸入される吸気のう
ちに占めるＥＧＲガスの割合、すなわち（ＥＧＲガス
量）／（ＥＧＲガス量＋吸入空気量Ｇｎ））が機関運転
状態に応じて定まる所定の値になるように、予め各運転
状態に対して設定された吸入空気量である。すなわち、
エンジンの燃焼温度を低下させてエンジンのＮＯX （窒
素酸化物）を低減するためには不活性ガスとしてのＥＧ
Ｒガスを多量にエンジン燃焼室に供給することが好まし
い。しかし、燃焼室に供給するＥＧＲガス量が過大にな
るとエンジン燃焼状態の悪化や出力の低下が生じる。そ
こで、本実施形態では予めエンジン運転状態に応じて最
適なＥＧＲ率を実際の機関を用いた実験に基づいて設定
しておき、吸入空気量ＧｎとＥＧＲガス量との割合がこ
の最適ＥＧＲ率になる各運転状態における吸入空気量を
目標吸入空気量Ｇｎｔとして設定してある。すなわち、
エンジンの回転数ＮＥ、燃料噴射量Ｑfin 等のエンジン
運転状態が定まると、エンジン燃焼室に吸入される合計
吸気量( ＥＧＲガス量＋吸入空気量Ｇｎ) は運転状態に
応じた一定の値に定まる。このため、ＮＥ、Ｑfin 等の
運転状態に応じて予め最適なＥＧＲ率を設定しておけ
ば、そのＥＧＲ率を得るために必要な吸入空気量Ｇｎｔ
も定まることになる。本実施形態では、予め各ＮＥ、Ｑ
fin から定まるエンジン運転状態に対して最適なＥＧＲ
率を得るための目標吸入空気量Ｇｎｔを算出してあり、
この目標吸入空気量Ｇｎｔの値をＮＥ、Ｑfin をパラメ
ータとして用いた数値テーブルの形でＥＣＵ３０のＲＯ
Ｍに格納してある。図２ステップ２０３ではステップ２
０１で読み込んだ現在の回転数ＮＥと燃料噴射量Ｑfin
とに基づいてこの数値テーブルから目標吸入空気量Ｇｎ
ｔを求める操作を行う。
【００３８】次いで、ステップ２０５から２１３では、
実際の吸入空気量Ｇｎが上記により算出した目標吸入空
気量Ｇｎｔに一致するようにＥＧＲ弁２３の開度がフィ
ードバック制御される。すなわち、ステップ２０５で
は、まず実際の吸入空気量Ｇｎが目標空気量Ｇｎｔより
予め定めた正の一定値α以上大きいか否かが判定され、
α以上大きい場合にはステップ２０７でＥＧＲ弁２３の
目標開度ＶＥＧ0 を一定量ΔＶだけ増大設定するととも
に、ステップ２１３で実際のＥＧＲ弁２３開度ＶＥＧが
目標開度ＶＥＧ0 になるようにフィードバック制御す
る。これにより、吸気系に還流するＥＧＲガス量が増大
し、相対的にエンジンに吸入される新気の量Ｇｎが減少
する。一方、ステップ２０５で、Ｇｎ−Ｇｎｔ≦αであ
った場合には、次にステップ２０９で実際の吸入空気量
Ｇｎが目標空気量Ｇｎｔよりα以上少ないか否か（Ｇｎ
−Ｇｎｔ＜−αか否か）が判定され、α以上小さい場合
にはステップ２１１でＥＧＲ弁２３の目標開度ＶＥＧ0
を一定量ΔＶだけ減少させるとともに、ステップ２１３
で実際のＥＧＲ弁２３開度ＶＥＧが目標開度ＶＥＧ0 に
なるようにフィードバック制御する。これにより、吸気
系に還流するＥＧＲガス量は減少し、相対的にエンジン
に吸入される新気の量Ｇｎが増大するようになる。ステ
ップ２０５から２１３を実行することにより、実際の吸
入空気量Ｇｎは目標吸入空気量Ｇｎｔに対して±αの範
囲に制御される。なお、αは制御のハンチングを防止す
るための比較的小さい正の値である。
実際の吸入空気量Ｇｎが上記により算出した目標吸入空
気量Ｇｎｔに一致するようにＥＧＲ弁２３の開度がフィ
ードバック制御される。すなわち、ステップ２０５で
は、まず実際の吸入空気量Ｇｎが目標空気量Ｇｎｔより
予め定めた正の一定値α以上大きいか否かが判定され、
α以上大きい場合にはステップ２０７でＥＧＲ弁２３の
目標開度ＶＥＧ0 を一定量ΔＶだけ増大設定するととも
に、ステップ２１３で実際のＥＧＲ弁２３開度ＶＥＧが
目標開度ＶＥＧ0 になるようにフィードバック制御す
る。これにより、吸気系に還流するＥＧＲガス量が増大
し、相対的にエンジンに吸入される新気の量Ｇｎが減少
する。一方、ステップ２０５で、Ｇｎ−Ｇｎｔ≦αであ
った場合には、次にステップ２０９で実際の吸入空気量
Ｇｎが目標空気量Ｇｎｔよりα以上少ないか否か（Ｇｎ
−Ｇｎｔ＜−αか否か）が判定され、α以上小さい場合
にはステップ２１１でＥＧＲ弁２３の目標開度ＶＥＧ0
を一定量ΔＶだけ減少させるとともに、ステップ２１３
で実際のＥＧＲ弁２３開度ＶＥＧが目標開度ＶＥＧ0 に
なるようにフィードバック制御する。これにより、吸気
系に還流するＥＧＲガス量は減少し、相対的にエンジン
に吸入される新気の量Ｇｎが増大するようになる。ステ
ップ２０５から２１３を実行することにより、実際の吸
入空気量Ｇｎは目標吸入空気量Ｇｎｔに対して±αの範
囲に制御される。なお、αは制御のハンチングを防止す
るための比較的小さい正の値である。
【００３９】上記のように、吸入空気量Ｇｎが運転状態
に応じた目標吸入空気量ＧｎｔになるようにＥＧＲを制
御することにより、機関のＥＧＲ率は常に運転状態に応
じた適切な値に維持され、ＰＭの増大やスモークの発生
を生じることなく最大限にＮＯX の発生を抑制すること
が可能となっている。図２の機関吸入空気量に基づくＥ
ＧＲ弁２３開度制御が実施されていると、機関運転状態
（ＮＥ、Ｑfin ）が一定の状態では、ＥＧＲ弁を通るＥ
ＧＲガス流量は一定に維持される。この場合、機関の排
気背圧が変化しない場合にはＥＧＲ弁２３前後の圧力差
も一定となるためＥＧＲ弁２３の開度は一定に保持され
るようになる。
に応じた目標吸入空気量ＧｎｔになるようにＥＧＲを制
御することにより、機関のＥＧＲ率は常に運転状態に応
じた適切な値に維持され、ＰＭの増大やスモークの発生
を生じることなく最大限にＮＯX の発生を抑制すること
が可能となっている。図２の機関吸入空気量に基づくＥ
ＧＲ弁２３開度制御が実施されていると、機関運転状態
（ＮＥ、Ｑfin ）が一定の状態では、ＥＧＲ弁を通るＥ
ＧＲガス流量は一定に維持される。この場合、機関の排
気背圧が変化しない場合にはＥＧＲ弁２３前後の圧力差
も一定となるためＥＧＲ弁２３の開度は一定に保持され
るようになる。
【００４０】ところが、排気絞り弁３７の開閉動作が行
なわれると絞り弁３７の開閉動作に伴って排気背圧が変
化するため、機関運転状態が一定であっても図２の制御
によりＥＧＲ弁２３の開度ＶＥＧは排気背圧に応じて変
化するようになる。すなわち、排気絞り弁３７が閉弁し
て排気背圧が上昇すると、ＥＣＵ３０はＥＧＲ弁２３開
度を低減することによりＥＧＲガス量の増大を防止し、
排気絞り弁３７が開弁して排気背圧が低下すると、ＥＣ
Ｕ３０はＥＧＲ弁２３開度を増大することによりＥＧＲ
ガス量の低下を防止する。このため、排気絞り弁３７の
開閉動作において、絞り弁３７が正常に動作していれば
必ずＥＧＲ弁２３の開度は大きく変化するはずであり、
ＥＧＲ弁２３の開度がほとんど変化しないような場合に
は排気絞り弁２３が開弁位置または閉弁位置に固着した
と判断することができる。本実施形態では、この点に着
目して排気絞り弁３７の異常を簡易かつ確実に検出する
ようにしている。
なわれると絞り弁３７の開閉動作に伴って排気背圧が変
化するため、機関運転状態が一定であっても図２の制御
によりＥＧＲ弁２３の開度ＶＥＧは排気背圧に応じて変
化するようになる。すなわち、排気絞り弁３７が閉弁し
て排気背圧が上昇すると、ＥＣＵ３０はＥＧＲ弁２３開
度を低減することによりＥＧＲガス量の増大を防止し、
排気絞り弁３７が開弁して排気背圧が低下すると、ＥＣ
Ｕ３０はＥＧＲ弁２３開度を増大することによりＥＧＲ
ガス量の低下を防止する。このため、排気絞り弁３７の
開閉動作において、絞り弁３７が正常に動作していれば
必ずＥＧＲ弁２３の開度は大きく変化するはずであり、
ＥＧＲ弁２３の開度がほとんど変化しないような場合に
は排気絞り弁２３が開弁位置または閉弁位置に固着した
と判断することができる。本実施形態では、この点に着
目して排気絞り弁３７の異常を簡易かつ確実に検出する
ようにしている。
【００４１】図３は、上述した排気絞り弁３７の異常検
出操作を具体的に説明するフローチャートである。本操
作はＥＣＵ３０により一定時間毎に実行されるルーチン
として行なわれる。図３の操作では、まず、ステップ３
０１で現在図２で説明した機関吸入空気量に基づくＥＧ
Ｒ弁開度のフィードバック制御（ＥＧＲＦ／Ｂ）が実施
中か否かが判定され、現在ＥＧＲＦ／Ｂが実行されてい
ない場合には異常検出を行なわずに直ちに今回の操作を
終了する。前述したように、本異常検出操作はＥＧＲＦ
／Ｂが実行されていることが前提となるためである。
出操作を具体的に説明するフローチャートである。本操
作はＥＣＵ３０により一定時間毎に実行されるルーチン
として行なわれる。図３の操作では、まず、ステップ３
０１で現在図２で説明した機関吸入空気量に基づくＥＧ
Ｒ弁開度のフィードバック制御（ＥＧＲＦ／Ｂ）が実施
中か否かが判定され、現在ＥＧＲＦ／Ｂが実行されてい
ない場合には異常検出を行なわずに直ちに今回の操作を
終了する。前述したように、本異常検出操作はＥＧＲＦ
／Ｂが実行されていることが前提となるためである。
【００４２】ステップ３０１で現在ＥＧＲＦ／Ｂが実行
中であった場合には、次にステップ３０３で機関回転数
ＮＥ、燃料噴射量Ｑfin 、及びＥＧＲ弁２３開度ＶＥＧ
の値が読み込まれ、ステップ３０５ではフラグＥＸの値
が読み込まれる。ここで、ＥＸは排気絞り弁３７の開閉
指令を表すフラグである。本実施形態ではＥＣＵ３０
は、例えばＤＰＦ４３の再生操作を開始するときにフラ
グＥＸの値を１にセットし、再生操作が終了するとフラ
グＥＸの値を０にセットする。フラグＥＸの値が１にセ
ットされると、ＥＣＵ３０により別途実行されるルーチ
ンにより排気絞り弁３７のアクチュエータ３７ａに閉弁
指令信号が出力され、ＥＸの値が０にセットされるとア
クチュエータ３７ａには開弁指令信号が出力される。
中であった場合には、次にステップ３０３で機関回転数
ＮＥ、燃料噴射量Ｑfin 、及びＥＧＲ弁２３開度ＶＥＧ
の値が読み込まれ、ステップ３０５ではフラグＥＸの値
が読み込まれる。ここで、ＥＸは排気絞り弁３７の開閉
指令を表すフラグである。本実施形態ではＥＣＵ３０
は、例えばＤＰＦ４３の再生操作を開始するときにフラ
グＥＸの値を１にセットし、再生操作が終了するとフラ
グＥＸの値を０にセットする。フラグＥＸの値が１にセ
ットされると、ＥＣＵ３０により別途実行されるルーチ
ンにより排気絞り弁３７のアクチュエータ３７ａに閉弁
指令信号が出力され、ＥＸの値が０にセットされるとア
クチュエータ３７ａには開弁指令信号が出力される。
【００４３】そして、ステップ３０７では、本操作を前
回実行してからフラグＥＸの値に変化があったか否か、
すなわち前回本操作実行後、現在までに排気絞り弁３７
の閉弁操作または開弁操作が実行されたか否かが判定さ
れる。ＥＸ1 は、前回本操作実行時のフラグＥＸの値で
あり、本操作実行毎にステップ３２３で更新されてい
る。
回実行してからフラグＥＸの値に変化があったか否か、
すなわち前回本操作実行後、現在までに排気絞り弁３７
の閉弁操作または開弁操作が実行されたか否かが判定さ
れる。ＥＸ1 は、前回本操作実行時のフラグＥＸの値で
あり、本操作実行毎にステップ３２３で更新されてい
る。
【００４４】前回操作実行後、現在までに排気絞り弁３
７の閉弁または開弁操作が行なわれていない場合、すな
わちステップ３０７でＥＸ1 ＝ＥＸであった場合には、
今回の操作では排気絞り弁の異常を判定することはでき
ないため、本操作はステップ３１７から３２３で現在の
ＮＥ、Ｑfin 、ＶＥＧ及びＥＸの値を、それぞれＮ
Ｅ 1 、Ｑfin1、ＶＥＧ1 及びＥＸ1 として記憶した後に
今回の操作を終了する。
７の閉弁または開弁操作が行なわれていない場合、すな
わちステップ３０７でＥＸ1 ＝ＥＸであった場合には、
今回の操作では排気絞り弁の異常を判定することはでき
ないため、本操作はステップ３１７から３２３で現在の
ＮＥ、Ｑfin 、ＶＥＧ及びＥＸの値を、それぞれＮ
Ｅ 1 、Ｑfin1、ＶＥＧ1 及びＥＸ1 として記憶した後に
今回の操作を終了する。
【００４５】一方、ステップ３０７でＥＸ1 ≠ＥＸであ
った場合には、すなわち前回操作実行後現在までに排気
絞り弁３７の閉弁または開弁操作が行なわれているた
め、ステップ３０９から３１５で排気絞り弁の異常が生
じているか否かが判定される。すなわち、まずステップ
３０９とステップ３１１では機関運転状態が前回本操作
実行時と現在とで大きく変化しているか否かが判定され
る。例えば、ステップ３０３で読み込んだ現在の機関回
転数ＮＥと燃料噴射量Ｑfin との値の一方若しくは両方
がが前回本操作実行時の値ＮＥ1 、Ｑfin1から所定値
（ΔＮＥ0 、ΔＱ fin0) 以上変化していた場合には、機
関運転状態は前回から大きく変化していると考えられる
ため、ステップ３１３の異常判定は行なわずに直接ステ
ップ３１７以下が実行される。前回から機関運転状態が
大きく変化していると、それに伴って目標吸入空気量も
変化するため、ＥＧＲ弁２３開度が大きく変化する場合
があり、ステップ３１３で正確な判断が行なえない場合
がある。このため、本実施形態では、前回から機関運転
状態が大きく変化した場合にはステップ３１３の異常判
定を実行しないようにして、誤判断が生じることを防止
している。なお、本実施形態では予め、ΔＮＥ0 及びΔ
Ｑfin0の値は運転状態が安定していると判断できる程度
の比較的小さな値に設定されている。
った場合には、すなわち前回操作実行後現在までに排気
絞り弁３７の閉弁または開弁操作が行なわれているた
め、ステップ３０９から３１５で排気絞り弁の異常が生
じているか否かが判定される。すなわち、まずステップ
３０９とステップ３１１では機関運転状態が前回本操作
実行時と現在とで大きく変化しているか否かが判定され
る。例えば、ステップ３０３で読み込んだ現在の機関回
転数ＮＥと燃料噴射量Ｑfin との値の一方若しくは両方
がが前回本操作実行時の値ＮＥ1 、Ｑfin1から所定値
（ΔＮＥ0 、ΔＱ fin0) 以上変化していた場合には、機
関運転状態は前回から大きく変化していると考えられる
ため、ステップ３１３の異常判定は行なわずに直接ステ
ップ３１７以下が実行される。前回から機関運転状態が
大きく変化していると、それに伴って目標吸入空気量も
変化するため、ＥＧＲ弁２３開度が大きく変化する場合
があり、ステップ３１３で正確な判断が行なえない場合
がある。このため、本実施形態では、前回から機関運転
状態が大きく変化した場合にはステップ３１３の異常判
定を実行しないようにして、誤判断が生じることを防止
している。なお、本実施形態では予め、ΔＮＥ0 及びΔ
Ｑfin0の値は運転状態が安定していると判断できる程度
の比較的小さな値に設定されている。
【００４６】ステップ３０９とステップ３１１で、それ
ぞれ｜ＮＥ1 −ＮＥ｜＜ΔＮＥ0 、｜Ｑfin1−Ｑfin ｜
＜ΔＱfin0であった場合には、前回から機関運転状態は
大きく変化していないため、ステップ３１３に進み、前
回操作実行時から排気絞り弁３７の開閉操作に応じてＥ
ＧＲ弁２３開度ＶＥＧが変化しているか否かが判定され
る。すなわち、ステップ３１３ではＥＧＲ弁開度の前回
操作実行時から現在までの変化量（前回操作実行時に記
憶したＥＧＲ弁開度ＶＥＧ1 とステップ３０３で読み込
んだ現在の開度ＶＥＧとの差の絶対値）が所定値ΔＶＥ
Ｇ0 より小さいか否かが判定される。
ぞれ｜ＮＥ1 −ＮＥ｜＜ΔＮＥ0 、｜Ｑfin1−Ｑfin ｜
＜ΔＱfin0であった場合には、前回から機関運転状態は
大きく変化していないため、ステップ３１３に進み、前
回操作実行時から排気絞り弁３７の開閉操作に応じてＥ
ＧＲ弁２３開度ＶＥＧが変化しているか否かが判定され
る。すなわち、ステップ３１３ではＥＧＲ弁開度の前回
操作実行時から現在までの変化量（前回操作実行時に記
憶したＥＧＲ弁開度ＶＥＧ1 とステップ３０３で読み込
んだ現在の開度ＶＥＧとの差の絶対値）が所定値ΔＶＥ
Ｇ0 より小さいか否かが判定される。
【００４７】ステップ３１３で｜ＶＥＧ1 −ＶＥＧ｜＜
ΔＶＥＧ0 であった場合には、すなわち機関運転状態が
変化していない状態で、排気絞り弁３７の開閉指令が出
された（ステップ３０７）にもかかわらずＥＧＲ弁開度
が変化していないのであるから、排気絞り弁３７の実際
の開閉動作に伴う排気背圧の変化が生じていないことに
なる。従って、この場合には排気絞り弁が指令通りに動
作していない、すなわち排気絞り弁３７が開弁位置また
は閉弁位置で固着していると判断することができる。こ
のため、ステップ３１３で｜ＶＥＧ1 −ＶＥＧ｜＜ΔＶ
ＥＧ0 であった場合には、ステップ３１５で排気絞り弁
の異常フラグＦＡの値が１にセットされる。
ΔＶＥＧ0 であった場合には、すなわち機関運転状態が
変化していない状態で、排気絞り弁３７の開閉指令が出
された（ステップ３０７）にもかかわらずＥＧＲ弁開度
が変化していないのであるから、排気絞り弁３７の実際
の開閉動作に伴う排気背圧の変化が生じていないことに
なる。従って、この場合には排気絞り弁が指令通りに動
作していない、すなわち排気絞り弁３７が開弁位置また
は閉弁位置で固着していると判断することができる。こ
のため、ステップ３１３で｜ＶＥＧ1 −ＶＥＧ｜＜ΔＶ
ＥＧ0 であった場合には、ステップ３１５で排気絞り弁
の異常フラグＦＡの値が１にセットされる。
【００４８】フラグＦＡの値が１にセットされると、別
途ＥＣＵ３０により実行されるルーチンにより、運転席
近傍に配置された警告灯が点灯され運転者に排気絞り弁
３７に異常が生じたことが報知される。また、ステップ
３１３で｜ＶＥＧ1 −ＶＥＧ｜≧ΔＶＥＧ0 であった場
合には、排気絞り弁３７は開閉指令に応じて動作してい
ると考えられるため、フラグＦＡの値は変更せずにステ
ップ３１７に進む。
途ＥＣＵ３０により実行されるルーチンにより、運転席
近傍に配置された警告灯が点灯され運転者に排気絞り弁
３７に異常が生じたことが報知される。また、ステップ
３１３で｜ＶＥＧ1 −ＶＥＧ｜≧ΔＶＥＧ0 であった場
合には、排気絞り弁３７は開閉指令に応じて動作してい
ると考えられるため、フラグＦＡの値は変更せずにステ
ップ３１７に進む。
【００４９】ここで、ΔＶＥＧ0 の値はＥＧＲＦ／Ｂ制
御中の微小なＥＧＲ弁開度の変動により誤判定を生じる
ことを防止するための比較的小さな値に設定される。ま
た、異常フラグＦＡの初期値は０（正常）に設定されて
おり、ステップ３１５でＦＡの値が１にセットされる
と、その後の判定操作により０にリセットされることは
ない。これにより、一旦異常判定がなされた後、誤って
ＦＡの値がリセットされることが防止される。
御中の微小なＥＧＲ弁開度の変動により誤判定を生じる
ことを防止するための比較的小さな値に設定される。ま
た、異常フラグＦＡの初期値は０（正常）に設定されて
おり、ステップ３１５でＦＡの値が１にセットされる
と、その後の判定操作により０にリセットされることは
ない。これにより、一旦異常判定がなされた後、誤って
ＦＡの値がリセットされることが防止される。
【００５０】上述のように、図３の操作を実行すること
により排気絞り弁の異常の有無を簡易かつ正確に判定す
ることが可能となる。
により排気絞り弁の異常の有無を簡易かつ正確に判定す
ることが可能となる。
【００５１】次に、本発明の排気絞り弁の異常検出操作
の上記とは別の実施形態について説明する。図２の実施
形態では、ＥＧＲＦ／Ｂ制御実施中に目標吸入空気量を
一定に維持したままで、排気絞り弁の開弁または閉弁操
作前後のＥＧＲ弁開度の変化量に基づいて排気絞り弁の
異常の有無を検出していた。これに対して、本実施形態
では、排気絞り弁の閉弁中（閉弁操作が行なわれた後）
にＥＧＲＦ／Ｂ制御の目標吸入空気量を予め定めた第１
の所定値から第２の所定値に変化させたときのＥＧＲ弁
の実際の開度変化量を基準変化量と比較することによ
り、排気絞り弁が開弁位置に固着する異常を生じている
か否かを判定する。
の上記とは別の実施形態について説明する。図２の実施
形態では、ＥＧＲＦ／Ｂ制御実施中に目標吸入空気量を
一定に維持したままで、排気絞り弁の開弁または閉弁操
作前後のＥＧＲ弁開度の変化量に基づいて排気絞り弁の
異常の有無を検出していた。これに対して、本実施形態
では、排気絞り弁の閉弁中（閉弁操作が行なわれた後）
にＥＧＲＦ／Ｂ制御の目標吸入空気量を予め定めた第１
の所定値から第２の所定値に変化させたときのＥＧＲ弁
の実際の開度変化量を基準変化量と比較することによ
り、排気絞り弁が開弁位置に固着する異常を生じている
か否かを判定する。
【００５２】前述したように、通常、排気絞り弁はＤＰ
Ｆの再生操作実行中以外は開弁状態に保持されるため、
排気絞り弁が開弁位置で固着する確率は閉弁位置で固着
する確率よりはるかに高くなっている。また、排気絞り
弁が閉弁位置で固着した場合には機関出力低下や加速性
の悪化が継続して生じるため閉弁位置での固着が生じた
場合には運転者は容易に固着が生じたことに気づくのに
対して、排気絞り弁が開弁位置で固着した場合には、機
関出力や加速性は正常時から変わらないため運転者が排
気絞り弁の開弁位置での固着に気づくことはほとんどな
い。
Ｆの再生操作実行中以外は開弁状態に保持されるため、
排気絞り弁が開弁位置で固着する確率は閉弁位置で固着
する確率よりはるかに高くなっている。また、排気絞り
弁が閉弁位置で固着した場合には機関出力低下や加速性
の悪化が継続して生じるため閉弁位置での固着が生じた
場合には運転者は容易に固着が生じたことに気づくのに
対して、排気絞り弁が開弁位置で固着した場合には、機
関出力や加速性は正常時から変わらないため運転者が排
気絞り弁の開弁位置での固着に気づくことはほとんどな
い。
【００５３】そこで、本実施形態では特に、排気絞り弁
の開弁位置での固着を簡易かつ確実に検出することを目
的とした検出操作を行なう。本実施形態では、排気絞り
弁を開弁状態に保持した状態で機関の運転状態（機関回
転数ＮＥと燃料噴射量Ｑfin との組み合わせ）を変えて
予め機関を運転し、それぞれの運転状態において、ＥＧ
ＲＦ／Ｂ制御における目標吸入空気量を第１の所定値
（Ｇｎｔ1 ）から第２の所定値（Ｇｎｔ2 ）に変えたと
きの変更前後のＥＧＲ弁開度変化量ΔＶＥＧＲを測定
し、それぞれの運転状態における基準開度変化量として
ＥＣＵ３０のＲＯＭに記憶している。
の開弁位置での固着を簡易かつ確実に検出することを目
的とした検出操作を行なう。本実施形態では、排気絞り
弁を開弁状態に保持した状態で機関の運転状態（機関回
転数ＮＥと燃料噴射量Ｑfin との組み合わせ）を変えて
予め機関を運転し、それぞれの運転状態において、ＥＧ
ＲＦ／Ｂ制御における目標吸入空気量を第１の所定値
（Ｇｎｔ1 ）から第２の所定値（Ｇｎｔ2 ）に変えたと
きの変更前後のＥＧＲ弁開度変化量ΔＶＥＧＲを測定
し、それぞれの運転状態における基準開度変化量として
ＥＣＵ３０のＲＯＭに記憶している。
【００５４】そして、実際の運転時に排気絞り弁が閉弁
中（すなわち閉弁指令が出力されており、排気絞り弁が
正常であれば閉弁していると考えられる状態）に、ＥＧ
ＲＦ／Ｂ制御の目標値を上記第１の所定値から第２の所
定値に変化させたときのＥＧＲ弁の実開度変化量ΔＶＥ
Ｇを実測する。ＥＧＲＦ／Ｂ制御中に目標吸入空気量が
第１の所定値から第２の所定値に変化すれば、ＥＧＲ弁
開度はそれに応じて変化する。しかし、排気絞り弁が実
際に閉弁していれば、機関排気の背圧は排気絞り弁開弁
時より上昇しており、ＥＧＲ弁の前後差圧は増大してい
るため、目標吸入空気量を第１の所定値から第２の所定
値に同じ量だけ変化させた場合でも、ＥＧＲ弁の開度変
化量は排気絞り弁開弁時と閉弁時とでは異なってくるは
ずである。このため、排気絞り弁閉弁時に目標吸入空気
量を変化させたときのＥＧＲ弁の実開度変化量ΔＶＥＧ
と、予め記憶した同一機関運転条件下での基準開度変化
量ΔＶＥＧＲとが、所定の誤差範囲を考慮して同一であ
る場合には、実際には排気絞り弁が閉弁していない（す
なわち排気絞り弁が開弁位置で固着している）と判断す
ることができる。
中（すなわち閉弁指令が出力されており、排気絞り弁が
正常であれば閉弁していると考えられる状態）に、ＥＧ
ＲＦ／Ｂ制御の目標値を上記第１の所定値から第２の所
定値に変化させたときのＥＧＲ弁の実開度変化量ΔＶＥ
Ｇを実測する。ＥＧＲＦ／Ｂ制御中に目標吸入空気量が
第１の所定値から第２の所定値に変化すれば、ＥＧＲ弁
開度はそれに応じて変化する。しかし、排気絞り弁が実
際に閉弁していれば、機関排気の背圧は排気絞り弁開弁
時より上昇しており、ＥＧＲ弁の前後差圧は増大してい
るため、目標吸入空気量を第１の所定値から第２の所定
値に同じ量だけ変化させた場合でも、ＥＧＲ弁の開度変
化量は排気絞り弁開弁時と閉弁時とでは異なってくるは
ずである。このため、排気絞り弁閉弁時に目標吸入空気
量を変化させたときのＥＧＲ弁の実開度変化量ΔＶＥＧ
と、予め記憶した同一機関運転条件下での基準開度変化
量ΔＶＥＧＲとが、所定の誤差範囲を考慮して同一であ
る場合には、実際には排気絞り弁が閉弁していない（す
なわち排気絞り弁が開弁位置で固着している）と判断す
ることができる。
【００５５】本実施形態では、上記に着目して排気絞り
弁の開弁位置での固着の有無を検出する。図４は、本実
施形態の排気絞り弁の異常検出操作を説明する簡略化し
たフローチャートである。図４、ステップ４０１、４０
３は、それぞれ現在ＥＧＲＦ／Ｂ操作が実行されている
か否か、及び現在排気絞り弁が閉弁されているか否かの
判定を表している。本実施形態では、現在ＥＧＲＦ／Ｂ
操作が実行中であり、かつ排気絞り弁が閉弁中である状
態になったときにステップ４０５以下が実行される。ス
テップ４０３におけるフラグＥＸの機能は、図３におけ
るものと同一であり、ＥＸ＝１は現在排気絞り弁の閉弁
指令が出されており、正常であれば排気絞り弁が閉弁し
ている状態であることを表している。
弁の開弁位置での固着の有無を検出する。図４は、本実
施形態の排気絞り弁の異常検出操作を説明する簡略化し
たフローチャートである。図４、ステップ４０１、４０
３は、それぞれ現在ＥＧＲＦ／Ｂ操作が実行されている
か否か、及び現在排気絞り弁が閉弁されているか否かの
判定を表している。本実施形態では、現在ＥＧＲＦ／Ｂ
操作が実行中であり、かつ排気絞り弁が閉弁中である状
態になったときにステップ４０５以下が実行される。ス
テップ４０３におけるフラグＥＸの機能は、図３におけ
るものと同一であり、ＥＸ＝１は現在排気絞り弁の閉弁
指令が出されており、正常であれば排気絞り弁が閉弁し
ている状態であることを表している。
【００５６】ステップ４０５からステップ４０９は、Ｅ
ＧＲＦ／Ｂ制御の目標吸入空気量を第１の所定値Ｇｎｔ
1 に設定して運転したときのＥＧＲ弁２３開度ＶＥＧＡ
の計測操作である。すなわち、ステップ４０５では、図
２のＥＧＲＦ／Ｂ制御の目標値Ｇｎｔが第１の所定値Ｇ
ｎｔ1 に設定される。目標吸入空気量が第１の所定値Ｇ
ｎｔ1 に設定されると、図２のＥＧＲＦ／Ｂ制御により
ＥＧＲ弁２３の開度はＧｎｔ1 に対応した開度に変更さ
れる。本実施形態では、目標吸入空気量をＧｎｔ1 に変
更後、エアフローメータ２５で検出した機関吸入空気量
Ｇｎが第１の所定値Ｇｎｔ1 に対して±α（αは図２、
ステップ２０５、２０９のものと同じ値）の範囲に収束
した後（ステップ４０７）のＥＧＲ弁２３開度ＶＥＧを
第１の値ＶＥＧＡとして記憶する（ステップ４０９）。
ＧＲＦ／Ｂ制御の目標吸入空気量を第１の所定値Ｇｎｔ
1 に設定して運転したときのＥＧＲ弁２３開度ＶＥＧＡ
の計測操作である。すなわち、ステップ４０５では、図
２のＥＧＲＦ／Ｂ制御の目標値Ｇｎｔが第１の所定値Ｇ
ｎｔ1 に設定される。目標吸入空気量が第１の所定値Ｇ
ｎｔ1 に設定されると、図２のＥＧＲＦ／Ｂ制御により
ＥＧＲ弁２３の開度はＧｎｔ1 に対応した開度に変更さ
れる。本実施形態では、目標吸入空気量をＧｎｔ1 に変
更後、エアフローメータ２５で検出した機関吸入空気量
Ｇｎが第１の所定値Ｇｎｔ1 に対して±α（αは図２、
ステップ２０５、２０９のものと同じ値）の範囲に収束
した後（ステップ４０７）のＥＧＲ弁２３開度ＶＥＧを
第１の値ＶＥＧＡとして記憶する（ステップ４０９）。
【００５７】ステップ４０５から４０９で目標吸入空気
量の第１の所定値Ｇｎｔ1 に対応したＥＧＲ弁開度ＶＥ
ＧＡを求めた後、次にステップ４１１から４１５では目
標吸入空気量の第２の所定値Ｇｎｔ2 に対応するＥＧＲ
弁２３開度ＶＥＧＢが求められる。ステップ４１１から
ステップ４１５の操作は、ステップ４０５からステップ
４０９の操作とほぼ同一である。
量の第１の所定値Ｇｎｔ1 に対応したＥＧＲ弁開度ＶＥ
ＧＡを求めた後、次にステップ４１１から４１５では目
標吸入空気量の第２の所定値Ｇｎｔ2 に対応するＥＧＲ
弁２３開度ＶＥＧＢが求められる。ステップ４１１から
ステップ４１５の操作は、ステップ４０５からステップ
４０９の操作とほぼ同一である。
【００５８】ステップ４０９から４１５でＶＥＧＡとＶ
ＥＧＢの計測が完了すると、次にステップ４１７ではＶ
ＥＧＡとＶＥＧＢとを用いて、排気絞り弁の閉弁状態で
目標吸入空気量を第１の所定値から第２の所定値に変化
させたときのＥＧＲ弁２３の実開度変化量ΔＶＥＧが、
ΔＶＥＧ＝ＶＥＧＡ−ＶＥＧＢとして算出される。さら
に、ΔＶＥＧ算出後、ステップ４１９では現在の機関運
転状態（機関回転数ＮＥ、燃料噴射量Ｑfin ）に基づい
て、排気絞り弁開弁時におけるＥＧＲ弁の基準開度変化
量ΔＶＥＧＲが決定される。本実施形態では、基準開度
変化量ΔＶＥＧＲ（すなわち、排気絞り弁が開弁した状
態でＥＧＲＦ／Ｂ制御の目標吸入空気量を第１の所定値
Ｇｎｔ1 から第２の所定値Ｇｎｔ2 に変化させたときの
ＥＧＲ弁開度変化量）は予め実験により求められてお
り、ＮＥとＱfin とを用いた数値マップの形でＥＣＵ３
０のＲＯＭに格納されている。
ＥＧＢの計測が完了すると、次にステップ４１７ではＶ
ＥＧＡとＶＥＧＢとを用いて、排気絞り弁の閉弁状態で
目標吸入空気量を第１の所定値から第２の所定値に変化
させたときのＥＧＲ弁２３の実開度変化量ΔＶＥＧが、
ΔＶＥＧ＝ＶＥＧＡ−ＶＥＧＢとして算出される。さら
に、ΔＶＥＧ算出後、ステップ４１９では現在の機関運
転状態（機関回転数ＮＥ、燃料噴射量Ｑfin ）に基づい
て、排気絞り弁開弁時におけるＥＧＲ弁の基準開度変化
量ΔＶＥＧＲが決定される。本実施形態では、基準開度
変化量ΔＶＥＧＲ（すなわち、排気絞り弁が開弁した状
態でＥＧＲＦ／Ｂ制御の目標吸入空気量を第１の所定値
Ｇｎｔ1 から第２の所定値Ｇｎｔ2 に変化させたときの
ＥＧＲ弁開度変化量）は予め実験により求められてお
り、ＮＥとＱfin とを用いた数値マップの形でＥＣＵ３
０のＲＯＭに格納されている。
【００５９】ステップ４１９でΔＶＥＧＲ算出後、ステ
ップ４２１では、ステップ４１７で求めた実開度変化量
ΔＶＥＧの基準開度変化量ΔＶＥＧＲからの偏差（差の
絶対値）が所定値ΔＶＥＧＲ0 以下か否かが判定され
る。ステップ４２１で、両者の偏差｜ΔＶＥＧＲ−ΔＶ
ＥＧ｜が所定値ΔＶＥＧＲ0 以下であった場合は、すな
わち排気絞り弁が閉弁中であるにもかかわらず、目標吸
入空気量を変化させたときのＥＧＲ弁開度変化量が排気
絞り弁開弁中の値と変わらないことを意味するため、排
気絞り弁は開弁位置で固着しており実際には閉弁してい
ないと判断することができる。そこで、この場合には、
ステップ４２３に進み、異常フラグＦＡの値を１にセッ
トする。また、｜ΔＶＥＧＲ−ΔＶＥＧ｜＞ΔＶＥＧＲ
0 であった場合には、実開度変化量と基準開度変化量と
には充分に大きな差があり、実際に排気絞り弁が閉弁し
ていると判断できるため、フラグＦＡの値は変更せずに
検出操作を終了する。なお、所定値ΔＶＥＧＲ0 の値
は、ＥＧＲＦ／Ｂ制御によるＥＧＲ弁開度の微小な変動
が判定に影響を与えるのを防止する程度の比較的小さな
値に設定される。
ップ４２１では、ステップ４１７で求めた実開度変化量
ΔＶＥＧの基準開度変化量ΔＶＥＧＲからの偏差（差の
絶対値）が所定値ΔＶＥＧＲ0 以下か否かが判定され
る。ステップ４２１で、両者の偏差｜ΔＶＥＧＲ−ΔＶ
ＥＧ｜が所定値ΔＶＥＧＲ0 以下であった場合は、すな
わち排気絞り弁が閉弁中であるにもかかわらず、目標吸
入空気量を変化させたときのＥＧＲ弁開度変化量が排気
絞り弁開弁中の値と変わらないことを意味するため、排
気絞り弁は開弁位置で固着しており実際には閉弁してい
ないと判断することができる。そこで、この場合には、
ステップ４２３に進み、異常フラグＦＡの値を１にセッ
トする。また、｜ΔＶＥＧＲ−ΔＶＥＧ｜＞ΔＶＥＧＲ
0 であった場合には、実開度変化量と基準開度変化量と
には充分に大きな差があり、実際に排気絞り弁が閉弁し
ていると判断できるため、フラグＦＡの値は変更せずに
検出操作を終了する。なお、所定値ΔＶＥＧＲ0 の値
は、ＥＧＲＦ／Ｂ制御によるＥＧＲ弁開度の微小な変動
が判定に影響を与えるのを防止する程度の比較的小さな
値に設定される。
【００６０】また、フラグＦＡの機能は図３のものと同
一であるが、本実施形態ではフラグＦＡの値が１にセッ
トされるのは排気絞り弁３７に開弁位置固着の異常が生
じた場合のみである。このため、本実施形態ではフラグ
ＦＡの値が１にセットされた場合には更に、ＥＣＵ３０
により別途実行されるＤＰＦ４３の再生操作において、
例えば吸気絞り弁２７の閉弁及び、又は、機関燃料噴射
量の増大等により排気絞り弁が開弁位置に固着した状態
でもＤＰＦの再生が可能な程度に排気温度を上昇させる
操作を行なうようにしても良い。
一であるが、本実施形態ではフラグＦＡの値が１にセッ
トされるのは排気絞り弁３７に開弁位置固着の異常が生
じた場合のみである。このため、本実施形態ではフラグ
ＦＡの値が１にセットされた場合には更に、ＥＣＵ３０
により別途実行されるＤＰＦ４３の再生操作において、
例えば吸気絞り弁２７の閉弁及び、又は、機関燃料噴射
量の増大等により排気絞り弁が開弁位置に固着した状態
でもＤＰＦの再生が可能な程度に排気温度を上昇させる
操作を行なうようにしても良い。
【００６１】
【発明の効果】各請求項に記載の発明によれば、機関排
気通路に配置された排気絞り弁の異常の有無を簡易かつ
確実に検出可能となる共通の効果を奏する。
気通路に配置された排気絞り弁の異常の有無を簡易かつ
確実に検出可能となる共通の効果を奏する。
【図１】本発明を自動車用ディーゼル機関に適用した実
施形態の概略構成を説明する図である。
施形態の概略構成を説明する図である。
【図２】機関吸入空気量に基づくＥＧＲ弁開度フィード
バック制御操作の一例を説明するフローチャートであ
る。
バック制御操作の一例を説明するフローチャートであ
る。
【図３】排気絞り弁の異常検出操作の実施形態を説明す
るフローチャートである。
るフローチャートである。
【図４】排気絞り弁の異常検出操作の図３とは異なる実
施形態を説明する、簡略化したフローチャートである。
施形態を説明する、簡略化したフローチャートである。
１…ディーゼル機関本体
３…排気通路
２３…ＥＧＲ弁
３０…電子制御ユニット（ＥＣＵ）
３７…排気絞り弁
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｆ０２Ｄ 45/00 ３４５ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３４５Ｚ
(72)発明者 福間 隆雄
愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自
動車株式会社内
(56)参考文献 特開 平11−210500（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−23356（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−103865（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−200898（ＪＰ，Ａ)
実開 平６−28249（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F02M 25/07 510
F02M 25/07 550
F02M 25/07 570
F02D 9/06
F02D 41/18
F02D 45/00 345
Claims (4)
- 【請求項１】 内燃機関の排気通路に配置され、必要に
応じて開閉動作を行い機関排気流量を変化させる排気絞
り弁と、機関排気通路と吸気通路とを接続するＥＧＲ通
路と、該ＥＧＲ通路に配置されＥＧＲ通路を流れて機関
吸気通路に還流する排気流量を制御するＥＧＲ弁とを備
えた内燃機関の、排気絞り弁の異常を検出する異常検出
装置であって、 機関吸入空気量を検出するとともに、検出した機関吸入
空気量が予め定めた目標吸入空気量になるように前記Ｅ
ＧＲ弁開度を制御する制御手段と、 前記ＥＧＲ弁の開度を検出する開度検出手段と、 前記制御手段によるＥＧＲ弁開度制御中の、前記排気絞
り弁の開弁動作または閉弁動作前後のＥＧＲ弁開度変化
量に基づいて前記排気絞り弁の異常の有無を判定する判
定手段と、 を備えた排気絞り弁の異常検出装置。 - 【請求項２】 前記判定手段は、前記制御手段によるＥ
ＧＲ弁開度制御中に排気絞り弁の開弁動作または閉弁動
作が行なわれたときの動作前後のＥＧＲ弁開度の変化量
が予め定めた値より小さい場合に、排気絞り弁の固着が
生じたと判定する、請求項１に記載の排気絞り弁の異常
検出装置。 - 【請求項３】 内燃機関の排気通路に配置され、必要に
応じて開閉動作を行い機関排気流量を変化させる排気絞
り弁と、機関排気通路と吸気通路とを接続するＥＧＲ通
路と、該ＥＧＲ通路に配置されＥＧＲ通路を流れて機関
吸気通路に還流する排気流量を制御するＥＧＲ弁とを備
えた内燃機関の、排気絞り弁の異常を検出する異常検出
装置であって、 機関吸入空気量を検出するとともに、検出した機関吸入
空気量が予め定めた目標吸入空気量になるように前記Ｅ
ＧＲ弁開度を制御する制御手段と、 前記ＥＧＲ弁の開度を検出する開度検出手段と、 予め、前記排気絞り弁が全開の状態になっており前記制
御手段によるＥＧＲ弁開度制御が行なわれているときに
前記目標吸入空気量を第１の所定値から第２の所定値に
変化させたときの変化前後のＥＧＲ弁開度変化量である
基準開度変化量を記憶する記憶手段と、 実際の機関運転時に、前記制御手段によるＥＧＲ弁開度
制御中に前記排気絞り弁が閉弁されたときに、前記目標
吸入空気量を前記第１の所定値から第２の所定値に変化
させて変化前後のＥＧＲ弁開度変化量である実開度変化
量を検出するとともに、該実開度変化量と前記基準変化
量とを比較することにより、前記排気絞り弁の異常の有
無を判定する判定手段と、 を備えた排気絞り弁の異常検出装置。 - 【請求項４】 前記判定手段は、前記実開度変化量の前
記基準開度変化量からの偏差が所定値以下の場合に、前
記排気絞り弁が開弁位置に固着したと判定する請求項３
に記載の排気絞り弁の異常検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000017841A JP3463642B2 (ja) | 2000-01-21 | 2000-01-21 | 排気絞り弁の異常検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000017841A JP3463642B2 (ja) | 2000-01-21 | 2000-01-21 | 排気絞り弁の異常検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001207917A JP2001207917A (ja) | 2001-08-03 |
| JP3463642B2 true JP3463642B2 (ja) | 2003-11-05 |
Family
ID=18544778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000017841A Expired - Fee Related JP3463642B2 (ja) | 2000-01-21 | 2000-01-21 | 排気絞り弁の異常検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP3463642B2 (ja) |
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| FR2894623B1 (fr) * | 2005-12-08 | 2008-02-01 | Renault Sas | Procede de commande d'un moteur comportant une boucle de recirculation de gaz d'echappement de type basse pression |
| JP4748396B2 (ja) * | 2006-12-04 | 2011-08-17 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気絞り弁故障診断装置 |
| JP4687663B2 (ja) * | 2007-02-15 | 2011-05-25 | トヨタ自動車株式会社 | 排気再循環装置の異常診断装置 |
| JP4910849B2 (ja) * | 2007-04-11 | 2012-04-04 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関のｅｇｒシステム |
| JP4571172B2 (ja) * | 2007-08-22 | 2010-10-27 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 内燃機関の可変動弁装置及び内燃機関の可変動弁装置のコントローラ |
| JP4910977B2 (ja) * | 2007-10-16 | 2012-04-04 | マツダ株式会社 | エンジンの過給装置 |
| JP5543725B2 (ja) * | 2009-04-30 | 2014-07-09 | 日野自動車株式会社 | 排気浄化装置 |
| JP4935866B2 (ja) * | 2009-07-31 | 2012-05-23 | 株式会社デンソー | 低圧ｅｇｒ装置 |
| US10107222B2 (en) * | 2014-02-06 | 2018-10-23 | Carrier Corporation | Particulate filter test system and method |
| JP6786970B2 (ja) * | 2016-09-07 | 2020-11-18 | いすゞ自動車株式会社 | 制御装置及び制御方法 |
| DE102017200290A1 (de) * | 2017-01-10 | 2018-07-12 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Computerprogrammprodukt zur Erkennung und Unterscheidung eines Durchflussfehlers und eines Dynamikfehlers einer Abgasrückführung |
| JP2019138196A (ja) * | 2018-02-08 | 2019-08-22 | いすゞ自動車株式会社 | 排気ブレーキバルブの動作判定装置、この動作判定装置を備えた車両及び排気ブレーキバルブの動作判定方法 |
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