(57)【要約】【課題】ＥＧＲシステムが設けられた内燃機関に適用されるブローバイガス処理システムにあってその異常発生の有無を精度良く判定する。【解決手段】この装置は、エアフロメータ、ＥＧＲシステムおよびブローバイガス処理システムが設けられた内燃機関に適用される。内燃機関の燃焼室内に吸入されるガスの量とエアフロメータの検出値とに基づいて実際のＥＧＲ率を求めるとともに同内燃機関の運転状態に基づいて目標ＥＧＲ率を求め、それら実際のＥＧＲ率と目標ＥＧＲ率が一致するようにＥＧＲ開度ＶＲをフィードバック制御する。内燃機関の運転状態に基づいてＥＧＲ開度ＶＲについての基準開度ＶＢを求め（Ｓ２０２）、同基準開度ＶＢとＥＧＲ開度ＶＲとの関係に基づいてブローバイガス処理システムの異常発生の有無を判定する（Ｓ２０３〜Ｓ２０５）。【選択図】図４
2010180828.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気通路を通過する空気の量を検出するエアフロメータが設けられてなるとともに、前記吸気通路における前記エアフロメータより吸気流れ方向下流側の部分と排気通路とを連通するＥＧＲ通路、および同ＥＧＲ通路の通路断面積を変更するＥＧＲバルブを有するＥＧＲシステムが設けられてなる内燃機関に適用されて、前記吸気通路における前記エアフロメータより吸気流れ方向下流側の部分と前記内燃機関のクランクケースとを連通する連通路を有するブローバイガス処理システムの異常判定装置において、
前記内燃機関の燃焼室内に吸入されるガスの量を推定するガス量推定手段と、
前記エアフロメータの検出値と前記ガスの量とに基づいてＥＧＲ量指標値を求めるとともに、前記内燃機関の運転状態に基づいて前記ＥＧＲ量指標値についての制御目標値を求め、前記ＥＧＲ量指標値および前記制御目標値が一致するように前記ＥＧＲバルブの開度をフィードバック制御するフィードバック制御手段と、
前記内燃機関の運転状態に基づいて前記ＥＧＲバルブの開度についての基準開度を求め、同基準開度と実開度との関係に基づいて前記ブローバイガス処理システムの異常発生の有無を判定する判定手段と
を備えるブローバイガス処理システムの異常判定装置。
【請求項２】
請求項１に記載のブローバイガス処理システムの異常判定装置において、
前記判定手段は、前記基準開度から前記実開度を減算した開度の積算開度が予め定めた判定開度以上であるときに、前記ブローバイガス処理システムに異常が発生していると判定するものである
ことを特徴とするブローバイガス処理システムの異常判定装置。
【請求項３】
請求項１に記載のブローバイガス処理システムの異常判定装置において、
前記判定手段は、前記基準開度から前記実開度を減算した開度が予め定めた判定開度以上であるときに、前記ブローバイガス処理システムに異常が発生していると判定するものである
ことを特徴とするブローバイガス処理システムの異常判定装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のブローバイガス処理システムの異常判定装置において、
前記ＥＧＲ量指標値は前記ガスの量のうちのＥＧＲ量が占める割合である
ことを特徴とするブローバイガス処理システムの異常判定装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のブローバイガス処理システムの異常判定装置において、
前記内燃機関は過給機が設けられたディーゼル機関であり、
前記連通路は前記吸気通路における前記過給機のコンプレッサより吸気流れ方向上流側に接続されてなる
ことを特徴とするブローバイガス処理システムの異常判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のクランクケース内のブローバイガスを吸気通路に排出して処理するブローバイガス処理システムについての異常発生の有無を判定する異常判定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、内燃機関にブローバイガス処理システムを設けることが多用されている。このブローバイガス処理システムは内燃機関のクランクケース内と吸気通路とを連通する連通路を備えており、この連通路を通じてクランクケース内のブローバイガス（内燃機関のシリンダとピストンとの隙間を介して燃焼室内からクランクケース内に漏れ出した燃焼ガス）を吸気通路に排出して処理する。
【０００３】
こうしたブローバイガス処理システムでは、その連通路が外れたり同連通路に穴が開いたりするなどといった異常が発生すると、吸気通路内に空気が不要に流入したり機関外部にブローバイガスが漏出したりするなどといった不都合が生じてしてしまう。
【０００４】
従来、そうした不都合に適切に対処するために、ブローバイガス処理システムにおける異常発生の有無を判定する異常判定装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。この装置では、内燃機関の吸気通路における上記連通路の接続部分より吸気流れ方向上流側の部分に、同吸気通路を通過する空気の量（通路吸気量）を検出するためのエアフロメータが設けられている。そして、内燃機関のアイドル運転時において上記エアフロメータにより検出される通路吸気量が所定の判定値以下になったときに、連通路が外れた部分や同連通路に穴が開いた部分からの空気の流入によってエアフロメータを通過しない多量の空気が内燃機関に吸入されているとして、ブローバイガス処理システムに異常が生じていると判断される。
【０００５】
また、内燃機関に、排気通路内の排気を吸気通路に再循環させる排気再循環（ＥＧＲ）システムを設けることも多用されている。このＥＧＲシステムは、内燃機関の吸気通路および排気通路を連通するＥＧＲ通路と、同ＥＧＲ通路に設けられたＥＧＲバルブとを備えている。そしてＥＧＲシステムでは、内燃機関の運転状態に基づいてＥＧＲバルブの開度制御が実行されることにより、ＥＧＲ通路を通じて吸気通路に再循環される排気の量（ＥＧＲ量）が調節される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２８３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、ＥＧＲシステムが設けられた内燃機関では、ＥＧＲバルブの開度制御を通じて吸気通路に排気が導入された場合に、これに伴う通路吸気量の変化が避けられない。そのため、そうしたＥＧＲシステムが設けられた内燃機関にあって、上述した特許文献１に記載の装置のようにエアフロメータによって検出される通路吸気量をもとに異常判定を実行するようにすると、ＥＧＲバルブの開度制御の実行に起因する通路吸気量の変化が誤差要因になって異常判定についての精度低下を招くおそれがある。
【０００８】
なお、特許文献１に記載の装置では、ＥＧＲバルブを一時的に閉弁させた上で、ブローバイガス処理システムの異常判定を実行するようにしている。これにより、ＥＧＲバルブの開度制御の実行に起因する異常判定の精度低下が回避されるようになる。しかしながら、この場合にはＥＧＲバルブの開度制御の実行機会、すなわち吸気通路に排気を再循環させる機会の減少を招くこととなるために、好ましくない。
【０００９】
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、ＥＧＲシステムが設けられた内燃機関に適用されるブローバイガス処理システムにあってその異常発生の有無を精度良く判定することができるブローバイガス処理システムの異常判定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の発明は、吸気通路を通過する空気の量を検出するエアフロメータが設けられてなるとともに、前記吸気通路における前記エアフロメータより吸気流れ方向下流側の部分と排気通路とを連通するＥＧＲ通路、および同ＥＧＲ通路の通路断面積を変更するＥＧＲバルブを有するＥＧＲシステムが設けられてなる内燃機関に適用されて、前記吸気通路における前記エアフロメータより吸気流れ方向下流側の部分と前記内燃機関のクランクケースとを連通する連通路を有するブローバイガス処理システムの異常判定装置において、前記内燃機関の燃焼室内に吸入されるガスの量を推定するガス量推定手段と、前記エアフロメータの検出値と前記ガスの量とに基づいてＥＧＲ量指標値を求めるとともに、前記内燃機関の運転状態に基づいて前記ＥＧＲ量指標値についての制御目標値を求め、前記ＥＧＲ量指標値および前記制御目標値が一致するように前記ＥＧＲバルブの開度をフィードバック制御するフィードバック制御手段と、前記内燃機関の運転状態に基づいて前記ＥＧＲバルブの開度についての基準開度を求め、同基準開度と実開度との関係に基づいて前記ブローバイガス処理システムの異常発生の有無を判定する判定手段とを備えることをその要旨とする。
【００１１】
上記構成では、ブローバイガス処理システムの連通路が外れたり同連通路に穴が開いたりするなどの異常が生じた場合、エアフロメータにより検出される空気の量（通路吸気量）が実際の量（詳しくは、連通路より吸気流れ方向下流側の部分を通過する空気の量）よりも少ない量になってしまう。このときＥＧＲバルブ開度のフィードバック制御では、エアフロメータにより検出される通路吸気量の量が実際の量より少ない量になる分だけ、ＥＧＲ通路を通じて吸気通路に再循環される排気の量（ＥＧＲ量）の指標値が同ＥＧＲ量の多い側の値になる。そのため、これによって生じるＥＧＲ量指標値とその制御目標値との差を補うべくＥＧＲバルブの開度が絞られる。
【００１２】
上記構成によれば、ブローバイガス処理システムに異常が発生したときにおいてＥＧＲバルブの開度が小さくなるといった現象を捉えて、同異常の発生を判定することができるようになる。したがって、ＥＧＲシステムが設けられた内燃機関に適用されるブローバイガス処理システムにあって、ＥＧＲバルブの開度制御の実行による影響を考慮しつつ、ブローバイガス処理システムの異常発生の有無を精度良く判定することができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のブローバイガス処理システムの異常判定装置において、前記判定手段は、前記基準開度から前記実開度を減算した開度の積算開度が予め定めた判定開度以上であるときに、前記ブローバイガス処理システムに異常が発生していると判定するものであることをその要旨とする。
【００１４】
上記構成によれば、エアフロメータの検出値へのノイズ重畳などといった外乱の影響によってＥＧＲバルブの開度がごく短期間変化した場合、積算開度がさほど大きくならずに異常有りと判定されないために、そうした外乱の影響による誤判定を抑えることができる。しかも、連通路が外れたり同連通路に大きな穴が開いたりしてＥＧＲバルブの開度が小さくなった場合には、積算開度が短期間で大きくなるために、これをもって早期に異常発生を判定することができる。さらに、内燃機関の振動に伴って連通路と吸気通路との間に周期的に隙間が生じたり同連通路に小さな穴が開いたりするなどしてＥＧＲバルブの開度が少しだけ小さくなる場合には、積算開度が比較的長い期間をかけて大きくなるために、長い期間にわたるＥＧＲバルブ開度の推移の監視を通じて異常発生を精度良く判定することができる。このように上記構成によれば、ＥＧＲバルブ開度の変化態様に応じてブローバイガス処理システムの異常発生の有無を適切に判定することができるようになる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のブローバイガス処理システムの異常判定装置において、前記判定手段は、前記基準開度から前記実開度を減算した開度が予め定めた判定開度以上であるときに、前記ブローバイガス処理システムに異常が発生していると判定するものであることをその要旨とする。
【００１６】
上記構成によれば、ブローバイガス処理システムの異常発生時においてＥＧＲバルブ開度が小さくなる現象を捉えて、同異常の発生を的確に判定することができる。
なお、前記ＥＧＲ量指標値としては、ＥＧＲ量そのものの他、請求項４によるように、前記ガスの量のうちのＥＧＲ量が占める割合を採用することができる。
【００１７】
また、請求項１〜４のいずれか一項に記載の異常判定装置は、請求項５によるように、過給機が設けられたディーゼル機関に適用されて、前記連通路が吸気通路における過給機のコンプレッサより吸気流れ方向上流側に接続されたものにおいて実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明を具体化した一実施の形態にかかる異常判定装置が適用される内燃機関の概略構成を示す略図。
【図２】ＥＧＲ量調節処理の実行手順を示すフローチャート。
【図３】「ａ」〜「ｃ」ＥＧＲ量調節処理の実行態様の一例を示すタイムチャート。
【図４】異常判定処理の実行態様の一例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明にかかるブローバイガス処理システムの異常判定装置を具体化した一実施の形態について説明する。
ここでは先ず、本実施の形態にかかる異常判定装置が適用される内燃機関の概略構成について図１を参照して説明する。なお、本実施の形態の内燃機関としてはディーゼル機関が採用されている。
【００２０】
図１に示すように、内燃機関１０の吸気通路１１には、その吸気流れ方向上流側（以下、単に上流側）から順に、エアクリーナ１２、過給機２０のコンプレッサ２１、インタークーラ１３、吸気絞り弁１４が設けられている。上記エアクリーナ１２は吸気通路１１内に流入する空気を濾過するためのものであり、上記コンプレッサ２１は吸気通路１１内の空気をその圧力を高めつつ吸気流れ方向下流側（以下、単に下流側）に送るためのものである。また、インタークーラ１３はその内部を通過する空気を外気との熱交換を通じて冷却するための熱交換器であり、上記吸気絞り弁１４は、吸気通路１１の通路断面積の変更を通じて同吸気通路１１における吸気絞り弁１４より下流側の部分の圧力（いわゆる過給圧）を変更するためのものである。
【００２１】
また、内燃機関１０にはその燃焼室１５内に燃料を直接噴射供給するための燃料噴射バルブ１６が取り付けられている。さらに内燃機関１０の排気通路１８には、上記過給機２０のタービン２２が設けられている。
【００２２】
この内燃機関１０では、吸気通路１１を通じて燃焼室１５内に空気が吸入されるとともに同燃焼室１５内において燃料噴射バルブ１６から燃料が噴射されることにより、同燃料が燃焼する。そして、この燃焼に伴って発生したエネルギが内燃機関１０の出力軸１７に伝達されることによって同出力軸１７が回転駆動される。内燃機関１０の燃焼室１５内において燃焼した後のガスは、排気として内燃機関１０の排気通路１８に排出される。
【００２３】
上記過給機２０は、排気駆動式のものであり、そのコンプレッサ２１内に設けられたコンプレッサホイール２１ａとタービン２２内に設けられたタービンホイール２２ａとが一体回転するようになっている。そして内燃機関１０の運転時においては、その排気通路１８を流れる排気が吹き付けられることによってタービンホイール２２ａが回転駆動され、これと一体回転するコンプレッサホイール２１ａによって吸気通路１１内の空気が圧送される。
【００２４】
内燃機関１０には、排気通路１８内の排気を吸気通路１１に再循環させるための排気再循環（ＥＧＲ）システム３０が設けられている。このＥＧＲシステム３０は具体的には、ＥＧＲ通路３１とＥＧＲバルブ３２とＥＧＲクーラ３３とを備えている。ＥＧＲ通路３１は内燃機関１０の排気通路１８における上記タービン２２より排気流れ方向上流側の部分と吸気通路１１における上記吸気絞り弁１４より下流側の部分とを連通するものであり、同ＥＧＲ通路３１を通じて排気通路１８内の排気が吸気通路１１に導入される。ＥＧＲバルブ３２はＥＧＲ通路３１の通路断面積を変更するためのものであり、同ＥＧＲバルブ３２の開度を調節することによりＥＧＲ通路３１を通じて吸気通路１１に再循環される排気の量（ＥＧＲ量）が調量される。上記ＥＧＲクーラ３３はその内部を通過する排気を外気との熱交換を通じて冷却するための熱交換器である。
【００２５】
また内燃機関１０には、その燃焼室１５内からクランクケース内にシリンダとピストン（いずれも図示略）との隙間を介して漏出した燃焼ガス、いわゆるブローバイガスを吸気通路１１に排出して処理するためのブローバイガス処理システム４０が設けられている。このブローバイガス処理システム４０は、ＰＣＶ通路４１とＰＣＶバルブ４２とを備えている。
【００２６】
ＰＣＶ通路４１は内燃機関１０のクランクケースと吸気通路１１における上記コンプレッサ２１より上流側の部分とを連通する連通路として機能するものであり、このＰＣＶ通路４１を通じてクランクケース内のブローバイガス（詳しくは、ブローバイガスを含むガス）が吸気通路１１に排出される。
【００２７】
上記ＰＣＶバルブ４２はＰＣＶ通路４１の通路断面積を変更するためのものである。ＰＣＶバルブ４２は、ＰＣＶ通路４１におけるＰＣＶバルブ４２よりクランクケース側の部分の圧力（ケース側圧力）と吸気通路１１側の部分の圧力（通路側圧力）との差に応じて開度が変化する差圧作動式のバルブである。このＰＣＶバルブ４２は詳しくは、ケース側圧力が通路側圧力より高いときにおいて開弁し、同ケース側圧力が通路側圧力より高いときほど開度が小さくなる。
【００２８】
こうしたブローバイガス処理システム４０によるブローバイガスの処理を通じて、同ブローバイガスに含まれる未燃燃料成分や窒素酸化物（ＮＯｘ）などの大気汚染物質が内燃機関１０の外部に漏れることが抑えられる。
【００２９】
本実施の形態にかかる装置は、内燃機関１０の運転状態を検出するための各種センサを備えている。それらセンサとしては、例えば内燃機関１０の出力軸１７の回転速度（機関回転速度ＮＥ）を検出するための回転速度センサ５１や、ＥＧＲバルブ３２の開度（ＥＧＲ開度ＶＲ）を検出するための開度センサ５２が設けられている。また吸気通路１１における吸気絞り弁１４より下流側の部分の圧力（過給圧Ｐ）を検出するための圧力センサ５３や、アクセルペダル１９の踏み込み量ＡＣを検出するためのアクセルセンサ５４が設けられている。その他、吸気通路１１を通過する空気の量（通路吸気量ＧＡ）を検出するためのエアフロメータ５５なども設けられている。なお、このエアフロメータ５５は、吸気通路１１における上記ＰＣＶ通路４１の接続部分より上流側の部分に取り付けられている。
【００３０】
また本実施の形態にかかる装置は、例えばマイクロコンピュータを中心に構成される電子制御装置５０を備えている。この電子制御装置５０は、各種センサの出力信号を取り込むとともにそれら出力信号をもとに各種の演算処理を実行し、その演算結果に基づいて吸気絞り弁１４の開度制御や、燃料噴射バルブ１６の駆動制御、ＥＧＲバルブ３２の開度制御などの各種制御を実行する。
【００３１】
燃料噴射バルブ１６の駆動制御は次のように実行される。すなわち先ず、アクセルペダル１９の踏み込み量ＡＣおよび機関回転速度ＮＥに基づいて目標燃料噴射量Ｔｑが算出される。そして、この目標燃料噴射量Ｔｑと同量の燃料が噴射されるように燃料噴射バルブ１６が開弁駆動される。
【００３２】
本実施の形態では、上述したＥＧＲ量を調節するための処理（ＥＧＲ量調節処理）が実行される。ここで排気通路１８から吸気通路１１への排気の再循環は吸気通路１１の圧力（過給圧Ｐ）と排気通路１８の圧力との差を利用して行われる。そして本実施の形態では、吸気絞り弁１４の開度制御を通じて吸気通路１１の通路断面積を変更することによって上記圧力差（具体的には、過給圧Ｐ）を調節しつつＥＧＲバルブ３２の開度制御を通じてＥＧＲ通路３１の通路断面積を変更することにより、同ＥＧＲ通路３１を通過する排気の量（ＥＧＲ量）を調節するようにしている。
【００３３】
以下、このＥＧＲ量調節処理について詳細に説明する。
図２は上記ＥＧＲ量調節処理の実行手順を示すフローチャートであり、このフローチャートに示される一連の処理は、所定周期毎の割り込み処理として、電子制御装置５０により実行される。
【００３４】
図２に示すように、この処理では先ず、機関回転速度ＮＥおよび機関負荷ＫＬといった内燃機関１０の運転状態に基づいて、同内燃機関１０の燃焼室１５内に吸入されるガスの量のうちのＥＧＲ量が占める割合（ＥＧＲ率）についての制御目標値（目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒ）が求められる（ステップＳ１０１）。なお本実施の形態では、内燃機関１０の燃料消費量の低減や排気性状の悪化抑制を図ることが可能になる同内燃機関１０の運転状態と目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒとの関係が実験やシミュレーションの結果に基づき予め求められて電子制御装置５０に記憶されており、同関係に基づいて目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒが求められる。また本実施の形態では、機関負荷ＫＬとして、目標燃料噴射量Ｔｑを機関回転速度ＮＥで商算した値（＝Ｔｑ／ＮＥ）が用いられる。この機関負荷ＫＬとしては、目標燃料噴射量Ｔｑや、燃料噴射バルブ１６から噴射される燃料の量、アクセルペダル１９の踏み込み量ＡＣなどを用いるようにしてもよい。
【００３５】
その後、上記目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒに基づいてＥＧＲ開度ＶＲについての制御目標値（目標ＥＧＲ開度Ｔｖｒ）と吸気絞り弁１４の開度についての制御目標値（目標絞り弁開度）とが求められる（ステップＳ１０２）。本実施の形態では、経時的な劣化や各種異常が生じていない基準状態の装置において目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒと実際のＥＧＲ率とを一致させることが可能になる目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒと目標ＥＧＲ開度Ｔｖｒとの関係や目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒと目標絞り弁開度との関係が実験やシミュレーションの結果に基づき予め求められて電子制御装置５０に記憶されている。ステップＳ１０２の処理では、そうした関係に基づいて目標ＥＧＲ開度Ｔｖｒおよび目標絞り弁開度が算出される。
【００３６】
そして、目標絞り弁開度に基づいて吸気絞り弁１４の開度制御が実行される（ステップＳ１０３）。
その後、過給圧Ｐ、機関回転速度ＮＥおよび通路吸気量ＧＡに基づいて実際のＥＧＲ率についての推定値（実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒ）が求められる（ステップＳ１０４）。
【００３７】
なお、実際のＥＧＲ率は次のような考えのもとに推定することが可能である。過給圧Ｐおよび機関回転速度ＮＥに基づいて内燃機関１０の燃焼室１５内に吸入されるガスの量を推定することができ、通路吸気量ＧＡに基づいて内燃機関１０の燃焼室１５内に吸入される空気の量（新気量）を推定することができる。そして、上記ガスの量から新気量を減じた量（＝ガスの量−新気量）を実際のＥＧＲ量に相当する量として求めることができ、同量とガスの量とから実際のＥＧＲ率（＝「ガスの量−新気量」／ガスの量）を推定することができる。
【００３８】
本実施の形態では、そうした実態に見合う過給圧Ｐと機関回転速度ＮＥと通路吸気量ＧＡと実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒとの関係が実験やシミュレーションの結果に基づき予め求められて電子制御装置５０に記憶されている。ステップＳ１０４の処理では、そうした関係に基づいて実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒが求められる。なお本実施の形態では、ステップＳ１０４の処理がガス量推定手段として機能し、実ＥＧＲ率ＲｅｇｒがＥＧＲ量指標値として機能する。
【００３９】
その後、目標ＥＧＲ開度Ｔｖｒ、目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒ、および実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒに基づいてＥＧＲバルブ３２の開度制御が実行される（ステップＳ１０５）。詳しくはＥＧＲバルブ３２の開度制御として、目標ＥＧＲ開度Ｔｖｒを見込み制御量とする見込み制御と、目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒと実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒとの偏差に基づくフィードバック制御とが実行される。なお本実施の形態では、このステップＳ１０５の処理が目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒと実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒとが一致するようにＥＧＲ開度ＶＲをフィードバック制御するフィードバック制御手段として機能する。
【００４０】
ここで、ブローバイガス処理システム４０では、そのＰＣＶ通路４１が吸気通路１１や内燃機関１０から外れたり同ＰＣＶ通路４１に穴が開いたりするなどといった異常が発生すると、吸気通路１１内に空気が不要に流入したり内燃機関１０の外部にブローバイガスが漏出したりするなどといった不都合が生じてしてしまう。そのため本実施の形態では、そうした不都合に適切に対処するために、ブローバイガス処理システム４０における異常発生の有無を判定するようにしている。具体的には、内燃機関１０の運転状態に基づいてＥＧＲ開度ＶＲについての基準開度ＶＢが求められるとともに、この基準開度ＶＢとＥＧＲ開度ＶＲとの関係に基づいてブローバイガス処理システム４０の異常発生の有無が判定される。
【００４１】
以下、そうした異常発生の有無を判定する処理（異常判定処理）の概要について、図３を参照しつつ説明する。なお図３はブローバイガス処理システム４０の異常発生時における前記ＥＧＲ量調節処理の実行態様の一例を示しており、同図において「ａ」は通路吸気量ＧＡの推移を、「ｂ」はＥＧＲ率の推移を、「ｃ」はＥＧＲ開度の推移をそれぞれ示している。本実施の形態では、この異常判定処理が判定手段として機能する。
【００４２】
ブローバイガス処理システム４０に上記異常が発生した場合、ＰＣＶ通路４１が外れた部分や同ＰＣＶ通路４１に開いた穴などを介して吸気通路１１に空気が流入するようになるために、内燃機関１０の燃焼室１５に吸入される空気の一部がエアフロメータ５５を通過しない状態になる。そして、エアフロメータ５５を通過せずに燃焼室１５に流入する空気量に相当する分（図３「ａ」中に白抜きの矢印で示す分）だけ、同エアフロメータ５５により検出される通路吸気量ＧＡ（同図「ａ」の実線）が実際の量（同図「ａ」の二点鎖線）、詳しくは吸気通路１１におけるＰＣＶ通路４１との連通部分より下流側の部分を通過する空気の量よりも少ない量になってしまう。
【００４３】
これによりＥＧＲ量調節処理では、通路吸気量ＧＡが実際の量より少ない量になる分だけ、この通路吸気量ＧＡに基づき求められる実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒ（同図「ｂ」の実線）が実際のＥＧＲ率（同図「ｂ」の二点鎖線）と比較して高い比率になる。
【００４４】
そのためＥＧＲ開度ＶＲのフィードバック制御では、そうした実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒの変化に伴って生じる同実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒと目標ＥＧＲ率Ｔｅｇｒとの差（同図「ｂ」中に黒塗りの矢印で示す分）を補償するために、同差に相当する分（同図「ｃ」中に白抜きの矢印で示す分）だけ、ＥＧＲ開度ＶＲ（同図「ｃ」の線Ｌ１）が実際のＥＧＲ率に見合うＥＧＲ開度（同図「ｃ」の二点差線）より小さい開度に変更される。このことから、ブローバイガス処理システム４０に上記異常が発生した場合には、内燃機関１０の運転状態に基づき求められる基準開度ＶＢ（同図「ｃ」の線Ｌ２）からＥＧＲ開度ＶＲを減じた開度ΔＶ（＝ＶＢ−ＶＲ）が大きくなると云える。
【００４５】
本実施の形態では、そのようにして上記開度ΔＶが大きくなったことをもってブローバイガス処理システム４０に異常が発生したときにＥＧＲ開度ＶＲが小さくなるといった現象を捉えて、同異常の発生が判定される。
【００４６】
以下、上記異常判定処理について詳細に説明する。
図４は異常判定処理の具体的な実行手順を示すフローチャートであり、このフローチャートに示される一連の処理は、所定周期毎の割り込み処理として、電子制御装置５０により実行される。
【００４７】
図４に示すように、この処理では先ず、実行条件が成立しているか否かが判断される（ステップＳ２０１）。ここでは、以下の各条件が共に満たされることをもって実行条件が成立していると判断される。
・内燃機関１０の運転領域がＥＧＲバルブ３２が開弁される領域であること。
・機関回転速度ＮＥ、機関負荷ＫＬ、通路吸気量ＧＡ、ＥＧＲ開度ＶＲの単位時間あたりの変化量が小さい状態が所定時間（例えば数秒）以上継続されていること。
【００４８】
実行条件が成立していない場合には（ステップＳ２０１：ＮＯ）、以下の処理を実行することなく、本処理は一旦終了される。
一方、実行条件が成立している場合には（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、機関回転速度ＮＥおよび機関負荷ＫＬに基づいて前記基準開度ＶＢが求められる（ステップＳ２０２）。なお基準開度ＶＢとしては、経時的な劣化や各種異常が生じていない基準状態の装置において設定されるＥＧＲ開度ＶＲより一定開度だけ小さい開度に相当する開度が求められる。本実施の形態では、そうした開度を基準開度ＶＢとして求めることが可能になる同基準開度ＶＢと機関回転速度ＮＥと機関負荷ＫＬとの関係が実験やシミュレーションの結果に基づき予め求められて電子制御装置５０に記憶されており、同関係に基づいて基準開度ＶＢが求められる。
【００４９】
このように基準開度ＶＢが求められた後、上記基準開度ＶＢからＥＧＲ開度ＶＲを減算した開度ΔＶ（＝ＶＢ−ＶＲ）についての所定期間（例えば、本処理の直近の数十周期）における積算値（積算開度ΣΔＶ）が求められる（ステップＳ２０３）。
【００５０】
その後、この積算開度ΣΔＶが予め定められた判定開度以上であるか否かが判断される（ステップＳ２０４）。なお、この判定開度はブローバイガス処理システム４０に異常が発生したことを的確に判定することの可能な値であり、実験やシミュレーションの結果などに基づいて予め求められて電子制御装置５０に記憶されている。
【００５１】
そして、積算開度ΣΔＶが判定開度以上である場合には（ステップＳ２０４：ＹＥＳ）、ＥＧＲ開度ＶＲが小さくなっておりブローバイガス処理システム４０に異常が発生している可能性があるとして、同異常が発生していると判定された後（ステップＳ２０５）、本処理は一旦終了される。本実施の形態では、このとき例えば異常発生を報知するための警告灯を点灯させたり同異常が発生した旨の履歴を電子制御装置５０に記憶させたりすることにより、ブローバイガス処理システム４０に生じた異常に対する適切な対処が促される。
【００５２】
なお、積算開度ΣΔＶが判定開度より小さい場合には（ステップＳ２０４：ＮＯ）、ＥＧＲ開度ＶＲが小さくなっていない、あるいはさほど小さくなっていないとして、ステップＳ２０５の処理がジャンプされて、本処理は一旦終了される。すなわち、この場合にはブローバイガス処理システム４０に異常が発生していると判定されない。
【００５３】
以下、こうした異常判定処理を実行することによる作用について説明する。
本実施の形態では、内燃機関１０の運転状態に基づいて基準開度ＶＢが求められるとともに、この基準開度ＶＢとＥＧＲ開度ＶＲとの関係に基づいてブローバイガス処理システム４０の異常発生の有無が判定される。これにより基準開度ＶＢからＥＧＲ開度ＶＲを減じた開度ΔＶが大きくなったことをもって、ブローバイガス処理システム４０に前記異常が発生したときにおいてＥＧＲ開度ＶＲが小さくなるといった現象を捉えて、同異常の発生を精度良く判定することができるようになる。
【００５４】
ここで本実施の形態のＥＧＲ量調節処理では、ＥＧＲバルブ３２の開度制御としてフィードバック制御が実行されるために、前記回転速度センサ５１や圧力センサ５３、エアフロメータ５５の検出値へのノイズ重畳などといった外乱が発生した場合において上記フィードバック制御を通じてＥＧＲ開度ＶＲが変化してしまう。そのため、そうしたＥＧＲ開度ＶＲの変化により、実際にはブローバイガス処理システム４０に異常が発生していないにもかかわらず、異常が発生していると誤って判定されるおそれがある。
【００５５】
この点、本実施の形態では、基準開度ＶＢからＥＧＲ開度ＶＲを減算した開度ΔＶを所定期間にわたって積算した積算開度ΣΔＶが判定開度以上であることをもって、ブローバイガス処理システム４０に異常が発生していると判定される。そのため外乱の影響によってＥＧＲ開度ＶＲがごく短期間において変化した場合であっても、積算開度ΣΔＶがさほど大きくならず、このときブローバイガス処理システム４０に異常が発生していると判定されない。したがって、そうした外乱の影響による誤判定が適切に抑えられるようになる。
【００５６】
しかも、ＰＣＶ通路４１が吸気通路１１や内燃機関１０から外れたり同ＰＣＶ通路４１に大きな穴が開いたりした場合には、エアフロメータ５５を通過することなく燃焼室１５に吸入される空気の量が多くなって通路吸気量ＧＡが少なくなる。そのため、この通路吸気量ＧＡをもとに実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒとして高い比率が求められ、同実ＥＧＲ率Ｒｅｇｒに基づき実行されるフィードバック制御を通じてＥＧＲ開度ＶＲが小さくなる。したがって、この場合には積算開度ΣΔＶが短期間で大きくなり、これをもって早期にブローバイガス処理システム４０の異常発生が判定されるようになる。
【００５７】
さらに、内燃機関１０の振動に伴ってＰＣＶ通路４１と吸気通路１１との間に周期的に隙間が生じたり同ＰＣＶ通路４１に小さな穴が開いたりするなどしてＥＧＲ開度ＶＲが少しだけ小さくなる場合には、積算開度ΣΔＶが比較的長い期間をかけて大きくなる。そのため、比較的長い期間にわたってＥＧＲ開度ＶＲの推移を監視することによってブローバイガス処理システム４０の異常発生を判定することができ、その異常の発生を精度良く判定することができる。
【００５８】
このように本実施の形態によれば、ＥＧＲ開度ＶＲの変化態様に応じてブローバイガス処理システム４０の異常発生の有無を適切に判定することができるようになる。
ちなみに、前述したようにＰＣＶ通路４１が吸気通路１１や内燃機関１０から外れたり同ＰＣＶ通路４１に穴が開いたりした場合において通路吸気量ＧＡが少なくなることから、同通路吸気量ＧＡが所定の判定値より少なくなったことをもってブローバイガス処理システム４０の異常発生の有無を判定するようにすることも考えられる。
【００５９】
本実施の形態にかかる装置では、ブローバイガス処理システム４０の異常発生によってＥＧＲ開度ＶＲが小さくなった場合に、その後においてタービンホイール２２ａに吹き付けられる排気のエネルギが増加して同タービンホイール２２ａおよびコンプレッサホイール２１ａの回転速度が高くなって通路吸気量ＧＡが多くなることがある。そして、この場合にはブローバイガス処理システム４０に異常が発生したとしても、同異常が発生していないときと比較して通路吸気量ＧＡがさほど少なくならないことがあり、場合によっては通路吸気量ＧＡが全く少なくならないことも考えられる。
【００６０】
したがって、上述のように通路吸気量ＧＡと判定値との比較に基づいてブローバイガス処理システム４０の異常発生の有無を判定するようにした場合、同異常が発生しているにもかかわらず、通路吸気量ＧＡがさほど小さくならないことをもって異常が発生していないと誤って判定されるおそれがある。
【００６１】
これに対して、ブローバイガス処理システム４０に異常が発生した場合におけるＥＧＲ開度ＶＲは、内燃機関１０の運転状態の変化が小さい状況のもとでは、同異常が発生していない場合におけるＥＧＲ開度ＶＲと比較して、エアフロメータ５５を通過せずに燃焼室１５に流入する空気量に相当する分だけ必ず小さくなる。本実施の形態では、そうしたＥＧＲ開度ＶＲに基づいてブローバイガス処理システム４０の異常発生が判定されるために、その異常発生を精度良く判定することができる。
【００６２】
また本実施の形態にかかる装置では、ＥＧＲバルブ３２の開度制御を通じて吸気通路１１に排気が導入された場合に、これに伴う通路吸気量ＧＡの変化が避けられない。そのため、単に通路吸気量ＧＡと判定値とを比較することによってブローバイガス処理システム４０の異常発生の有無を判定するようにすると、ＥＧＲバルブ３２の開度制御の実行に起因する通路吸気量ＧＡの変化が誤差要因になって異常判定についての精度低下を招くおそれがある。この点、本実施の形態によれば、ＥＧＲ開度ＶＲに基づいてブローバイガス処理システム４０の異常発生が判定されるために、そうしたＥＧＲバルブ３２の開度制御の実行による影響を考慮しつつ、ブローバイガス処理システム４０の異常発生の有無を精度良く判定することができる。
【００６３】
以上説明したように、本実施の形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
（１）内燃機関１０の運転状態に基づいて基準開度ＶＢを求めるとともに、この基準開度ＶＢとＥＧＲ開度ＶＲとの関係に基づいてブローバイガス処理システム４０の異常発生の有無を判定するようにした。そのため、ブローバイガス処理システム４０に前記異常が発生したときにおいてＥＧＲ開度ＶＲが小さくなるといった現象を捉えて、同異常の発生を精度良く判定することができるようになる。したがって、ＥＧＲシステム３０が設けられた内燃機関１０に適用されるブローバイガス処理システム４０にあって、ＥＧＲバルブ３２の開度制御の実行による影響を考慮しつつ、同ブローバイガス処理システム４０の異常発生の有無を精度良く判定することができるようになる。
【００６４】
（２）積算開度ΣΔＶが判定開度以上であることをもってブローバイガス処理システム４０に異常が発生していると判定するようにしたために、ＥＧＲ開度ＶＲの変化態様に応じてブローバイガス処理システム４０の異常発生の有無を適切に判定することができるようになる。
【００６５】
なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・ブローバイガス処理システム４０の異常の有無を判定する方法は、例えば以下の［判定方法イ］〜［判定方法ニ］に記載した判定方法を採用するなど、内燃機関１０の運転状態に基づき求められる基準開度とＥＧＲ開度ＶＲとの関係に基づいて判定する方法であれば任意に変更可能である。［判定方法イ］〜［判定方法ニ］のいずれの判定方法によっても、ブローバイガス処理システム４０の異常発生時においてＥＧＲ開度ＶＲが小さくなる現象を捉えて、同異常の発生を的確に判定することができる。
［判定方法イ］基準開度ＶＢからＥＧＲ開度ＶＲを減算した開度ΔＶが予め定めた判定開度以上であるときに、ブローバイガス処理システム４０に異常が発生していると判定する。
［判定方法ロ］上記開度ΔＶが判定開度以上である状態が所定時間（例えば、数秒）にわたって継続されたときに、ブローバイガス処理システム４０に異常が発生していると判定する。
［判定方法ハ］基準開度ＶＢからＥＧＲ開度ＶＲを減算した開度ΔＶの徐変値を求めて、同徐変値が所定値より大きいときに、ブローバイガス処理システム４０に異常が発生していると判定する。なお上記徐変値は例えば次のように求めることができる。すなわち徐変値を「ＳＭ」、前回算出された徐変値を「ＳＭｉ」、所定の係数を「Ｎ（正の数）」とすると、徐変値ＳＭを、関係式「ＳＭ＝｛ＳＭｉ×（Ｎ−１）＋ΔＶ｝／Ｎ」を通じて算出することができる。
［判定方法ニ］基準開度ＶＢからＥＧＲ開度ＶＲを減算した開度ΔＶの所定期間における平均値を求めて、同平均値が所定値より大きいときに、ブローバイガス処理システム４０に異常が発生していると判定する。
【００６６】
・ブローバイガス処理システム４０の異常発生の判定に基準開度ＶＢを用いることに代えて、目標ＥＧＲ開度Ｔｖｒを基準開度として用いるようにしてもよい。
・判定開度を、過給圧Ｐや機関回転速度ＮＥなどといった内燃機関１０の運転状態に基づいて可変設定するようにしてもよい。こうした構成によれば、内燃機関１０の運転状態に応じて実行されるＥＧＲバルブ３２の開度制御の実行態様に応じたかたちで所定開度、すなわち異常判定についての判定値を設定することができるようになり、これによりブローバイガス処理システム４０の異常発生の有無をより精度良く判定することが可能になる。
【００６７】
・ＥＧＲ率をＥＧＲ量指標値とすることに代えて、前記ガスの量のうちの新気量が占める割合（新気率）やＥＧＲ量そのものをＥＧＲ量指標値としてもよい。いずれの構成にあっても、エアフロメータ５５の検出値とガスの量とに基づいてＥＧＲ量指標値を求めるとともに内燃機関１０の運転状態に基づいて上記ＥＧＲ量指標値についての制御目標値を求め、それらＥＧＲ量指標値および制御目標値が一致するようにＥＧＲ開度ＶＲをフィードバック制御するようにすればよい。
【００６８】
・本発明は、排気駆動式の過給機が設けられた内燃機関に限らず、内燃機関の出力軸によって駆動される機関駆動式の過給機、いわゆるスーパーチャージャが設けられた内燃機関にも適用することができる。また過給機が設けられない内燃機関にも本発明は適用可能である。
【００６９】
・本発明はガソリン機関にも適用することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１０…内燃機関、１１…吸気通路、１２…エアクリーナ、１３…インタークーラ、１４…吸気絞り弁、１５…燃焼室、１６…燃料噴射バルブ、１７…出力軸、１８…排気通路、１９…アクセルペダル、２０…過給機、２１…コンプレッサ、２１ａ…コンプレッサホイール、２２…タービン、２２ａ…タービンホイール、３０…ＥＧＲシステム、３１…ＥＧＲ通路、３２…ＥＧＲバルブ、３３…ＥＧＲクーラ、４０…ブローバイガス処理システム、４１…ＰＣＶ通路、４２…ＰＣＶバルブ、５０…電子制御装置、５１…回転速度センサ、５２…開度センサ、５３…圧力センサ、５４…アクセルセンサ、５５…エアフロメータ。
【図１】
2010180828.tif 000003
【図２】
2010180828.tif 000004
【図３】
2010180828.tif 000005
【図４】
2010180828.tif 000006