(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入空気流量を検出するエアフローメータを備えたディーゼルエンジンの診断装置であって、
前記エアフローメータで検出された吸入空気流量に基づいて冷却損失を演算する冷却損失演算手段と、
前記冷却損失の目標値を設定する目標冷却損失設定手段と、
前記冷却損失演算手段で演算された冷却損失と前記目標冷却損失設定手段で設定された冷却損失の目標値とを比較して、前記エアフローメータの故障診断を行うエアフロメータ診断手段と、
を含んで構成されたことを特徴とするディーゼルエンジンの診断装置。
【請求項２】
吸入空気流量を検出するエアフローメータを備えたディーゼルエンジンの診断装置であって、
エンジンの運転条件から吸入空気流量の目標値を設定する目標吸入空気流量設定手段と、
前記エアフローメータで検出された吸入空気流量と前記目標吸入空気流量設定手段で設定された目標の吸入空気流量それぞれに基づいて冷却損失を演算する冷却損失演算手段と、
冷却損失の目標値を設定する目標冷却損失設定手段と、
前記エアフローメータで検出された吸入空気流量と前記目標吸入空気流量設定手段で設定された目標の吸入空気流量との比較結果、及び、前記冷却損失演算手段で演算された冷却損失それぞれと前記目標の冷却損失との比較結果に基づいて、前記エアフローメータの故障を診断するエアフローメータ診断手段と、
を含んで構成されたことを特徴とするディーゼルエンジンの診断装置。
【請求項３】
前記エアフローメータ診断手段が、前記エアフローメータで検出された吸入空気流量と前記目標吸入空気流量設定手段で設定された目標の吸入空気流量とが所定以上の偏差を有していている場合に、前記冷却損失演算手段で演算された冷却損失それぞれと前記目標の冷却損失との比較結果に基づいて、前記エアフローメータの故障と、吸気系異常とを区別して診断することを特徴とする請求項２記載のディーゼルエンジンの診断装置。
【請求項４】
前記エアフローメータ診断手段による故障判定時において、前記目標の吸入空気流量に基づいて演算された冷却損失と前記目標の冷却損失との偏差が所定値未満であるときに、前記エアフローメータで検出される吸入空気流量を目標の吸入空気流量に近づけるように、エアフローメータの検出値を補正するための補正値を設定する空気量補正手段を設けたことを特徴とする請求項２又は３に記載のディーゼルエンジンの診断装置。
【請求項５】
前記ディーゼルエンジンが排気還流装置を備え、前記目標吸入空気流量設定手段が、前記排気還流装置における排気還流率に応じて前記吸入空気流量の目標値を変更することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１つに記載のディーゼルエンジンの診断装置。
【請求項６】
前記排気還流率を、吸気入口温度，インテークマニホールド内吸気温度，排気温度に基づいて演算する排気還流率演算手段と、
エンジンの運転条件に応じて排気還流率の目標値を設定する目標排気還流率設定手段と、
を備え、前記目標吸入空気流量設定手段が、排気還流率演算手段で演算された排気還流率と前記目標排気還流率設定手段で設定された排気還流率の目標値との比較に基づいて前記吸入空気流量の目標値を変更することを特徴とする請求項５記載のディーゼルエンジンの診断装置。
【請求項７】
前記排気還流率演算手段で演算された実際の排気還流率と、前記目標排気還流率設定手段で設定された目標の排気還流率とに基づいて、排気還流装置の故障を診断する排気還流装置診断手段を備えたことを特徴とする請求項６記載のディーゼルエンジンの診断装置。
【請求項８】
前記ディーゼルエンジンがスワールコントロールバルブを備え、前記目標吸入空気流量設定手段が、前記スワールコントロールバルブによる充填効率の変化に応じて前記吸入空気流量の目標値を変更することを特徴とする請求項２〜７のいずれか１つに記載のディーゼルエンジンの診断装置。
【請求項９】
排気温度及び吸気温度の検出値に基づいて単位流量当たりの排気損失を演算する排気損失演算手段と、
エンジンの運転条件に応じて前記単位流量当たりの排気損失の目標値を設定する目標排気損失設定手段と、
を備え、前記目標吸入空気流量設定手段が、前記排気損失演算手段で演算された排気損失と前記目標排気損失設定手段で設定された排気損失との比較に基づき、前記スワールコントロールバルブによる充填効率の変化に対応すべく前記吸入空気流量の目標値を変更することを特徴とする請求項８記載のディーゼルエンジンの診断装置。
【請求項１０】
前記目標吸入空気流量設定手段が、前記単位流量当たりの排気損失を充填効率に変換し、該変換結果に基づいて前記吸入空気流量の目標値を変更することを特徴とする請求項９記載のディーゼルエンジンの診断装置。
【請求項１１】
前記排気損失演算手段で演算された排気損失と前記目標排気損失設定手段で設定された排気損失との比較に基づいて、前記スワールコントロールバルブの故障を診断するスワールコントロールバルブ診断手段を設けたことを特徴とする請求項９又は１０に記載のディーゼルエンジンの診断装置。
【請求項１２】
前記エンジンの運転条件が、エンジン出力トルク及びエンジン回転数であることを特徴とする請求項２〜１１のいずれか１つに記載のディーゼルエンジンの診断装置。
【請求項１３】
吸気温度を検出する吸気温度検出手段と、排気温度を検出する排気温度検出手段とを備え、前記冷却損失演算手段が、前記吸入空気流量と前記吸気温度及び排気温度の検出値とによって演算した排気損失に基づく熱勘定によって冷却損失を導き出すことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１つに記載のディーゼルエンジンの診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はディーゼルエンジンの診断装置に関し、詳しくは、排気還流率制御等のためにディーゼルエンジンに備えられたエアフローメータの故障診断技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ディーゼルエンジンにおいて、エンジンの吸入空気流量を検出するエアフローメータを設け、該エアフローメータによる検出結果に基づいて、排気還流装置による排気還流を電子制御することが行われていた（特開昭５７−４４７６０号公報等参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のようにエアフローメータで検出された吸入空気流量に基づいて排気還流を制御する構成では、エアフローメータの故障によって実際値とは異なる吸入空気流量が検出されてしまうと、排気還流を誤って制御することになり、以て、排気，出力性能を大幅に悪化させてしまう惧れがある。
【０００４】
従って、エアフローメータの故障を診断し、誤った流量検出値に基づいて排気還流率が補正されてしまうことを防止する必要があった。
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、ディーゼルエンジンにおけるエアフローメータの故障を高精度に診断できる診断装置を提供することを目的とする。
【０００５】
また、前記エアフローメータの診断に付随して、排気還流装置やスワールコントロールバルブの故障をも診断できるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そのため請求項１記載の発明は、吸入空気流量を検出するエアフローメータを備えたディーゼルエンジンの診断装置であって、図１に示すように構成される。
図１において、冷却損失演算手段は、エアフローメータで検出された吸入空気流量に基づいて冷却損失を演算する。
【０００７】
また、目標冷却損失設定手段は、前記冷却損失の目標値を設定する。
そして、エアフロメータ診断手段は、冷却損失演算手段で演算された冷却損失と目標冷却損失設定手段で設定された冷却損失の目標値とを比較して、前記エアフローメータの故障診断を行う。
かかる構成によると、エアフローメータで検出された吸入空気流量に基づき算出した冷却損失が、目標の冷却損失に対応していれば、エアフローメータの検出結果が正しいと判断される一方、吸入空気流量の検出結果に基づく冷却損失が目標値から大きく外れる場合には、吸入空気流量のデータに誤りがあったものと推定され、結果、エアフローメータの故障を判定できる。
【０００８】
一方、請求項２記載の発明は、吸入空気流量を検出するエアフローメータを備えたディーゼルエンジンの診断装置であって、図２に示すように構成される。
図２において、目標吸入空気流量設定手段は、エンジンの運転条件から吸入空気流量の目標値を設定する。
冷却損失演算手段は、エアフローメータで検出された吸入空気流量と目標吸入空気流量設定手段で設定された目標の吸入空気流量それぞれに基づいて冷却損失を演算する。
【０００９】
また、目標冷却損失設定手段は、冷却損失の目標値を設定する。
そして、エアフローメータ診断手段は、エアフローメータで検出された吸入空気流量と目標吸入空気流量設定手段で設定された目標の吸入空気流量との比較結果、及び、冷却損失演算手段で演算された冷却損失それぞれと目標の冷却損失との比較結果に基づいて、エアフローメータの故障を診断する。
【００１０】
かかる構成によると、エアフローメータで吸入空気流量が検出される一方、エンジンの運転条件からそのときの吸入空気流量が目標値として推定される。ここで、エアフローメータによる検出結果と運転条件から設定した目標値とが大幅に異なる場合には、エアフローメータの故障の可能性がある一方で、運転条件から推定される空気量以上の空気が実際にエンジンに供給されている可能性もある。そこで、吸入空気流量の実測値及び運転条件による推定値それぞれから冷却損失を演算させ、これらと目標の冷却損失と比較することで、実測値及び推定値の真偽を判別し、以て、エアフローメータが実際の吸入空気流量を検出しているか否かを診断する。
【００１１】
請求項３記載の発明では、前記エアフローメータ診断手段が、前記エアフローメータで検出された吸入空気流量と前記目標吸入空気流量設定手段で設定された目標の吸入空気流量とが所定以上の偏差を有していている場合に、前記冷却損失演算手段で演算された冷却損失それぞれと前記目標の冷却損失との比較結果に基づいて、前記エアフローメータの故障と、吸気系異常とを区別して診断する構成とした。
【００１２】
かかる構成によると、エアフローメータによる実測値と運転条件に基づく推定値とが所定値以上の偏差を有する場合であっても、吸気系異常によって前記推定値に誤りを生じているために前記偏差を生じている場合と、実際にエアフローメータが故障しているために、前記偏差を生じている場合とがある。ここで、前記実測値に基づき算出した冷却損失が目標値に略一致する場合には、エアフローメータが正しいことになり、前記偏差は吸気系異常によるものと推定できる一方、前記推定値に基づき算出した冷却損失が目標値に略一致する場合には、推定値が実際の吸入空気流量であり、実測値と推定値との偏差は、エアフローメータの誤差を示すものと判断できる。
【００１３】
請求項４記載の発明では、前記エアフローメータ診断手段による故障判定時において、前記目標の吸入空気流量に基づいて演算された冷却損失と前記目標の冷却損失との偏差が所定値未満であるときに、前記エアフローメータで検出される吸入空気流量を目標の吸入空気流量に近づけるように、エアフローメータの検出値を補正するための補正値を設定する空気量補正手段を設ける構成とした。
【００１４】
かかる構成によると、前述のように、実測値と推定値との間に偏差がある一方、推定値に基づく冷却損失から推定値が正しいことが確認された場合には、前記偏差はエアフローメータの検出誤差であると判断できるから、エアフローメータの検出結果を補正することで、前記推定値に近づけるようにすれば、前記補正結果は実際の吸入空気流量に対応したデータとなり、吸入空気流量の検出精度を維持できることになる。
【００１５】
請求項５記載の発明では、前記ディーゼルエンジンが排気還流装置を備え、前記目標吸入空気流量設定手段が、前記排気還流装置における排気還流率に応じて前記吸入空気流量の目標値を変更する構成とした。
かかる構成によると、排気還流率の違いによる吸入空気流量の変化に対応して目標値が変更されるので、目標値を正しく設定させて、エアフローメータの診断精度を向上できる。
【００１６】
請求項６記載の発明では、前記排気還流率を、吸気入口温度，インテークマニホールド内吸気温度，排気温度に基づいて演算する排気還流率演算手段と、エンジンの運転条件に応じて排気還流率の目標値を設定する目標排気還流率設定手段と、を備え、前記目標吸入空気流量設定手段が、排気還流率演算手段で演算された排気還流率と前記目標排気還流率設定手段で設定された排気還流率の目標値との比較に基づいて前記吸入空気流量の目標値を変更する構成とした。
【００１７】
かかる構成によると、運転条件に応じて予測される排気還流率と実際の各種温度検出結果から求めた実際の排気還流率との比較に基づいて、所期の排気還流率で排気還流が行われているか否かを判別できる。従って、運転条件に応じて設定される吸入空気流量の目標値が、前記所期の排気還流が行われることを見込んで設定されている場合に、排気還流率のずれ分を修正して吸入空気流量の目標値を実際値に修正できることになる。
【００１８】
請求項７記載の発明では、前記排気還流率演算手段で演算された実際の排気還流率と、前記目標排気還流率設定手段で設定された目標の排気還流率とに基づいて、排気還流装置の故障を診断する排気還流装置診断手段を備える構成とした。
かかる構成によると、実際の排気還流率が、運転条件に応じて初期設定された値から大きく外れている場合には、例えば排気還流制御弁の故障などによって所期の排気還流量に制御できなくなっているものと推定する。
【００１９】
請求項８記載の発明では、前記ディーゼルエンジンがスワールコントロールバルブを備え、前記目標吸入空気流量設定手段が、前記スワールコントロールバルブによる充填効率の変化に応じて前記吸入空気流量の目標値を変更する構成とした。
かかる構成によると、スワールコントロールバルブの開度による充填効率の変化に対応して目標値が変更されるので、スワールコントロールバルブを備えて燃焼室内に強いスワールを発生させる構成のディーゼルエンジンにおいて、吸入空気流量の目標値を正しく設定させて、エアフローメータの診断精度を向上できる。
【００２０】
請求項９記載の発明では、排気温度及び吸気温度の検出値に基づいて単位流量当たりの排気損失を演算する排気損失演算手段と、エンジンの運転条件に応じて前記単位流量当たりの排気損失の目標値を設定する目標排気損失設定手段と、を備え、前記目標吸入空気流量設定手段が、前記排気損失演算手段で演算された排気損失と前記目標排気損失設定手段で設定された排気損失との比較に基づき、前記スワールコントロールバルブによる充填効率の変化に対応すべく前記吸入空気流量の目標値を変更する構成とした。
【００２１】
かかる構成によると、スワールコントロールバルブによって制御されるスワール比による充填効率の変化があると、排気損失が変化することになるが、排気損失をエアフローメータで検出された吸入空気流量に基づいて演算させると、エアフローメータの検出誤差が前記排気損失に影響することになるため、単位流量当たりの排気損失を演算させて、前記検出誤差の影響を排除する。そして、前記演算した単位流量当たりの排気損失が目標値と異なる場合には、所期のスワール比が得られていないものと見做し、目標の吸入空気流量を実際のスワール比で得られる値に修正する。
【００２２】
請求項１０記載の発明では、前記目標吸入空気流量設定手段が、前記単位流量当たりの排気損失を充填効率に変換し、該変換結果に基づいて前記吸入空気流量の目標値を変更する構成とした。
かかる構成によると、充填効率の比として目標の吸入空気流量を簡便に修正できることになる。
【００２３】
請求項１１記載の発明では、前記排気損失演算手段で演算された排気損失と前記目標排気損失設定手段で設定された排気損失との比較に基づいて、前記スワールコントロールバルブの故障を診断するスワールコントロールバルブ診断手段を設ける構成とした。
かかる構成によると、所期のスワール比が得られてないことが、排気損失の演算結果に基づいて判別されるから、以て、スワールコントロールバルブの故障を判定し得る。
【００２４】
請求項１２記載の発明では、前記エンジンの運転条件が、エンジン出力トルク及びエンジン回転数である構成とした。
かかる構成によると、エンジン出力トルク，エンジン回転数の違いによる吸入空気流量の変化に対応して目標の吸入空気流量等を精度良く設定させることができる。
【００２５】
請求項１３記載の発明では、吸気温度を検出する吸気温度検出手段と、排気温度を検出する排気温度検出手段とを備え、前記冷却損失演算手段が、前記吸入空気流量と前記吸気温度及び排気温度の検出値とによって演算した排気損失に基づく熱勘定によって冷却損失を導き出す構成とした。
かかる構成によると、吸入空気流量に比例する排気損失を精度良く演算させ、総エネルギから前記排気損失や正味仕事を除いた分を冷却損失として演算させることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図３は、ディーゼルエンジンのシステム構成を示す図であり、ディーゼルエンジン１には、排気系と吸気系とを連通させる排気還流通路２が設けられる一方、該排気還流通路２の途中に、ダイヤフラム式のＥＧＲコントロールバルブ３が介装されている。
【００２７】
前記ＥＧＲコントロールバルブ３の圧力室には、図示しない真空ポンプによる負圧が、ＥＧＲコントロールソレノイド４によって選択的に導入されるようになっている。そして、前記ＥＧＲコントロールソレノイド４をＯＮすることで、負圧導入路５を介して真空ポンプの負圧が前記ＥＧＲコントロールバルブ３の圧力室に導かれ、該導入された負圧によってコイルスプリング６の閉弁付勢力に抗してＥＧＲコントロールバルブ３が開制御される。また、前記ＥＧＲコントロールソレノイド４をＯＦＦすることで、前記圧力室を大気解放してＥＧＲコントロールバルブ３を閉じることができるようになっている。
【００２８】
前記ＥＧＲコントロールソレノイド４は、マイクロコンピュータを内蔵したコントロールユニット７からのＥＧＲ制御信号によってオン・オフ制御されるようになっており、このＥＧＲ制御信号に応じてＥＧＲコントロールバルブ３が開閉される。
尚、上記排気還流通路２，ＥＧＲコントロールバルブ３，ＥＧＲコントロールソレノイド４，負圧導入路５，真空ポンプ及びコントロールユニット７によるＥＧＲコントロールソレノイド４の制御機能によって、排気還流装置が構成される。
【００２９】
前記コントロールユニット７には、図示しないプレッシャーセンサ，水温センサ，エンジン回転センサからの検出信号が入力されると共に、燃料ポンプ８のコントロールレバーセンサ９からアクセル開度信号が入力される。
また、吸気入口部に設けられたエアフローメータ１０からの吸入空気流量信号、排気温度検出手段としての排気温度センサ１１からの排気温度信号、排気還流部よりも上流側に設けられた吸気温度センサ１２からの吸気温度（吸入空気入口温度）信号、前記排気還流部よりも下流側に設けられた吸気温度検出手段としてのインマニ内温度センサ１３からのインテークマニホールド内吸気温度信号（以下、インマニ内温度と略す）なども、前記コントロールユニット７に入力されるようになっている。
【００３０】
そして、コントロールユニット７は、前記エアフローメータ１０によって検出される吸入空気流量等に基づいて前記ＥＧＲコントロールソレノイド４を制御して、ＥＧＲコントロールバルブ３を開閉駆動し、排気還流を制御する。
一方、コントロールユニット７は、前記排気還流の制御等に用いられる前記エアフローメータ１０の故障診断を後述するようにして行い、誤った流量検出値に基づいて排気還流が誤制御されることを防止し、排気還流制御の精度悪化による排気，出力性能の悪化を未然に防止するようになっている。
【００３１】
図４〜図６のフローチャートに示すプログラムは、前記コントロールユニット７によるエアフローメータ診断制御の内容を示すものである。
尚、冷却損失演算手段，目標冷却損失設定手段，エアフロメータ診断手段，目標吸入空気流量設定手段，空気量補正手段，排気還流率演算手段，目標排気還流率設定手段，排気還流装置診断手段としての機能は、前記図４〜図６のフローチャートに示すように、コントロールユニット７がソフトウェア的に備えている。
【００３２】
図４〜図６のフローチャートにおいて、Ｓ１では、エンジン回転数Ｎｅやエンジン負荷Ｔｏｒｑなどを読み込む。
Ｓ２では、所定の診断条件が成立しているか否かを判別する。
前記診断条件としては、一定時間以上定常運転されている状態とすることが好ましい。
【００３３】
診断条件が成立すると、Ｓ３へ進み、エアフローメータ１０による吸入空気流量の実測値Ｑａｏを読み込む。
Ｓ４では、エンジン運転条件としてのエンジン回転数Ｎｅ及びエンジン負荷Ｔｏｒｑをパラメータとして予め吸入空気流量の目標値Ｑａｔを記憶した図７に示すようなマップを参照し、現在の運転条件での目標値Ｑａｔを求め、この目標値Ｑａｔと前記実測値Ｑａｏとの差ΔＱａを算出する。
【００３４】
Ｓ５では、前記差ΔＱａの絶対値が所定値以上であるか否かによってエアフローメータ１０の検出結果が正しいと言えるか否かを判別する。
ここで、前記差ΔＱａが所定値未満である場合には、エンジン運転条件から推定される吸入空気流量Ｑと略同じ検出結果をエアフローメータ１０が出力していることになるので、この場合には、エアフローメータ１０が正常に動作していると判断して、そのまま診断制御を終了させる。
【００３５】
一方、前記差ΔＱａが所定値以上である場合には、エアフローメータ10の故障の可能性があり、この場合には、Ｓ６へ進む。Ｓ６では、吸気温度（吸入空気入口温度）Ｔ１，インマニ内温度Ｔ２，排気温度Ｔｅを読み込む。Ｓ７では、下式に従って排気還流率（ＥＧＲ率）ＥＧＲ０を算出する。
【００３６】
ＥＧＲ０＝（Ｔ２−Ｔ１）×２００  ／（Ｔｅ−Ｔ１）
Ｓ８では、エンジン運転条件としてのエンジン回転数Ｎｅ及びエンジン負荷Ｔｏｒｑをパラメータとして予め排気還流率の目標値ＥＧＲｔを記憶した図８に示すようなマップを参照し、現在の運転条件での目標値ＥＧＲｔを求める。
Ｓ９では、前記温度検出結果に基づいて算出した排気還流率ＥＧＲ０と、前記目標値ＥＧＲｔとの差ΔＥＧＲを算出する。
【００３７】
Ｓ１０では、前記差ΔＥＧＲが所定値以上であるか否かによって、排気還流が初期設定通りに行われているか否かを判別する。
そして、前記差ΔＥＧＲが所定値未満であって、排気還流が初期設定通りに行われている場合には、Ｓ１６以降へ進んで、前記吸入空気流量の目標値Ｑａｔを用いてエアフローメータ１０の診断を行わせるが、前記差ΔＥＧＲが所定値以上であって、実際の排気還流率が初期設定値とは異なる場合には、Ｓ１１へ進む。
【００３８】
Ｓ１１では、前記目標値Ｑａｔ，実際の排気還流率ＥＧＲ０，目標排気還流率ＥＧＲｔとに基づいて、下式に従って現在の運転条件に対応する吸入空気流量の目標値Ｑａｔを修正設定する。
Ｑａｔ’＝Ｑａｔ×ＥＧＲｔ／ＥＧＲ０
即ち、前記目標値Ｑａｔは、排気還流制御が図８に示すような目標排気還流率に従って行われることを前提として設定されているため、実際の排気還流率ＥＧＲ０が前記目標値ＥＧＲｔからずれると、かかるずれ分だけエアフローメータ１０で検出されることになる吸入空気流量が変化するから、かかる吸入空気流量の変化に対応すべく目標値Ｑａｔを修正するものである。
【００３９】
Ｓ１２では、排気還流率のずれに応じて修正された吸入空気流量の目標値Ｑａｔ’と、エアフローメータ１０による実測値Ｑａｏとの差ΔＱａ’を算出する。
そして、次のＳ１３では、前記差ΔＱａ’に基づいてエアフロメータ１０の検出結果が正しいと言えるか否かを判別する。
ここで、目標値Ｑａｔ’を正しく修正した結果、前記差ΔＱａ’が所定値未満であると判別されたときには、エアフローメータ１０が運転条件から推定される吸入空気流量を正しく検出しているものと判断する一方、前述のように、実際の排気還流率が初期設定からずれているので、Ｓ１４へ進んで、実際の排気還流率ＥＧＲ０と目標値ＥＧＲｔとに基づいて、目標値Ｑａｔを排気還流率に応じて補正するための補正係数である補正係数ＫＥを、
ＫＥ＝ＥＧＲｔ／ＥＧＲ０
として算出する。
【００４０】
前記補正係数ＫＥは、前記図７に示したマップを参照して求められる目標値Ｑａｔの乗算補正項として用いられ、前記Ｓ１４で補正係数ＫＥが設定されると、その後は、図７のマップから求めた目標値Ｑａｔに前記補正係数ＫＥを乗算して補正された結果を、診断に用いる目標値Ｑａｔとする。
Ｓ１５では、ＥＧＲコントロールバルブ３の詰まり等によって所期の排気還流率が得られなくなったものと推定されるので、ＥＧＲバルブの異常発生を警告する。前記警告は、例えば車両の運転席付近に設けられた警告ランプの点灯などによって行われる。
【００４１】
一方、Ｓ１３で、排気還流率のずれに応じて修正された目標値Ｑａｔ’と実測値Ｑａｏとの差ΔＱａ’が所定値以上であると判別され、エアフローメータ１０の故障の可能性がある場合には、Ｓ１６へ進む。
Ｓ１６では、前記目標値Ｑａｔ（又はＱａｔ’）及び実測値Ｑａｏに基づいてそれぞれに冷却損失Ｑｃを以下のようにして算出する。
【００４２】
【数１】
0003617155.tif 000002
【００４３】
上式において、ＱＴは総エネルギ、Ｑｃは冷却損失、Ｑｅは排気損失、Ｑｗは正味仕事、Ｈｆは燃料の発熱量、Ｑｆは燃料噴射量、Ｑａは吸入空気流量、Ｎｅはエンジン回転数、Ｔｏｒｑ  はエンジン出力トルク、Ｔｅは排気温度、Ｔ２はインマニ内温度、Ｃｐは空気の定圧比熱、ａは定数である。
即ち、排気温度Ｔｅ，インマニ内温度Ｔ２及び吸入空気流量Ｑａに基づき算出される排気損失Ｑｅを基に、熱勘定によって実測値Ｑａｏに対応する冷却損失Ｑｃ１及び目標値Ｑａｔに対応する冷却損失Ｑｃ２を求めるものである。
【００４４】
ここで、前記冷却損失Ｑｃ１，Ｑｃ２それぞれを運転条件に応じた目標値と比較することで、前記実測値Ｑａｏ，目標値Ｑａｔを検定することができる。即ち、排気損失を求めるために用いた吸入空気流量のデータが正しければ、前記冷却損失Ｑｃ１，Ｑｃ２は目標値に略一致するはずであり、逆に一致しないということは吸入空気流量のデータに誤差があることになり、前記実測値Ｑａｏ，目標値Ｑａｔの検定が行えるものである。
【００４５】
ところで、一般に、冷却損失≒排気損失≒３０％であるから、前述のように冷却損失と目標値とを比較する場合に、冷却損失を算出する代わりに排気損失のみで代表させることが可能であり、この場合次式が成り立つ。
【００４６】
【数２】
0003617155.tif 000003
【００４７】
尚、上式において、Ｑｅ１，Ｑｅ２は、実測値Ｑａｏに基づく排気損失、目標値Ｑａｔに基づく排気損失を示す。
これにより、実測値Ｑａｏと目標値Ｑａｔとの差が、冷却損失の差と比例関係にあるため、冷却損失の差をモニタすることで、精度良く実測値Ｑａｏと目標値Ｑａｔとの判定が行える。
【００４８】
しかし、上記は排気損失と冷却損失とが略同レベルであるという前提であり、実際には例えばスワール比が高くなると、正味仕事は増大する一方、冷却損失，排気損失は減少するなど、冷却損失≒排気損失と仮定するのは無理があり、排気損失のみから実測値Ｑａｏと目標値Ｑａｔとを精度良く判定することは困難であり、上記のように、排気損失から熱勘定で冷却損失を求める構成としてある。
【００４９】
Ｓ１７では、運転条件毎に設定される冷却損失の目標値Ｑｃｔと前記実測値Ｑａｏ，目標値Ｑａｔに基づき算出した冷却損失Ｑｃ１，Ｑｃ２それぞれとの差ΔＱｃ１，ΔＱｃ２を算出する。
Ｓ１８では、前記目標値Ｑｃｔと実測値Ｑａｏに基づく冷却損失Ｑｃ１との差ΔＱｃ１が略ゼロ（差ΔＱｃ１の絶対値が所定値未満）であって、前記実測値Ｑａｏが正しいか否かを判別する。前記差ΔＱｃ１が略ゼロである場合には、前記実測値Ｑａｏが正しく、エアフローメータ１０が正常であることになる。
【００５０】
但し、前記Ｓ５又はＳ１３で、吸入空気流量の目標値Ｑａｔと実測値Ｑａｏとが所定値以上の偏差を有していると判別されているから、エアフローメータ１０は実際の吸入空気流量を検出しているものの、実際の吸入空気流量は、運転条件から予測される吸入空気流量とは異なることになり、これは、吸気系における異常、例えば、吸気ダクトの接続部からの空気漏れや詰まりなどの発生を推定させることになる。
【００５１】
そこで、Ｓ１８でエアフローメータ１０の正常が判定された場合には、Ｓ２２へ進んで、吸気系異常の発生を警告する。尚、かかる警告は、前記Ｓ１５におけるＥＧＲバルブの異常警告と同様して行わせることができる。
一方、Ｓ１８で前記差ΔＱｃ１の絶対値が所定値以上であって、前記実測値Ｑａｏが正しくないと判別された場合には、エアフローメータ１０が実際の吸入空気流量に見合った検出信号を出力していないことになるので、Ｓ１９へ進んで、エアフローメータ１０の異常を警告する。尚、かかる警告も、前記Ｓ１５におけるＥＧＲバルブの異常警告と同様して行わせることができる。
【００５２】
また、エアフローメータ１０が実際の吸入空気流量に見合った検出信号を出力していない場合には、Ｓ２０へ進んで、前記目標値Ｑｃｔと目標の吸入空気流量Ｑａｔに基づく冷却損失Ｑｃ２との差ΔＱｃ２が略ゼロであって、前記目標値Ｑａｔが正しいか否かを判別する。
これは、エアフローメータ１０の故障と共に、吸気系異常によって運転条件から推定される吸入空気流量とは異なる吸入空気流量となっている可能性があるためであり、前記差ΔＱｃ２の絶対値が所定値以上である場合には、Ｓ２２へ進んで、吸気系異常を警告する。
【００５３】
一方、Ｓ２０で前記差ΔＱｃ２の絶対値が所定値未満であって略ゼロであると判別された場合には、目標値Ｑａｔが正しく吸気系には異常がないことになり、エアフローメータ１０の故障のみが発生していることになる。
従って、この場合には、エアフローメータ１０が目標値Ｑａｔに一致する検出結果を出力すべきであることが確認されたことになり、Ｓ２１へ進んで、エアフローメータ１０による検出結果を補正するための補正係数Ｋａを、Ｋａ＝Ｑａｔ／Ｑａｏとして設定する。そして、その後のエアフローメータ１０の検出値Ｑａｏに前記補正係数Ｋａを乗算し、該補正結果を最終的な検出値Ｑａｏ’とする。
【００５４】
次に、第２の実施形態として、排気還流装置と共に、スワールコントロールバルブ（以下、ＳＣＶともいう）を備えたディーゼルエンジンにおける診断について説明する。
図９は、ＳＣＶを備えたディーゼルエンジンのシステム構成を示す図であり、前記図３と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００５５】
この図９に示すディーゼルエンジン１においては、吸気ポート部にＳＣＶ２１が介装され、該ＳＣＶ２１は、スワールコントロールバルブ２２によりリンク機構２３を介して開閉駆動されるようになっている。
前記スワールコントロールバルブ２２の圧力室には、真空ポンプからＥＧＲコントロールソレノイド４，第１スワールコントロールソレノイド２４を介して負圧が導入されるルートと、更に、第２スワールコントロールソレノイド２５を介して負圧が導入されるルートとがあり、第１スワールコントロールソレノイド２４は前記ルートの切り替えを行う一方、第２スワールコントロールソレノイド２５は、大気解放によって負圧を調整する機能を有している。
【００５６】
ここで、ＥＧＲコントロールソレノイド４をＯＦＦして大気解放させれば、ＥＧＲコントロールバルブ３は全閉となる一方、ＳＣＶ２１はスワールコントロールバルブ２２の圧力室に負圧が導入されないことによって全開に保持される。
一方、ＥＧＲコントロールソレノイド４をＯＮしてＥＧＲコントロールバルブ３が開かれるときに、第２スワールコントロールソレノイド２５をＯＮして、第１スワールコントロールソレノイド２４をＯＦＦすると、第２スワールコントロールソレノイド２５を介してスワールコントロールバルブ２２の圧力室に負圧が導入され、ＳＣＶ２１は全閉に駆動される。
【００５７】
一方、逆に、第２スワールコントロールソレノイド２５をＯＦＦして、第１スワールコントロールソレノイド２４をＯＮすると、前記スワールコントロールバルブ２２の圧力室に、第１スワールコントロールソレノイド２４を介して負圧が導入されることになるが、スワールコントロールバルブ２２のダイヤフラムに突出形成された突起部が、負圧導入によって図で左方向に移動して、負圧導入口を閉じる一方、第２スワールコントロールソレノイド２５側は大気解放されるので、ＳＣＶ２１は半開に駆動される。
【００５８】
また、第１，第２スワールコントロールソレノイド２４，２５を両方ＯＦＦすると、負圧導入が断たれ、ＳＣＶ２１は全開に駆動される。
即ち、第１，第２スワールコントロールソレノイド２４，２５のＯＮ，ＯＦＦの制御によって、ＳＣＶ２１を、全開，半開，全閉の３段階に制御できるようになっている。
【００５９】
次に第２の実施形態におけるエアフローメータ診断制御を、図１０〜図１３のフローチャートに従って説明する。
尚、冷却損失演算手段，目標冷却損失設定手段，エアフロメータ診断手段，目標吸入空気流量設定手段，空気量補正手段，排気還流率演算手段，目標排気還流率設定手段，排気還流装置診断手段，排気損失演算手段，目標排気損失設定手段，スワールコントロールバルブ診断手段としての機能は、前記図１０〜図１３のフローチャートに示すように、コントロールユニット７がソフトウェア的に備えている。
【００６０】
ここで、前記図１０〜図１３のフローチャートにおけるＳ３１〜Ｓ４５，Ｓ５５〜Ｓ６１は、前記図４〜図６のフローチャートにおけるＳ１〜Ｓ１５，Ｓ１６〜２２にそれぞれ対応して同様な処理を行う構成であり、図１０〜図１３のフローチャートは、前記図４〜図６のフローチャートにおけるＳ１５とＳ１６との間に図１２に示す処理ステップを追加した形となっている。
【００６１】
従って、図１２に示す新たに追加した処理ステップを中心に説明し、前記同様の処理を行う各ステップ（Ｓ３１〜Ｓ４５，Ｓ５５〜Ｓ６１）については詳細な説明を省略する。
図１０〜図１３のフローチャートにおいて、まず、Ｓ３１〜Ｓ４５においては、吸入空気流量の実測値Ｑａｏと運転条件に基づく目標値Ｑａｔとを比較することで、エアフローメータが正しいか否かを判別し、正しくない場合には、排気還流率が初期値から変化しているために正しくないと判断されたか否かを判定する。そして、排気還流率が変化している場合には、現状の排気還流率に基づいて目標値Ｑａｔを修正し、該修正結果Ｑａｔ’と実測値Ｑａｏとを比較することで、再度エアフローメータが正しいか否かを判別させる。
【００６２】
そして、Ｓ４０でＥＧＲ率が正しいと判別された場合、又は、Ｓ４３で、排気還流率に基づいて修正した目標値Ｑａｔによってもエアフローメータが正しくないと判別された場合には、Ｓ４６へ進む。
Ｓ４６では、スワール比が正常であるか否かを判別するために、スワール比によって変化する排気損失を演算する。
【００６３】
但し、排気損失を吸入空気流量の実測値を用いて算出すると、エアフローメータの誤差を含む可能性があるため、単位流量当たりの排気損失ｑｅを、以下の式に従って算出する。
【００６４】
【数３】
0003617155.tif 000004
【００６５】
Ｓ４７では、予めトルクとエンジン回転数とに応じて目標排気損失ｑｅｔを記憶した図１４に示すようなマップを参照して、現在の運転条件に対応する目標排気損失ｑｅｔを求め、この目標排気損失ｑｅｔと前記Ｓ４６で演算した実際の排気損失ｑｅとの差Δｑｅを算出する。
Ｓ４８では、前記差Δｑｅの絶対値が所定値以上であるか否かによって、排気損失が正しいか否かを判別する。
【００６６】
前記差Δｑｅの絶対値が所定値未満であって、排気損失が正しい場合、換言すれば、ＳＣＶ２１によって所期のスワール比が得られている場合には、Ｓ５５以降へ進んで、冷却損失に基づく診断を実行する。
一方、差Δｑｅの絶対値が所定値以上であって、排気損失が正しくない場合、換言すれば、ＳＣＶ２１によって所期のスワール比が得られていない場合には、Ｓ４９へ進む。
【００６７】
Ｓ４９では、図１５に示すような変換テーブルによって、現状の排気損失ｑｅに対応する現状のスワール比ＳＲｃを求める。
次のＳ５０では、図１６に示すようなスワール比と充填効率ηｖとの関係から、前記スワール比ＳＲｃに対応する充填効率ηｖｃを求め、該充填効率ηｖｃに基づいて吸入新気の質量流量Ｑａｃ、即ち、目標値Ｑａｔに代わる目標値Ｑａｃを算出する。ここで、Ｓ３７で算出される実際の排気還流率に応じて充填効率ηｖｃを修正することが好ましい。
【００６８】
尚、現状の排気損失ｑｅに対応する現状のスワール比ＳＲｃと共に、目標排気損失ｑｅｔに対応するスワール比ＳＲｔ（目標スワール比）を求め、前記スワール比ＳＲｃ，ＳＲｔ、又は、該スワール比ＳＲｃ，ＳＲｔをそれぞれ変換して得られた充填効率ηｖｃ，ηｖｔに基づいて、目標値Ｑａｔを以下のように修正して前記Ｑａｃを求めても良い。
【００６９】
Ｑａｃ＝Ｑａｔ×ηｖｃ／ηｖｔ，  Ｑａｃ＝Ｑａｔ×ＳＲｃ／ＳＲｔ
Ｓ５１では、前記目標値Ｑａｃとエアフローメータ１０による実測値Ｑａｏとの差ΔＱａｃを算出する。
そして、次のＳ５２では、前記差ΔＱａｃに基づいてエアフロメータ１０の検出結果が正しいと言えるか否かを判別する。
【００７０】
ここで、目標値Ｑａｃを実際のスワール比に基づいて正しく設定した結果、前記差ΔＱａｃの絶対値が所定値未満であると判別されたときには、エアフローメータ１０が運転条件から推定される吸入空気流量を正しく検出しているものと判断する一方、前述のように、スワール比が所期値からずれているので、Ｓ５３へ進んで、現状のスワール比ＳＲｃと目標のスワール比ＳＲｔとによって、目標値Ｑａｔをスワール比に応じて補正するための補正係数である補正係数Ｋｓｒを、
Ｋｓｒ＝ＳＲｃ／ＳＲｔ
として算出する。
【００７１】
前記補正係数Ｋｓｒは、前記図７に示したマップを参照して求められる目標値Ｑａｔの乗算補正項として用いられ、前記Ｓ５３で補正係数Ｋｓｒが設定されると、その後は、図７のマップから求めた目標値Ｑａｔに前記補正係数Ｋｓｒを乗算して補正された結果を、診断に用いる目標値Ｑａｔとする。
Ｓ５４では、ＳＣＶ２１の異常等によって所期のスワール比が得られなくなったものと推定されるので、スワール制御の異常発生を警告する。前記警告は、例えば車両の運転席付近に設けられた警告ランプの点灯などによって行われる。
【００７２】
一方、Ｓ５２で、前記差ΔＱａｃが所定値以上であると判別され、エアフローメータ１０の故障の可能性がある場合には、Ｓ５５以降へ進み、冷却損失に基づく診断を実行する。
即ち、Ｓ５５〜Ｓ６１では、実測値Ｑａｏに基づく冷却損失と、目標値Ｑａｔに基づく冷却損失とをそれぞれ目標の冷却損失と比較することで、実測値Ｑａｏ，目標値Ｑａｔがそれぞれ正しいか否かを判別し、以て、実測値Ｑａｏと目標値Ｑａｔとが異なる原因が、エアフローメータ異常によるものか、吸気系異常によるものかを診断する。
【００７３】
尚、排気還流装置の構成、及び、ＳＣＶ２１の駆動装置の構成が、図３又は図９に示したものに限定されるものではないことは明らかである。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１記載の発明によると、エアフローメータで検出された吸入空気流量に基づき算出した冷却損失と、目標の冷却損失とを比較することで、エアフローメータの異常を精度良く診断できるという効果がある。
請求項２記載の発明によると、エアフローメータで検出された吸入空気流量及び運転条件から設定した目標の吸入空気流量に基づいて、それぞれに冷却損失を演算し、これらと目標の冷却損失とを比較することで、目標値の精度を確認した上でエアフローメータの診断を行えるという効果がある。
【００７５】
請求項３記載の発明によると、エアフローメータで検出された吸入空気流量と運転条件から設定した目標の吸入空気流量との偏差の原因を、エアフローメータの異常と吸気系異常とに区別して診断できるという効果がある。
請求項４記載の発明によると、エアフローメータによる検出誤差を正して、吸入空気流量の検出精度を維持できるようになるという効果がある。
【００７６】
請求項５記載の発明によると、排気還流装置を備える場合に、排気還流率によるエアフロメータ検出値の変化が、エアフローメータの検出誤差として誤診断されてしまうことを回避できるという効果がある。
請求項６記載の発明によると、実際の排気還流率を演算して、運転条件に応じた目標の排気還流率と比較することで、初期状態の排気還流率に適合した吸入空気流量の目標値を、現在の排気還流率に適合する値に修正でき、以て、エアフローメータの診断精度を向上させることができるという効果がある。
【００７７】
請求項７記載の発明によると、実際の排気還流率から排気還流装置の異常の有無を診断できるという効果がある。
請求項８記載の発明によると、スワールコントロールバルブによる充填効率の変化に対応して、吸入空気流量の目標値を正しく設定させることができ、以て、エアフローメータの診断精度を向上させることができるという効果がある。
【００７８】
請求項９記載の発明によると、所期のスワール比が得られているか否かを、エアフローメータの検出誤差の影響を排除して診断でき、以て、吸入空気流量の目標値を実際のスワール比に対応させて精度良く修正できるという効果がある。
請求項１０記載の発明によると、排気損失を充填効率に変換することで、実際のスワール比に対応する目標の吸入空気流量を簡便に得ることができるという効果がある。
【００７９】
請求項１１記載の発明によると、所期のスワール比が得られてないことを、排気損失の演算結果に基づいて判別でき、以て、スワールコントロールバルブの故障を診断できるという効果がある。
請求項１２記載の発明によると、エンジン出力トルク，エンジン回転数の違いによる吸入空気流量の変化に対応して目標の吸入空気流量等を精度良く設定させることができるという効果がある。
【００８０】
請求項１３記載の発明によると、吸入空気流量に比例する排気損失を精度良く演算させ、総エネルギから前記排気損失や正味仕事を除いた分を冷却損失として高精度に演算させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１記載の発明の構成ブロック図。
【図２】請求項２記載の発明の構成ブロック図。
【図３】第１の実施形態におけるエンジンのシステム構成図。
【図４】第１の実施形態における診断制御を示すフローチャート。
【図５】第１の実施形態における診断制御を示すフローチャート。
【図６】第１の実施形態における診断制御を示すフローチャート。
【図７】目標吸入空気流量のマップを示す線図。
【図８】目標排気還流率（ＥＧＲ率）のマップを示す線図。
【図９】第２の実施形態におけるエンジンのシステム構成図。
【図１０】第２の実施形態における診断制御を示すフローチャート。
【図１１】第２の実施形態における診断制御を示すフローチャート。
【図１２】第２の実施形態における診断制御を示すフローチャート。
【図１３】第２の実施形態における診断制御を示すフローチャート。
【図１４】目標排気損失のマップを示す線図。
【図１５】単位流量当たりの排気損失とスワール比との相関を示す線図。
【図１６】充填効率とスワール比との相関を示す線図。
【符号の説明】
１    ディーゼルエンジン
２    排気還流通路
３    ＥＧＲコントロールバルブ
４    ＥＧＲコントロールソレノイド
５    負圧導入路
７    コントロールユニット
１０    エアフローメータ
１１    排気温度センサ
１２    吸気温度センサ
１３    インマニ内温度センサ
２１    ＳＣＶ
２２    スワールコントロールバルブ
２４    第１スワールコントロールソレノイド
２５    第２スワールコントロールソレノイド
【図１】
0003617155.tif 000005
【図２】
0003617155.tif 000006
【図３】
0003617155.tif 000007
【図４】
0003617155.tif 000008
【図５】
0003617155.tif 000009
【図６】
0003617155.tif 000010
【図７】
0003617155.tif 000011
【図８】
0003617155.tif 000012
【図９】
0003617155.tif 000013
【図１０】
0003617155.tif 000014
【図１１】
0003617155.tif 000015
【図１２】
0003617155.tif 000016
【図１３】
0003617155.tif 000017
【図１４】
0003617155.tif 000018
【図１５】
0003617155.tif 000019
【図１６】
0003617155.tif 000020