(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関システムの故障検出装置において、
前記内燃機関システムは、内燃機関に接続する吸気通路と排気通路との間に設けられ前記吸気通路における吸気を昇圧させる過給機と、前記吸気通路における吸気量を調節する吸気量調節弁と、前記内燃機関の燃焼室から前記排気通路へ排出される排気の一部を前記吸気通路へ流して前記燃焼室へ還流させる排気還流通路と、前記排気還流通路における前記排気の流量を調節する排気還流弁と、前記吸気通路における前記吸気量調節弁より下流側に新気を導入するための新気導入通路と、前記新気導入通路における新気の流量を調節する新気導入弁と、前記新気導入通路の下流側から上流側へ気体が流れることを防止するリード弁と、を備えており、
前記過給機は、前記吸気通路に配置されたコンプレッサと、前記排気通路に配置されたタービンと、前記コンプレッサと前記タービンを一体回転可能に連結する回転軸とを備え、
前記排気還流通路の入口は、前記排気通路における前記タービンより下流側に接続され、
前記排気還流通路の出口は、前記吸気通路における前記コンプレッサより上流側に接続されており、
前記新気導入弁を開閉させたときの前記吸気通路における吸気圧または吸気量の変化量により、前記新気導入弁および前記リード弁の少なくとも一方の正常または異常を判定する判定部を有すること、
を特徴とする内燃機関システムの故障検出装置。
【請求項２】
請求項１の内燃機関システムの故障検出装置において、
前記判定部は、前記内燃機関が過給運転状態であるときに前記リード弁の正常または異常を判定すること、
を特徴とする内燃機関システムの故障検出装置。
【請求項３】
請求項１または２の内燃機関システムの故障検出装置において、
前記判定部は、前記内燃機関が減速フューエルカット状態であるときに前記新気導入弁の正常または異常を判定すること、
を特徴とする内燃機関システムの故障検出装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１つの内燃機関システムの故障検出装置において、
前記判定部により前記新気導入弁または前記リード弁が異常であると判定されたときに前記内燃機関システムのフェイルセーフ制御を行うフェイルセーフ制御部を有すること、
を特徴とする内燃機関システムの故障検出装置。
【請求項５】
請求項４の内燃機関システムの故障検出装置において、
前記フェイルセーフ制御部は、前記判定部により前記新気導入弁が全閉状態で固着した導入弁閉弁異常であると判定されたときに、または、前記判定部により前記リード弁が前記新気導入通路の上流側から下流側へ新気が流れることを許可しないリード弁閉弁異常であると判定されたときに、異常判定時の前記吸気量または前記吸気圧に応じて、前記排気還流弁の開度、および、前記内燃機関がアイドル運転状態または減速運転状態であるときの前記吸気量調節弁の開度の少なくとも一方を補正すること、
を特徴とする内燃機関システムの故障検出装置。
【請求項６】
請求項４または５の内燃機関システムの故障検出装置において、
前記フェイルセーフ制御部は、前記判定部により前記新気導入弁が開弁状態で固着した導入弁開弁異常であると判定されたときに、異常判定時の前記吸気量または前記吸気圧に応じて、前記内燃機関がアイドル運転状態または減速運転状態であるときの前記内燃機関の点火時期を補正すること、
を特徴とする内燃機関システムの故障検出装置。
【請求項７】
請求項４の内燃機関システムの故障検出装置において、
前記フェイルセーフ制御部は、前記判定部により前記リード弁が前記新気導入通路の下流側から上流側へ気体が流れることを防止できないリード弁開弁異常であると判定され、かつ、前記内燃機関が過給運転状態であるときに、前記新気導入弁を全閉状態にする導入弁全閉制御を行うこと、
を特徴とする内燃機関システムの故障検出装置。
【請求項８】
請求項７の内燃機関システムの故障検出装置において、
前記フェイルセーフ制御部は、前記導入弁全閉制御を行うときに、前記排気還流弁の開度を閉弁側へ補正すること、
を特徴とする内燃機関システムの故障検出装置。
【請求項９】
内燃機関システムの故障検出方法において、
前記内燃機関システムは、内燃機関に接続する吸気通路と排気通路との間に設けられ前記吸気通路における吸気を昇圧させる過給機と、前記吸気通路における吸気量を調節する吸気量調節弁と、前記内燃機関の燃焼室から前記排気通路へ排出される排気の一部を前記吸気通路へ流して前記燃焼室へ還流させる排気還流通路と、前記排気還流通路における前記排気の流量を調節する排気還流弁と、前記吸気通路における前記吸気量調節弁より下流側に新気を導入するための新気導入通路と、前記新気導入通路における新気の流量を調節する新気導入弁と、前記新気導入通路の下流側から上流側へ気体が流れることを防止するリード弁と、を備えており、
前記過給機は、前記吸気通路に配置されたコンプレッサと、前記排気通路に配置されたタービンと、前記コンプレッサと前記タービンを一体回転可能に連結する回転軸とを備え、
前記排気還流通路の入口は、前記排気通路における前記タービンより下流側に接続され、
前記排気還流通路の出口は、前記吸気通路における前記コンプレッサより上流側に接続されており、
前記新気導入弁を開閉させたときの前記吸気通路における吸気圧または吸気量の変化量により、前記新気導入弁および前記リード弁の少なくとも一方の正常または異常を判定すること、
を特徴とする内燃機関システムの故障検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関システムの故障検出装置および内燃機関システムの故障検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、内燃機関の排気通路に配置された排気絞り弁と、排気通路から吸気通路へＥＧＲガスを還流させるＲＧＲ通路に配置されたＥＧＲ弁の故障を診断する技術が開示されている。そして、特許文献１に開示された技術は、内燃機関が減速運転状態であるときに、排気絞り弁を閉弁させ、かつ、ＥＧＲ弁を全開させておき、エアフローメータが検知する新気の変化量をもとに、排気絞り弁またはＥＧＲ弁の故障を診断している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１２７２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、過給機および排気還流装置を有する内燃機関システムにおいて、吸気通路をバイパスして吸気通路の入口付近から直接的に吸気通路におけるスロットル弁よりも下流側の位置へ新気（新たな吸気）を導入する新気導入通路を有するシステムが知られている（例えば、特開２０１２−７５４７号公報）。そして、このシステムの過給機は、内燃機関に接続する排気通路に設けられたタービンと、内燃機関に接続する吸気通路に設けられタービンにより駆動されるコンプレッサとを備えている。また、このシステムの排気還流装置は、排気通路におけるタービンの下流側と吸気通路におけるコンプレッサの上流側との間に接続する排気還流通路と、排気還流通路に設けられる排気還流弁を備えている。そして、前記の新気導入通路には、当該新気導入通路の新気（の流れ）を制御する機器（例えば、新気導入弁。以下、単に、「新気制御機器」とも言う。）が設けられている。
【０００５】
そして、前記のシステムは、内燃機関が減速運転状態であるときに、新気導入通路から吸気通路におけるスロットル弁よりも下流側の位置へ新気を導入することにより、吸気通路に残留する排気を掃気する。さらに、前記のシステムは、導入された新気を吸気通路におけるスロットル弁よりも下流側の位置へ流れた排気に混ぜることにより、吸気中の排気割合を減衰させる。このようにして、前記のシステムは、減速失火の発生を抑制している。ここで、減速失火の発生とは、内燃機関が減速運転状態であるときに内燃機関の失火が生じることである。
【０００６】
しかしながら、前記の新気制御機器が故障したときには、前記のシステムは、内燃機関が減速運転状態であるときに、新気導入通路から新気を適切に導入できなくなる。すると、減速失火の発生など、内燃機関の運転状態が安定しないおそれがある。あるいは、内燃機関が過給運転状態であるときに、新気導入通路内にてブローバイガスや排気を含む気体が逆流して、新気導入通路の上流側の機器に、オイルや凝縮水やカーボンなどの異物が付着するおそれがある。すると、新気導入通路の上流側の機器の動作が不安定になるおそれがある。そのため、新気制御機器の故障を検出して、当該故障に対して対処することが必要になる。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示された技術は、排気絞り弁またはＥＧＲ弁の故障を診断する技術に過ぎず、特許文献１には、新気導入通路の新気を制御する機器の故障を検出する技術については何ら開示されていない。
【０００８】
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、新気導入通路の新気を制御する機器の故障を検出することができる内燃機関システムの故障検出装置および内燃機関システムの故障検出方法を提供すること、を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するためになされた本発明の一態様は、内燃機関システムの故障検出装置において、前記内燃機関システムは、内燃機関に接続する吸気通路と排気通路との間に設けられ前記吸気通路における吸気を昇圧させる過給機と、前記吸気通路における吸気量を調節する吸気量調節弁と、前記内燃機関の燃焼室から前記排気通路へ排出される排気の一部を前記吸気通路へ流して前記燃焼室へ還流させる排気還流通路と、前記排気還流通路における前記排気の流量を調節する排気還流弁と、前記吸気通路における前記吸気量調節弁より下流側に新気を導入するための新気導入通路と、前記新気導入通路における新気の流量を調節する新気導入弁と、前記新気導入通路の下流側から上流側へ気体が流れることを防止するリード弁と、を備えており、前記過給機は、前記吸気通路に配置されたコンプレッサと、前記排気通路に配置されたタービンと、前記コンプレッサと前記タービンを一体回転可能に連結する回転軸とを備え、前記排気還流通路の入口は、前記排気通路における前記タービンより下流側に接続され、前記排気還流通路の出口は、前記吸気通路における前記コンプレッサより上流側に接続されており、前記新気導入弁を開閉させたときの前記吸気通路における吸気圧または吸気量の変化量により、前記新気導入弁および前記リード弁の少なくとも一方の正常または異常を判定する判定部を有すること、を特徴とする。
【００１０】
この態様によれば、新気導入通路の新気を制御する機器である新気導入弁およびリード弁の少なくとも一方の故障（異常）を検出できる。そのため、新気導入弁やリード弁の故障に対して、的確に対処することができる。
【００１１】
上記の態様においては、前記判定部は、前記内燃機関が過給運転状態であるときに前記リード弁の正常または異常を判定すること、が好ましい。
【００１２】
この態様によれば、内燃機関が過給運転状態であるときに、リード弁の故障を検出することができる。そのため、内燃機関が過給運転状態であるときにリード弁の故障により発生しうる内燃機関システムへの影響に対し、対処することができる。
【００１３】
上記の態様においては、前記判定部は、前記内燃機関が減速フューエルカット状態であるときに前記新気導入弁の正常または異常を判定すること、が好ましい。
【００１４】
この態様によれば、内燃機関が減速フューエルカット状態であるときに、新気導入弁の故障を検出することができる。そのため、新気導入弁を動作させる前に、新気導入弁の故障に対して対処できる。
【００１５】
上記の態様においては、前記判定部により前記新気導入弁または前記リード弁が異常であると判定されたときに前記内燃機関システムのフェイルセーフ制御を行うフェイルセーフ制御部を有すること、が好ましい。
【００１６】
この態様によれば、新気導入弁またはリード弁が故障したときに、内燃機関の運転状態がより安全な状態となるように制御できる。
【００１７】
上記の態様においては、前記フェイルセーフ制御部は、前記判定部により前記新気導入弁が全閉状態で固着した導入弁閉弁異常であると判定されたときに、または、前記判定部により前記リード弁が前記新気導入通路の上流側から下流側へ新気が流れることを許可しないリード弁閉弁異常であると判定されたときに、異常判定時の前記吸気量または前記吸気圧に応じて、前記排気還流弁の開度、および、前記内燃機関がアイドル運転状態または減速運転状態であるときの前記吸気量調節弁の開度の少なくとも一方を補正すること、が好ましい。
【００１８】
この態様によれば、排気還流弁の開度を補正して内燃機関の燃焼室における排気の割合を調整することにより、新気導入弁が故障していても、減速失火の発生を抑制できる。また、内燃機関がアイドル運転状態または減速運転状態であるときの吸気量調節弁の開度を補正して内燃機関の燃焼室への吸気の供給量を調整することにより、新気導入弁が故障していても、エンジンストールの発生を抑制できる。
【００１９】
上記の態様においては、前記フェイルセーフ制御部は、前記判定部により前記新気導入弁が開弁状態で固着した導入弁開弁異常であると判定されたときに、異常判定時の前記吸気量または前記吸気圧に応じて、前記内燃機関がアイドル運転状態または減速運転状態であるときの前記内燃機関の点火時期を補正すること、が好ましい。
【００２０】
この態様によれば、内燃機関がアイドル運転状態であるときの内燃機関の点火時期を調整することにより、新気導入弁が故障していても、エンジン回転数の上昇を抑制できる。また、内燃機関が減速運転状態であるときの内燃機関の点火時期を調整することにより、新気導入弁が故障していても、内燃機関の減速性を維持できる。
【００２１】
上記の態様においては、前記フェイルセーフ制御部は、前記判定部により前記リード弁が前記新気導入通路の下流側から上流側へ気体が流れることを防止できないリード弁開弁異常であると判定され、かつ、前記内燃機関が過給運転状態であるときに、前記新気導入弁を全閉状態にする導入弁全閉制御を行うこと、が好ましい。
【００２２】
この態様によれば、内燃機関が過給運転状態であるときに、新気導入弁を全閉状態にすることにより、リード弁が故障していても、排気やブローバイガスを含む気体が新気導入路の下流側から上流側へ流れ込まない。そのため、新気導入弁や新気導入路の上流側の周辺機器に、排気中の凝縮水またはカーボンや、ブローバイガス中のオイルが付着することを防止できる。したがって、新気導入弁や新気導入通路の上流側の周辺機器の動作の安定化が図れる。また、吸気通路中の過給圧が新気導入通路の上流側へ漏れないので、過給レスポンス（過給応答性）を維持できる。
【００２３】
上記の態様においては、前記フェイルセーフ制御部は、前記導入弁全閉制御を行うときに、前記排気還流弁の開度を閉弁側へ補正すること、が好ましい。
【００２４】
この態様によれば、排気還流弁の開度を閉弁側へ補正することにより、内燃機関が過給運転状態から減速運転状態に切り替わったときに新気導入弁の開弁遅れが生じても、吸気中の排気の割合を抑制できるので、減速失火の発生を抑制できる。
【００２５】
上記課題を解決するためになされた本発明の他の態様は、内燃機関システムの故障検出方法において、前記内燃機関システムは、内燃機関に接続する吸気通路と排気通路との間に設けられ前記吸気通路における吸気を昇圧させる過給機と、前記吸気通路における吸気量を調節する吸気量調節弁と、前記内燃機関の燃焼室から前記排気通路へ排出される排気の一部を前記吸気通路へ流して前記燃焼室へ還流させる排気還流通路と、前記排気還流通路における前記排気の流量を調節する排気還流弁と、前記吸気通路における前記吸気量調節弁より下流側に新気を導入するための新気導入通路と、前記新気導入通路における新気の流量を調節する新気導入弁と、前記新気導入通路の下流側から上流側へ気体が流れることを防止するリード弁と、を備えており、前記過給機は、前記吸気通路に配置されたコンプレッサと、前記排気通路に配置されたタービンと、前記コンプレッサと前記タービンを一体回転可能に連結する回転軸とを備え、前記排気還流通路の入口は、前記排気通路における前記タービンより下流側に接続され、前記排気還流通路の出口は、前記吸気通路における前記コンプレッサより上流側に接続されており、前記新気導入弁を開閉させたときの前記吸気通路における吸気圧または吸気量の変化量により、前記新気導入弁および前記リード弁の少なくとも一方の正常または異常を判定すること、を特徴とする。
【００２６】
この態様によれば、新気導入通路における新気の流れを制御する機器である新気導入弁およびリード弁の少なくとも一方の故障を検出できる。そのため、新気導入弁やリード弁の故障に対して、的確に対処することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の内燃機関システムの故障検出装置および内燃機関システムの故障検出方法によれば、新気導入通路の新気を制御する機器の故障を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】過給機付エンジンシステムの概略構成図である。
【図２】実施例１における新気導入弁の故障検出に関する制御ルーチンを示す図である。
【図３】実施例１，２におけるリード弁の故障検出に関する制御ルーチンを示す図である。
【図４】実施例２における新気導入弁とリード弁の故障検出に関する制御ルーチンを示す図である。
【図５】実施例３におけるフェイルセーフ制御に関する制御ルーチンを示す図である。
【図６】異常判定時の全閉時吸気圧とアイドル・減速時スロットル開度との関係図である。
【図７】異常判定時の全閉時吸気圧とＥＧＲ率補正係数との関係図である。
【図８】異常判定時の全閉時吸気圧とアイドル・減速時点火遅角量との関係図である。
【図９】実施例３におけるフェイルセーフ制御において、内燃機関がアイドル運転状態または減速運転状態であるときのスロットル開度を補正する制御ルーチンを示す図である。
【図１０】実施例３におけるフェイルセーフ制御において、内燃機関がアイドル運転状態または減速運転状態であるときの内燃機関の点火時期を補正する制御ルーチンを示す図である。
【図１１】実施例３におけるフェイルセーフ制御において、ＥＧＲ開度を補正する制御ルーチンを示す図である。
【図１２】実施例４におけるフェイルセーフ制御において、新気導入弁を制御する制御ルーチンを示す図である。
【図１３】実施例４におけるフェイルセーフ制御において、ＥＧＲ開度を補正する制御ルーチンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明に係る内燃機関システムの故障検出装置および内燃機関システムの故障検出方法について、図面を参照しながら説明する。
【００３０】
〔過給機付エンジンシステムの構成〕
まず、本発明に係る内燃機関システムの故障検出装置を備える過給機付エンジンシステムの構成について説明する。
【００３１】
図１は、内燃機関システムの一例である過給機付エンジンシステムの概略構成図である。図１に示すように、エンジンシステムは、レシプロタイプのエンジン（内燃機関）１を備えている。エンジン１の吸気ポート２には、吸気通路３が接続され、排気ポート４には、排気通路５が接続されている。吸気通路３の入口には、エアクリーナ６が設けられている。エアクリーナ６より下流の吸気通路３には、排気通路５との間に、吸気通路３における吸気を昇圧させるための過給機７が設けられている。
【００３２】
過給機７は、吸気通路３に配置されたコンプレッサ８と、排気通路５に配置されたタービン９と、コンプレッサ８とタービン９を一体回転可能に連結する回転軸１０とを備えている。過給機７は、排気通路５を流れる排気によりタービン９を回転させて回転軸１０を介してコンプレッサ８を一体的に回転させることにより、吸気通路３における吸気を昇圧させる、すなわち過給を行うようになっている。コンプレッサ８は、吸気通路３における電子スロットル装置１４よりも上流側（エアクリーナ６側、エアフローメータ５４側）の位置に設けられている。
【００３３】
過給機７に隣接して排気通路５には、タービン９を迂回する排気バイパス通路１１が設けられている。この排気バイパス通路１１には、ウェイストゲートバルブ１２が設けられている。ウェイストゲートバルブ１２により排気バイパス通路１１を流れる排気が調節されることにより、タービン９に供給される排気流量が調節され、タービン９及びコンプレッサ８の回転速度が調節され、過給機７による過給圧が調節されるようになっている。
【００３４】
吸気通路３において、過給機７のコンプレッサ８とエンジン１との間には、インタークーラ１３が設けられている。このインタークーラ１３は、コンプレッサ８により昇圧されて高温となった吸気を適温に冷却するためのものである。
【００３５】
インタークーラ１３とエンジン１との間の吸気通路３には、サージタンク３ａが設けられている。また、インタークーラ１３の下流側であってサージタンク３ａの上流側の吸気通路３には、電子スロットル装置１４が設けられている。電子スロットル装置１４は、吸気通路３に配置されるバタフライ形のスロットル弁２１と、そのスロットル弁２１を開閉駆動するためのＤＣモータ２２と、スロットル弁２１の開度（スロットル開度）を検出するためのスロットルセンサ２３とを備える。スロットル弁２１は、吸気通路３における吸気量を調節するための吸気量調節弁である。そして、スロットル弁２１の開度は、運転者によるアクセルペダル２６の操作に応じて調節される。タービン９の下流側の排気通路５には、排気を浄化するための排気触媒としての触媒コンバータ１５が設けられている。
【００３６】
エンジン１には、燃焼室１６に燃料を噴射供給するためのインジェクタ２５が設けられている。インジェクタ２５には、燃料タンク（図示略）から燃料が供給されるようになっている。また、エンジン１には、各気筒に対応して点火プラグ２９が設けられている。各点火プラグ２９は、イグナイタ３０から出力される高電圧を受けて点火動作する。各点火プラグ２９の点火時期は、イグナイタ３０による高電圧の出力タイミングにより決定される。
【００３７】
また、ＥＧＲ装置は、エンジン１の燃焼室１６から排気通路５へ排出される排気の一部を吸気通路３へ流して燃焼室１６へ還流させる排気還流通路（ＥＧＲ通路）１７と、ＥＧＲ通路１７における排気の流量（ＥＧＲ流量）を調節するためにＥＧＲ通路１７に設けられた排気還流弁（ＥＧＲ弁）１８とを備えている。ＥＧＲ通路１７は、触媒コンバータ１５の下流側の排気通路５と、コンプレッサ８の上流側の吸気通路３との間に設けられている。すなわち、排気通路５を流れる排気の一部をＥＧＲガスとしてＥＧＲ通路１７を通じて吸気通路３へ流して燃焼室１６へ還流させるために、ＥＧＲ通路１７の出口１７ａが、吸気通路３におけるコンプレッサ８よりも上流側の位置に接続されている。また、ＥＧＲ通路１７の入口１７ｂは、排気通路５における触媒コンバータ１５（タービン９）よりも下流側の位置に接続されている。
【００３８】
ＥＧＲ通路１７には、同通路１７を流れるＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ２０が設けられている。ＥＧＲ弁１８は、ＥＧＲクーラ２０より下流のＥＧＲ通路１７に配置されている。
【００３９】
ＥＧＲ弁１８は、ステップモータ３１により駆動される弁体３２を備えている。弁体３２は、ＥＧＲ通路１７に設けられた弁座３３に着座可能に設けられている。
【００４０】
図１に示すように、吸気通路３における電子スロットル装置１４より下流側にあるサージタンク３ａに新気を導入するために、新気導入通路４１が設けられている。新気導入通路４１は、その入口４１ａが、エアクリーナ６より下流側であってコンプレッサ８およびＥＧＲ通路１７の出口１７ａより上流側の位置で吸気通路３に接続され、その出口４１ｂが電子スロットル装置１４より下流側の位置で吸気通路３に接続されている。新気導入通路４１の途中には、電動式の新気導入弁４２が設けられている。新気導入弁４２は、ソレノイドにより弁体を駆動することで弁座に対する弁体の開度を制御するように構成されている。新気導入弁４２の開度が制御されることにより、新気導入通路４１からサージタンク３ａへ流れる新気の流量が調節される。
【００４１】
また、新気導入通路４１における新気導入弁４２と出口４１ｂとの間の位置には、逆止弁であるリード弁４４が設けられている。このリード弁４４は、新気導入通路４１にて下流側（出口４１ｂ側）からリード弁４４を介して上流側（入口４１ａ側）へ気体が流れることを防止する。その一方で、リード弁４４は、新気導入通路４１にて入口４１ａ側からリード弁４４を介して出口４１ｂ側へ気体が流れることを許可する。
【００４２】
ＥＣＵ５０は、中央処理装置（ＣＰＵ）と、所定の制御プログラム等を予め記憶したり、ＣＰＵの演算結果等を一時的に記憶したりする各種メモリと、これら各部と接続される外部入力回路及び外部出力回路とを備えている。
【００４３】
ＥＣＵ５０の外部入力回路は、スロットルセンサ２３や、エンジン１の運転状態を検出するための各種センサに接続している。そして、スロットルセンサ２３や各種センサの検出データが、ＥＣＵ５０の外部入力回路に入力される。また、ＥＣＵ５０の外部出力回路は、ＤＣモータ２２、インジェクタ２５、イグナイタ３０、ステップモータ３１、新気導入弁４２などに接続している。
【００４４】
ここで、前記のエンジン１の運転状態を検出するための各種センサとして、吸気圧センサ５１、回転速度センサ５２、エアフローメータ５４が設けられている。吸気圧センサ５１は、サージタンク３ａにおける吸気圧ＥＰＭを検出する。具体的には、吸気圧センサ５１は、ＥＧＲ通路１７から吸気通路３へＥＧＲガスが流れ込む位置より下流側の位置の吸気通路３（サージタンク３ａ）における吸気圧ＥＰＭを検出する。回転速度センサ５２は、エンジン１のクランクシャフト１ａの回転角（クランク角）を検出するとともに、そのクランク角の変化をエンジン１の回転速度（エンジン回転数）ＮＥとして検出する。エアフローメータ５４は、エアクリーナ６の直下流の吸気通路３を流れる吸気量Ｇａを検出する。
【００４５】
ＥＣＵ５０は、エンジン１の運転状態に応じてＥＧＲガスを制御するためにＥＧＲ弁１８を制御する。
【００４６】
また、ＥＣＵ５０は、詳しくは後述するように、所定の条件下で、新気導入弁４２の正常または異常を判定したり、リード弁４４の正常または異常を判定したり、各種のフェイルセーフ制御を行う。なお、ＥＣＵ５０は、本発明における「判定部」や「フェイルセーフ制御部」を兼ねている。
【００４７】
以上が、過給機付エンジンシステムの構成の説明である。
【００４８】
〔内燃機関システムの故障検出方法およびフェイルセーフ制御方法〕
次に、内燃機関システムの故障検出装置の作用として、内燃機関システムの故障検出方法および内燃機関システムのフェイルセーフ制御方法について、詳細に説明する。
【００４９】
ここで、新気導入弁４２やリード弁４４が故障すると、新気は、新気導入通路４１を介して吸気通路３における電子スロットル装置１４よりも下流側（サージタンク３ａ側）の位置に適切に導入されなくなる。そして、特に、リード弁４４が故障すると、以下のようなことが起こりうる。
【００５０】
まず、ＥＣＵ５０は、エンジン１の運転状態が過給運転状態から減速運転状態に切り替わったときの新気導入弁４２の開弁制御の応答性を改善するため、エンジン１が過給運転状態であるとき、すなわち、過給機７により過給が行われるときに、新気導入弁４２を予め開弁させている。そのため、エンジン１が過給運転状態であるときにリード弁４４が開弁異常（リード弁開弁異常）であると、新気導入通路４１の出口４１ｂからＥＧＲガスやブローバイガスを含む吸気が逆流してしまう。なお、「リード弁４４が開弁異常である」とは、リード弁４４が、新気導入通路４１における下流側からリード弁４４を介して上流側へ気体が逆流することを防止できない故障状況下にある、ということである。
【００５１】
そして、前記のように新気導入通路４１内を逆流した吸気は、開弁状態の新気導入弁４２を介して、入口４１ａから吸気通路３におけるコンプレッサ８よりも上流側（エアフローメータ５４側）の位置に、流れ込んでしまう。すると、ＥＧＲガスに含まれる凝縮水やカーボン、および、ブローバイガスに含まれるオイルなどが、新気導入弁４２や、入口４１ａの周辺機器であるエアフローメータ５４に付着するおそれがある。そのため、新気導入弁４２やエアフローメータ５４の動作が不安定になるおそれがある。
【００５２】
一方、リード弁４４が閉弁異常（リード弁閉弁異常）であると、新気が、新気導入通路４１を介して吸気通路３における電子スロットル装置１４よりも下流側の位置に流れ込むことができない。ここで、「リード弁４４が閉弁異常である」とは、リード弁４４が、新気導入通路４１の上流側からリード弁４４を介して下流側へ新気が流れることを許可しない故障状況下にある、ということである。そのため、新気が、新気導入通路４１を介してエンジン１の燃焼室１６内に供給されなくなってしまう。したがって、例えば、エンジン１が減速運転状態であるときに、燃焼室１６に取り込まれる吸気中のＥＧＲガスの割合が過剰になって、減速失火が発生するおそれがある。
【００５３】
そこで、ＥＣＵ５０は、以下のように、新気導入弁４２の故障とリード弁４４の故障を検出する。また、ＥＣＵ５０は、後述するように、新気導入弁４２やリード弁４４の故障時に、エンジンシステムのフェイルセーフ制御を行う。
【００５４】
＜実施例１＞
実施例１では、ＥＣＵ５０は、新気導入弁４２を開閉させたときの吸気圧ＥＰＭの変化量により、新気導入弁４２およびリード弁４４の少なくとも一方の正常または異常を判定する。具体的には、ＥＣＵ５０は、エンジン１が減速フューエルカット状態であるときに、新気導入弁４２を開閉させたときの吸気圧ＥＰＭの変化量により、新気導入弁４２の正常または異常を判定する。なお、「エンジン１が減速フューエルカット状態であるとき」とは、エンジン１が減速運転状態であり、かつ、インジェクタ２５（図１参照）による燃料の供給が行われていないときである。また、エンジン１が減速運転状態であるときは、吸気圧ＥＰＭは負圧になっている。また、吸気圧ＥＰＭは、吸気圧センサ５１（図１参照）により検出される。
【００５５】
また、実施例１では、ＥＣＵ５０は、エンジン１が過給運転状態であるときに、新気導入弁４２を開閉させたときの吸気圧ＥＰＭの変化量により、リード弁４４の正常または異常を判定する。なお、エンジン１が過給運転状態であるときは、吸気圧ＥＰＭは正圧になっている。
【００５６】
具体的には、ＥＣＵ５０は、図２と図３に示す新気導入弁４２とリード弁４４の故障検出に関する制御ルーチンを所定時間毎に周期的に実行する。
【００５７】
そこで、まず、ＥＣＵ５０は、以下のようにして、新気導入弁４２の故障検出を行う。図２と図３に示すルーチンの処理が開始されると、まず、ＥＣＵ５０は、エンジン１が減速フューエルカット（図中、「減速Ｆ／Ｃ」と表記）状態であり（ステップＳ１：ＹＥＳ）、かつ、導入弁判定フラグＸＡＣＶＯＢＤが「０」であると判定したとき（ステップＳ２：ＹＥＳ）には、ステップＳ３の処理へ移行する。ここで、導入弁判定フラグＸＡＣＶＯＢＤは、新気導入弁４２の正常または異常の判定が未完了である場合に「０」と設定され、新気導入弁４２の正常または異常の判定が完了した場合に「１」と設定される。
【００５８】
次に、ＥＣＵ５０は、全閉時記憶フラグＸＡＣＶＯＦＦ１が「１」となったら（ステップＳ３：ＮＯ）、新気導入弁開弁制御を行う（ステップＳ８）。ここで、「新気導入弁開弁制御を行う」とは、新気導入弁４２を所定の開度（例えば、全開（最大開度））に開弁させるということである。
【００５９】
なお、全閉時記憶フラグＸＡＣＶＯＦＦ１は、ＥＣＵ５０により新気導入弁閉弁制御が行われ（ステップＳ４）、ＥＣＵ５０に吸気圧ＥＰＭが取込まれ（ステップＳ５）、取込まれた吸気圧ＥＰＭが全閉時吸気圧ＡＣＶｏｆｆ１としてＥＣＵ５０に記憶された（ステップＳ６）ときに、「１」となる（ステップＳ７）。ここで、ステップＳ４における「新気導入弁閉弁制御が行われる」とは、新気導入弁４２が全閉状態（開度０の状態）にされるということである。すなわち、全閉時吸気圧ＡＣＶｏｆｆ１は、エンジン１が減速フューエルカット状態であるときに新気導入弁４２を全閉状態にしたときの吸気圧ＥＰＭである。
【００６０】
そして、ＥＣＵ５０は、前記のようにステップＳ８にて新気導入弁開弁制御を行った後に、吸気圧ＥＰＭを取込み（ステップＳ９）、取込んだ吸気圧ＥＰＭを開弁時吸気圧ＡＣＶｏｎ１として記憶する（ステップＳ１０）。すなわち、開弁時吸気圧ＡＣＶｏｎ１は、エンジン１が減速フューエルカット状態であるときに新気導入弁４２を開弁状態にしたときの吸気圧ＥＰＭである。
【００６１】
このように、ＥＣＵ５０は、エンジン１が減速フューエルカット状態であり、かつ、新気導入弁４２の判定が未完了であるときには、全閉時吸気圧ＡＣＶｏｆｆ１と開弁時吸気圧ＡＣＶｏｎ１を取得する。
【００６２】
次に、ＥＣＵ５０は、開弁時吸気圧ＡＣＶｏｎ１から全閉時吸気圧ＡＣＶｏｆｆ１を減算した圧力変動値が所定値Ａよりも大きいか否か、を判定する（ステップＳ１１）。
【００６３】
そして、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１１において圧力変動値が所定値Ａよりも大きいと判定した場合には、新気導入弁４２が正常であると判定する（ステップＳ１２）。さらに、ＥＣＵ５０は、導入弁異常フラグＸＡＣＶｓｔｉｃｋを「０」とする（ステップＳ１３）。
【００６４】
一方、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１１において圧力変動値が所定値Ａ以下であると判定した場合には、新気導入弁４２が異常であると判定する（ステップＳ１４）。さらに、ＥＣＵ５０は、導入弁異常フラグＸＡＣＶｓｔｉｃｋを「１」とする（ステップＳ１５）。
【００６５】
そして、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１３またはステップＳ１５の処理を行った後に、導入弁判定フラグＸＡＣＶＯＢＤを「１」として（ステップＳ１６）、ルーチン処理を一旦終了する。
【００６６】
なお、ＥＣＵ５０は、ステップＳ２において導入弁判定フラグＸＡＣＶＯＢＤが「１」であると判定した場合（ステップＳ２：ＮＯ）には、そのままルーチン処理を一旦終了する。
【００６７】
以上のようにして、ＥＣＵ５０は、エンジン１が減速フューエルカット状態であるときに、新気導入弁４２を開閉させたときの吸気圧ＥＰＭの変化量をもとに、新気導入弁４２の正常または異常を判定する。
【００６８】
また、ＥＣＵ５０は、以下のようにして、リード弁４４の故障検出を行う。まず、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１（図２参照）においてエンジン１が減速フューエルカット状態でないと判定した場合（ステップＳ１：ＮＯ）には、図３に示すように、エンジン１が過給運転状態であるか否かを判定する（ステップＳ１７）。
【００６９】
そして、ＥＣＵ５０は、エンジン１が過給運転状態であり（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、かつ、リード弁判定フラグＸＲＶＯＢＤが「０」であり（ステップＳ１８：ＹＥＳ）、かつ、導入弁異常フラグＸＡＣＶｓｔｉｃｋが「０」であると判定した場合（ステップＳ１９：ＹＥＳ）には、全閉時記憶フラグＸＡＣＶＯＦＦ２が「１」となったら（ステップＳ２０：ＮＯ）、新気導入弁開弁制御を行う（ステップＳ２５）。ここで、リード弁判定フラグＸＲＶＯＢＤは、リード弁４４の正常または異常の判定が未完了である場合に「０」と設定され、リード弁４４の正常または異常の判定が完了した場合に「１」と設定される。
【００７０】
なお、全閉時記憶フラグＸＡＣＶＯＦＦ２は、ＥＣＵ５０により新気導入弁閉弁制御が行われ（ステップＳ２１）、ＥＣＵ５０に吸気圧ＥＰＭが取込まれ（ステップＳ２２）、取込まれた吸気圧ＰＭが全閉時吸気圧ＡＣＶｏｆｆ２としてＥＣＵ５０に記憶された（ステップＳ２３）ときに、「１」となる（ステップＳ２４）。すなわち、全閉時吸気圧ＡＣＶｏｆｆ２は、エンジン１が過給運転状態であるときに新気導入弁４２を全閉状態にしたときの吸気圧ＥＰＭである。
【００７１】
そして、ＥＣＵ５０は、前記のようにステップＳ２５にて新気導入弁開弁制御を行った後に、吸気圧ＥＰＭを取込み（ステップＳ２６）、取込んだ吸気圧ＥＰＭを開弁時吸気圧ＡＣＶｏｎ２として記憶する（ステップＳ２７）。すなわち、開弁時吸気圧ＡＣＶｏｎ２は、エンジン１が過給運転状態であるときに新気導入弁４２を開弁状態にしたときの吸気圧ＥＰＭである。
【００７２】
このように、ＥＣＵ５０は、エンジン１が過給運転状態であり、かつ、リード弁４４の判定が未完了であり、かつ、新気導入弁４２が正常であると判定したときには、全閉時吸気圧ＡＣＶｏｆｆ２と開弁時吸気圧ＡＣＶｏｎ２を取得する。
【００７３】
次に、ＥＣＵ５０は、全閉時吸気圧ＡＣＶｏｆｆ２から開弁時吸気圧ＡＣＶｏｎ２を減算した圧力変動値が所定値Ｃよりも大きいか否か、を判定する（ステップＳ２８）。
【００７４】
そして、ＥＣＵ５０は、ステップＳ２８において圧力変動値が所定値Ｃよりも大きいと判定した場合には、リード弁４４が開弁異常であると判定する（ステップＳ２９）。
【００７５】
一方、ＥＣＵ５０は、ステップＳ２８において圧力変動値が所定値Ｃ以下であると判定した場合には、リード弁４４が正常であると判定する（ステップＳ３０）。
【００７６】
そして、ＥＣＵ５０は、ステップＳ２９またはステップＳ３０の処理を行った後に、リード弁判定フラグＸＲＶＯＢＤを「１」として（ステップＳ３１）、ルーチン処理を一旦終了する。
【００７７】
なお、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１７においてエンジン１が過給運転状態でないと判定した場合や、ステップＳ１８においてリード弁判定フラグＸＲＶＯＢＤが「１」であると判定した場合や、ステップＳ１９において導入弁異常フラグＸＡＣＶｓｔｉｃｋが「１」であると判定した場合には、そのままルーチン処理を一旦終了する。
【００７８】
以上のようにして、ＥＣＵ５０は、エンジン１が過給運転状態であるときに、新気導入弁４２を開閉させたときの吸気圧ＥＰＭの変化量をもとに、リード弁４４の正常または異常を判定する。
【００７９】
なお、変形例として、ＥＣＵ５０は、新気導入弁４２を開閉させたときの吸気圧ＥＰＭの変化量の代わりに、新気導入弁４２を開閉させたときの吸気量Ｇａの変化量をもとに、新気導入弁４２の正常または異常を判定したり、リード弁４４の正常または異常を判定してもよい。ここで、吸気量Ｇａは、エアフローメータ５４（図１参照）により検出される。
【００８０】
本実施例によれば、ＥＣＵ５０は、新気導入弁４２を開閉させたときの吸気圧ＥＰＭまたは吸気量Ｇａの変化量により、新気導入弁４２およびリード弁４４の少なくとも一方の正常または異常を判定する。
【００８１】
このようにして、新気導入通路４１の新気を制御する機器である新気導入弁４２およびリード弁４４の少なくとも一方の故障（異常）が検出される。そのため、本実施例によれば、新気導入弁４２やリード弁４４の故障に対して、的確に対処することができる。
【００８２】
また、ＥＣＵ５０は、エンジン１が過給運転状態であるときに、リード弁４４の正常または異常を判定する。そして、ＥＣＵ５０は、新気導入弁４２を開閉させたときの吸気圧ＥＰＭまたは吸気量Ｇａの変化量の値が第２の所定値（所定値Ｃ）よりも大きいときには、リード弁４４が開弁異常であると判定する。一方、ＥＣＵ５０は、新気導入弁４２を開閉させたときの吸気圧ＥＰＭまたは吸気量Ｇａの変動量の値が第２の所定値（所定値Ｃ）未満であるときには、リード弁４４が正常であると判定する。このようにして、エンジン１が過給運転状態であるときに、リード弁４４の故障が検出される。そのため、エンジン１が過給運転状態であるときにリード弁４４の故障により発生しうるエンジンシステムへの影響に対し、対処することができる。
【００８３】
また、ＥＣＵ５０は、エンジン１が減速フューエルカット状態であるときに、新気導入弁４２の正常または異常を判定する。そして、ＥＣＵ５０は、新気導入弁４２を開閉させたときの吸気圧ＥＰＭまたは吸気量Ｇａの変化量の値が第１の所定値（所定値Ａ）よりも大きいときには、新気導入弁４２が正常であると判定する。一方、ＥＣＵ５０は、新気導入弁４２を開閉させたときの吸気圧ＥＰＭまたは吸気量Ｇａの変化量の値が第１の所定値（所定値Ａ）未満であるときには、新気導入弁４２が異常であると判定する。このようにして、エンジン１が減速フューエルカット状態であるときに、新気導入弁４２の故障が検出される。そのため、新気導入弁４２を動作させる前に、新気導入弁４２の故障に対して対処することが可能になる。したがって、新気導入弁４２の誤動作が回避される。また、エンジン１が減速フューエルカット状態であるときに新気導入弁４２の判定を行うので、判定動作によるエンジン１の出力への影響が回避される。
【００８４】
＜実施例２＞
次に、実施例２について説明するが、実施例１と同等の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略し、異なった点を中心に述べる。
【００８５】
実施例２では、ＥＣＵ５０は、新気導入弁４２の開弁異常、および、新気導入弁４２またはリード弁４４の閉弁異常を判定する。
【００８６】
具体的には、ＥＣＵ５０は、図４と前記の図３に示す新気導入弁４２とリード弁４４の故障検出に関する制御ルーチンを所定時間毎に周期的に実行する。
【００８７】
実施例２では、実施例１と異なる点として、図４に示すように、ＥＣＵ５０は、新気導入弁４２が異常であると判定して、導入弁異常フラグＸＡＣＶｓｔｉｃｋを「１」とする（ステップＳ５４）と、全閉時吸気圧ＡＣＶｏｆｆ１の値が所定値Ｂよりも大きいか否か、を判定する（ステップＳ５５）。
【００８８】
そして、ＥＣＵ５０は、ステップＳ５５において全閉時吸気圧ＡＣＶｏｆｆ１の値が所定値Ｂよりも大きいと判定した場合には、新気導入弁４２が開弁異常（導入弁開弁異常）であると判定する（ステップＳ５６）。ここで、「新気導入弁４２が開弁異常である」とは、新気導入弁４２が開弁状態で固着しており、閉弁することができない故障状況下である、ということである。
【００８９】
一方、ＥＣＵ５０は、ステップＳ５５において全閉時吸気圧ＡＣＶｏｆｆ１の値が所定値Ｂ以下であると判定した場合には、新気導入弁４２が閉弁異常（導入弁閉弁異常）である、または、リード弁４４が閉弁異常であると判定する（ステップＳ５７）。ここで、「新気導入弁４２が閉弁異常である」とは、新気導入弁４２が全閉状態で固着しており、開弁することができない故障状況下である、ということである。また、ここでいう「全閉状態」とは、開度が「０」である状態に限定されず、開度がほぼ「０」である開弁状態も含む。
【００９０】
そして、ＥＣＵ５０は、ステップＳ５６またはステップＳ５７の処理を行った後に、導入弁判定フラグＸＡＣＶＯＢＤを「１」として（ステップＳ５８）、ルーチン処理を一旦終了する。
【００９１】
なお、変形例として、ＥＣＵ５０は、全閉時吸気圧ＡＣＶｏｆｆ１の代わりに、エンジン１が減速フューエルカット状態であるときに新気導入弁４２を全閉状態にしたときの吸気量Ｇａをもとに、新気導入弁４２やリード弁４４の異常を判定してもよい。
【００９２】
本実施例によれば、ＥＣＵ５０は、新気導入弁４２が異常であると判定したときに、新気導入弁４２を全閉状態したときの吸気圧ＥＰＭまたは吸気量Ｇａが第３の所定値（所定値Ｂ）よりも大きいときには、新気導入弁４２が開弁異常であると判定する。一方、ＥＣＵ５０は、新気導入弁４２が異常であると判定したときに、新気導入弁４２を全閉状態したときの吸気圧ＥＰＭまたは吸気量Ｇａが第３の所定値（所定値Ｂ）未満であるときには、新気導入弁４２が閉弁異常である、または、リード弁４４が閉弁異常であると判定する。このように、本実施例によれば、新気導入弁４２が開弁異常であること、あるいは、新気導入弁４２が閉弁異常であること、あるいは、リード弁４４が閉弁異常であることを判定することができる。
【００９３】
＜実施例３＞
【００９４】
実施例３では、ＥＣＵ５０は、新気導入弁４２が異常であると判定したときに、過給機付きエンジンシステムのフェイルセーフ制御を行う。
【００９５】
具体的には、ＥＣＵ５０は、図５に示すフェイルセーフ制御に関する制御ルーチンを、所定時間毎に周期的に実行する。そこで、図５に示すルーチンの処理が開始されると、まず、ＥＣＵ５０は、導入弁異常フラグＸＡＣＶｓｔｉｃｋが「１」であると判定した場合（ステップ８１：ＹＥＳ）に、新気導入弁４２の異常判定時の全閉時吸気圧ＡＣＶｏｆｆ１を取込む（ステップＳ８２）。次に、ＥＣＵ５０は、取込んだ全閉時吸気圧ＡＣＶｏｆｆ１に応じて、アイドル・減速時スロットル開度ＴＡｉｄｅｌ（以下、単に「スロットル開度ＴＡｉｄｅｌ」という。）と、ＥＧＲ率補正係数ＫＥＧＲａｃｖ（以下、単に「補正係数ＫＥＧＲａｃｖ」という。）と、アイドル・減速時点火遅角量ＡＯＰａｃｖ（以下、単に「遅角量ＡＯＰａｃｖ」という。）を求める（ステップＳ８３）。
【００９６】
ステップＳ８３において、ＥＣＵ５０は、図６〜図８に示す関係図を使用する。ここで、図６は、新気導入弁４２の異常判定時の全閉時吸気圧ＡＣＶｏｆｆ１とスロットル開度ＴＡｉｄｅｌとの関係図である。また、図７は、新気導入弁４２の異常判定時の全閉時吸気圧ＡＣＶｏｆｆ１と補正係数ＫＥＧＲａｃｖとの関係図である。さらに、図８は、新気導入弁４２の異常判定時の全閉時吸気圧ＡＣＶｏｆｆ１と遅角量ＡＯＰａｃｖとの関係図である。
【００９７】
そして、ＥＣＵ５０は、過給機付きエンジンシステムのフェイルセーフ制御として、図９に示すように、エンジン１がアイドル運転状態または減速運転状態であるときのスロットル開度（スロットル弁２１（図１参照）の開度）を補正する制御ルーチンを所定時間毎に周期的に実行する。そこで、図９に示すルーチンの処理が開始されると、まず、ＥＣＵ５０は、導入弁異常フラグＸＡＣＶｓｔｉｃｋが「１」であり（ステップＳ９１：ＹＥＳ）、かつ、エンジン１がアイドル運転状態または減速運転状態であると判定した場合（ステップＳ９２：ＹＥＳ）に、スロットル開度を制御する（ステップＳ９３）。具体的には、ＥＣＵ５０は、ステップＳ９３において、エンジン１がアイドル運転状態または減速運転状態であるときのスロットル開度を、図６のステップＳ８３にて全閉時吸気圧ＡＣＶｏｆｆ１に応じて求めたスロットル開度ＴＡｉｄｅｌに補正する。
【００９８】
このように、ＥＣＵ５０は、新気導入弁４２が異常であるときに、エンジン１がアイドル運転状態または減速運転状態であるときのスロットル開度を、新気導入弁４２の異常判定時の全閉時吸気圧ＡＣＶｏｆｆ１に応じて補正する。そして、ＥＣＵ５０は、前記の図６に示すように、全閉時吸気圧ＡＣＶｏｆｆ１の値が所定値Ｂ未満であるときには、全閉時吸気圧ＡＣＶｏｆｆ１が小さく（低く）なるほど、スロットル開度ＴＡｉｄｅｌが大きく（高く）なるように補正する。
【００９９】
このようにして、ＥＣＵ５０は、新気導入弁４２が閉弁異常であると判定したときに、エンジン１がアイドル運転状態または減速運転状態であるときのスロットル開度を、新気導入弁４２が正常であるときよりも大きくなるように補正する。
【０１００】
このようにスロットル開度を補正することにより、エンジン１がアイドル運転状態または減速運転状態であるときに、新気導入弁４２が閉弁異常であって、新気が新気導入通路４１を介してエンジン１の燃焼室１６内に供給されなくても、吸気通路３にて電子スロットル装置１４を介して燃焼室１６内に吸気が供給される。そのため、エンジンストールの発生が抑制される。
【０１０１】
なお、前記のように、「新気導入弁４２が閉弁異常である」とは、新気導入弁４２の開度がほぼ「０」である開弁状態で固着している故障状況下も含まれる。そのため、新気導入弁４２が開度がほぼ「０」（小開度）である開弁状態で固着しているときも、ＥＣＵ５０は、エンジン１がアイドル運転状態または減速運転状態であるときのスロットル開度を、新気導入弁４２が正常であるときよりも大きくなるように補正する。
【０１０２】
また、ＥＣＵ５０は、前記の図６に示すように、全閉時吸気圧ＡＣＶｏｆｆ１の値が所定値Ｂよりも大きい（高い）ときには、スロットル開度を開度「０」（全閉状態）にする。
【０１０３】
このようにして、ＥＣＵ５０は、新気導入弁４２が開弁異常であると判定したときに、エンジン１がアイドル運転状態または減速運転状態であるときのスロットル開度を、開度「０」にする。
【０１０４】
前記のようにスロットル開度を補正することにより、エンジン１がアイドル運転状態であるときに、新気導入弁４２が開弁異常であって、多くの新気が新気導入通路４１を介してエンジン１の燃焼室１６内に供給されても、エンジン回転数ＮＥの上昇が抑制される。そのため、エンジン１がアイドル運転状態で安定する。また、前記のようにスロットル開度を補正することにより、エンジン１が減速運転状態であるときに、新気導入弁４２が開弁異常であって、多くの新気が新気導入通路４１を介してエンジン１の燃焼室１６内に供給されても、エンジン１の出力の上昇が抑制される。そのため、エンジン１の減速性が維持される。
【０１０５】
また、ＥＣＵ５０は、過給機付きエンジンシステムのフェイルセーフ制御として、図１０に示すように、エンジン１がアイドル運転状態または減速運転状態であるときのエンジン１の点火プラグ２９（図１参照）の点火時期を補正する制御ルーチンを所定時間毎に周期的に実行する。そこで、図１０に示すルーチンの処理が開始されると、まず、ＥＣＵ５０は、導入弁異常フラグＸＡＣＶｓｔｉｃｋが「１」であり（ステップ１０１：ＹＥＳ）、かつ、エンジン１がアイドル運転状態または減速運転状態であると判定した場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）に、アイドル・減速時の点火時期ＡＯＰｉｄｅｌ（０）を求める（ステップＳ１０３）。なお、アイドル・減速時の点火時期ＡＯＰｉｄｅｌ（０）は、予め規定されたエンジン１がアイドル運転状態または減速運転状態であるときのエンジン１の点火時期である。次に、ＥＣＵ５０は、エンジン１の点火時期を制御する（ステップＳ１０４）。具体的には、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１０４において、エンジン１がアイドル運転状態または減速運転状態であるときのエンジン１の点火時期ＡＯＰｉｄｅｌを、ステップＳ１０３で求めた点火時期ＡＯＰｉｄｅｌ（０）から遅角量ＡＯＰａｃｖだけ遅角させるように補正する。なお、遅角量ＡＯＰａｃｖは、前記の図６のステップＳ８３にて全閉時吸気圧ＡＣＶｏｆｆ１に応じて求めた遅角量である。
【０１０６】
このように、ＥＣＵ５０は、新気導入弁４２が異常であるときに、エンジン１がアイドル運転状態または減速運転状態であるときのエンジン１の点火時期を、新気導入弁４２の異常判定時（すなわち、エンジン１が減速フューエルカット状態であるとき）の全閉時吸気圧ＡＣＶｏｆｆ１に応じて補正する。そして、ＥＣＵ５０は、前記の図８に示すように、全閉時吸気圧ＡＣＶｏｆｆ１の値が所定値Ｂよりも大きい（高い）ときには、全閉時吸気圧ＡＣＶｏｆｆ１が大きくなるほど、遅角量ＡＯＰａｃｖが大きく（高く）なるようにする。
【０１０７】
このようにして、ＥＣＵ５０は、新気導入弁４２が開弁異常であると判定したときに、エンジン１がアイドル運転状態または減速運転状態であるときのエンジン１の点火時期を、新気導入弁４２が正常であるときよりも遅角させるように補正する。
【０１０８】
このようにエンジン１の点火時期を遅角させることにより、エンジン１がアイドル運転状態であるときに、新気導入弁４２が開弁異常であって、多くの新気が新気導入通路４１を介してエンジン１の燃焼室１６内に供給されても、エンジン回転数ＮＥの上昇が抑制される。そのため、エンジン１がアイドル運転状態で安定する。また、前記のようにエンジン１の点火時期を遅角させることにより、エンジン１が減速運転状態であるときに、新気導入弁４２が開弁異常であって、多くの新気が新気導入通路４１を介してエンジン１の燃焼室１６内に供給されても、エンジン１の出力の上昇が抑制される。そのため、エンジン１の減速性が維持される。
【０１０９】
また、ＥＣＵ５０は、過給機付きエンジンシステムのフェイルセーフ制御として、図１１に示すように、ＥＧＲ開度（ＥＧＲ弁１８（図１参照）の開度）を補正する制御ルーチンを所定時間毎に周期的に実行する。そこで、図１１に示すルーチンの処理が開始されると、まず、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ＿ＯＮ条件であると判定した場合に（ステップＳ１１１：ＹＥＳ）、エンジン回転数ＮＥとエンジン負荷ｋｌを取込み、取込んだエンジン回転数ＮＥとエンジン負荷ｋｌに応じた目標ＥＧＲ開度ｔｅ（０）を求める（ステップＳ１１２）。なお、「ＥＧＲ＿ＯＮ条件である」とは、ＥＧＲ装置により吸気通路３にＥＧＲガスが供給されている条件下である、ということである。また、目標ＥＧＲ開度ｔｅ（０）は、予め規定されたエンジン回転数ＮＥとエンジン負荷ｋｌとに基づくＥＧＲ弁１８の目標開度である。
【０１１０】
次に、ＥＣＵ５０は、導入弁異常フラグＸＡＣＶｓｔｉｃｋが「１」であると判定した場合（ステップ１１３：ＹＥＳ）に、目標ＥＧＲ開度ｔｅを求める（ステップＳ１１４）。具体的には、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１１４において、目標ＥＧＲ開度ｔｅ（０）を、図６のステップＳ８３にて全閉時吸気圧ＡＣＶｏｆｆ１に応じて求めた補正係数ＫＥＧＲａｃｖを用いて補正する。さらに詳細には、ＥＣＵ５０は、目標ＥＧＲ開度ｔｅ（０）に補正係数ＫＥＧＲａｃｖを乗算することにより、目標ＥＧＲ開度ｔｅを求める。次に、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ開度を、ステップＳ１１４にて求めた目標ＥＧＲ開度ｔｅにする（ステップＳ１１５）。
【０１１１】
このように、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ＿ＯＮ条件下であり、かつ、新気導入弁４２が異常であるときに、ＥＧＲ開度を、新気導入弁４２の異常判定時の全閉時吸気圧ＡＣＶｏｆｆ１に応じて補正する。そして、ＥＣＵ５０は、前記の図７に示すように、全閉時吸気圧ＡＣＶｏｆｆ１が小さく（低く）なるほど、補正係数ＫＥＧＲａｃｖが小さくなるようにする。なお、前記の図７に示すように、補正係数ＫＥＧＲａｃｖは、１．０以下である。
【０１１２】
このようにして、ＥＣＵ５０は、新気導入弁４２が閉弁異常であると判定したとき（全閉時吸気圧ＡＣＶｏｆｆ１の値が所定値Ｂ以下のとき）に、ＥＧＲ開度を、新気導入弁４２が正常であるときよりも小さくする。
【０１１３】
このようにＥＧＲ開度を小さくすることにより、ＥＧＲガスの流量が抑制される。そのため、新気導入弁４２が閉弁異常であって、新気が新気導入通路４１を介してエンジン１の燃焼室１６内に供給されなくても、燃焼室１６内の吸気中のＥＧＲガスの割合が過剰にならない。したがって、減速失火の発生が抑制される。
【０１１４】
なお、前記のように、「新気導入弁４２が閉弁異常である」とは、新気導入弁４２の開度がほぼ「０」である開弁状態で固着している故障状況下も含まれる。そのため、新気導入弁４２が開度がほぼ「０」（小開度）である開弁状態で固着しているときも、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ＿ＯＮ条件下におけるＥＧＲ開度を、新気導入弁４２が正常であるときよりも小さくする。
【０１１５】
なお、変形例として、ＥＣＵ５０は、全閉時吸気圧ＡＣＶｏｆｆ１の代わりに、エンジン１が減速フューエルカット状態であるときに新気導入弁４２を全閉状態にしたときの吸気量Ｇａをもとに、前記のフェイルセーフ制御を行ってもよい。
【０１１６】
本実施例によれば、ＥＣＵ５０は、新気導入弁４２またはリード弁４４が異常であると判定したときに、エンジンシステムのフェイルセーフ制御を行う。これにより、新気導入弁４２またはリード弁４４が故障したときに、エンジン１の運転状態がより安全な状態となるように制御できる。
【０１１７】
また、ＥＣＵ５０は、新気導入弁４２が閉弁異常であると判定したときに、または、リード弁４４が閉弁異常であると判定したときに、異常判定時の吸気量ＥＰＭまたは吸気圧Ｇａに応じて、ＥＧＲ開度、および、スロットル開度ＴＡｉｄｅｌの少なくとも一方を補正する。このように、ＥＧＲ開度を補正してエンジン１の燃焼室１６におけるＥＧＲガスの割合を調整することにより、新気導入弁４２やリード弁４４が故障していても、減速失火の発生を抑制できる。また、スロットル開度ＴＡｉｄｅｌを補正してエンジン１の燃焼室１６への吸気の供給量を調整することにより、新気導入弁４２やリード弁４４が故障していても、エンジンストールの発生を抑制できる。
【０１１８】
また、ＥＣＵ５０は、新気導入弁４２が開弁異常であると判定したときに、異常判定時の吸気量ＥＰＭまたは吸気圧Ｇａに応じて、エンジン１がアイドル運転状態または減速運転状態であるときのエンジン１の点火時期ＡＯＰｉｄｅｌを補正する。このように、エンジン１がアイドル運転状態であるときのエンジン１の点火時期ＡＯＰｉｄｅｌを調整することにより、新気導入弁４２が故障していても、エンジン１がアイドル運転状態であるときのエンジン回転数ＮＥの上昇を抑制できる。また、エンジン１が減速運転状態であるときのエンジン１の点火時期ＡＯＰｉｄｅｌを調整することにより、新気導入弁４２が故障していても、エンジン１の減速性を維持できる。
【０１１９】
なお、新気導入弁４２が大きな開度で固着しているような開弁異常であるときには、ＥＣＵ５０は、スロットル開度を全閉状態にして、かつ、エンジン１の点火時期を遅角量ＡＯＰａｃｖだけ遅角させるように補正してもよい。
【０１２０】
＜実施例４＞
実施例４では、ＥＣＵ５０は、リード弁４４が開弁異常であると判定したときに、過給機付きエンジンシステムのフェイルセーフ制御を行う。
【０１２１】
ここで、リード弁４４が開弁異常であると、エンジン１が過給運転状態であるときに、ＥＧＲガスおよびブローバイガスを含む吸気が、新気導入弁４２を介してコンプレッサ８の上流（エアフローメータ５４）側に漏れるおそれがある。そして、これにより、ＥＧＲガスの凝縮水やカーボンや、ブローバイガス中のオイルが、新気導入弁４２およびエアフローメータ５４に付着するおそれがある。また、吸気通路３の過給圧が新気導入通路４１の上流側に漏れてしまうので、過給レスポンスの悪化が生じるおそれがある。
【０１２２】
そこで、実施例４では、ＥＣＵ５０は、リード弁４４が開弁異常であると判定し、かつ、エンジン１が過給運転状態であるときに、新気導入弁４２を全閉状態にする導入弁閉弁制御を強制的に行う。
【０１２３】
具体的には、ＥＣＵ５０は、過給機付きエンジンシステムのフェイルセーフ制御として、図１２に示すように、新気導入弁４２を制御する制御ルーチンを所定時間毎に周期的に実行する。そこで、図１２に示すルーチンの処理が開始されると、まず、ＥＣＵ５０は、リード弁開弁異常フラグＸＲＶＯＰＥＮが「１」であると判定したとき（ステップＳ１２１：ＹＥＳ）に、エンジン１が過給運転状態であるか否か、を判定する（ステップＳ１２２）。ここで、リード弁開弁異常フラグＸＲＶＯＰＥＮは、リード弁４４が開弁異常でない場合には「０」と設定され、リード弁４４が開弁異常である場合には「１」と設定される。
【０１２４】
そして、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１２２においてエンジン１が過給運転状態であると判定した場合には、新気導入弁閉弁制御を行う（ステップＳ１２３）。具体的には、ＥＣＵ５０は、新気導入弁４２を全閉状態にする。なお、ここでいう「全閉状態」とは、開度が「０」である状態に限定されず、開度がほぼ「０」である状態も含む。
【０１２５】
このように、ＥＣＵ５０は、リード弁４４が開弁異常であり、かつ、エンジン１が過給運転状態であるときに、新気導入弁４２を全閉状態にする。これにより、ＥＧＲガスやブローバイガスを含む吸気が、新気導入通路４１内で逆流して新気導入通路４１の入口４１ａから、吸気通路３におけるエアフローメータ５４付近に流れ込まない。
【０１２６】
なお、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１２２においてエンジン１が過給運転状態でないと判定した場合には、新気導入弁通常制御を行う（ステップＳ１２４）。具体的には、ＥＣＵ５０は、新気導入弁４２を所定の目標開度にする。
【０１２７】
ここで、図１２のステップＳ１２３における新気導入弁閉弁制御を行うと、エンジン１が過給運転状態から減速運転状態に切り替わったときに、新気導入弁４２の開弁動作に遅れが生じるおそれがある。すると、サージタンク３ａ内の吸気中のＥＧＲガスの割合が上昇するので、減速失火が発生するおそれがある。そこで、ＥＣＵ５０は、前記の新気導入弁閉弁制御（図１２のステップＳ１２３）を行うときに、ＥＧＲ開度を閉弁側へ補正する。
【０１２８】
具体的には、ＥＣＵ５０は、過給機付きエンジンシステムのフェイルセーフ制御として、図１３に示すように、ＥＧＲ開度を補正する制御ルーチンを所定時間毎に周期的に実行する。そこで、図１３に示すルーチンの処理が開始されると、まず、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ＿ＯＮ条件であると判定した場合に（ステップＳ１３１：ＹＥＳ）、エンジン回転数ＮＥとエンジン負荷ｋｌを取込み、取込んだエンジン回転数ＮＥとエンジン負荷ｋｌに応じた目標ＥＧＲ開度ｔｅ（０）を求める（ステップＳ１３２）。
【０１２９】
次に、ＥＣＵ５０は、リード弁開弁異常フラグＸＲＶＯＰＥＮが「１」であると判定した場合（ステップ１３３：ＹＥＳ）に、目標ＥＧＲ開度ｔｅ（０）を補正する（ステップＳ１３４）。具体的には、ＥＣＵ５０は、ステップＳ１３４において、目標ＥＧＲ開度ｔｅ（０）を、リード弁４４の開弁異常時のＥＧＲ率補正係数ＫＥＧＲｒｖ（以下、単に「補正係数ＫＥＧＲｒｖ」という。）を用いて補正して、目標ＥＧＲ開度ｔｅを求める。さらに詳細には、ＥＣＵ５０は、目標ＥＧＲ開度ｔｅ（０）に補正係数ＫＥＧＲｒｖを乗算することにより、目標ＥＧＲ開度ｔｅを求める。なお、補正係数ＫＥＧＲｒｖは、例えば、０．８とする。次に、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ開度を、ステップＳ１３４にて求めた目標ＥＧＲ開度ｔｅにする（ステップＳ１３５）。
【０１３０】
このように、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ＿ＯＮ条件下であり、かつ、リード弁４４が開弁異常であると判定したときに、ＥＧＲ開度を閉弁側へ補正して、ＥＧＲ開度が小さくなるようにする。これにより、エンジン１が過給運転状態から減速運転状態に切り替わったときに新気導入弁４２の開弁動作に遅れが生じても、サージタンク３ａ内の吸気中のＥＧＲガスの割合が抑制されるので、減速失火の発生を抑制できる。
【０１３１】
本実施例によれば、ＥＣＵ５０は、リード弁４４が開弁異常であると判定され、かつ、エンジン１が過給運転状態であるときに、新気導入弁４２を全閉状態にする導入弁全閉制御を行う。このように、エンジン１が過給運転状態であるときに、新気導入弁４２を全閉状態にすることにより、リード弁４４が故障していても、ＥＧＲガスやブローバイガスを含む吸気が新気導入通路４１の下流側から上流側へ流れ込まない。そのため、新気導入弁４２や新気導入通路４１の上流側の周辺機器（例えば、エアフローメータ５４）に、ＥＧＲガス中の凝縮水またはカーボンや、ブローバイガス中のオイルが付着することが防止される。したがって、新気導入弁４２や新気導入通路４１の上流側の周辺機器の動作の安定化が図れる。また、吸気通路３中の過給圧が新気導入通路４１の上流側へ漏れないので、過給レスポンスを維持できる。
【０１３２】
また、ＥＣＵ５０は、前記の導入弁全閉制御を行うときに、ＥＧＲ開度を閉弁側へ補正する。このように、ＥＧＲ開度を小さくすることにより、エンジン１が過給運転状態から減速運転状態に切り替わったときに新気導入弁４２の開弁動作に遅れが生じても、吸気中のＥＧＲガスの割合を抑制できるので、減速失火の発生を抑制できる。
【０１３３】
なお、ＥＣＵ５０は、リード弁４４が閉弁異常であると判定したときに、新気導入弁４２が閉弁異常であると判定したときと同様なフェイルセーフ制御を行ってもよい。
【０１３４】
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、変形例として、リード弁４４が、新気導入通路４１における新気導入弁４２よりも上流側（入口４１ａ側）の位置に設けられている例も考えられる。
【符号の説明】
【０１３５】
１  エンジン
３  吸気通路
３ａ  サージタンク
５  排気通路
６  エアクリーナ
７  過給機
８  コンプレッサ
９  タービン
１０  回転軸
１４  電子スロットル装置
１６  燃焼室
１７  ＥＧＲ通路
１７ａ  出口
１７ｂ  入口
１８  ＥＧＲ弁
２１  スロットル弁
２３  スロットルセンサ
２５  インジェクタ
２９  点火プラグ
３１  ステップモータ
３２  弁体
３３  弁座
４１  新気導入通路
４１ａ  入口
４１ｂ  出口
４２  新気導入弁
４４  リード弁
５０  ＥＣＵ
５１  吸気圧センサ
５４  エアフローメータ
ＥＰＭ  吸気圧
ＮＥ  エンジン回転数
Ｇａ  吸気量
ｋｌ  エンジン負荷
ｔｅ  目標ＥＧＲ開度
ＡＣＶｏｎ１  開弁時吸気圧
ＡＣＶｏｎ２  開弁時吸気圧
ＡＣＶｏｆｆ１  全閉時吸気圧
ＡＣＶｏｆｆ２  全閉時吸気圧
ＸＡＣＶｓｔｉｃｋ  導入弁異常フラグ
ＸＡＣＶＯＢＤ  導入弁判定フラグ
ＸＲＶＯＢＤ  リード弁判定フラグ
ＸＲＶＯＰＥＮ  リード弁開弁異常フラグ
ＴＡｉｄｅｌ  アイドル・減速時スロットル開度
ＫＥＧＲａｃｖ  ＥＧＲ率補正係数
ＫＥＧＲｒｖ  ＥＧＲ率補正係数
ＡＯＰａｃｖ  アイドル・減速時点火遅角量
ＡＯＰｉｄｅｌ  アイドル・減速時の点火時期
Ａ  所定値
Ｂ  所定値
Ｃ  所定値
【図１】
0005965361.tif 000002
【図２】
0005965361.tif 000003
【図３】
0005965361.tif 000004
【図４】
0005965361.tif 000005
【図５】
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【図６】
0005965361.tif 000007
【図７】
0005965361.tif 000008
【図８】
0005965361.tif 000009
【図９】
0005965361.tif 000010
【図１０】
0005965361.tif 000011
【図１１】
0005965361.tif 000012
【図１２】
0005965361.tif 000013
【図１３】
0005965361.tif 000014