(57)【要約】【課題】電動式ＰＣＶ弁を使用することなくエンジンの吸気系機器の異常を診断すること。【解決手段】吸気系には、吸気通路１５と、吸気通路１５を流れる吸気量を調節する電子スロットル装置１８が設けられる。エンジン１は燃料供給を受けて駆動力を発生し、減速時に燃料カットされる。異常診断装置は、吸気通路１５を流れる吸気量を検出するエアフローメータ５１と、検出される吸気量に基づき吸気系機器の異常を診断する電子制御装置（ＥＣＵ）５０とを備える。ＥＣＵ５０は、エンジン１の減速燃料カット時に、電子スロットル装置１８を全閉と微小開度に制御し、全閉制御のときに検出される全閉吸気量と、微小開度に開弁制御されるときに検出される開弁吸気量との差を吸気量変化量として算出し、その吸気量変化量を所定の異常判定吸気量変化量と比較することにより、吸気系機器の孔空き異常を診断するようになっている。【選択図】図１
2018091300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの吸気系に設けられる機器の異常を診断する吸気系機器の異常診断装置において、
前記吸気系機器は、吸気が流れる吸気通路と、前記吸気通路に設けられ、前記吸気通路を流れる吸気量を調節するための吸気量調節弁とを含むことと、
前記エンジンは、燃料の供給を受けて駆動力を発生し、減速時に前記燃料の供給が遮断されるように構成されることと、
前記吸気通路を流れる吸気量を検出するための吸気量検出手段と、
検出される前記吸気量に基づいて前記吸気系機器の異常を診断するための異常診断手段と
を備え、
前記異常診断手段は、前記エンジンの減速時に前記エンジンへの前記燃料の供給が遮断されるときに、前記吸気量調節弁を、所定の第１の開度と前記第１の開度より大きい所定の第２の開度に制御し、前記吸気量調節弁が前記第１の開度に制御されるときに前記吸気量検出手段により検出される第１の吸気量と、前記吸気量調節弁が前記第２の開度に制御されるときに前記吸気量検出手段により検出される第２の吸気量との差を吸気量変化量として算出し、算出される前記吸気量変化量を所定の異常判定吸気量変化量と比較することにより前記吸気系機器の異常を診断することを特徴とする吸気系機器の異常診断装置。
【請求項２】
前記吸気量調節弁より下流の前記吸気通路における吸気圧力を検出するための吸気圧力検出手段を更に備え、
前記異常診断手段は、前記吸気量調節弁が前記第１の開度に制御されるときに前記吸気圧力検出手段により検出される第１の吸気圧力と、前記吸気量調節弁が前記第２の開度に制御されるときに前記吸気圧力検出手段により検出される第２の吸気圧力との差を吸気圧力変化量として算出し、算出される前記吸気圧力変化量から前記異常判定吸気量変化量を推定することを特徴とする請求項１に記載の吸気系機器の異常診断装置。
【請求項３】
前記異常診断手段は、算出される前記吸気圧力変化量が所定範囲内の値となるように前記第２の開度を補正することを特徴とする請求項２に記載の吸気系機器の異常診断装置。
【請求項４】
前記第１の開度が全閉であり、前記第２の開度が所定の微小開度であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の吸気系機器の異常診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンの吸気系に設けられる吸気系機器に係り、その異常を診断するための異常診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術として、例えば、下記の特許文献１に記載されるブローバイガス還元装置の異常診断装置が知られている。このブローバイガス還元装置は、スロットル弁より下流の吸気通路にブローバイガスを導入するためのＰＣＶ通路（ブローバイガス還元通路）と、この通路においてブローバイガス流量を調節するためのＰＣＶ弁とを備える。そして、異常診断装置は、ＰＣＶ通路及びＰＣＶ弁の少なくとも一方に異常が生じたか否かを診断するようになっている。すなわち、この異常診断装置は、ＩＳＣ制御時（アイドル回転速度を目標値に制御するとき）に、エンジンに吸入される吸気量が所定量となり、かつ、ブローバイガス還元装置に異常が生じていないときに、ＰＣＶ弁の開度が所定の第１の開度に維持制御されるエンジン運転条件を第１運転条件とし、更に、ＰＣＶ弁の開度が第１の開度と異なる第２の開度に維持制御されるエンジン運転条件を第２運転条件とする。そして、ＩＳＣ制御時に、実際の運転条件が第１の運転条件にあるときのスロットル弁の制御量と、実際の運転条件が第２の運転条件にあるときのスロットル弁の制御量との差が基準値以下であることをもって、ブローバイガス還元装置に異常が生じていると判断するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１９７６７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１に記載の異常診断装置では、ＩＳＣ制御時にＰＣＶ弁の開度を第１の開度と第２の開度に変化させ、そのときのスロットル弁による吸気量の補正値に基づきブローバイガス還元装置の異常を判定するようになっている。ここで、アイドル回転速度を目標値に制御することを考えた場合、そもそもＰＣＶ弁の開度を大きく変化させることはできず、ブローバイガス流量の変化がわずかなものとなり、異常判定の範囲が限定的なものとなっていた。また、異常判定精度を確保するには、判定にある程度の時間をかける必要があった。また、この異常診断装置の場合、ブローバイガス還元装置のＰＣＶ弁を、電子制御装置により制御することができる電動式弁で構成しなければならなかった。そのため、非電動式のＰＣＶ弁（圧力感応式のＰＣＶ弁）を備えたブローバイガス還元装置では、異常を診断することができなかった。更に、ブローバイガス還元装置を装備しないエンジンシステムにおいて、吸気系に設けられる各種機器について異常（例えば、孔空き等）を診断することができなかった。
【０００５】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、電動式のＰＣＶ弁を使用することなく、あるいは、ブローバイガス還元装置を特に使用することなく、エンジンの吸気系に設けられる各種機器の異常を診断することを可能とした吸気系機器の異常診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、エンジンの吸気系に設けられる機器の異常を診断する吸気系機器の異常診断装置において、吸気系機器は、吸気が流れる吸気通路と、吸気通路に設けられ、吸気通路を流れる吸気量を調節するための吸気量調節弁とを含むことと、エンジンは、燃料の供給を受けて駆動力を発生し、減速時に燃料の供給が遮断されるように構成されることと、吸気通路を流れる吸気量を検出するための吸気量検出手段と、検出される吸気量に基づいて吸気系機器の異常を診断するための異常診断手段とを備え、異常診断手段は、エンジンの減速時にエンジンへの燃料の供給が遮断されるときに、吸気量調節弁を、所定の第１の開度と第１の開度より大きい所定の第２の開度に制御し、吸気量調節弁が第１の開度に制御されるときに吸気量検出手段により検出される第１の吸気量と、吸気量調節弁が第２の開度に制御されるときに吸気量検出手段により検出される第２の吸気量との差を吸気量変化量として算出し、算出される吸気量変化量を所定の異常判定吸気量変化量と比較することにより吸気系機器の異常を診断することを趣旨とする。
【０００７】
上記発明の構成によれば、異常診断手段は、吸気量調節弁が第１の開度に制御されるときに吸気量検出手段により検出される第１の吸気量と、吸気量調節弁が第２の開度に制御されるときに同様に検出される第２の吸気量との差を吸気量変化量として算出する。そして、異常診断手段は、算出される吸気量変化量を所定の異常判定吸気量変化量と比較することにより吸気系機器の異常を診断する。例えば、算出される吸気量変化量が異常判定吸気量変化量より少ない場合に、吸気通路又は吸気量調節弁に孔空き異常があると診断することが可能となる。また、この異常診断装置によれば、本来エンジンが装備する吸気通路及び吸気量調節弁を使用することにより、それらの異常を診断することが可能となる。
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、吸気量調節弁より下流の吸気通路における吸気圧力を検出するための吸気圧力検出手段を更に備え、異常診断手段は、吸気量調節弁が第１の開度に制御されるときに吸気圧力検出手段により検出される第１の吸気圧力と、吸気量調節弁が第２の開度に制御されるときに吸気圧力検出手段により検出される第２の吸気圧力との差を吸気圧力変化量として算出し、算出される吸気圧力変化量から異常判定吸気量変化量を推定することを趣旨とする。
【０００９】
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明において、吸気通路及び吸気量調節弁が正常である場合、吸気量調節弁を第１の開度から第２の開度へ変化させたときに、算出される吸気量変化量と吸気圧力変化量との間に相関性があることが確認されている。すなわち、吸気圧力変化量から、正常時の吸気量変化量を推定することが可能となる。従って、異常診断手段は、吸気量検出手段の検出値から算出される吸気圧力変化量から異常判定吸気量変化量を推定するので、吸気通路における実際の吸気圧力変化量に基づき精度の良い異常判定吸気量変化量が得られる。
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、異常診断手段は、算出される吸気圧力変化量が所定範囲内の値となるように第２の開度を補正することを趣旨とする。
【００１１】
上記発明の構成によれば、請求項２に記載の発明の作用に加え、異常診断手段は、算出される吸気圧力変化量が所定範囲内の値となるように、吸気量調節弁の制御に係る第２の開度を補正するようにしている。従って、吸気量調節弁の製品公差によって吸気圧力変化量が多過ぎたり少な過ぎたりするようなことがなくなり、異常診断から吸気量調節弁の製品公差の影響が除かれる。
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、第１の開度が全閉であり、第２の開度が所定の微小開度であることを趣旨とする。
【００１３】
上記発明の構成によれば、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明の作用に加え、エンジンの減速時に制御される吸気量調節弁の第１の開度が全閉となり、第２の開度が所定の微小開度となる。従って、エンジンの減速時に、吸気量調節弁を全閉にすることで、エンジンの減速が達成される。また、吸気量調節弁を、全閉から所定の微小開度に開弁させるだけなので、エンジンの減速時に合わせて、吸気量調節弁の動作が短時間で済む。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、電動式のＰＣＶ弁を使用することなく、あるいは、ブローバイガス還元装置を特に使用することなく、エンジンの吸気系機器の異常を診断することができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、吸気系機器の異常を精度良く診断することができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明の効果に加え、異常診断の精度を向上させることができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明の効果に加え、吸気系機器の異常診断を、運転者に違和感を与えることなく実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態に係り、ガソリンエンジンシステムを示す概略構成図。
【図２】第１実施形態に係り、スロットル開度と通過吸気量との関係を示すグラフ。
【図３】第１実施形態に係り、スロットル開度を全閉から微小開度の範囲で変化させた場合のスロットル開度と吸気量との関係を示すグラフ。
【図４】第１実施形態に係り、スロットル開度を全閉から微小開度の範囲で変化させた場合のスロットル開度と吸気量の変化量（全閉比）との関係を示すグラフ。
【図５】第１実施形態に係り、全閉と微小開度との間のスロットル開度変化に対する吸気量変化量の関係を示すグラフ。
【図６】第１実施形態に係り、全閉と微小開度との間のスロットル開度変化に対する吸気圧力変化量の関係を示すグラフ。
【図７】第１実施形態に係り、スロットル開度を全閉から微小開度へ変化させ場合の吸気圧力変化量に対する吸気量変化量の関係を示すグラフ。
【図８】第１実施形態に係り、図７に準ずるグラフ。
【図９】第１実施形態に係り、異常診断制御の内容を示すフローチャート。
【図１０】第１実施形態に係り、吸気圧力変化量に対する孔空き判定変化量を推定するために参照されるマップ。
【図１１】第１実施形態に係り、電子スロットル装置を全閉から微小開度だけ開弁したときの吸気圧力変化量に対する吸気量変化量の関係を示すグラフ。
【図１２】第２実施形態に係り、異常診断制御の内容を示すフローチャート。
【図１３】第２実施形態に係り、異常診断制御の内容を示すフローチャート。
【図１４】第２実施形態に係り、図８に準ずるグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
＜第１実施形態＞
以下、本発明の吸気系機器の異常診断装置をガソリンエンジンシステムに具体化した第１実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
図１に、この実施形態におけるガソリンエンジンシステムを概略構成図により示す。このガソリンエンジンシステムを構成するエンジン１は、複数の気筒を含むエンジンブロック２を備える。各気筒には、それぞれピストン３が往復動可能に設けられる。エンジンブロック２の下部には、クランクケース４が設けられる。クランクケース４は、エンジンブロック２とオイルパン５により構成される。クランクケース４の中には、クランクシャフト６が回転可能に支持され、各ピストン３がコンロッド７を介してクランクシャフト６に連結される。
【００２１】
各気筒にて、各ピストン３の上側には燃焼室８が形成される。各燃焼室８に対応して、エンジンブロック２の上部には、吸気ポート９及び排気ポート１０がそれぞれ形成される。吸気ポート９には吸気バルブ１１が、排気ポート１０には排気バルブ１２がそれぞれ設けられる。各吸気バルブ１１及び各排気バルブ１２は、周知の動弁機構１３により、クランクシャフト６の回転に連動して開閉するように構成される。これら吸気バルブ１１及び排気バルブ１２が開閉することにより、吸気ポート９から燃焼室８へ外気が吸入され、燃焼室８から排気ポート１０へ燃焼後の排気ガスが排出される。エンジンブロック２の上部には、動弁機構１３等を覆うヘッドカバー１４が設けられる。
【００２２】
吸気ポート９には、吸気通路１５が接続される。この吸気通路１５の入口には、エアクリーナ１６が設けられる。吸気通路１５には、スロットル弁１７を含む電動式の電子スロットル装置１８と吸気マニホールド３１が設けられる。電子スロットル装置１８より下流の吸気マニホールド３１は、サージタンク１９を含む。電子スロットル装置１８は、運転席に設けられたアクセルペダル（図示略）の操作に連動してモータ（図示略）によりスロットル弁１７を開閉駆動させるように構成される。電子スロットル装置１８（スロットル弁１７を含む。以下同様）は、本発明の吸気量調節手段の一例に相当する。サージタンク１９は、吸気通路１５を流れる吸気の脈動を抑える機能を有する。エアクリーナ１６にて浄化された空気は、吸気通路１５にて、電子スロットル装置１８、吸気マニホールド３１及び吸気ポート９を介して各燃焼室８に吸入される。この吸入される空気量（吸気量）Ｇａは、スロットル弁１７の開度に応じて調節される。
【００２３】
エンジンブロック２には、各燃焼室８のそれぞれに燃料を噴射供給するためのインジェクタ２０が設けられる。各インジェクタ２０から各燃焼室８へ噴射された燃料は吸気と共に可燃混合気を形成する。エンジンブロック２の上部には、各燃焼室８にて可燃混合気に点火するための点火プラグ２１が設けられる。点火プラグ２１は、イグナイタ２２から高電圧が印加されることで動作するようになっている。
【００２４】
排気ポート１０には、排気マニホールドを含む排気通路２３が接続される。各燃焼室８で生じた燃焼後の排気ガスは、排気ポート１０及び排気通路２３等を通じて外部へ排出される。
【００２５】
この実施形態において、ガソリンエンジンシステムは、各燃焼室８で発生したブローバイガスを電子スロットル装置１８より下流の吸気通路１５（吸気マニホールド３１）へ流してエンジン１へ還元するためのブローバイガス還元装置（Blowby Gas Ventilation 装置:以下「ＢＧＶ装置」と言う。）を備える。このＢＧＶ装置は、エンジン１で発生するブローバイガスを蓄積するためのブローバイガス蓄積部を備える。ブローバイガス蓄積部は、クランクケース４とヘッドカバー１４とを含む。クランクケース４とヘッドカバー１４は、エンジンブロック２に設けられた連通路２ａを介して互いに連通する。クランクケース４には、オイルセパレータ２４が設けられる。オイルセパレータ２４は、クランクケース４の内部にてブローバイガスに混入した潤滑油等の油分をブローバイガスから分離して捕捉する機能を有する。このオイルセパレータ２４と、電子スロットル装置１８より下流の吸気通路１５（吸気マニホールド３１）との間には、クランクケース４から吸気通路１５へブローバイガスを流すためのブローバイガス還元通路（以下「ＢＧＶ通路」と言う。）２６が設けられる。このＢＧＶ通路２６は、ホース等の配管で構成される。また、オイルセパレータ２４の近傍には、ＢＧＶ通路２６を流れるブローバイガス流量を調節するためのＰＣＶ弁２７が設けられる。ＰＣＶ弁２７は、クランクケース４の中の圧力と吸気通路１５（吸気マニホールド３１）の中の圧力とのバランスによって開度が調節される周知の圧力感応式の弁である。スロットル弁１７より上流の吸気通路１５とヘッドカバー１４との間には、ヘッドカバー１４及びクランクケース４の中のブローバイガスを掃気するためにヘッドカバー１４の中へ新気（外気）を導入するための新気導入通路２８が設けられる。ヘッドカバー１４の中へ導入された新気は、連通路２ａを介してクランクケース４の中へ導かれる。
【００２６】
この実施形態において、吸気通路１５及びそれに関連して設けられる電子スロットル装置１８、吸気マニホールド３１、ＢＧＶ通路２６、ＰＣＶ弁２７及び新気導入通路２８が、本発明の吸気系機器の一例に相当する。
【００２７】
上記したエンジンシステムは、電子制御装置（ＥＣＵ）５０を更に備える。エアクリーナ１６には、吸気通路１５を流れる吸気量Ｇａを検出するためのエアフローメータ５１が設けられる。エアフローメータ５１は、本発明の吸気量検出手段の一例に相当する。電子スロットル装置１８には、スロットル弁１７の開度（スロットル開度）ＴＡを検出するためのスロットルセンサ５２が設けられる。サージタンク１９には、吸気通路１５における吸気圧力ＰＭを検出するための吸気圧センサ５３が設けられる。吸気圧センサ５３は、本発明の吸気圧力検出手段の一例に相当する。エンジンブロック２には、クランクシャフト６の回転角度（クランク角度）をエンジン回転速度ＮＥとして検出するための回転速度センサ５４が設けられる。エンジンブロック２には、その内部を流れる冷却水の温度（冷却水温度）ＴＨＷを検出するための水温センサ５５が設けられる。排気通路２３には、排気中の酸素濃度Ｏｘを検出するための酸素センサ５６が設けられる。これら各種センサ等５１〜５６は、エンジン１の運転状態を検出するための運転状態検出手段の一例に相当する。ＥＣＵ５０は、各種センサ等５１〜５６により検出された吸気量Ｇａ、スロットル開度ＴＡ、吸気圧力ＰＭ、エンジン回転速度ＮＥ、冷却水温度ＴＨＷ及び酸素濃度Ｏｘに基づき、空燃比制御を含む燃料噴射制御、点火時期制御及び吸気系機器の異常診断制御等を実行するようになっている。
【００２８】
ここで、燃料噴射制御では、ＥＣＵ５０は、エンジン１の運転状態に応じて各インジェクタ２０を制御し、エンジン１へ燃料を供給するようになっている。エンジン１は、この燃料の供給を受けて駆動力を発生するようになっている。また、ＥＣＵ５０は、エンジン１の減速時には、所定の条件下で、インジェクタ２０からの燃料噴射を停止してエンジン１に対する燃料の供給を遮断（燃料カット）するようになっている。点火時期制御では、ＥＣＵ５０は、エンジン１の運転状態に応じてイグナイタ２２を動作させて点火プラグ２１を制御するようになっている。吸気系機器の異常診断制御では、ＥＣＵ５０は、エンジンの運転状態に応じて電子スロットル装置１８を制御するようになっている。この実施形態で、ＥＣＵ５０は、本発明の異常診断手段の一例に相当する。
【００２９】
この実施形態の異常診断制御では、エンジン１が所定の運転状態となるときに、電子スロットル装置１８を限定的かつ変則的に制御し、そのときの吸気量Ｇａの変化から吸気系機器の異常診断を実行するようになっている。ここで、吸気通路に設けられるスロットル弁の開度（スロットル開度）と、スロットル弁を通過する吸気量（通過吸気量）との関係を図２にグラフにより示す。一般に、スロットル弁には、製品公差が存在し、それによって流量バラツキがあることから、スロットル開度に対する通過吸気量の特性は、図２に示すように、「上限」、「中央」及び「下限」の範囲でバラツキが存在する。ここで、吸気系機器の孔空きによる吸気量低下率は、小吸気量から大吸気量の間で一定となるので、大吸気量ほど基準値との差が大きくなり、孔空きの検出性（異常診断精度）は向上する。ところが、スロットル弁自体の流量バラツキ（絶対値）も大きくなるので、孔空きによる流量変動が、スロットル弁自体の流量バラツキの範囲を超えるものでなければ、孔空きを診断することは困難である。すなわち、例えば、公差中央品を基準とした場合、図２に示すように、「小径の孔空き」では、スロットル弁自体の流量バラツキの範囲に含まれ、「大径の孔空き」でなければ、孔空きを診断することができない。
【００３０】
ここで、エンジン運転中にスロットル開度を大きく変化させることは、エンジン出力を大きく変化させてしまうので望ましくない。そこで、吸気系機器の異常診断のためには、スロットル開度の変化を微小範囲にとどめることが望ましい。例えば、スロットル開度を、全閉から微小開度の範囲で変化させることが考えられる。図３に、スロットル開度を全閉から微小開度の範囲で変化させた場合の、スロットル開度と吸気量との関係をグラフにより示す。図４に、同じく、スロットル開度を全閉から微小開度の範囲で変化させた場合の、スロットル開度と吸気量の変化量（全閉比）との関係をグラフにより示す。図３において、スロットル開度が「０」（全閉）のときのわずかな吸気量は、エンジンをアイドル状態に維持するための吸気量を意味する。図３、図４において、線種の違いは、スロットル弁の製品公差によるバラツキを示す。図３に示すように、スロットル弁の弁径は比較的大きいことから、製品公差による吸気量のバラツキは大きいことがわかる。図４に示すように、全閉と微小開度との吸気量の変化量についても、バラツキは大きく、例えば「中央」に対して「小径の孔空き」がある場合が、「下限」を上回ることから、その正確な検出は困難となってしまう。
【００３１】
ここで、図４のグラフに基づき、全閉と微小開度との間のスロットル開度の変化に対する吸気量の変化量（吸気量変化量）ΔＧａの関係を、改めて図５にグラフにより示す。このグラフにおいて、スロットル開度が「Ａ」となるときの吸気量変化量ΔＧａのバラツキを、四角印（上限）、丸印（中央）及び三角印（下限）により示す。図６には、全閉と微小開度との間のスロットル開度の変化に対する吸気圧力の変化量（吸気圧力変化量）ΔＰＭの関係をグラフにより示す。このグラフにおいても、スロットル開度が「Ａ」となるときの吸気圧力変化量ΔＰＭのバラツキを、四角印（上限）、丸印（中央）及び三角印（下限）により示す。図５に示すように、吸気量変化量ΔＧａは公差によりバラツキが存在することがわかる。また、図６に示すように、吸気量変化量ΔＧａが大きいほど、吸気圧力変化量ΔＰＭが大きくなることがわかる。これにより、図５、図６の関係から、吸気量変化量ΔＧａと吸気圧力変化量ΔＰＭとの間に相関性があることがわかる。図７に、スロットル開度を全閉から微小開度へ変化させ場合の、吸気圧力変化量ΔＰＭに対する吸気量変化量ΔＧａの関係をグラフにより示す。このグラフから、吸気圧力変化量ΔＰＭにより吸気量変化量ΔＧａを予測することが可能となる。換言すると、スロットル開度を全閉から微小開度へ変化させた場合の吸気圧力変化量ΔＰＭに対する、エアフローメータにより計測して得られた吸気量変化量から、吸気系機器の異常診断の可能性が見い出せることがわかる。
【００３２】
そこで、この実施形態の異常診断制御では、エンジン１が特定の運転状態となる場合に、電子スロットル装置１８を全閉から所定の微小開度に変化させたときの吸気圧力ＰＭの変化量に対する、吸気量Ｇａの変化量の大きさを所定の判定基準値と比較することにより、吸気系機器の異常を診断するようになっている。そのために、この実施形態では、図７のグラフを参考に、吸気系機器が正常な場合における、吸気圧力変化量ΔＰＭに対する吸気量変化量の基準値（基準変化量）を設定することができる。図８に、図７に準ずるグラフを示す。図８において、吸気系機器が正常な場合の基準変化量に係る直線、孔空き判定変化量ΔｋＧａに係る直線、吸気系機器が異常な場合の孔空き変化量に係る直線をそれぞれ示す。このグラフでは、電子スロットル装置１８を全閉から所定の微小開度へ開弁したときの吸気圧力変化量ΔＰＭに対する吸気量変化量ΔＧａが、孔空き判定変化量ΔｋＧａより小さい場合に、異常であると判定することができる。この実施形態では、吸気系機器の異常として、主として「孔空き」を想定することができる。また、異常診断の対象となる吸気系機器として、エアフローメータ５１より下流に位置する吸気通路１５、並びに、それに関連して設けられる電子スロットル装置１８、吸気マニホールド３１、ＢＧＶ通路２６、ＰＣＶ弁２７及び新気導入通路２８を想定することができる。
【００３３】
次に、ＥＣＵ５０が実行する、吸気系機器の異常診断制御について説明する。図９に、その異常診断制御の内容をフローチャートにより示す。
【００３４】
処理がこのルーチンへ移行すると、ステップ１００で、ＥＣＵ５０は、異常診断フラグＸＯＢＤが「０」か否かを判断する。このフラグＸＯＢＤは、後述するように、異常診断を実行した場合に「１」に、異常診断を実行しない場合に「０」なるように設定される。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ１１０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ３２０へ移行する。
【００３５】
ステップ３２０では、ＥＣＵ５０は、電子スロットル装置１８を通常制御するようになっている。すなわち、ＥＣＵ５０は、運転者のアクセルペダルの操作に応じて電子スロットル装置１８を制御する。その後、ＥＣＵ５０は、処理をステップ１００へ戻す。
【００３６】
一方、ステップ１１０では、ＥＣＵ５０は、エンジン１の運転状態が減速燃料カットであるか否かを判断する。すなわち、ＥＣＵ５０は、エンジン１を減速させるために電子スロットル装置１８を全閉にすると共にエンジン１へのインジェクタ２０からの燃料供給（燃料噴射）を遮断すべきときであるか否かを判断する。減速燃料カット中は、電子スロットル装置１８が全閉状態となり、スロットル弁１７を通過する吸気量がソニック状態で一定となる。また、エンジン１への燃料供給が遮断されてエンジン１の発生トルクが変動しないので、電子スロットル装置１８より下流の吸気通路１５（吸気マニホールド３１）内の分圧が一定となる。ＥＣＵ５０は、検出されるスロットル開度ＴＡ及びエンジン回転速度ＮＥに基づきこの判断を行うことができる。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ１２０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ３２０へ移行してからステップ１００へ戻す。
【００３７】
ステップ１２０では、ＥＣＵ５０は、電子スロットル装置１８を全閉に制御する。「全閉」は、本発明の第１の開度の一例に相当する。
【００３８】
次に、ステップ１３０で、ＥＣＵ５０は、電子スロットル装置１８の全閉後に、所定時間が経過するのを待って処理をステップ１４０へ移行する。この所定時間として、例えば「１秒」を想定することができる。
【００３９】
次に、ステップ１４０で、ＥＣＵ５０は、検出される吸気量Ｇａを取り込む。次に、ステップ１５０で、ＥＣＵ５０は、取り込まれた吸気量Ｇａを全閉吸気量ＧａＯＦＦとして記憶する。「全閉吸気量ＧａＯＦＦ」は、本発明の第１の吸気量の一例に相当する。
【００４０】
次に、ステップ１６０で、ＥＣＵ５０は、検出される吸気圧力ＰＭを取り込む。次に、ステップ１７０で、ＥＣＵ５０は、取り込まれた吸気圧力ＰＭを全閉吸気圧力ＰＭＯＦＦとして記憶する。「全閉吸気圧力ＰＭＯＦＦ」は、本発明の第１の吸気圧力の一例に相当する。
【００４１】
次に、ステップ１８０で、ＥＣＵ５０は、電子スロットル装置１８を所定の微小開度に制御する。ここで、「微小開度」として、例えば、「３〜４°」程度の開度を想定することができる。「微小開度」は、本発明の第２の開度の一例に相当する。
【００４２】
次に、ステップ１９０では、ＥＣＵ５０は、電子スロットル装置１８を所定の微小開度に開弁した後、所定時間が経過するのを待って処理をステップ２００へ移行する。この所定時間として、例えば「１秒」を想定することができる。
【００４３】
次に、ステップ２００で、ＥＣＵ５０は、検出される吸気量Ｇａを取り込む。次に、ステップ２１０で、ＥＣＵ５０は、取り込まれた吸気量Ｇａを開弁吸気量ＧａＯＮとして記憶する。「開弁吸気量ＧａＯＮ」は、本発明の第２の吸気量の一例に相当する。
【００４４】
次に、ステップ２２０で、ＥＣＵ５０は、検出される吸気圧力ＰＭを取り込む。次に、ステップ２３０で、ＥＣＵ５０は、取り込まれた吸気圧力ＰＭを開弁吸気圧力ＰＭＯＮとして記憶する。「開弁吸気圧力ＰＭＯＮ」は、本発明の第２の吸気圧力の一例に相当する。
【００４５】
次に、ステップ２４０で、ＥＣＵ５０は、開弁吸気量ＧａＯＮから全閉吸気量ＧａＯＦＦを減算することにより、吸気量変化量ΔＧａを算出する。
【００４６】
次に、ステップ２５０で、ＥＣＵ５０は、開弁吸気圧力ＰＭＯＮから全閉吸気圧力ＰＭＯＦＦを減算することにより、吸気圧力変化量ΔＰＭを算出する。
【００４７】
次に、ステップ２６０で、ＥＣＵ５０は、電子スロットル装置１８を通常の減速開度に戻す。例えば、ＥＣＵ５０は、電子スロットル装置１８を最初の全閉状態に戻すことができる。
【００４８】
次に、ステップ２７０で、ＥＣＵ５０は、求められた吸気圧力変化量ΔＰＭより、孔空き判定変化量ΔｋＧａを推定する。この値は、吸気量変化量ΔＧａと比較されるべき判定値であって、吸気系機器が正常な場合に電子スロットル装置１８を全閉から微小開度に変化させた場合の吸気量変化量であって、本発明の異常判定吸気量変化量の一例に相当する。ＥＣＵ５０は、例えば、図１０に示すようなマップを参照することにより、吸気圧力変化量ΔＰＭに対する孔空き判定変化量ΔｋＧａを推定することができる。
【００４９】
次に、ステップ２８０で、ＥＣＵ５０は、吸気量変化量ΔＧａが、孔空き判定変化量ΔｋＧａより大きいか否かを判断する。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ２９０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ３００へ移行する。
【００５０】
ステップ２９０では、ＥＣＵ５０は、吸気系機器が正常であると判定する。ＥＣＵ５０は、その正常の判定結果をメモリに記憶することができる。
【００５１】
一方、ステップ３００では、ＥＣＵ５０は、吸気系機器が孔空き異常であると判定する。ＥＣＵ５０は、その異常の判定結果をメモリに記憶したり、所定の異常報知動作を実行したりすることができる。この異常判定では、吸気系機器、すなわち、エアフローメータ５１より下流に位置する吸気通路１５、並びに、それに関連して設けられる電子スロットル装置１８、吸気マニホールド３１、ＢＧＶ通路２６、ＰＣＶ弁２７及び新気導入通路２８のうち少なくとも一つに孔空きがあることを判定することができる。従って、いずれの部位に孔空きが存在するかは、別途確認することになる。
【００５２】
その後、ステップ２９０又はステップ３００から移行したステップ３１０では、ＥＣＵ５０は、異常診断フラグＸＯＢＤを「１」に設定し、処理をステップ１００へ戻す。
【００５３】
上記制御によれば、ＥＣＵ５０は、エンジン１の減速時にエンジン１への燃料供給が遮断されるときに、電子スロットル装置１８を、全閉と微小開度に制御し、電子スロットル装置１８が全閉に制御されるときにエアフローメータ５１により検出される全閉吸気量ＧａＯＦＦと、電子スロットル装置１８が微小開度に制御されるときにエアフローメータ５１により検出される開弁吸気量ＧａＯＮとの差を吸気量変化量ΔＧａとして算出し、その算出される吸気量変化量ΔＧａを所定の孔空き判定変化量ΔｋＧａと比較することにより吸気系機器の異常を診断するようになっている。
【００５４】
上記制御によれば、ＥＣＵ５０は、電子スロットル装置１８が全閉に制御されるときに吸気圧センサ５３により検出される全閉吸気圧力ＰＭＯＦＦと、電子スロットル装置１８が微小開度に制御されるときに吸気圧センサ５３により検出される開弁吸気圧力ＰＭＯＮとの差を吸気圧力変化量ΔＰＭとして算出し、算出される吸気圧力変化量ΔＰＭから孔空き判定変化量ΔｋＧａを推定するようになっている。
【００５５】
以上説明したこの実施形態の吸気系機器の異常診断装置の構成によれば、ＥＣＵ５０は、電子スロットル装置１８が全閉に閉弁制御されるときにエアフローメータ５１により検出される全閉吸気量ＧａＯＦＦと、電子スロットル装置１８が微小開度に開弁制御されるときに同様に検出される開弁吸気量ＧａＯＮとの差を吸気量変化量ΔＧａとして算出する。そして、ＥＣＵ５０は、算出される吸気量変化量ΔＧａを所定の孔空き判定変化量ΔｋＧａと比較することにより、吸気系機器の異常を診断する。例えば、算出される吸気量変化量ΔＧａが孔空き判定変化量ΔｋＧａより少ない場合に、吸気通路１５、電子スロットル装置１８、吸気マニホールド３１、ＢＧＶ通路２６、ＰＣＶ弁２７又は新気導入通路２８等の吸気系機器に孔空き異常があると診断することが可能となる。また、この異常診断装置によれば、本来エンジン１が装備する吸気通路１５及び電子スロットル装置１８を使用することにより、それらの異常を診断することが可能となる。このため、ＢＧＶ装置に電動式のＰＣＶ弁を設けることなく、それを使用することなく、エンジン１の吸気系機器の異常を診断することができる。
【００５６】
この実施形態の構成によれば、吸気通路１５及び電子スロットル装置１８が孔空きなく正常である場合、電子スロットル装置１８を全閉から微小開度へ変化させたときに、それぞれ算出される吸気量変化量ΔＧａと吸気圧力変化量ΔＰＭとの間に相関性があることが確認されている。すなわち、実際の吸気圧力変化量ΔＰＭから、正常時の吸気量変化量ΔＧａを推定することが可能となる。図１１に、電子スロットル装置１８を全閉から微小開度だけ開弁したときの、吸気圧力変化量ΔＰＭに対する吸気量変化量ΔＧａの関係をグラフにより示す。図１１に示すように、電子スロットル装置１８の製品公差によるバラツキ（図１１において白抜き矢印で示す。）を考慮しても、吸気圧力変化量ΔＰＭに対する吸気量変化量ΔＧａの関係は、孔無しの正常な場合に、直線的な相関関係を示し、孔空きの異常な場合に、正常な場合より吸気量変化量ΔＧａが少なくなる、やや曲線的な関係を示すことになる。従って、ＥＣＵ５０は、エアフローメータ５１の検出値から算出される吸気圧力変化量ΔＰＭから孔空き判定変化量ΔｋＧａを推定するので、吸気通路１５における実際の吸気圧力変化量ΔＰＭに基づき精度の良い孔空き判定変化量ΔｋＧａが得られる。このため、各種吸気系機器の異常を精度良く診断することができる。
【００５７】
また、この実施形態の構成によれば、エンジン１の減速時に、電子スロットル装置１８を全閉にすることで、エンジン１の減速が達成される。また、電子スロットル装置１８を、全閉から所定の微小開度へ開弁させるだけなので、エンジンの減速時に合わせて、電子スロットル装置１８の動作が短時間で済む。このため、吸気系機器の異常診断を、運転者に違和感を与えることなく実施することができる。
【００５８】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の吸気系機器の異常診断装置をガソリンエンジンシステムに具体化した第２実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００５９】
なお、以下の説明において、第１実施形態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説明する。
【００６０】
この実施形態では、異常診断制御の内容の点で第１実施形態と構成が異なる。ここで、電子スロットル装置１８につき、公差の上限品と下限品との間には、微小開度で流れる吸気量の間の差が比較的大きくなり、異常診断精度に影響を与えるおそれがある。例えば、公差の上限品では、電子スロットル装置１８を微小開度に制御したときに流れる吸気量が相対的に多くなるので、異常診断中からの燃料カット復帰時には、エンジン１の発生トルクが増加し、燃料カット復帰時の衝撃が悪くなるおそれがある。一方、公差の下限品では、電子スロットル装置１８を微小開度に制御したときに流れる吸気量が相対的に少なくなるので、孔空き異常時と正常時との間で吸気量の変化量が少なくなり、異常診断精度の低下につながるおそれがある。そこで、この実施形態では、異常診断精度を確保するために、電子スロットル装置１８に係る公差を補正するようになっている。
【００６１】
図１２及び図１３に、その異常診断制御の内容をフローチャートにより示す。このフローチャートでは、図９のフローチャートのステップ２００〜ステップ２５０の代わりにステップ４００〜ステップ５５０の処理が設けられる点で第１実施形態と構成が異なる。
【００６２】
処理がこのルーチンへ移行すると、ＥＣＵ５０は、ステップ１００〜ステップ１９０の処理を実行し、ステップ１９０からステップ４００へ移行する。ステップ４００で、ＥＣＵ５０は、検出される吸気圧力ＰＭを取り込む。次に、ステップ４１０で、ＥＣＵ５０は、取り込まれた吸気圧力ＰＭを開弁吸気圧力ＰＭＯＮとして記憶する。
【００６３】
次に、ステップ４２０で、ＥＣＵ５０は、開弁吸気圧力ＰＭＯＮから全閉吸気圧力ＰＭＯＦＦを減算することにより、吸気圧力変化量ΔＰＭを算出する。
【００６４】
次に、ステップ４３０で、ＥＣＵ５０は、吸気圧力変化量ΔＰＭが所定値Ｃ１よりも小さいか否かを判断する。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ４４０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ４８０へ移行する。
【００６５】
ステップ４４０では、ＥＣＵ５０は、吸気圧力変化量ΔＰＭが所定値Ｄ１（＜Ｃ１）よりも大きいか否かを判断する。ＥＣＵ５０は、この判断結果が肯定となる場合は処理をステップ４５０へ移行し、この判断結果が否定となる場合は処理をステップ５２０へ移行する。
【００６６】
ステップ４５０では、ＥＣＵ５０は、検出される吸気量Ｇａを取り込む。次に、ステップ４６０で、ＥＣＵ５０は、取り込まれた吸気量Ｇａを開弁吸気量ＧａＯＮとして記憶する。
【００６７】
次に、ステップ４７０で、ＥＣＵ５０は、開弁吸気量ＧａＯＮから全閉吸気量ＧａＯＦＦを減算することにより、吸気量変化量ΔＧａを算出し、その後、処理をステップ２６０へ移行する。
【００６８】
一方、ステップ４３０から移行したステップ４８０では、ＥＣＵ５０は、電子スロットル装置１８を所定の単位開度だけ閉弁制御する。例えば、ＥＣＵ５０は、電子スロットル装置１８を「１°」だけ閉弁させる。
【００６９】
次に、ステップ４９０で、ＥＣＵ５０は、電子スロットル装置１８の閉弁後に、所定時間が経過するのを待って処理をステップ５００へ移行する。この所定時間として、例えば「１秒」を想定することができる。
【００７０】
次に、ステップ５００で、ＥＣＵ５０は、検出される吸気圧力ＰＭを取り込む。次に、ステップ５１０で、ＥＣＵ５０は、取り込まれた吸気圧力ＰＭを開弁吸気圧力ＰＭＯＮとして記憶し、その後、処理をステップ４２０へ移行する。
【００７１】
一方、ステップ４４０から移行したステップ５２０では、ＥＣＵ５０は、電子スロットル装置１８を所定の単位開度だけ開弁制御する。例えば、ＥＣＵ５０は、電子スロットル装置１８を「１°」だけ開弁させる。
【００７２】
次に、ステップ５３０で、ＥＣＵ５０は、電子スロットル装置１８の開弁後に、所定時間が経過するのを待って処理をステップ５４０へ移行する。この所定時間として、例えば「１秒」を想定することができる。
【００７３】
次に、ステップ５４０で、ＥＣＵ５０は、検出される吸気圧力ＰＭを取り込む。次に、ステップ５５０で、ＥＣＵ５０は、取り込まれた吸気圧力ＰＭを開弁吸気圧力ＰＭＯＮとして記憶し、その後、処理をステップ４２０へ移行する。
【００７４】
上記したステップ４００〜ステップ５５０の処理によれば、ＥＣＵ５０は、吸気圧力変化量ΔＰＭが所定範囲内の値となるように、電子スロットル装置１８の開弁制御に係る微小開度を補正するようになっている。すなわち、ＥＣＵ５０は、電子スロットル装置１８を全閉に制御してから微小開度に制御したときに、吸気圧力変化量ΔＰＭが所定値Ｃ１より多くなる場合は、電子スロットル装置１８を所定の単位開度だけ閉弁させることで微小開度を補正し、吸気圧力変化量ΔＰＭが所定値Ｃ１より少なくなるように調整している。同様に、電子スロットル装置１８を全閉に制御してから微小開度に制御したときに、吸気圧力変化量ΔＰＭが所定値Ｄ１よりも少なくなる場合は、電子スロットル装置１８を所定の単位開度だけ開弁せることで微小開度を補正し、吸気圧力変化量ΔＰＭを所定値Ｄ１より多くなるように調整している。
【００７５】
図１４に、図８に準ずるグラフを示す。この実施形態では、図１４に示すように、電子スロットル装置１８の製品公差による吸気圧力変化量ΔＰＭのずれを補正するために、吸気圧力変化量ΔＰＭの上限値及び下限値を中央値に補正するようになっている。
【００７６】
以上説明したこの実施形態の吸気系機器の異常診断装置の構成によれば、第１実施形態の作用及び効果に加え、次のような作用及び効果を得ることができる。すなわち、ＥＣＵ５０は、算出される吸気圧力変化量ΔＰＭが所定範囲内の値となるように、電子スロットル装置１８の開弁制御に係る微小開度を補正するようにしている。従って、電子スロットル装置１８の製品公差によって吸気圧力変化量ΔＰＭが多過ぎたり少な過ぎたりするようなことがなくなり、異常診断から電子スロットル装置１８の製品公差の影響が除かれる。このため、異常診断の精度を向上させることができる。
【００７７】
なお、この発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜に変更して実施することもできる。
【００７８】
（１）前記各実施形態では、ＢＧＶ通路２６に圧力感応式のＰＣＶ弁２７を設けたが、ＢＧＶ通路に電動式のＰＣＶ弁を設けることもできる。この場合、電動式のＰＣＶ弁を吸気系機器の異常診断のために使用する必要がない。
【００７９】
（２）前記各実施形態では、ガソリンエンジンシステムにＢＧＶ装置（ＢＧＶ通路２６、ＰＣＶ弁２７及び新気導入通路２８等）を設けたが、このＢＧＶ装置を省略することもできる。すなわち、ＢＧＶ装置を特に使用することなく、吸気系機器の異常診断を実施することができる。
【００８０】
（３）前記各実施形態では、異常診断時に制御される電子スロットル装置１８の第１の開度を全閉とし、第２の開度を所定の微小開度としたが、全閉と所定の微小開度は一例であり、第１の開度を所定の中間開度とし、第２の開度を中間開度よりわずかに大きい中間開度とすることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
この発明は、自動車に搭載されるガソリンエンジンシステムに利用することができる。
【符号の説明】
【００８２】
１  エンジン
１５  吸気通路（吸気系機器）
１８  電子スロットル装置（吸気量調節弁、吸気系機器）
２６  ＢＧＶ通路（吸気系機器）
２７  ＰＣＶ弁（吸気系機器）
２８  新気導入通路（吸気系機器）
３１  吸気マニホールド（吸気系機器）
５０  ＥＣＵ（異常診断手段）
５１  エアフローメータ（吸気量検出手段）
５３  吸気圧センサ（吸気圧力検出手段）
Ｇａ  吸気量
ＰＭ  吸気圧力
【図１】
2018091300.tif 000003
【図２】
2018091300.tif 000004
【図３】
2018091300.tif 000005
【図４】
2018091300.tif 000006
【図５】
2018091300.tif 000007
【図６】
2018091300.tif 000008
【図７】
2018091300.tif 000009
【図８】
2018091300.tif 000010
【図９】
2018091300.tif 000011
【図１０】
2018091300.tif 000012
【図１１】
2018091300.tif 000013
【図１２】
2018091300.tif 000014
【図１３】
2018091300.tif 000015
【図１４】
2018091300.tif 000016