(57)【要約】【課題】内燃機関の異常判定装置において、内燃機関の出力トルクの変動を低減しつつ、内燃機関の異常判定を行うことを可能とする。【解決手段】内燃機関の異常判定装置（２０）は、吸気系に過給可能な過給装置（６、６ａ）を有する圧縮着火式の内燃機関（１）の異常判定を行う内燃機関の異常判定装置であって、位置を変更することで過給装置の流路面積又はディフューザ整流翼の角度を変更し、過給圧を変更可能な可動部材（６ｎ、１４、７０）と、燃料を内燃機関に供給する燃料供給手段（３０、３１、３２）と、過給圧を測定する過給圧測定手段（７ｓ）と、測定された過給圧が所定値を超えた場合、燃料の供給量を異常判定の開始前の過給圧に基づく所定量に固定するように燃料供給手段を制御し、異常判定のために可動部材の位置を変更し、可動部材の位置の変更に伴う過給圧の変化に基づいて、可動部材の異常判定を行う異常判定手段（２０）とを備える。【選択図】図２
2011236857.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気系に過給可能な過給装置を有する圧縮着火式の内燃機関の異常判定を行う内燃機関の異常判定装置であって、
位置を変更することで前記過給装置の流路面積又はディフューザ整流翼の角度を変更し、過給圧を変更可能な可動部材と、
燃料を前記内燃機関に供給する燃料供給手段と、
前記過給圧を測定する過給圧測定手段と、
前記測定された過給圧が所定値を超えた場合、前記燃料の供給量を前記異常判定の開始前の過給圧に基づく所定量に固定するように前記燃料供給手段を制御し、前記異常判定のために前記可動部材の位置を変更し、前記可動部材の位置の変更に伴う前記過給圧の変化に基づいて、前記可動部材の異常判定を行う異常判定手段と
を備えることを特徴とする内燃機関の異常判定装置。
【請求項２】
前記可動部材の位置を測定する位置測定手段を更に備え、
前記異常判定手段は、前記可動部材の位置の変更に伴って前記過給圧が変化した場合、前記異常判定として前記位置測定手段の異常を判定し、前記可動部材の位置の変更に伴って前記過給圧が変化しない場合、前記異常判定として前記可動部材の固着異常を判定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の異常判定装置。
【請求項３】
前記異常判定手段は、前記所定量として、前記異常判定の開始直前に供給した量に固定するように前記燃料供給手段を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の異常判定装置。
【請求項４】
前記異常判定の開始後の過給圧を推定する過給圧推定手段を更に備え、
前記異常判定手段は、前記所定量として、前記推定された過給圧及び前記吸気系のアクセル開度に基づく量に固定するように前記燃料供給手段を制御することを特徴とする請求項１から３のうちいずれか一項に記載の内燃機関の異常判定装置。
【請求項５】
吸気系に過給可能な過給装置を有する圧縮着火式の内燃機関の異常判定を行う内燃機関の異常判定装置であって、
位置を変更することで前記過給装置の流路面積を変更し、過給圧を変更可能な可動部材と、
前記過給圧を測定する過給圧測定手段と、
前記測定された過給圧が所定値を超えた場合、前記異常判定のために前記可動部材の位置を変更し、前記可動部材の位置の変更に伴う前記過給圧の変化に基づいて、前記可動部材の異常判定を行う異常判定手段と、
前記内燃機関の出力状態を無段階で変化可能な無段変速手段と、
前記異常判定の際、前記内燃機関の出力トルクの変化を低減するように前記無段変速手段を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする内燃機関の異常判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本発明は、例えばディーゼルエンジン等の圧縮着火式の内燃機関の異常判定装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の内燃機関の異常判定装置として、例えば特許文献１等では、過給機に有される可変ノズルベーンの開度の変更に起因したエアフローメータの検出値に基づいて、エアフローメータの故障を判定する装置について開示されている。
【０００３】
或いは、この種の内燃機関の異常判定装置として、例えば特許文献２等では、燃料の供給を停止した後に過給機の可動部材の駆動を行い、この際の過給パラメータの変化に応じて、可動部材の異常を判断する装置について開示されている。
【０００４】
或いは、この種の内燃機関の異常判定装置として、例えば特許文献３等では、エンジンの運転状況が変化する際に、ＣＶＴの変速比制御によって、トルクショックを抑制する装置について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１００５１７号公報
【特許文献２】特開２００８−２２３７１１号公報
【特許文献３】特開平１０−０３７７９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１等によれば、過給機に有される可変ノズルベーンの開度が変更される場合、過給圧が変化する。この変化された過給圧に応じて燃料の噴射量が変更され、エンジンで出力されるトルクの変動が増大してしまう可能性が高くなり、ひいては、運転者の運転快適性、所謂、ドライバビリティが悪化してしまう可能性が高くなるという技術的な問題点が生じる。
【０００７】
本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、内燃機関の出力トルクの変動を低減しつつ、内燃機関の異常判定を行うことが可能な内燃機関の異常判定装置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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る第１の内燃機関の異常判定装置は、吸気系に過給可能な過給装置を有する圧縮着火式の内燃機関の異常判定を行う内燃機関の異常判定装置であって、位置を変更することで前記過給装置の流路面積又はディフューザ整流翼の角度を変更し、過給圧を変更可能な可動部材と、燃料を前記内燃機関に供給する燃料供給手段と、前記過給圧を測定する過給圧測定手段と、前記測定された過給圧が所定値を超えた場合、前記燃料の供給量を前記異常判定の開始前の過給圧に基づく所定量に固定するように前記燃料供給手段を制御し、前記異常判定のために前記可動部材の位置を変更し、前記可動部材の位置の変更に伴う前記過給圧の変化に基づいて、前記可動部材の異常判定を行う異常判定手段とを備える。
【０００９】
本発明に係る第１の内燃機関の異常判定装置は、吸気系に過給可能な過給装置を有する、例えばディーゼルエンジン等の圧縮着火式の内燃機関の異常判定を行う。ここに、本発明に係る過給装置とは、典型的には、ターボチャージャ、排気ガス循環装置、所謂、ＥＧＲ装置又はスロットル弁を備えた吸気通路等の吸気系の過給圧を変更可能なように構成された装置を意味する。また、本発明に係る過給圧とは、典型的には、圧縮着火式の内燃機関の吸気系における圧力を意味する。
【００１０】
本発明に係る第１の内燃機関の異常判定装置によれば、可動部材は、当該可動部材の位置を変更することで過給装置の流路面積を変更し、過給圧を変更可能である。又は、可動部材は、当該可動部材の位置を変更することでディフューザ整流翼の角度を変更し、吸気が流れる隙間、所謂、ノズル面積を変更し、過給圧を変更可能である。ここに、本発明に係るディフューザ整流翼とは、吸気の流路に設けられ、吸気の流れる方向に対する当該整流翼の角度を変更することにより吸気が流れる隙間（所謂、ノズル面積）を変更可能であると共に吸気を整流可能である流線形状の部材を意味する。ディフューザ整流翼は、より典型的には、過給装置のコンプレッサの出口に設けられた可動ウイングを意味する。可動部材は、典型的には、ターボチャージャに有される可変ノズルベーン、ＥＧＲ装置に有されるＥＧＲ弁、吸気通路に有されるディーゼルスロットル弁などの部材等の過給圧を変更可能な可動部材を含む趣旨である。燃料供給手段は、燃料を内燃機関に供給する。例えば圧力センサー等の過給圧測定手段によって、過給圧が測定される。
【００１１】
例えばメモリやプロセッサ等によって構成可能な異常判定手段は、測定された過給圧が所定値を超えた場合、燃料の供給量を異常判定の開始前の過給圧に基づく所定量に固定するように燃料供給手段を制御する。ここに、本発明に係る所定値とは、典型的には、例えば１５０（ＫＰａ：Kilo Pascal）等のエンジンで出力されるトルクの変動を低減させる値が好ましく、実験的、経験的、理論的、又はシミュレーション等によって個別具体的に定義可能である。この所定値は、このトルクの変動を低減する値であることに加えて有害な排気ガスの排出を低下させる値であってもよく、実験的、経験的、理論的、又はシミュレーション等によって個別具体的に定義可能である。
【００１２】
燃料の供給量を所定量の固定することと同時に又は相前後して、上述の異常判定手段は、異常判定のために可動部材の位置を変更し、可動部材の位置の変更に伴う過給圧の変化に基づいて、可動部材の異常判定を行う。
【００１３】
このように本発明によれば、吸気系の過給圧が所定値を超えた場合に異常判定を行い、当該異常判定の際に、燃料の供給量を所定量に固定する。これにより、内燃機関で出力されるトルクの変動を効果的に低減しつつ、過給装置における異常判定処理を実行することが可能である。
【００１４】
特に、本発明によれば、吸気系の過給圧が上述した所定値を超えた状態の下で異常判定が行われ、内燃機関で出力されるトルクの変動を低減可能であると共に、有害な排気ガスの排出を低下可能であるので、実践上、有益である。このことは、内燃機関がディーゼルエンジンである場合、エンジンの出力トルクの変動を低減させる効果が顕著に高いので、実践上、大変有益である。加えて、本発明によれば、燃料を内燃機関に噴射する最中、言い換えると、所謂、Ｆ／Ｃ（Fuel Cut）状態ではない内燃機関の駆動の最中に当該異常判定を行え、異常判定を行う機会を多頻度にできるので、実践上、大変有益である。
【００１５】
本発明の内燃機関の異常判定装置の一の態様は、前記可動部材の位置を測定する位置測定手段を更に備え、前記異常判定手段は、前記可動部材の位置の変更に伴って前記過給圧が変化した場合、前記異常判定として前記位置測定手段の異常を判定し、前記可動部材の位置の変更に伴って前記過給圧が変化しない場合、前記異常判定として前記可動部材の固着異常を判定する。
【００１６】
この態様によれば、位置測定手段によって、可動部材の位置が測定される。異常判定手段は、可動部材の位置の変更に伴って過給圧が変化した場合、異常判定として位置測定手段の異常を判定する。ここに、本発明に係る「位置測定手段の異常」とは、典型的には、測定された可動部材の位置と、実際の可動部材の位置とが異なることを意味する。また、本発明に係る「過給圧が変化した場合」とは、典型的には、過給圧が変化した状態、及び、過給圧が変化しない状態という２値の状態において過給圧が変化した一方の状態にあることを意味する。或いは、本発明に係る「過給圧が変化した場合」とは、典型的には、過給圧の変化の度合いが所定レベルを超えた状態、及び、過給圧の変化の度合いが所定レベルを超えない状態という２種類の状態において、過給圧の変化の度合いが所定レベルを超えた状態にあることを意味する。所定レベルとは、典型的には、測定誤差レベルより大きい度合いであって、過給圧の実質的な変化と等価な度合いを意味する。
【００１７】
他方、異常判定手段は、可動部材の位置の変更に伴って過給圧が変化しない場合、異常判定として可動部材の固着異常を判定する。ここに、本発明に係る「固着異常」とは、典型的には、可動部材がある位置に固着し、動かなくなった異常状態を意味する。また、本発明に係る「過給圧が変化しない場合」とは、典型的には、上述した過給圧が変化した状態、及び、過給圧が変化しない状態という２値の状態において過給圧が変化しない他方の状態にあることを意味する。或いは、本発明に係る「過給圧が変化しない場合」とは、典型的には、上述した過給圧の変化の度合いが所定レベルを超えた状態、及び、過給圧の変化の度合いが所定レベルを超えない状態という２種類の状態において、過給圧の変化の度合いが所定レベルを超えない状態にあることを意味する。
【００１８】
この結果、可動部材の位置の変更に伴う過給圧の変化に基づいて、位置測定手段の異常又は可動部材の固着異常を適切に判定することが可能である。
【００１９】
本発明の内燃機関の異常判定装置の他の態様は、前記異常判定手段は、前記所定量として、前記異常判定の開始直前に供給した量に固定するように前記燃料供給手段を制御する。
【００２０】
この態様によれば、異常判定を開始する前後で、燃料の供給量が略等しいので、内燃機関で出力されるトルクの変動を効果的に低減しつつ、異常判定を行うことが可能である。
【００２１】
本発明の内燃機関の異常判定装置の他の態様は、前記異常判定の開始後の過給圧を推定する過給圧推定手段を更に備え、前記異常判定手段は、前記所定量として、前記推定された過給圧及び前記吸気系のアクセル開度に基づく量に固定するように前記燃料供給手段を制御する。
【００２２】
この態様によれば、異常判定の開始後の内燃機関の運転状態に適切に応答して、燃料が供給されるので、エンジンで出力されるトルクの変動をより効果的に低減しつつ、異常判定を行うことが可能である。
【００２３】
上記課題を解決するために、本発明に係る第２の内燃機関の異常判定装置は、吸気系に過給可能な過給装置を有する圧縮着火式の内燃機関の異常判定を行う内燃機関の異常判定装置であって、位置を変更することで前記過給装置の流路面積を変更し、過給圧を変更可能な可動部材と、前記過給圧を測定する過給圧測定手段と、前記測定された過給圧が所定値を超えた場合、前記異常判定のために前記可動部材の位置を変更し、前記可動部材の位置の変更に伴う前記過給圧の変化に基づいて、前記可動部材の異常判定を行う異常判定手段と、前記内燃機関の出力状態を無段階で変化可能な無段変速手段と、前記異常判定の際、前記内燃機関の出力トルクの変化を低減するように前記無段変速手段を制御する制御手段とを備える。
【００２４】
本発明に係る第２の内燃機関の異常判定装置によれば、可動部材は、位置を変更することで過給装置の流路面積を変更し、過給圧を変更可能である。例えば圧力センサー等の過給圧測定手段によって、過給圧が測定される。
【００２５】
例えばメモリやプロセッサ等によって構成可能な異常判定手段は、測定された過給圧が所定値を超えた場合、異常判定のために可動部材の位置を変更し、可動部材の位置の変更に伴う過給圧の変化に基づいて、可動部材の異常判定を行う。
【００２６】
例えばＣＶＴ（Continuous Variable Transmission）等の無段変速手段は、内燃機関の出力状態を無段階で変化可能である。ここに、本発明に係る「内燃機関の出力状態」とは、典型的には、内燃機関の出力トルクや内燃機関の回転速度などの内燃機関の駆動状態を意味する。
【００２７】
例えばメモリやプロセッサ等によって構成可能な制御手段は、異常判定の際、内燃機関の出力トルクの変化を低減するように無段変速手段を制御する。典型的には、制御手段の制御下で、無段変速手段のギヤ比が、当該異常判定を行う前のギヤ比と比較して、小さくなるように無段変速手段の変速制御が行われ、無段変速手段によって内燃機関の出力トルクの変動が吸収される。
【００２８】
これにより、内燃機関で出力されるトルクの変動をより効果的に低減しつつ、異常判定を行うことが可能である。
【００２９】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】第１実施形態に係る内燃機関の異常判定装置を搭載した車両の基本構成を図式的に示した模式図である。
【図２】第１実施形態に係る内燃機関の異常判定装置における動作の流れを示したフローチャートである。
【図３】第２実施形態に係る内燃機関の異常判定装置における動作の流れを示したフローチャートである。
【図４】第３実施形態に係る内燃機関の異常判定装置における動作の流れを示したフローチャートである。
【図５】第４実施形態に係る内燃機関の異常判定装置を搭載した車両の基本構成を図式的に示した模式図である。
【図６】第５実施形態に係る内燃機関の異常判定装置を搭載した車両の基本構成を図式的に示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。
【００３２】
（第１実施形態）
第１実施形態に係る圧縮着火式の内燃機関の異常判定を行う異常判定装置について、図１及び図２を参照して説明する。
【００３３】
（車両の基本構成）
先ず、図１を参照して、本実施形態に係る内燃機関の異常判定装置を搭載した車両の基本構成について説明する。ここに、図１は、第１実施形態に係る内燃機関の異常判定装置を搭載した車両の基本構成を図式的に示した模式図である。尚、本実施形態に係る内燃機関の異常判定装置を搭載した車両は、＃１気筒「１ａ」から＃４気筒までの四つの気筒が一列に並べられた、いわゆる直列四気筒のレシプロ式内燃機関（所謂、「ディーゼルエンジン」、以下、適宜、「エンジン１」と称す）に適用した一形態を示している。エンジン１は例えば自動車の走行用駆動源として使用され、エンジン１で発生した駆動力が、図示しない、クラッチや変速機やディフェレンシャルギヤやドライブシャフトを介して車輪に伝達される。
【００３４】
図１に示されるように、エンジン１は、電子スロットル弁２、ＡＦＭ（Air Flow Meter）２ａ、シリンダ＃１から＃４、吸気通路３、吸気マニホールド３Ｍ、排気マニフォールド４、インタクーラー５、吸気濾過用のエアフィルタ５ｆ、可変ディフューザ６ｎを備えたターボ過給機６、コンプレッサ６ａ、タービン６ｂ、可変ディフューザ６ｎの整流翼の角度を測定する角度センサー６ｓ、エンジン１の吸気系の過給圧を測定する過給圧センサ７ｓ、ＤＰＮＲ（Diesel Particulate-NOx active Reduction system）触媒８、排気浄化ユニット９、燃料添加弁１０、ＥＧＲ通路１１、ＥＧＲ触媒１２、ＥＧＲクーラ１３、ＥＧＲ弁１４、排気絞り弁１５、マフラー１６、ＥＣＵ２０、インジェクタ３０、コモンレール３１、燃料ポンプ３２、エンジンの回転数を測定するためのクランク角センサ３３、シリンダ内の圧力を測定する圧力センサー４０、無段変速装置５０、及び、吸気量調節用の絞り弁（所謂、ディーゼルスロットル弁）７０を備えて構成されている。
【００３５】
エンジン１は、ＥＣＵ２０によって統括制御される。このＥＣＵ２０によって、本発明に係る「異常判定手段」、「過給圧推定手段」及び「制御手段」の一具体例が構成されている。特に、ＥＣＵ２０に有される記憶部では、検出されたセタン価等の各種の入力されるデータを格納可能であると共に、ＥＣＵ２０が推定手段として機能する際に使用する、所定のプログラムや所定のマップが格納されている。
【００３６】
無段変速装置５０は、例えばＣＶＴ（Continuous Variable Transmission）等の無段階変速装置であって、エンジン１における回転速度や回転トルク等のエンジン１の出力状態を無段階で変化可能である。
【００３７】
尚、無段変速装置５０によって、本発明に係る「無段変速手段」の一具体例が構成されている。また、可変ディフューザ６ｎの整流翼（所謂、可動ウイング）の角度を変化させる部材によって、本発明に係る「可動部材」の一具体例が構成されている。また、可変ディフューザ６ｎの整流翼によって、本発明に係る「ディフューザ整流翼」の一具体例が構成されている。吸気量調節用の絞り弁７０の開度を変化させる弁体によって、本発明に係る「可動部材」の他の具体例が構成されている。ＥＧＲ弁１４の開度を変化させる弁体によって、本発明に係る「可動部材」の他の具体例が構成されている。また、可変ディフューザ６ｎの整流翼の角度を測定する角度センサー６ｓによって、本発明に係る「位置測定手段」の一具体例が構成されている。また、過給圧センサ７ｓによって、本発明に係る「過給圧測定手段」の一具体例が構成されている。また、電子スロットル弁２の開度によって、本発明に係る「吸気系のアクセル開度」の一具体例が構成されている。また、ターボ過給機６、コンプレッサ６ａ、タービン６ｂによって、本発明に係る「過給装置」の一具体例が構成されている。また、インジェクタ３０によって、本発明に係る「燃料供給手段」の一具体例が構成されている。
【００３８】
図１に示されるように、エンジン１は、車両に走行用動力源として搭載されるもので、エンジン１の還流系、所謂、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）系は、そのシリンダ＃１から＃４には、吸気通路３及び排気通路４が接続され、吸気通路３には吸気濾過用のエアフィルタ５ｆ、インタクーラー５、ターボ過給機６のコンプレッサ６ａ、吸気量を調節するための絞り弁７０が、排気通路４にはターボチャージャ６のタービン６ｂがそれぞれ設けられている。排気通路４のタービン６ｂよりも下流側には排気浄化手段としての吸蔵還元型ＮＯｘ触媒の一例であるＤＰＮＲ触媒８を含んだ排気浄化ユニット９と、そのＤＰＮＲ触媒８の上流に還元剤としての燃料を添加する燃料添加手段としての燃料添加弁１０とが設けられている。排気通路４と吸気通路３とはＥＧＲ通路１１で接続され、ＥＧＲ通路１１には、還流ガスの流れる方向を基準として、上流側から下流側へ向かって、ＥＧＲ触媒１２、ＥＧＲクーラ１３、及びＥＧＲ弁１４が設けられている。
【００３９】
ターボ過給機６は、可変ディフューザ６ｎを備えたターボ過給機であり、設けられた可変ディフューザ６ｎの整流翼の角度を変更することによってコンプレッサ６ａの出口での過給圧を変更することができる。角度センサー６ｓは可変ディフューザ６ｎの整流翼の角度を測定する。
【００４０】
また、エンジン１の吸気系は、図示しない外気を取り込むためのエアダクトから、ＡＦＭ（Air Flow Meter）２ａ、電子スロットル弁２、吸気通路３へ流れ、更に吸気ポートを経由して、シリンダ＃１から＃４内の燃焼室へ吸気されるように構成されている。吸気ポートには、吸気ポートを開閉する吸気弁が設けられている。他方、エンジン１の排気系は、排気ガスが、気筒＃１から＃４内の燃焼室から排気ポート、図示しない排気通路４、ＤＰＮＲ触媒８、及びマフラー１６を経由して、大気中へ排出されるように構成されている。
【００４１】
燃料添加弁１０は、ＤＰＮＲ８の上流に燃料を添加してＤＰＮＲ８に吸収されたＮＯｘの放出やＤＰＮＲ８のＳ再生のために必要な還元雰囲気を生成するために設けられている。燃料添加弁１０の燃料添加動作はエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）２０にて制御される。ＥＣＵ２０はシリンダ＃１から＃４に燃料を噴射するためのインジェクタ３０、燃料ポンプ３２からインジェクタ３０へ供給される燃料圧力を蓄えるコモンレール３１の圧力調整弁といった各種の装置を操作してエジン１の運転状態を制御する周知のコンピュータユニットである。ＥＣＵ２０はエンジン１に吸入される空気とインジェクタ３０から添加される燃料との質量比として与えられる空燃比が理論空燃比よりもリーン側に制御されるようにインジェクタ３０の燃料噴射動作を制御する。
【００４２】
ＤＰＮＲ触媒８は、排気空燃比が理論空燃比よりもリーンの時は窒素酸化物（ＮＯｘ）を吸蔵し、排気空燃比が理論空燃比又は理論空燃比よりもリッチのときは吸蔵していたＮＯｘを放出して窒素（Ｎ２）に還元する性質を有している。ＤＰＮＲ触媒８に吸蔵可能なＮＯｘ量には上限があるため、吸蔵されているＮＯｘ量がこの上限に達しないように触媒１４からＮＯｘを放出させてＮ２に還元させるＮＯｘ還元を所定の間隔で行い、ＤＰＮＲ触媒８の排気浄化性能を高い状態に維持する。また、ＤＰＮＲ触媒８は、排気中に含まれる硫黄酸化物（ＳＯｘ）により被毒される。そのため、ＤＰＮＲ触媒８をＮＯｘ触媒から硫黄（Ｓ）が放出される温度域に昇温させるとともに排気空燃比を理論空燃比又は理論空燃比よりもリッチにして硫黄被毒を回復させてＤＰＮＲ触媒８の機能を再生させるＳ再生を所定の間隔で行う。以降、ＮＯｘ還元及びＳ再生をまとめて機能再生処理と呼ぶこともある。これら機能再生処理は、燃料添加弁１０からＤＰＮＲ触媒８の上流の排気通路４内に燃料を添加して行う。
【００４３】
尚、本発明において吸蔵還元型ＮＯｘ触媒は、ＮＯｘを触媒にて保持できるものであればよく、吸収又は吸着いずれの態様でＮＯｘが保持されるかは吸蔵の用語によって制限されない。また、ＳＯｘの被毒についてもその態様を問わないものである。更に、ＮＯｘやＳＯｘの放出についてもその態様を問わない。
【００４４】
各種のアクチュエータの動作は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）２０によって制御される。ＥＣＵ２０は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含んだコンピュータとして構成され、各種センサから入力される信号に基づいて可変ディフューザ６ｎの整流翼の角度を変化させる部材などの各種の装置を操作してエンジン１の運転状態を制御する周知のコンピュータユニットである。ＥＣＵ２０には、吸気系の過給圧に対応した信号を出力する過給圧センサ７ｓ、例えばエンジン１のクランク軸の角度に対応した信号を出力するクランク角センサ３３、排気浄化ユニット９を通過した排気の温度に対応した信号を出力する排気温センサ、及びＡＦＭ（Air Flow Meter）２ａ、などが接続され、ＥＣＵ２０はこれらの出力信号を参照してエンジン１の運転状態を制御する。また、ＥＣＵは、後述の図２乃至図４に示したルーチンを実行することにより本発明に係る「異常判定手段」、「過給圧推定手段」及び「制御手段」として機能する。尚、これらのルーチンの詳細は後述する。ＥＣＵ２０による制御対象はその他にも種々存在するが、ここでは図示を省略する。
【００４５】
（内燃機関の異常判定装置の動作原理）
次に、図２を参照して、第１実施形態に係る内燃機関の異常判定装置の動作原理について説明する。ここに、図２は、第１実施形態に係る内燃機関の異常判定装置における動作の流れを示したフローチャートである。尚、この図２で示された動作は、例えば数マイクロ秒等の所定周期で繰り返し実行される。
【００４６】
先ず、図２に示されるように、ＥＣＵ２０は、角度センサー６ｓによって測定された可変ディフューザ６ｎの整流翼の角度、及び、過給圧センサ７ｓによって測定された吸気系の過給圧に関する情報を取得する（ステップＳ１０１）。
【００４７】
次に、ＥＣＵ２０の制御下で、過給圧センサ７ｓによって測定された吸気系の過給圧が所定値を超えたか否かが判定される（ステップＳ１０２）。ここに、第１実施形態に係る所定値は、典型的には、例えば１５０（ＫＰａ：Kilo Pascal）等のエンジンで出力されるトルクの変動を低減させる値が好ましく、実験的、経験的、理論的、又はシミュレーション等によって個別具体的に定義可能である。この所定値は、このトルクの変動を低減する値であることに加えて有害な排気ガスの排出を低下させる値であってもよく、実験的、経験的、理論的、又はシミュレーション等によって個別具体的に定義可能である。尚、この所定値によって、本発明に係る所定値の一例が構成されている。
【００４８】
このステップＳ１０２の判定の結果、ＥＣＵ２０の制御下で、測定された吸気系の過給圧が所定値を超えたと判定される場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、更に、ＥＣＵ２０の制御下で、測定された可変ディフューザ６ｎの整流翼の実際の角度と、ＥＣＵ２０によって指示された指示角度との偏差が所定閾値を越えたか否かが判定される（ステップＳ１０３）。ここに、第１実施形態に係る所定閾値は、典型的には、例えば指示角度の２０％の大きさ等の過給圧の変化を小さくさせる値が好ましく、実験的、経験的、理論的、又はシミュレーション等によって個別具体的に定義可能である。
【００４９】
このステップＳ１０３の判定の結果、測定された可変ディフューザ６ｎの整流翼の実際の角度と、ＥＣＵ２０によって指示された指示角度との偏差が所定閾値を越えたと判定される場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２０の制御下で、燃料の噴射量が一定値に固定される（ステップＳ１０４）。ここに、第１実施形態に係る一定値は、典型的には、当該異常判定処理を開始する直前の過給圧に応じた燃料の噴射量の値でよい。或いは、この一定値は、典型的には、当該異常判定処理を開始する直前に噴射した燃料の噴射量の値でよい。これにより、当該異常判定処理の開始前後で、燃料の噴射量が略等しいので、エンジンで出力されるトルクの変動を効果的に低減することが可能である。
【００５０】
次に、ＥＣＵ２０の制御下で、可変ディフューザ６ｎの整流翼の角度が変更される（ステップＳ１０５）。
【００５１】
次に、ＥＣＵ２０の制御下で、過給圧センサ７ｓによって測定された吸気系の過給圧が、可変ディフューザ６ｎの整流翼の角度の変更に伴って変化したか否かが判定される（ステップＳ１０６）。ここで、過給圧センサ７ｓによって測定された吸気系の過給圧が、可変ディフューザ６ｎの整流翼の角度の変更に伴って変化したと判定される場合（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２０は、角度センサー６ｓに異常が発生したと判定する（ステップＳ１０７）。
【００５２】
他方、ステップＳ１０６の判定の結果、測定された吸気系の過給圧が、可変ディフューザ６ｎの整流翼の角度の変更に伴って変化したと判定されない場合、言い換えると、測定された吸気系の過給圧が、可変ディフューザ６ｎの整流翼の角度の変更に伴って変化しないと判定される場合、（ステップＳ１０６：Ｎｏ）、ＥＣＵ２０は、可変ディフューザ６ｎの整流翼の角度を変化させる可動部材が固着して動作しない等の可変ディフューザ６ｎの異常が発生したと判定する（ステップＳ１０８）。
【００５３】
他方、上述のステップＳ１０３の判定の結果、測定された可変ディフューザ６ｎの整流翼の実際の角度と、ＥＣＵ２０によって指示された指示角度との偏差が所定閾値を越えたと判定されない場合、言い換えると、実際の角度と、指示角度との偏差が所定閾値を越えないと判定される場合、（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、ＥＣＵ２０の制御下で、過給圧センサ７ｓ及び可変ディフューザ６ｎにおいて異常は発生していない正常状態であると判定される（ステップＳ１０９）。
【００５４】
他方、上述のステップＳ１０２の判定の結果、測定された吸気系の過給圧が所定値を超えたと判定されない場合、言い換えると、測定された吸気系の過給圧が所定値を超えないと判定される場合、（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、ＥＣＵ２０の制御下で、異常判定処理は終了される。
【００５５】
このように第１実施形態によれば、吸気系の過給圧が所定値を超えた場合に異常判定処理を実行し、当該異常判定処理の際に、燃料の噴射量を一定値に固定する。これにより、エンジンで出力されるトルクの変動を効果的に低減しつつ、過給圧センサ７ｓ及び可変ディフューザ６ｎにおける異常判定処理を実行することが可能である。
【００５６】
特に、第１実施形態によれば、吸気系の過給圧が上述した所定値を超えた状態の下で異常判定処理が実行され、エンジンで出力されるトルクの変動を低減可能であると共に、有害な排気ガスの排出を低下可能であるので、実践上、有益である。このことは、内燃機関がディーゼルエンジンである場合、エンジンの出力トルクの変動を低減させる効果が顕著に高いので、実践上、大変有益である。加えて、第１実施形態によれば、燃料を一定値に固定された噴射量だけエンジンに噴射する最中、即ち、Ｆ／Ｃ（Fuel Cut）ではないエンジンの駆動の最中に当該異常判定処理を実行でき、異常判定処理を実行可能な機会を多頻度にできるので、実践上、大変有益である。
【００５７】
仮に、燃料の噴射量を一定値に固定しない異常判定処理の比較例においては、過給圧センサ７ｓ及び可変ディフューザ６ｎのうち過給圧センサ７ｓに異常が存在する場合、異常判定処理の際の可変ディフューザ６ｎの整流翼の角度の変更に伴って過給圧が変化し、この過給圧の変化に伴って燃料の噴射量も異常判定処理とは無関係に変化してしまう。このため、異常判定処理の際にエンジンで出力されるトルクの変動が増大してしまう可能性が高くなり、ひいては、運転者の運転快適性、所謂、ドライバビリティが悪化してしまう可能性が高くなるという技術的な問題点が生じる。
【００５８】
（第２実施形態）
（動作原理）
次に、第２実施形態に係る内燃機関の異常判定装置における異常判定処理について、図３を参照して説明する。ここに、図３は、第２実施形態に係る内燃機関の異常判定装置における動作の流れを示したフローチャートである。尚、この図３で示された動作は、例えば数マイクロ秒等の所定周期で繰り返し実行される。また、第２実施形態の構成要素は、上述した第１実施形態と概ね同様であると共に、第２実施形態において、上述した第１実施形態と概ね同様の処理には、同一のステップ番号を付し、それらの説明は適宜、省略する。
【００５９】
上述したステップＳ１０３の判定の結果、測定された可変ディフューザ６ｎの整流翼の実際の角度と、ＥＣＵ２０によって指示された指示角度との偏差が所定閾値を越えたと判定される場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２０の制御下で、当該異常判定処理を実行する以前に測定された吸気系の過給圧に関する情報に基づいて、当該異常判定処理の実行後における吸気系の過給圧が予測される（ステップＳ２０１）。典型的には、ＥＣＵ２０は、可変ディフューザ６ｎの整流翼の角度が現在の値と変化しないと想定して、当該異常判定処理を実行する以前に測定された吸気系の過給圧に関する履歴情報に基づいて、当該異常判定処理の実行後における吸気系の過給圧を予測する。
【００６０】
次に、ＥＣＵ２０の制御下で、燃料の噴射量が予測された過給圧及び車両の運転者によって操作されるエンジンの吸気系のアクセル開度に基づいて設定されると共に、設定された噴射量だけ燃料が噴射される（ステップＳ２０２）。尚、本実施形態に係る予測された過給圧によって本発明に係る「推定された過給圧」の一例が構成されている。
【００６１】
続いて、上述したように、ＥＣＵ２０の制御下で、可変ディフューザ６ｎの整流翼の角度が変更される（ステップＳ１０５）と共に、上述したステップＳ１０６乃至ステップＳ１０９が実行される。
【００６２】
このように第２実施形態によれば、吸気系の過給圧が所定値を超えた場合に異常判定処理を実行し、当該異常判定処理の際に、予測された過給圧及びエンジンの吸気系のアクセル開度に基づいて設定する。これにより、エンジンで出力されるトルクの変動をより効果的に低減しつつ、過給圧センサ７ｓ及び可変ディフューザ６ｎにおける異常判定処理を実行することが可能である。特に、第２実施形態によれば、可変ディフューザ６ｎの整流翼の角度が現在の値と変化しないことを想定して、燃料の噴射量が設定されているので、可変ディフューザ６ｎの整流翼の角度を変化させる可動部材が固着して動作しない異常が実際に発生した場合においても、異常判定処理を、エンジンの出力トルクの変動を低減しつつ、実行できるので、実践上、大変有益である。
【００６３】
（第３実施形態）
（動作原理）
次に、第３実施形態に係る内燃機関の異常判定装置における異常判定処理について、図４を参照して説明する。ここに、図４は、第３実施形態に係る内燃機関の異常判定装置における動作の流れを示したフローチャートである。尚、この図４で示された動作は、例えば数マイクロ秒等の所定周期で繰り返し実行される。また、第３実施形態の構成要素は、上述した第１及び第２実施形態と概ね同様であると共に、第３実施形態において、上述した第１及び第２実施形態と概ね同様の処理には、同一のステップ番号を付し、それらの説明は適宜、省略する。
【００６４】
上述したステップＳ１０１を経て、ＥＣＵ２０の制御下で、過給圧センサ７ｓによって測定された吸気系の過給圧が第２所定値を超えたか否かが判定される（ステップＳ３０１）。ここに、第３実施形態に係る第２所定値は、典型的には、例えば１５０（ＫＰａ：Kilo Pascal）等のエンジンで出力されるトルクの変動を低減させる値が好ましく、実験的、経験的、理論的、又はシミュレーション等によって個別具体的に定義可能である。尚、この第２所定値によって、本発明に係る所定値の他の例が構成されている。
【００６５】
このステップＳ３０１の判定の結果、ＥＣＵ２０の制御下で、測定された吸気系の過給圧が第２所定値を超えたと判定される場合（ステップＳ３０１：Ｙｅｓ）、更に、上述したように、ＥＣＵ２０の制御下で、測定された可変ディフューザ６ｎの整流翼の実際の角度と、ＥＣＵ２０によって指示された指示角度との偏差が所定閾値を越えたか否かが判定される（ステップＳ１０３）。
【００６６】
このステップＳ１０３の判定の結果、測定された可変ディフューザ６ｎの整流翼の実際の角度と、ＥＣＵ２０によって指示された指示角度との偏差が所定閾値を越えたと判定される場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ２０の制御下で、燃料の噴射量が理想空燃比に基づいて設定される（ステップＳ３０２）。
【００６７】
次に、ＥＣＵ２０の制御下で、可変ディフューザ６ｎの整流翼の角度が変更される（ステップＳ３０３）。
【００６８】
次に、ＥＣＵ２０の制御下で、無段変速装置５０、所謂、ＣＶＴ（Continuous Variable Transmission）において、エンジンの出力トルクの変動が低減されるように、変速制御が実行される（ステップＳ３０４）。典型的には、無段変速装置５０のギヤ比又は変速比が、無段変速装置５０によってエンジンの出力トルクの変動がより吸収されるように、変化される。
【００６９】
他方、上述のステップＳ１０２の判定の結果、測定された吸気系の過給圧が第２所定値を超えたと判定されない場合、言い換えると、測定された吸気系の過給圧が第２所定値を超えないと判定される場合、（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、ＥＣＵ２０の制御下で、異常判定処理は終了される。
【００７０】
このように第３実施形態によれば、吸気系の過給圧が第２所定値を超えた場合に異常判定処理を実行し、当該異常判定処理の際に、無段変速装置、所謂、ＣＶＴのギヤ比が、エンジンの出力トルクの変動が低減されるように、変速制御される。これにより、エンジンで出力されるトルクの変動をより効果的に低減しつつ、過給圧センサ７ｓ及び可変ディフューザ６ｎにおける異常判定処理を実行することが可能である。特に、第３実施形態によれば、燃料の噴射量は理想空燃比に基づいて設定されているので、異常判定処理を、有害な排気ガスの排出を低減しつつ、実行できるので、実践上、大変有益である。
【００７１】
（第４実施形態）
（基本構成）
次に、第４実施形態に係る内燃機関の異常判定装置の基本構成について、図５を参照して説明する。ここに、図５は、第４実施形態に係る内燃機関の異常判定装置を搭載した車両の基本構成を図式的に示した模式図である。尚、この図５で示された第４実施形態において、上述した第１実施形態と概ね同様の構成要素には、同一の符号番号を付し、それらの説明は適宜、省略する。
【００７２】
第４実施形態に係る内燃機関の異常判定装置に備えられたエンジン１は、電子スロットル弁２、ＡＦＭ（Air Flow Meter）２ａ、シリンダ＃１から＃４、吸気通路３、吸気マニホールド３Ｍ、排気マニフォールド４、インタクーラー５、吸気濾過用のエアフィルタ５ｆ、可変ディフューザ６ｎを備えたターボ過給機６、コンプレッサ６ａ、タービン６ｂ、可変ディフューザ６ｎの整流翼の角度を測定する角度センサー６ｓ、エンジン１の吸気系の過給圧を測定する過給圧センサ７ｓ、ＤＰＮＲ（Diesel Particulate-NOx active Reduction system）触媒８、排気浄化ユニット９、燃料添加弁１０、排気絞り弁１５、マフラー１６、ＥＣＵ２０、インジェクタ３０、コモンレール３１、燃料ポンプ３２、エンジンの回転数を測定するためのクランク角センサ３３、シリンダ内の圧力を測定する圧力センサー４０、無段変速装置５０、吸気量調節用の絞り弁７０、吸気系と排気系とを連通可能なＥＧＲ通路９０、並びに、ＥＧＲ弁９５を備えて構成されている。エンジン１は、ＥＣＵ２０によって統括制御される。
【００７３】
ＥＧＲ通路９０は、エンジン１、ターボ過給機６、コンプレッサ６ａ、及びタービン６ｂを経由しないで吸気系と排気系とを連通可能である。
【００７４】
ＥＧＲ弁９５は、ＥＧＲ通路９０に設けられ、ＥＧＲ通路９０の流路面積を変化可能である。
【００７５】
第４実施形態によれば、このＥＧＲ通路９０及びＥＧＲ弁９５により、過給圧を簡便に変化させることが可能である。
【００７６】
（第５実施形態）
（基本構成）
次に、第５実施形態に係る内燃機関の異常判定装置の基本構成について、図６を参照して説明する。ここに、図６は、第５実施形態に係る内燃機関の異常判定装置を搭載した車両の基本構成を図式的に示した模式図である。尚、この図６で示された第５実施形態において、上述した第１及び第４実施形態と概ね同様の構成要素には、同一の符号番号を付し、それらの説明は適宜、省略する。
【００７７】
第５実施形態に係る内燃機関の異常判定装置に備えられたエンジン１は、電子スロットル弁２、ＡＦＭ（Air Flow Meter）２ａ、シリンダ＃１から＃４、吸気通路３、吸気マニホールド３Ｍ、排気マニフォールド４、インタクーラー５、吸気濾過用のエアフィルタ５ｆ、可変ディフューザ６ｎを備えたターボ過給機６、コンプレッサ６ａ、タービン６ｂ、可変ディフューザ６ｎの整流翼の角度を測定する角度センサー６ｓ、エンジン１の吸気系の過給圧を測定する過給圧センサ７ｓ、ＤＰＮＲ（Diesel Particulate-NOx active Reduction system）触媒８、排気浄化ユニット９、燃料添加弁１０、ＥＧＲ通路１１、ＥＧＲ触媒１２、ＥＧＲクーラ１３、ＥＧＲ弁１４、排気絞り弁１５、マフラー１６、ＥＣＵ２０、インジェクタ３０、コモンレール３１、燃料ポンプ３２、エンジンの回転数を測定するためのクランク角センサ３３、シリンダ内の圧力を測定する圧力センサー４０、無段変速装置５０、吸気量調節用の絞り弁７０、吸気系と排気系とを連通可能なＥＧＲ通路９０、並びに、ＥＧＲ弁９５を備えて構成されている。エンジン１は、ＥＣＵ２０によって統括制御される。
【００７８】
第５実施形態によれば、ＥＧＲ通路１１及びＥＧＲ弁１４に加えて、ＥＧＲ通路９０及びＥＧＲ弁９５により、過給圧を簡便且つ高精度に変化させることが可能である。
【００７９】
上述した第１乃至第５実施形態では、ターボチャージャに有される可変ディフューザ６ｎの整流翼の角度を変更する部材、ＥＧＲ装置に有されるＥＧＲ弁の弁体、又は、吸気通路に有されるディーゼルスロットル弁の弁体などの可動部材について説明したが、本発明は、例えば、ターボチャージャに有される可変ノズルベーンの弁体等の過給圧を変更可能な可動部材の異常を判定する内燃機関の異常判定装置に適用可能である。
【００８０】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う内燃機関の異常判定装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明は、例えばディーゼルエンジン等の圧縮着火式の内燃機関の異常判定装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００８２】
１      エンジン
２      電子スロットル弁
２ａ      ＡＦＭ（Air Flow Meter）
３      吸気通路
３Ｍ      吸気マニホールド
４      排気マニフォールド
５      インタクーラー
５ｆ      吸気濾過用のエアフィルタ
６      ターボ過給機
６ａ      コンプレッサ
６ｂ      タービン
６ｎ      可変ディフューザ
６ｓ      角度センサー
７ｓ      吸気系の過給圧を測定する過給圧センサ
８      ＤＰＮＲ（Diesel Particulate-NOx active Reduction system）触媒
９      排気浄化ユニット
１０      燃料添加弁
１１      ＥＧＲ通路
１２      ＥＧＲ触媒
１３      ＥＧＲクーラ
１４      ＥＧＲ弁
１５      排気絞り弁
１６      マフラー
２０      ＥＣＵ
３０      インジェクタ
３１      コモンレール
３２      燃料ポンプ
３３      エンジンの回転数を測定するためのクランク角センサ
４０      圧力センサー
５０      無段変速装置
７０      吸気量調節用の絞り弁
９０      ＥＧＲ通路      
９５      ＥＧＲ弁
＃１から＃４      シリンダ      
【図２】
2011236857.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図１】
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