(57)【要約】【課題】排気還流バルブの異常の検出精度を高くすることができる排気還流バルブ異常検出装置及び方法を提供する。【解決手段】異常判定部１ｄは、燃料カット中にＥＧＲバルブ１０ａが開であるときのＡ／Ｆセンサ７のヒータに印加される電圧のデューティ比と燃料カット中にＥＧＲバルブ１０ａが閉であるときのＡ／Ｆセンサ７のヒータに印加される電圧のデューティ比との変動量を算出し、変動量が閾値未満である場合、ＥＧＲバルブ１０ａが異常であると判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガスをエンジンの吸気経路に還流させるための排気還流路に設けられた排気還流バルブを、エンジンへの燃料供給が停止されている状態で予め決定された時間だけ開方向に制御する開制御を行った後に閉方向に制御する閉制御を行うためのバルブ開閉制御部と、
排気ガスの特定成分濃度を検出するために排気経路に設けられた濃度検出センサの温度を検出する温度検出部と、
濃度検出センサに配置されたヒータの電力値を、濃度検出センサの温度が目標温度となるように前記温度検出部によって検出された濃度検出センサの温度に基づいて前記開制御のときの第１の電力値及び前記閉制御のときの第２の電力値を設定する電力値設定部と、
前記第１の電力値及び前記第２の電力値との間の変動量に基づいて、排気還流バルブの異常の有無を判定する異常判定部と、
を備える排気還流バルブ異常検出装置。
【請求項２】
前記バルブ開閉制御部は、前記閉制御のときに、エンジンへの吸入空気量をアクセル踏み込み量に応じて制御するために吸気通路に設けられたスロットルバルブの開度を、ゼロのアクセル踏み込み量に対応するスロットルバルブの開度より小さくする請求項１に記載の排気還流バルブ異常検出装置。
【請求項３】
コンピュータによって、エンジンへの燃料供給を停止させるステップと、
前記コンピュータによって、排気ガスをエンジンの吸気経路に還流させるための排気還流路に設けられた排気還流バルブを予め決定された時間だけ開方向に制御する開制御を行うステップと、
前記コンピュータによって、排気ガスの特定成分濃度を検出するために排気経路に設けられた濃度検出センサの温度を、前記開制御のときに検出するステップと、
前記コンピュータによって、濃度検出センサに配置されたヒータの電力値を、濃度検出センサの温度が目標温度となるように前記開制御のときに検出された濃度検出センサの温度に基づいて第１の電力値に設定するステップと、
前記コンピュータによって、排気還流バルブを前記予め決定された時間が経過した後に閉方向に制御する閉制御を行うステップと、
前記コンピュータによって、濃度検出センサの温度を、前記閉制御のときに検出するステップと、
前記コンピュータによって、前記電力値を、濃度検出センサの温度が目標温度となるように前記閉制御のときに検出された濃度検出センサの温度に基づいて第２の電力値に設定するステップと、
前記コンピュータによって、前記第１の電力値及び前記第２の電力値との間の変動量に基づいて、排気還流バルブの異常の有無を判定するステップと、
を備える排気還流バルブ異常検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気還流バルブ異常検出装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンの排気ガスをエンジンの排気経路からエンジンの吸気経路に還流させるために上流側で排気経路に連通するとともに下流側で吸気経路に連通した排気還流路が設けられた排気還流（ＥＧＲ）システムを有する車両が用いられている。このようなＥＧＲシステムにおいては、排気還流路にＥＧＲバルブが設けられ、ＥＧＲバルブをエンジンの状態に応じて開閉制御することによって排気管流量が制御される。
【０００３】
また、ＥＧＲシステムにおいて、吸気経路に設けられた圧力センサによって検出されたＥＧＲバルブの閉時の圧力とＥＧＲバルブの開時の圧力との差が閾値以下であるときにＥＧＲバルブの異常（動作不良、排気還流路の詰まり）を検出する異常検出装置が提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２１５２１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
圧力センサが検出した圧力に基づいてＥＧＲバルブの異常を検出する場合、ＥＧＲバルブの異常を検出するために用いる閾値を、圧力センサのばらつきを見込んで設定する必要があり、圧力センサのばらつきは、比較的大きい（５％程度）。圧力センサが検出した圧力に基づいてＥＧＲバルブの異常を検出する場合にＥＧＲバルブの異常を検出することができる領域は、圧力センサのばらつきが大きくなるに従って小さくなり、ＥＧＲバルブの異常を検出することができる領域が小さくなるに従ってＥＧＲバルブの異常の検出精度が低くなる。
【０００６】
本発明の目的は、排気還流バルブの異常の検出精度を高くすることができる排気還流バルブ異常検出装置及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による排気還流バルブ異常検出装置は、排気ガスをエンジンの吸気経路に還流させるための排気還流路に設けられた排気還流バルブを、エンジンへの燃料供給が停止されている状態で予め決定された時間だけ開方向に制御する開制御を行った後に閉方向に制御する閉制御を行うためのバルブ開閉制御部と、排気ガスの特定成分濃度を検出するために排気経路に設けられた濃度検出センサの温度を検出する温度検出部と、濃度検出センサに配置されたヒータの電力値を、濃度検出センサの温度が目標温度となるように温度検出部によって検出した濃度検出センサの温度に基づいて開制御のときの第１の電力値及び閉制御のときの第２の電力値を設定する電力値設定部と、第１の電力値及び第２の電力値との間の変動量に基づいて、排気還流バルブの異常の有無を判定する異常判定部と、を備える。
【０００８】
好適には、バルブ開閉制御部は、閉制御のときに、エンジンへの吸入空気量をアクセル踏み込み量に応じて制御するために吸気通路に設けられたスロットルバルブの開度を、ゼロのアクセル踏み込み量に対応するスロットルバルブの開度より小さくする。
【０００９】
本発明による排気還流バルブ異常検出方法は、コンピュータによって、エンジンへの燃料供給を停止させるステップと、コンピュータによって、排気ガスをエンジンの吸気経路に還流させるための排気還流路に設けられた排気還流バルブを予め決定された時間だけ開方向に制御する開制御を行うステップと、コンピュータによって、排気ガスの特定成分濃度を検出するために排気経路に設けられた濃度検出センサの温度を、開制御のときに検出するステップと、コンピュータによって、濃度検出センサに配置されたヒータの電力値を、濃度検出センサの温度が目標温度となるように開制御のときに検出された濃度検出センサの温度に基づいて第１の電力値に設定するステップと、コンピュータによって、排気還流バルブを予め決定された時間が経過した後に閉方向に制御する閉制御を行うステップと、コンピュータによって、濃度検出センサの温度を、閉制御のときに検出するステップと、コンピュータによって、電力値を、濃度検出センサの温度が目標温度となるように閉制御のときに検出された濃度検出センサの温度に基づいて第２の電力値に設定するステップと、コンピュータによって、第１の電力値及び第２の電力値との間の変動量に基づいて、排気還流バルブの異常の有無を判定するステップと、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、排気還流バルブの異常の検出精度を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明による排気還流バルブ異常検出装置を含むシステムを示す図である。
【図２】Ａ／Ｆセンサ７の概略を示す断面図である。
【図３】Ａ／Ｆセンサ７の抵抗値と温度との関係を示す図である。
【図４】本発明による排気還流バルブ異常検出装置の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図５】本発明による排気還流バルブ異常検出装置の異常検出手順の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明による排気還流バルブ異常検出装置及び方法を、図面を参照しながら詳細に説明する。本実施の形態では、排気還流バルブ異常検出装置を、ＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）１として実現する場合について説明する。ＥＣＵ１は、各種コンピュータプログラム等を格納したＲＯＭ、データを一時的に格納するＲＡＭ、各種制御コンピュータプログラムを実行するＣＰＵ等によって構成され、コンピュータの一例である。各種コンピュータプログラムは、各種センサの検出結果に基づいて空燃比制御を行うコンピュータプログラム、走行中にアクセル開度センサ（図示せず）から受け取ったアクセル（図示せず）の開度に基づいてアイドルＯＮ状態（運転者がトルクを要求していないと判断される状態）であると判定した場合等にエンジン２への燃料の供給の停止（燃料カット）を行うコンピュータプログラム、後に説明する異常検出コンピュータプログラム等を含む。図１に示すシステムは、ガソリン車等の車両（図示せず）に適用され、エンジン２の吸気経路３には、吸気経路３に流れる空気量を計測するエアフロメータ４と、エンジンへの空気吸入量をアクセル踏み込み量に応じて制御するためのスロットルバルブ５と、が設けられている。
【００１３】
エンジン２の排気経路６には、限界電流式空燃比センサ（Ａ／Ｆセンサ）７と、ウォームアップ排気浄化触媒８と、メイン排気浄化触媒９と、が設けられている。Ａ／Ｆセンサ７は、排気ガスの特定成分の濃度を検出するための濃度検出センサの一例である。
【００１４】
Ａ／Ｆセンサ７は、ＥＣＵ１から指令される電圧の印加に伴い、排気ガス中の酸素濃度に比例したリニアな空燃比（Ａ／Ｆ値）検出信号（センサ電流信号）を出力する。図２は、Ａ／Ｆセンサ７の概略を示す断面図である。図２において、Ａ／Ｆセンサ７は、排気経路６の内部に向けて突設されており、カバー１１と、センサ本体１２と、ヒータ１３と、を備える。
【００１５】
カバー１１は、断面コ字形状を有し、その周壁には、カバー１１の内外を連通する複数の小孔１１ａが形成されている。センサ本体１２は、空燃比リーン領域における酸素濃度又は空燃比リッチ領域における未燃ガス（ＣＯ，ＨＣ，Ｈ2等）濃度に対応する限界電流を発生する。
【００１６】
センサ本体１２において、断面カップ状に形成された固体電解質層２１の外表面には、排気ガス側電極層２２が固着され、固体電解質層２１の内表面には、大気側電極層２３が固着されている。また、排気ガス側電極層２２の外側には、拡散抵抗層２４が形成されている。
【００１７】
ヒータ１３は、大気側電極層２３内に収容されており、その発熱エネルギーによりセンサ本体１２を加熱する。ヒータ１３は、センサ本体１２を活性化するに十分な発熱容量を有する。
【００１８】
ウォームアップ排気浄化触媒８及びメイン排気浄化触媒９は、三元触媒のようにエンジン２の排気を浄化するための触媒である。ウォームアップ排気浄化触媒８は、小容量の触媒であり、メイン排気浄化触媒９の上流側においてエンジン２の近傍に配置されている。ウォームアップ排気浄化触媒８は、エンジン２の低温始動時等でメイン排気浄化触媒９の触媒温度が低下しているときにエンジン２の排気ガスによりすぐに触媒温度が（例えば、５００〜７００℃まで）上昇して排気浄化性能を確保することができる。メイン排気浄化触媒９は、主として排気浄化を行うための大容量の触媒であり、例えば、車両のフロア下に配置されている。
【００１９】
図１に示すシステムにおいて、ウォームアップ排気浄化触媒８を介して排気ガスをエンジン２の吸気経路３に還流させるために上流側で排気経路６に連通するとともに下流側で吸気経路３に連通した排気還流路１０が設けられる。排気還流路１０には、排気還流バルブ（ＥＧＲバルブ）１０ａが設けられている。
【００２０】
本実施の形態では、ＥＣＵ１は、エアフロメータ４の計測結果及びＡ／Ｆセンサ７の検出結果が入力され、ＣＰＵによって実行されるプログラムによってソフトウェア的に構成される又はＣＰＵ内の専用回路によりハードウェア的に構成されるバルブ開閉制御部１ａ、温度検出部１ｂ、電力値設定部１ｃ及び異常判定部１ｄを有する。
【００２１】
バルブ開閉制御部１ａは、各種センサの検出結果から判定したエンジンの運転状態に基づいたＥＧＲ制御条件が成立すると、エンジンの運転状態に応じて設定される目標ＥＧＲ量となるようにＥＧＲバルブ１０ａを開閉制御する。また、バルブ開閉制御部１ａは、後に詳しく説明するように、ＥＧＲバルブ１０ａの異常の有無を判定するために燃料カット中にＥＧＲバルブ１０ａの開閉制御を行う。また、バルブ開閉制御部１ａは、後に詳しく説明するように、燃料カット中のＥＧＲバルブ１０ａの開時にスロットルバルブ５を閉じ側に制御する。
【００２２】
温度検出部１ｂは、Ａ／Ｆセンサ７の温度を検出する。図３は、Ａ／Ｆセンサ７の抵抗値と温度との関係を示す図である。Ａ／Ｆセンサ７の抵抗値と温度との間には、図３に示すような主に単調減少の傾向の関係が存在し、Ａ／Ｆセンサ７のヒータ１３に印加する電圧のデューティ比は、Ａ／Ｆセンサ７の温度に応じて決定される。温度検出部１ｂは、Ａ／Ｆセンサ７の印加電圧を比較的に短い期間に比較的小さい値ΔＶだけ増加又は減少させ、その間に増加又は減少した電流値ΔＩを求め、ΔＶとΔＩとの比すなわちΔＶ／ΔＩをＡ／Ｆセンサ７の抵抗値として求める。そして、温度検出部１ｂは、求めた抵抗値に基づいてＡ／Ｆセンサ７の温度を検出する。例えば、図３に示すＡ／Ｆセンサ７の抵抗値と温度との関係は、マップの形態でＥＣＵ１のＲＯＭに予め格納される。
【００２３】
電力値設定部１ｃは、温度検出部１ｂが検出したＡ／Ｆセンサ７の温度と目標温度（活性温度）との間の偏差並びにその積分値及び微分値から求められるデューティ比の変動部分に基づいてＡ／Ｆセンサ７の温度を制御（ＰＩＤ制御）する。この場合、電力値設定部１ｃは、Ａ／Ｆセンサ７の温度を目標温度に設定するために、求めたデューティ比の変動部分を予め決定されたデューティ比の固定部分（固定デューティ比）に加算し、デューティ比の変動部分とデューティ比の固定部分の和に相当するデューティ比に基づいてＡ／Ｆセンサ７のヒータ１３に電圧を印加する。デューティ比の固定部分は、ヒータ１３の通電モードに応じて予め決定された０〜１００％の値に設定される。
【００２４】
本実施の形態では、電力値設定部１ｃは、燃料カット中のＥＧＲバルブ１０ａの開時において、Ａ／Ｆセンサ７のヒータ１３に印加する電圧のヒータ１３のデューティ比ＤＵＴＹ  Ａを設定する。ＥＧＲバルブ１０ａに異常がない場合、デューティ比ＤＵＴＹ  Ａは、吸気経路３への排気ガスの還流により上昇したＡ／Ｆセンサ７の周辺温度Ｔ１によって影響が及ぼされるＡ／Ｆセンサ７の温度Ｔに基づいて設定される。デューティ比ＤＵＴＹ  Ａは、Ａ／Ｆセンサ７のヒータ１３の電力値に対応し、第１の電力値の一例である。
【００２５】
また、本実施の形態では、電力値設定部１ｃは、燃料カット中のＥＧＲバルブ１０ａの閉時において、Ａ／Ｆセンサ７のヒータ１３に印加する電圧のデューティ比ＤＵＴＹ  Ｂを設定する。ＥＧＲバルブ１０ａに異常がない場合、デューティ比ＤＵＴＹ  Ｂは、吸気経路３への排気ガスの還流の停止により低下したＡ／Ｆセンサ７の周辺温度Ｔ２によって影響が及ぼされるＡ／Ｆセンサ７の温度Ｔに基づいて設定される。デューティ比ＤＵＴＹ  Ｂは、Ａ／Ｆセンサ７のヒータ１３の電力値に対応し、第２の電力値の一例である。
【００２６】
異常判定部１ｄは、ＥＧＲバルブ１０ａの異常の有無を、デューティ比ＤＵＴＹ  Ａとデューティ比ＤＵＴＹ  Ｂとの間の変動量ΔＤＵＴＹに基づいて判定する。例えば、異常判定部１ｄは、変動量ΔＤＵＴＹが閾値（例えば、５０％）未満である場合、ＥＧＲバルブ１０ａの異常を運転者に報知するために、ＥＣＵ１に接続された警告灯（図示せず）を点灯させる。
【００２７】
図４は、本発明による排気還流バルブ異常検出装置の動作を説明するためのタイムチャートである。図４において、Ａ／Ｆセンサ７の付近の排気温度（以下、「センサ周辺温度」という。）がＴ１からＴ２に変化すること及びＡ／Ｆセンサ７の付近の排気流量が一定であることを示すが、センサ周辺温度及び排気流量は、予測される経時変化を示す。
【００２８】
図４において、時刻ｔ１でスロットルバルブ５の開度がゼロのアクセル踏み込み量に対応する開度θ１（＞０）となると、燃料カット状態がオンになる。燃料カット状態になってから所定時間経過して時刻ｔ２になったとき、ＥＣＵ１は、ＥＧＲバルブ１ａの異常検出処理を開始する。すなわち、バルブ開閉制御部１ａは、ＥＧＲバルブ１０ａを開（全開）にする。また、バルブ開閉制御部１ａは、吸気管の圧力の変動をスロットルバルブ５の開度がθ１であるときの吸気管の圧力の変動よりも小さくするためにスロットルバルブ５の開度をθ２（０≦θ２＜θ１）にする。これによって、吸気管の圧力の変動が更に抑制されるために排気ガスの流速を一定に維持することができ、センサ周辺温度に及ぼされる影響を小さくすることができる。
【００２９】
Ａ／Ｆセンサ７のばらつきは比較的小さく、Ａ／Ｆセンサ７は、圧力センサのばらつきより小さいばらつきを有する。また、Ａ／Ｆセンサ７は、センサ周辺温度及び排気ガスの影響を受ける。Ａ／Ｆセンサ７の温度を一定に維持するためにＡ／Ｆセンサ７のヒータ１３に印加される電圧のデューティ比がｄｕｔｙ  ｂ付近になるように制御され、このときのセンサ周辺温度がＴ１であるとする。時間ｔ２で燃料カット中にＥＧＲバルブ１０ａを開にしたとき、ウォームアップ排気浄化触媒８を通過することによって温度が上昇した排気ガスが排気還流路１０及び吸気経路３を介して排気経路６に導入される。これによって、センサ周辺温度がＴ１からＴ２に上昇する。このようなセンサ周辺温度の上昇に伴って、Ａ／Ｆセンサ７の温度が目標温度となるようにヒータ１３に供給するのに必要な電力量が減少し、ヒータ１３に印加される電圧のデューティ比がｄｕｔｙ  ｂ付近からｄｕｔｙ  ａ付近に減少する。
【００３０】
時刻ｔ２から所定時間が経過した時刻ｔ３において、バルブ開閉制御部１ａは、ＥＧＲバルブ１０ａを閉（全閉）にするとともにスロットルバルブ５の開度をθ１にする。これによって、ウォームアップ排気浄化触媒８を通過することによって温度が上昇した排気ガスの排気経路６への導入が遮断され、Ａ／Ｆセンサ７の付近の排気温度（センサ周辺温度）がＴ２からＴ１に低下する。このようなセンサ周辺温度の低下に伴って、ヒータ１３に供給するのに必要な電力量が増大し、ヒータ１３に印加される電圧のデューティ比がｄｕｔｙ  ａ付近からｄｕｔｙ  ｂ付近に増大する。異常判定部１ｄがＥＧＲバルブ１０ａの有無を判定するために用いる閾値は、ｄｕｔｙ  ｂとｄｕｔｙ  ａとの差より小さい値に設定される。時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間は、予め決定された時間の一例である。
【００３１】
時刻ｔ３から所定時間が経過した時刻ｔ４において、異常判定部１ｄは、ヒータ１３に印加される電圧のデューティ比の変動量ΔＤＵＴＹを算出する。異常判定部１ｄは、変動量ΔＤＵＴＹを算出するために、燃料カット中にＥＧＲバルブ１０ａが開である期間（時刻ｔ２と時刻ｔ３の間の期間）のある時点で電力値設定部１ｃが設定したＤＵＴＹ  Ａ及び燃料カット中にＥＧＲバルブ１０ａが閉である期間（時刻ｔ３と時刻ｔ４の間の期間）のある時点で電力値設定部１ｃが設定したＤＵＴＹ  ＢをＥＣＵ１のＲＡＭに格納する。そして、異常判定部１ｄは、ＤＵＴＹ  ＡとＤＵＴＹ  Ｂとの差を変動量ΔＤＵＴＹとして算出する。ＥＧＲバルブ１０ａに異常がない場合、変動量ΔＤＵＴＹは、図４に示すようにｄｕｔｙ  ｂとｄｕｔｙ  ａとの差と略同一となり、閾値以上となる。異常判定部１ｄは、変動量ΔＤＵＴＹが閾値以上である場合、ＥＧＲバルブ１０ａが正常であると判定する。そして、時刻ｔ４から所定時間が経過した時刻ｔ５で燃料カット状態がオフになる。
【００３２】
一方、ＥＧＲバルブ１０ａに異常がある場合、例えば、ＥＧＲバルブ１０ａに詰まりがある場合、ウォームアップ排気浄化触媒８を通過することによって温度が上昇した排気ガスの排気経路６への導入が遮断され、時刻ｔ２と時刻ｔ３の間のセンサ周辺温度は、図４において一点鎖線で示すようにＴ１のままとなる。これによって、時刻ｔ２と時刻ｔ３の間のデューティ比は、図４において一点鎖線で示すようにｄｕｔｙ  ｂ付近となる。したがって、変動量ΔＤＵＴＹが閾値未満となり、異常判定部１ｄは、ＥＧＲバルブ１０ａが異常であると判定し、上述したように、ＥＧＲバルブ１０ａの異常を運転者に報知するために警告灯を（例えば、時刻ｔ５で）点灯させる。
【００３３】
図４において、バルブ開閉制御部１ａは、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間だけ開方向に制御する開制御を行った後に閉方向に制御する閉制御を行う。また、図４において、ヒータ１３に印加される電圧とヒータ１３に供給される電流の積は、時刻ｔ２から時刻ｔ４までの期間において一定である。なお、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間及び時刻ｔ４から時刻５ｔまでの期間を、ＥＣＵ１のＣＰＵに内蔵されたタイマ、カウンタ等によって計測する。
【００３４】
図５は、本発明による排気還流バルブ異常検出装置の異常検出手順の一例を示すフローチャートである。このフローは、フェールカットを行った後に、ＥＣＵ１のＲＯＭに予め記憶されている異常検出コンピュータプログラムに基づいて、主にＥＣＵ１の各要素によって実行される。
【００３５】
先ず、バルブ開閉制御部１ａは、ＥＧＲバルブ１０ａを開にする（ステップＳ１）。次に、温度検出部１ｂは、Ａ／Ｆセンサ７の温度を検出する（ステップＳ２）。その後、電力値設定部１ｃは、Ａ／Ｆセンサ７のヒータ１３に印加される電圧のデューティ比（ＤＵＴＹ  Ａ）を、ステップＳ２で検出したＡ／Ｆセンサ７の温度に基づいて設定する（ステップＳ３）。その後、異常判定部１ｄは、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間に対応する所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ４）。所定時間が経過していない場合（ステップＳ４のＮｏ）、処理は、ステップＳ２に戻る。それに対し、所定時間が経過した場合（ステップＳ４のＹｅｓ）、異常判定部１ｄは、電力値設定部１ｃが設定したＤＵＴＹ  ＡをＥＣＵ１のＲＡＭに格納する（ステップＳ５）。
【００３６】
その後、バルブ開閉制御部１ａは、ＥＧＲバルブ１０ａを閉にする（ステップＳ６）。次に、温度検出部１ｂは、Ａ／Ｆセンサ７の温度を検出する（ステップＳ７）。その後、電力値設定部１ｃは、Ａ／Ｆセンサ７のヒータ１３に印加される電圧のデューティ比（ＤＵＴＹ  Ｂ）を、ステップＳ７で検出したＡ／Ｆセンサ７の温度に基づいて設定する（ステップＳ８）。その後、異常判定部１ｄは、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間に対応する所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ９）。所定時間が経過していない場合（ステップＳ９のＮｏ）、処理は、ステップＳ７に戻る。それに対し、所定時間が経過した場合（ステップＳ９のＹｅｓ）、異常判定部１ｄは、電力値設定部１ｃが設定したＤＵＴＹ  ＢをＥＣＵ１のＲＡＭに格納する（ステップＳ１０）。
【００３７】
その後、電力値設定部１ｃは、ステップＳ５でＥＣＵ１のＲＡＭに格納したＤＵＴＹ  ＡとステップＳ１０でＥＣＵ１のＲＡＭに格納したＤＵＴＹ  Ｂとの変動量ΔＤＵＴＹが閾値以上であるか否か判断する（ステップＳ１１）。ΔＤＵＴＹが閾値以上である場合（ステップＳ１１のＹｅｓ）、ＥＣＵ１は、処理を終了する。それに対し、ΔＤＵＴＹが閾値未満である場合（ステップＳ１１のＮｏ）、異常判定部１ｄは、ＥＧＲバルブ１０ａが異常であると判定する（ステップＳ１２）。その後、ＥＣＵ１は、処理を終了する。
【００３８】
本実施の形態によれば、Ａ／Ｆセンサ７のヒータ１３に印加される電圧のデューティ比変動量ΔＤＵＴＹに基づいてＥＧＲバルブ１０ａの異常を検出している。すなわち、圧力センサのばらつきより小さいばらつきを有するＡ／Ｆセンサ７を用いている。これによって、Ａ／Ｆセンサ７をＥＧＲバルブの異常を検出する場合にＥＧＲバルブ１０ａの異常を検出することができる領域を、圧力センサを用いる場合よりも大きくすることができる。その結果、ＥＧＲバルブ１０ａの異常の検出精度を高くすることができる。また、吸気経路３にエアフロメータ４を設ける場合には、ＥＧＲバルブ１０ａの異常を検出するために吸気経路３に圧力センサを設ける必要がなくなる。
【００３９】
また、ＥＧＲバルブ１０ａを開（全開）にしたときのスロットルバルブ５の開度を、θ１より小さいθ２にしているので、吸気管の圧力の変動が更に抑制されるために排気ガスの流速を一定に維持することができ、センサ周辺温度に及ぼされる影響を小さくすることができる。これによって、Ａ／Ｆセンサ７のヒータ１３に印加される電圧のデューティ比を良好に制御することができ、ＥＧＲバルブ１０ａの異常の検出精度を更に高くすることができる。
【００４０】
上記実施の形態において、排気ガスの特定成分の濃度を検出するための濃度検出センサとしてＡ／Ｆセンサ７を用いる場合について説明したが、Ｏ2センサ等の他の濃度検出センサを用いてもよい。また、上記実施の形態において、Ａ／Ｆセンサ７のヒータ１３に印加される電圧のデューティ比の変動量に基づいてＡ／Ｆセンサ７の異常の有無を判定したが、Ａ／Ｆセンサ７のヒータ１３が消費する電力量の変動量に基づいてＡ／Ｆセンサ７の異常の有無を判定してもよい。この場合、Ａ／Ｆセンサ７のヒータ１３が消費する電力量とＡ／Ｆセンサ７の温度との関係がマップの形態でＥＣＵ１のＲＯＭに予め格納される。
【符号の説明】
【００４１】
１    ＥＣＵ
１ａ    バルブ開閉制御部
１ｂ    電力値設定部
１ｃ    異常判定部
２    エンジン
３    吸気経路
４    エアフロメータ
５    スロットルバルブ
６    排気経路
７    限界電流式空燃比センサ（Ａ／Ｆセンサ）
８    ウォームアップ排気浄化触媒
９    メイン排気浄化触媒
１０    排気還流路
１０ａ    排気還流バルブ（ＥＧＲバルブ）
１１    カバー
１１ａ    小孔
１２    センサ本体
１３    ヒータ
２１    固体電解質層
２２    排気ガス側電極層
２３    大気側電極層
２４    拡散抵抗層
【図１】
2019163705.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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