(57)【要約】【課題】低圧ループ式の排気還流装置につき、故障検出用の新たな手段を別途設けることなく、排気還流弁の故障検出を有効に行うこと。【解決手段】過給機７を備えたエンジン１において、低圧ループ式のＥＧＲ装置は、エンジン１の燃焼室１６から排気通路３へ排出される排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路３へ流して燃焼室１６へ還流させるＥＧＲ通路１７と、ＥＧＲ通路１７におけるＥＧＲガスの流れを調節するＥＧＲ弁１８とを含む。ＥＧＲ通路１７は、その入口１７ｂがタービン９より下流の排気通路５に接続され、その出口１７ａがコンプレッサ８より上流の吸気通路３に接続される。電子制御装置（ＥＣＵ）５０は、エンジン１が所定の運転状態にあるときに、ＥＧＲ弁１８を制御したときの吸気通路３における吸気量の変化に基づいてＥＧＲ弁１８の故障を判定する。【選択図】        図１
2015014275.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
過給機付きエンジンの排気還流装置のための故障検出装置であって、
前記エンジンは、吸気通路と、排気通路と、燃焼室へ燃料を供給するための燃料供給手段とを含み、前記吸気通路には、同通路を流れる吸気量を調節するための吸気量調節弁が設けられ、
前記過給機は、前記吸気量調節弁より上流の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含み、
前記排気還流装置は、前記エンジンの前記燃焼室から前記排気通路へ排出される排気の一部を排気還流ガスとして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排気還流ガスの流れを調節するための排気還流弁とを含み、
前記排気還流通路は、その入口が前記タービンより下流の前記排気通路に接続され、その出口が前記コンプレッサより上流の前記吸気通路に接続され、
前記故障検出装置は、前記エンジンが所定の運転状態にあるときに、前記排気還流弁を制御したときの前記吸気通路における吸気量の変化に基づいて前記排気還流弁の故障を判定する故障判定手段を備えた
ことを特徴とする過給機付きエンジンの排気還流装置のための故障検出装置。
【請求項２】
前記エンジンの運転状態を検出するために前記吸気通路を流れる吸気量を測定する吸気量測定手段を更に備え、
前記故障判定手段は、前記エンジンの減速運転時であって、前記燃料供給手段による前記燃料の供給が遮断されたときに、前記排気還流弁を強制的に開閉させて前記吸気量測定手段により測定される吸気量の変化に基づき前記排気還流弁の故障を判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の過給機付きエンジンの排気還流装置のための故障検出装置。
【請求項３】
前記エンジンの運転状態を検出するために前記吸気通路を流れる吸気量を測定する吸気量測定手段を更に備え、
前記故障判定手段は、前記エンジンの減速運転時であって、前記燃料供給手段による前記燃料の供給が遮断されたときに、前記排気還流弁を開弁状態から強制的に閉弁させると共に前記吸気量調節弁を所定の開度まで開弁させて前記吸気量測定手段により測定される吸気量の変化に基づき前記排気還流弁の故障を判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の過給機付きエンジンの排気還流装置のための故障検出装置。
【請求項４】
前記エンジンの運転状態を検出するために前記吸気通路を流れる吸気量を測定する吸気量測定手段を更に備え、
前記故障判定手段は、前記エンジンの定常運転時に、前記排気還流弁を強制的に開閉させて前記吸気量測定手段により測定される吸気量の変化に基づき前記排気還流弁の故障を判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の過給機付きエンジンの排気還流装置のための故障検出装置。
【請求項５】
前記エンジンの運転状態を検出するために前記エンジンの回転速度を検出する回転速度検出手段と、前記吸気量調節弁の開度を検出する開度検出手段とを更に備え、
前記故障判定手段は、前記排気還流弁が故障であると判定される場合、前記回転速度検出手段により検出される回転速度と、前記開度検出手段により検出される開度とから前記吸気量の推定値を求めると共に、前記吸気量測定手段による前記吸気量の実測値を求め、前記推定値と前記実測値とを比較することにより、前記排気還流弁が開いたままの開弁故障か、閉じたままの閉弁故障かを更に判定する
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の過給機付きエンジンの排気還流装置のための故障検出装置。
【請求項６】
前記故障判定手段は、前記エンジンの定常運転時に、前記排気還流弁が所定の開度以上となる第１条件下と所定の開度未満となる第２条件下にて前記排気還流弁の故障を判定し、前記第１及び第２の条件下で共に正常と判定されたときに、前記排気還流弁が正常であると判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の過給機付きエンジンの排気還流装置のための故障検出装置。
【請求項７】
前記エンジンの運転状態を検出するために前記燃焼室に供給された空気と燃料との空燃比を検出する空燃比検出手段を更に備え、
前記故障判定手段は、前記エンジンの定常運転時に、前記排気還流弁を強制的に開閉させて前記空燃比検出手段により検出される空燃比の変化に基づき前記排気還流弁の故障を判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の過給機付きエンジンの排気還流装置のための故障検出装置。
【請求項８】
過給機付きエンジンの排気還流装置のための故障検出装置であって、
前記エンジンは、吸気通路と、排気通路と、燃焼室へ燃料を供給するための燃料供給手段とを含み、前記吸気通路には、同通路を流れる吸気量を調節するための吸気量調節弁が設けられ、
前記過給機は、前記吸気量調節弁より上流の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含み、
前記排気還流装置は、前記燃焼室から前記排気通路へ排出される排気の一部を排気還流ガスとして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排気還流ガスの流れを調節するための排気還流弁とを含み、
前記排気還流通路は、その入口が前記タービンより下流の前記排気通路に接続され、その出口が前記コンプレッサより上流の前記吸気通路に接続され、
前記故障検出装置は、前記エンジンが所定の運転状態にあるときに、前記燃料供給手段により供給される前記燃料の前記燃焼室における燃焼状態の変化に基づき前記排気還流弁の故障を判定する故障判定手段を備えた
ことを特徴とする過給機付きエンジンの排気還流装置のための故障検出装置。
【請求項９】
前記燃焼室における前記燃料の燃焼状態を検出するための燃焼状態検出手段を更に備え、
前記故障判定手段は、前記エンジンのアイドル運転時に、前記燃焼状態検出手段により検出される前記燃料の燃焼状態の変化に基づき前記排気還流弁の故障を判定する
ことを特徴とする請求項８に記載の過給機付きエンジンの排気還流装置のための故障検出装置。
【請求項１０】
前記燃焼室における前記燃料の燃焼状態を検出するための燃焼状態検出手段と、前記吸気量調節弁より下流の前記吸気通路へ新気を導入するための新気導入通路と、前記新気導入通路を流れる新気を調節するための新気導入弁とを更に備え、
前記故障判定手段は、前記エンジンの減速運転直後に前記新気導入弁を開弁状態から閉弁させたときに、前記燃焼状態検出手段により検出される前記燃料の燃焼状態の変化に基づき前記排気還流弁の故障を判定する
ことを特徴とする請求項８に記載の過給機付きエンジンの排気還流装置のための故障検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、過給機付きエンジンの排気の一部を排気還流ガスとして吸気通路へ流してエンジンへ還流させる排気還流装置に係り、詳しくは、その排気還流装置の故障を検出するように構成した故障検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の技術が、例えば、自動車用エンジンにおいて採用されている。排気還流装置（Exhaust Gas Recirculation（ＥＧＲ）装置）は、エンジンの燃焼室から排気通路へ排出される燃焼後の排気の一部をＥＧＲガスとしてＥＧＲ通路を介して吸気通路へ導き、吸気通路を流れる吸気と混合させて燃焼室へ還流させるようになっている。ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスは、ＥＧＲ通路に設けられるＥＧＲ弁により調節されるようになっている。このＥＧＲによって、主として排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減させることができ、エンジンの部分負荷時における燃費向上を図ることができる。
【０００３】
エンジンの排気は、酸素が含まれていないか酸素が希薄な状態にある。従って、ＥＧＲにより排気の一部を吸気と混ぜることで、吸気中の酸素濃度が低下する。このため、燃焼室では、酸素濃度が低い状態で燃料が燃焼することから、燃焼時のピーク温度が低下し、ＮＯｘの発生を抑制することができる。ガソリンエンジンでは、ＥＧＲにより吸気中の酸素含有量を増加させることなく、スロットルバルブをある程度閉じた状態においても、エンジンのポンピングロスを低減することができる。
【０００４】
ここで、近時は、エンジンの更なる燃費向上を図るために、エンジンの全運転領域でＥＧＲを行うことが考えられ、大量ＥＧＲを実現することが求められている。大量ＥＧＲを実現するためには、従前の技術に対し、ＥＧＲ通路の内径を拡大したり、ＥＧＲ弁の弁体や弁座の流路開口面積を大きくしたりする必要がある。
【０００５】
ところで、ＥＧＲ装置に故障が発生すると、適確なＥＧＲ制御の妨げとなり、エンジンにノッキングが発生したり、エンジンの排気エミッションを悪化させたりするおそれがある。そこで、ＥＧＲ装置の故障の有無を診断し、故障を検出したときはその事実を運転者に告知したり、記憶装置に記録を残したりするように構成した故障検出装置が従来から提案されている。
【０００６】
下記の特許文献１には、この種の故障検出の技術が記載されている。この技術は、ＥＧＲ弁を開閉制御したときの吸気通路における吸気圧を吸気圧センサにより実測すると共に、そのＥＧＲ弁の開閉制御により実現されると予想される吸気圧を推定する。そして、吸気圧の実測値と推定値とを比較することにより、ＥＧＲ装置の故障の有無を判定し、故障があると判定した場合には、その故障の種別を判定するようになっている。ここで、吸気圧の実測値が推定値と異なる場合は、ＥＧＲ弁を開閉制御しても吸気圧が変動しなかったことを意味し、ＥＧＲ弁に故障があると判定することができる。
【０００７】
また、ＥＧＲ装置が過給機を備えたエンジンに採用されることは周知であり、下記の特許文献２には、過給機付きエンジンに採用されるＥＧＲ装置が記載されている。このエンジンは、排気通路に設けられたタービンと、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から構成される過給機を備える。このＥＧＲ装置では、ＥＧＲ通路の入口がタービンより下流の排気通路に接続され、ＥＧＲ通路の出口がコンプレッサより上流の吸気通路に接続されることで低圧ループ式のＥＧＲ装置が構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−２５２３９９号公報
【特許文献２】特開２０１２−７５４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、特許文献２に記載の低圧ループ式のＥＧＲ装置にも故障検出装置を装備することが考えられる。しかしながら、低圧ループ式のＥＧＲ装置に、特許文献１に記載の故障検出の技術を採用しても、ＥＧＲ弁を開閉制御するだけでは吸気圧が変動せず、吸気圧の実測値と推定値を比較してＥＧＲ装置の故障を判定することができない。
【００１０】
そこで、低圧ループ式のＥＧＲ装置において、吸気圧センサを使用する代わりに温度センサを用いてＥＧＲ装置の故障を検出することが考えられる。すなわち、ＥＧＲ通路の出口より下流の吸気通路に温度センサを設け、ＥＧＲ弁を開閉制御したときに吸気通路を流れる気体の温度を実測することで、吸気通路へＥＧＲガスが流れたか否かを判断する。それによってＥＧＲ弁が正常に開閉動作したか否か、すなわち、ＥＧＲ装置が正常であるか否かを判定することができる。しかしながら、この場合は、故障検出用の温度センサを新たに設けなければならず、その分だけＥＧＲ装置がコストアップすることになってしまう。
【００１１】
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、低圧ループ式の排気還流装置につき、故障検出用の新たな手段を別途設けることなく、排気還流弁の故障検出を有効に行うことを可能とした過給機付きエンジンの排気還流装置のための故障検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、過給機付きエンジンの排気還流装置のための故障検出装置であって、エンジンは、吸気通路と、排気通路と、燃焼室へ燃料を供給するための燃料供給手段とを含み、吸気通路には、同通路を流れる吸気量を調節するための吸気量調節弁が設けられ、過給機は、吸気量調節弁より上流の吸気通路に配置されたコンプレッサと、排気通路に配置されたタービンと、コンプレッサとタービンを一体回転可能に連結する回転軸とを含み、排気還流装置は、燃焼室から排気通路へ排出される排気の一部を排気還流ガスとして吸気通路へ流して燃焼室へ還流させる排気還流通路と、排気還流通路における排気還流ガスの流れを調節するための排気還流弁とを含み、排気還流通路は、その入口がタービンより下流の排気通路に接続され、その出口がコンプレッサより上流の吸気通路に接続され、エンジンが所定の運転状態にあるときに、排気還流弁を制御したときの吸気通路における吸気量の変化に基づいて排気還流弁の故障を判定する故障判定手段を備えたことを趣旨とする。
【００１３】
上記発明の構成によれば、エンジンが所定の運転状態にあるときに、正常な排気還流弁が制御されることにより、排気還流通路から吸気通路への排気還流ガスの流れが変化し、これにより吸気通路を流れる吸気量が変化する。ここで、排気還流弁が故障している場合は、排気還流弁が制御されても、排気還流ガスの流れに予想した変化が得られず、吸気通路を流れる吸気量にも予想した変化が得られない。従って、エンジンが所定の運転状態にあるときに、故障判定手段により、排気還流弁が制御され、そのときの吸気通路における吸気量の変化の有無が判断されることにより、排気還流弁の故障の有無が判定される。
【００１４】
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、エンジンの運転状態を検出するために吸気通路を流れる吸気量を測定する吸気量測定手段を更に備え、故障判定手段は、エンジンの減速運転時であって、燃料供給手段によるエンジンへの燃料供給が遮断されたときに、排気還流弁を強制的に開閉させて吸気量測定手段により測定される吸気量の変化に基づき排気還流弁の故障を判定することを趣旨とする。
【００１５】
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に対し、エンジンの減速運転時であって、燃料供給手段によるエンジンへの燃料供給が遮断されたときに、故障判定手段により、排気還流弁が強制的に開閉され、吸気量測定手段により測定される吸気量の変化の有無が判断されることにより、排気還流弁の故障の有無が判定される。ここで、吸気量測定手段は、エンジンの運転状態を検出するためのものであることから、排気還流弁の故障検出のために新たな手段を設ける必要がない。
【００１６】
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１に記載の発明において、エンジンの運転状態を検出するために吸気通路を流れる吸気量を測定する吸気量測定手段を更に備え、故障判定手段は、エンジンの減速運転時であって、燃料供給手段による燃料の供給が遮断されたときに、排気還流弁を開弁状態から強制的に閉弁させると共に吸気量調節弁を所定の開度まで開弁させて吸気量測定手段により測定される吸気量の変化に基づき排気還流弁の故障を判定することを趣旨とする。
【００１７】
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に対し、エンジンの減速運転時であって、燃料供給手段によるエンジンへの燃料供給が遮断されたときに、故障判定手段により、排気還流弁が開弁状態から強制的に閉弁されると共に吸気量調節弁が所定の開度まで開弁されて、吸気量測定手段により測定される吸気量の変化の有無が判断されることにより、排気還流弁の故障の有無が判定される。ここで、吸気量測定手段は、エンジンの運転状態を検出するためのものであることから、排気還流弁の故障検出のために新たな手段を設ける必要がない。また、減速運転時に吸気量調節弁が所定の開度まで開弁されることから、その分だけ燃焼室に取り込まれる吸気量が増加してエンジンの排圧が増し、排気還流ガスの変化が増幅される。
【００１８】
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に記載の発明において、エンジンの運転状態を検出するために吸気通路を流れる吸気量を測定する吸気量測定手段を更に備え、故障判定手段は、エンジンの定常運転時に、排気還流弁を強制的に開閉させて吸気量測定手段により測定される吸気量の変化に基づき排気還流弁の故障を判定することを趣旨とする。
【００１９】
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に対し、エンジンの定常運転時に、故障判定手段により、排気還流弁が強制的に開閉され、吸気量測定手段により測定される吸気量の変化の有無が判断されることにより、排気還流弁の故障の有無が判定される。ここで、吸気量測定手段は、エンジンの運転状態を検出するためのものであることから、排気還流弁の故障検出のために新たな手段を設ける必要がない。
【００２０】
上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の発明において、エンジンの運転状態を検出するためにエンジンの回転速度を検出する回転速度検出手段と、吸気量調節弁の開度を検出する開度検出手段とを更に備え、故障判定手段は、排気還流弁が故障であると判定される場合、回転速度検出手段により検出される回転速度と、開度検出手段により検出される開度とから吸気量の推定値を求めると共に、吸気量測定手段による吸気量の実測値を求め、推定値と実測値とを比較することにより、排気還流弁が開いたままの開弁故障か、閉じたままの閉弁故障かを更に判定することを趣旨とする。
【００２１】
上記発明の構成によれば、請求項１乃至４の何れかに記載の発明の作用に加え、故障判定手段により、排気還流弁が故障であると判定される場合、それぞれ検出されるエンジンの回転速度と吸気量調節弁の開度から吸気量の推定値が求められると共に吸気量の実測値が求められ、それら推定値と実測値とが比較されることにより、排気還流弁が開弁故障であるか閉弁故障であるかが更に判定される。ここで、回転速度検出手段と開度検出手段は、エンジンの運転状態を検出するためのものであることから、排気還流弁の故障検出のために新たな手段を設ける必要がない。
【００２２】
上記目的を達成するために、請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、故障判定手段は、エンジンの定常運転時に、排気還流弁が所定の開度以上となる第１条件下と所定の開度未満となる第２条件下にて排気還流弁の故障を判定し、第１及び第２の条件下で共に正常と判定されたときに、排気還流弁が正常であると判定することを趣旨とする。
【００２３】
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、エンジンの定常運転時に、故障判定手段により、排気還流弁の開度に係る第１及び第２の条件下の両方で排気還流弁が正常と判定されたときに、排気還流弁が正常であると判定されるので、排気還流弁の正常判定の信頼性が増す。
【００２４】
上記目的を達成するために、請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、エンジンの運転状態を検出するために燃焼室に供給された空気と燃料との空燃比を検出する空燃比検出手段を更に備え、故障判定手段は、エンジンの定常運転時に、排気還流弁を強制的に開閉させて空燃比検出手段により検出される空燃比の変化に基づき排気還流弁の故障を判定することを趣旨とする。
【００２５】
上記発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、エンジンの定常運転時に、故障判定手段により、排気還流弁が強制的に開閉され、空燃比検出手段により検出される空燃比の変化の有無が判断されることにより、排気還流弁の故障の有無が判定される。ここで、空燃比検出手段は、エンジンの運転状態を検出するためのものであることから、排気還流弁の故障検出のために新たな手段を設ける必要がない。
【００２６】
上記目的を達成するために、請求項８に記載の発明は、過給機付きエンジンの排気還流装置のための故障検出装置であって、エンジンは、吸気通路と、排気通路と、燃焼室へ燃料を供給するための燃料供給手段とを含み、吸気通路には、同通路を流れる吸気量を調節するための吸気量調節弁が設けられ、過給機は、吸気量調節弁より上流の吸気通路に配置されたコンプレッサと、排気通路に配置されたタービンと、コンプレッサとタービンを一体回転可能に連結する回転軸とを含み、排気還流装置は、燃焼室から排気通路へ排出される排気の一部を排気還流ガスとして吸気通路へ流して燃焼室へ還流させる排気還流通路と、排気還流通路における排気還流ガスの流れを調節するための排気還流弁とを含み、排気還流通路は、その入口がタービンより下流の排気通路に接続され、その出口がコンプレッサより上流の吸気通路に接続され、エンジンが所定の運転状態にあるときに、燃料供給手段により供給される燃料の燃焼室における燃焼状態の変化に基づき排気還流弁の故障を判定する故障判定手段を備えたことを趣旨とする。
【００２７】
上記発明の構成によれば、エンジンが所定の運転状態にあるときに、正常な排気還流弁が制御されることにより、排気還流通路から吸気通路への排気還流ガスの流れが変化し、これにより吸気通路を流れる吸気量が変化し、燃焼室における燃料の燃焼状態が変化する。ここで、排気還流弁が故障している場合は、排気還流弁が制御されても、排気還流ガスの流れに予想した変化が得られず、吸気通路を流れる吸気量にも予想した変化が得られず、燃焼状態に予測した変化が得られない。従って、エンジンが所定の運転状態にあるときに、故障判定手段により、燃焼状態の変化の有無が判断されることにより、排気還流弁の故障の有無が判定される。
【００２８】
上記目的を達成するために、請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の発明において、燃焼室における燃料の燃焼状態を検出するための燃焼状態検出手段を更に備え、故障判定手段は、エンジンのアイドル運転時に、燃焼状態検出手段により検出される燃料の燃焼状態の変化に基づき排気還流弁の故障を判定することを趣旨とする。
【００２９】
上記発明の構成によれば、請求項８に記載の発明の作用に対し、エンジンのアイドル運転時に、故障判定手段により、燃焼状態の変化の有無が判断されることにより、排気還流弁の故障の有無が判定される。
【００３０】
上記目的を達成するために、請求項１０に記載の発明は、請求項８に記載の発明において、燃焼室における燃料の燃焼状態を検出するための燃焼状態検出手段と、吸気量調節弁より下流の吸気通路へ新気を導入するための新気導入通路と、新気導入通路を流れる新気を調節するための新気導入弁とを更に備え、故障判定手段は、エンジンの減速運転直後に新気導入弁を開弁状態から閉弁させたときに、燃焼状態検出手段により検出される燃料の燃焼状態の変化に基づき排気還流弁の故障を判定することを趣旨とする。
【００３１】
上記発明の構成によれば、請求項８に記載の発明の作用に対し、故障判定手段により、エンジンの減速運転直後に新気導入弁が開弁状態から閉弁されたときに、燃焼状態の変化が判断されることにより、排気還流弁の故障の有無が判定される。
【発明の効果】
【００３２】
請求項１に記載の発明によれば、低圧ループ式の排気還流装置につき、故障検出用の新たな手段を別途設けることなく、排気還流弁の故障検出を有効に行うことができる。
【００３３】
請求項２に記載の発明によれば、エンジンの減速時であって、エンジンへの燃料供給が遮断されたときに、低圧ループ式の排気還流装置につき、故障検出用の新たな手段を別途設けることなく、排気還流弁の故障検出を有効に行うことができる。
【００３４】
請求項３に記載の発明によれば、エンジンの減速時であって、エンジンへの燃料供給が遮断されたときに、低圧ループ式の排気還流装置につき、故障検出用の新たな手段を別途設けることなく、排気還流弁の故障検出を有効に行うことができる。また、排気還流弁の故障に関する検出性を向上させることができる。
【００３５】
請求項４に記載の発明によれば、エンジンの定常運転時に、低圧ループ式の排気還流装置につき、故障検出用の新たな手段を別途設けることなく、排気還流弁の故障検出を有効に行うことができる。
【００３６】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１乃至４の何れかに記載の発明の効果に加え、別途センサを設けることなく、排気還流弁が開弁故障であるか閉弁故障であるかを特定することができる。
【００３７】
請求項６に記載の発明によれば、エンジンの定常運転時に、低圧ループ式の排気還流装置につき、故障検出用の新たな手段を別途設けることなく、排気還流弁が正常なことをより正確に確認することができる。
【００３８】
請求項７に記載の発明によれば、エンジンの定常運転時に、低圧ループ式の排気還流装置につき、故障検出用の新たな手段を別途設けることなく、排気還流弁の故障検出を有効に行うことができる。
【００３９】
請求項８に記載の発明によれば、低圧ループ式の排気還流装置につき、故障検出用の新たな手段を別途設けることなく、排気還流弁の故障検出を有効に行うことができる。
【００４０】
請求項９に記載の発明によれば、エンジンのアイドル運転時に、低圧ループ式の排気還流装置につき、故障検出用の新たな手段を別途設けることなく、排気還流弁の故障検出を有効に行うことができる。
【００４１】
請求項１０に記載の発明によれば、エンジンの減速運転時に、低圧ループ式の排気還流装置につき、故障検出用の新たな手段を別途設けることなく、排気還流弁の故障検出を有効に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】第１実施形態に係り、過給機付きエンジンのＥＧＲ装置を含むエンジンシステムを示す概略構成図。
【図２】同実施形態に係り、ＥＧＲ通路の一部であってＥＧＲ弁が設けられる部分を拡大して示す断面図。
【図３】同実施形態に係り、ＥＧＲ弁の故障を検出するための処理内容の一例を示すフローチャート。
【図４】同実施形態に係り、ＥＧＲ弁閉弁時の推定吸気量を求めるために参照される推定吸気量マップ。
【図５】第２実施形態に係り、ＥＧＲ弁の故障を検出するための処理内容の一例を示すフローチャート。
【図６】第３実施形態に係り、ＥＧＲ弁の故障を検出するための処理内容の一例を示すフローチャート。
【図７】第４実施形態に係り、ＥＧＲ弁の故障を検出するための処理内容の一例を示すフローチャート。
【図８】同実施形態に係り、ＥＧＲ弁開弁時の推定吸気量を求めるために参照される推定吸気量マップ。
【図９】第５実施形態に係り、ＥＧＲ弁の故障を検出するための処理内容の一例を示すフローチャート。
【図１０】同実施形態に係り、ＥＧＲ弁が正常な場合における（ａ）ＥＧＲ弁の開度、（ｂ）ＥＧＲ率、（ｃ）吸気量及び（ｄ）空燃比の挙動を示すタイムチャート。
【図１１】第６実施形態に係り、ＥＧＲ弁の故障を検出するための処理内容の一例を示すフローチャート。
【図１２】第７実施形態に係り、ＥＧＲ弁の故障を検出するための処理内容の一例を示すフローチャート。
【図１３】同実施形態に係り、ＥＧＲ弁が正常な場合における（ａ）ＥＧＲ弁の開度、（ｂ）ＥＧＲ率、（ｃ）吸気量、（ｄ）ＥＧＲ弁閉弁後・開弁後の積算吸気量及び（ｅ）空燃比の挙動を示すタイムチャート。
【図１４】第８実施形態に係り、過給機付きエンジンのＥＧＲ装置を含むエンジンシステムを示す概略構成図。
【図１５】同実施形態に係り、ＥＧＲ弁の故障を検出するための処理内容の一例を示すフローチャート。
【図１６】同実施形態に係り、ＥＧＲ弁の故障を検出するための処理内容の一例を示すフローチャート。
【図１７】別の実施形態に係り、ＥＧＲ弁が正常な場合における（ａ）空燃比及び（ｂ）燃料補正の挙動を示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
＜第１実施形態＞
以下、本発明における過給機付きエンジンの排気還流装置のための故障検出装置を具体化した第１実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００４４】
図１に、この実施形態における過給機付きエンジンの排気還流装置（ＥＧＲ装置）を含むエンジンシステムを概略構成図により示す。このエンジンシステムは、レシプロタイプのエンジン１を備える。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が接続される。吸気通路３の入口には、エアクリーナ６が設けられる。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が設けられる。
【００４５】
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とを含む。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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。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が設けられる。また、インタークーラ１３より下流であってサージタンク３ａより上流の吸気通路３には、電動式のスロットル弁である電子スロットル装置１４が設けられる。本発明の吸気量調節弁に相当す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ステップモータ２２と、スロットル弁２１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２３とを備える。スロットルセンサ２３は、本発明の開度検出手段の一例に相当する。電子スロットル装置１４は、運転者によるアクセルペダル２６の操作に応じてスロットル弁２１がステップモータ２２により開閉駆動されることにより、スロットル弁２１の開度が調節されるように構成される。電子スロットル装置１４の構成として、例えば、特開２０１１−２５２４８２号公報の図１及び図２に記載される「スロットル装置」の基本構成を採用することができる。また、タービン９より下流の排気通路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が設けられる。
【００４８】
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。点火プラグ２９とイグナイタ３０により点火装置が構成される。
【００４９】
この実施形態において、大量ＥＧＲを実現するためのＥＧＲ装置は、低圧ループ式であって、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ＥＧＲガスとして吸気通路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ＥＧＲガスの流れを調節するためにＥＧＲ通路１７に設けられた排気還流弁（ＥＧＲ弁）１８とを備える。ＥＧＲ通路１７は、触媒コンバータ１５より下流の排気通路５と、コンプレッサ８より上流の吸気通路３との間に設けられる。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は、コンプレッサ８より上流の吸気通路３に接続される。また、ＥＧＲ通路１７の入口１７ｂは、触媒コンバータ１５より下流の排気通路５に接続される。
【００５０】
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が設けられる。この実施形態で、ＥＧＲ弁１８は、ＥＧＲクーラ２０より下流のＥＧＲ通路１７に配置される。
【００５１】
図２に、ＥＧＲ通路１７の一部であってＥＧＲ弁１８が設けられる部分を拡大して断面図により示す。図１、図２に示すように、ＥＧＲ弁１８は、ポペット弁として、かつ、電動弁として構成される。すなわち、ＥＧＲ弁１８は、ＤＣモータ３１により駆動される弁体３２を備える。弁体３２は、略円錐形状をなし、ＥＧＲ通路１７に設けられた弁座３３に着座可能に設けられる。ＤＣモータ３１は直進的に往復運動（ストローク運動）可能に構成された出力軸３４を備え、その出力軸３４の先端に弁体３２が固定される。出力軸３４は軸受３５を介してＥＧＲ通路１７を構成するハウジングに支持される。そして、ＤＣモータ３１の出力軸３４をストローク運動させることにより、弁座３３に対する弁体３２の開度が調節されるようになっている。ＥＧＲ弁１８の出力軸３４は、弁体３２が弁座３３に着座する全閉状態から、弁体３２が軸受３５に当接する全開状態までの間で所定のストロークＬ１だけストローク運動可能に設けられる。この実施形態では、大量ＥＧＲを実現するために、従前の技術に比べて弁座３３の開口面積が拡大されている。それに合わせて、弁体３２が大型化されている。このＥＧＲ弁１８の構成として、例えば、特開２０１０−２７５９４１号公報の図１に記載された「ＥＧＲバルブ」の基本構成を採用することができる。
【００５２】
この実施形態では、エンジン１の運転状態に応じて燃料噴射制御、点火時期制御、吸気量制御及びＥＧＲ制御等をそれぞれ実行するために、インジェクタ２５、イグナイタ３０、電子スロットル装置１４のステップモータ２２及びＥＧＲ弁１８のＤＣモータ３１が、それぞれエンジン１の運転状態に応じて電子制御装置（ＥＣＵ）５０により制御されるようになっている。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る。ＥＣＵ５０は、本発明の故障判定手段の一例に相当する。外部出力回路には、イグナイタ３０、インジェクタ２５、ステップモータ２２及びＤＣモータ３１が接続される。外部入力回路には、スロットルセンサ２３をはじめエンジン１の運転状態を検出するための本発明の運転状態検出手段に相当する各種センサ２７，５１〜５５が接続され、各種エンジン信号が入力されるようになっている。
【００５３】
ここで、各種センサとして、スロットルセンサ２３の他に、アクセルセンサ２７、ブレーキセンサ２８、吸気圧センサ５１、回転速度センサ５２、水温センサ５３、エアフローメータ５４及び空燃比センサ５５が設けられる。アクセルセンサ２７は、アクセルペダル２６の操作量であるアクセル開度ＡＣＣを検出する。アクセルペダル２６は、エンジン１の動作を操作するための操作手段に相当する。ブレーキセンサ２８は、ブレーキペダル３６が踏み込み操作されたことを検出する。エンジン１は、車両に駆動源として搭載されており、ブレーキペダル３６は、その車両を停止させるために運転者により踏み込み操作されるようになっている。吸気圧センサ５１は、サージタンク３ａにおける吸気圧ＰＭを検出する。すなわち、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の吸気通路３（サージタンク３ａ）における吸気圧ＰＭを検出するようになっている。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（エンジン回転速度）ＮＥとして検出する。回転速度センサ５２は、本発明の回転検出手段と燃焼状態検出手段の一例に相当する。水温センサ５３は、エンジン１の冷却水温ＴＨＷを検出する。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を検出し、本発明の吸気量測定手段の一例に相当する。空燃比センサ５５は、触媒コンバータ１５の直上流の排気通路５に設けられ、排気中の空燃比ＡＦを検出し、本発明の空燃比検出手段の一例に相当する。
【００５４】
この実施形態で、ＥＣＵ５０は、エンジン１の全運転領域において、エンジン１の運転状態に応じてＥＧＲを制御するためにＥＧＲ弁１８を制御するようになっている。また、ＥＣＵ５０は、通常は、エンジン１の加速運転時又は定常運転時に検出される運転状態に基づきＥＧＲ弁１８を開弁制御し、エンジン１の停止時、アイドル運転時又は減速運転時にＥＧＲ弁１８を閉弁制御するようになっている。
【００５５】
この実施形態で、ＥＣＵ５０は、運転者の要求に応じてエンジン１を運転するために、アクセル開度ＡＣＣに基づいて電子スロットル装置１４を制御するようになっている。また、ＥＣＵ５０は、エンジン１の加速運転時又は定常運転時には、アクセル開度ＡＣＣに基づき電子スロットル装置１４を開弁制御し、エンジン１の停止時又は減速運転時には、電子スロットル装置１４を閉弁制御するようになっている。これにより、スロットル弁２１は、エンジン１の加速運転時又は定常運転時には開弁され、エンジン１の停止時又は減速運転時には閉弁されるようになっている。
【００５６】
ここで、この実施形態の低圧ループ式のＥＧＲ装置においても、適確なＥＧＲ制御を実施するために有効な故障検出を行う必要がある。そこで、この実施形態では、故障検出用の新たな手段を別途設けることなく、低圧ループ式のＥＧＲ装置について故障を検出するために、ＥＣＵ５０が以下のような処理を実行するようになっている。
【００５７】
図３に、ＥＧＲ弁１８の故障を検出するための処理内容の一例をフローチャートにより示す。処理がこのルーチンへ移行すると、先ず、ステップ１００で、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、エンジン１が減速運転時であり、かつ、インジェクタ２５によるエンジン１への燃料供給が遮断されているか否かを判断する。上記したように、エンジン１の減速運転時には、電子スロットル装置１４のスロットル弁２１は全閉に制御される。ＥＣＵ５０は、上記の判断を、アクセル開度ＡＣＣの変化に基づいて行うことができる。この判断結果が否定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をそのまま終了する。この判断結果が肯定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ１１０へ移行する。
【００５８】
ステップ１１０で、ＥＣＵ５０は、故障判定フラグＸegrobdが「０」であるか否かを判断する。ここで、故障判定フラグＸegrobdは、故障判定が行われた場合に「１」に、故障判定が行われていない場合に「０」に設定される。この判断結果が否定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をそのまま終了する。この判断結果が肯定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ１２０へ移行する。
【００５９】
ステップ１２０で、ＥＣＵ５０は、閉弁フラグＸegrcloseが「０」であるか否かを判断する。閉弁フラグＸegrcloseは、ＥＧＲ弁１８が閉弁制御されている場合に「１」に、閉弁制御されていない場合に「０」に設定される。この判断結果が否定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ１９０へ移行する。この判断結果が肯定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ１３０へ移行する。
【００６０】
ステップ１３０で、ＥＣＵ５０はＥＧＲ弁１８を閉弁制御する。これにより、開弁状態のＥＧＲ弁１８が強制的に閉弁される。そして、ＥＧＲ弁１８は、その閉弁状態が保持される。
【００６１】
次に、ステップ１４０で、ＥＣＵ５０は、回転速度センサ５２の検出値に基づきエンジン回転速度ＮＥを取り込む。また、スロットルセンサ２３の検出値に基づきスロットル開度ＴＡを取り込む。
【００６２】
次に、ステップ１５０で、ＥＣＵ５０は、エンジン回転速度ＮＥとスロットル開度ＴＡに基づき、ＥＧＲ弁１８の閉弁時の推定吸気量ｋＧacを求める。ＥＣＵ５０は、この推定吸気量ｋＧacを、例えば、図４に示すような推定吸気量マップを参照することで求めることができる。このマップでは、エンジン回転速度ＮＥが高くなるほど、スロットル開度ＴＡが大きくなるほど、推定吸気量ｋＧacが多くなるように設定されている。
【００６３】
次に、ステップ１６０で、ＥＣＵ５０は、エアフローメータ５４の測定値に基づき吸気量Ｇａを取り込む。そして、ステップ１７０で、ＥＣＵ５０は、取り込まれた吸気量Ｇａを、ＥＧＲ弁１８が閉弁されたときの、閉弁時吸気量Ｇacとして設定する。
【００６４】
次に、ステップ１８０で、ＥＣＵ５０は、閉弁フラグＸegrcloceを「１」に設定し、処理をステップ１２０へ戻す。
【００６５】
一方、ステップ１２０から移行してステップ１９０では、ＥＣＵ５０は、閉弁制御されているＥＧＲ弁１８を開弁制御する。これにより、閉弁状態のＥＧＲ弁１８が強制的に開弁される。
【００６６】
次に、ステップ２００で、ＥＣＵ５０は、エアフローメータ５４の測定値に基づき吸気量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、ＥＧＲ弁１８が開弁されたときの、開弁時吸気量Ｇaoとして設定する。
【００６７】
次に、ステップ２２０で、ＥＣＵ５０は、閉弁時吸気量Ｇacと開弁時吸気量Ｇaoとの差の絶対値が所定値Ａよりも小さいか否かを判断する。すなわち、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８を閉弁制御したときと開弁制御したときとの間で実測された吸気量Ｇａの差が小さいか否かを判断する。この判断結果が否定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ２７０へ移行する。この判断結果が肯定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ２３０へ移行する。
【００６８】
ステップ２７０では、閉弁時吸気量Ｇacと開弁時吸気量Ｇaoとの差が大きいことから、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８が正常であるとの判定をし、処理をステップ２５０へ移行する。ここで、ＥＣＵ５０は、正常判定の事実をメモリに記録することができる。
【００６９】
一方、ステップ２３０では、ＥＣＵ５０は、閉弁時の推定吸気量ｋＧacと閉弁時吸気量Ｇacとの差の絶対値が所定値Ｂよりも小さいか否かを判断する。すなわち、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８を閉弁制御したときの推定吸気量ｋＧacと実測された吸気量Ｇacとの間の差が小さいか否かを判断する。この判断結果が肯定となる場合、ＥＧＲ弁１８が閉じたままであるとして、ステップ２４０で、ＥＣＵ５０はＥＧＲ弁１８が閉弁状態で故障しているとの判定をし、処理をステップ２５０へ移行する。ここで、ＥＣＵ５０は、閉弁故障判定の事実を運転者に告知したり、メモリに記録したりすることができる。
【００７０】
一方、ステップ２３０の判断結果が否定となる場合、ＥＧＲ弁１８が開いたままであるとして、ステップ２６０で、ＥＣＵ５０はＥＧＲ弁１８が開弁状態で故障しているとの判定をし、処理をステップ２５０へ移行する。ここで、ＥＣＵ５０は、開弁故障判定の事実を運転者に告知したり、メモリに記録したりすることができる。
【００７１】
そして、ステップ２７０、ステップ２４０又はステップ２６０から移行してステップ２５０では、ＥＣＵ５０は、故障判定フラグＸegrobdを「１」に設定し、処理を終了する。
【００７２】
上記制御によれば、ＥＣＵ５０は、エンジン１が所定の運転状態にあるときに、ＥＧＲ弁１８を制御したときの吸気通路３における吸気量Ｇａの変化に基づいてＥＧＲ弁１８の故障を判定するようになっている。詳しくは、ＥＣＵ５０は、エンジン１の減速運転時であって、インジェクタ２５によるエンジン１への燃料供給が遮断されたときに、ＥＧＲ弁１８を強制的に閉弁させてから強制的に開弁させることによりエアフローメータ５４により測定される吸気量Ｇａの変化に基づきＥＧＲ弁１８の故障を判定するようになっている。
【００７３】
また、上記制御によれば、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８が故障であると判定される場合、エンジン回転速度ＮＥとスロットル開度ＴＡに基づき、ＥＧＲ弁１８の閉弁時の推定吸気量ｋＧacを求めると共に、エアフローメータ５４による吸気量Ｇａの実測値を求め、推定吸気量ｋＧacと実測された閉弁時吸気量Ｇacとを比較することにより、ＥＧＲ弁１８が開いたままの開弁故障か、閉じたままの閉弁故障かを更に判定するようになっている。
【００７４】
以上説明したこの実施形態の故障検出装置によれば、エンジン１が所定の運転状態にあるときに、正常なＥＧＲ弁１８が制御されることにより、ＥＧＲ通路１７から吸気通路３へのＥＧＲガスの流れが変化し、これにより吸気通路３を流れる吸気量Ｇａが変化する。ここで、ＥＧＲ弁１８が故障している場合は、ＥＧＲ弁１８が制御されても、ＥＧＲガスの流れに予想した変化が得られず、吸気通路３を流れる吸気量Ｇａにも予想した変化が得られない。従って、エンジン１が所定の運転状態にあるときに、ＥＣＵ５０により、ＥＧＲ弁１８が制御され、そのときの吸気通路３における吸気量Ｇａの変化の有無が判断されることにより、ＥＧＲ弁１８の故障の有無が判定される。詳しくは、エンジン１の減速運転時であって、インジェクタ２５によるエンジン１への燃料供給が遮断されたときに、すなわち減速燃料カット時に、ＥＣＵ５０により、ＥＧＲ弁１８が強制的に開閉され、エアフローメータ５４により測定される吸気量Ｇａの変化の有無が判断されることにより、ＥＧＲ弁１８の故障の有無が判定される。ここで、エアフローメータ５４は、エンジン１の運転状態を検出するためのものであることから、ＥＧＲ弁１８の故障検出のために新たな手段を設ける必要がない。このため、エンジン１の減速燃料カット時に、低圧ループ式のＥＧＲ装置につき、故障検出用の新たな手段を別途設けることなく、ＥＧＲ弁１８の故障検出を有効に行うことができる。
【００７５】
この実施形態によれば、ＥＣＵ５０により、ＥＧＲ弁１８が故障であると判定される場合に、エンジン回転速度ＮＥとスロットル回路ＴＡに基づき、ＥＧＲ弁１８の閉弁時における推定吸気量ｋＧacが求められると共に、吸気量Ｇａの実測値が求められる。そして、ＥＣＵ５０により、それら推定吸気量ｋＧacと吸気量Ｇａとが比較されることにより、ＥＧＲ弁１８が開弁故障であるか閉弁故障であるかが更に判定される。このため、更に、ＥＧＲ弁１８が開弁故障であるか閉弁故障であるかを特定することができる。
【００７６】
＜第２実施形態＞
次に、本発明における過給機付きエンジンの排気還流装置のための故障検出装置を具体化した第２実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００７７】
なお、以下に説明する各実施形態において前記第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。
【００７８】
この実施形態では、故障検出の処理内容の点で第１実施形態と構成が異なる。図５に、この実施形態におけるＥＧＲ弁１８の故障を検出するための処理内容の一例をフローチャートにより示す。図５のフローチャートでは、ステップ１３５の処理が加えられた点で図３のフローチャートと異なる。
【００７９】
すなわち、ＥＣＵ５０は、ステップ１３０で、ＥＧＲ弁１８を閉弁制御した後、ステップ１３５で、スロットル弁２１を所定開度Ｃだけ開弁制御する。そのために、ＥＣＵ５０は、電子スロットル装置１４を制御する。ここで、所定開度Ｃの一例として「１００％」を全開とする「１０％」とすることができる。
【００８０】
上記制御によれば、第１実施形態と異なり、ＥＣＵ５０は、エンジン１の減速燃料カット時に、ＥＧＲ弁１８を開弁状態から強制的に閉弁させると共に、スロットル弁２１を所定開度Ｃまで開弁させて、エアーフローメータ５４により測定される吸気量Ｇａの変化に基づきＥＧＲ弁１８の故障を判定するようになっている。
【００８１】
以上説明したこの実施形態の故障検出装置によれば、第１実施形態の作用効果に加えて次のような作用効果を有する。すなわち、この実施形態では、エンジン１の減速運転時にスロットル弁２１が所定開度Ｃまで開弁されることから、その分だけ燃焼室１６に取り込まれる吸気量が増加してエンジン１の排圧が増し、ＥＧＲガスの変化が増幅される。この結果、ＥＧＲ弁１８の故障に関する検出性（検出精度を含む）を向上させることができる。
【００８２】
＜第３実施形態＞
次に、本発明における過給機付きエンジンの排気還流装置のための故障検出装置を具体化した第３実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００８３】
この実施形態では、故障検出の処理内容の点で前記第１実施形態と構成が異なる。図６に、この実施形態におけるＥＧＲ弁１８の故障を検出するための処理内容の一例をフローチャートにより示す。図６のフローチャートでは、図３のフローチャートのステップ１００の処理に代えてステップ３００及びステップ３１０の処理が設けられる点で図３のフローチャートと異なる。
【００８４】
処理がこのルーチンへ移行すると、ステップ３００で、ＥＣＵ５０は、エンジン１の運転状態が定常運転状態（車両が定常走行の状態である場合を含む。）であるか否かを判断する。ＥＣＵ５０は、この判断を、例えば、エンジン回転速度ＮＥ、スロットル開度ＴＡ等に基づいて行うことができる。この判断結果が否定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をそのまま終了する。この判断結果が肯定となる場合、ＥＣＵ５０は、処理をステップ３１０へ移行する。
【００８５】
ステップ３１０では、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲオン条件であるか否かを判断する。すなわち、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ制御を実行すべき条件が成立しているか否かを判断する。この判断結果が否定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をそのまま終了する。この判断結果が肯定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ１１０へ移行する。
【００８６】
上記制御によれば、第１実施形態と異なり、ＥＣＵ５０は、エンジン１の定常運転時に、ＥＧＲ弁１８を強制的に閉弁状態から開弁させてエアフローメータ５４により測定される吸気量Ｇａの変化に基づきＥＧＲ弁１８の故障を判定するようになっている。
【００８７】
以上説明したこの実施形態の故障検出装置によれば、第１実施形態の作用効果と特に異なり、エンジン１の定常運転時に、ＥＣＵ５０により、ＥＧＲ弁１８が強制的に開閉され、エアフローメータ５４により測定される吸気量Ｇａの変化の有無が判断されることにより、ＥＧＲ弁１８の故障の有無が判定される。このため、エンジン１の定常運転時に、低圧ループ式のＥＧＲ装置につき、故障検出用の新たな手段を別途設けることなく、ＥＧＲ弁１８の故障検出を有効に行うことができる。
【００８８】
また、この実施形態によれば、ＥＣＵ５０により、ＥＧＲ弁１８が故障であると判定される場合に、回転速度センサ５２により検出されるエンジン回転速度ＮＥと、スロットルセンサ２３により検出されるスロットル開度ＴＡに基づき、ＥＧＲ弁１８の閉弁時における推定吸気量ｋＧacが求められると共に、吸気量Ｇａの実測値が求められ、それら推定吸気量ｋＧacと吸気量Ｇａとが比較されることにより、ＥＧＲ弁１８が開弁故障であるか閉弁故障であるかが更に判定される。ここで、回転速度センサ５２とスロットルセンサ２３は、エンジン１の運転状態を検出するためのものであることから、ＥＧＲ弁１８の故障検出のために新たな手段を設ける必要がない。このため、別途センサを設けることなく、ＥＧＲ弁１８が開弁故障であるか閉弁故障であるかを特定することができる。
【００８９】
＜第４実施形態＞
次に、本発明における過給機付きエンジンの排気還流装置のための故障検出装置を具体化した第４実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【００９０】
この実施形態では、故障検出の処理内容の点で前記各実施形態と構成が異なる。図７に、この実施形態におけるＥＧＲ弁１８の故障を検出するための処理内容の一例をフローチャートにより示す。図７のフローチャートでは、ステップ３００及びステップ３１０の処理が図６のフローチャートと同じで、それ以外の処理が図６のフローチャートと異なる。
【００９１】
処理がこのルーチンへ移行すると、ＥＣＵ５０は、ステップ３００で定常運転時か否かを判断し、更に、ステップ３１０でＥＧＲオン条件か否かを判断する。そして、両判断が肯定となる場合、ＥＣＵ５０は、ステップ３２０で吸気量Ｇａを取り込む。この場合、ＥＧＲオン条件が成立していることから、ＥＧＲ弁１８は開弁状態となっている。
【００９２】
次に、ステップ３３０で、ＥＣＵ５０は、故障判定フラグＸegrobdが「０」であるか否かを判断する。この判断結果が否定となる場合、ＥＣＵ５０はその後の処理を終了する。この判断結果が肯定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ３４０へ移行する。
【００９３】
ステップ３４０で、ＥＣＵ５０は、エンジン回転速度ＮＥとスロットル開度ＴＡを取り込む。次に、ステップ３５０で、ＥＣＵ５０は、取り込まれたエンジン回転速度ＮＥとスロットル開度ＴＡに基づき、ＥＧＲ弁１８の開弁時の推定吸気量ｋＧaoを求める。ＥＣＵ５０は、この推定吸気量ｋＧaoを、例えば、図８に示すような推定吸気量マップを参照することで求めることができる。このマップでは、エンジン回転速度ＮＥが高くなるほど、スロットル開度ＴＡが大きくなるほど、推定吸気量ｋＧaoが多くなるように設定されている。
【００９４】
次に、ステップ３６０で、ＥＣＵ５０は、同じくエンジン回転速度ＮＥとスロットル開度ＴＡに基づき、ＥＧＲ弁１８の閉弁時の推定吸気量ｋＧacを求める。ＥＣＵ５０は、この推定吸気量ｋＧacを、例えば、図４に示すような推定吸気量マップを参照することで求めることができる。
【００９５】
次に、ステップ３７０で、ＥＣＵ５０は、開弁時の推定吸気量ｋＧaoに対する実測された吸気量Ｇａの比が「１±Ｄ」と同じか否かを判断する。ここで、「Ｄ」は誤差の許容範囲を規定する１未満の所定値である。この判断結果が肯定となる場合、開弁時の推定吸気量ｋＧaoが実測された吸気量Ｇａとほぼ等しくなるものとして、ＥＣＵ５０は処理をステップ３８０へ移行する。この判断結果が否定となる場合、開弁時の推定吸気量ｋＧaoが実測された吸気量Ｇａとほぼ等しくならないものとして、ＥＣＵ５０は処理をステップ４７０へ移行する。
【００９６】
ステップ３８０では、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８の目標開度Ｔegrを取り込む。ここで、目標開度Ｔegrは、ＥＧＲ制御を実行するためにＥＣＵ５０により別途算出される。
【００９７】
次に、ステップ３９０で、ＥＣＵ５０は、取り込まれた目標開度Ｔegrが所定値αより小さいか否かを判断する。この判断結果が肯定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ４００へ移行する。この判断結果が否定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ４１０へ移行する。
【００９８】
ステップ４００では、ＥＣＵ５０は、小開度点検フラグＸegropen１を「１」に設定する。この小開度点検フラグＸegropen１は、ＥＧＲ弁１８の目標開度Ｔegrが所定値αより小さい領域でＥＧＲ弁１８の故障点検を行ったときに「１」に設定される。
【００９９】
一方、ステップ４１０では、ＥＣＵ５０は、大開度点検フラグＸegropen２を「１」に設定する。この大開度点検フラグＸegropen２は、ＥＧＲ弁１８の目標開度Ｔegrが所定値α以上の領域でＥＧＲ弁１８の故障点検を行ったときに「１」に設定される。
【０１００】
そして、ステップ４００又はステップ４１０から移行してステップ４２０では、ＥＣＵ５０は、小開度点検フラグＸegropen１と大開度点検フラグＸegropen２の両方が「１」であるか否かを判断する。この判断結果が肯定となる場合、目標開度Ｔegrが所定値αより小さい領域と、目標開度Ｔegrが所定値α以上となる領域の両方でＥＧＲ弁１８の点検を行ったことから、ＥＣＵ５０は処理をステップ４３０へ移行する。この判断結果が否定となる場合、目標開度Ｔegrにつき上記両方の領域でＥＧＲ弁１８の点検が行われていないことから、ＥＣＵ５０は、処理をステップ４６０へ移行する。
【０１０１】
ステップ４３０では、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８が正常であるとの判定する。ここで、ＥＣＵ５０は、正常判定の事実をメモリに記録することができる。
【０１０２】
次に、ステップ４４０で、ＥＣＵ５０は、小開度点検フラグＸegropen１と大開度点検フラグＸegropen２のそれぞれを「０」にリセットする。そして、ステップ４５０で、ＥＣＵ５０は、故障判定フラグＸegrobdを「１」に設定し、その後の処理を終了する。
【０１０３】
一方、ステップ４６０では、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８の故障判定を保留にし、その後の処理を終了する。
【０１０４】
また、ステップ３７０から移行してステップ４７０では、ＥＣＵ５０は、開弁時の推定吸気量ｋＧaoに対する実測された吸気量Ｇａの比が「１±Ｅ」と同じか否かを判断する。ここで、「Ｅ」は誤差の許容範囲を規定する１未満の所定値である。この判断結果が肯定となる場合、開弁時の推定吸気量ｋＧaoが実測された吸気量Ｇａとほぼ等しいものとして、ＥＣＵ５０は、処理をステップ４８０へ移行する。この判断結果が否定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ５００へ移行する。
【０１０５】
ステップ４８０では、ＥＣＵ５０は、実測された吸気量Ｇａに対する閉弁時の推定吸気量ｋＧacの比が「１±Ｆ」と等しくないか否かを判断する。ここで、「Ｆ」は誤差の許容範囲を規定する１未満の所定値である。この判断結果が肯定となる場合、閉弁時の推定吸気量ｋＧacが実測された吸気量Ｇａとほぼ等しくないことから、ＥＣＵ５０は、処理をステップ４９０へ移行する。この判断結果が否定となる場合、閉弁時の推定吸気量ｋＧacが実測された吸気量Ｇａとほぼ等しいものとして、ＥＣＵ５０は、処理をステップ４６０へ移行する。
【０１０６】
ステップ４９０では、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８が開弁状態で故障しているとの判定をする。ここで、ＥＣＵ５０は、開弁故障判定の事実を運転者に告知したり、メモリに記録したりすることができる。
【０１０７】
次に、ステップ５１０で、ＥＣＵ５０は、故障判定フラグＸegrobdを「１」に設定した後、その後の処理を終了する。
【０１０８】
一方、ステップ５００では、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８が閉弁状態で故障しているとの判定をする。ここで、ＥＣＵ５０は、閉弁故障判定の事実を運転者に告知したり、メモリに記録したりすることができる。その後、ＥＣＵ５０は、処理をステップ５１０へ移行した後、その後の処理を終了する。
【０１０９】
上記制御によれば、第３実施形態と異なり、ＥＣＵ５０は、エンジン１の定常運転時に、ＥＧＲ弁１８の目標開度Ｔegrが所定値α以上となる、すなわちＥＧＲ弁１８が所定の開度以上となる第１条件下と、同じく目標開度Ｔegrが所定値α未満となる、すなわちＥＧＲ弁１８が所定の開度未満となる第２条件下にてＥＧＲ弁１８の故障をそれぞれ判定し、それら第１及び第２の条件下で共に正常と判定されたときに、ＥＧＲ弁１８が正常であると判定するようになっている。
【０１１０】
また、上記制御では、第３実施形態と異なり、適合ＥＧＲ率が２０％以上となる領域を想定していることから、ＥＧＲ弁１８の故障を判定するために、「Ｇａ／ｋＧao」と「ｋＧac／Ｇａ」という比の値を採用するようにしている。
【０１１１】
以上説明したこの実施形態の故障検出装置によれば、第３実施形態の作用効果と特に異なり、次のような作用効果を有する。すなわち、ＥＧＲ弁１８が所定の開度以上となる第１条件下（目標開度Ｔegrが所定値α以上となる条件下）と、ＥＧＲ弁１８が所定の開度未満となる第２条件下（目標開度Ｔegrが所定値α未満となる条件下）にて、ＥＣＵ５０によりＥＧＲ弁１８の故障が判定される。そして、それら第１及び第２の条件下で共に正常と判定されたときに、ＥＣＵ５０によりＥＧＲ弁１８が正常であると判定されるので、ＥＧＲ弁１８の正常判定の信頼性が増す。このため、ＥＧＲ弁１８が正常なことをより正確に確認することができる。
【０１１２】
また、この実施形態によれば、ＥＣＵ５０により、ＥＧＲ弁１８が故障であると判定される場合に、エンジン回転速度ＮＥとスロットル回路ＴＡに基づき、ＥＧＲ弁１８の閉弁時における推定吸気量ｋＧacと開弁時における推定吸気量ｋＧaoがそれぞれ求められると共に、吸気量Ｇａの実測値が求められる。そして、ＥＣＵ５０により、それら推定吸気量ｋＧacと吸気量Ｇａとが比較さ、推定吸気量ｋＧaoと吸気量Ｇａとが比較されることにより、ＥＧＲ弁１８が開弁故障であるか閉弁故障であるかが更に判定される。このため、更に、ＥＧＲ弁１８が開弁故障であるか閉弁故障であるかを特定することができる。
【０１１３】
＜第５実施形態＞
次に、本発明における過給機付きエンジンの排気還流装置のための故障検出装置を具体化した第５実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０１１４】
この実施形態では、故障検出の処理内容の点で前記各実施形態と構成が異なる。図９に、この実施形態におけるＥＧＲ弁１８の故障を検出するための処理内容の一例をフローチャートにより示す。
【０１１５】
処理がこのルーチンへ移行すると、ステップ８００で、ＥＣＵ５０は、エンジン１の運転状態が定常運転状態（車両が定常走行の状態である場合を含む。）であるか否かを判断する。この判断結果が否定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をそのまま終了する。この判断結果が肯定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ８１０へ移行する。
【０１１６】
ステップ８１０では、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲオン条件であるか否かを判断する。この判断結果が否定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をそのまま終了する。この判断結果が肯定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ８２０へ移行する。
【０１１７】
ステップ８２０で、ＥＣＵ５０は、故障判定フラグＸegrobdが「０」であるか否かを判断する。この判断結果が否定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をそのまま終了する。この判断結果が肯定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ８３０へ移行する。
【０１１８】
次に、ステップ８３０で、ＥＣＵ５０は、空燃比センサ５５の検出値に基づき１回目の空燃比ＡＦ（ＡＦ１）を取り込む。
【０１１９】
次に、ステップ８４０では、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８を閉弁制御する。すなわち、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲオン条件下で開弁中のＥＧＲ弁１８を強制的に閉弁する。
【０１２０】
その後、ステップ８４５で、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８の閉弁後に所定時間Ｔ１が経過するのを待って処理をステップ８５０へ移行する。そして、ステップ８５０で、ＥＣＵ５０は、空燃比センサ５５の検出値に基づき２回目の空燃比ＡＦ（ＡＦ２）を取り込む。
【０１２１】
次に、ステップ８５５で、ＥＣＵ５０は、１回目の空燃比ＡＦ１と２回目の空燃比ＡＦ２との差が所定値Ｊよりも大きいか否かを判断する。すなわち、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８を閉弁した直後に空燃比ＡＦにリッチずれが有るか否かを判断する。
【０１２２】
ここで、図１０に、ＥＧＲ弁１８が正常な場合における（ａ）ＥＧＲ弁１８の開度、（ｂ）ＥＧＲ率、（ｃ）吸気量Ｇａ及び（ｄ）空燃比ＡＦそれぞれの挙動をタイムチャートにより示す。図１０において、時刻ｔ１で、（ａ）に示すように開弁状態のＥＧＲ弁１８が閉弁すると、（ｂ）に太線で示すように、ＥＧＲ通路１７の出口１７ａにおけるＥＧＲ率が急低下し、（ｃ）に太線で示すように、エアフローメータ５４で計測される吸気量Ｇａが増加し、（ｄ）に太線で示すように、空燃比ＡＦがリッチへずれる。その後、図１０において、少し遅れた時刻ｔ２で、（ｂ）に破線で示すように、燃焼室１６のＥＧＲ率が急低下すると、（ｃ）に破線で示すように、燃焼室１６の吸気量Ｇａが増加し、（ｄ）に太線で示すように、空燃比ＡＦのリッチへのずれがもとに戻る。このように、ＥＧＲ弁１８を開弁状態から強制的に閉弁させた直後の空燃比ＡＦは、燃焼室１６における吸気量Ｇａの増加が遅れることから、一時的にリッチへずれることになる。このため、この空燃比ＡＦのリッチずれを確認することで、ＥＧＲ弁１８が開弁状態から正常に閉弁したことがわかる。この空燃比ＡＦのリッチへのずれは、図１０（ｄ）に示すように、時刻ｔ１より前に取り込まれた１回目の空燃比ＡＦ１と、時刻ｔ１から所定時間Ｔ１だけ経過したときに取り込まれた２回目の空燃比ＡＦ２との差が所定値Ｊより大きいことで判断している。
【０１２３】
図９のフローチャートに戻り、ステップ８５５の判断結果が肯定となる場合、ステップ８６０で、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８が正常であるとの判定をする。ここで、ＥＣＵ５０は、正常判定の事実をメモリに記録することができる。
【０１２４】
一方、ステップ８５５の判断結果が否定となる場合、ステップ８７０で、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８が故障であるとの判定をする。ここで、ＥＣＵ５０は、故障判定の事実を運転者に告知したり、メモリに記録したりすることができる。
【０１２５】
その後、ステップ８６０又はステップ８７０から移行してステップ８８０では、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８を通常制御に戻す。すなわち、ＥＣＵ５０は、強制的に閉弁制御していたＥＧＲ弁１８をもとの開弁状態へ戻す。
【０１２６】
そして、ステップ８９０で、ＥＣＵ５０は、故障判定フラグＸegrobdを「１」に設定した後、処理を終了する。
【０１２７】
上記制御によれば、第３及び第４の実施形態と異なり、ＥＣＵ５０は、エンジン１の定常運転時に、ＥＧＲ弁１８を強制的に開閉させて空燃比センサ５５により検出される空燃比ＡＦの変化に基づきＥＧＲ弁１８の故障を判定するようになっている。詳しくは、ＥＣＵ５０は、開弁状態のＥＧＲ弁１８を強制的に閉弁した直後に空燃比ＡＦにリッチずれが有るか否かを判断し、リッチずれがある場合に正常と判定し、リッチずれがない場合に故障と判定するようになっている。
【０１２８】
以上説明したこの実施形態の故障検出装置によれば、エンジン１の定常運転時に、ＥＣＵ５０により、ＥＧＲ弁１８が強制的に閉弁され、空燃比センサ５５により検出される空燃比ＡＦの変化の有無が判断されることにより、ＥＧＲ弁１８の故障の有無が判定される。ここで、空燃比センサ５５は、エンジン１の運転状態を検出するためのものであることから、ＥＧＲ弁１８の故障検出のために新たな手段を設ける必要がない。このため、エンジン１の定常運転時に、低圧ループ式の排気還流装置につき、故障検出用の新たな手段を別途設けることなく、ＥＧＲ弁１８の故障検出を有効に行うことができる。
【０１２９】
＜第６実施形態＞
次に、本発明における過給機付きエンジンの排気還流装置のための故障検出装置を具体化した第６実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０１３０】
この実施形態では、故障検出の処理内容の点で前記各実施形態と構成が異なる。図１１に、この実施形態におけるＥＧＲ弁１８の故障を検出するための処理内容の一例をフローチャートにより示す。図１１のフローチャートでは、ステップ８００〜８５５及びステップ８８０の処理が図９のフローチャートと同じであり、それ以外のステップ８６５，８７５，８７６，８７９，９００〜９９０の処理の点で図９のフローチャートと異なる。
【０１３１】
処理がこのルーチンへ移行すると、ＥＣＵ５０は、図９のフローチャートと同様にステップ８００〜ステップ８５５の処理を実行する。そして、ステップ８５５の判断結果が肯定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ８６５へ移行する。また、この判断結果が否定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ８７５へ移行する。
【０１３２】
ステップ８６５では、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８が仮正常であるとの判定をし、仮正常判定フラグＸＡＦＲを「１」に設定する。ここで、仮正常判定とは、後述する正常であるとの確定的な判定とは異なり、正常であるとの仮定的な判定を意味する。
【０１３３】
一方、ステップ８７５では、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８が仮故障であるとの判定をし、仮正常判定フラグＸＡＦＲを「０」に設定する。ここで、仮故障判定とは、後述する故障であるとの確定的な判定とは異なり、故障であるとの仮定的な判定を意味する。
【０１３４】
その後、ステップ８７６で、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８の閉弁後に所定時間Ｔ２（＞Ｔ１）が経過するのを待って処理をステップ８７９へ移行する。そして、ステップ８７９で、ＥＣＵ５０は、空燃比センサ５５の検出値に基づき３回目の空燃比ＡＦ（ＡＦ３）を取り込む。
【０１３５】
次に、ステップ８８０で、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８を通常制御に戻す。すなわち、ＥＣＵ５０は、強制的に閉弁制御していたＥＧＲ弁１８をもとの開弁状態へ戻す。
【０１３６】
次に、ステップ９００で、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８の開弁後に所定時間Ｔ１が経過するのを待って処理をステップ９１０へ移行する。そして、ステップ９１０で、ＥＣＵ５０は、空燃比センサ５５の検出値に基づき４回目の空燃比ＡＦ（ＡＦ４）を取り込む。
【０１３７】
次に、ステップ９２０で、ＥＣＵ５０は、４回目の空燃比ＡＦ４と３回目の空燃比ＡＦ３との差が所定値Ｋよりも大きいか否かを判断する。すなわち、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８を開弁した直後に空燃比ＡＦにリーンずれが有るか否かを判断する。
【０１３８】
ここで、図１０において、時刻ｔ３で、（ａ）に示すように、閉弁状態のＥＧＲ弁１８がもとの状態へ開弁すると、（ｂ）に太線で示すように、ＥＧＲ通路１７の出口１７ａにおけるＥＧＲ率が急上昇し、（ｃ）に太線で示すように、エアフローメータ５４で計測される吸気量Ｇａが減少し、（ｄ）に太線で示すように、空燃比ＡＦが一時的にリーンへずれる。その後、図１０において、少し遅れた時刻ｔ４で、（ｂ）に破線で示すように、燃焼室１６のＥＧＲ率が急上昇すると、（ｃ）に破線で示すように、燃焼室１６の吸気量Ｇａが減少し、（ｄ）に太線で示すように、空燃比ＡＦのリーンへのずれがもとに戻る。このように、ＥＧＲ弁１８を閉弁状態からもとの状態へ開弁させた直後の空燃比ＡＦは、燃焼室１６における吸気量Ｇａの減少が遅れることから、一時的にリーンへずれることになる。このため、空燃比ＡＦのリーンずれを確認することで、ＥＧＲ弁１８が閉弁状態から正常に開弁したことがわかる。この空燃比ＡＦのリーンへのずれは、図１０（ｄ）に示すように、時刻ｔ３から所定時間Ｔ１だけ経過したときに取り込まれた４回目の空燃比ＡＦ４と、時刻ｔ３より前に取り込まれた３回目の空燃比ＡＦ３との差が所定値Ｋより大きいことで判断している。
【０１３９】
図１１のフローチャートに戻り、ステップ９２０の判断結果が肯定となる場合、ステップ９３０で、ＥＣＵ５０は、仮正常判定フラグＸＡＦＲが「１」であるか否かを判断する。この判断結果が肯定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ９４０へ移行する。この判断結果が否定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ９９０へ移行する。
【０１４０】
ステップ９４０では、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８が正常であるとの確定的な判定をする。ここで、ＥＣＵ５０は、確定的な正常判定の事実をメモリに記録することができる。
【０１４１】
一方、ステップ９２０の判断結果が否定となる場合、ステップ９７０で、ＥＣＵ５０は、仮正常フラグＸＡＦＲが「０」であるか否かを判断する。この判断結果が肯定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ９８０へ移行する。この判断結果が否定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ９９０へ移行する。
【０１４２】
そして、ステップ９８０で、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８が故障であるとの確定的な判定をする。ここで、ＥＣＵ５０は、故障判定の事実を運転者に告知したり、メモリに記録することができる。
【０１４３】
そして、ステップ９４０又はステップ９８０から移行してステップ９５０では、ＥＣＵ５０は、故障判定フラグＸegrobdを「１」に設定する。次に、ステップ９６０で、ＥＣＵ５０は、仮正常判定フラグＸＦＡＲを「０」にリセットし、その後の処理を終了する。
【０１４４】
一方、ステップ９３０又はステップ９７０から移行してステップ９９０では、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８の故障判定を保留とし、処理をステップ９６０へ移行する。
【０１４５】
上記制御によれば、前記第５実施形態と異なり、ＥＣＵ５０は、開弁状態のＥＧＲ弁１８を強制的に閉弁した直後に空燃比ＡＦにリッチずれが有るか否かを判断し、リッチずれがある場合に仮正常と判定し、リッチずれがない場合に仮故障と判定するようになっている。その後、ＥＣＵ５０は、閉弁状態のＥＧＲ弁１８を強制的に開弁した直後に空燃比ＡＦにリーンずれが有るか否かを判断する。そして、ＥＣＵ５０は、仮正常と判定され、かつ、リーンずれがある場合に、ＥＧＲ弁１８が正常であるとの確定的な判定し、仮故障と判定され、かつリーンずれがない場合に、ＥＧＲ弁１８が故障であるとの確定的な判定するようになっている。
【０１４６】
以上説明したこの実施形態の故障検出装置によれば、第５実施形態と異なり次のような作用効果を有する。すなわち、空燃比ＡＦのリッチずれがある場合に、ＥＧＲ弁１８の仮正常と判定され、空燃比ＡＦのリッチずれがない場合に、ＥＧＲ弁１８の仮故障と判定される。そして、仮正常と判定され、かつ、空燃比ＡＦのリーンずれがある場合に、ＥＧＲ弁１８が確定的に正常であると判定され、仮故障が判定され、かつ、空燃比ＡＦのリーンずれがない場合に、ＥＧＲ弁１８が確定的に故障であると判定される。このため、ＥＧＲ弁１８が故障であること、正常であることをより正確に検出することができる。
【０１４７】
＜第７実施形態＞
次に、本発明における過給機付きエンジンの排気還流装置のための故障検出装置を具体化した第７実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０１４８】
この実施形態では、故障検出の処理内容の点で前記第６実施形態と構成が異なる。図１２に、この実施形態におけるＥＧＲ弁１８の故障を検出するための処理内容の一例をフローチャートにより示す。図１２のフローチャートは、図１１のフローチャートのステップ８４５の処理の代わりにステップ８４６，８４７の処理が設けられ、図１１のフローチャート８７６の処理の代わりにステップ８７７，８７８の処理が設けられ、図１１のフローチャートのステップ９００の処理の代わりにステップ８８５，９０５，９０６の処理が設けられる点で図１１のフローチャートと異なる。
【０１４９】
処理がこのルーチンへ移行すると、ＥＣＵ５０は、図１１のフローチャートと同様にステップ８００〜ステップ８４０の処理を実行する。そして、ステップ８４６で、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８を閉弁した後の積算吸気量ＴＧaoffを取り込む。ＥＣＵ５０は、ステップ８４０でＥＧＲ弁１８を閉弁した後の吸気量Ｇａを逐次積算することによりこの閉弁後の積算吸気量ＴＧaoffを求めることができる。次に、ステップ８４７で、ＥＣＵ５０は、閉弁後の積算吸気量ＴＧaoffが所定値Ｔga１よりも大きくなるのを待って処理をステップ８５０へ移行する。
【０１５０】
その後、ＥＣＵ５０は、ステップ８５０〜８７５の処理を実行した後、ステップ８７７で、閉弁後の積算吸気量ＴＧaoffが所定値Ｔga２よりも大きくなるのを待って処理をステップ８７８へ移行する。そして、ステップ８７８で、ＥＣＵ５０は、閉弁後の積算吸気量ＴＧaoffを「０」にリセットする。
【０１５１】
その後、ＥＣＵ０は、ステップ８７９，８８０の処理を実行した後、ステップ８８５で、ＥＧＲ弁１８を開弁した後の積算吸気量ＴＧaonを取り込む。ＥＣＵ５０は、ステップ８８０でＥＧＲ弁１８を開弁した後の吸気量Ｇａを逐次積算することによりこの開弁後の積算吸気量ＴＧaonを求めることができる。次に、ステップ９０５で、ＥＣＵ５０は、開弁後の積算吸気量ＴＧaonが所定値Ｔga１よりも大きくなるのを待って処理をステップ９０６へ移行する。そして、ステップ９０６で、ＥＣＵ５０は、開弁後の積算吸気量ＴＧaonを「０」にリセットする。その後、ＥＣＵ５０は、ステップ９１０〜９９０の処理を実行する。
【０１５２】
上記制御によれば、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８を閉弁した後、開弁した後に、空燃比ＡＦ２，ＡＦ３，ＡＦ４を取り込むタイミングについて、第６実施形態では、所定時間Ｔ１，Ｔ２が経過するときを判断したのに対し、本実施形態では、閉弁後の積算吸気量ＴＧaoff、開弁後の積算吸気量ＴＧaonが所定値Ｔga１，Ｔga２を上回るときを判定するようにしている。従って、この実施形態でも、第６実施形態と同等の作用効果を得ることができる。
【０１５３】
＜第８実施形態＞
次に、本発明における過給機付きエンジンの排気還流装置のための故障検出装置を具体化した第８実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。
【０１５４】
この実施形態では、エンジンシステムの構成と故障検出の処理内容の点で前記各実施形態と構成が異なる。図１４に、この実施形態における過給機付きエンジンのＥＧＲ装置を含むエンジンシステムを概略構成図により示す。この実施形態では、新気導入通路４１と新気導入弁４２を設けた点で図１に示すエンジンシステムと構成が異なる。新気導入通路４１は、その入口４１ａがＥＧＲ通路１７の出口１７ａより上流の吸気通路３に接続され、その出口４１ｂがスロットル弁２１より下流であってサージタンク３ａより上流の吸気通路３に接続される。新気導入弁４２は、新気導入通路４１に設けられる電動弁であって、同通路４１にける新気流量を調節するために制御されるようになっている。
【０１５５】
図１５及び図１６に、この実施形態におけるＥＧＲ弁１８の故障を検出するための処理内容の一例をそれぞれフローチャートにより示す。処理が図１５のルーチンへ移行すると、ステップ１０００で、ＥＣＵ５０は、故障判定フラグＸegrobdが「０」であるか否かを判断する。この判断結果が否定となる場合、ＥＣＵ５０は処理を再びステップ１０００へ戻す。この判断結果が肯定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ１０１０へ移行する。
【０１５６】
ステップ１０１０では、ＥＣＵ５０は、エンジン１がアイドル運転状態であるか否かを判断する。ＥＣＵ５０は、この判断をエンジン回転速度ＮＥ及びスロットル開度ＴＡ等に基づき行うことができる。エンジン１のアイドル運転時には、ＥＧＲ弁１８は閉弁制御されることになる。この判断結果が肯定となる場合、ＥＣＵ５０は、処理をステップ１０２０へ移行する。この判断結果が否定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ１０４０へ移行する。
【０１５７】
ステップ１０２０では、ＥＣＵ５０は、燃焼安定であるか否かを判断する。すなわち、ＥＣＵ５０は、燃焼室１６における混合気の燃焼が安定しているか否かを判断する。ＥＣＵ５０は、この燃焼安定の判断を、燃焼状態の変化に基づいて行う。ここで、燃焼状態の変化はエンジン１の回転速度に反映される。すなわち、燃焼状態が安定している場合、エンジン回転速度ＮＥ、つまりはクランクシャフト１ａの回転角度が周期的に安定した変化を示すところ、燃焼状態が不安定になると、クランクシャフト１ａの回転角度が周期的に不安定な変化を示すことになる。従って、ＥＣＵ５０は、この燃焼状態の判断を、回転速度センサ５２により検出されるエンジン回転速度ＮＥに基づいて行うことができる。この判断結果が否定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ１０００へ戻す。この判断結果が肯定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ１０３０へ移行する。ここで、エンジン１のアイドル運転時には、ＥＧＲ弁１８が開弁故障していたとしても燃焼室１６へ取り込まれるＥＧＲガス（ＥＧＲ率）が少ない。そのため、ＥＧＲガスの影響によって混合気の燃焼が不安定になることはなく、混合気の燃焼状態の変化に基づきＥＧＲ弁１８の開弁故障を判定するのは困難である。しかし、アイドル運転時に混合気の燃焼が安定していることで、インジェクタ２５等（燃料供給装置）による燃料供給と、点火プラグ２９等（点火装置）による点火動作が正常であることがわかる
【０１５８】
ステップ１０３０では、ＥＣＵ５０は、アイドル安定フラグＸidleを「１」に設定し、処理をステップ１０００へ戻す。ここで、アイドル安定フラグＸidleは、燃焼が安定している場合に「１」に、燃焼が不安定な場合に「０」に設定されるようになっている。
【０１５９】
一方、ステップ１０１０から移行してステップ１０４０では、ＥＣＵ５０は、大開弁非故障判定フラグＸegrＯobdが「０」であるか否かを判断する。ここで、大開弁非故障判定フラグＸegrＯobdは、ＥＧＲ弁１８が大きく開弁した状態で故障していないとの判定を完了した場合に「１」に、その判定が未完了の場合に「０」に設定されるようになっている。この判断結果が否定である場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ１０００へ戻す。この判断結果が肯定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ１０５０へ移行する。
【０１６０】
ステップ１０５０では、ＥＣＵ５０は、吸気量Ｇａを取り込む。次に、ステップ１０６０で、ＥＣＵ５０は、取り込まれた吸気量Ｇａが所定値Ｇ１より大きく、かつ、所定値Ｇ２（Ｇ１＜Ｇ２）より小さいか否かを判断する。この判断結果が否定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ１０００へ戻す。この判断結果が肯定となる場合、吸気量Ｇａが中程度の範囲にありエンジン１の排圧が上昇する範囲にあるものとして、ＥＣＵ５０は処理をステップ１０７０へ移行する。
【０１６１】
ステップ１０７０では、ＥＣＵ５０は、アイドル安定フラグＸidleが「１」であるか否かを判断する。この判断結果が否定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ１０００へ戻す。この判断結果が肯定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ１０８０へ移行する。
【０１６２】
ステップ１０８０では、ＥＣＵ５０は、上記同様に混合気の燃焼が安定しているか否かを判断する。ここで、ステップ１０７０の判断結果が肯定であることから、アイドル運転時には燃焼が安定していたこと、すなわち燃料供給装置と点火装置が正常であることがわかる。従って、ここで燃焼が安定しないということは、燃焼室１６に不用意にＥＧＲガスが取り込まれてＥＧＲ率が高くなっていること、すなわちＥＧＲ弁１８が開弁状態のまま故障していることを意味する。この判断結果が否定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ１１３０へ移行する。この判断結果が肯定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ１０９０へ移行する。
【０１６３】
ステップ１１３０では、ＥＣＵ５０は、燃焼が不安定であることから、ＥＧＲ弁１８が開弁状態のまま故障しているとの判定をする。ここで、ＥＣＵ５０は、開弁故障判定の事実を運転者に告知したり、メモリに記録したりすることができる。
【０１６４】
一方、ステップ１０９０では、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲオン条件であるか否かを判断する。この判断結果が否定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ１０００へ戻す。この判断結果が肯定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ１１００へ移行する。
【０１６５】
ステップ１１００では、ＥＣＵ５０は、閉弁非故障判定フラグＸegrＣobdが「１」であるか否かを判断する。ここで、閉弁非故障判定フラグＸegrＣobdは、ＥＧＲ弁１８が閉弁した状態で故障していないことの判定を完了した場合に「１」に、その判定が未完了の場合に「０」に設定されるようになっている。この判断結果が否定である場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ１１４０へ移行する。この判断結果が肯定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ１１１０へ移行する。
【０１６６】
ステップ１１４０では、ＥＣＵ５０は、大開弁非故障判定フラグＸegrＯobdを「１」に設定し、処理をステップ１０００へ戻す。
【０１６７】
一方、ステップ１１１０では、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８が正常であるとの判定をする。ここで、ＥＣＵ５０は、正常判定の事実をメモリに記録することができる。
【０１６８】
そして、ステップ１１３０又はステップ１１１０から移行してステップ１１２０では、ＥＣＵ５０は、故障判定フラグＸegrobdを「１」に設定し、処理をステップ１０００へ戻す。
【０１６９】
次に、図１６のフローチャートについて説明する。処理がこのルーチンへ移行すると、ステップ１２００で、ＥＣＵ５０は、故障判定フラグＸegrobdが「０」であるか否かを判断する。この判断結果が否定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ１２００へ戻す。この判断結果が肯定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ１２１０へ移行する。
【０１７０】
ステップ１２１０では、ＥＣＵ５０は、閉弁非故障判定フラグＸegrＣobdが「０」であるか否かを判断する。この判断結果が否定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ１２００へ戻す。この判断結果が肯定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ１２２０へ移行する。
【０１７１】
ステップ１２２０では、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲオンからの減速直後であるか否か、すなわちＥＧＲ弁１８を閉弁した直後であるか否かを判断する。この判断結果が否定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ１２００へ戻す。この判断結果が肯定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ１２３０へ移行する。
【０１７２】
ステップ１２３０では、ＥＣＵ５０は、新気導入弁４２を閉弁制御する。すなわち、ＥＣＵ５０は、開弁状態の新気導入弁４２を強制的に閉弁する。これにより、新気導入通路４１を通じてサージタンク３ａへ導入される新気が遮断される。
【０１７３】
次に、ステップ１２４０で、ＥＣＵ５０は、スロットル弁２１を開弁補正する。ここで、上記のように新気導入弁４２が閉弁されることで燃焼室１６に導入される吸気量が減少する。そこで、ＥＣＵ５０は、この吸気量の減少分を補うために電子スロットル装置１４を制御することにより、スロットル弁２１を必要な分だけ開弁する。
【０１７４】
次に、ステップ１２５０で、ＥＣＵ５０は、燃焼安定であるか否かを判断する。ここで、ＥＧＲ弁１８が正常である場合、ＥＧＲオンからのエンジン減速直後（ＥＧＲ弁１８の閉弁直後）は、直前まで供給されていたＥＧＲガスが燃焼室１６に供給されることになる。また、新気導入弁４２が閉弁されることで、燃焼室１６への新気の導入が遮断される。従って、燃焼室１６では一時的にＥＧＲガスの割合（ＥＧＲ率）が高くなり、燃焼の燃焼が不安定となる。これに対し、ＥＧＲ弁１８が閉弁状態で故障している場合は、ＥＧＲオンからのエンジン減速に合わせてＥＧＲ弁１８を閉弁し、新気導入弁４２を強制的に閉弁しても、燃焼室１６におけるＥＧＲ率に変化がないことから、燃焼の燃焼が安定したままとなる。そこで、ＥＣＵ５０は、燃焼状態の変化に基づき燃焼安定か否かを判断することにより、ＥＧＲ弁１８が閉弁故障しているか否かを判断することができる。この判断結果が肯定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ１２６０へ移行する。この判断結果が否定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ１２８０へ移行する。
【０１７５】
ステップ１２６０では、ＥＣＵ５０は、燃焼安定であることから、ＥＧＲ弁１８が閉弁状態で故障しているとの判定をする。ここで、ＥＣＵ５０は、閉弁故障判定の事実を運転者に告知したり、メモリに記録したりすることができる。
【０１７６】
その後、ステップ１２７０で、ＥＣＵ５０は、故障判定フラグＸegrobdを「１」に設定し、処理をステップ１２００へ戻す。
【０１７７】
一方、ステップ１２８０では、ＥＣＵ５０は、燃焼が不安定であることから、新気導入弁４２を復帰制御する。すなわち、ＥＣＵ５０は、閉弁状態の新気導入弁４２を開弁状態へ戻す。これにより、サージタンク３ａへの新気の導入が再開される。また、ステップ１２９０で、ＥＣＵ５０は、スロットル弁２１の開弁補正を中止する。
【０１７８】
次に、ステップ１３００で、ＥＣＵ５０は、大開弁非故障判定フラグＸegrＯobdが「１」であるか否かを判断する。この判断結果が否定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ１３２０へ移行する。この判断結果が肯定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ１３１０へ移行する。
【０１７９】
ステップ１３２０では、ＥＣＵ５０は、閉弁非故障判定フラグＸegrＣobdを「１」に設定し、処理をステップ１２００へ戻す。
【０１８０】
一方、ステップ１３１０では、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８が正常であるとの判定をする。ここで、ＥＣＵ５０は、正常判定の事実をメモリに記録することができる。その後、ＥＣＵ５０は処理をステップ１２７０へ移行する。
【０１８１】
上記制御によれば、ＥＣＵ５０は、エンジン１が所定の運転状態にあるときに、インジェクタ２５により供給される燃料の燃焼室１６における燃焼状態の変化に基づきＥＧＲ弁１８の故障を判定するようになっている。詳しくは、ＥＣＵ５０は、エンジン１のアイドル運転時に、燃焼室１６における燃料の燃焼状態の変化を、回転速度センサ５２により検出されるエンジン回転速度ＮＥに基づいて判断し、ＥＧＲ弁１８の開弁故障を判定するようになっている。また、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲオンからのエンジ１の減速運転（ＥＧＲ弁１８を閉弁）直後に新気導入弁４２を開弁状態から閉弁させ、燃焼室１６における燃料の燃焼状態の変化を、回転速度センサ５２により検出されるエンジン回転速度ＮＥに基づいて判断し、ＥＧＲ弁１８の閉弁故障を判定するようになっている。
【０１８２】
以上説明したこの実施形態の故障検出装置によれば、前記各実施形態と同様、エンジン１が所定の運転状態にあるときに、正常なＥＧＲ弁１８が制御されることにより、ＥＧＲ通路１７から吸気通路３へのＥＧＲガスの流れが変化し、これにより吸気通路３を流れる吸気量Ｇａが変化し、燃焼室１６における燃料の燃焼状態が変化する。ここで、ＥＧＲ弁１８が故障している場合は、ＥＧＲ弁１８が制御されても、ＥＧＲガスの流れに予想した変化が得られず、吸気通路３を流れる吸気量Ｇａにも予想した変化が得られず、燃焼状態に予測した変化が得られない。従って、エンジン１が所定の運転状態にあるときに、ＥＣＵ５０により、燃焼状態の変化の有無が判断されることにより、ＥＧＲ弁１８の故障の有無が判定される。このため、低圧ループ式の排気還流装置につき、故障検出用の新たな手段を別途設けることなく、ＥＧＲ弁１８の故障検出を有効に行うことができる。
【０１８３】
詳しくは、エンジン１のアイドル運転時に、ＥＣＵ５０により、回転速度センサ５２により検出されるエンジン回転速度ＮＥに基づき、燃焼状態の変化の有無が判断されることにより、ＥＧＲ弁１８の開弁故障の有無が判定される。ここで、回転速度センサ５２は、エンジン１の運転状態を検出するためのものであることから、ＥＧＲ弁１８の故障検出のために新たな手段を設ける必要がない。このため、エンジン１のアイドル運転時に、低圧ループ式の排気還流装置につき、故障検出用の新たな手段を別途設けることなく、ＥＧＲ弁１８の故障検出を有効に行うことができる。
【０１８４】
また、ＥＧＲオンからのエンジン１の減速運転（ＥＧＲ弁１８を閉弁）直後に新気導入弁４２が開弁状態から閉弁され、燃焼室１６における燃料の燃焼状態の変化が、回転速度センサ５２により検出されるエンジン回転速度ＮＥに基づいて判断されることにより、ＥＧＲ弁１８の閉弁故障の有無が判定される。このため、エンジン１の減速運転時に、低圧ループ式の排気還流装置につき、故障検出用の新たな手段を別途設けることなく、ＥＧＲ弁１８の故障検出を有効に行うことができる。
【０１８５】
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。
【０１８６】
（１）前記第５及び第６の実施形態では、空燃比ＡＦのリッチずれ、リーンずれの有無に基づいてＥＧＲ弁１８の故障を検出するように構成した。これに対し、空燃比ＡＦをストイキ制御しているエンジンシステムにおいては、空燃比ＡＦをストイキに維持するための燃料補正の有無に基づきＥＧＲ弁の故障を検出するように構成することができる。図１７に、ＥＧＲ弁が正常な場合における（ａ）空燃比ＡＦ及び（ｂ）燃料補正それぞれの挙動をタイムチャートにより示す。従って、図１７において、時刻ｔ１〜ｔ２の間では、燃料補正の値である「補正１」と「補正２」との差が所定値Ｈより大きい場合にリッチずれがあり、時刻ｔ３〜ｔ４の間では、燃料補正の値である「補正４」と「補正３」との差が所定値Ｉより大きい場合にリーンずれがあるとの判定をすることができる。
【０１８７】
（２）前記各実施形態では、本発明の故障検出装置を、ガソリンエンジンシステムに具体化したが、ディーゼルエンジンに具体化することもできる。
【産業上の利用可能性】
【０１８８】
この発明は、例えば、ガソリンエンジン又はディーゼルエンジンにかかわらず自動車用エンジンに利用することができる。
【符号の説明】
【０１８９】
１  エンジン
３  吸気通路
３ａ  サージタンク
５  排気通路
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（吸気量調節手段）
１６  燃焼室
１７  ＥＧＲ通路（排気還流通路）
１７ａ  出口
１７ｂ  入口
１８  ＥＧＲ弁（排気還流弁）
２１  スロットル弁
２３  スロットルセンサ（開度検出手段）
２５  インジェクタ（燃料供給手段）
４１  新規導入通路
４２  新気導入弁
５０  ＥＣＵ（故障判定手段）
５２  回転速度センサ（回転速度検出手段、燃焼状態検出手段）
５４  エアフローメータ（吸気量測定手段）
５５  空燃比センサ（空燃比検出手段）
【図１】
2015014275.tif 000003
【図２】
2015014275.tif 000004
【図３】
2015014275.tif 000005
【図４】
2015014275.tif 000006
【図５】
2015014275.tif 000007
【図６】
2015014275.tif 000008
【図７】
2015014275.tif 000009
【図８】
2015014275.tif 000010
【図９】
2015014275.tif 000011
【図１０】
2015014275.tif 000012
【図１１】
2015014275.tif 000013
【図１２】
2015014275.tif 000014
【図１３】
2015014275.tif 000015
【図１４】
2015014275.tif 000016
【図１５】
2015014275.tif 000017
【図１６】
2015014275.tif 000018
【図１７】
2015014275.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成26年6月17日(2014.6.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
ここで、各種センサとして、スロットルセンサ２３の他に、アクセルセンサ２７、吸気圧センサ５１、回転速度センサ５２、水温センサ５３、エアフローメータ５４及び空燃比センサ５５が設けられる。アクセルセンサ２７は、アクセルペダル２６の操作量であるアクセル開度ＡＣＣを検出する。アクセルペダル２６は、エンジン１の動作を操作するための操作手段に相当する。吸気圧センサ５１は、サージタンク３ａにおける吸気圧ＰＭを検
出する。すなわち、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の吸気通路３（サージタンク３ａ）における吸気圧ＰＭを検出するようになっている。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（エンジン回転速度）ＮＥとして検出する。回転速度センサ５２は、本発明の回転検出手段と燃焼状態検出手段の一例に相当する。水温センサ５３は、エンジン１の冷却水温ＴＨＷを検出する。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を検出し、本発明の吸気量測定手段の一例に相当する。空燃比センサ５５は、触媒コンバータ１５の直上流の排気通路５に設けられ、排気中の空燃比ＡＦを検出し、本発明の空燃比検出手段の一例に相当する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７５】
この実施形態によれば、ＥＣＵ５０により、ＥＧＲ弁１８が故障であると判定される場合に、エンジン回転速度ＮＥとスロットル開度ＴＡに基づき、ＥＧＲ弁１８の閉弁時における推定吸気量ｋＧacが求められると共に、吸気量Ｇａの実測値が求められる。そして、ＥＣＵ５０により、それら推定吸気量ｋＧacと吸気量Ｇａとが比較されることにより、ＥＧＲ弁１８が開弁故障であるか閉弁故障であるかが更に判定される。このため、更に、ＥＧＲ弁１８が開弁故障であるか閉弁故障であるかを特定することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１２】
また、この実施形態によれば、ＥＣＵ５０により、ＥＧＲ弁１８が故障であると判定される場合に、エンジン回転速度ＮＥとスロットル開度ＴＡに基づき、ＥＧＲ弁１８の閉弁時における推定吸気量ｋＧacと開弁時における推定吸気量ｋＧaoがそれぞれ求められると共に、吸気量Ｇａの実測値が求められる。そして、ＥＣＵ５０により、それら推定吸気量ｋＧacと吸気量Ｇａとが比較さ、推定吸気量ｋＧaoと吸気量Ｇａとが比較されることにより、ＥＧＲ弁１８が開弁故障であるか閉弁故障であるかが更に判定される。このため、更に、ＥＧＲ弁１８が開弁故障であるか閉弁故障であるかを特定することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４８】
この実施形態では、故障検出の処理内容の点で前記第６実施形態と構成が異なる。図１２に、この実施形態におけるＥＧＲ弁１８の故障を検出するための処理内容の一例をフローチャートにより示す。図１２のフローチャートは、図１１のフローチャートのステップ８４５の処理の代わりにステップ８４６，８４７の処理が設けられ、図１１のフローチャートのステップ８７６の処理の代わりにステップ８７７，８７８の処理が設けられ、図１１のフローチャートのステップ９００の処理の代わりにステップ８８５，９０５，９０６の処理が設けられる点で図１１のフローチャートと異なる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１５１】
その後、ＥＣＵ５０は、ステップ８７９，８８０の処理を実行した後、ステップ８８５で、ＥＧＲ弁１８を開弁した後の積算吸気量ＴＧaonを取り込む。ＥＣＵ５０は、ステップ８８０でＥＧＲ弁１８を開弁した後の吸気量Ｇａを逐次積算することによりこの開弁後の積算吸気量ＴＧaonを求めることができる。次に、ステップ９０５で、ＥＣＵ５０は、開弁後の積算吸気量ＴＧaonが所定値Ｔga１よりも大きくなるのを待って処理をステップ９０６へ移行する。そして、ステップ９０６で、ＥＣＵ５０は、開弁後の積算吸気量ＴＧaonを「０」にリセットする。その後、ＥＣＵ５０は、ステップ９１０〜９９０の処理を実行する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１５２】
図１３に、ＥＧＲ弁が正常な場合における、（ａ）ＥＧＲ弁の開度、（ｂ）ＥＧＲ率、（ｃ）吸気量、（ｄ）ＥＧＲ弁閉弁後・開弁後の積算吸気量及び（ｅ）空燃比の挙動をタイムチャートにより示す。上記制御によれば、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲ弁１８を閉弁した後、開弁した後に、空燃比ＡＦ２，ＡＦ３，ＡＦ４を取り込むタイミングについて、第６実施形態では、図１０に示すように、所定時間Ｔ１，Ｔ２が経過するときを判断したのに対し、本実施形態では、図１３に示すように、閉弁後の積算吸気量ＴＧaoff、開弁後の積算吸気量ＴＧaonが所定値Ｔga１，Ｔga２を上回るときを判定するようにしている。従って、この実施形態でも、第６実施形態と同等の作用効果を得ることができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１７４】
次に、ステップ１２５０で、ＥＣＵ５０は、燃焼安定であるか否かを判断する。ここで、ＥＧＲ弁１８が正常である場合、ＥＧＲオンからのエンジン減速直後（ＥＧＲ弁１８の閉弁直後）は、直前まで供給されていたＥＧＲガスが燃焼室１６に供給されることになる。また、新気導入弁４２が閉弁されることで、燃焼室１６への新気の導入が遮断される。従って、燃焼室１６では一時的にＥＧＲガスの割合（ＥＧＲ率）が高くなり、燃料の燃焼が不安定となる。これに対し、ＥＧＲ弁１８が閉弁状態で故障している場合は、ＥＧＲオンからのエンジン減速に合わせてＥＧＲ弁１８を閉弁し、新気導入弁４２を強制的に閉弁しても、燃焼室１６におけるＥＧＲ率に変化がないことから、燃料の燃焼が安定したままとなる。そこで、ＥＣＵ５０は、燃焼状態の変化に基づき燃焼安定か否かを判断することにより、ＥＧＲ弁１８が閉弁故障しているか否かを判断することができる。この判断結果が肯定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ１２６０へ移行する。この判断結果が否定となる場合、ＥＣＵ５０は処理をステップ１２８０へ移行する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１８１】
上記制御によれば、ＥＣＵ５０は、エンジン１が所定の運転状態にあるときに、インジェクタ２５により供給される燃料の燃焼室１６における燃焼状態の変化に基づきＥＧＲ弁１８の故障を判定するようになっている。詳しくは、ＥＣＵ５０は、エンジン１のアイドル運転時に、燃焼室１６における燃料の燃焼状態の変化を、回転速度センサ５２により検出されるエンジン回転速度ＮＥに基づいて判断し、ＥＧＲ弁１８の開弁故障を判定するようになっている。また、ＥＣＵ５０は、ＥＧＲオンからのエンジン１の減速運転（ＥＧＲ弁１８を閉弁）直後に新気導入弁４２を開弁状態から閉弁させ、燃焼室１６における燃料の燃焼状態の変化を、回転速度センサ５２により検出されるエンジン回転速度ＮＥに基づいて判断し、ＥＧＲ弁１８の閉弁故障を判定するようになっている。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１８９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１８９】
１  エンジン
３ 吸気通路
３ａ  サージタンク
５  排気通路
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（吸気量調節手段）
１６  燃焼室
１７  ＥＧＲ通路（排気還流通路）
１７ａ  出口
１７ｂ  入口
１８  ＥＧＲ弁（排気還流弁）
２１  スロットル弁
２３  スロットルセンサ（開度検出手段）
２５  インジェクタ（燃料供給手段）
４１  新気導入通路
４２  新気導入弁
５０  ＥＣＵ（故障判定手段）
５２  回転速度センサ（回転速度検出手段、燃焼状態検出手段）
５４  エアフローメータ（吸気量測定手段）
５５  空燃比センサ（空燃比検出手段）