(57)【要約】【課題】本発明の目的は、エアクリーナの目詰まりを精度良く検出することができる内燃機関用エアクリーナの目詰まり検出装置を提供することにある。【解決手段】スロットル開度に応じた領域に分割し、その分割した領域における目標吸入空気量Ｑｔｇと実吸入空気量Ｑとの偏差Ｑｄ（ｉ）に基づいてエアクリーナの目詰まりを検出することで、異物の堆積量が増加して吸気抵抗が大きくなった場合であっても、目標吸入空気量は運転状態に応じて設定される値であるので、エアクリーナの目詰まり度合いの影響を受けず目詰まり検出を実行することができる。更に、領域毎の偏差Ｑｄ（ｉ）を比較するので、フィルタの目詰まりによる特性に応じた目詰まり検出を実行することができ、精度良い検出が可能となる。【選択図】　　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気通路中に設けられるエアクリーナと、前記エアクリーナの下流側に設けられ、内燃機関の負荷を検出する負荷検出手段と、吸気通路の開口断面積を調整するために前記吸気通路中に設けられるスロットル弁とを備え、
前記スロットル弁の開度を検出するスロットル開度検出手段と、
前記スロットル弁の開度毎に予め定められる基準負荷を記憶する基準負荷記憶手段と、
前記スロットル開度検出手段により検出される前記スロットル弁の開度において、前記負荷検出手段により検出される実負荷と、前記スロットル弁の開度に対応する基準負荷とに基づいて前記エアクリーナに目詰まりが発生したか否かを判定する目詰まり判定手段と
を備えることを特徴とする内燃機関用エアクリーナの目詰まり検出装置。
【請求項２】
前記スロットル開度検出手段により検出される前記スロットル弁の開度において前記負荷検出手段により検出される実負荷と、前記スロットル弁の開度に対応する基準負荷との偏差を算出する偏差算出手段を備え、
前記目詰まり判定手段は、前記偏差算出手段により算出される偏差が大きいときに前記エアクリーナに目詰まりが発生したと判定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用エアクリーナの目詰まり検出装置。
【請求項３】
前記目詰まり判定手段は、前記スロットル弁の開度に対応した少なくとも２つ以上の領域毎に前記偏差算出手段により算出された前記基準負荷と前記実負荷との偏差に基づいて前記エアクリーナに目詰まりが発生したか否かを判定することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関用エアクリーナの目詰まり検出装置。
【請求項４】
前記目詰まり判定手段は、前記偏差算出手段により前記領域毎に算出された偏差が小さい領域での偏差から順に大きくなる関係を有するときに前記エアクリーナに目詰まりが発生したと判定することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関用エアクリーナの目詰まり検出装置。
【請求項５】
内燃機関の制御に関わる特定のパラメータに基づいて前記基準負荷を補正する補正手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の内燃機関用エアクリーナの目詰まり検出装置。
【請求項６】
内燃機関の制御に関わる特定のパラメータが所定範囲外のときに前記目詰まり判定手段による前記エアクリーナの目詰まり判定を禁止することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載の内燃機関用エアクリーナの目詰まり検出装置。
【請求項７】
前記特定のパラメータは、機関回転速度、大気圧、可変バルブタイミングの進角量、排気環流量、アイドル制御量、冷却水温、点火時期の少なくとも一つ以上のパラメータであることを特徴とする請求項５又は請求項６のいずれか一方に記載の内燃機関用エアクリーナの目詰まり検出装置。
【請求項８】
内燃機関の吸気通路中に設けられるエアクリーナと、前記エアクリーナの下流側に設けられ、内燃機関の負荷を検出する負荷検出手段と、吸気通路の開口断面積を調整するために前記吸気通路中に設けられるスロットル弁とを備え、
内燃機関の運転状態に基づいて目標負荷を設定する目標負荷設定手段と、
前記目標負荷設定手段により設定される目標負荷に基づいて前記スロットル弁の開度を設定するスロットル開度設定手段と、
前記目標負荷設定手段により設定される目標負荷と、前記負荷検出手段により検出される実負荷とに基づいて前記エアクリーナに目詰まりが発生したか否かを判定する目詰まり判定手段と
を備えることを特徴とする内燃機関用エアクリーナの目詰まり検出装置。
【請求項９】
前記スロットル開度設定手段により設定される前記スロットル弁の開度において前記負荷検出手段により検出される実負荷と、前記目標負荷設定手段により設定される目標負荷との偏差を算出する偏差算出手段を備え、
前記目詰まり判定手段は、前記偏差算出手段により算出される前記目標負荷と前記実負荷との偏差が大きいときに前記エアクリーナに目詰まりが発生したと判定することを特徴とする請求項８に記載の内燃機関用エアクリーナの目詰まり検出装置。
【請求項１０】
前記目詰まり判定手段は、前記スロットル弁の開度に対応した少なくとも２つ以上の領域毎に前記偏差算出手段により算出された前記目標負荷と前記実負荷との偏差に基づいて前記エアクリーナに目詰まりが発生したか否かを判定することを特徴とする請求項１９に記載の内燃機関用エアクリーナの目詰まり検出装置。
【請求項１１】
前記目詰まり判定手段は、前記偏差算出手段により前記領域毎に算出されたそれぞれの偏差が小さい領域での偏差から順に大きくなる関係を有するときに前記エアクリーナに目詰まりが発生したと判定することを特徴とする請求項１０に記載の内燃機関用エアクリーナの目詰まり検出装置。
【請求項１２】
内燃機関の制御に関わる特定のパラメータに基づいて前記目標負荷を補正する補正手段を備えることを特徴とする請求項８乃至請求項１１のいずれか一つに記載の内燃機関用エアクリーナの目詰まり検出装置。
【請求項１３】
内燃機関の制御に関わる特定のパラメータが所定範囲外のときに前記目詰まり判定手段による前記エアクリーナの目詰まり判定を禁止することを特徴とする請求項８乃至請求項１２のいずれか一つに記載の内燃機関用エアクリーナの目詰まり検出装置。
【請求項１４】
前記特定のパラメータは、機関回転速度、大気圧、可変バルブタイミングの進角量、排気環流量、アイドル制御量、冷却水温、点火時期の少なくとも一つ以上のパラメータであることを特徴とする請求項１２又は請求項１３のいずれか一方に記載の内燃機関用エアクリーナの目詰まり検出装置。
【請求項１５】
前記目詰まり判定手段により前記エアクリーナに目詰まりが発生したと判定された場合、他の異常を検出するための他の異常検出手段による異常検出の実行を禁止することを特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれか一つに記載の内燃機関用エアクリーナの目詰まり検出装置。
【請求項１６】
内燃機関の吸気通路に設けられるエアクリーナの目詰まりを判定する目詰まり判定手段を備え、
前記エアクリーナに目詰まりが発生したと判定された場合に、他の異常を検出するための他の異常検出手段による異常検出の実行を禁止することを特徴とする内燃機関用エアクリーナの目詰まり検出装置。
【請求項１７】
前記他の異常検出手段は、内燃機関に供給される負荷に基づいて所定の異常を検出する手段であることを特徴とする請求項１５又は請求項１６のいずれか一方に記載の内燃機関用エアクリーナの目詰まり検出装置。
【請求項１８】
前記負荷は、吸入空気量又は吸気圧であることを特徴とする請求項１乃至請求項１７のいずれか一つに記載の内燃機関用エアクリーナの目詰まり検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車等の内燃機関に用いられるエアクリーナの目詰まりを検出するための目詰まり検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術】エアクリーナは、空気中に含まれる埃等の異物を浄化するために内燃機関の吸気通路に設けられる。このエアクリーナに埃等の異物が堆積してくると内燃機関に空気を導入する際の吸気抵抗となってしまう。
【０００３】
従来、このエアクリーナの目詰まり検出装置としては、特許第３０５５３５７号に開示される技術が知られている。ここで開示される技術では、所定の空気量になるようにスロットルバルブを調整する。従って、スロットルバルブの開度は常に要求される所定の空気量になるように制御される。このようなスロットルバルブの制御において、内燃機関が吸入する空気量が所定量となるときの実スロットル開度と、予め設定されたスロットル開度とを比較することでエアクリーナの目詰まりを検出している。予め設定されたスロットル開度とは、エアクリーナに埃等の異物が混入していない状態で前記所定の空気量を実現するスロットルバルブの開度である。
【０００４】
つまり、エアクリーナに埃等の異物が堆積してくると吸気抵抗が増加するために、所定の空気量にするためにスロットルバルブの開度を開側へ制御する。そこで、実際のスロットル開度と、予め設定されたスロットル開度とを比較することでエアクリーナの目詰まりを検出している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図２を用いて説明する。図２では、エアクリーナが正常時の吸入空気量の特性が実線で示されている。そして、エアクリーナの目詰まりが発生したときには、点線で示されるようにスロットル開度に応じた吸入空気量の特性が変化する。そこで、上記従来の技術では、実線のスロットル開度に対する吸入空気量の特性を予め記憶しておき、所定の吸入空気量での実際のスロットル開度との偏差を演算することでフィルタの目詰まりを検出している。
【０００６】
しかしながら、上記従来の技術では所定の空気量となったときに目詰まりを検出しようとするため、異物の堆積量が増加して吸気抵抗が大きくなった場合、仮にスロットルバルブを調整しても２点鎖線で示すように所定の吸入空気量とならず目詰まり検出を実行できない可能性がある。
【０００７】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、従ってその目的は、異物の堆積量が増加して吸気抵抗が大きくなった場合であっても、確実にエアクリーナの目詰まりを検出することができる内燃機関用エアクリーナの目詰まり検出装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこで、請求項１の発明によれば、スロットル弁の開度毎に予め定められる基準負荷を記憶する基準負荷記憶手段と、スロットル開度検出手段により検出される前記スロットル弁の開度において、負荷検出手段により検出される実負荷と、前記スロットル弁の開度に対応する基準負荷とに基づいてエアクリーナに目詰まりが発生したか否かを判定する。
【０００９】
つまり、所定のスロットル開度での負荷が検出される。そして、所定のスロットル開度に対応して予め記憶されている基準負荷とに基づいてエアクリーナに目詰まりが発生したか否かを判定する。
【００１０】
これにより、スロットル弁の開度に基づいてエアクリーナの目詰まりを判定するので、エアクリーナの目詰まりが大きくなって内燃機関に供給される負荷が小さくなったとしても、負荷の大きさによらずエアクリーナの目詰まりを判定することができる。
【００１１】
更に、請求項２の発明では、実負荷と基準負荷との偏差を算出する偏差算出手段を備え、目詰まり判定手段は、前記偏差算出手段により算出された前記実負荷と前記基準負荷との偏差が大きいときに前記エアクリーナに目詰まりが発生したと判定する。
【００１２】
これにより、エアクリーナに発生した目詰まりによって負荷の吸入抵抗が大きくなった場合、実負荷と基準負荷との偏差が大きくなるので、エアクリーナの目詰まり判定を精度良く実行することができる。
【００１３】
ところで、目詰まりが発生したときに生ずる基準負荷と実負荷との偏差は、スロットル弁の開度が小さいほど小さくなる特性を持つ。すなわち、スロットル弁が小さな開度に対応する領域では、エアクリーナの目詰まりを検出する場合に検出精度が低く、誤判定を招きやすい。
【００１４】
そこで、請求項３の発明のように、目詰まり判定手段は、前記スロットル弁の開度に対応した少なくとも２つ以上の領域毎に前記偏差算出手段により算出された前記基準負荷と前記実負荷との偏差に基づいて前記エアクリーナに目詰まりが発生したか否かを判定する。
【００１５】
これにより、スロットル弁の開度を少なくとも２つ以上の領域に分割し、それぞれの領域毎に算出された偏差に基づいて最終的にエアクリーナの目詰まりを判定するので、精度良い判定を実行することができる。
【００１６】
更に、請求項４の発明では、目詰まり判定手段は、偏差算出手段により領域毎に算出された偏差が小さい領域での偏差から順に大きくなる関係を有するときに前記エアクリーナに目詰まりが発生したと判定する。
【００１７】
これにより、スロットル弁の開度に対する基準負荷と実負荷との偏差は、スロットル弁の開度が大きいほど大きな偏差になるという特性があり、これに応じた判定を実施できるので、精度良い目詰まり判定を実行することができる。
【００１８】
ところで、スロットル開度に対応して検出される負荷は、内燃機関の運転状態によってもその影響を受けて変化する。一方、基準負荷はスロットル開度に対応して予め設定されている値である。従って、内燃機関の運転状態によって実負荷が影響を受ける場合には、誤検出を招く可能性がある。
【００１９】
そこで、請求項５の発明によれば、内燃機関の制御に関わる特定のパラメータに基づいて前記基準負荷を補正する補正手段を備える。
【００２０】
これにより、実負荷と比較するための基準負荷を内燃機関の制御に関わる特定のパラメータに基づいて補正するので、誤検出を抑制して精度良い目詰まり検出を実行することができる。
【００２１】
また、請求項６の発明のように、内燃機関の制御に関わる特定のパラメータが所定範囲外の場合に、目詰まり検出を禁止するようにしても良い。これにより誤検出を防止できる。
【００２２】
この請求項５と請求項６に関する特定のパラメータは、請求項７の発明によれば、機関回転速度、大気圧、可変バルブタイミングの進角量、排気環流量、アイドル制御量、冷却水温、点火時期の少なくとも一つ以上のパラメータである。
【００２３】
請求項８の発明によれば、内燃機関の運転状態に基づいて目標の負荷を設定する目標負荷設定手段と、前記目標負荷設定手段により設定される目標の負荷に基づいてスロットル弁の開度を設定する開度設定手段とを備え、前記目標負荷設定手段により設定される目標の負荷と、負荷検出手段により検出される実負荷とに基づいて前記エアクリーナに目詰まりが発生したか否かを判定する。
【００２４】
これにより、運転状態に基づいて設定される目標の負荷に基づいてエアクリーナの目詰まり検出を実行するので、負荷検出手段により検出される実実負荷の量によらずエアクリーナの目詰まりを確実に検出することができる。つまり、異物の堆積量が増加して吸気抵抗が大きくなった場合であっても、目標の基準負荷は運転状態に応じて設定される値であるので、エアクリーナの目詰まり度合いの影響を受けず目詰まり検出を実行することができる。
【００２５】
更に、請求項９の発明では、実負荷と目標負荷との偏差を算出する偏差算出手段を備え、目詰まり判定手段は、前記偏差算出手段により算出された前記実負荷と前記目標負荷との偏差が大きいときに前記エアクリーナに目詰まりが発生したと判定する。
【００２６】
エアクリーナに発生した目詰まりによって負荷の吸入抵抗が大きくなった場合、実負荷と目標負荷との偏差が大きくなる。そこで、請求項９のように実負荷と目標負荷との偏差に基づいてエアクリーナの目詰まり判定を判定するので、精度良くエアクリーナの目詰まりを判定することができる。
【００２７】
ところで、目詰まりが発生したときに生ずる目標負荷と実負荷との偏差は、スロットル弁の開度が小さいほど小さくなる特性を持つ。すなわち、スロットル弁が小さな開度に対応する領域では、エアクリーナの目詰まりを検出する場合に検出精度が低く、誤判定を招きやすい。
【００２８】
そこで、請求項１０の発明のように、目詰まり判定手段は、前記スロットル弁の開度に対応した少なくとも２つ以上の領域毎に前記偏差算出手段により算出された前記基準負荷と前記実負荷との偏差に基づいて前記エアクリーナに目詰まりが発生したか否かを判定する。
【００２９】
これにより、スロットル弁の開度を少なくとも２つ以上の領域に分割し、それぞれの領域毎に算出された偏差に基づいて最終的にエアクリーナの目詰まりを判定するので、精度良い判定を実行することができる。
【００３０】
更に、請求項１１の発明では、目詰まり判定手段は、偏差算出手段により領域毎に算出された偏差が小さい領域での偏差から順に大きくなる関係を有するときに前記エアクリーナに目詰まりが発生したと判定する。
【００３１】
これにより、スロットル弁の開度に対する基準負荷と実負荷との偏差は、スロットル弁の開度が大きいほど大きな偏差になるという特性があり、これに応じた判定を実施できるので、精度良い目詰まり判定を実行することができる。
【００３２】
ところで、スロットル開度に対応して検出される負荷は、内燃機関の運転状態によってもその影響を受けて変化する。一方、基準負荷はスロットル開度に対応して予め設定されている値である。従って、内燃機関の運転状態によって実負荷が影響を受ける場合には、誤検出を招く可能性がある。
【００３３】
そこで、請求項１２の発明によれば、内燃機関の制御に関わる特定のパラメータに基づいて前記基準負荷を補正する補正手段を備える。
【００３４】
これにより、実負荷と比較するための基準負荷を内燃機関の制御に関わる特定のパラメータに基づいて補正するので、誤検出を抑制して精度良い目詰まり検出を実行することができる。
【００３５】
また、請求項１３の発明のように、内燃機関の制御に関わる特定のパラメータが所定範囲外の場合に、目詰まり検出を禁止するようにしても良い。これにより誤検出を防止できる。
【００３６】
この請求項１２と請求項１３に関する特定のパラメータは、請求項１４の発明によれば、機関回転速度、大気圧、可変バルブタイミングの進角量、排気環流量、アイドル制御量、冷却水温、点火時期の少なくとも一つ以上のパラメータである。
【００３７】
ところで、目詰まり判定手段によりエアクリーナに目詰まりが発生したと判定された場合、他の異常検出手段により所定の異常を検出しようとしても誤検出をする虞がある。
【００３８】
そこで、請求項１５と請求項１６の発明によれば、目詰まり判定手段によりエアクリーナに目詰まりが発生したと判定された場合、他の異常検出手段による異常検出の実行を禁止する。
【００３９】
これにより、他の異常検出手段による誤検出を防止することができる。
【００４０】
尚、他の異常検出手段としては、スロットル弁の開度と実負荷との関係により所定の異常を検出するものが良い。従って、請求項１７の発明のように、前記他の異常検出手段は、内燃機関に供給される負荷に基づいて所定の異常を検出する手段であると良い。
【００４１】
尚、請求項１８の発明によれば、負荷は、吸入空気量又は吸気圧である。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施例を図１乃至図４に従って説明する。
【００４３】
図１は本実施例の目詰まり検出装置の概略構成図である。車両には内燃機関としてガソリンエンジン１１が搭載される。エンジン１には、その燃焼室へ空気を導くための吸気通路１２が接続されている。吸気通路１２の上流端（図１の左端）には空気清浄器としてのエアクリーナが取付けられている。エアクリーナのケース内にはフィルタ（エレメント）１３が装着されており、このフィルタ１３は吸入空気が通過する際に塵、埃等の異物を捕捉する。
【００４４】
吸気通路１２内においてエアクリーナの下流側にはバタフライ式のスロットルバルブ１５が配設されている。スロットルバルブ１５は支軸により吸気通路１２に回動可能に支持されている。スロットルバルブ１５はエンジン１１の出力を制御するべく、吸気通路１２を流通する吸入空気の量を調節するためのものである。スロットルバルブ１５の近傍にはスロットル開度センサ１６が配設されている。スロットル開度センサ１６はスロットルバルブ１５の支軸に機械的に連結されており、その支軸の回転変位（スロットル開度θ）を電気信号に変換する。
【００４５】
吸気通路１２においてスロットルバルブ１５の上流側には、熱線式のエアフロメータ１４が取付けられている。このタイプのセンサ１４は、熱線を一定温度に保持するように制御する。熱線の温度は吸入空気の流量に影響を受けるため熱線の温度を一定に制御しようとすると、吸入空気の流量変化に応じて電圧値が変化する。従って、この電圧値に基づいて吸入空気量Ｑを検出することができる。
【００４６】
また、車両のインストルメントパネルには、エアクリーナのフィルタ１４が目詰まりしていることを運転者に知らせるための警告灯（図示略）が設けられている。この警告灯は、エンジン制御用の電子制御装置（エンジンＥＣＵ）３２の出力側に電気的に接続されている。エンジンＥＣＵ３２の入力側には前記したスロットル開度センサ１６及びエアフロメータ１４が接続されている。
【００４７】
サージタンク１７は、エンジン１１の各燃焼室に供給する吸入空気の脈動を抑制するために設けられている。サージタンク１７からエンジン１１の燃焼室への吸気通路としては各燃焼室に吸入空気を供給するために分枝される吸気マニホールド１９が設けられている。
【００４８】
各燃焼室には、吸気バルブ２８が開くことによって吸入空気とインジェクタ２０から噴射供給される燃料との混合気が供給される。燃焼室に供給された混合気は、ピストン１８が上昇することにより圧縮されると共に、点火プラグ２１の火花点火により燃焼に供される。そして、燃焼により発生する圧力がピストン１８を押し下げることでエンジンの駆動力を発生する。
【００４９】
燃焼により発生した燃焼ガスは排気バルブ２９が開弁することにより排気通路２２へと導かれる。ここで、吸気バルブ２８と排気バルブ２９とは、クランク軸の所定の回転角度に同期して開閉動作を行うが、バルブ開閉タイミング可変機構３０，３１は、このクランク軸の回転角度に対する開閉動作を進角させたり、遅角させることができる。従って、クランク軸の回転角度に対する開閉動作タイミングを任意に設定することができる。このバルブ開閉タイミング可変機構は、エンジン１１の油圧を利用して吸気バルブ２９と排気バルブ３０のクランク軸の回転角度に対する開閉タイミングを任意に設定する。尚、本実施の形態においては、このバルブ開閉タイミング可変機構に限定されるものではなく、バルブ開閉タイミング可変機構を備えて無くとも良い。
【００５０】
ところで、前述した燃焼ガスには有害成分が含まれる。このため排気通路２２の下流側に触媒コンバータ２３を設けることにより有害成分を浄化して大気へと燃焼ガスを排出している。この触媒コンバータ２３には、空燃比によって有害成分の浄化特性が異なる。そして最も浄化効率が良い空燃比は理論空燃比であることが知られている。
【００５１】
つまり触媒コンバータ２３の浄化特性を考慮すれば、触媒コンバータ２３の下流に設けられる酸素濃度センサ２７によって検出される空燃比が理論空燃比になるように制御することで触媒コンバータ２３の浄化特性を最も効率良く利用することができる。このことを考慮して、酸素濃度センサ２７で検出される空燃比のリッチ／リーンの周期比、および／または振幅比が同一（理論空燃比近傍）となるように触媒コンバータ２３の上流側の目標空燃比を補正するサブフィードバック制御が行われる。また、リニアＡ／Ｆセンサ２４で検出される空燃比がサブフィードバック制御で補正される目標空燃比になるようにメインのフィードバック制御が行われる。
【００５２】
それ以外にも、エンジンＥＣＵ３２の入力側には車速センサ（図示略）、回転速度センサ２６が接続されており、エンジン１１の制御に利用されている。エンジンＥＣＵ３２は、前記したエアフロメータ１４、スロットル開度センサ１６からの各種信号に基づきエアクリーナ３の目詰まりの状態を判断し、その判断結果に応じて警告灯の作動を制御する。
【００５３】
上記の目詰まり検出装置を備えた本実施の形態のエンジン１１の作動時においては、運転状態に応じて目標吸入空気量を設定し、この目標吸入空気量を満たすように予め設定されたスロットル開度を設定する。本実施の形態では、この目標吸入空気量が特許請求の範囲に記載した目標負荷に相当し、目標負荷設定手段は運転状態に基づいて目標吸入空気量を設定する手段に相当する。
【００５４】
スロットル開度は、エアクリーナに目詰まりが発生していない状態で吸気通路１２に流入する吸入空気中に塵、埃等の異物が混入していると、これらはエアクリーナ１３を通過する際に、そのエアクリーナのフィルタ１３によって捕捉される。異物が除去された清浄な吸入空気はスロットルバルブ１５を通過してエンジン１１に取り込まれる。このとき、エンジン１１への吸入空気の量はスロットルバルブ１５の開度に応じて調整される。また、この吸入空気量に応じてエンジン１１の出力が制御される。
【００５５】
このエンジン１１においては、その作動時間が長くなるに従いフィルタ１３に捕捉されて累積する異物の量が増加する。この異物の増加は、空気を吸入する際の吸気抵抗となり、エアクリーナを通過する吸入空気量を減少させる。この時、スロットル開度が一定であってもエアクリーナ目標吸入空気量Ｑｔｇとエアフロメータ１４により検出される実空気量Ｑａとの偏差は異物の量が増加するに従い大きくなる。
【００５６】
次に、このような現象を利用して行われる目詰まり検出装置の処理について説明する。図４のフローチャートはエンジンＥＣＵ３２によって実行される各処理のうち、エアクリーナの目詰まりを検出するための「目詰まり検出ルーチン」を示しており、所定のタイミングで起動される。
【００５７】
このルーチンの処理が開始されると、エンジンＥＣＵ３２はまずステップ１００で、スロットル開度センサ１６により検出されるスロットルバルブ１５の開度が領域１からｎまでの領域内であるか否かが判断される。この領域においてスロットル開度が小さい側は、エアクリーナの目詰まりによって生じる吸入空気量の減少量を検出できる程度の領域に設定されており、スロットル開度が大きい側は、スロットルバルブ１５の最大開度に対応した領域に設定されている。
【００５８】
このステップにてスロットル開度が領域１からｎに該当する領域ではないと判断されるとステップＳ１００が否定判別（ＮＯ）されて、再びステップＳ１００に戻る。一方、ステップＳ１００の処理が肯定判別（ＹＥＳ）されるとステップＳ１１０へ進む。今回の処理では、仮に領域ｉであるとする。ステップＳ１１０では目標空気量Ｑｔｇが領域毎に設定された所定範囲内であるか否かが判定される。
【００５９】
このステップにて目標空気量Ｑｔｇが所定範囲内ではないと判断されると、ステップＳ１１０は否定判別（ＮＯ）されて、再びステップＳ１００に戻る。一方、目標空気量Ｑｔｇが所定範囲内であると判断されると、ステップＳ１１０は肯定判別（ＹＥＳ）されてステップＳ１２０に進む。
【００６０】
ステップＳ１２０では、運転状態が安定しているか否かを判別する。この判別方法としては、例えばエンジン回転速度ＮＥやバルブ開閉タイミング可変機構３０，３１による吸気バルブや排気バルブの開閉タイミング、冷却水温、点火時期等がそれぞれに設定される所定範囲内であるかを判別すると良い。
【００６１】
運転状態を判別する理由は、スロットル開度に対応して検出される実吸入空気量Ｑは、内燃機関の運転状態によってもその影響を受けて変化する。一方、目標空気量Ｑｔｇはスロットル開度に対応して予め設定されている値である。従って、内燃機関の運転状態によって実吸入空気量が影響を受ける場合には、誤検出を招く可能性がある。そこで、このステップで運転状態が安定していないと判断されると、ステップＳ１２０は否定判別（ＮＯ）されて、再びステップＳ１００へ戻る。一方、運転状態が安定していると判断されると、ステップＳ１２０は肯定判別（ＹＥＳ）されてステップＳ１３０へ進む。
【００６２】
ステップＳ１３０では、領域ｉにおける目標空気量Ｑｔｇとエアフロメータ１４により検出される実空気量Ｑとの偏差（以下、Ｑｄ（ｉ）と称する）が所定値Ｑｊ（ｉ）以上であるか否かを判定する。この所定値Ｑｊ（ｉ）はスロットル開度に応じた判定値であり、スロットル開度が大きいほど大きな判定値が設定される。逆に、スロットル開度が小さいほど小さな判定値が設定される。つまり、塵や埃等によりエアクリーナに目詰まりが発生した場合、スロットル開度が大きいほど偏差Ｑｄ（ｉ）が大きくなるためである。
【００６３】
このスロットル開度に応じて設定される判定値Ｑｊ（ｉ）よりも偏差Ｑｄ（ｉ）が小さい場合には、ステップＳ１３０が否定判別（ＮＯ）されてステップＳ１５０へ進む。一方、スロットル開度に応じて設定される判定値Ｑｊ（ｉ）よりも偏差Ｑｄ（ｉ）が大きい場合には、ステップＳ１３０が肯定判別（ＹＥＳ）されて、ステップＳ１４０へ進む。
【００６４】
ステップＳ１４０では、偏差Ｑｄ（ｉ）を更新するために、偏差Ｑｄ（ｉ）をＥＣＵ３２のＲＡＭの領域ｉに対応した所定アドレスに格納し、ステップＳ１５０へ進む。ステップＳ１５０では、領域１からｎの全ての偏差Ｑｄ（ｉ）が判定されたか否かが判定される。
【００６５】
ここで、全ての領域に対する偏差（Ｑｄ（１）乃至Ｑｄ（ｎ））の判定が行われていなければ、ステップＳ１００戻る。一方、全ての領域に対して偏差Ｑｄ（ｉ）が判定されたと判断されると、ステップＳ１５０は肯定判別（ＹＥＳ）されて、ステップＳ１６０に進む。ステップＳ１６０では、偏差Ｑｄ（１）からＱｄ（ｎ）の関係を判断する。具体的には偏差Ｑｄ（１）から、偏差Ｑｄ（２）、偏差Ｑｄ（３）へと領域が進むに従って順に大きくなっているか否かを判断する。
【００６６】
ここで、偏差Ｑｄ（ｉ）の関係が領域順に大きくなっていないと判断するとステップＳ１８０へ進み、目詰まりなしと判断して本ルーチンを終了する。一方、偏差Ｑｄ（ｉ）の関係が領域順に大きくなっていれば、ステップＳ１６０が肯定判別（ＹＥＳ）されて、ステップＳ１７０へ進む。ステップＳ１７０では、目詰まり発生と判断し、図示しない警告ランプを点灯させてドライバにエアクリーナに目詰まりが発生したことを警告する。また、このステップＳ１７０では、エアクリーナに目詰まりが発生したことを受けて、他の異常診断を禁止する。
【００６７】
これにより、他の異常検出による誤検出を防止することができる。
【００６８】
尚、他の異常検出としては、スロットル弁の開度と実負荷との関係により所定の異常を検出するものが良い。従って、他の異常検出は、内燃機関に供給される吸入空気量や吸気圧に基づいて所定の異常を検出する手段であると良い。この他の異常検出が、特許請求の範囲に示す他の異常検出手段を禁止する手段に相当し、機能する。
【００６９】
以上のように本実施の形態では、目標吸入空気量Ｑｔｇと実吸入空気量Ｑとの偏差に基づいてエアクリーナの目詰まりを検出するので、吸入空気量センサにより検出される実吸入空気量によらずエアクリーナの目詰まりを確実に検出することができる。つまり、異物の堆積量が増加して吸気抵抗が大きくなった場合であっても、目標吸入空気量は運転状態に応じて設定される値であるので、エアクリーナの目詰まり度合いの影響を受けず目詰まり検出を実行することができる。
【００７０】
さらに、図３に示すように、スロットル開度に応じた領域に分割し、その分割した領域におけるＱｄ（ｉ）を比較することで、フィルタの目詰まりによる特性に応じた目詰まり検出を実行することができ、精度良い検出が可能となる。
【００７１】
本実施の形態において、目標負荷設定手段は、運転状態に応じてエンジン１１に供給する吸入空気量を設定する手段に、開度設定手段は目標吸入空気量に基づいて予め設定されるスロットル開度を設定する手段に、目詰まり判定手段は図４のフローチャートに、偏差算出手段はスロットル開度に応じた領域毎に目標吸入空気量と実吸入空気量との偏差を算出する手段に、それぞれ相当し、機能する。
【００７２】
（その他の実施例１）
尚、本実施の形態では、ステップＳ１５０にて領域１からｎのすべての偏差Ｑｄ（ｉ）を更新したか否かを判定し、全ての領域に対する偏差Ｑｄ（ｉ）が更新された場合にのみ目詰まり発生を判定した。これをより簡易的にするために、ステップＳ１３０にて、所定の領域ｉに対応するＱｄ（ｉ）が所定値Ｑｊ（ｉ）よりも大きい場合、つまり１点のＱｄ（ｉ）の判定結果に基づいて直接目詰まりが発生したと判定しても良い。
【００７３】
（その他の実施例２）
また、本実施の形態では、全ての領域に対する偏差Ｑｄ（ｉ）が更新された場合にのみ目詰まり発生を判定した。その具体的な判定方法としては、全ての領域に対する各々の偏差Ｑｄ（ｉ）を比較し、その関係として領域が小さい偏差Ｑｄ（ｉ）から順に大きくなる場合にエアクリーナの目詰まりであると判定した。本実施例では、この具体的な判定方法の別手法として、次のような構成を用いても良い。
【００７４】
全ての領域に対して算出された各々の偏差Ｑｄ（ｉ）を、各々の領域毎に設定された判定値Ｑｊ（ｉ）と比較することで仮判定を行う。判定値Ｑｊ（ｉ）よりも偏差Ｑｄ（ｉ）が大きい場合が仮異常であるとする。そして、その領域毎の仮判定結果において、所定個数の仮異常が判定されたならば最終的に目詰まりが発生したと判定する。
【００７５】
（その他の実施例３）
本実施の形態では、運転状態によって目標空気量Ｑｔｇを設定し、この目標空気量Ｔｇに基づいてスロットル開度が設定される。そして、この目標空気量Ｔｇを基準負荷として実際に検出される吸入空気量Ｔｇと比較した。本実施例では、この構成に替えて、ドライバの要求するアクセルペダルの踏み込み量に応じて機械的にスロットルバルブの開度が設定されるシステムに適用する。
【００７６】
本実施例では、スロットルバルブの開度領域毎に基準空気量を予め記憶する。この基準空気量は、エアクリーナに目詰まりが無い状態でエンジン１１に供給される吸入空気量である。そして、図４のフローチャートのステップＳ１３０における実吸入空気と目標吸入空気との偏差に替えて、基準空気量と実吸入空気量との偏差を算出する。これにより、ドライバの要求するアクセルペダルの踏み込み量に応じて機械的にスロットルバルブの開度が設定されるシステムにおいても実施の形態と同様に実吸入空気量によらず精度良くエアクリーナの目詰まりを検出することができる。
【００７７】
（その他の実施例４）
本実施の形態では、目標吸入空気量Ｑｔｇと実吸気量Ｑとに基づいてエアクリーナの目詰まりを判定した。この目標吸入空気量Ｑｔｇと実吸気量Ｑとの関係は、排出ガスをエンジン１１に再環流させるＥＧＲシステム、吸気通路にバイパス通路を設けてバイパス通路中に設けられるバイパスバルブによってエンジン１１のアイドル運転を制御するＩＳＣシステム等に影響を受ける。つまり、ＥＧＲシステムは、排出ガスを再び吸気通路に環流させるシステムである。従って、スロットル開度によって定まる吸入空気量に加えて、排出ガス分吸入空気量が増加する。従って、本実施例では、この環流される排出ガス量が所定範囲を超える場合にも目詰まり判定の実行を禁止しても良い。
【００７８】
同様に、ＩＳＣシステムもスロットルバルブの開度に加えてバイパスバルブの開度により吸入空気量が増加する。そこで、バイパスバルブの開度が所定範囲を超える場合も、運転状態が安定していないと判定し、目詰まり判定の実行を禁止しても良い。
【００７９】
また、大気圧センサを備えるものでは、エンジン１１の運転中に大気圧を検出することができる。大気圧が高いほどエンジン１１に供給される吸入空気量が増加する。従って、大気圧が所定範囲を超える場合にも目詰まり判定実行を禁止しても良い。
【００８０】
（その他の実施例５）
本実施の形態では、目標吸入空気量Ｑｔｇと実吸気量Ｑとの偏差と、所定値とを比較して目詰まり判定を実行した。本実施例では、この所定値を、吸気バルブの進角量や機関回転速度、冷却水温、ＥＧＲシステムのバイパスバルブ開度、ＩＳＣバルブのバルブ開度等に応じて補正しても良い。
【００８１】
これにより、目標吸入空気量Ｑｔｇと実吸気量Ｑとの関係に影響を与えるものに対して、目詰まり検出を実行するための判定値（図４のフローチャートのステップＳ１３０に示す所定値）を補正するので、精度良くエアクリーナの目詰まりを判定することができる。
【００８２】
（その他の実施例６）
本実施例では、目詰まり判定によってエアクリーナのフィルタ１３に異常が検出された際に、他の異常検出を禁止する。この場合、他の異常検出は、スロットル開度と吸入空気量との関係によって所定の異常を検出するものが好ましい。例えば、エアフロメータ１４の異常検出等である。
【００８３】
この構成が、特許請求の範囲に示す他の異常検出手段である。
【００８４】
（その他の実施例７）
本実施の形態では、エアフロメータ１４により検出される実吸入空気量と、予め設定される目標空気量とに基づいてエアクリーナの目詰まりを判定した。本実施例は、吸気圧センサを備えるシステムに適用し、実吸気圧に基づいてエアクリーナの目詰まりを判定する例について説明する。
【００８５】
運転状態によって目標吸入空気量Ｑｔｇを設定する。スロットルバルブ１５は目標吸気圧に基づいてスロットル開度が設定される。一方、吸気圧センサにより検出される実吸気圧は、機関回転速度と実吸気圧とにより予め設定されるマップにより実吸入空気量Ｑに変換される。従って、この目標吸入空気量Ｑを目標負荷とし、実際に検出される吸気圧から変換された実吸入空気量Ｑと比較することでエアクリーナの目詰まりを検出する。つまり、吸気圧センサを備えるシステムにあっては、吸気圧を吸入空気量に替えて用いても良い。吸気圧は特許請求の範囲に示す負荷に相当する。
【００８６】
尚、以上の実施例を適宜組み合わせて用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の全体の概略構成図である。
【図２】スロットル開度に対する吸入空気量の関係を示す特性図である。
【図３】スロットル開度に対する吸入空気量の関係を示す特性図である。
【図４】
本発明の実施の形態において、エンジンＥＣＵによって実行される目詰まり検
出ルーチンの処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１１…内燃機関としてのエンジン、
１２…吸気通路、
１３…エアクリーナのフィルタ、
１４…エアフロメータ、
１５…スロットルバルブ、
１７…スロットル開度センサ、
３２…エンジンＥＣＵ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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