(57)【要約】【課題】内燃機関等の外乱要因、つまり、故障以外を原因とする変化の影響を考慮して故障の検出精度を高めることができる内燃機関の排気再循環システムの故障診断装置を提供する。【解決手段】ディーゼルエンジン11にはＥＧＲ装置26が装備されている。ＥＣＵ13はマイコン45及びメモリ46を備え、ディーゼルエンジン11の運転状態に基づいて目標ＥＧＲ率を設定するとともに実ＥＧＲ率を推定し、両者の差が小さくなるようにＥＧＲ弁28の開度を変更するためのフィードバック量を演算する。ＥＣＵ13は外乱要因の影響が所定値以下となる学習条件が満たされた状態で目標ＥＧＲ率に対するフィードバック量を学習値に加算して更新する。ＥＣＵ13は更新された学習値が予め設定された範囲内にない場合に故障と判断する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路と吸気通路とを連通する排気循環通路を通って還流されるＥＧＲ量を調節するＥＧＲ弁を備えたＥＧＲ装置と、前記ＥＧＲ弁の開度を制御する制御手段とを備えた内燃機関において、
内燃機関の運転状態に基づいて目標ＥＧＲ率を設定する目標ＥＧＲ率設定手段と、
実ＥＧＲ率を推定する実ＥＧＲ率推定手段と、
前記目標ＥＧＲ率と前記実ＥＧＲ率とに基づいて前記目標ＥＧＲ率と前記実ＥＧＲ率との差を小さくするように前記ＥＧＲ弁の開度を変更するためのフィードバック量を演算するフィードバック量演算手段と、
外乱要因の影響が所定値以下となる学習条件が満たされた状態で前記目標ＥＧＲ率に対するフィードバック量を学習値に加算して更新する学習手段と、
更新された学習値が予め設定された範囲内にない場合に故障と判断する判断手段と
を備えている内燃機関の排気再循環システムの故障診断装置。
【請求項２】
前記学習値は、複数に分割された内燃機関の運転領域毎に設けられている請求項１に記載の内燃機関の排気再循環システムの故障診断装置。
【請求項３】
前記学習手段は、前記学習条件が満たされていない場合は学習値の更新を行わず、前記制御手段は更新前の学習値に基づいて前記ＥＧＲ弁の開度を制御する請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の排気再循環システムの故障診断装置。
【請求項４】
前記判断手段は、学習値の更新が行われない場合は、前記目標ＥＧＲ率と前記実ＥＧＲ率との差が、予め設定された範囲内にない場合に故障と判断するとともに、次回の判断時から学習値の更新が行われない場合に前記範囲を拡げて判断を行う請求項３に記載の内燃機関の排気再循環システムの故障診断装置。
【請求項５】
前記フィードバック量演算手段は、更新１回当たりに学習手段に加算されるフィードバック量に上下限値を設けて算出するとともに、前記判断手段は、一つの運転領域において故障の判断を行った後は、内燃機関の再始動が行われるまで、全ての運転領域において故障判断を中止し、学習値の更新は行われる請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の排気再循環システムの故障診断装置。
【請求項６】
前記判断手段は、故障と判断した場合は故障フラグをオンにし、内燃機関の再始動が行われるまで故障判断を実行せず、次の始動後に故障と判断しない場合に前記故障フラグをオフにする請求項１、請求項２、請求項３及び請求項５のいずれか一項に記載の内燃機関の排気再循環システムの故障診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気再循環システムの故障診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の排気（排ガス）中のＮＯｘを検出させる手段として、排気再循環（ＥＧＲ）装置が広く使用されている。ＥＧＲ装置を備えた内燃機関において、ＥＧＲ弁が固着したり、作動に支障が生じたりすると、通常であれば排気が環流されない運転条件、例えば急加速や登坂時等の負荷の高い条件でも排気が環流され、燃焼が悪化するため運転性が悪化したり、高温の排気で吸気系の部品に悪影響を与えることが考えられる。
【０００３】
このため、万一の故障に備えて、ＥＧＲ装置の故障やＥＧＲシステムの故障の有無を判断する故障診断装置（故障検出装置）が提案されている。ＥＧＲ装置の故障検出装置として、再循環ガスが混入された吸気空気中の酸素濃度を検出する酸素センサの出力に基づいて算出した第１の排気ガス再循環率と、運転状態検出手段により検出された検出値に応じて算出された第２の排気ガス再循環率とが一致しないことで故障を検出する装置がある（例えば、特許文献１参照。）。また、特許文献１には、第１の排気ガス再循環率と第２の排気ガス再循環率との差が予め定められた所定範囲を越えることから故障を検出することや、フィードバック制御時のフィードバック補正値を記憶し、フィードバック補正値が予め定められた所定範囲を越えることから故障を検出することも開示されている。
【特許文献１】特開平５−１８３２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１に記載の装置では、定常状態及び過渡期の区別無くＥＧＲ弁の開度のフィードバック制御を行う。従って、フィードバック補正値が予め定められた所定範囲を越えることから故障を検出する場合でも、エンジン運転状態の過渡期による変化の影響と、故障との判断が付き難い。同様なことは、環境要因、例えば気圧が下がることによる変化の影響、についても言える。また、運転状態に関係なく補正値が記憶される構成、即ち学習値は一つのため、ＥＧＲの運転領域が広くなった場合における故障の検出精度が低くなる。
【０００５】
本発明は、前記の問題に鑑みてなされたものであって、その第１の目的は内燃機関等の外乱要因、つまり、故障以外を原因とする変化の影響を考慮して故障の検出精度を高めることができる内燃機関の排気再循環システムの故障診断装置を提供することにある。第２の目的はＥＧＲの運転領域が広い場合においても、故障の検出精度を高めることができる内燃機関の排気再循環システムの故障診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記第１の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、排気通路と吸気通路とを連通する排気循環通路を通って還流されるＥＧＲ量を調節するＥＧＲ弁を備えたＥＧＲ装置と、前記ＥＧＲ弁の開度を制御する制御手段とを備えた内燃機関の排気再循環システムの故障診断装置である。そして、内燃機関の運転状態に基づいて目標ＥＧＲ率を設定する目標ＥＧＲ率設定手段と、実ＥＧＲ率を推定する実ＥＧＲ率推定手段と、前記目標ＥＧＲ率と前記実ＥＧＲ率とに基づいて前記目標ＥＧＲ率と前記実ＥＧＲ率との差を小さくするように前記ＥＧＲ弁の開度を変更するためのフィードバック量を演算するフィードバック量演算手段とを備えている。また、外乱要因の影響が所定値以下となる学習条件が満たされた状態で前記目標ＥＧＲ率に対するフィードバック量を学習値に加算して更新する学習手段と、更新された学習値が予め設定された範囲内にない場合に故障と判断する判断手段とを備えている。ここで、「外乱要因の影響が所定値以下となる学習条件が満たされた状態」とは、急加速・急減速等エンジンの運転条件が大きく変化する時の過渡状態の影響や、環境要因、例えば気圧が低い状態、の影響が少ない状態を意味する。例えば、平地走行において、暖機後で定常運転又は定常運転に近い状態（加減速の小さな状態）、即ち内燃機関が安定した運転状態であることを意味する。
【０００７】
この発明では、内燃機関の運転状態に基づいて目標ＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率設定手段により設定され、実ＥＧＲ率推定手段により実ＥＧＲ率が推定される。目標ＥＧＲ率と実ＥＧＲ率との差を小さくするようにＥＧＲ弁の開度を変更するためのフィードバック量がフィードバック量演算手段により演算される。そして、外乱要因の影響が所定値以下となる学習条件が満たされた状態で、学習手段により前記フィードバック量が学習値に加算されて更新される。更新された学習値が予め設定された範囲内に無い場合に、判断手段により故障と判断される。従って、内燃機関等の外乱要因、つまり、故障以外を原因とする変化の影響を考慮して、排気再循環システムの故障の検出精度を高めることができる。
【０００８】
前記第２の目的を達成するため、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、前記学習値は、複数に分割された内燃機関の運転領域毎に設けられている。この発明では、内燃機関の運転領域が広い場合においても、同一学習値を使用する領域では運転状態の差が小さいため、ＥＧＲ弁の開度制御が安定した状態で行われ、故障の検出精度を高めることができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記学習手段は、前記学習条件が満たされていない場合は学習値の更新を行わず、前記制御手段は更新前の学習値に基づいて前記ＥＧＲ弁の開度を制御する。この発明では、内燃機関が安定した運転状態でない場合は、学習値は更新されず、前回のフィードバック量に基づいてＥＧＲ弁の開度が制御される。従って、過渡期や暖機時等の不安定な状態で学習値の更新が行われないため、ハンチング現象等の不具合の発生が抑制される。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記判断手段は、前記目標ＥＧＲ率と前記実ＥＧＲ率との差が、予め設定された範囲内にない場合に故障と判断するとともに、次回の判断時から学習値の更新が行われない場合に前記範囲を拡げて判断を行う。故障判断を１回のサイクルで行うと誤判断が発生し易いため、複数回連続して故障と判断された時に真の故障と判断するのが望ましいが、前記範囲が同じ場合、誤判断が発生し易い。しかし、この発明のように前記範囲を拡げることにより誤判断を抑制することができる。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記フィードバック量演算手段は、更新１回当たりに学習手段に加算されるフィードバック量に上下限値を設けて算出するとともに、前記判断手段は、一つの運転領域において故障の判断を行った後は、内燃機関の再始動が行われるまで、全ての運転領域において故障判断を中止し、学習値の更新は行われる。同じトリップ中では、ある運転領域で故障（異常）となった場合は他の運転領域でも故障（異常）となる確率が高い。この発明では、故障と判断された後は、無駄な故障判断が行われない。しかし、一時的な異常であれば、学習値の更新を継続することにより、次のトリップで正常に復帰する可能性が高くなる。なお、「トリップ」とは内燃機関の始動から停止までを意味する。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項１、請求項２、請求項３及び請求項５のいずれか一項に記載の発明において、前記判断手段は、故障と判断した場合は故障フラグをオンにし、内燃機関の再始動が行われるまで故障判断を実行せず、次の始動後に故障と判断しない場合に前記故障フラグをオフにする。この発明では、故障ではないのに、何らかの原因で故障と判断された場合には、次の内燃機関の運転時に、誤判断が取り消される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、内燃機関等の外乱要因、つまり、故障以外を原因とする変化の影響を考慮して故障の検出精度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図１及び図２に従って説明する。図１はディーゼルエンジンシステムの概略構成図である。なお、断面部分のハッチングを省略している。
【００１５】
ディーゼルエンジンシステムは、ディーゼルエンジン１１と、燃料ポンプ１２（サプライポンプ）と、ディーゼルエンジン１１及び燃料ポンプ１２を電子制御するＥＣＵ１３（電子制御ユニット）とを備えている。
【００１６】
ディーゼルエンジン１１は、シリンダヘッド１４と、複数のシリンダ１５ａ（図１では１個のみ図示）が形成されたシリンダブロック１５とを備えている。各シリンダ１５ａ内にはピストン１６が往復動可能に設けられている。ピストン１６と、シリンダ１５ａ及びシリンダヘッド１４によって各気筒毎に燃焼室１５ｂが形成されている。シリンダヘッド１４には、燃料噴射ノズル１７（インジェクタ）がそのノズル部を燃焼室１５ｂに露出させた状態で設けられている。燃料噴射ノズル１７は、各気筒共通のコモンレール１８に接続され、噴射制御用の電磁弁１７ａが開いている間、コモンレール１８内の燃料が燃料噴射ノズル１７から燃焼室１５ｂ内へ噴射されるようになっている。コモンレール１８は、燃料通路（図示せず）を介して燃料ポンプ１２に接続されている。燃料ポンプ１２は、ディーゼルエンジン１１の回転に同期する図示しないカムによってプランジャを往復動させて、図示しない燃料タンクから燃料を吸入し、燃料圧力を要求される圧力まで高めて、高圧燃料をコモンレール１８に供給する。即ち、図示しない燃料タンクから燃料ポンプ１２によって圧送された燃料が、燃料噴射ノズル１７からの燃料噴射圧に相当する高い圧力で、コモンレール１８内に蓄積されている。
【００１７】
ピストン１６は燃焼室１５ｂでの吸気・圧縮行程後の爆発から得られる推進力によってシリンダ１５ａ内を往復運動し、ピストン１６の往復運動がコンロッド１９を介してクランクシャフト（出力軸）２０の回転運動に変換されて出力が得られる。
【００１８】
燃焼室１５ｂには吸気ポートに繋がる吸気通路２１と、排気ポートに繋がる排気通路２２とがそれぞれ接続されている。吸気通路２１にはエアクリーナ２３及びスロットルバルブ２４が設けられている。スロットルバルブ２４はスロットルモータ（電動モータ）２５によって作動される電動式であり、スロットルバルブ２４を開度調整することにより、燃焼室１５ｂ内に導入される吸入空気の流量が調整される。
【００１９】
ディーゼルエンジン１１には排気再循環装置（ＥＧＲ装置）２６が装備されている。ＥＧＲ装置２６は排気の一部を吸気系に還流させることで、燃焼室１５ｂ内の燃焼温度を低下させて排気中に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減させる。吸気通路２１のスロットルバルブ２４より下流側と、排気通路２２との間には、吸気通路２１と排気通路２２とを連通する排気循環通路２７が設けられている。排気循環通路２７には、該排気循環通路２７の連通状態を制御するＥＧＲ弁２８が設けられている。ＥＧＲ弁２８はアクチュエータ２９としてダイヤフラムが使用された負圧作動式で、アクチュエータ２９は通路３０を通じて負圧切替弁３１と負圧調整弁３２の各出力ポートに接続されている。
【００２０】
負圧調整弁３２はデューティ制御により開度調整される三方式の電磁弁であり、その入力ポートはバキュームポンプ（図示せず）に通じ、その大気ポートは大気圧に開放されている。負圧調整弁３２はＥＧＲ弁２８の開度（ＥＧＲバルブ開度）を連続的に調整する。負圧切替弁３１の入力ポートには大気圧が導入されており、負圧切替弁３１が大気導入位置に切り替えられるとＥＧＲ弁２８は全閉する。
【００２１】
排気通路２２には排気循環通路２７の分岐部より下流側位置に排気清浄装置３３が設けられている。排気清浄装置３３としてはディーゼル・パティキュレイト・フィルタ（ＤＰＦ）やＤＰＮＲ（ディーゼル・バティキュレイト・ＮＯｘ・リダクションシステム）等が使用される。
【００２２】
ディーゼルエンジン１１及び燃料ポンプ１２には、エンジン負荷や運転状態等を検出する検出手段として各種センサが設けられている。前記各種センサとして、例えば、シリンダブロック１５にはディーゼルエンジン１１における水温を検出する水温センサ３４が設けられている。また、ディーゼルエンジン１１の運転状態等を検出する検出手段として、アクセルペダル３５の踏込量を検出するアクセル開度センサ３６がある。
【００２３】
吸気通路２１において、エアクリーナ２３の下流側には、吸入空気量を検出するエアフローメータ３７と、大気温度を検出する大気温センサ３８とが設けられている。吸気通路２１において排気循環通路２７との接続部より上流側位置には、吸気温度を検出する吸気温センサ３９が設けられている。また、吸気通路２１において吸気温センサ３９の近傍位置には負圧切替弁４０ａの出力ポートが接続されており、負圧切替弁４０ａの出力ポートに導入される圧力を検出することで吸気圧を検出する吸気圧センサ４０が設けられている。吸気圧センサ４０は負圧切替弁４０ａが切替えられることにより、ディーゼルエンジン１１の吸気圧または大気圧を検出する。なお、大気温の低い冬期などにはインテークヒータ（図示せず）によって吸気が加熱される。
【００２４】
燃料ポンプ１２には、エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度センサ４１が設けられている。コモンレール１８には、コモンレール１８内の燃料温度を検出する燃料温度センサ４２と、コモンレール１８内の燃料の圧力を検出する燃料圧センサ４３とが設けられている。
【００２５】
水温センサ３４、アクセル開度センサ３６、エアフローメータ３７、大気温センサ３８、吸気温センサ３９、吸気圧センサ４０、エンジン回転速度センサ４１、燃料温度センサ４２及び燃料圧センサ４３は、いずれもＥＣＵ１３の入力側（入力インタフェイス）に接続されている。前記各センサ類により検出されたデータはＥＣＵ１３に入力される。
【００２６】
電磁弁１７ａ、負圧切替弁３１，４０ａ、負圧調整弁３２及びスロットルバルブ２４は、ＥＣＵ１３の出力側（出力インタフェイス）にそれぞれ電気的に接続されている。ＥＣＵ１３は各センサ類から出力される検出信号に基づいて負圧切替弁３１，４０ａ、負圧調整弁３２、スロットルバルブ２４（スロットルモータ２５）及び電磁弁１７ａを制御する。
【００２７】
ＥＣＵ１３はマイクロコンピュータ（以下「マイコン」と称す）４５を内蔵する。マイコン４５はメモリ（ＲＯＭ及びＲＡＭ）４６を備える。
メモリ４６には、各種センサ類の検出信号から把握される運転状態に基づいて、エンジン制御のために指令すべき各種指令値（制御値）の決定に用いられるマップ、式等が記憶されている。前記マップ、式等には、例えばＥＧＲ弁開度、燃料噴射量、スロットル開度などを決めるマップ、式等が含まれる。
【００２８】
この実施形態ではＥＧＲ弁２８の開度を調整する制御はフィードバック制御により行われる。ＥＣＵ１３に内蔵されたメモリ４６にはＥＧＲ弁開度の制御（フィードバック制御）を行うためのプログラムが記憶されている。毎回の制御において各種検出値（エンジ回転速度、スロットル開度など）に基づき燃料噴射量が決まり、この燃料噴射量から必要な吸入空気量が決まり、さらに必要な空燃比が確保される範囲で所定の目標ＥＧＲ率（排気再循環量／（排気再循環量＋吸入空気量））が決まる。この目標ＥＧＲ率が得られるように種々の要素を加味して予め設定された演算式又はマップに基づき、フィードバック制御の目標開度（目標ＥＧＲ弁開度）が演算される。
【００２９】
ＥＣＵ１３は、ＥＧＲ弁２８の開度を制御する制御手段と、ディーゼルエンジン１１の運転状態に基づいて目標ＥＧＲ率を設定する目標ＥＧＲ率設定手段と、実ＥＧＲ率を推定する実ＥＧＲ率推定手段を構成する。ＥＣＵ１３は、目標ＥＧＲ率と実ＥＧＲ率との差を小さくするようにＥＧＲ弁２８の開度を変更するためのフィードバック量を演算するフィードバック量演算手段と、学習手段と、排気再循環システムの故障を判断する判断手段とを構成する。学習手段は、外乱要因の影響が所定値以下となる学習条件が満たされた状態で前記目標ＥＧＲ率に対するフィードバック量を学習値に加算して更新する。判断手段は、更新された学習値が予め設定された範囲内にない場合に故障と判断する。
【００３０】
「外乱要因の影響が所定値以下となる学習条件が満たされた状態」とは、急加速・急減速等エンジンの運転条件が大きく変化する時の過渡状態の影響や、環境要因、例えば気圧が低い状態、の影響が少ない状態を意味する。例えば、平地走行において、暖機後で定常運転又は定常運転に近い状態（加減速の小さな状態）、即ちディーゼルエンジン１１が安定した運転状態であることを意味する。
【００３１】
この実施形態では、メモリ４６には、複数に分割された内燃機関の運転領域に対応して学習値の記憶領域が設けられている。メモリ４６には目標ＥＧＲ率に対応するＥＧＲ弁２８の制御量の基準値（ベース値）が記憶されている。この基準値が、未学習状態の１回目の学習値となる。目標ＥＧＲ率と実ＥＧＲ率とが異なる場合、その差に対応する予め決められた値がフィードバック量となり、前回の学習値に前記フィードバック量を加えた値が更新後の学習値として記憶領域に記憶される。そして、学習値の記憶領域は、複数に分割された内燃機関の運転領域毎に設けられている。ＥＣＵ１３は、ディーゼルエンジン１１の始動から停止までの間に、学習値の更新と故障の有無の判断とを行う。ＥＣＵ１３は、複数に分割されたディーゼルエンジン１１の各運転領域に対応して学習値を更新するようになっている。ＥＣＵ（フィードバック量演算手段）１３は、更新１回当たりに学習手段に加算されるフィードバック量に上下限値を設けて算出する。ＥＣＵ（判断手段）１３は、一つの運転領域において故障の判断を行った後は、ディーゼルエンジン１１の再始動が行われるまで（次のトリップまで）、全ての運転領域において故障判断を中止する。しかし、学習値の更新は行われる。
【００３２】
ＥＣＵ１３は、故障と判断した場合は故障フラグをオンにし、その後は、当該トリップにおいては故障判断を行わない。ＥＣＵ１３は、ディーゼルエンジン１１の始動時に故障フラグをオフにする。
【００３３】
次に前記のように構成された装置の作用を説明する。
ＥＣＵ１３は、図２のフローチャートに従って排気再循環システムの故障診断と、ＥＧＲ弁２８及びスロットルバルブ（吸気絞り弁）２４の制御量算出の制御とを行う。この制御は予め設定された所定の制御周期で行われる。所定周期は例えば１秒である。
【００３４】
ＥＣＵ１３は、ステップＳ１で各種センサ類の検出信号から、ディーゼルエンジン１１の運転状況や環境パラメータであるエンジン回転速度、冷却水温、大気圧等と、推定実ＥＧＲ率（実ＥＧＲ率）算出用パラメータである吸気量、吸気圧、吸気絞り開度、ＥＧＲ弁開度等とを読み込む。ＥＣＵ１３は、ステップＳ２で目標ＥＧＲ率を算出し、ステップＳ３で推定実ＥＧＲ率を算出する。ＥＣＵ１３は、ステップＳ４で目標ＥＧＲ率と推定実ＥＧＲ率とに基づいて、目標ＥＧＲ率と推定実ＥＧＲ率との差を小さくするようにＥＧＲ弁２８の開度を変更するためのフィードバック量を演算する。
【００３５】
フィードバック量の演算は、目標ＥＧＲ率と実ＥＧＲ率との差に対応して予め設定された値ＦＢｋをマップ又は演算式によって求め、その値ＦＢｋが予め設定された上下限値以内であれば、その値ＦＢｋがフィードバック量となり、その値ＦＢｋが上下限値以内でなければ、上限値又は下限値がフィードバック量に決定される。装置の各部品が設計値どうりに形成され、経時変化も生じていない場合はフィードバック量は０になるが、一般に一回の学習で前記値ＦＢｋが上下限値以内となることは少なく、複数回の学習後に前記値ＦＢｋが上下限値以内となる。
【００３６】
次にＥＣＵ１３は、ステップＳ５で外乱要因の影響が所定値以下となる学習条件が満たされているか否かを判断し、満たされていればステップＳ６に進む。ＥＣＵ１３は、ステップＳ６で学習値の更新を行う。学習値の更新は、今回の制御サイクルにおけるステップＳ４で算出されたフィードバック量を前回の学習値に加算することにより行われる。
【００３７】
次にＥＣＵ１３は、ステップＳ７で故障フラグがオフか否かの判断を行い、故障フラグがオフであればステップＳ８に進む。ＥＣＵ１３は、ステップＳ８で更新された学習値が規定値内か否か、即ち更新された学習値が予め設定された範囲内にあるか否かの判断を行う。学習値が予め設定された範囲内にあればステップＳ９に進む。予め設定された範囲とは、ＥＧＲシステムの構成部品の設計公差や、正常な経年劣化による所定年数の劣化にて設計時に織り込み済みのもの、また、排気ガス悪化限界から決定される上限値と下限値との間を意味し、例えば基準値に対し±２０％以内である。
【００３８】
次にＥＣＵ１３は、ステップＳ９でフィードフォワード処理を行う。フィードフォワード処理とは、更新後の学習値を次のステップＳ１０における制御量算出の基礎に決定することである。
【００３９】
次にＥＣＵ１３は、ステップＳ１０で更新後の学習値に基づいてＥＧＲ弁２８及びスロットルバルブ２４の制御量を算出し、アクチュエータ２９及びスロットルモータ２５に制御指令を出力する。各制御量の算出はメモリ４６に記憶されたマップ又は式を用いて行われる。そして、アクチュエータ２９及びスロットルモータ２５が制御量に対応して駆動され、ＥＧＲ弁２８及びスロットルバルブ２４の開度が調整される。
【００４０】
ステップＳ５において学習条件が満たされていない場合は、ＥＣＵ１３はステップＳ１１に進み、学習値の更新を行わない。そして、ＥＣＵ１３は、ステップＳ１０に進み、ステップＳ４で算出したフィードバック量と前回の学習値（更新前の学習値）とに基づいてＥＧＲ弁２８及びスロットルバルブ２４の制御量を算出する。
【００４１】
ステップＳ７において故障フラグがオフでない場合、即ちフラグがオンの場合は、ＥＣＵ１３は故障判断を行わずにステップＳ９に進む。
また、ステップＳ８において学習値が規定値内に無い場合は、ＥＣＵ１３はステップＳ１２に進み、ステップＳ１２で故障と判断して、故障フラグを立てて（オンにして）処理を終了する。従って、この場合は、ＥＧＲ弁２８及びスロットルバルブ２４は元の開度状態に保持される。
【００４２】
なお、故障フラグがオンになると、例えば警告装置が作動されたり、故障に対応する処置が行われる。
この実施形態では以下の効果を有する。
【００４３】
（１）排気再循環システムは、目標ＥＧＲ率と実ＥＧＲ率との差を小さくするようにＥＧＲ弁２８の開度を変更するためのフィードバック量を演算するフィードバック量演算手段と、外乱要因の影響が所定値以下となる学習条件が満たされた状態で前記目標ＥＧＲ率に対するフィードバック量を学習値に加算して更新する学習手段とを備えている。そして、ＥＣＵ（判断手段）１３は、更新された学習値が予め設定された範囲内にない場合に故障と判断する。従って、内燃機関等の外乱要因、つまり、故障以外を原因とする変化の影響を考慮して、排気再循環システムの故障の検出精度を高めることができる。また、排気再循環システムの故障検出に用いるパラメータをスロットルバルブ開度（吸気絞り開度）や吸気圧等の間接的なパラメータではなく、直接的なＥＧＲ率とすることにより、検出精度が高められる。また、ＥＧＲ率という無次元パラメータを使用することにより、異なる車種にも同じ評価基準で簡単に適用できる。
【００４４】
（２）故障判断の際に更新後の学習値との比較に使用する規定値は、設計公差や排気ガスの悪化の限界から決定されるため、公差や排気浄化装置（排気浄化システム）が共通であれば、他の車種に流用できる可能性が高い。従って、同一エンジンの他車種搭載時などで故障診断装置の開発時間を短縮できる。
【００４５】
（３）学習値は、複数に分割された内燃機関の運転領域毎に設けられている。従って、内燃機関の運転領域が広い場合においても、同一学習値を使用する領域では運転状態の差が小さいため、ＥＧＲ弁の開度制御が安定した状態で行われ、故障の検出精度を高めることができる。
【００４６】
（４）ＥＣＵ（学習手段）１３は、学習条件が満たされていない場合は学習値の更新を行わない。従って、過渡期や暖機時等の不安定な状態で学習値の更新が行われないため、ハンチング現象等の不具合の発生が抑制される。
【００４７】
（５）ＥＣＵ（制御手段）１３は、学習条件が満たされていない場合は、当該サイクルのフィードバック量と前回の学習値とに基づいてＥＧＲ弁２８の開度を制御する。従って、ディーゼルエンジン１１が安定した運転状態でない場合も、その時点での適正な開度にＥＧＲ弁２８の開度が制御される。
【００４８】
（６）  ＥＣＵ（学習手段）１３は、複数に分割された内燃機関の運転領域に対応して学習値の更新を行い、ＥＣＵ（判断手段）１３は、一つの運転領域において故障の判断を行った後は、内燃機関の再始動が行われるまで、全ての運転領域において故障判断を中止するが、故障判断後も学習値の更新は行われる。従って、故障と判断された後は、無駄な故障判断は行われない。しかし、一時的な異常であれば、学習値の更新を継続することにより、次のトリップで正常に復帰する可能性が高くなる。
【００４９】
（７）ＥＣＵ（判断手段）１３は、故障と判断した場合は故障フラグをオンにし、内燃機関の再始動が行われるまで故障判断を実行せず、次の始動時に故障フラグをオフにする。従って、故障ではないのに、何らかの原因で故障と判断された場合には、次の内燃機関の運転時に、誤判断が取り消される。
【００５０】
（第２の実施形態）
次に第２の実施形態を図３に従って説明する。この実施形態では、学習値の更新が行われない場合にも、故障の判断が行われる点が前記第１の実施形態と大きく異なっている。また、更新後の学習値を用いない故障判断において故障と判断した場合は、次回の判断時から学習値の更新が行われない場合に範囲を拡げて判断を行う点も異なっている。前記実施形態と同様の部分は同一符号を付して詳しい説明を省略する。
【００５１】
この実施形態では、学習値の更新が行われない場合における故障の判断は、今回のサイクルで算出された、目標ＥＧＲ率と実ＥＧＲ率との差が、予め設定された範囲内にない場合に故障と判断する。この場合の予め設定された範囲とは、ＥＧＲシステムの構成部品の設計公差や排気ガス悪化限界から決定される上限値と下限値との間を意味する。
【００５２】
ＥＣＵ１３は、第１の実施形態のフローチャートのステップＳ１１に代えて、図３のフローチャートに示すステップＳ２０〜ステップＳ２３の処理を行う。なお、図３はフローチャートのステップＳ３以前の図示を省略している。
【００５３】
ＥＣＵ１３は、ステップＳ５において学習条件が満たされていない場合はステップＳ２０に進み、目標ＥＧＲ率と実ＥＧＲ率との差が、予め設定された範囲内（規定値内）か否かの判断を行う。ステップＳ２０において目標ＥＧＲ率と実ＥＧＲ率との差が予め設定された範囲内にあればステップＳ２１に進み、故障フラグをオフにした後、ステップＳ２２に進む。ＥＣＵ１３は、ステップＳ２２において、ステップＳ４で算出されたフィードバック量と前回の学習値とに基づいてＥＧＲ弁２８及びスロットルバルブ２４の制御量を算出し、アクチュエータ２９及びスロットルモータ２５に制御指令を出力する。
【００５４】
また、ステップＳ２０において目標ＥＧＲ率と実ＥＧＲ率との差が予め設定された範囲内に無い場合は、ＥＣＵ１３はステップＳ２３に進み、設定範囲を拡大した後、ステップＳ１２に進む。そして、ステップＳ１２で故障と判断して、故障フラグを立てて（オンにして）処理を終了する。従って、この場合は、ＥＧＲ弁２８及びスロットルバルブ２４は元の開度状態に保持される。なお、設定範囲を拡大するとは、ステップＳ２３を実行するたびに前の設定範囲より拡大する意味ではなく、基準の設定範囲より拡大された範囲にする意味である。
【００５５】
この実施形態では、前記第１の実施形態の（１）〜（５）と同様な効果を有する他に次の効果を有する。
（８）学習条件が満たされておらず、学習値が更新されない場合も故障判断を行うため、定常運転でない状態が長く続く場合にも故障判断を行うことができる。また、定常運転でない状態では誤判断（誤検出）が生じる可能性が高くなるが、故障と判断された場合は次回の判断時から前記範囲を拡げて判断を行うため、誤判断を抑制することができる。
【００５６】
（９）故障と判断されても、当該トリップ内で繰り返し故障判断がなされるため、誤判断で故障と判断された場合でも、誤判断が当該トリップ内で取り消される。
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
【００５７】
○  前記両実施形態において、学習値を更新しない場合に、更新前の学習値（前回の学習値）に当該トリップにおけるフィードバック量を加算した値に基づいてＥＧＲ弁２８の開度を制御せずに、前回の学習値に基づいてＥＧＲ弁２８の開度を制御するようにしてもよい。
【００５８】
○  学習値が、複数に分割された内燃機関の運転領域毎に設けられている構成において、ＥＣＵ（判断手段）１３が、一つの運転領域において故障の判断を行った後も、故障と判断された領域以外の領域では故障判断を行うようにしてもよい。
【００５９】
○  ＥＣＵ（判断手段）１３が、故障と判断した後は、内燃機関の再始動が行われるまで（次のトリップまで）、故障判断を中止するとともに、学習値の更新を行わないようにしてもよい。
【００６０】
○  故障判断を１サイクルで確定するのではなく、複数回連続して故障との判断がなされたとき、故障と確定する（真の故障とする）ようにしてもよい。故障判断を１回のサイクルで行うと誤判断が発生し易いが、１回のサイクルにおける故障判断は仮故障とし、複数回連続して故障と判断された時に真の故障と判断することにより、誤判断を抑制することができる。第２の実施形態のように、学習条件を満たさない場合、即ち定常運転でない状態においても故障判断を行う構成においては、このような判断方法がより好ましい。さらに、第２の実施形態のように定常運転でない状態において故障と判断した場合は次の判断時に予め設定された範囲を拡げれば、より誤判断を抑制することができる。
【００６１】
○  １トリップで故障判断を確定するのではなく、複数トリップ連続して故障との判断がなされたとき、故障と確定する（真の故障とする）ようにしてもよい。ここで「１トリップ」とは内燃機関の始動から停止までを意味する。例えば、故障フラグがオンに変更される回数をカウントする回数カウンタを設ける。１トリップの開始時（エンジン始動時）には故障フラグはオフに設定する。一方、回数カウンタは、故障フラグがオンの状態でトリップが終了した時（エンジン停止時）には、値を１加算し、故障フラグがオフのままトリップが終了した時にはカウンタをリセットし、値を０にする。そして、回数カウンタが予め設定されたカウント数に達したとき、真の故障と判断し、例えば、警告灯を点灯する等の制御を行う。前記内容によれば、誤判断による点検等の手間の発生を防止することができる。
【００６２】
○  学習値を一つにしてもよい。
○  学習値を一つにするとともに、その学習値に、複数に分割された内燃機関の運転領域毎に設けられた係数を掛けた値に基づいて、ＥＧＲ弁２８及びスロットルバルブ２４の制御量を算出するようにしてもよい。この場合は、単に学習値を一つにした構成に比較して、広い運転領域において故障判断を精度良く行うことができるとともに、複数に分割された内燃機関の運転領域毎に学習値を設ける構成に比較して、制御が簡単になる。
【００６３】
○  ＥＧＲ弁２８は負圧作動式でなくてもよい。例えば、モータで弁開度を調整可能な構成でもよい。
○  ディーゼルエンジン１１に限らず、他の内燃機関（例えば、ガソリンエンジン）に適用してもよい。
【００６４】
○  内燃機関として、過給機を備えた内燃機関に適用してもよい。
以下の技術的思想（発明）は前記実施形態から把握できる。
（１）前記判断手段が故障と判断する状態が複数回連続した場合に真の故障と判断する請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の内燃機関の排気再循環システムの故障診断装置。
【００６５】
（２）前記判断手段が故障と判断した後、前記内燃機関の次の再始動後に前記判断手段が再び故障と判断したときに真の故障と判断する請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の内燃機関の排気再循環システムの故障診断装置。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】第１の実施形態のディーゼルエンジンシステムの概略構成図。
【図２】ＥＧＲシステムの故障判断手順等を説明するためのフローチャート。
【図３】第２の実施形態の故障判断手順等を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
【００６７】
１１…内燃機関としてのディーゼルエンジン、１３…制御手段、目標ＥＧＲ率設定手段、実ＥＧＲ率推定手段、フィードバック量演算手段、学習手段及び判断手段としてのＥＣＵ、２１…吸気通路、２２…排気通路、２６…ＥＧＲ装置、２７…排気循環通路、２８…ＥＧＲ弁。
【図１】
2005240591.tif 000003
【図２】
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【図３】
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