(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気通路内に配置されるコンプレッサと、排気通路内に配置される排気タービンと、該排気タービンを通過する排気ガスの流速を制御する流速制御弁とを有する排気ターボチャージャを備えた内燃機関において、前記流速制御弁を駆動するモータを備え、該モータを制御することにより前記流速制御弁を目標開度に制御する弁制御装置において、前記流速制御弁の故障の可能性を診断する予備故障診断手段と、該予備故障診断手段が故障の可能性があると診断したときに、前記モータを制御して前記流速制御弁を作動基準位置である全開位置または全閉位置に駆動してイニシャライズを実行するイニシャライズ実行手段と、該イニシャライズ実行手段がイニシャライズを実行した後に、再度、前記流速制御弁に故障の可能性があると診断されたときに前記流速制御弁が故障していると診断する故障診断手段と、を備え、該故障診断手段は、前記コンプレッサ下流の吸気通路内の圧力が目標圧力よりも予め定められた値以上に高く且つ内燃機関の燃焼室内に吸入される吸気量が目標量よりも予め定められた値以上に多いとき、あるいは、前記コンプレッサ下流の吸気通路内の圧力が目標圧力よりも予め定められた値以上に低く且つ内燃機関の燃焼室内に吸入される吸気量が目標量よりも予め定められた値以上に少ないときに、前記流速制御弁が故障していると診断することを特徴とする内燃機関の弁制御装置。
【請求項２】
前記イニシャライズ手段は、前記流速制御弁が全閉位置から全開位置まで作動する作動量よりも大きな作動量を前記モータに供給することにより、前記流速制御弁を前記作動基準位置に突き当てることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の弁制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の弁制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば車両の内燃機関は特定の物質量（例えば内燃機関に吸入される吸気量や排気ガスの流速を制御するために機関排気通路に排気絞り弁を設けている場合には排気ガスの流速）を目標値に制御するための弁を制御するための弁制御装置を具備する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この弁制御装置において様々な原因により該弁制御装置からの所定の制御信号に対する弁の動作特性が所定の特性からずれることがある。この場合、弁制御装置が予定通りの制御信号を弁に発信しても弁の作動状態は予定した作動状態にならない。
【０００４】
そこで本発明の目的は弁制御装置において弁の動作特性が所定の特性からずれたことを検出したときにそのずれた動作特性を所定の特性に戻すことにある。
また本発明の別の目的は弁制御装置において弁の動作特性が所定の特性からずれたことを検出したときにそのずれた動作特性を所定の特性に戻し、再度ずれを検出した場合に故障と診断することで弁の故障を正確に診断することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、１番目の発明では、吸気通路内に配置されるコンプレッサと、排気通路内に配置される排気タービンと、該排気タービンを通過する排気ガスの流速を制御する流速制御弁とを有する排気ターボチャージャを備えた内燃機関において、前記流速制御弁を駆動するモータを備え、該モータを制御することにより前記流速制御弁を目標開度に制御する弁制御装置において、前記流速制御弁の故障の可能性を診断する予備故障診断手段と、該予備故障診断手段が故障の可能性があると診断したときに、前記モータを制御して前記流速制御弁を作動基準位置である全開位置または全閉位置に駆動してイニシャライズを実行するイニシャライズ実行手段と、該イニシャライズ実行手段がイニシャライズを実行した後に、再度、前記流速制御弁に故障の可能性があると診断されたときに前記流速制御弁が故障していると診断する故障診断手段と、を備え、該故障診断手段は、前記コンプレッサ下流の吸気通路内の圧力が目標圧力よりも予め定められた値以上に高く且つ内燃機関の燃焼室内に吸入される吸気量が目標量よりも予め定められた値以上に多いとき、あるいは、前記コンプレッサ下流の吸気通路内の圧力が目標圧力よりも予め定められた値以上に低く且つ内燃機関の燃焼室内に吸入される吸気量が目標量よりも予め定められた値以上に少ないときに、前記流速制御弁が故障していると診断する。
【０００６】
２番目の発明では、１番目の発明において、前記イニシャライズ手段は、前記流速制御弁が全閉位置から全開位置まで作動する作動量よりも大きな作動量を前記モータに供給することにより、前記流速制御弁を前記作動基準位置に突き当てる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図示した実施例を参照して本発明を詳細に説明する。なお本発明は内燃機関における特定の物質量を目標量に制御するための弁の動作を制御するための弁制御装置において弁の動作特性ずれ（脱調）を補正する場合に等しく適用可能である。弁制御装置としては内燃機関の燃焼室に吸入せしめられる吸気量を制御するためのスロットル弁の動作を制御するための弁制御装置、或いは機関排気通路から機関吸気通路に排気ガスを再循環させるようにした場合には再循環せしめられる排気ガスの量を制御するための弁の動作を制御するための弁制御装置、或いは排気ターボチャージャを備えている場合には排気ターボチャージャの排気タービンを通過する排気ガスの流速を制御するための弁の動作を制御するための弁制御装置などを挙げることができる。以下の説明では最後の排気ターボチャージャの排気タービンを通過する排気ガスの流速を制御するための弁の動作を制御するための弁制御装置に本発明を適用した場合を説明する。
【０００９】
図１は本発明を適用した内燃機関の全体図である。図１において１は機関本体、２は吸気マニホルド、３は吸気管、４は排気マニホルド、５は排気管である。吸気マニホルド２の枝管２ａは機関本体１の対応する各燃焼室（図示せず）に接続される。吸気管３は吸気マニホルド２を介して機関本体１に接続される。排気マニホルド４の枝管４ａは機関本体１の対応する各燃焼室に接続される。排気管５は排気マニホルド４を介して機関本体１に接続される。なお以下の説明では吸気マニホルド２と吸気管３とを含めて機関吸気通路と称し、参照符号６で示し、排気マニホルド４と排気管５とを含めて機関排気通路と称し、参照符号７で示す。
【００１０】
内燃機関は流速可変式の排気ターボチャージャ８を具備する。排気ターボチャージャ８はコンプレッサ９と排気タービン１０とを具備する。コンプレッサ９は機関吸気通路６内に配置される。排気タービン１０は機関排気通路７内に配置される。これらコンプレッサ９と排気タービン１０とはシャフト１１により連結される。排気タービン１０を通過する排気ガスの流速（以下、排気流速）は次に説明する排気流速制御機構により制御せしめられる。
【００１１】
図２を参照すると本実施例の排気流速制御機構はリング部材３５と、このリング部材３５に連結された複数の弁体１２とを具備する。リング部材３５は環状の部材であり、排気タービン１０の中心軸線を中心として回動することができる。またリング部材３５はシャフト１３ａを介してステップモータ１３に接続される。弁体１２は排気タービン１０周りに配置され、対応する軸３７周りで一定範囲内で回動することができ、排気タービン１０を通過する排気ガスを絞るための排気絞り弁として働く。隣接する二つの弁体１２の間には排気ガスが通過するためのノズル３８が形成される。ステップモータ１３はコントローラ３４に接続されており、コントローラ３４から入力される作動量（またはステップ数）に応じて一定角度ずつ回転せしめられる。ステップモータ１３が一定角度だけ回転せしめられるとその回転運動は直線運動に変換されてシャフト１３ａに伝達される。シャフト１３ａが直線運動せしめられるとリング部材３５が回動せしめられ、これにより弁体１２が回動せしめられる。
【００１２】
ステップモータ１３によりリング部材３５が図２における左方向に回動せしめられると弁体１２はノズル３８の流路面積を狭めるように回動せしめられる。これによればノズル３８を通過し、排気タービン１０に供給される排気ガスの流速が速くなり、コンプレッサ９下流側の機関吸気通路内の吸入空気の圧力（以下、吸気圧）が高くなる。一方、ステップモータ１３によりリング部材３５が図２における右方向に回動せしめられると弁体１２はノズル３８の流路面積を広げるように回動せしめられる。これによればノズル３８を通過し、排気タービン１０に供給される排気ガスの流速が遅くなり、コンプレッサ９下流側の吸気圧が低くなる。
【００１３】
図１を参照するとコンプレッサ９下流側の機関吸気通路６には吸入空気を冷却するためのインタークーラ１４が配置される。インタークーラ１４下流側の機関吸気通路６内には機関本体１に導入せしめられる吸入空気の量（以下、吸気量）を制御するためのスロットル弁１５が配置される。スロットル弁１５下流側の機関吸気通路６には吸気圧センサ１６が取り付けられる。吸気圧センサ１６はスロットル弁１５下流側の機関吸気通路６内の吸気圧を検出する。一方、コンプレッサ９上流側の機関吸気通路６には吸気量を検出するための質量流量計（以下、吸気量センサ）１７が取り付けられる。吸気量センサ１７上流側の機関吸気通路６には吸入空気を濾過するためのエアクリーナ１８が配置される。
【００１４】
排気タービン１０上流側の機関排気通路７とその下流側の機関排気通路７とはバイパス通路１９により接続される。バイパス通路１９にはウエストゲートバルブ２０が配置される。ウエストゲートバルブ２０は通常はバイパス通路１９を遮断しており、排気タービン１０上流側の機関排気通路７内の圧力が過剰に高くなったときなどに要求に応じてバイパス通路１９を開放し、圧力を解放する。排気タービン１０下流側の機関排気通路７とバイパス通路１９とを連結する部分２１下流側の機関排気通路７内には触媒２２が配置される。触媒２２は排気ガス中の有害成分を浄化するためのものである。
【００１５】
排気タービン１０上流側の機関排気通路７とバイパス通路１９とを連結する部分２３上流側の機関排気通路７、正確には排気マニホルド４は排気再循環（以下、ＥＧＲ）通路２４を介してコンプレッサ９下流側の機関吸気通路６、正確には吸気マニホルド２に接続される。ＥＧＲ通路２４にはＥＧＲ制御弁２５が配置される。ＥＧＲ制御弁２５は開口３３を閉弁するための弁体２６を有する。弁体２６はアクチュエータ２７によりその作動を制御される。アクチュエータ２７はダイアフラム２８を有する。弁体２６はこのダイアフラム２８に接続される。アクチュエータ２７の内部はダイアフラム２８により負圧室２９と大気圧室３０とに分割される。負圧室２９にはコイルバネ３１が配置される。コイルバネ３１はＥＧＲ制御弁２５を閉弁するようにダイアフラム２８を付勢する。また負圧室２９は切換弁３２を介して大気または負圧源（図示せず）に接続される。
【００１６】
負圧室２９が負圧源に接続されるように切換弁３２が作動せしめられたときにはダイアフラム２８がコイルバネ３１の付勢力に抗して移動せしめられ、弁体２６が開口３３を開放するように移動せしめられる。斯くしてＥＧＲ制御弁２５が開弁せしめられる。一方、負圧室２９が大気に接続されるように切換弁３２が作動せしめられたときにはダイアフラム２８がコイルバネ３１の付勢力により移動せしめられ、弁体２６が開口３３を閉鎖するように移動せしめられる。斯くしてＥＧＲ制御弁２５が閉弁せしめられる。
【００１７】
なおコントローラ３４には吸気圧センサ１６および吸気量センサ１７が接続され、コントローラ３４はこれらセンサから信号を受信する。一方、コントローラ３４は上述したステップモータ１３の他にもスロットル弁１５、ウエストゲートバルブ２０および切換弁３２に接続され、これらの作動を制御する。
次に本発明の実施例における弁動作特性ずれ（脱調）補正について説明する。例えば排気ガス中の煤などが弁体１２に付着すると弁体１２が動作しづらくなり、その動作特性が所定の特性からずれる。このような状況では排気タービンを通過する排気ガスの流速を直接的に、或いは間接的に検出し、当該検出された流速に基づいて流速が目標流速となるように弁体１２を動作させるべく所定の作動量（またはステップ数）をステップモータ１３に供給するフィードバックシステムにおいては所定の作動量（またはステップ数）をステップモータ１３に供給したとしても弁体１２は予定通りには動作せず、したがって流速は目標流速とはならない。また弁体１２がその基準開度にあるときの状態からステップモータ１３に供給した作動量（またはステップ数）に基づいて現在の弁体１２の開度を認識するオープンシステムにおいては弁体１２の動作特性がいったんずれてしまうとそれ以降は認識されている弁体１２の開度は実際の開度からずれているので所定の作動量（またはステップ数）をステップモータ１３に供給しても弁体１２の開度は目標開度にならない。
【００１８】
したがって弁体１２の開度を確実に目標開度とするためには弁体１２に弁動作特性ずれが存在するか否かを診断し、弁動作特性ずれが存在すると診断されたときにはこの弁動作特性ずれを補正する必要がある。そこで本実施例では例えば後述するような排気ターボチャージャの予備故障診断の結果を利用して弁体１２の弁動作特性ずれの有無を診断し、弁動作特性ずれが生じている可能性があると診断したときには弁動作特性ずれを所定の弁動作特性に戻すように補正する。すなわち予備故障診断により弁体１２が開弁したまま回動不良である開弁故障していると診断されたとき、或いは弁体１２が閉弁したまま回動不良である閉弁故障していると診断されたときには弁体１２の弁動作特性にずれが生じていると判断する。そして本実施例では弁体１２の弁動作特性にずれが生じていると判断されたときには弁体１２をその開度を認識するための基準位置にまで動作させる。例えば弁体１２が全開である位置をその基準位置としている場合にはステップモータ１３の弁動作特性ずれ（脱調）の影響を排除すべくステップモータ１３をその基準位置にまで作動、すなわちイニシャライズし、弁体１２を全開状態とする。もちろん全閉である位置を基準位置としている場合には弁を全閉状態とする。
【００１９】
このステップモータ１３のイニシャライズでは現在の弁体１２の作動しうる範囲内でその開弁量を最大の開弁量とし、弁体１２を全開状態とするのに見合った作動量（またはステップ数）の例えば二倍の量の作動量（またはステップ数）をステップモータ１３に供給し、ステップモータ１３をその基準位置に突き当ててステップモータ１１の脱調を補正する。これによれば上述したフィードバックシステムでは弁体１２が全開とされる過程において弁体１２が大きく動作せしめられるので例えば弁体１２に付着した煤などが脱離することもあり、したがってこれ以降は弁体１２は所定の動作特性に従って動作するようになる。また上述したオープンシステムでは現在の開度を認識するための基準位置にまで弁体１２の開度が戻されるのでこれ以降は弁体１２は所定の動作特性に従って動作するようになる。なおステップモータ１３のイニシャライズは一回のみならず複数回に亘って実行するようにしてもよい。
【００２０】
ところで上述したようにステップモータ１３をイニシャライズした後においても依然として予備故障診断において弁体が開弁故障、或いは閉弁故障していると診断される場合もある。この場合とは弁体１２の動作特性が一時的にずれた（脱調した）のではなく例えば弁体１２が完全に動作しづらくなってしまった場合である。そこで本実施例ではステップモータ１３をイニシャライズした後に再び弁体１２の開弁量を目標開弁量とすべくステップモータ１３に作動量（またはステップ数）を供給し、その後においても予備故障診断により弁体１２が開弁故障、或いは閉弁故障していると診断されたときには弁体１２が開弁故障、或いは閉弁故障していると診断するようにする。これによれば弁体１２の故障が正確に診断される。
【００２１】
上述した動作特性ずれ（脱調）補正処理を図３に示したフローチャートを用いて詳細に説明する。なお図３に示したフローチャートは本実施例の動作特性ずれ補正を含む排気ターボチャージャの故障診断用のフローチャートである。初めにステップ１において予備故障診断が実行される。この予備故障診断は図４〜図６のフローチャートに従って実行される。図４〜図６のフローチャートについては後に詳細に説明するが図３のフローチャートの説明のために簡単に説明すれば図４〜図６の予備故障診断においては弁体１２が開弁故障していると診断されたときには開弁故障フラグＦｏがセットされ、弁体１２が閉弁故障していると診断されたときには閉弁故障フラグＦｃがセットされる。
【００２２】
ステップ１において予備故障診断が実行されると次いでステップ２ａにおいて開弁故障フラグＦｏがセットされているか否かが判別される。ステップ２ａにおいて開弁故障フラグＦｏがセットされていると判別されたときにはステップ３ａに進んで開弁故障カウンタＣｏがカウントアップされ、ステップ４ａに進む。一方、開弁故障フラグＦｏがセットされていない、すなわちリセットされていると判別されたときにはステップ２ｂに進む。
【００２３】
ステップ４ａにおいては開弁故障カウンタＣｏがその閾値ＣｏＴＨ以上である（Ｃｏ≧ＣｏＴＨ）か否かが判別される。すなわち予備故障診断において一定回数以上に亘って弁体１２が開弁故障していると診断されたか否かを判別する。ステップ４ａにおいてＣｏ≧ＣｏＴＨであると判別されたときにはステップ５ａに進んで弁体１２が開弁故障していると診断し、次いでステップ６ａにおいて弁体１２の開度を所定値（例えば内燃機関の運転に影響を与えない全開値）とする。このように弁体１２を全開とするのは弁体１２の故障により排気流速が速くなりすぎることをできるだけ防止するためである。次いでステップ７ａにおいて開弁故障カウンタＣｏがクリアされる。一方、ステップ４ａにおいてＣｏ＜ＣｏＴＨであると判別されたときにはステップ８ａに進んで脱調を補正すべくステップモータ１３の作動がイニシャライズされ、その後、ステップ８ｂにおいて弁体１２の開度が目標開度に制御され、次いでステップ９ａにおいて開弁故障フラグＦｏがリセットされる。
【００２４】
ステップ２ｂにおいては閉弁故障フラグＦｃがセットされているか否かが判別される。ステップ２ｂにおいて閉弁故障フラグＦｃがセットされていると判別されたときにはステップ３ｂに進んで閉弁故障カウンタＣｃがカウントアップされ、ステップ４ｂに進む。一方、閉弁故障フラグＦｃがセットされていない、すなわちリセットされていると判別されたときにはステップ９ｂに進んで開弁故障カウンタＣｏ、および閉弁故障カウンタＣｃがクリアされる。
【００２５】
ステップ４ｂにおいては閉弁故障カウンタＣｃがその閾値ＣｃＴＨ以上である（Ｃｃ≧ＣｃＴＨ）か否かが判別される。すなわち予備故障診断において一定回数以上に亘って弁体１２が閉弁故障していると診断されたか否かを判別する。ステップ４ｂにおいてＣｃ≧ＣｃＴＨであると判別されたときにはステップ５ｂに進んで弁体１２が閉弁故障していると診断し、次いでステップ６ｂにおいて弁体１２の開度を所定値（例えば全開値）とする。このように弁体１２を全開とする理由は上述した理由と同様である。次いでステップ７ｂにおいて閉弁故障カウンタＣｃがクリアされる。一方、ステップ４ｂにおいてＣｃ＜ＣｃＴＨであると判別されたときには脱調を補正すべくステップ８ａに進んでステップモータ１３の作動がイニシャライズされ、その後、ステップ８ｂにおいて弁体１２の開度が目標開度に制御され、次いでステップ９ａにおいて閉弁故障フラグＦｃがリセットされる。
【００２６】
次に排気ターボチャージャの予備故障診断についての一例として図７〜図１１のタイムチャートを参照して説明する。図７〜図１１において（Ａ）は吸気圧センサ１６により検出される吸気圧Ｐを示し、（Ｂ）は吸気圧Ｐが過大であると判別された回数を計数する吸気圧過大カウンタＣｐＬまたは吸気圧Ｐが過小であると判別された回数を計数する吸気圧過小カウンタＣｐＳを示し、（Ｃ）は吸気量センサ１７により検出される吸気量Ｇａを示し、（Ｄ）は吸気量Ｇａが過大であると判別された回数を計数する吸気量過大カウンタＣｇａＬまたは吸気量Ｇａが過小であると判別された回数を計数する吸気量過小カウンタＣｇａＳを示し、（Ｅ）は弁体１２が閉弁したまま回動不能であること（閉弁故障）を予備的に示す予備閉弁故障フラグｐＦｃまたは弁体１２が開弁したまま回動不能であること（開弁故障）を予備的に示す予備開弁故障フラグｐＦｏを示し、（Ｆ）は弁体１２が閉弁故障していることを示す閉弁故障フラグＦｃまたは弁体１２が開弁故障していることを示す開弁故障フラグＦｏを示し、（Ｇ）は吸気圧センサ１６が実際の圧力よりも高い圧力を出力してしまう故障（以下、高値故障）状態にあることを示すセンサ高値故障フラグＦｈまたは吸気圧センサ１６が実際の圧力よりも低い圧力を出力してしまう故障（以下、低値故障）状態にあることを示すセンサ低値故障フラグＦｌを示す。
【００２７】
本実施例の内燃機関では吸気圧が機関運転状態に応じて定まる目標吸気圧となるように排気ターボチャージャ８の弁体１２の開度が制御される。例えば吸気圧が目標吸気圧より高ければ弁体１２はその開度が大きくなるように開弁せしめられる。これによれば排気タービン１０の回転数が小さくなるので吸気圧が低下する。斯くして吸気圧が目標吸気圧となる。一方、この弁体１２の開度制御とは別個に吸気量が機関運転状態に応じて定まる目標吸気量となるようにＥＧＲ制御弁２５の開度が制御される。例えば吸気量が目標吸気量より多ければＥＧＲ制御弁２５はその開度が大きくなるように開弁せしめられる。これによれば吸入空気中に流入するＥＧＲガスの量が多くなるので逆に吸気量は少なくなる。斯くして吸気量が目標吸気量となる。
【００２８】
このように弁体１２および吸気圧センサ１６が共に正常である場合には吸気圧Ｐは図７（Ａ）に示したように排気ターボチャージャ８の排気流速制御機構により目標吸気圧ＴＰに維持される。すなわち吸気圧Ｐが目標吸気圧ＴＰよりも高くなるとノズル３８の流路面積を広げるように弁体１２を回動するための信号（以下、ノズル開弁信号）がステップモータ１３に送信される。すると吸気圧Ｐは目標吸気圧ＴＰに向かって徐々に低くなり、やがては目標吸気圧ＴＰとなる。一方、吸気圧Ｐが目標吸気圧ＴＰよりも低くなるとノズル３８の流路面積を狭めるように弁体１２を回動するための信号（以下、ノズル閉弁信号）がステップモータ１３に送信される。すると吸気圧Ｐは目標吸気圧ＴＰに向かって徐々に高くなり、やがては目標吸気圧ＴＰとなる。斯くして吸気圧Ｐは目標吸気圧ＴＰ近傍に維持される。
【００２９】
一方、弁体１２および吸気圧センサ１６が共に正常である場合には吸気量Ｇａは図７（Ｃ）に示したようにＥＧＲ制御弁２５の開度制御により目標吸気量ＴＧａに維持される。すなわち吸気量Ｇａが目標吸気量ＴＧａよりも多くなるとＥＧＲ制御弁２５の開度を大きくするための信号がアクチュエータ２７に送信される。ＥＧＲ制御弁２５の開度が大きくされれば吸気量Ｇａは目標吸気量ＴＧａに向かって徐々に少なくなり、やがては目標吸気量ＴＧａとなる。一方、吸気量が目標吸気量ＴＧａよりも少なくなるとＥＧＲ制御弁２５の開度を小さくするための信号がアクチュエータ２７に送信される。ＥＧＲ制御弁２５の開度が小さくされれば吸気量Ｇａは目標吸気量ＴＧａに向かって徐々に多くなり、やがては目標吸気量ＴＧａとなる。斯くして吸気量Ｇａは目標吸気量ＴＧａ近傍に維持される。
【００３０】
こうして弁体１２および吸気圧センサ１６が共に正常である場合には吸気圧Ｐがその目標吸気圧ＴＰに維持され、吸気量Ｇａがその目標吸気量ＴＧａに維持される。したがって弁体１２および吸気圧センサ１６の故障診断に用いられる各カウンタＣｐＬ、ＣｐＳ、ＣｇａＬ、ＣｇａＳ、および各フラグｐＦｃ、ｐＦｏ、Ｆｃ、Ｆｏ、Ｆｈ、Ｆｌは全く作動されず、リセットされたままである。
【００３１】
ところで上述したように吸気圧が目標吸気圧よりも高くなると吸気圧を下げるために排気ターボチャージャ８の弁体１２の開度が増大せしめられる。しかしながら弁体１２が閉弁故障していると吸気圧は目標吸気圧よりも高いままである。また吸気量は吸気圧が高くなると多くなる傾向にあるが実際にはＥＧＲ制御弁２５の開度制御により目標吸気量に制御される。しかしながら弁体１２が閉弁故障しているために吸気圧が非常に高くなってしまうとＥＧＲ制御弁２５の開度を最大としても吸気量を少なくすることができなくなり、吸気量は目標吸気量よりも非常に多くなってしまう。こうした吸気圧と吸気量との現象を利用して本実施例では吸気圧が目標吸気圧より予め定められた値以上に高く且つ吸気量が目標吸気量より予め定められた値以上に多いときには弁体１２が閉弁故障していると診断する。
【００３２】
このように吸気圧センサ１６は正常であるが弁体１２が閉弁故障している場合にはカウンタやフラグは図８に示したように変化する。吸気圧Ｐが目標吸気圧ＴＰよりも高くなるとノズル開弁信号がステップモータ１３に送信される。しかしながら弁体１２が閉弁故障しているので吸気圧Ｐは低くならずに引き続き徐々に高くなる。そして吸気圧Ｐがその目標吸気圧ＴＰよりも予め定められた値ΔＰＴＨ以上に高くなると吸気圧過大カウンタＣｐＬがカウントアップせしめられる。
【００３３】
一方、吸気量Ｇａは吸気圧Ｐが目標吸気圧ＴＰよりも高くなったとしてもＥＧＲ制御弁２５の開度制御により暫くの間は目標吸気量ＴＧａ近傍に維持される。しかしながらＥＧＲ制御弁２５が全開となった後においては吸気量Ｇａも目標吸気量ＴＧａよりも多くなってしまう。そして吸気量Ｇａがその目標吸気量ＴＧａよりも予め定められた値ΔＧａＴＨ以上に多くなると吸気量過大カウンタＣｇａＬがカウントアップせしめられる。吸気圧過大カウンタＣｐＬがその閾値ＣｐＬＴＨとなり且つ吸気量過大カウンタＣｇａＬがその閾値ＣｇａＬＴＨとなると予備閉弁故障フラグｐＦｃがセットされ、カウンタＣｐＬおよびＣｇａＬがリセットされる。そしてノズル全開信号がステップモータ１３に送信される。
【００３４】
このようにカウンタＣｐＬおよびＣｇａＬがリセットされ、且つノズル全開信号がステップモータ１３に送信された後においても図８の場合では弁体１２が閉弁故障しているので吸気圧Ｐは依然としてその目標吸気圧ＴＰよりも予め定められた値ΔＰＴＨ以上に高い。このため吸気圧過大カウンタＣｐＬが再びカウントアップされる。また吸気量Ｇａも依然としてその目標吸気量ＴＧａよりも予め定められた値ΔＧａＴＨ以上に多い。このため吸気量過大カウンタＣｐＬが再びカウントアップされる。そして予備閉弁故障フラグｐＦｃがセットされている状態で吸気圧過大カウンタＣｐＬがその閾値ＣｐＬＴＨとなり且つ吸気量過大カウンタＣｇａＬがその閾値ＣｇａＬＴＨとなると閉弁故障フラグＦｃがセットされ、これらカウンタＣｐＬおよびＣｇａＬがリセットされる。
【００３５】
斯くして本実施例によれば閉弁故障フラグＦｃがセットされたことをもって弁体１２が閉弁故障していると診断される。なお予備閉弁故障フラグｐＦｃがセットされたときに弁体１２が閉弁故障していると診断してもよい。しかしながら誤診断を回避するという観点からは本実施例のように予備閉弁故障フラグｐＦｃがセットされた状態において各カウンタＣｐＬおよびＣｇａＬが対応する閾値ＣｐＬＴＨおよびＣｇａＬＴＨとなったときに弁体１２が閉弁故障していると診断することが好ましい。また吸気圧センサ１６は高値故障していないので高値故障フラグＦｈはリセットされたままである。また図８には示していないが上述した以外のカウンタＣｐＳ、ＣｇａＳ、およびフラグｐＦｏ、Ｆｏ、Ｆｌも全く作動されず、リセットされたままである。
【００３６】
ところで吸気圧センサ１６が高値故障していると実際の吸気圧（以下、実吸気圧）は高くないものの表示される吸気圧（以下、表示吸気圧）は高い。上述した内燃機関では表示吸気圧に基づいて排気ターボチャージャが制御されるので排気ターボチャージャ８の弁体１２の開度が増大せしめられる。しかしながら弁体１２の開度が最大となり、弁体１２の開度をそれ以上、増大することができなくなってしまっている場合には依然として目標吸気圧よりも非常に高い吸気圧が表示されることとなる。ところが表示吸気圧は目標吸気圧よりも非常に高いが実吸気圧は目標吸気圧よりも高くなく、むしろ弁体１２の開度は最大であるので目標吸気圧よりもかなり低い。
【００３７】
このように実吸気圧が低くなると吸気量は少なくなる傾向にあるがＥＧＲ制御弁２５の開度制御により目標吸気量に制御されるはずである。しかしながらＥＧＲ制御弁２５の開度制御により制御可能な範囲を越えてしまうほど実吸気圧が低くなると吸気量は目標吸気量よりも非常に少なくなる。この現象を利用して本実施例では表示吸気圧が目標吸気圧に制御されているものの吸気量が目標吸気量よりも予め定められた値以上に少ないときには吸気圧センサ１６が高値故障していると診断する。
【００３８】
このように弁体１２は正常であるが吸気圧センサ１６が高値故障している場合にはカウンタやフラグは図９に示したように変化する。吸気圧Ｐが目標吸気圧ＴＰよりも高くなるとノズル開弁信号がステップモータ１３に送信される。すると弁体１２は正常であるので実際の吸気圧Ｐは低くなるが表示吸気圧Ｐは徐々に高くなり、その目標吸気圧ＴＰよりも予め定められた値ΔＰＴＨ以上に高くなる。したがって吸気圧過大カウンタＣｐＬがカウントアップせしめられる。
【００３９】
一方、吸気量Ｇａは実吸気圧Ｐが目標吸気圧Ｐよりも低くなったとしてもＥＧＲ制御弁２５の開度制御により暫くの間は目標吸気量ＴＧａ近傍に維持される。しかしながらＥＧＲ制御弁２５が全閉となった後においては吸気量Ｇａも目標吸気量よりも少なくなる。そして吸気量Ｇａがその目標吸気量ＴＧａよりも予め定められた値ΔＧａＴＨ以上に少なくなると吸気量過小カウンタＣｇａＳがカウントアップせしめられる。このため吸気圧過大カウンタＣｐＬがその閾値ＣｐＬＴＨとなり、吸気量過小カウンタＣｇａＳがその閾値ＣｇａＳＴＨとなった場合には吸気圧センサ１６が高値故障していると診断し、高値故障フラグＦｈがセットされる。
【００４０】
斯くして本実施例によれば高値故障フラグＦｈがセットされたことをもって吸気圧センサ１６が高値故障していることが診断される。なお高値故障フラグＦｈがセットされた後には実吸気圧Ｐをその目標吸気圧ＴＰに向かって高くするべくノズル閉弁信号がステップモータ１３に送信される。また弁体１２は閉弁故障していないので予備閉弁故障フラグｐＦｃおよび閉弁故障フラグＦｃはリセットされたままである。また図９には示していないが上述した以外のカウンタＣｐＳ、ＣｇａＬ、およびフラグｐＦｏ、Ｆｏ、Ｆｌも全く作動されず、リセットされたままである。
【００４１】
ところで上述したように吸気圧が目標吸気圧よりも低くなると吸気圧を上げるために排気ターボチャージャ８の弁体１２の開度が減少せしめられる。しかしながら弁体１２が開弁故障していると吸気圧は目標吸気圧よりも低いままである。また吸気量は吸気圧が低くなると少なくなる傾向にあるが実際にはＥＧＲ制御弁２５の開度制御により目標吸気量に制御される。しかしながら弁体１２が開弁故障して吸気圧が非常に低くなってしまうとＥＧＲ制御弁２５の開度を零としても吸気量を多くすることができなくなり、吸気量は目標吸気量よりも非常に少なくなってしまう。こうした吸気圧と吸気量との現象を利用して本実施例では吸気圧が目標吸気圧より予め定められた値以上に低く且つ吸気量が目標吸気量より予め定められた値以上に少ないときには弁体１２が開弁故障していると診断する。
【００４２】
このように吸気圧センサ１６は正常であるが弁体１２が開弁故障している場合にはカウンタやフラグは図１０に示したように変化する。吸気圧Ｐが目標吸気圧ＴＰより低くなるとノズル閉弁信号がステップモータ１３に送信される。しかしながら弁体１２が開弁故障しているので吸気圧Ｐは高くならずに引き続き徐々に低くなる。そして吸気圧Ｐがその目標吸気圧ＴＰよりも予め定められた値ΔＰＴＨ以上に低くなると吸気圧過小カウンタＣｐＳがカウントアップせしめられる。
【００４３】
一方、吸気量Ｇａは吸気圧Ｐが目標吸気圧ＴＰよりも低くなったとしてもＥＧＲ制御弁２５の開度制御により暫くの間は目標吸気量ＴＧａ近傍に維持される。しかしながらＥＧＲ制御弁２５が全閉となった後においては吸気量Ｇａも目標吸気量ＴＧａよりも少なくなってしまう。そして吸気量Ｇａがその目標吸気量ＴＧａよりも予め定められた値ΔＧａＴＨ以上に少なくなると吸気量過小カウンタＣｇａＳがカウントアップせしめられる。吸気圧過小カウンタＣｐＳがその閾値ＣｐＳＴＨとなり且つ吸気量過小カウンタＣｇａＳがその閾値ＣｇａＳＴＨとなると予備開弁故障フラグｐＦｏがセットされ、これらカウンタＣｐＳおよびＣｇａＳがリセットされる。またノズル全閉信号がステップモータ１３に送信される。
【００４４】
このようにカウンタＣｐＳおよびＣｇａＳがリセットされ、ノズル全閉信号がステップモータ１３に送信された後においても図１０に示した場合では弁体１２が開弁故障しているので吸気圧Ｐは依然としてその目標吸気圧ＴＰよりも予め定められた値ΔＰＴＨ以上に低い。このため吸気圧過小カウンタＣｐＳが再びカウントアップされる。また吸気量Ｇａも依然としてその目標吸気量ＴＧａよりも予め定められた値ΔＧａＴＨ以上に少ない。このため吸気量過小カウンタＣｐＳが再びカウントアップされる。そして予備開弁故障フラグｐＦｏがセットされている状態で吸気圧過小カウンタＣｐＳがその閾値ＣｐＳＴＨとなり且つ吸気量過小カウンタＣｇａＳがその閾値ＣｇａＳＴＨとなると開弁故障フラグＦｏがセットされ、これらカウンタＣｐＳおよびＣｇａＳがリセットされる。
【００４５】
斯くして本実施例によれば開弁故障フラグＦｏがセットされたことをもって弁体１２が開弁故障していると診断される。なお予備開弁故障フラグｐＦｏがセットされたときに弁体１２が開弁故障していると診断してもよい。しかしながら誤診断を回避するという観点からは本実施例のように予備開弁故障フラグｐＦｏがセットされた状態において各カウンタＣｐＳおよびＣｇａＳが対応する閾値ＣｐＳＴＨおよびＣｇａＳＴＨとなったときに弁体１２が開弁故障していると診断することが好ましい。また図１０の場合には吸気圧センサ１６は低値故障していないので低値故障フラグＦｌはリセットされたままである。また図１０には示していないが上述した以外のカウンタＣｐＬ、ＣｇａＬ、およびフラグｐＦｃ、Ｆｃ、Ｆｈも全く作動されず、リセットされたままである。
ところで吸気圧センサ１６が低値故障していると実吸気圧は低くないものの表示吸気圧は低い。このため上述した内燃機関では排気ターボチャージャ８の弁体１２の開度が減少せしめられる。しかしながら弁体１２の開度が零となり、弁体１２の開度をそれ以上、減少することができなくなってしまっている場合には依然として目標吸気圧よりも非常に低い吸気圧が表示されることとなる。ところが表示吸気圧は目標吸気圧よりも非常に低いが実吸気圧は目標吸気圧よりも低くなく、むしろ弁体１２の開度は零であるので目標吸気圧よりもかなり高い。
【００４６】
このように実吸気圧が高くなると吸気量は多くなる傾向にあるがＥＧＲ制御弁２５の開度制御により目標吸気量に制御されるはずである。しかしながらＥＧＲ制御弁２５の開度制御により制御可能な範囲を越えてしまうほど実吸気圧が高くなると吸気量は目標吸気量よりも非常に多くなる。この現象を利用して本実施例では表示吸気圧が目標吸気圧に制御されているものの吸気量が目標吸気量よりも予め定められた値以上に多いときには吸気圧センサ１６が低値故障していると診断する。
【００４７】
このように弁体１２は正常であるが吸気圧センサ１６が低値故障している場合にはカウンタやフラグは図１１に示したように変化する。吸気圧Ｐが目標吸気圧ＴＰよりも低くなるとノズル閉弁信号がステップモータ１３に送信される。すると弁体１２は正常であるので実吸気圧は高くなるが表示吸気圧Ｐは徐々に低くなり、その目標吸気圧ＴＰよりも予め定められた値ΔＰＴＨ以上に低くなる。したがって吸気圧過小カウンタＣｐＳがカウントアップせしめられる。
【００４８】
一方、吸気量Ｇａは実吸気圧が目標吸気圧Ｐよりも高くなったとしてもＥＧＲ制御弁２５の開度制御により暫くの間は目標吸気量ＴＧａの近傍に維持される。しかしながらＥＧＲ制御弁２５が全開となった後においては吸気量Ｇａも目標吸気量ＴＧａよりも多くなる。そして吸気量Ｇａがその目標吸気量ＴＧａよりも予め定められた値ΔＧａＴＨ以上に多くなると吸気量過大カウンタＣｇａＬはカウントアップせしめられる。このため吸気圧過小カウンタＣｐＳがその閾値ＣｐＳＴＨとなり、吸気量過大カウンタＣｇａＬがその閾値ＣｇａＬＴＨとなった場合には吸気圧センサ１６が低値故障していると診断し、低値故障フラグＦｌがセットされる。
【００４９】
斯くして本実施例によれば低値故障フラグＦｌがセットされたことをもって吸気圧センサ１６が低値故障していることが診断される。なお低値故障フラグＦｌがセットされた後には吸気圧Ｐをその目標吸気圧ＴＰに向かって低くするべくノズル開弁信号がステップモータ１３に送信される。また弁体１２は開弁故障していないので予備開弁故障フラグｐＦｏおよび開弁故障フラグＦｏはリセットされたままである。また図１１には示していないが上述した以外のカウンタＣｐＬ、ＣｇａＳ、およびフラグｐＦｃ、Ｆｃ、Ｆｈも全く作動されず、リセットされたままである。
【００５０】
次に上述した原理に基づいた排気ターボチャージャの予備故障診断を図４〜図６のフローチャートを参照して説明する。初めにステップ１０において吸気圧センサ１６により検出された吸気圧Ｐと目標吸気圧ＴＰとの差（吸気圧差）ΔＰを算出し、次いでステップ１１において吸気量センサ１７により検出された吸気量Ｇａと目標吸気量ＴＧａとの差（吸気量差）ΔＧａを算出する。次いでステップ１２において吸気量差ΔＧａが予め定められた吸気量差ΔＧａＴＨより大きい（ΔＧａ＞ΔＧａＴＨ）か否か、すなわち吸気量Ｇａが目標吸気量ＴＧａよりも予め定められた値ΔＧａＴＨ以上に多いか否かが判別される。ステップ１２においてΔＧａ＞ΔＧａＴＨであると判別されたときにはステップ１３に進んで吸気量過大カウンタＣｇａＬがカウントアップされる。一方、ステップ１２においてΔＧａ≦ΔＧａＴＨであると判別されたときにはステップ１６に進んで吸気量過大カウンタＣｇａＬが零とされる。すなわち本例の故障診断では一度でも吸気量が目標吸気量よりも予め定められた値以上に多くなくなれば吸気量過大カウンタがリセットされる。しかしながらステップ１６において吸気量過大カウンタをカウントダウンするようにしてもよい。
【００５１】
次いでステップ１４では吸気量差ΔＧａが予め定められた吸気量差ΔＧａＴＨの負の値より小さい（ΔＧａ＜−ΔＧａＴＨ）か否か、すなわち吸気量Ｇａが目標吸気量ＴＧａよりも予め定められた値ΔＧａＴＨ以上に少ないか否かが判別される。ステップ１２においてΔＧａ＜−ΔＧａＴＨであると判別されたときにはステップ１５に進んで吸気量過小カウンタＣｇａＳがカウントアップされる。一方、ステップ１４においてΔＧａ≧−ΔＧａＴＨであると判別されたときにはステップ１７に進んで吸気量過小カウンタＣｇａＳが零とされる。すなわち本例の故障診断では一度でも吸気量が目標吸気量よりも予め定められた値以上に少なくなくなれば吸気量過小カウンタがリセットされる。しかしながらステップ１７において吸気量過小カウンタをカウントダウンするようにしてもよい。
【００５２】
次いでステップ１８では吸気圧差ΔＰが予め定められた吸気圧差ΔＰＴＨより大きい（ΔＰ＞ΔＰＴＨ）か否か、すなわち吸気圧Ｐが目標吸気圧ＴＰよりも予め定められた値ΔＰＴＨ以上に高いか否かが判別される。ステップ１８においてΔＰ＞ΔＰＴＨであると判別されたときにはステップ１９に進んで吸気圧過大カウンタＣｐＬがカウントアップされ、次いでステップ２０以降の処理が実行される。一方、ステップ１８においてΔＰ≦ΔＰＴＨであると判別されたときにはステップ２５に進んで吸気圧過大カウンタＣｐＬが零とされる。すなわち本例の故障診断では一度でも吸気圧が目標吸気圧よりも予め定められた値以上に高くなくなれば吸気圧過大カウンタがリセットされる。しかしながらステップ２５において吸気圧過大カウンタをカウントダウンするようにしてもよい。さらにステップ２５では後述するステップ２６においてセットされる予備閉弁故障フラグｐＦｃがリセットされる。次いでステップ２９以降の処理が実行される。
【００５３】
ステップ２０では吸気圧過大カウンタＣｐＬがその閾値ＣｐＬＴＨより大きい（ＣｐＬ＞ＣｐＬＴＨ）か否か、すなわち或る期間に亘って吸気圧Ｐが目標吸気圧ＴＰよりも予め定められた吸気圧差以上に高い状態が継続したか否かが判別される。ステップ２０においてＣｐＬ＞ＣｐＬＴＨであると判別されたときにはステップ２１以降の処理が実行される。一方、ステップ２０においてＣｐＬ≦ＣｐＬＴＨであると判別されたときには処理が終了せしめられる。
【００５４】
ステップ２１では吸気量過大カウンタＣｇａＬがその閾値ＣｇａＬＴＨより大きい（ＣｇａＬ＞ＣｇａＬＴＨ）か否か、すなわち或る期間に亘って吸気量Ｇａが目標吸気量ＴＧａよりも予め定められた吸気量差以上に多い状態が継続したか否かが判別される。ステップ２１においてＣｇａＬ＞ＣｇａＬＴＨであると判別されたときには排気ターボチャージャ８の弁体１２が閉弁故障している可能性があると判断し、ステップ２２以降の処理が実行される。一方、ステップ２１においてＣｇａＬ≦ＣｇａＬＴＨであると判別されたときにはステップ２４に進む。処理がステップ２４に進む場合とは吸気圧Ｐが或る期間に亘って目標吸気圧ＴＰより予め定められた吸気圧差以上に高いものの吸気量Ｇａが上記期間に亘って目標吸気量ＴＧａより予め定められた吸気量差以上に多くない場合である。したがってステップ２４では吸気圧センサ１６が高値故障していることを表示する高値故障フラグＦｈがセットされる。
【００５５】
ところで本例によればステップ２１においてＣｇａＬ＞ＣｇａＬＴＨであると判別されたときに直ちに弁体１２が閉弁故障していると診断してもよいが本例ではステップ２２以降の処理により診断の精度を高めている。すなわち弁体１２が閉弁故障していることを正確に診断するためには弁体１２の開度を最大としてもなお吸気圧Ｐが目標吸気圧ＴＰよりも予め定められた値以上に高く且つ吸気量Ｇａが目標吸気量ＴＧａよりも予め定められた値以上に多いことを確認する必要がある。そこでステップ２２では予備閉弁故障フラグｐＦｃがセットされているか否か、すなわち一度、ステップ２２以降の処理が実行されているか否かが判別される。ステップ２２において予備閉弁故障フラグｐＦｃがセットされていると判別されたときにはステップ２３に進む。処理がステップ２３に進む場合とはステップ２６以降の処理が一度実行されているにも係わらず吸気圧Ｐが目標吸気圧ＴＰよりも予め定められた値以上に高く且つ吸気量Ｇａが目標吸気量ＴＧａよりも予め定められた値以上に多いと判別された場合である。したがってステップ２３では閉弁故障フラグＦｃがセットされる。
【００５６】
一方、ステップ２２において予備閉弁故障フラグｐＦｃがリセットされていると判別されたときにはステップ２６に進んで予備閉弁故障フラグｐＦｃがセットされ、次いでステップ２７において弁体１２の開度を最大にするための全開信号が発信され、次いでステップ２８に進んで吸気圧過大カウンタＣｐＬが零とされると共に吸気量過大カウンタＣｇａＬが零とされる。
【００５７】
さてステップ２９では吸気圧差ΔＰが予め定められた吸気圧差ΔＰＴＨの負の値より小さい（ΔＰ＜−ΔＰＴＨ）か否か、すなわち吸気圧Ｐが目標吸気圧ＴＰよりも予め定められた値ΔＰＴＨ以上に低いか否かが判別される。ステップ２９においてΔＰ＜−ΔＰＴＨであると判別されたときにはステップ３０に進んで吸気圧過小カウンタＣｐＳがカウントアップされ、次いでステップ３１以降の処理が実行される。一方、ステップ２９においてΔＰ≧−ΔＰＴＨであると判別されたときにはステップ３９に進んで吸気圧過小カウンタＣｐＳが零とされる。すなわち本例の故障診断では一度でも吸気圧が目標吸気圧よりも予め定められた値以上に低くなくなれば吸気圧過小カウンタがリセットされる。しかしながらステップ３９において吸気圧過小カウンタをカウントダウンするようにしてもよい。さらにステップ３９では後述するステップ３６においてセットされる予備開弁故障フラグｐＦｃがリセットされる。次いでステップ４０以降の処理が実行される。
【００５８】
ステップ２０では吸気圧過小カウンタＣｐＳがその閾値ＣｐＳＴＨより大きい（ＣｐＳ＞ＣｐＬＴＨ）か否か、すなわち或る期間に亘って吸気圧Ｐが目標吸気圧ＴＰよりも予め定められた吸気圧差以上に低い状態が継続したか否かが判別される。ステップ３２においてＣｐＳ＞ＣｐＬＴＨであると判別されたときにはステップ３２以降の処理が実行される。一方、ステップ３１においてＣｐＳ≦ＣｐＬＴＨであると判別されたときには処理が終了せしめられる。
【００５９】
ステップ３２では吸気量過小カウンタＣｇａＳがその閾値ＣｇａＳＴＨより大きい（ＣｇａＳ＞ＣｇａＳＴＨ）か否か、すなわち或る期間に亘って吸気量Ｇａが目標吸気量ＴＧａよりも予め定められた吸気量差以上に少ない状態が継続したか否かが判別される。ステップ３２においてＣｇａＳ＞ＣｇａＳＴＨであると判別されたときには排気ターボチャージャ８の弁体１２が開弁故障している可能性があると判断し、ステップ３３以降の処理が実行される。一方、ステップ３２においてＣｇａＳ≦ＣｇａＳＴＨであると判別されたときにはステップ３５に進む。処理がステップ３５に進む場合とは吸気圧Ｐが或る期間に亘って目標吸気圧ＴＰより予め定められた吸気圧差以上に低いものの吸気量Ｇａが上記期間に亘って目標吸気量ＴＧａより予め定められた吸気量差以上に少なくない場合である。したがってステップ３２では吸気圧センサ１６が低値故障していることを表示する低値故障フラグＦｌがセットされる。
【００６０】
ところで本例によればステップ３２においてＣｇａＳ＞ＣｇａＳＴＨであると判別されたときに直ちに弁体１２が開弁故障していると診断してもよいが本例ではステップ３３以降の処理により診断の精度を高めている。すなわち弁体１２が開弁故障していることを正確に診断するためには弁体１２の開度を零としてもなお吸気圧Ｐが目標吸気圧ＴＰよりも予め定められた値以上に低く且つ吸気量Ｇａが目標吸気量ＴＧａよりも予め定められた値以上に少ないことを確認する必要がある。そこでステップ３３では予備開弁故障フラグｐＦｏがセットされているか否か、すなわち一度、ステップ３２以降の処理が実行されているか否かが判別される。ステップ３２において予備開弁故障フラグｐＦｏがセットされていると判別されたときにはステップ３４に進む。処理がステップ３４に進む場合とはステップ３６以降の処理が一度実行されているにも係わらず吸気圧Ｐが目標吸気圧ＴＰよりも予め定められた値以上に低く且つ吸気量Ｇａが目標吸気量ＴＧａよりも予め定められた値以上に少ないと判別された場合である。したがってステップ３４では開弁故障フラグＦｏがセットされる。
【００６１】
一方、ステップ３３において予備開弁故障フラグｐＦｏがリセットされていると判別されたときにはステップ３６に進んで予備開弁故障フラグｐＦｏがセットされ、次いでステップ３７において弁体１２の開度を零にするための全閉信号が発信され、次いでステップ３８に進んで吸気圧過小カウンタＣｐＳが零とされると共に吸気量過小カウンタＣｇａＳが零とされる。
【００６２】
さてステップ４０では吸気量過大カウンタＣｇａＬがその閾値ＣｇａＬＴＨより大きい（ＣｇａＬ＞ＣｇａＬＴＨ）か否かが判別される。ステップ４０においてＣｇａＬ＞ＣｇａＬＴＨであると判別されたときにはステップ４１に進む。処理がステップ４１に進む場合とは吸気圧Ｐが目標吸気圧ＴＰに制御されているものの吸気量Ｇａが目標吸気量ＴＧａよりも予め定められた値以上に多い場合である。したがってステップ４１では低値故障フラグＦｌがセットされる。一方、ステップ４０においてＣｇａＬ≦ＣｇａＬＴＨであると判別されたときにはステップ４２に進む。
【００６３】
ステップ４２では吸気量過小カウンタＣｇａＳがその閾値ＣｇａＳＴＨより大きい（ＣｇａＳ＞ＣｇａＳＴＨ）か否かが判別される。ステップ４２においてＣｇａＳ＞ＣｇａＳＴＨであると判別されたときにはステップ４３に進む。処理がステップ４３に進む場合とは吸気圧Ｐが目標吸気圧ＴＰに制御されているものの吸気量Ｇａが目標吸気量ＴＧａよりも予め定められた値以上に少ない場合である。したがってステップ４３では高値故障フラグＦｈがセットされる。
【００６４】
なお上記実施例において吸気圧センサ１６と機関吸気通路２とを接続する配管から吸気が漏洩する故障が生じた場合には吸気圧Ｐと吸気量Ｇａとは吸気圧センサ１６が低値故障した場合と同じ挙動を示す。そこで低値故障フラグＦｌがセットされたときに吸気圧センサ１６が低値故障しているか、或いは吸気圧センサ１６を機関吸気通路２に接続する配管に吸気が漏洩する故障が生じていると診断してもよい。また予備閉弁故障フラグｐＦｃをセットしたときにノズル全開信号を発信する代わりに単に弁体１２の開弁度合いを大きくするための信号を発信してもよい。また予備閉弁故障フラグｐＦｏをセットしたときにノズル全閉信号を発信する代わりに単に弁体１２の閉弁度合いを大きくするための信号を発信してもよい。
【００６５】
また吸気量ＧａはＥＧＲ量Ｇｅに応じて変化する。したがってＥＧＲ制御弁２５が故障していると排気ターボチャージャ８や吸気圧センサ１６が正常であっても吸気量Ｇａが目標吸気量ＴＧａからずれてしまう。すなわち上記排気ターボチャージャ故障診断はＥＧＲ制御弁２５が正常であることを前提として成立する。そこで排気ターボチャージャ故障診断の精度を向上するためにＥＧＲ制御弁２５が正常であることを故障診断を実行する条件としてもよい。なおＥＧＲ制御弁２５が正常であるか否かは次のようにして診断できる。すなわち吸入量Ｇａが一定であるとき、特に機関運転がアイドル運転であるときにＥＧＲ率Ｒｅを変化させる。このときＥＧＲ制御弁２５が正常であれば吸気量Ｇａが変化する。したがってＥＧＲ率Ｒｅを変化させても吸気量Ｇａに変化がなければＥＧＲ制御弁２５が故障していると診断することができる。
【００６６】
以上、説明した本発明の故障診断の考え方は吸気圧が目標吸気圧になるように排気絞り用の弁体の開度を制御し、ＥＧＲ制御弁の開度を機関回転数と要求負荷とに基づいて算出した開度に制御するようにした内燃機関にも適用することができる。すなわち吸気圧が目標吸気圧よりも高いときには弁体の開度が大きくなるようにし、吸気圧が目標吸気圧よりも低いときには弁体の開度が小さくなるようにし、機関回転数と要求負荷とに応じて定まるＥＧＲ制御弁の開度をマップの形で記憶しておき、ＥＧＲ制御弁の開度がマップから求められた開度になるようにする内燃機関にも本発明を適用することができる。
【００６７】
なお当該内燃機関においてはＥＧＲ制御弁の開度と吸気圧とに基づいて吸気量を推定することができる。そこで本発明を当該内燃機関に適用する場合には上記実施例における目標吸気量をこの推定された吸気量（以下、推定吸気量）に置き変えれば上記実施例と同じ方法で弁体の開弁故障および閉弁故障、並びに吸気圧センサの高値故障および低値故障を診断することができる。
【００６８】
【発明の効果】
本発明によれば、流速制御弁の故障を誤診断してしまうことが防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の排気ターボチャージャ故障診断装置を備えた内燃機関の全体図である。
【図２】排気ターボチャージャの排気ガス流速制御機構を示す図である。
【図３】排気ターボチャージャの故障診断を実行するためのフローチャートである。
【図４】排気ターボチャージャの予備故障診断を実行するためのフローチャートの一部である。
【図５】排気ターボチャージャの予備故障診断を実行するためのフローチャートの一部である。
【図６】排気ターボチャージャの予備故障診断を実行するためのフローチャートの一部である。
【図７】排気ターボチャージャが正常である場合における各パラメータの変化を示すタイムチャートである。
【図８】排気ターボチャージャが閉弁故障している場合における各パラメータの変化を示すタイムチャートである。
【図９】吸気圧センサが高値故障している場合における各パラメータの変化を示すタイムチャートである。
【図１０】排気ターボチャージャが開弁故障している場合における各パラメータの変化を示すタイムチャートである。
【図１１】吸気圧センサが低値故障している場合における各パラメータの変化を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１…機関本体
６…機関吸気通路
７…機関排気通路
８…排気ターボチャージャ
９…コンプレッサ
１０…排気タービン
１２…弁体
１３…ステップモータ
１６…吸気圧センサ
１７…吸気量センサ
３５…リング部材
３８…ノズル
【図１】
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【図２】
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【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７】
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【図８】
0003989165.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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