(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンルーム内に配置されたエンジンと、
前記エンジンに接続された吸気系及び排気系と、
前記エンジンから排出される排気を前記吸気系に供給する排気供給手段と、
前記エンジンルーム内に配置され前記エンジンルーム内の気体の酸素濃度を検出する酸素濃度検出装置と、
前記酸素濃度検出装置が検出する前記エンジンルーム内の気体の酸素濃度に基づいて前記吸気系若しくは前記排気系からガス漏れが発生したと判断する判断手段と、
を備え、
前記排気供給手段は、前記排気系から排気の一部をＥＧＲガスとして取り込み、前記吸気系へ当該ＥＧＲガスを還流させるＥＧＲ装置であり、
前記判断手段は、前記酸素濃度検出装置が検出する前記エンジンルーム内の気体の酸素濃度が第１所定濃度以下になる場合に前記吸気系若しくは前記排気系からガス漏れが発生したと判断し、前記吸気系若しくは前記排気系からガス漏れが発生したと判断した場合に前記ＥＧＲ装置を用いたＥＧＲガスの還流を停止し、当該ＥＧＲガスの還流を停止してから所定時間経過後に前記酸素濃度検出装置が検出した前記エンジンルーム内の気体の酸素濃度が第２所定濃度以上である場合には、前記吸気系からガス漏れが発生したと判断し、前記第２所定濃度よりも低い場合には、前記排気系からガス漏れが発生したと判断することを特徴とするエンジンのガス漏れ検出装置。
【請求項２】
前記排気系に配置されたタービン及び前記吸気系に配置されたコンプレッサを有するターボチャージャを備え、
前記ＥＧＲ装置は、前記タービンより下流の前記排気系から排気の一部を低圧ＥＧＲガスとして取り込み、前記コンプレッサより上流の前記吸気系へ当該低圧ＥＧＲガスを還流させる低圧ＥＧＲ装置であることを特徴とする請求項１に記載のエンジンのガス漏れ検出装置。
【請求項３】
前記酸素濃度検出装置は、前記エンジンルーム内における前記吸気系の近傍に配置されることを特徴とする請求項１または２に記載のエンジンのガス漏れ検出装置。
【請求項４】
前記吸気系を流通する吸気を冷却するインタークーラを備え、
前記酸素濃度検出装置は、前記エンジンルーム内における前記インタークーラの近傍に配置されることを特徴とする請求項３に記載のエンジンのガス漏れ検出装置。
【請求項５】
前記酸素濃度検出装置は、前記排気系を流通する排気の酸素濃度を検出する内側検出部と、前記内側検出部の零点合わせのための前記排気系の外である前記エンジンルーム内の気体の酸素濃度を検出する外側検出部と、を有する検出装置の前記外側検出部であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のエンジンのガス漏れ検出装置。
【請求項６】
前記判断手段は、前記吸気系からガス漏れが発生したと判断した場合には、前記ＥＧＲ装置を用いたＥＧＲガスの還流を停止することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のエンジンのガス漏れ検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのガス漏れ検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
排気中の浄化対象成分の少なくとも一つと反応することによりその特性が変化する特性変化物質を排気のガス漏れが生じる部分に配置し、特性変化物質の特性の変化に基づいて排気のガス漏れを検出する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
排気系に配置した酸素濃度センサの検出値に基づいて排気のガス漏れを判断する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
燃料電池スタック等が配置されたケース内に水素濃度センサを設置し、当該水素濃度センサの検出値に基づいて水素ガスのガス漏れを検出する技術が開示されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
ＥＧＲ装置のＥＧＲ弁の開度に応じた排気の空燃比の変化度合いに基づいてＥＧＲ装置のＥＧＲガスのガス漏れを判断する技術が開示されている（例えば、特許文献４参照）。
【０００６】
吸気の圧力変化に基づいてインタークーラからの吸気のガス漏れを検出し、ユーザに報知する技術が開示されている（例えば、特許文献５参照）。
【特許文献１】特開２００７−９８８０号公報
【特許文献２】特開平１０−４７１３０号公報
【特許文献３】特開２００６−３１８８１７号公報
【特許文献４】特開２００６−２５７８８１号公報
【特許文献５】特開昭５８−３５２２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところでエンジンに、タービンより下流の排気系から排気の一部を低圧ＥＧＲガスとして取り込み、コンプレッサより上流の吸気系へ当該低圧ＥＧＲガスを還流させる低圧ＥＧＲ装置を備える場合がある。この低圧ＥＧＲ装置を備える場合には、コンプレッサよりも上流の吸気系に低圧ＥＧＲガスが供給される。そしてこの低圧ＥＧＲガスが供給された吸気系から吸気のガス漏れが発生すると、吸気系からエンジンルーム内へ漏れる気体に低圧ＥＧＲガス、すなわち排気が含まれることになる。このように排気系だけでなく吸気系からも排気が漏れる場合がある。排気にはＰＭやＮＯｘ等の浄化対象成分が含まれているので、排気が漏れると環境に悪影響を及ぼしてしまう。このため排気のガス漏れを早期に見つけ出すことが望まれる。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エンジンのガス漏れ検出装置において、吸気系若しくは排気系から排気を含んだガス漏れを早期に検出する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、本発明は、
エンジンルーム内に配置されたエンジンと、
前記エンジンに接続された吸気系及び排気系と、
前記エンジンから排出される排気を前記吸気系に供給する排気供給手段と、
前記エンジンルーム内に配置され前記エンジンルーム内の気体の酸素濃度を検出する酸素濃度検出装置と、
前記酸素濃度検出装置が検出する前記エンジンルーム内の気体の酸素濃度に基づいて前記吸気系若しくは前記排気系からガス漏れが発生したと判断する判断手段と、
を備えたことを特徴とするエンジンのガス漏れ検出装置である。
【００１０】
エンジンの排気系からはエンジンルーム内へ排気が漏れる場合がある。一方エンジンから排出される排気をエンジンの吸気系に供給する排気供給手段を備える場合には、吸気系からエンジンルーム内へ漏れる気体に排気が含まれることになる。このように排気系だけでなく吸気系からも排気が漏れる場合がある。排気にはＰＭやＮＯｘ等の浄化対象成分が含まれているので、排気が漏れると環境に悪影響を及ぼしてしまう。このため排気のガス漏れを早期に見つけ出し、対処することが望まれる。
【００１１】
そこで本発明は、酸素濃度検出装置が検出するエンジンルーム内の気体の酸素濃度に基づいて吸気系若しくは排気系からガス漏れが発生したと判断するようにした。
【００１２】
本発明によると、吸気系若しくは排気系からの排気を含むガス漏れを早期に検出できる。よってガス漏れに早期に対処もでき、排気が漏れて環境に悪影響を及ぼすことが抑制できる。
【００１３】
前記判断手段は、前記酸素濃度検出装置が検出する前記エンジンルーム内の気体の酸素濃度が第１所定濃度以下になる場合に前記吸気系若しくは前記排気系からガス漏れが発生したと判断するとよい。
【００１４】
ここで第１所定濃度とは、それ以下の酸素濃度であると、通常の大気ではありえない濃度であり、エンジンルーム内の気体に吸気系若しくは排気系から漏れた排気が混ざって生じる濃度である。
【００１５】
本発明によると、吸気系若しくは排気系からの排気を含むガス漏れが生じたことを一律に判断できる。
【００１６】
前記排気供給手段は、前記排気系から排気の一部をＥＧＲガスとして取り込み、前記吸気系へ当該ＥＧＲガスを還流させるＥＧＲ装置であり、前記判断手段は、前記吸気系若しくは前記排気系からガス漏れが発生したと判断した場合に前記ＥＧＲ装置を用いたＥＧＲガスの還流を停止し、当該ＥＧＲガスの還流を停止してから所定時間経過後に前記酸素濃度検出装置が検出した前記エンジンルーム内の気体の酸素濃度が第２所定濃度以上である場合には、前記吸気系からガス漏れが発生したと判断し、前記第２所定濃度よりも低い場合には、前記排気系からガス漏れが発生したと判断するとよい。
【００１７】
ここで所定時間とは、その時間の経過後であると、ＥＧＲガスが含まれる吸気が漏れていた場合にはＥＧＲガスの還流が停止されたことでエンジンルーム内の気体の酸素濃度が大気の酸素濃度に近づくように変化する時間である。
【００１８】
また第２所定濃度とは、それ以上の酸素濃度であると、ＥＧＲガスが含まれる吸気が漏れていた場合にはＥＧＲガスの還流が停止されたことでエンジンルーム内の気体の酸素濃度が大気の酸素濃度に近づくように変化し吸気系からガス漏れが発生していたことを示す濃度であり、それよりも低い酸素濃度であると、ＥＧＲガスの還流が停止されてもエンジンルーム内の気体の酸素濃度が大気の酸素濃度に近づかず排気が引き続き漏れており排気系からガス漏れが発生していたことを示す濃度である。
【００１９】
本発明によると、ＥＧＲ装置を用いてＥＧＲガスを吸気系に還流させることで、吸気系を流通する吸気に排気が含まれることになる。そしてこれにより吸気系からエンジンルーム内へ漏れる気体に排気が含まれることになる。そして本発明によると、吸気系と排気系とのどちらからの排気を含むガス漏れかを早期に検出できる。
【００２０】
前記排気系に配置されたタービン及び前記吸気系に配置されたコンプレッサを有するターボチャージャを備え、前記ＥＧＲ装置は、前記タービンより下流の前記排気系から排気の一部を低圧ＥＧＲガスとして取り込み、前記コンプレッサより上流の前記吸気系へ当該低圧ＥＧＲガスを還流させる低圧ＥＧＲ装置であるとよい。
【００２１】
本発明によると、低圧ＥＧＲ装置を用いて低圧ＥＧＲガスをコンプレッサより上流の吸気系に還流させることで、コンプレッサより上流の吸気系を流通する吸気に排気が含まれることになる。そしてこれによりコンプレッサより上流の吸気系からエンジンルーム内へ漏れる気体に排気が含まれることになる。
【００２２】
前記酸素濃度検出装置は、前記エンジンルーム内における前記吸気系の近傍に配置されるとよい。
【００２３】
本発明によると、吸気系からの排気を含むガス漏れが生じた場合に酸素濃度検出装置がエンジンルーム内の気体の酸素濃度の変化を早期に検出できる。
【００２４】
前記吸気系を流通する吸気を冷却するインタークーラを備え、前記酸素濃度検出装置は、前記エンジンルーム内における前記インタークーラの近傍に配置されるとよい。
【００２５】
本発明によると、インタークーラからの排気を含むガス漏れが生じた場合に酸素濃度検出装置がエンジンルーム内の気体の酸素濃度の変化を早期に検出できる。
【００２６】
前記酸素濃度検出装置は、前記排気系を流通する排気の酸素濃度を検出する内側検出部と、前記内側検出部の零点合わせのための前記排気系の外である前記エンジンルーム内の気体の酸素濃度を検出する外側検出部と、を有する検出装置の前記外側検出部であるとよい。
【００２７】
本発明によると、内側検出部及び外側検出部を有する検出装置を流用してエンジンルーム内の気体の酸素濃度を検出することができる。
【００２８】
前記判断手段は、前記吸気系からガス漏れが発生したと判断した場合には、前記ＥＧＲ装置を用いたＥＧＲガスの還流を停止するとよい。
【００２９】
本発明によると、吸気系からガス漏れは発生しているにもかかわらず吸気系からの排気漏れがなくなり、継続してエンジンを運転し続けることができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によると、エンジンのガス漏れ検出装置において、吸気系若しくは排気系から排気を含んだガス漏れを早期に検出できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下に本発明の具体的な実施例を説明する。
【００３２】
＜実施例１＞
図１は、本実施例に係るエンジンのガス漏れ検出装置を適用するエンジン及びその吸気
系・排気系の概略構成を示す図である。図１に示すエンジン１は、４つの気筒を有する水冷式の４ストロークサイクル・ディーゼルエンジンである。各気筒内では、燃料噴射弁から燃料が噴射される。エンジン１は、車両に搭載されており、車両のエンジンルーム２内に設置されている。エンジン１には、吸気通路３及び排気通路４が接続されている。
【００３３】
エンジン１に接続された吸気通路３の途中には、排気のエネルギを駆動源として作動するターボチャージャ５のコンプレッサ５ａが配置されている。コンプレッサ５ａよりも上流の吸気通路３には、該吸気通路３内を流通する吸気の流量を調節する第１スロットル弁６が配置されている。この第１スロットル弁６は、電動アクチュエータにより開閉される。第１スロットル弁６よりも上流の吸気通路３には、該吸気通路３内を流通する新気の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ７が配置されている。このエアフローメータ７により、エンジン１に吸入される吸入空気量（新気量）が測定される。
【００３４】
コンプレッサ５ａよりも下流の吸気通路３には、吸気と外気とで熱交換を行うインタークーラ８が配置されている。インタークーラ８よりも下流の吸気通路３には、該吸気通路３内を流通する吸気の流量を調節する第２スロットル弁９が配置されている。この第２スロットル弁９は、電動アクチュエータにより開閉される。これら吸気通路３及びそれに配置された機器がエンジン１に吸気を取り入れるための吸気系を構成している。
【００３５】
一方、エンジン１に接続された排気通路４の途中には、ターボチャージャ５のタービン５ｂが配置されている。タービン５ｂよりも下流の排気通路４には、排気浄化装置１０が配置されている。排気浄化装置１０は、酸化触媒と当該酸化触媒の後段に配置されたディーゼルパティキュレートフィルタ（以下単にフィルタという）とを有して構成される。フィルタには吸蔵還元型ＮＯｘ触媒（以下単にＮＯｘ触媒という）が担持されている。
【００３６】
排気浄化装置１０よりも下流の排気通路４には、酸素濃度検出センサ１１が配置されている。酸素濃度検出センサ１１は、排気浄化装置１０から排出される排気の酸素濃度を検出する。酸素濃度検出センサ１１は、図２に示すように、排気通路４を流通する排気の酸素濃度を実際に検出する内側検出部１１ａと、内側検出部１１ａの零点合わせ（校正）のための排気通路４の外であるエンジンルーム２内の気体の酸素濃度を検出する外側検出部１１ｂと、を有する検出装置である。本実施例における酸素濃度検出センサ１１の外側検出部１１ｂが、本発明の酸素濃度検出装置に相当する。このように酸素濃度検出センサ１１の外側検出部１１ｂを酸素濃度検出装置として流用することで、他の酸素濃度検出装置を設ける必要が無く部品点数が増加しない。そして部品点数が増加しないのでコストアップも抑制できる。これら排気通路４及びそれに配置された機器がエンジン１から排気を排出させるための排気系を構成している。
【００３７】
そして、エンジン１には、排気通路４内を流通する排気の一部を低圧で吸気通路３へ還流（再循環）させる低圧ＥＧＲ装置３０が備えられている。本実施例では、低圧ＥＧＲ装置３０によって還流される排気を低圧ＥＧＲガスと称している。
【００３８】
低圧ＥＧＲ装置３０は、低圧ＥＧＲガスが流通する低圧ＥＧＲ通路３１と、低圧ＥＧＲ通路３１を流通する低圧ＥＧＲガスの流量を調節する低圧ＥＧＲ弁３２と、低圧ＥＧＲガスを冷却する低圧ＥＧＲクーラ３３と、を有する。
【００３９】
低圧ＥＧＲ通路３１は、排気浄化装置１０よりも下流且つ酸素濃度検出センサ１１よりも上流側の排気通路４と、コンプレッサ５ａよりも上流且つ第１スロットル弁６よりも下流側の吸気通路３とを接続している。この低圧ＥＧＲ通路３１を通って、排気が低圧ＥＧＲガスとして低圧でエンジン１へ送り込まれる。
【００４０】
低圧ＥＧＲ弁３２は、低圧ＥＧＲクーラ３３よりも下流の低圧ＥＧＲ通路３１に配置され、低圧ＥＧＲ通路３１の通路断面積を調整することにより、該低圧ＥＧＲ通路３１を流れる低圧ＥＧＲガスの流量を調節する。この低圧ＥＧＲ弁３２は、電動アクチュエータにより開閉される。なお、低圧ＥＧＲガス流量の調節は、低圧ＥＧＲ弁３２の開度の調整以外の方法によって行うこともできる。例えば、第１スロットル弁６の開度を調整することにより、或いは不図示の排気絞り弁の開度を調節することにより、低圧ＥＧＲ通路３１の上流と下流との差圧を変化させ、これにより低圧ＥＧＲガスの流量を調節することができる。
【００４１】
低圧ＥＧＲクーラ３３は、低圧ＥＧＲ通路３１の途中に配置される。低圧ＥＧＲクーラ３３は、低圧ＥＧＲクーラ３３内を通過する低圧ＥＧＲガスと機関冷却水とで熱交換をして、低圧ＥＧＲガスの温度を低下させる。
【００４２】
一方、エンジン１には、排気通路４内を流通する排気の一部を高圧で吸気通路３へ還流（再循環）させる高圧ＥＧＲ装置４０が備えられている。本実施例では、高圧ＥＧＲ装置４０によって還流される排気を高圧ＥＧＲガスと称している。
【００４３】
高圧ＥＧＲ装置４０は、高圧ＥＧＲガスが流通する高圧ＥＧＲ通路４１と、高圧ＥＧＲ通路４１を流通する高圧ＥＧＲガスの流量を調節する高圧ＥＧＲ弁４２と、を有する。
【００４４】
高圧ＥＧＲ通路４１は、タービン５ｂよりも上流側の排気通路４と、第２スロットル弁９よりも下流側の吸気通路３とを接続している。この高圧ＥＧＲ通路４１を通って、排気が高圧ＥＧＲガスとして高圧でエンジン１へ送り込まれる。
【００４５】
高圧ＥＧＲ弁４２は、高圧ＥＧＲ通路４１に配置され、高圧ＥＧＲ通路４１の通路断面積を調整することにより、該高圧ＥＧＲ通路４１を流れる高圧ＥＧＲガスの流量を調節する。この高圧ＥＧＲ弁４２は、電動アクチュエータにより開閉される。なお、高圧ＥＧＲガス流量の調節は、高圧ＥＧＲ弁４２の開度の調整以外の方法によって行うこともできる。例えば、第２スロットル弁９の開度を調整することにより、高圧ＥＧＲ通路４１の上流と下流との差圧を変化させ、これにより高圧ＥＧＲガスの流量を調節することができる。また、ターボチャージャ５のタービン５ｂが可変容量型の場合には、タービン５ｂの流量特性を変更するノズルベーンの開度を調整することによっても高圧ＥＧＲガスの量を調節することができる。
【００４６】
以上のような低圧ＥＧＲ装置３０及び高圧ＥＧＲ装置４０を備えることで、両ＥＧＲ装置を用いて低圧ＥＧＲガスや高圧ＥＧＲガス（総じてＥＧＲガスともいう）を吸気系に還流させることで、吸気系を流通する吸気に排気が含まれることになる。そしてこれにより吸気系からエンジンルーム２内へ漏れる気体に排気が含まれる場合が生じる。
【００４７】
なお、低圧ＥＧＲ装置３０及び高圧ＥＧＲ装置４０は本実施例のように両方を備える場合だけでなく、低圧ＥＧＲ装置３０又は高圧ＥＧＲ装置４０のどちらか一方を備える場合であってもよい。本実施例における低圧ＥＧＲ装置３０及び高圧ＥＧＲ装置４０がＥＧＲ装置に相当し、広義には本発明の排気供給手段に相当する。
【００４８】
以上述べたように構成されたエンジン１には、該エンジン１を制御するための電子制御ユニットであるＥＣＵ１２が併設されている。ＥＣＵ１２は、エンジン１の運転条件や運転者の要求に応じてエンジン１の運転状態を制御するユニットである。
【００４９】
ＥＣＵ１２には、エアフローメータ７、並びに酸素濃度検出センサ１１の内側検出部１１ａ及び外側検出部１１ｂが電気配線を介して接続され、これら各種センサの出力信号が
ＥＣＵ１２に入力されるようになっている。
【００５０】
一方、ＥＣＵ１２には、第１スロットル弁６、第２スロットル弁９、低圧ＥＧＲ弁３２、及び高圧ＥＧＲ弁４２の各アクチュエータが電気配線を介して接続されており、該ＥＣＵ１２によりこれらの機器が制御される。
【００５１】
ＥＣＵ１２は、クランクポジションセンサ１３やアクセルポジションセンサ１４等の出力信号を受けてエンジン１の運転状態を判別し、判別された機関運転状態に基づいてエンジン１や上記機器を電気的に制御する。
【００５２】
ところでエンジン１の排気系からはエンジンルーム２内へ排気が漏れる場合がある。
【００５３】
一方、低圧ＥＧＲ装置３０のように排気である低圧ＥＧＲガスを冷却すると、酸性凝縮水が凝縮し吸気系で酸性凝縮水によって腐食が発生する場合がある。このとき例えば硫黄成分の多い燃料を使用したり酸性凝縮水の濃化による強酸化が起こったりする等の環境条件によっては腐食環境が劇的に悪化し、吸気系の部品の信頼性に大きな悪影響を及ぼす。そして吸気系で吸気のガス漏れを引き起こすおそれがある。特に吸気系に配置されるアルミ材からなるインタークーラ８では腐食が顕著に生じるため、インタークーラ８で吸気のガス漏れを引き起こすおそれがある。
【００５４】
ここで従来のように吸気系が新気だけを取り込むものであれば、万が一インタークーラ８等の吸気系から吸気のガス漏れが発生しても、大きな問題とはならなかった。
【００５５】
しかし本実施例のように、エンジン１から排出される排気を低圧ＥＧＲガスや高圧ＥＧＲガスとしてエンジン１の吸気系に供給する低圧ＥＧＲ装置３０や高圧ＥＧＲ装置４０を備える場合には、吸気系からエンジンルーム２内へ漏れる気体に排気が含まれることになる。このように排気系だけでなく吸気系からも排気が漏れる場合がある。
【００５６】
排気にはＰＭやＮＯｘ等の浄化対象成分が含まれているので、排気が漏れると環境に悪影響を及ぼしてしまう。このため排気のガス漏れを早期に見つけ出し、対処することが望まれる。
【００５７】
そこで本実施例では、酸素濃度検出センサ１１の外側検出部１１ｂが検出するエンジンルーム２内の気体の酸素濃度が第１所定濃度以下になる場合に、吸気系若しくは排気系からガス漏れが発生したと判断するようにした。
【００５８】
ここで第１所定濃度とは、それ以下の酸素濃度であると、通常の大気ではありえない酸素濃度であり、エンジンルーム２内の気体に吸気系若しくは排気系から排気が混ざって生じる酸素濃度である。
【００５９】
本実施例によると、吸気系若しくは排気系からの排気を含むガス漏れが生じたことを一律に判断でき、吸気系若しくは排気系からの排気を含むガス漏れを早期に検出できる。よってガス漏れに早期に対処もでき、排気が漏れて環境に悪影響を及ぼすことが抑制できる。
【００６０】
さらに本実施例では、上記のように吸気系若しくは排気系からガス漏れが発生したと判断した場合に低圧ＥＧＲ装置３０及び高圧ＥＧＲ装置４０を用いた低圧ＥＧＲガス及び高圧ＥＧＲガスの還流を停止する。そして両ＥＧＲガスの還流を停止してから所定時間経過後に酸素濃度検出センサ１１の外側検出部１１ｂが検出したエンジンルーム２内の気体の酸素濃度が第２所定濃度以上である場合には、吸気系からガス漏れが発生したと判断する
。一方、所定時間経過後に酸素濃度検出センサ１１の外側検出部１１ｂが検出したエンジンルーム２内の気体の酸素濃度が第２所定濃度よりも低い場合には、排気系からガス漏れが発生したと判断する。
【００６１】
ここで所定時間とは、その時間を経過後であると、低圧ＥＧＲガス及び高圧ＥＧＲガスが含まれる吸気が漏れていた場合には低圧ＥＧＲガス及び高圧ＥＧＲガスの還流が停止されたことでエンジンルーム２内の気体の酸素濃度が大気の酸素濃度に近づくように変化する時間である。
【００６２】
また第２所定濃度とは、それ以上の酸素濃度であると、低圧ＥＧＲガス及び高圧ＥＧＲガスが含まれる吸気が漏れていた場合には低圧ＥＧＲガス及び高圧ＥＧＲガスの還流が停止されたことでエンジンルーム２内の気体の酸素濃度が大気の酸素濃度に近づくように変化し吸気系からガス漏れが発生していたことを示す濃度であり、それよりも低い酸素濃度であると、低圧ＥＧＲガス及び高圧ＥＧＲガスの還流が停止されてもエンジンルーム２内の気体の酸素濃度が大気の酸素濃度に近づかず排気が引き続き漏れており排気系からガス漏れが発生していたことを示す濃度である。
【００６３】
本実施例によると、吸気系と排気系とのどちらからの排気を含むガス漏れかを早期に検出できる。ここで排気を含むガス漏れが発生した部位としての吸気系には低圧ＥＧＲ弁３２よりも吸気系側の低圧ＥＧＲ通路３１及び高圧ＥＧＲ弁４２よりも吸気系側の高圧ＥＧＲ通路４１も含まれ、一方排気を含むガス漏れが発生した部位としての排気系には低圧ＥＧＲ弁３２よりも排気系側の低圧ＥＧＲ通路３１及び高圧ＥＧＲ弁４２よりも排気系側の高圧ＥＧＲ通路４１も含まれる。
【００６４】
しかも本実施例では、吸気系からガス漏れが発生したと判断した場合には、低圧ＥＧＲ装置３０を用いた低圧ＥＧＲガスの還流を停止すると共に高圧ＥＧＲ装置４０を用いた高圧ＥＧＲガスの還流を停止する。
【００６５】
本実施例によると、低圧ＥＧＲガス及び高圧ＥＧＲガスの還流がなくなるため吸気に排気が含まれなくなる。よって吸気系からガス漏れは発生しているにもかかわらず吸気系からの排気漏れがなくなり、継続してエンジンを運転し続けることができる。
【００６６】
次に、本実施例によるガス漏れ検出制御ルーチンについて説明する。図３は、本実施例によるガス漏れ検出制御ルーチンを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返し実行される。
【００６７】
ステップＳ１０１では、ＥＣＵ１２は、各種センサの出力値から運転状態を検出する。
【００６８】
ステップＳ１０２では、ＥＣＵ１２は、ガス漏れ検出条件が成立しているか否かを判別する。具体的にはステップＳ１０１で読み込んだ各種センサの出力値から、例えば酸素濃度検出センサ１１が排気の空燃比制御に用いられていることや、酸素濃度検出センサ１１の外側検出部１１ｂが内側検出部１１ａの零点合わせに用いられていること等の用途に用いられているか否かを確認し、酸素濃度検出センサ１１が先述の用途に用いられていない場合にガス漏れ検出条件が成立していると判断する。
【００６９】
ステップＳ１０２においてガス漏れ検出条件が不成立であると否定判定された場合には、本ルーチンを一旦終了する。ステップＳ１０２においてガス漏れ検出条件が成立していると肯定判定された場合には、ステップＳ１０３へ移行する。
【００７０】
ステップＳ１０３では、ＥＣＵ１２は、酸素濃度検出センサ１１の外側検出部１１ｂか
らエンジンルーム２内の気体の酸素濃度を検出する。
【００７１】
ステップＳ１０４では、ＥＣＵ１２は、ステップＳ１０３で検出したエンジンルーム２内の気体の酸素濃度が第１所定濃度以下であるか否かを判別する。第１所定濃度は、予め実験や検証等により定められた値である。
【００７２】
ステップＳ１０４においてエンジンルーム２内の気体の酸素濃度が第１所定濃度よりも高いと否定判定された場合には、ガス漏れは無いので本ルーチンを一旦終了する。ステップＳ１０４においてエンジンルーム内の気体の酸素濃度が第１所定濃度以下と肯定判定された場合には、吸気系若しくは排気系からガス漏れが発生したと判断しステップＳ１０５へ移行する。
【００７３】
本実施例のステップＳ１０４を実行するＥＣＵ１２が、本発明のエンジンルーム２内の気体の酸素濃度が第１所定濃度以下になる場合に吸気系若しくは排気系からガス漏れが発生したと判断する判断手段に相当する。
【００７４】
ステップＳ１０５では、ＥＣＵ１２は、低圧ＥＧＲ弁３２を閉弁すると共に高圧ＥＧＲ弁４２を閉弁し、低圧ＥＧＲ装置３０を用いた低圧ＥＧＲガスの還流を停止すると共に高圧ＥＧＲ装置４０を用いた高圧ＥＧＲガスの還流を停止する。
【００７５】
本実施例のステップＳ１０５を実行するＥＣＵ１２が、本発明の吸気系若しくは排気系からガス漏れが発生したと判断した場合にＥＧＲ装置を用いたＥＧＲガスの還流を停止する判断手段に相当する。
【００７６】
ステップＳ１０６では、ＥＣＵ１２は、所定時間の経過を待つ。
【００７７】
本実施例のステップＳ１０６を実行するＥＣＵ１２が、本発明のＥＧＲガスの還流を停止してから所定時間経過させる判断手段に相当する。
【００７８】
ステップＳ１０７では、ＥＣＵ１２は、酸素濃度検出センサ１１の外側検出部１１ｂからエンジンルーム２内の気体の酸素濃度を検出する。
【００７９】
ステップＳ１０８では、ＥＣＵ１２は、ステップＳ１０７で検出したエンジンルーム２内の気体の酸素濃度が第２所定濃度以上であるか否かを判別する。第２所定濃度は、予め実験や検証等により定められた値である。
【００８０】
ステップＳ１０８においてエンジンルーム２内の気体の酸素濃度が第２所定濃度以上と肯定判定された場合には、吸気系からガス漏れが発生したと判断しステップＳ１０９へ移行する。ステップＳ１０８においてエンジンルーム２内の気体の酸素濃度が第２所定濃度よりも低いと否定判定された場合には、排気系からガス漏れが発生したと判断しステップＳ１１０へ移行する。
【００８１】
本実施例のステップＳ１０８を実行するＥＣＵ１２が、本発明のＥＧＲガスの還流を停止してから所定時間経過後に酸素濃度検出装置が検出したエンジンルーム２内の気体の酸素濃度が第２所定濃度以上である場合には、吸気系からガス漏れが発生したと判断し、第２所定濃度よりも低い場合には、排気系からガス漏れが発生したと判断する判断手段に相当する。
【００８２】
ステップＳ１０９では、ＥＣＵ１２は、例えば警告灯を点灯させる等して、吸気系からのガス漏れを報知すると共に、それ以後、低圧ＥＧＲ弁３２及び高圧ＥＧＲ弁４２を閉弁
し、低圧ＥＧＲ装置３０及び高圧ＥＧＲ装置４０を用いた低圧ＥＧＲガス及び高圧ＥＧＲガスの還流を停止してエンジン１を運転する退避走行を行う。
【００８３】
本実施例のステップＳ１０９を実行するＥＣＵ１２が、本発明の吸気系からガス漏れが発生したと判断した場合には、ＥＧＲ装置を用いたＥＧＲガスの還流を停止する判断手段に相当する。
【００８４】
一方、ステップＳ１１０では、ＥＣＵ１２は、例えば警告灯を点灯させる等して、排気系からのガス漏れを報知する。なおそれ以後には排気系からのガス漏れが少なくなるようにエンジン１を運転する退避走行を行ってもよい。
【００８５】
以上説明した本ルーチンによれば、既存の酸素濃度検出センサ１１の外側検出部１１ｂを用いてエンジンルーム２内の気体の酸素濃度を検出することにより、部品点数の増加無しに、吸気系と排気系とのどちらからの排気を含んだガス漏れかを早期に検出できる。特にエンジン１の運転状態がほとんど変わらない例えば低回転低負荷であっても、エンジンルーム２内の気体の酸素濃度を検出するだけであるので、ガス漏れを容易に検出できる。加えて吸気系からガス漏れを検出した場合には、低圧ＥＧＲガス及び高圧ＥＧＲガスの還流を停止して早期に対処できる。
【００８６】
＜実施例２＞
本実施例では、図４に示すように別途の酸素濃度検出センサ１５をエンジンルーム２内におけるインタークーラ８の近傍に配置するようにした。本実施例ではその特徴部分を説明しその他の構成は上記実施例と同様であるので説明は省略する。
【００８７】
吸気系に配置されるアルミ材からなるインタークーラ８では腐食が顕著に生じるため、インタークーラ８で吸気のガス漏れを引き起こすおそれが高い。このため本実施例では、ガス漏れが生じ易いインタークーラ８の近傍に、エンジンルーム２内の気体の酸素濃度を検出する酸素濃度検出センサ１５を配置するようにした。本実施例によると、インタークーラ８からの排気を含むガス漏れが生じた場合に酸素濃度検出センサ１５がエンジンルーム２内の気体の酸素濃度の変化を早期に検出できる。本実施例の酸素濃度検出センサ１５が本発明の酸素濃度検出装置に相当する。
【００８８】
なお、酸素濃度検出センサ１５は、インタークーラ８以外のエンジンルーム２内における吸気系の近傍に配置されてもよい。これによると、吸気系からの排気を含むガス漏れが生じた場合に酸素濃度検出センサ１５がエンジンルーム２内の気体の酸素濃度の変化を早期に検出できる。
【００８９】
次に、本実施例によるガス漏れ検出制御ルーチンについて説明する。図５は、本実施例によるガス漏れ検出制御ルーチンを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返し実行される。
【００９０】
本ルーチンでは、酸素濃度検出センサ１５がガス漏れ検出専用にインタークーラ８の近傍に配置されているので、酸素濃度検出センサ１５が他の用途に用いられることがない。このため図３のルーチンにおけるステップＳ１０１及び１０２が必要ない。ステップＳ１０３から始まる本ルーチンのそれ以降の処理は実施例１における図３のルーチンと同処理であるので同ステップの符号を付して説明を省略する。
【００９１】
以上説明した本ルーチンによれば、別途の酸素濃度検出センサ１５がインタークーラ８の近傍に配置されているので、酸素濃度検出センサ１５を用いてエンジンルーム２内の気体の酸素濃度を適宜検出することができる。
【００９２】
本発明に係るエンジンのガス漏れ検出装置は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】実施例１に係るエンジン及びその吸気系・排気系の概略構成を示す図。
【図２】実施例１に係る酸素濃度検出センサの概略構成を示す図。
【図３】実施例１に係るガス漏れ検出制御ルーチンを示すフローチャート。
【図４】実施例２に係るエンジン及びその吸気系・排気系の概略構成を示す図。
【図５】実施例２に係るガス漏れ検出制御ルーチンを示すフローチャート。
【符号の説明】
【００９４】
１     エンジン
２     エンジンルーム
３     吸気通路
４     排気通路
５     ターボチャージャ
５ａ   コンプレッサ
５ｂ   タービン
６     第１スロットル弁
７     エアフローメータ
８     インタークーラ
９     第２スロットル弁
１０   排気浄化装置
１１   酸素濃度検出センサ
１１ａ 内側検出部
１１ｂ 外側検出部
１２   ＥＣＵ
１３   クランクポジションセンサ
１４   アクセルポジションセンサ
１５   酸素濃度検出センサ
３０   低圧ＥＧＲ装置
３１   低圧ＥＧＲ通路
３２   低圧ＥＧＲ弁
３３   低圧ＥＧＲクーラ
４０   高圧ＥＧＲ装置
４１   高圧ＥＧＲ通路
４２   高圧ＥＧＲ弁
【図１】
0004978513.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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