(57)【要約】【課題】燃料カット中の排気再循環バルブの強制開閉による排気再循環システムの診断に際して排気通路内の残留燃焼ガスが再循環されることによる不具合の発生を防止することのできる排気再循環システムの診断装置を提供する。【解決手段】内燃機関の燃料カット中の排気再循環バルブ２５の強制開閉を通じて排気再循環システムの故障診断を行う電子制御ユニット２７は、排気通路１２に設置された酸素濃度センサ２４が燃料カット開始後にリーン信号を出力したことをもって、排気通路１２から排気再循環通路１３に取り込まれるガスが新気に置き換わったことを確認した後に、上記故障診断に係る排気再循環バルブ２５の強制開閉を実施することで、排気再循環システムの診断に際しての排気通路１２内の残留燃焼ガスの再循環を防止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気系と排気系とを連通する排気再循環通路と、吸気への排気の再循環量を調整する排気再循環バルブとを備える排気再循環システムの故障診断を、前記内燃機関の燃料カット中における前記排気再循環バルブの強制開閉を通じて行う排気再循環システムの診断装置において、
排気通路から前記排気再循環通路に取り込まれるガスが新気に置き換わったことの確認後に、前記故障診断のための前記排気再循環バルブの強制開閉を実施する
ことを特徴とする排気再循環システムの診断装置。
【請求項２】
前記排気系に設置された酸素濃度センサがリーン信号を出力したことに基づいて前記確認を行う
請求項１に記載の排気再循環システムの診断装置。
【請求項３】
前記酸素濃度センサがリッチ信号を出力したことの履歴が有ることを条件に、前記リーン信号の出力に基づく前記確認を行う
請求項２に記載の排気再循環システムの診断装置。
【請求項４】
前記酸素濃度センサがリーン信号を出力したことの履歴が無いときには、前記燃料カットの開始時から規定の遅延期間が経過したことをもって前記確認を行う
請求項２又は３に記載の排気再循環システムの診断装置。
【請求項５】
前記リーン信号の出力が無くとも、前記燃料カットの開始時から規定の遅延期間が経過したときには、前記ガスが新気に置き換わったと判断して前記確認を行う
請求項２又は３に記載の排気再循環システムの診断装置。
【請求項６】
前記酸素濃度センサは、前記排気再循環通路の排気取込口の排気上流側に設置され、
前記確認は、その酸素濃度センサの設置位置の排気成分の変化が前記排気取込口の設置位置の排気成分に反映されるのに十分な期間として設定された規定の遅延期間が、前記酸素濃度センサのリーン信号の出力時から経過した時点に前記ガスが新気に置き換わったと判断することで行われる
請求項２〜５のいずれか１項に記載の排気再循環システムの診断装置。
【請求項７】
前記内燃機関からの排出直後の排気成分の変化が前記排気再循環通路の排気取込口の設置位置の排気成分に反映されるのに十分な期間として設定された規定の遅延期間が、前記燃料カットの開始時から経過したことをもって前記確認を行う
請求項１に記載の排気再循環システムの診断装置。
【請求項８】
前記遅延期間の経過は、積算吸入空気量が規定値に達することをもって確認される
請求項４〜７のいずれか１項に記載の排気再循環システムの診断装置。
【請求項９】
前記遅延期間は、排気流速から算出されてなる
請求項４〜７のいずれか１項に記載の排気再循環システムの診断装置。
【請求項１０】
当該診断装置は、排気成分の濃度を検出する排気センサの前記燃料カット中の出力に基づき同排気センサの故障診断を行う内燃機関に適用されてなる
請求項１〜９のいずれか１項に記載の排気再循環システムの診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸気系と排気系とを連通する排気再循環通路と、吸気への排気の再循環量を調整する排気再循環バルブとを備える排気再循環システムの故障診断を、前記内燃機関の燃料カット中における前記排気再循環バルブの強制開閉を通じて行う排気再循環システムの診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車載内燃機関の多くでは、燃焼後の排気の一部を取り出し、その取り出した排気の一部を吸気側へ導いて再度吸気させる排気再循環（ＥＧＲ：Exhaust Gas Recirculation ）を機関運転中に実施している。燃焼後の排気には、酸素が殆ど含まれていないため、排気を吸気に再循環すれば、吸気の酸素濃度が低下し、その結果、以下のような効果が得られるようになる。
【０００３】
まず排気の再循環によって吸気の酸素濃度を低下させれば、シリンダ内のピーク燃焼温度が低下するようになる。そのため、排気再循環の実施により、燃焼温度の上昇に応じて生成量の増加する窒素酸化物（ＮＯｘ）の発生を抑制することができる。
【０００４】
また燃焼温度の低下は、シリンダや燃焼室壁面、ピストン表面からの熱エネルギー放散を低減し、また熱解離による損失も低減するため、排気再循環の実施により、内燃機関の出力効率を向上することができるようにもなる。
【０００５】
更にガソリン機関のように空燃比制御を行う内燃機関では、ＥＧＲ時には非ＥＧＲ時に比して、シリンダ内に供給された酸素量が同一となる、すなわち同一の軸出力の得られるシリンダ流入ガス量が、再循環された排気の分多くなる。そのため、排気再循環の実施により、吸気時のポンピング損失が低下して、内燃機関の燃費性能が向上するようにもなる。
【０００６】
こうした排気再循環の実施に係る排気再循環システムは、排気通路と吸気通路とを繋ぐ排気再循環通路と、その排気再循環通路上に設置されて排気の再循環量を調整する排気再循環バルブとを備えて構成されている。そして従来、こうした排気再循環システムの診断装置として、例えば特許文献１、２に見られるように、車両減速時等における内燃機関の燃料カット中に、排気再循環バルブを強制開閉することで、バルブ固着や通路の詰りといった排気再循環システムの故障の有無を診断する装置が知られている。
【０００７】
こうした従来の診断装置における排気再循環システムの故障診断は、より詳しくは、以下の態様で行われる。機関回転速度やスロットル開度が一定の条件下では、内燃機関のシリンダに流入する吸気の量は一定である。ここでそうした条件下で、吸気に再循環される排気の量を増減すれば、内燃機関に新規に吸入される空気（新気）の量はその分減増する。そこで、排気再循環バルブの強制開閉の前後の新気量の変化を吸気通路に設置されたエアフローメータにより監視し、排気再循環バルブの開度変更に伴う排気再循環量の変化に見合った新気量の変化が確認されるか否かにより、排気再循環システムが正常に機能しているか否かを確認するようにしている。なお、こうした故障診断を燃料カット中に実施するのは、診断時の排気再循環バルブの強制開閉により、排気再循環量が変化して内燃機関の燃焼に悪影響が及ぶのを回避するためである。
【０００８】
また内燃機関の燃料カット中には、上記のような排気再循環システムの故障診断の他、例えば特許文献３、４に見られるように、酸素濃度センサやＮＯｘ濃度センサ等の排気成分の濃度を検出する排気センサの故障診断を実施することがある。燃料カット中は、排気通路内のガスが新気（＝空気）に置き換わるため、そのときの各排気成分の濃度は既知となる。そのため、燃料カット中の排気センサの出力が、排気通路内のガスが新気に置き換わった状態に見合った適切な値となっているか否かで、排気センサが正常に機能しているか否かを診断することができる。また燃料カットの開始後は、排気通路内のガスの各成分の濃度が変化することから、センサ出力の変化度合を見ることで、排気センサの応答性の良否を確認することもできるようになる。
【特許文献１】特開２００２−４９０１号公報
【特許文献２】特開平２−７５７４８号公報
【特許文献３】特開平１１−３２６１３７号公報
【特許文献４】特開２０００−１２０３９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、燃料カットが開始されても、排気通路内のガスは直ちには新気に置き換わらず、燃料カットの開始後もしばらくは、排気通路内に燃焼ガスが残留している。そのため、燃料カットの開始直後に上記のような排気再循環バルブの強制開閉による排気再循環システムの故障診断を実施すれば、そうした残留燃焼ガスが吸気に導入されることになる。そして、こうした残留燃焼ガスの再循環がなされている期間に燃料カットからの復帰がなされると、再循環された残留燃焼ガスを含んだ吸気がシリンダに導入されてしまい、燃料カット復帰直後の内燃機関の燃焼が不安定となって、ドライバビリティの悪化やエンジンストールの発生等の不具合を招いてしまうようになる。
【００１０】
また、燃料カット後に残留燃焼ガスが再循環されると、その再循環された残留燃焼ガスがシリンダを通って再び排気通路に戻ってくることから、燃料カット開始後の排気通路内のガスの新気への置き換えが本来よりも遅れるようになる。そのため、このときの燃料カット中に上述のような排気センサの故障診断を行うと、燃料カット後の排気通路内のガスの各成分の濃度変化が想定よりも遅れているために、診断を適切に行うことができなくなる虞がある。
【００１１】
本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであって、その解決しようとする課題は、燃料カット中の排気再循環バルブの強制開閉による排気再循環システムの診断に際して排気通路内の残留燃焼ガスが再循環されることによる不具合の発生を防止することのできる排気再循環システムの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】
【００１２】
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果を記載する。
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、内燃機関の吸気系と排気系とを連通する排気再循環通路と、吸気への排気の再循環量を調整する排気再循環バルブとを備える排気再循環システムの故障診断を、前記内燃機関の燃料カット中における前記排気再循環バルブの強制開閉を通じて行う排気再循環システムの診断装置において、前記排気再循環通路に取り込まれるガスが新気に置き換わったことの確認後に、前記故障診断のための前記排気再循環バルブの強制開閉を実施することをその要旨としている。
【００１３】
上記構成では、燃料カットの開始後、排気通路から排気再循環通路に取り込まれるガスが新気に置き換わったことが確認されてから、排気再循環システムの故障診断のための排気再循環バルブの強制開閉が実施されるようになる。そのため、故障診断のための排気再循環バルブの強制開閉によっては、新気のみが再循環されるようになり、排気通路内の残留燃焼ガスの再循環による不具合の発生が防止されるようになる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の排気再循環システムの診断装置において、前記排気系に設置された酸素濃度センサがリーン信号を出力したことに基づいて前記確認を行うことをその要旨としている。
【００１５】
燃料カット後に排気通路内のガスが新気に置き換わると、内燃機関の燃焼時に比して排気通路内のガスの酸素濃度が高くなり、排気系に設置された酸素濃度センサは、空燃比がリーンであることを示すリーン信号を出力するようになる。そのため、酸素濃度センサがリーン信号を出力したことをもって、排気通路から排気再循環通路に取り込まれるガスが新気に置き換わったことを確認することができる。
【００１６】
なお、ここでのリーン信号には、空燃比が理論空燃比よりもリーンであるかリッチであるかによってリーン信号、リッチ信号のいずれかを二値的に出力する酸素濃度センサにおけるリーン信号に限らず、空燃比に応じたリニアな出力特性を有する酸素濃度センサの、内燃機関の燃焼時に比して同センサの周囲の酸素濃度が十分に高いことを示す検出信号をも含むものとする。要するにここでのリーン信号とは、センサ周囲の酸素濃度が新気に相当する値となったときに出力される酸素濃度センサの検出信号のことを言う。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の排気再循環システムの診断装置において、前記酸素濃度センサがリッチ信号を出力したことの履歴が有ることを条件に、前記リーン信号の出力に基づく前記確認を行うことをその要旨としている。
【００１８】
酸素濃度センサが故障してセンサ周囲の酸素濃度に拘わらず、上記リーン信号を常時出力する状態となると、排気通路から排気再循環通路に取り込まれるガスの新気への置き換わりをその信号から確認することができなくなってしまう。その点、酸素濃度センサがリッチ信号を出力したことの履歴があれば、そうした故障が無いことが明らかであるため、酸素濃度センサのリーン信号の出力に基づく上記新気への置き換えの確認が可能となる。そのため、上記構成によれば、酸素濃度センサの故障により、誤った新気への置き換えの確認がなされることを回避することができるようになる。
【００１９】
ちなみに、酸素濃度センサの故障診断が完了し、正常に機能することが確認されていれば、上記のような酸素濃度センサの故障を想定した対処は不要である。ただし、排気再循環システム、酸素濃度センサの故障診断はいずれも内燃機関の燃料カット中に行われるものとなっており、同時平行して行われることが多いものとなっている。しかも一般に、排気再循環システムの故障診断に比して酸素濃度センサの故障診断には長い時間を要するため、酸素濃度センサの故障診断の完了前に排気再循環システムの故障診断が実施される頻度が必然的に多くなる。その点、上記構成では、少なくとも酸素濃度センサがリーン信号のみを出力し続ける状況には無いことを確認した上で、同センサのリーン信号の出力に基づく新気への置き換えの確認を行うようにしており、酸素濃度センサの故障診断の完了前でも、新気への置き換えの確認を支障無く行うことが可能である。
【００２０】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の排気再循環システムの診断装置において、前記酸素濃度センサがリーン信号を出力したことの履歴が無いときには、前記燃料カットの開始時から規定の遅延期間が経過したことをもって前記確認を行うことをその要旨としている。
【００２１】
上述とは逆に、酸素濃度センサに、センサ周囲の酸素濃度に拘わらず、リッチ信号を出力し続けてしまうような故障が発生することも考えられる。こうした場合には、燃料カットの開始後、何時まで経っても酸素濃度センサがリーン信号を出力することはなく、上記新気への置き換えの確認ができないことになる。すなわち、この場合には、出力されることの無いリーン信号を何時までも不必要に待ち続けることになる。
【００２２】
その点、酸素濃度センサが以前にリーン信号を出力したとの履歴が有れば、少なくともそうした故障は発生しておらず、何れはリーン信号が出力されると期待することができる。一方、リーン信号を出力したとの履歴が無ければ、上記のような故障が発生している可能性があることになる。そこで上記構成では、そうした場合には、リーン信号の出力に代えて、燃料カットの開始時から規定の遅延期間が経過したことをもって上記新気への置き換えの確認が行われるようになる。そのため、酸素濃度センサが故障によりリーン信号を出力することができない状況となっても、排気再循環システムの故障診断を実行可能とすることができる。
【００２３】
なお上記遅延期間としては、内燃機関からの排出直後の排気成分の変化が排気再循環通路の排気取込口の設置位置での排気成分に反映されるのに十分な期間を設定すると良い。こうした遅延期間は、排気再循環通路の排気取込口が排気浄化用の触媒装置の排気上流側に設置されている場合は、シリンダから排気取込口までのガスの輸送遅れ期間となり、排気浄化用の触媒装置の排気下流側に設置されている場合は、上記輸送遅れ期間に、触媒装置の酸素吸蔵による排気成分変化の遅れ期間を加えた期間となる。
【００２４】
請求項５に記載の発明は、請求項２又は３に記載の排気再循環システムの診断装置において、前記リーン信号の出力が無くとも、前記燃料カットの開始時から規定の遅延期間が経過したときには、前記ガスが新気に置き換わったと判断して前記確認を行うことをその要旨としている。
【００２５】
上記構成では、酸素濃度センサからリーン信号が出力されずとも、燃料カットの開始時から規定の遅延期間が経過したときには、排気再循環通路に取り込まれるガスが新気に置き換わったと判断され、排気再循環システムの故障診断のための排気再循環バルブの強制開閉が実施されるようになる。すなわち、上記構成では、酸素濃度センサからのリーン信号の出力、及び規定の遅延期間の経過とのＯＲ条件で、上記新気への置き換えの確認を行うようにしている。こうした場合、酸素濃度センサが故障によりリーン信号を出力することができない状況となっても、排気再循環システムの故障診断を実行可能とすることができるようになる。なお、この場合にも、上記遅延期間としては、内燃機関からの排出直後の排気成分の変化が排気再循環通路の排気取込口の設置位置での排気成分に反映されるのに十分な期間を設定すると良い。
【００２６】
請求項６に記載の発明は、請求項２〜５のいずれか１項に記載の排気再循環システムの診断装置において、前記酸素濃度センサは、前記排気再循環通路の排気取込口の排気上流側に設置され、前記確認は、その酸素濃度センサの設置位置の排気成分の変化が前記排気取込口の設置位置の排気成分に反映されるのに十分な期間として設定された規定の遅延期間が、前記酸素濃度センサのリーン信号の出力時から経過した時点に前記ガスが新気に置き換わったと判断することで行われることをその要旨としている。
【００２７】
酸素濃度センサが排気再循環通路の排気取込口の排気上流側に設置されている場合、酸素濃度センサの周囲ではガスが新気に置き換わったとしても、その排気下流側の排気取込口の周囲には未だ燃焼ガスが残留していることがある。そうした場合には、リーン信号の出力時から上記の如く設定された遅延期間が経過すれば、排気取込口周囲のガスも新気に置き換わったと推定できる。よってリーン信号の出力時から上記の如く設定された遅延期間の経過した時点で上記新気での置き換えがなされたと判断して、排気再循環システムの故障診断のための排気再循環バルブの強制開閉を実施することで、その強制開閉による残留燃焼ガスの再循環を回避することができるようになる。なお、この場合の上記規定の遅延期間は、酸素濃度センサと排気再循環通路の排気取込口との間に排気浄化用の触媒装置が無い場合には、酸素濃度センサの設置位置から排気取込口の設置位置までのガスの輸送遅れ期間となり、触媒装置が有る場合には、上記輸送遅れ期間に、触媒装置の酸素吸蔵による排気成分変化の遅れ期間を加えた期間となる。
【００２８】
請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の排気再循環システムの診断装置において、前記内燃機関からの排出直後の排気成分の変化が前記排気再循環通路の排気取込口の設置位置の排気成分に反映されるのに十分な期間として設定された規定の遅延期間が、前記燃料カットの開始時から経過したことをもって前記確認を行うことをその要旨としている。
【００２９】
燃料カットの開始時から上記の如く設定された遅延期間が経過した時点には、排気再循環通路の排気取込口付近の排気通路内のガスが新気に置き換わると考えられる。よって上記遅延期間の経過をもって上記新気への置き換えがなされたものとして、排気再循環システムの故障診断に係る排気再循環バルブの強制開閉を実施することで、残留燃焼ガスの再循環を回避することが可能となる。なおこうした場合、残留燃焼ガスの再循環を確実に回避するには、上記移動時間のばらつきを考慮して十分な余裕を設けて上記遅延期間を設定する必要がある。
【００３０】
請求項８に記載の発明は、請求項４〜７のいずれか１項に記載の排気再循環システムの診断装置において、前記遅延期間の経過は、積算吸入空気量が規定値に達することをもって確認されることをその要旨としている。
【００３１】
排気上流側での排気成分の変化が排気下流側に反映されるまでの時間は、排気の流速が高いときほど短くなる。排気の流速は、排気の流量が多いほど高くなり、燃料カット時の排気の流量は、吸入空気量にほぼ一致する。したがって、上記反映に要する期間、すなわち上記規定の遅延期間の経過を、積算吸入空気量が規定値に達することをもって確認することができる。
【００３２】
また請求項９に記載の発明は、請求項４〜７のいずれか１項に記載の排気再循環システムの診断装置において、前記遅延期間は、排気流速から算出されてなることをその要旨としている。
【００３３】
上記のように排気上流側にて生じた排気成分の変化が排気下流側に反映されるまでの時間は、排気の流速により変化する。そのため、上記遅延期間を、排気流速から算出するようにすれば、新気への切り換えの確認をより的確に行うことが可能となる。
【００３４】
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９のいずれか１項に記載の排気再循環システムの診断装置において、当該診断装置は、排気成分の濃度を検出する排気センサの前記燃料カット中の出力に基づき同排気センサの故障診断を行う内燃機関に適用されてなることをその要旨としている。
【００３５】
その燃料カット中における排気再循環システムの故障診断に係る排気再循環バルブの強制開閉の結果として排気通路内の残留燃焼ガスが吸気に再循環されてしまうと、上記のような燃料カット中のセンサ出力に基づく排気センサの故障診断を適切に行うことができなくなる虞がある。その点、上記構成では、燃料カット中の故障診断に係る排気再循環バルブの強制開閉による残留燃焼ガスの再循環が防止されているため、残留燃焼ガスの再循環による排気センサの故障診断への悪影響を好適に回避することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明に係る排気再循環システムの診断装置を具体化した一実施の形態を、図１及び図２を参照して詳細に説明する。
図１に本実施の形態に係る排気再循環システムの診断装置の適用対象となる内燃機関の構成を示す。この内燃機関は、吸気通路１０、燃焼室１１、排気通路１２及び排気再循環通路１３を備えている。吸気通路１０にはその上流側から順に、吸入した空気を浄化するエアクリーナ１４、吸入空気量を検出するエアフローメータ１５、吸入空気量を調節するスロットルバルブ１６が配設されている。そして吸気通路１０は、吸気ポート１８を介して燃焼室１１に接続されている。吸気ポート１８と燃焼室１１との接続部には、燃焼室１１に対して吸気ポート１８を開閉する吸気バルブ１９が設置されている。なお燃焼室１１には、同燃焼室１１内に燃料を噴射供給する燃料噴射弁２０が設置されている。一方、燃焼室１１は、排気ポート２１を介して排気通路１２に接続されている。燃焼室１１と排気ポート２１との接続部には、燃焼室１１に対して排気ポート２１を開閉する排気バルブ２２が設置されている。排気通路１２には、その上流側から順に、排気を浄化する触媒装置２３、排気の酸素濃度を検出する酸素濃度センサ２４が配設されている。
【００３７】
またこの内燃機関には、その吸気系と排気系とを連通する上記排気再循環通路１３と、吸気への排気の再循環量を調整する排気再循環バルブ２５とを備える排気再循環システムが搭載されている。排気再循環通路１３は、排気通路１２の触媒装置２３の下流側と吸気通路１０のスロットルバルブ１６の下流側とを連通するように設けられている。そして排気再循環通路１３上には、上記排気再循環バルブ２５と、再循環される排気を冷却する排気再循環クーラ２６とが配設されている。
【００３８】
なお同図に例示の構成では、排気再循環通路１３を触媒装置２３の下流側に接続して触媒装置２３の下流側の排気を吸気中に再循環させるように排気再循環システムが構成されている。もっとも、同図に点線で示すように、排気再循環通路１３を触媒装置２３の上流側に接続して触媒装置２３の上流側の排気を吸気中に再循環させるように排気再循環システムを構成することも可能である。このように構成された排気再循環システムにも、本実施の形態に係る診断装置は、そのまま適用することができる。
【００３９】
以上の如く構成された内燃機関は、電子制御ユニット２７により制御されている。電子制御ユニット２７は、機関制御に係る各種演算処理を行う中央演算処理装置（ＣＰＵ）、機関制御用のプログラムやデータの記憶された読込専用メモリ（ＲＯＭ）、ＣＰＵの演算結果等を一時的に記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、外部と信号の入出力を行う入出力ポート（Ｉ／Ｏ）を備えて構成されている。電子制御ユニット２７の入力ポートには、上記エアフローメータ１５や酸素濃度センサ２４を始め、機関運転状況を検出する各種のセンサが接続されている。また電子制御ユニット２７の出力ポートには、スロットルバルブ１６、燃料噴射弁２０、排気再循環バルブ２５等のアクチュエータの駆動回路が接続されている。そして電子制御ユニット２７は、その入力ポートより入力された各センサの検出信号から機関運転状況を把握し、その出力ポートから各アクチュエータの駆動回路に指令信号を出力することで機関制御を実施している。
【００４０】
また電子制御ユニット２７は、そうした機関制御の傍ら、内燃機関の各部の自己診断を実施してもいる。そして電子制御ユニット２７はそうした自己診断として、排気再循環システムの故障診断と酸素濃度センサ２４の故障診断とを実施する。これらの故障診断はいずれも、内燃機関の燃料カット中において、機関始動後それぞれ１度ずつ実行されている。
【００４１】
排気再循環システムの故障診断は、燃料カット中に排気再循環バルブ２５を強制的に開閉することで、バルブ固着や通路の詰りといった排気再循環システムの故障の有無を診断するように行われる。機関回転速度やスロットル開度が一定の条件下では、内燃機関のシリンダに流入する吸気の量は一定である。ここでそうした条件下で、吸気に再循環される排気の量を増減すれば、内燃機関に新規に吸入される空気（新気）の量はその分減増する。そこで、排気再循環バルブ２５の強制開閉の前後の新気量の変化を吸気通路１０に設置されたエアフローメータ１５により監視し、排気再循環バルブ２５の開度変更に伴う排気再循環量の変化に見合った新気量の変化が確認されるか否かにより、排気再循環システムが正常に機能しているか否かを確認するようにしている。
【００４２】
一方、酸素濃度センサ２４の故障診断は、燃料カット開始後のセンサ出力の変化や燃料カット中のセンサ出力の大きさから、応答性や出力特性についての酸素濃度センサ２４の異常の有無を診断するように行われる。燃料カットが開始されると、排気通路１２内のガスの酸素濃度は次第に高まるようになる。そこで燃料カット開始後の酸素濃度センサ２４の出力変化から、酸素濃度センサ２４の応答性が十分に維持されているか否かを確認するようにしている。また燃料カットの開始後、しばらくすると、排気通路１２内のガスは完全に新気に置き換わる。このときの酸素濃度は既知であることから、このときの酸素濃度センサ２４の出力の大きさを見ることで、同酸素濃度センサ２４の出力特性が適正に維持されているか否かを確認することができる。
【００４３】
なお上記２つの故障診断はいずれも燃料カット中に行なわれるものであり、また酸素濃度センサ２４の故障診断の方が診断に要する時間が長くなっている。そのため、排気再循環システムの故障診断は、酸素濃度センサ２４の故障診断は未完了の状態で行われる頻度が自ずと高くなっている。
【００４４】
さて、燃料カットが開始されても、排気通路１２内のガスは直ちには新気に置き換わらないため、排気再循環システムの故障診断のための排気再循環バルブ２５の強制開閉が燃料カットの開始直後に行われると、排気通路１２内に残留した燃焼ガスが吸気に再循環されることがある。こうした残留燃焼ガスの再循環が未だ継続している間に、燃料カットからの復帰がなされると、燃焼ガスが吸気に含まれた状態で内燃機関の燃焼が開始されることになり、燃料カット復帰直後の内燃機関の燃焼が不安定となって、ドライバビリティの悪化やエンジンストールの発生等の不具合を招いてしまうようになる。また、燃料カット後に残留燃焼ガスが再循環されると、その再循環された残留燃焼ガスがシリンダを通って再び排気通路１２に戻ってくることから、燃料カット開始後の排気通路１２内のガスの新気への置き換えが本来よりも遅れるようになる。そのため、このときに上述のような酸素濃度センサ２４の故障診断を行うと、燃料カット後の排気通路１２内の酸素濃度の変化が想定よりも遅れているために、診断を適切に行うことができなくなる虞がある。
【００４５】
そこで本実施の形態では、電子制御ユニット２７は、排気再循環通路１３に取り込まれるガスが新気に置き換わったことの確認後に、故障診断のための排気再循環バルブ２５の強制開閉を実施するようにしている。そしてこれにより、故障診断のための排気再循環バルブ２５の強制開閉によっては、新気のみが再循環されるようにして、排気通路１２内の残留燃焼ガスの再循環による上記不具合の発生を防止するようにしている。
【００４６】
本実施の形態では、上記新気への置き換えの確認を、基本的には上記酸素濃度センサ２４の出力に基づいて行うようにしている。すなわち、排気通路１２内のガスが新気に置き換われば、酸素濃度センサ２４は、その周囲の酸素濃度が高い状態にあることを示すリーン信号を出力するようになる。そこで電子制御ユニット２７は、燃料カットの開始後に酸素濃度センサ２４がリーン信号を出力したときに、排気再循環通路１３に取り込まれるガスが新気に置き換わったと判断するようにしている。
【００４７】
ここで、こうした酸素濃度センサ２４の出力に基づく新気への切り換えの確認は、酸素濃度センサ２４が正常に機能していなければ、適切に行うことができないものとなっている。例えば周囲の酸素濃度に拘わらず、酸素濃度センサ２４がリッチ信号を出力することができず、常時リーン信号を出力し続ける状態となると、実際には新気への置き換えが未了であっても、置き換えが完了したと誤判断することがある。また酸素濃度センサ２４がリーン信号を出力することができず、常時リッチ信号を出力し続ける状態となると、いつまでも新気への置き換えの確認がなされず、排気再循環システムの故障診断を開始することができなくなってしまうようになる。
【００４８】
ところが上述したように、排気再循環システムの故障診断は、酸素濃度センサ２４の故障診断の完了前にも実施されることがあり、この場合には、酸素濃度センサ２４が正常に機能しているか否かが不確かな状態でその出力に基づく新気への置き換えの確認を行わなければならないことになる。そこで本実施の形態では、以下の態様で、未確認の酸素濃度センサ２４の故障による不具合の抑制を図るようにしている。
【００４９】
まず本実施の形態では、燃料カットの開始時に酸素濃度センサ２４がリーン信号を出力していたとしても、同酸素濃度センサ２４が以前にリッチ信号を出力したことの履歴が無ければ、酸素濃度センサ２４の出力に基づく新気への置き換えの確認は行わないようにしている。すなわち本実施の形態では、酸素濃度センサ２４がリッチ信号を出力したことの履歴が有ることを条件に、リーン信号の出力に基づく新気への置き換えの確認を行うようにしている。こうした措置は、酸素濃度センサ２４が故障により、リッチ信号を出力不能となった場合の、すなわちリーン信号しか出力しなくなった場合の、リーン信号の誤出力に基づく新気置き換えの誤判断への対処として行われる。すなわち、以前にリッチ信号の出力の履歴が有れば、少なくとも酸素濃度センサ２４がリッチ信号を出力不能な状態に無いことは確かである。そのため、ここでは、酸素濃度センサ２４がリッチ信号を出力不能でないことが明らかなときに限り、その出力に基づく新気への置き換えの確認を行うようにしている。
【００５０】
また本実施の形態では、酸素濃度センサ２４がリーン信号を出力したことの履歴が無いときには、酸素濃度センサ２４の出力に基づく新気への置き換えの確認は行わないようにしている。こうした措置は、酸素濃度センサ２４が故障により、リーン信号を出力不能となった場合に、すなわちリッチ信号しか出力しなくなった場合に、新気への置き換えの確認がなされずに排気再循環システムの故障診断を開始不能となる事態を回避するために行われる。すなわち、以前にリーン信号の出力の履歴が有れば、少なくとも酸素濃度センサ２４がリーン信号を出力不能な状態に無いことは確かである。そのため、ここでは、酸素濃度センサ２４がリーン信号を出力不能でないことが明らかなときに限り、その出力に基づく新気への置き換えの確認を行うようにしている。
【００５１】
なお、酸素濃度センサ２４のリッチ信号、リーン信号の出力履歴が無い場合には、同酸素濃度センサ２４のリーン信号の出力に代えて、燃料カットの開始時から規定の遅延期間が経過したことをもって新気への置き換えの確認が行われる。このときの遅延期間としては、内燃機関からの排出直後の排気成分の変化が排気再循環通路１３の排気取込口の設置位置での排気成分に反映されるのに十分な期間を設定するようにしている。こうした遅延期間は、排気再循環通路１３の排気取込口が排気浄化用の触媒装置２３の排気上流側に設置されている場合には、シリンダから排気取込口までのガスの輸送遅れ期間となり、触媒装置２３の排気下流側に設置されている場合には、上記輸送遅れ期間に、触媒装置２３の酸素吸蔵による排気成分変化の遅れ期間を加えた期間となる。
【００５２】
図２は、こうした本実施の形態での排気再循環システムの故障診断のための排気再循環バルブ２５の強制開閉の実施時期の決定に係る診断実施ルーチンのフローチャートを示している。本ルーチンの処理は、燃料カットの開始条件の成立に応じて電子制御ユニット２７により実施されるものとなっている。
【００５３】
さて燃料カットの開始条件が成立して本ルーチンの処理が開始されると、電子制御ユニット２７はまずステップＳ１０において、燃料カットを開始する。そして電子制御ユニット２７は続くステップＳ２０において、燃料カット開始からの経過時間の計測を開始する。
【００５４】
その後、電子制御ユニット２７はステップＳ３０において、燃料カット開始時の酸素濃度センサ２４がリッチ信号を出力しているか否かを確認する。ここで電子制御ユニット２７は、そのときの酸素濃度センサ２４がリッチ信号を出力していなければ、すなわちリーン信号を出力していれば（Ｓ３０：ＹＥＳ）、処理をステップＳ８０に移行し、そうでなければ（Ｓ３０：ＮＯ）、処理をステップＳ４０に移行する。
【００５５】
ステップＳ４０に処理が移行すると、電子制御ユニット２７は、酸素濃度センサ２４が以前にリーン信号を出力したことの履歴の有無を確認する。ここでリーン信号出力の履歴があれば、酸素濃度センサ２４は少なくとも、リッチ信号を出力不能な状態やリーン信号を出力不能な状態には無いことが確かめられる。そこで電子制御ユニット２７は、ここでリーン信号出力の履歴が有れば（Ｓ４０）、ステップＳ５０及びＳ６０において酸素濃度センサ２４がリーン信号を出力すること、及び計測中の燃料カット開始からの経過時間が上記遅延時間Ｔｄ以上となることのいずれかが成立するまで待機する。なおここでの遅延時間Ｔｄには、燃料カットの開始後、排気再循環通路１３に取り込まれるガスが確実に新気に置き換わり得るのに十分な時間が定数としてその値に設定されている。したがって燃料カット開始からの経過時間が上記遅延時間Ｔｄ以上となれば、酸素濃度センサ２４がリーン信号を出力せずとも、排気通路１２から排気再循環通路１３に取り込まれるガスが新気に置き換わったと判断することができる。そして電子制御ユニット２７は、リーン信号が出力されて（Ｓ５０：ＹＥＳ）、或いは燃料カット開始からの経過時間が遅延時間Ｔｄ以上となって（Ｓ６０：ＹＥＳ）、排気通路１２から排気再循環通路１３に取り込まれるガスが新気に置き換わったことが確認されると、ステップＳ７０において故障診断のための排気再循環バルブ２５の強制開閉を実施する。
【００５６】
一方、燃料カット開始時の酸素濃度センサ２４がリーン信号を出力しており、処理がステップＳ８０に移行されると、電子制御ユニット２７はそのステップＳ８０において、酸素濃度センサ２４が以前にリッチ信号を出力したことの履歴の有無を確認する。そしてその履歴が有れば（Ｓ８０：ＹＥＳ）、電子制御ユニット２７は、既に上記新気への置き換えがなされたものと判断して、処理をステップＳ７０に進めて、故障診断のための排気再循環バルブ２５の強制開閉を実施する。
【００５７】
更に電子制御ユニット２７は、ステップＳ８０においてリッチ信号出力の履歴が無いことが確認されたとき（Ｓ８０：ＮＯ）には、その処理をステップＳ９０に進める。このときには、酸素濃度センサ２４がリッチ信号を出力不能な状態にある可能性を否定できないことになる。また電子制御ユニット２７は、上記ステップＳ４０においてリーン信号出力の履歴が無いことが確認されたときにも（Ｓ４０：ＮＯ）、その処理をステップＳ９０に進める。このときには、酸素濃度センサ２４がリッチ信号を出力不能な状態にある可能性を否定できないことになる。ここで、酸素濃度センサ２４のリーン信号の出力不能、或いはリッチ信号の出力不能の可能性が認められる場合には（Ｓ４０：ＮＯ又はＳ８０：ＮＯ）、電子制御ユニット２７はステップＳ９０において、計測中の燃料カット開始からの経過時間が上記遅延時間Ｔｄ以上となるまで待機する。そして電子制御ユニット２７は、経過時間が上記遅延時間Ｔｄ以上となると処理をステップＳ７０に進めて、故障診断のための排気再循環バルブ２５の強制開閉を実施する。
【００５８】
このように本実施の形態では、以下の状況Ａ．には、燃料カット開始後に酸素濃度センサ２４の出力がリッチ信号からリーン信号に切り替わること、及び燃料カット開始からの経過時間が遅延時間Ｔｄに達すること、のいずれかの成立をもって、故障診断のための排気再循環バルブ２５の強制開閉が実施される。
Ａ．酸素濃度センサ２４が、燃料カットの開始時にリッチ信号を出力し、且つ以前にリーン信号を出力したことの履歴が有るとき。
【００５９】
また以下の状況Ｂ．には、燃料カットの開始直後より、故障診断のための排気再循環バルブ２５の強制開閉が実施される。なお、このときの上記新気への置き換えの確認は、酸素濃度センサ２４のリーン信号の出力に基づいてなされることになる。
Ｂ．酸素濃度センサ２４が、燃料カットの開始時に既にリーン信号を出力しており、且つ以前にリッチ信号を出力したことの履歴が有るとき。
【００６０】
更に本実施の形態では、以下の状況Ｃ．及び状況Ｄ．には、燃料カット開始からの経過時間が遅延時間Ｔｄに達することの成立のみにより、故障診断のための排気再循環バルブ２５の強制開閉を実施する。なお下記状況Ｃ．及び状況Ｄ．にあるときには、酸素濃度センサ２４が、リーン信号が出力不能の状態、又はリッチ信号が出力不能の状態に陥っている可能性を否定できない状況となっている。
Ｃ．酸素濃度センサ２４が、燃料カットの開始時にリッチ信号を出力し、且つ以前にリーン信号を出力したことの履歴が無いとき。
Ｄ．酸素濃度センサ２４が、燃料カットの開始時に既にリーン信号を出力しており、且つ以前にリッチ信号を出力したことの履歴が無いとき。
【００６１】
以上説明した本実施の形態の排気再循環システムの故障診断装置によれば、次の効果を奏することができる。
（１）本実施の形態では、排気再循環通路１３に取り込まれるガスが新気に置き換わったことの確認後に、排気再循環システムの故障診断のための排気再循環バルブ２５の強制開閉を実施するようにしている。そのため、故障診断のための排気再循環バルブ２５の強制開閉によっては、新気のみが再循環されるようになる。そしてその結果、燃料カット復帰直後の内燃機関の燃焼の不安定化によるドライバビリティの悪化やエンジンストールの発生、或いは同様に燃料カット中に実施される酸素濃度センサ２４の故障診断への悪影響といった、排気再循環システムの故障診断に伴う排気通路１２内の残留燃焼ガスの再循環による不具合の発生が防止されるようになる。
【００６２】
（２）本実施の形態では基本的には、排気系に設置された酸素濃度センサ２４がリーン信号を出力したことに基づいて、排気再循環通路１３に取り込まれるガスが新気に置き換わったことの確認を行うようにしている。燃料カット後に排気通路１２内のガスが新気に置き換わると、内燃機関の燃焼時に比して排気通路１２内の酸素濃度が高くなり、排気系に設置された酸素濃度センサ２４は、空燃比がリーンであることを示すリーン信号を出力するようになる。そのため、酸素濃度センサ２４がリーン信号を出力したことをもって、排気通路１２から排気再循環通路１３に取り込まれるガスが新気に置き換わったことを確認することができる。
【００６３】
（３）本実施の形態では、リーン信号の出力に基づく上記新気への置き換えの確認を、酸素濃度センサ２４がリッチ信号を出力したことの履歴が有ることを条件に行うようにしている。酸素濃度センサ２４が故障してその周囲の酸素濃度に拘わらず、リーン信号を常時出力する状態となると、排気通路１２から排気再循環通路１３に取り込まれるガスの新気への置き換わりをその信号から確認することができなくなってしまう。その点、酸素濃度センサ２４がリッチ信号を出力したことの履歴があれば、そうした故障が無いことが明らかであるため、酸素濃度センサ２４のリーン信号の出力に基づく上記新気への置き換えの確認が可能となる。そのため、本実施の形態によれば、酸素濃度センサ２４の故障により、誤った新気への置き換えの確認がなされることを回避することができるようになる。
【００６４】
（４）本実施の形態では、燃料カット開始時に酸素濃度センサ２４がリッチ信号を出力していても、同酸素濃度センサ２４が以前にリーン信号を出力したことの履歴が無いときには、そのリーン信号の出力に代えて、燃料カット開始時から規定の遅延期間が経過したことをもって、新気への置き換えの確認を行うようにしている。酸素濃度センサ２４がその周囲の酸素濃度に拘わらず、リッチ信号を出力し続けてしまうような故障が発生すると、燃料カットの開始後、何時まで経っても酸素濃度センサ２４がリーン信号を出力することはなく、上記新気への置き換えの確認ができないことになる。すなわち、この場合には、出力されることの無いリーン信号を何時までも不必要に待ち続けることになる。その点、酸素濃度センサ２４が以前にリーン信号を出力したとの履歴が有れば、少なくともそうした故障は発生しておらず、何れはリーン信号が出力されると期待することができる。一方、リーン信号を出力したとの履歴が無ければ、上記のような故障が発生している可能性があることになる。その点、本実施の形態では、そうした場合には、リーン信号の出力に代えて、燃料カットの開始時から規定の遅延期間が経過したことをもって上記新気への置き換えの確認が行われるようになる。そのため、酸素濃度センサ２４が故障によりリーン信号を出力することができない状況となっても、排気再循環システムの故障診断を実行可能とすることができる。
【００６５】
（５）本実施の形態では、リーン信号の出力が無くとも、燃料カットの開始時から規定の遅延期間が経過したときには、ガスが新気に置き換わったと判断して、新気への置き換えの確認を行うようにしている。すなわち、本実施の形態では、酸素濃度センサ２４のリーン信号の出力、及び規定の遅延期間の経過とのＯＲ条件で、上記新気への置き換えの確認を行うようにしている。そのため、酸素濃度センサ２４が故障によりリーン信号を出力することができない状況となっても、排気再循環システムの故障診断を実行可能とすることができるようになる。
【００６６】
（６）本実施の形態の排気再循環システムの診断装置は、排気成分の濃度を検出する排気センサである酸素濃度センサ２４の燃料カット中の出力に基づき同センサの故障診断を行う内燃機関に適用されている。燃料カット中における排気再循環システムの故障診断に係る排気再循環バルブ２５の強制開閉の結果として排気通路１２内の残留燃焼ガスが吸気に再循環されてしまうと、上記のような燃料カット中のセンサ出力に基づく酸素濃度センサ２４の故障診断を適切に行うことができなくなる虞がある。その点、本実施の形態では、排気通路１２から排気再循環通路１３に取り込まれるガスが新気に置き換わったことが確認された後に、故障診断のための排気再循環バルブ２５の強制開閉を実施するようにしている。そのため、燃料カット中の排気再循環システムの故障診断に係る排気再循環バルブ２５の強制開閉によっては、残留燃焼ガスが再循環されることは無く、残留燃焼ガスの再循環による酸素濃度センサ２４の故障診断への悪影響は好適に回避されるようになっている。
【００６７】
（その他の実施の形態）
上記実施の形態では、内燃機関の排気系に設置された酸素濃度センサ２４がリーン信号を出力したことで、排気通路１２から排気再循環通路１３に取り込まれるガスが新気に置き換わったことを確認するようにしていた。もっとも、そうした確認は、酸素濃度センサ２４が排気再循環通路１３の排気取込口とほぼ同じ位置或いはその排気下流側の位置にあればこそ可能である。すなわち、図３に示すように、酸素濃度センサ２４が排気再循環通路１３の排気取込口よりも排気上流側に設置されている場合には、酸素濃度センサ２４がリーン信号を出力しても、排気通路１２から排気再循環通路１３に取り込まれるガスは未だ新気には置き換わっていない可能性がある。これは、酸素濃度センサ２４が排気再循環通路１３の排気取込口の排気上流側に設置されている場合、酸素濃度センサ２４の周囲ではガスが新気に置き換わったとしても、その排気下流側の排気取込口の周囲には未だ燃焼ガスが残留していることがあるためである。
【００６８】
こうした場合には、以下の態様とすることで、酸素濃度センサ２４のリーン信号の出力に基づく新気への置き換えの確認を的確に行うことが可能となる。すなわち、酸素濃度センサ２４のリーン信号の出力時ではなく、その出力時から一定の遅延期間が経過した時点で排気通路１２から排気再循環通路１３に取り込まれるガスが新気に置き換わったと判断するようにする。そして上記遅延期間として、酸素濃度センサ２４の設置位置での排気成分の変化が、排気再循環通路１３の排気取込口の設置位置の排気成分に反映されるのに十分な期間を設定しておけば、リーン信号の出力からその遅延期間が経過した時点には、排気再循環通路１３の排気取込口周囲のガスは新気に置き換わったと判断することができる。そしてそうした遅延期間の経過後に、排気再循環システムの故障診断のための排気再循環バルブ２５の強制開閉を実施すれば、その強制開閉による残留燃焼ガスの再循環を回避することができるようになる。
【００６９】
なお、このときの上記遅延期間は、同図に点線で示されるように、排気再循環通路１３が触媒装置２３の上流側に接続されており、酸素濃度センサ２４と排気再循環通路１３の排気取込口との間に触媒装置２３が無い場合には、酸素濃度センサ２４の設置位置から排気取込口の設置位置までのガスの輸送遅れ期間となる。一方、同図に実線で示すように、排気再循環通路１３が触媒装置２３の下流側に接続されており、それらの間に触媒装置２３が有る場合には、上記遅延期間は、触媒装置２３の酸素吸蔵による排気成分変化の遅れ期間をそうした輸送遅れ期間に加えた期間となる。
【００７０】
図４は、こうした場合における、故障診断のための排気再循環バルブ２５の強制開閉の実施時期の決定に係る診断実施ルーチンの一設定例のフローチャートを示している。本ルーチンの処理もやはり、燃料カットの開始条件の成立に応じて電子制御ユニット２７により実施されるものとなっている。なお図４には、酸素濃度センサ２４がリーン信号及びリッチ信号を以前に出力したことの履歴が有るときの処理のみを示す。ちなみに、それらの履歴が無い場合には、図２の診断実施ルーチンと同様に、燃料カット開始からの経過時間が遅延時間Ｔｄ以上となることをもって、故障診断のための排気再循環バルブ２５の強制開閉が実施されることとなる。
【００７１】
さて燃料カットの開始条件が成立して本ルーチンの処理が開始されると、電子制御ユニット２７はまずステップＳ１００において燃料カットを開始する。そして電子制御ユニット２７は、続くステップＳ１１０において、酸素濃度センサ２４の出力がリッチ信号からリーン信号へと切り替わるまで待機する。
【００７２】
酸素濃度センサ２４の出力がリーン信号へと切り替わると（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、電子制御ユニット２７はステップＳ１２０において、その後の経過時間の計測を開始し、ステップＳ１３０において、その計測する経過時間が規定の遅延時間Ｔｄ１以上となるまで待機する。なお、ここでの遅延時間Ｔｄ１には、酸素濃度センサ２４の設置位置での排気成分の変化が排気再循環通路１３の排気取込口の設置位置での排気成分に反映されるのに十分な時間が定数としてその値に設定されている。そして電子制御ユニット２７は、上記経過時間が遅延時間Ｔｄ１以上となると（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、処理をステップＳ１４０に進め、そのステップＳ１４０において排気再循環システムの故障診断のための排気再循環バルブ２５の強制開閉を実施する。
【００７３】
なお上記実施の形態は、次のように変更して実施することもできる。
・上記実施の形態では、遅延時間Ｔｄ，Ｔｄ１により規定される上記各遅延期間を「時間」により設定するようにしていた。なお排気上流側で生じた排気成分の変化が排気下流側に反映されるまでの時間は、排気通路１２内のガスの流速によって変化する。すなわち、排気通路１２内のガスの流速が高いときほど、上記反映までの時間は短くなる。排気通路１２内のガスの流速は、排気流量が多いほど高くなる。そして燃料カット中の排気流量は、吸入空気量とほぼ一致する。そこで上記各遅延期間を、基準時（燃料カット開始時、或いは酸素濃度センサ２４のリーン信号の出力時）からの積算吸入空気量に基づき設定するようにしても良い。すなわち、基準時からの積算吸入空気量が規定値に達することをもって、上記各遅延期間の経過を確認するようにしても良い。
【００７４】
・上記のように排気上流側で生じた排気成分の変化が排気下流側に反映されるまでの時間は、排気通路１２内のガスの流速によって変化する。そこで、上記規定の遅延時間Ｔｄ，Ｔｄ１を排気流速により可変設定することで、新気への置き換えの確認をより的確に行うことが可能となる。なお排気流速は直接計測する以外にも、内燃機関の回転速度や負荷（吸入空気量）等から推定して求めることが可能である。
【００７５】
・上記実施の形態では、酸素濃度センサ２４のリーン信号の出力に基づく新気への置き換えの確認は、酸素濃度センサ２４がリーン信号及びリッチ信号を以前に出力したことの履歴が有る場合に限り行うようにしていた。もっとも、酸素濃度センサ２４が正常に機能していることが既に確認されている場合や、酸素濃度センサ２４がリーン信号又はリッチ信号を出力不能となるような故障の可能性を無視し得る場合には、上記履歴の有無に拘わらず、新気への置き換えの確認を常に、リーン信号の出力に基づき行うようにしても良い。
【００７６】
・上記実施の形態では、基本として酸素濃度センサ２４のリーン信号の出力に基づき新気への置き換えの確認を行うようにしていた。もっとも、新気への置き換えの確認に適切な酸素濃度センサ２４が設置されていない場合などには、内燃機関からの排出直後の排気成分の変化が排気再循環通路１３の排気取込口の設置位置における排気成分に反映されるのに十分な期間として設定された遅延期間が、燃料カット開始時から経過したことをもって、新気への置き換えの確認を行うようにすることができる。燃料カット開始時から上記の如く設定された遅延期間が経過した時点には、排気再循環通路１３の排気取込口付近の排気通路１２内のガスが新気に置き換わると考えられる。よって上記遅延期間の経過をもって上記新気への置き換えがなされたものとして、排気再循環システムの故障診断に係る排気再循環バルブ２５の強制開閉を実施することで、残留燃焼ガスの再循環を回避することが可能となる。なおこうした場合、残留燃焼ガスの再循環を確実に回避するには、上記新気への置き換えに要する時間のばらつきを考慮して十分な余裕を設けて上記遅延期間を設定する必要がある。なお遅延期間を、排気流速に応じてその都度算出するようにすれば、上記確認をより的確に行うことが可能となる。また上記遅延期間の経過は、燃料カット開始からの経過時間の計測に基づく以外にも、燃料カット開始時からの積算吸入空気量に基づいて行うようにしても良い。
【００７７】
・上記実施の形態では、酸素濃度センサ２４の故障診断を燃料カット中に行う内燃機関に本発明に係る排気再循環システムの診断装置を適用した場合を説明した。もっとも、本発明に係る排気再循環システムの診断装置は、例えば排気中の窒素酸化物の濃度を検出するＮＯｘセンサのような、酸素以外の排気成分の濃度を検出する排気センサの故障診断を燃料カット中に行う内燃機関にも好適に適用することができる。いずれにせよ、燃料カット中の排気センサの故障診断は、その燃料カット中に同時平行して行われる排気再循環システムの故障診断の結果、排気通路１２の残留燃焼ガスが再循環されてしまうと、燃料カット中の排気成分の濃度変化が想定から外れてしまうため、適切に実施することができなくなってしまう。その点、本発明の排気再循環システムの診断装置によれば、燃料カット中の故障診断時に排気通路１２の残留燃焼ガスが再循環されることを防止することができる。そのため、濃度検出対象の排気成分が何であれ、排気成分の検出を行う排気センサであれば、その燃料カット中の故障診断に、排気再循環システムの故障診断が悪影響を与えることを防止することができるようになる。
【００７８】
・本発明に係る排気再循環システムの診断装置は、上記のような排気センサの故障診断を燃料カット中に実施しない内燃機関にも好適に適用することが可能である。そうした内燃機関にあっても、排気再循環システムの故障診断による排気通路１２の残留燃焼ガスの再循環を防止することで、燃料カット復帰時に再循環された残留燃焼ガスが吸気に混入して燃焼状態が不安定となることが防止されるようにはなる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の一実施形態についてその適用対象となる内燃機関の構成を模式的に示す略図。
【図２】同実施形態に採用される診断実施ルーチンの処理手順を示すフローチャート。
【図３】酸素濃度センサが排気再循環通路の排気取込口の上流側に設置された内燃機関の排気系の構成を模式的に示す略図。
【図４】酸素濃度センサが排気再循環通路の排気取込口の上流側に設置された内燃機関に適用したときの上記診断実施ルーチンの処理手順を部分的に示すフローチャート。
【符号の説明】
【００８０】
１０…吸気通路、１１…燃焼室、１２…排気通路、１３…排気再循環通路、１４…エアクリーナ、１５…エアフローメータ、１６…スロットルバルブ、１８…吸気ポート、１９…吸気バルブ、２０…燃料噴射弁、２１…排気ポート、２２…排気バルブ、２３…触媒装置、２４…酸素濃度センサ、２５…排気再循環バルブ、２６…排気再循環クーラ、２７…電子制御ユニット。
【図１】
2009257280.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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