内燃機関の吸気漏洩診断装置
【課題】吸気通路から吸気漏洩の有無を判定可能な吸気漏洩診断装置を提供する。
【解決手段】吸気漏洩診断装置は、吸気通路３からの吸気の漏洩の有無を診断する際に、吸気通路３に流入する排気還流量を減少させた状態で、ターボ過給機２１のコンプレッサ２３上流側のエアフローメータ３５で検出された実吸気量Ｑａｉｒと、運転状態から推定された推定吸気量Ｑｉｎ１とを比較し、実吸気量Ｑａｉｒと推定吸気量Ｑｉｎ１の差が部品バラツキや各種センサの出力特性のバラツキを考慮して設定された所定値Ｂよりも大きい場合に、吸気通路３から吸気が漏洩していると判定する。
【解決手段】吸気漏洩診断装置は、吸気通路３からの吸気の漏洩の有無を診断する際に、吸気通路３に流入する排気還流量を減少させた状態で、ターボ過給機２１のコンプレッサ２３上流側のエアフローメータ３５で検出された実吸気量Ｑａｉｒと、運転状態から推定された推定吸気量Ｑｉｎ１とを比較し、実吸気量Ｑａｉｒと推定吸気量Ｑｉｎ１の差が部品バラツキや各種センサの出力特性のバラツキを考慮して設定された所定値Ｂよりも大きい場合に、吸気通路３から吸気が漏洩していると判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸気漏洩診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、エアフローセンサの計測結果に基づいて算出された第１筒内吸入空気量と、内燃機関の運転状態を表すパラメータの値を検出するエアフローセンサ以外のセンサの検出結果に基づいて算出される第２筒内吸入空気量との差（空気量差）が大きい場合に、スロットル弁よりも下流側の吸気通路内の圧力と外気の圧力との圧力差が大きくなるほど、第１筒内吸入空気量と第２筒内吸入空気量との差（空気量差）が大きくなる傾向があると判定された場合に、吸気系に漏れがあると判定する異常検出装置が開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、エンジンルーム内の酸素濃度が第１所定濃度以下になる場合に、エンジンルーム内に配置されたエンジンに接続された吸気系もしくは排気系からＥＧＲガスの漏れが発生したと判断して排気系から排気の一部をＥＧＲガスとして吸気系に還流するＥＧＲ装置によるＥＧＲガスの還流を停止し、ＥＧＲガスの還流を停止してから所定時間経過後に、エンジンルーム内の酸素濃度が第２所定濃度以上である場合には吸気系からＥＧＲガスの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ＥＧＲガスのガス漏れが発生したと判断するガス漏れ検出装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１０３１１４号公報
【特許文献２】特開２００９−２０９７６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、吸気通路に排気の一部を還流させた状態では、吸気通路から吸気が漏洩しているような場合でも、エアフローセンサに基づく第１筒内吸入空気量と、内燃機関の運転状態を表すパラメータに基づく第２筒内吸入空気量との差（空気量差）は小さいため、特許文献１に開示されるような異常検出装置では部品バラツキやセンサのバラツキを考慮するすると吸気系に漏れがあるか否かの判定を正確に行えない虞がある。
【０００６】
また、過給機を備え、実際の過給圧が目標過給圧となるように過給圧のフィードバック制御を行ってる状態では、吸気通路から吸気が漏洩しているような場合でも過給圧のフィードバック制御により過給圧が回復するため、第１筒内吸入空気量と第２筒内吸入空気量とに差が生じにくく、吸気系に漏れがあるか否かの判定が行えない虞がある。
【０００７】
そして、特許文献２は、ＥＧＲガスのガス漏れが吸気系また排気系のどちらから発生したのかをエンジンルーム内の酸素濃度から判断するものであり、吸気系においてＥＧＲガスが合流する部分よりも上流側で吸気が漏れた場合には、吸気系からのガス（吸気）の漏れを検出できないという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明に係る内燃機関の吸気漏洩診断装置は、ターボ過給機の制御状態に基づいて吸気通路からの吸気の漏洩の有無の一次判定を行い、一次判定により前記吸気通路から吸気の漏洩の可能性があると判定された場合に、運転状態に応じて設定される排気還流量を減少させた状態で、ターボ過給機のコンプレッサの上流側で検出された吸気量と内燃機関の運転状態から推定された推定吸気量とに基づいて前記吸気通路からの吸気の漏洩の有無の二次判定を行い、二次判定の結果、前記吸気量と前記推定吸気量に基づいて、前記吸気通路から吸気が漏洩していると判定することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、一次判定によって吸気漏れが疑われる場合に、ＥＧＲを通常よりも減少させた状態で、内燃機関の運転状態から推定される推定吸気量と、コンプレッサの上流側において検出された吸気量とを用いた二次判定を行うので、診断を実施する毎にＥＧＲを減少させることが無くなり、燃費の悪化を抑制しつつ、精度のよく吸気通路からの吸気の漏洩を判定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明が適用されるディーゼルエンジンの全体的構成を模式的に示した説明図。
【図２】排気圧力とトルクの相関関係を、吸気通路から吸気が漏洩していない場合と、吸気通路から所定量の吸気が漏洩している場合と、で対比して示した説明図。
【図３】排気還流量を所定値以下としたときの過給圧と吸気量の相関関係を、吸気通路から吸気が漏洩していない場合と、吸気通路から所定量Ｑの吸気が漏洩している場合と、で対比して示した説明図。
【図４】本発明に係る吸気漏洩診断に関する制御の流れを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態を図面基づいて詳細に説明する。
【００１２】
図１は、この発明が適用されるディーゼルエンジン１の全体的構成を示している。内燃機関としてのディーゼルエンジン１は、排気還流（ＥＧＲ）を行うもので、排気通路２と吸気通路３のコレクタ部３ａとの間には、ＥＧＲ通路４が設けられている。このＥＧＲ通路４には、ＥＧＲ制御弁６とＥＧＲクーラ７が介装されている。ＥＧＲ制御弁６の開度は、コントロールユニット５によって制御され、運転条件に応じた所定のＥＧＲ率を得るようになっている。例えば、低速低負荷域ではＥＧＲ率が最大となり、機関回転数、負荷が高くなるに従い、ＥＧＲ率が減少していく。つまり、ＥＧＲ通路４とコントロールユニット５によって制御されるＥＧＲ制御弁６とにより、吸気通路３に排気の一部を還流する排気還流手段が構成されている。
【００１３】
ディーゼルエンジン１の燃焼室８には、燃料噴射弁９及びグロープラグ１０が配置されている。
【００１４】
また、このディーゼルエンジン１は、タービン２２とコンプレッサ２３とを同軸上に備えたターボ過給機２１を有している。タービン２２は、排気通路２のＥＧＲ通路４分岐点より下流側に位置し、かつこのタービン２２のスクロール入口に、容量調整手段としての可変ノズル２４を備えた容量可変型の構成となっている。すなわち、可変ノズル２４の開度を小さくした状態では、低速域のような排気流量の少ない条件に適した小容量の特性となり、可変ノズル２４の開度を大きくした状態では、高速域のような排気流量の多い条件に適した大容量の特性となる。可変ノズル２４は、制御圧力（制御負圧）に応動するダイヤフラム式のアクチュエータ２５によって駆動されている。
【００１５】
排気通路２に介装されたタービン２２の上流側には、タービン２２の上流側の排気通路２内の圧力である実排圧を検出する排圧検出手段としての排圧センサ３１が設けられている。
【００１６】
吸気通路３に介装されたコンプレッサ２３の上流側には、実吸気量Ｑａｉｒを検出する吸気量検出手段としてのエアフローメータ３５が配設され、さらにその上流に、エアクリーナ３６が位置している。エアクリーナ３６の入口側には、外気圧つまり大気圧を検出する大気圧センサ３７と、外気温を検出する外気温センサ３８が配置されている。コンプレッサ２３と、コンプレッサ２３の下流側に位置するコレクタ部３ａとの間には、過給された高温の吸気を冷却するインタークーラ３９が設けられている。
【００１７】
さらに、吸気通路３のコレクタ部３ａ入口側に、吸気量を制限するスロットル弁４０が介装されている。このスロットル弁４０は、コントロールユニット５の制御信号により開閉駆動される。
【００１８】
また、吸気通路３のコレクタ部３ａには、コンプレッサ２３の下流側の吸気通路３内の圧力である過給圧を検出する過給圧検出手段としての過給圧センサ４１が設けられている。
【００１９】
燃料噴射弁１４の噴射量や噴射時期、ＥＧＲ制御弁６の開度、可変ノズル２４の開度、などを制御するコントロールユニット５には、上述のセンサ類のほかに、アクセルペダルの踏込量を検出するアクセル開度センサ４６、機関回転数を検出する回転数センサ４７、冷却水温度を検出する水温センサ４８、などのセンサ類の検出信号が入力されている。
【００２０】
コントロールユニット５においては、実際の過給圧である過給圧センサ４１の検出値がディーゼルエンジン１の運転状態に応じて算出される目標過給圧となるように過給圧のフィードバック制御を行っている。目標過給圧は、例えば、アクセル開度と機関回転数とから所定のマップを検索することで算出される。過給圧のフィードバック制御は、燃料噴射量と機関回転数とから所定のマップを検索することで算出されたアクチュエータ２５に対する基本制御量に、過給圧センサ４１の検出値が目標過給圧となるように算出された過給圧のフィードバック補正量を加算したものを指令値としてコントロールユニット５からアクチュエータ２５に出力することで実施される。
【００２１】
吸気通路３から吸気の漏洩が無い場合のディーゼルエンジン１の吸気量（推定吸気量Ｑｉｎ１）は、ディーゼルエンジン１の運転状態から推定されるものであり、本実施形態では、過給圧センサ４１で検出された過給圧と、機関回転数とから所定のマップを検索することで排気還流量を含んだ形で算出されている。尚、推定吸気量Ｑｉｎ１は、過給圧センサ４１で検出される過給圧、回転数センサ４７で検出されるディーゼルエンジン１の機関回転数及び外気温センサ３８で検出される外気温（吸気温）等を用いて排気還流量を含んだ形で推定することも可能である。
【００２２】
一方、吸気通路３から吸気の漏洩がある場合のディーゼルエンジン１の吸気量（推定吸気量Ｑｉｎ２）は、エアフローメータ３５で検出された実吸気量Ｑａｉｒと吸気系に戻される排気還流量Ｑｅｇｒとを合算したものから、吸気通路３から漏洩した吸気の漏洩分Ｑｌｅａｋを減じたものとして表すことができる。
【００２３】
ここで、排気還流が行われている状態では、吸気通路３から吸気の漏洩がある場合であっても、推定吸気量Ｑｉｎ１と推定吸気量Ｑｉｎ２との差は小さくなる。また。過給圧のフィードバック制御を実施している場合には、吸気通路３から吸気の漏洩がある場合であっても、過給圧が回復することになり、エアフローメータ３５で検出された実吸気量Ｑａｉｒが増加するため、推定吸気量Ｑｉｎ１と推定吸気量Ｑｉｎ２との間に差が生じにくく、推定吸気量Ｑｉｎ１と推定吸気量Ｑｉｎ２とを比較して吸気通路３からの吸気の漏洩を判断することは難しい。
【００２４】
そのため、本実施形態では、ディーゼルエンジン１が所定の運転条件であるときに、吸気通路３からの吸気の漏洩の有無を判定するあたって、所定の一次判定を行った結果、吸気通路３からの吸気の漏洩の有無の診断の実行が許可された場合に、吸気通路３からの吸気の漏洩の有無の診断である二次判定を実施する。尚、これら一次判定及び二次判定は、コントロールユニット５内で処理されるものである。ここで、所定の運転条件としては、吸気量の少ない運転状態では、仮に吸気通路３から吸気が漏洩していたとしても、その漏洩量は少なくなり、吸気の漏洩の有無の診断が困難となるので、ある程度吸入空気量が多くなる運転条件がよい。機関回転数と負荷で言えば、中高回転−中高負荷領域が所定の運転条件として好適である。
【００２５】
吸気通路３から吸気が漏洩している場合、過給圧が目標過給圧に対して低下するため、ターボ過給機２１は過給圧が目標過給圧となるように制御される。そのため、吸気通路３から吸気が漏洩していない場合に比べて排圧センサ３１で検出される実排圧が上昇することになる。つまり、吸気通路３から吸気が漏洩している場合、排圧センサ３１で検出された実排圧が、ディーゼルエンジン１の運転状態から推定される推定排圧よりも大きくなる。推定排圧は、例えば燃料噴射量と機関回転数とから所定のマップを検索することで算出される。
【００２６】
そこで、上述した一次判定として、排圧センサ３１で検出される実排圧と推定排圧との差が予め設定されている所定値以上となった場合に、吸気通路３から吸気が漏洩している可能性が高いものと判定し、吸気通路３からの吸気の漏洩の有無の診断の実行を許可する。
【００２７】
図２は、排気圧力とトルクの相関関係を、吸気通路３から吸気が漏洩していない場合と、吸気通路３から所定量Ｑの吸気が漏洩している場合と、で対比して示した説明図である。
【００２８】
特性線Ａ１及びＢ１は、吸気通路３から吸気が漏洩していない場合の特性線であり、特性線Ａ１は排圧センサ３１の出力特性のバラツキを考慮しない場合の特性例を示し、特性線Ｂ１は、特性線Ａ１に対して、排圧センサ３１の出力特性のバラツキ分を上乗せした場合の特性例を示している。特性線Ｃ１及びＤ１は、吸気通路３から所定量Ｑの吸気が漏洩している場合の特性線であり、特性線Ｃ１は排圧センサ３１の出力特性のバラツキを考慮しない場合の特性例を示し、特性線Ｄ１は、特性線Ｃ１に対して、排圧センサ３１の出力特性のバラツキ分を上乗せした場合を特性例を示している。
【００２９】
図２に示すように、吸気通路３から吸気が漏洩している場合の実排圧は、排圧センサ３１の出力特性のバラツキを考慮にいれても、吸気通路３から吸気が漏洩していない場合の実排圧とは明らかに異なる値となる。つまり、排圧センサ３１の出力特性のバラツキを考慮にいれても、タービン２２より上流側の排気通路２内の圧力である実排圧を用いて、吸気通路３からの吸気の漏洩の可能性を判定することが可能である。そこで、排圧センサ３１の出力特性のバラツキを考慮して設定された所定値Ａよりも、排圧センサ３１で検出された実排圧とディーゼルエンジン１の運転状態から推定される推定排圧と差の絶対値が大きい場合には、吸気漏れの可能が大きいものと判定し、吸気通路３からの吸気の漏洩の有無の診断の実行を許可する。
【００３０】
そして、上述した二次判定としては、吸気通路３からの吸気の漏洩の有無の診断の実行を許可されると、排気還流量がゼロとなるように制御し、この状態における推定吸気量Ｑｉｎ１と推定吸気量Ｑｉｎ２とを比較することで吸気通路３からの吸気の漏洩の有無を判定する。ここで、吸気通路３から吸気の漏洩がない場合には、推定吸気量Ｑｉｎ１と推定吸気量Ｑｉｎ２とは同等となるはずであるから、Ｑｉｎ１＝Ｑｉｎ２とし、Ｑｉｎ２＝Ｑａｉｒ＋Ｑｅｇｒ−ＱｌｅａｋであるからＱａｉｒ＋Ｑｅｇｒ−Ｑｉｎ１＝Ｑｌｅａｋとなる。そして、二次判定時には、排気還流量がゼロとなっており、排気還流量Ｑｅｇｒ及びＱｉｎ１中に含まれる排気還流量はそれぞれゼロとなっている。そのため、二次判定としては、具体的には、エアフローメータ３５で検出された実吸気量Ｑａｉｒと、この状態における過給圧センサ４１の検出値を用いて推定された推定吸気量Ｑｉｎ１との差が予め設定されている所定値以上となった場合に、吸気通路３から吸気が漏洩していると判定する。
【００３１】
図３は、排気還流量を所定値以下としたときの過給圧と吸気量の相関関係を、吸気通路３から吸気が漏洩していない場合と、吸気通路３から所定量Ｑの吸気が漏洩している場合と、で対比して示した説明図である。
【００３２】
特性線Ａ２及びＢ２は、吸気通路３から吸気が漏洩していない場合の特性線であり、特性線Ａ２は部品バラツキや各種センサ（吸気量を推定する際に用いるセンサ）の出力特性のバラツキを考慮しない場合の特性例を示し、特性線Ｂ２は、特性線Ａ２に対して部品バラツキや各種センサ（吸気量を推定する際に用いるセンサ）の出力特性のバラツキ分を上乗せした場合の特性例を示している。特性線Ｃ２及びＤ２は、吸気通路３から所定量Ｑの吸気が漏洩している場合の特性線であり、特性線Ｃ２は部品バラツキや各種センサ（吸気量を推定する際に用いるセンサ）の出力特性のバラツキを考慮しない場合の特性例を示し、特性線Ｄ２は、特性線Ｃ２に対して、部品バラツキや各種センサ（吸気量を推定する際に用いるセンサ）の出力特性のバラツキ分を上乗せした場合を特性例を示している。
【００３３】
図３に示すように、吸気通路３から吸気が漏洩している場合の吸気量は、部品バラツキや各種センサの出力特性のバラツキを考慮にいれても、吸気通路３から吸気が漏洩していない場合の吸気量とは明らかに異なる値となる。つまり、部品バラツキや各種センサの出力特性のバラツキを考慮にいれても、吸気量を用いて、吸気通路３からの吸気の漏洩の有無を判定できる。
【００３４】
そこで、部品バラツキや各種センサの出力特性のバラツキを考慮して設定された所定値Ｂよりも、エアフローメータ３５で検出された実吸気量Ｑａｉｒと、過給圧センサ４１で検出された過給圧を用いて推定された推定吸気量Ｑｉｎ１と差の絶対値が大きい場合に、吸気通路３から吸気が漏洩していると判定する。
【００３５】
尚、目標過給圧、過給圧のフィードバック制御における基本制御量とフィードバック補正量、推定排圧、推定吸気量の算出は、コントロールユニット５内で実施されるものである。
【００３６】
このような本実施形態においては、一次判定によって吸気漏れが疑われる場合に、ＥＧＲを通常よりも減少させた状態で、内燃機関の運転状態から推定される推定吸気量と、コンプレッサの上流側において検出された吸気量とを用いた二次判定を行うので、診断を実施する毎にＥＧＲを減少させることが無くなり、燃費の悪化を抑制しつつ、精度のよく吸気通路からの吸気の漏洩を判定することが可能となる。
【００３７】
また、二次判定の際に、吸気通路３に流入する排気還流量をゼロすることで、実際の過給圧が目標過給圧となるように過給圧のフィードバック制御を実施しているような場合であっても、吸気通路３から吸気が漏洩している場合には、ディーゼルエンジン１の運転状態から推定される推定吸気量Ｑｉｎ１と、コンプレッサ２３の上流側において検出された実吸気量Ｑａｉｒとの差が顕著になるため、部品バラツキや各種センサ（吸気量を推定する際に用いるセンサ）の出力特性のバラツキを考慮しても吸気通路３からの吸気の漏洩を判定することが可能となる。
【００３８】
そして、一次判定の結果、吸気通路３から吸気が漏洩している可能性が高いときに限り、吸気通路３に流入する排気還流量をゼロした状態で行う二次判定の実行を許可することで、排気還流量を減少させることによるディーゼルエンジン１の運転制御への跳ね返り（影響）を抑制しつつ、吸気通路３からの吸気漏洩の有無の診断を実行することができる。
【００３９】
図４は、上述した本実施形態における吸気通路３からの吸気の漏洩の有無の診断に関する制御の流れを示すフローチャートである。
【００４０】
Ｓ１では、吸気の漏洩の有無の判定を実行可能な運転条件であるか否かを判定し、判定可能な運転条件であればＳ２へ進み、判定可能な運転条件でなければ今回のルーチンを終了する。
【００４１】
Ｓ２では、排圧センサ３１により実排圧を検出する。Ｓ３では、ディーゼルエンジン１の運転状態より推定排圧を算出する。
【００４２】
そしてＳ４では、Ｓ２で検出された実排圧と、Ｓ３で算出された推定排圧との差の絶対値が、排圧センサ３１の出力特性のバラツキを考慮して設定された所定値Ａよりも大きいか否かを判定し、大きい場合にはＳ５へ進み、そうでない場合には今回のルーチンを終了する。
【００４３】
Ｓ５では、排気還流量がゼロとなるように制御する。Ｓ６では、エアフローメータ３５により実吸気量Ｑａｉｒを検出する。
【００４４】
Ｓ７では、過給圧センサ４１で検出された過給圧と、機関回転数とから所定のマップを検索すること推定吸気量Ｑｉｎ１を算出する。
【００４５】
Ｓ８では、Ｓ６で検出された実吸気量Ｑａｉｒと、Ｓ７で算出された推定吸気量Ｑｉｎ１との差の絶対値が、部品バラツキや各種センサの出力特性のバラツキを考慮して設定された所定値Ｂよりも大きいか否かを判定し、大きい場合にはＳ９へ進んで吸気通路３から吸気の漏洩があると判定し、そうでない場合にはＳ１０へ進む。
【００４６】
Ｓ１０及びＳ１１では、ＥＧＲ制御を通常に切り替える。つまりＳ１０及びＳ１１では、Ｓ５で低下させたＥＧＲ率を元に戻す。
【００４７】
ここで、Ｓ９にて吸気通路３から吸気の漏洩があると判定された場合には、例えば運転席のインストルメントパネルに設けた警告灯を点灯させ、運転者に吸気通路３から吸気の漏洩があること感知させる。また、Ｓ９にて吸気通路３から吸気の漏洩があると判定された場合には、吸気の漏洩に関する修理点検が工場等で完了するまで前記警告灯の点灯を継続させ、吸気通路３からの吸気の漏洩の有無の診断を実施しない。
【００４８】
尚、図４において、Ｓ１〜Ｓ４の一連の制御の流れが一次判定に相当し、Ｓ５〜Ｓ９までの一連の制御の流れが二次判定に相当する。
【００４９】
上述した実施形態においては、二次判定の際に、排気還流量がゼロとなるように制御しているが、吸気通路３からの吸気の漏洩の有無の診断の精度が確保できるのであれば、二次判定の際に、ＥＧＲ率が所定値以下となるように設定するようにしてもよい。
【００５０】
また、上述した実施形態においては、排圧を用いて一次判定を行っているが、ターボ過給機２１の可変ノズル２４の制御量、過給圧のフィードバック制御におけるフィードバック補正量、あるいはコンプレッサ２３の上流側における吸気量を用いて一次判定を行うことも可能である。
【００５１】
上述したように、吸気通路３から吸気の漏洩がある場合、過給圧が目標過給圧に対して低下するため、ターボ過給機２１は過給圧が目標過給圧となるように制御されるので、吸気通路３から吸気が漏洩していない場合に比べて、ターボ過給機２１の可変ノズル２４の制御量、過給圧のフィードバック制御におけるフィードバック補正量は、それぞれ過給する側の値をとることになる。また、過給圧のフィードバック制御を実施している場合には、コンプレッサ２３の上流側における吸気量も、吸気通路３から吸気の漏洩がある場合には、吸気通路３から吸気が漏洩していない場合に比べて多くなる。
【００５２】
そこで、ターボ過給機２１の可変ノズル２４の制御量を用いて一次判定を行う場合には、ターボ過給機２１の可変ノズル２４の実際の制御量と、ディーゼルエンジン１の運転状態から推定される吸気通路３から吸気が漏洩していない場合の可変ノズル２４の推定制御量と、を比較して、両者の差が予め設定されている所定値以上となった場合に、吸気通路３からの吸気の漏洩している可能が高いものと判定する。ディーゼルエンジン１の運転状態から推定される吸気通路３から吸気が漏洩していない場合の可変ノズル２４の推定制御量は、例えば、機関回転数と燃料噴射量とからマップを用いて算出される。
【００５３】
過給圧のフィードバック制御におけるフィードバック補正量を用いて一次判定を行う場合には、過給圧のフィードバック制御における実際のフィードバック補正量と、ディーゼルエンジン１の運転状態から推定される吸気通路３から吸気が漏洩していない場合の過給圧のフィードバック制御における推定フィードバック補正量と、を比較して、両者の差が予め設定されている所定値以上となった場合に、吸気通路３からの吸気の漏洩している可能が高いものと判定する。ディーゼルエンジン１の運転状態から推定される吸気通路３から吸気が漏洩していない場合の過給圧のフードバック制御における推定フィードバック補正量は、例えば、機関回転数と燃料噴射量とからマップを用いて算出される。
【００５４】
コンプレッサ２３の上流側における吸気量を用いて一次判定を行う場合には、過給圧のフィードバック制御を実施している状態でエアフローメータ３５で検出された吸気量と、ディーゼルエンジン１の運転状態から推定される過給圧のフィードバック制御を実施している状態で吸気通路３から吸気が漏洩していない場合のコンプレッサ２３の上流側における推定吸気量と、を比較して、両者の差が予め設定されている所定値以上となった場合に、吸気通路３からの吸気の漏洩している可能が高いものと判定する。ディーゼルエンジン１の運転状態から推定される吸気通路３から吸気が漏洩していない場合のコンプレッサ２３の上流側における推定吸気量は、例えば、機関回転数と燃料噴射量とからマップを用いて算出される。
【符号の説明】
【００５５】
１…ディーゼルエンジンン
２…排気通路
３…吸気通路
４…ＥＧＲ通路
５…コントロールユニット
２１…ターボ過給機
２２…タービン
２３…コンプレッサ
３１…排圧センサ
３５…エアフローメータ
４１…過給圧センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸気漏洩診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、エアフローセンサの計測結果に基づいて算出された第１筒内吸入空気量と、内燃機関の運転状態を表すパラメータの値を検出するエアフローセンサ以外のセンサの検出結果に基づいて算出される第２筒内吸入空気量との差（空気量差）が大きい場合に、スロットル弁よりも下流側の吸気通路内の圧力と外気の圧力との圧力差が大きくなるほど、第１筒内吸入空気量と第２筒内吸入空気量との差（空気量差）が大きくなる傾向があると判定された場合に、吸気系に漏れがあると判定する異常検出装置が開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、エンジンルーム内の酸素濃度が第１所定濃度以下になる場合に、エンジンルーム内に配置されたエンジンに接続された吸気系もしくは排気系からＥＧＲガスの漏れが発生したと判断して排気系から排気の一部をＥＧＲガスとして吸気系に還流するＥＧＲ装置によるＥＧＲガスの還流を停止し、ＥＧＲガスの還流を停止してから所定時間経過後に、エンジンルーム内の酸素濃度が第２所定濃度以上である場合には吸気系からＥＧＲガスの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ＥＧＲガスのガス漏れが発生したと判断するガス漏れ検出装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１０３１１４号公報
【特許文献２】特開２００９−２０９７６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、吸気通路に排気の一部を還流させた状態では、吸気通路から吸気が漏洩しているような場合でも、エアフローセンサに基づく第１筒内吸入空気量と、内燃機関の運転状態を表すパラメータに基づく第２筒内吸入空気量との差（空気量差）は小さいため、特許文献１に開示されるような異常検出装置では部品バラツキやセンサのバラツキを考慮するすると吸気系に漏れがあるか否かの判定を正確に行えない虞がある。
【０００６】
また、過給機を備え、実際の過給圧が目標過給圧となるように過給圧のフィードバック制御を行ってる状態では、吸気通路から吸気が漏洩しているような場合でも過給圧のフィードバック制御により過給圧が回復するため、第１筒内吸入空気量と第２筒内吸入空気量とに差が生じにくく、吸気系に漏れがあるか否かの判定が行えない虞がある。
【０００７】
そして、特許文献２は、ＥＧＲガスのガス漏れが吸気系また排気系のどちらから発生したのかをエンジンルーム内の酸素濃度から判断するものであり、吸気系においてＥＧＲガスが合流する部分よりも上流側で吸気が漏れた場合には、吸気系からのガス（吸気）の漏れを検出できないという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明に係る内燃機関の吸気漏洩診断装置は、ターボ過給機の制御状態に基づいて吸気通路からの吸気の漏洩の有無の一次判定を行い、一次判定により前記吸気通路から吸気の漏洩の可能性があると判定された場合に、運転状態に応じて設定される排気還流量を減少させた状態で、ターボ過給機のコンプレッサの上流側で検出された吸気量と内燃機関の運転状態から推定された推定吸気量とに基づいて前記吸気通路からの吸気の漏洩の有無の二次判定を行い、二次判定の結果、前記吸気量と前記推定吸気量に基づいて、前記吸気通路から吸気が漏洩していると判定することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、一次判定によって吸気漏れが疑われる場合に、ＥＧＲを通常よりも減少させた状態で、内燃機関の運転状態から推定される推定吸気量と、コンプレッサの上流側において検出された吸気量とを用いた二次判定を行うので、診断を実施する毎にＥＧＲを減少させることが無くなり、燃費の悪化を抑制しつつ、精度のよく吸気通路からの吸気の漏洩を判定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明が適用されるディーゼルエンジンの全体的構成を模式的に示した説明図。
【図２】排気圧力とトルクの相関関係を、吸気通路から吸気が漏洩していない場合と、吸気通路から所定量の吸気が漏洩している場合と、で対比して示した説明図。
【図３】排気還流量を所定値以下としたときの過給圧と吸気量の相関関係を、吸気通路から吸気が漏洩していない場合と、吸気通路から所定量Ｑの吸気が漏洩している場合と、で対比して示した説明図。
【図４】本発明に係る吸気漏洩診断に関する制御の流れを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態を図面基づいて詳細に説明する。
【００１２】
図１は、この発明が適用されるディーゼルエンジン１の全体的構成を示している。内燃機関としてのディーゼルエンジン１は、排気還流（ＥＧＲ）を行うもので、排気通路２と吸気通路３のコレクタ部３ａとの間には、ＥＧＲ通路４が設けられている。このＥＧＲ通路４には、ＥＧＲ制御弁６とＥＧＲクーラ７が介装されている。ＥＧＲ制御弁６の開度は、コントロールユニット５によって制御され、運転条件に応じた所定のＥＧＲ率を得るようになっている。例えば、低速低負荷域ではＥＧＲ率が最大となり、機関回転数、負荷が高くなるに従い、ＥＧＲ率が減少していく。つまり、ＥＧＲ通路４とコントロールユニット５によって制御されるＥＧＲ制御弁６とにより、吸気通路３に排気の一部を還流する排気還流手段が構成されている。
【００１３】
ディーゼルエンジン１の燃焼室８には、燃料噴射弁９及びグロープラグ１０が配置されている。
【００１４】
また、このディーゼルエンジン１は、タービン２２とコンプレッサ２３とを同軸上に備えたターボ過給機２１を有している。タービン２２は、排気通路２のＥＧＲ通路４分岐点より下流側に位置し、かつこのタービン２２のスクロール入口に、容量調整手段としての可変ノズル２４を備えた容量可変型の構成となっている。すなわち、可変ノズル２４の開度を小さくした状態では、低速域のような排気流量の少ない条件に適した小容量の特性となり、可変ノズル２４の開度を大きくした状態では、高速域のような排気流量の多い条件に適した大容量の特性となる。可変ノズル２４は、制御圧力（制御負圧）に応動するダイヤフラム式のアクチュエータ２５によって駆動されている。
【００１５】
排気通路２に介装されたタービン２２の上流側には、タービン２２の上流側の排気通路２内の圧力である実排圧を検出する排圧検出手段としての排圧センサ３１が設けられている。
【００１６】
吸気通路３に介装されたコンプレッサ２３の上流側には、実吸気量Ｑａｉｒを検出する吸気量検出手段としてのエアフローメータ３５が配設され、さらにその上流に、エアクリーナ３６が位置している。エアクリーナ３６の入口側には、外気圧つまり大気圧を検出する大気圧センサ３７と、外気温を検出する外気温センサ３８が配置されている。コンプレッサ２３と、コンプレッサ２３の下流側に位置するコレクタ部３ａとの間には、過給された高温の吸気を冷却するインタークーラ３９が設けられている。
【００１７】
さらに、吸気通路３のコレクタ部３ａ入口側に、吸気量を制限するスロットル弁４０が介装されている。このスロットル弁４０は、コントロールユニット５の制御信号により開閉駆動される。
【００１８】
また、吸気通路３のコレクタ部３ａには、コンプレッサ２３の下流側の吸気通路３内の圧力である過給圧を検出する過給圧検出手段としての過給圧センサ４１が設けられている。
【００１９】
燃料噴射弁１４の噴射量や噴射時期、ＥＧＲ制御弁６の開度、可変ノズル２４の開度、などを制御するコントロールユニット５には、上述のセンサ類のほかに、アクセルペダルの踏込量を検出するアクセル開度センサ４６、機関回転数を検出する回転数センサ４７、冷却水温度を検出する水温センサ４８、などのセンサ類の検出信号が入力されている。
【００２０】
コントロールユニット５においては、実際の過給圧である過給圧センサ４１の検出値がディーゼルエンジン１の運転状態に応じて算出される目標過給圧となるように過給圧のフィードバック制御を行っている。目標過給圧は、例えば、アクセル開度と機関回転数とから所定のマップを検索することで算出される。過給圧のフィードバック制御は、燃料噴射量と機関回転数とから所定のマップを検索することで算出されたアクチュエータ２５に対する基本制御量に、過給圧センサ４１の検出値が目標過給圧となるように算出された過給圧のフィードバック補正量を加算したものを指令値としてコントロールユニット５からアクチュエータ２５に出力することで実施される。
【００２１】
吸気通路３から吸気の漏洩が無い場合のディーゼルエンジン１の吸気量（推定吸気量Ｑｉｎ１）は、ディーゼルエンジン１の運転状態から推定されるものであり、本実施形態では、過給圧センサ４１で検出された過給圧と、機関回転数とから所定のマップを検索することで排気還流量を含んだ形で算出されている。尚、推定吸気量Ｑｉｎ１は、過給圧センサ４１で検出される過給圧、回転数センサ４７で検出されるディーゼルエンジン１の機関回転数及び外気温センサ３８で検出される外気温（吸気温）等を用いて排気還流量を含んだ形で推定することも可能である。
【００２２】
一方、吸気通路３から吸気の漏洩がある場合のディーゼルエンジン１の吸気量（推定吸気量Ｑｉｎ２）は、エアフローメータ３５で検出された実吸気量Ｑａｉｒと吸気系に戻される排気還流量Ｑｅｇｒとを合算したものから、吸気通路３から漏洩した吸気の漏洩分Ｑｌｅａｋを減じたものとして表すことができる。
【００２３】
ここで、排気還流が行われている状態では、吸気通路３から吸気の漏洩がある場合であっても、推定吸気量Ｑｉｎ１と推定吸気量Ｑｉｎ２との差は小さくなる。また。過給圧のフィードバック制御を実施している場合には、吸気通路３から吸気の漏洩がある場合であっても、過給圧が回復することになり、エアフローメータ３５で検出された実吸気量Ｑａｉｒが増加するため、推定吸気量Ｑｉｎ１と推定吸気量Ｑｉｎ２との間に差が生じにくく、推定吸気量Ｑｉｎ１と推定吸気量Ｑｉｎ２とを比較して吸気通路３からの吸気の漏洩を判断することは難しい。
【００２４】
そのため、本実施形態では、ディーゼルエンジン１が所定の運転条件であるときに、吸気通路３からの吸気の漏洩の有無を判定するあたって、所定の一次判定を行った結果、吸気通路３からの吸気の漏洩の有無の診断の実行が許可された場合に、吸気通路３からの吸気の漏洩の有無の診断である二次判定を実施する。尚、これら一次判定及び二次判定は、コントロールユニット５内で処理されるものである。ここで、所定の運転条件としては、吸気量の少ない運転状態では、仮に吸気通路３から吸気が漏洩していたとしても、その漏洩量は少なくなり、吸気の漏洩の有無の診断が困難となるので、ある程度吸入空気量が多くなる運転条件がよい。機関回転数と負荷で言えば、中高回転−中高負荷領域が所定の運転条件として好適である。
【００２５】
吸気通路３から吸気が漏洩している場合、過給圧が目標過給圧に対して低下するため、ターボ過給機２１は過給圧が目標過給圧となるように制御される。そのため、吸気通路３から吸気が漏洩していない場合に比べて排圧センサ３１で検出される実排圧が上昇することになる。つまり、吸気通路３から吸気が漏洩している場合、排圧センサ３１で検出された実排圧が、ディーゼルエンジン１の運転状態から推定される推定排圧よりも大きくなる。推定排圧は、例えば燃料噴射量と機関回転数とから所定のマップを検索することで算出される。
【００２６】
そこで、上述した一次判定として、排圧センサ３１で検出される実排圧と推定排圧との差が予め設定されている所定値以上となった場合に、吸気通路３から吸気が漏洩している可能性が高いものと判定し、吸気通路３からの吸気の漏洩の有無の診断の実行を許可する。
【００２７】
図２は、排気圧力とトルクの相関関係を、吸気通路３から吸気が漏洩していない場合と、吸気通路３から所定量Ｑの吸気が漏洩している場合と、で対比して示した説明図である。
【００２８】
特性線Ａ１及びＢ１は、吸気通路３から吸気が漏洩していない場合の特性線であり、特性線Ａ１は排圧センサ３１の出力特性のバラツキを考慮しない場合の特性例を示し、特性線Ｂ１は、特性線Ａ１に対して、排圧センサ３１の出力特性のバラツキ分を上乗せした場合の特性例を示している。特性線Ｃ１及びＤ１は、吸気通路３から所定量Ｑの吸気が漏洩している場合の特性線であり、特性線Ｃ１は排圧センサ３１の出力特性のバラツキを考慮しない場合の特性例を示し、特性線Ｄ１は、特性線Ｃ１に対して、排圧センサ３１の出力特性のバラツキ分を上乗せした場合を特性例を示している。
【００２９】
図２に示すように、吸気通路３から吸気が漏洩している場合の実排圧は、排圧センサ３１の出力特性のバラツキを考慮にいれても、吸気通路３から吸気が漏洩していない場合の実排圧とは明らかに異なる値となる。つまり、排圧センサ３１の出力特性のバラツキを考慮にいれても、タービン２２より上流側の排気通路２内の圧力である実排圧を用いて、吸気通路３からの吸気の漏洩の可能性を判定することが可能である。そこで、排圧センサ３１の出力特性のバラツキを考慮して設定された所定値Ａよりも、排圧センサ３１で検出された実排圧とディーゼルエンジン１の運転状態から推定される推定排圧と差の絶対値が大きい場合には、吸気漏れの可能が大きいものと判定し、吸気通路３からの吸気の漏洩の有無の診断の実行を許可する。
【００３０】
そして、上述した二次判定としては、吸気通路３からの吸気の漏洩の有無の診断の実行を許可されると、排気還流量がゼロとなるように制御し、この状態における推定吸気量Ｑｉｎ１と推定吸気量Ｑｉｎ２とを比較することで吸気通路３からの吸気の漏洩の有無を判定する。ここで、吸気通路３から吸気の漏洩がない場合には、推定吸気量Ｑｉｎ１と推定吸気量Ｑｉｎ２とは同等となるはずであるから、Ｑｉｎ１＝Ｑｉｎ２とし、Ｑｉｎ２＝Ｑａｉｒ＋Ｑｅｇｒ−ＱｌｅａｋであるからＱａｉｒ＋Ｑｅｇｒ−Ｑｉｎ１＝Ｑｌｅａｋとなる。そして、二次判定時には、排気還流量がゼロとなっており、排気還流量Ｑｅｇｒ及びＱｉｎ１中に含まれる排気還流量はそれぞれゼロとなっている。そのため、二次判定としては、具体的には、エアフローメータ３５で検出された実吸気量Ｑａｉｒと、この状態における過給圧センサ４１の検出値を用いて推定された推定吸気量Ｑｉｎ１との差が予め設定されている所定値以上となった場合に、吸気通路３から吸気が漏洩していると判定する。
【００３１】
図３は、排気還流量を所定値以下としたときの過給圧と吸気量の相関関係を、吸気通路３から吸気が漏洩していない場合と、吸気通路３から所定量Ｑの吸気が漏洩している場合と、で対比して示した説明図である。
【００３２】
特性線Ａ２及びＢ２は、吸気通路３から吸気が漏洩していない場合の特性線であり、特性線Ａ２は部品バラツキや各種センサ（吸気量を推定する際に用いるセンサ）の出力特性のバラツキを考慮しない場合の特性例を示し、特性線Ｂ２は、特性線Ａ２に対して部品バラツキや各種センサ（吸気量を推定する際に用いるセンサ）の出力特性のバラツキ分を上乗せした場合の特性例を示している。特性線Ｃ２及びＤ２は、吸気通路３から所定量Ｑの吸気が漏洩している場合の特性線であり、特性線Ｃ２は部品バラツキや各種センサ（吸気量を推定する際に用いるセンサ）の出力特性のバラツキを考慮しない場合の特性例を示し、特性線Ｄ２は、特性線Ｃ２に対して、部品バラツキや各種センサ（吸気量を推定する際に用いるセンサ）の出力特性のバラツキ分を上乗せした場合を特性例を示している。
【００３３】
図３に示すように、吸気通路３から吸気が漏洩している場合の吸気量は、部品バラツキや各種センサの出力特性のバラツキを考慮にいれても、吸気通路３から吸気が漏洩していない場合の吸気量とは明らかに異なる値となる。つまり、部品バラツキや各種センサの出力特性のバラツキを考慮にいれても、吸気量を用いて、吸気通路３からの吸気の漏洩の有無を判定できる。
【００３４】
そこで、部品バラツキや各種センサの出力特性のバラツキを考慮して設定された所定値Ｂよりも、エアフローメータ３５で検出された実吸気量Ｑａｉｒと、過給圧センサ４１で検出された過給圧を用いて推定された推定吸気量Ｑｉｎ１と差の絶対値が大きい場合に、吸気通路３から吸気が漏洩していると判定する。
【００３５】
尚、目標過給圧、過給圧のフィードバック制御における基本制御量とフィードバック補正量、推定排圧、推定吸気量の算出は、コントロールユニット５内で実施されるものである。
【００３６】
このような本実施形態においては、一次判定によって吸気漏れが疑われる場合に、ＥＧＲを通常よりも減少させた状態で、内燃機関の運転状態から推定される推定吸気量と、コンプレッサの上流側において検出された吸気量とを用いた二次判定を行うので、診断を実施する毎にＥＧＲを減少させることが無くなり、燃費の悪化を抑制しつつ、精度のよく吸気通路からの吸気の漏洩を判定することが可能となる。
【００３７】
また、二次判定の際に、吸気通路３に流入する排気還流量をゼロすることで、実際の過給圧が目標過給圧となるように過給圧のフィードバック制御を実施しているような場合であっても、吸気通路３から吸気が漏洩している場合には、ディーゼルエンジン１の運転状態から推定される推定吸気量Ｑｉｎ１と、コンプレッサ２３の上流側において検出された実吸気量Ｑａｉｒとの差が顕著になるため、部品バラツキや各種センサ（吸気量を推定する際に用いるセンサ）の出力特性のバラツキを考慮しても吸気通路３からの吸気の漏洩を判定することが可能となる。
【００３８】
そして、一次判定の結果、吸気通路３から吸気が漏洩している可能性が高いときに限り、吸気通路３に流入する排気還流量をゼロした状態で行う二次判定の実行を許可することで、排気還流量を減少させることによるディーゼルエンジン１の運転制御への跳ね返り（影響）を抑制しつつ、吸気通路３からの吸気漏洩の有無の診断を実行することができる。
【００３９】
図４は、上述した本実施形態における吸気通路３からの吸気の漏洩の有無の診断に関する制御の流れを示すフローチャートである。
【００４０】
Ｓ１では、吸気の漏洩の有無の判定を実行可能な運転条件であるか否かを判定し、判定可能な運転条件であればＳ２へ進み、判定可能な運転条件でなければ今回のルーチンを終了する。
【００４１】
Ｓ２では、排圧センサ３１により実排圧を検出する。Ｓ３では、ディーゼルエンジン１の運転状態より推定排圧を算出する。
【００４２】
そしてＳ４では、Ｓ２で検出された実排圧と、Ｓ３で算出された推定排圧との差の絶対値が、排圧センサ３１の出力特性のバラツキを考慮して設定された所定値Ａよりも大きいか否かを判定し、大きい場合にはＳ５へ進み、そうでない場合には今回のルーチンを終了する。
【００４３】
Ｓ５では、排気還流量がゼロとなるように制御する。Ｓ６では、エアフローメータ３５により実吸気量Ｑａｉｒを検出する。
【００４４】
Ｓ７では、過給圧センサ４１で検出された過給圧と、機関回転数とから所定のマップを検索すること推定吸気量Ｑｉｎ１を算出する。
【００４５】
Ｓ８では、Ｓ６で検出された実吸気量Ｑａｉｒと、Ｓ７で算出された推定吸気量Ｑｉｎ１との差の絶対値が、部品バラツキや各種センサの出力特性のバラツキを考慮して設定された所定値Ｂよりも大きいか否かを判定し、大きい場合にはＳ９へ進んで吸気通路３から吸気の漏洩があると判定し、そうでない場合にはＳ１０へ進む。
【００４６】
Ｓ１０及びＳ１１では、ＥＧＲ制御を通常に切り替える。つまりＳ１０及びＳ１１では、Ｓ５で低下させたＥＧＲ率を元に戻す。
【００４７】
ここで、Ｓ９にて吸気通路３から吸気の漏洩があると判定された場合には、例えば運転席のインストルメントパネルに設けた警告灯を点灯させ、運転者に吸気通路３から吸気の漏洩があること感知させる。また、Ｓ９にて吸気通路３から吸気の漏洩があると判定された場合には、吸気の漏洩に関する修理点検が工場等で完了するまで前記警告灯の点灯を継続させ、吸気通路３からの吸気の漏洩の有無の診断を実施しない。
【００４８】
尚、図４において、Ｓ１〜Ｓ４の一連の制御の流れが一次判定に相当し、Ｓ５〜Ｓ９までの一連の制御の流れが二次判定に相当する。
【００４９】
上述した実施形態においては、二次判定の際に、排気還流量がゼロとなるように制御しているが、吸気通路３からの吸気の漏洩の有無の診断の精度が確保できるのであれば、二次判定の際に、ＥＧＲ率が所定値以下となるように設定するようにしてもよい。
【００５０】
また、上述した実施形態においては、排圧を用いて一次判定を行っているが、ターボ過給機２１の可変ノズル２４の制御量、過給圧のフィードバック制御におけるフィードバック補正量、あるいはコンプレッサ２３の上流側における吸気量を用いて一次判定を行うことも可能である。
【００５１】
上述したように、吸気通路３から吸気の漏洩がある場合、過給圧が目標過給圧に対して低下するため、ターボ過給機２１は過給圧が目標過給圧となるように制御されるので、吸気通路３から吸気が漏洩していない場合に比べて、ターボ過給機２１の可変ノズル２４の制御量、過給圧のフィードバック制御におけるフィードバック補正量は、それぞれ過給する側の値をとることになる。また、過給圧のフィードバック制御を実施している場合には、コンプレッサ２３の上流側における吸気量も、吸気通路３から吸気の漏洩がある場合には、吸気通路３から吸気が漏洩していない場合に比べて多くなる。
【００５２】
そこで、ターボ過給機２１の可変ノズル２４の制御量を用いて一次判定を行う場合には、ターボ過給機２１の可変ノズル２４の実際の制御量と、ディーゼルエンジン１の運転状態から推定される吸気通路３から吸気が漏洩していない場合の可変ノズル２４の推定制御量と、を比較して、両者の差が予め設定されている所定値以上となった場合に、吸気通路３からの吸気の漏洩している可能が高いものと判定する。ディーゼルエンジン１の運転状態から推定される吸気通路３から吸気が漏洩していない場合の可変ノズル２４の推定制御量は、例えば、機関回転数と燃料噴射量とからマップを用いて算出される。
【００５３】
過給圧のフィードバック制御におけるフィードバック補正量を用いて一次判定を行う場合には、過給圧のフィードバック制御における実際のフィードバック補正量と、ディーゼルエンジン１の運転状態から推定される吸気通路３から吸気が漏洩していない場合の過給圧のフィードバック制御における推定フィードバック補正量と、を比較して、両者の差が予め設定されている所定値以上となった場合に、吸気通路３からの吸気の漏洩している可能が高いものと判定する。ディーゼルエンジン１の運転状態から推定される吸気通路３から吸気が漏洩していない場合の過給圧のフードバック制御における推定フィードバック補正量は、例えば、機関回転数と燃料噴射量とからマップを用いて算出される。
【００５４】
コンプレッサ２３の上流側における吸気量を用いて一次判定を行う場合には、過給圧のフィードバック制御を実施している状態でエアフローメータ３５で検出された吸気量と、ディーゼルエンジン１の運転状態から推定される過給圧のフィードバック制御を実施している状態で吸気通路３から吸気が漏洩していない場合のコンプレッサ２３の上流側における推定吸気量と、を比較して、両者の差が予め設定されている所定値以上となった場合に、吸気通路３からの吸気の漏洩している可能が高いものと判定する。ディーゼルエンジン１の運転状態から推定される吸気通路３から吸気が漏洩していない場合のコンプレッサ２３の上流側における推定吸気量は、例えば、機関回転数と燃料噴射量とからマップを用いて算出される。
【符号の説明】
【００５５】
１…ディーゼルエンジンン
２…排気通路
３…吸気通路
４…ＥＧＲ通路
５…コントロールユニット
２１…ターボ過給機
２２…タービン
２３…コンプレッサ
３１…排圧センサ
３５…エアフローメータ
４１…過給圧センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に介装されたタービンのノズル開度を可変制御可能な容量可変型のターボ過給機と、
前記内燃機関の吸気通路に介装された前記ターボ過給機のコンプレッサの上流側で吸気量を検出する吸気量検出手段と、
前記吸気通路の前記コンプレッサの下流側に排気の一部を還流する排気還流手段と、
前記内燃機関の運転状態から吸気量を推定する吸気量推定手段と、を有し、
運転状態に応じて過給圧と排気還流量とが制御される内燃機関の吸気漏洩診断装置において、
前記ターボ過給機の制御状態に基づいて前記吸気通路からの吸気の漏洩の有無の一次判定を行い、
一次判定により前記吸気通路から吸気の漏洩の可能性があると判定された場合に、運転状態に応じて設定される排気還流量を減少させた状態で、前記吸気量検出手段で検出された吸気量と前記吸気量推定手段で算出された推定吸気量とに基づいて前記吸気通路からの吸気の漏洩の有無の二次判定を行い、
二次判定の結果、吸気量と推定吸気量に基づいて、前記吸気通路から吸気が漏洩していると判定することを特徴とする内燃機関の吸気漏洩診断装置。
【請求項２】
排気還流量をゼロとした状態で、前記二次判定を実施することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸気漏洩診断装置。
【請求項３】
前記コンプレッサの下流側の吸気通路内の圧力である過給圧を検出する過給圧検出手段を有し、実際の過給圧が目標過給圧となるように過給圧のフィードバック制御を行う内燃機関であって、
前記タービンの上流側の排気通路内の圧力である実排圧を検出する排圧検出手段と、
前記内燃機関の運転状態から前記タービンの上流側の排気通路内の圧力である排圧を推定する排圧推定手段と、を有し、
前記一次判定として、前記排圧検出手段で検出された実排圧と、前記排圧推定手段で算出された推定排圧とを比較し、実排圧と推定排圧の差が所定値以上ある場合に、前記二次判定の実行を許可することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の吸気漏洩診断装置。
【請求項４】
前記コンプレッサの下流側の吸気通路内の圧力である過給圧を検出する過給圧検出手段を有し、実際の過給圧が目標過給圧となるように過給圧のフィードバック制御を行う内燃機関であって、
前記内燃機関の運転状態から前記ターボ過給機のノズル開度の可変制御における制御量を推定するターボ過給機制御量推定手段を有し、
前記一次判定として、前記ターボ過給機のノズル開度の可変制御における実際の制御量と、ターボ過給機制御量推定手段で算出された推定制御量とを比較し、実際の制御量と推定制御量の差が所定値以上ある場合に、前記二次判定の実行を許可することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の吸気漏洩診断装置。
【請求項５】
前記コンプレッサの下流側の吸気通路内の圧力である過給圧を検出する過給圧検出手段を有し、実際の過給圧が目標過給圧となるように過給圧のフィードバック制御を行う内燃機関であって、
前記内燃機関の運転状態から過給圧のフィードバック制御におけるフィードバック補正量を推定するフィードバック補正量推定手段を有し、
前記一次判定として、過給圧のフィードバック制御における実際のフィードバック補正量と、フィードバック補正量推定手段で算出された推定フィードバック補正量とを比較し、実際のフィードバック補正量と推定フィードバック補正量の差が所定値以上ある場合に、前記二次判定の実行を許可することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の吸気漏洩診断装置。
【請求項６】
前記コンプレッサの下流側の吸気通路内の圧力である過給圧を検出する過給圧検出手段を有し、実際の過給圧が目標過給圧となるように過給圧のフィードバック制御を行う内燃機関であって、
前記一次判定として、過給圧のフィードバック制御を実施している状態において、前記吸気量検出手段で検出された吸気量と、前記吸気量推定手段で算出された推定吸気量とを比較し、吸気量と推定吸気量の差が所定値以上ある場合に、前記二次判定の実行を許可することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の吸気漏洩診断装置。
【請求項１】
内燃機関の排気通路に介装されたタービンのノズル開度を可変制御可能な容量可変型のターボ過給機と、
前記内燃機関の吸気通路に介装された前記ターボ過給機のコンプレッサの上流側で吸気量を検出する吸気量検出手段と、
前記吸気通路の前記コンプレッサの下流側に排気の一部を還流する排気還流手段と、
前記内燃機関の運転状態から吸気量を推定する吸気量推定手段と、を有し、
運転状態に応じて過給圧と排気還流量とが制御される内燃機関の吸気漏洩診断装置において、
前記ターボ過給機の制御状態に基づいて前記吸気通路からの吸気の漏洩の有無の一次判定を行い、
一次判定により前記吸気通路から吸気の漏洩の可能性があると判定された場合に、運転状態に応じて設定される排気還流量を減少させた状態で、前記吸気量検出手段で検出された吸気量と前記吸気量推定手段で算出された推定吸気量とに基づいて前記吸気通路からの吸気の漏洩の有無の二次判定を行い、
二次判定の結果、吸気量と推定吸気量に基づいて、前記吸気通路から吸気が漏洩していると判定することを特徴とする内燃機関の吸気漏洩診断装置。
【請求項２】
排気還流量をゼロとした状態で、前記二次判定を実施することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸気漏洩診断装置。
【請求項３】
前記コンプレッサの下流側の吸気通路内の圧力である過給圧を検出する過給圧検出手段を有し、実際の過給圧が目標過給圧となるように過給圧のフィードバック制御を行う内燃機関であって、
前記タービンの上流側の排気通路内の圧力である実排圧を検出する排圧検出手段と、
前記内燃機関の運転状態から前記タービンの上流側の排気通路内の圧力である排圧を推定する排圧推定手段と、を有し、
前記一次判定として、前記排圧検出手段で検出された実排圧と、前記排圧推定手段で算出された推定排圧とを比較し、実排圧と推定排圧の差が所定値以上ある場合に、前記二次判定の実行を許可することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の吸気漏洩診断装置。
【請求項４】
前記コンプレッサの下流側の吸気通路内の圧力である過給圧を検出する過給圧検出手段を有し、実際の過給圧が目標過給圧となるように過給圧のフィードバック制御を行う内燃機関であって、
前記内燃機関の運転状態から前記ターボ過給機のノズル開度の可変制御における制御量を推定するターボ過給機制御量推定手段を有し、
前記一次判定として、前記ターボ過給機のノズル開度の可変制御における実際の制御量と、ターボ過給機制御量推定手段で算出された推定制御量とを比較し、実際の制御量と推定制御量の差が所定値以上ある場合に、前記二次判定の実行を許可することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の吸気漏洩診断装置。
【請求項５】
前記コンプレッサの下流側の吸気通路内の圧力である過給圧を検出する過給圧検出手段を有し、実際の過給圧が目標過給圧となるように過給圧のフィードバック制御を行う内燃機関であって、
前記内燃機関の運転状態から過給圧のフィードバック制御におけるフィードバック補正量を推定するフィードバック補正量推定手段を有し、
前記一次判定として、過給圧のフィードバック制御における実際のフィードバック補正量と、フィードバック補正量推定手段で算出された推定フィードバック補正量とを比較し、実際のフィードバック補正量と推定フィードバック補正量の差が所定値以上ある場合に、前記二次判定の実行を許可することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の吸気漏洩診断装置。
【請求項６】
前記コンプレッサの下流側の吸気通路内の圧力である過給圧を検出する過給圧検出手段を有し、実際の過給圧が目標過給圧となるように過給圧のフィードバック制御を行う内燃機関であって、
前記一次判定として、過給圧のフィードバック制御を実施している状態において、前記吸気量検出手段で検出された吸気量と、前記吸気量推定手段で算出された推定吸気量とを比較し、吸気量と推定吸気量の差が所定値以上ある場合に、前記二次判定の実行を許可することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の吸気漏洩診断装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−２４１６６４（Ｐ２０１２−２４１６６４Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１４７１３（Ｐ２０１１−１１４７１３）
【出願日】平成２３年５月２３日（２０１１．５．２３）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２３日（２０１１．５．２３）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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