ＥＧＲ装置の故障診断装置
【課題】開度センサを用いることなく、ＥＧＲ装置の故障の有無を診断することにより、該診断にかかるコストを低減する。
【解決手段】ＥＧＲ装置２０の故障診断装置１０において、ＥＣＵ１１０は、ＬＡＦセンサ１０８が検出した空燃比に基づいて、インジェクタ７４から噴射される燃料の噴射時間又は噴射量に関わる燃料補正係数を算出する。また、ＥＣＵ１１０は、少なくとも、エアフローメータ１００が検出した吸入空気量、又は、負圧センサ１０２が検出した吸入空気の負圧と、該ＥＣＵ１１０が算出した燃料補正係数とに基づいて、ＥＧＲ装置２０の故障の有無を診断する。
【解決手段】ＥＧＲ装置２０の故障診断装置１０において、ＥＣＵ１１０は、ＬＡＦセンサ１０８が検出した空燃比に基づいて、インジェクタ７４から噴射される燃料の噴射時間又は噴射量に関わる燃料補正係数を算出する。また、ＥＣＵ１１０は、少なくとも、エアフローメータ１００が検出した吸入空気量、又は、負圧センサ１０２が検出した吸入空気の負圧と、該ＥＣＵ１１０が算出した燃料補正係数とに基づいて、ＥＧＲ装置２０の故障の有無を診断する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関から排出された排気ガスの一部を排気系から吸気系に還流させる排気ガス再循環装置（以下、ＥＧＲ装置ともいう。）の故障の有無を診断する故障診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内燃機関から排出される排気ガス中の有害成分を除去するために、ＥＧＲ装置が用いられている。ＥＧＲ装置は、内燃機関の吸気系と排気系とを連通させることにより、該内燃機関から排出された排気ガスの一部を吸気系に再循環させ、排気ガス中に含まれるＮＯｘ等の有害成分を減少させる。
【０００３】
ところで、ＥＧＲ装置の故障の有無を診断するための技術が特許文献１及び２に開示されている。
【０００４】
特許文献１には、吸気系と排気系とを接続し且つＥＧＲ装置が設けられるＥＧＲ通路（排気還流手段）と、該吸気系との合流部の近傍に、再循環したＥＧＲガス（排気ガス）の温度を検出する温度センサを設けると共に、ＥＧＲ装置を構成するバルブの開度を検出する開度センサを設け、温度センサが検出したＥＧＲガスの温度と、開度センサが検出したバルブの開度とに基づき、ＥＧＲ装置及びＥＧＲ通路の故障の有無を診断することが開示されている。
【０００５】
特許文献２には、インテークマニホールド（吸気系）から内燃機関に吸入される吸入空気の負圧を測定し、測定した負圧に基づいて、ＥＧＲ装置の異常を検知することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２９１０５５号公報
【特許文献２】特開２００９−２８７３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の技術は、比較的高価な開度センサを用いてＥＧＲ装置のバルブの開度を検出するため、該ＥＧＲ装置の故障の有無の診断にかかるコストが増大する。また、ＥＧＲ装置を作動させなければ、該ＥＧＲ装置の故障の有無を診断することができない。
【０００８】
一方、特許文献２の技術は、吸入空気の負圧のみに基づきＥＧＲ装置の故障の有無を診断する。吸入空気の負圧は、ＥＧＲ装置の故障以外の他の要因の影響も受けやすいため、該吸入空気の負圧が他の要因の影響を受けた場合には、ＥＧＲ装置の故障を誤検知する可能性が高くなる。
【０００９】
本発明は、前記の種々の課題を考慮してなされたものであり、開度センサを用いることなくＥＧＲ装置の故障の有無を診断することにより、該診断にかかるコストを低減することができる故障診断装置を提供することを目的とする。また、本発明は、ＥＧＲ装置の作動の有無に関わりなく、該ＥＧＲ装置の故障の有無を診断することができる故障診断装置を提供することを目的とする。さらに、本発明は、ＥＧＲ装置の故障の検知精度を高めることができる故障診断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、内燃機関の吸気系と排気系とを接続する排気還流手段に設けられ、前記吸気系と前記排気系とを連通させることにより、前記内燃機関から排出された排気ガスの一部を前記排気系から前記排気還流手段を介して前記吸気系に還流させるＥＧＲ装置の故障の有無を診断する故障診断装置に関する。
【００１１】
そして、本発明に係るＥＧＲ装置の故障診断装置は、前記の目的を達成するために、
前記吸気系に設けられ、該吸気系から前記内燃機関に吸入される吸入空気の負圧を検出する負圧検出手段、又は、前記吸気系から前記内燃機関に吸入される吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、
前記排気系又は前記排気還流手段に設けられ、空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記吸気系における前記内燃機関の近傍に配置された燃料噴射手段から噴射される燃料の噴射時間及び噴射量に関わる燃料補正係数を、前記空燃比検出手段が検出した空燃比に基づき算出する補正係数算出手段と、
少なくとも、前記負圧検出手段又は前記吸入空気量検出手段の検出結果と、前記補正係数算出手段の算出結果とに基づいて、前記ＥＧＲ装置の故障の有無を診断する故障診断手段と、
を有することを特徴としている。
【００１２】
このように、本発明によれば、開度センサを用いることなく、既存のセンサである前記負圧検出手段又は前記吸入空気量検出手段と、前記空燃比検出手段とを用いて、前記ＥＧＲ装置の故障の検知を行うので、特許文献１の技術と比較して、故障の有無の診断にかかるコストを大幅に低減することができる。
【００１３】
また、既存の複数のセンサの検出結果に基づいて前記ＥＧＲ装置の故障の検知を行うため、特許文献２の技術のように検出結果が前記ＥＧＲ装置の故障以外の他の要因の影響を受けることを回避することができ、この結果、前記ＥＧＲ装置の故障の検知精度を高めることができる。
【００１４】
さらに、前記故障診断手段は、少なくとも、前記負圧検出手段又は前記吸入空気量検出手段の検出結果と、前記補正係数算出手段の算出結果とに基づいて、前記ＥＧＲ装置の故障の有無を診断するので、前記ＥＧＲ装置の作動領域の如何（前記ＥＧＲ装置の作動の有無）に関わりなく、該ＥＧＲ装置の故障を検知することができる。
【００１５】
ここで、前記故障診断手段は、
前記内燃機関の始動直後から前記空燃比検出手段が活性化するまでの期間内において、前記負圧検出手段で検出された最低負圧の絶対値が所定の負圧閾値よりも小さいか、あるいは、前記吸入空気量検出手段で検出された最大吸入空気量が所定の吸入閾値よりも小さく、
且つ、前記ＥＧＲ装置が作動していない場合に、前記補正係数算出手段で算出された燃料補正係数が所定の補正係数閾値よりも小さければ、
前記ＥＧＲ装置が故障していると診断する。
【００１６】
このように、複数のセンサの検出結果を用いて前記ＥＧＲ装置の故障の有無を診断するので、該ＥＧＲ装置の故障の検知精度をさらに高めることができる。
【００１７】
また、前記故障診断手段は、さらに、前記ＥＧＲ装置が作動していない場合に、前記空燃比検出手段で検出された空燃比が所定の空燃比閾値よりも大きければ、前記ＥＧＲ装置が故障していると診断することが好ましい。このように、前記最低負圧の絶対値又は前記最大吸入空気量と、前記燃料補正係数とに加え、前記空燃比も用いて前記ＥＧＲ装置の故障の有無を診断するので、該ＥＧＲ装置の故障の検知精度を一層高めることができる。
【００１８】
また、上述の故障診断装置は、前記ＥＧＲ装置が作動してから、前記空燃比検出手段で検出される空燃比が所定値に到達するまでの時間を計時するタイマをさらに有し、前記故障診断手段は、前記タイマで計時された時間が所定時間よりも長ければ、前記ＥＧＲ装置が故障していると診断することが好ましい。これにより、前記ＥＧＲ装置の作動後における該ＥＧＲ装置の故障の有無の診断を効率よく行うことができる。
【００１９】
なお、前記故障診断装置は、前記故障診断手段が前記ＥＧＲ装置の故障を示す警告信号を出力した場合に、前記警告信号に基づいて前記ＥＧＲ装置の故障を外部に報知する警告手段をさらに有してもよい。これにより、ユーザ（ドライバー）は、前記警告手段からの報知内容に基づいて、前記ＥＧＲ装置が故障したことを直ちに把握することができ、該ＥＧＲ装置の交換等の必要な故障対応を速やかに行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００２１】
すなわち、開度センサを用いることなく、既存のセンサである負圧検出手段又は吸入空気量検出手段と、空燃比検出手段とを用いて、ＥＧＲ装置の故障の検知を行うので、特許文献１の技術と比較して、故障の有無の診断にかかるコストを大幅に低減することができる。
【００２２】
また、既存の複数のセンサの検出結果に基づいて前記ＥＧＲ装置の故障の検知を行うため、特許文献２の技術のように検出結果が前記ＥＧＲ装置の故障以外の他の要因の影響を受けることを回避することができ、この結果、前記ＥＧＲ装置の故障の検知精度を高めることができる。
【００２３】
さらに、故障診断手段は、少なくとも、前記負圧検出手段又は前記吸入空気量検出手段の検出結果と、補正係数算出手段の算出結果とに基づいて、前記ＥＧＲ装置の故障の有無を診断するので、前記ＥＧＲ装置の作動領域の如何（前記ＥＧＲ装置の作動の有無）に関わりなく、該ＥＧＲ装置の故障を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１Ａは、本実施形態に係るＥＧＲ装置の故障診断装置の概略構成説明図であり、図１Ｂは、前記故障診断装置によるＥＧＲ装置の故障診断動作を説明するためのフローチャートである。
【図２】図２Ａは、吸入空気量の時間変化を示すタイムチャートであり、図２Ｂは、吸入空気の負圧の時間変化を示すタイムチャートであり、図２Ｃは、空燃比の時間変化を示すタイムチャートであり、図２Ｄは、燃料補正係数の時間変化を示すタイムチャートであり、図２Ｅは、冷却水の水温の時間変化を示すタイムチャートであり、図２Ｆは、ＥＧＲ装置の動作の時間変化を示すタイムチャートである。
【図３】図３Ａ〜図３Ｃは、図２Ａに示すエリアＡ１〜Ａ３でのＥＧＲ装置の故障診断動作をそれぞれ説明するためのフローチャートである。
【図４】図４Ａは、図２Ａに示すエリアＢでのＥＧＲ装置の故障検知を説明するためのフローチャートであり、図４Ｂは、ＥＧＲ装置の作動開始からＬＡＦセンサが所定の空燃比を検出するまでの時間経過を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明に係るＥＧＲ装置の故障診断装置について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００２６】
［本実施形態の構成］
図１Ａにおいて、本実施形態に係る故障診断装置１０は、エンジン（内燃機関）１２に吸気装置（吸気系）１４と排気装置（排気系）１６とを設け、吸気装置１４と排気装置１６とをＥＧＲ通路（排気還流手段）１８で接続し、該ＥＧＲ通路１８の途中にＥＧＲ装置２０を設けた構成において、該ＥＧＲ装置２０の故障の有無を診断するための装置である。なお、図１Ａでは、複数のシリンダを有する多気筒のエンジン１２と、該エンジン１２に接続された吸気装置１４及び排気装置１６とを模式的に図示している。また、ＥＧＲ装置２０は、シャフト２２の先端に装着されたバルブ２４を備え、シャフト２２を変位させてバルブ２４を弁開状態にすることで、吸気装置１４と排気装置１６とを連通可能である。
【００２７】
ここで、ＥＧＲ装置２０の故障診断装置１０が適用されるエンジン１２、吸気装置１４、排気装置１６及びＥＧＲ通路１８について説明する。
【００２８】
エンジン１２は、例えば、自動車や自動二輪車等の車両に搭載され、エンジン本体３０の内部には複数のシリンダ室３２が形成されている。各シリンダ室３２には、ピストン３４が軸線方向に沿って変位自在に設けられている。すなわち、ピストン３４のストローク変位により、エンジン１２における吸気、圧縮、燃焼及び排気の各行程が行われる。そして、ピストン３４からコネクティングロッド３６及びクランクシャフト３８を介してエンジン１２の駆動力が出力される。なお、図１Ａでは、１つのシリンダ室３２のみ図示している。
【００２９】
また、シリンダ室３２の上方に形成される燃焼室３９には、吸気ポート４０及び排気ポート４２がそれぞれ開口している。吸気ポート４０には吸気バルブ４４が設けられる一方で、排気ポート４２には排気バルブ４６が設けられている。吸気ポート４０と排気ポート４２との間の燃焼室３９の上方には、各燃焼室３９毎に点火プラグ４８が設けられている。
【００３０】
さらに、エンジン本体３０にはウォータジャケット５０が形成され、図示しないラジエータとウォータジャケット５０との間で冷却水を循環させることにより、エンジン１２のピストン３４等を冷却することができる。
【００３１】
各吸気ポート４０には、吸気装置１４を構成するインテークマニホールド６０の吸気分岐管６２がそれぞれ接続されている。インテークマニホールド６０は、下流側としてのエンジン１２側で複数本に分岐するように枝状に形成された各吸気分岐管６２と、各吸気分岐管６２と接続するように形成され、所定容量を有するタンク部６４と、タンク部６４の上流側に形成され、各吸気分岐管６２を纏める吸気集合管６６とから構成される。なお、前述のように、図１Ａでは、１つのシリンダ室３２のみ図示しているため、インテークマニホールド６０についても、１つの吸気分岐管６２のみ図示している。
【００３２】
吸気集合管６６には、図示しないアクセルペダルの操作に連動して開閉するスロットルバルブ６８を含むスロットルボディ７０が設けられている。スロットルボディ７０の上流側にはエアクリーナ７２が設けられ、該エアクリーナ７２を通じて外部からインテークマニホールド６０に吸入空気が取り込まれる。この場合、エアクリーナ７２によって吸入空気に含有される塵埃等が好適に除去される。
【００３３】
また、各吸気分岐管６２には、燃料を噴射するインジェクタ（燃料噴射手段）７４が吸気ポート４０と対向するようにそれぞれ配設されている。なお、インジェクタ７４が燃焼室３９内に直接向けて配設される直噴エンジンにも適用可能である。
【００３４】
一方、各排気ポート４２には、排気装置１６を構成するエキゾーストマニホールド８０の排気分岐管８２がそれぞれ接続されている。エキゾーストマニホールド８０は、上流側としてのエンジン１２側で複数本に分岐するように枝状に形成された各排気分岐管８２と、各排気分岐管８２を纏める排気集合管８４とから構成される。排気集合管８４には、エンジン１２の排気行程によって各排気ポート４２から排気された排気ガス中のＣＯ、ＨＣ及びＮＯｘ等を浄化する三元触媒等の触媒８６が設けられている。なお、図１Ａでは、エキゾーストマニホールド８０についても、１つの排気分岐管８２のみ図示している。
【００３５】
排気集合管８４の上流側と吸気分岐管６２の下流側とは、ＥＧＲ通路１８で接続されている。ＥＧＲ通路１８は、排気集合管８４の上流側から延びる排気側排気還流管９０をＥＧＲ装置２０の入力ポート９２に接続すると共に、吸気分岐管６２の下流側から延びる吸気側排気還流管９４をＥＧＲ装置２０の出力ポート９６に接続することにより構成される。
【００３６】
そして、ＥＧＲ装置２０においては、シャフト２２が軸線方向に変位して、バルブ２４が入力ポート９２から離間すれば、弁開状態となり、排気ガスの一部を排気集合管８４から排気側排気還流管９０、ＥＧＲ装置２０及び吸気側排気還流管９４を介して、吸気分岐管６２に還流させることができる。この結果、吸気装置１４に還流された排気ガスと、該吸気装置１４の上流側からの吸入空気とに対して、インジェクタ７４から燃料を噴射すると、吸気ポート４０近傍で燃料と吸入空気及び還流された排気ガスとが混合した混合気が形成され、エンジン１２の吸気行程において、該混合気を燃焼室３９に吸入することができる。なお、シャフト２２の軸線方向への変位によって、バルブ２４が入力ポート９２を閉塞すれば、ＥＧＲ装置２０は弁閉状態となり、排気集合管８４と吸気分岐管６２との連通状態が遮断される（排気ガスの還流動作が停止に至る）。
【００３７】
また、図１Ａにおいて、エンジン１２、吸気装置１４及び排気装置１６には、下記の検出手段が配設されている。
【００３８】
吸気装置１４の吸気集合管６６には、外部からエアクリーナ７２を通じて吸気集合管６６に取り込まれた吸入空気の量（吸入空気量ＡＦＭ）を検出するセンサとしてのエアフローメータ（吸入空気量検出手段）１００が設けられている。また、タンク部６４には、エンジン１２の吸気行程において、吸気装置１４からエンジン１２の燃焼室３９に吸入される吸入空気の負圧ＰＢを検出する負圧センサ（負圧検出手段）１０２が設けられている。
【００３９】
エンジン１２には、クランクシャフト３８のクランク角に基づいて、エンジン回転数ＮＥを検出するエンジン回転数センサ１０４が設けられている。また、エンジン本体３０には、ウォータジャケット５０内の冷却水の温度（水温ＴＷ）を検出する水温センサ１０６が設けられている。
【００４０】
排気装置１６の排気集合管８４には、排気ガスに対してリーンからリッチにかけての広範囲にわたる空燃比をリニアに検出可能な空燃比検出手段としての広域空燃比センサ（ＬＡＦセンサ）１０８が設けられている。なお、ＬＡＦセンサ１０８は、排気ガス中の酸素濃度に基づき空燃比を検出するので、排気ガスの一部が流入する排気側排気還流管９０にＬＡＦセンサ１０８を設けてもよい。
【００４１】
これらのセンサ１００〜１０８の検出結果（を示す検出信号）は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）１１０に出力される。
【００４２】
ＥＣＵ（補正係数算出手段、故障診断手段）１１０は、上述の各センサ１００〜１０８の検出結果に基づいて、エンジン１２、ＥＧＲ装置２０、点火プラグ４８、スロットルバルブ６８及びインジェクタ７４等を制御する。また、ＥＣＵ１１０は、各種の情報を記憶するメモリ１１２と、所定時間の計時を行うタイマ１１４と、後述するＥＧＲ装置２０の故障診断処理に用いられる各種のマップ１１６〜１２０とを有する。
【００４３】
この場合、ＥＣＵ１１０は、各センサ１００〜１０８の検出結果と、マップ１１６〜１２０とを用いて、ＥＧＲ装置２０に対する故障診断処理を行った結果、該ＥＧＲ装置２０に何らかの故障が発生したと判断した場合には、該故障の発生を示す警告信号を警告手段としての故障警告灯（ＭＩＬ）１２２に出力する。ＭＩＬ１２２は、警告信号に基づいて、ＥＧＲ装置２０の故障の発生を外部（ドライバー）に報知する。従って、本実施形態に係るＥＧＲ装置２０の故障診断装置１０は、上述した各センサ１００〜１０８と、ＥＣＵ１１０（及び該ＥＣＵ１１０内の各構成要素）と、ＭＩＬ１２２とにより構成される。
【００４４】
［本実施形態の動作］
本実施形態に係るＥＧＲ装置２０の故障診断装置１０は、以上のように構成されるものであり、次に、該故障診断装置１０の動作について、図１Ｂ〜図４Ｂを参照しながら説明する。なお、この説明では、必要に応じて、図１Ａも参照しながら説明する。
【００４５】
図１Ｂは、故障診断装置１０によるＥＧＲ装置２０の故障診断処理のフローチャートである。図２Ａは、エンジン１２の始動開始後にエアフローメータ１００で検出される吸入空気量ＡＦＭの時間変化を示すタイムチャートである。図２Ｂは、エンジン１２の始動開始後に負圧センサ１０２で検出される吸入空気の負圧ＰＢの時間変化を示すタイムチャートである。図２Ｃは、エンジン１２の始動開始後にＬＡＦセンサ１０８で検出される空燃比ＬＡＦの時間変化を示すタイムチャートである。図２Ｄは、インジェクタ７４からの燃料の噴射時間及び噴射量に関わる燃料補正係数（ＡＦＦＢ係数）の時間変化を示すタイムチャートである。図２Ｅは、エンジン１２の始動開始後に水温センサ１０６で検出される冷却水の水温ＴＷの時間変化を示すタイムチャートである。図２Ｆは、ＥＧＲ装置２０の動作の時間変化を示すタイムチャートである。
【００４６】
時刻Ｔ０でドライバーが図示しないイグニッションスイッチをオンにすることに起因して、エンジン１２の始動が開始される場合、図２Ａに示すように、吸入空気量ＡＦＭは、時刻Ｔ０から短時間で急激に増大した後に、時刻Ｔ１で最大吸入空気量ＭＡＸ＿ＡＦＭに至り、その後、急速に低下して略一定値に落ち着く。また、負圧ＰＢについても、図２Ｂに示すように、時刻Ｔ０から短時間で急激に低下した後に、時刻Ｔ１で最低負圧ＭＩＮ＿ＰＢに至り、その後、急速に上昇して略一定値に落ち着く。
【００４７】
一方、ＬＡＦセンサ１０８は、所定温度にまで上昇しないと（活性化しないと）空燃比ＬＡＦを精度よく検出することができない。従って、図２Ｃに示すように、ＬＡＦセンサ１０８は、活性化した時刻Ｔ２以降において空燃比ＬＡＦを検出可能な状態に至る。
【００４８】
また、図２Ｄに示すように、ＥＣＵ１１０は、時刻Ｔ３以降、ＬＡＦセンサ１０８が検出した空燃比ＬＡＦに基づき燃料補正係数ＡＦＦＢを算出する。この場合、ＥＣＵ１１０は、インジェクタ７４から噴射する燃料の噴射量又は噴射時間に燃料補正係数ＡＦＦＢを乗じて、噴射量又は噴射時間を補正し、補正後の噴射量又は噴射時間に従ってインジェクタ７４を制御する。この結果、空燃比ＬＡＦは、時刻Ｔ３以降、ＥＣＵ１１０によってフィードバック制御されることになる。なお、空燃比ＬＡＦに対するフィードバック制御が行われることにより、時刻Ｔ３以降、空燃比ＬＡＦ及び燃料補正係数ＡＦＦＢは、時間経過に伴ってそれぞれ変動する。
【００４９】
図２Ｅに示すように、エンジン１２の始動により、水温センサ１０６で検出されるウォータジャケット５０内の冷却水の水温ＴＷは上昇する。そして、図２Ｅ及び図２Ｆに示すように、時刻Ｔ４において、該水温ＴＷがＥＧＲ装置２０を動作可能な所定温度に到達すると、ＥＣＵ１１０は、ＥＧＲ装置２０に所定のデューティの制御信号を供給し、ＥＧＲ装置２０の動作を開始させる。
【００５０】
ＥＧＲ装置２０のバルブ２４は、デューティ制御により開度が制御されており、デューティ比が小さくなればなるほど、バルブ２４は、弁閉方向に変位し、最終的には弁閉状態となって、吸気装置１４への排気ガスの一部の還流を停止させることができる。
【００５１】
このように、エンジン１２の始動開始後の所定期間内では、時間経過に伴って上記の変化が発生するため、故障診断装置１０のＥＣＵ１１０では、時刻Ｔ０〜Ｔ２のエリアＡ１の時間帯ではステップＳ１、時刻Ｔ２〜Ｔ３のエリアＡ２の時間帯ではステップＳ２、時刻Ｔ３〜Ｔ４のエリアＡ３の時間帯ではステップＳ３の故障診断処理を順次行う。
【００５２】
ステップＳ１では、最大吸入空気量ＭＡＸ＿ＡＦＭ又は最低負圧ＭＩＮ＿ＰＢに基づいて、ＥＧＲ装置２０の故障の有無を診断する。ステップＳ２では、空燃比ＬＡＦに基づいて、ＥＧＲ装置２０の故障の有無を診断する。ステップＳ３では、空燃比ＬＡＦに基づき算出された燃料補正係数ＡＦＦＢを用いて、ＥＧＲ装置２０の故障の有無を診断する。
【００５３】
そして、ステップＳ１〜Ｓ３毎に、ＥＣＵ１１０は、ＥＧＲ装置２０に故障が発生していると診断した場合には、フラグを立て（フラグ＝１）、その診断結果をメモリ１１２に記憶する。また、故障が発生していないと診断した場合、ＥＣＵ１１０は、フラグを立てず（フラグ＝０）、その診断結果をメモリ１１２に記憶する。なお、各ステップＳ１〜Ｓ３での具体的な処理内容については、後述する。
【００５４】
次のステップＳ４において、ＥＣＵ１１０は、メモリ１１２を参照し、ステップＳ１〜Ｓ３についての全てのフラグが立っていた場合（全てのフラグ＝１）、ＥＧＲ装置２０に故障が発生していると最終的に判断し、ＥＧＲ装置２０の故障を示す警告信号をＭＩＬ１２２に出力する。ＭＩＬ１２２は、警告信号に基づいて、ＥＧＲ装置２０に故障が発生したことを外部に報知する。これにより、ドライバーは、イグニッションスイッチをオフにして、ＥＧＲ装置２０の交換等の故障対応を速やかに取ることができる。なお、ステップＳ４において、ステップＳ１〜Ｓ３のうち、いずれか１つの処理でも「フラグ＝０」の診断結果であった場合、ＥＣＵ１１０は、ＥＧＲ装置２０が故障していないと判断し、ＭＩＬ１２２への警告信号の出力を行わない。
【００５５】
そして、ＥＣＵ１１０は、時刻Ｔ４以降のエリアＢの時間帯ではステップＳ５の故障診断処理を行う。このステップＳ５では、ＥＣＵ１１０からＥＧＲ装置２０に制御信号を供給することにより、ＬＡＦセンサ１０８で検出される空燃比ＬＡＦの値が、制御信号の供給直前（時刻Ｔ４前）と制御信号の供給後（時刻Ｔ４後）との間で変化する場合に、ＥＣＵ１１０は、制御信号の供給後の空燃比ＬＡＦの値と、空燃比ＬＡＦの時間変化（応答時間の遅れ）とに基づき、ＥＧＲ装置２０の故障の有無を診断する。この場合でも、ＥＣＵ１１０は、ＥＧＲ装置２０に故障が発生したとの診断結果であれば、ＥＧＲ装置２０の故障を示すフラグを立てた（フラグ＝１）後に、警告信号をＭＩＬ１２２に出力し、ＭＩＬ１２２を介してＥＧＲ装置２０の故障発生を外部に報知する。
【００５６】
次に、各ステップＳ１〜Ｓ３及びＳ５の故障診断処理について、図３Ａ〜図４Ｂを参照しながら、より詳細に説明する。
【００５７】
図３Ａは、ステップＳ１（エリアＡ１）の故障診断処理の詳細を示すフローチャートである。
【００５８】
図３ＡのステップＳ１０において、ドライバーが図示しないイグニッションスイッチをオンにすると、水温センサ１０６は、ウォータジャケット５０内の冷却水の水温ＴＷを検出し、該水温ＴＷを示す検出信号をＥＣＵ１１０に出力する（ステップＳ１１）。
【００５９】
ところで、エリアＡ１において、ＥＧＲ装置２０の故障（リーク）により、該ＥＧＲ装置２０のバルブ２４が開いている場合には、吸気装置１４が外部から吸入空気を取り込んだ際、ＥＧＲ装置２０の弁閉状態（正常時）と比較して、最低負圧ＭＩＮ＿ＰＢが上昇したり（最低負圧ＭＩＮ＿ＰＢの絶対値が低下したり）、最大吸入空気量ＭＡＸ＿ＡＦＭが低下することがある。また、これらの値は、温度によって異なる値に変化する。
【００６０】
そこで、ＥＣＵ１１０は、ＥＧＲ装置２０が故障しているか否かの判断基準となる最低負圧ＭＩＮ＿ＰＢの閾値（負圧閾値ＬＭＴ＿ＰＢ）と水温ＴＷとの関係、及び、ＥＧＲ装置２０が故障しているか否かの判断基準となる最大吸入空気量ＭＡＸ＿ＡＦＭの閾値（吸入閾値ＬＭＴ＿ＡＦＭ）と水温ＴＷとの関係を示すマップ１１６を具備している。
【００６１】
従って、ステップＳ１２において、ＥＣＵ１１０は、マップ１１６を参照して、水温センサ１０６が検出した冷却水の水温ＴＷに応じた負圧閾値ＬＭＴ＿ＰＢを決定するか、あるいは、該水温ＴＷに応じた吸入閾値ＬＭＴ＿ＡＦＭを決定する。
【００６２】
その後、ステップＳ１３において、エンジン１２が始動を開始すると、次のステップＳ１４において、エアフローメータ１００は、吸入空気量ＡＦＭの検出を開始し、及び／又は、負圧センサ１０２は、負圧ＰＢの検出を開始する。この結果、時刻Ｔ１において、エアフローメータ１００は、最大吸入空気量ＭＡＸ＿ＡＦＭを検出して、該最大吸入空気量ＭＡＸ＿ＡＦＭを示す検出信号をＥＣＵ１１０に出力する一方で、負圧センサ１０２は、最低負圧ＭＩＮ＿ＰＢを検出して、最低負圧ＭＩＮ＿ＰＢを示す検出信号をＥＣＵ１１０に出力する。
【００６３】
そして、ステップＳ１５において、ＥＣＵ１１０は、エアフローメータ１００で検出された最大吸入空気量ＭＡＸ＿ＡＦＭが吸入閾値ＬＭＴ＿ＡＦＭよりも大きいか否か（ＭＡＸ＿ＡＦＭ＞ＬＭＴ＿ＡＦＭであるか否か）、あるいは、負圧センサ１０２で検出された最低負圧ＭＩＮ＿ＰＢの絶対値が負圧閾値ＬＭＴ＿ＰＢよりも高いか否か（｜ＭＩＮ＿ＰＢ｜＞ＬＭＴ＿ＰＢであるか否か）、を判定する。
【００６４】
ステップＳ１５において、ＭＡＸ＿ＡＦＭ＞ＬＭＴ＿ＡＦＭ、又は、｜ＭＩＮ＿ＰＢ｜＞ＬＭＴ＿ＰＢである場合（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、次のステップＳ１６において、ＥＣＵ１１０は、エリアＡ１においてＥＧＲ装置２０に故障が発生していない（リークが発生していない）と診断して「フラグ＝０」とし、その診断結果をメモリ１１２に記憶する。
【００６５】
一方、ステップＳ１５において、ＭＡＸ＿ＡＦＭ≦ＬＭＴ＿ＡＦＭ、又は、｜ＭＩＮ＿ＰＢ｜≦ＬＭＴ＿ＰＢである場合（ステップＳ１５：ＮＯ）には、ＥＣＵ１１０は、ステップＳ１７において、エリアＡ１においてＥＧＲ装置２０に故障が発生した、すなわち、バルブ２４が開いてリークが発生していると診断してフラグを立て（フラグ＝１）、その診断結果をメモリ１１２に記憶する。
【００６６】
図３Ｂは、ステップＳ２（エリアＡ２）の故障診断処理の詳細を示すフローチャートである。
【００６７】
図３ＢのステップＳ２０において、ＬＡＦセンサ１０８の活性化が完了している場合（ステップＳ２０：ＹＥＳ）、ステップＳ２１において、ＬＡＦセンサ１０８は、空燃比ＬＡＦを検出し、該空燃比ＬＡＦを示す検出信号をＥＣＵ１１０に出力する。
【００６８】
ところで、エリアＡ２において、ＥＧＲ装置２０のバルブ２４が開いている場合には、エリアＡ１と同様に、吸気装置１４が外部から吸入空気を取り込んでも、ＥＧＲ装置２０のリークにより、空燃比ＬＡＦが正常時（リークがない場合）と異なる値になる可能性がある。この値も温度によって異なる値に変化する。
【００６９】
そこで、ＥＣＵ１１０は、ＥＧＲ装置２０が故障しているか否かの判断基準となる空燃比ＬＡＦの閾値（目標空燃比ＡＦ（目標ＡＦ、空燃比閾値））と水温ＴＷとの関係を示すマップ１１８をさらに具備している。
【００７０】
なお、図２Ｃにおいて、エリアＡ２における実線は、リークがない場合の空燃比ＬＡＦの時間変化を示し、エリアＡ２での破線は、ＬＡＦセンサ１０８で実際に検出された空燃比ＬＡＦを示す。
【００７１】
一方、水温センサ１０６は、エリアＡ２においても、ウォータジャケット５０内の冷却水の水温ＴＷを逐次検出し、その検出信号をＥＣＵ１１０に出力している。
【００７２】
従って、ステップＳ２２において、ＥＣＵ１１０は、マップ１１８を参照して、水温センサ１０６が検出した冷却水の水温ＴＷに応じた目標ＡＦを決定し、次のステップＳ２３において、ＬＡＦセンサ１０８で検出された空燃比ＬＡＦが目標ＡＦよりも小さいか否か（ＬＡＦ＜目標ＡＦであるか否か）を判定する。
【００７３】
ステップＳ２３において、ＬＡＦ＜目標ＡＦであれば（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、次のステップＳ２４において、ＥＣＵ１１０は、エリアＡ２においてＥＧＲ装置２０に故障が発生していない（リークが発生していない）と診断して「フラグ＝０」とし、その診断結果をメモリ１１２に記憶する。
【００７４】
一方、ステップＳ２３において、ＬＡＦ≧目標ＡＦである場合（ステップＳ２３：ＮＯ）、ＥＣＵ１１０は、ステップＳ２５において、エリアＡ２においてＥＧＲ装置２０に故障が発生した（リークが発生している）と診断してフラグを立て（フラグ＝１）、その診断結果をメモリ１１２に記憶する。
【００７５】
なお、前述のステップＳ２０において、ＬＡＦセンサ１０８の活性化が完了していなければ（ステップＳ２０：ＮＯ）、エリアＡ２での故障診断処理を行わない。
【００７６】
図３Ｃは、ステップＳ３（エリアＡ３）の故障診断処理の詳細を示すフローチャートである。
【００７７】
図３ＣのステップＳ３０において、時刻Ｔ３以降である場合（ステップＳ３０：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１１０は、空燃比ＬＡＦに対するフィードバック制御の実行を決定する。
【００７８】
そして、ステップＳ３１において、ＥＣＵ１１０は、空燃比ＬＡＦから燃料補正係数ＡＦＦＢを算出する。具体的に、ＥＣＵ１１０は、先ず、マップ１１８を参照して、水温センサ１０６が検出した水温ＴＷに応じた目標ＡＦを算出する。次に、ＬＡＦセンサ１０８が検出した空燃比ＬＡＦと、目標ＡＦとの偏差を算出し、算出した偏差に基づいて燃料補正係数ＡＦＦＢを算出する。
【００７９】
ところで、エリアＡ３において、ＥＧＲ装置２０のバルブ２４が開いている場合には、排気ガスの一部がＥＧＲ通路１８及びＥＧＲ装置２０を介して吸気装置１４にリークするため、ＬＡＦセンサ１０８で検出される空燃比ＬＡＦが正常時（リークがない場合）と異なる値となる。この結果、目標ＡＦと空燃比ＬＡＦとの偏差に基づき算出される燃料補正係数ＡＦＦＢの値は、ＥＧＲ装置２０が作動している状態で算出される燃料補正係数ＡＦＦＢの値に近くなる可能性がある。
【００８０】
なお、図２Ｄにおいて、エリアＡ３における実線は、リークがない場合の燃料補正係数ＡＦＦＢの時間変化を示し、エリアＡ３での破線は、実際に算出された燃料補正係数ＡＦＦＢの時間変化を示す。
【００８１】
そこで、ＥＣＵ１１０は、ステップＳ３２において、ＥＧＲ装置２０が故障しているか否かの判断基準となる燃料補正係数ＡＦＦＢの閾値（補正係数閾値）よりも、ステップＳ３１で求めた燃料補正係数ＡＦＦＢが大きいか否か（ＡＦＦＢ＞補正係数閾値であるか否か）を判定する。
【００８２】
ステップＳ３２において、ＡＦＦＢ＞補正係数閾値であれば（ステップＳ３２：ＹＥＳ）、次のステップＳ３３において、ＥＣＵ１１０は、エリアＡ３においてＥＧＲ装置２０に故障が発生していない（リークが発生していない）と診断して「フラグ＝０」とし、その診断結果をメモリ１１２に記憶する。
【００８３】
一方、ステップＳ３２において、ＡＦＦＢ≦補正係数閾値である場合（ステップＳ３２：ＮＯ）、ＥＣＵ１１０は、ステップＳ３４において、エリアＡ３においてＥＧＲ装置２０に故障が発生した（リークが発生している）と診断してフラグを立て（フラグ＝１）、その診断結果をメモリ１１２に記憶する。
【００８４】
なお、前述のステップＳ３０において、時刻Ｔ３前であれば（ステップＳ３０：ＮＯ）、ＥＣＵ１１０は、エリアＡ３での故障診断処理を行わない。
【００８５】
図４Ａは、ステップＳ５（エリアＢ）の故障診断処理の詳細を示すフローチャートである。
【００８６】
エリアＢにおいて、ＥＣＵ１１０からＥＧＲ装置２０に制御信号（所定のデューティのパルス信号）が供給されてバルブ２４の開閉動作が行われる場合、エンジン１２での燃焼に起因した燃焼生成物がバルブ２４やＥＧＲ通路１８に固着していれば、吸気装置１４に還流される排気ガスの量が低下し、この結果、ＥＧＲ装置２０を動作させても、空燃比ＬＡＦが所定値に到達しない可能性がある。
【００８７】
また、ＥＧＲ装置２０において、制御信号の供給によりソレノイドが励磁されて、シャフト２２が軸線方向に変位しても、該シャフト２２がスムーズに変位しない場合には、バルブ２４の動作遅れ、いわゆる作動渋りが発生する。
【００８８】
そこで、エリアＢでは、空燃比ＬＡＦが所定の上限値に到達したか否か、さらには、バルブ２４の作動渋りが発生しているか否かを判断基準として、ＥＧＲ装置２０の故障の有無を診断している。
【００８９】
具体的には、図４ＡのステップＳ５０において、先ず、ＥＣＵ１１０は、エリアＢ（時刻Ｔ４以降）であるか否かを判定する。エリアＢである場合（ステップＳ５０：ＹＥＳ）、次のステップＳ５１において、ＥＣＵ１１０は、図４Ｂの時刻Ｔ５にてＥＧＲ装置２０に制御信号を供給すると共に、タイマ１１４による計時を開始させる。なお、ＬＡＦセンサ１０８は、時刻Ｔ２以降、空燃比ＬＡＦを逐次検出し、その検出信号をＥＣＵ１１０に出力しているため、ステップＳ５１において、ＥＣＵ１１０は、制御信号の供給直前にＬＡＦセンサ１０８から入力された検出信号の示す空燃比ＬＡＦの値をメモリ１１２に記憶する処理も行う。
【００９０】
次のステップＳ５２において、ＥＣＵ１１０は、メモリ１１２に記憶された制御信号の供給直前の空燃比ＬＡＦの値と、ＬＡＦセンサ１０８から順次入力される検出信号の示す空燃比ＬＡＦの値とを逐次比較し、両者の差が所定値以上となった場合（空燃比ＬＡＦが大きく変化した場合）には、タイマ１１４の計時を直ちに停止させる。
【００９１】
なお、図４Ｂでは、時刻Ｔ５での制御信号の供給開始後、ＬＡＦセンサ１０８で検出される空燃比ＬＡＦの値が時刻Ｔ６で大きく変化した場合を破線で図示している。実線は、前述の作動渋りや固着が発生しない場合での理想的な空燃比ＬＡＦの値の変化を図示している。
【００９２】
次のステップＳ５３において、ＥＣＵ１１０は、タイマ１１４の停止直前に入力された空燃比ＬＡＦの値がバルブ２４の弁開状態における所定の空燃比の値（上限値）に到達しているか否かを判定する。
【００９３】
当該空燃比ＬＡＦが上限値に到達している場合（ステップＳ５３：ＹＥＳ）、次のステップＳ５４において、タイマ１１４が計時した時間を、ＥＧＲ装置２０への制御信号の供給開始から空燃比ＬＡＦの値が大きく変化するまでの遅れ時間ＡＦΔＴＩＭＥとして特定する。
【００９４】
また、前述したエンジン回転数センサ１０４は、クランクシャフト３８のクランク角の変化に基づいて、エンジン回転数ＮＥを逐次検出し、検出したエンジン回転数ＮＥを示す検出信号をＥＣＵ１１０に出力している。そこで、ＥＣＵ１１０は、空燃比ＬＡＦの遅れ時間の閾値（遅れ時間閾値ＡＦ＿ＬＭＴ＿ＴＩＭＥ）と、エンジン回転数ＮＥとの関係を示すマップ１２０をさらに具備している。なお、遅れ時間としては、作動渋りに起因した遅れ時間と、固着に起因した遅れ時間とが考えられるので、図４Ｂに示す作動渋りに起因した遅れ時間の閾値（作動渋り判定時間）や、固着に起因した遅れ時間の閾値（固着判定時間）を、遅れ時間閾値ＡＦ＿ＬＭＴ＿ＴＩＭＥとすればよい。
【００９５】
ステップＳ５５において、ＥＣＵ１１０は、タイマ１１４の停止時にエンジン回転数センサ１０４からエンジン回転数ＮＥが入力された場合、次のステップＳ５６において、マップ１２０を参照して、該エンジン回転数ＮＥに応じた遅れ時間閾値ＡＦ＿ＬＭＴ＿ＴＩＭＥを特定する。
【００９６】
次のステップＳ５７において、ＥＣＵ１１０は、遅れ時間ＡＦΔＴＩＭＥが遅れ時間閾値ＡＦ＿ＬＭＴ＿ＴＩＭＥに到達しているか否か（ＡＦΔＴＩＭＥ＜ＡＦ＿ＬＭＴ＿ＴＩＭＥであるか否か）を判定する。
【００９７】
ステップＳ５７において、ＡＦΔＴＩＭＥ＜ＡＦ＿ＬＭＴ＿ＴＩＭＥであれば（ステップＳ５７：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１１０は、ＥＧＲ装置２０に固着又は作動渋りが発生していないと診断する。
【００９８】
また、ステップＳ５７において、ＡＦΔＴＩＭＥ≧ＡＦ＿ＬＭＴ＿ＴＩＭＥであれば（ステップＳ５７：ＮＯ）、ＥＣＵ１１０は、ステップＳ５８において、ＥＧＲ装置２０に作動渋り又は固着に起因した追従遅れが発生したと診断し、追従遅れ（故障）を示すフラグを立て（フラグ＝１）、メモリ１１２に記憶する。
【００９９】
そして、ステップＳ５９において、ＥＣＵ１１０は、ＥＧＲ装置２０に故障が発生していることを示す警告信号をＭＩＬ１２２に出力する。これにより、ＭＩＬ１２２は、警告信号に基づいて、ＥＧＲ装置２０に故障が発生したことを外部に報知し、ドライバーは、イグニッションスイッチをオフにして、ＥＧＲ装置２０の交換等の故障対応を速やかに取ることができる。
【０１００】
また、ステップＳ５３において、変化後の空燃比ＬＡＦが上限値に到達していない場合（ステップＳ５３：ＮＯ）、ＥＣＵ１１０は、ステップＳ６０において、ＥＧＲ装置２０に固着が発生したと診断し、固着（故障）を示すフラグを立て（フラグ＝１）、メモリ１１２に記憶する。その後、ＥＣＵ１１０は、ステップＳ５９を実行し、ＭＩＬ１２２を介してＥＧＲ装置２０の故障発生を外部に報知する。
【０１０１】
なお、前述のステップＳ５０において、エリアＢ（時刻Ｔ４以降）でない場合（ステップＳ５０：ＮＯ）、ＥＣＵ１１０は、エリアＢでの故障診断処理を行わない。
【０１０２】
また、上記の説明では、故障診断装置１０がステップＳ１〜Ｓ３の故障診断処理を順次行う場合について説明したが、ＬＡＦセンサ１０８が活性化した後に、直ちに空燃比ＬＡＦに対するフィードバック制御を行う場合には、図１Ｂの破線に示すように、ステップＳ１後、ステップＳ２を飛ばして、ステップＳ３の故障診断処理を実行してもよい。
【０１０３】
［本実施形態の効果］
以上説明したように、本実施形態に係るＥＧＲ装置２０の故障診断装置１０によれば、開度センサ（リフトセンサ）を用いることなく、既存のセンサであるエアフローメータ１００又は負圧センサ１０２と、エンジン回転数センサ１０４と、水温センサ１０６と、ＬＡＦセンサ１０８とを用いて、ＥＧＲ装置２０の故障の検知を行うので、特許文献１の技術と比較して、故障の有無の診断にかかるコストを大幅に低減することができる。
【０１０４】
このように、既存の複数のセンサ１００〜１０８の検出結果に基づいてＥＧＲ装置２０の故障の検知を行うため、特許文献２の技術のように検出結果がＥＧＲ装置２０の故障以外の他の要因の影響を受けることを回避することができ、この結果、ＥＧＲ装置２０の故障の検知精度を高めることができる。
【０１０５】
また、ＥＣＵ１１０は、少なくともステップＳ１、Ｓ３の故障診断処理を行う場合には、負圧センサ１０２又はエアフローメータ１００の検出結果と、燃料補正係数ＡＦＦＢの算出結果とに基づいて、ＥＧＲ装置２０の故障の有無を診断することになるので、ＥＧＲ装置２０の作動領域の如何（ＥＧＲ装置２０の作動の有無）に関わりなく、該ＥＧＲ装置２０の故障を検知することができる。
【０１０６】
すなわち、少なくともエリアＡ１、Ａ３（ステップＳ１、Ｓ３）の故障診断処理を実行すれば、複数のセンサ１００、１０２、１０８の検出結果を用いてＥＧＲ装置２０の故障の有無の診断が可能となるので、該ＥＧＲ装置２０の故障の検知精度を高めることができる。
【０１０７】
さらに、エリアＡ２の故障診断処理も併せて実行すれば、該ＥＧＲ装置２０の故障の検知精度を一層高めることができる。
【０１０８】
また、エリアＢにおいて、ＥＣＵ１１０は、タイマ１１４で計時された時間（ＡＦΔＴＩＭＥ）が所定時間（ＡＦ＿ＬＭＴ＿ＴＩＭＥ）よりも長ければ、ＥＧＲ装置２０が故障していると診断するので、ＥＧＲ装置２０の作動後における該ＥＧＲ装置２０の故障の有無の診断を効率よく行うことができる。
【０１０９】
さらに、ＥＣＵ１１０からＭＩＬ１２２に警告信号を出力した場合に、ＭＩＬ１２２は、警告信号に基づいてＥＧＲ装置２０の故障を外部に報知するので、ドライバーは、ＭＩＬ１２２からの報知内容に基づいて、ＥＧＲ装置２０が故障したことを直ちに把握することができ、該ＥＧＲ装置２０の交換等の必要な故障対応を速やかに行うことが可能となる。
【０１１０】
なお、本発明は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは勿論である。
【符号の説明】
【０１１１】
１０…故障診断装置 １２…エンジン
１４…吸気装置 １６…排気装置
１８…ＥＧＲ通路 ２０…ＥＧＲ装置
２４…バルブ ３９…燃焼室
５０…ウォータジャケット ６０…インテークマニホールド
７４…インジェクタ ８０…エキゾーストマニホールド
１００…エアフローメータ １０２…負圧センサ
１０４…エンジン回転数センサ １０６…水温センサ
１０８…ＬＡＦセンサ １１０…ＥＣＵ
１１４…タイマ １１６〜１２０…マップ
１２２…ＭＩＬ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関から排出された排気ガスの一部を排気系から吸気系に還流させる排気ガス再循環装置（以下、ＥＧＲ装置ともいう。）の故障の有無を診断する故障診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内燃機関から排出される排気ガス中の有害成分を除去するために、ＥＧＲ装置が用いられている。ＥＧＲ装置は、内燃機関の吸気系と排気系とを連通させることにより、該内燃機関から排出された排気ガスの一部を吸気系に再循環させ、排気ガス中に含まれるＮＯｘ等の有害成分を減少させる。
【０００３】
ところで、ＥＧＲ装置の故障の有無を診断するための技術が特許文献１及び２に開示されている。
【０００４】
特許文献１には、吸気系と排気系とを接続し且つＥＧＲ装置が設けられるＥＧＲ通路（排気還流手段）と、該吸気系との合流部の近傍に、再循環したＥＧＲガス（排気ガス）の温度を検出する温度センサを設けると共に、ＥＧＲ装置を構成するバルブの開度を検出する開度センサを設け、温度センサが検出したＥＧＲガスの温度と、開度センサが検出したバルブの開度とに基づき、ＥＧＲ装置及びＥＧＲ通路の故障の有無を診断することが開示されている。
【０００５】
特許文献２には、インテークマニホールド（吸気系）から内燃機関に吸入される吸入空気の負圧を測定し、測定した負圧に基づいて、ＥＧＲ装置の異常を検知することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２９１０５５号公報
【特許文献２】特開２００９−２８７３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の技術は、比較的高価な開度センサを用いてＥＧＲ装置のバルブの開度を検出するため、該ＥＧＲ装置の故障の有無の診断にかかるコストが増大する。また、ＥＧＲ装置を作動させなければ、該ＥＧＲ装置の故障の有無を診断することができない。
【０００８】
一方、特許文献２の技術は、吸入空気の負圧のみに基づきＥＧＲ装置の故障の有無を診断する。吸入空気の負圧は、ＥＧＲ装置の故障以外の他の要因の影響も受けやすいため、該吸入空気の負圧が他の要因の影響を受けた場合には、ＥＧＲ装置の故障を誤検知する可能性が高くなる。
【０００９】
本発明は、前記の種々の課題を考慮してなされたものであり、開度センサを用いることなくＥＧＲ装置の故障の有無を診断することにより、該診断にかかるコストを低減することができる故障診断装置を提供することを目的とする。また、本発明は、ＥＧＲ装置の作動の有無に関わりなく、該ＥＧＲ装置の故障の有無を診断することができる故障診断装置を提供することを目的とする。さらに、本発明は、ＥＧＲ装置の故障の検知精度を高めることができる故障診断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、内燃機関の吸気系と排気系とを接続する排気還流手段に設けられ、前記吸気系と前記排気系とを連通させることにより、前記内燃機関から排出された排気ガスの一部を前記排気系から前記排気還流手段を介して前記吸気系に還流させるＥＧＲ装置の故障の有無を診断する故障診断装置に関する。
【００１１】
そして、本発明に係るＥＧＲ装置の故障診断装置は、前記の目的を達成するために、
前記吸気系に設けられ、該吸気系から前記内燃機関に吸入される吸入空気の負圧を検出する負圧検出手段、又は、前記吸気系から前記内燃機関に吸入される吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、
前記排気系又は前記排気還流手段に設けられ、空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記吸気系における前記内燃機関の近傍に配置された燃料噴射手段から噴射される燃料の噴射時間及び噴射量に関わる燃料補正係数を、前記空燃比検出手段が検出した空燃比に基づき算出する補正係数算出手段と、
少なくとも、前記負圧検出手段又は前記吸入空気量検出手段の検出結果と、前記補正係数算出手段の算出結果とに基づいて、前記ＥＧＲ装置の故障の有無を診断する故障診断手段と、
を有することを特徴としている。
【００１２】
このように、本発明によれば、開度センサを用いることなく、既存のセンサである前記負圧検出手段又は前記吸入空気量検出手段と、前記空燃比検出手段とを用いて、前記ＥＧＲ装置の故障の検知を行うので、特許文献１の技術と比較して、故障の有無の診断にかかるコストを大幅に低減することができる。
【００１３】
また、既存の複数のセンサの検出結果に基づいて前記ＥＧＲ装置の故障の検知を行うため、特許文献２の技術のように検出結果が前記ＥＧＲ装置の故障以外の他の要因の影響を受けることを回避することができ、この結果、前記ＥＧＲ装置の故障の検知精度を高めることができる。
【００１４】
さらに、前記故障診断手段は、少なくとも、前記負圧検出手段又は前記吸入空気量検出手段の検出結果と、前記補正係数算出手段の算出結果とに基づいて、前記ＥＧＲ装置の故障の有無を診断するので、前記ＥＧＲ装置の作動領域の如何（前記ＥＧＲ装置の作動の有無）に関わりなく、該ＥＧＲ装置の故障を検知することができる。
【００１５】
ここで、前記故障診断手段は、
前記内燃機関の始動直後から前記空燃比検出手段が活性化するまでの期間内において、前記負圧検出手段で検出された最低負圧の絶対値が所定の負圧閾値よりも小さいか、あるいは、前記吸入空気量検出手段で検出された最大吸入空気量が所定の吸入閾値よりも小さく、
且つ、前記ＥＧＲ装置が作動していない場合に、前記補正係数算出手段で算出された燃料補正係数が所定の補正係数閾値よりも小さければ、
前記ＥＧＲ装置が故障していると診断する。
【００１６】
このように、複数のセンサの検出結果を用いて前記ＥＧＲ装置の故障の有無を診断するので、該ＥＧＲ装置の故障の検知精度をさらに高めることができる。
【００１７】
また、前記故障診断手段は、さらに、前記ＥＧＲ装置が作動していない場合に、前記空燃比検出手段で検出された空燃比が所定の空燃比閾値よりも大きければ、前記ＥＧＲ装置が故障していると診断することが好ましい。このように、前記最低負圧の絶対値又は前記最大吸入空気量と、前記燃料補正係数とに加え、前記空燃比も用いて前記ＥＧＲ装置の故障の有無を診断するので、該ＥＧＲ装置の故障の検知精度を一層高めることができる。
【００１８】
また、上述の故障診断装置は、前記ＥＧＲ装置が作動してから、前記空燃比検出手段で検出される空燃比が所定値に到達するまでの時間を計時するタイマをさらに有し、前記故障診断手段は、前記タイマで計時された時間が所定時間よりも長ければ、前記ＥＧＲ装置が故障していると診断することが好ましい。これにより、前記ＥＧＲ装置の作動後における該ＥＧＲ装置の故障の有無の診断を効率よく行うことができる。
【００１９】
なお、前記故障診断装置は、前記故障診断手段が前記ＥＧＲ装置の故障を示す警告信号を出力した場合に、前記警告信号に基づいて前記ＥＧＲ装置の故障を外部に報知する警告手段をさらに有してもよい。これにより、ユーザ（ドライバー）は、前記警告手段からの報知内容に基づいて、前記ＥＧＲ装置が故障したことを直ちに把握することができ、該ＥＧＲ装置の交換等の必要な故障対応を速やかに行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００２１】
すなわち、開度センサを用いることなく、既存のセンサである負圧検出手段又は吸入空気量検出手段と、空燃比検出手段とを用いて、ＥＧＲ装置の故障の検知を行うので、特許文献１の技術と比較して、故障の有無の診断にかかるコストを大幅に低減することができる。
【００２２】
また、既存の複数のセンサの検出結果に基づいて前記ＥＧＲ装置の故障の検知を行うため、特許文献２の技術のように検出結果が前記ＥＧＲ装置の故障以外の他の要因の影響を受けることを回避することができ、この結果、前記ＥＧＲ装置の故障の検知精度を高めることができる。
【００２３】
さらに、故障診断手段は、少なくとも、前記負圧検出手段又は前記吸入空気量検出手段の検出結果と、補正係数算出手段の算出結果とに基づいて、前記ＥＧＲ装置の故障の有無を診断するので、前記ＥＧＲ装置の作動領域の如何（前記ＥＧＲ装置の作動の有無）に関わりなく、該ＥＧＲ装置の故障を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１Ａは、本実施形態に係るＥＧＲ装置の故障診断装置の概略構成説明図であり、図１Ｂは、前記故障診断装置によるＥＧＲ装置の故障診断動作を説明するためのフローチャートである。
【図２】図２Ａは、吸入空気量の時間変化を示すタイムチャートであり、図２Ｂは、吸入空気の負圧の時間変化を示すタイムチャートであり、図２Ｃは、空燃比の時間変化を示すタイムチャートであり、図２Ｄは、燃料補正係数の時間変化を示すタイムチャートであり、図２Ｅは、冷却水の水温の時間変化を示すタイムチャートであり、図２Ｆは、ＥＧＲ装置の動作の時間変化を示すタイムチャートである。
【図３】図３Ａ〜図３Ｃは、図２Ａに示すエリアＡ１〜Ａ３でのＥＧＲ装置の故障診断動作をそれぞれ説明するためのフローチャートである。
【図４】図４Ａは、図２Ａに示すエリアＢでのＥＧＲ装置の故障検知を説明するためのフローチャートであり、図４Ｂは、ＥＧＲ装置の作動開始からＬＡＦセンサが所定の空燃比を検出するまでの時間経過を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明に係るＥＧＲ装置の故障診断装置について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００２６】
［本実施形態の構成］
図１Ａにおいて、本実施形態に係る故障診断装置１０は、エンジン（内燃機関）１２に吸気装置（吸気系）１４と排気装置（排気系）１６とを設け、吸気装置１４と排気装置１６とをＥＧＲ通路（排気還流手段）１８で接続し、該ＥＧＲ通路１８の途中にＥＧＲ装置２０を設けた構成において、該ＥＧＲ装置２０の故障の有無を診断するための装置である。なお、図１Ａでは、複数のシリンダを有する多気筒のエンジン１２と、該エンジン１２に接続された吸気装置１４及び排気装置１６とを模式的に図示している。また、ＥＧＲ装置２０は、シャフト２２の先端に装着されたバルブ２４を備え、シャフト２２を変位させてバルブ２４を弁開状態にすることで、吸気装置１４と排気装置１６とを連通可能である。
【００２７】
ここで、ＥＧＲ装置２０の故障診断装置１０が適用されるエンジン１２、吸気装置１４、排気装置１６及びＥＧＲ通路１８について説明する。
【００２８】
エンジン１２は、例えば、自動車や自動二輪車等の車両に搭載され、エンジン本体３０の内部には複数のシリンダ室３２が形成されている。各シリンダ室３２には、ピストン３４が軸線方向に沿って変位自在に設けられている。すなわち、ピストン３４のストローク変位により、エンジン１２における吸気、圧縮、燃焼及び排気の各行程が行われる。そして、ピストン３４からコネクティングロッド３６及びクランクシャフト３８を介してエンジン１２の駆動力が出力される。なお、図１Ａでは、１つのシリンダ室３２のみ図示している。
【００２９】
また、シリンダ室３２の上方に形成される燃焼室３９には、吸気ポート４０及び排気ポート４２がそれぞれ開口している。吸気ポート４０には吸気バルブ４４が設けられる一方で、排気ポート４２には排気バルブ４６が設けられている。吸気ポート４０と排気ポート４２との間の燃焼室３９の上方には、各燃焼室３９毎に点火プラグ４８が設けられている。
【００３０】
さらに、エンジン本体３０にはウォータジャケット５０が形成され、図示しないラジエータとウォータジャケット５０との間で冷却水を循環させることにより、エンジン１２のピストン３４等を冷却することができる。
【００３１】
各吸気ポート４０には、吸気装置１４を構成するインテークマニホールド６０の吸気分岐管６２がそれぞれ接続されている。インテークマニホールド６０は、下流側としてのエンジン１２側で複数本に分岐するように枝状に形成された各吸気分岐管６２と、各吸気分岐管６２と接続するように形成され、所定容量を有するタンク部６４と、タンク部６４の上流側に形成され、各吸気分岐管６２を纏める吸気集合管６６とから構成される。なお、前述のように、図１Ａでは、１つのシリンダ室３２のみ図示しているため、インテークマニホールド６０についても、１つの吸気分岐管６２のみ図示している。
【００３２】
吸気集合管６６には、図示しないアクセルペダルの操作に連動して開閉するスロットルバルブ６８を含むスロットルボディ７０が設けられている。スロットルボディ７０の上流側にはエアクリーナ７２が設けられ、該エアクリーナ７２を通じて外部からインテークマニホールド６０に吸入空気が取り込まれる。この場合、エアクリーナ７２によって吸入空気に含有される塵埃等が好適に除去される。
【００３３】
また、各吸気分岐管６２には、燃料を噴射するインジェクタ（燃料噴射手段）７４が吸気ポート４０と対向するようにそれぞれ配設されている。なお、インジェクタ７４が燃焼室３９内に直接向けて配設される直噴エンジンにも適用可能である。
【００３４】
一方、各排気ポート４２には、排気装置１６を構成するエキゾーストマニホールド８０の排気分岐管８２がそれぞれ接続されている。エキゾーストマニホールド８０は、上流側としてのエンジン１２側で複数本に分岐するように枝状に形成された各排気分岐管８２と、各排気分岐管８２を纏める排気集合管８４とから構成される。排気集合管８４には、エンジン１２の排気行程によって各排気ポート４２から排気された排気ガス中のＣＯ、ＨＣ及びＮＯｘ等を浄化する三元触媒等の触媒８６が設けられている。なお、図１Ａでは、エキゾーストマニホールド８０についても、１つの排気分岐管８２のみ図示している。
【００３５】
排気集合管８４の上流側と吸気分岐管６２の下流側とは、ＥＧＲ通路１８で接続されている。ＥＧＲ通路１８は、排気集合管８４の上流側から延びる排気側排気還流管９０をＥＧＲ装置２０の入力ポート９２に接続すると共に、吸気分岐管６２の下流側から延びる吸気側排気還流管９４をＥＧＲ装置２０の出力ポート９６に接続することにより構成される。
【００３６】
そして、ＥＧＲ装置２０においては、シャフト２２が軸線方向に変位して、バルブ２４が入力ポート９２から離間すれば、弁開状態となり、排気ガスの一部を排気集合管８４から排気側排気還流管９０、ＥＧＲ装置２０及び吸気側排気還流管９４を介して、吸気分岐管６２に還流させることができる。この結果、吸気装置１４に還流された排気ガスと、該吸気装置１４の上流側からの吸入空気とに対して、インジェクタ７４から燃料を噴射すると、吸気ポート４０近傍で燃料と吸入空気及び還流された排気ガスとが混合した混合気が形成され、エンジン１２の吸気行程において、該混合気を燃焼室３９に吸入することができる。なお、シャフト２２の軸線方向への変位によって、バルブ２４が入力ポート９２を閉塞すれば、ＥＧＲ装置２０は弁閉状態となり、排気集合管８４と吸気分岐管６２との連通状態が遮断される（排気ガスの還流動作が停止に至る）。
【００３７】
また、図１Ａにおいて、エンジン１２、吸気装置１４及び排気装置１６には、下記の検出手段が配設されている。
【００３８】
吸気装置１４の吸気集合管６６には、外部からエアクリーナ７２を通じて吸気集合管６６に取り込まれた吸入空気の量（吸入空気量ＡＦＭ）を検出するセンサとしてのエアフローメータ（吸入空気量検出手段）１００が設けられている。また、タンク部６４には、エンジン１２の吸気行程において、吸気装置１４からエンジン１２の燃焼室３９に吸入される吸入空気の負圧ＰＢを検出する負圧センサ（負圧検出手段）１０２が設けられている。
【００３９】
エンジン１２には、クランクシャフト３８のクランク角に基づいて、エンジン回転数ＮＥを検出するエンジン回転数センサ１０４が設けられている。また、エンジン本体３０には、ウォータジャケット５０内の冷却水の温度（水温ＴＷ）を検出する水温センサ１０６が設けられている。
【００４０】
排気装置１６の排気集合管８４には、排気ガスに対してリーンからリッチにかけての広範囲にわたる空燃比をリニアに検出可能な空燃比検出手段としての広域空燃比センサ（ＬＡＦセンサ）１０８が設けられている。なお、ＬＡＦセンサ１０８は、排気ガス中の酸素濃度に基づき空燃比を検出するので、排気ガスの一部が流入する排気側排気還流管９０にＬＡＦセンサ１０８を設けてもよい。
【００４１】
これらのセンサ１００〜１０８の検出結果（を示す検出信号）は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）１１０に出力される。
【００４２】
ＥＣＵ（補正係数算出手段、故障診断手段）１１０は、上述の各センサ１００〜１０８の検出結果に基づいて、エンジン１２、ＥＧＲ装置２０、点火プラグ４８、スロットルバルブ６８及びインジェクタ７４等を制御する。また、ＥＣＵ１１０は、各種の情報を記憶するメモリ１１２と、所定時間の計時を行うタイマ１１４と、後述するＥＧＲ装置２０の故障診断処理に用いられる各種のマップ１１６〜１２０とを有する。
【００４３】
この場合、ＥＣＵ１１０は、各センサ１００〜１０８の検出結果と、マップ１１６〜１２０とを用いて、ＥＧＲ装置２０に対する故障診断処理を行った結果、該ＥＧＲ装置２０に何らかの故障が発生したと判断した場合には、該故障の発生を示す警告信号を警告手段としての故障警告灯（ＭＩＬ）１２２に出力する。ＭＩＬ１２２は、警告信号に基づいて、ＥＧＲ装置２０の故障の発生を外部（ドライバー）に報知する。従って、本実施形態に係るＥＧＲ装置２０の故障診断装置１０は、上述した各センサ１００〜１０８と、ＥＣＵ１１０（及び該ＥＣＵ１１０内の各構成要素）と、ＭＩＬ１２２とにより構成される。
【００４４】
［本実施形態の動作］
本実施形態に係るＥＧＲ装置２０の故障診断装置１０は、以上のように構成されるものであり、次に、該故障診断装置１０の動作について、図１Ｂ〜図４Ｂを参照しながら説明する。なお、この説明では、必要に応じて、図１Ａも参照しながら説明する。
【００４５】
図１Ｂは、故障診断装置１０によるＥＧＲ装置２０の故障診断処理のフローチャートである。図２Ａは、エンジン１２の始動開始後にエアフローメータ１００で検出される吸入空気量ＡＦＭの時間変化を示すタイムチャートである。図２Ｂは、エンジン１２の始動開始後に負圧センサ１０２で検出される吸入空気の負圧ＰＢの時間変化を示すタイムチャートである。図２Ｃは、エンジン１２の始動開始後にＬＡＦセンサ１０８で検出される空燃比ＬＡＦの時間変化を示すタイムチャートである。図２Ｄは、インジェクタ７４からの燃料の噴射時間及び噴射量に関わる燃料補正係数（ＡＦＦＢ係数）の時間変化を示すタイムチャートである。図２Ｅは、エンジン１２の始動開始後に水温センサ１０６で検出される冷却水の水温ＴＷの時間変化を示すタイムチャートである。図２Ｆは、ＥＧＲ装置２０の動作の時間変化を示すタイムチャートである。
【００４６】
時刻Ｔ０でドライバーが図示しないイグニッションスイッチをオンにすることに起因して、エンジン１２の始動が開始される場合、図２Ａに示すように、吸入空気量ＡＦＭは、時刻Ｔ０から短時間で急激に増大した後に、時刻Ｔ１で最大吸入空気量ＭＡＸ＿ＡＦＭに至り、その後、急速に低下して略一定値に落ち着く。また、負圧ＰＢについても、図２Ｂに示すように、時刻Ｔ０から短時間で急激に低下した後に、時刻Ｔ１で最低負圧ＭＩＮ＿ＰＢに至り、その後、急速に上昇して略一定値に落ち着く。
【００４７】
一方、ＬＡＦセンサ１０８は、所定温度にまで上昇しないと（活性化しないと）空燃比ＬＡＦを精度よく検出することができない。従って、図２Ｃに示すように、ＬＡＦセンサ１０８は、活性化した時刻Ｔ２以降において空燃比ＬＡＦを検出可能な状態に至る。
【００４８】
また、図２Ｄに示すように、ＥＣＵ１１０は、時刻Ｔ３以降、ＬＡＦセンサ１０８が検出した空燃比ＬＡＦに基づき燃料補正係数ＡＦＦＢを算出する。この場合、ＥＣＵ１１０は、インジェクタ７４から噴射する燃料の噴射量又は噴射時間に燃料補正係数ＡＦＦＢを乗じて、噴射量又は噴射時間を補正し、補正後の噴射量又は噴射時間に従ってインジェクタ７４を制御する。この結果、空燃比ＬＡＦは、時刻Ｔ３以降、ＥＣＵ１１０によってフィードバック制御されることになる。なお、空燃比ＬＡＦに対するフィードバック制御が行われることにより、時刻Ｔ３以降、空燃比ＬＡＦ及び燃料補正係数ＡＦＦＢは、時間経過に伴ってそれぞれ変動する。
【００４９】
図２Ｅに示すように、エンジン１２の始動により、水温センサ１０６で検出されるウォータジャケット５０内の冷却水の水温ＴＷは上昇する。そして、図２Ｅ及び図２Ｆに示すように、時刻Ｔ４において、該水温ＴＷがＥＧＲ装置２０を動作可能な所定温度に到達すると、ＥＣＵ１１０は、ＥＧＲ装置２０に所定のデューティの制御信号を供給し、ＥＧＲ装置２０の動作を開始させる。
【００５０】
ＥＧＲ装置２０のバルブ２４は、デューティ制御により開度が制御されており、デューティ比が小さくなればなるほど、バルブ２４は、弁閉方向に変位し、最終的には弁閉状態となって、吸気装置１４への排気ガスの一部の還流を停止させることができる。
【００５１】
このように、エンジン１２の始動開始後の所定期間内では、時間経過に伴って上記の変化が発生するため、故障診断装置１０のＥＣＵ１１０では、時刻Ｔ０〜Ｔ２のエリアＡ１の時間帯ではステップＳ１、時刻Ｔ２〜Ｔ３のエリアＡ２の時間帯ではステップＳ２、時刻Ｔ３〜Ｔ４のエリアＡ３の時間帯ではステップＳ３の故障診断処理を順次行う。
【００５２】
ステップＳ１では、最大吸入空気量ＭＡＸ＿ＡＦＭ又は最低負圧ＭＩＮ＿ＰＢに基づいて、ＥＧＲ装置２０の故障の有無を診断する。ステップＳ２では、空燃比ＬＡＦに基づいて、ＥＧＲ装置２０の故障の有無を診断する。ステップＳ３では、空燃比ＬＡＦに基づき算出された燃料補正係数ＡＦＦＢを用いて、ＥＧＲ装置２０の故障の有無を診断する。
【００５３】
そして、ステップＳ１〜Ｓ３毎に、ＥＣＵ１１０は、ＥＧＲ装置２０に故障が発生していると診断した場合には、フラグを立て（フラグ＝１）、その診断結果をメモリ１１２に記憶する。また、故障が発生していないと診断した場合、ＥＣＵ１１０は、フラグを立てず（フラグ＝０）、その診断結果をメモリ１１２に記憶する。なお、各ステップＳ１〜Ｓ３での具体的な処理内容については、後述する。
【００５４】
次のステップＳ４において、ＥＣＵ１１０は、メモリ１１２を参照し、ステップＳ１〜Ｓ３についての全てのフラグが立っていた場合（全てのフラグ＝１）、ＥＧＲ装置２０に故障が発生していると最終的に判断し、ＥＧＲ装置２０の故障を示す警告信号をＭＩＬ１２２に出力する。ＭＩＬ１２２は、警告信号に基づいて、ＥＧＲ装置２０に故障が発生したことを外部に報知する。これにより、ドライバーは、イグニッションスイッチをオフにして、ＥＧＲ装置２０の交換等の故障対応を速やかに取ることができる。なお、ステップＳ４において、ステップＳ１〜Ｓ３のうち、いずれか１つの処理でも「フラグ＝０」の診断結果であった場合、ＥＣＵ１１０は、ＥＧＲ装置２０が故障していないと判断し、ＭＩＬ１２２への警告信号の出力を行わない。
【００５５】
そして、ＥＣＵ１１０は、時刻Ｔ４以降のエリアＢの時間帯ではステップＳ５の故障診断処理を行う。このステップＳ５では、ＥＣＵ１１０からＥＧＲ装置２０に制御信号を供給することにより、ＬＡＦセンサ１０８で検出される空燃比ＬＡＦの値が、制御信号の供給直前（時刻Ｔ４前）と制御信号の供給後（時刻Ｔ４後）との間で変化する場合に、ＥＣＵ１１０は、制御信号の供給後の空燃比ＬＡＦの値と、空燃比ＬＡＦの時間変化（応答時間の遅れ）とに基づき、ＥＧＲ装置２０の故障の有無を診断する。この場合でも、ＥＣＵ１１０は、ＥＧＲ装置２０に故障が発生したとの診断結果であれば、ＥＧＲ装置２０の故障を示すフラグを立てた（フラグ＝１）後に、警告信号をＭＩＬ１２２に出力し、ＭＩＬ１２２を介してＥＧＲ装置２０の故障発生を外部に報知する。
【００５６】
次に、各ステップＳ１〜Ｓ３及びＳ５の故障診断処理について、図３Ａ〜図４Ｂを参照しながら、より詳細に説明する。
【００５７】
図３Ａは、ステップＳ１（エリアＡ１）の故障診断処理の詳細を示すフローチャートである。
【００５８】
図３ＡのステップＳ１０において、ドライバーが図示しないイグニッションスイッチをオンにすると、水温センサ１０６は、ウォータジャケット５０内の冷却水の水温ＴＷを検出し、該水温ＴＷを示す検出信号をＥＣＵ１１０に出力する（ステップＳ１１）。
【００５９】
ところで、エリアＡ１において、ＥＧＲ装置２０の故障（リーク）により、該ＥＧＲ装置２０のバルブ２４が開いている場合には、吸気装置１４が外部から吸入空気を取り込んだ際、ＥＧＲ装置２０の弁閉状態（正常時）と比較して、最低負圧ＭＩＮ＿ＰＢが上昇したり（最低負圧ＭＩＮ＿ＰＢの絶対値が低下したり）、最大吸入空気量ＭＡＸ＿ＡＦＭが低下することがある。また、これらの値は、温度によって異なる値に変化する。
【００６０】
そこで、ＥＣＵ１１０は、ＥＧＲ装置２０が故障しているか否かの判断基準となる最低負圧ＭＩＮ＿ＰＢの閾値（負圧閾値ＬＭＴ＿ＰＢ）と水温ＴＷとの関係、及び、ＥＧＲ装置２０が故障しているか否かの判断基準となる最大吸入空気量ＭＡＸ＿ＡＦＭの閾値（吸入閾値ＬＭＴ＿ＡＦＭ）と水温ＴＷとの関係を示すマップ１１６を具備している。
【００６１】
従って、ステップＳ１２において、ＥＣＵ１１０は、マップ１１６を参照して、水温センサ１０６が検出した冷却水の水温ＴＷに応じた負圧閾値ＬＭＴ＿ＰＢを決定するか、あるいは、該水温ＴＷに応じた吸入閾値ＬＭＴ＿ＡＦＭを決定する。
【００６２】
その後、ステップＳ１３において、エンジン１２が始動を開始すると、次のステップＳ１４において、エアフローメータ１００は、吸入空気量ＡＦＭの検出を開始し、及び／又は、負圧センサ１０２は、負圧ＰＢの検出を開始する。この結果、時刻Ｔ１において、エアフローメータ１００は、最大吸入空気量ＭＡＸ＿ＡＦＭを検出して、該最大吸入空気量ＭＡＸ＿ＡＦＭを示す検出信号をＥＣＵ１１０に出力する一方で、負圧センサ１０２は、最低負圧ＭＩＮ＿ＰＢを検出して、最低負圧ＭＩＮ＿ＰＢを示す検出信号をＥＣＵ１１０に出力する。
【００６３】
そして、ステップＳ１５において、ＥＣＵ１１０は、エアフローメータ１００で検出された最大吸入空気量ＭＡＸ＿ＡＦＭが吸入閾値ＬＭＴ＿ＡＦＭよりも大きいか否か（ＭＡＸ＿ＡＦＭ＞ＬＭＴ＿ＡＦＭであるか否か）、あるいは、負圧センサ１０２で検出された最低負圧ＭＩＮ＿ＰＢの絶対値が負圧閾値ＬＭＴ＿ＰＢよりも高いか否か（｜ＭＩＮ＿ＰＢ｜＞ＬＭＴ＿ＰＢであるか否か）、を判定する。
【００６４】
ステップＳ１５において、ＭＡＸ＿ＡＦＭ＞ＬＭＴ＿ＡＦＭ、又は、｜ＭＩＮ＿ＰＢ｜＞ＬＭＴ＿ＰＢである場合（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、次のステップＳ１６において、ＥＣＵ１１０は、エリアＡ１においてＥＧＲ装置２０に故障が発生していない（リークが発生していない）と診断して「フラグ＝０」とし、その診断結果をメモリ１１２に記憶する。
【００６５】
一方、ステップＳ１５において、ＭＡＸ＿ＡＦＭ≦ＬＭＴ＿ＡＦＭ、又は、｜ＭＩＮ＿ＰＢ｜≦ＬＭＴ＿ＰＢである場合（ステップＳ１５：ＮＯ）には、ＥＣＵ１１０は、ステップＳ１７において、エリアＡ１においてＥＧＲ装置２０に故障が発生した、すなわち、バルブ２４が開いてリークが発生していると診断してフラグを立て（フラグ＝１）、その診断結果をメモリ１１２に記憶する。
【００６６】
図３Ｂは、ステップＳ２（エリアＡ２）の故障診断処理の詳細を示すフローチャートである。
【００６７】
図３ＢのステップＳ２０において、ＬＡＦセンサ１０８の活性化が完了している場合（ステップＳ２０：ＹＥＳ）、ステップＳ２１において、ＬＡＦセンサ１０８は、空燃比ＬＡＦを検出し、該空燃比ＬＡＦを示す検出信号をＥＣＵ１１０に出力する。
【００６８】
ところで、エリアＡ２において、ＥＧＲ装置２０のバルブ２４が開いている場合には、エリアＡ１と同様に、吸気装置１４が外部から吸入空気を取り込んでも、ＥＧＲ装置２０のリークにより、空燃比ＬＡＦが正常時（リークがない場合）と異なる値になる可能性がある。この値も温度によって異なる値に変化する。
【００６９】
そこで、ＥＣＵ１１０は、ＥＧＲ装置２０が故障しているか否かの判断基準となる空燃比ＬＡＦの閾値（目標空燃比ＡＦ（目標ＡＦ、空燃比閾値））と水温ＴＷとの関係を示すマップ１１８をさらに具備している。
【００７０】
なお、図２Ｃにおいて、エリアＡ２における実線は、リークがない場合の空燃比ＬＡＦの時間変化を示し、エリアＡ２での破線は、ＬＡＦセンサ１０８で実際に検出された空燃比ＬＡＦを示す。
【００７１】
一方、水温センサ１０６は、エリアＡ２においても、ウォータジャケット５０内の冷却水の水温ＴＷを逐次検出し、その検出信号をＥＣＵ１１０に出力している。
【００７２】
従って、ステップＳ２２において、ＥＣＵ１１０は、マップ１１８を参照して、水温センサ１０６が検出した冷却水の水温ＴＷに応じた目標ＡＦを決定し、次のステップＳ２３において、ＬＡＦセンサ１０８で検出された空燃比ＬＡＦが目標ＡＦよりも小さいか否か（ＬＡＦ＜目標ＡＦであるか否か）を判定する。
【００７３】
ステップＳ２３において、ＬＡＦ＜目標ＡＦであれば（ステップＳ２３：ＹＥＳ）、次のステップＳ２４において、ＥＣＵ１１０は、エリアＡ２においてＥＧＲ装置２０に故障が発生していない（リークが発生していない）と診断して「フラグ＝０」とし、その診断結果をメモリ１１２に記憶する。
【００７４】
一方、ステップＳ２３において、ＬＡＦ≧目標ＡＦである場合（ステップＳ２３：ＮＯ）、ＥＣＵ１１０は、ステップＳ２５において、エリアＡ２においてＥＧＲ装置２０に故障が発生した（リークが発生している）と診断してフラグを立て（フラグ＝１）、その診断結果をメモリ１１２に記憶する。
【００７５】
なお、前述のステップＳ２０において、ＬＡＦセンサ１０８の活性化が完了していなければ（ステップＳ２０：ＮＯ）、エリアＡ２での故障診断処理を行わない。
【００７６】
図３Ｃは、ステップＳ３（エリアＡ３）の故障診断処理の詳細を示すフローチャートである。
【００７７】
図３ＣのステップＳ３０において、時刻Ｔ３以降である場合（ステップＳ３０：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１１０は、空燃比ＬＡＦに対するフィードバック制御の実行を決定する。
【００７８】
そして、ステップＳ３１において、ＥＣＵ１１０は、空燃比ＬＡＦから燃料補正係数ＡＦＦＢを算出する。具体的に、ＥＣＵ１１０は、先ず、マップ１１８を参照して、水温センサ１０６が検出した水温ＴＷに応じた目標ＡＦを算出する。次に、ＬＡＦセンサ１０８が検出した空燃比ＬＡＦと、目標ＡＦとの偏差を算出し、算出した偏差に基づいて燃料補正係数ＡＦＦＢを算出する。
【００７９】
ところで、エリアＡ３において、ＥＧＲ装置２０のバルブ２４が開いている場合には、排気ガスの一部がＥＧＲ通路１８及びＥＧＲ装置２０を介して吸気装置１４にリークするため、ＬＡＦセンサ１０８で検出される空燃比ＬＡＦが正常時（リークがない場合）と異なる値となる。この結果、目標ＡＦと空燃比ＬＡＦとの偏差に基づき算出される燃料補正係数ＡＦＦＢの値は、ＥＧＲ装置２０が作動している状態で算出される燃料補正係数ＡＦＦＢの値に近くなる可能性がある。
【００８０】
なお、図２Ｄにおいて、エリアＡ３における実線は、リークがない場合の燃料補正係数ＡＦＦＢの時間変化を示し、エリアＡ３での破線は、実際に算出された燃料補正係数ＡＦＦＢの時間変化を示す。
【００８１】
そこで、ＥＣＵ１１０は、ステップＳ３２において、ＥＧＲ装置２０が故障しているか否かの判断基準となる燃料補正係数ＡＦＦＢの閾値（補正係数閾値）よりも、ステップＳ３１で求めた燃料補正係数ＡＦＦＢが大きいか否か（ＡＦＦＢ＞補正係数閾値であるか否か）を判定する。
【００８２】
ステップＳ３２において、ＡＦＦＢ＞補正係数閾値であれば（ステップＳ３２：ＹＥＳ）、次のステップＳ３３において、ＥＣＵ１１０は、エリアＡ３においてＥＧＲ装置２０に故障が発生していない（リークが発生していない）と診断して「フラグ＝０」とし、その診断結果をメモリ１１２に記憶する。
【００８３】
一方、ステップＳ３２において、ＡＦＦＢ≦補正係数閾値である場合（ステップＳ３２：ＮＯ）、ＥＣＵ１１０は、ステップＳ３４において、エリアＡ３においてＥＧＲ装置２０に故障が発生した（リークが発生している）と診断してフラグを立て（フラグ＝１）、その診断結果をメモリ１１２に記憶する。
【００８４】
なお、前述のステップＳ３０において、時刻Ｔ３前であれば（ステップＳ３０：ＮＯ）、ＥＣＵ１１０は、エリアＡ３での故障診断処理を行わない。
【００８５】
図４Ａは、ステップＳ５（エリアＢ）の故障診断処理の詳細を示すフローチャートである。
【００８６】
エリアＢにおいて、ＥＣＵ１１０からＥＧＲ装置２０に制御信号（所定のデューティのパルス信号）が供給されてバルブ２４の開閉動作が行われる場合、エンジン１２での燃焼に起因した燃焼生成物がバルブ２４やＥＧＲ通路１８に固着していれば、吸気装置１４に還流される排気ガスの量が低下し、この結果、ＥＧＲ装置２０を動作させても、空燃比ＬＡＦが所定値に到達しない可能性がある。
【００８７】
また、ＥＧＲ装置２０において、制御信号の供給によりソレノイドが励磁されて、シャフト２２が軸線方向に変位しても、該シャフト２２がスムーズに変位しない場合には、バルブ２４の動作遅れ、いわゆる作動渋りが発生する。
【００８８】
そこで、エリアＢでは、空燃比ＬＡＦが所定の上限値に到達したか否か、さらには、バルブ２４の作動渋りが発生しているか否かを判断基準として、ＥＧＲ装置２０の故障の有無を診断している。
【００８９】
具体的には、図４ＡのステップＳ５０において、先ず、ＥＣＵ１１０は、エリアＢ（時刻Ｔ４以降）であるか否かを判定する。エリアＢである場合（ステップＳ５０：ＹＥＳ）、次のステップＳ５１において、ＥＣＵ１１０は、図４Ｂの時刻Ｔ５にてＥＧＲ装置２０に制御信号を供給すると共に、タイマ１１４による計時を開始させる。なお、ＬＡＦセンサ１０８は、時刻Ｔ２以降、空燃比ＬＡＦを逐次検出し、その検出信号をＥＣＵ１１０に出力しているため、ステップＳ５１において、ＥＣＵ１１０は、制御信号の供給直前にＬＡＦセンサ１０８から入力された検出信号の示す空燃比ＬＡＦの値をメモリ１１２に記憶する処理も行う。
【００９０】
次のステップＳ５２において、ＥＣＵ１１０は、メモリ１１２に記憶された制御信号の供給直前の空燃比ＬＡＦの値と、ＬＡＦセンサ１０８から順次入力される検出信号の示す空燃比ＬＡＦの値とを逐次比較し、両者の差が所定値以上となった場合（空燃比ＬＡＦが大きく変化した場合）には、タイマ１１４の計時を直ちに停止させる。
【００９１】
なお、図４Ｂでは、時刻Ｔ５での制御信号の供給開始後、ＬＡＦセンサ１０８で検出される空燃比ＬＡＦの値が時刻Ｔ６で大きく変化した場合を破線で図示している。実線は、前述の作動渋りや固着が発生しない場合での理想的な空燃比ＬＡＦの値の変化を図示している。
【００９２】
次のステップＳ５３において、ＥＣＵ１１０は、タイマ１１４の停止直前に入力された空燃比ＬＡＦの値がバルブ２４の弁開状態における所定の空燃比の値（上限値）に到達しているか否かを判定する。
【００９３】
当該空燃比ＬＡＦが上限値に到達している場合（ステップＳ５３：ＹＥＳ）、次のステップＳ５４において、タイマ１１４が計時した時間を、ＥＧＲ装置２０への制御信号の供給開始から空燃比ＬＡＦの値が大きく変化するまでの遅れ時間ＡＦΔＴＩＭＥとして特定する。
【００９４】
また、前述したエンジン回転数センサ１０４は、クランクシャフト３８のクランク角の変化に基づいて、エンジン回転数ＮＥを逐次検出し、検出したエンジン回転数ＮＥを示す検出信号をＥＣＵ１１０に出力している。そこで、ＥＣＵ１１０は、空燃比ＬＡＦの遅れ時間の閾値（遅れ時間閾値ＡＦ＿ＬＭＴ＿ＴＩＭＥ）と、エンジン回転数ＮＥとの関係を示すマップ１２０をさらに具備している。なお、遅れ時間としては、作動渋りに起因した遅れ時間と、固着に起因した遅れ時間とが考えられるので、図４Ｂに示す作動渋りに起因した遅れ時間の閾値（作動渋り判定時間）や、固着に起因した遅れ時間の閾値（固着判定時間）を、遅れ時間閾値ＡＦ＿ＬＭＴ＿ＴＩＭＥとすればよい。
【００９５】
ステップＳ５５において、ＥＣＵ１１０は、タイマ１１４の停止時にエンジン回転数センサ１０４からエンジン回転数ＮＥが入力された場合、次のステップＳ５６において、マップ１２０を参照して、該エンジン回転数ＮＥに応じた遅れ時間閾値ＡＦ＿ＬＭＴ＿ＴＩＭＥを特定する。
【００９６】
次のステップＳ５７において、ＥＣＵ１１０は、遅れ時間ＡＦΔＴＩＭＥが遅れ時間閾値ＡＦ＿ＬＭＴ＿ＴＩＭＥに到達しているか否か（ＡＦΔＴＩＭＥ＜ＡＦ＿ＬＭＴ＿ＴＩＭＥであるか否か）を判定する。
【００９７】
ステップＳ５７において、ＡＦΔＴＩＭＥ＜ＡＦ＿ＬＭＴ＿ＴＩＭＥであれば（ステップＳ５７：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１１０は、ＥＧＲ装置２０に固着又は作動渋りが発生していないと診断する。
【００９８】
また、ステップＳ５７において、ＡＦΔＴＩＭＥ≧ＡＦ＿ＬＭＴ＿ＴＩＭＥであれば（ステップＳ５７：ＮＯ）、ＥＣＵ１１０は、ステップＳ５８において、ＥＧＲ装置２０に作動渋り又は固着に起因した追従遅れが発生したと診断し、追従遅れ（故障）を示すフラグを立て（フラグ＝１）、メモリ１１２に記憶する。
【００９９】
そして、ステップＳ５９において、ＥＣＵ１１０は、ＥＧＲ装置２０に故障が発生していることを示す警告信号をＭＩＬ１２２に出力する。これにより、ＭＩＬ１２２は、警告信号に基づいて、ＥＧＲ装置２０に故障が発生したことを外部に報知し、ドライバーは、イグニッションスイッチをオフにして、ＥＧＲ装置２０の交換等の故障対応を速やかに取ることができる。
【０１００】
また、ステップＳ５３において、変化後の空燃比ＬＡＦが上限値に到達していない場合（ステップＳ５３：ＮＯ）、ＥＣＵ１１０は、ステップＳ６０において、ＥＧＲ装置２０に固着が発生したと診断し、固着（故障）を示すフラグを立て（フラグ＝１）、メモリ１１２に記憶する。その後、ＥＣＵ１１０は、ステップＳ５９を実行し、ＭＩＬ１２２を介してＥＧＲ装置２０の故障発生を外部に報知する。
【０１０１】
なお、前述のステップＳ５０において、エリアＢ（時刻Ｔ４以降）でない場合（ステップＳ５０：ＮＯ）、ＥＣＵ１１０は、エリアＢでの故障診断処理を行わない。
【０１０２】
また、上記の説明では、故障診断装置１０がステップＳ１〜Ｓ３の故障診断処理を順次行う場合について説明したが、ＬＡＦセンサ１０８が活性化した後に、直ちに空燃比ＬＡＦに対するフィードバック制御を行う場合には、図１Ｂの破線に示すように、ステップＳ１後、ステップＳ２を飛ばして、ステップＳ３の故障診断処理を実行してもよい。
【０１０３】
［本実施形態の効果］
以上説明したように、本実施形態に係るＥＧＲ装置２０の故障診断装置１０によれば、開度センサ（リフトセンサ）を用いることなく、既存のセンサであるエアフローメータ１００又は負圧センサ１０２と、エンジン回転数センサ１０４と、水温センサ１０６と、ＬＡＦセンサ１０８とを用いて、ＥＧＲ装置２０の故障の検知を行うので、特許文献１の技術と比較して、故障の有無の診断にかかるコストを大幅に低減することができる。
【０１０４】
このように、既存の複数のセンサ１００〜１０８の検出結果に基づいてＥＧＲ装置２０の故障の検知を行うため、特許文献２の技術のように検出結果がＥＧＲ装置２０の故障以外の他の要因の影響を受けることを回避することができ、この結果、ＥＧＲ装置２０の故障の検知精度を高めることができる。
【０１０５】
また、ＥＣＵ１１０は、少なくともステップＳ１、Ｓ３の故障診断処理を行う場合には、負圧センサ１０２又はエアフローメータ１００の検出結果と、燃料補正係数ＡＦＦＢの算出結果とに基づいて、ＥＧＲ装置２０の故障の有無を診断することになるので、ＥＧＲ装置２０の作動領域の如何（ＥＧＲ装置２０の作動の有無）に関わりなく、該ＥＧＲ装置２０の故障を検知することができる。
【０１０６】
すなわち、少なくともエリアＡ１、Ａ３（ステップＳ１、Ｓ３）の故障診断処理を実行すれば、複数のセンサ１００、１０２、１０８の検出結果を用いてＥＧＲ装置２０の故障の有無の診断が可能となるので、該ＥＧＲ装置２０の故障の検知精度を高めることができる。
【０１０７】
さらに、エリアＡ２の故障診断処理も併せて実行すれば、該ＥＧＲ装置２０の故障の検知精度を一層高めることができる。
【０１０８】
また、エリアＢにおいて、ＥＣＵ１１０は、タイマ１１４で計時された時間（ＡＦΔＴＩＭＥ）が所定時間（ＡＦ＿ＬＭＴ＿ＴＩＭＥ）よりも長ければ、ＥＧＲ装置２０が故障していると診断するので、ＥＧＲ装置２０の作動後における該ＥＧＲ装置２０の故障の有無の診断を効率よく行うことができる。
【０１０９】
さらに、ＥＣＵ１１０からＭＩＬ１２２に警告信号を出力した場合に、ＭＩＬ１２２は、警告信号に基づいてＥＧＲ装置２０の故障を外部に報知するので、ドライバーは、ＭＩＬ１２２からの報知内容に基づいて、ＥＧＲ装置２０が故障したことを直ちに把握することができ、該ＥＧＲ装置２０の交換等の必要な故障対応を速やかに行うことが可能となる。
【０１１０】
なお、本発明は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは勿論である。
【符号の説明】
【０１１１】
１０…故障診断装置 １２…エンジン
１４…吸気装置 １６…排気装置
１８…ＥＧＲ通路 ２０…ＥＧＲ装置
２４…バルブ ３９…燃焼室
５０…ウォータジャケット ６０…インテークマニホールド
７４…インジェクタ ８０…エキゾーストマニホールド
１００…エアフローメータ １０２…負圧センサ
１０４…エンジン回転数センサ １０６…水温センサ
１０８…ＬＡＦセンサ １１０…ＥＣＵ
１１４…タイマ １１６〜１２０…マップ
１２２…ＭＩＬ
【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接続する排気還流手段に設けられ、前記吸気系と前記排気系とを連通させることにより、前記内燃機関から排出された排気ガスの一部を前記排気系から前記排気還流手段を介して前記吸気系に還流させる排気ガス再循環装置（以下、ＥＧＲ装置という。）の故障の有無を診断する故障診断装置において、
前記吸気系に設けられ、該吸気系から前記内燃機関に吸入される吸入空気の負圧を検出する負圧検出手段、又は、前記吸気系から前記内燃機関に吸入される吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、
前記排気系又は前記排気還流手段に設けられ、空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記吸気系における前記内燃機関の近傍に配置された燃料噴射手段から噴射される燃料の噴射時間及び噴射量に関わる燃料補正係数を、前記空燃比検出手段が検出した空燃比に基づき算出する補正係数算出手段と、
少なくとも、前記負圧検出手段又は前記吸入空気量検出手段の検出結果と、前記補正係数算出手段の算出結果とに基づいて、前記ＥＧＲ装置の故障の有無を診断する故障診断手段と、
を有することを特徴とするＥＧＲ装置の故障診断装置。
【請求項２】
請求項１記載の故障診断装置において、
前記故障診断手段は、
前記内燃機関の始動直後から前記空燃比検出手段が活性化するまでの期間内において、前記負圧検出手段で検出された最低負圧の絶対値が所定の負圧閾値よりも小さいか、あるいは、前記吸入空気量検出手段で検出された最大吸入空気量が所定の吸入閾値よりも小さく、
且つ、前記ＥＧＲ装置が作動していない場合に、前記補正係数算出手段で算出された燃料補正係数が所定の補正係数閾値よりも小さければ、
前記ＥＧＲ装置が故障していると診断する
ことを特徴とするＥＧＲ装置の故障診断装置。
【請求項３】
請求項２記載の故障診断装置において、
前記故障診断手段は、さらに、前記ＥＧＲ装置が作動していない場合に、前記空燃比検出手段で検出された空燃比が所定の空燃比閾値よりも大きければ、前記ＥＧＲ装置が故障していると診断する
ことを特徴とするＥＧＲ装置の故障診断装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の故障診断装置において、
前記ＥＧＲ装置が作動してから、前記空燃比検出手段で検出される空燃比が所定値に到達するまでの時間を計時するタイマをさらに有し、
前記故障診断手段は、前記タイマで計時された時間が所定時間よりも長ければ、前記ＥＧＲ装置が故障していると診断する
ことを特徴とするＥＧＲ装置の故障診断装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の故障診断装置において、
前記故障診断手段が前記ＥＧＲ装置の故障を示す警告信号を出力した場合に、前記警告信号に基づいて前記ＥＧＲ装置の故障を外部に報知する警告手段をさらに有する
ことを特徴とするＥＧＲ装置の故障診断装置。
【請求項１】
内燃機関の吸気系と排気系とを接続する排気還流手段に設けられ、前記吸気系と前記排気系とを連通させることにより、前記内燃機関から排出された排気ガスの一部を前記排気系から前記排気還流手段を介して前記吸気系に還流させる排気ガス再循環装置（以下、ＥＧＲ装置という。）の故障の有無を診断する故障診断装置において、
前記吸気系に設けられ、該吸気系から前記内燃機関に吸入される吸入空気の負圧を検出する負圧検出手段、又は、前記吸気系から前記内燃機関に吸入される吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、
前記排気系又は前記排気還流手段に設けられ、空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記吸気系における前記内燃機関の近傍に配置された燃料噴射手段から噴射される燃料の噴射時間及び噴射量に関わる燃料補正係数を、前記空燃比検出手段が検出した空燃比に基づき算出する補正係数算出手段と、
少なくとも、前記負圧検出手段又は前記吸入空気量検出手段の検出結果と、前記補正係数算出手段の算出結果とに基づいて、前記ＥＧＲ装置の故障の有無を診断する故障診断手段と、
を有することを特徴とするＥＧＲ装置の故障診断装置。
【請求項２】
請求項１記載の故障診断装置において、
前記故障診断手段は、
前記内燃機関の始動直後から前記空燃比検出手段が活性化するまでの期間内において、前記負圧検出手段で検出された最低負圧の絶対値が所定の負圧閾値よりも小さいか、あるいは、前記吸入空気量検出手段で検出された最大吸入空気量が所定の吸入閾値よりも小さく、
且つ、前記ＥＧＲ装置が作動していない場合に、前記補正係数算出手段で算出された燃料補正係数が所定の補正係数閾値よりも小さければ、
前記ＥＧＲ装置が故障していると診断する
ことを特徴とするＥＧＲ装置の故障診断装置。
【請求項３】
請求項２記載の故障診断装置において、
前記故障診断手段は、さらに、前記ＥＧＲ装置が作動していない場合に、前記空燃比検出手段で検出された空燃比が所定の空燃比閾値よりも大きければ、前記ＥＧＲ装置が故障していると診断する
ことを特徴とするＥＧＲ装置の故障診断装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の故障診断装置において、
前記ＥＧＲ装置が作動してから、前記空燃比検出手段で検出される空燃比が所定値に到達するまでの時間を計時するタイマをさらに有し、
前記故障診断手段は、前記タイマで計時された時間が所定時間よりも長ければ、前記ＥＧＲ装置が故障していると診断する
ことを特徴とするＥＧＲ装置の故障診断装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の故障診断装置において、
前記故障診断手段が前記ＥＧＲ装置の故障を示す警告信号を出力した場合に、前記警告信号に基づいて前記ＥＧＲ装置の故障を外部に報知する警告手段をさらに有する
ことを特徴とするＥＧＲ装置の故障診断装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−７２４２８（Ｐ２０１３−７２４２８Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１４５６５（Ｐ２０１１−２１４５６５）
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（０００１４１９０１）株式会社ケーヒン (1,140)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（０００１４１９０１）株式会社ケーヒン (1,140)
【Ｆターム（参考）】
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