JP2004036544A - 内燃機関の故障検出装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ＥＧＲガスの導入に拘わらずエアフローセンサの異常を確実に検出可能な内燃機関の故障検出装置を提供する。
【解決手段】新気流量検出手段（エアフローセンサ）により検出された新気流入量と新気量基準値設定手段（Ｓ２０）により設定された新気流入量の基準値との比較結果に基づき新気流量検出手段（エアフローセンサ）の異常の有無を検出する故障検出手段（Ｓ２２〜Ｓ３０）と、ＥＧＲ装置（ＥＧＲ通路、ＥＧＲ弁、目標開度設定手段、ＥＧＲ弁制御手段）とを備えた内燃機関の故障検出装置において、上記新気量基準値設定手段は、内燃機関の運転状態（エンジン回転速度Ｎｅ、燃料噴射量Ｑｆ等）のみならず目標開度設定手段（Ｓ１２，Ｓ１４）により設定される目標ＥＧＲ弁開度に応じて基準値を設定する（Ｓ１６）。
【選択図】 図２
【解決手段】新気流量検出手段（エアフローセンサ）により検出された新気流入量と新気量基準値設定手段（Ｓ２０）により設定された新気流入量の基準値との比較結果に基づき新気流量検出手段（エアフローセンサ）の異常の有無を検出する故障検出手段（Ｓ２２〜Ｓ３０）と、ＥＧＲ装置（ＥＧＲ通路、ＥＧＲ弁、目標開度設定手段、ＥＧＲ弁制御手段）とを備えた内燃機関の故障検出装置において、上記新気量基準値設定手段は、内燃機関の運転状態（エンジン回転速度Ｎｅ、燃料噴射量Ｑｆ等）のみならず目標開度設定手段（Ｓ１２，Ｓ１４）により設定される目標ＥＧＲ弁開度に応じて基準値を設定する（Ｓ１６）。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の故障検出装置に係り、詳しくは、エアフローセンサの異常を確実に検出する技術に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】
近年、車両に搭載されたエンジンから有害な排ガスが排出されるのを防止すべく、種々の制御手段を用いることで排ガス性能の向上が図られている。
このような制御手段では、種々のセンサ類からの情報に基づいて排ガス性能の向上を実現するようにしており、これらセンサ類に故障があると排ガス性能の悪化に繋がるおそれがあることから、センサ類の故障を確実に検出することが要求されている。
【０００３】
そこで、最近では、車載故障診断システム（ＯＢＤ等）を搭載した車両が開発され実用化されており、これにより排ガス性能のさらなる向上が図られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
センサ類の中でも、エアフローセンサ（ＡＦＳ）からの情報は後処理装置やＥＧＲ等の制御に多く使用されており、当該エアフローセンサが故障すると排ガス性能に大きな影響を及ぼすことになるため、当該エアフローセンサの故障診断は特に重要なものとなっている。
【０００５】
しかしながら、エアフローセンサの故障診断においては、通常はエンジン回転速度、燃料噴射量、エンジントルク、スロットル開度（絞り弁開度）、吸気負圧等の運転状態に応じて予め設定された基準値とエアフローセンサからの出力値とを比較して故障判定を行うようにしており、吸気系にＥＧＲを導入したような場合にはＥＧＲ弁の開度に応じて新気量が変動してしまい、エアフローセンサの故障判定を正確にできないという問題がある。
【０００６】
また、ＥＧＲ弁の開度が変動するようなときにはエアフローセンサの故障判定を行わないことも考えられるが、このような制約を加えるとエアフローセンサの故障判定を行える時期が大きく制限されることになり好ましいものではない。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ＥＧＲガスの導入に拘わらずエアフローセンサの異常を確実に検出可能な内燃機関の故障検出装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、請求項１の発明では、内燃機関の吸気系に設けられ、内燃機関の燃焼室内に導入される新気流入量を検出する新気流量検出手段と、内燃機関の運転状態に応じて新気流入量の基準値を設定する新気量基準値設定手段と、前記新気流量検出手段により検出された新気流入量と前記新気量基準値設定手段により設定された基準値との比較結果に基づき前記新気流量検出手段の異常の有無を検出する故障検出手段と、内燃機関の排気系から排ガスの一部をＥＧＲガスとして前記吸気系に還流させるＥＧＲ通路と、該ＥＧＲ通路に介装され、開度の変更によりＥＧＲガス量を調節するＥＧＲ弁と、排気系の空燃比または空気過剰率が内燃機関の運転状態に応じた所定値となるよう該運転状態に応じて前記ＥＧＲ弁の目標ＥＧＲ弁開度を設定する目標開度設定手段と、該目標開度設定手段により設定された目標ＥＧＲ弁開度に応じて前記ＥＧＲ弁を制御するＥＧＲ弁制御手段とを備え、前記新気量基準値設定手段は、内燃機関の運転状態とともに前記目標開度設定手段により設定される目標ＥＧＲ弁開度に応じて基準値を設定することを特徴としている。
【０００８】
従って、新気量基準値設定手段により内燃機関の運転状態（エンジン回転速度、燃料噴射量、エンジントルク、スロットル開度、吸気負圧等）に応じて新気流入量の基準値が設定され、当該設定された基準値と新気流量検出手段により検出された新気流入量との比較結果に基づいて新気流量検出手段（エアフローセンサ）の異常や故障の有無が検出されることになるが、新気量基準値設定手段は、内燃機関の運転状態とともに目標開度設定手段により設定される目標ＥＧＲ弁開度に応じて基準値を設定することになるため、新気流入量の基準値は目標ＥＧＲ弁開度、即ちＥＧＲガス量を考慮した値とされ、ＥＧＲガスの導入に拘わらず新気流量検出手段の故障診断が適正にして確実に実施されて新気流量検出手段の信頼性が向上する。これにより、例えば排ガス性能のより一層の向上が図られる。
【０００９】
また、請求項２の発明では、排気濃度を検出することにより排気系の空燃比または空気過剰率を検出する排気濃度検出手段を備え、前記新気量基準値設定手段は、前記排気濃度検出手段により検出された排気系の空燃比または空気過剰率と前記所定値との差に基づき前記目標ＥＧＲ弁開度を補正し、当該補正した目標ＥＧＲ弁開度に応じて前記基準値を設定することを特徴としている。
【００１０】
従って、ＥＧＲ弁の目標ＥＧＲ弁開度は、排気系の空燃比または空気過剰率が内燃機関の運転状態に応じた所定値となるよう運転状態（エンジン回転速度、燃料噴射量等）に応じて設定される指令値であり、実際のＥＧＲ弁開度と異なっている可能性があるが、排気濃度検出手段により検出された排気系の空燃比または空気過剰率と上記所定値との差に基づいて目標ＥＧＲ弁開度を補正し、当該補正した目標ＥＧＲ弁開度に応じて基準値を設定することにより、新気流入量の基準値が実際のＥＧＲ弁開度に即して適正に設定されることになり、ＥＧＲガスの導入時における新気流量検出手段の故障診断の精度が高まり、新気流量検出手段の信頼性がさらに向上する。
【００１１】
また、請求項３の発明では、排気濃度を検出することにより排気系の空燃比または空気過剰率を検出する排気濃度検出手段を備え、前記ＥＧＲ弁制御手段は、前記排気濃度検出手段により検出された排気系の空燃比または空気過剰率と前記所定値とが一致するよう前記ＥＧＲ弁の開度を補正することを特徴としている。
従って、上述の如く、ＥＧＲ弁の目標ＥＧＲ弁開度は、排気系の空燃比または空気過剰率が内燃機関の運転状態に応じた所定値となるよう運転状態（エンジン回転速度、燃料噴射量等）に応じて設定される指令値であり、実際のＥＧＲ弁開度と異なっている可能性があるが、排気濃度検出手段により検出された排気系の空燃比または空気過剰率と上記所定値とが一致するようにＥＧＲ弁開度が補正制御されることで、新気流入量の基準値が実際のＥＧＲ弁開度に即した適正なものとなり、ＥＧＲガスの導入時における新気流量検出手段の故障診断の精度が高まり、新気流量検出手段の信頼性がさらに向上する。
【００１２】
また、請求項４の発明によれば、排気濃度を検出することにより排気系の空燃比または空気過剰率を検出する排気濃度検出手段を備え、前記新気量基準値設定手段は、前記排気濃度検出手段により検出された排気系の空燃比または空気過剰率と前記所定値とが相違するときには、前記ＥＧＲ弁制御手段による前記ＥＧＲ弁の制御を停止し、内燃機関の運転状態にのみ応じて基準値を設定することを特徴としている。
【００１３】
従って、ＥＧＲ弁の目標ＥＧＲ弁開度は、排気系の空燃比または空気過剰率が内燃機関の運転状態に応じた所定値となるよう運転状態（エンジン回転速度、燃料噴射量等）に応じて設定される指令値であり、実際のＥＧＲ弁開度と異なっている可能性があるが、排気濃度検出手段により検出された排気系の空燃比または空気過剰率と上記所定値とが相違するときにはＥＧＲ弁の制御を停止するので、故障診断の機会が減ずることもなく、新気流入量の基準値が内燃機関の運転状態にのみ応じて設定されることになり、新気流量検出手段の故障診断の精度が高まり、新気流量検出手段の信頼性がさらに向上する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づき説明する。
図１を参照すると、本発明に係る内燃機関の故障検出装置の概略構成図が示されており、以下、同図に基づき本発明に係る内燃機関の故障検出装置の構成を説明する。
【００１５】
図１に示すように、内燃機関であるエンジン１は例えばコモンレール式直列４気筒のディーゼルエンジンである。コモンレール式のエンジン１では、燃焼室２に臨んで電磁式の燃料噴射ノズル４が各気筒毎に設けられており、各燃料噴射ノズル４は高圧パイプ５によりコモンレール６に接続されている。そして、コモンレール６は、高圧パイプ７ａを介して高圧ポンプ８に接続され、高圧ポンプ８に介装された低圧パイプ７ｂを介して燃料タンク９に接続されている。なお、エンジン１がディーゼルエンジンであるため、燃料としては軽油が使用される。
【００１６】
エンジン１の吸気通路１０には電磁式の吸気絞り弁１２が設けられており、吸気絞り弁１２よりも上流側には、出力信号Ｓａｆｓに基づき新気流入量Ｑａを検出するエアフローセンサ（ＡＦＳ、新気流量検出手段）１４が設けられている。エアフローセンサ１４は、ここでは例えばカルマン渦式エアフローセンサが採用されるが、熱線式エアフローセンサ等であってもよい。
【００１７】
一方、排気通路２０には、後処理装置２４が介装されている。後処理装置２４は、例えばディーゼル・パティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）２４ｂの上流に酸化触媒２４ａが設けられて連続再生式ＤＰＦとして構成されている。
連続再生式ＤＰＦは、酸化触媒２４ａにおいて酸化剤（ＮＯ２）を生成し、該生成された酸化剤によって下流のＤＰＦ２４ｂに堆積したパティキュレートマター（ＰＭ）を排気温度が比較的高い状況下で連続的に酸化除去してＤＰＦ２４ｂを再生可能に構成されている。
【００１８】
また、排気通路２０の後処理装置２４よりも上流位置には、排気中の酸素濃度を検出することにより排気系の空気過剰率λを検出するλセンサ（Ｏ２センサ等、排気濃度検出手段）２６が設けられている。なお、ここでは空気過剰率λを検出するようにしたが空燃比を検出するようにしてもよく、λセンサ２６に代えて空燃比センサ（ＬＡＦＳ等）を用いるようにしてもよい。
【００１９】
さらに、排気通路２０のエンジン１の近傍位置からは排ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気系に還流させるＥＧＲ通路３０が延びており、該ＥＧＲ通路３０の終端は吸気通路１０の吸気絞り弁１２よりも下流部分に接続されている。そして、ＥＧＲ通路３０には、任意の開度に開度調節可能な電磁式のＥＧＲ弁３２が介装されている。
【００２０】
電子コントロールユニット（ＥＣＵ）４０の入力側には、上述したエアフローセンサ１４、λセンサ２６の他、アクセルペダル４２の踏込量、即ちアクセル開度θａｃｃを検出するアクセル開度センサ（ＡＰＳ）４４やクランク角を検出することによりエンジン回転速度Ｎｅを検出可能なクランク角センサ４６等の各種センサ類が接続されている。
【００２１】
一方、ＥＣＵ４０の出力側には、上記燃料噴射ノズル４、吸気絞り弁１２、ＥＧＲ弁３２の他、各種故障状況を点灯表示する故障ランプ５０等の各種デバイス類が接続されている。
これにより、各種センサ類からの入力情報に基づき各種デバイス類が作動制御され、エンジン１が適正に運転制御される。例えば、アクセル開度センサ４４、エアフローセンサ１４、λセンサ２６からの情報に基づき燃料噴射量Ｑｆや吸気絞り弁１２の開度が調節されてエンジン１の運転制御が行われ、通常の運転のみならず後処理装置２４の再生制御やＥＧＲ弁３２の開度制御（ＥＧＲ弁制御手段）が実施される。
【００２２】
以下、上記のように構成された内燃機関の故障検出装置の作用について説明する。
先ず、第１実施例を説明する。
図２を参照すると、本発明の第１実施例に係る内燃機関の故障検出装置におけるエアフローセンサ（ＡＦＳ）故障判定制御の制御ルーチンがフローチャートで示されており、以下同フローチャートに沿い説明する。
【００２３】
先ず、ステップＳ１０では、ＥＧＲ有か否か、即ちＥＧＲ弁３２を開弁作動させてＥＧＲガスを吸気系に導入しているか否かを判別する。ＥＧＲガスの導入は、例えばエンジン回転速度Ｎｅ、燃料噴射量Ｑｆに応じて実施されるため、ここでは例えばエンジン回転速度Ｎｅ、燃料噴射量ＱｆがＥＧＲ導入の条件を満たしたか否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）でＥＧＲ有と判定された場合には、ステップＳ１２に進む。
【００２４】
ステップＳ１２では、目標ＥＧＲ弁開度を設定する。ここでは、上述したようにＥＧＲガスの導入は例えばエンジン回転速度Ｎｅ、燃料噴射量Ｑｆに応じて実施されるため、エンジン回転速度Ｎｅ、燃料噴射量Ｑｆに応じてＥＧＲ弁３２の目標ＥＧＲ弁開度を設定する。また、通常はエンジン１の運転状態に応じて空気過剰率λの目標値（所定値）λ１が設定されるが、当該目標値λ１が変化すると吸気絞り弁１２の開度及び燃料噴射量Ｑｆとの関係においてＥＧＲガス導入量、即ち目標ＥＧＲ弁開度も変化するため、ここでは、さらに空気過剰率λの目標値λ１に応じて目標ＥＧＲ弁開度を設定する（目標開度設定手段）。実際には、予めエンジン回転速度Ｎｅ、燃料噴射量Ｑｆ及び目標値λ１と目標ＥＧＲ弁開度との関係を示すマップが実験等に基づいて設定されており、目標ＥＧＲ弁開度は当該マップから読み出される。
【００２５】
ステップＳ１４では、λセンサ２６により検出される実際の空気過剰率λに応じて上記設定した目標ＥＧＲ弁開度を補正する。つまり、目標ＥＧＲ弁開度はあくまでもＥＣＵ４０からの指令値であって実際値ではないため、ＥＧＲ弁３２の開度を目標値λ１に応じた目標ＥＧＲ弁開度となるように制御したとしても、ＥＧＲ弁３２の実際の開度と目標ＥＧＲ弁開度との間に開度差が生じる場合があり、このように開度差が生じると目標値λ１と実際の空気過剰率λとの間にも同様の差を生じることから、当該目標値λ１と実際の空気過剰率λとを比較し、当該比較結果に応じて目標ＥＧＲ弁開度を実際の開度となるように補正する。
【００２６】
具体的には、目標値λ１とλセンサ２６により検出される実際の空気過剰率λの値との差（絶対値）｜λ−λ１｜を求め、当該差に相当する分だけ目標ＥＧＲ弁開度を補正する。なお、このように求めた目標ＥＧＲ弁開度の補正値を学習値として記憶するようにしてもよい。
これにより、目標ＥＧＲ弁開度がＥＧＲ弁３２の実際の開度に即した適正なものとなる。
【００２７】
ステップＳ１６では、上記のように求めた適正な目標ＥＧＲ弁開度に基づいて新気流入量Ｑａの基準値、即ち新気量基準値を設定する（新気量基準値設定手段）。つまり、新気流入量Ｑａの基準値である新気量基準値は、基本的にはエンジン１の運転状態（エンジン回転速度Ｎｅ、燃料噴射量Ｑｆ、エンジントルク、絞り弁開度（スロットル開度）、吸気負圧等）に応じて設定されるが、ここでは、当該新気量基準値を上記のように求めた目標ＥＧＲ弁開度で補正するようにする。
【００２８】
具体的には、新気流入量Ｑａと目標ＥＧＲ弁開度に応じたＥＧＲガス量Ｑｅｇｒとの差（Ｑａ−Ｑｅｇｒ）を求め、当該差（Ｑａ−Ｑｅｇｒ）に応じた基準値を新気量基準値として求める。或いは、ＥＧＲガスを含まない新気流入量Ｑａの新気量基準値を目標ＥＧＲ弁開度に応じた値で補正するようにしてもよい。
このとき、目標ＥＧＲ弁開度は上述したようにＥＧＲ弁３２の実際の開度に即した適正なものとなっているので、新気量基準値は、ＥＧＲガスを導入しない場合と同様に極めて正確な値に設定される。
【００２９】
一方、上記ステップＳ１０の判別結果が偽（Ｎｏ）でＥＧＲ有と判定されなかった場合、即ちＥＧＲガスを吸気系に導入していないと判定された場合には、ステップＳ２０に進む。
この場合には、吸入空気中にＥＧＲガスが存在していないので、目標ＥＧＲ弁開度を考慮することなく、上記エンジン１の運転状態に応じた通常の新気流入量Ｑａをそのまま新気量基準値として設定する。
【００３０】
ステップＳ２２では、エアフローセンサ１４の出力信号Ｓａｆｓと上記のように求めた新気量基準値との差（絶対値）｜Ｓａｆｓ−基準値｜をＸとして算出する（｜Ｓａｆｓ−基準値｜＝Ｘ）。つまり、エアフローセンサ１４が正常に機能していれば出力信号Ｓａｆｓは新気量基準値と一致するはずであるが、ここでは出力信号Ｓａｆｓと新気量基準値とが一致していない場合に、当該一致していないことを差Ｘとして検出する。
【００３１】
そして、ステップＳ２４において、当該差Ｘが所定値Ｘ１（微小値）以上（Ｘ≧Ｘ１）であるか否かを判別する。
ステップＳ２４の判別結果が真（Ｙｅｓ）で差Ｘが所定値Ｘ１以上と判定された場合には、エアフローセンサ１４が正常に機能しておらず異常であり、エアフローセンサ１４に故障が発生していると判断できる（故障検出手段）。従って、この場合には、ステップＳ２６において差Ｘが所定値Ｘ１以上である状態が所定時間ｔ１継続したことを確認し、ステップＳ２８において、エアフローセンサ１４が故障であることを故障ランプ５０を点灯させて運転者等に知らせる。また、ステップＳ３０において、エアフローセンサ１４が故障に対応した故障コードをＥＣＵ４０内のメモリに記録する。
【００３２】
特に、ここでは、新気量基準値は適正な目標ＥＧＲ弁開度に基づいてＥＧＲガスを導入しない場合と同様に極めて正確に設定されているので、ＥＧＲガスの導入に拘わらず、エアフローセンサ１４の故障を精度よく検出することができ、エアフローセンサ１４の信頼性を向上させることができる。これにより、例えば、エアフローセンサ１４の出力情報を後処理装置２４の再生制御に使用する場合において、当該制御を適正に実施して排ガス性能のより一層の向上を図ることができる。
【００３３】
ステップＳ２４の判別結果が偽（Ｎｏ）で差Ｘが所定値Ｘ１（微小値）よりも小さいと判定された場合には、エアフローセンサ１４は故障なく正常に機能していると判断でき、そのまま当該ルーチンを抜ける。
次に、第２実施例を説明する。
図３を参照すると、第２実施例に係る内燃機関の故障検出装置におけるエアフローセンサ（ＡＦＳ）故障判定制御の制御ルーチンがフローチャートで示されており、以下同フローチャートに沿い説明する。なお、当該第２実施例では、上記第１実施例と異なる部分について説明する。
【００３４】
第２実施例では、ステップＳ１２において目標ＥＧＲ弁開度を設定したら、上記第１実施例のような補正をすることなく、次のステップＳ１６において、そのまま当該目標ＥＧＲ弁開度に基づいて新気量基準値を設定する。
そして、ステップＳ１７において、λセンサ２６により検出される実際の空気過剰率λと目標値λ１とが等しい（λ＝λ１）か否かを判別する。換言すれば、ＥＧＲ弁３２の実際の開度と目標ＥＧＲ弁開度との間に開度差が生じ、目標値λ１と実際の空気過剰率λとの間にも同様の差が生じていないかどうかを判別する。
【００３５】
ステップＳ１７の判別結果が真（Ｙｅｓ）で実際の空気過剰率λと目標値λ１とが等しいと判定された場合には、目標ＥＧＲ弁開度はＥＧＲ弁３２の実際の開度に即した適正なものとなっていると判断でき、ステップＳ２２に進む。
一方、ステップＳ１７の判別結果が偽（Ｎｏ）で実際の空気過剰率λと目標値λ１とが異なっていると判定された場合には、ステップＳ１８おいて、実際の空気過剰率λが目標値λ１に一致するようにＥＧＲ弁３２の開度を補正する。
【００３６】
つまり、上記第１実施例ではＥＧＲ弁３２の実際の開度に対して目標ＥＧＲ弁開度を補正するようにしたが、当該第２実施例では目標ＥＧＲ弁開度に対してＥＧＲ弁３２の実際の開度を補正するようにする。
従って、ＥＧＲ弁３２の実際の開度が目標ＥＧＲ弁開度に即した適正なものとなり、やはり、新気量基準値はＥＧＲガスを導入しない場合と同様に極めて正確な値に設定される。
【００３７】
これにより、ＥＧＲガスの導入に拘わらず、エアフローセンサ１４の故障を精度よく検出することができ、エアフローセンサ１４の信頼性を向上させることができ、例えば、エアフローセンサ１４の情報を後処理装置２４の再生制御に使用する場合において、当該制御を適正に実施して排ガス性能のより一層の向上を図ることができる。
【００３８】
次に、第３実施例を説明する。
図４を参照すると、第３実施例に係る内燃機関の故障検出装置におけるエアフローセンサ（ＡＦＳ）故障判定制御の制御ルーチンがフローチャートで示されており、以下同フローチャートに沿い説明する。なお、当該第３実施例では、上記第１実施例、第２実施例と異なる部分について説明する。
【００３９】
第３実施例では、ステップＳ１２において目標ＥＧＲ弁開度を設定したら、上記第２実施例と同様に、次のステップＳ１６において、そのまま当該目標ＥＧＲ弁開度に基づいて新気量基準値を設定する。
そして、ステップＳ１７において、上記第２実施例と同様に、λセンサ２６により検出される実際の空気過剰率λと目標値λ１とが等しい（λ＝λ１）か否かを判別する。
【００４０】
ステップＳ１７の判別結果が真（Ｙｅｓ）で実際の空気過剰率λと目標値λ１とが等しいと判定された場合には、目標ＥＧＲ弁開度はＥＧＲ弁３２の実際の開度に即した適正なものとなっていると判断でき、ステップＳ２２に進む。
一方、ステップＳ１７の判別結果が偽（Ｎｏ）で実際の空気過剰率λと目標値λ１とが異なっていると判定された場合には、ステップＳ１９おいてＥＧＲ制御を停止し、ステップＳ２０において通常の新気流入量Ｑａをそのまま新気量基準値として設定した後、ステップＳ２２に進む。
【００４１】
つまり、当該第３実施例では、実際の空気過剰率λと目標値λ１とに差がある場合には、新気量基準値を正確に設定できないと判断してＥＧＲ制御自体を停止するようにし、ＥＧＲガスを吸気系に導入させることなく、エンジン１の運転状態に応じた新気流入量Ｑａの基準値を新気量基準値としてエアフローセンサ１４の故障判定を行うようにする。
【００４２】
なお、この際、エアフローセンサ１４の故障判定を中止するのではなく、ＥＧＲ制御を停止している間においてもエアフローセンサ１４の故障判定は継続的に実施されるので、故障診断の機会が減少してしまうようなこともない。
これにより、ＥＧＲガスの吸気系への導入状況を一切気にすることなく新気量基準値が常に正確な値に設定され、やはり、エアフローセンサ１４の故障を精度よく検出することができ、エアフローセンサ１４の信頼性を向上させることができる。
【００４３】
以上で本発明の実施形態についての説明を終えるが、本発明の実施形態は上記実施形態に限られるものではない。
例えば、上記実施形態ではエンジン１としてディーゼルエンジンを採用したが、エンジン１はガソリンエンジンであってもよい。
【００４４】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の請求項１の内燃機関の故障検出装置によれば、新気量基準値設定手段は、内燃機関の運転状態（エンジン回転速度、燃料噴射量、エンジントルク、スロットル開度、吸気負圧等）とともに目標開度設定手段により設定される目標ＥＧＲ弁開度に応じて新気流入量の基準値を設定するので、新気流入量の基準値を目標ＥＧＲ弁開度、即ちＥＧＲガス量を考慮した値にでき、当該基準値と新気流量検出手段（エアフローセンサ）により検出された新気流入量との比較結果に基づき、ＥＧＲガスの導入に拘わらず新気流量検出手段（エアフローセンサ）の故障診断を確実に実施して新気流量検出手段の信頼性を向上させることができる。これにより、例えば排ガス性能のより一層の向上を図ることができる。
【００４５】
また、請求項２の内燃機関の故障検出装置によれば、排気濃度検出手段により検出された排気系の空燃比または空気過剰率と内燃機関の運転状態に応じた所定値との差に基づいて目標ＥＧＲ弁開度を補正し、当該補正した目標ＥＧＲ弁開度に応じて基準値を設定するので、新気流入量の基準値を実際のＥＧＲ弁開度に即して適正に設定できることになり、ＥＧＲガスの導入時における新気流量検出手段の故障診断の精度を高め、新気流量検出手段の信頼性をさらに向上させることができる。
【００４６】
また、請求項３の内燃機関の故障検出装置によれば、排気濃度検出手段により検出された排気系の空燃比または空気過剰率と内燃機関の運転状態に応じた所定値とが一致するようにＥＧＲ弁開度を補正制御するので、新気流入量の基準値を実際のＥＧＲ弁開度に即した適正なものにでき、ＥＧＲガスの導入時における新気流量検出手段の故障診断の精度を高め、新気流量検出手段の信頼性をさらに向上させることができる。
【００４７】
また、請求項４の内燃機関の故障検出装置によれば、排気濃度検出手段により検出された排気系の空燃比または空気過剰率と内燃機関の運転状態に応じた所定値とが相違するときにはＥＧＲ弁の制御を停止し、新気流入量の基準値を内燃機関の運転状態にのみ応じて設定するので、故障診断の機会を減ずることなく、新気流量検出手段の故障診断の精度を高め、新気流量検出手段の信頼性をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る内燃機関の故障検出装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施例に係るエアフローセンサ（ＡＦＳ）故障判定制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】本発明の第２実施例に係るエアフローセンサ（ＡＦＳ）故障判定制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】本発明の第３実施例に係るエアフローセンサ（ＡＦＳ）故障判定制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ エンジン（内燃機関）
１０ 吸気通路
１４ エアフローセンサ（ＡＦＳ）
２０ 排気通路
２４ 後処理装置
２６ λセンサ
３０ ＥＧＲ通路
３２ ＥＧＲ弁
４０ 電子コントロールユニット（ＥＣＵ）
４６ クランク角センサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の故障検出装置に係り、詳しくは、エアフローセンサの異常を確実に検出する技術に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】
近年、車両に搭載されたエンジンから有害な排ガスが排出されるのを防止すべく、種々の制御手段を用いることで排ガス性能の向上が図られている。
このような制御手段では、種々のセンサ類からの情報に基づいて排ガス性能の向上を実現するようにしており、これらセンサ類に故障があると排ガス性能の悪化に繋がるおそれがあることから、センサ類の故障を確実に検出することが要求されている。
【０００３】
そこで、最近では、車載故障診断システム（ＯＢＤ等）を搭載した車両が開発され実用化されており、これにより排ガス性能のさらなる向上が図られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
センサ類の中でも、エアフローセンサ（ＡＦＳ）からの情報は後処理装置やＥＧＲ等の制御に多く使用されており、当該エアフローセンサが故障すると排ガス性能に大きな影響を及ぼすことになるため、当該エアフローセンサの故障診断は特に重要なものとなっている。
【０００５】
しかしながら、エアフローセンサの故障診断においては、通常はエンジン回転速度、燃料噴射量、エンジントルク、スロットル開度（絞り弁開度）、吸気負圧等の運転状態に応じて予め設定された基準値とエアフローセンサからの出力値とを比較して故障判定を行うようにしており、吸気系にＥＧＲを導入したような場合にはＥＧＲ弁の開度に応じて新気量が変動してしまい、エアフローセンサの故障判定を正確にできないという問題がある。
【０００６】
また、ＥＧＲ弁の開度が変動するようなときにはエアフローセンサの故障判定を行わないことも考えられるが、このような制約を加えるとエアフローセンサの故障判定を行える時期が大きく制限されることになり好ましいものではない。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ＥＧＲガスの導入に拘わらずエアフローセンサの異常を確実に検出可能な内燃機関の故障検出装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、請求項１の発明では、内燃機関の吸気系に設けられ、内燃機関の燃焼室内に導入される新気流入量を検出する新気流量検出手段と、内燃機関の運転状態に応じて新気流入量の基準値を設定する新気量基準値設定手段と、前記新気流量検出手段により検出された新気流入量と前記新気量基準値設定手段により設定された基準値との比較結果に基づき前記新気流量検出手段の異常の有無を検出する故障検出手段と、内燃機関の排気系から排ガスの一部をＥＧＲガスとして前記吸気系に還流させるＥＧＲ通路と、該ＥＧＲ通路に介装され、開度の変更によりＥＧＲガス量を調節するＥＧＲ弁と、排気系の空燃比または空気過剰率が内燃機関の運転状態に応じた所定値となるよう該運転状態に応じて前記ＥＧＲ弁の目標ＥＧＲ弁開度を設定する目標開度設定手段と、該目標開度設定手段により設定された目標ＥＧＲ弁開度に応じて前記ＥＧＲ弁を制御するＥＧＲ弁制御手段とを備え、前記新気量基準値設定手段は、内燃機関の運転状態とともに前記目標開度設定手段により設定される目標ＥＧＲ弁開度に応じて基準値を設定することを特徴としている。
【０００８】
従って、新気量基準値設定手段により内燃機関の運転状態（エンジン回転速度、燃料噴射量、エンジントルク、スロットル開度、吸気負圧等）に応じて新気流入量の基準値が設定され、当該設定された基準値と新気流量検出手段により検出された新気流入量との比較結果に基づいて新気流量検出手段（エアフローセンサ）の異常や故障の有無が検出されることになるが、新気量基準値設定手段は、内燃機関の運転状態とともに目標開度設定手段により設定される目標ＥＧＲ弁開度に応じて基準値を設定することになるため、新気流入量の基準値は目標ＥＧＲ弁開度、即ちＥＧＲガス量を考慮した値とされ、ＥＧＲガスの導入に拘わらず新気流量検出手段の故障診断が適正にして確実に実施されて新気流量検出手段の信頼性が向上する。これにより、例えば排ガス性能のより一層の向上が図られる。
【０００９】
また、請求項２の発明では、排気濃度を検出することにより排気系の空燃比または空気過剰率を検出する排気濃度検出手段を備え、前記新気量基準値設定手段は、前記排気濃度検出手段により検出された排気系の空燃比または空気過剰率と前記所定値との差に基づき前記目標ＥＧＲ弁開度を補正し、当該補正した目標ＥＧＲ弁開度に応じて前記基準値を設定することを特徴としている。
【００１０】
従って、ＥＧＲ弁の目標ＥＧＲ弁開度は、排気系の空燃比または空気過剰率が内燃機関の運転状態に応じた所定値となるよう運転状態（エンジン回転速度、燃料噴射量等）に応じて設定される指令値であり、実際のＥＧＲ弁開度と異なっている可能性があるが、排気濃度検出手段により検出された排気系の空燃比または空気過剰率と上記所定値との差に基づいて目標ＥＧＲ弁開度を補正し、当該補正した目標ＥＧＲ弁開度に応じて基準値を設定することにより、新気流入量の基準値が実際のＥＧＲ弁開度に即して適正に設定されることになり、ＥＧＲガスの導入時における新気流量検出手段の故障診断の精度が高まり、新気流量検出手段の信頼性がさらに向上する。
【００１１】
また、請求項３の発明では、排気濃度を検出することにより排気系の空燃比または空気過剰率を検出する排気濃度検出手段を備え、前記ＥＧＲ弁制御手段は、前記排気濃度検出手段により検出された排気系の空燃比または空気過剰率と前記所定値とが一致するよう前記ＥＧＲ弁の開度を補正することを特徴としている。
従って、上述の如く、ＥＧＲ弁の目標ＥＧＲ弁開度は、排気系の空燃比または空気過剰率が内燃機関の運転状態に応じた所定値となるよう運転状態（エンジン回転速度、燃料噴射量等）に応じて設定される指令値であり、実際のＥＧＲ弁開度と異なっている可能性があるが、排気濃度検出手段により検出された排気系の空燃比または空気過剰率と上記所定値とが一致するようにＥＧＲ弁開度が補正制御されることで、新気流入量の基準値が実際のＥＧＲ弁開度に即した適正なものとなり、ＥＧＲガスの導入時における新気流量検出手段の故障診断の精度が高まり、新気流量検出手段の信頼性がさらに向上する。
【００１２】
また、請求項４の発明によれば、排気濃度を検出することにより排気系の空燃比または空気過剰率を検出する排気濃度検出手段を備え、前記新気量基準値設定手段は、前記排気濃度検出手段により検出された排気系の空燃比または空気過剰率と前記所定値とが相違するときには、前記ＥＧＲ弁制御手段による前記ＥＧＲ弁の制御を停止し、内燃機関の運転状態にのみ応じて基準値を設定することを特徴としている。
【００１３】
従って、ＥＧＲ弁の目標ＥＧＲ弁開度は、排気系の空燃比または空気過剰率が内燃機関の運転状態に応じた所定値となるよう運転状態（エンジン回転速度、燃料噴射量等）に応じて設定される指令値であり、実際のＥＧＲ弁開度と異なっている可能性があるが、排気濃度検出手段により検出された排気系の空燃比または空気過剰率と上記所定値とが相違するときにはＥＧＲ弁の制御を停止するので、故障診断の機会が減ずることもなく、新気流入量の基準値が内燃機関の運転状態にのみ応じて設定されることになり、新気流量検出手段の故障診断の精度が高まり、新気流量検出手段の信頼性がさらに向上する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づき説明する。
図１を参照すると、本発明に係る内燃機関の故障検出装置の概略構成図が示されており、以下、同図に基づき本発明に係る内燃機関の故障検出装置の構成を説明する。
【００１５】
図１に示すように、内燃機関であるエンジン１は例えばコモンレール式直列４気筒のディーゼルエンジンである。コモンレール式のエンジン１では、燃焼室２に臨んで電磁式の燃料噴射ノズル４が各気筒毎に設けられており、各燃料噴射ノズル４は高圧パイプ５によりコモンレール６に接続されている。そして、コモンレール６は、高圧パイプ７ａを介して高圧ポンプ８に接続され、高圧ポンプ８に介装された低圧パイプ７ｂを介して燃料タンク９に接続されている。なお、エンジン１がディーゼルエンジンであるため、燃料としては軽油が使用される。
【００１６】
エンジン１の吸気通路１０には電磁式の吸気絞り弁１２が設けられており、吸気絞り弁１２よりも上流側には、出力信号Ｓａｆｓに基づき新気流入量Ｑａを検出するエアフローセンサ（ＡＦＳ、新気流量検出手段）１４が設けられている。エアフローセンサ１４は、ここでは例えばカルマン渦式エアフローセンサが採用されるが、熱線式エアフローセンサ等であってもよい。
【００１７】
一方、排気通路２０には、後処理装置２４が介装されている。後処理装置２４は、例えばディーゼル・パティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）２４ｂの上流に酸化触媒２４ａが設けられて連続再生式ＤＰＦとして構成されている。
連続再生式ＤＰＦは、酸化触媒２４ａにおいて酸化剤（ＮＯ２）を生成し、該生成された酸化剤によって下流のＤＰＦ２４ｂに堆積したパティキュレートマター（ＰＭ）を排気温度が比較的高い状況下で連続的に酸化除去してＤＰＦ２４ｂを再生可能に構成されている。
【００１８】
また、排気通路２０の後処理装置２４よりも上流位置には、排気中の酸素濃度を検出することにより排気系の空気過剰率λを検出するλセンサ（Ｏ２センサ等、排気濃度検出手段）２６が設けられている。なお、ここでは空気過剰率λを検出するようにしたが空燃比を検出するようにしてもよく、λセンサ２６に代えて空燃比センサ（ＬＡＦＳ等）を用いるようにしてもよい。
【００１９】
さらに、排気通路２０のエンジン１の近傍位置からは排ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気系に還流させるＥＧＲ通路３０が延びており、該ＥＧＲ通路３０の終端は吸気通路１０の吸気絞り弁１２よりも下流部分に接続されている。そして、ＥＧＲ通路３０には、任意の開度に開度調節可能な電磁式のＥＧＲ弁３２が介装されている。
【００２０】
電子コントロールユニット（ＥＣＵ）４０の入力側には、上述したエアフローセンサ１４、λセンサ２６の他、アクセルペダル４２の踏込量、即ちアクセル開度θａｃｃを検出するアクセル開度センサ（ＡＰＳ）４４やクランク角を検出することによりエンジン回転速度Ｎｅを検出可能なクランク角センサ４６等の各種センサ類が接続されている。
【００２１】
一方、ＥＣＵ４０の出力側には、上記燃料噴射ノズル４、吸気絞り弁１２、ＥＧＲ弁３２の他、各種故障状況を点灯表示する故障ランプ５０等の各種デバイス類が接続されている。
これにより、各種センサ類からの入力情報に基づき各種デバイス類が作動制御され、エンジン１が適正に運転制御される。例えば、アクセル開度センサ４４、エアフローセンサ１４、λセンサ２６からの情報に基づき燃料噴射量Ｑｆや吸気絞り弁１２の開度が調節されてエンジン１の運転制御が行われ、通常の運転のみならず後処理装置２４の再生制御やＥＧＲ弁３２の開度制御（ＥＧＲ弁制御手段）が実施される。
【００２２】
以下、上記のように構成された内燃機関の故障検出装置の作用について説明する。
先ず、第１実施例を説明する。
図２を参照すると、本発明の第１実施例に係る内燃機関の故障検出装置におけるエアフローセンサ（ＡＦＳ）故障判定制御の制御ルーチンがフローチャートで示されており、以下同フローチャートに沿い説明する。
【００２３】
先ず、ステップＳ１０では、ＥＧＲ有か否か、即ちＥＧＲ弁３２を開弁作動させてＥＧＲガスを吸気系に導入しているか否かを判別する。ＥＧＲガスの導入は、例えばエンジン回転速度Ｎｅ、燃料噴射量Ｑｆに応じて実施されるため、ここでは例えばエンジン回転速度Ｎｅ、燃料噴射量ＱｆがＥＧＲ導入の条件を満たしたか否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）でＥＧＲ有と判定された場合には、ステップＳ１２に進む。
【００２４】
ステップＳ１２では、目標ＥＧＲ弁開度を設定する。ここでは、上述したようにＥＧＲガスの導入は例えばエンジン回転速度Ｎｅ、燃料噴射量Ｑｆに応じて実施されるため、エンジン回転速度Ｎｅ、燃料噴射量Ｑｆに応じてＥＧＲ弁３２の目標ＥＧＲ弁開度を設定する。また、通常はエンジン１の運転状態に応じて空気過剰率λの目標値（所定値）λ１が設定されるが、当該目標値λ１が変化すると吸気絞り弁１２の開度及び燃料噴射量Ｑｆとの関係においてＥＧＲガス導入量、即ち目標ＥＧＲ弁開度も変化するため、ここでは、さらに空気過剰率λの目標値λ１に応じて目標ＥＧＲ弁開度を設定する（目標開度設定手段）。実際には、予めエンジン回転速度Ｎｅ、燃料噴射量Ｑｆ及び目標値λ１と目標ＥＧＲ弁開度との関係を示すマップが実験等に基づいて設定されており、目標ＥＧＲ弁開度は当該マップから読み出される。
【００２５】
ステップＳ１４では、λセンサ２６により検出される実際の空気過剰率λに応じて上記設定した目標ＥＧＲ弁開度を補正する。つまり、目標ＥＧＲ弁開度はあくまでもＥＣＵ４０からの指令値であって実際値ではないため、ＥＧＲ弁３２の開度を目標値λ１に応じた目標ＥＧＲ弁開度となるように制御したとしても、ＥＧＲ弁３２の実際の開度と目標ＥＧＲ弁開度との間に開度差が生じる場合があり、このように開度差が生じると目標値λ１と実際の空気過剰率λとの間にも同様の差を生じることから、当該目標値λ１と実際の空気過剰率λとを比較し、当該比較結果に応じて目標ＥＧＲ弁開度を実際の開度となるように補正する。
【００２６】
具体的には、目標値λ１とλセンサ２６により検出される実際の空気過剰率λの値との差（絶対値）｜λ−λ１｜を求め、当該差に相当する分だけ目標ＥＧＲ弁開度を補正する。なお、このように求めた目標ＥＧＲ弁開度の補正値を学習値として記憶するようにしてもよい。
これにより、目標ＥＧＲ弁開度がＥＧＲ弁３２の実際の開度に即した適正なものとなる。
【００２７】
ステップＳ１６では、上記のように求めた適正な目標ＥＧＲ弁開度に基づいて新気流入量Ｑａの基準値、即ち新気量基準値を設定する（新気量基準値設定手段）。つまり、新気流入量Ｑａの基準値である新気量基準値は、基本的にはエンジン１の運転状態（エンジン回転速度Ｎｅ、燃料噴射量Ｑｆ、エンジントルク、絞り弁開度（スロットル開度）、吸気負圧等）に応じて設定されるが、ここでは、当該新気量基準値を上記のように求めた目標ＥＧＲ弁開度で補正するようにする。
【００２８】
具体的には、新気流入量Ｑａと目標ＥＧＲ弁開度に応じたＥＧＲガス量Ｑｅｇｒとの差（Ｑａ−Ｑｅｇｒ）を求め、当該差（Ｑａ−Ｑｅｇｒ）に応じた基準値を新気量基準値として求める。或いは、ＥＧＲガスを含まない新気流入量Ｑａの新気量基準値を目標ＥＧＲ弁開度に応じた値で補正するようにしてもよい。
このとき、目標ＥＧＲ弁開度は上述したようにＥＧＲ弁３２の実際の開度に即した適正なものとなっているので、新気量基準値は、ＥＧＲガスを導入しない場合と同様に極めて正確な値に設定される。
【００２９】
一方、上記ステップＳ１０の判別結果が偽（Ｎｏ）でＥＧＲ有と判定されなかった場合、即ちＥＧＲガスを吸気系に導入していないと判定された場合には、ステップＳ２０に進む。
この場合には、吸入空気中にＥＧＲガスが存在していないので、目標ＥＧＲ弁開度を考慮することなく、上記エンジン１の運転状態に応じた通常の新気流入量Ｑａをそのまま新気量基準値として設定する。
【００３０】
ステップＳ２２では、エアフローセンサ１４の出力信号Ｓａｆｓと上記のように求めた新気量基準値との差（絶対値）｜Ｓａｆｓ−基準値｜をＸとして算出する（｜Ｓａｆｓ−基準値｜＝Ｘ）。つまり、エアフローセンサ１４が正常に機能していれば出力信号Ｓａｆｓは新気量基準値と一致するはずであるが、ここでは出力信号Ｓａｆｓと新気量基準値とが一致していない場合に、当該一致していないことを差Ｘとして検出する。
【００３１】
そして、ステップＳ２４において、当該差Ｘが所定値Ｘ１（微小値）以上（Ｘ≧Ｘ１）であるか否かを判別する。
ステップＳ２４の判別結果が真（Ｙｅｓ）で差Ｘが所定値Ｘ１以上と判定された場合には、エアフローセンサ１４が正常に機能しておらず異常であり、エアフローセンサ１４に故障が発生していると判断できる（故障検出手段）。従って、この場合には、ステップＳ２６において差Ｘが所定値Ｘ１以上である状態が所定時間ｔ１継続したことを確認し、ステップＳ２８において、エアフローセンサ１４が故障であることを故障ランプ５０を点灯させて運転者等に知らせる。また、ステップＳ３０において、エアフローセンサ１４が故障に対応した故障コードをＥＣＵ４０内のメモリに記録する。
【００３２】
特に、ここでは、新気量基準値は適正な目標ＥＧＲ弁開度に基づいてＥＧＲガスを導入しない場合と同様に極めて正確に設定されているので、ＥＧＲガスの導入に拘わらず、エアフローセンサ１４の故障を精度よく検出することができ、エアフローセンサ１４の信頼性を向上させることができる。これにより、例えば、エアフローセンサ１４の出力情報を後処理装置２４の再生制御に使用する場合において、当該制御を適正に実施して排ガス性能のより一層の向上を図ることができる。
【００３３】
ステップＳ２４の判別結果が偽（Ｎｏ）で差Ｘが所定値Ｘ１（微小値）よりも小さいと判定された場合には、エアフローセンサ１４は故障なく正常に機能していると判断でき、そのまま当該ルーチンを抜ける。
次に、第２実施例を説明する。
図３を参照すると、第２実施例に係る内燃機関の故障検出装置におけるエアフローセンサ（ＡＦＳ）故障判定制御の制御ルーチンがフローチャートで示されており、以下同フローチャートに沿い説明する。なお、当該第２実施例では、上記第１実施例と異なる部分について説明する。
【００３４】
第２実施例では、ステップＳ１２において目標ＥＧＲ弁開度を設定したら、上記第１実施例のような補正をすることなく、次のステップＳ１６において、そのまま当該目標ＥＧＲ弁開度に基づいて新気量基準値を設定する。
そして、ステップＳ１７において、λセンサ２６により検出される実際の空気過剰率λと目標値λ１とが等しい（λ＝λ１）か否かを判別する。換言すれば、ＥＧＲ弁３２の実際の開度と目標ＥＧＲ弁開度との間に開度差が生じ、目標値λ１と実際の空気過剰率λとの間にも同様の差が生じていないかどうかを判別する。
【００３５】
ステップＳ１７の判別結果が真（Ｙｅｓ）で実際の空気過剰率λと目標値λ１とが等しいと判定された場合には、目標ＥＧＲ弁開度はＥＧＲ弁３２の実際の開度に即した適正なものとなっていると判断でき、ステップＳ２２に進む。
一方、ステップＳ１７の判別結果が偽（Ｎｏ）で実際の空気過剰率λと目標値λ１とが異なっていると判定された場合には、ステップＳ１８おいて、実際の空気過剰率λが目標値λ１に一致するようにＥＧＲ弁３２の開度を補正する。
【００３６】
つまり、上記第１実施例ではＥＧＲ弁３２の実際の開度に対して目標ＥＧＲ弁開度を補正するようにしたが、当該第２実施例では目標ＥＧＲ弁開度に対してＥＧＲ弁３２の実際の開度を補正するようにする。
従って、ＥＧＲ弁３２の実際の開度が目標ＥＧＲ弁開度に即した適正なものとなり、やはり、新気量基準値はＥＧＲガスを導入しない場合と同様に極めて正確な値に設定される。
【００３７】
これにより、ＥＧＲガスの導入に拘わらず、エアフローセンサ１４の故障を精度よく検出することができ、エアフローセンサ１４の信頼性を向上させることができ、例えば、エアフローセンサ１４の情報を後処理装置２４の再生制御に使用する場合において、当該制御を適正に実施して排ガス性能のより一層の向上を図ることができる。
【００３８】
次に、第３実施例を説明する。
図４を参照すると、第３実施例に係る内燃機関の故障検出装置におけるエアフローセンサ（ＡＦＳ）故障判定制御の制御ルーチンがフローチャートで示されており、以下同フローチャートに沿い説明する。なお、当該第３実施例では、上記第１実施例、第２実施例と異なる部分について説明する。
【００３９】
第３実施例では、ステップＳ１２において目標ＥＧＲ弁開度を設定したら、上記第２実施例と同様に、次のステップＳ１６において、そのまま当該目標ＥＧＲ弁開度に基づいて新気量基準値を設定する。
そして、ステップＳ１７において、上記第２実施例と同様に、λセンサ２６により検出される実際の空気過剰率λと目標値λ１とが等しい（λ＝λ１）か否かを判別する。
【００４０】
ステップＳ１７の判別結果が真（Ｙｅｓ）で実際の空気過剰率λと目標値λ１とが等しいと判定された場合には、目標ＥＧＲ弁開度はＥＧＲ弁３２の実際の開度に即した適正なものとなっていると判断でき、ステップＳ２２に進む。
一方、ステップＳ１７の判別結果が偽（Ｎｏ）で実際の空気過剰率λと目標値λ１とが異なっていると判定された場合には、ステップＳ１９おいてＥＧＲ制御を停止し、ステップＳ２０において通常の新気流入量Ｑａをそのまま新気量基準値として設定した後、ステップＳ２２に進む。
【００４１】
つまり、当該第３実施例では、実際の空気過剰率λと目標値λ１とに差がある場合には、新気量基準値を正確に設定できないと判断してＥＧＲ制御自体を停止するようにし、ＥＧＲガスを吸気系に導入させることなく、エンジン１の運転状態に応じた新気流入量Ｑａの基準値を新気量基準値としてエアフローセンサ１４の故障判定を行うようにする。
【００４２】
なお、この際、エアフローセンサ１４の故障判定を中止するのではなく、ＥＧＲ制御を停止している間においてもエアフローセンサ１４の故障判定は継続的に実施されるので、故障診断の機会が減少してしまうようなこともない。
これにより、ＥＧＲガスの吸気系への導入状況を一切気にすることなく新気量基準値が常に正確な値に設定され、やはり、エアフローセンサ１４の故障を精度よく検出することができ、エアフローセンサ１４の信頼性を向上させることができる。
【００４３】
以上で本発明の実施形態についての説明を終えるが、本発明の実施形態は上記実施形態に限られるものではない。
例えば、上記実施形態ではエンジン１としてディーゼルエンジンを採用したが、エンジン１はガソリンエンジンであってもよい。
【００４４】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の請求項１の内燃機関の故障検出装置によれば、新気量基準値設定手段は、内燃機関の運転状態（エンジン回転速度、燃料噴射量、エンジントルク、スロットル開度、吸気負圧等）とともに目標開度設定手段により設定される目標ＥＧＲ弁開度に応じて新気流入量の基準値を設定するので、新気流入量の基準値を目標ＥＧＲ弁開度、即ちＥＧＲガス量を考慮した値にでき、当該基準値と新気流量検出手段（エアフローセンサ）により検出された新気流入量との比較結果に基づき、ＥＧＲガスの導入に拘わらず新気流量検出手段（エアフローセンサ）の故障診断を確実に実施して新気流量検出手段の信頼性を向上させることができる。これにより、例えば排ガス性能のより一層の向上を図ることができる。
【００４５】
また、請求項２の内燃機関の故障検出装置によれば、排気濃度検出手段により検出された排気系の空燃比または空気過剰率と内燃機関の運転状態に応じた所定値との差に基づいて目標ＥＧＲ弁開度を補正し、当該補正した目標ＥＧＲ弁開度に応じて基準値を設定するので、新気流入量の基準値を実際のＥＧＲ弁開度に即して適正に設定できることになり、ＥＧＲガスの導入時における新気流量検出手段の故障診断の精度を高め、新気流量検出手段の信頼性をさらに向上させることができる。
【００４６】
また、請求項３の内燃機関の故障検出装置によれば、排気濃度検出手段により検出された排気系の空燃比または空気過剰率と内燃機関の運転状態に応じた所定値とが一致するようにＥＧＲ弁開度を補正制御するので、新気流入量の基準値を実際のＥＧＲ弁開度に即した適正なものにでき、ＥＧＲガスの導入時における新気流量検出手段の故障診断の精度を高め、新気流量検出手段の信頼性をさらに向上させることができる。
【００４７】
また、請求項４の内燃機関の故障検出装置によれば、排気濃度検出手段により検出された排気系の空燃比または空気過剰率と内燃機関の運転状態に応じた所定値とが相違するときにはＥＧＲ弁の制御を停止し、新気流入量の基準値を内燃機関の運転状態にのみ応じて設定するので、故障診断の機会を減ずることなく、新気流量検出手段の故障診断の精度を高め、新気流量検出手段の信頼性をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る内燃機関の故障検出装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施例に係るエアフローセンサ（ＡＦＳ）故障判定制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】本発明の第２実施例に係るエアフローセンサ（ＡＦＳ）故障判定制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】本発明の第３実施例に係るエアフローセンサ（ＡＦＳ）故障判定制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ エンジン（内燃機関）
１０ 吸気通路
１４ エアフローセンサ（ＡＦＳ）
２０ 排気通路
２４ 後処理装置
２６ λセンサ
３０ ＥＧＲ通路
３２ ＥＧＲ弁
４０ 電子コントロールユニット（ＥＣＵ）
４６ クランク角センサ
Claims (4)
- 内燃機関の吸気系に設けられ、内燃機関の燃焼室内に導入される新気流入量を検出する新気流量検出手段と、
内燃機関の運転状態に応じて新気流入量の基準値を設定する新気量基準値設定手段と、
前記新気流量検出手段により検出された新気流入量と前記新気量基準値設定手段により設定された基準値との比較結果に基づき前記新気流量検出手段の異常の有無を検出する故障検出手段と、
内燃機関の排気系から排ガスの一部をＥＧＲガスとして前記吸気系に還流させるＥＧＲ通路と、
該ＥＧＲ通路に介装され、開度の変更によりＥＧＲガス量を調節するＥＧＲ弁と、
排気系の空燃比または空気過剰率が内燃機関の運転状態に応じた所定値となるよう該運転状態に応じて前記ＥＧＲ弁の目標ＥＧＲ弁開度を設定する目標開度設定手段と、
該目標開度設定手段により設定された目標ＥＧＲ弁開度に応じて前記ＥＧＲ弁を制御するＥＧＲ弁制御手段とを備え、
前記新気量基準値設定手段は、内燃機関の運転状態とともに前記目標開度設定手段により設定される目標ＥＧＲ弁開度に応じて基準値を設定することを特徴とする内燃機関の故障検出装置。 - 排気濃度を検出することにより排気系の空燃比または空気過剰率を検出する排気濃度検出手段を備え、
前記新気量基準値設定手段は、前記排気濃度検出手段により検出された排気系の空燃比または空気過剰率と前記所定値との差に基づき前記目標ＥＧＲ弁開度を補正し、当該補正した目標ＥＧＲ弁開度に応じて前記基準値を設定することを特徴とする、請求項１記載の内燃機関の故障検出装置。 - 排気濃度を検出することにより排気系の空燃比または空気過剰率を検出する排気濃度検出手段を備え、
前記ＥＧＲ弁制御手段は、前記排気濃度検出手段により検出された排気系の空燃比または空気過剰率と前記所定値とが一致するよう前記ＥＧＲ弁の開度を補正することを特徴とする、請求項１記載の内燃機関の故障検出装置。 - 排気濃度を検出することにより排気系の空燃比または空気過剰率を検出する排気濃度検出手段を備え、
前記新気量基準値設定手段は、前記排気濃度検出手段により検出された排気系の空燃比または空気過剰率と前記所定値とが相違するときには、前記ＥＧＲ弁制御手段による前記ＥＧＲ弁の制御を停止し、内燃機関の運転状態にのみ応じて基準値を設定することを特徴とする、請求項１記載の内燃機関の故障検出装置。
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