JP2011027073A - 内燃機関の異常診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＰＣＶ通路の詰まり異常を診断する。
【解決手段】エンジン１０には、吸気系に接続されブローバイガスを吸気系に還流させるためのＰＣＶ通路３１と、吸気系においてＰＣＶ通路３１の接続部よりも上流側に配置され吸気流量を検出するエアフロメータ１３とが設けられている。エンジン１０の各種制御を実施する電子制御ユニット（ＥＣＵ）５０は、エアフロメータ１３により検出される吸気流量の脈動幅に基づいて、ＰＣＶ通路３１の詰まり異常を診断する。エアフロメータ１３としては、半導体基板上に発熱部と測温部とを有する熱式センサを採用する。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の異常診断装置に関し、詳しくはブローバイガスを吸気系に還流させるためのＰＣＶ通路の詰まり異常を診断する内燃機関の異常診断装置に関するものである。

従来、ＰＣＶ通路に関する異常を診断する装置が種々提案されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１には、吸気通路において、吸気系とＰＣＶ通路との接続部よりも上流側の空気量をエアフロメータにより検出し、その検出した空気量と判定値との比較結果に基づいてＰＣＶ通路の異常を診断することが開示されている。すなわち、ＰＣＶ通路の破損や吸気系からの外れが生じた場合には、その該当部分から吸気系に外気が流入することにより、ＰＣＶ通路との接続部よりも上流側を流れる空気量（平均流量）が減少する。その点を考慮し、上記特許文献１では、エアフロメータにより検出される吸入空気量をモニタすることで、ＰＣＶ通路の破損や吸気系からの外れ等に起因する空気漏れを検出している。

特開２００７−２８３８号公報

しかしながら、上記特許文献１では、ＰＣＶ通路の破損等による空気漏れを診断対象としており、ＰＣＶ通路の詰まり異常を診断することができない。すなわち、ＰＣＶ通路の破損等による空気漏れの場合には、その空気漏れの部分から外気が流入することにより、ＰＣＶ通路を通じて吸気系へ導入される空気量（平均流量）が増加するのに対し、異物の混入等によりＰＣＶ通路に詰まり異常が発生している場合には、ＰＣＶ通路の径が小さくなることにより、ＰＣＶ通路を通じて吸気系へ流入される空気量（平均流量）は増加しない。そのため、詰まり異常の場合には、ＰＣＶ通路との接続部よりも上流側において、上記特許文献１のような平均流量の増加又は減少は見られず、上記手法では詰まり異常を診断できない。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、ＰＣＶ通路の詰まり異常を診断することができる内燃機関の異常診断装置を提供することを主たる目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。

本発明は、内燃機関の吸気系に接続されブローバイガスを前記吸気系に還流させるためのＰＣＶ通路と、前記吸気系において前記ＰＣＶ通路の接続部よりも上流側に配置され吸気流量を検出する流量センサとを備える内燃機関に適用される内燃機関の異常診断装置に関する。そして、請求項１に記載の発明は、前記流量センサにより検出される吸気流量の脈動幅に基づいて、前記ＰＣＶ通路の詰まり異常を診断する異常診断手段を備えることを特徴とする。

要するに、ＰＣＶ通路に異物が混入する等して詰まり異常が生じた場合、ＰＣＶ通路を通過するブローバイガスの流量が小さくなり、ブローバイガスの燃焼処理を適正に実施できないおそれがある。そのため、ＰＣＶ通路の詰まり異常を診断する必要がある。本発明者は、ＰＣＶ通路の詰まり異常を診断するための方法について鋭意検討し、その結果、内燃機関の吸気弁の開閉に伴う吸気脈動が、ＰＣＶ通路の接続部よりも上流側において、ＰＣＶ通路から吸気系へのガスの流れの影響を受けること、及びその影響の程度がＰＣＶ通路における径の相違により変化することを見出した。

すなわち、本発明では、ＰＣＶ通路の吸気系への接続部よりも上流側に流量センサを配置し、その流量センサにより検出される吸気流量の脈動幅に基づいて、ＰＣＶ通路に詰まり異常が発生しているか否かを判定する。この構成によれば、流量センサの出力値をモニタすることにより、ＰＣＶ通路の詰まり異常を精度よく診断することができる。具体的には、ＰＣＶ通路の径が小さいほど、ＰＣＶ通路の吸気系への接続部よりも上流側において吸気流量の脈動幅が小さくなる傾向があることに鑑み、同脈動幅が判定値以下の場合に、詰まり異常有りと診断するとよい。

請求項２に記載の発明は、前記流量センサの下流側において前記吸気系から分岐する前記ＰＣＶ通路以外の分岐通路と、前記ＰＣＶ通路を含む分岐通路のうち少なくともいずれかの分岐通路の流路断面積を調節する開閉弁とを備える内燃機関に適用される内燃機関の異常診断装置に関するものであり、前記異常診断手段が、前記開閉弁の開閉状態及び前記脈動幅に基づいて、前記ＰＣＶ通路を含む分岐通路の少なくともいずれかの詰まり異常を診断する。

ＰＣＶ通路以外に、吸気系から分岐する１以上の分岐通路を有する構成では、その分岐通路を通じて吸気系に流れる流体によって吸気脈動が変化すると考えられる。この構成において、ＰＣＶ通路を含む複数の分岐通路で流体の通過が許容されている場合、吸気流量の脈動幅に基づいて詰まり異常有りと診断されたとしても、その詰まり異常がいずれの分岐通路で発生しているかを特定できないことが考えられる。一方、流路断面積を調節する開閉弁が設けられた分岐通路において、開閉弁が閉弁状態であれば、吸気脈動は、その開閉弁を備える通路を通過する流体の影響を受けないため、該通路を診断対象から除外できる。つまり、開閉弁の開閉状態に応じて、吸気脈動の変化に及ぼす影響が異なると言える。その点に鑑み、上記構成のように、分岐通路に設けられた開閉弁の開閉状態を考慮して脈動幅に基づく異常診断を実施することにより、脈動幅の変化に影響を及ぼす分岐通路を診断対象とすることができ、異常診断を好適に実施することができる。

分岐通路に詰まり異常が発生している状態と、分岐通路の開閉弁を閉側にした状態とでは、いずれも流路断面積が小さくなるため、詰まり異常の発生又は開閉弁の閉弁に伴う吸気脈動の変化態様が同じ傾向を示す。そのため、分岐通路に詰まり異常が発生していない場合には、その分岐通路の開閉弁を閉側に変更することにより、詰まり異常の発生時と同じ方向に脈動幅が変化する。また、分岐通路の開閉弁を開側に変更した場合には、詰まり異常の発生時とは逆の方向に吸気脈動が変化する。一方、分岐通路に詰まり異常が発生している場合には、詰まり異常が発生している分岐通路の開閉弁を閉側又は開側に変更したとしても、吸気脈動はほとんど変化しないと考えられる。その点に鑑み、請求項３に記載の発明では、前記異常診断手段が、前記開閉弁の開閉状態を閉側又は開側へ変更した場合の前記脈動幅の増減に基づいて前記詰まり異常を診断する。こうすることで、吸気系からの分岐通路を複数備える構成において、詰まり異常が発生している通路を特定することができる。

請求項４に記載の発明では、前記分岐通路が、前記内燃機関の排気系と前記吸気系とを連通し排気の一部を前記吸気系に還流するためのＥＧＲ通路である。この構成によれば、ＰＣＶ通路とＥＧＲ通路とが吸気系に接続されている構成において、ＰＣＶ通路及びＥＧＲ通路の少なくともいずれかで詰まり異常が発生した場合に、その異常発生の通路を特定することができる。

吸気系を通過する流体の平均流量が大きいと、内燃機関の吸気弁の開閉に伴う吸気脈動が大きくなり、その結果、ＰＣＶ通路の詰まりによる脈動幅の変化を検出できないことが考えられる。その点に鑑み、請求項５に記載の発明では、前記異常診断手段が、前記吸気系を通過する流体の平均流量が所定の低流量範囲の場合に前記脈動幅に基づく異常診断を実施する。この構成によれば、ＰＣＶ通路の詰まりに起因する脈動幅の変化を検出可能な状況下で異常診断が実施されるため、診断精度を高める上で好適である。ここで、吸気系での流体の平均流量が所定値以下となる場合としては、例えば内燃機関の運転状態が低負荷状態や、アイドル運転状態である場合が挙げられる。

吸気脈動は、内燃機関の吸気弁の開閉に伴い吸気系に導入される空気の流量が増減することにより発生する。したがって、脈動幅の変化を精度よく検出するには、高感度な流量センサを用いるのが望ましい。したがって、請求項６に記載の発明のように、前記流量センサを、半導体基板上に発熱部と測温部とを有する熱式センサとするとよい。本構成の流量センサであれば、例えば熱線式のセンサ等に比べて高応答性を有しているため、空気流量の検出精度が高く、診断精度を高めることができる。

エンジン制御システムの全体概略を示す構成図。 空気流量の推移とＰＣＶ通路の径との関係を示す図。 ＰＣＶ通路の詰まり異常診断処理の処理手順を示すフローチャート。 第２の実施形態におけるエンジン制御システムの全体概略を示す構成図。 ＰＣＶ通路及びＥＧＲ通路の詰まり異常診断処理の処理手順を示すフローチャート。

（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施の形態は、内燃機関である車載多気筒ガソリンエンジンを対象にエンジン制御システムを構築するものとしている。当該制御システムにおいては、電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）を中枢として燃料噴射量の制御や点火時期の制御等を実施する。このエンジン制御システムの全体概略構成図を図１に示す。

図１に示すエンジン１０において、吸気管１１（吸気通路）の最上流部にはエアクリーナ１２が設けられ、エアクリーナ１２の下流側には、吸入空気量を検出するためのエアフロメータ１３が設けられている。

エアフロメータ１３について本実施形態では、熱式の流量センサを採用している。詳細には、エアフロメータ１３は、半導体基板を備えており、この半導体基板上に、空気流に熱を与える発熱抵抗体と、同基板上の薄肉部に形成され空気流の温度を検出する測温抵抗体とが設けられている。

発熱抵抗体及び測温抵抗体には制御回路が接続されている。制御回路は、発熱抵抗体の温度と、測温抵抗体で検出される温度との差が一定になるように、発熱抵抗体に流れる電流値を制御しており、この電流値に応じた電気信号をＥＣＵ５０に出力する。したがって、制御回路では、吸気通路を流れる空気の流量が多くなるほど、発熱抵抗体の放熱量が増大することにより、測温抵抗体での検出温度との差を一定にすべく、発電抵抗体を流れる電流値を大きくする。これにより、発熱抵抗体の電流値に応じた電気信号がＥＣＵ５０に出力され、この出力信号がＥＣＵ５０により演算処理されることで、空気流量が算出される。

なお、上記とは動作原理が異なる熱式流量センサを本実施形態のエアフロメータ１３として用いてもよい。例えば、半導体基板上において、発熱抵抗体の吸気上流側と吸気下流側とに、発熱抵抗体を中間にして複数の（例えば二つの）測温抵抗体を配置した流量センサを用いてもよい。このセンサでは、二つの測温抵抗体の間に空気流量に対応した温度差が生じ、その温度差に応じた電気信号が出力される。したがって、その電気信号に基づいて、空気流量が算出される。

エアフロメータ１３の下流側には、ＤＣモータ等のスロットルアクチュエータ１５によって開度調節されるスロットルバルブ１４が設けられている。スロットルバルブ１４の開度（スロットル開度）は、スロットルアクチュエータ１５に内蔵されたスロットル開度センサにより検出される。

スロットルバルブ１４の下流側にはサージタンク１６が設けられ、サージタンク１６には、吸気管圧力を検出するための吸気管圧力センサ１７が設けられている。また、サージタンク１６には、エンジン１０の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド１８が接続されており、吸気マニホールド１８において各気筒の吸気ポート近傍には、燃料を噴射供給する電磁駆動式の燃料噴射弁１９が取り付けられている。

エンジン１０の吸気ポート及び排気ポートには、それぞれ吸気バルブ２１及び排気バルブ２２が設けられている。この吸気バルブ２１の開動作によりサージタンク１６内の空気が燃焼室２３内に導入され、排気バルブ２２の開動作により燃焼後の排ガスが排気管２４に排出される。

エンジン１０のシリンダブロック２５にはシリンダ２６が設けられており、シリンダ２６内においてピストン２７が摺動可能に配置されている。また、シリンダブロック２５には、シリンダ２６の下方においてクランクケース２８が設けられており、このクランクケース２８の下部に、潤滑油としてのエンジンオイルを貯留するためのオイルパン２９が形成されている。

クランクケース２８は、ＰＣＶ通路３１を介して吸気系（本実施形態ではサージタンク１６）に接続されている。例えばエンジン１０の暖機完了前のように、シリンダ２６とピストン２７との摺動部の隙間が比較的大きくなる場合には、燃焼室２３内の燃料が、その隙間を介してクランクケース２８内に漏出し、オイルパン２９内のエンジンオイルに混入される。クランクケース２８内に漏出した燃料（ブローバイガス）は、エンジン１０の暖機が進むにつれて蒸発し、ＰＣＶ通路３１を経由してサージタンク１６に放出される。

エンジン１０のシリンダヘッドには、気筒毎に点火プラグ３２が取り付けられている。点火プラグ３２には、点火コイル等よりなる点火装置（図示略）を通じて、所望とする点火時期において高電圧が印加される。この高電圧の印加により、各点火プラグ３２の対向電極間に火花放電が発生し、燃焼室２３内に導入した混合気が着火され燃焼に供される。

排気管２４には、排気中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等を浄化するための三元触媒等の触媒３３が設けられている。また、触媒３３の上流側には、排気を検出対象として混合気の空燃比（酸素濃度）を検出するためのＯ2センサ３４が設けられている。

また、エンジン１０には、冷却水温を検出する冷却水温センサ３７や、エンジン１０の所定クランク角毎に（例えば３０°ＣＡ周期で）矩形状のクランク角信号を出力するクランク角度センサ３８が取り付けられている。

ＥＣＵ５０は、周知の通りＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータ（以下、マイコンという）を主体として構成され、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、都度のエンジン運転状態に応じてエンジン１０の各種制御を実施する。すなわち、ＥＣＵ５０は、前述した各種センサなどから各々検出信号を入力し、それらの各種検出信号に基づいて燃料噴射量や点火時期等を演算する。そして、その演算結果に基づいて、燃料噴射弁１９や点火装置の駆動を制御したり、あるいはスロットルバルブ１４の開度を制御したりする。

また、ＥＣＵ５０は、吸気管１１から分岐する分岐通路であるＰＣＶ通路３１を診断対象として、その詰まり異常を診断する異常診断処理を実行する。詰まり異常診断の手法として、本発明者は、吸気バルブ２１の開閉に伴い吸気通路内に発生する吸気脈動が、吸気管１１とＰＣＶ通路３１との接続部よりも上流側において、ＰＣＶ通路３１から吸気通路へのガスの流れの影響を受けること、及びその影響がＰＣＶ通路３１の径の相違により異なることを見出し、これに着目した。

吸気脈動とＰＣＶ通路３１の径との関係について、図２を参照しつつ、以下詳細に説明する。図２は、エアフロメータ１３により検出される空気流量の推移とＰＣＶ通路３１の径との関係を示す図である。図中、実線はＰＣＶ通路３１の通路径が１０ミリメートルの場合を示し、一点鎖線は５ミリメートルの場合を示し、点線は２ミリメートルの場合を示す。なお、図２では、６気筒エンジンのアイドル運転時の場合を示している。

図２に示すように、エアフロメータ１３により検出される空気流量は、吸気バルブ２１の開閉に応じて周期的に変化している。詳しくは、吸気バルブ２１の開動作により、サージタンク１６内の空気が燃焼室２３に導入されると、吸気通路において順流方向の空気流の形成が促進される。これにより、吸入空気量が増加する（図２の期間Ａ）。この状態で吸気バルブ２１の閉動作が行われると、その閉動作によりサージタンク１６内の空気が燃焼室２３に導入されるのが停止され、吸気通路において逆流の空気流が形成される。これにより、吸入空気量が減少する（図２の期間Ｂ）。すなわち、吸気通路内では、吸気バルブ２１の開閉に伴い吸入空気量（空気流量）の増加と減少とが繰り返されることにより吸気脈動が生じている。

また、図２によれば、ＰＣＶ通路３１の径が小さいほど、エアフロメータ１３により検出される空気流量の脈動幅が小さくなっている。これは、ＰＣＶ通路３１から吸気通路内に導入される流体（ブローバイガス）に脈動があることに起因すると考えられる。つまり、ＰＣＶ通路３１の詰まり異常が進行してＰＣＶ通路３１の径が小さくなるほど、吸気通路に還流されるブローバイガスの量が少なくなり、その結果、ブローバイガスにより吸気通路に形成される脈動が小さくなるためと考えられる。

そこで、本実施形態では、エアフロメータ１３により検出される吸気流量の脈動幅に基づいて、ＰＣＶ通路３１の詰まり異常を診断する。より具体的には、エアフロメータ１３により検出される吸気流量に基づいて脈動幅を算出し、その算出した脈動幅と異常判定値とを比較する。そして、算出した脈動幅が異常判定値以下であれば、ＰＣＶ通路３１に詰まり異常が発生していると診断する。

次に、ＰＣＶ通路３１の詰まり異常を診断する異常診断処理について、図３のフローチャートを用いて説明する。この処理は、ＥＣＵ５０により所定周期毎に実行される。

図３において、まずステップＳ１０１では、本処理による異常診断の実行条件が成立しているか否かを判定する。実行条件として本実施形態では、エンジン１０が所定の低負荷運転時又はアイドル運転時であること、換言すれば、エアフロメータ１３により検出される空気流量の平均値（所定時間の平均流量）が所定値以下であることを含む。なお、平均流量が所定値以下であることは、スロットル開度センサにより検出されるスロットル開度に基づいて判定してもよい。エンジン負荷が高く吸気通路内の空気流量が大きいと、吸気通路内において吸気バルブ２１の開閉に伴う吸気脈動が大きく現れ、ＰＣＶ通路３１の詰まり異常に起因する脈動変化が見にくくなるため、平均流量が比較的小さい場合に本異常診断を実施することとしている。

実行条件が成立していることを条件にステップＳ１０２以降へ進む。ステップＳ１０２では、エアフロメータ１３の出力値を取得して記憶し、ステップＳ１０３では、脈動幅を算出するのに必要な数のデータ（エアフロメータ出力値）の取得が完了したか否かを判定する。本実施形態では、所定の基準タイミングからの経過時間に基づいて判定する。なお、所定の基準タイミングからの経過時間は、少なくとも１つの気筒における吸気バルブ２１の開動作の期間（図２の期間Ａ）及び閉動作の期間（図２の期間Ｂ）が含まれるように設定すればよい。

脈動幅の算出に必要なデータの取得が完了したことを条件にステップＳ１０４へ進み、取得したエアフロメータ出力値に基づいて、エアフロメータ出力値の最大値（極大値）Ｍｍａｘ及び最小値（極小値）Ｍｍｉｎを算出する。最大値Ｍｍａｘ及び最小値Ｍｍｉｎを算出するには、例えば、図示しない別ルーチンを実行することにより、逐次取得したエアフロメータ出力値から、ピークホールド回路により最大値Ｍｍａｘ及び最小値Ｍｍｉｎを抽出する。

続くステップＳ１０５では、最大値Ｍｍａｘから最小値Ｍｍｉｎを差し引くことにより脈動幅を算出し、その算出した脈動幅が異常判定値Ｍｔｈ以下か否かを判定する。脈動幅が異常判定値Ｍｔｈよりも大きい場合には、ステップＳ１０６へ進み、ＰＣＶ通路３１の詰まり異常なしと判定する。一方、脈動幅が異常判定値Ｍｔｈ以下の場合には、ステップＳ１０７へ進み、ＰＣＶ通路３１の詰まり異常有りと判定する。この場合、警告ランプの点灯や警報音の発生により異常有りの旨をドライバに報知するとともに、その異常情報をバックアップ用メモリ等に記憶する。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。

エンジン１０の吸気系において、吸気系とＰＣＶ通路３１との接続部よりも上流側にエアフロメータ１３を配置し、エアフロメータ１３により検出される吸気流量の脈動幅に基づいて、ＰＣＶ通路３１に詰まり異常が発生しているか否かを判定する構成としたため、エアフロメータ１３の出力値をモニタすることにより、ＰＣＶ通路３１の詰まり異常を精度よく診断することができる。

吸気通路内の空気の平均流量が所定値以下の場合に脈動幅に基づく異常診断を実施する構成としたため、ＰＣＶ通路３１の詰まりに起因する脈動幅の変化が検出可能な状況下で異常診断を実施することができる。これにより、脈動幅に基づく異常診断の診断精度を高めることができる。

エアフロメータ１３として、半導体基板上に発熱抵抗体と測温抵抗体とを有する熱式センサを用いる構成としたため、例えば熱線式のセンサ等に比べ、吸気通路における空気流量を高感度に検出することができる。したがって、脈動幅の変化を精度よく検出することができ、ひいては脈動幅に基づく異常診断の精度を高めることができる。

ＰＣＶ通路３１は、例えばＥＧＲ通路のような他の分岐通路に比べて径が小さく、異物混入等により詰まり異常が発生しやすいと考えられる。その点、上記構成のように、吸気流量の脈動幅に基づいてＰＣＶ通路３１の詰まり異常を診断することにより、ＰＣＶ通路３１の詰まり異常を適正に検出することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について、上述した第１の実施形態との相違点を中心に説明する。上記第１の実施形態では、吸気流量の脈動幅に基づいてＰＣＶ通路３１の詰まり異常を診断したが、本実施形態では、吸気流量の脈動幅に基づいて、ＰＣＶ通路に加えて、吸気管から分岐するＰＣＶ通路以外の分岐通路としてのＥＧＲ通路における詰まり異常を診断する。

システム構成上の主たる相違点としては、図４に示すように、排気管２４は、三元触媒３３の上流側において、ＥＧＲ通路３５を介して吸気系（本実施形態ではサージタンク１６）に接続されている。なお、ＥＧＲ通路３５の排気側接続部位は、三元触媒３３の下流側であってもよい。

ＥＧＲ通路３５の途中には、ＥＧＲ通路３５の流路断面積を調節する開閉弁として、電磁駆動式のＥＧＲバルブ３６が設けられている。ＥＧＲバルブ３６においては、その開度（ＥＧＲ開度）がＥＣＵ５０からの指令信号に基づき調節されることにより、排気管２４から吸気通路側に再循環される排気の量（ＥＧＲガス量）が制御される。

ＰＣＶ通路３１及びＥＧＲ通路３５の詰まり異常を診断するのにあたり、本実施形態では、ＥＧＲバルブ３６の開閉状態を閉側又は開側へ変更した場合の脈動幅の増減に基づいて、その詰まり異常を診断する。より具体的には、ＥＧＲバルブ３６を開弁状態から閉弁状態又は閉弁状態から開弁状態に変更したときに、その変更の前後において吸気流量の脈動幅が大きく変化した場合には、ＥＧＲ通路３５に詰まり異常なしと判断する。一方、ＥＧＲバルブ３６の開閉状態の変更前後において吸気流量の脈動幅がほとんど変化しないか、又はその変化が小さい場合には、ＥＧＲ通路３５に詰まり異常有りと判定する。

また、本実施形態では、吸気流量の脈動幅と異常判定値との比較結果に基づき、ＰＣＶ通路３１又はＥＧＲ通路３５に詰まり異常が有るか否かを判定し、その結果、いずれかの分岐通路に異常有りと判定された場合に、ＥＧＲバルブ３６の開度変更による異常判定を実施することにより、ＰＣＶ通路３１とＥＧＲ通路３５とのいずれに詰まり異常が有るかを特定する。

図５は、ＰＣＶ通路３１及びＥＧＲ通路３５の詰まり異常を診断する異常診断処理の処理手順を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ５０により所定周期毎に実行される。なお、以下の説明では、上記図３のフローチャートと同様の処理については、上記図３と同じステップ番号を示すことにより、その説明を省略する。

図５において、まずステップＳ２０１〜Ｓ２０４では、上記図３のステップＳ１０１〜Ｓ１０４と同様の処理を実行する。これにより、エアフロメータ出力値の最大値Ｍｍａｘ及び最小値Ｍｍｉｎが算出・記憶される。

続くステップＳ２０５では、閉弁フラグＦＣＬに値０がセットされているか否かを判定し、ステップＳ２０６では、開弁フラグＦＯＰに値０がセットされているか否かを判定する。ここで、閉弁フラグＦＣＬは、本処理の実行中にＥＧＲバルブ３６を開弁状態から閉弁状態（開→閉）に変更したことを示すフラグであり、本処理の実行中にＥＧＲバルブ３６を開→閉に変更した場合に値１にセットされる。また、開弁フラグＦＯＰは、本処理の実行中にＥＧＲバルブ３６を閉弁状態から開弁状態（閉→開）に変更したことを示すフラグであり、本処理の実行中にＥＧＲバルブ３６を閉→開に変更した場合に値１にセットされる。

閉弁フラグＦＣＬ及び開弁フラグＦＯＰが値０であれば、ステップＳ２０５及びＳ２０６で肯定判定され、ステップＳ２０７へ進む。ステップＳ２０７では、算出した最大値Ｍｍａｘから最小値Ｍｍｉｎを差し引くことにより脈動幅を算出して記憶するとともに、その算出した脈動幅が異常判定値Ｍｔｈ以下か否かを判定する。脈動幅が異常判定値Ｍｔｈよりも大きい場合には、ステップＳ２０８へ進み、ＰＣＶ通路３１及びＥＧＲ通路３５の詰まり異常は生じていないと判断して本処理を終了する。

一方、脈動幅が異常判定値Ｍｔｈ以下の場合には、ＰＣＶ通路３１とＥＧＲ通路３５とのいずれかにおいて詰まり異常が生じていると判断し、以下の処理にて、ＰＣＶ通路３１とＥＧＲ通路３５とのいずれにおいて詰まり異常が生じているかを特定する。

すなわち、脈動幅が異常判定値Ｍｔｈ以下の場合には、ステップＳ２０９へ進み、ＥＧＲバルブ３６が開弁状態か否かを判定する。ＥＧＲバルブ３６が開弁状態の場合には、ステップＳ２１０へ進み、ＥＧＲバルブ３６を開→閉に変更し、ステップＳ２１１で、閉弁フラグＦＣＬに値１をセットする。そして、本ルーチンを一旦終了する。

その後、ステップＳ２０１〜Ｓ２０４の処理を実行することにより、ＥＧＲバルブ３６が閉弁された状態でのエアフロメータ出力値の最大値Ｍｍａｘ及び最小値Ｍｍｉｎが算出される。このとき、閉弁フラグＦＣＬには値１がセットされていることから、ステップＳ２０５では否定判定され、ステップＳ２１２以降の処理へ進む。

ステップＳ２１２では、ＥＧＲバルブ３６を閉弁した状態、すなわちＰＣＶ通路３１のみを開通させた状態での吸気流量の最大値Ｍｍａｘ及び最小値Ｍｍｉｎにより脈動幅を算出し、その算出した脈動幅が、バルブ閉弁前の脈動幅に対して変化したか否かを判定する。ここでは、脈動幅の今回値（閉弁後の値）から前回値（閉弁前の値）を差し引くことにより、ＥＧＲバルブ３６の開→閉に伴う脈動幅の変化量（≦０）を算出し、その変化量が、ゼロ又はゼロ付近の負の値として定められた所定の判定値以下か否かを判定する。

ここで、ＥＧＲ通路３５において、ＥＧＲバルブ３６の開度を変更することによりＥＧＲ通路３５の流路断面積を小さくした場合、詰まり異常が生じた場合と同様の事象が生じる。すなわち、ＰＣＶ通路３１の場合（図２）と同様に、ＥＧＲ通路３５の流路断面積が小さいほど、エアフロメータ１３により検出される吸気流量の脈動幅が小さくなる。

これに鑑みると、ＥＧＲ通路３５に詰まり異常が生じていない状況下でＥＧＲバルブ３６を開→閉に変更した場合には、その変更に伴いＥＧＲ通路３５の流路断面積が小さくなり、その結果、吸気流量の脈動幅が小さくなる。一方、ＥＧＲ通路３５に詰まり異常が生じている場合には、ＥＧＲバルブ３６の開閉状態に関わらず、その詰まりが原因となって吸気流量の脈動幅が小さくなっている。そのため、ＥＧＲバルブ３６を開→閉に変更したとしても、その変更の前後において吸気の脈動幅はさほど変化しない。

また、今現在、吸気流量の脈動幅と異常判定値Ｍｔｈとの比較結果に基づき、ＰＣＶ通路３１又はＥＧＲ通路３５で詰まり異常が生じていることが推測される状況下であることから、ＥＧＲ通路３５が正常であれば、その詰まり異常の原因はＰＣＶ通路３１にあり、また逆に、ＰＣＶ通路３１が正常であれば、その詰まり異常の原因はＥＧＲ通路３５にあると考えられる。したがって、本実施形態では、開→閉に伴う脈動幅の変化量（≦０）が所定の判定値以下の場合には、ステップＳ２１３へ進み、ＥＧＲ通路３５が正常であり、ＰＣＶ通路３１に詰まり異常有りと診断する。一方、開→閉に伴う脈動幅の変化量が所定の判定値よりも大きい場合には、ステップＳ２１４へ進み、ＰＣＶ通路３１は正常であって、ＥＧＲ通路３５の詰まり異常有りと診断する。その後、ステップＳ２１５において、閉弁フラグＦＣＬを値０にリセットし、本ルーチンを終了する。

さて、ステップＳ２０９において、ＥＧＲバルブ３６が閉弁状態であれば、ステップＳ２１６へ進み、ＥＧＲバルブ３６を閉→開に変更し、ステップＳ２１７で、開弁フラグＦＯＰに値１をセットする。そして、本ルーチンを一旦終了する。

その後、ステップＳ２０１〜Ｓ２０４の処理を実行することにより、ＥＧＲバルブ３６が開弁状態でのエアフロメータ出力値の最大値Ｍｍａｘ及び最小値Ｍｍｉｎが算出される。このとき、閉弁フラグＦＣＬには値０がセットされ、開弁フラグＦＯＰには値１がセットされていることから、ステップＳ２０５で肯定判定された後ステップＳ２０６で否定判定され、ステップＳ２１８以降の処理へ進む。

ステップＳ２１８では、ＥＧＲバルブ３６を開弁した状態、すなわちＥＧＲ通路３５及びＰＣＶ通路３１を開通させた状態での空気流量の最大値Ｍｍａｘ及び最小値Ｍｍｉｎにより脈動幅を算出し、その算出した脈動幅が、バルブ開弁前の脈動幅に対して変化したか否かを判定する。ここでは、脈動幅の今回値（開弁後の値）から前回値（開弁後の値）を差し引くことにより、ＥＧＲバルブ３６の閉→開に伴う脈動幅の変化量（≧０）を算出し、その変化量が、ゼロ又はゼロ付近の正の値として定められた所定の判定値以上か否かを判定する。

このとき、ＥＧＲ通路３５に詰まりが生じていなければ、ＥＧＲバルブ３６の閉→開により、ＥＧＲ通路３５の流路断面積が大きくなり、その結果、吸気流量の脈動幅が大きくなる。これに対し、ＥＧＲ通路３５に詰まりが生じた状態でＥＧＲバルブ３６を閉→開に変更したとしても、その変更の前後において吸気の脈動幅は変化しないか、又はその変化量が微小である。したがって、ＥＧＲバルブ３６の閉→開に伴う脈動幅の変化量（≧０）が所定の判定値以上の場合には、ステップＳ２１９へ進み、ＥＧＲ通路３５は正常であって、ＰＣＶ通路３１に詰まり異常有りと診断する。一方、脈動幅の変化量が所定の判定値未満の場合には、ステップＳ２２０へ進み、ＰＣＶ通路３１は正常であって、ＥＧＲ通路３５に詰まり異常有りと診断する。その後、ステップＳ２２１において、開弁フラグＦＯＰを値０にリセットし、本ルーチンを終了する。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。

ＥＧＲ通路３５に設けられたＥＧＲバルブ３６の開閉状態と脈動幅とに基づいて、ＰＣＶ通路３１及びＥＧＲ通路３５の詰まり異常を診断する構成としたため、より具体的には、ＥＧＲバルブ３６を閉側又は開側へ変更した場合の脈動幅の増減に基づいて詰まり異常を診断する構成としたため、吸気系からの分岐通路を複数備える構成において、その分岐通路の少なくともいずれかに詰まり異常が生じた場合に、その詰まり異常がいずれの通路で生じているかを特定することができる。

（他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施されてもよい。

・上記実施形態では、異常判定値Ｍｔｈを固定値としたが、吸気通路を流れる空気の平均流量に応じて異常判定値Ｍｔｈを可変にしてもよい。具体的には、エアフロメータ１３により検出される空気流量の平均値と異常判定値Ｍｔｈとの関係を予め規定してＲＯＭ等に記憶させておき、今現在の空気流量の平均値（所定時間での平均流量）に対応する異常判定値Ｍｔｈを算出する。このとき、吸気通路の平均流量が大きいほど、異常判定値Ｍｔｈを大きくするとよい。なお、平均流量をスロットル開度に置き換え、スロットル開度と異常判定値Ｍｔｈとを関係付けておいてもよい。

・ＥＧＲ通路３５及びＥＧＲバルブ３６を備える構成において、ＥＧＲバルブ３６の開閉状態を判定し、ＥＧＲバルブ３６が閉弁状態と判定される場合に、吸気流量の脈動幅に基づいてＰＣＶ通路３１の詰まり異常を診断する。ＥＧＲバルブ３６が開弁状態の場合には、ＥＧＲ通路３５での詰まり異常に起因して吸気流量の脈動幅が小さくなっている可能性があり、ＰＣＶ通路３１において詰まり異常が発生していることを特定できないことが考えられる。したがって、ＥＧＲ通路３５から吸気系への流体の流れの影響を受けない状態で、すなわちＥＧＲバルブ３６が閉弁状態の場合に、ＰＣＶ通路３１の詰まり異常診断を実施するとよい。

また、ＥＧＲバルブ３６の開閉状態を判定した結果、ＥＧＲバルブ３６が開弁状態の場合には、ＥＧＲバルブ３６を閉弁状態に変更した後、吸気流量の脈動幅に基づいてＰＣＶ通路３１の詰まり異常を診断する構成にするとよい。

・ＥＧＲバルブ３６が閉弁状態の場合における吸気流量の脈動幅に基づいてＰＣＶ通路３１の異常診断を実施する構成において、その実施前又は実施後に、ＥＧＲバルブ３６の開閉状態を変更することにより、その変更前後の脈動幅の増減に基づいて、ＥＧＲ通路３５の詰まり異常を診断する。この構成によれば、上記第２の実施形態と同様に、ＰＣＶ通路３１及びＥＧＲ通路３５の詰まり異常を診断することができる。また、詰まり異常が発生している分岐通路を正確に特定することができる。

・ＰＣＶ通路３１に、その流路断面積を調節する開閉弁（ＰＣＶバルブ）を備える構成に本発明を適用してもよい。この場合、上記第１の実施形態では、ＰＣＶバルブが開弁状態であることを条件に、吸気流量の脈動幅と異常判定値Ｍｔｈとの比較結果に基づく異常判定を実施する。つまり、ＰＣＶバルブが開弁状態であることを異常診断の実行条件として含み、図３のステップＳ１０１で、該実行条件が成立していると判定された場合に、ステップＳ１０２以下の処理を実行する。

・ＰＣＶ通路３１にＰＣＶバルブを備える場合、図３のステップＳ１０７において、吸気流量の脈動幅と異常判定値Ｍｔｈとの比較結果に基づいてＰＣＶ通路３１の詰まり異常判定を実施する構成に代えて、ＰＣＶバルブの開度を閉側又は開側へ変更した場合の吸気流量の脈動幅の増減に基づいてＰＣＶ通路３１の詰まり異常判定を実施する構成としてもよい。このとき、ＰＣＶバルブを閉側又は開側へ変更しても、その開度変更の前後において脈動幅が変化しない場合に、ＰＣＶ通路３１に詰まり異常有りと診断する。

・エアフロメータ１３として、半導体基板上に発熱部と測温部とを有する熱式の流量センサを採用する構成としたが、例えば熱線式などの他の流量センサを採用してもよい。

・ＰＣＶ通路３１及びＥＧＲ通路３５の詰まり異常を診断する構成としたが、吸気系から分岐する分岐通路であれば、上記に限定せず、他の分岐通路についての詰まり異常を診断する構成としてもよい。

・ガソリンエンジンを搭載する車両について説明したが、ディーゼルエンジンを搭載する車両に本発明を適用してもよい。

１０…エンジン、１１…吸気管、１３…エアフロメータ（流量センサ）、２１…吸気バルブ、２８…クランクケース、３１…ＰＣＶ通路、３５…ＥＧＲ通路、３６…ＥＧＲバルブ（開閉弁）、５０…ＥＣＵ。

Claims (6)

1. 内燃機関の吸気系に接続されブローバイガスを前記吸気系に還流させるためのＰＣＶ通路と、前記吸気系において前記ＰＣＶ通路の接続部よりも上流側に配置され吸気流量を検出する流量センサとを備える内燃機関に適用され、
   前記流量センサにより検出される吸気流量の脈動幅に基づいて、前記ＰＣＶ通路の詰まり異常を診断する異常診断手段を備えることを特徴とする内燃機関の異常診断装置。
2. 前記流量センサの下流側において前記吸気系から分岐する前記ＰＣＶ通路以外の分岐通路と、前記ＰＣＶ通路を含む分岐通路のうち少なくともいずれかの分岐通路の流路断面積を調節する開閉弁とを備える内燃機関に適用され、
   前記異常診断手段は、前記開閉弁の開閉状態及び前記脈動幅に基づいて、前記ＰＣＶ通路を含む分岐通路の少なくともいずれかの詰まり異常を診断する請求項１に記載の内燃機関の異常診断装置。
3. 前記異常診断手段は、前記開閉弁の開閉状態を閉側又は開側へ変更した場合の前記脈動幅の増減に基づいて前記詰まり異常を診断する請求項２に記載の内燃機関の異常診断装置。
4. 前記分岐通路は、前記内燃機関の排気系と前記吸気系とを連通し排気の一部を前記吸気系に還流するためのＥＧＲ通路である請求項２又は３に記載の内燃機関の異常診断装置。
5. 前記異常診断手段は、前記吸気系を通過する流体の平均流量が所定の低流量範囲の場合に前記脈動幅に基づく異常診断を実施する請求項１乃至４のいずれか一項に記載の内燃機関の異常診断装置。
6. 前記流量センサは、半導体基板上に発熱部と測温部とを有する熱式センサである請求項１乃至５のいずれか一項に記載の内燃機関の異常診断装置。

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