特許 6971213 エンジン

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6971213

(24)【登録日】2021年11月4日

(45)【発行日】2021年11月24日

(54)【発明の名称】エンジン

(51)【国際特許分類】

   F02M 26/47 20160101AFI20211111BHJP

   F02M 26/49 20160101ALI20211111BHJP

   F02D 45/00 20060101ALI20211111BHJP

【ＦＩ】

   F02M26/47 A

   F02M26/49

   F02D45/00 360A

【請求項の数】7

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2018-197064(P2018-197064)

(22)【出願日】2018年10月18日

(65)【公開番号】特開2020-63720(P2020-63720A)

(43)【公開日】2020年4月23日

【審査請求日】2021年1月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006781

【氏名又は名称】ヤンマーパワーテクノロジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100118784

【弁理士】

【氏名又は名称】桂川 直己

(72)【発明者】

【氏名】垣地 佑樹

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 翔平

【審査官】 小関 峰夫

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１−１５９４５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１４７２８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平２−２２６５８（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｄ ４３／００

Ｆ０２Ｄ ４５／００

Ｆ０２Ｍ ２６／４７

Ｆ０２Ｍ ２６／４９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気側へ還流させるＥＧＲ装置を備えたエンジンにおいて、
排気通路及び吸気通路を有するエンジン本体と、
ＥＧＲガスが流通可能となるように前記排気通路と前記吸気通路とを接続するＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの温度を検出するＥＧＲガス温度センサと、
前記ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの量を開度の変更により調整可能なＥＧＲバルブと、
前記ＥＧＲバルブの開度を制御するＥＧＲ制御部と、
前記ＥＧＲバルブの開度を検知するＥＧＲバルブ開度検知部と、
前記ＥＧＲガス温度センサの検出値に基づいて前記ＥＧＲガス温度センサが故障しているか否かを診断する診断部と、
前記ＥＧＲバルブが開弁している場合に、時間の経過に応じてカウントを行う第１タイマと、
前記第１タイマのカウント値が予め設定された第１閾値以上であり、かつ、所定条件が満たされている場合に、時間の経過に応じてカウントを行う第２タイマと、
前記第２タイマのカウント値が予め設定された第２閾値未満である場合は前記診断部による診断を阻止し、前記第２閾値以上である場合は当該診断を許可する診断制御部と、
を備えることを特徴とするエンジン。

【請求項2】

請求項１に記載のエンジンであって、
前記排気通路のうち前記ＥＧＲ通路との接続部分よりも上流側の部分の内部の温度を検出する排気側温度検出部を備え、
前記所定条件は、少なくとも前記ＥＧＲバルブの開度及び前記排気側温度検出部による検出温度に基づくものであることを特徴とするエンジン。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のエンジンであって、
前記ＥＧＲバルブの開度が予め設定された第３閾値以下である場合、前記第１タイマは、時間の経過に応じて逆カウントを行うことを特徴とするエンジン。

【請求項4】

請求項３に記載のエンジンであって、
前記ＥＧＲバルブの開度が前記第３閾値以下である場合、前記ＥＧＲバルブが全閉状態になることを特徴とするエンジン。

【請求項5】

請求項３又は４に記載のエンジンであって、
前記第１タイマに係る前記第１閾値よりも前記第１タイマの初期値に近い値である第４閾値が設定され、
前記第１タイマのカウント値が前記第４閾値よりも前記初期値に近い値になった場合には、前記第１タイマのカウント値が当該初期値に戻されることを特徴とするエンジン。

【請求項6】

請求項５に記載のエンジンであって、
前記第１タイマのカウント値が前記第４閾値よりも前記初期値に近い値になった場合には、前記第２タイマのカウント値が、当該第２タイマの初期値に戻されることを特徴とするエンジン。

【請求項7】

請求項１から６までの何れか一項に記載のエンジンであって、
前記所定条件を満たすには、少なくとも、前記ＥＧＲバルブの開度が所定開度以上で、かつ、燃料噴射量が所定噴射量以上であることが必要であり、
前記ＥＧＲバルブの開度が前記所定開度未満であり、かつ、前記燃料噴射量が所定噴射量以上である第１の場合では、前記第２タイマは時間の経過に応じて逆カウントを行い、
前記ＥＧＲバルブの開度が前記所定開度以上であり、かつ、前記燃料噴射量が前記所定噴射量未満である第２の場合では、前記第２タイマは時間の経過に応じて逆カウントを行い、
前記第２の場合における前記第２タイマのカウント値の変化速度は、前記第１の場合における前記第２タイマのカウント値の変化速度よりも大きいことを特徴とするエンジン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジンに関する。詳細には、排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気側へ還流させるＥＧＲ装置を備えたエンジンに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、排気ガスの一部を吸気側へ還流させるＥＧＲ装置を設け、このＥＧＲ装置を用いて吸気に酸素濃度の低い排気ガスの一部（ＥＧＲガス）を還流させることにより燃焼温度を低下させ、排気ガス中のＮｏｘ（窒素酸化物）の量を低減させるエンジンが知られている。この種のエンジンにおいては、排気ガスの吸気側への導入状態を検出するために、ＥＧＲ通路に、温度を検出する温度センサが設けられている。これにより、ＥＧＲの動作に異常が発生しているか否かを監視することができる。

【0003】

ＥＧＲの動作の正常／異常に関する誤った判定を防止するために、上記の温度センサに故障があるか否かを診断する構成も従来から提案されている。特許文献１及び２は、ＥＧＲ温度センサの故障検出装置を開示する。

【0004】

特許文献１のＥＧＲ温度センサの故障検出装置は、ＥＧＲ用連通管に設けられたＥＧＲバルブを介して排気管側から吸気管側に排出ガスが導入されない状態を判定する。この故障検出装置は、吸気管側に排出ガスが導入されない状態が判定された際に、ＥＧＲ温度センサによる検出温度が高い場合には、当該ＥＧＲ温度センサを故障として検出する構成となっている。

【0005】

特許文献２の排気ガス再循環装置の故障診断装置は、特許文献１とは異なり、ＥＧＲによる排気ガスの還流が行われる状態で温度センサの故障診断を行う。ただし、特許文献２は、サーミスタ等の温度センサは、温度を検出するにあたって応答遅れがあることを指摘する。特許文献２の排気ガス再循環装置の故障診断装置は、この応答遅れを考慮して、ＥＧＲがかかっている領域が所定時間継続している状態で、センサによりガス温度を検出し、この検出値により故障診断する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特公平８−２６８２２号公報

【特許文献2】特開平１−３５６９５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ＥＧＲガス温度センサによる検出温度は、特許文献２が述べるセンサ自体の応答遅れに加えて、ＥＧＲの動作が開始されてからＥＧＲガス通路内の温度が十分に上昇するのに時間が掛かることによる影響を受ける。従って、特にエンジンの冷態始動時（外気温等が低い条件でエンジンが始動したとき）には、センサ自体が有する応答遅れを考慮するだけでは、検出温度に基づいてＥＧＲガス温度センサの故障の有無を適切に判断できず、誤った診断を行うおそれがあった。

【0008】

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、ＥＧＲガス温度センサの診断を精度よく行うことができるエンジンを提供することにある。

【課題を解決するための手段及び効果】

【0009】

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

【0010】

本発明の観点によれば、以下の構成のエンジンが提供される。即ち、このエンジンは、排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気側へ還流させるＥＧＲ装置を備える。前記エンジンは、エンジン本体と、ＥＧＲ通路と、ＥＧＲガス温度センサと、ＥＧＲバルブと、ＥＧＲ制御部と、ＥＧＲバルブ開度検知部と、診断部と、第１タイマと、第２タイマと、診断制御部と、を備える。前記エンジン本体は、排気通路及び吸気通路を有する。前記ＥＧＲ通路は、ＥＧＲガスが流通可能となるように前記排気通路と前記吸気通路とを接続する。前記ＥＧＲガス温度センサは、前記ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの温度を検出する。前記ＥＧＲバルブは、前記ＥＧＲ通路を流れるＥＧＲガスの量を開度の変更により調整可能である。前記ＥＧＲ制御部は、前記ＥＧＲバルブの開度を制御する。前記ＥＧＲバルブ開度検知部は、前記ＥＧＲバルブの開度を検知する。前記診断部は、前記ＥＧＲガス温度センサの検出値に基づいて前記ＥＧＲガス温度センサが故障しているか否かを診断する。前記第１タイマは、前記ＥＧＲバルブが開弁している場合に、時間の経過に応じてカウントを行う。前記第２タイマは、前記第１タイマのカウント値が予め設定された第１閾値以上であり、かつ、所定条件が満たされている場合に、時間の経過に応じてカウントを行う。前記診断制御部は、前記第２タイマのカウント値が予め設定された第２閾値未満である場合は前記診断部による診断を阻止し、前記第２閾値以上である場合は当該診断を許可する。

【0011】

これにより、ＥＧＲ通路でのＥＧＲガス温度センサの周辺の構成に対するＥＧＲガスによる暖機の度合いを示す第１タイマを用いることで、当該暖機に必要な時間を適切に考慮して、適切なタイミングでＥＧＲガス温度センサの診断を行うことができる。また、第１タイマのカウント値が所定閾値以上であることを第２タイマのカウントの条件の１つとすることで、様々な判断要素をバランス良く考慮して、診断のタイミングを定めることができる。この結果、ＥＧＲガス温度センサの診断を精度よく行うことができる。

【0012】

前記のエンジンにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、エンジンは、前記排気通路のうち前記ＥＧＲ通路との接続部分よりも上流側の部分の内部の温度を検出する排気側温度検出部を備える。前記所定条件は、少なくとも前記ＥＧＲバルブの開度及び前記排気側温度検出部による検出温度に基づくものである。

【0013】

これにより、ＥＧＲ通路におけるＥＧＲガスの温度が高く、かつ、ＥＧＲガスの流量が十分な状態で、ＥＧＲガス温度センサの診断を行うことができる。よって、前記ＥＧＲガス温度センサの診断の精度を向上させることができる。

【0014】

前記のエンジンにおいては、前記ＥＧＲバルブの開度が予め設定された第３閾値以下である場合、前記第１タイマは、時間の経過に応じて逆カウントを行うことが好ましい。

【0015】

即ち、ＥＧＲ通路がいったん暖機された後に、ＥＧＲガスによる暖機が十分でなくなった場合、ＥＧＲガス温度センサの周辺の構成が冷えてしまう場合があり得る。この場合、第１タイマのカウント値を巻き戻すことで、温度低下の進行を適切に考慮して、ＥＧＲガス温度センサの診断タイミングを遅らせることができる。

【0016】

前記のエンジンにおいては、前記ＥＧＲバルブの開度が前記第３閾値以下である場合、前記ＥＧＲバルブが全閉状態になることが好ましい。

【0017】

これにより、ＥＧＲ通路に対してＥＧＲガスによる暖機が実質的に行われなくなった場合に、ＥＧＲガス温度センサの診断タイミングを適切に遅らせることができる。

【0018】

前記のエンジンにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記第１タイマに係る前記第１閾値よりも前記第１タイマの初期値に近い値である第４閾値が設定される。前記第１タイマのカウント値が前記第４閾値よりも前記初期値に近い値になった場合には、前記第１タイマのカウント値が当該初期値に戻される。

【0019】

これにより、ＥＧＲガスによる暖機が不十分な状況が継続して、ＥＧＲ通路の周辺の構成が長時間にわたって冷えてしまった場合は、暖機が全くされなかったとみなすことで、早過ぎるタイミングでのＥＧＲガス温度センサの診断を回避することができる。一方で、例えば、エンジンの運転状態に関する所定の変化時（例えば、加速時又は負荷投入時）において、ＥＧＲガスの温度が下がらないような短時間のＥＧＲカットが実行された場合は、前記ＥＧＲガス温度センサの診断タイミングを過度に遅らせないようにすることができる。

【0020】

前記のエンジンにおいては、前記第１タイマのカウント値が前記第４閾値よりも前記初期値に近い値になった場合には、前記第２タイマのカウント値が、当該第２タイマの初期値に戻されることが好ましい。

【0021】

これにより、ＥＧＲガスによる暖機が不十分な状況が継続して、ＥＧＲ通路の周辺の構成が長時間にわたって冷えてしまった場合は、ＥＧＲガス温度センサの診断のための所定条件を満たす状況が全く現れなかったとみなすことで、状況が安定するまで、ＥＧＲガス温度センサの診断を行わずに待機することができる。一方で、上記の短時間のＥＧＲカット等の場合は、ＥＧＲガス温度センサの診断タイミングを過度に遅らせないようにすることができる。

【0022】

前記のエンジンにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記所定条件を満たすには、少なくとも、前記ＥＧＲバルブの開度が所定開度以上で、かつ、燃料噴射量が所定噴射量以上であることが必要である。前記ＥＧＲバルブの開度が前記所定開度未満であり、かつ、前記燃料噴射量が所定噴射量以上である第１の場合では、前記第２タイマは時間の経過に応じて逆カウントを行う。前記ＥＧＲバルブの開度が前記所定開度以上であり、かつ、前記燃料噴射量が前記所定噴射量未満である第２の場合では、前記第２タイマは時間の経過に応じて逆カウントを行う。前記第２の場合における前記第２タイマのカウント値の変化速度は、前記第１の場合における前記第２タイマのカウント値の変化速度よりも大きい。

【0023】

これにより、燃料噴射量の条件が満たされない場合は、ＥＧＲバルブの開度の条件が満たされない場合よりも、第２タイマのカウント値が相対的に大きく巻き戻される。従って、ＥＧＲガス温度センサの異常診断の精度を上げるために重要な燃料噴射量を重視して、ＥＧＲガス温度センサの診断のタイミングを定めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の一実施形態に係るエンジンの構成を模式的に示した概略図。

【図2】ＥＣＵの構成を示す機能ブロック図。

【図3】ＥＧＲガス温度センサの診断のためにＥＣＵにより行われる処理のうち、第１タイマに関する部分を示すフローチャート。

【図4】第２タイマに関する処理を示すフローチャート。

【図5】第２タイマがカウントを進める所定条件を説明する図。

【図6】ＥＧＲガス温度センサの診断に関するタイムチャート。

【発明を実施するための形態】

【0025】

次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

【0026】

初めに、図１及び図２を参照して、エンジン１の概要について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るエンジン１の構成を模式的に示した概略図である。図２は、ＥＣＵ９の構成を示す機能ブロック図である。

【0027】

エンジン１は、本実施形態においては直列４気筒型のディーゼルエンジンである。図１に示すように、エンジン１は、エンジン本体３と、燃料噴射装置５と、ＥＧＲ装置（排気ガス再循環装置）７と、エンジン制御部としてのＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）９と、を備える。

【0028】

エンジン本体３は、シリンダ１１と、吸気部１３と、排気部１５と、を備えている。シリンダ１１は４つ備えられている。

【0029】

各シリンダ１１には、燃焼室１７と、スライド可能なピストン１９と、が設けられている。ピストン１９は、ロッド２１を介して、エンジン１の出力軸であるクランク軸２３に連結されている。

【0030】

吸気部１３は、空気が流通可能な吸気通路を備えている。この吸気通路は、吸気管２５と、吸気マニホールド２７と、を有している。

【0031】

吸気管２５は、吸気マニホールド２７とともに、空気をエンジン本体３の外部から内部（燃焼室１７）に吸入させることができる。吸気管２５は、吸気マニホールド２７と接続されている。

【0032】

吸気マニホールド２７は、吸気管２５からの空気をエンジン本体３のシリンダ１１の数に応じて分配し、それぞれのシリンダ１１の燃焼室１７に導く。

【0033】

排気部１５は、排気ガスが流通可能な排気通路を備えている。この排気通路は、排気マニホールド３１と、排気管３３と、を有している。

【0034】

排気マニホールド３１は、それぞれのシリンダ１１の燃焼室１７で発生した排気ガスをまとめ、排気管３３に導く。

【0035】

排気管３３は、排気マニホールド３１と接続されている。排気管３３は、排気マニホールド３１からの排気ガスをエンジン本体３の外部へ排出する。

【0036】

燃料噴射装置５は、各シリンダ１１に対応するインジェクタ３７を備えている。それぞれのインジェクタ３７には、図略の燃料噴射ポンプによって圧送された燃料がコモンレール（図略）を介して分配される。

【0037】

インジェクタ３７が備える電磁弁は、ＥＣＵ９に電気的に接続されている。インジェクタ３７は、ＥＣＵ９からの指令値に応じて、燃焼室１７内に適宜の量の燃料を適宜のタイミングで噴射する。

【0038】

インジェクタ３７によって燃料が燃焼室１７に噴射されると、圧縮自着火燃焼が生じ、これによりピストン１９がシリンダ１１内で往復運動する。そして、このピストン１９の往復運動がロッド２１を介してクランク軸２３の回転運動に変換される。

【0039】

ＥＧＲ装置７は、排気ガスの一部をＥＧＲガスとして排気側（前記排気通路）から吸気側（前記吸気通路）へ還流させることができる。

【0040】

ＥＧＲ装置７は、ＥＧＲ通路としてのＥＧＲ管４１と、ＥＧＲクーラ４３と、ＥＧＲバルブ４５と、ＥＧＲガス温度センサ４７と、を備えている。

【0041】

ＥＧＲ管４１は、ＥＧＲガスを前記排気通路から前記吸気通路へ還流させるように配置されている。ＥＧＲ管４１は、排気管３３のうち排気マニホールド３１付近の部分と吸気管２５との間を繋ぐように設けられている。

【0042】

ＥＧＲクーラ４３は、ＥＧＲガスを冷却することができる。ＥＧＲクーラ４３は、ＥＧＲ管４１においてＥＧＲガスが流れる経路の途中部に設けられている。

【0043】

ＥＧＲバルブ４５は、ＥＧＲガスの還流量を調整することができる。ＥＧＲバルブ４５は、ＥＧＲ管４１においてＥＧＲガスが流れる経路の途中部に設けられている。ＥＧＲバルブ４５は、ＥＧＲガスの還流方向においてＥＧＲクーラ４３よりも下流側に配置されている。

【0044】

ＥＧＲバルブ４５は、ＥＣＵ９に電気的に接続されている。ＥＧＲバルブ４５は、ＥＣＵ９からの指令値に応じて、当該ＥＧＲバルブ４５の開度を変更することができる。

【0045】

ＥＧＲバルブ４５は、その開度の変更により、ＥＧＲガスの還流通路となるＥＧＲ管４１の実質的な流路面積を変化させる。これにより、ＥＧＲガスをどれだけ還流させるかをＥＧＲバルブ４５により調整することができる。

【0046】

ＥＧＲガス温度センサ４７は、ＥＧＲガスの温度を検出することができる。ＥＧＲガス温度センサ４７は、ＥＧＲ管４１においてＥＧＲガスが流れる経路の途中部に設けられている。

【0047】

ＥＧＲガス温度センサ４７は、ＥＧＲガスの還流方向においてＥＧＲバルブ４５よりも上流側に配置されている。また、ＥＧＲガス温度センサ４７は、ＥＧＲガスの還流方向においてＥＧＲクーラ４３よりも下流側に配置されている。

【0048】

ＥＣＵ９は、エンジン１の運転制御を行うことができるように構成されている。本実施形態において、ＥＣＵ９は、ＥＧＲバルブ４５の開度を制御するＥＧＲ制御部５１としても機能するようになっている。

【0049】

図２に示すように、ＥＣＵ９は、診断部５３と、第１タイマ５５と、第２タイマ５７と、診断制御部５９と、を更に備えている。

【0050】

具体的に説明すると、ＥＣＵ９は公知のコンピュータとして構成されており、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマ回路等を備える。ＣＰＵは、各種演算処理や制御を実行する。ＲＯＭ及びＲＡＭは、各種の情報を記憶する。ＲＯＭには、ＥＧＲガス温度センサ４７の故障診断を行うためのプログラムが記憶されている。上記のハードウェアとソフトウェアの協働により、ＥＣＵ９を、ＥＧＲ制御部５１、診断部５３、第１タイマ５５、第２タイマ５７、及び診断制御部５９等として機能させることができる。

【0051】

診断部５３は、ＥＧＲ装置７のＥＧＲガス温度センサ４７の診断（詳細には、ＥＧＲガス温度センサ４７が故障しているか否かの異常診断）を行う。以下、この診断を異常診断と呼ぶことがある。

【0052】

ＥＧＲガス温度センサ４７の異常診断は、公知の方法により行うことができる。簡単に説明すれば、エンジン１を始動した後、ＥＧＲガス温度センサ４７が十分に高温な環境下にあるときに、診断部５３が、ＥＧＲガス温度センサ４７の検出値を取得する。なお、事前に、エンジン１を始動する前（冷態）において、ＥＧＲガス温度センサ４７の検出値が予め記憶されている。診断部５３は、２つの検出値の差を計算し、得られた差が所定値よりも小さい場合に、ＥＧＲガス温度センサ４７に異常が生じていると判断することができる。

【0053】

第１タイマ５５は、エンジン１の始動時にカウント値が０に初期化されるカウントアップタイマである。第１タイマ５５は、ＥＧＲバルブ４５の開度が所定の条件を満たす場合に、カウント値に対し、所定時間ごとに所定の数を加算する（カウントアップ）。本実施形態では、カウントアップの条件は、ＥＧＲバルブ４５が僅かでも開いていること（開度が全閉でないこと）である。一方で、この条件が満たされない場合は、第１タイマ５５は、所定時間ごとに所定の数を減算する（カウントダウン）。

【0054】

第２タイマ５７は、第１タイマ５５と同様に、エンジン１の始動時にカウント値が０に初期化されるカウントアップタイマである。第２タイマ５７は、第１タイマ５５のカウント値が所定の値以上であり、かつ、所定条件が満たされる場合に、カウント値に対し、所定時間ごとに所定の数を加算する（カウントアップ）。一方で、この条件が満たされない場合は、第２タイマ５７は、所定時間ごとに所定の数を減算する（カウントダウン）。

【0055】

本実施形態において、第１タイマ５５はカウントアップタイマであるので、通常のカウントはカウントアップになり、逆カウントはカウントダウンになる。第２タイマ５７も同様である。

【0056】

診断制御部５９は、第２タイマ５７のカウント値を監視する。診断制御部５９は、第２タイマ５７のカウント値が所定の閾値未満である場合は、診断部５３による異常診断を阻止し、所定の閾値以上である場合は、診断部５３による異常診断を許可する。

【0057】

ＥＣＵ９は、エンジン本体３の運転状態を検出するための検出部６１と電気的に接続されている。ＥＣＵ９は、検出部６１による各種の検出値を得て、その検出値に基づいてエンジン１の運転制御を行う。

【0058】

例えば、ＥＣＵ９は、検出部６１による検出値からＥＧＲガスの温度を得て、得られた温度に基づいてＥＧＲバルブ４５の開度を調整する。これにより、ＥＧＲガスの還流量を制御することができる。

【0059】

検出部６１は、上述のＥＧＲガス温度センサ４７のほか、ＥＧＲバルブ開度検知部６３と、排気側温度検出部６５と、回転数検出部６７と、燃料噴射量検知部６９と、を有する。

【0060】

ＥＧＲバルブ開度検知部６３は、ＥＧＲバルブ４５の開度を適宜の方法により検知する。本実施形態においては、ＥＧＲバルブ開度検知部６３は、ＥＣＵ９からＥＧＲバルブ４５への指令値に基づいてその開度を計算することにより、ＥＧＲバルブ４５の開度を取得している。

【0061】

ただし、ＥＧＲバルブ開度検知部６３は、例えば、ＥＧＲバルブに位置検出センサを設けることによりＥＧＲバルブの開度を検出するように構成されてもよい。

【0062】

排気側温度検出部６５は、前記排気通路のうち排気管３３とＥＧＲ通路（ＥＧＲ管４１）との接続部分よりも上流側部分の温度を検出する。排気側温度検出部６５は、例えば、前記排気通路のうち排気マニホールド３１又はその付近の排気ガスの温度を検出する温度センサとして構成することができる。

【0063】

回転数検出部６７は、エンジン１の回転数を取得する。回転数検出部６７は、例えば、エンジン本体３のクランク軸２３の回転を検出するクランクセンサとして構成することができる。

【0064】

燃料噴射量検知部６９は、燃料噴射装置５による燃料噴射量を検知する。燃料噴射量検知部６９は、例えば、ＥＣＵ９からインジェクタ３７が備える電磁弁への指令値に基づいて燃料噴射量を計算することにより得るように構成することができる。

【0065】

次に、図３及び図４を参照しながら、ＥＣＵ９を用いたＥＧＲガス温度センサ４７の診断について説明する。

【0066】

図３は、第１タイマ５５の処理に関するフローチャートを示している。図３のフローは、エンジン１が始動することにより開始される。

【0067】

先ず、ＥＣＵ９は、第１タイマ５５のカウント値を下限値とする初期化処理を行う（ステップＳ１０１）。本実施形態では、第１タイマ５５のカウント値の下限値は０、上限値は０を超える所定の値としている。ステップＳ１０１では、第１タイマ５５のカウント値が０にリセットされる。

【0068】

次に、ＥＣＵ９は、ＥＧＲバルブ４５の開度をＥＧＲバルブ開度検知部６３により検出し、このバルブが僅かでも開いているか否かを判定する（ステップＳ１０２）。この判断には、バルブの開度の下限値よりも僅かに大きい適宜の閾値が用いられる。この閾値は、後述の開閉判定閾値（第３閾値）に相当する。ステップＳ１０２の判断で、ＥＧＲバルブ４５が僅かでも開いている場合は、ＥＣＵ９は、第１タイマ５５をカウントアップする（ステップＳ１０３）。ただし、既にカウント値が所定の上限値になっている場合は、カウントアップは行われない。その後、処理はステップＳ１０２に戻る。

【0069】

ステップＳ１０２の判断で、ＥＧＲバルブ４５が全閉である場合は、ＥＣＵ９は、第１タイマ５５をカウントダウンする（ステップＳ１０４）。ただし、既にカウント値が下限値（０）になっている場合は、カウントダウンは行われない。

【0070】

ステップＳ１０４の処理の後、ＥＣＵ９は、第１タイマ５５のカウント値がいったん所定の上限値に到達した後、所定の閾値を下回ったか否かを判定する（ステップＳ１０５）。この閾値は、後述のリセット閾値（第４閾値）に相当する。この条件が満たされた場合、ＥＣＵ９は、後述の第２タイマ５７のカウント値を、初期値（下限値）である０にリセットする（ステップＳ１０６）。その後、処理はステップＳ１０１に戻り、ＥＣＵ９は、第１タイマ５５のカウント値を、初期値（下限値）である０にリセットする。２つのタイマが強制的にリセットされた後、処理はステップＳ１０２に戻る。ステップＳ１０５の条件が満たされていない場合も、処理はＳ１０２に戻る。

【0071】

図４は、第２タイマ５７の処理に関するフローチャートを示している。図４のフローは、エンジン１が始動することにより開始される。また、図４のフローは、図３に示す第１タイマ５５の処理と同時並行的に行われる。

【0072】

先ず、ＥＣＵ９は、第２タイマ５７のカウント値を下限値とする初期化処理を行う（ステップＳ２０１）。本実施形態では、第２タイマ５７のカウント値の下限値は０、上限値は０を超える所定の値としている（第１タイマ５５と同様である）。ステップＳ２０１では、第２タイマ５７のカウント値が０にリセットされる。

【0073】

次に、ＥＣＵ９は、前述の第１タイマ５５のカウント値が所定の第１閾値以上であるか否かを調べる（ステップＳ２０２）。この第１閾値は、後述の許可判定開始閾値に相当する。第１閾値は任意に定めることができるが、例えば、第１閾値を、上限値と同じとすることができる。

【0074】

ステップＳ２０２の判断で、第１タイマ５５のカウント値が第１閾値以上であった場合、ＥＣＵ９は、排気側温度等に関する所定の条件が満たされているか否かを判定する（ステップＳ２０３）。この条件は、ＥＧＲガス温度センサ４７の異常診断のために、十分に高温なＥＧＲガスを適切な流量でＥＧＲ管４１に供給しているかどうかを考慮して、主にエンジン運転領域に着目して定められたものである。この条件の詳細は後述する。当該条件が満たされている場合、ＥＣＵ９は、第２タイマ５７をカウントアップする（ステップＳ２０４）。ただし、既にカウント値が所定の上限値になっている場合は、カウントアップは行われない。

【0075】

その後、ＥＣＵ９の診断制御部５９は、第２タイマ５７のカウント値が所定の第２閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０５）。この第２閾値は、後述の診断許可閾値に相当する。第２閾値は任意に定めることができるが、例えば、所定の上限値よりも少し小さい値とすることができる。

【0076】

ステップＳ２０５の判断で、第２タイマ５７のカウント値が第２閾値以上である場合、診断制御部５９は、診断部５３に対して、ＥＧＲガス温度センサ４７が故障しているか否かの診断を許可する（ステップＳ２０６）。これにより、診断部５３は、ＥＧＲガス温度センサ４７の診断を行う。

【0077】

なお、エンジン１が始動してから、ステップＳ２０６によって異常診断が許可されるまでは、異常診断が診断制御部５９によって禁止される。このため、第２タイマ５７のカウント値が第２閾値に到達するまでは、診断部５３は異常診断を行わずに待機する。

【0078】

ステップＳ２０２の判断で、第１タイマ５５のカウント値が第１閾値を下回る場合は、ＥＣＵ９は、第２タイマ５７をカウントダウンする（ステップＳ２０７）。ステップＳ２０３の判断で、燃料噴射量等が所定の条件を満たさない場合も、ステップＳ２０７の処理が行われる。ただし、既にカウント値が下限値（０）になっている場合は、カウントダウンは行われない。その後、処理はステップＳ２０２に戻る。

【0079】

次に、ステップＳ２０３における判定の詳細について説明する。

【0080】

ステップＳ２０３の所定条件は、具体的には、［１］排気側温度検出部６５が検出する温度が所定温度以上であること、［２］燃料噴射量が、エンジン回転数に応じて定められた所定噴射量以上であること、［３］ＥＧＲバルブ４５の開度が所定開度以上であること、の何れにも適合するときに満たされる。

【0081】

図５には、縦軸に指示噴射量、横軸にエンジン回転数をとったグラフにおいて、事前の実験で、ＥＧＲガス温度が十分に高い温度となっていることが判明した運転領域がハッチングで示されている。上記の［１］〜［３］の条件は、運転状態が上記のハッチング領域内に入ることを考慮して定められたものである。

【0082】

ただし、この条件は、ＥＧＲガス温度センサ４７の異常診断のために十分に高い温度のＥＧＲガスを適切な流量で得られる限り、適宜変更することができる。例えば、ＥＧＲバルブ４５の開度と、排気側温度検出部６５による検出温度と、の２つだけに基づいて、ステップＳ２０３の条件が満たされるか否かを判定しても良い。

【0083】

このように、本実施形態では、ステップＳ２０３における所定条件として、ＥＧＲバルブ４５の開度の条件、及び、排気側温度検出部６５が検出する温度の条件が含まれている。これにより、ＥＧＲガスの温度が高く、かつ、流れるＥＧＲガスの流量が十分な状態が安定している状況で、ＥＧＲガス温度センサ４７の異常診断を行うことができる。

【0084】

次に、第１タイマ５５及び第２タイマ５７のカウント値が変化する例を、図６のグラフにより説明する。図６には、ＥＧＲバルブ４５の開度、第１タイマ５５のカウント値、燃料噴射量、排気側温度検出部６５により検出した排気側温度、及び、第２タイマ５７のカウント値の時間推移が、上下に並んだ５つのグラフにより示されている。図６に示すグラフの横軸は、上下方向でそれぞれ対応している。

【0085】

エンジン１が始動した後、ｔ１のタイミングで、全閉状態であったＥＧＲバルブ４５が大きく開かれたとする。この結果、開度が所定の開閉判定閾値（第３閾値）を上回ることに伴い、第１タイマ５５のカウント値が、ｔ１のタイミングで、０から増加を開始する。ｔ１のタイミングから時間が経過するのに応じて、第１タイマ５５のカウントが反復して行われる。ＥＧＲ管４１にＥＧＲガスが導入されて暖機が進行するのを反映して、第１タイマ５５のカウント値が増加していく。

【0086】

ＥＧＲバルブ４５が開いている状態が継続し、やがて、ｔ２のタイミングで、第１タイマ５５のカウント値が上限値に到達する。この状況は、ＥＧＲ管４１においてＥＧＲガス温度センサ４７の周辺が十分に暖機されたことを示している。第１タイマ５５の上限値は、第２タイマ５７のカウントアップの条件である許可判定開始閾値（第１閾値）ｖｔ１に相当する。ｔ２のタイミングでは、燃料噴射量が所定噴射量ｚ１以上であり、排気側温度が所定温度ｚ２以上であり、ＥＧＲバルブ４５の開度が所定開度ｚ３以上である。ステップＳ２０２及びステップＳ２０３の条件が満たされているので、第２タイマ５７のカウント値が、ｔ２のタイミングで、０から増加を開始する。ｔ２のタイミングから時間が経過するのに応じて、第２タイマ５７のカウントが反復して行われる。

【0087】

次に、第２タイマ５７のカウント値が診断許可閾値（第２閾値）ｖｔ２に達する前のｔ３のタイミングで、ＥＧＲバルブ４５の開度が閉じ側に変化し、所定開度ｚ３を下回ったとする。ステップＳ２０３の条件が満たされなくなるので、第２タイマ５７のカウント値が、ｔ３のタイミングで、増加から減少に転じる。ｔ３のタイミングから時間が経過するのに応じて、第２タイマ５７の逆カウントが反復して行われる。

【0088】

続いて、ｔ４のタイミングで、ＥＧＲバルブ４５の開度が全閉となり、開閉判定閾値（第３閾値）ｖｔ３以下になったとする。これに伴い、上限値を維持していた第１タイマ５５のカウント値が減少し始める。ｔ４のタイミングから時間が経過するのに応じて、第１タイマ５５の逆カウントが反復して行われる。これにより、ＥＧＲ管４１の周辺の構成が冷えていくのを第１タイマ５５のカウント値に反映させることができる。

【0089】

ｔ５のタイミングでＥＧＲバルブ４５が大きく開かれたとする。これに伴い、ｔ５のタイミングでは、第１タイマ５５のカウント値及び第２タイマ５７のカウント値の両方が、減少から増加に転じる。ｔ６のタイミングになる少し前に、第１タイマ５５のカウント値は、再び上限値に達している。

【0090】

その後すぐに、ｔ６のタイミングでＥＧＲバルブ４５が再び全閉となったとする。ｔ６のタイミングでは、ＥＧＲバルブ４５の開度が所定開度ｚ３を下回り、また、開閉判定閾値ｖｔ３以下になる。従って、ｔ６のタイミングでは、第１タイマ５５及び第２タイマ５７のカウント値の両方が減少し始める。

【0091】

ＥＧＲバルブ４５の全閉の状態が継続すると、やがて、ｔ７のタイミングで、第１タイマ５５のカウント値が所定のリセット閾値（第４閾値）ｖｔ４を下回る。すると、このタイミングで、第１タイマ５５及び第２タイマ５７のカウント値が強制的に０にリセットされる。即ち、異常診断のための第１タイマ５５及び第２タイマ５７のカウントは、何れも最初からやり直しとなる。これにより、ＥＧＲガス温度センサ４７の異常診断のタイミングを、状況がより安定するまで遅らせることになる。従って、診断精度を高めることができる。

【0092】

ｔ８のタイミングで、全閉状態であったＥＧＲバルブ４５が、大きく開かれたとする。開度が開閉判定閾値ｖｔ３を上回るので、第１タイマ５５のカウント値が、ｔ８のタイミングで、０から増加を開始する。

【0093】

ＥＧＲバルブ４５が開いている状態が継続し、やがて、ｔ９のタイミングで、第１タイマ５５のカウント値が上限値（言い換えれば、許可判定開始閾値ｖｔ１）に到達する。ｔ９のタイミングでは、ｔ２のタイミングと同様に、ステップＳ２０２及びＳ２０３の条件が満たされている。従って、第２タイマ５７のカウント値が、ｔ９のタイミングで、０から増加を開始する。

【0094】

第２タイマ５７のカウント値が診断許可閾値ｖｔ２に達する前のｔ１０のタイミングで、燃料噴射量が減少側に変化し、所定噴射量ｚ１を下回ったとする。ステップＳ２０３の条件が満たされなくなるので、第２タイマ５７のカウント値が、ｔ１０のタイミングで、増加から減少に転じる。

【0095】

ｔ１１のタイミングで、燃料噴射量が元の値に回復し、再び所定噴射量ｚ１以上になったとする。ステップＳ２０３の条件が満たされるので、第２タイマ５７のカウント値は、このタイミングで増加し始める。

【0096】

やがて、ｔ１２のタイミングで、第２タイマ５７のカウント値が診断許可閾値ｖｔ２に到達する。このｔ１２のタイミングで、診断部５３は、ＥＧＲガス温度センサ４７の異常診断を行うことになる。

【0097】

本実施形態において、第２タイマ５７は、ＥＧＲガス温度センサ４７の異常診断を行うのに適した運転状態等が安定して現れていることを確保するタイマであるということができる。そして、この第２タイマ５７がカウントアップする条件として、第１タイマ５５のカウント値が所定の閾値（許可判定開始閾値ｖｔ１）以上であること、言い換えれば、ＥＧＲ管４１の周辺が十分な時間を掛けて暖機されていることが必要になる。これにより、ＥＧＲ管４１の周辺の暖気が不十分な状態で異常診断を行うことを防止できるので、ＥＧＲガス温度センサ４７の異常診断の精度を高めることができる。

【0098】

第２タイマ５７は、上記の［１］〜［３］の条件が１つでも満たされない場合は、逆カウントを行う。このうち、燃料噴射量が所定噴射量ｚ１を下回る場合の逆カウントの速度（ｔ１０からｔ１１までのカウント値の減少速度）は、ＥＧＲバルブの開度が所定開度ｚ３を下回る場合の逆カウントの速度（ｔ３からｔ５までのカウント値の減少速度）よりも大きい。燃料噴射量は、ＥＧＲガス温度センサ４７の周辺の温度を十分に高めるために重要である。従って、上記のように燃料噴射量の条件に敏感なタイマカウント制御とすることで、良好なタイミングで異常診断を行うことができる。

【0099】

以上に説明したように、本実施形態のエンジン１は、排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気側へ還流させるＥＧＲ装置７を備える。エンジン１は、エンジン本体３と、ＥＧＲ管４１と、ＥＧＲガス温度センサ４７と、ＥＧＲバルブ４５と、ＥＧＲ制御部５１と、ＥＧＲバルブ開度検知部６３と、診断部５３と、第１タイマ５５と、第２タイマ５７と、診断制御部５９と、を備える。エンジン本体３は、排気通路及び吸気通路を有する。ＥＧＲ管４１は、ＥＧＲガスが流通可能となるように排気通路と吸気通路とを接続する。ＥＧＲガス温度センサ４７は、ＥＧＲ管４１を流れるＥＧＲガスの温度を検出する。ＥＧＲバルブ４５は、ＥＧＲ管４１を流れるＥＧＲガスの量を開度の変更により調整可能である。ＥＧＲ制御部５１は、ＥＧＲバルブ４５の開度を制御する。ＥＧＲバルブ開度検知部６３は、ＥＧＲバルブ４５の開度を検知する。診断部５３は、ＥＧＲガス温度センサ４７の検出値に基づいてＥＧＲガス温度センサ４７が故障しているか否かを診断する。第１タイマ５５は、ＥＧＲバルブ４５が開弁している場合に、時間の経過に応じてカウントを行う。第２タイマ５７は、第１タイマ５５のカウント値が予め設定された許可判定開始閾値ｖｔ１以上であり、かつ、所定条件が満たされている場合に、時間の経過に応じてカウントを行う。診断制御部５９は、第２タイマ５７のカウント値が予め設定された診断許可閾値ｖｔ２未満である場合は診断部５３による診断を阻止し、診断許可閾値ｖｔ２以上である場合は診断を許可する。

【0100】

これにより、ＥＧＲ管４１でのＥＧＲガス温度センサ４７の周辺の構成に対するＥＧＲガスによる暖機の度合いを示す第１タイマ５５を用いることで、当該暖機に必要な時間を適切に考慮して、適切なタイミングでＥＧＲガス温度センサ４７の診断を行うことができる。また、第１タイマ５５のカウント値が所定閾値以上であることを第２タイマ５７のカウントの条件の１つとすることで、様々な判断要素をバランス良く考慮して、診断のタイミングを定めることができる。よって、ＥＧＲガス温度センサ４７の診断を精度よく行うことができる。

【0101】

また、本実施形態のエンジン１は、排気側温度検出部６５を備える。この排気側温度検出部６５は、前記排気通路のうちＥＧＲ管４１との接続部分よりも上流側部分に設けられ、この上流側部分の温度を検出するように構成される。そして、ステップＳ２０３の所定条件は、少なくともＥＧＲバルブ４５の開度及び排気側温度検出部６５の検出温度に基づくものである。

【0102】

これにより、ＥＧＲ管４１におけるＥＧＲガスの温度が高く、かつ、ＥＧＲガスの流量が十分な状態で、ＥＧＲガス温度センサ４７の診断を行うことができる。よって、ＥＧＲガス温度センサ４７の診断の精度を向上させることができる。

【0103】

また、本実施形態のエンジン１において、ＥＧＲバルブ４５の開度が予め設定された開閉判定閾値ｖｔ３以下である場合、第１タイマ５５は、時間の経過に応じて逆カウントを行う。

【0104】

ＥＧＲバルブ４５の開度が開閉判定閾値ｖｔ３以下である場合は、ＥＧＲバルブ４５が全閉状態になる場合を意味するが、小さく開いている場合を含んでも良い。

【0105】

即ち、ＥＧＲ管４１等がいったん暖機された後に、ＥＧＲバルブ４５が完全に閉じた場合、又は開いていても開度が十分でない場合は、ＥＧＲガス温度センサ４７の周辺の構成が冷えてしまう場合があり得る。この場合、第１タイマ５５のカウント値を巻き戻すことで、温度低下の進行を適切に考慮して、ＥＧＲガス温度センサ４７の診断タイミングを遅らせることができる。

【0106】

また、本実施形態のエンジン１において、第１タイマ５５に係る許可判定開始閾値ｖｔ１よりも０に近い値であるリセット閾値ｖｔ４が設定される。第１タイマ５５のカウント値がリセット閾値ｖｔ４よりも０に近い値になった場合には、図６のｔ７のタイミングに示すように、第１タイマ５５のカウント値が０にリセットされる。

【0107】

これにより、ＥＧＲガスによる暖機が不十分な状況が継続して、ＥＧＲ管４１の周辺の構成が長時間にわたって冷えてしまった場合は、暖機が全くされなかったとみなすことで、早過ぎるタイミングでのＥＧＲガス温度センサ４７の診断を回避することができる。一方で、エンジン１の運転状態に関する所定の変化時（例えば、加速時又は負荷投入時）における、ＥＧＲガスの温度が下がらないような短時間のＥＧＲカットが実行された場合は、ＥＧＲガス温度センサ４７の診断タイミングを過度に遅らせないようにすることができる。

【0108】

また、本実施形態のエンジン１は、第１タイマ５５のカウント値がリセット閾値ｖｔ４よりも０に近い値になった場合には、図６のｔ７のタイミングに示すように、第２タイマ５７のカウント値が０にリセットされる。

【0109】

これにより、ＥＧＲガスによる暖機が不十分な状況が継続して、ＥＧＲ管４１の周辺の構成が長時間にわたって冷えてしまった場合は、ＥＧＲガス温度センサ４７の診断のための所定条件を満たす状況が全く現れなかったとみなすことで、状況が安定するまで、ＥＧＲガス温度センサ４７の診断を行わずに待機することができる。一方で、上記の短時間のＥＧＲカット等の場合は、ＥＧＲガス温度センサ４７の診断タイミングを過度に遅らせないようにすることができる。

【0110】

また、本実施形態のエンジン１において、ステップＳ２０３の所定条件を満たすには、ＥＧＲバルブ４５の開度が所定開度ｚ３以上で、かつ、燃料噴射量が所定噴射量ｚ１以上であることが必要である。ＥＧＲバルブ４５の開度が所定開度ｚ３未満であり、かつ、燃料噴射量が所定噴射量ｚ１以上である第１の場合（図６のｔ３からｔ５まで）では、第２タイマ５７が時間の経過に応じて逆カウントを行う。ＥＧＲバルブ４５の開度が所定開度ｚ３以上であり、かつ、燃料噴射量が所定噴射量ｚ１未満である第２の場合（ｔ１０からｔ１１まで）では、第２タイマ５７が時間の経過に応じて逆カウントを行う。前記第２の場合における第２タイマ５７のカウント値の変化速度は、前記第１の場合における第２タイマ５７のカウント値の変化速度よりも大きい。

【0111】

これにより、燃料噴射量の条件が満たされない場合は、ＥＧＲバルブの開度の条件が満たされない場合よりも、第２タイマ５７のカウント値が相対的に大きく巻き戻される。従って、ＥＧＲバルブ４５の異常診断の精度を上げるために重要な燃料噴射量を重視して、ＥＧＲガス温度センサ４７の診断のタイミングを定めることができる。

【0112】

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

【0113】

第１タイマ５５は、初期値が０であり、０からカウントアップするカウントアップタイマとして構成されている。これに代えて、初期値を適宜の値とし、この値からカウントダウンするカウントダウンタイマとして構成しても良い。第２タイマ５７も、同様にカウントダウンタイマとして構成しても良い。カウントダウンタイマの場合、通常のカウントはカウントダウンになり、逆カウントはカウントアップになる。

【0114】

第１タイマ５５及び第２タイマ５７の取り得るカウント値の範囲、及び初期値は、適宜変更することができる。上述の第１から第４までの閾値も、事情に応じて適宜変更することができる。

【0115】

第１タイマ５５の逆カウント処理を省略しても良い。

【0116】

第１タイマ５５及び第２タイマ５７のカウント値を強制的にリセットする処理は、適宜省略することができる。

【0117】

図６の例では、排気側温度が所定温度を上回った後、一度も所定温度以下にならないように推移している。ただし、何らかの原因で、排気側温度が所定温度を下回る場合も考えられる。この場合、図４のフローチャートに従えば、第２タイマ５７はカウントダウン（逆カウント）を行う。しかしながら、第２タイマ５７のカウント値を即時に０にリセットしても良い。

【0118】

燃料噴射量が所定噴射量ｚ１を下回る場合の逆カウントの速度は、ＥＧＲバルブの開度が所定開度ｚ３を下回る場合の逆カウントの速度と等しくても良い。

【0119】

上述の教示を考慮すれば、本発明が多くの変更形態及び変形形態をとり得ることは明らかである。従って、本発明が、添付の特許請求の範囲内において、本明細書に記載された以外の方法で実施され得ることを理解されたい。

【符号の説明】

【0120】

１ エンジン
３ エンジン本体
７ ＥＧＲ装置
４１ ＥＧＲ管（ＥＧＲ通路）
４５ ＥＧＲバルブ
４７ ＥＧＲガス温度センサ
５１ ＥＧＲ制御部
５３ 診断部
５５ 第１タイマ
５７ 第２タイマ
５９ 診断制御部
６３ ＥＧＲバルブ開度検知部
６５ 排気側温度検出部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】