特開 2024-145518 内燃機関及び内燃機関の故障判定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024145518

(43)【公開日】2024-10-15

(54)【発明の名称】内燃機関及び内燃機関の故障判定装置

(51)【国際特許分類】

   F02M 26/49 20160101AFI20241004BHJP

   F02M 26/47 20160101ALI20241004BHJP

   F02D 45/00 20060101ALI20241004BHJP

【ＦＩ】

F02M26/49 321

F02M26/47 B

F02D45/00 345

F02D45/00 360Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023057906

(22)【出願日】2023-03-31

(71)【出願人】

【識別番号】000006286

【氏名又は名称】三菱自動車工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100183689

【弁理士】

【氏名又は名称】諏訪 華子

(74)【代理人】

【識別番号】110003649

【氏名又は名称】弁理士法人真田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大島 卓也

(72)【発明者】

【氏名】植松 亨介

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼橋 和通

【テーマコード（参考）】

3G062

3G384

【Ｆターム（参考）】

3G062FA18

3G062GA23

3G384BA27

3G384BA35

3G384CA25

3G384DA42

3G384DA46

(57)【要約】

【課題】簡便な構成で、排気還流装置の差圧センサを装備する配管の外れ故障を含んだ故障判定を実施することができる内燃機関及び内燃機関の故障判定装置を提供する。
【解決手段】内燃機関１は、吸気通路２０と、スロットル弁２６と、排気通路３０と、吸気通路２０のスロットル弁２６の上流側と排気通路３０とを接続する排気還流通路４０，排気還流通路４０に設けられた排気還流バルブ４２，排気還流通路４０における排気還流バルブ４２よりも上流側から延びる第一通路５０ａ，排気還流バルブ４２よりも下流側から延びる第二通路５０ｂ，及び第一通路５０ａと第二通路５０ｂとの間に設けられる差圧センサ５１を有する排気還流装置４と、吸気通路２０のスロットル弁２６よりも下流側と第一通路５０ａ又は第二通路５０ｂ又は排気還流通路４０とを接続する第三通路６０と、第三通路６０に設けられるバルブ６１と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

吸気通路と、
前記吸気通路に設けられたスロットル弁と、
排気通路と、
前記吸気通路の前記スロットル弁の上流側と前記排気通路とを接続する排気還流通路と、前記排気還流通路に設けられた排気還流バルブと、前記排気還流通路における前記排気還流バルブよりも上流側から延びる第一通路と、前記排気還流バルブよりも下流側から延びる第二通路と、前記第一通路と前記第二通路との間に設けられる差圧センサと、を有する排気還流装置と、
前記吸気通路の前記スロットル弁よりも下流側と、前記第一通路又は前記第二通路又は前記排気還流通路とを接続する第三通路と、
前記第三通路に設けられるバルブと、を備える
ことを特徴とする、内燃機関。

【請求項2】

前記排気還流装置は、前記排気還流通路に設けられた排気還流クーラを有し、
前記排気還流バルブは、前記排気還流通路の前記排気還流クーラよりも下流側に設けられ、
前記第一通路は、前記排気還流通路における前記排気還流クーラよりも下流側かつ前記排気還流バルブよりも上流側から延び、
前記第三通路は、前記吸気通路の前記スロットル弁よりも下流側と、前記第二通路又は前記排気還流通路における前記排気還流クーラよりも下流側と、を接続する
ことを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関。

【請求項3】

前記第三通路は、前記吸気通路の前記スロットル弁よりも下流側と前記第二通路とを接続する
ことを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１項に記載された内燃機関と、
前記内燃機関の前記排気還流通路及び前記排気還流通路の付帯部材の故障を判定する故障判定部と、を備えた、内燃機関の故障判定装置であって、
前記故障判定部は、前記内燃機関の燃料カット時に、前記バルブを開放し、当該開放時に前記差圧センサで検出された差圧が予め設定された第一閾値未満の場合に、前記排気還流通路及び前記付帯部材の何れかに故障があると判定する
ことを特徴とする、内燃機関の故障判定装置。

【請求項5】

請求項３に記載された内燃機関と、
前記内燃機関の前記排気還流通路及び前記排気還流通路の付帯部材の故障を判定する故障判定部と、を備えた、内燃機関の故障判定装置であって、
前記故障判定部は、前記内燃機関の燃料カット時に、前記バルブを開放した状態で、前記差圧センサの差圧と、予め設定された第一閾値及び前記第一閾値よりも小さい第二閾値とを比較し、前記差圧が前記第一閾値未満かつ前記第二閾値以上の場合には、前記第一通路と前記第三通路との接続部よりも前記排気還流通路側が故障している可能性があると判定し、
前記差圧が前記第二閾値未満の場合には、前記接続部よりも前記差圧センサ側が故障している可能性があると判定する
ことを特徴とする、内燃機関の故障判定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本件は、排気還流装置を備えた内燃機関及びその内燃機関の故障判定装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

内燃機関において、排気中のＮＯｘや煤の排出を低減するためや燃費向上のために、排気還流装置（ＥＧＲ：Exhaust Gas Recirculation、以下、「ＥＧＲ装置」ともいう）が装備される。ＥＧＲ装置には、内燃機関の吸気通路におけるスロットルの上流側と排気通路とを接続する排気還流通路（ＥＧＲ通路）と、ＥＧＲ通路に介装された排気還流クーラ（ＥＧＲクーラ）と、ＥＧＲ通路のＥＧＲクーラよりも下流側（吸気通路側）に介装された排気還流バルブ（ＥＧＲバルブ）とを備えた、低圧排気還流装置（低圧ＥＧＲ装置）がある。

【0003】

この低圧ＥＧＲ装置において、ＥＧＲ通路におけるＥＧＲクーラよりも下流側であり且つＥＧＲバルブよりも上流側と、ＥＧＲバルブよりも下流側とを接続するバイパス通路を設け、このバイパス通路に差圧センサを設けた装置がある。この装置では、例えば、差圧センサで検出したＥＧＲバルブの上下流の差圧に基づいてＥＧＲバルブ等を制御することができる。

【0004】

しかし、バイパス通路に差圧センサを設けた装置において、差圧センサ等に異常（故障）が生じた場合には、適切なエンジン制御を実施しえない。そこで、差圧センサ等の異常検出技術が開発されている。例えば、特許文献１には、ＥＧＲ弁の上流側と下流側との差圧（差圧算出値）を算出し、この差圧算出値と差圧センサによって検出された差圧（差圧センサ値）との差が、判定閾値以上である場合に、差圧センサが異常であると判定する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２０－１７６５６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、差圧センサ等の故障には、差圧センサ等の異常（故障）のほか、バイパス通路を構成する配管とＥＧＲ通路を構成する配管との接続部が外れる故障（外れ故障）もある。そこで、できるだけ簡便な構成で、差圧センサを装備する配管の外れ故障について判定することができるようにしたいという要望がある。

【0007】

本件は、上記のような課題に鑑み創案されたものであり、簡便な構成で、排気還流装置の差圧センサを装備する配管の外れ故障を含んだ故障判定を実施することができる内燃機関及び内燃機関の故障判定装置を提供すること目的の一つとする。なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的である。

【課題を解決するための手段】

【0008】

開示の内燃機関は、以下に開示する態様１（適用例）として実現でき、上記の課題の少なくとも一部を解決する。また、開示の内燃機関の故障判定装置は、以下に開示する態様４又は５（適用例）として実現でき、上記の課題の少なくとも一部を解決する。態様２，３の各態様は、何れもが付加的に適宜選択されうる態様であって、何れもが省略可能な態様である。態様２，３の各態様は、何れもが本件にとって必要不可欠な態様や構成を開示するものではない。

【0009】

態様１．開示の内燃機関は、吸気通路と、前記吸気通路に設けられたスロットル弁と、排気通路と、前記吸気通路の前記スロットル弁の上流側と前記排気通路とを接続する排気還流通路と、前記排気還流通路に設けられた排気還流バルブと、前記排気還流通路における前記排気還流バルブよりも上流側から延びる第一通路と、前記排気還流バルブよりも下流側から延びる第二通路と、前記第一通路と前記第二通路との間に設けられる差圧センサと、を有する排気還流装置と、前記吸気通路の前記スロットル弁よりも下流側と、前記第一通路又は前記第二通路又は前記排気還流通路とを接続する第三通路と、前記第三通路に設けられるバルブと、を備える。

【0010】

態様２．上記の態様１において、前記排気還流装置は、前記排気還流通路に設けられた排気還流クーラを有し、前記排気還流バルブは、前記排気還流通路の前記排気還流クーラよりも下流側に設けられ、前記第一通路は、前記排気還流通路における前記排気還流クーラよりも下流側かつ前記排気還流バルブよりも上流側から延び、前記第三通路は、前記吸気通路の前記スロットル弁よりも下流側と、前記第二通路又は前記排気還流通路における前記排気還流クーラよりも下流側と、を接続することが好ましい。

【0011】

態様３．上記の態様１又は２において、前記第三通路は、前記吸気通路の前記スロットル弁よりも下流側と前記第二通路とを接続することが好ましい。

【0012】

態様４．開示する内燃機関の故障判定装置は、上記の態様１～３の何れか一つに記載された内燃機関と、前記内燃機関の前記排気還流通路及び前記排気還流通路の付帯部材の故障を判定する故障判定部と、を備えた、内燃機関の故障判定装置である。前記故障判定部は、前記内燃機関の燃料カット時に、前記バルブを開放し、当該開放時に前記差圧センサで検出された差圧が予め設定された第一閾値未満の場合に、前記排気還流通路及び前記付帯部材の何れかに故障があると判定する。

【0013】

態様５．開示するもう一つの内燃機関の故障判定装置は、上記の態様３に記載された内燃機関と、前記内燃機関の前記排気還流通路及び前記排気還流通路の付帯部材の故障を判定する故障判定部と、を備えた、内燃機関の故障判定装置である。前記故障判定部は、前記内燃機関の燃料カット時に、前記バルブを開放した状態で、前記差圧センサの差圧と、予め設定された第一閾値及び前記第一閾値よりも小さい第二閾値とを比較し、前記差圧が前記第一閾値未満かつ前記第二閾値以上の場合には、前記第一通路と前記第三通路との接続部よりも前記排気還流通路側が故障している可能性があると判定し、前記差圧が前記第二閾値未満の場合には、前記接続部よりも前記差圧センサ側が故障している可能性があると判定する。

【発明の効果】

【0014】

開示の内燃機関及び内燃機関の故障判定装置によれば、簡便な構成で、差圧センサを装備する配管の外れ故障を含んだ故障判定を実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】第一実施形態に係る内燃機関の吸排気系統及び内燃機関の故障判定装置の概略構成図である。

【図2】図１に示す故障判定装置による故障判定を説明するタイムチャートである。

【図3】図１に示す故障判定装置による故障判定を説明するフローチャートである。

【図4】第二実施形態に係る内燃機関の吸排気系統及び内燃機関の故障判定装置の概略構成図である。

【図5】第三実施形態に係る内燃機関の吸排気系統及び内燃機関の故障判定装置の概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

図面を参照して、実施形態として内燃機関及び内燃機関の故障判定装置について説明する。以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。

【0017】

［１．第一実施形態］
［１－１．内燃機関の吸排気系の構成］
まず、図１の概略構成図を参照して、本実施形態に係る内燃機関１の吸排気系の構成を説明する。なお、本実施形態では、内燃機関１は車両に装備されるものとして説明するが、工作機械，船舶，発電機，各種試験装置等に搭載される内燃機関であってもよい。また、本実施形態の内燃機関１はガソリンエンジンである。

【0018】

本件に係る内燃機関１は、インジェクタ（図示略）からの燃料噴射を一時的に停止する燃料カット制御を実施可能なエンジンである。燃料カット制御の実施条件には、例えば以下の条件が含まれ、これらの条件の少なくとも一つ（好ましくは全て）が成立した場合に燃料カット制御が実施される。
・エンジン回転数（回転速度）が所定の下限値以上かつ所定の上限値以下である。
・スロットル開度が全閉状態（所定開度以下）である。
・車速が所定の下限車速以上かつ所定の上限車速以下である。
・内燃機関１の温度が所定温度以上である。
・モータの出力により内燃機関１を回転させるモータリングの要求中である。

【0019】

図１に示すように、内燃機関１は、図示しない気筒及びインマニ（インテークマニホールド），エキマニ（エキゾーストマニホールド）等を備えてなるエンジン本体１０と、エンジン本体１０のインマニに接続された吸気通路２０と、エンジン本体１０のエキマニに接続された排気通路３０とを備える。

【0020】

吸気通路２０には、上流側から順に、エアクリーナ２１、ターボチャージャ２２のコンプレッサ２３、インタクーラ２５及びスロットル弁２６が設けられる。吸気通路２０に取り込まれた外気は、エアクリーナ２１で浄化され、コンプレッサ２３で加圧されて、インタクーラ２５で冷却されて、スロットル弁２６を通過してインマニからエンジン本体１０の気筒内に供給される。

【0021】

排気通路３０には、上流側から順に、ターボチャージャ２２のタービン２４、排気を浄化する三元触媒などから成る排気浄化触媒装置３１（単に、「触媒３１」という）が設けられる。エンジン本体１０から排気通路３０に排出された高圧の排気は、タービン２４を回転駆動し、触媒３１により浄化されて排出される。

【0022】

内燃機関１には、排気還流装置４（以下、「ＥＧＲ装置４」ともいう）が設けられる。ＥＧＲ装置４は、吸気通路２０のスロットル弁２６の上流側（具体的には、エアクリーナ２１とコンプレッサ２３との間）と、排気通路３０における触媒３１の下流側とを接続する排気還流通路４０（以下、「ＥＧＲ通路４０」ともいう）を備えた低圧排気還流装置（低圧ＥＧＲ装置）である。ＥＧＲ通路４０には、上流側（排気通路３０側）から順に、排気還流クーラ４１（以下、「ＥＧＲクーラ４１」ともいう）及び排気還流バルブ４２（以下、「ＥＧＲバルブ４２」ともいう）が設けられる。

【0023】

内燃機関１には、ＥＧＲ通路４０の付帯部材として、ＥＧＲ通路４０におけるＥＧＲクーラ４１よりも下流側かつＥＧＲバルブ４２よりも上流側から延びる第一通路５０ａと、ＥＧＲバルブ４２よりも下流側から延びる第二通路５０ｂとを有するバイパス通路５０と、第一通路５０ａと第二通路５０ｂとの間に設けられ、第一通路５０ａと第二通路５０ｂとの間の圧力差、すなわち、ＥＧＲバルブ４２の上流側と下流側との圧力差（以下、「ＥＧＲ差圧」、または、単に、「差圧」ともいう）を検出する差圧センサ５１とが装備される。差圧センサ５１の検出値は、例えば、ＥＧＲバルブ４２の制御等に用いることができる。

【0024】

さらに、内燃機関１には、ＥＧＲ通路４０の付帯部材として、吸気通路２０のスロットル弁２６よりも下流側と、バイパス通路５０又はＥＧＲ通路４０とを接続する第三通路６０と、第三通路６０に設けられたソレノイドバルブ６１（バルブ）とが装備される。本実施形態のようにＥＧＲバルブ４２よりも上流側にＥＧＲクーラ４１が設けられる場合、第三通路６０は、吸気通路２０のスロットル弁２６よりも下流側と、バイパス通路５０又はＥＧＲ通路４０におけるＥＧＲクーラ４１よりも下流側とを接続する。

【0025】

本実施形態の場合、第三通路６０は、吸気通路２０のスロットル弁２６の直下流部と、第二通路５０ｂとを接続している。なお、図１では、追加した第三通路６０にハッチングやドットなどの模様を付している。また、本実施形態では、バルブにソレノイドバルブ６１を適用しているが、このバルブは開閉操作できればよく、例えば、バタフライバルブを適用してもよい。

【0026】

［１－２．制御系の概略構成］
本実施形態の車両には、内燃機関１の各部を制御する制御装置７が備えられる。制御装置７の制御対象は、例えば、内燃機関１の吸排気系のスロットル弁２６、ＥＧＲバルブ４２及びソレノイドバルブ６１の開閉状態（開度）、図示しないインジェクタからの燃料噴射量や噴射タイミング等が挙げられる。制御装置７には、図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マップ等を記憶する記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタ等を備えたＥＣＵ（電子制御ユニット）が適用されている。

【0027】

制御装置７には、ＥＧＲ装置４の故障を判定する故障判定部７１が設けられる。故障判定部７１は、電子回路（ハードウェア）によって実現してもよく、ソフトウェアとしてプログラミングされたものとしてもよいし、あるいはこれらの機能のうちの一部をハードウェアとして設け、他部をソフトウェアとしたものであってもよい。本実施形態に係る内燃機関１の故障判定装置６は、上記の内燃機関１と、この故障判定部７１とを有している。なお、本実施形態では、故障判定部７１が、内燃機関１を統合的に制御する制御装置７内の機能要素として設けられているが、制御装置７とは別の（専用の）制御装置（ＥＣＵ）に故障判定部７１が設けられてもよい。

【0028】

なお、上記の内燃機関１が搭載される車両は、駆動源としての内燃機関１が搭載されたエンジン自動車、あるいは、駆動源としての内燃機関１及びモータと発電装置としてのジェネレータと蓄電装置としてのバッテリとが搭載されたハイブリッド自動車またはプラグインハイブリッド自動車である。プラグインハイブリッド自動車とは、バッテリに対する外部充電またはバッテリからの外部給電が可能なハイブリッド自動車を意味する。プラグインハイブリッド自動車と電気自動車とには、外部充電設備からの電力が送給される充電ケーブルを差し込むための充電口（インレット）や外部給電用のコンセント（アウトレット）が設けられる。

【0029】

［１－３．内燃機関の故障判定装置］
次に、内燃機関１のＥＧＲ装置４の故障を判定する故障判定装置６について説明する。
故障判定装置６では、ＥＧＲ装置４に装備された差圧センサ５１と、第三通路６０及び第三通路６０に装備されたソレノイドバルブ６１とを用いて故障を判定する。

【0030】

ここで判定する故障形態には、バイパス通路５０を構成する配管の異常、例えば、亀裂の発生や、ＥＧＲ通路４０に接続されている配管の接続部の外れ（配管外れ）が挙げられる。また、バイパス通路５０に設けられた差圧センサ５１の異常（例えば、センサ自体の故障や通信不良等）、第三通路６０に設けられたソレノイドバルブ６１の異常が含まれる。

【0031】

故障判定部７１により行う故障判定は、内燃機関１の燃料カット時に、ＥＧＲバルブ４２を閉鎖して第三通路６０のソレノイドバルブ６１を開放し、この開放時に差圧センサ５１で検出されるＥＧＲ差圧に基づいて行う。具体的には、故障判定部７１は、ソレノイドバルブ６１の開放時（故障判定時）に、ＥＧＲ差圧が予め設定された第一閾値以上となれば『正常』あるいは『故障なし』と判定し、ＥＧＲ差圧が第一閾値未満となる場合には、『異常』あるいは『故障あり』と判定する。

【0032】

この判定原理について、図２を参照して説明する。ＥＧＲ通路４０のＥＧＲバルブ４２よりも下流側は、吸気通路２０のスロットル弁２６よりも上流側と連通しているため、ソレノイドバルブ６１が閉鎖状態（第三通路６０が設けられていない場合）であれば、この部分（ＥＧＲバルブ４２よりも下流側）の内部圧力は略大気圧となる。また、ＥＧＲ通路４０のＥＧＲバルブ４２よりも上流側の内部圧力は、ＥＧＲバルブ４２の開閉によらず基本的には常に正圧（略大気圧以上）となる。

【0033】

これに対して、内燃機関１の燃料カット時（アクセルオフ時等）には、ＥＧＲバルブ４２が閉じられるとともにスロットル弁２６が閉じられるため、吸気通路２０のスロットル弁２６よりも下流側は圧力が負圧になる。このため、燃料カット開始（時点ｔ１）後にソレノイドバルブ６１を開放する（時点ｔ２）と、第三通路６０を介して吸気通路２０のスロットル弁２６よりも下流側と第二通路５０ｂとが連通し、第二通路５０ｂも負圧となる。したがって、ＥＧＲ差圧は、図２に実線で示すようにソレノイドバルブ６１の閉鎖時に比べて上昇する。なお、故障判定が完了したら、ソレノイドバルブ６１を閉鎖する（時点ｔ３）。

【0034】

ただし、例えば、第二通路５０ｂの第三通路６０との接続部よりも下流領域Ａ１（図１中にハッチングで示す箇所）に配管外れ等による漏れがあれば、ソレノイドバルブ６１を開放した際の差圧センサ５１の下流（吸気側）の負圧が減少し、図２中に破線で示すように、ＥＧＲ差圧も減少する。なお、このＥＧＲ差圧の変化は、配管外れによる故障（異常）以外にも、例えば、ＥＧＲバルブ４２の異常（例えば開固着）によっても生じる可能性がある。

【0035】

また、バイパス通路５０の第三通路６０との接続部及びこの接続部よりも上流領域Ａ２（図１中に網掛け模様で示す箇所）に配管外れ等による漏れがあれば、ソレノイドバルブ６１を開放しても差圧センサ５１の下流は大気圧のままとなる。この場合、ＥＧＲ差圧は、図２中に点線で示すように、略ゼロのままで増大しない。

【0036】

［１－４．フローチャート］
図３は、上記の故障判定を説明するフローチャート例であり、所定の制御周期で繰り返し実施されるものとする。また、ソレノイドバルブ６１は通常時（故障判定時以外）は閉鎖状態とされる。

【0037】

図３に示すように、故障判定部７１は、燃料カットが行われているか否かを判定する（ステップＳ１０）。燃料カットが行われていなければ、今回の制御周期の処理を終了する。一方、ステップＳ１０で燃料カットが行われていると判定されれば、ソレノイドバルブ６１を開放する（ステップＳ２０）。なお、燃料カットの開始から終了までの間は、ＥＧＲバルブ４２は閉鎖状態となっている。そして、ＥＧＲ差圧を読み込んで（ステップＳ３０）、読み込んだＥＧＲ差圧を第一閾値と比較し、ＥＧＲ差圧が第一閾値未満（差圧＜第一閾値）であるか否かを判定する（ステップＳ４０）。

【0038】

ステップＳ４０の判定で、ＥＧＲ差圧が第一閾値未満であると判定された場合は、バイパス通路５０を構成する配管等に故障があると判定する（ステップＳ５０）。一方、ＥＧＲ差圧が第一閾値未満でない（すなわち、ＥＧＲ差圧が第一閾値以上である）と判定された場合は、バイパス通路５０を構成する配管等は正常である（故障なし）と判定する（ステップＳ６０）。

【0039】

なお、図３のフローには記載しないが、ステップＳ５０で配管等に故障があると判定した場合に、さらに、上記の第一閾値よりも小さい（ゼロに近い微小値である）第二閾値を予め設定しておき、ＥＧＲ差圧を第二閾値と比較して、配管等の故障をさらに分類してもよい。

【0040】

つまり、ＥＧＲ差圧が第二閾値以上であれば、バイパス通路５０の第三通路６０との接続部よりも下流領域Ａ１（図１参照）に配管外れ等による漏れがあるか、または、ＥＧＲバルブ４２の異常があると判定する。なお、この場合の配管外れには、バイパス通路５０のＥＧＲバルブ４２よりも下流側への接続部の配管外れが含まれる。

【0041】

一方、ＥＧＲ差圧が第二閾値未満であれば（ＥＧＲ差圧がゼロ付近であれば）、バイパス通路５０の第三通路６０との接続部及びこの接続部よりも上流領域Ａ２（図１参照）に配管外れ等による漏れがあるか、または、ソレノイドバルブ６１が閉固着していると判定する。

【0042】

［１－５．作用及び効果］
本実施形態に係る内燃機関１及びその故障判定装置６は、上記のように、吸気通路２０のスロットル弁２６よりも下流側と、第一通路５０ａ又は第二通路５０ｂ又はＥＧＲ通路４０とを接続する第三通路６０と、第三通路６０に設けられたバルブ（ソレノイドバルブ６１）とを備える。このため、内燃機関１の燃料カット時に、ソレノイドバルブ６１を開放した状態とすることで、スロットル弁２６の下流部の負圧が差圧センサ５１に作用し、差圧センサ５１から得られるＥＧＲ差圧に基づいて、故障判定を実施することができる。

【0043】

具体的には、ソレノイドバルブ６１の開放状態で得られるＥＧＲ差圧を第一閾値と比較して、ＥＧＲ差圧が第一閾値未満の場合には、ＥＧＲ通路４０及びその付帯部材（バイパス通路５０、ＥＧＲバルブ４２、第三通路６０、ソレノイドバルブ６１）の何れかに故障があると判定することができる。したがって、簡便な構成で、差圧センサ５１を装備するバイパス通路５０を構成する配管の外れ故障を含んだ故障判定を実施することができる。

【0044】

本実施形態に係る内燃機関１及びその故障判定装置６では、第三通路６０が、吸気通路２０のスロットル弁２６の直下流部と第二通路５０ｂとを接続するので、差圧センサ５１よりも下流側にスロットル弁２６の下流部の負圧が作用し、スロットル弁２６の上流側と下流部との間に、この負圧の作用に応じた差圧が生じるため、上記の故障判定をより精度よく実施することができる。

【0045】

また、第二閾値をさらに設定し、ＥＧＲ差圧を第二閾値と比較して、故障形態を分類（判別）することができる。具体的には、ソレノイドバルブ６１の開放状態で得られるＥＧＲ差圧が第二閾値以上であれば、下流領域Ａ１に配管外れ等による漏れがあると判定することができる。一方、ＥＧＲ差圧が第二閾値未満であれば、上流領域Ａ２に配管外れ等による漏れがあるか、ソレノイドバルブ６１が閉固着していると判定することができる。

【0046】

［２．第二実施形態］
［２－１．構成］
次に、図４の概略構成図を参照して、第二実施形態に係る内燃機関１Ａの吸排気系の構成を説明する。本実施形態の内燃機関１Ａは、第一実施形態の内燃機関１と比べて、第三通路６０Ａの接続先が異なり、他の構成は第一実施形態と同様である。以下、第一実施形態と同様の構成については同様の符号を付してその説明を省略する。なお、本実施形態では、第一実施形態と同様に、内燃機関１は車両に装備されるものとする。

【0047】

本実施形態では、第三通路６０Ａが、吸気通路２０のスロットル弁２６よりも下流側と、ＥＧＲ通路４０における第二通路５０ｂが接続される箇所の下流側とに接続されている。また、本実施形態の故障判定装置６Ａは、第一実施形態と同様の制御装置７を備え、制御装置７にはＥＧＲ装置４の故障を判定する故障判定部７１Ａが設けられている。すなわち、本実施形態に係る内燃機関１Ａの故障判定装置６Ａは、内燃機関１Ａと故障判定部７１Ａとを有している。なお、故障判定部７１Ａには専用の制御装置（ＥＣＵ）を用いてもよい。

【0048】

故障判定装置６Ａでは、ＥＧＲ装置４に装備された差圧センサ５１と、第三通路６０Ａ及び第三通路６０Ａに装備されたソレノイドバルブ６１とを用いて故障を判定する。ただし、本実施形態では、第三通路６０Ａの一端側の接続部の位置が第一実施形態と違うので、これに起因して、故障形態の判定にも相違がある。

【0049】

故障判定部７１Ａにより行う故障判定は、内燃機関１Ａの燃料カット時に、第三通路６０Ａのソレノイドバルブ６１を開放し、この開放時に差圧センサ５１で検出されるＥＧＲ差圧に基づいて行う。つまり、本実施形態においても、故障判定部７１Ａは、ソレノイドバルブ６１の開放時（故障判定時）に、ＥＧＲ差圧が第一閾値以上となれば『正常』あるいは『故障なし』と判定し、ＥＧＲ差圧が第一閾値未満となる場合は『異常』あるいは『故障あり』と判定する。なお、判定原理は、第一実施形態と同様である。

【0050】

ただし、第一実施形態では、第二通路５０ｂの中間部に第三通路６０Ａが接続されているため、第二通路５０ｂの第三通路６０Ａとの接続部よりも下流領域Ａ１の故障と、上流領域Ａ２の故障とを分類できたが、本実施形態では、第三通路６０Ａの一端側がＥＧＲ通路４０における第二通路５０ｂが接続される箇所の下流側に接続されているため、このような分類まではできない。

【0051】

［２－２．作用及び効果］
本実施形態に係る内燃機関１Ａ及びその故障判定装置６Ａでは、第三通路６０Ａの一端側が、ＥＧＲ通路４０における第二通路５０ｂの接続部の下流側に接続されている。このため、ソレノイドバルブ６１及びバイパス通路５０の何れかに故障があると判定できる。すなわち、バイパス通路５０の配管外れを第一実施形態のようには特定できないが、例えば、バイパス通路５０に配管外れ等による漏れがあるか、ソレノイドバルブ６１が閉固着しているか、または、ＥＧＲバルブ４２自体の異常がある、という判定をすることができる。したがって、簡便な構成で、差圧センサ５１を装備するバイパス通路５０を構成する配管の外れ故障を含んだ故障判定を実施することができるようになる。

【0052】

［３．第三実施形態］
［３－１．構成］
最後に、図５の概略構成図を参照して、第三実施形態に係る内燃機関１Ｂの吸排気系の構成を説明する。本実施形態の内燃機関１Ｂは、第一実施形態の内燃機関１と比べて、第三通路６０Ｂの接続先が異なり、他の構成は第一実施形態と同様である。以下、第一実施形態と同様の構成については同様の符号を付してその説明を省略する。なお、本実施形態では、第一実施形態と同様に、内燃機関は車両に装備されるものとする。

【0053】

本実施形態では、第三通路６０Ｂが、吸気通路２０のスロットル弁２６よりも下流側と第一通路５０ａとに接続されている。また、本実施形態の故障判定装置６Ｂは、第一実施形態と同様の制御装置７を備え、制御装置７にはＥＧＲ装置４の故障を判定する故障判定部７１Ｂが設けられている。すなわち、本実施形態に係る内燃機関１Ｂの故障判定装置６Ｂは、内燃機関１Ｂと故障判定部７１Ｂとを有している。なお、故障判定部７１Ｂには専用の制御装置（ＥＣＵ）を用いてもよい。

【0054】

故障判定装置６Ｂでは、ＥＧＲ装置４に装備された差圧センサ５１と、第三通路６０Ｂ及び第三通路６０Ｂに装備されたソレノイドバルブ６１とを用いて故障を判定する。
ここで判定する故障には、ＥＧＲ通路４０に両端部を接続されたバイパス通路５０を構成する配管の接続部の外れや、バイパス通路５０に設けられた差圧センサ５１の故障等が含まれる。ただし、本実施形態では、第三通路６０Ｂの一端側の接続部が第一及び第二実施形態と違うので、これに起因して、故障形態の判定にも相違がある。

【0055】

故障判定部７１Ｂにより行う故障判定は、内燃機関１Ｂの燃料カット時に、第三通路６０Ｂのソレノイドバルブ６１を開放し、この開放時に差圧センサ５１で検出されるＥＧＲ差圧に基づいて行う。つまり、本実施形態においても、故障判定部７１Ｂは、ソレノイドバルブ６１の開放時（故障判定時）に、ＥＧＲ差圧が第一閾値以上となれば『正常』あるいは『故障なし』と判定し、ＥＧＲ差圧が第一閾値未満となる場合は『異常』あるいは『故障あり』と判定する。

【0056】

本実施形態も、判定原理は第一及び第二実施形態と同様であるが、本実施形態の場合、燃料カット時にソレノイドバルブ６１を開放すると、スロットル弁２６の下流側と第一通路５０ａとが連通し、スロットル弁２６の下流の負圧は、第一通路５０ａに導入される。このため、第二通路５０ｂが略大気圧状態であるのに対して、第一通路５０ａが負圧となり、第一及び第二実施形態とは逆の差圧が発生する。つまり、ＥＧＲ差圧（＝ＥＧＲバルブ４２の上流側の圧力－ＥＧＲバルブ４２の下流側の圧力）は負の値となる。

【0057】

［３－２．作用及び効果］
本実施形態に係る内燃機関１Ｂ及びその故障判定装置６Ｂでは、第三通路６０Ｂの一端側が、第一通路５０ａに接続されている。このため、燃料カット時にソレノイドバルブ６１を開放した時に、差圧センサ５１の検出値が負の値であれば、『正常』と判定することができる。

【0058】

一方、燃料カット時にソレノイドバルブ６１を開放した時に、差圧センサ５１の検出値が負の値であるがその絶対値が予め設定された第三閾値よりも小さい場合は、『異常』と判定することができる。第三閾値は、正常時におけるＥＧＲ差圧に基づいて予め設定すればよい。

【0059】

異常判定の場合であって、差圧センサ５１の検出値が負の値であるがその絶対値が第三閾値よりも小さい場合は、差圧センサ５１の上流側に負圧が十分に作用していないことを推測できる。バイパス通路５０の配管が、バイパス通路５０との接続部（ＥＧＲ通路４０におけるＥＧＲクーラ４１よりも下流側かつＥＧＲバルブ４２よりも上流側と接続されている部分）において、配管外れが生じている場合を想定できる。また、ＥＧＲバルブ４２の異常の可能性も考えられる。したがって、簡便な構成で、差圧センサ５１を装備するバイパス通路５０を構成する配管の外れ故障を含んだ故障判定を実施することができるようになる。

【0060】

特に、本実施形態のようにＥＧＲクーラ４１が設けられる場合は、第三通路６０Ｂが、吸気通路２０のスロットル弁２６よりも下流側と、バイパス通路５０又はＥＧＲ通路４０におけるＥＧＲクーラ４１よりも下流側であって差圧センサ５１よりも上流側とを接続する構成にすることで、ＥＧＲクーラ４１がその下流側空間を仕切る壁として作用するため、差圧センサ５１の上流側にスロットル弁２６の下流部の負圧が効果的に作用する。このため、故障判定の精度を高めることができる。

【0061】

［４．その他］
上述した内燃機関１，１Ａ，１Ｂの構成は一例であって、上述したものに限られない。例えば、上記の各実施形態の内燃機関１，１Ａ，１Ｂは、ターボチャージャ２２を備えているがこれは必須ではない。
また、上記の各実施形態のＥＧＲ装置４は、ＥＧＲクーラ４１を備えているがこれも必須ではない。さらに、エアクリーナ２１及びインタクーラ２５も必須ではない。

【0062】

ただし、第三実施形態のように、ＥＧＲクーラ４１と差圧センサ５１との間の第一通路５０ａに第三通路６０Ｂの一端側を接続する場合、ＥＧＲクーラ４１が、負圧が作用する空間を仕切る壁のように作用して、負圧を利用した故障判定の精度を高めることができるため、第三通路６０Ｂの接続態様によっては、ＥＧＲクーラ４１を装備することが有効となる。

【0063】

また、上記の各実施形態の故障判定装置６，６Ａ，６Ｂでは、言及していないが、差圧センサ５１の異常判定やソレノイドバルブ６１の開固着判定を別の手法で実施し、差圧センサ５１の異常がないこと及びソレノイドバルブ６１の開固着がないことを前提の本故障判定装置６，６Ａ，６Ｂによる故障判定を行えば、バイパス通路５０を構成する配管の外れ故障を高い精度で判定することができる。

【0064】

また、第三通路６０，６０Ａ，６０Ｂの吸気通路２０側の接続部は、吸気通路２０のスロットル弁２６よりも下流側に限定されるが、第三通路６０，６０Ａ，６０ＢのＥＧＲ通路４０側の接続部は、ＥＧＲクーラ４１がある場合は、その下流であれば何れでもよく、ＥＧＲクーラ４１がない場合は、ＥＧＲ通路４０におけるＥＧＲバルブ４２の上流，下流、及び、第三通路６０における差圧センサ５１の上流，下流の何れでもよい。
なお、上記の各実施形態で適用可能な内燃機関１，１Ａ，１Ｂは、ディーゼルエンジンであってもよい。ただし、ディーゼルエンジンの場合も吸気通路にスロットル弁を設ける必要がある。

【符号の説明】

【0065】

１，１Ａ，１Ｂ 内燃機関
４ 排気還流装置（ＥＧＲ装置）
６，６Ａ，６Ｂ 故障判定装置
７ 制御装置
２０ 吸気通路
２６ スロットル弁
３０ 排気通路
４０ 排気還流通路（ＥＧＲ通路）
４１ 排気還流クーラ（ＥＧＲクーラ）
４２ 排気還流バルブ（ＥＧＲバルブ）
５０ バイパス通路
５０ａ 第一通路
５０ｂ 第二通路
５１ 差圧センサ
６０，６０Ａ，６０Ｂ 第三通路
６１ ソレノイドバルブ（バルブ）
７１，７１Ａ，７１Ｂ 故障判定部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】