JP2004100517A - 内燃機関の故障検出装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】可変ノズルベーン付過給機のベーン開度制御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、可変ノズルベーン付過給機とを備えた内燃機関の故障検出装置であって、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）のみならず目標ベーン開度設定手段（Ｓ１２，Ｓ１４）により設定される可変ノズルベーンの目標ベーン開度に応じて基準値を設定する（Ｓ１６）。
【選択図】 図３
【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、可変ノズルベーン付過給機とを備えた内燃機関の故障検出装置であって、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）のみならず目標ベーン開度設定手段（Ｓ１２，Ｓ１４）により設定される可変ノズルベーンの目標ベーン開度に応じて基準値を設定する（Ｓ１６）。
【選択図】 図３
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】
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。
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、また、例えば、エンジン回転速度が所定値以下で且つエアフローセンサで検出される吸入空気量が所定値以上のときに、エアフローセンサが異常であると判定する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−０１８８９７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
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、可変ノズルベーン付過給機（ＶＧターボチャージャ）を備えて可変ノズルベーンで排気流量（排気圧）を調節するような場合やこれに加えて吸気系にＥＧＲを導入するような場合には可変ノズルベーンのベーン開度や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実施できないという問題がある。
【０００６】
そこで、例えばベーン開度や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、上記特許文献１の場合には、バイパスエアが供給されるエンジン冷態時にエアフローセンサの異常判定を禁止するようにしているが、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。
【０００７】
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、可変ノズルベーン付過給機のベーン開度制御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。
【０００８】
【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、内燃機関の吸気系と排気系との間に介装され、可変ノズルベーンにより流量調節された排気流によりタービンを作動してコンプレッサを駆動させ、吸入空気の過給を行う可変ノズルベーン付過給機と、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可変ノズルベーンの目標ベーン開度を設定する目標ベーン開度設定手段と、該目標ベーン開度設定手段により設定された目標ベーン開度に応じて前記可変ノズルベーンを制御するベーン開度制御手段とを備え、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ベーン開度設定手段により設定される前記可変ノズルベーンの目標ベーン開度に応じて基準値を設定することを特徴としている。
【０００９】
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ベーン開度設定手段により設定される可変ノズルベーンの目標ベーン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ベーン開度、即ち可変ノズルベーンによる排気流量の調節量を考慮した値とされ、排気流量の調節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。
【００１０】
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可変ノズルベーンの目標ベーン開度を補正し、該補正した目標ベーン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。
【００１１】
従って、可変ノズルベーンの目標ベーン開度は、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可変ノズルベーンの目標ベーン開度を補正し、当該補正した目標ベーン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可変ノズルベーンの実際の開度に即して適正に設定されることになり、可変ノズルベーン作動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、前記ベーン開度制御手段は、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可変ノズルベーンの開度を補正することを特徴としている。
【００１３】
従って、上述の如く、可変ノズルベーンの目標ベーン開度は、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可変ノズルベーンの開度が補正制御されることで、新気流入量の基準値が可変ノズルベーンの実際の開度に即した適正なものとなり、可変ノズルベーン作動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。
【００１４】
また、請求項４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が相違するときには、前記ベーン開度制御手段による前記可変ノズルベーンの制御を停止し、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。
【００１５】
従って、可変ノズルベーンの目標ベーン開度は、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可変ノズルベーン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。
【００１６】
また、請求項５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、内燃機関の吸気系と排気系との間に介装され、可変ノズルベーンにより流量調節された排気流によりタービンを作動してコンプレッサを駆動させ、吸入空気の過給を行う可変ノズルベーン付過給機と、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可変ノズルベーンの目標ベーン開度を設定する目標ベーン開度設定手段と、該目標ベーン開度設定手段により設定された目標ベーン開度に応じて前記可変ノズルベーンを制御するベーン開度制御手段と、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前記所定値となるよう前記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ＥＧＲ弁開度設定手段と、該目標ＥＧＲ弁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ベーン開度設定手段により設定される前記可変ノズルベーンの目標ベーン開度及び前記目標ＥＧＲ弁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。
【００１７】
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ベーン開度設定手段により設定される可変ノズルベーンの目標ベーン開度及び目標ＥＧＲ弁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ベーン開度、即ち可変ノズルベーンによる排気流量の調節量及び目標ＥＧＲ弁開度、即ちＥＧＲガス量を考慮した値とされ、排気流量の調節や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。
【００１８】
また、請求項６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ベーン開度及び前記目標ＥＧＲ弁開度の少なくともいずれか一方を補正し、該補正した目標ベーン開度及び目標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。
【００１９】
従って、可変ノズルベーンの目標ベーン開度や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、実際の開度や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可変ノズルベーンの目標ベーン開度や目標ＥＧＲ弁開度を補正し、当該補正した目標ベーン開度及び目標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可変ノズルベーンの実際の開度やＥＧＲ弁開度に即し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。
【００２０】
また、請求項７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、前記ベーン開度制御手段は、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可変ノズルベーンの開度を補正し、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。
【００２１】
従って、上述の如く、可変ノズルベーンの目標ベーン開度や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、実際のベーン開度や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可変ノズルベーンの開度及び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可変ノズルベーンの実際の開度やＥＧＲ弁開度に即したものとなり、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。
【００２２】
また、請求項８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が相違するときには、前記ベーン開度制御手段による前記可変ノズルベーンの制御及び前記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。
【００２３】
従って、可変ノズルベーンの目標ベーン開度や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、実際のベーン開度や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可変ノズルベーンの制御及び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。
【００２４】
【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。
【００２５】
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、該高圧ポンプ８から低圧パイプ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。
【００２６】
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。吸気絞り弁１２は例えばバタフライバルブからなり、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。
【００２７】
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）を排ガスが比較的高い温度の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。
【００２８】
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。
【００２９】
また、排気通路２０と吸気通路１０との間には、排気通路２０内にタービン６４を擁するとともに吸気通路１０内にコンプレッサ６２を擁して可変ノズルベーン付ターボチャージャ（可変ノズルベーン付過給機、ＶＧターボチャージャ）６０が介装されている。当該可変ノズルベーン付ターボチャージャ６０は、可変ノズルベーンユニット６５を備え、図２に示すように、ベーン作動機構６６を介しアクチュエータユニット６８によって可変ノズルベーン６７を矢印方向に開閉作動させることにより排気流量（排気圧）を調節可能に構成されている。これにより、エンジン回転速度Ｎｅやエンジン負荷が小さく排気流量が少ないような場合であっても、可変ノズルベーン６７の開度を小さく絞ることで十分な過給圧が確保される。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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、可変ノズルベーンユニット６５のアクチュエータユニット６８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、可変ノズルベーン６７の開度制御（ベーン開度制御手段）、ＥＧＲ弁３２の開度制御（ＥＧＲ弁制御手段）等が実施される。
【００３３】
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３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。
【００３４】
先ず、ステップＳ１０では、ベーン開度制御有か否か、即ち可変ノズルベーン６７を開度制御し、排気流量（排気圧）を調節しているか否かを判別する。即ち、エンジン回転速度Ｎｅやエンジン負荷が小さく排気流量が少ないような場合であって、ベーン開度制御を実施して過給圧を確保しているような状況であるか否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）でベーン開度制御有と判定された場合には、ステップＳ１２に進む。
【００３５】
ステップＳ１２では、可変ノズルベーン６７の目標ベーン開度を設定する。ここでは、エンジン回転速度Ｎｅ及びエンジン負荷、即ちアクセル開度θａｃｃに応じて目標ベーン開度を設定する（目標ベーン開度設定手段）。なお、この場合、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、可変ノズルベーン６７の開度が変化すると排圧上昇によって排ガスの燃焼室２内へのＥＧＲが生じ、当該ＥＧＲ量に応じて空気過剰率λは変化するため、ここでは、さらに目標ベーン開度に応じて空気過剰率λが目標値λ１を保持するように燃料噴射量Ｑｆを制御する。換言すれば、空気過剰率λが目標値λ１となるようにしながら目標ベーン開度を設定する。実際には、予め例えばエンジン回転速度Ｎｅ、燃料噴射量Ｑｆ及び目標値λ１と目標ベーン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、目標ベーン開度が設定されると適正な燃料噴射量Ｑｆが当該マップから読み出される。
【００３６】
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ベーン開度を補正する。つまり、目標ベーン開度はあくまでもＥＣＵ４０からの指令値であって実際値ではないため、可変ノズルベーン６７の開度を目標値λ１の下で目標ベーン開度となるように制御したとしても、可変ノズルベーン６７の実際の開度と目標ベーン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空気量が増減して目標値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ベーン開度を実際の開度となるように補正する。
【００３７】
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ベーン開度を補正する。なお、このように求めた目標ベーン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、目標ベーン開度が可変ノズルベーン６７の実際の開度に即した適正なものとなる。
【００３８】
ステップＳ１６では、上記のように求めた適正な目標ベーン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ベーン開度で補正するようにする。実際には、ベーン開度制御を実施した場合の新気流入量Ｑａ’と目標ベーン開度との関係が予めマップとして設定されており、ここでは当該マップから読み出された新気流入量Ｑａ’を新気量基準値として設定する。
【００３９】
このとき、目標ベーン開度は上述したように可変ノズルベーン６７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、可変ノズルベーン６７を作動させず排気流量を調節しない場合と同様に極めて正確な値に設定される。
一方、上記ステップＳ１０の判別結果が偽（Ｎｏ）でベーン開度制御を実施していないと判定された場合には、ステップＳ２０に進む。
【００４０】
この場合には、目標ベーン開度を考慮することなく、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。
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。
【００４１】
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。
【００４２】
特に、ここでは、新気量基準値は適正な目標ベーン開度に基づいて可変ノズルベーン６７を作動させない場合と同様に極めて正確に設定されているので、可変ノズルベーン６７の作動による排気流量の調節に拘わらず、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。
【００４３】
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４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。
【００４４】
第２実施例では、ステップＳ１２において目標ベーン開度を設定したら、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、そのまま当該目標ベーン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、可変ノズルベーン６７の実際の開度と目標ベーン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。
【００４５】
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、目標ベーン開度は可変ノズルベーン６７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に一致するように可変ノズルベーン６７の開度を補正する。
【００４６】
つまり、上記第１実施例では可変ノズルベーン６７の実際の開度に対して目標ベーン開度を補正するようにしたが、当該第２実施例では目標ベーン開度に対して可変ノズルベーン６７の実際の開度を補正するようにする。
従って、可変ノズルベーン６７の実際の開度が目標ベーン開度に即した適正なものとなり、やはり、新気量基準値は可変ノズルベーン６７を作動させない場合と同様に極めて正確な値に設定される。
【００４７】
これにより、可変ノズルベーン６７の作動による排気流量の調節に拘わらず、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。
【００４８】
次に、第３実施例を説明する。
図５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。
【００４９】
第３実施例では、ステップＳ１２において目標ベーン開度を設定したら、上記第２実施例と同様に、次のステップＳ１６において、そのまま当該目標ベーン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。
【００５０】
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、目標ベーン開度は可変ノズルベーン６７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おいてベーン開度制御を停止し、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。
【００５１】
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ベーン開度制御自体を停止するようにし、可変ノズルベーン６７を作動させず排気流量を調節することなく、エンジン１の運転状態に応じた通常の新気流入量Ｑａ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。
【００５２】
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、ベーン開度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、可変ノズルベーン６７の作動による排気流量の調節度合い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。
【００５３】
以下、第４実施例乃至第６実施例について説明する。
第４実施例乃至第６実施例は、ベーン開度制御を考慮した上記第１実施例乃至第３実施例の故障判定にさらにＥＧＲ制御を加味して故障判定を行う場合を示しており、第４実施例が第１実施例に対応し、第５実施例が第２実施例に対応し、第６実施例が第３実施例に対応している。
【００５４】
図６を参照すると、本発明の第４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、上記第１実施例と異なる部分について説明する。
先ず、ステップＳ１０では、上記同様に、ベーン開度制御有か否か、即ち可変ノズルベーン６７を開度制御し、排気流量（排気圧）を調節しているか否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）でベーン開度制御有と判定された場合には、ステップＳ１１に進む。
【００５５】
ステップＳ１１では、ＥＧＲ有か否か、即ちベーン開度制御とともに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。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。
ステップＳ１２’では、可変ノズルベーン６７の目標ベーン開度とともにＥＧＲ弁３２の目標ＥＧＲ弁開度を設定する。ここでは、目標ベーン開度については、上述したようにエンジン回転速度Ｎｅ及びエンジン負荷、即ちアクセル開度θａｃｃに応じて目標ベーン開度を設定し（目標ベーン開度設定手段）、目標ＥＧＲ弁開度については、エンジン回転速度Ｎｅ、燃料噴射量Ｑｆに応じて設定する（目標ＥＧＲ弁開度設定手段）。
【００５６】
なお、この場合、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、可変ノズルベーン６７の開度が変化すると上述の如く排ガスの燃焼室２内へのＥＧＲが生じ、当該ＥＧＲ量に応じて空気過剰率λは変化するため、ここでは、さらに目標ベーン開度に応じて空気過剰率λが目標値λ１を保持するように燃料噴射量Ｑｆを制御する。換言すれば、空気過剰率λが目標値λ１となるようにしながら目標ベーン開度を設定する。実際には、上述したように、燃料噴射量Ｑｆは予め設定されたマップから読み出される。
【００５７】
また、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。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。
【００５８】
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ベーン開度及び目標ＥＧＲ弁開度を補正する。つまり、目標ベーン開度や目標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、可変ノズルベーン６７の開度を目標値λ１の下で目標ベーン開度となるように制御し、また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、可変ノズルベーン６７の実際の開度と目標ベーン開度との間、或いは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ベーン開度や目標ＥＧＲ弁開度を実際の開度となるように補正する。
【００５９】
具体的には、上記同様に、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ベーン開度や目標ＥＧＲ弁開度を補正する。なお、この場合、差｜λ−λ１｜に応じて目標ベーン開度と目標ＥＧＲ弁開度とを全体として補正すればよい。
【００６０】
ステップＳ１６’では、上記のように求めた目標ベーン開度及び目標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、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ベーン開度及び目標ＥＧＲ弁開度で補正するようにする。実際には、ベーン開度制御を実施した場合の新気流入量Ｑａ’と目標ベーン開度との関係が予めマップとして設定されており、ここでは当該マップから読み出された新気流入量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。
【００６１】
このとき、目標ベーン開度や目標ＥＧＲ弁開度は上述したように全体として可変ノズルベーン６７やＥＧＲ弁３２の実際の開度に即したものとなっているので、新気量基準値は、可変ノズルベーン６７を作動させず排気流量を調節しない場合や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。
一方、上記ステップＳ１０の判別結果が偽（Ｎｏ）でベーン開度制御を実施していないと判定された場合、ステップＳ１１の判別結果が偽（Ｎｏ）で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。
【００６２】
この場合には、目標ベーン開度や目標ＥＧＲ弁開度を考慮することなく、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。
そして、上記同様、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として算出し（｜Ｓａｆｓ−基準値｜＝Ｘ）、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し、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に故障が発生していると判断し（故障検出手段）、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の点灯により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。
【００６３】
これにより、可変ノズルベーン６７のベーン開度制御を行い、さらにＥＧＲガスを吸気系に導入する場合であっても、上記第１実施例乃至第３実施例の場合と同様に、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。
図７を参照すると、本発明の第５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、上記第４実施例と異なる部分について説明する。
【００６４】
第５実施例では、ステップＳ１２’において目標ベーン開度及び目標ＥＧＲ弁開度を設定したら、上記第４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、そのまま当該目標ベーン開度及び目標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、上記同様、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。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、目標ベーン開度や目標ＥＧＲ弁開度は実際の開度に即したものとなっていると判断でき、ステップＳ２２に進む。
【００６５】
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’において、実際の空気過剰率λが目標値λ１に一致するように可変ノズルベーン６７の開度やＥＧＲ弁３２の開度を補正する。
つまり、上記第４実施例では実際値に対し目標ベーン開度及び目標ＥＧＲ弁開度を補正するようにしたが、当該第５実施例では目標値に対し可変ノズルベーン６７の実際の開度及びＥＧＲ弁３２の開度を補正するようにする。
【００６６】
従って、可変ノズルベーン６７の実際の開度やＥＧＲ弁３２の実際の開度が目標ベーン開度や目標ＥＧＲ弁開度に即したものとなり、やはり、新気量基準値は、可変ノズルベーン６７を作動させず排気流量を調節しない場合や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。
これにより、可変ノズルベーン６７の作動による排気流量の調節や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。
【００６７】
図８を参照すると、本発明の第６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、上記第４及び第５実施例と異なる部分について説明する。
第６実施例では、ステップＳ１２’において目標ベーン開度及び目標ＥＧＲ弁開度を設定したら、上記第５実施例と同様に、次のステップＳ１６’において、そのまま当該目標ベーン開度及び目標ＥＧＲ弁開度に基づいて新気量基準値を設定する。
【００６８】
そして、ステップＳ１７において、上記同様、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。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、目標ベーン開度や目標ＥＧＲ弁開度は実際の開度に即したものとなっていると判断でき、ステップＳ２２に進む。
【００６９】
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’おいてベーン開度制御及び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。
つまり、当該第６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ベーン開度制御及びＥＧＲ制御自体を停止するようにし、可変ノズルベーン６７を作動させず排気流量を調節することなく、またＥＧＲガスを導入することなくエンジン１の運転状態に応じた通常の新気流入量Ｑａ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。
【００７０】
これにより、故障診断の機会が減少してしまうようなこともなく、可変ノズルベーン６７の作動による排気流量の調節度合いやＥＧＲガスの導入度合い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。
【００７１】
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、排気濃度検出手段としてλセンサ（Ｏ２センサ等）２６を備え、当該λセンサ２６により排気系の空気過剰率λまたは空燃比を検出して目標値（所定値）λ１と比較するような構成にしたが、これに限られず、燃焼室２に流入するガスの濃度を検出する手段を備え、該流入ガス濃度と所定値とを比較するような構成にしてもよい。
【００７２】
また、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。
【００７３】
【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）とともに目標ベーン開度設定手段により設定される可変ノズルベーンの目標ベーン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ベーン開度、即ち可変ノズルベーンによる排気流量の調節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、排気流量の調節に拘わらず新気流量検出手段（エアフローセンサ）の故障診断を適正且つ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。
【００７４】
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可変ノズルベーンの目標ベーン開度を補正し、当該補正した目標ベーン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可変ノズルベーンの実際の開度に即して適正に設定できることになり、可変ノズルベーン作動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。
【００７５】
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可変ノズルベーンの開度を補正制御するので、新気流入量の基準値を可変ノズルベーンの実際の開度に即した適正なものにでき、可変ノズルベーン作動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。
【００７６】
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可変ノズルベーンの制御を停止し、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。
【００７７】
また、請求項５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）とともに目標ベーン開度設定手段により設定される可変ノズルベーンの目標ベーン開度及び目標ＥＧＲ弁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ベーン開度、即ち可変ノズルベーンによる排気流量の調節量及び目標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、排気流量の調節や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）の故障診断を適正且つ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。
【００７８】
また、請求項６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可変ノズルベーンの目標ベーン開度や目標ＥＧＲ弁開度を補正し、当該補正した目標ベーン開度及び目標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可変ノズルベーンの実際の開度やＥＧＲ弁開度に即して設定できることになり、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。
【００７９】
また、請求項７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可変ノズルベーンの開度及びＥＧＲ弁開度を補正制御するので、新気流入量の基準値を可変ノズルベーンの実際の開度やＥＧＲ弁開度に即したものにでき、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。
【００８０】
また、請求項８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可変ノズルベーンの制御及び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】可変ノズルベーン付ターボチャージャの可変ノズルベーンユニットを示す概略図である。
【図３】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４】本発明の第２実施例に係る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５】本発明の第３実施例に係る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６】本発明の第４実施例に係る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７】本発明の第５実施例に係る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８】本発明の第６実施例に係る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（排気濃度検出手段）
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
６０ 可変ノズルベーン付ターボチャージャ
６５ 可変ノズルベーンユニット
６７ 可変ノズルベーン
【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】
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。
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、また、例えば、エンジン回転速度が所定値以下で且つエアフローセンサで検出される吸入空気量が所定値以上のときに、エアフローセンサが異常であると判定する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−０１８８９７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
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、可変ノズルベーン付過給機（ＶＧターボチャージャ）を備えて可変ノズルベーンで排気流量（排気圧）を調節するような場合やこれに加えて吸気系にＥＧＲを導入するような場合には可変ノズルベーンのベーン開度や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実施できないという問題がある。
【０００６】
そこで、例えばベーン開度や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、上記特許文献１の場合には、バイパスエアが供給されるエンジン冷態時にエアフローセンサの異常判定を禁止するようにしているが、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。
【０００７】
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、可変ノズルベーン付過給機のベーン開度制御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。
【０００８】
【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、内燃機関の吸気系と排気系との間に介装され、可変ノズルベーンにより流量調節された排気流によりタービンを作動してコンプレッサを駆動させ、吸入空気の過給を行う可変ノズルベーン付過給機と、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可変ノズルベーンの目標ベーン開度を設定する目標ベーン開度設定手段と、該目標ベーン開度設定手段により設定された目標ベーン開度に応じて前記可変ノズルベーンを制御するベーン開度制御手段とを備え、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ベーン開度設定手段により設定される前記可変ノズルベーンの目標ベーン開度に応じて基準値を設定することを特徴としている。
【０００９】
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ベーン開度設定手段により設定される可変ノズルベーンの目標ベーン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ベーン開度、即ち可変ノズルベーンによる排気流量の調節量を考慮した値とされ、排気流量の調節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。
【００１０】
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可変ノズルベーンの目標ベーン開度を補正し、該補正した目標ベーン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。
【００１１】
従って、可変ノズルベーンの目標ベーン開度は、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可変ノズルベーンの目標ベーン開度を補正し、当該補正した目標ベーン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可変ノズルベーンの実際の開度に即して適正に設定されることになり、可変ノズルベーン作動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、前記ベーン開度制御手段は、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可変ノズルベーンの開度を補正することを特徴としている。
【００１３】
従って、上述の如く、可変ノズルベーンの目標ベーン開度は、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可変ノズルベーンの開度が補正制御されることで、新気流入量の基準値が可変ノズルベーンの実際の開度に即した適正なものとなり、可変ノズルベーン作動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。
【００１４】
また、請求項４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が相違するときには、前記ベーン開度制御手段による前記可変ノズルベーンの制御を停止し、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。
【００１５】
従って、可変ノズルベーンの目標ベーン開度は、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可変ノズルベーン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。
【００１６】
また、請求項５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、内燃機関の吸気系と排気系との間に介装され、可変ノズルベーンにより流量調節された排気流によりタービンを作動してコンプレッサを駆動させ、吸入空気の過給を行う可変ノズルベーン付過給機と、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可変ノズルベーンの目標ベーン開度を設定する目標ベーン開度設定手段と、該目標ベーン開度設定手段により設定された目標ベーン開度に応じて前記可変ノズルベーンを制御するベーン開度制御手段と、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前記所定値となるよう前記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ＥＧＲ弁開度設定手段と、該目標ＥＧＲ弁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ベーン開度設定手段により設定される前記可変ノズルベーンの目標ベーン開度及び前記目標ＥＧＲ弁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。
【００１７】
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ベーン開度設定手段により設定される可変ノズルベーンの目標ベーン開度及び目標ＥＧＲ弁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ベーン開度、即ち可変ノズルベーンによる排気流量の調節量及び目標ＥＧＲ弁開度、即ちＥＧＲガス量を考慮した値とされ、排気流量の調節や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。
【００１８】
また、請求項６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ベーン開度及び前記目標ＥＧＲ弁開度の少なくともいずれか一方を補正し、該補正した目標ベーン開度及び目標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。
【００１９】
従って、可変ノズルベーンの目標ベーン開度や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、実際の開度や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可変ノズルベーンの目標ベーン開度や目標ＥＧＲ弁開度を補正し、当該補正した目標ベーン開度及び目標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可変ノズルベーンの実際の開度やＥＧＲ弁開度に即し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。
【００２０】
また、請求項７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、前記ベーン開度制御手段は、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可変ノズルベーンの開度を補正し、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。
【００２１】
従って、上述の如く、可変ノズルベーンの目標ベーン開度や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、実際のベーン開度や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可変ノズルベーンの開度及び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可変ノズルベーンの実際の開度やＥＧＲ弁開度に即したものとなり、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。
【００２２】
また、請求項８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が相違するときには、前記ベーン開度制御手段による前記可変ノズルベーンの制御及び前記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。
【００２３】
従って、可変ノズルベーンの目標ベーン開度や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、実際のベーン開度や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可変ノズルベーンの制御及び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。
【００２４】
【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。
【００２５】
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、該高圧ポンプ８から低圧パイプ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。
【００２６】
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。吸気絞り弁１２は例えばバタフライバルブからなり、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。
【００２７】
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）を排ガスが比較的高い温度の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。
【００２８】
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。
【００２９】
また、排気通路２０と吸気通路１０との間には、排気通路２０内にタービン６４を擁するとともに吸気通路１０内にコンプレッサ６２を擁して可変ノズルベーン付ターボチャージャ（可変ノズルベーン付過給機、ＶＧターボチャージャ）６０が介装されている。当該可変ノズルベーン付ターボチャージャ６０は、可変ノズルベーンユニット６５を備え、図２に示すように、ベーン作動機構６６を介しアクチュエータユニット６８によって可変ノズルベーン６７を矢印方向に開閉作動させることにより排気流量（排気圧）を調節可能に構成されている。これにより、エンジン回転速度Ｎｅやエンジン負荷が小さく排気流量が少ないような場合であっても、可変ノズルベーン６７の開度を小さく絞ることで十分な過給圧が確保される。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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、可変ノズルベーンユニット６５のアクチュエータユニット６８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、可変ノズルベーン６７の開度制御（ベーン開度制御手段）、ＥＧＲ弁３２の開度制御（ＥＧＲ弁制御手段）等が実施される。
【００３３】
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３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。
【００３４】
先ず、ステップＳ１０では、ベーン開度制御有か否か、即ち可変ノズルベーン６７を開度制御し、排気流量（排気圧）を調節しているか否かを判別する。即ち、エンジン回転速度Ｎｅやエンジン負荷が小さく排気流量が少ないような場合であって、ベーン開度制御を実施して過給圧を確保しているような状況であるか否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）でベーン開度制御有と判定された場合には、ステップＳ１２に進む。
【００３５】
ステップＳ１２では、可変ノズルベーン６７の目標ベーン開度を設定する。ここでは、エンジン回転速度Ｎｅ及びエンジン負荷、即ちアクセル開度θａｃｃに応じて目標ベーン開度を設定する（目標ベーン開度設定手段）。なお、この場合、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、可変ノズルベーン６７の開度が変化すると排圧上昇によって排ガスの燃焼室２内へのＥＧＲが生じ、当該ＥＧＲ量に応じて空気過剰率λは変化するため、ここでは、さらに目標ベーン開度に応じて空気過剰率λが目標値λ１を保持するように燃料噴射量Ｑｆを制御する。換言すれば、空気過剰率λが目標値λ１となるようにしながら目標ベーン開度を設定する。実際には、予め例えばエンジン回転速度Ｎｅ、燃料噴射量Ｑｆ及び目標値λ１と目標ベーン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、目標ベーン開度が設定されると適正な燃料噴射量Ｑｆが当該マップから読み出される。
【００３６】
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ベーン開度を補正する。つまり、目標ベーン開度はあくまでもＥＣＵ４０からの指令値であって実際値ではないため、可変ノズルベーン６７の開度を目標値λ１の下で目標ベーン開度となるように制御したとしても、可変ノズルベーン６７の実際の開度と目標ベーン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空気量が増減して目標値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ベーン開度を実際の開度となるように補正する。
【００３７】
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ベーン開度を補正する。なお、このように求めた目標ベーン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、目標ベーン開度が可変ノズルベーン６７の実際の開度に即した適正なものとなる。
【００３８】
ステップＳ１６では、上記のように求めた適正な目標ベーン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ベーン開度で補正するようにする。実際には、ベーン開度制御を実施した場合の新気流入量Ｑａ’と目標ベーン開度との関係が予めマップとして設定されており、ここでは当該マップから読み出された新気流入量Ｑａ’を新気量基準値として設定する。
【００３９】
このとき、目標ベーン開度は上述したように可変ノズルベーン６７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、可変ノズルベーン６７を作動させず排気流量を調節しない場合と同様に極めて正確な値に設定される。
一方、上記ステップＳ１０の判別結果が偽（Ｎｏ）でベーン開度制御を実施していないと判定された場合には、ステップＳ２０に進む。
【００４０】
この場合には、目標ベーン開度を考慮することなく、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。
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。
【００４１】
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。
【００４２】
特に、ここでは、新気量基準値は適正な目標ベーン開度に基づいて可変ノズルベーン６７を作動させない場合と同様に極めて正確に設定されているので、可変ノズルベーン６７の作動による排気流量の調節に拘わらず、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。
【００４３】
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４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。
【００４４】
第２実施例では、ステップＳ１２において目標ベーン開度を設定したら、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、そのまま当該目標ベーン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、可変ノズルベーン６７の実際の開度と目標ベーン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。
【００４５】
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、目標ベーン開度は可変ノズルベーン６７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に一致するように可変ノズルベーン６７の開度を補正する。
【００４６】
つまり、上記第１実施例では可変ノズルベーン６７の実際の開度に対して目標ベーン開度を補正するようにしたが、当該第２実施例では目標ベーン開度に対して可変ノズルベーン６７の実際の開度を補正するようにする。
従って、可変ノズルベーン６７の実際の開度が目標ベーン開度に即した適正なものとなり、やはり、新気量基準値は可変ノズルベーン６７を作動させない場合と同様に極めて正確な値に設定される。
【００４７】
これにより、可変ノズルベーン６７の作動による排気流量の調節に拘わらず、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。
【００４８】
次に、第３実施例を説明する。
図５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。
【００４９】
第３実施例では、ステップＳ１２において目標ベーン開度を設定したら、上記第２実施例と同様に、次のステップＳ１６において、そのまま当該目標ベーン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。
【００５０】
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、目標ベーン開度は可変ノズルベーン６７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おいてベーン開度制御を停止し、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。
【００５１】
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ベーン開度制御自体を停止するようにし、可変ノズルベーン６７を作動させず排気流量を調節することなく、エンジン１の運転状態に応じた通常の新気流入量Ｑａ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。
【００５２】
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、ベーン開度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、可変ノズルベーン６７の作動による排気流量の調節度合い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。
【００５３】
以下、第４実施例乃至第６実施例について説明する。
第４実施例乃至第６実施例は、ベーン開度制御を考慮した上記第１実施例乃至第３実施例の故障判定にさらにＥＧＲ制御を加味して故障判定を行う場合を示しており、第４実施例が第１実施例に対応し、第５実施例が第２実施例に対応し、第６実施例が第３実施例に対応している。
【００５４】
図６を参照すると、本発明の第４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、上記第１実施例と異なる部分について説明する。
先ず、ステップＳ１０では、上記同様に、ベーン開度制御有か否か、即ち可変ノズルベーン６７を開度制御し、排気流量（排気圧）を調節しているか否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）でベーン開度制御有と判定された場合には、ステップＳ１１に進む。
【００５５】
ステップＳ１１では、ＥＧＲ有か否か、即ちベーン開度制御とともに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。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。
ステップＳ１２’では、可変ノズルベーン６７の目標ベーン開度とともにＥＧＲ弁３２の目標ＥＧＲ弁開度を設定する。ここでは、目標ベーン開度については、上述したようにエンジン回転速度Ｎｅ及びエンジン負荷、即ちアクセル開度θａｃｃに応じて目標ベーン開度を設定し（目標ベーン開度設定手段）、目標ＥＧＲ弁開度については、エンジン回転速度Ｎｅ、燃料噴射量Ｑｆに応じて設定する（目標ＥＧＲ弁開度設定手段）。
【００５６】
なお、この場合、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、可変ノズルベーン６７の開度が変化すると上述の如く排ガスの燃焼室２内へのＥＧＲが生じ、当該ＥＧＲ量に応じて空気過剰率λは変化するため、ここでは、さらに目標ベーン開度に応じて空気過剰率λが目標値λ１を保持するように燃料噴射量Ｑｆを制御する。換言すれば、空気過剰率λが目標値λ１となるようにしながら目標ベーン開度を設定する。実際には、上述したように、燃料噴射量Ｑｆは予め設定されたマップから読み出される。
【００５７】
また、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。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。
【００５８】
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ベーン開度及び目標ＥＧＲ弁開度を補正する。つまり、目標ベーン開度や目標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、可変ノズルベーン６７の開度を目標値λ１の下で目標ベーン開度となるように制御し、また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、可変ノズルベーン６７の実際の開度と目標ベーン開度との間、或いは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ベーン開度や目標ＥＧＲ弁開度を実際の開度となるように補正する。
【００５９】
具体的には、上記同様に、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ベーン開度や目標ＥＧＲ弁開度を補正する。なお、この場合、差｜λ−λ１｜に応じて目標ベーン開度と目標ＥＧＲ弁開度とを全体として補正すればよい。
【００６０】
ステップＳ１６’では、上記のように求めた目標ベーン開度及び目標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、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ベーン開度及び目標ＥＧＲ弁開度で補正するようにする。実際には、ベーン開度制御を実施した場合の新気流入量Ｑａ’と目標ベーン開度との関係が予めマップとして設定されており、ここでは当該マップから読み出された新気流入量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。
【００６１】
このとき、目標ベーン開度や目標ＥＧＲ弁開度は上述したように全体として可変ノズルベーン６７やＥＧＲ弁３２の実際の開度に即したものとなっているので、新気量基準値は、可変ノズルベーン６７を作動させず排気流量を調節しない場合や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。
一方、上記ステップＳ１０の判別結果が偽（Ｎｏ）でベーン開度制御を実施していないと判定された場合、ステップＳ１１の判別結果が偽（Ｎｏ）で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。
【００６２】
この場合には、目標ベーン開度や目標ＥＧＲ弁開度を考慮することなく、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。
そして、上記同様、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として算出し（｜Ｓａｆｓ−基準値｜＝Ｘ）、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し、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に故障が発生していると判断し（故障検出手段）、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の点灯により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。
【００６３】
これにより、可変ノズルベーン６７のベーン開度制御を行い、さらにＥＧＲガスを吸気系に導入する場合であっても、上記第１実施例乃至第３実施例の場合と同様に、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。
図７を参照すると、本発明の第５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、上記第４実施例と異なる部分について説明する。
【００６４】
第５実施例では、ステップＳ１２’において目標ベーン開度及び目標ＥＧＲ弁開度を設定したら、上記第４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、そのまま当該目標ベーン開度及び目標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、上記同様、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。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、目標ベーン開度や目標ＥＧＲ弁開度は実際の開度に即したものとなっていると判断でき、ステップＳ２２に進む。
【００６５】
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’において、実際の空気過剰率λが目標値λ１に一致するように可変ノズルベーン６７の開度やＥＧＲ弁３２の開度を補正する。
つまり、上記第４実施例では実際値に対し目標ベーン開度及び目標ＥＧＲ弁開度を補正するようにしたが、当該第５実施例では目標値に対し可変ノズルベーン６７の実際の開度及びＥＧＲ弁３２の開度を補正するようにする。
【００６６】
従って、可変ノズルベーン６７の実際の開度やＥＧＲ弁３２の実際の開度が目標ベーン開度や目標ＥＧＲ弁開度に即したものとなり、やはり、新気量基準値は、可変ノズルベーン６７を作動させず排気流量を調節しない場合や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。
これにより、可変ノズルベーン６７の作動による排気流量の調節や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。
【００６７】
図８を参照すると、本発明の第６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、上記第４及び第５実施例と異なる部分について説明する。
第６実施例では、ステップＳ１２’において目標ベーン開度及び目標ＥＧＲ弁開度を設定したら、上記第５実施例と同様に、次のステップＳ１６’において、そのまま当該目標ベーン開度及び目標ＥＧＲ弁開度に基づいて新気量基準値を設定する。
【００６８】
そして、ステップＳ１７において、上記同様、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。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、目標ベーン開度や目標ＥＧＲ弁開度は実際の開度に即したものとなっていると判断でき、ステップＳ２２に進む。
【００６９】
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’おいてベーン開度制御及び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。
つまり、当該第６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ベーン開度制御及びＥＧＲ制御自体を停止するようにし、可変ノズルベーン６７を作動させず排気流量を調節することなく、またＥＧＲガスを導入することなくエンジン１の運転状態に応じた通常の新気流入量Ｑａ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。
【００７０】
これにより、故障診断の機会が減少してしまうようなこともなく、可変ノズルベーン６７の作動による排気流量の調節度合いやＥＧＲガスの導入度合い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。
【００７１】
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、排気濃度検出手段としてλセンサ（Ｏ２センサ等）２６を備え、当該λセンサ２６により排気系の空気過剰率λまたは空燃比を検出して目標値（所定値）λ１と比較するような構成にしたが、これに限られず、燃焼室２に流入するガスの濃度を検出する手段を備え、該流入ガス濃度と所定値とを比較するような構成にしてもよい。
【００７２】
また、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。
【００７３】
【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）とともに目標ベーン開度設定手段により設定される可変ノズルベーンの目標ベーン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ベーン開度、即ち可変ノズルベーンによる排気流量の調節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、排気流量の調節に拘わらず新気流量検出手段（エアフローセンサ）の故障診断を適正且つ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。
【００７４】
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可変ノズルベーンの目標ベーン開度を補正し、当該補正した目標ベーン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可変ノズルベーンの実際の開度に即して適正に設定できることになり、可変ノズルベーン作動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。
【００７５】
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可変ノズルベーンの開度を補正制御するので、新気流入量の基準値を可変ノズルベーンの実際の開度に即した適正なものにでき、可変ノズルベーン作動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。
【００７６】
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可変ノズルベーンの制御を停止し、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。
【００７７】
また、請求項５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）とともに目標ベーン開度設定手段により設定される可変ノズルベーンの目標ベーン開度及び目標ＥＧＲ弁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ベーン開度、即ち可変ノズルベーンによる排気流量の調節量及び目標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、排気流量の調節や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）の故障診断を適正且つ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。
【００７８】
また、請求項６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可変ノズルベーンの目標ベーン開度や目標ＥＧＲ弁開度を補正し、当該補正した目標ベーン開度及び目標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可変ノズルベーンの実際の開度やＥＧＲ弁開度に即して設定できることになり、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。
【００７９】
また、請求項７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可変ノズルベーンの開度及びＥＧＲ弁開度を補正制御するので、新気流入量の基準値を可変ノズルベーンの実際の開度やＥＧＲ弁開度に即したものにでき、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。
【００８０】
また、請求項８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可変ノズルベーンの制御及び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】可変ノズルベーン付ターボチャージャの可変ノズルベーンユニットを示す概略図である。
【図３】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４】本発明の第２実施例に係る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５】本発明の第３実施例に係る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６】本発明の第４実施例に係る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７】本発明の第５実施例に係る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８】本発明の第６実施例に係る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（排気濃度検出手段）
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
６０ 可変ノズルベーン付ターボチャージャ
６５ 可変ノズルベーンユニット
６７ 可変ノズルベーン
Claims (8)
- 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、
内燃機関の吸気系と排気系との間に介装され、可変ノズルベーンにより流量調節された排気流によりタービンを作動してコンプレッサを駆動させ、吸入空気の過給を行う可変ノズルベーン付過給機と、
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可変ノズルベーンの目標ベーン開度を設定する目標ベーン開度設定手段と、
該目標ベーン開度設定手段により設定された目標ベーン開度に応じて前記可変ノズルベーンを制御するベーン開度制御手段とを備え、
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ベーン開度設定手段により設定される前記可変ノズルベーンの目標ベーン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可変ノズルベーンの目標ベーン開度を補正し、該補正した目標ベーン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、
前記ベーン開度制御手段は、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可変ノズルベーン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、前記ベーン開度制御手段による前記可変ノズルベーンの制御を停止し、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。 - 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、
内燃機関の吸気系と排気系との間に介装され、可変ノズルベーンにより流量調節された排気流によりタービンを作動してコンプレッサを駆動させ、吸入空気の過給を行う可変ノズルベーン付過給機と、
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可変ノズルベーンの目標ベーン開度を設定する目標ベーン開度設定手段と、
該目標ベーン開度設定手段により設定された目標ベーン開度に応じて前記可変ノズルベーンを制御するベーン開度制御手段と、
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前記所定値となるよう前記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ＥＧＲ弁開度設定手段と、
該目標ＥＧＲ弁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ベーン開度設定手段により設定される前記可変ノズルベーンの目標ベーン開度及び前記目標ＥＧＲ弁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ベーン開度及び前記目標ＥＧＲ弁開度の少なくともいずれか一方を補正し、該補正した目標ベーン開度及び目標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５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、
前記ベーン開度制御手段は、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可変ノズルベーンの開度を補正し、
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５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、前記ベーン開度制御手段による前記可変ノズルベーンの制御及び前記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５記載の内燃機関の故障検出装置。
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