JP2600521B2 - 排気ガス還流制御装置の故障診断装置 - Google Patents

排気ガス還流制御装置の故障診断装置

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JP2600521B2
JP2600521B2 JP3143243A JP14324391A JP2600521B2 JP 2600521 B2 JP2600521 B2 JP 2600521B2 JP 3143243 A JP3143243 A JP 3143243A JP 14324391 A JP14324391 A JP 14324391A JP 2600521 B2 JP2600521 B2 JP 2600521B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の排気ガスの
一部を再度内燃機関の吸気管へ還流させる排気ガス還流
制御装置に関し、特に該排気ガス還流制御装置の故障を
診断する故障診断装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、内燃機関の排気ガス中のNOx
(窒素酸化物)を減少させる手段として排気ガス還流
(以下、EGR)の制御を行う排気ガス還流制御装置
(以下、EGR制御装置)が広く使用されている。この
EGR制御装置はBPT(Back Pressure Transducer)
バルブを用いた排圧制御方式によりEGRの制御を行っ
ている。すなわち、EGR流量が所定の値となるように
EGRコントロールバルブ(以下、EGRバルブ)の通
路面積がBPTバルブにより制御されており、また、V
VT(Venturi Vaccum Transducer)バルブを用いた方
式およびソレノイドを用いてEGRバルブのコントロー
ル圧力を制御する方式においても、上記のBPTバルブ
を用いた方式と同様に、EGRバルブの通路面積が制御
されるものとなっている。
【0003】ところで、このようなEGR制御装置の故
障を診断するものとして、従来、特開昭62−5174
6号公報に示されるような装置が提案されている。すな
わち、この装置は、EGR流量が存在するとき(EGR
のON時)のインテークマニホールド内の吸入空気圧力
つまりインマニ圧力値とEGR流量が存在しないとき
(EGRのOFF時)のインマニ圧力値とを検出し、そ
の圧力差が所定範囲外である場合に警報出力を行うよう
にしたものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、かかる従来の
EGR流量をEGRバルブの通路面積を可変として制御
するEGR制御装置においては、吸入空気量が少ない領
域では元々EGR流量が少ないので、EGRのON/O
FFでのインマニ圧力差が小さくなり、故障判定が困難
になる。また、吸入空気量が多い(またはインマニ圧力
(絶対圧)が高い、または排圧(絶対圧)が高い)とき
は、EGRのON/OFFでのEGR流量差は大きくな
るが、インマニ圧力差はEGR流量が多いために還流管
路内の圧力損失の影響で小さくなる。そのため故障判定
が困難になる問題があった。また、EGR流量が多い領
域ではEGRのON/OFF時のトルク変動が大きいの
で、ドライバビリティ上運転者がショックを感じるとい
う問題がある。
【0005】本発明は以上の点に鑑み、上記のような問
題点を解消するためになされたもので、EGRのON/
OFFでEGRシステムの異常を検出する際にその故障
検出精度を高めることができるEGR制御装置の故障診
断装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明に係る故障診断装置は、内燃機関の排気ガス
を吸気管へ還流させる還流管と、この還流管を流れる排
気ガスの流量を制御する還流弁と、この還流弁の通路面
積を制御する還流弁通路面積制御手段を有し、排気ガス
の一部を還流管を介して還流させるEGR制御装置にお
いて、内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段
と、還流弁通路面積制御手段により還流弁の通路面積が
広い第1の状態であるときの運転状態検出手段より検出
された第1の検出値を記憶する手段と、還流弁通路面積
制御手段により還流弁の通路面積が狭いまたは零の第2
の状態であるときの運転状態検出手段より検出された第
2の検出値を記憶する手段と、少なくとも前記第1の検
出値と第2の検出値に基づいて故障判定を行う判定手段
を備え、この判定手段は、予め設定されると共に前記第
1の検出値と前記第2の検出値との偏差が所定以上にな
ると予測される所定領域内で故障判定を行うようにした
ものである。また、本発明の別の発明の故障診断装置
は、上記のものにおいて判定手段は、還流管を流れる排
気ガスの流量が所定値以下の領域で故障判定を行うよう
にしたものである。
【0007】
【作用】本発明においては、EGRのON/OFFでE
GRシステムの異常を検出する際に、その故障判定領域
を負荷に応じて限定することにより、EGRのON領域
でかつEGRのON/OFFのインマニ圧力差などの検
出値の大きい領域で故障を検出できる。また本発明の別
の発明においは、EGR流量が所定値以下のときのみ故
障を検出するため、EGRのON/OFF時のトルク変
動を減少させることができる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1は本発明をEGR制御装置に適用した
ときの一実施例を示すブロック図であり、ここではBP
Tバルブを用いた排圧制御方式の場合を示す。同図にお
いて、1はエンジンであり、2はエアクリーナ、3は吸
気管、4はインテークマニホールド、5は燃料を噴射す
るインジェクタ、6はインテークマニホールド4内のイ
ンマニ圧力を検出する運転状態検出手段としての圧力セ
ンサ、7はスロットル弁、8はそのスロットル弁7の開
度を検出するスロットル開度センサである。9は点火コ
イル、10はイグナイタ、11は排気管、12は触媒、
13はエンジン1の冷却水温度を検出する水温センサで
ある。
【0009】また14は排気管11内の排気ガスの一部
を吸気管3へ還流させる還流管、15はこの還流管14
を流れる排気ガスの流量を制御する還流弁としてのEG
Rバルブ、16はEGRバルブ15の通路面積を制御す
るBPTバルブ、17はEGRソレノイドであり、この
EGRソレノイド17はBPTバルブ16へのコントロ
ール圧力を制御して、そのBPTバルブ16でEGR流
量を制御するものとなっている。21は電子式制御ユニ
ット、22はイグニッションキースイッチ(以下、IG
スイッチ)、23はバッテリ、24は故障診断用の警告
ランプである。
【0010】ここで、EGRソレノイド17はEGRバ
ルブ15のダイヤフラム室と吸気管3との間の制御通路
18に接続され、電子式制御ユニット21からの信号に
よりON/OFF作動してBPTバルブ16へのコント
ロール圧力を制御することにより、EGRソレノイド1
7のOFFでBPTバルブ16のコントロール圧力が大
気圧となりEGRカットされるものとなっている。
【0011】また電子式制御ユニット21は、圧力セン
サ6やスロットル開度センサ8,点火コイル9などから
の各信号を入力とし、EGRシステムの故障を検出する
際に、EGRバルブ15の通路面積が広い第1の状態つ
まりON時に圧力センサ6より検出される第1のインマ
ニ圧力を記憶するとともに、EGRバルブ15の通路面
積が狭いまたは零の第2の状態つまりOFF時に圧力セ
ンサ6より検出される第2のインマニ圧力を記憶して、
これら第1,第2のインマニ圧力に基づき故障判定す
る。そしてこの故障判定に際し負荷のインマニ圧力及び
エンジン回転が還流管14内の圧力損失の大きい高負荷
域と還流管14を流れるEGR流量の少ない低EGR流
量域つまり低負荷域を除く所定領域内でEGRシステム
の故障判定を行うものとなっている。
【0012】図2はこの電子式制御ユニット21の詳細
なブロック図である。同図において、100はマイクロ
コンピュータであり、所定のプログラムに従ってEGR
ソレノイド17の制御量等を算出するCPU200、エ
ンジン1の回転周期などを計測するフリーランニングの
カウンタ201、EGRソレノイド17に印加する駆動
信号のデュティ比などを計時するタイマー202、アナ
ログ入力信号をディジタル信号に変換するA/D変換器
203、入力ポート204、ワークメモリとして使用さ
れるRAM205、プログラムが記憶されているROM
206、駆動信号を出力する出力ポート207及びコモ
ンバス208等から構成されている。
【0013】また、101は点火コイル9の信号などを
入力する第1入力インターフェイス回路、102は第2
入力インターフェイス回路であって、圧力センサ6,ス
ロットル開度センサ8などの各信号を入力してA/D変
換器203へ出力するものである。104は出力インタ
ーフェイス回路であり、出力ポート207からの駆動出
力を増幅してEGRソレノイド17へ出力するものであ
る。また、105はバッテリ23の電源がIGスイッチ
22を介して供給される電源回路であり、この電源回路
105の電源出力によってマイクロコンピュータ100
を含む制御ユニット21を駆動するものとなっている。
【0014】次に、上記実施例の動作について図3〜図
5を参照して説明する。図3はEGR制御系のBPTバ
ルブにより制御されるEGR率と負荷の関係を示すもの
であり、そのBPTバルブ16によりEGR率が一定に
制御される場合を示す。ここでEGR率は EGR率=EGR流量/(吸入空気量+EGR流量)×100% で表される。負荷はインマニ圧力とエンジン回転であ
る。また、EGRのON/OFFのインマニ圧力差と負
荷との関係を図4に示す。ここで、記号Aは図3との関
係より低EGR率域A0ではインマニ圧力差が少ない領
域を表わし、記号Bは同じく一定のEGR率域B0でも
吸入空気量が少ないので、EGR流量が少なくインマニ
圧力差が少ない領域を表わし、さらに記号Cは高負荷域
の一定のEGR率域C0ではEGR流量が多いが、還流
管路内の圧力損失が大きいのでインマニ圧力差が少ない
領域を表わしている。
【0015】しかるに本発明では、EGRのON/OF
FでEGRシステムの異常を検出する装置において、E
GR流量の少ない低EGR流量領域A及びBと還流管内
損失の大きい高負荷域Cを除く所定領域D内でEGRシ
ステムの故障判定を行うようにしたものであり、その動
作を図5に示すEGR故障判定フローチャートを参照し
て説明する。
【0016】すなわち、図5においてCPU200は、
エンジン1が始動すると、まずステップ300でEGR
がONの領域か否かを判断して、それがON領域内であ
れば次のステップ301,302に進む。これにより、
ステップ301で圧力センサ6より検出されるインマニ
圧力Pbをあらかじめ低EGR流量領域A,Bに対応し
て設定された所定値Paと判定し、さらにステップ30
2でエンジン回転数Neを同じくその低EGR流量領域
に対応して設定された所定値Ndと判定する。
【0017】この時、それらの条件を満たすと負荷は低
負荷でないと判断して、次のステップ303,304に
進む。そのため、ステップ303でさらにインマニ圧力
Pbを高負荷領域Cに対応して設定された所定値Pcと
判定するとともに、ステップ304でエンジン回転Ne
を同じく高負荷領域に対応して設定された所定値Nfと
判定する。これにより、両条件を満たすと高負荷ではな
いと判断して、これらの処理で最適領域を限定したう
え、EGRのON/OFFのインマニ圧力を検出してそ
のインマニ圧力に基づき故障判定処理を行う(ステップ
305)。
【0018】このように本実施例によると、負荷の条件
として例えばインマニ圧力Pbを300〜500mmH
g、エンジン回転数Neを2000〜4000rpmと
したとき、EGRのON/OFFのインマニ圧力差を5
0〜60mmHgの最適範囲に制限してEGRシステム
の故障を検出することにより、従来例のものに比べて故
障検出精度を向上させることができた。なお、ここで最
適範囲は、所定領域内に相当する。
【0019】図6は本発明の別の実施例を説明するため
のものである。この実施例は、EGRシステムの故障判
定を行う際にEGR流量が多い領域の場合、図6に示す
ように、EGRのON領域を判定し、次いでそのEGR
流量が所定値以下つまり上,下限の判定値α,β内にあ
るか否かを判定したうえ、EGR流量がその判定値内に
あるときのみ上記実施例と同様にEGRのON/OFF
のインマニ圧力を検出して故障判定を行うことができる
(ステップ400〜402)。
【0020】なお、上記実施例では負荷をインマニ圧力
とエンジン回転数で検出する場合について示したが、本
発明はこれに限らず、吸入空気量や排圧などで検出して
も、上記実施例と同様の効果が得られる。
【0021】
【発明の効果】以上のように本発明の故障診断装置によ
れば、EGRのON/OFFでEGRシステムの異常を
検出する際に、EGR故障判定領域を負荷に応じて限定
することにより、EGRのON領域内でかつEGRのO
N/OFFのインマニ圧力差などの検出値の大きい領域
で故障検出できるため、故障検出精度を向上させること
ができる。また、本発明の別の発明によれば、EGR流
量が所定値以下のときのみ故障検出するため、EGRの
ON/OFF時のトルク変動が小さくなり、ドライバビ
リティの悪化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の故障診断装置を排気ガス還流制御装置
に適用したときの一実施例を示すブロック図である。
【図2】図1の電子式制御ユニットの詳細を示すブロッ
ク図である。
【図3】本発明の説明に供するEGR制御系のBPTバ
ルブにより制御されるEGR率と負荷の関係を示す説明
図である。
【図4】本発明の説明に供するEGRのON/OFFの
インマニ圧力差と負荷の関係を示す説明図である。
【図5】上記実施例のEGR故障判定処理の一例を示す
フローチャートである。
【図6】本発明の別の実施例を説明するためのフローチ
ャートである。
【符号の説明】
1 エンジン 3 吸気管 4 インテークマニホールド 6 圧力センサ 7 スロットル弁 11 排気管 14 還流管 15 EGRバルブ 16 BPTバルブ 17 EGRソレノイド 18 制御通路 21 制御ユニット 24 警告ランプ

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関の排気ガスを吸気管へ還流させ
    る還流管と、該還流管を流れる排気ガスの流量を制御す
    る還流弁と、該還流弁の通路面積を制御する還流弁通路
    面積制御手段と、内燃機関の運転状態を検出する運転状
    態検出手段と、前記還流弁通路面積制御手段により還流
    弁の通路面積が広い第1の状態であるときの運転状態検
    出手段より検出された第1の検出値を記憶する手段と、
    前記還流弁通路面積制御手段により還流弁の通路面積が
    狭いまたは零の第2の状態であるときの運転状態検出手
    段より検出された第2の検出値を記憶する手段と、少な
    くとも前記第1の検出値と第2の検出値に基づいて故障
    判定を行う判定手段を備え、前記判定手段は、予め設定
    されると共に前記第1の検出値と前記第2の検出値との
    偏差が所定以上になると予測される所定領域内で故障判
    定を行うようにしたことを特徴とする排気ガス還流制御
    装置の故障診断装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、判定手段は、還流管
    を流れる排気ガスの流量が所定値以下の領域で故障判定
    を行うようにしたことを特徴とする排気ガス還流制御装
    置の故障診断装置。
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