JPH0110421Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、エンジンの制御装置に関するもの
である。

〔従来技術〕

一般に自動車用エンジンには、排気ガス中の
NOx成分の低減や燃費の向上等を目的として
種々の制御装置が設けられている。その１例とし
ては、排気ガス還流（EGR）装置があり、これ
は排気ガスの一部をエンジンの吸気系に還流し、
エンジンの燃焼温度を低下させて排気ガス中の
NOx成分を低減しようとするものである。とこ
ろでこのEGR装置においては、排気ガス中の未
燃焼成分やごみ等がEGR弁に付着すると、EGR
弁が開き放し（開放異常）になることがあり、こ
のような場合には燃焼温度が低下し過ぎてエンジ
ンの出力低下や失火が発生するという問題があ
る。

そして本件出願人は、上述のような問題を解消
する観点から、EGR弁の開放異常を検出するよ
うにしたものを既に開発している（特開昭57−
212358号公報参照）。しかるにEGR系の故障には
上述のようなEGR弁の開放異常ばかりでなく、
EGR通路の目詰りがあり、上記装置ではかかる
EGR通路の目詰りの検出については対処できな
いものである。

また他のエンジンの制御装置として、上述の
EGR装置と、空燃比センサ出力に基いて燃料供
給量をフイードバツク制御するようにしたスピー
ドデンシテイ方式の燃料供給装置とを備えたもの
がある。そしてこの場合の燃料供給装置において
は、EGRガス還流時、非還流時における燃料供
給量の基本制御値をエンジンの運転状態に応じて
マツプ化しておき、EGRガスの還流状態に応じ
てマツプの一方を選択し、該マツプ内の基本制御
値を空燃比センサ出力でもつて補正して実際制御
値を求め、これに応じて燃料供給量を制御するこ
とが行なわれている。

そして本件考案者は、上述のようなEGR装置
と燃料供給装置とを備えたエンジンの制御装置お
いて、EGR系故障時における燃料供給装置の制
御動作について詳細に考察したところ、該制御動
作をうまく利用すれば、EGR弁の開放異常ばか
りでなく、EGR通路の目詰りをも検出できるこ
とを見出した。即ち、EGR装置の作動時には、
燃料供給装置はEGRガス還流時のマツプを選択
し、該マツプ内の基本制御値に対応する燃料量
F₀を中心にして実際の燃料供給量をフイードバ
ツク制御している（第１図のＡ部参照）。この状
態でEGR通路に目詰りが発生したとすると、エ
ンジンの吸気系にはEGRガスは還流されず、上
記EGRガス還流時におけるマツプを用いていた
のでは、通常、フイードバツク制御量には一定の
限界が設けられていることから、混合気の空燃比
はオーバリーンとなる（第１図のＢ部参照）。そ
こでこのような状態になつたときに基本制御値の
マツプをEGRガス非還流時のそれに切換えたと
すると、上述のようにエンジンの吸気系には
EGR通路の目詰りによつてEGRガスが還流され
ていないことから、燃料供給装置は上記切換えた
マツプ内の基本制御値に対応する燃料量F1を中
心に燃料供給量をフイードバツク制御することと
なる（第１図のＣ部参照）。

即ち、EGR装置の作動中に混合気の空燃比が
オーバリーンとなつたときに、基本制御値のマツ
プを切換え、その状態でフイードバツク制御が正
常に行なわれれば、EGR通路に目詰りが発生し
ていることが検知できる。またEGR弁の開放異
常等についても上記と同様にすればこれを検知で
きるものである。

〔考案の目的〕

この考案は、かかる点に鑑み、燃料供給量を最
適に制御でき、又EGR弁の開放異常ばかりでな
く、EGR通路の目詰りをも検出できるエンジン
の制御装置を提供せんとするものである。

〔考案の構成〕

そこでこの考案は、第２図の機能ブロツク図に
示されるように、第１、第２の記憶手段１９，２
０にEGRガス還流時、非還流時における燃料供
給量の基本制御値を記憶させておき、EGR装置
１８の作動状態を作動状態検出手段２１で検出
し、その検出出力に応じて選択手段２２が第１、
第２の記憶手段１９，２０の一方を選択し、燃料
供給制御手段２３が上記選択された記憶手段１９
又は２０内の運転状態センサ２４の出力に応じた
基本制御値を空燃比センサ２５の出力でもつて補
正して実際制御値を求めて、該実際制御値に応じ
て燃料供給手段２６の供給量を制御するように
し、その際、故障検出手段２７が燃料供給制御手
段２３から基本制御値出力及び実際制御値出力を
受け、該両制御値出力の差の大きさが設定値以上
のときに上記選択手段２２をして他方の記憶手段
２０又は１９を選択せしめこれにより上記両制御
値出力の差の大きさが設定値以下になつたときは
上記EGR装置１８の故障と判別するようにした
ものである。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を図について説明する。

第３図は本考案の一実施例によるエンジンの制
御装置を示す。図において、１はエンジン、２は
吸気通路、３は排気通路であり、上記吸気通路２
にはエンジン１近傍において燃料噴射弁４が取付
けられ、また上記吸気通路２の上流側にはスロツ
トル弁５、及びスロツトル下流の負圧を検出する
スピードデンシテイタイプのエアフローセンサで
ある負圧センサ６が配設されている。また上記排
気通路３には排気ガス中の酸素濃度が設定値以上
か否かを検出する空燃比センサであるO₂センサ
７が取付けられている。

そして上記エンジン１には排気ガスの一部を
EGR弁ガスとしてエンジンの吸気系に還流する
EGR装置８が設けられている。このEGR装置８
において、EGR通路９の一端が排気通路３に、
他端が吸気通路２の負圧センサ６下流側にそれぞ
れ接続され、該EGR通路９の途中にはこれを開
閉するEGR弁１０が介設されている。このEGR
弁１０は弁体１０ａとダイヤフラム装置１０ｂと
から構成され、該ダイヤフラム装置１０ｂには三
方ソレノイド１１が設けられており、該三方ソレ
ノイド１１はEGR閉信号を受けたときはダイヤ
フラム装置１０ｂの負圧室に大気圧を導入して
EGR弁１０を閉作動させ、開信号を受けたとき
は上記負圧室にスロツトル下流の負圧を導入して
EGR弁１０を開作動させるようになつている。

また、図中、１２はエンジン冷却水の温度を検
出する水温センサ、１３はデイストリビユータの
回転角からエンジン回転数を検出する回転数セン
サ、１４はインターフエース１５、CPU１６及
びメモリ１７からなるコントローラで、上記メモ
リ１７内にはEGRガス還流時、非還流時におけ
る燃料供給量の基本制御値である基本料噴射パル
スがエンジン回転数と負圧とをパラメータとして
マツプ化されるとともに、第４，５図にフローチ
ヤートで示すCPU１６の演算処理のプログラム
等が格納されている。

また上記CPU１６は、エンジン１１冷却水温
が設定温度Ｔ以下のときは閉信号を発生して
EGR弁１０を閉作動させ、それが設定温度Ｔ以
上になつたときには開信号を発生してEGR弁１
０を開作動させるというEGR制御を行なう。ま
た上記CPU１６はEGR弁１０の開閉制御状態に
応じてメモリ１７内の基本燃料噴射パルスのマツ
プの一方を選択し、該選択したマツプからエンジ
ン回転数及び負圧に応じた基本燃料噴射パルスを
読み出し、該パルスを空燃比センサ７の出力でも
つて補正して実際燃料噴射パルスを求めてそれを
燃料噴射弁４に加えるという燃料噴射制御を行な
う。さらに上記CPU１６は、上記基本燃料噴射
パルスと実際燃料噴射パルスとの差が設定値以上
のときは他方の基本燃料噴射パルスのマツプを選
択し、その状態で上記両パルスの差が設定値以下
になつたときにはEGR装置８の故障と判定して
EGR故障ランプ１８を点灯させるという制御を
行なう。

そして以上のような構成において、上記負圧セ
ンサ６及び回転数センサ１３が第２図の運転状態
センサ２４となつており、又上記メモリ１７が第
２図の第１、第２記憶手属１９，２０となつてお
り、さらに上記CPU１６が第２図のEGR装置１
８内のEGR制御手段、作動状態検出手段２１、
選択手段２２、燃料供給制御手段２３及び故障検
出手段２７の各機能を実現するものとなつてい
る。

次に第４，５図を用いて動作について説明す
る。

エンジンが作動すると、CPU１６は、第４図
に示すメインルーチンの処理を実行し、まず初期
化を行ない（ステツプ３０）、データである負圧
センサ６，O₂センサ７、水温センサ１２及び回
転数センサ１３の各出力を読込み（ステツプ３
１）、エンジン冷却水温が設定値Ｔ以下か否かを
判定し（ステツプ３２）、水温が設定値Ｔ以上の
ときは上記ステツプ３２でNOと判定してステツ
プ３３に進んでEGRフラツグを“１”とし、一
方水温が設定値Ｔ以下のときは上記ステツプ３２
でYESと判定してステツプ３４に進んでEGRフ
ラツグを“０”とする。次にCPU１６は、レジ
スタfailが“１”か否かを判定し（ステツプ３
５）、EGR系に故障が発生していない場合はレジ
スタfailの記憶内容は“０”であるので上記ステ
ツプ３５でNOと判定してステツプ３６に進み、
そこでO₂センサ出力が反転したかを判定する。

そしてO₂センサ出力が反転していない場合は、
CPU１６は上記ステツプ３６でNOと判定してス
テツプ３７，３８の経路を進んで前回O₂センサ
出力が反転してからのタイマの値が第２設定値
K2以上か否か、即ち、O₂センサ出力のへばりつ
きが発生したか否か、及びそれが第１設定値K1
以下は否かを判定し、通常運転時にはタイマの値
は第１設定値K1以上とならないことから、上記
ステツプ３７でNO、上記ステツプ３８でYESと
判定してステツプ３９に進み、そこでレジスタ
CFBにO₂センサ出力を記憶させた後、EGRフラ
ツグが“１”か否かを判定し（ステツプ４０）、
EGRフラツグが“１”のときは上記ステツプ４
０でYESと判定してステツプ４１に進み、そこ
でEGR開信号を出力し、一方EGRフラツグが
“０”のときは上記ステツプ４０でNOと判定し
てステツプ４２に進み、そこでEGR閉信号を出
力し、上記ステツプ３１に戻つて上述の処理を繰
り返す。一方、何らかの原因によつてO₂センサ
出力のへばりつきが発生した場合は、CPU１６
は上記ステツプ３７でYESと判定してステツプ
５０に進み、そこでフイードバツク制御を停止す
るためにレジスタCFBに1.0を記憶させた後、上
記ステツプ４０，４１又は４０，４２の経路を進
む。

またO₂センサ出力が反転した場合は、CPU１
６は上記ステツプ３６でYESと判定してステツ
プ４３，４４の経路を進み、タイマの値が第１設
定値K₁以上で第２設定値K₂以下か否かを判定す
るとともに、タイマをリセツトし、その後上記ス
テツプ３７に進んで上記と同様の処理を行なう。

また上述のようなメインルーチンの処理を実行
している際に、CPU１６に割込み信号、例えば
イグニツシヨン信号ICが入力されると、CPU１
６はメインルーチンの処理から第５図に示す割込
みルーチンの処理に移り、まずEGRフラツグが
“１”か否かを判定し（ステツプ５１）、EGRフ
ラツグが“１”の場合はステツプ５１でYESで
判定してステツプ５２に進んで基本燃料噴射パル
スのマツプTPMAPとしてメモリ１７からEGR
ガス還流時におけるマツプTPONを選択し、一
方EGRフラツグが“０”の場合はステツプ５１
でNOと判定してステツプ５３に進んでマツプ
TPMAPとしてEGRガス非還流時におけるマツ
プTPOFFを選択し、次にエンジン回転数及び負
圧に応じて上記マツプTPMAPから基本燃料噴射
パルスTPを読出すとともに（ステツプ５４）、こ
れとレジスタCFB内のO₂センサ出力とを乗算し
て実際燃料噴射パルスTiを求め（ステツプ５
５）、この実際燃料噴射パルスTiを燃料噴射弁４
に加え（ステツプ５６）、メインルーチンの処理
に戻る。

そして上述のような処理を行なつている際に、
EGR系に故障が発生した場合、例えばEGR通路
９が詰つた場合には混合気の空燃比はオーバリー
ンとなり、一方、EGR弁装置１０が開き放しに
なつた場合には混合気の空燃比はオーバリツチと
なり、O₂センサ出力は反転せず、タイマの値は
第１設定値K1以上となることから、CPU１６は、
メインルーチンの上記ステツプ３８でNOと判定
してステツプ４５に進み、そこでO₂センサ出力
がリーンか否か、即ちEGR通路８の目詰りかあ
るいはEGR弁１０の開放異常かを判定し、EGR
通路８への目詰りの場合は上記ステツプ４５で
YESと判定してステツプ４６に進んで、そこで
EGRフラツグを“０”とし、一方EGR弁１０の
開放異常の場合は上記ステツプ４５でNOと判定
してステツプ４７に進んで、そこでEGRフラツ
グを“１”とし、その後上述のステツプ４０，４
１又は４０，４２の経路を進んでEGR制御を行
ない、又これにより割込みルーチンの処理におい
ては基本燃料噴射パルスのマツプTPMAPは他方
のマツプTPOFF又はTPONが選択され、このマ
ツプTPMAPを用いて燃料噴射制御が行なわれる
こととなる。

このようにEGR系の故障に応じてEGR制御及
び燃料噴射制御が行なわれ、O₂センサ出力が反
転すると、CPU１６は、上記ステツプ３６で
YESと判定してステツプ４３に進み、そこでタ
イマの値が第１設定値K1以上で第２設定値K2以
下か否かを判定し、タイマの値が第１設定値K1
以上で第２設定値K2以下の場合はEGR系の故障
と判断して上記ステツプ４３でYESと判定して
ステツプ４８に進み、そこでレジスタfailに
“１”を格納した後、故障検出ランプ１８を点灯
させるとともに（ステツプ４９）、レジスタCFB
に1.0を記憶させて（ステツプ５０）、上記ステツ
プ４０，４１又は４０，４２の経路を進んで上記
ステツプ３１に戻り、上述の処理を行ない、今度
はレジスタfailが“１”であることから、ステツ
プ３５でYESと判定して直接ステツプ４９に進
むこととなる。

以上のような本実施例の装置では、EGR系の
故障時には基本燃料噴射パルスのマツプを切換え
るようにしたので、常に燃料噴射量を最適に制御
でき、又空燃比がリツチ側又はリーン側に大きく
ずれたとき、即ちO₂センサ出力のへばりつきが
発生したときには燃料噴射量のフイードバツク制
御を停止するようにしたので、空燃比のずれを小
さくして燃焼性を向上できる。

また本装置では、マツプを切換えた状態で正常
なフイードバツグ制御が行なわれたときには
EGR系の故障と判別するようにしたので、EGR
弁の開放異常ばかりでなく、広くEGR系の故障
を検出できる。

なお上記実施例ではO₂センサとして排気ガス
中のO₂濃度が設定値以上か以下かを検出するも
のを用いたが、このO₂センサは排気ガス中のO₂
濃度の値を検出するものであつてもよい。

また上記実施例ではO₂センサ出力が第１設定
時間K1以上の間リーン又はリツチの状態を継続
したときにEGR系の故障検出のためのマツプの
切換えを行なつたが、本考案は基本制御値（基本
燃料噴射パルス）と実際制御値（実際燃料噴射パ
ルス）との差の大きさが設定値以上のときマツプ
の切換えを行なえばよい。

〔考案の効果〕

以上のように本考案によれば、EGR装置とス
ピーデンシテイ方式の燃料供給装置とを備えたエ
ンジンの燃料供給装置において、燃料供給量の基
本制御値と実際制御値との差の大きさが設定値以
上になつたときに基本制御値のマツプを切換え、
これにより上記制御値の差の大きさが設定値以下
になつたときにEGR系の故障を判定するように
したので、燃料供給量を良好に制御でき、しかも
EGR系の故障を広範囲で検出できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案を説明するための図、第２図は
本考案の構成を示す機能ブロツク図、第３図は本
考案の一実施例によるエンジンの制御装置の概略
構成図、第４図及び第５図はそれぞれ上記装置に
おけるCPU１６のメインルーチン及び割込みル
ーチンの処理のフローチヤートを示す図である。 １８……排気ガス還流装置、１９，２０……第
１、第２記憶手段、２１……作動状態検出手段、
２２……選択手段、２３……燃料供給制御手段、
２４……運転状態センサ、２５……空燃比セン
サ、２６……燃料供給手段、２７……故障検出手
段、１……エンジン、４……燃料噴射弁、６……
負圧センサ、７……O₂センサ、１０……EGR弁、
１３……回転数センサ、１６……CPU、１７…
…メモリ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 排気ガスの一部をエンジンの吸気系に還流する
   排気ガス還流装置と、エンジンに燃料を供給する
   燃料供給手段と、エンジンの運転状態を検出する
   運転状態センサと、混合気の空燃比を検出する空
   燃比センサと、上記排気ガス還流装置の作動状態
   を検出する作動状態検出手段と、排気ガス還流
   時、非還流時における燃料供給量の基本制御値を
   エンジンの運転状態に対応して記憶する第１、第
   ２の記憶手段と、上記作動状態検出手段の出力を
   受け上記第１、第２の記憶手段の一方を選択する
   選択手段と、上記運転状態センサ及び空燃比セン
   サの両出力を受け上記選択した記憶手段内の運転
   状態センサ出力に応じた基本制御値を空燃比セン
   サ出力でもつて補正して実際制御値を求め該実際
   制御値でもつて上記燃料供給手段の燃料供給量を
   制御する燃料供給制御手段と、該制御手段から基
   本制御値出力及び実際制御値出力を受け該両制御
   値出力の差の大きさが設定値以上のとき上記選択
   手段をして他方の記憶手段を選択せしめこれによ
   り上記両制御値出力の差の大きさが所定値以下に
   なつたとき上記排気ガス還流装置の異常と判別す
   る故障検出手段とを備えたことを特徴とするエン
   ジンの制御装置。