JPH0275748A - 排気ガス再循環装置の自己診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野コ 本発明は自動車等の車輌に用いられる内燃機関の排気ガ
ス再循環装置が正常に作動しているか否かの診断を行う
自己診断装置に係る。

［従来の技術］ 排気ガス再循環装置の故障により排気ガス再循環が行わ
れなくなった時にはこのことを使用者に知らせて修理の
機会を与えるために排気ガス再循環装置が正常に作動し
ているか否かの診断を行う自己診断装置が従来より種々
提案されている。この自己診断装置の一つとして、排気
ガス再循環制御弁を強制的に開閉駆動し、この時の吸入
空気量の変化に基いて排気ガス再循環装置が正常に作動
しているか否かの診断を行う自己診断装置が知られてお
り、これは例えば特開昭６２−５１７４７号公報に示さ
れている。

［発明が解決しようとする課題］ 上述の如き排気ガス再循環装置の自己診断装置に於ては
、実公昭５２−９４７１号公報に示されている如く、排
気ガス再循環通路の温度の変化から排気ガス再循環装置
が正常に作動しているか否かの診断を行う自己診断装置
に比して診断が正確に行われるが、しかし、内燃機関の
運転中に、即ち内燃機関に混合気が供給されている状態
にて排気ガス再循環制御弁が強制的に開閉駆動されて排
気ガス再循環が強制的にオン−オフされることにより、
吸入空気量が変動し、これに伴ない内燃機関に供給され
る混合気の空燃比が変動するようになる。これにより内
燃機関の出力トルクが変動して車輌サージが発生する虞
れがあり、また排気ガス中のＨＣ，Ｃｏ５Ｎｏχ等の有
害成分濃度が増大するようになる。特に排気ガス再循環
が強制的に停止されている間は排気ガス中のＮｏχ濃度
が増大するようになる。

本発明は、内燃機関の運転性、排気ガス性能に悪影響を
与えることなく正確な診断を行う排気ガス再循環装置の
自己診断装置を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 上述の如き目的は、本発明によれば、燃料供給停止時で
あるか否かを判別する燃料供給停止判別手段と、前記燃
料供給停止判別手段により燃料供給停止時であることが
判別された時には排気ガス再循環制御弁を強制的に開弁
駆動する排気ガス再循環強制開始手段と、吸気管圧力を
検出する吸気管圧力検出手段と、前記吸気管圧力検出手
段により検出される吸気管圧力を前記排気ガス再循環強
制開始手段により排気ガス再循環制御弁が強制的に開弁
駆動されている時とそうでない時とで取込みこの二つの
時点にて組込まれた吸気管圧力の差が所定値以下である
時には排気ガス再循環装置が故障であると判定する判定
手段とを有している排気ガス再循環装置の自己診断装置
によって達成される。

［発明の作用及び効果］ 上述の如き構成によれば、排気ガス再循環制御弁を強制
的に開弁駆動することは、これが行われても混合気の空
燃比に変動を来すことがない燃料供給停止時に行われる
ことから、故障診断のために排気ガス再循環制御弁が強
制的に開弁されて排気ガス再循環が開始されても内燃機
関の運転性が変動することがなく、また排気ガス中の有
害成分濃度を増大することもない。

燃料供給停止は減速時に行われてよく、この場合には減
速時に排気ガス再循環制御弁の強制開弁駆動が行われる
から、これによる吸気管圧力の変化はその他の運転時に
比して大きく、これによりこの圧力差に基いて行われる
故障診断が従来に比してより一層確実に行われるように
なる。

［実施例］ 以下に添付の図を参照して本発明を実施例について詳細
に説明する。

第１図は本発明によるダイアグノーシス装置を組み込ま
れた排気ガス再循環装置の一つの実施例を示している。

図に於て、１は内燃機関を示しており、該内燃機関は、
スロットルバルブ２、サージタンク３及び吸気マニホー
ルド４を経て燃焼室５内に空気を吸入し、燃料インジェ
クタ６１より燃料を噴射供給され、既燃焼ガス、即ち排
気ガスを排気マニホールド６へ排出するようになってい
る。

排気マニホールド６には排気ガス再循環のための排気ガ
ス取入ボート７が、吸気マニホールド３には排気ガス注
入ボート８が各々設けられており、排気ガス取入ボート
７と排気ガス注入ボート８とは排気ガス再循環用の導管
９と排気ガス再循環制御弁２０と導管１０とにより互い
に連通接続されている。

排気ガス再循環制御弁２０は入口ボート２１と出口ポー
ト２２とを有しており、入口ボート２１は導管９によっ
て排気ガス取入ボート７に連通接続され、出口ポート２
２は導管１ｏによって排気ガス注入ボート８に連通接続
されている。排気ガス再循環制御弁２０は弁ボート２３
と弁要素２４とを有しており、弁ボート２３は弁要素２
４によって開閉され且開口度を制御されて排気ガス再循
環流量を制御するようになっている。弁要素２４は、ダ
イヤプラム装置２５のダイヤフラム２６に接続され、ダ
イヤフラム室２７に所定値より大きい負圧が導入されて
いない時には圧縮コイルばね２８のばね力により押し下
げられて弁ボート２３を閉じ、ダイヤフラム室２７に所
定値より大きい負圧が導入されている時にはその負圧に
応じて圧縮コイルばね２８のばね力に抗して上昇し゛Ｃ
弁ボート２３を開くようになっている。

排気ガス再循環制御弁２０のダイヤフラム室２７は、導
管２つ、電磁切換弁４５、導管３１、感温弁３２、導管
３３、背圧制御用の負圧制御弁３０を経て吸気管負圧取
出ボート３４に連通接続されている。吸気管負圧取出ボ
ート３４は、図示されている如く、スロットルバルブ２
が全開位置にある時にはそれの上流側に位置し、スロッ
トルバルブ２が比較的小さい第一の所定開度以上開かれ
た時にはそれの下流側に位置すべく設けられている。

背圧制御用の負圧制御弁３０は弁ボート３５を開閉する
弁要素３６及び該弁要素を担持したダイヤフラム３７と
を有しており、ダイヤフラム３７は、それの図にて上側
に大気中に開放された大気開放室３８を、また下側に圧
力室３９を各々郭定しており、該ダイヤフラムは、圧力
室３９に所定値以上の圧力（正圧）が導入されていない
時には圧縮コイルばね４０の作用によって弁要素３６を
弁ボート３５より引き離して該弁ボートを開く位置に位
置し、これに対し圧力室３９に所定値以上の圧力が導入
された時には圧縮コイルばね４０の作用に抗して図にて
上方へ変位して弁要素３６を弁ボート３５に当接させて
該弁ボートを閉じる位置に位置するようになっている。

負圧制御弁３０の圧力室３９は、導管４１によって排気
ガス再循環制御弁２０の弁ボート２３とこれより下流側
に設けられたオリフィス４２との間の背圧室４３に連通
接続され、該背圧室に於ける排気ガス圧力を導入される
ようになっている。

また負圧制御弁３０のダイヤフラム室３８は導管４６に
よって吸気管負圧取出ボート４７に連通接続されている
。吸気管負圧取出ボート４７は、図示されている如く、
スロットルバルブ２が全閉位置にある時にはそれの上流
側に位置し、スロ・ソトルバルブ２が前記第一の所定開
度より大きい第二の所定開度以上開かれた時にはそれの
下流側に位置すべく設けられている。

感温弁３２は、内燃機関１の冷却水温度に感応し、冷却
水温度が所定値、例えば６０℃以下である暖機過程時に
於ては閉弁して導管３１と３３との連通を遮断し、これ
に対し冷却水温度が所定値以上である時には導管３１と
３３との連通を確立するようになっている。

電磁切換弁４５は導管２９を接続されているボー）ａと
導管３１を接続されているボートｂ以外にボートＣを有
しており、ボートＣは導管４８によってサージタンク３
に設けられた吸気管負圧取出ボート４９に連通接続され
ている。電磁切換弁４５は通電時にはボートａをボート
ｂに代えてボートＣに連通接続し、これに対し非通電時
にはボートａをボートＣに代えてボートｂに連通接続す
るようになっている。

従って、電磁切換弁４５に通電が行われている時には、
導管２９はサージタンク３に設けられている吸気管負圧
取出ボート４９に接続され、スロットルバルブ２の開度
に拘らず吸気管負圧が排気ガス再循環制御弁２０のダイ
ヤフラム室２７に導かれるようになる。電磁切換弁４５
に対する通電はマイクロコンピュータ５０により行われ
るようになっている。

上述の如き構成によれば、電磁切換弁４５に通電が行わ
れていない時には、吸気管負圧取出ボート３４に現れる
吸気管負圧が負圧制御弁３０により調圧されて排気ガス
再循環制御弁２０のダイヤフラム室２７に導かれ、一般
的な制御特性をもって排気ガス再循環が行われ、即ちス
ロットルバルブ２が全閉位置にある時には排気ガス再循
環制御弁２０が閉弁駆動され、これに対し電磁切換弁４
５に通電が行われている時には、スロットルバルブ２の
開度に拘らず、即ちスロットルバルブ２が全閉位置にあ
っても吸気管負圧取出ボート４９より吸気管負圧がダイ
ヤフラム室２７に導かれ、排気ガス再循環制御弁２０が
強制的に開弁駆動されるようになる。

マイクロコンピュータ５０は、一般的構造のものであり
、中央処理ユニット（ＣＰＵ）５１と、メモリ５２と、
入力ボート５３と、出力ボート５４とを有し、内燃機関
１のディストリビュータ５５に設けられた回転数センサ
５６より内燃機関１の回転数に関する情報を、水温セン
サ５７より内燃機関１の冷却水の温度に関する情報を、
吸気管圧力センサ５８より吸気管圧力に関する情報を、
スロットルスイッチ５９よりスロットルバルブ２が全閉
位置にあるか否かに関する情報を各々与えられ、これら
情報に基づいて燃料インジェクタ６１へ燃料噴射時間制
御信号を出力し、イグナイタ６２へ点火時期制御信号を
出力し、また第２図に示されている如きフローチャート
に従って排気ガス再循環装置が正常に作動しているか否
かの診断を行い、排気ガス再循環装置が正常に作動して
いないと判定した時にはインジケータランプ６０を点灯
させるようになっている。

次に第２図に示されたフローチャートを参照して本発明
によるダイアグノーシス装置の作動について説明する。

最初のステップ１０に於ては、フラッグＦ　ｄｎｙが１
であるか否かの判別が行われる。フラッグＦｄｌｙは第
５図に示されている燃料供給停止制御ルーチンに於て設
定されるフラッグであり、減速時の燃料供給停止条件が
成立し、それより燃料供給停止が開始されるまでの燃料
供給停止デイレイ期間中に於て１となるフラッグであり
、フラッグＦｄｌｙが１である時、即ち燃料供給停止デ
イレイ期間中である時にはステップ１２に進み、そうで
ない時はステップ１４に進む。

ステップ１２に於ては、吸気管圧力センサ５８により検
出される吸気管圧力ＰＭに関する情報を取込み、これを
排気ガス再循環停止時に於ける吸気管圧力ＰＭｏｆｆ’
として記憶することが行われる。

フラッグＦ　ｄｌｙが１である燃料供給停止デイレイ機
関中は減速時の燃料カット条件が成立している時であり
、この時には一般的な排気ガス再循環特性からして排気
ガス再循環制御弁２ｏのダイヤフラム室２７に大気圧が
導入されてこれが閉弁駆動され、排気ガス再循環制御弁
２ｏが故障していなければ、これが閉弁して排気ガス再
循環が行われていない時であり、このことがらこの時の
吸気管圧力ＰＭは排気ガス再循環停止時の吸気管圧力Ｐ
Ｍｏｆ’ｆ’となる。尚、吸気管圧力センサ５８により
検出される吸気管圧力ＰＭの取込みは第３図に示されて
いる如き時間割込ルーチンにて行われる。

ステップ１４に於ては、フラッグＦ　ｃｕｔが１である
か否かの判別が行われる。フラッグＦ　ｃｕｔは第５図
に示されている燃料供給停止制御ルーチンに於て設定さ
れるフラッグであり、減速時の燃料供給停止が実行（開
始）されている間は１となる。

フラッグＦｃｕｔ＝１でない時には減速時の燃料供給停
止時でないとしてステップ３０へ進み、これに対しフラ
ッグＦ　ｃｕｔが１である時、即ち減速時の燃料供給停
止実行時にはステップ１６へ進む。

ステップ１６に於ては、電磁制御弁４５に通電すること
が行われる。これにより電磁切換弁４５のボートａがボ
ートｂに代えてボートＣに接続されるようになる。電磁
切換弁４５のボートａがボートｃに接続されることによ
りサージタンク３の吸気管負圧取出ボート４９に現れて
いる比較的大きい吸気管負圧が排気ガス再循環制御弁２
０のダイヤフラム室２７に導入されるようになり、排気
ガス再循環制御弁２０は強制的に開弁駆動されるように
なる。ステップ１６の次はステップ１８へ進む。

ステップ１８に於ては、予め定められたダイアグデイレ
イ時間が経過したか否かの判別が行われる。ダイアグデ
イレイ時間の測定は電磁切換弁４５に対し通電が行われ
た時に始動するタイマにより行われ、電磁切換弁４５に
対する通電が開始されてから所定時間が経過するとダイ
アグデイレイ時間が経過したとしてステップ２０へ進む
。このダイアグデイレイ時間は排気ガス再循環制御弁２
０の通常作動下に於ける開弁に必要な時間に応じて定め
られていればよい。

ステップ２０に於ては、吸気管圧力センサ５８により検
出される吸気管圧力ＰＭを取込んでこれを排気ガス再循
環実行時の吸気管圧力ＰＭｏｎとして記憶することが行
われる。ステップ２０の次はステップ２２へ進む。

ステップ２２に於ては、排気ガス再循環実行時の吸気管
圧力ＰＭｏｎよりステップ１２にて記憶された排気ガス
再循環停止時の吸気管圧力ＰＭｏｆ’ｆ’を差引いて吸
気管圧力の差圧ΔＰＭを算出することが行われる。ステ
ップ２２の次はステップ２４へ進む。

ステップ２４に於ては、吸気管圧力の差圧ΔＰＭが予め
定められた所定値ＰＭｓｅｔより大きいか否かの判別が
行われる。排気ガス再循環制御弁２０が正常に作動し得
る状態にあれば、ステップ１６に於けるこれの強制開弁
駆動により排気ガス再循環制御弁２０は開弁しているは
ずであり、そうであれば吸気管圧力ＰＭｏｎは吸気管圧
力ＰＭｏｒｒより正圧で見て所定値ＰＭｓｅｔより大き
くなっているはずであるから、ΔＰ　Ｍ　＞　Ｐ　Ｍｓ
ｅｔである時は排気ガス再循環制御弁が故障していない
時であってステップ２６へ進み、そうでない時は排気ガ
ス再循環制御弁２０が強制開弁駆動されても正常に開弁
じていない時であってこの時には排気ガス再循環制御弁
２０が故障しているとしてステップ２８へ進む。尚、排
気ガス再循環制御弁２０が開弁状態にてスティックして
いる如き故障状態に於ても、ΔＰ　Ｍ　＞　Ｐ　Ｍｓｅ
ｔは成立せず、故障判定のためにステップ２８へ進む。

ステップ２６に於ては、ＥＧＲダイアグノーシスのフラ
ッグＦを０にすることが行われる。

ステップ２８に於ては、ＥＧＲダイアグノーシスのフラ
ッグＦを１にすることが行われる。フラッグＦ−１であ
る時は、排気ガス再循環弁２０が故障している時であり
、インジケータランプ６０を点灯することが行われる。

ステップ３０に於ては、自己診断を完了すべく電磁切換
弁４５に対する通電を停止、即ち排気ガス再循環制御弁
２０の強制開弁駆動を解除することが行われる。

第４図は排気ガス再循環が行われている時と行われてい
ない時とに於ける吸気管圧力のスロットル開度に関する
特性を示している。排気ガス再循環が行われている時と
行われていない時とに於ける吸気管圧力の差圧ΔＰＭは
スロットル開度が小さい時はど大きくなるから、上述の
如く、減速時の燃料供給停止時、即ちスロットル開度が
０（アイドル開度）である時にこの差圧ΔＰＭに基いて
排気ガス再循環装置の故障診断が行われることはこの故
障診断をより確実なものにする。

第５図は減速時の燃料供給停止制御ルーチンを示してい
る。この制御ルーチンに於ては、スロットルスイッチ５
９がオンであって、即ちスロットルバルブ２が全閉位置
にあり、回転数センサ５６により検出される内燃機関１
の回転数が第一の所定値Ｎｅ５ｅｔ＋以上である時には
減速時の燃料カット条件が成立したとして先ずフラッグ
Ｆ　ｄｌｙを１とし、これより所定の燃料供給停止デイ
レイ時間が経過すれば、フラッグＦｄｌｙを０にして燃
料供給停止フラッグＦ　ｃｕｔを１とすることが行われ
る。

スロットルスイッチ５９がオンであっても機関回転数Ｎ
ｅが第一の所定値Ｎ　ｅｓｅｔ＋より低い第二の所定値
Ｎ　ｅｓｅｔ２以下である時は燃料供給が再開されるべ
くフラッグＦ　ｄｎｙとフラッグＦ　ｃｕｔとを共に０
にすることが行われる。

第６図は燃料噴射時間の算出ルーチンを示しており、フ
ラッグＦ　ｃｕｔが１である時は減速時の燃料供給停止
時であって燃料噴射時間ＴＡＵを０にし、これに対しフ
ラッグＦ　ｃｕｔが１でない時は、通常の燃料供給時で
あって吸気管圧力、機関回転数、冷却水温度等に応じて
燃料噴射量ＴＡＵを算出することが行われる。

上述の如きフローチャ「トに従って制御が行われること
により、排気ガス再循環装置の自己診断は、燃料供給が
行われない減速時の燃料供給停止時に排気ガス再循環制
御弁２０を強制的に開弁駆動することにより行われる。

これにより排気ガス再循環制御装置の故障診断のために
排気ガス再循環制御弁が強制的に開弁されて排気ガス再
循環が開始されても、内燃機関の運転性が変動すること
がな（、また排気ガス中の有害成分濃度が増大すること
もない。

また減速時に排気ガス再循環制御弁２０が比較的大きい
吸気管負圧により強制的に開弁駆動されることにより、
排気ガス再循環制御弁２０のスティックが解消される効
果も生じることが期待できるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による自己診断装置を組込まれた排気ガ
ス再循環装置の一つの実施例を示す概略構成図、第２図
は本発明による排気ガス再循環装置の自己診断装置の作
動を示すフローチャート、第３図は吸気管負圧情報を取
込む時間割込Ａ／Ｄ変換ルーチンを示すフローチャート
、第４図は排気ガス再循環が行われている時と行われて
いない時とに於ける吸気管圧力をスロットル開度に関し
て示すグラフ、第５図は減速時の燃料供給停止制御ルー
チンの一例を示すフローチャート、第６図は燃料噴射用
算出ルーチンの一例を示すフローチャートである。 １・・・内燃機関、２・・・スロットルバルブ、３・・
・サージタンク、４・・・吸気マニホールド、５・・・
燃焼室。 ６・・・排気マニホールド、７・・・排気ガス取入ボー
ト。 ８・・・排気ガス注入ボート、９．１０・・・導管、２
０・・・排気ガス再循環制御弁、２１・・・入口ボート
、２２・・・出口ポート、２３・・・弁ボート、２４・
・・弁要素。 ２５・・・ダイヤフラム装置、２６・・・ダイヤフラム
。 ２７・・・ダイヤフラム室、２８・・・圧縮コイルばね
。 ２９・・・導管、３０・・・負圧制御弁、３１・・・導
管、３２・・・感温弁、３４・・・吸気管負圧取出ボー
ト、３５・・・弁ボート、３６・・・弁要素、３７・・
・ダイヤフラム。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 燃料供給停止時であるか否かを判別する燃料供給停止判
   別手段と、前記燃料供給停止判別手段により燃料供給停
   止時であることが判別された時には排気ガス再循環制御
   弁を強制的に開弁駆動する排気ガス再循環強制開始手段
   と、吸気管圧力を検出する吸気管圧力検出手段と、前記
   吸気管圧力検出手段により検出される吸気管圧力を前記
   排気ガス再循環強制開始手段により排気ガス再循環制御
   弁が強制的に開弁駆動されている時とそうでない時とで
   取込みこの二つの時点にて組込まれた吸気管圧力の差が
   所定値以下である時には排気ガス再循環装置が故障であ
   ると判定する判定手段とを有している排気ガス再循環装
   置の自己診断装置。