JPH0689719B2 - 排気ガス再循環装置のダイアグノ−シス装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 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
ダイアグノーシス装置に係る。

従来の技術 自動車等の車輌に用いられる内燃機関に組込まれる排気
ガス再循環装置は、一般に、排気ガス再循環流量制御用
の排気ガス再循環制御弁及び背圧制御用の負圧制御弁、
感温弁等を含んでおり、これら構成部品に故障が生じる
と、排気ガス再循環が行われなくなって排気ガス中のNO
xの低減がなされない状態にて内燃機関の運転が行われ
る虞れがある。故障により排気ガス再循環が行われなく
なっても内燃機関は支障なく運転されるため、運転者は
このことに気づかずに長時間に亙って運転する虞れがあ
り、大気汚染の問題を生じる。

上述の如き不具合に鑑み、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動機を与えるよう構成された
故障警報装置が既に提案されており、これは例えば実公
昭52−9471号、実開昭62−71363号の各公報に示されて
いる。

排気ガス再循環装置の故障診断は、本来は排気ガス再循
環が行われるべき状態下にて排気ガス再循環通路の温度
が所定値以上であるか否かにより行われてよく、前記温
度が所定値以下である時には排気再循環通路を排気ガス
が流れていないとして排気再循環装置が故障してしてい
ると判定されてよい。しかし前記排気ガス再循環通路の
実際の温度は排気再循環の繰返しの実行と停止とにより
変化し、このためこの温度の高低だけからは排気ガス再
循環通路を排気ガスが流れているか否かを的確に検出す
ることはむずかしく、ただ単に排気ガス再循環が行われ
る条件下に於て排気ガス再循環通路の温度の高低を判別
するだけでは、排気再循環装置の故障診断、即ちダイア
グノーシスが正しく行われなくなる虞れがある。

このことに鑑み、排気ガス再循環が行われる運転域、即
ち排気ガス再循環運転域を内燃機関の運転状態より所定
の時間毎に検出し、内燃機関の運転域が排気ガス再循環
運転域である時にはカウンタをアップカウントし、カウ
ンタのカウント値が所定値以上である時は排気ガス再循
環が正常に行われていれば排気ガス再循環通路温度が必
ず所定値以上になっているはずであるとして前記カウン
ト値が所定値以上である時に排気ガス再循環通路温度が
所定値以上であるか否かにより排気ガス再循環装置の故
障判定を行うことが既に考えられている。この種のダイ
アグノーシス装置は、例えば実開昭62−71363号公報に
示されており、また本願出願人と同一の出願人による特
願昭61−235263号、特願昭62−24179号に於て既に提案
されている。

発明が解決しようとする問題点 排気ガス再循環通路温度は排気ガス再循環が開始されれ
ば、すぐに上昇を開始するかと云うと、そうではなく、
排気ガス再循環通路温度は排気ガス再循環が開始されて
も導管等の熱容量、周辺部への熱伝導等によりすぐには
上昇せず、このため排気ガス再循環が開始されるとすぐ
にアップカウントが開始されたのでは、このカウント値
は実際の排気ガス再循環通路の温度に対して大きい値に
なり、このカウント値が所定値以上であっても排気ガス
再循環通路温度は必ずしも所定値以上にはならない。ま
た排気ガスの再循環が停止されるとそれに応じて排気ガ
ス再循環通路の温度も低下する。従ってただ単にカウン
タのカウント値が所定値以上になった時に排気ガス再循
環通路温度が所定値以上か否かにより排気ガス再循環装
置が正常に作動しているか否かの判別が行われたのでは
排気ガス再循環装置が正常に作動しているにも拘らず故
障と判定される虞れがある。

本発明は上述の如き問題点を解決した改良された排気ガ
ス再循環装置のダイアグノーシス装置を提供することを
目的としている。

問題点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、内燃機関の運転域
が排気ガス再循環を行う運転域であるか否かを所定の時
間毎に検出し、排気ガス再循環運転域である時にはカウ
ンタのカウント値をアップカウントし、排気ガス再循環
運転域でない時には前記カウンタのカウント値をダウン
カウントし、前記カウント値が所定値以上であっても排
気ガス再循環通路温度が所定値以上でなければ排気ガス
再循環装置が故障であると判定する排気ガス再循環装置
のダイアグノーシス装置に於て、内燃機関の運転域が排
気ガス再循環運転域でない運転域より排気ガス再循環運
転域へ変化した時点より所定時間が経過するまでは前記
カウンタのアップカウントを禁止するアップカウント禁
止手段を有していることを特徴とする排気ガス再循環装
置のダイアグノーシス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、内燃機関の運転域が排気ガス
再循環運転域である時にはカウンタのカウント値がアッ
プカウントされるだけでなく、排気ガス再循環運転域で
ない時にはカウントのカウント値がダウンカウントさ
れ、また内燃機関の運転域が排気ガス再循環運転域でな
い運転域より排気ガス再循環運転域へ変化した時点より
所定時間が経過するまではアップカウント禁止手段によ
りカウンタのアップカウントが禁止され、これによりカ
ウンタのアップカウント開始が排気ガス再循環通路温度
の上昇遅れに対応して遅らされると共に、カウンタのカ
ウント値は排気ガスの再循環が行われているか否かに応
じて、即ち排気ガス再循環装置の正常作動下に於ける排
気ガス再循環通路温度の変動に対応して適宜に増減され
る。従ってカウント値が所定値以上である状況に於て排
気ガス再循環通路温度が所定値以上であるか否かを判別
することによる排気ガス再循環装置のダイアグノーシス
を従来に比して正確に行うことができ、排気ガス再循環
装置が故障している時にはその故障を確実に判定するこ
とができると共に、排気ガス再循環装置が正常に作動し
ているにも拘らず誤って故障と判定されることを確実に
防止することができる。

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、
エアクリーナ２、エアフローメータ３、スロットルバル
ブ４を有する吸気管５、及び吸気マニホールド６を経て
燃焼室７内に空気を吸入し、また燃料インジェクタ８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９へ排出するようになっている。

排気マニホールド９には排気ガス再循環のための排気ガ
ス取入ポート10が、吸気マニホールド６には排気ガス注
入ポート11が各々設けられており、排気ガス取入ポート
10と排気ガス注入ポート11とは排気ガス再循環用の導管
12と排気ガス再循環制御弁20と導管13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は入口ポート21と出口ポート22
とを有しており、入口ポート21は導管12によって排気ガ
ス取入ポート10に連通接続され、出口ポート22は導管13
によって排気ガス注入ポート11に連通接続されている。
排気ガス再循環制御弁20は弁ポート23と弁要素24とを有
しており、弁ポート23は弁要素24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、ダイヤフラム装置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、例え
ば−70mmHg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ポート
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て弁ポート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
9、背圧制御用負圧制御弁30、導管31、感温弁32、導管3
3を経て吸気管５に設けられた吸気管負圧取出ポート34
に連通接続されている。吸気管負圧取出ポート34は、図
示されている如く、スロットルバルブ４が全閉位置にあ
る時にはそれの上流側に位置し且スロットルバルブ４が
比較的小さい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。

負圧制御弁30は弁ポート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、また下側にダイヤフラム室39を各々郭定し
ている。またダイヤフラムは、ダイヤフラム室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を弁ポート35より引
き離して該弁ポートを開く位置に位置し、これに対しダ
イヤフラム室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を弁ポート35に当接させて該弁ポートを閉じる
位置に位置するようになっている。

負圧制御弁30のダイヤフラム室39は、導管41によって排
気ガス再循環制御弁20の弁ポート23とこれに対し排気ガ
スの流れ方向に見て上流側に設けられたオリフィス42と
の間の圧力室43に連通接続され、該圧力室に於ける排気
ガス圧力を導入されるようになっている。

上述の如き負圧制御弁30とオリフィス42よりなる構造
は、周知の背圧制御機構であり、吸気管負圧が排気ガス
再循環制御弁20に与えられる排気ガス再循環運転域に於
ては、圧力室43に於ける排気ガス圧力を常にほぼ一定に
保つよう排気ガス再循環制御弁20のダイヤフラム室27に
供給する負圧を調整し、換言すれば弁ポート23の開口度
を調整し、これによって吸入空気流量に対する排気ガス
再循環流量の比率、即ちEGR率を常にほぼ一定に保つ作
用を行うようになっている。

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。

上述の如き構成によれば、排気ガス再循環制御弁20は導
管29に所定値より大きい負圧、例えば−70mmHgより大き
い負圧が作用し、内燃機関１の冷却水温度が所定値、例
えば60℃以上で感温弁32が開いている時には開弁し、そ
の開弁量に応じた流量にて排気ガス再循環が行われる。

図に於て、50は燃料噴射量制御と共に排気ガス再循環装
置のダイアグノーシスを行うマイクロコンピュータを示
している。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、入力ポート53と、出力ポート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、エアフ
ロメータ３より吸入空気流量に関する情報を、排気ガス
再循環用導管13の途中に設けられた温度センサ59より導
管13内の温度、即ち排気ガス再循環通路温度Teに関する
情報を各々与えられ、これらの情報に基づいて第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58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。
第２図に示されたルーチンは所定時間毎、例えば240mse
c毎の繰返し割込みルーチンとして実行される。

まず最初のステップ10に於ては、温度センサ59により検
出される導管13内の温度、即ち排気ガス再循環通路温度
Teが予め定められた所定値Teset以下であるか否かの判
別が行われる。Te＜Tesetである時はステップ20へ進
み、そうでない時、即ち排気ガス再循環通路温度が所定
値以上である時はステップ150へ進む。

ステップ20に於ては、現在の内燃機関の運転域が排気ガ
ス再循環運転域であるか否かの判別が行われる。排気ガ
ス再循環運転域であるか否かの判別はエアフローメータ
３により検出される吸入空気流量と回転数センサ56によ
り検出される内燃機関１の回転数と水温センサ57により
検出される内燃機関１の冷却水温度に応じて行われれば
よく、排気ガス再循環運転域である時にはステップ30へ
進み、そうでない時にはステップ90へ進む。

ステップ30に於ては、アップカウント許可フラグがセッ
トされているか否かの判別が行われる。アップカウント
許可フラグがセットされていれば、ステップ70へ進み、
そうでなければステップ40へ進む。

ステップ40に於ては、カウンタのカウント値Ｙをαだけ
アップカウントすることが行われる。ステップ40の次は
ステップ50へ進む。

ステップ50に於ては、カウンタのカウント値Ｙが予め定
められた所定値Yset以上であるか否かの判別が行われ
る。Ｙ＞Ysetである時はステップ60へ進み、そうでない
時にはステップ110へ進む。

所定値Ysetは予め一定の値に定められていてもよいが、
これは吸気温度、外気温度、冷却水温度、排気ガス再循
環通路温度等に応じて機関始動毎に、或いは排気ガス再
循環運転域であることが新たに検出される度に定められ
てもよい。

ステップ60に於ては、アップカウント許可フラグをセッ
トすることが行われる。ステップ60の次はステップ70へ
進む。

ステップ70に於ては、もう一つのカウンタのカウント値
Ｘをαだけアップカウントすることが行われる。ステッ
プ70の次はステップ80へ進む。

ステップ80に於ては、カウンタのカウント値Ｘが予め定
められた所定値Xset以上であるか否かの判別が行われ
る。Ｘ＞Xsetである時はステップ140へ進み、そうでな
い時はステップ150へ進む。

ステップ90は現在の内燃機関１の運転域が排気ガス再循
環運転域がない時に実行され、このステップ90に於て
は、アップカウント許可フラグをリセットすることが行
われる。ステップ90の次はステップ100へ進む。

ステップ100に於ては、カウンタのカウント値Ｙを０に
リセットすることが行われる。ステップ100の次はステ
ップ110へ進む。

ステップ110に於ては、もう一つのカウンタのカウント
値Ｘをβだけダウンカウントすることが行われる。ステ
ップ110の次はステップ120へ進む。

ステップ120に於ては、カウンタのカウント値Ｘが０よ
り大きいか否かの判別が行われる。Ｘ＞０である時はス
テップ150へ進み、そうでない時にはステップ130へ進
む。

ステップ130に於ては、カウンタのカウント値Ｘを０に
することが行われる。ステップ130の次はステップ150へ
進む。

ステップ140に於ては、排気ガス再循環装置が故障であ
ると判定してインジケータランプ58を点灯することが行
われる。

ステップ150に於ては、排気ガス再循環装置が故障して
いないと判定してインジケータランプ58を消灯すること
が行われる。

上述の如きフローチャートに従って排気ガス再循環装置
のダイアグノーシスが行われることにより、カウンタの
カウント値Ｘは内燃機関の運転域が排気ガス再循環運転
域になってもカウント値Ｙの所定値Ysetで決まる値だけ
遅れてアップカウントされ、これによりカウント値Ｘの
増大度合は温度センサ59により検出される排気ガス再循
環通路温度Teの上昇度合に適合するようになり、これに
よりカウント値Ｘが所定値Xset以上である状況に於て排
気ガス再循環通路温度に基づき排気ガス再循環装置の故
障判定が行われて正確なダイアグノーシスが行われるよ
うになる。

本実施例の第２図に於て、ステップ20は本発明の排気ガ
ス再循環を行う運転域であるか否かの検出に、ステップ
70及び110はそれぞれ排気ガス再循環運転域である時の
カウンタのカウント値Ｘのアップカウント及び排気ガス
再循環運転域でない時のカウンタのカウント値Ｘのダウ
ンカウントに、ステップ10、ステップ80及びステップ14
0は排気ガス再循環装置の故障判定に、ステップ40及び5
0はカウンタのアップカウントを禁止するアップカウン
ト禁止手段にそれぞれ相当する。

【図面の簡単な説明】

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す概略図、
第２図は本発明によるダイアグノーシス装置の作動を示
すフローチャートである。 １……内燃機関,2……エアクリーナ,3……エアフローメ
ータ,4……スロットルバルブ,5……吸気管,6……吸気マ
ニホールド,7……燃焼室,8……燃料インジェクタ,9……
排気マニホールド,10……排気ガス取入ポート,11……排
気ガス注入ポート,12、13……導管,20……排気ガス再循
環制御弁,21……入口ポート,22……出口ポート,23……
弁ポート,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,33……導管,34……吸気管負圧取出ポート,35
……弁ポート,36……弁要素,37……ダイヤフラム,38…
…大気開放室,39……ダイヤフラム室,40……圧縮コイル
ばね,41……導管,42……オリフィス,43……圧力室,50…
…マイクロコンピュータ,51……中央処理ユニット,52…
…メモリ,53……入力ポート,54……出力ポート,55……
ディストリビュータ,56……回転数センサ,57……水温セ
ンサ,58……インジケータランプ,59……温度センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関の運転域が排気ガス再循環を行う
   運転域であるか否かを所定の時間毎に検出し、排気ガス
   再循環運転域である時にはカウンタのカウント値をアッ
   プカウントし、排気ガス再循環運転域でない時には前記
   カウンタのカウント値をダウンカウントし、前記カウン
   ト値が所定値以上であっても排気ガス再循環通路温度が
   所定値以上でなければ排気ガス再循環装置が故障である
   と判定する排気ガス再循環装置のダイアグノーシス装置
   に於て、内燃機関の運転域が排気ガス再循環運転域でな
   い運転域より排気ガス再循環運転域へ変化した時点より
   所定時間が経過するまでは前記カウンタのアップカウン
   トを禁止するアップカウント禁止手段を有していること
   を特徴とする排気ガス再循環装置のダイアグノーシス装
   置。