JPH079225B2

JPH079225B2 - 排気ガス還流制御装置

Info

Publication number: JPH079225B2
Application number: JP61234781A
Authority: JP
Inventors: 利昭水野; 伸一岩元; 浩柴田; 利雄近藤
Original assignee: 日本電装株式会社
Priority date: 1986-10-02
Filing date: 1986-10-02
Publication date: 1995-02-01
Anticipated expiration: 2010-02-01
Also published as: JPS6388260A

Description

【発明の詳細な説明】［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するもの
で、詳しくは、該制御装置の自己診断装置に関するもの
である。

［従来の技術およびその問題点］従来、この種の排気ガス還流制御装置（以下、EGRと称
する）は排気ガス中の窒素酸化物（NO_x）を低減させる
手段として、内燃機関で広く利用されている。

ところで、ERGのバルブの作動不良やEGR配管の閉塞によ
り、EGRに故障が生じた場合に、NO_xが著しく増加しやす
い。しかし、EGRの故障は、運転性能自体に影響が少な
いために、運転者が異常に気付かずに、NO_xを多量に排
出し、大気を汚染することがある。

この対策として、従来、EGRの故障を検出する手段とし
て、たとえば、特開昭56−60912号公報に記載されてい
るような、EGRの配管に流量センサ等を設ける手段があ
る。しかし、上記従来の技術では、流量センサを必要と
し構成が複雑になり、また、コストアップを招くという
問題点があった。

これを解決するために、定常運転時に、EGRをONからOFF
に切り替えたときの吸気管圧力の変化量を求めて、該圧
力の変化量が所定値以下の場合に異常と判定し、この結
果を警告するものを、本願出願人は特願昭60−192844号
にて既に提案している。

しかし、なお、上記定常運転が所定時間以上継続しなけ
れば、異常判定を行なうことができず、また、エヤコン
やブレーキ等の作動時には、EGR作動以外の要因で圧力
が変化するため誤った検出を生じる場合があった。

本発明は、上記従来の技術及び上記本願出願人による先
願等の問題点を解決するためになされたもので、構成の
簡単で、かつ、誤検出のない自己診断機能を備えた排気
ガス還流制御装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］上記問題点を解決して上記目的を達成するためになされ
た本発明は、第１図に示すように、内燃機関Ａの排ガスを吸気管Ｂへ還流させる還流管Ｃ
と、この還流管Ｃを開閉する開閉手段Ｄと、この開閉手段Ｄを開閉制御する制御手段Ｅと、内燃機関Ａの吸気管Ｂの吸気状態を検出する吸気状態検
出手段、例えば吸気管圧力を検出する圧力検出手段Ｆ
と、上記制御手段Ｅの制御で上記開閉手段Ｄが閉作動してい
るときに、およびこの閉作動の前後の開作動していると
きに、上記圧力検出手段Ｆからの吸気管圧力を別途に記
憶する記憶手段Ｇと、この記憶手段Ｇに記憶された３つの吸気状態に基づいて
その偏差が所定範囲内であるか否かを判定する判定手段
Ｈとこの判定手段Ｈにて上記所定範囲内であると判定された
とき、警報を行なう警報手段Ｉと、を具備した排気ガス制御装置を要旨とする。

上記記憶手段Ｇは、デジタルメモリの他に、コンデンサ
等を利用したアナログタイプの記憶手段をも含む。

また、上記警報手段Ｉは、運転者にEGRの異常を知らせ
るための手段で、ランプ表示の他に、文字表示や音によ
る表示を含む。

上記判定手段Ｈの好適な態様として、開作動時における
吸気管圧力の平均値と、閉動作時における吸気管圧力検
出値との偏差が所定範囲内のときに異常判定を行なう機
能を備える。

また、上記判定手段の他の好適な態様として、開作動時
における両吸気管圧力が所定範囲内のときに、異常判定
を実行する機能を備える。

［作用］まず、制御手段Ｅにより、EGRの作動領域、つまり、例
えば、内燃機関の機関回転数と吸気管負圧等のパラメー
タにより定められたマップ等にづいて開閉普段Ｄの開動
作領域か否かの判定が行われる。

そして、EGRの開動作条件が満たされてEGRがONされたと
き、ON時の吸気管圧力を検出して、その後、EGRをOFFし
て、このときの吸気管圧力を検出し、再度EGRをONし
て、吸気管圧力を検出する。

そして、上記３つの吸気管圧力は、記憶手段Ｇに記憶さ
れた後で、判定手段Ｈにて判定される。該判定手段Ｈで
これらの吸気管圧力が所定の偏差以内の場合には、異常
と判定し、警報手段Ｉで異常が報知される。

本発明の好適な態様としては、例えば、第２図に示すよ
うに、EGRの作動領域になったときEGRがONされ（時点t
1）、さらに、運転状態が安定して自己診断の条件が成
立したとき、EGRのON時の吸気管圧力P_ON1を読み込んだ
後に、EGRをOFFする（時点t2）。そして、吸気管圧力の
安定するまでの時間（例えば、500ms）が経過したと
き、EGRのOFF時の圧力P_OFF2を検出し、再度EGRをONする
（時点t3）。そして、同様に所定時間（例えば、500m
s）経過したとき、再びEGRをONしてこのときの吸気管圧
力P_ON2を求める（時点t4）。そして、上記P_ON1とP_ON2と
の平均を求める。この平均値とOFF時の吸気管圧力との
偏差が所定値以下であるときに異常と判定する。

また、本発明の好適な他の態様として、第３図の自己診
断処理の他に、第３図に示すように、EGRのOFF時の前後
におけるEGRのON時の吸気管圧力P_ON1，P_ON2を検出し、
両者に所定の偏差があるときには、運転条件が変化した
と判定し、このときのEGRの自己診断を中止する。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、EGRにおけるON
時→OFF時→ON時の吸気管の吸気状態を検出して、それ
らの縁に基づいてEGRの自己診断を行っているので、従
来技術のように、還流管に流量センサ等を設ける必要が
ないので、構成を簡略化できる。

また、EGRのON時の２点、OFF時の１点における吸気管状
態を用いているので正確なEGRの自己診断を行うことが
できる。

［実施例］第４図は本発明の実施例が適用される内難機関とその制
御系統の概略構成図を示す。

第４図において、１は６気筒の内燃機関の１つのシリン
ダ、２はシリンダ１に接続されるインテークマニホール
ド３内の圧力を検出する吸気管圧力センサであって、半
導体型の圧力センサにより構成される。４はインテーク
マニホルド３の各シリンダ吸気ポート付近に設けられた
電磁作動式の燃料噴射弁、６はディストリビュータであ
る。このディストリビュータ６のロータは機関回転の1/
2回転数で回転駆動され、内部には機関回転数、燃料噴
射時期を示す信号と気筒判別信号を出力する回転センサ
７が配設される。９はスロットバルブ、10はスロットル
ポジションセンサ、11は機関の冷却水温を検出するサー
ミスタ式の水温センサ、12は吸入空気温度を検出する吸
気温センサである。13はインテークマニホルド３とエキ
ゾストマニホルド16との間に接続された排気ガス循環路
17に装着されたバキュームサーボ型の排気ガス再循環制
御用バルブ（以下EGRバルブと称する）であり、EGRバル
ブ13を制御する制御管路18はEGRバルブ13のダイヤフラ
ム室とサージタンク19の入口との間に接続され、EGRバ
ルブ13の弁開度を決定するモジュレータ14と排気ガス再
循環を行うか否かの切り替えを行なう電磁弁15がこの制
御管路８に配置される。電磁弁15は電子制御回路８の出
力ポート107（第５図）に接続され、たとえば、冷間
時、アイドル時、高負荷時にはモジュレータ14へ大気圧
が通じるように動作し、一方、排気ガス還流時にはサー
ジタンク19の入口のスロットルバルブ９付近の負圧をモ
ジュレータ14へ印加するように作動信号を受ける。30は
EGRの異常を警告する警告ランプである。

第５図は内燃機関の燃料噴射量制御を行なって空燃比を
制御する電子制御回路８と各センサなどのブロック図を
示し、電子制御回路８とマイクロコンピュータを中心に
構成される。

制御回路８は、吸気管圧センサ2,回転センサ7,スロット
ルポジションセンサ10,水温センサ11,吸気温センサ12か
らの各検出信号を取り込み、これらの検出データに基づ
いて燃料噴射量を算出し、燃料噴射弁４の開弁時間を制
御して空燃比制御を行う。100は所定のプログラムによ
って演算処理を実行するMPU（マイクロプロセッサユニ
ット）、101はMPU100に割り込み信号を出力する割り込
み制御部、102は回転センサ７から回転角度信号をカウ
ントし、エンジン回転速度を算出するカウンタ部、104
は吸気管圧力センサ２、水温センサ11、吸気温センサ12
からの検出信号（アナログ信号）を選択的に入力してデ
ジタル信号に変換するA/D変換部である。105はプログラ
ムや演算に使用するマップデータ等が予め記憶された読
み出し専用メモリであるROM、106は書き込み読みだし可
能な不揮発性メモリであるRAMであり、キースイッチの
オフ後も記憶内容を保持する。107は電磁弁15に接続さ
れた出力ポート、108はレジスタを含む燃料噴射量（時
間）制御信号出力用の出力カウンタ部であって、MPU100
から送られる燃料噴射量データを入力し、このデータに
基づいて燃料噴射弁４の開弁時間を制御する制御パルス
信号のデューティ比を決定し、噴射量制御信号を出力す
る。なお、出力用のカウンタ部108から出力される制御
信号は電力増幅器110を介して各気筒毎の燃料噴射弁４
に印加される。また、上記制御回路８内において、MPU1
00、割り込みカウンタ部108はそれぞれコモンバス111に
接続され、必要なデータの転送がMPU100の指令により行
われる。

上記構成によるEGRの作動は、制御回路８内のROM105に
格納された第６図のフローチャートにより実行される。
同フローチャートは、内燃機関が始動すると開始され
る。まず、ステップ200にて、ステップEGRの作動条件が
成立しているか否かについて判定する。すなわち、EGR
の作動マップ、例えば、吸気管圧力、機関回転数および
水温とをパラメータとするマップ（図示省略）に基づい
て、MPU100にて吸気管圧力Pm、機関回転数Ne、水温Tw等
の検出値でEGRの作動領域か否かの判定が行われる。こ
こで条件が成立していれば、ステップ210にて、EGRのO
N,OFFを判定し、OFFであれば、次のステップ220にてEGR
の作動条件の成立が初めてか否かを判定し、初めてであ
るときに、EGR自己診断許可フラグF_PERをセットする
（ステップ230）。そして、該フラグF_PERのセット後
に、EGRをONに、つまり、電磁弁15を励磁してサージタ
ンク19の入口のスロットルバルブ９付近の負圧をモジュ
レータ14へ加え、EGRバルブ13を開作動させることによ
り、排気ガスをインテークマニホールド３へ還流させ
る。

一方、上記ステップ200にてEGRの作動領域にないと判定
されたときには、EGRをOFFに、つまり、電磁弁15を消勢
して排ガスの還流を停止する（ステップ250）。

そして、上記フローチャートの割り込み処理として、第
７図のフローチャートが所定時間（例えば、4ms）毎に
起動される。まず、ステップ300にて、自己診断許可フ
ラグF_PERの判定が行なわれ、該フラグF_PERが０（リセッ
ト）であれば本処理を終了し、一方、該フラグＦが１
（セット）であれば、ステップ305,310,315にて自己診
断の判定可能な運転状態であるか否かを判定する。すな
わち、エンジン回転数Neが所定回転数の範囲内（N1＜Ne
＜N2）にあるか、吸気管圧力Pmが所定圧力範囲内（P1＜
Pm＜P2）にあるか、そして、大気圧P_Aが所定値P₂以上で
あるかについて判定する。

ここで、運転状態を判定するのは、EGR領域より厳しい
条件を付加して正確な自己診断を行うとともに、運転状
態の変動に対して解除条件を設けるためである。

次に、ステップ320にて自己診断の実行中であることを
示すグラフF_FAILが１（セット）であるか、あるいは、
０（リセット）であるかについて判定する。ここでは、
本処理が最初の処理であるから、ステップ325へ進む場
合から説明する。このステップ325では、自己診断中で
あるフラグF_FAILをセットしてから、次のステップ330で
圧力センサ２から吸気管圧力Pmを読み込み、これを記憶
する。次に、EGRをOFFした後に（ステップ335）、カウ
ンタC_DLYをリセットしてから（ステップ340）、本処理
を一旦終了する。

そして、繰り返し処理にて、ステップ320で自己診断中
フラグF_FAILの判定が行われるが、ここでは、すでに該
フラグF_FAILがセットされているから、ステップ400に進
む。このステップ400では、EGRのONか否かが判定される
が、上記ステップ335でEGRがOFFに切換られているか
ら、ステップ405に進み、カウンタC_DLYが所定時間T1を
経過したか否かを判定し、経過していないときには、カ
ウンタC_DLYをカウントアップし（ステップ410）、所定
時間経過したとき、カウンタC_DLYをクリヤする（ステッ
プ415）。そして、EGRのOFFの時の吸気管圧力P_OFFを検
出して（ステップ420）、EGRを再度ONして（ステップ42
5）、本処理を一旦終了する。

続して、繰り返し処理にて、ステップ400の判定でEGRが
ONにされているから、ステップ500に進み、EGRのON時か
ら所定時間T₂だけ経過したか否かを判定し、経過してい
ないときには、カウンタC_DLYをカウントアップし（ステ
ップ505）、所定時間経過したとき、カウンタC_DLYをク
リヤする（ステップ510）。そして、このときのEGRのON
の時の吸気管圧力P_ON2を検出する（515）。

次に、ステップ520にて、上記ステップ330,420,515にて
読み込まれた３つの吸気管圧力から次式に基づいて偏差
△Ｐを演算する。

次のステップ525にて上記偏差△Ｐが所定値α以内のと
きにEGRの異常と判定し、ステップ530にて異常を示すフ
ラグF_EGRをセットする。このフラグF_EGRのセットによ
り、警告ランプ30を点灯して、EGRの異常を運転者に報
知するとともに、その情報をRAM106に記憶することで点
検等において用いることができる。

さらにEGRの自己診断許可フラグF_PER、および自己診断
中であることを示すフラグF_FAILをリセットして本処理
を終了する（ステップ535,540）。

なお、上記ステップ305からステップ315にて、運転状態
の範囲外になったときには、ステップ600へ進み、自己
診断中であることを示すフラグF_FAILを判定して、該フ
ラグF_FAILが１であれば、EGRをONしてF_FAILをリセット
する（ステップ605,610）。これにより、一旦開始され
た自己診断処理が運転状態の範囲から外れても、再度最
初から実行することが可能になる。

また、第６図のフローチャートのステップ220,230およ
び第７図のフローチャートのステップステップ300,535
により、自己診断許可フラグF_PERの判定処理等を行って
いるので、最初にEGRの制御条件が制御してから１回だ
けEGRの自己診断が実行されるので、必要以上にEGRのO
N、OFFを行わなくてよいので、運転性能およびエミッシ
ョンへの影響を低減することができる。なお、本実施例
では１回だけ行っているが、検出精度を高めるたに、運
転性能およびエミッションを悪化させない程度に、３回
から５回程実行するようにしてもよい。

第８図は第７図の実施例にステップ700,705を付加した
変形例であり、ステップ700にてEGRのON時の吸気管圧力
P_ON1，P_ON2の偏差△P_Mを演算し、これらが所定範囲β以
上の場合に、判定を中断するように処理される（ステッ
プ705）。これにより、運転状態の大きな変動に対し
て、一旦自己診断処理を解除して再度運転状態が安定し
たときに処理が行われるから、正確なEGRの自己診断が
可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図および
第３図は本発明の作動を説明するグラフ、第４図は本発
明の一実施例によるエンジンの周辺を示す構成図、第５
図は同実施例のエンジン周辺のブロック図、第６図は同
実施例のEGRの作動を判定するフローチャート、第７図
は同実施例のEGRの自己診断を処理するフローチャー
ト、第８図は他の実施例によるEGRの自己診断を処理す
るフローチャートである。Ａ…内燃機関、Ｂ…吸気管Ｃ…還流管Ｄ…開閉手段、Ｅ…制御手段Ｆ…圧力検出手段Ｇ…記憶手段、Ｈ…判定手段Ｉ…警報手段

フロントページの続き (72)発明者近藤利雄愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地日本電装株式会社内 (56)参考文献特開昭62−51747（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−51746（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の排ガスを吸気管へ還流させる還
流管と、この開閉手段を開閉制御する制御手段と、この開閉手段を開閉制御する制御手段と、内燃機関の吸気管の吸気状態を検出する吸気状態検出手
段と、上記制御手段の制御で上記開閉手段が閉作動していると
きに、およびこの閉作動の前後の開作動しているとき
に、上記吸気状態検出手段からの吸気状態を別途に記憶
する記憶手段と、この記憶手段に記憶された３つの吸気状態に基づいてそ
の偏差が所定範囲内であるか否かを判定する判定手段とこの判定手段にて上記所定範囲内であると判定されたと
き、警報を行なう警報手段と、を具備した排気ガス還流制御装置。
【請求項２】前記吸気状態検出手段は前記吸気管の圧力
を検出する圧力検出手段よりなる特許請求の範囲第１項
記載の排ガス還流制御装置。
【請求項３】上記判定手段は、開作動時における吸気管
圧力の平均値と、閉作動時における吸気管圧力との偏差
が所定範囲内のときに以上判定を行なう機能を備えた特
許請求の範囲第２項記載の排気ガス還流制御装置。
【請求項４】上記判定手段は、開作動時における両吸気
管圧力が所定範囲内のときに、異常判定を実行する機能
を備えた特許請求の範囲第２項または第３項記載の排気
ガス還流制御装置。