JPH08246962A - 内燃機関のegr診断装置 - Google Patents

内燃機関のegr診断装置

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JPH08246962A
JPH08246962A JP7048097A JP4809795A JPH08246962A JP H08246962 A JPH08246962 A JP H08246962A JP 7048097 A JP7048097 A JP 7048097A JP 4809795 A JP4809795 A JP 4809795A JP H08246962 A JPH08246962 A JP H08246962A
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JP
Japan
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egr
combustion engine
internal combustion
control parameter
predetermined value
Prior art date
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Pending
Application number
JP7048097A
Other languages
English (en)
Inventor
Eisaku Fukuchi
栄作 福地
Akito Numata
明人 沼田
Takanobu Ichihara
隆信 市原
Toshio Ishii
俊夫 石井
Seiji Asano
誠二 浅野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Astemo Ltd
Original Assignee
Hitachi Automotive Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
Hitachi Car Engineering Co Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】吸気系の圧力を検出する圧力検出手段とEGR
バルブ可変手段、また回転数検出手段と空気量検出手段
及び内燃機関制御パラメータ計算手段からなる構成にお
いて、EGRがかかっている時の吸気圧を圧力検出手段
より検出し、その時にEGRがかかっていない時の吸気
圧を内燃機関制御パラメータ計算手段より計算し、その
差からEGR分圧を検出する。そして、EGRバルブ可
変手段によってEGRバルブを所定値1に設定した時の
EGR分圧と、所定値2に設定した時のEGR分圧の差
よりEGR流量診断を行う。 【効果】内燃機関のEGR装置の流量診断をオンボード
で行える。

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NOx低減の
ために取り付けられたEGRシステムの流量診断装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】内燃機関の排気系に三元触媒を設置し、
排気ガス中の炭化水素HC,一酸化炭素CO,酸化窒素
酸化物NOxを浄化する技術において、三元触媒の浄化
能力が効率良くなる理論空燃比を中心に実空燃比を制御
するために、空燃比検出手段を三元触媒より上流の排気
系に設置し、排気ガス中の酸素濃度を内燃機関制御装置
にフィードバックさせることは公知技術である。また、
混合気に空気中のN2 に比べて熱容量の大きいCO2
スを含む排気ガスを適度に混入すると、同じ発熱量の燃
焼を行っても、排気ガスを混入しない場合に比べて燃焼
温度が下がりNOxの生成を抑制できる。これが排気ガス
再循環(以下EGR)であり、EGR診断の公知技術と
してEGRバルブを開閉し、その閉動作する前後の運転
状態からEGR診断を行う方式が特公平6−31571号公報
としてある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】米国加州のAir Resour
ces Boardにより提案された法律On-Board Diagnosis Ph
aseII により、EGR装置を持つ自動車はEGRの還流
量をモニタすることが義務付けられることになる。本発
明はこれに対応したEGR流量の検出手段を課題とし
た。
【0004】
【課題を解決するための手段】吸気系の圧力を検出する
圧力検出手段とEGRバルブ可変手段、また回転数検出
手段と空気流量検出手段及び内燃機関制御パラメータ計
算手段から構成する。
【0005】
【作用】EGRがかかっている時の吸気圧を圧力検出手
段より検出し、その時にEGRがかかっていない時の吸
気圧(内燃機関制御パラメータ)を内燃機関制御パラメ
ータ計算手段より計算し、その差からEGR分圧を検出
する。そして、EGRバルブ可変手段によってEGRバ
ルブを所定値1に設定した時のEGR分圧と、所定値2
に設定した時のEGR分圧の差よりEGR流量診断を行
う。
【0006】
【実施例】本発明の対象になるEGR装置を有する内燃
機関システムを図1に示す。内燃機関,吸気系,排気系
からなり、前記内燃機関には点火装置101,燃料噴射
装置102及び回転数検出手段103が取り付けられて
いる。また吸気系にはエアークリーナ,流量検出手段1
04が取り付けられ、排気系には空燃比センサ105,三元
触媒106が取り付けられている。内燃機関制御装置1
07は流量検出手段104の出力信号Qaと回転数検出
手段103の出力信号Neを取り込み、燃料噴射量Ti
を計算し、燃料噴射装置の噴射量を制御する。また、内
燃機関制御装置107は、内燃機関内の空燃比を空燃比
センサ105から検出し、内燃機関内の空燃比を理論空
燃比になるように燃料噴射量Tiを補正する空燃比フィ
ードバック制御を行う。さらに、混合気に空気中のN2
に比べて熱容量の大きいCO2ガスを含む排気ガスを適
度に混入すると、同じ発熱量の燃焼を行っても、排気ガ
スを混入しない場合に比べて燃焼温度が下がりNOxの
生成を抑制できる。これを排気ガス再循環EGRと呼
び、本発明はこのEGRの還流量検出に関する。
【0007】EGRは排気ガスの一部を吸気系に循環さ
せて、NOxの低減を図る装置であり、EGR流量と吸
入空気量の比を一般にEGR率と呼び、数1で定義され
る。
【0008】
【数1】
【0009】ここで、数1を整理すると数2が得られ、
これよりEGR還流量を求める。
【0010】
【数2】 QEGR≒k1・PEGR・N …(数2) 次にPEGR の検出方法について説明する。
【0011】PEGR を求めるために、実際にEGRがか
かっている時の吸気圧を圧力検出手段109より検出す
る。そして、その時にEGRがかかっていない時の吸気
圧をその時の回転数と空気量から推定する。そして、そ
の差からPEGR を検出する。では、そのEGRをかけた
状態で、EGRがかかっていないであろう吸気圧Pa0
推定する方式について説明する。
【0012】吸気系において、吸入空気量Qaと吸気圧
Pa0 と気筒流入空気量Qcとの間には次の関係式が成
立する。
【0013】
【数3】
【0014】ここで、Qcは気体の状態方程式より、回
転数Nと吸気圧Pa0 の関数(マップ)と仮定すること
ができる。つまり、
【0015】
【数4】 Pa0=∫k2・(Qa−f(N,Pa0))dt …(数4) となり、これよりPa0 を求めることができる。図2に
数4のブロック図を示す。一種の回転数によって遮断周
波数が変化する低域通過フィルタとみることができる。
この実施例では、このPa0が内燃機関制御パラメータ
となる。
【0016】また、このフローチャートを図3に示す。
ステップ301で回転数を検出し、ステップ302で吸
入空気量を検出する。次にステップ303,304でP
0を求め、ステップ305でPa0 ,NからQcをマ
ップ検索する。そして、ステップ306で今回のPa0
を次回に使うPa0oldとする。
【0017】以上より、EGRがかかった状態におい
て、その時の吸気圧Paを圧力検出手段109より検出
し、またEGRがかかっていないであろう吸気圧Pa0
を図3より求めることによって、その差からPEGR を求
める(数5)。
【0018】
【数5】 PEGR=Pa−Pa0 …(数5) そして、数2に数5を代入して、QEGR を求める。
【0019】
【数6】 QEGR≒k1・(Pa−Pa0)・N …(数6) 以上のフローチャートを図4に示す。ステップ401で
吸気圧Paを検出し、ステップ402で推定圧Pa0
求める。次にステップ403で回転数を検出し、ステッ
プ404でQEGR を求める。
【0020】以上の方式より、QEGR の検出が可能にな
るが、Qaの脈動の影響,温度の影響,大気圧の影響等
を考慮すると、QEGR の検出精度は必ずしも高くはなら
ない。そこで、Qaの脈動の影響,温度の影響,大気圧
の影響等を相殺する方法を次に説明する。
【0021】これは、EGRバルブが全閉の時に数6に
従い求めたQEGR を補正量として用いる方法である。本
来、EGRバルブを全閉にした場合は、QEGR は零にな
らなければならない。しかし、Qaの脈動の影響,温度
の影響,大気圧の影響等により、EGRバルブ全閉時の
EGR は必ずしも零にはならない。そこで、この量を補
正量として用いる。実際には、EGRバルブ開度を所定
値1に設定し、数6よりQEGR を求め、次にEGRバル
ブ開度の補正量を求めるために所定値2に設定する。そ
して、数7より、EGR還流量QQEGR を求める。
【0022】
【数7】 QQEGR=QEGR1−QEGR2 …(数7) 但し、 QEGR1:所定値1の時のQEGREGR2:所定値2の時のQEGR 所定値2は補正のために設定したEGRバルブ開度のた
め、零付近に設定する。
【0023】以上のフローチャートを図5に示す。ステ
ップ501でEGR診断領域の判定を行う。領域内であ
れば、ステップ502以下の処理を行い、領域外であれ
ば診断を行わない。診断領域内であれば、ステップ50
2で所定時間経過させ、ステップ503でEGRバルブ
開度を所定値1に設定する。次に安定化のためにステッ
プ504で所定時間経過させ、ステップ505でQEGR
を数6より求め、QEGR1とする。次にステップ506で
EGRバルブ開度を所定値2に設定する。安定化のため
に所定時間経過させ(ステップ507)、ステップ50
8でQEGRを数6より求め、QEGR2とする。次にステッ
プ509でEGR還流量を求めて、ステップ510で、
それが判定値より大きければ、正常処理(ステップ51
2)を行い、小さければ異常処理(ステップ511)を
行う。
【0024】図6にEGRバルブ開度を所定値1から所
定値2に変化させた時のQEGR とQQEGR を示す。ま
た、図7にEGRバルブ開度の所定値1を変化させた時
のQQEGR の変化を示す。回転数と負荷を変化させたも
のであるが、どの領域でもEGRバルブ開度に比例した
QQEGR が得られている。以上よりEGRの還流量診断
が可能になる。
【0025】尚、推定圧Pa0 の負荷Lの関数にして、
同様の診断を行うこともできる。また、ここでは、EG
Rバルブが所定値1と所定値2の時のEGR分圧差から
診断しているが、EGRバルブが所定値1と所定値2の
時のEGR分圧比を用いても良い。
【0026】
【発明の効果】本発明により、EGR還流量の診断が可
能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の対象になるEGR装置を有する内燃機
関システムのブロック図。
【図2】EGRがかかっていない吸気圧を推定するブロ
ック図。
【図3】EGRがかかっていない吸気圧を推定するフロ
ーチャート。
【図4】実吸気圧と推定吸気圧からQEGRを求めるフロ
ーチャート。
【図5】EGR還流量診断フローチャート。
【図6】EGRバルブ開度を所定値1から所定値2に変
化させた時のQEGRとQQEGRの波形図。
【図7】EGRバルブ開度に対するQQEGR の特性図。
【符号の説明】
101…点火装置、102…燃料噴射装置、103…回
転数検出装置、104…流量検出装置、105…空燃比
検出装置、106…触媒、107…内燃機関制御装置、
108,601…EGRバルブ、109…圧力検出装
置、602…EGR流量、603…補正後EGR流量。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 沼田 明人 茨城県ひたちなか市大字高場字鹿島谷津 2477番地3日立オートモティブエンジニア リング株式会社内 (72)発明者 市原 隆信 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者 石井 俊夫 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者 浅野 誠二 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株 式会社日立製作所自動車機器事業部内

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】排気ガス還流装置EGRを有する内燃機関
    において、前記EGRのバルブ開度を所定値1から所定
    値2に変化させた時の内燃機関制御パラメータと吸気圧
    の関係からEGR流量を求めることを特徴とする内燃機
    関のEGR流量診断装置。
  2. 【請求項2】請求項1において、内燃機関制御パラメー
    タと吸気圧の差又は比からEGR流量を求める内燃機関
    のEGR診断装置。
  3. 【請求項3】請求項1または2において、前記内燃機関
    制御パラメータは内燃機関の吸入空気量と回転数の関数
    である内燃機関のEGR診断装置。
  4. 【請求項4】請求項1または2において、前記内燃機関
    制御パラメータは内燃機関の負荷の関数である内燃機関
    のEGR診断装置。
  5. 【請求項5】請求項1,2,3または4において、前記
    EGRバルブ開度を所定値1に設定した時の制御パラメ
    ータと吸気圧の差1と所定値2に設定した時の制御パラ
    メータと吸気圧の差2を用いて、その差1−差2からE
    GR分圧差を求める内燃機関のEGR診断装置。
  6. 【請求項6】請求項1,2,3または4において、前記
    EGRバルブ開度を所定値1に設定した時の制御パラメ
    ータと吸気圧の比1と所定値2に設定した時の制御パラ
    メータと吸気圧の比2を用いて、その比1/比2からE
    GR分圧比を求める内燃機関のEGR診断装置。
  7. 【請求項7】請求項5または6において、前記差1−差
    2及び比1/比2を回転数で補正することによって、E
    GR分の流量を求め、運転領域間のばらつきを少なくす
    る内燃機関のEGR診断装置。
  8. 【請求項8】請求項7において、他のバイパス系の流量
    が変化した場合、EGR診断を行わない内燃機関のEG
    R診断装置。
JP7048097A 1995-03-08 1995-03-08 内燃機関のegr診断装置 Pending JPH08246962A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7779626B2 (en) 2004-12-06 2010-08-24 Denso Corporation Estimating device for exhaust temperature in internal combustion engine
JP2015124725A (ja) * 2013-12-27 2015-07-06 スズキ株式会社 Egr装置の故障診断装置
WO2015122155A1 (ja) * 2014-02-17 2015-08-20 株式会社デンソー 内燃機関の燃料改質装置

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