JPS63198764A - 車輌用内燃機関の排気ガス再循環装置のダイアグノ−シス装置 - 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 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於て、排気ガス
中のＮＯｘの低減のために排気ガス再循環を行う排気ガ
ス再循環装置を組み込むことは従来より種々の態様にて
行われている。この種の排気ガス再循環装置は、例えば
実開昭５４−１２１１１６号、特開昭５８−８８４５０
号、特公昭６０−２４３０３号等の各公報に示されてい
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ＮＯｘ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期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。また所定の運転域に
於て排気ガス再循環が行われないと、ノッキングが発生
する虞れがあり、また内燃機関自身の吸気によるボンブ
ロスにより燃費が悪化することもある。

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（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、これは例えば実開
昭４９−６４６２３号公報に示されている。

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いが、即ち
前記温度が所定値以下である時には排気ガス再循環通路
を排気ガスが流れていないとして排気ガス再循環装置が
故障してしていると判定されてよいが、しかし自動車等
の車輌に於ては前記排気ガス再循環通路の温度は外気温
度及び走行風の影響を受け、このため排気ガス再循環通
路温度の判定値が一定値であると、外気温度の変化、走
行風の風量変化により排気ガス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おそれが
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、排気ガス再循環を
行う運転域であるか否かを検出する排気ガス再循環運転
域検出手段と、排気ガス再循環通路の温度を検出する第
一の温度検出手段と、外気温度を検出する第二の温度検
出手段と、車速を検出する車速検出手段と、前記第二の
温度検出手段により検出される外気温度と前記車速検出
手段により検出される車速とに応じて前記排気ガス再循
還通路を排気ガスが流れているか否かの判定に用いる判
定温度を決定する判定部゛度決定手段と、前記排気ガス
再循環運転域検出手段により排気ガス再循環を行う運転
域であると検出された状態下にて前記第一の温度検出手
段により検出される温度が前記判定温度決定手段により
決定された判定温度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
ガス再循環装置のダイアグノーシス装置によって達成さ
れる。

排気ガス再循環運転域検出手段は、吸入空気流量、吸気
管圧力或いはこれと機関回転数との組合せ、更にはこれ
らと機関冷却水温度との組合せにより設計上は、換言す
れば排気ガス再循環装置が正常に作動している時は排気
ガス再循環が行われる運転域を検出するものであればよ
く、これは排気ガス再循環制御特性に応じて検出項目を
定められていればよい。

発明の作用及び効果 上述の如き構成によれば、排気ガス再循環が行われるべ
き運転域に於て排気ガス再循環が行われているか否かの
判定が、外気温度と走行風の風量を決定する車速とに応
じて決定された判定温度に対して排気ガス通路温度がど
うであるかによって行われるから、その判定が外気温度
、走行風の影響を受けることなく確実に行われ、正確な
ダイアグノーシスが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、
気化器２、スロットル弁４及び吸気マニホールド３を経
て燃焼室５内に混合気を吸入し、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
ス取入ポート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は入口ポート２１と出口ボー
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１０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−７０＋ｉｍＨｇ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２
８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て弁ボート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２９、背圧制御用負圧制御弁３０、導管３１、感温弁
３２、導管３３を経て気化器２に設けられた吸気管負圧
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、スロットル弁４が
全開位置にある時にはそれの上流側に位置し、且スロッ
トル弁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とを存しており
、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を各々郭定しており、該ダイヤフラムは、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３
６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との間の圧力室４
３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作動域
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２０に供給する負圧を調整し、換言すれば弁ボート
２３の開口度を調整し、これによって排気ガス再循環流
量の吸入空気流量に対する比率、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−７０ｍｍＨ
ｇ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、その量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、排気ガス
再循環用導管１０の途中に設けられた第一の温度センサ
５９より導管１０の温度に関する情報を、エンジンルー
ム等に取付けられた第二の温度センサ６０より外気温度
に関する情報を、車速センサ６１より車速に関する情報
を各々与えられ、これら情報に基づいて第２図及び第３
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６２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ＥＧＲダイアグノーシスルーチンは所
定時間毎の割込みルーチンとして実行され、最初のステ
ップ１０に於ては、水温センサ５７により検出された内
燃機関１の冷却水の温度Ｔνが予め定められたＴ　ｖｓ
ｅｔ、例えば８０℃以上であるか否かの判別が行われる
。Ｔｗ≧Ｔνｓｅｔである時はステップ１２へ進む。

ステップ１２に於ては、回転数センサ５６により検出さ
れた内燃機関１の回転数Ｎｅが予め定られた所定値Ｎ　
ｅｓｅｔｓ例えば１６００　ｒｐｍ以上であるか否かの
判別が行われる。Ｎｅ≧Ｎ　ｅｓｅｔである時はステッ
プ１２へ進む。

ステップ１４に於ては、吸気管圧力センサ５８により検
出された吸気管圧力Ｐ１が予め定められた第一の所定値
Ｐ　１ｓｅｔ１　％例えば３６０ｍａＨｇ以上で且これ
より大きい第二の所定値Ｐ　１ｓｅｔ２　、例えば６６
０＋ｍｎＨｇ以下であるか否かの判別が行われる。Ｐ　
１ｓｏｔＩ　≦Ｐ１≦Ｐ　ｔｓｅｔ２である時にはステ
ップ１６へ進む。

上述のステップ１０よりステップ１４は排気ガス再循環
装置が正常に作動していれば、排気ガス再循環が行われ
る運転域の判別を行っており、ステップ１６はステップ
１０〜ステツプ１４に於ける条件が全て満された時に実
行される。

ステップ１６に於ては、第一の温度センサ５９により検
出された導管１０の温度、換言すれば排気ガス再循環通
路温度Ｔｅｇｒが後述の要領にて決定された判定温度Ｔ
　ｓｅｔより高いか否かの判別が行われる。Ｔθｇｒ＞
Ｔｓｅｔである時は排気ガス再循環が行われている時で
あって、この時にはステップ１８へ進み、これに対しＴ
　ｅｇｒ　＞　Ｔ　ｓｅｔでない時は排気ガス再循環が
行われていない時であってこの時にはステップ２０へ進
む。

ステップ１８に於ては、インジケータランプ６２を消灯
することが行われる。この時は排気ガス再循環装置が正
常に作動している時である。

ステップ２０に於ては、インジケータランプ６２を点灯
することが行われる。このインジケータランプ６２の点
灯により使用者は排気ガス再循環装置に故障が生じてい
ることを知ることができる。

次に第３図に示されたフローチャートを参照して判定温
度Ｔ　ｓｅｔの決定要領について説明する。

第３図に示された判定温度決定ルーチンは所定時間毎の
割込ルーチンとして実行され、最初のステップ３０に於
ては、車速センサ６１により決定された車速Ｖに応じて
第４図に示されている如き制御値マツプより車速補正係
数Ｋｖを決定することが行われる。車速補正係数Ｋｖは
所定の車速にて１を示し、これより車速か高い時には１
以下になり、これより車速が低い時には１以上になる。

ステップ３０の次はステップ３２へ進み、ステップ３２
に於ては、第二の温度センサ６０により検出された外気
温度Ｔｏに応じて第５図に示されている如き制御値マツ
プより外気温度補正係数Ｋｔｏを決定することが行われ
る。外気温度補正係数Ｋｔｏは標準的な所定の外気温度
にて１を示し、これより外気温度が高い時には１以上に
なり、これより外気温度が低い時には１以下になる。

ステップ３２の次はステップ３４へ進み、ステップ３４
に於ては、下式に従って判定温度Ｔ　ｓｅｔを算出する
ことが行われる。

Ｔｓｅｔ−Ｔｃ　　Ｘ　　Ｋｖ　　Ｘ　　Ｋｔ。

Ｔｃは予め定められた固定値であり、これは例えば標準
状態下に於ける排気ガス再循環時の温度センサ５９の配
設部に於ける温度に応じて定められ、これは例えば６０
℃程度に定められていればよい。

上述の如く外気判定温度Ｔ　ｓｅｔが決定されることに
より、この判定温度Ｔ　ｓｅｔは車速の増大、即ち走行
風の風量の増大に応じて低下し、また外気温度の増大に
応じて増大補正される。

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、外気温度及
び車速の変化に拘らず排気ガス再循環装置のダイアグノ
ーシスが誤判定を行うことなく確実に行われるようにな
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、第３図は本発明による排気ガス再循
環装置のダイアグノーシス装置に於ける判定温度決定ル
ーチンを示すフローチャート、第４図は本発明によるダ
イアグノーシス装置に於ける車速補正係数特性の一例を
示すグラフ、第５図は本発明によるダイアグノーシス装
置に於ける外気温度補正係数特性の一例を示すグラフで
ある。 １・・・内燃機関、２・・・気化器、３・・・吸気マニ
ホールド、４・・・スロットルバルブ、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、２０・・・排気ガス再循環制御弁、２］・・・入口
ボー１−．２２・・・出口ボート、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
１２９・・・導管、３０・・・負圧制御弁、３１・・・
導管、３２・・・感温弁、３３・・・導管、３４・・・
吸気管負圧取出ボート、３５・・・弁ボート、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・・・
出力ホード。 ５５・・・ディストリビュータ、５６・・・回転数セン
サ。 ５７・・・水温センサ、５８・・・吸気管圧力センサ、
５９・・・第一の温度センサ、６０・・・第二の温度セ
ンサ。 ６１・・・車速センサ、６２・・・インジケータランプ
特　許　出　願　人　　　トヨタ自動車株式会社代　　
　理　　　人　　　弁理士　　明石　昌毅第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　排気ガス再循環を行う運転域であるか否かを検出する
   排気ガス再循環運転域検出手段と、排気ガス再循環通路
   の温度を検出する第一の温度検出手段と、外気温度を検
   出する第二の温度検出手段と、車速を検出する車速検出
   手段と、前記第二の温度検出手段により検出される外気
   温度と前記車速検出手段により検出される車速とに応じ
   て前記排気ガス再循還通路を排気ガスが流れているか否
   かの判定に用いる判定温度を決定する判定温度決定手段
   と、前記排気ガス再循環運転域検出手段により排気ガス
   再循環を行う運転域であると検出された状態下にて前記
   第一の温度検出手段により検出される温度が前記判定温
   度決定手段により決定された判定温度以下である時には
   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ダイアグノーシス装
   置。