JP2000154756A - 排気ガス再循環システムの診断方法 - Google Patents
排気ガス再循環システムの診断方法Info
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- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Incineration Of Waste (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 種々の空燃比で駆動可能な内燃機関のＥＧＲ
システムの診断方法を改善し、所定の手段でＥＧＲシス
テムの動作能力についてできる限り信頼性の高い報告が
得られるようにする。 【解決手段】 排気ガス空気過剰率を検出する装置と評
価装置とを用いて、排気ガス再循環システムがオンにさ
れる際（ステップ２２０）に空燃比の変更（ステップ２
３０）を行い、排気ガス空気過剰率の経過特性を検出し
て（ステップ２４０）評価装置へ供給し、排気ガス空気
過剰率が前記変更に追従する経過特性の速度および／ま
たは形状を診断のために評価する。
システムの診断方法を改善し、所定の手段でＥＧＲシス
テムの動作能力についてできる限り信頼性の高い報告が
得られるようにする。 【解決手段】 排気ガス空気過剰率を検出する装置と評
価装置とを用いて、排気ガス再循環システムがオンにさ
れる際（ステップ２２０）に空燃比の変更（ステップ２
３０）を行い、排気ガス空気過剰率の経過特性を検出し
て（ステップ２４０）評価装置へ供給し、排気ガス空気
過剰率が前記変更に追従する経過特性の速度および／ま
たは形状を診断のために評価する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば種々の空燃
比で駆動可能な内燃機関の燃焼プロセスにおける排気ガ
ス再循環システムの診断方法に関する。
比で駆動可能な内燃機関の燃焼プロセスにおける排気ガ
ス再循環システムの診断方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】排気ガス再循環装置（以下ＥＧＲとも称
する）、特に内燃機関での排気ガス再循環装置が近年重
要性を増している。この排気ガス再循環装置は単にエネ
ルギ変換ひいては燃料消費に対してプラスに働くのみで
なく、排気ガス状態へプラスに作用することにより、現
在および近い将来に要求される厳しい排気ガス基準を考
慮し満足することに対しても重要な役割を果たしてい
る。特に空気の割合が高い状態で運転されるために排気
ガス中の窒素酸化物ＮＯｘの成分を大幅に増大させる内
燃機関（ガソリンエンジンＢＤＥ）では、この技術によ
り窒素酸化物の低減が８０％まで達成される。
する）、特に内燃機関での排気ガス再循環装置が近年重
要性を増している。この排気ガス再循環装置は単にエネ
ルギ変換ひいては燃料消費に対してプラスに働くのみで
なく、排気ガス状態へプラスに作用することにより、現
在および近い将来に要求される厳しい排気ガス基準を考
慮し満足することに対しても重要な役割を果たしてい
る。特に空気の割合が高い状態で運転されるために排気
ガス中の窒素酸化物ＮＯｘの成分を大幅に増大させる内
燃機関（ガソリンエンジンＢＤＥ）では、この技術によ
り窒素酸化物の低減が８０％まで達成される。
【０００３】この理由から全ての排気ガス関連の部材の
オンボード診断（ＯＢＤ）のための米国の官報によれ
ば、排気ガス再循環装置の診断は不可欠の手段となって
いる。
オンボード診断（ＯＢＤ）のための米国の官報によれ
ば、排気ガス再循環装置の診断は不可欠の手段となって
いる。
【０００４】排気ガスの限界値を満足させるために、触
媒コンバータが最適に動作するように燃焼室内の混合気
ひいては空燃比を調整しなければならない。このために
はまず排気ガス空気過剰率λを求める必要がある。この
排気ガス空気過剰率λに基づいて混合気中の空気過剰率
を結論することができる。排気ガス空気過剰率λは有利
にはワイドバンドラムダセンサＬＳＵによって検出さ
れ、実際には周囲空気と排気ガス流との間の酸素濃度差
を示すものである。その後制御ユニットを介して内燃機
関は例えばＥＧＲレートの変更または電子式スロットル
制御ＥＧＡＳへの介入を行い、空燃比を所望の排気ガス
組成が得られるように変更する。
媒コンバータが最適に動作するように燃焼室内の混合気
ひいては空燃比を調整しなければならない。このために
はまず排気ガス空気過剰率λを求める必要がある。この
排気ガス空気過剰率λに基づいて混合気中の空気過剰率
を結論することができる。排気ガス空気過剰率λは有利
にはワイドバンドラムダセンサＬＳＵによって検出さ
れ、実際には周囲空気と排気ガス流との間の酸素濃度差
を示すものである。その後制御ユニットを介して内燃機
関は例えばＥＧＲレートの変更または電子式スロットル
制御ＥＧＡＳへの介入を行い、空燃比を所望の排気ガス
組成が得られるように変更する。
【０００５】刊行されていないドイツ連邦共和国特許出
願第１９７１９２７８．５号明細書にＥＧＲシステムの
診断方法が記載されている。ここでは制御係数が排気ガ
ス再循環装置が投入（オン）されている場合にもオフに
されている場合にも検出され、かつ記憶される。排気ガ
ス再循環装置のオフ時に形成された制御係数と所定の値
との間に差がある場合にはエラー信号が出力される。
願第１９７１９２７８．５号明細書にＥＧＲシステムの
診断方法が記載されている。ここでは制御係数が排気ガ
ス再循環装置が投入（オン）されている場合にもオフに
されている場合にも検出され、かつ記憶される。排気ガ
ス再循環装置のオフ時に形成された制御係数と所定の値
との間に差がある場合にはエラー信号が出力される。
【０００６】この手法では、制御係数が排気ガス再循環
装置が投入されている場合にもオフにされている場合に
も検出され記憶され、さらにこの制御係数を所定の時間
範囲にわたって平均しなければならないので非常に時間
がかかる。しかも内燃機関の動作条件が診断中に変化し
てしまい、そのために診断結果に誤りが生じることがあ
る。
装置が投入されている場合にもオフにされている場合に
も検出され記憶され、さらにこの制御係数を所定の時間
範囲にわたって平均しなければならないので非常に時間
がかかる。しかも内燃機関の動作条件が診断中に変化し
てしまい、そのために診断結果に誤りが生じることがあ
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
に言及した形式のＥＧＲシステムの診断方法を改善し、
所定の手段でＥＧＲシステムの動作能力についてできる
限り信頼性の高い報告が得られるようにすることであ
る。
に言及した形式のＥＧＲシステムの診断方法を改善し、
所定の手段でＥＧＲシステムの動作能力についてできる
限り信頼性の高い報告が得られるようにすることであ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この課題は、排気ガス空
気過剰率を検出する装置と評価装置とを用いて、排気ガ
ス再循環システムがオンにされる際に空燃比の変更を行
い、排気ガス空気過剰率の経過特性を検出して評価装置
へ供給し、排気ガス空気過剰率が前記変更に追従する経
過特性の速度および／または形状を診断のために評価す
る方法により解決される。本発明の有利な実施形態は従
属請求項に記載されている。
気過剰率を検出する装置と評価装置とを用いて、排気ガ
ス再循環システムがオンにされる際に空燃比の変更を行
い、排気ガス空気過剰率の経過特性を検出して評価装置
へ供給し、排気ガス空気過剰率が前記変更に追従する経
過特性の速度および／または形状を診断のために評価す
る方法により解決される。本発明の有利な実施形態は従
属請求項に記載されている。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の特に大きな利点は、付加
的な技術手段例えば圧力センサまたは温度センサなどを
必要とせずにＥＧＲシステムの動作能力を診断できるこ
とである。さらにＥＧＲシステムへ直接に介入するので
はなく、単に空燃比の変更のみを行えばよい。
的な技術手段例えば圧力センサまたは温度センサなどを
必要とせずにＥＧＲシステムの動作能力を診断できるこ
とである。さらにＥＧＲシステムへ直接に介入するので
はなく、単に空燃比の変更のみを行えばよい。
【００１０】本発明の有利な実施形態によれば、特に内
燃機関のガソリン直接噴射ＢＤＥの内燃機関またはディ
ーゼル内燃機関で空燃比の段階的な変更、または跳躍的
な変更ないし急激な変更が行われる。
燃機関のガソリン直接噴射ＢＤＥの内燃機関またはディ
ーゼル内燃機関で空燃比の段階的な変更、または跳躍的
な変更ないし急激な変更が行われる。
【００１１】空燃比の所定の変更、特に空燃比の段階的
な変更または跳躍的な変更は予測可能な排気ガス空気過
剰率の所定の変化を生じさせ、この変化を特に有利に診
断のために使用できる。
な変更または跳躍的な変更は予測可能な排気ガス空気過
剰率の所定の変化を生じさせ、この変化を特に有利に診
断のために使用できる。
【００１２】本発明の有利な実施形態によれば、排気ガ
ス空気過剰率の経過特性（時間特性）が空燃比の跳躍的
な変更の後に少なくとも２つのレベルを有するか否かを
評価装置により検査し、経過特性が少なくとも２つのレ
ベルを有する場合に排気ガス再循環システムが正常に動
作していると見なされる。
ス空気過剰率の経過特性（時間特性）が空燃比の跳躍的
な変更の後に少なくとも２つのレベルを有するか否かを
評価装置により検査し、経過特性が少なくとも２つのレ
ベルを有する場合に排気ガス再循環システムが正常に動
作していると見なされる。
【００１３】空燃比が一段で跳躍的に変更される際に排
気ガス空気過剰率の経過特性に少なくとも２つのレベル
が存在することは、排気ガス再循環システム（ＥＧＲシ
ステム）が正常に動作していることの確実な示唆であ
る。
気ガス空気過剰率の経過特性に少なくとも２つのレベル
が存在することは、排気ガス再循環システム（ＥＧＲシ
ステム）が正常に動作していることの確実な示唆であ
る。
【００１４】一定のＥＧＲレートを有する内燃機関で空
燃比が一段で跳躍的に変更される場合、検出される排気
ガス空気過剰率の経過特性は空燃比における排気ガス空
気過剰率の経過特性にただちには追従せず、終値に達す
るまでに複数のレベルを有する経過特性を示す。
燃比が一段で跳躍的に変更される場合、検出される排気
ガス空気過剰率の経過特性は空燃比における排気ガス空
気過剰率の経過特性にただちには追従せず、終値に達す
るまでに複数のレベルを有する経過特性を示す。
【００１５】このことは排気ガスを吸気管へ戻して燃焼
室へ再び供給するＥＧＲ管路で生じる。ＥＧＲ管路の長
さと断面積とに基づいて、空燃比の跳躍的な変更の直後
にはまだ、別の空気過剰率での先行の燃焼から生じた古
い排気ガスがＥＧＲ管路内に存在している。こうしたＥ
ＧＲ管路の蓄積特性が本発明によれば利用される。別の
空気過剰率での先行の燃焼から生じた戻し供給される古
い排気ガスは供給される新気と混合され、一方では変更
された排気ガス空気過剰率を有する新たな排気ガスがＥ
ＧＲ管路へ流れる。これにより供給される空気／燃料混
合気の排気ガス空気過剰率は、古い排気ガスが戻し供給
される期間中に所定の一定の値だけ跳躍的に変化し、同
時に（燃焼後に）排気ガス空気過剰率も変化させる。こ
れにより排気ガス空気過剰率の経過特性に第１のレベル
が生じる。
室へ再び供給するＥＧＲ管路で生じる。ＥＧＲ管路の長
さと断面積とに基づいて、空燃比の跳躍的な変更の直後
にはまだ、別の空気過剰率での先行の燃焼から生じた古
い排気ガスがＥＧＲ管路内に存在している。こうしたＥ
ＧＲ管路の蓄積特性が本発明によれば利用される。別の
空気過剰率での先行の燃焼から生じた戻し供給される古
い排気ガスは供給される新気と混合され、一方では変更
された排気ガス空気過剰率を有する新たな排気ガスがＥ
ＧＲ管路へ流れる。これにより供給される空気／燃料混
合気の排気ガス空気過剰率は、古い排気ガスが戻し供給
される期間中に所定の一定の値だけ跳躍的に変化し、同
時に（燃焼後に）排気ガス空気過剰率も変化させる。こ
れにより排気ガス空気過剰率の経過特性に第１のレベル
が生じる。
【００１６】新たな排気ガスがＥＧＲ管路内に完全に満
たされ、別の排気ガス空気過剰率を有する古い排気ガス
が完全に燃焼室へ戻されると、新たな排気ガスは供給さ
れた新気と混合され、燃焼室へ供給される空気／燃料混
合気の空気過剰率が再び所定の一定の値だけ跳躍的に変
更され、同時に（燃焼後に）排気ガス空気過剰率も変化
する。これにより排気ガス空気過剰率の経過特性に第２
のレベルが生じる。上述の過程は排気ガス空気過剰率が
その終値に達するまでしばしば反復されるため、段階形
状の排気ガス空気過剰率の特性が得られる。
たされ、別の排気ガス空気過剰率を有する古い排気ガス
が完全に燃焼室へ戻されると、新たな排気ガスは供給さ
れた新気と混合され、燃焼室へ供給される空気／燃料混
合気の空気過剰率が再び所定の一定の値だけ跳躍的に変
更され、同時に（燃焼後に）排気ガス空気過剰率も変化
する。これにより排気ガス空気過剰率の経過特性に第２
のレベルが生じる。上述の過程は排気ガス空気過剰率が
その終値に達するまでしばしば反復されるため、段階形
状の排気ガス空気過剰率の特性が得られる。
【００１７】１つのレベルの長さに相当する時間範囲
は、排気ガスがＥＧＲ管路全体を通って流れるのに必要
な時間に等しい。
は、排気ガスがＥＧＲ管路全体を通って流れるのに必要
な時間に等しい。
【００１８】排気ガス空気過剰率の経過特性における複
数のレベルによって表される明確性は、吸気管の充填効
果が信号フィルタリングなどに作用するのでこれに悪影
響を受けることがある。しかし重要なのは、排気ガス再
循環システムの容積の排気ガス空気過剰率の経過特性へ
作用する点である。
数のレベルによって表される明確性は、吸気管の充填効
果が信号フィルタリングなどに作用するのでこれに悪影
響を受けることがある。しかし重要なのは、排気ガス再
循環システムの容積の排気ガス空気過剰率の経過特性へ
作用する点である。
【００１９】本発明の有利な実施形態によれば、排気ガ
ス空気過剰率の経過特性が微分され、この微分の結果が
所定の閾値と比較され、閾値が上方超過される回数がカ
ウントされる。
ス空気過剰率の経過特性が微分され、この微分の結果が
所定の閾値と比較され、閾値が上方超過される回数がカ
ウントされる。
【００２０】閾値が上方超過される回数は排気ガス空気
過剰率の経過特性におけるレベルの数に等しい。
過剰率の経過特性におけるレベルの数に等しい。
【００２１】本発明の有利な実施形態によれば、レベル
の高さをそのつど各レベルに対応する閾値と比較する。
これにより排気ガス再循環部に関する定量的な結論が得
られる。
の高さをそのつど各レベルに対応する閾値と比較する。
これにより排気ガス再循環部に関する定量的な結論が得
られる。
【００２２】本発明の有利な実施形態によれば、排気ガ
ス空気過剰率の経過特性を、排気ガス再循環装置のモデ
ルを用いて計算された排気ガス空気過剰率と比較し、差
がある場合にエラー信号を出力する。これにより排気ガ
ス再循環システム（ＥＧＲシステム）の連続的な診断を
行うことができる。
ス空気過剰率の経過特性を、排気ガス再循環装置のモデ
ルを用いて計算された排気ガス空気過剰率と比較し、差
がある場合にエラー信号を出力する。これにより排気ガ
ス再循環システム（ＥＧＲシステム）の連続的な診断を
行うことができる。
【００２３】本発明の有利な実施形態によれば、検出さ
れた排気ガス空気過剰率とモデルを用いて計算された排
気ガス空気過剰率との間の差を形成し、この差を積分器
に供給し、この積分器の出力を閾値と比較し、この閾値
が上方超過される場合にエラー信号を出力する。
れた排気ガス空気過剰率とモデルを用いて計算された排
気ガス空気過剰率との間の差を形成し、この差を積分器
に供給し、この積分器の出力を閾値と比較し、この閾値
が上方超過される場合にエラー信号を出力する。
【００２４】積分器を用いると、長期にわたって発生す
る、排気ガス再循環装置ＥＧＲのエラー状態を示す差を
より強く考慮することができる。障害に基づいて発生す
ることのある短時間の差はこの場合ほとんど考慮されな
い。
る、排気ガス再循環装置ＥＧＲのエラー状態を示す差を
より強く考慮することができる。障害に基づいて発生す
ることのある短時間の差はこの場合ほとんど考慮されな
い。
【００２５】本発明の有利な実施形態によれば、排気ガ
ス空気過剰率の経過特性を排気ガス再循環システムのオ
ン時および付加的にオフ時に検出し、複数の経過特性か
ら差を形成して評価する。これにより診断結果への他の
要素の影響を結論することができる。
ス空気過剰率の経過特性を排気ガス再循環システムのオ
ン時および付加的にオフ時に検出し、複数の経過特性か
ら差を形成して評価する。これにより診断結果への他の
要素の影響を結論することができる。
【００２６】本発明の有利な実施形態によれば、前述の
変更を排気ガス空気過剰率が追従する速度を閾値と比較
し、閾値が上方超過される場合にエラーを表示する。
変更を排気ガス空気過剰率が追従する速度を閾値と比較
し、閾値が上方超過される場合にエラーを表示する。
【００２７】排気ガス空気過剰率が空燃比の変更を追従
する速度もＥＧＲシステムの診断の尺度として利用でき
る。経験的に求められた閾値と比較することにより、閾
値が上方超過される場合に排気ガス再循環システムにお
ける欠陥が結論される。
する速度もＥＧＲシステムの診断の尺度として利用でき
る。経験的に求められた閾値と比較することにより、閾
値が上方超過される場合に排気ガス再循環システムにお
ける欠陥が結論される。
【００２８】本発明の有利な実施形態によれば、前述の
変更によって排気ガス空気過剰率が変化する速度の大き
さは排気ガス空気過剰率の経過特性の平均の傾きに等し
い。
変更によって排気ガス空気過剰率が変化する速度の大き
さは排気ガス空気過剰率の経過特性の平均の傾きに等し
い。
【００２９】検出された排気ガス空気過剰率の経過特性
の平均の傾きは、排気ガス空気過剰率の経過特性全体を
反映している。その際に障害その他による短時間の変化
はほとんど考慮されない。
の平均の傾きは、排気ガス空気過剰率の経過特性全体を
反映している。その際に障害その他による短時間の変化
はほとんど考慮されない。
【００３０】本発明の有利な実施形態によれば、前述の
変更によって排気ガス空気過剰率が変化する速度の大き
さは線形化された排気ガス空気過剰率の経過特性の傾き
に等しい。排気ガス空気過剰率の線形の経過特性は特に
簡単に処理できる量である。
変更によって排気ガス空気過剰率が変化する速度の大き
さは線形化された排気ガス空気過剰率の経過特性の傾き
に等しい。排気ガス空気過剰率の線形の経過特性は特に
簡単に処理できる量である。
【００３１】本発明の有利な実施形態によれば、作動中
に生じる空燃比の変更が排気ガス再循環システムの診断
に利用される。
に生じる空燃比の変更が排気ガス再循環システムの診断
に利用される。
【００３２】これによりもはや空燃比を診断のために変
更する必要がなくなる。遡及的に通常動作中に発生する
空燃比の変化を診断のために利用することができる。
更する必要がなくなる。遡及的に通常動作中に発生する
空燃比の変化を診断のために利用することができる。
【００３３】本発明の有利な実施形態によれば、空燃比
の変更を ａ）空気供給への介入 ｂ）燃料供給への介入の手段のうち少なくとも１つを用
いて行う。上述の手段により空燃比の所望の正確な変更
を行うことができる。
の変更を ａ）空気供給への介入 ｂ）燃料供給への介入の手段のうち少なくとも１つを用
いて行う。上述の手段により空燃比の所望の正確な変更
を行うことができる。
【００３４】スロットル装置例えばＥＧＡＳまたは無負
荷調整器により空気供給装置に介入することができる。
ＥＧＡＳ制御ないし電子式スロットル制御、所定の制御
電気信号例えばステップ信号ないしステップ関数（Spru
ngfunktion)による電子制御を用いて、予め定められた
変更例えば空気供給の跳躍的な変更を達成することがで
きる。
荷調整器により空気供給装置に介入することができる。
ＥＧＡＳ制御ないし電子式スロットル制御、所定の制御
電気信号例えばステップ信号ないしステップ関数（Spru
ngfunktion)による電子制御を用いて、予め定められた
変更例えば空気供給の跳躍的な変更を達成することがで
きる。
【００３５】燃料の噴射時間の変更および／または燃料
量の変更により燃料供給装置に介入することができる。
噴射時間は比較的簡単に制御ユニットを介して変更可能
である。噴射される燃料量の変更は燃料噴射圧力の上昇
または低減により行うことができる。燃料量を変更する
別の手段として、タンクパージバルブの開放または閉鎖
がある。
量の変更により燃料供給装置に介入することができる。
噴射時間は比較的簡単に制御ユニットを介して変更可能
である。噴射される燃料量の変更は燃料噴射圧力の上昇
または低減により行うことができる。燃料量を変更する
別の手段として、タンクパージバルブの開放または閉鎖
がある。
【００３６】特に有利には、排気ガス空気過剰率はワイ
ドバンドラムダセンサＬＳＵから得られる。
ドバンドラムダセンサＬＳＵから得られる。
【００３７】ワイドバンドラムダセンサは排気ガス空気
過剰率λに比例する信号を送出する。これにより空燃比
の変更を大きな範囲にわたって充分な精度で検出するこ
とができる。
過剰率λに比例する信号を送出する。これにより空燃比
の変更を大きな範囲にわたって充分な精度で検出するこ
とができる。
【００３８】本発明の有利な実施形態によれば、請求項
１に記載の方法はヒータ装置において使用される。
１に記載の方法はヒータ装置において使用される。
【００３９】ヒータ装置における状態と内燃機関におけ
る状態とは一致するので、内燃機関の排気ガス再循環シ
ステムの診断方法をヒータ装置に転用することができ
る。
る状態とは一致するので、内燃機関の排気ガス再循環シ
ステムの診断方法をヒータ装置に転用することができ
る。
【００４０】
【実施例】本発明の実施例を図示し、以下に詳細に説明
する。
する。
【００４１】図１に示されているように、内燃機関では
直接噴射により新気が吸気管１から吸気弁７を介して燃
焼室２へ供給される。スロットルバルブ３を介して燃焼
室２に供給される新気の量を調整することができる。エ
アマスメータ４により内燃機関内へ流入する新気が検出
される。スロットルバルブ３の制御および内燃機関全体
の制御は制御ユニット５によって行われる。制御ユニッ
ト５は評価ユニット６を有している。噴射弁１９は燃焼
室２のウォールに配置されている。高圧ポンプ２０によ
り燃料に強い圧力が加えられ、燃料管路２５と噴射弁１
９とを介して燃焼室２内へ噴射される。さらに燃焼室２
は燃焼時に生じた排気ガスを吐出するための排気弁１３
を有している。排気管１４内のワイドバンドラムダセン
サ（ＬＳＵとも称する）２４により排気ガス空気過剰率
λを測定することができ、これにより混合気の空燃比を
求めることができる。ＥＧＲ管路１６は排気管１４と吸
気管１とを接続しており、これにより排気管１４内の高
圧のために排気ガスは排気管１４から吸気管１へ供給さ
れる。ＥＧＲバルブ１７を用いることによりＥＧＲ管路
１６内の排気ガス流を調整することができる。燃料タン
ク２１からタンクパージ管路２２が吸気管１へ通じてお
り、これにより付加的な燃料が吸気管１ひいては燃焼室
２へ達する。タンクパージバルブ２３によりタンクパー
ジ管路２２内の燃料の流れが調整される。信号線路およ
び制御線路２６を介して種々のセンサおよびアクチュエ
ータが制御ユニット５に接続されている。表示装置２７
は排気ガス再循環部にエラーがある場合、評価装置５に
よってオンされる。
直接噴射により新気が吸気管１から吸気弁７を介して燃
焼室２へ供給される。スロットルバルブ３を介して燃焼
室２に供給される新気の量を調整することができる。エ
アマスメータ４により内燃機関内へ流入する新気が検出
される。スロットルバルブ３の制御および内燃機関全体
の制御は制御ユニット５によって行われる。制御ユニッ
ト５は評価ユニット６を有している。噴射弁１９は燃焼
室２のウォールに配置されている。高圧ポンプ２０によ
り燃料に強い圧力が加えられ、燃料管路２５と噴射弁１
９とを介して燃焼室２内へ噴射される。さらに燃焼室２
は燃焼時に生じた排気ガスを吐出するための排気弁１３
を有している。排気管１４内のワイドバンドラムダセン
サ（ＬＳＵとも称する）２４により排気ガス空気過剰率
λを測定することができ、これにより混合気の空燃比を
求めることができる。ＥＧＲ管路１６は排気管１４と吸
気管１とを接続しており、これにより排気管１４内の高
圧のために排気ガスは排気管１４から吸気管１へ供給さ
れる。ＥＧＲバルブ１７を用いることによりＥＧＲ管路
１６内の排気ガス流を調整することができる。燃料タン
ク２１からタンクパージ管路２２が吸気管１へ通じてお
り、これにより付加的な燃料が吸気管１ひいては燃焼室
２へ達する。タンクパージバルブ２３によりタンクパー
ジ管路２２内の燃料の流れが調整される。信号線路およ
び制御線路２６を介して種々のセンサおよびアクチュエ
ータが制御ユニット５に接続されている。表示装置２７
は排気ガス再循環部にエラーがある場合、評価装置５に
よってオンされる。
【００４２】図２からわかるように、内燃機関の排気ガ
ス再循環システム（ＥＧＲシステム）の診断方法では空
燃比がワイドバンドラムダセンサ２４を用いて検出さ
れ、制御ユニット５へ供給される。ステップ２１０での
ＥＧＲ診断の開始後、ステップ２２０でまずＥＧＲ診断
のための基本的な前提条件が満足されているか否かがチ
ェックされる。この場合所定のオンに条件が同時に存在
しているか否かがチェックされる。ここでのオンに条件
とは、 ａ）内燃機関が所定の回転数／負荷ウィンドウ内になけ
ればならない ｂ）排気ガス再循環部が活性化可能な所定の状態になけ
ればならない ｃ）機関温度が所定の閾値を上回っていなければならな
い 点である。これらのＥＧＲ診断のための基本的な前提条
件が満足されていない場合、ＥＧＲ診断はそれ以上動作
しない。
ス再循環システム（ＥＧＲシステム）の診断方法では空
燃比がワイドバンドラムダセンサ２４を用いて検出さ
れ、制御ユニット５へ供給される。ステップ２１０での
ＥＧＲ診断の開始後、ステップ２２０でまずＥＧＲ診断
のための基本的な前提条件が満足されているか否かがチ
ェックされる。この場合所定のオンに条件が同時に存在
しているか否かがチェックされる。ここでのオンに条件
とは、 ａ）内燃機関が所定の回転数／負荷ウィンドウ内になけ
ればならない ｂ）排気ガス再循環部が活性化可能な所定の状態になけ
ればならない ｃ）機関温度が所定の閾値を上回っていなければならな
い 点である。これらのＥＧＲ診断のための基本的な前提条
件が満足されていない場合、ＥＧＲ診断はそれ以上動作
しない。
【００４３】反対に条件が満足されている場合、ステッ
プ２３０で空燃比が跳躍的ないし跳躍的に変更され、ス
テップ２４０で排気ガス空気過剰率λが検出されて評価
装置６へ供給される。一般には排気ガス空気過剰率の検
出は連続的に行われるので、個々の排気ガス空気過剰率
の経過特性の検出は必要ない。評価装置６によりステッ
プ２５０で排気ガス空気過剰率の経過特性が段階形状の
λ変化の他に少なくとも２つのレベルを示しているか否
かが検査され、ステップ２６０ではこのレベルが所定の
許容範囲内にあるか否かが検査される。範囲内にある場
合にはステップ２７０で排気ガス再循環部が正常に動作
していると推論され、そうでない場合にはステップ２８
０で排気ガス再循環部に異常が発生していることが推論
される。排気ガス再循環部に異常が発生している場合に
は、ステップ２９０で相応の手段が内燃機関の制御装置
に導入される。例えば診断結果や診断以外の内燃機関の
通常動作に対する適応係数の表示および／または記憶が
行われる。その際に噴射時間、点火角および空気量など
の量がＥＧＲシステムの状態に依存して適合調整され
る。
プ２３０で空燃比が跳躍的ないし跳躍的に変更され、ス
テップ２４０で排気ガス空気過剰率λが検出されて評価
装置６へ供給される。一般には排気ガス空気過剰率の検
出は連続的に行われるので、個々の排気ガス空気過剰率
の経過特性の検出は必要ない。評価装置６によりステッ
プ２５０で排気ガス空気過剰率の経過特性が段階形状の
λ変化の他に少なくとも２つのレベルを示しているか否
かが検査され、ステップ２６０ではこのレベルが所定の
許容範囲内にあるか否かが検査される。範囲内にある場
合にはステップ２７０で排気ガス再循環部が正常に動作
していると推論され、そうでない場合にはステップ２８
０で排気ガス再循環部に異常が発生していることが推論
される。排気ガス再循環部に異常が発生している場合に
は、ステップ２９０で相応の手段が内燃機関の制御装置
に導入される。例えば診断結果や診断以外の内燃機関の
通常動作に対する適応係数の表示および／または記憶が
行われる。その際に噴射時間、点火角および空気量など
の量がＥＧＲシステムの状態に依存して適合調整され
る。
【００４４】内燃機関の排気ガス再循環システムの診断
方法の上述の実施例によれば、排気ガス再循環システム
の種々の動作状態での診断が可能となる。
方法の上述の実施例によれば、排気ガス再循環システム
の種々の動作状態での診断が可能となる。
【００４５】例えばオンにされた排気ガス再循環システ
ムが排気ガスの再循環を行っているか否か、およびこれ
をどの程度行っているかを検査することができる。ＥＧ
Ｒシステムのオン時に空燃比が跳躍的に変更される。Ｅ
ＧＲシステムが正常であれば、排気ガス空気過剰率の検
出の際に段階形状の変化が観察できる。個々のレベルの
高さを評価することにより、排気ガスの再循環に関する
定量的な結論を得ることができる。
ムが排気ガスの再循環を行っているか否か、およびこれ
をどの程度行っているかを検査することができる。ＥＧ
Ｒシステムのオン時に空燃比が跳躍的に変更される。Ｅ
ＧＲシステムが正常であれば、排気ガス空気過剰率の検
出の際に段階形状の変化が観察できる。個々のレベルの
高さを評価することにより、排気ガスの再循環に関する
定量的な結論を得ることができる。
【００４６】ＥＧＲシステムのオフ時には、排気ガスの
再循環が続けて行われていないかどうかを検査すること
ができる。ＥＧＲシステムのこの動作状態で空燃比が跳
躍的に変更される場合、排気ガス再循環システムが機能
していると排気ガス空気過剰率の検出の際にレベルが発
生しない。
再循環が続けて行われていないかどうかを検査すること
ができる。ＥＧＲシステムのこの動作状態で空燃比が跳
躍的に変更される場合、排気ガス再循環システムが機能
していると排気ガス空気過剰率の検出の際にレベルが発
生しない。
【００４７】図３の方法からわかるように、初めのステ
ップ３１０から３４０は図２の方法のステップ２１０か
ら２４０に等しい。その後ステップ３５０で排気ガス空
気過剰率λのモデル化された特性と排気ガス空気過剰率
λの検出された経過特性との差が形成される。ステップ
３６０で、求められた差が許容範囲内にあるか否かが検
査される。許容範囲内にある場合には排気ガス再循環部
は正常であると推論され（ステップ３７０）、そうでな
い場合には排気ガス再循環部に異常が発生していると推
論される（ステップ３８０）。排気ガス再循環部に異常
が発生している場合には、ステップ３９０で相応の手段
が内燃機関の制御装置に導入される。例えば診断結果や
診断以外の内燃機関の通常動作に対する適応係数の表示
および／または記憶が行われる。
ップ３１０から３４０は図２の方法のステップ２１０か
ら２４０に等しい。その後ステップ３５０で排気ガス空
気過剰率λのモデル化された特性と排気ガス空気過剰率
λの検出された経過特性との差が形成される。ステップ
３６０で、求められた差が許容範囲内にあるか否かが検
査される。許容範囲内にある場合には排気ガス再循環部
は正常であると推論され（ステップ３７０）、そうでな
い場合には排気ガス再循環部に異常が発生していると推
論される（ステップ３８０）。排気ガス再循環部に異常
が発生している場合には、ステップ３９０で相応の手段
が内燃機関の制御装置に導入される。例えば診断結果や
診断以外の内燃機関の通常動作に対する適応係数の表示
および／または記憶が行われる。
【００４８】図４からわかるように、この方法では初め
のステップ４１０から４５０は図３の方法のステップ３
１０から３５０に等しい。その後ステップ４６０で排気
ガス空気過剰率λのモデル化された特性と検出された排
気ガス空気過剰率λの経過特性との差が積分され、ステ
ップ４７０でこの積分の結果が閾値と比較される。積分
の結果が閾値よりも大きい場合には排気ガス再循環部は
正常であると推論され、そうでない場合には排気ガス再
循環部に異常が発生していると推論される。排気ガス再
循環部に異常が発生している場合には、ステップ４９１
で相応の手段が内燃機関の制御装置に導入される。例え
ば診断結果や診断以外の内燃機関の通常動作に対する適
応係数の表示および／または記憶が行われる。
のステップ４１０から４５０は図３の方法のステップ３
１０から３５０に等しい。その後ステップ４６０で排気
ガス空気過剰率λのモデル化された特性と検出された排
気ガス空気過剰率λの経過特性との差が積分され、ステ
ップ４７０でこの積分の結果が閾値と比較される。積分
の結果が閾値よりも大きい場合には排気ガス再循環部は
正常であると推論され、そうでない場合には排気ガス再
循環部に異常が発生していると推論される。排気ガス再
循環部に異常が発生している場合には、ステップ４９１
で相応の手段が内燃機関の制御装置に導入される。例え
ば診断結果や診断以外の内燃機関の通常動作に対する適
応係数の表示および／または記憶が行われる。
【００４９】図５によれば、ステップ５１０から５４０
はさしあたって図２の方法のステップ２１０から２４０
に等しい。その後ステップ５５０で排気ガス空気過剰率
λのモデル化された特性と検出された排気ガス空気過剰
率λの経過特性との差が形成される。
はさしあたって図２の方法のステップ２１０から２４０
に等しい。その後ステップ５５０で排気ガス空気過剰率
λのモデル化された特性と検出された排気ガス空気過剰
率λの経過特性との差が形成される。
【００５０】排気ガス空気過剰率の変化速度は例えば、
排気ガス空気過剰率の経過特性の所定の２つのポイント
間に直線を引くことによって形成される。この直線の傾
きが排気ガス空気過剰率の変化速度を示している。別の
手段としては、排気ガス空気過剰率の経過特性に、直線
とこの排気ガス空気過剰率の経過特性との距離がどのポ
イントでも最小となるように、排気ガス空気過剰率の経
過特性に直線が加えられる。この直線の傾きが排気ガス
空気過剰率の変化速度を示す。さらにこの排気ガス空気
過剰率の変化速度を排気ガス空気過剰率の経過特性の平
均の傾きに等しく設定することができる。
排気ガス空気過剰率の経過特性の所定の２つのポイント
間に直線を引くことによって形成される。この直線の傾
きが排気ガス空気過剰率の変化速度を示している。別の
手段としては、排気ガス空気過剰率の経過特性に、直線
とこの排気ガス空気過剰率の経過特性との距離がどのポ
イントでも最小となるように、排気ガス空気過剰率の経
過特性に直線が加えられる。この直線の傾きが排気ガス
空気過剰率の変化速度を示す。さらにこの排気ガス空気
過剰率の変化速度を排気ガス空気過剰率の経過特性の平
均の傾きに等しく設定することができる。
【００５１】ステップ５６０で排気ガス空気過剰率の変
化速度が閾値と比較される。この値が閾値よりも大きい
場合には排気ガス再循環部は正常であると推論され、そ
うでない場合には排気ガス再循環部に異常が発生してい
ると推論される。排気ガス再循環部に異常が発生してい
る場合には、ステップ５９０で相応の手段が内燃機関の
制御装置に導入される。例えば診断結果や診断以外の内
燃機関の通常動作に対する適応係数の表示および／また
は記憶が行われる。
化速度が閾値と比較される。この値が閾値よりも大きい
場合には排気ガス再循環部は正常であると推論され、そ
うでない場合には排気ガス再循環部に異常が発生してい
ると推論される。排気ガス再循環部に異常が発生してい
る場合には、ステップ５９０で相応の手段が内燃機関の
制御装置に導入される。例えば診断結果や診断以外の内
燃機関の通常動作に対する適応係数の表示および／また
は記憶が行われる。
【図１】排気ガス再循環部を有する内燃機関の概略図で
ある。
ある。
【図２】排気ガス空気過剰率が少なくとも２つのレベル
を有するか否かをチェックする本発明の方法の概略的な
流れ図である。
を有するか否かをチェックする本発明の方法の概略的な
流れ図である。
【図３】排気ガス再循環部のモデルで計算された排気ガ
ス空気過剰率の経過特性と排気ガス空気過剰率とを比較
する本発明の方法の概略的な流れ図である。
ス空気過剰率の経過特性と排気ガス空気過剰率とを比較
する本発明の方法の概略的な流れ図である。
【図４】排気ガス再循環部のモデルで計算された排気ガ
ス空気過剰率の経過特性と排気ガス空気過剰率とを比較
し、２つの量の差を積分する本発明の方法の概略的な流
れ図である。
ス空気過剰率の経過特性と排気ガス空気過剰率とを比較
し、２つの量の差を積分する本発明の方法の概略的な流
れ図である。
【図５】排気ガス空気過剰率λの変化速度を求める本発
明の方法の概略的な流れ図である。
明の方法の概略的な流れ図である。
１ 吸気管 ２ 燃焼室 ３ スロットルバルブ ４ エアマスメータ ５ 制御ユニット ６ 評価ユニット ７ 吸気弁 １４ 排気管 １６ ＥＧＲ管路 １７ ＥＧＲバルブ １９ 噴射弁 ２０ 高圧ポンプ ２１ 燃料タンク ２２ タンクパージ管路 ２３ タンクパージバルブ ２４ ラムダセンサ ２６ 制御線路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 41/02 ３０１ Ｆ０２Ｄ 41/02 ３０１Ｅ 41/04 ３０５ 41/04 ３０５Ｚ ３５５ ３５５ 41/14 ３１０ 41/14 ３１０Ｌ 41/22 ３０５ 41/22 ３０５Ｚ ３５５ ３５５ 45/00 ３０１ 45/00 ３０１Ｆ ３６６ ３６６Ｇ (72)発明者 ゲオルク マレブライン ドイツ連邦共和国 コルンタール−ミュン ヒンゲン ノイハルデンシュトラーセ 42 ／１
Claims (15)
- 【請求項１】 例えば種々の空燃比で駆動可能な内燃機
関の燃焼プロセスにおける排気ガス再循環システムの診
断方法において、 排気ガス空気過剰率（λ）を検出する装置と評価装置と
を用いて、 排気ガス再循環システム（ＥＧＲ）がオンにされる際に
空燃比の変更を行い、 排気ガス空気過剰率の経過特性を検出して評価装置へ供
給し、 排気ガス空気過剰率が前記変更に追従する経過特性の速
度および／または形状を診断のために評価する、ことを
特徴とする排気ガス再循環システムの診断方法。 - 【請求項２】 例えば内燃機関のガソリン直接噴射（Ｂ
ＤＥ）内燃機関またはディーゼル内燃機関で、空燃比の
段階的な変更または跳躍的な変更を行う、請求項１記載
の方法。 - 【請求項３】 排気ガス空気過剰率の経過特性が空燃比
の跳躍的な変更の後に少なくとも２つのレベルを有する
か否かを評価装置により検査し、前記経過特性が少なく
とも２つのレベルを有する場合に排気ガス再循環システ
ムが正常に動作していると見なす、請求項１または２記
載の方法。 - 【請求項４】 排気ガス空気過剰率の経過特性を微分
し、該微分の結果を所定の閾値と比較し、閾値が上方超
過された数をカウントし、少なくとも２回の上方超過が
カウントされた場合に排気ガス再循環システムが正常に
動作していると見なす、請求項１から３までのいずれか
１項記載の方法。 - 【請求項５】 前記レベルの高さをそのつど各レベルに
対応する閾値と比較する、請求項１から４までのいずれ
か１項記載の方法。 - 【請求項６】 排気ガス空気過剰率の経過特性を、排気
ガス再循環システムのモデルを用いて計算された排気ガ
ス空気過剰率と比較し、差がある場合にエラー信号を出
力する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方
法。 - 【請求項７】 検出された排気ガス空気過剰率とモデル
を用いて計算された排気ガス空気過剰率との間の差を形
成して積分器に供給し、該積分器の出力を閾値と比較
し、該閾値が上方超過される場合にエラー信号を出力す
る、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。 - 【請求項８】 排気ガス空気過剰率の経過特性を排気ガ
ス再循環システムのオン時および付加的にオフ時に検出
し、複数の経過特性から差を形成して評価する、請求項
１から７までのいずれか１項記載の方法。 - 【請求項９】 前記変更によって排気ガス空気過剰率が
変化する速度を閾値と比較し、閾値が上方超過される場
合にエラーを表示する、請求項１から８までのいずれか
１項記載の方法。 - 【請求項１０】 排気ガス空気過剰率が前記変更に追従
する速度の大きさは空気過剰率の経過特性の平均の傾き
に等しい、請求項８記載の方法。 - 【請求項１１】 排気ガス空気過剰率が前記変更に追従
する速度の大きさは線形化された空気過剰率の経過特性
の傾きに等しい、請求項８記載の方法。 - 【請求項１２】 作動中に生じる空燃比の変化を排気ガ
ス再循環システムの診断に利用する、請求項１から１１
までのいずれか１項記載の方法。 - 【請求項１３】 空燃比の変更を ａ）空気供給への介入 ｂ）燃料供給への介入の手段のうち少なくとも１つを用
いて行う、請求項１から１２までのいずれか１項記載の
方法。 - 【請求項１４】 排気ガス空気過剰率をワイドバンドラ
ムダセンサ（ＬＳＵ）から得る、請求項１から１３まで
のいずれか１項記載の方法。 - 【請求項１５】 ヒータ装置において使用される、請求
項１記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19849272.3 | 1998-10-26 | ||
| DE19849272A DE19849272B4 (de) | 1998-10-26 | 1998-10-26 | Verfahren zur Diagnose eines Abgasrückführungs(AGR)-Systems eines Verbrennungsprozesses |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000154756A true JP2000154756A (ja) | 2000-06-06 |
Family
ID=7885649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11303949A Pending JP2000154756A (ja) | 1998-10-26 | 1999-10-26 | 排気ガス再循環システムの診断方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000154756A (ja) |
| DE (1) | DE19849272B4 (ja) |
| FR (1) | FR2785019B1 (ja) |
| IT (1) | IT1313778B1 (ja) |
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| DE102005051358A1 (de) * | 2005-10-25 | 2007-04-26 | Volkswagen Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Abgasmasse im AGR-Kanal einer magerbetreibbaren Brennkraftmaschine |
| US8631691B2 (en) * | 2010-12-09 | 2014-01-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Abnormality detection device for EGR device |
| US9976521B1 (en) | 2017-01-24 | 2018-05-22 | Ford Global Technologies, Llc | Method and system for exhaust gas recirculation system diagnostics |
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|---|---|---|---|---|
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| US5239971A (en) * | 1991-08-03 | 1993-08-31 | Mitsubishi Denki K.K. | Trouble diagnosis device for exhaust gas recirculation system |
| DE4216044C2 (de) * | 1992-05-15 | 2001-03-15 | Bosch Gmbh Robert | Abgasrückführungs-Diagnosesystem an einem Verbrennungsmotor |
| JPH0777110A (ja) * | 1993-09-03 | 1995-03-20 | Mitsubishi Motors Corp | 排気再循環システムの故障検出装置 |
| US5375415A (en) * | 1993-11-29 | 1994-12-27 | Ford Motor Company | Adaptive control of EGO sensor output |
| DE19719278B4 (de) * | 1997-05-07 | 2005-03-17 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Diagnose eines Abgasrückführungs (AGR) -Systems einer Brennkraftmaschine |
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- 1998-10-26 DE DE19849272A patent/DE19849272B4/de not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-10-07 IT IT1999MI002096A patent/IT1313778B1/it active
- 1999-10-21 FR FR9913123A patent/FR2785019B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1999-10-26 JP JP11303949A patent/JP2000154756A/ja active Pending
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|---|---|
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| FR2785019A1 (fr) | 2000-04-28 |
| IT1313778B1 (it) | 2002-09-17 |
| ITMI992096A0 (it) | 1999-10-07 |
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