JP2008128004A - Failure diagnostic device for exhaust emission control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関における排気ガス浄化システム、特に、排気ガス通路をバイパスして形成されHC吸着材が設置されたバイパス通路に所定時に流路を切り替えることが可能な排気ガス浄化システムの故障を診断する排気ガス浄化システムの故障診断装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas purification system in an internal combustion engine, and more particularly to a failure of an exhaust gas purification system capable of switching a flow path at a predetermined time to a bypass passage formed by bypassing an exhaust gas passage and provided with an HC adsorbent. The present invention relates to a failure diagnosis device for an exhaust gas purification system for diagnosis.
この種の排気ガス浄化システムの故障診断装置として、HC吸着材の上流および下流にそれぞれ設置された第1および第2の温度検出手段を利用するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に開示された故障診断装置によれば、排気切り替え弁の開閉に応じて設定される所定の検知期間において、第1の温度検出手段による検出値を所定値または第2の温度検出手段による検出値と比較することにより、排気切り替え弁の故障が検出可能であるとされている。 As this type of exhaust gas purification system failure diagnosis apparatus, one that uses first and second temperature detection means installed upstream and downstream of the HC adsorbent has been proposed (see, for example, Patent Document 1). ). According to the failure diagnosis device disclosed in Patent Document 1, the detection value by the first temperature detection means is set to a predetermined value or the second temperature detection means in a predetermined detection period set in accordance with opening / closing of the exhaust gas switching valve. It is said that a failure of the exhaust gas switching valve can be detected by comparing with the detection value obtained by.
ところで、排気切り替え弁の故障の検出を排気温度に基づいて行う場合には、エンジンが安定した燃焼状態にあること、検出に適した排気ガス量があること、および排気切り替え弁を駆動するのに十分な負圧が確保されていることが必要である。この目的から、特許文献2の装置は、故障の検出を排気温度、吸入空気量、エンジン回転数および吸気管圧力がいずれも所定値以上である場合に限って、排気切り替え弁の故障検出を行っている。
By the way, when detecting the failure of the exhaust gas switching valve based on the exhaust temperature, the engine is in a stable combustion state, there is an exhaust gas amount suitable for detection, and the exhaust gas switching valve is driven. It is necessary to ensure a sufficient negative pressure. For this purpose, the device of
また、特許文献3の装置は、排気温度が所定の酸化開始温度を超えている時間を積算し、積算値が基準値を超えたときに排気切り替え弁を周期的に切り替えることで、排気切り替え弁の固着を防止している。
Further, the device of
特許文献1,2は、いずれもエンジン暖機後の走行中に故障検出を行うものである。しかし、走行中におけるエンジンの運転状態は一定でないため検出の初期状態を一定にするのは必ずしも容易でない。
特許文献3は排気切り替え弁の故障を予測するものであるが、実際の排気切り替え弁の故障は検出できない。
そこで、本発明は、上述した事情に鑑みて、排気ガス浄化システムにおいて、排気ガス流路切り替え手段の故障を精度良く診断することが可能な排気ガス浄化システムの故障診断装置を提供することを課題とする。 Therefore, in view of the above-described circumstances, the present invention provides a failure diagnosis device for an exhaust gas purification system capable of accurately diagnosing a failure of an exhaust gas flow path switching unit in an exhaust gas purification system. And
上記の課題を解決するための、本発明に係る排気ガス浄化システムの故障診断装置は、エンジンからの排気ガスを流通させる第1の排気ガス通路と、該第1の排気ガス通路をバイパスして形成されHC吸着材が設置された第2の排気ガス通路と、該第1および第2の排気ガス通路のいずれかに流路を切り替える排気ガス流路切り替え手段とを備える排気ガス浄化システムにおいて、前記第1および第2の排気ガス通路のうち少なくともいずれか一方の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段により検出された温度に基づいて、前記排気ガス流路切り替え手段の動作状態を検出する動作状態検出手段と、前記検出された動作状態と、前記排気ガス流路切り替え手段への指示状態とに基づいて、前記排気ガス流路切り替え手段の故障を診断する診断手段と、を備え、前記動作状態検出手段は、前記エンジンの燃料カット運転中に検出された前記温度に基づいて、前記排気ガス流路切り替え手段の動作状態を検出することを特徴とする。 In order to solve the above problems, an exhaust gas purification system failure diagnosis apparatus according to the present invention bypasses the first exhaust gas passage for passing the exhaust gas from the engine, and the first exhaust gas passage. In an exhaust gas purification system comprising a second exhaust gas passage formed with HC adsorbent and an exhaust gas passage switching means for switching the passage to one of the first and second exhaust gas passages, Based on the temperature detection means for detecting the temperature of at least one of the first and second exhaust gas passages and the temperature detected by the temperature detection means, the operating state of the exhaust gas flow path switching means is determined. Based on the detected operation state detection means, the detected operation state, and the instruction state to the exhaust gas flow path switching means, failure of the exhaust gas flow path switching means is detected. And the operation state detection unit detects an operation state of the exhaust gas flow path switching unit based on the temperature detected during the fuel cut operation of the engine. To do.
第1の本発明では、第1および第2の排気ガス通路のうち少なくともいずれか一方の温度に基づいて、動作状態検出手段が、排気ガス流路切り替え手段の動作状態を検出する。診断手段は、検出された動作状態と、排気ガス流路切り替え手段への指示状態とに基づいて、排気ガス流路切り替え手段の故障を診断する。ここで、動作状態検出手段は、エンジンの燃料カット運転中に検出された前記温度に基づいて、排気ガス流路切り替え手段の動作状態を検出するので、通常運転中における排気ガスの温度に基づく場合に比べて、エンジンの運転状態による影響が少ない。したがって第1の本発明では動作状態の検出を精度よく実行でき、排気ガス流路切り替え手段の故障を精度良く診断することが可能となる。 In the first aspect of the present invention, the operating state detecting means detects the operating state of the exhaust gas flow path switching means based on the temperature of at least one of the first and second exhaust gas passages. The diagnosis means diagnoses a failure of the exhaust gas flow path switching means based on the detected operation state and an instruction state to the exhaust gas flow path switching means. Here, since the operation state detection means detects the operation state of the exhaust gas flow path switching means based on the temperature detected during the fuel cut operation of the engine, the operation state detection means is based on the temperature of the exhaust gas during normal operation. Compared to, there is less influence from the operating state of the engine. Therefore, in the first aspect of the present invention, it is possible to accurately detect the operating state, and to accurately diagnose the failure of the exhaust gas flow path switching means.
動作状態の検出には、燃料カット運転中であって検出開始からの温度低下速度すなわち所定時間経過後の温度低下量を用いてもよく、これが予め定められたしきい値よりも大きい場合に、温度検出点を含む排気ガス通路が流路切り替え手段によって選択されているものと判断するのが特に好適である。しかしながら他の構成、例えば燃料カット運転中に温度を繰返し検出し、温度の低下度合い又は傾きを所定の基準値と比較することによって動作状態を検出する構成としてもよい。 For the detection of the operating state, it is possible to use the temperature decrease rate from the start of detection during the fuel cut operation, that is, the amount of temperature decrease after the elapse of a predetermined time, and when this is larger than a predetermined threshold value, It is particularly preferable to determine that the exhaust gas passage including the temperature detection point is selected by the flow path switching means. However, another configuration, for example, a configuration in which the operating state is detected by repeatedly detecting the temperature during the fuel cut operation and comparing the degree of temperature decrease or inclination with a predetermined reference value.
本発明の一態様では、温度検出手段は、第1および第2の排気ガス通路の両者の温度を検出し、動作状態検出手段は、第1および第2の排気ガス通路の温度低下速度の差に基づいて、排気ガス流路切り替え手段によっていずれの排気ガス通路が選択されているかを判断する。この場合には、判断を第1および第2の排気ガス通路の温度の差に基づいて実行するので、運転状態(たとえば温度検出開始時の温度)の影響の抑制によって動作状態の検出の精度を向上でき、故障を更に精度良く診断することが可能となる。 In one aspect of the present invention, the temperature detecting means detects the temperatures of both the first and second exhaust gas passages, and the operating state detecting means is the difference between the temperature decrease rates of the first and second exhaust gas passages. Based on the above, it is determined which exhaust gas passage is selected by the exhaust gas flow path switching means. In this case, since the determination is performed based on the difference between the temperatures of the first and second exhaust gas passages, the accuracy of the detection of the operation state is improved by suppressing the influence of the operation state (for example, the temperature at the start of temperature detection). Thus, it is possible to diagnose a failure with higher accuracy.
なお、本発明において「診断する」とは、排気ガス流路切り替え手段の故障の有無を二値的に検出する他に、予め定められた基準或いは何らかのアルゴリズムに従って、多段階に故障の程度が特定されることを含む概念である。 In the present invention, “diagnosis” means that the degree of failure is specified in multiple stages according to a predetermined standard or some algorithm in addition to binary detection of the presence or absence of failure of the exhaust gas flow path switching means. It is a concept that includes what is done.
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
始めに、図1を参照して、本発明の一実施形態に係る車両用のエンジンの排気ガス浄化システムの構成について説明する。ここに、図1は、エンジンの排気ガス浄化システムのシステム構成を示す一部断面図である。 First, a configuration of an exhaust gas purification system for a vehicle engine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing a system configuration of an engine exhaust gas purification system.
図1において、エンジンの排気ガス浄化システムは、電子制御ユニット(ECU)100、エンジン200および主排気ガス浄化装置300を備える。ECUl00は,デジタルコンピュータからなり、双方向バスによって相互に接続されたROM(リードオンリメモリ)、RAM(ランダムアクセスメモリ)、CPU(セントラルプロセッサユニット)、入力ポート、出力ポートなどを備え、エンジン200の動作を制御することが可能である。また、ECUl00は、ROMに格納されたプログラムを実行することによって、後述する故障診断処理を実行することが可能に構成されており、主排気ガス浄化装置300と共に本発明に係る排気ガス浄化システムの故障診断装置の一例としても機能するように構成されている。
In FIG. 1, the engine exhaust gas purification system includes an electronic control unit (ECU) 100, an
エンジン200は、シリンダ201内において点火プラグ202により混合気を爆発させると共に、爆発力に応じて生じるピストン203の往復運動を、コネクティングロッド204を介してクランクシャフト205の回転運動に変換することが可能に構成された、本発明に係る内燃機関の一例である。以下に、エンジン200の要部構成を説明する。
The
シリンダ201内における燃料の燃焼に際し,外部から吸入された空気は吸気管206を通過し、インジェクタ207から噴射された燃料と混合されて前述の混合気となる。インジェクタ207には、不図示の燃料タンクから燃料(ガソリン)が供給されており、インジェクタ207は、この供給される燃料をECU100の制御に従って、吸気管206内に墳射することが可能に横成されている。
When the fuel is burned in the
シリンダ201内部と吸気管206とは、吸気バルブ208による吸気ポートの開閉によって連通状態が制御される。シリンダ201内部で燃焼した混合気は排気ガスとなり吸気バルブ208の開閉に連動して排気ポートを開閉する排気バルブ209を通過して排気管210に排気される。
The communication state between the inside of the
吸気管206の上流には、エアクリーナ211が配設されており、外部から吸入される空気が浄化される。エアクリーナ211のシリンダ側には、エアフローメータ212が配設されている。エアフローメータ212は、例えば、ホットワイヤー式であり、吸入された空気の質量流量を直接測定することが可能に構成されている。吸気管206には更に、吸入空気の温度を検出するための吸気温センサ213が設置されている。
An
吸気管206におけるエアフローメータ212のシリンダ側には、シリンダ201内部への吸入空気量を調節するスロットルバルブ214が配設されている。このスロットルバルブ214には、スロットルバルブモータ217とスロットルポジションセンサ215が配設されており、電子制御式スロットルバルブを構成している。なお、本実施形態においては、該電子制御式スロットルバルブがアイドリング時の吸入空気量を調節するアイドル制御弁を兼用している。一方、アクセルペダル223の踏込み量は、アクセルポジションセンサ216を介してECU100に入力されており、アクセルポジションセンサ216の出力に対応するスロットルバルブ開度を示す信号がECUl00からスロットルバルブモータ217に出力され、吸入空気量が制御される。
A
クランクシャフト205近傍には、クランクシャフト205の回転位置を検出するクランクポジションセンサ218が設置されている。クランクポジションセンサ218は、クランクシャフト205の位置を検出することが可能に構成されたセンサであり、ECU100は、クランクポジションセンサ218の出力信号に基づいてピストン203の位置およびエンジン200の回転数などを取得することが可能に構成されている。このピストン203の位置は、前述した点火プラグ202における点火時期の制御などに使用される。点火プラグ202における点火時期は、例えば、ピストン203の位置に対応付けられて予め設定される基本値に対し遅角又は進角制御される。
A
また、シリンダ201を収容するシリンダブロックには、エンジン200のノック強度を測定することが可能なノックセンサ219が配設されており、係るシリンダブロック内のウォータージャケット内には、エンジン200の冷却水温度を検出するための水温センサ220が配設されている。
Further, a
排気管210の集合部には、比較的小容量のスタートアップ触媒222が設置されている。スタートアップ触媒222は、例えば、エンジン200から排出されるCO(一酸化炭素)、HC(炭化水素)、およびNOx(窒素酸化物)を夫々浄化することが可能な三元触媒である。排気管210におけるスタートアップ触媒222の上流側には,空燃比センサ221が配設されている。空燃比センサ221は、排気管210から排出される排気ガスから、エンジン200の空燃比を検出することが可能に構成されている。
A relatively small-capacity start-up
主排気ガス浄化装置300は、排気管210における,スタートアップ触媒222の下流側に設置された触媒装置であり、ECUl00と共に、本発明に係る排気ガス浄化システムの故障診断装置の一例として機能することが可能に構成されている。主排気ガス浄化装置300とECU100とは、制御用のバスラインを介して電気的に接綾されている。
The main exhaust
なお、ECUl00には不図示の車両の走行速度を検出可能な車速センサから車速VSを表す信号、およびシフト位置センサから選択されているレンジ信号RSが入力されるように構成されている。
The
次に、図2を参照して、主排気ガス浄化装置300の詳細な構成について説明する。ここに、図2は、主排気ガス浄化装置300の模式断面図である。なお、同図において、図1と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を省略することとする。
Next, a detailed configuration of the main exhaust
主排気ガス浄化装置300の外筒310の内部には内筒320がその端部に一体に形成された鍔部322を介して、外筒310と同心に且つ互いに径方向に隙間を有して設けられている。内筒320は、その上流側が外筒310の対応する端部近くまで延在され、主排気ガス浄化装置300内において開放した状態にして設置されている。また、内筒320の下流側端部は、外筒310に配置されたアンダーフロア触媒330の端面に所定の空間を介して対峙しつつ開放した状態に設置されている。また、内筒320の鍔部322には複数の通気孔324が形成されている。そして、主排気ガス浄化装置300の外筒310と内筒320との間に形成された環状空間、すなわち、後述するバイパス流路350には環状のHC吸着材340が設けられている。なお、主排気ガス浄化装置300の外筒310の上流側および下流側端部には排気管210が連結されている。
Inside the
さらに、図2において、本実施形態の主排気ガス浄化装置300は、上述のアンダーフロア触媒330、HC吸着材340に加えて、切り替え制御弁370、第1および第2の温度センサ380、390および断熱層395を備えている。
Further, in FIG. 2, the main exhaust
アンダーフロア触媒330は、車両の床下に設置される、例えば、三元触媒であり、前段のスタートアップ触媒222((図2では不図示)を通過し、矢印A方向へ流れる排気ガスを浄化する。
The
バイパス流路350は、本発明に係る「第2の排気ガス通路」の一例であり、内筒320の内側に形成される本発明に係る「第1の排気ガス通路」(以下、被バイパス流路ないしは通常流路360と称す)をバイパスして排気ガスをアンダーフロア触媒330に導くための流路である。
The
HC吸着材340は、例えば、ゼオライトで形成されたフィルタであり、低温(概ね100℃未満)でHC分子を吸着(或いはトラップ)する網目状のフィルタであり、トラップされたHC分子は、高温(概ね100℃以上)では熱による運動エネルギーの増加に伴って自然に脱離を開始する。 The HC adsorbent 340 is, for example, a filter formed of zeolite, and is a mesh-like filter that adsorbs (or traps) HC molecules at a low temperature (approximately less than 100 ° C.). At about 100 ° C. or higher), desorption starts spontaneously as the kinetic energy increases due to heat.
切り替え制御弁370は、スタートアップ触媒222を通過した排気ガスの流路を、被バイパス流路360とバイパス流路350との問で選択的に切り替えることが可能に構成されている。切り替え制御弁370は、回動可能に支持された軸部372がロッド374の紙面左右方向への直線運動に伴って矢印B方向へ回動することによって、排気ガスの流路を切り替えることが可能に構成されている。このロッド374は、アクチュエータ376によって動作が制御されており、アクチュエータ376は、前述した制御用のバスラインを介してECUl00と電気的に接続されている。すなわち、主排気ガス浄化装置300は、ECUl00からの制御信号に応じて,切り替え制御弁370の開閉状熊が変化するように構成されている。
The switching
本実施の形態の第1温度センサ380は、サーミスタ素子で構成されており、主排気ガス浄化装置300におけるアンダーフロア触媒330の上流側で被バイパス流路360の温度T1を検出することが可能に配置されている。
The
第2温度センサ390は、同じくサーミスタ素子で構成されており、バイパス流路350におけるHC吸着材340の上流側の温度T2を検出することが可能に構成されている。なお、第1および第2の温度センサ380および390は、かかる温度を、温度に応じた電圧値として検出すると共にECU100に出力しており、ECUl00によって温度T1、T2が特定される。なお、第2温度センサ390はバイパス流路350のHC吸着材340の下流側に配置され、バイパス流路350内の温度を検出できるようにしてもよい。
The
断熱層395は、バイパス流路350と被バイパス流路360との間に形成された断熱体であり、バイパス流路350と被バイパス流路360との間の熱交換が抑制されている。
The
次に、図3および図4を参照して、切り替え制御弁370の動作に伴い形成される排気ガス流路について説明する。ここに、図3は、主排気ガス浄化装置300において切り替え制御弁370が閉じている場合の排気ガス流れの模式図であり、図4は、主排気ガス浄化装置300において切り替え制御弁370が開いている場合の排気ガス流れの模式図である。なお、これらの図において、図2と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を省略することとする。
Next, with reference to FIGS. 3 and 4, an exhaust gas flow path formed in accordance with the operation of the switching
図3において、矢印A方向に流入する排気ガスは、切り替え制御弁370が閉じているために被バイパス流路360には流れず、バイパス流路350に導かれる。そして、HC吸着材340によってHCの吸着が行われた後、HC吸着材340の下流側に形成された通気孔324から矢印C方向へ流出し、アンダーフロア触媒330に流入する。
In FIG. 3, the exhaust gas flowing in the direction of arrow A does not flow into the bypassed
また、図4において、矢印A方向から流入する排気ガスは、切り替え制御弁370が開いているために、排気抵抗の差から被バイパス流路360に導かれる。その一方で、被バイパス流路360を通過する排気ガスの一部は、被バイパス流路360の終端部付近で図示矢印D方向に方向を変え、バイパス流路350の終端の鍔部322に形成された通気孔324を介して下流側からバイパス流路350に流入する。そしてバイパス流路350の上流側の端部において排気ガスの流れ方向(矢印A方向)へ再び向きを変えて被バイパス流路360に導かれる。すなわち、排気ガスの一部は、主排気ガス浄化装置300の内部を還流する。主排気ガス浄化装置300では,被バイパス流路360とバイパス流路350との断面積比率、バイパス流路350の終端部分を規定する鍔部322の曲率、並びに通気孔324の形状および大きさなどが、予めこのような還流現象を生じさせるように決定されている。なお、このような還流現象を生じさせることは、本発明との関連においては必須ではない。
In FIG. 4, the exhaust gas flowing in from the direction of arrow A is guided to the bypassed
ECUl00は、排気ガス浄化システム10の動作中に、ROMに格納されるプログラムに従って故障診断処理を実行することによって、切り替え制御弁370の故障を診断することが可能に構成されている。
The
ECU100では消費燃料低減およびエミッション改善の目的から、流路制御弁370の制御とは別途に、燃料カット制御が実行される。この燃料カット制御は、各気筒への燃料供給を個別にカットする制御であり、具体的には、例えばセンサ215,218,220および不図示の車速センサから入力されるスロットル開度、エンジン回転数、エンジン水温および車速によって、予め定められた燃料カット領域マップを参照し、走行状態が燃料カット領域にある場合(例えば減速時や高回転時)に、燃料カット制御の実行条件が成立したと判断して、所定の気筒への燃料供給をカットする。燃料カット制御によって、全気筒または一部の気筒について燃料供給がカットされる。
In
次に、図5を参照して、ECU100で実行される動作状態検出処理の一例について説明する。図5のルーチンは、エンジン200の始動後であって所定の暖機終了条件が成立した場合に、所定時間ごとに繰返し実行される。例えばエンジン水温が所定値以上であることを、そのような暖機終了条件とすることができる。なお本発明は暖機が終了していない場合についても適用可能である。
Next, an example of the operation state detection process executed by the
図5において、ECU100は、全気筒休止による燃料カット運転が開始されたかを判断する(S10)。この判断は、上述した燃料カット制御による全気筒休止の実行条件が成立しているか否かによって行ってもよいし、全気筒休止の実行中に所定のフラグをセットして当該フラグを所定時間ごとに参照することによって行ってもよい。
In FIG. 5, the
次に、ECU100は、第1温度センサ380および第2温度センサ390の出力電圧から、それぞれ、温度T1および温度T2を取得し、初期値Ta1,Ta2としてする(S20)。
Next,
次に、ECU100は、燃料カット運転が継続しているか(S30)、および燃料カット運転の開始後の所定時間x[秒]を経過したか(S40)を繰り返し判断する。ここで燃料カット運転が終了した場合には本ルーチンを抜ける。
Next, the
所定時間の経過を条件に、ECU100は第1および第2温度センサ380,390の現在値Tb1,Tb2を取得し(S50)、温度低下量Tc1,Tc2を算出する(S60)。この温度低下量Tc1,Tc2は、第1および第2温度センサ380,390のそれぞれにつき、温度の現在値Tb1,Tb2から初期値Ta1,Ta2を減算することによって算出される。
The
次に、ECU100は所定の弁閉条件が成立しているかを判断する(S70)。この判断は、次の(1)〜(3)の条件によって判断される。
Next, the
(1)第1温度センサの温度低下量の絶対値|Tc1|<基準値Td1 (1) Absolute value of temperature drop amount of first temperature sensor | Tc1 | <reference value Td1
(2)第2温度センサの温度低下量の絶対値|Tc2|>基準値Td2 (2) Absolute value | Tc2 |> reference value Td2 of the temperature drop amount of the second temperature sensor
(3)|Tc1|<|Tc2| (3) | Tc1 | <| Tc2 |
ここにいう弁閉条件とは、切り替え制御弁370が閉じている旨の判断をするための条件であり、ステップS70では、これら(1)〜(3)の全てにおいて肯定される場合に弁閉条件成立と判断され、(1)〜(3)のいずれかにおいて否定される場合には不成立と判断される。
The valve closing condition referred to here is a condition for determining that the switching
図6に示されるように、第1温度センサ380の検出値は、切り替え制御弁370が開いている場合には、閉じている場合に比して、燃料カット運転時の温度低下が大きい。また、図7に示されるように、第2温度センサ390の検出値は、切り替え制御弁370が開いている場合には、閉じている場合に比して、燃料カット運転時の温度低下が小さい。また、図8に示されるように、温度低下量の偏差|Tc1|−|Tc2|は、切り替え制御弁370が開いている場合には、閉じている場合に比して大きい値になり、且つ、切り替え制御弁370が開いている場合には正の値をとり(すなわち、|Tc1|>|Tc2|)、閉じている場合には負の値をとる(すなわち、|Tc1|<|Tc2|)。
As shown in FIG. 6, the detected value of the
なお、本実施形態では|Tc1|<|Tc2|であること、つまり|Tc1|−|Tc2|<0であることを弁閉条件の一つとしたが、|Tc1|−|Tc2|<Tdを上記条件(3)に代わる条件としてもよい。この場合のTdはしきい値であって、実験やシミュレーションによって任意の実数に設定することができる。 In the present embodiment, | Tc1 | <| Tc2 |, that is, | Tc1 | − | Tc2 | <0 is one of the valve closing conditions, but | Tc1 | − | Tc2 | <Td is It is good also as conditions which replace the said conditions (3). In this case, Td is a threshold value and can be set to an arbitrary real number through experiments or simulations.
そして弁閉条件成立の場合には、所定の弁閉判定フラグが「1」にセットされ(S80)、弁閉条件不成立の場合には、所定の弁開判定フラグが「1」にセットされて(S90)、本ルーチンを抜ける。この弁閉判定フラグおよび弁開判定フラグは、その後、図9の弁診断処理において参照される。 If the valve closing condition is satisfied, the predetermined valve closing determination flag is set to “1” (S80). If the valve closing condition is not satisfied, the predetermined valve opening determination flag is set to “1”. (S90), this routine is exited. The valve closing determination flag and the valve opening determination flag are thereafter referred to in the valve diagnosis process of FIG.
次に、図9を参照して、ECU100で実行される弁診断処理の一例について説明する。図9のルーチンは、エンジン200の始動後であって所定の暖機終了条件が成立した場合に、所定時間ごとに繰返し実行される。
Next, an example of the valve diagnosis process executed by the
まずECU100は、上述した弁閉判定フラグおよび弁開判定フラグの参照によって、弁動作が検出されたかを判定する(S110)。ここでは両フラグのいずれかがセットされている場合に肯定される。次に、ECU100は切り替え制御弁370に対する動作指示の状態を取得する(S120)。
First, the
次に、ECU100は、検出された弁動作状態と、取得された動作指示の状態が一致しているかを判定する(S130)。すなわちECU100は、検出された弁動作状態と、取得された動作指示の状態とが、「開」または「閉」で一致しているか否かを判定する。そして、両者が一致している場合には正常判定が(S140)、一致していない場合には異常判定が(S150)、それぞれ行われる。これら正常判定および異常判定は、他の処理ルーチンにおいて参照されるフラグのセットによって実行してもよいし、これらの結果に従って行われる所定の処理、例えば所定の走行ログファイルへの記録や、異常判定の場合の所定のインジケータなどによるユーザに対する警報出力によって実行してもよい。
Next,
以上のとおり、本実施形態では、第1および第2の排気ガス通路360,350の温度に基づいて、切り替え制御弁370の動作状態を検出すると共に、検出された動作状態と、排気ガス流路切り替え手段への指示状態とに基づいて、切り替え制御弁370の故障を診断する。ここで、ECU100は、切り替え制御弁370の動作状態を、エンジンの燃料カット運転中に検出された温度の変化量に基づいて検出するので、通常運転中における排気ガスの温度に基づく場合に比べて、エンジンの運転状態による影響が少なく、したがって動作状態の検出を精度よく実行でき、排気ガス流路切り替え手段の故障を精度良く診断することが可能となる。
As described above, in the present embodiment, the operation state of the switching
また、本実施形態では動作状態の検出に、燃料カット運転中であって検出開始からの温度低下速度すなわち所定時間経過後の温度低下量を用い、これが予め定められたしきい値よりも大きい場合に、温度検出点を含む排気ガス通路が切り替え制御弁370によって選択されているものと判断するので、簡易な構成によって本発明に所期の効果を得ることができる。
In the present embodiment, when the operating state is detected, the temperature reduction rate from the start of detection, that is, the amount of temperature reduction after the elapse of a predetermined time is used during the fuel cut operation, and this is larger than a predetermined threshold value. In addition, since it is determined that the exhaust gas passage including the temperature detection point is selected by the switching
また、本実施形態では、第1および第2の排気ガス通路360,350の両者の温度を検出し、第1および第2の排気ガス通路360,350の温度低下速度の差に基づいて、切り替え制御弁370によっていずれの排気ガス通路が選択されているかを判断するので、運転状態(たとえば温度検出開始時の温度)の影響の抑制によって動作状態の検出の精度を向上でき、故障を更に精度良く診断することが可能となる。
Further, in the present embodiment, the temperature of both the first and second
なお、本発明は、上述した実施形態の例に限られるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うシステムの故障診断装置もまた本発明の枝術的範囲に含まれるものである。例えば、上記実施形態では切り替え制御弁370の動作を全閉又は全開の2状態としたが、切り替え制御弁370は全閉及び全開の中間の任意の角度で停止しうるようにしてもよく、また、本発明に係る温度低下速度に基づく動作状態検出および故障診断は、全閉及び全開の中間の任意の角度について行うことができる。すなわち、燃料カット中における温度低下量ないし温度低下速度と切り替え制御弁370の角度との関係を定めたマップまたは関数をECU100に予め保持させておき、燃料カット運転中に検出される温度低下速度によって該マップを参照または関数を演算して切り替え制御弁370の対応する角度を求めることで動作状態検出を行い、この検出された角度と切り替え制御弁370に対する角度指令値とが所定範囲内で一致する場合に、切り替え制御弁370を正常と判定してもよい。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed without departing from the spirit or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification, and is accompanied by such changes. A system failure diagnosis apparatus is also included in the branching scope of the present invention. For example, in the above embodiment, the operation of the switching
また、上記実施形態では第1および第2の排気ガス通路360,350の両者の温度を検出することとしたが、本発明では第1および第2の排気ガス通路360,350のうちいずれか一方の温度を検出しさえすれば、その温度検出点を含む排気ガス通路における燃料カット中の温度低下速度によって動作状態検出を行うことができ、その範囲において本発明に所期の効果を得ることができる。
In the above embodiment, the temperatures of both the first and second
また、上記実施形態では燃料カット運転の開始から特定の時間の経過後に検出した温度を用いて動作状態の検出を行うこととしたが、このような構成に代えて、燃料カット運転中に温度を繰返し検出し、温度の低下度合い又は傾きを所定の基準値と比較することによって、動作状態を検出してもよい。 In the above embodiment, the operation state is detected using the temperature detected after the elapse of a specific time from the start of the fuel cut operation. Instead of such a configuration, the temperature is changed during the fuel cut operation. The operation state may be detected by repeatedly detecting and comparing the degree of temperature decrease or inclination with a predetermined reference value.
また、上記実施形態では、上記条件(1)から(3)の全てが充足された場合に弁閉条件成立と判断したが、上記条件(1)から(3)はいずれも単独で弁閉条件として用いることができ、その範囲において本発明における効果を得ることができる。 In the above embodiment, it is determined that the valve closing condition is satisfied when all of the above conditions (1) to (3) are satisfied. However, any of the above conditions (1) to (3) is the valve closing condition alone. The effect in this invention can be acquired in the range.
また、本発明は内燃機関のみを駆動源として用いる車両のほか、内燃機関と電動機とを駆動源として用いるハイブリッド車両についても適用でき、かかる構成も本発明の範疇に属するものである。 The present invention can be applied not only to a vehicle that uses only an internal combustion engine as a drive source, but also to a hybrid vehicle that uses an internal combustion engine and an electric motor as drive sources, and such a configuration also belongs to the category of the present invention.
100 電子制御ユニット(ECU)
200 エンジン
212 エアフローメータ
222 スタートアップ三元触媒
300 主排気ガス浄化装置
330 アンダーフロア触媒
340 HC吸着材
350 バイパス流路(第2の排気ガス通路)
360 被バイパス流路(第1の排気ガス通路、通常流路)
370 切り替え制御弁
376 アクチュエータ
380 第1温度センサ
390 第2温度センサ
100 Electronic control unit (ECU)
200
360 Bypassed passage (first exhaust gas passage, normal passage)
370
Claims (3)
前記第1および第2の排気ガス通路のうち少なくともいずれか一方の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段により検出された温度に基づいて、前記排気ガス流路切り替え手段の動作状態を検出する動作状態検出手段と、
前記検出された動作状態と、前記排気ガス流路切り替え手段への指示状態とに基づいて、前記排気ガス流路切り替え手段の故障を診断する診断手段と、を備え、
前記動作状態検出手段は、前記エンジンの燃料カット運転中に検出された前記温度に基づいて、前記排気ガス流路切り替え手段の動作状態を検出することを特徴とする排気ガス浄化システムの故障診断装置。 A first exhaust gas passage through which exhaust gas from the engine flows, a second exhaust gas passage formed by bypassing the first exhaust gas passage and provided with an HC adsorbent, the first and second In an exhaust gas purification system comprising exhaust gas flow path switching means for switching the flow path to any of the exhaust gas passages of
Temperature detecting means for detecting the temperature of at least one of the first and second exhaust gas passages;
An operating state detecting means for detecting an operating state of the exhaust gas flow path switching means based on the temperature detected by the temperature detecting means;
Diagnostic means for diagnosing a failure of the exhaust gas flow path switching means based on the detected operating state and an instruction state to the exhaust gas flow path switching means,
The failure diagnosis device for an exhaust gas purification system, wherein the operation state detection means detects an operation state of the exhaust gas flow path switching means based on the temperature detected during a fuel cut operation of the engine. .
前記動作状態検出手段は、前記第1および第2の排気ガス通路のうち一の排気ガス通路における前記エンジンの燃料カット中の温度低下速度が所定のしきい値以上である場合に、前記排気ガス流路切り替え手段によって当該一の排気ガス通路が選択されていると判断することを特徴とする排気ガス浄化システムの故障診断装置。 A failure diagnosis device for an exhaust gas purification system according to claim 1,
The operating state detecting means is configured to detect the exhaust gas when a temperature decrease rate during fuel cut of the engine in one exhaust gas passage of the first and second exhaust gas passages is equal to or higher than a predetermined threshold value. A failure diagnosis device for an exhaust gas purification system, characterized in that it is determined that the one exhaust gas passage is selected by a flow path switching means.
前記温度検出手段は、前記第1および第2の排気ガス通路の両者の温度を検出し、
前記動作状態検出手段は、前記第1および第2の排気ガス通路の温度低下速度の差に基づいて、前記排気ガス流路切り替え手段によっていずれの排気ガス通路が選択されているかを判断することを特徴とする排気ガス浄化システムの故障診断装置。 A failure diagnosis device for an exhaust gas purification system according to claim 1 or 2,
The temperature detecting means detects the temperature of both the first and second exhaust gas passages;
The operating state detecting means determines which exhaust gas passage is selected by the exhaust gas flow path switching means based on a difference in temperature drop rate between the first and second exhaust gas passages. A failure diagnosis device for a featured exhaust gas purification system.
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Citations (4)
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-
2006
- 2006-11-16 JP JP2006310461A patent/JP2008128004A/en active Pending
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