JP2012087676A - Ｅｇｒシステムの故障診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転状態に関する状態量の検出手段が故障した場合においても、ＥＧＲシステムの故障診断が可能な診断装置を提供する。
【解決手段】エンジン回転数と給気圧力に基づいてＥＧＲシステムが正常である場合における給気流量を求める給気流量算出部６５と、実際の給気流量を検出する給気流量検出手段６６と、エンジン回転数と燃料噴射量とに基づいてＥＧＲシステムが正常である場合における給気に合流するＥＧＲガス温度と給気温度との温度差を求める温度差算出部６２と、実際のＥＧＲガス温度と給気温度との温度差を検出する温度差検出手段６１とを有し、給気流量算出部で求めた給気流量と、給気流量検出手段により検出された給気流量を検出した給気流量の差か、温度差算出部で求めた温度差と、温度差検出手段により検出された温度差の差か、少なくとも一方が設定値よりも大きい場合に、ＥＧＲシステムが故障であると判断する。
【選択図】図８

Description

本発明は、エンジンの排気ガスの一部で構成されるＥＧＲガスをＥＧＲ通路を介して給気通路に戻すＥＧＲ（排気ガス再循環）システムの故障の有無を判断するＥＧＲシステムの故障診断装置に関するものである。

エンジンの排気ガスの一部で構成されるＥＧＲガスを、ＥＧＲ弁によって開閉されるＥＧＲ通路を介して給気通路に戻すＥＧＲ（排気ガス再循環）システムを備えたエンジンが知られている。

ＥＧＲシステムでは、例えば、ＥＧＲ弁が高温に晒されるため可動部が固着する、ＥＧＲ通路をススを含んだガスが通過するためＥＧＲ弁のシート部にススが付着してシート性が悪化する、ＥＧＲガスによりＥＧＲ通路に設けたＥＧＲクーラーが閉塞することによってＥＧＲ通路内のＥＧＲガスの流量の低下やＥＧＲクーラーの熱交換部が腐食して熱交換率が悪化するといった故障が生じることがある。

ＥＧＲシステムにおいては、前記故障が発生すると、給気中のＥＧＲガスの比率（ＥＧＲ率）を狙い通りのＥＧＲ率にコントロールすることができず、排ガス性能が悪化する場合がある。

そのため、ＥＧＲシステムに故障が発生した場合には、迅速な故障対応を行うために故障を早期に発見する必要がある。

ＥＧＲシステムの故障診断に関する技術として、例えばＥＧＲガス温度を利用するものが知られている。ＥＧＲガス温度を利用するＥＧＲシステムの故障診断に係る技術として、例えば特許文献１には、機関の吸気通路及びＥＧＲ通路のそれぞれに温度センサを装着し、それぞれの温度センサの出力を所定条件下で比較することにより外気温度の影響を受けることなくＥＧＲシステムの異常を検出する技術が開示されている。また、特許文献２には、ＥＧＲ通路と給気通路との合流部の近傍に、ＥＧＲガスの温度を検出するＥＧＲガス温度センサを設けるとともに、該ＥＧＲガス温度センサから入力されるＥＧＲガス温度の検出値に基づいてＥＧＲ弁を含むＥＧＲシステムの故障の有無を診断する技術が開示されている。

また、ＥＧＲシステムの故障診断に関する別の技術として、給気流量を利用するものが知られている。給気流量を利用するＥＧＲシステムの故障診断に係る技術として、例えば特許文献３には、ＥＧＲシステムを備えたディーゼルエンジンにおいて、エンジン回転数と燃料噴射量とに基づいて標準吸入空気量を算出し、該標準吸入空気量と実際の吸入空気量を比較して両者の差が予め定めた値より大きいときには異常である旨の信号を出力する技術が開示されている。

特開平１−１３８３５９号公報 特開２００５−２９１０５５号公報 特開２００３−１６１２０７号公報

しかしながら、特許文献１、２に開示されたようなＥＧＲガス温度を利用する技術においては、運転状態に関する状態量（ＥＧＲガス温度）を直接検出することでＥＧＲシステムの故障診断は可能であるものの、１つの状態量（ＥＧＲガス温度）を検出するだけなのでＥＧＲガス温度を検出するための手段（温度センサ等）が故障した場合にはＥＧＲシステムの故障診断が不可能になるという問題がある。また、１つの状態量（ＥＧＲガス温度）を検出するだけなので、高精度でのＥＧＲシステムの故障診断に対する要望を十分に満足するとはいえない。

同様に、特許文献３に開示されたような給気流量を利用する技術においても、運転状態に関する状態量（給気流量）を直接検出することでＥＧＲシステムの故障診断は可能であるものの、１つの状態量（給気流量）を検出するだけなので給気流量を検出するための手段（流量センサ等）が故障した場合にはＥＧＲシステムの故障診断が不可能になるという問題がある。また、１つの状態量（給気流量）を検出するだけなので、高精度でのＥＧＲシステムの故障診断に対する要望を十分に満足するとはいえない。

従って、本発明は従来技術の問題点に鑑み、エンジンの排気ガスの一部で構成されるＥＧＲガスを、ＥＧＲ通路を介して給気通路に戻すＥＧＲ（排気ガス再循環）システムの故障診断装置において、運転状態に関する状態量の検出手段が故障した場合においてもＥＧＲシステムの故障診断が可能であり、且つ高精度でもって故障診断が可能なＥＧＲシステムの故障診断装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明においては、エンジンの排気ガスの一部で構成されるＥＧＲガスを、ＥＧＲ通路を介して給気通路に戻すＥＧＲ（排気ガス再循環）システムの故障診断装置において、エンジン回転数と給気圧力に基づいて前記ＥＧＲシステムが正常である場合における給気流量を求める給気流量算出部と、実際の給気流量を検出する給気流量検出手段と、エンジン回転数と燃料噴射量とに基づいて前記ＥＧＲシステムが正常である場合における給気に合流するＥＧＲガス温度と給気温度との温度差を求める温度差算出部と、実際の前記ＥＧＲガス温度と給気温度との温度差を検出する温度差検出手段とを有し、前記給気流量算出部で求めた給気流量と、前記給気流量検出手段により検出された給気流量を検出した給気流量の差か、前記温度差算出部で求めた前記温度差と、前記温度差検出手段により検出された前記温度差の差か、少なくとも一方が予め設定した規定値よりも大きい場合に、前記ＥＧＲシステムが故障であると判断する故障判定部を設けたことを特徴とする。

これにより、給気流量と前記温度差という２つの運転状態に関する量を検出してＥＧＲシステムの故障診断を行っているため、例えば前記２つの運転状態に関する量のうち一方の検出手段が故障した場合においてもＥＧＲシステムの故障診断が可能である。また、２つの運転状態に関する量を検出してＥＧＲシステムの故障診断を行っているため、高精度でもってＥＧＲシステムの故障診断が可能である。

また、ＥＧＲシステムを有するエンジンにおいては、一般的に前記給気流量検出手段、エンジン回転数の検出手段、及び燃料噴射量の検出手段は備えられている。従って、前記給気流量を故障診断に用いると、既存の設備を改造して本発明の実施をする際にも、既存の設備を兼用することで追加するセンサ類の数を抑えることができ、安価に発明の実施が可能となる。

また、エンジンの排気ガスの一部で構成されるＥＧＲガスを、ＥＧＲ通路を介して給気通路に戻すＥＧＲ（排気ガス再循環）システムの故障診断装置において、エンジン回転数と給気圧力に基づいて前記ＥＧＲシステムが正常である場合における給気流量を求める給気流量算出部と、実際の給気流量を検出する給気流量検出手段と、エンジン回転数と燃料噴射量とに基づいて前記ＥＧＲシステムが正常である場合における給気に合流するＥＧＲガス圧力と給気圧力との圧力差を求める圧力差算出部と、実際の前記ＥＧＲガス圧力と給気圧力との圧力差を検出する圧力差検出手段とを有し、前記給気流量算出部で求めた給気流量と、前記給気流量検出手段により検出された給気流量を検出した給気流量の差か、前記圧力差算出部で求めた前記圧力差と、前記圧力差検出手段により検出された前記圧力差の差か、少なくとも一方が予め設定した規定値よりも大きい場合に、前記ＥＧＲシステムが故障であると判断する故障判定部を設けたことを特徴とする。

これにより、給気流量と前記圧力差という２つの運転状態に関する量を検出してＥＧＲシステムの故障診断を行っているため、例えば前記２つの運転状態に関する量のうち一方の検出手段が故障した場合においてもＥＧＲシステムの故障診断が可能である。また、２つの運転状態に関する量を検出してＥＧＲシステムの故障診断を行っているため、高精度でもってＥＧＲシステムの故障診断が可能である。

さらに、前記給気流量を故障診断に用いることにより、既存の設備を改造して本発明の実施をする際にも、既存の設備を兼用して追加するセンサ類の数を抑えることができ、安価に発明の実施が可能となる。

また、エンジン回転数と燃料噴射量とに基づいて前記ＥＧＲシステムが正常である場合における給気に合流するＥＧＲガス圧力と給気圧力との圧力差を求める圧力差算出部と、実際の前記ＥＧＲガス圧力と給気圧力との圧力差を検出する圧力差検出手段とを有し、前記故障判定部は、前記給気流量の差、前記温度差の差、若しくは前記圧力差算出部で求めた前記圧力差と前記圧力差検出手段により検出された前記圧力差の差の少なくとも１つが予め設定した規定値よりも大きい場合に、前記ＥＧＲシステムが故障であると判断するとよい。

これにより、給気流量、前記圧力差及び前記温度差という３つの運転状態に関する量を検出してＥＧＲシステムの故障診断を行っているため、例えば前記３つの運転状態に関する量のうち１又は２の検出用のセンサが故障した場合においてもＥＧＲシステムの故障診断が可能である。また、３つの運転状態に関する量を検出してＥＧＲシステムの故障診断を行っているため、さらに高精度でもってＥＧＲシステムの故障診断が可能である。

また、前記故障判定部は、ＥＧＲシステムが故障であると判断した時間が予め設定した所定時間以上継続した場合に、前記エンジンへの燃料噴射量を制限する制御信号を発するとよい。

本発明によれば、エンジンの排気ガスの一部で構成されるＥＧＲガスを、ＥＧＲ通路を介して給気通路に戻すＥＧＲ（排気ガス再循環）システムの故障診断装置において、運転状態に関する状態量の検出手段が故障した場合においてもＥＧＲシステムの故障診断が可能であり、且つ高精度でもって故障診断が可能なＥＧＲシステムの故障診断装置を提供することができる。

実施形態１に係るＥＧＲシステムの故障診断を備えたエンジンの全体構成図である。 実施形態１に係るＥＧＲシステムの故障診断装置にかかるシステム図である。 実施形態１に係るＥＧＲシステムに故障診断に係るフロー図である。 実施形態２に係るＥＧＲシステムの故障診断を備えたエンジンの全体構成図である。 実施形態２に係るＥＧＲシステムの故障診断装置にかかるシステム図である。 実施形態２に係るＥＧＲシステムに故障診断に係るフロー図である。 実施形態３に係るＥＧＲシステムの故障診断を備えたエンジンの全体構成図である。 実施形態３に係るＥＧＲシステムの故障診断装置にかかるシステム図である。 実施形態３に係るＥＧＲシステムに故障診断に係るフロー図である。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

（実施形態１）
図１は、実施形態１に係るＥＧＲシステムの故障診断を備えたエンジンの全体構成図である。まず、図１を用いて実施形態１に係るエンジンの全体構成について説明する。
図１において、３はエンジンであり、２及び４はそれぞれエンジン３の給気マニホールド及び排気マニホールドである。２ａは給気マニホールド２に接続されるエンジン３の給気通路、４ａは排気マニホールド４に接続されるエンジン３の排気通路である。

また、５は排気マニホールド４から分岐して給気マニホールド２に接続されるＥＧＲ通路である。ＥＧＲ通路５は排気通路４ａから分岐して給気通路２ａに接続してもよい。ＥＧＲ通路５は、排気マニホールド４（排気通路４ａ）中の排気ガスの一部をＥＧＲガスとして給気マニホールド２（給気通路２ａ）へ戻すためのものである。

ＥＧＲ通路５には、上流側（排気マニホールド４側）から順に、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラー６、ＥＧＲクーラー６出口のＥＧＲガス即ち給気マニホールド２に戻されるＥＧＲガスの温度を検出するＥＧＲクーラー出口温度センサ１１及びＥＧＲ通路５を開閉するＥＧＲ弁７が配設されている。なお、ＥＧＲ弁７は、ＥＧＲガスの流量を調整する機能も備えている。

また、給気通路２ａには、給気通路内を流れる給気の流量を検出するエアフローセンサ１６が設けられており、給気マニホールド２には給気マニホールド２内の給気温度を検出する給気マニホールド温度センサ１５が設けられている。また、エンジン３にはエンジンの回転数を検出する回転センサ１４が設けられている。

次に、図１にエンジンの全体構造を示したＥＧＲシステムの故障診断について、図２及び図３を用いて説明する。
図２は、実施形態１に係るＥＧＲシステムの故障診断装置にかかるシステム図、図３は、実施形態１に係るＥＧＲシステムに故障診断に係るフロー図である。図２において、２０はＥＧＲシステム故障診断装置であって、各センサの検出値を元にＥＧＲシステムの故障の診断をするものである。

図２に示したように、ＥＧＲクーラー出口温度センサ１１によるＥＧＲガス温度の検出値（ＥＧＲクーラー出口温度）及び給気マニホールド温度センサ１２による給気温度の検出値（給気マニホールド温度）が、ＥＧＲシステム故障診断装置２０の温度比較部２１に入力される。
温度比較部２１では、図３に１２１で示したようにＥＧＲクーラー出口温度と給気マニホールド温度の差を求める。

エンジン３に噴射される燃料噴射量信号１３（図１には不図示）と、回転センサ１４によるエンジン回転数の検出値が、ＥＧＲシステム故障診断装置２０の温度差変換部２２に入力される。
温度差変換部２２では、図３に１２２で示したように温度差マップを用いてＥＧＲクーラー出口温度と給気マニホールド温度の温度差を求める。前記温度差マップは、燃料噴射量、エンジン回転数、ＥＧＲクーラー出口温度と給気マニホールド温度の温度差の三者の関係を示すものであって、ＥＧＲシステムの正常時に予め作成しておくものである。つまり、該温度差マップを使用することで、燃料噴射量及びエンジン回転数の検出値から、ＥＧＲシステムの正常時におけるＥＧＲクーラー出口温度と給気マニホールド温度の温度差を求めることができる。

温度比較部２１で求めた温度差即ち現状におけるＥＧＲクーラー出口温度と給気マニホールド温度の温度差と、温度差変換部２２で求めた温度差即ちＥＧＲシステムが正常である場合のＥＧＲクーラー出口温度と給気マニホールド温度の温度差は、何れも温度比較部２５に入力される。
温度比較部２５では、図３に１２５で示したように、前記２つの温度差の差を求める。

温度比較部２５で求めた温度差の差は、故障判定部２７に入力される。
故障判定部２７では、図３に１２７ａで示したように、前記温度差の差が予め定めた規定値より小さいか否か判断する。前記温度差の差が前記規定値より小さい、即ち１２７ａにおいてＹｅｓと判断されればＥＧＲシステムは正常であると判断する。前記温度差の差が前記規定値以上、即ち１２７ａにおいてＮｏと判断されればＥＧＲシステムは異常であると判断する。

一方、図２に示したように、回転センサ１４によるエンジンの回転数の検出値及び給気圧力センサ１５による給気圧力の検出値が、ＥＧＲシステム故障診断装置２０の給気流量変換部２３に入力される。
給気流量変換部２３では、図３において１２３で示すように体積効率マップを用いてエンジン３への給気流量を求める。前記体積効率マップは、エンジン回転数、給気圧力、給気流量の三者の関係を示すものであって、ＥＧＲシステムの正常時に予め作成しておくものである。つまり、該体積効率マップを使用することで、エンジン回転数及び給気圧力の検出値から、ＥＧＲシステムの正常時における給気流量を求めることができる。

エアフローセンサ１６による検出値が給気流量変換部２４に入力される。
給気流量変換部２４では、図３において１２４で示すようにＡＦＳ較正マップを用いてエアフローセンサ１６による検出値を給気流量に変換する。

給気流量変換部２３で求めた給気流量即ちＥＧＲシステムが正常である場合における給気流量と、給気流量変換部２４で求めた給気流量即ち現状における給気流量は、何れも流量比較部２６に入力される。
流量比較部２６では、図３に１２６で示したように、前記２つの給気流量の差を求める。

流量比較部２６で求めた給気流量の差は、故障判定部２７に入力される。
故障判定部２７では、図３に１２７ｂで示したように、前記給気流量の差が予め定めた規定値より小さいか否か判断する。前記給気流量の差が前記規定値より小さい、即ち１２７ｂにおいてＹｅｓと判断されればＥＧＲシステムは正常であると判断する。前記給気流量の差が前記規定値以上、即ち１２７ｂにおいてＮｏと判断されればＥＧＲシステムは異常であると判断する。

故障判定部１２７において、図３に示した１２７ａ及び１２７ｂの何れの判断においてもＥＧＲシステムが正常であると判断されると、ＥＧＲシステム故障診断装置２０はＥＧＲシステムが正常であると判断される。

一方、故障判定部１２７において、図３に示した１２７ａ及び１２７ｂの何れかの判断においてＥＧＲシステムが異常であると判断すると、図３に１２８で示したようにＥＧＲシステム故障診断装置２０を構成するアラーム２８を点灯し、エンジンの使用者にＥＧＲシステムのメンテナンスを促す。それとともに、図３に１２８で示したように、図２における経過時間判定部２９の一部を構成するタイマーをスタートし、経過時間判定部２９により前記異常であると判断した状態が予め設定した規定時間以上継続するか否か判断する。前記異常であると判断した状態が規定時間以上継続した場合には、例えば燃料噴射制御部３０により、図３に１３０で示したようにエンジン３への燃料噴射量を制限する等のエンジンを保護するための制御を行う。

実施形態１によれば、給気流量と前記温度差という２つの運転状態に関する量を検出してＥＧＲシステムの故障診断を行っているため、例えば前記２つの運転状態に関する量のうち一方の検出用のセンサが故障した場合においてもＥＧＲシステムの故障診断が可能である。また、２つの運転状態に関する量を検出してＥＧＲシステムの故障診断を行っているため、高精度でもってＥＧＲシステムの故障診断が可能である。

（実施形態２）
図４は、実施形態２に係るＥＧＲシステムの故障診断を備えたエンジンの全体構成図である。図４において、図１と同一符号は同一の物を表すものとし、その説明を省略する。図４においては、図１において設けられているＥＧＲクーラー出口温度センサ１１及び給気マニホールド温度センサ１２が設けられておらず、図１において設けられていないＥＧＲクーラー６の出口におけるＥＧＲガスの圧力を検出するＥＧＲクーラー出口圧力センサ１７が設けられている。

次に、図４にエンジンの全体構造を示したＥＧＲシステムの故障診断について、図５及び図６を用いて説明する。
図５は、実施形態２に係るＥＧＲシステムの故障診断装置にかかるシステム図、図６は、実施形態２に係るＥＧＲシステムに故障診断に係るフロー図である。図５において、４０はＥＧＲシステム故障診断装置であって、各センサの検出値を元にＥＧＲシステムの故障の診断をするものである。

図５に示したように、ＥＧＲクーラー出口圧力センサ１７によるＥＧＲガス圧力の検出値（ＥＧＲクーラー出口圧力）及び給気マニホールド圧力センサ１５による給気圧力の検出値（給気圧力）が、ＥＧＲシステム故障診断装置４０の圧力比較部４１に入力される。
圧力比較部４１では、図６に１４１で示したようにＥＧＲクーラー出口圧力と給気圧力の差を求める。

エンジン３に噴射される燃料噴射量信号１３（図４には不図示）と、回転センサ１４によるエンジン回転数の検出値が、ＥＧＲシステム故障診断装置２０の圧力差変換部４２に入力される。
圧力差変換部４２では、図６に１４２で示したように圧力差マップを用いてＥＧＲクーラー出口圧力と給気圧力の圧力差を求める。前記圧力差マップは、燃料噴射量、エンジン回転数、ＥＧＲクーラー出口圧力と給気圧力の圧力差の三者の関係を示すものであって、ＥＧＲシステムの正常時に予め作成しておくものである。つまり、該圧力差マップを使用することで、燃料噴射量及びエンジン回転数の検出値から、ＥＧＲシステムの正常時におけるＥＧＲクーラー出口圧力と給気圧力の圧力差を求めることができる。

圧力比較部４１で求めた圧力差即ち現状におけるＥＧＲクーラー出口圧力と給気圧力の圧力差と、圧力差変換部４２で求めた圧力差即ちＥＧＲシステムが正常である場合のＥＧＲクーラー出口圧力と給気圧力の圧力差は、何れも圧力比較部４５に入力される。
圧力比較部４５では、図６に１４５で示したように、前記２つの圧力差の差を求める。

圧力比較部４５で求めた圧力差の差は、故障判定部４７に入力される。
故障判定部４７では、図６に１４７ａで示したように、前記圧力差の差が予め定めた規定値より小さいか否か判断する。前記圧力差の差が前記規定値より小さい、即ち１４７ａにおいてＹｅｓと判断されればＥＧＲシステムは正常であると判断する。前記圧力差の差が前記規定値以上、即ち１４７ａにおいてＮｏと判断されればＥＧＲシステムは異常であると判断する。

また、ＥＧＲシステム故障診断装置４０を構成する給気流量変換部４３、給気流量変換部４４及び流量比較部４６は、図２に示したＥＧＲシステム故障診断装置２０を構成する給気流量変換部２３、給気流量変換部２４及び流量比較部２６と同等のものである。そのため説明は省略する。なお、図６における１４３、１４４、１４６も、図３における１２３、１２４、１２６と同等のものである。
つまり、流量比較部４６によって、給気流量変換部４３で求めた給気流量即ちＥＧＲシステムが正常である場合の給気流量と、給気流量変換部４４で求めた給気流量即ち現状における給気流量の差を求める。

流量比較部４６で求めた給気流量の差は、故障判定部４７に入力される。
故障判定部４７では、図６に１４７ｂで示したように、前記給気流量の差が予め定めた規定値より小さいか否か判断する。前記給気流量の差が前記規定値より小さい、即ち１４７ｂにおいてＹｅｓと判断されればＥＧＲシステムは正常であると判断する。前記給気流量の差が前記規定値以上、即ち１４７ｂにおいてＮｏと判断されればＥＧＲシステムは異常であると判断する。

故障判定部１４７において、図６に示した１４７ａ及び１４７ｂの何れの判断においてもＥＧＲシステムが正常であると判断されると、ＥＧＲシステム故障診断装置４０はＥＧＲシステムが正常であると判断する。

一方、故障判定部１４７において、図６に示した１４７ａ及び１４７ｂの何れかの判断においてＥＧＲシステムが異常であると判断すると、図６に１４８で示したようにＥＧＲシステム故障診断装置４０を構成するアラーム４８を点灯し、エンジンの使用者にＥＧＲシステムのメンテナンスを促す。それとともに、図６に１４８で示したように、図５における経過時間判定部４９の一部を構成するタイマーをスタートし、経過時間判定部４９により前記異常であると判断した状態が予め設定した規定時間以上継続するか否か判断する。前記異常であると判断した状態が規定時間以上継続した場合には、例えば燃料噴射制御部５０により、図６に１５０で示したようにエンジン３への燃料噴射量を制限する等のエンジンを保護するための制御を行う。

実施形態２によれば、給気流量と前記圧力差という２つの運転状態に関する量を検出してＥＧＲシステムの故障診断を行っているため、例えば前記２つの運転状態に関する量のうち一方の検出用のセンサが故障した場合においてもＥＧＲシステムの故障診断が可能である。また、２つの運転状態に関する量を検出してＥＧＲシステムの故障診断を行っているため、高精度でもってＥＧＲシステムの故障診断が可能である。
さらに、実施形態１よりも使用するセンサが少なく、安価に発明に実施が可能である。

（実施形態３）
図７は、実施形態３に係るＥＧＲシステムの故障診断を備えたエンジンの全体構成図である。図７において、図１又は図４と同一符号は同一物を表すものとし、その説明を省略する。図７においては、図１又は図４の何れかにおいて設けられている全てのセンサが設けられている。

次に、図７にエンジンの全体構造を示したＥＧＲシステムの故障診断について、図８及び図９を用いて説明する。
図８は、実施形態３に係るＥＧＲシステムの故障診断装置にかかるシステム図、図９は、実施形態３に係るＥＧＲシステムに故障診断に係るフロー図である。図８において、６０はＥＧＲシステム故障診断装置であって、各センサの検出値を元にＥＧＲシステムの故障の診断をするものである。

また、ＥＧＲシステム故障診断装置６０を構成する温度比較部６１、温度差変換部６２及び温度比較部６７は、図２に示したＥＧＲシステム故障診断装置２０を構成する温度比較部２１、温度差変換部２２及び温度比較部２５と同等のものである。そのため説明は省略する。なお、図９における１６１、１６２、１６７も、図３における１２１、１２２、１２５と同等のものである。
つまり、温度比較部６７によって、温度比較部６１で求めた温度差即ち現状におけるＥＧＲクーラー出口温度と給気マニホールド温度の温度差と、温度差変換部６２で求めた温度差即ちＥＧＲシステムが正常である場合のＥＧＲクーラー出口温度と給気マニホールド温度の温度差との差を求める。

温度比較部６７で求めた前記温度差の差は、故障判定部７０に入力される。
故障判定部７０では、図９に１７０ａで示したように、前記温度差の差が予め定めた規定値より小さいか否か判断する。前記温度差の差が前記規定値より小さい、即ち１７０ａにおいてＹｅｓと判断されればＥＧＲシステムは正常であると判断する。前記温度差の差が前記規定値以上、即ち１７０ａにおいてＮｏと判断されればＥＧＲシステムは異常であると判断する。

また、ＥＧＲシステム故障診断装置６０を構成する圧力比較部６３、圧力差変換部６４及び圧力比較部６８は、図５に示したＥＧＲシステム故障診断装置４０を構成する圧力比較部４１、圧力差変換部４２及び圧力比較部４５と同等のものである。そのため説明は省略する。なお、図９における１６３、１６４、１６８も、図６における１４１、１４２、１４５と同等のものである。
つまり、圧力比較部６８によって、圧力比較部６３で求めた圧力差即ち現状におけるＥＧＲクーラー出口圧力と給気圧力の圧力差と、圧力差変換部６４で求めた圧力差即ちＥＧＲシステムが正常である場合のＥＧＲクーラー出口圧力と給気圧力の圧力差の差を求める。

圧力比較部６８で求めた前記圧力差の差は、故障判定部７０に入力される。
故障判定部７０では、図９に１７０ｂで示したように、前記圧力差の差が予め定めた規定値より小さいか否か判断する。前記圧力差の差が前記規定値より小さい、即ち１７０ｂにおいてＹｅｓと判断されればＥＧＲシステムは正常であると判断する。前記圧力差の差が前記規定値以上、即ち１７０ｂにおいてＮｏと判断されればＥＧＲシステムは異常であると判断する。

また、ＥＧＲシステム故障診断装置６０を構成する給気流量変換部６５、給気流量変換部６６及び流量比較部６９は、図２に示したＥＧＲシステム故障診断装置２０を構成する給気流量変換部２３、給気流量変換部２４及び流量比較部２６と同等のものである。そのため説明は省略する。なお、図６における１６５、１６６、１６９も、図３における１２３、１２４、１２６と同等のものである。
つまり、流量比較部６９によって、給気流量変換部６５で求めた給気流量即ちＥＧＲシステムが正常である場合の給気流量と、給気流量変換部６６で求めた給気流量即ち現状における給気流量の差を求める。

流量比較部６９で求めた給気流量の差は、故障判定部７０に入力される。
故障判定部７０では、図９に１７０ｃで示したように、前記給気流量の差が予め定めた規定値より小さいか否か判断する。前記給気流量の差が前記規定値より小さい、即ち１７０ｃにおいてＹｅｓと判断されればＥＧＲシステムは正常であると判断する。前記給気流量の差が前記規定値以上、即ち１７０ｃにおいてＮｏと判断されればＥＧＲシステムは異常であると判断する。

故障判定部１７０において、図９に示した１７０ａ、１７０ｂ及び１７０ｃの何れの判断においてもＥＧＲシステムが正常であると判断されると、ＥＧＲシステム故障診断装置６０はＥＧＲシステムが正常であると判断する。

一方、故障判定部１７０において、図９に示した１７０ａ、１７０ｂ及び１７０ｃの何れかの判断においてＥＧＲシステムが異常であると判断すると、図９に１７１で示したようにＥＧＲシステム故障診断装置６０を構成するアラーム７１を点灯し、エンジンの使用者にＥＧＲシステムのメンテナンスを促す。それとともに、図９に１７１で示したように、図８における経過時間判定部７２の一部を構成するタイマーをスタートし、経過時間判定部７２により前記異常であると判断した状態が予め設定した規定時間以上継続するか否か判断する。前記異常であると判断した状態が規定時間以上継続した場合には、例えば燃料噴射制御部７３により、図９に１７３で示したようにエンジン３への燃料噴射量を制限する等のエンジンを保護するための制御を行う。

実施形態３によれば、給気流量、前記圧力差及び前記温度差という３つの運転状態に関する量を検出してＥＧＲシステムの故障診断を行っているため、例えば前記３つの運転状態に関する量のうち１又は２の検出用のセンサが故障した場合においてもＥＧＲシステムの故障診断が可能である。また、３つの運転状態に関する量を検出してＥＧＲシステムの故障診断を行っているため、さらに高精度でもってＥＧＲシステムの故障診断が可能である。

エンジンの排気ガスの一部で構成されるＥＧＲガスを、ＥＧＲ通路を介して給気通路に戻すＥＧＲ（排気ガス再循環）システムの故障診断装置において、運転状態に関する状態量の検出手段が故障した場合においてもＥＧＲシステムの故障診断が可能であり、且つ高精度でもって故障診断が可能なＥＧＲシステムの故障診断装置として利用することができる。

２ 給気マニホールド
２ａ 給気通路
３ エンジン
４ 排気マニホールド
４ａ 排気通路
５ ＥＧＲ通路
６ ＥＧＲクーラー
７ ＥＧＲ弁
１１ ＥＧＲクーラー出口温度センサ
１２ 給気マニホールド温度センサ
１３ 燃料噴射量信号
１４ 回転センサ
１５ 給気圧力センサ
１６ エアフローセンサ
２０、４０、６０ ＥＧＲシステム故障診断装置
２１、６１ 温度比較部（温度差検出手段）
２２、６２ 温度変換部（温度差算出部）
２３、４３、６５ 給気流量変換部（給気流量算出部）
２４、４４、６６ 給気流量変換部（給気流量検出手段）
４１、６３ 圧力比較部（圧力差検出手段）
４２、６４ 圧力差変換部（圧力差算出部）

Claims (5)

1. エンジンの排気ガスの一部で構成されるＥＧＲガスを、ＥＧＲ通路を介して給気通路に戻すＥＧＲ（排気ガス再循環）システムの故障診断装置において、
   エンジン回転数と給気圧力に基づいて前記ＥＧＲシステムが正常である場合における給気流量を求める給気流量算出部と、
   実際の給気流量を検出する給気流量検出手段と、
   エンジン回転数と燃料噴射量とに基づいて前記ＥＧＲシステムが正常である場合における給気に合流するＥＧＲガス温度と給気温度との温度差を求める温度差算出部と、
   実際の前記ＥＧＲガス温度と給気温度との温度差を検出する温度差検出手段とを有し、
   前記給気流量算出部で求めた給気流量と、前記給気流量検出手段により検出された給気流量を検出した給気流量の差か、前記温度差算出部で求めた前記温度差と、前記温度差検出手段により検出された前記温度差の差か、少なくとも一方が予め設定した規定値よりも大きい場合に、前記ＥＧＲシステムが故障であると判断する故障判定部を設けたことを特徴とするＥＧＲシステムの故障診断装置。
2. エンジンの排気ガスの一部で構成されるＥＧＲガスを、ＥＧＲ通路を介して給気通路に戻すＥＧＲ（排気ガス再循環）システムの故障診断装置において、
   エンジン回転数と給気圧力に基づいて前記ＥＧＲシステムが正常である場合における給気流量を求める給気流量算出部と、
   実際の給気流量を検出する給気流量検出手段と、
   エンジン回転数と燃料噴射量とに基づいて前記ＥＧＲシステムが正常である場合における給気に合流するＥＧＲガス圧力と給気圧力との圧力差を求める圧力差算出部と、
   実際の前記ＥＧＲガス圧力と給気圧力との圧力差を検出する圧力差検出手段とを有し、
   前記給気流量算出部で求めた給気流量と、前記給気流量検出手段により検出された給気流量を検出した給気流量の差か、前記圧力差算出部で求めた前記圧力差と、前記圧力差検出手段により検出された前記圧力差の差か、少なくとも一方が予め設定した規定値よりも大きい場合に、前記ＥＧＲシステムが故障であると判断する故障判定部を設けたことを特徴とするＥＧＲシステムの故障診断装置。
3. エンジン回転数と燃料噴射量とに基づいて前記ＥＧＲシステムが正常である場合における給気に合流するＥＧＲガス圧力と給気圧力との圧力差を求める圧力差算出部と、
   実際の前記ＥＧＲガス圧力と給気圧力との圧力差を検出する圧力差検出手段とを有し、
   前記故障判定部は、前記給気流量の差、前記温度差の差、若しくは前記圧力差算出部で求めた前記圧力差と前記圧力差検出手段により検出された前記圧力差の差の少なくとも１つが予め設定した規定値よりも大きい場合に、前記ＥＧＲシステムが故障であると判断することを特徴とする請求項１記載のＥＧＲシステムの故障診断装置。
4. エンジン回転数と燃料噴射量とに基づいて前記ＥＧＲシステムが正常である場合における給気に合流するＥＧＲガス温度と給気温度との温度差を求める温度差算出部と、
   実際の前記ＥＧＲガス温度と給気温度との温度差を検出する温度差検出手段とを有し、
   前記故障判定部は、前記給気流量の差、前記温度差の差、若しくは前記圧力差算出部で求めた前記圧力差と前記圧力差検出手段により検出された前記圧力差の差の少なくとも１つが予め設定した規定値よりも大きい場合に、前記ＥＧＲシステムが故障であると判断することを特徴とする請求項２記載のＥＧＲシステムの故障診断装置。
5. 前記故障判定部は、ＥＧＲシステムが故障であると判断した時間が予め設定した所定時間以上継続した場合に、前記エンジンへの燃料噴射量を制限する制御信号を発することを特徴とする請求項１〜４何れかに記載のＥＧＲシステムの故障診断装置。

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