JP2013083249A - Egr system - Google Patents

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友博 櫻井
Junya Washiashi
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To control an EGR device with sufficient accuracy and also reduce cost by predicting opening of a valve of the EGR device without using a lift sensor.SOLUTION: In an EGR system 10, in an inactive condition of an EGR device 20, by using the sensors 100-108, 130-134, the air intake state and intake air volume of an intake system 14, negative pressure of the air intake and/or engine revolution are detected, respectively. Based on the detected air intake state and the intake air volume, the negative pressure of the air intake and/or the engine revolution, an ECU110 predicts the opening of a valve 24 of the EGR device 20 using maps 138, 140, 144.

Description

本発明は、内燃機関の吸気系と排気系とを接続する排気還流手段に排気ガス再循環装置(以下、EGR装置ともいう。)を設けることにより、該内燃機関から排出された排気ガスの一部を排気系から吸気系に還流させるEGRシステムに関する。   According to the present invention, an exhaust gas recirculation device (hereinafter also referred to as an EGR device) is provided in an exhaust gas recirculation means that connects an intake system and an exhaust system of an internal combustion engine. The present invention relates to an EGR system that recirculates a part from an exhaust system to an intake system.

従来より、内燃機関から排出される排気ガス中の有害成分を除去するために、EGR装置を含むEGRシステムが用いられている。EGRシステムでは、内燃機関の吸気系と排気系とを接続する排気還流手段の途中にEGR装置を設け、該EGR装置によって吸気系と排気系とを連通させることにより、該内燃機関から排出された排気ガスの一部を吸気系に再循環させ、排気ガス中に含まれるNOx等の有害成分を減少させる。   Conventionally, an EGR system including an EGR device has been used to remove harmful components in exhaust gas discharged from an internal combustion engine. In the EGR system, an EGR device is provided in the middle of the exhaust gas recirculation means for connecting the intake system and the exhaust system of the internal combustion engine, and the exhaust system is exhausted by communicating the intake system and the exhaust system by the EGR device. A part of the exhaust gas is recirculated to the intake system to reduce harmful components such as NOx contained in the exhaust gas.

ところで、EGR装置を含めたEGRシステムの故障の有無を診断するための技術が特許文献1及び2に開示されている。   By the way, Patent Documents 1 and 2 disclose techniques for diagnosing the presence or absence of a failure in an EGR system including an EGR device.

特許文献1には、EGR装置において、排気ガスの流量を制御するバルブの位置(リフト量、開度)をリフトセンサ(開度センサ)で検出し、検出したバルブのリフト量に基づいて、EGR装置を含むEGRシステムの故障の有無を診断することが開示されている。   In Patent Document 1, in the EGR device, the position (lift amount, opening degree) of a valve for controlling the flow rate of exhaust gas is detected by a lift sensor (opening degree sensor), and EGR is determined based on the detected lift amount of the valve. It is disclosed to diagnose the presence or absence of a failure in an EGR system including a device.

特許文献2には、インテークマニホールド(吸気系)から内燃機関に吸入される吸入空気の負圧を測定し、測定した負圧に基づいて、EGR装置の異常を検知することが開示されている。   Patent Document 2 discloses that a negative pressure of intake air sucked into an internal combustion engine from an intake manifold (intake system) is measured, and an abnormality of the EGR device is detected based on the measured negative pressure.

特公平2−46787号公報Japanese Examined Patent Publication No. 2-46787 特開2009−287392号公報JP 2009-287392 A

上述したEGRシステムにおいて、EGR装置のバルブ又は排気還流手段に、内燃機関の燃焼に起因した燃焼生成物の付着等があれば、排気系から吸気系に再循環される排気ガスの還流量が減少する。この結果、EGR装置を制御して所望の還流量の排気ガスを吸気系へ還流させようとしても、該所望の還流量と実際の還流量とが異なることになる。   In the above-mentioned EGR system, if there is adhesion of combustion products due to combustion of the internal combustion engine on the valve or exhaust gas recirculation means of the EGR device, the recirculation amount of exhaust gas recirculated from the exhaust system to the intake system decreases. To do. As a result, even if the EGR device is controlled to recirculate the exhaust gas having a desired recirculation amount to the intake system, the desired recirculation amount and the actual recirculation amount are different.

従って、特許文献1の技術を用いて、リフトセンサで検出したバルブのリフト量に基づいて排気ガスの還流量を制御しても、該排気ガスの還流量を適正に制御することやEGR装置の故障を検知することが困難となる。   Therefore, even if the recirculation amount of the exhaust gas is controlled based on the lift amount of the valve detected by the lift sensor using the technique of Patent Document 1, the recirculation amount of the exhaust gas can be appropriately controlled or the EGR device It becomes difficult to detect a failure.

また、リフトセンサは、比較的高価であるため、EGR装置のバルブの位置検出や該EGR装置の故障の有無の診断にかかるコストが増大する。   Further, since the lift sensor is relatively expensive, the cost for detecting the position of the valve of the EGR device and diagnosing whether or not the EGR device is faulty increases.

一方、特許文献2の技術は、吸入空気の負圧のみに基づきEGR装置の故障の有無を診断する。吸入空気の負圧は、EGR装置の故障以外の他の要因の影響も受けやすいため、該吸入空気の負圧が他の要因の影響を受けた場合には、EGR装置の故障を誤検知する可能性が高くなる。   On the other hand, the technique of Patent Document 2 diagnoses the presence or absence of a failure of the EGR device based only on the negative pressure of the intake air. Since the negative pressure of the intake air is easily affected by other factors other than the failure of the EGR device, if the negative pressure of the intake air is affected by other factors, the failure of the EGR device is erroneously detected. The possibility increases.

また、特許文献2の技術は、動作中の内燃機関(エンジン)が意図せずに停止した状態(エンジンストップ状態)に至らないと、EGR装置の故障を検知することができない。   Further, the technology of Patent Document 2 cannot detect a failure of the EGR device unless the operating internal combustion engine (engine) is stopped unintentionally (engine stop state).

本発明は、前記の種々の課題を考慮してなされたものであり、リフトセンサを用いることなくEGR装置のバルブの開度を推定することにより、EGR装置を精度よく制御すると共に、コストを低減することができるEGRシステムを提供することを目的とする。また、本発明は、EGR装置の故障の検知精度を高めることができるEGRシステムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above-mentioned various problems. By estimating the valve opening of the EGR device without using a lift sensor, the EGR device can be accurately controlled and the cost can be reduced. An object of the present invention is to provide an EGR system that can be used. Another object of the present invention is to provide an EGR system that can improve the accuracy of detecting a failure of an EGR device.

本発明は、内燃機関の吸気系と排気系とを接続する排気還流手段と、該排気還流手段に設けられたEGR装置とを有し、該EGR装置を介して前記吸気系と前記排気系とを連通させることにより、前記内燃機関から排出された排気ガスの一部を前記排気系から前記排気還流手段を介して前記吸気系に還流させるようにしたEGRシステムに関する。   The present invention includes an exhaust gas recirculation unit that connects an intake system and an exhaust system of an internal combustion engine, and an EGR device provided in the exhaust gas recirculation unit, and the intake system and the exhaust system are connected via the EGR device. The EGR system is configured such that a part of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine is recirculated from the exhaust system to the intake system via the exhaust recirculation means.

そして、本発明に係るEGRシステムは、前記の目的を達成するために、
前記EGR装置は、前記排気ガスの流量を制御するバルブを有し、
前記EGRシステムは、
前記吸気系の吸気状態を検出可能な吸気状態検出手段と、
前記吸気系から前記内燃機関に吸入される吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段、前記吸気系から前記内燃機関に吸入される吸入空気の負圧を検出する負圧検出手段、及び/又は、前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記吸入空気量検出手段によって検出された吸入空気量、前記負圧検出手段によって検出された吸入空気の負圧、及び/又は、前記回転数検出手段によって検出された回転数と、前記吸気状態検出手段によって検出された吸気状態とに基づき、前記バルブの開度を推定するバルブ開度推定手段と、
をさらに有することを特徴としている。
The EGR system according to the present invention achieves the above-described object,
The EGR device has a valve for controlling the flow rate of the exhaust gas,
The EGR system
An intake state detection means capable of detecting an intake state of the intake system;
Intake air amount detection means for detecting the amount of intake air sucked into the internal combustion engine from the intake system, negative pressure detection means for detecting negative pressure of intake air sucked into the internal combustion engine from the intake system, and / or , A rotational speed detection means for detecting the rotational speed of the internal combustion engine;
The intake air amount detected by the intake air amount detection means, the negative pressure of intake air detected by the negative pressure detection means, and / or the rotation speed detected by the rotation speed detection means, and the intake state detection A valve opening degree estimating means for estimating the opening degree of the valve based on the intake state detected by the means;
It is characterized by further having.

このように、本発明によれば、リフトセンサ(開度センサ)を用いることなく、既存のセンサである前記吸入空気量検出手段、前記負圧検出手段及び/又は前記回転数検出手段と前記吸気状態検出手段とを用いて検出した前記吸入空気量、前記吸入空気の負圧及び/又は前記回転数と前記吸気状態とに基づいて前記EGR装置のバルブの開度を推定するので、前記内燃機関の燃焼に起因した燃焼生成物の前記バルブや前記排気還流手段への付着等によって前記排気ガスの還流量が減少する可能性があっても、前記EGR装置を精度よく制御することが可能になると共に、コストを低減することができる。また、前記EGR装置の故障の検知精度も高めることが可能となる。   Thus, according to the present invention, the intake air amount detection means, the negative pressure detection means and / or the rotation speed detection means and the intake air which are existing sensors can be used without using a lift sensor (opening sensor). The valve opening of the EGR device is estimated based on the intake air amount detected using the state detection means, the negative pressure of the intake air and / or the rotational speed and the intake state. Even if there is a possibility that the exhaust gas recirculation amount may decrease due to, for example, adhesion of combustion products resulting from combustion to the valve or the exhaust gas recirculation means, the EGR device can be controlled with high accuracy. At the same time, the cost can be reduced. In addition, it is possible to improve the accuracy of detecting a failure of the EGR device.

ここで、前記EGRシステムは、前記バルブ開度推定手段で推定した前記バルブの開度が所定の閾値を超えるか否か(所定範囲内であるか否か)を判定し、前記バルブの開度が前記閾値よりも大きい場合(前記所定範囲を超える場合)には前記EGR装置の故障を示す警告信号を出力する判定手段と、前記警告信号に基づいて前記EGR装置が故障していることを外部に警告(報知)する警告手段とをさらに有することが好ましい。これにより、実際のバルブの開度に応じて警告信号が出力され、前記警告手段から外部に前記EGR装置の故障を報知することができる。この結果、信頼度の高い前記EGR装置の故障検知が可能になる。また、ユーザ(ドライバー)は、前記警告手段からの報知内容に基づいて、前記EGR装置が故障したことを直ちに把握することができ、該EGR装置の交換等の必要な故障対応を速やかに行うことが可能となる。   Here, the EGR system determines whether or not the opening degree of the valve estimated by the valve opening degree estimating means exceeds a predetermined threshold value (whether or not it is within a predetermined range), and the opening degree of the valve Is greater than the threshold value (when it exceeds the predetermined range), a determination means for outputting a warning signal indicating a failure of the EGR device, and an external indication that the EGR device has failed based on the warning signal It is preferable to further include warning means for warning (notifying). Thereby, a warning signal is output according to the actual opening of the valve, and the failure of the EGR device can be notified from the warning means to the outside. As a result, it is possible to detect a failure of the EGR device with high reliability. Further, the user (driver) can immediately know that the EGR device has failed based on the notification content from the warning means, and promptly perform necessary failure countermeasures such as replacement of the EGR device. Is possible.

また、前記バルブへの燃焼生成物の付着等によって前記EGR装置が故障するおそれがある場合には、前記バルブを全開及び全閉させて、前記燃焼生成物の付着等を解消する故障解消モードを実施することが望ましい。このような故障解消モードを実施するため、前記EGRシステムは、前記バルブを全開及び全閉にさせるための信号を前記EGR装置に出力する信号出力手段をさらに有し、前記信号出力手段は、推定された前記バルブの開度が所定の第1閾値より大きい場合には、該推定された前記バルブの開度に応じて、前記信号の出力回数を変化させることが好ましい。   In addition, when there is a possibility that the EGR device may break down due to adhesion of combustion products to the valve, a failure elimination mode for eliminating the adhesion of combustion products, etc. by fully opening and closing the valve. It is desirable to implement. In order to implement such a failure elimination mode, the EGR system further includes a signal output means for outputting a signal for causing the valve to be fully opened and fully closed to the EGR device, and the signal output means includes an estimation In a case where the opening degree of the valve thus made is larger than a predetermined first threshold value, it is preferable to change the number of times the signal is output in accordance with the estimated opening degree of the valve.

この場合、前記バルブの開度が前記EGR装置の故障発生の判断基準となる前記第1閾値よりも大きければ、前記バルブの開度に応じて前記信号の出力回数を変化させることで、前記故障解消モードを実施することができる。これにより、前記バルブの開度に関わりなく一律に前記バルブの全開及び全閉を一定回数行う場合と比較して、前記バルブの全開及び全閉に要する通電時間を短くすることができる。このようにして前記通電時間の無駄を省くことで、前記EGRシステムの省電力化を実現することができる。特に、前記内燃機関の動作停止時に前記故障解消モードを実行すれば、前記燃焼生成物を含む前記排気ガスの前記内燃機関への混入に起因したエミッションの悪化を回避することができるので、前記燃焼生成物の付着等を効果的に解消することができる。   In this case, if the opening degree of the valve is larger than the first threshold value that is a criterion for occurrence of failure of the EGR device, the number of times the signal is output is changed according to the opening degree of the valve, thereby Resolution mode can be implemented. This makes it possible to shorten the energization time required to fully open and fully close the valve, compared to the case where the valve is fully opened and fully closed a fixed number of times regardless of the opening of the valve. In this way, power consumption of the EGR system can be realized by eliminating waste of the energization time. In particular, if the failure elimination mode is executed when the operation of the internal combustion engine is stopped, it is possible to avoid deterioration of emissions due to mixing of the exhaust gas containing the combustion products into the internal combustion engine. Product adhesion and the like can be effectively eliminated.

また、前記EGRシステムは、前記信号出力手段によって前記信号が所定回数出力された後に、推定された前記バルブの開度が所定の第2閾値より大きくなった場合に、前記EGR装置が故障していることを警告する警告手段をさらに有することが好ましい。この場合、前記第2閾値は、前記故障解消モードを実施しても前記燃焼生成物の付着等を解消できない程度の開度に応じた閾値である。従って、前記故障解消モードを実施しても、前記バルブの開度が前記第2閾値よりも大きければ、前記警告手段による警告が必ず行われるので、前記EGR装置の故障や故障原因を容易に特定することができる。   In addition, the EGR system may cause the EGR device to fail when the estimated opening of the valve becomes greater than a predetermined second threshold after the signal is output by the signal output means a predetermined number of times. It is preferable to further have a warning means for warning that there is. In this case, the second threshold value is a threshold value corresponding to the degree of opening at which the adhesion of the combustion products cannot be eliminated even when the failure elimination mode is performed. Therefore, even if the failure elimination mode is executed, if the valve opening is larger than the second threshold value, the warning means always gives a warning, so that the failure of the EGR device and the cause of the failure can be easily identified. can do.

この場合、前記吸入空気量検出手段、前記負圧検出手段及び/又は前記回転数検出手段は、前記内燃機関の始動直後に前記吸入空気量、前記吸入空気の負圧及び/又は前記回転数を検出することが好ましい。これにより、前記EGR装置の故障を精度よく検知することができる。   In this case, the intake air amount detection means, the negative pressure detection means, and / or the rotation speed detection means sets the intake air amount, the negative pressure of the intake air, and / or the rotation speed immediately after the start of the internal combustion engine. It is preferable to detect. Thereby, a failure of the EGR device can be detected with high accuracy.

なお、前記吸気状態検出手段とは、前記内燃機関の吸気状態を検出するためのセンサであり、下記のような構成要素であることが好ましい。   The intake air condition detecting means is a sensor for detecting the intake air condition of the internal combustion engine, and is preferably the following components.

すなわち、上述した本発明に係るEGRシステムは、下記(1)〜(5)の構成を有する。   That is, the EGR system according to the present invention described above has the following configurations (1) to (5).

(1) 前記吸気状態検出手段は、前記内燃機関内の冷却水の温度を検出する水温センサであり、前記バルブ開度推定手段は、前記吸入空気量の最大値(最大吸入空気量)、前記吸入空気の最低負圧(前記吸気系(例えば、インテークマニホールド)内の圧力の最小値)及び/又は前記回転数の最大値(最大回転数)と、前記水温センサが検出した前記冷却水の温度とを用いて、前記バルブの開度を推定する。   (1) The intake state detection means is a water temperature sensor that detects the temperature of the cooling water in the internal combustion engine, and the valve opening estimation means is a maximum value of the intake air amount (maximum intake air amount), Minimum negative pressure of intake air (minimum value of pressure in the intake system (for example, intake manifold)) and / or maximum value of rotation speed (maximum rotation speed) and temperature of the cooling water detected by the water temperature sensor Is used to estimate the opening of the valve.

(2) 前記吸気系には、該吸気系から前記内燃機関に吸入される吸入空気量を調整するためのスロットルバルブが設けられ、前記吸気状態検出手段は、前記スロットルバルブの開度を検出するスロットル開度センサであり、前記バルブ開度推定手段は、前記最大吸入空気量、前記最低負圧及び/又は前記最大回転数と前記スロットル開度センサが検出した前記スロットルバルブの開度とを用いて、前記EGR装置のバルブの開度を推定する。   (2) The intake system is provided with a throttle valve for adjusting the amount of intake air taken into the internal combustion engine from the intake system, and the intake state detection means detects the opening of the throttle valve. A throttle opening sensor, wherein the valve opening estimating means uses the maximum intake air amount, the minimum negative pressure and / or the maximum rotation speed and the throttle valve opening detected by the throttle opening sensor; Then, the opening degree of the valve of the EGR device is estimated.

(3) 前記吸気系には、前記吸入空気に対する二次ガスを該吸気系に供給するための二次ガス供給用バルブも設けられ、前記吸気状態検出手段は、前記二次ガス供給用バルブの開度を検出する二次ガス用開度センサであり、前記バルブ開度推定手段は、前記最大吸入空気量、前記最低負圧及び/又は前記最大回転数と前記二次ガス用開度センサが検出した前記二次ガス供給用バルブの開度とを用いて、前記EGR装置のバルブの開度を推定する。   (3) The intake system is also provided with a secondary gas supply valve for supplying a secondary gas for the intake air to the intake system, and the intake state detection means is provided with the secondary gas supply valve. A secondary gas opening sensor for detecting an opening, wherein the valve opening estimating means includes the maximum intake air amount, the minimum negative pressure and / or the maximum rotation speed and the secondary gas opening sensor. Based on the detected opening of the secondary gas supply valve, the opening of the valve of the EGR device is estimated.

(4) 上記(3)の場合において、前記二次ガス供給用バルブは、前記内燃機関内に発生した前記二次ガスとしてのブローバイガスを前記吸気系に導くブローバイガス還元装置を構成する逆止弁である。   (4) In the case of the above (3), the secondary gas supply valve is a check that constitutes a blow-by gas reduction device that guides the blow-by gas as the secondary gas generated in the internal combustion engine to the intake system. It is a valve.

(5) 前記吸気系には、該吸気系から前記内燃機関に吸入される吸入空気量を調整するためのスロットルバルブと、該スロットルバルブをバイパスするバイパス通路とが設けられ、前記吸気状態検出手段は、前記バイパス通路に設けられ、アイドル状態の前記内燃機関に吸入される吸入空気量を調整するための調整用バルブの開度を検出する二次空気用開度センサである。なお、前記二次空気は、前記調整用バルブ及び前記バイパス通路を経由して、前記吸気系における前記スロットルバルブの下流側に供給される吸入空気の一部である。   (5) The intake system is provided with a throttle valve for adjusting the amount of intake air taken into the internal combustion engine from the intake system, and a bypass passage that bypasses the throttle valve, and the intake state detection means Is an opening sensor for secondary air that is provided in the bypass passage and detects the opening of an adjustment valve for adjusting the amount of intake air taken into the idle internal combustion engine. The secondary air is part of the intake air supplied to the downstream side of the throttle valve in the intake system via the adjustment valve and the bypass passage.

上述した(1)〜(5)のいずれの構成においても、前記吸入空気量、前記最低負圧及び/又は前記最大回転数と前記吸気系の吸気状態とを検出することが可能であるため、前記バルブ開度推定手段は、検出された前記吸入空気量、前記最低負圧及び/又は前記最大回転数と前記吸気状態とに基づいて前記EGR装置のバルブの開度を精度よく推定することができる。   In any of the configurations (1) to (5) described above, the intake air amount, the minimum negative pressure and / or the maximum rotational speed and the intake state of the intake system can be detected. The valve opening degree estimating means accurately estimates the opening degree of the valve of the EGR device based on the detected intake air amount, the minimum negative pressure and / or the maximum rotation speed and the intake state. it can.

そして、上述した本発明に係るEGRシステムは、前記EGR装置を制御することにより、前記排気ガスの一部を前記吸気系に還流させる制御手段と、前記排気系に設けられ、空燃比を検出する空燃比検出手段とをさらに有し、前記制御手段は、前記EGR装置を制御して前記排気ガスの一部を前記吸気系に還流させる場合に、前記空燃比検出手段で検出された前記空燃比が所定範囲内にあれば、前記バルブ開度推定手段が推定した前記EGR装置のバルブの開度を所定値に補正することが好ましい。このように、前記空燃比も考慮して、前記EGR装置のバルブの開度を補正することにより、前記排気ガスの還流量を一層精度よく制御することができる。   The EGR system according to the present invention described above is provided with a control means for recirculating a part of the exhaust gas to the intake system by controlling the EGR device, and detects the air-fuel ratio. An air-fuel ratio detection means, and the control means controls the EGR device to recirculate a part of the exhaust gas to the intake system, and the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio detection means Is within a predetermined range, the valve opening of the EGR device estimated by the valve opening estimating means is preferably corrected to a predetermined value. Thus, the recirculation amount of the exhaust gas can be controlled more accurately by correcting the valve opening of the EGR device in consideration of the air-fuel ratio.

また、本発明に係るEGRシステムは、前記排気系に設けられ、空燃比を検出する空燃比検出手段と、前記吸気系における前記内燃機関の有する燃料噴射手段より噴射される燃料の噴射時間を設定する燃料噴射時間設定手段とをさらに有し、前記燃料噴射時間設定手段は、前記空燃比検出手段で検出された前記空燃比が所定範囲内から外れている場合には、前記噴射時間を所定値に補正することが好ましい。前記空燃比を考慮して、前記噴射時間を補正することにより、前記燃料噴射手段からの前記燃料の噴射量を精度よく制御することができるので、前記内燃機関の燃費が向上する。   The EGR system according to the present invention is provided in the exhaust system and sets an injection time of fuel injected from an air-fuel ratio detection means for detecting an air-fuel ratio and a fuel injection means of the internal combustion engine in the intake system. Fuel injection time setting means for performing the injection time setting when the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio detection means is out of a predetermined range. It is preferable to correct it. By correcting the injection time in consideration of the air-fuel ratio, the fuel injection amount from the fuel injection means can be controlled with high accuracy, and the fuel efficiency of the internal combustion engine is improved.

本発明によれば、以下の効果が得られる。   According to the present invention, the following effects can be obtained.

すなわち、リフトセンサ(開度センサ)を用いることなく、既存のセンサである吸入空気量検出手段、負圧検出手段及び/又は回転数検出手段と吸気状態検出手段とを用いて検出した吸入空気量、吸入空気の負圧及び/又は内燃機関の回転数と吸気状態とに基づいてEGR装置のバルブの開度を推定するので、前記内燃機関の燃焼に起因した燃焼生成物の前記バルブや排気還流手段への付着によって排気ガスの還流量が減少する可能性があっても、前記EGR装置を精度よく制御することが可能になると共に、コストを低減することができる。また、前記EGR装置の故障の検知精度も高めることが可能となる。   That is, without using a lift sensor (opening sensor), an intake air amount detected by using an intake air amount detecting means, a negative pressure detecting means and / or a rotation speed detecting means and an intake state detecting means, which are existing sensors. Since the opening of the valve of the EGR device is estimated based on the negative pressure of the intake air and / or the rotational speed of the internal combustion engine and the intake state, the valve of the combustion product resulting from the combustion of the internal combustion engine and the exhaust gas recirculation Even if the exhaust gas recirculation amount may decrease due to adhesion to the means, the EGR device can be accurately controlled and the cost can be reduced. In addition, it is possible to improve the accuracy of detecting a failure of the EGR device.

本実施形態に係るEGRシステムの概略構成説明図である。It is a schematic structure explanatory view of an EGR system concerning this embodiment. 図2A及び図2Bは、EGR装置のバルブの開度の推定動作及びEGR装置の故障検知動作、並びに、空燃比に対するフィードバック制御処理をそれぞれ説明するためのフローチャートである。2A and 2B are flow charts for explaining an estimation operation of the valve opening of the EGR device, a failure detection operation of the EGR device, and a feedback control process for the air-fuel ratio, respectively. 図3A〜図3Cは、図2Aのフローチャートにおいて用いられるEGR装置のバルブの開度(リフト量)を推定するためのマップである。3A to 3C are maps for estimating the valve opening (lift amount) of the EGR device used in the flowchart of FIG. 2A. 図4Aは、EGR装置に供給されるEGR制御信号のデューティを算出するためのマップであり、図4Bは、インジェクタに供給されるインジェクタ制御信号の通電時間を算出するためのマップであり、図4Cは、図4Aのデューティを補正するためのマップであり、図4Dは、図4Bの通電時間を補正するためのマップである。4A is a map for calculating the duty of the EGR control signal supplied to the EGR device, and FIG. 4B is a map for calculating the energization time of the injector control signal supplied to the injector. Is a map for correcting the duty of FIG. 4A, and FIG. 4D is a map for correcting the energization time of FIG. 4B. 図5Aは、EGR装置のバルブに対する故障解消モードの実施を説明するためのフローチャートであり、図5Bは、図5Aのフローチャートで用いられるリフト量からバルブの全開及び全閉の実行回数を決定するためのマップである。FIG. 5A is a flowchart for explaining the execution of the failure elimination mode for the valve of the EGR device, and FIG. 5B is for determining the number of times of full opening and closing of the valve from the lift amount used in the flowchart of FIG. 5A. It is a map of.

本発明に係るEGRシステムについて好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。   Preferred embodiments of the EGR system according to the present invention will be described below and described in detail with reference to the accompanying drawings.

[本実施形態の構成]
図1において、本実施形態に係るEGRシステム10は、エンジン(内燃機関)12に吸気装置(吸気系)14と排気装置(排気系)16とを設け、吸気装置14と排気装置16とをEGR通路(排気還流手段)18で接続し、該EGR通路18の途中にEGR装置20を設けた構成において、EGR装置20を制御することで吸気装置14と排気装置16とを連通させて、エンジン12から排出される排気ガスの一部を吸気装置14に再循環させると共に、該EGR装置20の故障の有無を診断するための装置である。なお、図1では、複数のシリンダを有する多気筒のエンジン12と、該エンジン12に接続された吸気装置14及び排気装置16とを模式的に図示している。また、EGR装置20は、シャフト22の先端に装着されたバルブ24を備え、シャフト22を変位させてバルブ24を弁開状態にすることで、吸気装置14と排気装置16とを連通可能である。
[Configuration of this embodiment]
In FIG. 1, an EGR system 10 according to the present embodiment is provided with an intake device (intake system) 14 and an exhaust device (exhaust system) 16 in an engine (internal combustion engine) 12, and the intake device 14 and the exhaust device 16 are connected to EGR. In a configuration in which the EGR device 20 is provided in the middle of the EGR passage 18 by connecting with the passage (exhaust gas recirculation means) 18, the intake device 14 and the exhaust device 16 are communicated with each other by controlling the EGR device 20. A part of the exhaust gas discharged from the exhaust gas is recirculated to the intake device 14 and diagnoses whether the EGR device 20 is faulty. In FIG. 1, a multi-cylinder engine 12 having a plurality of cylinders, and an intake device 14 and an exhaust device 16 connected to the engine 12 are schematically illustrated. Further, the EGR device 20 includes a valve 24 attached to the tip of the shaft 22, and the intake device 14 and the exhaust device 16 can communicate with each other by displacing the shaft 22 to open the valve 24. .

ここで、EGRシステム10が適用されるエンジン12、吸気装置14及び排気装置16について説明する。   Here, the engine 12, the intake device 14, and the exhaust device 16 to which the EGR system 10 is applied will be described.

エンジン12は、例えば、自動車や自動二輪車等の車両に搭載され、エンジン本体30の内部には複数のシリンダ室32が形成されている。各シリンダ室32には、ピストン34が軸線方向に沿って変位自在に設けられている。すなわち、ピストン34のストローク変位により、エンジン12における吸気、圧縮、燃焼及び排気の各行程が行われる。そして、ピストン34からコネクティングロッド36及びクランクシャフト38を介してエンジン12の駆動力が出力される。なお、図1では、1つのシリンダ室32のみ図示している。   The engine 12 is mounted on a vehicle such as an automobile or a motorcycle, for example, and a plurality of cylinder chambers 32 are formed inside the engine body 30. Each cylinder chamber 32 is provided with a piston 34 that can be displaced along the axial direction. That is, the strokes of the piston 34 cause intake, compression, combustion, and exhaust strokes in the engine 12. Then, the driving force of the engine 12 is output from the piston 34 via the connecting rod 36 and the crankshaft 38. In FIG. 1, only one cylinder chamber 32 is shown.

また、シリンダ室32の上方に形成される燃焼室39には、吸気ポート40及び排気ポート42がそれぞれ開口している。吸気ポート40には吸気バルブ44が設けられる一方で、排気ポート42には排気バルブ46が設けられている。吸気ポート40と排気ポート42との間の燃焼室39の上方には、各燃焼室39毎に点火プラグ48が設けられている。   An intake port 40 and an exhaust port 42 are opened in the combustion chamber 39 formed above the cylinder chamber 32. The intake port 40 is provided with an intake valve 44, while the exhaust port 42 is provided with an exhaust valve 46. An ignition plug 48 is provided for each combustion chamber 39 above the combustion chamber 39 between the intake port 40 and the exhaust port 42.

さらに、エンジン本体30にはウォータジャケット50が形成され、図示しないラジエータとウォータジャケット50との間で冷却水を循環させることにより、エンジン12のピストン34等を冷却することができる。   Further, a water jacket 50 is formed in the engine main body 30, and the piston 34 and the like of the engine 12 can be cooled by circulating cooling water between a radiator (not shown) and the water jacket 50.

さらにまた、エンジン12には、シリンダ室32内に発生したブローバイガス(二次ガス)を吸気装置14に導くためのブローバイガス還元装置(PCV)52が設けられている。   Further, the engine 12 is provided with a blow-by gas reduction device (PCV) 52 for guiding blow-by gas (secondary gas) generated in the cylinder chamber 32 to the intake device 14.

PCV52は、シリンダ室32に連通し、ブローバイガスが通過するガス通路54と、ガス通路54の下流側の吸気ポート40及び排気ポート42近傍に形成されたチャンバ56と、チャンバ56からブローバイガスをエンジン12外に排出させるための逆止弁(二次ガス供給用バルブ)58と、チャンバ56を逆止弁58を介して吸気装置14のタンク部64に連結させるガス通路59とから構成される。従って、ブローバイガスは、シリンダ室32からガス通路54、チャンバ56、逆止弁58及びガス通路59を通過して吸気装置14に導かれ、エアクリーナ72を通じて外部から吸気装置14に取り込まれた吸入空気と共に、吸気ポート40に吸入される。   The PCV 52 communicates with the cylinder chamber 32, and includes a gas passage 54 through which blow-by gas passes, a chamber 56 formed in the vicinity of the intake port 40 and the exhaust port 42 on the downstream side of the gas passage 54, and blow-by gas from the chamber 56 as an engine. 12 includes a check valve (secondary gas supply valve) 58 for discharging to the outside and a gas passage 59 for connecting the chamber 56 to the tank portion 64 of the intake device 14 via the check valve 58. Accordingly, the blow-by gas is introduced from the cylinder chamber 32 through the gas passage 54, the chamber 56, the check valve 58 and the gas passage 59 to the intake device 14, and the intake air taken into the intake device 14 from the outside through the air cleaner 72. At the same time, the air is sucked into the intake port 40.

各吸気ポート40には、吸気装置14を構成するインテークマニホールド60の吸気分岐管62がそれぞれ接続されている。インテークマニホールド60は、下流側としてのエンジン12側で複数本に分岐するように枝状に形成された各吸気分岐管62と、各吸気分岐管62と接続するように形成され、所定容量を有するタンク部64と、タンク部64の上流側に形成され、各吸気分岐管62を纏める吸気集合管66とから構成される。なお、前述のように、図1では、1つのシリンダ室32のみ図示しているため、インテークマニホールド60についても、1つの吸気分岐管62のみ図示している。   Each intake port 40 is connected to an intake branch pipe 62 of an intake manifold 60 constituting the intake device 14. The intake manifold 60 is formed so as to be connected to each intake branch pipe 62 and each intake branch pipe 62 formed in a branch shape so as to branch into a plurality of pipes on the engine 12 side as the downstream side, and has a predetermined capacity. The tank portion 64 is formed on the upstream side of the tank portion 64 and includes an intake manifold 66 that collects the intake branch pipes 62. As described above, since only one cylinder chamber 32 is illustrated in FIG. 1, only one intake branch pipe 62 is illustrated for the intake manifold 60.

吸気集合管66には、図示しないアクセルペダルの操作に連動して開閉するスロットルバルブ68を含むスロットルボディ70が設けられている。スロットルボディ70の上流側にはエアクリーナ72が設けられ、該エアクリーナ72を通じて外部からインテークマニホールド60に吸入空気が取り込まれる。この場合、エアクリーナ72によって吸入空気に含有される塵埃等が好適に除去される。   The intake manifold 66 is provided with a throttle body 70 including a throttle valve 68 that opens and closes in response to an operation of an accelerator pedal (not shown). An air cleaner 72 is provided on the upstream side of the throttle body 70, and intake air is taken into the intake manifold 60 from the outside through the air cleaner 72. In this case, dust or the like contained in the intake air is suitably removed by the air cleaner 72.

また、各吸気分岐管62には、燃料を噴射するインジェクタ(燃料噴射手段)74が吸気ポート40と対向するようにそれぞれ配設されている。なお、インジェクタ74が燃焼室39内に直接向けて配設される直噴エンジンにも適用可能である。   Each intake branch pipe 62 is provided with an injector (fuel injection means) 74 for injecting fuel so as to face the intake port 40. Note that the present invention is also applicable to a direct injection engine in which the injector 74 is disposed directly in the combustion chamber 39.

さらに、吸気集合管66には、スロットルボディ70をバイパスするようにアイドル回転数制御装置76が並設されている。アイドル回転数制御装置76は、スロットルバルブ68をバイパスするバイパス通路78と、バイパス通路78に設けられ、アイドル状態のエンジン12に吸入される吸入空気量を調整するための調整用バルブ(IACV、二次空気供給用バルブ)79とから構成される。従って、スロットルバルブ68が閉じている場合には、吸入空気(二次空気)がバイパス通路78及び調整用バルブ79を経由して、吸気集合管66におけるスロットルバルブ68の下流側に流入する。   Further, an idle speed control device 76 is provided in the intake manifold 66 so as to bypass the throttle body 70. The idle speed control device 76 is provided in the bypass passage 78 that bypasses the throttle valve 68 and the bypass passage 78, and an adjustment valve (IACV, two for adjusting the amount of intake air taken into the engine 12 in the idle state. Secondary air supply valve) 79. Therefore, when the throttle valve 68 is closed, the intake air (secondary air) flows through the bypass passage 78 and the adjustment valve 79 to the downstream side of the throttle valve 68 in the intake manifold 66.

一方、各排気ポート42には、排気装置16を構成するエキゾーストマニホールド80の排気分岐管82がそれぞれ接続されている。エキゾーストマニホールド80は、上流側としてのエンジン12側で複数本に分岐するように枝状に形成された各排気分岐管82と、各排気分岐管82を纏める排気集合管84とから構成される。排気集合管84には、エンジン12の排気行程によって各排気ポート42から排気された排気ガス中のCO、HC及びNOx等を浄化する三元触媒等の触媒86が設けられている。なお、図1では、エキゾーストマニホールド80についても、1つの排気分岐管82のみ図示している。   On the other hand, an exhaust branch pipe 82 of an exhaust manifold 80 constituting the exhaust device 16 is connected to each exhaust port 42. The exhaust manifold 80 includes exhaust branch pipes 82 that are formed in a branch shape so as to branch into a plurality of pipes on the engine 12 side as the upstream side, and exhaust collecting pipes 84 that collect the exhaust branch pipes 82. The exhaust collecting pipe 84 is provided with a catalyst 86 such as a three-way catalyst for purifying CO, HC, NOx and the like in the exhaust gas exhausted from each exhaust port 42 by the exhaust stroke of the engine 12. In FIG. 1, only one exhaust branch pipe 82 is shown for the exhaust manifold 80.

排気集合管84の上流側と吸気分岐管62の下流側とは、EGR通路18で接続されている。EGR通路18は、排気集合管84の上流側から延びる排気側排気還流管90をEGR装置20の入力ポート92に接続すると共に、吸気分岐管62の下流側から延びる吸気側排気還流管94をEGR装置20の出力ポート96に接続することにより構成される。   The upstream side of the exhaust collecting pipe 84 and the downstream side of the intake branch pipe 62 are connected by an EGR passage 18. The EGR passage 18 connects an exhaust side exhaust gas recirculation pipe 90 extending from the upstream side of the exhaust collecting pipe 84 to the input port 92 of the EGR device 20 and also connects an intake side exhaust gas recirculation pipe 94 extending from the downstream side of the intake branch pipe 62 to the EGR. It is configured by connecting to the output port 96 of the device 20.

そして、EGR装置20においては、シャフト22が軸線方向に変位して、バルブ24が入力ポート92から離間すれば、弁開状態となり、排気ガスの一部を排気集合管84から排気側排気還流管90、EGR装置20及び吸気側排気還流管94を介して、吸気分岐管62に還流させることができる。この結果、吸気装置14に還流された排気ガスと、該吸気装置14の上流側からの吸入空気及びブローバイガスとに対して、インジェクタ74から燃料を噴射すると、吸気ポート40近傍で燃料と吸入空気、還流された排気ガス及びブローバイガスとが混合した混合気が形成され、エンジン12の吸気行程において、該混合気を燃焼室39に吸入することができる。なお、シャフト22の軸線方向への変位によって、バルブ24が入力ポート92を閉塞すれば、EGR装置20は弁閉状態となり、排気集合管84と吸気分岐管62との連通状態が遮断される(排気ガスの還流動作が停止に至る)。   In the EGR device 20, when the shaft 22 is displaced in the axial direction and the valve 24 is separated from the input port 92, the valve is opened, and a part of the exhaust gas is discharged from the exhaust collecting pipe 84 to the exhaust side exhaust recirculation pipe. 90, the air can be recirculated to the intake branch pipe 62 via the EGR device 20 and the intake side exhaust recirculation pipe 94. As a result, when the fuel is injected from the injector 74 to the exhaust gas recirculated to the intake device 14 and the intake air and blow-by gas from the upstream side of the intake device 14, the fuel and intake air near the intake port 40. Then, an air-fuel mixture is formed by mixing the recirculated exhaust gas and blow-by gas, and the air-fuel mixture can be sucked into the combustion chamber 39 during the intake stroke of the engine 12. If the valve 24 closes the input port 92 due to the displacement of the shaft 22 in the axial direction, the EGR device 20 is closed, and the communication state between the exhaust collecting pipe 84 and the intake branch pipe 62 is shut off ( The exhaust gas recirculation operation stops).

また、図1において、エンジン12、吸気装置14及び排気装置16には、吸気系統に関わる各種の状態、すなわち、吸気装置14の吸気状態と、吸入空気の負圧PB、吸入空気量AFMQAIR及び/又はエンジン回転数(内燃機関の回転数)NEとを検出するために、下記の検出手段が配設されている。   In FIG. 1, the engine 12, the intake device 14, and the exhaust device 16 include various states related to the intake system, that is, the intake state of the intake device 14, the negative pressure PB of the intake air, the intake air amount AFMQAIR, and / or Alternatively, in order to detect the engine rotational speed (the rotational speed of the internal combustion engine) NE, the following detection means is provided.

吸気装置14の吸気集合管66には、外部からエアクリーナ72を通じて吸気集合管66に取り込まれた吸入空気の量(吸入空気量AFMQAIR)を検出するセンサとしてのエアフローメータ(吸入空気量検出手段)100が設けられている。また、タンク部64には、エンジン12の吸気行程において、吸気装置14からエンジン12の燃焼室39に吸入される吸入空気の負圧PBを検出する負圧センサ(負圧検出手段)102が設けられている。さらに、スロットルボディ70には、スロットルバルブ68の開度を検出するスロットル開度センサ130が設けられている。さらにまた、アイドル回転数制御装置76には、IACV79の開度を検出するIACV開度センサ(二次空気用開度センサ)132が設けられている。なお、以下の説明において、エアフローメータ100は、センサ100ともいう。   An air flow meter (intake air amount detection means) 100 as a sensor for detecting the amount of intake air (intake air amount AFMQAIR) taken into the intake manifold 66 through the air cleaner 72 from the outside is provided in the intake manifold 66 of the intake device 14. Is provided. Further, the tank portion 64 is provided with a negative pressure sensor (negative pressure detecting means) 102 for detecting the negative pressure PB of the intake air taken into the combustion chamber 39 of the engine 12 from the intake device 14 during the intake stroke of the engine 12. It has been. Further, the throttle body 70 is provided with a throttle opening sensor 130 that detects the opening of the throttle valve 68. Further, the idle speed control device 76 is provided with an IACV opening sensor (secondary air opening sensor) 132 for detecting the opening of the IACV 79. In the following description, the air flow meter 100 is also referred to as a sensor 100.

エンジン12には、クランクシャフト38のクランク角に基づいて、エンジン回転数NEを検出するエンジン回転数センサ(回転数検出手段)104(例えば、クランクポジションセンサ)が設けられている。また、エンジン本体30には、ウォータジャケット50内の冷却水の温度(水温TW)を検出する水温センサ106が設けられている。さらに、エンジン本体30には、逆止弁58の開度を検出する逆止弁開度センサ(二次ガス用開度センサ)134も設けられている。   The engine 12 is provided with an engine speed sensor (rotation speed detecting means) 104 (for example, a crank position sensor) that detects the engine speed NE based on the crank angle of the crankshaft 38. The engine body 30 is provided with a water temperature sensor 106 that detects the temperature of the cooling water in the water jacket 50 (water temperature TW). Further, the engine body 30 is also provided with a check valve opening sensor (secondary gas opening sensor) 134 for detecting the opening of the check valve 58.

排気装置16の排気集合管84には、排気ガスに対してリーンからリッチにかけての広範囲にわたる空燃比LAFをリニアに検出可能な空燃比検出手段としての広域空燃比センサ(LAFセンサ)108が設けられている。なお、LAFセンサ108は、排気ガス中の酸素濃度に基づき空燃比LAFを検出するので、排気ガスの一部が流入する排気側排気還流管90にLAFセンサ108を設けてもよい。   The exhaust collecting pipe 84 of the exhaust device 16 is provided with a wide area air-fuel ratio sensor (LAF sensor) 108 as an air-fuel ratio detecting means capable of linearly detecting an air-fuel ratio LAF over a wide range from lean to rich with respect to the exhaust gas. ing. Since the LAF sensor 108 detects the air-fuel ratio LAF based on the oxygen concentration in the exhaust gas, the LAF sensor 108 may be provided in the exhaust side exhaust gas recirculation pipe 90 into which a part of the exhaust gas flows.

これらのセンサ100〜108、130〜134の検出結果(を示す検出信号)は、エンジンコントロールユニット(ECU)110に出力される。   Detection results (indicating detection signals) of these sensors 100 to 108 and 130 to 134 are output to an engine control unit (ECU) 110.

ECU(バルブ開度推定手段、判定手段、信号出力手段)110は、上述の各センサ100〜108、130〜134の検出結果に基づいて、エンジン12、EGR装置20、点火プラグ48、逆止弁58、スロットルバルブ68、インジェクタ74及びIACV79等を制御する。また、ECU110は、各種の情報を記憶するメモリ112と、バルブ24の開度(シャフト22の軸線方向への移動に起因した入力ポート92に対するバルブ24のリフト量)を推定するための推定処理、及び、EGR装置20の故障診断処理に用いられる各種のマップ138〜144と、空燃比LAFに対するフィードバック制御に用いられる各種のマップ146〜152と、エンジン12の燃焼に起因した燃焼生成物のバルブ24への付着等によってEGR装置20が故障するおそれがある場合に、燃焼生成物の付着等を解消するための故障解消モードを実施する際に用いられるマップ154とを有する。   The ECU (valve opening estimation means, determination means, signal output means) 110 is based on the detection results of the sensors 100 to 108 and 130 to 134 described above, the engine 12, the EGR device 20, the ignition plug 48, and the check valve. 58, the throttle valve 68, the injector 74, the IACV 79, and the like. The ECU 110 also includes a memory 112 that stores various types of information and an estimation process for estimating the opening degree of the valve 24 (the lift amount of the valve 24 with respect to the input port 92 due to the movement of the shaft 22 in the axial direction). Further, various maps 138 to 144 used for failure diagnosis processing of the EGR device 20, various maps 146 to 152 used for feedback control with respect to the air-fuel ratio LAF, and the valve 24 of the combustion product resulting from the combustion of the engine 12 When there is a possibility that the EGR device 20 may break down due to adhesion to the gas, etc., there is a map 154 that is used when performing a failure elimination mode for eliminating adhesion of combustion products and the like.

この場合、ECU110は、各センサ100〜106の検出結果と、マップ138、140、144とを用いて、EGR装置20が作動していない状態でのバルブ24のリフト量を推定すると共に、推定したリフト量に基づいてEGR装置20の故障の有無を診断する。また、ECU110は、推定したリフト量が0でない場合(弁閉状態でない場合)には、該リフト量とマップ142とを用いて、EGR装置20に供給されるEGR制御信号のデューティの補正量Open_Dutyを決定する。さらに、EGR装置20に対する故障診断処理を行った結果、該EGR装置20に何らかの故障が発生したと判断した場合には、該故障の発生を示す警告信号を警告手段としての故障警告灯(MIL)122に出力する。MIL122は、警告信号に基づいて、EGR装置20の故障の発生を外部(ドライバー)に報知する。   In this case, the ECU 110 estimates and estimates the lift amount of the valve 24 when the EGR device 20 is not in operation using the detection results of the sensors 100 to 106 and the maps 138, 140, and 144. The presence or absence of a failure of the EGR device 20 is diagnosed based on the lift amount. Further, when the estimated lift amount is not 0 (when the valve is not closed), the ECU 110 uses the lift amount and the map 142 to use the EGR control signal duty correction amount Open_Duty supplied to the EGR device 20. To decide. Further, when it is determined that a failure has occurred in the EGR device 20 as a result of performing the failure diagnosis process on the EGR device 20, a failure warning lamp (MIL) serving as a warning means indicates a warning signal indicating the occurrence of the failure. It outputs to 122. The MIL 122 notifies the outside (driver) of the occurrence of a failure of the EGR device 20 based on the warning signal.

また、空燃比LAFに対するフィードバック制御を行う場合、ECU110は、各センサ102〜108の検出結果と、マップ146〜152と、デューティの補正量Open_Dutyとを用いて、EGR制御信号のデューティを補正すると共に、インジェクタ74から噴射する燃料の噴射時間(インジェクタ74に供給される該インジェクタ74への通電時間)を補正する。   When performing feedback control on the air-fuel ratio LAF, the ECU 110 corrects the duty of the EGR control signal using the detection results of the sensors 102 to 108, the maps 146 to 152, and the duty correction amount Open_Duty. The injection time of the fuel injected from the injector 74 (the energization time supplied to the injector 74 to the injector 74) is corrected.

従って、本実施形態に係るEGRシステム10は、上述したEGR通路18及びEGR装置20と、各センサ100〜108、130〜134と、ECU110(及び該ECU110内の各構成要素)と、MIL122とにより構成される。   Therefore, the EGR system 10 according to the present embodiment includes the EGR passage 18 and the EGR device 20 described above, the sensors 100 to 108 and 130 to 134, the ECU 110 (and each component in the ECU 110), and the MIL 122. Composed.

なお、前述した故障解消モードの実施が必要とされるEGR装置20の主たる故障原因には、下記(1)〜(3)がある。すなわち、(1)バルブ24と図示しないバルブシートとの間に異物が挟まった状態となる異物噛込、(2)バルブ24及びバルブシートのシート面の少なくとも一方に燃焼生成物が局所的に堆積した状態となるデポジット、(3)シャフト22と図示しない軸受との間に燃焼生成物が固着して該シャフト22が動かない状態となるスティック、がある。   In addition, the following (1) to (3) are the main causes of failure of the EGR device 20 that needs to perform the failure elimination mode described above. That is, (1) foreign matter biting in which foreign matter is sandwiched between the valve 24 and a valve seat (not shown), and (2) combustion products locally accumulate on at least one of the valve 24 and the seat surface of the valve seat. And (3) a stick in which a combustion product adheres between the shaft 22 and a bearing (not shown) and the shaft 22 does not move.

そこで、EGRシステム10では、このような異物噛込、デポジット、スティック等のEGR装置20の故障原因を解消するために、エンジン12の動作停止時(イグニッションスイッチのオフ時)に、バルブ24の全開と全閉とを繰り返し実行することにより、異物噛込、デポジット、スティックを除去する故障解消モードを実施する。   Therefore, in the EGR system 10, in order to eliminate the cause of failure of the EGR device 20 such as foreign matter biting, deposit, stick, etc., when the operation of the engine 12 is stopped (when the ignition switch is turned off), the valve 24 is fully opened. The failure elimination mode for removing foreign objects, deposits, and sticks is performed by repeatedly executing and fully closing.

具体的に、ECU110は、バルブ24のリフト量とバルブ24の全開及び全閉の実行回数との関係を示すマップ154を有している。そこで、ECU110は、推定したバルブ24のリフト量がEGR装置20の故障発生の判断基準となる所定の第1閾値より大きければ、マップ154を参照して、推定したバルブ24の開度から故障解消モードの実施時におけるバルブ24の全開及び全閉の実行回数を決定し、決定した実行回数に応じたEGR制御信号をEGR装置20に供給する。   Specifically, the ECU 110 has a map 154 that shows the relationship between the lift amount of the valve 24 and the number of times that the valve 24 is fully opened and fully closed. Therefore, if the estimated lift amount of the valve 24 is larger than a predetermined first threshold value that is a criterion for determining the occurrence of the failure of the EGR device 20, the ECU 110 refers to the map 154 and resolves the failure from the estimated opening degree of the valve 24. The number of executions of fully opening and closing the valve 24 when the mode is executed is determined, and an EGR control signal corresponding to the determined number of executions is supplied to the EGR device 20.

この場合、EGR制御信号は、バルブ24の全開動作に対して100%のフルデューティとなり、全閉動作に対して0%のデューティとなるパルス信号である。すなわち、EGR制御信号は、バルブ24の全開及び全閉の実行回数分だけのパルスから構成される信号である。従って、EGR装置20では、該EGR制御信号のパルスに従って、バルブ24の全開及び全閉を実行回数分だけ行わせることができる。   In this case, the EGR control signal is a pulse signal having a full duty of 100% for the fully open operation of the valve 24 and a duty of 0% for the fully closed operation. In other words, the EGR control signal is a signal composed of pulses corresponding to the number of times that the valve 24 is fully opened and fully closed. Therefore, the EGR device 20 can cause the valve 24 to be fully opened and closed by the number of executions in accordance with the pulse of the EGR control signal.

また、ECU110は、上述した故障解消モードの実施後に推定したバルブ24のリフト量が、デポジット等の故障原因を解消できなかったときのリフト量を示す所定の第2閾値より大きければ、故障解消モードを実施しても故障原因を解消できなかったと判断し、その判断結果を示す警告信号をMIL122に出力する。MIL122は、この警告信号に基づいて、EGR装置20の故障と、故障原因を解消できなかったこととをドライバーに報知する。   Further, if the lift amount of the valve 24 estimated after the above-described failure elimination mode is greater than a predetermined second threshold value indicating the lift amount when failure causes such as deposits cannot be eliminated, the ECU 110 determines that the failure elimination mode. It is determined that the cause of the failure could not be resolved even if the operation is performed, and a warning signal indicating the determination result is output to the MIL 122. Based on the warning signal, the MIL 122 notifies the driver that the EGR device 20 has failed and the cause of the failure has not been resolved.

なお、上記の第1閾値と第2閾値とは、同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。   The first threshold value and the second threshold value may be the same value or different values.

[本実施形態の動作]
本実施形態に係るEGRシステム10は、以上のように構成されるものであり、次に、該EGRシステム10の動作について、図2A〜図5Bを参照しながら説明する。なお、この説明では、必要に応じて、図1も参照しながら説明する。
[Operation of this embodiment]
The EGR system 10 according to the present embodiment is configured as described above. Next, the operation of the EGR system 10 will be described with reference to FIGS. 2A to 5B. In addition, in this description, it demonstrates, also referring FIG. 1 as needed.

図2Aは、EGRシステム10によるEGR装置20のバルブ24のリフト量の推定処理、及び、EGR装置20の故障診断処理のフローチャートである。図2Bは、空燃比LAFに対するフィードバック制御処理のフローチャートである。   FIG. 2A is a flowchart of the lift amount estimation processing of the valve 24 of the EGR device 20 and the failure diagnosis processing of the EGR device 20 by the EGR system 10. FIG. 2B is a flowchart of feedback control processing for the air-fuel ratio LAF.

先ず、EGRシステム10によるEGR装置20のバルブ24のリフト量の推定処理、及び、EGR装置20の故障診断処理について、図2A及び図3A〜図3Cを参照しながら説明する。   First, the estimation process of the lift amount of the valve 24 of the EGR device 20 and the failure diagnosis process of the EGR device 20 by the EGR system 10 will be described with reference to FIGS. 2A and 3A to 3C.

図2AのステップS1において、ドライバーが図示しないイグニッションスイッチをオンにすると、水温センサ106は、ウォータジャケット50内の冷却水の水温TWを検出し、該水温TWを示す検出信号をECU110に出力する(ステップS2)。   In step S1 of FIG. 2A, when the driver turns on an ignition switch (not shown), the water temperature sensor 106 detects the water temperature TW of the cooling water in the water jacket 50 and outputs a detection signal indicating the water temperature TW to the ECU 110 ( Step S2).

ステップS3でエンジン12が始動を開始すると、エアフローメータ100は、吸入空気量AFMQAIRを逐次検出して、該吸入空気量AFMQAIRを示す検出信号をECU110に出力し、負圧センサ102は、吸入空気の負圧PBを逐次検出して、負圧PBを示す検出信号をECU110に出力し、エンジン回転数センサ104は、エンジン回転数NEを逐次検出して、該エンジン回転数NEを示す検出信号をECU110に出力する。なお、ECU110は、エンジン12の始動開始に伴い、エンジン12の動作停止を示すエンジン停止フラグを立てないようにする(エンジン停止フラグ=0)。エンジン停止フラグは、メモリ112に記憶される。   When the engine 12 starts to start in step S3, the air flow meter 100 sequentially detects the intake air amount AFMQAIR, outputs a detection signal indicating the intake air amount AFMQAIR to the ECU 110, and the negative pressure sensor 102 detects the intake air amount. The negative pressure PB is sequentially detected and a detection signal indicating the negative pressure PB is output to the ECU 110, and the engine speed sensor 104 sequentially detects the engine speed NE and outputs a detection signal indicating the engine speed NE to the ECU 110. Output to. Note that the ECU 110 does not set an engine stop flag indicating that the operation of the engine 12 is stopped when the engine 12 is started (engine stop flag = 0). The engine stop flag is stored in the memory 112.

ところで、エンジン12が始動を開始すると、吸入空気量AFMQAIRは、短時間で急激に増大した後に、最大吸入空気量MAX_AFMQAIRに至り、その後、急速に低下して略一定値に落ち着く。また、負圧PBについても、エンジン12の始動開始後、短時間で急激に低下した後に、最低負圧MIN_PB(吸気装置14(例えば、インテークマニホールド60)内の圧力の最小値)に至り、その後、急速に上昇して略一定値に落ち着く。さらに、エンジン回転数NEについても、エンジン12の始動開始後、短時間で急激に増大した後に、最大エンジン回転数MAX_NE(エンジン回転数NEの最大値)に至り、その後、徐々に低下して略一定値に落ち着く。   By the way, when the engine 12 starts to start, the intake air amount AFMQAIR increases rapidly in a short time, reaches the maximum intake air amount MAX_AFMQAIR, and then rapidly decreases and settles to a substantially constant value. Further, the negative pressure PB also decreases rapidly after a short time after the start of the engine 12, and then reaches the minimum negative pressure MIN_PB (minimum value of the pressure in the intake device 14 (for example, the intake manifold 60)). It rises rapidly and settles to a nearly constant value. Further, the engine speed NE also increases rapidly in a short time after the start of the engine 12 and then reaches the maximum engine speed MAX_NE (maximum value of the engine speed NE). Settling to a certain value.

一方、エンジン12の燃焼に起因した燃焼生成物のEGR通路18内やバルブ24への付着等によって、排気装置16から吸気装置14に再循環される排気ガスの還流量が減少する。この結果、ECU110がEGR装置20を制御して所望の還流量の排気ガスを吸気装置14へ還流させようとしても、該所望の還流量と実際の還流量とが異なることになる。   On the other hand, the recirculation amount of the exhaust gas recirculated from the exhaust device 16 to the intake device 14 is reduced due to adhesion of combustion products resulting from the combustion of the engine 12 to the EGR passage 18 and the valve 24. As a result, even if the ECU 110 attempts to recirculate the exhaust gas having a desired recirculation amount to the intake device 14 by controlling the EGR device 20, the desired recirculation amount and the actual recirculation amount are different.

さらに、バルブ24への燃焼生成物の付着等に起因して、弁閉状態であるはずのEGR装置20のバルブ24が開いていれば、吸気装置14が外部から吸入空気を取り込んでも、該吸入空気がEGR通路18及びEGR装置20にリークする可能性がある。従って、EGR装置20の非作動領域において、このようなリークが発生すると、EGR装置20の弁閉状態(正常時)と比較して、最低負圧MIN_PBが上昇したり(最低負圧MIN_PBの絶対値が低下したり)、最大吸入空気量MAX_AFMQAIRが低下したり、最大エンジン回転数MAX_NEが低下することがある。   Further, if the valve 24 of the EGR device 20 that should be in a closed state is open due to adhesion of combustion products to the valve 24, the intake device 14 takes in the intake air from the outside. Air may leak into the EGR passage 18 and the EGR device 20. Therefore, when such a leak occurs in the non-operating region of the EGR device 20, the minimum negative pressure MIN_PB increases (the absolute value of the minimum negative pressure MIN_PB) as compared to the valve closed state (normal time) of the EGR device 20. The maximum intake air amount MAX_AFMQAIR may decrease, or the maximum engine speed MAX_NE may decrease.

そこで、ステップS4において、ECU110は、エアフローメータ100から最大吸入空気量MAX_AFMQAIRを示す検出信号、負圧センサ102から最低負圧MIN_PBを示す検出信号、及び/又は、エンジン回転数センサ104から最大エンジン回転数MAX_NEを示す検出信号が入力された場合には、最大吸入空気量MAX_AFMQAIR、最低負圧MIN_PB及び/又は最大エンジン回転数MAX_NEをメモリ112に記憶する。   Therefore, in step S4, the ECU 110 detects from the air flow meter 100 the detection signal indicating the maximum intake air amount MAX_AFMQAIR, the detection signal indicating the minimum negative pressure MIN_PB from the negative pressure sensor 102, and / or the maximum engine speed from the engine speed sensor 104. When a detection signal indicating the number MAX_NE is input, the maximum intake air amount MAX_AFMQAIR, the minimum negative pressure MIN_PB, and / or the maximum engine speed MAX_NE are stored in the memory 112.

次のステップS5において、ECU110は、マップ140を参照して、最低負圧MIN_PB及び水温TWに応じたバルブ24のリフト量を決定するか、マップ144を参照して、最大吸入空気量MAX_AFMQAIR及び水温TWに応じたバルブ24のリフト量を決定するか、あるいは、マップ138を参照して、最大エンジン回転数MAX_NE及び水温TWに応じたバルブ24のリフト量を決定する。   In the next step S5, the ECU 110 determines the lift amount of the valve 24 according to the minimum negative pressure MIN_PB and the water temperature TW with reference to the map 140, or refers to the map 144 with the maximum intake air amount MAX_AFMQAIR and the water temperature. The lift amount of the valve 24 corresponding to TW is determined, or the lift amount of the valve 24 corresponding to the maximum engine speed MAX_NE and the water temperature TW is determined with reference to the map 138.

図3Aは、マップ140に示す水温TWと最低負圧MIN_PBとリフト量との関係を示すグラフである。このグラフにおいて、複数の実線(曲線)は、異なるバルブ24のリフト量毎の水温TWと最低負圧MIN_PBとの関係を示す曲線であり、水温TWは、上記の各種のバルブ24の制御において支配的なパラメータであるため、同じ水温TWであれば、略同一の吸気状態と考えられ、特に、バルブ24のリフト量が大きくなる程、最低負圧MIN_PBは上昇する(最低負圧MIN_PBの絶対値は小さくなる)。   FIG. 3A is a graph showing the relationship between the water temperature TW, the minimum negative pressure MIN_PB, and the lift amount shown in the map 140. In this graph, a plurality of solid lines (curves) are curves showing the relationship between the water temperature TW and the minimum negative pressure MIN_PB for each lift amount of different valves 24, and the water temperature TW is controlled in the control of the various valves 24 described above. Therefore, if the water temperature TW is the same, it is considered that the intake states are substantially the same. In particular, as the lift amount of the valve 24 increases, the minimum negative pressure MIN_PB increases (the absolute value of the minimum negative pressure MIN_PB). Becomes smaller).

また、図3Bは、マップ144に示す水温TWと最大吸入空気量MAX_AFMQAIRとリフト量との関係を示すグラフである。このグラフにおいても同様に、複数の実線(曲線)は、異なるリフト量毎の水温TWと最大吸入空気量MAX_AFMQAIRとの関係を示す曲線であり、同じ水温TWであれば、リフト量が大きくなる程、最大吸入空気量MAX_AFMQAIRは低下する。   FIG. 3B is a graph showing the relationship between the water temperature TW, the maximum intake air amount MAX_AFMQAIR, and the lift amount shown in the map 144. Similarly, in this graph, a plurality of solid lines (curves) are curves indicating the relationship between the water temperature TW and the maximum intake air amount MAX_AFMQAIR for each different lift amount. If the water temperature TW is the same, the lift amount increases. The maximum intake air amount MAX_AFMQAIR decreases.

さらに、図3Cは、マップ138に示す水温TWと最大エンジン回転数MAX_NEとリフト量との関係を示すグラフである。このグラフにおいても同様に、複数の実線(直線)は、異なるリフト量毎の水温TWと最大エンジン回転数MAX_NEとの関係を示す直線であり、同じ水温TWであれば、リフト量が大きくなる程、最大エンジン回転数MAX_NEは低下する。   Further, FIG. 3C is a graph showing the relationship between the water temperature TW, the maximum engine speed MAX_NE, and the lift amount shown in the map 138. Similarly, in this graph, a plurality of solid lines (straight lines) are straight lines showing the relationship between the water temperature TW and the maximum engine speed MAX_NE for each different lift amount. If the water temperature TW is the same, the lift amount increases. The maximum engine speed MAX_NE decreases.

従って、ステップS5において、ECU110は、検出した水温TW及び最低負圧MIN_PB、検出した水温TW及び最大吸入空気量MAX_AFMQAIR、あるいは、検出した水温TW及び最大エンジン回転数MAX_NEに対応する曲線又は直線を特定し、該曲線又は直線の示すリフト量を、エンジン12の始動開始直後における非作動状態のEGR装置20でのバルブ24のリフト量Open_Liftとして特定する。特定されたリフト量Open_Liftは、メモリ112に記憶される。   Accordingly, in step S5, the ECU 110 specifies a curve or a straight line corresponding to the detected water temperature TW and the minimum negative pressure MIN_PB, the detected water temperature TW and the maximum intake air amount MAX_AFMQAIR, or the detected water temperature TW and the maximum engine speed MAX_NE. Then, the lift amount indicated by the curve or straight line is specified as the lift amount Open_Lift of the valve 24 in the non-operating EGR device 20 immediately after the start of the engine 12. The identified lift amount Open_Lift is stored in the memory 112.

ステップS6において、ECU110は、リフト量Open_Liftが0であるか否か(バルブ24が弁閉状態であるか否か)を判定する。   In step S6, the ECU 110 determines whether or not the lift amount Open_Lift is 0 (whether or not the valve 24 is closed).

Open_Lift=0である場合、ECU110は、バルブ24が弁閉状態にあるので、EGR装置20が故障していないと診断し、今回の故障診断結果を示す今回故障フラグを立てず(今回故障フラグ=0)、該今回故障フラグをメモリ112に記憶する(ステップS7)。   When Open_Lift = 0, the ECU 110 diagnoses that the EGR device 20 has not failed because the valve 24 is in the closed state, and does not set the current failure flag indicating the current failure diagnosis result (current failure flag = 0), the current failure flag is stored in the memory 112 (step S7).

一方、ステップS6において、Open_Liftが0ではなく所定の範囲内にある場合(ステップS6:NO、ステップS8:YES)、例えば、「0<Open_Lift<所定の閾値」である場合、ステップS9において、ECU110は、バルブ24が僅かに開いているが、故障と判断する程度のリフト量ではないと診断し、今回故障フラグを立てず(今回故障フラグ=0)、該今回故障フラグをメモリ112に記憶する。   On the other hand, when Open_Lift is not 0 but within a predetermined range in Step S6 (Step S6: NO, Step S8: YES), for example, when “0 <Open_Lift <predetermined threshold value”, ECU 110 in Step S9. Diagnoses that the valve 24 is slightly open but the lift amount is not enough to determine a failure, does not set the current failure flag (current failure flag = 0), and stores the current failure flag in the memory 112. .

この結果、次のステップS10において、ECU110は、マップ142を参照して、リフト量Open_Liftに応じたEGR制御信号のデューティの補正量Open_Duty(以下、デューティOpen_Dutyともいう。)を決定する。決定したデューティOpen_Dutyもメモリ112に記憶される。なお、このデューティOpen_Dutyは、弁閉状態のEGR装置20に所定のデューティのEGR制御信号を供給してバルブ24を弁開状態に移行させる場合に、当該所定のデューティに対するオフセット量を示すデューティである。   As a result, in the next step S10, the ECU 110 refers to the map 142 and determines the duty correction amount Open_Duty (hereinafter, also referred to as duty Open_Duty) of the EGR control signal according to the lift amount Open_Lift. The determined duty Open_Duty is also stored in the memory 112. The duty Open_Duty is a duty that indicates an offset amount with respect to the predetermined duty when the EGR control signal having a predetermined duty is supplied to the EGR device 20 in the valve closed state to shift the valve 24 to the valve open state. .

また、ステップS8において、リフト量Open_Liftが所定の範囲(第1閾値、第2閾値)から外れている場合(ステップS8:NO)、すなわち、「Open_Lift≧所定の閾値」である場合、ステップS11において、ECU110は、故障と判断できる程度のリフト量であると診断し、今回故障フラグを立て(今回故障フラグ=1)、該今回故障フラグをメモリ112に記憶する。   In step S8, if the lift amount Open_Lift is out of a predetermined range (first threshold, second threshold) (step S8: NO), that is, if “Open_Lift ≧ predetermined threshold”, in step S11. The ECU 110 diagnoses that the lift amount is such that it can be determined as a failure, sets the current failure flag (current failure flag = 1), and stores the current failure flag in the memory 112.

ところで、ステップS7、S9、S11によりメモリ112に記憶された今回故障フラグは、いずれも、今回の故障診断結果を示すものである。そのため、図2Aの処理を実行した際に、メモリ112に既に記憶されている今回故障フラグは、前回の処理において故障診断され、メモリ112に記憶された前回の処理での今回故障フラグ(以下、「前回故障フラグ」ともいう。)である。   By the way, the current failure flag stored in the memory 112 in steps S7, S9, and S11 all indicates the current failure diagnosis result. Therefore, when the process of FIG. 2A is executed, the current failure flag already stored in the memory 112 is diagnosed in the previous process and the current failure flag in the previous process stored in the memory 112 (hereinafter, It is also referred to as “previous failure flag”.

図5A及び図5Bにおいて詳述するが、前回故障フラグ=0であって、且つ、今回故障フラグ=1の場合、EGRシステム10では、エンジン12の動作停止直後から次回の図2Aの処理開始前(次回のエンジン12の動作開始前)までの間のエンジン12の動作停止時に、デポジット等の解消を目的とする故障解消モードが実施される。   As will be described in detail with reference to FIGS. 5A and 5B, when the previous failure flag = 0 and the current failure flag = 1, the EGR system 10 starts immediately after the operation of the engine 12 stops and before the next processing in FIG. 2A starts. When the operation of the engine 12 is stopped until before the next operation of the engine 12 is started, a failure elimination mode for the purpose of eliminating deposits or the like is performed.

そのため、前回の図2Aの処理において、前回故障フラグ=1であれば、前回のエンジン12の動作停止直後から今回の図2Aの処理開始前までの間のエンジン12の動作停止時に、故障解消モードが既に実施されていたことになる。   Therefore, if the previous failure flag = 1 in the previous processing of FIG. 2A, the failure elimination mode is set when the operation of the engine 12 is stopped immediately after the previous operation stop of the engine 12 until before the current processing start of FIG. 2A. Has already been implemented.

そこで、次のステップS12において、ECU110は、前回故障フラグ=0であるか否かを判定する。前回故障フラグ=0であれば(ステップS12:YES)、ECU110は、前回の図2Aの処理の段階ではEGR装置20の故障が発生していないが、今回故障フラグ=1(ステップS11)であるので、エンジン12の動作停止後に、図5A及び図5Bの故障解消モードを実施することを決定する。すなわち、前回故障フラグ=0である場合における今回の図2Aの処理でのステップS8の故障診断処理は、リフト量Open_Liftが故障解消モードの実施の判断基準となる閾値(第1閾値)よりも大きいか否かを判断する処理となる。   Therefore, in the next step S12, the ECU 110 determines whether or not the previous failure flag = 0. If the previous failure flag = 0 (step S12: YES), the ECU 110 has the current failure flag = 1 (step S11), although no failure of the EGR device 20 has occurred at the previous stage of FIG. 2A. Therefore, after the operation of the engine 12 is stopped, it is determined to execute the failure elimination mode of FIGS. 5A and 5B. That is, in the case of the previous failure flag = 0, in the current failure diagnosis processing in step S8 in the processing of FIG. 2A, the lift amount Open_Lift is larger than a threshold value (first threshold value) that is a criterion for performing the failure elimination mode. This is a process for determining whether or not.

一方、ステップS12において、前回故障フラグ=1であれば(ステップS12:NO)、ECU110は、今回故障フラグ=1(ステップS11)でもあるので、今回の図2Aの処理に先立ち実施された故障解消モードによっても、デポジット等が解消しなかったと判断する。すなわち、前回故障フラグ=1である場合における今回の図2Aの処理でのステップS8の故障診断処理は、前回の故障解消モードの実施によってもデポジット等を解消することができなかったことから、リフト量Open_LiftがEGR装置20の故障の判断基準となる閾値(第2閾値)よりも大きくなっているか否かを判断する処理となる。   On the other hand, in step S12, if the previous failure flag = 1 (step S12: NO), the ECU 110 also has the current failure flag = 1 (step S11), so the failure resolution performed prior to the current processing of FIG. 2A is performed. It is determined that the deposit has not been resolved depending on the mode. That is, in the case where the previous failure flag = 1, the failure diagnosis processing in step S8 in the current processing of FIG. 2A has not been able to eliminate deposits or the like even by performing the previous failure elimination mode. This is a process of determining whether or not the amount Open_Lift is larger than a threshold value (second threshold value) that is a criterion for determining the failure of the EGR device 20.

そして、ECU110は、前回故障フラグ=1、且つ、今回故障フラグ=1であれば、次に、EGR装置20の故障を示す警告信号をMIL122に出力する。MIL122は、警告信号に基づいて、EGR装置20に故障が発生したことを外部に報知する。これにより、ドライバーは、故障解消モードを実施してもデポジット等が解消されなかった(EGR装置20の故障が解消されなかった)と判断し、イグニッションスイッチをオフにして、EGR装置20の交換等の故障対応を速やかに取ることができる。   If the previous failure flag = 1 and the current failure flag = 1, ECU 110 then outputs a warning signal indicating failure of EGR device 20 to MIL 122. The MIL 122 notifies the outside that a failure has occurred in the EGR device 20 based on the warning signal. As a result, the driver determines that the deposit or the like has not been resolved even if the failure resolution mode is executed (the failure of the EGR device 20 has not been resolved), turns off the ignition switch, and replaces the EGR device 20. It is possible to promptly take measures against failure.

なお、前回故障フラグ=1であっても、今回故障フラグ=0である場合には、故障解消モードの実施によってデポジット等が解消されたことになるので、MIL122による報知は行われないことは勿論である。   Note that even if the previous failure flag = 1, if the current failure flag = 0, the deposit or the like has been eliminated by performing the failure elimination mode, so of course the notification by the MIL 122 is not performed. It is.

また、リフト量Open_Liftと最低負圧MIN_PB、最大吸入空気量MAX_AFMQAIR、及び、最大エンジン回転数MAX_NEとの間には、図3A〜図3Cに示す関係がある。従って、リフト量Open_Liftが所定の閾値を超える場合(閾値を超えるようなリークがEGR装置20に発生している場合)には、検出された最低負圧MIN_PBが前記閾値に応じた負圧PBの値よりも上昇し、検出された最大吸入空気量MAX_AFMQAIRが前記閾値に応じた吸入空気量AFMQAIRの値よりも小さくなり、あるいは、検出された最大エンジン回転数MAX_NEが前記閾値に応じたエンジン回転数NEの値よりも低くなった、と判断することもできる。   Further, there are relationships shown in FIGS. 3A to 3C among the lift amount Open_Lift, the minimum negative pressure MIN_PB, the maximum intake air amount MAX_AFMQAIR, and the maximum engine speed MAX_NE. Therefore, when the lift amount Open_Lift exceeds a predetermined threshold value (when a leak that exceeds the threshold value occurs in the EGR device 20), the detected minimum negative pressure MIN_PB is equal to the negative pressure PB corresponding to the threshold value. The detected maximum intake air amount MAX_AFMQAIR is smaller than the value of the intake air amount AFMQAIR corresponding to the threshold value, or the detected maximum engine speed MAX_NE is equal to the engine speed value corresponding to the threshold value. It can also be determined that the value has become lower than the value of NE.

また、図3A〜図3Cに示すように、水温TWによって最低負圧MIN_PB、最大吸入空気量MAX_AFMQAIR、及び、最大エンジン回転数MAX_NEの値が変化するため、ECU110は、該水温TWに応じて閾値を変更してもよい。   Further, as shown in FIGS. 3A to 3C, the values of the minimum negative pressure MIN_PB, the maximum intake air amount MAX_AFMQAIR, and the maximum engine speed MAX_NE change depending on the water temperature TW, so that the ECU 110 sets a threshold value according to the water temperature TW. May be changed.

さらに、図2Aの処理後、ドライバーがイグニッションスイッチをオフにしてエンジン12が動作停止に至った場合、ECU110は、エンジン停止フラグを立てる(エンジン停止フラグ=1)。エンジン停止フラグは、メモリ112に記憶される。   Further, after the processing of FIG. 2A, when the driver turns off the ignition switch and the engine 12 stops operating, the ECU 110 sets an engine stop flag (engine stop flag = 1). The engine stop flag is stored in the memory 112.

次に、空燃比LAFに対するフィードバック制御処理について、図2B及び図4A〜図4Dを参照しながら説明する。なお、このフィードバック制御処理は、図2Aのリフト量Open_Liftの推定処理及び故障診断処理から所定時間経過した後に行われる処理である。   Next, feedback control processing for the air-fuel ratio LAF will be described with reference to FIGS. 2B and 4A to 4D. The feedback control process is a process performed after a predetermined time has elapsed from the lift amount Open_Lift estimation process and the failure diagnosis process in FIG. 2A.

図2BのステップS20において、ECU110は、水温TWがEGR装置20を動作可能な温度であれば(ステップS20:YES)、次のステップS21において、エンジン回転数センサ104が検出したエンジン回転数NE及び負圧センサ102が検出した吸入空気の負圧PBをメモリ112に記憶する。なお、前記温度は、EGR装置20が安定的に動作すると共に、LAFセンサ108が活性化するような水温である。   In step S20 of FIG. 2B, if the water temperature TW is a temperature at which the EGR device 20 can be operated (step S20: YES), the ECU 110 detects the engine rotational speed NE detected by the engine rotational speed sensor 104 in the next step S21. The negative pressure PB of the intake air detected by the negative pressure sensor 102 is stored in the memory 112. The temperature is such that the EGR device 20 operates stably and the LAF sensor 108 is activated.

次のステップS22において、ECU110は、マップ150を参照して、メモリ112に記憶された現在のエンジン回転数NE及び負圧PBがEGR装置20を安定的に動作することができる領域のデータであるか否かを判定する。   In the next step S22, the ECU 110 refers to the map 150, and the current engine speed NE and the negative pressure PB stored in the memory 112 are data in a region where the EGR device 20 can operate stably. It is determined whether or not.

図4Aは、マップ150の詳細を図示したものであり、マップ150中、D1〜D6の欄は、EGR装置20を安定的に動作することができる領域であり、それ以外の「0」の欄は、EGR装置20の安定動作が図れない領域である。従って、ECU110は、マップ150中、現在のエンジン回転数NE及び負圧PBに該当する欄がD1〜D6のいずれかの欄であれば(ステップS22:YES)、ステップS23において、該当する欄に格納されているデューティDi(i=1〜6)を、EGR装置20に供給されるEGR制御信号のデューティIni_Duty(の初期値)として設定する。   4A illustrates the details of the map 150. In the map 150, columns D1 to D6 are regions in which the EGR device 20 can be stably operated, and other columns “0”. Is a region where the stable operation of the EGR device 20 cannot be achieved. Accordingly, if the field corresponding to the current engine speed NE and the negative pressure PB is any one of D1 to D6 in the map 150 (step S22: YES), the ECU 110 sets the corresponding field in step S23. The stored duty Di (i = 1 to 6) is set as the duty Ini_Duty (its initial value) of the EGR control signal supplied to the EGR device 20.

次のステップS24において、ECU110は、前述したリフト量Open_Liftの推定処理において、オフセット量としてのデューティOpen_Dutyを算出した場合には、デューティIni_DutyからデューティOpen_Dutyを減算し、減算後のデューティ(Ini_Duty−Open_Duty)を有するEGR制御信号をEGR装置20に供給する。従って、EGR装置20では、(Ini_Duty−Open_Duty)のデューティのEGR制御信号が供給されると、図示しないソレノイドが励磁されて、シャフト22が軸線方向に変位し、バルブ24は、弁閉状態から弁開状態に変化する。   In the next step S24, the ECU 110 subtracts the duty Open_Duty from the duty Ini_Duty and calculates the duty after the subtraction (Ini_Duty-Open_Duty) when the duty Open_Duty as the offset amount is calculated in the above-described estimation process of the lift amount Open_Lift. Is supplied to the EGR device 20. Therefore, in the EGR device 20, when an EGR control signal having a duty of (Ini_Duty-Open_Duty) is supplied, a solenoid (not shown) is excited, the shaft 22 is displaced in the axial direction, and the valve 24 is moved from the valve closed state to the valve closed state. Change to open state.

それ故、エンジン12の燃焼に起因した燃焼生成物がEGR通路18内やバルブ24に付着していたとしても、バルブ24のリフト量を、デューティ(Ini_Duty−Open_Duty)に応じたリフト量に精度よく制御することが可能となるため、エンジン12から排出された排気ガスの一部を排気装置16からEGR通路18及びEGR装置20を介して吸気装置14に確実に再循環させることができる。   Therefore, even if combustion products resulting from the combustion of the engine 12 adhere to the EGR passage 18 or the valve 24, the lift amount of the valve 24 is accurately adjusted to the lift amount corresponding to the duty (Ini_Duty-Open_Duty). Since it becomes possible to control, a part of the exhaust gas discharged from the engine 12 can be reliably recirculated from the exhaust device 16 to the intake device 14 via the EGR passage 18 and the EGR device 20.

一方、ステップS25において、ECU110は、マップ152を参照して、メモリ112に記憶された現在のエンジン回転数NE及び負圧PBに応じたインジェクタ74からの燃料の噴射時間、より詳細には、ECU110からインジェクタ74に供給される、前記噴射時間に応じたインジェクタ制御信号の通電時間を示すデューティIni_Tiを特定する。   On the other hand, in step S25, the ECU 110 refers to the map 152, and the fuel injection time from the injector 74 according to the current engine speed NE and the negative pressure PB stored in the memory 112, more specifically, the ECU 110 The duty Ini_Ti indicating the energization time of the injector control signal corresponding to the injection time supplied to the injector 74 is specified.

図4Bは、マップ152の詳細を図示したものであり、マップ152中、Ti1〜Ti6の欄は、前述した図4AのD1〜D6の欄に対応している。また、それ以外の「1」の欄は、図4Aの「0」の欄に対応している。従って、ECU110は、マップ152中、該当する欄に格納されているデューティTij(j=1〜6)を、インジェクタ74に供給されるインジェクタ制御信号の通電時間を示すデューティIni_Ti(の初期値)として設定する。この結果、ECU110からインジェクタ74にIni_Tiのデューティのインジェクタ制御信号が供給されると、インジェクタ74は、デューティIni_Ti(の通電時間)に応じた噴射時間だけ燃料を噴射することができる。   FIG. 4B illustrates the details of the map 152. In the map 152, the columns Ti1 to Ti6 correspond to the columns D1 to D6 in FIG. 4A described above. The other “1” columns correspond to the “0” columns in FIG. 4A. Therefore, the ECU 110 uses the duty Tij (j = 1 to 6) stored in the corresponding column in the map 152 as the duty Ini_Ti (initial value) indicating the energization time of the injector control signal supplied to the injector 74. Set. As a result, when an injector control signal with an Ini_Ti duty is supplied from the ECU 110 to the injector 74, the injector 74 can inject fuel for an injection time corresponding to the duty Ini_Ti (the energization time).

一方、LAFセンサ108は、既に活性化しており、空燃比LAFを逐次検出して、その検出信号をECU110に出力している。そこで、ステップS26において、ECU110は、LAFセンサ108からの検出信号の示す空燃比LAFをメモリ112に記憶し、次のステップS27において、メモリ112に記憶された実際の空燃比LAFと理論空燃比(例えば、14.7)との偏差ΔAF(ΔAF=LAF−14.7)を算出する。   On the other hand, the LAF sensor 108 has already been activated, sequentially detects the air-fuel ratio LAF, and outputs a detection signal to the ECU 110. In step S26, the ECU 110 stores the air-fuel ratio LAF indicated by the detection signal from the LAF sensor 108 in the memory 112. In the next step S27, the ECU 110 stores the actual air-fuel ratio LAF and the stoichiometric air-fuel ratio (stored in the memory 112). For example, the deviation ΔAF (ΔAF = LAF−14.7) with respect to 14.7) is calculated.

次のステップS28において、ECU110は、偏差ΔAFが所定の範囲内(例えば、図4Cに示す両矢印の範囲内)にあるか否かを判定する。   In the next step S28, ECU 110 determines whether or not deviation ΔAF is within a predetermined range (for example, within the range of the double-headed arrow shown in FIG. 4C).

ステップS28において、偏差ΔAFが所定の範囲内にあれば、ECU110は、マップ146を参照して、この偏差ΔAFが0になるような、EGR装置20に供給されるEGR制御信号のデューティの補正量AF_Dutyを算出する(ステップS29)。   In step S28, if deviation ΔAF is within a predetermined range, ECU 110 refers to map 146, and the correction amount of the duty of the EGR control signal supplied to EGR device 20 such that deviation ΔAF becomes zero AF_Duty is calculated (step S29).

図4Cは、マップ146に示す偏差ΔAFと補正量AF_Dutyとの関係を示すグラフである。ECU110は、両矢印の範囲内に偏差ΔAFがあれば、該偏差ΔAFに応じた補正量AF_Dutyを特定する。   FIG. 4C is a graph showing the relationship between the deviation ΔAF and the correction amount AF_Duty shown in the map 146. If there is a deviation ΔAF within the range of the double arrow, ECU 110 specifies correction amount AF_Duty corresponding to deviation ΔAF.

そして、ECU110は、現在のEGR装置20に供給されているEGR制御信号のデューティ(例えば、前述した(Ini_Duty−Open_Duty))に補正量AF_Dutyを加算して該デューティを補正し、補正後のデューティを有する新たなEGR制御信号をEGR装置20に供給する(ステップS30)。これにより、EGR装置20は、補正後のデューティに従ってバルブ24を開閉するため、バルブ24のリフト量は、(補正前のデューティ+AF_Duty)に応じたリフト量に変化する。この結果、LAFセンサ108で検出される空燃比LAFは、理論空燃比に近づくようにフィードバック制御される。   Then, the ECU 110 adds the correction amount AF_Duty to the duty of the EGR control signal supplied to the current EGR device 20 (for example, (Ini_Duty-Open_Duty) described above) to correct the duty. The new EGR control signal which has is supplied to the EGR apparatus 20 (step S30). As a result, the EGR device 20 opens and closes the valve 24 according to the corrected duty, so that the lift amount of the valve 24 changes to a lift amount corresponding to (duty before correction + AF_Duty). As a result, the air-fuel ratio LAF detected by the LAF sensor 108 is feedback controlled so as to approach the stoichiometric air-fuel ratio.

一方、ステップS28において、偏差ΔAFが所定の範囲から外れていれば(ステップS28:NO)、ECU110は、マップ148を参照して、この偏差ΔAFが0になるような、インジェクタ74に供給されるインジェクタ制御信号のデューティの補正量AF_Tiを算出する。   On the other hand, if deviation ΔAF is outside the predetermined range in step S28 (step S28: NO), ECU 110 refers to map 148 and supplies the injector 74 such that deviation ΔAF becomes zero. A duty correction amount AF_Ti of the injector control signal is calculated.

図4Dは、マップ148に示す偏差ΔAFと補正量AF_Tiとの関係を示すグラフである。ECU110は、矢印の範囲に偏差ΔAFがあれば、該偏差ΔAFに応じた補正量AF_Tiを特定する。   FIG. 4D is a graph showing the relationship between the deviation ΔAF and the correction amount AF_Ti shown in the map 148. If there is a deviation ΔAF in the range of the arrow, ECU 110 identifies correction amount AF_Ti corresponding to deviation ΔAF.

そして、ECU110は、インジェクタ74に供給されている現在のインジェクタ制御信号の通電時間を示すデューティ(例えば、前述したIni_Ti)に補正量AF_Tiを加算して該デューティを補正し、補正後のデューティを有する新たなインジェクタ制御信号をインジェクタ74に供給する(ステップS31)。これにより、インジェクタ74は、補正後のデューティに応じた噴射時間に燃料を噴射するため、この場合でも、LAFセンサ108で検出される空燃比LAFは、理論空燃比に近づくようにフィードバック制御される。   Then, the ECU 110 corrects the duty by adding the correction amount AF_Ti to the duty (for example, Ini_Ti described above) indicating the energization time of the current injector control signal supplied to the injector 74, and has the corrected duty. A new injector control signal is supplied to the injector 74 (step S31). As a result, the injector 74 injects fuel at the injection time corresponding to the corrected duty. Even in this case, the air-fuel ratio LAF detected by the LAF sensor 108 is feedback-controlled so as to approach the stoichiometric air-fuel ratio. .

なお、前述したステップS20において、水温TWがEGR装置20を動作可能な程度の温度に上昇していない場合には(ステップS20:NO)、上記のステップS21〜S31の処理は実行されない。   In step S20 described above, when the water temperature TW has not increased to a temperature at which the EGR device 20 can be operated (step S20: NO), the processes in steps S21 to S31 are not executed.

そして、ステップS32において、ECU110は、図2Aで説明した故障診断処理の結果、フラグ=1であれば(ステップS32:NO)、EGR装置20の故障対応を行う(ステップS33)。   In step S32, if the flag is 1 (step S32: NO) as a result of the failure diagnosis processing described with reference to FIG. 2A, the ECU 110 performs failure handling of the EGR device 20 (step S33).

なお、前述のように、スロットル開度センサ130は、スロットルバルブ68の開度を検出し、IACV開度センサ132は、IACV79の開度を検出し、逆止弁開度センサ134は、逆止弁58の開度を検出している。スロットルバルブ68の開度、及び、IACV79の開度により吸入空気量AFMQAIRが調整され、吸入空気の負圧PBによって逆止弁58からブローバイガスが排出される。   As described above, the throttle opening sensor 130 detects the opening of the throttle valve 68, the IACV opening sensor 132 detects the opening of the IACV 79, and the check valve opening sensor 134 detects the check. The opening degree of the valve 58 is detected. The intake air amount AFMQAIR is adjusted by the opening of the throttle valve 68 and the opening of the IACV 79, and blow-by gas is discharged from the check valve 58 by the negative pressure PB of the intake air.

従って、本実施形態では、水温TWに代替して、スロットル開度センサ130が検出したスロットルバルブ68の開度、IACV開度センサ132が検出したIACV79の開度、又は、逆止弁開度センサ134が検出した逆止弁58の開度を用いて、バルブ24のリフト量を推定してもよい。この場合には、図3A〜図3Cと同様に、異なるリフト量毎のスロットルバルブ68の開度、IACV79の開度、又は、逆止弁58の開度と水温TWとの関係を示すマップをECU110に予め格納し、バルブ24のリフト量の推定処理の際に、このマップを参照してバルブ24のリフト量を推定すればよい。   Therefore, in this embodiment, instead of the water temperature TW, the opening degree of the throttle valve 68 detected by the throttle opening degree sensor 130, the opening degree of the IACV 79 detected by the IACV opening degree sensor 132, or the check valve opening degree sensor. The lift amount of the valve 24 may be estimated using the opening degree of the check valve 58 detected by 134. In this case, similarly to FIGS. 3A to 3C, a map showing the relationship between the opening of the throttle valve 68, the opening of the IACV 79, or the opening of the check valve 58 and the water temperature TW for each different lift amount. The lift amount of the valve 24 may be estimated with reference to this map when it is stored in advance in the ECU 110 and the lift amount of the valve 24 is estimated.

図5Aは、図2Aの処理後、エンジン12の動作停止時に実施される故障解消モードのフローチャートである。また、図5Bは、故障解消モードの実施時に使用されるマップ154を示す説明図である。   FIG. 5A is a flowchart of a failure elimination mode that is performed when the operation of the engine 12 is stopped after the processing of FIG. 2A. FIG. 5B is an explanatory diagram showing a map 154 used when the failure elimination mode is executed.

図5AのステップS40において、ECU110は、メモリ112に記憶されたエンジン停止フラグが1であるか否かを判定する。エンジン停止フラグ=0である場合(ステップS40:NO)、ECU110は、エンジン12が動作中であると判断し、故障解消モードを実施しない。   In step S40 of FIG. 5A, the ECU 110 determines whether or not the engine stop flag stored in the memory 112 is “1”. When the engine stop flag = 0 (step S40: NO), the ECU 110 determines that the engine 12 is operating and does not implement the failure elimination mode.

エンジン停止フラグ=1である場合(ステップS40:YES)、ECU110は、エンジン12が動作停止中であると判断し、次のステップS41において、今回故障フラグ=1であるか否かを判断する。今回故障フラグ=0である場合(ステップS41:NO)、ECU110は、EGR装置20の故障が発生していないと判断し、故障解消モードを実施しない。   If the engine stop flag is 1 (step S40: YES), the ECU 110 determines that the engine 12 is stopped, and determines whether or not the current failure flag is 1 in the next step S41. If the current failure flag = 0 (step S41: NO), the ECU 110 determines that no failure has occurred in the EGR device 20, and does not implement the failure elimination mode.

今回故障フラグ=1である場合(ステップS41:YES)、ECU110は、図2Aの処理(故障診断処理)によって、EGR装置20が故障と診断されたと判断し、ステップS42以降の故障解消モードを実施することを決定する。   When the failure flag is 1 at this time (step S41: YES), the ECU 110 determines that the EGR device 20 has been diagnosed as a failure by the process (fault diagnosis process) in FIG. 2A, and executes the failure elimination mode after step S42. Decide what to do.

具体的に、ステップS42において、ECU110は、図2Aのリフト量の推定処理によって推定されたリフト量Open_Liftをメモリ112から読み出す。   Specifically, in step S42, the ECU 110 reads the lift amount Open_Lift estimated by the lift amount estimation process of FIG.

次のステップS43において、ECU110は、図5Bに示すマップ154を用いて、推定されたリフト量Open_Liftから、バルブ24を全開(オン)及び全閉(オフ)を繰り返し行う実行回数を決定する。   In the next step S43, the ECU 110 uses the map 154 shown in FIG. 5B to determine the number of executions of repeatedly opening (ON) and fully closing (OFF) the valve 24 from the estimated lift amount Open_Lift.

次のステップS44において、ECU110は、決定した実行回数を示すEGR制御信号をEGR装置20に供給する。これにより、EGR装置20は、EGR制御信号を構成する実行回数分のパルス信号に従って、バルブ24の全開及び全閉を実行回数分だけ繰り返し行う。この結果、バルブ24及びバルブシートでのデポジット等を解消するための故障解消モードが実行される。   In the next step S44, the ECU 110 supplies an EGR control signal indicating the determined number of executions to the EGR device 20. As a result, the EGR device 20 repeatedly opens and closes the valve 24 by the number of executions in accordance with the number of executions of the pulse signal constituting the EGR control signal. As a result, a failure elimination mode for eliminating deposits and the like on the valve 24 and the valve seat is executed.

なお、ステップS44では、ECU110からEGR装置20へのEGR制御信号の供給により、100%のフルデューティでバルブ24が全開される一方で、0%のデューティでバルブ24が全閉される。これにより、EGR装置20における異物噛込、デポジット、スティックを解消することが可能となる。   In step S44, the supply of the EGR control signal from the ECU 110 to the EGR device 20 causes the valve 24 to be fully opened with 100% full duty, while the valve 24 is fully closed with 0% duty. Thereby, it is possible to eliminate foreign matter biting, deposits, and sticks in the EGR device 20.

また、図5Bでは、リフト量Open_Liftに応じてオン及びオフの実行回数が多くなっている。これは、例えば、デポジットによりバルブ24が閉まらない場合、リフト量Open_Liftが大きいほどデポジット量が多いので、実行回数を増やしてデポジットを取り除く必要があるためである。   Further, in FIG. 5B, the number of on / off executions is increased in accordance with the lift amount Open_Lift. This is because, for example, when the valve 24 is not closed due to deposit, the deposit amount increases as the lift amount Open_Lift increases. Therefore, it is necessary to increase the number of executions and remove the deposit.

なお、図5AのステップS41では、今回故障フラグを用いて故障解消モードを実施すべきか否かを決定しているが、本実施形態では、必要に応じて、前回故障フラグを用いて故障解消モードを実施すべきか否かを決定することも可能である。   In step S41 in FIG. 5A, it is determined whether or not the failure elimination mode should be performed using the current failure flag. However, in this embodiment, the failure elimination mode is used using the previous failure flag as necessary. It is also possible to decide whether or not to implement.

[本実施形態の効果]
以上説明したように、本実施形態に係るEGRシステム10によれば、リフトセンサ(開度センサ)を用いることなく、既存のセンサ100〜108、130〜134を用いて、吸気装置14の吸気状態と、最大吸入空気量MAX_AFMQAIR、最低負圧MIN_PB及び/又は最大エンジン回転数MAX_NEとを検出し、検出した吸気状態と最大吸入空気量MAX_AFMQAIR、最低負圧MIN_PB及び/又は最大エンジン回転数MAX_NEとに基づいてEGR装置20のバルブ24の開度を推定するので、エンジン12の燃焼に起因した燃焼生成物のバルブ24やEGR通路18への付着等によって排気ガスの還流量が減少する可能性があっても、EGR装置20を精度よく制御することが可能になると共に、コストを低減することができる。また、EGR装置20の故障の検知精度も高めることが可能となる。
[Effect of this embodiment]
As described above, according to the EGR system 10 according to the present embodiment, the intake state of the intake device 14 can be obtained using the existing sensors 100 to 108 and 130 to 134 without using the lift sensor (opening sensor). And the maximum intake air amount MAX_AFMQAIR, the minimum negative pressure MIN_PB and / or the maximum engine speed MAX_NE are detected, and the detected intake state and the maximum intake air amount MAX_AFMQAIR, the minimum negative pressure MIN_PB and / or the maximum engine speed MAX_NE are detected. Since the opening degree of the valve 24 of the EGR device 20 is estimated based on the above, there is a possibility that the recirculation amount of the exhaust gas is reduced due to adhesion of combustion products to the valve 24 and the EGR passage 18 due to combustion of the engine 12. However, the EGR device 20 can be controlled with high accuracy and the cost can be reduced. It can be. In addition, the failure detection accuracy of the EGR device 20 can be increased.

さらに、ECU110は、実際のバルブ24のリフト量(開度)が所定範囲を超える場合には、EGR装置20の故障を示す警告信号をMIL122に供給するので、MIL122から外部にEGR装置20の故障を確実に報知することができる。この結果、信頼度の高いEGR装置20の故障検知が可能になる。また、ドライバーは、MIL122からの報知内容に基づいて、EGR装置20が故障したことを直ちに把握することができ、該EGR装置20の交換等の必要な故障対応を速やかに行うことが可能となる。   Further, when the actual lift amount (opening degree) of the valve 24 exceeds a predetermined range, the ECU 110 supplies a warning signal indicating a failure of the EGR device 20 to the MIL 122. Therefore, the failure of the EGR device 20 from the MIL 122 to the outside. Can be reliably notified. As a result, it is possible to detect a failure of the EGR device 20 with high reliability. Further, the driver can immediately know that the EGR device 20 has failed based on the notification content from the MIL 122, and can quickly perform necessary failure countermeasures such as replacement of the EGR device 20. .

また、異物噛込、デポジット、スティックに起因してEGR装置20が故障するおそれがある場合には、バルブ24を全開及び全閉させて、これらの故障原因を解消する故障解消モードが実施される。すなわち、ECU110は、リフト量Open_Liftが第1閾値よりも大きい場合には、リフト量Open_Liftからバルブ24を全開及び全閉させる実行回数を図5Bのマップ154を用いて決定し、決定した実行回数に応じたEGR制御信号をEGR装置20に出力する。つまり、ECU110は、リフト量Open_Liftに応じて全開及び全閉の実行回数を変化させる。   Further, when there is a possibility that the EGR device 20 may break down due to foreign matter biting, deposits, and sticks, a failure elimination mode is implemented in which the valve 24 is fully opened and fully closed to eliminate these causes of failure. . That is, when the lift amount Open_Lift is greater than the first threshold, the ECU 110 determines the number of executions for fully opening and closing the valve 24 from the lift amount Open_Lift using the map 154 in FIG. A corresponding EGR control signal is output to the EGR device 20. That is, the ECU 110 changes the number of executions of full opening and full closing according to the lift amount Open_Lift.

このように、本実施形態では、リフト量Open_Liftに関わりなく一律にバルブ24の全開及び全閉を一定回数行う場合と比較して、バルブ24の全開及び全閉に要する通電時間を短くすることができる。通電時間の無駄を省くことで、EGRシステム10の省電力化を実現することができる。   Thus, in this embodiment, the energization time required for full opening and full closing of the valve 24 can be shortened compared to the case where the valve 24 is fully opened and fully closed a fixed number of times regardless of the lift amount Open_Lift. it can. By eliminating the waste of energization time, it is possible to realize power saving of the EGR system 10.

しかも、故障解消モードは、エンジン12の動作停止時に実行されるので、燃焼生成物を含む排気ガスがエンジン12に混入してエミッションが悪化することを回避することができる。この結果、異物噛込、デポジット、スティックを効果的に解消することができる。   In addition, since the failure elimination mode is executed when the operation of the engine 12 is stopped, it is possible to avoid the exhaust gas containing combustion products from being mixed into the engine 12 and deteriorating the emission. As a result, foreign matter biting, deposits, and sticks can be effectively eliminated.

また、故障解消モードの実施後に、エンジン12の動作を開始させて、図2Aの処理を行った結果、リフト量Open_Liftが第2閾値より大きくなった場合には、故障解消モードを実施しても、異物噛込、デポジット、スティックを解消することができなかったことになる。このような場合には、MIL122によってEGR装置20の故障がドライバーに報知されるので、ドライバーは、EGR装置20の故障原因を容易に特定することができる。   In addition, after the failure elimination mode is performed, the engine 12 is started and the process of FIG. 2A is performed. As a result, if the lift amount Open_Lift is greater than the second threshold value, the failure elimination mode may be implemented. This means that foreign matter bites, deposits, and sticks could not be eliminated. In such a case, since the MIL 122 notifies the driver of the failure of the EGR device 20, the driver can easily identify the cause of the failure of the EGR device 20.

また、EGRシステム10では、エンジン12の始動直後に各センサ100〜108、130〜134を用いて吸気装置14の吸気状態と最大吸入空気量MAX_AFMQAIR、最低負圧MIN_PB及び/又は最大エンジン回転数MAX_NEとを検出するので、EGR装置20の故障を速やかに検知することができる。   Further, in the EGR system 10, immediately after the engine 12 is started, the intake state of the intake device 14 and the maximum intake air amount MAX_AFMQAIR, the minimum negative pressure MIN_PB and / or the maximum engine speed MAX_NE using the sensors 100 to 108 and 130 to 134. Therefore, the failure of the EGR device 20 can be detected promptly.

また、EGRシステム10では、ECU110がEGR装置20を制御して排気ガスの一部を吸気装置14に還流させる場合に、LAFセンサ108で検出された空燃比LAFが所定範囲内にあれば、推定したバルブ24のリフト量に応じたEGR制御信号のデューティをAF_Dutyを用いて補正する。このように、空燃比LAFを考慮して前記デューティが補正されるので、補正後のデューティを有するEGR制御信号をEGR装置20に供給すれば、バルブ24のリフト量を容易に補正することができ、排気ガスの還流量を一層精度よく制御することができる。この結果、空燃比LAFを理論空燃比に近づけることも可能となる。   Further, in the EGR system 10, when the ECU 110 controls the EGR device 20 to recirculate a part of the exhaust gas to the intake device 14, it is estimated that the air-fuel ratio LAF detected by the LAF sensor 108 is within a predetermined range. The duty of the EGR control signal corresponding to the lift amount of the valve 24 is corrected using AF_Duty. As described above, the duty is corrected in consideration of the air-fuel ratio LAF. Therefore, if the EGR control signal having the corrected duty is supplied to the EGR device 20, the lift amount of the valve 24 can be easily corrected. Further, the recirculation amount of the exhaust gas can be controlled with higher accuracy. As a result, the air-fuel ratio LAF can be brought close to the stoichiometric air-fuel ratio.

また、LAFセンサ108で検出された空燃比LAFが所定範囲から外れている場合には、インジェクタ74の噴射時間に応じた通電時間を示すデューティをAF_Tiで補正する。このように、空燃比LAFを考慮して前記デューティを補正することにより、補正後のデューティを有するインジェクタ制御信号をインジェクタ74に供給すれば、インジェクタ74からの燃料の噴射時間を補正することができる。この結果、インジェクタ74からの燃料の噴射量を精度よく制御することができて、エンジン12の燃費が向上すると共に、空燃比LAFを理論空燃比に近づけることが可能となる。   When the air-fuel ratio LAF detected by the LAF sensor 108 is out of the predetermined range, the duty indicating the energization time corresponding to the injection time of the injector 74 is corrected by AF_Ti. In this way, by correcting the duty in consideration of the air-fuel ratio LAF, if the injector control signal having the corrected duty is supplied to the injector 74, the fuel injection time from the injector 74 can be corrected. . As a result, the amount of fuel injected from the injector 74 can be controlled with high accuracy, the fuel consumption of the engine 12 can be improved, and the air-fuel ratio LAF can be brought close to the stoichiometric air-fuel ratio.

なお、本発明は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは勿論である。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.

10…EGRシステム 12…エンジン
14…吸気装置 16…排気装置
18…EGR通路 20…EGR装置
24…バルブ 39…燃焼室
50…ウォータジャケット 52…PCV
58…逆止弁 60…インテークマニホールド
74…インジェクタ 76…アイドル回転数制御装置
78…バイパス通路 79…IACV
80…エキゾーストマニホールド 100…エアフローメータ
102…負圧センサ 104…エンジン回転数センサ
106…水温センサ 108…LAFセンサ
110…ECU 122…MIL
130…スロットル開度センサ 132…IACV開度センサ
134…逆止弁開度センサ 138〜154…マップ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... EGR system 12 ... Engine 14 ... Intake device 16 ... Exhaust device 18 ... EGR passage 20 ... EGR device 24 ... Valve 39 ... Combustion chamber 50 ... Water jacket 52 ... PCV
58 ... Check valve 60 ... Intake manifold 74 ... Injector 76 ... Idle speed controller 78 ... Bypass passage 79 ... IACV
DESCRIPTION OF SYMBOLS 80 ... Exhaust manifold 100 ... Air flow meter 102 ... Negative pressure sensor 104 ... Engine speed sensor 106 ... Water temperature sensor 108 ... LAF sensor 110 ... ECU 122 ... MIL
DESCRIPTION OF SYMBOLS 130 ... Throttle opening sensor 132 ... IACV opening sensor 134 ... Check valve opening sensor 138-154 ... Map

Claims (10)

内燃機関の吸気系と排気系とを接続する排気還流手段と、該排気還流手段に設けられ、前記吸気系と前記排気系とを連通させることにより、前記内燃機関から排出された排気ガスの一部を前記排気系から前記排気還流手段を介して前記吸気系に還流させる排気ガス再循環装置(以下、EGR装置という。)とを有するEGRシステムにおいて、
前記EGR装置は、前記排気ガスの流量を制御するバルブを有し、
前記EGRシステムは、
前記吸気系の吸気状態を検出可能な吸気状態検出手段と、
前記吸気系から前記内燃機関に吸入される吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段、前記吸気系から前記内燃機関に吸入される吸入空気の負圧を検出する負圧検出手段、及び/又は、前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記吸入空気量検出手段によって検出された吸入空気量、前記負圧検出手段によって検出された吸入空気の負圧、及び/又は、前記回転数検出手段によって検出された回転数と、前記吸気状態検出手段によって検出された吸気状態とに基づき、前記バルブの開度を推定するバルブ開度推定手段と、
をさらに有する
ことを特徴とするEGRシステム。
An exhaust gas recirculation unit that connects an intake system and an exhaust system of the internal combustion engine; and an exhaust gas recirculation unit that is provided in the exhaust gas recirculation unit and that communicates the intake system and the exhaust system, thereby In an EGR system having an exhaust gas recirculation device (hereinafter referred to as an EGR device) that recirculates a portion from the exhaust system to the intake system via the exhaust gas recirculation means,
The EGR device has a valve for controlling the flow rate of the exhaust gas,
The EGR system
An intake state detection means capable of detecting an intake state of the intake system;
Intake air amount detection means for detecting the amount of intake air sucked into the internal combustion engine from the intake system, negative pressure detection means for detecting negative pressure of intake air sucked into the internal combustion engine from the intake system, and / or , A rotational speed detection means for detecting the rotational speed of the internal combustion engine;
The intake air amount detected by the intake air amount detection means, the negative pressure of intake air detected by the negative pressure detection means, and / or the rotation speed detected by the rotation speed detection means, and the intake state detection A valve opening degree estimating means for estimating the opening degree of the valve based on the intake state detected by the means;
The EGR system further comprising:
請求項1記載のEGRシステムにおいて、
推定された前記バルブの開度が所定の閾値より大きい場合には、前記EGR装置が故障していることを警告する警告手段をさらに有する
ことを特徴とするEGRシステム。
The EGR system according to claim 1,
The EGR system further comprising warning means for warning that the EGR device has failed when the estimated opening of the valve is larger than a predetermined threshold value.
請求項1記載のEGRシステムにおいて、
前記バルブを全開及び全閉にさせるための信号を前記EGR装置に出力する信号出力手段をさらに有し、
前記信号出力手段は、推定された前記バルブの開度が所定の第1閾値より大きい場合には、該推定された前記バルブの開度に応じて、前記信号の出力回数を変化させる
ことを特徴とするEGRシステム。
The EGR system according to claim 1,
Signal output means for outputting a signal for fully opening and closing the valve to the EGR device;
When the estimated opening of the valve is larger than a predetermined first threshold, the signal output means changes the number of times the signal is output according to the estimated opening of the valve. EGR system.
請求項3記載のEGRシステムにおいて、
前記信号出力手段によって前記信号が所定回数出力された後に、推定された前記バルブの開度が所定の第2閾値より大きくなった場合に、前記EGR装置が故障していることを警告する警告手段をさらに有する
ことを特徴とするEGRシステム。
The EGR system according to claim 3, wherein
Warning means for warning that the EGR device has failed when the estimated opening of the valve becomes larger than a predetermined second threshold after the signal is output by the signal output means a predetermined number of times. The EGR system further comprising:
請求項1〜4のいずれか1項に記載のEGRシステムにおいて、
前記吸気状態検出手段は、前記内燃機関内の冷却水の温度を検出する水温センサである
ことを特徴とするEGRシステム。
In the EGR system according to any one of claims 1 to 4,
The EGR system, wherein the intake state detection means is a water temperature sensor that detects a temperature of cooling water in the internal combustion engine.
請求項1〜5のいずれか1項に記載のEGRシステムにおいて、
前記吸気系には、前記吸入空気に対する二次ガスを該吸気系に供給するための二次ガス供給用バルブが設けられ、
前記吸気状態検出手段は、前記二次ガス供給用バルブの開度を検出する二次ガス用開度センサである
ことを特徴とするEGRシステム。
In the EGR system according to any one of claims 1 to 5,
The intake system is provided with a secondary gas supply valve for supplying secondary gas to the intake air to the intake system,
The EGR system, wherein the intake state detection means is a secondary gas opening sensor that detects an opening of the secondary gas supply valve.
請求項6記載のEGRシステムにおいて、
前記二次ガス供給用バルブは、前記内燃機関内に発生した前記二次ガスとしてのブローバイガスを前記吸気系に導くブローバイガス還元装置を構成する逆止弁である
ことを特徴とするEGRシステム。
The EGR system according to claim 6, wherein
The EGR system, wherein the secondary gas supply valve is a check valve constituting a blow-by gas reduction device that guides blow-by gas as the secondary gas generated in the internal combustion engine to the intake system.
請求項1〜7のいずれか1項に記載のEGRシステムにおいて、
前記吸気系には、該吸気系から前記内燃機関に吸入される吸入空気量を調整するためのスロットルバルブと、該スロットルバルブをバイパスするバイパス通路とが設けられ、
前記吸気状態検出手段は、前記バイパス通路に設けられ、アイドル状態の前記内燃機関に吸入される吸入空気量を調整するための調整用バルブの開度を検出する二次空気用開度センサである
ことを特徴とするEGRシステム。
In the EGR system according to any one of claims 1 to 7,
The intake system is provided with a throttle valve for adjusting the amount of intake air taken into the internal combustion engine from the intake system, and a bypass passage that bypasses the throttle valve,
The intake air state detection means is a secondary air opening sensor that is provided in the bypass passage and detects an opening of an adjustment valve for adjusting an intake air amount sucked into the idle internal combustion engine. An EGR system characterized by that.
請求項1〜8のいずれか1項に記載のEGRシステムにおいて、
前記EGR装置を制御することにより、前記排気ガスの一部を前記吸気系に還流させる制御手段と、
前記排気系に設けられ、空燃比を検出する空燃比検出手段と、
をさらに有し、
前記制御手段は、前記EGR装置を制御して前記排気ガスの一部を前記吸気系に還流させる場合に、前記空燃比検出手段で検出された前記空燃比が所定範囲内にあれば、前記バルブ開度推定手段が推定した前記EGR装置のバルブの開度を所定値に補正する
ことを特徴とするEGRシステム。
In the EGR system according to any one of claims 1 to 8,
Control means for recirculating a part of the exhaust gas to the intake system by controlling the EGR device;
An air-fuel ratio detecting means provided in the exhaust system for detecting an air-fuel ratio;
Further comprising
The control means controls the EGR device to recirculate a part of the exhaust gas to the intake system, and if the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio detection means is within a predetermined range, the valve An EGR system, wherein the opening degree of the valve of the EGR device estimated by the opening degree estimation means is corrected to a predetermined value.
請求項1〜9のいずれか1項に記載のEGRシステムにおいて、
前記排気系に設けられ、空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記吸気系における前記内燃機関の有する燃料噴射手段より噴射される燃料の噴射時間を設定する燃料噴射時間設定手段と、
をさらに有し、
前記燃料噴射時間設定手段は、前記空燃比検出手段で検出された前記空燃比が所定範囲内から外れている場合には、前記噴射時間を所定値に補正する
ことを特徴とするEGRシステム。
In the EGR system according to any one of claims 1 to 9,
An air-fuel ratio detecting means provided in the exhaust system for detecting an air-fuel ratio;
Fuel injection time setting means for setting the injection time of fuel injected from the fuel injection means of the internal combustion engine in the intake system;
Further comprising
The fuel injection time setting means corrects the injection time to a predetermined value when the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio detection means is out of a predetermined range.
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