JP2013144961A - Failure diagnostic device for egr system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a failure diagnostic device for an EGR system, that can accurately diagnose a failure in an EGR system regardless of the reflux destination of EGR gas refluxed from an exhaust passage to an intake passage.SOLUTION: A failure diagnostic device 101 for an EGR system 70 of an internal combustion engine 10 includes: an EGR pipe 61 connecting an exhaust passage 40 to an intake passage 20; an EGR valve 64 regulating the flow rate of the EGR gas flowing in the EGR pipe 61; and a differential pressure sensor 65 detecting a differential pressure Ps between the EGR gas on the exhaust passage 40 side of the EGR valve 64 and the EGR gas on the intake passage 20 side. The device diagnoses the failure of the EGR system 70 based on an exhaust pressure Pu of the EGR gas on the exhaust passage 40 side when the EGR valve 64 is closed, and the differential pressure Ps detected by the differential pressure sensor 65.

Description

本発明は、ＥＧＲシステムの故障診断装置に関し、例えば内燃機関のＥＧＲシステムの故障診断装置に関する。   The present invention relates to a failure diagnosis device for an EGR system, for example, a failure diagnosis device for an EGR system of an internal combustion engine.

近年、自動車等の車両の燃費や排気の規制が強化されつつあり、そのような規制は今後も益々強くなる傾向にある。特に燃費については、近年のガソリン価格の高騰や地球温暖化への影響などによって極めて関心の高い問題となっている。   In recent years, regulations on fuel consumption and exhaust of vehicles such as automobiles are being strengthened, and such regulations tend to become stronger and stronger in the future. In particular, fuel consumption has become a very interesting issue due to the recent rise in gasoline prices and the impact on global warming.

このような状況下において、車両の燃費向上を目的とした様々な技術開発が世界各国で行なわれており、その開発技術の一つとして、例えば排気再循環（ＥＧＲ：Exhaust Gas Recirculation)システムが挙げられる。   Under such circumstances, various technological developments aimed at improving the fuel efficiency of vehicles are being carried out in various countries around the world. One example of the development technology is an exhaust gas recirculation (EGR) system. It is done.

ＥＧＲシステムは、吸気通路を介して吸入した吸気ガスを燃焼室で燃焼させ、その燃焼により発生した排気ガスを再び吸気通路へ還流させるシステムである。このシステムによれば、排気ガス（ＥＧＲガス）を吸気通路へ還流させることに起因する新気量の減少を抑制するために、吸気通路に設けられたスロットルバルブを開弁する必要があり、その結果として、ポンピングロス（吸気抵抗）が抑制されて車両の燃費を向上させることができる。また、燃焼室内にＥＧＲガスを導入することによって燃焼温度が低下するため、高温時に発生し得る窒素酸化物（ＮＯｘ）を抑制することができるといった利点もある。   The EGR system is a system in which intake gas sucked through an intake passage is combusted in a combustion chamber, and exhaust gas generated by the combustion is recirculated to the intake passage. According to this system, it is necessary to open a throttle valve provided in the intake passage in order to suppress a decrease in the amount of fresh air caused by recirculating exhaust gas (EGR gas) to the intake passage. As a result, the pumping loss (intake resistance) is suppressed and the fuel efficiency of the vehicle can be improved. Moreover, since the combustion temperature is lowered by introducing EGR gas into the combustion chamber, there is an advantage that nitrogen oxide (NOx) that can be generated at high temperatures can be suppressed.

ところで、上記するＥＧＲシステムにおいては、一般に負圧が発生するスロットルバルブの下流側へＥＧＲガスを還流させている。このような構成とすることで、内燃機関の排気圧力と前記負圧との差圧を利用して、ＥＧＲガスを吸気通路へ容易に還流させることができる。   By the way, in the above-mentioned EGR system, EGR gas is recirculated downstream of a throttle valve that generally generates negative pressure. With such a configuration, the EGR gas can be easily recirculated to the intake passage using the differential pressure between the exhaust pressure of the internal combustion engine and the negative pressure.

一方で、例えば過給機を搭載した内燃機関においては、その過給領域でスロットルバルブの下流側が正圧となり、ＥＧＲガスが吸気通路へ還流され難くなることが知られている。そのため、過給機を搭載した内燃機関の過給領域においては、一般にＥＧＲを実施していない。   On the other hand, it is known that, for example, in an internal combustion engine equipped with a supercharger, the downstream side of the throttle valve becomes a positive pressure in the supercharging region, and EGR gas is hardly recirculated to the intake passage. Therefore, EGR is not generally performed in the supercharging region of an internal combustion engine equipped with a supercharger.

しかしながら、更なる燃費向上を実現するためには、上記する過給領域においてもＥＧＲを実施する必要があり、そのための開発技術の一つとして、例えばＥＧＲガスをスロットルバルブの上流側、特にスロットルバルブの更に上流側に配設されたコンプレッサの上流側へ還流させる技術が提案されている。   However, in order to realize further improvement in fuel efficiency, it is necessary to carry out EGR even in the above-described supercharging region. A technique for returning to the upstream side of the compressor disposed further upstream of the compressor has been proposed.

このように、ＥＧＲシステムは燃費の向上やＮＯｘの低減に有効であるものの、ＥＧＲガスの流量が大きくなると、内燃機関の燃焼室における燃焼が不安定となり、燃費性能や排気性能が悪化してしまう可能性があるため、ＥＧＲガスの還流先に関わらず、ＥＧＲガスの流量を精緻に検出する必要がある。そして、ＥＧＲガスの流量を精緻に検出するためには、ＥＧＲガスの流量を制御するＥＧＲバルブやＥＧＲガスの流量推定に必要なＥＧＲガスの差圧を検出する差圧センサが正常に機能する必要があるため、ＥＧＲシステムを構成するＥＧＲバルブや差圧センサ等の故障診断は必要不可欠な技術である。   Thus, although the EGR system is effective in improving fuel efficiency and reducing NOx, when the flow rate of EGR gas increases, combustion in the combustion chamber of the internal combustion engine becomes unstable, and fuel efficiency and exhaust performance deteriorate. Therefore, it is necessary to precisely detect the flow rate of the EGR gas regardless of the recirculation destination of the EGR gas. In order to precisely detect the flow rate of the EGR gas, the EGR valve that controls the flow rate of the EGR gas and the differential pressure sensor that detects the differential pressure of the EGR gas necessary for estimating the flow rate of the EGR gas must function normally. Therefore, failure diagnosis of the EGR valve, differential pressure sensor, etc. constituting the EGR system is an indispensable technology.

特許文献１には、ＥＧＲガスの流量を制御するＥＧＲバルブの故障診断を行なう従来の故障検出装置が開示されている。   Patent Document 1 discloses a conventional failure detection device that performs failure diagnosis of an EGR valve that controls the flow rate of EGR gas.

特許文献１に開示されている排気還流制御装置の故障検出装置は、内燃機関の排気管と吸気管とを連通させる排気還流通路（ＥＧＲ通路）に設けられた排気還流制御弁（ＥＧＲバルブ）を一時的に開閉させると共に、その開閉前後における吸気管圧力の変動を検出して排気還流制御弁の故障を検出する故障検出装置である。   A failure detection device for an exhaust gas recirculation control device disclosed in Patent Document 1 includes an exhaust gas recirculation control valve (EGR valve) provided in an exhaust gas recirculation passage (EGR passage) for communicating an exhaust pipe and an intake pipe of an internal combustion engine. A failure detection device that temporarily opens and closes and detects a failure of the exhaust gas recirculation control valve by detecting a change in intake pipe pressure before and after the opening and closing.

特許第２８６６５４１号公報Japanese Patent No. 2866541

特許文献１に開示されている排気還流制御装置の故障検出装置によれば、排気還流制御弁（ＥＧＲバルブ）が実際に開弁又は閉弁した際に発生する吸気管圧力の変動に基づいて排気還流制御弁の故障を検出することができる。   According to the failure detection device of the exhaust gas recirculation control device disclosed in Patent Document 1, the exhaust gas is exhausted based on fluctuations in the intake pipe pressure generated when the exhaust gas recirculation control valve (EGR valve) is actually opened or closed. A failure of the reflux control valve can be detected.

しかしながら、例えばＥＧＲガスを吸気管に配設されたスロットルバルブの上流側へ還流させるＥＧＲシステムにおいては、運転状態が変化しても吸気管圧力は大気圧程度であり、ＥＧＲバルブを開弁又は閉弁させても吸気管圧力は略一定となる。そのため、排気還流制御弁の開閉前後における吸気管圧力の変動を精緻に検出することが困難であり、ＥＧＲシステムの故障を正確に診断することができないといった課題がある。   However, for example, in an EGR system that recirculates EGR gas to the upstream side of the throttle valve disposed in the intake pipe, the intake pipe pressure is about atmospheric pressure even if the operating state changes, and the EGR valve is opened or closed. Even if the valve is operated, the intake pipe pressure is substantially constant. Therefore, it is difficult to precisely detect the fluctuation of the intake pipe pressure before and after opening and closing the exhaust gas recirculation control valve, and there is a problem that it is impossible to accurately diagnose a failure of the EGR system.

本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、ＥＧＲガスの還流先に関わらず、精度良くＥＧＲシステムの故障を診断することのできる故障診断装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a failure diagnosis apparatus capable of accurately diagnosing a failure of an EGR system regardless of the recirculation destination of the EGR gas. There is.

上記する課題を解決するために、本発明に係るＥＧＲシステムの故障診断装置は、排気通路と吸気通路とを繋ぐＥＧＲ配管と、該ＥＧＲ配管を流れるＥＧＲガスの流量を調整するＥＧＲバルブと、該ＥＧＲバルブの前記排気通路側のＥＧＲガスと前記吸気通路側のＥＧＲガスとの差圧を検出する差圧センサと、を備えた内燃機関のＥＧＲシステムの故障診断装置であって、前記故障診断装置は、前記ＥＧＲバルブの閉弁時における前記排気通路側のＥＧＲガスの圧力と前記差圧センサによって検出された前記差圧とに基づいて、前記ＥＧＲシステムの故障を診断することを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, an EGR system failure diagnosis apparatus according to the present invention includes an EGR pipe that connects an exhaust passage and an intake passage, an EGR valve that adjusts the flow rate of EGR gas that flows through the EGR pipe, A failure diagnosis device for an EGR system of an internal combustion engine, comprising: a differential pressure sensor for detecting a differential pressure between EGR gas on the exhaust passage side of the EGR valve and EGR gas on the intake passage side, wherein the failure diagnosis device Is characterized in that a failure of the EGR system is diagnosed based on the pressure of the EGR gas on the exhaust passage side when the EGR valve is closed and the differential pressure detected by the differential pressure sensor.

本発明によれば、排気通路から吸気通路へ還流されるＥＧＲガスの還流先に関わらず、精度良くＥＧＲシステムの故障を診断することができる。   According to the present invention, the failure of the EGR system can be accurately diagnosed regardless of the recirculation destination of the EGR gas recirculated from the exhaust passage to the intake passage.

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。   Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of embodiments.

本発明に係るＥＧＲシステムの故障診断装置の実施例１が適用される内燃機関の全体構成を概略的に示した全体構成図。1 is an overall configuration diagram schematically showing an overall configuration of an internal combustion engine to which a first embodiment of a failure diagnosis apparatus for an EGR system according to the present invention is applied. 図１に示す差圧センサの内部構成を概略的に示した内部構成図。The internal block diagram which showed schematically the internal structure of the differential pressure sensor shown in FIG. 図１に示すＥＧＲシステムが正常に機能している場合のＥＧＲガスの圧力の一例を時系列で示した図。The figure which showed an example of the pressure of EGR gas in case the EGR system shown in FIG. 1 is functioning normally in time series. 図１に示すＥＧＲシステムのＥＧＲバルブが故障している場合のＥＧＲガスの圧力の一例を時系列で示した図。The figure which showed an example of the pressure of EGR gas in case the EGR valve of the EGR system shown in FIG. 1 has failed in time series. 図１に示すＥＧＲシステムの差圧センサが故障している場合のＥＧＲガスの圧力の一例を時系列で示した図。The figure which showed an example of the pressure of EGR gas when the differential pressure sensor of the EGR system shown in FIG. 1 has failed in time series. 図１に示すＥＧＲシステムが正常に機能している場合の差圧センサによって検出された差圧の絶対値の一例を示した図。The figure which showed an example of the absolute value of the differential pressure detected by the differential pressure sensor in case the EGR system shown in FIG. 1 is functioning normally. 図１に示すＥＧＲシステムが故障している場合の差圧センサによって検出された差圧の絶対値の一例を示した図。The figure which showed an example of the absolute value of the differential pressure | voltage detected by the differential pressure | voltage sensor in case the EGR system shown in FIG. 1 has failed. 図１に示すＥＧＲシステムの故障診断装置による差圧センサの故障診断のフローを示したフローチャート。The flowchart which showed the flow of the fault diagnosis of the differential pressure sensor by the fault diagnosis apparatus of the EGR system shown in FIG. 図１に示すＥＧＲシステムの故障診断装置によるＥＧＲシステムの故障診断時の制御フローを示したフローチャート。The flowchart which showed the control flow at the time of the failure diagnosis of the EGR system by the failure diagnosis apparatus of the EGR system shown in FIG. 本発明に係るＥＧＲシステムの故障診断装置の実施例２が適用される内燃機関の全体構成を概略的に示した全体構成図。1 is an overall configuration diagram schematically showing an overall configuration of an internal combustion engine to which a second embodiment of a failure diagnosis apparatus for an EGR system according to the present invention is applied. FIG. 図１０に示すＥＧＲシステムが正常に機能している場合のＥＧＲガスの圧力の一例を時系列で示した図。The figure which showed an example of the pressure of EGR gas in case the EGR system shown in FIG. 10 is functioning normally in time series. 図１０に示すＥＧＲシステムのＥＧＲバルブが故障している場合のＥＧＲガスの圧力の一例を時系列で示した図。The figure which showed an example of the pressure of EGR gas in case the EGR valve of the EGR system shown in FIG. 10 has failed in time series. 図１０に示すＥＧＲシステムの差圧センサが故障している場合のＥＧＲガスの圧力の一例を時系列で示した図。The figure which showed an example of the pressure of EGR gas in case the differential pressure sensor of the EGR system shown in FIG. 10 has failed in time series.

以下、本発明に係るＥＧＲシステムの故障診断装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。   Embodiments of a failure diagnosis apparatus for an EGR system according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

［実施例１］
まず、図１〜９を参照して、本発明に係るＥＧＲシステムの故障診断装置の実施例１について詳細に説明する。 [Example 1]
First, with reference to FIGS. 1-9, Example 1 of the failure diagnosis apparatus for an EGR system according to the present invention will be described in detail.

図１は、本発明に係るＥＧＲシステムの故障診断装置の実施例１が適用される内燃機関の全体構成を概略的に示したものであり、図２は、図１に示す差圧センサの内部構成を概略的に示したものである。   FIG. 1 schematically shows the overall configuration of an internal combustion engine to which a first embodiment of a failure diagnosis apparatus for an EGR system according to the present invention is applied. FIG. 2 shows the internal structure of the differential pressure sensor shown in FIG. The configuration is schematically shown.

図１で示す内燃機関１０は、例えば４つの気筒を備えた火花点火式の多気筒エンジンであって、シリンダヘッド１１ａ及びシリンダブロック１１ｂからなるシリンダ１１と、このシリンダ１１の各気筒内に摺動自在に嵌挿されたピストン１５と、を備え、ピストン１５は、コンロッド１４を介してクランク軸（図示せず）に連結されている。また、ピストン１５の上方には、所定形状の天井部を有する燃焼室１７が画成され、各気筒の燃焼室１７には、点火コイル３４から高電圧化された点火信号が供給される点火プラグ３５が臨設されている。   An internal combustion engine 10 shown in FIG. 1 is a spark ignition type multi-cylinder engine having four cylinders, for example, and includes a cylinder 11 including a cylinder head 11a and a cylinder block 11b, and slides in each cylinder of the cylinder 11. A piston 15 that is freely inserted, and the piston 15 is connected to a crankshaft (not shown) via a connecting rod 14. In addition, a combustion chamber 17 having a ceiling portion with a predetermined shape is defined above the piston 15, and an ignition plug to which a high voltage ignition signal is supplied from the ignition coil 34 to the combustion chamber 17 of each cylinder. 35 is erected.

また、燃焼室１７は、エアクリーナ１９、コンプレッサ４１、スロットルバルブ２５、インタークーラ１８、コレクタ２７、吸気マニホールド２８、吸気ポート２９等を備えた吸気通路２０と連通しており、燃料の燃焼に必要な空気は、この吸気通路２０を通り、当該吸気通路２０の下流端である吸気ポート２９の端部に配在された吸気カム軸２３により開閉駆動される吸気バルブ２１を介して、各気筒の燃焼室１７に吸入されるようになっている。また、吸気通路２０の吸気マニホールド２８には、吸気ポート２９へ向けて燃料を噴射する燃料噴射弁３０が各気筒毎に臨設されている。   The combustion chamber 17 communicates with an intake passage 20 including an air cleaner 19, a compressor 41, a throttle valve 25, an intercooler 18, a collector 27, an intake manifold 28, an intake port 29, and the like, and is necessary for fuel combustion. The air passes through the intake passage 20 and burns in each cylinder via an intake valve 21 that is opened and closed by an intake camshaft 23 disposed at an end of an intake port 29 that is a downstream end of the intake passage 20. Inhaled into the chamber 17. A fuel injection valve 30 for injecting fuel toward the intake port 29 is provided for each cylinder in the intake manifold 28 of the intake passage 20.

また、吸気通路２０のエアクリーナ１９の下流には、吸入空気の流量を検出するエアフローセンサ５０が配設されている。このエアフローセンサ５０は、吸入空気量（質量流量）が大きくなるに従って、測定対象となる吸入空気流に配置されたホットワイヤ（発熱抵抗体）に流れる電流値が増加し、吸入空気量が小さくなるに従ってホットワイヤに流れる電流値が減少するようにブリッジ回路が構成されている。そして、エアフローセンサ５０のホットワイヤに流れる発熱抵抗電流値は電圧信号として抽出されて、ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）１００へ送信されるようになっている。   An air flow sensor 50 that detects the flow rate of intake air is disposed downstream of the air cleaner 19 in the intake passage 20. In the air flow sensor 50, as the intake air amount (mass flow rate) increases, the value of the current flowing through the hot wire (heating resistor) arranged in the intake air flow to be measured increases, and the intake air amount decreases. Accordingly, the bridge circuit is configured such that the value of the current flowing through the hot wire decreases. The heating resistance current value flowing through the hot wire of the air flow sensor 50 is extracted as a voltage signal and transmitted to the ECU (engine control unit) 100.

吸気通路２０を介して吸入された空気と燃料噴射弁３０から噴射された燃料との混合気は、吸気バルブ２１を介して燃焼室１７へ吸入され、点火コイル３４に接続された点火プラグ３５による火花点火によって燃焼される。そして、燃焼室１７での燃焼後の排気ガスは、排気カム軸２４により開閉駆動される排気バルブ２２を介して燃焼室１７から排気され、排気ポートや排気マニホールド、排気管等（不図示）を備えた排気通路４０を通って外部の大気中へ排出されるようになっている。   A mixture of the air sucked through the intake passage 20 and the fuel injected from the fuel injection valve 30 is sucked into the combustion chamber 17 through the intake valve 21 and is generated by the spark plug 35 connected to the ignition coil 34. It is burned by spark ignition. Exhaust gas after combustion in the combustion chamber 17 is exhausted from the combustion chamber 17 via an exhaust valve 22 that is opened and closed by an exhaust camshaft 24, and passes through an exhaust port, an exhaust manifold, an exhaust pipe, and the like (not shown). The air is discharged into the outside atmosphere through the exhaust passage 40 provided.

ここで、排気通路４０にはタービン４２が配設され、タービン４２は共通の軸４５を介して吸気通路２０に配設されたコンプレッサ４１と接続されており、内燃機関１０は、燃焼室１７から排出される排気ガスの圧力が所定値以上になると、コンプレッサ４１を用いて過給を開始し、圧縮した吸入空気を燃焼室１７の内部へ供給するようになっている。ここで、圧縮された高温の空気はインタークーラ１８によって冷却されるようになっている。なお、過給圧が所定値以上になると、それ以上過給されないように、ＥＣＵ１００によって排気通路４０に配設されたウェイストゲートバルブ４４や吸気通路２０に配設されたリサーキュレーションバルブ４３を開弁させるように制御されている。   Here, a turbine 42 is disposed in the exhaust passage 40, and the turbine 42 is connected to a compressor 41 disposed in the intake passage 20 via a common shaft 45, and the internal combustion engine 10 is connected to the combustion chamber 17. When the pressure of the exhaust gas discharged becomes a predetermined value or more, supercharging is started using the compressor 41, and compressed intake air is supplied into the combustion chamber 17. Here, the compressed high-temperature air is cooled by the intercooler 18. When the supercharging pressure exceeds a predetermined value, the ECU 100 opens the waste gate valve 44 disposed in the exhaust passage 40 and the recirculation valve 43 disposed in the intake passage 20 so as to prevent further supercharging. It is controlled to make it valve.

さらに、排気通路４０のタービン４２の下流側には、アルミナやセリアなどの担体に白金やパラジウムなどを塗布した排気ガス浄化用の三元触媒６０が配設されており、この触媒６０の上流側には、触媒前空燃比に対して線形の出力特性を有するリニア空燃比センサ５１が配設され、触媒６０の下流側には、触媒後空燃比がストイキ（理論空燃比）よりもリッチ側かリーン側かを識別するためのスイッチング信号を出力するＯ２センサ５２が配設されている。 Further, on the downstream side of the turbine 42 in the exhaust passage 40, an exhaust gas purification three-way catalyst 60 in which platinum or palladium is applied to a carrier such as alumina or ceria is disposed. Includes a linear air-fuel ratio sensor 51 having a linear output characteristic with respect to the pre-catalyst air-fuel ratio. On the downstream side of the catalyst 60, is the post-catalyst air-fuel ratio richer than the stoichiometric (theoretical air-fuel ratio)? An O 2 sensor 52 that outputs a switching signal for identifying the lean side is provided.

また、内燃機関１０の各気筒に対して配備された燃料噴射弁３０は、燃料タンク５３と接続されており、燃料タンク５３の内部の燃料は、燃料ポンプ５４や燃圧レギュレータ５５等を備えた燃料供給機構により所定燃圧に調圧されて燃料噴射弁３０に供給されるようになっている。所定燃圧の燃料が供給された燃料噴射弁３０は、ＥＣＵ１００から供給されるエンジン負荷等の運転状態に応じたデューティ（パルス幅：開弁時間に相当する）を有する燃料噴射パルス信号によって開弁駆動され、その開弁時間に応じた量の燃料を吸気ポート２９に向けて噴射するようになっている。   The fuel injection valve 30 provided for each cylinder of the internal combustion engine 10 is connected to a fuel tank 53. The fuel inside the fuel tank 53 is a fuel having a fuel pump 54, a fuel pressure regulator 55, and the like. The fuel is adjusted to a predetermined fuel pressure by the supply mechanism and supplied to the fuel injection valve 30. The fuel injection valve 30 to which fuel of a predetermined fuel pressure is supplied is opened by a fuel injection pulse signal having a duty (pulse width: corresponding to the valve opening time) corresponding to the operating state such as the engine load supplied from the ECU 100. Then, an amount of fuel corresponding to the valve opening time is injected toward the intake port 29.

なお、ＥＣＵ１００は、内燃機関１０の種々の制御、例えば燃料噴射弁３０による燃料噴射制御（空燃比制御）、点火プラグ３５による点火時期制御等を行なうためのマイクロコンピュータを内蔵している。   The ECU 100 incorporates a microcomputer for performing various controls of the internal combustion engine 10, for example, fuel injection control (air-fuel ratio control) by the fuel injection valve 30, ignition timing control by the spark plug 35, and the like.

また、内燃機関１０は、燃焼室１７での燃焼により発生した排気ガスを排気通路４０から吸気通路２０へ還流させるＥＧＲシステム７０を備えている。ＥＧＲシステム７０は、排気通路４０と吸気通路２０とを繋ぐＥＧＲ配管６１と、ＥＧＲ配管６１を流れるＥＧＲガスの流量を調整するＥＧＲバルブ６４と、ＥＧＲバルブ６４の排気通路４０側のＥＧＲガスと吸気通路２０側のＥＧＲガスとの差圧を検出する差圧センサ６５と、を備えると共に、差圧センサ６５によって検出された差圧に基づいてＥＧＲ流量やＥＧＲ率（燃焼室内の排ガス質量／燃焼室内の総ガス質量）を算出するＥＧＲ算出手段（不図示）をＥＣＵ１００に内蔵している。   In addition, the internal combustion engine 10 includes an EGR system 70 that recirculates exhaust gas generated by combustion in the combustion chamber 17 from the exhaust passage 40 to the intake passage 20. The EGR system 70 includes an EGR pipe 61 that connects the exhaust passage 40 and the intake passage 20, an EGR valve 64 that adjusts the flow rate of EGR gas flowing through the EGR pipe 61, and EGR gas and intake air on the exhaust passage 40 side of the EGR valve 64. A differential pressure sensor 65 that detects a differential pressure with the EGR gas on the side of the passage 20, and based on the differential pressure detected by the differential pressure sensor 65, the EGR flow rate and the EGR rate (the exhaust gas mass in the combustion chamber / the combustion chamber) EGR calculation means (not shown) for calculating the total gas mass) is built in the ECU 100.

具体的には、ＥＧＲ配管６１の排気通路４０側の端部は、排気通路４０に配設された三元触媒６０の下流に接続されており、ＥＧＲ配管６１の吸気通路２０側の端部は、吸気通路２０に配設されたコンプレッサ４１の上流に接続されている。したがって、排気通路４０を流れる排気ガスは、三元触媒６０の下流で排気通路４０からＥＧＲ配管６１へ流れ、ＥＧＲ配管６１へ流れる高温のＥＧＲガス（排気ガス）は、ＥＧＲクーラ６２を介して冷却された後、ＥＧＲバルブ６４を介して所定流量に調整され、コンプレッサ４１の上流のＥＧＲ合流部６６で吸気通路２０の吸入空気と混合される。   Specifically, the end portion of the EGR pipe 61 on the exhaust passage 40 side is connected downstream of the three-way catalyst 60 disposed in the exhaust passage 40, and the end portion of the EGR pipe 61 on the intake passage 20 side is , And connected upstream of the compressor 41 disposed in the intake passage 20. Therefore, the exhaust gas flowing through the exhaust passage 40 flows from the exhaust passage 40 to the EGR pipe 61 downstream of the three-way catalyst 60, and the high-temperature EGR gas (exhaust gas) flowing to the EGR pipe 61 is cooled via the EGR cooler 62. After that, the flow rate is adjusted to a predetermined value via the EGR valve 64 and mixed with the intake air in the intake passage 20 at the EGR junction 66 upstream of the compressor 41.

なお、ＥＧＲバルブ６４の上流側には、ＥＧＲガスの温度を計測するＥＧＲ温度センサ６３が配設されており、差圧センサ６５は、ＥＧＲバルブ６４の排気通路４０側と吸気通路２０側にそれぞれ配設された上流圧力通路６７と下流圧力通路６８とを介して、ＥＧＲ配管６１と接続されている。   An EGR temperature sensor 63 for measuring the temperature of the EGR gas is disposed upstream of the EGR valve 64, and the differential pressure sensor 65 is disposed on the exhaust passage 40 side and the intake passage 20 side of the EGR valve 64, respectively. The EGR pipe 61 is connected to the upstream pressure passage 67 and the downstream pressure passage 68 provided.

図２を参照して、上記する差圧センサ６５の内部構成をより具体的に説明すると、本実施例１で用いる差圧センサ６５は、絶対圧センサ７３，７４、ＡＤ変換部７５、差圧演算部７１、ＤＡ変換部７２、及び温度センサ６９を備えている。   With reference to FIG. 2, the internal configuration of the differential pressure sensor 65 described above will be described more specifically. The differential pressure sensor 65 used in the first embodiment includes absolute pressure sensors 73 and 74, an AD conversion unit 75, a differential pressure, and the like. A calculation unit 71, a DA conversion unit 72, and a temperature sensor 69 are provided.

上流圧力通路６７と下流圧力通路６８とを介して差圧センサ６５へ入力されたＥＧＲバルブ上流圧力ＰｕとＥＧＲバルブ下流圧力Ｐｄとはそれぞれ、絶対圧センサ７３、７４で電圧に変換され、双方の電圧値はＡＤ変換部７５でＡＤ変換され、差圧演算部７１でその差圧が算出される。その際、圧力は温度に依存して変化するため、差圧センサ６５の内部に温度センサ６９を搭載しておき、温度センサ６９の検出値に基づいてＥＧＲバルブ上流圧力ＰｕとＥＧＲバルブ下流圧力ＰｄのＡＤ変換値をそれぞれ温度補正することによって、より精緻な差圧が算出される。そして、差圧演算部７１で算出された差圧はＤＡ変換部７２でＤＡ変換され、その変換値がＥＣＵ１００へ送信される。   The EGR valve upstream pressure Pu and the EGR valve downstream pressure Pd input to the differential pressure sensor 65 through the upstream pressure passage 67 and the downstream pressure passage 68 are converted into voltages by the absolute pressure sensors 73 and 74, respectively. The voltage value is AD converted by the AD conversion unit 75, and the differential pressure is calculated by the differential pressure calculation unit 71. At this time, since the pressure changes depending on the temperature, a temperature sensor 69 is mounted inside the differential pressure sensor 65, and the EGR valve upstream pressure Pu and the EGR valve downstream pressure Pd are based on the detected value of the temperature sensor 69. A more precise differential pressure is calculated by correcting the temperature of each AD conversion value. The differential pressure calculated by the differential pressure calculation unit 71 is DA-converted by the DA conversion unit 72, and the converted value is transmitted to the ECU 100.

次いで、図３〜図５を参照して、本実施例１におけるＥＧＲシステム７０の故障診断について具体的に説明する。なお、ＥＧＲシステム７０の故障診断を実施するための故障診断装置１０１はＥＣＵ１００に内蔵されている。   Next, the failure diagnosis of the EGR system 70 according to the first embodiment will be specifically described with reference to FIGS. Note that a failure diagnosis apparatus 101 for performing failure diagnosis of the EGR system 70 is built in the ECU 100.

図３〜図５は、ＥＧＲガスがコンプレッサ４１の上流側へ還流される場合における、ＥＧＲバルブ６４の閉弁時の排気通路４０側のＥＧＲガスの圧力であるＥＧＲバルブ上流圧力Ｐｕ（以下「排気圧力」という。）と、吸気通路２０側のＥＧＲガスの圧力であるＥＧＲバルブ下流圧力Ｐｄ（以下「吸気圧力」という。）と、排気圧力Ｐｕと吸気圧力Ｐｄとの差圧Ｐｓの挙動の一例を時系列で示したものである。   3 to 5 show an EGR valve upstream pressure Pu (hereinafter referred to as “exhaust gas”) that is the pressure of the EGR gas on the exhaust passage 40 side when the EGR valve 64 is closed when the EGR gas is recirculated to the upstream side of the compressor 41. An example of the behavior of EGR valve downstream pressure Pd (hereinafter referred to as “intake pressure”), which is the pressure of EGR gas on the intake passage 20 side, and the differential pressure Ps between the exhaust pressure Pu and the intake pressure Pd. Is shown in time series.

まず、図３は、ＥＧＲシステム７０が正常に機能している場合の一例を示したものである。   First, FIG. 3 shows an example when the EGR system 70 is functioning normally.

本実施例１では、上記するようにＥＧＲガスがコンプレッサ４１の上流側へ還流されるため、吸気圧力Ｐｄの平均値は大気圧となる。したがって、吸気圧力Ｐｄは、図示するように大気圧を振幅中心として内燃機関１０の吸気脈動の影響を受けて脈動する。   In the first embodiment, since the EGR gas is recirculated to the upstream side of the compressor 41 as described above, the average value of the intake pressure Pd becomes atmospheric pressure. Therefore, the intake pressure Pd pulsates under the influence of the intake pulsation of the internal combustion engine 10 with the atmospheric pressure as the center of amplitude as shown in the figure.

また、排気圧力Ｐｕは排気圧力であるため、その平均値は大気圧よりも相対的に高くなる。さらに、内燃機関１０の負荷が増加すると要求空気量も増加するため、排気圧力Ｐｕは上昇する。なお、排気圧力Ｐｕも、図示するように排気脈動の影響を受けて脈動する。   Further, since the exhaust pressure Pu is the exhaust pressure, the average value thereof is relatively higher than the atmospheric pressure. Further, as the load on the internal combustion engine 10 increases, the required air amount also increases, so the exhaust pressure Pu increases. The exhaust pressure Pu also pulsates under the influence of exhaust pulsation as shown in the figure.

ＥＧＲシステム７０が正常に機能している場合、ＥＧＲシステム７０の差圧センサ６５は、上記する排気圧力Ｐｕと吸気圧力Ｐｄの信号を用いて図示するような差圧Ｐｓを算出し、ＥＣＵ１００へ出力する。   When the EGR system 70 is functioning normally, the differential pressure sensor 65 of the EGR system 70 calculates a differential pressure Ps as shown in the figure using the exhaust pressure Pu and intake pressure Pd signals described above, and outputs it to the ECU 100. To do.

図３に示すＥＧＲシステム７０が正常に機能している場合に対して、図４は、ＥＧＲシステム７０が故障している場合、特にＥＧＲシステム７０のＥＧＲバルブ６４が故障している場合の一例を示したものである。より具体的には、ＥＧＲバルブ６４が閉弁しているにも関わらず、排気圧力Ｐｕと吸気圧力Ｐｄはほぼ同等の値を示しており、差圧Ｐｓは図３で示すような本来あるべき差圧と比較して相対的に小さい値を示している。   FIG. 4 shows an example where the EGR system 70 is malfunctioning, in particular, when the EGR valve 64 of the EGR system 70 is malfunctioning, whereas the EGR system 70 shown in FIG. 3 is functioning normally. It is shown. More specifically, although the EGR valve 64 is closed, the exhaust pressure Pu and the intake pressure Pd show substantially the same value, and the differential pressure Ps should be originally as shown in FIG. A relatively small value is shown in comparison with the differential pressure.

上記するように、排気圧力Ｐｕの平均値は大気圧よりも相対的に高くなるものの、図４に示す例では、排気圧力Ｐｕと吸気圧力Ｐｄがほぼ同等の値を示している。すなわち、ＥＧＲバルブ６４は制御上は閉弁していることになっているものの、実際には閉弁していない可能性が高い。したがって、このような場合には、故障診断装置１０１はＥＧＲシステム７０を構成するＥＧＲバルブ６４が故障していると診断することができる。   As described above, although the average value of the exhaust pressure Pu becomes relatively higher than the atmospheric pressure, in the example shown in FIG. 4, the exhaust pressure Pu and the intake pressure Pd show substantially the same value. That is, although the EGR valve 64 is supposed to be closed in terms of control, there is a high possibility that it is not actually closed. Therefore, in such a case, the failure diagnosis apparatus 101 can diagnose that the EGR valve 64 constituting the EGR system 70 has failed.

また、図５は、ＥＧＲシステム７０が故障している場合、特にＥＧＲシステム７０の差圧センサ６５が故障している場合の一例を示したものである。より具体的には、ＥＧＲバルブ６４が閉弁しており、排気圧力Ｐｕと吸気圧力Ｐｄは正常に検出されているものの、差圧Ｐｓのみが、図３で示すような本来あるべき差圧と比較して相対的に小さい値を示している。   FIG. 5 shows an example when the EGR system 70 is broken, particularly when the differential pressure sensor 65 of the EGR system 70 is broken. More specifically, although the EGR valve 64 is closed and the exhaust pressure Pu and the intake pressure Pd are normally detected, only the differential pressure Ps is the original differential pressure as shown in FIG. The comparatively small value is shown.

このような場合には、差圧センサ６５における差圧演算に異常が発生している可能性が高いため、故障診断装置１０１はＥＧＲシステム７０を構成する差圧センサ６５が故障していると診断することができる。   In such a case, since there is a high possibility that an abnormality has occurred in the differential pressure calculation in the differential pressure sensor 65, the failure diagnosis apparatus 101 diagnoses that the differential pressure sensor 65 constituting the EGR system 70 has failed. can do.

次に、図６〜図８を参照して、ＥＧＲシステム７０を構成する差圧センサ６５の故障診断についてより具体的に説明する。   Next, the failure diagnosis of the differential pressure sensor 65 constituting the EGR system 70 will be described more specifically with reference to FIGS.

図６は、図１に示すＥＧＲシステム７０の差圧センサ６５が正常に機能している場合の、差圧センサ６５によって検出された差圧Ｐｓの絶対値の一例を示したものであり、差圧Ｐｓの現在値の絶対値｜Ｐｓ０｜からｎ回前までの絶対値｜Ｐｓn｜を示したものである。また、図７は、図１に示すＥＧＲシステム７０の差圧センサ６５が故障している場合の、差圧センサ６５によって検出された差圧Ｐｓの絶対値の一例を示したものである。 FIG. 6 shows an example of the absolute value of the differential pressure Ps detected by the differential pressure sensor 65 when the differential pressure sensor 65 of the EGR system 70 shown in FIG. 1 is functioning normally. the absolute value of the current value of the pressure Ps | Ps 0 | absolute value from before n times | shows a | Ps n. FIG. 7 shows an example of the absolute value of the differential pressure Ps detected by the differential pressure sensor 65 when the differential pressure sensor 65 of the EGR system 70 shown in FIG. 1 is out of order.

差圧センサ６５によって検出される差圧Ｐｓは、内燃機関１０の吸気脈動や排気脈動の影響等によって脈動しており、略一定の値が継続して検出されることはないことが知られている。そこで、差圧センサ６５から出力される差圧信号が所定値以上脈動しているかを判定するための脈動判定閾値Ｐｈを設定し、この脈動判定閾値Ｐｈに基づいてＥＧＲシステム７０を構成する差圧センサ６５の故障診断を実施する。   It is known that the differential pressure Ps detected by the differential pressure sensor 65 pulsates due to the influence of intake pulsation and exhaust pulsation of the internal combustion engine 10 and the like, and a substantially constant value is not continuously detected. Yes. Therefore, a pulsation determination threshold value Ph for determining whether or not the differential pressure signal output from the differential pressure sensor 65 pulsates more than a predetermined value is set, and the differential pressure constituting the EGR system 70 based on the pulsation determination threshold value Ph. A failure diagnosis of the sensor 65 is performed.

具体的には、図６に示すように、差圧センサ６５から出力される差圧信号の現在値の絶対値からｎ回前までの絶対値に脈動判定閾値Ｐｈを超える値が含まれている場合は、差圧センサ６５から出力される差圧信号は所定値以上脈動していると検知されるため、故障診断装置１０１は差圧センサ６５が正常に機能していると診断することができる。   Specifically, as shown in FIG. 6, a value exceeding the pulsation determination threshold Ph is included in the absolute value from the current absolute value of the differential pressure signal output from the differential pressure sensor 65 to n times before. In this case, since the differential pressure signal output from the differential pressure sensor 65 is detected as pulsating more than a predetermined value, the failure diagnosis apparatus 101 can diagnose that the differential pressure sensor 65 is functioning normally. .

一方で、図７に示すように、差圧センサ６５から出力される差圧信号の現在値の絶対値からｎ回前までの絶対値に脈動判定閾値Ｐｈを超える値が含まれていない場合には、差圧センサ６５から出力される差圧信号は所定値以上脈動していると検知することができないため、そのような状態が所定時間継続した場合に、故障診断装置１０１は差圧センサ６５が故障していると診断することができる。   On the other hand, as shown in FIG. 7, when the absolute value from the current value of the differential pressure signal output from the differential pressure sensor 65 to the previous n times does not include a value that exceeds the pulsation determination threshold Ph. Since it cannot be detected that the differential pressure signal output from the differential pressure sensor 65 is pulsating more than a predetermined value, the failure diagnosis apparatus 101 detects the differential pressure sensor 65 when such a state continues for a predetermined time. Can be diagnosed as malfunctioning.

図８は、図１に示すＥＧＲシステム７０の故障診断装置１０１による差圧センサ６５の上記故障診断のフローを示したものである。   FIG. 8 shows the flow of the failure diagnosis of the differential pressure sensor 65 by the failure diagnosis apparatus 101 of the EGR system 70 shown in FIG.

ここで、内燃機関１０の全開運転時や高負荷運転時には要求空気量が多くなるため、差圧センサ６５によって検出される差圧Ｐｓの脈動は大きくなる。一方で、内燃機関１０のアイドル時や低負荷運転時には差圧Ｐｓの脈動が小さくなる。このように、差圧センサ６５によって検出される差圧Ｐｓの脈動の大きさは、内燃機関１０の運転状態によって変化することが知られている。そこで、ＥＧＲシステム７０は、内燃機関１０の運転状態を検出する運転状態検出手段（不図示）を備え、運転状態検出手段によって検出される内燃機関１０の運転状態に応じて脈動判定閾値Ｐｈを変化させることが望ましい。   Here, when the internal combustion engine 10 is fully opened or operated at a high load, the required air amount increases, so that the pulsation of the differential pressure Ps detected by the differential pressure sensor 65 increases. On the other hand, the pulsation of the differential pressure Ps is reduced when the internal combustion engine 10 is idling or during low load operation. As described above, it is known that the magnitude of the pulsation of the differential pressure Ps detected by the differential pressure sensor 65 changes depending on the operating state of the internal combustion engine 10. Therefore, the EGR system 70 includes an operation state detection unit (not shown) that detects the operation state of the internal combustion engine 10, and changes the pulsation determination threshold Ph according to the operation state of the internal combustion engine 10 detected by the operation state detection unit. It is desirable to make it.

まず、Ｓ２０１では、前記運転状態検出手段を用いて内燃機関１０の運転状態を検出する。次いで、Ｓ２０２では、運転状態検出手段によって検出された内燃機関１０の運転状態に応じて、マップなどによって予め設定した脈動判定閾値Ｐｈを設定する。   First, in S201, the operation state of the internal combustion engine 10 is detected using the operation state detection means. Next, in S202, a pulsation determination threshold Ph set in advance by a map or the like is set according to the operating state of the internal combustion engine 10 detected by the operating state detecting means.

次に、Ｓ２０３では、差圧センサ６５から出力された差圧Ｐｓの現在値の絶対値｜Ｐｓ０｜から過去ｎ回前までの絶対値｜Ｐｓｎ｜と脈動判定閾値Ｐｈをそれぞれ比較する。ここで、差圧Ｐｓの絶対値が脈動判定閾値Ｐｈ以上であれば脈動判定結果αnを１とし、差圧Ｐｓの絶対値がＰｈ未満であれば脈動判定結果αｎを０とする。 Next, in S203, the absolute value of the current value of the differential pressure Ps output from the differential pressure sensor 65 | is compared with pulsation determination threshold Ph respectively | Ps 0 | from the absolute value of the before last n times | Ps n. Here, if the absolute value of the differential pressure Ps is greater than or equal to the pulsation determination threshold Ph, the pulsation determination result α n is set to 1, and if the absolute value of the differential pressure Ps is less than Ph, the pulsation determination result α n is set to 0.

Ｓ２０４では、Ｓ２０３で算出した脈動判定結果αｎに関し、現在値に対応する脈動判定結果α０からｎ回前までに対応する脈動判定結果αｎまで加算し、その演算結果が１以上であるか否かを判定する。その演算結果が１以上であれば、差圧センサ６５は所定の脈動現象を捉えていることを意味しているため、Ｓ２０５で、差圧センサ６５が正常に機能していると診断する。一方で、演算結果が０であれば、差圧センサ６５は所定の脈動を捉えていないことを意味しているため、Ｓ２０６で、脈動判定閾値Ｐｈ未満の状態が所定時間継続したか否かを判定する。 In S204, relates pulsation determination result alpha n calculated in S203, or by adding the pulsation determination result alpha 0 corresponding to the current value to pulsation determination result alpha n corresponding to before n times, the calculation result is greater than 1 Determine whether or not. If the calculation result is 1 or more, it means that the differential pressure sensor 65 captures a predetermined pulsation phenomenon, and therefore, in S205, it is diagnosed that the differential pressure sensor 65 is functioning normally. On the other hand, if the calculation result is 0, it means that the differential pressure sensor 65 has not captured the predetermined pulsation, and therefore in S206, it is determined whether or not the state less than the pulsation determination threshold Ph has continued for a predetermined time. judge.

そして、脈動判定閾値Ｐｈ未満の状態が所定時間継続した場合には、Ｓ２０７で、差圧センサ６５が故障していると診断する。なお、脈動判定閾値Ｐｈ未満の状態が所定時間継続していない場合には、再度ＥＧＲシステム７０の故障診断を実施するためにＳ２０１へ戻る。   If the state below the pulsation determination threshold Ph continues for a predetermined time, it is diagnosed in S207 that the differential pressure sensor 65 has failed. If the state less than the pulsation determination threshold Ph has not continued for a predetermined time, the process returns to S201 in order to perform failure diagnosis of the EGR system 70 again.

なお、本実施例１では、現在値に対応する脈動判定結果α０からｎ回前までに対応する脈動判定結果αｎまで加算した演算結果の判定値を１としたが、運転状態検出手段によって検出される内燃機関１０の運転状態等に応じて、前記判定値を適宜選択することができる。 In the first embodiment, although the judgment value of the pulsation determination result alpha n to adding the calculation results corresponding to the pulsation determination result alpha 0 corresponding to the current value before n times and 1, depending on the operating condition detecting means The determination value can be appropriately selected according to the detected operating state of the internal combustion engine 10 or the like.

次に、図９は、図１に示すＥＧＲシステム７０の故障診断装置１０１によってＥＧＲシステム７０の故障を診断した時の制御フローを示したものである。   Next, FIG. 9 shows a control flow when a failure of the EGR system 70 is diagnosed by the failure diagnosis apparatus 101 of the EGR system 70 shown in FIG.

ＥＧＲシステム７０が故障するとＥＣＵ１００により正確なＥＧＲ制御を行うことができなくなる可能性がある。例えば、ＥＧＲシステム７０の故障により多量のＥＧＲガスが内燃機関１０の燃焼室１７に供給されると、燃焼不安定や失火等によるエンジンストールを誘発する可能性がある。   If the EGR system 70 breaks down, the ECU 100 may not be able to perform accurate EGR control. For example, if a large amount of EGR gas is supplied to the combustion chamber 17 of the internal combustion engine 10 due to a failure of the EGR system 70, there is a possibility of inducing engine stall due to unstable combustion or misfire.

そこで、Ｓ２０８で上記故障診断装置１０１によりＥＧＲシステム７０が故障しているか否かを判定し、ＥＧＲシステム７０が故障している場合には、ＥＧＲガスが内燃機関１０の燃焼室１７へ混入されるのを防止するため、Ｓ２０９でＥＣＵ１００によりＥＧＲバルブ６４を全閉するように制御する。すなわち、ＥＧＲシステム７０の故障診断のために閉弁していたＥＧＲバルブ６４の閉弁状態を継続する。この制御によって、規定値以上のＥＧＲガスが内燃機関１０の燃焼室１７に供給されるのを抑止することができ、燃焼不安定や失火等によるエンジンストールの発生を確実に防止することができる。   Therefore, in S208, the failure diagnosis apparatus 101 determines whether or not the EGR system 70 has failed. If the EGR system 70 has failed, EGR gas is mixed into the combustion chamber 17 of the internal combustion engine 10. In order to prevent this, the ECU 100 controls the EGR valve 64 to be fully closed in S209. That is, the closed state of the EGR valve 64 that has been closed for failure diagnosis of the EGR system 70 is continued. By this control, it is possible to suppress the supply of EGR gas exceeding the specified value to the combustion chamber 17 of the internal combustion engine 10, and it is possible to reliably prevent the occurrence of engine stall due to unstable combustion or misfire.

［実施例２］
次に、図１０〜１３を参照して、本発明に係るＥＧＲシステムの故障診断装置の実施例２について詳細に説明する。 [Example 2]
Next, a second embodiment of the failure diagnosis apparatus for the EGR system according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.

図１０は、本発明に係るＥＧＲシステムの故障診断装置の実施例２が適用される内燃機関の全体構成を概略的に示したものである。図１０に示す実施例２のＥＧＲシステム７０Ａは、図１に示す実施例１のＥＧＲシステム７０に対して、ＥＧＲガスの還流先が相違しており、その他の構成は実施例１と同様であるため、実施例１と同様の構成には同様の符号を付してその詳細な説明は省略する。   FIG. 10 schematically shows the overall configuration of an internal combustion engine to which a second embodiment of the failure diagnosis apparatus for an EGR system according to the present invention is applied. The EGR system 70A of the second embodiment shown in FIG. 10 is different from the EGR system 70 of the first embodiment shown in FIG. 1 in that the EGR gas recirculation destination is the same as that of the first embodiment. Therefore, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

具体的には、ＥＧＲシステム７０ＡのＥＧＲ配管６１Ａの排気通路４０側の端部は、排気通路４０に配設された三元触媒６０の下流に接続されており、ＥＧＲ配管６１Ａの吸気通路２０側の端部（ＥＧＲ合流部６６Ａ）は、吸気通路２０に配設されたスロットルバルブ２５の下流、より具体的にはコレクタ２７に接続されている。したがって、排気通路４０を流れる排気ガスは、三元触媒６０の下流で排気通路４０からＥＧＲ配管６１Ａへ流れ、ＥＧＲクーラ６２を介して冷却された後、ＥＧＲバルブ６４を介して所定流量に調整され、コレクタ２７に設けられたＥＧＲ合流部６６Ａで吸入空気と混合される。   Specifically, the end of the EGR pipe 61A of the EGR system 70A on the exhaust passage 40 side is connected downstream of the three-way catalyst 60 disposed in the exhaust passage 40, and the EGR pipe 61A side of the EGR pipe 61A The end portion (EGR merging portion 66 </ b> A) is connected downstream of the throttle valve 25 disposed in the intake passage 20, more specifically, to the collector 27. Accordingly, the exhaust gas flowing through the exhaust passage 40 flows from the exhaust passage 40 to the EGR pipe 61A downstream of the three-way catalyst 60, is cooled through the EGR cooler 62, and then adjusted to a predetermined flow rate through the EGR valve 64. Then, it is mixed with the intake air at the EGR junction 66A provided in the collector 27.

次いで、図１１〜図１３を参照して、本実施例２におけるＥＧＲシステム７０Ａの故障診断について具体的に説明する。図１１〜図１３は、ＥＧＲガスがスロットルバルブ２５の下流側へ還流される場合における、ＥＧＲバルブ６４の閉弁時の排気通路４０側のＥＧＲガスの圧力であるＥＧＲバルブ上流圧力Ｐｕ（排気圧力）と、吸気通路２０側のＥＧＲガスの圧力であるＥＧＲバルブ下流圧力Ｐｄ（吸気圧力）と、排気圧力Ｐｕと吸気圧力Ｐｄとの差圧Ｐｓの挙動の一例を時系列で示したものである。   Next, failure diagnosis of the EGR system 70A according to the second embodiment will be specifically described with reference to FIGS. 11 to 13 show an EGR valve upstream pressure Pu (exhaust pressure) which is the pressure of the EGR gas on the exhaust passage 40 side when the EGR valve 64 is closed when the EGR gas is recirculated to the downstream side of the throttle valve 25. ), An EGR valve downstream pressure Pd (intake pressure) that is the pressure of the EGR gas on the intake passage 20 side, and an example of the behavior of the differential pressure Ps between the exhaust pressure Pu and the intake pressure Pd are shown in time series. .

まず、図１１は、ＥＧＲシステム７０Ａが正常に機能している場合の一例を示したものである。   First, FIG. 11 shows an example when the EGR system 70A is functioning normally.

本実施例２では、上記するようにＥＧＲガスがスロットルバルブ２５の下流側へ還流されるため、吸気圧力Ｐｄの平均値は大気圧とは限らず、内燃機関１０のアイドル時や低負荷運転時では負圧となり、スロットルバルブ２５の全開時では大気圧程度となり、過給時では大気圧よりも相対的に高い圧力となる。なお、図１１に示す例は、吸気圧力Ｐｄが負圧で脈動している状態を示している。   In the second embodiment, since the EGR gas is recirculated to the downstream side of the throttle valve 25 as described above, the average value of the intake pressure Pd is not limited to the atmospheric pressure. Becomes a negative pressure when the throttle valve 25 is fully opened, and becomes a pressure higher than the atmospheric pressure at the time of supercharging. The example shown in FIG. 11 shows a state where the intake pressure Pd is pulsating with a negative pressure.

また、排気圧力Ｐｕは排気圧力であるため、その平均値は吸気圧力Ｐｄよりも相対的に高くなる。さらに、内燃機関１０の負荷が増加すると要求空気量も増加するため、排気圧力Ｐｕは上昇する。なお、排気圧力Ｐｕも、図示するように排気脈動の影響を受けて脈動する。   Further, since the exhaust pressure Pu is the exhaust pressure, the average value thereof is relatively higher than the intake pressure Pd. Further, as the load on the internal combustion engine 10 increases, the required air amount also increases, so the exhaust pressure Pu increases. The exhaust pressure Pu also pulsates under the influence of exhaust pulsation as shown in the figure.

ＥＧＲシステム７０が正常に機能している場合、ＥＧＲシステム７０Ａの差圧センサ６５は、上記する排気圧力Ｐｕと吸気圧力Ｐｄの信号を用いて図示するような差圧Ｐｓを算出し、ＥＣＵ１００へ出力する。   When the EGR system 70 is functioning normally, the differential pressure sensor 65 of the EGR system 70A calculates the differential pressure Ps as shown in the figure using the signals of the exhaust pressure Pu and the intake pressure Pd described above and outputs them to the ECU 100. To do.

図１２は、ＥＧＲシステム７０Ａが故障している場合、特にＥＧＲシステム７０ＡのＥＧＲバルブ６４が故障している場合の一例を示したものである。より具体的には、ＥＧＲバルブ６４が閉弁しているにも関わらず、排気圧力Ｐｕと吸気圧力Ｐｄはほぼ同等の値を示しており、差圧Ｐｓは図１１で示すような本来あるべき差圧と比較して相対的に小さい値を示している。   FIG. 12 shows an example when the EGR system 70A has failed, particularly when the EGR valve 64 of the EGR system 70A has failed. More specifically, although the EGR valve 64 is closed, the exhaust pressure Pu and the intake pressure Pd show substantially the same value, and the differential pressure Ps should be originally as shown in FIG. A relatively small value is shown in comparison with the differential pressure.

上記するように、排気圧力Ｐｕの平均値は吸気圧力Ｐｄよりも相対的に高くなるものの、図１２に示す例では、排気圧力Ｐｕと吸気圧力Ｐｄがほぼ同等の値を示している。すなわち、ＥＧＲバルブ６４は制御上は閉弁していることになっているものの、実際には閉弁していない可能性が高い。したがって、このような場合には、故障診断装置１０１ＡはＥＧＲシステム７０Ａを構成するＥＧＲバルブ６４が故障していると診断することができる。   As described above, although the average value of the exhaust pressure Pu is relatively higher than the intake pressure Pd, in the example shown in FIG. 12, the exhaust pressure Pu and the intake pressure Pd show substantially the same value. That is, although the EGR valve 64 is supposed to be closed in terms of control, there is a high possibility that it is not actually closed. Therefore, in such a case, the failure diagnosis apparatus 101A can diagnose that the EGR valve 64 constituting the EGR system 70A has failed.

また、図１３は、ＥＧＲシステム７０Ａが故障している場合、特にＥＧＲシステム７０Ａの差圧センサ６５が故障している場合の一例を示したものである。より具体的には、ＥＧＲバルブ６４が閉弁しており、排気圧力Ｐｕと吸気圧力Ｐｄは正常に検出されているものの、差圧Ｐｓのみが、図１１で示すような本来あるべき差圧と比較して相対的に小さい値を示している。   FIG. 13 shows an example when the EGR system 70A has failed, particularly when the differential pressure sensor 65 of the EGR system 70A has failed. More specifically, although the EGR valve 64 is closed and the exhaust pressure Pu and the intake pressure Pd are normally detected, only the differential pressure Ps is the original differential pressure as shown in FIG. The comparatively small value is shown.

このような場合には、差圧センサ６５における差圧演算に異常が発生している可能性が高いため、故障診断装置１０１ＡはＥＧＲシステム７０Ａを構成する差圧センサ６５が故障していると診断することができる。   In such a case, since there is a high possibility that an abnormality has occurred in the differential pressure calculation in the differential pressure sensor 65, the failure diagnosis apparatus 101A diagnoses that the differential pressure sensor 65 constituting the EGR system 70A has failed. can do.

なお、本実施例２においても、差圧センサ６５によって検出される差圧Ｐｓの脈動に基づいて、ＥＧＲシステム７０Ａを構成する差圧センサ６５の故障を診断することができ、故障診断装置１０１ＡによってＥＧＲシステム７０Ａの故障と診断された時には、ＥＧＲバルブ６４を全閉するように制御することもできる。   Also in the second embodiment, the failure of the differential pressure sensor 65 constituting the EGR system 70A can be diagnosed based on the pulsation of the differential pressure Ps detected by the differential pressure sensor 65, and the failure diagnosis apparatus 101A can diagnose the failure. When a failure of the EGR system 70A is diagnosed, the EGR valve 64 can be controlled to be fully closed.

なお、上記する実施例１、２では、ＥＧＲガスをコンプレッサ４１の上流側やスロットルバルブ２５の下流側のコレクタ２７へ還流させる形態について説明したが、ＥＧＲガスの吸気通路２０への還流先は適宜選択することができる。   In the first and second embodiments described above, the EGR gas is returned to the collector 27 on the upstream side of the compressor 41 and the downstream side of the throttle valve 25. However, the return destination of the EGR gas to the intake passage 20 is appropriately determined. You can choose.

以上の説明から理解できるように、本実施例１、２によれば、ＥＧＲバルブ６４の閉弁時における排気通路２０側のＥＧＲガスの排気圧力Ｐｕと差圧センサ６５によって検出された差圧Ｐｓとに基づいてＥＧＲシステムの故障診断を実施することで、ＥＧＲガスの還流先に関わらず、内燃機関のＥＧＲシステムを構成するＥＧＲバルブ６４や差圧センサ６５等の故障を精度良く診断することができる。   As can be understood from the above description, according to the first and second embodiments, the exhaust pressure Pu of the EGR gas on the exhaust passage 20 side when the EGR valve 64 is closed and the differential pressure Ps detected by the differential pressure sensor 65. Therefore, the failure diagnosis of the EGR valve 64, the differential pressure sensor 65, etc. constituting the EGR system of the internal combustion engine can be accurately diagnosed regardless of the recirculation destination of the EGR gas. it can.

なお、本発明は上記した実施例１、２に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例１、２は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例１、２の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。   In addition, this invention is not limited to above-mentioned Example 1, 2, Various modifications are included. For example, the first and second embodiments described above are described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configurations of the first and second embodiments.

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。   Further, the control lines and information lines indicate what is considered necessary for the explanation, and not all the control lines and information lines on the product are necessarily shown. Actually, it may be considered that almost all the components are connected to each other.

１０ 内燃機関（エンジン）
１１ シリンダ
１１ａ シリンダヘッド
１１ｂ シリンダブロック
１４ コンロッド
１５ ピストン
１７ 燃焼室
１８ インタークーラ
１９ エアクリーナ
２０ 吸気通路
２１ 吸気バルブ
２２ 排気バルブ
２３ 吸気カム軸
２４ 排気カム軸
２５ スロットルバルブ
２７ コレクタ
２８ 吸気マニホールド
２９ 吸気ポート
３０ 燃料噴射弁
３４ 点火コイル
３５ 点火プラグ
４０ 排気通路
４１ コンプレッサ
４２ タービン
４３ リサーキュレーションバルブ
４４ ウェイストゲートバルブ
４５ 軸
５０ エアフローセンサ
５１ リニア空燃比センサ
５２ Ｏ２センサ
５３ 燃料タンク
５４ 燃料ポンプ
５５ 燃圧レギュレータ
６０ 三元触媒
６１ ＥＧＲ配管
６２ ＥＧＲクーラ
６３ ＥＧＲ温度センサ
６４ ＥＧＲバルブ
６５ 差圧センサ
６６ ＥＧＲ合流部
６７ 上流圧力通路
６８ 下流圧力通路
６９ 温度センサ
７０ ＥＧＲシステム
７１ 差圧演算部
７２ ＤＡ変換部
７３ 絶対圧センサ（ＥＧＲバルブ上流圧力側）
７４ 絶対圧センサ（ＥＧＲバルブ下流圧力側）
７５ ＡＤ変換部
１００ ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）
１０１ 故障診断装置
Ｐｕ ＥＧＲバルブ上流圧力（排気圧力）
Ｐｄ ＥＧＲバルブ下流圧力（吸気圧力）
Ｐｓ 差圧
Ｐｈ 脈動判定閾値 10 Internal combustion engine
11 Cylinder 11 a Cylinder head 11 b Cylinder block 14 Connecting rod 15 Piston 17 Combustion chamber 18 Intercooler 19 Air cleaner 20 Intake passage 21 Intake valve 22 Exhaust valve 23 Intake camshaft 24 Exhaust camshaft 25 Throttle valve 27 Collector 28 Intake manifold 29 Intake port 30 Fuel Injection valve 34 Ignition coil 35 Spark plug 40 Exhaust passage 41 Compressor 42 Turbine 43 Recirculation valve 44 Waste gate valve 45 Shaft 50 Air flow sensor 51 Linear air-fuel ratio sensor 52 O 2 sensor 53 Fuel tank 54 Fuel pump 55 Fuel pressure regulator 60 Three-way Catalyst 61 EGR piping 62 EGR cooler 63 EGR temperature sensor 64 EGR valve 65 Differential pressure sensor 66 EGR junction 67 Upstream pressure passage 68 Downstream Absolute force passage 69 the temperature sensor 70 EGR system 71 differential pressure calculating section 72 DA conversion section 73 pressure sensor (EGR valve upstream pressure side)
74 Absolute pressure sensor (EGR valve downstream pressure side)
75 AD converter 100 ECU (engine control unit)
101 Fault diagnosis device Pu EGR valve upstream pressure (exhaust pressure)
Pd EGR valve downstream pressure (intake pressure)
Ps Differential pressure Ph Pulsation judgment threshold

Claims (8)

排気通路と吸気通路とを繋ぐＥＧＲ配管と、該ＥＧＲ配管を流れるＥＧＲガスの流量を調整するＥＧＲバルブと、該ＥＧＲバルブの前記排気通路側のＥＧＲガスと前記吸気通路側のＥＧＲガスとの差圧を検出する差圧センサと、を備えた内燃機関のＥＧＲシステムの故障診断装置であって、
前記故障診断装置は、前記ＥＧＲバルブの閉弁時における前記排気通路側のＥＧＲガスの圧力と前記差圧センサによって検出された前記差圧とに基づいて、前記ＥＧＲシステムの故障を診断することを特徴とするＥＧＲシステムの故障診断装置。 An EGR pipe connecting the exhaust passage and the intake passage, an EGR valve for adjusting the flow rate of EGR gas flowing through the EGR pipe, and a difference between the EGR gas on the exhaust passage side and the EGR gas on the intake passage side of the EGR valve A fault diagnosis device for an EGR system of an internal combustion engine comprising a differential pressure sensor for detecting pressure,
The failure diagnosis device diagnoses a failure of the EGR system based on the pressure of the EGR gas on the exhaust passage side when the EGR valve is closed and the differential pressure detected by the differential pressure sensor. EGR system fault diagnosis device characterized. 前記吸気通路は、吸入空気を圧縮して前記内燃機関の燃焼室へ供給するコンプレッサを備え、
前記ＥＧＲ配管は、前記コンプレッサの上流側で前記吸気通路に接続されていることを特徴とする請求項１に記載のＥＧＲシステムの故障診断装置。 The intake passage includes a compressor that compresses intake air and supplies the compressed air to the combustion chamber of the internal combustion engine,
The failure diagnosis apparatus for an EGR system according to claim 1, wherein the EGR pipe is connected to the intake passage on the upstream side of the compressor. 前記ＥＧＲシステムは、前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段を更に備え、
前記故障診断装置は、前記ＥＧＲバルブの閉弁時における前記排気通路側のＥＧＲガスの圧力と前記差圧センサによって検出された前記差圧と前記運転状態検出手段によって検出された前記運転状態とに基づいて、前記ＥＧＲシステムの故障を診断することを特徴とする請求項１に記載のＥＧＲシステムの故障診断装置。 The EGR system further includes an operation state detection means for detecting an operation state of the internal combustion engine,
The failure diagnosis device determines whether the EGR gas pressure on the exhaust passage side when the EGR valve is closed, the differential pressure detected by the differential pressure sensor, and the operating state detected by the operating state detection means. The failure diagnosis apparatus for an EGR system according to claim 1, wherein a failure of the EGR system is diagnosed based on the failure. 前記吸気通路は、吸入空気の流量を調整するスロットルバルブを備え、
前記ＥＧＲ配管は、前記スロットルバルブの下流側で前記吸気通路に接続されていることを特徴とする請求項３に記載のＥＧＲシステムの故障診断装置。 The intake passage includes a throttle valve that adjusts the flow rate of intake air;
The failure diagnosis apparatus for an EGR system according to claim 3, wherein the EGR pipe is connected to the intake passage on the downstream side of the throttle valve. 前記吸気通路は、前記スロットルバルブの上流側に吸入空気を圧縮して前記内燃機関の燃焼室へ供給するコンプレッサを備えていることを特徴とする請求項４に記載のＥＧＲシステムの故障診断装置。   5. The failure diagnosis apparatus for an EGR system according to claim 4, wherein the intake passage includes a compressor that compresses intake air and supplies the compressed air to the combustion chamber of the internal combustion engine on the upstream side of the throttle valve. 前記故障診断装置は、前記差圧センサによって検出された差圧の脈動に基づいて、前記ＥＧＲシステムの前記差圧センサの故障を診断することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項にＥＧＲシステムの故障診断装置。   6. The failure diagnosis device diagnoses a failure of the differential pressure sensor of the EGR system based on a differential pressure pulsation detected by the differential pressure sensor. EGR system fault diagnosis device. 前記故障診断装置は、前記差圧センサによって検出された差圧の前記脈動が脈動判定閾値よりも小さい状態が所定時間継続した場合に、前記ＥＧＲシステムの前記差圧センサの故障と診断することを特徴とする請求項６に記載のＥＧＲシステムの故障診断装置。   The failure diagnosis device diagnoses a failure of the differential pressure sensor of the EGR system when a state where the pulsation of the differential pressure detected by the differential pressure sensor is smaller than a pulsation determination threshold continues for a predetermined time. The failure diagnosis apparatus for an EGR system according to claim 6, wherein the apparatus is a failure diagnosis apparatus. 前記故障診断装置は、前記ＥＧＲシステムが故障していると診断した際に、前記ＥＧＲバルブの閉弁状態を継続することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のＥＧＲシステムの故障診断装置。   The EGR system according to any one of claims 1 to 7, wherein the failure diagnosis device continues the closed state of the EGR valve when diagnosing that the EGR system is broken. Fault diagnosis device.
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