JP2016151210A - Egr cooler diagnostic system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンの排ガスの一部を抽出し、EGRガスとして吸気管路に導入するEGR装置において、EGRガスを冷却するEGRクーラの診断装置に関し、特に、一般的なエンジンに通常設けられるセンサを用いてEGRクーラの異常を検出可能なものに関する。 The present invention relates to a diagnostic device for an EGR cooler that cools EGR gas in an EGR device that extracts a part of exhaust gas from an engine and introduces it into an intake pipe as EGR gas, and in particular, a sensor that is usually provided in a general engine. It is related with what can detect abnormality of EGR cooler.
例えば、自動車等に搭載される4ストロークガソリンエンジンにおいては、燃焼室から出た排ガス(既燃ガス)の一部を排気ポートや排気管から抽出し、吸気管路に導入(還流)するEGR装置が設けられる。
排ガスは実質的に不活性ガスであるため、吸気管路を介して燃焼室に導入することによって、燃焼温度を低下させてNOxの発生を抑制することができる。
また、部分負荷時においてEGRを行うことによって、同一トルクを得るためのスロットルバルブ開度が大きくなるため、ポンプ損失の低減による燃費の向上が可能となる。
For example, in a 4-stroke gasoline engine mounted in an automobile or the like, an EGR device that extracts a part of exhaust gas (burned gas) from a combustion chamber from an exhaust port or an exhaust pipe and introduces (recirculates) the exhaust gas into an intake pipe Is provided.
Since the exhaust gas is substantially an inert gas, by introducing it into the combustion chamber via the intake pipe, it is possible to reduce the combustion temperature and suppress the generation of NOx.
Further, by performing EGR at the time of partial load, the throttle valve opening for obtaining the same torque is increased, so that fuel efficiency can be improved by reducing pump loss.
EGR装置に故障が発生すると、燃費、排ガス等の各種性能に悪影響が生ずることが懸念されるため、車両の使用中に車載されたセンサ類を用いてEGR装置をオンボード診断することが要望されている。
EGR装置のオンボード診断に関する従来技術として、例えば特許文献1には、エアフローメータ出力から推定される吸気圧力と実際の吸気圧力の検出値との偏差が閾値以上であり、かつ、過渡状態におけるスロットル弁の開度から推定される吸気圧力の変化量と実際の吸気圧力の変化量との偏差が閾値以上である場合に、EGR装置の異常を判定することが記載されている。
また、特許文献2には、排気ガス再循環(EGR)を行う運転領域において、ノッキングの発生が所定回数以上検出された場合に、排気ガス再循環装置が故障していると判定することが記載されている。
また、特許文献3には、EGRバルブ作動時における電動スロットルバルブの実開度の変化に基づいてEGR装置の故障を判定することが記載されている。
When a failure occurs in the EGR device, there is a concern that various performances such as fuel efficiency and exhaust gas may be adversely affected. Therefore, it is desired to perform on-board diagnosis of the EGR device using sensors mounted on the vehicle while the vehicle is in use. ing.
As a conventional technique related to on-board diagnosis of an EGR device, for example, Patent Document 1 discloses that a difference between an intake pressure estimated from an airflow meter output and a detected value of an actual intake pressure is equal to or greater than a threshold value and a throttle in a transient state. It is described that the abnormality of the EGR device is determined when the deviation between the change amount of the intake pressure estimated from the opening degree of the valve and the actual change amount of the intake pressure is equal to or greater than a threshold value.
Further, Patent Document 2 describes that in an operation region where exhaust gas recirculation (EGR) is performed, it is determined that the exhaust gas recirculation device has failed when occurrence of knocking is detected a predetermined number of times or more. Has been.
Patent Document 3 describes that a failure of the EGR device is determined based on a change in the actual opening of the electric throttle valve when the EGR valve is operated.
近年、EGRガスをエンジン冷却水との熱交換等により冷却し、吸気温度を低下させてノッキング防止効果などを向上するEGRクーラが普及しつつある。
上述した従来技術の診断手法によって、EGRバルブの固着やEGR管路の閉塞などは診断可能であるが、仮にこのような問題がない場合であっても、EGRクーラに破損、故障などの異常が発生し、EGRガスの冷却を正常に行えない場合には、EGRガスの温度が向上し、エンジン性能に悪影響が生ずることが懸念される。
これに対し、特許文献4には、通電可能なSiC−EGRクーラの通電抵抗値に応じて、EGRクーラの冷却水の沸騰を検出することが記載されている。
In recent years, EGR coolers that cool EGR gas by heat exchange with engine cooling water, etc., and reduce the intake air temperature to improve the knocking prevention effect and the like are becoming widespread.
Although the EGR valve sticking or EGR pipe blockage can be diagnosed by the above-described conventional diagnostic method, even if there is no such problem, the EGR cooler may be damaged or malfunctioned. If it occurs and the EGR gas cannot be cooled normally, there is a concern that the temperature of the EGR gas is improved and the engine performance is adversely affected.
On the other hand, Patent Document 4 describes that the boiling of the cooling water of the EGR cooler is detected according to the energization resistance value of the SiC-EGR cooler that can be energized.
上述した引用文献4に記載された技術においては、適用可能なEGRクーラがSiC−EGRクーラに限られ、また、これに電圧を印加する電源や、通電抵抗値を測定するためのセンサ等が必要となって構造が複雑となる。
また、例えばEGRクーラよりも下流側でEGRガスの温度を検出するセンサなどを設けることによってもEGRクーラの異常は検出可能であるが、この場合にも専用の温度センサを新規に追加することが必要となり、構造の複雑化や部品点数の増加が問題となる。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、一般的なエンジンに通常設けられるセンサを用いてEGRクーラの異常を検出可能なEGRクーラ診断装置を提供することである。
In the technique described in the cited document 4 described above, the applicable EGR cooler is limited to the SiC-EGR cooler, and a power source for applying a voltage thereto, a sensor for measuring an energization resistance value, and the like are necessary. The structure becomes complicated.
Also, for example, an EGR cooler abnormality can be detected by providing a sensor for detecting the temperature of the EGR gas downstream of the EGR cooler. In this case, however, a dedicated temperature sensor may be newly added. It becomes necessary to make the structure complicated and increase the number of parts.
In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide an EGR cooler diagnostic apparatus that can detect an abnormality of an EGR cooler using a sensor that is usually provided in a general engine.
本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項1に係る発明は、エンジンの排ガスの一部をEGRガスとして抽出して吸気管路に導入するEGR装置に設けられ前記EGRガスを冷却するEGRクーラの異常を検出するEGRクーラ診断装置であって、前記エンジンは、ノックを検出するノック検出手段と、実トルクが要求トルクと一致するようにスロットルバルブ開度を制御するスロットル制御手段とを有し、前記EGRクーラ診断装置は、前記エンジンが所定の定常運転状態であるときに、前記ノックの頻度が前記EGRクーラの正常状態におけるノック頻度に基づいて設定されたノック頻度判定値以上でありかつ前記スロットルバルブ開度が前記EGRクーラの正常状態におけるスロットルバルブ開度に基づいて設定されたスロットル開度判定値以上である場合に異常判定を成立させる異常判定手段を有することを特徴とするEGRクーラ診断装置である。
これによれば、EGRクーラに故障や破損が生じ、EGRガスが正常時に対して高温になった場合には、吸気温度の上昇によりノックが発生しやすくなること、及び、充填効率が低下するため目標トルクが同一であればスロットル開度が大きく設定されることを利用し、一般的なエンジンであれば通常設けられるノック検出手段(ノックセンサ)の出力及び電動スロットルバルブの開度に基づいて、新規なセンサ類を追加することなくEGRクーラの異常を適切に検出することができる。
ここで、所定の定常運転状態とは、例えば、エンジンの回転速度、吸入空気量、EGR装置のバルブ開度がそれぞれ予め設定された範囲内でありかつその変動量が十分に小さいことなどがあげられる。
The present invention solves the above-described problems by the following means.
The invention according to claim 1 is an EGR cooler diagnostic device that detects an abnormality of an EGR cooler that is provided in an EGR device that extracts a part of exhaust gas of an engine as EGR gas and introduces it into an intake pipe, and cools the EGR gas. The engine includes knock detection means for detecting knock, and throttle control means for controlling the throttle valve opening so that the actual torque matches the required torque, and the EGR cooler diagnostic device includes the engine Is the knock frequency determination value set based on the knock frequency in the normal state of the EGR cooler, and the throttle valve opening is normal of the EGR cooler. When the throttle opening degree is greater than the throttle opening degree judgment value set based on the throttle valve opening degree A EGR cooler diagnostic apparatus characterized by comprising abnormality determination means for standing.
According to this, when the EGR cooler breaks down or breaks and the EGR gas becomes higher than normal, knocking is likely to occur due to an increase in the intake air temperature, and the charging efficiency is reduced. Based on the output of the knock detection means (knock sensor) normally provided in the case of a general engine and the opening of the electric throttle valve, using the fact that the throttle opening is set large if the target torque is the same, Abnormality of the EGR cooler can be appropriately detected without adding new sensors.
Here, the predetermined steady operation state is, for example, that the engine speed, the intake air amount, and the valve opening of the EGR device are within preset ranges, and the fluctuation amount thereof is sufficiently small. It is done.
請求項2に係る発明は、前記ノック頻度判定値、前記スロットル開度判定値の少なくとも一方を、前記エンジンの運転状態、前記エンジンが運転される環境状態の少なくとも一方に応じて補正する判定値補正手段を有することを特徴とする請求項1に記載のEGRクーラ診断装置である。
これによれば、ノック頻度判定値、スロットル開度判定値を、エンジンの運転状態、環境状態に応じて適切に補正することにより、診断精度をより向上することができる。
例えば、外気温が高温である場合にはノックが発生しやすくなり、充填効率が悪化して同一トルクを得るためにはスロットル開度も大きくする必要があることから、外気温の上昇に応じてノック頻度判定値及びスロットル開度判定値をともに増加させるようにするとよい。
また、高地などで大気圧が低い(酸素が薄い)場合には、同様にノックが発生しやすくなり充填効率も悪化することから、大気圧の低下に応じてノック頻度判定値及びスロットル開度判定値をともに増加させるようにするとよい。
また、EGRクーラが正常な状態で点火時期を遅延(リタード)させた場合にノック頻度やスロットル開度が変化するエンジンの場合には、点火時期遅角量に応じてノック頻度判定値及びスロットル開度判定値を適宜補正するとよい。
The invention according to claim 2 is a determination value correction that corrects at least one of the knock frequency determination value and the throttle opening determination value according to at least one of an operating state of the engine and an environmental state in which the engine is operated. The EGR cooler diagnostic apparatus according to claim 1, further comprising: means.
According to this, the diagnostic accuracy can be further improved by appropriately correcting the knock frequency determination value and the throttle opening determination value according to the engine operating state and the environmental state.
For example, knocking is likely to occur when the outside air temperature is high, and the throttle opening needs to be increased in order to obtain the same torque as the charging efficiency deteriorates. It is preferable to increase both the knock frequency determination value and the throttle opening determination value.
Also, when the atmospheric pressure is low (oxygen is thin) at high altitudes, knocking is likely to occur and the charging efficiency is also deteriorated. Therefore, the knock frequency determination value and the throttle opening degree determination according to the decrease in atmospheric pressure. It is better to increase both values.
In the case of an engine in which the knock frequency and the throttle opening change when the ignition timing is retarded (retarded) while the EGR cooler is in a normal state, the knock frequency judgment value and the throttle opening are changed according to the ignition timing retard amount. The degree determination value may be corrected as appropriate.
以上説明したように、本発明によれば、一般的なエンジンに通常設けられるセンサを用いてEGRクーラの異常を検出可能なEGRクーラ診断装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide an EGR cooler diagnostic apparatus that can detect an abnormality of an EGR cooler using a sensor that is normally provided in a general engine.
本発明は、一般的なエンジンに通常設けられるセンサを用いてEGRクーラの異常を検出可能なEGRクーラ診断装置を提供する課題を、エンジンの回転数、吸入空気量、EGRバルブ開度がいずれも所定の診断可能範囲内かつ定常状態であり、エンジンのノック感度(ノック頻度)及びスロットルバルブ開度がいずれもEGRクーラ正常時における値に基づいて設定される判定値以上となった場合に、EGRクーラの異常判定を成立させることによって解決した。 The present invention provides a problem of providing an EGR cooler diagnostic device that can detect an abnormality of an EGR cooler using a sensor that is usually provided in a general engine. The engine rotation speed, intake air amount, and EGR valve opening degree are all included. EGR when the engine knock sensitivity (knock frequency) and the throttle valve opening are both equal to or greater than a judgment value set based on the value when the EGR cooler is normal within a predetermined diagnosable range and in a steady state. The problem was solved by establishing a cooler abnormality determination.
以下、本発明を適用したEGRクーラ診断装置の実施例について説明する。
実施例のEGRクーラ診断装置は、例えば乗用車等の自動車に、単独又はモータジェネレータ等の電動駆動装置と組み合わせて、走行用動力源として搭載されるエンジンに設けられるEGR装置に含まれるEGRクーラの異常を判別するものである。
図1は、実施例のEGRクーラ診断装置を含むエンジンの構成を示す模式図である。
エンジン1は、主機10、吸気装置20、排気装置30、燃料供給装置40、EGR装置50、エンジン制御ユニット100等を有して構成されている。
Embodiments of an EGR cooler diagnostic apparatus to which the present invention is applied will be described below.
The EGR cooler diagnostic apparatus according to the embodiment includes, for example, an abnormality of an EGR cooler included in an EGR apparatus provided in an engine mounted as a traveling power source alone or in combination with an electric drive device such as a motor generator in an automobile such as a passenger car. Is to discriminate.
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of an engine including an EGR cooler diagnostic apparatus according to an embodiment.
The engine 1 includes a
主機10は、エンジン1の本体部分である。
実施例において、エンジン1は、例えば、水平対向4気筒の4ストロークガソリンエンジンであり、車両前部に設けられたエンジンルーム内に縦置き搭載される。
主機10は、クランクシャフト11、クランクケース12、シリンダ13、シリンダヘッド14等を有して構成されている。
クランクシャフト11は、エンジン1の出力軸であって、図示しないコネクティングロッドを介して図示しないピストンと接続されるピストンピンや、クランクケース12に支持されるジャーナル部等を有して構成されている。
The
In the embodiment, the engine 1 is, for example, a horizontally opposed four-cylinder four-stroke gasoline engine, and is installed vertically in an engine room provided at the front of the vehicle.
The
The
クランクシャフト11には、その角度位置を検出するクランク角センサ11aが設けられている。
クランク角センサ11aは、クランクシャフト11の端部に固定されたスプロケット状のセンサプレートの回転に応じたパルス信号を出力する。
クランク角センサ11aの出力は、エンジン制御ユニット100に伝達される。
The
The
The output of the
クランクケース12は、クランクシャフト11を収容する容器状の部分であって、クランクシャフト11を挟んで左右二つ割に形成されている(以下の各説明において、左右とは、車載状態における車幅方向左側、右側を意味するものとする。)。
クランクケース12は、クランクシャフト11のジャーナル部(軸部)を回転可能に支持する軸受部が形成されている。
クランクケース12の左右各部材は、左右バンクのシリンダ13と一体に形成されている。
クランクケース12には、ノックセンサ12aが設けられている。
ノックセンサ12aは、圧電セラミクスを有する振動ピックアップにより、ノック発生領域(例えば5乃至15kHz域)のクランクケース12の振動を検出するものである。
ノックセンサ12aの出力信号は、エンジン制御ユニット100に伝達される。
エンジン制御ユニット100は、検出された信号をクランクシャフト11の角速度に換算することによってノックを検出する。
The
The
The left and right members of the
The
The
The output signal of
The
シリンダ13は、図示しないピストンが挿入されるシリンダボアや、冷却水が通流されるウォータジャケット等を有して構成されている。
シリンダ13は、クランクケース12を挟んだ両側に左右バンク分がそれぞれ設けられる。
The
The
シリンダヘッド14は、左右バンクのシリンダ13のクランクケース12側とは反対側の端部にそれぞれ設けられている。
シリンダヘッド14には、燃焼室、吸排気ポート、吸排気バルブ、動弁駆動系、ウォータジャケット等が設けられている。
また、シリンダヘッド14には、燃焼室内の混合気に点火する点火栓14aが設けられている。
点火栓14aは、エンジン制御ユニット100から伝達される点火信号に応じて火花(スパーク)を発生する。
The cylinder heads 14 are respectively provided at the ends of the left and right banks of the
The
The
The
吸気装置20は、燃焼用の空気(新気)を、主機10の吸気ポートに導入するものである。
吸気装置20は、インテークダクト21、エアクリーナ22、エアフローメータ23、スロットルバルブ24、インテークマニホールド25等を有して構成されている。
The
The
インテークダクト21は、車両前部に設けられた入口部から外気を吸入し、スロットルバルブ24の入口に導入する管路である。
エアクリーナ22は、インテークダクト21内を通流する空気(新気)から、埃や砂等の異物をフィルタエレメントで濾過することによって除去するものである。
エアクリーナ22は、インテークダクト21の入口部近傍に設けられている。
エアフローメータ23は、エアクリーナ22の出側に隣接して設けられ、インテークダクト21内を通過する新気の流量(エンジン1の吸入空気量)を測定するものである。
エアフローメータ23の出力は、エンジン制御ユニット100に伝達される。
The
The
The
The
The output of the
スロットルバルブ24は、例えば電動アクチュエータによって駆動されるバタフライバルブを有し、エンジン1の出力調整のために吸入空気量を調節する絞り弁である。
エンジン制御ユニット100は、アクセルペダル開度等に基づいて設定されるドライバ要求トルクに基づいて、エンジン1の目標発生トルクを設定し、実際に発生するトルク(実トルク)が目標発生トルクに近づくようにスロットルバルブ24の開度をフィードバック制御する。
The
The
インテークマニホールド25は、スロットルバルブ24を通過した新気を、左右バンクの各気筒の吸気ポートに分配し導入する分岐管である。
インテークマニホールド25には、後述するEGR装置50によって、エンジン1の排ガスの一部を抽出したEGRガスが導入される。
The
EGR gas obtained by extracting a part of the exhaust gas from the engine 1 is introduced into the
排気装置30は、エンジン1の排ガス(既燃ガス)を排出するものである。
排気装置30は、エキゾーストマニホールド31、触媒コンバータ32等を有して構成されている。
エキゾーストマニホールド31は、左右バンクの各気筒の排気ポートから出た排ガスを集合させて触媒コンバータ32に導入する集合管路である。
触媒コンバータ32は、例えばアルミナ等によって形成された担体にプラチナ、ロジウム、パラジウム等の貴金属を担持させて構成された三元触媒を有する。
触媒コンバータ32は、エキゾーストマニホールド31から導入される排ガス中のHC、NOx、COを処理する後処理装置である。
触媒コンバータ32を出た処理済みの排ガスは、サイレンサ等を有する図示しないエキゾーストパイプを介して車外へ放出される。
The
The
The
The
The
The treated exhaust gas exiting the
燃料供給装置40は、各気筒の燃焼室に導入される新気中に燃料(ガソリン)を噴霧し、燃焼用の混合気を形成するものである。
燃料供給装置40は、インジェクタ41、デリバリーパイプ42等を有して構成されている。
The
The
インジェクタ41は、インテークマニホールド25の吸気ポート側の端部近傍に設けられている。
インジェクタ41は、デリバリーパイプ42から導入される加圧された燃料を、所定の開弁時期にわたって吸気ポート内に噴霧するものである。
インジェクタ41は、エンジン制御ユニット100から伝達される開弁信号に応じて開弁する。
The
The
The
デリバリーパイプ42は、図示しない燃料タンクからインジェクタ41へ、燃料ポンプによって加圧された燃料を搬送する管路である。
デリバリーパイプ42内の燃料は、図示しないレギュレータによって、所定の圧力となるように調整されている。
インジェクタ41によって噴射されなかった余剰燃料は、図示しないリターンパイプを介して燃料タンクに還流される。
The
The fuel in the
Excess fuel not injected by the
EGR装置50は、エンジン1の排ガス(既燃ガス)の一部を抽出し、インテークマニホールド25の内部に導入(還流)させるものである。
EGR装置50は、EGR管路51、EGRバルブ52、EGRクーラ53等を有して構成されている。
The
The
EGR管路51は、シリンダヘッド14の排気ポートから排ガスの一部をEGRガスとして抽出し、インテークマニホールド25に還流させる管路である。
The
EGRバルブ52は、EGR管路51の途中に設けられ、EGR管路51内を通過するEGRガスの流量を調節するものである。
EGRバルブ52は、弁体を開閉駆動するステッピングモータによって、全閉から全開まで流量を段階的に変化させることが可能となっている。
ステッピングモータのステップ値は、エンジン制御ユニット100によって指示される。
ステッピングモータは、指示されるステップ値の増加に応じて、EGRバルブ52の開度を段階的に増加させる。
The
The
The step value of the stepping motor is instructed by the
The stepping motor increases the opening degree of the
EGRクーラ53は、EGR管路51を通流するEGRガスを、エンジン1の冷却水との熱交換によって冷却するものである。
EGRクーラ53は、EGR管路51におけるEGRバルブ52の下流側(インテークマニホールド25側)に設けられている。
The
The
エンジン制御ユニット(ECU)100は、エンジン1及びその補機類を統括的に制御する制御装置である。
エンジン制御ユニット100は、CPU等の情報処理手段、RAMやROM等の記憶手段、入出力インターフェイス及びこれらを接続するバス等を有して構成されている。
The engine control unit (ECU) 100 is a control device that comprehensively controls the engine 1 and its accessories.
The
エンジン制御ユニット100には、アクセル開度センサ101、外気温センサ102、大気圧センサ103等が接続されている。
アクセル開度センサ101は、ドライバがアクセル操作を行なうアクセルペダルの操作量(踏込ストローク)を検出するエンコーダである。
エンジン制御ユニット100は、アクセル開度センサ101の出力に基づいて、ドライバ要求トルクを算定する。
外気温センサ102は、車両周囲の外気温を検出するものである。
大気圧センサ103は、車両周囲の大気圧を検出するものである。
これらの各センサの出力は、それぞれエンジン制御ユニット100へ伝達される。
An
The
The
The outside
The
The outputs of these sensors are transmitted to the
また、エンジン制御ユニット100は、EGRクーラ53の故障、破損等の異常を検出する機能を有する。
EGRクーラ53の故障、破損の形態として、例えば、EGRガス、冷却水のいずれか一方の流路に穴開きや亀裂などが生じて、EGRガスを正常に冷却できなくなった状態があげられる。
エンジン制御ユニット100は、本発明にいうEGRクーラ診断装置の実施例における異常判定手段として機能する。
The
As a form of failure or breakage of the
The
なお、エンジン制御ユニット100は、EGR装置50のEGRバルブ52の固着やEGR管路51の閉塞、破損などを診断する機能も有する。
このような診断は、例えば、エンジン1の燃料カット時に、EGRバルブ52を急激に開閉した際のインテークマニホールド25内の圧力変動をモニタすることによって行うなど、各種公知の診断技術を用いて実行することが可能である。
以下説明するEGRクーラの診断は、EGR管路51、EGRバルブ52等が正常であることを前提として行われるものである。
The
Such a diagnosis is performed using various known diagnostic techniques, for example, by monitoring pressure fluctuations in the
The diagnosis of the EGR cooler described below is performed on the assumption that the
図2は、実施例のEGRクーラ診断装置の動作を示すフローチャートである。
以下、ステップ毎に順を追って説明する。
<ステップS01:回転数・吸入空気量・EGRステップ取得>
エンジン制御ユニット100は、エンジン1のクランクシャフト11の回転数(回転速度)、吸入空気量、EGRステップに関する情報を取得する。
回転数は、クランク角センサ11aの出力に基づいて検出される。
吸入空気量は、エアフローメータ23の出力に基づいて検出される。
EGRステップは、EGRバルブ52のステッピングモータに現在指示されているステップ値である。
その後、ステップS02に進む。
FIG. 2 is a flowchart illustrating the operation of the EGR cooler diagnostic apparatus according to the embodiment.
Hereinafter, the steps will be described step by step.
<Step S01: Acquisition of rotational speed, intake air amount, EGR step>
The
The rotation speed is detected based on the output of the
The intake air amount is detected based on the output of the
The EGR step is a step value currently instructed to the stepping motor of the
Thereafter, the process proceeds to step S02.
<ステップS02:診断実行条件充足判断>
エンジン制御ユニット100は、予め設定されたEGRクーラ診断の診断実行条件が充足したか否かを判定する。
診断実行条件は、例えば、エンジン1のクランクシャフト11の回転数(回転速度)、吸入空気量、EGRバルブ52のステップ値(EGRステップ)が、それぞれ予め設定された診断実行範囲内でありかつ所定以上の変動がない定常状態であることである。
診断実行条件が充足された場合はステップS03に進み、充足されない場合はステップS01に戻り、以降の処理を繰り返す。
<Step S02: Satisfaction determination of diagnosis execution condition>
The
The diagnosis execution condition is, for example, that the rotation speed (rotation speed) of the
If the diagnosis execution condition is satisfied, the process proceeds to step S03. If not satisfied, the process returns to step S01, and the subsequent processing is repeated.
<ステップS03:ノック感度算出>
エンジン制御ユニット100は、ノックセンサ12aの出力に基づいて、直近の所定期間内(例えば直近の5秒間程度)におけるノック感度を算出する。
ノック感度は、エンジン1における複数サイクル間のノックの発生頻度を示すパラメータである。
ノック感度は、例えば、ノックセンサ12aが検出した振動をクランクシャフト11の角速度に換算した値を、所定サイクル数にわたって積算することによって算出される。
このような積算値であるノック感度は、ノックの発生頻度増加(悪化)に応じて増加する特性を有する。
その後、ステップS04に進む。
<Step S03: Knock Sensitivity Calculation>
The
The knock sensitivity is a parameter indicating the frequency of occurrence of knocks in a plurality of cycles in the engine 1.
The knock sensitivity is calculated, for example, by integrating a value obtained by converting vibration detected by the
The knock sensitivity, which is such an integrated value, has a characteristic that increases as the occurrence frequency (deterioration) of knock occurs.
Thereafter, the process proceeds to step S04.
<ステップS04:ノック感度判定値補正値算出>
エンジン制御ユニット100は、現在のエンジンの回転数、吸入空気量、EGRステップにおいて、EGRクーラ53が正常な状態で予め取得されたノック感度に基づいて、ノック感度判定値を設定する。
ノック感度判定値は、誤検出防止のため、正常時のノック感度に所定値(誤差許容幅)を加算することによって設定される。
その後、エンジン制御ユニット100は、ノック感度判定値にエンジン1の運転状態や車両周囲の環境条件に応じた補正を施し、ノック感度判定値補正値を算出する。
例えば、ノック感度判定値は、外気温が増加すると吸気温度も向上し、ノックが発生しやすくなることを反映して、外気温の上昇に応じて増加するように補正される。
また、ノック感度判定値は、大気圧が低下した場合にもノックが発生しやすくなることから、大気圧の低下に応じて増加するように補正される。
また、点火時期の遅延(リタード)によりノック感度が変化する場合には、点火時期の遅角量に応じてノック感度判定値が適宜補正される。
各種補正を施したノック感度判定値補正値の算出後、ステップS05に進む。
<Step S04: Knock Sensitivity Determination Value Correction Value Calculation>
The
The knock sensitivity determination value is set by adding a predetermined value (error tolerance) to the normal knock sensitivity in order to prevent erroneous detection.
Thereafter, the
For example, the knock sensitivity determination value is corrected so as to increase as the outside air temperature increases, reflecting that the intake air temperature increases as the outside air temperature increases and knocking is likely to occur.
Further, the knock sensitivity determination value is corrected so as to increase as the atmospheric pressure decreases because knocking is likely to occur even when the atmospheric pressure decreases.
Further, when the knock sensitivity changes due to the ignition timing delay (retard), the knock sensitivity determination value is appropriately corrected according to the retard amount of the ignition timing.
After calculating the knock sensitivity determination value correction value subjected to various corrections, the process proceeds to step S05.
<ステップS05:ノック感度判定>
エンジン制御ユニット100は、ステップS03において検出した実際のノック感度を、ステップS04において算出したノック感度判定値補正値と比較する。
ノック感度がノック感度判定値補正値以上である場合は、ステップS06に進み、その他の場合にはステップS10に進む。
<Step S05: Knock Sensitivity Determination>
The
If the knock sensitivity is greater than or equal to the knock sensitivity determination value correction value, the process proceeds to step S06, and otherwise the process proceeds to step S10.
<ステップS06:スロットル開度取得>
エンジン制御ユニット100は、直近の所定期間(例えば直近の5秒間)にスロットルバルブ24のアクチュエータに対して指示されていたスロットル開度の平均値に関する情報を取得する。
その後、ステップS07に進む。
<Step S06: Obtain throttle opening>
The
Thereafter, the process proceeds to step S07.
<ステップS07:スロットル開度判定値補正値算出>
エンジン制御ユニット100は、現在のエンジンの回転数、吸入空気量、EGRステップにおいて、EGRクーラ53が正常な状態で予め取得されたスロットル開度に基づいて、スロットル開度判定値を設定する。
スロットル開度判定値は、誤検出防止のため、正常時のスロットル開度に所定値(誤差許容幅)を加算することによって設定される。
その後、エンジン制御ユニット100は、スロットル開度判定値にエンジン1の運転状態や車両周囲の環境条件に応じた補正を施し、スロットル開度判定値補正値を算出する。
例えば、スロットル開度判定値は、外気温が増加すると吸気温度が向上し、充填効率が悪化して同一トルクを発生するためにはスロットル開度を開く必要があることから、外気温の向上に応じて増加するように補正される。
また、スロットル開度判定値は、大気圧が低下した場合にも充填効率が悪化することから、大気圧の低下に応じて増加するように補正される。
また、点火時期の遅延によりスロットル開度が変化する場合には、点火時期の遅角量に応じてスロットル開度判定値は適宜補正される。
各種補正を施したスロットル開度判定値補正値の算出後、ステップS08に進む。
<Step S07: Calculation of Correction Value for Throttle Opening Determination Value>
The
The throttle opening determination value is set by adding a predetermined value (error tolerance) to the normal throttle opening in order to prevent erroneous detection.
Thereafter, the
For example, when the outside air temperature increases, the intake air temperature increases, and the throttle opening degree needs to be opened to generate the same torque as the outside air temperature increases. It is corrected to increase accordingly.
Further, the throttle opening determination value is corrected so as to increase as the atmospheric pressure decreases because the charging efficiency deteriorates even when the atmospheric pressure decreases.
Further, when the throttle opening changes due to the ignition timing delay, the throttle opening determination value is appropriately corrected according to the retard amount of the ignition timing.
After calculating the throttle opening determination value correction value subjected to various corrections, the process proceeds to step S08.
<ステップS08:スロットル開度判定>
エンジン制御ユニット100は、ステップS06において取得した現在のスロットル開度を、ステップS07において算出したスロットル開度判定値補正値と比較する。
スロットル開度がスロットル開度判定値補正値以上である場合は、ステップS09に進み、その他のばあいにはステップS10に進む。
<Step S08: Determination of throttle opening>
The
If the throttle opening is equal to or greater than the throttle opening determination value correction value, the process proceeds to step S09, and otherwise the process proceeds to step S10.
<ステップS09:異常判定成立>
エンジン制御ユニット100は、EGRクーラ53の異常判定を成立させる。
エンジン制御ユニット100は、所定の警報等を出力して異常が発生したことをドライバ等に報知するとともに、エンジン1の制御モードを、通常時に使用されるモードから、EGRクーラ53の故障時を想定して予め設定されたフェイルセーフモードに切り替え、一連の処理を終了する。
<Step S09: Establishment of abnormality determination>
The
The
<ステップS10:正常判定成立>
エンジン制御ユニット100は、EGRクーラ53の正常判定を成立させる。
その後、一連の処理を終了する。
<Step S10: Establishment of normality determination>
The
Thereafter, the series of processing is terminated.
以上説明したように、実施例によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)エンジン1の運転状態が所定の診断実行条件(回転数、吸入空気量、EGRステップ値)を充足した場合に、EGRクーラ53が正常時のノック感度及びスロットル開度を考慮してそれぞれ設定されたノック感度判定値(補正値)、スロットル開度判定値(補正値)に対して実際のノック感度、スロットル開度がともに上回った場合に異常判定を成立させることによって、一般的なエンジンに通常設けられるセンサ類のみを用いてEGRクーラ53の異常を検出することができる。
(2)外気温、大気圧、点火時期のリタード量などに応じて各判定値を補正することによって、診断精度をより向上することができる。
As described above, according to the embodiment, the following effects can be obtained.
(1) When the operating state of the engine 1 satisfies predetermined diagnosis execution conditions (rotation speed, intake air amount, EGR step value), each of the
(2) The diagnostic accuracy can be further improved by correcting each determination value according to the outside air temperature, the atmospheric pressure, the ignition timing retard amount, and the like.
(変形例)
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
例えば、診断対象となるエンジンの構成は、火花点火かつ電動スロットルバルブを有する4ストロークエンジンであれば、シリンダレイアウト、気筒数、過給器の有無及び種類、燃料噴射箇所(ポート・筒内)など特に限定されない。
また、ノックの検出手法やノック頻度の算出手法、各判定値の補正方法なども特に限定されない。
例えば、実施例においては、ノックセンサが検出した振動をクランクシャフトの角速度に換算した値の積算値を用いてノック感度(ノック頻度)を算出しているが、これに代えて、クランク角センサが検出するクランクシャフトの角速度を利用して算出してもよい。
また、直近の所定期間内におけるノックの発生回数をカウントしたカウンタ値をノック頻度として利用してもよい。
また、EGRクーラが正常時におけるノック頻度及びスロットル開度は、最低限特定の一水準におけるエンジン回転速度、吸入空気量、EGRバルブ開度においてそれぞれ1つの値が取得されていればよいが、EGRクーラ診断の実行頻度を向上したい場合には、各パラメータの変動に応じたノック頻度、スロットル開度をそれぞれ事前に取得し、例えばマップとした状態で保持してもよい。
(Modification)
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications and changes are possible, and these are also within the technical scope of the present invention.
For example, if the engine to be diagnosed is a four-stroke engine having spark ignition and an electric throttle valve, cylinder layout, number of cylinders, presence / absence and type of supercharger, fuel injection location (port / cylinder), etc. There is no particular limitation.
Also, a knock detection method, a knock frequency calculation method, a correction method for each determination value, and the like are not particularly limited.
For example, in the embodiment, the knock sensitivity (knock frequency) is calculated using the integrated value of the value obtained by converting the vibration detected by the knock sensor into the angular velocity of the crankshaft. You may calculate using the angular velocity of the crankshaft to detect.
Further, a counter value obtained by counting the number of occurrences of knocking within the latest predetermined period may be used as the knocking frequency.
In addition, the knock frequency and the throttle opening when the EGR cooler is normal only need to acquire one value for each of the engine rotation speed, the intake air amount, and the EGR valve opening at a specific minimum level. When it is desired to improve the execution frequency of the cooler diagnosis, the knock frequency and the throttle opening corresponding to the variation of each parameter may be acquired in advance and held in a map state, for example.
1 エンジン
10 主機 11 クランクシャフト
11a クランク角センサ 12 クランクケース
12a ノックセンサ 13 シリンダ
14 シリンダヘッド 14a 点火栓
20 吸気装置 21 インテークダクト
22 エアクリーナ 23 エアフローメータ
24 スロットルバルブ 25 インテークマニホールド
30 排気装置 31 エキゾーストマニホールド
32 触媒コンバータ
40 燃料供給装置 41 インジェクタ
42 デリバリーパイプ
50 EGR装置 51 EGR管路
52 EGRバルブ 53 EGRクーラ
100 エンジン制御ユニット 101 アクセル開度センサ
102 外気温センサ 103 大気圧センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
前記エンジンは、ノックを検出するノック検出手段と、実トルクが要求トルクと一致するようにスロットルバルブ開度を制御するスロットル制御手段とを有し、
前記EGRクーラ診断装置は、前記エンジンが所定の定常運転状態であるときに、前記ノックの頻度が前記EGRクーラの正常状態におけるノック頻度に基づいて設定されたノック頻度判定値以上でありかつ前記スロットルバルブ開度が前記EGRクーラの正常状態におけるスロットルバルブ開度に基づいて設定されたスロットル開度判定値以上である場合に異常判定を成立させる異常判定手段を有すること
を特徴とするEGRクーラ診断装置。 An EGR cooler diagnosis device that detects an abnormality of an EGR cooler that is provided in an EGR device that extracts a part of engine exhaust gas as EGR gas and introduces it into an intake pipe, and cools the EGR gas,
The engine has knock detection means for detecting knock, and throttle control means for controlling the throttle valve opening so that the actual torque matches the required torque,
When the engine is in a predetermined steady operation state, the EGR cooler diagnostic device has a knock frequency equal to or higher than a knock frequency determination value set based on a knock frequency in a normal state of the EGR cooler, and the throttle An EGR cooler diagnosis apparatus comprising: an abnormality determination unit that establishes an abnormality determination when the valve opening is equal to or greater than a throttle opening determination value set based on a throttle valve opening in a normal state of the EGR cooler. .
を特徴とする請求項1に記載のEGRクーラ診断装置。 And a determination value correcting unit that corrects at least one of the knock frequency determination value and the throttle opening determination value according to at least one of an operating state of the engine and an environmental state in which the engine is operated. The EGR cooler diagnostic apparatus according to claim 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2015028539A JP2016151210A (en) | 2015-02-17 | 2015-02-17 | Egr cooler diagnostic system |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2015028539A JP2016151210A (en) | 2015-02-17 | 2015-02-17 | Egr cooler diagnostic system |
Publications (1)
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JP2015028539A Pending JP2016151210A (en) | 2015-02-17 | 2015-02-17 | Egr cooler diagnostic system |
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2015
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