JP2518090Y2 - 排気還流装置の故障診断装置 - Google Patents

排気還流装置の故障診断装置

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JP2518090Y2
JP2518090Y2 JP8992590U JP8992590U JP2518090Y2 JP 2518090 Y2 JP2518090 Y2 JP 2518090Y2 JP 8992590 U JP8992590 U JP 8992590U JP 8992590 U JP8992590 U JP 8992590U JP 2518090 Y2 JP2518090 Y2 JP 2518090Y2
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gas recirculation
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failure diagnosis
pressure
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Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、自動車用エンジン等における排気還流装
置が正常に作動しているか否かを診断する故障診断装置
に関する。
従来の技術 自動車用エンジンの排気還流装置が故障していると、
当然のことながら正常な排気浄化作用行えないが、この
種の故障は一般に運転者が気付きにくく、故障したまま
長期に亘って運転を継続してしまうおそれがある。
そこで、排気還流装置の故障を診断する装置が特開昭
62-51746号公報等に見られるように種々提案されてい
る。
たとえば、前記公報に示される従来例では、EGR(排
気ガス還流)作動領域において、まず、機関回転数の所
定時間当たりの偏差およびスロットル開度の所定時間当
たりの偏差を求め、次に、その各偏差がそれぞれ所定値
以下か否かの判定を行い、各偏差がそれぞれ所定値以下
であると機関が定常運転状態にあると判定する。そし
て、その定常運転状態にあるときにEGR制御バルブを一
時的に閉にし、EGR制御バルブが開のときの吸気管圧力P
ONと、閉のときの吸気管圧力POFFとを検出し、その圧力
差ΔP(=PON−POFF)が所定範囲外であれば、排気還
流装置が故障していると判定する。
考案が解決しようとする課題 吸気管内の圧力変動から排気還流装置の故障診断を行
うには、EGR作動領域で、しかも機関が定常運転状態に
ある必要があるが、上記従来例のように機関回転数やス
ロットル開度の変動を直接的に検出し、機関が定常運転
状態か否かを判定する方法では、故障診断頻度が極めて
低くなるおそれがある。たとえば、スロットル開度が瞬
時的に変動し元に戻ったような場合では、空気系の圧力
応答遅れの関係で吸気管圧力がほとんど変化しないが、
スロットル開度が所定値以上変動すれば、定常運転状態
にないと判断され、このような場合には故障診断が行わ
れない。
課題を解決するための手段 この考案に係る排気還流装置の故障診断装置は、第1
図に示すように、排気ガスを絞り弁1より下流の吸気通
路2に還流させる排気還流通路3と、この排気還流通路
3を開閉する開閉手段4とを備えた排気還流装置におい
て、前記吸気通路2内の吸気圧力を検出する圧力センサ
5と、前記開閉手段4の開動作時の前記吸気圧力とその
閉動作時の前記吸気圧力との差を検出する圧力差検出手
段6と、その圧力差に基づいて故障診断を行う故障診断
手段7と、前記絞り弁1の開度を検出するスロットル開
度センサ8と、このスロットル開度センサ8の出力を所
定周期でサンプリングするサンプリング手段9と、この
サンプリング手段9で得られる各サンプリング値の移動
平均をとる平均化手段10と、この平均化により得られる
値が前記開閉手段4の動作期間中に所定値以上変動した
か否かを検出し所定値以上変動すれば前記故障診断を中
止させる故障診断中止手段11とを設けたことを特徴とす
るものである。
作用 たとえば、排気還流作動領域内で、開閉手段4により
強制的に排気還流動作を一時的に停止し、その停止動作
前の吸気通路2内の吸気圧力と、その停止時の吸気通路
2内の吸気圧力とを検出し、その両者の圧力差が所定範
囲内にないと、故障と判定する。排気還流動作停止期間
中は、スロットル開度センサの出力を周期的にサンプリ
ングし、そのサンプリング値の移動平均をとり、その移
動平均値が所定値を超えたとき、前記故障診断を中止す
る。
実施例 第2図はこの考案をBPT(バックプレッシャトラ
ンスデューサ)式排気還流装置に適用した一実施例の構
成を示す説明図である。この図において、11はエンジン
本体、12は絞り弁13より下流の吸気通路であるインテー
クマニホルド、14は排気通路、15は排気通路14からイン
テークマニホルド12へ排気ガスの一部を導く排気還流通
路、16は排気還流通路15に介装したダイヤフラム式負圧
弁からなる排気ガス還流制御バルブ(以下、EGR制御バ
ルブと略す)を示す。また、17は、EGR制御バルブ16に
絞り弁13近傍の吸気負圧を与える負圧管路18に介装した
EGR停止用の電磁弁であり、負圧管路18を開閉するとと
もに負圧管路18を開にしたときにEGR制御バルブ16に大
気圧を与える。さらに、19は排気還流通路15に設けたオ
リフィス20の下流位置から分岐した管路21から与えられ
る排圧が設定圧力以下になると大気を負圧管路18内に導
入するダイヤフラム式のBPTバルブである。
排気還流が行われるときは、電磁弁17がオフで前記吸
気負圧がEGR制御バルブ16に与えられ、EGR制御バルブ16
が開になり、排気通路14から排気ガスが排気還流通路15
を介してインテークマニホルド12内に導入される。この
とき、前記排圧が低下してBPTバルブ19の設定圧力以下
になると、BPTバルブ19が開き、大気が負圧管路18に導
入され、EGR制御バルブ16が閉じて排気還流が停止され
る。しかし、再び前記排圧が上昇してBPTバルブ19の設
定圧力以上になると、BPTバルブ19が閉じ、EGR制御バル
ブ16に負圧が与えられEGR制御バルブ16が開いて排気還
流が再開される。この動作が繰り返され、排気還流率が
略一定に制御される。冷間時、アイドル運転時等で排気
還流が停止されるときは、電磁弁17がオンになり、負圧
管路18内に大気が導入され、EGR制御バルブ16が閉にな
る。
22はいわゆるマイクロコンピュータシステムを用いた
機関制御回路で、燃料噴射制御等の機関制御動作ととも
に、エンジンの冷却水温やエンジン負荷等に応じて上述
のように前記電磁弁17を開閉制御する排気還流制御動
作、および後述するように排気還流装置の故障診断動作
を行う。
23はインテークマニホルド12内の吸入負圧Pを検出す
る圧力センサ、24は絞り弁13の開度を検出する例えばポ
テンショメータからなるスロットル開度センサで、それ
らの出力は機関制御回路22に与えられる。スロットル開
度センサ24の出力は、機関制御回路22において、所定周
期でA/D変換され、このA/D変換で得られるサンプリング
値TVOiが順次移動平均化される。たとえば、サンプリン
グ値TVOiは次式に示す加重平均演算により、移動平均化
される。
ATVOi=WTVOi+(1−W)ATVOi-1 ……(1) ここで、Wは0<W<1の範囲で設定する重み係数、AT
VOiは今回の加重平均値、ATVOi-1は前回の加重平均値で
ある。たとえば、サンプリング値TVOiが第4図(1)に
示すようであったとすると、その加重平均値ATVOiは適
宜な重み係数Wを設定することにより第4図(2)に示
すようになり、第4図(3)に示すインテークマニホル
ド12内の吸入負圧と同じように変化するように設定する
ことができる。なお、重み係数Wは、たとえば第5図に
示すように、機関回転数Nに比例して設定することがで
きる。これは、前記吸入負圧が比較的高いとき、空気系
の圧力応答時定数τが次式で表されるように、機関回転
数Nの関数であることに基づく。
τ∝VM/VCN ……(2) ただし、VMは絞り弁13より下流の吸気通路容積、VCは排
気量である。
次に、この実施例の故障診断動作を第3図のフローチ
ャートを参照して説明する。なお、以下の動作は、燃料
噴射制御動作等の他の機関制御動作とともに所定周期で
実行される。
まず、機関の運転条件が所定の診断領域内にあるか否
かを判定する(ステップS1)。たとえば、この診断領域
は機関回転数Nと基本燃料噴射量(機関回転数Nと吸入
空気量とから求められる)とをパラメータとして、EGR
作動領域内に確実に包含されるような形で予め設定し、
マップデータとして記憶しておく。
機関の運転条件が診断領域内にない場合は後述するス
テップS16,S17の動作の後、他の機関制御動作に戻り、
診断領域内にある場合は機関回転数Nの所定時間当たり
の変動量が所定値以内か否かを検出することによって、
機関が定常運転状態にあるか否かを判定する(ステップ
S2)。
機関が定常運転状態にないと判定した場合はステップ
S16、S17の動作の後、他の機関制御動作に戻り、定常運
転状態にあると判定した場合は後述のフラグFLGが
「1」か否かを判定する(ステップS3)。
フラグFLGが「1」である場合は後述するステップS8
に進み、「0」である場合は圧力センサ23の出力が取り
込み、インテークマニホルド23内の吸入負圧Pを還流時
吸入負圧P1として設定する(ステップS4)。
続いて、前述したように求めたスロットル弁開度の加
重平均値ATVOiを排気還流停止直前のスロットル開度JTV
Oとして設定する(ステップS5)。
次には、電磁弁17をオンにし、EGR制御バルブ16を閉
にして、排気還流を停止する(ステップS6)。そして、
排気還流停止中であることを示すFLGを「1」にする
(ステップS7)。
次に、現時点における前記加重平均値ATVOiを前記ス
ロットル開度JTVOと比較し、その差|ATVOi−JTVO|が所
定値A以下か否かを判定する(ステップS8)。所定値A
以上であると、スロットル開度変動により吸入負圧が故
障診断に影響を与えるほど変動したと判定し、故障診断
を中止する。すなわち、前記フラグFLGを「0」にリセ
ットした後、電磁弁17をオフにし、排気還流を再開する
(ステップS16,S17)。そして、ステップS16,S17の動作
後、他の機関制御動作に戻る。
前記差|ATVOi−JTVO|が所定値A以下であると、電磁
弁17がオンになってから所定時間tが経過したか否かを
判定する(ステップS9)。所定時間tが経過しない間
は、他の機関制御動作に戻った後、再びステップS1〜S3
を実行し、それぞれのステップで「YES」であれば、ス
テップS3の後、ステップS8を実行する動作を繰り返し、
所定時間t内に前記差|ATVOi−JTVO|が所定値A以上変
動しないか否かを検出する。所定時間t内に前記差|AT
VOi−JTVO|が所定値A以上変動した場合は、上述のよう
に故障診断を中止する。
機関が定常運転状態にあって、前記差|ATVOi−JTVO|
が所定値A以上変動せず、電磁弁17がオンになってから
所定時間tが経過すると、再びインテークマニホルド12
内の吸入負圧Pを還流停止時吸入負圧P2として設定した
後、電磁弁17をオフにし、排気還流を再開する(ステッ
プS10,S11)。
続いて、前述の還流時吸入負圧P1と還流停止時吸入負
圧P2の圧力差ΔP(=|P1−P2|)を演算し(ステップ
S12)、前記フラグFLGを「0」にリセットする(ステッ
プS13)。
次に、前記圧力差ΔPが所定値B以上で、かつ所定値
C以下か否かを判定し、この範囲内に入っていれば「正
常」と判定して、他の機関制御動作に戻る。範囲外であ
れば、「故障」と判定し、排気還流装置が故障であるこ
とを示す故障コードを記憶し(ステップS15)、この故
障診断動作を終了する。
以上のように、この実施例では、機関が診断領域内
で、かつ定常運転状態にあるときに、排気還流を所定時
間tだけ停止し、還流時吸入負圧P1と還流停止時吸入負
圧P2の圧力差ΔPが所定範囲外にあれば、「故障」と判
定する。そして、排気還流停止期間中に、スロットル開
度センサ24の出力を周期的にサンプリングし、そのサン
プリング値TVOiを順次加重平均し、その加重平均ATVOi
が所定値A以上変動すれば、故障診断を中止する。スロ
ットル開度を直接的に所定値と比較する場合ではスロッ
トル開度変動により吸入負圧が故障診断に影響を与える
程変動していないにもかかわらず、診断を中止する可能
性があったが、上述のように加重平均値を求めることに
より、故障診断に影響を与える程スロットル開度が変動
したときのみ故障診断を中止することが可能になり、故
障診断頻度を高くすることができる。
なお、上述の実施例では、スロットル開度の変動量か
らインテークマニホルド12内の吸入負圧Pの変動を推定
しているが、厳密には吸入負圧Pは次式で示すように定
常運転状態では絞り弁13の開口面積Aにより変動する。
P∝A/NVC ……(3) ただし、Nは機関回転数、VCは排気量である。したがっ
て、スロットル開度TVOiから前記開口面積Aiを求め、こ
の開口面積Aiの加重平均値JAiを次式により演算し、排
気還流停止期間中における加重平均値JAiの変動量によ
り、故障診断を中止するか否かを判定すれば、より正確
な判定を行うことができる。
JAi=XAi+(1−X)JAi-1 ……(4) ただし、Xは0<X<1の範囲で設定する重み係数、JA
iは今回の加重平均値、JAi-1は前回の加重平均値であ
る。
また、判定精度を向上するため、前述の第3式から判
明するように、絞り弁13の開口面積Aiを機関回転数Ni
除した値ABNi(=Ai/Ni)の加重平均値JABNiを次式に
より求め、この加重平均値JABNiの変動量により、診断
を中止するか否かを判定すれば、さらに正確な判定を行
うことができる。
JABNi=YABNi+(1−Y)JABNi-1 ……(5) ただし、Yは0<Y<1の範囲で設定する重み係数、JA
BNiは今回の加重平均値、JABNi-1は前回の加重平均値で
ある。
さらに、この考案では、加重平均以外の移動平均手法
により、スロットル開度のサンプリング値TVOiの移動平
均値を求めてもよい。
考案の効果 以上の説明で明らかなように、この考案に係る排気還
流装置の故障診断装置によれば、スロットル開度のサン
プリング値の移動平均をとり、その値が、開閉手段の動
作期間中に所定値以上変動すれば故障診断を中止するよ
うにしたので、故障診断頻度が高くなり、診断精度を高
めることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの考案のクレーム対応図、第2図はこの考案
の一実施例の構成を示す説明図、第3図はその故障診断
動作を説明するためのフローチャート、第4図はスロッ
トル開度のサンプリング値とその加重平均値の関係を示
すタイムチャート、第5図は機関回転数と重み係数の関
係を示すグラフである。 1……絞り弁、2……吸気通路、3……排気還流通路、
4……開閉手段、5……圧力センサ、6……圧力差検出
手段、7……故障診断手段、8……スロットル開度セン
サ、9……サンプリング手段、10……平均化手段、11…
…故障診断中止手段。

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】排気ガスを絞り弁より下流の吸気通路に還
    流させる排気還流通路と、この排気還流通路を開閉する
    開閉手段とを備えた排気還流装置において、前記吸気通
    路内の吸気圧力を検出する圧力センサと、前記開閉手段
    の開動作時の前記吸気圧力とその閉動作時の前記吸気圧
    力との差を検出する圧力差検出手段と、その圧力差に基
    づいて故障診断を行う故障診断手段と、前記絞り弁の開
    度を検出するスロットル開度センサと、このスロットル
    開度センサの出力を所定周期でサンプリングするサンプ
    リング手段と、このサンプリング手段で得られる各サン
    プリング値の移動平均をとる平均化手段と、この平均化
    により得られる値が前記開閉手段の動作期間中に所定値
    以上変動したか否かを検出し所定値以上変動すれば前記
    故障診断を中止させる故障診断中止手段とを設けたこと
    を特徴とする排気還流装置の故障診断装置。
JP8992590U 1990-08-28 1990-08-28 排気還流装置の故障診断装置 Expired - Lifetime JP2518090Y2 (ja)

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US07/750,864 US5137004A (en) 1990-08-28 1991-08-28 Trouble diagnosis device for EGR system

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JPH0447155U JPH0447155U (ja) 1992-04-22
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