JP2591293B2 - 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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JP2591293B2 JP2235371A JP23537190A JP2591293B2 JP 2591293 B2 JP2591293 B2 JP 2591293B2 JP 2235371 A JP2235371 A JP 2235371A JP 23537190 A JP23537190 A JP 23537190A JP 2591293 B2 JP2591293 B2 JP 2591293B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、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が行えないが、こ
の種の故障は一般に運転者が気が付きにくく、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技術が特開昭
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、排気還流通路を開閉す
る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PON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)が所定値
以下であれば、排気還流装置が故障していると判定す
る。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、上述の従来例のように圧力差ΔPを所
定値と比較するだけで、正確な故障診断を行うことは困
難である。つまり、排気還流が正常に行われていても、
スロットル開度変動などにより吸気管圧力PONが変動す
れば、それに伴い前記圧力差ΔPも変動することが知ら
れている。したがって、前記所定値が一定値であると、
運転状態によっては排気還流動作が正常であっても、故
障と誤診断するおそれがある。また、EGR制御バルブが
作動しなかったり、排気還流通路がつまったりした場合
は圧力差ΔPが正常時より小さくなるが、たとえば排気
還流通路にオリフィスが設けられていて、オリフィスが
外れたような場合は逆に圧力差ΔPが正常時より大きく
なり、このような場合には故障を検出することができな
い。さらには、排気還流率が所定範囲外になれば、故障
と判定するような精密な故障診断を行うことができな
い。
課題を解決するための手段 この発明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である
還流時圧力とその閉動作時の前記吸気圧力である還流停
止時圧力との差を検出する圧力差検出手段6と、その圧
力差を前記還流時圧力に応じて補正する圧力差補正手段
7と、その補正圧力差が所定範囲内にあるか否かを判定
する故障判定手段8とを設けたものである。
作用 たとえば、排気還流域内で開閉手段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内の還流時圧力と、停止時の吸気通路2内の還流
停止時圧力とを検出し、その両者の圧力差を求める。そ
して、その圧力差を前記還流圧力に応じて補正し、その
補正圧力差が所定の上限値以上、または下限値以下であ
るとき、「故障」と判定する。
実施例 第2図はこの発明を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
吸入負圧を与える負圧管路18に介装され負圧管路18を開
閉するとともに、負圧管路18を閉にしたときにEGR制御
バルブ16に大気圧を与えるEGR停止用の電磁弁である。
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バルブを示す。
排気還流が行われるときは、電磁弁17がオフで吸入負
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
た制御回路で、エンジンの冷却水温やエンジン負荷等に
応じて前記電磁弁17をオン/オフ制御することにより、
前述のように排気還流制御を行うとともに、後述するよ
うに排気還流装置の故障診断を行う。23はインテークマ
ニホルド12内の絶対圧力Pを検出する圧力センサで、そ
の検出圧力は制御回路22に与えられている。
次に主として第3図のフローチャートを参照し、制御
回路22の故障診断動作について説明する。なお、以下の
動作は、排気還流が行われているEGR作動領域で、周期
的に電磁弁17を所定時間の間オンにし、排気還流を一時
的に停止して実行するものである。
まず、電磁弁17をオンにする直前、すなわち排気還流
を停止する直前に圧力センサ23の出力を取り込み、イン
テークマニホルド12内の還流時圧力Paを検出する(ステ
ップS1)。次に、電磁弁17をオンにした後オフにする直
前、すなわち排気還流を再開する直前に、圧力センサ23
の出力を取り込み、インテークマニホルド12内の還流停
止時圧力Pbを検出する(ステップS2)。これをタイミン
グチャートで示すと、第4図のようになる。なお、電磁
弁17をオンにする期間(排気還流停止期間)はできるだ
け短いことが望ましいが、第4図に示すように電磁弁17
のオン動作でインテークマニホルド12内の絶対圧力Pが
下降した後、所定の安定期間が得られるように設定す
る。
続いて、還流時圧力Paと還流停止時圧力Pbとの圧力差
ΔPを演算する(ステップS3)。
ここで、本発明者の実験によれば、第5図に示すよう
に還流時圧力Pa(第5図では大気圧との相対圧力差(水
銀柱ゲージ圧)で示している)が変動すれば圧力差ΔP
も変動することが判明している。すなわち、圧力差ΔP
は還流時圧力Paにほぼ比例する。なお、排圧と還流時圧
力Paの差が比較的小さいときには、オリフィス20で還流
される排気ガスが音速流速にならず、還流時圧力Paが大
きくなっても圧力差ΔPはほぼ一定値に留まる。
そこで、予め排気還流が正常に行われている場合のイ
ンテークマニホルド12内の還流時圧力Paに対する圧力差
ΔPを計測し、その計測データを正常時圧力差ΔPTとし
てメモリに記憶しておき、前述のステップS1で検出した
還流時圧力Paに対する正常時圧力差ΔPTを読み出す(ス
テップS4)。正常時圧力差ΔPTは、たとえば第6図に示
すような特性で還流時圧力Paに対して与えられる。そし
て、ステップS3で求めた圧力差ΔPを正常時圧力差ΔPT
で除し、値ΔPN(=ΔP/ΔPT)を求める(ステップS
5)。これにより、上述したような圧力差ΔPに対する
還流時圧力Paの影響が排除される。本発明者の実験で
は、第5図に示すように還流時圧力Paと圧力差ΔPの関
係がある場合、第7図に示すように還流時圧力Paが変化
しても値ΔPNは略一定に保たれることが確認されてい
る。なお、値ΔPNは、圧力差ΔPを還流時圧力Paで除す
こと(ΔPN=ΔP/Pa)により、設定してもほぼ同様の結
果が得られる。
次に、値ΔPNが下限値C1以上で上限値C2以下であるか
を判断し(ステップS6,S7)、排気還流が正常に行われ
ているか否かを判定する。すなわち、値ΔPNが下限値C1
と上限値C2の範囲内にあれば装置が正常に作動している
と判定し(ステップS8)、上記範囲外であれば装置が故
障していると判定する(ステップS9)。
以上のように、この実施例では、排気還流時と排気還
流停止時とにおいて、インテークマニホルド12内の絶対
圧力Pa,Pbを検出し、その圧力差ΔPを排気還流時のイ
ンテークマニホルド12内の絶対圧力である還流時圧力Pa
に基づいて補正し、還流時圧力Paの影響を排除した値Δ
PNが所定範囲内に入るか否かによって故障診断を行う。
したがって、絞り弁13の開度変動等により、インテーク
マニホルド12内の圧力変動が生じても、正確な故障診断
を行うことができる。また、この判定によれば、第7図
に示すように、排気還流率が所定範囲外になれば、故障
と判定することができるようになる。
なお、上述の実施例ではインテークマニホルド12の絶
対圧力に基づいて故障診断を行っているが、この発明で
はその大気圧との相対圧力であるゲージ圧(吸入負圧)
を検出し、その値に基づいて故障診断を行ってもよい。
また、この発明は、上述のBPT式排気還流装置に限ら
ず、排気還流通路を開閉する開閉手段を備えたその他の
排気還流装置に適用できることはいうまでもない。
発明の効果 以上の説明で明らかなように、この発明に係る排気還
流装置の故障診断装置によれば、排気還流時と排気還流
停止時における吸気通路内の各吸気圧力の差を検出し、
その圧力差を排気還流時の吸気通路内の吸気圧力に応じ
て補正した上で所定値と比較するので、より正確な故障
診断を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明のクレーム対応図、第2図はこの発明
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EGR制
御バルブの開閉動作とインテークマニホルド内絶対圧力
との関連を示すタイミングチャート、第5図は還流時圧
力Paに対する圧力差ΔPの変動を示す実験データを示す
グラフ、第6図は還流時圧力Paと正常時圧力差ΔPTの関
係を示すグラフ、第7図は還流時圧力Paに対する値ΔPN
を示す実験データ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……圧力差補正手段、8……故障判定手段。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  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である還流時圧力とその閉動
    作時の前記吸気圧力である還流停止時圧力との差を検出
    する圧力差検出手段と、その圧力差を前記還流時圧力に
    応じて補正する圧力差補正手段と、その補正圧力差が所
    定範囲内にあるか否かを判定する故障判定手段とを設け
    たことを特徴とする排気還流装置の故障診断装置。
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