JP2595237B2 - Failure diagnosis device for exhaust gas recirculation device - Google Patents
Failure diagnosis device for exhaust gas recirculation deviceInfo
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Description
本発明は、車両用エンジンにおいて、NOxの発生を抑
制するため排気ガスの一部を吸気系に還流する排気ガス
還流（EGR）装置の故障診断に関するものである。The present invention relates to a failure diagnosis of an exhaust gas recirculation (EGR) device that recirculates a part of exhaust gas to an intake system to suppress generation of NOx in a vehicle engine.
車両用エンジンの排気ガス浄化装置としては、EGR装
置を含む複数の手段が装備されており、これ等の各手段
は、長期間にわたり常に正常に動作するとは限らず、故
障や作動不良を生じると排気ガス浄化の効果が悪化し、
大気汚染に対する影響が大きい。そこで、EGR装置の故
障診断に関して、例えば実開昭53−22919号公報、特開
昭57−46055号公報などに示されるようなものがある。
前者で示されたものは、EGR制御弁への制御信号負圧が
開弁作動範囲にあって、しかも排気ガス還流通路内の温
度が一定値以下のときは、警報装置によりEGR通路の目
詰り等の異常を報知するようにしたものである。また、
後者に示されたものは、EGR制御装置の出力トランジス
タの入力レベル（ベース入力レベル）と出力レベル（コ
レクタ出力レベル）とを比較し、両レベルが所定の関係
から外ずれたとき異常信号を出力し、制御系自体の故障
を検出するようにしたものである。As an exhaust gas purifying device for a vehicle engine, a plurality of means including an EGR device are provided.Each of these means does not always operate normally for a long period of time, and if a malfunction or malfunction occurs. Exhaust gas purification effect worsens,
Significant impact on air pollution. Therefore, there is a failure diagnosis of an EGR device as disclosed in, for example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 53-22919 and Japanese Patent Laid-Open No. 57-46055.
In the former case, when the negative pressure of the control signal to the EGR control valve is within the valve opening operating range and the temperature in the exhaust gas recirculation passage is lower than a certain value, the EGR passage is clogged by the alarm device. And the like. Also,
The latter one compares the input level (base input level) and the output level (collector output level) of the output transistor of the EGR control device, and outputs an abnormal signal when both levels deviate from a predetermined relationship. Then, a failure of the control system itself is detected.
ところで、上記のように構成された実開昭53−22919
号公報で示されるものは、EGR制御弁への制御信号負圧
を検出する負圧センサを設けねばならず、構造が複雑と
なる。また、特開昭57−46055号公報に示されるものは
制御系自体の故障診断を行うもので、EGR通路やEGR制御
弁囲りの異常を検出する装置にはなっていない。 本発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、負圧センサを使用することなく簡単な構造
で、EGR制御弁の動作状態を検知し、故障診断を行える
ようにすることを目的とする。By the way, Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 53-22919 constructed as described above
In the device disclosed in the above publication, a negative pressure sensor for detecting a negative pressure of a control signal to the EGR control valve must be provided, and the structure becomes complicated. Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-46055 discloses a method for diagnosing a failure of a control system itself, and is not a device for detecting an abnormality in an EGR passage or an EGR control valve enclosure. The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and has a simple structure without using a negative pressure sensor to detect an operation state of an EGR control valve and perform failure diagnosis. The purpose is to:
上記目的を達成するため、本発明の排気ガス還流装置
の故障診断装置は、排気ガス還流制御弁を具備する排気
ガス還流通路に排気ガス還流通路内の温度を検出する温
度センサを設け、上記排気ガス還流制御弁が開かれるよ
うに制御されるとき、上記温度センサによって検出され
る排気ガス還流通路内の温度と第１の設定温度とを比較
する第１の排気ガス還流異常検知手段と、上記排気ガス
還流制御弁が閉じられるように制御されるとき、上記温
度センサによって検出される排気ガス還流通路内の温度
と上記第１の設定温度よりも低い値に設定された第２の
設定温度とを比較する第２の排気ガス還流異常検知手段
と、上記第１の排気ガス還流異常検知手段において、上
記温度センサによって検出された排気ガス還流通路内の
温度が第１の設定温度よりも低いか、または上記第２の
排気ガス還流異常検知手段において、上記温度センサに
よって検出された排気ガス還流通路内の温度が第２の設
定温度よりも高ければ、警報を発する警報装置とを設け
たことを特徴とする。In order to achieve the above object, a failure diagnosis device for an exhaust gas recirculation device of the present invention is provided with a temperature sensor for detecting a temperature in the exhaust gas recirculation passage in an exhaust gas recirculation passage having an exhaust gas recirculation control valve. A first exhaust gas recirculation abnormality detecting means for comparing a temperature in the exhaust gas recirculation passage detected by the temperature sensor with a first set temperature when the gas recirculation control valve is controlled to be opened; When the exhaust gas recirculation control valve is controlled to be closed, the temperature in the exhaust gas recirculation passage detected by the temperature sensor and the second set temperature set to a value lower than the first set temperature are determined. In the second exhaust gas recirculation abnormality detecting means and the first exhaust gas recirculation abnormality detecting means, the temperature in the exhaust gas recirculation passage detected by the temperature sensor is set to a first set temperature. If the temperature in the exhaust gas recirculation passage detected by the temperature sensor in the second exhaust gas recirculation abnormality detecting means is higher than a second set temperature, the alarm device issues an alarm. It is characterized by having been provided.
上記の構成に基づき、排気ガス還流制御弁（EGR弁）
がソレノイド・オフで開のとき、例えばアクセル開度お
よびエンジン回転数がそれぞれ所定の範囲内において、
排気ガス還流通路（EGR通路）内の温度TRが第１の設定
温度T1以下、あるいは、EGR弁がソレノイド・オンで閉
のとき、排気ガス還流通路（EGR通路）内の温度TRが第
２の設定温度T2以上の場合は、排気ガス還流装置の異常
として警報を発する。Based on the above configuration, an exhaust gas recirculation control valve (EGR valve)
Is open when the solenoid is off, for example, when the accelerator opening and the engine speed are within predetermined ranges, respectively,
Set temperature T R of the exhaust gas recirculation passage (EGR passage) is first temperature T 1 or less, or, when the EGR valve is closed by the solenoid on, the temperature T R of the exhaust gas recirculation passage (EGR passage) When the temperature is equal to or higher than the second set temperature T2, an alarm is issued as an abnormality of the exhaust gas recirculation device.
以下、本発明の一実施例を第１図ないし第３図によっ
て説明する。第１図は排気ガス還流装置の全体構成図、
第２図はコントロールユニット（故障診断装置）の構成
を示すブロック図、第３図は故障診断の動作を示すフロ
ーチャート図である。 第１図において、EGR装置の概略について説明する
と、符号１はエンジン本体で、気化器２からの混合気を
吸気マニホールド３を通って各気筒に吸入し、燃焼後の
排気ガスが排気マニホールド４を介して排出される。こ
の気化気２には、スロットルバルブ５が配設され、アク
セル操作で開閉して吸入空気量を制御する。 また、排気ガス中のNOxを抑制するため、排気マニホ
ールド４と吸気マニホールド３との間をEGR通路６によ
り連通させ、このEGR通路６の途中にEGR弁７を配設して
いる。このEGR弁７は、ソレノイド８のオン，オフによ
って、可動鉄心と一体の弁体９が弁座10を開閉し、ソレ
ノイド８をオフすると排気マニホールド４からのEGRガ
スがEGR通路６を通って吸気マニホールド３内に還流す
る。 また、エンジン１には、エンジン冷却水温度TWを検出
する水温センサ11、エンジン回転数Ｎを検出する回転数
センサ12、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ
13、EGR通路６内の温度TRを検出する温度センサ14が配
設され、それぞれの検出信号はコントロールユニット20
に入力されて、EGR装置故障の場合には警報装置15のラ
ンプを点灯して運転者に警報を発する。 このコントロールユニット20は、マイクロコンピュー
タからなり、空燃比制御、点火時期制御、アイドル回転
数制御などの制御機能を有するエンジンコントロールユ
ニットの一部として、第２図に示すような故障診断機能
が備えられている。 第２図において、コントロールユニット20は、水温セ
ンサ11、エンジン回転数センサ12からの各信号を入力し
て、EGR条件成立の有無を判定するEGR条件判定手段21を
有し、条件が成立するとソレノイド開モード（ソレノイ
ド・オフ）部22を、条件不成立の場合はソレノイド閉モ
ード（ソレノイド・オン）部23を介し、出力手段24を経
てEGR弁７を開（ソレノイド８オフ）、閉（ソレノイド
８オン）する。 また、故障診断装置として、出力手段24から出力され
てEGR弁７のソレノイド８を励磁する制御信号のオンま
たはオフを検出するソレノイドオン・オフ検出手段25
と、ソレノイド・オフの場合には、アクセル開度センサ
13によって検出されるアクセル開度αが所定範囲内（α
１＞α＞α２）にあるか否かを判定するアクセル開度判
定手段26と、エンジン回転数センサ12によって検出され
るエンジン回転数Ｎが所定範囲内（N1＞Ｎ＞N2）にある
か否かを判定するエンジン回転数判定手段27と、これら
のアクセル開度判定手段26、エンジン回転数判定手段27
によって通常の運転状態と判定され、かつEGRが行われ
ているとき、上記温度センサ14によって検出される温度
TRと第１の設定温度T1とを比較し、T1＞TRの場合は異常
信号を出力する第１のEGR異常検知手段28と、ソレノイ
ド８オン、すなわちEGR弁７が閉じている場合に、上記
温度センサ14によって検出された温度TRと第２の設定温
度T2（T2＜T1）とを比較して、TR＞T2のときは異常信号
を出力する第２のEGR異常検知手段29とを備えている。 次に、このように構成された故障診断装置の作用につ
いて第３図のフローチャートにより説明する。車両走行
時にコントロールユニット20は、ステップS101において
各センサ11〜14からの信号を読み込む。 そして、ステップS102において、ソレノイドオン・オ
フ検出手段25によりオフ（EGR弁開）が検出されるとス
テップS103に進み、アクセル開度判定手段26によってア
クセル開度センサ21からのアクセル開度αが所定範囲内
（α１＞α＞α２）にあるか否かを判断し、所定範囲内
であれば次のステップS104へ進み、エンジン回転数判定
手段27においてエンジン回転数センサ12からのエンジン
回転数Ｎが所定範囲内（N1＞Ｎ＞N2）にあるか否かを判
断され、所定範囲内にあれば、エンジン１はEGRが行わ
れている定常運転状態にあるものとしてステップS105へ
進む。一方、ステップS102において、ソレノイド８への
オン・オフ検出手段25により、出力手段24からソレノイ
ド８への信号がオン、すなわち、EGR弁７が閉じたと判
定されるとステップS106へ移る。 次に、ステップS105において、第１のEGR異常検出手
段28は、温度センサ14によって検出されるEGR通路内の
温度TRと、高めに設定された第１の設定温度T1とを比較
し、TR＜T1であれば、ソレノイド８へオフ（開）信号が
出力されているにもかかわらず、還流通路６にEGRガス
が流れてなく、EGR弁７のスティックによる閉作動不
良、あるいは目詰りが生じたと判定して異常信号を出力
し、ステップS108において警報装置15の警報灯を点灯し
て運転者に報知する。一方、TR＞T1の場合は、EGR弁７
が正常に作動していると判定し、ステップS107において
警報装置15のランプを消灯する。 また、ステップS106において、第２のEGR検出装置29
は、EGR弁７全閉の状態で、温度センサ14によって検出
される温度TRと第２の設定温度T2（T1＞T2）とを比較
し、TR＜T2であれば正常と判定し、ステップS107におい
て警報装置15のランプを消灯する。一方、TR＞T2であれ
ば、出力手段24からのオン信号でソレノイド８を励磁し
てEGR弁７を閉動作させているにもかかわらず、還流通
路６にEGRガスが流れているので、スティック等によっ
てEGR弁７が閉動作しないものと判定し、異常信号を警
報装置15に出力し、ステップS108においてランプを点灯
する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is an overall configuration diagram of an exhaust gas recirculation device,
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the control unit (failure diagnosis device), and FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the failure diagnosis. Referring to FIG. 1, an outline of an EGR device will be described. Reference numeral 1 denotes an engine main body, in which a mixture from a carburetor 2 is sucked into each cylinder through an intake manifold 3, and exhaust gas after combustion passes through an exhaust manifold 4. Is discharged through. The vaporized gas 2 is provided with a throttle valve 5, which is opened and closed by an accelerator operation to control the amount of intake air. Further, in order to suppress NOx in the exhaust gas, the exhaust manifold 4 and the intake manifold 3 are communicated with each other by an EGR passage 6, and an EGR valve 7 is provided in the EGR passage 6. When the solenoid 8 is turned on and off, a valve body 9 integrated with the movable iron core opens and closes a valve seat 10, and when the solenoid 8 is turned off, EGR gas from the exhaust manifold 4 passes through the EGR passage 6 and is taken in. Reflux into manifold 3. The engine 1 has a water temperature sensor 11 for detecting an engine coolant temperature T W , a rotation speed sensor 12 for detecting an engine speed N, and an accelerator opening sensor for detecting an accelerator opening.
13, a temperature sensor 14 for detecting the temperature T R of the EGR passage 6 is disposed, each of the detection signals the control unit 20
When the EGR device is out of order, the lamp of the alarm device 15 is turned on to issue an alarm to the driver. The control unit 20 is composed of a microcomputer, and has a failure diagnosis function as shown in FIG. 2 as a part of an engine control unit having control functions such as air-fuel ratio control, ignition timing control, and idle speed control. ing. In FIG. 2, a control unit 20 has an EGR condition determining means 21 which receives signals from a water temperature sensor 11 and an engine speed sensor 12 and determines whether or not an EGR condition is satisfied. The EGR valve 7 is opened (solenoid 8 off) and closed (solenoid 8 on) via an output means 24 via an open mode (solenoid off) section 22 and, if the condition is not satisfied, via a solenoid closed mode (solenoid on) section 23 and output means 24. ). Also, as a failure diagnosis device, a solenoid on / off detection unit 25 that detects on / off of a control signal output from the output unit 24 to excite the solenoid 8 of the EGR valve 7 is provided.
When the solenoid is off, the accelerator opening sensor
13 is within a predetermined range (α
1 >α> α 2 ), the accelerator opening degree determining means 26 for determining whether or not the engine speed N detected by the engine speed sensor 12 is within a predetermined range (N 1 >N> N 2 ). Engine speed determining means 27 for determining whether or not there is an accelerator opening degree determining means 26, engine speed determining means 27
The temperature detected by the temperature sensor 14 is determined by the temperature sensor 14 when the normal operation state is determined and the EGR is performed.
T R is compared with the first set temperature T 1, and if T 1 > T R , the first EGR abnormality detecting means 28 that outputs an abnormality signal and the solenoid 8 is turned on, that is, the EGR valve 7 is closed. In this case, the temperature T R detected by the temperature sensor 14 is compared with a second set temperature T 2 (T 2 <T 1 ), and if T R > T 2 , an abnormal signal is output. EGR abnormality detecting means 29. Next, the operation of the fault diagnostic apparatus thus configured will be described with reference to the flowchart of FIG. During traveling of the vehicle, the control unit 20 reads signals from the sensors 11 to 14 in step S101. In step S102, when the solenoid ON / OFF detection means 25 detects the OFF (EGR valve opening), the process proceeds to step S103, in which the accelerator opening degree determination means 26 determines that the accelerator opening α from the accelerator opening sensor 21 is predetermined. It is determined whether it is within the range (α 1 >α> α 2 ). If it is within the predetermined range, the process proceeds to the next step S 104, where the engine speed from the engine speed sensor 12 is It is determined whether N is within a predetermined range (N 1 >N> N 2 ). If N is within the predetermined range, the engine 1 is determined to be in a steady operation state in which EGR is performed, and the process proceeds to step S105. . On the other hand, in step S102, when the ON / OFF detection means 25 for the solenoid 8 determines that the signal from the output means 24 to the solenoid 8 is ON, that is, it is determined that the EGR valve 7 is closed, the process proceeds to step S106. Next, in step S105, the first EGR abnormality detecting means 28 compares the temperature T R of the EGR passage detected by the temperature sensor 14, the first and the set temperatures T 1, which is set higher, If T R <T 1 , the EGR gas is not flowing through the recirculation passage 6 despite the output of the OFF (open) signal to the solenoid 8, and the EGR valve 7 is not properly closed by the stick, or When it is determined that clogging has occurred, an abnormal signal is output, and in step S108, the alarm lamp of the alarm device 15 is turned on to notify the driver. On the other hand, when T R > T 1 , the EGR valve 7
Is determined to be operating normally, and the lamp of the alarm device 15 is turned off in step S107. In step S106, the second EGR detection device 29
Normally, in the state of the EGR valve 7 fully closed, compares the temperature T R and the second set temperature T 2 detected by the temperature sensor 14 (T 1> T 2) , if T R <T 2 Is determined, and the lamp of the alarm device 15 is turned off in step S107. On the other hand, if T R > T 2 , since the solenoid 8 is excited by the ON signal from the output means 24 to close the EGR valve 7, the EGR gas is flowing through the recirculation passage 6. It is determined that the EGR valve 7 does not close with a stick or the like, an abnormal signal is output to the alarm device 15, and the lamp is turned on in step S108.
以上述べたように、本発明によれば、排気ガス還流通
路に温度センサを配設し、その検出信号をエンジンの運
転状態に応じて設定温度と比較し、EGR装置の故障検知
を行うようにしたので、負圧センサを使用せずに簡単な
構造で、EGR制御弁の動作状態を確実に診断することが
でき、また故障診断装置の機能をエンジンコントロール
ユニットによって構成できるので、特に設けるものは排
気ガス還流通路に設ける温度センサのみで、コスト低減
が可能となる。As described above, according to the present invention, a temperature sensor is provided in an exhaust gas recirculation passage, a detection signal of the temperature sensor is compared with a set temperature in accordance with an operating state of an engine, and failure detection of an EGR device is performed. Therefore, the operation state of the EGR control valve can be reliably diagnosed with a simple structure without using a negative pressure sensor, and the function of the failure diagnosis device can be configured by the engine control unit. The cost can be reduced only by the temperature sensor provided in the exhaust gas recirculation passage.
第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示すものであ
り、第１図は排気ガス還流装置の全体構成図、第２図は
コントロールユニット（故障診断装置）の構成を示すブ
ロック図、第３図は故障診断動作を示すフローチャート
図である。 ６……排気ガス還流通路（EGR通路）、７……排気ガス
還流制御弁（EGR弁）、８……ソレノイド、11……水温
センサ、12……エンジン回転数センサ、13……アクセル
開度センサ、14……温度センサ、15……警報装置、20…
…コントロールユニット、25……ソレノイドオン・オフ
検出手段、26……アクセル開度判定手段、27……エンジ
ン回転数判定手段、28……第１のEGR異常検知手段、29
……第２のEGR異常検知手段。1 to 3 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is an overall configuration diagram of an exhaust gas recirculation device, and FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a control unit (failure diagnosis device). FIG. 3 is a flowchart showing a failure diagnosis operation. 6 ... exhaust gas recirculation passage (EGR passage), 7 ... exhaust gas recirculation control valve (EGR valve), 8 ... solenoid, 11 ... water temperature sensor, 12 ... engine speed sensor, 13 ... accelerator opening Sensor, 14 Temperature sensor, 15 Alarm device, 20
Control unit 25 Solenoid on / off detecting means 26 Accelerator opening degree determining means 27 Engine speed determining means 28 First EGR abnormality detecting means 29
... Second EGR abnormality detecting means.
Claims (1)
流通路に排気ガス還流通路内の温度を検出する温度セン
サを設け、 上記排気ガス還流制御弁が開かれるように制御されると
き、上記温度センサによって検出される排気ガス還流通
路内の温度と第１の設定温度とを比較する第１の排気ガ
ス還流異常検知手段と、 上記排気ガス還流制御弁が閉じられるように制御される
とき、上記温度センサによって検出される排気ガス還流
通路内の温度と上記第１の設定温度よりも低い値に設定
された第２の設定温度とを比較する第２の排気ガス還流
異常検知手段と、 上記第１の排気ガス還流異常検知手段において、上記温
度センサによって検出された排気ガス還流通路内の温度
が第１の設定温度よりも低いか、または上記第２の排気
ガス還流異常検知手段において、上記温度センサによっ
て検出された排気ガス還流通路内の温度が第２の設定温
度よりも高ければ、警報を発する警報装置とを設けたこ
とを特徴とする排気ガス還流装置の故障診断装置。An exhaust gas recirculation passage having an exhaust gas recirculation control valve is provided with a temperature sensor for detecting a temperature in the exhaust gas recirculation passage, and when the exhaust gas recirculation control valve is controlled to be opened, First exhaust gas recirculation abnormality detecting means for comparing the temperature in the exhaust gas recirculation passage detected by the temperature sensor with the first set temperature; and when the exhaust gas recirculation control valve is controlled to be closed, Second exhaust gas recirculation abnormality detecting means for comparing a temperature in the exhaust gas recirculation passage detected by the temperature sensor with a second set temperature set to a value lower than the first set temperature; In the first exhaust gas recirculation abnormality detecting means, the temperature in the exhaust gas recirculation passage detected by the temperature sensor is lower than a first set temperature, or the second exhaust gas recirculation abnormality is detected. A failure alarm device for issuing an alarm when the temperature in the exhaust gas recirculation passage detected by the temperature sensor is higher than a second set temperature. .
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