JP2870418B2 - 排気ガス再循環装置の故障診断装置 - Google Patents

排気ガス再循環装置の故障診断装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、排気ガス再循環装置の
故障診断装置に関し、特に故障診断に伴う乗心地やドラ
イバビリティの悪化を抑えた装置に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車のエンジンや車体には、大気汚染
の防止等を図るべく、有害排出成分を処理するための種
々のデバイスが取付けられている。例えば、エンジンの
排気ポートからは、排気ガスと共に一酸化炭素(C
O),炭化水素(HC),窒素酸化物(NOX )等の有
害物質が排出されるが、これらを浄化するために、排気
管等には三元触媒が取付けられている。また、NOX
高温雰囲気中での窒素と酸素との反応によって生成され
るため、燃焼温度を低下させるべく、不活性物質である
排気ガスを燃焼室に還流させる排気ガス再循環装置(E
GR装置)が設けられることも多い。そして、EGR装
置によりスロットル弁の下流に還流排気ガス(EGRガ
ス)を導入した場合、吸気負圧が低下してポンピングロ
スが減少し、燃費も向上することが確認されている。
【0003】EGR装置は、一般に、排気通路と吸気通
路とを連通するEGR通路と、EGR通路に設けられて
EGRガスの導入量(EGR量)を調整する負圧作動式
のEGR弁と、供給負圧を制御してEGR弁を開閉駆動
する電磁制御弁等からなっており、エンジン制御ユニッ
ト(ECU)が目標EGR量を決定して電磁制御弁を駆
動制御する方式が採られている。したがって、EGR弁
の弁体の固着やダイヤフラムの破れ等によりEGR弁自
体が作動不良を起こしたり、ECUと電磁制御弁とを接
続する電線の断線やコネクタの接触不良が生じた場合、
EGR量の制御を行うことができなくなる。
【0004】従来より、EGR装置のこのような故障を
診断する方法が、特開平2−9937号公報等に開示さ
れている。この診断方法では、先ず、エンジンの減速運
転時に、EGR弁を一時的に開放して吸気管にEGRガ
スを導入し、導入直前の吸気圧力と導入後の吸気圧力と
の差圧を算出する。そして、この差圧が所定値以下であ
る場合には、EGR量には有意差がなく、EGR装置が
故障であると診断する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
故障診断方法を採った場合にも、以下に述べる問題があ
った。すなわち、減速運転時に故障診断のためにEGR
ガスを導入すると、吸気負圧の低下に起因して、エンジ
ン回転速度の上昇やトルク変動が生じる。一方、故障診
断は所定の運転条件で行われるため、故障診断中に運転
状況が変化すると、一旦EGRガスの導入が停止され
る。そして、再び運転条件が整うと、故障診断が新たに
開始されて、EGRガスが再び導入される。したがっ
て、運転状況が変化しやすい市街地走行時等に故障診断
が行われると、EGRガスの導入とその停止が頻繁に繰
り返され、乗心地やドライバビリティが甚だしく損なわ
れるのである。また、誤診断による不要な整備を避ける
ため、EGR装置が故障であると診断した場合には、引
き続き故障診断を行うが、この場合にも同様の不具合が
発生することになる。
【0006】本発明は、上記状況に鑑みなされたもの
で、乗心地やドライバビリティの悪化を極力抑えた、排
気ガス再循環装置の故障診断装置を提供することを目的
とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明の請求項
1の排気ガス再循環装置の故障診断装置は、車両に搭載
されたエンジンの排気通路と吸気通路とを連通して当該
排気通路内の排気ガスを当該吸気通路内に還流させるE
GR通路と、このEGR通路に設けられ前記吸気通路内
に還流する排気ガスの量を調整するEGR弁と、このE
GR弁を開閉することにより当該EGR弁および前記E
GR通路の故障診断を行う診断手段とを備えた排気ガス
再循環装置の故障診断装置において、前記車両および前
記エンジンの少なくとも一方の運転状態を検出する運転
状態検出手段と、前記診断手段が前記診断を行っている
ときに前記運転状態検出手段によって検出された運転状
態が所定の診断中止条件を満たすと、前記診断手段によ
る前記診断を中止させると共に、前記診断を中止してか
ら所定時間が経過するまでの間は前記診断手段による前
記診断の開始を禁止する診断禁止手段とを備えたことを
特徴とする。
【0008】また、請求項2の排気ガス再循環装置の故
障診断装置は、請求項1の故障診断装置において、前記
診断手段は、前記EGR弁より吸気通路側のEGR通路
内および前記吸気通路内の少なくとも一方の状態量を検
出する吸気状態量検出手段と、前記EGR弁を閉弁した
ときに前記吸気状態量検出手段によって検出された状態
量と、前記EGR弁を閉弁したときに前記吸気状態量検
出手段によって検出された状態量とを比較することによ
り前記診断を行う比較手段とにより構成されることを特
徴とする。
【0009】また、請求項3の排気ガス再循環装置の故
障診断装置は、請求項2の故障診断装置において、前記
吸気状態量検出手段は、前記吸気通路内の吸気圧力を検
出することを特徴とする。
【0010】
【作用】本発明の請求項1の故障診断装置では、故障診
断中に例えば運転者が加速等を行うことにより故障診断
中止条件が満たされた場合、故障禁止手段が故障診断を
中止させると共に、診断中止から所定時間が経過するま
での間は診断の開始を禁止する。したがって、頻繁に発
進・停止を繰り返す市街地走行等でも、EGRガスの導
入を伴う診断のインターバルが長くなり、エンジン回転
速度の上昇やトルク変動の発生頻度が低下する。
【0011】また、請求項2の故障診断装置では、例え
ば所定の運転状態で、EGR弁が閉弁しているときのE
GR通路あるいは吸気通路内の状態量と、開弁している
ときの同状態量との偏差を算出し、この偏差が所定偏差
より小さい場合には、EGRガスの遮断・導入がなされ
ていないと判断し、EGR装置が故障であると診断す
る。
【0012】また、請求項3の故障診断装置では、EG
Rガスが導入された場合には吸気圧力が上昇するため、
EGR弁を開放駆動しても、圧力上昇が所定値以下であ
る場合には、EGR装置が故障であると診断する。
【0013】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明に係る排気ガ
ス再循環装置の故障診断装置の一実施例を詳細に説明す
る。図1は、EGR装置が取付けられたエンジンの概略
構成図であり、同図において符号1は自動車用の直列4
気筒ガソリンエンジン(以下、単にエンジンと記す)を
示す。エンジン1の吸気ポート2には、各気筒毎に燃料
噴射弁3が取り付けられた吸気マニホールド4を介し、
エアクリーナ5,カルマン渦式のエアフローセンサ6,
スロットルバルブ7,アイドル運転時の吸入空気量調整
手段であるISC(アイドルスピードコントローラ)8
等を具えた吸気管9が接続している。
【0014】また、排気ポート20には、排気マニホー
ルド21を介し、空燃比検出手段であるO2 センサ2
2,三元触媒23,図示しないマフラー等を具えた排気
管24が接続している。更に、エンジン1には、エンジ
ン回転速度NE 等を検出するためのクランク角センサ2
5,冷却水温TW を検出する水温センサ26、スロット
ルバルブ7の開度θTHを検出するスロットルセンサ2
7,大気圧Ta を検出する大気圧センサ28,吸気温度
Ta を検出する吸気温センサ29等の各種センサが接続
している。図中、30は燃焼室31の上部に配設された
点火プラグであり、32は点火プラグ30に接続した点
火コイルである。
【0015】一方、本実施例のエンジン1には、排気ポ
ート20と吸気マニホールド4とを連通するEGR通路
40が一体的に形成されている。EGR通路40は、吸
気マニホールド4に取付けられた負圧作動式のEGR弁
41の弁体42により、その流路が開放・遮断される。
また、EGR弁41の負圧室43は、パイプ44を介し
て吸気マニホールド4に連通する一方、パイプ45を介
して電磁制御弁46に接続している。電磁制御弁46
は、後述するECU50に付勢されたときにのみ閉弁す
る常開型であり、消勢時には負圧室43に大気ポート4
7からの大気を導入する。
【0016】したがって、ECU50が電磁制御弁46
を付勢すると、EGR弁41の負圧室43には吸気マニ
ホールド4の負圧が作用し、弁体42が上昇してEGR
通路40が開放される。また、電磁制御弁46が消勢さ
れると、負圧室43には大気が導入され、弁体42が下
降してEGR通路40が遮断される。図中、48は吸気
管9におけるスロットルバルブ7の下流の吸気圧力を検
出する吸気圧センサである。また、49は計器盤等に取
付けられた警告灯であり、EGR装置の故障時に運転者
に警告を与える。
【0017】一方、車室内には、図示しない入出力装
置,多数の制御プログラムを内蔵した記憶装置(RO
M,RAM,BURAM等),中央処理装置(CP
U),タイマカウンタ等を具えた、ECU(エンジン制
御ユニット)50が設置されており、エンジン1の総合
的な制御を行う。ECU50の入力側には、上述した各
種センサ類からの検出情報が入力し、ECU50は、こ
れらの検出情報と制御マップ等から燃料噴射量や点火時
期等の最適値を演算して、燃料噴射弁3や点火コイル3
2等の他、電磁制御弁46の駆動制御も行う。
【0018】以下、図2〜図6の制御フローチャートを
用いて、本実施例における制御の手順を説明する。運転
者がイグニッションキーをONにしてエンジン1がスタ
ートすると、ECU50は、所定の制御インターバル
で、図2〜図4のフローチャートに示した故障診断サブ
ルーチンを繰り返し実行する。
【0019】このサブルーチンを開始すると、ECU5
0は先ず、ステップS2で正常フラグFOKが1であるか
否かを判定する。正常フラグFOKは、EGR装置が正常
に作動している場合には1を示し、故障している場合に
は0を示すフラグであり、イグニッションキーがONさ
れた時点では0にリセットされている。したがって、サ
ブルーチンの開始直後には、ステップS2の判定は否定
(No )となり、ECU50は、ステップS3に進む。
【0020】ステップS3で、ECU50は、カウント
ダウンタイマT2の値が0か否かを判定する。カウント
ダウンタイマT2は、イグニッションキーがONされた
時点では0にセットされており、ECU50は、ステッ
プS4で上述した各種センサからの運転情報をRAMに
読み込む。次に、ステップS6において、ECU50
は、現在の運転状態がEGR装置の故障診断を行える条
件を満たしているか否かを判定する。すなわち、ECU
50は、水温WTが所定値(本実施例では、82℃)以
上であること、現在走行中であること、エンジン回転速
度NE が所定範囲(本実施例では、1000rpm<NE<
1690rpm)にあること、スロットルバルブ7が全閉
状態(すなわち、減速運転中)であること等を順次確認
し、これらの条件が全て満たされている場合にのみ、ス
テップS6の判定を肯定(Yes)とする。
【0021】エンジン始動直後には当然にステップS6
の判定がNo となるが、この場合には、ECU50は、
ステップS8で故障診断中フラグFFDを0にし、更にス
テップS9でカウントダウンタイマT2の値を所定の待
機時間TP(本実施例では、20秒)に設定した後、ス
タートに戻る。したがって、この時点以降のステップS
3の判定は、待機時間TPが経過するまではNo とな
り、ECU50は実質的な処理を行わない。尚、故障診
断中フラグFFDが0の場合には、ECU50は、ここに
述べないEGR制御サブルーチンにより電磁制御弁46
を駆動制御し、EGRガスの導入やその中止を行う。
【0022】さて、ステップS3の判定がYesとなった
際に運転状態が故障診断条件を満たし、ステップS6の
判定もYesとなった場合、ECU50は、ステップS1
0で故障診断中フラグFFDが1か否かを判定する。この
時点では故障診断中フラグFFDが0となっているため、
ステップS10の判定はNo となり、ECU50は図3
のステップS12に進む。ステップS12で、ECU5
0は、先ず、圧力センサ48からの入力信号に基づき、
現在すなわちEGRガス導入前における吸気圧力PIを
算出して第1吸気圧P1としてROMに記憶する。
【0023】ステップS12で第1吸気圧P1の記憶を
終えると、ECU50は、ステップS14でタイマT1
を0にリセットしてカウントを開始する。次に、ECU
50は、ステップS16で故障診断中フラグFFDを1と
し、ステップS18で電磁制御弁46を付勢してEGR
ガスの導入を開始し、スタートに戻る。スタートに戻っ
たECU50は、今度はステップS10の判定がYesと
なるため、図4のステップS20に進んでタイマT1の
値が遅延時間TD を超えたか否かを判定する。この遅延
時間TD は、EGRガスの導入によりエンジン1の運転
状態が変化するために要する時間であり、ステップS2
0の判定がNo である間はそのままスタートに戻り、ス
テップS2での運転情報の読み込み等を繰り返す。そし
て、遅延時間TD が経過してステップS20の判定がY
esになると、ECU50は、ステップS22で現在すな
わちEGRガス導入後における吸気圧力PIを算出して
第2吸気圧P2としてROMに記憶する。
【0024】第2吸気圧P2の記憶を終えると、ECU
50は、ステップS24で第2吸気圧P2と第1吸気圧
P1 と偏差(P2−P1)を算出し、これが所定の閾値T
HP(本実施例では、10mmHg)より小さいか否か
を判定する。そして、この判定がYesであった場合、す
なわちステップS18で電磁制御弁46を付勢したにも
拘わらず、EGRガスの導入による吸気圧力の有意な上
昇が検出されなかった場合、ECU50は、ステップS
26で図5の故障時処理サブルーチンを実行する。この
サブルーチンを開始すると、ECU50は、ステップS
50で警告灯47を点灯して運転者に注意を促し、ステ
ップS52でダイアグノーシス用の故障コードをROM
内に記憶する。次に、ECU50は、ステップS54で
電磁制御弁46を消勢してEGRガスの導入を停止し、
ステップS56で故障診断中フラグFFDを0とする。
【0025】しかる後、ECU50は、ステップS58
でカウントダウンタイマT2の値を待機時間TPに設定し
た後、故障診断サブルーチンに復帰する。これにより、
EGR装置が故障と判定した後は、待機時間TPが経過
するまでステップS3の判定がNo となり、ECU50
は実質的な故障診断を行わないことになる。これは、E
GR装置が故障であると診断した場合にも、一時的な作
動不良や誤診断等の可能性があるため、故障診断を継続
して行うことに対処したものである。すなわち、EGR
装置の故障時には、EGRガスの導入と中止とが繰り返
されるため、待機時間TPを設けない場合、頻繁なトル
ク変動によるハンチングが生じるのである。
【0026】一方、当初からあるいはEGR装置が一旦
故障と診断された後に、EGRガスの導入による運転状
態の変化が検出され、ステップS24の判定がNo とな
った場合、ECU50は、ステップS28で図6の正常
時処理サブルーチンを実行する。このサブルーチンを開
始すると、ECU50は、ステップS60で警告灯47
を消灯し、ステップS62でダイアグノーシス用の故障
コードをROM内から消去する。次に、ステップS64
で電磁制御弁46を消勢してEGRガスの導入を停止
し、ステップS66で故障診断中フラグFFDを0とす
る。しかる後、ステップS68で正常フラグFOKを1と
して、故障診断サブルーチンに復帰する。尚、この時点
以降はステップS2の判定がYesとなるため、ECU5
0は、イグニッションキーがOFFになるまで、故障診
断サブルーチンでの実質的な処理は行わないことにな
る。
【0027】さて、本実施例では、故障診断中に運転者
が加速等を行った場合、運転条件が前述した故障診断条
件から外れ、ステップS6の判定がNo となる。する
と、ECU50は、ステップS8で故障診断中フラグF
FDを0にリセットして故障診断を中止すると共に、ステ
ップS9でカウントダウンタイマT2の値を待機時間TP
に設定する。これにより、待機時間TPの間は実質的な
故障診断は中止され、EGRガスの導入と停止とが頻繁
に繰り返されることに起因する、トルク変動やドライバ
ビリティの悪化等が防止される。そして、待機時間TP
が経過してステップS3の判定がYesになり、かつステ
ップS6の判定もYesとなった場合に、ECU50は、
新たに故障判定を開始する。
【0028】本実施例では、上述した手順で故障診断を
行うようにしたため、運転状況が変化して故障診断が中
止されやすい市街地走行時等でも、故障診断のインター
バルが十分に長くなり、EGRガスの導入とその停止が
頻繁に繰り返されることに起因する乗心地やドライバビ
リティの悪化が防止されるようになった。以上で、具体
的実施例の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施例
に限るものではない。例えば、上記実施例ではEGRガ
ス導入前後における吸気圧力の変化に基づき、EGR装
置の故障診断を行うようにしたが、吸気管のEGR導入
位置近傍の温度を検出すること等によって故障診断を行
ってもよい。また、EGRガスが継続的に導入されてい
る場合に、EGRガスの導入を一時的に中止し、その際
の運転状態の変化に基づき故障診断を行うようにしても
よい。更に、制御の具体的な手順については、本発明の
主旨を逸脱しない範囲で変更することが可能である。
【0029】
【発明の効果】本発明の請求項1の故障診断方法によれ
ば、故障診断中に故障診断中止条件が満たされた場合、
故障禁止手段が故障診断を中止させると共に、診断中止
から所定時間が経過するまでの間は診断の開始を禁止す
るようにしたため、頻繁に発進・停止を繰り返す市街地
走行等でも、EGRガスの導入を伴う故障診断のインタ
ーバルが長くなり、エンジン回転速度の上昇やトルク変
動の発生頻度が低下し、乗心地やドライバビリティの悪
化が防止できる。
【0030】また、請求項2の故障診断方法によれば、
故障診断手段を、EGR弁より吸気通路側のEGR通路
内および吸気通路内の少なくとも一方の状態量を検出す
る吸気状態量検出手段と、EGR弁を閉弁したときに吸
気状態量検出手段によって検出された状態量と、EGR
弁を開弁したときに吸気状態量検出手段によって検出さ
れた状態量とを比較することにより故障診断を行う比較
手段とにより構成したため、EGRガスの導入量の変化
によって確実に吸気状態量に変化が生じ、EGR装置の
故障診断が確実に行える。
【0031】また、請求項3の故障診断方法によれば、
吸気状態量検出手段を吸気通路内の吸気圧力を検出する
ものとしたため、EGR装置の故障診断が比較的低コス
トでかつ確実に行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る故障診断方法を適用したエンジン
制御系の一実施例を示した概略構成図である。
【図2】故障診断サブルーチンの手順を示したフローチ
ャートである。
【図3】故障診断サブルーチンの手順を示したフローチ
ャートである。
【図4】故障診断サブルーチンの手順を示したフローチ
ャートである。
【図5】故障時処理サブルーチンの手順を示したフロー
チャートである。
【図6】正常時処理サブルーチンの手順を示したフロー
チャートである。
【符号の説明】
1 エンジン 7 スロットルバルブ 9 吸気管 20 排気ポート 40 EGR通路 41 EGR弁 46 電磁制御弁 48 吸気圧センサ 49 警告灯 50 ECU
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加村 均 東京都港区芝五丁目33番8号 三菱自動 車工業株式会社内 (72)発明者 吉田 泰久 東京都港区芝五丁目33番8号 三菱自動 車工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−362261(JP,A) 特開 平8−42403(JP,A) 特開 平5−79406(JP,A) 特開 平6−249077(JP,A) 特開 平6−249081(JP,A) 特開 平6−249079(JP,A) 実開 平4−47155(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F02M 25/07 550

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両に搭載されたエンジンの排気通路と
    吸気通路とを連通して当該排気通路内の排気ガスを当該
    吸気通路内に還流させるEGR通路と、このEGR通路
    に設けられ前記吸気通路内に還流する排気ガスの量を調
    整するEGR弁と、このEGR弁を開閉することにより
    当該EGR弁および前記EGR通路の故障診断を行う診
    断手段とを備えた排気ガス再循環装置の故障診断装置に
    おいて、 前記車両および前記エンジンの少なくとも一方の運転状
    態を検出する運転状態検出手段と、 前記診断手段が前記診断を行っているときに前記運転状
    態検出手段によって検出された運転状態が所定の診断中
    止条件を満たすと、前記診断手段による前記診断を中止
    させると共に、前記診断を中止してから所定時間が経過
    するまでの間は前記診断手段による前記診断の開始を禁
    止する診断禁止手段とを備えたことを特徴とする排気ガ
    ス再循環装置の故障診断装置。
  2. 【請求項2】 前記診断手段は、 前記EGR弁より吸気通路側のEGR通路内および前記
    吸気通路内の少なくとも一方の状態量を検出する吸気状
    態量検出手段と、 前記EGR弁を閉弁したときに前記吸気状態量検出手段
    によって検出された状態量と、前記EGR弁を開弁した
    ときに前記吸気状態量検出手段によって検出された状態
    量とを比較することにより前記診断を行う比較手段とに
    より構成されることを特徴とする、請求項1記載の排気
    ガス再循環装置の故障診断装置。
  3. 【請求項3】 前記吸気状態量検出手段は、前記吸気通
    路内の吸気圧力を検出することを特徴とする、請求項2
    記載の排気ガス再循環装置の故障診断装置。
JP6237426A 1994-09-30 1994-09-30 排気ガス再循環装置の故障診断装置 Expired - Fee Related JP2870418B2 (ja)

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