JP3185538B2 - 内燃機関の排気還流制御装置 - Google Patents

内燃機関の排気還流制御装置

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JP3185538B2
JP3185538B2 JP12128694A JP12128694A JP3185538B2 JP 3185538 B2 JP3185538 B2 JP 3185538B2 JP 12128694 A JP12128694 A JP 12128694A JP 12128694 A JP12128694 A JP 12128694A JP 3185538 B2 JP3185538 B2 JP 3185538B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の排気還流制御
装置に関し、特に、EGR制御弁を備えた排気還流通路
内における通路の詰まりを検出することができる内燃機
関の排気還流制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】排気ガス中のNOxを低減するために、
排気ガス再循環(以下EGRという)通路を介して排気
通路を流れる排気ガスを吸気通路内に還流するようにし
たEGR装置は公知である。このようなEGR装置で
は、通常、EGR通路内にEGR制御弁を設け、EGR
制御弁の開度によって吸気通路内に供給すべきEGRガ
ス量を制御するようにしている。しかしながら、EGR
制御弁が故障したり、EGR通路に目詰りが生じたりす
ると、排気ガスの還流が停止し続けることがあり、これ
をそのまま放置しておくと多量のNOxが排出され続け
るという課題が生じる。また、このような排気ガスの還
流量の低下や停止は運転者には判らない。
【0003】そこで、EGR制御弁にダイアフラムで仕
切られたダイアフラム室を備え、EGR制御弁の開度を
このダイアフラム室に負圧を導入することによって制御
するEGR装置であって、実際のEGR制御弁の負圧ダ
イアフラム室の圧力が目標圧力になるように制御するも
のにおいては、実際の負圧の値が規定の圧力値から外れ
た場合、EGR装置の異常と判定することが提案されて
いる(特開平5−79405号公報参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この提案の
装置では、目標開度にEGR制御弁が制御されないため
に、目標開度にするための制御負圧の値が分からず、E
GR制御弁の駆動系の異常は検出できるが、排気還流通
路の詰まりは検出できないという問題点があった。
【0005】そこで本発明は、排気還流通路内にEGR
制御弁を備えたEGR装置において、コストアップなく
正確に排気還流通路内の詰まりを検出することができる
内燃機関の排気還流制御装置を提供することを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明の内燃機関の排気還流制御装置は、内燃機関の排気通
路と吸気通路とを連通する排気還流通路内に、還流する
排気ガス流量を制御するEGR制御弁を有する内燃機関
の排気還流制御装置であって、EGR制御弁は、その弁
開度がこのEGR制御弁に負圧制御弁を介して導入され
る負圧によって決定される負圧式の制御弁として構成さ
れるものにおいて、内燃機関の運転状態を検出する運転
状態検出手段と、検出された運転状態に応じてEGR制
御弁の目標開度を演算する目標開度演算手段と、EGR
弁の開度を検出するEGR制御弁の開度検出手段と、検
出された開度が目標開度になるように、EGR弁の制御
量を調整するEGR制御弁開度調整手段と、EGR制御
弁の開度に応じた排気ガス流量特性を、EGR制御弁の
制御量に対応させて記憶するEGR制御弁の制御量記憶
手段と、目標開度に対する制御量が、記憶手段に記憶さ
れた制御量に対して所定値以上増大した時に、排気還流
通路に詰まりが発生したと判定する排気還流通路の詰ま
り検出手段とを備えることを特徴としている。
【0007】
【作用】本発明の内燃機関の排気還流制御装置によれ
ば、運転状態検出手段によって検出された内燃機関の運
転状態に応じて排気還流通路内のEGR制御弁の目標開
度が目標開度演算手段によって演算され、EGR制御弁
の開度検出手段によって検出されたEGR弁の開度が目
標開度になるようにEGR制御弁開度調整手段によって
EGR弁の制御量が調整される。そして、この目標開度
に対する制御量が、EGR制御弁の制御量記憶手段に記
憶された、EGR制御弁の開度に応じた排気ガス流量特
性に対応するEGR制御弁の制御量に対して、所定値以
上増大した時に、排気還流通路の詰まり検出手段が排気
還流通路に詰まりが発生したと判定する。
【0008】
【実施例】以下添付図面を用いて本発明の実施例を詳細
に説明する。図1は本発明の排気再循環装置の故障診断
装置を搭載した内燃機関の構成を示すものである。図に
おいて、1は機関本体、2は排気マニホルド、3は吸気
マニホルド、4は吸気ダクト、5は吸気ダクト内に設け
られたスロットル弁、6は吸気管圧力センサ、7は吸気
マニホルド3の枝管に取付られた燃料噴射弁、8は排気
マニホルド2と吸気マニホルド3とを連通するEGR通
路、9はEGR通路8内に設けられたEGR制御弁、1
0は制御回路(エンジン・コントロール・ユニット:E
CU)をそれぞれ示し、排気マニホルド2内の排気ガス
はEGR制御弁9が開いた時にEGR通路8を介して吸
気マニホルド3内に還流される。
【0009】制御回路10は例えばマイクロコンピュー
タを用いて構成され、双方向性バス11によって相互に
接続されたROM (リードオンリメモリ) 12、RAM
(ランダムアクセスメモリ)13、CPU (中央処理装
置)14、入力ポート15および出力ポート16を有す
る。EGR制御弁9には弁体の開度を検出するリフトセ
ンサ17が配置され、このリフトセンサ17の検出値は
A/D変換器18を介して入力ポート15に入力され
る。また、吸気ダクト4内には吸気温センサ19が配置
され、この吸気温センサ19の検出値THAはA/D変
換器20を介して入力ポート15に入力される。また、
スロットル弁5にはスロットル弁5の開度を検出するス
ロットル開度センサ21が連結され、このスロットル開
度センサ21の検出値、即ち、アクセル開度θは、A/
D変換器22を介して入力ポート15に入力される。
【0010】そして、前述の吸気管圧力センサ6は、ス
ロットル弁5の下流側のサージタンク(吸気マニホルド
3)に取り付けられており、この吸気管圧力センサ6の
検出値PAはA/D変換器29を介して入力ポート15
に接続されている。また、機関本体1には機関冷却水温
を検出する水温センサ23が取り付けられており、この
水温センサ23の検出値THWはA/D変換器24を介
して入力ポート15に入力されている。更に、入力ポー
ト15には機関回転数Neを表す出力信号を発生する回
転数センサ25が接続されている。出力ポート16は一
方では各駆動回路26,26′を介して対応する燃料噴
射弁7や負圧制御弁30に接続され、他方では駆動回路
27を介して警告ランプ28に接続されている。
【0011】図2は以上のように構成された内燃機関の
排気還流制御装置の要部の構成を拡大して示す説明図で
ある。排気管2′と吸気管4とを接続するEGR通路8
の途中に設けられたEGR制御弁9には、ダイアフラム
9aによって仕切られたダイアフラム室9dと大気室9
eの2つの部屋があり、大気室9eは大気に連通されて
おり、ダイアフラム室9dはその中にスプリング9cが
内装されていると共に、負圧導入管31を通じて負圧制
御弁30に接続されている。また、ダイアフラム9aに
突設されたロッド9fの先端部にはEGR通路8を開閉
する弁体9bが設けられており、このロッド9fの他端
は、弁体9bの開度を検出するためにリフトセンサ17
に接続されている。そして、負圧制御弁30はその開弁
を制御回路10によってデューティ制御されるようにな
っており、制御回路10からの指令値によって開弁し
て、真空ポンプ32によりダイアフラム室9d内の制御
負圧を調整するようになっている。
【0012】ここで、排気管2′の排圧をP1 、EGR
制御弁の弁体9bの背圧をP2 、吸気管4内の吸気圧を
3 、ダイアフラム室9d内の制御負圧をPC、スプリ
ング9cの付勢力をSとすると、弁体9bにかかる力
は、開弁方向には制御負圧PCと排圧P1 、開弁方向に
はスプリングの付勢力Sと、弁体9bの背圧P2 が作用
する。ここで、弁体9bのリフト量が一定の場合、力が
釣り合うので、下式が成立する。
【0013】PC+P1 =S+P2 … 一方、EGR制御弁9の下流側のEGR通路8と吸気管
4との間にカーボンCが付着すると、その部分に流路の
絞り部が形成される。これにより、EGR制御弁の弁体
9bの背圧P2 が、吸気間内圧P3 に対して増加するの
で、EGR制御弁の弁体9bの所定リフトを維持するに
は、式によりダイアフラム室9d内の制御負圧PCが
増加することになる。この制御負圧PCの増加は、弁体
9bのリフト量をフィードバック制御することにより、
自動的に行われる。
【0014】本発明では、このEGR制御弁の弁体9b
の所定リフト量において、EGR制御弁の弁体9bをこ
のリフト量に保持するダイアフラム室9d内の制御負圧
PCを監視し、この増加を検出することにより、EGR
通路9のカーボンCの付着による詰りを検出するように
している。このため、本発明では、図3に直線Bで示す
ように、ダイアフラム室9d内の制御負圧PCを変化さ
せた時に、EGR通路8内に詰りがない時のEGR制御
弁の弁体9bのリフト量(以後単にEGR制御弁のリフ
ト量という)と、このEGR制御弁のリフト量に対する
EGR量の関係を求めておく。一方、EGR通路8内に
カーボンCによる詰りが発生した時に、図3に破線Aで
示すように、EGR量を一定に保持するための、制御負
圧PCに対するEGR制御弁のリフト量の関係も求めて
おく。これらの関係はマップの形で、図1に示すROM
12に記憶させておけば良い。
【0015】次に、本発明の第1の実施例として、EG
R通路8の詰りを検出する手順を図4を用いて説明す
る。図4に示すルーチンは、機関が排気ガスを還流する
条件となり、EGR装置が動作している時に、所定時間
毎のタイマ割込処理にて行われる。ステップ401では
機関の運転状態パラメータ(例えば、機関回転数Ne、
アクセル開度θ、吸気圧力PA、水温THW等)が読み
込まれる。そして、ステップ402において、運転状態
パラメータからEGR制御弁9の目標リフト量TLと、
この目標リフト量TLに対応した、EGR通路8に詰り
が無い状態における制御負圧PCが演算される。この制
御負圧PCは、ステップ403においてEGR通路が正
常時の負圧PCC1として記憶される。続くステップ4
04では、EGR制御弁9の実際のリフト量ALがリフ
トセンサ17によって検出される。
【0016】この後のステップ405〜408では、実
際のリフト量ALが目標リフト量TLにほぼ等しくなる
ように制御負圧PCが調節される。即ち、ステップ40
5では実リフト量ALが目標リフト量TLに所定値αを
加えた値より大きいか否かが判定される。そして、AL
>TL+αの時にはステップ406に進んでEGR制御
弁9の開度を小さくするように制御負圧PCが減らさ
れ、逆に、AL≦TL+αの時にはステップ407に進
む。ステップ407では実リフト量ALが目標リフト量
TLから所定値αを引いた値より小さいか否かが判定さ
れる。そして、AL<TL−αの時にはステップ408
に進んでEGR制御弁9の開度を大きくするように制御
負圧PCが増やされ、逆に、AL≧TL−αの時にはス
テップ409に進む。
【0017】ステップ409に進んできた時は、実際の
リフト量ALが目標リフト量TLにほぼ等しいTL−α
≦AL≦TL+αの時である。従って、ステップ409
ではこの時の制御負圧PCが実際のリフト量ALが目標
リフト量TLにほぼ等しい時の制御負圧PC1として記
憶される。そして、続くステップ410では、ステップ
409で記憶した実際のリフト量ALが目標リフト量T
Lにほぼ等しい時の制御負圧PC1と、EGR通路8に
詰りが無い状態における目標リフト量TLに対応する正
常時の制御負圧PCC1との差が演算され、この差が所
定圧力ΔPより大きいか否かが判定される。PC1−P
CC1≦ΔPの時はEGR通路8に詰りが無い状態か、
あるいは詰りがあっても僅かな状態であるとしてステッ
プ412に進み、詰り発生ランプ(警告ランプ)28は
消灯させたままとする。
【0018】ところが、PC1−PCC1>ΔPの時
は、実際のリフト量ALを目標リフト量TLにほぼ等し
くするための制御負圧PC1が大きい時であり、これは
前述のように、EGR通路8に詰りが発生した状態であ
るので、ステップ411に進んで詰り発生ランプ(警告
ランプ)28は点灯させてEGR通路8内に詰りが発生
したことを知らせる。
【0019】このように本発明では、これまでの内燃機
関の排気還流制御装置の構成に部材の追加をすることな
く、機関の運転状態に応じたEGR制御弁の目標リフト
量を達成するための制御負圧が正常値よりも所定圧力Δ
Pを越えて大きい時は、正常なEGR制御が行われない
と判定して警告を与えることが可能である。以上説明し
た第1の実施例は、正常なEGR制御が行われないと判
定した時に警告を与えるだけのものであったが、次に、
正常なEGR制御が行われないと判定した時に、EGR
制御弁の目標値を補正して常に正しい量のEGR制御が
行われるようにした第2の実施例について、図5〜図8
を用いて説明する。なお、図4で説明した実施例と同じ
手順を示すステップについては、同じステップ番号を付
してその説明を簡略化する。
【0020】図5に示すルーチンは、EGR通路8に次
第にカーボンCが付着し、初めて目標リフト量TLを変
更する場合の手順を示すものである。前述の実施例と同
様にステップ401,402が実行されて運転状態パラ
メータからEGR制御弁9の目標リフト量TLと、EG
R通路8に詰りが無い状態における制御負圧PCが演算
される。ステップ403′では、この制御負圧PCが正
常時の負圧PCC1として記憶されると共に、目標リフ
ト量TLが正常時のリフト量TL1として記憶される。
【0021】ステップ404では、EGR制御弁9の実
際のリフト量ALが検出される。続くステップ501で
は、EGR通路8の詰りの段階を示す値TNが0か否か
が判定される。このEGR通路8の詰りの段階を示す値
TNの初期値は0であり、排気還流制御装置が作られた
時点で予め設定されている。従って、EGR通路8に詰
りの無い状態ではTN=0であるのでステップ405に
進み、EGR通路8に詰りが発生してTN≠0となった
時には、後述する図6のルーチンのステップ601に進
む。
【0022】ステップ501においてEGR通路8に詰
りの無い状態と判定された時にはステップ405以降に
進み、ステップ405〜408では前述の実施例と同様
に、実際のリフト量ALが目標リフト量TLにほぼ等し
くなるように制御負圧PCが調整され、TL−α≦AL
≦TL+αになった時にステップ409に進んでこの時
の制御負圧PCが実際のリフト量ALが目標リフト量T
Lにほぼ等しい時の制御負圧PC1として記憶される。
そして、続くステップ410では、ステップ409で記
憶した実際のリフト量ALが目標リフト量TLにほぼ等
しい制御負圧PC1と、EGR通路8に詰りが無い状態
における目標リフト量TLに対応する正常時の制御負圧
PCC1との差が演算され、この差が所定圧力ΔPより
大きいか否かが判定される。
【0023】PC1−PCC1≦ΔPの時はEGR通路
8に詰りが無い状態か、あるいは詰りがあっても僅かな
状態であると判定されてステップ412に進み、詰り発
生ランプ(警告ランプ)28は消灯させたままとする。
一方、PC1−PCC1>ΔPの時は、実際のリフト量
ALを目標リフト量TLにほぼ等しくするための制御負
圧PC1が大きい時であり、これは前述のように、EG
R通路8に詰りが発生した状態であるので、ステップ4
11′に進んで詰り発生ランプ(警告ランプ)28は点
灯させてEGR通路8内に詰りが発生したことを知らせ
ると共に、EGR通路8の詰りの段階を示す値TNの値
が、第1の段階であることを示す1にされる。
【0024】そして、続くステップ502では、この制
御負圧PC1の値に対応する目標リフト量TL2がRO
M12に記憶されているマップから演算されると共に、
この演算された目標リフト量TL2が新たな目標リフト
量TLとして記憶される。なお、このマップは、例え
ば、所定の運転条件において、EGR通路8の詰りの成
長に伴い、必要なEGR量を確保するための制御負圧P
CCと、目標リフト量TLCとの関係を図8に示すよう
な特性として調べておき、この特性をマップ化してRO
M12に記憶させておけば良い。
【0025】ステップ411′においてEGR通路8の
詰りの段階を示す値TNの値が第1の段階であることを
示す1にされると、次にステップ501に進んできた時
には判定がNOとなり、図6に示すルーチンのステップ
601に進む。図6はEGR通路8の詰りの段階を示す
値TNの値が第1の段階である時に実行される手順を示
すものであり、ステップ601では、TNの値が1であ
るか否かが判定される。そして、ステップ601におい
てTN=1の時にはステップ602以降に進むが、TN
≠1(TN≧2)の時にはEGR通路8の詰りの段階を
示す値TNの値が第1の段階より大きい段階であるとし
て、後述する図7のルーチンのステップ701に進む。
【0026】ステップ602〜606では、実際のリフ
ト量ALが目標リフト量TL(ここでは第1の段階の目
標リフト量であるTL1になっている)にほぼ等しくな
るように制御負圧PCが調節される。即ち、ステップ6
02では実リフト量ALが目標リフト量TLに所定値β
を加えた値より大きいか否かが判定され、AL>TL+
βの時にはステップ603に進んで制御負圧PCが減ら
されてEGR制御弁9の開度が小さくされ、逆に、AL
≦TL+βの時にはステップ604に進む。ステップ6
04では実リフト量ALが目標リフト量TLから所定値
βを引いた値より小さいか否かが判定され、AL<TL
−βの時にはステップ605に進んで制御負圧PCが増
やされてEGR制御弁9の開度が大きくされる。そし
て、ステップ603またはステップ605が実行された
後は、ステップ606においてEGR制御弁9の実際の
リフト量ALがリフトセンサ17によって検出されてス
テップ602に戻る。
【0027】一方、ステップ604においてAL≧TL
−βと判定された時にはステップ607に進む。ステッ
607に進んできた時は、実際のリフト量AL≒目標
リフト量TLであるTL−β≦AL≦TL+βの時であ
るので、この時の制御負圧PCが、EGR通路8の詰り
の段階を示す値TNの値が第1の段階である時の、実際
のリフト量ALが目標リフト量TLにほぼ等しい時の制
御負圧PC2として記憶される。
【0028】続くステップ608では、ステップ607
で記憶したTN=1の状態における制御負圧PC2と、
EGR通路8に詰りが無い状態における正常時の制御負
圧PCC1との差が演算され、この差が所定圧力ΔP+
P1より大きいか否かが判定される。PC2−PCC1
>ΔP+P1の時はステップ609に進み、制御負圧P
C2の値に対応する目標リフト量TL3がROM12に
記憶されているマップから演算されると共に、この演算
された目標リフト量TL3が新たな目標リフト量TLと
して記憶される。そして、ステップ610において、E
GR通路8の詰りの段階を示す値TNの値が、第1の段
階よりも進んだ状態である第2の段階であることを示す
2にされてこのルーチンを終了する。
【0029】一方、PC2−PCC1≦ΔP+P1の時
はステップ611に進み、TN=1の状態における制御
負圧PC2と、EGR通路8に詰りが無い状態における
正常時の制御負圧PCC1との差が演算され、この差が
所定圧力ΔP以下か否かが判定される。そして、PC2
−PCC1>ΔPの時は、EGR通路8の詰りの段階を
示す値TNの値が第1の段階よりは大きいが、更に詰り
が進んだ第2の段階には至っていないと判定されてこの
ままこのルーチンを終了する。
【0030】ところが、PC2−PCC2≦ΔPの時
は、何らかの要因でEGR通路8の詰りが解消され、E
GR通路8に詰りが無い状態か、あるいは詰りがあって
も僅かな状態であるのでステップ612に進み、目標リ
フト量TLの値が詰りが無い状態の値TL1に戻され、
ステップ613においてEGR通路8の詰りの段階を示
す値TNの値が0にされ、続くステップ614で詰り発
生ランプ(警告ランプ)28が消灯されてこのルーチン
を終了する。このように、ステップ613でTN=0に
された後は、図5のルーチンにおけるステップ501に
おいてYESとなるので、以後は図5のルーチンが実行
される。
【0031】図6のステップ610においてEGR通路
8の詰りの段階を示す値TNの値が第2の段階であるこ
とを示す2にされると、次にステップ601に進んでき
た時には判定がNOとなり、図7に示すルーチンのステ
ップ701に進む。図7はEGR通路8の詰りの段階を
示す値TNの値が第2の段階以上である時に実行される
手順を示すものであり、ステップ701〜705では、
実際のリフト量ALが目標リフト量TL(=TL2)に
ほぼ等しくなるように制御負圧PCが調節される。即
ち、ステップ701では実リフト量ALが目標リフト量
TLに所定値γを加えた値より大きいか否かが判定さ
れ、AL>TL+γの時にはステップ702に進んで制
御負圧PCが減らされてEGR制御弁9の開度が小さく
され、逆に、AL≦TL+γの時にはステップ703に
進む。ステップ703では実リフト量ALが目標リフト
量TLから所定値γを引いた値より小さいか否かが判定
され、AL<TL−γの時にはステップ704に進んで
制御負圧PCが増やされてEGR制御弁9の開度が大き
くされる。そして、ステップ702またはステップ70
4が実行された後は、ステップ705においてEGR制
御弁9の実際のリフト量ALが検出されてステップ70
1に戻る。
【0032】一方、ステップ703においてAL≧TL
−γと判定された時は、TL−γ≦AL≦TL+γの時
であるのでステップ706に進み、この時の制御負圧P
Cが、EGR通路8の詰りの段階を示すTNの値が第2
の段階である時の、実際のリフト量ALが目標リフト量
TLにほぼ等しい時の制御負圧PC3として記憶され
る。
【0033】続くステップ707では、TN=2の状態
における制御負圧PC3と、EGR通路8に詰りが無い
状態における正常時の制御負圧PCC1との差が演算さ
れ、この差が所定圧力ΔP+P1+P2より大きいか否
かが判定される。PC2−PCC1>ΔP+P1+P2
の時はステップ708に進み、制御負圧PC3と、EG
R通路8に詰りが無い状態の正常時の制御負圧PCC1
との差が差圧の上限値ΔPmax より大きいか否かが判定
される。PC2−PCC1≦ΔPmax の時はステップ7
09に進み、制御負圧PC3の値に対応する目標リフト
量TL4がROM12に記憶されているマップから演算
され、ステップ710においてこの演算された目標リフ
ト量TL4が新たな目標リフト量TLとして記憶され、
そして、ステップ711において、EGR通路8の詰り
の段階を示す値TNの値が、第2の段階よりも進んだ状
態である第3の段階であることを示す3にされてこのル
ーチンを終了する。
【0034】EGR通路8の詰りの段階を示す値TNの
値が3の第3の段階は、この実施例ではEGR通路8内
にカーボンCが多量に付着した状態に設定してある。従
って、カーボンCの付着がこの段階から更に進んでステ
ップ708でPC3−PCC1>ΔPmax となった時に
は、EGR通路8が殆ど不通となった状態と考えて良
い。よって、この時は目標リフト量TLを更に大きくし
ても意味がないと考えられるので、ステップ712に進
んでEGR通路8が不通になった警報を出力し、EGR
制御を停止させるようにしてこのルーチンを終了する。
【0035】一方、ステップ707においてPC2−P
CC1≦ΔP+P1+P2の時はステップ713に進
み、TN=2の状態における制御負圧PC3と、EGR
通路8に詰りが無い状態における正常時の制御負圧PC
C1との差が所定圧力ΔP+P1以下か否かが判定され
る。そして、PC2−PCC1>ΔP+P1の時は、E
GR通路8の詰りの段階を示す値TNの値が第2の段階
よりは大きいが、更に詰りが進んだ第3の段階には至っ
ていないと判定してこのままこのルーチンを終了する。
【0036】ところが、PC2−PCC2≦ΔP+P1
の時は、何らかの要因でEGR通路8の詰りが減ったこ
とを示すので、ステップ714においてTN=2の状態
における制御負圧PC3と、EGR通路8に詰りが無い
状態における正常時の制御負圧PCC1との差が所定圧
力ΔP以下か否かが判定される。ステップ714におい
てPC3−PCC1≦ΔPの時は、EGR通路8の詰り
状態が、EGR通路8に詰りが無い状態か、あるいは詰
りがあっても僅かな状態であるので、図6のステップ6
12に進み、目標リフト量TLの値が詰りが無い状態の
値TL1に戻され、ステップ613においてEGR通路
8の詰りの段階を示す値TNの値が0にされ、続くステ
ップ614で詰り発生ランプ(警告ランプ)28が消灯
されてこのルーチンを終了する。
【0037】一方、ステップ714においてPC3−P
CC1>ΔPの時は、EGR通路8の詰り状態が第2の
段階から第1の段階にまで回復したことを示すので、ス
テップ715に進み、この時の制御負圧PC3の値に対
応する目標リフト量TL2がROM12に記憶されてい
るマップから演算された後に、この演算された目標リフ
ト量TL2が新たな目標リフト量TLとして記憶され、
そして、ステップ716において、EGR通路8の詰り
の段階を示す値TNの値が、第1の段階に戻ったことを
示す1にされてこのルーチンを終了する。
【0038】以上説明したように、第2の実施例では、
EGR通路8にある程度以上の詰りの発生が検出された
時には、これを詰りの程度によって第1段階、第2段
階、および第3段階に分け、詰り段階が進むにつれてE
GR制御弁9の目標リフトを増大させてEGR量を補正
し、EGR量が不足しないように制御している。また、
何らかの原因で、EGR通路8の詰りが減った、或いは
解消されたような場合には、減った状態に応じてEGR
制御弁9の目標リフト量を減らすようにし、EGR量が
過多にならないように制御している。図5から図7にお
いて説明した制御をまとめると以下のようになる。
【0039】 制御負圧差 目標リフト量 詰りの段階 0〜ΔP TL1 TN=0 ΔP〜ΔP+P1 TL2 TN=1(第1の段階) ΔP+P1〜ΔP+P1+P2 TL3 TN=2(第2の段階) ΔP+P1+P2〜ΔPmax TL4 TN=3(第3の段階) ΔPmax 以上 TL4 TN=3(EGR不可) この結果、第2の実施例では、EGR通路8に詰りが発
生した時には、これを通知すると共に、詰りのある状態
でも常に適正なEGR制御が行なえる。なお、この実施
例ではEGR通路8の詰りの段階を前述の5つの段階に
分割しているが、この分割数は限定されるものではな
い。
【0040】次に、本発明の第3の実施例について説明
する。図9は第3の実施例における内燃機関の全体構成
図であり、図1で説明した内燃機関と同じ構成部材には
同じ符号を付してその説明を簡略化する。従って、図9
において、1は機関本体、2は排気マニホルド、3は吸
気マニホルド、4は吸気ダクト、5は吸気ダクト内に設
けられたスロットル弁、6は吸気管圧力センサ、7は吸
気マニホルド3の枝管に取付られた燃料噴射弁、8は排
気マニホルド2と吸気マニホルド3とを連通するEGR
通路、9はEGR通路8内に設けられたEGR制御弁、
10は制御回路(ECU)、17はリフトセンサ、21
はスロットル開度センサ、25は回転数センサ、28は
警告ランプ、30は負圧制御弁、をそれぞれ示し、排気
マニホルド2内の排気ガスはEGR制御弁9が開いた時
にEGR通路8を介して吸気マニホルド3内に還流され
る。
【0041】制御回路10は同じくマイクロコンピュー
タを用いて構成され、双方向性バス11、ROM12、
RAM13、CPU14、入力ポート15、出力ポート
16、A/D変換木18,20,22,24,29、お
よび駆動回路26,26′,27を有する。なお、この
図には吸気温センサと水温センサの図示は省略してあ
る。
【0042】また、図1に示した内燃機関にない構成と
して、この実施例の内燃機関には、排気マニホルド2の
下流側にタービン41、吸気ダクト4内にこのタービン
41に駆動されるコンプレッサ42を備えたターボチャ
ージャ40がある。なお、43は噴射時期制御弁44が
設けられた燃料ポンプを示している。ところで、目標リ
フト量は、機関の各運転条件の定常時のスモークがある
許容値以下、例えば、スモークSB1.0以下、になる
ように決定されている。しかるに、このような条件でE
GR制御弁の目標リフト量が決められている場合、ター
ボチャージャ40が設けられた機関では、機関の定常運
転時のスモークは許容値以下となるために問題とならな
いが、過渡運転時、例えば、加速運転時には、ターボチ
ャージャ40の過給圧の立ち上がり遅れにより、空気量
が不足してスモークが許容レベルを越えることがある。
【0043】そこで、この第3の実施例では、ターボチ
ャージャ40が設けられた機関において、機関の過渡運
転時にスロットル弁5の開度の変化率を算出して加速状
態を判定すると共に、吸気管圧力センサ6でターボチャ
ージャ40の実際の過給圧を検出し、相定過給圧(各運
転条件の定常時の過給圧)との過給圧差DPに応じて、
EGR制御弁9の目標リフト量を減量補正するようにし
ている。また、同時に、こ過給圧差DPに応じて、燃料
ポンプ43に設けられた噴射時期制御弁44を作動さ
せ、噴射時期を遅角させるようにしている。
【0044】以上の動作を図10および図11を用いて
説明する。まず、時刻t1においてアクセルが踏み込ま
れると、図10(a) に示すようにスロットル開度θは急
激に上昇する。一方、ターボチャージャ40による実際
の過給圧PAは、図10(b)に示すように、スロットル
開度θに対応する破線で示す特性に対して、実線で示す
ように遅れる。図10(c) はこの過給圧の上昇の遅れを
示す過給圧差DPの特性を示すものである。
【0045】この実施例では、機関の加速時に、図10
(a) に示したスロットル開度の変化率を検出し、この変
化率が所定値を越えたら、吸気管圧力センサ6でターボ
チャージャ40の実際の過給圧PAを検出する。そし
て、図10(b) に破線で示す相定過給圧と実際の過給圧
PAとの過給圧差DPを図10(c) のように演算し、演
算した過給圧差DPに応じて、図11(a) に示すような
噴射時期遅角量Δφを演算する。この噴射時期遅角量Δ
φは、過給圧差DPが大きくなるほど増大されるように
設定されている。そして、この噴射時期遅角量Δφに基
づいて燃料ポンプ43に設けられた噴射時期制御弁44
を作動させて噴射時期を遅角させるようにしている。
【0046】また、同時に、演算した過給圧差DPに応
じて、EGR制御弁9の目標リフト量TLの補正減量Δ
TLを図11(b) のように演算する。この目標リフト量
TLの補正減量ΔTLは、過給圧差DPが大きくなるほ
ど増大され、EGR制御弁9の目標リフト量を下げるよ
うに設定されている。そして、この目標リフト量TLの
補正減量ΔTLに基づいて目標リフト量を減量補正する
ようにしている。
【0047】このように第3の実施例では、ターボチャ
ージャ付の内燃機関において、機関の過渡時に噴射時期
が遅角されると共に、EGR制御弁9のリフト量が減ら
されてEGR量が減らされる。この結果、過渡時のスモ
ークが防止されると共に、EGR量の減量によるNOx
の増加が、噴射時期の遅角により抑制され、NOx低減
特性が悪化しない。また、一般に、過渡運転時にEGR
量が多いと運転性が悪化を伴うが、この第3の実施例の
制御のように、過渡時にEGR量を補正減量すると、運
転性の悪化が少なくなる。
【0048】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の内燃機関
の排気還流制御装置によれば、排気還流通路内にEGR
制御弁を備えたEGR装置において、コストアップなく
正確に排気還流通路内の詰まりを検出することができる
という効果がある。また、EGR通路に詰りが発生した
時に目標リフト量を補正することにより、EGR通路に
詰りのある状態でも常に適正なEGR制御が行なえる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の内燃機関の排気還流制御装
置の全体構成を示す構成図である。
【図2】図1の実施例の要部を拡大してその構成を説明
する説明図である。
【図3】図2のEGR制御弁の、EGR通路に詰りが無
い場合の制御負圧に対するEGR制御弁のリフト量特性
とEGR量と、詰りが有る場合のEGR量を一定に保つ
ためのEGR制御弁のリフト特性を示す特性図である。
【図4】EGR通路の詰りを検出する本発明の第1の実
施例の制御手順を示すフローチャートである。
【図5】EGR通路の詰りを検出して補正する本発明の
第2の実施例の制御手順の一部を示すフローチャートで
ある。
【図6】EGR通路の詰りを検出して補正する本発明の
第2の実施例の制御手順の一部を示すフローチャートで
ある。
【図7】EGR通路の詰りを検出して補正する本発明の
第2の実施例の制御手順の一部を示すフローチャートで
ある。
【図8】EGR通路の詰りがある場合のEGR制御弁の
制御負圧にたいする目標リフト量の関係を示す特性図で
ある。
【図9】ターボチャージャが設けられた内燃機関におけ
る本発明の排気還流制御装置の全体構成を示す構成図で
ある。
【図10】(a) は図9に示す機関の過渡時のスロットル
開度特性を示す線図、(b) はその時の相定過給圧に対す
る実過給圧特性を示す線図、(c) は(b) の相定過給圧と
実過給圧との過給圧差を示す線図である。
【図11】(a) は図10(c) の過給圧差に対する噴射時
期遅角量の設定特性を示す線図、(b) は図10(c) の過
給圧差に対する目標リフト補正減量の設定特性を示す線
図である。
【符号の説明】
1…機関本体 2…排気マニホルド 3…吸気マニホルド 5…スロットル弁 6…吸気管圧力センサ 8…EGR通路 9…EGR制御弁 10…制御回路 17…リフトセンサ 21…スロットル開度センサ 28…警告ランプ 30…負圧制御弁 40…ターボチャージャ 43…燃料ポンプ 44…噴射時期制御弁
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−79405(JP,A) 特開 昭61−31650(JP,A) 特開 昭57−41454(JP,A) 特開 昭55−123345(JP,A) 特開 昭62−203969(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02M 25/07 550 F02M 25/07 530 F02M 25/07 570

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関の排気通路と吸気通路とを連通
    する排気還流通路内に、還流する排気ガス流量を制御す
    るEGR制御弁を有する内燃機関の排気還流制御装置で
    あって、前記EGR制御弁は、その弁開度がこのEGR
    制御弁に負圧制御弁を介して導入される負圧によって決
    定される負圧式の制御弁として構成されるものにおい
    て、 内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、 検出された運転状態に応じて前記EGR制御弁の目標開
    度を演算する目標開度演算手段と、 前記EGR弁の開度を検出するEGR制御弁の開度検出
    手段と、 検出された開度が目標開度になるように前記EGR弁
    の制御量を調整するEGR制御弁開度調整手段と、 前記EGR制御弁の開度に応じた排気ガス流量特性を、
    前記EGR制御弁の制御量に対応させて記憶するEGR
    制御弁の制御量記憶手段と、 前記目標開度に対する制御量が、前記記憶手段に記憶さ
    れた制御量に対して所定値以上増大した時に、排気還流
    通路に詰まりが発生したと判定する排気還流通路の詰ま
    り検出手段と、 を備えることを特徴とする内燃機関の排気還流制御装
    置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007092687A (ja) * 2005-09-29 2007-04-12 Denso Corp バルブ制御装置
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