JP3642169B2 - エンジンのegr診断装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンのEGR診断装置の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
大気汚染防止のために自動車用エンジン等に備えられる排気還流装置は、運転状態に応じて不活性である排気ガスの一部を排気還流制御弁等を介して吸気系に還流させるようになっている。
【0003】
排気還流制御弁等が正常に作動しているかどうかを診断するEGR診断装置として、排気還流通路の温度を検出するEGRガス温度センサを備え、排気還流時に排気熱により排気還流通路の温度が上昇する特性を利用して、排気還流時に排気還流通路の温度が基準値より低い場合に、排気還流制御弁が閉じたままになって排気還流が行われない閉故障が生じたと診断するものがある。こうして閉故障時と診断された場合、警告灯等を作動させて運転者にこれを知らせるようになっている。
【0004】
例えば特開昭63−261134号公報に開示されたEGR診断装置は、エンジンの始動後所定時間が経過するまで上記EGRガス温度センサの検出値に基づく異常診断を禁止し、エンジンの暖機が十分に終了してから異常診断を行うようになっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えばエンジンを高負荷で運転した後に運転を停止したり、アイドル運転が続けられた後にエンジンの運転を停止したような場合、エンジンの熱によりエンジンルームが高温となった状態でエンジンが再始動されるホットリスタート時となり、再始動後しばらくの間は排気還流通路に排気ガスが流れなくてもEGRガス温度センサによって検出されるEGRガス温度が基準値以上となり、前記従来のEGR診断装置にあってはこの状態を排気還流通路に排気ガスが流れているものとみなして、排気還流制御弁が正常に開弁作動しているものと誤って診断するという問題点があった。
【0006】
本発明は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、エンジンのEGR診断装置において、診断精度を高めることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載のエンジンのEGR診断装置は、排気通路と吸気通路を結ぶ排気還流通路と、排気還流通路を運転状態に応じて開閉する排気還流制御弁と、排気還流通路内のガス温度を検出する温度センサと、検出される排気還流通路内のガス温度に基づき排気還流制御弁の開度が目標値より小さい閉故障時を診断する閉故障時診断手段とを備えるエンジンのEGR診断装置において、エンジンの始動時に検出される排気還流通路内のガス温度が、エンジンルームが高温状態でのエンジン始動であるか否かを判定するためのホットリスタート時判定値以上である場合にホットリスタート時であると判定するホットリスタート時判定手段と、ホットリスタート時と判定された場合に検出される排気還流通路内のガス温度が、前記ホットリスタート時判定値より十分低い温度として設定した診断許可判定用のクローズド判定値より低下するまで閉故障時の診断を禁止する診断禁止手段とを備えるものとした。
【0008】
請求項2に記載のエンジンのEGR診断装置は、請求項1に記載の発明において、排気還流通路内のガス温度がクローズド判定値より低下した状態が所定時間が継続した場合に閉故障時の診断を許可する診断許可手段を備えるものとした。
【0009】
請求項3に記載のエンジンのEGR診断装置は、請求項1に記載の発明において、排気還流通路内のガス温度がクローズド判定値より低下し、かつ車速が所定値以上に上昇した状態が所定時間が継続した場合に閉故障時の診断を許可する診断許可手段を備えるものとした。
【0010】
請求項4に記載のエンジンのEGR診断装置は、請求項1から3のいずれか一つに記載の発明において、ホットリスタート時判定値を外気温度またはエンジン冷却水温度に応じて補正する構成とした。
【0011】
請求項5に記載のエンジンのEGR診断装置は、請求項1から3のいずれか一つに記載の発明において、クローズド判定値を外気温度またはエンジン冷却水温度に応じて補正する構成とした。
【0012】
【発明の作用および効果】
請求項1に記載のエンジンのEGR診断装置において、始動時に検出される排気還流通路内のガス温度が、エンジンルームが高温状態でのエンジン始動であるか否かの判定をするためのホットリスタート時判定値以上である場合にホットリスタート時と判定して、始動後に検出されるガス温度が、前記ホットリスタート時判定値より十分低い温度として設定した診断許可判定用のクローズド判定値より低下したと判定されまで診断を禁止する。
【0013】
こうして、エンジンルームが高温になった状態でエンジンが再始動されるホットリスタート時を判定し、ホットリスタート後に排気還流通路内のガス温度が十分に低下するまで診断を許可しないため、従来装置のようにホットリスタート時を排気還流通路に排気ガスが流れているものとみなして、排気還流制御弁が正常に開弁作動しているものと誤って診断することを回避できる。
【0014】
請求項2に記載のエンジンのEGR診断装置において、排気還流通路内のガス温度がクローズド判定値より低下したと判定された場合、この状態が所定時間が経過したことが判定されると、診断を許可する。
【0015】
これにより、ホットリスタート後は排気還流通路内のガス温度が十分に低下するまで診断を許可しないため、ホットリスタート時を排気還流通路に排気ガスが流れているものとみなして、排気還流制御弁が正常に開弁作動しているものと誤って診断することを回避できる。
【0016】
請求項3に記載のエンジンのEGR診断装置において、排気還流通路内のガス温度がクローズド判定値より低下したと判定された場合、車速が所定値以上に上昇した状態が所定時間が継続したことが判定されると、診断を許可する。
【0017】
これにより、ホットリスタート後は排気還流通路内のガス温度が十分に低下するまで診断を許可しないため、ホットリスタート時を排気還流通路に排気ガスが流れているものとみなして、排気還流制御弁が正常に開弁作動しているものと誤って診断することを回避できる。
【0018】
請求項4に記載のエンジンのEGR診断装置において、ホットリスタート判定値は、外気温度、冷却水温度等に応じて補正される。これにより、外気温度Taやエンジンの放熱量に影響されることなくホットリスタート時を的確に判定することができる。
【0019】
請求項5に記載のエンジンのEGR診断装置において、クローズド判定値は、外気温度、冷却水温度等に応じて補正される。これにより、外気温度Taやエンジンの放熱量に影響されることなくホットリスタート時を的確に判定するとともに、診断精度を高められる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【0021】
図1に示すように、エンジン1は吸気弁が開かれるのに伴って吸気通路2からシリンダに吸気(混合気)を吸入し、この吸気をピストンで圧縮して、点火プラグ6で着火燃焼させ、排気弁が開かれるのに伴って排気が排気通路3に排出され、これらの各行程が連続して繰り返されるようになっている。
【0022】
吸気通路2の途中には吸気ポートに燃料を噴射するインジェクタ7と、アクセルペダルに連動して吸気を絞るスロットルバルブ8がそれぞれ設けられ、その上流側には吸気量を検出するエアフロメータ9が設けられる。
【0023】
排気通路3の途中には三元触媒10が設置され、排気中のHC、COを酸化するとともに、NOxを還元する。
【0024】
コントロールユニット12には、エアフロメータ9で検出される吸気量Qaと、アイドルスイッチ信号SWと、エンジン回転数センサ13で検出されるエンジン回転数Neと、O2センサ15で検出される排気中の酸素濃度と、冷却水温センサ14で検出される冷却水温度Twと、外気温センサ16で検出される外気温度Ta等を入力して、運転状態に応じてインジェクタ7からの燃料噴射量を演算するとともに、点火時期を演算する。
【0025】
吸気通路2と排気通路3を連通する排気還流通路4が配設され、排気還流通路4の途中にはダイヤフラム式の排気還流制御弁5が介装される。排気還流制御弁5の開度が大きくなるほど、排気還流通路4を介して吸気通路2に還流される排気還流量は増大する。排気還流制御弁5のダイヤフラム室とスロットルバルブ8より下流側の吸気通路2を結ぶ負圧通路の途中にはEGRカット弁18が介装されている。
【0026】
コントロールユニット12は、エンジン回転数Ne、エンジン負荷、冷却水温度Tw等の条件に基づいて設定されたEGR領域にてEGRカット弁18を負圧通路が開通するボジションに切換える。排気還流制御弁5は、そのダイヤフラム室に負圧が導かれると、リターンスプリングに抗して弁体19が弁座から離れて開弁する。こうして排気還流制御弁5が開弁すると、不活性である排気ガスの一部が吸気通路2に還流され、燃焼時の最高温度が下がりNOxの生成が少なくなる。
【0027】
しかし、例えばEGRカット弁18の誤作動が起きたり、あるいは弁体19がカーボンや錆等によって固着されるスティックが起きて、弁体19が閉じたままとなって排気還流が行われない閉故障が生じる可能性がある。これに対処して、排気還流通路4の排気還流制御弁5より下流側の温度をEGRガス温度として検出するEGRガス温度センサ26が設けられる。コントロールユニット12は検出されるEGRガス温度に基づいて排気還流制御弁5の閉故障が発生したかどうかを診断し、閉故障が発生したと診断された場合に、警告灯24を点灯して運転者にこれを知らせるようになっている。
【0028】
排気還流制御弁5の閉故障を診断する方法の一つとして、図2に示すように、EGR領域において、EGRガス温度がクローズド判定値以上である運転状態が所定時間(30秒)以上に渡って継続すると、排気還流通路4を排気ガスが流れているものとみなして、排気還流制御弁5が正常であると診断するようになっている。
【0029】
そして、排気還流制御弁5の閉故障が発生していないと診断された場合、イグニッションスイッチがOFFからONになる次回の運転時まで診断を行わないようになっている。
【0030】
ところで、エンジン1を高負荷で運転した後に運転を停止したり、アイドル運転が続けられた後にエンジン1の運転を停止したような場合、エンジン1の熱によりエンジンルームが高温となる。こうしてエンジンルームが高温になった状態でエンジン1が再始動されるホットリスタート時、再始動後しばらくの間は、排気還流制御弁5が閉故障を起こして排気還流通路4に排気ガスが流れない状態でも検出されるEGRガス温度が、前記ホットリスタート時判定値より十分低い温度として設定した診断許可判定用のクローズド判定値以上となる可能性がある。図2に示す診断方法にあってはこの状態を排気還流通路4に排気ガスが流れているものとみなして、排気還流制御弁5が正常に開弁作動しているものと誤って診断するという問題点があった。
【0031】
これに対処して本発明は、エンジン1の始動時に検出されるEGRガス温度に基づいてホットリスタート時かどうかを判定するホットリスタート判定値(例えば70°C)を設定する。始動時に検出されるEGRガス温度がホットリスタート判定値以上と判定された場合にホットリスタート時と判定して始動後に検出されるEGRガス温度に基づく排気還流制御弁5の診断を禁止する。そして、始動後に検出されるEGRガス温度がクローズド判定値(例えば60°C)より低下するかどうかを判定し、EGRガス温度がクローズド判定値より低下したと判定された場合に排気還流制御弁5の診断許可条件を成立させる。
【0032】
こうして、エンジンルームが高温になった状態でエンジン1が再始動されるホットリスタート時を判定し、ホットリスタート後排気還流通路4のEGRガス温度が十分に低下するまで診断を許可しないため、ホットリスタート時を排気還流通路4に排気ガスが流れているものとみなして、排気還流制御弁5が正常に開弁作動しているものと誤って診断することを回避できる。
【0033】
そして、ホットリスタート判定値は、外気温度Ta、冷却水温度Tw等に応じて補正される。これにより、外気温度Taやエンジン1の放熱量に影響されることなくホットリスタート時を的確に判定することができる。
【0034】
さらに、クローズド判定値は、外気温度Ta、冷却水温度Tw等に応じて補正される。これにより、外気温度Taやエンジン1の放熱量に影響されることなくホットリスタート時を的確に判定するとともに、診断精度を高められる。
【0035】
そして、クローズド判定値より低下したと判定された場合、所定のディレイ時間が経過したかどうかを判定し、ディレイ時間が経過したことが判定されると、診断許可条件を成立させる。
【0036】
これにより、ホットリスタート後排気還流通路4のEGRガス温度が十分に低下するまで診断を許可しないため、ホットリスタート時を排気還流通路4に排気ガスが流れているものとみなして、排気還流制御弁5が正常に開弁作動しているものと誤って診断することを回避できる。
【0037】
図3のフローチャートは、コントロールユニット12において実行される閉故障時の診断許可を判定する制御プログラムを示しており、これはエンジン1の運転中に一定周期毎に実行される。
【0038】
まず、ステップS1で始動時のEGRガス温度がホットリスタート判定値(例えば70°C)以上かどうかを判定する。ここで、始動時のEGRガス温度がホットリスタート判定値より低いと判定された場合、ホットリスタート時ではないものとみなして、ステップS5に進んで診断許可条件を成立させる。
【0039】
一方、始動時のEGRガス温度がホットリスタート判定値以上と判定された場合、ホットリスタート時であるものとみなして、ステップS2に進んでEGRガス温度がクローズド判定値より低下するかどうかを判定する。
【0040】
EGRガス温度がクローズド判定値以上と判定された場合、ステップS4に進んで所定時間(例えば30秒)当たりにEGRガス温度が上昇する値が判定値より大きいかどうかを判定する。ここで、EGRガス温度の上昇値が判定値より大きいと判定された場合、排気還流通路4に排気ガスが流れているものとみなして、ステップS5に進んで診断許可条件を成立させる。
【0041】
一方、EGRガス温度がクローズド判定値より低下したと判定された場合、ステップS3に進んで所定のディレイ時間が経過したかどうかを判定する。ここで、ディレイ時間が経過したことが判定されると、ステップS5に進んで診断許可条件を成立させる。
【0042】
こうして、診断許可条件が成立した場合、図示しないルーチンにより排気還流制御弁5の閉故障が生じているかどうかを診断する。
【0043】
他の実施形態として、コントロールユニット12は、車速センサ17によって検出される車速Vを入力し、EGRガス温度がクローズド判定値より低下し、かつ車速Vが所定値V1以上に上昇した走行状態が所定のディレイ時間が経過したかどうかを判定し、ディレイ時間が経過したことが判定されると、診断許可条件を成立させてもよい。
【0044】
これにより、ホットリスタート後にエンジンルームに対する走行風等の流入によって排気還流通路4のEGRガス温度が十分に低下するまで診断を許可しないため、ホットリスタート時を排気還流通路4に排気ガスが流れているものとみなして、排気還流制御弁5が正常に開弁作動しているものと誤って診断することを回避できる。
【0045】
図5のフローチャートは、コントロールユニット12において実行される閉故障時の診断許可を判定する制御プログラムを示しており、これはエンジン1の運転中に一定周期毎に実行される。
【0046】
まず、ステップS11で始動時のEGRガス温度がホットリスタート判定値(例えば70°C)以上かどうかを判定する。ここで、始動時のEGRガス温度がホットリスタート判定値より低いと判定された場合、ホットリスタート時ではないものとみなして、ステップS16に進んで診断許可条件を成立させる。
【0047】
一方、始動時のEGRガス温度がホットリスタート判定値以上と判定された場合、ホットリスタート時であるものとみなして、ステップS12に進んでEGRガス温度がクローズド判定値より低下するかどうかを判定する。
【0048】
EGRガス温度がクローズド判定値以上と判定された場合、ステップS17に進んで所定時間(例えば30秒)当たりにEGRガス温度が上昇する値が判定値より大きいかどうかを判定する。ここで、EGRガス温度の上昇値が判定値より大きいと判定された場合、排気還流通路4に排気ガスが流れているものとみなして、ステップS16に進んで診断許可条件を成立させる。
【0049】
一方、EGRガス温度がクローズド判定値より低下したと判定された場合、ステップS14に進んで車速Vが所定値V1以上かどうかを判定する。ここで車速Vが所定値V1以上と判定された場合、ステップS15に進んで所定のディレイ時間が経過したかどうかを判定する。ここで、ディレイ時間が経過したことが判定されると、ステップS16に進んで診断許可条件を成立させる。
【0050】
こうして、診断許可条件が成立した場合、図示しないルーチンにより排気還流制御弁5の閉故障が生じているかどうかを診断する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示すエンジンのシステム図。
【図2】同じくEGR診断が行われる場合のEGRガス温度の変化する例を示す図。
【図3】同じく診断許可を判定する手順を示すフローチャート。
【図4】同じく診断許可が行われる場合のEGRガス温度の変化する例を示す図。
【図5】他の実施形態における診断許可を判定する手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
1 エンジン
4 排気還流通路
5 排気還流制御弁
12 コントロールユニット
26 EGRガス温度センサ
Claims (5)
- 排気通路と吸気通路を結ぶ排気還流通路と、
排気還流通路を運転状態に応じて開閉する排気還流制御弁と、
排気還流通路内のガス温度を検出する温度センサと、
検出される排気還流通路内のガス温度に基づき排気還流制御弁の開度が目標値より小さい閉故障時を診断する閉故障時診断手段と、
を備えるエンジンのEGR診断装置において、
前記エンジンの始動時に検出される排気還流通路内のガス温度が、エンジンルームが高温状態でのエンジン始動であるか否かを判定するためのホットリスタート時判定値以上である場合にホットリスタート時であると判定するホットリスタート時判定手段と、
前記ホットリスタート時と判定された場合に検出される排気還流通路内のガス温度が、前記ホットリスタート時判定値より十分低い温度として設定した診断許可判定用のクローズド判定値より低下するまで前記閉故障時の診断を禁止する診断禁止手段と、
を備えたことを特徴とするエンジンのEGR診断装置。 - 前記排気還流通路内のガス温度が前記クローズド判定値より低下した状態が所定時間が継続した場合に前記閉故障時の診断を許可する診断許可手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載のエンジンのEGR診断装置。
- 前記排気還流通路内のガス温度が前記クローズド判定値より低下し、かつ車速が所定値以上に上昇した状態が所定時間が継続した場合に前記閉故障時の診断を許可する診断許可手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載のエンジンのEGR診断装置。
- 前記ホットリスタート時判定値を外気温度またはエンジン冷却水温度に応じて補正することを特徴とする請求項1から3のいずれか一つに記載のエンジンのEGR診断装置。
- 前記クローズド判定値を外気温度またはエンジン冷却水温度に応じて補正することを特徴とする請求項1から3のいずれか一つに記載のエンジンのEGR診断装置。
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1999
- 1999-01-13 US US09/229,308 patent/US6102015A/en not_active Expired - Lifetime
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JPH11200914A (ja) | 1999-07-27 |
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