JP4352651B2 - Abnormality determination device for an internal combustion engine - Google Patents

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JP4352651B2 JP2002088243A JP2002088243A JP4352651B2 JP 4352651 B2 JP4352651 B2 JP 4352651B2 JP 2002088243 A JP2002088243 A JP 2002088243A JP 2002088243 A JP2002088243 A JP 2002088243A JP 4352651 B2 JP4352651 B2 JP 4352651B2
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孝充 浅沼
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トヨタ自動車株式会社
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【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
本発明は、内燃機関の異常判定装置に関する。 The present invention relates to the abnormality determination device for an internal combustion engine.
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
内燃機関においては、NOxの発生自体を抑制するために、排気系と吸気系とを連通し、排気を還流させるEGR装置が用いられている。 In an internal combustion engine, in order to suppress the NOx generation itself, it communicates with the exhaust system and the intake system, EGR apparatus that recirculates is used to exhaust. EGR装置では、EGR弁を開閉させることにより排気の還流量を調整することができ、運転状態に応じて適切な量の排気を還流させてNOxの発生を抑制することができる。 In the EGR device is able to adjust the recirculation amount of the exhaust gas by opening and closing the EGR valve, refluxed exhaust appropriate amounts it is possible to suppress generation of NOx in accordance with the operating condition.
【0003】 [0003]
このような内燃機関では、排気中に含まれるPM等の付着により、吸気絞り弁やEGR弁が固着したり作動範囲が制限されたりすることがある。 In such an internal combustion engine, due to the adhesion of PM or the like contained in the exhaust, the operating range or fixed intake throttle valve and EGR valve may be or is limited. このような状態では、NOxの放出量の増加、PM発生量の増加の虞がある。 In this state, an increase in the emissions of NOx, there is a fear of an increase in the PM generation amount.
【0004】 [0004]
このような問題に対し、例えば、特公平6−31572号公報では、EGR弁を機関運転状態に応じて開弁しているときに一時的に閉弁し、そのときの吸入空気量の変化をエアフローメータにて検出し、変化量が所定範囲内の場合にEGR弁の異常と判定している。 To cope with problems, for example, in Kokoku 6-31572 discloses, temporarily closed when depending the EGR valve on the engine operating state is open, the change in the intake air amount at that time detected by the air flow meter, the change amount is determined to be abnormal in the EGR valve when within a predetermined range.
【0005】 [0005]
一方、特開平7−166971号公報では、エアフローメータにて検出された吸入空気量と、機関運転状態から求まる目標吸入空気量との偏差が所定範囲外の場合に吸気絞り弁の異常と判定している。 On the other hand, in JP-A 7-166971 and JP-determined amount of intake air detected by the air flow meter, the deviation between the target intake air quantity obtained from the engine operating condition is an abnormality of the intake throttle valve when outside the predetermined range ing.
【0006】 [0006]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
しかし、前記公報記載の発明では、何れもエアフローメータ等により吸入空気量を検出する必要があるが、該エアフローメータ等は全ての内燃機関に備えられているわけではない。 However, in the invention of the publication, both it is necessary to detect the amount of intake air by the air flow meter or the like, the air flow meter or the like is not provided in all of the internal combustion engine. また、特公平6−31572号公報記載の発明では、EGR弁を強制的に開閉させるために運転状態に影響を及ぼす虞がある。 Further, in the invention KOKOKU 6-31572 JP, there is influence risk to the operating state in order to forcibly open and close the EGR valve.
【0007】 [0007]
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、内燃機関において、圧力センサを用いてEGR弁及び吸気絞り弁の開閉異常を判定することができる技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, aims to provide an internal combustion engine, a technique capable of determining the closing abnormality of the EGR valve and intake throttle valve using a pressure sensor to.
【0008】 [0008]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
上記課題を達成するために本発明の内燃機関は、以下の方法を採用した。 The internal combustion engine of the present invention in order to achieve the above object adopts the following method. 即ち、第1の発明は、 That is, the first aspect of the present invention,
吸蔵還元型NOx触媒を担持したパティキュレートフィルタへ還元剤を供給してNOxの還元を行う内燃機関において、NOx還元時の前記パティキュレートフィルタ上流の圧力の変化によりEGR弁の開閉異常を判定することを特徴とする。 In the NOx storage reduction catalyst internal combustion engine for performing the reduction of NOx by supplying the reducing agent to loaded with particulate filter, determining the closing abnormality of the EGR valve by a change in the particulate filter upstream of the pressure during the NOx reduction the features.
【0009】 [0009]
EGRガスを還流させると、それに応じてフィルタへ流入する排気の流量が減少するため、フィルタ上流の圧力が低下する。 When recirculates the EGR gas, the flow rate of the exhaust gas flowing into the filter is to reduce the pressure upstream of the filter is reduced accordingly. このように、フィルタ上流の圧力とEGR弁開度との間には相関関係があるため、フィルタ上流の圧力の変化に基づいてEGR弁が正常に開閉しているか否か判定することが可能となる。 Thus, since between the filter upstream pressure and EGR valve opening are correlated, can be determined whether the EGR valve based on a change in the pressure upstream of the filter is opened and closed normally and Become.
【0010】 [0010]
上記課題を達成するために本発明の内燃機関は、以下の方法を採用した。 The internal combustion engine of the present invention in order to achieve the above object adopts the following method. 即ち、第2の発明は、 That is, the second aspect of the present invention,
吸蔵還元型NOx触媒を担持したパティキュレートフィルタへ還元剤を供給してNOxの還元を行う内燃機関において、NOx還元時の前記パティキュレートフィルタ上流及び下流の圧力差の変化によりEGR弁の開閉異常を判定することを特徴とする。 The storage-reduction type NOx catalyst to carry the particulate filter by supplying a reducing agent in an internal combustion engine which performs reduction of NOx, the opening and closing abnormality of the EGR valve by a change in the particulate filter upstream and downstream of the pressure difference during NOx reduction and judging.
【0011】 [0011]
EGRガスを還流させると、それに応じてフィルタへ流入する排気の流量が減少するため、フィルタ上流と下流との圧力差が小さくなる。 When recirculates the EGR gas, the flow rate of the exhaust gas flowing into the filter is to reduce the pressure difference between the filter upstream and downstream is reduced accordingly. このように、フィルタ前後の圧力差とEGR弁開度との間には相関関係があるため、フィルタ前後の圧力差の変化に基づいてEGR弁が正常に開閉しているか否か判定することが可能となる。 Thus, since between the pressure difference and EGR valve opening before and after the filter are correlated, it is possible to determine whether the EGR valve based on a change in the pressure differential across the filter is opened and closed properly It can become.
【0012】 [0012]
上記課題を達成するために本発明の内燃機関は、以下の方法を採用した。 The internal combustion engine of the present invention in order to achieve the above object adopts the following method. 即ち、第3の発明は、 That is, the third aspect of the present invention,
吸蔵還元型NOx触媒を担持したパティキュレートフィルタへ還元剤を供給してNOxの還元を行う内燃機関において、NOx還元時の前記パティキュレートフィルタ上流の圧力の変化により吸気絞り弁の開閉異常を判定することを特徴とする。 In the NOx storage reduction catalyst internal combustion engine for performing the reduction of NOx by supplying the reducing agent to loaded with particulate filter, determining the closing abnormality of the intake throttle valve by a change in the particulate filter upstream of the pressure during the NOx reduction it is characterized in.
【0013】 [0013]
吸気絞り弁を閉弁方向へ制御すると、それに応じてフィルタへ流入する排気の流量が減少するため、フィルタ上流の圧力が低下する。 Controlling the intake throttle valve in the valve closing direction, the flow rate of the exhaust gas flowing into the filter is to reduce the pressure upstream of the filter is reduced accordingly. このように、フィルタ上流の圧力と吸気絞り弁開度との間には相関関係があるため、フィルタ上流の圧力の変化に基づいて吸気絞り弁が正常に開閉しているか否か判定することが可能となる。 Thus, since between the pressure and the intake throttle valve opening upstream of the filter is correlated, it is possible to determine whether the intake throttle valve based on a change in pressure upstream of the filter is opened and closed properly It can become.
【0014】 [0014]
上記課題を達成するために本発明の内燃機関は、以下の方法を採用した。 The internal combustion engine of the present invention in order to achieve the above object adopts the following method. 即ち、第4の発明は、 That is, the fourth aspect of the present invention,
吸蔵還元型NOx触媒を担持したパティキュレートフィルタへ還元剤を供給してNOxの還元を行う内燃機関において、NOx還元時の前記パティキュレートフィルタ上流及び下流の圧力差の変化により吸気絞り弁の開閉異常を判定することを特徴とする。 The storage-reduction type NOx catalyst to carry the particulate filter by supplying a reducing agent in an internal combustion engine for performing the reduction of NOx, the opening and closing abnormality of the intake throttle valve by a change in the particulate filter upstream and downstream of the pressure difference during NOx reduction and judging a.
【0015】 [0015]
吸気絞り弁を閉弁方向へ制御すると、それに応じてフィルタへ流入する排気の流量が減少するため、フィルタ上流と下流との圧力差が小さくなる。 Controlling the intake throttle valve in the valve closing direction, the flow rate of the exhaust gas flowing into the filter is to reduce the pressure difference between the filter upstream and downstream is reduced accordingly. このように、フィルタ前後の圧力差と吸気絞り弁開度との間には相関関係があるため、フィルタ前後の圧力差の変化に基づいて吸気絞り弁が正常に開閉しているか否か判定することが可能となる。 Thus, since between the pressure difference across the filter and the intake throttle valve opening are correlated, it determines whether the intake throttle valve based on a change in the pressure differential across the filter is opened and closed properly it becomes possible.
【0016】 [0016]
上記課題を達成するために本発明の内燃機関は、以下の手段を採用した。 The internal combustion engine of the present invention in order to achieve the above object adopts the following means. 即ち、第5の発明は、 In other words, a fifth aspect of the present invention,
排気中に含まれる有害物質を浄化する排気浄化手段と、 An exhaust purification device for purifying harmful substance contained in exhaust gas,
前記排気浄化手段上流の排気の圧力を検出する圧力検出手段と、 A pressure detecting means for detecting the pressure of the exhaust gas purification device upstream of the exhaust gas,
内燃機関の排気系と吸気系とを連通し内燃機関から排出された排気の一部を内燃機関の吸気系へ還流させるEGR通路と、 An EGR passage for recirculating part of exhaust gas discharged from the exhaust system and an intake system and communicating with an internal combustion engine of the internal combustion engine to an intake system of the internal combustion engine,
前記EGR通路内を流通するEGRガスの流量を調整するEGR弁と、 An EGR valve for adjusting the flow rate of EGR gas flowing through the EGR passage,
前記内燃機関の運転状態に応じて前記EGR弁の開閉制御を行うEGR弁制御手段と、 An EGR valve control means for opening and closing control of the EGR valve in accordance with the operation state of the internal combustion engine,
前記EGR弁制御手段が目標とするEGR弁の開度から前記排気浄化手段上流の排気の圧力を推定する圧力推定手段と、 Pressure estimating means for estimating a pressure of the exhaust gas purification device upstream of the exhaust from the opening of the EGR valve, wherein the EGR valve control means with the target,
前記圧力推定手段により推定された排気の圧力に基づいてEGR弁が正常であるとすることができる圧力の範囲を算出する許容値算出手段と、 A permissible value calculating means for calculating the range of pressures that can be EGR valve is assumed to be normal based on the pressure of exhaust gas estimated by the pressure estimating means,
前記圧力検出手段により検出された値が前記許容値算出手段により算出された圧力の範囲外である場合にEGR弁の開閉異常であると判定する異常判定手段と、 And abnormality determining means for determining that the closing abnormality of the EGR valve when the detected value by the pressure detecting means is outside the range of the pressure calculated by the allowable value calculating means,
を備えることを特徴とする。 Characterized in that it comprises a.
【0017】 [0017]
本発明の最大の特徴は、EGRガスを還流させると、それに応じて排気の流量が減少するため、この排気の流量が減少したことを圧力検出手段により排気圧力の変化として検出し、EGR弁に異常が発生しているか否か判定することにある。 The greatest feature of the present invention, when recirculates the EGR gas, the flow rate of the exhaust gas is correspondingly reduced, that the flow rate of the exhaust is decreased detected as a change in the exhaust pressure by the pressure detection means, the EGR valve abnormality is to determine whether occurring.
【0018】 [0018]
このように構成された内燃機関では、EGR弁を開弁してEGR通路へ排気を還流させると、排気浄化手段に流入する排気の量が減少し、排気浄化手段上流の排気の圧力が減少する。 In this internal combustion engine formed as such, the recirculating exhaust into the EGR passage by opening the EGR valve, the amount of exhaust gas flowing into the exhaust gas purification means is reduced, the pressure of the exhaust gas of the exhaust purification means upstream is reduced . このような圧力の変化は、EGR弁の開度と相関関係がある。 Such changes in pressure is correlated with the opening degree of the EGR valve. 従って、EGR弁開閉時に変化する排気浄化手段前の圧力値を検出することにより、EGR弁の開閉状態を推定することができ、該EGR弁に異常があるか否か判定することが可能となる。 Therefore, by detecting the pressure value before the exhaust gas purification device that changes at EGR valve opening and closing, it is possible to estimate the open or closed state of the EGR valve, it is possible to determine whether or not there is an abnormality in the EGR valve . 尚、排気浄化手段には、排気に含まれる粒子状物質を一時捕集可能なパティキュレートフィルタ、排気の空燃比がリーンのときにNOxを吸蔵し還元剤の存在下で吸蔵していたNOxを還元するNOx触媒、その他酸化機能を有する触媒を例示することができる。 Note that the exhaust gas purification device, the particulate matter temporary collecting possible particulate filter in the exhaust, the air-fuel ratio of the exhaust gas had been occluded in the presence of occluded reducing agent of NOx when the lean NOx NOx catalyst for reducing, can be exemplified catalysts having other oxidation function.
【0019】 [0019]
本発明においては、前記異常判定手段は、前記圧力検出手段により検出された値が前記許容値算出手段により算出された圧力の範囲よりも大きい場合には、前記EGR弁の開度は前記EGR弁制御手段が要求した開度よりも小さく、一方、前記圧力検出手段により検出された値が前記許容値算出手段により算出された圧力の範囲よりも小さい場合には、前記EGR弁の開度は前記EGR弁制御手段が要求した開度よりも大きいと判定することができる。 In the present invention, the abnormality determining unit, when the detected value by the pressure detecting means is greater than the range of the pressure calculated by the allowable value calculating means, the opening degree of the EGR valve is the EGR valve smaller than the opening degree of the control unit requests, on the other hand, wherein when the detected value by the pressure detecting means is smaller than the range of the pressure calculated by the allowable value calculating means, the opening degree of the EGR valve is the it can be determined to be greater than the opening degree of EGR valve control means has requested.
【0020】 [0020]
ここで、EGR弁が要求開度まで開弁しない異常が発生している場合には、排気の還流量が要求値に対して減少する。 Here, if the abnormality EGR valve is not opened until the required degree is generated is decreased amount of recirculated exhaust gas with respect to the required value. これにより、排気浄化手段上流の排気の量が増加するので、圧力検出手段により検出される排気の圧力は、許容値算出手段が算出した圧力範囲よりも大きくなる。 Thus, the amount of exhaust gas of the exhaust purification means upstream is increased, the pressure of the exhaust gas detected by the pressure detecting means is greater than the pressure range allowable value calculation means has calculated. 従って、異常判定手段は、圧力検出手段が検出した圧力が許容値算出手段により算出された圧力範囲よりも大きいときには、EGR弁が要求開度まで開弁しない異常が発生していると判定することが可能となる。 Accordingly, the abnormality determination means, that the pressure of the pressure detecting means is detected when greater than the pressure range calculated by the allowable value calculation means determines an abnormality of the EGR valve is not opened until the required degree is generated it is possible. 一方、EGR弁が要求開度まで閉弁しない異常が発生している場合には、排気の還流量が要求値に対して増加する。 On the other hand, if the abnormality EGR valve is not closed until the demand opening occurs increases recirculation amount of exhaust gas with respect to the required value. これにより、排気浄化手段上流の排気の量が減少するので、圧力検出手段により検出される排気の圧力は、許容値算出手段が算出した圧力範囲よりも小さくなる。 Thus, the amount of exhaust gas of the exhaust purification means upstream is decreased, the pressure of the exhaust gas detected by the pressure detecting means is less than the pressure range allowable value calculation means has calculated. 従って、異常判定手段は、圧力検出手段が検出した圧力が許容値算出手段により算出された圧力範囲よりも小さいときには、EGR弁が要求開度まで閉弁しない異常が発生していると判定することが可能となる。 Accordingly, the abnormality determination means, that the pressure of the pressure detecting means is detected when less than the pressure range calculated by the allowable value calculation means determines an abnormality of the EGR valve is not closed until the demand opening has occurred it is possible.
【0021】 [0021]
上記課題を達成するために本発明の内燃機関は、以下の手段を採用した。 The internal combustion engine of the present invention in order to achieve the above object adopts the following means. 即ち、第6の発明は、 In other words, a sixth aspect of the present invention,
排気中に含まれる有害物質を浄化する排気浄化手段と、 An exhaust purification device for purifying harmful substance contained in exhaust gas,
前記排気浄化手段上流及び下流の排気の圧力差を検出する差圧センサと、 A differential pressure sensor for detecting the pressure difference of the exhaust gas purification device upstream and downstream of the exhaust,
内燃機関の排気系と吸気系とを連通し内燃機関から排出された排気の一部を内燃機関の吸気系へ還流させるEGR通路と、 An EGR passage for recirculating part of exhaust gas discharged from the exhaust system and an intake system and communicating with an internal combustion engine of the internal combustion engine to an intake system of the internal combustion engine,
前記EGR通路内を流通するEGRガスの流量を調整するEGR弁と、 An EGR valve for adjusting the flow rate of EGR gas flowing through the EGR passage,
前記内燃機関の運転状態に応じて前記EGR弁の開閉制御を行うEGR弁制御手段と、 An EGR valve control means for opening and closing control of the EGR valve in accordance with the operation state of the internal combustion engine,
前記EGR弁制御手段が目標とするEGR弁の開度から前記排気浄化手段上流及び下流の排気の圧力差を推定する圧力差推定手段と、 A pressure difference estimation means for estimating the pressure difference of the exhaust gas purification device upstream and downstream of the exhaust from the opening of the EGR valve, wherein the EGR valve control means with the target,
前記圧力差推定手段により推定された排気の圧力差に基づいてEGR弁が正常であるとすることができる圧力差の範囲を算出する許容値算出手段と、 A permissible value calculating means for calculating the range of the pressure differential can be EGR valve is assumed to be normal based on the pressure difference of exhaust gas estimated by said pressure difference estimation means,
前記差圧センサにより検出された値が前記許容値算出手段により算出された圧力差の範囲外である場合にEGR弁の開閉異常であると判定する異常判定手段と、 And abnormality determining means for determining that the closing abnormality of the EGR valve when the value detected by the differential pressure sensor is outside the range of the pressure difference calculated by the allowable value calculating means,
を備えることを特徴とする。 Characterized in that it comprises a.
【0022】 [0022]
本発明の最大の特徴は、EGRガスを還流させると、それに応じて排気の流量が減少するため、この排気の流量が減少したことを差圧センサにより圧力差の変化として検出し、EGR弁に異常が発生しているか否か判定することにある。 The greatest feature of the present invention, when recirculates the EGR gas, the flow rate of the exhaust gas is reduced accordingly, and detected as a change in the pressure difference by a differential pressure sensor that the flow rate of the exhaust is reduced, the EGR valve abnormality is to determine whether occurring.
【0023】 [0023]
このように構成された内燃機関では、EGR弁を開弁してEGR通路へ排気を還流させると、排気浄化手段に流入する排気の量が減少し、排気浄化手段上流と下流との排気の圧力差が減少する。 In the thus constructed internal combustion engine, the recirculating exhaust into the EGR passage by opening the EGR valve, the amount of exhaust gas flowing into the exhaust gas purification means is reduced, the pressure of the exhaust gas and the exhaust gas purification device upstream and downstream the difference is reduced. このような圧力差の変化は、EGR弁の開度と相関関係がある。 Such changes in pressure difference is correlated with the opening degree of the EGR valve. 従って、EGR弁開閉時に変化する排気浄化手段前後の圧力差を検出することにより、EGR弁の開閉状態を推定することができ、該EGR弁に異常があるか否か判定することが可能となる。 Therefore, by detecting the pressure difference before and after the exhaust gas purification device that changes at EGR valve opening and closing, it is possible to estimate the open or closed state of the EGR valve, it is possible to determine whether or not there is an abnormality in the EGR valve . 尚、排気浄化手段には、排気に含まれる粒子状物質を一時捕集可能なパティキュレートフィルタ、排気の空燃比がリーンのときにNOxを吸蔵し還元剤の存在下で吸蔵していたNOxを還元するNOx触媒、その他酸化機能を有する触媒を例示することができる。 Note that the exhaust gas purification device, the particulate matter temporary collecting possible particulate filter in the exhaust, the air-fuel ratio of the exhaust gas had been occluded in the presence of occluded reducing agent of NOx when the lean NOx NOx catalyst for reducing, can be exemplified catalysts having other oxidation function.
【0024】 [0024]
本発明においては、前記異常判定手段は、前記差圧センサにより検出された値が前記許容値算出手段により算出された圧力差の範囲よりも大きい場合には、前記EGR弁の開度は前記EGR弁制御手段が要求した開度よりも小さく、一方、前記差圧センサにより検出された値が前記許容値算出手段により算出された圧力差の範囲よりも小さい場合には、前記EGR弁の開度は前記EGR弁制御手段が要求した開度よりも大きいと判定することができる。 In the present invention, the abnormality determining unit, when said difference detected value by the pressure sensor is greater than the range of the pressure difference calculated by the allowable value calculating means, the opening degree of the EGR valve the EGR smaller than the opening degree of the valve control means has requested, on the other hand, if the difference value detected by the pressure sensor is smaller than the range of the pressure difference calculated by the allowable value calculating means, the opening degree of the EGR valve it can be determined that is greater than the opening degree of the EGR valve control unit has requested.
【0025】 [0025]
ここで、EGR弁が要求開度まで開弁しない異常が発生している場合には、排気の還流量が要求値に対して減少する。 Here, if the abnormality EGR valve is not opened until the required degree is generated is decreased amount of recirculated exhaust gas with respect to the required value. これにより、排気浄化手段上流の排気の量が増加するので、差圧センサにより検出される圧力差は、許容値算出手段が算出した圧力差範囲よりも大きくなる。 Thus, the amount of exhaust gas of the exhaust purification means upstream is increased, the pressure difference detected by the differential pressure sensor is greater than the pressure difference range permitted value calculation means has calculated. 従って、異常判定手段は、差圧センサにより検出された圧力差が許容値算出手段により算出された圧力差範囲よりも大きいときには、EGR弁が要求開度まで開弁しない異常が発生していると判定することが可能となる。 Therefore, the abnormality determining means, when the pressure difference detected by the differential pressure sensor is greater than the pressure difference range calculated by the allowable value calculating means, when the abnormality EGR valve is not opened until the required degree is generated it is possible to determine. 一方、EGR弁が要求開度まで閉弁しない異常が発生している場合には、排気の還流量が要求値に対して増加する。 On the other hand, if the abnormality EGR valve is not closed until the demand opening occurs increases recirculation amount of exhaust gas with respect to the required value. これにより、排気浄化手段上流の排気の量が減少するので、差圧センサにより検出される圧力差は、許容値算出手段が算出した圧力差範囲よりも小さくなる。 Thus, the amount of exhaust gas of the exhaust purification means upstream is decreased, the pressure difference detected by the differential pressure sensor is smaller than the pressure difference range permitted value calculation means has calculated. 従って、異常判定手段は、差圧センサにより検出された圧力差が許容値算出手段により算出された圧力差範囲よりも小さいときには、EGR弁が要求開度まで閉弁しない異常が発生していると判定することが可能となる。 Therefore, the abnormality determining means, when the pressure difference detected by the differential pressure sensor is smaller than the pressure difference range calculated by the allowable value calculating means, when the abnormality EGR valve is not closed until the demand opening has occurred it is possible to determine.
【0026】 [0026]
第5及び第6の発明においては、再循環するEGRガス量を増大させて煤の発生量が最大となった後に更にEGRガス量を増大させる低温燃焼とEGRガス量を増大させる前の通常燃焼とを切換え可能な燃焼方法選択手段をさらに備え、前記異常判定手段は、通常燃焼と低温燃焼とが切り換わるときに異常判定を行うことができる。 In the invention of the fifth and sixth, before increasing the low temperature combustion and the amount of EGR gas to further increase the amount of EGR gas after the generation amount of by increasing the amount of EGR gas recirculated soot is maximized normal combustion DOO further comprising a combustion method selecting means capable of switching the said abnormality determining means may perform abnormality determination when the switches and the normal combustion and low temperature combustion.
【0027】 [0027]
このように構成された内燃機関では、燃焼方法選択手段により低温燃焼が選択されると、EGRガスの還流量が増加される。 In the thus constructed internal combustion engine, the low temperature combustion is selected, recirculation amount of EGR gas is increased by the combustion method selection means. これにより、前記排気浄化手段に流入する排気の量が減少し、前記圧力検出手段により検出される圧力が低下し、若しくは排気浄化手段前後の圧力差も小さくなる。 Thus, the aforementioned amount of exhaust gas flowing into the exhaust purification means is reduced, the drop in pressure detected by the pressure detecting means, or also small pressure difference across the exhaust gas purification means. 従って、低温燃焼が選択されたときに圧力検出手段により検出される圧力若しくは差圧センサにより検出される圧力差に基づいて、EGR弁の開閉異常を判定することが可能となる。 Therefore, based on the pressure difference detected by the pressure or differential pressure sensor is detected by the pressure detecting means when the low temperature combustion is selected, it is possible to determine the opening and closing abnormality of the EGR valve. 同様にして、低温燃焼から通常燃焼へと切り換わるときに、EGR弁の開閉異常を判定することができる。 Similarly, it is possible when switched from low temperature combustion to the normal combustion, determine the closing abnormality of the EGR valve.
【0028】 [0028]
上記課題を達成するために本発明の内燃機関は、以下の手段を採用した。 The internal combustion engine of the present invention in order to achieve the above object adopts the following means. 即ち、第7の発明は、 In other words, the invention of the seventh,
排気中に含まれる有害物質を浄化する排気浄化手段と、 An exhaust purification device for purifying harmful substance contained in exhaust gas,
前記排気浄化手段上流の排気の圧力を検出する圧力検出手段と、 A pressure detecting means for detecting the pressure of the exhaust gas purification device upstream of the exhaust gas,
内燃機関の吸気系に流通する新気の量を調整する吸気絞り弁と、 An intake throttle valve for adjusting the amount of fresh air flowing in an intake system of an internal combustion engine,
前記内燃機関の運転状態に応じて前記吸気絞り弁の開閉制御を行う吸気絞り弁制御手段と、 An intake throttle valve control means for opening and closing control of the intake throttle valve in accordance with the operating condition of the internal combustion engine,
前記吸気絞り弁制御手段が目標とする吸気絞り弁の開度から前記排気浄化手段上流の排気の圧力を推定する圧力推定手段と、 Pressure estimating means for estimating a pressure of the exhaust gas purification device upstream of the exhaust from the opening degree of the intake throttle valve, wherein the intake throttle valve control means and the target,
前記圧力推定手段により推定された排気の圧力に基づいて吸気絞り弁が正常であるとすることができる圧力の範囲を算出する許容値算出手段と、 A permissible value calculating means for calculating the range of pressures that can intake throttle valve is to be normal based on the pressure of exhaust gas estimated by the pressure estimating means,
前記圧力検出手段により検出された値が前記許容値算出手段により算出された圧力の範囲外である場合に吸気絞り弁の開閉異常であると判定する異常判定手段と、 And abnormality determining means for determining that the detected value is a closing abnormality of the intake throttle valve if it is outside the range of the calculated pressure by the allowable value calculating means by said pressure detecting means,
を備えることを特徴とする。 Characterized in that it comprises a.
【0029】 [0029]
本発明の最大の特徴は、吸気絞り弁を閉弁したときに、それに応じて排気の流量が減少するため、この排気の流量が減少したことを圧力検出手段により圧力の変化として検出し、吸気絞り弁に異常が発生しているか否か判定することにある。 The greatest feature of the present invention, when closing the intake throttle valve, the flow rate of the exhaust gas is reduced accordingly, and detected as a change in pressure by the pressure detecting means that the flow rate of the exhaust is decreased, intake It is to determine whether or not an abnormality in the throttle valve occurs.
【0030】 [0030]
このように構成された内燃機関では、吸気絞り弁を閉弁して吸入空気量を減少させると、排気浄化手段に流入する排気の量も減少し、排気浄化手段上流の圧力が減少する。 In this internal combustion engine formed as such, reducing the amount of intake air by closing the intake throttle valve, the amount of exhaust gas flowing into the exhaust gas purification means is also reduced, the pressure of the exhaust gas purification device upstream is reduced. このような圧力の変化は、吸気絞り弁の開度と相関関係がある。 Such changes in pressure is correlated with the opening degree of the intake throttle valve. 従って、吸気絞り弁開閉時に変化する排気浄化手段前の圧力値を検出することにより、吸気絞り弁の開閉状態を推定することができ、該吸気絞り弁に異常があるか否か判定することが可能となる。 Therefore, by detecting the pressure value before the exhaust gas purification device which changes when the intake throttle valve opening and closing, it is possible to estimate the open or closed state of the intake throttle valve, it is possible to determine whether or not there is an abnormality in the intake throttle valve It can become. 尚、排気浄化手段には、排気に含まれる粒子状物質を一時捕集可能なパティキュレートフィルタ、排気の空燃比がリーンのときにNOxを吸蔵し還元剤の存在下で吸蔵していたNOxを還元するNOx触媒、その他酸化機能を有する触媒を例示することができる。 Note that the exhaust gas purification device, the particulate matter temporary collecting possible particulate filter in the exhaust, the air-fuel ratio of the exhaust gas had been occluded in the presence of occluded reducing agent of NOx when the lean NOx NOx catalyst for reducing, can be exemplified catalysts having other oxidation function.
【0031】 [0031]
本発明においては、前記異常判定手段は、前記圧力検出手段により検出された値が前記許容値算出手段により算出された圧力の範囲よりも大きい場合には、前記吸気絞り弁の開度は前記吸気絞り弁制御手段が要求した開度よりも大きく、一方、前記圧力検出手段により検出された値が前記許容値算出手段により算出された圧力の範囲よりも小さい場合には、前記吸気絞り弁の開度は前記吸気絞り弁制御手段が要求した開度よりも小さいと判定することができる。 In the present invention, the abnormality determination means, wherein when the detected value by the pressure detecting means is greater than the range of the pressure calculated by the allowable value calculating means, the opening degree of the intake throttle valve the intake larger than the opening degree of the throttle valve control unit requests, on the other hand, wherein when the detected value by the pressure detecting means is smaller than the range of the pressure calculated by the allowable value calculating means, the opening of the intake throttle valve Once again it can be determined to be smaller than the opening degree of the intake throttle valve control unit has requested.
【0032】 [0032]
ここで、吸気絞り弁が要求開度まで開弁しない異常が発生している場合には、吸気量が要求値に対して減少する。 Here, if the abnormality intake throttle valve is not opened until the required degree is generated is decreased intake air amount relative to the required value. これにより、排気浄化手段上流の排気の量が減少するので、圧力検出手段により検出される排気の圧力は、許容値算出手段が算出した圧力範囲よりも小さくなる。 Thus, the amount of exhaust gas of the exhaust purification means upstream is decreased, the pressure of the exhaust gas detected by the pressure detecting means is less than the pressure range allowable value calculation means has calculated. 従って、異常判定手段は、圧力検出手段が検出した圧力が許容値算出手段により算出された圧力範囲よりも小さいときには、吸気絞り弁が要求開度まで開弁しない異常が発生していると判定することが可能となる。 Accordingly, the abnormality determination means determines that the pressure at which the pressure detecting means is detected when less than the pressure range calculated by the allowable value calculating means, abnormality has occurred in which the intake throttle valve is not opened until the demand opening it becomes possible. 一方、吸気絞り弁が要求開度まで閉弁しない異常が発生している場合には、吸気量が要求値に対して増加する。 On the other hand, if the abnormality intake throttle valve is not closed until the demand opening has occurred, the amount of intake air is increased relative to the required value. これにより、排気浄化手段上流の排気の量が増加するので、圧力検出手段により検出される排気の圧力は、許容値算出手段が算出した圧力範囲よりも大きくなる。 Thus, the amount of exhaust gas of the exhaust purification means upstream is increased, the pressure of the exhaust gas detected by the pressure detecting means is greater than the pressure range allowable value calculation means has calculated. 従って、異常判定手段は、圧力検出手段が検出した圧力が許容値算出手段により算出された圧力範囲よりも大きいときには、吸気絞り弁が要求開度まで閉弁しない異常が発生していると判定することが可能となる。 Accordingly, the abnormality determination means determines that the pressure at which the pressure detecting means is detected when greater than the pressure range calculated by the allowable value calculating means, abnormality has occurred in which the intake throttle valve is not closed until demand opening it becomes possible.
【0033】 [0033]
上記課題を達成するために本発明の内燃機関は、以下の手段を採用した。 The internal combustion engine of the present invention in order to achieve the above object adopts the following means. 即ち、第8の発明は、 In other words, the invention of the eighth,
排気中に含まれる有害物質を浄化する排気浄化手段と、 An exhaust purification device for purifying harmful substance contained in exhaust gas,
前記排気浄化手段上流及び下流の排気の圧力差を検出する差圧センサと、 A differential pressure sensor for detecting the pressure difference of the exhaust gas purification device upstream and downstream of the exhaust,
内燃機関の吸気系に流通する新気の量を調整する吸気絞り弁と、 An intake throttle valve for adjusting the amount of fresh air flowing in an intake system of an internal combustion engine,
前記内燃機関の運転状態に応じて前記吸気絞り弁の開閉制御を行う吸気絞り弁制御手段と、 An intake throttle valve control means for opening and closing control of the intake throttle valve in accordance with the operating condition of the internal combustion engine,
前記吸気絞り弁制御手段が目標とする吸気絞り弁の開度から前記排気浄化手段上流及び下流の排気の圧力差を推定する圧力差推定手段と、 A pressure difference estimation means for estimating the pressure difference of the exhaust gas purification device upstream and downstream of the exhaust from the opening degree of the intake throttle valve, wherein the intake throttle valve control means and the target,
前記圧力差推定手段により推定された排気の圧力差に基づいて吸気絞り弁が正常であるとすることができる圧力差の範囲を算出する許容値算出手段と、 A permissible value calculating means for calculating the range of the pressure differential can be the intake throttle valve is to be normal based on the pressure difference of the estimated exhaust gas by said pressure difference estimation means,
前記差圧センサにより検出された値が前記許容値算出手段により算出された圧力差の範囲外である場合に吸気絞り弁の開閉異常であると判定する異常判定手段と、 And abnormality determining means for determining a value detected by the differential pressure sensor is a closing abnormality of the intake throttle valve if it is outside the range of the pressure difference calculated by the allowable value calculating means,
を備えることを特徴とする。 Characterized in that it comprises a.
【0034】 [0034]
本発明の最大の特徴は、吸気絞り弁を閉弁したときに、それに応じて排気の流量が減少するため、この排気の流量が減少したことを差圧センサにより圧力差の変化として検出し、吸気絞り弁に異常が発生しているか否か判定することにある。 The greatest feature of the present invention, when closing the intake throttle valve, the flow rate of the exhaust gas is reduced accordingly, and detected as a change in the pressure difference by a differential pressure sensor that the flow rate of the exhaust is reduced, abnormality in the intake throttle valve is to determine whether occurring.
【0035】 [0035]
このように構成された内燃機関では、吸気絞り弁を閉弁して吸入空気量を減少させると、排気浄化手段に流入する排気の量も減少し、排気浄化手段上流と下流との圧力差が減少する。 In the thus constructed internal combustion engine, reducing the amount of intake air by closing the intake throttle valve, the amount of exhaust gas flowing into the exhaust gas purification means is also reduced, the pressure difference between the exhaust gas purification device upstream and downstream Decrease. このような圧力差の変化は、吸気絞り弁の開度と相関関係がある。 Such changes in pressure difference is correlated with the opening degree of the intake throttle valve. 従って、吸気絞り弁開閉時に変化する排気浄化手段前後の圧力差を検出することにより、吸気絞り弁の開閉状態を推定することができ、該吸気絞り弁に異常があるか否か判定することが可能となる。 Therefore, by detecting the pressure difference before and after the exhaust gas purification device which changes when the intake throttle valve opening and closing, it is possible to estimate the open or closed state of the intake throttle valve, is possible to determine whether or not there is an abnormality in the intake throttle valve It can become. 尚、排気浄化手段には、排気に含まれる粒子状物質を一時捕集可能なパティキュレートフィルタ、排気の空燃比がリーンのときにNOxを吸蔵し還元剤の存在下で吸蔵していたNOxを還元するNOx触媒、その他酸化機能を有する触媒を例示することができる。 Note that the exhaust gas purification device, the particulate matter temporary collecting possible particulate filter in the exhaust, the air-fuel ratio of the exhaust gas had been occluded in the presence of occluded reducing agent of NOx when the lean NOx NOx catalyst for reducing, can be exemplified catalysts having other oxidation function.
【0036】 [0036]
本発明においては、前記異常判定手段は、前記差圧センサにより検出された値が前記許容値算出手段により算出された圧力差の範囲よりも大きい場合には、前記吸気絞り弁の開度は前記吸気絞り弁制御手段が要求した開度よりも大きく、一方、前記差圧センサにより検出された値が前記許容値算出手段により算出された圧力差の範囲よりも小さい場合には、前記吸気絞り弁の開度は前記吸気絞り弁制御手段が要求した開度よりも小さいと判定することができる。 In the present invention, the abnormality determining unit, when said difference detected by the pressure sensor value is greater than the range of the pressure difference calculated by the allowable value calculating means, the opening degree of the intake throttle valve is the larger than the opening degree of the intake throttle valve control unit requests, on the other hand, if the difference value detected by the pressure sensor is smaller than the range of the pressure difference calculated by the allowable value calculating means, the intake throttle valve opening can be determined to be smaller than the opening degree of the intake throttle valve control unit has requested.
【0037】 [0037]
ここで、吸気絞り弁が要求開度まで開弁しない異常が発生している場合には、吸気量が要求値に対して減少する。 Here, if the abnormality intake throttle valve is not opened until the required degree is generated is decreased intake air amount relative to the required value. これにより、排気浄化手段上流の排気の量が減少するので、差圧センサにより検出される圧力差は、許容値算出手段が算出した圧力差範囲よりも小さくなる。 Thus, the amount of exhaust gas of the exhaust purification means upstream is decreased, the pressure difference detected by the differential pressure sensor is smaller than the pressure difference range permitted value calculation means has calculated. 従って、異常判定手段は、差圧センサが検出した圧力差が許容値算出手段により算出された圧力差範囲よりも小さいときには、吸気絞り弁が要求開度まで開弁しない異常が発生していると判定することが可能となる。 Therefore, the abnormality determining means, when the pressure differential pressure sensor has detected is smaller than the pressure difference range calculated by the allowable value calculating means, when the abnormality intake throttle valve is not opened until the required degree is generated it is possible to determine. 一方、吸気絞り弁が要求開度まで閉弁しない異常が発生している場合には、吸気量が要求値に対して増加する。 On the other hand, if the abnormality intake throttle valve is not closed until the demand opening has occurred, the amount of intake air is increased relative to the required value. これにより、排気浄化手段上流の排気の量が増加するので、差圧センサにより検出される圧力差は、許容値算出手段が算出した圧力差範囲よりも大きくなる。 Thus, the amount of exhaust gas of the exhaust purification means upstream is increased, the pressure difference detected by the differential pressure sensor is greater than the pressure difference range permitted value calculation means has calculated. 従って、異常判定手段は、差圧センサが検出した圧力差が許容値算出手段により算出された圧力差範囲よりも大きいときには、吸気絞り弁が要求開度まで閉弁しない異常が発生していると判定することが可能となる。 Therefore, the abnormality determining means, when the pressure differential pressure sensor has detected is greater than the calculated pressure difference range by allowable value calculating means, when the abnormality intake throttle valve is not closed until the demand opening has occurred it is possible to determine.
【0038】 [0038]
第5乃至第8の発明においては、前記排気浄化手段は、排気の空燃比がリーンのときにNOxを吸蔵し、還元剤の存在下で吸蔵していたNOxを還元するNOx触媒が担持され排気に含まれる粒子状物質を一時捕集可能なフィルタであり、前記内燃機関は、前記フィルタに還元剤を供給する還元剤供給手段をさらに備え、前記異常判定手段は、還元剤供給手段からフィルタへ還元剤が供給されているときに異常判定を行うことができる。 In the invention of the fifth to eighth, wherein the exhaust gas purification means, NOx catalyst air-fuel ratio of the exhaust gas is occludes NOx when the lean, reducing occluded have the NOx in the presence of a reducing agent is carried exhaust is a transient trapping can filter particulate matter contained in, the internal combustion engine further includes a reducing agent supply means for supplying a reducing agent to the filter, the abnormality determining means, to the filter from the reducing agent supply means it is possible to perform the abnormality determination when the reducing agent is supplied.
【0039】 [0039]
このように構成された内燃機関では、還元剤供給時には、例えばガソリン機関ではEGRガス量が減少され、一方、ディーゼル機関ではEGRガスが増量されるので、どちらの機関であっても排気の流量が変化するためフィルタ上流の排気の圧力若しくはフィルタ前後の圧力差が変動する。 In the thus constructed internal combustion engine, at the time of reducing agent supply, for example, the amount of EGR gas is reduced in the gasoline engine, whereas, since the EGR gas is increased in the diesel engine, the flow rate of In either of the engine exhaust gas pressure differential across the pressure or filtering the exhaust upstream of the filter to change varies. 従って、このときに検出される圧力若しくは差圧と正常時の圧力とを比較することにより、EGR弁及び吸気絞り弁の異常を判定することが可能となる。 Therefore, by comparing the pressure in a normal pressure or differential pressure being detected at this time, it is possible to determine the abnormality of the EGR valve and intake throttle valve.
【0040】 [0040]
第5乃至第8の発明においては、前記排気浄化手段は、排気に含まれる粒子状物質を一時捕集可能なフィルタであり、前記フィルタに捕集された粒子状物質の捕集量を検出する捕集量検出手段をさらに備え、前記異常判定手段は、前記捕集量検出手段により検出される粒子状物質の量が多くなる程、前記許容値算出手段の算出値が大きくなるように補正をして異常判定を行うことができる。 In the invention of the fifth to eighth, the exhaust gas purifying means is temporary collection can filter particulate matter contained in the exhaust to detect the collection amount of particulates trapped in the filter further comprising a collection amount detection means, said abnormality determining means, as the amount of particulate matter detected by the collection amount detection means increases, the correction so calculated value increases the allowable value calculating means it is possible to perform abnormality determination with.
【0041】 [0041]
このように構成された内燃機関では、排気中の粒子状物質がフィルタに捕集される。 In the thus constructed internal combustion engine, particulate matter in exhaust gas is trapped in the filter. 機関の運転状態によっては、捕集された粒子状物質が除去されずに堆積し排気がフィルタを通過するときの流通抵抗が上昇する。 By the operating state of the engine, it is deposited without being collected particulate matter removing exhaust gas flow resistance increases as it passes through the filter. これにより、フィルタ上流の排気の圧力が上昇、若しくはフィルタ上流と下流との圧力差が増大するので、この状態でEGR弁及び吸気絞り弁の開閉異常判定を行うと誤判定をする虞がある。 Thus, the pressure in the exhaust upstream of the filter is increased, or the pressure difference between the filter upstream and downstream is increased, there is a possibility that an erroneous determination when opening and closing abnormality determination of the EGR valve and intake throttle valve in this state. そこで、粒子状物質が堆積している量に応じて許容値算出手段の推定値を高くする補正を行うことで、精度の良い異常判定を行うことが可能となる。 Therefore, by performing the correction of increasing the estimated allowable value calculating means in accordance with the amount being deposited particulate matter, it is possible to perform a good abnormality determination accuracy.
【0042】 [0042]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
<第1の実施の形態> <First Embodiment>
以下、本発明に係る内燃機関の異常判定方法及び装置の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。 Hereinafter, it will be described with reference to the drawings specific embodiments of the abnormality determination method and apparatus for an internal combustion engine according to the present invention. ここでは、本発明に係る内燃機関の異常判定方法及び装置をリーン空燃比で運転される車両駆動用のディーゼルエンジンに適用した場合を例に挙げて説明する。 Here, a case where the abnormality determining method and apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is applied to a diesel engine for driving a vehicle which is operated at a lean air-fuel ratio will be described as an example.
【0043】 [0043]
図1は、本実施の形態に係る内燃機関を適用するエンジンとその吸排気系の概略構成を示す図である。 Figure 1 is a diagram engine applying the internal combustion engine according to the present embodiment and shows a schematic configuration of the intake and exhaust systems. 本実施の形態では、4つの気筒2を備えた気筒内直接噴射式ディーゼルエンジンを採用した。 In the present embodiment employs the cylinder direct injection diesel engine having four cylinders 2.
【0044】 [0044]
エンジン1には、吸気枝管3が接続されており、吸気枝管3の各枝管は、各気筒2の燃焼室と吸気ポート(図示省略)を介して連通している。 The engine 1 is connected an intake branch pipe 3, the branch pipe of the intake branch pipe 3 communicates via the combustion chamber and the intake port of each cylinder 2 (not shown).
【0045】 [0045]
前記吸気枝管3は、吸気管4の一端に接続され、該吸気管4の他端は、エアクリーナボックス5に接続されている。 The intake branch pipe 3 is connected to one end of the intake pipe 4, the other end of the intake pipe 4 is connected to the air cleaner box 5.
【0046】 [0046]
前記吸気管4における吸気枝管3の直上流に位置する部位には、該吸気管4内を流通する吸気の流量を調節する吸気絞り弁7が設けられている。 A site located just upstream of the intake branch pipe 3 in the intake pipe 4, the intake throttle valve 7 for adjusting the flow rate of intake air flowing through the intake pipe 4 is provided. この吸気絞り弁7には、ステップモータ等で構成されて該吸気絞り弁7を開閉駆動する吸気絞り用アクチュエータ8が取り付けられている。 This intake throttle valve 7, the intake throttle actuator 8 for opening and closing the intake throttle valve 7 is composed of a step motor or the like is attached. また、吸気絞り弁7には、その開度に応じた電気信号を出力する吸気絞り弁開度センサ9が備えられている。 The intake throttle valve 7, the intake throttle valve opening sensor 9 that outputs an electric signal corresponding to the opening is provided.
【0047】 [0047]
このように構成された吸気系では、エアクリーナボックス5に流入した吸気は、該エアクリーナボックス5内のフィルタ(図示省略)によって吸気中の塵や埃等が除去された後、吸気管4を介して吸気枝管3に流入する。 In the thus constructed intake system, intake air that has flowed into the air cleaner box 5, after dust and dirt in the intake air are removed by the filter (not shown) of the air cleaner box 5, through the intake pipe 4 flowing into the intake branch pipe 3. 吸気枝管3に流入した吸気は、各枝管を介して各気筒2の燃焼室へ分配され、各気筒2の燃料噴射弁(図示省略)から噴射された燃料を着火源として燃焼される。 The intake air flowing into the intake branch pipe 3, is distributed through the branch pipes to the combustion chamber of each cylinder 2, is the combustion as an ignition source fuel injected from the fuel injection valve of each cylinder 2 (not shown) .
【0048】 [0048]
一方、エンジン1には、排気枝管10が接続され、排気枝管10の各枝管が排気ポート(図示省略)を介して各気筒2の燃焼室と連通している。 On the other hand, the engine 1, an exhaust branch pipe 10 is connected, each branch pipe of the exhaust branch pipe 10 communicates with the combustion chamber of each cylinder 2 via an exhaust port (not shown).
【0049】 [0049]
前記排気枝管10は、排気管11の一端と接続され、該排気管11の他端は、下流にてマフラー(図示省略)に接続されている。 The exhaust branch pipe 10 is connected to one end of the exhaust pipe 11, the other end of the exhaust pipe 11 is connected to a muffler (not shown) at the downstream.
【0050】 [0050]
前記排気管11の途中には、吸蔵還元型NOx触媒を担持したパティキュレートフィルタ(以下、単にフィルタという。)12が設けられている。 Wherein an exhaust pipe 11, the storage-reduction type particulate filter NOx catalyst carrying (hereinafter, simply. As filter) are 12 is provided. フィルタ12より上流の排気管11には、該排気管11内を流通する排気の圧力に対応した電気信号を出力する圧力センサ13が取り付けられている。 The exhaust pipe 11 upstream of the filter 12, a pressure sensor 13 for outputting an electric signal corresponding to the pressure of the exhaust flowing through the exhaust pipe 11 is attached.
【0051】 [0051]
このように構成された排気系では、エンジン1の各気筒2で燃焼された混合気(既燃ガス)が排気ポートを介して排気枝管10へ排出され、排気管11を介してフィルタ12へ流入し、排気中のパティキュレートマター(以下、単にPMという。)が捕集され且つ有害ガス成分が除去又は浄化される。 In the thus constructed exhaust system, mixture burned in each cylinder 2 of the engine 1 (burned gas) is discharged to the exhaust branch pipe 10 via the exhaust port, to the filter 12 through the exhaust pipe 11 flowed, particulate matter in the exhaust gas (hereinafter, simply referred to as PM.) is is collected and noxious gas components are removed or purified. フィルタ12にてPMを捕集され且つ有害ガス成分を除去又は浄化された排気は、マフラーを介して大気中に放出される。 Filter 12 is removed or purified exhaust the collected and noxious gas components of PM in is released to the atmosphere via the muffler.
【0052】 [0052]
また、排気枝管10と吸気枝管3とは、排気枝管10内を流通する排気の一部を吸気枝管3へ再循環させるEGR通路(以下、EGR通路とする。)14を介して連通されている。 Further, the exhaust branch pipe 10 and the intake branch pipe 3, an EGR passage for recirculating part of exhaust flowing through the exhaust branch pipe 10 to the intake branch pipe 3 (hereinafter referred to as EGR passage.) 14 via the It is communicated with each other. このEGR通路14の途中には、電磁弁などで構成され、印加電力の大きさに応じて前記EGR通路14内を流通する排気(以下、EGRガスとする。)の流量を変更する流量調整弁(以下、EGR弁とする。)15が設けられている。 In the middle of the EGR passage 14, it is constituted by a solenoid valve, exhaust flowing through the EGR passage 14 in accordance with the magnitude of the applied electric power (hereinafter referred to as EGR gas.) Flow control valve to change the flow rate of the (hereinafter referred to as EGR valve.) 15 is provided.
【0053】 [0053]
このように構成されたEGR機構では、EGR弁15が開弁されると、EGR通路14が導通状態となり、排気枝管10内を流通する排気の一部が前記EGR通路14へ流入し、吸気枝管3へ導かれる。 This configured EGR mechanism so, the EGR valve 15 is opened, the EGR passage 14 becomes conductive, a portion of the exhaust gas flowing through the exhaust branch pipe 10 flows into the EGR passage 14, an intake It is guided to the branch pipe 3. 吸気枝管3へ還流されたEGRガスは、吸気枝管3の上流から流れてきた新気と混ざり合いつつ各気筒2の燃焼室へ導かれる。 Reflux has been EGR gas into the intake branch pipe 3 is guided while mix with fresh air flowing from upstream of the intake branch pipe 3 to the combustion chamber of each cylinder 2.
【0054】 [0054]
ここで、EGRガスには、水(H 2 O)や二酸化炭素(CO 2 )などのように、自らが燃焼することがなく、且つ、熱容量が高い不活性ガス成分が含まれているため、EGRガスが混合気中に含有されると、混合気の燃焼温度が低められ、以て窒素酸化物(NOx)の発生量が抑制される。 Here, the EGR gas, such as water (H 2 O) and carbon dioxide (CO 2), and without itself burns, and, the heat capacity is contained is higher inert gas component, When the EGR gas is contained in the gas mixture, the combustion temperature of the mixture is reduced, the amount of nitrogen oxides (NOx) is suppressed Te following.
【0055】 [0055]
次に、本実施の形態に係るフィルタ12について説明する。 It will now be described filter 12 according to this embodiment.
【0056】 [0056]
図2は、フィルタ12の断面図である。 Figure 2 is a cross-sectional view of the filter 12. 図2(A)は、フィルタ12の横方向断面を示す図である。 2 (A) is a diagram showing a transverse cross section of the filter 12. 図2(B)は、フィルタ12の縦方向断面を示す図である。 Figure 2 (B) is a diagram showing a longitudinal section of the filter 12.
【0057】 [0057]
図2(A)及び(B)に示されるようにフィルタ12は、互いに平行をなして延びる複数個の排気流通路50、51を具備するいわゆるウォールフロー型である。 Filter 12 as shown in FIG. 2 (A) and (B) is a so-called wall flow type having a plurality of exhaust flow passages 50, 51 extending in parallel with each other. これら排気流通路は下流端が栓52により閉塞された排気流入通路50と、上流端が栓53により閉塞された排気流出通路51とにより構成される。 These exhaust flow passages are comprised by the downstream end and the exhaust inflow passage 50 which is closed by plugs 52, the upstream ends and the exhaust outflow passages 51 are closed by plugs 53. なお、図2(A)においてハッチングを付した部分は栓53を示している。 Note that the hatched portions in FIG. 2 (A) shows a plug 53. 従って、排気流入通路50および排気流出通路51は薄肉の隔壁54を介して交互に配置される。 Therefore, the exhaust inflow passages 50 and exhaust outflow passages 51 are arranged alternately through thin wall partitions 54. 換言すると排気流入通路50および排気流出通路51は各排気流入通路50が4つの排気流出通路51によって包囲され、各排気流出通路51が4つの排気流入通路50によって包囲されるように配置される。 Exhaust inflow passages 50 and exhaust outflow passages 51 with other words in the exhaust inflow passage 50 is surrounded by four exhaust outlet passages 51, each exhaust outflow passages 51 are arranged so as to be surrounded by four exhaust inflow passage 50.
【0058】 [0058]
フィルタ12は例えばコージェライトのような多孔質材料から形成されており、従って排気流入通路50内に流入した排気は図2(B)において矢印で示されるように周囲の隔壁54内を通って隣接する排気流出通路51内に流出する。 Filter 12, for example formed from a porous material such as cordierite, thus adjacent exhaust gas flowing into the exhaust inflow passage 50 through the surrounding partitions 54 as shown by the arrows in FIG. 2 (B) and it flows out into the exhaust outlet passage 51.
【0059】 [0059]
本実施例では各排気流入通路50および各排気流出通路51の周壁面、即ち各隔壁54の両側表面上および隔壁54内の細孔内壁面上には例えばアルミナからなる担体の層が形成されており、この担体上に吸蔵還元型NOx触媒が坦持されている。 Circumferential wall of the present embodiment the exhaust inflow passages 50 and the exhaust outflow passages 51, that is, on the pore inner wall of the both surfaces and on the partition wall 54 of each partition wall 54 is formed with a layer of a carrier comprised of for example alumina cage, the NOx storage reduction catalyst is carrying on the carrier.
【0060】 [0060]
次に、本実施の形態に係るフィルタ12に担持された吸蔵還元型NOx触媒の働きについて説明する。 It will be described the workings of supported on a filter 12 according to this embodiment NOx storage reduction catalyst.
【0061】 [0061]
フィルタ12は、例えば、アルミナを担体とし、その担体上に、カリウム(K)、ナトリウム(Na)、リチウム(Li)、もしくはセシウム(Cs)等のアルカリ金属と、バリウム(Ba)もしくはカルシウム(Ca)等のアルカリ土類と、ランタン(La)もしくはイットリウム(Y)等の希土類とから選択された少なくとも1つと、白金(Pt)等の貴金属とを担持して構成されている。 Filter 12 may, for example, alumina as a carrier, on its support, potassium (K), sodium (Na), alkali metal and barium (Ba) or calcium, such as lithium (Li), or cesium (Cs) (Ca ) and alkaline earth metals such as lanthanum (La) or at least one selected from a rare earth yttrium (Y) or the like, and is configured by loading a noble metal such as platinum (Pt). 尚、本実施の形態では、アルミナからなる担体上にバリウム(Ba)と白金(Pt)とを担持し、更にO 2ストレージ能力のあるセリア(Ce 23 )を添加して構成される吸蔵還元型NOx触媒を採用した。 In this embodiment, the barium (Ba) on a carrier consisting of alumina and platinum (Pt) was supported, and with the addition of ceria (Ce 2 O 3) with further the O 2 storage capability storage It adopted the reduction type NOx catalyst.
【0062】 [0062]
このように構成されたNOx触媒は、該NOx触媒に流入する排気の酸素濃度が高いときは排気中の窒素酸化物(NOx)を吸蔵する。 Thus constituted NOx catalyst when the oxygen concentration of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst is high occludes nitrogen oxides in the exhaust (NOx).
【0063】 [0063]
一方、NOx触媒は、該NOx触媒に流入する排気の酸素濃度が低下したときは吸蔵していた窒素酸化物(NOx)を放出する。 On the other hand, the NOx catalyst when the oxygen concentration of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst is lowered to release nitrogen oxides which has been occluded (NOx). その際、排気中に炭化水素(HC)や一酸化炭素(CO)等の還元成分が存在していれば、NOx触媒は、該NOx触媒から放出された窒素酸化物(NOx)を窒素(N 2 )に還元せしめることができる。 At that time, if reducing components such as in the exhaust hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (CO) is long as there, NOx catalyst, nitrogen oxide released from the NOx catalyst an (NOx) Nitrogen (N it can be allowed to reduction to 2).
【0064】 [0064]
ところで、エンジン1が希薄燃焼運転されている場合は、エンジン1から排出される排気の空燃比がリーン雰囲気となり排気の酸素濃度が高くなるため、排気中に含まれる窒素酸化物(NOx)がNOx触媒に吸蔵されることになるが、エンジン1の希薄燃焼運転が長期間継続されると、NOx触媒のNOx吸蔵能力が飽和し、排気中の窒素酸化物(NOx)がNOx触媒にて除去されずに大気中へ放出されてしまう。 Meanwhile, if the engine 1 is lean-burn operation, since the air-fuel ratio of the exhaust gas discharged from the engine 1 becomes high oxygen concentration in the exhaust gas becomes a lean atmosphere, nitrogen oxides (NOx) NOx contained in the exhaust gas Although will be stored in the catalyst, the lean-burn operation of the engine 1 is continued for a long period of time, NOx occlusion capacity of the NOx catalyst is saturated, nitrogen oxides in the exhaust (NOx) are removed by the NOx catalyst It would be released into the atmosphere without.
【0065】 [0065]
特に、エンジン1のようなディーゼル機関では、大部分の運転領域においてリーン空燃比の混合気が燃焼され、それに応じて大部分の運転領域において排気の空燃比がリーン空燃比となるため、NOx触媒のNOx吸蔵能力が飽和し易い。 In particular, in the diesel engine such as the engine 1, since the combustion mixture lean air-fuel ratio in most operating region of the air-fuel ratio of the exhaust in most operating region becomes the lean air-fuel ratio accordingly, NOx catalyst NOx storage capacity is saturated easy of. 尚、ここでリーン空燃比とは、ディーゼル機関にあっては例えば20乃至50で、三元触媒ではNOxを浄化できない領域を意味する。 Here, the lean air-fuel ratio, for example 20 to 50 In the diesel engine, means an area that can not purify NOx in three-way catalyst.
【0066】 [0066]
従って、エンジン1が希薄燃焼運転されている場合は、NOx触媒のNOx吸蔵能力が飽和する前にNOx触媒に流入する排気中の酸素濃度を低下させるとともに還元剤の濃度を高め、NOx触媒に吸蔵された窒素酸化物(NOx)を還元させる必要がある。 Therefore, if the engine 1 is lean-burn operation, increasing the concentration of the reducing agent with decreasing oxygen concentration in the exhaust gas flowing into the NOx catalyst before the NOx occlusion capacity of the NOx catalyst is saturated, the NOx catalyst it is necessary to reduced nitrogen oxides (NOx).
【0067】 [0067]
このように酸素濃度を低下させる方法としては、排気中への燃料添加や、再循環するEGRガス量を増大させて煤の発生量が増加して最大となった後に、更にEGRガス量を増大させる低温燃焼(特許第3116876号)、気筒2内への膨張行程中の燃料噴射等の方法が考えられる。 As a method of thus decreasing the oxygen concentration, the fuel addition and to the exhaust gas, to increase the amount of EGR gas recirculated after the generation amount of soot is maximized to increase, further increasing the EGR gas amount low temperature combustion to (Japanese Patent No. 3116876), a method of fuel injection or the like in the expansion stroke into the cylinder 2 can be considered. 本実施の形態では、低温燃焼によりフィルタ12に流入する排気の酸素濃度を低下させるとともに還元剤の濃度を高めるようにした。 In the present embodiment, so as to increase the concentration of the reducing agent with decreasing oxygen concentration of the exhaust gas flowing into the filter 12 by the low-temperature combustion.
【0068】 [0068]
以上述べたように構成されたエンジン1には、該エンジン1を制御するための電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)6が併設されている。 The engine 1 constructed as described above, the electronic control unit for controlling the engine 1 (ECU: Electronic Control Unit) 6 are juxtaposed. このECU6は、エンジン1の運転条件や運転者の要求に応じてエンジン1の運転状態を制御するユニットである。 This ECU6 is a unit that controls the operating state of the engine 1 in response to a request operation conditions and driver's engine 1.
【0069】 [0069]
ECU6には、吸気絞り弁開度センサ9、圧力センサ13等の各種センサが電気配線を介して接続され、上記した各種センサの出力信号がECU6に入力されるようになっている。 The ECU 6, the intake throttle valve opening sensor 9, the various sensors such as pressure sensors 13 are connected via the electric wiring, the output signals of the various sensors described above is adapted to be inputted to the ECU 6.
【0070】 [0070]
一方、ECU6には、吸気絞り用アクチュエータ8、EGR弁15等が電気配線を介して接続され、上記した各部をECU6が制御することが可能になっている。 On the other hand, the ECU 6, the intake throttle actuator 8, EGR valve 15, etc. are connected via the electrical wiring, each unit described above ECU 6 is enabled to be controlled.
【0071】 [0071]
ECU6には、燃料噴射弁を制御するための燃料噴射制御ルーチン、吸気絞り弁7を制御するための吸気絞り制御ルーチン、EGR弁15を制御するためのEGR制御ルーチン等のアプリケーションプログラムを記憶している。 The ECU 6, the fuel injection control routine for controlling the fuel injection valve, an intake throttle control routine for controlling the throttle valve 7 intake, stores an application program of the EGR control routine like for controlling the EGR valve 15 there. また、ECU6は、上記したアプリケーションプログラムに加え、各種の制御マップを記憶している。 Further, ECU 6, in addition to the application program described above, stores various control maps.
【0072】 [0072]
次に、本実施の形態によるEGR弁15の異常検出方法について説明する。 It will now be described abnormality detection method of the EGR valve 15 according to this embodiment.
【0073】 [0073]
ここで、EGR弁15が開き側へ制御されると、EGRガス量が増加するため、その分フィルタ12に流入する排気の量が減少する。 Here, when the EGR valve 15 is controlled to the opening side, since the EGR gas amount is increased, the amount of exhaust gas flowing into the correspondingly filter 12 decreases. 従って、圧力センサ13で検出されるフィルタ12上流の排気の圧力(フィルタ前圧力)は小さくなる。 Therefore, the pressure of the filter 12 upstream of the exhaust gas detected by the pressure sensor 13 (before filtering pressure) is reduced. 一方、EGR弁15が閉じ側へ制御されると、EGRガス量が減少するため、その分フィルタ12に流入する排気の量が増加する。 On the other hand, when the EGR valve 15 is controlled to the closing side, since the EGR gas amount is decreased, the amount of exhaust gas flowing into the correspondingly filter 12 increases. 従って、圧力センサ13で検出されるフィルタ12上流の排気の圧力は大きくなる。 Therefore, the pressure of the filter 12 upstream of the exhaust gas detected by the pressure sensor 13 increases. このように、EGR弁15の開度とフィルタ12前圧力とには相関関係があるため、フィルタ12前圧力を検出することでEGR弁15の開度を求めることが可能となる。 Thus, since the the opening and the filter 12 before the pressure of the EGR valve 15 are correlated, it is possible to determine the opening of the EGR valve 15 by detecting the filter 12 before pressure.
【0074】 [0074]
図3は、EGR弁開閉時の機関負荷とフィルタ前圧力及び吸入空気量とEGR弁に全開が要求されたときの異常判定値との関係を示した図である。 Figure 3 is a graph showing the relationship between the abnormality determination value when fully open is requested to the engine load and the pre-filter pressure and the intake air amount when the EGR valve opening and the EGR valve. 図3中実線は、EGR弁15が正常に全開若しくは全閉した場合の値を示し、一方、破線は、EGR弁15が全開まで開弁しない場合の判定値を示している。 3 in solid line indicates the value when the EGR valve 15 is fully opened or fully closed normally, whereas the broken line indicates the decision value when the EGR valve 15 is not opened to the fully open.
【0075】 [0075]
ここで、機関負荷が増大すると、それに伴い吸入空気量が増加し、フィルタ12前の圧力が上昇する。 Here, when the engine load is increased, an increase in the amount of intake air with it, the filter 12 before the pressure increases. EGR弁15を全開にすべくECU6がEGR弁15に信号を送信したにもかかわらず、EGR弁15が全開とならない場合には、実際に還流するEGR量が要求量よりも少なくなり、フィルタ12前の圧力が高くなる。 Despite ECU6 order to the EGR valve 15 is fully opened sends a signal to the EGR valve 15, when the EGR valve 15 does not become fully open, EGR amount is less than the requested amount actually reflux, filter 12 before the pressure becomes higher.
【0076】 [0076]
そこで、本実施の形態では、機関運転条件及びEGR弁15の全開時のフィルタ12前圧力を予め実験等により求めておき、この値よりも所定量以上大きい値を判定値としている。 Therefore, in this embodiment, to previously obtain by experiment or the like filter 12 before pressure during full opening of the engine operating conditions and the EGR valve 15, and a determination value greater value than a predetermined amount than this value. ここで、所定量以上大きい値としているのは、各部材の個体差による変動分を考慮するためである。 Here, we have a large value more than a predetermined amount is to account for variations caused by individual differences of each member. このようにして求めた判定値を図3中の破線で示している。 It indicates the decision value thus determined by the broken line in FIG. そして、機関負荷及びフィルタ12前圧力を図3に代入して得られる値が図3中の破線で示される値よりも大きい場合には、EGR弁15が全開まで開弁していない異常が発生していると判定される。 Then, the engine load and if the filter 12 before the pressure values ​​obtained by substituting 3 greater than the value indicated by the broken line in FIG. 3, abnormality occurs EGR valve 15 is not opened to the fully open It is determined to be.
【0077】 [0077]
次に、図4は、EGR弁開閉時の機関負荷とフィルタ前圧力及び吸入空気量とEGR弁に全閉が要求されたときの異常判定値との関係を示した図である。 Next, FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the abnormality determination value when fully closed is requested engine load and the pre-filter pressure and the intake air amount when the EGR valve opening and the EGR valve. 図4中実線は、EGR弁15が正常に全開若しくは全閉した場合の値を示し、一方、破線は、EGR弁15が全閉まで閉弁しない場合の判定値を示している。 4 in solid line indicates the value when the EGR valve 15 is fully opened or fully closed normally, whereas, the broken line, the EGR valve 15 indicates a decision value when not closed at fully closed.
【0078】 [0078]
ここで、機関負荷が増大すると、それに伴い吸入空気量が増加し、フィルタ12前の圧力が上昇する。 Here, when the engine load is increased, an increase in the amount of intake air with it, the filter 12 before the pressure increases. EGR弁15を全閉にすべくECU6がEGR弁15に信号を送信したにもかかわらず、EGR弁15が全閉とならない場合には、実際に還流するEGR量が要求量よりも多くなり、フィルタ12前の圧力が低くなる。 Despite ECU6 order to the EGR valve 15 is fully closed is sent a signal to the EGR valve 15, when the EGR valve 15 is not fully closed is, EGR amount is larger than the required amount actually reflux, filter 12 before the pressure is lowered.
【0079】 [0079]
そこで、本実施の形態では、機関運転条件及びEGR弁15の全閉時のフィルタ12前圧力を予め実験等により求めておき、この値よりも所定量以上小さい値を判定値としている。 Therefore, in this embodiment, to previously obtain by experiment or the like filter 12 before pressure is fully closed in the engine operating conditions and the EGR valve 15, and a determination value smaller than a predetermined amount than this value. ここで、所定量以上小さい値としているのは、各部材の個体差による変動分を考慮するためである。 Here, we have a small value more than a predetermined amount is to account for variations caused by individual differences of each member. このようにして求めた判定値を図4中の破線で示している。 It shows the determination value obtained in this way by the broken line in FIG. そして、機関負荷及びフィルタ前圧力を図4に代入して得られる値が図4中の破線で示される値よりも小さい場合には、EGR弁15が全閉まで閉弁していない異常が発生していると判定される。 Then, the engine load and if the pre-filter pressure value obtained by substituting 4 less than the value indicated by the broken line in FIG. 4, the abnormality is generated EGR valve 15 is not closed at fully closed It is determined to be.
【0080】 [0080]
尚、EGR弁15の要求開度が全開及び全閉のとき以外であっても、同様にして、判定値を予め求めておくことによりEGR弁15の開閉異常を判定することができる。 Incidentally, even except when the demand opening is fully opened and fully closed EGR valve 15, similarly, it is possible to determine the opening and closing abnormality of the EGR valve 15 by previously seeking judgment value in advance.
【0081】 [0081]
このように、圧力センサ13により検出される圧力が、実験等により求められた要求圧力よりも所定値以上大きい場合には、EGR弁15が要求開度まで開弁しない開き側の異常であると判定し、一方、実験等により求められた要求圧力よりも所定値以上小さい場合には、EGR弁15が要求開度まで閉弁しない閉じ側の異常であると判定することができる。 Thus, the pressure detected by the pressure sensor 13, and if it is larger than a predetermined value than the required pressure obtained through experiments and the like are the open side of EGR valve 15 is not opened until the required degree abnormal determined, on the other hand, is smaller than a predetermined value than the required pressure obtained through experiments and the like can be determined that the EGR valve 15 is abnormal closing side of which is not closed until demand opening.
【0082】 [0082]
ここで、従来の内燃機関の異常判定方法及び装置では、EGR弁の開閉異常を判定するためにエアフローメータの出力信号が必要であった。 Here, in the abnormality determining method and apparatus of a conventional internal combustion engine, the output signal of the air flow meter was necessary to determine the closing abnormality of the EGR valve. 従って、エアフローメータを備える必要があった。 Therefore, it was necessary to include an air flow meter. また、EGR弁の強制開閉を必要とするため、運転状態に影響を及ぼす虞があった。 Moreover, since it requires the forced opening and closing of the EGR valve, there is a possibility affect operating conditions.
【0083】 [0083]
その点、本実施の形態による内燃機関の異常判定方法及び装置では、フィルタに堆積したPMの量を検出するために、フィルタを備えた内燃機関で多く採用されているフィルタ上流の排気の圧力を検出する圧力センサの出力信号を用いてEGR弁の開閉異常を判定することができる。 In this respect, in the abnormality determination method and apparatus for an internal combustion engine according to this embodiment, in order to detect the amount of PM deposited on the filter, the pressure of the exhaust gas upstream of the filter, which is often employed in an internal combustion engine having a filter it is possible to determine the opening and closing abnormality of the EGR valve by using the output signal of the pressure sensor to be detected. 従って、エアフローメータを必要とせず、機関の運転状態を悪化させることもない。 Therefore, without the need for air flow meter, never worsen the operation state of the engine.
【0084】 [0084]
以上説明したように、本実施の形態によれば、フィルタ前の圧力に基づいてEGR弁の開閉異常を判定することができる。 As described above, according to this embodiment, it is possible to determine the opening and closing abnormality of the EGR valve based on the pressure before the filter.
<第2の実施の形態> <Second Embodiment>
本実施の形態は、第1の実施の形態と比較して以下の点で相違する。 This embodiment differs from the first embodiment differs in the following points.
【0085】 [0085]
本実施の形態では、吸蔵還元型NOx触媒に吸蔵されたNOxを還元させるために、スパイク的(一時的)に排気の空燃比を理論空燃比以下に低下させるリッチスパイク制御時に、EGR弁の開閉異常を判定する。 In this embodiment, in order to reduce the occluded in the NOx storage reduction catalyst NOx, during the rich spike control for reducing the air-fuel ratio of the exhaust gas below stoichiometric air-fuel ratio in a spike manner (temporarily), opening and closing of the EGR valve determining an abnormality.
【0086】 [0086]
ここでは、本発明に係る内燃機関の異常判定方法及び装置をリーン空燃比で運転される車両駆動用の気筒内直接噴射式ガソリンエンジンに適用した場合を例に挙げて説明する。 Here, a case where the abnormality determining method and apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is applied to a cylinder direct injection gasoline engine for driving a vehicle which is operated at a lean air-fuel ratio will be described as an example.
【0087】 [0087]
尚、本実施の形態によるガソリンエンジンでは、リッチスパイク制御は、燃料の噴射量を増加させて行われる。 In the gasoline engine according to the present embodiment, rich spike control is performed by increasing the injection quantity of fuel. また、本実施の形態によるガソリンエンジンでは、リッチスパイク時に、エンジン1に吸入される新気の量を減少させている。 Further, in the gasoline engine according to the present embodiment, at the time of the rich spike, thereby reducing the amount of fresh air drawn into the engine 1. このようにして、燃料の消費量の増大を抑制し、また、燃料増量によるトルク変動を抑制している。 Thus, suppressing an increase in the consumption of fuel, also suppresses torque fluctuations due to fuel increase. 一方、機関がリーン空燃比で運転されている場合には、NOxを浄化することが困難であるため、EGRガスを還流させてNOxの発生を抑制している。 On the other hand, when the engine is operated at a lean air-fuel ratio, since it is difficult to purify NOx, and reflux the EGR gas to suppress the generation of NOx. しかし、リッチスパイク時にEGRガスが還流していると、気筒内の燃焼状態が悪化してしまいエミッション悪化やトルク変動が発生する虞がある。 However, there is a possibility that the EGR gas during the rich spike is refluxing, the combustion state is deteriorated causes emission deterioration and torque fluctuation in the cylinder occurs. 従って、本実施の形態では、リッチスパイク時に、EGRガスを減少させ、若しくは、還流を停止させている。 Thus, in this embodiment, during the rich spike, thereby reducing the EGR gas, or to stop the reflux.
【0088】 [0088]
その他のハードウェアに関する基本構成は、ガソリンエンジンとディーゼルエンジンという点で異なるものの、第1の実施の形態と共通なので説明を割愛する。 The basic configuration for other hardware, although different in terms of gasoline and diesel engines, be omitted so that the description common to the first embodiment.
【0089】 [0089]
図5は、リッチスパイク時の排気の要求空燃比、吸気絞り弁開度、EGR弁要求開度、実際のEGR弁開度、フィルタ前圧力の関係を示した図である。 Figure 5 is a diagram showing required air-fuel ratio of the exhaust gas during the rich spike, the intake throttle valve opening, EGR valve demand opening, the actual EGR valve opening, the relation of the filter before the pressure. 図5中破線は、要求される値を示している。 5 broken line indicates the required value.
【0090】 [0090]
ここで、リーン空燃比での通常運転が行われているときにリッチスパイク制御が開始されると、吸気絞り弁7が閉じ側へ制御されて吸入新気量が減少させられる。 Here, the rich spike control is started, fresh air intake amount is controlled to the intake throttle valve 7 is closed side is reduced when the normal operation at the lean air-fuel ratio is performed. これにより、フィルタ12前の排気の圧力は小さくなる。 Thus, the filter 12 pressure of the exhaust gas before the exhaust gas is reduced.
【0091】 [0091]
同時に、EGR弁15が閉じ側へ制御されてEGRガスの還流量が減少させられる。 At the same time, recirculation amount of EGR gas is reduced EGR valve 15 is controlled to the closing side. ここで、EGR弁15が閉じ側へ制御されると、フィルタ12に流入する排気の量が増加してフィルタ12上流の排気の圧力が大きくなる。 Here, when the EGR valve 15 is controlled to the closing side, the pressure of the filter 12 upstream of the exhaust gas increases the amount of exhaust gas flowing into the filter 12 is increased. しかし、EGR弁15が要求開度まで閉弁しない場合には、要求される量よりも多いEGRガスが還流することになる。 However, EGR valve 15 when not closed until demand opening would often EGR gas than the amount required to reflux. 従って、フィルタ12に流入する排気の量が少なくなる。 Therefore, the amount of exhaust gas flowing into the filter 12 decreases. これにより、EGR弁15が要求開度まで閉弁したときと比較して、フィルタ12前の圧力が低くなり、通常運転時のフィルタ12前圧力との偏差が大きくなる。 Thus, compared to when the EGR valve 15 is closed until demand opening, the filter 12 pressure before is low, the deviation between the filter 12 before the pressure during normal operation is increased.
【0092】 [0092]
そこで、本実施の形態では、通常運転が行われている状態からリッチスパイク制御が開始されたときのフィルタ12前圧力の変化量によりEGR弁15の開閉異常を判定している。 Therefore, in this embodiment, it is determined the closing abnormality of the EGR valve 15 by the amount of change in the filter 12 before the pressure at which the rich spike control from the state in which the normal operation is being performed is started. 即ち、通常運転時のフィルタ12前圧力とリッチスパイク制御が開始されたときのフィルタ12前圧力との偏差が所定値以上のときに、EGR弁15が要求開度まで閉弁しない異常が発生していると判定する。 That is, when the deviation between the filter 12 before the pressure at which the filter 12 before the pressure and the rich spike control during normal operation is started is equal to or higher than the predetermined value, the abnormality has occurred and EGR valve 15 is not closed until demand opening in which the judges.
【0093】 [0093]
ここで、判定に用いられる所定値は、EGR弁15が正常な場合であって、リッチスパイク前後のフィルタ12前圧力の偏差を機関回転数及び機関負荷毎に予め実験等により求め、これに各部材の個体差による変動分考慮を加算した値としている。 The predetermined value used for the determination, even if the EGR valve 15 is normal, previously determined by experiments or the like error of the filter 12 before pressure across the rich spike for each engine speed and engine load, each to is a value obtained by adding the variation considering due to individual differences of the member. この値を、マップ化してECU6に記憶させておき、ECU6はリッチスパイク制御開始直前の機関回転数及び機関負荷に基づいて、判定値を算出する。 This value may be stored in the ECU 6 then mapped, ECU 6 is based on the rotational speed and the engine load engine rich spike control is started immediately before, it calculates the determination value. 機関回転数は、クランクシャフトの回転数を検出するクランクポジションセンサ(図示省略)により、また、機関負荷は、アクセル開度の踏み込み量を検出するアクセル開度センサ(図示省略)により求めることができる。 Engine speed, the crank position sensor (not shown) for detecting the rotational speed of the crankshaft, and the engine load can be determined by the accelerator opening sensor (not shown) for detecting the depression amount of the accelerator opening .
【0094】 [0094]
尚、本実施の形態では、フィルタ12前圧力の変化量に代えて、リッチスパイク制御中のフィルタ12前の圧力値のみを用いてEGR弁15の開閉異常を判定するようにしても良い。 In this embodiment, instead of the change amount of the filter 12 before the pressure may be determined closing abnormality of the EGR valve 15 using only pressure value of the filter 12 before the rich spike control. この場合、機関回転数及び機関負荷毎に予め実験等により求めたフィルタ12前の圧力値から判定値を定めておき、この判定値よりも低い圧力が検出された場合にEGR弁15が要求開度まで閉弁しない異常が発生していると判定することができる。 In this case, is determined in advance a judgment value from the pressure value of the filter 12 before obtained by experiment or the like for each engine speed and engine load, EGR valve 15 is required to open when the pressure is lower than the determination value is detected it can be determined that abnormality is not closed until the time has occurred.
【0095】 [0095]
以上説明したように、本実施の形態によれば、リッチスパイク制御開始前後におけるフィルタ12前圧力に基づいてEGR弁の開閉異常を判定することができる。 As described above, according to this embodiment, it is possible to determine the opening and closing abnormality of the EGR valve based on the filter 12 before the pressure before and after the rich spike control starts.
【0096】 [0096]
尚、本実施の形態では、筒内直接噴射式ガソリンエンジンに適用した場合を例に挙げて説明したが、これに代えて、ポート内噴射式のリーンバーンガソリンエンジンに適用することもできる。 In the present embodiment, although the case of applying an in-cylinder direct injection gasoline engine is described as an example, instead of this, it may be applied to lean burn gasoline engine in the port injection type.
【0097】 [0097]
また、吸蔵還元型NOx触媒を担持したフィルタに代えて、酸化機能を有したフィルタであっても良い。 Further, the NOx storage reduction catalyst instead of carrying the filter may be a filter having an oxidation function.
<第3の実施の形態> <Third embodiment>
本実施の形態は、第1の実施の形態と比較して以下の点で相違する。 This embodiment differs from the first embodiment differs in the following points.
【0098】 [0098]
本実施の形態では、吸蔵還元型NOx触媒に吸蔵されたNOxを還元させるために、スパイク的(一時的)に排気の空燃比を理論空燃比以下に低下させるリッチスパイク制御時に、EGR弁の開閉異常を判定する。 In this embodiment, in order to reduce the occluded in the NOx storage reduction catalyst NOx, during the rich spike control for reducing the air-fuel ratio of the exhaust gas below stoichiometric air-fuel ratio in a spike manner (temporarily), opening and closing of the EGR valve determining an abnormality.
【0099】 [0099]
ここでは、本発明に係る内燃機関の異常判定方法及び装置をリーン空燃比で運転される車両駆動用のディーゼルエンジンに適用した場合を例に挙げて説明する。 Here, a case where the abnormality determining method and apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is applied to a diesel engine for driving a vehicle which is operated at a lean air-fuel ratio will be described as an example.
【0100】 [0100]
本実施の形態によるディーゼルエンジンでは、リッチスパイク時には、エンジン1に吸入される新気の量を減少させている。 The diesel engine according to the present embodiment, at the time of the rich spike, thereby reducing the amount of fresh air drawn into the engine 1. このようにして、還元剤たる燃料の消費量の増大を抑制している。 In this manner, thereby suppressing the increase in the consumption of the reducing agent serving fuels. 一方、本実施の形態では、再循環するEGRガス量を増大させて煤の発生量が増加して最大となった後に、更にEGRガス量を増大させる低温燃焼(特許第3116876号)が行われる。 On the other hand, in this embodiment, after the generation amount of increase amount of EGR gas recirculated soot is maximized increases, the low temperature combustion for further increasing the EGR gas amount (Japanese Patent No. 3116876) is performed . このようにして、EGRガス量を増大させることにより、容易にリッチ空燃比とすることが可能となる。 In this way, by increasing the EGR gas amount, it becomes possible to easily make a rich air-fuel ratio.
【0101】 [0101]
その他のハードウェアに関する基本構成は、第1の実施の形態と共通なので説明を割愛する。 The basic configuration for other hardware will be omitted so that the description common to the first embodiment.
【0102】 [0102]
図6は、リッチスパイク時の排気の要求空燃比、吸気絞り弁開度、EGR弁要求開度、実際のEGR弁開度、フィルタ前圧力の関係を示した図である。 Figure 6 is a diagram showing required air-fuel ratio of the exhaust gas during the rich spike, the intake throttle valve opening, EGR valve demand opening, the actual EGR valve opening, the relation of the filter before the pressure. 図6中破線は、要求される値を示している。 Figure 6 in dashed lines indicate the required value.
【0103】 [0103]
ここで、リーン空燃比での通常運転が行われているときにリッチスパイク制御が開始されると、吸気絞り弁7が閉じ側へ制御されて吸入新気量が減少させられる。 Here, the rich spike control is started, fresh air intake amount is controlled to the intake throttle valve 7 is closed side is reduced when the normal operation at the lean air-fuel ratio is performed. これにより、フィルタ12前の排気の圧力は小さくなる。 Thus, the filter 12 pressure of the exhaust gas before the exhaust gas is reduced.
【0104】 [0104]
同時に、EGR弁15が開き側へ制御されてEGRガスの還流量が増加させられる。 At the same time, recirculation amount of EGR gas is increased is controlled EGR valve 15 to the opening side. ここで、EGR弁15が開き側へ制御されると、フィルタ12に流入する排気の量が減少してフィルタ12上流の排気の圧力が小さくなる。 Here, when the EGR valve 15 is controlled to the opening side, the pressure of the filter 12 upstream of the exhaust gas decreases the amount of exhaust gas flowing into the filter 12 decreases. しかし、EGR弁15が要求開度まで開弁しない場合には、要求される量よりも少ないEGRガスが還流することになる。 However, EGR valve 15 when no open to the required degree will be less EGR gas than the amount required to reflux. 従って、フィルタ12に流入する排気の量が多くなる。 Therefore, many quantity of the exhaust gas flowing into the filter 12. これにより、EGR弁15が要求開度まで開弁したときと比較して、フィルタ12前の圧力が高くなり、通常運転時のフィルタ12前圧力との偏差が小さくなる。 Thus, compared to when the EGR valve 15 is opened to the required degree, the higher the filter 12 before the pressure deviation between the filter 12 before the pressure during normal operation is reduced.
【0105】 [0105]
そこで、本実施の形態では、通常運転が行われている状態からリッチスパイク制御が開始されたときのフィルタ12前圧力の変化量によりEGR弁15の開閉異常を判定している。 Therefore, in this embodiment, it is determined the closing abnormality of the EGR valve 15 by the amount of change in the filter 12 before the pressure at which the rich spike control from the state in which the normal operation is being performed is started. 即ち、通常運転時のフィルタ12前圧力とリッチスパイク制御が開始されたときのフィルタ12前圧力との偏差が所定値以下のときに、EGR弁15が要求開度まで開弁しない異常が発生していると判定する。 That is, when the deviation between the filter 12 before the pressure at which the filter 12 before the pressure and the rich spike control during normal operation is started is less than a predetermined value, the abnormality has occurred and EGR valve 15 is not opened until the demand opening in which the judges.
【0106】 [0106]
ここで、判定に用いられる所定値は、EGR弁15が正常な場合であって、リッチスパイク前後のフィルタ12前圧力の偏差を機関回転数及び機関負荷毎に予め実験等により求め、これに各部材の個体差による変動分考慮を加算した値としている。 The predetermined value used for the determination, even if the EGR valve 15 is normal, previously determined by experiments or the like error of the filter 12 before pressure across the rich spike for each engine speed and engine load, each to is a value obtained by adding the variation considering due to individual differences of the member. この値を、マップ化してECU6に記憶させておき、ECU6はリッチスパイク制御開始直前の機関回転数及び機関負荷に基づいて、判定値を算出する。 This value may be stored in the ECU 6 then mapped, ECU 6 is based on the rotational speed and the engine load engine rich spike control is started immediately before, it calculates the determination value. 機関回転数は、クランクシャフトの回転数を検出するクランクポジションセンサ(図示省略)により、また、機関負荷は、アクセル開度の踏み込み量を検出するアクセル開度センサ(図示省略)により求めることができる。 Engine speed, the crank position sensor (not shown) for detecting the rotational speed of the crankshaft, and the engine load can be determined by the accelerator opening sensor (not shown) for detecting the depression amount of the accelerator opening .
【0107】 [0107]
尚、本実施の形態では、フィルタ12前圧力の変化量に代えて、リッチスパイク制御中のフィルタ12前の圧力値のみを用いてEGR弁15の開閉異常を判定するようにしても良い。 In this embodiment, instead of the change amount of the filter 12 before the pressure may be determined closing abnormality of the EGR valve 15 using only pressure value of the filter 12 before the rich spike control. この場合、機関回転数及び機関負荷毎に予め実験等により求めたフィルタ12前の圧力値から判定値を定めておき、この判定値よりも高い圧力が検出された場合にEGR弁15が要求開度まで開弁しない異常が発生していると判定することができる。 In this case, is determined in advance a judgment value from the pressure value of the filter 12 before obtained by experiment or the like for each engine speed and engine load, EGR valve 15 is required to open when the pressure higher than the determination value is detected it can be determined that abnormality is not opened until the time has occurred.
【0108】 [0108]
以上説明したように、本実施の形態によれば、リッチスパイク制御開始前後におけるフィルタ12前圧力に基づいてEGR弁の開閉異常を判定することができる。 As described above, according to this embodiment, it is possible to determine the opening and closing abnormality of the EGR valve based on the filter 12 before the pressure before and after the rich spike control starts.
【0109】 [0109]
尚、本実施の形態では、フィルタが備わる場合について説明したが、これに代えて、NOx触媒を備えていても良い。 In this embodiment, a case has been described in which the filter is provided, instead of this, it may be provided with a NOx catalyst.
<第4の実施の形態> <Fourth Embodiment>
本実施の形態では、機関負荷及びフィルタ前圧力に基づいて、吸気絞り弁の開閉異常を判定する。 In the present embodiment, based on the engine load and the pre-filter pressure, it determines the opening and closing abnormality of the intake throttle valve.
【0110】 [0110]
ここでは、本発明に係る内燃機関の異常判定方法及び装置をリーン空燃比で運転される車両駆動用のディーゼルエンジンに適用した場合を例に挙げて説明する。 Here, a case where the abnormality determining method and apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is applied to a diesel engine for driving a vehicle which is operated at a lean air-fuel ratio will be described as an example.
【0111】 [0111]
その他のハードウェアに関する基本構成は、第1の実施の形態と共通なので説明を割愛する。 The basic configuration for other hardware will be omitted so that the description common to the first embodiment.
【0112】 [0112]
次に、本実施の形態による吸気絞り弁の異常検出方法について説明する。 It will now be described abnormality detection method of the intake throttle valve according to the present embodiment.
【0113】 [0113]
ここで、吸気絞り弁7が閉じ側へ制御されると、吸入新気量が減少するため、その分フィルタ12に流入する排気の量が減少する。 Here, when the intake throttle valve 7 is controlled to the closing side, since the fresh air intake amount is reduced, the amount of exhaust gas is decreased flowing into correspondingly filter 12. 従って、圧力センサ13で検出されるフィルタ12前の圧力は小さくなる。 Therefore, the pressure in the filter 12 before being detected by the pressure sensor 13 decreases. 一方、吸気絞り弁7が開き側へ制御されると、吸入新気量が増加するため、その分フィルタ12に流入する排気の量が増加する。 On the other hand, when the intake throttle valve 7 is controlled to the opening side, since the fresh air intake amount increases, the amount of exhaust gas flowing into the correspondingly filter 12 increases. 従って、圧力センサ13で検出されるフィルタ12前の圧力は大きくなる。 Therefore, the pressure in the filter 12 before being detected by the pressure sensor 13 increases. このように、吸気絞り弁7の開度とフィルタ12前の圧力とには相関関係があるため、フィルタ12前の圧力を検出することで吸気絞り弁7の開度を求めることが可能となる。 Thus, since the the opening and the filter 12 before the pressure of the intake throttle valve 7 are correlated, it is possible to determine the degree of opening of the throttle valve 7 intake by detecting the pressure of the pre-filter 12 .
【0114】 [0114]
図7は、吸気絞り弁が要求開度まで開弁しない場合の機関負荷とフィルタ前圧力の判定値との関係を示した図である。 Figure 7 is a graph showing a relationship between the determination value of the engine load and the pre-filter pressure when the intake throttle valve is not opened to the required degree. 機関負荷が増大すると、それに伴い吸入空気量が増加し、フィルタ12前の圧力が上昇する。 When the engine load is increased, an increase in the amount of intake air with it, the filter 12 before the pressure increases. ここで、吸気絞り弁7が要求開度まで開弁しない場合、即ち、実際に機関に吸入される新気量が要求量よりも少ない場合には、排気の流量が少なくなるためフィルタ12前の圧力が低くなる(図7中の異常時)。 Here, if the intake throttle valve 7 is not opened to the required degree, i.e., actually if the amount of fresh air sucked into the engine is less than the required amount, the exhaust flow rate is because the filter 12 before the small the pressure is low (abnormal in Figure 7).
【0115】 [0115]
ここで、要求開度に応じた吸気絞り弁7正常時のフィルタ12前圧力を予め実験等により求めておき、この値よりも所定量以上小さい値を判定値として定めておく。 Here, advance determined by the filter 12 before the pressure during throttle valve 7 normal intake in response to the demand opening advance through experiments or the like, previously defined as the decision value smaller than a predetermined amount than this value. ここで、所定量以上小さい値としているのは、各部材の個体差による変動分考慮するためである。 Here, we have a small value more than a predetermined amount, in order to take into account variation due to individual differences of the respective members. 圧力センサ13により検出されたフィルタ12前圧力が、機関負荷から定まる判定値よりも小さいときには、吸気絞り弁7が要求開度まで開弁しない以上が発生していると判定することができる。 A filter 12 before the pressure detected by the pressure sensor 13 and smaller than the determination value determined from the engine load is more than the intake throttle valve 7 is not opened until the required degree can be determined to have occurred.
【0116】 [0116]
このように、圧力センサ13により検出される圧力が、実験等により求められた要求圧力よりも所定値以上小さい場合には、吸気絞り弁7が要求開度まで開弁しない開き側の異常であると判定することができる。 Thus, the pressure detected by the pressure sensor 13, is smaller than a predetermined value than the required pressure obtained through experiments and the like is a problem with the open side of the intake throttle valve 7 is not opened until the demand opening it can be determined that.
【0117】 [0117]
尚、本実施の形態では、フィルタ12にPMが堆積した場合には、PMの堆積量に応じて判定値を高く設定することができる。 In the present embodiment, when the PM on the filter 12 is deposited, it is possible to set a high determination value depending on the deposition amount of PM.
【0118】 [0118]
図8は、フィルタにPMが堆積した時の機関負荷とフィルタ前の圧力との関係を示した図である。 Figure 8 is a graph showing the relationship between the engine load and the filter before the pressure when PM in the filter has accumulated. フィルタ12にPMが多く堆積すると、排気がフィルタ12を通過するときの抵抗が増大し、フィルタ12前の圧力が増加する。 When PM is more deposited on the filter 12, the exhaust is resistance increases as it passes through the filter 12, the filter 12 before the pressure increases. このときに、PMが堆積していないときの判定値を用いて吸気絞り弁7の開閉異常を判定すると、異常が発生しているにもかかわらず、正常であると判定されてしまう虞がある。 At this time, when determining the closing abnormality of the throttle valve 7 intake using the determination value when no PM is deposited, despite the abnormality has occurred, there is a possibility that it is determined to be normal .
【0119】 [0119]
そこで、本実施の形態では、先ずフィルタ12に堆積したPMの量を検出し、この値に基づいて判定値の補正を行う。 Therefore, in this embodiment, first to detect the amount of PM deposited on the filter 12, and corrects the determination value based on this value. PMの堆積量は、例えば、フィルタ12前後の差圧を検出する差圧センサ(図示省略)を取り付けて、該差圧センサに応じたPM量を予め実験等により求めておくことにより検出することができる。 Deposition amount of PM, for example, be detected by the filter 12 is attached a pressure sensor for detecting the differential pressure before and after (not shown), obtained beforehand by experiment or the like PM amount corresponding to the difference pressure sensor can. また、煤発生の虞がある運転状態(例えば、低温燃焼時)での車両走行距離若しくは時間に応じてPMの堆積量を推定しても良い。 Further, the operating condition where there is a risk of soot generation (e.g., during low temperature combustion) may be estimated accumulation amount of PM in accordance with the vehicle running distance or time with.
【0120】 [0120]
このようにして求めたPMの堆積量に応じたフィルタ12前圧力の増分を判定値に加算する。 The increment of the filter 12 before pressure corresponding to the deposition amount of the thus obtained PM is added to the determination value. このときに加算するフィルタ12前圧力の増分は、PMの堆積量に基づいて予め実験等により求めておくことができる。 Increment of the filter 12 before the pressure to be added to this time can be obtained beforehand by experiment or the like based on the amount of accumulated PM.
【0121】 [0121]
このようにして、フィルタ12にPMが堆積した場合であっても、フィルタ12前の圧力に基づいて吸気絞り弁7の開閉異常を判定することができる。 In this way, even when the PM is deposited on the filter 12, it is possible to determine the opening and closing abnormality of the intake throttle valve 7 based on the filter 12 before the pressure.
【0122】 [0122]
また、本実施の形態では、短時間(例えば、1秒以内)にフィルタ12前圧力が所定値以上増加若しくは減少した場合には吸気絞り弁7に異常が発生したと判定することができる。 Further, in this embodiment, a short time (e.g., within one second) can be determined that the filter 12 before the pressure in the abnormality in the intake throttle valve 7 in the case of increased or decreased more than the predetermined value has occurred.
【0123】 [0123]
図9は、短時間でフィルタ前圧力が上昇した場合の機関負荷と異常判定値との関係を示した図である。 Figure 9 is a graph showing the relationship between the engine load and the abnormality determination value when the pre-filter pressure is increased in a short time. このような、フィルタ前圧力の急激な変化は、PMの堆積により発生することはない。 Such abrupt changes in pre-filter pressure is not generated by the deposition of PM. 例えば、吸気絞り弁用アクチュエータ8を作動させるための電力供給用のコネクタに走行中の振動により接触不良等が発生すると、フィルタ12前の圧力が短時間のうちに変化することがある。 For example, the contact failure by the vibration during traveling to a connector for supplying power for operating the intake throttle valve actuator 8 is generated, there is a filter 12 before the pressure is changed in a short time. 本実施の形態では、吸気絞り弁7に異常が発生した場合の圧力変化量を機関負荷毎に実験等により求めておき、判定値としてECU6に記憶させておく。 In this embodiment, the pressure change amount when an abnormality occurs in the intake throttle valve 7 for each engine load advance determined by experiments or the like in advance and is stored as the determination value to ECU 6. そして、例えば、1秒間の圧力変化量が判定値以上であれば、吸気絞り弁7に以上が発生していると判定することができる。 Then, for example, be pressure change amount for one second is equal to or greater than the determination value, it is determined that more than the intake throttle valve 7 occurs.
【0124】 [0124]
以上説明したように、本実施の形態によれば、フィルタ前の圧力に基づいて吸気絞り弁の開閉異常を判定することができる。 As described above, according to this embodiment, it is possible to determine the opening and closing abnormality of the intake throttle valve based on the pressure before the filter.
<第5の実施の形態> <Fifth Embodiment>
本実施の形態ではフィルタ前圧力に基づいて、吸気絞り弁の開閉異常を判定する。 In the present embodiment, based on the pre-filter pressure, it determines the opening and closing abnormality of the intake throttle valve.
【0125】 [0125]
ここでは、本発明に係る内燃機関の異常判定方法及び装置をリーン空燃比で運転される車両駆動用のディーゼルエンジンに適用した場合を例に挙げて説明する。 Here, a case where the abnormality determining method and apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is applied to a diesel engine for driving a vehicle which is operated at a lean air-fuel ratio will be described as an example.
【0126】 [0126]
その他のハードウェアに関する基本構成は、第1の実施の形態と共通なので説明を割愛する。 The basic configuration for other hardware will be omitted so that the description common to the first embodiment.
【0127】 [0127]
次に、本実施の形態による吸気絞り弁の異常検出方法について説明する。 It will now be described abnormality detection method of the intake throttle valve according to the present embodiment.
【0128】 [0128]
車両の運転者がアクセルペダル(図示省略)を踏み込むと、アクセル開度に応じた信号を発信するアクセル開度センサ(図示省略)によりアクセル開度が検出される。 When the driver of the vehicle depresses the accelerator pedal (not shown), an accelerator opening is detected by the accelerator opening sensor (not shown) for transmitting a signal corresponding to the accelerator opening. そして、ECU6は、アクセル開度センサの出力信号に基づいて、吸気絞り弁用アクチュエータ8を制御する。 Then, ECU 6 is based on the output signal of the accelerator opening sensor, and controls the intake throttle valve actuator 8. ここで、吸気絞り弁7には、その開度に応じた信号を出力する吸気絞り弁開度センサ9が備えられていて、吸気絞り弁7の開度は、ECU6により監視されている。 Here, the intake throttle valve 7, be provided with a intake throttle valve opening sensor 9 that outputs a signal corresponding to the opening, the opening degree of the intake throttle valve 7 is monitored by the ECU 6. 本実施の形態では、吸気絞り弁開度センサ9及び吸気絞り用アクチュエータ8に異常が発生し、運転者のアクセル踏み込み量に対して吸気絞り弁7が過度に開いてしまう異常を吸気絞り弁開度センサ9によらず判定する。 In this embodiment, the abnormality occurs in the intake throttle valve opening sensor 9, and the intake throttle actuator 8, the intake throttling abnormalities throttle valve 7 intake resulting in excessively open to the accelerator depression amount of the driver valve opening It determines regardless of the degree sensor 9.
【0129】 [0129]
図10は、吸気絞り弁開度が正常なとき及び異常が発生したときのフィルタ前圧力、吸気絞り弁実開度、吸気絞り弁要求開度を夫々指し示した図である。 Figure 10 is a diagram pre-filter pressure, the intake throttle valve actual opening, the intake throttle valve demand opening pointed respective when when the intake throttle valve opening degree is normal and abnormal has occurred. 吸気絞り弁要求開度とは、運転者が実際にアクセルペダルを踏み込む量である。 The intake throttle valve demand opening, an amount that the driver actually depresses the accelerator pedal.
【0130】 [0130]
ここで、吸気絞り弁7が要求開度に対して開き過ぎると、吸入新気量が増加するため、その分フィルタ12に流入する排気の量が増加する。 Here, when the intake throttle valve 7 is too open against demand opening, since the fresh air intake amount increases, the amount of exhaust gas flowing into the correspondingly filter 12 increases. 従って、圧力センサ13で検出されるフィルタ12前の圧力は増加する。 Therefore, the pressure in the filter 12 before being detected by the pressure sensor 13 is increased. このように、吸気絞り弁7の実開度とフィルタ12前の圧力とには相関関係があるため、フィルタ12前の圧力を検出することで吸気絞り弁7の実開度を求めることが可能となり、吸気絞り弁7が要求開度となるように制御されているか否か判定することができる。 Thus, since the the actual opening and the filter 12 before the pressure of the intake throttle valve 7 are correlated, can be determined actual opening of the throttle valve 7 intake by detecting the pressure of the pre-filter 12 next, it is possible to determine whether the intake throttle valve 7 is controlled such that the demand opening.
【0131】 [0131]
本実施の形態では、機関回転数及び機関負荷をパラメータとして、吸気絞り弁7の要求開度に対するフィルタ12前圧力を予め実験等により求めてマップ化しておく。 In this embodiment, as parameters the engine speed and the engine load, keep mapped found through a filter 12 before the pressure experiment or the like in advance with respect to demand opening of the intake throttle valve 7. そして、検出されたフィルタ12前圧力が要求開度に対するフィルタ12前圧力よりも所定割合以上大きい場合には、吸気絞り弁7が要求開度よりも開きすぎていると判定することができる。 When the detected filter 12 before the pressure is greater than a predetermined ratio than the filter 12 before pressure on demand opening it can be determined that the intake throttle valve 7 is opened too than demand opening. 同様にして、検出されたフィルタ12前圧力が要求開度に対するフィルタ12前圧力よりも所定割合以上小さい場合には、吸気絞り弁7が要求開度まで開いていないと判定することができる。 Similarly, when the detected filter 12 before the pressure is less than a predetermined ratio than the filter 12 before pressure on demand opening it can be determined that the intake throttle valve 7 is not open to the required degree.
【0132】 [0132]
尚、本実施の形態では、吸気絞り弁7の要求開度に対して、吸気絞り弁7の応答速度が低下した場合には吸気絞り弁7の応答性が悪化する異常が発生していると判定することができる。 In the present embodiment, with respect to demand opening of the intake throttle valve 7, an abnormality that deteriorates the responsiveness of the throttle valve 7 intake has occurred when a reduced response speed of the intake throttle valve 7 it can be determined.
【0133】 [0133]
図11は、吸気絞り弁の閉弁時に吸気絞り弁の応答性が悪化した場合のフィルタ12前圧力、吸気絞り弁実開度、吸気絞り弁要求開度の一例を示した図である。 11, the filter 12 before pressure when the response of the intake throttle valve when the valve is closed the intake throttle valve is deteriorated, the intake throttle valve actual opening is a diagram showing an example of the intake throttle valve demand opening. この例の場合では、吸気絞り弁を通常速度で開弁することができるが、閉弁速度が正常時よりも遅くなっている。 In the case of this example, it is possible to open the intake throttle valve at a normal speed, the valve closing speed is slower than normal.
【0134】 [0134]
このような場合には、ECU6は、吸気絞り弁7の要求開度から求まる要求閉弁速度を求め、一方、フィルタ12前圧力の時間変化から求まる実際の閉弁速度を求めて、実際の閉弁速度が要求閉弁速度よりも所定値以上小さい場合には、吸気絞り弁7の閉弁時に応答性が悪くなっている異常が発生していると判定することができる。 In such a case, ECU 6 obtains the request closing speed which is obtained from the required opening degree of the intake throttle valve 7, on the other hand, to seek the actual valve closing speed determined from the time change of the filter 12 before the pressure, the actual closing If the valve speed is smaller than a predetermined value than the requested closing speed is abnormal responsiveness is deteriorated when the valve is closed the intake throttle valve 7 can be determined to have occurred. また、吸気絞り弁7の閉弁時に検出されたフィルタ12前圧力が、予め実験等により求められた要求開度に応じた圧力まで低下するまでの時間が所定時間以上の場合に吸気絞り弁7の応答性が悪化する異常が発生していると判定しても良い。 The filter 12 before pressure detected during closing of the intake throttle valve 7, intake throttle time to be reduced to a pressure corresponding to the demand opening obtained by experiment or the like in the case of a predetermined time or more valves 7 responsiveness of it may be determined to be abnormal to be deteriorated occurs.
【0135】 [0135]
次に、図12は、吸気絞り弁の開弁時に吸気絞り弁の応答性が悪化した場合のフィルタ12前圧力、吸気絞り弁実開度、吸気絞り弁要求開度の例を示した図である。 Next, FIG. 12, the filter 12 before pressure when the response of the intake throttle valve during opening of the intake throttle valve is deteriorated, the intake throttle valve actual opening a diagram showing an example of the intake throttle valve demand opening is there.
【0136】 [0136]
前述した閉弁時と同様にして、吸気絞り弁7の要求開度から求まる要求開弁速度を求め、一方、フィルタ12前圧力の時間変化から求まる実際の開弁速度を求めて、実際の開弁速度が要求開弁速度よりも所定値以上小さい場合には、吸気絞り弁7の開弁時に応答性が悪くなっている異常が発生していると判定することができる。 In the same manner as in the above-described closed, determine the required opening speed determined from the required opening degree of the intake throttle valve 7, on the other hand, seek actual opening rate determined from the time change of the filter 12 before the pressure, the actual open If the valve speed is smaller than a predetermined value than the requested valve-opening rate, abnormal responsiveness is deteriorated when opening of the intake throttle valve 7 can be determined to have occurred. また、運転者がアクセルペダルを踏み込んでから、フィルタ12前圧力が所定の圧力に上昇するまでに所定時間以上かかるようであれば、吸気絞り弁7が開弁するまでの応答性が悪化していると判定しても良い。 Further, the depressing driver the accelerator pedal, if such as a predetermined time or more until the filter 12 before pressure rises to a predetermined pressure, the responsiveness to the intake throttle valve 7 is opened to deteriorate it may be determined that there. ここで、所定の圧力とは、アクセル踏み込み量に応じたフィルタ12前圧力であり、予め実験等により求めておく以上により、本実施の形態によれば、フィルタ12上流の圧力に基づいて吸気絞り弁の応答性の悪化を判定することができる。 Here, the predetermined pressure, a filter 12 before the pressure corresponding to the accelerator depression amount, the above to be obtained in advance by experiment or the like, according to the present embodiment, intake throttling based on the pressure of the filter 12 upstream it is possible to determine the deterioration of the responsiveness of the valve.
<第6の実施の形態> <Sixth Embodiment>
本実施の形態では、吸蔵還元型NOx触媒に吸蔵されたNOxを還元させるために、スパイク的(一時的)に排気の空燃比を理論空燃比以下に低下させるリッチスパイク制御時に、吸気絞り弁の開閉異常を判定する。 In this embodiment, in order to reduce the occluded in the NOx storage reduction catalyst NOx, during the rich spike control for reducing the air-fuel ratio of the exhaust gas below stoichiometric air-fuel ratio in a spike manner (temporarily), the intake throttle valve determining the opening and closing abnormality.
【0137】 [0137]
ここでは、本発明に係る内燃機関の異常判定方法及び装置をリーン空燃比で運転される車両駆動用の気筒内直接噴射式ガソリンエンジンに適用した場合を例に挙げて説明する。 Here, a case where the abnormality determining method and apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is applied to a cylinder direct injection gasoline engine for driving a vehicle which is operated at a lean air-fuel ratio will be described as an example.
【0138】 [0138]
その他のハードウェアに関する基本構成は、第2の実施の形態と共通なので説明を割愛する。 The basic configuration for other hardware will be omitted so that the description common to the second embodiment.
【0139】 [0139]
図13は、リッチスパイク時の排気の要求空燃比、吸気絞り弁開度、フィルタ前圧力の関係を示した図である。 Figure 13 is a diagram showing required air-fuel ratio of the exhaust gas during the rich spike, the intake throttle valve opening, the relation of the filter before the pressure. 破線は要求値、実線は実際の値を示している。 Dashed lines required value, a solid line indicates an actual value.
【0140】 [0140]
ここで、リーン空燃比での通常運転が行われているときにリッチスパイク制御が開始されると、吸気絞り弁7が閉じ側へ制御されて吸入新気量が減少させられる。 Here, the rich spike control is started, fresh air intake amount is controlled to the intake throttle valve 7 is closed side is reduced when the normal operation at the lean air-fuel ratio is performed. これにより、フィルタ12前の排気の圧力は小さくなる。 Thus, the filter 12 pressure of the exhaust gas before the exhaust gas is reduced.
【0141】 [0141]
しかし、吸気絞り弁7が要求開度まで閉弁しない場合には、要求される量よりも多い新気が機関に吸入されることになる。 However, when the intake throttle valve 7 is not closed until demand opening would fresh air greater than the amount required is drawn into the engine. 従って、フィルタ12に流入する排気の量が多くなる。 Therefore, many quantity of the exhaust gas flowing into the filter 12. これにより、吸気絞り弁7が要求開度まで閉弁したときと比較して、フィルタ12前の圧力が高くなり、通常運転時のフィルタ12前圧力との偏差が小さくなる。 Thus, compared to when the intake throttle valve 7 is closed to demand opening, higher filter 12 before pressure is the deviation between the filter 12 before the pressure during normal operation is reduced.
【0142】 [0142]
そこで、本実施の形態では、通常運転が行われている状態からリッチスパイク制御が開始されたときのフィルタ12前圧力の変化量により吸気絞り弁7の開閉異常を判定している。 Therefore, in this embodiment, it is determined the closing abnormality of the throttle valve 7 intake by variation of the filter 12 before the pressure at which the rich spike control from the state in which the normal operation is being performed is started. 即ち、通常運転時のフィルタ12前圧力とリッチスパイク制御が開始されたときのフィルタ12前圧力との偏差が所定値以下のときに、吸気絞り弁7が要求開度まで閉弁しない異常が発生していると判定する。 That is, when the deviation between the filter 12 before the pressure at which the filter 12 before the pressure and the rich spike control during normal operation is started is less than a predetermined value, the abnormality occurs when the intake throttle valve 7 is not closed until demand opening It is determined to be.
【0143】 [0143]
ここで、判定に用いられる所定値は、吸気絞り弁7が正常な場合であって、リッチスパイク前後のフィルタ12前圧力の偏差を機関回転数及び機関負荷毎に予め実験等により求め、これに各部材の個体差による変動分考慮を加算した値としている。 The predetermined value used for the determination, even if the intake throttle valve 7 is normal, previously determined by experiments or the like error of the filter 12 before pressure across the rich spike for each engine speed and engine load, to is a value obtained by adding the variation considering due to individual differences of the respective members. この値を、マップ化してECU6に記憶させておき、ECU6はリッチスパイク制御開始直前の機関回転数及び機関負荷に基づいて、判定値を算出する。 This value may be stored in the ECU 6 then mapped, ECU 6 is based on the rotational speed and the engine load engine rich spike control is started immediately before, it calculates the determination value. 機関回転数は、クランクシャフトの回転数を検出するクランクポジションセンサ(図示省略)により、また、機関負荷は、アクセル開度の踏み込み量を検出するアクセル開度センサ(図示省略)により求めることができる。 Engine speed, the crank position sensor (not shown) for detecting the rotational speed of the crankshaft, and the engine load can be determined by the accelerator opening sensor (not shown) for detecting the depression amount of the accelerator opening .
【0144】 [0144]
尚、本実施の形態では、フィルタ12前圧力の変化量に代えて、リッチスパイク制御中のフィルタ12前の圧力値のみを用いて吸気絞り弁7の開閉異常を判定するようにしても良い。 In this embodiment, instead of the change amount of the filter 12 before the pressure may be determined closing abnormality of the throttle valve 7 intake using only pressure value of the filter 12 before the rich spike control. この場合、機関回転数及び機関負荷毎に予め実験等により求めたフィルタ12前の圧力値から判定値を定めておき、この判定値よりも高い圧力が検出された場合に吸気絞り弁7が要求開度まで閉弁しない異常が発生していると判定することができる。 In this case, it is determined in advance a judgment value from the pressure value of the filter 12 before obtained by experiment or the like for each engine speed and the engine load, the intake throttle valve 7 when a pressure higher than the determination value is detected request abnormality is not closed until the opening can be determined to have occurred.
【0145】 [0145]
尚、本実施の形態では、リッチスパイク時の吸気絞り弁7の要求開度に対して、吸気絞り弁7の応答速度が低下した場合に吸気絞り弁7の応答性異常であると判定することができる。 In the present embodiment, it is determined that the request opening degree of the intake throttle valve 7 during the rich spike is responsive abnormality of the throttle valve 7 intake when the response speed of the intake throttle valve 7 is lowered can.
【0146】 [0146]
図14は、リッチスパイク時の吸気絞り弁閉弁時に吸気絞り弁の応答性が悪化した場合のフィルタ前圧力、吸気絞り弁実開度、吸気絞り弁要求開度の一例を示した図である。 Figure 14 is a diagram showing pre-filter pressure when the response of the intake throttle valve when the intake throttle valve is closed during the rich spike is deteriorated, the intake throttle valve actual opening, an example of the intake throttle valve demand opening . 破線は要求値、実線は実際の値を示している。 Dashed lines required value, a solid line indicates an actual value.
【0147】 [0147]
この例の場合では、吸気絞り弁7の開閉時に応答遅れが生じ、開閉速度が正常時よりも遅くなっている。 In the case of this example, the response delay at the time of opening and closing the intake throttle valve 7 occurs, the opening and closing speed is slower than normal.
【0148】 [0148]
このような場合には、ECU6は、吸気絞り弁7の要求開度から求まる要求閉弁速度を求め、一方、フィルタ12前圧力の時間変化から求まる実際の閉弁速度を求めて、実際の閉弁速度が要求閉弁速度よりも所定値以上小さい場合には、吸気絞り弁7の開閉時に応答性が悪化していると判定することができる。 In such a case, ECU 6 obtains the request closing speed which is obtained from the required opening degree of the intake throttle valve 7, on the other hand, to seek the actual valve closing speed determined from the time change of the filter 12 before the pressure, the actual closing If the valve speed is smaller than a predetermined value than the requested closing speed it can be determined that the response has deteriorated at the time of opening and closing the intake throttle valve 7. また、吸気絞り弁7の要求開度から求まるフィルタ12前圧力を予め実験等により求めておき、この圧力に到達するまでの時間が所定時間以上である場合に吸気絞り弁7の応答性が悪化していると判定することができる。 Also, advance determined by such pre-experiment a filter 12 before the pressure which is obtained from the required opening degree of the intake throttle valve 7, the response of the throttle valve 7 intake if the time to reach this pressure is equal to or greater than a predetermined time is worse it can be determined that the.
【0149】 [0149]
以上説明したように、本実施の形態によれば、リッチスパイク制御開始前後におけるフィルタ前圧力に基づいて吸気絞り弁の開閉異常を判定することができる。 As described above, according to this embodiment, it is possible to determine the opening and closing abnormality of the intake throttle valve based on the filter before the pressure before and after the rich spike control starts.
【0150】 [0150]
本実施の形態では、筒内直接噴射式ガソリンエンジンに適用した場合を例に挙げて説明したが、これに代えて、ポート内噴射式のリーンバーンガソリンエンジンに適用することもできる。 In the present embodiment, is applied to a cylinder direct injection gasoline engine has been described as an example, instead of this, may be applied to lean burn gasoline engine in the port injection type. 更に、ディーゼルエンジンに適用することもできる。 Furthermore, it is also applicable to a diesel engine.
【0151】 [0151]
また、吸蔵還元型NOx触媒を担持したフィルタに代えて、酸化機能を有したフィルタであっても良い。 Further, the NOx storage reduction catalyst instead of carrying the filter may be a filter having an oxidation function.
<その他の実施の形態> <Other Embodiments>
第1乃至第6の実施の形態においては、排気の流量の変化をフィルタ上流の圧力の変化として検出し、EGR弁又は吸気絞り弁の開閉異常を判定している。 In the embodiment of the first to sixth, detects a change in the flow rate of the exhaust gas as a change in the pressure upstream of the filter, it is determined the closing abnormality of the EGR valve or the intake throttle valve. ここで、フィルタ上流の圧力差をフィルタ前後の圧力差に置き換えてもEGR弁及び吸気絞り弁の開閉異常を判定することができる。 Here, it can be replaced by a pressure difference upstream of the filter to the pressure difference across the filter to determine the opening and closing abnormality of the EGR valve and intake throttle valve.
【0152】 [0152]
即ち、排気の流量が減少すると、フィルタ上流の圧力が低下し、同時にフィルタ前後の圧力差も減少する。 That is, when the flow rate of the exhaust gas is decreased, the pressure upstream of the filter is reduced, also reduces the pressure differential across the filter at the same time. 一方、排気の流量が増加すると、フィルタ上流の圧力が上昇し、同時にフィルタ前後の圧力差も増加する。 On the other hand, when the flow rate of the exhaust gas is increased, the pressure upstream of the filter is increased, at the same time the pressure differential across the filter also increases.
【0153】 [0153]
従って、EGR弁が所定の開度まで開弁しない、若しくは吸気絞り弁が所定の開度まで閉弁しない異常が発生して、排気の流量が増加している場合には、フィルタ前後の圧力差が大きくなり、EGR弁若しくは吸気絞り弁の開閉異常を判定することが可能となる。 Therefore, EGR valve is not opened until a certain opening degree, or an abnormality of the intake throttle valve is not closed until a predetermined degree of opening occurs, if the flow rate of the exhaust gas is increased, the pressure differential across the filter increases, it is possible to determine the opening and closing abnormality of the EGR valve or the intake throttle valve. 同様に、EGR弁が所定の開度まで閉弁しない、若しくは吸気絞り弁が所定の開度まで開弁しない異常が発生して、排気の流量が減少している場合には、フィルタ前後の圧力差が小さくなり、EGR弁若しくは吸気絞り弁の開閉異常を判定することが可能となる。 Similarly, EGR valve is not closed until the predetermined opening, or intake throttle valve abnormality occurs does not open until a predetermined degree of opening, when the flow rate of the exhaust gas is decreased, the front and rear filter pressure the difference is small, it is possible to determine the opening and closing abnormality of the EGR valve or the intake throttle valve.
【0154】 [0154]
フィルタ前後の圧力差を検出する差圧センサは、フィルタを備えた機関ではフィルタに捕集されたPMの量を推定するために備えられていることがあるため、新たにセンサを設ける必要がなくコスト低減を図ることができる。 Differential pressure sensor for detecting a pressure difference across the filter, since the engine having a filter may be provided in order to estimate the amount of PM trapped in the filter, it is unnecessary to newly provide a sensor the cost can be reduced.
【0155】 [0155]
【発明の効果】 【Effect of the invention】
本発明によれば、フィルタ上流の排気の圧力に基づいて吸気絞り弁及びEGR弁に開閉異常が発生しているか否か判定することができる。 According to the present invention, it is possible to determine whether abnormal closing the intake throttle valve and the EGR valve based on the pressure of the exhaust upstream of the filter occurs.
【0156】 [0156]
また、本発明によれば、フィルタ上流と下流との排気の圧力差に基づいて吸気絞り弁及びEGR弁に開閉異常が発生しているか否か判定することができる。 Further, according to the present invention, it is possible to determine whether abnormal closing the intake throttle valve and the EGR valve based on the pressure difference of the exhaust gas filter upstream and downstream is occurring.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】 本発明の実施の形態に係る内燃機関を適用するエンジンとその吸排気系とを併せ示す概略構成図である。 1 is a schematic diagram illustrating combined engine and its intake and exhaust systems to apply the internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
【図2】 (A)は、パティキュレートフィルタの横方向断面を示す図である。 Figure 2 (A) is a diagram showing a transverse cross section of the particulate filter. (B)は、パティキュレートフィルタの縦方向断面を示す図である。 (B) is a diagram showing a longitudinal cross section of the particulate filter.
【図3】 EGR弁開閉時の機関負荷とフィルタ前圧力及び吸入空気量とEGR弁に全開が要求されたときの異常判定値との関係を示した図である。 3 is a diagram showing the relationship between the abnormality determination value when the full open to the engine load at the time of the EGR valve opening and the filter before the pressure and the intake air amount and the EGR valve is required.
【図4】 EGR弁開閉時の機関負荷とフィルタ前圧力及び吸入空気量とEGR弁に全閉が要求されたときの異常判定値との関係を示した図である。 4 is a diagram showing the relationship between the abnormality determination value when fully closed the engine load at the time of the EGR valve opening and the filter before the pressure and the intake air amount and the EGR valve is required.
【図5】 リッチスパイク時の排気の要求空燃比、吸気絞り弁開度、EGR弁要求開度、実際のEGR弁開度、フィルタ前圧力の関係を示した図である。 [5] the required air-fuel ratio of the exhaust gas during the rich spike, the intake throttle valve opening, EGR valve demand opening is a diagram showing an actual EGR valve opening, before filtering pressure relationship.
【図6】 リッチスパイク時の排気の要求空燃比、吸気絞り弁開度、EGR弁要求開度、実際のEGR弁開度、フィルタ前圧力の関係を示した図である。 [6] the required air-fuel ratio of the exhaust gas during the rich spike, the intake throttle valve opening, EGR valve demand opening is a diagram showing an actual EGR valve opening, before filtering pressure relationship.
【図7】 吸気絞り弁が要求開度まで開弁しない場合の機関負荷とフィルタ前圧力の判定値との関係を示した図である。 7 is a graph showing a relationship between a determination value of the engine load and the pre-filter pressure when the intake throttle valve is not opened to the required degree.
【図8】 フィルタにPMが堆積した時の機関負荷とフィルタ前の圧力との関係を示した図である。 8 is a graph showing the relationship between the engine load and the filter before the pressure when PM is deposited on the filter.
【図9】 短時間でフィルタ前圧力が上昇した場合の機関負荷と異常判定値との関係を示した図である。 9 is a diagram showing a relationship between a short time the engine load and the abnormality determination value when the pre-filter pressure is increased.
【図10】 吸気絞り弁開度が正常なときと異常が発生したときのフィルタ前圧力、吸気絞り弁実開度、吸気絞り弁要求開度を夫々指し示した図である。 10 is a diagram pre-filter pressure, the intake throttle valve actual opening, the intake throttle valve demand opening pointed respective when an abnormality and when the intake throttle valve opening degree is normal is generated.
【図11】 吸気絞り弁の閉弁時に吸気絞り弁の応答性が悪化した場合のフィルタ12前圧力、吸気絞り弁実開度、吸気絞り弁要求開度の一例を示した図である。 [11] Filter 12 before pressure when the response of the intake throttle valve when the valve is closed the intake throttle valve is deteriorated, the intake throttle valve actual opening is a diagram showing an example of the intake throttle valve demand opening.
【図12】 吸気絞り弁の開弁時に吸気絞り弁の応答性が悪化した場合のフィルタ12前圧力、吸気絞り弁実開度、吸気絞り弁要求開度の例を示した図である。 12 is a diagram responsiveness of the intake throttle valve when the valve is opened is shown a filter 12 the previous example pressure, the intake throttle valve actual opening, the intake throttle valve demand opening in the case where the deterioration of the intake throttle valve.
【図13】 リッチスパイク時の排気の要求空燃比、吸気絞り弁開度、フィルタ前圧力の関係を示した図である。 [13] the required air-fuel ratio of the exhaust gas during the rich spike, the intake throttle valve opening, a view showing the relationship between the pre-filter pressure.
【図14】 リッチスパイク時の吸気絞り弁閉弁時に吸気絞り弁の応答性が悪化した場合のフィルタ前圧力、吸気絞り弁実開度、吸気絞り弁要求開度の一例を示した図である。 [14] The pre-filter pressure when the response of the intake throttle valve when the intake throttle valve is closed during the rich spike is deteriorated, the intake throttle valve actual opening is a diagram showing an example of the intake throttle valve demand opening .
【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS
1・・・・エンジン2・・・・気筒3・・・・吸気枝管4・・・・吸気管5・・・・エアクリーナボックス6・・・・ECU 1 ... engine 2 .... cylinder 3 ... intake branch pipe 4 .... intake pipe 5 ... air cleaner box 6 ... ECU
7・・・・吸気絞り弁8・・・・吸気絞り用アクチュエータ9・・・・吸気絞り弁開度センサ10・・・排気枝管11・・・排気管12・・・パティキュレートフィルタ13・・・圧力センサ14・・・EGR通路15・・・EGR弁 7 ... intake throttle valve 8 .... intake throttle actuator 9 ... intake throttle valve opening sensor 10 ... exhaust manifold 11 ... exhaust pipe 12 ... particulate filter 13, ... pressure sensor 14 ··· EGR passage 15 ··· EGR valve

Claims (11)

  1. 排気中に含まれる有害物質を浄化する排気浄化手段と、 An exhaust purification device for purifying harmful substance contained in exhaust gas,
    前記排気浄化手段上流の排気の圧力を検出する圧力検出手段と、 A pressure detecting means for detecting the pressure of the exhaust gas purification device upstream of the exhaust gas,
    内燃機関の排気系と吸気系とを連通し内燃機関から排出された排気の一部を内燃機関の吸気系へ還流させるEGR通路と、 An EGR passage for recirculating part of exhaust gas discharged from the exhaust system and an intake system and communicating with an internal combustion engine of the internal combustion engine to an intake system of the internal combustion engine,
    前記EGR通路内を流通するEGRガスの流量を調整するEGR弁と、 An EGR valve for adjusting the flow rate of EGR gas flowing through the EGR passage,
    前記内燃機関の運転状態に応じて前記EGR弁の開閉制御を行うEGR弁制御手段と、 An EGR valve control means for opening and closing control of the EGR valve in accordance with the operation state of the internal combustion engine,
    前記EGR弁制御手段が目標とするEGR弁の開度から前記排気浄化手段上流の排気の圧力を推定する圧力推定手段と、 Pressure estimating means for estimating a pressure of the exhaust gas purification device upstream of the exhaust from the opening of the EGR valve, wherein the EGR valve control means with the target,
    前記圧力推定手段により推定された排気の圧力に基づいてEGR弁が正常であるとすることができる圧力の範囲を算出する許容値算出手段と、 A permissible value calculating means for calculating the range of pressures that can be EGR valve is assumed to be normal based on the pressure of exhaust gas estimated by the pressure estimating means,
    前記圧力検出手段により検出された値が前記許容値算出手段により算出された圧力の範囲外である場合にEGR弁の開閉異常であると判定する異常判定手段と、 And abnormality determining means for determining that the closing abnormality of the EGR valve when the detected value by the pressure detecting means is outside the range of the pressure calculated by the allowable value calculating means,
    を備えることを特徴とする内燃機関の異常判定装置。 Abnormality determination device for an internal combustion engine, characterized in that it comprises a.
  2. 前記異常判定手段は、前記圧力検出手段により検出された値が前記許容値算出手段により算出された圧力の範囲よりも大きい場合には、前記EGR弁の開度は前記EGR弁制御手段が要求した開度よりも小さく、一方、前記圧力検出手段により検出された値が前記許容値算出手段により算出された圧力の範囲よりも小さい場合には、前記EGR弁の開度は前記EGR弁制御手段が要求した開度よりも大きいと判定することを特徴とする請求項に記載の内燃機関の異常判定装置。 The abnormality determining unit, when the detected value by the pressure detecting means is greater than the range of the pressure calculated by the allowable value calculating means, the opening degree of the EGR valve demanded that the EGR valve control means smaller than the opening degree, whereas, wherein when the detected value by the pressure detecting means is smaller than the range of the pressure calculated by the allowable value calculating means, the opening degree of the EGR valve is the EGR valve control means abnormality determination device for an internal combustion engine according to claim 1, characterized in that determined to be greater than the requested degree.
  3. 排気中に含まれる有害物質を浄化する排気浄化手段と、 An exhaust purification device for purifying harmful substance contained in exhaust gas,
    前記排気浄化手段上流及び下流の排気の圧力差を検出する差圧センサと、 A differential pressure sensor for detecting the pressure difference of the exhaust gas purification device upstream and downstream of the exhaust,
    内燃機関の排気系と吸気系とを連通し内燃機関から排出された排気の一部を内燃機関の吸気系へ還流させるEGR通路と、 An EGR passage for recirculating part of exhaust gas discharged from the exhaust system and an intake system and communicating with an internal combustion engine of the internal combustion engine to an intake system of the internal combustion engine,
    前記EGR通路内を流通するEGRガスの流量を調整するEGR弁と、 An EGR valve for adjusting the flow rate of EGR gas flowing through the EGR passage,
    前記内燃機関の運転状態に応じて前記EGR弁の開閉制御を行うEGR弁制御手段と、 An EGR valve control means for opening and closing control of the EGR valve in accordance with the operation state of the internal combustion engine,
    前記EGR弁制御手段が目標とするEGR弁の開度から前記排気浄化手段上流及び下流の排気の圧力差を推定する圧力差推定手段と、 A pressure difference estimation means for estimating the pressure difference of the exhaust gas purification device upstream and downstream of the exhaust from the opening of the EGR valve, wherein the EGR valve control means with the target,
    前記圧力差推定手段により推定された排気の圧力差に基づいてEGR弁が正常であるとすることができる圧力差の範囲を算出する許容値算出手段と、 A permissible value calculating means for calculating the range of the pressure differential can be EGR valve is assumed to be normal based on the pressure difference of exhaust gas estimated by said pressure difference estimation means,
    前記差圧センサにより検出された値が前記許容値算出手段により算出された圧力差の範囲外である場合にEGR弁の開閉異常であると判定する異常判定手段と、 And abnormality determining means for determining that the closing abnormality of the EGR valve when the value detected by the differential pressure sensor is outside the range of the pressure difference calculated by the allowable value calculating means,
    を備えることを特徴とする内燃機関の異常判定装置。 Abnormality determination device for an internal combustion engine, characterized in that it comprises a.
  4. 前記異常判定手段は、前記差圧センサにより検出された値が前記許容値算出手段により算出された圧力差の範囲よりも大きい場合には、前記EGR弁の開度は前記EGR弁制御手段が要求した開度よりも小さく、一方、前記差圧センサにより検出された値が前記許容値算出手段により算出された圧力差の範囲よりも小さい場合には、前記EGR弁の開度は前記EGR弁制御手段が要求した開度よりも大きいと判定することを特徴とする請求項に記載の内燃機関の異常判定装置。 The abnormality determining means, when said difference detected by the pressure sensor value is greater than the range of the pressure difference calculated by the allowable value calculating means, the opening degree of the EGR valve is required the EGR valve control means smaller than the opening, on the other hand, if the difference value detected by the pressure sensor is smaller than the range of the pressure difference calculated by the allowable value calculating means, the opening degree of the EGR valve is the EGR valve control abnormality determination device for an internal combustion engine according to claim 3, characterized in that determined to be greater than the opening means is requested.
  5. 再循環するEGRガス量を増大させて煤の発生量が最大となった後に更にEGRガス量を増大させる低温燃焼とEGRガス量を増大させる前の通常燃焼とを切換え可能な燃焼方法選択手段をさらに備え、前記異常判定手段は、通常燃焼と低温燃焼とが切り換わるときに異常判定を行うことを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の内燃機関の異常判定装置。 Further combustion method selecting means capable of switching the previous normal combustion to increase the low temperature combustion and the amount of EGR gas to increase the EGR gas amount after the generation amount of recirculated by increasing the EGR gas amount Soot is maximized further comprising, said abnormality determining means, the abnormality determination device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the abnormality determination when the switches and the normal combustion and low temperature combustion.
  6. 排気中に含まれる有害物質を浄化する排気浄化手段と、 An exhaust purification device for purifying harmful substance contained in exhaust gas,
    前記排気浄化手段上流の排気の圧力を検出する圧力検出手段と、 A pressure detecting means for detecting the pressure of the exhaust gas purification device upstream of the exhaust gas,
    内燃機関の吸気系に流通する新気の量を調整する吸気絞り弁と、 An intake throttle valve for adjusting the amount of fresh air flowing in an intake system of an internal combustion engine,
    前記内燃機関の運転状態に応じて前記吸気絞り弁の開閉制御を行う吸気絞り弁制御手段と、 An intake throttle valve control means for opening and closing control of the intake throttle valve in accordance with the operating condition of the internal combustion engine,
    前記吸気絞り弁制御手段が目標とする吸気絞り弁の開度から前記排気浄化手段上流の排気の圧力を推定する圧力推定手段と、 Pressure estimating means for estimating a pressure of the exhaust gas purification device upstream of the exhaust from the opening degree of the intake throttle valve, wherein the intake throttle valve control means and the target,
    前記圧力推定手段により推定された排気の圧力に基づいて吸気絞り弁が正常であるとすることができる圧力の範囲を算出する許容値算出手段と、 A permissible value calculating means for calculating the range of pressures that can intake throttle valve is to be normal based on the pressure of exhaust gas estimated by the pressure estimating means,
    前記圧力検出手段により検出された値が前記許容値算出手段により算出された圧力の範囲外である場合に吸気絞り弁の開閉異常であると判定する異常判定手段と、 And abnormality determining means for determining that the detected value is a closing abnormality of the intake throttle valve if it is outside the range of the calculated pressure by the allowable value calculating means by said pressure detecting means,
    を備えることを特徴とする内燃機関の異常判定装置。 Abnormality determination device for an internal combustion engine, characterized in that it comprises a.
  7. 前記異常判定手段は、前記圧力検出手段により検出された値が前記許容値算出手段により算出された圧力の範囲よりも大きい場合には、前記吸気絞り弁の開度は前記吸気絞り弁制御手段が要求した開度よりも大きく、一方、前記圧力検出手段により検出された値が前記許容値算出手段により算出された圧力の範囲よりも小さい場合には、前記吸気絞り弁の開度は前記吸気絞り弁制御手段が要求した開度よりも小さいと判定することを特徴とする請求項に記載の内燃機関の異常判定装置。 The abnormality determination means, wherein when the detected value by the pressure detecting means is greater than the range of the pressure calculated by the allowable value calculating means, the opening degree of the intake throttle valve has the intake throttle valve control means It requested greater than the opening degree, whereas, wherein when the detected value by the pressure detecting means is smaller than the range of the pressure calculated by the allowable value calculating means, the opening degree of the intake throttle valve the intake throttle abnormality determination device for an internal combustion engine according to claim 6, characterized in that determined to be smaller than the opening degree of the valve control means has requested.
  8. 排気中に含まれる有害物質を浄化する排気浄化手段と、 An exhaust purification device for purifying harmful substance contained in exhaust gas,
    前記排気浄化手段上流及び下流の排気の圧力差を検出する差圧センサと、 A differential pressure sensor for detecting the pressure difference of the exhaust gas purification device upstream and downstream of the exhaust,
    内燃機関の吸気系に流通する新気の量を調整する吸気絞り弁と、 An intake throttle valve for adjusting the amount of fresh air flowing in an intake system of an internal combustion engine,
    前記内燃機関の運転状態に応じて前記吸気絞り弁の開閉制御を行う吸気絞り弁制御手段と、 An intake throttle valve control means for opening and closing control of the intake throttle valve in accordance with the operating condition of the internal combustion engine,
    前記吸気絞り弁制御手段が目標とする吸気絞り弁の開度から前記排気浄化手段上流及び下流の排気の圧力差を推定する圧力差推定手段と、 A pressure difference estimation means for estimating the pressure difference of the exhaust gas purification device upstream and downstream of the exhaust from the opening degree of the intake throttle valve, wherein the intake throttle valve control means and the target,
    前記圧力差推定手段により推定された排気の圧力差に基づいて吸気絞り弁が正常であるとすることができる圧力差の範囲を算出する許容値算出手段と、 A permissible value calculating means for calculating the range of the pressure differential can be the intake throttle valve is to be normal based on the pressure difference of the estimated exhaust gas by said pressure difference estimation means,
    前記差圧センサにより検出された値が前記許容値算出手段により算出された圧力差の範囲外である場合に吸気絞り弁の開閉異常であると判定する異常判定手段と、 And abnormality determining means for determining a value detected by the differential pressure sensor is a closing abnormality of the intake throttle valve if it is outside the range of the pressure difference calculated by the allowable value calculating means,
    を備えることを特徴とする内燃機関の異常判定装置。 Abnormality determination device for an internal combustion engine, characterized in that it comprises a.
  9. 前記異常判定手段は、前記差圧センサにより検出された値が前記許容値算出手段により算出された圧力差の範囲よりも大きい場合には、前記吸気絞り弁の開度は前記吸気絞り弁制御手段が要求した開度よりも大きく、一方、前記差圧センサにより検出された値が前記許容値算出手段により算出された圧力差の範囲よりも小さい場合には、前記吸気絞り弁の開度は前記吸気絞り弁制御手段が要求した開度よりも小さいと判定することを特徴とする請求項に記載の内燃機関の異常判定装置。 The abnormality determining means, when said difference detected value by the pressure sensor is greater than the range of the pressure difference calculated by the allowable value calculating means, the opening degree of the intake throttle valve the intake throttle valve control means There greater than the opening degree that requested, on the other hand, when the difference detected by the pressure sensor value is less than the range of the pressure difference calculated by the allowable value calculating means, the opening degree of the intake throttle valve is the abnormality determination device for an internal combustion engine according to claim 8, characterized in that determined to be smaller than the opening degree of the intake throttle valve control unit has requested.
  10. 前記排気浄化手段は、排気の空燃比がリーンのときにNOxを吸蔵し、還元剤の存在下で吸蔵していたNOxを還元するNOx触媒が担持され排気に含まれる粒子状物質を一時捕集可能なフィルタであり、前記内燃機関は、前記フィルタに還元剤を供給する還元剤供給手段をさらに備え、前記異常判定手段は、還元剤供給手段からフィルタへ還元剤が供給されているときに異常判定を行うことを特徴とする請求項1乃至9の何れかに記載の内燃機関の異常判定装置。 The exhaust gas purifying means, air-fuel ratio of the exhaust gas is occludes NOx when the lean, NOx catalyst for reducing occluded have the NOx is carried in the presence of a reducing agent one o'clock collecting particulate matter contained in exhaust gas a possible filter, the internal combustion engine, further comprising a reducing agent supply means for supplying a reducing agent to the filter, the abnormality determining means, the abnormality when the reducing agent from the reducing agent supply means to the filter is supplied abnormality determination device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the determination.
  11. 前記排気浄化手段は、排気に含まれる粒子状物質を一時捕集可能なフィルタであり、前記フィルタに捕集された粒子状物質の捕集量を検出する捕集量検出手段をさらに備え、前記異常判定手段は、前記捕集量検出手段により検出される粒子状物質の量が多くなる程、前記許容値算出手段の算出値が大きくなるように補正をして異常判定を行うことを特徴とする請求項1乃至10の何れかに記載の内燃機関の異常判定装置。 The exhaust gas purifying means is temporary collection can filter particulate matter contained in the exhaust, further comprising a collection amount detection means for detecting a collection amount of particulates trapped in the filter, the abnormality determining means includes a wherein said amount of particulate matter detected by the collecting quantity detection means higher the increase, carrying out the abnormality determination by the correction so calculated value increases the allowable value calculating means abnormality determination device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 10.
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