JP4605510B2 - Exhaust gas recirculation device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の排気ガス還流(EGR)装置、特にEGRクーラを備えた内燃機関の排気ガス還流装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas recirculation (EGR) device for an internal combustion engine, and more particularly to an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine equipped with an EGR cooler.
一般に、内燃機関の排気ガス中のNOxを低減するために用いられるEGR装置においては、還流排気ガス(EGRガス)の導入により新気量が低減する結果、特にディーゼルエンジンにおいてスモークが発生し易くなることが知られている。そこで、これに対応するためにEGRクーラを設け、高温のEGRガスを冷却して体積を減少させることにより、新気量の増大を図りスモークの発生を抑制するようにしている。 In general, in an EGR device used to reduce NOx in exhaust gas of an internal combustion engine, introduction of recirculated exhaust gas (EGR gas) reduces the amount of fresh air, so that smoke is likely to be generated particularly in diesel engines. It is known. Therefore, in order to cope with this, an EGR cooler is provided, and the hot EGR gas is cooled to reduce the volume, thereby increasing the amount of fresh air and suppressing the generation of smoke.
かかるEGRクーラを備えたEGR装置としては、例えば、特許文献1に記載のように、エンジンの排気通路と吸気通路とを連通する排気ガス還流通路に、EGRクーラを備えた冷却通路と冷却通路をバイパスするバイパス通路とを設け、冷却通路のEGRクーラ上流側にEGRクーラへのEGRガスの流入を規制するための開閉弁を設けたものが知られている。 As an EGR device provided with such an EGR cooler, for example, as disclosed in Patent Document 1, an exhaust gas recirculation passage that connects an exhaust passage and an intake passage of an engine is provided with a cooling passage and a cooling passage provided with an EGR cooler. 2. Description of the Related Art A bypass passage that bypasses and an opening / closing valve for regulating the inflow of EGR gas to the EGR cooler is known on the upstream side of the EGR cooler in the cooling passage.
ところで、このようなEGRクーラにおいては、その長期間に亘る使用によりその熱交換部に、EGRガス中の「すす」や未燃炭化水素(未燃HC)等が付着ないしは堆積し、冷却性能の低下、換言すると、冷却異常が生ずることが知られている。そこで、このような冷却異常を検出する装置を備えた内燃機関の排気ガス還流装置が、特許文献2および特許文献3に開示されている。 By the way, in such an EGR cooler, “soot” in the EGR gas, unburned hydrocarbon (unburned HC), etc. adheres to or accumulates on the heat exchange part due to its long-term use, and cooling performance is improved. It is known that a decrease, in other words, a cooling abnormality occurs. Therefore, Patent Document 2 and Patent Document 3 disclose an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine provided with a device for detecting such a cooling abnormality.
ここで、特許文献2に開示されたものは、EGRクーラの上流側および下流側に、それぞれ、第1および第2の温度センサまたは圧力センサを設け、両センサの検出値の差が所定値以上のときに冷却異常として警報するようにしている。但し、この特許文献2に開示の排気ガス還流装置はEGRクーラをバイパスするバイパス通路を備えていない。 Here, what is disclosed in Patent Document 2 is provided with first and second temperature sensors or pressure sensors on the upstream side and the downstream side of the EGR cooler, respectively, and the difference between the detection values of both sensors is a predetermined value or more. At this time, an alarm is given as an abnormal cooling. However, the exhaust gas recirculation device disclosed in Patent Document 2 does not include a bypass passage that bypasses the EGR cooler.
また、特許文献3に開示されたものは、EGRクーラの出ガス温度を計測する温度センサを備え,エンジンの運転状態から推定される正常時のEGRクーラ出ガス温度よりも計測された温度が一定値以上高いときに、冷却異常と判断するようにしている。 Moreover, what was disclosed by patent document 3 is equipped with the temperature sensor which measures the outgas temperature of an EGR cooler, and the temperature measured from the EGR cooler outgas temperature in the normal time estimated from an engine operating state is constant. When the value is higher than the value, it is determined that the cooling is abnormal.
しかしながら、上述の特許文献2に開示されたものは、EGRクーラの上流側および下流側に、それぞれ、第1および第2の温度センサまたは圧力センサを2本設けたものであるので、その分コストアップするという問題を有している。 However, the one disclosed in Patent Document 2 described above is provided with two first and second temperature sensors or pressure sensors on the upstream side and the downstream side of the EGR cooler, respectively. Have the problem of up.
一方、特許文献3に開示されたものは、EGRクーラの出ガス温度を計測する温度センサ1本のみであり、上述のコストアップを避ける意味では有効であるが、EGRクーラの出ガスの正常時の温度をエンジンの運転状態からの推定値に依っていることから、その判断の信頼性に乏しく誤診断が行なわれるおそれがある。EGRガスの温度はエンジンの運転状態のみならず、車両の走行速度や機関温度等の影響を受けて変動するからである。 On the other hand, what is disclosed in Patent Document 3 is only one temperature sensor for measuring the temperature of the gas discharged from the EGR cooler, which is effective in terms of avoiding the cost increase described above, but when the gas discharged from the EGR cooler is normal. Since this temperature depends on the estimated value from the operating state of the engine, there is a risk that the determination is not reliable and a misdiagnosis may be performed. This is because the temperature of the EGR gas fluctuates due to not only the operating state of the engine but also the influence of the traveling speed of the vehicle and the engine temperature.
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、EGRクーラの冷却異常をより正確に診断することができる内燃機関の排気ガス還流装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine that can more accurately diagnose an EGR cooler cooling abnormality.
上記課題を達成するための本発明の一形態に係る内燃機関の排気ガス還流装置は、エンジンの排気通路と吸気通路とを連通する排気ガス還流通路に、排気ガス循環量を制御するEGR制御弁と還流排気ガスを冷却するEGRクーラとを備えると共に、該EGRクーラをバイパスするバイパス通路と該バイパス通路への流入を制御する切替え制御弁を備える内燃機関の排気ガス還流装置において、前記切替え制御弁の下流側に設けられた温度検出手段と、所定時に前記切替え制御弁を切替え作動させる切替え制御弁作動手段と、該切替え制御弁作動手段による前記切替え制御弁の切替え作動の前後において前記温度検出手段により検出される温度の差に基づいて、前記EGRクーラの冷却異常を診断する診断手段と、を備えることを特徴とする。 An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes an EGR control valve that controls an exhaust gas circulation amount in an exhaust gas recirculation passage that connects an exhaust passage and an intake passage of the engine. And an EGR cooler that cools the recirculated exhaust gas, and a bypass passage that bypasses the EGR cooler and a switching control valve that controls the inflow into the bypass passage. Temperature detecting means provided on the downstream side of the switch, switching control valve operating means for switching the switching control valve at a predetermined time, and the temperature detecting means before and after switching operation of the switching control valve by the switching control valve operating means Diagnostic means for diagnosing a cooling abnormality of the EGR cooler based on the temperature difference detected by
本発明の一形態に係る内燃機関の排気ガス還流装置によれば、切替え制御弁作動手段により所定時に切替え制御弁が切替え作動されると、排気ガス還流通路に備えられたEGRクーラを通過していた還流排気ガスがEGRクーラをバイパスするバイパス通路に流入するように切替えられる。そして、この切替え作動の前後における還流排気ガスの温度が切替え制御弁の下流側に設けられた温度検出手段により検出される。詳しくは、EGRクーラを通過した還流排気ガスの温度と、バイパス通路を通過しEGRクーラを通過しない還流排気ガスの温度とが検出される。さらに、かかる両者の温度差に基づいて診断手段によりEGRクーラの冷却異常が診断される。詳しくは、切替え制御弁の切替え作動の前後における温度の差が大きいときは、還流排気ガスがEGRクーラを通過して冷却された結果であり、EGRクーラが正常に機能していると診断される。逆に、その前後における温度差が小さいときは、還流排気ガスがEGRクーラを通過したにもかかわらず冷却されなかった結果であり、EGRクーラが冷却異常であると診断される。 According to the exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to an aspect of the present invention, when the switching control valve is switched at a predetermined time by the switching control valve operating means, the EGR cooler provided in the exhaust gas recirculation passage is passed. The recirculated exhaust gas is switched so as to flow into a bypass passage that bypasses the EGR cooler. Then, the temperature of the recirculated exhaust gas before and after the switching operation is detected by temperature detecting means provided on the downstream side of the switching control valve. Specifically, the temperature of the recirculated exhaust gas that has passed through the EGR cooler and the temperature of the recirculated exhaust gas that has passed through the bypass passage and does not pass through the EGR cooler are detected. Furthermore, the cooling abnormality of the EGR cooler is diagnosed by the diagnostic means based on the temperature difference between the two. Specifically, when the temperature difference between before and after the switching operation of the switching control valve is large, it is a result of cooling the recirculated exhaust gas through the EGR cooler, and it is diagnosed that the EGR cooler is functioning normally. . On the contrary, when the temperature difference before and after that is small, it is a result that the recirculated exhaust gas has not been cooled despite passing through the EGR cooler, and it is diagnosed that the EGR cooler is abnormal in cooling.
このように、上記構成によれば、切替え制御弁の下流側に設けられた温度検出手段は一つでありながら、EGRクーラの冷却異常を正確に診断することができるのである。 Thus, according to the above configuration, the cooling abnormality of the EGR cooler can be accurately diagnosed while only one temperature detecting means is provided on the downstream side of the switching control valve.
ここで、前記所定時は、エンジンが定常状態にあるときであることが好ましい。 Here, the predetermined time is preferably when the engine is in a steady state.
この形態によれば、エンジンが過渡状態にあるときに比べ、還流排気ガスの量および温度がほぼ一定であるので、EGRクーラの冷却異常をより正確に診断することができる。 According to this aspect, since the amount and temperature of the recirculated exhaust gas are substantially constant as compared with when the engine is in a transient state, it is possible to more accurately diagnose the cooling abnormality of the EGR cooler.
また、上記課題を達成するための本発明の他の形態に係る内燃機関の排気ガス還流装置は、エンジンの排気通路と吸気通路とを連通する排気ガス還流通路に、排気ガス循環量を制御するEGR制御弁と還流排気ガスを冷却するEGRクーラとを備えると共に、該EGRクーラをバイパスするバイパス通路と該バイパス通路への流入を制御する切替え制御弁を備える内燃機関の排気ガス還流装置において、吸入空気量を計測する吸入空気量計測手段と、車両減速時に前記EGR制御弁を全開にするEGR制御弁全開手段と、車両減速中の所定時に前記切替え制御弁を切替え作動させる切替え制御弁作動手段と、該切替え制御弁作動手段による前記切替え制御弁の切替え作動の前後において前記吸入空気量計測手段により計測される吸入空気量の差に基づいて、前記EGRクーラの冷却異常を診断する診断手段と、を備えることを特徴とする。 An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to another embodiment of the present invention for achieving the above object controls an exhaust gas circulation amount in an exhaust gas recirculation passage that connects the exhaust passage and the intake passage of the engine. In an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine, which includes an EGR control valve and an EGR cooler that cools the recirculated exhaust gas, a bypass passage that bypasses the EGR cooler, and a switching control valve that controls the inflow to the bypass passage. An intake air amount measuring means for measuring an air amount, an EGR control valve fully opening means for fully opening the EGR control valve when the vehicle decelerates, and a switching control valve operating means for switching the switching control valve at a predetermined time during vehicle deceleration The intake air amount measured by the intake air amount measuring means before and after the switching operation of the switching control valve by the switching control valve operating means. Based on, characterized in that it comprises a diagnostic means for diagnosing a cooling abnormality of the EGR cooler.
本発明の他の形態に係る内燃機関の排気ガス還流装置によれば、車両減速時にEGR制御弁全開手段によりEGR制御弁が全開にされ、そして、その車両減速中の所定時に切替え制御弁作動手段により切替え制御弁が切替え作動されると、排気ガス還流通路に備えられたEGRクーラを通過していた還流排気ガスがEGRクーラをバイパスするバイパス通路に流入するように切替えられる。そして、この切替え作動の前後における吸入空気量が吸入空気量計測手段により計測される。詳しくは、還流排気ガスがEGRクーラを通過しているときの吸入空気量と、還流排気ガスがバイパス通路を通過しEGRクーラを通過していないときの吸入空気量とが検出される。さらに、かかる両者の吸入空気量の差に基づいて診断手段によりEGRクーラの冷却異常が診断される。詳しくは、切替え制御弁の切替え作動の前後における吸入空気量の差が大きいときは、還流排気ガスがEGRクーラを通過して冷却されて密度が大きくすなわち体積が減少し吸入空気量が増大した結果であり、EGRクーラが正常に機能していると診断される。逆に、その前後における吸入空気量の差が小さいときは、還流排気ガスがEGRクーラを通過したにもかかわらず冷却されず密度ないしは体積の変化がなく吸入空気量がほとんど変化しなかった結果であり、EGRクーラが冷却異常であると診断される。 According to the exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to another aspect of the present invention, the EGR control valve is fully opened by the EGR control valve fully opening means when the vehicle is decelerated, and the switching control valve operating means is at a predetermined time during the vehicle deceleration. When the switching control valve is switched, the recirculated exhaust gas that has passed through the EGR cooler provided in the exhaust gas recirculation passage is switched so as to flow into the bypass passage that bypasses the EGR cooler. Then, the intake air amount before and after the switching operation is measured by the intake air amount measuring means. Specifically, the intake air amount when the recirculated exhaust gas passes through the EGR cooler and the intake air amount when the recirculated exhaust gas passes through the bypass passage and does not pass through the EGR cooler are detected. Furthermore, the cooling abnormality of the EGR cooler is diagnosed by the diagnostic means based on the difference between the intake air amounts. Specifically, when the difference in the intake air amount before and after the switching operation of the switching control valve is large, the result is that the recirculated exhaust gas passes through the EGR cooler and is cooled to increase the density, that is, the volume decreases and the intake air amount increases. It is diagnosed that the EGR cooler is functioning normally. On the contrary, when the difference in the intake air amount before and after that is small, there is no change in density or volume due to the recirculated exhaust gas passing through the EGR cooler, and there is almost no change in the intake air amount. Yes, the EGR cooler is diagnosed as having a cooling abnormality.
このように、上記構成によれば、温度検出手段を用いることなく、既存の装置を用いながら、EGRクーラの冷却異常を正確に診断することができる。 Thus, according to the above configuration, it is possible to accurately diagnose the cooling abnormality of the EGR cooler while using an existing apparatus without using the temperature detecting means.
なお、前記吸入空気量計測手段により計測される吸入空気量は、エンジンの一回転当たりの吸入空気量であることが好ましい。 The intake air amount measured by the intake air amount measuring means is preferably the intake air amount per one rotation of the engine.
この形態によれば、車両減速時におけるエンジン回転数に依存しない吸入空気量での対比が可能であり、EGRクーラの冷却異常をより正確に診断することができるのである。 According to this aspect, it is possible to make a comparison with the intake air amount that does not depend on the engine speed when the vehicle is decelerated, and it is possible to more accurately diagnose the cooling abnormality of the EGR cooler.
以下、本発明に係る内燃機関の排気ガス還流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, specific embodiments of an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態に係る内燃機関の排気ガス還流装置を適用するエンジン100とその吸・排気系の概略構成を示す側断面模式図である。なお、図1に示すエンジン100は、水冷式の4サイクル・ディーゼルエンジンである。
FIG. 1 is a side cross-sectional schematic diagram showing a schematic configuration of an
エンジン100には、気筒102内へ燃料の軽油を噴射する燃料噴射弁104が備えられている。また、エンジン100には、吸気通路106が連通されている。吸気通路106には、該吸気通路106内を流通する吸気の流量を調節する吸気絞り弁108が設けられている。また、吸気絞り弁108よりも上流の吸気通路106の途中には、該吸気通路106を通過する吸入空気量に応じた信号を出力する吸入空気量計測手段としてのエアフローメータ110が取り付けられている。このエアフローメータ110の出力信号によりエンジン100の吸入新気量を得ることができる。
The
一方、エンジン100には、排気通路112が連通されている。この排気通路112は、下流にて大気へと通じている。
On the other hand, an
また、エンジン100には、排気ガス還流装置120(以下、EGR装置120という。)が備えられている。このEGR装置120は、エンジン100の排気通路112と吸気通路106とを連通する排気ガス還流通路122(以下、EGR通路122という。)に、排気ガス還流量を制御するEGR制御弁124と還流排気ガスを冷却するEGRクーラ126とを備えると共に、該EGRクーラ126をバイパスするバイパス通路128と該バイパス通路128への流入を制御する切替え制御弁129を備えて構成されている。そして、本実施の形態では、切替え制御弁129がEGRクーラ126の下流側の、バイパス通路128とEGR通路122との合流部に設けられ、さらに、切替え制御弁129の下流側でEGR制御弁124の上流側に温度検出手段としての温度センサ130が設けられている。EGR通路122は、排気通路112と吸気通路106とを連通しており、このEGR通路122を通って、排気通路112内を流通する排気の一部(以下、EGRガスともいう。)が吸気通路106へ還流ないしは再循環される。
Further, the
EGR通路122には、排気通路112側から順に、EGRクーラ126、切替え制御弁129、温度センサ130、EGR制御弁124が配設されている。そして、バイパス通路128の一端は、EGRクーラ126の上流のEGR通路122に連通され、他端はEGRクーラ126の下流の、切替え制御弁129が配置されたEGR通路122に連通されている。
In the
EGRクーラ126には、例えば、エンジン100の冷却水が循環しており、該EGRクーラ126においてEGRガスとエンジン100の冷却水とで熱交換が行われEGRガスが冷却される。切替え制御弁129は、後述するECU200からの信号により作動し、EGRガスの全体量に対してEGRクーラ126およびバイパス通路128を通過するEGRガス量の割合を変更する弁である。ここで、EGRガス量の割合の変更とは、完全に切替える場合も含んでいる。温度センサ130は、EGR通路122を流通するEGRガスの温度に応じた信号を出力する。EGR制御弁124は、後述するECU200からの信号により開閉し、該EGR通路122内を流通するEGRガスの流量を調整する。
For example, cooling water for the
また、エンジン100には該エンジン100を制御するための電子制御ユニットであるECU200が併設されている。このECU200は、エンジン100の運転条件や運転者の要求に応じてエンジン100の運転状態を制御するユニットである。
The
ECU200には、エアフローメータ110およびEGRガスの温度センサ130の他、アクセル開度に応じた信号を出力するアクセル開度センサ140や不図示のエンジン回転数センサ、車速センサ、冷却水温センサ等が電気配線を介して接続され、該センサ等の出力信号が入力されるようになっている。このアクセル開度センサ140によりエンジン100に与えられる要求負荷を得ることができる。なお、燃料噴射弁104から噴射される燃料量に基づいてエンジン100に与えられる負荷を得ることもできる。
In addition to the
一方、ECU200には、燃料噴射弁104、吸気絞り弁108、切替え制御弁129、およびEGR制御弁124が電気配線を介して接続され、ECU200によりこれらを制御することが可能になっている。そして、吸気絞り弁108の開閉操作によってEGRガス量を含めて機関燃焼に供される吸気量を調整できる。
On the other hand, the
上記構成になる本実施形態において、EGRクーラ126の冷却異常を診断する制御手順の一例を図2のフローチャートを参照して説明する。なお、この診断はエンジン100がスタートされてから停止されるまでの、いわゆる、ワントリップにおいて、例えば、エンジン100の暖機完了後の比較的早い時期に少なくとも一回ないしは所定の周期で数回実行されればよい。従って、診断が正常に完了したときは、診断完了フラグを立てることにより、ワントリップ中における無用な診断を避けるようにしてもよい。この診断の時期ないしは回数については、予めECU200におけるプログラムに設定され得る。
In the present embodiment configured as described above, an example of a control procedure for diagnosing a cooling abnormality of the
そこで、ECU200において設定された時期に診断がスタートすると、ステップS201において、通常走行状態でEGRガスを全量EGRクーラ126に流すように、切替え制御弁129が制御される。そして、次のステップS202においてはEGRガス流量が十分か否かが判定され、十分でないときはこの診断ルーチンが一旦終了される。この十分か否かの判定は、運転状態等に対応させて予め設定されているEGRガス量に基づいて行なうことができ、例えば、EGRガス量に相関するEGR制御弁124の開度や燃料噴射量に基づいて行なうことができる。さらに、EGRガス流量が十分であるときに進む、ステップS203においてはエンジンが定常状態にあるか否かが判定され、定常状態でないときはこの診断ルーチンが一旦終了される。定常状態にあるか否かの判定は、エンジン100の負荷の変動、例えば、前回のルーチンサイクルにおける燃料噴射量と今回のルーチンサイクルにおける燃料噴射量との差が所定値以下であるか否かにより行なうことができる。
Therefore, when the diagnosis starts at the time set in the
そして、エンジンが定常状態にあるときはステップS204に進み、温度センサ130によりEGRクーラ126を通過したEGRガスの温度TAが計測され、記憶される。
When the engine is in a steady state, the process proceeds to step S204, and the temperature TA of the EGR gas that has passed through the
次に、ステップS205に進み、EGRクーラ126に流されていたEGRガスが全量バイパス通路128に流されるように切替え制御弁129が切替え制御される。すなわち、EGRクーラ126をEGRガスが通過しないようにする。そして、次のステップS206においてエンジンの状態に変化があったか否かが判定され、変化があったとき、すなわち、ステップS203で得られた定常状態が最早存在しないときにはこの診断ルーチンが一旦終了される。
Next, the process proceeds to step S205, and the switching
そして、エンジンの状態に変化がないときはステップS207に進み、温度センサ130によりバイパス通路128を通過しEGRクーラ126を通過していないEGRガスの温度TBが計測され、記憶される。
When there is no change in the state of the engine, the process proceeds to step S207, and the temperature TB of the EGR gas that passes through the
さらに、次のステップS208においては、ステップS204で計測され記憶されていたEGRガスの温度TAとステップS207で計測され記憶されていたEGRガスの温度TBとの温度差(ΔT=|TA−TB|)が求められ、所定の閾値αと対比されて冷却異常か否かの診断が行なわれる。すなわち、温度差ΔTが所定の閾値αを超えずに小さいときは、EGRガスがEGRクーラ126を通過したにもかかわらず冷却されなかった結果であり、EGRクーラ126が冷却異常であるとしてステップS209に進み、異常との診断が行なわれる。一方、温度差ΔTが所定の閾値αを超え大きいときはEGRガスがEGRクーラ126を通過して冷却された結果であり、EGRクーラ126が正常に機能しているとしてステップS210に進み、正常と診断される。なお、異常との診断が行なわれたときには所定の処置を施すべく、警報が行なわれるようにしてもよい。
Further, in the next step S208, the temperature difference (ΔT = | TA−TB |) between the temperature TA of the EGR gas measured and stored in step S204 and the temperature TB of the EGR gas measured and stored in step S207. ) Is obtained and compared with a predetermined threshold value α to diagnose whether or not there is a cooling abnormality. That is, when the temperature difference ΔT is small without exceeding the predetermined threshold value α, it is a result that the EGR gas has not been cooled even though it has passed through the
ここで、図3は、上述の診断手順における関係部位の制御量の変化の様子と温度センサ130により計測されるEGRガス温度の変化の様子とを示したタイムチャートである。図3の(A)は燃料噴射弁104からの燃料噴射量、(B)はEGR制御弁124の開度、(C)は切替え制御弁129の作動位置、(D)は温度センサ130により計測されるEGRガスの温度Tを示している。
Here, FIG. 3 is a time chart showing a state of change in the control amount of the related part and a state of change in the EGR gas temperature measured by the
図3から明らかなように、診断ルーチンは燃料噴射弁104からの燃料噴射量およびEGR制御弁124の開度が一定のエンジン定常状態において実行され、そして、EGRガスがEGRクーラ126側を流れるように切替え制御弁129が位置されている間の所定時刻taにおいて、EGRクーラ126を通過したEGRガスの温度TAが温度センサ130により計測され、記憶される。また、EGRガスがバイパス通路128側を流れるように切替え制御弁129が位置されている間の所定時刻tbにおいて、EGRクーラ126を通過せずにバイパス通路128を通過したEGRガスの温度TBが温度センサ130により計測され、記憶される。そして、その後、図3には示されていないが、上述のEGRクーラ126が正常に機能しているか否かの診断が行なわれるのである。
As is apparent from FIG. 3, the diagnosis routine is executed in a steady engine state in which the fuel injection amount from the
なお、図3には、温度差ΔT=|TA−TB|が所定の大きさを有すEGRクーラ126が正常に機能している状態が実線(冷却異常のときは破線となる)で示されている。 In FIG. 3, a state in which the EGR cooler 126 in which the temperature difference ΔT = | TA−TB | has a predetermined magnitude is functioning normally is indicated by a solid line (a broken line when cooling is abnormal). ing.
次に、本発明の他の実施形態について図1、図4および図5を参照して説明する。前実施形態においては、温度センサ130を用いてEGRクーラ126の冷却異常の診断を行なうようにしたが、本実施形態ではかかる温度センサを用いることなく診断を行なうようにしたものであり、その他のハードウェアについては、前実施形態と共通なので重複説明を避ける。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1, FIG. 4, and FIG. In the previous embodiment, the cooling abnormality of the
そこで、前実施形態と同様に、ECU200において設定された時期に診断がスタートすると、ステップS401において、通常走行状態でEGRガスを全量EGRクーラ126に流すように、切替え制御弁129が制御される。そして、次のステップS402においては車両が減速状態にあるか否かが判定され、減速状態でないときはこの診断ルーチンは一旦終了される。この減速状態か否かの判定は、周知のように、アクセル開度、エンジン回転数、車速および燃料噴射量等に基づいて行なうことができる。さらに、車両が減速状態であるときはステップS403に進み、EGR制御弁124が全開にされる。そして、この減速状態にあるときの吸入空気量GnAがエアフローメータ110の出力値に基づいて計測され記憶される。
Therefore, as in the previous embodiment, when the diagnosis starts at the time set in the
その後、ステップS405において、排気ガス還流通路122に備えられたEGRクーラ126を通過していたEGRガスがEGRクーラ126をバイパスするバイパス通路128に流入するように、切替え制御弁129が一時的にt0間、切替え作動される。そして、次のステップS406において、切替え制御弁129の切替え作動の後における吸入空気量GnBがエアフローメータ110により計測され記憶される。
Thereafter, in step S405, the switching
さらに、次のステップS407においては、ステップS404で計測され記憶されていた吸入空気量GnAとステップS406で計測され記憶されていた吸入空気量GnBとの吸入空気量差(ΔGn=|GnA−GnB|)が求められ、所定の閾値βと対比されて冷却異常か否かの診断が行なわれる。すなわち、吸入空気量差ΔGnが所定の閾値βを超えずに小さいときは、EGRガスがEGRクーラ126を通過したにもかかわらず冷却されなかった結果であり、EGRクーラ126が冷却異常であるとしてステップS408に進み、異常との診断が行なわれる。一方、吸入空気量差ΔGnが所定の閾値βを超え大きいときはEGRガスがEGRクーラ126を通過して冷却された結果であり、EGRクーラ126が正常に機能しているとしてステップS409に進み、正常と診断される。
Further, in the next step S407, the difference in intake air amount (ΔGn = | GnA−GnB |) between the intake air amount GnA measured and stored in step S404 and the intake air amount GnB measured and stored in step S406. ) Is obtained and compared with a predetermined threshold value β to diagnose whether or not there is a cooling abnormality. That is, when the intake air amount difference ΔGn is small without exceeding the predetermined threshold value β, it is a result that the EGR gas has not been cooled despite passing through the
ここで、図5は、上述の診断手順における関係部位の制御量の変化の様子とエアフローメータ110により計測される吸入空気量Gnとの変化の様子とを示したタイムチャートである。図5の(A)は燃料噴射弁104からの燃料噴射量、(B)はEGR制御弁124の開度、(C)は切替え制御弁129の作動位置、(D)は温度センサ130により計測されるEGRガスの温度T、(E)はエアフローメータ110により計測される吸入空気量Gnを示している。
Here, FIG. 5 is a time chart showing the state of change in the control amount of the relevant part and the state of change in the intake air amount Gn measured by the
図5から明らかなように、本実施形態による診断ルーチンは、燃料噴射弁104からの燃料噴射量が停止された車両の減速状態で、かつ、EGR制御弁124の開度が全開の状態において実行され、そして、EGRガスがEGRクーラ126側を流れるように切替え制御弁129が位置されている間の所定時刻tcにおいて、吸入空気量GnAがエアフローメータ110により計測される。そして、その後の所定時刻tdにおいて、排気ガス還流通路122に備えられたEGRクーラ126を通過していたEGRガスがEGRクーラ126をバイパスするバイパス通路128に流入するように、切替え制御弁129が一時的にt0間、切替え作動される。さらに、その一時的に切替え作動中の所定時刻teにおいて、吸入空気量GnBがエアフローメータ110により計測される。そして、その後、図5には示されていないが、上述のEGRクーラ126が正常に機能しているか否かの診断が行なわれるのである。
As is apparent from FIG. 5, the diagnosis routine according to the present embodiment is executed in a deceleration state of the vehicle in which the fuel injection amount from the
ここで、上述の吸入空気量差ΔGnが所定の閾値βを超えるか否かにより、EGRクーラ126の冷却異常の診断ができる理由について補足説明すると、本実施形態においては、車両の減速状態で、かつ、EGR制御弁124の開度が全開の状態において実行されるので、このときエンジン100の気筒102に吸入される吸気量は、排気ガス還流通路122の流路抵抗等により決定されるEGRガスの最大量とエアフローメータ110を通過する新気量とを加えたものとなる。従って、エンジン100の気筒102に吸入されるEGRガス量が多くなるほど新気量は減少し、EGRガス量が少なくなるほど新気量は増加する。
Here, a supplementary explanation will be given as to why the cooling abnormality of the EGR cooler 126 can be diagnosed based on whether or not the intake air amount difference ΔGn exceeds the predetermined threshold value β. In the present embodiment, in the deceleration state of the vehicle, In addition, since the opening of the
ところで、EGRガスがEGRクーラ126に流されてEGRクーラ126での冷却機能が正常に発揮されているときは、その冷却作用によりEGRガスは密度が大きくすなわち体積が減少することになる。このときエンジン100の気筒102に吸入される吸気量は、車両の減速状態でエンジン100の一回転当たりでは一定であるから、そのEGRガスの体積の減少分、新気量が増える。一方、バイパス通路128にEGRガスが流されていないとき、およびEGRクーラ126での冷却機能が発揮されていないときは、EGRガスの密度が小さく体積が大きいままであり、その分新気量が減るのである。
By the way, when the EGR gas is caused to flow through the
ここで、エアフローメータ110を通過する新気量は、吸入空気量Gnとしてエアフローメータ110で計測されること上述の通りであるから、該吸入空気量Gnの変化に基づきEGRクーラ126の冷却異常が診断できるのである。なお、エアフローメータ110により計測される新気量である吸入空気量が、エンジン100の一回転当たりの吸入空気量Gnである本実施形態によれば、車両減速時におけるエンジン回転数に依存しない吸入空気量での対比が可能であり、EGRクーラ126の冷却異常をより正確に診断することができる。
Here, since the amount of fresh air passing through the
なお、上に説明した他の実施形態の一変形例として、図4のフローチャートのステップS404、S406およびS407と図5(D)とに併記するように、エアフローメータ110で計測される吸入空気量Gnを用いずに、または、併用して、前実施の形態と同様に、EGRガスの温度T(切替え前後のTAおよびTA)を計測する温度センサ130を用いてEGRクーラ126の冷却異常を診断することもできる。EGRガスの温度Tを計測する場合には、EGRガスがEGRクーラ126側を流れるように切替え制御弁129が位置されている間の所定時刻tfにおいて、EGRクーラ126を通過したEGRガスの温度TAが温度センサ130により計測され、また、EGRガスがバイパス通路128側を流れるように切替え制御弁129が一時的にt0間、切替え作動されている間の所定時刻teにおいてバイパス通路128を通過したEGRガスの温度TBが温度センサ130により計測されればよい。そして、これらの温度差ΔT=|TA−TB|が所定の閾値γと対比されること前述の実施形態と同じである。このようにすると、さらに正確に診断することができる。
As a modification of the other embodiment described above, the intake air amount measured by the
100 エンジン
106 吸気通路
110 エアフローメータ(吸入空気量計測手段)
112 排気通路
120 排気ガス還流装置(EGR装置)
122 排気ガス還流通路(EGR通路)
124 EGR制御弁
126 EGRクーラ
128 バイパス通路
129 切替え制御弁
130 温度センサ(温度検出手段)
140 アクセル開度センサ140
100
112
122 Exhaust gas recirculation passage (EGR passage)
124
140
Claims (4)
前記切替え制御弁の下流側に設けられた温度検出手段と、
所定時に前記切替え制御弁を切替え作動させる切替え制御弁作動手段と、
該切替え制御弁作動手段による前記切替え制御弁の切替え作動の前後において前記温度検出手段により検出される温度の差と前記EGRクーラが正常に機能していると判断できる予め定められた閾値とに基づいて、前記EGRクーラの冷却異常を診断する診断手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気ガス還流装置。 An exhaust gas recirculation passage communicating the exhaust passage and the intake passage of the engine is provided with an EGR control valve for controlling the exhaust gas circulation amount and an EGR cooler for cooling the recirculated exhaust gas, and a bypass passage for bypassing the EGR cooler; In an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine comprising a switching control valve for controlling the inflow into the bypass passage,
Temperature detecting means provided downstream of the switching control valve;
Switching control valve actuating means for switching the switching control valve at a predetermined time; and
Based on a difference in temperature detected by the temperature detecting means before and after the switching operation of the switching control valve by the switching control valve operating means and a predetermined threshold value that can determine that the EGR cooler is functioning normally. Diagnostic means for diagnosing cooling abnormality of the EGR cooler,
An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine, comprising:
吸入空気量を計測する吸入空気量計測手段と、
車両減速時に前記EGR制御弁を全開にするEGR制御弁全開手段と、
車両減速中の所定時に前記切替え制御弁を切替え作動させる切替え制御弁作動手段と、
該切替え制御弁作動手段による前記切替え制御弁の切替え作動の前後において前記吸入空気量計測手段により計測される吸入空気量の差に基づいて、前記EGRクーラの冷却異常を診断する診断手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気ガス還流装置。 An exhaust gas recirculation passage communicating the exhaust passage and the intake passage of the engine is provided with an EGR control valve for controlling the exhaust gas circulation amount and an EGR cooler for cooling the recirculated exhaust gas, and a bypass passage for bypassing the EGR cooler; In an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine comprising a switching control valve for controlling the inflow into the bypass passage,
An intake air amount measuring means for measuring the intake air amount;
EGR control valve fully opening means for fully opening the EGR control valve when the vehicle decelerates;
Switching control valve operating means for switching the switching control valve at a predetermined time during vehicle deceleration;
Diagnosing means for diagnosing abnormal cooling of the EGR cooler based on a difference in intake air amount measured by the intake air amount measuring means before and after switching operation of the switching control valve by the switching control valve operating means;
An exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine, comprising:
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