JP5348037B2 - 排気還流装置の診断装置 - Google Patents
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Description
請求項1に記載の発明は、内燃機関の排気通路及び吸気通路に接続されて前記排気通路内の排気の一部をEGRガスとして前記吸気通路に還流する還流通路と、同還流通路の途中に設けられて前記EGRガスの流量を調整する制御弁とを備えた排気還流装置に適用されて、同排気還流装置からの排気漏れを診断する診断装置において、前記還流通路と前記排気通路とが接続された排気導入部と前記制御弁との間に設けられて、前記還流通路内のEGRガスを冷却水で冷却するEGRクーラと、前記EGRクーラに設けられて、前記EGRクーラ内部に形成されて前記還流通路に連通する通路内のEGRガス温度を検出する温度センサと、前記制御弁が全閉状態のとき及び前記制御弁が開弁状態のときに前記温度センサで検出される前記EGRガス温度に基づいて前記排気漏れを診断する診断手段とを備え、前記制御弁が開弁状態から全閉状態に変更されることにより生じる前記EGRガス温度の変化について前記排気漏れが無い状態での同EGRガス温度の変化量が判定値として設定されており、前記診断手段は、前記制御弁が全閉状態のとき及び前記制御弁が開弁状態のときに検出したそれら各EGRガス温度の差が前記判定値に満たないときに前記排気漏れがあると診断することをその要旨とする。
以下、この発明にかかる排気還流装置の診断装置を具体化した第1の実施形態について、図1〜図4を参照して詳細に説明する。なお、以下では、流体(吸気、排気、EGRガスなど)が流れていく方向を「下流」といい、「下流」と反対側の方向を「上流」という。
図1に示すように、内燃機関1には吸気通路4が接続されている。吸気通路4の上流側には吸入空気量を調量する吸気絞り弁3が設けられている。また、内燃機関1には排気通路6が接続されており、この排気通路6の途中には、排気を浄化する排気浄化触媒7が設けられている。
この排気還流装置20は、排気浄化触媒7よりも排気上流側の排気通路6と吸気絞り弁3よりも吸気下流側の吸気通路4との間を連通させる還流通路21と、同還流通路21の途中に設けられるEGRクーラ22と、還流通路21の途中にあってEGRクーラ22と吸気通路4との間に設けられる制御弁23とで構成されている。
還流通路21は、第1通路21A、第2通路21B、第3通路21C、及び上記通路22Aにて構成されている。第1通路21Aは、排気通路6及びEGRクーラ22の通路22Aの上流端部に接続されている。第2通路21Bは、通路22Aの下流端部及び制御弁23に接続されている。そして第3通路21Cは、制御弁23及び吸気通路4に接続されている。また、第1通路21A及び第3通路21Cは金属材料(例えばステンレス鋼)で形成されており、第2通路21Bは弾性部材であるゴム(合成ゴム)で形成されている。
まず、排気漏れが無い状態では、制御弁23が全閉状態にされると還流通路21から吸気通路4にEGRガスが流入しなくなり、還流通路21内のEGRガスは停滞して新たな排気も流入しなくなる。このような状態では、EGRクーラ22内でEGRガスが停滞するため、EGRクーラ22で冷却されたEGRガスの温度は徐々に低下していく。そして最終的には冷却水温THWと同等の温度になって安定する(時刻t2以後)。従って、制御弁23が全閉状態であってかつ排気漏れが無い状態のときのEGRガス温度TGoff1は冷却水温THWと同等になる。
一方、経過時間Tが判定時間Tp以上であると判定されると(ステップS140:YES)、制御弁23が全閉状態にされてからのEGRガス温度TGの低下が収まり、安定したと判断される。なお、経過時間Tが判定時間Tp以上であると判定されると、経過時間Tはリセットされる。
また、判定値TGpは、先の図2に示したように、制御弁23が開弁状態から全閉状態に変更されることにより生じるEGRガス温度TGの変化について、排気漏れが無い状態でのEGRガス温度の変化量に相当する値が設定される。
(1)EGRクーラ22の通路22Aに温度センサ25を備えるようにしている。そして、制御弁23が全閉状態のときに温度センサ25で検出される閉弁時EGRガス温度TGoffに基づいて排気漏れの有無を診断するようにしている。従って、温度センサ25の配設部位から制御弁23までの間の還流通路21において排気漏れが生じているか否かについて適切に診断することができるようになる。
次に、この発明にかかる排気還流装置の診断装置を具体化した第2の実施形態について、図5及び図6を参照して説明する。
この図6に示すように、本実施形態における診断処理と先の図4に示した診断処理とは、ステップS115の処理が省略されている点、及びステップS150の処理が変更されている点のみが異なっている。
(8)制御弁23が全閉状態であってかつ排気漏れが無い状態でのEGRガス温度TGを判定値TGp2として設定している。より詳細には判定値TGp2として冷却水温THWを設定するようにしている。そして、制御弁23が全閉状態のときに温度センサ25にて検出される閉弁時EGRガス温度TGoffが判定値TGp2よりも高いときに排気漏れがあると診断するようにしている。従って、温度センサ25の配設部位から制御弁23までの間の還流通路21において排気漏れが生じているか否かについて適切に診断することができるようになる。
・制御弁23が全閉状態であってかつ排気漏れが無い状態のときのEGRガスの温度として冷却水温THWを設定するようにした。この他、外気温の影響や水温センサ33の配設位置の影響により、EGRクーラ22内のEGRガス温度TGと冷却水温THWとの間に差が生じる場合には、その差を補正すべく適宜の補正係数を適用するようにしてもよい。
すなわち、還流通路からの排気漏れが無く正常である場合には、制御弁23が全閉状態にされると還流通路から吸気通路4にEGRガスが流入しなくなり、還流通路内のEGRガスは停滞して新たな排気も流入しなくなる。このような状態では、還流通路の壁面を介してEGRガスから外気への放熱が起こり、還流通路内のEGRガス温度は低下していく。
・第2通路21Bの全体ではなく、一部を弾性部材で形成するようにしてもよい。
・EGRガスに耐えることのできる特性、例えば高温特性や耐腐食性等に優れた弾性部材であれば、温度センサ25が設けられた部位と制御弁23との間の還流通路の少なくとも一部をそのような弾性部材で形成してもよい。例えば、第1通路21Aの全体、あるいは一部を弾性部材で形成することもできる。また、還流通路全体を弾性部材で形成してもよい。この場合でも、還流通路全体を金属材料で形成する場合と比較して、上記組み付け性の確保や応力の作用低減を図ることができる。そして弾性部材で形成された部位等からの排気漏れも的確に診断できる。
ちなみに、金属材料は、一般的に上述したような弾性部材よりも傷などがつきにくく、また経年劣化等も進みにくい。従って、還流通路21の少なくとも一部を弾性部材で形成する場合と比較して、そのような傷や経年劣化等による排気漏れは生じにくい。しかし、他の原因、例えば還流通路21の接続部分においてゆるみが生じたり、還流通路21において腐食が生じたりすると、そうした接続部や腐食部等で排気漏れが生じるおそれがある。なお、上記接続部としては、例えば排気導入部21iと排気通路6との接続部、第1通路21Aと通路22Aとの接続部、通路22Aと第2通路21Bとの接続部、第2通路21Bと制御弁23との接続部などが挙げられる。ここで、上記各実施形態及びその変形例では、制御弁23が全閉状態にされてからの還流通路21内のEGRガス温度TGが、還流通路21からの排気漏れがある場合と無い場合とで異なるという原理に基づいて排気漏れの有無を診断するようにしている。この診断にかかる原理は、排気漏れの原因がどのようなものであっても適用できるため、還流通路21の全体を金属材料で形成した場合でも、同還流通路21からの排気漏れの有無を診断することができる。
Claims (4)
- 内燃機関の排気通路及び吸気通路に接続されて前記排気通路内の排気の一部をEGRガスとして前記吸気通路に還流する還流通路と、同還流通路の途中に設けられて前記EGRガスの流量を調整する制御弁とを備えた排気還流装置に適用されて、同排気還流装置からの排気漏れを診断する診断装置において、
前記還流通路と前記排気通路とが接続された排気導入部と前記制御弁との間に設けられて、前記還流通路内のEGRガスを冷却水で冷却するEGRクーラと、
前記EGRクーラに設けられて、前記EGRクーラ内部に形成されて前記還流通路に連通する通路内のEGRガス温度を検出する温度センサと、
前記制御弁が全閉状態のとき及び前記制御弁が開弁状態のときに前記温度センサで検出される前記EGRガス温度に基づいて前記排気漏れを診断する診断手段と
を備え、前記制御弁が開弁状態から全閉状態に変更されることにより生じる前記EGRガス温度の変化について前記排気漏れが無い状態での同EGRガス温度の変化量が判定値として設定されており、
前記診断手段は、前記制御弁が全閉状態のとき及び前記制御弁が開弁状態のときに検出したそれら各EGRガス温度の差が前記判定値に満たないときに前記排気漏れがあると診断する
ことを特徴とする排気還流装置の診断装置。 - 前記EGRクーラと前記制御弁との間の前記還流通路の少なくとも一部は弾性部材で形成されている
請求項1に記載の排気還流装置の診断装置。 - 前記温度センサが設けられた部位と前記制御弁との間の前記還流通路の少なくとも一部は弾性部材で形成されている
請求項1に記載の排気還流装置の診断装置。 - 前記弾性部材は、ゴム及び樹脂のいずれか一方である
請求項2または3に記載の排気還流装置の診断装置。
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