JPH01216066A - 排気ガス再循環装置のダイアグノーシス装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は自動車等の車輌に用いられる内燃機関の排気ガ
ス再循環装置が正常に作動しているか否かの診断を行う
ダイアグノーシス装置に係る。

［従来の技術］ 自動車等の車輌に用いられる内燃機関に組込まれる排気
ガス再循環装置は、一般に、排気ガス再循環流量制御用
の排気ガス再循環制御弁及び背圧制御用の負圧制御弁、
感温弁等を含んでおり、これら構成部品に故障が生じる
と、排気ガス再循環が行われなくなって排気ガス中のＮ
Ｏｘの低減がなされない状態にて内燃機関の運転が行わ
れる虞れがある。故障により排気ガス再循環が行われな
くなっても内燃機関は支障なく運転されるため運転者は
このことに気づかずに長期間に亙って運転する虞れがあ
り、大気汚染の問題を生じる。

上述の如き不具合に鑑み、排気ガス再循環装置の故障に
より排気ガス再循環が行われなくなった時にはこのこと
を使用者に知らせて修理の動機を与えるよう構成された
故障警報装置が既に提案されており、これは例えば、実
開昭５０−６７２２０号、実公昭５２−９４７１号、特
開昭６１−１８２４５０号、実開昭６２−７１３６３号
の各公報に示されている。

排気ガス再循環装置の故障診断は、本来は排気ガス再循
環が行われるべき状態下にて排気ガス再循環通路の温度
が所定値以上であるか否かにより行われてよいが、即ち
前記温度が所定値以下である時には排気再循環通路を排
気ガスが流れていないとして排気再循環装置が故障して
していると判定されてよいが、しかし前記排気ガス再循
環通路の実際の温度は排気再循環の繰返しの実行と停止
とにより変化し、このためこの温度の高低だけからは排
気ガス再循環通路を排気ガスが流れているか否かを的確
に検出することはむずかしく、単純に排気ガス再循環が
行われる条件下にての排気ガス再循環通路の温度判別に
よって排気再循環装置の故障診断、即ちダイアグノーシ
スが行われたのでは、これが正しく行われなくなるおそ
れがある。

このことに鑑み、排気ガス再循環が行われる運転域、即
ち排気ガス再循環運転域を内燃機関の運転状態より検出
し、内燃機関の運転域が排気ガス再循環運転域である時
にはアップカウントし、このアップカウントのカウント
値が所定値以上である時は排気ガス再循環が正常に行わ
れていれば排気ガス再循環通路温度が必ず所定値以上に
なっているとして前記カウント値が所定値以上である時
に排気ガス再循環通路温度が予め定められた所定値（故
障判定温度）以下であれば、排気ガス再循環装置が故障
であると判定することが既に考えられている。この種の
ダイアグノーシス装置は、例えば実開昭６２−７１３６
３号公報に示されており、また本願出願人と同一の出願
人による特願昭６１−２３５２６３号、特願昭６２−２
４１７９号に於て既に提案されている。

［発明が解決しようとする課２ｆｉ］ 上述の如きダイアグノーシス装置に於ては、故障判定温
度が低いと、内燃機関よりの受熱により排気ガス再循環
通路温度が上昇した時も正常と判定する誤判定の可能性
が増大し、これに対し故障判定温度が高いと、正常に排
気ガス再循環が行われていることにも拘らず排気ガス再
循環通路温度が故障判定温度に到達せずに故障と判定す
る誤判定の可能性が増大する。

排気ガス再循環が行われている時と行われていない時と
の排気ガス再循環通路温度の相違量は排気ガス再循環が
行われている時間の経過に伴い増大する。従ってこの相
違量から故障判定を行うダイアグノーシス装置に於ては
、故障判定温度は排気ガス再循環時間に応じて可変設定
されるべきであり、これにより上述の如き誤判定の可能
性が減少すると考えられる。

本発明は上述の如き観点に着目して改良された排気ガス
再循環装置のダイアグノーシス装置を提供することを目
的としている。

［課題を解決するための手段］ 上述の如き目的は、本発明によれば、内燃機関の運転域
が排気ガス再循環を行う運転域であるか否かを検出し、
排気ガス再循環運転域である時にはカウンタのカウント
値をアップカウントし、前記カランか値が所定値以上で
ある時に排気ガス再循環通路温度が故障判定温度以上で
なければ排気ガス再循環装置が故障であると判定する排
気ガス再循環装置のダイアグノーシス装置に於て、前記
カウント値の増大に応じて前記故障判定温度を増大する
故障判定温度設定手段を有していることを特徴とする排
気ガス再循環装置のダイアグノーシス装置によって達成
される。

［発明の作用及び効果］ 上述の如き構成によれば、故障判定温度が正常に排気ガ
ス再循環が行われている状態下の排気ガス再循環温度の
経時変化に対応した温度に設定されるようになり、この
ことから排気ガス再循環通路温度による排気ガス再循環
装置のダイアグノーシスが誤判定を生じることなく正確
に行われるようになり、また故障判定開始時期を早期に
設定することが可能になる。

［実施例］ 以下に添付の図を参照して本発明を実施例について詳細
に説明する。

第１図は本発明によるダイアグノーシス装置を組み込ま
れた排気ガス再循環装置の一つの実施例を示している。

図に於て、１は内燃機関を示しており、該内燃機関は、
エアクリーナ２、エアフロ−メータ３、スロットルバル
ブ４を有する吸気管５、及び吸気マニホールド６を経て
燃焼室７内に空気を吸入し、また燃料インジェクタ８よ
り燃料を噴射供給され、既燃焼ガス、即ち排気ガスを排
気マニホールド９へ排出するようになっている。

排気マニホールド９には排気ガス再循環のための排気ガ
ス取入ボート１０が、吸気マニホールド６には排気ガス
注入ポート１１が各々設けられており、排気ガス取入ボ
ート１０と排気ガス注入ポート１１とは排気ガス再循環
用の導管１２と排気ガス再循環制御弁２０と導管１３と
により互いに連通接続されている。

排気ガス再循環制御弁２０は入口ボート２１と出口ボー
ト２２とを有しており、入口ポート２１は導管１２によ
って排気ガス取入ボート１０に連通接続され、出口ボー
ト２２は導管１３によって排気ガス注入ポート１１に連
通接続されている。

排気ガス再循環制御弁２０は弁ボート２３と弁要素２４
とを有しており、弁ボート２３は弁要素２４によって開
閉され且開口度を制御されて排気ガス再循環流量を制御
するようになっている。弁要素２４は、ダイヤフラム装
置２５のダイヤフラム２６に接続され、ダイヤフラム室
２７に所定値、例えば−７０ｍｍＨｇより大きい負圧が
導入されていない時には圧縮コイルばね２８の゛ばね力
により押し下げられて弁ボート２３を閉じ、ダイヤフラ
ム室２７に所定値より大きい負圧が導入されている時に
はその負圧に応じて圧縮コイルばね２８のばね力に抗し
て上昇して弁ボート２３を開くようになっている。

排気ガス再循環制御弁２０のダイヤフラム室２７は、導
管２９、背圧制御用負圧制御弁３０、導管３１、感温弁
３２、導管３３を経て吸気管５に設けられた吸気管負圧
取出ポート３４に連通接続されている。吸気管負圧取出
ボート３４は、図示されている如く、スロットルバルブ
４が全開位置にある時にはそれの上流側に位置し且スロ
ットルバルブ４が比較的小さい所定開度以上開かれた時
にはそれの下流側に位置すべく設けられている。

負圧制御弁３０は弁ボート３５を開閉する弁要素３６及
び該弁要素を担持したダイヤフラム３７とを有しており
、ダイヤフラム３７は、それの図にて上側に大気中に開
放された大気開放室３８を、また下側にダイヤフラム室
３９を各々郭定しており、該ダイヤフラムは、ダイヤフ
ラム室３９に所定値以上の圧力（正圧）が導入されてい
ない時には圧縮コイルばね４０の作用によって弁要素３
６を弁ボート３５より引き離して該弁ポートを開く位置
に位置し、これに対しダイヤフラム室３９に所定値以上
の圧力が導入された時には圧縮コイルばね４０の作用に
抗して図にて上方へ変位して弁要素３６を弁ボート３５
に当接させて該弁ボートを閉じる位置に位置するように
なっている。

負圧制御弁３０のダイヤフラム室３９は、導管４１によ
って排気ガス再循環制御弁２０の弁ボート２３とこれよ
り下流側に設けられたオリフィス４２との間の圧力室４
３に連通接続され、該圧力室に於ける排気ガス圧力を導
入されるようになっている。

上述の如き負圧制御弁３０とオリフィス４２よりなる構
造は、周知の背圧制御機構であり、吸気管負圧が排気ガ
ス再循環制御弁２０に与えられる排気ガス再循環作動域
に於ては、圧力室４３に於ける排気ガス圧力を常にほぼ
一定に保つよう排気ガス再循環制御弁２０のダイヤフラ
ム室２７に供給する負圧を調整し、換言すれば弁ボート
２３の開口度を調整し、これによって排気ガス再循環流
量の吸入空気流量に対する比率、即ちＥＧＲ率を常にほ
ぼ一定に保つ作用を行うようになっている。

感温弁３２は、内燃機関１の冷却水温度に感応し、冷却
水温度が所定値、例えば６０℃以下である暖機過程時に
於ては閉弁して導管３１と３３との連通を遮断し、これ
に対し冷却水温度が所定値以上である時には導管３１と
３３との連通を確立するようになっている。

上述の如き構成によれば、排気ガス再循環制御弁２０は
導管２９に所定値より大きい負圧、例えば−７０ｉｍＨ
ｇより大きい負圧が作用し、内燃機関１の冷却水温度が
所定値、例えば６０℃以上で感温弁３２が開いている時
には開弁じ、その間弁量に応じた流量にて排気ガス再循
環が行われる。

図に於て、５０は燃料噴射量制御と共に排気ガス再循環
装置のダイアグノーシスを行うマイクロコンビ二一夕を
示している。マイクロコンピュータ５０は、一般的構造
のものであり、中央処理ユニット（ＣＰＵ）５１と、メ
モリ５２と、入力ボート５３と、出力ボート５４とを有
し、内燃機関１のディストリビュータ５５に設けられた
回転数センサ５６より内燃機関１の回転数に関する情報
を、水温センサ５７より内燃機関１の冷却水の温度に関
する情報を、エアフロメータ３より吸入空気流量に関す
る情報を、排気ガス再循環用導管１３の途中に設けられ
た温度センサ５９より導管１０の温度に関する情報を各
々与えられ、これら情報に基づいて第２図に示されてい
る如きフローチャートに従って排気ガス再循環装置が正
常に作動しているか否かの診断を行い、排気ガス再循環
装置が正常に作動していないと判定した時にはインジケ
ータランプ５８を点灯させるようになっている。

次に第２図に示されたフローチャートを参照して本発明
によるダイアグノーシス装置の作動について説明する。

第２図に示されたルーチンは排気ガス再循環運転域判別
ルーチンであり、このルーチンは所定時間毎、例えば２
４０５ｓｅｃ毎の繰返し割込みルーチンとして実行され
る。

まず最初のステップ１０に於ては、回転数センサ５６に
より検出される内燃機関１の回転数が予め定められた第
一の所定値Ｎｅ５ｅｔ１以上であるか否かの判別が行わ
れる。Ｎｅ≧Ｎｅ５ｅｔＩである時はステップ２０へ進
み、そうでない時はステップ７０へ進む。

ステップ２０に於ては、回転数センサ５６により検出さ
れる内燃機関１の回転数が予め定められた前記第一の所
定値Ｎｅ５ｅｔＩより大きい第二の所定値Ｎ　ｅｓｃｔ
２以下であるか否かの判別が行われる。

Ｎ　ｅ　Ｓ　Ｎ　ｅｓｅｔ２である時はステップ３０へ
進み、そうでない時はステップ７０へ進む。

ステップ４０に於て、エアフローメータ３により検出さ
れる吸入空気流量Ｑと回転数センサ５６により検出され
る機関回転数Ｎｅから算出される機関１行程当り相当の
吸入空気量Ｑ　／　Ｎ　ｅが予め定められた第一の所定
値Ｑ　／　Ｎ　ｅｓｅｔ　１より大きいか否かの判別が
行われる。Ｑ／Ｎｅ≧Ｑ　／　Ｎ　ｅｓｅｔｔである時
はステップ４０へ進み、そうでない時はステップ７０へ
進む。

ステップ４０に於ては、ステップ３ｏに於ける時と同様
に算出された機関１行程当り相当の吸入空気流ｆｉｌ　
Ｑ　／　Ｎ　ｅが予め定められた第一の所定値Ｑ　／　
Ｎ　ｅｓｅｔｌより大きい第二の所定値Ｑ　／　Ｎ　ｅ
ｓｅｔ２より小さいか否かの判別が行われる。Ｑ／Ｎｃ
≦Ｑ　／　Ｎ　ｅｓｅｔ＋より大きい第二の所定値Ｑ　
／　Ｎ　ｅｓｅｔ２より小さいか否かの判別が行われる
。Ｑ／Ｎｅ≦Ｑ　／　Ｎ　ｅｓｅｔ２である時はステッ
プ５ｏへ進み、そうでない時はステップ７０へ進む。

ステップ５０に於ては、水温センサ５７により検出され
る内燃機関１の冷却水温度Ｔｖが予め定められた所定値
’ｒ　ｖｓｅｔより大きいか否かの判別が行われる。Ｔ
ｗ≧Ｔ　ｖｓｅｔである時はステップ６゜へ進み、そう
でない時はステップ７ｏへ進む。

ステップ６０はステップ１０乃至ステップ５０の判別結
果からして排気ガス再循環運転域である時に実行され、
このステップ６０に於ては、カウンタのカウント値Ｃを
アップカウントすることが行われる。

ステップ７０は、排気ガス再循環運転域でない時に実行
され、このステップ７０に於ては、カウンタのカウント
ｆＢＣをダウンカウントすることが行われる。

排気ガス再循環運転域判別ルーチンはステップ６０或い
は７０が実行されることにより終了する。

第３図は故障判別ルーチンを示しており、このルーチン
も所定時間毎の繰返し割込ルーチンとして実行される。

ステップ１００に於ては、カウンタのカウント値Ｃが予
め定められた所定値Ｃｓｅｔより大きいか否かの判別が
行われる。Ｃ≧Ｃｓｅｔである時は内燃機関１が排気ガ
ス再循環運転域にて所定時間以上運転された時であり、
この時にはステップ１２０へ進み、そうでない時は故障
判定ルーチンを即座に終了することが行われる。

ステップ１２０に於ては、カウンタのカウント値Ｃに応
じて第４図に示されている如き特性に従って故障判定温
度Ｔ　ｅｓｅｔを決定することが行われる。故障判定温
度Ｔ　ｅｓｅｔは、カウント値Ｃが所定値Ｃｓｅｔであ
る時に最小値を示し、これよりカウント値Ｃが成る値Ｃ
ａになるまでカウント値Ｃの増大に応じて増大するよう
になっている。故障判定温度Ｔ　ｅｓｅｔの増大がカウ
ント値Ｃの成る値Ｃａにて飽和するのは第５図に示され
ている如く、正常状態にて排気ガス再循環が長時器付わ
れても排気ガス再循環通路温度はその時間経過に伴い無
制限に増大することはなく、これは必ず排気ガス温度よ
り低い温度に保たれるからである。

ステップ１２０の次はステップ１３０へ進み、ステップ
１３０に於ては、温度センサ５９により検出される排気
ガス再循環通路温度Ｔｅがステ・ツブ１２０にて決定さ
れた故障判定温度Ｔ　ｅｓｅｔより大きいか否かの判別
が行われる。Ｔｅ≧Ｔ　ｅｓｃｔである時は排気ガス再
循環が正常に行われた時であって正常判定のためにステ
ップ１４０へ進み、これに対しＴｃ≧Ｔ　ｅｓｅｔでな
い時は排気ガス再循環が正常に行われていない時であっ
て故障判定のためにステップ１５０へ進む。

第５図は排気ガス通路温度の経時的変化を示している。

排気ガス再循環が正常に行われると、排気ガス再循環通
路温度は排気ガス再循環開始後に比較的急激に上昇する
。これに対し故障によって排気ガス再循環が行われてい
ない時には排気ガス再循環通路が排気ガスより直接熱を
受けることがないから、排気ガス再循環通路温度はエン
ジンルーム内の雰囲気温度によって徐々に上昇し、これ
により排気ガス再循環が正常に行われている時とそうで
ない時とに於て温度差が生じる。従って、この温度差に
よって故障判定を行う場合、排気ガス再循環の開始時点
より時間が経過するは−どその温度差が増大するから、
その温度差による故障判定は排気ガス再循環開始時点よ
り時間が経過しているほどよいが、しかしこれでは早期
に故障判定が行われず、また故障判定温度は排気ガス再
循環が行われていない時に於ける最大温度以上に設定さ
れればよいが、やはりこの場合も故障判定待ち時間が長
くなる。

これに対し本発明によるダイアグノーシス装置に於ては
、故障判定温度Ｔ　ｅｓｅｔが上述の如く可変設定され
、この故障判定温度は正常作動時に於ける排気ガス再循
環通路温度の経時変化に対応したものであってよいので
、内燃機関の運転域が排気ガス再循環運転域に突入して
から早期に正確な故障判定が行われるようになる。尚、
排気ガス再循環が行われていない時に於ける排気ガス再
循環通路温度は走行風が少ない低車速走行の持続時間が
増大するほど高くなるから、故障判定温度Ｔ　ｅｓｅｔ
は前記持続時間が長い時はど増大補償されてもよい。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明によるダイアグノーシス装置を組み込ま
れた排気ガス再循環装置の一つの実施例を示す概略図、
第２図及び第３図は本発明によるダイアグノーシス装置
の作動を示すフローチャート、第４図は故障判定温度特
性を示すグラフ、第５図は排気ガス再循環通路温度の経
時的変化を示すグラフである。 １・・・内燃機関、２・・・エアクリーナ、３・・・エ
アフローメータ、４・・・スロットルバルブ、５・・・
吸気管。 ６・・・吸気マニホールド、７・・・燃焼室、８・・・
燃料インジェクタ、９・・・排気マニホールド、１０・
・・排気ガス取入ポート、１１・・・排気ガス注入ポー
ト、１２．１３・・・導管、２０・・・排気ガス再循環
制御弁。 ２１・・・入口ポート、２２・・・出口ポート、２３・
・・弁ボート、２４・・・弁要素、２５・・・ダイヤフ
ラム装置。 ２６・・・ダイヤフラム、２７・・・ダイヤフラム室、
２８・・・圧縮コイルばね、２９・・・導管、３０・・
・負圧制御弁、３１・・・導管、３２・・・感温弁、３
３・・・導管。 ３４・・・吸気管負圧取出ポート、３５・・・弁ボート
。 ３６・・・弁要素、３７・・・ダイヤフラム、３８・・
・大気開放室、３９・・・ダイヤフラム室、４０・・・
圧縮コイルばね、４１・・・導管、４２・・・オリフィ
ス、４３・・・圧力室、５０・・・マイクロコンピュー
タ、５１・・・中央処理ユニット、５２・・・メモリ、
５３・・・入カボート、５４・・・出力ポート、５５・
・・ディストリビュータ、５６・・・回転数センサ、５
７・・・水温センサ、５８・・・インジケータランプ、
５９・・・温度センサ特　許　出　願　人　　　トヨタ
自動車株式会社代　　　理　　　人　　　弁理士　　明
石　昌毅第２図 第３図 第４図 カウント値Ｃ−＋ 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　内燃機関の運転域が排気ガス再循環を行う運転域であ
   るか否かを検出し、排気ガス再循環運転域である時には
   カウンタのカウント値をアップカウントし、前記カウン
   ト値が所定値以上である時に排気ガス再循環通路温度が
   故障判定温度以上でなければ排気ガス再循環装置が故障
   であると判定する排気ガス再循環装置のダイアグノーシ
   ス装置に於て、前記カウント値の増大に応じて前記故障
   判定温度を増大する故障判定温度設定手段を有している
   ことを特徴とする排気ガス再循環装置のダイアグノーシ
   ス装置。