JPH01290957A - 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。

」二連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
公昭５２−９４７１、号、実開昭６２−７１３６３号の
各公報に示されている。

［発明が解決しようとする課題］ 排気ガス再循環装置の故障診断は、基本的には排気ガス
再循環が行われるべき状態が所定時間に亘って続いた状
態下にて温度センサにより見出される排気ガス再循環通
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
故障していると判定されてよい。しかし、上述の如き判
定に用いられる判定温度が低い値に設定されると、判定
待ち時間が短縮されるが、その反面、大流量による排気
ガス再循環により排気ガス再循環通路の温度が高い状態
にて排気ガス再循環装置に故障が生じて排気ガス再循環
が行われなくなった時にはこの温度が低い判定温度以下
に低下するまで故障判定が行われず、また故障誤判定の
可能性が増大する。これに対し判定温度が高い値に設定
されると、これが低い値に設定された場合と全く逆の利
点と欠点が生じ、判定待ち時間を長く必要とするように
なる。

上述の如き不具合に鑑み、排気ガス再循環通路温度の変
化具合を見出し、排気ガス再循環運転域にて排気ガス再
循環通路温度が上昇しない時には排気ガス再循環装置に
故障が生じていると判定する故障診断装置が考えられて
いる。

しかし高温再始動時にはその後の内燃機関の運転状態の
如何によっては排気ガス再循環運転域にて排気ガス再循
環通路温度が低下することがあり、このため上述の如き
故障診断装置では高温再始動後に於て誤診断を行う虞れ
がある。

本発明は、上述の如き不具合に鑑み、常に迅速且正確に
排気ガス再循環装置の故障診断を行うダイアグノーシス
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、排気ガス再循環を
行う運転域であるか否かを検出する排気ガス再循環運転
域検出手段と、排気ガス再循環通路の温度を検出する温
度検出手段と、前記排気ガス再循環運転域検出手段によ
り排気ガス再循環を行う運転域であると検出された状態
下にて第一の時点に於て前記温度検出手段により検出さ
れる温度を初期温度としてこれと前記第一の時点より所
定時間が経過した第二の時点に於て前記温度検出手段に
より検出される温度との差が所定値以上であるか否かに
基いて排気ガス再循環装置の故障診断を行う故障診断装
置と、前記温度検出手段により検出される温度が所定値
以上である時には前記第一の時点に検出された温度を低
減修正する初期温度修正手段とを有している排気ガス再
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、排気ガス再循環通路温度が所
定値以上である高温時には温度差故障判定に用いられる
初期温度が低減修正され、これにより高温再始動後等に
於て排気ガス再循環通路温度が低下しても初期温度に対
して前記第二の時点にての排気ガス再循環通路温度が低
くなることが回避され、この時に故障誤診断が行われる
ことが回避される。

［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、エアフローメータ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
注入ボート１１が各々設けられており、排気ガス取入ボ
ート１０と排気ガス注入ボート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、入口ボート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ボート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、弁ポート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、ダイヤプラム室
２７に所定値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
取出ボート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怪く設けられている。

負圧制御弁３０は弁ポート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ボートを開く位置
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、換言すれば弁ポート
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が作用し、内燃機関１
の冷却水温度が所定値以上で感温弁３２が開いている時
には開弁し、その開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
ロコンピュータを示している。マイクロコンピュータ５
０は、一般的構造のものであり、中央処理ユニツ）　（
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１
３の途中に設けられた温度センサ５９より導管］−〇の
温度１ご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所定時間毎の繰返し割込ル
ーチンとして実行され、最初のステップ１０に於ては、
各種センサより情報、即ち各種パラメータを入力するこ
とが行われる。ステップ１０の次はステップ２０へ進む
。

ステップ２０に於ては、現在の内燃機関の運転域が排気
ガス再循環運転域であるか否かの判別が行われる。排気
ガス再循環運転域であるか否かの判別はエアフローメー
タ３により検出される吸入空気流量と回転数センサ５６
により検出される内燃機関１の回転数と水温センサ５７
により検出される内燃機関１の冷却水温度に応じて行わ
れればよく、排気ガス再循環運転域である時はステップ
３０へ進み、そうでない時はステップ４０へ進む。

ステップ３０に於ては、カウンタのカウント値Ｃを一つ
アップカウントすることが行われる。ステップ３０の次
はステップ７０へ進む。

ステップ４０に於ては、カウンタのカウント値Ｃを一つ
ダウンカウントすることが行われる。ステップ４０の次
はステップ５０へ進む。

ステップ５０に於ては、カウンタのカウント値Ｃが０以
下であるか否かの判別が行われる。Ｃく０である時はス
テップ６０へ進み、そうでない時はステップ９０へ進む
。

ステップ６０に於ては、カウンタのカウント値Ｃが０以
下の負の値になることを禁止すべく、カウント値Ｃを０
にすることが行われる。ステップ６０の次はステップ９
０へ進む。

ステップ７０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Ｔｅｇｒが所定の最大値Ｔ　
ｗａｘ以上であるか否かの判別が行われる。Ｔｅｇｒ≧
Ｔ　ｓａｗである時は排気ガス再循環通路Ｔｅｇｒが高
温状態である時であり、この時はステップ８０へ進み、
そうでない時はステップ９０へ進む。

ステップ８０に於ては、ステップ１８０にて算出される
温度差Ｔｄｉｆの初期温度Ｔ　ｅｔａを０にすることが
行われる。ステップ８０の次はステップ１１０へ進む。

ステップ９０に於ては、カウンタのカウント値ＣがＯで
あるか否かの判別が行われる。Ｃ−Ｏである時は排気ガ
ス再循環停止時或いは排気ガス再循環開始時であり、こ
の時はステップ１００へ進み、そうでない時はステップ
］１０へ進む。

ステップ１００に於ては、この時に、即ち排気ガス再循
環停止時或いは排気ガス再循環開始時に於て温度センサ
５９により検出される排気ガス再循環通路温度Ｔｅｇｒ
を初期温度Ｔ　ｓｔａとすることが行われる。ステップ
１００の次はステップ１】０へ進む。

ステップ１１０に於ては、大流量による排気ガス再循環
運転域であるか否かの判別が行われる。

大流量による排気ガス再循環運転域であるか否かの判別
はエアフローメータ３により検出される吸入空気流量と
回転数センサ５６により検出される吸入空気流量と回転
数センサ５６により検出される内燃機関１の回転数とに
応じて行われればよく、大流量による排気ガス再循環運
転域である時はステップ１２０へ進み、そうでない時は
ステップ］３０へ進む。

ステップ１２０に於ては、カウンタのカウント値りを一
つアップカウントすることが行われる。

ステップ１２０の次はステップ１６０へ進む。

ステップ１３０に於ては、カウンタのカウント値りを一
つダウンカウントすることが行われる。

ステップ１，３０の次はステップ１４０へ進む。

ステップ１４０に於ては、カウンタのカウント値りがθ
以下であるか否かの判別が行われる。ＤくＯである時は
ステップ１５０へ進み、そうでない時はステップ１６０
へ進む。

ステップ１５０に於ては、カウンタのカウント値りが０
以下の負の値になることを禁止すべく、カウント値りを
Ｏにすることが行われる。ステップ１５０の次はステッ
プ１６０へ進む。

ステップ１６０に於ては、カウンタのカウント値りが予
め定められた所定値Ｄ　ｓｅｔ以上であるか否かの判別
が行われる。Ｄ≧Ｄ　ｓｅｔである時は大流量による排
気ガス再循環運転域にて内燃機関１が所定時間以上に亘
って運転された時であり、この時はステップ１７０へ進
む。

ステップ１７０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Ｔｅｇｒが所定値Ｔｓｅｔ
＋以上であるか否かの判別が行われる。Ｔｓｅｔ＋　は
最大値Ｔ　ｓａｘと同じ値であってもよく、Ｔｅｇ「≧
Ｔｓｅｔ＋である時は故障判定の実行を禁止すべくステ
ップ１８０乃至ステップ２００の実行を禁止することが
行われ、これに対しＴｅｇｒ≧Ｔｓｅｔｌでない時は故
障判定が行われるべくステップ１８０へ進む。

ステップ１８０に於ては、現時点に於て温度センサ５９
により検出される排気ガス再循環通路温度Ｔｅｇｒより
初期温度Ｔ　ｓｔａを差引いてその温度差Ｔ　ｄｌｆ’
を算出することが行われる。ステップ１８０の次はステ
ップ】９０へ進む。

ステップ１９０に於ては、温度差Ｔ　ｄｉｒが所定値Ｔ
ｓｅｔ２より大きいか否かの判別が行われる。

Ｔｄｉｔ’≧Ｔｓｅｔ２でない時は排気ガス再循環通路
温度が上昇していない時であり、この時は排気ガス再循
環装置が故障しているとしてステップ２００へ進む。

ステップ２００に於ては、インジケータランプ５８を点
灯することが行われる。インジケータランプ５８の点灯
により運転者は排気ガス再循環装置が故障していること
を知ることができるようになる。

上述の如きフローチャートに従って排気ガス再循環装置
のダイアグノーシスが行われることにより、例えば第３
図に示されている如く、内燃機関の高温始動後に於て、
排気ガス再循環通路温度Ｔｅｇｒが一旦最大値Ｔ　ｗａ
ｘ以Ｅになり、その後に内燃機関１が低乃至中負荷にて
運転されたことにより排気ガス再循環通路温度が低下し
ても、この時の温度差計算の初期温度Ｔ　ｓｔａは排気
ガス再循環開始時の排気ガス再循環通路温度Ｔ　ｅｇｒ
に依存せずに強制的にＯに修正されているから、温度差
Ｔｄｌｒはその時の排気ガス再循環通路温度Ｔｅｇｒに
等しい値になり、この温度Ｔｅｇｒは所定値Ｔ　５ｅｔ
２より小さくなることはないので、誤って故障判定が行
われることが確実に回避されるようになる。

以上に於ては、本発明を特定の実施例について詳細に説
明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、
本発明の範囲内にて種々の実施例が可能であることは当
業者にとって明らかであろう。

【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供えた排
気ガス再循環装置の一つの実施例を示すす概略構成図、
第２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３図は排気ガス再循環通路温度の
変化と本発明によるダイアグノーシス装置に於ける故障
判定要領の一例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・
・・排気ガス取入ボート、１１・・・排気ガス注入ボー
ト、１２．１３・・・導管、２０・・・排気ガス再循環
制御弁。 ２１・・・入口ボート、２２・・・出口ボート、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・・・吸気管負圧取出ボート、３５・・・弁ボート
。 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、４
０・・・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
・・・人口ボート、５４・・・出口ボー１−，５５・・
・ディストリビュータ、５６・・・回転数センサ、５７
・・・水温センサ、５８・・・インジケータランプ、５
９・・・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　昌毅時間−一

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　排気ガス再循環を行う運転域であるか否かを検出する
   排気ガス再循環運転域検出手段と、排気ガス再循環通路
   の温度を検出する温度検出手段と、前記排気ガス再循環
   運転域検出手段により排気ガス再循環を行う運転域であ
   ると検出された状態下にて第一の時点に於て前記温度検
   出手段により検出される温度を初期温度としてこれと前
   記第一の時点より所定時間が経過した第二の時点に於て
   前記温度検出手段により検出される温度との差が所定値
   以上であるか否かに基いて排気ガス再循環装置の故障診
   断を行う故障診断手段と、前記温度検出手段により検出
   される温度が所定値以上である時には前記初期温度を低
   減修正する初期温度修正手段とを有している排気ガス再
   循環装置のダイアグノーシス装置。