JPH04101055A - 内燃機関の電子制御装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、ＥＧＲ（排気ガス再循環または排気ガス還
流）量を制御するＥｃＲＩＩＩｌ装置の故障判定を行う
ことのできる内燃機関の電子制御装置に関するしのであ
る。

［従来の技術］ 排気ガスの一部を排気通路より吸気通路に還流させ再循
環させるＥＧＲ通路に設けたＥＧＲ制御弁の作動を電子
的に制御してＥＧＲＩを制御するようにした内燃機関の
電子制御装置は従来から知られている。

この種の電子制御装置は、例えば自動車に搭載されるそ
れ自体公知の４サイクル火花点火式の内燃機関において
次のように適用される。すなわち、内燃機関の吸気管に
はスロットル弁の下流側にあって吸気管内の圧力を検知
する圧力センサが設けられ、この圧力センサの出力がス
ロットルセンサ。

クランク角センサ、冷却水温センサ等の出力とともに電
子式制御部に送られる。電子式制御部は、これらのセン
サの出力を人力情報として上記電磁式噴射弁を駆動制御
し、また、電磁弁を駆動制御してＥＧＲの制御を行うよ
う構成されている。

ＥＧＲ制御装置は、排気通路から分岐したＥＧＲ通路と
、該ＥＧＲ通路に介設されたＥＧＲ制御弁を備える。Ｅ
ＧＲ制御弁は、負圧室と、該負圧室内の負圧によって開
作動するダイアフラム式の弁体と、該弁体を閉弁方向に
付勢するばねとで構成される。そして、ＥＧＲ制御弁の
負圧室には、吸気通路のスロットル弁の近傍下流側に接
続された制御負圧管が上記電磁弁を介して接続される。

上記電磁弁は、閉制御位置では上記ＥＧＲ制御弁の負圧
室を制御負圧管に接続させ、開制御位置では上記負圧室
を大気側に開放させるよう構成される。それにより、電
磁弁が閉位置に駆動制御されてＥＧＲ制御弁の負圧室が
制御負圧管に接続されると、上記負圧室の負圧により弁
体の開口面積が変化し、排気管から弁体およびＥＧＲ導
入管を介して内燃機関へ還流されるＥＧＲ量が制御され
る。

また、排気ガス浄化のための最適な燃料噴射制御を行う
手段として、排気ガス中の酸素濃度を検出する空燃比セ
ンサか排気管に取り付けられるとともに、この空燃比セ
ンサの出力に応じた増減特性の積分値に基づき燃料噴射
量を制御して内燃機関に供給される混合気の空燃比を帰
還補正する空燃比補正手段が上記電子式制御部に設けら
れる。

このような構成の電子制御装置において、電子式制御部
は、圧力センサ。スロットルセンサ、空燃比センサ、ク
ランク角センサ、冷却水温センサ等の出力を入力情報と
し、電磁式噴射弁を駆動制御して排気ガス浄化（特にＮ
　Ｏｘ低減）のための最適な燃料噴射制御を行うととも
に、ＥＧＲを作動させる制御ゾーンの判定を行い、内燃
機関の運転状態に悪影響を及ぼさないよう電磁弁を駆動
制御してＥＧＲ制御弁の作動を制御する。すなわち、Ｅ
ＧＲ作動とする領域では、大気開放の電磁弁を閉じるよ
う電子式制御部から制御信号が出力され、それにより、
電磁弁が閉じられ、ＥＧＲ制御弁の負圧室と制御負圧管
が接続される。そして、スロットル弁下流の負圧が上記
負圧室に導入され、その負圧が上記ばねのばね力に打ち
勝つことによって弁体が開方向に移動し、排気ガスが還
流される。

また、ＥＧＲを非作動とする領域では、電子式制御部は
電磁弁を開位置とする制御信号を出力し、それにより、
負圧室は大気側に開放され、弁体は全閉状態となって排
気ガスの還流が停止される。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の内燃機関の電子制御装置は上記のように構成され
ているが、ＥＧＲ制御系の故障あるいは作動不良とか、
よごれによる弁、管等の目づまりが生じ、所定量の排気
ガスを還流することができなくて排気ガスが悪化する状
態となったときに、これを安価な構成にて正確に検出し
得るような手段が備わっていないという問題点があった
。

この発明は、このような問題点を解消するためになされ
たもので、安価な構成にて正確にＥＧＲ制御装置の故障
判定を行うことのできる内燃機関の電子制御装置を得る
ことを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ この発明にかかる内燃機関の電子制御装置は、ＥＧＲ制
御弁の作動時および非常作動時における空燃比センサの
出力に応した増減特性の積分値を比較してＥＧＲ制御装
置の故障を判定する故障判定手段を電子式制御部に設け
たものである。

［作用］ この発明においては、ＥＧＲ制御装置か正常であれば、
特に圧力センサの検出値に基づいて燃料を制御するシス
テムの場合に、ＥＧＲ制御弁の作動時には排気ガスの還
流により圧力センサの検出値が上昇（すなわち、大気圧
に近づ＜）シて、見かけの吸入空気量が増大するため、
燃料噴射量が増量され、その際、還流される排気ガス中
には酸素成分がないために・、検出される空燃比は濃く
なり、この空燃比センサの出力の積分による帰還補正は
空燃比を薄くする方向に働くことから、この空燃比セン
サの出力をＥＧＲ作動時と非作動時とで比較することに
よってＥＧＲ制御装置の故障を検出する。

［実施例］ 第１図はこの発明による内燃機関の電子制御装置の一実
施例の全体構成図である。第１図において、ｌは自動車
に搭載されるそれ自体公知の４サイクル火花点火式の内
燃機関であって、この内燃機関ｌには、エアクリーナ２
を介して燃焼用空気を吸入するための吸気通路を構成す
る吸気管３が接続されている。そして、吸気管３の上流
部には内燃機関ｌへの吸入空気量を調整するスロットル
弁４が設けられ、また、内燃機関ｌとの連結部に近接し
た下流位置には図示しない燃料系から供給された燃料を
噴射する電磁式噴射弁５が設けられている。また、吸気
管３におけるスロットル弁４の下流側には、吸気管３内
の絶対圧力を検知して電圧に変換する圧力センサ６が設
けられるとともに、該スロットル弁４の開度を検知しそ
の開度に対応した大きさの電圧を出力するスロットルセ
ンサ７が設けられている。これら圧力センサ６およびス
ロットルセンサ７の出力は、後述の空燃比センサ１８お
よび図示しないクランク角センサ、冷却水温センサ等の
出力とともに電子式制御部８に送られる。電子式制御部
８は、周知のマイクロコンピュータ、Ａ／Ｄ変換器、Ｒ
ＯＭ、ＲＡＭ等で構成され、上記各センサの出力を人力
情報として上記電磁式噴射弁５を駆動制御し、また、電
磁弁９を駆動制御してＥＧＲの制御を行う。

ＥＧＲ制御装置は、排気管ｌＯに接続されてこの排気管
ｌＯにより構成される排気通路から排気ガスの一部を取
り出す排気分岐管１１と、該排気分岐管１１が構成する
ＥＧＲ通路に介設されたＥＧＲ制御弁１２と、該ＥＧＲ
制御弁１２の下流を吸気管３内のスロットル弁４の下流
側の吸気通路に連通せしめるＥＧＲ導入管１３を備えて
いる。

また、ＥＧＲ制御弁１２は、負圧室１２Ａと、該負圧室
１２Ａ内の負圧によって開作動するダイアフラム式の弁
体１２Ｂと、該弁体１２Ｂを閉弁方向に付勢するばね１
２Ｇとからなる。そして、ＥＧＲ制御弁＋２の負圧室１
２Ａには、吸気通路のスロットル弁４の近傍下流側に接
続された制御負圧管１４が上記電磁弁９を介して接続さ
れている。

上記電磁弁９は、大気開放管１５を備え、閉制御位置で
は大気開放管１５を閉じて上記ＥＧＲ制御弁１２の負圧
室１２Ａを制御負圧管１４に接続させ、開制御位置では
上記負圧室１２Ａを大気側に開放さけるよう構成されて
いる。それにより、電磁弁９が閉位置に駆動制御されて
ＥＧＲ制御弁１２の負圧室１２Ａ＃（制御負圧管１４に
接続されると、上記負圧室１２Ａの負圧により弁体１２
Ｂか開方向に移動し、排気管ｌＯから弁体１２Ｂおよび
ＥＧＲ導入管１３を介して内燃機関ｌへ還流されるＥＧ
Ｒ量が制御される。なお、第１図において符号１６は導
管、１７は空気制御弁を示す。

また、排気管ｌＯには排気ガス中の酸素濃度を検出する
空燃比センサ１８が取り付けられている。

また、この空燃比センサ１８の出力に応じた増減特性の
積分値に基づき燃料噴射量を制御して内燃機関に供給さ
れる混合気の空燃比を帰還補正する空燃比補正手段が上
記電子式制御部に設けられている。

このような構成の電子制御装置において、電子式制御部
８は、圧力センサ６．スロツトルセンサ７、空燃比セン
サ１８．クランク角センサ、冷却水温センサ等の出力を
人力情報とし、電磁式噴射弁５を駆動制御して排気ガス
浄化のための最適な燃料噴射制御を行うとともに、ＥＧ
Ｒを作動させる制御ゾーンの判定を行い、内燃機関ｌの
運転状態に悪影響を及ぼさないよう電磁弁９を駆動制御
してＥＧＲ制御弁１２の作動を制御する。すなわち、Ｅ
ＧＲ作動とする領域では、電磁弁９を閉しるよう電子式
制御部８から制御信号か出力され、それにより、電磁弁
９が閉しられ、ＥＧＲ制御弁１２の負圧室１２Ａと制御
負圧管１４が接続される。そして、スロットル弁４下流
の負圧が上記負圧室１２Ａに導入されて、その負圧によ
り上記ばね１２Ｃのばね力に抗して弁体１２Ｂが開き方
向に移動し、排気ガスが還流される。また、ＥＧＲを非
作動とする領域では、電子式制御部８は電磁弁９を開位
置とする制御信号を出力し、それにより、負圧室１２Ａ
は大気開放管１５を介して大気側に開放され、弁体１２
Ｂは全開状態となって排気ガスの還流が停止される。

次に、上記実施例の特徴的な動作を第２図の）ローチャ
ートによって説明する。なお、第２図のフローはプログ
ラムにして上記ＲＯＭに格納されている。

まず、ステップ１００で、クランク角センサ（図示せず
。）、圧力センサ６　スロットルセンサ７空燃比センサ
１８．冷却水温センサ（図示せず。）等の各出力信号か
ら、エンジン回転数、吸気管圧力（吸入空気量）、スロ
ットル開度、空燃比（理論空燃比より燃料が濃い、薄い
）、水温等の入力情報を読み込む。

次に、ステップ１０１て、上記各種の情報が予め記憶設
定された空燃比フィードバックゾーン内か否かを判定す
る。即ち、機関が高出力を得たい時には、理論空燃比よ
りも濃い空燃比を必要とするためフィードバックを禁止
する必要があり、また、低水温時には、空燃比センサが
正常に動作しないため同様にフィードバックを禁止する
必要があることから、設定された空燃比フィードバック
ゾーン内かどうかを判定する。

空燃比フィードバックゾーン内でなければ、ＥＧＲの故
障判定を禁止するということで、そのまま後述のステッ
プ＋１２に進む。

また、空燃比フィードバックゾーン内であれば、ステッ
プ＋０２に進んて、空燃比センサ出力の積分値を求め、
以下に示すＥＧＲ故障判定のステップに進む。

まず、ステップ１０３で、上記各種の情報か予め記憶設
定されたＥＧＲ制御ゾーン内か否か、すなわち、運転状
態がＥＧＲを必要とするゾーン内かどうかを判定する。

そして、ＥＧＲゾーン内てなければ、ステップ１０９に
て電磁弁９をオフ（開）にし、ＥＧＲ非導入状態とする
。そして、ステップ１１０で、故障判定ゾーンか否かを
判定する。

ここで、故障判定ゾーンは、機関が定常動作状態である
場合に限定する。つまり、機関が定常動作状態でない場
合には、空燃比センサ検出値の積分値の変動が大きく、
そのような状態で積分値をＥＧＲ故障判定に用いたので
は誤判定のおそれかあるため、定常動作状態で故障判定
を行うようにする。

ステップ＋１０の判定で、故障判定ゾーンでな（＋れば
、そのまま後述のステップ１１２へ進む。

また、故障判定ゾーンであれば、ステップ１１１へ進み
、ＥＧＲ非作動時の空燃比出力の積分値（Ｉ。ＦＦ）を
記憶する。

一方、ステップ１０３においてＥＧＲ制御ゾーン内と判
定した場合には、ステップ１０４にて電磁弁９をオン（
閉）にし、ＥＧＲ導入が可能な状態にする。そして、ス
テップ１０５で、故障判定ゾーンであるか否かをステッ
プ１１０と同様に判定する。ここで、故障判定ゾーンで
なければ、やはりそのままステップ１１２へ進む。また
、故障判定ゾーンであれば、ステップ１０６へ進み、Ｅ
ＧＲ作動時の積分値（Ｉ　ＯＮ）を記憶する。

次に、ステップ１０７にて、ＥＧＲ作動時と非作動時の
故障判定ゾーン内での空燃比センサ検出値の積分値の差
Ｉ　ＯＦＦ　　Ｉ　ＯＮを演算する。そして、ＥＧＲ装
置が正常に作動している場合には排気ガスが吸気通路に
導入されるため、同一運転状態では吸気管圧力が非作動
時に比べて上昇し、そのため、見かけの吸入空気量が大
きくなって燃料か増量され、空燃比センサ出力の積分値
か空燃比を薄くする方向に働くことから、上記Ｉ。ＦＦ
　　Ｉｏ＋ｉの値が実験により求まる判定値ΔＩより大
きいかとうかによって故障判定を行う。

ステップ１０７にて、Ｉ　ＯＦＦ　　Ｉ　ＯＮ＞ΔＩか
成立しＥＧＲ装置か正常に作動していると判定した場合
は、そのままステップ１１２に進む。また、Ｉ　ＯＦＦ
　　Ｉ　ａＮ＞Δ■が成立せず、故障と判定した場合は
、ステップ１０８に進み、ＥＧＲフェールセーフ処理、
警報の発令など、ＥＧＲ故障処理を実行する。

次に、ステップ１１２ては、空燃比フィードバック制御
等の燃料噴射制御なと、その他の処理を行う。

なお、上記各実施例では、単一の故障判定ゾーンにおい
て故障判定を行う場合を示したが、故障判定ゾーンを複
数に区切り、各ゾーンに応して空燃比センサ出力の積分
値の差からＥＧＲ装置の故障判定を行うようにすること
も可能である。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、ＥＧＲ制御弁を作動
・非作動とした場合の空燃比センサ出力の積分値の差に
よってＥＧＲ装置の故障判定を行うようにしたので、Ｅ
ＧＲ装置の故障検出が安価な構成にてしかも正確に行え
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による内燃機関の電子制御装置の一実
施例の全体構成図、第２図はその動作を説明するフロー
チャートである。 図において、■は内燃機関、３は吸気管（吸気通路）、
８は電子式制御部、９は電磁弁、ｌＯは排気管（排気通
路）、１１は排気分岐管、１２はＥＧＲ制御弁（排気ガ
ス還流制御弁）、１３はＥＧＲ導入管、１４は制御負圧
管、１８は空燃比センサである。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）排気ガスの一部を排気通路より吸気通路に還流さ
   せる排気ガス還流通路に該排気ガス還流通路を経て還流
   する排気ガスの流量を制御する排気ガス還流制御弁を備
   えた排気ガス還流制御装置と、内燃機関の排気系に設置
   され当該内燃機関に供給される混合気の空燃比を検出す
   る空燃比センサと、該空燃比センサの出力に応じた増減
   特性の積分値に基づき前記混合気の空燃比を帰還補正す
   る空燃比補正手段とを有する内燃機関の電子制御装置に
   おいて、前記排気ガス還流制御弁の作動時および非作動
   時における前記積分値を比較して前記排気ガス還流制御
   装置の故障を判定する故障判定手段を前記電子式制御部
   に設けたことを特徴とする内燃機関の電子制御装置。