JPH04269363A - Ｅｇｒ制御装置の故障検出装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関の排気ガス
の一部を再度内燃機関の吸気管へ還流させる排気ガス還
流（以下ＥＧＲという）装置の制御装置の故障検出装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のＥＧＲ制御装置は、排気
ガス中のＮＯｘ　を減少させる手段として内燃機関で広
く使用されており、排圧トランスデューサを用いた排圧
制御方式のＥＧＲ制御装置が実用化されている。

【０００３】また、ＥＧＲ制御装置の故障診断装置とし
て、特開昭６２−５１７４６号公報に記載されているよ
うに、エンジン定常運転状態であり、かつＥＧＲ制御弁
を開動作および閉動作させたときのエンジン運転状態検
出値をそれぞれ記憶し、両記憶値の差からＥＧＲ制御装
置の故障を検出する方法が提案されている。

【０００４】さらに、内燃機関のエンジン回転数制御装
置でアイドル状態時に、エンジン回転数を実回転数と目
標回転数との偏差に応じた回転数フィードバック量を用
いて、内燃機関の吸入空気量を制御する方法が知られて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のＥＧＲ制御装置
の故障検出装置は以上のように、ＥＧＲをオンするエン
ジン運転状態が安定しているときのみＥＧＲ制御装置の
故障診断を行うように構成されているので、運転者のス
ロットル操作などによる影響により、前記故障診断の頻
度が減少するなどの課題があった。

【０００６】この発明は上記のような課題を解消するた
めになされたもので、ＥＧＲ制御装置の故障診断の頻度
を増すとともに、運転者に影響されずに、ＥＧＲ制御装
置の異常が正確に検出できるＥＧＲ制御装置の故障検出
装置を得ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係るＥＧＲ制
御装置の故障検出装置は、内燃機関のアイドル状態時に
排気ガス還流制御装置の流通面積の広い状態時に回転数
フィードバック補正量でエンジンの実回転数と目標回転
数の偏差を補正した第１の制御量と排気ガス還流制御装
置の流通面積の狭い状態か零のときに回転数フィードバ
ック補正量で補正した第２の制御量との差から還流管の
流量を推定してその流量により排気ガス還流制御装置の
正常と故障を判別する制御装置を設けたものである。

【０００８】

【作用】この発明における制御装置は、内燃機関の実回
転数と目標回転数の偏差がなくなる方向に補正する回転
数フィードバック補正量で補正した制御量で内燃機関の
吸入空気量を制御し、内燃機関のアイドル状態のときに
排気管から吸入管に排気ガスを還流させる還流管の流量
制御を行う排気ガス還流制御装置の流通面積が広い場合
に回転数フィードバック補正量で補正した第１の制御量
と、このアイドル状態において、排気ガス還流制御装置
の流通面積が狭いか零のときの回転数フィードバック補
正量で補正した第２の制御量との差を求め、この差から
還流管流量を推定し、この推定した流量が所定範囲外の
場合には排気ガス還流制御装置が異常であると判断して
、警報の出力を行わせるように作用し、推定流量が所定
範囲内にあるときには、排気ガス還流制御装置は正常と
判断する。

【０００９】

【実施例】以下、この発明のＥＧＲ制御装置の故障検出
装置の実施例を図面に基づいて説明する。図１はその一
実施例の全体構成を示す構成説明図である。同図におい
て、車両に搭載される周知の４サイクル火花点火式エン
ジン１は、燃焼用空気をエアクリーナ２，吸気管３，ス
ロットル弁７を介して主に吸入する。

【００１０】また燃料は図示しない燃料系から吸気管３
のスロットル弁７より上流側に設けられたインジェクタ
５を介して供給される。

【００１１】スロットルセンサ８はスロットル弁７のス
ロットル開度Θを検出して、このスロットル開度Θに応
じた信号を出力する。また、吸気管３には、スロットル
弁７をバイパスするバイパスエア通路１０が吸気管３の
スロットル弁７より上下流部に接続されている。

【００１２】このバイパスエア通路１０の開口断面積を
制御するバイパスエア制御弁１１は開弁時にバイパスエ
ア通路１０を通して燃焼用のバイパスエアをエンジン１
に導入する。バイパスエア通路１０よりさらに吸気管３
の下流部の吸気マニホールド部４の入口部では、吸気管
３内の絶対圧力ＰＢが圧力センサ６によって検出される
。圧力センサ６はこの吸気管圧力ＰＢに応じた信号を出
力する。

【００１３】点火コイル１５は、その一次側が電源やイ
グナイタ１６の最終段のトランジスタに接続され、エン
ジン１の各気筒毎に設けられた図示しない点火プラグに
高電圧をその二次側から供給する。

【００１４】エンジン１の排気ガスは排気管１７，有害
成分を除去する触媒コンバータ１８を通して少なくとも
一部が外部に排出される。また、排気管１７に接続され
、排気ガスの一部を吸気管３へ還流させる還流管となる
排気分岐管に分流した排気ガスの一部は、ＥＧＲ制御弁
１２を経て吸気管３のバイパスエア通路１０の下流側か
ら流入し、エンジン１に還流される。

【００１５】ＥＧＲ負圧ポートがスロットル弁７より下
流側の吸気管３部に設けられている。また、排圧トラン
スデューサ１３はそのＥＧＲ負圧ポートからの負圧ＰＥ
ＧＲと排気ガス分岐管からの排圧とを導入している。こ
の排圧トランスデューサ１３は導入圧の状態に応じて負
圧ＰＥＧＲまたは大気圧をＥＧＲ制御弁１２に導入する
。これらは所謂排圧制御方式のＥＧＲ装置を構成してい
る。

【００１６】上記排圧トランスデューサ１３は排圧が比
較的に十分高まると、ＥＧＲ負圧ポートの負圧ＰＥＧＲ
をＥＧＲ制御弁１２に導入する。このＥＧＲ制御弁１２
が十分開くことにより、排圧が比較的に十分低下すると
、排圧トランスデューサ１３は大気圧をＥＧＲ制御弁１
２に導入する。

【００１７】負圧ＰＥＧＲが導入されているときのＥＧ
Ｒ制御弁１２は、その負圧ＰＥＧＲの大きさに応じた開
度で開弁し、排気ガスの一部をエンジン１に還流させる
。大気圧を導入されているときのＥＧＲ制御弁１２は閉
弁しているので、ＥＧＲを行わない。

【００１８】上記排圧トランスデューサ１３とＥＧＲ制
御弁１２は負圧ＰＥＧＲがたとえばＥＧＲ制御負圧ＰＥ
ＧＲが１以上に高まれば、上記動作を繰り返して、ＥＧ
Ｒ率ＫＥＧＲをピーク化する。

【００１９】また、排圧トランスデューサ１３とＥＧＲ
負圧ポートとの間に、ＥＧＲソレノイド１４が設けられ
ている。このＥＧＲソレノイド１４をオンした場合、排
圧トランスデューサ１３には、ＥＧＲ負圧ポートの圧力
、つまりインテークマニホールド４の圧力が導入される
。

【００２０】逆に、ＥＧＲソレノイド１４がオフした場
合、排圧トランスデューサ１３には、ＥＧＲ負圧ポート
の圧力（インテークマニホールド４の圧力）に関係なく
、大気圧が導入される。

【００２１】一方、警告ランプ２０はＥＧＲ制御装置（
ＥＧＲ制御弁１２、排気圧トランスデューサ１３および
ＥＧＲソレノイド１４）が何らかの原因で正常に動作し
なくなった場合、運転者にＥＧＲ制御装置の故障を知ら
せる。

【００２２】車速センサ１９は車軸の回転速度に比例し
た周波数のパルス信号を出力し、車速を検出する制御装
置、すなわち、電子式制御ユニット２３はバッテリ２２
からキースイッチ２１を介して電力の供給を受けるもの
で、圧力センサ６，スロットルセンサ８，アイドルスイ
ッチ９，点火コイル１５，車速センサ１９からの各信号
を受けて処理し、インジェクタ５やバイパスエア制御弁
１１，ＥＧＲソレノイド１４，警告ランプ２０を駆動し
て制御する。

【００２３】図２は第１図中の電子式制御ユニット２３
の内部構成を主体に示すブロック図である。同図におい
て、マイクロコンピュータ１００は、各種の演算や判定
を行うＣＰＵ２００，回転周期計測用のカウンタ２０１
，駆動時間計測用のタイマ２０２，アナログ入力信号を
ディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２０３，ディジ
タル信号を入力してＣＰＵ２００に伝達するための入力
ポート２０４，ワークメモリとしてのＲＡＭ２０５，図
３〜図５に示したメインフローのプログラムなどを格納
しているＲＯＭ２０６，ＣＰＵ２００の指令信号を出力
するための出力ポート２０７およびコモンバス２０８な
どから構成されている。

【００２４】点火コイル１５の一次側からの点火信号は
第１入力インタフェイス回路１０１により波形整形など
されて割込み指令信号にされてマイクロコンピュータ１
００に入力される。

【００２５】この割込みがかけられるごとに、マイクロ
コンピュータ１００のＣＰＵ２００はカウンタ２０１の
値を読み取って前回値との差から回転周期を算出する。

【００２６】この後にマイクロコンピュータ１００はエ
ンジン回転数ＮＥを表わす回転数データＮｅを算出する
。

【００２７】さらに、スロットルセンサ８や圧力センサ
６からのアナログ出力信号は第２入力インタフェイス回
路１０２により、ノイズ成分の除去や増幅などされて、
Ａ／Ｄ変換器２０３に与えられ、ここで、スロットル開
度Θを表わすスロットル開度値θ（Θ∝θ）、吸気管圧
力ＰＢを表わす吸気管圧力値Ｐｂ（ＰＢ∝θｂ）の各デ
ジタルデータに変換される。

【００２８】また、アイドルスイッチ９のオン・オフ信
号や車速センサのパルス信号は第３入力インタフェイス
回路１０３により、そのレベルをデジタル信号レベルに
変換されて、入力ポート２０４に入力される。

【００２９】１０４は出力インタフェイス回路で、出力
ポート２０７からの駆動信号を増幅などを行ってバイパ
スエア制御弁１１，ＥＧＲソレノイド１４，警告ランプ
２０を制御する。

【００３０】電源回路１０５はキースイッチ２１のオン
時にバッテリ２２の電圧を定電圧にして、マイクロコン
ピュータ１００に供給し、これにより、マイクロコンピ
ュータ１００は動作開始する。電子式制御ユニット２３
は上記符号１００〜１０５の要素から構成されている。

【００３１】次に、この発明の実施例の動作について、
図３のフローチャートを参照して説明する。この図３の
フローチャートは電子式制御ユニット２３の主動作の流
れを示すものである。まず、ステップＳ１では、点火コ
イル１５からの点火信号により、既に検出した回転周期
から、エンジン回転数ＮＥを表わす回転数データＮｅ（
∝θＥ）を求める。

【００３２】次のステップＳ２では、スロットルセンサ
８により検出したスロットル開度Θを表わすスロットル
開度値θ（∝θ）、および圧力センサ６により検出した
吸気管圧力ＰＢを表わす吸気管圧力Ｐｂを読み込む。

【００３３】ステップＳ３では、先に読み込んだデータ
Ｎｅ，θおよびＰｂに基づいて、後述以外のその他の制
御（燃料供給の制御、および点火時期制御など詳細は省
略する）の処理を行う。

【００３４】次のステップＳ４では、先に読み込んだデ
ータＮｅおよびアイドルスイッチ９のオン・オフ信号に
基づいて、図４にその詳細を示すアイドル回転数制御の
処理を行う。

【００３５】次のステップＳ５では、ステップＳ４にて
求めた後述の回転数偏差ΔＮ、および回転数フィードバ
ック補正量ＱＮＦＢ　、先に読み込んだ回転数データＮ
ｅ、吸気圧力Ｐｂに基づいて、図５にその詳細を示すＥ
ＧＲ制御を行う。ステップＳ５の処理後に、ステップＳ
１に戻って上記動作を繰り返す。

【００３６】次に図３中のステップＳ４の詳細な処理を
図４を参照して説明する。まずステップＳ４０１では、
アイドルスイッチ９がオンで、かつ車速センサ１９がパ
ルスを発生しない車両停止か否か、すなわち、アイドル
状態か否かを判定する。

【００３７】このステップＳ４０１での判定の結果がア
イドル状態ならば、ステップＳ４０２に進み、エンジン
１の運転状態に応じた目標回転数Ｎｔを算出する。

【００３８】次のステップＳ４０３では、同じく運転状
態に応じて目標回転数Ｎｔを維持するための基本空気制
御量ＱＢＡＳＥを算出して次のステップＳ４０４に進む
。

【００３９】このステップＳ４０４では、１００ｍｓご
とのタイミングか否かを判定し、その判定の結果、１０
０ｍｓごとのタイミングならば、ステップＳ４０５に進
み、また、ステップＳ４０４での判定の結果が１００ｍ
ｓごとのタイミングでなければ、ステップＳ４０４のＮ
側からステップＳ４０７にジャンプする。

【００４０】ステップＳ４０５では、目標回転数Ｎｔと
実回転数Ｎｅとの回転数偏差ΔＮにより、図６に示すΔ
Ｎマップを用いて、その偏差ΔＮに応じた制御ゲインΔ
Ｋ１を演算して、次のステップＳ４０６に進む。

【００４１】このステップＳ４０６では、現在最新の回
転数フィードバック補正量ＱＮＦＢ　に制御ゲインΔＫ
１を加えて、ＱＮＦＢ　を更新する。

【００４２】ステップＳ４０７では、基本空気制御量Ｑ
ＢＡＳＥと回転数フィードバック補正量ＱＮＦＢ　を加
算してＩＳＣ（アイドルスピードコントロール）空気制
御量ＱＩＳＣ　を求める。

【００４３】次のステップＳ４０８では、このＩＳＣ空
気制御量ＱＩＳＣ　を用いて、図７に示すＱＩＳＣ　マ
ップを用いて駆動信号のデューティ比Ｄを演算する。

【００４４】このデューティ比Ｄは、図８に示すように
、駆動信号の周期をＴ、１周期のオン時間をＴＯＮとす
ると、（ＴＯＮ／Ｔ）×１００％で表わされる。

【００４５】次のステップＳ４０９では、デューティ比
Ｄの駆動信号をバイパスエア制御弁１１に印加して、こ
れを駆動制御し、アイドル回転数制御の処理を終了する
。

【００４６】なお、上記各種空気制御量や補正量が大き
い程、デューティ比Ｄが大きくなって、バイパスエア制
御弁１１の開度が増す。

【００４７】一方、ステップＳ４０１にて非アイドル状
態と判定した場合には、ステップＳ４１０に進んで、Ｉ
ＳＣ空気制御量ＱＩＳＣ　として、予め設定された所定
の空気制御量ＱＯＰＥＮを設定する。この後に、ステッ
プＳ４０８に進んで、上記と同じ処理を行う。

【００４８】次に、図３中のステップＳ５の詳細な処理
について図５を参照して説明する。ステップＳ５０１で
は、先に読み込んだ回転数Ｎｅ、吸気管圧力Ｐｂなどの
入力情報が予め記憶設定されたＥＧＲ制御ゾーン内か否
か、即ち、エンジン１の運転状態がＥＧＲの必要なゾー
ン内かどうかを判定する。この判定の結果、ＥＧＲ制御
ゾーン外ならばステップＳ５０１のＮ側からステップＳ
５０２に進む。

【００４９】このステップＳ５０２では、アイドルスイ
ッチ９がオンで、かつ車速センサ１９がパルスを発生し
ない車両停止か否か、すなわちアイドル状態か否かを判
定する。その判定の結果、アイドル状態ならば、ステッ
プＳ５０３に進み、また判定の結果がアイドル状態でな
ければ、ステップＳ５０２のＮ側からステップＳ５１５
にジャンプする。

【００５０】ステップＳ５０３では、ＥＧＲ故障診断実
行フラグがセットされているか否かを判定し、セットさ
れていない場合、すなわち、ＥＧＲ制御が故障診断状態
でないと判定された場合、ステップＳ５０３のＮ側から
分岐して、ステップＳ５０４へ進む。

【００５１】このステップＳ５０４では、アイドル回転
数制御での制御ゲインΔＫ１の絶対値が所定値以下であ
るか否か、すなわちアイドル状態が安定しているか否か
を判定し、安定していれば、ステップＳ５０５に進み、
そのときの回転数フィードバック補正量ＱＮＦＢ　をＥ
ＧＲソレノイド１４のオフ、すなわちＥＧＲ制御無しの
ときの回転数フィードバック補正量ＱＮＦＢ１として設
定し、ステップＳ５０６へ進む。また、ステップＳ５０
４での判定の結果、アイドル状態が安定していなければ
、ステップＳ５０４のＮ側からステップＳ５１３にジャ
ンプする。

【００５２】上記ステップＳ５０６では、ＥＧＲ故障診
断実行フラグをセットし、ステップＳ５０７へ進み、こ
のステップＳ５０７でＥＧＲソレノイド１４をオンし、
排圧トランスデューサ１３に吸気管圧力を導入させ、Ｅ
ＧＲ制御弁１２を排圧制御させ、図３のステップＳ５の
ＥＧＲの制御処理を終了する。

【００５３】一方、ステップＳ５０３にて、ＥＧＲ故障
診断実行フラグがセットされている場合、すなわち、Ｅ
ＧＲ制御が故障診断状態であると判定された場合、ステ
ップＳ５０３のＹ側からステップＳ５０８へ進む。

【００５４】このステップＳ５０８では、ＥＧＲソレノ
イド１４のオン後、所定時間経過したか否か、すなわち
、ＥＧＲソレノイド１４をオンさせている時間が例えば
実験で求めた故障診断できる所定時間以上経過している
か否かを判定し、経過している場合は、ステップＳ５０
９へ進み、また、ステップＳ５０８での判定の結果、経
過していない場合、ステップＳ５０８のＮ側から抜け、
図３のステップＳ５のＥＧＲの制御処理を終了する。

【００５５】ステップＳ５０９では、その時の回転数フ
ィードバック補正量ＱＮＦＢ　をＥＧＲソレノイド１４
のオン、すなわち、ＥＧＲ制御有りのときの回転数フィ
ードバック補正量ＱＮＦＢ２として設定し、ステップＳ
５１０に進み、ステップＳ５０９で設定されたＱＮＦＢ
２と、ステップＳ５０５で設定されたＱＮＦＢ１との差
ＱＥＧＲ　を求める。

【００５６】すなわち、（ＱＮＦＢ２−ＱＮＦＢ１）の
差ＱＥＧＲはＥＧＲによって増加した回転数フィードバ
ック補正量であり、ＥＧＲ流量との関連があることが実
験により求まっている。

【００５７】次のステップＳ５１１では、ＱＥＧＲ　を
たとえば実験で求めた上限値ＱＵＬおよび下限値ＱＤＬ
と比較し、上限値ＱＵＬ以上、あるいは下限値ＱＤＬ以
下の場合は、ＥＧＲ異常と判定し、ステップＳ５１５へ
進み、警告ランプを点灯させ、ステップＳ５１３へ進む
。

【００５８】また、ステップＳ５１１でＱＥＧＲ　が上
限値ＱＵＬ以下、かつ下限値ＱＤＬ以上の場合は、ＥＧ
Ｒ正常と判定し、ステップＳ５１２へ進み、警告ランプ
を消灯させ、ステップＳ５１３へ進む。

【００５９】ステップＳ５１３では、ＥＧＲソレノイド
１４をオフする。すなわち、排圧トランスデューサ１３
には、大気圧が導入されＥＧＲ制御弁１２を遮断して、
次のステップＳ５１４に進み、このステップＳ５１４で
は、ＥＧＲ故障診断実行フラグをクリアし、図３のステ
ップＳ５のＥＧＲの制御処理を終了する。

【００６０】一方、ステップＳ５０１にて、エンジン１
の運転状態がＥＧＲ制御ゾーン内であると判定された場
合、ステップＳ５０１のＹ側からステップＳ５１６に進
み、このステップＳ５１６でＥＧＲ故障診断実行フラグ
をクリアする。この後、ステップＳ５０７に進んで上記
と同じ処理を行う。

【００６１】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、運転
者のスロットル操作に影響を受けないアイドル状態でＥ
ＧＲ制御を行い、このときのＩＳＣ制御量に基づいてＥ
ＧＲ流量を推定し、この推定値に基づいてＥＧＲ制御装
置の故障検出ができるように構成したので、正確かつ頻
度の高い故障検出ができるとともに、排気ガスやドライ
バビリティなどの悪化を防止できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例によるＥＧＲ制御装置の故
障検出装置の全体構成を示す構成説明図である。

【図２】図１のＥＧＲ制御装置の故障検出装置における
電子式制御ユニットの内部構成を示すブロック図である
。

【図３】図１のＥＧＲ制御装置の故障検出装置における
電子制御ユニットの主動作を示すフローチャートである
。

【図４】図１のＥＧＲ制御装置の故障検出装置における
アイドル回転数制御の処理手順を示すフローチャートで
ある。

【図５】図１のＥＧＲ制御装置の故障検出装置における
ＥＧＲ制御の処理手順を示すフローチャートである。

【図６】図１のＥＧＲ制御装置の故障検出装置の動作を
説明するための目標回転数データと実回転数データとの
偏差と制御ゲインとの関係を示す特性図である。

【図７】図１のＥＧＲ制御装置の故障検出装置の動作を
説明するためのＩＳＣ用通路有効断面積値と駆動信号の
デューティ比の関係を示す説明図である。

【図８】図７のデューティ比の説明図である。

【符号の説明】

１　　エンジン ３　　吸気管 ４　　インテークマニホールド ５　　インジェクタ ６　　圧力センサ ７　　スロットル弁 ８　　スロットルセンサ ９　　アイドルスイッチ １０　　バイパスエア通路 １１　　バイパスエア制御弁 １２　　ＥＧＲ制御弁 １３　　排圧トランスデューサ １４　　ＥＧＲソレノイド １５　　点火コイル １６　　イグナイタ １７　　排気管 １９　　車速センサ ２０　　警告ランプ ２１　　キースイッチ ２２　　バッテリ ２３　　電子式制御ユニット １００　　マイクロコンピュータ ２００　　ＣＰＵ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　内燃機関の排気ガスの一部を吸気管へ
   還流させる還流管と、この還流管を流れる排気ガス流量
   を制御する排気ガス還流制御装置と、前記内燃機関の実
   回転数を目標回転数に維持するための基本制御量を前記
   実回転数と前記目標回転数の偏差がなくなる方向に補正
   する回転数フィードバック補正量で補正した制御量で吸
   入空気量を制御し、かつアイドル状態時に前記排気ガス
   還流制御装置の制御による前記還流管の通路面積が広い
   第１の状態であるときの前記吸入空気量を制御する前記
   回転数フィードバック補正量で補正した第１の制御量を
   記憶手段に記憶させ、前記アイドル状態時に前記排気ガ
   ス還流制御装置により制御された前記還流管の通路が狭
   いかまたは零の第２の状態であるときの前記吸入空気量
   を制御する前記回転数フィードバック補正量で補正した
   第２の制御量を前記記憶手段に記憶し、かつ前記第１と
   第２の制御量の差を求めることによって前記還流管流量
   を推定し、この推定された還流管流量が所定範囲外の値
   であれば前記排気ガス還流制御装置が故障であると判定
   して故障の報知を行い、前記推定された還流管流量が前
   記所定範囲内の値であれば前記排気ガス還流制御装置は
   正常であると判定する制御装置とを備えたＥＧＲ制御装
   置の故障検出装置。