JPH0575909B2 - - Google Patents

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於て、
排気ガス中のNO_xの低減のために排気ガス再循
環を行う排気ガス再循環装置を組み込むことは従
来より種々の態様にて行われている。この種の排
気ガス再循環装置は、例えば実開昭54−121116
号、特開昭58−88450号、特公昭60−24303号等の
各公報に示されている。

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
行われなくなつて排気ガス中のNO_x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
なつ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つて運転す
る虞れがあり、大気汚染の問題を生じる。また所
定の運転域に於て排気ガス再循環が行われない
と、ノツキングが発生する虞れがあり、また内燃
機関自身の吸気によるポンプロスにより燃費が悪
化することもある。

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つた
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49−64623号公報
に示されている。

発明が解決しようとする問題点 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いていると判
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つて排気再循環装置
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。

本発明は上述の如き問題点を解決した改良され
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。

問題点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時にはアツプカウ
ントし、排気ガス再循環を行う運転域でないと検
出された時にはダウンカウントするカウンタと、
前記カウンタのカウンタ値が所定値以上である時
に於て前記温度検出手段により検出される温度が
所定値以下である時には排気ガス再循環装置が故
障であると判定する判定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つて
達成される。

排気ガス再循環運転域検出手段は、吸入空気流
量、吸気管圧力或いはこれらと機関回転数との組
合せ、更にはこれらと機関冷却水温度との組合せ
により設計上は、換言すれば排気ガス再循環装置
が正常に作動している時は排気ガス再循環が行わ
れる運転域を検出するものであればよく、これは
排気ガス再循環制御特性に応じて検出項目を定め
られていればよい。

発明の作用及び効果 上述の如き構成によれば、カウンタのカウント
値が排気ガス再循環装置の正常作動下に於ける排
気ガス再循環通路の温度に近似し、このカウント
値が所定値以上である時、即ち排気ガス再循環装
置が正常に作動していれば排気ガス再循環通路温
度が確実に充分に高くなる状態下にて排気ガス再
循環通路の温度判別が行われて排気再循環装置の
ダイアグノーシスが行われ、即ち、確実な条件下
にてダイアグノーシスが行われ、これにより正確
なダイアグノーシスが行われるようになる。

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、吸気管３
ａ、及び吸気マニホールド３ｂを経て燃焼室５内
に混合気を吸入し、既燃焼ガス、即ち排気ガスを
排気マニホールド６へ排出するようになつてい
る。

排気マニホールド６には排気ガス再循環のため
の排気ガス取入ポート７が、吸気マニホールド３
ｂには排気ガス注入ポート８が各々設けられてお
り、排気ガス取入ポート７と排気ガス注入ポート
８とは排気ガス再循環用の導管９と排気ガス再循
環制御弁２０と導管１０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は入口ポート２１と
出口ポート２２とを有しており、入口ポート２１
は導管９によつて排気ガス取入ポート７に連通接
続され、出口ポート２２は導管１０によつて排気
ガス注入ポート８に連通接続されている。排気ガ
ス再循環制御弁２０は弁ポート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
つ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つている。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
られて弁ポート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
抗して上昇して弁ポート２３を開くことになつて
いる。

排気ガス再循環制御弁２０のダイヤフラム室２
７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を経て気化器２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。吸気管負圧取出ポート３４は、図示
されている如く、スロツトル弁４が全閉位置にあ
る時にはそれの上流側に位置し且スロツトル弁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の作用によつて弁要素
３６を弁ポート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３
９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を弁ポート３５に当接させて該弁ポ
ートを閉じる位置に位置するようになつている。

負圧制御弁３０のダイヤフラム室３９は、導管
４１によつて排気ガス再循環制御弁２０の弁ポー
ト２３とこれより下流側に設けられたオリフイス
４２との間の圧力室４３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つ
ている。

上述の如き負圧制御弁３０とオリフイス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２０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、これによつ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つてい
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
るようになつている。

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−70mmHg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ユータを示して
いる。マイクロコンピユータ５０は、一般的構造
のものであり、カウント機能を有する中央処理ユ
ニツト（CPU）５１と、メモリ５２と、入力ポ
ート５３と、出力ポート５４とを有し、内燃機関
１のデイストリビユータ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、負圧スイツチ５８より内燃機
関１の吸気管負圧に関する情報を、排気ガス再循
環用導管１０の途中に設けられた感温スイツチ５
９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
如きフローチヤートに従つ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６０を点灯させるよ
うになつている。

負圧スイツチ５８は、導管６１によつて気化器
２に設けられた吸気管負圧取出しポート６２に連
通接続され、この吸気管負圧取出しポート６２よ
り所定値、例えば−100mmHgより大きい負圧が導
入されている時には接点を閉じてオン信号を出力
するようになつている。感温スイツチ５９は排気
ガス再循環導管１０の温度に感温し、該温度が所
定値以上である時にオン状態になるように構成さ
れている。

次に第２図に示されたフローチヤートを参照し
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EGRダイアグノーシスルー
チンは所定時間毎の割込みルーチンとして実行さ
れ、最初のステツプ10に於ては、EGRオン運転
域であるか否かの判別が行われる。これは、排気
ガス再循環が行われる運転条件下にあるか否かの
判別であり、この実施例の於ては、回転数センサ
５６により検出される内燃機関１の回転数、水温
センサ５７により検出される内燃機関１の冷却水
温度及び負圧スイツチ５８により検出される吸気
管負圧に応じてその判別が行われてよい。EGR
オン運転域である時はステツプ11へ進み、これに
対しEGRオン運転域でない時にはステツプ14へ
進む。

ステツプ11に於ては、CPU５１が備えている
カウンタのカウント値ＴをAtだけアツプカウン
トすることが行われる。Ａは排気ガス再循環導管
１０を排気ガスが流れた時のその導管の温度上昇
率であり、ｔは時間項である。これにより、
EGRオン運転域に於ては時間の経過と共に所定
の温度上昇率Ａをもつてカウンタのカウント値Ｔ
が増大する。ステツプ11の次はステツプ12へ進
む。

ステツプ12に於ては、カウンタのカウント値Ｔ
が予め定められた最大値Tmaxより大きいか否か
の判別が行われる。Ｔ＞Tmaxである時はステツ
プ13へ進み、これに対しＴ＞Tmaxでない時はス
テツプ17へ進む。

ステツプ13に於ては、カウンタのカウント値Ｔ
をその最大値Tmaxに維持することが行われる。
ステツプ13の次はステツプ17へ進む。

ステツプ14に於ては、CPU５１が備えている
カウンタのカウント値ＴをBtをもつてダウンカ
ウントすることが行われる。Ｂは排気ガス再循環
導管１０を排気ガスが流れた時の該導管の温度降
下率であり、ｔは時間項である。従つて、EGR
オン運転域でない時には時間の経過と共に所定の
温度降下率Ｂをもつてカウンタのカウント値Ｔが
低減する。ステツプ14の次はステツプ15へ進む。

ステツプ15に於ては、カウンタのカウント値Ｔ
が最小値Tminより小さいか否かの判別が行われ
る。Ｔ＜Tminである時はステツプ16へ進み、こ
れに対しＴ＜Tminでない時はステツプ17へ進
む。

ステツプ16に於ては、カウンタのカウント値Ｔ
を最小値Tminに維持することが行われる。ステ
ツプ16の次はステツプ17へ進む。

上述の如くカウンタのカウント値ＴがEGRオ
ン運転域であるか否かによつてアツプカウント及
びダウンカウントされることにより、このカウン
ト値Ｔは、第３図に示されている如く、排気ガス
再循環導管１０の実際の温度の変化に近似して変
化し、その実際の温度を近似表示することにな
る。

ステツプ17に於ては、カウンタのカウント値Ｔ
が予め定められて所定値Tsetより大きいか否か
の判別行われる。所定値Tsetは感温スイツチ５
９の設定温度TSWsetより充分高い温度に相当す
る値に設定されており、Ｔ＞Tsetである時は排
気ガス再循環装置が正常に作動していれば、感温
スイツチ５９が既に確実にオン状態になつている
時のはずであり、この時にはステツプ18へ進む。

ステツプ18に於ては、感温スイツチ５９がオン
状態であるか否かの判別が行われる。この時に感
温スイツチ５９がオン状態でない時は排気ガス再
循環装置が故障している時であつてステツプ19へ
進み、感温スイツチ５９がオン状態である時は排
気ガス再循環装置が正常に作動している時であつ
てステツプ20へ進む。

ステツプ19に於ては、インジケータランプ６０
を点灯することが行われる。このインジケータラ
ンプ６０の点灯により使用者は排気ガス再循環装
置に故障が生じていることを知ることができる。

ステツプ20に於ては、インジケータランプ６０
を消灯することが行われる。この時は排気ガス再
循環装置が正常に作動している時である。

以上の如きフローチヤートに従つて排気ガス再
循環装置のダイアグノーシスが行われることによ
り排気ガス再循環のオン及びオフに伴なう排気ガ
ス再循環導管の複雑な温度変化に拘らず排気ガス
再循環導管の簡単な温度判定から誤判定を伴なわ
ない確実なダイアグノーシスが行われるようにな
る。

【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ヤート、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
すタイムチヤートである。 １…内燃機関、２…エアクリーナ、３ａ…吸気
管、３ｂ…吸気マニホールド、４…スロツトルバ
ルブ、５…燃焼室、６…排気マニホールド、７…
排気ガス取入ポート、８…排気ガス注入ポート、
９，１０…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
ポート、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、３３…
導管、３４…吸気管負圧取出ポート、３５…弁ポ
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…オリフイス、
４３…圧力室、５０…マイクロコンピユータ、５
１…中央処理ユニツト、５２…メモリ、５３…入
力ポート、５４…出力ポート、５５…デイストリ
ビユータ、５６…回転数センサ、５７…水温セン
サ、５８…負圧スイツチ、５９…感温スイツチ、
６０…インジケータランプ、６１…導管、６２…
吸気管負圧取出しポート。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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時
   にはアツプカウントし、排気ガス再循環を行う運
   転域でないと検出された時にはダウンカウントす
   るカウンタと、前記カウンタのカウンタ値が所定
   値以上である時に於て前記温度検出手段により検
   出される温度が所定値以下である時には排気ガス
   再循環装置が故障であると判定する判定手段とを
   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。