JPH0640920Y2

JPH0640920Y2 - 排気還流制御装置の自己診断装置

Info

Publication number: JPH0640920Y2
Application number: JP1988075797U
Authority: JP
Inventors: 正信大崎; 伸平中庭
Original assignee: 株式会社ユニシアジェックス
Priority date: 1988-06-09
Filing date: 1988-06-09
Publication date: 1994-10-26
Anticipated expiration: 2003-06-09
Also published as: JPH021454U

Description

【考案の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本考案は排気還流制御装置の自己診断装置に関する。

〈従来の技術〉内燃機関における排気浄化方法の１つとして、排気還流
（以下EGRという）制御装置がよく知られている（例え
ば実開昭58-146064号公報等）。

このものは、排気通路と吸気通路とを接続するEGR通路
を設け、該EGR通路に例えばダイヤフラム式のEGR制御弁
を介装し、このEGR制御弁に、電磁式の負圧制御弁を介
装し吸気負圧を導入する負圧導入通路を接続してなる。

そして、そのときの運転状態に応じてコントロールユニ
ットにより負圧制御弁のデューティ比を制御してEGR制
御弁への導入負圧を制御することにより、EGR制御弁の
開度を制御して運転状態に応じたEGR量が得られるよう
にしている。

ところで、前記EGR制御装置において、例えばEGR制御弁
が故障して開きっぱなしや閉じっぱなしの状態になる
と、前者の場合にはサージの増大、後者の場合にはNOx
の増大をそれぞれ招く。このため、従来では、EGR制御
弁の弁リフト量やEGRガス温度に基づいてEGR制御装置の
故障診断を行うようにしている。

即ち、弁リフト量検出用センサやEGRガス温度センサを
所定場所に装着し、EGR制御中において、EGR制御弁の弁
リフト量或いはEGRガス温度を検出する。そして、第８
図に示すEGR量と弁リフト量或いはEGRガス温度との関係
から予め設定した弁リフト量或いはEGRガス温度の上限
値及び下限値と検出値とを比較してEGR制御装置の正常
・異常の判定を行っている。

〈考案が解決しようとする課題〉しかしながら、従来の診断装置は、EGR制御装置の故障
診断用に弁リフト量検出センサ或いはEGRガス温度セン
サを新たに取付けなければならず、その分コストが高く
なるという問題がある。

また、正常・異常の判断が上限値及び下限値のそれぞれ
一点を境にしてどちらかでしかない。このため、EGR制
御の調子がかなり悪くセンサ検出値が前記上限値或いは
下限値に近いぎりぎりのレベルにあっても正常判定範囲
内にあれば正常と判定されてしまう不具合が生じる。

本考案は上記の事情に鑑みなされたもので、EGR制御装
置故障診断専用のセンサを設ける必要のないEGR制御装
置の自己診断装置の提供を目的とし、また、EGR制御装
置のわずかな変調もチェックできるEGR制御装置の自己
診断装置を提供することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉このため本考案は、第１図に示すように、機関回転速度
検出手段と、該機関回転速度検出手段で検出した機関回
転速度を一定時間間隔でサンプリングする機関回転速度
サンプリング手段と、該機関回転速度サンプリング手段
のサンプリング値に基づいて単位時間当りの機関回転速
度変動を所定時間内で複数サンプリングする機関回転速
度変動サンプリング手段と、該機関回転速度変動サンプ
リング手段のサンプリング値における最大値と予め定め
た設定値とを比較し両者の差が所定値以上のとき前記EG
R制御装置が異常と判定する判定手段とを備えて構成し
た。

また、上記のEGR制御装置の自己診断装置において、前
記判定手段に代えて、機関回転速度変動サンプリング手
段の最大サンプリング値の値に応じてEGR制御装置の故
障度合を複数段階で判定する判定手段を設けた。

更には、上記の構成に加えて、過渡運転状態検出手段
と、過渡運転状態が検出されてから一定時間の間判定手
段の判定動作を停止する判定停止手段とを設けた。

〈作用〉上記の構成において、機関回転速度サンプリング手段に
より、機関回転速度検出手段で検出した機関回転速度を
一定時間間隔でサンプリングする。機関回転速度変動サ
ンプリング手段は、このサンプリングした機関回転速度
に基づき所定時間内で複数の単位時間当りの機関回転速
度変動をサンプリングする。そして、この複数の機関回
転速度変動サンプリング値における最大値を予め決めて
ある設定値と比較し、両者の差が所定値以上のときには
EGR量が不適切でありEGR制御装置が異常であると判断す
る。これにより、新たなセンサを設けなくてもEGR制御
装置の正常・異常の診断を行えるようになる。

また、機関回転速度変動のサンプリング値の最大値の大
きさに応じて故障度合を複数段階に分けて判定するよう
にすれば、EGR制御装置の劣化状態をチェックすること
ができる。

更に、過渡運転開始後、一定時間は故障判定を停止する
ことにより、加減速操作に起因する機関回転速度変動に
よるEGR制御装置不良とする誤判定を防止することがで
きる。

〈実施例〉以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。

本考案の一実施例を示す第２図において、機関本体１の
燃焼室２に接続される排気通路３は、EGR通路４を介し
て吸気通路６に接続されている。EGR通路４には、例え
ばダイヤフラム式のEGR制御弁５が介装されている。こ
のEGR制御弁５には、コントロールユニット９によりデ
ューティ制御される電磁式の負圧制御弁７を介装した一
端が吸気通路６のスロットルバルブ10下流側に接続する
負圧導入通路８の他端が接続し、吸気通路６に発生した
負圧が導入される。

そして、前記コントロールユニット９は、従来と同様に
して、機関回転速度検出手段としてのクランク角センサ
11からの機関回転速度Ｎ信号と、エアフローメータ12か
らの機関吸入空気流量Ｑ信号とに基づいて演算される基
本燃料噴射量Tpと機関回転速度Ｎとから、予め定めたEG
R制御領域のマップより基本制御値を求め、この基本制
御値を機関水温等で補正した値に基づいて負圧制御弁７
を駆動制御してEGR制御弁５の作動負圧を設定する。こ
れにより、運転状態に応じた適切なEGR量が吸気通路６
側に導入されるよう構成されている。

また、コントロールユニット９は、第３図〜第６図のフ
ローチャートで示すように、クランク角センサ11からの
機関回転速度Ｎ信号に基づいて単位時間当りの機関回転
速度変動を求め、この機関回転速度変動ΔＮからサージ
トルクを推定してEGR制御装置の自己診断を行う。尚、
コントロールユニット９には、スロットルバルブ10の開
度を検出するスロットルセンサ13からの信号が入力して
おり、このスロットルバルブ開度信号に基づきスロット
ルバルブ開度変化率ΔTVOを求めて過渡運転時か定常か
の判定を行っている。

次に第３図〜第６図のフローチャートに基づいて本実施
例の自己診断動作を説明する。

第３図は機関回転速度演算ルーチンで、例えば４気筒の
内燃機関では機関の1/2回転毎に実行される。

ステップ１（図中ではS1と示し以下同様とする）では、
クランク角センサ11より入力するREF信号（基準信号）
の周期を演算する。

ステップ２では、演算したREF信号周期に基づき機関回
転速度Ｎ（rpm）を次式により演算する。

Ｎ＝（1/REF周期）×1/2×60 第４図は後述する第５図のサージトルク推定ルーチンに
用いる機関回転速度データをサンプリングするルーチン
で、例えば10ms毎に実行される。

ステップ11では、スロットルセンサ13からのスロットル
バルブ開度信号を入力する。

ステップ12では、入力したスロットルバルブ開度信号よ
り得られるスロットルバルブ開度変化率の絶対値｜ΔTV
O|が所定値（例えば1.6°/100ms）より大きいか否かを
判定する。ここで、所定値より小さいときは定常運転時
と判断してステップ15に進む。また、所定値以上のとき
は加速又は減速等の過渡運転時と判断してステップ13に
進む。ここが過渡運転検出手段に相当する。

ステップ13では、フラグＦの判定をする。ここで、Ｆ＝
０のときは、過渡運転検出が初回であるとして、ステッ
プ14で、過渡運転開始後からの時間を計測するためのタ
イマＴのカウントをリセットしてＴ＝０とし、ステップ
17で、フラグＦをＦ＝１にセットする。

その後も過渡運転状態が継続されているときはステップ
13でＦ＝１と判定され、定常運転のときと同様にステッ
プ15に進み、タイマＴをカウントアップする。

ステップ16では、タイマＴの値が1sec以上か否か、即ち
過渡運転開始から1sec以上経過したか否かを判定する。
ここで、タイマＴの値が1sec以上のときはステップ18に
進みフラグＦの判定をする。ここで、Ｆ＝０のときは、
ステップ19に進みカウンタＣをカウントアップする。こ
こで、ステップ16が判定停止手段に相当する。

ステップ20では、カウンタＣがＣ＝５になったか否かを
判定する。Ｃ＝５のときは、ステップ21に進みカウンタ
Ｃをリセットする。即ち、50ms毎にカウンタＣはリセッ
トされることになる。

そして、ステップ22で、今回検出された機関回転速度Ｎ
をm0とし、1sec前までの50ms毎にサンプリングされたそ
れまでの機関回転速度Ｎのデータm19〜m0を順次シフト
して、常に最新の20個の機関回転速度Ｎのデータを記憶
する。ここで、ステップ22が機関回転速度サンプリング
手段に相当する。

ステップ20で、Ｃ＝５でないときはステップ21,22をジ
ャンプしてステップ25に進む。

ステップ25では、フラグＦをＦ＝０とし、元に戻る。

また、ステップ18のＦの判定がＦ＝１のとき、即ち過渡
運転開始から1sec経過直後のときは、ステップ23に進
み、カウンタＣをリセットする。

そして、ステップ24で、それまでにサンプリングした20
個の機関回転速度Ｎのデータm0〜m19をリセットして、
全てを現時点の機関回転速度Ｎに置換え、ステップ25で
フラグＦをＦ＝０とする。

このようにして、定常運転時には、一定時間間隔、例え
ば50ms毎の現時点から1sec前までの機関回転速度Ｎデー
タをサンプリングする。また、過渡運転開始後一定時間
（本実施例では1sec）機関回転速度データのサンプリン
グを停止することにより、加減速運転等の過渡運転に起
因する機関回転速度変動とEGR制御装置の不良による機
関回転速度変動とを区別することができ、診断の精度が
向上する。

第５図は機関回転速度Ｎのサンプリングデータに基づい
て機関回転速度変動からサージトルクを推定するルーチ
ンで、これは、バックグランドジョブとして行われる。

ステップ31では、前述のようにして求めた現在記憶され
ている20個の機関回転速度Ｎのサンプリングデータm0〜
m19及び最新の機関回転速度Ｎに基づいて、100msec〜1s
ecの間で0.1sec毎に設定した各単位時間isec当りの機関
回転速度変動値ΔNisecを演算する。この部分が機関回
転速度変動サンプリング手段に相当する。

ステップ32では、演算された各単位時間isec当りの複数
の機関回転速度変動値の絶対値｜ΔNisec|の最大値を算
出する。

ステップ33では、サージトルクと機関回転速度変動とは
略正比例の関係にあることから、算出した｜ΔNisec|の
最大値を現在のサージトルクと推定して記憶する。

このようにして、機関回転速度変動からサージトルクを
推定する。尚、サンプリングする機関回転速度変動の単
位時間を100msec〜1secの間で0.1sec毎に設定したの
は、人間がサージトルクを体感できるのが1Hz（1sec）
〜10Hz（100ms）であり、これによって人間が体感でき
るサージを正確に把握できるようになる。

第６図は推定したサージトルクからEGR制御装置の劣化
状態を診断する診断ルーチンで、バックグランドジョブ
として行われる。

ステップ41では、自己診断モードか否かを判定する。自
己診断モードでなければそのままルーチンは終了する。
自己診断モードであれば、ステップ42に進みEGR制御装
置の診断を行う。

これは、EGR量とサージトルクとは第７図のように比例
関係にあり、図示したEGR制御装置の正常範囲の領域に
おいて、ファジー理論により予めEGR制御装置の正常度
合とサージトルクと推定される機関回転速度変動値の最
大値｜ΔNisec|との関係をマップにしておき、記憶され
ている最大値｜ΔNisec|に基づいて、このマップからEG
R制御装置の劣化度合を診断する。

この場合、劣化度合を例えば、完全に故障、ちょっ
とおかしい、まあ正常、正常の４段階程度に分けて
判定することによって、EGR制御装置の異常を早期に発
見することができる。尚、EGR制御装置の判定方法とし
ては、サージトルクの故障判定基準値を予め設定してお
いて、この基準値と求めた機関回転速度変動の最大値｜
ΔNisec|とを比較し、その差が所定以上あるときに異常
と判定するようにしてもよい。ステップ32,33,41,42が
判定手段に相当する。

ステップ43では、上記の診断結果に応じた診断表示を、
例えばLEDの点消灯，点滅状態を違える等して行う。

このように、機関回転速度変動に基づいてサージトルク
を推定して、そのサージトルク値によりEGR制御装置の
診断を行えば、従来のようにEGR制御装置の診断用のセ
ンサを設ける必要がなくコストを低減できる。また、完
全に故障する以前にチェックすることができるようにな
る。

〈考案の効果〉以上説明したように本考案によれば、EGR量と相関関係
があるサージトルクを機関回転速度変動から推定し、こ
のサージトルクの状態により、EGR制御装置の診断を行
う構成としたので、EGR制御装置の診断用センサが不要
になりコストを安くできる。

また、劣化状態に応じた診断を行うようにすれば、異常
を早期にチェックすることができる。

更に、過渡運転開始から一定時間は診断を行わないよう
にすれば、過渡運転に起因する機関回転速度変動との区
別ができ、誤判定を防止でき、診断の信頼度を向上でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案を説明するためのブロック図、第２図は
本考案の一実施例の構成図、第３図〜第６図は同上実施
例の故障診断の制御フローチャート、第７図はサージト
ルクとEGR量との関係を示す図、第８図は従来の診断方
法を説明するための図である。１……機関本体、３……排気通路、４……EGR通路、５
……EGR制御弁、６……吸気通路、９……コントロール
ユニット、10……スロットルバルブ、11……クランク角
センサ、13……スロットルセンサ

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】機関運転状態に応じて吸気通路に還流する
排気還流量を制御する排気還流制御装置の自己診断装置
において、機関回転速度検出手段と、該機関回転速度検
出手段で検出した機関回転速度を一定時間間隔でサンプ
リングする機関回転速度サンプリング手段と、該機関回
転速度サンプリング手段のサンプリング値に基づいて単
位時間当りの機関回転速度変動を所定時間内で複数サン
プリングする機関回転速度変動サンプリング手段と、該
機関回転速度変動サンプリング手段のサンプリング値に
おける最大値と予め定めた設定値とを比較し両者の差が
所定値以上のとき前記排気還流制御装置が異常と判定す
る判定手段とを備えたことを特徴とする排気還流制御装
置の自己診断装置。
【請求項２】請求項１記載の排気還流制御装置の自己診
断装置において、前記判定手段に代えて、機関回転速度
変動サンプリング手段の最大サンプリング値の値に応じ
て排気還流制御装置の故障度合を複数段階で判定する判
定手段を設けたことを特徴とする排気還流制御装置の自
己診断装置。
【請求項３】請求項１又は２記載の排気還流制御装置の
自己診断装置において、過渡運転状態検出手段と、過渡
運転状態が検出されてから一定時間の間判定手段の判定
動作を停止する判定停止手段とを設けたことを特徴とす
る排気還流制御装置の自己診断装置。