JPH07332164A - 内燃機関の排気還流装置における自己診断装置 - Google Patents

内燃機関の排気還流装置における自己診断装置

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JPH07332164A
JPH07332164A JP6122523A JP12252394A JPH07332164A JP H07332164 A JPH07332164 A JP H07332164A JP 6122523 A JP6122523 A JP 6122523A JP 12252394 A JP12252394 A JP 12252394A JP H07332164 A JPH07332164 A JP H07332164A
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JP
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exhaust gas
gas recirculation
air flow
self
flow rate
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JP6122523A
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Keita Yoshizawa
敬太 吉沢
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Unisia Jecs Corp
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    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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Abstract

(57)【要約】 【目的】排気還流装置の自己診断を簡便な構成により高
精度に行わせる。 【構成】スロットル弁6の開度TVOとエンジン回転速
度Nとから求めた吸入空気流量QTNと熱線式流量計22に
より実測した実吸入空気流量QAFM との偏差ΔQを演算
する(S2〜S6)。そして、EGRコントロールソレ
ノイド9がONとなっているとき(S7)、該偏差と所
定値Xとを比較し(S8)、ΔQ≧Xのとき正常判定を
行い(S9)、前記偏差が所定未満であるときには異常
判定を行う(S10)。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は機関排気の一部を吸気系
に還流させる内燃機関の排気還流装置における自己診断
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、自動車用内燃機関において、
機関排気中のNOxを低減するための装置として、機関
排気の一部を吸気マニホールドへ還流させることによ
り、最高燃焼温度を下げて、NOxの生成を減少させる
排気還流装置(EGR)が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ここで、前記排気還流
装置の故障によって所期の排気還流が行えなくなると、
NOx排出量を増大させることになってしまうため、所
期の排気還流が行われているか否かを自己診断し得る装
置の提供が望まれていた。前記自己診断装置としては、
EGR通路に設けた温度センサによってEGR流量を判
定することなどが行われているが、高精度な判定が困難
であるという問題があった。さらに、温度センサ取付け
に係るコストアップとなってしまう。
【0004】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、排気還流装置の自己診断を簡便な構成によって高
精度に、また安価に行えるようにすることを目的とす
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】このため、本発明の請求
項1に係る手段として、図1に示すように、機関排気の
一部を吸気系に還流させる排気還流通路を機関運転条件
に応じて開閉する排気還流制御手段を備えた内燃機関の
排気還流装置における自己診断装置を、可変制御される
吸気開口面積を検出する吸気開口面積検出手段と、機関
の回転速度を検出する回転速度検出手段と、吸気開口面
積検出手段により検出される吸気開口面積と、回転速度
検出手段により検出される回転速度とに基づいて、吸入
空気流量を演算する吸入空気流量演算手段と、機関に吸
入される実吸入空気流量を実測する吸入空気流量実測手
段と、前記排気還流制御手段による排気還流通路の開制
御状態及び閉制御状態それぞれにおいて、前記吸入空気
流量演算手段により演算された吸入空気流量と前記吸入
空気流量実測手段により実測された実吸入空気流量との
偏差を演算する吸入空気流量偏差演算手段と、該吸入空
気流量偏差演算手段で演算された吸入空気流量の偏差に
基づいて前記排気還流装置の自己診断を行う自己診断手
段と、を含んで構成した。
【0006】また、本発明の請求項2に係る手段とし
て、前記自己診断手段が、前記排気還流制御手段による
排気還流通路の開制御状態において前記偏差が所定値未
満の場合、あるいは前記排気還流制御手段による排気還
流通路の閉制御状態において前記偏差が所定値以上の場
合に、排気還流装置が故障していると判断するように構
成してもよい。
【0007】また、本発明の請求項3に係る手段とし
て、吸気開口面積検出手段をスロットル弁の開度を検出
するスロットル弁開度検出手段により構成してもよい。
また、本発明の請求項4に係る手段として、機関の吸入
負圧を作用させることにより機関排気の一部を吸気系に
還流させる弁を排気還流通路に介装すると共に、該吸入
負圧をさせる開閉弁を吸入負圧導入通路に介装した内燃
機関の排気還流装置における自己診断装置において、前
記自己診断手段が、前記偏差に基づいて前記吸入負圧導
入通路に介装した開閉弁の自己診断を行うように構成し
てもよい。
【0008】
【作用】排気還流装置が正常に動作している場合には、
排気還流制御手段により排気還流通路を介して排気が導
入されることにより新気導入が減少することとなり、も
って可変制御される吸気開口面積が一定の場合に、排気
還流が行われると、機関に吸入される実吸入空気流量が
減少し、吸気開口面積と回転速度とに基づいて演算され
る吸入空気流量との間に偏差が生じる。
【0009】もって、請求項1に記載の発明に係る作用
として、機関排気の一部を吸気系に還流させる排気還流
通路が開制御状態に制御される場合の前記偏差、或いは
機関排気の一部を吸気系に還流させないように排気還流
通路が閉制御状態に制御される場合の前記偏差に基づい
て前記排気還流装置の自己診断を行うことが可能とな
る。
【0010】また、請求項2に記載の発明に係る作用と
して、前記排気還流制御手段による排気還流通路の開制
御状態において前記偏差が所定値未満の場合には、排気
還流装置が正常であれば、排気が導入されるので、相対
的に新気が減少することとなり、前記偏差が大きくなる
はずであるが、排気還流装置に故障が生じているため前
記偏差が所定値未満となっているとして、前記自己診断
手段が該排気還流装置に故障が生じていると判断する。
【0011】同様に、前記排気還流制御手段による排気
還流通路の閉制御状態において前記偏差が所定値以上の
場合には、排気還流装置が正常であれば、排気が導入さ
れないので、新気の導入は変わらず、前記偏差が小さく
なるはずであるが、排気還流装置に故障が生じているた
め前記偏差が所定値以上となっているとして、前記自己
診断手段が該排気還流装置に故障が生じていると判断す
る。
【0012】また、請求項3に記載の発明に係る作用と
して、スロットル弁はその開度を変化させることにより
吸気開口面積を変化させることとなるので、スロットル
弁の開度を検出するスロットル弁開度検出手段は、吸気
開口面積検出手段としての機能を奏することとなる。ま
た、請求項4に記載の発明に係る作用として、自己診断
手段により、吸入空気流量偏差演算手段で演算された吸
入空気流量の偏差に基づいて、吸入負圧導入通路に介装
した開閉弁の自己診断が行われると、排気還流通路に介
装された弁に機関の吸入負圧が作用しているか否かが正
しく自己診断されることとなり、もって、所期の排気還
流が行われているか否かが診断されることとなる。
【0013】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。一実施例
のシステム構成を示す図2において、機関1の排気マニ
ホールド2と吸気マニホールド3とを連通させる排気還
流通路4が設けられており、この排気還流通路4は、E
GRコントロールバルブ5によって開閉されるようにな
っている。
【0014】前記EGRコントロールバルブ5は、コイ
ルスプリングによる閉弁方向の付勢力に抗して機関の吸
入負圧を作用させることで開弁されるダイヤフラム式の
バルブであり、その圧力室とスロットル弁6下流側の吸
気マニホールド3とを連通させる負圧導入通路7が設け
られており、該負圧導入通路7を介して前記圧力室に機
関1の吸入負圧を導くことで開弁される。
【0015】前記負圧導入通路7には、コントロールユ
ニット8によってオン・オフ制御されるEGRコントロ
ールソレノイド9が介装されており、該EGRコントロ
ールソレノイド9の開閉制御を介して前記EGRコント
ロールバルブ5の開閉、即ち、排気還流のオン・オフを
制御できるようになっている。即ち、EGRコントロー
ルソレノイド9は請求項4に記載の開閉弁である。
【0016】尚、10は排気圧力とマニホールド負圧によ
りダイヤフラムが作動し、前記EGRコントロールバル
ブ5を制御する負圧を決定するダイヤフラム式のBPT
バルブであり、上記EGRコントロールバルブ5,EG
Rコントロールソレノイド9,BPTバルブ10及びコン
トロールユニット8によって排気還流制御手段が構成さ
れる。
【0017】前記コントロールユニット8は、マイクロ
コンピュータを内蔵し、各種のセンサからの信号に基づ
いて前記EGRコントロールバルブ5,EGRコントロ
ールソレノイド9及びBPTバルブ10を制御する。前記
の各種センサとしては、スロットル弁6の開度TVOを
検出するスロットル弁開度検出手段としてのスロットル
センサ21が設けられている。
【0018】またスロットル弁6はその開度TVOを変
化させることにより吸気開口面積を変化させることとな
るので、スロットル弁6の開度を検出するスロットルセ
ンサ21は、請求項3に係る吸気開口面積検出手段として
の機能を奏している。さらに、スロットル弁6の上流の
吸気通路11には、機関1に吸入される実吸入空気流量Q
AFM を実測する吸入空気流量実測手段としての熱線式流
量計22が配設されている。ここで、該熱線式流量計22
は、図示しない感温抵抗と複数の抵抗とより形成したブ
リッジ回路への供給電流を制御することにより、実吸入
空気流量QAFM を実測しているものである。
【0019】また、機関1の出力軸またはこれに同期し
て回転する軸に回転速度検出手段としてのクランク角セ
ンサ23が設けられている。尚、クランク角センサ23から
の信号は例えば基準クランク角毎のパルス信号で、その
周期よりエンジン回転速度Nが算出される。ここで、コ
ントロールユニット8は、前記各種入力信号に基づい
て、図3のフローチャートに示すようにして、上記構成
の排気還流装置の自己診断を行う機能を有している。
【0020】尚、本実施例において、吸入空気流量演算
手段,吸入空気流量偏差演算手段及び自己診断手段とし
ての機能は、前記図3のフローチャートに示すように、
コントロールユニット8がソフトウェア的に備えてい
る。図3のフローチャートにおいて、まず、ステップ1
(図中ではS1としてある。以下同様)では、排気還流
装置の自己診断領域であるか否かを判別する。本実施例
における自己診断では、後述するように排気還流がオン
制御の場合とオフ制御の場合との、所定の演算による吸
入空気流量と実吸入空気流量QAFM との偏差を監視する
ので、排気還流のオン・オフによって運転性に大きく影
響を与えないように、高負荷・高回転領域を診断領域と
し、かつ、定常状態で自己診断を行わせる。
【0021】自己診断領域であるときには、ステップ2
へ進み、スロットルセンサ21で検出されるスロットル弁
6の開度TVOを読込む。ステップ3では、クランク角
センサ23で検出されるエンジン回転速度Nを読込む。ス
テップ4では、前記スロットル弁6の開度TVOと、前
記エンジン回転速度Nとに基づいて、予め求められてい
るマップ等を用いて、吸入空気流量QTNを演算する。
【0022】ステップ5では、該熱線式流量計22により
実吸入空気流量QAFM を実測する。ステップ6では、前
記ステップ4で演算した吸入空気流量QTNと前記ステッ
プ5で実測した実吸入空気流量QAFM との偏差ΔQ(Q
TN−QAFM )を演算する。次に、ステップ7において、
EGRコントロールソレノイド9がONとなっているか
否かを判断する。そして、EGRコントロールソレノイ
ド9がONとなっている場合には、負圧導入通路7を介
して吸入負圧が導入されて、EGRコントロールバルブ
5が開となり、排気還流が動作することとなるので、ス
テップ8に進んで、前記偏差ΔQが所定値X以上である
か否かを判断する。尚、所定値Xは図4に示すように、
機関負荷を代表する基本燃料噴射量Tp等により定まる
値である。
【0023】ここで、機関1の排気マニホールド2と吸
気マニホールド3とを連通させる排気還流通路4が設け
られており、排気還流装置が正常に動作している場合に
は、EGRコントロールバルブ5,EGRコントロール
ソレノイド9,BPTバルブ10により排気還流通路4を
介して排気が導入されることにより、吸気マニホールド
3を通過する新気導入が減少することとなる。もって前
記スロットル弁6の開度TVOを一定としている場合
に、EGRコントロールソレノイド9が正常に作動し
て、排気還流が行われると、機関に吸入される実吸入空
気流量が減少し、もって実測される実吸入空気流量Q
AFM が減少する。従って、スロットル弁6の開度TVO
とエンジン回転速度Nとに基づいて演算される吸入空気
流量QTNとの間に偏差ΔQが生じる。
【0024】一方、EGRコントロールソレノイド9に
故障等が発生している場合には、前記スロットル弁6の
開度TVOを一定としている場合に、EGRコントロー
ルソレノイド9を作動させるように、コントロールユニ
ット8が指示を発しても、EGRコントロールソレノイ
ド9がONとならないため、負圧導入通路7を介して吸
入負圧が導入されず、EGRコントロールバルブ5は閉
状態を継続し、排気還流が動作せず、もって、排気還流
を行うようにコントロールユニット8が制御した後も、
機関に吸入される実吸入空気流量は変化せず、もって実
測される実吸入空気流量QAFM が変化しない。従って、
前記偏差ΔQは殆ど生じないこととなる。
【0025】従って、ステップ8においてΔQ≧Xであ
ると判断された場合には、ステップ9に進み、EGRコ
ントロールソレノイド9が正常であると判定する。一
方、ステップ8においてΔQ<Xであると判断された場
合には、ステップ10に進み、EGRコントロールソレノ
イド9が異常であると判定する。また、ステップ7にお
いて、EGRコントロールソレノイド9がONとなって
いない場合には、負圧導入通路7を介して吸入負圧は導
入されず、EGRコントロールバルブ5は閉のままであ
り、排気還流がなされることはないので、ステップ11に
進んで、前記偏差ΔQが所定値X以下であるか否かを判
断する。
【0026】即ち、排気還流装置が正常に停止している
場合には、排気還流通路4を介して排気が導入されるこ
とはなく、吸気マニホールド3を通過する新気導入はこ
れまでと不変のままとなる。もって前記スロットル弁6
の開度TVOを一定としている場合には、排気還流が行
われないので、機関に吸入される実吸入空気流量が変化
せず、もって実測される実吸入空気流量QAFM が変化し
ない。従って、スロットル弁6の開度TVOとエンジン
回転速度Nとに基づいて演算される吸入空気流量QTN
の間に偏差ΔQが生じない。
【0027】一方、EGRコントロールソレノイド9に
故障等が発生している場合には、前記スロットル弁6の
開度TVOを一定としている場合に、EGRコントロー
ルソレノイド9を停止させるように、コントロールユニ
ット8が指示を発していても、EGRコントロールソレ
ノイド9がOFFとならないため、負圧導入通路7を介
して吸入負圧が導入されるため、EGRコントロールバ
ルブ5は開状態となり、排気還流がなされ、もって、排
気還流を行わないようにコントロールユニット8が制御
した後も、機関に吸入される実吸入空気流量が変化して
しまい、もって実測される実吸入空気流量QAFM が減少
する。従って、前記偏差ΔQが大きくなる。
【0028】従って、ステップ11においてΔQ≦Xであ
ると判断された場合には、ステップ9に進み、EGRコ
ントロールソレノイド9が正常であると判定する。一
方、ステップ8においてΔQ>Xであると判断された場
合には、ステップ10に進み、EGRコントロールソレノ
イド9が異常であると判定する。即ち、以上説明したよ
うに、ステップ7〜ステップ11が請求項2に記載の自己
診断手段としての機能を奏しており、さらに、本実施例
は、EGRコントロールソレノイド9の自己診断を行っ
ているので、当該実施例は請求項4に記載の自己診断を
行っている。
【0029】また、自己診断結果は、例えば車両の運転
席に設けた表示装置によって運転者に知らせるようにす
ると良い。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように本発明によると、排
気還流を行うと、新気導入が減少する特性を利用し、排
気還流通路の開制御状態及び閉制御状態においてそれぞ
れ求めた吸入空気流量演算手段により演算された吸入空
気流量と前記吸入空気流量実測手段により実測された実
吸入空気流量との偏差が、排気還流のオン・オフに見合
った値を示すか否かに基づいて、排気還流装置の自己診
断を行うようにしたので、簡便な構成によって高精度
な、また簡便であるが故に安価な自己診断が可能になる
という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の構成を示すブロック図。
【図2】本発明の一実施例を示すシステム概略図。
【図3】本発明の実施例の自己診断を示すフローチャー
ト。
【図4】偏差ΔQに係るしきい値Xと基本燃料噴射量T
pとの関係を示す線図。
【符号の説明】
1 内燃機関 2 排気マニホールド 3 吸気マニホールド 4 排気還流通路 5 EGRコントロールバルブ 6 スロットル弁 8 コントロールユニット 9 EGRコントロールソレノイド 10 BPTバルブ 21 スロットルセンサ 22 熱線式流量計 23 クランク角センサ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】機関排気の一部を吸気系に還流させる排気
    還流通路を機関運転条件に応じて開閉する排気還流制御
    手段を備えた内燃機関の排気還流装置における自己診断
    装置であって、 可変制御される吸気開口面積を検出する吸気開口面積検
    出手段と、 機関の回転速度を検出する回転速度検出手段と、 吸気開口面積検出手段により検出される吸気開口面積
    と、回転速度検出手段により検出される回転速度とに基
    づいて、吸入空気流量を演算する吸入空気流量演算手段
    と、 機関に吸入される実吸入空気流量を実測する吸入空気流
    量実測手段と、 前記排気還流制御手段による排気還流通路の開制御状態
    及び閉制御状態それぞれにおいて、前記吸入空気流量演
    算手段により演算された吸入空気流量と前記吸入空気流
    量実測手段により実測された実吸入空気流量との偏差を
    演算する吸入空気流量偏差演算手段と、 該吸入空気流量偏差演算手段で演算された吸入空気流量
    の偏差に基づいて前記排気還流装置の自己診断を行う自
    己診断手段と、 を含んで構成されたことを特徴とする内燃機関の排気還
    流装置における自己診断装置。
  2. 【請求項2】前記自己診断手段は、前記排気還流制御手
    段による排気還流通路の開制御状態において前記偏差が
    所定値未満の場合、あるいは前記排気還流制御手段によ
    る排気還流通路の閉制御状態において前記偏差が所定値
    以上の場合に排気還流装置が故障していると判断するこ
    とを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の排気還流装
    置における自己診断装置。
  3. 【請求項3】吸気開口面積検出手段がスロットル弁の開
    度を検出するスロットル弁開度検出手段であることを特
    徴とする請求項1または2に記載の内燃機関の排気還流
    装置における自己診断装置。
  4. 【請求項4】機関の吸入負圧を作用させることにより、
    機関排気の一部を吸気系に還流させる弁を排気還流通路
    に介装すると共に、該吸入負圧を作用させる開閉弁を吸
    入負圧導入通路に介装した内燃機関の排気還流装置にお
    ける自己診断装置であって、 前記自己診断手段が、前記偏差に基づいて前記開閉弁の
    自己診断を行うことを特徴とする請求項1〜3の何れか
    1つに記載の内燃機関の排気還流装置における自己診断
    装置。
JP6122523A 1994-06-03 1994-06-03 内燃機関の排気還流装置における自己診断装置 Pending JPH07332164A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021207012A1 (de) 2020-07-27 2022-01-27 Bosch Limited Elektronisches Steuergerät (ECU) und Verfahren zum Detektieren eines klemmenden Ventils

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DE102021207012A1 (de) 2020-07-27 2022-01-27 Bosch Limited Elektronisches Steuergerät (ECU) und Verfahren zum Detektieren eines klemmenden Ventils

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