JPS58197461A - 排気還流装置のセンサ故障判別装置 - Google Patents

排気還流装置のセンサ故障判別装置

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JPS58197461A
JPS58197461A JP57081053A JP8105382A JPS58197461A JP S58197461 A JPS58197461 A JP S58197461A JP 57081053 A JP57081053 A JP 57081053A JP 8105382 A JP8105382 A JP 8105382A JP S58197461 A JPS58197461 A JP S58197461A
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sensor
temperature
egr
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Toyoaki Nakagawa
豊昭 中川
Yoshihisa Kawamura
川村 佳久
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Nissan Motor Co Ltd
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/52Systems for actuating EGR valves
    • F02M26/55Systems for actuating EGR valves using vacuum actuators
    • F02M26/56Systems for actuating EGR valves using vacuum actuators having pressure modulation valves
    • F02M26/57Systems for actuating EGR valves using vacuum actuators having pressure modulation valves using electronic means, e.g. electromagnetic valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/45Sensors specially adapted for EGR systems
    • F02M26/46Sensors specially adapted for EGR systems for determining the characteristics of gases, e.g. composition
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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】 この発明は排気還流装置におい【、温度によつく運転状
態を検知するセンサの異常を判別する装置に関する。
[ンジンから排出されるNOxを低減するために排気還
流(E G R)システムが知られているが、この[G
 RfjAを精度よく制御するためにEGR率を吸気系
温度にもとづいて測定する装置がある。
このような排気還流率測定装置について、第1図にもと
づき説明する(特開昭50−68555弓参照)。
ディーゼルJンジンにおいて、排気管1からFGR通路
3を介して吸気管2の吸気絞り弁4の下流に排気ガスの
一部をEGRバルブ5を介して還流させるようになって
いる。
E G Rバルブ5は、制御回路6によりコントロール
される負圧制御弁7からの負圧に応じて開閉され、基本
的なEGR量は、エンジン回転センサ8、負荷センサ9
、冷却水濡センサ10などから検出される信号にもとづ
き運転状態に応じて適切に制御される。
一方、吸気絞り弁4の下流直後の吸気管コレクター1に
吸気(新気)温度を検出する吸気温度センサー2を、ま
た吸気管コレクター1に入った直後のEGRガス温度を
検出するEGRガス渇亀ピンサ13を設け、さらに新気
とEGRガスの混合気の温度を検出する混合気温度セン
サー4がトGR通路3の合流点下流に設けである。
ここで吸気温度をTa 、EGRガス温度を王e、混合
気温度をTl11とすれば、EGR率は丁■−[a/T
e−Tl11で近似的に測定できる。
したがって、各濃度センサー2.13.14からの信号
を制御回路6に入力し上記のように[GR率を測定する
ことができ、この結果にもとづいて、目標のEGR率に
なるように制御回路6の信号によって負圧制御装置7の
電磁弁15と、負空ポンプ16からの負圧を調圧する電
磁弁17を駆ナー 動し、EGRバルブ5の開度を調整するダイ17ノラム
5aならびに吸気絞り弁4の開度を調節するり一ボ機構
18のダイヤフラム18aにかかる1汁を制mづれば、
精度よ< E G R状態(E G R量)をコントロ
ールすることができる。
ところで、このような制御において、目標値となるEG
R率(よ、その時の運転状態(エンジン回転速度及び負
荷)に1つ(決定されるので、いかに実際のEG R率
を精度よく検知してフィードバック制御を行なおうと、
目標値自体が正しく設定されないと所望のエンジン性能
及び排気性能は発揮−(きない、′!lなわちエンジン
回転速度もしくは負荷の検知に異常があると、目標EG
R率の設定が狂ってしまう。ところが、従来のIA置で
はこのような、回転センサや負荷センサの異常が判別で
きないため11丁ンジン性能や排気性能が悪化してし気
付かずにそのまま放置されることがあった。
回転センサやi荷センサの異常を判別するには、故障判
別センサ等が必要であるが、このセンサはそのためだけ
にしか使われず、通常は全く不必要であって必ずしも得
策ではない。
ところで、第2図にも示寸が、エンジン排気温度は、回
転速度及び負荷と密接な関係をもって変化する。換言す
ると、排気温度から回転速度と負荷を予測することがで
きるのである。
本発明はこのような点に着目してなされjこもので、を
記した各温度によってEGR率を検知りるとともに、運
転状態から定まる各温度のうら4」りなくともひとつの
温度についての許容値と、イれに対応する実際の温度と
を比較し、その比較L12宋により、エンジン回転セン
サ、負荷センサのlンジン運転状態を検知するセンサの
異常を判別するようにした排気還流装置における運転状
態検出ヒンサの故障判別装置を提供することを目的と覆
る。
以下、この発明の実施例を図面にもとづいて説明する。
第3図において、20は許容値設定器であり、エンジン
回転センサ8及び負荷センサ9の出力信号Nと−[を入
力し、これらNとTから定まるその運転状態における排
気温r!ITeの許容1限饋電圧信号S3及び許容1限
饋電圧信号S4を出力づる。
温度検知器21は温度センサ13の出力を排気温ff1
T’eに相当する電圧信号S1に変換する。
比較器23は温度信号81と下限値信号S3を比較し、
S3>81でハイレベル、83<81でローレベルのパ
ルス信号85を出力する。同じく比較器24は温度信号
S1と上限値信@S4を比較し、S 1 > 84 ’
U−ハイレベル、Sl<34でローレベルのパルス信@
S6を出力する。
22は定常判別器であり、第4図に詳細な構成を示す。
サンプルホールド回路22aは、リンプリンタクロック
入力時の温度信号S1の値を、次のリンプリングクロッ
クが入力するまでS20として保持する。22bは差動
増幅器であり温度信号S1と保持値S20との差5l−
820を演篩し、S21として出力する。この信号S2
1はそのときの温疾変化でプラスとマイナスのいずれか
になるため絶対値を演算し、S22として出力する。2
2dは比較器であり、出力S22を設定値v1と比較し
、■、〉S22でハイレベル、Vl<822でローレベ
ルとなるパルス信号823を出力する。22eは比較結
果823を入力し、S23の立ち−Yりぐクロックパル
スの計数を開始し、S23の立ち下りで計数を停止、リ
セットするカウンタであり、時々刻々の計数値信号82
4を検出する。22fはデジタル値の比較器であり、計
数値824が所定の値以上になったところ−(′〜”L
ら十り、824がリセットされたところで立ち下がるパ
ルス信号82を出力づる。
したがって定常判別器22は約サンプリングクロックの
周期以上、温度信号S1が±V1以内の変動しかしなか
った場合に定常状態としてハイレベルとなる信号S2を
出力するのであり、この出力82によって定常状態かあ
るいは温度が変化していく過程、すなわち過度状態かを
判断できる。
再び第3図にもとづいて説明すると、25.26はアン
ド回路であり、それぞれ許容値設定器20と定常判別器
22からの信号をもとに、S2とS5及びS2とS6が
同時にハイレベルであるときハイレベルとなるパルス信
号S7及びS8を出力する。
27.28はRSフリップ70ツブであり、R端子はロ
ーレベル(接地側)であるので、それぞれ上記出力S7
及びS8の立ち上り以降ハイレベルを保持するパルス信
号89及びS10を出力する。
29.30のトランジスタは、それぞれフリップフロッ
プ27.28の出力がハイレベルのときに導通して運転
状態検出センサの異常を知らせるためのLED (発光
ダイオード)31.32を発光させる。
また、第1図の電磁弁15及び17を制御する制御回路
6からの信号S11及び812は、オア回路33及び3
4を介して送られ、このオア回路33及び34にはフリ
ップフロップ28からの信号S10がそれぞれ入力し、
その論理和であるS13及び814を電磁弁15及び1
7の駆動信号どして出力する。
次に作用を説明する。
まずエンジン回転センサ8が異常をきたし、その出力が
低下した場合を考える。実際の回転速度をN1この異常
をきたした。エンジン回転センサ8の検知伯をNS、負
荷センサ9の検知偵を1とすると、このNSと王から与
えられる許容値設定器20許容上限値電圧信号s4はN
と王からうえられる値より小さい値をとることになる。
これはEGRが行なわれている限り渇麿しンサ13の出
ツノTe−排気温度と、同一負荷ならば回転数が低いほ
ど排気温度が下がるという関係(第2図参照)より明ら
かである。
ここでNとNsの差が非常に大きく、その結果として温
度信号S1が過小に見積られたそのときの上限値S4に
対し、81>84となると、比較器24の出力S6はハ
イレベルとなる。かっこの温度状態が変化せずに所定の
期間保たれると定常判別器22の出力S2もハイレベル
となり、アンド回路26の出力S8がハイレベルとなる
。この結果RSフリップフロップ28の出hS10がハ
イレベルを保持し、トランジスタ30を導通させ、L、
 E D 32が発光する。この場合L E D 32
 G、!運転状態を検知するセンサとしてのエンジン回
転センサ8の異常を知らせる。
また、ノリツブ70ツブ28の出力S10は111j峙
にオア回路33.34にも入力されるので、S13及び
814がハイレベルとなって電磁弁15及び17に通電
する。第1図から分がるように、電磁弁15及び17は
通電状態で゛[G Rバルブ5及びIt−ボl*#11
8のタイヤフラム室に大気を導′へする。これによって
EGRバルブ5は閉じ、吸気絞り弁4は全開となってE
GRf″a断する。
以1の機能は、負荷センサ9が実際の負荷よりも小さい
値を検知している場合も同様に働く。
(JLiJ−回転数ならば負荷が小さいほど排気温度が
下がり、排気温度の許容上限値が小さくなる)ディーゼ
ル1ンジンにおいては中速低負荷において多■のEGR
が行なわれることが多く、エンジン回転センサ8や負′
vJLン(J 9の出力が低下し、みか(ノートの負荷
や回転速度が低下すると、実際に4J E G R(7
)不要な^速へ負荷域であっても多量のEGRが行なわ
れてしまうので、スモークが多量に発1したり、安定な
運転がそこなわれたりするが、EGRを遮断することで
、このような事態を未然に防止できる。
なお、定常判別器22の出力をアンド回路2;)。
26に入れるのは、運転状態が変化する過度時には温度
が急に変化しやすく許容値設定器2oの出力83.84
も変化するのであるが、一時的に温度信号81がこれら
を上回ったり、下回・)Iこり・Jることがあっても異
常とは言えないので、このjつな過度時には判断を中止
するためである。
次に負荷センサ9の出力が異常をきたし、出ツノが増加
した場合を考える。実際の負荷をT、M?i4センサ9
の検知値をTsとすると、T < T Sであるから第
2図から分かるように許容値設定器20からの許容下限
値電圧信号S3は、TとNから与えられる値より大きく
なり、TSと王の差の大ささによっては、温度信号S1
は下限値83に対して83>81となる。この場合比較
器23の出力S5はハイレベルとなる。
この状態が定常的に継続すれば、定常判別器22の出力
もハイレベルになるためアンド回路25及びRSノリツ
ブフロップ27の作用により、トランジスタ29が導通
し、1.、 FE D 31が発光する。
以上の機能は、エンジン回転センサ8がノイズの混入等
により実際の回転速瓜J、りも高い値を検知した場合も
同様に作用する。
これらの異常の場合、高速高角荷では制御回路6からの
信号てEGRは減少するh向に移るので、NOxか低J
・シない他はこれといった不具合、すなわちエンジンミ
ルラブルは発生しない。よってLF l) 31によつ
(警?’1.するのみで充分である。
なお、このような場合、EGR率はEGRパル15の開
度と吸気絞り弁4の開度が定められれば、エンジン回転
速度や負荷へ依存する度合いが小さい。よって制御回路
6はエンジン回転センサ8や口筒センサ9が異常であっ
てもEGR率としては目標16(FE規の目標からはず
れるが)にそったフィードバック制御を続けることが可
能である。逆に言えば、ト、、、、OR率のみ検知した
のでは上記両はンサの異常は判別できない。
ところでこの実施例において番よ、エンジン回転しンサ
8と負荷センサ9のどららの故障であるかを区別できな
い。そこで第5図の実施例は例えばトランスミッション
のギヤ位置と車速からエンジン回転速度を検知すること
により、エンジン回転センサ8の故障か否かを判別可能
とじたちである。
40は車速センサであり、車速に比例した周波数のパル
ス信号829を出力する。F −V変換器41はパルス
信号S29がらトップギAアで走1−1シた場合のエン
ジン回転速度に相当する電圧信号830を出力する。4
2は差動増幅器であり、この出力830と、エンジン回
転センサ8がらの電圧信号Nとの電圧差を信号831と
して出力する。
43は絶対値回路もあって、出力830と回転数信号N
との差(S30−N)の絶対値を演わし、電圧信号83
2として出力する。
44は比較器であって(=)端子には適当な電圧設定値
V2が入力されており、S 32 > V 2でハイレ
ベル、832<V2でローレベルとなるパルス信号83
3を出力する。
46はトップギA7スイツチであってトランスミッショ
ンのギヤ位置がトップ位置となった場合に閉じ、出力8
34がハイレベルとなる。、47はクラッチスイッチで
あり、クラッチがつながっている場合に閉じ、出力83
5はハイレベルとなる。
アンド回路48はスイン1出力834と835が同時に
ハイレベルの場合のみハイレベルとなるパルス信号83
36を出力し、さらにアンド回路49はこの出力836
と前記比較器44の出力$33が同時にハイレベルとな
る場合のみハイレベルとなるパルス信号337を出力す
る。
45は定常判別回路でありその機能は、第3図の定常判
別器22と同一である。これはエンジン回転速度Nが一
定時間以上所定の変化以内を保った場合に、その状態が
終了するまでハイレベルとなるパルス信号838を出力
する。
50はアンド回路であり、イれぞれ信号337と838
が同時にハイレベルの場合゛のみハイレベルとなるパル
ス信号839を出力づる。
51はRSフリップ70ツブであり、アンド回路50の
出力839の立ち1りをトリガして以後ハイレベルを保
持するパルス信@S40を出力する。52は発振器であ
り、フリップ70ツブ51の出力840がローレベルの
場合、一定のハイレベルを保ち、S40がハイレベルの
場合、 定の周期でハイレベルとローレベルをくり返づ
パルス信号S41を出力する。
53.54はアンド回路であり、それぞれ重連したフリ
ップフ【」ツブ27の出力s9とこの発振器52の出力
841並びにフリップ70ツブ28の出ツノs”toと
841が各々同時にハイレベルの場合のみハイレベルと
なる信号842及び843を出力する。
55.56はトランジスタであり、それぞれ出力842
及び843がハイレベルの場合導通する。
57.58はLEDであり、それぞれトランジスタ55
.56が導通した時発光する。
玖」−の結采、アンド回路49の出力S37はトップギ
ヤでクラッチをつないだまま走行している場合に、申速
廿ンサ40から′得られるエンジン回転速度と、エンジ
ン回転センサ8から得られる回転達磨どが所定の差以上
になるとハイレベルとなる。そして、この状態がエンジ
ンの定常状態で生じた場合のみアンド回路50の出力は
ハイレベルとなる。
しノJがっC発振器52の出力が発振する条件は、i−
ツプギ■での定常走行において、車速とエンジン回転速
度が正常な相関関係にない場合ということになる。すな
わちエンジン回転センサ8の異常の可能性が検知できる
ことになる。この場合検出温度が許容上限または下限値
を越え、異常を検出する信号S9bしくはS10がハイ
レベルであると、ll’D57らしくは58が点滅する
ことになる。
このようにしてエンジン回転センサ8が異常の場合はL
 l−D 57もしくは58が点滅をくり返し、これに
対して負荷センサ9が以上の場合は発振器52の出力は
ハイレベルのままであるからしE[)57もしくは58
が単に発光し続ける。
なお、上記いずれの実施例においても、排気温度(E 
G Rガス温度)Teをもとにして異常の判断を行なっ
たが、EGRガスと吸気との混合気の温度Tl11を検
出しCも異常の判断を行なえることは容易に理解しうる
であろう。
以上説明したように、この発明は、運転状態を検出する
センサと、この検出した運転状態に応してEGR率を設
定Jるとともに、吸気編成、10Rガス温度、混合気温
度、から測定したE G R*にもとづきEGRIIを
フィードバック制御づるようにした排気還流装置におい
て、EGRガス温度、混合気温度のうち少なくともひと
つと、そのときの運転状態から定まるこれら各温度の許
容値とを比較し、検出値が許容値(上限、下限)を越え
/コときに警告を発するようにしたため、新たに故障検
出用のセンサを付加Jることなく、Tンシン運転状態を
検出するセンサの異常を判断することができ、したがっ
て早急な修理を促し、故障に伴−)での有害排気を排出
する期間の短縮がはがれる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来装置を示す断面図、第2図は■ンジン運転
状態に対する排気温の分布を示す説明図、第3図は本発
明のブロック回路図、第4図は定常判別器のブロック回
路図、第5図は第2の実施例のブロック回路図である。 4・・・吸気絞り弁、5・・・EGRバルブ、8・・・
エンジン回転センサ、9・・・負荷センサ、15.17
・・・電磁弁、20・・・許容値設定器、21・・・温
度検知器、22・・・定常判別器、23.24・・・比
較器、31゜32・・・lF[)。 特許出願人   日産自動車株式会社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 吸気系に設けた吸気温度を検出するセンサと、排気管か
    ら吸気系に還流されるEGRガスの温度を検出するセン
    サと、この吸気とEGRガスとの混合気温度を検出する
    センサと、これら各センサの検出温度にもとづいてEG
    R率を測定づる手段と、機関の運転状態を検出するセン
    サと、検出した運転条件に適した目標EGR率を定める
    ととら゛に、上記測定結果にもとづき目標EGR率にな
    るようEGRIをフィードバック1iIj御する手段と
    を備えた排気還流装置において、運転状態に応じて定ま
    る上記EGRガスまたは混合気の温度のめ古漬を設定す
    る手段と、この許容値と検出したEGRガスまたは混合
    気温度とを比較する手段と、検出値が許容値を越えたと
    きに警告を発する手段とを備えたことを特徴とする排気
    還流装置のセンサ故障判別装置。
JP57081053A 1982-05-14 1982-05-14 排気還流装置のセンサ故障判別装置 Pending JPS58197461A (ja)

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