JPS63195370A - 内燃機関の排気ガス再循環装置のダイアグノ−シス装置 - 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】 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ＮＯｘ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って排気ガス中
のＮＯｘ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
れなくなっ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って運転する虞れ
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、ノッキングが発生
する虞れがあり、また内燃機関自身の吸気によるボンブ
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った時にはこのこと
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例えば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
、即ち前記温償が所定値以下である時には排気ガス再循
環通路を排気ガスが流れていないとして排気ガス再循環
装置が故障してしていると判定されてよいが、しかし内
燃機関の吸気管圧力及び機関回転数が各々所定値である
時には排気ガス再循環が行われるべき時であるとすると
、高地走行等により大気圧が変動した場合にはこれに伴
い吸気管圧力が変動するため排気ガス再循環が行われる
べき状態が適切に見出されなくなり、排気ガス再循環装
置の故障診断、即ちダイアグノーシスが正しく行われな
くなるおそれがある。特に排気ガス再循環制御が吸気管
圧力により行われる場合には大気圧変動により排気ガス
再循環が行われる吸気管圧力域と機関回転数域とが共に
変動する。

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、内燃機関の吸気管
圧力及び機関回転数が各々所定値である時には排気ガス
再循環が行われるべき時であるとして排気ガス再循環が
実際に行われているか否を判定する内燃機関の排気ガス
再循環装置のダイアグノーシス装置に於て、大気圧を検
出する検出手段と、大気圧に応じて吸気管圧力の前記所
定値と機関回転数の前記所定値とを各々修正する修正手
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
ス装置によって達成される。

尚、大気圧の検出は横開始動直前に吸気管圧力センサに
よって検出される吸気管圧力を読み込むこと或いは所定
の運転下に於ける吸気管圧力よりの推測により行われて
もよく、また前記吸気管圧力センサは燃料噴射量制御用
のものを兼用されてもよい。

発明の作用及び効果 上述の如き構成によれば、排気ガス再循環が行われるべ
き運転域であるか否かの判定に用いられる吸気管圧力の
所定値と機関回転数の所定値とが共に大気圧補償され、
これにより大気圧が変動しても吸気管圧力と機関回転数
とから排気ガス再循環が行われるべき運転域であるか否
かの判定が正確に行われるようになり、これに伴ない正
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、
スロットル弁４及び吸気マニホールド３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っている。

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
ス取入ボート７が、吸気マニホールド３には排気ガス注
入ボート８が各々設けられており、排気ガス取入ボート
７と排気ガス注入ボート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は入口ボート２１と出口ボー
ト２２とを有しており、入口ボート２１は導管９によっ
て排気ガス取入ボート７に連通接続され、出口ボート２
２は導管１０によって排気ガス注入ボート８に連通接続
されている。排気ガス再循環制御弁２０は弁ボート２３
と弁要素２４とを有しており、弁ボート２３は弁要素２
４によっ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っている。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２
８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ボート２３を開くようになって
いる。

排気ガス再循環制御弁２０のダイヤフラム室２７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を経て吸気管負圧取出ボート３４に連通
接続されている。吸気管負圧取出ボート３４は、図示さ
れている如く、スロットル弁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ットル弁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は弁ボート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の作用によって弁要素３
６を弁ボート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３９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を弁ボート３５
に当接させて該弁ボートを閉じる位置に位置するように
なっている。

負圧制御弁３０のダイヤフラム室３９は、導管４１によ
って排気ガス再循環制御弁２０の弁ボート２３とこれよ
り下流側に設けられたオリフィス４２との間の圧力室４
３に連通接続され、該圧力室に於ける排気ガス圧力を導
入されるようになっている。

上述の如き負圧制御弁３０とオリフィス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２“０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、換言すれば弁ボー
ト２３の開口度を調整し、これによって排気ガス再循環
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っている。

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っている。

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−７０ｍｉＨ
ｇ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ュータを示している。マイクロ
コンピュータ５０は、一般的構造のものであり、中央処
理ユニット（ＣＰＵ）５１と、メモリ５２と、入力ボー
ト５３と、出力ボート５４とを有し、内燃機関１のディ
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、吸気管圧
力センサ５８より吸気管圧力に関する情報を、排気ガス
再循環用導管１０の途中に設けられた温度センサ５９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ャー
トに従っ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６２を点
灯させるようになっている。

次に第２図に示されたフローチャ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
ップ１０に於ては、温度センサ５９により検出された排
気ガス再循環通路温度Ｔｅｇｒが判定温度Ｔ　ｓｅｔよ
り高いか否かの判別が行われる。Ｔｅｇｒ≧Ｔ　ｓｅｔ
である時は排気ガス再循環が行われている時であって、
この時には正常であるとしてステップ６０へ進み、これ
に対しＴｅｇｒ≧Ｔ　ｓｅｔでない時は排気ガス再循環
が行われていない時であって、この時にはステップ２０
へ進む。

ステップ２０に於ては、大気圧Ｐａに応じて第３図及び
第４図に示されている如き制御値マツプより判定値Ａ、
Ｂ、Ｃ，Ｄを決定することが行われる。判定値ＡとＢは
、機関回転数の判定値であり、ともに大気圧Ｐａの低下
に伴ない低減する。

判定値Ｃとｐは、吸気管圧力の判定値であり、これもと
もに大気圧Ｐａの低下に伴ない低減する。

尚、大気圧Ｐａの検出は、この実施例に於ては、機関始
動直前に於て吸気管圧力センサ５８により検出される吸
気管圧力を代用されてよい。ステップ２０の次はステッ
プ３０へ進む。

ステップ３０に於ては、回転数センサ５６により検出さ
れた内燃機関１の回転数Ｎｅが判定値Ａ以上で且これよ
り大きい判定値Ａ＋Ｂ以下であるか否かの判別が行われ
る。Ａ＜Ｎｅ　＜　（Ａ＋Ｂ）である時はステップ４０
へ進む。

ステップ４０に於ては、吸気管圧力センサ５８により検
出された吸気管圧力Ｐ１が判定値Ｃ以上で且これより大
きい判窯値Ｃ＋Ｄ以下であるか否かの判別が行われる。

Ｃ＜Ｐｉ　＜　（Ｃ＋Ｄ）である時にはステップ５０へ
進む。

ステップ５０に於ては、故障判定によりインジケータラ
ンプ６２を点灯することが行われる。このインジケータ
ランプ６２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。

ステップ６０に於ては、正常判定によりインジケータラ
ンプ６２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。

上述の如く、機関回転数と吸気管圧力の各々の判定値が
大気圧に応じて決定されることにより、第５図に示され
ている如く、大気圧の変動によりＥＧＲ運転域が変動し
てもこれに伴ないダイアグノーシス領域も変動し、ダイ
アグノーシス領域がＥＧＲ運転域より外れることがない
。

大気圧の検出は第６図に示されている如きフローチャー
トに従って行われてもよく、次に第６図に示されたフロ
ーチャートを参照してこの大気圧検出の仕方について説
明する。

第４図に示された大気圧検出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てよく、最初のステップ７
０に於ては、回転数センサ５６により検出された内燃機
関１の回転数Ｎｅが第一の所定値’ＰＪ　ｅｓｅｔ１以
下で且これより大きい第二の所定値Ｎ　ｅｓｅｔ２以下
であるか否かの判別が行われる。

Ｎ　ｅｓｅｔｌ＜　Ｎ　ｅ　＜　Ｎ　ｏｓｅｔ２である
時はステップ７２へ進む。

ステップ７２に於ては、吸気管圧力Ｐ１の所定時間当り
の変化率ΔＰ１が所定値ΔＰ　１ｓｅｔ以下であるか否
かの判別が行われる。１ΔＰ１１くΔＰｉｓｅｔである
時はステップ７４へ進む。

ステップ７４に於ては、回転数センサ５６により検出さ
れた内燃機関１の回転数Ｎｅに応じて第７図に示されて
いる如き制御値マツプより差圧Ｐｅを決定することが行
われる。この差圧Ｐｅは後述のスロットルスイッチ６０
が開閉する所定のスロットル開度に於ける吸気管圧力Ｐ
１と標準大気圧との差圧であり、この差圧Ｐｅは回転数
Ｎｅの増大に応じて増大する。

ステップ７４の次はステップ７６へ進み、ステップ７６
に於ては、吸気管圧力センサ５８により検出された吸気
管圧力Ｐ１にステップ７４に於て決定された差圧Ｐｅを
加算して大気圧推定値ｐａｐを算出することが行われる
。ステップ７６の次はステップ７８へ進む。

ステップ７８に於てはスロットルスイッチ６０がオン状
態であるか否かの判別が行われる。スロットルスイッチ
６０はスロットルバルブ４が所定の開度を越えて開いた
時にオン状態になり、これに対しスロットルバルブ４が
所定の開度を越えて閉弁した時にオフ状態になるように
なっており、スロットルスイッチ６０がオン状態である
時はステップ８０へ進み、これに対しスロットルスイッ
チ６０がオン状態でない時にはステップ８２へ進む。

ステップ８０に於ては、既に決定されている大気圧Ｐａ
と新たに見出された大気圧推定値Ｐａｐとの比較が行わ
れ、Ｐ　ａｐ＜　Ｐ　ａである時にはステップ８４へ進
む。

ステップ８２に於ても既に決定されている大気圧Ｐａと
新たに見出された大気圧推定値Ｐａｐとの比較が行われ
、Ｐ　ａｐ＜　Ｐ　ａでない時にはステップ８４へ進む
。

ステップ８４に於ては、新たに見出された大気圧推定値
Ｐａｐを大気圧Ｐａに決定することが行われる。即ち、
スロットルスイッチ６０がオン状態である時には大気圧
Ｐａがより小さい値に更新され、これに対しスロットル
スイッチ６０がオフ状態である時には大気圧Ｐａがより
大きい値に更新されるようになる。

上述の如きフローチャートに従って大気圧の検出が行わ
れることにより、実際の大気圧にほぼ等しい大気圧が検
出されるようになる。

上述の如く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、大気圧の変化に拘らず排気ガス再循
環装置のダイアグノーシスが誤判定を行うことなく確実
に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
すフローチャート、第３図は本発明による排気ガス再循
環装置のダイアグノーシス装置に於ける大気圧検出ルー
チンを示すフローチャート、第３図及び第４図は本発明
によるダイアグノーシス装置に於ける判定値特性を示す
グラフ、第５図は大気圧変動に伴なうＥＧＲ運転域とダ
イアグノーシス領域との変化を示すグラフ、第６図は大
気圧検出の他の実施例を示すフローチャート、第７図は
第６図に示された大気圧検出ルーチンに於て用いられる
差圧特性を示すグラフである。 １・・・内燃機関、３・・・吸気マニホールド、４・・
・スロットルバルブ、５・・・燃焼室、６・・・排気マ
ニホールド、７・・・排気ガス取入ボート、８・・・排
気ガス注入ボート、９．１０・・・導管、２０・・・排
気ガス再循環制御弁、２１・・・入口ボート、２２・・
・出口ボート。 ２３・・・弁ボート、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
取出ボート、３５・・・弁ボート、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、４
０・・・圧縮コイルばね、′４１・・・導管、４２・・
・オリフィス、４３・・・圧力室、５０・・・マイクロ
コンピュータ。 ５１・・・中央処理ユニット、５２・・・メモリ、５３
・・・入力ポート、５４・・・出力ポート、５５・・・
ディストリビュータ、５６・・・回転数センサ、５７・
・・水温センサ、５８・・・吸気管圧力センサ、５９・
・・温度センサ、６０・・・スロットルスイッチ、６２
・・・インジケータランプ 特　許　出　願　人　　　トヨタ自動車株式会社代　　
　理　　　人　　　弁理士　　明石　昌毅第２図 第３図　　　　第４図 大気圧Ｐａ、　　　　　　　　　　　大気圧ｐｇ　０第
５図 回転数Ｎｅ→ （自　発） 手続補正書 昭和６２年１２月２９日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　内燃機関の吸気管圧力及び機関回転数が各々所定値で
   ある時には排気ガス再循環が行われるべき時であるとし
   て排気ガス再循環が実際に行われているか否を判定する
   内燃機関の排気ガス再循環装置のダイアグノーシス装置
   に於て、大気圧を検出する検出手段と、大気圧に応じて
   吸気管圧力の前記所定値と機関回転数の前記所定値とを
   各々修正する修正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。