JPS63263255A - 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が否かの診断を行う
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組込まれる排気
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Ｎ
Ｏｘ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、これにより大気汚染の問題が生じる。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
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
公昭５２−９４７１号、実開昭５０−６７２２０号の各
公報に示されており、また本願出願人と同一の出願人に
よる実願昭６０−１６３２８８号に於ても提案されてい
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、ただ単
に吸入空気流量或いは吸気管圧力が所定値内であるか否
かにより排気ガス再循環が行われるべき運転時であるか
否かの判定が行われたのでは必ずしも排気ガス再循環が
行われるべき運転域が適切に見出されなく、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。　　　　　　　　　　　　
　　ｌん−ところで、排気ガス再循環流量は吸入空気流
量に比して増量されるのが通常であるから、吸入空気流
量が所定値以下である時には排気ガス再循環が実質的に
行われないと見るべきであり、また排気ガス再循環制御
弁は一般に吸気管負圧によって開弁するようになってい
るため、吸入空気流量が多くても吸気管負圧が減少すれ
ば排気ガス再循環制御弁は自ずと閉弁して排気ガス再循
環が停止される。このため高負荷側に於ては、吸気管負
圧、或いはその代表値が所定値以上である時には排気ガ
ス再循環が行われないと見るべきである。

本発明は上述の如き事項を踏まえて上述の問題点を解決
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、排気ガス再循環が
行われているか否かを検出する排気ガス再循環作動検出
手段と、内燃機関の吸入空気流量を検出する吸入空気流
量検出手段と、内燃機関の回転数を検出する回転数検出
手段と、前記吸入空気量検出手段により検出された吸入
空気流量が所定値以上であって前記吸入空気量検出手段
により検出された吸入空気流量と回転数検出手段により
検出された回転数より算出された機関一行程当りの吸入
空気量が所定値以下で□ある時には排気ガス再循環が行
われるべき運転域であると判定する排気ガス再循環運転
域判定手段と、前記排気ガス再循環判定手段により排気
ガス再循環が行われるべき運転域であると判定されてい
る状態下にて前記排気ガス再循環作動検出手段により排
気ガス再循環が行われていないと検出された時には排気
ガス再循環が故障していると判定する故障判定手段とを
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
によって達成される。

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
き運転域が正確に見出されるようになり、これに伴いダ
イアグノーシス域が拡大されて正確な的確なダイアグノ
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、エアフローメータ３、スロットルバル
ブ４を有する吸気管５、及び吸気マニホールド６を経て
燃焼室７内に空気を吸入し、また燃料インジェクタ８よ
り燃料を噴射供給され、既燃焼ガス、即ち排気ガスを排
気マニホールド９へ排出するようになっている。

排気マニホールド９には排気ガス再循環のための排気ガ
ス取入ポート１０が、吸気マニホールド６には排気ガス
注入ポート１１が各々設けられており、排気ガス取入ポ
ート１０と排気ガス注入ポート１１とは排気ガス再循環
用の導管１２と排気ガス再循環制御弁２０と導管１３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１２によ
って排気ガス取入ポート１０に連通接続され、出口ポー
ト２２は導管１３によって排気ガス注入ポート１１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−７（ｊａ＋ａ＋Ｈｇ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を経て吸気管ら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、スロットルバルブ
４が全開位置にある時にはそれの上流側に位置し且スロ
ットルバルブ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を弁ポート３５より引き離して該弁ボートを開く位置
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を弁ポート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２７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−７０＋ｅｍ
Ｈｇ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
時には開弁じ、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、入力ポー
ト５３と、出力ポート５４とを有し、内燃機関１のディ
ストリビュータ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、エアフロ
ーメータ３より吸入空気流量に関する情報を、排気ガス
再循環用導管１３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５８を点
灯させるようになっている。

尚、回転数センサ５６、水温センサ５７、エアフローメ
ータ３は燃料供給制御用のものであってよい。

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、ステップ１０に於ては、インジケー
タランプ５８がオン状態、即ち既に点灯しているか否か
の判別が行われる。

インジケータランプ５８がオン状態である時は既に排気
ガス再循環装置が異常と判定された時であってこの時に
はリセットされ、これに対しインジケータランプ５８が
オン状態でない時にはステップ１２へ進む。

ステップ１２に於ては、水温センサ５７により検出され
る冷却水温度Ｔｖが予め定められた所定値Ｔ　ｖｓｅｔ
例えば６０℃以上であるか否かの判別が行われる。Ｔｖ
＞Ｔｖｓｅｔである時にははステップ１４へ進み、そう
でない時は排気ガス再循還が行われない時であってリセ
ットされる。

ステップ１４に於ては、エアフローメータ３により検出
される吸入空気流ｆｆ１Ｑが下限値Ｑｍｌｎであるか否
かの判別が行われる。Ｑ　＞　Ｑ　ｆｆ１ｉｎである時
はステップ１６へ進み、そうでない時はリセットされる
。

ステップ１６に於ては、エアフローメータ３により検出
される吸入空気流ｆｆ１Ｑと回転数センサ５６により検
出される内燃機関１の回転数Ｎより機関一行程当り相当
の吸入空気ｆｆ１Ｑ／Ｎを算出し、機関一行程当り相当
の吸入空気ｍＱ／Ｎが上限値Ｑ／Ｎｍａｘ以下であるか
否かの判別が行われる。

（Ｑ／Ｎ）＜　（Ｑ／Ｎａａｘ　）である時は排気ガス
再循環運転域であると判別された時であって、この時に
はステップ１８へ進み、そうでない時にはリセットされ
る。

ステップ１８に於ては、温度センサ５９により検出され
る排気ガス再循環通路温度Ｔｅｇｒが予め定められた所
定値Ｔ　ｓｅｔ以下であるか否かの判別が行われる。Ｔ
　ｅｇｒ　＜　Ｔ　ｓｅｔである時にはステップ２０へ
進み、そうでない時にはリセットされる。

ステップ２０に於ては、ステップ１６にてイエスの判別
がなされてから、即ち排気ガス再循環運転域であると判
定されてからの連続時間、即ちＥＧＲ時間Ｃｅｇｒをカ
ンウド値等より求めることが行われる。ステップ２０の
次はステップ２２へ進む。

ステップ２２に於ては、ＥＧＲ時間Ｃｅｇｒが予め定め
られた判定時間Ｃｊより大きいか否かの判別が行われる
。Ｃｅｇｒ＞Ｃｊである時は排気ガス再循環装置が故障
していると判定してステ・ンブ２６へ進み、そうでない
時にはリセットされる。

ステップ２４に於ては、インジケータランプ５８をオン
状態、即ち点灯することが行われる。

上述の如きフローチャートに従っ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
循環運転の判定領域は第３図のグラフに於て斜線が描か
れている領域となり、この領域の全てがダイアグノーシ
ス域となって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−シス装置の作動を示
すフローチャート、第３図は本発明によるダイアグノー
シス装置に於けるダイアグノーシス域を示すグラフであ
る。 １・・・内°燃機関、２・・・エアクリーナ、３・・・
エアフローメータ、４・・・スロットルバルブ、５・・
・吸気管。 ６・・・吸気マニホールド、７・・・燃焼室、８・・・
燃料インジェクタ、９・・・排気マニホールド、１０・
・・排気ガス取入ポート、１１・・・排気ガス注入ポー
ト、１２．１３・・・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、３
３・・・導管。 ３４・・・吸気管負圧取出ポート、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、４０・・・
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、５
７・・・水温センサ、５８・・・インジケータランプ、
５９・・・温度センサ特　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３図 Ｎ□ （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. 排気ガス再循環が行われているか否かを検出する排気ガ
   ス再循環作動検出手段と、内燃機関の吸入空気流量を検
   出する吸入空気流量検出手段と、内燃機関の回転数を検
   出する回転数検出手段と、前記吸入空気量検出手段によ
   り検出された吸入空気流量が所定値以上であって前記吸
   入空気量検出手段により検出された吸入空気流量と回転
   数検出手段により検出された回転数より算出された機関
   一行程当りの吸入空気量が所定値以下である時には排気
   ガス再循環が行われるべき運転域であると判定する排気
   ガス再循環運転域判定手段と、前記排気ガス再循環判定
   手段により排気ガス再循環が行われるべき運転域である
   と判定されている状態下にて前記排気ガス再循環作動検
   出手段により排気ガス再循環が行われていないと検出さ
   れた時には排気ガス再循環が故障していると判定する故
   障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。