JPS63263258A - 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機会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。

上述の如き故障警報装置に於ける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運転
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
上であるが否かにより行われ、前記温度が所定値以上で
ない時には排気ガス再循環が行われていないとして故障
判定が行われ、前記温度が所定値以上である時には排気
ガス再循環が行われているとして正常判定が行われるよ
うになっている。

発明が解決しようとする問題点 しかし、排気ガス再循環通路は排気ガス再循環による排
気ガス以外の熱影響も受けて温度変化するから、上述の
如き故障診断では判定温度の設定がむずかしく、誤判定
を生じゃすい。

本発明は、排気ガス再循環装置の故障診断を的確に行う
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、排気ガス再循環を
強制的に停止させるυＦ気ガス再循環強制停止手段と、
排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段と、
前記酸素濃度検出手段により検出される排気ガス再循環
強制停止以前の酸素濃度と以後の酸素濃度との差が所定
値以下である時には排気ガス再循環装置が故障であると
判定する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。

酸素濃度検出手段は０２センサの如きものであってよく
、これは内燃機関の空燃比制御用のものを兼用されてよ
い。

発明の作用及び効果 内燃機、関の吸気管圧力は排気ガス再循環が行われてい
る時にはこれが行われていない時に比して増大するから
、燃料噴射量が吸気管圧力と機関回転数より決定される
ものに於ては、排気ガス再循環が行われている時とこれ
が行われれていない時とで空燃比が変化する。

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
置は上述の如き現象を有効に利用して排気ガス再循環装
置に故障検出を行うようになっており、即ち、排気ガス
再循環を強制的に停止せしめて排気ガス再循環強制停止
前後の空燃比の差、換言すれば排気ガス中の酸素濃度の
差が少ない時には排気ガス再循環装置が故障している判
定するようになっており、これは温度の影響を受けるこ
となく正確に行われる。

本発明によるダイアグノーシス装置は空燃比フィードバ
ックシステムを組込まれた内燃機関に対しては酸素濃度
検出手段の兼用化により特別なセンサを必要としない。

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め−っ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、
スロットルバルブ２を有するスロットルボディ３及び吸
気マニホールド４を経て燃焼室５内に空気を吸入し、燃
料インジェクタ６１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４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２ｏは入口ボート２１と出口ポー
ト２２とを有しており、入口ポート２１は導管９によっ
て排気ガス取入ボート７に連通接続され、出口ポート２
２は導管１ｏ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−７０＋ｎｍＨｇ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正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４４、電磁切換弁４５、導管４６を経てスロ
ットルボディ３に設けられた吸気管負圧取出ボート３４
に連通接続されている。

吸気管負圧取出ポート３４は、図示されている如く、ス
ロットルバルブ２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２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。

電磁切換弁４５は、非通電時にはポートａをボーｈｂに
接続して排気ガス再循環制御弁２０のダイヤフラム室２
７に吸気管負圧が導入され得る状態とし、即ちυＦ気ガ
ス再循環が行われ得る状態とし、通電時にはポートａを
ポートＣに接続してダイヤフラム室２７に大気圧のみが
導入される状態とし、排気ガス再循環の強制停止を行う
ようになっている。

負圧制御弁３０は弁ポート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ポートを開く位置
に位置し、これに対しダイヤフラム室３９１＝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３
５に当接させて該弁ポ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の弁ポート２３とこれよ
り下流側に設けられたオリフィス４２との間の背圧室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、背圧室４３に於ける排気ガス圧力をフィード
バック制御により常にほぼ一定、例えば１０〜４ａｍＨ
ｇ程度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。

尚、背圧室４３の圧力は、上述のフィードバック制御下
に於ては、フィードバック制御特性により制御目標値を
中心として微少ながらも繰返し変動する。

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４４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
４４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−７０ｍｓＨ
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は燃料噴射量制御と点火時期制御と排気
ガス再循環装置のダイアグノーシスとを行うマイクロコ
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、吸気管圧力センサ５８より吸
気管圧力に関する情報を、０２センサ６２より排気ガス
中の酸素濃度に関する情報を各々与えられ、これら情報
に基づいて燃料インジェクタ６１へ燃料噴射時間制御信
号を出力し、イグナイタ５９へ点火時期制御信号を出力
し、また第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６０を点灯させ
るようになっている。

燃料噴射量制御は、回転数センサ５６により検出される
機関回転数Ｎと吸気管圧力センサ５８により検出される
吸気管圧力Ｐａに基いて基本燃料噴射量を決定し、水温
センサ５７により検出される冷却水温度Ｔｖに基いて暖
機補正係数Ｋｔｖを決定し、０２センサ６２よりの空燃
比信号に基いて空燃比補正係数Ｋｆを決定゛し、前記基
本燃料噴射量と上述の各種補正係数Ｋｔｖ、Ｋｆとの演
算により燃料噴射時間を決定することにより行われるよ
うになっており、この制御は従来より知られている一般
的手法に従って行われればよい。

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。

最初のステップ１０に於ては、水温センサ５７により検
出された冷却水温度Ｔｗが所定値Ｔ　ｗｓｅｔ以上であ
るか否かの判別が行われる。Ｔｗ≧Ｔｖｓｅｔである時
にはステップ２０へ進み、そうでない時にはステップ８
０へ進む。

ステップ２０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Ｎ　ｅｓｅ
ｔ＋　、例えば２００　Ｏｒｐｍ以上で且第二の所定値
Ｎ　ｅｓｅｔｐ　、例えば３０００　ｒｐｍ以下である
か否の判別が行われる。Ｎｅ５ｅｔ＋　≦Ｎｏ≦Ｎｅ５
ｅｔ２である時はステップ３０へ進み、そうでない時に
はステップ８０へ進む。

ステップ３０に於ては、吸気管圧力センサ５８により検
出される吸気管圧力Ｐ―が第一の所定値Ｐ　ｍ５ｅｔ＋
　ｓ例えば３５０　ｍａｕｇ以上で且第二の所定値Ｐ　
ｍ５ｃｔ２　、例えば５００　ａ＋ｍＨｇ以下であるか
否かの判別が行われる。Ｐ　ｍ５ｅｔ＋≦ＰＩＩ≦Ｐ　
ｍ５ｅｔ２である時はステップ４０へ進み、そうでない
時にはステップ８０へ進む。

ステップ４０に於ては、内燃機関１の回転数Ｎｅの変化
率ΔＮｅの絶対値が所定値ΔＮ　ｅｓｅＬ例えば２０　
ｒｐＩｌ／ｓｅｅ以下であるか否かの判別が行われる。

１ΔＮｅ　ｌ≦ΔＮ　ｅｓｅｔである時、即ち機関回転
数の変化が少ない定常運転時である時にはステップ５０
へ進み、そうでない時にはステップ８０へ進む。

ステップ５０に於ては、フラッグＦが１である時はダイ
アグノーシスのために排気ガス再循環が強制停止されて
いる時であり、この時にはステップ１００へ進み、そう
でない時にはステップ６０へ進む。

ステップ６０に於ては、吸気管圧力ＰＩの変化率ΔＰＩ
の絶対値が所定値ΔＰ　ｆｆ１ｓｆ３Ｌｓ例えば２５ｍ
ｍ１１ｇ／ｓｅｅ以下であるか否の判別が行われる。１
ΔＰａ　Ｉ≦ΔＰ　ｆｌｐｓｅｔである時は定常運転時
であって、この時にはステップ７０へ進み、そうでない
時にはステップ８０へ進む。

ステップ７０に於ては、排気ガス再循環時の今までの空
燃比補正係数Ｋｆ’の平均値Ｋｆ’ａｖをＥＧＲ強制停
止直前平均値Ｋ　ｆ’ｏｖとしてストアし、この後に電
磁切換弁４５に通電を行って排気ガス再循環制御弁２０
のダイアフラム室２７を強制的に大気開放して排気ガス
再循環を強制的に停止せしめることが行われる。またこ
のステップに於ては、排気ガス再循環の強制停止に伴な
うノッキング対策として点火時期補正、即ち点火時期の
進角度を低減することが行われる。更にこのステップに
於ては、フラッグＦを１にすることが行われる。

ステップ８０はＥＧＲ強制停止条件が成立しない時に実
行され、ステップ８０に於ては、フラッグＦが１である
か否かの判別が行われる。フラッグＦ−１である時はス
テップ９０へ進み、そうでない時にはリセットされる。

ステップ９０に於ては、電磁切換弁４５に対する通電を
停止してＥＧＲ強制停止を解除し、排気ガス再循環が行
われ得るようにし、またＥＧＲ強制停止に伴なう点火時
期の進角度の低減を解除すべく点火時期補正が行われる
。またこのステップに於ては、フラッグＦを０にするこ
とが行われる。

ステップ１００に於ては、排気ガス再循環が強制停止さ
れてから所定時間、例えば２秒程度が経過したか否かの
判別が行われる。所定時間が経過した時にはステップ１
１０へ進み、そうでない時にはリセットされる。

ステップ１１０に於ては、再び吸気管圧力Ｐｇの変化率
ΔＰＩ１１の絶対値が所定値ΔＰ　ｍ５ｅｔ以下である
か否かの判別が行われる。ＩΔＰａ　１６６２ｍ５ｅｔ
である時はステップ１２０へ進み、そうでない時にはス
テップ８０へ進む。

ステップ１２０に於ては、現在の空燃比補正係数平均値
Ｋｌ’ａｖよりＥＧＲ強制停止直前平均値Ｋｆ’ｏｎを
差引き、この値が予め定められた所定値Ｋｆｓｅｔ以上
であるか否かの判別が行われる。（Ｋｒａｙ−Ｋｆ’ｏ
ｎ）≧Ｋ　ｆ’ｓｅｔである時はステップ１３０へ進み
、そうでない時にはステップ１５０へ進む。

ステップ１３０に於ては、排気ガス再循環装置が正常で
あると判定することが行われる。ステップ１３０の次は
ステップ１４０へ進む。

ステップ１４０に於ては、電磁切換弁４５に対する通電
を停止して排気ガス再循環の強制停止を解除し、排気ガ
ス再循環が行われ得る状態にし、また点火時期を補正す
ることが行われる。

ステップ１５０に於ては、排気ガス再循環装置が故障し
ていると判定し、インジケータランプ６０を点灯するこ
とが行われる。このインジケータランプ６０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。

以上に於ては、本発明を特定の実施例について詳細に説
明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、
本発明の範囲内にて種々の実施例が可能であることは当
業者にとって明らかであろう。

【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構
成図、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である。 １・・・内燃機関、２・・・スロットルバルブ、３・・
・スロットルボディ、４・・・吸気マニホールド、５・
・・燃焼室、６・・・排気マニホールド、７・・・排気
ガス取入ポート、８・・・排気ガス注入ポート、９．１
０・・・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、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、４
０・・・圧縮コイルばね、４１・・・導管、４２・・・
オリフィス、４３・・・背圧室、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。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 排気ガス再循環を強制的に停止させる排気ガス再循環強
   制停止手段と、排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃
   度検出手段と、前記酸素濃度検出手段により検出される
   排気ガス再循環強制停止以前の酸素濃度と以後の酸素濃
   度との差が所定値以下である時には排気ガス再循環装置
   が故障であると判定する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。