JPS6390653A - 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（を成部品に故障が
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ポン
プミ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再循環通路を排
気ガスが流れていないとして排気再循環装置が故障して
していると判定されてよいが、しかし前記排気ガス再循
環通路の実際の温度は排気再循環の繰返しの実行と停止
とにより変化し、このためこの温度の高低だけからは排
気ガス再循環通路を排気ガスが流れているか否かを的確
に検出することはむずかしく、単純に排気ガス再循環が
行われる条件下にての排気ガス再循環通路の温度判別に
よって排気再循環装置の故障診断、即ちダイアグノーシ
スが行われたのでは、これが正しく行われなくなるおそ
れがある。

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 」二連の如き目的は、本発明によれば、排気ガス再循環
を行う運転域であるか否かを検出する排気ガス再循環運
転域検出手段と、排気ガス再循環通路の温度を検出する
温度検出手段と、前記排気ガス再循環運転域検出手段に
より排気ガス再循環を行う運転域であると検出された時
にはアップカウントし、排気ガス再循環を行う運転域で
ないと検出された時にはダウンカウントするカウンタと
、前記カウンタのカウンタ値が所定値以上である時に於
て前記温度検出手段により検出される温度が所定値以下
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
る判定手段とを存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。

排気ガス再循環運転域検出手段は、吸入空気流量、吸気
管圧力或いはこれら、と機関回転数との組合せ、更には
これらと機関冷却水温度との組合せにより設計上は、換
言すれば排気ガス再循環装置が正常に作動している時は
排気ガス再循環が行われる運転域を検出するものであれ
ばよく、これは排気ガス再循環制御特性に応じて検出項
目を定められていればよい。

発明の作用及び効果 上述の如き構成によれば、カウンタのカウント値が排気
ガス再循環装置の正常作動下に於ける排気ガス再循環通
路の温度に近似し、このカウント値が所定値以上である
時、即ち排気ガス再循環装置が正常に作動していれば排
気ガス再循環通路温度が確実に充分に高くなる状態下に
て排気ガス再循環通路の温度判別が行われて排気再循環
装置のダイアグノーシスが行われ、即ち、確実な条件下
にてダイアグノーシスが行われ、これにより正確なダイ
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、
エアクリーナ２、吸気管３ａ１及び吸気マニホールド３
ｂ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
ス取入ポート７が、吸気マニホールド３ｂには排気ガス
注入ポート８が各々設けられており、排気ガス取入ポー
ト７と排気ガス注入ポート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は入口ポート２１と出口ポー
ト２２とを有しており、人口ポート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＄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を経て気化器２（二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、スロットル弁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２０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、ρ１えば６０℃以下である暖機過程時
に於ては閉弁して専管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−７Ｃ１ｎａ
＋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、その間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、カウン
ト機能を何する中央処理ユニット（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、負圧スイッチ５８より内燃機関１の吸気管
負圧に関する情報を、排気ガス再循現用導管１０の途中
に設けられた感温スイッチ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６０を点灯させるようになって
いる。

負圧スイッチ５８は、導管６１によって気化器２に設け
られた吸気管負圧取出しボート６２に連通接続され、こ
の吸気管負圧取出しポート６２より所定値、例えば−１
００ｍｍＨｇより大きい負圧が導入されている時には接
点を閉じてオン信号を出力するようになっている。感温
スイッチ５９は排気ガス再循環導管１０の温度に感温し
、該温度が所定値以上である時にオン状態になるように
構成されている。

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、ＥＧＲオン運転域であるか否かの判
別が行われる。これは、排気ガス再循環が行われる運転
条件下にあるか否かの判別であり、この実施例の於ては
、回転数センサ５６により検出される内燃機関１の回転
数、水温センサ５７により検出される内燃機関１の冷却
水温度及び負圧スイッチ５８により検出される吸気管負
圧に応じてその判別が行われてよい。ＥＧＲオン運転域
である時はステップ１１へ進み、これに対しＥＧＲオン
運転域でない時にはステップ１４へ進む。

ステップ１１に於ては、ＣＰＵ５１が備えているカウン
タのカウント値ＴをＡｔだけアップカウントすることが
行われる。Ａは排気ガス再循環導管１０を排気ガスが流
れた時のその導管の温度上昇率であり、ｔは時間項であ
る。これにより、ＥＧＲオン運転域に於ては時間の経過
と共に所定の温度上昇率Ａをもってカウンタのカウント
値Ｔが増大する。ステップ１１の次はステップ１２へ進
む。

ステップ１２に於ては、カウンタのカウント値Ｔが予め
定められた最大値Ｔ　ｗａｘより大きいか否かの判別が
行われる。Ｔ　＞　Ｔ　ｍａＸである時はステップ１３
へ進み、これに対しＴ　＞　Ｔ　ｗａｘでない時はステ
ップ１７へ進む。

ステップ１３に於ては、カウンタのカウント値Ｔをその
最大値Ｔ　ｍａｘに維持することが行われる。

ステップ１３の次はステップ１７へ進む。

ステップ１４に於ては、ＣＰＵ５１が備えているカウン
タのカウント値ＴをＢｔをもってダウンカウントするこ
とが行われる。Ｂは排気ガス再循環導管１０を排気ガス
が流れた時の該導管の温度降下率であり、ｔは時間項で
ある。従って、ＥＧＲオン運転域でない時には時間の経
過と共に所定の温度降下率Ｂをもってカウンタのカウン
ト値Ｔが低減する。ステップ１４の次はステップ１５へ
進む。

ステップ１５に於ては、カウンタのカウント値Ｔが最小
値Ｔ　ｉｌｎより小さいか否かの判別が行われる。Ｔ＜
Ｔｍ１ｎである時はステップ１６へ進み、これに対しＴ
　＜　Ｔ　１ｎでない時はステップ１７へ進む。

ステップ１６に於ては、カウンタのカウント値Ｔを最小
値ＴｍＩｎに維持することが行われる。ステップ１６の
次はステップ１７へ進む。

上述の如くカウンタのカウント値ＴがＥＧＲオン運転域
であるか否かによってアップカウント及びダウンカウン
トされることにより、このカウント値Ｔは、第３図に示
されている如く、排気ガス再循環導管１０の実際の温度
の変化に近似して変化し、その実際の温度を近似表示す
ることになる。

ステップ１７に於ては、カウンタのカウント値Ｔか予め
定められて所定値Ｔ　ｓａｔより大きいか否かの判別行
われる。所定値Ｔ　ｓａｔは感温スイッチ５９の設定温
度ＴＳＷｓｃｔより充分高い温度に相当する値に設定さ
れており、Ｔ　＞　Ｔ　ｓｅｔである時は排気ガス再循
環装置が正常に作動していれば、感温スイッチ５９が既
に確実にオン状態になっている時のはずであり、この時
にはステップ１８へ進む。

ステップ１８に於ては、感温スイッチ５９がオン状態で
あるか否かの判別が行われる。この時に感温スイッチ５
９がオン状態でない時は排気ガス再循環装置が故障して
いる時であってステップ１９へ進み、感温スイッチ５９
がオン状態である時は排気ガス再循環装置が正常に作動
している時であってステップ２０へ進む。

ステップ１９に於ては、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。

ステップ２０に於ては、インジケータランプ６０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。

以上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
環のオン及びオフに伴なう排気ガス再循環導管の複雑な
温度変化に拘らず排気ガス再循環導管の簡単な温度判定
から誤判定を伴なわない確実なダイアグノーシスが行わ
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図は本発明によるダイアグノー
シス装置の作動を示すタイムチャートである。 １・・・内燃機関１２・・・エアクリーナ、３ａ・・・
吸気管、３ｂ・・・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・・・排気ガス取入ポート、８・・・排気ガス注
入ポート９．１０・・・導管、２０・・・排気ガス再循
環制御弁。 ２１・・・人口ボート、２２・・・出口ポート２２３・
・・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、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・・・負圧スイッチ、５９・
・・感温スイッチ、６０・・・インジケータランプ、６
１・・・導管、６２・・・吸気管負圧取出しポート

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 排気ガス再循環を行う運転域であるか否かを検出する排
   気ガス再循環運転域検出手段と、排気ガス再循環通路の
   温度を検出する温度検出手段と、前記排気ガス再循環運
   転域検出手段により排気ガス再循環を行う運転域である
   と検出された時にはアップカウントし、排気ガス再循環
   を行う運転域でないと検出された時にはダウンカウント
   するカウンタと、前記カウンタのカウンタ値が所定値以
   上である時に於て前記温度検出手段により検出される温
   度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。