(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路と吸気通路を結ぶ排気還流通路と、
排気還流通路を運転状態に応じて開閉する排気還流制御弁と、
排気還流通路内のガス温度を検出する温度センサと、
検出される排気還流通路内のガス温度に基づき排気還流制御弁の開度が目標値より小さい閉故障時を診断する閉故障時診断手段と、
を備えるエンジンのＥＧＲ診断装置において、
前記エンジンの始動時に検出される排気還流通路内のガス温度が、エンジンルームが高温状態でのエンジン始動であるか否かを判定するためのホットリスタート時判定値以上である場合にホットリスタート時であると判定するホットリスタート時判定手段と、
前記ホットリスタート時と判定された場合に検出される排気還流通路内のガス温度が、前記ホットリスタート時判定値より十分低い温度として設定した診断許可判定用のクローズド判定値より低下するまで前記閉故障時の診断を禁止する診断禁止手段と、
を備えたことを特徴とするエンジンのＥＧＲ診断装置。
【請求項２】
前記排気還流通路内のガス温度が前記クローズド判定値より低下した状態が所定時間が継続した場合に前記閉故障時の診断を許可する診断許可手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のエンジンのＥＧＲ診断装置。
【請求項３】
前記排気還流通路内のガス温度が前記クローズド判定値より低下し、かつ車速が所定値以上に上昇した状態が所定時間が継続した場合に前記閉故障時の診断を許可する診断許可手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のエンジンのＥＧＲ診断装置。
【請求項４】
前記ホットリスタート時判定値を外気温度またはエンジン冷却水温度に応じて補正することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のエンジンのＥＧＲ診断装置。
【請求項５】
前記クローズド判定値を外気温度またはエンジン冷却水温度に応じて補正することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のエンジンのＥＧＲ診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンのＥＧＲ診断装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
大気汚染防止のために自動車用エンジン等に備えられる排気還流装置は、運転状態に応じて不活性である排気ガスの一部を排気還流制御弁等を介して吸気系に還流させるようになっている。
【０００３】
排気還流制御弁等が正常に作動しているかどうかを診断するＥＧＲ診断装置として、排気還流通路の温度を検出するＥＧＲガス温度センサを備え、排気還流時に排気熱により排気還流通路の温度が上昇する特性を利用して、排気還流時に排気還流通路の温度が基準値より低い場合に、排気還流制御弁が閉じたままになって排気還流が行われない閉故障が生じたと診断するものがある。こうして閉故障時と診断された場合、警告灯等を作動させて運転者にこれを知らせるようになっている。
【０００４】
例えば特開昭６３−２６１１３４号公報に開示されたＥＧＲ診断装置は、エンジンの始動後所定時間が経過するまで上記ＥＧＲガス温度センサの検出値に基づく異常診断を禁止し、エンジンの暖機が十分に終了してから異常診断を行うようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えばエンジンを高負荷で運転した後に運転を停止したり、アイドル運転が続けられた後にエンジンの運転を停止したような場合、エンジンの熱によりエンジンルームが高温となった状態でエンジンが再始動されるホットリスタート時となり、再始動後しばらくの間は排気還流通路に排気ガスが流れなくてもＥＧＲガス温度センサによって検出されるＥＧＲガス温度が基準値以上となり、前記従来のＥＧＲ診断装置にあってはこの状態を排気還流通路に排気ガスが流れているものとみなして、排気還流制御弁が正常に開弁作動しているものと誤って診断するという問題点があった。
【０００６】
本発明は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、エンジンのＥＧＲ診断装置において、診断精度を高めることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のエンジンのＥＧＲ診断装置は、排気通路と吸気通路を結ぶ排気還流通路と、排気還流通路を運転状態に応じて開閉する排気還流制御弁と、排気還流通路内のガス温度を検出する温度センサと、検出される排気還流通路内のガス温度に基づき排気還流制御弁の開度が目標値より小さい閉故障時を診断する閉故障時診断手段とを備えるエンジンのＥＧＲ診断装置において、エンジンの始動時に検出される排気還流通路内のガス温度が、エンジンルームが高温状態でのエンジン始動であるか否かを判定するためのホットリスタート時判定値以上である場合にホットリスタート時であると判定するホットリスタート時判定手段と、ホットリスタート時と判定された場合に検出される排気還流通路内のガス温度が、前記ホットリスタート時判定値より十分低い温度として設定した診断許可判定用のクローズド判定値より低下するまで閉故障時の診断を禁止する診断禁止手段とを備えるものとした。
【０００８】
請求項２に記載のエンジンのＥＧＲ診断装置は、請求項１に記載の発明において、排気還流通路内のガス温度がクローズド判定値より低下した状態が所定時間が継続した場合に閉故障時の診断を許可する診断許可手段を備えるものとした。
【０００９】
請求項３に記載のエンジンのＥＧＲ診断装置は、請求項１に記載の発明において、排気還流通路内のガス温度がクローズド判定値より低下し、かつ車速が所定値以上に上昇した状態が所定時間が継続した場合に閉故障時の診断を許可する診断許可手段を備えるものとした。
【００１０】
請求項４に記載のエンジンのＥＧＲ診断装置は、請求項１から３のいずれか一つに記載の発明において、ホットリスタート時判定値を外気温度またはエンジン冷却水温度に応じて補正する構成とした。
【００１１】
請求項５に記載のエンジンのＥＧＲ診断装置は、請求項１から３のいずれか一つに記載の発明において、クローズド判定値を外気温度またはエンジン冷却水温度に応じて補正する構成とした。
【００１２】
【発明の作用および効果】
請求項１に記載のエンジンのＥＧＲ診断装置において、始動時に検出される排気還流通路内のガス温度が、エンジンルームが高温状態でのエンジン始動であるか否かの判定をするためのホットリスタート時判定値以上である場合にホットリスタート時と判定して、始動後に検出されるガス温度が、前記ホットリスタート時判定値より十分低い温度として設定した診断許可判定用のクローズド判定値より低下したと判定されまで診断を禁止する。
【００１３】
こうして、エンジンルームが高温になった状態でエンジンが再始動されるホットリスタート時を判定し、ホットリスタート後に排気還流通路内のガス温度が十分に低下するまで診断を許可しないため、従来装置のようにホットリスタート時を排気還流通路に排気ガスが流れているものとみなして、排気還流制御弁が正常に開弁作動しているものと誤って診断することを回避できる。
【００１４】
請求項２に記載のエンジンのＥＧＲ診断装置において、排気還流通路内のガス温度がクローズド判定値より低下したと判定された場合、この状態が所定時間が経過したことが判定されると、診断を許可する。
【００１５】
これにより、ホットリスタート後は排気還流通路内のガス温度が十分に低下するまで診断を許可しないため、ホットリスタート時を排気還流通路に排気ガスが流れているものとみなして、排気還流制御弁が正常に開弁作動しているものと誤って診断することを回避できる。
【００１６】
請求項３に記載のエンジンのＥＧＲ診断装置において、排気還流通路内のガス温度がクローズド判定値より低下したと判定された場合、車速が所定値以上に上昇した状態が所定時間が継続したことが判定されると、診断を許可する。
【００１７】
これにより、ホットリスタート後は排気還流通路内のガス温度が十分に低下するまで診断を許可しないため、ホットリスタート時を排気還流通路に排気ガスが流れているものとみなして、排気還流制御弁が正常に開弁作動しているものと誤って診断することを回避できる。
【００１８】
請求項４に記載のエンジンのＥＧＲ診断装置において、ホットリスタート判定値は、外気温度、冷却水温度等に応じて補正される。これにより、外気温度Ｔａやエンジンの放熱量に影響されることなくホットリスタート時を的確に判定することができる。
【００１９】
請求項５に記載のエンジンのＥＧＲ診断装置において、クローズド判定値は、外気温度、冷却水温度等に応じて補正される。これにより、外気温度Ｔａやエンジンの放熱量に影響されることなくホットリスタート時を的確に判定するとともに、診断精度を高められる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１に示すように、エンジン１は吸気弁が開かれるのに伴って吸気通路２からシリンダに吸気（混合気）を吸入し、この吸気をピストンで圧縮して、点火プラグ６で着火燃焼させ、排気弁が開かれるのに伴って排気が排気通路３に排出され、これらの各行程が連続して繰り返されるようになっている。
【００２２】
吸気通路２の途中には吸気ポートに燃料を噴射するインジェクタ７と、アクセルペダルに連動して吸気を絞るスロットルバルブ８がそれぞれ設けられ、その上流側には吸気量を検出するエアフロメータ９が設けられる。
【００２３】
排気通路３の途中には三元触媒１０が設置され、排気中のＨＣ、ＣＯを酸化するとともに、ＮＯｘを還元する。
【００２４】
コントロールユニット１２には、エアフロメータ９で検出される吸気量Ｑａと、アイドルスイッチ信号ＳＷと、エンジン回転数センサ１３で検出されるエンジン回転数Ｎｅと、Ｏ2センサ１５で検出される排気中の酸素濃度と、冷却水温センサ１４で検出される冷却水温度Ｔｗと、外気温センサ１６で検出される外気温度Ｔａ等を入力して、運転状態に応じてインジェクタ７からの燃料噴射量を演算するとともに、点火時期を演算する。
【００２５】
吸気通路２と排気通路３を連通する排気還流通路４が配設され、排気還流通路４の途中にはダイヤフラム式の排気還流制御弁５が介装される。排気還流制御弁５の開度が大きくなるほど、排気還流通路４を介して吸気通路２に還流される排気還流量は増大する。排気還流制御弁５のダイヤフラム室とスロットルバルブ８より下流側の吸気通路２を結ぶ負圧通路の途中にはＥＧＲカット弁１８が介装されている。
【００２６】
コントロールユニット１２は、エンジン回転数Ｎｅ、エンジン負荷、冷却水温度Ｔｗ等の条件に基づいて設定されたＥＧＲ領域にてＥＧＲカット弁１８を負圧通路が開通するボジションに切換える。排気還流制御弁５は、そのダイヤフラム室に負圧が導かれると、リターンスプリングに抗して弁体１９が弁座から離れて開弁する。こうして排気還流制御弁５が開弁すると、不活性である排気ガスの一部が吸気通路２に還流され、燃焼時の最高温度が下がりＮＯxの生成が少なくなる。
【００２７】
しかし、例えばＥＧＲカット弁１８の誤作動が起きたり、あるいは弁体１９がカーボンや錆等によって固着されるスティックが起きて、弁体１９が閉じたままとなって排気還流が行われない閉故障が生じる可能性がある。これに対処して、排気還流通路４の排気還流制御弁５より下流側の温度をＥＧＲガス温度として検出するＥＧＲガス温度センサ２６が設けられる。コントロールユニット１２は検出されるＥＧＲガス温度に基づいて排気還流制御弁５の閉故障が発生したかどうかを診断し、閉故障が発生したと診断された場合に、警告灯２４を点灯して運転者にこれを知らせるようになっている。
【００２８】
排気還流制御弁５の閉故障を診断する方法の一つとして、図２に示すように、ＥＧＲ領域において、ＥＧＲガス温度がクローズド判定値以上である運転状態が所定時間（３０秒）以上に渡って継続すると、排気還流通路４を排気ガスが流れているものとみなして、排気還流制御弁５が正常であると診断するようになっている。
【００２９】
そして、排気還流制御弁５の閉故障が発生していないと診断された場合、イグニッションスイッチがＯＦＦからＯＮになる次回の運転時まで診断を行わないようになっている。
【００３０】
ところで、エンジン１を高負荷で運転した後に運転を停止したり、アイドル運転が続けられた後にエンジン１の運転を停止したような場合、エンジン１の熱によりエンジンルームが高温となる。こうしてエンジンルームが高温になった状態でエンジン１が再始動されるホットリスタート時、再始動後しばらくの間は、排気還流制御弁５が閉故障を起こして排気還流通路４に排気ガスが流れない状態でも検出されるＥＧＲガス温度が、前記ホットリスタート時判定値より十分低い温度として設定した診断許可判定用のクローズド判定値以上となる可能性がある。図２に示す診断方法にあってはこの状態を排気還流通路４に排気ガスが流れているものとみなして、排気還流制御弁５が正常に開弁作動しているものと誤って診断するという問題点があった。
【００３１】
これに対処して本発明は、エンジン１の始動時に検出されるＥＧＲガス温度に基づいてホットリスタート時かどうかを判定するホットリスタート判定値（例えば７０°Ｃ）を設定する。始動時に検出されるＥＧＲガス温度がホットリスタート判定値以上と判定された場合にホットリスタート時と判定して始動後に検出されるＥＧＲガス温度に基づく排気還流制御弁５の診断を禁止する。そして、始動後に検出されるＥＧＲガス温度がクローズド判定値（例えば６０°Ｃ）より低下するかどうかを判定し、ＥＧＲガス温度がクローズド判定値より低下したと判定された場合に排気還流制御弁５の診断許可条件を成立させる。
【００３２】
こうして、エンジンルームが高温になった状態でエンジン１が再始動されるホットリスタート時を判定し、ホットリスタート後排気還流通路４のＥＧＲガス温度が十分に低下するまで診断を許可しないため、ホットリスタート時を排気還流通路４に排気ガスが流れているものとみなして、排気還流制御弁５が正常に開弁作動しているものと誤って診断することを回避できる。
【００３３】
そして、ホットリスタート判定値は、外気温度Ｔａ、冷却水温度Ｔｗ等に応じて補正される。これにより、外気温度Ｔａやエンジン１の放熱量に影響されることなくホットリスタート時を的確に判定することができる。
【００３４】
さらに、クローズド判定値は、外気温度Ｔａ、冷却水温度Ｔｗ等に応じて補正される。これにより、外気温度Ｔａやエンジン１の放熱量に影響されることなくホットリスタート時を的確に判定するとともに、診断精度を高められる。
【００３５】
そして、クローズド判定値より低下したと判定された場合、所定のディレイ時間が経過したかどうかを判定し、ディレイ時間が経過したことが判定されると、診断許可条件を成立させる。
【００３６】
これにより、ホットリスタート後排気還流通路４のＥＧＲガス温度が十分に低下するまで診断を許可しないため、ホットリスタート時を排気還流通路４に排気ガスが流れているものとみなして、排気還流制御弁５が正常に開弁作動しているものと誤って診断することを回避できる。
【００３７】
図３のフローチャートは、コントロールユニット１２において実行される閉故障時の診断許可を判定する制御プログラムを示しており、これはエンジン１の運転中に一定周期毎に実行される。
【００３８】
まず、ステップＳ１で始動時のＥＧＲガス温度がホットリスタート判定値（例えば７０°Ｃ）以上かどうかを判定する。ここで、始動時のＥＧＲガス温度がホットリスタート判定値より低いと判定された場合、ホットリスタート時ではないものとみなして、ステップＳ５に進んで診断許可条件を成立させる。
【００３９】
一方、始動時のＥＧＲガス温度がホットリスタート判定値以上と判定された場合、ホットリスタート時であるものとみなして、ステップＳ２に進んでＥＧＲガス温度がクローズド判定値より低下するかどうかを判定する。
【００４０】
ＥＧＲガス温度がクローズド判定値以上と判定された場合、ステップＳ４に進んで所定時間（例えば３０秒）当たりにＥＧＲガス温度が上昇する値が判定値より大きいかどうかを判定する。ここで、ＥＧＲガス温度の上昇値が判定値より大きいと判定された場合、排気還流通路４に排気ガスが流れているものとみなして、ステップＳ５に進んで診断許可条件を成立させる。
【００４１】
一方、ＥＧＲガス温度がクローズド判定値より低下したと判定された場合、ステップＳ３に進んで所定のディレイ時間が経過したかどうかを判定する。ここで、ディレイ時間が経過したことが判定されると、ステップＳ５に進んで診断許可条件を成立させる。
【００４２】
こうして、診断許可条件が成立した場合、図示しないルーチンにより排気還流制御弁５の閉故障が生じているかどうかを診断する。
【００４３】
他の実施形態として、コントロールユニット１２は、車速センサ１７によって検出される車速Ｖを入力し、ＥＧＲガス温度がクローズド判定値より低下し、かつ車速Ｖが所定値Ｖ1以上に上昇した走行状態が所定のディレイ時間が経過したかどうかを判定し、ディレイ時間が経過したことが判定されると、診断許可条件を成立させてもよい。
【００４４】
これにより、ホットリスタート後にエンジンルームに対する走行風等の流入によって排気還流通路４のＥＧＲガス温度が十分に低下するまで診断を許可しないため、ホットリスタート時を排気還流通路４に排気ガスが流れているものとみなして、排気還流制御弁５が正常に開弁作動しているものと誤って診断することを回避できる。
【００４５】
図５のフローチャートは、コントロールユニット１２において実行される閉故障時の診断許可を判定する制御プログラムを示しており、これはエンジン１の運転中に一定周期毎に実行される。
【００４６】
まず、ステップＳ１１で始動時のＥＧＲガス温度がホットリスタート判定値（例えば７０°Ｃ）以上かどうかを判定する。ここで、始動時のＥＧＲガス温度がホットリスタート判定値より低いと判定された場合、ホットリスタート時ではないものとみなして、ステップＳ１６に進んで診断許可条件を成立させる。
【００４７】
一方、始動時のＥＧＲガス温度がホットリスタート判定値以上と判定された場合、ホットリスタート時であるものとみなして、ステップＳ１２に進んでＥＧＲガス温度がクローズド判定値より低下するかどうかを判定する。
【００４８】
ＥＧＲガス温度がクローズド判定値以上と判定された場合、ステップＳ１７に進んで所定時間（例えば３０秒）当たりにＥＧＲガス温度が上昇する値が判定値より大きいかどうかを判定する。ここで、ＥＧＲガス温度の上昇値が判定値より大きいと判定された場合、排気還流通路４に排気ガスが流れているものとみなして、ステップＳ１６に進んで診断許可条件を成立させる。
【００４９】
一方、ＥＧＲガス温度がクローズド判定値より低下したと判定された場合、ステップＳ１４に進んで車速Ｖが所定値Ｖ1以上かどうかを判定する。ここで車速Ｖが所定値Ｖ1以上と判定された場合、ステップＳ１５に進んで所定のディレイ時間が経過したかどうかを判定する。ここで、ディレイ時間が経過したことが判定されると、ステップＳ１６に進んで診断許可条件を成立させる。
【００５０】
こうして、診断許可条件が成立した場合、図示しないルーチンにより排気還流制御弁５の閉故障が生じているかどうかを診断する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示すエンジンのシステム図。
【図２】同じくＥＧＲ診断が行われる場合のＥＧＲガス温度の変化する例を示す図。
【図３】同じく診断許可を判定する手順を示すフローチャート。
【図４】同じく診断許可が行われる場合のＥＧＲガス温度の変化する例を示す図。
【図５】他の実施形態における診断許可を判定する手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
１  エンジン
４  排気還流通路
５  排気還流制御弁
１２  コントロールユニット
２６  ＥＧＲガス温度センサ
【図１】
0003642169.tif 000002
【図２】
0003642169.tif 000003
【図３】
0003642169.tif 000004
【図４】
0003642169.tif 000005
【図５】
0003642169.tif 000006