(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気系に還流される排気のＥＧＲ量を調整するＥＧＲバルブを設け、前記ＥＧＲ量を前記内燃機関の運転状態に応じて設定された設定値に調整するよう前記ＥＧＲバルブの作動を前記設定値に対応する制御量により制御する内燃機関の排気還流制御装置において、前記ＥＧＲバルブをＯＮ、ＯＦＦした時の吸気圧力の差から前記内燃機関の吸気系に還流される実際のＥＧＲ量を求め、前記実際のＥＧＲ量を計測した大気圧により補正した値を求め、前記大気圧により補正した値を統計処理して実際のＥＧＲ量の平均値を求め、前記実際のＥＧＲ量の平均値と前記ＥＧＲバルブの制御量に対応するＥＧＲ量の設計中央値と差が所定域外の値となった場合にＥＧＲ量の異常と診断する制御手段を設けたことを特徴とする内燃機関の排気還流制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は内燃機関の排気還流制御装置に係り、特に、ＥＧＲバルブの製造上のバラツキや使用による耐久後のＥＧＲ量の変化を防止し得て、ＥＧＲ量を常に設定値に制御し得て、排気成分の悪化を防止し得る内燃機関の排気還流制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関においては、排気中の成分であるＮＯｘを低減するために、排気還流制御装置を備えたものがある。排気還流制御装置は、内燃機関の吸気系に還流される排気のＥＧＲ量を調整するＥＧＲバルブを設け、このＥＧＲバルブの作動を制御することにより還流される排気のＥＧＲ量を調整している。
【０００３】
このような排気還流制御装置においては、ＥＧＲバルブを作動する圧力を制御することによりＥＧＲ量を調整するのが一般的であるが、近時においてはＥＧＲバルブそのものの作動をデューティ制御やステップ制御により電子的に制御するものがある。
【０００４】
このような内燃機関の排気還流制御装置としては、特開昭６２−５１７４６号公報に開示されるものがある。
【０００５】
特開昭６２−５１７４６号公報に開示される排気還流制御装置は、圧力により作動を制御されるＥＧＲバルブを設け、このＥＧＲバルブが開作動及び閉作動しているときの夫々の運転状態として吸気管圧力や機関回転数を検出して記憶し、これらＥＧＲバルブが開作動及び閉作動しているときの夫々の検出値の差が所定範囲内にあるか否かを判定し、検出値の差が所定範囲内にあると判定されたときに警報を行うものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、排気還流制御装置には、ＥＧＲバルブそのものの作動をデューティ制御やステップ制御により電子的に制御するものがある。
【０００７】
この排気還流制御装置は、例えば、図６に示す如く、ＥＧＲ量を内燃機関の運転状態である機関回転数と機関負荷とによって予め設定した設定値に調整するよう、ＥＧＲバルブの作動を前記設定値に対応するステッパ値やデューティ値等の制御量（ＥＧＲＭＡＰ）により制御している。
【０００８】
ところが、ＥＧＲバルブは、図７に示す如く、製造上のバラツキや使用による耐久後の流量変化によって、新品時に予め設定したデューティ値やステッパ値等の制御量に相対するＥＧＲ量が変化することがある。
【０００９】
しかし、従来の排気還流制御装置は、このようなＥＧＲ量の変化を考慮していないため、排気成分が設計値から外れて悪化する不都合に対処できず、また、ＥＧＲ量の変化が異常に大きくなった場合に排気成分が極端に悪化する不都合がある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
そこで、この発明は、上述の不都合を除去するために、内燃機関の吸気系に還流される排気のＥＧＲ量を調整するＥＧＲバルブを設け、前記ＥＧＲ量を前記内燃機関の運転状態に応じて設定された設定値に調整するよう前記ＥＧＲバルブの作動を前記設定値に対応する制御量により制御する内燃機関の排気還流制御装置において、前記ＥＧＲバルブをＯＮ、ＯＦＦした時の吸気圧力の差から前記内燃機関の吸気系に還流される実際のＥＧＲ量を求め、前記実際のＥＧＲ量を計測した大気圧により補正した値を求め、前記大気圧により補正した値を統計処理して実際のＥＧＲ量の平均値を求め、前記実際のＥＧＲ量の平均値と前記ＥＧＲバルブの制御量に対応するＥＧＲ量の設計中央値と差が所定域外の値となった場合にＥＧＲ量の異常と診断する制御手段を設けたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
この発明の排気還流制御装置は、ＥＧＲバルブをＯＮ、ＯＦＦした時の吸気圧力の差から内燃機関の吸気系に還流される実際のＥＧＲ量を求め、実際のＥＧＲ量を計測した大気圧により補正した値を求め、大気圧により補正した値を統計処理して実際のＥＧＲ量の平均値を求め、実際のＥＧＲ量の平均値とＥＧＲバルブの制御量に対応するＥＧＲ量の設計中央値と差が所定域外の値となった場合にＥＧＲ量の異常と診断する。
【００１２】
これにより、この排気還流制御装置は、ＥＧＲ量が大きく変化して異常な量となった場合に警告を発することができる。
【００１３】
【実施例】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を説明する。図１〜図８は、この発明の実施例を示すものである。図８において、２は車両（図示せず）に搭載される内燃機関、４はシリンダブロック、６はシリンダヘッド、８はオイルパン、１０はクランク軸である。
【００１４】
内燃機関２は、吸気系としてエアクリーナ１２と吸気管１４とスロットルボディ１６とサージタンク１８と吸気マニホルド２０とを設け、吸気通路２２を設けている。スロットルボディ１６には、スロットル弁２４を設けている。また、内燃機関２は、排気系として排気マニホルド２６とフロント触媒コンバータ２８と排気管３０とリア触媒コンバータ３２と後部排気管３４とを設け、排気通路３６を設けている。
【００１５】
この内燃機関２には、蒸発燃料制御装置３８を設けている。蒸発燃料制御装置３８は、燃料タンク４０の蒸発燃料を吸着保持するとともに、吸着保持した蒸発燃料を離脱放出するキャニスタ４２を設けている。キャニスタ４２は、エバポ通路４４により燃料タンク４０に連通するとともにパージ通路４６によりサージタンク１８に連通し、大気通路４８により大気に連通している。
【００１６】
前記エバポ通路４４には、燃料タンク４０側から順次にタンク内圧センサ５０とセパレータ５２と圧力制御弁５４とを設けている。圧力制御弁５４は、圧力通路５６によりサージタンク１８に連通している。圧力通路５６には、負圧制御弁５８を設けている。前記パージ通路４６には、パージ制御弁６０を設けている。前記大気通路４８には、大気制御弁６２を設けている。
【００１７】
前記内燃機関２は、点火装置６４を設け、冷却水管６６に水温センサ６８を設け、クランク軸１０近傍にクランク角センサ７０を設けている。
【００１８】
また、内燃機関２は、吸気系の吸気管１４に吸気温センサ７２を設け、スロットルボディ１６にスロットル開度センサ７４を設け、サージタンク１８に吸気圧力センサ７６を設けている。吸気圧力センサ７６は、検出通路７８によりサージタンク１８に連通され、検出通路７８にフィルタ８０を設けている。
【００１９】
さらに、内燃機関２は、排気系の排気マニホルド２６にフロントＯ2 センサ８２を設け、後部排気管３４にリアＯ2 センサ８４を設け、燃料タンク４０にレベルゲージ８６を設けている。
【００２０】
この内燃機関２には、排気還流制御装置８８を設けている。排気還流制御装置８８は、排気系から吸気系に還流される排気のＥＧＲ量を調整するＥＧＲバルブ９０を設けている。このＥＧＲバルブ９０は、排気系と吸気系とを連通する図示しないＥＧＲ通路に設けられ、作動を電子的に制御されてＥＧＲ量を調整する。
【００２１】
前記ＥＧＲバルブ９０は、制御手段９２に接続されている。また、この制御手段９０には、前記タンク内圧センサ５０と負圧制御弁５８とパージ制御弁６０と大気制御弁６２と点火装置６４と水温センサ６８とクランク角センサ７０と吸気温センサ７２とスロットル開度センサ７４と吸気圧力センサ７６とフロントＯ2 センサ８２とリアＯ2 センサ８４とレベルゲージ８６とを接続している。
【００２２】
前記排気還流制御装置８８は、制御手段９２によって、内燃機関２の運転状態としてクランク角センサ７０の検出信号と吸気圧力センサ７６の検出信号とから機関回転数と機関負荷とを求め、図６に示す如く、吸気系に還流される排気のＥＧＲ量を内燃機関２の運転状態である機関回転数と機関負荷とによって予め設定された設定値に調整するよう、この設定値に対応するステップ値やデューティ値等の制御量によりＥＧＲバルブ９０の作動を電子的に制御する。
【００２３】
この排気還流制御装置８８は、前記制御手段９２によって、内燃機関２の吸気系に還流される実際のＥＧＲ量を計測し、この計測により得られた実際のＥＧＲ量とＥＧＲバルブ９０の制御量に対応するＥＧＲ量の設計中央値（図７参照）との差によりＥＧＲバルブ９０の制御量を補正するよう制御するものである。
【００２４】
また、この排気還流制御装置８８は、前記制御手段９２によって、前記計測により得られた実際のＥＧＲ量とＥＧＲバルブ９０の設計中央値と差が所定域内の値であるか否かを判断し、実際のＥＧＲ量とＥＧＲバルブ９０の設計中央値と差が所定域外の値となった場合にＥＧＲ量の異常と診断するものである。
【００２５】
次に、この実施例の作用を説明する。
【００２６】
排気還流制御装置８８は、図１に示す如く、内燃機関２を始動して制御がスタートすると（ステップ１００）、内燃機関２の吸気系に還流される実際のＥＧＲ量（ＥＧＲＮ）を計測する処理をし（ステップ１０２）、この計測により得られた実際のＥＧＲ量（ＥＧＲＮ）とＥＧＲバルブ９０の設計中央値（ＥＧＲＭＤ）との差によって、運転状態により予め設定されたＥＧＲ量の設定値に対応する制御量（ＥＧＲＭＡＰ）を補正する処理をし（ステップ１０４）、エンドになる（ステップ１０６）。
【００２７】
前記実際のＥＧＲ量（ＥＧＲＮ）を計測する処理及び実際のＥＧＲ量（ＥＧＲＮ）とＥＧＲバルブ９０の設計中央値（ＥＧＲＭＤ）との差により制御量を補正する処理は、図２に示す如く行われる。
【００２８】
制御がスタートすると（ステップ２００）、計測実行条件成立の判定の処理をし（ステップ２０２）、計測実行条件が成立するか否かを判断する（ステップ２０４）。
【００２９】
計測実行条件としては、例えば、内燃機関２の暖機が終了していること、内燃機関２を搭載した車両が一定速度で走行中であること、を設定している。
【００３０】
前記計測実行条件成立の判断（ステップ２０４）がＮＯの場合は、リターンする。前記計測実行条件成立の判断（ステップ２０４）がＹＥＳの場合は、ＥＧＲバルブ９０のＯＮ時及びＯＦＦ時の夫々吸気圧力を吸気圧力センサ７６により検出して、ＯＮ時及びＯＦＦ時の吸気圧力の差から実際のＥＧＲ量（ＥＧＲＮ）を求める（ステップ２０６）。
【００３１】
このとき、ＥＧＲバルブ９０は、図３に示す如く、計測用の一定の制御量（制御手段９２による指定開度）にＯＮして開放作動からＯＦＦして閉鎖作動する。ＥＧＲバルブ９０をＯＦＦからＯＮに戻すときは、一旦前記の一定の制御量にＯＮしてから、通上制御量による制御に戻す。なお、実際のＥＧＲ量（ＥＧＲＮ）の計測は、ＥＧＲバルブ９０のＯＮ時及びＯＦＦ時の吸気流量の変化（差）から求めることもできる。
【００３２】
前記計測により得られた実際のＥＧＲ量（ＥＧＲＮ）は、図４に示す如く大気圧により変化するので、計測時の大気圧により補正して平地相当の値（ＥＧＲＮＡ＝ＥＧＲＮ×ＫＡＴＭ）にする（ステップ２０８）。
【００３３】
また、ＥＧＲ量の計測値は、図４に示す如くバラツキがあるので、大気圧により補正した値（ＥＧＲＮＡ）の統計処理を実行して平均値（ＥＧＲＮＡＶ）を求める（ステップ２１０）。
【００３４】
求められた実際のＥＧＲ量の平均値（ＥＧＲＮＡＶ）とＥＧＲバルブ９０の設計中央値（ＥＧＲＭＤ）とを比較して差（ＥＧＲＤＬＴ＝ＥＧＲＭＤ−ＥＧＲＮＡＶ）を求め、この差（ＥＧＲＤＬＴ）から図５に示す如く補正係数（ＥＧＲＶＡＬ）を求めてＥＧＲ量の設定値に対応する制御量（ＥＧＲＭＡＰ）を補正する（ステップ２１２）。
【００３５】
ＥＧＲバルブ９０は、この補正により得られた補正後の制御量（ＣＥＧＲ＝ＥＧＲＭＡＰ×ＥＧＲＶＡＬ）により作動を制御される。
【００３６】
また、前記（ステップ２１２）において求められた差（ＥＧＲＤＬＴ）は、所定域内の値であるか否かを判断される（ステップ２１４）。この判断（ステップ２１４）は、図５に示す如く、差（ＥＧＲＤＬＴ）から求められる補正係数（ＥＧＲＶＡＬ）が、第１判断値（ＥＧＲＨ）と第２判断値（ＥＧＲＬ）との間の所定域内の値であるか否かを判断する（ＥＧＲＨ＜ＥＧＲＶＡＬ＜ＥＧＲＬ）。
【００３７】
前記補正係数（ＥＧＲＶＡＬ）が第１判断値（ＥＧＲＨ）よりも小さいか第２判断値（ＥＧＲＬ）よりも大きく所定域外の値で判断（ステップ２１４）がＮＯの場合は、ＥＧＲ量の異常と診断してランプ（図示せず）の点灯やブザー（図示せず）の鳴動により警告を発し（ステップ２１６）、エンドになる（ステップ２１８）。
【００３８】
前記補正係数（ＥＧＲＶＡＬ）が第１判断値（ＥＧＲＨ）と第２判断値（ＥＧＲＬ）との間の所定域内の値で判断（ステップ２１４）がＹＥＳの場合は、ＥＧＲ量が正常であるので、エンドになる（ステップ２１８）。
【００３９】
なお、前記判断（ステップ２１４）においては、補正係数（ＥＧＲＶＡＬ）が第１判断値（ＥＧＲＨ）よりも小さい所定域外の値の場合はＥＧＲ量の流量過大異常と診断し、補正係数（ＥＧＲＶＡＬ）が第２判断値（ＥＧＲＬ）よりも大きい所定域外の値の場合はＥＧＲ量の流量過小異常と診断する。
【００４０】
このように、この排気還流制御装置８８は、内燃機関２の吸気系に還流される実際のＥＧＲ量ＥＧＲＮとＥＧＲバルブ９０の設計中央値ＥＧＲＭＤとの差によって運転状態に応じて設定された設定値に対応する制御量ＥＧＲＭＡＰを補正するよう制御することにより、製造上のバラツキや使用による耐久後に制御量に対応するＥＧＲ量が変化した場合に、制御量を適正な値に補正することができる。
【００４１】
このため、この排気還流制御装置８８は、ＥＧＲバルブ９０の製造上のバラツキや使用による耐久後のＥＧＲ量の変化を防止し得て、ＥＧＲ量を常に設定値に制御し得て、排気成分の悪化を防止することができる。
【００４２】
また、この排気還流制御装置８８は、計測により得られた実際のＥＧＲ量ＥＧＲＮとＥＧＲバルブ９０の設計中央値ＥＧＲＭＡＰと差が所定域外の値となった場合にＥＧＲ量の異常と診断することにより、ＥＧＲバルブ９０の製造上のバラツキや使用による耐久後のＥＧＲ量の変化を防止しつつ、ＥＧＲ量が大きく変化して異常な量となった場合に警告を発することができる。
【００４３】
このため、この排気還流制御装置８８は、ＥＧＲ量の変化を防止できるだけでなく、ＥＧＲ量の異常に迅速に対処することができ、排気成分の極端な悪化を未然に防止することができる。
【００４４】
【発明の効果】
このように、この発明の排気還流制御装置は、ＥＧＲバルブをＯＮ、ＯＦＦした時の吸気圧力の差から内燃機関の吸気系に還流される実際のＥＧＲ量を求め、実際のＥＧＲ量を計測した大気圧により補正した値を求め、大気圧により補正した値を統計処理して実際のＥＧＲ量の平均値を求め、実際のＥＧＲ量の平均値とＥＧＲバルブの制御量に対応するＥＧＲ量の設計中央値と差が所定域外の値となった場合にＥＧＲ量の異常と診断することにより、ＥＧＲ量が大きく変化して異常な量となった場合に警告を発することができる。
【００４５】
このため、この排気還流制御装置は、ＥＧＲ量の異常に迅速に対処することができ、排気成分の極端な悪化を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例を示す排気還流制御装置の制御のメインフローチャートである。
【図２】ＥＧＲ量の計測処理及び補正処理のフローチャートである。
【図３】車速とＥＧＲ制御量とＥＧＲバルブＯＮ時及びＯＦＦ時の吸気圧力とのタイミングチャートである。
【図４】ＥＧＲ量の大気圧による補正を示す図である。
【図５】実際のＥＧＲ量とＥＧＲバルブの設計中央値との差による補正係数を示す図である。
【図６】機関回転数と機関負荷とにより設定されるＥＧＲバルブの制御量を示す図である。
【図７】制御量とＥＧＲ量との関係を示す図である。
【図８】排気還流制御装置のシステム構成図である。
【符号の説明】
２  内燃機関
２２  吸気通路
３６  排気通路
７０  クランク角センサ
７６  吸気圧力センサ
８８  排気還流制御装置
９０  ＥＧＲバルブ
９２  制御手段
【図１】
0003669074.tif 000002
【図２】
0003669074.tif 000003
【図３】
0003669074.tif 000004
【図４】
0003669074.tif 000005
【図５】
0003669074.tif 000006
【図６】
0003669074.tif 000007
【図７】
0003669074.tif 000008
【図８】
0003669074.tif 000009