(57)【要約】【課題】  故障している吸気量制御のためのアクチュエータを特定することができる車両用故障診断方法及び装置を提供すること。【解決手段】  ＥＧＲ制御弁７によって排気循環量を制御し、ターボアクチュエータ１８によって新気量を制御するようにした吸気量制御システム１において、吸気量制御システム１における吸気量の目標値と実際値とを比較して吸気量制御の異常の有無を判別し（ステップ５１）、吸気量制御の異常があると判別された場合にはＥＧＲ制御弁７とターボアクチュエータ１８を個別に作動させ（ステップ５７、６６）、この作動に対応して吸気量の変動が生じたか否かを検出し（ステップ５９、６８）、故障している吸気制御用アクチュエータの特定を行うようにした。【選択図】        図４
2005127231.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の吸気量制御アクチュエータを用いて構成された内燃機関の吸気量制御システムの故障診断のための車両用故障診断方法において、
前記吸気量制御システムにおける吸気量の目標値と実際値とを比較して吸気量制御の異常の有無を判別し、
吸気量制御の異常があると判別された場合には前記複数の吸気制御用アクチュエータを個別に作動させ、
この作動に対応して吸気量または、吸気圧力の変動が生じたか否かを検出することにより故障している吸気制御用アクチュエータの特定を行うようにした
ことを特徴とする車両用故障診断方法。
【請求項２】
複数の吸気量制御アクチュエータを用いて構成された内燃機関の吸気量制御システムの故障診断のための車両用故障診断装置において、
前記吸気量制御システムにおける吸気量の目標値と実際値とを比較して吸気量制御の異常の有無を判別する異常判別手段と、
該異常判別手段に応答し、前記吸気量制御に異常があると判別された場合には前記複数の吸気制御用アクチュエータのうちの１つに所定の駆動信号を与える手段と、
前記所定の駆動信号の付与に応答して吸気量または、吸気圧力が変化したか否かを判別する変化判別手段と、
該変化判別手段に応答し、前記所定の駆動信号が与えられた吸気制御用アクチュエータが故障であるか否かを判別する故障判別手段と
を備えたことを特徴とする車両用故障診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸気制御システムにおける故障診断のための車両用故障診断方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関車両において、機関からの排気の一部を吸気系に還流させることにより排気中のＮＯX の低減を図るようにした排気還流装置（ＥＧＲ装置）が広く用いられている。ＥＧＲ装置は、内燃機関の排気マニホールドと吸気マニホールドとを連通させる排気還流通路中に内燃機関の吸入負圧を作用させることで開弁するダイヤフラム式のバルブである。ＥＧＲ制御弁を設け、スロットル弁下流側の吸気マニホールドをＥＧＲ制御弁の圧力室と負圧導入通路によって連結し、負圧導入通路に設けられた制御ソレノイドを開閉制御して排気還流のオン、オフを行う構成となっている。
【０００３】
ところで、内燃機関車両においてＥＧＲ装置が故障してしまうと、排気還流が行われなくなり、却ってＮＯX 排出量を増大させてしまうという不具合が生じる。この不具合を解決するため、特許文献１には、ＥＧＲ制御弁の開閉に応じた目標吸入空気量とそのときの実吸入空気量との偏差が所定値以上となっているか否かによってＥＧＲ装置の故障を判断するようにした構成が開示されている。
【特許文献１】特開平７−３３２１６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、例えば排気ターボチャージ用のターボアクチュエータが別途搭載される場合、またはインテーク用等その他の吸気制御関連のアクチュエータが別途搭載される場合のように、ＥＧＲ装置のための吸入空気量制御に加え、他の目的での吸入空気量制御が実行される場合には、上記従来技術によっては複数のアクチュエータのうちのどれが故障したのかを判別することができないという問題があった。このため、特に、アフターサービス部門においては、故障表示が出た場合にはどのアクチュエータが故障であるのかを特定するための作業が別途必要となり、故障アクチュエータの特定に時間を割かなければならず、充分な故障診断機能を有しているとは言えなかった。
【０００５】
本発明の目的は、したがって、従来技術における上述の問題点を解決することができる車両用故障診断方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明によれば、複数の吸気量制御アクチュエータを用いて構成された内燃機関の吸気量制御システムの故障診断のための車両用故障診断方法において、前記吸気量制御システムにおける吸気量の目標値と実際値とを比較して吸気量制御の異常の有無を判別し、吸気量制御の異常があると判別された場合には前記複数の吸気制御用アクチュエータを個別に作動させ、この作動に対応して吸気量または、吸気圧力の変動が生じたか否かを検出することにより故障している吸気制御用アクチュエータの特定を行うようにしたことを特徴とする車両用故障診断方法が提案される。
【０００７】
本発明によれば、また、複数の吸気量制御アクチュエータを用いて構成された内燃機関の吸気量制御システムの故障診断のための車両用故障診断装置において、前記吸気量制御システムにおける吸気量の目標値と実際値とを比較して吸気量制御の異常の有無を判別する異常判別手段と、該異常判別手段に応答し、前記吸気量制御に異常があると判別された場合には前記複数の吸気制御用アクチュエータのうちの１つに所定の駆動信号を与える手段と、前記所定の駆動信号の付与に応答して吸気量または、吸気圧力が変化したか否かを判別する変化判別手段と、該変化判別手段に応答し、前記所定の駆動信号が与えられた吸気制御用アクチュエータが故障であるか否かを判別する故障判別手段とを備えたことを特徴とする車両用故障診断装置が提案される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、複数の吸気量制御アクチュエータを備えて成る吸気量制御システムにおいて故障した吸気量制御アクチュエータを容易に特定することが可能となり、吸気量制御システムに障害が発生した場合、アフターサービス等において迅速な対応ができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、本発明による故障診断装置を備えた車両用制御システムの一実施形態を示す概略構成図であり、ここでは、ディーゼル機関の吸気量を制御するための吸気量制御システム１に本発明を適用した場合の実施形態が示されている。図１において、２は４気筒のディーゼル機関、３は吸気マニホールド、４は排気マニホールドであり、吸気マニホールド３には吸気ダクト５が接続され、排気マニホールド４には排気ダクト６が接続されている。
【００１０】
吸気ダクト５と排気ダクト６との間には、排気還流制御弁（ＥＧＲ制御弁）７を設けた排気再循環路８が設けられており、エンジン制御ユニット９からの信号Ｋ１によって駆動制御されるアクチュエータ１０によってＥＧＲ制御弁７の開度が調節され、排気ダクト６内を流れる排気ガスの一部を吸気マニホールド３に戻す量を調整できる構成となっている。符号１１で示されるのは排気ターボチャージャであり、排気ダクト６内に配設された排気タービン１２と、吸気ダクト５内に配設され排気タービン１２により駆動軸１４を介して駆動されるコンプレッサ１３とを備えて成っている。
【００１１】
吸気ダクト５には、コンプレッサ１３よりも上流側に流量センサ１６が設けられており、コンプレッサ１３よりも下流側にはインタークーラ１７と吸気圧力センサ２２とが設けられている。吸気圧力センサ２２からは、吸気ダクト５内の吸気圧力を示す吸気圧力信号Ｇが出力され、吸気圧力信号Ｇはエンジン制御ユニット９に与えられている。
【００１２】
符号１８で示されるのは、排気タービン１２に供給される排気ガス量を調整し、コンプレッサ１３によって吸気ダクト５に送られる吸気空気の圧力を調整するためのターボアクチュエータであり、ターボアクチュエータ１８は、排気タービン１２近くに配置されている。ターボアクチュエータ１８はエンジン制御ユニット９からの信号Ｋ２により駆動制御され、排気タービン１２に供給される排気ガス量を調節し、コンプレッサ１３により、吸入空気に所定の圧力がかかるように構成されている。
【００１３】
エンジン制御ユニット９は中央演算処理装置（ＣＰＵ）１９とメモリ２０とを備えて成るマイクロコンピュータシステムから構成され、センサユニット２１から送られてくる。ディーゼル機関２の運転条件を示す運転条件データＤに基づき、アクチュエータ１０を制御してＥＧＲ制御を行うと共に、ターボアクチュエータ１８を制御して排気ターボチャージャ制御を行う構成となっている。
【００１４】
ＥＧＲ制御及び排気ターボチャージャ制御は、それぞれ、フィードバック制御が可能であるが、一方がフィードバック制御モードのときは、他方がオープンループ制御モードとされる。ここでは、エンジンの回転数に応じて２つの制御領域が設定されている。そして、一方の制御領域にあっては、ＥＧＲ制御がフィードバック制御モードで行われ、排気ターボチャージャ制御がオープンループ制御モードで行われ、他方の制御領域にあっては、ＥＧＲ制御がオープンループ制御モードで行われ、排気ターボチャージャ制御がフィードバック制御モードで行われる構成となっている。
【００１５】
エンジン制御ユニット９は、さらに、吸気量制御システム１において吸気制御に異常または不具合等が生じた場合に、ＥＧＲ制御弁７またはターボアクチュエータ１８のいずれに障害が生じたのかを特定することができる、故障診断機能を有している。
【００１６】
図２は、エンジン制御ユニット９において実行される吸気制御のための吸気制御プログラム３０を示すフローチャートである。吸気制御プログラム３０は一定時間間隔で実行されるプログラムである。ステップ３１ではディーゼル機関２のその時の運転条件を示す運転条件データＤに基づいて、ディーゼル機関２に送るべき新気量の目標値（目標新気量）を演算する。次のステップ３２では、流量センサ１６からの流量信号Ｆとステップ３１で演算された目標新気量とに基づき、該目標新気量が得られるようにＥＧＲ制御弁７の開弁状態をフィードバック制御する。なお、ＥＧＲ制御弁は、目標噴射量に応じて制御領域が設定されており、目標噴射量が小さい場合には最大ＥＧＲ率となり、また、目標噴射量が大きい場合や急加速の場合には、ＥＧＲ率は最小となる。
【００１７】
図３は、エンジン制御ユニット９において実行される吸気圧力制御のための吸気圧力制御プログラム４０を示すフローチャートである。吸気圧力制御プログラム４０は一定時間間隔で実行されるプログラムである。ステップ４１ではディーゼル機関２のその時の運転条件を示す運転条件データＤに基づいて、ディーゼル機関２に送る吸気圧力の目標値を演算する。次のステップ４２では、吸気圧力センサ２２からの吸気圧力信号Ｇとステップ４１で得られた目標吸気圧力とに基づき、目標吸気圧力が得られるようにターボアクチュエータ１８の駆動状態をフィードバック制御する。
【００１８】
この結果、ＥＧＲ制御弁７を介して所要の排気還流量が得られ、且つディーゼル機関２にはこの排気還流量を含む必要空気量が吸入空気量として与えられる。
【００１９】
図４〜図６は、図２に示したところに従う吸入空気量制御に支障を来たしたか否かを判別し、吸入空気量制御に支障が生じている場合には、ＥＧＲ制御弁７またはターボアクチュエータ１８のうちいずれのアクチュエータの動作が不具合なのかを判別する故障診断プログラム５０を示すフローチャートである。以下、図４〜図６を参照して故障診断プログラム５０について説明する。
【００２０】
故障診断プログラム５０は、その実行が開始されると、先ず、ステップ５１で、目標新気量と流量センサ１６によって得られた実新気量との差が過大であるか否かが判別される。この判別は、例えば、その差が、所定値以上となっている状態か所定時間以上継続したか否かによって判別することができる。その差が過大でないと判別された場合にはステップ５１の判別結果はＮＯとなり、ステップ５１の実行を繰り返す。その差が過大であると判別されると、ステップ５１の判別結果はＹＥＳとなり、ステップ５２でターボアクチュエータ１８の異常カウンタＡＫの値を初期化し、初期値ＮＯとする。
【００２１】
次のステップ５３では、吸気圧力制御がフィードバック制御領域で実行されているか否かが判別される。吸気圧力制御がフィードバック制御領域で実行されている場合には、ステップ５３の判別結果はＹＥＳとなり、ステップ５４で吸気圧力制御エラーであるか否かが判別される。吸気圧力制御エラーであると、ステップ４４の判別結果はＹＥＳとなり、ステップ５５でターボチャージャ制御系の故障、すなわち、ターボアクチュエータ１８の故障であると判定され、この故障診断プログラム５０の実行が終了する。
【００２２】
一方、ステップ５４で吸気圧力制御エラーでないと判別されると、ステップ５４の判別結果はＮＯとなり、ステップ５６に入る。ステップ５６ではＥＧＲ制御弁７の故障と判定され、この故障診断プログラム５０の実行が終了する。
【００２３】
ステップ５３で、フィードバック制御領域でないと判別されると、ステップ５３の判別結果はＮＯとなり、ステップ５７に入る。ステップ５７では、ＥＧＲ制御弁７を全閉固定（排ガス還流量零）で且つターボアクチュエータ１８を全閉固定（フル過給）とし、ステップ５８に入る。ステップ５８では、ステップ５７の実行後、所定時間ｔ１が経過したか否かが判別される。所定時間ｔ１が経過していないと判別されると、ステップ５８の判別結果はＮＯとなり判別結果がＹＥＳになるまでステップ５８を繰り返す。
【００２４】
ステップ５８において、所定時間ｔ１が経過したと判別されると、ステップ５８の判別結果はＹＥＳとなり、ステップ５９に入る。ステップ５９では、現在の吸気圧力Ｐｎからｔ１前の吸気圧力Ｐｐを引いた結果が所定値Ｐｄ１より大きいか（Ｐｎ−Ｐｐ＞Ｐｄ１）、または現在の新気吸気量Ｍｎからｔ１前の新気吸気量Ｍｐを引いた結果が所定値Ｍｄ１より大きいか（Ｍｎ−Ｍｐ＞Ｍｄ１）が判別される。Ｐｎ−Ｐｐ＞Ｐｄ１または、Ｍｎ−Ｍｐ＞Ｍｄ１と判別された場合、ステップ５９の判別結果はＹＥＳとなり、ステップ６０に入る。
【００２５】
ステップ６０では、ＡＫ＝ＡＫ−１とし、ステップ６１に入る。ステップ６１では、ＡＫ＝０か否かが判別される。ＡＫ＝０であると、その判別結果はＹＥＳとなり、ステップ６２に入る。ステップ６２では、ＥＧＲ制御弁７の故障と判定され、この故障診断プログラム５０の実行を終了する。
【００２６】
ステップ５９の判別結果がＮＯとなった場合にはステップ６３に入る。ステップ６３では、ＡＫ＝ＡＫ＋１とし、ステップ６４に入る。ステップ６４では、ＡＫが所定値Ｎ１より大きいか否かが判別される。ＡＫ＞Ｎ１であると、ステップ６４の判別結果はＹＥＳとなり、ステップ６５に入る。ステップ６５では、ターボアクチュエータ１８の故障と判定され、故障診断プログラム５０の実行を終了する。
【００２７】
ステップ６１においてＡＫ≠０の場合、またはステップ６４においてＡＫ≦Ｎ１の場合、ステップ６１または６４の判別結果はＮＯとなり、ステップ６６に入る。
【００２８】
ステップ６６では、ＥＧＲ制御弁７を全閉固定（排ガス還流量零）で且つターボアクチュエータ１８を全開固定（零過給）とし、ステップ６７に入る。ステップ６７では、ステップ６６の実行後、所定時間ｔ１が経過したか否かが判別される。所定時間ｔ１が経過していないと判別されると、ステップ６７の判別結果はＮＯとなり判別結果がＹＥＳになるまでステップ６７を繰り返す。
【００２９】
ステップ６７において、所定時間ｔ１が経過したと判別されると、ステップ６７の判別結果はＹＥＳとなり、ステップ６８に入る。ステップ６８では、ｔ１前の吸気圧力Ｐｐから現在の吸気圧力Ｐｎを引いた結果が所定値Ｐｄ２より大きいか（Ｐｐ−Ｐｎ＞Ｐｄ２）、またはｔ１前の新気吸気量Ｍｐから現在の新気吸気量Ｍｎを引いた結果が所定値Ｍｄ２より大きいか（Ｍｐ−Ｍｎ＞Ｍｄ２）が判別される。Ｐｐ−Ｐｎ＞Ｐｄ２または、Ｍｐ−Ｍｎ＞Ｍｄ２と判別された場合、ステップ６８の判別結果はＹＥＳとなり、ステップ６９に入る。
【００３０】
ステップ６９では、ＡＫ＝ＡＫ−１とし、ステップ７０に入る。ステップ７０では、ＡＫ＝０か否かが判別され、ＡＫ＝０と判別された場合、その判別結果はＹＥＳとなり、ステップ７１に入る。ステップ７１では、ＥＧＲ制御弁７の故障と判定され、この故障診断プログラム５０の実行を終了する。
【００３１】
ステップ６８の判別結果がＮＯとなった場合には、ステップ７２に入る。ステップ７２では、ＡＫ＝ＡＫ＋１とし、ステップ７３に入る。ステップ７３では、ＡＫが所定値Ｎ１より大きいか否かが判別される。ＡＫ＞Ｎ１であると、ステップ７３の判別結果はＹＥＳとなり、ステップ７４に入る。ステップ７４では、ターボアクチュエータ１８の故障と判定され、故障診断プログラム５０の実行を終了する。
【００３２】
ステップ７０において、ＡＫ≠０の場合、またはステップ７３において、ＡＫ≦Ｎ１の場合、ステップ７０または７３の判別結果はＮＯとなり、ステップ５３に戻る。
【００３３】
故障診断プログラム５０は以上のように構成されているので、先ずステップ５１で吸気量制御システム１における吸気量の目標値である目標新気量を流量センサ１６の出力に基づく実新気量と比較し、その差が過大であるか否かを判別することによって吸気量制御の異常の有無が判別される。
【００３４】
そして、吸気量制御が異常であると判別された場合には、ステップ５３、５４の判別により、ＥＧＲ制御弁７またはターボアクチュエータ１８のいずれが故障かを見分けるための処理が実行される。これは、吸気圧力がフィードバック領域での制御されているかどうかの判別である。
【００３５】
一方、吸気圧力制御がフィードバック領域でない場合には、ステップ５７及び６６で、故障診断のための所定の駆動状態を与えるという個別動作をＥＧＲ制御弁７とターボアクチュエータ１８に対して行わせ、この個別作動に対応して吸気量または、吸気圧力が変化したか否かを判別し、これにより、ＥＧＲ制御弁７またはターボアクチュエータ１８のいずれが故障であるかが判定される。
【００３６】
この結果、吸気量制御システム１の吸気制御動作に異常が生じた場合、その原因がＥＧＲ制御弁７またはターボアクチュエータ１８のいずれにあるかを確実、且つ容易に判定することができる。したがって、アフターサービスを行う場合、故障原因の限定を改めて行う必要がなく、迅速な対応を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明による故障診断装置を備えた車両用制御システムの一実施形態を示す概略構成図。
【図２】図１のエンジン制御ユニットにおいて実行される吸気制御プログラムを示すフローチャート。
【図３】図１のエンジン制御ユニットにおいて実行される吸気圧力制御プログラムを示すフローチャート。
【図４】図１のエンジン制御ユニットにおいて実行される故障診断プログラムを示す一部フローチャート。
【図５】図１のエンジン制御ユニットにおいて実行される故障診断プログラムを示す一部フローチャート。
【図６】図１のエンジン制御ユニットにおいて実行される故障診断プログラムを示す一部フローチャート。
【符号の説明】
【００３８】
１  吸気量制御システム
２  ディーゼル機関
３  吸気マニホールド
４  排気マニホールド
５  吸気ダクト
６  排気ダクト
７  ＥＧＲ制御弁
８  排気再循環路
９  エンジン制御ユニット
１０  アクチュエータ
１１  排気ターボチャージャ
１２  排気タービン
１３  コンプレッサ
１４  駆動軸
１６  流量センサ
１７  インタークーラ
１８  ターボアクチュエータ
１９  中央演算処理装置
２０  メモリ
２１  センサユニット
２２  吸気圧力センサ
３０  吸気制御プログラム
４０  吸気圧力制御プログラム
５０  故障診断プログラム
Ｄ  運転条件データ
Ｆ  流量信号
Ｋ１、Ｋ２  信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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