(57)【要約】【課題】エアフローメータの異常判定の精度を向上させることができるシステムを提供すること。【解決手段】エンジン２の異常判定システム１は、クランク角センサ２ａから算出したエンジン２の回転数と、温度センサ１２ａから検出した温度と、圧力センサ１２ｂから検出した圧力とからシリンダ流入ガスの流量を算出し、差圧センサ３４、４４から検出した差圧とＥＧＲ弁３２、４２の開度とからＥＧＲガスの流量を算出し、算出したシリンダ流入ガスの流量から算出したＥＧＲガスの流量を差し引いた新気流量の基準値と、エアフローメータ１６により検出された新気流量の検出値との差が一致値以上であればエアフローメータ１６を異常と判定する構成となっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、該エンジンから排出される排気ガスの一部を排気系から取り出して吸気系に還流するＥＧＲ通路と、該エンジンに取り込まれる新気流量を検出可能なエアフローメータと、を備え、該ＥＧＲ通路には、該ＥＧＲ通路の内部を流れるＥＧＲガスの流量を調節可能なＥＧＲ弁が備えられているエンジンの異常判定システムであって、
前記エンジンには、クランク角を検出することにより自身の回転数を算出可能なクランク角センサが備えられており、
前記吸気系には、前記エンジンに取り込まれるシリンダ流入ガスの温度と圧力とをそれぞれ検出可能な温度センサと圧力センサとが備えられており、
前記ＥＧＲ通路には、前記ＥＧＲ弁の上流側と下流側との差圧を検出可能な差圧センサが備えられており、
前記クランク角センサから算出した前記エンジンの回転数と、前記温度センサから検出した温度と、前記圧力センサから検出した圧力とから前記シリンダ流入ガスの流量を算出し、
前記差圧センサから検出した差圧と前記ＥＧＲ弁の開度とからＥＧＲガスの流量を算出し、
算出した前記シリンダ流入ガスの流量から算出したＥＧＲガスの流量を差し引いた新気流量の基準値と、前記エアフローメータにより検出された新気流量の検出値との差が一定値以上であれば前記エアフローメータを異常と判定することを特徴とするエンジンの異常判定システム。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジンの異常判定システムであって、
前記ＥＧＲ通路は、複数のＥＧＲ通路から構成され、前記複数のＥＧＲ通路のうちのいずれか一つのＥＧＲ通路が作動しているときのみ、前記エアフローメータの異常判定を実行することを特徴とするエンジンの異常判定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの異常を判定するシステムに関し、詳しくは、ＥＧＲ通路を備えたエンジンに取り込まれる新気流量を検出可能なエアフローメータの異常を判定するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エアフローメータからの新気流量の検出値は、燃料の噴射量の制御だけでなく、後処理装置やＥＧＲ制御にも使用されている。ここで、下記特許文献１には、このエアフローメータの異常を判定するシステムが開示されている。具体的には、ＥＣＵが予め記憶されたマップに基づいてエンジンの運転状態（エンジンの温度、エンジン回転速度、燃料噴射量など）から目標ＥＧＲ弁開度などを算出することにより新気流量の基準値を設定し、この設定した新気流量の基準値とエアフローメータによって検出された新気流量の検出値とを比較し、この比較した両値の乖離が大きいとエアフローメータの異常と判定するシステムが開示されている。このようにしてエアフローメータの異常を判定できるため、排ガス性能に悪影響を及ぼすことを防止できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１００５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した特許文献１の技術では、エンジンの運転状態から算出される目標吸気流量制御弁開度、目標排気流量制御弁開度、目標ＥＧＲ弁開度によって新気流量の基準値を設定していたが、新気流量の基準値を設定するために使用するパラメータが多く、エンジンの運転状態の変動により新気流量の基準値が大きく変動するため、新気流量の基準値を設定しても、その精度が低くなることがあった。また、エンジンに還流されるＥＧＲガス量をエンジンの運転状態と目標ＥＧＲ開度とによって推定するのみであったので、推定精度が低くなることがあった。上述の理由で、異常の誤検出防止のために異常判定閾値の余裕を大きく取らなければならないという問題が発生していた。したがって、エアフローメータの異常判定の精度も低くなることがあった。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決しようとするもので、その目的は、エアフローメータの異常判定の精度を向上させることができるシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記の目的を達成するためのものであって、以下のように構成されている。
請求項１に記載の発明は、エンジンと、該エンジンから排出される排気ガスの一部を排気系から取り出して吸気系に還流するＥＧＲ通路と、該エンジンに取り込まれる新気流量を検出可能なエアフローメータと、を備え、該ＥＧＲ通路には、該ＥＧＲ通路の内部を流れるＥＧＲガスの流量を調節可能なＥＧＲ弁が備えられているエンジンの異常判定システムであって、前記エンジンには、クランク角を検出することにより自身の回転数を算出可能なクランク角センサが備えられており、前記吸気系には、前記エンジンに取り込まれるシリンダ流入ガスの温度と圧力とをそれぞれ検出可能な温度センサと圧力センサとが備えられており、前記ＥＧＲ通路には、前記ＥＧＲ弁の上流側と下流側との差圧を検出可能な差圧センサが備えられており、前記クランク角センサから算出した前記エンジンの回転数と、前記温度センサから検出した温度と、前記圧力センサから検出した圧力とから前記シリンダ流入ガスの流量を算出し、前記差圧センサから検出した差圧と前記ＥＧＲ弁の開度とからＥＧＲガスの流量を算出し、算出した前記シリンダ流入ガスの流量から算出したＥＧＲガスの流量を差し引いた新気流量の基準値と、前記エアフローメータにより検出された新気流量の検出値との差が一定値以上であれば前記エアフローメータを異常と判定することを特徴とする構成である。
この構成によれば、シリンダ流入ガスの流量からＥＧＲガスの流量を差し引いたものを新気流量の基準値として算出している。このとき、差圧センサから検出した差圧とＥＧＲ弁の開度とからＥＧＲガスの流量を直接的に算出している。そのため、特許文献１の技術と比較すると、算出した新気流量の基準値の精度が高くなり、結果として、エアフローメータの異常判定の精度を向上させることができる。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、前記ＥＧＲ通路は、複数のＥＧＲ通路から構成され、前記複数のＥＧＲ通路のうちのいずれか一つのＥＧＲ通路が作動しているときのみ、前記エアフローメータの異常判定を実行することを特徴とする構成である。
この構成によれば、ＥＧＲ通路が複数備えられている場合であっても、新気流量の基準値の算出を簡易な方法で算出できる。
【発明の効果】
【０００８】
以上、説明したように、本発明によれば、シリンダ流入ガスの流量からＥＧＲガスの流量を差し引いたものを新気流量の基準値として算出している。このとき、差圧センサから検出した差圧とＥＧＲ弁の開度とからＥＧＲガスの流量を直接的に算出している。そのため、特許文献１の技術と比較すると、算出した新気流量の基準値の精度が高くなり、結果として、エアフローメータの異常判定の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明に係るエンジンの異常判定システムの全体構成図である。
【図２】図２は、図１の異常判定システムの制御フローである。
【図３】図３は、過給圧とシリンダ流入ガスの流量との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態を、図１〜３を用いて説明する。まず、図１を参照して、本発明の実施例に係るディーゼルエンジン２の異常判定システム１の全体構成（機械的構成と電気的構成）を説明する。
【００１１】
はじめに、この異常判定システム１の機械的構成から説明する。この異常判定システム１は、主として、ディーゼルエンジン２と、ターボチャージャ３と、低圧ＥＧＲ通路４と、高圧ＥＧＲ通路５とから機械的に構成されている。以下、これら各構成部材２、３、４、５を個別に説明していく。
【００１２】
まず、ディーゼルエンジン２から説明する。ディーゼルエンジン２には、その吸気側にインテークマニホールド１２を介して吸気管１０が接続されている。このインテークマニホールド１２には、その内部の温度を検出可能な吸気温センサ１２ａと、その内部の過給圧を検出可能な過給圧センサ１２ｂとが備えられている。一方、吸気管１０には、取り込んだ新気流量を検出可能なエアフローメータ１６が備えられている。これら吸気管１０とインテークマニホールド１２とが、特許請求の範囲に記載の「吸気系」に相当する。
【００１３】
また、ディーゼルエンジン２には、その排気側にエキゾーストマニホールド２２を介して排気管２０が接続されている。この排気管２０には、ディーゼルエンジン２から排出される排気ガスを浄化可能な後処理装置２６が備えられている。また、ディーゼルエンジン２には、そのクランク角を検出可能なクランク角センサ２ａが備えられている。これら排気管２０とエキゾーストマニホールド２２とが、特許請求の範囲に記載の「排気系」に相当する。
【００１４】
次に、ターボチャージャ３を説明する。ターボチャージャ３は、吸気管１０に備えられたコンプレッサ１４と、このコンプレッサ１４に接続され排気管２０に備えられたタービン２４とから構成されている。これにより、ディーゼルエンジン２から排出される排気ガスによってタービン２４を駆動させると、この駆動力をコンプレッサ１４に伝達できるため、吸気管１０の新気を過給させることができる。
【００１５】
なお、コンプレッサ１４は、エアフローメータ１６の下流側に備えられている。一方、タービン２４は、後処理装置２６の上流側に備えられている。
【００１６】
次に、低圧ＥＧＲ通路４を説明する。低圧ＥＧＲ通路４は、低圧ＥＧＲ配管３０と、低圧ＥＧＲ弁３２と、差圧センサ３４とから構成されている。低圧ＥＧＲ配管３０は、その一端がエアフローメータ１６とコンプレッサ１４との間の吸気管１０に接続されている。また、その他端が後処理装置２６の下流側の排気管２０に接続されている。これにより、排気管２０の排気ガスを吸気管１０の新気に戻すことができる、いわゆる、排気を再循環させることができる。この低圧ＥＧＲ通路４が、特許請求の範囲に記載の「ＥＧＲ通路」に相当する。
【００１７】
低圧ＥＧＲ弁３２は、低圧ＥＧＲ配管３０の排気ガスを吸気管１０の新気に戻す流量を調節可能な弁である。差圧センサ３４は、低圧ＥＧＲ弁３２の上流側と下流側との差圧を検出可能なセンサである。
【００１８】
最後に、高圧ＥＧＲ通路５を説明する。高圧ＥＧＲ通路５は、高圧ＥＧＲ配管４０と、高圧ＥＧＲ弁４２と、差圧センサ４４とから構成されている。高圧ＥＧＲ配管４０は、その一端がコンプレッサ１４とインテークマニホールド１２との間の吸気管１０に接続されている。また、その他端がタービン２４の上流側の排気管２０に接続されている。これにより、排気管２０の排気ガスを吸気管１０の新気に戻すことができる、いわゆる、排気を再循環させることができる。この高圧ＥＧＲ通路５が、特許請求の範囲に記載の「ＥＧＲ通路」に相当する。
【００１９】
高圧ＥＧＲ弁４２は、高圧ＥＧＲ配管４０の排気ガスを吸気管１０の新気に戻す流量を調節可能な弁である。差圧センサ４４は、高圧ＥＧＲ弁４２の上流側と下流側との差圧を検出可能なセンサである。
【００２０】
次に、この異常判定システム１の電気的構成を説明する。この異常判定システム１には、制御装置を成すＥＣＵ６が備えられている。このＥＣＵ６は、クランク角センサ２ａと電気的に接続されている。これにより、ＥＣＵ６は、ディーゼルエンジン２の回転数を算出できる。このＥＣＵ６は、吸気温センサ１２ａと電気的に接続されている。これにより、ＥＣＵ６は、インテークマニホールド１２の内部のシリンダ流入ガスの温度を検出できる。
【００２１】
また、このＥＣＵ６は、過給圧センサ１２ｂと電気的に接続されている。これにより、ＥＣＵ６は、インテークマニホールド１２の内部のシリンダ流入ガスの過給圧を検出できる。また、このＥＣＵ６は、エアフローメータ１６と電気的に接続されている。これにより、ＥＣＵ６は、吸気管１０の内部の新気流量を検出できる。また、ＥＣＵ６は、低圧ＥＧＲ弁３２と電気的に接続されている。これにより、ＥＣＵ６は、低圧ＥＧＲ弁３２を任意の開度にすることができる。
【００２２】
また、ＥＣＵ６は、差圧センサ３４と電気的に接続されている。これにより、ＥＣＵ６は、低圧ＥＧＲ弁３２の上流側と下流側との差圧を検出できる。また、ＥＣＵ６は、高圧ＥＧＲ弁４２と電気的に接続されている。これにより、ＥＣＵ６は、高圧ＥＧＲ弁４２を任意の開度にすることができる。また、ＥＣＵ６は、差圧センサ４４と電気的に接続されている。これにより、ＥＣＵ６は、高圧ＥＧＲ弁４２の上流側と下流側との差圧を検出できる。
【００２３】
続いて、図２〜３を参照して、上述した構成から成る異常判定システム１におけるＥＣＵ６の動作を説明する。なお、以下においてＳ１〜Ｓ６とは、図２における各ステップのことである。
【００２４】
まず、ＥＣＵ６は、クランク角センサ２ａから算出したディーゼルエンジン２の回転数と、吸気温センサ１２ａから検出した温度と、過給圧センサ１２ｂから検出した圧力とからシリンダ流入ガスの流量を算出する（Ｓ１）。この算出は、ＥＣＵ６に予め記憶の二次元マップから行われている（図３参照）。この二次元マップは、エンジン回転数により複数設定されており、エンジン回転数に応じた二次元マップを用いることにより、ディーゼルエンジン２の回転数と吸気温とから、インテークマニホールド１２の内部の新気の過給圧に対するシリンダ流入ガスの流量を導くことができる。
【００２５】
次に、ＥＣＵ６は、差圧センサ３４から検出した差圧と低圧ＥＧＲ弁３２の開度とから低圧ＥＧＲガスの流量を算出する（Ｓ２）。この算出は、ＥＣＵ６に予め記憶の三次元マップ（図示しない）から行われている。この三次元マップにより、低圧ＥＧＲ弁３２の差圧と低圧ＥＧＲ弁３２の開度とから低圧ＥＧＲガスの流量を導くことができる。
【００２６】
次に、ＥＣＵ６は、差圧センサ４４から検出した差圧と高圧ＥＧＲ弁４２の開度とから高圧ＥＧＲガスの流量を算出する（Ｓ３）。この算出も、上述した低圧ＥＧＲガスの流量の導きと同様に行われている。
【００２７】
次に、ＥＣＵ６は、ステップＳ１で算出した算出したシリンダ流入ガスの流量から、ステップＳ２とステップＳ３とで算出した低圧ＥＧＲガスの流量と高圧ＥＧＲガスの流量とを合算した流量を差し引いた新気流量の基準値と、エアフローメータ１６によって検出した新気流量の検出値との差が一定値以上（例えば、基準値と検出値との差が基準値に対して±数％以内）であるか否かを判定する（ステップＳ４）。この判定がＹＥＳであれば、ＥＣＵ６は、エアフローメータ１６を異常と判定して（ステップＳ５）フローを終了する。一方、この判定がＮＯであれば、ステップＳ６へと進み、エアフローメータ１６を正常と判定してフローを終了する。以降、一定期間ごとに、これら各ステップを繰り返す。
【００２８】
本発明の実施例に係るディーゼルエンジン２の異常判定システム１は、上述したように構成されている。この構成によれば、シリンダ流入ガスの流量から、低圧ＥＧＲガスの流量と高圧ＥＧＲガスの流量とを合算した流量を差し引いたものを新気流量の基準値として算出している。このとき、差圧センサ３４から検出した差圧と低圧ＥＧＲ弁３２の開度とから低圧ＥＧＲガスの流量を算出している。また、差圧センサ４４から検出した差圧と高圧ＥＧＲ弁４２の開度とから高圧ＥＧＲガスの流量を算出している。このように各ＥＧＲ弁３２、４２の開度とその前後の差圧から直接的に各ＥＧＲガスの流量を算出している。また、新気流量の基準値を算出するのに各ＥＧＲ弁３２、４２と各差圧センサ３４、４４のみを使用するため、特許文献１の技術と比較すると、簡易な構成でかつ算出した新気流量の基準値の精度が高くなり、結果として、エアフローメータ１６の異常判定の精度を向上させることができる。
【００２９】
上述した内容は、あくまでも本発明の一実施の形態に関するものであって、本発明が上記内容に限定されることを意味するものではない。
実施例では、低圧ＥＧＲ通路４と高圧ＥＧＲ通路５を同時に作動させているときにエアフローメータ１６の異常判定を行っていた。しかし、これに限定されるものでなく、例えば、低圧ＥＧＲ通路４あるいは高圧ＥＧＲ通路５のみを作動させているときにエアフローメータ１６の異常判定を行ってもよい。このようにすると、低圧ＥＧＲ通路４と高圧ＥＧＲ通路５とが備えられている場合であっても、新気流量の基準値の算出を簡易な方法で算出できる。
また、実施例では、エンジンの例としてディーゼルエンジン２を説明した。しかし、これに限定されるものでなく、ガソリンエンジンであっても構わない。
【００３０】
また、実施例では、異常判定システム１は、主として、ディーゼルエンジン２と、ターボチャージャ３と、低圧ＥＧＲ通路４と、高圧ＥＧＲ通路５とから機械的に構成されている例を説明した。しかし、これに限定されるものでなく、低圧ＥＧＲ通路４と、高圧ＥＧＲ通路５とのいずれか一方であっても構わない。また、ターボチャージャ３を備えていない車両においても、本発明は適用可能である。
【００３１】
また、吸気温センサ１２ａは必ずしもインテークマニホールド１２に搭載されている必要はなく、例えば、吸気管１０に搭載されインテークマニホールド１２の内部の温度を推定してもよい（ＥＧＲガスエネルギーと新気エネルギーの混合から推定）。また、過給圧センサ１２ｂは必ずしもインテークマニホールド１２に搭載されている必要はなく、吸気管１０に搭載されていてもよい。
【００３２】
また、実施例では、新気流量の基準値と、新気流量の検出値とが不一致であるか否かを判定し（Ｓ４）、この判定がＹＥＳであれば、ＥＣＵ６は、エアフローメータ１６を異常と判定して（Ｓ５）動作を終了する形態を説明した。しかし、これに限定されるものでなく、新気流量の基準値と、新気流量の検出値とが不一致のとき、エアフローメータ１６を異常と判定してもよい。その場合、エアフローメータ１６の異常を正確に検出できる。
【符号の説明】
【００３３】
１      異常判定システム
２      ディーゼルエンジン（エンジン）
２ａ    クランク角センサ
４      低圧ＥＧＲ（ＥＧＲ）通路
５      高圧ＥＧＲ（ＥＧＲ）通路
１２ａ  吸気温センサ
１２ｂ  過給圧センサ
３０    低圧ＥＧＲ配管
３２    低圧ＥＧＲ弁（ＥＧＲ弁）
３４    差圧センサ
４０    高圧ＥＧＲ配管
４２    高圧ＥＧＲ弁（ＥＧＲ弁）
４４    差圧センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
2013015115.tif 000005