(57)【要約】【課題】ノッキング現象の発生原因が排気再循環（ＥＧＲ）クーラーにあるかを判別し、排気再循環（ＥＧＲ）システムを制御する、排気再循環（ＥＧＲ）システムの制御方法を提供する。【解決手段】本発明の排気再循環（ＥＧＲ）システムの制御方法は、排気再循環（ＥＧＲ）装置の動作中に、排気再循環（ＥＧＲ）クーラーの診断条件を満足するか否かを判断する段階と、排気再循環（ＥＧＲ）クーラーの診断条件の満足時に、点火時期遅刻量が所定の第１基準値より大きい場合、排気再循環（ＥＧＲ）装置の動作をオフにする段階と、排気再循環（ＥＧＲ）装置の動作オフ中の点火時期遅刻量と所定の第２基準値の大きさとを比較し、比較結果に基づいて排気再循環（ＥＧＲ）クーラーの故障を診断する段階とを含んでなることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気再循環（ＥＧＲ）装置の動作中に、排気再循環（ＥＧＲ）クーラーの診断条件を満足するか否かを判断する段階と、
前記排気再循環（ＥＧＲ）クーラーの診断条件の満足時に、点火時期遅刻量が所定の第１基準値より大きい場合、前記排気再循環（ＥＧＲ）装置の動作をオフにする段階と、
前記排気再循環（ＥＧＲ）装置の動作オフ中の点火時期遅刻量と所定の第２基準値の大きさとを比較し、比較結果に基づいて前記排気再循環（ＥＧＲ）クーラーの故障を診断する段階とを含むことを特徴とする、排気再循環（ＥＧＲ）システムの制御方法。
【請求項２】
前記排気再循環（ＥＧＲ）クーラーの診断条件を満足するか否かを判断する前に、前記排気再循環（ＥＧＲ）装置の動作条件を満足するか否かを判断する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の排気再循環（ＥＧＲ）システムの制御方法。
【請求項３】
前記排気再循環（ＥＧＲ）装置の動作条件を満足するか否かを判断する段階は、冷却水温、車速、バッテリー電圧、始動後の経過時間、空気量および回転数の条件が全て満足されたか否かを判断する段階を含むことを特徴とする、請求項２に記載の排気再循環（ＥＧＲ）システムの制御方法。
【請求項４】
前記排気再循環（ＥＧＲ）クーラーの診断条件を満足するか否かを判断する段階は、前記排気再循環（ＥＧＲ）装置の動作中の点火時期補正値が所定の臨界値より大きいか否かを判断する段階を含むことを特徴とする、請求項１に記載の排気再循環（ＥＧＲ）システムの制御方法。
【請求項５】
前記所定の第１基準値は排気再循環（ＥＧＲ）動作時の許容可能な最大遅刻量であることを特徴とすることを特徴とする、請求項１に記載の排気再循環（ＥＧＲ）システムの制御方法。
【請求項６】
前記所定の第２基準値は排気再循環（ＥＧＲ）動作オフ時の許容可能な最大遅刻量であることを特徴とする、請求項１に記載の排気再循環（ＥＧＲ）システムの制御方法。
【請求項７】
前記排気再循環（ＥＧＲ）装置の動作オフ中の点火時期遅刻量は前記排気再循環（ＥＧＲ）装置の動作オフから所定の時間が経過した後に算出することを特徴とする、請求項１に記載の排気再循環（ＥＧＲ）システムの制御方法。
【請求項８】
前記排気再循環（ＥＧＲ）クーラーの故障を診断する段階で、前記排気再循環（ＥＧＲ）装置の動作オフ中の点火時期遅刻量が前記所定の第２基準値の大きさより小さい場合、前記排気再循環（ＥＧＲ）クーラーが故障であると判断することを特徴とする、請求項１に記載の排気再循環（ＥＧＲ）システムの制御方法。
【請求項９】
前記排気再循環（ＥＧＲ）クーラーの故障を診断する段階で、前記排気再循環（ＥＧＲ）装置の動作オフ中の点火時期遅刻量が前記所定の第２基準値の大きさより大きい場合、前記排気再循環（ＥＧＲ）クーラーが故障ではないと判断することを特徴とする、請求項１に記載の排気再循環（ＥＧＲ）システムの制御方法。
【請求項１０】
前記排気再循環（ＥＧＲ）クーラーが故障であると判断されると、前記排気再循環（ＥＧＲ）装置をディスエーブルさせる段階をさらに含むことを特徴とする、請求項８に記載の排気再循環（ＥＧＲ）システムの制御方法。
【請求項１１】
前記排気再循環（ＥＧＲ）クーラーが故障ではないと判断されると、前記排気再循環（ＥＧＲ）装置の動作条件を満足するか否かを判断し、前記排気再循環（ＥＧＲ）装置の動作条件の満足時に前記排気再循環（ＥＧＲ）装置を動作させる段階をさらに含むことを特徴とする、請求項９に記載の排気再循環（ＥＧＲ）システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気再循環（ＥＧＲ）システムの制御方法に係り、より詳しくは、ノッキング発生量に基づいて排気再循環（ＥＧＲ）クーラーの故障を診断して排気再循環（ＥＧＲ）システムの動作を制御することができる、排気再循環（ＥＧＲ）システムの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車用外部排気再循環（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ：以下、ＥＧＲと称する）システムを利用すると、ＮＯｘ（窒素酸化物）の排出量を減少させることができ、吸気中のポンピングロスを減らして燃費改善効果を期待することができる。
このようなＥＧＲシステムは、通常、ＥＧＲクーラー、ＥＧＲバルブ、ＥＧＲパイプなどから構成されるが、高温の排気ガスをそのまま還元させると、その熱によってＥＧＲバルブなどの部品の耐久性の低下または破損を発生させ、その結果、相対的にＮＯｘ排出量が増大するため、ＥＧＲクーラーを介してＥＧＲガスを冷却して燃焼室に供給する。
ＥＧＲクーラーとオイルクーラーは、高温のＥＧＲガスの温度を降下させてＮＯｘを低減する装置と、オイルの温度を適正の水準に保つことができるように冷却する装置であって、エンジン構成部品の中で非常に重要な熱交換器である。
冷却水（不凍液）は、クーラーにおいて熱交換（Ｈｅａｔｉｎｇ  ａｎｄ  Ｃｏｏｌｉｎｇ）によって流体またはガスの温度を制御するのに非常に重要な機能を行う。特に、オイルクーラーにおいて、冷却水はオイルの温度をエンジンの運行に適した水準に保つ役割を果たすが、エンジンオイルはエンジンのオイルポンプ、シリンダーブロックとピストンとの摩擦、クランクシャフトおよびエンジンの大部分に潤滑が必要な動的摩擦系で非常に重要な潤滑要素であって、低温のオイルは高い動粘度によりそれらの摩擦力を悪化させる。よって、車両走行の際にオイル温度の速い上昇は摩擦力を低減させることから、車両の燃費効率の向上を期待することができる。
【０００３】
これに対し、ＥＧＲクーラーは窒素酸化物（ＮＯｘ）の低減に重要な装置であって、冷却水は１次的にＥＧＲガスの高い熱を吸収して温度を降下させる役割を果たし、オイルクーラーに流入して冷却される際に、２次的に高い熱をオイルに伝達して温度を上昇させる役割を同時に果たすことができる。
現在、ＥＧＲシステムの故障診断項目としては、ＥＧＲバルブの詰まり故障、流量エラー、バルブ漏れエラーなどがある。ところが、ＥＧＲクーラーのチューブの表面にカーボンなどによるファウリング現象が発生するときにＥＧＲクーラーの出口の温度が上昇し、十分に冷却していないＥＧＲガスの流入によって燃焼室の内部で激しいノッキング現象が発生する問題についてはこれを診断する方法が開示されていない。また、激しいノッキング現象が発生すると、低オクタン燃料として認識され、基本点火時期が遅刻するよう再設定されるが、ノッキングの原因を正確に判断して点火時期を制御することが可能なロージックが必要である。
特許文献１は排気ガス再循環装置の異常判定装置を開示している。制御部でノックセンサーからのノック検出信号を受け取り、これに基づいて、ＥＧＲ運転領域であるか否かによって遅刻量を算出し、制御部は、ＥＧＲ運転領域で算出された遅刻量と、ＥＧＲ運転領域ではないときに算出された遅刻量との差からＥＧＲ装置の異常を判断する特徴を持っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開１９９４−２００８３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、ノッキング現象の発生原因がＥＧＲクーラーにあるか否かを判別し、ＥＧＲシステムを制御する、ＥＧＲシステムの制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためになされた本発明の排気再循環（ＥＧＲ）システムの制御方法は、ＥＧＲ装置の動作中に、ＥＧＲクーラーの診断条件を満足するか否かを判断する段階と、ＥＧＲクーラーの診断条件の満足時に、点火時期遅刻量が所定の第１基準値より大きい場合、ＥＧＲ装置の動作をオフにする段階と、ＥＧＲ装置の動作オフ中の点火時期遅刻量と所定の第２基準値の大きさとを比較し、比較結果に基づいてＥＧＲクーラーの故障を診断する段階とを含むことを特徴とする。
【０００７】
ＥＧＲクーラーの診断条件を満足するか否かを判断する前に、ＥＧＲ装置の動作条件を満足するか否かを判断する段階をさらに含むことが好ましい。
ＥＧＲ装置の動作条件を満足するか否かを判断する段階は、冷却水温、車速、バッテリー電圧、始動後の経過時間、空気量および回転数の条件が全て満足されたか否かを判断する段階を含むことが好ましい。
ＥＧＲクーラーの診断条件を満足するか否かを判断する段階は、ＥＧＲ装置の動作中の点火時期補正値が所定の臨界値より大きいか否かを判断する段階を含むことが好ましい。
【０００８】
所定の第１基準値はＥＧＲ動作時の許容可能な最大遅刻量であることを特徴とする。
所定の第２基準値はＥＧＲ動作オフ時の許容可能な最大遅刻量であることを特徴とする。
ＥＧＲ装置の動作オフ中の点火時期遅刻量は、ＥＧＲ装置の動作オフから所定の時間が経過した後に算出することが好ましい。
ＥＧＲクーラーの故障を診断する段階で、ＥＧＲ装置の動作オフ中の点火時期遅刻量が所定の第２基準値の大きさより小さい場合、ＥＧＲクーラーが故障であると判断することを特徴とする。
【０００９】
ＥＧＲクーラーの故障を診断する段階で、ＥＧＲ装置の動作オフ中の点火時期遅刻量が所定の第２基準値の大きさより大きい場合、ＥＧＲクーラーが故障ではないと判断することを特徴とする。
ＥＧＲクーラーが故障であると判断されると、ＥＧＲ装置をディスエーブルさせる段階をさらに含むことが好ましい。
ＥＧＲクーラーが故障ではないと判断されると、ＥＧＲ装置の動作条件を満足するか否かを判断し、ＥＧＲ装置の動作条件を満足するときにＥＧＲ装置を動作させる段階をさらに含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
従来では、ＥＧＲクーラーの効率問題が発生すると、ＥＧＲ進入時ごとにノッキング現象が発生して点火時期が大きく遅れるという問題があったが、本発明によれば、ＥＧＲシステムのオフ状態で運転することにより、運転性が改善されるという効果を有する。
また、本発明によれば、点火時期が大きく遅れると、燃費の観点から不利であったが、ＥＧＲシステムのオフ状態で運転するため、正常点火時期により運転時に燃費が改善されるという効果を有する。
そして、本発明は、弁弾性支持構造を単純化して不良の要因を大幅改善し、組立工数の縮小による生産性向上及び部品数低減による原価低減の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施態様に係るＥＧＲシステムの制御方法を示すフローチャートである。
【図２】従来のＥＧＲシステムにおける、ＥＧＲシステムのオン／オフによる点火時期の変化を示す図である。
【図３】本発明のＥＧＲシステムにおける、ＥＧＲシステムのオン／オフによる点火時期の変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付した図面に基づいて本発明の好適な実施態様を説明することにより、本発明を詳細に説明する。
図１は本発明の一実施態様に係るＥＧＲシステムの制御方法を示すフローチャートである。
本発明の一実施態様に係るＥＧＲシステムの制御方法は、ＥＧＲクーラーの診断条件を満足するか否かを判断する前に、ＥＧＲ装置の動作条件を満足するか否かを判断する段階（Ｓ１０１）を行い、ＥＧＲ装置の動作条件を満足すると判断されれば、ＥＧＲ装置の動作中に、ＥＧＲクーラーの診断条件を満足するか否かを判断する段階（Ｓ１０３）を行う。ＥＧＲクーラーの診断条件を満足すると判断されると、点火時期遅刻量と所定の第１基準値の大きさとを比較し（Ｓ１０５）、点火時期遅刻量が所定の第１基準値より大きい場合にはＥＧＲ装置の動作をオフにする段階（Ｓ１０９）を行い、点火時期を遅刻させる（Ｓ１１１）。ＥＧＲ装置の動作オフ中の点火時期遅刻量と所定の第２基準値の大きさとを比較し（Ｓ１１３）、比較結果に基づいてＥＧＲクーラーの故障を診断（Ｓ１１５、Ｓ１１７）する段階とを含む。
ＥＧＲ装置の動作条件を満足するか否かを判断する段階（Ｓ１０１）は、冷却水温、車速、バッテリー電圧、始動後の経過時間、空気量および回転数の条件が全て満足されたか否かを判断する段階である。これらの動作条件のファクターは、全ての条件が満足さればＥＧＲ装置が動作するファクターである。いずれか一つのファクターでも条件が満足されなければ、ＥＧＲ装置は動作しない。
【００１３】
ＥＧＲ装置の動作条件が満足されればＥＧＲ装置の動作が可能である。動作が可能であるか否かを先ず判断し、ＥＧＲ装置の動作が可能な場合であれば、ＥＧＲ装置の動作中にＥＧＲクーラーの診断を行う（Ｓ１０３）。但し、ＥＧＲクーラーの診断を行うときにも、ＥＧＲ装置の動作による点火時期の差が大きくない場合には診断する必要がないので、診断弁別力のためにはＥＧＲ装置の動作による点火時期の差が大きくなければならない。よって、ＥＧＲクーラーの診断条件を満足するか否かを判断する段階（Ｓ１０３）で、ＥＧＲ装置の動作中の点火時期補正値が所定の臨界値（例えば、１５度）より大きいか否かを判断し、ＥＧＲクーラーの診断の必要があるか否かを先ず判断するのである。
ＥＧＲ装置の動作条件が満足されなければ、ノッキングが過剰発生するかによって既存の低オクタン燃料のロージックを別途動作させることができる（Ｓ１１９）。低オクタン燃料のロージックは、ノッキング学習値が一定の時間所定の最大値に止まる場合、低オクタン燃料と判断し、低オクタン時の点火時期オフセット（例えば、−６度）を加えて基本点火時期を設定するロージックである。
点火時期補正値が所定の臨界値より大きい場合には、ＥＧＲクーラーの診断が必要であり、点火時期補正値が所定の臨界値より小さい場合には、ＥＧＲクーラーの診断が不要であるからＥＧＲシステムは正常動作する（Ｓ１０７）。
【００１４】
ＥＧＲクーラーの診断は、点火時期遅刻量と所定の第１基準値の大きさとを比較し、点火時期遅刻量が所定の第１基準値より大きい場合、ＥＧＲ装置の動作をオフにし、ＥＧＲ装置の動作オフ中の点火時期遅刻量と所定の第２基準値の大きさとを比較し（Ｓ１１３）、比較結果に基づいて行われる。この際、ＥＧＲ装置の動作オフ中の点火時期遅刻量は、ＥＧＲ装置の動作オフから所定の時間が経過した後に算出する（Ｓ１１１）。これは、ＥＧＲ動作状態でノッキングが発生したので、直ちにＥＧＲ動作オフ状態での点火時期遅刻量をそのまま利用すると、第２基準値を直ちに超えることができるためである。よって、点火時期の回復時間を考慮して所定の時間（例えば、１０秒）後に点火時期遅刻量をチェックすることが必要である。
ここで、所定の第１基準値はＥＧＲ動作時の許容可能な最大遅刻量であり、所定の第２基準値はＥＧＲ動作オフ時の許容可能な最大遅刻量である。ＥＧＲ装置の動作中と動作オフ時の遅刻量臨界値は互いに異なるように既に設定できる。
【００１５】
ＥＧＲ装置の点火時期遅刻量は、例えば、それぞれ算出された学習による遅刻量とグローバルアダプテーション（Ｇｌｏｂａｌ  ａｄａｐｔａｔｉｏｎ）遅刻量との和である。すなわち、ノッキングによる点火時期遅刻量が第１基準値または第２基準値以上であれば、許容可能なノッキングよりさらに激しいノッキングが発生したと判断することができる。学習による遅刻量は既に設定されたテーブルによって算出でき、基本点火時期に学習値を加えて実際の点火時期として使用できる。
ＥＧＲクーラーの故障を診断する段階で、ＥＧＲ装置の動作オフ中の点火時期遅刻量が所定の第２基準値より小さい場合、ＥＧＲクーラーが故障であると判断する（Ｓ１１５）。或いは、ＥＧＲ装置の動作オフ中の点火時期遅刻量が所定の第２基準値より大きい場合、ＥＧＲクーラーが故障ではないと判断する（Ｓ１１７）。
ＥＧＲクーラーが故障であると判断されると、ＥＧＲシステムをパワーオフ（ｐｏｗｅｒ  ｏｆｆ）してディスエーブル（ｄｉｓａｂｌｅ）させるか、或いは故障ランプを点灯させる。
また、ＥＧＲクーラーが故障ではないと判断されると、ＥＧＲ装置の動作条件を満足するか否かを再び判断することにより、ＥＧＲ装置の動作条件の満足時にＥＧＲ装置を動作させる。
【００１６】
図２および図３は従来のＥＧＲシステムと本発明のＥＧＲシステムにおける、ＥＧＲシステムのオン／オフによる点火時期の変化の差を示す図である。
図２は従来の技術でＥＧＲクーラーの効率低下に対する診断時の時間によるＥＧＲ装置の動作中、動作オフ時における点火時期遅刻量の変化を示している。
ＥＧＲクーラーの効率低下に対する診断機能がないので、ＥＧＲ装置の動作時ごとにノッキングが発生することが分かる。ＥＧＲクーラーの効率が低下したことには様々な原因があると考えられるが、ＥＧＲクーラーの表面のファウリングに起因した場合、クーラーの効率が低下する。よって、車両運転性が悪くなるという問題があった。
ところが、図３のようにＥＧＲ装置の動作条件が満足されても、ＥＧＲクーラーの診断結果、ＥＧＲクーラーが故障であると判断されると、ＥＧＲシステムをオフにしてそれ以後にノッキング問題が発生しないことを確認することができる。よって、車両運転性が向上し、点火時期が正常制御されてＥＧＲオフ条件で燃費が向上する。
【００１７】
以上、本発明を好ましい実施例を使って詳しく説明したが、本発明の範囲は特定の実施例に限定されるのではなく、特許請求の範囲によって解釈されなければならない。また、この技術分野で通常の知識を習得した者なら、本発明の技術的範囲内で多くの修正と変形ができることはいうまでもない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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