JP6540239B2 - Engine control device - Google Patents
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Description
この発明は、排気ガス再循環装置を備えたエンジンの制御装置に関する。 The present invention relates to a control device of an engine provided with an exhaust gas recirculation device.
車両等に搭載されるエンジンには、排気ガス再循環装置が備えられる場合が多い。排気ガス再循環装置は、エンジンの燃焼室から排気通路を通じて大気に排出される排気ガスの一部を、排気側と吸気側とを結ぶ排気還流通路を通じて吸気通路に還流させることにより、燃焼室内における燃焼温度を低下させ、排気ガスに含まれる窒素酸化物(NOx)等の排出を抑制している。 An engine mounted on a vehicle or the like is often equipped with an exhaust gas recirculation device. The exhaust gas recirculation device recirculates a part of the exhaust gas exhausted from the combustion chamber of the engine to the atmosphere through the exhaust passage to the intake passage through the exhaust gas recirculation passage connecting the exhaust side and the intake side. The combustion temperature is lowered to suppress the emission of nitrogen oxides (NOx) and the like contained in the exhaust gas.
排気側から吸気側へと導入される排気ガス(以下、還流ガスと称する。)は、排気還流通路に設けられた弁装置や、吸気通路に設けられた吸気スロットル弁の開閉により、燃焼室へと通じるインマニ部の吸気の実酸素濃度が目標値となるよう、その実酸素濃度をフィードバック制御して還流ガスの導入量を制御している。 Exhaust gas introduced from the exhaust side to the intake side (hereinafter referred to as return gas) is sent to the combustion chamber by opening / closing the valve device provided in the exhaust gas recirculation passage or the intake throttle valve provided in the intake passage. The actual oxygen concentration is feedback-controlled to control the introduction amount of the reflux gas so that the actual oxygen concentration of the intake air of the intake manifold section leads to the target value.
また、排気ガス再循環装置では、吸気側へ還流させる還流ガスを、還流ガスクーラと呼ばれる冷却装置を経由させることにより、還流ガスの温度を低下させ、燃焼温度の上昇を抑制する場合もある(例えば、特許文献1参照)。 In addition, in the exhaust gas recirculation system, the temperature of the reflux gas may be lowered by suppressing the rise of the combustion temperature by passing the reflux gas to be recirculated to the intake side via a cooling device called a reflux gas cooler (for example, for example) , Patent Document 1).
排気還流通路に還流ガスクーラを設けると、その還流ガスクーラ内部に排気ガスに含まれる炭化水素やスモーク等が付着し、それらの付着物が徐々に還流ガスクーラ内部に堆積していくことがある。還流ガスクーラ内部に付着物が多くなると、本来の冷却性能を発揮できないだけでなく、吸気通路に供給される還流ガスの量が、本来設定された要求量よりも少なくなってしまう。還流ガスの供給量が要求量よりも少ないと、適正な排気ガスの排出が維持できない場合がある。 When a reflux gas cooler is provided in the exhaust gas recirculation passage, hydrocarbons, smoke and the like contained in the exhaust gas may adhere to the inside of the reflux gas cooler, and these deposits may gradually accumulate in the reflux gas cooler. If the amount of the deposit inside the reflux gas cooler is increased, not only the original cooling performance can not be exhibited, but also the amount of the reflux gas supplied to the intake passage becomes smaller than the originally set required amount. If the supply amount of the reflux gas is smaller than the required amount, the exhaust gas may not be maintained properly.
この点、上記特許文献1の技術では、還流ガス導入時の空燃比と非導入時の空燃比と比較して、排気還流通路の閉塞を判定している。しかし、排気還流通路の閉塞の判定を実空燃比の比較のみで行うと精度の向上には限界がある。このため、その閉塞の度合いを的確に判定するには、さらにきめ細かな手法が望まれる。 In this respect, in the technique of Patent Document 1, the blockage of the exhaust gas recirculation passage is determined by comparing the air-fuel ratio at the time of introducing the reflux gas with the air-fuel ratio at the time of not introducing the gas. However, if the blockage of the exhaust gas recirculation passage is determined only by comparing the actual air-fuel ratio, there is a limit to the improvement in accuracy. Therefore, in order to accurately determine the degree of the blockage, a more detailed method is desired.
また、排気通路内や排気還流通路内への付着物が増えると、弁装置等の各種可動部の固着につながる場合があるので、これらの固着の有無を的確に把握したいという要請もある。 In addition, if the deposits in the exhaust passage or exhaust recirculation passage increase, it may lead to the sticking of various movable parts such as the valve device, so there is also a demand to accurately grasp the presence or absence of these sticking.
そこで、この発明の課題は、排気還流通路の閉塞の判定や、排気通路や排気還流通路内における弁装置等の各種可動部の固着の判定を、より的確に行うことである。 Therefore, an object of the present invention is to more accurately determine the blockage of the exhaust gas recirculation passage and the fixation of various movable parts such as the valve device in the exhaust gas passage and the exhaust gas recirculation passage.
上記の課題を解決するために、この発明は、気筒の燃焼室に接続される吸気通路及び排気通路と、前記排気通路と前記吸気通路とを結ぶ排気還流通路を通じて排気の一部を還流ガスとして吸気に導入する排気ガス再循環装置と、前記排気還流通路の途中に設けられ還流ガスを冷却する還流ガスクーラと、前記還流ガスクーラの上流側と下流側又は前記還流ガスクーラの上流側と前記吸気通路とを結ぶバイパス通路と、前記還流ガスクーラを経由する冷却装置通路を通過する還流ガスの流量と前記バイパス通路を通過する還流ガスの流量を調整する流量調整手段と、前記燃焼室に導入される吸気の実酸素濃度を検知する吸気酸素濃度検知手段と、前記冷却装置通路を還流ガスが通過している状態で、前記吸気酸素濃度検知手段により検知された実酸素濃度に対する運転状況に応じた前記吸気通路内の目標酸素濃度の濃度差の絶対値が所定値よりも大きく且つ前記濃度差が正の値である場合に、前記排気通路又は前記排気還流通路のいずれかの部分に付着物による部材の固着又は通路の閉塞がある異常状態と判定する異常判定手段と、を備えるエンジンの制御装置を採用した。 In order to solve the above problems, the present invention uses a part of exhaust gas as a return gas through an intake air passage and an exhaust air passage connected to a combustion chamber of a cylinder, and an exhaust gas recirculation passage connecting the exhaust passage and the intake air passage. An exhaust gas recirculation device introduced into the intake air, a reflux gas cooler provided in the middle of the exhaust gas reflux passage for cooling the reflux gas, an upstream side and a downstream side of the reflux gas cooler or an upstream side of the reflux gas cooler and the intake passage Flow control means for adjusting the flow rate of the reflux gas passing through the cooling device passage passing through the reflux gas cooler and the flow rate of the reflux gas passing through the bypass passage, and the intake air introduced into the combustion chamber Intake oxygen concentration detection means for detecting the actual oxygen concentration, and in a state where the reflux gas is passing through the cooling device passage, it is detected by the intake oxygen concentration detection means When the absolute value of the concentration difference of the target oxygen concentration in the intake passage according to the operating condition with respect to the oxygen concentration is larger than a predetermined value and the concentration difference is a positive value, the exhaust passage or the exhaust gas recirculation passage An engine control apparatus comprising: an abnormality determining unit that determines an abnormal state in which adhesion of a member due to a deposit or blockage of a passage occurs in any part.
ここで、前記異常判定手段が異常状態と判定した場合に、前記排気ガス再循環装置に対して還流ガスの吸気への導入量を増大させる還流ガス増大制御を行うとともに、前記流量調整手段に対して前記冷却装置通路を通過する還流ガスの流量を減少させ前記バイパス通路を通過する還流ガスの流量を増加させるバイパス移行指令を行う流量調整制御手段を備える構成を採用することができる。 Here, when the abnormality determination means determines that the state is an abnormal state, reflux gas increase control is performed on the exhaust gas recirculation device to increase the introduction amount of the reflux gas into the intake air, and the flow rate adjustment means It is possible to employ a configuration provided with a flow rate adjustment control means for performing a bypass shift command to decrease the flow rate of the reflux gas passing through the cooling device passage and increase the flow rate of the reflux gas passing through the bypass passage.
また、前記還流ガス増大制御及び前記バイパス移行指令を行った後、前記吸気酸素濃度検知手段により検知された実酸素濃度に対する運転状況に応じた前記吸気通路内の目標酸素濃度の濃度差の絶対値が所定値以下である場合に、前記異常判定手段は、異常状態が、前記還流ガスクーラ内の流路の閉塞によるものであると判定する構成を採用することができる。 The absolute value of the difference between the target oxygen concentration in the intake passage and the actual oxygen concentration detected by the intake oxygen concentration detecting means after the reflux gas increase control and the bypass shift command are issued. In the case where the value of 採用 is a predetermined value or less, the abnormality determining unit may adopt a configuration in which it is determined that the abnormal state is due to the blockage of the flow passage in the reflux gas cooler.
前記排気ガス再循環装置は、前記冷却装置通路と前記バイパス通路との分岐部よりも上流側に設けられる還流ガス調整弁と、前記吸気通路の前記排気管流通路との合流部より上流に設けられる吸気スロットル弁とで構成され、前記流量調整手段は、前記バイパス通路に設けられるバイパス調整弁で構成され、前記バイパス移行指令を行った後、前記吸気酸素濃度検知手段により検知された実酸素濃度に対する運転状況に応じた前記吸気通路内の目標酸素濃度の濃度差の絶対値が所定値よりも大きい場合に、前記異常判定手段は、異常状態が、前記還流ガス調整弁又は前記吸気スロットル弁を固着状態と判定する構成を採用することができる。 The exhaust gas recirculation device is provided upstream of a junction between a reflux gas control valve provided upstream of a branch between the cooling device passage and the bypass passage and the exhaust pipe flow passage of the intake passage. Intake flow control valve, and the flow rate adjustment means is formed of a bypass adjustment valve provided in the bypass passage, and after performing the bypass shift command, the actual oxygen concentration detected by the intake oxygen concentration detection means When the absolute value of the concentration difference of the target oxygen concentration in the intake passage according to the operating condition for the engine is larger than a predetermined value, the abnormality determination unit determines that the abnormal condition is the reflux gas adjusting valve or the intake throttle valve. It is possible to adopt a configuration in which it is determined to be in the stuck state.
このとき、前記バイパス移行指令を行った後の前記濃度差が正の値である場合に、前記異常判定手段は、異常状態が、前記還流ガス調整弁を閉側固着状態又は前記吸気スロットル弁を開側固着状態と判定し、前記バイパス移行指令を行った後の前記濃度差が負の値である場合には、前記還流ガス調整弁を開側固着状態と判定する構成を採用することができる。 At this time, when the concentration difference after the bypass transfer command is issued is a positive value, the abnormality determination unit determines that the abnormal state indicates that the reflux gas adjustment valve is in the closed side fixed state or the intake throttle valve. A configuration may be employed in which it is determined that the open-side fixed state, and when the concentration difference after the bypass transfer command is issued is a negative value, the reflux gas adjustment valve is determined to be in the open-side fixed state. .
これらの各構成において、前記還流ガス増大制御は、前記還流ガス調整弁を全開状態とするとともに、前記吸気スロットル弁を全閉状態とする構成を採用することができる。 In each of these configurations, the recirculation gas increase control can adopt a configuration in which the recirculation gas control valve is fully opened and the intake throttle valve is fully closed.
この発明は、排気還流通路を通じて排気側から吸気側へ導入される還流ガスを、還流ガスクーラを経由する冷却装置通路と、還流ガスクーラを経由しないバイパス通路とで選択的に供給できるようにして、両通路の流量を調整できるようにし、燃焼室に導入される吸気の実酸素濃度に対する運転状況に応じた吸気通路内の基準酸素濃度の濃度差の絶対値と、その濃度差の値の正負の別により、排気通路又は排気還流通路のいずれかの部分に付着物による部材の固着又は通路の閉塞があるか否かを判定できるようにしたので、これらの閉塞や固着の判定をより的確に行うことができる。 According to the present invention, the reflux gas introduced from the exhaust side to the intake side through the exhaust gas recirculation passage can be selectively supplied by the cooling device passage passing through the reflux gas cooler and the bypass passage not passing through the reflux gas cooler. The flow rate of the passage can be adjusted, and the absolute value of the concentration difference between the reference oxygen concentration in the intake passage and the actual oxygen concentration of the intake air introduced into the combustion chamber, and the value of the concentration difference Since it has become possible to determine whether or not there is sticking of a member or blockage of a passage due to deposits in any part of the exhaust passage or the exhaust gas recirculation passage, the blockage or sticking of these members can be more accurately determined. Can.
この発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。図1は、この発明のエンジン1の模式図である。 An embodiment of the present invention will be described based on the drawings. FIG. 1 is a schematic view of an engine 1 of the present invention.
この実施形態のエンジン1は、自動車用のディーゼルエンジンである。エンジン1のシリンダ内にはピストンが収容され、シリンダの内壁面、及び、ピストンの上面等により燃焼室2が形成されている。
The engine 1 of this embodiment is a diesel engine for automobiles. A piston is accommodated in a cylinder of the engine 1, and a
エンジン1は、各シリンダの燃焼室2内に吸気を送り込む吸気通路4、燃焼室2から引き出された排気通路5、燃焼室2内に燃料を噴射する燃料噴射装置6等を備えている。
The engine 1 is provided with an intake passage 4 for feeding intake air into the
図面では、この発明に直接関係する部材、手段を中心に示し、他の部材等については図示省略している。また、エンジンの気筒数は任意であり、単気筒、二気筒、三気筒、四気筒、あるいは、それ以上の多気筒であってもよい。 In the drawings, members and means directly related to the present invention are mainly shown, and other members and the like are not shown. Further, the number of cylinders of the engine is arbitrary, and may be a single cylinder, two cylinders, three cylinders, four cylinders, or multiple cylinders of more than that.
各シリンダの吸気通路4の燃焼室2への開口部である吸気弁孔は、吸気バルブによって開閉される。また、燃焼室2から引き出された排気通路5の燃焼室2への開口部である排気弁孔は、排気バルブによって開閉される。
An intake valve hole, which is an opening to the
吸気通路4には、燃焼室2へ通じる吸気ポートから上流側に向かって、吸気通路4を流れる吸気を冷却する吸気冷却装置(インタークーラ)21、過給機9を構成するターボチャージャのコンプレッサ、吸気通路4の流路面積を調節する吸気スロットル弁3、エアクリーナ等が設けられる。吸気スロットル弁3は、バタフライ弁形式の弁体の動作により、吸気通路4の流路の断面積を増減させて、吸気通路4への空気(新気)の導入量を調整するする。
In the intake passage 4, an intake air cooling device (intercooler) 21 for cooling intake air flowing through the intake passage 4 from the intake port leading to the
排気通路5には、燃焼室から引き出された排気ポートから下流側に向かって、過給機9を構成するターボチャージャのタービン、排気中の有害物を除去する触媒等を備えた排気浄化装置8、マフラ等が設けられる。この実施形態は、エンジン1がディーゼルエンジンであるので、排気浄化装置8として酸化触媒やディーゼル微粒子フィルター等が用いられる。エンジン1としてガソリンエンジンを採用する場合は、排気浄化装置8として三元触媒等が用いられる。
An exhaust
また、エンジン1には、クランクシャフトの回転角速度や回転角加速度を検出することにより、エンジンの回転数を検出する回転センサ7を備えている。この実施形態では、回転センサ7として、クランクシャフトの端部に取り付けられたタイミングロータの回転を読み取るクランク角センサを採用しているが、エンジンの駆動力伝達経路の途中や、エンジンの回転によって駆動される補機類等、あるいは、その他の場所に設けられる周知の回転センサを用いてもよい。 In addition, the engine 1 is provided with a rotation sensor 7 that detects the number of rotations of the engine by detecting the rotational angular velocity and rotational angular acceleration of the crankshaft. In this embodiment, a crank angle sensor for reading the rotation of the timing rotor attached to the end of the crankshaft is adopted as the rotation sensor 7. However, it is driven by the rotation of the engine and the rotation of the engine. You may use the well-known rotation sensor provided in the auxiliary machine etc. which are carried out, or another place.
これらの吸気バルブや排気バルブ、燃料噴射装置6、吸気スロットル弁3、排気浄化装置8、その他エンジンの動作に必要な機器は、それぞれケーブルを通じて、電子制御ユニット(Electronic Control Unit)30に備えられた制御手段によって制御される。また、エンジンやその周囲に設けられるセンサ類からの必要な情報は、電子制御ユニット30が取得する。電子制御ユニット30は、これらのセンサ類からの情報により、エンジン1の回転数とエンジン負荷の情報を得ることができる。
These intake and exhaust valves, the
また、排気通路5と吸気通路4とは、排気ガス再循環装置Cを構成する排気還流通路11によって連通している。排気ガス再循環装置Cは、エンジンから排出される排気ガスの一部を、還流ガスとして吸気通路4に還流する機能を有する。この実施形態の排気ガス再循環装置Cは、高圧排気ガス再循環装置であり、排気還流通路11は、排気通路5に設けられる過給機9の上流側の排気通路5から引き出されて、吸気通路4の過給機9の下流側に接続されている。ただし、この排気ガス再循環装置Cとして、排気還流通路11が過給機9の下流側の排気通路5から引き出され、過給機9の上流側の吸気通路4に接続される低圧排気ガス再循環装置を採用してもよい。
Further, the
排気還流通路11には、還流ガスの温度を下げるための還流ガスクーラ16が設けられている。還流ガスクーラ16は、その内部に還流ガスが通過できる空間を有する空冷式のコアや水冷式のコアを備えたものが採用される。
The exhaust
還流ガスクーラ16の上流側の排気還流通路11と下流側の排気還流通路11、又は、還流ガスクーラ16の上流側と吸気通路4とは、還流ガスクーラ16を経由しないバイパス通路15で結ばれている。以下、排気還流通路11におけるバイパス通路15の分岐部Bから下流側において、還流ガスクーラ16を経由するルートを冷却装置通路14と、還流ガスクーラ16を経由しないルートをバイパス通路15と称する。
The exhaust
また、排気ガス再循環装置Cは、冷却装置通路14を通過する還流ガスの流量と、バイパス通路15を通過する還流ガスの流量を調整する流量調整手段Aを備えている。
Further, the exhaust gas recirculation device C is provided with a flow rate adjusting means A for adjusting the flow rate of the reflux gas passing through the
この実施形態では、流量調整手段Aとして、バイパス通路15の途中にバイパス調整弁13を備える。また、排気還流通路11には、その排気還流通路11におけるバイパス通路15の分岐部Bよりも上流側に、流路を開閉することにより通過するガス量を調整できる還流ガス調整弁12を備える。還流ガス調整弁12と、流量調整手段Aとしてのバイパス調整弁13は、それぞれの通路を通過する還流ガスの流量を調整する機能を有する。
In this embodiment, as the flow rate adjusting means A, a
電子制御ユニット30が備える流量調整制御手段31が、これらの流量調整手段Aや還流ガス調整弁12の動作を制御する。還流ガス調整弁12を閉鎖すれば、排気側から吸気側への還流ガスの導入が停止し、還流ガス調整弁12を開放すれば、排気側から吸気側への還流ガスの導入が開始される。また、バイパス調整弁13を閉鎖すれば、全ての還流ガスが冷却装置通路14を通過し、バイパス調整弁13を開放すれば、バイパス通路15側の流量が増加する。このとき、多くの還流ガスが、流路の抵抗が相対的に少ないバイパス通路15側を通過することになる。
The flow rate adjustment control means 31 included in the
また、吸気通路4には、燃焼室2に導入される吸気の実酸素濃度を検知する吸気酸素濃度検知手段20が設けられている。吸気酸素濃度検知手段20として、例えば、リニア・エアー・フューエルセンサ(Linear Air−Fuel ratio sensor)等を採用することができ、燃焼室2へ導入される直前の位置で吸気の実酸素濃度を検知することができる。なお、吸気酸素濃度検知手段20は、例えば、O2センサのようにリーンかリッチかのみを検出する物ではなく、連続的な空燃比(酸素濃度)の変化を数値でもって検出できる機能を有するものが好ましい。
Further, an intake oxygen concentration detection means 20 for detecting the actual oxygen concentration of intake air introduced into the
過給機9は、排気通路5に設けられたタービンが、排気通路5を通じて排出される排気ガスにより回転し、タ−ビンの回転が吸気通路4に設けられたコンプレッサに伝達される。コンプレッサの回転により、エアクリーナから取り込まれた空気を圧縮して、その空気を吸気通路4を通じてエンジン1の燃焼室2に過給状態で供給する。
In the
また、電子制御ユニット30は、冷却装置通路14を還流ガスが通過している状態で、吸気酸素濃度検知手段20により検知された吸気の実酸素濃度と、運転状況に応じた吸気通路4内の基準酸素濃度との濃度差の絶対値が所定値よりも大きく、且つ、その濃度差が正の値である場合に、排気通路5又は排気還流通路11のいずれかの部分に付着物による部材の固着、又は、通路の閉塞がある異常状態と判定する異常判定手段32を備える。
Further, in the state where the return gas is passing through the
ここで、異常判定手段32が異常状態と判定した場合に、流量調整制御手段31は、流量調整手段Aに対して冷却装置通路14を通過する還流ガスの流量を減少させ、バイパス通路15を通過する還流ガスの流量を増加させるバイパス移行指令を行うようになっている。
Here, when the abnormality determination means 32 determines that the state is abnormal, the flow rate adjustment control means 31 causes the flow rate adjustment means A to decrease the flow rate of the reflux gas passing through the
また、バイパス移行指令を行った後、吸気酸素濃度検知手段20により検知された吸気の実酸素濃度に対する、運転状況に応じた吸気通路4内の基準酸素濃度の濃度差の絶対値が所定値以下である場合に、異常判定手段32は、異常状態が、還流ガスクーラ16内の流路の閉塞によるものであると判定するようになっている。
Also, after performing the bypass shift command, the absolute value of the difference in concentration of the reference oxygen concentration in the intake passage 4 according to the operating condition with respect to the actual oxygen concentration of the intake detected by the intake oxygen concentration detection means 20 is less than a predetermined value In this case, the
また、バイパス移行指令を行った後、吸気酸素濃度検知手段20により検知された吸気の実酸素濃度に対する、運転状況に応じた吸気通路4内の基準酸素濃度の濃度差の絶対値が所定値よりも大きい場合に、異常判定手段32は、異常状態が、還流ガス調整弁12又は吸気スロットル弁3を固着状態と判定するようになっている。
In addition, after performing the bypass shift command, the absolute value of the difference in concentration of the reference oxygen concentration in the intake passage 4 according to the operating condition with respect to the actual oxygen concentration of the intake detected by the intake oxygen concentration detecting means 20 In the case where the value is also large, the abnormality determining means 32 is configured such that the abnormal state determines that the reflux
このとき、バイパス移行指令を行った後の前述の濃度差が正の値である場合に、異常判定手段32は、異常状態が、還流ガス調整弁12を閉側固着状態、又は、吸気スロットル弁3を開側固着状態と判定する。また、バイパス移行指令を行った後の前述の濃度差が負の値である場合には、還流ガス調整弁12を開側固着状態と判定するようになっている。
At this time, when the above-mentioned concentration difference after performing the bypass shift command is a positive value, the
以下、このエンジンの制御方法及びその流れについて、図2のフローチャートに基づいて説明する。 Hereinafter, the control method of the engine and the flow thereof will be described based on the flowchart of FIG.
まず、排気ガス再循環装置Cがクローズループ制御(フィードバック制御)を行っている場合を想定する(ステップS1参照)。フィードバック制御は、入力に対する出力の信号を次なる入力に反映し、繰り返しその入力と出力を行いながら、適切な目標値又は基準値になるように出力を制御する。ここでは、吸気の実酸素濃度が目標値になるように、還流ガス調整弁12と吸気スロットル弁3の開度をフィードバック制御している。
First, it is assumed that the exhaust gas recirculation device C performs close loop control (feedback control) (see step S1). The feedback control reflects the signal of the output to the input to the next input, and while controlling the input and output repeatedly, controls the output to be an appropriate target value or reference value. Here, the opening degree of the reflux
ステップS1において、排気ガス再循環装置Cが、排気側から吸気側への還流ガスの導入を開始する。ステップS2において、燃焼室2に導入される吸気の実酸素濃度の情報を吸気酸素濃度検知手段20から取得する。つぎに、ステップS3において、還流ガスが、還流ガスクーラ16を経由する冷却装置通路14を通過しているかどうかが判断される。この判断は、バイパス調整弁13が閉鎖されているか否かによって行うことができる。バイパス調整弁13が閉鎖されていれば、還流ガスが冷却装置通路14を通過していると判断される。
In step S1, the exhaust gas recirculation device C starts the introduction of the reflux gas from the exhaust side to the intake side. In step S2, information on the actual oxygen concentration of the intake air introduced into the
還流ガスが冷却装置通路14を通過している場合、吸気酸素濃度検知手段20により検知された吸気の実酸素濃度に対する、運転状況に応じた吸気通路4内の吸気の基準酸素濃度の濃度差の絶対値が、所定値よりも大きいどうかが判断される(ステップS4参照)。
When the reflux gas passes through the
検知された吸気の実酸素濃度と基準酸素濃度との濃度差の絶対値が所定値よりも大きければ、ステップS5を経てステップS6へ移行する。実酸素濃度と基準酸素濃度との濃度差の絶対値が所定値以下であれば、固着や閉塞の危惧がないので、ステップS14へ移行し、閉塞・固着判定の制御を終了する。このように判断するのは、検知された吸気の実酸素濃度と基準酸素濃度との濃度差の絶対値が、予め決められた所定値よりも大きいということは、還流ガスクーラ16内の流路の閉塞や、その他箇所の部材の固着によって、還流ガスの導入量が要求量に達していない、又は、還流ガスの導入量が要求量を超えていると考えられるからである。 If the absolute value of the concentration difference between the detected actual oxygen concentration of the intake air and the reference oxygen concentration is larger than a predetermined value, the process proceeds to step S6 through step S5. If the absolute value of the concentration difference between the actual oxygen concentration and the reference oxygen concentration is equal to or less than the predetermined value, there is no danger of sticking or clogging, so the process proceeds to step S14, and the control of the blockade / sticking determination is ended. It is determined that the absolute value of the concentration difference between the detected actual oxygen concentration of the intake air and the reference oxygen concentration is larger than a predetermined value determined in advance in this way. This is because it is considered that the introduction amount of the reflux gas does not reach the required amount or the introduction amount of the reflux gas exceeds the required amount due to the blockage and the fixation of the members in other places.
ここで、ステップS5では、ステップS6へ移行する前段で、検知された吸気の実酸素濃度に対する基準酸素濃度の濃度差の絶対値が所定値よりも大きい状態が、どの程度の時間継続しているかを判断する。排気ガス再循環装置Cの制御方法はフィードバック制御であるので、数値が目標値に収束するまでに必要な時間を考慮したものである。その継続時間が、数値の収束に充分な時間として予め決められた所定時間を超える場合にのみステップS6へ移行し、所定時間以下の場合は、その数値は制御途中の過渡的な値であるので、ステップS14へ移行し、閉塞・固着判定の制御を終了する。 Here, in step S5, how long does the state in which the absolute value of the concentration difference between the detected reference oxygen concentration and the actual oxygen concentration of the intake is larger than a predetermined value last before shifting to step S6? To judge. Since the control method of the exhaust gas recirculation device C is feedback control, the time required for the numerical value to converge on the target value is taken into consideration. The process proceeds to step S6 only when the duration exceeds a predetermined time which is predetermined as a time sufficient for the convergence of the numerical value, and since the numerical value is a transient value in the middle of control when it is less than the predetermined time. , And moves to step S14, and ends the control of the blockage / sticking determination.
ステップS6では、吸気酸素濃度検知手段20により検知された吸気の実酸素濃度に対する、運転状況に応じた吸気通路4内の吸気の基準酸素濃度の濃度差が、正の値であるかどうかが判断される。濃度差が正の値である場合(例えば、目標酸素濃度16%に対して実酸素濃度18%であるような場合)は、排気還流通路11のいずれかの部分に付着物による通路の閉塞、あるいは、排気還流通路11や排気通路5のいずれかの部分に部材の固着がある異常状態と判定され、ステップS7,S8へ移行する。
In step S6, it is determined whether the difference between the reference oxygen concentration of the intake air in the intake passage 4 and the actual oxygen concentration of the intake detected by the intake oxygen
このため、つづくステップS7では吸気スロットル弁3を全閉状態、還流ガス調整弁12を全開状態とすることで、吸気通路4内へ導入される新気の流量を抑制するとともに還流ガスが最大限吸気通路4へ導入されるようにし、還流ガス調整弁12や吸気スロットル弁3に固着がなければ吸気通路4へ導入される還流ガスが増大するように制御する。その上で、S8ではバイパス調整弁13を開放し、還流ガスの導入をバイパス通路15経由に切り替えることで、異常状態の原因が、排気還流通路11の冷却装置通路14側の閉塞であるかどうかを確かめる。
Therefore, in step S7, the flow rate of fresh air introduced into the intake passage 4 is suppressed by setting the
なお、ステップS6で、濃度差が負の値である場合(例えば、目標酸素濃度16%に対して実酸素濃度14%であるような場合)は、還流ガス調整弁12が開側固着状態であると判断される(ステップS17参照)。このため、このまま運転を継続することは好ましくないため、運転者に対する音声や表示による警告(ステップS18)を経て、閉塞・固着判定の制御を終了する。
In step S6, if the concentration difference is a negative value (for example, the actual oxygen concentration is 14% with respect to the target oxygen concentration of 16%), the reflux
ステップS7,S8において、異常状態の判定に基づく吸気スロットル弁3の閉鎖と還流ガス調整弁12及びバイパス調整弁13の開放後、すなわち、流量調整手段Aに対して吸気通路4へ還流する還流ガスの流量を増大させる還流ガス増大制御を行うとともに、冷却装置通路14を通過する還流ガスの流量を減少させ、バイパス通路15を通過する還流ガスの流量を増加させるバイパス移行指令を行った後、再度、吸気酸素濃度検知手段20により検知された吸気の実酸素濃度と、運転状況に応じた吸気通路4内の吸気の基準酸素濃度との濃度差の絶対値が、所定値より大きいかどうかが判断される(ステップS9参照)。
In steps S7 and S8, after closing the
ステップS9において、濃度差の絶対値が所定値以下である場合は、排気還流通路11のバイパス通路15側への切り替えによって、吸気の実酸素濃度の数値が正常に近づいたと判断し、付着物による通路の閉塞が排気還流通路11の冷却装置通路14にあると判定され、ステップS11へ移行する。また、ステップS9において、濃度差の絶対値が所定値より大きい値であっても、ステップS10において、その所定値を超える状態の継続時間が所定時間以下の場合は、同じく、付着物による通路の閉塞が排気還流通路11の冷却装置通路14にあると判定され、ステップS11へ移行する。これらの場合、異常は、還流ガスクーラ16内の流路の閉塞である場合が多い。バイパス移行指令前の状態において、検知された吸気の実酸素濃度が基準酸素濃度よりも大きい状態であるため、排気還流通路11の閉塞により充分な還流ガスが吸気側に供給されず、相対的に新気の割合が増大していると考えられるからである。また、バイパス移行指令後の状態において、酸素濃度が適正な数値に近づいていることから、還流ガス調整弁12や吸気スロットル弁3は正常であり、上記の原因が冷却装置通路14にあると考えられる。
In step S9, if the absolute value of the concentration difference is equal to or less than the predetermined value, it is determined that the value of the actual oxygen concentration of the intake approaches the normal by switching the exhaust
ステップS11で、排気還流通路11の冷却装置通路14の閉塞が判断された場合、運転者に対する音声や表示による警告(ステップS12)を経て、還流ガスクーラ16を用いない、又は、排気ガス再循環装置Cによる還流ガスの導入を行わない運転状態に移行させる(ステップS13)。これにより、閉塞・固着判定の制御を終了する。
If it is determined in step S11 that the
ここで、ステップS10では、ステップS11へ移行する前段で、検知された吸気の実酸素濃度に対する基準酸素濃度の濃度差の絶対値が所定値よりも大きい状態が、どの程度の時間継続しているかを判断する。排気ガス再循環装置Cの制御方法はフィードバック制御であるので、数値が目標値に収束するまでに必要な時間を考慮したものである。その継続時間が、数値の収束に充分な時間として予め決められた所定時間以下の場合のみステップS11へ移行し、所定時間を超える場合は他の原因が考えられるので、ステップS15へ移行する。 Here, in step S10, how long does the state where the absolute value of the concentration difference between the reference oxygen concentration and the detected actual oxygen concentration is larger than a predetermined value last time before shifting to step S11? To judge. Since the control method of the exhaust gas recirculation device C is feedback control, the time required for the numerical value to converge on the target value is taken into consideration. The process proceeds to step S11 only when the duration is equal to or less than a predetermined time predetermined as the time sufficient for the convergence of the numerical value, and another cause may be considered when the predetermined time exceeds the time, so the process proceeds to step S15.
ステップS9,S10において、吸気酸素濃度検知手段20により検知された吸気の実酸素濃度と運転状況に応じた吸気通路4内の基準酸素濃度との濃度差の絶対値が所定値よりも大きい場合に、且つ、その継続時間が所定時間を超える場合に、異常状態が、還流ガス調整弁12又は吸気スロットル弁3であると判定し、ステップS15へ移行する。
In steps S9 and S10, when the absolute value of the concentration difference between the actual oxygen concentration of the intake air detected by the intake oxygen concentration detection means 20 and the reference oxygen concentration in the intake passage 4 according to the operating condition is larger than a predetermined value. If the duration time exceeds the predetermined time, it is determined that the abnormal state is the reflux
ステップS15では、バイパス移行指令を行った後の濃度差が正の値である場合(リーン側である場合)に、異常状態が、還流ガス調整弁12が閉側固着状態、又は、吸気スロットル弁3が開側固着状態となることによって、吸気酸素濃度が高まっていると判定する。このため、このまま運転を継続することは好ましくないため、運転者に対する音声や表示による警告(ステップS18)を経て、閉塞・固着判定の制御を終了する(ステップS19)。
In step S15, when the concentration difference after performing the bypass shift command is a positive value (in the case of the lean side), the abnormal state is that the reflux
また、ステップS15において、バイパス移行指令を行った後の濃度差が負の値である場合(リッチ側である場合)には、吸気スロットル弁3の開度にかかわらず、還流ガス調整弁12が開側固着状態となることによって、吸気酸素濃度が低くなっていると判定する。このため、このまま運転を継続することは好ましくないため、運転者に対する音声や表示による警告(ステップS18)を経て、閉塞・固着判定の制御を終了する(ステップS19)。
Further, in step S15, when the concentration difference after the bypass shift command is given is a negative value (in the case of the rich side), regardless of the opening degree of the
なお、ステップS3において、還流ガスが冷却装置通路14を通過していない場合、すなわち、バイパス調整弁13が開放されている場合は、還流ガスは冷却装置通路14をほとんど通過していないので、ステップS8へ移行し、以下、同様の制御が行われる。
In step S3, when the reflux gas does not pass through the
上記の制御において、吸気酸素濃度検知手段20により検知された吸気の実酸素濃度に対する、運転状況に応じた吸気通路4内の吸気の基準酸素濃度の濃度差の絶対値を評価する際に用いられる所定値に関し、この所定値の設定は、例えば、エンジンの回転数とエンジン負荷の二つ要素に基づいてマップ等を用いて決定することができる。所定値は、エンジンの回転数が大きくなるほど高い数値となる傾向があり、また、エンジン負荷が大きくなるほど高い数値となる傾向がある。また、所定時間についても同様である。 In the above control, it is used when evaluating the absolute value of the concentration difference of the reference oxygen concentration of the intake air in the intake passage 4 according to the operating condition with respect to the actual oxygen concentration of the intake detected by the intake oxygen concentration detecting means 20 Regarding the predetermined value, the setting of the predetermined value can be determined using a map or the like based on, for example, the two factors of the engine speed and the engine load. The predetermined value tends to increase as the engine speed increases, and tends to increase as the engine load increases. The same applies to the predetermined time.
また、運転状況に応じた吸気通路4内の吸気の基準酸素濃度に関しても、この基準酸素濃度の設定は、例えば、エンジンの回転数とエンジン負荷の二つ要素に基づいてマップ等を用いて決定することができる。基準酸素濃度は、エンジンの回転数が大きくなるほど高い数値となる傾向があり、また、エンジン負荷が大きくなるほど高い数値となる傾向がある。 Also, with regard to the reference oxygen concentration of intake air in the intake passage 4 according to the operating situation, the setting of the reference oxygen concentration is determined using a map or the like based on two factors, for example, the engine speed and the engine load. can do. The reference oxygen concentration tends to increase as the engine speed increases, and tends to increase as the engine load increases.
上記の実施形態では、流量調整手段Aは、冷却装置通路14とバイパス通路15との分岐部Bよりも上流側に設けられる還流ガス調整弁12と、バイパス通路15に設けられるバイパス調整弁13とを備える構成としたが、流量調整手段Aの構成はこの実施形態には限定されず、例えば、冷却装置通路14とバイパス通路15の両方に流量調整弁を設けた構成としてもよい。
In the above embodiment, the flow rate adjusting means A includes the reflux
また、上記の実施形態では、自動車用のディーゼルエンジンを例に、この発明の構成を説明したが、自動車用のガソリンエンジン、その他各種のエンジンにおいても、この発明を適用できる。 Further, in the above embodiment, the configuration of the present invention has been described by taking a diesel engine for a car as an example, but the present invention can be applied to a gasoline engine for a car and various other engines.
1 エンジン
2 燃焼室
3 吸気スロットル弁
4 吸気通路
5 排気通路
6 燃料噴射装置
11 排気還流通路
12 還流ガス調整弁
13 バイパス調整弁
16 還流ガスクーラ
20 吸気酸素濃度検知手段
30 電子制御ユニット(Electronic Control Unit)
31 流量調整制御手段
32 異常判定手段
A 流量調整手段
C 排気ガス再循環装置
Reference Signs List 1
31 Flow rate adjustment control means 32 Abnormality determination means A Flow rate adjustment means C Exhaust gas recirculation device
Claims (6)
前記排気通路と前記吸気通路とを結ぶ排気還流通路を通じて排気の一部を還流ガスとして吸気に導入する排気ガス再循環装置と、
前記排気還流通路の途中に設けられ還流ガスを冷却する還流ガスクーラと、
前記還流ガスクーラの上流側と下流側又は前記還流ガスクーラの上流側と前記吸気通路とを結ぶバイパス通路と、
前記還流ガスクーラを経由する冷却装置通路を通過する還流ガスの流量と前記バイパス通路を通過する還流ガスの流量を調整する流量調整手段と、
前記燃焼室に導入される吸気の実酸素濃度を検知する吸気酸素濃度検知手段と、
前記冷却装置通路を還流ガスが通過している状態で、前記吸気酸素濃度検知手段により検知された実酸素濃度に対する運転状況に応じた前記吸気通路内の目標酸素濃度の濃度差の絶対値が所定値よりも大きく且つ前記濃度差が正の値である場合に、前記排気還流通路に付着物による部材の固着又は通路の閉塞がある異常状態と判定する異常判定手段と、
を備えるエンジンの制御装置。 An intake passage and an exhaust passage connected to a combustion chamber of the cylinder;
An exhaust gas recirculation device for introducing a part of the exhaust gas into the intake air as a reflux gas through an exhaust gas recirculation passage connecting the exhaust passage and the intake passage;
A reflux gas cooler provided in the middle of the exhaust gas recirculation passage for cooling the reflux gas;
A bypass passage connecting an upstream side and a downstream side of the reflux gas cooler or an upstream side of the reflux gas cooler and the intake passage;
Flow rate adjustment means for adjusting the flow rate of the reflux gas passing through the cooling device passage passing through the reflux gas cooler and the flow rate of the reflux gas passing through the bypass passage;
Intake oxygen concentration detection means for detecting the actual oxygen concentration of intake air introduced into the combustion chamber;
In a state where the reflux gas passes through the cooling device passage, the absolute value of the concentration difference of the target oxygen concentration in the intake passage according to the operating condition with respect to the actual oxygen concentration detected by the intake oxygen concentration detecting means is predetermined when large and the density difference than the value is a positive value, the abnormality determination means for determining an abnormal state in which there is a fixed or blockage of the passage of the member by deposits on the exhaust gas recirculation passage,
A control device of an engine comprising:
を備える請求項1に記載のエンジンの制御装置。 The exhaust gas recirculation device performs recirculation gas increase control to increase the introduction amount of the reflux gas to the intake air when the abnormality determination unit determines that the flow is the abnormal state, and the cooling of the flow rate adjustment unit is performed. The engine control device according to claim 1, further comprising a flow control control means for performing a bypass shift command to decrease the flow rate of the reflux gas passing through the device passage and increase the flow rate of the reflux gas passing through the bypass passage.
請求項2に記載のエンジンの制御装置。 After performing the reflux gas increase control and the bypass shift command, the absolute value of the difference between the target oxygen concentration in the intake passage and the actual oxygen concentration detected by the intake oxygen concentration detecting means is a predetermined value. The engine control device according to claim 2, wherein the abnormality determination unit determines that the abnormal state is due to a blockage of a flow passage in the reflux gas cooler when the following condition is satisfied.
前記流量調整手段は、前記バイパス通路に設けられるバイパス調整弁で構成され、
前記バイパス移行指令を行った後、前記吸気酸素濃度検知手段により検知された実酸素濃度に対する運転状況に応じた前記吸気通路内の目標酸素濃度の濃度差の絶対値が所定値よりも大きい場合に、前記異常判定手段は、異常状態が、前記還流ガス調整弁又は前記吸気スロットル弁を固着状態と判定する
請求項3に記載のエンジンの制御装置。 The exhaust gas recirculation device is provided upstream of a junction between a reflux gas control valve provided upstream of a branch portion between the cooling device passage and the bypass passage and the exhaust gas recirculation passage of the intake passage. It consists of an intake throttle valve and
The flow rate adjusting means is constituted by a bypass adjusting valve provided in the bypass passage,
When the absolute value of the concentration difference of the target oxygen concentration in the intake passage according to the operating condition relative to the actual oxygen concentration detected by the intake oxygen concentration detecting means after the bypass transfer command is issued is larger than a predetermined value The engine control device according to claim 3, wherein the abnormality determining unit determines that the abnormal condition is in the adhering state of the reflux gas adjusting valve or the intake throttle valve.
請求項4に記載のエンジンの制御装置。 When the concentration difference after the bypass transfer command is issued is a positive value, the abnormality determination means determines that the abnormal condition is the closed side of the reflux gas adjusting valve or the open side of the intake throttle valve. The engine control device according to claim 4, wherein when it is determined that the state is the difference in concentration after the bypass transfer command is issued is a negative value, the control valve for the reflux gas is determined to be in the open side fixed state. .
請求項4又は5に記載のエンジンの制御装置。 The control device for an engine according to claim 4 or 5 , wherein the reflux gas increase control causes the reflux gas adjustment valve to be fully open and the intake throttle valve to be fully closed.
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