JP2002235586A - Air intake system error detector of diesel engine - Google Patents

Air intake system error detector of diesel engine

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JP2002235586A
JP2002235586A JP2001035391A JP2001035391A JP2002235586A JP 2002235586 A JP2002235586 A JP 2002235586A JP 2001035391 A JP2001035391 A JP 2001035391A JP 2001035391 A JP2001035391 A JP 2001035391A JP 2002235586 A JP2002235586 A JP 2002235586A
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intake
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diesel engine
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努 梅原
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    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an air intake system error detector of a diesel engine capable of detecting the error of the intake system at a low cost. SOLUTION: A judgment standard value λS is calculated by a one-dimensional map using engine speed as a parameter or a two-dimensional map using the engine speed and a fuel injection amount as parameters (S1) and, when a prerequisite (S2) for judging the error of the intake system is established, an actual excess air ratio λF as the ratio f an actual sucked air amount GF to a theoretical air amount g0 is calculated based on the actually sucked air amount GF detected by an air flow meter (S5). It is judged whether the actual excess air ratio λF is equal to or below the judgment standard value λS (for example, λS=1) (S7). When the requirement is satisfied continuously for only an error judgment continuous time TNG, the intake system is judged faulty (S10). The error of the intake system can be specified as the close error of a swirl control valve by detecting the operating condition of the swirl control valve by using a prerequisite that the swirl control valve 13 is turned off added to the prerequisites.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、ディーゼルエン
ジンの吸気系の異常を検出する装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for detecting an abnormality in an intake system of a diesel engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】ディーゼルエンジンにおいて、インテー
クマニホールドにはスワール制御弁が設けられ、エンジ
ンの低負荷、低回転領域でスワール制御弁を全閉するこ
とによって燃焼室内の吸気流速を高め燃焼室内にスワー
ルを形成させて燃焼の改善を行なっている。このスワー
ル制御弁が全閉状態のまま固着してしまうと、高負荷高
回転領域ではスワール制御弁を全開状態にして大量の吸
入空気を燃焼室に供給する必要があるにもかかわらず、
スワール制御弁が開かないために、吸気抵抗が増大して
吸入空気量が不足する。このように、吸入空気量が不足
して燃料がリッチな状態で燃焼すると、エンジンの排気
ガス温度が上昇するためピストン、エキゾーストマニホ
ールド、ターボチャージャー、触媒等の熱負荷が増え
て、これらの部品の信頼性を損なうことになる。したが
って、ディーゼルエンジンの吸気系において、スワール
制御弁の閉故障等、吸入空気量が不足するような異常を
検出することが必要である。
2. Description of the Related Art In a diesel engine, an intake manifold is provided with a swirl control valve. By fully closing the swirl control valve in a low engine load and low engine speed region, the flow rate of intake air in the combustion chamber is increased to increase the swirl into the combustion chamber. It is formed to improve combustion. If this swirl control valve is stuck in the fully closed state, it is necessary to supply the large amount of intake air to the combustion chamber by fully opening the swirl control valve in the high load and high speed region.
Since the swirl control valve does not open, intake resistance increases and the amount of intake air becomes insufficient. As described above, when the fuel is burnt in a rich state due to the shortage of the intake air amount, the exhaust gas temperature of the engine rises, so that the heat load of the piston, the exhaust manifold, the turbocharger, the catalyst, etc. increases, and these parts Reliability will be impaired. Therefore, in the intake system of a diesel engine, it is necessary to detect an abnormality such as a shortage of a swirl control valve or a shortage of intake air.

【0003】例えば、エンジンの吸気系の異常を検出す
る装置として、特開平10−121991号公報に開示
されているように、O2 センサの出力値に基づいて検出
される空燃比が、正常作動時に取り得ない値を示したと
き、吸気系の異常と診断するものが知られている。
For example, as a device for detecting an abnormality in an intake system of an engine, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-121991, the air-fuel ratio detected based on the output value of an O 2 sensor is determined to be normal operation. It is known to diagnose an abnormality in the intake system when a value that cannot be taken sometimes is shown.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなエンジンの吸気系の異常を検出する装置は、ガソリ
ンエンジンに適用されたものである。ガソリンエンジン
において、O2 センサは、排気ガス浄化、燃費改善のた
めに必須のものであり、必然的に設けられているO2
ンサを用いて吸気系の異常を検出している。そのため、
吸気系の異常を検出することに伴うコストアップは少な
い。一方、ディーゼルエンジンには、本来O2 センサは
設けられていないので、吸気系の異常を検出するために
2 センサを専用に設ける必要がある。また、O2 セン
サのコストは高いので、吸気系の異常を検出するために
2 センサを専用に設けるのは現実的ではない。ディー
ゼルエンジンは、ガソリンエンジンに比べて空気過剰率
の高い状態で燃焼が行われている。そのため、ディーゼ
ルエンジンにO2 センサを適用して吸気系の異常を検出
しようとしても、O2 センサが検出すべき空燃比の範囲
は、ディーゼルエンジンとガソリンエンジンとで異なる
ものでありディーゼルエンジンにガソリンエンジン用の
2 センサをそのまま使用するのは困難である。
However, such a device for detecting an abnormality in the intake system of an engine is applied to a gasoline engine. In a gasoline engine, an O 2 sensor is indispensable for purifying exhaust gas and improving fuel efficiency, and detects an abnormality in an intake system using an O 2 sensor that is necessarily provided. for that reason,
There is little cost increase associated with detecting an abnormality in the intake system. On the other hand, since a diesel engine is not provided with an O 2 sensor originally, it is necessary to provide an O 2 sensor exclusively for detecting an abnormality in the intake system. Further, since the cost of the O 2 sensor is high, it is not realistic to provide the O 2 sensor exclusively for detecting an abnormality of the intake system. Diesel engines are burned with a higher excess air ratio than gasoline engines. Therefore, even if an attempt is detecting an abnormality of the intake system by applying the O 2 sensor in the diesel engine, O 2 sensor is an air-fuel ratio to be detected ranges, gasoline diesel engines are different from in the diesel and gasoline engines it is difficult to keep the O 2 sensor for an engine.

【0005】この発明は、このような課題を解決するた
めになされたもので、安価な費用でエンジンの吸気系の
異常を検出できるディーゼルエンジンの吸気系異常検出
装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a diesel engine intake system abnormality detecting device capable of detecting an abnormality of an engine intake system at low cost. .

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に記
載のディーゼルエンジンの吸気系異常検出装置は、燃料
噴射量を算出する噴射量算出回路と、吸気系の吸入空気
量を検出するエアフローメータと、噴射量算出回路によ
り算出された燃料噴射量及びエアフローメータにより検
出された実吸入空気量から、燃料噴射量と実吸入空気量
との混合比を算出すると共に、混合比と基準値とを比較
することにより吸気系の異常を判定する異常判定回路と
を備えたものである。この発明の請求項2に記載のディ
ーゼルエンジンの吸気系異常検出装置は、請求項1に記
載の装置において、混合比が理論空燃比に基づいて算出
された空気過剰率であり、空気過剰率を基準値と比較す
ることにより吸気系の異常を判定する。この発明の請求
項3に記載のディーゼルエンジンの吸気系異常検出装置
は、請求項1または2に記載の装置において、異常判定
回路が、エンジン回転センサにより検出されたエンジン
回転数に対応して基準値を定めるものであり、エンジン
回転数ごとに基準値を変えて、吸気系の異常を判定す
る。この発明の請求項4に記載のディーゼルエンジンの
吸気系異常検出装置は、請求項1または2に記載の装置
において、異常判定回路が、エンジン回転センサにより
検出されたエンジン回転数及び燃料噴射量に対応して基
準値を定めるものであり、エンジン回転数と燃料噴射量
との組み合わせごとに基準値を変えて、吸気系の異常を
判定する。この発明の請求項5に記載のディーゼルエン
ジンの吸気系異常検出装置は、請求項1〜4のいずれか
一項に記載の装置において、異常判定回路が、吸気系の
異常をスワール制御弁の異常を判定するものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a diesel engine intake system abnormality detecting device, comprising: an injection amount calculating circuit for calculating a fuel injection amount; and an air flow for detecting an intake air amount of the intake system. From the meter and the fuel injection amount calculated by the injection amount calculation circuit and the actual intake air amount detected by the air flow meter, the mixing ratio between the fuel injection amount and the actual intake air amount is calculated, and the mixing ratio and the reference value are calculated. And an abnormality determination circuit that determines an abnormality of the intake system by comparing. According to a second aspect of the present invention, there is provided a diesel engine intake system abnormality detecting device according to the first aspect, wherein the mixture ratio is an excess air ratio calculated based on a stoichiometric air-fuel ratio. The abnormality of the intake system is determined by comparing with a reference value. According to a third aspect of the present invention, there is provided the diesel engine intake system abnormality detecting apparatus according to the first or second aspect, wherein the abnormality determination circuit is configured to determine a reference value corresponding to the engine speed detected by the engine speed sensor. The value is determined, and the abnormality of the intake system is determined by changing the reference value for each engine speed. According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a diesel engine intake system abnormality detecting apparatus according to the first or second aspect, wherein the abnormality determining circuit determines an engine speed and a fuel injection amount detected by the engine speed sensor. The reference value is determined correspondingly, and the abnormality of the intake system is determined by changing the reference value for each combination of the engine speed and the fuel injection amount. According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the diesel engine intake system abnormality detecting device according to any one of the first to fourth aspects, wherein the abnormality determining circuit determines the abnormality of the intake system by detecting the abnormality of the swirl control valve. Is determined.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施の形態を
図面に基づいて説明する。 実施の形態1.図1に、この発明の実施の形態1に係る
ディーゼルエンジンの吸気系異常検出装置をディーゼル
エンジン搭載車両に適用した場合の構成を示す。図に示
されるように、ディーゼルエンジン本体1のシリンダヘ
ッド2には、吸気通路3の一部を構成するインテークマ
ニホールド4及び排気通路5の一部を構成するエギゾー
ストマニホールド6が接続されている。吸気通路3は、
大気から空気を導入するエアクリーナ7に一端で接続さ
れ、途中には、ターボチャージャー8のコンプレッサ8
a、インタークーラ9及び吸気絞り弁10が設けられて
いる。ここで、吸気通路3、エアクリーナ7、コンプレ
ッサ8a、インタークーラ9及び吸気絞り弁10は、シ
リンダヘッド2内の燃焼室に空気を供給するディーゼル
エンジンの吸気系を構成している。一方、排気通路5の
途中にはターボチャージャー8の排気タービン8bが設
けられている。また、排気通路5は、EGR導入通路1
1により吸気絞り弁10の下流で吸気通路3と連通し、
EGR導入通路11の途中にはEGRバルブ12が設け
られ、EGRバルブ12の作動により排気通路5内の排
気ガスの一部がEGRガスとして吸気通路3に導入され
るように構成されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Embodiment 1 FIG. FIG. 1 shows a configuration in which the diesel engine intake system abnormality detection device according to Embodiment 1 of the present invention is applied to a vehicle equipped with a diesel engine. As shown in the drawing, an intake manifold 4 forming a part of an intake passage 3 and an exhaust manifold 6 forming a part of an exhaust passage 5 are connected to a cylinder head 2 of the diesel engine main body 1. The intake passage 3
One end is connected to an air cleaner 7 for introducing air from the atmosphere, and a compressor 8 of a turbocharger 8 is provided on the way.
a, an intercooler 9 and an intake throttle valve 10 are provided. Here, the intake passage 3, the air cleaner 7, the compressor 8a, the intercooler 9, and the intake throttle valve 10 constitute an intake system of a diesel engine that supplies air to a combustion chamber in the cylinder head 2. On the other hand, an exhaust turbine 8b of the turbocharger 8 is provided in the middle of the exhaust passage 5. Further, the exhaust passage 5 is connected to the EGR introduction passage 1.
1 communicates with the intake passage 3 downstream of the intake throttle valve 10;
An EGR valve 12 is provided in the middle of the EGR introduction passage 11, and a part of the exhaust gas in the exhaust passage 5 is introduced into the intake passage 3 as EGR gas by the operation of the EGR valve 12.

【0008】インテークマニホールド4には、タンジェ
ンシャルポート4aとヘリカルポート4bが設けられ、
これらのポートがシリンダヘッド2に接続されている。
タンジェンシャルポート4aにはスワール制御弁13が
設けられている。ここで、スワール制御弁13が開いて
いると、タンジェンシャルポート4a及びヘリカルポー
ト4bの双方から空気が燃焼室に供給されるが、スワー
ル制御弁13が全閉すると、タンジェンシャルポート4
aは閉じられヘリカルポート4bからのみ空気が燃焼室
に供給されるように構成されている。
[0008] The intake manifold 4 is provided with a tangential port 4a and a helical port 4b.
These ports are connected to the cylinder head 2.
A swirl control valve 13 is provided in the tangential port 4a. Here, when the swirl control valve 13 is open, air is supplied to the combustion chamber from both the tangential port 4a and the helical port 4b, but when the swirl control valve 13 is fully closed, the tangential port 4
a is closed so that air is supplied to the combustion chamber only from the helical port 4b.

【0009】また、シリンダヘッド2には燃料噴射弁1
5が配置され、ECU16に接続されている。さらに、
エンジン本体1にはエンジンの回転数を検出するエンジ
ン回転センサ14が設けられ、ECU16に接続されて
いる。また、エアクリーナ7の下流の吸気通路3には、
ディーゼルエンジン1の吸気系の吸入空気量を検出する
エアフローメータ17が設けられ、ECU16に接続さ
れている。エアフローメータ17は、吸気通路3を通っ
て燃焼室に供給される吸入空気量を検出するものであ
り、例えば、カルマン渦式や可動ベーン式のものを用い
ている。ECU16は、吸気系の異常を判定する異常判
定回路を構成すると共に、燃料噴射弁15から燃焼室内
に燃料を噴射する燃料噴射量Qを算出する噴射量算出回
路を構成している。ECU16は、図示しないアクセル
開度センサやインテークマニホールド4に設置された圧
力センサから得られるアクセル開度や圧力等に基づいて
燃料噴射量Qを算出する。
The cylinder head 2 has a fuel injection valve 1.
5 are arranged and connected to the ECU 16. further,
The engine main body 1 is provided with an engine rotation sensor 14 for detecting the number of revolutions of the engine, and is connected to the ECU 16. Also, in the intake passage 3 downstream of the air cleaner 7,
An air flow meter 17 for detecting an intake air amount of an intake system of the diesel engine 1 is provided, and is connected to the ECU 16. The air flow meter 17 detects the amount of intake air supplied to the combustion chamber through the intake passage 3, and uses, for example, a Karman vortex type or a movable vane type. The ECU 16 configures an abnormality determination circuit that determines an abnormality in the intake system, and configures an injection amount calculation circuit that calculates a fuel injection amount Q for injecting fuel from the fuel injection valve 15 into the combustion chamber. The ECU 16 calculates a fuel injection amount Q based on an accelerator opening, a pressure, and the like obtained from an accelerator opening sensor (not shown) and a pressure sensor installed in the intake manifold 4.

【0010】ここで、ディーゼルエンジンの吸気系にお
いて、エアクリーナ7から大気中の空気が吸入空気とし
て吸気通路3に導入され、ターボチャージャー8により
過給されて圧縮される。ターボチャージャー8の過給に
より高温になった吸入空気はインタークーラ9によって
冷却された後、吸気絞り弁10を通って、インテークマ
ニホールド4のタンジェンシャルポート4a及びヘリカ
ルポート4bを介して燃焼室に導入される。ディーゼル
エンジンの場合、吸気系に異常がないときには、吸気通
路3に吸入される吸入空気量gは、燃料噴射量Qの燃料
が完全燃焼するために必要な空気量よりも過剰に供給さ
れるようになっている。この完全燃焼時における空気の
重量と燃料の重量との比を理論空燃比cとすると、完全
燃焼するために必要な理論空気量g0は、燃料噴射量
Q、燃料である軽油の密度ρ、理論空燃比c(例えばc
=14.6)を用いて表され、g0=Q×ρ×cとな
る。吸入空気量gと理論空気量g0との間には、g≧g
0の関係が成立し、これを吸入空気量gと理論空気量g
0との比である空気過剰率λで示すと、λ≧1となる。
一方、吸気系に吸気抵抗が大きくなるような異常、例え
ば、スワール制御弁13の閉固着があるときは、吸入空
気量gが少なくなり、理論空気量g0を下回ると、空気
過剰率λの値は1より小さくなる。また、スワール制御
弁13が閉固着すると、弁上流の圧力が上昇するため、
それに伴ってECU16によって算出される燃料噴射量
Qが大きくなるので、空気過剰率λは小さくなる。した
がって、この実施の形態に係る吸気系の異常検出装置
は、吸気通路3に何らかの異常があって吸気抵抗が増大
した場合、エアフローメータ17により検出された吸入
空気量である実吸入空気量GFが少なくなること及び燃
料噴射量Qが大きくなることに着目し、実吸入空気量G
Fと燃料噴射量Qとから求められる混合比を、基準値と
比較して吸気系の異常を検出しようとするものである。
Here, in the intake system of the diesel engine, air in the atmosphere is introduced from the air cleaner 7 into the intake passage 3 as intake air, and is supercharged by the turbocharger 8 and compressed. The intake air which has become hot due to the supercharging of the turbocharger 8 is cooled by the intercooler 9, passes through the intake throttle valve 10, and is introduced into the combustion chamber via the tangential port 4 a and the helical port 4 b of the intake manifold 4. Is done. In the case of a diesel engine, when there is no abnormality in the intake system, the intake air amount g drawn into the intake passage 3 is supplied in excess of the air amount required for complete combustion of the fuel of the fuel injection amount Q. It has become. Assuming that the ratio of the weight of air to the weight of fuel at the time of complete combustion is the stoichiometric air-fuel ratio c, the theoretical air amount g0 required for complete combustion is the fuel injection amount Q, the density ρ of light oil as fuel, the theoretical The air-fuel ratio c (for example, c
= 14.6), and g0 = Q × ρ × c. G ≧ g between the intake air amount g and the theoretical air amount g0.
0 is established, and this is defined as the intake air amount g and the theoretical air amount g.
When represented by an excess air ratio λ, which is a ratio to 0, λ ≧ 1.
On the other hand, when there is an abnormality in the intake system such that the intake resistance increases, for example, when the swirl control valve 13 is closed and fixed, the intake air amount g decreases, and when the intake air amount falls below the theoretical air amount g0, the value of the excess air ratio λ increases. Becomes smaller than 1. When the swirl control valve 13 is closed and fixed, the pressure upstream of the valve increases,
Accordingly, the fuel injection amount Q calculated by the ECU 16 increases, so that the excess air ratio λ decreases. Therefore, the abnormality detection device for the intake system according to the present embodiment, when there is some abnormality in the intake passage 3 and the intake resistance increases, the actual intake air amount GF which is the intake air amount detected by the air flow meter 17 is reduced. Paying attention to the decrease and the increase of the fuel injection amount Q, the actual intake air amount G
The mixing ratio obtained from F and the fuel injection amount Q is compared with a reference value to detect an abnormality in the intake system.

【0011】以下、図2に示されるフローチャートに基
づいて、この実施の形態に係るディーゼルエンジンの吸
気系異常検出装置の動作を説明する。このフローチャー
トで示される吸気系異常検出のルーチンはECU16に
より一定周期ごとに実行される。ステップS1では、基
準値として判定基準値λSを算出する。判定基準値λS
は、エンジン回転数をパラメータとした一次元マップで
あり、そのときのエンジン回転数に対応して異なる値に
設定できるように構成されている。次に、ステップS2
において、ECU16は吸気系の異常検出の判定を行う
前提条件が成立しているかどうかを判定する。前提条件
とは、エアフローメータ17やエンジン回転センサ14
が故障していないか等の条件であり、ECU16が適切
な異常検出の判定を行うために必要な条件が整っている
かどうかを判定することになる。前提条件が成立してい
る場合、ステップS3に進み、前提条件フラグFをオン
してステップS5に進む。一方、前提条件が成立してい
ない場合、ステップS4において前提条件フラグFをオ
フしてステップS5に進む。次に、ステップS5におい
て、前提条件フラグFがオンしているかどうかを判定す
る。前提条件フラグFがオンしている場合は、ステップ
S6に進み、前提条件フラグFがオンしていない場合
は、一連の処理を終了する。
The operation of the diesel engine intake system abnormality detecting apparatus according to this embodiment will be described below with reference to the flowchart shown in FIG. The intake system abnormality detection routine shown in this flowchart is executed by the ECU 16 at regular intervals. In step S1, a determination reference value λS is calculated as a reference value. Judgment reference value λS
Is a one-dimensional map using the engine speed as a parameter, and is configured to be set to a different value corresponding to the engine speed at that time. Next, step S2
In, the ECU 16 determines whether or not the precondition for determining the abnormality detection of the intake system is satisfied. The preconditions are the air flow meter 17 and the engine rotation sensor 14
The ECU 16 determines whether or not the conditions necessary for the ECU 16 to perform appropriate abnormality detection determination are satisfied. If the precondition is satisfied, the process proceeds to step S3, turns on the precondition flag F, and proceeds to step S5. On the other hand, when the precondition is not satisfied, the precondition flag F is turned off in step S4, and the process proceeds to step S5. Next, in step S5, it is determined whether the precondition flag F is on. If the precondition flag F is on, the process proceeds to step S6, and if the precondition flag F is not on, a series of processes ends.

【0012】ステップS6において、次式に基づいて、
エアフローメータ17により検出された実吸入空気量G
Fを基に、実吸入空気量GFと理論空気量g0との比で
ある実空気過剰率λFを、 λF=GF/g0=GF/(Q×ρ×c) の式により算出する。ステップS7において、実空気過
剰率λFが判定基準値λS(例えば、λS=1)以下か
どうかを判定する。実空気過剰率λFが判定基準値λS
以下である場合、ステップS8において、吸気系に異常
がある可能性があるとして、当初は0に設定された異常
判定カウンタCNGをインクリメントしてステップS9
に進む。実空気過剰率λFが判定基準値λS以下でない
場合、ステップS11に進む。
In step S6, based on the following equation,
Actual intake air amount G detected by air flow meter 17
Based on F, the actual excess air ratio λF, which is the ratio between the actual intake air amount GF and the theoretical air amount g0, is calculated by the following equation: λF = GF / g0 = GF / (Q × ρ × c). In step S7, it is determined whether the actual excess air ratio λF is equal to or smaller than a determination reference value λS (for example, λS = 1). The actual excess air ratio λF is equal to the determination reference value λS.
If not, in step S8, it is determined that there is a possibility that the intake system may be abnormal, and the abnormality determination counter CNG initially set to 0 is incremented, and the process proceeds to step S9.
Proceed to. If the actual excess air ratio λF is not equal to or smaller than the determination reference value λS, the process proceeds to step S11.

【0013】ステップS9において、異常判定カウンタ
CNGが所定の異常判定継続時間TNG以上になったか
どうかを判定する。すなわち、実空気過剰率λFが判定
基準値λS以下である状態が異常判定継続時間TNGだ
け継続していたかどうかを判定する。異常判定カウンタ
CNGが異常判定継続時間TNG以上になった場合、ス
テップS10において、異常があるものとみなして、異
常フラグF1をオンする。また、異常復帰カウンタCO
Kを所定の復帰判定継続時間TOKの値に設定する。異
常復帰カウンタCOKは減算カウンタであり、ステップ
S7における異常判定により、実空気過剰率λFが判定
基準値λS以下でない場合であっても、異常フラグF1
を即座にオフするのではなく、ステップS7の異常判定
条件が復帰判定継続時間TOKだけ継続して成立しない
場合に初めて異常フラグF1をオフするために用いられ
る。一方、異常判定カウンタCNGが異常判定継続時間
TNG以上にならない場合、ステップ10をスキップし
て一連の処理を終了する。
In step S9, it is determined whether or not the abnormality determination counter CNG has exceeded a predetermined abnormality determination continuation time TNG. That is, it is determined whether or not the state in which the actual excess air ratio λF is equal to or smaller than the determination reference value λS has continued for the abnormality determination duration TNG. When the abnormality determination counter CNG becomes equal to or longer than the abnormality determination continuation time TNG, in step S10, it is determined that there is an abnormality, and the abnormality flag F1 is turned on. Also, the error recovery counter CO
K is set to a value of a predetermined return determination continuation time TOK. The abnormality recovery counter COK is a subtraction counter. Even if the actual excess air ratio λF is not smaller than or equal to the determination reference value λS, the abnormality flag F1 is determined by the abnormality determination in step S7.
Is not immediately turned off, but is used to turn off the abnormality flag F1 only when the abnormality determination condition in step S7 is not satisfied for the return determination continuation time TOK. On the other hand, when the abnormality determination counter CNG does not become equal to or longer than the abnormality determination continuation time TNG, step 10 is skipped and a series of processing ends.

【0014】また、ステップS7において、実空気過剰
率λFが判定基準値λS以下でないと判定された場合、
ステップS11〜S13の異常復帰処理を行う。まず、
ステップS11において、異常復帰カウンタCOKの値
が0になったかどうかを判定する。すなわち、ステップ
S7の異常判定条件が、復帰判定継続時間TOKだけ継
続して成立しなくなったかどうかを判定し、異常復帰カ
ウンタCOKの値が0である場合は、ステップS12に
おいて、異常が解消されたとみなして異常フラグF1を
オフすると共に、異常判定カウンタCNGを0にクリア
して一連の処理を終了する。これにより、ステップS7
の異常判定条件が異常判定継続時間TNG以上にわたっ
て再度成立しないと、異常フラグF1はオンしない。一
方、異常復帰カウンタCOKの値が0でない場合は、ス
テップS13において、異常復帰カウンタCOKをデク
リメントして一連の処理を終了する。
If it is determined in step S7 that the actual excess air ratio λF is not smaller than the determination reference value λS,
The abnormality recovery processing of steps S11 to S13 is performed. First,
In step S11, it is determined whether the value of the abnormality return counter COK has become 0. That is, it is determined whether or not the abnormality determination condition of step S7 is not satisfied continuously for the recovery determination continuation time TOK. If the value of the abnormality recovery counter COK is 0, it is determined that the abnormality has been resolved in step S12. Assuming that the abnormality flag F1 is turned off, the abnormality determination counter CNG is cleared to 0, and a series of processing is terminated. Thereby, step S7
The abnormality flag F1 does not turn on unless the abnormality determination condition is satisfied again for the abnormality determination continuation time TNG or longer. On the other hand, when the value of the abnormal return counter COK is not 0, in step S13, the abnormal return counter COK is decremented, and a series of processing ends.

【0015】なお、異常フラグF1がオンした場合、上
述したルーチンとは別のルーチンが実行されることによ
りディーゼルエンジンの吸気系の異常に関するフェイル
セーフ処理がなされる。フェイルセーフ処理としては、
スワール弁制御やEGR制御を中断する。また、エンジ
ンが高回転高負荷領域で運転されないように、アクセル
制限を行い、アクセル開度センサのデータについて燃料
噴射量を制限するように擬制したり、燃焼室内に噴射す
る燃料噴射量を直接的に制限したりする。
When the abnormality flag F1 is turned on, a routine other than the above-described routine is executed to perform a fail-safe process relating to an abnormality in the intake system of the diesel engine. As fail-safe processing,
Interrupt swirl valve control or EGR control. In addition, the accelerator is limited so that the engine is not operated in the high-speed and high-load range, and the data of the accelerator opening sensor is simulated to limit the fuel injection amount, or the fuel injection amount injected into the combustion chamber is directly controlled. Or to

【0016】このように、吸気系に何らかの異常があっ
て吸気抵抗が変化すると、吸気通路3に設けられたエア
フローメータ17により検出した実吸入空気量GFと燃
料噴射量Qが変化して実空気過剰率λFが変動するの
で、実空気過剰率λFと判定基準値λSとを比較するこ
とにより、吸気系の異常を検出することができる。この
場合に、単に実吸入空気量GFの変化のみに基づく異常
検出に比べて、より精度の高い異常検出を行うことがで
きる。
As described above, when there is some abnormality in the intake system and the intake resistance changes, the actual intake air amount GF and the fuel injection amount Q detected by the air flow meter 17 provided in the intake passage 3 change, and the actual air amount changes. Since the excess ratio λF fluctuates, an abnormality in the intake system can be detected by comparing the actual excess air ratio λF with the determination reference value λS. In this case, abnormality detection with higher accuracy can be performed as compared with abnormality detection based only on the change of the actual intake air amount GF.

【0017】実施の形態2.実施の形態1において、図
2のフローチャートのステップS2では、吸気系の異常
検出の判定を行う前提条件が成立しているかどうかを判
定しているが、ECU16にスワール制御弁13を接続
すると共に、この前提条件の中にスワール制御弁13が
オフしていることを加えてもよい。スワール制御弁13
が正常な場合は、スワール制御弁13がオンして全閉す
ると、タンジェンシャルポート4aは閉じ、ヘリカルポ
ート4bのみから空気が燃焼室に供給されるので、イン
テークマニホールド4における吸気抵抗が増え、実吸入
空気量GFは少ない。一方、スワール制御弁13がオフ
している場合、スワール制御弁13が開いて、タンジェ
ンシャルポート4a及びヘリカルポート4bの双方から
空気が燃焼室に供給されるので吸気通路3の吸気抵抗は
増大せず、実吸入空気量GFは少なくならない。しかし
ながら、スワール制御弁13がオフしているにもかかわ
らず、スワール制御弁13が全閉したまま固着してしま
うと、タンジェンシャルポート4aは閉じたまま、ヘリ
カルポート4bのみから空気が燃焼室に供給されるの
で、インテークマニホールド4における吸気抵抗が増大
し、実吸入空気量GFが少なくなってしまう。したがっ
て、ステップS6において算出した実空気過剰率λF
が、ステップ7において、判定基準値λS以下であり、
一連の処理を経た後、ステップS10において異常フラ
グF1がオンした場合、吸気系の異常をスワール制御弁
13の閉故障と特定することができる。
Embodiment 2 FIG. In the first embodiment, in step S2 of the flowchart in FIG. 2, it is determined whether a precondition for determining the abnormality of the intake system is satisfied. However, while the swirl control valve 13 is connected to the ECU 16, It may be added to this precondition that the swirl control valve 13 is off. Swirl control valve 13
Is normal, when the swirl control valve 13 is turned on and fully closed, the tangential port 4a closes and air is supplied to the combustion chamber only from the helical port 4b, so that the intake resistance in the intake manifold 4 increases, and The intake air amount GF is small. On the other hand, when the swirl control valve 13 is off, the swirl control valve 13 opens and air is supplied to the combustion chamber from both the tangential port 4a and the helical port 4b, so that the intake resistance of the intake passage 3 increases. Therefore, the actual intake air amount GF does not decrease. However, if the swirl control valve 13 is stuck fully closed even though the swirl control valve 13 is off, air flows from only the helical port 4b to the combustion chamber with the tangential port 4a closed. As a result, the intake resistance at the intake manifold 4 increases, and the actual intake air amount GF decreases. Therefore, the actual excess air factor λF calculated in step S6
Is less than or equal to the determination reference value λS in Step 7,
After a series of processes, when the abnormality flag F1 is turned on in step S10, the abnormality of the intake system can be identified as the closing failure of the swirl control valve 13.

【0018】実施の形態3.実施の形態1において、図
2のフローチャートのステップS1では、判定基準値λ
Sがエンジン回転数をパラメータとした一次元マップに
より構成されていたが、ECU16は、エンジン回転数
及び燃料噴射量パラメータとした二次元マップにより判
定基準値λSを算出してもよい。これにより、エンジン
回転数と燃料噴射量との組み合わせごとに基準値を変え
られるので、エンジンの運転領域ごとに、異なる条件で
燃焼が行われたとしても、精度のよい吸気系の異常と判
定することだできる。
Embodiment 3 In the first embodiment, in step S1 of the flowchart of FIG.
Although S is configured as a one-dimensional map using the engine speed as a parameter, the ECU 16 may calculate the determination reference value λS using a two-dimensional map using the engine speed and the fuel injection amount parameter. Thus, since the reference value can be changed for each combination of the engine speed and the fuel injection amount, even if combustion is performed under different conditions for each operating region of the engine, it is determined that the abnormality of the intake system is accurate. I can do that.

【0019】なお、上述した実施の形態1〜4に係るデ
ィーゼルエンジンの吸気系異常検出装置は、広く吸気系
の異常検出に適用でき、インタークーラ9のつまり、エ
アクリーナ7のつまりを検出することも可能である。さ
らに、高地においても同じ吸気系異常検出装置を用い
て、大気圧補正に関する特別な処理を行うことなく、エ
ンジンの吸気系の異常検出をすることが可能である。ま
た、エアフローメータ17が経時劣化すると実吸入空気
量GFの値から算出される実空気過剰率λFに変化が生
じるので、実空気過剰率λFを長期間にわたって判定基
準値λSと比較することによってエアフローメータ17
の異常を検出することもできる。なお、本発明は吸気抵
抗が大きくなるような吸気異常系に限らず、例えば、ス
ワール制御弁13の開固着のような吸気抵抗が小さくな
る吸気異常系にも適用できる。また、混合比として空気
過剰率の他に、空燃比や当量比を使用するようにしても
良い。
It should be noted that the apparatus for detecting an abnormality in the intake system of a diesel engine according to the above-described first to fourth embodiments can be widely applied to abnormality detection of the intake system, and can also detect the clogging of the intercooler 9, that is, the air cleaner 7. It is possible. Further, even at a high altitude, it is possible to detect an abnormality in the intake system of the engine using the same intake system abnormality detection device without performing a special process related to atmospheric pressure correction. Further, if the air flow meter 17 deteriorates with time, the actual excess air ratio λF calculated from the value of the actual intake air amount GF changes. Meter 17
Can be detected. Note that the present invention is not limited to the intake abnormal system in which the intake resistance increases, but can be applied to, for example, an intake abnormal system in which the intake resistance decreases, such as the swirl control valve 13 being stuck open. Further, in addition to the excess air ratio, an air-fuel ratio or an equivalent ratio may be used as the mixing ratio.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上に説明したように、請求項1に記載
の発明によれば、燃料噴射量及びエアフローメータによ
り検出された実吸入空気量から、燃料噴射量と実吸入空
気量との混合比を算出すると共に、混合比と基準値とを
比較することにより、異常判定回路が吸気系の異常と判
定するので、高価なO2 センサを用いることなく、安価
な費用で吸気系の異常を検出することができる。請求項
2に記載の発明によれば、燃料噴射量と吸入空気量との
混合比を、理論空燃比に基づいて算出された空気過剰率
としているので、エンジンの吸気系の異常を精度良く検
出できる。請求項3に記載の発明によれば、異常判定回
路は、エンジン回転センサにより検出されたエンジン回
転数に対応して基準値を定めるので、エンジン回転数ご
とのエンジンの運転状況を考慮しながら、吸気系の異常
を精度よく検出できる。請求項4に記載の発明によれ
ば、異常判定回路は、エンジン回転センサにより検出さ
れたエンジン回転数及び燃料噴射量に対応して基準値を
定めるので、広範囲なエンジン運転領域にわたってエン
ジンの吸気系の異常を精度良く検出することができる。
請求項5に記載の発明によれば、異常判定回路は、吸気
系の異常をスワール制御弁の異常を判定するので、スワ
ール制御弁の全閉固着故障を容易に検出できる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the fuel injection amount and the actual intake air amount are mixed based on the fuel injection amount and the actual intake air amount detected by the air flow meter. By calculating the ratio and comparing the mixture ratio with the reference value, the abnormality determination circuit determines that the intake system is abnormal. Therefore, the abnormality of the intake system can be detected at a low cost without using an expensive O 2 sensor. Can be detected. According to the second aspect of the present invention, since the mixture ratio between the fuel injection amount and the intake air amount is the excess air ratio calculated based on the stoichiometric air-fuel ratio, the abnormality in the intake system of the engine can be accurately detected. it can. According to the third aspect of the present invention, the abnormality determination circuit determines the reference value in accordance with the engine speed detected by the engine speed sensor. An abnormality in the intake system can be accurately detected. According to the fourth aspect of the present invention, the abnormality determination circuit determines the reference value in accordance with the engine speed and the fuel injection amount detected by the engine rotation sensor, so that the intake system of the engine over a wide engine operation range. Can be accurately detected.
According to the fifth aspect of the present invention, since the abnormality determination circuit determines the abnormality of the swirl control valve based on the abnormality of the intake system, it is possible to easily detect the fully closed fixed failure of the swirl control valve.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の実施の形態1に係るディーゼルエ
ンジンの吸気系異常検出装置をディーゼルエンジン搭載
車両に適用した場合の構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration in which a diesel engine intake system abnormality detection device according to a first embodiment of the present invention is applied to a vehicle equipped with a diesel engine.

【図2】 実施の形態1に係るディーゼルエンジンの吸
気系異常検出装置の異常検出動作を説明するフローチャ
ートである。
FIG. 2 is a flowchart illustrating an abnormality detection operation of the intake system abnormality detection device for a diesel engine according to the first embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3…吸気通路、4…インテークマニホールド、7…エア
クリーナ、8a…ターボチャージャーのコンプレッサ、
9…インタークーラ、10…吸気絞り弁、13…スワー
ル制御弁、14…エンジン回転センサ、16…ECU、
17…エアフローメータ、λS…判定基準値、λF…実
空気過剰率。
3 ... intake passage, 4 ... intake manifold, 7 ... air cleaner, 8a ... turbocharger compressor,
9 intercooler, 10 intake throttle valve, 13 swirl control valve, 14 engine rotation sensor, 16 ECU
17: air flow meter, λS: determination reference value, λF: actual excess air ratio.

フロントページの続き (72)発明者 山口 正晃 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 Fターム(参考) 3G301 HA02 HA13 HA17 JB10 LA05 MA00 MA12 NA08 PA01Z PA03Z PA05Z PA07Z PB03Z PD15A PD15Z PE01Z PF03A PF03Z Continued on the front page (72) Inventor Masaaki Yamaguchi 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Corporation F-term (reference) 3G301 HA02 HA13 HA17 JB10 LA05 MA00 MA12 NA08 PA01Z PA03Z PA05Z PA07Z PB03Z PD15A PD15Z PE01Z PF03A PF03Z

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ディーゼルエンジンの燃料噴射量を算出
する噴射量算出回路と、 ディーゼルエンジンの吸気系の実吸入空気量を検出する
エアフローメータと、 噴射量算出回路により算出された燃料噴射量及びエアフ
ローメータにより検出された実吸入空気量から、燃料噴
射量と実吸入空気量との混合比を算出すると共に、混合
比と基準値とを比較することにより吸気系の異常を判定
する異常判定回路とを備えたディーゼルエンジンの吸気
系異常検出装置。
1. An injection amount calculation circuit for calculating a fuel injection amount of a diesel engine, an air flow meter for detecting an actual intake air amount of an intake system of the diesel engine, a fuel injection amount and an air flow calculated by the injection amount calculation circuit. An abnormality determination circuit for calculating a mixture ratio between the fuel injection amount and the actual intake air amount from the actual intake air amount detected by the meter, and comparing the mixture ratio with a reference value to determine an abnormality in the intake system; An abnormality detection device for the intake system of a diesel engine equipped with
【請求項2】 前記混合比は、理論空燃比に基づいて算
出された空気過剰率である請求項1に記載のディーゼル
エンジンの吸気系異常検出装置。
2. The intake system abnormality detection device for a diesel engine according to claim 1, wherein the mixture ratio is an excess air ratio calculated based on a stoichiometric air-fuel ratio.
【請求項3】 エンジン回転数を検出するエンジン回転
センサを備え、 異常判定回路は、エンジン回転センサにより検出された
エンジン回転数に対応して基準値を定める請求項1また
は2に記載のディーゼルエンジンの吸気系異常検出装
置。
3. The diesel engine according to claim 1, further comprising an engine speed sensor for detecting an engine speed, wherein the abnormality determination circuit determines a reference value in accordance with the engine speed detected by the engine speed sensor. Intake system abnormality detection device.
【請求項4】 エンジン回転数を検出するエンジン回転
センサを備え、 異常判定回路は、エンジン回転センサにより検出された
エンジン回転数及び燃料噴射量に対応して基準値を定め
る請求項1または2に記載のディーゼルエンジンの吸気
系異常検出装置。
4. The apparatus according to claim 1, further comprising an engine speed sensor for detecting an engine speed, wherein the abnormality determination circuit determines a reference value in accordance with the engine speed and the fuel injection amount detected by the engine speed sensor. An abnormality detection device for an intake system of a diesel engine as described in the above.
【請求項5】 吸気系には、燃焼室内にスワールを形成
するスワール制御弁が設けられ、 異常判定回路は、スワール制御弁の異常を判定する請求
項1〜4のいずれか一項に記載のディーゼルエンジンの
吸気系異常検出装置。
5. The intake system according to claim 1, wherein a swirl control valve for forming a swirl in the combustion chamber is provided, and the abnormality determination circuit determines an abnormality of the swirl control valve. Abnormal detection system for intake system of diesel engine.
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