JP2019027310A - Egr diagnosis system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はEGR診断システムに関する。 The present invention relates to an EGR diagnostic system.
従来、エンジンの排気通路の排気の一部を吸気通路に還流させるEGR通路と、このEGR通路に配置されたEGRバルブとを有するEGRシステムが知られている(例えば特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, an EGR system is known that includes an EGR passage that recirculates part of exhaust gas in an engine exhaust passage to an intake passage and an EGR valve disposed in the EGR passage (see, for example, Patent Document 1).
上述したようなEGRシステムにおいて、EGRバルブの開度(EGRバルブ開度)と、吸気流量センサによって検出されたエンジンの吸気流量と、に基づいてEGRガス流量を算出し、この算出されたEGRガス流量が正常であるか否かを診断する処理(以下、「EGR診断処理」と称する)が行われることがある。このEGR診断処理は、EGRバルブが開になった場合に、排気通路の排気がEGR通路に流入すること(すなわち、EGR通路をEGRガスが流動すること)を前提としてEGRガス流量を算出して、EGRガス流量が正常であるか否かを診断している。 In the EGR system as described above, the EGR gas flow rate is calculated based on the opening degree of the EGR valve (EGR valve opening degree) and the intake air flow rate of the engine detected by the intake air flow rate sensor, and the calculated EGR gas A process of diagnosing whether or not the flow rate is normal (hereinafter referred to as “EGR diagnostic process”) may be performed. This EGR diagnosis processing calculates the EGR gas flow rate on the assumption that the exhaust gas in the exhaust passage flows into the EGR passage when the EGR valve is opened (that is, the EGR gas flows through the EGR passage). , Whether or not the EGR gas flow rate is normal is diagnosed.
このため、EGR通路の入口圧とEGR通路の出口圧との差圧が所定値未満の場合のように、排気通路の排気がEGR通路に流入することが困難な状態でEGR診断処理を実行した場合、EGRガス流量が正常であるか否かを誤って診断する可能性が生じてしまう。 For this reason, the EGR diagnosis process is executed in a state where it is difficult for the exhaust gas in the exhaust passage to flow into the EGR passage, as in the case where the differential pressure between the inlet pressure of the EGR passage and the outlet pressure of the EGR passage is less than a predetermined value. In such a case, there is a possibility of erroneously diagnosing whether or not the EGR gas flow rate is normal.
本発明は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、EGRガス流量が正常であるか否かの診断で誤診断することを抑制することができるEGR診断システムを提供することである。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an EGR diagnostic system that can suppress misdiagnosis based on whether or not the EGR gas flow rate is normal. It is.
上記目的を達成するため、本発明に係るEGR診断システムは、EGR通路に配置されたEGRバルブの開度と吸気流量センサによって検出されたエンジンの吸気流量とに基づいてEGRガス流量を算出し、この算出されたEGRガス流量が正常であるか否かを診断するEGR診断処理を実行するEGR診断処理実行部と、前記EGR通路の入口圧と前記EGR通路の出口圧との差圧であるEGR前後差圧が予め設定された所定値未満であるか否かを判定する差圧判定部と、前記EGR前後差圧が前記所定値未満であると判定された場合に前記EGR診断処理実行部による前記EGR診断処理の実行を禁止するEGR診断処理禁止部と、を備える。 In order to achieve the above object, an EGR diagnostic system according to the present invention calculates an EGR gas flow rate based on an opening degree of an EGR valve arranged in an EGR passage and an intake air flow rate of an engine detected by an intake air flow sensor, EGR diagnosis processing execution unit for executing EGR diagnosis processing for diagnosing whether or not the calculated EGR gas flow rate is normal, and EGR which is a differential pressure between the inlet pressure of the EGR passage and the outlet pressure of the EGR passage By a differential pressure determination unit that determines whether or not the differential pressure before and after is less than a predetermined value set in advance, and by the EGR diagnosis processing execution unit when it is determined that the differential pressure before and after EGR is less than the predetermined value An EGR diagnosis processing prohibition unit that prohibits execution of the EGR diagnosis processing.
本発明によれば、EGR前後差圧が所定値未満の場合にはEGR診断処理の実行が禁止されるので、EGRガス流量が正常であるか否かの診断で誤診断することを抑制することができる。 According to the present invention, when the differential pressure before and after the EGR is less than the predetermined value, the execution of the EGR diagnosis process is prohibited, so that it is possible to suppress erroneous diagnosis by diagnosing whether or not the EGR gas flow rate is normal. Can do.
(実施形態)
まず、本発明の実施形態に係るEGR診断システム100を備えるエンジンシステム1の全体構成について説明し、次いで、EGR診断システム100の詳細について説明する。図1は、本実施形態に係るエンジンシステム1の模式的構成図である。このエンジンシステム1は車両に搭載されている。なお、本実施形態では、車両の一例として、商用車両(具体的にはトラック)を用いている。
(Embodiment)
First, the overall configuration of the engine system 1 including the EGR
エンジンシステム1は、エンジン2と、エンジン2に吸入される吸気が通過する吸気通路3と、エンジン2から排出された排気が通過する排気通路4とを備えている。本実施形態では、エンジン2の一例として、ディーゼルエンジンを用いている。 The engine system 1 includes an engine 2, an intake passage 3 through which intake air taken into the engine 2 passes, and an exhaust passage 4 through which exhaust discharged from the engine 2 passes. In the present embodiment, a diesel engine is used as an example of the engine 2.
また、エンジンシステム1は、排気のエネルギを利用して吸気を過給するターボチャージャ5を備えている。具体的にはターボチャージャ5は、排気通路4に配置されたタービン6と、吸気通路3に配置されたコンプレッサ7とを備えている。コンプレッサ7はタービン6と一体となって回転するようにタービン6に接続されている。タービン6が排気のエネルギを受けて回転すると、このタービン6に接続されたコンプレッサ7も回転して吸気を過給する。 The engine system 1 also includes a turbocharger 5 that supercharges intake air by using exhaust energy. Specifically, the turbocharger 5 includes a turbine 6 disposed in the exhaust passage 4 and a compressor 7 disposed in the intake passage 3. The compressor 7 is connected to the turbine 6 so as to rotate integrally with the turbine 6. When the turbine 6 receives exhaust energy and rotates, the compressor 7 connected to the turbine 6 also rotates and supercharges intake air.
また、エンジンシステム1はEGRシステム10を備えている。EGRシステム10は、EGR通路11、EGRバルブ12、及びEGRクーラ13を備えている。EGR通路11は、排気通路4の排気の一部を吸気通路3に還流する通路である。具体的には本実施形態に係るEGR通路11は、排気通路4の排気マニホールド4aの部分から分岐して吸気通路3の吸気マニホールド3aの部分に合流している。
The engine system 1 includes an
EGRバルブ12は、EGR通路11に配置されており、EGR通路11の排気(EGRガスと称する)の流量を制御するバルブである。なお、EGRバルブ12の開閉動作は後述する制御装置30が制御している。EGRクーラ13は、EGR通路11に配置されており、冷媒との熱交換によってEGRガスを冷却する熱交換器である。なお、本実施形態において、EGRバルブ12は、EGRクーラ13よりもEGRガス流動方向で上流側に配置されているが、EGRバルブ12の配置箇所はこれに限定されるものではない。例えば、EGRバルブ12は、EGRクーラ13よりもEGRガス流動方向で下流側に配置されていてもよい。
The
また、エンジンシステム1は、各種情報を検出するセンサ類を備えている。図1では、このセンサ類として、MAFセンサ20、圧力センサ21a及び圧力センサ21bが例示されている。MAFセンサ20は、エンジン2に吸入される吸気の流量(吸気流量(mm3/s))を検出し、検出結果を制御装置30に伝える。具体的には本実施形態に係るMAFセンサ20は、一例として、吸気通路3におけるEGR通路11の接続箇所よりも上流側の部分、より具体的には、吸気通路3のコンプレッサ7よりもさらに上流側の部分に配置されており、この部分を通過する吸気流量を検出している。なお、MAFセンサ20は本発明に係る「吸気流量センサ」の一例である。
The engine system 1 includes sensors that detect various types of information. In FIG. 1, the
圧力センサ21aは、排気通路4の排気マニホールド4aの部分に配置されており、この部分のガス圧力を検出して、検出結果を制御装置30に伝える。圧力センサ21bは、吸気通路3の吸気マニホールド3aの部分に配置されており、この部分のガス圧力を検出して、検出結果を制御装置30に伝える。
The
また、エンジンシステム1は、エンジンシステム1の動作を統合的に制御する制御装置30を備えている。なお、本実施形態に係るEGR診断システム100は、この制御装置30の機能によって実現されている。
The engine system 1 also includes a
制御装置30はマイクロコンピュータを備えており、このマイクロコンピュータは、各種の制御処理を実行するCPU31や、このCPU31の動作に用いられるデータやプログラム等を記憶する記憶部32を有している。なお、記憶部32としては、例えば、ROM、RAM等が用いられる。制御装置30は、エンジン2の燃料噴射時期、燃料噴射量等を制御することでエンジン2の動作を制御する。また制御装置30は、EGRバルブ12の開閉動作を制御することでEGRシステム10の動作も制御する。
The
また、制御装置30は、EGRガス流量が正常であるか否かを診断するEGR診断処理を実行する。このEGR診断処理の詳細について、フローチャートを用いて説明すると次のようになる。
Further, the
図2は、本実施形態に係るEGR診断処理を説明するためのフローチャートであり、具体的にはEGR診断処理を含む一連の制御処理のフローを示している。なお、図2の各ステップは、制御装置30の具体的にはCPU31が実行する。また、制御装置30は、エンジン2の始動後において、エンジン2の暖機運転が完了した場合に、図2のフローチャートを最初にスタートする。
FIG. 2 is a flowchart for explaining the EGR diagnosis processing according to the present embodiment, and specifically shows a flow of a series of control processing including the EGR diagnosis processing. Each step of FIG. 2 is executed by the
ステップS10において、制御装置30は、EGR通路11の入口圧(EGR通路11の入口部分のガス圧力)と、EGR通路11の出口圧(EGR通路11の出口部分のガス圧力)との差圧である「EGR前後差圧」を取得するとともに、この取得されたEGR前後差圧が予め設定された所定値未満であるか否かを判定する。このステップS10の詳細は以下のとおりである。
In step S10, the
まず、ステップS10の所定値としては、例えば、EGRバルブ12が開状態であっても排気通路4の排気がEGR通路11に流入できなくなると考えられるEGR前後差圧の値を用いることができる。換言すると、この所定値として、EGRバルブ12が開状態であってもEGR通路11を通過するEGRガス流量がゼロとなるようなEGR前後差圧の値を用いることができる。この所定値は、予め実験、シミュレーション等によって適切な値を求めておき、記憶部32に記憶させておく(すなわち、制御装置30に予め設定しておく)。本実施形態では、この所定値の一例として、ゼロ(Pa)を用いている。
First, as the predetermined value in step S10, for example, the value of the EGR differential pressure before and after the
また、制御装置30は、圧力センサ21aの検出結果と圧力センサ21bの検出結果との差圧を取得し、この差圧をステップS10の「EGR前後差圧」として用いる。そして、制御装置30は、このようにして取得されたEGR前後差圧が記憶部32に記憶されている所定値未満(本実施形態ではゼロ未満)であるか否かを判定する。以上のようにして本実施形態に係るステップS10は実行されている。
Further, the
ステップS10でNOと判定された場合(すなわちEGR前後差圧が所定値以上の場合)、制御装置30はEGR診断処理の実行を許可する(ステップS20)。この場合、制御装置30は実際にEGR診断処理を実行する。
When it is determined NO in step S10 (that is, when the differential pressure before and after EGR is equal to or greater than a predetermined value),
このEGR診断処理において、制御装置30は、EGRバルブ12の開度(EGRバルブ開度)とMAFセンサ20によって検出された吸気流量とに基づいてEGRガス流量を算出するとともに、この算出されたEGRガス流量が正常であるか否かを診断する。このEGR診断処理の詳細は以下のとおりである。
In the EGR diagnosis process, the
まず、EGR前後差圧が所定値以上の場合(すなわち、EGRバルブ12が開状態のときに排気がEGR通路11に流入できるEGR前後差圧の場合)において、EGRバルブ12が開になることで排気がEGR通路11に実際に流入した場合、EGR通路11を通過して吸気通路3に流入するEGRガスの流量分だけ、MAFセンサ20の検出値(吸気流量)は減少する。このように、EGR前後差圧が所定値以上の場合においては、EGRバルブ開度とMAFセンサ20の検出値とEGRガス流量とは関連性を有している。このことを利用して、制御装置30は、EGRバルブ開度に対応するMAFセンサ20の検出値に基づいてEGRガス流量を算出し、この算出されたEGRガス流量が正常であるか否かの診断を行っている。
First, when the EGR front-rear differential pressure is greater than or equal to a predetermined value (that is, the EGR front-rear differential pressure that allows exhaust to flow into the
具体的には、本実施形態に係る制御装置30は、EGRバルブ12が閉状態のときにおけるMAFセンサ20の検出値を基準値とし、EGRバルブ12が開弁したときのMAFセンサの検出値からこの基準値を減算することで、EGRバルブ開度に対応するMAFセンサの検出値の減少量(吸気流量の減少量)を算出し、この算出された減少量に基づいてEGRガス流量を算出する。なお、このMAFセンサ20の検出値を利用したEGRガス流量の算出手法自体は、公知技術の範疇の事項であるので、これ以上詳細な説明は省略する。
Specifically, the
そして、制御装置30は、上記のようにして算出されたEGRガス流量が、予め設定された基準範囲(以下、「EGRガス流量基準範囲」と称する)に含まれているか否かを判定することで、算出されたEGRガス流量が正常であるか否か(すなわち算出されたEGRガス流量が正常な範囲内であるか否か)を診断する。本実施形態において、このEGRガス流量基準範囲は、誤差等を考慮して、ある程度の数値幅を有している。このEGRガス流量基準範囲は、予め実験、シミュレーション等で適切な値を求めておき、制御装置30の記憶部32に記憶しておく。
Then, the
制御装置30は、算出されたEGRガス流量が記憶部32のEGRガス流量基準範囲に含まれているか否かを判定した結果、EGRガス流量がEGRガス流量基準範囲に含まれていると判定した場合には、「EGRガス流量は正常である」と診断し、EGRガス流量がEGRガス基準範囲に含まれていないと判定した場合には、「EGRガス流量は正常でない」と診断する。以上のようにして、本実施形態に係るEGR診断処理は実行されている。ステップS20の後に制御装置30は、フローチャートを再度スタートから実行する(リターン)。
As a result of determining whether or not the calculated EGR gas flow rate is included in the EGR gas flow rate reference range of the
一方、ステップS10でYESと判定された場合(EGR前後差圧が所定値未満の場合)、制御装置30はEGR診断処理の実行を禁止する(ステップS30)。この場合、EGR診断処理は実行されない。ステップS30の後に制御装置30は、フローチャートをスタートから再度実行する(リターン)。
On the other hand, when it is determined YES in step S10 (when the EGR front-rear differential pressure is less than a predetermined value),
なお、ステップS10においてEGR前後差圧が所定値未満であるか否かを判定する制御装置30のCPU31は、「差圧判定部」としての機能を有する部材の一例である。ステップS20においてEGR診断処理の実行の許可を行う制御装置30のCPU31は、「EGR診断処理許可部」としての機能を有する部材の一例である。また、ステップS20においてEGR診断処理を実行する制御装置30のCPU31は、「EGR診断処理実行部」としての機能を有する部材の一例である。ステップS30においてEGR診断処理の実行禁止を行う制御装置30のCPU31は、「EGR診断処理禁止部」としての機能を有する部材の一例である。
Note that the
続いて、本実施形態に係るEGR診断システム100の作用効果について、比較例と比較しつつ説明する。
Then, the effect of the EGR
まず、比較例として、EGR前後差圧が所定値未満の場合であっても、EGR診断処理を実行するEGR診断システムを想定する。ここで、EGR診断処理は、MAFセンサ20の検出値を利用してEGRガス流量を算出しているため、EGRバルブ12が開になった場合に排気通路4の排気がEGR通路11に流入すること(すなわちEGR通路11をEGRガスが流動すること)を前提としてEGRガス流量を算出して、EGRガス流量が正常であるか否かを診断している。したがって、比較例のように、EGR前後差圧が所定値未満のときにEGR診断処理が実行された場合、EGRガス流量を正確に算出することが困難になり、この結果、正確でないEGRガス流量を用いてEGR診断処理を実行する可能性がある。したがって、比較例の場合、EGRガス流量が正常であるか否かを誤って診断する可能性がある。
First, as a comparative example, an EGR diagnostic system that executes EGR diagnostic processing even when the differential pressure across the EGR is less than a predetermined value is assumed. Here, since the EGR diagnosis process uses the detection value of the
これに対して本実施形態に係るEGR診断システム100によれば、EGR前後差圧が所定値未満の場合にはEGR診断処理の実行を禁止するので(ステップS30)、排気通路4の排気がEGR通路11に流入することが困難な状態の場合にEGR診断処理が実行されることが抑制されている。したがって、本実施形態によれば、EGRガス流量が正常であるか否かの診断で誤診断することを抑制することができる。
On the other hand, according to the
(実施形態の変形例)
上記の実施形態において、圧力センサ21aは、排気マニホールド4aの部分に配置されているのではなく、EGR通路11の入口部分(EGR通路11の上流側端部)に配置されていてもよい。
(Modification of the embodiment)
In the above embodiment, the
また、圧力センサ21bは、吸気マニホールド3aの部分に配置されているのではなく、EGR通路11の出口部分(EGR通路11の下流側端部)に配置されていてもよい。
Further, the
あるいは、圧力センサ21bは、ターボチャージャ5のブースト圧(コンプレッサ7による過給圧)を直接検出できる箇所に配置されていてもよい。この場合、制御装置30は、ステップS10において、圧力センサ21aの検出結果と圧力センサ21bの検出結果(ブースト圧)との差圧を「EGR前後差圧」として用いる。
Or the
以上のような本変形例においても、前述した実施形態と同様の作用効果を奏することができる。 Also in this modified example as described above, the same operational effects as those of the above-described embodiment can be obtained.
以上本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. Is possible.
1 エンジンシステム
2 エンジン
3 吸気通路
4 排気通路
10 EGRシステム
11 EGR通路
12 EGRバルブ
20 MAFセンサ(吸気流量センサ)
21a,21b 圧力センサ
30 制御装置
31 CPU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine system 2 Engine 3 Intake passage 4
21a,
Claims (2)
前記EGR通路の入口圧と前記EGR通路の出口圧との差圧であるEGR前後差圧が予め設定された所定値未満であるか否かを判定する差圧判定部と、
前記EGR前後差圧が前記所定値未満であると判定された場合に前記EGR診断処理実行部による前記EGR診断処理の実行を禁止するEGR診断処理禁止部と、を備えるEGR診断システム。 The EGR gas flow rate is calculated based on the opening degree of the EGR valve arranged in the EGR passage and the intake flow rate of the engine detected by the intake flow rate sensor, and diagnosis is made as to whether or not the calculated EGR gas flow rate is normal. An EGR diagnosis processing execution unit for executing EGR diagnosis processing;
A differential pressure determination unit that determines whether or not a differential pressure before and after EGR, which is a differential pressure between an inlet pressure of the EGR passage and an outlet pressure of the EGR passage, is less than a predetermined value set in advance;
An EGR diagnosis system comprising: an EGR diagnosis processing prohibition unit that prohibits execution of the EGR diagnosis processing by the EGR diagnosis processing execution unit when it is determined that the differential pressure before and after the EGR is less than the predetermined value.
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---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111024401A (en) * | 2019-12-26 | 2020-04-17 | 潍柴动力股份有限公司 | EGR cooler fault diagnosis method, device, equipment and storage medium |
CN111120156A (en) * | 2019-12-31 | 2020-05-08 | 潍柴动力股份有限公司 | Engine EGR rate deviation fault monitoring method and device |
CN114962039A (en) * | 2022-06-29 | 2022-08-30 | 东风汽车集团股份有限公司 | EGR valve performance failure monitoring method |
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2017
- 2017-07-27 JP JP2017145125A patent/JP2019027310A/en active Pending
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