JP3750201B2 - 排気還流装置の故障診断方法およびその装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載されているエンジンの排気還流装置の故障を工場等において診断する方法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば特開平６−５８２１０号公報に示されるように、エンジンの排気通路と吸気通路とを連通させる排気還流通路に、この通路を開閉する排気還流制御弁を介設したエンジンにおいて、エンジンの運転中に排気還流制御弁を一時的に開閉させ、その開閉前後の吸気通路内又は排気還流弁内の圧力の変動が所定範囲内にあるか否かを検出し、この検出結果に基づいて排気還流系が故障しているか否かを判定するようにした排気還流装置の故障診断方法は知られている。
【０００３】
この装置によると、排気還流制御弁が作動しないような故障が生じた場合に、上記圧力の変動が生じないことから、エンジンの運転中にその故障が判別される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記公報に示されている故障診断装置は、通常走行中に排気還流装置の故障を診断するものであるが、製造工場での出荷時等における検査でも、排気還流装置の故障を診断することが要求される。この場合、工場等に設置される外部の検査装置を用いて容易に、かつ能率良く故障診断を行うことが望まれる。また、排気還流装置においては、排気還流制御弁が弁体とこれを作動する圧力式アクチュエータとからなり、上記駆動手段が上記圧力式アクチュエータに対する負圧導入用ソレノイドバルブと大気圧導入用ソレノイドバルブとからなっており、これらのバルブの作動不良等、各種の故障を判別することが要求される。
【０００５】
なお、特公平７−１８７７６号公報には、車載の制御ユニットがセンサ出力やアクチュエータ動作の異常あるいはコンピュータ処理の異常を自己診断する装置として、通常モード時に実行される第１の診断プログラムと、テストモード時に実行される第２の自己診断プログラムと、表示プログラムとを記憶手段が記憶し、テストスイッチ及び通電スイッチの切換操作に応じて上記３つのプログラムのうちの１つを実行するようにしたものが示されている。この装置によると、修理工場等ではテストモードを選択することができる。しかし、この公報は、制御ユニットとこれに接続されたセンサ及びアクチュエータからなる一般的な制御系の故障診断について示しているにすぎず、排気還流装置の故障診断の効果的な方法は示されていない。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑み、工場等での検査時に排気還流装置の故障を容易に能率良く、かつ適正に診断することができる排気還流装置の故障診断方法およびその装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の故障診断方法は、エンジンの排気通路と吸気通路とを接続する排気還流通路と、この排気還流通路中に設けられて排気還流量を調節する排気還流制御弁と、電気信号に応じて上記排気還流制御弁を駆動する駆動手段と、上記排気還流制御弁の作動位置を検出する検出手段と、上記駆動手段及び検出手段に接続された制御部とを備え、上記排気還流制御弁が弁体とこれを作動する圧力式アクチュエータとからなり、上記駆動手段が上記圧力式アクチュエータに対する負圧導入用ソレノイドバルブと大気圧導入用ソレノイドバルブとからなるものであり、これらのソレノイドバルブにより上記アクチュエータに対する負圧および大気圧の導入割合が調整され、負圧導入割合が多くなるにつれて排気還流制御弁の開度が大きくなるように構成された排気還流装置の故障を診断する方法であって、外部のテスト装置から上記制御部にテスト用の駆動指令信号を送信することにより、上記排気還流制御弁を所定の初期状態からこれよりも大きな所定開度にまで開くように上記両ソレノイドバルブをフィードバック制御する第１の制御状態と、これに次いで排気還流制御弁の開度を一定に保持すべく上記両ソレノイドバルブをともに閉状態とする第２の制御状態と、上記排気還流制御弁を初期状態に戻すように上記大気圧導入用ソレノイドバルブを開く第３の制御状態とに順次移行するように上記駆動手段を制御し、上記第 1 乃至第 3 の各制御状態においてそれぞれ、上記検出手段により上記排気還流制御弁の作動位置を検出してその検出値を示す出力を上記テスト装置により上記制御部から受信し、これらの検出値に基づいて上記負圧導入用ソレノイドバルブおよび大気圧導入用ソレノイドバルブの各断線、ショートを判別するものである。
【０００８】
この方法によると、工場等で車両の検査が行われるときに、検査場所等に設置されているテスト装置からの指令信号の送信により、テストのための上記駆動手段の制御が自動的に行われるともに、上記テスト装置へ送信される上記検出手段の出力に基づき、その値が適正範囲内にない場合に排気還流装置が故障していることが判別される。
【００１１】
とくに、大気圧導入用ソレノイドバルブに通電する回路の断線やショート、負圧導入用ソレノイドバルブに通電する回路の断線やショート等、各種の故障の判別が可能となる。
【００１２】
上記の方法において、さらに、排気還流制御弁を作動させる制御の前後におけるエンジン回転数検出手段の出力を上記テスト装置により上記制御部から受信し、この制御の前後におけるエンジン回転数検出手段の出力の変化が所定値以下か否かにより排気還流装置が故障かどうかを判別することが好ましい。
【００１３】
このようにすると、排気還流が正常に行われた場合はエンジン回転数が所定値以上変化するが、排気還流制御弁の不作動、排気還流通路のリーク、配管の外れ等の故障によって排気還流が行われなかった場合はエンジン回転数が殆ど変化しないことから、このような故障が判別される。
【００１５】
駆動指令信号による駆動手段の制御及び故障の判別は、エンジンがアイドル状態にあるときに行うことが好ましい。このようにすると、エンジンが作動されて検査場所等に置かれている状態に相当するアイドル状態で、有効に故障診断が行われる。
【００１６】
また、上記方法に使用する故障診断装置は、エンジンの排気通路と吸気通路とを接続する排気還流通路と、この排気還流通路中に設けられて排気還流量を調節する排気還流制御弁と、電気信号に応じて上記排気還流制御弁を駆動する駆動手段と、上記排気還流制御弁の作動位置を検出する検出手段と、上記駆動手段及び検出手段に接続された制御部とを備え、上記排気還流制御弁が弁体とこれを作動する圧力式アクチュエータとからなり、上記駆動手段が上記圧力式アクチュエータに対する負圧導入用ソレノイドバルブと大気圧導入用ソレノイドバルブとからなるものであり、これらのソレノイドバルブにより上記アクチュエータに対する負圧および大気圧の導入割合が調整され、負圧導入割合が多くなるにつれて排気還流制御弁の開度が大きくなるように構成された排気還流装置の故障を診断する装置であって、上記制御部にテスト用端子を介して接続される外部のテスト装置を備え、このテスト装置に、上記制御部に対するテスト用の駆動指令信号の送信及び上記検出手段の出力の受信を行う送受信手段と、上記検出手段の出力により調べられる排気還流制御弁の作動状態に基づいて排気還流装置の故障を判別する故障判別手段とを設け、上記制御部に、上記テスト装置からの駆動指令信号に応じ、上記排気還流制御弁を所定の初期状態からこれよりも大きな所定開度にまで開くように上記両ソレノイドバルブをフィードバック制御する第１の制御状態と、これに次いで排気還流制御弁の開度を一定に保持すべく上記両ソレノイドバルブをともに閉状態とする第２の制御状態と、上記排気還流制御弁を初期状態に戻すように上記大気圧導入用ソレノイドバルブを開く第３の制御状態とに順次移行するように上記駆動手段を制御するテスト用制御手段を設ける一方、上記テスト装置の故障判別手段を、上記第 1 乃至第 3 の各制御状態においてそれぞれ、上記検出手段により上記排気還流制御弁の作動位置を検出させてその検出値を示す出力を上記制御部から受信し、これらの検出値に基づいて上記負圧導入用ソレノイドバルブおよび大気圧導入用ソレノイドバルブの各断線、ショートを判別するように構成したものである。
【００１７】
この装置によると、工場等での検査時に、上記故障診断方法が自動的に実行され、排気還流装置の故障の診断が容易に行われる。
【００１９】
さらに、エンジン回転数を検出する回転数検出手段を上記制御部に接続するとともに、排気還流制御弁を作動させる制御の前後におけるエンジン回転数検出手段の出力を上記制御部から受信して、この制御の前後におけるエンジン回転数検出手段の出力の変化が所定値以下か否かにより排気還流装置が故障かどうかを判別する機能を上記故障判別手段に持たせることが好ましい。
【００２１】
上記のような故障診断装置において、エンジンの制御部にエンジンのアイドル状態を判定するアイドル判定手段を設け、このアイドル判定手段によりアイドル状態が判定されたときにのみ上記駆動指令信号に応じた制御を行うように上記制御部を構成することが好ましい。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明が適用される排気還流装置を備えたエンジン全体の概略構造を示している。この図において、１はシリンダを有するエンジン本体であり、そのシリンダの燃焼室２には吸気弁によって開閉される吸気ポート３及び排気弁によって開閉される排気ポート４が開口している。上記吸気ポート３には吸気通路５が接続され、排気ポート４には排気通路１１が接続されている。
【００２３】
上記吸気通路５には、その上流側から順にエアクリーナ６，エアフローセンサ７，スロットル弁８及びサージタンク９が設けられるとともに、吸気ポート５の近傍に、燃料を噴射するインジェクタ１０が設けられている。一方、排気通路１１には触媒装置１２等か設けられている。また、アイドルスイッチ１３、エンジン回転数センサ１４が吸気通路５、エンジン本体１にそれぞれ具備されている。
【００２４】
また、吸気通路５の途中、例えばサージタンク９には、排気通路１１に連通するＥＧＲ通路（排気還流通路）１５が接続され、このＥＧＲ通路１５には、排気還流量を調節するＥＧＲ弁（排気還流制御弁）１６が設けられている。
【００２５】
上記ＥＧＲ弁１６は、ＥＧＲ通路１５中に設けられたハウジング１７と、このハウジング１７内に設置された弁体１８と、この弁体１８を駆動する圧力式アクチュエータ１９とを有している。上記アクチュエータ１９には、負圧通路２１と大気圧通路２２とを合流させた作動圧力導入通路２０が接続されており、上記負圧通路２１はスロットル弁８より下流の吸気通路５に接続され、大気圧通路２２はスロットル弁８より上流の吸気通路５に接続されている。
【００２６】
上記負圧通路２１には負圧導入用ソレノイドバルブ２３が設けられ、上記大気圧通路２２には大気圧導入用ソレノイドバルブ２４が設けられており、これらのソレノイドバルブ２３，２４によりＥＧＲ弁１６を駆動する駆動手段が構成されている。そして、上記各ソレノイドバルブ２３，２４がデューティ制御されることにより、上記アクチュエータ１９に対する負圧及び大気圧の導入割合が調節され、それに応じてＥＧＲ弁１６の開度が調整される。具体的には、上記アクチュエータ１９に導入される圧力が大気圧の場合はＥＧＲ弁１６の弁体１８が全閉となり、アクチュエータ１９に対して負圧導入割合が多くなるにつれてＥＧＲ弁１６の弁体１８の開度が大きくなるように構成されている。
【００２７】
また、上記ＥＧＲ弁１６には、その作動位置（開度）を検出するポジションセンサ（検出手段）２５が設けられている。
【００２８】
上記各ソレノイドバルブバルブ２３，２４及びポジションセンサ２５は制御部としてのエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）３０に接続され、さらに上記エアフローメータ７、アイドルスイッチ１３、エンジン回転数センサ１４等もエンジン制御ユニット３０に接続されている。そして、エンジン制御ユニット３０から各ソレノイドバルブ２３，２４に出力されるデューティ信号によってＥＧＲ弁１６の作動状態が制御され、例えば通常運転中でＥＧＲを行うべき運転領域にある場合には、上記ポジションセンサ２５による検出値と目標値との偏差に応じて各ソレノイドバルブ２３，２４がデューティ制御されることにより、ＥＧＲ弁１６の作動位置がフィードバック制御されるようになっている。
【００２９】
また、上記制御ユニット３０は、テスト用端子３１を有し、図２に示すように自動車４０に搭載された状態で外部のテスト装置４１にカプラ４２を介して接続可能となっている。上記テスト装置４１は、例えば車両の製造工場において出荷時のエンジン検査のため、工場内の所定箇所に設置されており、このテスト装置４１には表示手段４３が付設されている。
【００３０】
図３はエンジン制御ユニット３０及びテスト装置４１の機能構成を示している。エンジン制御ユニット３０は、上記のような通常運転中のＥＧＲ制御やその他の各種エンジン制御を行うほかに、上記テスト装置４１による排気還流装置の故障診断のための制御も行うもので、テスト用駆動制御手段３２を備えている。さらに、各種検出信号等の入出力を行う信号入出力手段３３、及びエンジンのアイドル状態を判定するアイドル判定手段３４等がエンジン制御ユニット３０に含まれている。
【００３１】
上記テスト用駆動制御手段３２は、上記テスト装置４１から駆動指令信号を受け、かつアイドル判定手段３４でアイドル状態であることを判定したときにテストモードを実行するようになっており、そのテストモードとしては、駆動指令信号に応じてＥＧＲ弁１６を所定の初期状態からこれよりも大きな所定開度にまで開くように上記両ソレノイドバルブ２３，２４を制御する第１の制御状態と、これに次いでＥＧＲ弁１６の開度を一定に保持すべく上記両ソレノイドバルブ２３，２４を閉状態とする第２の制御状態と、上記ＥＧＲ弁１６を初期状態に戻すように上記両ソレノイドバルブ２３，２４を制御する第３の制御状態とに順次移行するようになっている。
【００３２】
また、上記信号入出力手段３３は、上記テストモードが実行されたとき、テスト装置４１からの要求に応じ、ポジションセンサ２５から入力したＥＧＲ弁作動位置をテスト装置４１に送信し、さらに上記テストモードの制御の前後においてエンジン回転数センサ１４から入力した信号もテスト装置に送信するようになっている。
【００３３】
一方、上記テスト装置４１には、送受信手段４４と、故障判別手段４５とが設けられている。上記送受信手段４４は、上記エンジン制御ユニット３０に対してテスト用の駆動指令信号の送信を行うとともに、上記テストモードにおける各制御の期間にそれぞれエンジン制御ユニット３０にＥＧＲ弁作動位置の信号の送信を要求してその信号を受信し、また、上記テストモードの制御の前後におけるエンジン回転数信号も受信するようになっている。
【００３４】
また、上記故障判別手段４５は、ＥＧＲ弁１６の作動状態に基づいて故障を判別し、具体的には上記第１〜第３の各制御状態においてＥＧＲ弁作動位置が適正範囲内にあるか否かを調べることにより、正常か故障かを判別するようになっている。また、テスト装置４１に付設された表示手段４３は、上記判別手段４５によって排気還流装置の故障が判別されたときにその故障の表示を行うようになっている。
【００３５】
上記テスト装置４１及びエンジン制御ユニット３０によって行われる故障診断の方法を、図５（ａ）のタイムチャートを参照しつつ、図４のフローチャートによって説明する。
【００３６】
自動車製造工場での出荷時等に上記エンジン制御ユニット３０と上記テスト装置４１とが接続された状態で、テスト装置４１側で排気還流装置の故障診断の開始のための入力操作が行われると、先ずテスト装置４１が、ステップＳ１で、ＥＧＲテストモード起動命令（テスト用駆動指令信号）をエンジン制御ユニット３０に送信する。エンジン制御ユニット３０は、ステップＳ１０１で上記ＥＧＲテストモード起動命令を受信すると、ステップＳ１０２でアイドルスイッチ１３、エンジン回転数センサ１４等からの信号に基づいてアイドル状態か否かを調べる。そして、アイドル状態でなければステップＳ１０３でテスト中止にして終了するが、アイドル状態であれば、ステップＳ１０４以降の処理を行う。
【００３７】
ステップＳ１０４では、ＥＧＲポジションＦ／Ｂモードの実行を開始する。このモードは、ＥＧＲ弁１６を初期状態（それまでの状態）からこれよりも大きな所定開度に開くようにフィードバック制御を行うものである。すなわち、図５（ａ）中に示すように、テストモード起動時点ｔ０までは、ＥＧＲ弁位置が小さい値、例えばＥＧＲ弁全閉位置となっているが、テストモード起動時点ｔ０の直後から、ＥＧＲ弁位置（ＥＧＲポジション）の目標値が所定量だけ大きくされた上でフィードバック制御が行われる。
【００３８】
テスト装置４１においてはテストモード起動命令送信後、ステップＳ２で設定時間ＴＡ１の経過を待ち、設定時間ＴＡ１が経過したとき（図５（ａ）中のｔ１の時点）にＥＧＲポジション値送信の要求を行い、それに応じてエンジン制御ユニット３０は、ステップＳ１０５で、ポジションセンサ２５により検出されたＥＧＲポジション値Ｐ１をテスト装置４１に送信する。
【００３９】
テスト装置４１は、ステップＳ３で、エンジン制御ユニット３０から送信されたＥＧＲポジション値Ｐ１を読み出し、ステップＳ４で上記ＥＧＲポジション値Ｐ１が所定範囲内か否かを判別する。
【００４０】
一方、エンジン制御ユニット３０は、設定時間ＴＢ１が経過するまでは上記ＥＧＲポジションＦ／Ｂモードを持続するが、ステップＳ１０６で時間ＴＢ１の経過を確認したとき（図５（ａ）中のｔ２の時点）から、ステップＳ１０７でＥＧＲポジション保持モードの実行を開始する。このモードは、上記負圧導入用ソレノイドバルブ２３及び大気圧導入用ソレノイドバルブ２４をともに閉じて、ＥＧＲ弁１６のアクチュエータ１９内の作動圧力を封じ込める状態とすることにより、ＥＧＲ弁１６をそれまでと同じ開度に保持するものである。
【００４１】
テスト装置４１においてステップＳ４で上記ＥＧＲポジション値Ｐ１が所定範囲内であることを確認した場合は、ステップＳ５で設定時間ＴＡ２の経過を待ち、設定時間ＴＡ２が経過したとき（図５（ａ）中のｔ３の時点）にＥＧＲポジション値送信の要求を行い、それに応じてエンジン制御ユニット３０は、ステップＳ１０８で、ポジションセンサ２５により検出されたＥＧＲポジション値Ｐ２をテスト装置４１に送信する。
【００４２】
テスト装置４１は、ステップＳ６で、エンジン制御ユニット３０から送信されたＥＧＲポジション値Ｐ２を読み出し、ステップＳ７で上記ＥＧＲポジション値Ｐ２が所定範囲内か否かを判別する。
【００４３】
一方、エンジン制御ユニット３０は、設定時間ＴＢ２が経過するまでは上記ＥＧＲポジション保持モードを持続するが、ステップＳ１０９で時間ＴＢ２の経過を確認したとき（図５（ａ）中のｔ４の時点）に、ステップＳ１１０でＥＧＲテストモードの実行を終了する。このとき、大気圧導入用ソレノイドバルブ２４を開くことにより、ＥＧＲ弁１６を初期状態に戻す。つまり、図５（ａ）中に示すようにｔ４の時点より後にＥＧＲ弁位置が元の小さい値に戻される。
【００４４】
テスト装置４１においてステップＳ７で上記ＥＧＲポジション値Ｐ２が所定範囲内であることを確認した場合は、ステップＳ８で設定時間ＴＡ３の経過を待ち、設定時間ＴＡ３が経過したとき（図５（ａ）中のｔ５の時点）にＥＧＲポジション値送信の要求を行い、それに応じてエンジン制御ユニット３０は、ステップＳ１１１で、ポジションセンサ２５により検出されたＥＧＲポジション値Ｐ３をテスト装置４１に送信する。
【００４５】
テスト装置４１は、ステップＳ９で、エンジン制御ユニット３０から送信されたＥＧＲポジション値Ｐ３を読み出し、ステップＳ１０で上記ＥＧＲポジション値Ｐ３が所定範囲内か否かを判別する。
【００４６】
ＥＧＲポジション値Ｐ３が所定範囲内であることを確認した場合は、さらにステップＳ１１で、テスト前後でエンジン回転数Ｎｅに所定値以上の変化があったか否かが判定される。
【００４７】
テスト装置４１は上記ステップＳ４、Ｓ７、Ｓ１０及びＳ１１の各判別に応じて故障か正常かを判定する。すなわち、ステップＳ４、Ｓ７、Ｓ１０のいずれかの判別でＥＧＲポジション値が所定範囲内になかった場合、あるいは、ステップＳ１１の判別でエンジン回転数に所定値以上の変化がなかった場合は、ステップＳ１２で故障と判定して、表示手段４１に故障の表示を行わせる。また、ステップＳ４、Ｓ７、Ｓ１０の各判別でいずれもＥＧＲポジション値が所定範囲内にあり、かつ、ステップＳ１１の判別でエンジン回転数に所定値以上の変化があった場合は、ステップＳ１３で正常と判定する。
【００４８】
なお、図５中のｔ１時点はｔ０時点より後でｔ２時点よりも少し前、ｔ３時点はｔ２時点より後でｔ４時点より少し前、ｔ５時点はｔ４時点よりもある程度後となるように、上記設定時間ＴＡ１，ＴＡ２，ＴＡ３及びＴＢ１，ＴＢ２が定められている。
【００４９】
以上のような方法によると、製造工場での出荷検査時等において、ＥＧＲ装置の故障診断が容易に、かつ効果的に行われる。
【００５０】
すなわち、出荷時検査の工程でエンジンが作動されて検査場所に置かれているときはアイドル状態にあり、このアイドル状態で上記テスト装置４１から指令があれば自動的にＥＧＲテストモードが起動される。そして、ＥＧＲポジションＦ／Ｂモード、ＥＧＲポジション保持モードを順次設定時間だけ実行してからテストモードを終了する処理が自動的に行われるとともに、上記ＥＧＲポジションＦ／Ｂモード中、ＥＧＲポジション保持モード中及びテストモード出力後にそれぞれ、送信要求に応じてＥＧＲポジションＰ１，Ｐ２，Ｐ３がエンジン制御ユニット３０からテスト装置４１に送信され、テスト装置４１でこれらＥＧＲポジションＰ１，Ｐ２，Ｐ３等に基づいて各種の故障が判別される。
【００５１】
具体的に、ＥＧＲテストモード中のＥＧＲポジション変化のパターンが各種の故障によってどのように変るかを、図５（ｂ）〜（ｅ）により、図５（ａ）に示す正常時のパターンと比較しつつ説明する。なお、当実施形態において上記負圧導入用ソレノイドバルブ２３はノーマルクローズ（非通電時に閉）、大気圧導入用ソレノイドバルブ２４はノーマルオープン（非通電時に開）となっている。
【００５２】
ＥＧＲ弁駆動系において大気圧導入用ソレノイドバルブ２４に対する通電回路が断線したときは、このソレノイドバルブ２４が制御信号に拘らず開いた状態のままとなり、このような故障の場合、テストモード中のＥＧＲポジション変化は図５（ｂ）のようになる。
【００５３】
すなわち、この場合に大気導入側はコントロールできないが、大気圧通路２２は通路面積が比較的小さくて空気の流通がある程度制限されており、負圧通路２１からの負圧導入量が多ければＥＧＲ弁１６は開かれるので、上記ＥＧＲポジションＦ／Ｂモードでは、負圧導入用ソレノイドバルブ２３がフィードバック制御されることによりＥＧＲ弁１６が所定開度まで開かれ、このモード中で調べられるＥＧＲポジションＰ１は適正範囲内となる。しかし、ＥＧＲポジション保持モードに移行すると、上記両ソレノイドバルブ２３，２４をともに閉とする制御が行われるが、実際には大気圧導入用ソレノイドバルブ２４が閉じないため、アクチュエータ１９内の負圧が放出されてＥＧＲ弁１６が閉じてしまう。
【００５４】
従ってこの場合は、ＥＧＲポジション保持モードに切換わった時点ｔ２より後のＥＧＲポジション変化が正常時と異なることとなり、ＥＧＲポジション保持モード中に調べられるＥＧＲポジションＰ２’が適正範囲外（ステップＳ７がＮＯ）となり、これによって故障が判別される。
【００５５】
上記大気圧導入用ソレノイドバルブ２４に対する通電回路がショートしたときは、このソレノイドバルブ２４が制御信号に拘らず閉じた状態となり、このような故障の場合、テストモード中のＥＧＲポジション変化は図５（ｃ）のようになる。
【００５６】
すなわち、上記ＥＧＲポジションＦ／Ｂモードでは、負圧導入用ソレノイドバルブ２３がフィードバック制御されることによりＥＧＲ弁１６が所定開度まで開かれ、さらにＥＧＲポジション保持モードでは、負圧導入用ソレノイドバルブ２３が閉じられるとともに、大気圧導入用ソレノイドバルブ２４が既に閉じていることから、それまでのＥＧＲ弁作動位置が保持される。よって、これらの段階でのＥＧＲポジションＰ１，Ｐ２は適正範囲内となる。しかし、ＥＧＲテストモード終了の段階で、大気圧導入用ソレノイドバルブ２４を開くべく制御されてもこのバルブ２４が閉じたままになり、ＥＧＲポジション保持モードと同様にＥＧＲ弁１６が大きな開度に保たれる。
【００５７】
従ってこの場合は、ＥＧＲテストモード終了時点ｔ４より後のＥＧＲポジション変化が正常時と異なることとなり、ＥＧＲテストモード終了後に調べられるＥＧＲポジションＰ３’が適正範囲外（ステップＳ１０がＮＯ）となり、これによって故障が判別される。
【００５８】
上記負圧導入用ソレノイドバルブ２３に対する通電回路が断線したときは、このバルブ２３が制御信号に拘らず閉じた状態となり、このような故障の場合、テストモード中のＥＧＲポジション変化は図５（ｄ）のようになる。
【００５９】
すなわち、上記ＥＧＲポジションＦ／Ｂモードとされても負圧導入用ソレノイドバルブ２３が開かないことにより、負圧がアクチュエータに導入されず、よってＥＧＲ弁１６は閉じた状態に保たれる。従って、この段階でＥＧＲポジションＰ１’が適正範囲外（ステップＳ４がＮＯ）となり、これによって故障が判別される。
【００６０】
また、上記負圧導入用ソレノイドバルブ２３に対する通電回路がショートしたときは、このバルブ２３が制御信号に拘らず開いた状態となる。このような故障の場合、ＥＧＲ弁１６のアクチュエータ１９に常に負圧が導入される状態となるので、図５（ｅ）のように、当初からＥＧＲ弁１６の開度か大きくなり、ステップＳ４等でＥＧＲポジションが適正範囲より大きいことが判定されることにより、故障が判別される。
【００６１】
このようにして、ＥＧＲ弁１６の駆動系統における上記両ソレノイドバルブ２３，２４の断線、ショート等による各種故障を全て判別することが可能となる。
【００６２】
さらに当実施形態では、テスト前後でエンジン回転数に所定値以上の変化か有ったか否かが調べられ（ステップＳ１１）、これによってＥＧＲ弁１６の駆動系統以外の故障の判別も可能となる。すなわち、正常であれば上記テストモード中の制御によって吸気系への排気ガスの還流が行われ、それに伴ってテスト前後でエンジン回転数が変化するが、故障により排気ガスの還流が行われなかった場合は、テスト前後でエンジン回転数が殆ど変化しない。そして、ＥＧＲ弁１６の駆動が正常に行われていても、ＥＧＲ通路１５やＥＧＲ弁１６のハウジング１７等でリークや配管の外れ等の故障が有った場合に排気ガスの還流が行われないことがある。
【００６３】
そこで、上記テストモードの各段階でのＥＧＲポジションを調べることに加え、テスト前後でのエンジン回転数変化を調べれば、ＥＧＲ系の多種多様な故障の判別が可能となる。
【００６４】
なお、上記のような故障診断方法によると、故障の有無の判別に加えて故障の種類の判別も可能であるため、例えば上記ステップＳ１２で故障と判定してこれを表示する際に、故障の種類も表示するようにしておけば、修理等に便利である。
【００６５】
また、上記実施形態ではテストモードの各段階でのＥＧＲポジションを調べることによる故障の判別と、テスト前後でのエンジン回転数変化を調べることによる故障の判別とをともに行っているが、両者のうちのいずれか一方だけを行ってもかなりの故障を判別することができる。
【００６６】
また、本発明の方法及び装置は、製造工場での出荷時の検査に適用されるほかに、修理工場等での検査診断にも適用することかできる。
【００６７】
【発明の効果】
本発明の方法及び装置は、排気通路と、排気還流制御弁と、排気還流制御弁を駆動する駆動手段と、排気還流制御弁の作動状態を検出する検出手段と、制御部とを有する排気還流装置に対し、上記制御部に外部のテスト装置が接続されるようにし、このテスト装置から送信する駆動指令信号により、排気還流制御弁を所定状態に作動させるように上記駆動手段を制御するとともに、上記テスト装置で上記検出手段の出力を受診し、これにより調べられる排気還流制御弁の作動状態に基づいて故障を判別するようにしているため、工場等での検査時に、上記排気還流制御弁の駆動系統等の故障を容易に、かつ適正に診断することができる。
【００６８】
とくに、上記排気還流制御弁の駆動手段が負圧導入用ソレノイドバルブと大気圧導入用ソレノイドバルブとからなり、これらのソレノイドバルブにより上記アクチュエータに対する負圧および大気圧の導入割合が調整され、負圧導入割合が多くなるにつれて排気還流制御弁の開度が大きくなるように構成された排気還流装置の故障を診断するものであって、駆動指令信号に基づく制御として、上記排気還流制御弁を所定の初期状態からこれよりも大きな所定開度にまで開くように上記両ソレノイドバルブをフィードバック制御する第１の制御状態と、これに次いで排気還流制御弁の開度を一定に保持すべく上記両ソレノイドバルブをともに閉状態とする第２の制御状態と、上記排気還流制御弁を初期状態に戻すように上記大気圧導入用ソレノイドバルブを開く第３の制御状態とに順次移行し、各制御状態における上記検出手段の出力に基づいて故障の判別を行うようにすることにより、上記両ソレノイドバルブからなる駆動手段の各種の故障を効果的に判別することができる。
【００６９】
また、上記のような排気還流制御弁の作動状態を検出する検出手段の出力に基づく故障判別に加え、排気還流制御弁を作動させる制御の前後におけるエンジン回転数検出手段の出力をテスト装置により制御部から受信し、この制御の前後におけるエンジン回転数検出手段の出力の変化に基づいて故障の判別を行うようにすると、排気還流制御弁の駆動系の故障のほかに、排気還流通路のリーク、配管の外れ等の故障も判別することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法及び装置が適用されるＥＧＲ装置を備えたエンジンの一例を示す概略図である。
【図２】エンジン制御ユニットと外部のテスト装置との接続関係を示す概略図である。
【図３】故障診断装置を構成する部分の機能ブロック図である。
【図４】故障診断方法の一例を示すフローチャートである。
【図５】ＥＧＲテストモードの実行に伴うＥＧＲ弁位置の変化を示すタイムチャートであって、（ａ）は正常な場合、（ｂ）〜（ｅ）各種の故障があった場合を示す。
【符号の説明】
５ 吸気通路
１１ 排気通路
１３ アイドルスイッチ
１４ エンジン回転数センサ
１５ ＥＧＲ通路
１６ ＥＧＲ弁
１９ アクチュエータ
２３ 負圧導入用ソレノイドバルブ
２４ 大気圧導入用ソレノイドバルブ
２５ ポジションセンサ
３０ エンジン制御ユニット
３２ テスト用駆動制御手段
３４ アイドル判定手段
４１ テスト装置
４４ 送受信手段
４５ 故障判別手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載されているエンジンの排気還流装置の故障を工場等において診断する方法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば特開平６−５８２１０号公報に示されるように、エンジンの排気通路と吸気通路とを連通させる排気還流通路に、この通路を開閉する排気還流制御弁を介設したエンジンにおいて、エンジンの運転中に排気還流制御弁を一時的に開閉させ、その開閉前後の吸気通路内又は排気還流弁内の圧力の変動が所定範囲内にあるか否かを検出し、この検出結果に基づいて排気還流系が故障しているか否かを判定するようにした排気還流装置の故障診断方法は知られている。
【０００３】
この装置によると、排気還流制御弁が作動しないような故障が生じた場合に、上記圧力の変動が生じないことから、エンジンの運転中にその故障が判別される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記公報に示されている故障診断装置は、通常走行中に排気還流装置の故障を診断するものであるが、製造工場での出荷時等における検査でも、排気還流装置の故障を診断することが要求される。この場合、工場等に設置される外部の検査装置を用いて容易に、かつ能率良く故障診断を行うことが望まれる。また、排気還流装置においては、排気還流制御弁が弁体とこれを作動する圧力式アクチュエータとからなり、上記駆動手段が上記圧力式アクチュエータに対する負圧導入用ソレノイドバルブと大気圧導入用ソレノイドバルブとからなっており、これらのバルブの作動不良等、各種の故障を判別することが要求される。
【０００５】
なお、特公平７−１８７７６号公報には、車載の制御ユニットがセンサ出力やアクチュエータ動作の異常あるいはコンピュータ処理の異常を自己診断する装置として、通常モード時に実行される第１の診断プログラムと、テストモード時に実行される第２の自己診断プログラムと、表示プログラムとを記憶手段が記憶し、テストスイッチ及び通電スイッチの切換操作に応じて上記３つのプログラムのうちの１つを実行するようにしたものが示されている。この装置によると、修理工場等ではテストモードを選択することができる。しかし、この公報は、制御ユニットとこれに接続されたセンサ及びアクチュエータからなる一般的な制御系の故障診断について示しているにすぎず、排気還流装置の故障診断の効果的な方法は示されていない。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑み、工場等での検査時に排気還流装置の故障を容易に能率良く、かつ適正に診断することができる排気還流装置の故障診断方法およびその装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の故障診断方法は、エンジンの排気通路と吸気通路とを接続する排気還流通路と、この排気還流通路中に設けられて排気還流量を調節する排気還流制御弁と、電気信号に応じて上記排気還流制御弁を駆動する駆動手段と、上記排気還流制御弁の作動位置を検出する検出手段と、上記駆動手段及び検出手段に接続された制御部とを備え、上記排気還流制御弁が弁体とこれを作動する圧力式アクチュエータとからなり、上記駆動手段が上記圧力式アクチュエータに対する負圧導入用ソレノイドバルブと大気圧導入用ソレノイドバルブとからなるものであり、これらのソレノイドバルブにより上記アクチュエータに対する負圧および大気圧の導入割合が調整され、負圧導入割合が多くなるにつれて排気還流制御弁の開度が大きくなるように構成された排気還流装置の故障を診断する方法であって、外部のテスト装置から上記制御部にテスト用の駆動指令信号を送信することにより、上記排気還流制御弁を所定の初期状態からこれよりも大きな所定開度にまで開くように上記両ソレノイドバルブをフィードバック制御する第１の制御状態と、これに次いで排気還流制御弁の開度を一定に保持すべく上記両ソレノイドバルブをともに閉状態とする第２の制御状態と、上記排気還流制御弁を初期状態に戻すように上記大気圧導入用ソレノイドバルブを開く第３の制御状態とに順次移行するように上記駆動手段を制御し、上記第 1 乃至第 3 の各制御状態においてそれぞれ、上記検出手段により上記排気還流制御弁の作動位置を検出してその検出値を示す出力を上記テスト装置により上記制御部から受信し、これらの検出値に基づいて上記負圧導入用ソレノイドバルブおよび大気圧導入用ソレノイドバルブの各断線、ショートを判別するものである。
【０００８】
この方法によると、工場等で車両の検査が行われるときに、検査場所等に設置されているテスト装置からの指令信号の送信により、テストのための上記駆動手段の制御が自動的に行われるともに、上記テスト装置へ送信される上記検出手段の出力に基づき、その値が適正範囲内にない場合に排気還流装置が故障していることが判別される。
【００１１】
とくに、大気圧導入用ソレノイドバルブに通電する回路の断線やショート、負圧導入用ソレノイドバルブに通電する回路の断線やショート等、各種の故障の判別が可能となる。
【００１２】
上記の方法において、さらに、排気還流制御弁を作動させる制御の前後におけるエンジン回転数検出手段の出力を上記テスト装置により上記制御部から受信し、この制御の前後におけるエンジン回転数検出手段の出力の変化が所定値以下か否かにより排気還流装置が故障かどうかを判別することが好ましい。
【００１３】
このようにすると、排気還流が正常に行われた場合はエンジン回転数が所定値以上変化するが、排気還流制御弁の不作動、排気還流通路のリーク、配管の外れ等の故障によって排気還流が行われなかった場合はエンジン回転数が殆ど変化しないことから、このような故障が判別される。
【００１５】
駆動指令信号による駆動手段の制御及び故障の判別は、エンジンがアイドル状態にあるときに行うことが好ましい。このようにすると、エンジンが作動されて検査場所等に置かれている状態に相当するアイドル状態で、有効に故障診断が行われる。
【００１６】
また、上記方法に使用する故障診断装置は、エンジンの排気通路と吸気通路とを接続する排気還流通路と、この排気還流通路中に設けられて排気還流量を調節する排気還流制御弁と、電気信号に応じて上記排気還流制御弁を駆動する駆動手段と、上記排気還流制御弁の作動位置を検出する検出手段と、上記駆動手段及び検出手段に接続された制御部とを備え、上記排気還流制御弁が弁体とこれを作動する圧力式アクチュエータとからなり、上記駆動手段が上記圧力式アクチュエータに対する負圧導入用ソレノイドバルブと大気圧導入用ソレノイドバルブとからなるものであり、これらのソレノイドバルブにより上記アクチュエータに対する負圧および大気圧の導入割合が調整され、負圧導入割合が多くなるにつれて排気還流制御弁の開度が大きくなるように構成された排気還流装置の故障を診断する装置であって、上記制御部にテスト用端子を介して接続される外部のテスト装置を備え、このテスト装置に、上記制御部に対するテスト用の駆動指令信号の送信及び上記検出手段の出力の受信を行う送受信手段と、上記検出手段の出力により調べられる排気還流制御弁の作動状態に基づいて排気還流装置の故障を判別する故障判別手段とを設け、上記制御部に、上記テスト装置からの駆動指令信号に応じ、上記排気還流制御弁を所定の初期状態からこれよりも大きな所定開度にまで開くように上記両ソレノイドバルブをフィードバック制御する第１の制御状態と、これに次いで排気還流制御弁の開度を一定に保持すべく上記両ソレノイドバルブをともに閉状態とする第２の制御状態と、上記排気還流制御弁を初期状態に戻すように上記大気圧導入用ソレノイドバルブを開く第３の制御状態とに順次移行するように上記駆動手段を制御するテスト用制御手段を設ける一方、上記テスト装置の故障判別手段を、上記第 1 乃至第 3 の各制御状態においてそれぞれ、上記検出手段により上記排気還流制御弁の作動位置を検出させてその検出値を示す出力を上記制御部から受信し、これらの検出値に基づいて上記負圧導入用ソレノイドバルブおよび大気圧導入用ソレノイドバルブの各断線、ショートを判別するように構成したものである。
【００１７】
この装置によると、工場等での検査時に、上記故障診断方法が自動的に実行され、排気還流装置の故障の診断が容易に行われる。
【００１９】
さらに、エンジン回転数を検出する回転数検出手段を上記制御部に接続するとともに、排気還流制御弁を作動させる制御の前後におけるエンジン回転数検出手段の出力を上記制御部から受信して、この制御の前後におけるエンジン回転数検出手段の出力の変化が所定値以下か否かにより排気還流装置が故障かどうかを判別する機能を上記故障判別手段に持たせることが好ましい。
【００２１】
上記のような故障診断装置において、エンジンの制御部にエンジンのアイドル状態を判定するアイドル判定手段を設け、このアイドル判定手段によりアイドル状態が判定されたときにのみ上記駆動指令信号に応じた制御を行うように上記制御部を構成することが好ましい。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明が適用される排気還流装置を備えたエンジン全体の概略構造を示している。この図において、１はシリンダを有するエンジン本体であり、そのシリンダの燃焼室２には吸気弁によって開閉される吸気ポート３及び排気弁によって開閉される排気ポート４が開口している。上記吸気ポート３には吸気通路５が接続され、排気ポート４には排気通路１１が接続されている。
【００２３】
上記吸気通路５には、その上流側から順にエアクリーナ６，エアフローセンサ７，スロットル弁８及びサージタンク９が設けられるとともに、吸気ポート５の近傍に、燃料を噴射するインジェクタ１０が設けられている。一方、排気通路１１には触媒装置１２等か設けられている。また、アイドルスイッチ１３、エンジン回転数センサ１４が吸気通路５、エンジン本体１にそれぞれ具備されている。
【００２４】
また、吸気通路５の途中、例えばサージタンク９には、排気通路１１に連通するＥＧＲ通路（排気還流通路）１５が接続され、このＥＧＲ通路１５には、排気還流量を調節するＥＧＲ弁（排気還流制御弁）１６が設けられている。
【００２５】
上記ＥＧＲ弁１６は、ＥＧＲ通路１５中に設けられたハウジング１７と、このハウジング１７内に設置された弁体１８と、この弁体１８を駆動する圧力式アクチュエータ１９とを有している。上記アクチュエータ１９には、負圧通路２１と大気圧通路２２とを合流させた作動圧力導入通路２０が接続されており、上記負圧通路２１はスロットル弁８より下流の吸気通路５に接続され、大気圧通路２２はスロットル弁８より上流の吸気通路５に接続されている。
【００２６】
上記負圧通路２１には負圧導入用ソレノイドバルブ２３が設けられ、上記大気圧通路２２には大気圧導入用ソレノイドバルブ２４が設けられており、これらのソレノイドバルブ２３，２４によりＥＧＲ弁１６を駆動する駆動手段が構成されている。そして、上記各ソレノイドバルブ２３，２４がデューティ制御されることにより、上記アクチュエータ１９に対する負圧及び大気圧の導入割合が調節され、それに応じてＥＧＲ弁１６の開度が調整される。具体的には、上記アクチュエータ１９に導入される圧力が大気圧の場合はＥＧＲ弁１６の弁体１８が全閉となり、アクチュエータ１９に対して負圧導入割合が多くなるにつれてＥＧＲ弁１６の弁体１８の開度が大きくなるように構成されている。
【００２７】
また、上記ＥＧＲ弁１６には、その作動位置（開度）を検出するポジションセンサ（検出手段）２５が設けられている。
【００２８】
上記各ソレノイドバルブバルブ２３，２４及びポジションセンサ２５は制御部としてのエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）３０に接続され、さらに上記エアフローメータ７、アイドルスイッチ１３、エンジン回転数センサ１４等もエンジン制御ユニット３０に接続されている。そして、エンジン制御ユニット３０から各ソレノイドバルブ２３，２４に出力されるデューティ信号によってＥＧＲ弁１６の作動状態が制御され、例えば通常運転中でＥＧＲを行うべき運転領域にある場合には、上記ポジションセンサ２５による検出値と目標値との偏差に応じて各ソレノイドバルブ２３，２４がデューティ制御されることにより、ＥＧＲ弁１６の作動位置がフィードバック制御されるようになっている。
【００２９】
また、上記制御ユニット３０は、テスト用端子３１を有し、図２に示すように自動車４０に搭載された状態で外部のテスト装置４１にカプラ４２を介して接続可能となっている。上記テスト装置４１は、例えば車両の製造工場において出荷時のエンジン検査のため、工場内の所定箇所に設置されており、このテスト装置４１には表示手段４３が付設されている。
【００３０】
図３はエンジン制御ユニット３０及びテスト装置４１の機能構成を示している。エンジン制御ユニット３０は、上記のような通常運転中のＥＧＲ制御やその他の各種エンジン制御を行うほかに、上記テスト装置４１による排気還流装置の故障診断のための制御も行うもので、テスト用駆動制御手段３２を備えている。さらに、各種検出信号等の入出力を行う信号入出力手段３３、及びエンジンのアイドル状態を判定するアイドル判定手段３４等がエンジン制御ユニット３０に含まれている。
【００３１】
上記テスト用駆動制御手段３２は、上記テスト装置４１から駆動指令信号を受け、かつアイドル判定手段３４でアイドル状態であることを判定したときにテストモードを実行するようになっており、そのテストモードとしては、駆動指令信号に応じてＥＧＲ弁１６を所定の初期状態からこれよりも大きな所定開度にまで開くように上記両ソレノイドバルブ２３，２４を制御する第１の制御状態と、これに次いでＥＧＲ弁１６の開度を一定に保持すべく上記両ソレノイドバルブ２３，２４を閉状態とする第２の制御状態と、上記ＥＧＲ弁１６を初期状態に戻すように上記両ソレノイドバルブ２３，２４を制御する第３の制御状態とに順次移行するようになっている。
【００３２】
また、上記信号入出力手段３３は、上記テストモードが実行されたとき、テスト装置４１からの要求に応じ、ポジションセンサ２５から入力したＥＧＲ弁作動位置をテスト装置４１に送信し、さらに上記テストモードの制御の前後においてエンジン回転数センサ１４から入力した信号もテスト装置に送信するようになっている。
【００３３】
一方、上記テスト装置４１には、送受信手段４４と、故障判別手段４５とが設けられている。上記送受信手段４４は、上記エンジン制御ユニット３０に対してテスト用の駆動指令信号の送信を行うとともに、上記テストモードにおける各制御の期間にそれぞれエンジン制御ユニット３０にＥＧＲ弁作動位置の信号の送信を要求してその信号を受信し、また、上記テストモードの制御の前後におけるエンジン回転数信号も受信するようになっている。
【００３４】
また、上記故障判別手段４５は、ＥＧＲ弁１６の作動状態に基づいて故障を判別し、具体的には上記第１〜第３の各制御状態においてＥＧＲ弁作動位置が適正範囲内にあるか否かを調べることにより、正常か故障かを判別するようになっている。また、テスト装置４１に付設された表示手段４３は、上記判別手段４５によって排気還流装置の故障が判別されたときにその故障の表示を行うようになっている。
【００３５】
上記テスト装置４１及びエンジン制御ユニット３０によって行われる故障診断の方法を、図５（ａ）のタイムチャートを参照しつつ、図４のフローチャートによって説明する。
【００３６】
自動車製造工場での出荷時等に上記エンジン制御ユニット３０と上記テスト装置４１とが接続された状態で、テスト装置４１側で排気還流装置の故障診断の開始のための入力操作が行われると、先ずテスト装置４１が、ステップＳ１で、ＥＧＲテストモード起動命令（テスト用駆動指令信号）をエンジン制御ユニット３０に送信する。エンジン制御ユニット３０は、ステップＳ１０１で上記ＥＧＲテストモード起動命令を受信すると、ステップＳ１０２でアイドルスイッチ１３、エンジン回転数センサ１４等からの信号に基づいてアイドル状態か否かを調べる。そして、アイドル状態でなければステップＳ１０３でテスト中止にして終了するが、アイドル状態であれば、ステップＳ１０４以降の処理を行う。
【００３７】
ステップＳ１０４では、ＥＧＲポジションＦ／Ｂモードの実行を開始する。このモードは、ＥＧＲ弁１６を初期状態（それまでの状態）からこれよりも大きな所定開度に開くようにフィードバック制御を行うものである。すなわち、図５（ａ）中に示すように、テストモード起動時点ｔ０までは、ＥＧＲ弁位置が小さい値、例えばＥＧＲ弁全閉位置となっているが、テストモード起動時点ｔ０の直後から、ＥＧＲ弁位置（ＥＧＲポジション）の目標値が所定量だけ大きくされた上でフィードバック制御が行われる。
【００３８】
テスト装置４１においてはテストモード起動命令送信後、ステップＳ２で設定時間ＴＡ１の経過を待ち、設定時間ＴＡ１が経過したとき（図５（ａ）中のｔ１の時点）にＥＧＲポジション値送信の要求を行い、それに応じてエンジン制御ユニット３０は、ステップＳ１０５で、ポジションセンサ２５により検出されたＥＧＲポジション値Ｐ１をテスト装置４１に送信する。
【００３９】
テスト装置４１は、ステップＳ３で、エンジン制御ユニット３０から送信されたＥＧＲポジション値Ｐ１を読み出し、ステップＳ４で上記ＥＧＲポジション値Ｐ１が所定範囲内か否かを判別する。
【００４０】
一方、エンジン制御ユニット３０は、設定時間ＴＢ１が経過するまでは上記ＥＧＲポジションＦ／Ｂモードを持続するが、ステップＳ１０６で時間ＴＢ１の経過を確認したとき（図５（ａ）中のｔ２の時点）から、ステップＳ１０７でＥＧＲポジション保持モードの実行を開始する。このモードは、上記負圧導入用ソレノイドバルブ２３及び大気圧導入用ソレノイドバルブ２４をともに閉じて、ＥＧＲ弁１６のアクチュエータ１９内の作動圧力を封じ込める状態とすることにより、ＥＧＲ弁１６をそれまでと同じ開度に保持するものである。
【００４１】
テスト装置４１においてステップＳ４で上記ＥＧＲポジション値Ｐ１が所定範囲内であることを確認した場合は、ステップＳ５で設定時間ＴＡ２の経過を待ち、設定時間ＴＡ２が経過したとき（図５（ａ）中のｔ３の時点）にＥＧＲポジション値送信の要求を行い、それに応じてエンジン制御ユニット３０は、ステップＳ１０８で、ポジションセンサ２５により検出されたＥＧＲポジション値Ｐ２をテスト装置４１に送信する。
【００４２】
テスト装置４１は、ステップＳ６で、エンジン制御ユニット３０から送信されたＥＧＲポジション値Ｐ２を読み出し、ステップＳ７で上記ＥＧＲポジション値Ｐ２が所定範囲内か否かを判別する。
【００４３】
一方、エンジン制御ユニット３０は、設定時間ＴＢ２が経過するまでは上記ＥＧＲポジション保持モードを持続するが、ステップＳ１０９で時間ＴＢ２の経過を確認したとき（図５（ａ）中のｔ４の時点）に、ステップＳ１１０でＥＧＲテストモードの実行を終了する。このとき、大気圧導入用ソレノイドバルブ２４を開くことにより、ＥＧＲ弁１６を初期状態に戻す。つまり、図５（ａ）中に示すようにｔ４の時点より後にＥＧＲ弁位置が元の小さい値に戻される。
【００４４】
テスト装置４１においてステップＳ７で上記ＥＧＲポジション値Ｐ２が所定範囲内であることを確認した場合は、ステップＳ８で設定時間ＴＡ３の経過を待ち、設定時間ＴＡ３が経過したとき（図５（ａ）中のｔ５の時点）にＥＧＲポジション値送信の要求を行い、それに応じてエンジン制御ユニット３０は、ステップＳ１１１で、ポジションセンサ２５により検出されたＥＧＲポジション値Ｐ３をテスト装置４１に送信する。
【００４５】
テスト装置４１は、ステップＳ９で、エンジン制御ユニット３０から送信されたＥＧＲポジション値Ｐ３を読み出し、ステップＳ１０で上記ＥＧＲポジション値Ｐ３が所定範囲内か否かを判別する。
【００４６】
ＥＧＲポジション値Ｐ３が所定範囲内であることを確認した場合は、さらにステップＳ１１で、テスト前後でエンジン回転数Ｎｅに所定値以上の変化があったか否かが判定される。
【００４７】
テスト装置４１は上記ステップＳ４、Ｓ７、Ｓ１０及びＳ１１の各判別に応じて故障か正常かを判定する。すなわち、ステップＳ４、Ｓ７、Ｓ１０のいずれかの判別でＥＧＲポジション値が所定範囲内になかった場合、あるいは、ステップＳ１１の判別でエンジン回転数に所定値以上の変化がなかった場合は、ステップＳ１２で故障と判定して、表示手段４１に故障の表示を行わせる。また、ステップＳ４、Ｓ７、Ｓ１０の各判別でいずれもＥＧＲポジション値が所定範囲内にあり、かつ、ステップＳ１１の判別でエンジン回転数に所定値以上の変化があった場合は、ステップＳ１３で正常と判定する。
【００４８】
なお、図５中のｔ１時点はｔ０時点より後でｔ２時点よりも少し前、ｔ３時点はｔ２時点より後でｔ４時点より少し前、ｔ５時点はｔ４時点よりもある程度後となるように、上記設定時間ＴＡ１，ＴＡ２，ＴＡ３及びＴＢ１，ＴＢ２が定められている。
【００４９】
以上のような方法によると、製造工場での出荷検査時等において、ＥＧＲ装置の故障診断が容易に、かつ効果的に行われる。
【００５０】
すなわち、出荷時検査の工程でエンジンが作動されて検査場所に置かれているときはアイドル状態にあり、このアイドル状態で上記テスト装置４１から指令があれば自動的にＥＧＲテストモードが起動される。そして、ＥＧＲポジションＦ／Ｂモード、ＥＧＲポジション保持モードを順次設定時間だけ実行してからテストモードを終了する処理が自動的に行われるとともに、上記ＥＧＲポジションＦ／Ｂモード中、ＥＧＲポジション保持モード中及びテストモード出力後にそれぞれ、送信要求に応じてＥＧＲポジションＰ１，Ｐ２，Ｐ３がエンジン制御ユニット３０からテスト装置４１に送信され、テスト装置４１でこれらＥＧＲポジションＰ１，Ｐ２，Ｐ３等に基づいて各種の故障が判別される。
【００５１】
具体的に、ＥＧＲテストモード中のＥＧＲポジション変化のパターンが各種の故障によってどのように変るかを、図５（ｂ）〜（ｅ）により、図５（ａ）に示す正常時のパターンと比較しつつ説明する。なお、当実施形態において上記負圧導入用ソレノイドバルブ２３はノーマルクローズ（非通電時に閉）、大気圧導入用ソレノイドバルブ２４はノーマルオープン（非通電時に開）となっている。
【００５２】
ＥＧＲ弁駆動系において大気圧導入用ソレノイドバルブ２４に対する通電回路が断線したときは、このソレノイドバルブ２４が制御信号に拘らず開いた状態のままとなり、このような故障の場合、テストモード中のＥＧＲポジション変化は図５（ｂ）のようになる。
【００５３】
すなわち、この場合に大気導入側はコントロールできないが、大気圧通路２２は通路面積が比較的小さくて空気の流通がある程度制限されており、負圧通路２１からの負圧導入量が多ければＥＧＲ弁１６は開かれるので、上記ＥＧＲポジションＦ／Ｂモードでは、負圧導入用ソレノイドバルブ２３がフィードバック制御されることによりＥＧＲ弁１６が所定開度まで開かれ、このモード中で調べられるＥＧＲポジションＰ１は適正範囲内となる。しかし、ＥＧＲポジション保持モードに移行すると、上記両ソレノイドバルブ２３，２４をともに閉とする制御が行われるが、実際には大気圧導入用ソレノイドバルブ２４が閉じないため、アクチュエータ１９内の負圧が放出されてＥＧＲ弁１６が閉じてしまう。
【００５４】
従ってこの場合は、ＥＧＲポジション保持モードに切換わった時点ｔ２より後のＥＧＲポジション変化が正常時と異なることとなり、ＥＧＲポジション保持モード中に調べられるＥＧＲポジションＰ２’が適正範囲外（ステップＳ７がＮＯ）となり、これによって故障が判別される。
【００５５】
上記大気圧導入用ソレノイドバルブ２４に対する通電回路がショートしたときは、このソレノイドバルブ２４が制御信号に拘らず閉じた状態となり、このような故障の場合、テストモード中のＥＧＲポジション変化は図５（ｃ）のようになる。
【００５６】
すなわち、上記ＥＧＲポジションＦ／Ｂモードでは、負圧導入用ソレノイドバルブ２３がフィードバック制御されることによりＥＧＲ弁１６が所定開度まで開かれ、さらにＥＧＲポジション保持モードでは、負圧導入用ソレノイドバルブ２３が閉じられるとともに、大気圧導入用ソレノイドバルブ２４が既に閉じていることから、それまでのＥＧＲ弁作動位置が保持される。よって、これらの段階でのＥＧＲポジションＰ１，Ｐ２は適正範囲内となる。しかし、ＥＧＲテストモード終了の段階で、大気圧導入用ソレノイドバルブ２４を開くべく制御されてもこのバルブ２４が閉じたままになり、ＥＧＲポジション保持モードと同様にＥＧＲ弁１６が大きな開度に保たれる。
【００５７】
従ってこの場合は、ＥＧＲテストモード終了時点ｔ４より後のＥＧＲポジション変化が正常時と異なることとなり、ＥＧＲテストモード終了後に調べられるＥＧＲポジションＰ３’が適正範囲外（ステップＳ１０がＮＯ）となり、これによって故障が判別される。
【００５８】
上記負圧導入用ソレノイドバルブ２３に対する通電回路が断線したときは、このバルブ２３が制御信号に拘らず閉じた状態となり、このような故障の場合、テストモード中のＥＧＲポジション変化は図５（ｄ）のようになる。
【００５９】
すなわち、上記ＥＧＲポジションＦ／Ｂモードとされても負圧導入用ソレノイドバルブ２３が開かないことにより、負圧がアクチュエータに導入されず、よってＥＧＲ弁１６は閉じた状態に保たれる。従って、この段階でＥＧＲポジションＰ１’が適正範囲外（ステップＳ４がＮＯ）となり、これによって故障が判別される。
【００６０】
また、上記負圧導入用ソレノイドバルブ２３に対する通電回路がショートしたときは、このバルブ２３が制御信号に拘らず開いた状態となる。このような故障の場合、ＥＧＲ弁１６のアクチュエータ１９に常に負圧が導入される状態となるので、図５（ｅ）のように、当初からＥＧＲ弁１６の開度か大きくなり、ステップＳ４等でＥＧＲポジションが適正範囲より大きいことが判定されることにより、故障が判別される。
【００６１】
このようにして、ＥＧＲ弁１６の駆動系統における上記両ソレノイドバルブ２３，２４の断線、ショート等による各種故障を全て判別することが可能となる。
【００６２】
さらに当実施形態では、テスト前後でエンジン回転数に所定値以上の変化か有ったか否かが調べられ（ステップＳ１１）、これによってＥＧＲ弁１６の駆動系統以外の故障の判別も可能となる。すなわち、正常であれば上記テストモード中の制御によって吸気系への排気ガスの還流が行われ、それに伴ってテスト前後でエンジン回転数が変化するが、故障により排気ガスの還流が行われなかった場合は、テスト前後でエンジン回転数が殆ど変化しない。そして、ＥＧＲ弁１６の駆動が正常に行われていても、ＥＧＲ通路１５やＥＧＲ弁１６のハウジング１７等でリークや配管の外れ等の故障が有った場合に排気ガスの還流が行われないことがある。
【００６３】
そこで、上記テストモードの各段階でのＥＧＲポジションを調べることに加え、テスト前後でのエンジン回転数変化を調べれば、ＥＧＲ系の多種多様な故障の判別が可能となる。
【００６４】
なお、上記のような故障診断方法によると、故障の有無の判別に加えて故障の種類の判別も可能であるため、例えば上記ステップＳ１２で故障と判定してこれを表示する際に、故障の種類も表示するようにしておけば、修理等に便利である。
【００６５】
また、上記実施形態ではテストモードの各段階でのＥＧＲポジションを調べることによる故障の判別と、テスト前後でのエンジン回転数変化を調べることによる故障の判別とをともに行っているが、両者のうちのいずれか一方だけを行ってもかなりの故障を判別することができる。
【００６６】
また、本発明の方法及び装置は、製造工場での出荷時の検査に適用されるほかに、修理工場等での検査診断にも適用することかできる。
【００６７】
【発明の効果】
本発明の方法及び装置は、排気通路と、排気還流制御弁と、排気還流制御弁を駆動する駆動手段と、排気還流制御弁の作動状態を検出する検出手段と、制御部とを有する排気還流装置に対し、上記制御部に外部のテスト装置が接続されるようにし、このテスト装置から送信する駆動指令信号により、排気還流制御弁を所定状態に作動させるように上記駆動手段を制御するとともに、上記テスト装置で上記検出手段の出力を受診し、これにより調べられる排気還流制御弁の作動状態に基づいて故障を判別するようにしているため、工場等での検査時に、上記排気還流制御弁の駆動系統等の故障を容易に、かつ適正に診断することができる。
【００６８】
とくに、上記排気還流制御弁の駆動手段が負圧導入用ソレノイドバルブと大気圧導入用ソレノイドバルブとからなり、これらのソレノイドバルブにより上記アクチュエータに対する負圧および大気圧の導入割合が調整され、負圧導入割合が多くなるにつれて排気還流制御弁の開度が大きくなるように構成された排気還流装置の故障を診断するものであって、駆動指令信号に基づく制御として、上記排気還流制御弁を所定の初期状態からこれよりも大きな所定開度にまで開くように上記両ソレノイドバルブをフィードバック制御する第１の制御状態と、これに次いで排気還流制御弁の開度を一定に保持すべく上記両ソレノイドバルブをともに閉状態とする第２の制御状態と、上記排気還流制御弁を初期状態に戻すように上記大気圧導入用ソレノイドバルブを開く第３の制御状態とに順次移行し、各制御状態における上記検出手段の出力に基づいて故障の判別を行うようにすることにより、上記両ソレノイドバルブからなる駆動手段の各種の故障を効果的に判別することができる。
【００６９】
また、上記のような排気還流制御弁の作動状態を検出する検出手段の出力に基づく故障判別に加え、排気還流制御弁を作動させる制御の前後におけるエンジン回転数検出手段の出力をテスト装置により制御部から受信し、この制御の前後におけるエンジン回転数検出手段の出力の変化に基づいて故障の判別を行うようにすると、排気還流制御弁の駆動系の故障のほかに、排気還流通路のリーク、配管の外れ等の故障も判別することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法及び装置が適用されるＥＧＲ装置を備えたエンジンの一例を示す概略図である。
【図２】エンジン制御ユニットと外部のテスト装置との接続関係を示す概略図である。
【図３】故障診断装置を構成する部分の機能ブロック図である。
【図４】故障診断方法の一例を示すフローチャートである。
【図５】ＥＧＲテストモードの実行に伴うＥＧＲ弁位置の変化を示すタイムチャートであって、（ａ）は正常な場合、（ｂ）〜（ｅ）各種の故障があった場合を示す。
【符号の説明】
５ 吸気通路
１１ 排気通路
１３ アイドルスイッチ
１４ エンジン回転数センサ
１５ ＥＧＲ通路
１６ ＥＧＲ弁
１９ アクチュエータ
２３ 負圧導入用ソレノイドバルブ
２４ 大気圧導入用ソレノイドバルブ
２５ ポジションセンサ
３０ エンジン制御ユニット
３２ テスト用駆動制御手段
３４ アイドル判定手段
４１ テスト装置
４４ 送受信手段
４５ 故障判別手段
Claims (6)
- エンジンの排気通路と吸気通路とを接続する排気還流通路と、この排気還流通路中に設けられて排気還流量を調節する排気還流制御弁と、電気信号に応じて上記排気還流制御弁を駆動する駆動手段と、上記排気還流制御弁の作動位置を検出する検出手段と、上記駆動手段及び検出手段に接続された制御部とを備え、上記排気還流制御弁が弁体とこれを作動する圧力式アクチュエータとからなり、上記駆動手段が上記圧力式アクチュエータに対する負圧導入用ソレノイドバルブと大気圧導入用ソレノイドバルブとからなるものであり、これらのソレノイドバルブにより上記アクチュエータに対する負圧および大気圧の導入割合が調整され、負圧導入割合が多くなるにつれて排気還流制御弁の開度が大きくなるように構成された排気還流装置の故障を診断する方法であって、
外部のテスト装置から上記制御部にテスト用の駆動指令信号を送信することにより、上記排気還流制御弁を所定の初期状態からこれよりも大きな所定開度にまで開くように上記両ソレノイドバルブをフィードバック制御する第１の制御状態と、これに次いで排気還流制御弁の開度を一定に保持すべく上記両ソレノイドバルブをともに閉状態とする第２の制御状態と、上記排気還流制御弁を初期状態に戻すように上記大気圧導入用ソレノイドバルブを開く第３の制御状態とに順次移行するように上記駆動手段を制御し、
上記第 1 乃至第 3 の各制御状態においてそれぞれ、上記検出手段により上記排気還流制御弁の作動位置を検出してその検出値を示す出力を上記テスト装置により上記制御部から受信し、これらの検出値に基づいて上記負圧導入用ソレノイドバルブおよび大気圧導入用ソレノイドバルブの各断線、ショートを判別することを特徴とする排気還流装置の故障診断方法。 - 排気還流制御弁を作動させる制御の前後におけるエンジン回転数検出手段の出力を上記テスト装置により上記制御部から受信し、この制御の前後におけるエンジン回転数検出手段の出力の変化が所定値以下か否かにより排気還流装置が故障かどうかを判別することを特徴とする請求項１記載の排気還流装置の故障診断方法。
- エンジンがアイドル状態にあるときに上記駆動指令信号による駆動手段の制御及び上記故障の判別を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の故障診断方法。
- エンジンの排気通路と吸気通路とを接続する排気還流通路と、この排気還流通路中に設けられて排気還流量を調節する排気還流制御弁と、電気信号に応じて上記排気還流制御弁を駆動する駆動手段と、上記排気還流制御弁の作動位置を検出する検出手段と、上記駆動手段及び検出手段に接続された制御部とを備え、上記排気還流制御弁が弁体とこれを作動する圧力式アクチュエータとからなり、上記駆動手段が上記圧力式アクチュエータに対する負圧導入用ソレノイドバルブと大気圧導入用ソレノイドバルブとからなるものであり、これらのソレノイドバルブにより上記アクチュエータに対する負圧および大気圧の導入割合が調整され、負圧導入割合が多くなるにつれて排気還流制御弁の開度が大きくなるように構成された排気還流装置の故障を診断する装置であって、
上記制御部にテスト用端子を介して接続される外部のテスト装置を備え、このテスト装置に、上記制御部に対するテスト用の駆動指令信号の送信及び上記検出手段の出力の受信を行う送受信手段と、上記検出手段の出力により調べられる排気還流制御弁の作動状態に基づいて排気還流装置の故障を判別する故障判別手段とを設け、
上記制御部に、上記テスト装置からの駆動指令信号に応じ、上記排気還流制御弁を所定の初期状態からこれよりも大きな所定開度にまで開くように上記両ソレノイドバルブをフィードバック制御する第１の制御状態と、これに次いで排気還流制御弁の開度を一定に保持すべく上記両ソレノイドバルブをともに閉状態とする第２の制御状態と、上記排気還流制御弁を初期状態に戻すように上記大気圧導入用ソレノイドバルブを開く第３の制御状態とに順次移行するように上記駆動手段を制御するテスト用制御手段を設ける一方、
上記テスト装置の故障判別手段を、上記第 1 乃至第 3 の各制御状態においてそれぞれ、上記検出手段により上記排気還流制御弁の作動位置を検出させてその検出値を示す出力を上記制御部から受信し、これらの検出値に基づいて上記負圧導入用ソレノイドバルブおよび 大気圧導入用ソレノイドバルブの各断線、ショートを判別するように構成したことを特徴とする排気還流装置の故障診断装置。 - エンジン回転数を検出する回転数検出手段を上記制御部に接続するとともに、排気還流制御弁を作動させる制御の前後におけるエンジン回転数検出手段の出力を上記制御部から受信して、この制御の前後におけるエンジン回転数検出手段の出力の変化が所定値以下か否かにより排気還流装置が故障かどうかを判別する機能を上記故障判別手段に持たせたことを特徴とする請求項４記載の排気還流装置の故障診断装置。
- エンジンの制御部にエンジンのアイドル状態を判定するアイドル判定手段を設け、このアイドル判定手段によりアイドル状態が判定されたときにのみ上記駆動指令信号に応じた制御を行うように上記制御部を構成したことを特徴とする請求項４又は５に記載の排気還流装置の故障診断装置。
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