JPS63259150A - 内燃機関の排気ガス再循環装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は自動車等の車輌に用いられる内燃機関の排気ガ
ス再循環装置に係り、特に排気ガス再循環装置が正常に
作動しているか否かの診断を行う故障診断装置を備えた
排気ガス再循環装置に係る。

従来の技術 自動車等の車輌に用いられる内燃機関に組込まれる排気
ガス再循環装置は、一般に、排気ガス再循環流量制御用
の排気ガス再循環制御弁及び背圧制御用の負圧制御弁、
感温弁等を含んでおり、これら構成部品に故障が生じる
と、排気ガス再循環が行われなくなって排気ガス中のＮ
Ｏｘの低減がなされない状態にて内燃機関の運転が行わ
れる虞れがある。故障により排気ガス再循環が行われな
くなっても内燃機関は支障なく運転されるため運転者は
このことに気づかずに長期間に亙って運転する虞れがあ
り、これにより大気汚染の問題が生じる。また所定の運
転域に於て排気ガス再循環が行われないと、ノッキング
が発生する虞れがあり、・また内燃機関自身の吸気によ
るポンプロスにより燃費が悪化することもある。

上述の如き不具合に鑑み、排気ガス再循環装置の故障に
より排気ガス再循環が行われな（なった時にはこのこと
を使用者に知らせて修理の動機を与えるよう構成された
故障警報装置が既に提案されており、これは例えば、実
公昭５２−９４７１号、実開昭５０−６７２２０号の各
公報に示されており、また本願出願人と同一の出願人に
よる実願昭６０−１６３２８８号に於ても提案されてい
る。

発明が解決しようとする問題点 従来は排気ガス再循環装置の故障診断が行われてもその
ことをインジケータランプ等により運転者に知らせるだ
けであり、切角故障診断が行われても排気ガス再循環装
置に特別な作動停止指令を与えないため、狂った制御特
性をもって排気ガス再循環が行われる可能性があり、ま
た故障の原因が排気ガス再循環制御弁のスティック等で
ある時には引続きの作動により排気ガス再循環制御弁の
ロック位置が開弁側へ移・行し、故障状態がより一層悪
化する虞れがある。

本発明は上述の如き問題点を解決した改良された排気ガ
ス再循環装置を提供することを目的としている。

問題点を解決するための手段 上述の如き目的は、本発明によれば、排気ガスを吸気通
路へ導く排気ガス再循環通路手段と、前記排気ガス再循
環通路手段を流れる排気ガスの流量を制御する排気ガス
再循環制御弁と、前記排気ガス再循環制御弁が正常に作
動しているか否かを診断する故障診断手段と、前記排気
ガス再循環制御弁の作動を禁止して排気ガス再循環を強
制的に停止させる強制停止手段と、前記故障診断手段に
より故障判定が行われた時には前記強制停止手段を作動
させる制御手段とを有する排気ガス再循環装置によって
達成される。

発明の作用及び効果 上述の如き構成によれば、排気ガス再循環装置の故障診
断時には強制停止手段が作動することににより排気ガス
再循環制御弁の開弁が図られ、これにより排気ガス再循
環制御が停止され、狂った制御特性にて排気ガス再循環
が続けられることが回避され、また故障状態が悪化する
ことも回避される。

実施例 以下に添付の図を参照して本発明を実施例について詳細
に説明する。

第１図は本発明による排気ガス再循環装置の一つの実施
例を示している。図に於て、１は内燃機関を示しており
、該内燃機関は、エアクリーナ２、エアフローメータ３
、スロットルバルブ４を有する吸気管５、及び吸気マニ
ホールド６を経て燃焼室７内に空気を吸入し、また燃料
インジェクタ８より燃料を噴射供給され、既燃焼ガス、
即ち排気ガスを排気マニホールド９へ排出するようにな
っている。

排気マニホールド９には排気ガス再循環のための排気ガ
ス取入ポート１０が、吸気マニホールド６には排気ガス
注入ポート１１が各々設けられており、排気ガス取入ボ
ート１０と排気ガス注入ポート１１とは排気ガス再循環
用の導管１２と排気ガス再循環制御弁２０と導管１３と
により互いに連通接続されている。

排気ガス再循環制御弁２０は入口ポート２１と出口ポー
ト２２とを有しており、入口ポート２１は導管１２によ
って排気ガス取入ボート１０に連通接続され、出口ポー
ト２２は導管１３によって排気ガス注入ポート１１に連
通接続されている。

排気ガス再循環制御弁２０は弁ボート２３と弁要素２４
とを有しており、弁ポート２３は弁要素２４によって開
閉され且開口度を制御されて排気ガス再循環流量を制御
するようになっている。弁要素２４は、ダイヤフラム装
置２５のダイヤフラム２６に接続され、ダイヤフラム室
２７に所定値、例えば−７０ｍｍＨｇより大きい負圧が
導入されていない時には圧縮コイルばね２８のばね力に
より押し下げられて弁ボート２３を閉じ、ダイヤフラム
室２７に所定値より大きい負圧が導入されている時には
その負圧に応じて圧縮コイルばね２８のばね力に抗して
上昇して弁ボート２３を開くようになっている。

排気ガス再循環制御弁２０のダイヤフラム室２７は、導
管２９、背圧制御用負圧制御弁３０．導管３１、電磁切
換弁３２、導管３３を経て吸気管５に設けられた吸気管
負圧取出ポート３４に連通接続されている。吸気管負圧
取出ポート３４は、図示されている如く、スロットルバ
ルブ４が全閉位置にある時にはそれの上流側に位置し且
スロットルバルブ４が比較的小さい所定開度以上開かれ
た時にはそれの下流側に位置すべく設けられている。

負圧制御弁３０は弁ポート３５を開閉する弁要素３６及
び該弁要素を担持したダイヤフラム３７とを有しており
、ダイヤフラム３７は、それの図にて上側に大気中に開
放された大気開放室３８を、また下側にダイヤフラム室
３９を各々郭定しており、該ダイヤフラムは、ダイヤフ
ラム室３９に所定値以上の圧力（正圧）が導入されてい
ない時には圧縮コイルばね４０の作用によって弁要素３
６を弁ボート３５より引き離して該弁ボートを開く位置
に位置し、これに対しダイヤフラム室３９に所定値以上
の圧力が導入された時には圧縮コイルばね４０の作用に
抗して図にて上方へ変位して弁要素３６を弁ポート３５
に当接させて該弁ポートを閉じる位置に位置するように
なっている。

負圧制御弁３０のダイヤフラム室３９は、導管４１によ
って排気ガス再循環制御弁２０の弁ポート２３とこれよ
り下流側に設けられたオリフィス４２との間の圧力室４
３に連通接続され、該圧力室に於ける排気ガス圧力を導
入されるようになっている。

上述の如き負圧制御弁３０とオリフィス４２よりなる構
造は、周知の背圧制御機構であり、吸気管負圧が排気ガ
ス再循環制御弁２ｏに与えられる排気ガス再循環作動域
に於ては、圧力室４３に於ける排気ガス圧力を常にほぼ
一定に保つよう排気ガス再循環制御弁２０のダイヤフラ
ム室２７に供給する負圧を調整し、換言すれば弁ポート
２３の開口度を調整し、これによって排気ガス再循環流
量の吸入空気流量に対する比率、即ちＥＧＲ率を常にほ
ぼ一定に保つ作用を行うようになっている。

電磁切換弁４５は、非通電時にはポートａをポートｂに
接続して排気ガス再循環制御弁２ｏのダイアフラム室２
７に吸気管負圧が導入され得る状態とし、即ち排気ガス
再循環が行われ得る状態とし、通電時にはポートａをポ
ートＣに接続してダイアフラム室２７に大気圧のみが導
入される状態とし、排気ガス再循環の強制停止を行うよ
うになっている。

上述の如き構成によれば、電磁切換弁３２に通電が行わ
れておらず、排気ガス再循環制御弁２０は導管２つに所
定値より大きい負圧、例えば−７０ｍｍＨｇより大きい
負圧が作用している時には開弁し、その量弁量に応じた
流量にて排気ガス再循環が行われる。

図に於て、５０は燃料噴射量制御と共に排気ガス再循環
装置のダイアグノーシスを行うマイクロコンピュータを
示している。マイクロコンピュータ５０は、一般的構造
のものであり、中央処理ユニット（ＣＰＵ）５１と、メ
モリ５２と、入力ポート５３と、出力ポート５４とを有
し、内燃機関１のディストリビュータ５５に設けられた
回転数センサ５６より内燃機関１の回転数に関する情報
を、水温センサ５７より内燃機関１の冷却水の温度に関
する情報を、エアフロメータ３より吸入空気流量に関す
る情報を、排気ガス再循環用導管１３の途中に設けられ
た温度センサ５９より導管１０の温度に関する情報を各
々与えられ、これら情報に基づいて排気ガス再循環装置
が正常に作動しているか否かの診断を行い、排気ガス再
循環装置が正常に作動していないと判定した時にはイン
ジケータランプ５８を点灯させると共に電磁切換弁３２
に対し通電を行うようになっている。

次に第２図に示されたフローチャートを参照して本発明
による排気ガス再循環装置の作動について説明する。

第２図に示された制御ルーチンは所定時間毎の割込みル
ーチンとして実行され、最初のステップ１０に於ては、
排気ガス再循環ダイアグノーシス条件が成立しているか
否かの判別が行われる。排気ガス再循環ダイアグノーシ
ス条件が成立しているか否かの判別はエアフローメータ
３により検出される吸入空気流量と回転数センサ５６に
より検出される内燃機関１の回転数と水温センサ５８７
により検出される内燃機関１の冷却水温度に応じて行わ
れ、排気ガス再循環ダイアグノーシス条件が成立してい
る時にはステップ２０へ進む。

ステップ２０に於ては、温度センサ５９により検出され
る排気ガス再循環通路温度が所定値以上であるか否かの
判別を行って排気ガス再循環ダイアグノーシスを実行す
ることが行われる。排気ガス再循環通路温度は所定値以
上でない時は排気ガス再循環装置が故障していると判定
し、これ対し排気ガス再循環通路温度が所定値以上であ
る時には排気ガス再循環装置が正常であると判定する。

尚、この排気ガス再循環ダイアグノーシスは排気ガス再
循環通路温度が所定値以上であるか否かによる以外にに
他の種々の要領にて行われてもよい。

ステップ２０の次はステップ３０へ進み、ステップ３０
に於ては、排気ガス再循環装置が故障判定されているか
否かの判別が行われる。故障判定時にはステップ５０に
進み、そうでない時にはステップ４０へ進む。

ステップ４０に於ては、インジケータランプ５８を消灯
し、また電磁切換弁３２を非通電状態にすることが行わ
れる。この時には電磁切換弁３２のボートａがボートｂ
に接続されることにより排気ガス再循環制御弁２０のダ
イアフラム室２７に吸気管負圧が導入される状態になり
、排気ガス再循環が行われ得る状態になる。

ステップ５０に於て、排気ガス再循環が故障しているこ
とを運転者に知らせるべくインジケータランプ５８を点
灯し、また排気ガス再循環制御弁３２を通電状態にする
ことが行われる。この時は電磁切換弁３２のボートａが
ボートＣに接続され、排気ガス再循環制御弁２０のダイ
アフラム室２７には負圧が導入されなくなって大気圧が
導入されるようになり、排気ガス再循環が強制的に停止
されるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による排気ガス再循環装置の一つの実施
例を示す概略図、第２図は本発明による排気ガス再循環
装置の作動を示すフローチャートである。 １・・・内燃機関、２・・・エアクリーナ、３・・・エ
アフローメータ、４・・・スロットルバルブ、５・・・
吸気管。 ６・・・吸気マニホールド、７・・・燃焼室、８・・・
燃料インジェクタ、９・・・排気マニホールド、１０・
・・排気ガス取入ボート、１１・・・排気ガス注入ボー
ト、１２．１３・・・導管、２０・・・排気ガス再循環
制御弁。 ２１・・・入口ボート、２２・・・出口ボート、２３・
・・弁ボート、２４・・・弁要素、２５・・・ダイヤフ
ラム装置。 ２６・・・ダイヤフラム、２７・・・ダイヤフラム室、
２８・・・圧縮コイルばね、２９・・・導管、３０・・
・負圧制御弁、３１・・・導管、３２・・・電磁切換弁
、３３・・・導管、３４・・・吸気管負圧取出ボート、
３５・・・弁ボート、３６・・・弁要素、３７・・・ダ
イヤフラム、３８・・・大気開放室、３９・・・ダイヤ
フラム室、４０・・・圧縮コイルばね、４１・・・導管
、４２・・・オリフィス、４３・・・圧力室、５０・・
・マイクロコンピュータ、５１・・・中央処理ユニット
、５２・・・メモリ、５３・・・入力ボート、５４・・
・出力ポート、５５・・・デイストリビ二一夕、５６・
・・回転数センサ、５７・・・水温センサ。 ５８・・・インジケータランプ、５９・・・温度センサ
特　許　出　願　人　　　トヨタ自動車株式会社代　　
　理　　　人　　　弁理士　　明石　昌毅第２図 （自　発） 手続補正書 １、事件の表示　昭和６２年特許願第０９３９４７号２
、発明の名称 内燃機関の排気ガス再循環装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　　愛知県豊田布トヨタ町１番地名　称　　（３
２０））ヨタ自動車株式会社４、代理人 居　所　　曇１０４東京都中央区新川１丁目５番１９号
６、補正により増加する発明の数　　　０７、補正の対
象　　図面 （自　発） 手続補正帯 昭和６２年７月２０日 １、事件の表示　昭和６２年特許願第０９３９４７号２
、発明の名称 内燃機関の排気ガス再循環装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　　愛知県豊田布トヨタ町１番地名　称　　（３
２０’）　）−ヨタ自動車株式会社４、代理人 居　所　　ａｔｏ４東京都中央区新川１丁目５番１９号
６、補正により増加する発明の数　　　０７、補正の対
象　　明細書

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 排気ガスを吸気通路へ導く排気ガス再循環通路手段と、
   前記排気ガス再循環通路手段を流れる排気ガスの流量を
   制御する排気ガス再循環制御弁と、前記排気ガス再循環
   制御弁が正常に作動しているか否かを診断する故障診断
   手段と、前記排気ガス再循環制御弁の作動を禁止して排
   気ガス再循環を強制的に停止させる強制停止手段と、前
   記故障診断手段により故障判定が行われた時には前記強
   制停止手段を作動させる制御手段とを有する排気ガス再
   循環装置。