JP2011226437A - Abnormality detection device and method of egr system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、EGRシステムの異常検出装置及び異常検出方法に関する。 The present invention relates to an abnormality detection device and an abnormality detection method for an EGR system.
タービンよりも上流の排気通路と吸気通路とを接続するEGR通路(以下、高圧EGR通路という。)からEGRガス(以下、高圧EGRガスという。)を供給する高圧EGR装置と、タービンよりも下流の排気通路と吸気通路とを接続するEGR通路(以下、低圧EGR通路という。)からEGRガス(以下、低圧EGRガスという。)を供給する低圧EGR装置と、を備えるEGRシステムにおいて、低圧EGR通路の詰まりを排気通路と吸気通路との圧力差で判定する技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。 A high pressure EGR device that supplies EGR gas (hereinafter referred to as high pressure EGR gas) from an EGR passage (hereinafter referred to as high pressure EGR passage) that connects an exhaust passage upstream of the turbine and an intake passage; and a downstream of the turbine In an EGR system comprising: a low pressure EGR device that supplies EGR gas (hereinafter referred to as low pressure EGR gas) from an EGR passage (hereinafter referred to as low pressure EGR passage) connecting the exhaust passage and the intake passage. A technique for determining clogging based on a pressure difference between an exhaust passage and an intake passage is known (see, for example, Patent Document 1).
この技術では、低圧EGR通路の詰まりを検知するために排気通路と吸気通路とに夫々圧力センサを設けている。このように、別途センサを設ける必要があるため、コスト高となると共に装置が複雑になる。 In this technique, a pressure sensor is provided in each of the exhaust passage and the intake passage in order to detect clogging of the low pressure EGR passage. Thus, since it is necessary to provide a separate sensor, the cost is increased and the apparatus is complicated.
ところで、内燃機関の運転領域に応じてEGRガスの供給態様を変えることがある。例えば、低回転低負荷時には高圧EGR装置のみから高圧EGRガスを供給し、高回転または高負荷時には低圧EGR装置のみから低圧EGRガスを供給する。そして、その他の中負荷等には低圧EGR装置及び高圧EGR装置の両方から低圧EGRガス及び高圧EGRガスを供給することがある。また、低圧EGRガス及び高圧EGRガスを共に供給しているときには、低圧EGRガスを多量に供給し、この低圧EGRガスによりインテークマニホールドの温度が低下しすぎないように、高圧EGRガスを少量供給することが行われている。 By the way, the supply mode of EGR gas may be changed according to the operation region of the internal combustion engine. For example, high-pressure EGR gas is supplied only from the high-pressure EGR device at low rotation and low load, and low-pressure EGR gas is supplied from only the low-pressure EGR device at high rotation or high load. In addition, low pressure EGR gas and high pressure EGR gas may be supplied from both the low pressure EGR device and the high pressure EGR device to other medium loads. Further, when both the low pressure EGR gas and the high pressure EGR gas are supplied, a large amount of the low pressure EGR gas is supplied, and a small amount of the high pressure EGR gas is supplied so that the temperature of the intake manifold is not excessively lowered by the low pressure EGR gas. Things have been done.
ここで、低圧EGR装置または高圧EGR装置の何れか一方のみからEGRガスを供給しているときにEGRガス量の過不足が生じた場合には、そのときにEGRガスを供給しているほうの装置に異常があると判定できる。しかし、低圧EGR装置及び高圧EGR装置の両方からEGRガスを供給しているときにEGRガス量の過不足が生じた場合には、一方のEGRガスの過不足が他方のEGRガスにより解消されるため、異常を検出するのは困難である。また、EGRガス量に過不足があると分かったとしても、低圧EGR装置に異常があるのか、または高圧EGR装置に異常があるのかを区別するのは困難である。 Here, when the EGR gas amount is excessive or insufficient when the EGR gas is supplied from only one of the low pressure EGR device and the high pressure EGR device, the EGR gas is supplied at that time. It can be determined that there is an abnormality in the device. However, if an excess or deficiency of the amount of EGR gas occurs while supplying EGR gas from both the low pressure EGR device and the high pressure EGR device, the excess or deficiency of one EGR gas is eliminated by the other EGR gas. Therefore, it is difficult to detect an abnormality. Even if it is found that the amount of EGR gas is excessive or insufficient, it is difficult to distinguish whether there is an abnormality in the low pressure EGR device or an abnormality in the high pressure EGR device.
例えば、低圧EGR装置及び高圧EGR装置の両方を用いてEGRガスを供給するときに、高圧EGR装置をフィードバック制御し、低圧EGR装置をオープンループ制御している場合には、EGRガス量が目標値となるように高圧EGR装置が制御され、しかも低圧EGRガスに対して高圧EGRガスは少量しか供給されない。このため、高圧EGRガスの量が不足していても、その不足量は低圧EGRガス量の供給量に比べて僅かであるため、異常を検出し難い。また、低圧EGRガスに過不足が生じている場合には、この過不足が高圧EGR装置のフィードバック制御により解消されるため、異常を検出し難い。 For example, when supplying the EGR gas using both the low pressure EGR device and the high pressure EGR device, if the high pressure EGR device is feedback controlled and the low pressure EGR device is open loop controlled, the amount of EGR gas is the target value. The high-pressure EGR device is controlled so that only a small amount of high-pressure EGR gas is supplied to low-pressure EGR gas. For this reason, even if the amount of the high-pressure EGR gas is insufficient, the shortage amount is small compared to the supply amount of the low-pressure EGR gas amount, and thus it is difficult to detect an abnormality. In addition, when the low pressure EGR gas is excessive or insufficient, the excess or shortage is eliminated by feedback control of the high pressure EGR device, so that it is difficult to detect an abnormality.
また、例えば、EGR制御が行われていない状態からすぐに中負荷領域(例えば車速が60から80km/h付近)で走行を続けていると、低圧EGRガス及び高圧EGRガスが共に供給される期間が長くなるので、低圧EGRガス又は高圧EGRガスの一方のみが供給されているときのEGRフィードバック制御を利用して異常を検出することは困難である。そして、内燃機関は中負荷や中回転の領域で運転されることが多いため、低圧EGR装置または高圧EGR装置の何れか一方のみからEGRガスを供給しているときに装置の異常を判定するだけでは、装置の異常を判定する機会を十分に得ることができない。 In addition, for example, if the vehicle continues running in a medium load region (for example, the vehicle speed is around 60 to 80 km / h) immediately after the EGR control is not performed, a period during which both the low pressure EGR gas and the high pressure EGR gas are supplied. Therefore, it is difficult to detect an abnormality using EGR feedback control when only one of the low pressure EGR gas and the high pressure EGR gas is supplied. Since the internal combustion engine is often operated in a medium load or medium rotation region, it is only necessary to determine whether the apparatus is abnormal when EGR gas is supplied from only one of the low pressure EGR device and the high pressure EGR device. Then, it is not possible to obtain a sufficient opportunity to determine the abnormality of the apparatus.
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、高圧EGR装置及び低圧EGR装置から共にEGRガスを供給しているときに、高圧EGR装置または低圧EGR装置の何れに異常があるのかを判定することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a high-pressure EGR device or a low-pressure EGR device when both EGR gas is supplied from the high-pressure EGR device and the low-pressure EGR device. It is to determine which is abnormal.
上記課題を達成するために本発明によるEGRシステムの異常検出装置は、以下の手段を採用した。すなわち、本発明によるEGRシステムの異常検出装置は、
内燃機関の排気通路にタービンを有し且つ吸気通路にコンプレッサを有するターボチャージャと、
前記タービンよりも上流の排気通路と前記吸気通路とを接続する高圧EGR通路と、前記高圧EGR通路を流通するEGRガス量を調節する高圧EGR弁と、を有する高圧EGR装置と、
前記タービンよりも下流の排気通路と前記吸気通路とを接続する低圧EGR通路と、前記低圧EGR通路を流通するEGRガス量を調節する低圧EGR弁と、を有する低圧EGR装置と、
前記高圧EGR弁の開度を検知する高圧EGR弁開度検知装置と、
前記低圧EGR弁の開度を検知する低圧EGR弁開度検知装置と、
を備えたEGRシステムの異常検出装置において、
前記高圧EGR装置と前記低圧EGR装置との両方からEGRガスを供給しているときであって、前記低圧EGR弁または前記高圧EGR弁の一方のEGR弁をオープンループ制御しつつ、他方のEGR弁を気筒内のEGRガス量が該EGRガス量の目標範囲に向かうようにフィードバック制御しているときの該他方のEGR弁の開度から前記一方のEGR弁を有する一方のEGR装置に異常があるか否か判定し、
その後、前記高圧EGR装置と前記低圧EGR装置との両方からEGRガスを供給しているときであって、前記他方のEGR弁をオープンループ制御しつつ、前記一方のEGR弁を気筒内のEGRガス量が該EGRガス量の目標範囲に向かうようにフィードバック制御しているときの該一方のEGR弁の開度から前記他方のEGR弁を有する他方のEGR装置に異常があるか否か判定する判定手段を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the abnormality detection apparatus for an EGR system according to the present invention employs the following means. That is, the abnormality detection device for the EGR system according to the present invention is:
A turbocharger having a turbine in the exhaust passage of the internal combustion engine and a compressor in the intake passage;
A high-pressure EGR device having a high-pressure EGR passage connecting the exhaust passage upstream of the turbine and the intake passage, and a high-pressure EGR valve for adjusting the amount of EGR gas flowing through the high-pressure EGR passage;
A low pressure EGR device having a low pressure EGR passage connecting the exhaust passage downstream of the turbine and the intake passage, and a low pressure EGR valve for adjusting an amount of EGR gas flowing through the low pressure EGR passage;
A high pressure EGR valve opening degree detection device for detecting the opening degree of the high pressure EGR valve;
A low pressure EGR valve opening degree detecting device for detecting an opening degree of the low pressure EGR valve;
In the EGR system abnormality detection device comprising:
When EGR gas is supplied from both the high-pressure EGR device and the low-pressure EGR device, one of the low-pressure EGR valve and the high-pressure EGR valve is controlled in an open loop, while the other EGR valve is The EGR device having the one EGR valve has an abnormality from the opening degree of the other EGR valve when the EGR gas amount in the cylinder is feedback-controlled so that the EGR gas amount in the cylinder goes to the target range of the EGR gas amount Whether or not
Thereafter, when EGR gas is supplied from both the high pressure EGR device and the low pressure EGR device, the other EGR valve is controlled in an open loop, and the one EGR valve is moved to the EGR gas in the cylinder. Determination to determine whether or not there is an abnormality in the other EGR device having the other EGR valve based on the opening degree of the one EGR valve when feedback control is performed so that the amount goes to the target range of the EGR gas amount Means are provided.
ここで、高圧EGR装置と低圧EGR装置との両方からEGRガスを供給しているときとは、高圧EGR弁及び低圧EGR弁を共に開き、高圧EGR通路及び低圧EGR通路へ夫々EGRガスを流通させているときである。この他にも、高圧EGR装置のみからEGRガスを供給するときや、低圧EGR装置のみからEGRガスを供給するときもある。 Here, when the EGR gas is supplied from both the high pressure EGR device and the low pressure EGR device, both the high pressure EGR valve and the low pressure EGR valve are opened, and the EGR gas is circulated through the high pressure EGR passage and the low pressure EGR passage, respectively. When you are. In addition, there are times when EGR gas is supplied only from the high-pressure EGR device, or EGR gas is supplied only from the low-pressure EGR device.
高圧EGR装置と低圧EGR装置との両方からEGRガスを供給しているときには、高圧EGR弁及び低圧EGR弁が夫々開かれるが、このときに例えば低圧EGR弁をオープンループ制御し、高圧EGR弁をフィードバック制御している。このときの低圧EGR弁は、例えば機関回転数及び機関負荷に応じた開度とする。すなわち、内燃機関の運転状態が一定であれば、低圧EGR弁の開度も一定となる。また、高圧EGR弁は、EGRガス量が目標値となるように開度が調節される。このときに、吸入空気量が目標値となるように高圧EGR弁の開度を調節しても良い。ここで、気筒内に吸入されるのはEGRガス及
び空気であるため、EGRガス量が減少するとその分だけ空気量が増加し、EGRガス量が増加するとその分だけ空気量が減少する。このため、空気量が目標値となればEGRガス量も目標値となる。なお、空気量またはEGRガス量の目標値には幅を持たせて、目標範囲としても良い。
When EGR gas is supplied from both the high-pressure EGR device and the low-pressure EGR device, the high-pressure EGR valve and the low-pressure EGR valve are opened respectively. At this time, for example, the low-pressure EGR valve is controlled by open loop, and the high-pressure EGR valve is turned on. Feedback control. At this time, the low-pressure EGR valve has an opening degree corresponding to, for example, the engine speed and the engine load. That is, if the operating state of the internal combustion engine is constant, the opening of the low pressure EGR valve is also constant. Further, the opening degree of the high pressure EGR valve is adjusted so that the EGR gas amount becomes a target value. At this time, the opening degree of the high pressure EGR valve may be adjusted so that the intake air amount becomes a target value. Here, since EGR gas and air are sucked into the cylinder, when the amount of EGR gas decreases, the amount of air increases correspondingly, and when the amount of EGR gas increases, the amount of air decreases accordingly. For this reason, if the air amount becomes the target value, the EGR gas amount also becomes the target value. It should be noted that the target value of the air amount or the EGR gas amount may have a range to be a target range.
そして、例えば吸入空気量が目標値よりも少ない場合には、EGRガス量が過剰であるとして、EGRガス量を減少させるように高圧EGR弁を閉じ側へ調節する。一方、吸入空気量が目標値よりも多い場合には、EGRガス量が不足しているとして、EGRガス量を増加させるように高圧EGR弁を開き側へ調節する。このように、気筒内に供給されるEGRガス量の調節を、高圧EGR弁により行なう。すなわち、例え低圧EGR装置が原因で気筒内のEGRガス量に過不足が起こったとしても、高圧EGR弁の開度を調節することにより該EGRガス量の過不足を解消することができる。 For example, when the intake air amount is smaller than the target value, the high pressure EGR valve is adjusted to the closed side so as to decrease the EGR gas amount on the assumption that the EGR gas amount is excessive. On the other hand, when the intake air amount is larger than the target value, the high pressure EGR valve is adjusted to the open side so as to increase the EGR gas amount because the EGR gas amount is insufficient. In this way, the amount of EGR gas supplied into the cylinder is adjusted by the high pressure EGR valve. That is, even if the low pressure EGR device causes an excess or deficiency in the EGR gas amount in the cylinder, the excess or deficiency of the EGR gas amount can be eliminated by adjusting the opening of the high pressure EGR valve.
ところで、低圧EGR通路が詰まるなど低圧EGR装置に異常がありEGRガス量の過不足の度合いが大きくなると、高圧EGR弁の開度が正常時とは異なる開度となる。このときの高圧EGR弁の開度は、EGRガス量の過不足を解消する方向へ変更されている。このように、低圧EGR装置の異常が、高圧EGR弁の開度に表れる。このため、高圧EGR弁の開度に基づいて低圧EGR装置の異常を判定することができる。 By the way, when the low-pressure EGR passage is abnormal, such as when the low-pressure EGR passage is clogged, and the degree of excess or deficiency in the EGR gas amount increases, the opening of the high-pressure EGR valve becomes different from the normal opening. The opening degree of the high pressure EGR valve at this time is changed in a direction to eliminate the excess or deficiency of the EGR gas amount. Thus, the abnormality of the low pressure EGR device appears in the opening degree of the high pressure EGR valve. For this reason, the abnormality of the low pressure EGR device can be determined based on the opening degree of the high pressure EGR valve.
一方、高圧EGR通路が詰まるなど高圧EGR装置に異常がありEGRガス量の過不足の度合いが大きくなったとしても、高圧EGR装置から供給されるEGRガス量は少量である場合があるので、EGRガス量の過不足や高圧EGR弁の開度を見ても異常を検出することは困難である。これに対し、高圧EGR装置の異常を判定するときには、高圧EGR弁をオープンループ制御し、低圧EGR弁をフィードバック制御している。すなわち、低圧EGR装置の異常判定時と高圧EGR装置の異常判定時とで、EGRガス量をフィードバック制御するときの制御対象を切り替えている。そして、高圧EGR通路が詰まるなど高圧EGR装置に異常がありEGRガス量の過不足の度合いが大きくなると、低圧EGR弁の開度は、EGRガス量の過不足を解消する方向へ大きく変更される。すなわち、高圧EGR装置の異常が、低圧EGR弁の開度に表れる。このため、低圧EGR弁の開度に基づいて高圧EGR装置の異常を判定することができる。 On the other hand, even if there is an abnormality in the high pressure EGR device such as clogging of the high pressure EGR passage and the degree of excess or deficiency in the amount of EGR gas increases, the amount of EGR gas supplied from the high pressure EGR device may be small. It is difficult to detect an abnormality even if the gas amount is excessive or insufficient and the opening degree of the high pressure EGR valve is observed. On the other hand, when the abnormality of the high pressure EGR device is determined, the high pressure EGR valve is subjected to open loop control and the low pressure EGR valve is feedback controlled. That is, the control target for feedback control of the EGR gas amount is switched between the abnormality determination of the low pressure EGR device and the abnormality determination of the high pressure EGR device. When the high-pressure EGR device is abnormal, such as when the high-pressure EGR passage is clogged, and the degree of excess or deficiency in the EGR gas amount increases, the opening degree of the low-pressure EGR valve is greatly changed in a direction to eliminate the excess or deficiency in the EGR gas amount. . That is, an abnormality in the high pressure EGR device appears in the opening of the low pressure EGR valve. For this reason, the abnormality of the high pressure EGR device can be determined based on the opening degree of the low pressure EGR valve.
そして、夫々のEGR装置の異常を判定するときにはフィードバック制御の対象を切り替えるだけなので、燃焼状態や排気の状態に与える影響を小さくすることができる。 And since it only switches the object of feedback control when determining the abnormality of each EGR apparatus, the influence which it has on a combustion state or an exhaust state can be made small.
また、本発明においては、前記判定手段は、前記高圧EGR弁の開度が規定範囲外のときに前記低圧EGR装置に異常があると判定し、前記低圧EGR弁の開度が規定範囲外のときに前記高圧EGR装置に異常があると判定することができる。 In the present invention, the determination means determines that the low pressure EGR device is abnormal when the opening of the high pressure EGR valve is out of a specified range, and the opening of the low pressure EGR valve is out of a specified range. Sometimes it can be determined that there is an abnormality in the high-pressure EGR device.
ここで、低圧EGR装置及び高圧EGR装置に異常がなければ、高圧EGR弁及び低圧EGR弁の開度を大きく変更することもなくEGRガス量を目標値に合わせることができるため、高圧EGR弁及び低圧EGR弁の開度は規定範囲内に収まる。すなわち、高圧EGR弁及び低圧EGR弁の開度が規定範囲内でフィードバック制御されていれば、EGRガス量は目標範囲内に入っており、低圧EGR装置及び高圧EGR装置は正常であると判定できる。一方、フィードバック制御により高圧EGR弁または低圧EGR弁の開度が規定範囲よりも大きくなったり、規定範囲よりも小さくなったりした場合には、低圧EGR装置または高圧EGR装置に異常があると判定できる。なお、規定範囲は、低圧EGR装置に異常がない場合の高圧EGR弁または低圧EGR弁の開度の範囲である。また、低圧EGR弁と高圧EGR弁とで規定範囲が異なっていても良い。 Here, if there is no abnormality in the low pressure EGR device and the high pressure EGR device, the amount of EGR gas can be adjusted to the target value without greatly changing the opening degree of the high pressure EGR valve and the low pressure EGR valve. The opening degree of the low pressure EGR valve is within a specified range. That is, if the opening degree of the high pressure EGR valve and the low pressure EGR valve is feedback controlled within the specified range, the EGR gas amount is within the target range, and it can be determined that the low pressure EGR device and the high pressure EGR device are normal. . On the other hand, when the opening degree of the high pressure EGR valve or the low pressure EGR valve is larger than the specified range or smaller than the specified range by feedback control, it can be determined that there is an abnormality in the low pressure EGR device or the high pressure EGR device. . The specified range is a range of the opening degree of the high pressure EGR valve or the low pressure EGR valve when there is no abnormality in the low pressure EGR device. Further, the specified range may be different between the low pressure EGR valve and the high pressure EGR valve.
また、本発明においては、前記判定手段は、前記高圧EGR弁をオープンループ制御し
ているときの該高圧EGR弁の開度を、前記高圧EGR装置と前記低圧EGR装置との両方からEGRガスを供給しているときであって前記高圧EGR弁をフィードバック制御しているときよりも大きくすることができる。
Further, in the present invention, the determination means determines the opening degree of the high pressure EGR valve when the high pressure EGR valve is controlled in an open loop by using EGR gas from both the high pressure EGR device and the low pressure EGR device. It can be made larger than when the high-pressure EGR valve is being fed back and fed.
高圧EGR弁をフィードバック制御しているときとは、低圧EGR装置に異常があるか否か判定しているときとしても良く、低圧EGR装置の異常判定及び高圧EGR装置の異常判定の何れも行っていないときとしても良い。なお、高圧EGR弁をフィードバック制御していると、該高圧EGR弁の開度が変化し得るため、該高圧EGR弁の開度が変化し得る範囲よりもオープンループ制御時の該高圧EGR弁の開度を大きくしても良い。また、高圧EGR弁をオープンループ制御しているときの該高圧EGR弁の開度を低圧EGR弁の開度よりも大きくし、低圧EGR弁をオープンループ制御しているときの該低圧EGR弁の開度を高圧EGR弁の開度よりも大きくしても良い。 When the high pressure EGR valve is feedback controlled, it may be determined whether or not there is an abnormality in the low pressure EGR device, and both the abnormality determination of the low pressure EGR device and the abnormality determination of the high pressure EGR device are performed. It's okay if you don't. Note that when the high pressure EGR valve is feedback controlled, the opening degree of the high pressure EGR valve can change, so that the high pressure EGR valve has a higher opening degree than the range where the opening degree of the high pressure EGR valve can change. The opening degree may be increased. Further, the opening degree of the high pressure EGR valve when the high pressure EGR valve is open-loop controlled is made larger than the opening degree of the low pressure EGR valve, and the low pressure EGR valve is opened when the low pressure EGR valve is open loop controlled. The opening degree may be larger than the opening degree of the high pressure EGR valve.
ここで、低圧EGR装置及び高圧EGR装置から共にEGRガスを供給しているときには、一般に、高圧EGR弁の開度は低圧EGR弁の開度と比較して小さくされる。このため、高圧EGR装置に異常があって低圧EGR弁の開度が調節されたとしても、その変化量が小さい場合もあり得る。そうすると、高圧EGR装置の異常判定の精度が低くなる虞がある。これに対し高圧EGR弁の開度の目標値を大きくすれば、低圧EGR弁の開度の目標値は小さくなるため、高圧EGR装置の異常が低圧EGR弁の開度に顕著に表れる。このため、高圧EGR装置の異常判定の精度を向上させることができる。 Here, when EGR gas is supplied from both the low pressure EGR device and the high pressure EGR device, generally, the opening degree of the high pressure EGR valve is made smaller than the opening degree of the low pressure EGR valve. For this reason, even if there is an abnormality in the high pressure EGR device and the opening degree of the low pressure EGR valve is adjusted, the amount of change may be small. If it does so, there exists a possibility that the precision of the abnormality determination of a high voltage | pressure EGR apparatus may become low. On the other hand, if the target value of the opening degree of the high pressure EGR valve is increased, the target value of the opening degree of the low pressure EGR valve is reduced, so that an abnormality of the high pressure EGR device appears remarkably in the opening degree of the low pressure EGR valve. For this reason, the accuracy of the abnormality determination of the high-pressure EGR device can be improved.
上記課題を達成するために本発明によるEGRシステムの異常検出方法は、以下の手段を採用した。すなわち、本発明によるEGRシステムの異常検出方法は、
内燃機関のターボチャージャのタービンよりも上流の排気通路と吸気通路とを接続する高圧EGR通路と、高圧EGR通路を流通するEGRガス量を調節する高圧EGR弁と、を有する高圧EGR装置と、
前記タービンよりも下流の排気通路と吸気通路とを接続する低圧EGR通路と、前記低圧EGR通路を流通するEGRガス量を調節する低圧EGR弁と、を有する低圧EGR装置と、
の両方からEGRガスを供給しているときにおいて、
前記低圧EGR弁または前記高圧EGR弁の一方のEGR弁をオープンループ制御しつつ、他方のEGR弁を気筒内のEGRガス量が該EGRガス量の目標範囲に向かうようにフィードバック制御する第1の工程と、
前記第1の工程が実行されているときの前記他方のEGR弁の開度から、前記一方のEGR弁を有する一方のEGR装置に異常があるか否か判定する第2の工程と、
前記他方のEGR弁をオープンループ制御しつつ、前記一方のEGR弁を気筒内のEGRガス量が該EGRガス量の目標範囲に向かうようにフィードバック制御する第3の工程と、
前記第3の工程が実行されているときの前記一方のEGR弁の開度から、前記他方のEGR弁を有する他方のEGR装置に異常があるか否か判定する第4の工程と、
を含んで構成されることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the abnormality detecting method for the EGR system according to the present invention employs the following means. That is, the abnormality detection method of the EGR system according to the present invention is:
A high-pressure EGR device having a high-pressure EGR passage connecting an exhaust passage upstream of a turbine of a turbocharger of the internal combustion engine and an intake passage, and a high-pressure EGR valve for adjusting the amount of EGR gas flowing through the high-pressure EGR passage;
A low pressure EGR device having a low pressure EGR passage connecting an exhaust passage downstream of the turbine and an intake passage, and a low pressure EGR valve for adjusting an amount of EGR gas flowing through the low pressure EGR passage;
When EGR gas is supplied from both
The first low-pressure EGR valve or the high-pressure EGR valve is subjected to open-loop control, and the other EGR valve is feedback-controlled so that the EGR gas amount in the cylinder is directed to the target range of the EGR gas amount. Process,
A second step of determining whether there is an abnormality in one of the EGR devices having the one EGR valve, based on the opening degree of the other EGR valve when the first step is being performed;
A third step of performing feedback control so that the EGR gas amount in the cylinder is directed to a target range of the EGR gas amount while performing open-loop control of the other EGR valve;
A fourth step of determining whether or not there is an abnormality in the other EGR device having the other EGR valve from the opening degree of the one EGR valve when the third step is being performed;
It is characterized by including.
また、前記高圧EGR弁の開度が規定範囲外のときに前記低圧EGR装置に異常があると判定することができる。さらに、前記低圧EGR弁の開度が規定範囲外のときに前記高圧EGR装置に異常があると判定することができる。 Further, it can be determined that there is an abnormality in the low pressure EGR device when the opening of the high pressure EGR valve is outside a specified range. Furthermore, it can be determined that there is an abnormality in the high pressure EGR device when the opening of the low pressure EGR valve is outside a specified range.
本発明によれば、高圧EGR装置及び低圧EGR装置から共にEGRガスを供給しているときに、高圧EGR装置または低圧EGR装置の何れに異常があるのかを判定することができる。 According to the present invention, when both the high pressure EGR device and the low pressure EGR device are supplying EGR gas, it is possible to determine whether the high pressure EGR device or the low pressure EGR device is abnormal.
以下、本発明に係るEGRシステムの異常検出装置及び異常検出方法の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。 Hereinafter, specific embodiments of an abnormality detection device and an abnormality detection method for an EGR system according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施例に係る内燃機関とその吸・排気系の概略構成を示す図である。図1に示す内燃機関1は、4つの気筒2を有する水冷式の4サイクル・ディーゼルエンジンである。なお、本実施例ではディーゼルエンジンを例に挙げて説明するが、その他の例えばガソリンエンジンであっても同様に適用することができる。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine and its intake / exhaust system according to the present embodiment. An internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 is a water-cooled four-cycle diesel engine having four
内燃機関1には、吸気通路3および排気通路4が接続されている。この吸気通路3の途中には、排気のエネルギを駆動源として作動するターボチャージャ5のコンプレッサ5aが設けられている。また、コンプレッサ5aよりも上流の吸気通路3には、該吸気通路3内を流通する吸気の流量を調節する第1吸気絞り弁6が設けられている。この第1吸気絞り弁6は、電動アクチュエータにより開閉される。第1吸気絞り弁6よりも上流の吸気通路3には、該吸気通路3内を流通する空気の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ7が設けられている。このエアフローメータ7により、内燃機関1の吸入空気量が測定される。
An
コンプレッサ5aよりも下流の吸気通路3には、吸気と外気とで熱交換を行うインタークーラ8が設けられている。そして、インタークーラ8よりも下流の吸気通路3には、該吸気通路3内を流通する吸気の流量を調整する第2吸気絞り弁9が設けられている。この第2吸気絞り弁9は、電動アクチュエータにより開閉される。
An
一方、排気通路4の途中には、前記ターボチャージャ5のタービン5bが設けられている。また、タービン5bよりも下流の排気通路4には、パティキュレートフィルタ(以下、単にフィルタという。)10が設けられている。このフィルタ10には、例えば触媒を担持していても良い。
On the other hand, a
そして、内燃機関1には、排気通路4内を流通する排気の一部を低圧で吸気通路3へ再循環させる低圧EGR装置30が備えられている。この低圧EGR装置30は、低圧EGR通路31、低圧EGR弁32、およびEGRクーラ33を備えて構成されている。
The internal combustion engine 1 is provided with a low
低圧EGR通路31は、フィルタ10よりも下流側の排気通路4と、コンプレッサ5aよりも上流且つ第1吸気絞り弁6よりも下流の吸気通路3と、を接続している。この低圧EGR通路31を通って、排気が低圧で再循環される。そして、本実施例では、低圧EGR通路31を通って再循環される排気を低圧EGRガスと称している。なお、低圧EGR
通路31の排気通路4側は、タービン5bよりも下流に接続されていれば良い。また、低圧EGR通路31の吸気通路3側は、コンプレッサ5aよりも上流に接続されていれば良い。
The low
The
また、低圧EGR弁32は、低圧EGR通路31の通路断面積を調整することにより、該低圧EGR通路31を流れる低圧EGRガスの量を調整する。低圧EGR弁32には、該低圧EGR弁32の開度を検知する開度センサ34が取り付けられている。さらに、EGRクーラ33は、該EGRクーラ33を通過する低圧EGRガスと、内燃機関1の冷却水とで熱交換をして、該低圧EGRガスの温度を低下させる。なお、本実施例においては開度センサ34が、本発明における低圧EGR弁開度検知装置に相当する。
Further, the low
また、内燃機関1には、排気通路4内を流通する排気の一部を高圧で吸気通路3へ再循環させる高圧EGR装置40が備えられている。この高圧EGR装置40は、高圧EGR通路41、および高圧EGR弁42を備えて構成されている。
The internal combustion engine 1 is also provided with a high-
高圧EGR通路41は、タービン5bよりも上流側の排気通路4と、第2吸気絞り弁9よりも下流の吸気通路3と、を接続している。この高圧EGR通路41を通って、排気が高圧で再循環される。そして、本実施例では、高圧EGR通路41を通って再循環される排気を高圧EGRガスと称している。なお、高圧EGR通路41の排気通路4側は、タービン5bよりも上流に接続されていれば良い。また、高圧EGR通路41の吸気通路3側は、コンプレッサ5aよりも下流に接続されていれば良い。
The high
また、高圧EGR弁42は、高圧EGR通路41の通路断面積を調整することにより、該高圧EGR通路41を流れる高圧EGRガスの量を調整する。高圧EGR弁42には、該高圧EGR弁42の開度を検知する開度センサ44が取り付けられている。なお、本実施例においては開度センサ44が、本発明における高圧EGR弁開度検知装置に相当する。
Further, the high
以上述べたように構成された内燃機関1には、該内燃機関1を制御するための電子制御ユニットであるECU20が併設されている。このECU20は、内燃機関1の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関1の運転状態を制御するユニットである。
The internal combustion engine 1 configured as described above is provided with an
また、ECU20には、上記センサの他、運転者がアクセルペダル14を踏み込んだ量に応じた電気信号を出力し機関負荷を検出可能なアクセル開度センサ15、及び機関回転数を検出するクランクポジションセンサ16が電気配線を介して接続され、これら各種センサの出力信号がECU20に入力されるようになっている。一方、ECU20には、第1吸気絞り弁6、第2吸気絞り弁9、低圧EGR弁32、及び高圧EGR弁42が電気配線を介して接続されており、該ECU20によりこれらの機器が制御される。
In addition to the above sensor, the
ここで、ECU20は、内燃機関1の運転状態(例えば機関回転数及び機関負荷)に応じて、EGRガスを低圧EGR装置30から供給するのか、高圧EGR装置40から供給するのか、または両方の装置から供給するのかを決定する。そして、EGRガスを供給するときには、EGRフィードバック制御が行われる。EGRフィードバック制御は、低圧EGR装置30からのみEGRガスを供給する場合、高圧EGR装置40からのみEGRガスを供給する場合、低圧EGR装置30及び高圧EGR装置40の両方からEGRガスを供給する場合の夫々で異なる。
Here, the
図2は、機関回転数と機関負荷とEGRフィードバック制御の制御モードとの関係を示した図である。また、図3は、各制御モードにおける制御方法を示した図である。 FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the engine speed, the engine load, and the control mode of EGR feedback control. FIG. 3 is a diagram showing a control method in each control mode.
機関回転数及び機関負荷が共に低いとき(低回転低負荷領域)には、高圧EGR装置40のみを用いてEGRガスが供給される。この運転領域をHPL領域という。なお、冷却水温度が低いときにも高圧EGR装置40のみを用いてEGRガスが供給される。このときのEGRフィードバック制御は、エアフローメータ7により得られる吸入空気量が目標値となるように、高圧EGR弁42の開度を調節することにより行なわれる。吸入空気量の目標値は、内燃機関1の運転状態(例えば機関回転数及び機関負荷)に応じて決定される。このときに低圧EGR弁32は、全閉のまま維持される。
When both the engine speed and the engine load are low (low rotation and low load region), the EGR gas is supplied using only the high
例えば、エアフローメータ7により得られる吸入空気量が目標値よりも少ない場合には、EGRガス量が目標値よりも多いとして、該EGRガス量を減少させるように高圧EGR弁42の開度を小さくする。また、例えば、エアフローメータ7により得られる吸入空気量が目標値よりも多い場合には、EGRガス量が目標値よりも少ないとして、EGRガス量を増加させるように高圧EGR弁42の開度を大きくする。
For example, when the intake air amount obtained by the air flow meter 7 is smaller than the target value, the opening degree of the high
以下、高圧EGR装置40のみを用いてEGRガスを供給する制御モードをHPLモードという。なお、吸入空気量の目標値及びEGRガス量の目標値は、夫々ある程度の幅を持たせて目標範囲としても良い。また、センサ等によりEGRガス量を直接測定できる場合には、該EGRガス量が目標値若しくは目標範囲となるように高圧EGR弁42の開度を調節しても良い。
Hereinafter, a control mode for supplying EGR gas using only the high-
次に、機関回転数または機関負荷の少なくとも一方が高いとき(高回転領域、高負荷領域)には、低圧EGR装置30のみを用いてEGRガスが供給される。この運転領域をLPL領域という。このときのEGRフィードバック制御は、エアフローメータ7により得られる吸入空気量が目標値となるように、低圧EGR弁32の開度を調節することにより行なわれる。吸入空気量の目標値は、内燃機関1の運転状態(例えば機関回転数及び機関負荷)に応じて決定される。このときに高圧EGR弁42は、全閉のまま維持される。
Next, when at least one of the engine speed and the engine load is high (high rotation region, high load region), EGR gas is supplied using only the low
例えば、エアフローメータ7により得られる吸入空気量が目標値よりも少ない場合には、EGRガス量が目標値よりも多いとして、該EGRガス量を減少させるように低圧EGR弁32の開度を小さくする。また、例えば、エアフローメータ7により得られる吸入空気量が目標値よりも多い場合には、EGRガス量が目標値よりも少ないとして、EGRガス量を増加させるように低圧EGR弁32の開度を大きくする。
For example, when the amount of intake air obtained by the air flow meter 7 is smaller than the target value, the opening degree of the low
以下、低圧EGR装置30のみを用いてEGRガスを供給する制御モードをLPLモードという。なお、吸入空気量の目標値及びEGRガス量の目標値は、夫々ある程度の幅を持たせて目標範囲としても良い。また、センサ等によりEGRガス量を直接測定できる場合には、該EGRガス量が目標値若しくは目標範囲となるように低圧EGR弁32の開度を調節しても良い。
Hereinafter, a control mode for supplying EGR gas using only the low-
そして、HPL領域とLPL領域との間の領域をMPL領域という。MPL領域は、機関負荷が中程度のとき(中負荷領域)の運転領域である。そして、低圧EGR装置30及び高圧EGR装置40の両方を用いてEGRガスが供給される運転領域である。このときのEGRフィードバック制御は、エアフローメータ7により得られる吸入空気量が目標値となるように、高圧EGR弁42の開度を調節する。吸入空気量の目標値は、内燃機関1の運転状態(例えば機関回転数及び機関負荷)に応じて決定される。また、このときの低圧EGR弁32の開度は、内燃機関1の運転状態(例えば機関回転数及び機関負荷)に応じて決定される。つまり、高圧EGR弁42はフィードバック制御され、低圧EGR弁32はオープンループ制御される。
A region between the HPL region and the LPL region is referred to as an MPL region. The MPL region is an operation region when the engine load is medium (medium load region). And it is an operation area | region where EGR gas is supplied using both the low voltage |
例えば、エアフローメータ7により得られる吸入空気量が目標値よりも少ない場合には
、EGRガス量が目標値よりも多いとして、該EGRガス量を減少させるように高圧EGR弁42の開度を小さくする。また、例えば、エアフローメータ7により得られる吸入空気量が目標値よりも多い場合には、EGRガス量が目標値よりも少ないとして、EGRガス量を増加させるように高圧EGR弁42の開度を大きくする。何れの場合であっても、低圧EGR弁32の開度はEGRガス量及び吸入空気量に関係なく決定される。すなわち、低圧EGRガス量と高圧EGRガス量との和を、高圧EGR弁42により調節している。
For example, when the intake air amount obtained by the air flow meter 7 is smaller than the target value, the opening degree of the high
以下、低圧EGR装置30及び高圧EGR装置40の両方を用いてEGRガスを供給する制御モードをMPLモードという。なお、吸入空気量の目標値及びEGRガス量の目標値は、夫々ある程度の幅を持たせて目標範囲としても良い。また、センサ等によりEGRガス量を直接測定できる場合には、該EGRガス量が目標値若しくは目標範囲となるように高圧EGR弁42の開度を調節しても良い。
Hereinafter, a control mode in which EGR gas is supplied using both the low
ここで、低圧EGR通路31または高圧EGR通路41に排気中の粒子状物質が付着して該通路の断面積が小さくなったり、通路が詰まったりした場合には、低圧EGR通路31または高圧EGR通路41を流通するEGRガス量が正常時よりも減少する異常が発生する。HPLモード及びLPLモードのときには、一方のEGR装置からしかEGRガスが供給されていないため、比較的容易に異常を判定することができる。
Here, when particulate matter in the exhaust gas adheres to the low-
すなわち、HPLモードのときには、EGR率の目標値と実際の値とを比較して、例えばこの差が閾値を超えていた場合に高圧EGR装置40に異常があると判定することができる。このように、HPLモードのときのEGR率は、高圧EGR装置40から供給されるEGRガス量のみによって変化するため、EGR率が目標範囲から外れていれば、高圧EGR装置40に異常があると判定できる。また、高圧EGR弁42の開度をフィードバック制御しているときの補正量または開度が正常の範囲外となった場合に、高圧EGR装置40に異常があると判定しても良い。
That is, in the HPL mode, the target value of the EGR rate is compared with the actual value, and it can be determined that there is an abnormality in the high-
同様に、LPLモードのときにも、EGR率の目標値と実際の値とを比較して、例えばこの差が閾値を超えていた場合に低圧EGR装置30に異常があると判定することができる。すなわち、LPLモードのときのEGR率は、低圧EGR装置30から供給されるEGRガス量のみによって変化するため、EGR率が目標範囲から外れていれば、低圧EGR装置30に異常があると判定できる。また、低圧EGR弁32の開度をフィードバック制御しているときの補正量または開度が正常の範囲外となった場合に、低圧EGR装置30に異常があると判定しても良い。
Similarly, also in the LPL mode, the target value of the EGR rate is compared with the actual value, and for example, when this difference exceeds the threshold value, it can be determined that the low-
しかし、MPLモードのときには、吸入空気量や気筒内のEGRガス量を検知するだけでは、低圧EGR装置30または高圧EGR装置40の何れに異常があるのか判定するのは困難である。
However, in the MPL mode, it is difficult to determine whether the low-
ここで、高圧EGR通路41に詰まりが生じた場合であっても、MPL領域では、低圧EGR弁32が比較的大きな開度でオープンループ制御されているため、低圧EGRガスが大量に供給される。また、高圧EGR弁42は比較的小さな開度でフィードバック制御されているため、高圧EGR通路41に詰まりが生じて高圧EGRガス量が減少したとしても、大量の低圧EGRガスにより吸収されてしまう。この結果、高圧EGR弁42の開度及び、EGR率の目標値(目標EGR)と実際の値(実EGR)との差には、共に異常が表れず正常時と略同じになる。
Here, even when the high
また、低圧EGR通路31に詰まりが生じた場合には、低圧EGR弁32の開度のオープンループ制御による大量の低圧EGRガスの供給ができなくなる。したがって、小さな
開度でフィードバック制御が行われている高圧EGR弁42の開度が、低圧EGRガスの不足を補うために、通常よりも大きくなる。このときには、EGR率の目標値(目標EGR)と実際の値(実EGR)との差には、共に異常が表れず正常時と略同じになる。
When the low
このように、MPLモードのときであって、高圧EGR弁42がフィードバック制御され、低圧EGR弁32がオープンループ制御されているときには、高圧EGR弁42の開度に基づいて低圧EGR装置30の異常を検出することはできるが、高圧EGR装置40の異常を検出することはできない。
As described above, when the high
そこで本実施例では、MPLモードのときにおける高圧EGR弁42の開度に基づいて、まずは低圧EGR装置30の異常を判定する。すなわち、低圧EGR装置30に異常がありEGR率が目標範囲から外れれば、高圧EGR弁42の開度が調節されるので、該高圧EGR弁42の開度に基づいて、低圧EGR装置30に異常があると判定できる。
Therefore, in this embodiment, first, abnormality of the low
ここで、図4は、高圧EGR弁42の開度、低圧EGR弁32の開度、及びEGR率の推移を示したタイムチャートである。実線は、低圧EGR装置30及び高圧EGR装置40が正常の場合を示し、破線は、低圧EGR通路31に詰まりが発生した場合を示している。
Here, FIG. 4 is a time chart showing changes in the opening degree of the high
高圧EGR弁42の開度は、異常時には、低圧EGR通路31の詰まりによる低圧EGRガスの減少を補うために、大きくされる。そして、例えば高圧EGR弁42の開度が閾値以上となった場合に、低圧EGRガス量が減少する異常があると判定する。なお、低圧EGR弁32の開度はオープンループ制御のため低圧EGR通路31に異常があったとしても変化はない。また、高圧EGR弁42の開度の調節によりEGR率の実際の値が目標値に調節されるため、EGR率は正常時と異常時とで差はない。
The opening degree of the high-
次に、MPLモードのときに、高圧EGR装置40に異常があるか否か判定する手法について説明する。高圧EGR通路41に詰まりが生じた場合であっても、低圧EGR弁32が比較的大きな開度でオープンループ制御されているため、高圧EGR弁42の開度及び、EGR率の目標値(目標EGR)と実際の値(実EGR)との差には、異常が表れず、正常時と略同じになる。これに対し、高圧EGR装置40に異常があるか否か判定するときには、EGRフィードバック制御の制御対象を切り替える。すなわち、高圧EGR弁42をオープンループ制御し、低圧EGR弁32をフィードバック制御する。
Next, a method for determining whether or not there is an abnormality in the high-
ここで、図5は、高圧EGR弁42の開度、低圧EGR弁32の開度、及びEGR率の推移を示したタイムチャートである。実線は、高圧EGR弁42をフィードバック制御し、低圧EGR弁32をオープンループ制御している場合であって、低圧EGR装置30及び高圧EGR装置40が正常の場合を示している。一点鎖線は、高圧EGR弁42をオープンループ制御し、低圧EGR弁32をフィードバック制御している場合であって、低圧EGR装置30及び高圧EGR装置40が正常の場合を示している。破線は、高圧EGR弁42をオープンループ制御し、低圧EGR弁32をフィードバック制御している場合であって、高圧EGR通路41に詰まりが発生した場合を示している。
Here, FIG. 5 is a time chart showing changes in the opening degree of the high
高圧EGR弁42の開度は、フィードバック制御からオープンループ制御に切り替わるときに大きくされる。すなわち、フィードバック制御のときには、少量の高圧EGRガスを供給していたが、異常判定時には、高圧EGR弁42の開度をオープンループ制御することに併せて高圧EGRガスの供給量を増加させる。
The opening degree of the high
そして、低圧EGR弁32をオープンループ制御からフィードバック制御に切り替えたときに、高圧EGR通路41に詰まりが発生していない場合には、高圧EGR弁42の開
度が大きくされたことに応じて、低圧EGR弁32の開度が小さくされる。すなわち、低圧EGR弁32の開度は、低圧EGR弁32をオープンループ制御している場合であって、低圧EGR装置30及び高圧EGR装置40が正常の場合よりも小さくなる(一点鎖線参照)。
Then, when the low
一方、低圧EGR弁32をオープンループ制御からフィードバック制御に切り替えたときに、高圧EGR通路41に詰まりが発生している場合には、高圧EGR弁42の開度が大きくされたとしても、高圧EGRガスの供給量が所望の量まで増加しないため、低圧EGR弁32の開度が大きくされる(破線参照)。すなわち、低圧EGRガス量を増加させてEGR率を目標値に合わせようとする。そして、例えば低圧EGR弁32の開度が閾値以上となった場合には、高圧EGRガス量が減少する異常があると判定する。このときには、低圧EGR弁32の開度を大きくすることにより、EGR率の実際の値が目標値に合わせられるため、EGR率は正常時と異常時とで差はない。
On the other hand, if the high
次に、本実施例に係るEGRシステムの異常を判定するフローについて説明する。図6は、本実施例に係るEGRシステムの異常を判定するフローを示したフローチャートである。図6に示すフローでは、EGRガスの流量が正常時よりも減少する異常を検出することができる。このルーチンはECU20により所定の時間毎に繰り返し実行される。
Next, a flow for determining an abnormality in the EGR system according to the present embodiment will be described. FIG. 6 is a flowchart illustrating a flow of determining an abnormality of the EGR system according to the present embodiment. In the flow shown in FIG. 6, it is possible to detect an abnormality in which the flow rate of the EGR gas decreases compared to the normal time. This routine is repeatedly executed by the
ステップS101では、EGRシステムの制御モードがMPLモードとなっているか否か判定される。例えば内燃機関1の運転状態と、図2に示した関係とから制御モードが判別される。そして、本フローでは、まず低圧EGR装置30の異常を判定してから、高圧EGR装置40の異常を判定するため、低圧EGR装置30の判定に必要となる高圧EGR弁42のフィードバック制御と低圧EGR弁32のオープンループ制御が行われているか否か併せて判定する。ステップS101で肯定判定がなされた場合にはステップS102へ進み、否定判定がなされた場合には本ルーチンを終了させる。
In step S101, it is determined whether or not the control mode of the EGR system is the MPL mode. For example, the control mode is determined from the operating state of the internal combustion engine 1 and the relationship shown in FIG. In this flow, first, the abnormality of the low
ステップS102では、EGRシステムの異常を判定するための前提条件が成立しているか否か判定される。例えば、EGRフィードバック制御が行われていなければ低圧EGR弁32若しくは高圧EGR弁42の開度からEGRシステムの異常を判定することは困難であるため、EGRフィードバック制御を行い得る状態であることを前提条件の一つとする。また、内燃機関1が運転中でなければEGRガスが供給されないため、内燃機関1が運転中であることを前提条件の一つとする。これらはECU20によりなされる制御であるため、ECU20により容易に判定できる。
In step S102, it is determined whether a precondition for determining an abnormality in the EGR system is satisfied. For example, if EGR feedback control is not performed, it is difficult to determine an abnormality of the EGR system from the opening degree of the low
また、EGRシステムの異常を判定するときに用いるセンサが正常でなければ誤った情報を基にEGRシステムの異常を判定してしまうので、センサが正常であることを前提条件の一つとする。センサが正常であるか否かは、他の周知の技術を用いて検知する。さらに、吸入空気量が多すぎたり又は少なすぎたりすると内燃機関1の運転状態が悪化して高圧EGR弁42の開度からEGRシステムの異常を判定することが困難となるため、吸入空気量が基準範囲内であることを前提条件の一つとしても良い。
In addition, if the sensor used to determine the abnormality of the EGR system is not normal, the abnormality of the EGR system is determined based on incorrect information. Therefore, it is assumed that the sensor is normal. Whether or not the sensor is normal is detected using another known technique. Furthermore, if the intake air amount is too large or too small, the operating state of the internal combustion engine 1 deteriorates and it becomes difficult to determine an abnormality in the EGR system from the opening of the high
さらに、定常運転中であるか否か判定しても良い。すなわち、内燃機関1の機関回転数及び機関負荷が一定であるか否か判定しても良い。定常運転中でないとEGR率や下記の各種閾値が変化するため、EGRシステムの異常を判定することが困難であることによる。 Further, it may be determined whether or not steady operation is being performed. That is, it may be determined whether the engine speed and the engine load of the internal combustion engine 1 are constant. This is because it is difficult to determine an abnormality in the EGR system because the EGR rate and the following various threshold values change when the operation is not steady.
これらの前提条件が全て成立しているときにステップS102で肯定判定がなされる。そして、ステップS102で肯定判定がなされた場合にはステップS103へ進み、否定判定がなされた場合にはEGRシステムの異常を判定することができないため本ルーチン
を一旦終了させる。
When all these preconditions are satisfied, an affirmative determination is made in step S102. If an affirmative determination is made in step S102, the process proceeds to step S103, and if a negative determination is made, an abnormality in the EGR system cannot be determined, so this routine is temporarily terminated.
ステップS103では、高圧EGR弁42の開度が検知される。すなわち、開度センサ44の値が読み込まれる。
In step S103, the opening degree of the high
ステップS104では、高圧EGR弁42の開度が閾値よりも大きいか否か判定される。閾値は、EGRシステムに異常がない場合において、高圧EGR弁42の開度が変化し得る範囲の上限値である。低圧EGR装置30に異常がなければ、高圧EGR弁42の開度は規定範囲内となり、低圧EGR装置30に異常があれば、高圧EGR弁42の開度は規定範囲外となる。すなわち、閾値は、低圧EGR装置30が正常であるといえる高圧EGR弁42の開度の上限値としても良い。このように、本ステップでは、高圧EGR弁42の開度が異常といえる範囲にある否か判定している。また、高圧EGR弁42の開度は内燃機関1の運転状態(例えば機関回転数及び機関負荷)に応じて変化するため、閾値も同様に内燃機関1の運転状態に応じて変化させる。そして閾値は、予め実験等により求めておく。
In step S104, it is determined whether or not the opening degree of the high
また、ある程度の期間、同じ状態が続いたときに限り低圧EGR装置30に異常があると判定しても良い。すなわち本ステップでは、高圧EGR弁42の開度が閾値よりも大きく、且つこの状態が継続している期間が規定期間よりも長いか否か判定してもよい。この規定期間は、低圧EGR装置30の異常を判定するために要する期間として設定される。
Alternatively, it may be determined that there is an abnormality in the low-
ステップS104で肯定判定がなされた場合にはステップS105へ進んで、低圧EGR装置30に異常があると判定される。一方、ステップS104で否定判定がなされた場合には、ステップS106へ進んで、低圧EGR装置30は正常であると判定される。
If an affirmative determination is made in step S104, the process proceeds to step S105, where it is determined that there is an abnormality in the low
次に、ステップS107では、EGRフィードバック制御の制御対象が切り替えられる。すなわち、高圧EGR弁42をオープンループ制御し、低圧EGR弁32をフィードバック制御する。
Next, in step S107, the control target of EGR feedback control is switched. That is, the high
ステップS108では、高圧EGR弁42の目標開度(開度の目標値)が算出される。高圧EGR弁42の開度の目標値は、高圧EGR弁42をフィードバック制御しているときよりも大きくする。すなわち、システムの正常時に高圧EGR弁42をフィードバック制御している場合に、該高圧EGR弁42の開度が変化し得る範囲よりも大きくする。この目標値は、機関回転数及び機関負荷に応じて決定しても良い。また、低圧EGR弁32の開度よりも大きくなるように高圧EGR弁42の開度の目標値を決定しても良い。
In step S108, the target opening degree (target value of the opening degree) of the high
ステップS109では、低圧EGR弁32の開度がEGRフィードバック制御により調節される。
In step S109, the opening degree of the low
ステップS110では、低圧EGR弁32の開度が検知される。すなわち、開度センサ34の値が読み込まれる。
In step S110, the opening degree of the low
ステップS111では、低圧EGR弁32の開度が閾値よりも大きいか否か判定される。閾値は、EGRシステムに異常がない場合において、低圧EGR弁32の開度が変化し得る範囲の上限値である。この閾値は、ステップS104の閾値とは異なる値である。高圧EGR装置40に異常がなければ、低圧EGR弁32の開度は規定範囲内となり、高圧EGR装置40に異常があれば、低圧EGR弁32の開度は規定範囲外となる。すなわち、閾値は、高圧EGR装置40が正常であるといえる低圧EGR弁32の開度の上限値としても良い。このように、本ステップでは、低圧EGR弁32の開度が異常といえる範囲にある否か判定している。また、低圧EGR弁32の開度は内燃機関1の運転状態(例え
ば機関回転数及び機関負荷)に応じて変化するため、閾値も同様に内燃機関1の運転状態に応じて変化させる。そして閾値は、予め実験等により求めておく。なお、高圧EGR弁42の開度が通常よりも大きくされているため、システムが正常であれば低圧EGR弁32の開度は通常よりも小さくなる。これに対し、低圧EGR弁32の開度が通常よりも大きくなった場合に、高圧EGR装置40に異常があると判定しても良い。すなわち、閾値を、システムが正常であるときに低圧EGR弁32をオープンループ制御し、高圧EGR弁42をフィードバック制御しているときの低圧EGR弁32の開度としても良い。
In step S111, it is determined whether or not the opening degree of the low
また、ある程度の期間、同じ状態が続いたときに限り高圧EGR装置40に異常があると判定しても良い。すなわち本ステップでは、低圧EGR弁32の開度が閾値よりも大きく、且つこの状態が継続している期間が規定期間よりも長いか否か判定してもよい。この規定期間は、高圧EGR装置40の異常を判定するために要する期間として設定される。
Alternatively, it may be determined that there is an abnormality in the high-
ステップS111で肯定判定がなされた場合にはステップS112へ進んで、高圧EGR装置40に異常があると判定される。一方、ステップS111で否定判定がなされた場合には、ステップS113へ進んで、高圧EGR装置40は正常であると判定される。
If an affirmative determination is made in step S111, the process proceeds to step S112, where it is determined that there is an abnormality in the high-
そして、ステップS114では、通常制御へ切り替えられる。すなわち、高圧EGR弁42をフィードバック制御し、低圧EGR弁32をオープンループ制御する。
And in step S114, it switches to normal control. That is, the high
なお、本実施例においてはステップS103からステップS113を処理するECU20が、本発明における判定手段に相当する。
In the present embodiment, the
以上説明したように、本実施例によれば、HPLモード、MPLモード、LPLモードの夫々においてEGRシステムの異常を判定することができる。すなわち、高圧EGR装置40と低圧EGR装置30との両方からEGRガスを供給しているときであっても、EGRフィードバック制御の制御対象を切り替えることで高圧EGR装置40及び低圧EGR装置30の両方について異常の有無を判定することができる。
As described above, according to the present embodiment, an abnormality of the EGR system can be determined in each of the HPL mode, the MPL mode, and the LPL mode. That is, even when the EGR gas is supplied from both the high
また、MPLモードのときには、制御対象を切り替えるだけなので、気筒内にはEGRガスを供給することができるため、排気の状態が悪化することを抑制できる。 Further, in the MPL mode, since only the control target is switched, EGR gas can be supplied into the cylinder, so that deterioration of the exhaust state can be suppressed.
なお、本実施例では、低圧EGR装置30に異常があるか否かを判定した後に、高圧EGR装置40に異常があるか否かを判定しているが、この順番を逆にしても良い。また、本実施例では、主にEGRガスの量が低下する異常について説明したが、EGRガスの量が増加する異常についても同様にして適用することができる。
In this embodiment, after determining whether or not there is an abnormality in the low
1 内燃機関
2 気筒
3 吸気通路
4 排気通路
5 ターボチャージャ
5a コンプレッサ
5b タービン
6 第1吸気絞り弁
7 エアフローメータ
8 インタークーラ
9 第2吸気絞り弁
10 フィルタ
14 アクセルペダル
15 アクセル開度センサ
16 クランクポジションセンサ
20 ECU
30 低圧EGR装置
31 低圧EGR通路
32 低圧EGR弁
33 EGRクーラ
34 開度センサ
40 高圧EGR装置
41 高圧EGR通路
42 高圧EGR弁
44 開度センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
30 Low
Claims (6)
前記タービンよりも上流の排気通路と前記吸気通路とを接続する高圧EGR通路と、前記高圧EGR通路を流通するEGRガス量を調節する高圧EGR弁と、を有する高圧EGR装置と、
前記タービンよりも下流の排気通路と前記吸気通路とを接続する低圧EGR通路と、前記低圧EGR通路を流通するEGRガス量を調節する低圧EGR弁と、を有する低圧EGR装置と、
前記高圧EGR弁の開度を検知する高圧EGR弁開度検知装置と、
前記低圧EGR弁の開度を検知する低圧EGR弁開度検知装置と、
を備えたEGRシステムの異常検出装置において、
前記高圧EGR装置と前記低圧EGR装置との両方からEGRガスを供給しているときであって、前記低圧EGR弁または前記高圧EGR弁の一方のEGR弁をオープンループ制御しつつ、他方のEGR弁を気筒内のEGRガス量が該EGRガス量の目標範囲に向かうようにフィードバック制御しているときの該他方のEGR弁の開度から前記一方のEGR弁を有する一方のEGR装置に異常があるか否か判定し、
その後、前記高圧EGR装置と前記低圧EGR装置との両方からEGRガスを供給しているときであって、前記他方のEGR弁をオープンループ制御しつつ、前記一方のEGR弁を気筒内のEGRガス量が該EGRガス量の目標範囲に向かうようにフィードバック制御しているときの該一方のEGR弁の開度から前記他方のEGR弁を有する他方のEGR装置に異常があるか否か判定する判定手段を備えることを特徴とするEGRシステムの異常検出装置。 A turbocharger having a turbine in the exhaust passage of the internal combustion engine and a compressor in the intake passage;
A high-pressure EGR device having a high-pressure EGR passage connecting the exhaust passage upstream of the turbine and the intake passage, and a high-pressure EGR valve for adjusting the amount of EGR gas flowing through the high-pressure EGR passage;
A low pressure EGR device having a low pressure EGR passage connecting the exhaust passage downstream of the turbine and the intake passage, and a low pressure EGR valve for adjusting an amount of EGR gas flowing through the low pressure EGR passage;
A high pressure EGR valve opening degree detection device for detecting the opening degree of the high pressure EGR valve;
A low pressure EGR valve opening degree detecting device for detecting an opening degree of the low pressure EGR valve;
In the EGR system abnormality detection device comprising:
When EGR gas is supplied from both the high-pressure EGR device and the low-pressure EGR device, one of the low-pressure EGR valve and the high-pressure EGR valve is controlled in an open loop, while the other EGR valve is The EGR device having the one EGR valve has an abnormality from the opening degree of the other EGR valve when the EGR gas amount in the cylinder is feedback-controlled so that the EGR gas amount in the cylinder goes to the target range of the EGR gas amount Whether or not
Thereafter, when EGR gas is supplied from both the high pressure EGR device and the low pressure EGR device, the other EGR valve is controlled in an open loop, and the one EGR valve is moved to the EGR gas in the cylinder. Determination to determine whether or not there is an abnormality in the other EGR device having the other EGR valve based on the opening degree of the one EGR valve when feedback control is performed so that the amount goes to the target range of the EGR gas amount An abnormality detection device for an EGR system, characterized in that it comprises means.
前記タービンよりも下流の排気通路と吸気通路とを接続する低圧EGR通路と、前記低圧EGR通路を流通するEGRガス量を調節する低圧EGR弁と、を有する低圧EGR装置と、
の両方からEGRガスを供給しているときにおいて、
前記低圧EGR弁または前記高圧EGR弁の一方のEGR弁をオープンループ制御しつつ、他方のEGR弁を気筒内のEGRガス量が該EGRガス量の目標範囲に向かうようにフィードバック制御する第1の工程と、
前記第1の工程が実行されているときの前記他方のEGR弁の開度から、前記一方のEGR弁を有する一方のEGR装置に異常があるか否か判定する第2の工程と、
前記他方のEGR弁をオープンループ制御しつつ、前記一方のEGR弁を気筒内のEGRガス量が該EGRガス量の目標範囲に向かうようにフィードバック制御する第3の工程と、
前記第3の工程が実行されているときの前記一方のEGR弁の開度から、前記他方のEGR弁を有する他方のEGR装置に異常があるか否か判定する第4の工程と、
を含んで構成されることを特徴とするEGRシステムの異常検出方法。 A high-pressure EGR device having a high-pressure EGR passage connecting an exhaust passage upstream of a turbine of a turbocharger of the internal combustion engine and an intake passage, and a high-pressure EGR valve for adjusting the amount of EGR gas flowing through the high-pressure EGR passage;
A low pressure EGR device having a low pressure EGR passage connecting an exhaust passage downstream of the turbine and an intake passage, and a low pressure EGR valve for adjusting an amount of EGR gas flowing through the low pressure EGR passage;
When EGR gas is supplied from both
The first low-pressure EGR valve or the high-pressure EGR valve is subjected to open-loop control, and the other EGR valve is feedback-controlled so that the EGR gas amount in the cylinder is directed to the target range of the EGR gas amount. Process,
A second step of determining whether there is an abnormality in one of the EGR devices having the one EGR valve, based on the opening degree of the other EGR valve when the first step is being performed;
A third step of performing feedback control so that the EGR gas amount in the cylinder is directed to a target range of the EGR gas amount while performing open-loop control of the other EGR valve;
A fourth step of determining whether or not there is an abnormality in the other EGR device having the other EGR valve from the opening degree of the one EGR valve when the third step is being performed;
An abnormality detection method for an EGR system, comprising:
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2010098964A JP2011226437A (en) | 2010-04-22 | 2010-04-22 | Abnormality detection device and method of egr system |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013108464A (en) * | 2011-11-24 | 2013-06-06 | Mitsubishi Motors Corp | Exhaust gas circulation device |
JP2013113238A (en) * | 2011-11-30 | 2013-06-10 | Toyota Motor Corp | Fault diagnosis device for egr system |
JP2015068275A (en) * | 2013-09-30 | 2015-04-13 | マツダ株式会社 | Exhaust gas recirculation control device of engine |
-
2010
- 2010-04-22 JP JP2010098964A patent/JP2011226437A/en not_active Withdrawn
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