專利名稱：內(nèi)燃機(jī)的廢氣再循環(huán)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)的廢氣再循環(huán)裝置(以下簡(jiǎn)稱為EGR)，尤其是關(guān)于精度良好地進(jìn)行EGR控制閥的故障判定。
背景技術(shù)：
為降低來自內(nèi)燃機(jī)的NOx排出量，以往進(jìn)行設(shè)置EGR。而且，以往，在相互連結(jié)廢氣通路和進(jìn)氣通路的EGR氣體通路內(nèi)設(shè)置用于控制EGR氣體量的EGR氣體控制閥，對(duì)于該EGR控制閥，以成為根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)決定的目標(biāo)EGR閥開度的方式輸出EGR控制閥開度指令信號(hào)來控制開閥量。但是，該EGR控制閥發(fā)生故障，相對(duì)于EGR控制閥開度指令信號(hào)，在不能得到作為目標(biāo)的正確的EGR閥開度的情況下，存在不能發(fā)揮內(nèi)燃機(jī)的廢氣凈化性能及內(nèi)燃機(jī)的輸出性能的問題。由此，以往，提出了各種關(guān)于正確地精度良好地診斷EGR控制閥的故障的技術(shù)。例如，日本特開平10-122058號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)I)公開了如下技術(shù)，在EGR控制閥的目標(biāo)開度變化到規(guī)定量以上的EGR運(yùn)轉(zhuǎn)條件成立時(shí)，從目標(biāo)開度開始變化，通過實(shí)際開度檢測(cè)構(gòu)件檢測(cè)隨著目標(biāo)開度的變化而變化的實(shí)際開度，確認(rèn)了所檢測(cè)的實(shí)際開度沒有隨·著目標(biāo)開度而變化時(shí)，判定為包含EGR控制閥在內(nèi)的裝置發(fā)生了故障。另外，日本特開2007-255251號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)2)公開了如下技術(shù)，其具有具有閥軸的EGR控制閥；驅(qū)動(dòng)構(gòu)件，具有配置在所述閥軸的延長(zhǎng)線上的往復(fù)驅(qū)動(dòng)軸，該往復(fù)驅(qū)動(dòng)軸沿軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)；控制構(gòu)件。所述驅(qū)動(dòng)構(gòu)件的往復(fù)驅(qū)動(dòng)軸在驅(qū)動(dòng)構(gòu)件工作時(shí)推壓EGR控制閥的中心軸前端，由此，釋放EGR控制閥，若所述控制構(gòu)件對(duì)于驅(qū)動(dòng)構(gòu)件發(fā)送的控制信號(hào)的占空比在允許范圍內(nèi)或超出范圍，就判定為EGR控制閥發(fā)生了故障。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I:日本特開平10-122058號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本特開2007-255251號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題一般來說，控制閥的故障大多是因?yàn)殚y驅(qū)動(dòng)部的滑動(dòng)摩擦阻力的增大。受到閥滑動(dòng)摩擦的影響時(shí)，在開度變化的中途出現(xiàn)反復(fù)進(jìn)行卡住或滑動(dòng)的粘滑(卞m , 7°)現(xiàn)象等，尤其對(duì)于微小的開度變化，容易產(chǎn)生偏差。由此，在著眼于相對(duì)于微小的開度變化的追蹤誤差時(shí)，對(duì)于異?，F(xiàn)象的早期發(fā)現(xiàn)是有利的。但是，在所述專利文獻(xiàn)1、2的技術(shù)中公開了基于與實(shí)際開度之間的偏差和驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)的占空比的范圍來判定異常的技術(shù)，并沒有公開著眼于相對(duì)于微小的開度變化的追蹤誤差的異?，F(xiàn)象的判定技術(shù)。
像這樣，關(guān)于EGR控制閥的故障判定，需要更正確的精度的判定技術(shù)的改良。因此，本發(fā)明是鑒于所述問題而研發(fā)的，其目的是提供一種能夠提高廢氣再循環(huán)裝置所具有的EGR控制閥的故障判定的精度的內(nèi)燃機(jī)的廢氣再循環(huán)裝置。為實(shí)現(xiàn)所述目的，本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的廢氣再循環(huán)裝置，其具有EGR控制閥，該EGR控制閥被設(shè)置在連結(jié)排氣通路和進(jìn)氣通路的EGR氣體通路上并控制EGR氣體量，其特征在于，具有開度指令信號(hào)輸出構(gòu)件，基于內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)輸出所述EGR控制閥的開度指令信號(hào)；變動(dòng)成分分離構(gòu)件，將來自該開度指令信號(hào)輸出構(gòu)件的閥開度指令信號(hào)分離成基本成分和與該閥基本成分重疊生成的變動(dòng)成分；變動(dòng)成分判定構(gòu)件，基于被該變動(dòng)成分分離構(gòu)件分離出的變動(dòng)成分的大小來判定EGR控制閥處于正常狀態(tài)還是處于過渡狀態(tài)；EGR控制閥診斷裝置，通過所述變動(dòng)成分判定構(gòu)件判定為處于正常狀態(tài)時(shí)，進(jìn)行所述EGR控制閥的異常診斷。 根據(jù)所述發(fā)明，由于僅在EGR控制閥處于正常狀態(tài)時(shí)執(zhí)行進(jìn)行EGR控制閥的異常診斷的EGR控制閥診斷裝置，所以能夠防止以過渡狀態(tài)下的信號(hào)為基礎(chǔ)進(jìn)行判定所導(dǎo)致的誤判定。即，在EGR控制閥的開度指令值大幅度變動(dòng)的過渡狀態(tài)下，即使例如EGR控制閥是穩(wěn)定的，也不能避免因EGR控制閥的追蹤延遲，在開度指令信號(hào)和實(shí)際開度信號(hào)中產(chǎn)生偏差。能夠從異常診斷的對(duì)象除去這樣的不可避免的偏差并提高異常診斷的精度。另外，EGR控制閥的故障大多是因?yàn)殚y驅(qū)動(dòng)部的滑動(dòng)摩擦阻力的增大，受到閥滑動(dòng)摩擦的影響時(shí)，在開度變化的中途出現(xiàn)反復(fù)進(jìn)行卡住或滑動(dòng)的粘滑現(xiàn)象等，尤其對(duì)于微小的開度變化，容易產(chǎn)生偏差。由此，著眼于相對(duì)于微小的開度變化的追蹤誤差時(shí)，對(duì)于異?，F(xiàn)象的早期發(fā)現(xiàn)是有利的。在本發(fā)明中，通過使用非過渡狀態(tài)的正常狀態(tài)下的開度指令信號(hào)和實(shí)際開度信號(hào)，能夠?qū)崿F(xiàn)著眼于相對(duì)于微小的開度變化的追蹤誤差的精度好的異常判定，對(duì)于異?，F(xiàn)象的早期發(fā)現(xiàn)是有效的。另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，所述變動(dòng)成分分離構(gòu)件具有基本成分算出部，從閥開度指令信號(hào)算出閥開度指令信號(hào)的基本成分；加減法器，從所述閥開度指令信號(hào)減去由所述基本成分算出部算出的基本成分，通過該加減法器從所述閥開度指令信號(hào)減去所述基本成分來算出閥開度指令信號(hào)變動(dòng)成分。像這樣，變動(dòng)成分分離構(gòu)件具有基本成分算出部、和從所述閥開度指令信號(hào)減去由所述基本成分算出部算出的基本成分的加減法器，通過該加減法器從所述閥開度指令信號(hào)減去所述基本成分而算出并生成閥開度指令信號(hào)變動(dòng)成分。而且，該所述基本成分算出部還可以具有變動(dòng)成分除去死區(qū)器；修正增益器，修正該變動(dòng)成分除去死區(qū)器的輸出信號(hào)；積分器，對(duì)該修正增益器的輸出信號(hào)進(jìn)行積分。在這樣的基本成分算出部中，將通過變動(dòng)成分除去死區(qū)器除去的變動(dòng)成分的信號(hào)乘以修正增益，與簡(jiǎn)單的過濾處理進(jìn)行的噪聲成分的除去相比，信號(hào)的上升沿時(shí)間提前，并且在除去變動(dòng)成分中具有卓越的特性。另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，所述變動(dòng)成分判定構(gòu)件具有正常狀態(tài)判定器，判定通過所述加減法器從所述閥開度指令信號(hào)減去所述基本成分而生成的所述閥開度指令信號(hào)變動(dòng)成分的信號(hào)是否為閾值內(nèi)的信號(hào)；接通延時(shí)定時(shí)器，在該閾值內(nèi)的輸出持續(xù)一定時(shí)間時(shí)，成為接通。通過這樣地構(gòu)成，能夠正確地判定正常狀態(tài)，并提高異常診斷的精度。另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，所述EGR控制閥診斷裝置基于被輸入EGR控制閥的閥開度指令信號(hào)和EGR控制閥的實(shí)際開度信號(hào)進(jìn)行診斷，并且被輸入所述EGR控制閥的閥開度指令信號(hào)是來自所述開度指令信號(hào)輸出構(gòu)件的閥開度指令信號(hào)。通過這樣地構(gòu)成，能夠提高EGR控制閥診斷裝置基于被輸 入EGR控制閥的閥開度指令信號(hào)和EGR控制閥的實(shí)際開度信號(hào)之間的偏差進(jìn)行的異常診斷的精度。另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，所述EGR控制閥診斷裝置基于被輸入EGR控制閥的閥開度指令信號(hào)和EGR控制閥的實(shí)際開度信號(hào)進(jìn)行診斷，并且被輸入所述EGR控制閥的閥開度指令信號(hào)是被所述變動(dòng)成分分離構(gòu)件分離的基本成分的信號(hào)。像這樣，由于被輸入EGR控制閥的閥開度指令信號(hào)是被所述變動(dòng)成分分離構(gòu)件分離的閥開度指令信號(hào)的基本成分的信號(hào)，所以EGR控制閥不受閥開度指令信號(hào)所含有的變動(dòng)成分的影響，從而能夠防止EGR控制閥因變動(dòng)成分導(dǎo)致的一點(diǎn)一點(diǎn)的移動(dòng)，并能夠防止EGR控制閥的不需要的移動(dòng)，能夠提高耐久性及壽命。圖9表示EGR控制閥的工作特性，并表示相對(duì)于閥開度的閥流量特性。閥開度變大到某開度以上時(shí)，存在閥流量相對(duì)于閥開度幾乎不變的死區(qū)區(qū)域R。在該區(qū)域中，即使對(duì)于小流量變化a，也必須使閥開度b大幅度地變化，對(duì)于微小流量變化，也需要閥開度變化，從而EGR控制閥的開閉動(dòng)作頻繁地一點(diǎn)一點(diǎn)的移動(dòng)。為防止該一點(diǎn)一點(diǎn)的移動(dòng)，設(shè)定開閉動(dòng)作的開閥度具有差異的遲滯特性并抑制EGR控制閥無用的一點(diǎn)一點(diǎn)的移動(dòng)。但是，在設(shè)定了所述遲滯的EGR控制閥的開度指令信號(hào)中，由于遲滯特性為ON的開度指令信號(hào)、為OFF的開度指令信號(hào)是固定的，所以實(shí)際的閥開度指令信號(hào)和經(jīng)歷了遲滯特性之后的閥開度指令信號(hào)視為時(shí)間平均的情況下，發(fā)生正常偏差。通過發(fā)生正常偏差，閥開度會(huì)發(fā)生持續(xù)的振動(dòng)。在本發(fā)明中，被輸入EGR控制閥的開度指令信號(hào)是被變動(dòng)成分分離構(gòu)件分離的基本成分的信號(hào)，從如上所述地能夠抑制一點(diǎn)一點(diǎn)的移動(dòng)和基于遲滯特性的工作產(chǎn)生的振動(dòng)，并能夠提高耐久性及壽命。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，具有開度指令信號(hào)輸出構(gòu)件，基于內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)輸出所述EGR控制閥的開度指令信號(hào)；變動(dòng)成分分離構(gòu)件，將來自該開度指令信號(hào)輸出構(gòu)件的閥開度指令信號(hào)分離成基本成分和與該閥基本成分重疊生成的變動(dòng)成分；變動(dòng)成分判定構(gòu)件，基于被該變動(dòng)成分分離構(gòu)件分離的變動(dòng)成分的大小，判定EGR控制閥處于正常狀態(tài)還是處于過渡狀態(tài)；EGR控制閥診斷裝置，通過所述變動(dòng)成分判定構(gòu)件判定為處于正常狀態(tài)時(shí)，進(jìn)行所述EGR控制閥的異常診斷，即，在EGR控制閥的開度指令值大幅度變動(dòng)的過渡狀態(tài)下，即使例如EGR控制閥是穩(wěn)定(健全)的，也不能避免因EGR控制閥的追蹤延遲，開度指令信號(hào)和實(shí)際開度信號(hào)發(fā)生偏差。能夠?qū)⑦@樣的不可避免的偏差從異常診斷的對(duì)象除去并提高異常診斷的精度。另外，控制閥的故障大多是因?yàn)殚y驅(qū)動(dòng)部的滑動(dòng)摩擦阻力的增大，受到閥滑動(dòng)摩擦的影響時(shí)，在開度變化的中途，發(fā)生反復(fù)進(jìn)行卡住或滑動(dòng)的粘滑現(xiàn)象等，尤其對(duì)于微小的開度變化，容易出現(xiàn)偏差。由此，在著眼于相對(duì)于微小的開度變化的追蹤誤差時(shí)，對(duì)于異?，F(xiàn)象的早期發(fā)現(xiàn)是有利的，在本發(fā)明中，通過使用非過渡狀態(tài)的正常狀態(tài)下的閥開度指令信號(hào)和實(shí)際開度信號(hào)，能夠進(jìn)行著眼于相對(duì)于微小的開度變化的追蹤誤差的異常判定，對(duì)于異常現(xiàn)象的早期發(fā)現(xiàn)是有效的。


圖I是本發(fā)明的實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的廢氣再循環(huán)裝置的整體結(jié)構(gòu)圖。圖2是表示第一實(shí)施方式的EGR控制裝置的結(jié)構(gòu)框圖。圖3是表示第二實(shí)施方式的EGR控制裝置的結(jié)構(gòu)框圖。圖4是用于說明變動(dòng)成分除去死區(qū)器的工作的說明圖。圖5是表示數(shù)值模擬確認(rèn)試驗(yàn)中的基本成分波的說明圖。 圖6是表示數(shù)值模擬確認(rèn)試驗(yàn)結(jié)果的說明圖。圖7是圖6的E部分放大圖。圖8是圖6的F部分放大9是表示EGR控制閥的閥開度和閥流量的特性的說明圖。圖10是表示第三實(shí)施方式的變動(dòng)成分除去死區(qū)器的特性圖。圖11是表示第四實(shí)施方式的變動(dòng)成分除去死區(qū)器的特性圖。
具體實(shí)施例方式以下，使用圖示的實(shí)施方式詳細(xì)說明本發(fā)明。但是，本實(shí)施方式記載的構(gòu)成零件的尺寸、材質(zhì)、形狀、其相對(duì)配置等只要沒有特別特定的記載，本發(fā)明的范圍并不僅限于此。(第一實(shí)施方式)參照?qǐng)DI說明本發(fā)明的第一實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的廢氣再循環(huán)裝置。如圖I所示，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)(以下稱為發(fā)動(dòng)機(jī))I包括具有排氣渦輪3和與其同軸地被驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)5的排氣渦輪增壓器7，從該排氣渦輪增壓器7的壓縮機(jī)5排出的空氣通過供氣通路9進(jìn)入中冷器11，供氣被冷卻之后，供氣流量被進(jìn)氣節(jié)流閥13控制，然后，從進(jìn)氣支管15通過設(shè)置在每個(gè)氣缸上的進(jìn)氣口經(jīng)由發(fā)動(dòng)機(jī)I的進(jìn)氣閥流入燃燒室內(nèi)。另外,在發(fā)動(dòng)機(jī)I中，設(shè)有控制燃料的噴射時(shí)間、噴射量、噴射壓力并且將燃料噴射到燃燒室內(nèi)的燃料噴射控制裝置19，通過該燃料噴射控制裝置19，以規(guī)定的燃料噴射時(shí)間將被控制成規(guī)定的燃料壓力的燃料供給到各氣缸的燃料噴射閥21。另外，從排氣通路23的中途分支出EGR (廢氣再循環(huán))通路25，廢氣的一部分通過EGR冷卻器27被冷卻并經(jīng)由EGR控制閥29被送入進(jìn)氣節(jié)流閥13的下游部位。在進(jìn)氣節(jié)流閥13上設(shè)有節(jié)流閥控制裝置路31來控制開閉，對(duì)于EGR控制閥29設(shè)有EGR控制裝置(廢氣再循環(huán)控制裝置)33來控制開閉。在發(fā)動(dòng)機(jī)I的燃燒室中燃燒的燃燒氣體即廢氣35通過設(shè)置在每個(gè)氣缸上的排氣口聚集而成的排氣支管39及排氣通路23，驅(qū)動(dòng)所述渦輪增壓器7的排氣渦輪3而成為壓縮機(jī)5的動(dòng)力源之后，通過排氣通路23流入廢氣后處理裝置(未圖示)。從發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器42向控制裝置(ECU)41輸入發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)，從發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷傳感器44向控制裝置(E⑶)41輸入發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷信號(hào)，而且，來自設(shè)置在進(jìn)氣支管15上的進(jìn)氣支管溫度傳感器46的檢測(cè)信號(hào)、來自進(jìn)氣支管壓力傳感器48的檢測(cè)信號(hào)、來自空氣流量計(jì)50的檢測(cè)信號(hào)分別被輸入控制裝置(ECT) 41。在EGR控制裝置(廢氣再循環(huán)控制裝置)33中，具有開度指令信號(hào)輸出構(gòu)件52，使用預(yù)先設(shè)定的EGR量圖譜或算出式算出以來自所述各傳感器的信號(hào)為基礎(chǔ)與運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)相應(yīng)的EGR流量，基于該算出的EGR量輸出EGR控制閥29的開度指令信號(hào)；變動(dòng)成分分離構(gòu)件54，將來自該開度指令信號(hào)輸出構(gòu)件52的閥開度指令信號(hào)分離成基本成分和與該閥基本成分重疊生成的變動(dòng)成分；變動(dòng)成分判定構(gòu)件56，基于被該變動(dòng)成分分離構(gòu)件分離的閥開度指令信號(hào)變動(dòng)成分的大小，判定EGR控制閥29是正常狀態(tài)還是過渡狀態(tài)。而且，通過該變動(dòng)成分判定構(gòu)件56判定為處于正常狀態(tài)時(shí)，對(duì)于進(jìn)行EGR控制閥·29的異常診斷的EGR控制閥診斷裝置58輸出用于使其執(zhí)行診斷的正常狀態(tài)信號(hào)。參照?qǐng)D2說明變動(dòng)成分分離構(gòu)件54及變動(dòng)成分判定構(gòu)件56。變動(dòng)成分分尚構(gòu)件54具有基本成分算出部60,根據(jù)從開度指令信號(hào)輸出構(gòu)件52輸出的閥開度指令信號(hào)算出閥開度指令信號(hào)的基本成分；加減法器62，從閥開度指令信號(hào)減去由基本成分算出部60算出的基本成分。通過該加減法器62從閥開度指令信號(hào)減去基本成分來算出閥開度指令信號(hào)變動(dòng)成分。而且，基本成分算出部60具有變動(dòng)成分除去死區(qū)器64 ;基本成分修正增益器(修正增益器)66,修正該變動(dòng)成分除去死區(qū)器64的輸出信號(hào)；積分器68,對(duì)該修正增益器66的輸出信號(hào)進(jìn)行積分。另外，變動(dòng)成分判定構(gòu)件56具有正常狀態(tài)判定器70，判定通過加減法器62從閥開度指令信號(hào)減去基本成分而生成的閥開度指令信號(hào)變動(dòng)成分的信號(hào)是否是閾值內(nèi)的信號(hào)；接通延時(shí)定時(shí)器72，判定閾值內(nèi)的輸出是否持續(xù)一定時(shí)間持續(xù)并輸出。以下，關(guān)于變動(dòng)成分分離構(gòu)件54的基本成分算出部60，為了更詳細(xì)地說明基本成分算出部60,對(duì)信號(hào)附加U、Zp y。此外，是將y進(jìn)行時(shí)間微分得到的信號(hào)。EGR控制閥開度指令信號(hào)U的基本成分為零，在其周圍發(fā)生不規(guī)則地變動(dòng)。此時(shí)，將變動(dòng)成分除去死區(qū)器64的設(shè)定閾值dl的值作為I時(shí)，輸出信號(hào)zl如圖4所示?？芍獌H在u的大小超過I時(shí)，zl變化，并除去了 u所含有的微小的變動(dòng)成分。像這樣，變動(dòng)成分除去死區(qū)器64具有除去u所含有的微小的變動(dòng)成分的功能。此外，根據(jù)u所含有的微小的變動(dòng)成分的大小調(diào)整該dl。像這樣，若EGR控制閥開度指令信號(hào)u的時(shí)間平均值為零，則能夠僅通過變動(dòng)成分除去死區(qū)器64除去EGR控制閥開度指令信號(hào)u的變動(dòng)成分。但是，實(shí)際上，由于EGR控制閥開度指令信號(hào)u的基本波成分不為零且不是一定的，所以僅EGR控制閥開度指令信號(hào)u的基本波成分超出死區(qū)。由此，由于不能除去變動(dòng)成分，所以為使變動(dòng)成分除去死區(qū)器64有效地發(fā)揮功能，推定EGR控制閥開度指令信號(hào)的基本成分y，從EGR控制閥開度指令信號(hào)u減去該基本成分y，由此，不根據(jù)EGR控制閥開度指令信號(hào)u的基本波成分的值，向變動(dòng)成分除去死區(qū)器64輸入的信號(hào)以零為中心變動(dòng)。
基本成分修正增益器66的基本成分修正增益k2是基本成分的推定速率的調(diào)整系數(shù)。若變動(dòng)成分除去死區(qū)器64的輸出信號(hào)Z1輸出正值，則使基本成分I僅增加將該值乘以匕得到的值。若zl輸出負(fù)值，則使基本成分僅減小將該值乘以k2得到的值。通過反復(fù)進(jìn)行該操作，收 斂于EGR控制閥開度指令信號(hào)u的正常值。收斂是修正增益k2越大收斂得越快。以下，說明通過數(shù)值模擬對(duì)該基本成分算出部60的效果進(jìn)行確認(rèn)結(jié)果。在模擬中，對(duì)于圖5所示的該基本波成分，作為變動(dòng)成分重疊白噪聲。圖6的實(shí)線X是模擬所使用的EGR控制閥開度指令信號(hào)，而實(shí)線Y是EGR控制閥開度指令信號(hào)的基本成分y。根據(jù)圖6的E部分放大圖即圖7可知，變動(dòng)成分被除去?！銇碚f，變動(dòng)成分的除去使用了一階滯后等的濾波器。圖6、7、8的實(shí)線Z是一
階滯后濾波器的基本成分的推定值
J例如，濾波器是采用時(shí)間常數(shù)O. 2秒的一階滯后的情況下，運(yùn)算式如下表示。
A IV =-U
02s +1圖8是圖6的F部分放大圖，示出了上升沿部分。一階滯后的基本成分的推定值
Λ
J是與本實(shí)施方式的方式相比上升沿速度明顯慢。要得到與本模擬同等的上升沿速率，必須減小濾波器的時(shí)間常數(shù)，但如圖8所示，由于在一階滯后的基本成分的推定值中殘留有變動(dòng)成分，所以減小濾波器的時(shí)間常數(shù)時(shí)，產(chǎn)生變動(dòng)成分更強(qiáng)地顯現(xiàn)這樣的不良情況。從該模擬結(jié)果能夠確認(rèn)，本實(shí)施方式的方式與以往的濾波器方式相比，關(guān)于信號(hào)的上升沿這點(diǎn)，或在變動(dòng)成分的除去中，具有優(yōu)良的特性。以下，返回圖2的整體結(jié)構(gòu)框圖，說明變動(dòng)成分判定構(gòu)件56。該變動(dòng)成分判定構(gòu)件56如前所述地具有正常狀態(tài)判定器70 ;接通延時(shí)定時(shí)器72，判定閾值內(nèi)的輸出是否持續(xù)一定時(shí)間并輸出。向正常狀態(tài)判定器70輸入從EGR控制閥開度指令信號(hào)u除去了 EGR控制閥開度指令信號(hào)的基本成分I而得到的ERG控制閥開度指令信號(hào)變動(dòng)成分(變動(dòng)成分)e,以該信號(hào)是否是設(shè)定閾值d2內(nèi)的信號(hào)為基礎(chǔ)來判定是過渡狀態(tài)的變動(dòng)成分還是不能說是過渡狀態(tài)的正常狀態(tài)的變動(dòng)成分。另外，接通延時(shí)定時(shí)器72判定正常狀態(tài)判定器70的輸出即設(shè)定閾值d2內(nèi)的輸出是否持續(xù)了一定時(shí)間。因此，從接通延時(shí)定時(shí)器72輸出ON信號(hào)的情況下，作為判定為處于正常狀態(tài)的判定結(jié)果的信號(hào)被輸出。通過接通延時(shí)定時(shí)器，在持續(xù)了一定時(shí)間的情況下判定為正常狀態(tài)，從而能夠正確地判定正常狀態(tài)，并能夠提高異常診斷的精度。而且，如圖2所示，從接通延時(shí)定時(shí)器72輸出的正常狀態(tài)的信號(hào)被輸出到EGR控制閥診斷裝置58。EGR控制閥診斷裝置58為診斷EGR控制閥29是否正常工作，取入EGR控制閥開度指令信號(hào)u的信號(hào)，S卩，取入非過渡狀態(tài)的正常狀態(tài)時(shí)的指令值和EGR控制閥29的實(shí)測(cè)值，并算出閥開度偏差h，根據(jù)該偏差h的絕對(duì)值I h I是否比允許值大來進(jìn)行診斷。該允許值是表示在EGR控制閥29的使用時(shí)被允許的I h I的上限值。另外，該允許值在每個(gè)EGR控制閥29中預(yù)先被設(shè)定。I h I比允許值大的情況下，其狀態(tài)持續(xù)一定時(shí)間時(shí)，EGR控制閥29判斷為異常并報(bào)告該結(jié)果。根據(jù)以上的第一實(shí)施方式，進(jìn)行EGR控制閥29的異常診斷的EGR控制閥診斷裝置 58僅在EGR控制閥處于正常狀態(tài)時(shí)執(zhí)行，從而能夠防止通過以過渡狀態(tài)下的信號(hào)為基礎(chǔ)進(jìn)行判定導(dǎo)致的誤判定。S卩，在EGR控制閥29的開度指令值大幅度變動(dòng)的過渡狀態(tài)下，例如即使EGR控制閥29是穩(wěn)定的，因EGR控制閥29的追蹤延遲，在開度指令信號(hào)和實(shí)際開度信號(hào)中產(chǎn)生偏差I(lǐng) h I，并且由于發(fā)生大的偏差，所以不能避免誤判定為異常。能夠從異常診斷的對(duì)象除去這樣的不可避免的偏差并提高異常診斷的精度。另外，EGR控制閥29的故障大多因?yàn)殚y驅(qū)動(dòng)部的滑動(dòng)摩擦阻力的增大，受到閥滑動(dòng)摩擦的影響時(shí)，在開度變化的中途，發(fā)生反復(fù)進(jìn)行卡住或滑動(dòng)的粘滑現(xiàn)象等，尤其對(duì)于微小的開度變化，容易出現(xiàn)偏差。由此，著眼于相對(duì)于微小的開度變化的追蹤誤差時(shí)，對(duì)于異常現(xiàn)象的早期發(fā)現(xiàn)是有利的。因此，通過使用非過渡狀態(tài)的正常狀態(tài)下的開度指令信號(hào)和實(shí)際開度信號(hào)，能夠?qū)崿F(xiàn)著眼于相對(duì)于微小的開度變化的追蹤誤差的精度良好的異常判定，對(duì)于異?，F(xiàn)象的早期發(fā)現(xiàn)是有效的。(第二實(shí)施方式)參照?qǐng)D3的結(jié)構(gòu)框圖說明第二實(shí)施方式。第二實(shí)施方式代替第一實(shí)施方式的被輸入EGR控制閥29的EGR控制閥開度指令信號(hào)U，將通過變動(dòng)成分分離構(gòu)件54被分離的EGR控制閥開度指令信號(hào)的基本成分的信號(hào)輸入EGR控制閥29。其他結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方式相同，則省略說明。如圖3所示，在第二實(shí)施方式中，由于被輸入EGR控制閥29的開度指令信號(hào)是通過變動(dòng)成分分離構(gòu)件54被分離的閥開度指令信號(hào)的基本成分的信號(hào)，所以EGR控制閥29不受閥開度指令信號(hào)所含有的變動(dòng)成分的影響，從而能夠防止因EGR控制閥29變動(dòng)成分而產(chǎn)生的一點(diǎn)一點(diǎn)的移動(dòng)，通過防止EGR控制閥29的不需要的移動(dòng)，能夠提供給耐久性，并能夠延長(zhǎng)EGR控制閥29的壽命。如圖9所示，在EGR控制閥的特性中存在死區(qū)區(qū)域R，在該區(qū)域中發(fā)生無用的一點(diǎn)一點(diǎn)的移動(dòng)，進(jìn)而存在如下問題，即使為防止該一點(diǎn)一點(diǎn)的移動(dòng)而賦予遲滯功能，也會(huì)發(fā)生持續(xù)的振動(dòng)，但根據(jù)本第二實(shí)施方式，被輸入EGR控制閥29的開度指令信號(hào)利用被變動(dòng)成分分離構(gòu)件54分離的閥開度指令信號(hào)的基本成分的信號(hào)進(jìn)行工作，從而能夠避免這樣的一點(diǎn)一點(diǎn)的移動(dòng)和持續(xù)的振動(dòng)，能夠提高EGR控制閥的耐久性，并延長(zhǎng)EGR控制閥29的壽命O
另外，根據(jù)被變動(dòng)成分分離構(gòu)件54分離的閥開度指令信號(hào)的基本成分的信號(hào)，控制EGR控制閥29的工作，從而能夠正確且可靠地執(zhí)行EGR控制閥29的閥開度的控制。而且，如所述第一實(shí)施方式中說明的那樣，被變動(dòng)成分分離構(gòu)件54分離的閥開度指令信號(hào)的基本成分的信號(hào)與以往的一階滯后濾波器方式相比，在信號(hào)的上升沿這點(diǎn)中，或在變動(dòng)成分的除去中，都具有優(yōu)良的特性，從而EGR控制閥29的動(dòng)作自身的響應(yīng)性提高，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣性能的提高、進(jìn)而發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出性能的提高也是效果的。S卩，根據(jù)第二實(shí)施方式，除了通過第一實(shí)施方式得到的提高進(jìn)行EGR控制閥29的異常診斷的EGR控制閥診斷裝置58的故障判定精度的作用效果以外，還能夠提高EGR控制閥的耐久性并延長(zhǎng)壽命，而且，還能夠得到EGR控制閥29自身的廢氣凈化作用的提高。(第三實(shí)施方式)參照?qǐng)D10說明第三實(shí)施方式。在第一實(shí)施方式及第二實(shí)施方式中，在基本成分算出部60中使用了變動(dòng)成分除去死區(qū)器64?！さ牵旧暾?qǐng)的作用效果不限于以被設(shè)定在所述變動(dòng)成分除去死區(qū)器64中的變動(dòng)成分除去函數(shù)這樣的設(shè)定閾值dl為閾值，成為零的特性。第三實(shí)施方式如圖10所示的變動(dòng)成分除去死區(qū)器74那樣地，代替零的死區(qū)，使用減小設(shè)定了原點(diǎn)附近的傾斜的變動(dòng)成分除去函數(shù)。由此，能夠得到與第一實(shí)施方式及第二實(shí)施方式同樣的效果。(第四實(shí)施方式)參照?qǐng)D11說明第四實(shí)施方式。第四實(shí)施方式是，被設(shè)定在變動(dòng)成分除去死區(qū)器76中的變動(dòng)成分除去函數(shù)具有如圖11所示地從設(shè)定閾值dl以階梯狀上升之后以傾斜狀上升的特性。即便使用這樣的變動(dòng)成分除去函數(shù)，也能夠得到與第一實(shí)施方式及第二實(shí)施方式同樣的效果。如第一實(shí)施方式 第四實(shí)施方式那樣，本質(zhì)上是在原點(diǎn)附近為零或小地設(shè)定斜率，若設(shè)定成這樣的特性，則能夠得到本申請(qǐng)的效果。工業(yè)實(shí)用性根據(jù)本發(fā)明，由于能夠提高廢氣再循環(huán)裝置所具有的EGR控制閥的故障判定的精度，所以適用于內(nèi)燃機(jī)的廢氣再循環(huán)裝置。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)的廢氣再循環(huán)裝置，其具有EGR控制閥，該EGR控制閥被設(shè)置在連結(jié)排氣通路和進(jìn)氣通路的EGR氣體通路上并控制EGR氣體量，所述內(nèi)燃機(jī)的廢氣再循環(huán)裝置特征在于，具有 開度指令信號(hào)輸出構(gòu)件，基于內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)輸出所述EGR控制閥的開度指令信號(hào); 變動(dòng)成分分離構(gòu)件，將來自該開度指令信號(hào)輸出構(gòu)件的閥開度指令信號(hào)分離成基本成分和與該閥基本成分重疊生成的變動(dòng)成分； 變動(dòng)成分判定構(gòu)件，基于被該變動(dòng)成分分離構(gòu)件分離出的變動(dòng)成分的大小來判定EGR控制閥處于正常狀態(tài)還是處于過渡狀態(tài)； EGR控制閥診斷裝置，通過所述變動(dòng)成分判定構(gòu)件判定為處于正常狀態(tài)時(shí)，進(jìn)行所述EGR控制閥的異常診斷。
2.如權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃機(jī)的廢氣再循環(huán)裝置，其特征在于，所述變動(dòng)成分分離構(gòu)件具有基本成分算出部，從閥開度指令信號(hào)算出閥開度指令信號(hào)的基本成分；加減法器，從所述閥開度指令信號(hào)減去由所述基本成分算出部算出的基本成分， 通過該加減法器從所述閥開度指令信號(hào)減去所述基本成分來算出閥開度指令信號(hào)變動(dòng)成分。
3.如權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機(jī)的廢氣再循環(huán)裝置，其特征在于，所述基本成分算出部具有變動(dòng)成分除去死區(qū)器；修正增益器，修正該變動(dòng)成分除去死區(qū)器的輸出信號(hào)；積分器，對(duì)該修正增益器的輸出信號(hào)進(jìn)行積分。
4.如權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機(jī)的廢氣再循環(huán)裝置，其特征在于，所述變動(dòng)成分判定構(gòu)件具有正常狀態(tài)判定器，判定通過所述加減法器從所述閥開度指令信號(hào)減去所述基本成分而生成的所述閥開度指令信號(hào)變動(dòng)成分的信號(hào)是否為閾值內(nèi)的信號(hào)；接通延時(shí)定時(shí)器，在該閾值內(nèi)的輸出持續(xù)一定時(shí)間時(shí)，成為接通。
5.如權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃機(jī)的廢氣再循環(huán)裝置，其特征在于，所述EGR控制閥診斷裝置基于被輸入EGR控制閥的閥開度指令信號(hào)和EGR控制閥的實(shí)際開度信號(hào)進(jìn)行診斷，并且被輸入所述EGR控制閥的閥開度指令信號(hào)是來自所述開度指令信號(hào)輸出構(gòu)件的閥開度指令信號(hào)。
6.如權(quán)利要求I所述的內(nèi)燃機(jī)的廢氣再循環(huán)裝置，其特征在于，所述EGR控制閥診斷裝置基于被輸入EGR控制閥的閥開度指令信號(hào)和EGR控制閥的實(shí)際開度信號(hào)進(jìn)行診斷，并且被輸入所述EGR控制閥的閥開度指令信號(hào)是被所述變動(dòng)成分分離構(gòu)件分離的基本成分的信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的廢氣再循環(huán)裝置具有開度指令信號(hào)輸出構(gòu)件(52)，基于內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)輸出所述EGR控制閥的開度指令信號(hào)；變動(dòng)成分分離構(gòu)件(54)，將來自該開度指令信號(hào)輸出構(gòu)件(52)的閥開度指令信號(hào)分離成基本成分和與該閥基本成分重疊生成的變動(dòng)成分；變動(dòng)成分判定構(gòu)件(56)，基于通過該變動(dòng)成分分離構(gòu)件(54)被分離的變動(dòng)成分的大小，判定EGR控制閥處于正常狀態(tài)還是處于過渡狀態(tài)；EGR控制閥診斷裝置(58)，通過所述變動(dòng)成分判定構(gòu)件判定成處于正常狀態(tài)時(shí)，進(jìn)行所述EGR控制閥的異常診斷。
文檔編號(hào)F02D45/00GK102918254SQ20118002686
公開日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2011年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月21日
發(fā)明者廣江隆治, 井手和成, 山田知秀 申請(qǐng)人:三菱重工業(yè)株式會(huì)社