发动机的EGR装置的制作方法

发动机的egr装置
技术领域
1.本说明书中公开的技术涉及一种使发动机的排气的一部分作为egr气体经由egr通路流到进气通路而回流到发动机的egr装置，详细地说，涉及一种构成为对设置于egr通路的egr阀的因开阀粘着引起的异常进行诊断的发动机的egr装置。


背景技术：

2.以往，作为这种技术，例如已知有下述专利文献1所记载的技术。该技术涉及一种用于发动机的排气回流装置(exhaust gas recirculation(egr)装置：废气再循环装置)的故障检测装置。发动机包括进气通路、排气通路、燃料供给单元以及设置于进气通路的进气量调节单元。egr装置包括egr通路和电动式egr阀。egr阀包括阀座、阀体以及马达等。在进气通路的比进气量调节单元靠下游的位置设置用于检测进气压力的进气压检测单元。另外，在发动机中设置检测发动机负荷的负荷检测单元。故障检测装置具备故障判定单元，在发动机的运转为正常状态且规定的判定条件成立时，该故障判定单元基于根据egr阀的动作状态检测的进气压力，来判定egr装置的故障(异常)。通过在发动机的运转为正常状态且规定的判定条件成立时，故障判定单元将根据egr阀的动作状态检测的进气压力与根据规定的判定条件求出的判定进气压力进行比较，来判定egr阀的异常(阀座与阀体之间卡入异物等)。在此，作为规定的判定条件，设定有检测的发动机负荷处于规定的负荷范围、构成egr阀的马达处于规定的动作范围。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本专利第6071799号公报


技术实现要素：

6.发明要解决的问题
7.可是，在专利文献1所记载的故障检测装置中，以在发动机的运转为正常状态且规定的判定条件成立时为前提来判定egr装置的异常，因此异常判定的机会被限制于特定的情况。另外，在该故障检测装置中，故障判定的前提条件是规定的负荷范围为发动机的低旋转轻负荷、以及规定的动作范围为egr阀的小开度。因此，故障判定有可能受到各种偏差和干扰(例如，挺杆间隙及阀门正时(valve timing)的偏移、空气密度(温度)、pcv流量、电负荷等。)的影响，如果想要避开这些偏差、干扰，则可能无法诊断出egr阀的小开度的异常(小直径异物卡入异常等)。另外，在该故障检测装置中，根据规定的判定条件求出的判定进气压力可能受到因发动机的转速的变动而产生的影响，从而无法高精度地检测异常。
8.本公开技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够不将与发动机的运转状态、egr阀的动作状态有关的条件限制为特定的条件并能够较早地高精度地诊断egr阀的因开阀粘着引起的异常的发动机的egr装置。
9.用于解决问题的方案
10.(1)为了达到上述目的，本发明的方式是一种发动机的egr装置，具备：egr通路，为了使从发动机排出到排气通路的排气的一部分作为egr气体回流到发动机，而使egr气体从排气通路经egr通路流到进气通路；egr阀，其用于对egr通路中的egr气体的流量进行调节；节气阀，其用于对进气通路中的进气量进行调节；以及egr阀异常诊断单元，其用于基于在对egr阀进行了闭阀控制时获取到的发动机的运转状态来运算基准进气压力，基于运算出的基准进气压力来至少诊断egr阀的因开阀粘着引起的异常，该发动机的egr装置的主旨在于，发动机的运转状态包括进气通路的比节气阀靠下游的部分处的进气压力、发动机的转速以及发动机的负荷，egr阀异常诊断单元根据获取到的转速和获取到的负荷来运算基准进气压力，运算与获取到的转速相应的进气压力上升量，将运算出的进气压力上升量与运算出的基准进气压力相加，基于该相加得到的加法结果和获取到的进气压力，来判定是否存在egr阀的因开阀粘着引起的异常。
11.根据上述(1)的结构，在发动机运转时，将根据获取到的转速运算的进气压力上升量与根据获取到的转速及获取到的负荷运算的基准进气压力相加，基于该相加得到的加法结果和获取到的进气压力来判定是否存在egr阀的因开阀粘着引起的异常。因而，由于运算与发动机的各种运转状态相应的基准进气压力，因此在判定是否存在egr阀的因开阀粘着引起的异常时，不需要将发动机的运转状态限制为共振(日语：
ソニック
)等特定的条件，也不需要将egr阀的动作状态限制为特定的条件。另外，由于将根据发动机的转速运算的进气压力上升量与基准进气压力相加以判定是否存在因开阀粘着引起的异常，因此由于egr阀因开阀粘着不会达到闭阀而产生的进气压力的上升量被反映于是否存在因开阀粘着引起的异常的判定。
12.(2)为了达到上述目的，在上述(1)的结构中，优选的是，egr阀异常诊断单元基于加法结果和获取到的进气压力来运算egr阀的开度，在运算出的egr阀的开度为规定值以上或大于大致0的情况下，判定为egr阀产生了因开阀粘着引起的异常，在运算出的egr阀的开度为规定值以下或为大致0的情况下，判定为egr阀没有产生因开阀粘着引起的异常。在此，“大致0”包括0以及非常近似于0的值。
13.根据上述(2)的结构，除了上述(1)的结构的作用之外，通过基于基准进气压力与进气压力上升量的加法结果、以及获取到的进气压力运算egr阀的开度，来判定是否存在egr阀的因开阀粘着引起的异常。因而，通过是否存在因开阀粘着引起的异常的判定，能够求出egr阀的因开阀粘着而形成的开度。
14.(3)为了达到上述目的，在上述(2)的结构中，优选的是，egr阀异常诊断单元运算与egr阀的设想为开阀粘着的多个开度相应的不同的多个进气压力上升量，将运算出的多个进气压力上升量中的各个进气压力上升量与运算出的基准进气压力相加得到的不同的多个加法结果、同获取到的进气压力进行比较，在判定为获取到的进气压力与运算出的多个加法结果相等或近似的情况下，求出与构成该判定所涉及的加法结果的进气压力上升量相应的开度来作为所述egr阀的开度。
15.根据上述(3)的结构，除了上述(2)的结构的作用之外，在egr阀的因开阀粘着而形成的开度变化则进气压力上升量变化时，求出与设想为开阀粘着的多个进气压力上升量中的各个进气压力上升量相应的开度来作为egr阀的开度。因而，能够较少偏差地求出开度。
16.(4)为了达到上述目的，在上述(3)的结构中，优选的是，egr阀异常诊断单元通过
利用获取到的进气压力在运算出的多个加法结果中的、值接近的相邻的两个加法结果之间进行插值计算，来求出所设想的多个开度之间的开度。
17.根据上述(4)的结构，除了上述(3)的结构的作用之外，由于在多个加法结果中的、值接近的相邻的两个加法结果之间通过插值计算来求出所设想的多个开度之间的开度(中间开度)，因此不需要关于中间开度而预先持有用于运算进气压力上升量的数据。
18.(5)为了达到上述目的，本发明的其它方式是一种发动机的egr装置，具备：egr通路，为了使从发动机排出到排气通路的排气的一部分作为egr气体回流到发动机，而使egr气体从排气通路经egr通路流到进气通路；egr阀，其用于对egr通路中的egr气体的流量进行调节；节气阀，其用于对进气通路中的进气量进行调节；以及egr阀异常诊断单元，其用于基于在对egr阀进行了闭阀控制时获取到的发动机的运转状态来运算egr阀的开度，基于运算出的开度来至少诊断egr阀的因开阀粘着引起的异常，该发动机的egr装置的主旨在于，发动机的运转状态包括进气通路的比节气阀靠下游的部分处的进气压力、发动机的转速以及发动机的负荷，egr阀异常诊断单元运算与获取到的转速及获取到的负荷相应的基准进气压力，运算与获取到的转速相应的进气压力上升量，将运算出的进气压力上升量与运算出的基准进气压力相加，基于该相加得到的加法结果和获取到的进气压力来运算egr阀的开度。
19.根据上述(5)的结构，在发动机运转时，将根据获取到的转速运算的进气压力上升量与根据获取到的转速及获取到的负荷运算的基准进气压力相加，基于该相加得到的加法结果和获取到的进气压力来运算egr阀的开度。因而，由于运算与发动机的各种运转状态相应的基准进气压力，因此在判定是否存在egr阀的因开阀粘着引起的异常时，不需要将发动机的运转状态限制为共振等特定的条件，也不需要将egr阀的动作状态限制为特定的条件。另外，根据在异物直径大于0时当然发生了异物卡入(开阀粘着)的思想，也能够省略是否存在egr阀的因开阀粘着引起的异常的判定。
20.发明的效果
21.根据上述(1)的结构，能够不将与发动机的运转状态、egr阀的动作状态有关的条件限制为特定的条件并能够较早地高精度地诊断egr阀的因开阀粘着引起的异常。
22.根据上述(2)的结构，除了上述(1)的结构的效果之外，还能够将所求出的egr阀的开度使用于针对因开阀粘着引起的异常的应对控制(例如，怠速提升(idle
‑
up)控制)。
23.根据上述(3)的结构，除了上述(2)的结构的效果之外，还能够高精度地求出egr阀的与开阀粘着有关的开度。
24.根据上述(4)的结构，除了上述(3)的结构的效果之外，不需要将与egr阀的所有的开度相应的进气压力上升量对应关系等数据存储到egr阀异常诊断单元(电子控制装置)的存储器，从而还能够减轻该诊断单元的负担。
25.根据上述(5)的结构，能够不将与发动机的运转状态、egr阀的动作状态有关的条件限制为特定的条件并能够较早地高精度地诊断egr阀的因开阀粘着引起的异常。
附图说明
26.图1是与第一实施方式相关的示出包括发动机的egr装置的汽油发动机系统的概要结构图。
27.图2是与第一实施方式相关的示出egr阀的结构的截面图。
28.图3是与第一实施方式相关的示出egr阀的一部分的放大截面图。
29.图4是与第一实施方式相关的示出异物卡入诊断控制的处理内容的流程图。
30.图5是与第一实施方式相关的示出为了求出减速时的与发动机转速及发动机负荷相应的全闭基准进气压力而参照的全闭基准进气压力对应关系。
31.图6是与第二实施方式相关的示出异物卡入诊断控制的处理内容的流程图。
32.图7是与第二实施方式相关的示出为了求出减速时的与发动机转速及发动机负荷相应的全闭基准进气压力而参照的全闭基准进气压力对应关系。
33.图8是与第二实施方式相关的示出为了求出与egr阀中卡入的异物直径及发动机转速相应的进气压力上升量而参照的进气压力上升量对应关系。
具体实施方式
34.<第一实施方式>
35.下面，参照附图来详细地说明将发动机的egr装置具体化为汽油发动机系统的第一实施方式。
36.[关于汽油发动机系统的概要]
[0037]
在图1中以概要结构图的形式示出本实施方式的包括发动机的egr装置的汽油发动机系统(下面仅称为“发动机系统”。)。该发动机系统具备往复式的汽油发动机(下面仅称为“发动机”。)1。在发动机1的进气端口2连接有进气通路3，在排气端口4连接有排气通路5。在进气通路3的入口设置空气滤清器6。
[0038]
进气通路3包括稳压箱3a，在进气通路3的比稳压箱3a靠上游的位置设置用于调节进气通路3中的进气量的电子节气装置14。该电子节气装置14具备节气阀21、用于对节气阀21进行开启闭合驱动的dc马达22、以及用于检测节气阀21的开度(节气阀开度)ta的节气阀传感器23。电子节气装置14响应于驾驶员对加速踏板26的操作而对dc马达22进行驱动，由此调节节气阀21的开度。节气阀传感器23相当于用于检测与发动机1的负荷相当的节气阀开度ta的负荷检测单元的一例。在排气通路5设置有用于净化排气的催化剂转换器15。
[0039]
在发动机1设置有用于向燃烧室16喷射供给燃料(汽油)的喷油器25。形成为从燃料罐(未图示)向喷油器25供给燃料。另外，在发动机1设置有用于点燃在燃烧室16形成的燃料与进气的混合气的点火装置29。
[0040]
在该发动机系统设置有高压循环式的egr装置10。egr装置10是用于使从发动机1的燃烧室16排出到排气通路5的排气的一部分作为egr气体回流到燃烧室16的装置，该egr装置10具备用于使egr气体从排气通路5流向进气通路3的egr通路17、以及为了调节egr通路17中的egr气体的流量而设置于该通路17的egr阀18。egr通路17设置于排气通路5与进气通路3(稳压箱3a)之间。即，egr通路17的出口17a在比电子节气装置14靠下游的位置与稳压箱3a连接。egr通路17的入口17b连接于排气通路5。由此，流动于egr通路17的egr气体被导入到稳压箱3a。
[0041]
在egr通路17设置有用于冷却流过该通路17的egr气体的egr冷却器20。在本实施方式中，egr阀18配置于egr通路17的比egr冷却器20靠下游的位置。
[0042]
[关于egr阀的结构]
[0043]
在图2中以截面图的形式示出egr阀18的结构。在图3中以放大截面图的形式示出egr阀18的一部分。如图2所示，egr阀18由提升阀式的电动阀构成。即，egr阀18具备：外壳31；设置在外壳31中的阀座32；阀体33，其设置为在外壳31中能够安置在阀座32上且能够移动；以及步进马达34，其用于使阀体33进行冲程运动。外壳31包括：导入口31a，其用于从排气通路5侧(排气侧)导入egr气体；导出口31b，其用于向进气通路3侧(进气侧)导出egr气体；以及连通路31c，其用于将导入口31a与导出口31b连通。阀座32设置于连通路31c的中间。
[0044]
步进马达34具备构成为能够以直线运动的方式进行往复运动(冲程运动)的输出轴35，阀体33被固定在该输出轴35的顶端。输出轴35经由设置于外壳31的轴承36被支承为能够相对于外壳31进行冲程运动。在输出轴35的上端部形成有外螺纹部37。在输出轴35的中间(外螺纹部37的下端附近)形成有弹簧座38。弹簧座38的下表面成为压缩弹簧39的承受面，在上表面形成有止动件40。
[0045]
阀体33呈圆锥形状，其圆锥面与阀座32抵接或分离。通过阀体33与阀座32抵接，阀体33形成全闭，通过阀体33与阀座32分离，阀体33形成开阀。在弹簧座38与外壳31之间设置的压缩弹簧39对阀体33向步进马达34侧、即向安置到阀座32上的闭阀方向施力。而且，全闭状态的阀体33通过步进马达34的输出轴35来对抗压缩弹簧39的施力地进行冲程运动，从而阀体33与阀座32分离(开阀)。在该开阀时，阀体33朝向egr通路17的上游侧(排气侧)移动。像这样，通过阀体33从安置在阀座32上的全闭状态以对抗发动机1的排气压力或进气压力的方式向egr通路17的上游侧移动，由此阀体33离开阀座32，从而该egr阀18进行开阀。另一方面，通过步进马达34的输出轴35使阀体33从开阀状态向压缩弹簧39的施力方向移动，由此阀体33向阀座32接近，从而该egr阀18进行闭阀。在该闭阀时，阀体33朝向egr通路17的下游侧(进气侧)移动。
[0046]
在本实施方式中，通过使步进马达34的输出轴35进行冲程运动，来调节阀体33相对于阀座32的开度。egr阀18的输出轴35设置为能够在从阀体33安置在阀座32上的全闭状态到阀体33与阀座32最大限度地分离的全开状态之间以规定的冲程进行冲程运动。
[0047]
步进马达34包括线圈41、磁体转子42以及变换机构43。步进马达34通过线圈41因通电而被励磁来使磁体转子42旋转规定的马达步数，通过变换机构43将磁体转子42的旋转运动变换为输出轴35的冲程运动。伴随着该输出轴35的冲程运动，阀体33相对于阀座32进行冲程运动。
[0048]
磁体转子42包括树脂制的转子主体44和圆环状的塑料磁体45。在转子主体44的中心形成有与输出轴35的外螺纹部37螺纹结合的内螺纹部46。通过在转子主体44的内螺纹部46与输出轴35的外螺纹部37螺纹结合的状态下使转子主体44旋转，从而将其旋转运动变换为输出轴35的冲程运动。在此，通过外螺纹部37和内螺纹部46构成上述的变换机构43。在转子主体44的下部形成有弹簧座38的止动件40所抵接的抵接部44a。在egr阀18全闭时，止动件40的端面与抵接部44a的端面进行面接触，来限制输出轴35的初始位置。
[0049]
在本实施方式中，通过逐步地改变步进马达34的马达步数，来将egr阀18的阀体33的开度在全闭与全开之间逐步地微小地进行调节。
[0050]
[关于发动机系统的电气结构]
[0051]
在本实施方式中，设置有用于根据发动机1的运转状态分别执行燃料喷射控制、点
火时期控制、进气量控制以及egr控制等的电子控制装置(ecu)50。ecu 50根据发动机1的运转状态，分别对喷油器25、点火装置29、电子节气装置14的dc马达22以及egr阀18的步进马达34进行控制。ecu 50具备中央处理装置(cpu)、预先存储规定的控制程序等或暂时存储cpu的运算结果等的各种存储器、以及与这些各部连接的外部输入电路及外部输出电路。ecu50相当于本公开技术中的egr阀异常诊断单元的一例。另外，ecu 50相当于用于控制egr阀18的egr阀控制单元的一例。在外部输出电路上连接有喷油器25、点火装置29、电子节气装置14(dc马达22)以及egr阀18(步进马达34)。在外部输入电路上连接有以节气阀传感器23为首的用于检测发动机1的运转状态的各种传感器27、51～55。各种传感器23、27、51～55构成运转状态检测单元的一例。
[0052]
在此，作为各种传感器，除了设置有节气阀传感器23以外，还设置有加速踏板传感器27、进气压传感器51、转速传感器52、水温传感器53、空气流量计54以及空燃比传感器55。加速踏板传感器27检测加速踏板26的操作量来作为加速踏板开度acc，并输出其检测信号。进气压传感器51检测进气通路3的比电子节气装置14(节气阀21)靠下游且egr气体流入的部分(稳压箱3a)处的进气的压力来作为进气压力pm，并输出其检测信号。进气压传感器51相当于用于检测进气压力的进气压力检测单元的一例。转速传感器52检测发动机1的曲柄轴1a的旋转角(曲柄角)，并且检测该曲柄角的变化来作为发动机1的转速(发动机转速)ne，并输出其检测信号。转速传感器52构成用于检测发动机1的转速的转速检测单元的一例。水温传感器53检测发动机1的冷却水温度thw，并输出其检测信号。空气流量计54在紧挨着空气滤清器6的下游位置，检测流过进气通路3的进气量ga，并输出其检测信号。空燃比传感器55在排气通路5的紧挨着催化剂转换器15的上游位置，检测排气中的空燃比a/f，并输出其检测信号。节气阀传感器23、进气压传感器51、转速传感器52或空气流量计54构成用于检测发动机1的负荷的负荷检测单元的一例。
[0053]
在本实施方式中，ecu 50控制egr阀18，以在发动机1的整体运转区域中根据发动机1的运转状态进行egr控制。另一方面，在发动机1减速时，ecu50将egr阀18控制为全闭以切断egr。
[0054]
在此，在egr阀18中，有时存在如图3所示那样在阀座32与阀体33之间卡入或附着污垢等异物fb的问题。因此，在本实施方式的egr装置中，ecu50执行“异物卡入诊断控制”以诊断包括异物卡入的egr阀18的因开阀粘着引起的异常。
[0055]
[关于异物卡入诊断控制]
[0056]
在图4中以流程图的形式示出ecu 50执行的“异物卡入诊断控制”的处理内容的一例。该流程图示出用于在发动机1减速时且在将egr阀18控制为全闭时或对egr阀18进行闭阀控制时诊断egr阀18的因异物卡入(开阀粘着)引起的异常的处理。
[0057]
当处理转移到本本例程时，首先，在步骤100中，ecu 50从各种传感器23、51、52、54等取得表示发动机1的运转状态的各种信号。即，分别取得发动机转速ne、发动机负荷kl、节气阀开度ta、进气量ga、进气压力pm、发动机旋转变化δne及节气阀开度变化δta、以及步进马达34的与egr阀18的控制开度对应的马达步数stegr。在此，ecu 50能够基于节气阀开度ta、进气压力pm、发动机转速ne或进气量ga求出发动机负荷kl。ecu 50能够求出节气阀开度ta的每单位时间的变化来作为节气阀开度变化δta。ecu50能够求出发动机转速ne的每单位时间的变化来作为发动机旋转变化δne。在此，马达步数stegr具有与egr阀18的控制
开度(egr开度)、即阀体33相对于阀座32的开度成比例的关系。
[0058]
接着，在步骤110中，ecu 50判断发动机1的运转状态是否处于异物卡入检测范围内。ecu 50例如能够判断根据发动机转速ne与发动机负荷kl的关系规定的范围是否处于适于异物卡入检测的规定的范围内。作为该规定的范围内，包含发动机1的减速运转或正常运转。ecu 50在其判断结果为肯定的情况下将处理转移到步骤120，在其判断结果为否定的情况下将处理返回到步骤100。
[0059]
在步骤120中，ecu 50判断马达步数stegr是否小于“8步”。“8步”是一例，与egr阀18的微小开度对应。在此，马达步数stegr为“8步以下”的情况相当于egr阀18的全闭控制。ecu 50在其判断结果为肯定的情况下将处理转移到步骤130，在其判断结果为否定的情况下将处理返回到步骤100。
[0060]
在步骤130中，ecu 50取得减速时的与发动机转速ne及发动机负荷kl相应的全闭基准进气压力pmegr0。ecu 50例如通过参照如图5所示那样预先设定的全闭基准进气压力对应关系，能够运算减速时的与检测出的(获取到的)发动机转速ne及检测出的(获取到的)发动机负荷kl相应的全闭基准进气压力pmegr0。该全闭基准进气压力对应关系是预先设定egr阀18的阀体33的开度为“0”、即全闭时的全闭基准进气压力pmegr0相对于发动机转速ne及发动机负荷kl的关系所得到的对应关系。一般而言，发动机1减速时的进气压力pm无论在egr阀18中有无卡入异物都与发动机负荷kl具有相关性，两者大致成比例。其中，进气压力pm与发动机转速ne相应地变化，因此在图5中，与发动机转速ne及发动机负荷kl对应地设定全闭基准进气压力pmegr0。
[0061]
接着，在步骤140中，ecu 50取得与发动机转速ne相应的进气压力上升量α。ecu 50通过参照预先设定的规定的进气压力上升量对应关系，能够运算与检测出的(获取到的)发动机转速ne相应的进气压力上升量α。该进气压力上升量α意味着在egr阀18的闭阀控制时egr阀18因卡入异物fb导致开阀粘着而不会达到闭阀所产生的进气压力pm的上升量。因而，随着异物fb的直径(异物直径)变大，egr阀18因异物卡入而形成的开度变大，因此进气压力上升量α增加。此外，随着发动机转速ne变高，每旋转一周时被发动机1取得的egr量变少，因此进气压力上升量α变小。
[0062]
接着，在步骤150中，ecu 50判断检测出的(获取到的)进气压力pm是否大于全闭基准进气压力pmegr0与进气压力上升量α的加法结果(pmegr0 α)。为此，ecu 50通过将进气压力上升量α与全闭基准进气压力pmegr0相加来得到加法结果(pmegr0 α)。ecu 50在其判断结果为肯定的情况下将处理转移到步骤160，在其判断结果为否定的情况下将处理转移到步骤170。
[0063]
在步骤160中，ecu 50判定为egr阀18发生因异物卡入引起的异常(因产生了异物卡入而引起的异常)，并将处理返回到步骤100。ecu 50能够将其判定结果存储于存储器，或者接收其判定结果来执行规定的异常通知控制。
[0064]
另一方面，在步骤170中，ecu 50判定为egr阀18正常(由于没有产生异物卡入，因此为正常)，并将处理返回到步骤100。
[0065]
根据上述的异物卡入诊断控制，ecu 50根据获取到的发动机转速ne和获取到的发动机负荷kl来运算全闭基准进气压力pmegr0(基准进气压力)，运算与获取到的发动机转速ne相应的进气压力上升量αφx，将运算出的进气压力上升量αφx与运算出的全闭基准进气
压力pmegr0相加，基于其加法结果(pmegr0 αφx)和获取到的进气压力pm来判定是否存在egr阀18的因异物卡入(开阀粘着)引起的异常。
[0066]
[关于发动机的egr装置的作用和效果]
[0067]
根据以上说明的本实施方式中的发动机的egr装置的结构，在发动机1运转时，将根据获取到的发动机转速ne运算的进气压力上升量α与根据获取到的发动机转速ne及获取到的发动机负荷kl运算的全闭基准进气压力pmegr0(基准进气压力)相加，基于其加法结果(pmegr0 α)和获取到的进气压力pm来判定是否存在egr阀18的因异物卡入(开阀粘着)引起的异常。因而，由于运算与发动机1的各种运转状态相应的全闭基准进气压力pmegr0，因此在判定是否存在egr阀18的因异物卡入引起的异常时，不需要将发动机1的运转状态限制为共振等特定的条件，也不需要将egr阀18的动作状态限制为特定的条件。另外，为了判定是否存在因异物卡入引起的异常，而将根据发动机转速ne运算的进气压力上升量α与全闭基准进气压力pmegr0相加，因此egr阀18因异物卡入而不会达到闭阀所产生的进气压力pm的上升量被反映于是否存在因异物卡入引起的异常的判定中。因此，能够不将与发动机1的运转状态、egr阀18的动作状态有关的条件限制为特定的条件并能够较早地高精度地诊断egr阀18的因异物卡入(开阀粘着)引起的异常。
[0068]
<第二实施方式>
[0069]
接着，参照附图来详细地说明将发动机的egr装置具体化为汽油发动机系统的第二实施方式。
[0070]
此外，在下面的说明中，对与第一实施方式同等的构成要素标注相同的标记并省略说明，以不同点为中心进行说明。在本实施方式中，“异物卡入诊断控制”的内容方面的结构与第一实施方式不同。
[0071]
[关于异物卡入诊断控制]
[0072]
在图6中以流程图的形式示出ecu 50执行的“异物卡入诊断控制”的处理内容的一例。该流程图示出用于在发动机1减速时且将egr阀18控制为全闭时或对egr阀18进行闭阀控制时诊断egr阀18的因异物卡入(开阀粘着)引起的异常的处理。
[0073]
当处理转移到本例程时，首先，在步骤200中，ecu 50分别取得发动机转速ne、发动机负荷kl、节气阀开度ta、进气量ga、进气压力pm以及马达步数stegr。
[0074]
接着，在步骤210中，ecu 50判断发动机1的运转状态是否处于异物卡入检测范围内。ecu 50例如能够判断根据发动机转速ne与发动机负荷kl的关系规定的范围是否处于适于异物卡入检测的规定的范围内。作为该规定的范围内，包含发动机1的减速运转或正常运转。ecu 50在其判断结果为肯定的情况下将处理转移到步骤220，在其判断结果为否定的情况下将处理返回到步骤200。
[0075]
在步骤220中，ecu 50判断马达步数stegr是否小于“8步”。“8步”是一例，与egr阀18的微小开度对应。ecu 50在其判断结果为肯定的情况下将处理转移到步骤230，在其判断结果为否定的情况下将处理返回到步骤200。
[0076]
在步骤230中，ecu 50取得减速时的与发动机转速ne及发动机负荷kl相应的全闭基准进气压力pmegr0。ecu 50例如通过参照如图7所示那样预先设定的全闭基准进气压力对应关系，能够运算减速时的与检测出的(获取到的)发动机转速ne及检测出的(获取到的)发动机负荷kl相应的全闭基准进气压力pmegr0。该全闭基准进气压力对应关系的说明遵照
第一实施方式中的图5的全闭基准进气压力对应关系的说明。在此，由于发动机转速ne越高则进气压力pm相对地越低，因此在图7中，考虑这种特性来设定与发动机转速ne及发动机负荷kl相应的全闭基准进气压力pmegr0。
[0077]
接着，在步骤240中，ecu 50求出与egr阀18中卡入的异物fb的直径(异物直径)φx(x＝0、0.3、0.6、0.9)及发动机转速ne相应的进气压力上升量αφx(x＝0、0.3、0.6、0.9)。ecu 50例如通过参照如图8所示那样预先设定的进气压力上升量对应关系，能够运算与异物直径φx及检测出的(获取到的)发动机转速ne相应的进气压力上升量αφx。进气压力上升量αφx意味着在对egr阀18进行闭阀控制时egr阀18因卡入异物fb导致开阀粘着而未达到闭阀所产生的进气压力pm的上升量。因而，如图8所示，随着异物直径φx变大而egr阀18的因粘着形成的开度变大，因此进气压力上升量αφx增加。此外，由于发动机转速ne越高则每旋转一周时被发动机1取得的egr气体的量越少，因此进气压力上升量αφx变小。在图8中，粗的一点划线表示异物直径φx为“0.9(mm)”的情况，粗虚线表示异物直径φx为“0.6(mm)”的情况，粗的两点划线表示异物直径φx为“0.3(mm)”的情况，粗实线表示异物直径φx为“0(mm)”的情况。因而，在此，将异物直径φx为“0(mm)”的情况下的进气压力上升量表示为“αφ0”，将异物直径φx为“0.3(mm)”的情况下的进气压力上升量表示为“αφ0.3”，将异物直径φx为“0.6(mm)”的情况下的进气压力上升量表示为“αφ0.6”，将异物直径φx为“0.9(mm)”的情况下的进气压力上升量表示为“αφ0.9”。即，在该步骤240中，ecu 50运算与设想为egr阀18卡入异物(开阀粘着)时的多个异物直径φx(φ0、φ0.3、φ0.6、φ0.9)及获取到的发动机转速ne相应的多个进气压力上升量αφx(αφ0、αφ0.3、αφ0.6、αφ0.9)。此外，该异物直径φx相当于因异物卡入而开启的egr阀18的开度。
[0078]
接着，在步骤250中，ecu 50判断所取得的进气压力pm是否大于全闭基准进气压力pmegr0与进气压力上升量αφ0.3的加法结果(pmegr0 αφ0.3)。为此，ecu 50通过将进气压力上升量αφ0.3与全闭基准进气压力pmegr0相加来得到加法结果(pmegr0 αφ0.3)。ecu 50在其判断结果为肯定的情况下，视为异物直径φx为“0.3(mm)以上”而将处理转移到步骤260，在其判断结果为否定的情况下，视为异物直径φx为“0(mm)～0.3(mm)”而将处理转移到步骤310。
[0079]
在步骤260中，ecu 50判断所取得的进气压力pm是否大于全闭基准进气压力pmegr0与进气压力上升量αφ0.6的加法结果(pmegr0 αφ0.6)。为此，ecu 50通过将进气压力上升量αφ0.6与全闭基准进气压力pmegr0相加来得到加法结果(pmegr0 αφ0.6)。ecu 50在其判断结果为肯定的情况下，视为异物直径φx为“0.6(mm)以上”而将处理转移到步骤270，在其判断结果为否定的情况下，视为异物直径φx为“0.3(mm)～0.6(mm)”而将处理转移到步骤360。
[0080]
在步骤270中，ecu 50判断所取得的进气压力pm是否大于全闭基准进气压力pmegr0与进气压力上升量αφ0.9的加法结果(pmegr0 αφ0.9)。为此，ecu 50通过将进气压力上升量αφ0.9与全闭基准进气压力pmegr0相加来得到加法结果(pmegr0 αφ0.9)。ecu 50在其判断结果为肯定的情况下，视为异物直径φx为“0.9(mm)以上”而将处理转移到步骤280，在其判断结果为否定的情况下，视为异物直径φx为“0.6(mm)～0.9(mm)”而将处理转移到步骤370。
[0081]
在步骤280中，ecu 50将异物直径φx判定为“0.9(mm)以上”。即，ecu 50通过步骤
280以前的处理来运算异物直径φx，得到“0.9(mm)以上”这样的运算结果。
[0082]
接着，在步骤290中，ecu 50判定为egr阀18产生了因异物卡入引起的异常。ecu 50能够将其判定结果存储于存储器、或者执行对驾驶员的规定的通知控制。
[0083]
接着，在步骤300中，ecu 50执行与判定出的异物直径φx相应的怠速提升控制。在该情况下，ecu 50执行与0.9(mm)以上的异物直径φx相应的怠速提升控制。即，在发动机1减速时，如果在egr阀18中发生了异物卡入，则不需要的egr气体泄漏并流到发动机1，从而发动机1可能发生失火、驾驶性能恶化、或者熄火。异物直径φx越大、也就是说泄漏并流到发动机1的egr气体流量越多，则越容易发生这些熄火等。因此，在本实施方式中，ecu 50为了避免这些熄火等而执行与异物直径φx相应的怠速提升控制。之后，ecu50将处理返回到步骤200。
[0084]
另一方面，在从步骤250进入的步骤310中，ecu 5通过利用所取得的进气压力pm在全闭基准进气压力pmegr0与进气压力上升量αφ0的加法结果(pmegr0 αφ0)至全闭基准进气压力pmegr0与进气压力上升量αφ0.3的加法结果(pmegr0 αφ0.3)之间进行插值计算，来求出异物直径φx。即，关于所设想的多个异物直径φx(φ0、φ0.3、φ0.6、φ0.9)之间的开度，ecu 50通过利用获取到的进气压力pm在运算出的多个加法结果(pmegr0 αφx)中的、值接近的相邻的两个加法结果(pmegr0 αφ0、pmegr0 αφ0.3)之间进行插值计算来求出。ecu 50例如能够采用下面那样的运算式1(f1)以进行插值计算。
[0085]
φx＝[1
‑
(pmegr0 αφ0.3
‑
pm)/(pmegr0 αφ0.3
‑
pmegr0)]*(φ0.3
‑
φ0) φ0
···
(f1)
[0086]
接着，在步骤320中，ecu 50将异物直径φx判定为在前一步骤中求出的值。在该情况下，ecu 50将异物直径φx判定为“0(mm)～0.3(mm)”的范围内的某个值。即，ecu 50通过步骤320以前的插值计算来运算异物直径φx，得到某个判定结果。
[0087]
接着，在步骤330中，ecu 50判断所判定出的异物直径φx是否为“0”以下。ecu 50在其判断结果为肯定的情况下，视为没有异物卡入而将处理转移到步骤340，在其判断结果为否定的情况下，视为有异物卡入而将处理转移到步骤290，并执行步骤290以后的处理。
[0088]
在步骤340中，ecu 50视为egr阀18没有产生因异物卡入引起的异常而判定为正常。ecu 50能够将其判定结果存储于存储器。
[0089]
接着，在步骤350中，ecu 50执行egr阀18正常时的怠速控制。即，如果在发动机1减速时在egr阀18中没有异物卡入，则在发动机1中不可能发生因egr气体流入而引起的熄火等，因此ecu 50执行通常的怠速控制。之后，ecu 50将处理返回到步骤200。
[0090]
另一方面，在从步骤260进入的步骤360中，ecu 5通过利用所取得的进气压力pm在全闭基准进气压力pmegr0与进气压力上升量αφ0.3的加法结果(pmegr0 αφ0.3)至全闭基准进气压力pmegr0与进气压力上升量αφ0.6的加法结果(pmegr0 αφ0.6)之间进行插值计算，来求出异物直径φx。在此，ecu50通过在值接近的相邻的两个加法结果(pmegr0 αφ0.3、pmegr0 αφ0.6)之间利用获取到的进气压力pm来求出。ecu 50例如能够采用下面那样的运算式2(f2)以进行插值计算。
[0091]
φx＝[1
‑
(pmegr0 αφ0.6
‑
pm)/(pmegr0 αφ0.6
‑
pmegr0
‑
αφ0.3)]*(φ0.6
‑
φ0.3) φ0.3
···
(f2)
[0092]
之后，ecu 50将处理转移到步骤320，并执行步骤320以后的处理。
[0093]
另一方面，在从步骤270进入的步骤370中，ecu 5通过利用所取得的进气压力pm在全闭基准进气压力pmegr0与进气压力上升量αφ0.6的加法结果(pmegr0 αφ0.6)至全闭基准进气压力pmegr0与进气压力上升量αφ0.9的加法结果(pmegr0 αφ0.9)之间进行插值计算，来求出异物直径φx。在此，ecu50通过利用获取到的进气压力pm在值接近的相邻的两个加法结果(pmegr0 αφ0.6、pmegr0 αφ0.9)之间进行插值计算来求出。ecu 50例如能够采用下面那样的运算式3(f3)以进行插值计算。
[0094]
φx＝[1
‑
(pmegr0 αφ0.9
‑
pm)/(pmegr0 αφ0.9
‑
pmegr0
‑
αφ0.6)]*(φ0.9
‑
φ0.6) φ0.6
···
(f3)
[0095]
之后，ecu 50将处理转移到步骤320，并执行步骤320以后的处理。
[0096]
根据上述的异物卡入诊断控制，ecu 50根据获取到的发动机转速ne和获取到的发动机负荷kl来运算全闭基准进气压力pmegr0(基准进气压力)，运算与获取到的发动机转速ne相应的进气压力上升量αφx，将运算出的进气压力上升量αφx与运算出的全闭基准进气压力pmegr0相加，基于其加法结果(pmegr0 αφx)和获取到的进气压力pm来判定是否存在egr阀18的因异物卡入(开阀粘着)引起的异常。
[0097]
根据上述的异物卡入诊断控制，ecu 50基于加法结果(pmegr0 αφx)和获取到的进气压力pm来运算egr阀18的异物直径φx(开度)，在运算出的egr阀18的异物直径φx为规定值(例如“0.9”)以上的情况下(或者，也能够设定为“大于大致0的情况”。)，判定为egr阀18产生了因异物卡入(开阀粘着)引起的异常，在运算出的egr阀18的异物直径φx为大致0的情况下(或者，也能够设定为“为规定值以下的情况”。)，判定为egr阀18没有产生因异物卡入引起的异常。
[0098]
根据上述的异物卡入诊断控制，ecu 50运算与设想为egr阀18的异物卡入(开阀粘着)时的多个异物直径φx(开度)相应的不同的多个进气压力上升量αφx，将运算出的多个进气压力上升量αφx中的各个进气压力上升量αφx与运算出的全闭基准进气压力pmegr0相加得到的不同的多个加法结果(pmegr0 αφx)同获取到的进气压力pm进行比较，在判定为获取到的进气压力pm与运算出的多个加法结果(pmegr0 αφx)相等或近似的情况下，求出与构成该判定所涉及的加法结果(pmegr0 αφx)的进气压力上升量αφx相应的异物直径φx(开度)来作为egr阀18卡入的异物直径φx(开度)。
[0099]
根据上述的异物卡入诊断控制，关于多个异物直径φx(开度)之间的异物直径φx(开度)，ecu 50通过利用获取到的进气压力pm在运算出的多个加法结果(pmegr0 αφx)中的、值接近的相邻的两个加法结果(pmegr0 αφx)之间进行插值计算来求出。
[0100]
[关于发动机的egr装置的作用和效果]
[0101]
根据以上说明的本实施方式中的发动机的egr装置的结构，在发动机1运转时，将根据获取到的发动机转速ne运算的进气压力上升量αφx与根据获取到的发动机转速ne及获取到的发动机负荷kl运算的全闭基准进气压力pmegr0(基准进气压力)相加，基于其加法结果(pmegr0 αφx)和获取到的进气压力pm来判定是否存在egr阀18的因异物卡入(开阀粘着)引起的异常。因而，由于运算与发动机1的各种运转状态相应的全闭基准进气压力pmegr0，因此在判定是否存在egr阀18的因异物卡入引起的异常时，不需要将发动机1的运转状态限制为共振等特定的条件，也不需要将egr阀18的动作状态限制为特定的条件。另外，为了判定是否存在因异物卡入引起的异常，而将根据发动机转速ne运算的进气压力上
升量αφx与全闭基准进气压力pmegr0相加，因此egr阀18因异物卡入而未达到闭阀所产生的进气压力pm的上升量被反映于是否存在因异物卡入引起的异常的判定。因此，能够不将与发动机1的运转状态、egr阀18的动作状态有关的条件限制为特定的条件并能够较早地高精度地诊断egr阀18的因异物卡入(开阀粘着)引起的异常。
[0102]
根据本实施方式的结构，通过基于全闭基准进气压力pmegr0与进气压力上升量αφx的加法结果、以及获取到的进气压力pm来运算egr阀18中卡入的异物fb的异物直径φx(开度)，来判定是否存在egr阀18的因异物卡入(开阀粘着)引起的异常。因而，能够通过是否存在因异物卡入引起的异常的判定来求出异物卡入下的异物直径φx。因此，能够将求出的异物直径φx(开度)使用于针对因异物卡入(开阀粘着)引起的异常的应对控制。在本实施方式中，能够利用于与异物直径φx相应的怠速提升控制的执行。
[0103]
根据本实施方式的结构，在egr阀18的异物卡入(开阀粘着)下的异物直径φx(开度)变化则进气压力上升量αφx变化时，求出与设想为异物卡入时的多个进气压力上升量αφx中的各个进气压力上升量αφx相应的异物直径φx来作为egr阀18的异物卡入下的异物直径φx。因而，能够较少偏差地求出异物直径φx。因此，能够高精度地求出与egr阀18的异物卡入(开阀粘着)有关的异物直径φx(开度)。
[0104]
根据本实施方式的结构，关于所设想的多个异物直径φx(开度)之间的异物直径φx(中间异物直径)，通过在多个加法结果(pmegr0 αφx)中的、值接近的相邻的两个加法结果(pmegr0 αφx)之间进行插值计算来求出，因此不需要关于中间异物直径而持有用于运算进气压力上升量αφx的对应关系、函数式等数据。因此，不需要将与所有的异物直径φx(开度)相应的进气压力上升量对应关系等数据存储于ecu 50的存储器，能够减轻ecu 50的负担。
[0105]
另外，根据本实施方式的结构，由于执行与异物直径φx相应的怠速提升控制，因此即使因异物卡入(开阀粘着)而egr气体从egr阀18泄漏并流到发动机1，也由于怠速提升而使发动机1吸入的进气量增加，从而egr气体被适当稀释。因此，能够避免发动机1发生失火、熄火。
[0106]
此外，本公开技术并不限定于所述各实施方式，还能够在不脱离公开技术的主旨的范围内适当地变更结构的一部分来实施。
[0107]
(1)在所述各实施方式中，构成为通过参照规定的全闭基准进气压力对应关系来计算与获取到的发动机转速ne及获取到的发动机负荷kl相应的全闭基准进气压力pmegr0，但是也能够通过参照规定的全闭基准函数式来计算与获取到的发动机转速及获取到的发动机负荷相应的全闭基准进气压力。
[0108]
(2)在所述各实施方式中，构成为通过参照规定的进气压力上升量对应关系来求出与获取到的发动机转速ne相应的进气压力上升量α、αφx，但是也能够通过参照规定的进气压力上升量函数式来求出与获取到的发动机转速相应的进气压力上升量。
[0109]
(3)在所述各实施方式中，将发动机的egr装置具体化为不具备增压机的汽油发动机系统中的所谓的“高压循环式”的egr装置，但是也能够具体化为具备增压机的汽油发动机系统中的所谓的“高压循环式”或“低压循环式”的egr装置。
[0110]
(4)在所述各实施方式中，将发动机的egr装置应用于汽油发动机系统，但是也能够将该egr装置应用于柴油发动机系统。在该情况下，即使判定egr阀的因异物卡入引起的
异常(因开阀粘着引起的异常)，也能够省略用于避免熄火等的怠速提升控制。
[0111]
(5)在所述各实施方式中，构成为获取由进气压传感器51检测的进气压力pm，但是也能够构成为通过根据由节气阀传感器检测的节气阀开度估计进气压力来获取进气压力。
[0112]
(6)在所述第二实施方式中，构成为求出与egr阀18中卡入的异物fb的异物直径φx(x＝0、0.3、0.6、0.9)及发动机转速ne相应的进气压力上升量αφx(x＝0、0.3、0.6、0.9)。与此相对，也能够构成为求出与更详细的异物直径φx(x＝0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0)及发动机转速ne相应的进气压力上升量αφx(x＝0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0)，或者构成为求出与更粗略的异物直径φx(x＝0、0.4、0.8)及发动机转速ne相应的进气压力上升量αφx(x＝0、0.4、0.8)。
[0113]
(7)在所述各实施方式中，作为egr阀18的因开阀粘着引起的异常，设想为egr阀18的因异物卡入引起的异常，但是并不限于因异物卡入引起的异常，还能够设想为由于其它理由而保持着开阀的状态不能全闭的异常。
[0114]
(8)在所述第二实施方式中，ecu 50在运算出的egr阀18的开度为“大致0”的情况下，判定为egr阀18没有产生因异物卡入引起的异常，但是也能够替代“大致0”的条件而应用“规定值以下”的条件。
[0115]
(9)在所述第二实施方式中，基于egr阀18中卡入的异物直径φx来诊断异物卡入，但是并不限于异物直径φx，也能够基于卡入异物时产生的阀体与阀座之间的开口面积来诊断异物卡入。
[0116]
(10)在所述第二实施方式中，在图6的步骤290中判定为因异物卡入引起的异常的情况下，将其判定结果存储于存储器、或者执行规定的通知控制，在步骤340中判定为没有产生因异物卡入引起的异常、即正常的情况下，将其判定结果存储于存储器，但是也能够省略这些向存储器的存储、通知控制。在该情况下，根据在异物直径φx大于“0”时当然发生了异物卡入(开阀粘着)、在异物直径为大致0时当然没有发生异物卡入的思想，也能够省略图6的步骤290、340的处理。在该情况下，也为了判定是否存在因开阀粘着引起的异常而将根据发动机的转速运算的进气压力上升量与基准进气压力相加，因此egr阀因开阀粘着未达到闭阀所产生的进气压力的上升量被反映于是否存在因开阀粘着引起的异常的判定中。在该情况下，也能够获得与所述第二实施方式同等的效果。
[0117]
(11)在所述第二实施方式中，在图6的步骤310、360、370中，通过根据全闭基准进气压力pmegr0与进气压力上升量αφx的加法结果(pmegr0 αφx)来利用所取得的进气压力pm进行插值计算，从而求出异物直径φx。与此相对，通过存储对于所设想的所有的异物直径φx的所有的进气压力上升量αφx，也能够省略上述插值计算。在该情况下，能够提高异物直径的运算精度。
[0118]
(12)在所述各实施方式中，构成为基于在对egr阀18进行了闭阀控制时获取到的发动机1的运转状态来运算egr阀18的开度，基于运算出的开度来诊断egr阀18的因开阀粘着引起的异常，但是也能够构成为除了诊断因开阀粘着引起的异常之外，还诊断其它的异常(例如，因闭阀粘着引起的异常)。
[0119]
产业上的可利用性
[0120]
本公开技术能够应用于汽油发动机、柴油发动机中设置的发动机的egr装置。
[0121]
附图标记说明
[0122]
1：发动机；3：进气通路；3a：稳压箱；5：排气通路；14：电子节气装置；17：egr通路；18：egr阀；21：节气阀；50：ecu(egr阀异常诊断单元)；pm：进气压力；ne：发动机转速；kl：发动机负荷；α：进气压力上升量；αφx：进气压力上升量；pmegr0：全闭基准进气压力(基准进气压力)；φx：异物直径(开度)。