(57)【要約】【課題】筒内圧センサが搭載された内燃機関において、筒内圧センサの故障と内燃機関の故障とを区別して検出することが可能な内燃機関の故障検出装置を提供する。【解決手段】内燃機関１０の気筒の筒内圧検出値を出力する筒内圧センサ３４と、筒内圧検出値の最大値Ｐｍａｘと内燃機関１０の運転条件から推定される筒内圧最大値の参照値Ｐｍａｘｒｅｆとの差分値ΔＰを算出する手段と、内燃機関１０の機関回転数の変動に応じて、差分値ΔＰが所定の変化をするか否かによって、筒内圧センサ３４の感度ズレの故障と内燃機関１０の圧縮漏れの故障とを区別して検出する手段と、を備える。【選択図】図３
2014020206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の気筒の筒内圧検出値を出力する筒内圧センサと、
所定クランク角における前記筒内圧検出値と、前記内燃機関の運転条件から推定される当該所定クランク角における筒内圧参照値と、の差異が反映された判定値を算出する算出手段と、
前記内燃機関の機関回転数の変動または機関負荷の変動に応じて、前記判定値が所定値以上変化した場合は、前記内燃機関の圧縮漏れによる機関故障として検出する故障検出手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の故障検出装置。
【請求項２】
前記算出手段は、前記筒内圧検出値が最大となるクランク角を前記所定クランク角として特定する手段を含むことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の故障検出装置。
【請求項３】
前記算出手段は、前記所定クランク角における前記筒内圧検出値と前記筒内圧参照値との差の絶対値を前記判定値として算出することを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の故障検出装置。
【請求項４】
前記判定値が所定値よりも大きい場合に、前記故障検出手段による故障検出動作を許可する許可手段を更に備えることを特徴とする請求項３記載の内燃機関の故障検出装置。
【請求項５】
前記故障検出手段は、前記機関回転数が小さくなるにつれて前記判定値が大きな値となる場合に、前記内燃機関の圧縮漏れによる機関故障を検出することを特徴とする請求項３または４記載の内燃機関の故障検出装置。
【請求項６】
前記故障検出手段は、前記機関回転数の変化に応じて前記判定値が変化しない場合に、前記筒内圧センサの感度ズレによる故障を検出することを特徴とする請求項３乃至５の何れか１項記載の内燃機関の故障検出装置。
【請求項７】
前記算出手段は、前記機関回転数が所定の規定回転数よりも低回転領域に属し、且つ、前記内燃機関において燃焼が行われていない期間において、圧縮ＴＤＣから所定量遅角されたクランク角での前記判定値と、当該圧縮ＴＤＣから前記所定量進角されたクランク角での前記判定値と、をそれぞれ第１判定値、第２判定値として算出し、
前記第１判定値と前記第２判定値との間に所定の差異がある否かによって、前記筒内圧センサの故障と前記内燃機関の機関故障とを区別して検出する第２故障検出手段を更に備えることを特徴とする請求項３乃至６の何れか１項記載の内燃機関の故障検出装置。
【請求項８】
前記判定値が所定値よりも大きく、且つ、前記機関回転数が所定の規定回転数よりも高回転領域に属する場合に、前記筒内圧センサの感度ズレによる故障を検出する第３故障検出手段を更に備えることを特徴とする請求項７記載の内燃機関の故障検出装置。
【請求項９】
前記故障検出手段は、前記内燃機関の機関回転数が一定に制御されている場合において、前記内燃機関の機関負荷の変動に応じて、前記判定値が所定の変化をするか否かによって、前記筒内圧センサの故障と前記内燃機関の機関故障とを区別して検出することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の内燃機関の故障検出装置。
【請求項１０】
前記算出手段は、前記所定クランク角における前記筒内圧参照値に対する前記筒内圧検出値との比率を前記判定値として算出することを特徴とする請求項９記載の内燃機関の故障検出装置。
【請求項１１】
所定回転数よりも高回転領域において前記機関回転数が一定に制御されている場合に、前記故障検出手段による故障検出を制限する制限手段を更に備えることを特徴とする請求項９または１０の内燃機関の故障検出装置。
【請求項１２】
前記故障検出手段は、前記内燃機関のクランキング開始後且つ燃料噴射前の期間において前記機関負荷を変動させる機関負荷制御手段を含み、前記機関負荷の変動に応じて前記判定値が所定の変化をするか否かによって、前記筒内圧センサの故障と前記内燃機関の機関故障とを区別して検出することを特徴とする請求項９乃至１１の何れか１項記載の内燃機関の故障検出装置。
【請求項１３】
前記機関負荷制御手段は、前記内燃機関のクランキング開始後且つ燃料噴射前の期間において、前記内燃機関のスロットルの開度を変動させることを特徴とする請求項１２記載の内燃機関の故障検出装置。
【請求項１４】
内燃機関の気筒の筒内圧検出値を出力する筒内圧センサと、
所定クランク角における前記筒内圧検出値と、前記内燃機関の運転条件から推定される当該所定クランク角における筒内圧参照値と、の差異が反映された判定値を算出する算出手段と、を備え、
前記算出手段は、前記機関回転数が所定の規定回転数よりも低回転領域に属し、且つ、前記内燃機関において燃焼が行われていない期間において、圧縮ＴＤＣから所定量遅角されたクランク角での前記判定値と、当該圧縮ＴＤＣから前記所定量進角されたクランク角での前記判定値と、をそれぞれ第１判定値、第２判定値として算出し、
前記第１判定値と前記第２判定値との間に所定の差異がある否かによって、前記筒内圧センサの故障と前記内燃機関の機関故障とを区別して検出する第２故障検出手段を更に備えることを特徴とする内燃機関の故障検出装置。
【請求項１５】
前記算出手段は、前記所定クランク角における前記筒内圧検出値と前記筒内圧参照値との差の絶対値を前記判定値として算出することを特徴とする請求項１４記載の内燃機関の故障検出装置。
【請求項１６】
前記第２故障検出手段は、前記第２判定値と前記第１判定値との差が所定の基準値よりも大きい場合に、前記内燃機関の圧縮漏れによる故障を検出し、前記第２判定値と前記第１判定値との差が所定の基準値以下の場合に、前記筒内圧センサの感度ズレの故障を検出することを特徴とする請求項１５記載の内燃機関の故障検出装置。
【請求項１７】
前記判定値が所定値よりも大きく、且つ、前記機関回転数が所定の規定回転数よりも高回転領域に属する場合に、前記筒内圧センサの感度ズレによる故障を検出する第３故障検出手段を更に備えることを特徴とする請求項１４乃至１６の何れか１項記載の内燃機関の故障検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の故障検出装置に係り、特に、筒内圧センサが搭載された内燃機関の故障検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば米国特許出願公開第２００６／００８６１７６号公報には、未燃焼時の筒内圧の最大値Ｐｍａｘを検出し、Ｐｍａｘと理論値との差が所定値以上のときに異常を判定する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／００８６１７６号公報
【特許文献２】特開２０１０−１８２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来の技術では、筒内圧の検出値が異常値であることは判定できるが、筒内圧センサの故障により正常値を出力できていない場合と、機関故障により実際の筒内圧が異常な値になっている場合とを区別することができない。このため、上述した従来の技術では、故障が発生した場合に適切な制御を実行することができず、改善が望まれていた。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、筒内圧センサが搭載された内燃機関において、筒内圧センサの故障と内燃機関の故障とを区別して検出することが可能な内燃機関の故障検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の故障検出装置であって、
内燃機関の気筒の筒内圧検出値を出力する筒内圧センサと、
所定クランク角における前記筒内圧検出値と、前記内燃機関の運転条件から推定される当該所定クランク角における筒内圧参照値と、の差異が反映された判定値を算出する算出手段と、
前記内燃機関の機関回転数の変動または機関負荷の変動に応じて、前記判定値が所定値以上変化した場合は、前記内燃機関の圧縮漏れによる機関故障として検出する故障検出手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明において、
前記算出手段は、前記筒内圧検出値が最大となるクランク角を前記所定クランク角として特定する手段を含むことを特徴とする。
【０００８】
第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記算出手段は、前記所定クランク角における前記筒内圧検出値と前記筒内圧参照値との差の絶対値を前記判定値として算出することを特徴とする。
【０００９】
第４の発明は、第３の発明において、
前記判定値が所定値よりも大きい場合に、前記故障検出手段による故障検出動作を許可する許可手段を更に備えることを特徴としている。
【００１０】
第５の発明は、第３または第４の発明において、
前記故障検出手段は、前記機関回転数が小さくなるにつれて前記判定値が大きな値となる場合に、前記内燃機関の圧縮漏れによる機関故障を検出することを特徴とする。
【００１１】
第６の発明は、第３乃至第５の何れか１つの発明において、
前記故障検出手段は、前記機関回転数の変化に応じて前記判定値が変化しない場合に、前記筒内圧センサの感度ズレによる故障を検出することを特徴とする。
【００１２】
第７の発明は、第３乃至第６の何れか１つの発明において、
前記算出手段は、前記機関回転数が所定の規定回転数よりも低回転領域に属し、且つ、前記内燃機関において燃焼が行われていない期間において、圧縮ＴＤＣから所定量遅角されたクランク角での前記判定値と、当該圧縮ＴＤＣから前記所定量進角されたクランク角での前記判定値と、をそれぞれ第１判定値、第２判定値として算出し、
前記第１判定値と前記第２判定値との間に所定の差異がある否かによって、前記筒内圧センサの故障と前記内燃機関の機関故障とを区別して検出する第２故障検出手段を更に備えることを特徴とする。
【００１３】
第８の発明は、第７の発明において、
前記判定値が所定値よりも大きく、且つ、前記機関回転数が所定の規定回転数よりも高回転領域に属する場合に、前記筒内圧センサの感度ズレによる故障を検出する第３故障検出手段を更に備えることを特徴とする。
【００１４】
第９の発明は、第１乃至第４の何れか１つの発明において、
前記故障検出手段は、前記内燃機関の機関回転数が一定に制御されている場合において、前記内燃機関の機関負荷の変動に応じて、前記判定値が所定の変化をするか否かによって、前記筒内圧センサの故障と前記内燃機関の機関故障とを区別して検出することを特徴とする。
【００１５】
第１０の発明は、第９の発明において、
前記算出手段は、前記所定クランク角における前記筒内圧参照値に対する前記筒内圧検出値との比率を前記判定値として算出することを特徴とする。
【００１６】
第１１の発明は、第９または第１０の発明において、
所定回転数よりも高回転領域において前記機関回転数が一定に制御されている場合に、前記故障検出手段による故障検出を制限する制限手段を更に備えることを特徴とする。
【００１７】
第１２の発明は、第９乃至第１１の何れか１つの発明において、
前記故障検出手段は、前記内燃機関のクランキング開始後且つ燃料噴射前の期間において前記機関負荷を変動させる機関負荷制御手段を含み、前記機関負荷の変動に応じて前記判定値が所定の変化をするか否かによって、前記筒内圧センサの故障と前記内燃機関の機関故障とを区別して検出することを特徴とする。
【００１８】
第１３の発明は、第１２の発明において、
前記機関負荷制御手段は、前記内燃機関のクランキング開始後且つ燃料噴射前の期間において、前記内燃機関のスロットルの開度を変動させることを特徴とする。
【００１９】
第１４の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の故障検出装置であって、
内燃機関の気筒の筒内圧検出値を出力する筒内圧センサと、
所定クランク角における前記筒内圧検出値と、前記内燃機関の運転条件から推定される当該所定クランク角における筒内圧参照値と、の差異が反映された判定値を算出する算出手段と、を備え、
前記算出手段は、前記機関回転数が所定の規定回転数よりも低回転領域に属し、且つ、前記内燃機関において燃焼が行われていない期間において、圧縮ＴＤＣから所定量遅角されたクランク角での前記判定値と、当該圧縮ＴＤＣから前記所定量進角されたクランク角での前記判定値と、をそれぞれ第１判定値、第２判定値として算出し、
前記第１判定値と前記第２判定値との間に所定の差異がある否かによって、前記筒内圧センサの故障と前記内燃機関の機関故障とを区別して検出する第２故障検出手段を更に備えることを特徴とする。
【００２０】
第１５の発明は、第１４の発明において、
前記算出手段は、前記所定クランク角における前記筒内圧検出値と前記筒内圧参照値との差の絶対値を前記判定値として算出することを特徴とする。
【００２１】
第１６の発明は、第１５の発明において、
前記第２故障検出手段は、前記第２判定値と前記第１判定値との差が所定の基準値よりも大きい場合に、前記内燃機関の圧縮漏れによる故障を検出し、前記第２判定値と前記第１判定値との差が所定の基準値以下の場合に、前記筒内圧センサの感度ズレの故障を検出することを特徴とする。
【００２２】
第１７の発明は、第１４乃至第１６の何れか１つの発明において、
前記判定値が所定値よりも大きく、且つ、前記機関回転数が所定の規定回転数よりも高回転領域に属する場合に、前記筒内圧センサの感度ズレによる故障を検出する第３故障検出手段を更に備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
第１の発明によれば、筒内圧センサ（ＣＰＳ）によって検出された所定クランク角の筒内圧検出値と、内燃機関の運転条件から推定される所定クランク角の筒内圧参照値と、の差異が反映された判定値が算出され、当該判定値が機関回転数または機関負荷の変動に応じて所定値以上変化した場合に、内燃機関の圧縮漏れによる機関故障として検出される。このため、本発明によれば、機関の故障と筒内圧センサの故障とを区別して検出することができるので、故障に応じた対応を行うことが可能となる。
【００２４】
第２の発明によれば、筒内圧検出値が最大となるクランク角における判定値が算出される。筒内圧検出値が小さい領域はノイズの影響を受けやすく、また、燃焼後の筒内圧検出値は燃焼のバラツキが生じ易い。このため、本発明によれば、筒内圧参照値との感度差が最も生じ易いクランク角において判定値を算出することができるので、故障検出精度を有効に高めることが可能となる。
【００２５】
第３の発明によれば、所定クランク角における筒内圧検出値と筒内圧参照値との差の絶対値が判定値として算出される。このため、本発明によれば、筒内圧検出値の筒内圧参照値に対する差異の度合を有効に判定することが可能となる。
【００２６】
所定クランク角における筒内圧検出値と筒内圧参照値との差の絶対値（判定値）が所定値よりも大きい場合には、機関の故障と筒内圧センサの故障との何れかが発生している可能性が高い。第４の発明によれば、判定値が所定値よりも大きい場合に、故障検出動作が許可されるので、故障が発生していない場合の誤検出を有効に抑止することができる。
【００２７】
圧縮漏れによる機関故障が発生している場合には、機関回転数が低いほど圧縮漏れの量が多くなる。このため、第５の発明によれば、機関回転数が低くなるにつれて判定値が大きな値となる場合に、圧縮漏れによる機関故障を検出することができる。
【００２８】
所定クランク角における筒内圧検出値と筒内圧参照値との差の絶対値（判定値）が機関回転数の変化に応じて変化しない場合には、圧縮漏れは発生していないと判断することができる。このため、第６の発明によれば、当該判定値が機関回転数の変化に応じて変化しないか否かを判別することにより、筒内圧センサの感度ズレの故障を有効に検出することが可能となる。
【００２９】
第７の発明によれば、燃焼が行われていない期間において、第１判定値と第２判定値との間に所定の差異がある場合に、圧縮漏れによる機関故障の発生が検出される。燃焼が行われていない期間には燃焼バラツキの影響が筒内圧検出値に重畳することがない。また、圧縮漏れの影響は圧縮行程およびその後の膨張行程において徐々に積算される。このため、本発明によれば、圧縮ＴＤＣ前のクランク角における第１判定値と圧縮ＴＤＣ後のクランク角における第２判定値との間に差異があるか否かを判別することにより、圧縮漏れによる機関故障を精度よく検出することができる。
【００３０】
所定クランク角における筒内圧検出値と筒内圧参照値との差の絶対値（判定値）が所定値よりも大きい場合には、機関の故障と筒内圧センサの故障との何れかが発生している可能性が高い。また、機関回転数が高い領域においては、圧縮漏れは発生しない。このため、第８の発明によれば、判定値が所定値よりも大きく、且つ、規定回転数よりも高回転領域に属する場合に、筒内圧センサの感度ズレの故障を有効に検出することが可能となる。
【００３１】
第９の発明によれば、機関回転数を一定に制御している期間において、機関負荷の変動に応じて判定値が変化するか否かによって筒内圧センサの故障と機関故障との判別が行われる。圧縮漏れによる機関故障が発生している場合には、負荷の大きさに応じて判定値が変化する。このため、本発明によれば、圧縮漏れによる機関故障を筒内圧センサのセンサ感度の故障と区別して高精度に判別することができる。
【００３２】
第１０の発明によれば、所定クランク角における筒内圧参照値に対する筒内圧検出値との比率が判定値として算出される。このため、本発明によれば、筒内圧検出値の筒内圧参照値に対する差異の度合を有効に判定することが可能となる。
【００３３】
第１１の発明によれば、機関回転数が所定の回転数よりも大きい場合には、故障検出の実行が制限される。機関回転数が大きい場合には、圧縮行程に要する時間が短いため圧縮漏れが発生し難い。このため、本発明によれば、機関回転数の高い領域における故障判別を制限することにより、故障判別精度を有効に高めることができる。
【００３４】
第１２の発明によれば、クランキング開始後且つ燃料噴射前の期間において、機関負荷の変動に応じて判定値が変化するか否かによって筒内圧センサの故障と機関故障との判別が行われる。クランキング開始後且つ燃料噴射前の期間は、一定の低回転数に制御されている。また、未燃焼時においては、負荷を変動させてもエミッションやドライバビリティに影響を与えることはない。このため、本発明によれば、機関始動前の期間を有効に利用することにより、圧縮漏れによる機関故障を検出することが可能となる。
【００３５】
第１３の発明によれば、クランキング開始後且つ燃料噴射前の期間においてスロットル開度を制御することにより、簡易な方法で機関負荷を有効に変動させることが可能となる。
【００３６】
第１４の発明によれば、燃焼が行われていない期間において、第１判定値と第２判定値との間に所定の差異がある場合に、圧縮漏れによる機関故障の発生が検出される。燃焼が行われていない期間には燃焼バラツキの影響が筒内圧検出値に重畳することがない。また、圧縮漏れの影響は圧縮行程およびその後の膨張行程において徐々に積算される。このため、本発明によれば、圧縮ＴＤＣ前のクランク角における第１判定値と圧縮ＴＤＣ後のクランク角における第２判定値との間に差異があるか否かを判別することにより、圧縮漏れによる機関故障を精度よく検出することができる。
【００３７】
第１５の発明によれば、所定クランク角における筒内圧検出値と筒内圧参照値との差の絶対値が判定値として算出される。このため、本発明によれば、筒内圧検出値の筒内圧参照値に対する差異の度合を有効に判定することが可能となる。
【００３８】
所定クランク角における筒内圧検出値と筒内圧参照値との差の絶対値（判定値）が所定値よりも大きい場合には、機関の故障と筒内圧センサの故障との何れかが発生している可能性が高い。また、機関回転数が高い領域においては、圧縮漏れは発生しない。このため、第１６の発明によれば、判定値が所定値よりも大きく、且つ、規定回転数よりも高回転領域に属する場合に、筒内圧センサの感度ズレの故障を有効に検出することが可能となる。
【００３９】
第１７の発明によれば、第２判定値と第１判定値との差が所定の基準値よりも大きい場合に、圧縮漏れの機関故障の発生が検出され、所定の基準値以下の場合に、筒内圧センサの感度ズレ故障の発生が検出される。圧縮漏れが発生している場合には、圧縮行程から膨張行程にかけて圧縮漏れの影響が重畳されていくため、第２判定値と第１判定値との差が大きくなる。このため、本発明によれば、第２判定値と第１判定値との差と所定の基準値とを比較することにより、圧縮漏れと感度ズレとを精度よく区別することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態１としてのシステム構成を説明するための概略構成図である。
【図２】感度低下の異常および圧縮漏れの異常が発生した場合の筒内圧挙動をそれぞれ示す図である。
【図３】機関回転数に対する筒内圧最大値の実測値Ｐｍａｘと参照値Ｐｍａｘｒｅｆとの差分値ΔＰ（絶対値）を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１において実行するルーチンを示すフローチャートである。
【図５】機関回転数に対する筒内圧最大値の実測値Ｐｍａｘと参照値Ｐｍａｘｒｅｆとの差分値ΔＰ（絶対値）を示す図である。
【図６】感度低下の異常および圧縮漏れの異常が発生した場合の未燃焼時の筒内圧挙動をそれぞれ示す図である。
【図７】本発明の実施の形態２において実行するルーチンを示すフローチャートである。
【図８】負荷率に対する筒内圧最大値の実測値Ｐｍａｘと参照値Ｐｍａｘｒｅｆとの比率Ｐｍａｘ／Ｐｍａｘｒｅｆを示す図である。
【図９】本発明の実施の形態３において実行するルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】内燃機関の始動時における回転数、吸気管内圧、およびスロットル開度を示すタイミングチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態４において実行するルーチンを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。また、以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００４２】
実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
図１は、本発明の実施の形態１としてのシステム構成を説明するための概略構成図である。図１に示すとおり、本実施の形態のシステムは内燃機関１０を備えている。内燃機関１０は、ガソリンを燃料とする火花点火式の多気筒エンジンとして構成されている。内燃機関１０の筒内には、その内部を往復運動するピストン１２が設けられている。また、内燃機関１０は、シリンダヘッド１４を備えている。ピストン１２とシリンダヘッド１４との間には、燃焼室１６が形成されている。燃焼室１６には、吸気通路１８および排気通路２０の一端がそれぞれ連通している。吸気通路１８および排気通路２０と燃焼室１６との連通部には、それぞれ吸気弁２２および排気弁２４が配置されている。
【００４３】
吸気弁２２には、バルブタイミングを可変制御する吸気バルブタイミング制御装置３６が備えられている。本実施形態では、吸気バルブタイミング制御装置３６として、クランク軸に対するカム軸（図示略）の位相角を変化させることで、作用角は一定のまま開閉タイミングを進角或いは遅角する可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ）が用いられているものとする。
【００４４】
吸気通路１８の入口には、エアクリーナ２６が取り付けられている。エアクリーナ２６の下流には、スロットルバルブ２８が配置されている。スロットルバルブ２８は、アクセル開度に基づいてスロットルモータにより駆動される電子制御式のバルブである。
【００４５】
シリンダヘッド１４には、燃焼室１６の頂部から燃焼室１６内に突出するように点火プラグ３０が取り付けられている。また、シリンダヘッド１４には、燃料を筒内に噴射するための燃料噴射弁３２が設けられている。更に、シリンダヘッド１４には、各気筒の筒内圧力を検出するための筒内圧センサ（ＣＰＳ）３４がそれぞれ組み込まれている。
【００４６】
本実施の形態のシステムは、図１に示すとおり、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)４０を備えている。ＥＣＵ４０の入力部には、上述した筒内圧センサ３４の他、クランク軸の回転位置を検知するためのクランク角センサ４２等の各種センサが接続されている。また、ＥＣＵ４０の出力部には、上述したスロットルバルブ２８、点火プラグ３０、燃料噴射弁３２等の各種アクチュエータが接続されている。ＥＣＵ４０は、入力された各種の情報に基づいて、内燃機関１０の運転状態を制御する。
【００４７】
［実施の形態１の動作］
筒内圧センサ（ＣＰＳ）は、筒内の燃焼状態を直接検出することができる点で、非常に有効なセンサである。このため、該ＣＰＳの出力は、内燃機関の各種制御の制御パラメータとして利用される。例えば、検出された筒内圧は、筒内へ吸入された吸入空気量の算出、図示トルクの変動等の演算、発熱量ＰＶκやＭＦＢ（燃焼質量割合）の演算等に用いられる。これらは、失火検出や最適点火時期制御などに利用される。
【００４８】
但し、ＣＰＳから取得される信号を各種制御に用いるためには、当該信号の正当性を確保するための故障検出を行うことが必須となる。具体的には、ＣＰＳは、センサ受圧力から出力電圧への変換係数（以下、「感度」と称する）が設計時の特性からずれる故障が発生する場合がある。そこで、例えば、従来の技術では、ＣＰＳによる実測値と運転条件毎に記憶された理想の参照値とを比較することにより、ＣＰＳの感度ズレによる異常を検出することが行われている。
【００４９】
尚、圧縮行程初期（低圧時）の筒内圧の挙動はノイズの影響が大きいため、参照値と実測値との差を正確に算出することが困難となる。また、燃焼後の膨張行程の筒内圧の挙動に関しても、燃焼バラツキの影響により実測値にバラツキが発生する。そこで、ＣＰＳによる実測値と参照値とを比較する場合には、一般的に感度差の出易い筒内圧最大値Ｐｍａｘが用いられる。これにより、ノイズや燃焼バラツキの影響を極力排除した上で故障検出を行うことができる。
【００５０】
ここで、筒内圧最大値Ｐｍａｘの実測値と参照値との間に有意な差が生じた場合、筒内圧検出値が異常であることは判断できるが、その異常がＣＰＳの感度ズレによるものとは限らない。すなわち、機差のバラツキ、経年劣化、或いは破損等により、ピストンリングとシリンダボアの隙間から空気が漏れる現象（以下、「圧縮漏れ」と称する）が生じた場合においては、ＣＰＳの感度低下による異常と類似した筒内圧波形となるからである。
【００５１】
図２は、感度低下の異常および圧縮漏れの異常が発生した場合の筒内圧挙動をそれぞれ示す図である。尚、図２中の（ｂ）は、図２中の（ａ）における筒内圧最大値Ｐｍａｘ近傍の圧力挙動を拡大して示した図である。図２に示すとおり、ＣＰＳの感度低下による異常が発生した場合、および機関の圧縮漏れによる異常が発生した場合には、何れの場合もＰｍａｘ近傍においてその圧力が通常時よりも低下している。このように、筒内圧最大値Ｐｍａｘの実測値と参照値とを単に比較するだけでは、何れの異常が発生しているかを区別することができない。
【００５２】
本出願の発明者の考察によれば、圧縮漏れによる筒内圧低下の影響は、内燃機関１０の機関回転数の大きさに依存する。図３は、機関回転数に対する筒内圧最大値の実測値Ｐｍａｘと参照値Ｐｍａｘｒｅｆとの差分値ΔＰ（絶対値）を示す図である。この図に示すとおり、圧縮漏れが発生している場合には、機関回転数の低下に応じてΔＰが大きくなっている。これは、機関回転数が低いほど圧縮行程に要する時間が長期化するため、それに伴い圧縮漏れ量も大きくなることによる。一方、ＣＰＳの感度ズレが発生している場合には、機関回転数の変動によらずΔＰがほぼ一定の値になっている。
【００５３】
そこで、本実施の形態１のシステムでは、ＣＰＳ３４の実測値が異常と判断された場合に、上記関係を利用して、機関回転数の変動に対して差分値ΔＰが感度を有しているか否かを判断することとする。具体的には、機関回転数の変動に対して差分値ΔＰが感度を有している場合には、圧縮漏れによる故障が発生していると判断し、逆に感度を有していない場合にはＣＰＳ３４の感度ズレによる故障が発生していると判断することとする。これにより、圧縮漏れによる故障と感度ズレによる故障とを区別して検出することができるので、的確な故障対応制御の実施を行うことにより、安全の確保を担保するとともに、ドライバビリティやエミッション性能の悪化を可能な限り抑制することができる。
【００５４】
尚、図３に示すとおり、圧縮漏れが発生している場合には、機関回転数が低いほど差分値ΔＰが大きくなる。したがって、機関回転数に対する差分値ΔＰの感度を判定する場合には、機関回転数が低い領域を含めて行うことが好ましい。これにより、故障検出精度を有効に高めることが可能となる。
【００５５】
[実施の形態１の具体的処理]
次に、実施の形態１のシステムにおける具体的処理について説明する。図４は、ＥＣＵ４０が本実施の形態１において実行するルーチンを示すフローチャートである。図４に示すルーチンでは、先ず、筒内圧最大値の実測値Ｐｍａｘと参照値Ｐｍａｘｒｅｆとの差分値ΔＰ（＝｜Ｐｍａｘ−Ｐｍａｘｒｅｆ｜）、およびそのときの機関回転数が算出される（ステップ１００）。参照値Ｐｍａｘｒｅｆは、内燃機関１０の運転条件（例えば、機関回転数と機関負荷)毎に予めマップ等に記憶されている。ここでは、具体的には、現在の運転条件に対応する参照値Ｐｍａｘｒｅｆが当該マップから特定される。
【００５６】
次に、差分値ΔＰが所定のしきい値ΔＰｔｈよりも大きいか否かが判定される（ステップ１０２）。しきい値ΔＰｔｈは、筒内圧最大値の実測値Ｐｍａｘが異常であることを判定するためのしきい値として、予め設定された値が読み込まれる。その結果、ΔＰ＞ΔＰｔｈの成立が認められない場合には、ＣＰＳ３４による実測値に異常は認められないと判断されて、本ルーチンは速やかに終了される。
【００５７】
一方、上記ステップ１０２において、ΔＰ＞ΔＰｔｈの成立が認められた場合には、ＣＰＳ３４による実測値に異常が認められると判断されて、次のステップに移行し、回転数感度を判断可能か否かが判定される（ステップ１０４）。ここでは、具体的には、幅広い回転数領域（特に低回転側の領域）でΔＰが算出されているか否かが判定される。その結果、回転数感度を判断不可能と判定された場合には、本ルーチンは速やかに終了されて、再度図４に示すルーチンにおいて、差分値ΔＴおよび回転数を算出する処理が実行される。
【００５８】
一方、上記ステップ１０４において、回転数感度を判断可能と判断された場合には、次のステップに移行し、回転数感度があるか否かが判定される（ステップ１０６）。ここでは、具体的には、回転数に対して差分値ΔＰが感度を有しているか否か判定される。その結果、回転数感度があると判断された場合には、圧縮漏れの発生が判定されて、当該圧縮漏れに対応する制御が実施される（ステップ１０８）。一方、上記ステップ１０６において、回転数感度がないと判断された場合には、ＣＰＳ３４の感度ズレの発生が判定されて、当該感度ズレに対応する制御が実施される（ステップ１１０）。
【００５９】
以上説明したとおり、本実施の形態１の故障検出装置によれば、ＣＰＳ３４の検出値に異常が認められた場合に、圧縮漏れの故障と感度ズレの故障とを区別して検出することができる。これにより、故障に応じた制御を行うことができるので、安全の確保を担保するとともに、ドライバビリティやエミッション性能の悪化を可能な限り抑制することができる。
【００６０】
ところで、上述した実施の形態１のシステムでは、差分値ΔＰを用いてＣＰＳ３４の異常およびその異常種別を判断することとしている。しかしながら、判定に用いる値は、ＣＰＳ３４の実測値と参照値との間の差異が反映された値であれば差分値ΔＰに限定されず、例えば、ＣＰＳ３４による最大筒内圧の実測値Ｐｍａｘと参照値Ｐｍａｘｒｅｆとの比率（Ｐｍａｘ／Ｐｍａｘｒｅｆ）を用いてもよい。
【００６１】
また、上述した実施の形態１のシステムでは、筒内圧の実測値と参照値との比較として、最大筒内圧の比較を行うこととしているが、使用可能な筒内圧は最大値に限らず、例えば所定のクランク角における筒内圧の実測値と参照値とを比較することとしてもよい。但し、故障検出精度の観点からは、筒内圧最大値において両者を比較することが好ましい。
【００６２】
尚、上述した実施の形態１においては、差分値ΔＰが前記第１の発明の「判定値」に、参照値Ｐｍａｘｒｅｆが前記第１の発明の「筒内圧参照値」に、実測値Ｐｍａｘが前記第１の発明の「筒内圧検出値」に、それぞれ相当している。また、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ４０が、上記ステップ１００の処理を実行することにより、前記第１の発明における「算出手段」が、上記ステップ１０６〜１０８の処理を実行することにより、前記第１の発明における「故障検出手段」が、それぞれ実現されている。
【００６３】
また、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ４０が、上記ステップ１０２の処理を実行することにより、前記第４の発明における「許可手段」が、上記ステップ１０６および１０８の処理を実行することにより、前記第５の発明における「故障検出手段」が、上記ステップ１０６および１１０の処理を実行することにより、前記第６の発明における「故障検出手段」が、それぞれ実現されている。
【００６４】
実施の形態２．
［実施の形態２の特徴］
次に、図５乃至図７を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態２のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ４０に後述する図７に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【００６５】
上述した実施の形態１のシステムでは、ＣＰＳ３４の検出値に異常が認められた場合に、機関回転数に対する差分値ΔＰの感度の有無によって圧縮漏れの故障と感度ズレの故障とを区別して検出することとしている。これに対して、本実施の形態２のシステムでは、幅広い回転領域における差分値ΔＰを算出することなく圧縮漏れの故障と感度ズレの故障とを区別して検出することに特徴を有している。以下、本実施の形態２のシステムの動作について詳細に説明する。
【００６６】
図５は、機関回転数に対する筒内圧最大値の実測値Ｐｍａｘと参照値Ｐｍａｘｒｅｆとの差分値ΔＰ（絶対値）を示す図である。この図に示すとおり、先ず、所定回転数ＮＥｔｈよりも高回転側の領域においては、圧縮漏れが発生している場合であっても差分値ΔＰがほぼ０（ゼロ）を示している。これは、上述したとおり、機関回転数が低いほど圧縮行程に要する時間が長期化するため、それに伴い圧縮漏れ量も大きくなることによる。一方、ＣＰＳ３４の感度ズレが発生している場合には、回転数によらず一定の正値（＞０）となっている。
【００６７】
そこで、本実施の形態のシステムでは、上記関係を利用して、機関回転数が所定回転数ＮＥｔｈよりも高回転側の領域である場合の故障検出を行うこととする。具体的には、機関回転数が所定回転数ＮＥｔｈよりも高回転側の領域において、差分値ΔＰが異常を判定するためのしきい値ΔＰｔｈより大きい場合に、ＣＰＳ３４の感度ズレの故障発生を判定することとする。これにより、回転数に応じた差分値ΔＰを複数算出することなく、ＣＰＳ３４の感度ズレの異常を検出することができる。
【００６８】
また、図５に示すとおり、機関回転数が所定回転数ＮＥｔｈ以下の領域においては、特定の回転数の差分値ΔＰのみに基づいて、圧縮漏れの故障と感度ズレの故障とを区別して検出することができない。そこで、本実施の形態２のシステムでは、未燃焼時の筒内圧波形を用いて、機関回転数が所定回転数ＮＥｔｈ以下の領域である場合の故障検出を行うこととしている。
【００６９】
図６は、感度低下の異常および圧縮漏れの異常が発生した場合の未燃焼時の筒内圧挙動をそれぞれ示す図である。この図に示すとおり、ＣＰＳ３４の感度低下時の圧力と通常時の圧力との差は、圧縮ＴＤＣ前の圧縮行程であっても圧縮ＴＤＣ後の膨張行程であっても同程度の差となっている。これに対し、圧縮漏れ時の圧力と通常時の圧力との差は、圧縮ＴＤＣ前の圧縮行程よりも圧縮ＴＤＣ後の膨張行程の方が大きな差となっている。これは、圧縮漏れによる漏れ量が圧縮行程から膨張行程にかけて徐々に積算されることによる。
【００７０】
そこで、本実施の形態２のシステムでは、機関回転数が所定回転数ＮＥｔｈ以下の場合に、ＴＤＣを挟んでピストン１２の位置が同じとなる２つのクランク角（例えばＴＤＣ±６０ｄｅｇ）における未燃焼時の圧力差ΔＰａ（ＴＤＣ＋６０ｄｅｇ）、ΔＰｂ（ＴＤＣ−６０ｄｅｇ）をそれぞれ算出することとする。そして、これらの圧力差ΔＰａ−ΔＰｂが所定のしきい値ΔＰｔｈ２よりも大きい場合に圧縮漏れによる異常を検出し、圧力差ΔＰａ−ΔＰｂが所定のしきい値ΔＰｔｈ２以下の場合にＣＰＳ３４の感度ズレによる異常を検出することとする。これにより、機関回転数が所定回転数ＮＥｔｈ以下の場合において、圧縮漏れによる故障と感度ズレによる故障とを区別して検出することができる。
【００７１】
[実施の形態２の具体的処理]
次に、実施の形態２のシステムにおける具体的処理について説明する。図７は、ＥＣＵ４０が本実施の形態２において実行するルーチンを示すフローチャートである。図７に示すルーチンでは、先ず、筒内圧最大値の実測値Ｐｍａｘと参照値Ｐｍａｘｒｅｆとの差分値ΔＰ（＝｜Ｐｍａｘ−Ｐｍａｘｒｅｆ｜）が算出される（ステップ２００）。ここでは、具体的には、上記ステップ１００と同様の処理が実行される。
【００７２】
次に、差分値ΔＰが所定のしきい値ΔＰｔｈよりも大きいか否かが判定される（ステップ２０２）。ここでは、具体的には、上記ステップ１０２と同様の処理が実行される。その結果、ΔＰ＞ΔＰｔｈの成立が認められない場合には、ＣＰＳ３４による実測値に異常は認められないと判断されて、本ルーチンは速やかに終了される。
【００７３】
一方、上記ステップ２０２において、ΔＰ＞ΔＰｔｈの成立が認められた場合には、ＣＰＳ３４による実測値に異常が認められると判断されて、次のステップに移行し、回転数が所定回転数ＮＥｔｈより小さいか否かが判定される（ステップ２０４）。尚、所定回転数ＮＥｔｈは、圧縮漏れの影響が差分値ΔＰに重畳しない回転数として、予め設定された値が読み込まれる。その結果、回転数＞所定回転数ＮＥｔｈの成立が認められない場合には、次のステップに移行し、ＣＰＳ３４の感度低下の故障発生が判定されて、当該異常に対応した制御が実施される（ステップ２０６）。
【００７４】
一方、上記ステップ２０４において、回転数＞所定回転数ＮＥｔｈの成立が認められた場合には、次のステップに移行し、内燃機関１０が未燃焼中であるか否かが判定される（ステップ２０８）。ここでは、具体的には、内燃機関１０において燃料カットが行われているか否かが判定される。その結果、内燃機関１０が燃焼中であると判定された場合には、燃焼バラツキの影響により故障検出を行うことができないと判断されて、本ルーチンは速やかに終了される。
【００７５】
一方、上記ステップ２０８において、内燃機関１０が未燃焼中であると判定された場合には、次のステップに移行し、圧力差ΔＰａ−ΔＰｂが所定のしきい値ΔＰｔｈ２よりも大きいか否かが判定される（ステップ２１０）。その結果、圧力差ΔＰａ−ΔＰｂ＞しきい値ΔＰｔｈ２の成立が認められない場合には、圧縮漏れによる異常は発生していないと判断されて、上記ステップ２０６に移行し、ＣＰＳ３４の感度低下の故障発生が判定される。一方、上記ステップ２１０において、圧力差ΔＰａ−ΔＰｂ＞しきい値ΔＰｔｈ２の成立が認められた場合には、圧縮漏れによる異常が発生していると判断されて、当該異常に対応した制御が実施される（ステップ２１２）。
【００７６】
以上説明したとおり、本実施の形態２の故障検出装置によれば、ＣＰＳ３４の検出値に異常が認められた場合に、圧縮漏れの故障と感度ズレの故障とを区別して検出することができる。これにより、故障に応じた制御を行うことができるので、安全の確保を担保するとともに、ドライバビリティやエミッション性能の悪化を可能な限り抑制することができる。
【００７７】
ところで、上述した実施の形態２のシステムでは、差分値ΔＰを用いてＣＰＳ３４の異常およびその異常種別を判断することとしている。しかしながら、判定に用いる値は、ＣＰＳ３４の実測値と参照値との間の差異が反映された値であれば差分値ΔＰに限定されず、例えば、ＣＰＳ３４による最大筒内圧の実測値Ｐｍａｘと参照値Ｐｍａｘｒｅｆとの比率（Ｐｍａｘ／Ｐｍａｘｒｅｆ）を用いてもよい。
【００７８】
また、上述した実施の形態２のシステムでは、筒内圧の実測値と参照値との比較として、最大筒内圧の比較を行うこととしているが、使用可能な筒内圧は最大値に限らず、例えば所定のクランク角における筒内圧の実測値と参照値とを比較することとしてもよい。但し、故障検出精度の観点からは、筒内圧最大値において両者を比較することが好ましい。
【００７９】
尚、上述した実施の形態２においては、差分値ΔＰが前記第１の発明の「判定値」に、参照値Ｐｍａｘｒｅｆが前記第１の発明の「筒内圧参照値」に、実測値Ｐｍａｘが前記第１の発明の「筒内圧検出値」に、圧力差ΔＰａが前記第７の発明の「第１判定値」に、圧力差ΔＰｂが前記第７の発明の「第２判定値」に、それぞれ相当している。また、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ４０が、上記ステップ２００の処理を実行することにより、前記第１の発明における「算出手段」が、上記ステップ２１０、２１２、２０６の処理を実行することにより、前記第７の発明における「第２故障検出手段」が、それぞれ実現されている。
【００８０】
また、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ４０が、上記ステップ２０４および２０６の処理を実行することにより、前記第８の発明における「第３故障検出手段」が実現されている。
【００８１】
また、上述した実施の形態２においては、差分値ΔＰが前記第１４の発明の「判定値」に、参照値Ｐｍａｘｒｅｆが前記第１４の発明の「筒内圧参照値」に、実測値Ｐｍａｘが前記第１４の発明の「筒内圧検出値」に、圧力差ΔＰａが前記第１４の発明の「第１判定値」に、圧力差ΔＰｂが前記第１４の発明の「第２判定値」に、それぞれ相当している。また、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ４０が、上記ステップ２００の処理を実行することにより、前記第１４の発明における「算出手段」が、上記ステップ２１０、２１２、２０６の処理を実行することにより、前記第１４の発明における「第２故障検出手段」が、それぞれ実現されている。
【００８２】
また、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ４０が、上記ステップ２１０、２１２、２０６の処理を実行することにより、前記第１５の発明における「第２故障検出手段」が、それぞれ実現されている。
【００８３】
また、上述した実施の形態２においては、ＥＣＵ４０が、上記ステップ２０４および２０６の処理を実行することにより、前記第１７の発明における「第３故障検出手段」が実現されている。
【００８４】
実施の形態３．
［実施の形態３の特徴］
次に、図８および図９を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態３のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ４０に後述する図９に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【００８５】
上述した実施の形態１のシステムでは、ＣＰＳ３４の検出値に異常が認められた場合に、機関回転数に対する差分値ΔＰの感度の有無によって圧縮漏れの故障と感度ズレの故障とを区別して検出することとしている。しかしながら、近年のＣＶＴやハイブリッド（ＨＶ）等の制御においては、燃費が最良となる低回転高負荷領域を集中して使用するようにギア比等を設定することが多いため、幅広い回転域が使用されず、機関回転数に対する差分値ΔＰの感度を正確に捉えることができないことも想定される。
【００８６】
そこで、本実施の形態３のシステムでは、負荷率に対する筒内圧の感度有無に応じて圧縮漏れによる異常と感度ズレによる異常とを区別して検出することしている。以下、本実施の形態３のシステムの動作について詳細に説明する。
【００８７】
図８は、負荷率に対する筒内圧最大値の実測値Ｐｍａｘと参照値Ｐｍａｘｒｅｆとの比率Ｐｍａｘ／Ｐｍａｘｒｅｆを示す図である。この図に示すとおり、圧縮漏れが発生している場合には、負荷率が高い領域において、比率Ｐｍａｘ／Ｐｍａｘｒｅｆが低下している。これは、負荷率が高いと筒内圧力も高くなるので、それに伴い圧縮漏れ量も大きくなることによる。一方、感度ズレが発生している場合には、負荷率によらず比率Ｐｍａｘ／Ｐｍａｘｒｅｆが一定の値となっている。つまり、この図に示すとおり、比率Ｐｍａｘ／Ｐｍａｘｒｅｆは、圧縮漏れが発生している場合には負荷率に対する感度を有しており、感度ズレが発生している場合には負荷率に対する感度を有していないことが分かる。
【００８８】
そこで、本実施の形態３のシステムでは、比率Ｐｍａｘ／Ｐｍａｘｒｅｆが負荷率に対して感度を有しているか否かを判定することにより、圧縮漏れによる異常と感度ズレによる異常とを区別して検出することとする。これにより、機関回転数が変動しないような運転条件であっても、圧縮漏れと感度ズレとを区別して検出することができるので、ドライバビリティや燃費性能を確保しつつ故障検出の機会を確保することができる。
【００８９】
尚、図８に示すとおり、負荷率に対する比率Ｐｍａｘ／Ｐｍａｘｒｅｆの感度は、機関回転数が小さいほど大きなものとなっている。そこで、上述した故障検出を実行する場合には、機関回転数が所定の低回転で一定となるように回転数制御を行うことが好ましい。これにより、故障検出精度を有効に高めることが可能となる。
【００９０】
[実施の形態３の具体的処理]
次に、実施の形態３のシステムにおける具体的処理について説明する。図９は、ＥＣＵ４０が本実施の形態３において実行するルーチンを示すフローチャートである。図９に示すルーチンでは、先ず、先回の故障検出からの経過トリップ数が取得される（ステップ３００）。次に、上記ステップ３００において取得された経過トリップ数が所定値より大きいか否かが判定される（ステップ３０２）。その結果、経過トリップ数＞所定値の成立が認められない場合には、故障検出の必要がないと判断されて、本ルーチンは速やかに終了される。
【００９１】
一方、上記ステップ３０２において、経過トリップ数＞所定値の成立が認められた場合には、故障検出が必要と判断されて、次のステップに移行し、回転数固定制御が実施される（ステップ３０４）。ここでは、具体的には、内燃機関１０のギア比7等を制御することにより、機関回転数が所定回転数ＮＥｔｈ以下である一定の回転数に制御される。
【００９２】
次に、比率Ｐｍａｘ／Ｐｍａｘｒｅｆ、および負荷率が算出される（ステップ３０６）。次に、負荷感度を判断可能か否かが判定される（ステップ３０８）。ここでは、具体的には、幅広い負荷領域（特に高負荷の領域）で比率Ｐｍａｘ／Ｐｍａｘｒｅｆが算出されているか否かが判定される。その結果、負荷感度を判断不可能と判定された場合には、上記ステップ３０４の処理から本ルーチンが再度実行される。
【００９３】
一方、上記ステップ３０８において、負荷感度を判断可能と判定された場合には、次のステップに移行し、負荷率の変化に対して比率Ｐｍａｘ／Ｐｍａｘｒｅｆが感度を有しているか否かが判定される（ステップ３１０）。その結果、負荷率に対する感度があると判断された場合には、圧縮漏れが判定されて、当該圧縮もれに対応する制御が実施される（ステップ３１２）。一方、上記ステップ３１０において、負荷率に対する感度がないと判断された場合には、感度ズレが判定されて、当該感度ズレに対応する制御が実施される（ステップ３１４）。
【００９４】
以上説明したとおり、本実施の形態３のシステムによれば、幅広い回転数領域が使用されていない場合であっても、圧縮漏れの故障と感度ズレの故障とを区別して検出することができる。これにより、ドライバビリティや燃費性能を確保しつつ故障検出の機会を確保することができる。
【００９５】
ところで、上述した実施の形態３のシステムでは、比率Ｐｍａｘ／Ｐｍａｘｒｅｆを用いてＣＰＳ３４の異常およびその異常種別を判断することとしている。しかしながら、判定に用いる値は、ＣＰＳ３４の実測値と参照値との間の差異が反映された値であれば比率Ｐｍａｘ／Ｐｍａｘｒｅｆに限定されず、例えば、ＣＰＳ３４による最大筒内圧の実測値Ｐｍａｘと参照値Ｐｍａｘｒｅｆとの差分値ΔＰ（＝Ｐｍａｘ−Ｐｍａｘｒｅｆ）を用いてもよい。
【００９６】
また、上述した実施の形態３のシステムでは、筒内圧の実測値と参照値との比較として、最大筒内圧の比較を行うこととしているが、使用可能な筒内圧は最大値に限らず、例えば所定のクランク角における筒内圧の実測値と参照値とを比較することとしてもよい。但し、故障検出精度の観点からは、筒内圧最大値において両者を比較することが好ましい。
【００９７】
尚、上述した実施の形態３においては、差分値ΔＰが前記第１の発明の「判定値」に、参照値Ｐｍａｘｒｅｆが前記第１の発明の「筒内圧参照値」に、実測値Ｐｍａｘが前記第１の発明の「筒内圧検出値」に、それぞれ相当している。また、上述した実施の形態３においては、ＥＣＵ４０が、上記ステップ３０６の処理を実行することにより、前記第１の発明における「算出手段」が、上記ステップ３１０〜３１４の処理を実行することにより、前記第１の発明における「故障検出手段」が、それぞれ実現されている。
【００９８】
また、上述した実施の形態３においては、ＥＣＵ４０が、上記ステップ３１０〜３１４の処理を実行することにより、前記第９の発明における「故障検出手段」が、上記ステップ３０６の処理を実行することにより、前記第１０の発明における「算出手段」が、それぞれ実現されている。
【００９９】
実施の形態４．
［実施の形態４の特徴］
次に、図１０および図１１を参照して、本発明の実施の形態４について説明する。本実施の形態４のシステムは、図１に示すハードウェア構成を用いて、ＥＣＵ４０に後述する図１１に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【０１００】
上述した実施の形態１のシステムでは、内燃機関１０の運転中に圧縮漏れの故障と感度ズレの故障とを区別して検出することとしている。しかしながら、内燃機関１０の始動後の検査では、故障検出が行われるまでの期間にエミッションや燃費の悪化を招いてしまうことも想定される。
【０１０１】
そこで、本実施の形態４のシステムでは、内燃機関１０の始動前に故障検出を実行することとしている。以下、本実施の形態４のシステムの動作について詳細に説明する。
【０１０２】
図１０は、内燃機関の始動時における回転数、吸気管内圧、およびスロットル開度を示すタイミングチャートである。この図に示すとおり、始動時におけるクランキングの開始後燃料噴射が開始されるまでの期間は、セルモータの駆動により機関回転数が略一定の低回転に制御されるように設定されている。そこで、本実施の形態４のシステムでは、このクランキング開始後燃料噴射が開始されるまでの期間を利用して、ＣＰＳ３４の故障検出を行うこととする。具体的には、この図に示すとおり、クランキングの開始後、スロットルバルブ２８を所定の小開度から大開度に向かって大きく変化させることとする。スロットル開度を変化させると、この図に示すとおり、吸気管内圧（負荷率）が大きく変化する。このため、この負荷率が変化している期間に比率Ｐｍａｘ−Ｐｍａｘｒｅｆを算出し、負荷率に対しての感度有無を判定することにより、内燃機関１０の始動前に圧縮漏れの異常と感度ズレの異常とを区別して検出することが可能となる。
【０１０３】
[実施の形態４の具体的処理]
次に、実施の形態４のシステムにおける具体的処理について説明する。図１１は、ＥＣＵ４０が本実施の形態４において実行するルーチンを示すフローチャートである。図１１に示すルーチンでは、先ず、始動スイッチがＯＮにされたか否かが判定される（ステップ４００）。その結果、始動スイッチが未だＯＮにされていない場合には、本ルーチンは速やかに終了される。一方、上記ステップ４００において、始動スイッチがＯＮにされた場合には、次のステップに移行し、クランキングが開始される（ステップ４０２）。ここでは、具体的には、セルモータが駆動されて、内燃機関１０が略一定の回転数に制御される。
【０１０４】
次に、スロットル制御が開始される（ステップ４０４）。ここでは、具体的には、スロットルバルブ２８の開度が所定の小開度から大開度へと大きく制御される。次に、比率Ｐｍａｘ／Ｐｍａｘｒｅｆおよび負荷率が算出される（ステップ４０６）。ここでは、具体的には、上記ステップ３０６と同様の処理が実行される。次に、負荷感度を判断可能か否かが判定される（ステップ４０８）。ここでは、具体的には、上記ステップ３０８と同様の処理が実行される。その結果、負荷感度を判断不可能と判定された場合には、上記ステップ４０２の処理から本ルーチンが再度実行される。
【０１０５】
一方、上記ステップ４０８において、負荷感度を判断可能と判定された場合には、次のステップに移行し、負荷率の変化に対して比率Ｐｍａｘ／Ｐｍａｘｒｅｆが感度を有しているか否かが判定される（ステップ４１０）。その結果、負荷率に対する感度があると判断された場合には、圧縮漏れが判定されて、当該圧縮漏れに対応する制御が実施される（ステップ４１２）。一方、上記ステップ４１０において、負荷率に対する感度がないと判断された場合には、感度ズレが判定されて、当該感度ズレに対応する制御が実施される（ステップ４１４）。
【０１０６】
以上説明したとおり、本実施の形態４のシステムによれば、内燃機関１０の始動前の期間にＣＰＳ３４の故障検出が実行される。これにより、スロットルバルブ２８を強制的に動作させたとしても、燃焼に影響を与えることがないので、エミッションの悪化や燃費の悪化を招くことなく故障検出を行うことが可能となる。
【０１０７】
ところで、上述した実施の形態４のシステムでは、比率Ｐｍａｘ／Ｐｍａｘｒｅｆを用いてＣＰＳ３４の異常およびその異常種別を判断することとしている。しかしながら、判定に用いる値は、ＣＰＳ３４の実測値と参照値との間の差異が反映された値であれば比率Ｐｍａｘ／Ｐｍａｘｒｅｆに限定されず、例えば、ＣＰＳ３４による最大筒内圧の実測値Ｐｍａｘと参照値Ｐｍａｘｒｅｆとの差分値ΔＰ（＝Ｐｍａｘ−Ｐｍａｘｒｅｆ）を用いてもよい。
【０１０８】
また、上述した実施の形態４のシステムでは、筒内圧の実測値と参照値との比較として、最大筒内圧の比較を行うこととしているが、使用可能な筒内圧は最大値に限らず、例えば所定のクランク角における筒内圧の実測値と参照値とを比較することとしてもよい。但し、故障検出精度の観点からは、筒内圧最大値において両者を比較することが好ましい。
【０１０９】
尚、上述した実施の形態４においては、差分値ΔＰが前記第１の発明の「判定値」に、参照値Ｐｍａｘｒｅｆが前記第１の発明の「筒内圧参照値」に、実測値Ｐｍａｘが前記第１の発明の「筒内圧検出値」に、それぞれ相当している。また、上述した実施の形態４においては、ＥＣＵ４０が、上記ステップ４０６の処理を実行することにより、前記第１の発明における「算出手段」が、上記ステップ４１０〜４１４の処理を実行することにより、前記第１の発明における「故障検出手段」が、それぞれ実現されている。
【０１１０】
また、上述した実施の形態４においては、ＥＣＵ４０が、上記ステップ４１０〜４１４の処理を実行することにより、前記第９の発明における「故障検出手段」が、上記ステップ４０６の処理を実行することにより、前記第１０の発明における「算出手段」が、それぞれ実現されている。
【０１１１】
また、上述した実施の形態４においては、ＥＣＵ４０が、上記ステップ４０４の処理を実行することにより、前記第１２の発明における「機関負荷制御手段」が、上記ステップ４１０〜４１４の処理を実行することにより、前記第１２の発明における「故障検出手段」が、それぞれ実現されている。
【符号の説明】
【０１１２】
１０  内燃機関
１２  ピストン
１４  シリンダヘッド
１６  燃焼室
１８  吸気通路
２０  排気通路
２２  吸気弁
２４  排気弁
２６  エアクリーナ
２８  スロットルバルブ
３０  点火プラグ
３２  燃料噴射弁
３４  筒内圧センサ（ＣＰＳ）
３６  吸気バルブタイミング制御装置（ＶＶＴ）
４０  ＥＣＵ(Electronic Control Unit)
４２  クランク角センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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