(57)【要約】【課題】  第１気流制御手段及び第２気流制御手段のうちの一方のみの故障を正確に診断できる内燃機関の故障診断装置を提供すること。【解決手段】  第１シリンダ列吸入空気量と第２シリンダ列吸入空気量との差の単位時間あたりの変動量を監視し、該変動量の絶対値（Δ吸入空気量差）を記憶する。第１スワール制御弁への作動状態変更指令が第１シリンダ列吸入空気量の変動に反映されるタイミングにおけるΔ吸入空気量差（ｙ１，ｙ２）と、第２スワール制御弁への作動状態変更指令が第２シリンダ列吸入空気量の変動に反映されるタイミングにおけるΔ吸入空気量差（ｚ１，ｚ２）との差の絶対値（｜ｙ１−ｚ１｜，｜ｙ２−ｚ２｜）を算出し、この算出値と予め設定された判定基準値Ｑ（ｓｅｔ）との大小比較により、第１スワール制御弁及び第２スワール制御弁の一方のみの故障を診断する。【選択図】      図２
2006090157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動状態の変更により第１燃焼室内におけるガスの流動状態を変更する第１気流制御手段と、作動状態の変更により第２燃焼室内におけるガスの流動状態を変更する第２気流制御手段とを備えた内燃機関の故障診断装置であって、
前記第２気流制御手段の作動状態を第１作動状態としたまま、前記第１気流制御手段の作動状態を、前記第１作動状態及び該第１作動状態とは異なる第２作動状態のうちの一方から他方へと変更する第１変更手段と、
前記第１気流制御手段の作動状態を前記第１作動状態としたまま、前記第２気流制御手段の作動状態を前記第１作動状態及び前記第２作動状態のうちの前記一方から前記他方へと変更する第２変更手段と、
前記第１変更手段により前記第１気流制御手段の作動状態が変更された後において、前記第１気流制御手段の作動状態と関連する第１物理量を検出する第１変更後物理量検出手段と、
前記第２変更手段により前記第２気流制御手段の作動状態が変更された後において、前記第２気流制御手段の作動状態と関連する第２物理量を検出する第２変更後物理量検出手段と、
前記第１変更後物理量検出手段により検出された第１変更後物理量と前記第２変更後物理量検出手段により検出された第２変更後物理量との比較により、前記第１気流制御手段及び前記第２気流制御手段のうちの一方のみが故障している旨の診断を行う診断手段と
を備えたことを特徴とする内燃機関の故障診断装置。
【請求項２】
前記第１変更手段により前記第１気流制御手段の作動状態が変更される前において、前記第１物理量を検出する第１変更前物理量検出手段と、
前記第２変更手段により前記第２気流制御手段の作動状態が変更される前において、前記第２物理量を検出する第２変更前物理量検出手段と
を備え、
前記診断手段は、前記第１変更前物理量検出手段により検出された第１変更前物理量と前記第１変更後物理量との差を算出するとともに、前記第２変更前物理量検出手段により検出された第２変更前物理量と前記第２変更後物理量との差を算出し、これら算出値の比較によって前記第１気流制御手段及び前記第２気流制御手段のうちの一方のみが故障している旨の診断を行う請求項１に記載の内燃機関の故障診断装置。
【請求項３】
作動状態の変更により第１燃焼室内におけるガスの流動状態を変更する第１気流制御手段と、作動状態の変更により第２燃焼室内におけるガスの流動状態を変更する第２気流制御手段とを備えた内燃機関の故障診断装置であって、
前記第１気流制御手段の作動状態及び前記第２気流制御手段の作動状態を、第１作動状態から第２作動状態へと同時に変更する同時変更手段と、
前記同時変更手段により前記第１気流制御手段の作動状態が変更された後において、前記第１気流制御手段の作動状態と関連しかつ前記第２気流制御手段の作動状態とは関連の薄い第１物理量を検出する第１変更後物理量検出手段と、
前記同時変更手段により前記第２気流制御手段の作動状態が変更された後において、前記第２気流制御手段の作動状態と関連しかつ前記第１気流制御手段の作動状態とは関連の薄い第２物理量を検出する第２変更後物理量検出手段と、
前記第１変更後物理量検出手段により検出された第１変更後物理量と前記第２変更後物理量検出手段により検出された第２変更後物理量との比較により、前記第１気流制御手段及び前記第２気流制御手段のうちの一方のみが故障している旨の診断を行う診断手段と
を備えたことを特徴とする内燃機関の故障診断装置。
【請求項４】
前記同時変更手段により前記第１気流制御手段の作動状態が変更される前において、前記第１物理量を検出する第１変更前物理量検出手段と、
前記同時変更手段により前記第２気流制御手段の作動状態が変更される前において、前記第２物理量を検出する第２変更前物理量検出手段と
を備え、
前記診断手段は、前記第１変更前物理量検出手段により検出された第１変更前物理量と前記第１変更後物理量との差を算出するとともに、前記第２変更前物理量検出手段により検出された第２変更前物理量と前記第２変更後物理量との差を算出し、これら算出値の比較によって前記第１気流制御手段及び前記第２気流制御手段のうちの一方のみが故障している旨の診断を行う請求項３に記載の内燃機関の故障診断装置。
【請求項５】
前記第１物理量として前記第１燃焼室の吸入空気量が用いられ、前記第２物理量として前記第２燃焼室の吸入空気量が用いられている請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関の故障診断装置。
【請求項６】
前記第１物理量として前記第１燃焼室の排気温が用いられ、前記第２物理量として前記第２燃焼室の排気温が用いられている請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関の故障診断装置。
【請求項７】
前記第１物理量として前記第１燃焼室の燃焼行程でのクランク軸の角速度が用いられ、前記第２物理量として前記第２燃焼室の燃焼行程での前記クランク軸の角速度が用いられている請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関の故障診断装置。
【請求項８】
前記第１気流制御手段及び前記第２気流制御手段はそれぞれスワール制御弁である請求項１〜７のいずれか一項に記載の内燃機関の故障診断装置。
【請求項９】
前記診断手段は、前記第１変更後物理量と前記第２変更後物理量との差が小さいと、前記第１気流制御手段及び前記第２気流制御手段のうちの一方のみが故障しているとは診断せず、逆に前記第１変更後物理量と前記第２変更後物理量との差が大きいと、前記第１気流制御手段及び前記第２気流制御手段のうちの一方のみが故障していると診断する請求項１〜８のいずれか一項に記載の内燃機関の故障診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の故障を診断するための故障診断装置に関し、特に燃焼室内におけるガスの流動状態を変更する気流制御手段（例えばスワール制御弁）の故障を診断するための故障診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
（従来技術１）
この種の故障診断装置としては、例えば特許文献１に開示されたものが存在する。この故障診断装置は、スワール制御弁に対してその作動状態（開度）を変更する指示を出す前における内燃機関の吸入空気量（変更前吸入空気量）と、スワール制御弁に対してその作動状態を変更する指示を出した後の吸入空気量（変更後吸入空気量）とを検出する。そして、故障診断装置は、変更前吸入空気量と変更後吸入空気量との差の絶対値が予め記憶された所定値（判定基準値）未満であれば、作動状態を変更する指示に対してスワール制御弁が反応していないものと判断し、該スワール制御弁が故障である旨の診断結果を出す。
【０００３】
（従来技術２）
近年、内燃機関の設計を容易とするために、例えば一つのシリンダ列を有する直列型の内燃機関と、二つのシリンダ列（第１シリンダ列と第２シリンダ列）がＶ字状に配置されたＶ型の内燃機関との構造の共通化が図られている。この場合、Ｖ型の内燃機関において例えばスワール制御弁は、第１シリンダ列に対応して設けられた第１スワール制御弁と、第２シリンダ列に対応して設けられた第２スワール制御弁の二つがそれぞれ独立して備えられることとなる。
【０００４】
つまり、第１スワール制御弁及び第２スワール制御弁のそれぞれには、直列型の内燃機関用のものがほぼそのまま用いられることとなり、各々独立して作動状態を変更可能な構成を有している（例えば第１スワール制御弁の弁体と第２スワール制御弁の弁体とが機械的に連結されておらず、各弁体用のアクチュエータがそれぞれに備えられている）。したがって、例えば第１スワール制御弁及び第２スワール制御弁のうちの一方に故障が発生した場合であっても、他方は正常な動作が可能である。
【特許文献１】特開平９−１３７７４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、従来技術１の故障診断装置と従来技術２のＶ型の内燃機関との組み合わせにおいては、第１スワール制御弁及び第２スワール制御弁のうちの一方のみの故障を正確に診断できない問題があった。以下、この問題について説明する。
【０００６】
例えば、第１スワール制御弁及び第２スワール制御弁の両方が故障した場合には、内燃機関における変更前吸入空気量と変更後吸入空気量との差の絶対値は、両方が正常である場合よりも明確に小さくなる。したがって、第１スワール制御弁及び第２スワール制御弁の両方の故障のみを診断すればよい場合には、該診断に用いる判定基準値の設定に余裕（幅）を持たせることができる。よって、例えば内燃機関の個体毎のばらつき（例えば内燃機関の製造誤差等に起因した、変更前吸入空気量と変更後吸入空気量との差の個体毎のばらつき）、あるいはＥＧＲガス導入量の増減に起因したばらつき（ＥＧＲガス導入量が多いと変更前吸入空気量と変更後吸入空気量との差が小さくなる）を十分に考慮して判定基準値の設定を行うことができ、第１スワール制御弁及び第２スワール制御弁の両方が故障したことを正確に診断することができる。
【０００７】
ここで、実際には、第１スワール制御弁及び第２スワール制御弁の両方が同時に故障することはまずなく、何れか一方が先に故障する場合がほとんどである。つまり、内燃機関（スワール制御弁）の異常を速やかに把握するためには、第１スワール制御弁及び第２スワール制御弁のうちの一方のみの故障を正確に診断することが重要となる。
【０００８】
しかし、第１スワール制御弁及び第２スワール制御弁のうちの一方のみが故障した場合には、変更前吸入空気量と変更後吸入空気量との差の絶対値は、両方が故障した場合と比較して大きくなる言い換えれば両方が正常である場合との差が小さくなる。したがって、第１スワール制御弁及び第２スワール制御弁のうちの一方のみの故障を診断しようとする場合には、該診断に用いる判定基準値の設定に余裕がなくなる。判定基準値の設定に余裕がないと、該判定基準値を設定するにあたって、前述した内燃機関の個体毎のばらつきの影響を好適に排除することが困難となり、第１スワール制御弁及び第２スワール制御弁のうちの一方のみの故障を正確に診断できない問題があった。
【０００９】
つまり、内燃機関の個体毎のばらつきに起因して、例えば第１スワール制御弁及び第２スワール制御弁の両方が正常の場合でも、変更前吸入空気量と変更後吸入空気量との差の絶対値が判定基準値よりも小さくなる個体が存在してしまう。この場合には、第１スワール制御弁及び第２スワール制御弁のうちの一方のみが故障である旨の誤った診断が下されてしまうのである。また、内燃機関の個体毎のばらつきに起因して、第１スワール制御弁及び第２スワール制御弁のうちの一方のみが故障した場合でも、変更前吸入空気量と変更後吸入空気量との差の絶対値が判定基準値以上となる個体が存在してしまう。この場合には、第１スワール制御弁及び第２スワール制御弁の両方が故障ではない旨の誤った診断が下されてしまうのである。
【００１０】
なお、スワール制御弁の故障診断装置としては、内燃機関の運転状態毎に吸入空気量の正常値を記憶しておき、吸入空気量の実際値と正常値との差の絶対値が所定値（判定基準値）以上の場合には、スワール制御弁が故障である旨の診断結果を出すようなものも存在する（従来技術３）。このような故障診断装置を従来技術２のＶ型の内燃機関に適用した場合においても、判定基準値の設定に余裕がないことに変わりはなく、内燃機関の個体毎のばらつきの影響を受けて、第１スワール制御弁及び第２スワール制御弁のうちの一方のみの故障を正確に診断できない問題があった。
【００１１】
本発明の目的は、第１気流制御手段及び第２気流制御手段のうちの一方のみの故障を正確に診断できる内燃機関の故障診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために請求項１の発明に係る内燃機関の故障診断装置は、第１変更手段、第２変更手段、第１変更後物理量検出手段、第２変更後物理量検出手段、及び診断手段を備えている。第１変更手段は、第２気流制御手段の作動状態を第１作動状態としたまま、第１気流制御手段の作動状態を、第１作動状態及び該第１作動状態とは異なる第２作動状態のうちの一方から他方へと変更する。第２変更手段は、第１気流制御手段の作動状態を第１作動状態としたまま、第２気流制御手段の作動状態を第１作動状態及び第２作動状態のうちの前記一方から前記他方へと変更する。つまり、第１気流制御手段の作動状態と第２気流制御手段の作動状態とが、時間差をおいて同じように変更される。
【００１３】
第１変更後物理量検出手段は、第１変更手段により第１気流制御手段の作動状態が変更された後において、第１気流制御手段の作動状態と関連する第１物理量を検出する。第２物理量検出手段は、第２変更手段により第２気流制御手段の作動状態が変更された後において、第２気流制御手段の作動状態と関連する第２物理量を検出する。なお、第１物理量と第２物理量は、同種の物理量（例えば吸入空気量）である。
【００１４】
そして、診断手段は、第１変更後物理量検出手段により検出された第１物理量（第１変更後物理量）と第２変更後物理量検出手段により検出された第２物理量（第２変更後物理量）との比較により、第１気流制御手段及び第２気流制御手段のうちの一方のみが故障している旨の診断を行う。つまり、診断手段は、第１変更手段による第１気流制御手段の作動状況と第２変更手段による第２気流制御手段の作動状況とを、それぞれに関連のある物理量で把握し、両作動状況の相互比較に基づいて故障診断を行っている。したがって、内燃機関の個体毎のばらつきの影響を排除することができ、第１気流制御手段及び第２気流制御手段のうちの一方のみの故障を正確に診断できる。
【００１５】
また、本発明においては、第１気流制御手段の作動状態と第２気流制御手段の作動状態とを、時間差をおいて同様に変更する。したがって、第１変更後物理量検出手段としては、第２気流制御手段の作動状態とは関連の薄い（関連がないことも含む）物理量（例えば第１燃焼室の吸入空気量）を直接検出するものに限定されず、第２気流制御手段の作動状態にも関連する物理量（例えば内燃機関の吸入空気量）を直接検出し、この検出値から第１物理量（例えば第１燃焼室の吸入空気量）を推定するものを採用することができる。また、第２変更後物理量検出手段としては、第１気流制御手段の作動状態とは関連の薄い物理量（例えば第２燃焼室の吸入空気量）を直接検出するものに限定されず、第１気流制御手段の作動状態にも関連する物理量（内燃機関の吸入空気量）を直接検出し、この検出値から第２物理量（例えば第２燃焼室の吸入空気量）を推定するものを採用することができる。よって、設計の自由度を高めることができ、例えば内燃機関のその他の制御とセンサを共用することも容易となる。
【００１６】
請求項２の発明は請求項１において、第１変更前物理量検出手段と第２変更前物理量検出手段とが備えられている。第１変更前物理量検出手段は、第１変更手段により第１気流制御手段の作動状態が変更される前において、第１物理量（第１変更前物理量）を検出する。また、第２変更前物理量検出手段は、第２変更手段により第２気流制御手段の作動状態が変更される前において、第２物理量（第２変更前物理量）を検出する。そして、診断手段は、第１変更前物理量検出手段により検出された第１変更前物理量と第１変更後物理量との差を算出するとともに、第２変更前物理量検出手段により検出された第２変更前物理量と第２変更後物理量との差を算出し、これら算出値の比較によって第１気流制御手段及び第２気流制御手段のうちの一方のみが故障している旨の診断を行う。
【００１７】
ここで、例えば、製造誤差等に起因した第１気流制御手段と第２気流制御手段との間での製品のばらつき（例えば寸法のばらつき等）により、第１気流制御手段と第２気流制御手段が同じ作動状態であったとしても、第１物理量と第２物理量との間に差が生じ、さらにはこの差が個体毎に大きく異なる場合がある。これは、正確な故障診断を妨げる要因となる。
【００１８】
しかし、本発明においては、第１気流制御手段の作動状態を変更する前の第１物理量（第１変更前物理量）と変更した後の第１物理量（第１変更後物理量）との差と、第２気流制御手段の作動状態を変更する前の第２物理量（第２変更前物理量）と変更した後の第２物理量（第２変更後物理量）との差の比較によって故障診断を行っている。したがって、故障診断における、第１気流制御手段と第２気流制御手段との間での製品のばらつきの影響を排除することができ、第１気流制御手段及び第２気流制御手段のうちの一方のみの故障をさらに正確に診断できる。
【００１９】
上記目的を達成するために請求項３の発明に係る内燃機関の故障診断装置は、同時変更手段、第１変更後物理量検出手段、第２変更後物理量検出手段、及び診断手段を備えている。同時変更手段は、第１気流制御手段の作動状態及び第２気流制御手段の作動状態を、第１作動状態から第２作動状態へと同時に変更する。第１変更後物理量検出手段は、同時変更手段により第１気流制御手段の作動状態が変更された後において、第１気流制御手段の作動状態と関連しかつ第２気流制御手段の作動状態とは関連の薄い（関連がないことも含む）第１物理量を検出する。第２変更後物理量検出手段は、同時変更手段により第２気流制御手段の作動状態が変更された後において、第２気流制御手段の作動状態と関連しかつ第１気流制御手段の作動状態とは関連の薄い第２物理量を検出する。
【００２０】
そして、診断手段は、第１変更後物理量検出手段により検出された第１物理量（第１変更後物理量）と第２物理量検出手段により検出された第２物理量（第２変更後物理量）との比較により、第１気流制御手段及び第２気流制御手段のうちの一方のみが故障している旨の診断を行う。つまり、診断手段は、同時変更手段による第１気流制御手段の作動状況及び第２変更手段による第２気流制御手段の作動状況を、それぞれに関連のある物理量で見て、両作動状況の相互比較に基づいて故障診断を行っている。したがって、内燃機関の個体毎のばらつきの影響を排除することができ、第１気流制御手段及び第２気流制御手段のうちの一方のみの故障を正確に診断できる。
【００２１】
また、本発明においては、第１気流制御手段の作動状態の変更と第２気流制御手段の作動状態の変更とが、同時でかつ同様に行われる。したがって、例えば第１気流制御手段及び第２気流制御手段の両方ともが正常であった場合、同時変更手段により第１気流制御手段の作動状態及び第２気流制御手段の作動状態が変更されたとしても、第１燃焼室と第２燃焼室との間で燃焼状態にばらつきが生じることを抑制できる。よって、故障診断に起因して、例えば内燃機関の回転にばらつきが生じることを抑制できる。
【００２２】
請求項４の発明は請求項３において、第１変更前物理量検出手段と第２変更前物理量検出手段とが備えられている。第１変更前物理量検出手段は、同時変更手段により第１気流制御手段の作動状態が変更される前において、第１物理量（第１変更前物理量）を検出する。また、第２変更前物理量検出手段は、同時変更手段により第２気流制御手段の作動状態が変更される前において、第２物理量（第２変更前物理量）を検出する。そして、診断手段は、第１変更前物理量検出手段により検出された第１変更前物理量と第１変更後物理量との差を算出するとともに、第２変更前物理量検出手段により検出された第２変更前物理量と第２変更後物理量との差を算出し、これら算出値の比較によって第１気流制御手段及び第２気流制御手段のうちの一方のみが故障している旨の診断を行う。
【００２３】
ここで、例えば、製造誤差等に起因した第１気流制御手段と第２気流制御手段との間での製品のばらつき（例えば寸法のばらつき等）により、第１気流制御手段と第２気流制御手段が同じ作動状態であったとしても、第１物理量と第２物理量との間に差が生じ、さらにはこの差が個体毎に大きく異なる場合がある。これは、正確な故障診断を妨げる要因となる。
【００２４】
しかし、本発明においては、第１気流制御手段の作動状態を変更する前の第１物理量（第１変更前物理量）と変更した後の第１物理量（第１変更後物理量）との差と、第２気流制御手段の作動状態を変更する前の第２物理量（第２変更前物理量）と変更した後の第２物理量（第２変更後物理量）との差の比較によって故障診断を行っている。したがって、故障診断における、第１気流制御手段と第２気流制御手段との間での製品のばらつきの影響を排除することができ、第１気流制御手段及び第２気流制御手段のうちの一方のみの故障をさらに正確に診断できる。
【００２５】
請求項５〜７の発明は請求項１〜４のいずれか一項において、故障診断に用いる好適なパラメータの一例について言及するものである。すなわち、請求項５の発明では、第１物理量として第１燃焼室の吸入空気量が用いられ、第２物理量として第２燃焼室の吸入空気量が用いられている。また、請求項６の発明では、第１物理量として第１燃焼室の排気温が用いられ、第２物理量として第２燃焼室の排気温が用いられている。さらに、請求項７の発明では、第１物理量として第１燃焼室の燃焼行程でのクランク軸の角速度が用いられ、第２物理量として第２燃焼室の燃焼行程でのクランク軸の角速度が用いられている。
【００２６】
特に、クランク軸の角速度は、気流制御手段の作動状態の変更に対して速やかに応答（変動）する物理量であるため、例えば外乱（クランク軸の角速度に影響を与える気流制御手段以外の因子の変動）の影響を排除して正確な故障診断を行うことができる。
【００２７】
請求項８の発明は請求項１〜７のいずれか一項において、第１気流制御手段及び第２気流制御手段の一例について言及するものである。すなわち、第１気流制御手段及び第２気流制御手段はそれぞれスワール制御弁である。
【００２８】
請求項９の発明は請求項１〜８のいずれか一項において、診断手段の具体的な診断手法の一例について言及するものである。すなわち、診断手段は、第１変更後物理量と第２変更後物理量との差が小さいと、第１気流制御手段及び第２気流制御手段のうちの一方のみが故障しているとは診断せず、逆に第１変更後物理量と第２変更後物理量との差が大きいと、第１気流制御手段及び第２気流制御手段のうちの一方のみが故障していると診断する。
【発明の効果】
【００２９】
上記発明によれば、第１気流制御手段及び第２気流制御手段のうちの一方のみの故障を正確に診断できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明を具体化して説明する。まず、第１の実施形態に係る内燃機関の故障診断装置について説明する。
○第１実施形態
図１は、車両の走行駆動源たる内燃機関としてのディーゼルエンジン（以下「エンジン」と表記する）１１、及びその周辺構成を示す模式図である。エンジン１１は、複数（本実施形態では４つ）のシリンダ１２ａからなるシリンダ列１２を二つ備えており、この二つのシリンダ列１２はＶ字状に配置されている。つまり、エンジン１１は、Ｖ型でかつ多気筒（本実施形態では８気筒）の構成を有している。この二つのシリンダ列１２のうち、一方（図面左方側）を第１シリンダ列１２Ａとし他方（図面右方側）を第２シリンダ列１２Ｂとする。また、第１シリンダ列１２Ａの各シリンダ１２ａの燃焼室をそれぞれ第１燃焼室１３Ａとし、第２シリンダ列１２Ｂの各シリンダ１２ａの燃焼室をそれぞれ第２燃焼室１３Ｂとする。
【００３１】
各第１燃焼室１３Ａ及び各第２燃焼室１３Ｂには、図示しない吸気弁にて開閉される第１吸気ポート１４及び第２吸気ポート１５がそれぞれ接続されている。各第１燃焼室１３Ａへの第１吸気ポート１４及び第２吸気ポート１５は、第１吸気マニホールド１６を介して連通路１８に接続され、各第２燃焼室１３Ｂへの第１吸気ポート１４及び第２吸気ポート１５は、第２吸気マニホールド１７を介して連通路１８に接続されている。連通路１８には吸気圧センサ８１が配置されている。
【００３２】
連通路１８は、並列に配置された第１吸気経路１９及び第２吸気経路２０のそれぞれを介してエアクリーナ２１に接続されている。第１吸気経路１９上及び第２吸気経路２０上のそれぞれには、下流側（連通路１８側）から、スロットル弁２２、吸気温センサ２３、インタークーラ２４、排気ターボチャージャ２５のコンプレッサ部２５ａ、吸入空気量センサ２６が配置されている。なお、第１吸気経路１９上に配置された吸入空気量センサ２６を第１吸入空気量センサ２６Ａとし、第２吸気経路２０上に配置された吸入空気量センサ２６を第２吸入空気量センサ２６Ｂとする。また、各スロットル弁２２には、その開度を検出するスロットル開度センサ７３が設けられている。
【００３３】
第１吸気経路１９において連通路１８とスロットル弁２２との間には、排気再循環（以下「ＥＧＲ」と表記する）経路２７のＥＧＲガス出口２７ａが開口している。第２吸気経路２０において連通路１８とスロットル弁２２との間には、前記ＥＧＲ経路２７とは別のＥＧＲ経路２７のＥＧＲガス出口２７ａが開口している。
【００３４】
各第１燃焼室１３Ａ及び各第２燃焼室１３Ｂには、図示しない排気弁にて開閉される排気ポート３１がそれぞれ接続されている。各第１燃焼室１３Ａの排気ポート３１は、第１排気マニホールド３３を介して、第１吸気経路１９上にコンプレッサ部２５ａがある排気ターボチャージャ２５のタービン部２５ｂ（入口側）に接続されている。このタービン部２５ｂの出口側は、第１排気経路３４に接続されている。各第２燃焼室１３Ｂの排気ポート３１は、第２排気マニホールド３５を介して、第２吸気経路２０上にコンプレッサ部２５ａがある排気ターボチャージャ２５のタービン部２５ｂ（入口側）に接続されている。このタービン部２５ｂの出口側は、第２排気経路３６に接続されている。
【００３５】
第１排気経路３４上及び第２排気経路３６上のそれぞれには、３つの触媒コンバータ４１，４２，４３が配置されている。最上流の第１触媒コンバータ４１にはＮＯｘ吸蔵還元触媒４１ａが収容され、ここではＮＯｘの吸蔵や吸蔵したＮＯｘの還元によりＮＯｘの浄化が行われる。中流の第２触媒コンバータ４２には、表面にＮＯｘ吸蔵還元触媒の層をコーティングしたフィルタ４２ａが収納され、ここではＮＯｘの浄化や粒子状物質の浄化が行われる。最下流の第３触媒コンバータ４３には酸化触媒４３ａが収納され、ここではＨＣやＣＯが酸化されて浄化される。
【００３６】
ＮＯｘ吸蔵還元触媒４１ａとフィルタ４２ａとの間には第１排気温センサ４５（第１シリンダ列１２Ａ側を特に第１シリンダ列側第１排気温センサ４５Ａとし、第２シリンダ列１２Ｂ側を特に第２シリンダ列側第１排気温センサ４５Ｂとする）が配置されている。フィルタ４２ａと酸化触媒４３ａとの間において、フィルタ４２ａの近くには第２排気温センサ４６が、酸化触媒４３ａの近くには空燃比センサ４７がそれぞれ配置されている。空燃比センサ４７は、排気成分に基づいて排気の空燃比を検出する。第１排気温センサ４５と第２排気温センサ４６は、それぞれの位置で排気温を検出する。フィルタ４２ａの上流側と下流側には差圧センサ４８の配管がそれぞれ設けられ、差圧センサ４８はフィルタ４２ａの目詰まりの程度、すなわち粒子状物質の堆積度合を検出するためにフィルタ４２ａの上下流での差圧を検出している。
【００３７】
第１排気マニホールド３３には、一方のＥＧＲ経路２７のＥＧＲガス入口２７ｂが開口している。第２排気マニホールド３５には、他方のＥＧＲ経路２７のＥＧＲガス入口２７ｂが開口している。各ＥＧＲ経路２７の途中には、ＥＧＲクーラ４９の入口及び出口がそれぞれ接続されている。ＥＧＲ経路２７においてＥＧＲクーラ４９との並列部分にはバイパス弁５０が配置されており、このバイパス弁５０の閉塞によってＥＧＲガスがＥＧＲクーラ４９を経由して冷却され、逆にバイパス弁５０の開放によってＥＧＲガスがＥＧＲクーラ４９を迂回する。ＥＧＲ経路２７においてＥＧＲクーラ４９との並列部分よりもＥＧＲガス出口２７ａ側には、ＥＧＲ弁５１が配置されている。このＥＧＲ弁５１の開度調節により、エンジン１１の排気系から吸気系へのＥＧＲガス供給量の調節が可能である。
【００３８】
第１シリンダ列１２Ａの各第１燃焼室１３Ａ及び第２シリンダ列１２Ｂの各第２燃焼室１３Ｂには、それぞれ燃料噴射弁５３が設けられている。第１燃焼室１３Ａ側の燃料噴射弁５３は第１シリンダ列１２Ａ側に設けられたコモンレール５５に接続され、第２燃焼室１３Ｂ側の燃料噴射弁５３は第２シリンダ列１２Ｂ側に設けられたコモンレール５５に接続されている。各コモンレール５５内へは、電気制御式の吐出量可変型の燃料ポンプ５６からそれぞれ燃料が供給される。燃料ポンプ５６から各コモンレール５５内に供給された高圧燃料は、各燃料噴射弁５３に分配供給され、対応する燃焼室１３Ａ，１３Ｂへと噴射される。各コモンレール５５には、燃料圧力を検出するための燃料圧センサ５７が設けられている。
【００３９】
第１シリンダ列１２Ａ側の排気系及び第２シリンダ列１２Ｂの排気系のそれぞれにおいて、排気ターボチャージャ２５のタービン部２５ｂ（出口）と第１触媒コンバータ４１との間には、添加弁５８が配置されている。各添加弁５８は燃料ポンプ５６に接続されている。添加弁５８には燃料ポンプ５６から低圧燃料が供給される。添加弁５８は、第１触媒コンバータ４１へ向かう排気中に燃料を噴射し添加する。
【００４０】
さて、第１シリンダ列１２Ａの吸気側には第１気流制御手段としての第１スワール制御弁６１が、また第２シリンダ列１２Ｂの吸気側には第２気流制御手段としての第２スワール制御弁６２がそれぞれ設けられている。つまり、Ｖ型８気筒のエンジン１１は、例えば直列４気筒のエンジンとの間で構造の共通化が図られており、エンジン１１には、第１シリンダ列１２Ａに対応した第１スワール制御弁６１と第２シリンダ列１２Ｂに対応した第２スワール制御弁６２の二つがそれぞれ独立して備えられている。
【００４１】
なお、前述した排気ターボチャージャ２５や、インタークーラ２４や、ＥＧＲ経路２７や、ＥＧＲクーラ４９や、スロットル弁２２や、触媒コンバータ４１，４２，４３等や、配管の多くや、センサの多くも、第１シリンダ列１２Ａ側及び第２シリンダ列１２Ｂ側のそれぞれに設けられており、これらについても直列４気筒のエンジンとの間で共通化が図られている。つまり、おおまかに言えば、エンジン１１の給排気系は、直列４気筒のエンジンの給排気系をそのまま二つ組み合わせたような構成を有している。
【００４２】
次に、第１スワール制御弁６１及び第２スワール制御弁６２の構成及び作用について説明する。なお、第２スワール制御弁６２の構成及び作用についての説明は第１スワール制御弁６１とほぼ同じであるため省略するが、以下の説明において「第１スワール制御弁６１」を「第２スワール制御弁６２」に、「第１シリンダ列１２Ａ」を「第２シリンダ列１２Ｂ」に、「第１燃焼室１３Ａ」を「第２燃焼室１３Ｂ」にそれぞれ置き換えれば、該説明は第２スワール制御弁６２についての説明となる。
【００４３】
第１スワール制御弁６１は、第１シリンダ列１２Ａ側の各第１吸気ポート１４にそれぞれ配置された複数（本実施形態では４つ）の弁体（バタフライ）６４と、弁体６４を全開位置と全閉位置との間で動作させる（開度を変更させる）アクチュエータ６５とを備えている。各弁体６４はロッド６６によって連結されており、このロッド６６にアクチュエータ６５が連結されている。アクチュエータ６５は、例えば吸気系に生じる負圧（大気圧よりも低い圧力）を作動源とするとともに、その作動状態を外部制御（電気制御）可能な構成を有している。
【００４４】
第１スワール制御弁６１の弁体６４が開いた状態では、第１吸気ポート１４及び第２吸気ポート１５の両方から第１燃焼室１３Ａ内に空気が供給される。逆に、第１スワール制御弁６１の弁体６４が全閉位置にある状態では、シリンダ１２ａの中心軸線から外れるように延びる第２吸気ポート１５のみから第１燃焼室１３Ａ内に空気が供給される。したがって、第１スワール制御弁６１の弁体６４が全閉位置にある状態では、弁体６４が開いた状態よりも各第１燃焼室１３Ａ内に生じるスワールが強くなる。つまり、第１スワール制御弁６１の弁体６４を全開位置と全閉位置との間で開閉動作させることにより、各第１燃焼室１３Ａ内におけるガス（空気）の流動状態（スワール）を調節することができる。
【００４５】
次に、エンジン１１の電気的構成について説明する。
ＥＣＵ７１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力Ｉ／Ｆ等を備えたコンピュータ類似の電子制御ユニットである。ＥＣＵ７１は、吸気圧センサ８１、吸気温センサ２３、第１吸入空気量センサ２６Ａ、第２吸入空気量センサ２６Ｂ、第１排気温センサ４５（第１シリンダ列側第１排気温センサ４５Ａ及び第２シリンダ列側第１排気温センサ４５Ｂ）、第２排気温センサ４６、空燃比センサ４７、差圧センサ４８、ＥＧＲ弁５１内のＥＧＲ開度センサ７２、燃料圧センサ５７、及びスロットル開度センサ７３からの信号を読み込んでいる。また、ＥＣＵ７１は、アクセルペダル７４の踏み込み量を検出するアクセル開度センサ７５、及びエンジン１１の冷却水温を検出する冷却水温センサ７６から信号を読み込んでいる。さらに、ＥＣＵ７１は、エンジン１１のクランク軸７７の回転速度を検出するエンジン回転速度センサ７８、クランク軸７７の回転位相あるいは吸気カムの回転位相を検出して気筒判別を行う気筒判別センサ７９、車両の走行速度を検出する車速センサ８０から信号を読み込んでいる。
【００４６】
そして、ＥＣＵ７１は、前述した各種信号から得られるエンジン１１の運転状態に基づいて、燃料噴射弁５３による燃料噴射量制御や燃料噴射時期制御を実行する。また、ＥＣＵ７１は、前述した各種信号から得られるエンジン１１の運転状態に基づいて、ＥＧＲ弁５１の開度制御やバイパス弁５０の開閉制御、スロットル弁２２の開度制御、燃料ポンプ５６の吐出量制御、添加弁５８による触媒制御、第１スワール制御弁６１及び第２スワール制御弁６２によるスワール制御（弁体６４の開度制御）を実行する。
【００４７】
なお、スワール制御は、例えばエンジン１１の低回転域において、第１スワール制御弁６１及び第２スワール制御弁６２を全閉状態とする制御である。このようにすれば、強いスワールによって、低回転域であっても燃料と空気との混合を良好とすることができて燃焼が安定し、例えば低スモークを実現することができる。また、スワール制御は、エンジン１１の高回転域において第１スワール制御弁６１及び第２スワール制御弁６２を全開状態とする制御である。このようにすれば、高回転域における吸気抵抗を低減することができる。
【００４８】
さらに、ＥＣＵ７１は、前述した各種信号から得られるエンジン１１の運転状態に基づいて、後述する第１スワール制御弁６１及び第２スワール制御弁６２の故障診断処理を実行する。
【００４９】
次に、ＥＣＵ７１により実行される処理のうち、第１スワール制御弁６１及び第２スワール制御弁６２のうちの一方のみの故障（弁体６４の全閉位置や全開位置での固着）を診断する処理（片側故障診断処理）について、図２（ａ）〜図２（ｃ）に従って説明する。本処理は、車両が定常運転状態（例えば車両停止中でかつエンジン１１のアイドリング状態や、車両が一定速度で走行されている状態）の場合に、スワール制御を停止して実行される。
【００５０】
図２（ａ）のタイムチャートに示すように、この片側故障診断処理においては、まず第１スワール制御弁６１及び第２スワール制御弁６２を、それぞれ全閉状態とすることが指令される（期間Ｘ１）。つぎに、第２スワール制御弁６２を全閉状態とし、かつ第１スワール制御弁６１を全開状態とすることが指令される（期間Ｘ２）。つぎに、第１スワール制御弁６１及び第２スワール制御弁６２を、それぞれ全閉状態とすることが指令される（期間Ｘ３）。つぎに、第１スワール制御弁６１を全閉状態とし、かつ第２スワール制御弁６２を全開状態とすることが指令される（期間Ｘ４）。そして最後に、第１スワール制御弁６１及び第２スワール制御弁６２をそれぞれ全閉状態とすることが指令される（期間Ｘ５）。
【００５１】
つまり、本処理においては、第２スワール制御弁６２の作動状態を全閉状態（第１作動状態）としたまま、第１スワール制御弁６１の作動状態を、全閉状態及び全開状態（第２作動状態）のうちの一方から他方へと変更する。また、本処理においては、第１スワール制御弁６１の作動状態を全閉状態としたまま、第２スワール制御弁６２の作動状態を、全閉状態及び全開状態のうちの一方から他方へと変更する。このように、本処理においては、スワール制御を目的とせず、故障診断を主目的として、第１スワール制御弁６１及び第２スワール制御弁６２の作動状態が順次（時間差をおいて）変更される。
【００５２】
さて、例えば図２（ｂ）に示すように、第１スワール制御弁６１が全閉状態から全開状態又は全開状態から全閉状態へと変更されると、エンジン１１の吸入空気量詳しくは第１シリンダ列１２Ａ（第１燃焼室１３Ａ）の吸入空気量（第１スワール制御弁６１の作動状態と関連しかつ第２スワール制御弁６２の作動状態とは関連が薄い物理量（第１物理量）。以下「第１シリンダ列吸入空気量」と表記する）が大きく変動する。
【００５３】
また、例えば図２（ｂ）に示すように、第２スワール制御弁６２が全閉状態から全開状態又は全開状態から全閉状態へと変更されると、エンジン１１の吸入空気量詳しくは第２シリンダ列１２Ｂ（第２燃焼室１３Ｂ）の吸入空気量（第２スワール制御弁６２の作動状態と関連しかつ第１スワール制御弁６１の作動状態とは関連が薄い物理量（第２物理量）。以下「第２シリンダ列吸入空気量」と表記する）が大きく変動する。
【００５４】
ここで、図１に示すように、第１シリンダ列１２Ａの吸気系において第１吸入空気量センサ２６Ａよりも下流側と、第２シリンダ列１２Ｂの吸気系において第２吸入空気量センサ２６Ｂよりも下流側とは、例えば第１シリンダ列１２Ａと第２シリンダ列１２Ｂとの間でＥＧＲ供給量に差が生じないように、連通路１８において吸気が合流されている。したがって、第１吸入空気量センサ２６Ａの検出値が第１シリンダ列吸入空気量を示すとは限らないし、第２吸入空気量センサ２６Ｂの検出値が第２シリンダ列吸入空気量を示すとは限らない。
【００５５】
そこで、本実施形態においては、第１スワール制御弁６１に指令する作動状態と第２スワール制御弁６２に指令する作動状態とが同じであるなら、第１吸入空気量センサ２６Ａからの検出値と第２吸入空気量センサ２６Ｂからの検出値との合計（合計吸入空気量）を１／２とした値を、第１シリンダ列吸入空気量及び第２シリンダ列吸入空気量としている。なお、第１吸入空気量センサ２６Ａからの検出値を第１シリンダ列吸入空気量とし、第２吸入空気量センサ２６Ｂからの検出値を第２シリンダ列吸入空気量として扱うようにしてもよい。
【００５６】
また、第２スワール制御弁６２に指令する作動状態が一定のまま、第１スワール制御弁６１に指令する作動状態が、第２スワール制御弁６２に指令する作動状態と同じものから異なるものに変更された場合には、この変更指令前における合計吸入空気量と変更指令後における合計吸入空気量（厳密には応答遅れを考慮した、変更指令から所定時間経過後の合計吸入空気量）との差（絶対値ではない）を算出し、この算出値に、変更指令前における合計吸入空気量の１／２を加えた値を、変更指令後における第１シリンダ列吸入空気量としている。その際の第２シリンダ列吸入空気量は、変更指令前における合計吸入空気量の１／２値としている。
【００５７】
さらに、第１スワール制御弁６１に指令する作動状態が一定のまま、第２スワール制御弁６２に指令する作動状態が、第１スワール制御弁６１に指令する作動状態と同じものから異なるものに変更された場合には、この変更指令前における合計吸入空気量と変更指令後における合計吸入空気量（厳密には応答遅れを考慮した、変更指令から所定時間経過後の合計吸入空気量）との差（絶対値ではない）を算出し、この算出値に、変更指令前における合計吸入空気量の１／２を加えた値を、変更指令後における第２シリンダ列吸入空気量としている。その際の第１シリンダ列吸入空気量は、変更指令前における合計吸入空気量の１／２値としている。
【００５８】
さて、図２（ｂ）に示すように、第１スワール制御弁６１が正常であるなら（第１スワール制御弁６１が図２（ａ）の上段の作動状態変更指令に反応しているなら）、第１スワール制御弁６１に対する各作動状態変更指令（全閉状態→全開状態、全開状態→全閉状態）のそれぞれにおいて、変更指令前の第１シリンダ列吸入空気量と変更指令後の第１シリンダ列吸入空気量との差は大きくなる。また、第２スワール制御弁６２が正常であるなら（第２スワール制御弁６２が図２（ａ）の下段の作動状態変更指令に反応しているなら）、第２スワール制御弁６２に対する各作動状態変更指令（全閉状態→全開状態、全開状態→全閉状態）のそれぞれにおいて、変更指令前の第２シリンダ列吸入空気量と変更指令後の第２シリンダ列吸入空気量との差は大きくなる。
【００５９】
また、例えば図２（ｃ）に示すように、第１スワール制御弁６１が故障していれば（第１スワール制御弁６１が図２（ａ）の上段の作動状態変更指令に反応していないなら）、第１スワール制御弁６１に対する各作動状態変更指令（全閉状態→全開状態、全開状態→全閉状態）のそれぞれにおいて、変更指令前の第１シリンダ列吸入空気量と変更指令後の第１シリンダ列吸入空気量との差は小さくなる。さらに、図示しないが、第２スワール制御弁６２が故障していれば（第２スワール制御弁６２が図２（ａ）の下段の作動状態変更指令に反応していないなら）、第２スワール制御弁６２に対する各作動状態変更指令（全閉状態→全開状態、全開状態→全閉状態）のそれぞれにおいて、変更指令前の第２シリンダ列吸入空気量と変更指令後の第２シリンダ列吸入空気量との差は小さくなる。
【００６０】
そこで本実施形態では、期間Ｘ１〜期間Ｘ５中において、第１シリンダ列吸入空気量と第２シリンダ列吸入空気量との差の単位時間あたりの変動量を監視し、該変動量の絶対値（以下「Δ吸入空気量差」）を記憶している。そして、期間Ｘ５の後半又は期間Ｘ５の終了後において、第１スワール制御弁６１への作動状態変更指令が第１シリンダ列吸入空気量の変動に反映されるタイミングにおけるΔ吸入空気量差（ｙ１，ｙ２）と、第２スワール制御弁６２への作動状態変更指令が第２シリンダ列吸入空気量の変動に反映されるタイミングにおけるΔ吸入空気量差（ｚ１，ｚ２）との差の絶対値（例えば｜ｙ１−ｚ１｜，｜ｙ２−ｚ２｜）を算出し、この算出値と予め設定された判定基準値Ｑ（ｓｅｔ）との大小比較により、第１スワール制御弁６１及び第２スワール制御弁６２の一方のみの故障を診断する。
【００６１】
すなわち、例えば図２（ｂ）に示すように、第１スワール制御弁６１への作動状態変更指令が第１シリンダ列吸入空気量の変動に反映されるタイミングにおけるΔ吸入空気量差（ｙ１，ｙ２）と、第２スワール制御弁６２への作動状態変更指令が第２シリンダ列吸入空気量の変動に反映されるタイミングにおけるΔ吸入空気量差（ｚ１，ｚ２）との差の絶対値が判定基準値Ｑ（ｓｅｔ）未満（例えば｜ｙ１−ｚ１｜＜Ｑ（ｓｅｔ）及び｜ｙ２−ｚ２｜＜Ｑ（ｓｅｔ））であるなら、第１スワール制御弁６１及び第２スワール制御弁６２はともに図２（ａ）の作動状態変更指令に反応しているものと判断できる。したがって、この場合には、第１スワール制御弁６１及び第２スワール制御弁６２のうちの一方のみが故障している旨の診断は下されない。
【００６２】
また、例えば図２（ｃ）に示すように、第１スワール制御弁６１への作動状態変更指令が第１シリンダ列吸入空気量の変動に反映されるタイミングにおけるΔ吸入空気量差（ｙ１，ｙ２）が、第２スワール制御弁６２への作動状態変更指令が第２シリンダ列吸入空気量の変動に反映されるタイミングにおけるΔ吸入空気量差（ｚ１，ｚ２）よりも小さく（例えばｙ１＜ｚ１，ｙ２＜ｚ２）かつ、これらの差の絶対値が判定基準値Ｑ（ｓｅｔ）以上（例えば｜ｙ１−ｚ１｜＞＝Ｑ（ｓｅｔ）及び｜ｙ２−ｚ２｜＞＝Ｑ（ｓｅｔ））であるなら、第２スワール制御弁６２は図２（ａ）の下段の作動状態変更指令に反応しかつ第１スワール制御弁６１は図２（ａ）の上段の作動状態変更指令に反応していないものと判断できる。したがって、この場合には、第２スワール制御弁６２が正常でかつ第１スワール制御弁６１が故障である旨の診断が下される。
【００６３】
さらに、図示しないが、第１スワール制御弁６１への作動状態変更指令が第１シリンダ列吸入空気量の変動に反映されるタイミングにおけるΔ吸入空気量差（ｙ１，ｙ２）が、第２スワール制御弁６２への作動状態変更指令が第２シリンダ列吸入空気量の変動に反映されるタイミングにおけるΔ吸入空気量差（ｚ１，ｚ２）よりも大きく（例えばｙ１＞ｚ１，ｙ２＞ｚ２）かつ、これらの差の絶対値が判定基準値Ｑ（ｓｅｔ）以上（例えば｜ｙ１−ｚ１｜≧Ｑ（ｓｅｔ）及び｜ｙ２−ｚ２｜≧Ｑ（ｓｅｔ））であるなら、第１スワール制御弁６１は図２（ａ）の上段の作動状態変更指令に反応しかつ第２スワール制御弁６２は図２（ａ）の下段の作動状態変更指令に反応していないものと判断できる。したがって、この場合には、第１スワール制御弁６１が正常でかつ第２スワール制御弁６２が故障である旨の診断が下される。
【００６４】
なお、第１スワール制御弁６１及び第２スワール制御弁６２の両方ともが故障しているか否かの診断は、従来技術１又は従来技術３と同様に行うようにしてもよい。第１スワール制御弁６１及び第２スワール制御弁６２の両方ともが故障している旨の診断が下されたなら、以降においては片側故障診断処理は行わない。
【００６５】
また、第１スワール制御弁６１及び第２スワール制御弁６２のうちの少なくとも一方が故障である旨の診断が下された場合、この故障したスワール制御弁６１，６２側のシリンダ列１２Ａ，１２Ｂにおいては、スワール制御が好適に行われずに燃焼が不安定となる場合がある。この場合には、スワール制御弁６１，６２が故障した側のシリンダ列１２Ａ，１２Ｂにおいて、燃焼を安定化させる方向に、燃料噴射時期や燃料噴射量等の燃焼状態に影響を与える制御要素を調節するとよい。
【００６６】
さらに、第１スワール制御弁６１及び第２スワール制御弁６２のうちの少なくとも一方の故障の記憶（診断結果）を、例えばサービス用のコンピュータによって読み出せば、ユーザやメカニックは該故障を容易に把握することができる。
【００６７】
上記構成の故障診断装置においては次のような効果を奏する。
（１）第１スワール制御弁６１の作動状態に関連する第１シリンダ列吸入空気量（第１物理量）と、第２スワール制御弁６２の作動状態に関連する第２物理量との比較により、第１スワール制御弁６１及び第２スワール制御弁６２のうちの一方のみが故障している旨の診断を行う。つまり、第１スワール制御弁６１の作動状況と第２スワール制御弁６２の作動状況とを、それぞれに関連のある物理量で把握し、両作動状況の相互比較に基づいて故障診断を行っている。したがって、エンジン１１の個体毎のばらつきの影響を排除することができ、第１スワール制御弁６１及び第２スワール制御弁６２のうちの一方のみの故障を正確に診断できる。
【００６８】
（２）故障診断を行うにあたって、第１スワール制御弁６１の作動状態と第２スワール制御弁６２の作動状態とを、時間差をおいて同様に変更している。したがって、該変更が同時に行われることでは採用が困難な、第１吸入空気量センサ２６Ａ及び第２吸入空気量センサ２６Ｂ、つまりエンジン１１のその他の制御（例えば燃料噴射量制御等）に用いられるセンサを、故障診断に利用することができる。よって、第１シリンダ列吸入空気量を直接検出する専用のセンサ及び第２シリンダ列吸入空気量を直接検出する専用のセンサを、第１吸入空気量センサ２６Ａ及び第２吸入空気量センサ２６Ｂとは別に備える必要がなく、例えばエンジン１１の構成を簡素化することができる。
【００６９】
別の見方をすれば、第１シリンダ列１２Ａと第２シリンダ列１２Ｂとの間でＥＧＲ供給量に差が生じないように、第１シリンダ列１２Ａの吸気系と第２シリンダ列１２Ｂの吸気系とを連通路１８において合流させたとしても、故障診断のパラメータに吸入空気量を用いることが容易となる。
【００７０】
（３）例えば、製造誤差等に起因した第１スワール制御弁６１と第２スワール制御弁６２との間での製品のばらつき（例えば寸法のばらつき）により、第１スワール制御弁６１と第２スワール制御弁６２とが同じ作動状態であったとしても、第１シリンダ列吸入空気量（第１物理量）と第２シリンダ列吸入空気量（第２物理量）との間に差が生じ、さらにはこの差が個体毎に大きく異なる場合がある。これは、正確な故障診断を妨げる要因となる。
【００７１】
しかし、本実施形態における故障診断は、変更指令前の第１シリンダ列吸入空気量（第１変更前物理量）と変更指令後の第１シリンダ列吸入空気量（第１変更後物理量）との差と、変更指令前の第２シリンダ列吸入空気量（第２変更前物理量）と変更指令後の第２シリンダ列吸入空気量（第２変更後物理量）との差の比較よって行われる。したがって、故障診断における、第１スワール制御弁６１と第２スワール制御弁６２との間での製品のばらつきの影響を排除することができ、第１スワール制御弁６１及び第２スワール制御弁６２のうちの一方のみの故障をさらに正確に診断できる。
【００７２】
○第２実施形態
図３（ａ）〜図３（ｃ）には上記第１実施形態の変更例たる第２実施形態に係る故障診断装置を示す。なお、以下においては第１実施形態に係る故障診断装置との相違点についてのみ説明する。
【００７３】
本実施形態における故障診断は、スワール制御中に行われる。図３（ａ）のタイムチャートにはスワール制御の一過程、詳しくは第１スワール制御弁６１及び第２スワール制御弁６２をそれぞれ全閉状態とすることが指令され（期間Ｙ１）、つぎに、第１スワール制御弁６１及び第２スワール制御弁６２をそれぞれ全開状態とすることが指令され（期間Ｙ２）、つぎに、第１スワール制御弁６１及び第２スワール制御弁６２をそれぞれ全閉状態とすることが指令される（期間Ｙ３）状況が示されている。
【００７４】
別の見方をすれば、本実施形態の片側故障診断処理においては、第１スワール制御弁６１の第１作動状態（全閉状態及び全開状態のうちの一方）から第２作動状態（全閉状態及び全開状態の他方）への変更と、第２スワール制御弁６２の第１作動状態（全閉状態及び全開状態のうちの前記一方）から第２作動状態（全閉状態及び全開状態のうちの前記他方）への変更とが同時に行われる。
【００７５】
ここで、例えば、スワール制御では全開状態及び全閉状態のうちの一方とされるべきはずの第１スワール制御弁６１が、全開状態及び全閉状態のうちの他方であると、第１シリンダ列１２Ａ（各第１燃焼室１３Ａ）への吸入空気量が好適な量とは異なることとなり、燃焼が不安定となったり燃焼効率が低下して熱損失が増大する。このため、第１シリンダ列１２Ａの排気系におけるガスの温度（第１スワール制御弁６１の作動状態と関連しかつ第２スワール制御弁６２の作動状態とは関連が薄い物理量（第１物理量）。第１シリンダ列側第１排気温センサ４５Ａからの検出値。以下「第１シリンダ列排気温」と表記する）が上昇する。
【００７６】
また、スワール制御では全開状態及び全閉状態のうちの一方とされるべきはずの第２スワール制御弁６２が、全開状態及び全閉状態のうちの他方であると、第２シリンダ列１２Ｂ（各第２燃焼室１３Ｂ）への吸入空気量が好適な量とは異なることとなり、燃焼が不安定となったり燃焼効率が低下して熱損失が増大する。このため、第２シリンダ列１２Ｂの排気系におけるガスの温度（第２スワール制御弁６２の作動状態と関連しかつ第１スワール制御弁６１の作動状態とは関連が薄い物理量（第２物理量）。第２シリンダ列側第１排気温センサ４５Ｂからの検出値。以下「第２シリンダ列排気温」と表記する）が上昇する。
【００７７】
つまり、例えば図３（ｂ）に示すように、第１スワール制御弁６１及び第２スワール制御弁６２がともに正常であるなら（第１スワール制御弁６１及び第２スワール制御弁６２が作動状態変更指令（スワール制御）に反応しているなら）、作動状態変更指令が出された後において第１シリンダ列排気温及び第２シリンダ列排気温が異常に上昇することはないし、第１シリンダ列排気温と第２シリンダ列排気温との差の絶対値（以下「排気温差」と表記する）は小さいものとなる。
【００７８】
よって、例えば、第１シリンダ列排気温及び第２シリンダ列排気温がともに判定基準値Ｔｈ１未満であること、排気温差が判定基準値Ｔｈ２未満であることの両条件が満たされた状態では、第１スワール制御弁６１及び第２スワール制御弁６２は図３（ａ）の作動状態変更指令に反応しているものと判断できる。したがって、この場合には、第１スワール制御弁６１及び第２スワール制御弁６２のうちの一方のみが故障である旨の診断は下されない。
【００７９】
逆に、第１スワール制御弁６１及び第２スワール制御弁６２のうちの一方のみが故障していれば（第１スワール制御弁６１及び第２スワール制御弁６２のうちの一方が作動状態変更指令（スワール制御）に反応していないなら）、作動状態変更指令が出された後において第１シリンダ列排気温及び第２シリンダ列排気温のうち、スワール制御弁６１，６２の故障側である一方が異常に上昇しかつ排気温差が大きくなることがある。
【００８０】
したがって、例えば図３（ｃ）に示すように、全閉状態から全開状態への作動状態変更指令後において、第１シリンダ列排気温が判定基準値Ｔｈ１以上でかつ第２シリンダ列排気温が判定基準値Ｔｈ１未満であること、排気温差が判定基準値Ｔｈ２以上となることの両条件が満たされたなら、第２スワール制御弁６２が作動状態変更指令に反応しかつ、第１スワール制御弁６１が作動状態変更指令に反応していないものと判断できる。よって、この場合には、第２スワール制御弁６２が正常でかつ第１スワール制御弁６１が故障である旨の診断が下される。
【００８１】
また、図示しないが、全閉状態から全開状態への変更指令後において、第１シリンダ列排気温が判定基準値Ｔｈ１未満でかつ第２シリンダ列排気温が判定基準値Ｔｈ１以上であること、排気温差が判定基準値Ｔｈ２以上となることの両条件が満たされたなら、第１スワール制御弁６１が作動状態変更指令に反応しかつ第２スワール制御弁６２が作動状態変更指令に反応していないものと判断できる。よって、この場合には、第１スワール制御弁６１が正常でかつ第２スワール制御弁６２が故障である旨の診断が下される。
【００８２】
なお、スワール制御における作動状態変更指令後において、第１シリンダ列排気温及び第２シリンダ列排気温がともに判定基準値Ｔｈ１以上となれば、第１スワール制御弁６１及び第２スワール制御弁６２の両方ともが作動状態変更指令に反応していないものと判断できる。よって、この場合には、第１スワール制御弁６１及び第２スワール制御弁６２の両方ともが故障である旨の診断が下される。
【００８３】
上記構成の故障診断装置においては、第１実施形態における（１）と同様な効果を奏する。その他にも下記（４）に示すような効果も奏する。
（４）故障診断処理において、第１スワール制御弁６１の作動状態の変更と、第２スワール制御弁６２の作動状態の変更は、同時でかつ同様に行われる。したがって、例えば第１スワール制御弁６１及び第２スワール制御弁６２の両方ともが正常であった場合、第１スワール制御弁６１の作動状態を変更しかつ第２スワール制御弁６２の作動状態を変更しても、第１燃焼室１３Ａと第２燃焼室１３Ｂとの間で燃焼状態にばらつきが生じることを抑制できる。よって、故障診断処理に起因して、例えばエンジン１１の回転にばらつきが生じることを抑制でき、例えば乗員に不快感を与えることを抑制できる。
【００８４】
○第３実施形態
図４（ａ）〜図４（ｃ）には上記第１実施形態の変更例たる第３実施形態に係る故障診断装置を示す。なお、以下においては第１実施形態に係る故障診断装置との相違点についてのみ説明する。
【００８５】
図４（ａ）のタイムチャートに示すように、本実施形態の片側故障診断処理においては、まず第１スワール制御弁６１及び第２スワール制御弁６２をそれぞれ全開状態とすることが指令される（期間Ｚ１）。つぎに、第１スワール制御弁６１及び第２スワール制御弁６２をそれぞれ全閉状態とすることが指令される（期間Ｚ２）。つぎに、第１スワール制御弁６１及び第２スワール制御弁６２をそれぞれ全開状態とすることが指令される（期間Ｚ３）。つぎに、第１スワール制御弁６１及び第２スワール制御弁６２をそれぞれ全閉状態とすることが指令される（期間Ｚ４）。そして最後に、第１スワール制御弁６１及び第２スワール制御弁６２をそれぞれ全開状態とすることが指令される（期間Ｚ５）。
【００８６】
別の見方をすれば、本実施形態の片側故障診断処理においては、第１スワール制御弁６１の第１作動状態（全閉状態及び全開状態のうちの一方）から第２作動状態（全閉状態及び全開状態の他方）への変更と、第２スワール制御弁６２の第１作動状態（全閉状態及び全開状態のうちの前記一方）から第２作動状態（全閉状態及び全開状態のうちの前記他方）への変更とが同時に行われる。
【００８７】
ここで、例えば、第１スワール制御弁６１が全閉状態から全開状態又は全開状態から全閉状態へと変更されると、第１シリンダ列１２Ａ（第１燃焼室１３Ａ）への吸入空気量が変動しひいては第１燃焼室１３Ａにおける燃焼状態が変動する。これにともない、第１燃焼室１３Ａの燃焼行程におけるピストン速度が変動し、該燃焼行程においてクランク軸７７が一定のクランク角度を回転するのに要する時間（気筒判別センサ７９からの検出値（パルス間隔））、つまり一定の時間に回転するクランク角度（第１スワール制御弁６１の作動状態と関連しかつ第２スワール制御弁６２の作動状態とは関連が薄い物理量（第１物理量）。以下「第１シリンダ列角速度」と表記する）も変動する。
【００８８】
また、第２スワール制御弁６２が全閉状態から全開状態又は全開状態から全閉状態へと変更されると、第２シリンダ列１２Ｂ（第２燃焼室１３Ｂ）への吸入空気量が変動しひいては第２燃焼室１３Ｂにおける燃焼状態が変動する。これにともない、第２燃焼室１３Ｂの燃焼行程におけるピストン速度が変動し、該燃焼行程においてクランク軸７７が一定のクランク角度を回転するのに要する時間（気筒判別センサ７９からの検出値（パルス間隔））、つまり一定の時間に回転するクランク角度（第２スワール制御弁６２の作動状態と関連しかつ第１スワール制御弁６１の作動状態とは関連が薄い物理量（第２物理量）。以下「第２シリンダ列角速度」と表記する）も変動する。
【００８９】
したがって、例えば図４（ｂ）に示すように、第１スワール制御弁６１及び第２スワール制御弁６２がともに正常であるなら（第１スワール制御弁６１及び第２スワール制御弁６２が図４（ａ）の作動状態変更指令に反応しているなら）、期間Ｚ１〜期間Ｚ５において第１シリンダ列角速度と第２シリンダ列角速度との差の絶対値（以下「シリンダ列間角速度差」と表記する）はほぼ一定（図面ではほぼゼロ）となる。また、例えば図４（ｃ）に示すように、第１スワール制御弁６１が故障でかつ第２スワール制御弁６２が正常であるなら（第１スワール制御弁６１が図４（ａ）の作動状態変更指令に反応せずに全閉状態でかつ、第２スワール制御弁６２が図４（ａ）の作動状態変更指令に反応しているなら）、第２スワール制御弁６２が全開状態から全閉状態へ変更されるとシリンダ列間角速度差は小さくなり、逆に第２スワール制御弁６２が全閉状態から全開状態へ変更されるとシリンダ列間角速度差は大きくなる。
【００９０】
そこで本実施形態では、期間Ｚ１〜期間Ｚ５中においてシリンダ列間角速度差の単位時間あたりの変動量を監視し、該変動量の絶対値（以下「Δシリンダ列間角速度差」と表記する）が判定基準値Δ（ｓｅｔ１）未満で推移すれば（図４（ｂ）参照）、第１スワール制御弁６１及び第２スワール制御弁６２のうちの一方のみが故障している旨の診断は下されない。逆に、Δシリンダ列間角速度差が判定基準値Δ（ｓｅｔ１）以上となることがあれば（図４（ｃ）参照）、第１スワール制御弁６１及び第２スワール制御弁６２の一方のみが故障している旨の診断を下すようにしている。
【００９１】
上記構成の故障診断装置においては、第１実施形態における（１）及び第２実施形態における（４）と同様な効果を奏する。その他にも下記（５）に示すような効果も奏する。
（５）故障診断には、第１シリンダ列角速度及び第２シリンダ列角速度がパラメータとして用いられている。第１シリンダ列角速度及び第２シリンダ列角速度は、吸入空気量や排気温等と比較して、スワール制御弁６１，６２の作動状態の変更に対して速やかに応答（変動）する物理量であるため、例えば外乱（第１シリンダ列角速度及び第２シリンダ列角速度に影響を与えるスワール制御弁以外の因子（例えばスロットル開度）の変動）の影響を排除して正確な故障診断を行うことができる。
【００９２】
○第４実施形態
図５（ａ）〜図５（ｃ）には上記第３実施形態の変更例たる第４実施形態に係る故障診断装置を示す。なお、以下においては第３実施形態に係る故障診断装置との相違点についてのみ説明する。
【００９３】
図５（ａ）のタイムチャートに示すように、本実施形態の片側故障診断処理においては、第２スワール制御弁６２の作動状態を全開状態（第１作動状態）としたまま、第１スワール制御弁６１の作動状態を、全開状態及び全閉状態（第２作動状態）のうちの一方から他方へと変更する。また、本処理においては、第１スワール制御弁６１の作動状態を全開状態としたまま、第２スワール制御弁６２の作動状態を、全開状態及び全閉状態のうちの一方から他方へと変更する。
【００９４】
ここで、例えば図５（ｂ）に示すように、第１スワール制御弁６１及び第２スワール制御弁６２が正常であるなら（第１スワール制御弁６１及び第２スワール制御弁６２が図５（ａ）の作動状態変更指令に反応しているなら）、シリンダ列間角速度差は、第１スワール制御弁６１の作動状態を変更する指令が出されることで大きく変動し、また第２スワール制御弁６２の作動状態を変更する指令が出されることでも大きく変動する。したがって、第１スワール制御弁６１の作動状態を変更する指令が出されることでΔシリンダ列間角速度差が判定基準値Δ（ｓｅｔ２）以上となりかつ、第２スワール制御弁６２の作動状態を変更する指令が出されることでΔシリンダ列間角速度差が判定基準値Δ（ｓｅｔ２）以上となれば、第１スワール制御弁６１及び第２スワール制御弁６２のうちの一方のみが故障している旨の診断は下されない。
【００９５】
逆に、例えば図５（ｃ）に示すように、第１スワール制御弁６１が故障していれば（第１スワール制御弁６１が図５（ａ）の作動状態変更指令に反応せずに例えば全閉状態のままなら）、シリンダ列間角速度差は、第１スワール制御弁６１の作動状態を変更する指令が出されたとしてもほとんど変動せず、第２スワール制御弁６２の作動状態を変更する指令が出された場合にのみ大きく変動する。
【００９６】
したがって、図５（ｃ）に示すように、第１スワール制御弁６１の作動状態を変更する指令が出されたとしてもΔシリンダ列間角速度差が判定基準値Δ（ｓｅｔ２）未満を推移しかつ、第２スワール制御弁６２の作動状態を変更する指令が出されることでΔシリンダ列間角速度差が判定基準値Δ（ｓｅｔ２）以上となれば、第１スワール制御弁６１が故障でかつ第２スワール制御弁６２が正常である旨の診断が下される。
【００９７】
また、図示しないが、第１スワール制御弁６１の作動状態を変更する指令が出されることでΔシリンダ列間角速度差が判定基準値Δ（ｓｅｔ２）以上となりかつ、第２スワール制御弁６２の作動状態を変更する指令が出されたとしてもΔシリンダ列間角速度差が判定基準値Δ（ｓｅｔ２）未満を推移すれば、第１スワール制御弁６１が正常でかつ第２スワール制御弁６２が故障である旨の診断が下される。
【００９８】
上記構成の故障診断装置においては、第１実施形態における（１）及び第３実施形態における（５）と同様な効果を奏する。
なお、上記第１〜第４の実施形態に係る故障診断装置は、本発明の一実施形態を示すものにすぎず、それぞれ、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で変形することが可能である。例えば、以下に記すように変形することも可能であり、また、各変形例を、互いに矛盾しない範囲内で適宜組み合わせて実施することも可能である。
【００９９】
○第１実施形態を変更し、作動状態変更指令後の第１シリンダ列吸入空気量と作動状態変更指令後の第２シリンダ列吸入空気量との差に基づいて、第１スワール制御弁６１及び第２スワール制御弁６２のうちの一方のみの故障を診断すること。つまり、該差の絶対値が判定基準値未満であれば、第１スワール制御弁６１及び第２スワール制御弁６２のうちの一方のみが故障である旨の診断は下さず、該差の絶対値が判定基準値以上であれば、第１スワール制御弁６１及び第２スワール制御弁６２のうちの一方のみが故障である旨の診断を下すこと。
【０１００】
○第１実施形態を変更し、第１シリンダ列吸入空気量を検出する第１センサと第２シリンダ列吸入空気量を検出する第１センサとをそれぞれ専用に設けること。この場合、第１スワール制御弁６１の第１作動状態（全閉状態及び全開状態のうちの一方）から第２作動状態（全閉状態及び全開状態の他方）への変更と、第２スワール制御弁６２の第１作動状態から第２作動状態への変更とを同時に行うようにしてもよい。なお、例えば図１のエンジン１１において、第１シリンダ列１２Ａの吸気系と第２シリンダ列１２Ｂの吸気系とが連通路１８で合流していなければ、第１吸入空気量センサ２６Ａが前記第１センサとなり、第２吸入空気量センサ２６Ｂが前記第２センサとなる。
【０１０１】
○上記第１実施形態、第３実施形態及び第４実施形態の片側故障診断処理における第１スワール制御弁６１及び第２スワール制御弁６２に対する作動状態変更指令の回数は、図面（図２（ａ）、図４（ａ）、図５（ａ））に示す回数に限定されるものではなく、適宜変更してもよい。
【０１０２】
○第１スワール制御弁６１及び第２スワール制御弁６２の構造は、図１で示したようなバタフライ式に限定されるものではなく、例えば吸気ポート内に突出可能に設けたブレードの突出量を変化させることで、燃焼室内におけるガスの流動状態を変更する構造であってもよいし、第１吸気ポートと第２吸気ポートとの連通度合いを開閉弁等によって変化させることで、燃焼室内におけるガスの流動状態を変更する構造であってもよい。
【０１０３】
○本発明を８気筒以外のＶ型エンジンの故障診断装置に具体化すること。
○本発明をＶ型以外の複数気筒エンジンの故障診断装置に具体化すること。
○本発明をガソリンエンジンの故障診断装置に具体化すること。
【０１０４】
○本発明を車両以外に用いられる内燃機関の故障診断装置に具体化すること。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】エンジン及びその周辺構成を示す模式図。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、第１実施形態の故障診断装置による診断処理の一例を示すタイムチャート。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、第２実施形態の故障診断装置による診断処理の一例を示すタイムチャート。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、第３実施形態の故障診断装置による診断処理の一例を示すタイムチャート。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、第４実施形態の故障診断装置による診断処理の一例を示すタイムチャート。
【符号の説明】
【０１０６】
１１…内燃機関としてのエンジン、１３Ａ…第１燃焼室、１３Ｂ…第２燃焼室、２６Ａ…第１吸入空気量センサ、２６Ｂ…第２吸入空気量センサ、４５Ａ…第１シリンダ列側第１排気温センサ、４５Ｂ…第２シリンダ列側第１排気温センサ、６１…第１気流制御手段としての第１スワール制御弁、６２…第２気流制御手段としての第２スワール制御弁、７１…故障診断装置を構成するＥＣＵ、７７…クランク軸、７９…気筒判別センサ。
【図１】
2006090157.tif 000003
【図２】
2006090157.tif 000004
【図３】
2006090157.tif 000005
【図４】
2006090157.tif 000006
【図５】
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