(57)【要約】【課題】  機能が正常，異常いずれの場合においても、同じタイミングで診断の実行を判定することにより診断の頻度を評価できるようにすることを目的とする。【解決手段】  部品または機能が正常であることを判定する手段および該部品または機能が異常であることを判定する手段を含む該部品または機能の診断手段と、該正常であることを判定する手段が正常であることを判定したとき、該異常であることを判定する手段が異常を判定するタイミングを推定する手段と、該タイミングを検出する手段がタイミングを検出したとき、該診断手段が実行されたと判定する手段を有した。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品または機能が正常であることを判定する第１の手段と、前記部品または機能が異常であることを判定する第２の手段を含む前記部品または機能の診断手段を有する車両の故障判定装置において、前記正常であることを判定する手段が正常であることを判定したとき、前記異常であることを判定する手段が異常を判定するタイミングを推定する手段と、前記タイミングを推定する手段が推定するタイミングとなったとき、前記診断手段が実行されたと判定する手段を有することを特徴とする車両の故障判定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両の故障判定装置において、前記異常であることを判定する手段が異常を判定するタイミングを推定する手段は、前記異常であることを判定する手段の動作を模擬する手段と、前記模擬する手段が異常判定を行うタイミングを検出する手段から成ることを特徴とする車両の故障判定装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車両の故障判定装置において、前記異常であることを判定する手段の動作を模擬する手段は、制御対象モデルを有し、前記制御対象モデルを異常状態に設定し、前記制御対象モデルに対し、前記異常であることを判定する手段で判定を行うことを特徴とする車両の故障判定装置。
【請求項４】
請求項１に記載の車両の故障判定装置において、前記部品または機能の診断手段は、触媒診断であることを特徴とする車両の故障判定装置。
【請求項５】
請求項１に記載の車両の故障判定装置において、前記部品または機能の診断手段は、空燃比センサ診断であることを特徴とする車両の故障判定装置。
【請求項６】
請求項１に記載の車両の故障判定装置において、前記部品または機能の診断手段は、エバポシステム診断であることを特徴とする車両の故障判定装置。
【請求項７】
請求項１に記載の車両の故障判定装置において、前記部品または機能の診断手段は、
ＥＧＲシステム診断であることを特徴とする車両の故障判定装置。
【請求項８】
請求項１に記載の車両の故障判定装置において、前記部品または機能の診断手段は、２次エアシステム診断であることを特徴とする車両の故障判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の故障判定装置に関し、特に部品または機能が正常であることを判定する手段および前記部品または機能が異常であることを判定する手段を含む前記部品または機能の診断手段を有する故障判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
部品または機能が正常であることを判定する手段および前記部品または機能が異常であることを判定する手段を含む前記部品または機能の診断手段を有するものとして特許文献１がある。この発明は、ＥＧＲ装置の診断装置であって、回転変動パラメータ演算手段を有し、前記パラメータが所定値を超えた場合、故障の可能性があると判定し、ＥＧＲを行う条件下でＥＧＲを強制的にカットし、そのときの回転変動パラメータの値によって故障の判定を行うとしている。また、前記パラメータが所定値を超えない場合は正常と判定するようにしている。
【０００３】
かかる正常と判定する手段と異常と判定する手段が同一の判定により行われない場合には、診断制御が終了するタイミングは正常な場合と異常な場合で異なることとなる。
【０００４】
一方、故障を発見する診断は、その性格上可能な限り高頻度であることが望ましく、その頻度を評価するにあたっては正常と判定する場合と、異常と判定する場合の相方を勘案して評価する必要がある。すなわち、特許文献１に示すような例においては、まず正常か否かの判定が時間的に早く成立し、異常が疑わしい場合にはさらに吟味の操作を行ったうえで異常であることの判定を行っており、異常か否かの判定は、正常か否かの判定より時間的に遅く成立することとなる。この場合に異常か否かの判定の、成立の頻度が低い場合には、診断全体としての頻度が高いとは言いがたく、逆に異常か否かの判定の、成立の頻度が高い場合には、診断全体としての頻度が高いといえる。
【０００５】
ここで、特許文献においては、診断の頻度を評価するにあたっての記述が無く、正常と判定する場合と、異常と判定する場合の診断頻度が異なる場合における診断全体としての頻度については、評価できなかった。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３１１１５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたもので、機能が正常，異常いずれの場合においても、診断全体としての実行完了を判定することにより診断の頻度を評価できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題は部品または機能が正常であることを判定する手段および前記部品または機能が異常であることを判定する手段を含む前記部品または機能の診断手段と、前記正常であることを判定する手段が正常であることを判定したとき、前記異常であることを判定する手段が異常を判定するタイミングを推定する手段と、前記タイミングを推定する手段が推定するタイミングとなったとき、前記診断手段が実行されたと判定する手段を有することを特徴とする車両の故障判定装置により解決される。
【発明の効果】
【０００９】
これにより本発明は、機能が正常，異常いずれの場合においても、診断全体としての実行完了を判定することができ、もって診断全体の頻度を評価することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
部品または機能が正常であることを判定したとき、前記異常であることを判定する手段が異常を判定するタイミングを推定する手段を設け、前記異常を判定するタイミングを推定する手段は、前記異常であることを判定する手段の動作を模擬する手段と、前記模擬する手段が異常判定を行うタイミングを検出する手段とから構成され、前記タイミングを検出する手段がタイミングを検出したとき、前記診断手段が実行されたと判定するようにして実現した。
【実施例１】
【００１１】
本発明による実施例について、以下図面を参照して説明する。
【００１２】
図６は、一般的に何らかの機能を何らかの手段で定量的に測定したときの、診断指標と、その出現確率を示した一例である。機能が正常な場合と、異常な場合とで、それぞれの診断指標の出現確率は、図に示すように一点鎖線で示す平均値を中心に所定の偏差をもって分布する。図中のＡに示すように、診断指標の測定，演算の精度が十分高い場合は、偏差は小さい値を取り、正常時と異常時での診断指標に有意な差が現れるため、診断指標の値によって、例えば診断指標が図中のａ以上であるとき、機能の異常と判定することができる。
【００１３】
しかし、診断指標の測定，演算の精度が十分高くない、例えば図中のＢに示すような特性の場合は、正常時の診断指標と異常時の診断指標とで同じ値を示す可能性があるため、図中のＡの場合と異なり機能の異常を判定することができない。
【００１４】
一般に診断指標の測定，演算の精度を十分に確保することはコストの上昇や機能の複雑化を招き易く、図中のＢに示す特性であっても異常を判定することで、コストの上昇や機能の複雑化を回避することができる。
【００１５】
かかる場合は、図７に示すように、異常時の診断指標が通常時条件Ａより異常な値を示し易い条件Ｂに条件を操作することにより、正常時と異常時の診断指標に有意な差を与えることができる。また、診断指標が図中のｂ以下である場合には、条件Ａ，条件Ｂいずれの場合においても正常と判定することができる。
【００１６】
以上説明した原理を、具体的な診断の一例により説明する。
【００１７】
まず、図１，図２により、本発明の動力装置の一実施形態として筒内噴射の例について説明する。
【００１８】
図１は、本実施形態の筒内噴射内燃機関１０７の制御システムにおける全体構成を示したものである。シリンダ１０７ｂに導入される吸入空気は、エアクリーナ１０２の入口部１０２ａから取り入れられ、内燃機関の運転状態計測手段の一つである空気流量計（エアフロセンサ）１０３を通り、吸気流量を制御する電制スロットル弁１０５ａが収容されたスロットルボディ１０５を通ってコレクタ１０６に入る。前記エアフロセンサ１０３からは、前記吸気流量を表す信号が内燃機関制御装置であるコントロールユニット１１５に出力されている。
【００１９】
また、前記スロットルボディ１０５には、電制スロットル弁１０５ａの開度を検出する内燃機関の運転状態計測手段の一つであるスロットルセンサ１０４が取り付けられており、その信号もコントロールユニット１１５に出力されるようになっている。
【００２０】
前記コレクタ１０６に吸入された空気は、内燃機関１０７の各シリンダ１０７ｂに接続された各吸気管１０１に分配された後、前記シリンダ１０７ｂの燃焼室１０７ｃに導かれる。
【００２１】
一方、ガソリン等の燃料は、燃料タンク１０８から燃料ポンプ１０９により一次加圧されて燃料圧力レギュレータ１１０により一定の圧力に調圧されるとともに、高圧燃料ポンプ１１１でより高い圧力に二次加圧されてコモンレールへ圧送される。
【００２２】
前記高圧燃料は各シリンダ１０７ｂに設けられているインジェクタ１１２から燃焼室
１０７ｃに噴射される。該燃焼室１０７ｃに噴射された燃料は、点火コイル１１３で高電圧化された点火信号により点火プラグ１１４で着火される。
【００２３】
また、排気弁のカムシャフトに取り付けられたカム角センサ１１６は、カムシャフトの位相を検出するための信号をコントロールユニット１１５に出力する。ここで、カム角センサは吸気弁側のカムシャフトに取り付けてもよい。また、内燃機関のクランクシャフトの回転と位相を検出するためにクランク角センサ１１７をクランクシャフト軸上に設け、その出力をコントロールユニット１１５に入力する。
【００２４】
さらに、排気管１１９中の触媒１２０の上流に設けられた空燃比センサ１１８は、排気ガスを検出し、その検出信号がコントロールユニット１１５に出力する。
【００２５】
該コントロールユニット１１５の主要部は、図２に示すように、ＭＰＵ２０３，ＲＯＭ２０２，ＲＡＭ２０４及びＡ／Ｄ変換器を含むＩ／Ｏ  ＬＳＩ２０１等で構成され、内燃機関の運転状態を計測(検出)する手段の一つであるエアフロセンサ１０３，燃料圧力センサ１２１を含む各種のセンサ等からの信号を入力として取り込み、所定の演算処理を実行し、この演算結果として算定された各種の制御信号を出力し、前記各インジェクタ１１２，点火コイル１１３等に所定の制御信号を供給して燃料供給量制御，点火時期制御を実行するものである。
【００２６】
続いて、触媒１２０の機能が正常であるか否かの診断は、触媒１２０の上流に位置する空燃比センサ１１８と触媒１２０の下流に位置する空燃比センサ１２５の出力を比較して行う。すなわち、触媒は排気ガス中の未燃成分を酸化，還元反応により浄化するので、触媒上流の空燃比と触媒下流の空燃比の挙動を比較することにより、触媒の酸化，還元反応の度合いを測定することができ、もって触媒の機能の正常，異常を判定することができる。
【００２７】
図９は触媒の診断のタイミングチャートを示している。図中の診断指標は、前述の空燃比センサからの信号により、触媒の劣化度を演算する診断指標であり、図中の正常判定しきい値は、図７のｂに相当し、この値以下であれば触媒の機能を正常と判定できる。また、異常判定しきい値は図７のｃに相当し、この値以上であれば触媒の機能を異常と判定できる。
【００２８】
まず、空燃比が運転性や排気性能のために好適である図中の一点鎖線で示す値にあるときに、診断指標が図中の破線９０４に示すような特性となるケースが存在する。この場合は、診断指標が正常判定の上限であるしきい値以下であるため、該条件が所定時間継続したとき触媒は正常であると判定でき、図中のタイミング９０１において触媒正常との判定結果とともに診断を終了する。
【００２９】
一方、診断指標が図中の実線９０５に示すようなケースも存在する。かかる場合は、タイミング９０１においては、触媒正常との判定を行うことはできないが、明らかに異常と判定することもできない。この場合は図中の特性９０６のように、空燃比を触媒診断に好適な値までシフトさせ、運転性や排気性能をやや犠牲にしつつ、かかる条件において触媒の診断を実行する。そのとき、診断指標は触媒が異常状態である場合には、特性９０５に示すように劣化度が大きい値を示す。これは、触媒診断に好適である空燃比で運転を行うことにより、診断指標の精度が向上し、異常状態にある触媒の指標をより明確に示すためである。即ち、診断開始からタイミング９０１までが図７の条件Ａに相当し、タイミング９０２から９０３までの間が条件Ｂに相当する。
【００３０】
したがって、診断指標が異常判定しきい値異常である状態が所定時間以上継続しているため、タイミング９０３において触媒を異常と判定できる。
【００３１】
かかる手順により診断を行うような場合、前述の説明から明らかなように、正常を判定する場合と異常を判定する場合とで診断の終了のタイミングが異なり、異常を判定する場合の方がより長い診断時間を要したり、診断の成立が困難であったりする。図９の例では、タイミング９０１が正常判定の成立タイミングであり、タイミング９０３が異常判定の成立タイミングであり、例えばタイミング９０２から９０３の間で車両の運転を停止した場合には、その条件のもとでは仮に触媒が異常であっても異常と判定できなかったことになる。
【００３２】
かかる診断において診断の頻度を評価する場合、前述のように異常と判定する場合の成立性を評価する必要がある。頻度とは、車両のあらゆる運転状態のもとで、診断が成立する回数の、運転の長さに対する割合で評価するのが合理的である。そのためには異常の判定も考慮して診断が成立する回数を得ることが必要であり、その診断が成立する回数を得ることができる、本発明の一実施例を、図３を用いて説明する。
【００３３】
手段３０３は、部品または機能の診断手段であり、その中に正常判定手段３０１と異常判定手段３０２を有している。具体的には例えば、手段３０１は図９のタイミング９０１での診断であり、手順３０２は図９のタイミング９０３での診断である。
【００３４】
まず、手段３０２により異常を判定した場合は、診断実行判定手段である手段３０５は、手段３０２からの異常判定成立の情報を得て、診断の成立を判定する。図９の例においては、実線９０５の場合において、タイミング９０３において診断が実行されたと判定できる。
【００３５】
次に、手段３０１により正常を判定した場合は、異常判定タイミング推定手段である手段３０４が、手段３０１より正常判定成立の情報を得て、仮に正常判定が成立しなかったときの異常判定の成立タイミングを推定する。そして、異常判定が成立したと推定できるタイミングに至ったとき、手段３０５へタイミング検出の情報を与え、手段３０５では診断が実行されたと判定する。図９の例においては、手段３０４は破線９０４のようなケースにおいて、タイミング９０３を推定し、実際にタイミング９０３まで診断が継続できたか、例えば運転が継続されているかの観察を行い、タイミング９０３に実際に至ったとき、診断終了のタイミングと判断するようにする。
【００３６】
かかる操作により、診断において、部品または機能が正常，異常いずれの場合においても同じタイミングで診断の実行を判定することが可能となり、診断が成立する回数を得ることができるため、診断の頻度を評価することができる。
【００３７】
前述の手段３０４の、構成の一例を図４に示す。異常判定タイミング推定手段４０４は、異常判定模擬手段４０１と異常判定タイミング検出手段４０２を含んでいる。診断実行判定手段４０３は、図３の手段３０５と同じもので、タイミング検出を受けて診断が終了し、診断が実行されたと判定する。
【００３８】
異常判定模擬手段４０１は、異常判定が実施されていたと仮定した場合を模擬するもので、異常診断が継続して成立し得る状態であるかを監視するものである。手段４０１からは、異常判定診断の実行状態、すなわち異常判定診断が継続して成立し得る状態であるかの情報を手段４０２へと伝達する。異常判定タイミング検出手段４０２は、診断が継続して成立し得る状態が、異常と判断できるに十分な長さ成立しているかを判定し、成立した場合に異常判定が実行できるタイミングに至ることができたという判定を手段４０３へと伝達する。
【００３９】
以上の処理の一例をフローチャートで図１３に示す。図１３の処理は、所定の時間間隔ごとに実行するものである。まず、ステップ１３０１で、診断を実行するために必要な状態にあるかを判定するための条件が成立しているか、を判定する。診断は一般的にそれを実行するために必要な前提条件が存在するため、これをステップ１３０１で判定するものである。例えば、診断の為に必要なセンサが正常な状態にあるか、エンジンの運転状態が安定しているか等の条件である。これらが成立しているときは、ステップ１３０２へ進み、タイマＴに１を加算する。タイマＴは初期値を０にセットしてあり、またステップ1301で診断実行許可条件にないと判定したときにステップ１３０５で０にセットするもので、診断実行許可条件に留まり続けている時間を計測するものである。
【００４０】
次にステップ１３０３で、タイマＴが所定値になっているか、を判定する。即ち診断実行許可条件に留まり続けている時間が異常と判断できるに十分な長さ成立しているかを判定している。該所定値は、異常判定を行うに必要な長さを予め定まった時間として設定する方法がある。
【００４１】
ステップ１３０３でタイマＴが所定値にない場合はそのまま処理を終了するが、診断実行許可条件に留まり続けている運転状態が成立し続けると、タイマＴが所定値に至る。このタイミングが、診断が継続して成立し得る状態が、異常と判断できるに十分な長さ成立しているタイミングであるため、ステップ１３０４で異常判定が成立したと判定し、処理を終了する。
【００４２】
以上説明した手法のなかで、異常判定模擬手段をより詳細に行う場合の一実施例を図５に示す。手段５０３は異常判定模擬手段であり、その中に異常判定手段５０１と制御対象モデル５０２を含む。ここで制御対象モデル５０２は、部品または機能が異常状態にあるときの動作を行うように設定する。かかる状態で異常判定手段５０１を起動させ、制御対象モデル５０２に対し操作を行うと、制御対象モデル５０２は異常状態と等価な応答を、異常判定手段５０１に対し応答する。したがって、異常判定手段５０１は診断対象が異常である場合と同様の、異常判定を行う。したがって、車両の運転状態が異常判定を行うに十分な条件を満たしている場合には、手段５０１により異常判定が成立するため、異常判定タイミング検出手段５０４は異常判定の成立タイミングを検出でき、診断実行判定手段５０５は診断が実行できたことを判定できる。
【００４３】
以上の操作を具体的一例により図９，図１４を用いて説明する。実際の触媒の状態が図９中の破線９０４に示す特性にあるときに、図１４に示す処理が起動する。まず、操作開始からタイミング９０１までの間は、診断状態管理１４０１は空燃比操作１４０２に対し通常の空燃比操作を指令し、空燃比操作１４０２は操作空燃比を出力する。その値は図９に示すとおりである。該操作空燃比を受け、まず触媒応答モデル１４０３は、異常状態にある触媒の応答特性をもって触媒後空燃比を演算し出力する。次に、空燃比センサモデル１４０４は、触媒前後に配置している空燃比センサの空燃比検出応答モデルであり、図のように触媒前後の空燃比を受け、それぞれ触媒前後の空燃比検出値を出力する。診断指標演算１４０５は、該空燃比検出値を受け、診断指標を演算する。このとき、診断指標は異常状態にある触媒の応答特性に基づいて演算されたものであるから、図９の実線９０５に示すような診断指標となる。そこで、異常判定１４０６は異常を判定しない。それに合わせ診断状態管理１４０１は、タイミング９０１で実線９０６に示すように空燃比を操作するように判定し、空燃比操作１４０２によりタイミング９０２までに空燃比を操作するように演算する。ただし、該空燃比操作は模擬の操作であり、実際の空燃比操作は破線907に示すように、正常判定が行われるとおりに行われる。
【００４４】
このとき、演算１４０３，１４０４，１４０５によって、前述の説明の通り、実線905に示すような診断指標が演算される。
【００４５】
したがって、異常判定１４０６は、仮に触媒が異常である場合と同様のタイミング903で、異常の判定を行うことができる。
【００４６】
以上説明したように、異常判定模擬手段として制御対象モデルを使用し、かつ該制御対象モデルを異常状態に設定し、該制御対象モデルに対し該異常であることを判定することにより、より詳細に診断が実行できたことを判定できる。
【００４７】
ここで、図１３の説明で述べたように、異常判定が終了するタイミングを予め定まった時間として設定するか、図１４の説明で述べたように制御対象モデルを使用して演算するか、または、種々の運転状態によって、必ずしもモデルによらず適宜演算するかは、異常判定の制御の特性により選定すれば良い。
【００４８】
以上の説明では、触媒診断を例にして本発明の一実施例を説明したが、診断の対象は触媒診断に限られたものではなく、他の診断にも適用することができる。
【００４９】
図１０は空燃比センサの診断の一例を示したものである。一般のエンジン制御では、空燃比センサの出力によって、エンジンの供給空燃比をフィードバック制御することが広く行われているが、図１０中のフィードバック係数は、空燃比センサの目標空燃比に対するリッチ，リーンの応答信号により供給燃料量を補正する係数であり、タイミング１００１まではその制御目的のために好適なフィードバックゲインにより制御している状態を示している。
【００５０】
一方、空燃比センサの出力応答性は、好適なフィードバック状態を得るための要件であり、この出力応答性が正常の範囲かを診断したい要件がある。したがって、例えば前述の空燃比フィードバック中の、空燃比センサの出力応答を監視して診断指標を演算し、もって空燃比センサの診断を行う場合がある。図１０の診断指標はこのようにして求めたものであり、破線１００４は空燃比センサの応答性が正常な場合であり、図９で説明したのと同様な手順で、タイミング１００１において、応答性を正常と判定できる。
【００５１】
しかし、実線１００５に示すような診断指標である場合は、タイミング１００１では応答性を異常と判定できない。かかる場合には、タイミング１００２からタイミング1003の間のフィードバック係数１００７に示すように、フィードバックゲインを大きくして空燃比操作量の振幅を増やし、より診断指標の精度を高めるように運転条件を操作する。これにより、診断指標は実線１００５に示すように、空燃比センサの応答性が異常である場合には異常と判定できる範囲に到達し、タイミング１００３で異常と判定できる。
【００５２】
以上の説明から理解されるとおり、空燃比センサの診断においても、触媒の診断と同様に異常の判定が正常の判定より成立しにくくなる場合があり、空燃比センサ診断の頻度を評価する場合にも、触媒の診断で説明したのと同様の操作によって機能が正常，異常いずれの場合においても同じタイミングで診断の実行を判定することが可能となり、診断が成立する回数を得ることができるため、診断の頻度を評価することができる。
【００５３】
他の診断の一例として、エバポ診断の一例を図１１に示す。エバポ診断とは、燃料タンクや、蒸発燃料を管理する配管系にリークが生じ、蒸発燃料が大気にリークしていることを検出するものである。その診断方法として、燃料タンクを含む該配管系に外部から負圧や制圧を導入しつつ、該系の圧力を直接または間接的に検出し、該圧力の変化を測定し大気とのリークを検出することが広く用いられている。図１１では、負圧を導入した場合の例を示している。
【００５４】
まず、タイミング１１０３から、該系に負圧を導入する。破線１１０１に示す特性では、一点鎖線で示す大気圧から負圧導入により燃料タンク内圧力が低下した後、負圧導入終了からタイミング１１０４に至るまで、該系の外部との気体移動がないため一定の圧力を示し続ける。このため、系にリークがないと判定でき、正常として診断を終了し、燃料タンク内圧力を大気圧に復帰させる。
【００５５】
一方、実線１１０２では、負圧導入終了から圧力の上昇が始まるが、例えば新たな燃料の蒸発がある場合には、リークがない状態においても圧力の上昇が発生するケースがある等の外乱があるため、タイミング１１０４ではリークありと判定することができない。したがって、診断をタイミング１１０５まで延長し、診断の所要時間を延長することにより診断の精度を向上させ、もって異常の判定を行う。
【００５６】
以上の説明から理解されるとおり、エバポ診断においても、前述の他の診断と同様に、異常の判定が正常の判定より成立しにくくなる場合があり、空燃比センサ診断の頻度を評価する場合にも、触媒の診断で説明したのと同様の操作によって機能が正常，異常いずれの場合においても同じタイミングで診断の実行を判定することが可能となり、診断が成立する回数を得ることができるため、診断の頻度を評価することができる。
【００５７】
さらに他の診断の一例として、ＥＧＲシステム診断の一例を図１２に示す。
【００５８】
ＥＧＲシステムは排気ガスを吸気管へ還流させ、吸入空気，燃料とともに排気ガスを燃焼室へ再吸入させ、もって燃焼室での急激な燃焼の発達を抑制させることによりＮＯｘの発生を抑制させるものである。ＥＧＲガスの量は過小であればＮＯｘ低減の効果が少なく、過多であれば健全な燃焼を阻害し失火の原因となる。よって、その量はＥＧＲ弁により、ＥＧＲの付加，停止を含めて制御するようにしている。
【００５９】
図中のタイミング１２０１までは、吸気管圧力が概一定状態で、エンジン制御のためにＥＧＲが所定量概一定状態で付加されているため、ＥＧＲ弁開度は同じく所定量概一定状態の値となっている。タイミング１２０１で、スロットルが閉じられるような運転状態の変化がタイミング１２０２まで継続している。よって吸気管圧力は図のように小さくなり、併せて運転状態の変化によりＥＧＲを付加しない状態となるため、ＥＧＲ弁開度も小さくなっている。
【００６０】
ここで、ＥＧＲ弁が正常な動作をしている場合は、タイミング１２０１からＥＧＲ弁が閉じるため、該動作も吸気管圧力が小さくなるように働く。したがって、吸気管圧力を観察することにより、ＥＧＲシステムが制御の意図通り開閉動作をしているかを診断することができる。
【００６１】
ここで、図中の実線１２０７はかかる運転状態のときの吸気管圧力推定値である。すなわち、運転状態の変化と、それに伴うＥＧＲ弁の動作による吸気管圧力の挙動を、吸気管圧力以外の情報から推定するものである。
【００６２】
したがって、実際の吸気管圧力が実線１２０７に対し近い値であるとき、ＥＧＲシステムが閉駆動できたことを検出できる。図中の破線１２０９は実線１２０７に近い値を示しており、ＥＧＲシステムは正常であると判定できたケースを示している。
【００６３】
これに対し実線１２０８は、ＥＧＲシステムが正常であると判定できるまで吸気管圧力が実線１２０７に対し低下せず、かつＥＧＲシステムが異常であるとも判定しなかったケースを示している。
【００６４】
かかる場合は、タイミング１２０２以降のように再び運転条件が変化し、再度ＥＧＲを付加する条件に至ったとき、タイミング１２０３からタイミング１２０４にかけてＥＧＲシステムを診断する目的で能動的にＥＧＲシステムを閉方向に駆動するようにする。そして、タイミング１２０１とタイミング１２０２の間と同様に、吸気管圧力推定値と実際の吸気管圧力測定値を比較する。タイミング１２０３とタイミング１２０４の間では、EGRシステム操作以外の吸気管圧力変動要因がないのに対し、タイミング１２０１とタイミング１２０２の間では運転条件の変化とＥＧＲシステムの動作が重乗しているため、タイミング１２０３とタイミング１２０４の間では、タイミング１２０１とタイミング１２０２の間より、高い吸気管圧力推定値の推定精度を期待できる。したがって、より高い精度でＥＧＲシステムの診断を行うようにしている。
【００６５】
一方、破線１２０９では、タイミング１２０１とタイミング１２０２の間で正常の判定ができているため、タイミング１２０３とタイミング１２０４の間では、ＥＧＲシステムを能動的に操作することはしない。
【００６６】
以上の説明から理解されるとおり、ＥＧＲシステム診断においても、前述の他の診断と同様に、異常の判定が正常の判定より成立しにくくなる場合があり、ＥＧＲシステム診断の頻度を評価する場合にも、触媒の診断で説明したのと同様の操作によって機能が正常，異常いずれの場合においても同じタイミングで診断の実行を判定することが可能となり、診断が成立する回数を得ることができるため、診断の頻度を評価することができる。
【００６７】
さらに他の診断の一例として、２次エアシステム診断の一例を図１５に示す。
【００６８】
２次エアシステムは排気管中に空気を注入し、排気ガス中の未燃燃料を燃焼せしめ、もってその発熱で排気管の温度を上昇させ触媒を過熱することで、触媒の早期活性化を計るものである。２次エアの量は過小であれば触媒加熱の効果が少なく、過多であれば未燃燃料の燃焼が不全となり、同じく触媒加熱の硬化が少なくなる。よって、その量は２次エアポンプの作動量，調整弁の開度制御により、２次エアの付加，停止を含めて制御するようにしている。
【００６９】
図中のタイミング１５０１までは、２次エアを付加する以前の状態である。タイミング１２０１で、本来の触媒昇温を目的とする２次エアの付加がタイミング１２０２まで継続している。ここで、排気管に２次エアを導入すると、エア中の酸素により排気管中の空燃比は図に示すようにリーン側に移行する。
【００７０】
ここで、２次エアシステムが正常な動作をしている場合は、排気の空燃比を観察することにより、２次エアが制御の意図通り付加されているかを診断することができる。
【００７１】
ここで、図中の実線１５０８はかかる運転状態のときの排気空燃比推定値である。すなわち、２次エアシステムの動作による排気空燃比の挙動を、排気空燃比以外の情報から推定するものである。
【００７２】
したがって、実際の排気空燃比が実線１５０８に対し近い値であるとき、２次エアシステムが正常に動作したことを検出できる。図中の破線１５０９は実線１５０８に近い値を示しており、２次エアシステムは正常であると判定できたケースを示している。
【００７３】
これに対し実線１５０７は、２次エアシステムが正常であると判定できるまで排気空燃比が実線１５０８に対し低下せず、かつ２次エアシステムが異常であるとも判定しなかったケースを示している。
【００７４】
かかる場合は、運転条件が２次エアシステムの作動を許容できるタイミング１２０３からタイミング１２０４にかけて２次エアシステムを診断する目的で能動的に２次エアを付加するよう２次エアシステムを駆動するようにする。そして、タイミング１５０１とタイミング１５０２の間と同様に、排気空燃比推定値と実際の排気空燃比を比較する。タイミング１５０３とタイミング１５０４の間では、２次エアシステム診断だけの目的で２次エアシステムを駆動できるのに対し、タイミング１５０１とタイミング１５０２の間では触媒昇温の目的で２次エアシステムを駆動しているため、タイミング１２０３とタイミング１２０４の間では、タイミング１２０１とタイミング１２０２の間より、多量の２次エアを供給できる。したがって、より高い精度で２次エアシステムの診断を行うようにしている。
【００７５】
一方、破線１５０９では、タイミング１５０１とタイミング１５０２の間で正常の判定ができているため、タイミング１５０３とタイミング１５０４の間では、２次エアシステムを能動的に操作することはしない。
【００７６】
以上の説明から理解されるとおり、２次エアシステム診断においても、前述の他の診断と同様に、異常の判定が正常の判定より成立しにくくなる場合があり、ＥＧＲ診断の頻度を評価する場合にも、触媒の診断で説明したのと同様の操作によって機能が正常，異常いずれの場合においても同じタイミングで診断の実行を判定することが可能となり、診断が成立する回数を得ることができるため、診断の頻度を評価することができる。
【００７７】
以上の説明では、正常と判定しなかった場合に、さらに所定の動作を行うことにより異常の判定を行うような診断手法について述べた。しかし、前述したような所定動作を特に行わないような場合についても、本発明は適用できる。その一例を、図８以下を用いて説明する。
【００７８】
図８は図６のＢと同様の事象を表したものであり、診断指標の取り得る最小値Ａ、異常時の診断指標の出現確率が０である診断指標の最小値Ｂ、正常時の出現確率が０である診断指標の最大値Ｃ、およびＡからＢの診断指標範囲Ｄ，Ｃ以上の診断指標範囲Ｅを示している。ここで、かかる診断指標の分布を示す診断の判定フローの一例を図１６に示す。診断指標は、その演算許可条件が成立しているときは所定時間毎に計算されており、本フローも診断指標演算時直後に実施している。まず、判定１６０１において、診断指標が範囲Ｄ内にあるか否かを判定する。診断指標が範囲Ｄ内にある場合は、図８から異常状態たり得ないため、処理１６０４へと移行し、機能正常と判定し終了する。
【００７９】
診断指標が範囲Ｄにない場合は、判定１６０２へ移行し、診断指標が範囲Ｅ内にあるか否かを判定する。診断指標が範囲Ｅ内にある場合は、図８から正常状態たり得ない状態である。しかし、一般に異常と判定する場合は、該当部品の修理，交換を促す場合であり、異常判定が確実であることを期したい。したがって、処理１６０３へと移行し、機能異常と判定したことをカウンタによりカウントする。
【００８０】
判定１６０２において範囲Ｅ内にないと判定した場合は、正常であるとも、異常であるとも判定できないため、そのまま処理を終了する。
【００８１】
処理１６０３の次は、判定１６０５で、処理１６０３でカウントした異常判定回数が所定値以上かを判定する。すなわち、処理１６０３と判定１６０５によって、最終的に十分異常と判定するかの吟味を行ったうえで、所定回以上異常判定を行ったときに処理1606で最終的に異常判定を成立とする。
【００８２】
以上説明した処理フローでは、正常判定が瞬時に判定されるに対し、異常判定には所定の時間を要することが理解できる。
【００８３】
よって、診断対象のいかんに関わらず一般的に図１６のような処理フローの診断を用いる場合にも、異常の判定が正常の判定より成立しにくくなる場合があり、触媒の診断で説明したのと同様の操作によって機能が正常，異常いずれの場合においても同じタイミングで診断の実行を判定することが可能となり、診断が成立する回数を得ることができるため、診断の頻度を評価することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
部品または機能が正常であることを判定する手段および該部品または機能が異常であることを判定する手段を含む該部品または機能の診断手段を有する故障判定装置に関し、診断全体の頻度を評価する場合に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の一実施形態の筒内噴射内燃機関制御システム全体構成図。
【図２】図１の内燃機関制御装置の内部構成図。
【図３】本発明の一実施例の構成を説明する図。
【図４】本発明の一実施例の構成を説明する図。
【図５】本発明の一実施例の構成を説明する図。
【図６】診断の特性を説明する図。
【図７】診断の特性を説明する図。
【図８】診断の特性を説明する図。
【図９】エンジン制御の動作を説明する図。
【図１０】本発明の一実施例の動作を説明する図。
【図１１】本発明の一実施例の動作を説明する図。
【図１２】本発明の一実施例の動作を説明する図。
【図１３】本発明の一実施例の構成を説明する図。
【図１４】本発明の一実施例の構成を説明する図。
【図１５】本発明の一実施例の動作を説明する図。
【図１６】本発明の一実施例の構成を説明する図。
【符号の説明】
【００８６】
１０１…吸気管、１０２…エアクリーナ、１０３…エアフロセンサ、１０４…スロットルセンサ、１０５…スロットルボディ、１０６…コレクタ、１０７…筒内噴射内燃機関、１０９…燃料ポンプ、１１１…高圧燃料ポンプ、１１２…インジェクタ、１１３…点火コイル、１１４…点火プラグ、１１５…コントロールユニット、１１６…カム角センサ、
１１７…クランク角センサ、１１８…空燃比センサ、２０１…Ｉ／Ｏ  ＬＳＩ。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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