特許 6286236 エンジンシステムの異常判定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6286236

(24)【登録日】2018年2月9日

(45)【発行日】2018年2月28日

(54)【発明の名称】エンジンシステムの異常判定装置

(51)【国際特許分類】

   F02D 45/00 20060101AFI20180215BHJP

【ＦＩ】

   F02D45/00 345Z

   F02D45/00 368H

   F02D45/00 368Z

   F02D45/00 362G

【請求項の数】6

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-46276(P2014-46276)

(22)【出願日】2014年3月10日

(65)【公開番号】特開2015-169169(P2015-169169A)

(43)【公開日】2015年9月28日

【審査請求日】2017年2月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005463

【氏名又は名称】日野自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】中野 平

【審査官】 山村 和人

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−０９５６１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２１２９９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−１１２９５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２０７５３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平４−２６５４７５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｄ ４１／００ − ４５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の気筒を有してクランクシャフトを駆動するエンジンと、前記複数の気筒の各々に対して設けられ燃料を噴射する燃料噴射弁と、排気通路における酸素の濃度である残留酸素濃度の検出値を出力するセンサーと、を備えるエンジンシステムに対して、前記センサーの異常、噴射量の異常、および、失火の少なくとも１つの異常の有無を判定するエンジンシステムの異常判定装置であって、
前記燃料噴射弁の目標噴射量と前記エンジンの吸入空気量とに基づいて前記残留酸素濃度の推定値を算出する推定部と、
前記推定値に対して前記検出値が高いか、低いか、等しいかを、燃料無噴射状態において判定する無噴射時判定部と、
前記推定値に対して前記検出値が高いか、低いか、等しいかを、燃料噴射状態において判定する噴射時判定部と、
前記燃料噴射状態における前記気筒の膨張行程での前記クランクシャフトの角加速度を気筒別角加速度として前記気筒毎に取得し、全ての前記気筒別角加速度の平均値に対して前記気筒別角加速度が高いか、低いか、等しいかを前記気筒毎に判定する角加速度判定部と、
前記無噴射時判定部の判定結果、前記噴射時判定部の判定結果、および、前記角加速度判定部の判定結果に基づいて前記異常の有無を判定する異常判定部と、を備え、
前記異常判定部は、
前記無噴射時判定部の判定結果が正常であり、前記噴射時判定部の判定結果が前記推定値に対して前記検出値が高い異常であり、前記角加速度判定部の判定結果が前記気筒別角加速度の平均値に対して特定の気筒の前記気筒別角加速度が低い異常である場合に当該特定の気筒において前記失火が生じていると判定する
エンジンシステムの異常判定装置。

【請求項2】

前記異常判定部は、
前記無噴射時判定部の判定結果が異常であり、前記噴射時判定部の判定結果が異常であり、前記角加速度判定部の判定結果が前記複数の気筒の全てにおいて正常である場合に前記センサーに異常が生じていると判定し、
前記無噴射時判定部の判定結果が正常であり、前記噴射時判定部の判定結果が異常であり、前記角加速度判定部の判定結果が前記複数の気筒の全てにおいて正常である場合に前記複数の気筒の全てに前記噴射量の異常が生じていると判定し、
前記無噴射時判定部の判定結果が異常であり、前記噴射時判定部の判定結果が異常であり、前記角加速度判定部の判定結果が特定の気筒での異常である場合に当該特定の気筒において前記噴射量の異常が生じていると判定する
請求項１に記載のエンジンシステムの異常判定装置。

【請求項3】

前記無噴射時判定部は、
前記燃料無噴射状態が一定期間継続したことを条件に、前記燃料無噴射状態での判定に用いる前記推定値と前記検出値とを取得する
請求項１または２に記載のエンジンシステムの異常判定装置。

【請求項4】

前記噴射時判定部は、
前記燃料噴射状態において前記目標噴射量の微分値が所定値以下である状態が一定期間経過したことを条件に、前記燃料噴射状態での判定に用いる前記推定値と前記検出値とを取得する
請求項１〜３のいずれか一項に記載のエンジンシステムの異常判定装置。

【請求項5】

前記噴射時判定部は、
複数の前記推定値と複数の前記検出値とを取得し、
前記複数の推定値の平均値と前記複数の検出値の平均値とに基づいて判定を行う
請求項４に記載のエンジンシステムの異常判定装置。

【請求項6】

前記角加速度判定部は、
前記エンジンが定常状態であるときに前記気筒別角加速度を取得する
請求項１〜５のいずれか一項に記載のエンジンシステムの異常判定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示の技術は、エンジンシステムの異常判定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、エンジンシステムには、エンジンシステムにおける異常の有無を判定する異常判定装置が搭載されている（例えば、特許文献１を参照。）。例えば、エンジンの失火、及び、燃料を噴射する燃料噴射弁の異常については、アイドリング状態における燃料噴射量とエンジン回転速度の変動とに基づいて検出している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０−１１２２１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、上述したエンジンの失火、及び、燃料噴射弁の異常をはじめ、エンジンシステムにおける異常は、アイドリング状態ではなく走行状態に生じることが多い。そのため、エンジンシステムの異常判定装置では、アイドリング状態でなく走行状態においてエンジンシステムの異常を検出することが望まれている。

【0005】

本開示の技術は、車両の走行中にエンジンシステムにおける異常の有無を判定することが可能なエンジンシステムの異常判定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】

上記課題を解決するエンジンシステムの異常判定装置は、複数の気筒を有してクランクシャフトを駆動するエンジンと、前記複数の気筒の各々に対して設けられ燃料を噴射する燃料噴射弁と、排気通路における酸素の濃度である残留酸素濃度の検出値を出力するセンサーと、を備えるエンジンシステムに対して、前記センサーの異常、噴射量の異常、および、失火の少なくとも１つの異常の有無を判定するエンジンシステムの異常判定装置であって、前記燃料噴射弁の目標噴射量と前記エンジンの吸入空気量とに基づいて前記残留酸素濃度の推定値を算出する推定部と、前記推定値に対して前記検出値が高いか、低いか、等しいかを、燃料無噴射状態と燃料噴射状態との各々において判定する第１判定部と、前記燃料噴射状態における前記気筒の膨張行程での前記クランクシャフトの角加速度を気筒別角加速度として前記気筒毎に取得し、全ての前記気筒別角加速度の平均値に対して前記気筒別角加速度が高いか、低いか、等しいかを前記気筒毎に判定する第２判定部と、前記第１判定部の判定結果と前記第２判定部の判定結果とに基づいて前記異常の有無を判定する異常判定部と、を備える。

【0007】

上記構成によれば、第１判定部及び第２判定部の判定結果に基づいて、酸素濃度センサーの異常、燃料噴射弁の異常、エンジンの失火、これらの少なくとも１つの異常の有無を判定することが可能である。そして、車両走行中におけるアクセルオフの状態で燃料無噴射状態が具現化され、且つ、車両走行中におけるアクセルオンの状態で燃料噴射状態が具現化されることから、車両の走行中にエンジンシステムにおける異常の有無を判定することが可能である。

【0008】

上記エンジンシステムの異常判定装置において、前記第１判定部は、前記燃料無噴射状態が一定期間継続したことを条件に、前記燃料無噴射状態での判定に用いる前記推定値と前記検出値とを取得することが好ましい。

【0009】

酸素濃度センサーの検出値は、燃料無噴射状態が継続するほど、燃料無噴射状態に移行する直前にエンジンから排出された排気ガスの影響を受けにくくなる。上記構成によれば、第１判定部は、燃料無噴射状態が一定期間経過したあとの検出値で燃料無噴射状態での判定を行う。その結果、第１判定部の判定結果に対する信頼度、ひいては異常判定部の判定結果に対する信頼度が高まる。

【0010】

上記エンジンシステムの異常判定装置において、前記第１判定部は、前記燃料噴射状態において前記目標噴射量の微分値が所定値以下である状態が一定期間経過したことを条件に、前記燃料噴射状態での判定に用いる前記推定値と前記検出値とを取得することが好ましい。

【0011】

上記構成によれば、目標噴射量及び吸入空気量の変動が小さくエンジンの運転状態が安定している状態での推定値と検出値とによって、第１判定部による燃料噴射状態での判定が行われる。その結果、第１判定部の判定結果に対する信頼度、ひいては異常判定部の判定結果に対する信頼度がさらに高まる。

【0012】

上記エンジンシステムの異常判定装置において、前記第１判定部は、複数の前記推定値と複数の前記検出値とを取得し、前記複数の推定値の平均値と前記複数の検出値の平均値とに基づいて判定を行うことが好ましい。

【0013】

上記構成によれば、第１判定部は、複数の推定値の平均値と複数の検出値の平均値とに基づいて判定を行うことから、第１判定部の判定結果に対する信頼度がさらに高まる。
上記エンジンシステムの異常判定装置において、前記第２判定部は、前記エンジンが定常状態であるときに前記気筒別角加速度を取得することが好ましい。

【0014】

上記構成によれば、第２判定部は、エンジンが定常状態、すなわちクランクシャフトの回転が安定している状態の角加速度に基づいて気筒別角加速度を取得する。その結果、第２判定部の判定結果に対する信頼度、ひいては異常判定部の判定結果に対する信頼度がさらに高まる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本開示の技術における異常判定装置を具体化した一実施形態の概略構成を該異常判定装置が搭載されたエンジンシステムとともに示す概略構成図である。

【図2】各判定結果とエンジンシステムの状態との関係を示す図である。

【図3】無噴射時判定処理の手順の一例を示すフローチャートである。

【図4】噴射時判定処理の手順の一例を示すフローチャートである。

【図5】角加速度判定処理の手順の一例を示すフローチャートである。

【図6】異常判定処理の手順の一例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】

【0016】

図１〜図６を参照して、本開示におけるエンジンシステムの異常判定装置を具体化した一実施形態について説明する。
図１に示されるように、エンジンシステムは、ディーゼルエンジン１０（以下、単にエンジン１０という。）を中心に構成されている。エンジン１０のシリンダーブロック１１には、４つの気筒＃１，＃２，＃３，＃４が形成されており、各気筒＃１〜＃４には、燃料噴射弁１３から各別に燃料が噴射される。シリンダーブロック１１には、各気筒＃１〜＃４に作動ガスを供給するためのインテークマニホールド１４と、各気筒＃１〜＃４からの排気ガスが流入するエキゾーストマニホールド１５とが接続されている。

【0017】

インテークマニホールド１４に接続される吸気通路１６には、図示されないエアクリーナーを通じて吸入空気が導入される。吸入空気は、ターボチャージャー１７のコンプレッサー１８によって加圧されたのちインタークーラー１９によって冷却される。

【0018】

一方、エキゾーストマニホールド１５に接続される排気通路２０には、ターボチャージャー１７を構成するタービン２２が設けられている。また、エキゾーストマニホールド１５には、吸気通路１６に接続されて排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路１６に導入するＥＧＲ通路２５が接続されている。ＥＧＲ通路２５には、ＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラー２６とエンジン１０の運転状態に応じて開度が制御されるＥＧＲ弁２７とが取り付けられている。気筒＃１〜＃４には、ＥＧＲ弁２７が開状態にあるときに、排気ガスと吸入空気との混合気体である作動ガスが供給される。

【0019】

エンジンシステムは、エンジン１０の運転状態に関する情報を検出する各種センサーを有する。エンジンシステムは、コンプレッサー１８の上流に吸入空気量ＱＡを検出する吸入空気量センサー３１、吸気通路１６とＥＧＲ通路２５との接続部分よりも下流にブースト圧ＰＢを検出するブースト圧センサー３２、インテークマニホールド１４における作動ガスの温度である吸気温度ＴＩＮを検出する吸気温度センサー３３、これらを有する。またエンジンシステムは、タービン２２の下流に排気通路２０を流れる流体の酸素の重量濃度である残留酸素濃度を検出する酸素濃度センサー３４を有する。この他、エンジンシステムは、クランクシャフト２８のクランク角を検出するクランク角センサー３５、アクセル開度ＡＣＣを検出するアクセルセンサー３６を有する。

【0020】

上述したエンジンシステムの異常の有無は、異常判定装置であるＥＣＵ４０によって判定される。ＥＣＵ４０は、上述した各センサーからの検出信号に基づいてエンジンシステムにおける異常、具体的には、エンジン１０の失火、燃料噴射弁１３の噴射特性、酸素濃度センサー３４の検出特性、これらについての異常の有無を判定する。

【0021】

ＥＣＵ４０は、中央処理装置（ＣＰＵ）、不揮発性メモリー（ＲＯＭ）、及び揮発性メモリー（ＲＡＭ）を有するマイクロコンピューターを中心に構成されている。ＥＣＵ４０は、各種処理を実行する制御部５０、各種制御プログラムや各種データを格納する記憶部６０を備えている。

【0022】

制御部５０の目標噴射量演算部５１は、例えばクランク角センサー３５からの検出信号とアクセル開度ＡＣＣとに基づいて、燃料が噴射される気筒を把握するとともにその気筒に対応する燃料噴射弁１３から噴射する燃料の目標量である目標噴射量ＱＦを演算する。

【0023】

制御部５０の推定部５２は、残留酸素濃度の推定値Ｃｅを演算する。推定部５２は、目標噴射量ＱＦが「０」以下の場合、空気中の酸素濃度（重量濃度）を推定値Ｃｅとして演算する。推定部５２は、目標噴射量ＱＦが「０」より大きい場合、目標噴射量ＱＦと吸入空気量ＱＡとに基づいて推定値Ｃｅを演算する。推定部５２は、下記に示す式（１）に目標噴射量ＱＦに基づく噴射重量と吸入空気量ＱＡに基づく空気重量とを代入することにより推定値Ｃｅを演算する。式（１）は、上述したエンジンシステムに対して行った各種実験の結果に基づいて規定されたモデルである。なお、推定値Ｃｅを推定するモデルは、ＥＧＲガスの導入量等を考慮してもよい。

【数1】

【0024】

制御部５０は、第１判定部を構成する無噴射時判定部５３を備える。無噴射時判定部５３は、燃料無噴射状態にて推定値Ｃｅに対する検出値Ｃｄの高低を判定し、その判定結果を記憶部６０の第１判定結果格納部６１に格納する無噴射時判定処理を実行する。

【0025】

無噴射時判定部５３は、エンジン１０の始動、及び、後述する異常判定処理にて正常判定がなされると無噴射時判定処理を開始する。無噴射時判定部５３は、無噴射時判定処理が開始されると第１判定結果格納部６１を初期化する。無噴射時判定部５３は、目標噴射量ＱＦが「０」以下である状態が一定期間継続するとエンジン１０が無噴射安定状態にあるものと判断する。無噴射時判定部５３は、その判断から継続する無噴射安定状態にて、空気中の酸素濃度（重量濃度）を推定値Ｃｅとして取得するとともに酸素濃度センサー３４の検出信号に基づく検出値Ｃｄを取得する。そして、無噴射時判定部５３は、推定値Ｃｅに対する検出値Ｃｄの乖離度に基づき、推定値Ｃｅに対する検出値Ｃｄの高低を判定する。無噴射時判定処理において無噴射時判定部５３は、推定値Ｃｅに対し、検出値Ｃｄが高い「Ｈｉｇｈ」、検出値Ｃｄが低い「Ｌｏｗ」、検出値Ｃｄが等しいと判断される「正常」、これらを第１判定結果として得る。推定値Ｃｅに対して検出値Ｃｄが高いと判断される乖離度、及び、推定値Ｃｅに対して検出値Ｃｄが低いと判断される乖離度、これらの乖離度は、エンジンシステムに対して行った各種実験の結果に基づき個別に設定される。

【0026】

制御部５０は、第１判定部を構成する噴射時判定部５４を備える。噴射時判定部５４は、燃料噴射状態にて推定値Ｃｅに対する検出値Ｃｄの高低を判定し、その判定結果を記憶部６０の第２判定結果格納部６３に格納する噴射時判定処理を実行する。

【0027】

噴射時判定部５４は、エンジン１０の始動、及び、後述する異常判定処理にて正常判定がなされると噴射時判定処理を開始する。噴射時判定部５４は、噴射時判定処理が開始されると噴射データ格納部６２及び第２判定結果格納部６３を初期化する。噴射時判定部５４は、連続する２つの目標噴射量ＱＦの偏差である目標噴射量ＱＦの微分値が所定値以下である状態が一定期間継続するとエンジン１０が噴射安定状態にあるものと判断する。噴射時判定部５４は、その判断から継続する噴射安定状態の所定期間において、複数の推定値Ｃｅを演算するとともに複数の検出値Ｃｄを取得し、これら複数の推定値Ｃｅと複数の検出値Ｃｄとを記憶部６０の噴射データ格納部６２に格納する。

【0028】

噴射時判定部５４は、上記所定期間が経過すると噴射データ格納部６２に格納された推定値Ｃｅの平均値である平均推定値ＥＣｅと検出値Ｃｄの平均値である平均検出値ＥＣｄとを演算する。噴射時判定部５４は、平均推定値ＥＣｅと平均検出値ＥＣｄとを比較し、平均推定値ＥＣｅに対する平均検出値ＥＣｄの乖離度に基づいて平均推定値ＥＣｅに対する平均検出値ＥＣｄの高低を判定する。噴射時判定処理において噴射時判定部５４は、平均推定値ＥＣｅに対し、平均検出値ＥＣｄが高い「Ｈｉｇｈ」、平均検出値ＥＣｄが低い「Ｌｏｗ」、平均検出値ＥＣｄが等しいと判断される「正常」、これらを第２判定結果として得る。平均推定値ＥＣｅに対して平均検出値ＥＣｄが高いと判断される乖離度、及び、平均推定値ＥＣｅに対して平均検出値ＥＣｄが低いと判断される乖離度、これらの乖離度は、エンジンシステムに対して行った各種実験の結果に基づいて個別に設定される。

【0029】

制御部５０は、第２判定部である角加速度判定部５５を備える。角加速度判定部５５は、クランク角センサー３５の検出信号に基づき、各気筒＃１，＃２，＃３，＃４の膨張行程におけるクランクシャフト２８の角加速度である気筒別角加速度ａ１，ａ２，ａ３，ａ４を取得する。そして、角加速度判定部５５は、気筒別角加速度ａ１〜ａ４の平均値である全気筒角加速度Ｅａに対する気筒別角加速度ａ１〜ａ４の各々の高低を判定し、その判定結果を記憶部６０の第３判定結果格納部６５に格納する角加速度判定処理を実行する。

【0030】

角加速度判定部５５は、エンジン１０の始動、及び、後述する異常判定処理にて正常判定がなされると角加速度判定処理を開始する。角加速度判定部５５は、角加速度判定処理が開始されると角加速度格納部６４及び第３判定結果格納部６５を初期化する。角加速度判定部５５は、エンジン１０が定常状態にあるか否かを判断する。角加速度判定部５５は、クランク角センサー３５の検出信号に基づくエンジン回転速度Ｎｅの微分値が所定値以下であること、目標噴射量ＱＦの微分値が所定値以下であること、これらの２つの条件が一定期間継続するとエンジン１０が定常状態にあると判断する。

【0031】

角加速度判定部５５は、上記判断から継続する定常状態の所定期間において、クランク角センサー３５の検出信号に基づき、各気筒＃１〜＃４の膨張行程におけるクランクシャフト２８の角加速度を演算し、その演算した記憶部６０の角加速度格納部６４に格納する。角加速度格納部６４は、角加速度が格納される領域を気筒＃１〜＃４毎に有する。角加速度判定部５５は、上記所定期間が経過すると、角加速度格納部６４に格納された各気筒＃１〜＃４の角加速度に基づいて、気筒＃１〜＃４毎に、角加速度の平均値である気筒別角加速度ａ１〜ａ４を演算する。また、角加速度判定部５５は、上記気筒別角加速度ａ１〜ａ４の平均値を全気筒角加速度Ｅａとして演算する。

【0032】

角加速度判定部５５は、全気筒角加速度Ｅａと気筒別角加速度ａ１〜ａ４の各々とを比較して、全気筒角加速度Ｅａに対する気筒別角加速度ａ１〜ａ４の乖離度に基づいて、全気筒角加速度Ｅａに対する気筒別角加速度の高低を気筒＃１〜＃４毎に判定し、その判定結果を記憶部６０の第３判定結果格納部６５に格納する。角加速度判定処理において角加速度判定部５５は、全気筒角加速度Ｅａに対し、気筒別角加速度が高い「Ｈｉｇｈ」、気筒別角加速度が低い「Ｌｏｗ」、気筒別角加速度が等しいと判断される「正常」、これらを第３判定結果として気筒＃１〜＃４毎に得る。全気筒角加速度に対して気筒別角加速度が高いと判断される乖離度、及び、全気筒角加速度に対して気筒別角加速度が低いと判断される乖離度、これらの乖離度は、エンジンシステムに対して行った各種実験の結果に基づいて個別に設定される。

【0033】

制御部５０の異常判定部５６は、各判定結果格納部６１，６３，６５に格納された判定結果と記憶部６０に予め格納した参照テーブル６６とに基づき、エンジンシステムにおける異常の有無の判定及び異常箇所を特定する異常判定処理を実行する。異常判定処理は、エンジン１０の始動により開始され、エンジンシステムに対する異常判定で終了する。

【0034】

参照テーブル６６は、第１〜第３判定結果とエンジンシステムの状態とを関連付けたデータである。異常判定部５６は、第１〜第３判定結果の全てが「正常」であった場合、エンジンシステムに対して正常判定を行い、第１〜第３判定結果の少なくとも１つに異常があった場合、エンジンシステムに対して異常判定を行う。

【0035】

図２に示されるように、第１判定結果及び第２判定結果が「Ｈｉｇｈ」、且つ、第３判定結果が「正常」である場合、酸素濃度センサー３４の検出値Ｃｄが実際の値よりも高い状態であるセンサー特性異常（高）が生じている。

【0036】

第１判定結果及び第２判定結果が「Ｌｏｗ」、且つ、第３判定結果が「正常」である場合、酸素濃度センサー３４の検出値Ｃｄが実際の値よりも低い状態であるセンサー特性異常（低）が生じている。

【0037】

第１判定結果及び第３判定結果が「正常」、且つ、第２判定結果が「Ｌｏｗ」である場合、全ての燃料噴射弁１３において目標噴射量ＱＦよりも多くの燃料が噴射されている状態である全気筒噴射特性異常（多）が生じている。

【0038】

第１判定結果及び第３判定結果が「正常」、且つ、第２判定結果が「Ｈｉｇｈ」である場合、全ての燃料噴射弁１３から噴射されている燃料が目標噴射量ＱＦよりも少ない状態である全気筒噴射特性異常（少）が生じている。

【0039】

第１判定結果及び第２判定結果が「Ｌｏｗ」、且つ、第３判定結果に「Ｈｉｇｈ」が含まれる場合、「Ｈｉｇｈ」に該当する気筒の燃料噴射弁１３から噴射されている燃料が目標噴射量ＱＦより多い状態である特定気筒噴射特性異常（多）が生じている。

【0040】

第１判定結果及び第２判定結果が「Ｈｉｇｈ」、且つ、第３判定結果に「Ｌｏｗ」が含まれる場合、「Ｌｏｗ」に該当する気筒の燃料噴射弁１３から噴射されている燃料が目標噴射量ＱＦより少ない状態である特定気筒噴射特性異常（低）が生じている。

【0041】

第１判定結果が「正常」、且つ、第２判定結果が「Ｈｉｇｈ」、且つ、第３判定結果に「Ｌｏｗ」が含まれる場合、「Ｌｏｗ」に該当する気筒において失火が生じている状態である特定気筒失火が生じている。また、第３判定結果に「Ｌｏｗ」が複数含まれる場合、複数の気筒において失火が生じている状態である複数気筒失火が生じている。

【0042】

異常判定部５６は、エンジンシステムに対して異常判定がなされると、警報ランプ６７を点灯させることによりエンジンシステムに異常が生じていることを運転者に通知するとともに、その異常の状態を記憶部６０の所定領域に記憶する。

【0043】

図３を参照して、無噴射時判定処理の処理手順の一例について説明する。
図３に示されるように、ＥＣＵ４０は、まず、第１判定結果格納部６１を初期化する（ステップＳ１１）。次にＥＣＵ４０は、無噴射安定状態であるか否かを判断する（ステップＳ１２）。無噴射安定状態でない場合（ステップＳ１２：ＮＯ）、ＥＣＵ４０は、無噴射安定状態であるか否かを繰り返し判断する。

【0044】

無噴射安定状態であった場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ４０は、検出値Ｃｄ、及び、演算した目標噴射量ＱＦを含む各種情報を取得する（ステップＳ１３）。ＥＣＵ４０は、上記各種情報に基づいて無噴射安定状態が継続しているか否かを判断する（ステップＳ１４）。無噴射安定状態が継続していない場合（ステップＳ１４：ＮＯ）、ＥＣＵ４０は、再びステップＳ１２の処理に移行する。一方、無噴射安定状態が継続している場合（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、ＥＣＵ４０は、空気中の酸素濃度を推定値Ｃｅとして検出値Ｃｄとの比較を行う（ステップＳ１５）。そして、ＥＣＵ４０は、ステップＳ１５の比較結果を第１判定結果として第１判定結果格納部６１に格納し（ステップＳ１６）、無噴射時判定処理を終了する。

【0045】

図４を参照して、噴射時判定処理の処理手順の一例について説明する。
図４に示されるように、ＥＣＵ４０は、まず、噴射データ格納部６２及び第２判定結果格納部６３を初期化する（ステップＳ２１）。次にＥＣＵ４０は、噴射安定状態であるか否かを判断する（ステップＳ２２）。噴射安定状態でない場合（ステップＳ２２：ＮＯ）、ＥＣＵ４０は、噴射安定状態であるか否かを繰り返し判断する。

【0046】

噴射安定状態であった場合（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ４０は、吸入空気量ＱＡ、検出値Ｃｄ、及び、演算した目標噴射量ＱＦを含む各種情報を取得する（ステップＳ２３）。ＥＣＵ４０は、上記各種情報に基づいて噴射安定状態が継続しているか否かを判断する（ステップＳ２４）。噴射安定状態でなかった場合（ステップＳ２４：ＮＯ）、ＥＣＵ４０は、再びステップＳ２１の処理に移行する。一方、噴射安定状態が継続している場合（ステップＳ２４：ＹＥＳ）、ＥＣＵ４０は、目標噴射量ＱＦに基づく噴射重量及び吸入空気量ＱＡに基づく空気重量を式（１）に代入して推定値Ｃｅを演算し、演算した推定値ＣｅとステップＳ２３で取得した検出値Ｃｄとを噴射データ格納部６２に格納する（ステップＳ２５）。

【0047】

次に、ＥＣＵ４０は、ステップＳ２２にて噴射安定状態と判断されてから噴射安定状態が所定期間経過したか否かを判断する（ステップＳ２６）。所定期間経過していない場合（ステップＳ２６：ＮＯ）、ＥＣＵ４０は、再びステップＳ２３の処理に移行する。一方、所定期間経過した場合（ステップＳ２６：ＹＥＳ）、ＥＣＵ４０は、噴射データ格納部６２に格納した推定値Ｃｅと検出値Ｃｄとに基づいて、平均推定値ＥＣｅと平均検出値ＥＣｄとを演算する（ステップＳ２７）。そして、ＥＣＵ４０は、平均推定値ＥＣｅと平均検出値ＥＣｄとを比較し（ステップＳ２８）、その比較結果を第２判定結果として第２判定結果格納部６３に格納して（ステップＳ２９）、噴射時判定処理を終了する。

【0048】

図５を参照して、角加速度判定処理の処理手順の一例について説明する。
図５に示されるように、ＥＣＵ４０は、まず、角加速度格納部６４及び第３判定結果格納部６５を初期化する（ステップＳ３１）。次にＥＣＵ４０は、エンジン１０が定常状態であるか否かを判断する（ステップＳ３２）。定常状態でない場合（ステップＳ３２：ＮＯ）、ＥＣＵ４０は、定常状態であるか否かを繰り返し判断する。

【0049】

定常状態であった場合（ステップＳ３２：ＹＥＳ）、ＥＣＵ４０は、エンジン回転速度Ｎｅ、燃料が噴射される気筒、及び、演算した目標噴射量ＱＦを含む各種情報を取得する（ステップＳ３３）。ＥＣＵ４０は、上記各種情報に基づいて定常状態が継続しているか否かを判断する（ステップＳ３４）。定常状態が継続していない場合（ステップＳ３４：ＮＯ）、ＥＣＵ４０は、再びステップＳ３１の処理に移行する。一方、定常状態が継続している場合（ステップＳ３４：ＹＥＳ）、ＥＣＵ４０は、クランク角センサー３５の検出信号に基づいて、燃料が噴射された気筒の角加速度を演算し、その演算した角加速度を角加速度格納部６４に格納する（ステップＳ３５）。

【0050】

次に、ＥＣＵ４０は、ステップＳ３２においてエンジン１０が定常状態と判断されてから所定期間経過したか否かを判断する。所定期間経過していない場合（ステップＳ３６：ＮＯ）、ＥＣＵ４０は、再びステップＳ３３の処理に移行する。一方、所定期間経過した場合（ステップＳ３６：ＹＥＳ）、ＥＣＵ４０は、角加速度格納部６４に格納した角加速度に基づいて、気筒別角加速度ａ１〜ａ４と全気筒角加速度Ｅａを演算する（ステップＳ３７）。ＥＣＵ４０は、全気筒角加速度Ｅａと気筒別角加速度ａ１〜ａ４の各々とを比較し（ステップＳ３８）、その比較結果を第３判定結果として第３判定結果格納部６５に格納して（ステップＳ３９）、角加速度判定処理を終了する。

【0051】

図６を参照して、異常判定処理の処理手順の一例について説明する。
図６に示されるように、ＥＣＵ４０は、まず、無噴射時判定処理、噴射時判定処理、及び、角加速度判定処理の全てが完了しているか否かを判断する（ステップＳ４１）。全ての判定処理が完了していない場合（ステップＳ４１：ＮＯ）、ＥＣＵ４０は、全ての判定処理が完了しているか否かを繰り返し判断する。

【0052】

一方、全ての判定処理が完了している場合（ステップＳ４１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ４０は、記憶部６０に格納されている各判定処理の判定結果と参照テーブル６６とに基づいて、エンジンシステムにおける異常の有無及びその異常箇所を特定する判定を行う（ステップＳ４２）。そして、ＥＣＵ４０は、ステップＳ４２においてエンジンシステムに異常が検出されなかった場合（ステップＳ４３：ＮＯ）、正常判定したのち（ステップＳ４４）、再びステップＳ４１の処理に移行する。一方、エンジンシステムに異常が検出された場合（ステップＳ４３：ＹＥＳ）、ＥＣＵ４０は、警報ランプ６７を点灯させ（ステップＳ４５）、異常判定処理を終了する。

【0053】

次に、上述した異常判定装置の作用について説明する。
ＥＣＵ４０は、酸素濃度センサー３４の異常、燃料噴射弁１３の異常、及び、エンジン１０における失火について、エンジン１０が無噴射安定状態、噴射安定状態、定常状態であるときに得られる各種情報に基づいて判定する。無噴射安定状態は、車両の走行中におけるアクセルオフの状態で具現化される運転状態である。すなわち、無噴射安定状態、噴射安定状態、定常状態は、車両の走行中に具現化される運転状態である。その結果、車両の走行中であってもエンジンシステムにおける異常の有無を判定することが可能である。

【0054】

上記実施形態の異常判定装置によれば、以下の効果が得られる。
（１）エンジンシステムにおける異常の有無が車両の走行中に判定可能である。
（２）無噴射安定状態における推定値Ｃｅと検出値Ｃｄとで燃料無噴射状態の判定が行われる。これにより、燃料無噴射状態での判定に用いられる検出値Ｃｄは、無噴射状態に移行する直前にエンジン１０から排出された排気ガスの影響を受けにくい。その結果、無噴射時判定部５３の判定結果に対する信頼度、ひいては異常判定部５６の判定結果に対する信頼度が高まる。

【0055】

（３）噴射安定状態における推定値Ｃｅと検出値Ｃｄとに基づいて燃料噴射状態の判定が行われる。これにより、燃料噴射量の大きな変動がなく、エンジン１０の運転状態が安定している状態での推定値Ｃｅと検出値Ｃｄとに基づいて燃料噴射状態での判定が行われる。その結果、噴射時判定部５４の判定結果に対する信頼度、ひいては異常判定部５６の判定結果に対する信頼度が高まる。

【0056】

（４）噴射時判定部５４による判定が平均推定値ＥＣｅと平均検出値ＥＣｄとで行われることから、噴射時判定部５４の判定結果に対する信頼度がさらに高まる。
（５）エンジン１０の定常状態における角加速度から気筒別角加速度ａ１〜ａ４が演算される。すなわち、気筒別角加速度ａ１〜ａ４は、燃料噴射状態、且つ、クランクシャフト２８の角加速度の変動が少ない状態における角加速度である。その結果、角加速度判定部５５の判定結果に対する信頼度、ひいては異常判定部５６の判定結果に対する信頼度がさらに高まる。

【0057】

（６）気筒別角加速度ａ１〜ａ４が各気筒＃１〜＃４の角加速度の平均値であることから、角加速度判定部５５の判定結果に対する信頼度がさらに高まる。
（７）気筒別角加速度ａ１〜ａ４が各気筒＃１〜＃４の角加速度の平均値であり、比較対象となる角加速度が気筒別角加速度ａ１〜ａ４の平均値である全気筒角加速度Ｅａである。そのため、例えば、気筒別角加速度ａ１〜ａ４を算出するための角加速度のサンプル数が気筒＃１〜＃４毎に異なっていたとしても判定結果に与える影響が抑えられる。

【0058】

なお、上記実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・気筒別角加速度ａ１〜ａ４は、エンジン１０の運転状態が定常状態にあるときの角加速度に基づく値である場合、定常状態における角加速度であればよく所定期間における角加速度の平均値でなくてもよい。

【0059】

・気筒別角加速度ａ１〜ａ４は、燃料噴射状態におけるクランクシャフト２８の角加速度であればよく、例えばエンジン１０の運転状態が加速状態にあるときの角加速度であってもよい。

【0060】

・全気筒角加速度Ｅａは、気筒別角加速度ａ１〜ａ４の平均値ではなく、これら気筒別角加速度ａ１〜ａ４を演算する際に用いた角加速度全ての平均値であってもよい。
・噴射時判定処理では、燃料噴射状態における推定値Ｃｅと検出値Ｃｄとに基づいて判定が行われればよく、平均値同士での比較に限らず、例えば１つの推定値Ｃｅと１つの検出値とで判定が行われてもよい。

【0061】

・また噴射時判定処理では、燃料噴射状態における推定値Ｃｅと検出値Ｃｄとに基づいて判定が行われればよく、エンジン１０が噴射安定状態ではない状態における推定値Ｃｅと検出値Ｃｄとに基づいて判定が行われてもよい。

【0062】

・無噴射時判定処理では、燃料無噴射状態における検出値Ｃｄに基づいて判定が行われればよく、例えばエンジン１０が燃料無噴射状態に移行した直後の検出値Ｃｄで判定が行われてもよいし、検出値Ｃｄの平均値で判定が行われてもよい。
・エンジンは、ディーゼルエンジン１０に限らず、ガソリンエンジンであってもよい。

【符号の説明】

【0063】

＃１，＃２，＃３，＃４…気筒、１０…ディーゼルエンジン、１１…シリンダーブロック、１３…燃料噴射弁、１４…インテークマニホールド、１５…エキゾーストマニホールド、１６…吸気通路、１７…ターボチャージャー、１８…コンプレッサー、１９…インタークーラー、２０…排気通路、２２…タービン、２５…ＥＧＲ通路、２６…ＥＧＲクーラー、２７…ＥＧＲ弁、２８…クランクシャフト、３１…吸入空気量センサー、３２…ブースト圧センサー、３３…吸気温度センサー、３４…酸素濃度センサー、３５…クランク角センサー、３６…アクセルセンサー、４０…ＥＣＵ、５０…制御部、５１…目標噴射量演算部、５２…推定部、５３…無噴射時判定部、５４…噴射時判定部、５５…角加速度判定部、５６…異常判定部、６０…記憶部、６１…第１判定結果格納部、６２…噴射データ格納部、６３…第２判定結果格納部、６４…角加速度格納部、６５…第３判定結果格納部、６６…参照テーブル、６７…警報ランプ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】