特開 2024-48813 診断装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024048813

(43)【公開日】2024-04-09

(54)【発明の名称】診断装置

(51)【国際特許分類】

   F01N 3/18 20060101AFI20240402BHJP

   F01N 3/00 20060101ALI20240402BHJP

   F02D 45/00 20060101ALI20240402BHJP

   F02D 41/12 20060101ALI20240402BHJP

   F02D 21/08 20060101ALI20240402BHJP

   F02D 23/00 20060101ALI20240402BHJP

   F02B 37/00 20060101ALI20240402BHJP

   F02M 26/06 20160101ALI20240402BHJP

【ＦＩ】

F01N3/18 C

F01N3/00 F

F02D45/00 368F

F02D45/00 345

F02D41/12

F02D21/08 301A

F02D23/00 J

F02B37/00 302F

F02M26/06 311

F02M26/06 321

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022154928

(22)【出願日】2022-09-28

(71)【出願人】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】110000936

【氏名又は名称】弁理士法人青海国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】脇本 一成

【テーマコード（参考）】

3G005

3G062

3G091

3G092

3G301

3G384

【Ｆターム（参考）】

3G005EA04

3G005EA16

3G005GB18

3G005GD03

3G005HA05

3G005HA12

3G005JA23

3G005JA39

3G062BA04

3G062CA05

3G062GA02

3G062GA04

3G062GA06

3G062GA17

3G091BA31

3G091EA01

3G091EA06

3G091EA07

3G091EA34

3G092AA17

3G092AA18

3G092BB10

3G092DB03

3G092DC10

3G092FB06

3G092HA05Z

3G092HD05Y

3G092HE01Z

3G092HF08Z

3G301JB09

3G301KA16

3G301KA26

3G301MA24

3G301PA07Z

3G301PD02B

3G301PE01Z

3G301PF03Z

3G384BA14

3G384BA31

3G384CA13

3G384CA21

3G384DA43

3G384FA06Z

3G384FA08Z

3G384FA40B

3G384FA56Z

(57)【要約】

【課題】Ｏ２センサの診断を早期に終了させる。
【解決手段】診断装置のプロセッサは、前記エンジンの燃料カット時に、前記エアブローバルブおよび前記ＥＧＲバルブを共に開状態とし、前記コンプレッサにより圧縮された空気を、前記バイパス流路および前記ＥＧＲ流路を通じて前記排気流路の前記Ｏ２センサに供給することと、前記コンプレッサにより圧縮された空気が前記Ｏ２センサに供給された状態で、前記Ｏ２センサに異常があるかを診断することと、を含む処理を実行する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンと、
前記エンジンに供給される空気が流通する吸気流路と、
前記エンジンから排出されたガスが流通する排気流路と、
前記吸気流路に設けられ、前記吸気流路を流通する空気を圧縮するコンプレッサと、
前記吸気流路における前記コンプレッサの下流側と前記コンプレッサの上流側とを連通するバイパス流路と、
前記バイパス流路の開度を変更可能なエアブローバルブと、
前記排気流路に設けられる触媒と、
前記排気流路における前記触媒の下流側と前記吸気流路における前記コンプレッサの上流側とを連通するＥＧＲ流路と、
前記ＥＧＲ流路の開度を変更可能なＥＧＲバルブと、
前記排気流路における前記触媒の下流側に設けられ、前記排気流路を流通する酸素の濃度を検出するＯ２センサと、
制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
１つまたは複数のプロセッサと、
前記プロセッサに接続される１つまたは複数のメモリと、
を有し、
前記プロセッサは、
前記エンジンの燃料カット時に、前記エアブローバルブおよび前記ＥＧＲバルブを共に開状態とし、前記コンプレッサにより圧縮された空気を、前記バイパス流路および前記ＥＧＲ流路を通じて前記排気流路の前記Ｏ２センサに供給することと、
前記コンプレッサにより圧縮された空気が前記Ｏ２センサに供給された状態で、前記Ｏ２センサに異常があるかを診断することと、
を含む処理を実行する、診断装置。

【請求項2】

前記プロセッサは、
前記Ｏ２センサに異常があるかを診断する処理では、
前記エアブローバルブおよび前記ＥＧＲバルブを共に開状態とした時点から所定時間内に、前記Ｏ２センサの検出値が、リッチ状態を示す第１の値からリーン状態を示す第２の値に変化した場合、前記Ｏ２センサに異常がないと判定し、
前記所定時間内に、前記Ｏ２センサの検出値が、前記第２の値に到達しなかった場合、前記Ｏ２センサに異常があると判定すること、
を含む処理を実行する、請求項１に記載の診断装置。

【請求項3】

前記吸気流路における前記コンプレッサの出口からインテークマニホールドの入口までの範囲における空気の圧力であるコンプレッサ後圧力を検出するコンプレッサ後圧力センサと、
前記吸気流路における前記インテークマニホールド内の空気の圧力であるインマニ圧力を検出するインマニ圧力センサと、
を備え、
前記プロセッサは、
前記コンプレッサにより圧縮された空気を前記Ｏ２センサに供給する処理では、前記エンジンが燃料カット状態であり、前記コンプレッサ後圧力が前記インマニ圧力より高く、かつ、前記コンプレッサ後圧力が所定圧力以上である場合、前記エアブローバルブおよび前記ＥＧＲバルブを共に開状態とすること、
を含む処理を実行する、請求項１または２に記載の診断装置。

【請求項4】

前記プロセッサは、
アクセルがオフ状態であり、かつ、前記エンジンの回転数が所定回転数以上である場合、前記エンジンを燃料カット状態にさせること、
を含む処理を実行する、請求項３に記載の診断装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、Ｏ２センサの診断を行う診断装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１には、エンジンの排気流路に触媒が設けられた車両が示されている。かかる車両では、排気流路における触媒の下流側に、排気流路を流通する酸素の濃度を検出するＯ２センサが設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２－１７７０８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、車両では、エンジンの燃料カット時に、酸素をＯ２センサに供給して、Ｏ２センサに異常が生じているかの診断が行われる。ここで、触媒には酸素の吸蔵能力があるため、触媒を通じて酸素がＯ２センサに供給されるまでには時間がかかる。このため、Ｏ２センサの診断に時間がかかっていた。

【0005】

そこで、本発明は、Ｏ２センサの診断を早期に終了させることが可能な診断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ために、本発明の一実施形態に係る診断装置は、
エンジンと、
前記エンジンに供給される空気が流通する吸気流路と、
前記エンジンから排出されたガスが流通する排気流路と、
前記吸気流路に設けられ、前記吸気流路を流通する空気を圧縮するコンプレッサと、
前記吸気流路における前記コンプレッサの下流側と前記コンプレッサの上流側とを連通するバイパス流路と、
前記バイパス流路の開度を変更可能なエアブローバルブと、
前記排気流路に設けられる触媒と、
前記排気流路における前記触媒の下流側と前記吸気流路における前記コンプレッサの上流側とを連通するＥＧＲ流路と、
前記ＥＧＲ流路の開度を変更可能なＥＧＲバルブと、
前記排気流路における前記触媒の下流側に設けられ、前記排気流路を流通する酸素の濃度を検出するＯ２センサと、
制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
１つまたは複数のプロセッサと、
前記プロセッサに接続される１つまたは複数のメモリと、
を有し、
前記プロセッサは、
前記エンジンの燃料カット時に、前記エアブローバルブおよび前記ＥＧＲバルブを共に開状態とし、前記コンプレッサにより圧縮された空気を、前記バイパス流路および前記ＥＧＲ流路を通じて前記排気流路の前記Ｏ２センサに供給することと、
前記コンプレッサにより圧縮された空気が前記Ｏ２センサに供給された状態で、前記Ｏ２センサに異常があるかを診断することと、
を含む処理を実行する。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、Ｏ２センサの診断を早期に終了させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本実施形態にかかる診断装置が適用される車両の構成を示す概略図である。

【図2】図２は、Ｏ２センサの診断について説明する図である。

【図3】図３は、診断制御部の動作の流れを説明する第１のフローチャートである。

【図4】図４は、診断制御部の動作の流れを説明する第２のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下に添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す具体的な寸法、材料、数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

【0010】

図１は、本実施形態にかかる診断装置１が適用される車両２の構成を示す概略図である。車両２は、エンジン１０を備えるエンジン車である。なお、車両２は、エンジン１０とモータジェネレータとを備えるハイブリッド電気自動車であってもよい。

【0011】

エンジン１０は、ピストン２０、シリンダ２２、吸気ポート２４、排気ポート２６、吸気バルブ２８、排気バルブ３０およびインジェクタ３２を有する。

【0012】

ピストン２０は、シリンダ２２の内部に摺動可能に収容される。吸気ポート２４および排気ポート２６は、シリンダ２２の内部に連通する。吸気バルブ２８は、吸気ポート２４を開閉する。排気バルブ３０は、排気ポート２６を開閉する。

【0013】

吸気バルブ２８が開状態となると、吸気ポート２４を通じてシリンダ２２の内部に空気が送入される。インジェクタ３２は、シリンダ２２の内部に燃料を噴射する。シリンダ２２の内部において、空気と燃料との混合気が燃焼することで、ピストン２０がシリンダ２２の内部で摺動する。ピストン２０は、コネクティングロッド３４を介してクランクシャフト３６に連結される。ピストン２０が摺動すると、クランクシャフト３６が回転する。クランクシャフト３６の回転によるエンジン１０の駆動力は、車輪に伝達される。

【0014】

排気バルブ３０が開状態になると、排気ポート２６を通じてシリンダ２２の内部のガスがシリンダ２２の外部に排出される。

【0015】

車両２は、吸気流路４０および排気流路４２を備える。吸気流路４０は、吸気ポート２４に繋がっている。吸気流路４０には、吸気ポート２４を通じてシリンダ２２の内部に送入される空気が流通する。換言すると、吸気流路４０には、エンジン１０に供給する空気が流通する。以後、説明の便宜のため、吸気流路４０に沿って相対的にエンジン１０から遠い方を、吸気流路４０の上流側という場合があり、吸気流路４０に沿って相対的にエンジン１０に近い方を、吸気流路４０の下流側という場合がある。

【0016】

排気流路４２は、排気ポート２６に繋がっている。排気流路４２には、排気ポート２６を通じてシリンダ２２の外部に排出されたガスが流通する。換言すると、排気流路４２には、エンジン１０から排出されたガスが流通する。以後、説明の便宜のため、排気流路４２に沿って相対的にエンジン１０に近い方を、排気流路４２の上流側という場合があり、排気流路４２に沿って相対的にエンジン１０から遠い方を、排気流路４２の下流側という場合がある。

【0017】

吸気流路４０には、空気が流通する方向に沿った順に、すなわち、上流側から下流側に進む順に、エアクリーナ５０、インタークーラ５２、スロットルバルブ５４、インテークマニホールド５６が設けられる。エアクリーナ５０は、吸気流路４０に取り込む空気から異物を取り除く。インタークーラ５２は、吸気流路４０を流通する空気を冷却する。スロットルバルブ５４は、運転者の加速操作に応じて、シリンダ２２の内部に送入する空気量を調整する。

【0018】

ここで、エンジン１０は、１つのシリンダ２２に対して複数の吸気ポート２４が設けられてもよい。また、エンジン１０は、複数のシリンダ２２が設けられてもよい。例えば、吸気流路４０におけるスロットルバルブ５４より上流側は、１つの吸気管により吸気流路が形成される。

【0019】

インテークマニホールド５６は、１つの入口に対して複数の出口を形成する多分岐管である。インテークマニホールド５６は、吸気ポート２４の数分だけ分岐している。インテークマニホールド５６の入口はスロットルバルブ５４の出口に繋がっている。インテークマニホールド５６の出口は、それぞれの吸気ポート２４に繋がっている。すなわち、インテークマニホールド５６は、スロットルバルブ５４から吸気ポート２４に繋がる吸気流路４０を、吸気ポート２４ごとに分岐している。以後、インテークマニホールド５６を、インマニという場合がある。

【0020】

排気流路４２には、触媒６０が設けられる。触媒６０は、例えば、三元触媒などであり、シリンダ２２から排出されたガスを浄化する。

【0021】

車両２は、過給機７０を備える。過給機７０は、コンプレッサ７２、排気タービン７４および軸部７６を有する。コンプレッサ７２は、吸気流路４０に設けられ、吸気流路４０におけるエアクリーナ５０とインタークーラ５２との間に位置する。排気タービン７４は、排気流路４２に設けられ、排気流路４２における排気ポート２６と触媒６０との間に位置する。軸部７６は、コンプレッサ７２と排気タービン７４とを連結する。

【0022】

排気タービン７４は、排気流路４２をガスが流通することで回転する。排気タービン７４が回転すると、軸部７６を介してコンプレッサ７２が駆動する。コンプレッサ７２は、駆動することで、吸気流路４０を流通する空気を圧縮する。なお、過給機７０は、コンプレッサ７２をモータで駆動させる電動過給機であってもよい。

【0023】

以後、コンプレッサ７２により圧縮された空気を、圧縮空気という場合がある。また、コンプレッサ７２における圧縮前の空気を取得する端部を、コンプレッサ７２の入口という場合があり、コンプレッサ７２における圧縮空気を送出する端部を、コンプレッサ７２の出口という場合がある。

【0024】

車両２は、バイパス流路８０およびエアブローバルブ８２を備える。バイパス流路８０は、吸気流路４０におけるコンプレッサ７２の下流側とコンプレッサ７２の上流側とを連通する。より詳細には、バイパス流路８０におけるコンプレッサ７２の下流側端は、吸気流路におけるコンプレッサ７２とインタークーラ５２との間の位置に接続されている。バイパス流路８０におけるコンプレッサ７２の上流側端は、吸気流路４０におけるエアクリーナ５０とコンプレッサ７２との間の位置に接続されている。

【0025】

エアブローバルブ８２は、バイパス流路８０に設けられ、バイパス流路８０の開度を変更可能な構成となっている。エアブローバルブ８２が閉状態となっている場合、コンプレッサ７２による圧縮空気は、吸気流路４０を通じてエンジン１０に供給される。エアブローバルブ８２が開状態となっている場合、コンプレッサ７２による圧縮空気は、バイパス流路８０を通じて、吸気流路４０におけるコンプレッサ７２の上流側に移動可能となる。以後、エアブローバルブ８２を、ＡＢＶと表記する場合がある。

【0026】

車両２は、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation：排気再循環）の機能を有する。すなわち、車両２は、ＥＧＲ流路９０、ＥＧＲクーラ９２、ＥＧＲバルブ９４を備える。

【0027】

ＥＧＲ流路９０は、排気流路４２における触媒６０の下流側と、吸気流路４０におけるコンプレッサ７２の上流側とを連通する。以後、ＥＧＲ流路９０における相対的に吸気流路４０に近い方を、ＥＧＲ流路９０の吸気流路側という場合があり、ＥＧＲ流路９０における相対的に排気流路４２に近い方を、ＥＧＲ流路９０の排気流路側という場合がある。

【0028】

ＥＧＲ流路９０における吸気流路側端は、吸気流路４０におけるコンプレッサ７２の上流側とバイパス流路８０とが接続される位置と大凡同じ位置に接続されている。なお、ＥＧＲ流路９０における吸気流路側端の位置は、吸気流路４０におけるコンプレッサ７２の上流側とバイパス流路８０とが接続される位置に対して、相対的に吸気流路４０の上流側あるいは下流側にずれていてもよい。

【0029】

ＥＧＲクーラ９２は、ＥＧＲ流路９０に設けられる。ＥＧＲクーラ９２は、ＥＧＲ流路９０を流通するガスを冷却する。

【0030】

ＥＧＲバルブ９４は、ＥＧＲ流路９０に設けられる。ＥＧＲバルブ９４は、ＥＧＲ流路９０において、ＥＧＲ流路９０と吸気流路４０との接続点と、ＥＧＲクーラ９２との間に位置する。ＥＧＲバルブ９４は、ＥＧＲ流路９０の開度を変更可能な構成となっている。

【0031】

エンジン１０の駆動中、ＥＧＲ流路９０が開状態とされると、エンジン１０から排出されたガスの一部が、排気流路４２、ＥＧＲ流路９０および吸気流路４０を通じてエンジン１０に供給される。エンジン１０に供給された当該ガスが燃焼に利用されることで、エンジン１０から排出されるガス中の窒素酸化物を低減することができる。

【0032】

車両２は、Ｏ２センサ１００を備える。Ｏ２センサ１００は、排気流路４２における触媒６０の下流側に設けられる。より詳細には、Ｏ２センサ１００は、排気流路４２において、ＥＧＲ流路９０と排気流路４２との接続点よりも下流側に位置する。Ｏ２センサ１００は、排気流路４２を流通する酸素の濃度を検出する。

【0033】

車両２は、コンプレッサ後圧力センサ１１０、インマニ圧力センサ１１２、エンジン回転数センサ１１４およびアクセルペダルセンサ１１６を備える。

【0034】

コンプレッサ後圧力センサ１１０は、吸気流路４０におけるコンプレッサ７２とインタークーラ５２との間の位置に設けられる。例えば、コンプレッサ後圧力センサ１１０は、吸気流路４０におけるコンプレッサ７２の下流側とバイパス流路８０との接続点の位置に設けられる。コンプレッサ後圧力センサ１１０は、当該コンプレッサ後圧力センサ１１０が設けられた位置における空気の圧力を検出する。以後、コンプレッサ後圧力センサ１１０により検出される空気の圧力を、コンプレッサ後圧力という場合がある。

【0035】

なお、コンプレッサ後圧力センサ１１０は、吸気流路４０におけるコンプレッサ７２とインタークーラ５２との間に位置する態様に限らない。例えば、コンプレッサ後圧力センサ１１０は、吸気流路４０におけるコンプレッサ７２の出口からインテークマニホールド５６の入口までの範囲の任意の位置に設けられてもよい。つまり、コンプレッサ後圧力センサ１１０は、吸気流路４０におけるコンプレッサ７２の下流側とバイパス流路８０との接続点の位置の空気の圧力を検出する態様に限らない。あるいは、コンプレッサ後圧力センサ１１０は、吸気流路４０におけるコンプレッサ７２とインタークーラ５２との間の位置の空気の圧力を検出する態様に限らない。例えば、コンプレッサ後圧力センサ１１０は、吸気流路４０におけるコンプレッサ７２の出口からインテークマニホールド５６の入口までの範囲における空気の圧力を検出するものであってもよい。

【0036】

インマニ圧力センサ１１２は、インテークマニホールド５６に設けられる。インマニ圧力センサ１１２は、当該インマニ圧力センサ１１２が設けられた位置における空気の圧力を検出する。すなわち、インマニ圧力センサ１１２は、吸気流路４０におけるインテークマニホールド５６内の空気の圧力を検出する。

【0037】

エンジン回転数センサ１１４は、エンジン１０の回転数を検出する。以後、エンジン１０の回転数をエンジン回転数という場合がある。アクセルペダルセンサ１１６は、運転者の加速操作に対応するアクセルペダルの操作量を検出する。

【0038】

車両２は、制御装置１２０を備える。制御装置１２０は、１つまたは複数のプロセッサ１３０と、プロセッサ１３０に接続される１つまたは複数のメモリ１３２とを備える。メモリ１３２は、プログラム等が格納されたＲＯＭおよびワークエリアとしてのＲＡＭを含む。プロセッサ１３０は、プログラムを実行することで、車両２全体を制御する。例えば、制御装置１２０は、エンジン１０などを制御する。

【0039】

プロセッサ１３０は、プログラムを実行することで、Ｏ２センサ１００の診断を行う診断制御部１４０としても機能する。診断制御部１４０については、後に詳述する。

【0040】

図２は、Ｏ２センサ１００の診断について説明する図である。図２の横軸は、時間であり、縦軸は、Ｏ２センサ１００の検出値を示す。図２の一点鎖線Ａ１０は、従来の診断動作でＯ２センサ１００の診断を行ったときのＯ２センサ１００の検出値の時間推移を示す。図２の実線Ａ２０は、本実施形態の診断装置１を用いたときのＯ２センサ１００の検出値の時間推移を示す。

【0041】

Ｏ２センサ１００の診断は、Ｏ２センサ１００に酸素を供給することで行われる。そして、Ｏ２センサ１００の診断は、供給された酸素に応じて、Ｏ２センサ１００の検出値が、リッチ状態を示す第１の値からリーン状態を示す第２の値に変化したかを確認することによって行われる。

【0042】

リッチ状態は、理論空燃比よりも燃料の割合が多い状態である。リーン状態は、理論空燃比よりも空気の割合が多い状態である。

【0043】

まず、従来の診断動作について説明する。Ｏ２センサ１００の診断を行う前、エンジン１０内の雰囲気は、リッチ状態になっているとする。Ｏ２センサ１００の診断を行う際、エンジン１０を燃料カット状態にさせる。燃料カット状態とは、インジェクタ３２から燃料を噴射せずにエンジン１０の駆動が継続される状態を示す。

【0044】

エンジン１０が燃料カット状態になると、燃料が噴射されないため、エンジン１０内の雰囲気が、リッチ状態からリーン状態に変化する。そうすると、エンジン１０から排出されるガスの雰囲気も、リッチ状態からリーン状態に変化する。

【0045】

エンジン１０から排出されたガスは、排気流路４２を流通し、触媒６０に至る。ここで、触媒６０には、酸素の吸蔵能力がある。これにより、エンジン１０から排出されたガスに含まれる酸素は、当該吸蔵能力を超えるまで、触媒６０に吸蔵されて、触媒６０の下流に送出されることが抑制される。そうすると、酸素が触媒６０に吸蔵されている間は、Ｏ２センサ１００には、酸素がほとんど到達しない。Ｏ２センサ１００に多量の酸素が到達するのは、触媒６０に供給される酸素が吸蔵能力を超えた後となる。

【0046】

これを踏まえると、従来では、例えば、図２の時点Ｔ１０において燃料カット状態とされてＯ２センサ１００の診断が開始されたとして、時点Ｔ２０まで酸素が触媒６０に吸蔵される。酸素が触媒６０に吸蔵されている間、Ｏ２センサ１００に酸素がほとんど到達しないため、Ｏ２センサ１００の検出値は、時点Ｔ１０から時点Ｔ２０までの時間Ｂ１０において、リッチ状態を示す第１の値が継続される。

【0047】

そして、従来では、例えば、一点鎖線Ａ１０で示すように、Ｏ２センサ１００の検出値は、時点Ｔ２０の後に徐々に低下して、リーン状態を示す第２の値に至る。このとき、時点Ｔ２０から時点Ｔ３０までの所定時間Ｃ１０内に、Ｏ２センサ１００の検出値が第２の値に至れば、Ｏ２センサ１００に異常がないと判定することができる。一方、当該所定時間Ｃ１０内にＯ２センサ１００の検出値が第２の値に至らなければ、Ｏ２センサ１００に異常があると判定することができる。

【0048】

このように、従来では、触媒６０の吸蔵能力に起因して、Ｏ２センサ１００の診断に時間がかかっていた。その結果、エンジン１０を燃料カット状態にさせる時間も長く必要であった。

【0049】

さらに、触媒６０が酸素を吸蔵している時間Ｂ１０では、エンジン１０の雰囲気がリッチ状態からリーン状態に切り替わっているものの、Ｏ２センサ１００の検出値は、リッチ状態が継続されている。

【0050】

ここで、エンジン１０を制御する制御装置１２０は、Ｏ２センサ１００の検出値に基づいてエンジン１０内の雰囲気の補正を行うことがある。例えば、Ｏ２センサ１００の検出値が制御目標に対してリッチ状態側の値である場合、エンジン１０内の雰囲気が制御目標に近づくようにリーン状態側に補正される。

【0051】

上述のように、従来では、時間Ｂ１０の間、Ｏ２センサ１００の検出値がリッチ状態を示す第１の値となっている。このため、時間Ｂ１０の間、エンジン１０内の雰囲気がリーン状態であるにも拘わらず、エンジン１０内の雰囲気をよりリーン状態にする方向に過度の補正が行われるおそれがある。このような過度な補正が行われたときも、車両２から排出されるガスの成分が所定の規制値以内に収まるようにするとなると、触媒６０の性能等が、必要以上に高度になることがある。つまり、従来では、Ｏ２センサ１００の診断に時間がかかっていたことで、触媒６０の性能等にも影響が生じていた。

【0052】

そこで、本実施形態の診断制御部１４０は、エンジン１０の燃料カット時に、エアブローバルブ８２およびＥＧＲバルブ９４を共に開状態とする。そうすることで、診断制御部１４０は、コンプレッサ７２により圧縮された空気を、バイパス流路８０およびＥＧＲ流路９０を通じて排気流路４２のＯ２センサ１００に供給する。そして、本実施形態の診断制御部１４０は、コンプレッサ７２により圧縮された空気がＯ２センサ１００に供給された状態で、Ｏ２センサ１００に異常があるかを診断する。

【0053】

これにより、本実施形態の診断装置１では、触媒６０を経由することなく、Ｏ２センサ１００に酸素を供給することができる。その結果、本実施形態の診断装置１では、Ｏ２センサ１００に供給する酸素が触媒６０に吸蔵されることを回避することができる。

【0054】

例えば、本実施形態では、図２の時点Ｔ１０においてエンジン１０が燃料カット状態とされ、かつ、エアブローバルブ８２およびＥＧＲバルブ９４が共に開状態とされて、Ｏ２センサ１００の診断が開始されたとする。そうすると、時点Ｔ１０の後、直ぐに、コンプレッサ７２による圧縮空気、すなわち、酸素を多く含む新気が、バイパス流路８０およびＥＧＲ流路９０を通じてＯ２センサ１００に供給される。

【0055】

これにより、本実施形態では、触媒６０の吸蔵能力に拘わらず、図２の実線Ａ２０で示すように、時点Ｔ１０の後に遅滞なく、Ｏ２センサ１００の検出値が、リッチ状態を示す第１の値からリーン状態を示す第２の値に変化する。そのため、本実施形態では、図２の時点Ｔ２０よりも前の時点Ｔ４０において、Ｏ２センサ１００の診断を終了することができる。このように、本実施形態では、従来と比べ、図２の実線Ａ２０で示すように、Ｏ２センサ１００の診断を、診断が開始されてから早期に終了させることができる。

【0056】

より詳細には、診断制御部１４０は、エアブローバルブ８２およびＥＧＲバルブ９４を共に開状態とした時点から所定時間内に、Ｏ２センサ１００の検出値が、リッチ状態を示す第１の値からリーン状態を示す第２の値に変化した場合、Ｏ２センサ１００に異常がないと判定する。一方、診断制御部１４０は、当該所定時間内に、Ｏ２センサ１００の検出値が、第２の値に到達しなかった場合、Ｏ２センサ１００に異常があると判定する。

【0057】

本実施形態における所定時間は、例えば、触媒６０の酸素の吸蔵能力に従った酸素の吸蔵時間よりも短い時間に設定されてもよい。例えば、図２の時点Ｔ１０が、エアブローバルブ８２およびＥＧＲバルブ９４を共に開状態とした時点であり、時点Ｔ１０から時点Ｔ４０までが、本実施形態における所定時間Ｃ２０である。図２で示すように、所定時間Ｃ２０は、触媒６０における酸素の吸蔵時間に対応する時間Ｂ１０よりも短くなっている。

【0058】

上述のように、本実施形態では、Ｏ２センサ１００の診断を早期に終了させることができる。その結果、本実施形態では、エンジン１０を燃料カット状態にさせる時間を短くすることができる。さらに、本実施形態では、エンジン１０が燃料カット状態になってから早期にＯ２センサ１００の検出値がリーン状態を示す第２の値に変化するため、エンジン１０内の雰囲気が過度に補正されることを抑制することができる。その結果、本実施形態では、Ｏ２センサ１００の診断が、触媒６０の性能等に影響を及ぼすことを抑制することができる。

【0059】

また、図２で示すように、従来では、触媒６０における酸素の吸蔵の影響により、所定時間Ｃ１０を比較的長く設定する必要があった。これに対し、本実施形態では、触媒６０を経由せずに酸素をＯ２センサ１００に供給できるため、所定時間Ｃ２０を、従来の所定時間Ｃ１０よりも短くすることができる。このことから、本実施形態では、Ｏ２センサ１００の診断をより早期に終了させることができる。

【0060】

図３は、診断制御部１４０の動作の流れを説明する第１のフローチャートである。診断制御部１４０は、所定時間が経過するごとに訪れる第１の割込みタイミングが到来するごとに、図３の一連の処理を繰り返し行う。

【0061】

第１の割込みタイミングが到来すると、診断制御部１４０は、まず、Ｏ２センサ１００が活性化済みであるかを判定する（Ｓ１０）。ここで、Ｏ２センサ１００は、ヒータ等で加熱しなければ使用することができない。Ｏ２センサ１００をヒータで加熱すると、ヒータで加熱する前と比べ、Ｏ２センサ１００の内部抵抗が低下する。診断制御部１４０は、Ｏ２センサ１００の内部抵抗を取得し、当該内部抵抗が所定値以下であれば、Ｏ２センサ１００が活性化済み、すなわち、Ｏ２センサ１００が使用可能な状態であると判定する。

【0062】

Ｏ２センサ１００が活性化済みである場合（Ｓ１０におけるＹＥＳ）、診断制御部１４０は、アクセルがオフ状態であるかを判定する（Ｓ１１）。例えば、診断制御部１４０は、アクセルペダルセンサ１１６により検出されたアクセルペダルの操作量を取得する。取得したアクセルペダルの操作量が、実質的にゼロを示す値である場合、診断制御部１４０は、アクセルがオフ状態であると判定する。

【0063】

アクセルがオフ状態である場合（Ｓ１１におけるＹＥＳ）、診断制御部１４０は、エンジン回転数センサ１１４により検出されたエンジン回転数が所定回転数以上であるかを判定する（Ｓ１２）。

【0064】

アクセルがオフ状態であり（Ｓ１１におけるＹＥＳ）、かつ、エンジン回転数が所定回転数以上である場合（Ｓ１２におけるＹＥＳ）、診断制御部１４０は、エンジン１０を燃料カット状態にさせ（Ｓ１３）、図３の一連の処理を終了する。すなわち、診断制御部１４０は、インジェクタ３２に燃料の噴射を停止させる。なお、診断制御部１４０は、エンジン１０を燃料カット状態にさせた場合、燃料カット状態であるかを示す燃料カット状態フラグをオン状態にしてもよい。この燃料カット状態フラグは、オフされるまでオン状態が維持されてもよい。

【0065】

Ｏ２センサ１００が活性化済みではない場合（Ｓ１０におけるＮＯ）、診断制御部１４０は、燃料カット状態を解除させ（Ｓ１４）、図３の一連の処理を終了する。すなわち、診断制御部１４０は、インジェクタ３２に燃料の噴射を再開させる。また、アクセルがオフ状態ではない場合（Ｓ１１におけるＮＯ）、または、エンジン回転数が所定回転数未満である場合（Ｓ１２におけるＮＯ）についても、診断制御部１４０は、燃料カット状態を解除させる（Ｓ１４）。なお、診断制御部１４０は、燃料カット状態を解除させた場合、燃料カット状態フラグをオフ状態にしてもよい。

【0066】

図４は、診断制御部１４０の動作の流れを説明する第２のフローチャートである。診断制御部１４０は、所定時間が経過するごとに訪れる第２の割込みタイミングが到来するごとに、図４の一連の処理を繰り返し行う。

【0067】

第２の割込みタイミングが到来すると、診断制御部１４０は、まず、エンジン１０が燃料カット状態であるか否かを判定する（Ｓ２０）。例えば、診断制御部１４０は、燃料カット状態フラグがオン状態であれば、エンジン１０が燃料カット状態であると判定してもよい。

【0068】

燃料カット状態であると判定した場合（Ｓ２０におけるＹＥＳ）、診断制御部１４０は、コンプレッサ後圧力センサ１１０により検出されたコンプレッサ後圧力を取得し（Ｓ２１）、インマニ圧力センサ１１２により検出されたインマニ圧力を取得する（Ｓ２２）。

【0069】

診断制御部１４０は、コンプレッサ後圧力センサ１１０により検出されたコンプレッサ後圧力が、インマニ圧力センサ１１２により検出されたインマニ圧力より大きいか否かを判定する（Ｓ２３）。

【0070】

コンプレッサ後圧力がインマニ圧力より大きいと判定した場合（Ｓ２３におけるＹＥＳ）、診断制御部１４０は、コンプレッサ後圧力センサ１１０により検出されたコンプレッサ後圧力が、所定圧力以上であるか否かを判定する（Ｓ２４）。所定圧力は、例えば、燃料カット状態における排気流路４２のガスの圧力より高い値に設定される。

【0071】

コンプレッサ後圧力が所定圧力以上であると判定した場合（Ｓ２４におけるＹＥＳ）、診断制御部１４０は、ＥＧＲバルブ９４を開状態とすると共に（Ｓ２５）、エアブローバルブ８２を開状態とする（Ｓ２６）。これにより、コンプレッサ７２により圧縮された空気が、バイパス流路８０およびＥＧＲ流路９０を通じて排気流路４２のＯ２センサ１００に供給される。

【0072】

なお、診断制御部１４０は、ＥＧＲバルブ９４を駆動するアクチュエータを制御することでＥＧＲバルブ９４の開度を調整することができる。診断制御部１４０は、エアブローバルブ８２を駆動するアクチュエータを制御することでエアブローバルブ８２の開度を調整することができる。

【0073】

また、ＥＧＲバルブ９４が既に開状態となってる場合、ＥＧＲバルブ９４は開状態が維持される。また、ＥＧＲバルブ９４が閉状態となっていた場合、診断制御部１４０は、ＥＧＲバルブ９４を開状態とすることと、エアブローバルブ８２を開状態とすることとを、同期して行ってもよい。

【0074】

そして、ＥＧＲバルブ９４およびエアブローバルブ８２を開状態（Ｓ２５およびＳ２６）とした後、診断制御部１４０は、Ｏ２センサ１００の診断を行い（Ｓ２７）、図４の一連の処理を終了する。すなわち、診断制御部１４０は、コンプレッサ７２により圧縮された空気がＯ２センサ１００に供給された状態で、Ｏ２センサ１００に異常があるかを診断する。

【0075】

なお、Ｏ２センサ１００の診断が終了すると、診断制御部１４０は、ＥＧＲバルブ９４を閉状態としてもよい。また、Ｏ２センサ１００の診断の実行中、コンプレッサ７２は、継続して駆動されてもよい。また、Ｏ２センサ１００の診断が終了した後、エンジン１０の燃料カット状態を解除させてもよい。

【0076】

ステップＳ２４において、コンプレッサ後圧力が所定圧力未満であると判定した場合（Ｓ２４におけるＮＯ）、診断制御部１４０は、ＥＧＲバルブ９４を閉状態とし（Ｓ２８）、エアブローバルブ８２を開状態とし（Ｓ２９）、図４の一連の処理を終了する。この場合、コンプレッサ７２の下流側の空気の圧力が、排気流路４２のガスの圧力より小さいと推定され、コンプレッサ７２の下流側の空気を、バイパス流路８０およびＥＧＲ流路９０を通じて排気流路４２に適切に送ることができない。このため、この場合、ＥＧＲバルブ９４が閉状態とされ、コンプレッサ７２の下流側の空気を排気流路４２に送ることを行わないようにする。ただし、コンプレッサ後圧力からインマニ圧力を減算した差圧が発生しているため、エアブローバルブ８２は、開状態とし、コンプレッサ７２の下流側の空気を、バイパス流路８０を通じてコンプレッサ７２の上流側に逃がし、当該差圧を減少させるようにする。

【0077】

ステップＳ２３において、コンプレッサ後圧力がインマニ圧力以下である場合（Ｓ２３におけるＮＯ）、診断制御部１４０は、ＥＧＲバルブ９４を閉状態とし（Ｓ３０）、エアブローバルブ８２を閉状態とし（Ｓ３１）、図４の一連の処理を終了する。この場合、コンプレッサ後圧力からインマニ圧力を減算した差圧が発生していないため、コンプレッサ７２の下流側の空気をコンプレッサ７２の上流側に逃がす必要がないことから、エアブローバルブ８２は、閉状態とされる。コンプレッサ７２の下流側の空気をコンプレッサ７２の上流側に逃がすことを行わないことから、ＥＧＲバルブ９４は、閉状態とされ、コンプレッサ７２の下流の空気を排気流路４２に送ることも行わないようにする。

【0078】

ステップＳ２０において、エンジン１０が燃料カット状態ではないと判定された場合（Ｓ２０におけるＮＯ）、診断制御部１４０は、ＥＧＲバルブ９４を通常制御とし（Ｓ３２）、エアブローバルブ８２を閉状態とし（Ｓ３３）、図４の一連の処理を終了する。この場合、エンジン１０が通常の駆動を行っている。このため、ＥＧＲバルブ９４が通常制御とされ、エンジン１０から排出されるガスを、ＥＧＲ流路９０を通じてエンジン１０に再循環させる。また、この場合、エアブローバルブ８２が閉状態とされ、コンプレッサ７２による圧縮空気がエンジン１０に供給される。なお、ＥＧＲバルブ９４の通常制御は、例えば、エンジン１０の負荷、エンジン回転数、吸気流量など、各種のパラメータに応じてＥＧＲバルブ９４の開度が制御されることを示す。

【0079】

以上のように、本実施形態の診断装置１では、エンジン１０の燃料カット時に、エアブローバルブ８２およびＥＧＲバルブ９４が共に開状態とされ、コンプレッサ７２により圧縮された空気が、バイパス流路８０およびＥＧＲ流路９０を通じて排気流路４２のＯ２センサ１００に供給される。そして、本実施形態の診断装置１では、コンプレッサ７２により圧縮された空気がＯ２センサ１００に供給された状態で、Ｏ２センサ１００に異常があるかが診断される。

【0080】

これにより、本実施形態の診断装置１では、触媒６０を経由することなく、酸素をＯ２センサ１００に供給することが可能であるため、酸素が触媒６０で吸蔵されることを回避することができる。このため、本実施形態の診断装置１では、Ｏ２センサ１００の検出値を、リーン状態を示す第２の値に早期に変化させることができる。

【0081】

したがって、本実施形態の診断装置１によれば、Ｏ２センサ１００の診断を早期に終了させることができる。その結果、本実施形態の診断装置１では、エンジン１０を燃料カット状態とする時間を短くすることができる。

【0082】

また、本実施形態の診断装置１では、エアブローバルブ８２およびＥＧＲバルブ９４を共に開状態とした時点から所定時間内に、Ｏ２センサ１００の検出値が、リッチ状態を示す第１の値からリーン状態を示す第２の値に変化した場合、Ｏ２センサ１００に異常がないと判定される。一方、本実施形態の診断装置１では、所定時間内に、Ｏ２センサ１００の検出値が、第２の値に到達しなかった場合、Ｏ２センサ１００に異常があると判定される。これにより、本実施形態の診断装置１では、Ｏ２センサ１００の異常を的確に判定することができる。

【0083】

また、本実施形態の診断装置１では、エンジン１０が燃料カット状態であり、コンプレッサ後圧力がインマニ圧力より高く、かつ、コンプレッサ後圧力が所定圧力以上である場合、エアブローバルブ８２およびＥＧＲバルブ９４が共に開状態とされる。これにより、本実施形態の診断装置１では、コンプレッサ７２による圧縮空気を、Ｏ２センサ１００に適切に供給することができる。

【0084】

また、本実施形態の診断装置１では、アクセルがオフ状態であり、かつ、エンジン１０の回転数が所定回転数以上である場合、エンジン１０が燃料カット状態にされる。これにより、本実施形態の診断装置１では、エンジン１０が停止することなく、エンジン１０を適切に燃料カット状態にさせることができる。

【0085】

以上、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【符号の説明】

【0086】

１ 診断装置
１０ エンジン
４０ 吸気流路
４２ 排気流路
５６ インテークマニホールド
６０ 触媒
７２ コンプレッサ
８０ バイパス流路
８２ エアブローバルブ
９０ ＥＧＲ流路
９４ ＥＧＲバルブ
１００ Ｏ２センサ
１１０ コンプレッサ後圧力センサ
１１２ インマニ圧力センサ
１２０ 制御装置
１３０ プロセッサ
１３２ メモリ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】