JP2005201174A - 故障診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 クランク角センサの異常を、正確に検出する。
【解決手段】 エンジンＥＣＵは、特定の気筒の燃焼圧が予め定められた値以上となるか否かを判断するステップ（Ｓ１０００）と、クランク角センサからの入力があるか否かを判断するステップ（Ｓ１１００）と、欠歯判定を行なうステップ（Ｓ１２００）と、欠歯が正しい位置にあるか否かを判断するステップ（Ｓ１３００）と、欠歯が正しい位置にあると（Ｓ１３００にてＹＥＳ）、クランク角センサの動作は正常であると判定するステップ（Ｓ１４００）と、欠歯が正しい位置にないと（Ｓ１３００にてＮＯ）、クランク角センサの動作は異常であると判定するステップ（Ｓ１８００）とを含むプログラムを実行する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、エンジンに設けられる軸の状態を検知する検知装置の故障診断装置に関し、特に、エンジンの燃焼室内の圧力に基づいて検知装置の故障を診断する故障診断装置に関する。

従来、エンジンの燃焼室における燃焼により発生する駆動力により回転する軸の状態を検知する検知装置がエンジンに設けられる。たとえば、クランク角センサは、クランクシャフトの回転角の状態を検知する。このクランク角センサが故障すると、エンジンの回転数が不明となり、エンジンの回転数に基づく制御を行なうことが困難となる。

そこで、上述の問題に鑑み、特開昭５８−１９７４５２号公報（特許文献１）は、クランク角センサが故障した場合でも支障なく点火動作および燃料噴射を行なうことのできる電子制御装置を開示する。この電子制御装置は、クランク角センサの信号が出力されなくなった場合にクランク角センサが故障したものと判定し、その場合には、クランク角センサの信号以外の運転状態信号（たとえば、吸気量信号）から期間の回転速度を検出し、その値に対応した周波数の信号を点火信号および噴射パルスの代わりとするように自動的に切り換えるように構成している。

特許文献１によると、クランク角センサが故障した場合でも、広い運転範囲にわたって安定した運転を行なうことが可能となる。
特開昭５８−１９７４５２号公報

特許文献１において、クランク角センサの故障は、クランク角センサの信号が出力されなかった場合に判定される。また、特許文献１は、クランク角センサの信号の代わりに吸気量信号から回転速度を検出する方法を開示する。

しかしながら、クランク角センサの出力信号の有無による故障の判定および吸気量に基づいてクランクシャフトの回転速度の検知を行なう特許文献１における電子制御装置では、気筒判別およびクランクシャフトの回転角が不明のため、パルス抜け、ノイズなどによるパルス多発などのクランク角センサの異常を検出することができない。また、吸気量に基づいてクランク角センサの異常を判定すると、吸気量が少ないときは、クランク角センサの異常が判定できない。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、クランク角センサの異常を、正確に検出する故障診断装置を提供することである。

第１の発明に係る故障診断装置は、エンジンに設けられ、エンジンの燃焼室における燃焼により発生する駆動力により回転する軸の状態を検知する検知装置の故障を診断する故障診断装置である。故障診断装置は、燃焼室内の圧力を検知するための圧力検知手段と、圧力検知手段により検知される圧力の変化に基づき解析される軸の状態と、検知装置により検知される軸の状態とに基づいて、軸の回転に伴い変化する物理量の異常を検知して、検知装置の故障を診断するための診断手段とを含む。

第１の発明によると、故障診断装置は、エンジンに設けられ、エンジンの燃焼室における燃焼により発生する駆動力により回転する軸（たとえば、クランクシャフト）の状態（たとえば、回転角の状態）を検知する検知装置（たとえば、クランク角センサ）の故障を診断する。そして、故障診断装置は、燃焼室内の圧力を検知するための圧力検知手段と、圧力検知手段により検知される圧力の変化に基づき解析される回転角と、クランク角センサにより検知される回転角とに基づいて、クランクシャフトの回転に伴い変化する物理量の異常を検知して、クランク角センサの故障を診断する。これにより、たとえば、圧力検知手段により検知される圧力が予め定められた値以上となるときに、クランク角センサから予め定められた入力があるか否かを検知する。このとき、予め定められた入力がないとクランク角センサが故障したと診断する。具体的には、たとえば、複数の気筒を有するエンジンにおいて、気筒内の燃焼による圧力の変化は、クランクシャフトの回転角と対応づけることができる。すなわち、予め定められた気筒において、圧力検知手段により検知される圧力が極大値となる時（たとえば、燃焼圧のピーク時）に基づき解析されるクランクシャフトの回転角と、クランク角センサにより検知される基準となる位置（たとえば、タイミングロータの欠歯位置）に基づくクランクシャフトの回転角とに基づいて、クランク角センサの故障を診断する。このとき、クランク角センサにより検知される回転角と燃焼圧に基づく回転角との差が予め定められた範囲以上となると、クランク角センサが故障したと診断できる。また、複数の気筒を有する場合、それぞれの気筒に対して圧力検知手段を設けると、それぞれの気筒における燃焼圧を検知できる。そのため、どの気筒がどの行程にあるかを検出することができる。すなわち、気筒判別を行なうことができる。したがって、クランク角センサの異常を正確に検出する故障診断装置を提供することができる。また、圧力検知手段により検知される圧力の変化に基づいて、クランク角センサの異常を検出するため、吸気量が少ない場合においても、クランク角センサの異常を検出することができる。

第２の発明に係る故障診断装置においては、第１の発明の構成に加えて、エンジンは、複数の気筒を有する。軸の状態は、軸の回転角の状態である。診断手段は、複数の気筒のうち、予め定められた気筒において、圧力検知手段により検知される圧力が予め定められた圧力以上になると、圧力の変化に基づく回転角と、検知装置により検知される回転角とに基づいて、検知装置の故障を診断するための手段を含む。

第２の発明によると、回転状態は、軸（たとえば、クランクシャフト）の回転角である。診断手段は、複数の気筒のうちの予め定められた気筒において、圧力検知手段により検知される圧力が予め定められた圧力以上になると、圧力に変化に基づくクランクシャフトの回転角と、検知装置（たとえば、クランク角センサ）により検知されるクランクシャフトの回転角とに基づいて、クランク角センサの故障を診断する。これにより、予め定められた気筒において、たとえば、圧力検知手段により検知される圧力が極大値となる時（たとえば、燃焼圧のピーク時）に基づくクランクシャフトの回転角と、クランク角センサにより検知される基準となる位置（たとえば、タイミングロータの欠歯位置）に基づくクランクシャフトの回転角とを比較すると、クランク角センサの故障を診断することができる。

第３の発明に係る故障診断装置においては、第２の発明の構成に加えて、診断手段は、圧力検知手段により検知される圧力の極大値に対応する回転角と、検知装置により検知される回転角とを比較して、比較結果に基づいて、検知装置の故障を診断するための手段を含む。

第３の発明によると、診断手段は、圧力検知手段により検知される圧力が極大値となる時（たとえば、燃焼圧のピーク時）に対応する軸（たとえば、クランクシャフト）の回転角と、検知装置（たとえば、クランク角センサ）により検知されるクランクシャフトの回転角とを比較して、比較結果に基づいて、クランク角センサの故障を診断することができる。

第４の発明に係る故障診断装置においては、第１または２の発明の構成に加えて、検知装置は、エンジンのカムシャフトの状態を検知するものである。

第４の発明によると、検知装置は、エンジンのカムシャフトの回転状態を検知するカム角センサである。これにより、故障診断装置は、カム角センサの故障を診断することができる。

第５の発明に係る故障診断装置においては、第１〜３のいずれかの発明の構成に加えて、検知装置は、エンジンの出力軸の状態を検知するものである。

第５の発明によると、検知装置は、エンジンの出力軸の回転状態を検知するクランク角センサである。これにより、故障診断装置は、クランク角センサの故障を診断することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る故障診断装置について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

＜第１の実施の形態＞
図１に示すように、本実施の形態に係る故障診断装置が設けられる車両のエンジン２００は、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００と、カム角センサ１０２と、クランク角センサ１０４と、燃焼圧センサ１０６と、クランクシャフト１０８と、タイミングロータ１１０と、ピストン１１２と、燃焼室１１４と、吸気経路１１６と、排気経路１１８と、カムシャフト１２０とから構成される。本実施の形態に係る故障診断装置は、エンジンＥＣＵ１００が実行するプログラムにより実現される。

エンジン２００において、吸気経路１１６から吸気された空気と、燃料噴射インジェクタ（図示せず）から噴射された燃料とが混合された混合気は、燃焼室１１４内において点火プラグ（図示せず）の点火により燃焼する。燃焼により生じた圧力すなわち、燃焼圧によりピストン１１２が押し下げられる。ピストン１１２が押し下げられることにより、クランク機構を介して、クランクシャフト１０８が回転させられる。クランクシャフト１０８の回転により、チェーン等で連結されたカムシャフト１２０，１２２が回転させられる。そして、カムシャフト１２０，１２２の回転により、燃焼室１１４の上部に設けられたバルブの開閉が行なわれる。バルブの開閉により、燃焼室１１４内の燃焼後の排気ガスは、排気経路１１８を通り、外部に排気される。

また、エンジン２００は、複数の気筒を有する。エンジン２００は、特に限定されないが、本実施の形態において、たとえば、４気筒を有する。そして、４つの気筒において、予め定められた順序で気筒内の点火処理が行なわれる。

カム角センサ１０２は、カムシャフト１２０に固定されたタイミングロータ（図示せず）に設けられた凸形状の歯部に対向するように設けられる。そして、タイミングロータの回転に応じて、カム角センサ１０２は、カムポジション検知信号をエンジンＥＣＵ１００に送信する。具体的には、タイミングロータに設けられた歯部とカム角センサ１０２とのエアギャップの変化に応じて、カムポジション検知信号をエンジンＥＣＵ１００に送信する。

クランク角センサ１０４は、クランクシャフト１０８に固定されたタイミングロータ１１０と対向するように設けられる。タイミングロータ１１０は、複数の凸形状の歯部を有する。複数の歯部は、予め定められた間隔毎の角度に設けられる。クランク角センサ１０４は、コイル等から構成され、タイミングロータ１１０が回転すると、クランク角センサ１０４は、複数の歯部とのエアギャップに応じて、クランクポジション検知信号をエンジンＥＣＵ１００に送信する。

また、タイミングロータ１１０は、予め定められた位置に欠歯を有する。エンジンＥＣＵ１００は、クランク角センサ１０４により検知される欠歯の位置を基準位置として、クランクシャフト１０８の回転角を検知する。

燃焼圧センサ１０６は、４気筒のそれぞれの燃焼室１１４内に設けられる。燃焼圧センサ１０６に設けられた圧電素子により燃焼室１１４内の燃焼圧が検知される。燃焼圧センサ１０６は、検知される燃焼圧に応じた燃焼圧検知信号をエンジンＥＣＵ１００に送信する。４気筒のそれぞれに燃焼圧センサ１０６を設けることにより、それぞれの気筒における燃焼圧を検知できる。そのため、どの気筒がどの行程にあるかを検出することができる。すなわち、気筒判別を行なうことができる。

エンジンＥＣＵ１００は、カム角センサ１０２、クランク角センサ１０４および燃焼圧センサ１０６から送信される各種信号を受信する。また、エンジンＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）（図示せず）と、各種データやプログラムが記憶されたメモリ（図示せず）とから構成される。

本実施の形態に係る故障診断装置は、燃焼圧センサ１０６により検知される燃焼圧の変化に基づき解析されるクランクシャフト１０８の回転角の状態と、クランク角センサ１０４により検知されるクランクシャフト１０８の回転角の状態とに基づいて、クランクシャフト１０８の回転に伴い変化する物理量の異常を検知して、クランク角センサ１０４の故障を診断する。具体的には、複数の気筒を有するエンジンにおいて、気筒内の燃焼による圧力の変化は、クランクシャフトの回転角と対応づけることができる。すなわち、特定の気筒において、クランク角センサ１０４がタイミングロータ１１０の欠歯の位置を検知する時のクランクシャフト１０８の回転角と、燃焼圧センサ１０６により検知される燃焼圧が極大値となる、いわゆる燃焼圧のピーク時とを対応づけることにより、クランク角センサ１０４の故障を診断することを特徴とする。

すなわち、燃焼圧センサ１０６により検知される燃焼圧の変化に基づくクランクシャフト１０８の回転角と、クランク角センサ１０４により検知されるクランクシャフト１０８の回転角とを比較して、クランク角センサ１０４により検知される回転角と、特定気筒における燃焼圧のピーク時に対応する回転角との差が予め定められた範囲以上となることでクランク角センサ１０４が故障したと判断する。なお、クランク角センサ１０４の故障とは、センサ内部の断線や短絡によりパルス抜け、パルス多発の状態である。

図２を参照して、本実施の形態に係る故障診断装置であるエンジンＥＣＵ１００で実行されるクランク角センサ１０４の故障を診断するプログラムの構造について説明する。

ステップ（以下、ステップをＳと略して記載する。）１０００にて、エンジンＥＣＵ１００は、特定の気筒の燃焼圧が予め定められた値以上か否かを判断する。特定の気筒は、４気筒のうちの予め定められた気筒である。特定の気筒は、たとえば、クランク角センサ１０４により、タイミングロータ１１０における欠歯を検知する時に、燃焼圧がピークとなる気筒である。燃焼圧がピークとなる時における特定の気筒の判別は、上述したように４気筒のそれぞれに燃焼圧センサ１０６を設けることにより判別することができる。本実施の形態において、燃焼圧がピークとなる時とは、燃焼圧が極大値となる時である。極大値となる時は、たとえば、単位時間当たりの燃焼圧の変化量に基づいて求めることができる。

Ｓ１１００にて、エンジンＥＣＵ１００は、クランク角センサ１０４からの入力があるか否かを判断する。すなわち、エンジンＥＣＵ１００は、クランク角センサ１０４から送信されるクランクポジション検知信号を受信するか否かを判断する。クランク角センサ１０４からの入力があると（Ｓ１１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１２００に移される。もしそうでないと（Ｓ１１００にてＮＯ）、処理はＳ１８００に移される。

Ｓ１２００にて、エンジンＥＣＵ１００は、欠歯判定を行なう。本実施の形態において、欠歯判定は、エンジンＥＣＵ１００において、クランク角センサ１０４から送信されるクランクポジション検知信号の周期に基づいて行なわれる。

Ｓ１３００にて、エンジンＥＣＵ１００は、検出された欠歯の位置が正しい位置にあるか否かを判断する。すなわち、エンジンＥＣＵ１００は、クランク角センサ１０４により検知される欠歯の位置に基づくクランクシャフト１０８の回転角と、燃焼圧センサ１０６により検知される燃焼圧が極大値となる燃焼圧のピーク時に対応するクランクシャフト１０８の回転角との差が予め定められた範囲内か否かを判断する。欠歯が正しい位置にあると（Ｓ１３００にてＹＥＳ）、処理はＳ１４００に移される。もしそうでないと（Ｓ１３００にてＮＯ）、処理はＳ１８００に移される。

Ｓ１４００にて、エンジンＥＣＵ１００は、クランク角センサ１０４の動作は正常であると診断する。Ｓ１５００にて、エンジンＥＣＵ１００は、クランク角センサ１０４からの入力があるか否かを判断する。クランク角センサ１０４から入力があると（Ｓ１５００にてＹＥＳ）、処理はＳ１６００に移される。もしそうでないと（Ｓ１５００にてＮＯ）、処理はＳ１８００に移される。

Ｓ１６００にて、エンジンＥＣＵ１００は、欠歯判定を行なう。欠歯判定は、上述のＳ１２００の欠歯判定と同様である。したがって、詳細な説明は繰返さない。

Ｓ１７００にて、エンジンＥＣＵ１００は、欠歯判定を行なった結果、欠歯があるか否かを判断する。欠歯があると（Ｓ１７００にてＹＥＳ）、処理はＳ１８００に移される。もしそうでないと（Ｓ１７００にてＮＯ）、処理はＳ２０００に移される。

Ｓ１８００にて、エンジンＥＣＵ１００はクランク角センサ１０４の動作に異常があると判定する。すなわち、エンジンＥＣＵ１００はクランク角センサ１０４が故障していると診断する。

Ｓ１９００にて、エンジンＥＣＵ１００は、警告ランプを点灯させる。そして、クランク角センサ１０４の故障に対応する故障コードをメモリに記憶させる。Ｓ２０００にて、エンジンＥＣＵ１００は、クランク角センサ１０４の動作は正常であると診断する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る故障診断装置のクランク角センサ１０４の故障を診断する動作について説明する。

図３（Ａ）〜（Ｆ）に示すように、エンジンＥＣＵ１００は、４気筒のそれぞれに設けられた燃焼圧センサ（１）〜（４）の出力信号を検知している。このとき、４気筒のうち、燃焼圧センサ（２）および燃焼圧センサ（３）が設けられる２つの特定の気筒において、燃焼圧が予め定められた値以上となると（Ｓ１０００にてＹＥＳ）、クランク角センサ１０４の入力があるか否かを判断する（Ｓ１１００）。図３（Ｆ）に示すように、各気筒において燃焼圧が予め定められた値以上になると、エンジンＥＣＵ１００は、基準信号を生成する。そして、図３（Ｅ）に示すように、各気筒において燃焼圧がピークになると、エンジンＥＣＵ１００は、ピーク信号を生成する。各気筒における燃焼圧が予め定められた値以下であると基準信号およびピーク信号は生成されない。図３（Ｇ）に示すように、クランク角センサ１０４は、タイミングロータ１１０に設けられた歯部に対応した波形を出力する。このとき、歯と隣接する歯との間においてクランク角センサ１０４から出力される波形の周期が予め定められた周期以上となることにより、欠歯の位置を検出することができる。

クランク角センサ１０４の入力がないと（Ｓ１１００にてＮＯ）、クランク角センサ１０４の動作は異常であると判定されて（Ｓ１８００）、警告ランプが点灯し、故障コードがメモリに記憶される（Ｓ１９００）。

クランク角センサ１０４の入力があると（Ｓ１１００にてＹＥＳ）、欠歯判定が行なわれる（Ｓ１２００）。特定の気筒において、燃焼圧のピーク時に対応する回転角と、クランク角センサ１０４により検知される欠歯の位置に対応する回転角との差が予め定められた値以下であれば、検知された欠歯の位置が正しいと判断されて（Ｓ１３００にてＹＥＳ）、クランク角センサ１０４の動作は正常であると判定される（Ｓ１４００）。

なお、欠歯判定は、ピーク信号が生成された時のクランク角センサ１０４により検知される欠歯の位置の回転角が予め定められた範囲の回転角か否かを判断してもよい。または、エンジンＥＣＵ１００は、特定の気筒における燃焼圧が予め定められた値以上となっている間、すなわち、基準信号が生成されている間に、欠歯を検出することにより、欠歯の位置が正しい位置にあると判断してもよい。

検知された欠歯の位置が正しくないと判断されると（Ｓ１３００にてＮＯ）、クランク角センサ１０４の動作は異常であると判定される（Ｓ１８００）。

特定の気筒において、燃焼圧が所定値以下であると（Ｓ１０００にてＮＯ）、クランク角センサ１０４の入力があるか否かを判断する（Ｓ１５００）。ここで、クランク角センサ１０４の入力がないと（Ｓ１５００にてＮＯ）、クランク角センサ１０４の動作は異常であると判定される（Ｓ１８００）。クランク角センサ１０４の入力があると（Ｓ１５００にてＹＥＳ）、欠歯判定が行なわれる（Ｓ１６００）。このとき、クランク角センサ１０４により欠歯に対応する波形が検知されると（Ｓ１７００にてＹＥＳ）、クランク角センサ１０４の動作は異常であると判定されて（Ｓ１８００）、クランク角センサ１０４により欠歯に対応する波形が検知されないと（Ｓ１７００にてＮＯ）、クランク角センサ１０４の動作は正常であると判定される（Ｓ２０００）。

以上のようにして、本実施の形態に係る故障診断装置は、エンジンに設けられ、エンジンの燃焼室における燃焼により発生する駆動力により回転するクランクシャフトの回転角を検知するクランク角センサの故障を診断する。そして、故障診断装置は、燃焼室内の圧力を検知するための燃焼圧センサと、燃焼圧センサにより検知される圧力の変化に基づき解析される回転角と、クランク角センサにより検知される回転角とに基づいて、クランクシャフトの回転に伴い変化する物理量の異常を検知して、クランク角センサの故障を診断する。これにより、たとえば、圧力検知手段により検知される圧力が予め定められた値以上となるときに、クランク角センサから予め定められた入力があるか否かを検知する。このとき、予め定められた入力がないとクランク角センサが故障したと診断する。具体的には、複数の気筒を有するエンジンにおいて、気筒内の燃焼による圧力の変化は、クランクシャフトの回転角と対応づけることができる。すなわち、予め定められた気筒において、検知手段により検知される圧力が極大値となる時（たとえば、燃焼圧のピーク時）に基づき解析されるクランクシャフトの回転角と、クランク角センサにより検知される基準となる位置（たとえば、タイミングロータの欠歯位置）に基づくクランクシャフトの回転角とに基づいて、クランク角センサの故障を診断する。このとき、クランク角センサにより検知される回転角と燃焼圧に基づく回転角との差が予め定められた範囲以上となると、クランク角センサが故障したと診断できる。また、複数の気筒を有する場合、それぞれの気筒に対して燃焼圧センサを設けると、それぞれの気筒における燃焼圧を検知できる。そのため、どの気筒がどの行程にあるかを検出することができる。すなわち、気筒判別を行なうことができる。したがって、クランク角センサの異常を正確に検出する故障診断装置を提供することができる。また、燃焼圧センサにより検知される圧力の変化に基づいて、クランク角センサの異常を検出するため、吸気量が少ない場合においても、クランク角センサの異常を検出することができる。

＜第２の実施の形態＞
以下、第２の実施の形態に係る故障診断装置について説明する。本実施の形態に係る故障診断装置を搭載した車両のエンジンの構成は、第１の実施の形態において説明したエンジン２００と同様の構成である。したがって、それらの詳細な説明は繰返さない。

第１の実施の形態に係る故障診断装置は、クランク角センサ１０４の故障を診断する装置として説明したが本発明はこれに限定されない。本実施の形態に係る故障診断装置は、エンジンに設けられ、エンジンの燃焼室における燃焼により発生する駆動力により回転する軸の状態を検知する装置の故障を診断する。したがって、本実施の形態に係る故障診断装置は、たとえば、カム角センサ１０２の故障を診断するものであってもよい。

本実施の形態に係る故障診断装置は、燃焼圧センサ１０６により検知される燃焼圧の変化に基づき解析されるカムシャフト１２０の回転角の状態と、カム角センサ１０２により検知されるカムシャフト１２０の回転角の状態とに基づいて、カムシャフト１２０の回転に伴い変化する物理量の異常を検知して、カム角センサ１０２の故障を診断する。

具体的には、特定の気筒における燃焼圧の変化と、カム角センサ１０２からのカムポジション検知信号の入力とを対応づける。すなわち、エンジンＥＣＵ１００は、図３（Ｈ）に示すように、特定の気筒（燃焼圧センサ（１）が設けられる気筒）における燃焼圧が予め定められた値以上となってから、次に燃焼する気筒（燃焼圧センサ（２）が設けられる気筒）における燃焼圧が変化するまでの間に、カム角センサ１０２からカムポジション検知信号の入力が有るか否かでカム角センサ１０２が故障しているか否かを判断する。

図４を参照して、本実施の形態に係る故障診断装置であるエンジンＥＣＵ１００で実行されるカム角センサ１０２の故障を診断するプログラムの構造について説明する。

Ｓ３０００にて、エンジンＥＣＵ１００は、特定の気筒（１）の燃焼圧が予め定められた値以上であるか否かを判断する。ここで、特定の気筒（１）は、４気筒のうちの予め定められた気筒である。特定の気筒（１）の判別は、上述したように４気筒にそれぞれ設けられた燃焼圧センサにより判別することができる。本実施の形態において、特定の気筒（１）は、燃焼圧センサ（１）が設けられる気筒である。特定の気筒（１）の燃焼圧が予め定められた値以上になると（Ｓ３０００にてＹＥＳ）、処理はＳ３１００に移される。もしそうでないと（Ｓ３０００にてＮＯ）、処理はＳ３３００に移される。

Ｓ３１００にて、エンジンＥＣＵ１００は、特定の気筒（２）の燃焼圧が変化するまでにカム角センサ１０２の入力があるか否かを判断する。特定の気筒（２）とは、４気筒のうち特定の気筒（１）の次に点火される気筒である。本実施の形態において、特定の気筒（２）は、燃焼圧センサ（２）が設けられる気筒である。エンジンＥＣＵ１００は、特定の気筒（２）の燃焼圧が変化するまでにカム角センサ１０２から送信されるカムポジション検知信号を受信するか否かを判断する。特定の気筒（２）の燃焼圧が変化するまでにカム角センサ１０２から入力があると（Ｓ３１００にてＹＥＳ）、処理はＳ３２００に移される。もしそうでないと（Ｓ３１００にてＮＯ）、処理はＳ３４００に移される。Ｓ３２００にて、エンジンＥＣＵ１００は、カム角センサ１０２の動作が正常であると判定する。

Ｓ３３００にて、エンジンＥＣＵ１００は、カム角センサ１０２の入力があるか否かを判断する。すなわち、エンジンＥＣＵ１００は、カム角センサ１０２から送信されるカムポジション検知信号を受信するか否かを判断する。カム角センサ１０２の入力があると（Ｓ３３００にてＹＥＳ）、処理はＳ３４００に移される。もしそうでないと（Ｓ３３００にてＮＯ）、処理はＳ３６００に移される。

Ｓ３４００にて、エンジンＥＣＵ１００は、カム角センサ１０２の動作は異常であると判定する。すなわち、カム角センサ１０２は故障したと診断する。Ｓ３５００にて、エンジンＥＣＵ１００は、警告ランプを点灯させて、カム角センサ１０２の故障に対応する故障コードをメモリに記憶させる。Ｓ３６００にて、エンジンＥＣＵ１００は、カム角センサ１０２の動作は正常であると判定する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る故障診断装置のカム角センサ１０２の故障を診断する動作について説明する。

図３（Ａ）に示すような出力波形を示す燃焼圧センサ（１）により検知される燃焼圧が予め定められた値以上となると（Ｓ３０００にてＹＥＳ）、図３（Ｂ）に示すような出力波形を示す燃焼圧センサ（２）により検知される燃焼圧が変化するまでにカム角センサ１０２の入力があるか否かを判断される（Ｓ３１００）。図３（Ｈ）に示すようにカム角センサ１０２の入力があると（Ｓ３１００にてＹＥＳ）、カム角センサ１０２の動作は正常であると判定される（Ｓ３２００）。カム角センサの入力がないと（Ｓ３１００にてＮＯ）、カム角センサ１０２の動作は異常であると判定されて（Ｓ３４００）、警告ランプが点灯されて、故障コードがメモリに記憶される（Ｓ３５００）。一方、燃焼圧センサ（１）により検知される燃焼圧が予め定められた値以下であると（Ｓ３０００にてＮＯ）、カム角センサ１０２の入力があるか否かが判断される（Ｓ３３００）。カム角センサ１０２の入力があると（Ｓ３３００にてＹＥＳ）、カム角センサ１０２の動作は異常であると判定される（Ｓ３４００）。一方、カム角センサ１０２の入力がないと（Ｓ３３００にてＮＯ）、カム角センサ１０２の動作は正常であると判定される（Ｓ３６００）。

以上のようにして、本実施の形態に係る故障診断装置は、エンジンに設けられ、エンジンの気筒内における燃焼により発生する駆動力により回転運動するカムシャフトの回転角を検知するカム角センサの故障を診断することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の第１の実施の形態に係る故障診断装置が搭載された車両のエンジンの構成を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る故障診断装置が実行するクランク角センサの故障を診断するプログラムのフローチャートである。 本発明の第１および第２の実施の形態に係る故障診断装置を構成する各センサが出力する信号のタイムチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係る故障診断装置が実行するカム角センサの故障を診断するプログラムのフローチャートである。

符号の説明

１００ エンジンＥＣＵ、１０２ カム角センサ、１０４ クランク角センサ、１０６ 燃焼圧センサ、１０８ クランクシャフト、１１０ タイミングロータ、１１２ ピストン、１１４ 燃焼室、１１６ 吸気経路、１１８ 排気経路、１２０，１２２ カムシャフト、２００ エンジン。

Claims (5)

1. エンジンに設けられ、前記エンジンの燃焼室における燃焼により発生する駆動力により回転する軸の状態を検知する検知装置の故障を診断する故障診断装置であって、
   前記燃焼室内の圧力を検知するための圧力検知手段と、
   前記圧力検知手段により検知される圧力の変化に基づき解析される軸の状態と、前記検知装置により検知される前記軸の状態とに基づいて、前記軸の回転に伴い変化する物理量の異常を検知して、前記検知装置の故障を診断するための診断手段とを含む、故障診断装置。
2. 前記エンジンは、複数の気筒を有し、
   前記軸の状態は、軸の回転角の状態であって、
   前記診断手段は、前記複数の気筒のうち、予め定められた気筒において、前記圧力検知手段により検知される圧力が予め定められた圧力以上になると、前記圧力の変化に基づく回転角と、前記検知装置により検知される回転角とに基づいて、前記検知装置の故障を診断するための手段を含む、請求項１に記載の故障診断装置。
3. 前記診断手段は、前記圧力検知手段により検知される圧力の極大値に対応する回転角と、前記検知装置により検知される回転角とを比較して、前記比較結果に基づいて、前記検知装置の故障を診断するための手段を含む、請求項２に記載の故障診断装置。
4. 前記検知装置は、前記エンジンのカムシャフトの状態を検知する、請求項１または２に記載の故障診断装置。
5. 前記検知装置は、前記エンジンの出力軸の状態を検知する、請求項１〜３のいずれかに記載の故障診断装置。

Images