JP7346250B2 - 内燃機関システムの異常診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関システムの異常診断装置に関する。

例えば、特許文献１に記載されているように、ターボチャージャ付のディーゼルエンジンシステムが知られている。このシステムには、ディーゼルエンジンに供給されるガスの流量を計測するエアフロセンサ、及びディーゼルエンジンに供給されるガスのブースト圧を検出するブースト圧センサ等、種々のセンサが搭載されている。

ここで、上述したようなシステムにおいては、ブースト圧センサによって検出されたブースト圧センサ値に基づいて、ブースト圧の異常の有無を判定している。このブースト圧の異常の有無は、ブースト圧センサに特性異常が生じている場合には正しく判定できない。このため、上述したようなシステムでは、ブースト圧の異常の有無に加え、ブースト圧センサの特性異常の有無も判定することが求められている。例えば、ブースト圧センサの特性異常は、エアフロセンサの検出値を用いることで判定することができる。

特開２００７－０２３９７７号公報

しかしながら、上述したシステムにおいて、システムの種類によってはエアフロセンサが設けられていない場合がある。この場合には、エアフロセンサの検出値を用いてブースト圧センサの特性異常の有無等を判定することができない。そこで、本発明は、エアフロセンサを用いることなく、ブースト圧の異常の有無、及びブースト圧センサの特性異常の有無を判定することが可能な内燃機関システムの異常診断装置を提供することを目的とする。

本発明は、内燃機関及びターボチャージャを備える内燃機関システムの異常を診断する異常診断装置であって、ターボチャージャによって内燃機関に供給されるガスのブースト圧を検出するブースト圧センサと、ブースト圧センサで検出されたブースト圧センサ値と内燃機関に供給されるガスの目標ブースト圧とに基づいて、ブースト圧センサ値と目標ブースト圧との差分であるブースト圧差分値を算出するブースト圧差分値算出部と、ブースト圧センサ値に基づいて推定される内燃機関に供給されるガスの流量である推定作動ガス流量と、内燃機関から排出されるガスの推定された流量である推定排ガス流量とに基づいて、推定作動ガス流量と推定排ガス流量との差分であるガス流量差分値を算出するガス流量差分値算出部と、ブースト圧差分値及びガス流量差分値に基づいて、内燃機関に供給されるガスがオーバーブーストであるか又はアンダーブーストであるかの判定、及び、ブースト圧センサの特性異常を判定する異常判定部と、を備え、異常判定部は、ブースト圧差分値がブースト圧閾値範囲外であり、ブースト圧センサ値が目標ブースト圧よりも小さく、ガス流量差分値がガス流量閾値範囲以内である場合、アンダーブーストであると判定し、ブースト圧差分値がブースト圧閾値範囲外であり、ブースト圧センサ値が目標ブースト圧よりも大きく、ガス流量差分値がガス流量閾値範囲以内である場合、オーバーブーストであると判定し、ブースト圧差分値がブースト圧閾値範囲外であり、ブースト圧センサ値が目標ブースト圧よりも大きく、ガス流量差分値がガス流量閾値範囲外であり、推定作動ガス流量が推定排ガス流量よりも大きい場合、ブースト圧センサに過剰側特性異常が生じていると判定し、ブースト圧差分値がブースト圧閾値範囲外であり、ブースト圧センサ値が目標ブースト圧よりも小さく、ガス流量差分値がガス流量閾値範囲外であり、推定作動ガス流量が推定排ガス流量よりも小さい場合、ブースト圧センサに過少側特性異常が生じていると判定する。

この内燃機関システムの異常診断装置は、ブースト圧差分値及びガス流量差分値に基づいて、オーバーブーストであるか又はアンダーブーストであるかの判定を行うことができ、更に、ブースト圧センサの特性異常も判定できる。すなわち、内燃機関システムの異常診断装置は、ブースト圧センサの特性異常を判定できるため、ブースト圧の異常の有無の判定結果の信頼性を向上させることができる。このように、内燃機関システムの異常診断装置は、エアフロセンサを用いることなく、ブースト圧の異常の有無、及びブースト圧センサの特性異常の有無を判定することができる。

内燃機関システムの異常診断装置は、内燃機関から排出されるガスの酸素濃度を検出する酸素濃度センサを更に備え、推定排ガス流量は、酸素濃度センサで検出された酸素濃度センサ値に基づいて推定され、異常判定部は、ブースト圧差分値がブースト圧閾値範囲以内であり、ガス流量差分値がガス流量閾値範囲外であり、推定作動ガス流量が推定排ガス流量よりも小さい場合、酸素濃度センサに過剰側特性異常が生じていると判定し、ブースト圧差分値がブースト圧閾値範囲以内であり、ガス流量差分値がガス流量閾値範囲外であり、推定作動ガス流量が推定排ガス流量よりも大きい場合、酸素濃度センサに過少側特性異常が生じていると判定してもよい。このように、内燃機関システムの異常診断装置では、推定排ガス流量を推定するために用いられる酸素濃度センサについても、特性異常の有無を判定できる。

内燃機関システムの異常診断装置は、大気圧を検出する大気圧センサと、内燃機関へ燃料が噴射されていないときにブースト圧センサで検出された無負荷時ブースト圧センサ値と大気圧センサで検出された大気圧センサ値との差分である無負荷時圧力差分値を算出する無負荷時圧力差分値算出部と、更に備え、異常判定部は、ブースト圧差分値がブースト圧閾値範囲外であり、ブースト圧センサ値が目標ブースト圧よりも小さく、ガス流量差分値がガス流量閾値範囲以内であり、無負荷時圧力差分値が無負荷時圧力閾値範囲以内である場合、アンダーブーストであると判定し、ブースト圧差分値がブースト圧閾値範囲外であり、ブースト圧センサ値が目標ブースト圧よりも大きく、ガス流量差分値がガス流量閾値範囲以内であり、無負荷時圧力差分値が無負荷時圧力閾値範囲以内である場合、オーバーブーストであると判定し、ブースト圧差分値がブースト圧閾値範囲外であり、ブースト圧センサ値が目標ブースト圧よりも大きく、ガス流量差分値がガス流量閾値範囲外であり、推定作動ガス流量が推定排ガス流量よりも大きく、無負荷時圧力差分値が無負荷時圧力閾値範囲外であり、無負荷時ブースト圧センサ値が大気圧センサ値よりも大きい場合、ブースト圧センサに過剰側特性異常が生じていると判定し、ブースト圧差分値がブースト圧閾値範囲外であり、ブースト圧センサ値が目標ブースト圧よりも小さく、ガス流量差分値がガス流量閾値範囲外であり、推定作動ガス流量が推定排ガス流量よりも小さく、無負荷時圧力差分値が無負荷時圧力閾値範囲外であり、無負荷時ブースト圧センサ値が大気圧センサ値よりも小さい場合、ブースト圧センサに過少側特性異常が生じていると判定してもよい。この場合、内燃機関システムの異常診断装置は、無負荷時圧力差分値を用いることによって、ブースト圧の異常の有無、及びブースト圧センサの特性異常の有無をより精度よく判定することができる。

内燃機関システムの異常診断装置において、異常判定部は、ガス流量差分値がガス流量差分値以内であり、無負荷時圧力差分値が無負荷時圧力閾値範囲外であり、無負荷時ブースト圧センサ値が大気圧センサ値よりも小さい場合、大気圧センサに過剰側特性異常が生じていると判定し、ガス流量差分値がガス流量差分値以内であり、無負荷時圧力差分値が無負荷時圧力閾値範囲外であり、無負荷時ブースト圧センサ値が大気圧センサ値よりも大きい場合、大気圧センサに過少側特性異常が生じていると判定してもよい。このように、内燃機関システムの異常診断装置では、無負荷時圧力差分値を算出するために用いられる大気圧センサについても、特性異常の有無を判定できる。

本発明によれば、エアフロセンサを用いることなく、ブースト圧の異常の有無、及びブースト圧センサの特性異常の有無を判定することができる。

図１は、実施形態に係る異常診断装置及びエンジンシステムの概略構成を示す図である。 図２は、異常診断装置の機能構成を示すブロック図である。 図３は、センサの特性異常を示す図である。 図４は、エンジンシステム等に生じる種々の異常内容とブースト圧差分値等との対応関係を示す表である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当する要素同士には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１に示されるように、異常診断装置１０は、内燃機関としてのディーゼルエンジン２と、ターボチャージャ３とを備えるエンジンシステム（内燃機関システム）１の異常等を診断する。エンジンシステム１は、例えばトラック等の車両に搭載されている。

より詳細には、エンジンシステム１は、ディーゼルエンジン２、ターボチャージャ３、インタークーラ４、及び尿素ＳＣＲシステム５を備えている。ターボチャージャ３は、ディーゼルエンジン２から排出された排気ガスによってコンプレッサを作動させ、ディーゼルエンジン２に供給されるガス（空気）を加圧する。ターボチャージャ３によって加圧されたガスは、インタークーラ４において冷却されてディーゼルエンジン２に供給される。尿素ＳＣＲシステム５は、ディーゼルエンジン２から排出された排気ガスを浄化する。尿素ＳＣＲシステム５は、例えば上流側で添加される尿素水を用いて排気ガスに含まれるＮＯｘを還元する。

異常診断装置１０は、エンジンシステム１の異常等を診断する。異常診断装置１０は、異常診断ユニット６、ブースト圧センサＳ１、吸気温センサＳ２、エンジン回転センサＳ３、酸素濃度センサＳ４、及び大気圧センサＳ５を備えている。

ブースト圧センサＳ１は、ターボチャージャ３によって加圧されてディーゼルエンジン２に供給されるガスのブースト圧を検出する。吸気温センサＳ２は、ディーゼルエンジン２に供給されるガスの温度（吸気温度）を検出する。吸気温センサＳ２は、例えば、ディーゼルエンジン２のインテークマニホールドに設けられている。

エンジン回転センサＳ３は、ディーゼルエンジン２の回転数（単位時間あたりの回転数：回転速度）を検出する。酸素濃度センサＳ４は、ディーゼルエンジン２から排出されるガスの酸素濃度を検出する。酸素濃度センサＳ４は、ターボチャージャ３と尿素ＳＣＲシステム５との間の排気経路に設けられている。大気圧センサＳ５は、ディーゼルエンジン２の周囲の大気圧を検出する。

異常診断ユニット６は、ブースト圧センサＳ１～大気圧センサＳ５の検出結果に基づいて、種々の異常の有無の判定等を行う。異常診断ユニット６は、例えば、ＣＰＵ［Central Processing Unit］、ＲＯＭ［Read Only Memory］、ＲＡＭ［Random Access Memory］、ＣＡＮ［Controller Area Network］通信回路等を有する電子制御ユニットである。異常診断ユニット６では、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＲＡＭにロードされたプログラムをＣＰＵで実行することにより各種の機能を実現する。

図２に示されるように、異常診断ユニット６は、機能的には、ブースト圧差分値算出部１１、ガス流量差分値算出部１２、無負荷時圧力差分値算出部１３、及び異常判定部１４を備えている。

ブースト圧差分値算出部１１は、ブースト圧センサＳ１で検出されたブースト圧センサ値とディーゼルエンジン２に供給されるガスの目標ブースト圧とに基づいて、ブースト圧センサ値と目標ブースト圧との差分であるブースト圧差分値Ａを算出する。

ここで、ブースト圧差分値算出部１１は、例えば、ディーゼルエンジン２を制御する図示しないエンジン制御ユニットから目標ブースト圧を取得することができる。例えば、エンジン制御ユニットは、エンジン回転数と燃料噴射量との関係を示すマップに基づいて目標ブースト圧を決定することができる。

本実施形態においてブースト圧差分値算出部１１は、ブースト圧差分値Ａを次の式（１）に基づいて算出する。
ブースト圧差分値Ａ＝ブースト圧センサ値－目標ブースト圧 …（１）

ガス流量差分値算出部１２は、ディーゼルエンジン２に供給されるガスの流量である推定作動ガス流量と、ディーゼルエンジン２から排出されるガスの推定された流量である推定排ガス流量とに基づいて、推定作動ガス流量と推定排ガス流量との差分であるガス流量差分値Ｂを算出する。

ここで、ガス流量差分値算出部１２は、ブースト圧センサＳ１で検出されたブースト圧センサ値に基づいて、周知の方法に基づいて推定作動ガス流量を推定することができる。具体的には、例えば、ガス流量差分値算出部１２は、ブースト圧センサ値と、吸気温センサＳ２で検出された吸気温度と、エンジン回転センサＳ３で検出されたエンジン回転数とを用いて、推定ガス流量を推定することができる。

また、ガス流量差分値算出部１２は、周知の方法に基づいて推定排ガス流量を推定することができる。例えば、ガス流量差分値算出部１２は、酸素濃度センサＳ４で検出された酸素濃度センサ値に基づいて推定排ガス流量を推定することができる。より詳細には、例えば、ガス流量差分値算出部１２は、推定排ガス流量を、次の式（２）に基づいて推定することができる。

なお、上記式（２）において、指示燃料噴射量は、エンジン制御ユニットがインジェクタに対して指示する燃料の噴射量である。

本実施形態においてガス流量差分値算出部１２は、ガス流量差分値Ｂを次の式（３）に基づいて算出する。
ガス流量差分値Ｂ＝推定作動ガス流量－推定排ガス流量 …（３）

無負荷時圧力差分値算出部１３は、無負荷時ブースト圧センサ値と大気圧センサＳ５で検出された大気圧センサ値との差分である無負荷時圧力差分値Ｃを算出する。無負荷時ブースト圧センサ値とは、ディーゼルエンジン２のシリンダ内に燃料が噴射されていないときにブースト圧センサＳ１で検出された検出値である。

本実施形態において無負荷時圧力差分値算出部１３は、無負荷時圧力差分値Ｃを次の式（４）に基づいて算出する。
無負荷時圧力差分値Ｃ＝
無負荷時ブースト圧センサ値－大気圧センサ値 …（４）

異常判定部１４は、ブースト圧差分値Ａ及びガス流量差分値Ｂに基づいて、ディーゼルエンジン２に供給されるガスがオーバーブーストであるか又はアンダーブーストであるかの判定、及び、ブースト圧センサＳ１の特性異常を判定する。

なお、ここでのオーバーブーストとは、目標とするブースト圧よりもディーゼルエンジン２に供給されるガスのブースト圧が高い状態である。アンダーブーストとは、目標とするブースト圧よりもディーゼルエンジン２に供給されるガスのブースト圧が低い状態である。ブースト圧センサＳ１の特性異常の判定とは、図３に示されるように、検出されたセンサ値が実際の値（実値）よりも過剰側にずれているか又は過少側にずれているかの判定である。以下で説明する他のセンサの特性異常の判定についても同様とする。

より詳細には、異常判定部１４は、図４に示されるように、ブースト圧差分値Ａがブースト圧閾値範囲ＡＸ以内であり、ガス流量差分値Ｂがガス流量閾値範囲ＢＸ以内である場合、エンジンシステム１等の各部は正常であると判定する。また、異常判定部１４は、ブースト圧差分値Ａがブースト圧閾値範囲ＡＸ以内であり、ガス流量差分値Ｂがガス流量閾値範囲ＢＸ以内であり、無負荷時圧力差分値Ｃが無負荷時圧力閾値範囲ＣＸ以内である場合、エンジンシステム１等の各部は正常であると判定することもできる。

なお、ブースト圧閾値範囲ＡＸ、ガス流量閾値範囲ＢＸ、及び無負荷時圧力閾値範囲ＣＸは、それぞれ、予め設定されている。ブースト圧閾値範囲ＡＸの下限値はブースト圧負閾値Ａ１とし、ブースト圧閾値範囲ＡＸ上限値はブースト圧正閾値Ａ２とする。ガス流量閾値範囲ＢＸの下限値はガス流量負閾値Ｂ１とし、ガス流量閾値範囲ＢＸの上限値はガス流量正閾値Ｂ２とする。無負荷時圧力閾値範囲ＣＸの下限値は無負荷時圧力負閾値Ｃ１とし、無負荷時圧力閾値範囲ＣＸの上限値は無負荷時圧力正閾値Ｃ２とする。

また、異常判定部１４は、アンダーブーストであるかオーバーブーストであるかを判定する、具体的には、異常判定部１４は、ブースト圧差分値Ａがブースト圧閾値範囲ＡＸ外であり、ブースト圧センサ値が目標ブースト圧よりも小さく、ガス流量差分値Ｂがガス流量閾値範囲ＢＸ以内である場合、アンダーブーストであると判定する。すなわち、異常判定部１４は、ブースト圧差分値Ａがブースト圧負閾値Ａ１未満であり、ガス流量差分値Ｂがガス流量閾値範囲ＢＸ以内である場合、アンダーブーストであると判定する。

一方、異常判定部１４は、ブースト圧差分値Ａがブースト圧閾値範囲ＡＸ外であり、ブースト圧センサ値が目標ブースト圧よりも大きく、ガス流量差分値Ｂがガス流量閾値範囲ＢＸ以内である場合、オーバーブーストであると判定する。すなわち、異常判定部１４は、ブースト圧差分値Ａがブースト圧正閾値Ａ２を超えており、ガス流量差分値Ｂがガス流量閾値範囲ＢＸ以内である場合、オーバーブーストであると判定する。

また、異常判定部１４は、ブースト圧センサＳ１の特性異常を判定する。具体的には、異常判定部１４は、ブースト圧差分値Ａがブースト圧閾値範囲ＡＸ外であり、ブースト圧センサ値が目標ブースト圧よりも大きく、ガス流量差分値Ｂがガス流量閾値範囲ＢＸ外であり、推定作動ガス流量が推定排ガス流量よりも大きい場合、ブースト圧センサＳ１に過剰側特性異常が生じていると判定する。すなわち、異常判定部１４は、ブースト圧差分値Ａがブースト圧正閾値Ａ２を超えており、ガス流量差分値Ｂがガス流量正閾値Ｂ２を超えている場合、ブースト圧センサＳ１に過剰側特性異常が生じていると判定する。

一方、異常判定部１４は、ブースト圧差分値Ａがブースト圧閾値範囲ＡＸ外であり、ブースト圧センサ値が目標ブースト圧よりも小さく、ガス流量差分値Ｂがガス流量閾値範囲ＢＸ外であり、推定作動ガス流量が推定排ガス流量よりも小さい場合、ブースト圧センサＳ１に過少側特性異常が生じていると判定する。すなわち、異常判定部１４は、ブースト圧差分値Ａがブースト圧負閾値Ａ１未満であり、ガス流量差分値Ｂがガス流量負閾値Ｂ１未満である場合、ブースト圧センサＳ１に過少側特性異常が生じていると判定する。

このように、異常診断装置１０は、ブースト圧差分値Ａ及びガス流量差分値Ｂに基づいて、オーバーブーストであるか又はアンダーブーストであるかの判定を行うことができ、更に、ブースト圧センサＳ１の特性異常も判定できる。すなわち、異常診断装置１０は、ブースト圧センサＳ１の特性異常を判定できるため、ブースト圧の異常の有無の判定結果の信頼性を向上させることができる。このように、異常診断装置１０は、エアフロセンサを用いることなく、ブースト圧の異常の有無、及びブースト圧センサＳ１の特性異常の有無を判定することができる。

また、上記では、ブースト圧差分値Ａ及びガス流量差分値Ｂに基づいて、オーバーブースト又はアンダーブーストの判定、及び、ブースト圧センサＳ１の特性異常を判定する構成を説明した。異常判定部１４は、ブースト圧差分値Ａ及びガス流量差分値Ｂに加え、更に無負荷時圧力差分値Ｃに基づいて、オーバーブースト又はアンダーブーストの判定、及び、ブースト圧センサＳ１の特性異常を判定することもできる。

具体的には、異常判定部１４は、ブースト圧差分値Ａがブースト圧閾値範囲ＡＸ外であり、ブースト圧センサ値が目標ブースト圧よりも小さく、ガス流量差分値Ｂがガス流量閾値範囲ＢＸ以内であり、無負荷時圧力差分値Ｃが無負荷時圧力閾値範囲ＣＸ以内である場合、アンダーブーストであると判定する。すなわち、異常判定部１４は、ブースト圧差分値Ａがブースト圧負閾値Ａ１未満であり、ガス流量差分値Ｂがガス流量閾値範囲ＢＸ以内であり、無負荷時圧力差分値Ｃが無負荷時圧力閾値範囲ＣＸ以内である場合、アンダーブーストであると判定する。

一方、異常判定部１４は、ブースト圧差分値Ａがブースト圧閾値範囲ＡＸ外であり、ブースト圧センサ値が目標ブースト圧よりも大きく、ガス流量差分値Ｂがガス流量閾値範囲ＢＸ以内であり、無負荷時圧力差分値Ｃが無負荷時圧力閾値範囲ＣＸ以内である場合、オーバーブーストであると判定する。すなわち、異常判定部１４は、ブースト圧差分値Ａがブースト圧正閾値Ａ２を超えており、ガス流量差分値Ｂがガス流量閾値範囲ＢＸ以内であり、無負荷時圧力差分値Ｃが無負荷時圧力閾値範囲ＣＸ以内である場合、オーバーブーストであると判定する。

また、異常判定部１４は、ブースト圧差分値Ａがブースト圧閾値範囲ＡＸ外であり、ブースト圧センサ値が目標ブースト圧よりも大きく、ガス流量差分値Ｂがガス流量閾値範囲ＢＸ外であり、推定作動ガス流量が推定排ガス流量よりも大きく、無負荷時圧力差分値Ｃが無負荷時圧力閾値範囲ＣＸ外であり、無負荷時ブースト圧センサ値が大気圧センサ値よりも大きい場合、ブースト圧センサＳ１に過剰側特性異常が生じていると判定する。すなわち、異常判定部１４は、ブースト圧差分値Ａがブースト圧正閾値Ａ２を超えており、ガス流量差分値Ｂがガス流量正閾値Ｂ２を超えており、無負荷時圧力差分値Ｃが無負荷時圧力正閾値Ｃ２を超えている場合、ブースト圧センサＳ１に過剰側特性異常が生じていると判定する。

一方、異常判定部１４は、ブースト圧差分値Ａがブースト圧閾値範囲ＡＸ外であり、ブースト圧センサ値が目標ブースト圧よりも小さく、ガス流量差分値Ｂがガス流量閾値範囲ＢＸ外であり、推定作動ガス流量が推定排ガス流量よりも小さく、無負荷時圧力差分値Ｃが無負荷時圧力閾値範囲ＣＸ外であり、無負荷時ブースト圧センサ値が大気圧センサ値よりも小さい場合、ブースト圧センサＳ１に過少側特性異常が生じていると判定する。すなわち、異常判定部１４は、エンジンシステム１がブースト圧負閾値Ａ１未満であり、ガス流量差分値Ｂがガス流量負閾値Ｂ１未満であり、無負荷時圧力差分値Ｃが無負荷時圧力負閾値Ｃ１未満である場合、ブースト圧センサＳ１に過少側特性異常が生じていると判定する。

このように、異常診断装置１０は、無負荷時圧力差分値Ｃを更に用いることによって、ブースト圧の異常の有無、及びブースト圧センサＳ１の特性異常の有無をより精度よく判定することができる。

また、異常判定部１４は、酸素濃度センサＳ４の特性異常の判定を行うことができる。具体的には、異常判定部１４は、ブースト圧差分値Ａがブースト圧閾値範囲ＡＸ以内であり、ガス流量差分値Ｂがガス流量閾値範囲ＢＸ外であり、推定作動ガス流量が推定排ガス流量よりも小さい場合、酸素濃度センサＳ４に過剰側特性異常が生じていると判定する。すなわち、異常判定部１４は、ブースト圧差分値Ａがブースト圧閾値範囲ＡＸ以内であり、ガス流量差分値Ｂがガス流量負閾値Ｂ１未満である場合、酸素濃度センサＳ４に過剰側特性異常が生じていると判定する。

一方、異常判定部１４は、ブースト圧差分値Ａがブースト圧閾値範囲ＡＸ以内であり、ガス流量差分値Ｂがガス流量閾値範囲ＢＸ外であり、推定作動ガス流量が推定排ガス流量よりも大きい場合、酸素濃度センサＳ４に過少側特性異常が生じていると判定する。すなわち、異常判定部１４は、ブースト圧差分値Ａがブースト圧閾値範囲ＡＸ以内であり、ガス流量差分値Ｂがガス流量正閾値Ｂ２を超えている場合、酸素濃度センサＳ４に過少側特性異常が生じていると判定する。

なお、ディーゼルエンジン２から排出される排気ガス流量は、燃料無噴射時には不定値となる。このため、異常判定部１４は、酸素濃度センサＳ４の特性異常を判定する際に、無負荷時圧力差分値Ｃは不問（用いない）とする。

このように、異常診断装置１０は、推定排ガス流量を推定するために用いられる酸素濃度センサＳ４についても、特性異常の有無を判定できる。

また、異常判定部１４は、大気圧センサＳ５の特性異常を判定することができる。具体的には、異常判定部１４は、ガス流量差分値Ｂがガス流量閾値範囲ＢＸ以内であり、無負荷時圧力差分値Ｃが無負荷時圧力閾値範囲ＣＸ外であり、無負荷時ブースト圧センサ値が大気圧センサ値よりも小さい場合、大気圧センサＳ５に過剰側特性異常が生じていると判定する。すなわち、異常判定部１４は、ガス流量差分値Ｂがガス流量閾値範囲ＢＸ以内であり、無負荷時圧力差分値Ｃが無負荷時圧力負閾値Ｃ１未満である場合、大気圧センサＳ５に過剰側特性異常が生じていると判定する。

一方、異常判定部１４は、ガス流量差分値Ｂがガス流量閾値範囲ＢＸ以内であり、無負荷時圧力差分値Ｃが無負荷時圧力閾値範囲ＣＸ外であり、無負荷時ブースト圧センサ値が大気圧センサ値よりも大きい場合、大気圧センサＳ５に過少側特性異常が生じていると判定する。すなわち、異常判定部１４は、ガス流量差分値Ｂがガス流量閾値範囲ＢＸ以内であり、無負荷時圧力差分値Ｃが無負荷時圧力正閾値Ｃ２を超えている場合、大気圧センサＳ５に過少側特性異常が生じていると判定する。

なお、目標ブースト圧は大気圧の影響を受ける。このため、異常判定部１４は、大気圧センサＳ５の特性異常を判定する際にブースト圧差分値Ａは不問（用いない）とする。

このように、異常診断装置１０は、無負荷時圧力差分値Ｃを算出するために用いられる大気圧センサＳ５についても、特性異常の有無を判定できる。

以上のように異常診断装置１０は、図４に示されるように、ブースト圧差分値Ａ、ガス流量差分値Ｂ、無負荷時圧力差分値Ｃの３つを用いることによって、エンジンシステム１の種々の異常の判定を行うことができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、ブースト圧差分値Ａは、変形例として、「目標ブースト圧－ブースト圧センサ値」によって算出されてもよい。この場合、図４に示されるブースト圧負閾値Ａ１（負閾値Ａ１）及びブースト圧正閾値Ａ２（正閾値Ａ２）の正負をそれぞれ逆にして上述した判定を行えばよい。ガス流量差分値Ｂ及び無負荷時圧力差分値Ｃについても、ブースト圧差分値Ａの変形例と同様であってもよい。

エンジンシステム１の構成は、図１に示される構成に限定されない。例えば、エンジンシステム１は、排気ガスの一部をＥＧＲ（排気再循環）ガスとして還流させるＥＧＲユニットを備えていてもよい。

また、エンジンシステム１は、内燃機関としてディーゼルエンジン２を備えていることに限定されない。例えば、エンジンシステム１は、ガソリンエンジン、ガスタービン等のディーゼルエンジン２以外の内燃機関を備えていてもよい。そして、異常診断装置１０は、ディーゼルエンジン２以外の内燃機関を備えるエンジンシステム１の種々の異常の診断を行ってもよい。

以上に記載された実施形態及び種々の変形例の少なくとも一部が任意に組み合わせられてもよい。

１…エンジンシステム（内燃機関システム）、２…ディーゼルエンジン（内燃機関）、３…ターボチャージャ、４…インタークーラ、５…尿素ＳＣＲシステム、６…異常診断ユニット、１０…異常診断装置、１１…ブースト圧差分値算出部、１２…ガス流量差分値算出部、１３…無負荷時圧力差分値算出部、１４…異常判定部、Ｓ１…ブースト圧センサ、Ｓ２…吸気温センサ、Ｓ３…エンジン回転センサ、Ｓ４…酸素濃度センサ、Ｓ５…大気圧センサ。

Claims (4)

1. 内燃機関及びターボチャージャを備える内燃機関システムの異常を診断する異常診断装置であって、
   前記ターボチャージャによって前記内燃機関に供給されるガスのブースト圧を検出するブースト圧センサと、
   前記内燃機関から排出されるガスの酸素濃度を検出する酸素濃度センサと、
   前記ブースト圧センサで検出されたブースト圧センサ値と前記内燃機関に供給されるガスの目標ブースト圧とに基づいて、前記ブースト圧センサ値と前記目標ブースト圧との差分であるブースト圧差分値を算出するブースト圧差分値算出部と、
   前記内燃機関に供給されるガスの推定された流量である推定作動ガス流量と、前記内燃機関から排出されるガスの推定された流量である推定排ガス流量とに基づいて、前記推定作動ガス流量と前記推定排ガス流量との差分であるガス流量差分値を算出するガス流量差分値算出部と、
   前記ブースト圧差分値及び前記ガス流量差分値に基づいて、前記内燃機関に供給されるガスがオーバーブーストであるか又はアンダーブーストであるかの判定、及び、前記ブースト圧センサの特性異常を判定する異常判定部と、
   を備え、
   前記ガス流量差分値算出部は、
   前記ブースト圧センサ値、前記内燃機関に供給されるガスの吸気温度、及び、前記内燃機関の回転数であるエンジン回転数に基づいて前記推定作動ガス流量を推定し、
   前記酸素濃度センサで検出された酸素濃度センサ値、前記内燃機関に供給されるガスの酸素濃度である空気中酸素濃度、前記内燃機関のインジェクタに対して指示される指示燃料噴射量、燃料密度、及び、量論混合比に基づいて前記推定排ガス流量を推定し、
   前記異常判定部は、
   前記ブースト圧差分値がブースト圧閾値範囲外であり、前記ブースト圧センサ値が前記目標ブースト圧よりも小さく、前記ガス流量差分値がガス流量閾値範囲以内である場合、前記アンダーブーストであると判定し、
   前記ブースト圧差分値が前記ブースト圧閾値範囲外であり、前記ブースト圧センサ値が前記目標ブースト圧よりも大きく、前記ガス流量差分値が前記ガス流量閾値範囲以内である場合、前記オーバーブーストであると判定し、
   前記ブースト圧差分値が前記ブースト圧閾値範囲外であり、前記ブースト圧センサ値が前記目標ブースト圧よりも大きく、前記ガス流量差分値が前記ガス流量閾値範囲外であり、前記推定作動ガス流量が前記推定排ガス流量よりも大きい場合、前記ブースト圧センサに過剰側特性異常が生じていると判定し、
   前記ブースト圧差分値が前記ブースト圧閾値範囲外であり、前記ブースト圧センサ値が前記目標ブースト圧よりも小さく、前記ガス流量差分値が前記ガス流量閾値範囲外であり、前記推定作動ガス流量が前記推定排ガス流量よりも小さい場合、前記ブースト圧センサに過少側特性異常が生じていると判定する、内燃機関システムの異常診断装置。
2. 前記異常判定部は、
   前記ブースト圧差分値が前記ブースト圧閾値範囲以内であり、前記ガス流量差分値が前記ガス流量閾値範囲外であり、前記推定作動ガス流量が前記推定排ガス流量よりも小さい場合、前記酸素濃度センサに過剰側特性異常が生じていると判定し、
   前記ブースト圧差分値が前記ブースト圧閾値範囲以内であり、前記ガス流量差分値が前記ガス流量閾値範囲外であり、前記推定作動ガス流量が前記推定排ガス流量よりも大きい場合、前記酸素濃度センサに過少側特性異常が生じていると判定する、請求項１に記載の内燃機関システムの異常診断装置。
3. 大気圧を検出する大気圧センサと、
   前記内燃機関へ燃料が噴射されていないときに前記ブースト圧センサで検出された無負荷時ブースト圧センサ値と前記大気圧センサで検出された大気圧センサ値との差分である無負荷時圧力差分値を算出する無負荷時圧力差分値算出部と、更に備え、
   前記異常判定部は、
   前記ブースト圧差分値が前記ブースト圧閾値範囲外であり、前記ブースト圧センサ値が前記目標ブースト圧よりも小さく、前記ガス流量差分値が前記ガス流量閾値範囲以内であり、前記無負荷時圧力差分値が無負荷時圧力閾値範囲以内である場合、前記アンダーブーストであると判定し、
   前記ブースト圧差分値が前記ブースト圧閾値範囲外であり、前記ブースト圧センサ値が前記目標ブースト圧よりも大きく、前記ガス流量差分値が前記ガス流量閾値範囲以内であり、前記無負荷時圧力差分値が前記無負荷時圧力閾値範囲以内である場合、前記オーバーブーストであると判定し、
   前記ブースト圧差分値が前記ブースト圧閾値範囲外であり、前記ブースト圧センサ値が前記目標ブースト圧よりも大きく、前記ガス流量差分値が前記ガス流量閾値範囲外であり、前記推定作動ガス流量が前記推定排ガス流量よりも大きく、前記無負荷時圧力差分値が前記無負荷時圧力閾値範囲外であり、前記無負荷時ブースト圧センサ値が前記大気圧センサ値よりも大きい場合、前記ブースト圧センサに過剰側特性異常が生じていると判定し、
   前記ブースト圧差分値が前記ブースト圧閾値範囲外であり、前記ブースト圧センサ値が前記目標ブースト圧よりも小さく、前記ガス流量差分値が前記ガス流量閾値範囲外であり、前記推定作動ガス流量が前記推定排ガス流量よりも小さく、前記無負荷時圧力差分値が前記無負荷時圧力閾値範囲外であり、前記無負荷時ブースト圧センサ値が前記大気圧センサ値よりも小さい場合、前記ブースト圧センサに過少側特性異常が生じていると判定する、請求項１又は２に記載の内燃機関システムの異常診断装置。
4. 前記異常判定部は、
   前記ガス流量差分値が前記ガス流量閾値範囲以内であり、前記無負荷時圧力差分値が前記無負荷時圧力閾値範囲外であり、前記無負荷時ブースト圧センサ値が前記大気圧センサ値よりも小さい場合、前記大気圧センサに過剰側特性異常が生じていると判定し、
   前記ガス流量差分値が前記ガス流量閾値範囲以内であり、前記無負荷時圧力差分値が前記無負荷時圧力閾値範囲外であり、前記無負荷時ブースト圧センサ値が前記大気圧センサ値よりも大きい場合、前記大気圧センサに過少側特性異常が生じていると判定する、請求項３に記載の内燃機関システムの異常診断装置。

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