JP2007016634A - 内燃機関の故障診断装置および内燃機関の故障診断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関における故障診断処理を精度よく、かつ、効率よく行うこと。
【解決手段】排気浄化機能に用いられる圧力ポンプと蒸発燃料処理機能に用いられる圧力ポンプとを共用化し、これらの機能を導入通気弁および開閉弁の作動によって切り替えるよう構成し、コントロールユニットが、不揮発性メモリに予め格納された故障診断パターン情報を読み出して導入通気弁および開閉弁に対する作動指示、および、圧力センサからの測定値取得を行うことによって、各種故障診断処理を実行するよう構成する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、燃料タンクから蒸発した蒸発燃料をエアクリーナまたは排気通路に送り出す蒸発燃料処分機能に用いられる圧力ポンプとエアクリーナから吸入した大気を排気通路に送り出す排気浄化機能に用いられる圧力ポンプとを共用化した共用ポンプと、共用ポンプの吸引側を燃料タンクまたはエアクリーナに選択的に接続するための吸引側切替弁と、共用ポンプの排出側とエアクリーナとを接続する通路の開閉を行う第一の開閉弁と、共用ポンプの排出側と排気通路とを接続する通路の開閉を行う第二の開閉弁とを用いることによって、蒸発燃料処分機能と排気浄化機能とを切替実行する内燃機関の故障診断装置および内燃機関の故障診断方法に関し、特に、排気浄化機能と蒸発燃料機能とを共通の圧力ポンプで実現した内燃機関の故障診断処理を精度よく、かつ、効率よく行うことができる内燃機関の故障診断装置および内燃機関の故障診断方法に関する。

従来、内燃機関の排気通路に空気を供給することによって排気浄化を行う排気浄化機能が知られている。たとえば、特許文献１には、排気通路に設けられた触媒の上流側に圧力ポンプを用いて空気を供給する技術が開示されている。

また、かかる機能とは異なる機能として、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を安全に処理する蒸発燃料処理機能が知られている。たとえば、特許文献２には、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を一時的にキャニスタに吸着させ、吸着させた蒸発燃料を圧力ポンプを用いて内燃機関に送り込むことによって処理する技術が開示されている。

特開平８−１４０３５号公報 特開平１１−１８２３６９号公報

しかしながら、上記した排気浄化機能および蒸発燃料処理機能はそれぞれ圧力ポンプを用いているので、これらの機能を兼ね備えた内燃機関を構成する場合には２個の圧力ポンプが必要となる。このため、排気浄化機能および蒸発燃料機能の双方の機能を備えた内燃機関を構成しようとすると２個の圧力ポンプを用いる必要があるために、コストがかさむという問題があった。

ところで、上記した各機能は、圧力センサ、開閉バルブ、圧力ポンプといった構成部品の故障診断処理を行うことが通常である。このような故障診断処理を行うことで、排気ガスの汚染や蒸発燃料漏れといった危険性を回避することが可能となる。

しかし、上記した排気浄化機能および蒸発燃料処理機能をそれぞれ独立した機能として設けると、かかる故障診断処理もそれぞれの機能において独立して行う必要があり、故障診断処理の精度や効率を高めることができないという問題があった。

これらのことから、排気浄化機能と蒸発燃料機能とを共通の圧力ポンプで実現するとともに、故障診断処理を精度よく、かつ、効率よく行うことができる内燃機関の故障診断装置および内燃機関の故障診断方法をいかにして実現するかが大きな課題となっている。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、排気浄化機能と蒸発燃料機能とを共通の圧力ポンプで実現した内燃機関の故障診断処理を精度よく、かつ、効率よく行うことができる内燃機関の故障診断装置および内燃機関の故障診断方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明に係る内燃機関の故障診断装置は、燃料タンクから蒸発した蒸発燃料をエアクリーナまたは排気通路に送り出す蒸発燃料処分機能に用いられる圧力ポンプと前記エアクリーナから吸入した大気を前記排気通路に送り出す排気浄化機能に用いられる圧力ポンプとを共用化した共用ポンプと、前記共用ポンプの吸引側を前記燃料タンクまたは前記エアクリーナに選択的に接続するための吸引側切替弁と、前記共用ポンプの排出側と前記エアクリーナとを接続する通路の開閉を行う第一の開閉弁と、前記共用ポンプの排出側と前記排気通路とを接続する通路の開閉を行う第二の開閉弁とを用いることによって、前記蒸発燃料処分機能と前記排気浄化機能とを切替実行する内燃機関の故障診断装置であって、前記蒸発燃料処分機能または前記排気浄化機能を実行する際の、前記共用ポンプ、前記吸引側切替弁、前記第一の開閉弁および前記第二の開閉弁の作動状態を、予め設定された故障診断パターン情報に基づいて変更する変更手段と、前記変更手段によって変更された前記作動状態において前記共用ポンプの吸引側に設けられた吸引側圧力センサおよび／または前記共用ポンプの排出側に設けられた排出側圧力センサの出力値を用いることによって故障部位を検出する故障検出手段と、を備えたことを特徴とする。

また、請求項２の発明に係る内燃機関の故障診断装置は、上記の発明において、前記変更手段は、前記蒸発燃料処分機能および前記排気浄化機能を実行していない通常運転時に、前記共用ポンプ、前記吸引側切替弁、前記第一の開閉弁および前記第二の開閉弁の作動状態を、予め設定された前記故障診断パターン情報に基づいて変更することを特徴とする。

また、請求項３の発明に係る内燃機関の故障診断装置は、上記の発明において、前記変更手段は、前記エアクリーナと前記圧力ポンプの吸引側とを接続する通路の開閉を行う第三の開閉弁の作動状態を、予め設定された前記故障診断パターン情報に基づいて変更することを特徴とする。

また、請求項４の発明に係る内燃機関の故障診断装置は、前記変更手段は、前記吸引側切替弁に設けられた、前記燃料タンクと前記共用ポンプの吸引側とを接続するための第一の通路と、前記エアクリーナと前記共用ポンプの吸引側とをオリフィスが設けられた通路を介して接続するための第二の通路と、前記エアクリーナおよび前記燃料タンクと前記共用ポンプの吸引側とを接続するための第三の通路とを、予め設定された前記故障診断パターン情報に基づいて変更することを特徴とする。

また、請求項５の発明に係る内燃機関の故障診断装置は、燃料タンクから蒸発した蒸発燃料をエアクリーナまたは排気通路に送り出す蒸発燃料処分機能に用いられる圧力ポンプと前記エアクリーナから吸入した大気を前記排気通路に送り出す排気浄化機能に用いられる圧力ポンプとを共用化した共用ポンプと、前記共用ポンプの吸引側を前記燃料タンクまたは前記エアクリーナに選択的に接続するための吸引側切替弁と、前記共用ポンプの排出側と前記エアクリーナとを接続する通路の開閉を行う第一の開閉弁と、前記共用ポンプの排出側と前記排気通路とを接続する通路の開閉を行う第二の開閉弁と、前記エアクリーナと前記圧力ポンプの吸引側とを接続する通路の開閉を行う第三の開閉弁とを用いることによって、前記蒸発燃料処分機能と前記排気浄化機能とを切替実行する内燃機関の故障診断装置であって、前記排気浄化機能を実行する際に、予め設定された故障診断パターン情報に基づき、前記第一の開閉弁を閉状態、前記第二の開閉弁を開状態、前記第三の開閉弁を開状態に変更する変更手段と、前記変更手段によって変更された作動状態において、前記共用ポンプの駆動状態および前記共用ポンプの排出側に設けられた排出側圧力センサの出力値に基づいて該共用ポンプの駆動異常および／または停止異常を検出する故障検出手段と、を備えたことを特徴とする。

また、請求項６の発明に係る内燃機関の故障診断装置は、燃料タンクから蒸発した蒸発燃料をエアクリーナまたは排気通路に送り出す蒸発燃料処分機能に用いられる圧力ポンプと前記エアクリーナから吸入した大気を前記排気通路に送り出す排気浄化機能に用いられる圧力ポンプとを共用化した共用ポンプと、前記共用ポンプの吸引側を前記燃料タンクまたは前記エアクリーナに選択的に接続するための吸引側切替弁と、前記共用ポンプの排出側と前記エアクリーナとを接続する通路の開閉を行う第一の開閉弁と、前記共用ポンプの排出側と前記排気通路とを接続する通路の開閉を行う第二の開閉弁とを用いることによって、前記蒸発燃料処分機能と前記排気浄化機能とを切替実行する内燃機関の故障診断装置であって、前記蒸発燃料処分機能および前記排気浄化機能を実行していない通常運転中に、予め設定された故障診断パターン情報に基づき、前記第一の開閉弁を閉状態、前記第二の開閉弁を閉状態から開状態に変更する変更手段と、前記変更手段によって変更された作動状態において、前記共用ポンプの排出側に設けられた排出側圧力センサの出力値の変化が所定値以上である場合に、前記共用ポンプの停止異常を検出する故障検出手段と、を備えたことを特徴とする。

また、請求項７の発明に係る内燃機関の故障診断装置は、燃料タンクから蒸発した蒸発燃料をエアクリーナまたは排気通路に送り出す蒸発燃料処分機能に用いられる圧力ポンプと前記エアクリーナから吸入した大気を前記排気通路に送り出す排気浄化機能に用いられる圧力ポンプとを共用化した共用ポンプと、前記共用ポンプの吸引側を前記燃料タンクまたは前記エアクリーナに選択的に接続するための吸引側切替弁と、前記共用ポンプの排出側と前記エアクリーナとを接続する通路の開閉を行う第一の開閉弁と、前記共用ポンプの排出側と前記排気通路とを接続する通路の開閉を行う第二の開閉弁と、前記エアクリーナと前記圧力ポンプの吸引側とを接続する通路の開閉を行う第三の開閉弁とを用いることによって、前記蒸発燃料処分機能と前記排気浄化機能とを切替実行する内燃機関の故障診断装置であって、前記蒸発燃料処分機能を実行する際に、予め設定された故障診断パターン情報に基づき、前記第一の開閉弁を閉状態、前記第二の開閉弁を開状態、前記第三の開閉弁を閉状態に変更する変更手段と、前記変更手段によって変更された作動状態において、前記共用ポンプの駆動状態、前記共用ポンプの吸引側に設けられた吸引側圧力センサの出力値および前記共用ポンプの排出側に設けられた排出側圧力センサの出力値に基づいて該共用ポンプの故障および前記第二の開閉弁の故障を検出する故障検出手段と、を備えたことを特徴とする。

また、請求項８の発明に係る内燃機関の故障診断装置は、燃料タンクから蒸発した蒸発燃料をエアクリーナまたは排気通路に送り出す蒸発燃料処分機能に用いられる圧力ポンプと前記エアクリーナから吸入した大気を前記排気通路に送り出す排気浄化機能に用いられる圧力ポンプとを共用化した共用ポンプと、前記共用ポンプの吸引側を前記燃料タンクまたは前記エアクリーナに選択的に接続するための吸引側切替弁とを用いることによって、前記蒸発燃料処分機能と前記排気浄化機能とを切替実行する内燃機関の故障診断装置であって、前記共用ポンプの初期駆動時に前記共用ポンプの吸引側に設けられた吸引側圧力センサおよび／または前記共用ポンプの排出側に設けられた排出側圧力センサの初期出力値を記憶する初期出力値記憶手段と、前記共用ポンプが駆動中である場合に取得した前記吸引側圧力センサおよび／または前記排出側圧力センサの出力値を前記初期出力値と比較することによって、該共用ポンプの機能低下を検出する故障検出手段と、を備えたことを特徴とする。

また、請求項９の発明に係る内燃機関の故障診断装置は、燃料タンクから蒸発した蒸発燃料をエアクリーナまたは排気通路に送り出す蒸発燃料処分機能に用いられる圧力ポンプと前記エアクリーナから吸入した大気を前記排気通路に送り出す排気浄化機能に用いられる圧力ポンプとを共用化した共用ポンプと、前記共用ポンプの吸引側を前記燃料タンクまたは前記エアクリーナに選択的に接続するための吸引側切替弁と、前記共用ポンプの排出側と前記エアクリーナとを接続する通路の開閉を行う第一の開閉弁と、前記共用ポンプの排出側と前記排気通路とを接続する通路の開閉を行う第二の開閉弁と、前記エアクリーナと前記圧力ポンプの吸引側とを接続する通路の開閉を行う第三の開閉弁とを用いることによって、前記蒸発燃料処分機能と前記排気浄化機能とを切替実行する内燃機関の故障診断装置であって、前記排気浄化機能を実行する際に、予め設定された故障診断パターン情報に基づき、前記第一の開閉弁を閉状態、前記第二の開閉弁を開状態、前記第三の開閉弁を開状態に変更する変更手段と、前記変更手段によって変更された作動状態において、前記共用ポンプが駆動中であり、かつ、前記共用ポンプの吸引側に設けられた吸引側圧力センサの出力値が負圧である場合に、前記吸引側切替弁の固着故障を検出する故障検出手段と、を備えたことを特徴とする。

また、請求項１０の発明に係る内燃機関の故障診断装置は、燃料タンクから蒸発した蒸発燃料をエアクリーナまたは排気通路に送り出す蒸発燃料処分機能に用いられる圧力ポンプと前記エアクリーナから吸入した大気を前記排気通路に送り出す排気浄化機能に用いられる圧力ポンプとを共用化した共用ポンプと、前記共用ポンプの吸引側を前記燃料タンクまたは前記エアクリーナに選択的に接続するための吸引側切替弁と、前記共用ポンプの排出側と前記エアクリーナとを接続する通路の開閉を行う第一の開閉弁と、前記共用ポンプの排出側と前記排気通路とを接続する通路の開閉を行う第二の開閉弁とを用いることによって、前記蒸発燃料処分機能と前記排気浄化機能とを切替実行する内燃機関の故障診断装置であって、前記蒸発燃料処分機能を実行する際に、予め設定された故障診断パターン情報に基づき、前記第一の開閉弁を開状態、前記第二の開閉弁を閉状態に変更する変更手段と、前記変更手段によって変更された作動状態において、前記共用ポンプが駆動中であり、かつ、前記共用ポンプの吸引側に設けられた吸引側圧力センサの出力値が正圧である場合に、前記吸引側切替弁の固着故障を検出する故障検出手段と、を備えたことを特徴とする。

また、請求項１１の発明に係る内燃機関の故障診断装置は、燃料タンクから蒸発した蒸発燃料をエアクリーナまたは排気通路に送り出す蒸発燃料処分機能に用いられる圧力ポンプと前記エアクリーナから吸入した大気を前記排気通路に送り出す排気浄化機能に用いられる圧力ポンプとを共用化した共用ポンプと、前記共用ポンプの吸引側を前記燃料タンクまたは前記エアクリーナに選択的に接続するための吸引側切替弁とを用いることによって、前記蒸発燃料処分機能と前記排気浄化機能とを切替実行する内燃機関の故障診断装置であって、前記共用ポンプの吸引側に設けられた吸引側圧力センサを用いて計測した大気圧を記憶する大気圧記憶手段と、前記共用ポンプの排出側に設けられた排出側圧力センサを用いて計測した大気圧と、前記大気圧記憶手段に記憶されている大気圧との差分が所定値以上である場合に、該排出側圧力センサの故障を検出する故障検出手段と、を備えたことを特徴とする。

また、請求項１２の発明に係る内燃機関の故障診断装置は、燃料タンクから蒸発した蒸発燃料をエアクリーナまたは排気通路に送り出す蒸発燃料処分機能に用いられる圧力ポンプと前記エアクリーナから吸入した大気を前記排気通路に送り出す排気浄化機能に用いられる圧力ポンプとを共用化した共用ポンプと、前記共用ポンプの吸引側を前記燃料タンクまたは前記エアクリーナに選択的に接続するための吸引側切替弁とを用いることによって、前記蒸発燃料処分機能と前記排気浄化機能とを切替実行する内燃機関の故障診断装置であって、前記排気浄化機能を実行する以前に、前記共用ポンプの排出側に設けられた排出側圧力センサの出力値を記憶する排気圧記憶手段と、前記排気浄化機能実行中に、前記排出側圧力センサの出力値と、前記排気圧記憶手段に記憶されている出力値との差分が所定値を下回っている場合に、該排出側圧力センサの故障を検出する故障検出手段と、を備えたことを特徴とする。

また、請求項１３の発明に係る内燃機関の故障診断装置は、燃料タンクから蒸発した蒸発燃料をエアクリーナまたは排気通路に送り出す蒸発燃料処分機能に用いられる圧力ポンプと前記エアクリーナから吸入した大気を前記排気通路に送り出す排気浄化機能に用いられる圧力ポンプとを共用化した共用ポンプと、前記共用ポンプの吸引側を前記燃料タンクまたは前記エアクリーナに選択的に接続するための吸引側切替弁とを用いることによって、前記蒸発燃料処分機能と前記排気浄化機能とを切替実行する内燃機関の故障診断装置であって、前記蒸発燃料処分機能および前記排気浄化機能を実行していない通常運転時に、前記共用ポンプの排出側に設けられた排出側圧力センサの出力値が脈動していない場合に、該排出側圧力センサの故障を検出する故障検出手段を備えたことを特徴とする。

また、請求項１４の発明に係る内燃機関の故障診断装置は、燃料タンクから蒸発した蒸発燃料をエアクリーナまたは排気通路に送り出す蒸発燃料処分機能に用いられる圧力ポンプと前記エアクリーナから吸入した大気を前記排気通路に送り出す排気浄化機能に用いられる圧力ポンプとを共用化した共用ポンプと、前記共用ポンプの吸引側を前記燃料タンクまたは前記エアクリーナに選択的に接続するための吸引側切替弁と、前記共用ポンプの排出側と前記エアクリーナとを接続する通路の開閉を行う第一の開閉弁と、前記共用ポンプの排出側と前記排気通路とを接続する通路の開閉を行う第二の開閉弁と、前記エアクリーナと前記圧力ポンプの吸引側とを接続する通路の開閉を行う第三の開閉弁とを用いることによって、前記蒸発燃料処分機能と前記排気浄化機能とを切替実行する内燃機関の故障診断装置であって、前記排気浄化機能の実行中であって前記共用ポンプの駆動中に、予め設定された故障診断パターン情報に基づき、前記第一の開閉弁を閉状態、前記第二の開閉弁を開状態、前記第三の開閉弁を開状態に変更する変更手段と、前記変更手段によって変更された作動状態において、前記共用ポンプの吸引側に設けられた吸引側圧力センサの出力値が負圧である場合に前記第三の開閉弁の閉固着故障を検出し、前記共用ポンプの排出側に設けられた排出側圧力センサの出力値が負圧である場合に前記第二の開閉弁の閉固着故障を検出する故障検出手段と、を備えたことを特徴とする。

また、請求項１５の発明に係る内燃機関の故障診断装置は、燃料タンクから蒸発した蒸発燃料をエアクリーナまたは排気通路に送り出す蒸発燃料処分機能に用いられる圧力ポンプと前記エアクリーナから吸入した大気を前記排気通路に送り出す排気浄化機能に用いられる圧力ポンプとを共用化した共用ポンプと、前記共用ポンプの吸引側を前記燃料タンクまたは前記エアクリーナに選択的に接続するための吸引側切替弁と、前記共用ポンプの排出側と前記エアクリーナとを接続する通路の開閉を行う第一の開閉弁と、前記共用ポンプの排出側と前記排気通路とを接続する通路の開閉を行う第二の開閉弁とを用いることによって、前記蒸発燃料処分機能と前記排気浄化機能とを切替実行する内燃機関の故障診断装置であって、前記蒸発燃料処分機能の実行中であって前記共用ポンプの駆動中に、予め設定された故障診断パターン情報に基づき、前記第一の開閉弁を開状態、前記第二の開閉弁を閉状態に変更する変更手段と、前記変更手段によって変更された作動状態において、前記共用ポンプの吸引側に設けられた吸引側圧力センサの出力値が正圧である場合に前記第一の開閉弁の閉固着故障を検出し、前記共用ポンプの排出側に設けられた排出側圧力センサの出力値が正圧である場合に前記第二の開閉弁の開固着故障を検出する故障検出手段と、を備えたことを特徴とする。

また、請求項１６の発明に係る内燃機関の故障診断方法は、燃料タンクから蒸発した蒸発燃料をエアクリーナまたは排気通路に送り出す蒸発燃料処分機能に用いられる圧力ポンプと前記エアクリーナから吸入した大気を前記排気通路に送り出す排気浄化機能に用いられる圧力ポンプとを共用化した共用ポンプと、前記共用ポンプの吸引側を前記燃料タンクまたは前記エアクリーナに選択的に接続するための吸引側切替弁と、前記共用ポンプの排出側と前記エアクリーナとを接続する通路の開閉を行う第一の開閉弁と、前記共用ポンプの排出側と前記排気通路とを接続する通路の開閉を行う第二の開閉弁とを用いることによって、前記蒸発燃料処分機能と前記排気浄化機能とを切替実行する内燃機関の故障診断方法であって、前記蒸発燃料処分機能または前記排気浄化機能を実行する際の、前記共用ポンプ、前記吸引側切替弁、前記第一の開閉弁および前記第二の開閉弁の作動状態を、予め設定された故障診断パターン情報に基づいて変更する変更工程と、前記変更工程によって変更された前記作動状態において前記共用ポンプの吸引側に設けられた吸引側圧力センサおよび／または前記共用ポンプの排出側に設けられた排出側圧力センサの出力値を用いることによって故障部位を検出する故障検出工程と、を含んだことを特徴とする。

また、請求項１７の発明に係る内燃機関の故障診断方法は、上記の発明において、前記変更工程は、前記蒸発燃料処分機能および前記排気浄化機能を実行していない通常運転時に、前記共用ポンプ、前記吸引側切替弁、前記第一の開閉弁および前記第二の開閉弁の作動状態を、予め設定された前記故障診断パターン情報に基づいて変更することを特徴とする。

また、請求項１８の発明に係る内燃機関の故障診断方法は、上記の発明において、前記変更工程は、前記エアクリーナと前記圧力ポンプの吸引側とを接続する通路の開閉を行う第三の開閉弁の作動状態を、予め設定された前記故障診断パターン情報に基づいて変更することを特徴とする。

また、請求項１９の発明に係る内燃機関の故障診断方法は、上記の発明において、前記変更工程は、前記吸引側切替弁に設けられた、前記燃料タンクと前記共用ポンプの吸引側とを接続するための第一の通路と、前記エアクリーナと前記共用ポンプの吸引側とをオリフィスが設けられた通路を介して接続するための第二の通路と、前記エアクリーナおよび前記燃料タンクと前記共用ポンプの吸引側とを接続するための第三の通路とを、予め設定された前記故障診断パターン情報に基づいて変更することを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、蒸発燃料処分機能または排気浄化機能を実行する際の、共用ポンプ、吸引側切替弁、第一の開閉弁および第二の開閉弁の作動状態を、予め設定された故障診断パターン情報に基づいて変更する変更手段と、変更手段によって変更された作動状態において共用ポンプの吸引側に設けられた吸引側圧力センサおよび／または共用ポンプの排出側に設けられた排出側圧力センサの出力値を用いることによって故障部位を検出する故障検出手段と、を備えるよう構成したので、排気浄化機能と蒸発燃料機能とを共通の圧力ポンプで実現するとともに、故障診断パターンの追加や削除、故障診断パターンの内容を容易に変更することによって、故障診断処理を精度よく、かつ、効率よく行うことができるという効果を奏する。

また、請求項２に係る発明によれば、変更手段は、蒸発燃料処分機能および排気浄化機能を実行していない通常運転時に、共用ポンプ、吸引側切替弁、第一の開閉弁および第二の開閉弁の作動状態を、予め設定された故障診断パターン情報に基づいて変更するよう構成したので、通常運転時においても効率的に故障診断を行うことができるという効果を奏する。

また、請求項３に係る発明によれば、変更手段は、エアクリーナと圧力ポンプの吸引側とを接続する通路の開閉を行う第三の開閉弁の作動状態を、予め設定された故障診断パターン情報に基づいて変更するよう構成したので、大気の導入を柔軟に変更することによって、柔軟な故障診断を行うことができるという効果を奏する。

また、請求項４に係る発明によれば、変更手段は、吸引側切替弁に設けられた、燃料タンクと共用ポンプの吸引側とを接続するための第一の通路と、エアクリーナと共用ポンプの吸引側とをオリフィスが設けられた通路を介して接続するための第二の通路と、エアクリーナおよび燃料タンクと共用ポンプの吸引側とを接続するための第三の通路とを、予め設定された故障診断パターン情報に基づいて変更するよう構成したので、蒸発燃料処分機能と排気浄化機能とを切り替えることによって、柔軟な故障診断を行うことができるという効果を奏する。

また、請求項５に係る発明によれば、排気浄化機能を実行する際に、予め設定された故障診断パターン情報に基づき、第一の開閉弁を閉状態、第二の開閉弁を開状態、第三の開閉弁を開状態に変更する変更手段と、変更手段によって変更された作動状態において、共用ポンプの駆動状態および共用ポンプの排出側に設けられた排出側圧力センサの出力値に基づいて共用ポンプの駆動異常および／または停止異常を検出する故障検出手段とを備えるよう構成したので、排気浄化機能の実行時において共用ポンプの障害検出を効率的に行うことができるという効果を奏する。

また、請求項６に係る発明によれば、蒸発燃料処分機能および排気浄化機能を実行していない通常運転中に、予め設定された故障診断パターン情報に基づき、第一の開閉弁を閉状態、第二の開閉弁を閉状態から開状態に変更する変更手段と、変更手段によって変更された作動状態において、共用ポンプの排出側に設けられた排出側圧力センサの出力値の変化が所定値以上である場合に、共用ポンプの停止異常を検出する故障検出手段とを備えるよう構成したので、通常運転時において共用ポンプの障害検出を効率的に行うことができるという効果を奏する。

また、請求項７に係る発明によれば、蒸発燃料処分機能を実行する際に、予め設定された故障診断パターン情報に基づき、第一の開閉弁を閉状態、第二の開閉弁を開状態、第三の開閉弁を閉状態に変更する変更手段と、変更手段によって変更された作動状態において、共用ポンプの駆動状態、共用ポンプの吸引側に設けられた吸引側圧力センサの出力値および共用ポンプの排出側に設けられた排出側圧力センサの出力値に基づいて共用ポンプの故障および前記第二の開閉弁の故障を検出する故障検出手段と、を備えるよう構成したので、蒸発燃料処分機能の実行時において共用ポンプおよび第二の開閉弁の障害検出を効率的に行うことができるという効果を奏する。

また、請求項８に係る発明によれば、共用ポンプの初期駆動時に共用ポンプの吸引側に設けられた吸引側圧力センサおよび／または共用ポンプの排出側に設けられた排出側圧力センサの初期出力値を記憶する初期出力値記憶手段と、共用ポンプが駆動中である場合に取得した吸引側圧力センサおよび／または排出側圧力センサの出力値を初期出力値と比較することによって、共用ポンプの機能低下を検出する故障検出手段と、を備えるよう構成したので、初期運転時の圧力センサの出力値と、運転時の圧力センサの出力値とを比較することによって、共用ポンプの出力低下を効率的に検出することができるという効果を奏する。

また、請求項９に係る発明によれば、排気浄化機能を実行する際に、予め設定された故障診断パターン情報に基づき、第一の開閉弁を閉状態、第二の開閉弁を開状態、第三の開閉弁を開状態に変更する変更手段と、変更手段によって変更された作動状態において、共用ポンプが駆動中であり、かつ、共用ポンプの吸引側に設けられた吸引側圧力センサの出力値が負圧である場合に、吸引側切替弁の固着故障を検出する故障検出手段と、を備えるよう構成したので、排気浄化機能の実行時において導入通気弁の障害を効率的に検出することができるという効果を奏する。

また、請求項１０に係る発明によれば、蒸発燃料処分機能を実行する際に、予め設定された故障診断パターン情報に基づき、第一の開閉弁を開状態、第二の開閉弁を閉状態に変更する変更手段と、変更手段によって変更された作動状態において、共用ポンプが駆動中であり、かつ、共用ポンプの吸引側に設けられた吸引側圧力センサの出力値が正圧である場合に、吸引側切替弁の固着故障を検出する故障検出手段と、を備えるよう構成したので、蒸発燃料処分機能の実行時において導入通気弁の障害を効率的に検出することができるという効果を奏する。

また、請求項１１に係る発明によれば、共用ポンプの吸引側に設けられた吸引側圧力センサを用いて計測した大気圧を記憶する大気圧記憶手段と、共用ポンプの排出側に設けられた排出側圧力センサを用いて計測した大気圧と、大気圧記憶手段に記憶されている大気圧との差分が所定値以上である場合に、排出側圧力センサの故障を検出する故障検出手段と、を備えるよう構成したので、初期運転時における圧力センサの出力値と、運転時における圧力センサの出力値とを比較することによって、圧力センサの障害を効率的に検出することができるという効果を奏する。

また、請求項１２に係る発明によれば、排気浄化機能を実行する以前に、共用ポンプの排出側に設けられた排出側圧力センサの出力値を記憶する排気圧記憶手段と、排気浄化機能実行中に、排出側圧力センサの出力値と、排気圧記憶手段に記憶されている出力値との差分が所定値を下回っている場合に、排出側圧力センサの故障を検出する故障検出手段と、を備えるよう構成したので、排気浄化機能実行前の排出側圧力センサの出力値と、排気浄化機能実行時の排出側圧力センサの出力値とを比較することによって、排出側圧力センサの障害を効率的に検出することができるという効果を奏する。

また、請求項１３に係る発明によれば、蒸発燃料処分機能および排気浄化機能を実行していない通常運転時に、共用ポンプの排出側に設けられた排出側圧力センサの出力値が脈動していない場合に、排出側圧力センサの故障を検出する故障検出手段を備えるよう構成したので、通常運転中には排出側圧力センサの出力値が脈動する現象を利用することによって、排出側圧力センサの障害を効率的に検出することができるという効果を奏する。

また、請求項１４に係る発明によれば、排気浄化機能の実行中であって共用ポンプの駆動中に、予め設定された故障診断パターン情報に基づき、第一の開閉弁を閉状態、第二の開閉弁を開状態、第三の開閉弁を開状態に変更する変更手段と、変更手段によって変更された作動状態において、共用ポンプの吸引側に設けられた吸引側圧力センサの出力値が負圧である場合に前記第三の開閉弁の閉固着故障を検出し、共用ポンプの排出側に設けられた排出側圧力センサの出力値が負圧である場合に第二の開閉弁の閉固着故障を検出する故障検出手段と、を備えるよう構成したので、排気浄化機能の実行時において、吸引側圧力センサおよび排出側圧力センサの出力値を利用することによって、第二の開閉弁および第三の開閉弁の障害を効率的に検出することができるという効果を奏する。

また、請求項１５に係る発明によれば、蒸発燃料処分機能の実行中であって共用ポンプの駆動中に、予め設定された故障診断パターン情報に基づき、第一の開閉弁を開状態、第二の開閉弁を閉状態に変更する変更手段と、変更手段によって変更された作動状態において、共用ポンプの吸引側に設けられた吸引側圧力センサの出力値が正圧である場合に第一の開閉弁の閉固着故障を検出し、共用ポンプの排出側に設けられた排出側圧力センサの出力値が正圧である場合に第二の開閉弁の開固着故障を検出する故障検出手段と、を備えるよう構成したので、蒸発燃料処分機能の実行時において、吸引側圧力センサおよび排出側圧力センサの出力値を利用することによって、第一の開閉弁および第二の開閉弁の障害を効率的に検出することができるという効果を奏する。

また、請求項１６に係る発明によれば、蒸発燃料処分機能または排気浄化機能を実行する際の、共用ポンプ、吸引側切替弁、第一の開閉弁および第二の開閉弁の作動状態を、予め設定された故障診断パターン情報に基づいて変更する変更工程と、変更工程によって変更された作動状態において共用ポンプの吸引側に設けられた吸引側圧力センサおよび／または共用ポンプの排出側に設けられた排出側圧力センサの出力値を用いることによって故障部位を検出する故障検出工程と、を含むよう構成したので、故障診断パターンの追加や削除、故障診断パターンの内容を容易に変更することによって、故障診断処理を精度よく、かつ、効率よく行うことができるという効果を奏する。

また、請求項１７に係る発明によれば、変更工程は、蒸発燃料処分機能および排気浄化機能を実行していない通常運転時に、共用ポンプ、吸引側切替弁、第一の開閉弁および第二の開閉弁の作動状態を、予め設定された故障診断パターン情報に基づいて変更するよう構成したので、通常運転時においても効率的に故障診断を行うことができるという効果を奏する。

また、請求項１８に係る発明によれば、変更工程は、エアクリーナと圧力ポンプの吸引側とを接続する通路の開閉を行う第三の開閉弁の作動状態を、予め設定された故障診断パターン情報に基づいて変更するよう構成したので、大気の導入を柔軟に変更することによって、柔軟な故障診断を行うことができるという効果を奏する。

また、請求項１９に係る発明によれば、変更工程は、吸引側切替弁に設けられた、燃料タンクと共用ポンプの吸引側とを接続するための第一の通路と、エアクリーナと共用ポンプの吸引側とをオリフィスが設けられた通路を介して接続するための第二の通路と、エアクリーナおよび燃料タンクと共用ポンプの吸引側とを接続するための第三の通路とを、予め設定された故障診断パターン情報に基づいて変更するよう構成したので、蒸発燃料処分機能と排気浄化機能とを切り替えることによって、柔軟な故障診断を行うことができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る内燃機関の故障診断装置および内燃機関の故障診断方法の好適な実施例を詳細に説明する。なお、以下の実施例においては、かかる故障診断装置を備えた内燃機関について説明することとする。

図１は、本発明に係る内燃機関の構成を示す図である。ここで、この内燃機関は、上記した排気浄化機能に用いられる圧力ポンプと上記した蒸発燃料処理機能に用いられる圧力ポンプとを共用化し、これらの機能を導入通気弁（以下、「切替弁」と記載する）および開閉弁の作動によって切り替えるようにしたものである。

同図に示すように、かかる内燃機関は、内部にスロットルバルブ１ａを設けた吸気通路１と、排気ガスの流れの下流方向に触媒２ａを設けた排気通路２と、燃料タンク３と、この燃料タンク３からの蒸発燃料を一時的に吸着するキャニスタ４と、このキャニスタ４と上記した吸気通路１との間に設けられたバキュームスイッチングバルブ５と、内燃機関に取り込む空気を浄化するためのエアクリーナ６と、圧力ポンプ７とを備えている。

また、燃料タンク３とキャニスタ４とは燃料供給通路１０で接続されており、キャニスタ４と圧力ポンプ７とは主通路１１で接続されている。さらに、キャニスタ４と圧力ポンプ７とはオリフィス１２ａを設けたバイパス通路１２で接続されている。そして、エアクリーナ６から主通路１１へと空気を取り込み、かつ、圧力ポンプからエアクリーナ６へと蒸発燃料を排出するための空気供給通路１３と、圧力ポンプから排気通路２へと空気または蒸発燃料を排出するための空気排出経路１４とが設けられている。

上記した主通路１１には、キャニスタ４と圧力ポンプ７とを接続するための第一通路２０ａと、エアクリーナ６と圧力ポンプ７とを空気供給通路１３とバイパス通路１２とを介して接続するための第二通路２０ｂと、エアクリーナ６およびキャニスタ４とを空気供給通路１３および主通路１１を介して接続するための第三通路２０ｃとが設けられた切替弁２０が、第一通路２０ａ、第二通路２０ｂおよび第三通路２０ｃを切替可能に設置されている。

そして、この切替弁２０は、ステッパモータ２１と切替弁接続軸２２を介して接続されており、ステッパモータ２１の作動によって、上記した三つの通路（２０ａ〜２０ｃ）を切り替える。

また、同図に示したように、圧力ポンプ７の排出側には、圧力ポンプ７から空気供給通路１３に送り出される気体の通過／不通過を切り替えるための開閉弁Ａ（以下、「Ｖ−Ａ」と記載する）３１と、圧力ポンプ７から空気排出通路１４に送り出される気体の通過／不通過を切り替えるための開閉弁Ｂ（以下、「Ｖ−Ｂ」と記載する）３２とが設けられている。そして、空気供給通路１３の切替弁２０側には、空気供給通路１３から主通路１１に取り込まれる気体の通過／不通過を切り替えるための開閉弁Ｃ（以下、「Ｖ−Ｃ」と記載する）３３が設けられている。

さらに、主通路１１およびバイパス通路１２と圧力ポンプ７の吸入側との間には、密閉時あるいは大気解放時の気体の圧力を測定するための圧力センサＢ（以下、「ＰＳ−Ｂ」と記載する）４２が、圧力ポンプ７の吸入側付近に設けらており、空気排出通路１４には、圧力ポンプ７によって排出された気体の圧力を測定するための圧力センサＡ（以下、「ＰＳ−Ａ」と記載する）４１が設けられている。

そして、切替弁２０を作動させるステッパモータ２１と、Ｖ−Ａ３１と、Ｖ−Ｂ３２と、Ｖ−Ｃ３３と、ＰＳ−Ａ４１と、ＰＳ−Ｂ４２とはコントロールユニット５０に接続されており、ステッパモータ２１、Ｖ−Ａ３１、Ｖ−Ｂ３２およびＶ−Ｃ３３は、このコントロールユニット５０からの指示により動作するとともに、ＰＳ−Ａ４１およびＰＳ−Ｂ４２は、このコントロールユニット５０に対して測定した圧力を通知する。

ここで、かかるコントロールユニット５０は、少なくとも、ＲＯＭ（Read Only Memory）などの不揮発性のメモリと、ＣＰＵ（Central Processing Unit）とを備えたコンピュータである。そして、このコントロールユニット５０は、かかる不揮発性メモリに予め格納された故障診断パターン情報を読み出して作動装置（図１の２１、３１、３２および３３）に対する作動指示および測定装置（図１の４１および４２）からの測定値取得を行うことによって、各種故障診断処理を実行する。なお、かかる故障診断パターン情報については、図５を用いて後述することとする。

このように、本実施例に係る内燃機関では、排気浄化機能および蒸発燃料処理機能を１個の圧力ポンプ７をはじめとする各共有部品や各共有装置を用いて共用化している。従来の内燃機関では、かかる排気浄化機能および蒸発燃料処理機能をそれぞれ独立した機能として設けていたため、各機能を構成する各部品や各装置の故障診断処理もそれぞれ独立して行う必要があった。たとえば、気体の流路となる各通路、通路の圧力を計測するための圧力センサ、通路の開閉を行うための各開閉弁などは、各機能用にそれぞれ設けられており、各機能の故障診断手順に基づいて独立して行う必要があった。

一方、本実施例に係る内燃機関では、排気浄化機能および蒸発燃料処理機能を各共有部品や各共有装置を用いて共用化していることから、たとえば、従来は排気浄化機能で用いられていた圧力センサの出力値を、蒸発燃料処理機能の故障診断処理に用いたりすることができる。このため、故障診断処理を精度よく、かつ、効率よく行うことができる。

次に、図１に示した内燃機関において、上記した排気浄化機能、あるいは、蒸発燃料処理機能を実行する場合における、圧力ポンプ７、切替弁２０、Ｖ−Ａ３１、Ｖ−Ｂ３２、およびＶ−Ｃ３３の状態と、気体の流れについて図２〜図４を用いて説明する。なお、以下の説明においては、上記した排気浄化機能を「エアインジェクション制御」と、上記した蒸発燃料処理機能を「キーオフ制御」と、それぞれ呼ぶこととする。

図２は、エアインジェクション制御時の各通気弁の状態および気体の流れを示す図である。同図に示すように、切替弁２０は第三通路２０ｃに切り替えられており、Ｖ−Ａ３１は閉状態、Ｖ−Ｂ３２は開状態、Ｖ−Ｃ３３は開状態に変更されている。そして、圧力ポンプ７を動作させるとエアクリーナ６から新気が内燃機関に導入され、空気供給経路１３、Ｖ−Ｃ３３、切替弁２０の第三通路２０ｃ、主通路１１、圧力ポンプ７、Ｖ−Ｂ３２、空気排出通路１４を経由して排気通路２へと送り出される。このようにして、排気通路２へと送り込まれた新気は、通路内の未燃焼ガスなどを燃焼させるので、排気の浄化を行うことができる。

図３は、主通路を用いたキーオフ制御時の各通気弁の状態および気体の流れを示す図である。なお、同図の上段は燃料タンク３からの蒸発燃料をエアクリーナ６へと排出する場合について示しており、同図の下段は燃料タンク３からの蒸発燃料を排気通路２へと排出する場合について示している。

同図の上段に示すように、切替弁２０は第一通路２０ａに切り替えられており、Ｖ−Ａ３１は開状態、Ｖ−Ｂ３２は閉状態に変更されている。なお、この場合、Ｖ−Ｃ３３を経由する通路は閉鎖されているので、Ｖ−Ｃ３３の開閉状態は気体の流れに影響を与えない。このような状態で、圧力ポンプ７を動作させると、燃料タンク３から蒸発してキャニスタ４で吸着しきれなかった蒸発燃料は、切替弁２０の第一通路２０ａ、圧力ポンプ７、Ｖ−Ａ３１、空気供給経路１３を経由してエアクリーナ６へと排出される。

また、同図の下段に示すように、切替弁２０は第一通路２０ａに切り替えられており、Ｖ−Ａ３１は閉状態、Ｖ−Ｂ３２は開状態に変更されている。このような状態で、圧力ポンプ７を動作させると、燃料タンク３から蒸発してキャニスタ４で吸着しきれなかった蒸発燃料は、切替弁２０の第一通路２０ａ、圧力ポンプ７、Ｖ−Ｂ３２、空気排出経路１４を経由して排気通路２へと送り出される。このように、蒸発燃料を排気通路２へと導入することで、同図の上段に示した場合のように、エアクリーナ７から外部へと蒸発燃料が放出されることがないので大気汚染を効果的に防止することができる。

次に、キーオフ制御時における故障診断機能の一例について図４を用いて説明する。図４は、バイパス通路１２を用いたキーオフ制御時の各通気弁の状態および気体の流れを示す図である。なお、同図の上段は、圧力ポンプ７を停止した状態で、バイパス通路１２を含む各通路をエアクリーナ７を介して外気に開放した場合について示している。また、同図の下段は、同図の上段に示した状態において圧力ポンプ７を駆動してバイパス通路１２のオリフィス１２ａを経由して空気を通過させ、通路の穴や亀裂などを検知する際の基準圧力を測定する場合について示している。

同図の上段に示すように、切替弁２０は第二通路２０ｂに切り替えられており、Ｖ−Ａ３１は開状態、Ｖ−Ｂ３２は閉状態、Ｖ−Ｃ３３は開状態に変更されている。このような状態において、ＰＳ−Ｂ４２を用いて外気圧を計測する。そして、同図の下段に示すように、圧力ポンプ７を駆動させると、バイパス通路１２に設けられたオリフィス１２ａの径に見合った圧力低下をＰＳ−Ｂ４２で計測することができる（基準圧力の計測）。

そして、切替弁２０を第一通路２０ａに切り替えて圧力ポンプ７を駆動させた状態で計測された圧力を（たとえば、図３の上段参照）、この基準圧力と比較することによって各通路の密閉性を検証することができる。たとえば、図３の上段の状態でＰＳ−Ｂ４２によって計測された圧力がかかる基準圧力よりも低い場合には通路の密閉性があると判定することができる。一方、図３の上段の状態でＰＳ−Ｂ４２によって計測された圧力がかかる基準圧力よりも高い場合には通路の穴などがオリフィス１２ａの穴よりも大きい、すなわち、密閉性が失われていると判定することができる。

次に、図１に示したコントロールユニット５０のＲＯＭに予め記憶される「故障診断パターン情報」の一例について図５を用いて説明する。図５は、本実施例に係る故障診断パターン情報の一覧を示す図である。なお、図５に示したのは故障診断パターン情報の一例であり、他のパターンを追加したり、図５に示したパターンのうちいくつかを省略したりすることとしてもよい。

図５に示すように、故障診断パターン情報は、試験パターンの番号、障害検出対象、運用状態、ポンプ（ＡＰ）の駆動状態、使用する圧力センサ（ＰＳ）およびバルブ（Ｖ）の開閉状態を含んだ情報である。たとえば、図５の「試験パターン１」は、エアインジェクション制御（以下、「ＡＩ制御」と記載する）中に行われる故障診断であり、圧力ポンプ７を駆動させ、圧力センサのうちＰＳ−Ａ４１を使用し、開閉弁（バルブ）の状態は、Ｖ−Ａ３１が閉状態、Ｖ−Ｂ３２が開状態、Ｖ−Ｃ３３が開状態として、圧力ポンプ７の障害を検出する故障診断であることが示されている。なお、この「試験パターン１」における処理手順は図６を用いて後述する。

また、図５の「試験パターン１１」は、キーオフ制御中に行われる故障診断であり、圧力ポンプ７を駆動させ、圧力センサのＰＳ−Ａ４１およびＰＳ−Ｂ４２を使用し、開閉弁（バルブ）の状態は、Ｖ−Ａ３１を閉状態から開状態へ、Ｖ−Ｂ３２を開状態から閉状態へと変更することによって、Ｖ−Ａ３１およびＶ−Ｂ３２の障害を検出する故障診断であることが示されている。なお、この「試験パターン１１」における処理手順は図１６を用いて後述する。

このように、本発明に係る故障診断方法では、コントロールユニット５０のＲＯＭに予め記憶された故障診断パターン情報に基づいて各通気弁（２０、３１、３２および３３）の状態や、圧力ポンプ７の動作状態を変更し、圧力センサ（４１および４２）を用いることによって各通気弁のみならず圧力センサ自体の障害や、圧力ポンプ７の障害なども検出するよう構成したので、各構成部品の障害検出を精度よく、かつ、効率よく行うことができる。また、かかる故障診断パターン情報を書換えることによって、故障診断のパターンの追加および削除や、故障診断内容の変更を容易に行うことができる。

次に、図５に示した各試験パターンの処理手順について図６〜図１６を用いて説明していく。図６は、図５に示した試験パターン１の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、コントロールユニット５０は、Ｖ−Ａ３１を閉状態、Ｖ−Ｂ３２を開状態、Ｖ−Ｃ３３を開状態にそれぞれ変更する（ステップＳ１０１）。そして、ＡＩ制御中であるか否かを判定し（ステップＳ１０２）、ＡＩ制御中であれば（ステップＳ１０２，Ｙｅｓ）、ステップＳ１０３の処理を行う。一方、ＡＩ制御中でなければ（ステップＳ１０２，Ｎｏ）処理を終了する。

そして、ＡＩ制御中であると判定した場合には（ステップＳ１０２，Ｙｅｓ）、つづいてＡＰ（圧力ポンプ７）が駆動中であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。そして、ＡＰが駆動中である場合には（ステップＳ１０３，Ｙｅｓ）、ＰＳ−Ａ４１が加圧されているか、すなわち、ＰＳ−Ａ４１の出力値が上昇しているか否かを判定し（ステップＳ１０４）、ＰＳ−Ａ４１が加圧されている場合には（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ）、ＡＰが正常である（正常に駆動している）として（ステップＳ１０５）処理を終了する。一方、ＰＳ−Ａ４１が加圧されていない場合（ステップＳ１０４，Ｎｏ）、ＡＰ故障（駆動していない）として（ステップＳ１０６）処理を終了する。

また、ステップＳ１０３においてＡＰが停止中であると判定した場合には（ステップＳ１０３，Ｎｏ）、ＰＳ−Ａ４１が加圧しているか否かを判定する（ステップＳ１０７）。そして、ＰＳ−Ａ４１が加圧している場合には（ステップＳ１０７，Ｙｅｓ）、ＡＰ故障（停止していない）として（ステップＳ１０８）処理を終了する。一方、ＰＳ−Ａ４１が加圧していない場合には（ステップＳ１０７，Ｎｏ）、ＡＰ正常（正常に停止している）として（ステップＳ１０９）処理を終了する。

次に、図５に示した試験パターン２の処理手順について図７を用いて説明する。図７は、図５に示した試験パターン２の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、コントロールユニット５０は、Ｖ−Ａ３１を閉状態、Ｖ−Ｂ３２を閉状態にそれぞれ変更する（ステップＳ２０１）。そして、通常運転中、すなわち、ＡＩ制御もキーオフ制御も行っていない状態であるか否かを判定し（ステップＳ２０２）、通常運転中ではない場合（ＡＩ制御またはキーオフ制御を行っている状態）には（ステップＳ２０２，Ｎｏ）処理を終了する。

一方、通常運転中であると判定した場合には（ステップＳ２０２，Ｙｅｓ）、燃料増量補正中であるか否かを判定する（ステップＳ２０３）。そして、燃料増量補正中ではない場合には（ステップＳ２０３，Ｎｏ）、つづいて、フュエルカット中であるか否かを判定し（ステップＳ２０４）、フュエルカット中ではない場合には（ステップＳ２０４，Ｎｏ）処理を終了する。一方、フュエルカット中である場合（ステップＳ２０４，Ｙｅｓ）、または、燃料増量補正中である場合には（ステップＳ２０３，Ｙｅｓ）、Ｖ−Ｂ３２を閉状態から開状態へと変更する（ステップＳ２０５）。なお、このように、燃料増量補正中またはフュエルカット中に障害検出処理を行うのは、圧力ポンプ７が故障している場合に２次空気により空燃費フィードバック制御が誤作動する可能性があるためである。

つづいて、コントロールユニット５０は、ＰＳ−Ａ４１の変化が所定値よりも小さいか否かを判定し（ステップＳ２０６）、ＰＳ−Ａ４１の変化が所定値よりも小さい場合には（ステップＳ２０６，Ｙｅｓ）、ＡＰ正常（正常に停止している）として（ステップＳ２０７）処理を終了する。一方、ＰＳ−Ａ４１の変化が所定値以上である場合には（ステップＳ２０６，Ｎｏ）、ＡＰ故障（停止していない）として（ステップＳ２０８）処理を終了する。

次に、図５に示した試験パターン３の処理手順について図８を用いて説明する。図８は、図５に示した試験パターン３の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、コントロールユニット５０は、Ｖ−Ａ３１を閉状態、Ｖ−Ｂ３２を開状態、Ｖ−Ｃ３３を閉状態にそれぞれ変更する（ステップＳ３０１）。そして、キーオフ制御中であるか否かを判定し（ステップＳ３０２）、キーオフ制御中ではない場合には（ステップＳ３０２，Ｎｏ）処理を終了する。

一方、キーオフ制御中である場合には（ステップＳ３０２，Ｙｅｓ）、ＡＰが駆動中であるか否かを判定し（ステップＳ３０３）、ＡＰが駆動中でない場合には（ステップＳ３０３，Ｎｏ）処理を終了する。一方、ＡＰが駆動中である場合には（ステップＳ３０３，Ｙｅｓ）、ＰＳ−Ｂ４２が負圧であるか否かを判定する（ステップＳ３０４）。そして、ＰＳ−Ｂ４２が負圧である場合には（ステップＳ３０４，Ｙｅｓ）、ＡＰ正常（正常に駆動している）として（ステップＳ３０５）ステップＳ３０７の処理に進む。一方、ＰＳ−Ｂ４２が負圧ではない場合には（ステップＳ３０４，Ｎｏ）、ＡＰ故障（駆動していない）として（ステップＳ３０６）処理を終了する。

つづいて、コントロールユニット５０は、ＰＳ−Ａ４１の出力に変化があるか否かを判定し（ステップＳ３０７）、ＰＳ−Ａ４１の出力に変化がある場合、すなわち、かかる変化が所定値以上である場合には（ステップＳ３０７，Ｙｅｓ）、Ｖ−Ｂ３２が正常であるとして（ステップＳ３０８）処理を終了する。一方、ＰＳ−Ａ４１の出力に変化がない場合、すなわち、ＰＳ−Ａ４１の変化が所定値を下回っている場合には（ステップＳ３０７，Ｎｏ）、Ｖ−Ｂ３２故障（閉固着）として（ステップＳ３０９）処理を終了する。

次に、図５に示した試験パターン４の処理手順について図９を用いて説明する。図９は、図５に示した試験パターン４の処理手順を示すフローチャートである。なお、同図においては、ＡＩ制御中である場合に行う試験パターンについて示しているが、キーオフ制御中である場合にも同様の手順で試験を行うことができる。この場合、ステップＳ４０１の判定処理を「キーオフ制御中？」に置き換えればよい。

同図に示すように、コントロールユニット５０は、まず、ＡＩ制御中であるか否かを判定し（ステップＳ４０１）、ＡＩ制御中ではない場合には（ステップＳ４０１，Ｎｏ）、処理を終了する。一方、ＡＩ制御中である場合には（ステップＳ４０１，Ｙｅｓ）、ＡＰが駆動中であるか否かを判定し（ステップＳ４０２）、ＡＰが駆動中ではない場合には（ステップＳ４０２，Ｎｏ）処理を終了する。

一方、ＡＰが駆動中である場合には（ステップＳ４０２，Ｙｅｓ）、コントロールユニット５０内の記憶部に学習値があるか否かを判定する（ステップＳ４０３）。そして、学習値がない場合には（ステップＳ４０３，Ｙｅｓ）、ＰＳ−Ａ４１およびＰＳ−Ｂ４２の出力値を学習値として記憶して（ステップＳ４０４）処理を終了する。なお、かかる学習値の記憶は、内燃機関の運用開始直後や、圧力ポンプ７の交換直後などに行われる。

ステップＳ４０３において学習値があると判定された場合には（ステップＳ４０３，Ｎｏ）、かかる学習値と、ＰＳ−Ａ４１およびＰＳ−Ｂ４２の出力値とを比較し（ステップＳ４０５）、学習値と出力値との比較によって得られた差分が所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ４０６）。そして、差分が所定値以上である場合には（ステップＳ４０６，Ｙｅｓ）、ＡＰ異常（圧力ポンプ７の機能低下あり）として（ステップＳ４０７）処理を終了する。一方、かかる差分が所定値を下回っている場合には（ステップＳ４０６，Ｎｏ）、ＡＰ正常（圧力ポンプ７の機能低下なし）として（ステップＳ４０８）処理を終了する。

次に、図５に示した試験パターン５の処理手順について図１０を用いて説明する。図１０は、図５に示した試験パターン５の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、コントロールユニット５０は、Ｖ−Ａ３１を閉状態、Ｖ−Ｂ３２を開状態、Ｖ−Ｃ３３を開状態にそれぞれ変更する（ステップＳ５０１）。そして、ＡＩ制御中であるか否かを判定し（ステップＳ５０２）、ＡＩ制御中でない場合には（ステップＳ５０２，Ｎｏ）、処理を終了する。一方、ＡＩ制御中である場合には（ステップＳ５０２，Ｙｅｓ）、ＡＰが駆動中であるか否かを判定し（ステップＳ５０３）、ＡＰが駆動中でない場合には（ステップＳ５０３，Ｎｏ）処理を終了する。

一方、ＡＰが駆動中である場合には（ステップＳ５０３，Ｙｅｓ）、ＰＳ−Ｂ４２が負圧を検出したか否かを判定し（ステップＳ５０４）、ＰＳ−Ｂ４２が負圧を検出した場合には（ステップＳ５０４，Ｙｅｓ）、導入通気弁（切替弁）２０の故障（第一通路２０ａまたは第二通路２０ｂで固着）として（ステップＳ５０５）処理を終了する。一方、ＰＳ−Ｂ４２が負圧を検出しなかった場合には（ステップＳ５０４，Ｎｏ）、導入通気弁（切替弁）２０が正常であるとして（ステップＳ５０６）処理を終了する。

次に、図５に示した試験パターン６の処理手順について図１１を用いて説明する。図１１は、図５に示した試験パターン６の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、コントロールユニット５０は、Ｖ−Ａ３１を開状態、Ｖ−Ｂ３２を閉状態にそれぞれ変更する（ステップＳ６０１）。そして、キーオフ制御中であるか否かを判定し（ステップＳ６０２）、キーオフ制御中でない場合には（ステップＳ６０２，Ｎｏ）、処理を終了する。一方、キーオフ制御中である場合には（ステップＳ６０２，Ｙｅｓ）、ＡＰが駆動中であるか否かを判定し（ステップＳ６０３）、ＡＰが駆動中でない場合には（ステップＳ６０３，Ｎｏ）処理を終了する。

一方、ＡＰが駆動中である場合には（ステップＳ６０３，Ｙｅｓ）、ＰＳ−Ｂ４２が負圧を検出したか否かを判定し（ステップＳ６０４）、ＰＳ−Ｂ４２が負圧を検出した場合には（ステップＳ６０４，Ｙｅｓ）、導入通気弁（切替弁）２０が正常であるとして（ステップＳ６０５）処理を終了する。一方、ＰＳ−Ｂ４２が負圧を検出しなかった場合には（ステップＳ６０４，Ｎｏ）、導入通気弁（切替弁）２０の故障（第三通路２０ｃで固着）として（ステップＳ６０６）処理を終了する。

次に、図５に示した試験パターン７の処理手順について図１２を用いて説明する。図１２は、図５に示した試験パターン７の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、コントロールユニット５０は、ＰＳ−Ｂ４２が正常であるか否かを判定する（ステップＳ７０１）。なお、ステップＳ７０１の判定には、従来のキーオフ制御におけるＰＳ−Ｂ４２の正常判定を用いることができる。

つづいて、コントロールユニット５０は、ＰＳ−Ｂ４２で計測した大気圧を記憶部に記憶し（ステップＳ７０２）、イグニッションスイッチがＯＮとなったことなどをトリガーとしてＰＳ−Ａ４１を用いて大気圧を測定する（ステップＳ７０３）。そして、ステップＳ７０２において記憶した記憶値と、ステップＳ７０３において測定した測定値とを比較し（ステップＳ７０４）、記憶値と測定値との差分が所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ７０５）。

そして、かかる差分が所定値以上である場合には（ステップＳ７０５，Ｙｅｓ）、ＰＳ−Ａ４１が故障であるとして（ステップＳ７０６）処理を終了する。一方、かかる差分が所定値を下回っている場合には（ステップＳ７０５，Ｎｏ）、ＰＳ−Ａ４１が正常であるとして（ステップＳ７０７）処理を終了する。

次に、図５に示した試験パターン８の処理手順について図１３を用いて説明する。図１３は、図５に示した試験パターン８の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、コントロールユニット５０は、イグニッションスイッチがＯＮとなったことなどをトリガーとしてＰＳ−Ａ４１の出力値を記憶する（ステップＳ８０１）。

そして、ＡＩ制御中であるか否かを判定し（ステップＳ８０２）、ＡＩ制御中でない場合には（ステップＳ８０２，Ｎｏ）、処理を終了する。一方、ＡＩ制御中である場合には（ステップＳ８０２，Ｙｅｓ）、ＡＰが駆動中であるか否かを判定し（ステップＳ８０３）、ＡＰが駆動中でない場合には（ステップＳ８０３，Ｎｏ）処理を終了する。

一方、ＡＰが駆動中である場合には（ステップＳ８０３，Ｙｅｓ）、ＰＳ−Ａ４１の出力値を取得し（ステップＳ８０４）、ステップＳ８０１で記憶した記憶値と、ステップＳ８０４で取得した出力値とを比較する（ステップＳ８０５）。つづいて、記憶値と出力値との差分が所定値以上であるか否かを判定し（ステップＳ８０６）、かかる差分が所定値以上である場合には（ステップＳ８０６，Ｙｅｓ）、ＰＳ−Ａ４１が正常であるとして（ステップＳ８０７）処理を終了する。一方、かかる差分が所定値を下回っている場合には（ステップＳ８０６，Ｎｏ）、ＰＳ−Ａ４１が故障であるとして（ステップＳ８０８）処理を終了する。

次に、図５に示した試験パターン９の処理手順について図１４を用いて説明する。図１４は、図５に示した試験パターン９の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、コントロールユニット５０は、まず、通常運転中、すなわち、ＡＩ制御もキーオフ制御も行っていない状態であるか否かを判定し（ステップＳ９０１）、通常運転中ではない場合（ＡＩ制御またはキーオフ制御を行っている状態）には（ステップＳ９０１，Ｎｏ）処理を終了する。

一方、通常運転中である場合には（ステップＳ９０１，Ｙｅｓ）、つづいて、ＰＳ−Ａ４１の出力値が脈動しているか否かを判定する（ステップＳ９０２）。そして、ＰＳ−Ａ４１の出力値が脈動している場合には（ステップＳ９０２，Ｙｅｓ）、ＰＳ−Ａ４１が正常であるとして（ステップＳ９０３）処理を終了する。一方、ＰＳ−Ａ４１の出力値が脈動していない場合には（ステップＳ９０２，Ｎｏ）、ＰＳ−Ａ４１が故障であるとして(ステップＳ９０４)処理を終了する。

次に、図５に示した試験パターン１０の処理手順について図１５を用いて説明する。図１５は、図５に示した試験パターン１０の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、コントロールユニット５０は、まず、ＡＩ制御中であるか否かを判定する（ステップＳ１００１）。そして、ＡＩ制御中ではない場合には（ステップＳ１００１，Ｎｏ）処理を終了する。一方、ＡＩ制御中である場合には（ステップＳ１００１，Ｙｅｓ）、つづいて、ＡＰが駆動中であるか否かを判定し（ステップＳ１００２）、ＡＰが駆動中ではない場合には（ステップＳ１００２，Ｎｏ）処理を終了する。

一方、ＡＰが駆動中である場合には（ステップＳ１００２，Ｙｅｓ）、Ｖ−Ａ３１を閉状態、Ｖ−Ｂ３２を開状態、Ｖ−Ｃ３３を開状態にそれぞれ変更し（ステップＳ１００３）、ステップＳ１００４およびステップＳ１００７の判定処理を行う。そして、ＰＳ−Ｂ４２が負圧を検出した場合には（ステップＳ１００４，Ｙｅｓ）、Ｖ−Ｃ３３が故障（閉固着）であるとして（ステップＳ１００５）処理を終了する。

一方、ＰＳ−Ｂ４２が負圧を検出しなかった場合には（ステップＳ１００４，Ｎｏ）、Ｖ−Ｃ３３が正常であるとして（ステップＳ１００６）処理を終了する。また、ＰＳ−Ａ４１が加圧を検出した場合には（ステップＳ１００７，Ｙｅｓ）、Ｖ−Ｂ３２が正常であるとして（ステップＳ１００８）処理を終了し、ＰＳ−Ａ４１が加圧を検出しなかった場合には（ステップＳ１００７，Ｎｏ）、Ｖ−Ｂ３２が故障（閉固着）であるとして（ステップＳ１００９）処理を終了する。

次に、図５に示した試験パターン１１の処理手順について図１６を用いて説明する。図１６は、図５に示した試験パターン１１の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、コントロールユニット５０は、まず、キーオフ制御中であるか否かを判定する（ステップＳ１１０１）。そして、キーオフ制御中ではない場合には（ステップＳ１１０１，Ｎｏ）処理を終了する。一方、キーオフ制御中である場合には（ステップＳ１１０１，Ｙｅｓ）、つづいて、ＡＰが駆動中であるか否かを判定し（ステップＳ１１０２）、ＡＰが駆動中ではない場合には（ステップＳ１１０２，Ｎｏ）処理を終了する。

一方、ＡＰが駆動中である場合には（ステップＳ１１０２，Ｙｅｓ）、Ｖ−Ａ３１を開状態、Ｖ−Ｂ３２を閉状態にそれぞれ変更し（ステップＳ１１０３）、ステップＳ１１０４およびステップＳ１１０７の判定処理を行う。そして、ＰＳ−Ｂ４２が負圧を検出した場合には（ステップＳ１１０４，Ｙｅｓ）、Ｖ−Ａ３１が正常であるとして（ステップＳ１１０５）処理を終了する。一方、ＰＳ−Ｂ４２が負圧を検出しなかった場合には（ステップＳ１１０４，Ｎｏ）、Ｖ−Ａ３１が故障（閉固着）であるとして(ステップＳ１１０６)処理を終了する。

また、ＰＳ−Ａ４１が加圧を検出した場合には（ステップＳ１１０７，Ｙｅｓ）、Ｖ−Ｂ３２が故障（開固着）であるとして（ステップＳ１１０８）処理を終了する。一方、ＰＳ−Ａ４１が加圧を検出しなかった場合には（ステップＳ１１０７，Ｎｏ）、Ｖ−Ｂ３２が正常であるとして（ステップＳ１１０９）処理を終了する。

上述してきたように、本実施例に係る内燃機関では、排気浄化機能に用いられる圧力ポンプと蒸発燃料処理機能に用いられる圧力ポンプとを共用化し、これらの機能を導入通気弁および開閉弁の作動によって切り替えるよう構成し、コントロールユニットが、不揮発性メモリに予め格納された故障診断パターン情報を読み出して導入通気弁および開閉弁に対する作動指示、および、圧力センサからの測定値取得を行うことによって、各種故障診断処理を実行するよう構成したので、排気浄化機能と蒸発燃料機能とを共通の圧力ポンプで実現するとともに、故障診断処理を精度よく、かつ、効率よく行うことができる。

以上のように、本発明にかかる内燃機関の故障診断装置および内燃機関の故障診断方法は、共用化した部品を用いて排気浄化機能と蒸発燃料機能とを切替実行する内燃機関において、故障診断処理を精度よく、かつ、効率よく行いたい場合に適している。

本発明に係る内燃機関の構成を示す図である。 エアインジェクション制御時の各通気弁の状態および気体の流れを示す図である。 主通路を用いたキーオフ制御時の各通気弁の状態および気体の流れを示す図である。 バイパス通路を用いたキーオフ制御時の各通気弁の状態および気体の流れを示す図である。 本実施例に係る故障診断パターン情報の一覧を示す図である。 試験パターン１の処理手順を示すフローチャートである。 試験パターン２の処理手順を示すフローチャートである。 試験パターン３の処理手順を示すフローチャートである。 試験パターン４の処理手順を示すフローチャートである。 試験パターン５の処理手順を示すフローチャートである。 試験パターン６の処理手順を示すフローチャートである。 試験パターン７の処理手順を示すフローチャートである。 試験パターン８の処理手順を示すフローチャートである。 試験パターン９の処理手順を示すフローチャートである。 試験パターン１０の処理手順を示すフローチャートである。 試験パターン１１の処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 吸気通路
１ａ スロットルバルブ
２ 排気通路
２ａ 触媒
３ 燃料タンク
４ キャニスタ
５ バキュームスイッチングバルブ
６ エアクリーナ
７ 圧力ポンプ
１０ 燃料供給通路
１１ 主通路
１２ バイパス通路
１２ａ オリフィス
１３ 空気供給通路
１４ 空気排出通路
２０ 導入通気弁（切替弁）
２０ａ 第一通路
２０ｂ 第二通路
２０ｃ 第三通路
２１ ステッパモータ
２２ 切替弁接続軸
３１ 開閉弁Ａ（Ｖ−Ａ）
３２ 開閉弁Ｂ（Ｖ−Ｂ）
３３ 開閉弁Ｃ（Ｖ−Ｃ）
４１ 圧力センサＡ（ＰＳ−Ａ）
４２ 圧力センサＢ（ＰＳ−Ｂ）
５０ コントロールユニット

Claims (19)

1. 燃料タンクから蒸発した蒸発燃料をエアクリーナまたは排気通路に送り出す蒸発燃料処分機能に用いられる圧力ポンプと前記エアクリーナから吸入した大気を前記排気通路に送り出す排気浄化機能に用いられる圧力ポンプとを共用化した共用ポンプと、前記共用ポンプの吸引側を前記燃料タンクまたは前記エアクリーナに選択的に接続するための吸引側切替弁と、前記共用ポンプの排出側と前記エアクリーナとを接続する通路の開閉を行う第一の開閉弁と、前記共用ポンプの排出側と前記排気通路とを接続する通路の開閉を行う第二の開閉弁とを用いることによって、前記蒸発燃料処分機能と前記排気浄化機能とを切替実行する内燃機関の故障診断装置であって、
   前記蒸発燃料処分機能または前記排気浄化機能を実行する際の、前記共用ポンプ、前記吸引側切替弁、前記第一の開閉弁および前記第二の開閉弁の作動状態を、予め設定された故障診断パターン情報に基づいて変更する変更手段と、
   前記変更手段によって変更された前記作動状態において前記共用ポンプの吸引側に設けられた吸引側圧力センサおよび／または前記共用ポンプの排出側に設けられた排出側圧力センサの出力値を用いることによって故障部位を検出する故障検出手段と、
   を備えたことを特徴とする内燃機関の故障診断装置。
2. 前記変更手段は、前記蒸発燃料処分機能および前記排気浄化機能を実行していない通常運転時に、前記共用ポンプ、前記吸引側切替弁、前記第一の開閉弁および前記第二の開閉弁の作動状態を、予め設定された前記故障診断パターン情報に基づいて変更することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の故障診断装置。
3. 前記変更手段は、前記エアクリーナと前記圧力ポンプの吸引側とを接続する通路の開閉を行う第三の開閉弁の作動状態を、予め設定された前記故障診断パターン情報に基づいて変更することを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の故障診断装置。
4. 前記変更手段は、前記吸引側切替弁に設けられた、前記燃料タンクと前記共用ポンプの吸引側とを接続するための第一の通路と、前記エアクリーナと前記共用ポンプの吸引側とをオリフィスが設けられた通路を介して接続するための第二の通路と、前記エアクリーナおよび前記燃料タンクと前記共用ポンプの吸引側とを接続するための第三の通路とを、予め設定された前記故障診断パターン情報に基づいて変更することを特徴とする請求項１、２または３に記載の内燃機関の故障診断装置。
5. 燃料タンクから蒸発した蒸発燃料をエアクリーナまたは排気通路に送り出す蒸発燃料処分機能に用いられる圧力ポンプと前記エアクリーナから吸入した大気を前記排気通路に送り出す排気浄化機能に用いられる圧力ポンプとを共用化した共用ポンプと、前記共用ポンプの吸引側を前記燃料タンクまたは前記エアクリーナに選択的に接続するための吸引側切替弁と、前記共用ポンプの排出側と前記エアクリーナとを接続する通路の開閉を行う第一の開閉弁と、前記共用ポンプの排出側と前記排気通路とを接続する通路の開閉を行う第二の開閉弁と、前記エアクリーナと前記圧力ポンプの吸引側とを接続する通路の開閉を行う第三の開閉弁とを用いることによって、前記蒸発燃料処分機能と前記排気浄化機能とを切替実行する内燃機関の故障診断装置であって、
   前記排気浄化機能を実行する際に、予め設定された故障診断パターン情報に基づき、前記第一の開閉弁を閉状態、前記第二の開閉弁を開状態、前記第三の開閉弁を開状態に変更する変更手段と、
   前記変更手段によって変更された作動状態において、前記共用ポンプの駆動状態および前記共用ポンプの排出側に設けられた排出側圧力センサの出力値に基づいて該共用ポンプの駆動異常および／または停止異常を検出する故障検出手段と、
   を備えたことを特徴とする内燃機関の故障診断装置。
6. 燃料タンクから蒸発した蒸発燃料をエアクリーナまたは排気通路に送り出す蒸発燃料処分機能に用いられる圧力ポンプと前記エアクリーナから吸入した大気を前記排気通路に送り出す排気浄化機能に用いられる圧力ポンプとを共用化した共用ポンプと、前記共用ポンプの吸引側を前記燃料タンクまたは前記エアクリーナに選択的に接続するための吸引側切替弁と、前記共用ポンプの排出側と前記エアクリーナとを接続する通路の開閉を行う第一の開閉弁と、前記共用ポンプの排出側と前記排気通路とを接続する通路の開閉を行う第二の開閉弁とを用いることによって、前記蒸発燃料処分機能と前記排気浄化機能とを切替実行する内燃機関の故障診断装置であって、
   前記蒸発燃料処分機能および前記排気浄化機能を実行していない通常運転中に、予め設定された故障診断パターン情報に基づき、前記第一の開閉弁を閉状態、前記第二の開閉弁を閉状態から開状態に変更する変更手段と、
   前記変更手段によって変更された作動状態において、前記共用ポンプの排出側に設けられた排出側圧力センサの出力値の変化が所定値以上である場合に、前記共用ポンプの停止異常を検出する故障検出手段と、
   を備えたことを特徴とする内燃機関の故障診断装置。
7. 燃料タンクから蒸発した蒸発燃料をエアクリーナまたは排気通路に送り出す蒸発燃料処分機能に用いられる圧力ポンプと前記エアクリーナから吸入した大気を前記排気通路に送り出す排気浄化機能に用いられる圧力ポンプとを共用化した共用ポンプと、前記共用ポンプの吸引側を前記燃料タンクまたは前記エアクリーナに選択的に接続するための吸引側切替弁と、前記共用ポンプの排出側と前記エアクリーナとを接続する通路の開閉を行う第一の開閉弁と、前記共用ポンプの排出側と前記排気通路とを接続する通路の開閉を行う第二の開閉弁と、前記エアクリーナと前記圧力ポンプの吸引側とを接続する通路の開閉を行う第三の開閉弁とを用いることによって、前記蒸発燃料処分機能と前記排気浄化機能とを切替実行する内燃機関の故障診断装置であって、
   前記蒸発燃料処分機能を実行する際に、予め設定された故障診断パターン情報に基づき、前記第一の開閉弁を閉状態、前記第二の開閉弁を開状態、前記第三の開閉弁を閉状態に変更する変更手段と、
   前記変更手段によって変更された作動状態において、前記共用ポンプの駆動状態、前記共用ポンプの吸引側に設けられた吸引側圧力センサの出力値および前記共用ポンプの排出側に設けられた排出側圧力センサの出力値に基づいて該共用ポンプの故障および前記第二の開閉弁の故障を検出する故障検出手段と、
   を備えたことを特徴とする内燃機関の故障診断装置。
8. 燃料タンクから蒸発した蒸発燃料をエアクリーナまたは排気通路に送り出す蒸発燃料処分機能に用いられる圧力ポンプと前記エアクリーナから吸入した大気を前記排気通路に送り出す排気浄化機能に用いられる圧力ポンプとを共用化した共用ポンプと、前記共用ポンプの吸引側を前記燃料タンクまたは前記エアクリーナに選択的に接続するための吸引側切替弁とを用いることによって、前記蒸発燃料処分機能と前記排気浄化機能とを切替実行する内燃機関の故障診断装置であって、
   前記共用ポンプの初期駆動時に前記共用ポンプの吸引側に設けられた吸引側圧力センサおよび／または前記共用ポンプの排出側に設けられた排出側圧力センサの初期出力値を記憶する初期出力値記憶手段と、
   前記共用ポンプが駆動中である場合に取得した前記吸引側圧力センサおよび／または前記排出側圧力センサの出力値を前記初期出力値と比較することによって、該共用ポンプの機能低下を検出する故障検出手段と、
   を備えたことを特徴とする内燃機関の故障診断装置。
9. 燃料タンクから蒸発した蒸発燃料をエアクリーナまたは排気通路に送り出す蒸発燃料処分機能に用いられる圧力ポンプと前記エアクリーナから吸入した大気を前記排気通路に送り出す排気浄化機能に用いられる圧力ポンプとを共用化した共用ポンプと、前記共用ポンプの吸引側を前記燃料タンクまたは前記エアクリーナに選択的に接続するための吸引側切替弁と、前記共用ポンプの排出側と前記エアクリーナとを接続する通路の開閉を行う第一の開閉弁と、前記共用ポンプの排出側と前記排気通路とを接続する通路の開閉を行う第二の開閉弁と、前記エアクリーナと前記圧力ポンプの吸引側とを接続する通路の開閉を行う第三の開閉弁とを用いることによって、前記蒸発燃料処分機能と前記排気浄化機能とを切替実行する内燃機関の故障診断装置であって、
   前記排気浄化機能を実行する際に、予め設定された故障診断パターン情報に基づき、前記第一の開閉弁を閉状態、前記第二の開閉弁を開状態、前記第三の開閉弁を開状態に変更する変更手段と、
   前記変更手段によって変更された作動状態において、前記共用ポンプが駆動中であり、かつ、前記共用ポンプの吸引側に設けられた吸引側圧力センサの出力値が負圧である場合に、前記吸引側切替弁の固着故障を検出する故障検出手段と、
   を備えたことを特徴とする内燃機関の故障診断装置。
10. 燃料タンクから蒸発した蒸発燃料をエアクリーナまたは排気通路に送り出す蒸発燃料処分機能に用いられる圧力ポンプと前記エアクリーナから吸入した大気を前記排気通路に送り出す排気浄化機能に用いられる圧力ポンプとを共用化した共用ポンプと、前記共用ポンプの吸引側を前記燃料タンクまたは前記エアクリーナに選択的に接続するための吸引側切替弁と、前記共用ポンプの排出側と前記エアクリーナとを接続する通路の開閉を行う第一の開閉弁と、前記共用ポンプの排出側と前記排気通路とを接続する通路の開閉を行う第二の開閉弁とを用いることによって、前記蒸発燃料処分機能と前記排気浄化機能とを切替実行する内燃機関の故障診断装置であって、
    前記蒸発燃料処分機能を実行する際に、予め設定された故障診断パターン情報に基づき、前記第一の開閉弁を開状態、前記第二の開閉弁を閉状態に変更する変更手段と、
    前記変更手段によって変更された作動状態において、前記共用ポンプが駆動中であり、かつ、前記共用ポンプの吸引側に設けられた吸引側圧力センサの出力値が正圧である場合に、前記吸引側切替弁の固着故障を検出する故障検出手段と、
    を備えたことを特徴とする内燃機関の故障診断装置。
11. 燃料タンクから蒸発した蒸発燃料をエアクリーナまたは排気通路に送り出す蒸発燃料処分機能に用いられる圧力ポンプと前記エアクリーナから吸入した大気を前記排気通路に送り出す排気浄化機能に用いられる圧力ポンプとを共用化した共用ポンプと、前記共用ポンプの吸引側を前記燃料タンクまたは前記エアクリーナに選択的に接続するための吸引側切替弁とを用いることによって、前記蒸発燃料処分機能と前記排気浄化機能とを切替実行する内燃機関の故障診断装置であって、
    前記共用ポンプの吸引側に設けられた吸引側圧力センサを用いて計測した大気圧を記憶する大気圧記憶手段と、
    前記共用ポンプの排出側に設けられた排出側圧力センサを用いて計測した大気圧と、前記大気圧記憶手段に記憶されている大気圧との差分が所定値以上である場合に、該排出側圧力センサの故障を検出する故障検出手段と、
    を備えたことを特徴とする内燃機関の故障診断装置。
12. 燃料タンクから蒸発した蒸発燃料をエアクリーナまたは排気通路に送り出す蒸発燃料処分機能に用いられる圧力ポンプと前記エアクリーナから吸入した大気を前記排気通路に送り出す排気浄化機能に用いられる圧力ポンプとを共用化した共用ポンプと、前記共用ポンプの吸引側を前記燃料タンクまたは前記エアクリーナに選択的に接続するための吸引側切替弁とを用いることによって、前記蒸発燃料処分機能と前記排気浄化機能とを切替実行する内燃機関の故障診断装置であって、
    前記排気浄化機能を実行する以前に、前記共用ポンプの排出側に設けられた排出側圧力センサの出力値を記憶する排気圧記憶手段と、
    前記排気浄化機能実行中に、前記排出側圧力センサの出力値と、前記排気圧記憶手段に記憶されている出力値との差分が所定値を下回っている場合に、該排出側圧力センサの故障を検出する故障検出手段と、
    を備えたことを特徴とする内燃機関の故障診断装置。
13. 燃料タンクから蒸発した蒸発燃料をエアクリーナまたは排気通路に送り出す蒸発燃料処分機能に用いられる圧力ポンプと前記エアクリーナから吸入した大気を前記排気通路に送り出す排気浄化機能に用いられる圧力ポンプとを共用化した共用ポンプと、前記共用ポンプの吸引側を前記燃料タンクまたは前記エアクリーナに選択的に接続するための吸引側切替弁とを用いることによって、前記蒸発燃料処分機能と前記排気浄化機能とを切替実行する内燃機関の故障診断装置であって、
    前記蒸発燃料処分機能および前記排気浄化機能を実行していない通常運転時に、前記共用ポンプの排出側に設けられた排出側圧力センサの出力値が脈動していない場合に、該排出側圧力センサの故障を検出する故障検出手段
    を備えたことを特徴とする内燃機関の故障診断装置。
14. 燃料タンクから蒸発した蒸発燃料をエアクリーナまたは排気通路に送り出す蒸発燃料処分機能に用いられる圧力ポンプと前記エアクリーナから吸入した大気を前記排気通路に送り出す排気浄化機能に用いられる圧力ポンプとを共用化した共用ポンプと、前記共用ポンプの吸引側を前記燃料タンクまたは前記エアクリーナに選択的に接続するための吸引側切替弁と、前記共用ポンプの排出側と前記エアクリーナとを接続する通路の開閉を行う第一の開閉弁と、前記共用ポンプの排出側と前記排気通路とを接続する通路の開閉を行う第二の開閉弁と、前記エアクリーナと前記圧力ポンプの吸引側とを接続する通路の開閉を行う第三の開閉弁とを用いることによって、前記蒸発燃料処分機能と前記排気浄化機能とを切替実行する内燃機関の故障診断装置であって、
    前記排気浄化機能の実行中であって前記共用ポンプの駆動中に、予め設定された故障診断パターン情報に基づき、前記第一の開閉弁を閉状態、前記第二の開閉弁を開状態、前記第三の開閉弁を開状態に変更する変更手段と、
    前記変更手段によって変更された作動状態において、前記共用ポンプの吸引側に設けられた吸引側圧力センサの出力値が負圧である場合に前記第三の開閉弁の閉固着故障を検出し、前記共用ポンプの排出側に設けられた排出側圧力センサの出力値が負圧である場合に前記第二の開閉弁の閉固着故障を検出する故障検出手段と、
    を備えたことを特徴とする内燃機関の故障診断装置。
15. 燃料タンクから蒸発した蒸発燃料をエアクリーナまたは排気通路に送り出す蒸発燃料処分機能に用いられる圧力ポンプと前記エアクリーナから吸入した大気を前記排気通路に送り出す排気浄化機能に用いられる圧力ポンプとを共用化した共用ポンプと、前記共用ポンプの吸引側を前記燃料タンクまたは前記エアクリーナに選択的に接続するための吸引側切替弁と、前記共用ポンプの排出側と前記エアクリーナとを接続する通路の開閉を行う第一の開閉弁と、前記共用ポンプの排出側と前記排気通路とを接続する通路の開閉を行う第二の開閉弁とを用いることによって、前記蒸発燃料処分機能と前記排気浄化機能とを切替実行する内燃機関の故障診断装置であって、
    前記蒸発燃料処分機能の実行中であって前記共用ポンプの駆動中に、予め設定された故障診断パターン情報に基づき、前記第一の開閉弁を開状態、前記第二の開閉弁を閉状態に変更する変更手段と、
    前記変更手段によって変更された作動状態において、前記共用ポンプの吸引側に設けられた吸引側圧力センサの出力値が正圧である場合に前記第一の開閉弁の閉固着故障を検出し、前記共用ポンプの排出側に設けられた排出側圧力センサの出力値が正圧である場合に前記第二の開閉弁の開固着故障を検出する故障検出手段と、
    を備えたことを特徴とする内燃機関の故障診断装置。
16. 燃料タンクから蒸発した蒸発燃料をエアクリーナまたは排気通路に送り出す蒸発燃料処分機能に用いられる圧力ポンプと前記エアクリーナから吸入した大気を前記排気通路に送り出す排気浄化機能に用いられる圧力ポンプとを共用化した共用ポンプと、前記共用ポンプの吸引側を前記燃料タンクまたは前記エアクリーナに選択的に接続するための吸引側切替弁と、前記共用ポンプの排出側と前記エアクリーナとを接続する通路の開閉を行う第一の開閉弁と、前記共用ポンプの排出側と前記排気通路とを接続する通路の開閉を行う第二の開閉弁とを用いることによって、前記蒸発燃料処分機能と前記排気浄化機能とを切替実行する内燃機関の故障診断方法であって、
    前記蒸発燃料処分機能または前記排気浄化機能を実行する際の、前記共用ポンプ、前記吸引側切替弁、前記第一の開閉弁および前記第二の開閉弁の作動状態を、予め設定された故障診断パターン情報に基づいて変更する変更工程と、
    前記変更工程によって変更された前記作動状態において前記共用ポンプの吸引側に設けられた吸引側圧力センサおよび／または前記共用ポンプの排出側に設けられた排出側圧力センサの出力値を用いることによって故障部位を検出する故障検出工程と、
    を含んだことを特徴とする内燃機関の故障診断方法。
17. 前記変更工程は、前記蒸発燃料処分機能および前記排気浄化機能を実行していない通常運転時に、前記共用ポンプ、前記吸引側切替弁、前記第一の開閉弁および前記第二の開閉弁の作動状態を、予め設定された前記故障診断パターン情報に基づいて変更することを特徴とする請求項１６に記載の内燃機関の故障診断方法。
18. 前記変更工程は、前記エアクリーナと前記圧力ポンプの吸引側とを接続する通路の開閉を行う第三の開閉弁の作動状態を、予め設定された前記故障診断パターン情報に基づいて変更することを特徴とする請求項１６または１７に記載の内燃機関の故障診断方法。
19. 前記変更工程は、前記吸引側切替弁に設けられた、前記燃料タンクと前記共用ポンプの吸引側とを接続するための第一の通路と、前記エアクリーナと前記共用ポンプの吸引側とをオリフィスが設けられた通路を介して接続するための第二の通路と、前記エアクリーナおよび前記燃料タンクと前記共用ポンプの吸引側とを接続するための第三の通路とを、予め設定された前記故障診断パターン情報に基づいて変更することを特徴とする請求項１６、１７または１８に記載の内燃機関の故障診断方法。

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