JP2008223518A - 温度センサの故障診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン排気の温度測定等に用いられる温度センサについて、故障しているとの誤った診断を簡単な構成で防止する。
【解決手段】温度センサが故障しているか否かの判定は、この温度センサからの出力として得られる温度（センサ出力値Ｅ１）に基づいて、これが正常領域として定められる所定の領域Ｅｓｌｌ〜Ｅｓｌｈ外にあるか否かにより行う。診断対象である温度センサ以外に診断許可判定用の温度検出手段を設け、これによりこの温度センサからの出力に相関する温度Ｔｅｘｈ２を検出するとともに、検出された温度Ｔｅｘｈ２に基づいて、温度センサが故障しているか否かの判定を許可し、又は禁止する。この判定の許可に応答して、温度センサが故障しているか否かを判定する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、温度センサの故障診断装置に関し、詳細には、診断対象である温度センサ以外に診断許可判定用の温度検出手段を設けることで、ディーゼルパティキュレートフィルタを備えるエンジンにおけるエンジン排気の温度測定等、広い測定範囲の用途に用いられる温度センサについて、故障しているとの誤った診断を簡単な構成で防止するための技術に関する。

ディーゼルパティキュレートフィルタ（以下「ＤＰＦ」という。）は、ディーゼルエンジンから排出される粒子状物質（以下「パティキュレート」という。）を除去するものとして一般的に知られた装置である。このＤＰＦは、セラミック等からなるフィルタ担体を備え、排気中のパティキュレートをこのフィルタ担体により捕集して、これを除去するものである。

フィルタ担体の上流に酸化触媒を備えたＤＰＦは、連続再生式のＤＰＦとして知られている。この連続再生式のＤＰＦにおいては、排気中の一酸化窒素が酸化触媒により酸化反応性の高い二酸化窒素に転換され、この二酸化窒素により、フィルタ担体に堆積しているパティキュレートが酸化され、処理される。ディーゼルエンジンから排出される大気汚染物質であるパティキュレートと窒素酸化物（以下「ＮＯｘ」という。）との同時低減を目的として、連続再生式のＤＰＦと、尿素還元式のＮＯｘ触媒とを併用した排気浄化装置の開発が進められている。

このような排気浄化装置においては、ＤＰＦの連続再生を良好に機能させるため、エンジン排気の温度を検出し、これに基づいて実際の排気温度を制御する必要がある。低速走行時におけるなど、排気温度の低下によりＤＰＦ内の温度が低下して、パティキュレートがその着火温度に満たないような運転条件においては、パティキュレートを燃焼させることができないか、又は燃焼させることができたとしても、これが緩慢となって、処理が良好に進まないからである。

そこで、ＤＰＦの内部をパティキュレートの処理にとって好適な温度範囲に制御するため、ＤＰＦの上流又は下流にエンジン排気の温度を検出するための温度センサ（以下「排気温度センサ」という。）を設置し、これにより検出される温度に基づいて、エンジンに対する燃料供給等を制御することとしている。しかしながら、この排気温度センサが故障した場合は、燃料供給等の制御により排気温度の低下を補償することができなくなることから、ＤＰＦの再生機能を充分に発揮させることができず、パティキュレートの過剰な堆積によりＤＰＦにおける圧損が増大して、燃費を低下させるとともに、過剰に堆積したパティキュレートの突発的な燃焼によりフィルタ担体に過大な熱負荷をかけ、フィルタ担体を破損させるおそれがある。

従って、ＤＰＦを採用する排気浄化装置においては、排気温度センサが故障した場合に、これを直ちに検出し得ることが重要である。
ここで、温度センサの故障を診断するための技術として排気温度センサに適用可能なものに、次のようなものがある。
第１は、温度センサにより排気温度を検出し、検出された温度が正常領域として設定された所定の領域外にあるか否かを判定して、これが所定の領域外にある場合に、故障と診断するものである。

第２は、エンジンが安定して運転している条件で温度センサにより排気温度を検出するとともに、これと同じ条件についてこの温度センサ近傍における排気温度を推定し、検出された温度と、推定された温度との差が所定の値よりも大きいときに、故障と診断するものである（特許文献１）。
特開２００６−０２２７３０号公報（段落番号００２７）

しかしながら、上記の２つの技術には、それぞれについて次のような問題がある。
すなわち、第１の技術については、ＤＰＦを備えるエンジンにおいて、その排気温度の検出に用いられる温度センサは、一般的に広い測定範囲が求められることから、これに対応させて正常領域としての所定の領域を広く設定しなければならず、この所定の領域外にあるか否かの判定による故障の診断が困難なことである。無理に診断を行わせようとして所定の領域を狭く設定すれば、本来正常領域にあるべきはずの温度が所定の領域外に属すこととなり、故障しているとの誤った診断がなされることになりかねない。

他方、第２の技術については、排気温度の推定は、エンジン回転数、燃料噴射量及びＥＧＲガス量等のエンジンの運転状態ばかりでなく、排気通路の構造等の様々な因子による影響を受けることから、必ずしも容易なものではなく、これを厳密に行おうとすれば、そのための演算構成が非常に複雑なものとなることである。演算を簡単にするため、エンジンの運転状態と排気温度との関係を予めマップ等のデータとして持たせることも可能であるが、この場合においては、マップの作成等に多くの適合工数が必要となる。

本発明は、以上の問題を考慮して、エンジン排気の温度測定等、広い測定範囲の用途に用いられる温度センサについて、故障しているとの誤った診断を簡単な構成で防止することのできる温度センサの故障診断装置を提供することを目的とする。

本発明に係る温度センサの故障診断装置は、温度センサが故障しているか否かを、この温度センサからの出力に基づいて判定するものである。故障しているか否かの判定は、温度センサにより検出された温度が、正常領域として定められる所定の領域外にあるか否かにより行うことが可能である。ここで、本発明では、診断対象である温度センサとは異なる温度検出手段により、この温度センサからの出力に相関する温度を検出するとともに、検出された温度に基づいて、温度センサが故障しているか否かの判定を許可し、又は禁止する。この判定の許可に応答して、温度センサが故障しているか否かを判定する。

本発明では、診断対象である温度センサ以外に診断許可判定用の温度検出手段を設け、これにより検出された温度に基づいて、温度センサが故障しているか否かの判定を許可又は禁止することとした。ここで、温度検出手段により検出される温度は、温度センサからの出力に相関するものであることから、この検出温度に基づいて、正常な温度センサからの出力として得られる温度があるべき範囲を把握することが可能である。そして、このあるべき範囲が実際に設定可能な領域に包含される場合に限り、故障しているか否かの判定を行うこととすることで、正常領域としての所定の領域を無理に狭く設定したりすることなく、簡単な構成で故障を診断することができる。

以下に図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、エンジン１の排気浄化装置の構成を示している。本実施形態において、排気浄化装置を制御するコントロールユニットとしての機能は、エンジン１のコントロールユニット１０１に持たせており、このエンジンコントロールユニット（以下「ＥＣＵ」という。）１０１は、本発明の第１の実施形態に係る温度センサの故障診断装置としての機能を有している。本実施形態において、エンジン１は、直噴型のディーゼルエンジンであり、トラック等の車両の駆動源を構成する。

吸気通路１１の導入部には、図示しないエアクリーナが取り付けられており、エアクリーナにより吸入空気中の粉塵が除去される。吸気通路１１には、可変ノズル型のターボチャージャ１２のコンプレッサ１２ａが設置されており、コンプレッサ１２ａにより吸入空気が圧縮されて送り出される。圧縮された吸入空気は、図示しないインタークーラにより冷却された後、サージタンク１３に流入し、マニホールド部で各気筒に分配される。

エンジン本体において、シリンダヘッドには、燃料供給用のインジェクタ２１が気筒毎に設置されている。インジェクタ２１は、ＥＣＵ１０１からの信号により作動する。図示しない燃料ポンプにより送り出された燃料は、燃料供給管２２及びコモンレール２３を介して各インジェクタ２１に供給され、各気筒の燃焼室内に噴射される。
排気通路３１には、マニホールド部の下流にターボチャージャ１２のタービン１２ｂが設置されており、排気によりタービン１２ｂが駆動されることで、コンプレッサ１２ａが回転する。タービン１２ｂの下流には、ＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）３２が介装されている。ＤＰＦ３２は、セラミックからなるハニカムフィルタ担体（以下、単に「フィルタ担体」という。）３２１を内蔵しており、このフィルタ担体３２１により排気中のパティキュレートを捕集する。フィルタ担体３２１におけるパティキュレートの堆積が進むと、これに伴って排気の有効通路面積が減少し、圧損が増大するので、堆積しているパティキュレートを燃焼させ、ＤＰＦ３２を再生させることが必要である。本実施形態では、フィルタ担体３２１の上流に酸化触媒３２２を設置し、この酸化触媒３２２により排気中の一酸化窒素を二酸化窒素に転換させて、フィルタ担体３２１に二酸化窒素を供給することとしている。二酸化窒素は、酸化反応性の高いことが知られており、比較的に低い温度条件下にあってもパティキュレートを燃焼させることができる。本実施形態では、フィルタ担体３２１と酸化触媒３２２とを１つの筐体に内蔵し、いわゆる連続再生式のＤＰＦ３２を構成している。なお、ＤＰＦは、連続再生式のものに限らず、間欠再生式のものであってもよい。この間欠再生式のＤＰＦは、パティキュレートの堆積量を推定し、この堆積量が一定の量に達したときにパティキュレートを燃焼させるための制御を行うものである。たとえば、通常運転時におけるよりも空気過剰率を低下させるとともに、ポスト噴射等の排気昇温制御を実施することで、熱負荷を抑制しつつ、堆積しているパティキュレートを燃焼させることができる。

また、排気通路３１は、ＥＧＲ管３３により吸気通路１１と接続されている。このＥＧＲ管３３を介して排気の一部が吸気通路１１に還流される。本実施形態では、このＥＧＲ管３３により、ターボチャージャ１２のタービン１２ｂの上流における排気通路３１と、吸気通路１１に介装されたサージタンク１３とが接続されている。ＥＧＲ管３３には、ＥＧＲ制御弁３４が介装されており、このＥＧＲ制御弁３４により還流される排気の流量が制御される。ＥＧＲ制御弁３４は、ＥＣＵ１０１からの信号により作動する。

排気通路３１において、ＤＰＦ３２の上流及び下流には、エンジン排気の温度を検出するための温度センサ４１，４２が夫々設置されている。上流側の排気温度センサ４１（「第１の排気温度センサ」に相当する。）は、ＤＰＦ３２に流入する前のエンジン排気の温度Ｔｅｘｈ１を検出するためのものである。他方、下流側の排気温度センサ４２（「第２の排気温度センサ」に相当する。）は、パティキュレートが処理された後のエンジン排気の温度Ｔｅｘｈ２を検出するためのものである。これらの排気温度センサ４１，４２の検出信号は、ＥＣＵ１０１に出力される。ＥＣＵ１０１には、単位クランク角及び基準クランク角毎に信号を発生させるクランク角センサ１５１、ならびに運転者によるアクセルペダルの踏込み量を検出するアクセルセンサ１５２からの信号が入力されるほか、図示しないイグニッションスイッチ、スタートスイッチ及び冷却水温度センサ等からの信号が入力される。既述の通り、ＥＣＵ１０１は、温度センサの故障診断装置としての機能を兼ねるものであり、入力した信号に基づいて、ＤＰＦ３２の再生状況を監視して、低速走行時におけるなど、ＤＰＦ３２内の温度が過度に低下しているものと判断されるときに、ポスト噴射等の制御により排気温度を上昇させて、ＤＰＦ３２の再生機能を維持するとともに、上流側の排気温度センサ４１が故障しているか否かを判定する。本実施形態に係る故障の診断は、下流側の排気温度センサ４２により検出される温度Ｔｅｘｈ２が所定の領域にあるときに、上流側の排気温度センサ４１の故障の診断を許可することによるものである。本実施形態では、上流側の排気温度センサ４１からの出力に基づいて、この排気温度センサ４１における断線又はショートの故障を診断する。以下、排気温度センサ４１の故障の診断を含む、本実施形態に係るＥＣＵ１０１の動作について、フローチャートにより説明する。

図２は、エンジン１の燃料供給制御に関する基本ルーチンのフローチャートである。本ルーチンは、イグニッションスイッチがオンされている間、所定の時間毎に実行されるものである。このルーチンにより、エンジン１に対する燃料噴射量Ｑｆが演算及び設定されるとともに、ＤＰＦ３２の再生機能を維持するための排気昇温制御が行われる。本実施形態において、この排気昇温制御は、量Ｑｆの燃料を噴射するためのメイン噴射に遅れて行われるポスト噴射によりなされる。

Ｓ１０１では、エンジン回転数（基準クランク角毎の信号の発生周期に基づいて算出することが可能である。）及びアクセルペダルの踏込み量等の燃料供給制御に必要な各種の運転状態パラメータを読み込む。
Ｓ１０２では、読み込んだ運転状態パラメータに基づいて、エンジン１に対するメイン噴射による燃料供給量Ｑｆを算出する。

Ｓ１０３では、故障判定フラグＦｄｇｎが０であるか否かを判定する。０であるときは、Ｓ１０４へ進み、０でないときは、Ｓ１０４〜Ｓ１０７の処理による排気昇温制御を行わず、Ｓ１０８へ進む。故障判定フラグＦｄｇｎは、上流側の排気温度センサ４１が故障していることを示すためのものであり、通常は０に設定され、後述する故障診断ルーチンにおいて、排気温度センサ４１が故障していると判定された場合に、１に切り換えられる。本実施形態では、後述するように、上流側の排気温度センサ４１により検出される温度Ｔｅｘｈ１に基づいて排気昇温制御を行うことから、この排気温度センサ４１が故障しているときは、排気昇温制御のための基礎情報である排気温度Ｔｅｘｈが正確に得られないこととなり、排気昇温制御を的確に実施することができないとして、このＳ１０３の処理によりそのための一連の処理を禁止するのである。

Ｓ１０４では、上流側の排気温度センサ４１により検出される、ＤＰＦ３２への流入前のエンジン排気の温度Ｔｅｘｈ１を読み込む。
Ｓ１０５では、読み込んだ排気温度Ｔｅｘｈ１が予め設定された再生可否判定用の閾値Ｔｒｇｎ以上であるか否かを判定する。Ｔｒｇｎ以上であるときは、Ｓ１０８へ進み、Ｔｒｇｎに満たないときは、ポスト噴射によりＤＰＦ３２内の温度を上昇させるため、Ｓ１０６へ進む。

Ｓ１０６では、ポスト噴射による燃料供給量Ｑｐを算出する。このポスト噴射量Ｑｐは、排気温度Ｔｅｘｈ１に基づいて、閾値Ｔｒｇｎと排気温度Ｔｅｘｈ１との差（＝Ｔｒｇｎ−Ｔｅｘｈ１）が大きいときほど、大きな値に設定される。
Ｓ１０７では、ポスト噴射の実施のため、算出されたポスト噴射量Ｑｐをインジェクタ２１の駆動回路に設定する。

Ｓ１０８では、メイン噴射量Ｑｆをインジェクタ２１の駆動回路に設定し、このルーチンにおける燃料供給制御を終了する。
図３は、本実施形態に係る故障診断ルーチンのフローチャートである。このルーチンは、エンジン１の始動後、一定の時間が経過していることを条件に、所定の時間毎に実行される。このルーチンにより、上流側の排気温度センサ４１が故障しているか否かが判定され、故障判定フラグＦｄｇｎが設定される。

Ｓ２０１では、エンジン１が定常運転中であるか否かを判定する。定常運転中であるときは、以降のステップにより故障を診断するため、Ｓ２０２へ進み、定常運転中でないときは、このルーチンを終了する。
Ｓ２０２では、下流側の排気温度センサ４２により検出される、ＤＰＦ３２によるパティキュレートの処理後のエンジン排気の温度Ｔｅｘｈ２を読み込む。

Ｓ２０３では、読み込んだ排気温度Ｔｅｘｈ２が、所定の値Ｔ２１，Ｔ２２を夫々下限及び上限とする診断許可領域にあるか否かを判定する。診断許可領域にあるときは、以降のステップによる故障の診断を実施するため、Ｓ２０４へ進み、診断許可領域にないときは、このルーチンを終了する。なお、この排気温度Ｔｅｘｈ２に関して定められる診断許可領域は、本実施形態に係る「第２の領域」に相当するものであり、後述する正常判定領域（Ｓ２０５）とは異なる範囲の領域として設定される。

Ｓ２０４では、上流側の排気温度センサ４１の故障を診断するため、この排気温度センサ４１からの出力電圧Ｅ１を読み込む。
Ｓ２０５では、読み込んだ出力電圧Ｅ１が、所定の値Ｅｓｌｌ，Ｅｓｌｈを夫々下限及び上限とする正常判定領域にあるか否かを判定する。正常判定領域にあるときは、排気温度センサ４１は正常であるとして、Ｓ２０６へ進み、正常判定領域にないときは、故障しているか否かの確定的な判定のため、Ｓ２０８へ進む。この上流側の排気温度センサ４１からの出力電圧Ｅ１に関して定められる正常判定領域は、本実施形態に係る「第１の領域」に相当するものである。

Ｓ２０６では、後述する判定確定用のカウンタの値ＣＮＴを０にリセットする。
Ｓ２０７では、排気温度センサ４１は正常であるとして、故障判定フラグＦｄｇｎを０に設定する。
Ｓ２０８では、判定確定用のカウンタの値ＣＮＴを１だけ増加させる。
Ｓ２０９では、増加後のカウンタの値ＣＮＴが所定の値ＣＮＴｓｌに達したか否かを判定する。達したときは、Ｓ２１０へ進み、達していないうちは、このルーチンを終了して、診断に関する判定を保留する。

Ｓ２１０では、故障判定フラグＦｄｇｎを１に設定して、故障しているとの判定を確定させる。
図４は、本実施形態に係る故障診断制御についての説明図である。同図（ａ）は、上流側の排気温度センサ４１に関して排気温度Ｔｅｘｈ１とセンサ出力値（電圧Ｅ１）との関係を示しており、同図（ｂ）は、下流側の排気温度センサ４２に関して排気温度Ｔｅｘｈ２とセンサ出力値（電圧Ｅ２）との関係を示している。

本実施形態では、ＤＰＦ３２の再生制御の一環としてエンジン排気の温度Ｔｅｘｈ１を検出するための排気温度センサ４１の故障を診断することとしている。この排気温度センサ４１は、一般的な温度測定に用いられる温度センサと比較して、その測定範囲が非常に広いことから、排気温度センサ４１が正常な状態で出力し得る電圧Ｅ１の変動範囲が広く、本来出力されるはずのない異常出力の範囲を設定することができない。診断のためにこの異常出力の範囲を無理に設定しようとすれば、正常であるにも拘らず、故障しているとの誤った判定がなされかねず、かえってその弊害が大きい。

このような問題に対し、本実施形態では、下流側の排気温度センサ４２により検出される温度Ｔｅｘｈ２に基づいて、上流側の排気温度センサ４１からの出力による故障の診断の可否を判定し、診断が可能であると判断される場合に、診断を許可し、実際に診断を実施させることとする。ＤＰＦ３２の下流におけるエンジン排気の温度Ｔｅｘｈ２は、ＤＰＦ３２内でパティキュレートの燃焼により上流におけるよりも上昇しているものの、上流側の排気温度センサ４１からの出力に相関するものである。このことから、下流側の排気温度センサ４２により検出された温度Ｔｅｘｈ２に基づいて、正常な状態にある排気温度センサ４１からの出力として得られる電圧Ｅ１があるべき範囲を把握することが可能である。本実施形態では、ＤＰＦ３２の下流におけるエンジン排気の温度Ｔｅｘｈ２が温度Ｔ２１〜Ｔ２２の範囲にあるときに、上流側の排気温度センサ４１からの出力として得られる電圧Ｅ１が電圧Ｅ１１〜Ｅ１２の範囲にあるべきとして、このあるべき範囲を包含する正常判定領域（Ｅｓｌｌ〜Ｅｓｌｈ）を設定している。なお、誤診断を防止するため、診断許可領域（Ｔ２１〜Ｔ２２）を、正常判定領域（正確には、正常判定領域Ｅｓｌｌ〜Ｅｓｌｈに対応する温度領域Ｔ１１〜Ｔ１２）よりも狭い範囲の領域として設定している。

本実施形態では、下流側の排気温度センサ４２が「温度検出手段」に相当する。また、図３に示すフローチャートのＳ２０４〜２１０の処理により「第１の故障判定手段」としての機能が、同フローチャートのＳ２０２〜２０３の処理により「判定制御手段」としての機能が、図２に示すフローチャートのＳ１０４〜１０７の処理により「温度制御手段」としての機能が夫々実現される。

本実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
本実施形態では、診断対象である排気温度センサ４１以外に診断許可判定用の排気温度センサ４２を設け、これにより検出された温度Ｔｅｘｈ２に基づいて、排気温度センサ４１が故障しているか否かの判定を許可し、又は禁止することとした。既述の通り、排気温度センサ４２により検出される温度Ｔｅｘｈ２は、ＤＰＦ３２の上流におけるエンジン排気の温度Ｔｅｘｈ１に相関するものであり、この排気温度Ｔｅｘｈ２に基づいて、正常な状態にある排気温度センサ４１からの出力として得られる電圧Ｅ１（温度Ｔｅｘｈ１に対して一義的な関係にある。）があるべき範囲を把握することが可能である。従って、本実施形態によれば、このあるべき範囲が実際に設定可能な正常判定領域（Ｅｓｌｌ〜Ｅｓｌｈ）に包含される場合に限り、診断に関する判定を行うこととして、正常判定領域を無理に狭く設定することなく、簡単な構成で故障を診断することができる。そして、本実施形態によれば、下流側の排気温度センサ４２により検出される温度Ｔｅｘｈ２を、上流側の排気温度センサ４１の故障の診断の可否を判定するための情報として使用するものであるため、両排気温度センサ４１，４２の間にＤＰＦ３２等の熱容量の大きな装置が介在するなど、これらにより検出される温度Ｔｅｘｈ１，Ｔｅｘｈ２の間に大きな差がある場合であっても、適切に故障を診断することができる。

以下、本発明の他の実施形態について説明する。以下に示す各実施形態のものと第１の実施形態のものとの違いは、故障診断制御の内容のみにあり、エンジン１全体の構成については、図１に示すと同様であり、燃料供給制御の基本的な内容については、図２に示すと同様である。
図５は、本発明の第２の実施形態に係る故障診断ルーチンのフローチャートである。このルーチンも、第１の実施形態におけると同様にエンジン１の始動後、一定の時間が経過していることを条件に、所定の時間毎に実行されるものであり、このルーチンにより、上流側の排気温度センサ４１が故障しているか否かが判定される。第１の実施形態では、ＤＰＦ３２の下流におけるエンジン排気の温度Ｔｅｘｈ２が診断許可領域にない場合に、診断に関する判定を禁止したのに対し（図３のＳ２０３）、本実施形態では、同様の場合に、診断許可領域にある場合とは正常判定領域（Ｅｓｌｌ〜Ｅｓｌｈ）の範囲を異ならせることとする。図６は、本実施形態に係る故障診断制御についての説明図であり、同図を適宜に参照して、本実施形態に係る故障診断制御について説明する。

Ｓ３０１では、エンジン１が定常運転中であるか否かを判定する。定常運転中である場合に限り、Ｓ３０２へ進み、以降のステップによる診断の判定に関する処理を実行する。
Ｓ３０２では、下流側の排気温度センサ４２により検出される温度Ｔｅｘｈ２を読み込む。
Ｓ３０３では、上流側の排気温度センサ４１からの出力電圧Ｅ１を読み込む。

Ｓ３０４では、読み込んだ排気温度Ｔｅｘｈ２が所定の診断許可領域（Ｔ２１〜Ｔ２２）にあるか否かを判定する。診断許可領域にあるときは、Ｓ３０５へ進み、ないときは、Ｓ３０６へ進む。
Ｓ３０５では、読み込んだ出力電圧Ｅ１が「第１の領域」としての第１の正常判定領域ＲＥ１（Ｅｓｌｌ１〜Ｅｓｌｈ１）にあるか否かを判定する。第１の正常判定領域ＲＥ１にあるときは、Ｓ３０７へ進み、ないときは、Ｓ３０８へ進む。この第１の正常判定領域ＲＥ１は、比較的に狭い範囲に設定される。

Ｓ３０６では、読み込んだ出力電圧Ｅ１が第２の正常判定領域ＲＥ２にあるか否かを判定する。第２の正常判定領域ＲＥ２にあるときは、Ｓ３０７へ進み、ないときは、Ｓ３０８へ進む。この第２の正常判定領域ＲＥ２は、本実施形態に係る「第３の領域」に相当するものであり、図６に示すように、第１の正常判定領域ＲＥ１よりも広い範囲に設定される。図６（ａ）は、排気温度Ｔｅｘｈ２が診断許可領域にある場合の正常判定領域ＲＥ１を、同図（ｂ）は、診断許可領域にない場合の正常判定領域ＲＥ２を夫々示す。

Ｓ３０７では、排気温度センサ４１は正常であるとして、故障判定フラグＦｄｇｎを０に設定する。
Ｓ３０８では、排気温度センサ４１は故障しているとして、故障判定フラグＦｄｇｎを１に設定する。
本実施形態では、図５に示すフローチャートのＳ３０３，３０５，３０７及び３０８の処理により「第１の故障判定手段」としての機能が、同フローチャートのＳ３０３及び３０６〜３０８の処理により「第２の故障判定手段」としての機能が、同フローチャートのＳ３０２及び３０４の処理により「判定制御手段」としての機能が夫々実現される。

本実施形態によれば、特に、ＤＰＦ３２の下流における温度Ｔｅｘｈ２が診断許可領域（Ｔ２１〜Ｔ２２）にあるときと、ないときとで正常判定領域ＲＥ１，ＲＥ２の範囲を異ならせたので、診断許可領域にある場合の故障の診断精度を向上させる一方、この領域にない場合であっても、広い範囲に設置された第２の正常判定領域ＲＥ２により相応の精度で故障を診断することができる。

なお、以上では、診断対象を上流側の排気温度センサ４１とし、下流側の排気温度センサ４２により検出される温度Ｔｅｘｈ２に基づいて診断に関する判定を許可又は禁止することとした。しかしながら、診断対象とする排気温度センサは、上流側のものに限らず、下流側のものであってもよい。下流側の排気温度センサ４２を診断対象とする場合の故障診断制御の内容は、図３又は５に示すものと同様であってよく、当業者であれば、具体的な例示がなくともこれを理解することができる。

また、以上では、診断許可判定用の「温度検出手段」として排気温度センサを採用した場合について説明したが、この「温度検出手段」として採用することのできるものは、排気温度センサに限られない。たとえば、本発明の第３の実施形態として、エンジン１に吸入される空気の温度を検出する吸気温度センサを採用することが可能である。図７は、この場合における故障診断ルーチンのフローチャートを示している。本実施形態では、図１に示すエンジン１の構成に加え、サージタンク１３に吸気温度センサが取り付けられる。エアフローメータを備えるエンジンにあっては、このエアフローメータと一体の吸気温度センサであってよい。診断対象である温度センサは、第１の実施形態におけると同様に、ＤＰＦ３２の上流に設置された排気温度センサ４１であってよい。図７を参照して、本実施形態に係る故障診断制御について説明する。

Ｓ４０１では、エンジン１が定常運転中であるか否かを判定する。定常運転中である場合に限り、Ｓ４０２へ進む。
Ｓ４０２では、吸気温度センサにより検出される温度Ｔｉｎｔを読み込む。
Ｓ４０３では、読み込んだ吸気温度Ｔｉｎｔが所定の値Ｔ３１，Ｔ３２を下限及び上限とする診断許可領域にあるか否かを判定する。診断許可領域にあるときは、Ｓ４０４へ進み、ないときは、このルーチンを終了して、以降のステップによる診断に関する判定を禁止する。この診断許可領域（Ｔ３１〜Ｔ３２）は、正常な状態にある排気温度センサ４１からの出力として得られる電圧Ｅ１のあるべき範囲が、実際に設定可能な正常判定領域に包含されるか否かを判別するための領域として、比較的に狭い吸気温度の範囲に設定される。

Ｓ４０４では、診断対象である排気温度センサ４１からの出力電圧Ｅ１を読み込む。
Ｓ４０５では、読み込んだ出力電圧Ｅ１が正常判定領域（Ｅｓｌｌ３〜Ｅｓｌｈ３）にあるか否かを判定する。正常判定領域にあるときは、Ｓ４０６へ進み、ないときは、Ｓ４０７へ進む。
Ｓ４０６では、排気温度センサ４１は正常であるとして、故障判定フラグＦｄｇｎを０に設定する。

Ｓ４０７では、排気温度センサ４１は故障しているとして、故障判定フラグＦｄｇｎを１に設定する。
本実施形態では、図７に示すフローチャートのＳ４０４〜４０７の処理により「第１の故障判定手段」としての機能が、同フローチャートのＳ４０２及び４０３の処理により「判定制御手段」としての機能が夫々実現される。

本実施形態において、燃料供給制御の基本的な内容は、図２に示すものと同様であってよい。
本発明はディーゼルエンジンに限らず、ガソリンエンジンに適用することもできる。

本発明の第１の実施形態に係るディーゼルエンジンの構成 同上実施形態に係る燃料供給制御の基本ルーチンのフローチャート 同上実施形態に係る故障診断ルーチンのフローチャート 同上実施形態に係る故障診断制御についての説明図 本発明の第２の実施形態に係る故障診断ルーチンのフローチャート 同上実施形態に係る故障診断制御についての説明図 温度検出手段として吸気温度センサを採用した、本発明の第３の実施形態に係る故障診断ルーチンのフローチャート

符号の説明

１…ディーゼルエンジン、１１…吸気通路、１２…ターボチャージャ、１２ａ…ターボチャージャのコンプレッサ、１２ｂ…ターボチャージャのタービン、１３…サージタンク、２１…インジェクタ、２３…コモンレール、３１…排気通路、３２…ディーゼルパティキュレートフィルタ、３２１…フィルタ担体、３２２…酸化触媒、３３…ＥＧＲ管、３４…ＥＧＲ制御弁、４１…「診断対象」としての第１の排気温度センサ、４２…第２の排気温度センサ、１０１…エンジンコントロールユニット、１５１…クランク角センサ、１５２…アクセルセンサ。

Claims (10)

1. 診断対象である温度センサからの出力に相関する温度を検出する、この温度センサとは異なる温度検出手段と、
   前記温度センサが故障しているか否かを、前記温度センサからの出力に基づいて判定する第１の故障判定手段と、
   前記温度検出手段により検出された温度に基づいて、前記第１の故障判定手段による判定を許可し、又は禁止する判定制御手段と、を含んで構成され、
   前記第１の故障判定手段は、前記判定制御手段による判定の許可に応答して、前記温度センサが故障しているか否かを判定する温度センサの故障診断装置。
2. 前記第１の故障判定手段において、前記温度センサからの出力として得られる温度に関して正常領域として定められる第１の領域が設定され、
   前記判定制御手段は、前記検出された温度が前記第１の領域とは異なる範囲の領域として設定された第２の領域内にあるときに、前記第１の故障判定手段による判定を許可する請求項１に記載の温度センサの故障診断装置。
3. 前記第２の領域は、前記第１の領域よりも狭い範囲の領域である請求項２に記載の温度センサの故障診断装置。
4. 前記第２の領域は、上限及び下限を有する連続した温度からなる領域である請求項２又は３に記載の温度センサの故障診断装置。
5. 前記判定制御手段により前記第１の故障判定手段による判定が禁止されたときに、前記温度センサからの出力として得られる温度に基づいて、これが前記第１の領域よりも広い範囲の領域として設定された、正常領域としての第３の領域外にあるか否かを判定して、前記温度センサの故障を判定する第２の故障判定手段を更に含んで構成される請求項２〜４のいずれかに記載の温度センサの故障診断装置。
6. 前記温度センサは、エンジンの排気通路に設置された排気温度センサである請求項１〜５のいずれかに記載の温度センサの故障診断装置。
7. 前記温度検出手段は、前記診断対象である排気温度センサを第１の排気温度センサとして、エンジンの排気通路のうち、この第１の排気温度センサとは異なる通路部分に設置された第２の排気温度センサである請求項６に記載の温度センサの故障診断装置。
8. 前記第１の排気温度センサは、排気通路において、排気中のパティキュレートを捕集するためのパティキュレートフィルタの上流又は下流の一側に配置され、前記第２の排気温度センサは、このパティキュレートフィルタに対し、前記第１の排気温度センサとは反対の一側に配置された請求項７に記載の温度センサの故障診断装置。
9. 前記温度検出手段は、エンジンの吸気通路に設置された吸気温度センサである請求項６に記載の温度センサの故障診断装置。
10. 請求項６〜９のいずれかに記載の故障診断装置と、
    エンジンの排気通路に設置された、排気中のパティキュレートを捕集するためのパティキュレートフィルタと、
    前記温度センサとしての排気温度センサにより検出された排気の温度に基づいて、実際のエンジン排気の温度を制御する温度制御手段と、を含んで構成されるエンジンの排気浄化装置。

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