JP2014224501A - 故障診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】監視対象に対する制御用と監視用との２系統の演算を行う際の演算負荷を軽減しつつ診断結果の信頼性を確保することができる故障診断装置を提供する。
【解決手段】複数の制御演算要素を組み合わせて制御量を演算する主制御部１０と、主制御部１０で使用した複数の制御演算要素のうちの一部の制御演算要素と同様の制御演算を行うとともに、複数の制御演算要素のうちの残りの制御演算要素は前記主制御部上の制御演算要素が演算した値に対して予め設定した所定範囲のガード値で制限した値を残りの制御演算要素の演算値として監視用の制御量を演算する監視部２０と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、故障診断装置に関する。

従来、主制御部と監視部との二つのマイクロコンピュータ（以下、単に「マイコン」という。）を備え、これら二つのマイコンを用いて監視対象である内燃機関の故障を診断する故障診断装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

一方のマイコンである主制御部は、内燃機関の駆動等に関するエンジン制御量の演算を行い、その演算結果に基づいてエンジン制御を実行する。他方のマイコンである監視部は、主制御部と同じエンジン制御量の演算を監視用として同時に行うとともに、その監視用エンジン制御量の演算結果を主制御部で演算したエンジン制御量の演算結果と比較することで内燃機関の故障を診断する。

特開２０１２−１８０７８０号公報

しかしながら、上述のような従来の故障診断装置にあっては、二つのマイコンを用い、それぞれを制御用と監視用として常に同じ演算を行っている。従って、監視用のマイコンには制御用のマイコンと同じ演算負荷が掛かることになり、監視用のマイコンには制御用のマイコンと同程度の演算性能が要求され、監視のためのコストが高くなるという問題があった。

また、制御部と同じ演算を監視部で行うことで演算の負荷が高いからといって、監視部での制御演算要素の一部を単に省くといった簡略化を行うだけでは故障診断結果の信頼性が低下してしまう。

本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、監視対象に対する制御用と監視用との２系統の演算を行う際の演算負荷を軽減しつつ診断結果の信頼性を確保することができる故障診断装置を提供することを目的とする。

本発明に係る故障診断装置は、上記目的達成のため、（１）複数の制御演算要素を組み合わせて制御量を演算する主制御部と、前記主制御部で使用した前記複数の制御演算要素のうちの一部の制御演算要素と同様の制御演算を行うとともに、前記複数の制御演算要素のうちの残りの制御演算要素は前記主制御部上の制御演算要素が演算した値に対して予め設定した所定範囲のガード値で制限した値を残りの制御演算要素の演算値として監視用の制御量を演算する監視部と、を備えるよう構成する。

この構成により、主制御部は複数の制御演算要素を組み合わせて制御量を演算する。監視部は、主制御部で使用した複数の制御演算要素のうちの一部の制御演算要素と同様の制御演算を行い、残りの制御演算要素は主制御部上の制御演算要素が演算した値に対して予め設定した所定範囲のガード値で制限した値を残りの制御演算要素の演算値として用い、これらの各要素を用いて監視用の制御量を演算する。

この際、監視部は、主制御部で用いた複数の制御演算要素のすべてをそのまま用いるのではなく、一部の制御演算要素はそのまま、残りの制御演算要素は所定範囲のガード値で制限した値を用いて監視用の制御量を演算するようになっている。

これにより、監視対象に対する制御用と監視用との２系統の演算を行う際の演算負荷を軽減しつつ診断結果の信頼性を確保することができる。

本発明に係る故障診断装置は、上記（１）に記載の故障診断装置において、（２）前記主制御部により演算した制御量と前記監視部により演算した前記監視用の制御量とを比較するとともに、前記主制御部により演算した制御量の値が前記監視用の制御量の値よりも大きいことを条件として監視対象が故障していると判断する比較部を備えるよう構成する。

この構成により、主制御部の演算結果と監視部の演算結果とを比較し、主制御部により演算した制御量の値が監視用の制御量の値よりも大きい場合には監視対象が故障であると判定することができる。

本発明に係る故障診断装置は、上記（１）または（２）に記載の故障診断装置において、（３）内燃機関の吸入空気量を調整する弁制御部を備え、前記主制御部は、前記弁制御部による吸気空気量を調整するための制御演算要素を前記複数の制御演算要素として用いるよう構成する。

この構成により、内燃機関に故障が発生した場合には、内燃機関駆動のための吸入空気量を調整することで内燃機関故障への対応が可能となる。

また、本発明に係る故障診断装置は、上記（３）に記載の故障診断装置において、（４）前記内燃機関のアイドリング時における吸入空気量をフィードバック制御するＩＳＣ制御部を備え、前記ＩＳＣ制御部は、前記複数の制御演算要素のうちの残りの制御演算要素を用いて補正値を演算し、前記監視部は、前記ＩＳＣ制御部によって演算された補正値に対して予め設定した制御上で取り得る最大の上限ガード値から外れていない補正値を残りの制御演算要素として用いるよう構成する。

この構成により、主制御部で演算する制御演算要素と監視部で演算する制御演算要素とを容易に同じとすることができ、演算結果の信頼性を向上することができる。

本発明によれば、監視対象に対する制御用と監視用との２系統の演算を行う際の演算負荷を軽減しつつ診断結果の信頼性を確保することができる故障診断装置を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る故障診断装置の概略ブロック構成図である。

以下、本発明の実施の形態に係る故障診断装置について、図面を参照して説明する。

まず、構成について説明する。
図１に示すように、本実施の形態の故障診断装置１は、複数の制御演算要素を組み合わせて制御量を演算する主制御部１０を有している。また、故障診断装置１は、主制御部１０とは別に、監視用の制御量を演算する監視部２０を有している。監視部２０は、主制御部１０で使用した複数の制御演算要素のうちの一部の制御演算要素と同様の制御演算を行う。また、監視部２０は、主制御部１０で使用した複数の制御演算要素のうちの残りの制御演算要素は、主制御部１０上の制御演算要素が演算した値に対して予め設定した所定範囲のガード値で制限した値を演算値として監視用のエンジン制御量を演算するようになっている。

具体的には、監視部２０は、主制御部１０により演算した制御量と監視部２０により演算した監視用の制御量とを比較する比較部２３を有している。比較部２３は、制御量の値が監視用の制御量の値よりも大きいことを条件として監視対象が故障していると判断するようになっている。

ここで、本発明に適用される監視対象を、内燃機関であるエンジン２に適用し、そのエンジン２の構成を先に説明する。なお、図１においては、エンジン２の全体図は省略し、要部のみを概略的に図示している。図１において、エンジン２は、複数の気筒からなる燃焼部５０と、空気等の気体を燃焼部５０に供給する吸気部６０と、燃焼部５０における燃焼によって生成した排気ガスを燃焼部５０から排出する排気部７０と、を有している。

なお、燃焼部５０は、例えば、図１の紙面と直行する奥行き方向に沿って隣接する４つの気筒のうち１つの気筒のみを図示している。また、エンジン２は、４つの気筒に限らず、単気筒または任意に気筒配列した多気筒により構成してもよい。

燃焼部５０は、シリンダブロック５１と、シリンダブロック５１の上部に固定したシリンダヘッド５２と、を有している。シリンダブロック５１とシリンダヘッド５２とは、内部に空間を形成しており、この空間内において往復動可能にピストン５３を収納している。ピストン５３は、上端を連結したロッド５４を有している。このロッド５４の下端を、図示しないリンク機構に連結することで、ピストン５３の往復動による直線運動をクランクシャフトの回転運動に変換するようになっている。なお、シリンダブロック５１とシリンダヘッド５２とピストン５３とは、上述した空間のうちピストン５３の上方に燃焼室５５を形成するようになっている。

シリンダブロック５１には、冷却水が流通し、その冷却水とシリンダブロック５１との温度差によりシリンダブロック５１を冷却するためのウォータジャケット５６が形成されている。

シリンダヘッド５２は、吸気弁５７Ａと、排気弁５７Ｂと、燃焼室５５に導入した混合気に点火するための点火プラグ５８と、を有している。また、シリンダブロック５１は、ウォータジャケット５６を流通する冷却水の温度を検出するための水温センサ５９を有している。

吸気弁５７Ａは、吸気部６０で吸気した空気等の気体を混合気として燃焼室５５へ導入するようになっている。排気弁５７Ｂは、排気ガスを燃焼室５５から排気部７０へ排出するようになっている。吸気弁５７Ａと排気弁５７Ｂとは、図示しないタイミングベルトを介してクランクシャフトと連結しており、クランクシャフトの回転に伴い、所望のタイミングで燃焼室５５の開閉を行うようになっている。

点火プラグ５８は、プラチナやイリジウム合金により形成した電極を有している。この点火プラグ５８は、所望のタイミングで電極を通電させて放電を発生することにより、燃焼室５５に導入した混合気に点火するようになっている。

水温センサ５９は、例えば、抵抗値が温度に応じて変化するサーミスタにより構成してている。水温センサ５９は、エンジン２を冷却する冷却水の温度に応じたサーミスタの抵抗値の変化を電圧の変化量として出力するようになっている。

吸気部６０は、図示しないエアクリーナを通過して車外から流入した空気等の気体を燃焼室５５に導入するようになっている。吸気管６１は、エアクリーナよりも下流側にスロットル弁６２を有している。吸気管６１は、先端をシリンダヘッド５２に接続することで燃焼室５５と連通するようになっている。

スロットル弁６２は、弁軸の一端にスロットル弁６２を駆動するためのアクチュエータであるスロットルモータ６３を有している。スロットル弁６２は、弁軸の他端にスロットル弁６２の開度を検出するためのスロットル開度センサ６４を有している。本実施例の形態におけるスロットル弁６２は、スロットルモータ６３によって開閉駆動される電子制御スロットルである。

スロットル弁６２は、薄い円板状の弁体の中央に弁軸を有しており、この弁軸をスロットルモータ６３によって回動させることによって弁体も回動し、吸気管６１における気体の流量を変更するようになっている。また、スロットル開度センサ６４は、スロットル弁６２の開度を検出するようになっている。

吸気管６１は、スロットル弁６２よりも下流側にサージタンク６５を形成している。このサージタンク６５には、内部の吸気圧力を検出する圧力センサ６６を配置している。

吸気管６１の先端寄りには、吸気管６１を通過する空気等に燃料を噴射するインジェクタ６７を配置している。なお、インジェクタ６７は、シリンダブロック５１に配置してもよい。インジェクタ６７は、吸気管６１を通過する空気等に燃料を噴射することで生成した混合気を燃焼室５５に導入するようになっている。

排気部７０は、排気弁５７Ｂを介して燃焼室５５と連通する排気管７１と、排気ガスの濃度を検出する空燃比センサの一種であるＯ２センサ７２と、を有している。Ｏ２センサ７２は、排気管７１により排気される排気ガス中の三つの有害成分ＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘを同時に浄化する三元触媒コンバータ（図示せず）よりも上流側に配置しており、排気ガス中の酸素成分濃度に応じて電気信号を発生するようになっている。

なお、上述したエンジン２の構成は、一例であり、上述した構成に限定されるものではない。また、本実施の形態においては、主制御部１０と監視部２０とは、一つのマイクロコンピュータによるエンジンコントロールユニット（以下、単に「エンジンＥＣＵ」と称する。）３によって構成されている。

エンジンＥＣＵ３は、図示を略するが、例えば、各種センサからの信号入力やエンジン２の駆動制御信号出力の入出力インタフェース、演算処理を行うＣＰＵ、エンジン２の制御プログラムを格納したＲＯＭ等を有し、これらはバスで相互に接続されている。

なお、エンジンＥＣＵ３の構成および作用については公知であるので、本発明に関わる構成および作用を除き、これ以上の説明を省略する。

故障診断装置１において、主制御部１０は、要求トルク演算部１１と、弁制御部１２と、を有している。弁制御部１２は、要求トルク演算部１１による演算結果（ａ）に基づいてスロットルモータ６３の駆動を制御するようになっている。また、スロットル弁６２の開度指令値が演算結果（ａ）として弁制御部１２に入力された時に、スロットルモータ６３がこの指令値に応答して高速で追従できるようになっている。

要求トルク演算部１１には、エンジン制御量の演算を行うために、アクセルペダル４の踏込量に対応したアクセル開度を検出するアクセル開度センサからのアクセル開度信号が入力される。このアクセル開度信号は、故障診断装置１における複数の制御演算要素のうちの一部の制御演算要素に用いられる。

要求トルク演算部１１には、エンジン制御量の演算に用いるＩＳＣ補正量を演算するＩＳＣ制御部３０からの補正値信号が入力される。このＩＳＣ制御部３０からの補正値信号は、故障診断装置１における複数の制御演算要素のうちの残りの制御演算要素に用いられる。

ＩＳＣ制御部３０は、近年の省エネ化や排気浄化性能に対する要求の高度化に対して、無駄な燃料消費を抑えるべくアイドリング時のエンジン回転数を極力低い回転数とする制御を行う。ＩＳＣ制御部３０は、活性化温度領域で良好な排気浄化性能を発揮する触媒コンバータを始動時に急速に昇温させる制御を行う。

このため、ＩＳＣ制御部３０では、通常、エンジンストールを起こすことなくアイドリング可能な低い回転数として目標アイドル回転数を予め設定している。そして、ＩＳＣ制御部３０は、アイドル回転数をその目標アイドル回転数に維持するようにアイドリング時の吸入空気量をフィードバック制御するようになっている。これにより、エンジン２の燃焼と排気性状に大きく影響する点火時期を冷間始動時に遅角側に制御することで冷間始動時の排気温度を上昇させ、触媒コンバータを早期に昇温させることができる。

ＩＳＣ制御部３０は、その演算した補正値を、エンジン制御量の演算のための制御演算要素で要求トルク演算部１１に出力するようになっている。例えば、ＩＳＣ制御部３０は、クランクシャフトの回転角を検出する回転角センサ３１や水温センサ５９からの出力のほか、エアコン装置５やオルタネータ６からの出力に基づいて、各補正値を算出するようになっている。

ＩＳＣ制御部３０は、制御演算要素の一つとしてエンジン２の回転数補正を行うようになっている。ＩＳＣ制御部３０は、エンジン回転数の基本回転数からの変化による燃焼速度変化に対してエンジン２の点火時期を補正するための補正条件を特定するようになっている。ＩＳＣ制御部３０は、エンジン回転数の上昇によって吸入空気の乱れが増加し、エンジン２のトルク、空燃比、点火時期に関係なくエンジン回転数に応じて燃焼速度が速くなる現象に対して、その影響を考慮した点火時期制御を行うようになっている。ＩＳＣ制御部３０は、エンジン回転数および筒内圧力ピーククランク角に基づいて回転数正値を定めたマップを記憶しており、このマップを参照して回転数補正値を算出するようになっている。

ＩＳＣ制御部３０は、御演算要素の一つであるエンジン２の水温補正を行うようになっている。ＩＳＣ制御部３０は、エンジン２の冷却水温が低い間におけるエンジン２の安定回転を確保するようになっている。すなわち、エンジン２の冷却水温が低い間は、オイル粘度に起因するフリクションが大きいため、所望のアイドル回転数を保持してエンジン２を安定回転させるために、暖機終了時に比べてアイドル流量を増量する必要がある。したがって、ＩＳＣ制御部３０は、その増量分に相当する補正値とするため、冷却水温の関係で水温補正値を定めたマップを記憶しており、このマップを参照して水温補正値を算出するようになっている。

ＩＳＣ制御部３０は、御演算要素の一つであるエアコン補正を行うようになっている。ＩＳＣ制御部３０は、エアコン装置５の作動に伴ってエンジン２の駆動抵抗が大きくなったとき、その駆動抵抗に応じたエンジン２の安定回転を確保するようになっている。

ＩＳＣ制御部３０は、エンジン温間時の安定運転状態においてアイドル目標回転数を維持するために必要な空気基本量に対して、安定運転状態と現時点との条件の差異を反映して増量あるいは減量したエアコン補正値を算出するようになっている。この際、エアコン補正値は、エアコン装置５の負荷状態に応じて設定される。例えば、エアコン補正値には、エンジン冷間時にアイドル目標回転数を維持するために必要な空気増量や、エアコン装置５以外の付属機器等の作動に対応するエアコン補正値が含まれる。エンジンＥＣＵ３は、そのエアコン補正値に基づいて、アイドリング時におけるエンジン２への吸入空気量を制御するようになっている。

例えば、ＩＳＣ制御部３０は、エアコン装置５がオン状態であればマップから、実際のエンジン回転数に基づいてエアコン補正値を算出するようになっている。このエアコン補正値は、エアコン装置５による負荷をエンジン２への燃料噴射量に反映させるための補正値であり、エンジン回転数に応じて調整される。したがって、エアコン装置５がオフ状態であれば、エアコン補正値は「０」に設定される。

ＩＳＣ制御部３０は、制御演算要素の一つであるオルタネータ補正を行うようになっている。ＩＳＣ制御部３０は、アイドル運転時にエンジン２のオルタネータ６によって発電が行われているとき、それに伴うエンジン２の駆動抵抗に応じてエンジン２の安定回転を確保するようになっている。ＩＳＣ制御部３０は、車載電気機器の作動に伴って給電を行うオルタネータ６の発電量を多くするとき、要求される発電量を得る際のエンジン２の駆動負荷によって、エンジン回転数が過度に低下しないようにオルタネータ補正値を算出するようになっている。

監視部２０は、ＩＳＣ制御部３０から出力された各補正値に対して予め設定された上限ガードを超えていないかを判定する上限ガード判定部２１を有する。監視部２０は、アクセル開度センサからのアクセル開度信号並びに上限ガード判定部２１を通過した補正値信号により監視用のエンジン制御量を演算する監視用トルク演算部２２を有する。監視部２０は、比較部２３を有する。比較部２３は、要求トルク演算部１１によるエンジン制御量の演算結果（ａ）と監視用トルク演算部２２による監視用のエンジン制御量の演算結果（ｂ）とを比較するようになっている。

上限ガード判定部２１で使用される上限ガード値は、例えば、エアコン装置５等の外部負荷の有無や種類毎に、これらのオン・オフ等のアイドル時の設定状態に対応して設けられているものである。この際、上限ガード値には上限ガード初期値が設定されている。この上限ガード初期値は、エンジン始動初期のフリクション分を積分補正項が吸収できる大きさに設定されている。

具体的な上限ガード値の一例としては、エンジンＥＣＵ３は、ＩＳＣ制御部３０による水温補正値を算出するためのマップを用いて、エンジン始動時の水温と積算とに基づく上限ガード値を算出するようになっている。例えば、エアコン補正の取り得る範囲が０〜２９Ｎｍの場合、上限ガード値を３０Ｎｍに設定する。上限ガード判定部２１では、このエンジン始動時の水温と積算とに基づく上限ガード値を利用してガード処理を行う。

次に、本発明の作用を説明する。
本発明は、エンジン駆動のための吸入空気量を調整する弁制御部１２と、弁制御部１２における弁開度を決定するエンジンＥＣＵ３と、を備え、主制御部１０は、弁制御部１２による開度を決定するための制御演算要素を複数の制御演算要素として用いる。

具体的には、エンジンアイドリング時の吸入空気量をフィードバック制御するＩＳＣ制御部３０を有する。ＩＳＣ制御部３０は、複数の制御演算要素のうちの残りの制御演算要素を用いて補正値を演算してエンジンＥＣＵ３に出力するようになっている。監視部２０は、ＩＳＣ制御部３０から出力された補正値に対して予め設定した制御上で取り得る最大の上限ガード値から外れていない補正値を残りの制御演算要素に用いる。

より具体的には、本発明では、エンジンＥＣＵ３によるエンジン制御量の確からしさを保証するため、主制御部１０と監視部２０とで別々にエンジン制御量を演算している。これにより、主制御部１０で演算したエンジン制御量の演算結果（ａ）で実際のエンシン制御を実行し、監視部２０で演算した監視用のエンジン制御量の演算結果（ｂ）で実際のエンジン制御量を監視することができる。

この際、主制御部１０で用いる一部の制御演算要素を優先度合等によって単純に省略するのではなく、主制御部１０の一部の制御演算要素に上限ガードを設定し、監視部２０の演算負荷を下げつつ上限ガード値を超える故障が生じた場合の故障検出を行う。

すなわち、ＩＳＣ制御部３０では、回転数補正量、水温補正量、エアコン補正量、オルタネータ補正量、などの多数の補正量を演算し、主制御部１０の要求トルク演算部１１と監視部２０の監視用トルク演算部２２に出力している。これらの全てを監視部２０で主制御部１０と同じ方法で演算すると、演算負荷が増加するばかりでなく、監視部２０の演算結果を一時的に記憶するメモリ（図示せず）の使用量も大きくなる。そこで、ＩＳＣ制御部３０で演算した各補正量に制御上で取り得る最大の値で上限ガードした後、監視用のエンジン制御量に反映することで演算負荷やメモリ使用量を低減することができる。

したがって、比較部２３は、演算結果（ａ）と演算結果（ｂ）とを比較し、演算結果（ａ）の値が演算結果（ｂ）の値よりも大きいことを条件としてエンジン２が故障していると判断するようになっている。比較部２３は、エンジン２が故障していると判断した場合には、弁制御部１２に故障信号を出力するようになっている。弁制御部１２は、故障信号を受信したならば、吸気を「０」とする。なお、比較部２３は、弁制御部１２に故障信号を出力するほか、例えば、インジェクタ６７の駆動制御部（図示せず）に故障信号を出力するようにしてもよい。

このように、故障診断装置１の主制御部１０は、アクセル開度信号並びにＩＳＣ制御部３０で補正した各種制御演算要素を用いて実際のエンジン制御量を演算してエンジン制御を行う。

一方、故障診断装置１の監視部２０は、アクセル開度信号はそのまま用いるとともに、ＩＳＣ制御部３０で補正した各制御種演算要素のうち、上限ガード判定部２１を通過した各種制御演算要素を用いて監視用のエンジン制御量を演算している。

そして、比較部２３は、主制御部１０の要求トルク演算部１１で演算したエンジン制御量の演算結果（ａ）と監視部２０の監視用トルク演算部２２で演算した監視用のエンジン制御量の演算結果（ｂ）とを比較するようになっている。

さらに、比較部２３は、演算結果（ａ）の値が演算結果（ｂ）の値よりも大きいことを条件としてエンジン制御異常と判定し、出力制限や退避走行といったフェイルセーフを実行するようになっている。

例えば、回転数補正量が何らかの異常で正規の値よりも過大な値になったと仮定すると、要求トルクは正規の値よりも大きな値となる。監視部２０では上限ガード後の回転数補正量が監視用トルクに反映されるため、要求トルクよりも小さな値となる。その結果、要求トルク＞監視用トルクとなり、エンジン制御の異常を検出できる。

ところで、上記実施の形態では、一つのマイクロコンピュータによるエンジンＥＣＵ３に、主制御部１０と監視部２０とを設け、エンジン制御量と監視用エンジン制御量とを同じ方法で計算して比較部２３で比較することでエンジン２の故障を診断していた。

このような場合、制御用と監視用との二種類の演算結果を比較するためには、その演算結果を一時的に格納するメモリが必要となり、大容量のメモリが必要となる。例えば、監視部２０の演算結果（ｂ）が上限ガードを超える制御演算要素まで含む場合、その演算結果を記憶するためには、メモリ容量の上限値を高くしなければならない。

これに対し、故障診断装置１では、監視部２０による演算には、上限ガードを設定していることから、メモリ容量の上限をある程度抑制することができ、大容量のメモリを用いなくてもよい。したがって、メモリのコストを抑制することができ、部品コストの削減に貢献することができる。

また、監視対象がエンジン２の場合、エンジン制御量の演算にはＩＳＣ補正量や環境補正量などの多数の補正量が制御演算要素として存在する。このため、一つのマイコンでこれらの複雑なエンジン制御量の演算を同時に行うと、マイコンの演算負荷が増え、より高性能なマイコンが必要とる。

これに対し、故障診断装置１では、一方の監視部２０による演算には、上限ガードを設定していることから、マイコンの処理能力をある程度抑制することができ、高性能のマイコンを用いなくてもよい。したがって、高価なマイコンのコストを抑制することができ、部品コストの削減に貢献することができる。

さらに、例え、二つのマイコンを用い、それぞれを制御用と監視用とした場合であっても、監視用として用いるマイコンの処理能力は制御用として用いるマイコンよりも低い処理能力のものを用いることができる。したがって、高価なマイコンのコストを抑制することができ、部品コストの削減に貢献することができる。

また、監視部２０で用いる制御演算要素は、監視部２０による演算の負荷を低くするために一部を単に省くといった簡略化を行うことができない。すなわち、制御演算要素の一部を単純に省いてしまうと、監視部２０による故障診断結果の信頼性が低下してしまう。

これに対し、監視部２０は、主制御部１０で使用した複数の制御演算要素のうちの一部の制御演算要素と同様の制御演算を行うとともに、複数の制御演算要素のうちの残りの制御演算要素は主制御部１０上の制御演算要素が演算した値に対して予め設定した所定範囲のガード値で制限した値を残りの制御演算要素の演算値として監視用のエンジン制御量を演算する。

これにより、監視部２０の演算負荷を軽減しつつ診断結果の信頼性を確保することができる。したがって、メモリ容量は少なくて済み、マイクロコンピュータの処理性能も低いもので済むため、部品コストの高騰を抑制し、低コストのエンジン２の故障診断装置１とすることができる。また、主制御部１０と監視部２０とを一つのマイコンにより構成することができる。

以上のように、本発明の実施の形態に係る故障診断装置１は、主制御部１０により複数の制御演算要素を組み合わせて制御量を演算し、監視部２０により主制御部１０で使用した複数の制御演算要素のうちの一部の制御演算要素と同様の制御演算を行うとともに、複数の制御演算要素のうちの残りの制御演算要素は主制御部１０上の制御演算要素が演算した値に対して予め設定した所定範囲のガード値で制限した値を残りの制御演算要素の演算値として監視用の制御量を演算するようにしたので、監視対象に対する制御用と監視用との２系統の演算を行う際の演算負荷を軽減しつつ診断結果の信頼性を確保することができる。

なお、本実施の形態においては、ＩＳＣ制御部３０で演算した補正量に制御で取り得る最大の値で設定した上限ガードした場合で説明したが、ＩＳＣ制御部３０で演算した補正量に制御上取り得る最小の値で設定した下限ガード値を併用してもよい。

また、上記実施の形態では、要求トルクであるエンジン制御量と監視用トルクである監視用のエンジン制御量とを比較して異常を判定しているが、主制御部１０の補正量と監視部２０の上限ガード後の補正量とを直接比較しても良い。

また、本発明はガソリンエンジン、ディーゼルエンジンのどちらにも適用可能である。さらに、これら車両用エンジンのほか、内燃機関全般に有用であるが、監視対象はこれらに限定されるものではない。

以上説明したように、本発明に係る故障診断装置は、監視対象に対する制御用と監視用との２系統の演算を行う際の演算負荷を軽減しつつ診断結果の信頼性を確保することができるという効果を有し、車両用の故障診断装置に有用である。

１…故障診断装置、２…エンジン（内燃機関）、３…エンジンＥＣＵ、１０…主制御部、２０…監視部、２３…比較部、３０…ＩＳＣ制御部

Claims (4)

1. 複数の制御演算要素を組み合わせて制御量を演算する主制御部と、
   前記主制御部で使用した前記複数の制御演算要素のうちの一部の制御演算要素と同様の制御演算を行うとともに、前記複数の制御演算要素のうちの残りの制御演算要素は前記主制御部上の制御演算要素が演算した値に対して予め設定した所定範囲のガード値で制限した値を残りの制御演算要素の演算値として監視用の制御量を演算する監視部と、
   を備えていることを特徴とする故障診断装置。
2. 前記主制御部により演算した制御量と前記監視部により演算した前記監視用の制御量とを比較するとともに、前記主制御部により演算した制御量の値が前記監視用の制御量の値よりも大きいことを条件として監視対象が故障していると判断する比較部を備えることを特徴とする請求項１に記載の故障診断装置。
3. 内燃機関の吸入空気量を調整する弁制御部を備え、
   前記主制御部は、前記弁制御部による吸気空気量を調整するための制御演算要素を前記複数の制御演算要素として用いることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の故障診断装置。
4. 前記内燃機関のアイドリング時における吸入空気量をフィードバック制御するＩＳＣ制御部を備え、
   前記ＩＳＣ制御部は、前記複数の制御演算要素のうちの残りの制御演算要素を用いて補正値を演算し、
   前記監視部は、前記ＩＳＣ制御部によって演算された補正値に対して予め設定した制御上で取り得る最大の上限ガード値から外れていない補正値を残りの制御演算要素として用いることを特徴とする請求項３に記載の故障診断装置。
   

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