JP2015031187A

JP2015031187A - 故障診断装置及び故障診断方法

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Publication number: JP2015031187A
Application number: JP2013160444A
Authority: JP
Inventors: 弘之笠原; Hiroyuki Kasahara
Original assignee: Bosch Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 2013-08-01
Filing date: 2013-08-01
Publication date: 2015-02-16
Anticipated expiration: 2033-08-01
Also published as: JP6202610B2

Abstract

【課題】排気通路への燃料噴射を制御するバルブ、及び燃料の圧力を検出するセンサの故障を精度良く判定する。【解決手段】本発明に係る故障診断装置は、排気通路１１に噴射する燃料を調量する調量バルブ７６と排気通路１１に噴射する燃料を調量バルブ７６へ送るシャットオフバルブ７２を制御するバルブ制御部６２と、シャットオフバルブ７２と調量バルブ７６の間に配置された第１のセンサユニット７４から燃料圧力の検出値を取得するバルブ上流圧力取得部６４と、シャットオフバルブ７２及び調量バルブ７６を所定の状態に制御した状態で、少なくとも第１のセンサユニット７４の検出値に基づいて故障を判定する故障判定部６９と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、故障診断装置及び故障診断方法に関する。

従来、車両に搭載される内燃機関の排気ガス中には、窒素酸化物（以下、「ＮＯｘ」と称する。）や微粒子状物質（以下、「ＰＭ(Particulate Matter)」と称する。）が含まれている。このうち、ＰＭを捕集して排気ガスを浄化するための装置としてディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、「ＤＰＦ」と称する。）がある。ＤＰＦは、内燃機関の排気通路に配設され、排気ガスが当該ＤＰＦを通過する際に排気ガス中のＰＭを捕集する。ＤＰＦを備えた排気浄化システムでは、ＤＰＦの目詰まりを防止するために、ＤＰＦの温度を３００℃〜６００℃程度に上昇させてＤＰＦに堆積したＰＭを強制的に燃焼させる強制再生制御が適時に行われる。

下記の特許文献１には、排気通路に燃料を添加する燃料添加弁を備えたシステムにおいて、燃料添加弁から添加された燃料がＤＰＦに到達したと推定される到達推定時期に排気圧センサによって取得された圧力に基づいて燃料添加弁を診断することが記載されている。

特開２００８−２３０９号公報

排気通路に適量の燃料を噴射するためには、燃料の圧力に応じて燃料を調量する調量バルブの開弁・閉弁を制御する必要がある。この際、調量バルブの上流の燃料圧力が高い場合は、調量バルブの開弁時間は比較的短い時間に設定される。また、調量バルブの上流の燃料圧力が低い場合は、調量バルブの閉弁時間は比較的長い時間に設定される。

このため、排気通路に適量の燃料を噴射するためには、調量バルブ、及び燃料の圧力を検出する圧力センサが正常に動作していることが要求される。しかしながら、特許文献１に記載された技術では、燃料を調量する調量バルブ、及び燃料の圧力を検出する圧力センサの故障を診断することは困難である。また、特許文献１に記載された技術は、排気圧センサによって取得された圧力に基づいて燃料添加弁を診断するものであるが、排気圧センサに異常が発生していた場合は正確な診断ができない問題がある。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、排気通路への燃料噴射を制御するバルブ、及び燃料の圧力を検出するセンサの故障を精度良く判定することが可能な、新規かつ改良された故障診断装置及び故障診断方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、排気通路に噴射する燃料を調量する調量バルブを制御する調量バルブ制御部と、排気通路に噴射する燃料を前記調量バルブへ送るシャットオフバルブを制御するシャットオフバルブ制御部と、前記シャットオフバルブと前記調量バルブの間に配置された第１の圧力センサから燃料圧力の検出値を取得する調量バルブ上流圧力取得部と、前記シャットオフバルブ及び前記調量バルブを所定の状態に制御した状態で、少なくとも前記第１の圧力センサの検出値に基づいて故障を判定する故障判定部と、を備える故障診断装置が提供される。

前記調量バルブの下流側に配置された第２の圧力センサから燃料圧力の検出値を取得する調量バルブ下流圧力取得部と、前記シャットオフバルブが閉状態であり且つ前記調量バルブが開状態の場合に、前記第１の圧力センサの検出値と前記第２の圧力センサの検出値とを比較する比較部と、を備え、前記故障判定部は、前記比較部による比較の結果に基づいて、前記調量バルブ、前記第１の圧力センサ、及び前記第２の圧力センサのいずれかに故障が発生しているか否かを判定するものであっても良い。

また、前記故障判定部は、前記比較部による比較の結果、前記第１の圧力センサの検出値と前記第２の圧力センサの検出値との差分が所定のしきい値よりも小さい場合は、前記調量バルブ、前記第１の圧力センサ、及び前記第２の圧力センサが正常であると判定し、前記第１の圧力センサの検出値と前記第２の圧力センサの検出値との差分が前記所定のしきい値以上の場合は、前記調量バルブ、前記第１の圧力センサ、及び前記第２の圧力センサのいずれかに故障が発生していると判定するものであっても良い。

また、前記シャットオフバルブが開状態であり且つ前記調量バルブが閉状態の場合に、前記第１の圧力センサの検出値と所定のしきい値とを比較する比較部を備え、前記故障判定部は、前記比較部による比較の結果に基づいて、前記シャットオフバルブ、前記第１の圧力センサ及び前記シャットオフバルブに燃料を供給する燃料回路のいずれかに故障が発生しているか否かを判定するものであっても良い。

また、前記故障判定部は、前記比較部による比較の結果、前記第１の圧力センサの検出値が前記所定のしきい値を超えている場合は、前記シャットオフバルブ、前記第１の圧力センサ、及び前記燃料回路が正常であると判定し、前記第１の圧力センサの検出値が前記所定のしきい値以下の場合は、前記シャットオフバルブ、前記第１の圧力センサ、及び前記燃料回路のいずれかに故障が発生していると判定するものであっても良い。

また、前記シャットオフバルブ、前記調量バルブ、前記第１の圧力センサ、及び前記第２の圧力センサは、一体の調量ユニットとして構成されているものであっても良い。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、排気通路に噴射する燃料を調量する調量バルブを制御するステップと、排気通路に噴射する燃料を前記調量バルブへ送るシャットオフバルブを制御するステップと、前記シャットオフバルブと前記調量バルブの間に配置された第１の圧力センサから燃料圧力の検出値を取得するステップと、前記シャットオフバルブ及び前記調量バルブを所定の状態に制御した状態で、少なくとも前記第１の圧力センサの検出値に基づいて故障を判定するステップと、を備える、故障診断方法が提供される。

前記調量バルブの下流側に配置された第２の圧力センサから燃料圧力の検出値を取得するステップと、前記シャットオフバルブが閉状態であり且つ前記調量バルブが開状態の場合に、前記第１の圧力センサの検出値と前記第２の圧力センサの検出値とを比較するステップと、備え、前記故障を判定するステップは、前記比較するステップによる比較の結果に基づいて、前記調量バルブ、前記第１の圧力センサ、及び前記第２の圧力センサのいずれかに故障が発生しているか否かを判定するものであっても良い。

また、前記故障を判定するステップは、前記比較するステップによる比較の結果、前記第１の圧力センサの検出値と前記第２の圧力センサの検出値との差分が所定のしきい値よりも小さい場合は、前記調量バルブ、前記第１の圧力センサ、及び前記第２の圧力センサが正常であると判定し、前記第１の圧力センサの検出値と前記第２の圧力センサの検出値との差分が前記所定のしきい値以上の場合は、前記調量バルブ、前記第１の圧力センサ、及び前記第２の圧力センサのいずれかに故障が発生していると判定するものであっても良い。

また、前記シャットオフバルブが開状態であり且つ前記調量バルブが閉状態の場合に、前記第１の圧力センサの検出値と所定のしきい値とを比較するステップを備え、前記故障を判定するステップは、前記比較するステップによる比較の結果に基づいて、前記シャットオフバルブ、前記第１の圧力センサ及び前記シャットオフバルブに燃料を供給する燃料回路のいずれかに故障が発生しているか否かを判定するものであっても良い。

また、前記故障を判定するステップは、前記比較するステップによる比較の結果、前記第１の圧力センサの検出値が前記所定のしきい値を超えている場合は、前記シャットオフバルブ、前記第１の圧力センサ、及び前記燃料回路が正常であると判定し、前記第１の圧力センサの検出値が前記所定のしきい値以下の場合は、前記シャットオフバルブ、前記第１の圧力センサ、及び前記燃料回路のいずれかに故障が発生していると判定するものであっても良い。

本発明によれば、排気通路への燃料噴射を制御するバルブ、及び燃料の圧力を検出するセンサの故障を精度良く判定することが可能となる。

本発明の一実施形態にかかるシステムの全体構成を示す模式図である。調量ユニット及び噴射ユニットの構成を示す模式図である。本発明の一実施形態のシステムに備えられる制御装置の構成を示す模式図である。制御装置による処理の流れを示すフローチャートである。制御装置による処理の流れを示すフローチャートである。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

１．排気浄化システム
（１）全体構成
図１は、本実施形態にかかるシステム１００の全体構成を示している。このシステム１００は、ＤＰＦ２２を有する排気浄化ユニット２０と、ＤＰＦ２２の強制再生制御、燃料のパージ制御を含む動作制御を行う制御装置（ＤＣＵ；Dosing Control Unit）６０を含んでいる。このシステム１００は、内燃機関５からの排気ガス中に含まれるＰＭをＤＰＦ２２によって捕集する機能を有している。

また、システム１００は、内燃機関５と、内燃機関５を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）８を備えている。排気浄化ユニット２０は、酸化触媒２１とＤＰＦ２２とを排気上流側から順次に備えている。内燃機関５から排出された排気ガスは、排気管１１に送られ、酸化触媒２１、ＤＰＦ２２を通過して外部へ排出される。なお、ＤＰＦ２２の下流には、ＳＣＲ触媒（不図示）を配置することができる。

また、システム１００は、軽油などの燃料を貯蔵する燃料タンク３０と、燃料タンク３０内の燃料を内燃機関５、及び排気浄化ユニット２０へ供給する燃料ポンプ３２と、燃料に含まれる異物等を除去するための燃料フィルタ３４と、を備えている。燃料タンク３０内の燃料は、燃料ポンプ３２により燃料供給管３６を通って燃料フィルタ３４へ送られ、更に燃料供給管３８を通って排気浄化ユニット２０へ送られる。また、燃料タンク３０内の燃料は、燃料供給管３７を通って内燃機関５へ燃料を供給するコモンレール（不図示）に送られる。燃料供給管３７に送られた燃料は、高圧ポンプ（不図示）によりその圧力が高められてコモンレールに送られる。このため、この高圧ポンプよりも上流の燃料の経路を低圧燃料回路、高圧ポンプよりも下流のコモンレール側の燃料の経路を高圧燃料回路と称する。コモンレールに送られた燃料のうち、余剰分の燃料は燃料回収管３９を通って燃料タンク３０に戻される。

（２）排気浄化ユニット
排気浄化ユニット２０の構成要素のうち、酸化触媒２１は、内燃機関５でのポスト噴射等によって排気管１１内に供給された未燃燃料を酸化し、酸化熱を発生させる。酸化触媒２１は、公知のもの、例えば、アルミナに白金を担持させたものに所定量のセリウム等の希土類元素を添加したものを用いることができる。

また、ＤＰＦ２２は、排気ガスがＤＰＦ２２を通過する際に排気ガス中のＰＭ(微粒子状物質)を捕集する。ＤＰＦ２２は、公知のもの、例えば、セラミック材料から構成されたハニカム構造のフィルタを用いることができる。酸化触媒２１で発生した酸化熱によりＤＰＦ２２に流入する排気ガスが昇温し、ＤＰＦ２２が加熱される。これにより、ＤＰＦ２２が捕集したＰＭが燃焼し、ＤＰＦ２２の強制再生制御が行われる。

排気浄化ユニット２０は、酸化触媒２１の上流及び下流にそれぞれ温度センサ５０，５２を備え、また、ＤＰＦ２２の上流及び下流の圧力をそれぞれ検出する圧力センサ５４を備えている。これらセンサの検出値は制御装置６０に送られて、それぞれの位置での圧力や温度が検出される。なお、演算によって推定可能であるならば、これらのセンサは省略可能である。

本実施形態のシステム１００では、ＤＰＦ２２に堆積したＰＭを強制的に燃焼させる強制再生制御が適時行われる。強制再生制御は、圧力センサ５４により検出されたＤＰＦ２２の上流と下流の圧力の差分が大きくなったときに行われる。圧力の差分が大きいほど、ＤＰＦ２２に捕集されたＰＭの蓄積量が多くなるためである。

強制再生制御では、ＤＰＦ２２を３００℃〜６００℃程度に昇温させるため、ＤＰＦ２２及び酸化触媒２１の上流から燃料が噴射される。このため、本実施形態のシステム１００は、酸化触媒２１の上流の排気管１１に燃料を噴射する噴射ユニット８０と、噴射ユニット８０による燃料の噴射量を調量する調量ユニット７０を備えている。

強制再生制御を行う場合、内燃機関５での吸気絞り、ポスト噴射等によって排気ガス温度が昇温する。排気ガス温度が昇温すると、噴射ユニット８０から燃料が噴射され、酸化触媒２１における更なる燃焼が行われる。この際、ＤＰＦ２２に流入する排気ガスの温度が３００℃〜６００℃程度となるように、調量ユニット７０により噴射量が調量される。これにより、酸化触媒２１での燃焼により高温となった排気ガスがＤＰＦ２２へ流入し、ＤＰＦ２２内のＰＭが燃焼する。噴射ユニット８０からの燃料噴射による強制再生制御は、ＤＰＦ２２が捕集したＰＭの量に応じて、例えば１５分〜３０分程度行われる。

（３）調量ユニット及び噴射ユニット
図１に示すように、調量ユニット７０及び噴射ユニット８０は、燃料供給管３８に設けられている。図２は、調量ユニット７０及び噴射ユニット８０の構成を示す模式図である。調量ユニット７０は、燃料が流れる方向の上流側から順に、シャットオフバルブ７２、第１のセンサユニット７４、調量バルブ７６、第２のセンサユニット７８を有して構成されている。

シャットオフバルブ７２は、調量ユニット７０による燃料の調量を行う際に開かれ、調量を行わない場合に閉じられるバルブである。具体的には、シャットオフバルブ７２は、ＤＰＦ２２の強制再生制御を行う場合に開かれ、強制再生制御を行わない場合に閉じられる。

調量バルブ７６は、噴射ユニット８０から排気管１１へ燃料を噴射する際の噴射量を調量するバルブである。調量バルブ７６は、制御装置６０から送られるＰＷＭ信号に基づいて、ＤＵＴＹ駆動され、噴射ユニット８０へ送る燃料量を調量する。

第１のセンサユニット７４は、調量バルブ７６の上流側の燃料の圧力を測定する圧力センサと、調量バルブ７６の上流側の燃料の温度を測定する温度センサとを含むユニットである。調量バルブ７６による燃料の調量は、同じ燃料量を供給する場合、調量バルブ７６の上流側の燃料圧力が高い場合は調量バルブ７６の開弁時間が短く設定され、調量バルブ７６の上流側の燃料圧力が低い場合は調量バルブ７６の開弁時間が長くなるように設定される。

第２のセンサユニット７８は、調量バルブ７６の下流側の燃料の圧力を測定する圧力センサである。第２のセンサユニット７８は、主に故障診断用のセンサユニットとして設けられている。第２のセンサユニット７８による故障診断については後述するが、調量バルブ７６を開弁する制御が行われているにも関わらず、第２のセンサユニット７８で測定される圧力が第１のセンサユニット７４で測定される圧力よりも低い場合は、調量バルブ７６が故障により閉じているか、第１のセンサユニット７４又は第２のセンサユニット７８が故障していると判定される。また、調量バルブ７６が閉じている状態で第２のセンサユニット７８で測定される圧力が大気圧と同等である場合は、調量ユニット７０の下流で燃料供給管３８が破損していることが考えられ、故障していると判定される。

噴射ユニット８０は、調量ユニット７０から送られる燃料の圧力に応じて開弁する機械式のバルブである。噴射ユニット８０は、バルブ８２と圧縮バネ８４を備え、調量ユニット７０から送られる燃料の圧力が圧縮バネ８４の付勢力を超えるとバルブ８２が開弁するように構成されている。噴射ユニット８０には内燃機関５の冷却水が循環しており、噴射ユニット８０の温度は冷却水の温度（８０℃程度）に維持されている。

（４）制御装置
次に、図３を参照して、本実施形態のシステム１０に備えられる制御装置６０を、バルブ制御部６２と、バルブ上流圧力取得部６４と、バルブ下流圧力取得部６６と、比較部６８と、故障判定部６９と、に大別して、具体的に説明する。これらの各部は、具体的にはマイクロコンピュータによるプログラムの実行によって実現される。すなわち、図３は、システム１０に備えられた制御装置６０のうち、調量ユニット７０の故障診断に関する部分を、機能的なブロックで表した構成例である。

バルブ制御部６２は、シャットオフバルブ７２と調量バルブ７６のそれぞれの開弁、閉弁動作を制御する。上述した強制再生制御を行う場合、バルブ制御部６２は、シャットオフバルブ７２を開き、調量バルブ７６をＰＷＭ制御する。

バルブ上流圧力取得部６４は、第１のセンサユニット７４から、調量バルブ７６の上流側の燃料圧力の検出値を取得する。また、バルブ下流圧力取得部６６は、第２のセンサユニット７８から、調量バルブ７６の下流側の燃料圧力の検出値を取得する。

比較部６８は、バルブ上流圧力取得部６４が取得した調量バルブ７６の上流側の第１のセンサユニット７４の燃料圧力のセンサ値と、バルブ下流圧力取得部６６が取得した調量バルブ７６の下流側の第２のセンサユニット７８の燃料圧力のセンサ値と、を比較する。また、比較部６８は、バルブ上流圧力取得部６４が取得した第１のセンサユニット７４の燃料圧力のセンサ値と、所定のしきい値とを比較する。

故障判定部６９は、比較部６８による比較の結果に基づいて、故障判定を行う。この際、故障判定部６９は、比較部６８による比較の結果、調量バルブ７６の上流側の燃料圧力の検出値と調量バルブ７６の下流側の燃料圧力の検出値とが一致する場合は、調量バルブ７６、第１のセンサユニット７４、及び第２のセンサユニット７８が全て正常であると判定する。一方、故障判定部６９は、比較部６８による比較の結果、調量バルブ７６の上流側の燃料圧力の検出値と調量バルブ７６の下流側の燃料圧力の検出値とが一致しない場合は、調量バルブ７６、第１のセンサユニット７４、及び第２のセンサユニット７８の少なくとも１つに故障が発生していると判定する。

次に、図４のフローチャートを参照して、制御装置６０による故障判定の処理の流れを説明する。先ず、ステップＳ１０では、シャットオフバルブ７２及び調量バルブ７６を閉じる。次のステップＳ１２では、シャットオフバルブ７２を閉じた状態で調量バルブ７６を開く。次のステップＳ１４では、第１のセンサユニット７４により検出された調量バルブ７６の上流側の燃料圧力と、第２のセンサユニット７８により検出された調量バルブ７６の下流側の燃料圧力とを比較する。具体的には、第１のセンサユニット７４により検出された調量バルブ７６の上流側の燃料圧力と、第２のセンサユニット７８により検出された調量バルブ７６の下流側の燃料圧力との差分の絶対値を計算し、この絶対値が所定のしきい値よりも小さいか否かを判定する。そして、絶対値がしきい値よりも小さい場合はステップＳ１６へ進む。

ステップＳ１６では、所定の判定時間（ｔ１）を経過したか否かを判定し、判定時間（ｔ１）を経過した場合はステップＳ１８へ進む。一方、判定時間（ｔ１）を経過していない場合はステップＳ１４へ戻る。ステップＳ１８へ進んだ場合、判定時間（ｔ１）の間、調量バルブ７６の上流側の燃料圧力と調量バルブ７６の下流側の燃料圧力との差分の絶対値が所定のしきい値よりも小さかったため、調量バルブ７６は正常に開かれていると考えられる。また、第１のセンサユニット７４と第２のセンサユニット７８の双方の燃料圧力の検出値も一致しており、第１のセンサユニット７４と第２のセンサユニット７８は正常であると考えられる。従って、調量バルブ７６、第１のセンサユニット７４又は第２のセンサユニット７８に故障は生じておらず、ステップＳ１８では正常判定を行う。ステップＳ１８の判定後は、処理を終了する（ＥＮＤ）。

一方、ステップＳ１４で調量バルブ７６の上流側の燃料圧力と調量バルブ７６の下流側の燃料圧力との差分の絶対値が所定のしきい値以上の場合は、ステップＳ２０へ進む。ステップＳ２０では、所定の判定時間（ｔ２）を経過したか否かを判定し、判定時間（ｔ２）を経過した場合はステップＳ２２へ進む。一方、所定の判定時間（ｔ２）を経過していない場合はステップＳ１４へ戻る。ステップＳ２２へ進んだ場合、判定時間（ｔ２）の間、調量バルブ７６の上流側の燃料圧力と調量バルブ７６の下流側の燃料圧力との差分の絶対値が所定のしきい値以上であったため、第１のセンサユニット７４と第２のセンサユニット７８の双方の燃料圧力の検出値が一致していない。このため、調量バルブ７６が正常に開いていないか、若しくは、第１のセンサユニット７４又は第２のセンサユニット７８の少なくとも一方に故障が発生していると考えられる。従って、ステップＳ２２では故障判定を行う。ステップＳ２２の判定後は、処理を終了する（ＥＮＤ）。

以上のように、図４の処理によれば、シャットオフバルブ７２を閉じ、且つ調量バルブ７６を開いた状態で、調量バルブ７６の上流側の燃料圧力と調量バルブ７６の下流側の燃料圧力との差分が所定のしきい値以上の場合は、調量バルブ７６、第１のセンサユニット７４又は第２のセンサユニット７８のいずれかに故障が発生していることを判定できる。従って、故障判定が行われた場合は、調量ユニット７０を交換することで、故障から回復することが可能となる。

次に、シャットオフバルブ７２及び調量バルブ７６を共に閉じた状態からシャットオフバルブ７２のみを開き、第１のセンサユニット７４で得られた燃料圧力の検出値を所定のしきい値と比較して、第１のセンサユニット７４、シャットオフバルブ７２、又は調量ユニット７０に燃料を供給する低圧燃料回路（コモンレールシステム側）、のいずれかの故障を診断する手法について説明する。

図５は、制御装置６０による故障判定の処理の流れを示すフローチャートである。先ず、ステップＳ３０では、シャットオフバルブ７２及び調量バルブ７６を閉じる。次のステップＳ３２では、調量バルブ７６を閉じた状態でシャットオフバルブ７２を開く。次のステップＳ３４では、所定の判定時間（ｔ３）が経過したか否かを判定し、所定の判定時間（ｔ３）が経過した場合はステップＳ３６へ進む。一方、所定の判定時間（ｔ３）が経過していない場合はステップＳ３４で待機する。

ステップＳ３６では、第１のセンサユニット７４により検出された調量バルブ７６の上流側の燃料圧力と所定のしきい値とを比較し、調量バルブ７６の上流側の燃料圧力が所定のしきい値を超えているか否かを判定する。そして、ステップＳ３６で調量バルブ７６の上流側の燃料圧力が所定のしきい値を超えていた場合は、ステップＳ３８へ進む。この場合、シャットオフバルブ７２が開かれているため、第１のセンサユニット７４は、正常な状態であれば燃料供給管３８から供給される燃料の圧力を検出し、検出された圧力は所定のしきい値よりも大きくなる。従って、第１のセンサユニット７４により検出された燃料圧力が所定のしきい値を超えている場合は、シャットオフバルブ７２が正常に開いており、且つ第１のセンサユニット７４による燃料圧力の検出値も正常な値であると考えられる。従って、ステップＳ３８では、正常判定を行う。ステップＳ３８の後は処理を終了する（ＥＮＤ）。

一方、ステップＳ３６で第１のセンサユニット７４により検出された調量バルブ７６の上流側の燃料圧力が所定のしきい値以下の場合は、ステップＳ４０へ進む。ステップＳ４０では、所定の判定時間（ｔ４）が経過したか否かを判定し、所定の判定時間（ｔ４）が経過した場合はステップＳ４２へ進む。一方、所定の判定時間（ｔ４）が経過していない場合はステップＳ３６へ戻る。

ステップＳ４２へ進んだ場合は、所定の判定時間（ｔ４）の間、第１のセンサユニット７４により検出された調量バルブ７６の上流側の燃料圧力が所定のしきい値以下であったことになる。このため、第１のセンサユニット７４に故障が発生しているか、シャットオフバルブ７２が閉じた状態で固着しているか、又は低圧燃料回路の不具合により燃料供給管３８へ燃料が正常に供給されていない、といった故障が生じていることが想定される。従って、ステップＳ４２では、故障判定を行う。ステップＳ４２の後は処理を終了する（ＥＮＤ）。

以上のように、図５の処理によれば、シャットオフバルブ７２を開き、且つ調量バルブ７６を閉じた状態で、調量バルブ７６の上流側の燃料圧力が所定のしきい値以下の場合は、シャットオフバルブ７２、第１のセンサユニット７４又は低圧燃料回路のいずれかに故障が発生していることを判定できる。従って、故障判定が行われた場合は、調量ユニット７０の交換、又は低圧燃料回路の修復を行うことで、故障から回復することが可能となる。

以上説明したように本実施形態によれば、調量ユニット７０の調量バルブ７６を開き、シャットオフバルブ７２を閉じた状態で、第１のセンサユニット７４、第２のセンサユニット７８が検出した圧力を比較する。そして、第１のセンサユニット７４が検出した圧力と第２のセンサユニット７８が検出した圧力とが一致しない場合は、第１のセンサユニット７４の検出値、第２のセンサユニット７８の検出値、または調量バルブ７６のいずれかに異常が生じていると判定することができる。

また、本実施形態によれば、調量ユニット７０のシャットオフバルブ７２を開き、調量バルブ７６を閉じた状態で、第１のセンサユニット７４で検出された燃料圧力と所定のしきい値を比較する。そして、第１のセンサユニット７４で検出された燃料圧力が所定の閾値を超えている場合は、シャットオフバルブ７２、第１のセンサユニット７４、及び低圧燃料回路が正常であると判定することができる。また、第１のセンサユニット７４で検出された燃料圧力が所定のしきい値以下である場合は、第１のセンサユニット７４、シャットオフバルブ７２、又は低圧燃料回路のいずれかに異常が生じていることを判定することが可能となる。

なお、本発明の実施形態の故障診断装置においては、図４のフローチャートに示す故障診断、又は、図５のフローチャートに示す故障診断のいずれか一方を実行可能に構成されていてもよく、あるいは、両方の故障診断を順次実行可能に構成されていてもよい。
図４に示す故障診断、及び図５に示す故障診断をともに実行する場合において、図５の故障診断を先に実行すると調量バルブ７６の上流側の燃料圧力が昇圧されるため、引き続き図４の故障診断を実行する際に調量バルブ７６が開かれて、燃料が排気管１１に噴射されることとなる。したがって、排気管１１に噴射される燃料を低減するためには、図４に示す故障診断を先に実行することが好ましい。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

６０制御装置
６２バルブ制御部
６４バルブ上流圧力取得部
６６バルブ下流圧力取得部
６８比較部
６９故障判定部
７０調量ユニット
７２シャットオフバルブ
７４第１のセンサユニット
７６調量バルブ
７８第２のセンサユニット

Claims

排気通路に噴射する燃料を調量する調量バルブを制御する調量バルブ制御部と、
排気通路に噴射する燃料を前記調量バルブへ送るシャットオフバルブを制御するシャットオフバルブ制御部と、
前記シャットオフバルブと前記調量バルブの間に配置された第１の圧力センサから燃料圧力の検出値を取得する調量バルブ上流圧力取得部と、
前記シャットオフバルブ及び前記調量バルブを所定の状態に制御した状態で、少なくとも前記第１の圧力センサの検出値に基づいて故障を判定する故障判定部と、
を備えることを特徴とする、故障診断装置。
前記調量バルブの下流側に配置された第２の圧力センサから燃料圧力の検出値を取得する調量バルブ下流圧力取得部と、
前記シャットオフバルブが閉状態であり且つ前記調量バルブが開状態の場合に、前記第１の圧力センサの検出値と前記第２の圧力センサの検出値とを比較する比較部と、を備え、
前記故障判定部は、前記比較部による比較の結果に基づいて、前記調量バルブ、前記第１の圧力センサ、及び前記第２の圧力センサのいずれかに故障が発生しているか否かを判定することを特徴とする、請求項１に記載の故障診断装置。
前記故障判定部は、前記比較部による比較の結果、前記第１の圧力センサの検出値と前記第２の圧力センサの検出値との差分が所定のしきい値よりも小さい場合は、前記調量バルブ、前記第１の圧力センサ、及び前記第２の圧力センサが正常であると判定し、前記第１の圧力センサの検出値と前記第２の圧力センサの検出値との差分が前記所定のしきい値以上の場合は、前記調量バルブ、前記第１の圧力センサ、及び前記第２の圧力センサのいずれかに故障が発生していると判定することを特徴とする、請求項２に記載の故障診断装置。
前記シャットオフバルブが開状態であり且つ前記調量バルブが閉状態の場合に、前記第１の圧力センサの検出値と所定のしきい値とを比較する比較部を備え、
前記故障判定部は、前記比較部による比較の結果に基づいて、前記シャットオフバルブ、前記第１の圧力センサ及び前記シャットオフバルブに燃料を供給する燃料回路のいずれかに故障が発生しているか否かを判定することを特徴とする、請求項１に記載の故障診断装置。
前記故障判定部は、前記比較部による比較の結果、前記第１の圧力センサの検出値が前記所定のしきい値を超えている場合は、前記シャットオフバルブ、前記第１の圧力センサ、及び前記燃料回路が正常であると判定し、前記第１の圧力センサの検出値が前記所定のしきい値以下の場合は、前記シャットオフバルブ、前記第１の圧力センサ、及び前記燃料回路のいずれかに故障が発生していると判定することを特徴とする、請求項４に記載の故障診断装置。
前記シャットオフバルブ、前記調量バルブ、前記第１の圧力センサ、及び前記第２の圧力センサは、一体の調量ユニットとして構成されていることを特徴とする、請求項２に記載の故障診断装置。
排気通路に噴射する燃料を調量する調量バルブを制御するステップと、
排気通路に噴射する燃料を前記調量バルブへ送るシャットオフバルブを制御するステップと、
前記シャットオフバルブと前記調量バルブの間に配置された第１の圧力センサから燃料圧力の検出値を取得するステップと、
前記シャットオフバルブ及び前記調量バルブを所定の状態に制御した状態で、少なくとも前記第１の圧力センサの検出値に基づいて故障を判定するステップと、
を備えることを特徴とする、故障診断方法。
前記調量バルブの下流側に配置された第２の圧力センサから燃料圧力の検出値を取得するステップと、
前記シャットオフバルブが閉状態であり且つ前記調量バルブが開状態の場合に、前記第１の圧力センサの検出値と前記第２の圧力センサの検出値とを比較するステップと、備え、
前記故障を判定するステップは、前記比較するステップによる比較の結果に基づいて、前記調量バルブ、前記第１の圧力センサ、及び前記第２の圧力センサのいずれかに故障が発生しているか否かを判定することを特徴とする、請求項７に記載の故障診断方法。
前記故障を判定するステップは、前記比較するステップによる比較の結果、前記第１の圧力センサの検出値と前記第２の圧力センサの検出値との差分が所定のしきい値よりも小さい場合は、前記調量バルブ、前記第１の圧力センサ、及び前記第２の圧力センサが正常であると判定し、前記第１の圧力センサの検出値と前記第２の圧力センサの検出値との差分が前記所定のしきい値以上の場合は、前記調量バルブ、前記第１の圧力センサ、及び前記第２の圧力センサのいずれかに故障が発生していると判定することを特徴とする、請求項８に記載の故障診断方法。
前記シャットオフバルブが開状態であり且つ前記調量バルブが閉状態の場合に、前記第１の圧力センサの検出値と所定のしきい値とを比較するステップを備え、
前記故障を判定するステップは、前記比較するステップによる比較の結果に基づいて、前記シャットオフバルブ、前記第１の圧力センサ及び前記シャットオフバルブに燃料を供給する燃料回路のいずれかに故障が発生しているか否かを判定することを特徴とする、請求項７に記載の故障診断方法。
前記故障を判定するステップは、前記比較するステップによる比較の結果、前記第１の圧力センサの検出値が前記所定のしきい値を超えている場合は、前記シャットオフバルブ、前記第１の圧力センサ、及び前記燃料回路が正常であると判定し、前記第１の圧力センサの検出値が前記所定のしきい値以下の場合は、前記シャットオフバルブ、前記第１の圧力センサ、及び前記燃料回路のいずれかに故障が発生していると判定することを特徴とする、請求項１０に記載の故障診断方法。