JP3533996B2 - 内燃機関の異常診断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、内燃機関の各気
筒に対応して分岐した吸気通路の各分岐通路に設けられ
る吸気流制御弁の異常を診断する内燃機関の異常診断装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、吸気通路に吸気流制御弁を設
け、吸気弁の開弁時に吸気通路から燃焼室内に流入する
吸気の流れを同吸気流制御弁により制御するようにした
内燃機関が知られている。また、この吸気流制御弁とし
て例えばスワール弁を備え、同弁の開度に基づいて燃焼
室内に発生するスワールの強度を制御するようにした内
燃機関もよく知られている。こうした内燃機関では、機
関回転速度や機関負荷といった機関運転状態に応じてス
ワールの強度を適宜制御することにより、燃焼状態の改
善を図るようにしている。

【０００３】ところで、上記スワール弁に異常が発生
し、その開度が開度指令とは異なる開度になると、燃焼
室に形成されるスワールの強度が機関運転状態に適した
ものとならず、従って燃焼状態の改善効果も期待できな
くなる。特に、燃焼室内に燃料を直接噴射する筒内燃料
噴射式の内燃機関にあっては、良好な燃焼状態を確保す
る上で適正なスワールの形成が不可欠であることが多
く、上記のような異常が発生すると燃焼状態が悪化し、
それに伴う排気性状の悪化も避けきれないものとなる。
従って、こうしたスワール弁の異常に速やかに対処する
ため、同異常を精度良く診断することが必要になる。

【０００４】そこで、従来では特開平８−７４５８３号
公報に記載されるように、上記異常をスワール弁の開度
と相関を有する吸気通路の内圧と同スワール弁に対する
開度指令とに基づいて診断するようにしている。即ち、
同公報に記載される診断方法では、圧力センサによって
吸気通路におけるスワール弁近傍の内圧を検出し、その
検出値が同スワール弁の開度指令に応じて設定される所
定範囲内から逸脱しているときに、同スワール弁が異常
であると診断するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】確かに、吸気通路にお
けるスワール弁近傍の内圧は、同弁の開度に応じて変化
するため、この内圧の検出値が開度指令に応じて設定さ
れる所定範囲内から逸脱しているときには、同スワール
弁が異常である旨診断することはできる。

【０００６】しかしながら、この吸気通路の内圧は一定
ではなく、気筒内における機関ピストンの往復動に伴っ
て常に脈動しているため、上記診断方法では、こうした
脈動によって内圧の検出値が上記所定範囲内から逸脱し
た場合にスワール弁が異常であると誤診断されてしまう
おそれがある。

【０００７】また、こうした誤診断を回避するために、
内圧の検出値を平均化処理し、この平均化処理された検
出値が上記所定範囲内にあるか否かを判断して異常診断
を行うことが考えられる。こうした平均化処理を通じて
機関ピストンの往復動に伴う脈動成分が検出値から除去
されるため、上記のような誤診断を回避することができ
るようになる。ところが、このように平均化された検出
値は一般に、スワール弁の開度変化に伴う差が極めて小
さいものであることが本発明者によって確認されてい
る。従って、この平均化した検出値に基づいて異常診断
を行うようにしても、やはり誤診断が避けられず信頼性
の高い診断結果を得ることはできない。

【０００８】このように上記従来の診断方法は、スワー
ル弁等の吸気流制御弁の異常を診断可能ではあるもの
の、その診断精度を向上させる上で限界があり、同異常
を十分に高い精度をもって診断できるものではない。

【０００９】この発明は、こうした実情に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、吸気流制御弁の異常を精度
良く診断することのできる内燃機関の異常診断装置を提
供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の手段及びその作用効果について以下に記載する。請求
項１に記載した発明では、内燃機関の各気筒に対応して
分岐した吸気通路の各分岐通路に設けられる吸気流制御
弁の異常を診断する内燃機関の異常診断装置において、
前記分岐通路において前記吸気流制御弁よりも上流側に
位置する上流側部分の内圧を検出する圧力センサと、前
記検出される内圧の脈動の振幅を評価し、前記吸気流制
御弁の開度指令に対する前記評価結果の適否を判断して
同吸気流制御弁の異常を診断する診断手段とを備えるよ
うにしている。

【００１１】気筒内の圧力は機関ピストンの往復動によ
って脈動するため、分岐通路の内圧もまたその影響を受
けて脈動するようになる。ここで、分岐通路において吸
気流制御弁よりも上流側に位置する上流側部分と気筒内
部との間には吸気流制御弁が介在しているため、同上流
側部分の内圧の脈動は、この吸気流制御弁の開度に応じ
て変化することとなる。

【００１２】即ち、この吸気流制御弁の開度が大きくな
るほど、前記上流側部分を通過する吸気の量が増大する
ため、同上流側部分の内圧の脈動の振幅は気筒内の圧力
脈動の影響をより直接的に受けて大きくなる。逆に吸気
流制御弁の開度が小さくなるほど、上流側部分を通過す
る吸気の量が減少するため、同上流側部分の内圧の脈動
の振幅は気筒内の圧力脈動の影響を受け難くなり小さく
なる。

【００１３】上記請求項１に記載した発明の構成によれ
ば、こうした上流側部分の内圧の脈動の振幅を評価し、
その評価結果が吸気流制御弁の開度指令に対し適合する
ものか否かを判断して同吸気流制御弁の異常を診断する
ことで、同診断を精度良く行うことができるようにな
る。

【００１４】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載した内燃機関の異常診断装置において、前記圧力セン
サは各気筒のうちの特定の気筒に対応する前記分岐通路
の前記上流側部分の内圧を検出するものであり、前記診
断手段は前記特定の気筒の吸気弁が開弁しているときの
前記内圧の脈動の振幅と同吸気弁が閉弁しているときの
前記内圧の脈動の振幅とをそれぞれ求め、それら振幅の
差と前記開度指令に対応した判定値とを比較して前記吸
気流制御弁の異常を診断するものであるとしている。

【００１５】圧力センサによって各気筒のうちの特定の
気筒に対応する分岐通路の上流側部分の内圧を検出する
ようにした場合、その内圧の脈動の振幅は、特定の気筒
の吸気弁が開弁して分岐通路に吸気の流れが形成されて
いるときには、気筒内に発生する圧力脈動の大きさと吸
気流制御弁の開度とに応じて決まるのに対し、同吸気弁
が閉弁して分岐通路に吸気の流れが形成されていないと
きには、吸気流制御弁の開度による差は殆ど無くなり、
気筒内の圧力脈動の大きさに応じてほぼ決まるようにな
る。

【００１６】このため、吸気弁が開弁しているときの上
記内圧の脈動と同吸気弁が閉弁しているときの同内圧の
脈動との振幅差をとるようにすると、気筒内の圧力脈動
の大きさの変動による影響が相殺されることで、この振
幅差は同影響を受け難いものとなる。換言すれば、この
振幅差は、吸気流制御弁の開度に応じてほぼ決まるよう
になり、同開度の大きさをより反映したものとなる。

【００１７】請求項２に記載した発明の構成によれば、
請求項１に記載した発明の作用効果に加えて、この脈動
の振幅差と開度指令に対応した判定値とを比較すること
で、機関運転状態に応じて気筒内に発生する圧力脈動の
大きさが異なる場合であっても、その相異が異常診断に
及ぼす影響を抑えることができ、吸気流制御弁の異常を
より高い精度で診断することができるようになる。

【００１８】請求項３に記載した発明では、請求項１に
記載した内燃機関の異常診断装置において、前記圧力セ
ンサは全ての分岐通路の前記上流側部分の内圧を取り込
み、それら内圧の平均値を検出するものであり、前記診
断手段は前記開度指令が第１の指令であるときの前記内
圧の脈動の振幅と前記開度指令が第２の指令であるとき
の前記内圧の脈動の振幅とをそれぞれ求め、それら振幅
の差と前記第１の指令及び前記第２の指令に対応した判
定値とを比較して前記吸気流制御弁の異常を診断するも
のであるとしている。

【００１９】圧力センサにより検出される内圧の脈動の
振幅は、各気筒内に発生する圧力脈動の大きさと吸気流
制御弁の開度とに応じて決まる。このため、吸気流制御
弁に対する開度指令が第１の指令であるときの内圧の脈
動と同開度指令が第２の指令であるときの内圧の脈動と
の振幅差をとると、気筒内の圧力脈動の大きさの変動に
よる影響が相殺されることで、この振幅差は同影響を受
け難いものとなる。換言すれば、この振幅差は、吸気流
制御弁の開度に応じてほぼ決まるようになり、同開度の
大きさをより反映したものとなる。

【００２０】請求項３に記載した発明の構成によれば、
請求項１に記載した発明の作用効果に加えて、この脈動
の振幅差と各開度指令に対応した判定値とを比較するこ
とで、機関運転状態に応じて気筒内に発生する圧力脈動
の大きさが異なる場合であっても、その相異が異常診断
に及ぼす影響を小さく抑えることができ、吸気流制御弁
の異常をより高い精度で診断することができるようにな
る。

【００２１】請求項４に記載した発明では、請求項３に
記載した内燃機関の異常診断装置において、前記診断手
段は前記開度指令が前記第１の指令であるときの前記内
圧の脈動の振幅が求められたことを条件に、前記開度指
令を前記第１の指令から前記第２の指令に強制的に変更
して同第２の指令に対応する前記内圧の脈動の振幅を求
めるものであるとしている。

【００２２】上記構成によれば、吸気流制御弁の開度指
令を第１の指令から第２の指令に強制的に変更すること
により、開度指令が第１の指令であるときの内圧の振幅
が求められてから短期間のうちに同開度指令が第２の指
令であるときの内圧の振幅が求められるようになる。こ
のように、短期間のうちに第１の指令及び第２の指令に
対応した内圧の脈動の振幅がそれぞれ求められることに
より、これら各振幅を求めている間に機関運転状態が変
化して気筒内の圧力脈動の大きさが変化してしまうのを
極力回避することができる。その結果、請求項３に記載
した発明の作用効果に加えて、上記脈動の振幅差と吸気
流制御弁の開度との相関性を高めることができ、吸気流
制御弁の異常をより高い精度で短期間のうちに診断する
ことができるようになる。

【００２３】請求項５に記載した発明では、請求項１乃
至４のいずれかに記載した内燃機関の異常診断装置にお
いて、前記診断手段は機関運転状態が定常状態にあるこ
とを条件に前記吸気流制御弁の異常を診断するものであ
るとしている。

【００２４】上記構成によれば、請求項１乃至４のいず
れかに記載した発明の作用効果に加えて、機関運転状態
に応じて気筒内の圧力脈動の大きさが変化し、その変化
に伴って圧力センサにより検出される前記内圧の脈動が
変化してしまうことを回避することができ、吸気流制御
弁の異常をより高い精度で診断することができるように
なる。

【００２５】請求項６に記載した発明では、請求項２乃
至４のいずれかに記載した内燃機関の異常診断装置にお
いて、前記診断手段は前記判定値を機関運転状態に応じ
て可変設定するものであるとしている。

【００２６】上記構成によれば、請求項２乃至４のいず
れかに記載の発明の作用効果に加えて、機関運転状態に
応じて気筒内の圧力脈動の大きさが変化し、その変化に
伴って上記脈動の振幅差が変化した場合でも、上記判定
値はその変化に応じて吸気流制御弁の異常を診断する上
でより適切な値に変更されるようになり、その異常をよ
り高い精度で診断することができるようになる。

【００２７】請求項７に記載した発明では、請求項１に
記載した内燃機関の異常診断装置において、前記圧力セ
ンサは前記内燃機関の運転制御に際して使用されるもの
であるとしている。

【００２８】上記構成によれば、請求項１に記載した発
明の作用効果に加えて、圧力センサが、吸気流制御弁の
異常診断及び内燃機関の運転制御の双方に用いられるよ
うになるため、運転制御用の圧力センサとは別に異常診
断用の圧力センサを敢えて備える必要が無くなり、異常
診断装置の構成の簡略化を図ることができるようにな
る。

【００２９】請求項８に記載した発明では、請求項７に
記載した内燃機関の異常診断装置において、前記圧力セ
ンサは全ての分岐通路の前記上流側部分の内圧を取り込
み、それら内圧の平均値を検出するものであるとしてい
る。

【００３０】圧力センサによって特定の気筒における前
記上流側部分の内圧のみを検出するようにした場合、そ
の検出値は特定の気筒の状態、例えば同気筒の吸気弁や
吸気流制御弁の開閉状態に大きく依存するようになる。
このため、同検出値を内燃機関の運転制御に用いるよう
にすると、その制御精度の低下が懸念される。

【００３１】この点、上記請求項８に記載した発明の構
成によれば、請求項７に記載した発明の作用効果に加え
て、圧力センサの検出値が特定の気筒の状態に大きく依
存しまうことがなくなり、上記のような内燃機関の運転
制御に際しての制御精度低下を回避することができるよ
うになる。

【００３２】

【発明の実施の形態】［第１の実施形態］以下、この発
明を筒内燃料噴射式の内燃機関に適用するようにした第
１の実施形態について図１〜図４を参照して説明する。

【００３３】図１は、内燃機関１０及びその異常診断装
置の構成を概略的に示している。同図に示すように、内
燃機関１０は、ピストン１１が往復動可能に設けられた
４つの気筒（第１気筒＃１，第２気筒＃２，第３気筒＃
３，及び第４気筒＃４）を備えている。各気筒＃１〜＃
４内には、それぞれ燃焼室１２が形成されており、それ
ら燃焼室１２には、吸気通路２０の一部を構成する一対
の吸気ポート２２ａ，２２ｂと、排気通路１６の一部を
構成する一対の排気ポート１８ａ，１８ｂとがそれぞれ
吸気弁１３又は排気弁１５を介して接続されている。吸
気弁１３が開弁することにより、吸気ポート２２ａ，２
２ｂと燃焼室１２とが連通された状態となり、また排気
弁１５が開弁することにより排気ポート１８ａ，１８ｂ
と燃焼室１２とが連通された状態となる。

【００３４】吸気通路２０は、上記吸気ポート２２ａ，
２２ｂの他、これら吸気ポート２２ａ，２２ｂに接続さ
れるマニホルド２４、同マニホルド２４が接続されるサ
ージタンク２７、及び同サージタンク２７に接続され、
その内部にスロットル弁２９が設けられたスロットルボ
ディ２８等により構成されている。また、上記マニホル
ド２４の内部には、各気筒＃１〜＃４の吸気ポート２２
ａ，２２ｂに対して別々に接続される第１の分岐通路２
５、第２の分岐通路２６がそれぞれ形成されている。

【００３５】各気筒＃１〜＃４の第１の分岐通路２５内
には、スワール弁３０がそれぞれ設けられている。これ
らスワール弁３０は、共通のシャフト３２の回転に伴っ
て第１の分岐通路２５を開閉するバタフライ式の弁であ
る。また、上記シャフト３２は、サージタンク２７内の
負圧（吸気負圧）を利用した駆動機構３４によって回転
駆動される。この駆動機構３４は、シャフト３２をリン
ク３５を介して回転させるダイヤフラム式のアクチュエ
ータ３６と、サージタンク２７内の負圧を蓄圧し、その
負圧をアクチュエータ３６の圧力室３６ａに供給する負
圧タンク３７と、同タンク３７から上記圧力室３６ａへ
の負圧の供給及びその停止を制御する負圧制御弁３８と
によって構成されている。

【００３６】負圧制御弁３８によって負圧タンク３７か
ら上記圧力室３６ａに負圧が供給されると、スワール弁
３０が全閉状態となり、サージタンク２７内の吸入空気
は第２の分岐通路２６のみを通じて燃焼室１２に導入さ
れるようになる。その結果、燃焼室１２内にスワールが
形成されることとなる。

【００３７】一方、負圧制御弁３８によって負圧タンク
３７から圧力室３６ａへの負圧の供給が停止されると、
スワール弁３０が全開状態となり、サージタンク２７内
の吸入空気は第１の分岐通路２５及び第２の分岐通路２
６を通じて燃焼室１２に導入されるようになる。この場
合には、燃焼室１２内にスワールが形成されることはな
い。

【００３８】こうしたスワール弁３０の開閉状態は、電
子制御装置４０によって制御されている。電子制御装置
４０は、演算部４２やメモリ４４等を備えて構成されて
おり、スワール弁３０の開閉状態を機関運転状態に基づ
いて制御する。

【００３９】また、内燃機関１０には、こうした機関運
転状態を検出するための各種センサが設けられている。
例えば、内燃機関１０のクランクシャフト（図示略）の
近傍には、その回転速度（機関回転速度ＮＥ）や回転位
相（クランク角ＣＡ）を検出するクランクセンサ４６が
設けられている。スロットル弁２９の近傍には、同弁２
９の開度（スロットル開度ＴＡ）を検出するスロットル
センサ４７が設けられている。更に、第４気筒＃４の第
１の分岐通路２５においてスワール弁３０より上流側の
部分２５ａには、その内部の圧力（吸気圧ＰＭ）を検出
する圧力センサ４８が設けられている。これら各センサ
４６〜４８の検出信号は、電子制御装置４０において適
宜波形整形され或いはＡ／Ｄ変換された後、同装置４０
に取り込まれる。尚、上記圧力センサ４８により検出さ
れる吸気圧ＰＭは、後述するスワール弁３０の異常診断
の他、内燃機関１０の燃料噴射制御や点火時期制御等と
いった運転制御に際しても使用される。

【００４０】次に、本実施形態の装置によるスワール弁
３０の異常診断処理について説明する。はじめに、この
異常診断の概要について図４に示すタイミングチャート
を参照して説明する。

【００４１】同図４に示すように、圧力センサ４８によ
り検出される吸気圧ＰＭは一定ではなく、各気筒＃１〜
＃４におけるピストン１１の往復動に伴って常に脈動し
ている。また、吸気圧ＰＭは、スワール弁３０の開閉状
態に関わらず、所定のタイミング（クランク角ＣＡ）に
極小値或いは極大値となることが判る。因みに、この実
施形態においては、ピストン１１の往復動速度が各気筒
＃１〜＃４において最大となるタイミングに吸気圧ＰＭ
が極小値となり、同速度が各気筒＃１〜＃４において最
小となるタイミングに同吸気圧ＰＭが極大値となる。

【００４２】また、同図に示すように、吸気圧ＰＭが脈
動する際の振幅は、スワール弁３０が閉弁している場合
には殆ど変化せず略一定になるものの、同弁３０が開弁
している場合には、圧力センサ４８が設けられた第４気
筒＃４が吸気行程にあるときに一時的に大きくなる特性
を有している。これは以下の理由によるものと考えられ
る。

【００４３】即ち、スワール弁３０が閉弁している場
合、各気筒＃１〜＃４における燃焼室１２内の圧力は、
各気筒＃１〜＃４の第２の分岐通路２６を通じてサージ
タンク２７内に伝播され、更に同タンク２７から第４気
筒＃４の第１の分岐通路２５を通じて圧力センサ４８の
近傍（上流側部分２５ａ）に伝播されるようになる。こ
のように、一旦サージタンク２７を介することで、各燃
焼室１２内の圧力は、その脈動成分が減衰した後に圧力
センサ４８の近傍に伝播されるようになる。このため、
圧力センサ４８により検出される吸気圧ＰＭは、各燃焼
室１２内に発生する圧力脈動の影響を間接的にしか受け
ることはなく、従ってその脈動の振幅も各気筒＃１〜＃
４のいずれが吸気行程中であるかに関わらず略一定にな
る。

【００４４】また、スワール弁３０が開弁している場合
でも、第１〜第３気筒＃１〜＃３の吸気行程中、即ち第
４気筒＃４の吸気弁１３が閉弁しているときには、これ
ら各気筒＃１〜＃３の各燃焼室１２内の圧力は、各気筒
＃１〜＃３の第１の分岐通路２５及び第２の分岐通路２
６からサージタンク２７及び第４気筒＃４の第１の分岐
通路２５を通じて間接的にしか圧力センサ４８の近傍に
伝播されない。また、上記の場合と比較すると、第１の
分岐通路２５に加えて第２の分岐通路２６を通じて圧力
が伝播されるようになることから、脈動の振幅は増大す
るものの、その増大量は僅かでしかない。

【００４５】一方、第４気筒＃４の吸気行程中、即ち第
４気筒＃４の吸気弁１３が開弁しているときには、第４
気筒＃４の燃焼室１２内の圧力が、サージタンク２７を
介することなく同気筒＃４の第１の分岐通路２５を通じ
て、圧力センサ４８の近傍に直接伝播されるようにな
る。このため、圧力センサ４８により検出される吸気圧
ＰＭは、第４気筒＃４の燃焼室１２内に発生する圧力脈
動の影響を直接的に受けるようになり、従ってこの場合
の脈動の振幅は第４気筒＃４の吸気弁１３が閉弁してい
るときよりも大きくなる。

【００４６】本実施形態では、こうした吸気圧ＰＭの脈
動の特性に着目し、以下の手順に従って異常診断を行う
ようにしている。まず、この異常診断はスワール弁３０
が開状態に制御されていることを条件に行われる。そし
て、各気筒＃１〜＃４の吸気行程中において、吸気圧Ｐ
Ｍが極小値（図４：ＰＭ１，ＰＭ２，ＰＭ３，ＰＭ４）
となるタイミング（クランク角ＣＡ）が予め判っている
ことから、このタイミングに圧力センサ４８の検出信号
をサンプリングして吸気圧ＰＭの極小値として取り込
む。このようにして取り込まれた吸気圧ＰＭの極小値
は、各気筒＃１〜＃４の吸気行程において吸気圧ＰＭが
脈動する際の振幅（片振幅）に相当するものとなる。従
って、この極小値を吸気圧ＰＭが脈動する際の振幅とし
て代用することができる。

【００４７】次に、第４気筒＃４の吸気弁１３が閉弁し
ているとき（第４気筒＃４を除く各気筒＃１〜＃３が吸
気行程中にあるとき）の吸気圧ＰＭの振幅の平均値（Ｐ
ＭＡＶＥ）を算出する。更に、その平均値と、第４気筒
＃４の吸気弁１３が開弁しているとき（第４気筒＃４が
吸気行程中にあるとき）の吸気圧ＰＭの振幅（ＰＭ４）
との振幅差（ＰＭＡＶＥ−ＰＭ４）を算出する。

【００４８】ここで、上記各振幅（ＰＭ１〜ＰＭ４）の
うち、第４気筒＃４の吸気弁１３が開弁しているときの
振幅（ＰＭ４）は、同気筒＃４の燃焼室１２内に発生す
る圧力脈動の大きさとスワール弁３０の開閉状態とに応
じて決まるのに対し、同吸気弁１３が閉弁しているとき
の振幅は、こうしたスワール弁３０の開閉状態による差
は殆ど無くなり、各燃焼室１２内の圧力脈動の大きさに
応じてほぼ決まるようになる。

【００４９】このため、上記のように振幅差（ＰＭＡＶ
Ｅ−ＰＭ４）をとることにより、各燃焼室１２内の圧力
脈動の大きさの変動による影響が相殺されるようにな
り、同振幅差はその影響を受け難いものとなる。換言す
れば、この振幅差は、スワール弁３０の開閉状態に応じ
てほぼ決まるようになり、同開閉状態をより反映したも
のとなる。

【００５０】このようにして振幅差を算出した後、この
振幅差と所定の判定値（ＫＰＭ１）とを比較し、同振幅
差が上記判定値以下であるとき、即ちスワール弁３０が
開状態に制御されているのにも関わらず、各気筒＃１〜
＃４の吸気行程中における吸気圧ＰＭの振幅が殆ど変化
せず略一定になっているときには、同スワール弁３０が
閉状態で故障していると判断するようにしている。

【００５１】以下、こうした異常診断の実行手順の詳細
について、図２及び図３に示すフローチャートを併せ参
照して説明する。このフローチャートに示す一連の処理
は、電子制御装置４０により所定クランク角周期の割込
処理として実行される。

【００５２】この異常診断に際しては、まず、内燃機関
１０が定常運転を行っているか否かが判断される（図２
のステップ１１０）。ここでは機関回転速度ＮＥ及びス
ロットル開度ＴＡが一定に保持されており、各燃焼室１
２に導入される吸入空気の量が一定である場合に、内燃
機関１０が定常運転を行っていると判断される。

【００５３】この判断において定常運転時であると判断
されると（ステップ１１０：ＹＥＳ）、次にスワール弁
３０が開状態に制御されているか否かが判断される（ス
テップ１２０）。ここで、スワール弁３０が開状態に制
御されていないと判断された場合には（ステップ１２
０：ＮＯ）、本ルーチンの処理は一旦終了される。因み
に、このスワール弁３０の開閉制御は、機関回転速度Ｎ
Ｅ及びスロットル開度ＴＡに基づいて本処理とは別の処
理を通じて電子制御装置４０により実行されている。

【００５４】一方、スワール弁３０が開状態に制御され
ている旨判断されると（ステップ１２０：ＹＥＳ）、次
の各ステップ１３０〜１３７の処理において、まず、今
回の制御タイミングが吸気圧ＰＭが極小値となるタイミ
ング（クランク角ＣＡ）であるか否かがクランクカウン
タ値ＣＣＲＮＫに基づいて判断される（ステップ１３
０，１３２，１３４，１３６）。

【００５５】ここで上記クランクカウンタ値ＣＣＲＮＫ
は、クランク角ＣＡが「３０°ＣＡ（Crank Angle）」
増大する毎に、「０→１→２→・・→２２→２３→０」
といた態様でインクリメントされるカウンタ値である。
図４に示すように、このクランクカウンタ値ＣＣＲＮＫ
が「３」となるタイミングに、第４気筒＃４の吸気行程
中において吸気圧ＰＭが極小値となり、同様に、同カウ
ンタ値ＣＣＲＮＫが「９」、「１５」、「２１」となる
タイミングに、第２気筒＃２、第１気筒＃１、第３気筒
＃３の吸気行程中において吸気圧ＰＭがそれぞれ極小値
となる。

【００５６】そして、今回の制御タイミングが吸気圧Ｐ
Ｍが極小値となるタイミングである旨判断されると（ス
テップ１３０，１３２，１３４，１３６：ＹＥＳ）、そ
のときの吸気圧ＰＭが前述した振幅ＰＭ１〜ＰＭ４とし
てそれぞれサンプリングされ、電子制御装置４０のメモ
リ４４に記憶されるとともに、これら各振幅ＰＭ１〜Ｐ
Ｍ４のサンプリングが終了したことを示すフラグＸＰＭ
１〜ＸＰＭ４が「ＯＮ」に設定されて同メモリ４４に記
憶される（ステップ１３１，１３３，１３５，１３
７）。

【００５７】次に、上記各フラグＸＰＭ１〜ＸＰＭ４が
全て「ＯＮ」であるか否か、即ち各振幅ＰＭ１〜ＰＭ４
のサンプリングが全て終了したか否かが判断される（ス
テップ１４０）。そして、全てのサンプリングが終了し
ていないと判断された場合（ステップ１４０：ＮＯ）、
本ルーチンの処理は一旦終了される。また、今回の制御
タイミングが吸気圧ＰＭが極小値となるタイミングでは
ないと判断された場合（ステップ１３０，１３２，１３
４，１３６：ＮＯ）も同様に、処理は一旦終了される。

【００５８】一方、各振幅ＰＭ１〜ＰＭ４のサンプリン
グが全て終了したと判断された場合（ステップ１４０：
ＹＥＳ）、次式（１）に基づいてこれら各振幅ＰＭ１〜
ＰＭ３の平均値ＰＭＡＶＥが算出される（図３のステッ
プ１５０）。

【００５９】 ＰＭＡＶＥ←（ＰＭ１＋ＰＭ２＋ＰＭ３）／３ ・・・（１） そして、この平均値ＰＭＡＶＥと第４気筒＃４の吸気弁
１３が開弁しているときの振幅ＰＭ４との振幅差（ＰＭ
ＡＶＥ−ＰＭ４）が算出され、同振幅差（ＰＭＡＶＥ−
ＰＭ４）が所定の判定値ＫＰＭ１より大きいか否かが判
断される（ステップ１６０）。

【００６０】ここで上記判定値ＫＰＭ１は、スワール弁
３０が開状態に制御されており、しかも同弁３０に異常
が発生していないときの上記振幅差（ＰＭＡＶＥ−ＰＭ
４）の大きさに応じて設定されるものであり、具体的に
は、機関回転速度ＮＥ及びスロットル開度ＴＡに基づい
て設定されている。

【００６１】またここで、上記振幅差（ＰＭＡＶＥ−Ｐ
Ｍ４）は、第４気筒＃４の第１の分岐通路２５を通じて
燃焼室１２内に導入される吸入空気の量が多くなるほど
大きくなる傾向があり、同吸入空気量は、機関回転速度
ＮＥ及びスロットル開度ＴＡに基づき推定することがで
きる。

【００６２】従って、上記のように機関回転速度ＮＥ及
びスロットル開度ＴＡに基づいて判定値ＫＰＭ１を設定
することにより、同判定値ＫＰＭ１を吸入空気量の変化
に伴う上記振幅差（ＰＭＡＶＥ−ＰＭ４）の変化に合わ
せることができ、スワール弁３０の異常を診断する上で
より適切な値にこれを設定することができるようにな
る。尚、この判定値ＫＰＭ１と機関回転速度ＮＥ及びス
ロットル開度ＴＡとの関係は予め実験等によって求めら
れ、同判定値ＫＰＭ１を算出するための演算用マップと
して電子制御装置４０のメモリ４４に記憶されている。

【００６３】上記ステップ１６０において、振幅差（Ｐ
ＭＡＶＥ−ＰＭ４）が判定値ＫＰＭ１より大きい場合
（ステップ１６０：ＹＥＳ）、スワール弁３０に異常は
発生していないと判断され、本ルーチンの処理は一旦終
了される。

【００６４】一方、振幅差（ＰＭＡＶＥ−ＰＭ４）が判
定値ＫＰＭ１以下である場合（ステップ１６０：Ｎ
Ｏ）、スワール弁３０が閉故障している、即ち同弁３０
が閉弁したまま開閉不能な状態にあると判断され、例え
ばその旨を示す異常診断フラグを「ＯＮ」に設定する、
警告灯を点灯する等の処理が実行された後（ステップ１
６２）、本ルーチンの処理は一旦終了される。

【００６５】また、先のステップ１１０において、内燃
機関１０が定常運転を行っていないと判断されると（ス
テップ１１０：ＮＯ）、上述したステップ１２０〜１６
２までの異常診断にかかる処理は行われず、或いは上記
フラグＸＰＭ１〜ＸＰＭ４が全て「ＯＦＦ」にリセット
されることで同処理が一旦中断された後（ステップ１８
０）、本ルーチンの処理は一旦終了される。

【００６６】以上説明した本実施形態の異常診断装置に
よれば、以下の作用効果を奏することができる。 （１）吸気圧ＰＭが脈動する際に、その脈動の振幅（Ｐ
Ｍ１〜ＰＭ４）がスワール弁３０の開閉状態に応じて変
化する特性に着目し、スワール弁３０の開度指令に対す
るこの振幅の適否を判断して同弁３０の異常を診断する
ようにしたため、同診断を精度良く行うことができるよ
うになる。

【００６７】（２）特に、特定の気筒（第４気筒＃４）
の吸気弁１３が開弁しているときの振幅（ＰＭ４）と同
吸気弁１３が閉弁しているときの振幅（ＰＭＡＶＥ）と
をそれぞれ求め、それらの振幅の差（ＰＭＡＶＥ−ＰＭ
４）をとり、これを判定値（ＫＰＭ１）と比較してスワ
ール弁３０の異常を診断するようにしている。このた
め、機関運転状態に応じて各燃焼室１２内に発生する圧
力脈動の大きさが異なる場合であっても、その相異が異
常診断に及ぼす影響を抑えることができ、スワール弁３
０の異常をより高い精度で診断することができるように
なる。

【００６８】（３）更に、上記異常診断を内燃機関１０
が定常運転時であることを条件に実行するようにしてい
るため、機関運転状態に応じて各燃焼室１２内の圧力脈
動の大きさが変動し、その変動に伴って脈動の振幅（Ｐ
Ｍ１〜ＰＭ４）が変化してしまうことを回避することが
でき、更に高い精度で異常診断を行うことができるよう
になる。

【００６９】（４）また、上記判定値（ＫＰＭ１）を機
関回転速度ＮＥ及びスロットル開度ＴＡといった機関運
転状態に応じて設定するようにしているため、機関運転
状態、特に吸入空気量に応じて気筒内の圧力脈動の大き
さが変化し、その変化に伴って上記脈動の振幅差が変化
した場合でも、判定値ＫＰＭ１は、その変化に応じてス
ワール弁３０の異常を診断する上でより適切な値に適宜
変更されるようになり、この点においても異常診断の精
度を更に高めることができるようになる。

【００７０】（５）また更に、圧力センサ４８をこうし
た異常診断のみならず、内燃機関１０の運転制御に際し
ても用いるようにしているため、運転制御用の圧力セン
サと別に異常診断用の圧力センサを敢えて備える必要が
無くなり、異常診断装置の構成の簡略化を図ることがで
きるようになる。

【００７１】［第２の実施形態］次に、本発明の第２の
実施形態について上記第１の実施形態との相違点を中心
に説明する。

【００７２】図５は、本実施形態における内燃機関１０
及びその異常診断装置の構成を概略的に示している。同
図に示すように、本実施形態では、圧力センサ４８の取
付位置及びその検出対象となる圧力が上記第１の実施形
態と相異している。

【００７３】即ち、本実施形態にかかる装置では、サー
ジタンク２７と比較してその容積が極めて小さい圧力タ
ンク５０が別途設けられており、圧力センサ４８はこの
圧力タンク５０に取り付けられている。また、この圧力
タンク５０の内部と、各気筒＃１〜＃４の第１の分岐通
路２５においてスワール弁３０より上流側の部分２５ａ
の内部とは、図示しない圧力通路を通じて連通されてお
り、同タンク５０内には各気筒＃１〜＃４における上流
側部分２５ａの内圧がそれぞれ取り込まれるようになっ
ている。従って、圧力タンク５０の内圧は、これら上流
側部分２５ａの内圧の平均値と等しくなる。

【００７４】圧力センサ４８は、上記のように各上流側
部分２５ａの内圧の平均値と等しい圧力タンク５０内の
内圧を吸気圧ＰＭとして検出する。また、このように圧
力センサ４８により検出される吸気圧ＰＭは、スワール
弁３０の異常診断の他、内燃機関１０の燃料噴射制御や
点火時期制御等といった運転制御に際しても使用される
点については、第１の実施形態と同様である。

【００７５】次に、本実施形態の装置によるスワール弁
３０の異常診断処理について説明する。はじめに、この
異常診断の概要について図９に示すタイミングチャート
を参照して説明する。

【００７６】同図９に示すように、圧力センサ４８によ
り検出される吸気圧ＰＭは一定ではなく、各気筒＃１〜
＃４におけるピストン１１の往復動に伴って常に脈動し
ている。また、吸気圧ＰＭは、スワール弁３０の開閉状
態に関わらず、所定のタイミング（クランク角ＣＡ）に
極小値或いは極大値となることが判る。因みに、この実
施形態においては、吸気圧ＰＭは、ピストン１１の往復
動速度が各気筒＃１〜＃４において最大となるタイミン
グ（クランクカウンタ値ＣＣＲＮＫ＝３，９，１５，２
１）に極小値となり、同速度が各気筒＃１〜＃４におい
て最小となるタイミング（クランクカウンタ値ＣＣＲＮ
Ｋ＝０，６，１２，１８）に極大値となる。

【００７７】また、同図に示すように、吸気圧ＰＭの脈
動の振幅は、各気筒＃１〜＃４のいずれが吸気行程中で
あるかに関わらず略一定であり、また、スワール弁３０
が閉弁しているときよりも、開弁しているときのほうが
大きくなる特性を有している。これは以下の理由による
ものと考えられる。

【００７８】即ち、スワール弁３０が閉弁している場
合、各燃焼室１２内の圧力は、まず、各気筒＃１〜＃４
の第２の分岐通路２６を通じてサージタンク２７内に伝
播される。そして、サージタンク２７から各気筒＃１〜
＃４の第１の分岐通路２５に伝播され、更にこれら第１
の分岐通路２５の上流側部分２５ａから圧力タンク５０
の内部に伝播される。このように、一旦サージタンク２
７を介することで、各燃焼室１２内の圧力は、その脈動
成分が減衰した後に圧力タンク５０の内部に伝播される
ようになる。このため、圧力センサ４８により検出され
る吸気圧ＰＭは、各燃焼室１２内に発生する圧力脈動の
影響を間接的にしか受けることはない。

【００７９】一方、スワール弁３０が開弁している場
合、各燃焼室１２内の圧力は、サージタンク２７を介す
ることなく、いずれかの気筒＃１〜＃４の第１の分岐通
路２５から圧力タンク５０内に直接伝播されるようにな
る。このため、圧力センサ４８により検出される吸気圧
ＰＭは、各燃焼室１２内に発生する圧力脈動の影響を直
接的に受けるようになり、従ってその脈動の振幅もスワ
ール弁３０が閉弁しているときよりも大きくなる。

【００８０】本実施形態では、こうした吸気圧ＰＭの脈
動の特性に着目し、以下の手順に従って異常診断を行う
ようにしている。まず、スワール弁３０が開状態に制御
されているのを条件として、吸気圧ＰＭが極小値（ＰＭ
ｎＯＯ（ｎ＝１〜４））となるタイミング（クランクカ
ウンタ値ＣＣＲＮＫ＝３，９，１５，２１）に、圧力セ
ンサ４８の検出信号をサンプリングして同吸気圧ＰＭを
取り込む。また、同じくスワール弁３０が開状態に制御
されているのを条件として、吸気圧ＰＭが極大値（ＰＭ
ｎＯＣ（ｎ＝１〜４））となるタイミング（クランクカ
ウンタ値ＣＣＲＮＫ＝０，６，１２，１８）に、圧力セ
ンサ４８の検出値をサンプリングして同吸気圧ＰＭを取
り込む。そして、これら吸気圧ＰＭの極小値（ＰＭｎＯ
Ｏ（ｎ＝１〜４））と極大値（ＰＭｎＯＣ（ｎ＝１〜
４））との差、即ちスワール弁３０が開状態に制御され
ているときの吸気圧ＰＭの脈動の振幅（ΔＰＭＯＡＶ
Ｅ）を算出する。

【００８１】次に、スワール弁３０を強制的に閉状態に
制御した後、吸気圧ＰＭの極小値（ＰＭｎＣＯ（ｎ＝１
〜４））及び極大値（ＰＭｎＣＣ（ｎ＝１〜４））を取
り込み、これらの差、即ちスワール弁３０が閉状態に制
御されているときの吸気圧ＰＭの脈動の振幅（ΔＰＭＣ
ＡＶＥ）を算出する。そして、これらスワール弁３０を
開状態に制御しているときの吸気圧ＰＭの振幅と閉状態
に制御しているときの振幅との差（ΔＰＭＯＡＶＥ−Δ
ＰＭＣＡＶＥ）を算出する。

【００８２】ここで、上記各振幅（ΔＰＭＯＡＶＥ，Δ
ＰＭＣＡＶＥ）の大きさは、各気筒＃１〜＃４の燃焼室
１２内に発生する圧力脈動の大きさとスワール弁３０の
開閉状態とに応じて決まる。このため、上記のようにこ
れら振幅の差（ΔＰＭＯＡＶＥ−ΔＰＭＣＡＶＥ）をと
ることにより、各燃焼室１２内の圧力脈動の大きさの変
動による影響が相殺されるようになり、同振幅差はその
影響を受け難いものとなる。換言すれば、この振幅差
は、スワール弁３０の開閉状態に応じてほぼ決まるよう
になり、同開閉状態をより反映したものとなる。

【００８３】上記のように各振幅の差を算出した後、こ
れを所定の判定値（ＫＰＭ２）と比較し、同振幅差がこ
の判定値以下であるとき、即ちスワール弁３０を開状態
及び閉状態の両状態に制御しても、上記振幅差が殆ど変
化しないときに、同スワール弁３０が故障していると判
断するようにしている。

【００８４】以下、こうした異常診断の実行手順の詳細
について、図６〜図８に示すフローチャートを併せ参照
して説明する。このフローチャートに示す一連の処理
は、電子制御装置４０により所定クランク角周期の割込
処理として実行される。

【００８５】この異常診断に際しては、まず、内燃機関
１０が定常運転を行っているか否かが判断される（ステ
ップ２１０）。ここでは機関回転速度ＮＥ及びスロット
ル開度ＴＡが一定に保持されており、各燃焼室１２に導
入される吸入空気の量が一定である場合に、内燃機関１
０が定常運転を行っていると判断される。

【００８６】ここで定常運転時であると判断されると
（ステップ２１０：ＹＥＳ）、次にスワール弁３０が開
状態に制御されているか否かが判断される（ステップ２
２０）。そして、スワール弁３０が開状態に制御されて
いる旨判断されると（ステップ２２０：ＹＥＳ）、クラ
ンクカウンタ値ＣＣＲＮＫの値に基づいて、吸気圧ＰＭ
が極小値となるタイミング（クランクカウンタ値ＣＣＲ
ＮＫ＝３，９，１５，２１）であるか否かが判断される
（ステップ２２１）。

【００８７】ここで、吸気圧ＰＭが極小値となるタイミ
ングであると判断されると、圧力センサ４８の検出信号
がサンプリングされ、同サンプリング値がスワール弁３
０を開制御している時の吸気圧ＰＭの極小値（開制御時
極小値）ＰＭｎＯＯ（ｎ＝１〜４）として取り込まれる
とともに、同開制御時極小値ＰＭｎＯＯのサンプリング
が終了したことを示すフラグＸＰＭｎＯＯ（ｎ＝１〜
４）が「ＯＮ」に設定される（ステップ２２２）。

【００８８】そして、上記各フラグＸＰＭｎＯＯが全て
「ＯＮ」に設定されたか否か、即ちが開制御時極小値Ｐ
ＭｎＯＯのサンプリングが全て終了したか否かが判断さ
れ（ステップ２２３）、全てのサンプリングが終了して
いる場合には（ステップ２２３：ＹＥＳ）、これら開制
御時極小値ＰＭｎＯＯの平均値ＰＭＯＯＡＶＥ（＝（Ｐ
Ｍ１ＯＯ＋ＰＭ２ＯＯ＋ＰＭ３ＯＯ＋ＰＭ４ＯＯ）／
４）が算出される（ステップ２２４）。この処理が実行
された後、或いは先のステップ２２３において開制御時
極小値ＰＭｎＯＯのサンプリングが全て終了していない
と判断された場合（ステップ２２３：ＮＯ）、本ルーチ
ンの処理は一旦終了される。

【００８９】一方、吸気圧ＰＭが極小値となるタイミン
グではないと判断された場合（ステップ２２１：ＮＯ）
には、同吸気圧ＰＭが極大値となるタイミング（クラン
クカウンタ値ＣＣＲＮＫ＝０，６，１２，１８）である
か否かが更に判断される（ステップ２３１）。

【００９０】ここで、吸気圧ＰＭが極大値となるタイミ
ングであると判断されると（ステップ２３１：ＹＥ
Ｓ）、圧力センサ４８の検出信号がサンプリングされ、
そのサンプリング値がスワール弁３０を開制御している
時の吸気圧ＰＭの極大値（開制御時極大値）ＰＭｎＯＣ
（ｎ＝１〜４）として取り込まれるとともに、同開制御
時極大値ＰＭｎＯＣのサンプリングが終了したことを示
すフラグＸＰＭｎＯＣ（ｎ＝１〜４）が「ＯＮ」に設定
される（ステップ２３２）。

【００９１】そして、上記各フラグＸＰＭｎＯＣ（ｎ＝
１〜４）が全て「ＯＮ」に設定されたか否か、即ち開制
御時極大値ＰＭｎＯＣのサンプリングが全て終了したか
否かが判断され（ステップ２３３）、全て終了している
場合には（ステップ２３３：ＹＥＳ）、これら開制御時
極大値ＰＭｎＯＣの平均値ＰＭＯＣＡＶＥ（＝（ＰＭ１
ＯＣ＋ＰＭ２ＯＣ＋ＰＭ３ＯＣ＋ＰＭ４ＯＣ）／４）が
算出される（ステップ２３４）。

【００９２】次に、再び各開制御時極小値ＰＭｎＯＯの
サンプリングが全て終了したか否かが判断される（ステ
ップ２３５）。そして、サンプリングが全て終了してい
ると判断されると（ステップ２３５：ＹＥＳ）、開制御
時極大値ＰＭｎＯＣの平均値ＰＭＯＣＡＶＥと開制御時
極小値ＰＭｎＯＯの平均値ＰＭＯＯＡＶＥとの差（ＰＭ
ＯＣＡＶＥ−ＰＭＯＯＡＶＥ）が算出され、これがスワ
ール弁３０を開制御している時の吸気圧ＰＭの振幅（開
制御時振幅）ΔＰＭＯＡＶＥとして設定される（ステッ
プ２３６）。その後、スワール弁３０が強制的に開状態
から閉状態に制御される（ステップ２３７）。この処理
が実行された後、或いは先のステップ２３１、２３３、
２３５のいずれかにおいて否定判断された場合には、本
ルーチンの処理は一旦終了される。

【００９３】一方、先のステップ２２０において、スワ
ール弁３０が開状態に制御されていないと判断されると
（ステップ２２０：ＮＯ）、次にスワール弁３０が本処
理を通じて強制的に閉状態に制御されているか否かが判
断される（図７のステップ２５０）。ここでスワール弁
３０が強制的に閉状態に制御されていると判断されると
（ステップ２５０：ＹＥＳ）、先のステップ２２１〜２
２４，２３１〜２３６の処理と同様の手順に従って、ス
ワール弁３０が閉制御されている時の、吸気圧ＰＭの極
小値（閉制御時極小値）ＰＭｎＣＯ（ｎ＝１〜４）及び
その平均値ＰＭＣＯＡＶＥ（＝（ＰＭ１ＣＯ＋ＰＭ２Ｃ
Ｏ＋ＰＭ３ＣＯ＋ＰＭ４ＣＯ）／４）、吸気圧ＰＭの極
大値（閉制御時極大値）ＰＭｎＣＣ（ｎ＝１〜４）及び
その平均値ＰＭＣＣＡＶＥ（＝（ＰＭ１ＣＣ＋ＰＭ２Ｃ
Ｃ＋ＰＭ３ＣＣ＋ＰＭ４ＣＣ）／４）、並びに、吸気圧
ＰＭの脈動の振幅（閉制御時振幅）ΔＰＭＣＡＶＥ（＝
ＰＭＣＣＡＶＥ−ＰＭＣＯＡＶＥ）が算出される（ステ
ップ２５１〜２５４，２６１〜２６６）。

【００９４】また、ステップ２５０、２６１、２６３、
２６５のいずれかにおいて否定判断された場合、本ルー
チンの処理は一旦終了される。このようにして開制御時
振幅ΔＰＭＯＡＶＥ及び閉制御時振幅ΔＰＭＣＡＶＥが
算出された後、これら各振幅ΔＰＭＯＡＶＥ，ΔＰＭＣ
ＡＶＥの振幅差（ΔＰＭＯＡＶＥ−ΔＰＭＣＡＶＥ）が
算出され、同振幅差（ΔＰＭＯＡＶＥ−ΔＰＭＣＡＶ
Ｅ）が所定の判定値ＫＰＭ２より大きいか否かが判断さ
れる（図８のステップ２８０）。

【００９５】ここで上記判定値ＫＰＭ２は、スワール弁
３０に異常が発生していないときの上記振幅差（ΔＰＭ
ＯＡＶＥ−ΔＰＭＣＡＶＥ）に応じて設定されるもので
あり、具体的には、機関回転速度ＮＥ及びスロットル開
度ＴＡに基づいて設定される。

【００９６】また、上記振幅差（ΔＰＭＯＡＶＥ−ΔＰ
ＭＣＡＶＥ）は、第１の分岐通路２５を通じて各気筒＃
１〜＃４の燃焼室１２内に導入される吸入空気の量が多
くなるほど大きくなる傾向があり、同吸入空気量は、前
述したように、これを機関回転速度ＮＥ及びスロットル
開度ＴＡに基づき推定することができる。

【００９７】従って、上記のように機関回転速度ＮＥ及
びスロットル開度ＴＡに基づいて判定値ＫＰＭ２を設定
することにより、同判定値ＫＰＭ２を吸入空気量の変化
に伴う上記振幅差（ΔＰＭＯＡＶＥ−ΔＰＭＣＡＶＥ）
の変化に合わせることができ、スワール弁３０の異常を
診断する上でより適切な値に設定することができるよう
になる。尚、この判定値ＫＰＭ２と機関回転速度ＮＥ及
びスロットル開度ＴＡとの関係は予め実験等によって求
められ、同判定値ＫＰＭ２を算出するための演算用マッ
プとして電子制御装置４０のメモリ４４に記憶されてい
る。

【００９８】上記ステップ２８０において、振幅差（Δ
ＰＭＯＡＶＥ−ΔＰＭＣＡＶＥ）が判定値ＫＰＭ２より
大きい場合（ステップ２８０：ＹＥＳ）、スワール弁３
０に異常は発生していないと判断され、本ルーチンの処
理は一旦終了される。

【００９９】一方、振幅差（ΔＰＭＯＡＶＥ−ΔＰＭＣ
ＡＶＥ）が判定値ＫＰＭ２以下である場合（ステップ２
８０：ＮＯ）、スワール弁３０が故障していると判断さ
れる。因みに、ここで判断される故障態様としては、・
スワール弁３０が閉状態のまま開閉不能な状態になって
おり、上記開制御時振幅ΔＰＭＯＡＶＥが正常時よりも
小さくなっている、或いは、・スワール弁３０が開状態
のまま開閉不能な状態になっており、上記閉制御時振幅
ΔＰＭＣＡＶＥが正常時よりも大きくなっている、とい
った２つの態様がある。

【０１００】このようにしてスワール弁３０が故障であ
る旨判断された場合は、例えばその旨を示す異常診断フ
ラグを「ＯＮ」に設定する、警告灯を点灯する等の処理
が実行される（ステップ２８２）。そして、スワール弁
３０の閉制御が終了された後（ステップ２８４）、本ル
ーチンの処理は一旦終了される。

【０１０１】また、先のステップ２１０において、内燃
機関１０が定常運転を行っていないと判断されると（ス
テップ２１０：ＮＯ）、上述したステップ２２０〜２８
２までの異常診断にかかる処理は行われず、或いは上記
各フラグＸＰＭｎＯＯ，ＸＰＭｎＯＣ，ＸＰＭｎＣＯ，
ＸＰＭｎＣＣが全て「ＯＦＦ」にリセットされることで
同処理が一旦中断された後（ステップ２９０）、本ルー
チンの処理は一旦終了される。

【０１０２】以上説明した本実施形態の異常診断装置に
よれば、第１の実施形態において（１），（３），
（５）に記載した作用効果に加え、更に以下の作用効果
を奏することができる。

【０１０３】（６）スワール弁３０の開度指令が開指令
であるときの吸気圧ＰＭの振幅（ΔＰＭＯＡＶＥ）と同
開度指令が閉指令であるときの振幅（ΔＰＭＣＡＶＥ）
とをそれぞれ求めた後、それら振幅の差（ΔＰＭＯＡＶ
Ｅ−ΔＰＭＣＡＶＥ）をとり、これを判定値（ＫＰＭ
２）と比較してスワール弁３０の異常を診断するように
したため、機関運転状態に応じて各燃焼室１２内に発生
する圧力脈動の大きさが異なる場合であっても、その相
異が異常診断に及ぼす影響を抑えることができ、スワー
ル弁３０の異常をより高い精度で診断することができる
ようになる。

【０１０４】（７）また、上記のようにスワール弁３０
に対する開度指令が開指令であるときと閉指令であると
きとの上記振幅（ΔＰＭＯＡＶＥ，ΔＰＭＣＡＶＥ）を
それぞれ求める際、同スワール弁３０を開状態から閉状
態に強制的に制御するようにしている。従って、開度指
令が開指令であるときの振幅（ΔＰＭＯＡＶＥ）が求め
られてから短期間のうちに同開度指令が閉指令であると
きの振幅（ΔＰＭＣＡＶＥ）が求められるようになり、
これら各振幅（ΔＰＭＯＡＶＥ，ΔＰＭＣＡＶＥ）を求
めている間に機関運転状態が変化して気筒内の圧力脈動
の大きさが変化してしまうのを極力回避することができ
るようになる。その結果、上記振幅差とスワール弁３０
の開閉状態との相関性を高めることができ、同弁３０の
異常をより高い精度で短期間のうちに診断することがで
きる。

【０１０５】（８）更に、前述した判定値ＫＰＭ１と同
様、上記判定値ＫＰＭ２を機関回転速度ＮＥ及びスロッ
トル開度ＴＡといった機関運転状態に応じて可変設定す
るようにしているため、同判定値ＫＰＭ２を、スワール
弁３０の異常を診断する上でより適切な値に変更するこ
とができ、この点においてもより精度の高い異常診断を
行うことができるようになる。

【０１０６】（９）また更に、圧力タンク５０内に全て
の第１の分岐通路２５の上流側部分２５ａの内圧を取り
込み、圧力センサ４８によりそれら内圧の平均値を吸気
圧ＰＭとして検出するようにしているため、同吸気圧Ｐ
Ｍが特定の気筒の状態に大きく依存しまうことがなくな
り、内燃機関１０の運転制御に際しての制御精度低下を
回避することができるようになる。

【０１０７】［その他の実施形態］以上説明した各実施
形態は、以下のように構成を変更して実施することもで
きる。

【０１０８】・上記各実施形態ではいずれも、スワール
弁３０の開度を開状態及び閉状態の２段階に切り替える
ようにしたが、本発明は同開度が２段階に切り替えられ
る吸気流制御弁のみを診断対象とするものではない。例
えば、図１０に示すような構成を採用することにより、
その開度が３段階に切り替えられるスワール弁３０の異
常も上記と同様の手順に従って診断することができる。

【０１０９】即ち、同図１０に示すように、前記アクチ
ュエータ３６を２つの圧力室３６ａ，３６ｂを備えるも
のに変更し、更にこれら各圧力室３６ａ，３６ｂへの負
圧の供給及び停止を一対の負圧制御弁３８ａ，３８ｂに
よって別々に制御するようにする。即ち、各負圧制御弁
３８ａ，３８ｂによって双方の圧力室３６ａ，３６ｂに
負圧を供給することにより、スワール弁３０を全閉状態
に制御し、一方の圧力室３６ａのみに負圧を供給すると
ともに他方の圧力室３６ｂへの負圧の供給を停止するこ
とにより、スワール弁３０を半開状態に制御する。ま
た、各負圧制御弁３８ａ，３８ｂによって双方の圧力室
３６ａ，３６ｂへの負圧の供給を停止することにより、
スワール弁３０を全開状態に制御する。

【０１１０】そして、このように開度が３段階に切り替
えられるスワール弁３０の異常診断は、前述した異常診
断の手順を一部変更して行うことができる。即ち、図２
及び図３のフローチャートに示す一連の処理において、
ステップ１２０（図２）の処理を、スワール弁３０が全
開状態又は半開状態に制御されているか否かを判断する
処理に変更し、同弁３０が全開状態及び半開状態のいず
れかに制御されていると判断される場合にのみ、ステッ
プ１３０以降の処理を実行する。また、ステップ１６０
（図３）の処理において、スワール弁３０が全開状態及
び半開状態のいずれの状態に制御されているか応じて判
定値（ＫＰＭ１）を２段階に切り替えるようにする。尚
この場合、図１１に示すように、スワール弁３０が半開
状態に制御されているときには、全開状態に制御されて
いるときよりも、第４気筒＃４の吸気行程中における吸
気圧ＰＭの振幅が小さくなるため、上記判定値を相対的
に小さく設定する。

【０１１１】こうした構成によれば、スワール弁３０の
開度が全開状態、半開状態、及び全閉状態の３段階に切
り替えられる場合であっても、同弁３０の異常をその開
度に応じて精度良く診断することができる。

【０１１２】・また、その開度が連続的に変更されるス
ワール弁３０の異常を診断する場合には、例えば、図２
及び図３のフローチャートに示す一連の処理において、
ステップ１２０（図２）の処理を省略し、ステップ１１
０において内燃機関１０が定常運転であると判断される
場合、即ちスワール弁３０の開度指令値が変化しないと
判断できる場合には常に、ステップ１３０以降の処理を
実行するようにする。そして、ステップ１６０の処理に
おいて、判定値（ＫＰＭ１）をスワール弁３０の開度指
令値に応じて設定して、同処理の判断を実行する。尚こ
の場合、スワール弁３０の開度が大きくなるほど、第４
気筒＃４の吸気行程中における吸気圧ＰＭの振幅が大き
くなることから、図１２のマップに示すように、同弁３
０の開度指令値が大きくなるほど上記判定値を大きく設
定するようにする。

【０１１３】こうした構成によっても、スワール弁３０
の異常をその開度に応じて精度良く診断することができ
る。 ・上記各実施形態では、各気筒＃１〜＃４の燃焼室１２
に通じる一対の分岐通路（第１の分岐通路２５及び第２
の分岐通路２６）のうち、一方の分岐通路（第１の分岐
通路２５）内にスワール弁３０を設け、同弁３０の開閉
に基づいて各燃焼室１２内にスワールを形成するように
したが、こうしたスワールを形成するための構成は適宜
変更することができる。例えば、各燃焼室に通じる分岐
通路（吸気ポートの部分も含む）が一つのみ設けられる
内燃機関にあっては、その分岐通路内に、例えば一部に
切り欠きが設けられたバタフライ式のスワール弁を設け
るとともに、同弁によって分岐通路内を部分的に閉鎖
し、吸入空気の通過可能な部分を制限することにより、
燃焼室内にスワールを形成するようにしてもよい。

【０１１４】・上記各実施形態では、吸気流制御弁とし
てスワール弁を例に挙げて説明したが、同吸気流制御弁
は、燃焼室内に形成される吸気の流れを制御するもので
あれば、こうしたスワール弁に限られるものではなく、
例えば燃焼室内のタンブルをの強度を制御する弁として
具体化することもできる。

【０１１５】・第１の実施形態の異常診断においては、
スワール弁３０が開状態に制御されていることを条件に
異常診断を行い、同弁３０の閉故障を診断するようにし
たが、逆にスワール弁３０が閉状態に制御されているこ
とを条件に上記異常診断を行い、同弁３０の開故障を診
断するようにしてもよい。この場合、図３のステップ１
６０において、振幅差（ＰＭＡＶＥ−ＰＭ４）が所定の
判定値より大きい場合に、スワール弁３０が異常である
（開故障）であると判断するようにする。また、こうし
た閉故障及び開故障の双方を併せて診断することもでき
る。

【０１１６】・上記各実施形態において各判定値をいず
れも機関回転速度ＮＥ及びスロットル開度ＴＡに基づい
て設定するようにしたが、この設定に際しては、例え
ば、スロットル開度ＴＡに代えて吸気圧ＰＭ（或いは同
吸気圧ＰＭの平均値）を用いるようにしてもよい。

【０１１７】・第２の実施形態の異常診断においては、
まず、スワール弁３０が開状態に制御されているときに
吸気圧ＰＭの振幅を求め、その後、同弁３０を強制的に
閉状態に制御して同吸気圧ＰＭの振幅を再度求めるよう
にしたが、スワール弁３０が閉状態に制御されていると
きに上記振幅を求め、その後、同弁３０を強制的に開状
態に制御して同振幅を求めるようにしてもよい。

【０１１８】・上記各実施形態では、筒内燃料噴射式の
内燃機関に本発明にかかる装置を適用するようにした
が、例えばこれを吸気ポート噴射式の内燃機関に適用す
ることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態における内燃機関及びその異常
診断装置を示す概略構成図。

【図２】第１の実施形態における異常診断の処理手順を
示すフローチャート。

【図３】同じく異常診断の処理手順を示すフローチャー
ト。

【図４】第１の実施形態において圧力センサにより検出
される吸気圧の変化態様を示すタイミングチャート。

【図５】第２の実施形態における内燃機関及びその異常
診断装置を示す概略構成図。

【図６】第２の実施形態における異常診断の処理手順を
示すフローチャート。

【図７】同じく異常診断の処理手順を示すフローチャー
ト。

【図８】同じく異常診断の処理手順を示すフローチャー
ト。

【図９】第２の実施形態において圧力センサにより検出
される吸気圧の変化態様を示すタイミングチャート。

【図１０】他の実施形態における内燃機関及びその異常
診断装置を示す概略構成図。

【図１１】他の実施形態において圧力センサにより検出
される吸気圧の変化態様を示すタイミングチャート。

【図１２】他の実施形態において異常診断用の判定値と
スワール弁の開度指令値との関係を示すマップ。

【符号の説明】

１０…内燃機関、１１…ピストン、１２…燃焼室、１３
…吸気弁、１５…排気弁、１６…排気通路、１８ａ，１
８ｂ…排気ポート、２０…吸気通路、２２ａ，２２ｂ…
吸気ポート、２４…マニホルド、２５…第１の分岐通
路、２５ａ…上流側部分、２６…第２の分岐通路、２７
…サージタンク、２８…スロットルボディ、２９…スロ
ットル弁、３０…スワール弁、３２…シャフト、３４…
駆動機構、３５…リンク、３６…アクチュエータ、３６
ａ，３６ｂ…圧力室、３７…負圧タンク、３８，３８
ａ，３８ｂ…負圧制御弁、４０…電子制御装置、４２…
演算部、４４…メモリ、４６…クランクセンサ、４７…
スロットルセンサ、４８…圧力センサ、５０…圧力タン
ク。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 41/00 - 41/40,45/00

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関の各気筒に対応して分岐した吸気
   通路の各分岐通路に設けられる吸気流制御弁の異常を診
   断する内燃機関の異常診断装置において、 前記分岐通路において前記吸気流制御弁よりも上流側に
   位置する上流側部分の内圧を検出する圧力センサと、 前記検出される内圧の脈動の振幅を評価し、前記吸気流
   制御弁の開度指令に対する前記評価結果の適否を判断し
   て同吸気流制御弁の異常を診断する診断手段とを備える
   ことを特徴とする内燃機関の異常診断装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載した内燃機関の異常診断装
   置において、 前記圧力センサは各気筒のうちの特定の気筒に対応する
   前記分岐通路の前記上流側部分の内圧を検出するもので
   あり、 前記診断手段は前記特定の気筒の吸気弁が開弁している
   ときの前記内圧の脈動の振幅と同吸気弁が閉弁している
   ときの前記内圧の脈動の振幅とをそれぞれ求め、それら
   振幅の差と前記開度指令に対応した判定値とを比較して
   前記吸気流制御弁の異常を診断するものであることを特
   徴とする内燃機関の異常診断装置。
3. 【請求項３】請求項１に記載した内燃機関の異常診断装
   置において、 前記圧力センサは全ての分岐通路の前記上流側部分の内
   圧を取り込み、それら内圧の平均値を検出するものであ
   り、 前記診断手段は前記開度指令が第１の指令であるときの
   前記内圧の脈動の振幅と前記開度指令が第２の指令であ
   るときの前記内圧の脈動の振幅とをそれぞれ求め、それ
   ら振幅の差と前記第１の指令及び前記第２の指令に対応
   した判定値とを比較して前記吸気流制御弁の異常を診断
   するものであることを特徴とする内燃機関の異常診断装
   置。
4. 【請求項４】請求項３に記載した内燃機関の異常診断装
   置において、 前記診断手段は前記開度指令が前記第１の指令であると
   きの前記内圧の脈動の振幅が求められたことを条件に、
   前記開度指令を前記第１の指令から前記第２の指令に強
   制的に変更して同第２の指令に対応する前記内圧の脈動
   の振幅を求めるものであることを特徴とする内燃機関の
   異常診断装置。
5. 【請求項５】請求項１乃至４のいずれかに記載した内燃
   機関の異常診断装置において、 前記診断手段は機関運転状態が定常状態にあることを条
   件に前記吸気流制御弁の異常を診断するものであること
   を特徴とする内燃機関の異常診断装置。
6. 【請求項６】請求項２乃至４のいずれかに記載した内燃
   機関の異常診断装置において、 前記診断手段は前記判定値を機関運転状態に応じて可変
   設定するものであることを特徴とする内燃機関の異常診
   断装置。
7. 【請求項７】請求項１に記載した内燃機関の異常診断装
   置において、 前記圧力センサは前記内燃機関の運転制御に際して使用
   されるものであることを特徴とする内燃機関の異常診断
   装置。
8. 【請求項８】請求項７に記載した内燃機関の異常診断装
   置において、 前記圧力センサは全ての分岐通路の前記上流側部分の内
   圧を取り込み、それら内圧の平均値を検出するものであ
   ることを特徴とする内燃機関の異常診断装置。