JP4582231B2 - 吸気温センサの異常診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、吸気温センサの異常診断装置に関する。

車両に搭載される内燃機関においては、吸気通路に同機関の吸気温を検出する吸気温センサが設けられており、その吸気温センサでの異常の有無の判定が異常診断装置によって行われる。こうした吸気温センサの異常診断装置としては、例えば特許文献１、２に記載されたものが知られている。

特許文献１の異常診断装置では、内燃機関の冷却水温を検出する水温センサ、及び吸気通路におけるターボ上流側の吸気温を検出する上流側吸気温センサを利用して、吸気通路におけるターボ下流側の吸気温を検出する下流側吸気温センサでの異常の有無を判定するようにしている。

具体的には、内燃機関の運転中、通常は冷却水温がターボ上流側の吸気温よりも高くなることを利用して、上流側吸気温センサによって検出される吸気温が水温センサによって検出される冷却水温よりも所定値以上低いか否かに基づき、上流側吸気温センサが正常であるか否かが判断される。そして、上流側吸気温センサにより検出される吸気温が水温センサにより検出される冷却水温よりも所定値以上低いことに基づき上流側吸気温センサが正常である旨判断され、その旨判断されていることを条件に上流側吸気温センサと下流側吸気温センサとによりそれぞれ検出される吸気温に基づき、下流側吸気温センサでの異常ありとの判定が行われる。

すなわち、通常はターボチャージャによる過給の関係からターボ上流側の吸気温がターボ下流側の吸気温よりも低くなることを利用して、上流側吸気温センサによって検出される吸気温が下流側吸気温センサによって検出される吸気温よりも所定値以上高い状態か否かに基づき、下流側吸気温センサに異常が発生しているか否かが判定される。そして、上流側吸気温センサによって検出される吸気温が、下流側吸気温センサによって検出される吸気温よりも所定値以上高い状態であることに基づき、下流側吸気温センサでの異常ありのと判定が行われる。

また、特許文献２の異常診断装置では、内燃機関の停止中において、同機関の冷却水温を検出する水温センサを利用して、吸気温センサでの異常の有無を判定するようにしている。

具体的には、内燃機関の停止完了後、同機関の冷却水温と吸気温（吸気通路内の空気の温度）との温度差が所定の温度範囲内となるために必要な時間が経過したとき、水温センサによって検出される冷却水温と吸気温センサによって検出される吸気温との温度差が上記所定の温度範囲内にあるか否かが判断される。そして、上記検出された冷却水温と吸気温との温度差が所定の温度範囲外の値であることに基づき、水温センサと吸気温センサとの少なくとも一方での異常ありとの判定が行われる。
特開平１０−１５３１２５公報（段落［００３２］〜［００３６］） 特開２００７ー１９２０４５公報（段落［００２４］、［００３７］〜［００３９］）

ところで、特許文献１、２の異常診断装置においては、吸気温センサでの異常の有無の判定が行われるものの、同吸気温センサでの異常ありとの判定を必ずしも正確に行うことができるとは限らない。

特許文献１の異常診断装置では、内燃機関の発熱量が頻繁に変動する機関運転中に、水温センサ及び上流側吸気温センサを利用して、下流側吸気温センサでの異常の有無を判定している。このため、頻繁に変動する内燃機関の発熱量の影響を受けて冷却水温及び吸気温も頻繁に変動する関係から、上述した各センサの検出値（冷却水温、ターボ上流側の吸気温、ターボ下流側の吸気温）に基づき、下流側吸気温センサでの異常の有無の判定を正確に行うことは困難である。従って、同異常診断装置において、上記各センサの検出値に基づき下流側吸気温センサでの異常ありと判定されたとしても、その判定が不適切なものとなる可能性が高い。

また、特許文献２の異常診断装置では、内燃機関の停止完了後、同機関の冷却水温と吸気温（吸気通路内の空気の温度）との温度差が所定の温度範囲内となるために必要な時間が経過したとき、水温センサ及び吸気温センサの検出値に基づき、それらセンサの少なくとも一方で異常ありと判定することはできる。ただし、異常ありと判定されたとき、その異常が水温センサで生じているのか、あるいは吸気温センサで生じているのかは判断できない。また、上記異常の有無の判定の頻度を必要レベルまで高くするため、機関停止完了後における上記必要な時間（以下、ソーク時間という）を短くすると、吸気温センサ周りへの日射等の影響により同センサによって検出される吸気温の低下が進まないおそれがある。この場合、上記ソーク時間が過ぎたときでも、上記検出される吸気温が十分に低下しておらず、上記異常の有無の判定に用いるための値として不適切な値となる。従って、同異常診断装置において、吸気温センサでの異常ありとの判定を正確に行うことは困難である。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、吸気温センサでの異常ありとの判定を正確に行うことのできる吸気温センサの異常診断装置を提供することにある。

以下、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記載する。
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、内燃機関の吸気通路における長さ方向の互いに異なる二箇所にそれぞれ設けられて同機関での制御に用いられる吸気温を検出する吸気温センサの異常診断装置であって、内燃機関の冷却水温を検出する水温センサを備え、その水温センサによって検出される冷却水温、及び前記吸気温センサによって検出される吸気温に基づき、同吸気温センサでの異常の有無の判断を行う吸気温センサの異常診断装置において、内燃機関の始動開始時、［１］前記水温センサによって検出される冷却水温と二つの吸気温センサのうち冷えやすい部位に設けられた吸気温センサによって検出される吸気温とが同じ値であると判断可能なこと、及び［２］機関停止完了時点から機関始動開始時点までの前記冷却水温の低下幅が予め定められた設定値以上であること、といった条件すべての成立をもって異常診断の前提条件が成立している旨判断する第１の判断手段と、内燃機関の始動開始時、前記第１の判断手段により前記前提条件が成立している旨判断されているとき、前記二つの吸気温センサによってそれぞれ検出される吸気温の温度差が予め定められた基準値以下であるときに前記吸気温センサの仮判定としての正常判定を行い、前記温度差が前記基準値よりも大きいときに前記吸気温センサの仮判定としての異常判定を行う第２の判断手段と、機関始動開始からの定められた期間中に、前記二つの吸気温センサによってそれぞれ検出される吸気温のうちの少なくとも一方に変化が生じるときには前記仮判定を無効とし、それら検出される吸気温の両方に変化がないときには前記仮判定を正式な判定とする第３の判断手段と、を備えた。

内燃機関の始動開始時、異常診断の前提条件が成立するということは、今回の機関始動が内燃機関の停止完了直後の始動ではなく、且つ冷却水温及び吸気温が外気温とほぼ等しくなるほど長く内燃機関が停止していたことを意味する。そして、内燃機関の始動開始時であって上記前提条件が成立しているとき、二つの吸気温センサによってそれぞれ検出される吸気温の温度差が予め定められた基準値よりも大きいことに基づき、吸気温センサでの異常ありとの判定が仮判定として行われる。こうした吸気温センサでの異常ありとの仮判定に関しては、二つの吸気温センサによりそれぞれ検出される吸気温の温度差に基づいて行われるため、上記仮判定がなされたことは吸気温センサでの異常発生の可能性ありを示すものとなる。また、上記吸気温センサでの異常ありとの仮判定は、内燃機関の発熱によって吸気温が影響を受けることのない同機関の始動開始直後であることを前提に行われる。このため、内燃機関の発熱量の変動等の影響を受け、吸気温センサでの異常ありとの仮判定を正確に行えなくなるということはない。

ところで、吸気温センサの設置場所によっては、内燃機関の停止中、同センサの周りが日射を受けたりする可能性がある。この場合、内燃機関の始動開始時であって異常診断の前提条件が成立した後、吸気温センサが正常であるにもかかわらず、二つの吸気温センサによりそれぞれ検出される吸気温の温度差が基準値よりも大きくなり、吸気温センサでの異常ありとの仮判定が誤って行われる可能性がある。また、上記とは逆に、吸気温センサに異常が生じているにもかかわらず、上記温度差が基準値以下になり、吸気温センサの仮判定としての正常判定が誤って行われる可能性もある。

こうしたことに対処するため、機関始動開始からの定められた期間中に、二つの吸気温センサによりそれぞれ検出される吸気温のうちの少なくとも一方に変化が生じるか否かに応じて、上記仮判定を無効にするか、正式なものにするかが決定される。ここで、吸気温センサの周りが日射を受けている場合、機関始動開始からの上記期間中に吸気通路内の空気が流れることに伴い、吸気温センサによって検出される吸気温に変化が生じる。この場合、吸気温センサにおいて仮判定としてなされた異常判定や正常判定が上記日射等に起因する誤ったものである可能性が高いとみなされ、それら仮判定としての異常判定や正常判定が無効とされる。一方、機関始動開始からの上記期間中に、二つの吸気温センサによりそれぞれ検出される吸気温に変化が生じない場合には、それらセンサが上記日射等の影響を受けていないことになる。このため、仮判定としてなされた異常判定や正常判定が上記日射等に起因する誤ったものではなく正確なものと判断でき、それら仮判定としての異常判定や正常判定が正式なものとされる。

以上により、吸気温センサの異常判定や正常判定が行われたときの同判定を正確なものとすることができ、吸気温センサの異常ありとの判定を正確に行うこともできるようになる。

請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明において、前記第３の判断手段は、機関始動開始後、同機関の吸入空気量の累積値が「０」から所定値以上になるまでの期間中に前記吸気温の変化があったか否かを判断し、その判断結果に基づいて前記仮判定を無効とするか、あるいは正式な判定とするかを決定するものであり、前記所定値は、内燃機関の始動開始後、同機関の発生する熱が前記吸気通路内の空気に伝達されるようになるまでに必要な吸入空気量の累積値よりも小さい値であり、且つ内燃機関の始動開始時に前記吸気通路内に存在する空気の量の合計値よりも大きい値に設定されていることを要旨とした。

上記構成によれば、吸気温センサにおける仮判定としての異常判定や正常判定を無効とするか、あるいは正式なものとするかを決定すべく、機関始動開始後、同機関の吸入空気量の累積値が「０」から所定値以上になるまでの期間中に、二つの吸気温センサによりそれぞれ検出される吸気温に変化が生じるか否かが判断される。上記期間に関しては、機関始動開始後に同機関で発生する熱が吸気通路内の空気に伝達されるようになるまでの時間よりも短く、且つ内燃機関の始動開始時に吸気通路内に存在する空気が全て燃焼室に送り出されるために必要な時間よりも長くなるようにされる。従って、その期間中に二つの吸気温センサによりそれぞれ検出される吸気温のうちの少なくとも一方に変化が生じたときには、同変化が吸気温センサの周りの日射等によるものと的確に判断でき、仮判定としての異常判定や正常判定を的確に無効とすることができる。一方、上記期間中に二つの吸気温センサによりそれぞれ検出される吸気温に変化が生じないときには、吸気温センサに上記日射等の影響がないものと的確に判断でき、仮判定としての異常判定や正常判定を的確に正式なものとすることができる。以上により、吸気温センサの異常判定や正常判定を行う際、上記日射等の影響を的確に除外することができ、それら異常判定や正常判定を正確なものとすることができる。

請求項３記載の発明では、請求項１又は２のいずれか一項に記載の発明において、前記［２］の条件における設定値は、機関停止完了から前記吸気温が極大値付近の値を過ぎるまでに要する時間よりも長い時間に対応する値となっていることを要旨とした。

内燃機関の停止完了後、同機関の冷却水温は冷却水からの周囲への放熱により徐々に低下してゆくのに対し、吸気通路内の空気は上記冷却水等から放出された熱を受けて一旦上昇して極大値となった後に徐々に低下してゆくことになる。従って、吸気温センサによって検出される吸気温も、機関停止完了後、一旦上昇して極大値となり、その後に徐々に低下してゆくことになる。内燃機関の停止完了後に始動開始されたとき、吸気温センサによって検出される吸気温が上記極大値付近の値になっていると、異常診断の前提条件のうち上記［１］の条件が成立してしまう可能性がある。このとき、仮に第２の判断手段による吸気温センサでの異常の有無の仮判定が行われると、その仮判定が二つの吸気温センサによりそれぞれ検出される吸気温の安定していない状況下で行われることになり、第２の判断手段により吸気温センサの仮判定としての異常判定や正常判定が行われるとき、それらの仮判定が不正確になるおそれがある。

しかし、上記構成によれば、前提条件の成立には上記［２］の条件の成立が必要であり、更に同条件で用いられる設定値が機関停止完了から吸気温が極大値付近の値を過ぎるまでに要する時間よりも長い時間に対応する値とされている。このため、前提条件が成立して第２の判断手段による吸気温センサでの異常の有無の仮判定が行われるときには、機関停止完了後の吸気温が極大値付近の値を過ぎた状態にあり、上記仮判定が吸気温の不安定な状況下で行われることはない。従って、そのような状況下で吸気温センサでの異常の有無の仮判定が行われ、それに伴い吸気温センサの仮判定としての異常判定や正常判定が行われるときの同仮判定が不正確になることを回避できるようになる。

請求項４記載の発明では、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発明において、前記内燃機関は、排気系を通過する排気の一部をＥＧＲ機構を介して吸気系に戻すＥＧＲ制御を実行可能であり、前記ＥＧＲ制御は、前記二つの吸気温センサのうち冷えにくい部位に設けられた吸気温センサによって検出される吸気温を用いて行われるものであり、前記第２の判断手段による判断で用いられる前記基準値は、それに対応する分だけ前記吸気温センサによって検出される吸気温が適正な値からずれてＥＧＲ制御に影響を及ぼしたとき、内燃機関の排気エミッション悪化が許容限界となる値に設定されていることを要旨とした。

内燃機関の始動開始時に前提条件が成立している状況下において、二つの吸気温センサによりそれぞれ検出される吸気温の温度差にずれが生じる場合、吸気通路のうちの冷えにくい部位に設けられた吸気温センサによって検出される吸気温、すなわちＥＧＲ制御に用いられる吸気温が適正な値からずれている可能性がある。ただし、上記吸気温センサによって検出される吸気温が適正な値からのずれが上記基準値以下である場合には、そのずれによる内燃機関の排気エミッション悪化が許容限界を超えることはない。この場合、第２の判断手段による吸気温センサの仮判定としての正常判定が行われ、同吸気温センサの仮判定としての異常判定が行われることはない。一方、上述した状況のもと、二つの吸気温センサによりそれぞれ検出される吸気温の温度差が上記基準値よりも大きくなる場合もある。この場合、吸気通路のうちの冷えにくい部位に設けられた吸気温センサによって検出される吸気温の適正な値からのずれが上記基準値よりも大きい可能性があり、そのずれによる内燃機関の排気エミッション悪化が許容限界を超えるおそれがある。この場合には、第２の判断手段による吸気温センサの仮判定としての異常判定が行われることとなる。従って、内燃機関の排気エミッション悪化が許容限界値を越えるほどの吸気温センサの異常が生じているときに同吸気温センサの仮判定としての異常判定を的確に行うことができる。一方、それほどの異常が吸気温センサに生じていないときには、同吸気温センサの仮判定としての正常判定を行い、同吸気温センサの仮判定としての異常判定が過度に厳しく行われないようにすることができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図４に従って説明する。
図１は、本実施形態の吸気温センサの異常診断装置が適用される内燃機関１の構成を示している。この内燃機関１は、コモンレール方式の燃料噴射装置及びターボチャージャを備えるディーゼル機関となっている。

内燃機関１においては、各気筒毎に燃料噴射弁２１が設けられるとともに、各気筒の燃焼室２にそれぞれ吸気通路３及び排気通路４が接続されている。各気筒の燃料噴射弁２１は、コモンレール２２を介して高圧ポンプ２３からの高圧燃料の供給を受け、燃焼室２内での燃焼に供される燃料の同燃焼室２内への噴射供給を行う。このように燃料噴射弁２１から噴射された燃料を燃焼室２内で燃焼させることにより、内燃機関１の運転が行われることとなる。

内燃機関１の吸気通路３には、その上流部から下流側に向けて順に、吸気温センサ１１、エアフローメータ５、ターボチャージャ６のコンプレッサ６ａ、インタークーラ７、コンプレッサ後吸気温センサ１２、及び吸気絞り弁８が配設されている。同吸気通路３は、吸気絞り弁８の下流側に設けられた吸気マニホールド９にて各気筒に対応して分岐している。上記エアフローメータ５は吸気通路３を通過する空気の量（吸入空気量）を検出する。また、吸気温センサ１１は吸気通路３におけるターボチャージャ６（コンプレッサ６ａ）の上流側の空気の温度（吸気温）を検出し、コンプレッサ後吸気温センサ１２は吸気通路３におけるターボチャージャ６の下流側の空気の温度（吸気温）を検出する。

一方、内燃機関１の排気通路４は、各気筒の燃焼室２と繋がる排気マニホールド１０によって各気筒毎に分岐した状態から一つに集合するようにされ、その排気マニホールド１０の下流側でターボチャージャ６の排気タービン６ｂに接続されている。

内燃機関１には、排気の一部を吸気通路３内の空気に再循環させる排気再循環（以下、ＥＧＲと記載する）機構が設けられている。ＥＧＲ機構は、排気通路４と吸気通路３とを連通するＥＧＲ通路１８を備えて構成されている。ＥＧＲ通路１８の最上流部は、排気通路４の上記排気タービン６ｂの排気上流側に接続されている。ＥＧＲ通路１８には、その上流側から、再循環される排気を冷却するＥＧＲクーラ１９、その排気の流量を調整するＥＧＲ弁２０が順に配設されている。そしてＥＧＲ通路１８の最下流部は、吸気通路３の上記吸気絞り弁８の下流側に接続されている。

こうした内燃機関１の各種制御は、制御装置２５により実施されている。制御装置２５は、機関制御に係る各種演算処理を実行するＣＰＵ、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵの演算結果等が一時記憶されるＲＡＭ、外部との間で信号を入・出力するための入・出力ポート等を備えて構成されている。

制御装置２５の入力ポートには、上述した各センサに加え、内燃機関１の始動や停止の際に操作されるイグニッションスイッチ２６、機関回転速度を検出する機関回転速度センサ２７、及び内燃機関１の冷却水温を検出する水温センサ２８等が接続されている。また、制御装置２５の出力ポートには、上記吸気絞り弁８、ＥＧＲ弁２０、及び燃料噴射弁２１等の駆動回路が接続されている。

制御装置２５は、上記各センサから入力される検出信号により把握される機関運転状態に応じて、上記出力ポートに接続された各機器類の駆動回路に指令信号を出力する。こうして上記吸気絞り弁８の開度調整及び上記ＥＧＲ弁２０の開度調整に基づくＥＧＲ制御、並びに上記燃料噴射弁２１の燃料噴射制御等の各種制御が制御装置２５により実施される。

内燃機関１の各種制御のうち、ＥＧＲ制御では、同機関１の排気エミッション改善を目的としてＥＧＲ率（ＥＧＲガス量と吸入空気量との比）の調整が行われる。具体的には、機関運転状態に基づき目標ＥＧＲ率が算出されるとともに、その目標ＥＧＲ率に基づき吸気絞り弁８及びＥＧＲ弁２０の目標開度（目標絞り弁開度、目標ＥＧＲ開度）が算出され、同目標開度に従いそれらの開度が調整される。これにより内燃機関１のＥＧＲ率が同機関１の排気エミッション改善を図るうえで最適な値に調整される。

なお、このようにＥＧＲが行われる際の内燃機関１の排気エミッションは、同機関１の吸気温変化による吸入空気の密度（酸素量）の変化から影響を受ける。このため、吸気温の変化から影響を受けることなく、ＥＧＲ率を内燃機関１の排気エミッション改善を図るうえでは、上記目標ＥＧＲ率を算出する際に同機関１の吸気温を加味することが好ましい。従って、上記目標ＥＧＲ率を算出する際には、例えば、吸気温センサ１１とコンプレッサ後吸気温センサ１２とのうち、吸気通路３における冷えにくい部位に設けられた吸気温センサ１１により検出される吸気温が加味される。これにより、ＥＧＲ制御が内燃機関１の吸気温を用いて行われるようになり、その吸気温の変化に影響を受けることなくＥＧＲ率が内燃機関１の排気エミッション改善を図るうえで最適な値に調整される。なお、ＥＧＲ制御に加味される吸気温として、コンプレッサ後吸気温センサ１２により検出される吸気温を用いることも可能である。

ところで、吸気温センサ１１やコンプレッサ後吸気温センサ１２によって検出される吸気温は、それら吸気温センサ１１，１２での異常発生によって実際の値、すなわち適正な値からずれる可能性がある。このように適正な値からずれた吸気温がＥＧＲ制御等に用いられるという状況が生じないようにするため、吸気温センサ１１，１２での異常の有無を判定する異常診断を行うことが必要になる。しかし、吸気温センサ１１，１２の異常診断の行い方によっては、［発明が解決しようとする課題］の欄に記載したように、吸気温センサ１１，１２の異常判定を的確に行うことができないという不具合を招くことになる。

この実施形態では、吸気温センサ１１，１２の異常判定を的確に行うことができないという上記不具合を解消するため、図２及び図３の異常診断ルーチンに示される手順で異常診断を行うようにしている。この異常診断では、吸気温センサ１１によって検出される吸気温ｔｈａ、コンプレッサ後吸気温センサ１２によって検出されるコンプレッサ後吸気温ｔｈｉａ、及び水温センサ２８によって検出される冷却水温ｔｈｗが用いられる。また、上記異常診断ルーチンは、制御装置２５を通じて、例えば所定時間毎の時間割り込みにて周期的に実行される。

同ルーチンにおいては、以下の（ａ）〜（ｃ）の処理が順に行われる。
（ａ）イグニッションスイッチ２６の操作に基づく内燃機関１の始動開始時（図２のステップＳ１０１：ＹＥＳ）、吸気温センサ１１，１２の異常診断を行うための前提条件が成立しているか否かを判断する（Ｓ１０２〜Ｓ１０４）。なお、上記前提条件が成立している旨の判断（Ｓ１０４）は、次の［１］及び［２］の条件すべての成立をもって行われる。［１］水温センサ２８によって検出される冷却水温ｔｈｗとコンプレッサ後吸気温センサ１２によって検出されるコンプレッサ後吸気温ｔｈｉａとが同じ値であると判断可能なこと（Ｓ１０２：ＹＥＳ）。［２］機関停止完了時点から機関始動開始時点までの冷却水温ｔｈｗの低下幅Ｈが予め定められた設定値Ｓ以上であること（Ｓ１０３：ＹＥＳ）。

（ｂ）上記（ａ）の処理で異常診断の前提条件が成立している旨判断されているとき、吸気温センサ１１，１２での異常の有無を仮判定として判定する（Ｓ１０５〜Ｓ１０７）。詳しくは、吸気温センサ１１によって検出される吸気温ｔｈａとコンプレッサ後吸気温センサ１２によって検出されるコンプレッサ後吸気温ｔｈｉａとの温度差ΔＴが予め定められた基準値Ｋ以下であるとき（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、吸気温センサ１１，１２の仮判定としての正常判定が行われる（Ｓ１０６）。また、上記温度差ΔＴが基準値Ｋよりも大きいとき（Ｓ１０５：ＮＯ）、吸気温センサ１１，１２の仮判定としての異常判定が行われる（Ｓ１０７）。

（ｃ）上記（ｂ）の処理で吸気温センサ１１，１２での異常の有無に関する仮判定が行われた後、機関始動開始からの定められた期間中における吸気温ｔｈａ及びコンプレッサ後吸気温ｔｈｉａの変化に基づいて上記仮判定を無効あるいは正式な判定とする（図３のＳ１０８〜Ｓ１１２）。詳しくは、機関始動開始後（Ｓ１０８：ＹＥＳ）であり、且つ上記仮判定が無効あるいは正式なものとされていないとき（Ｓ１０９：ＹＥＳ）、機関始動開始時からの同機関１の吸入空気量の累積値が「０」から所定値ａ以上になるまでの期間ＴＬ中に吸気温ｔｈａ，ｔｈｉａのうちの少なくとも一方に変化が生じたか否かが判断される（Ｓ１１０）。ここで肯定判定がなされると上記仮判定が無効とされ（Ｓ１１１）、否定判定がなされると上記仮判定が正式な判定とされる（Ｓ１１２）。

次に、上記異常診断を行うことが吸気温センサ１１，１２での異常の有無を的確に判定するうえで有利な理由について、内燃機関１の停止完了から始動開始にかけての冷却水温ｔｈｗ、吸気温ｔｈａ、及びコンプレッサ後吸気温ｔｈｉａの推移を示す図４のグラフを参照しつつ詳しく説明する。

内燃機関１の停止完了後（タイミングＴ１以後）、冷却水温ｔｈｗは同機関１の冷却水から周囲への放熱により徐々に低下してゆくのに対し、吸気温ｔｈａ，ｔｈｉａ等によって表される吸気通路３内の空気の温度は上記冷却水等から放出された熱を受けることにより一旦上昇して極大値となった後に徐々に低下してゆくことになる。ちなみに、この例では吸気温ｔｈａがコンプレッサ後吸気温ｔｈｉａよりも高い値を維持しつつ、それら吸気温ｔｈａ，ｔｈｉａが時間経過に伴い低下してゆく。これは、吸気温センサ１１及びコンプレッサ後吸気温センサ１２の設置位置の関係から、吸気温センサ１１がコンプレッサ後吸気温センサ１２よりも冷却水等からの放熱の影響を受けやすく、且つコンプレッサ後吸気温センサ１２が吸気温センサ１１よりも外気等による冷却の影響を受けやすくなるためである。言い換えれば、吸気温センサ１１は吸気通路３の冷えにくい部位に設けられ、コンプレッサ後吸気温センサ１２は吸気通路３の冷えやすい部位に設けられていることになる。

内燃機関１の始動開始時（タイミングＴ３）、上記（ａ）の処理で吸気温センサ１１，１２の異常診断の前提条件が成立している旨判断された場合、同処理における［１］及び［２］の条件すべてが成立していることになる。このことは、今回の機関始動が内燃機関１の停止完了直後の始動ではなく、且つ冷却水温ｔｈｗ及びコンプレッサ後吸気温ｔｈｉａが外気温とほぼ等しくなるほど長く内燃機関１が停止していたことを意味する。そして、内燃機関１の始動開始時（Ｔ３）であって上記前提条件が成立しているとき、上記（ｂ）の処理を通じて、吸気温ｔｈａとコンプレッサ後吸気温ｔｈｉａとの温度差ΔＴが予め定められた基準値Ｋよりも大きいことに基づき、吸気温センサ１１，１２での異常ありとの仮判定が行われる。こうした吸気温センサ１１，１２での異常ありとの仮判定に関しては、吸気温ｔｈａとコンプレッサ後吸気温ｔｈｉａとの温度差ΔＴに基づいて行われるため、上記仮判定がなされたことは吸気温センサ１１，１２での異常発生の可能性ありを示すものとなる。また、上記吸気温センサ１１，１２での異常ありとの仮判定は、内燃機関１の発熱から吸気温が影響を受けることのない同機関１の始動開始直後であることを前提に行われる。このため、内燃機関１の発熱量の変動の影響を受け、上記吸気温センサ１１，１２での異常ありとの仮判定を正確に行えなくなるということはない。

ところで、吸気温センサ１１及びコンプレッサ後吸気温センサ１２の設置場所によっては、内燃機関１の停止中、それらセンサ１１，１２周りが日射を受けたりする可能性がある。この場合、内燃機関１の始動開始時であって異常診断の前提条件が成立した後、吸気温センサ１１，１２が正常であるにもかかわらず、吸気温ｔｈａとコンプレッサ後吸気温ｔｈｉａとの温度差ΔＴが基準値Ｋよりも大きくなり、吸気温センサ１１，１２での異常ありとの仮判定が誤って行われる可能性がある。また、上記とは逆に、吸気温センサ１１，１２に異常が生じているにもかかわらず、吸気温ｔｈａとコンプレッサ後吸気温ｔｈｉａとの温度差ΔＴが基準値Ｋ以下になり、吸気温センサ１１，１２の仮判定としての正常判定が誤って行われる可能性もある。

こうしたことに対処するため、上記（ｂ）の処理を通じて吸気温センサ１１，１２の上記正常判定や上記異常判定の仮判定を行った後、上記（ｃ）の処理を通じて上記仮判定を無効にするか或いは正式なものにするかが決定される。詳しくは、機関始動開始後に内燃機関１の吸入空気量の累積値が「０」から所定値ａ以上になるまでの期間ＴＬ中に、吸気温ｔｈａとコンプレッサ後吸気温ｔｈｉａとの少なくとも一方に変化が生じるか否かに応じて、上記仮判定を無効にするか、或いは正式なものにするかが決定される。

ここで、吸気温センサ１１，１２やコンプレッサ後吸気温センサ１２の周りが日射を受けている場合、機関始動開始からの上記期間ＴＬ中（タイミングＴ３〜Ｔ４）に吸気通路３内の空気が流れることに伴い、吸気温ｔｈａやコンプレッサ後吸気温ｔｈｉａに変化が生じる。この場合、吸気温センサ１１，１２において仮判定としてなされた異常判定や正常判定が上記日射等に起因する誤ったものである可能性が高いとみなされ、それら仮判定としての異常判定や正常判定が無効とされる。一方、機関始動開始からの上記期間中に、吸気温ｔｈａやコンプレッサ後吸気温ｔｈｉａに変化が生じない場合には、それらセンサ１１，１２が上記日射等の影響を受けていないことになる。このため、仮判定としてなされた異常判定や正常判定が上記日射等に起因する誤ったものではなく正確なものと判断でき、それら仮判定としての異常判定や正常判定が正式なものとされる。

以上により、吸気温センサ１１，１２の異常判定や正常判定が行われたときの同判定を正確なものとすることができ、吸気温センサ１１，１２の異常ありとの判定を正確に行うこともできるようになる。

次に、上記（ａ）の処理における［２］の条件で用いられる設定値Ｓについて詳しく説明する。
内燃機関１の停止完了後、同機関１の冷却水温ｔｈｗは冷却水からの周囲への放熱により徐々に低下してゆくのに対し、吸気通路３内の空気は上記冷却水等から放出された熱を受けて一旦上昇して極大値となった後に徐々に低下してゆく。このため、内燃機関１の停止完了後、冷却水温ｔｈｗ、吸気温ｔｈａ、及びコンプレッサ後吸気温ｔｈｉａはそれぞれ、時間経過に伴って例えば図４に示されるように推移する。

ここで、コンプレッサ後吸気温センサ１２によって検出されるコンプレッサ後吸気温ｔｈｉａが機関停止完了後に極大値付近まで上昇したとき、仮に同吸気温ｔｈｉａが冷却水温ｔｈｗとほぼ同じ値にまで達し、その状態で内燃機関１の始動が開始されたとすると、異常診断の前提条件のうち上記［１］の条件が成立してしまう可能性がある。このとき、吸気温ｔｈａ，ｔｈｉａに基づく吸気温センサ１１，１２での異常の有無の仮判定が行われると、その判定が吸気温ｔｈａ，ｔｈｉａの安定していない状況下で行われることになり、同吸気温センサ１１，１２の仮判定としての異常判定や正常判定が行われるとき、それらの判定が不正確になるおそれがある。

このようなことが生じないよう、異常診断の前提条件のうち上記［２］の条件で用いられる設定値Ｓに関しては、機関停止完了から吸気温ｔｈａ，ｔｈｉａが極大値付近を過ぎるまでに要する時間よりも長い時間に対応する値に設定される。より詳しくは、吸気温ｔｈａ，ｔｈｉａが極大値付近の値を過ぎて機関停止完了時（Ｔ１）の値未満となるまでに要する時間よりも長い時間に対応する値に、上記設定値Ｓが設定されることとなる。

このため、機関始動開始時（Ｔ３）に上記前提条件が成立し、吸気温ｔｈａ，ｔｈｉａに基づく吸気温センサ１１，１２での異常の有無の仮判定が行われるときには、機関停止完了後のコンプレッサ後吸気温ｔｈｉａが極大値付近の値を過ぎた状態にあり、上記判定が吸気温ｔｈａ，ｔｈｉａの不安定な状況下で行われることはない。従って、そのような状況下で吸気温ｔｈａ，ｔｈｉａに基づく吸気温センサ１１,１２での異常の有無の仮判定が行われ、それに伴い吸気温センサ１１，１２の仮判定としての異常判定や正常判定が行われるときの同判定が不正確になることを回避できるようになる。

次に、上記（ｂ）の処理に用いられる基準値Ｋについて詳しく説明する。
同基準値Ｋは、コンプレッサ後吸気温センサ１２の正常状態のもとで、基準値Ｋに対応する分だけ吸気温センサ１１によって検出される吸気温ｔｈａが適正な値（実際の吸気温）からずれてＥＧＲ制御に影響を及ぼしたとき、内燃機関１の排気エミッション悪化が許容限界となる値に設定されている。

従って、内燃機関１の始動開始時に上記前提条件が成立している状況下において、吸気温センサ１１により検出される吸気温ｔｈａがコンプレッサ後吸気温センサ１２により検出されるコンプレッサ後吸気温ｔｈｉａに対し上記基準値Ｋ以下のずれが生じた場合、そのずれによる内燃機関１の排気エミッション悪化が許容限界を超えることはない。この場合、吸気温ｔｈａとコンプレッサ後吸気温ｔｈｉａとの温度差ΔＴが上記基準値Ｋ以下となることに基づき、吸気温センサ１１，１２の仮判定としての正常判定が行われ、同吸気温センサ１１，１２の仮判定としての異常判定が行われることはない。

一方、上述した状況のもと、吸気温センサ１１によって検出される吸気温ｔｈａがコンプレッサ後吸気温センサ１２によって検出されるコンプレッサ後吸気温ｔｈｉａに対し上記基準値Ｋよりも大きいずれが生じた場合、そのずれによる内燃機関１の排気エミッション悪化が許容限界を超えるおそれがある。この場合、吸気温ｔｈａとコンプレッサ後吸気温ｔｈｉａとの温度差ΔＴが上記基準値Ｋよりも大きくなることに基づき、吸気温センサ１１，１２の仮判定としての異常判定が行われることとなる。

以上により、内燃機関１の排気エミッション悪化が許容限界値を越えるほどの吸気温センサ１１の異常が生じているときには、同吸気温センサ１１，１２の仮判定としての異常判定を的確に行うことができる。また、それほどの異常が吸気温センサ１１に生じておらず、且つコンプレッサ後吸気温センサ１２にも異常が生じていないときには、それら吸気温センサ１１，１２の仮判定としての正常判定が行われ、同吸気温センサ１１，１２の仮判定としての異常判定が過度に厳しく行われることがないようにされる。

次に、上記（ｃ）の処理に用いられる所定値ａについて詳しく説明する。
同所定値ａは、上記（ｃ）の処理での期間ＴＬを定めるための値となる。すなわち、機関始動開始時を起点として同機関１の吸入空気量が「０」から所定値ａ以上になるまでが上記期間ＴＬとなる。この所定値ａは、内燃機関１の始動開始後、同機関１の発生する熱が吸気通路３内の空気に伝達されるようになるまでに必要な吸入空気量の累積値よりも小さい値であり、且つ内燃機関１の始動開始時に吸気通路３内に存在する空気の量の合計値よりも大きい値に設定される。

そして、吸気温センサ１１，１２における仮判定としての異常判定や正常判定を無効とするか、あるいは正式なものとするかを決定すべく、上記期間ＴＬ中に吸気温センサ１１によって検出される吸気温ｔｈａやコンプレッサ後吸気温センサ１２によって検出される吸気温ｔｈｉａに変化が生じるか否かが判断される。上記期間ＴＬに関しては、機関始動開始後に同機関１で発生する熱が吸気通路３内の空気に伝達されるようになるまでの時間よりも短く、且つ内燃機関１の始動開始時に吸気通路３内に存在する空気が全て燃焼室２に送り出されるために必要な時間よりも長くなるようにされる。

従って、その期間ＴＬ中に吸気温ｔｈａやコンプレッサ後吸気温ｔｈｉａに変化が生じたときには、同変化が吸気温センサ１１やコンプレッサ後吸気温センサ１２の周りの日射等によるものと的確に判断でき、仮判定としての異常判定や正常判定を的確に無効とすることができる。一方、上記期間ＴＬ中に吸気温ｔｈａやコンプレッサ後吸気温ｔｈｉａに変化が生じないときには、吸気温センサ１１やコンプレッサ後吸気温センサ１２に上記日射等の影響がないものと的確に判断でき、仮判定としての異常判定や正常判定を的確に正式なものとすることができる。

以上により、吸気温センサ１１，１２の異常判定や正常判定を行う際、上記日射等の影響を的確に除外することができ、それら異常判定や正常判定を正確なものとすることができる。

以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）内燃機関１の始動開始時、吸気温センサ１１，１２の異常診断を行うための上記前提条件が成立しているとき、上記（ｂ）の処理を通じて、吸気温ｔｈａと吸気温ｔｈｉａとの温度差ΔＴが予め定められた基準値Ｋよりも大きいことに基づき、吸気温センサ１１，１２での異常ありとの仮判定が行われる。こうした吸気温センサ１１，１２での異常ありとの仮判定に関しては、吸気温ｔｈａとコンプレッサ後吸気温ｔｈｉａとの温度差ΔＴに基づいて行われるため、上記仮判定がなされたことは吸気温センサ１１，１２での異常発生の可能性ありを示すものとなる。また、上記吸気温センサ１１，１２での異常ありとの仮判定は、内燃機関１の発熱から吸気温が影響を受けることのない同機関１の始動開始直後であることを前提に行われる。このため、コンプレッサ後吸気温センサ１２での異常発生や内燃機関１の発熱量の変動の影響を受け、上記吸気温センサ１１での異常ありとの仮判定が正確に行えなくなるということはない。

更に、上記（ｂ）の処理を通じて吸気温センサ１１，１２の正常判定や異常判定の仮判定を行った後、上記（ｃ）の処理を通じて上記仮判定を無効にするか或いは正式なものにするかが決定される。詳しくは、機関始動開始後に内燃機関１の吸入空気量の累積値が「０」から所定値ａ以上になるまでの期間ＴＬ中に、吸気温ｔｈａとコンプレッサ後吸気温ｔｈｉａとの少なくとも一方に変化が生じると、吸気温センサ１１，１２における仮判定としての上記異常判定や上記正常判定が無効とされる。一方、機関始動開始からの上記期間ＴＬ中に、吸気温ｔｈａやコンプレッサ後吸気温ｔｈｉａに変化が生じない場合には、吸気温センサ１１，１２における仮判定としての上記異常判定や上記正常判定が正式なものとされる。

以上により、吸気温センサ１１，１２の異常判定や正常判定が行われたときの同判定を正確なものとすることができ、吸気温センサ１１，１２の異常ありとの判定を正確に行うこともできるようになる。

（２）上記期間ＴＬを定めるための所定値ａは、内燃機関１の始動開始後、同機関１の発生する熱が吸気通路３内の空気に伝達されるようになるまでに必要な吸入空気量の累積値よりも小さい値であり、且つ内燃機関１の始動開始時に吸気通路３内に存在する空気の量の合計値よりも大きい値に設定される。従って、その期間ＴＬ中に吸気温ｔｈａやコンプレッサ後吸気温ｔｈｉａに変化が生じたときには、同変化が吸気温センサ１１やコンプレッサ後吸気温センサ１２の周りの日射等によるものと的確に判断でき、仮判定としての異常判定や正常判定を的確に無効とすることができる。一方、上記期間ＴＬ中に吸気温ｔｈａやコンプレッサ後吸気温ｔｈｉａに変化が生じないときには、吸気温センサ１１やコンプレッサ後吸気温センサ１２に上記日射等の影響がないものと的確に判断でき、仮判定としての異常判定や正常判定を的確に正式なものとすることができる。このため、吸気温センサ１１，１２の異常判定や正常判定を行う際、上記日射等の影響を的確に除外することができ、それら異常判定や正常判定を正確なものとすることができる。

（３）吸気温センサ１１，１２の異常診断における上記前提条件のうち［２］の条件で用いられる設定値Ｓに関しては、機関停止完了後に極大値を迎える吸気温ｔｈａ，ｔｈｉａが機関停止完了時を起点として上記極大値付近の値を過ぎるまでに要する時間よりも長い時間に対応する値に設定される。このため、機関始動開始時に上記前提条件が成立し、吸気温ｔｈａ，ｔｈｉａに基づく吸気温センサ１１，１２での異常の有無の仮判定が行われるときには、機関停止完了後のコンプレッサ後吸気温ｔｈｉａが極大値付近の値を過ぎた状態にあり、上記判定が吸気温ｔｈａ，ｔｈｉａの不安定な状況下で行われることはない。従って、そのような状況下で吸気温ｔｈａ，ｔｈｉａに基づく吸気温センサ１１，１２での異常の有無の仮判定が行われ、それに伴い吸気温センサ１１，１２の仮判定としての異常判定や正常判定が行われるときの同判定が不正確になることを回避できるようになる。

（４）上記（ｂ）の処理において、吸気温センサ１１，１２での異常の有無を仮判定するために用いられる基準値Ｋは、それに対応する分だけ吸気温センサ１１によって検出される吸気温ｔｈａが適正な値（実際の吸気温）からずれてＥＧＲ制御に影響を及ぼしたとき、内燃機関１の排気エミッション悪化が許容限界となる値に設定される。このため、内燃機関１の排気エミッション悪化が許容限界値を越えるほどの吸気温センサ１１の異常が生じているときには、機関始動開始時に上記前提条件が成立している状況下において温度差ΔＴが基準値Ｋよりも大きくなることに基づき、吸気温センサ１１，１２の仮判定としての異常判定を的確に行うことができる。一方、内燃機関１の排気エミッション悪化が許容限界値を越えるほどの吸気温センサ１１の異常が生じておらず、且つコンプレッサ後吸気温センサ１２にも異常が生じていないときには、機関始動開始時に上記前提条件が成立している状況下において、上記温度差ΔＴが基準値Ｋ以下になり、吸気温センサ１１，１２の仮判定としての正常判定が行われる。従って、内燃機関１の排気エミッション悪化が許容限界値を越えるほどの吸気温センサ１１の異常が生じておらず、且つコンプレッサ後吸気温センサ１２にも異常が生じていないときには、同吸気温センサ１１，１２の仮判定としての正常判定が行われ、同吸気温センサ１１の仮判定としての異常判定が過度に厳しく行われないようにされる。

なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・基準値Ｋに関しては、吸気温ｔｈａがＥＧＲ制御に用いられる関係から内燃機関１の排気エミッションを考慮して設定されているが、同吸気温ｔｈａがＥＧＲ制御以外の制御に用いられる場合には同制御を考慮して設定してもよい。

・期間ＴＬに関しては、機関始動開始時を基点として同機関１の吸入空気量の累積値が「０」から所定値ａ以上となるまでの期間とする代わりに、その期間の長さ（時間）を実験等により予め定めておき機関始動開始から同時間が経過するまでの期間とすることもできる。

・ターボチャージャ６のない内燃機関に本発明を適用し、吸気通路３における長さ方向の互いに異なる任意の二箇所に吸気温センサを設けてもよい。

本実施形態における吸気温センサの異常診断装置が適用される内燃機関を示す略図。 吸気温センサの異常診断手順を示すフローチャート。 吸気温センサの異常診断手順を示すフローチャート。 内燃機関の停止完了から始動開始にかけての冷却水温及び吸気温の推移を示すグラフ。

符号の説明

１…内燃機関、２…燃焼室、３…吸気通路、４…排気通路、５…エアフローメータ、６…ターボチャージャ、６ａ…コンプレッサ、６ｂ…排気タービン、７…インタークーラ、８…吸気絞り弁、９…吸気マニホールド、１０…排気マニホールド、１１…吸気温センサ、１２…コンプレッサ後吸気温センサ、１８…ＥＧＲ通路、１９…ＥＧＲクーラ、２０…ＥＧＲ弁、２１…燃料噴射弁、２２…コモンレール、２３…高圧ポンプ、２５…制御装置（第１の判断手段、第２の判断手段、第３の判断手段）、２６…イグニッションスイッチ、２７…機関回転速度センサ、２８…水温センサ。

Claims (4)

1. 内燃機関の吸気通路における長さ方向の互いに異なる任意の二箇所にそれぞれ設けられて同機関での制御に用いられる吸気温を検出する吸気温センサの異常診断装置であって、内燃機関の冷却水温を検出する水温センサを備え、その水温センサによって検出される冷却水温、及び前記吸気温センサによって検出される吸気温に基づき、同吸気温センサでの異常の有無の判断を行う吸気温センサの異常診断装置において、
   内燃機関の始動開始時、［１］前記水温センサによって検出される冷却水温と二つの吸気温センサのうち冷えやすい部位に設けられた吸気温センサによって検出される吸気温とが同じ値であると判断可能なこと、及び［２］機関停止完了時点から機関始動開始時点までの前記冷却水温の低下幅が予め定められた設定値以上であること、といった条件すべての成立をもって異常診断の前提条件が成立している旨判断する第１の判断手段と、
   内燃機関の始動開始時、前記第１の判断手段により前記前提条件が成立している旨判断されているとき、前記二つの吸気温センサによってそれぞれ検出される吸気温の温度差が予め定められた基準値以下であるときに前記吸気温センサの仮判定としての正常判定を行い、前記温度差が前記基準値よりも大きいときに前記吸気温センサの仮判定としての異常判定を行う第２の判断手段と、
   機関始動開始からの定められた期間中に、前記二つの吸気温センサによってそれぞれ検出される吸気温のうちの少なくとも一方に変化が生じるときには前記仮判定を無効とし、それら検出される吸気温の両方に変化がないときには前記仮判定を正式な判定とする第３の判断手段と、
   を備えることを特徴とする吸気温センサの異常診断装置。
2. 前記第３の判断手段は、機関始動開始後、同機関の吸入空気量の累積値が「０」から所定値以上になるまでの期間中に前記吸気温の変化があったか否かを判断し、その判断結果に基づいて前記仮判定を無効とするか、あるいは正式な判定とするかを決定するものであり、
   前記所定値は、内燃機関の始動開始後、同機関の発生する熱が前記吸気通路内の空気に伝達されるようになるまでに必要な吸入空気量の累積値よりも小さい値であり、且つ内燃機関の始動開始時に前記吸気通路内に存在する空気の量の合計値よりも大きい値に設定されている
   請求項１記載の吸気温センサの異常診断装置。
3. 前記［２］の条件における設定値は、機関停止完了から前記吸気温が極大値付近の値を過ぎるまでに要する時間よりも長い時間に対応する値となっている
   請求項１又は２記載の吸気温センサの異常診断装置。
4. 前記内燃機関は、排気系を通過する排気の一部をＥＧＲ機構を介して吸気系に戻すＥＧＲ制御を実行可能であり、
   前記ＥＧＲ制御は、前記二つの吸気温センサのうち冷えにくい部位に設けられた吸気温センサによって検出される吸気温を用いて行われるものであり、
   前記第２の判断手段による判断で用いられる前記基準値は、それに対応する分だけ前記吸気温センサによって検出される吸気温が適正な値からずれてＥＧＲ制御に影響を及ぼしたとき、内燃機関の排気エミッション悪化が許容限界となる値に設定されている
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の吸気温センサの異常診断装置。

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