JP4826596B2 - 内燃機関異常診断装置およびそれを用いた異常診断方法 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の運転状態の異常原因を診断する内燃機関異常診断装置およびそれを用いた異常診断方法に関する。

従来、エンジンの回転変動に基づいて、失火等による内燃機関の運転状態の異常を検出する技術が知られている（例えば、特許文献１、２参照。）。
しかしながら、特許文献１、２においては、内燃機関の失火を検出し、失火気筒を特定することはできるものの、失火の原因を特定することはできない。

ここで、内燃機関の運転状態の異常原因は、燃料噴射弁の噴射不良、または気筒内の圧縮低下のいずれかであると考えられる。燃料噴射弁の噴射不良は、例えば摺動部に異物が噛み込むことによる燃料噴射の無噴射状態または噴射量不足により生じる。また、気筒内の圧縮低下は、ピストンリングの摩耗または吸気弁または排気弁のシート不良により生じる。

そこで、失火等により内燃機関の運転状態に異常が発生すると、例えばディーラ等において、車両の診断マニュアルを参照しながら、ＯＢＤ(On-Board Diagnosis)による燃料噴射弁の噴射診断結果や、グロープラグの取付孔にグロープラグに代えて圧力センサを取り付けての気筒内圧の診断に基づき、運転状態の異常原因を診断することが行われている。
特開平５−１９５８５８号公報 特開２００１−２４１３５３号公報

しかしながら、診断マニュアルを参照しながらの診断では、運転状態の異常原因が、燃料噴射弁の噴射不良、または気筒内の圧縮低下のいずれであるかを特定することは困難である。その結果、運転状態の異常を解消するために、例えば交換する必要のない正常な燃料噴射弁が交換されるという問題が生じる。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、内燃機関の運転状態の異常原因を容易に特定できる内燃機関異常診断装置およびそれを用いた異常診断方法を提供することを目的とする。

請求項１から６に記載の発明によると、噴射状態分類手段は、燃料噴射弁の噴射状態に基づいて燃料噴射弁の噴射不良の異常状態を軽から重の複数のレベルに分類し、圧縮状態分類手段は、気筒内の圧縮状態に基づいて気筒内の圧縮低下の異常状態を軽から重の複数のレベルに分類する。

このように、燃料噴射弁の噴射不良の異常状態と気筒内の圧縮低下の異常状態とを複数のレベルに分類することにより、お互いの異常状態のレベルから、運転状態の異常原因が、燃料噴射弁の噴射不良、または気筒内の圧縮低下のいずれであるかを容易に特定できる。

例えば、分類された異常レベルに基づき、燃料噴射弁の噴射不良の異常状態が気筒内の圧縮低下の異常状態よりも悪い場合には、運転状態の異常原因は燃料噴射弁の噴射不良であると特定できる。
ところで、燃料噴射弁の噴射不良の異常状態は、内燃機関の回転変動と噴射量補正量と失火判定履歴とに基づいて容易に分類できる。失火判定履歴は、ＯＢＤにより診断された失火気筒の履歴情報である。
そこで、請求項１から６に記載の発明によると、噴射状態取得手段は、回転変動と噴射量補正量と失火判定履歴とを燃料噴射弁の噴射状態として取得する。これにより、噴射状態分類手段は、回転変動と噴射量補正量と失火判定履歴とのそれぞれに基づいて燃料噴射弁の異常レベルを軽から重の複数に分類し、回転変動と噴射量補正量と失火判定履歴とのそれぞれに基づいて分類した異常レベル同士の軽重の関係に基づいて、燃料噴射弁の噴射不良の異常を軽から重の複数のレベルに容易に分類できる。
また、請求項１から６に記載の発明によると、圧縮状態分類手段は、圧力センサが検出する気筒内圧に基づいて圧縮低下の異常を軽から重の複数のレベルに分類する。
これにより、圧力センサが検出する気筒内圧に基づいて、気筒内の圧縮状態を高精度に判定できる。その結果、圧縮低下の異常を軽から重の複数のレベルに高精度に分類できる。

請求項３に記載の発明によると、噴射状態分類手段の分類結果と圧縮状態分類手段の分類結果とをそれぞれ表示手段に表示する。
これにより、各気筒の燃料噴射弁の噴射状態と気筒内の圧縮状態とを、診断作業者が視覚的に認識できる。これにより、表示手段に表示された分類結果に基づいて、燃料噴射弁またはピストンリングまたは吸排気弁等のうち、異常な部品または装置を容易に特定して交換できる。

請求項４に記載の発明によると、圧縮状態取得手段は、噴射状態分類手段が燃料噴射弁の噴射不良の異常を複数のレベルに分類した後、燃料噴射弁の噴射を停止させ、モータ駆動により内燃機関を回転させて気筒内の圧縮状態を取得する。

これにより、燃料噴射弁からの燃料噴射の影響を除外した状態で、気筒内の圧縮状態を高精度に取得できる。
請求項５に記載の発明によると、圧縮状態取得手段が内燃機関の気筒内の圧縮状態を取得する場合、内燃機関の各気筒に設置されたグロープラグを取り外してグロープラグの取付孔に圧力センサを取り付ける。

このように、グロープラグの取付孔を利用して圧力センサを取り付けることにより、気筒内圧を検出する圧力センサを気筒に設置していない場合にも、気筒内の圧縮状態を高精度に検出できる。

ところで、噴射状態分類手段による分類結果と、圧縮状態分類手段による分類結果とを比較し、気筒において異常状態が同じレベルの場合、運転状態の異常を引き起こした原因が燃料噴射弁の噴射不良によるものか、気筒内の圧縮低下によるものかを異常診断装置の分類結果だけで判定することは困難である。

そこで、請求項６に記載の発明によると、噴射状態分類手段による分類結果と、圧縮状態分類手段による分類結果とを比較し、異常状態が同じレベルの場合、異常診断装置により燃料噴射弁の駆動を停止させた後、マニュアル診断で内燃機関の運転状態の異常原因を診断する。

これにより、噴射状態分類手段による分類結果と、圧縮状態分類手段による分類結果とが同じレベルの場合、燃料噴射弁の駆動を停止させて異常診断装置による診断を終了し、診断マニュアル等を参照しながら、人手により異常原因を詳細に診断できる。

尚、本発明に備わる複数の手段の各機能は、構成自体で機能が特定されるハードウェア資源、プログラムにより機能が特定されるハードウェア資源、またはそれらの組み合わせにより実現される。また、これら複数の手段の各機能は、各々が物理的に互いに独立したハードウェア資源で実現されるものに限定されない。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
本発明の異常診断装置が異常を診断する燃料供給システムを図１に示す。
（燃料供給システム１０）
本実施形態の燃料供給システム１０は、例えば、自動車用の４気筒のディーゼルエンジン（以下、単に「エンジン」ともいう。）２に燃料を供給するためのものであり、コモンレール２０に燃料を供給する高圧ポンプ１６と、高圧燃料を蓄えるコモンレール２０と、コモンレール２０より供給される高圧燃料をエンジン２の各気筒４の燃焼室に噴射する燃料噴射弁３０と、本システムを制御する電子制御装置(Electronic Control Unit;ＥＣＵ)４０とを備える。燃料供給システム１０には、高圧ポンプ１６からコモンレール２０に燃料を供給するために、燃料タンク１２から燃料を汲み上げるフィードポンプ１４が備えられている。

燃料供給ポンプとしての高圧ポンプ１６は、カムシャフトのカムの回転に伴いプランジャが往復移動することにより加圧室に吸入した燃料を加圧する公知のポンプである。調量アクチュエータとしての調量弁１８は、高圧ポンプ１６の吸入側に設置されており、電流制御されることにより高圧ポンプ１６が吸入行程で吸入する燃料吸入量を調量する。そして、燃料吸入量が調量されることにより、高圧ポンプ１６の燃料吐出量が調量される。

コモンレール２０には、内部の燃料圧力（コモンレール圧）を検出する圧力センサ２２、および、内部の燃料を燃料タンク１２側へ溢流させることで内部の燃料圧力を減圧する減圧弁２４が設けられている。

エンジン２の各気筒４の上部には、グロープラグ６が取り付けられている。また、エンジン２には、運転状態を検出するセンサとして、エンジン２の回転数を検出する回転数センサ３２が設置されている。回転数センサ３２の出力信号は、エンジン回転数を検出するとともに、クランクシャフトの回転角度位置を検出するためにも使用される。

さらに、運転状態を検出する他のセンサとして、アクセルペダルの操作量であるアクセル開度ＡＣＣＰを検出するアクセルセンサ、冷却水の温度（水温）、吸入空気の温度（吸気温）をそれぞれ検出する温度センサ等が燃料供給システム１０に設けられている。

燃料噴射弁３０は、例えば、噴孔を開閉するノズルニードルのリフトを制御室の圧力で制御する公知の電磁弁である。
ＥＣＵ４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等を中心とするマイクロコンピュータにて構成されている。そして、ＥＣＵ４０は、圧力センサ２２、クランク角センサ、アクセルセンサを含む各種センサから検出信号を取り込み、エンジン運転状態を制御する。例えば、ＥＣＵ４０は、高圧ポンプ１６の吐出量、燃料噴射弁３０の燃料噴射量、燃料噴射時期、およびメイン噴射の前後にパイロット噴射、ポスト噴射等を実施する多段噴射のパターンを制御する。

異常診断装置５０は、処理部５２とモニタ５４とを備えている。処理部５２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＨＤ(Hard Disk)等から構成される。異常診断装置５０として、汎用のパーソナルコンピュータを使用してもよいし、診断用の専用装置を使用してもよい。

異常診断装置５０は、エンジン２に失火等の運転状態の異常が発生した場合に、ディーラ等において車両の所定のコネクタに接続される。そして、異常診断装置５０は、異常診断の作業者との対話形式により、ＥＣＵ４０からエンジン２の運転状態のデータを取得するとともに、異常診断に必要な処理をＥＣＵ４０に指令し、異常診断処理を実施する。

異常診断装置５０は、エンジン２の運転状態のデータをＥＣＵ４０からではなく、センサ等から取得してもよい。
異常診断装置５０は、例えば図２の（Ａ）に示すような形式で、各気筒４における燃料噴射弁３０の噴射不良の異常状態と、気筒４内の圧縮低下の異常状態とを表示手段であるモニタ５４に表示する。図２の（Ａ）において、ｎｏ ｐｒｏｂｌｅｍは正常を表し、ｐｒｏｂａｂｌｅは軽度の異常を表し、ｈｉｇｈｌｙ ｐｒｏｂａｂｌｅは重度の異常を表している。本実施形態では異常状態を、ｐｒｏｂａｂｌｅ、ｈｉｇｈｌｙ ｐｒｏｂａｂｌｅの２レベルに分類している。診断作業者は、モニタ５４に表示された診断結果に基づいて異常部品または異常装置を特定し、必要な処置を実施する。

異常診断装置５０は、ＨＤに記憶された制御プログラムにより、以下の各手段として機能する。
（噴射状態取得手段）
異常診断装置５０は、車両を停止した異常診断時のアイドル運転状態において、燃料噴射弁３０の噴射状態として、ＥＣＵ４０から（Ａ）回転変動と、（Ｂ）噴射量補正量と、（Ｃ）ＯＢＤ失火判定履歴とを取得する。

（Ａ）回転変動
ＥＣＵ４０は、例えば、各気筒において最大回転数と最低回転数との回転数差を求め、全気筒の回転数差の平均と各気筒の回転数差との差を回転変動ΔＮＥとして算出する。異常診断装置５０は、ＥＣＵ４０が算出した回転変動ΔＮＥを取得する。

（Ｂ）噴射量補正量
ＥＣＵ４０は、気筒間の回転変動を平滑化するために、回転変動ΔＮＥに基づいて燃料噴射弁３０の噴射量を補正する噴射量補正量Ｌを算出する。異常診断装置５０は、ＥＣＵ４０が算出した各気筒４の燃料噴射弁３０の噴射量補正量Ｌを取得する。

（Ｃ）ＯＢＤ失火判定履歴
エンジン２の運転中において、ＥＣＵ４０は、例えばエンジン２の回転変動に基づいてＯＢＤにより各気筒の失火判定を実施している。ＯＢＤ失火判定は、履歴としてＥＣＵ４０のフラッシュメモリ等に記憶されている。これにより、異常診断装置５０は、過去に失火し、その後に例えば噛み込んでいた異物が除去されたことにより燃料噴射弁３０の無噴射状態が解消されても、各気筒の失火判定履歴をＥＣＵ４０から取得できる。

（噴射状態分類手段）
異常診断装置５０は、（Ａ）回転変動、（Ｂ）噴射量補正量、（Ｃ）ＯＢＤ失火判定履歴の各項目について、図２の（Ｂ）に示すように、燃料噴射弁３０の噴射状態を、ｎｏ ｐｒｏｂｌｅｍ、ｐｒｏｂａｂｌｅ、ｈｉｇｈｌｙ ｐｒｏｂａｂｌｅに分類する。

（Ａ）回転変動
異常診断装置５０は、回転変動ΔＮＥに関して燃料噴射弁３０の噴射状態をｎｏ ｐｒｏｂｌｅｍまたはｐｒｏｂａｂｌｅに分類するために閾値として所定値Ｎ１を設定し、ｐｒｏｂａｂｌｅまたはｈｉｇｈｌｙ ｐｒｏｂａｂｌｅに分類するために閾値として所定値Ｎ２を設定している。Ｎ１＜Ｎ２である。

異常診断装置５０は、（回転変動ΔＮＥ）＜（所定値Ｎ１）の場合、ｎｏ ｐｒｏｂｌｅｍに分類し、（所定値Ｎ１）≦（回転変動ΔＮＥ）≦（所定値Ｎ２）の場合、ｐｒｏｂａｂｌｅに分類し、（所定値Ｎ２）＜（回転変動ΔＮＥ）の場合、ｈｉｇｈｌｙ ｐｒｏｂａｂｌｅに分類する。

（Ｂ）噴射量補正量
異常診断装置５０は、噴射量補正量Ｌに関して燃料噴射弁３０の噴射状態をｎｏ ｐｒｏｂｌｅｍまたはｐｒｏｂａｂｌｅに分類するために閾値として所定値Ｌ１を設定し、ｐｒｏｂａｂｌｅまたはｈｉｇｈｌｙ ｐｒｏｂａｂｌｅに分類するために閾値として所定値Ｌ２を設定している。Ｌ１＜Ｌ２である。

異常診断装置５０は、（噴射量補正量Ｌ）＜（所定値Ｌ１）の場合、ｎｏ ｐｒｏｂｌｅｍに分類し、（所定値Ｌ１）≦（噴射量補正量Ｌ）≦（所定値Ｌ２）の場合、ｐｒｏｂａｂｌｅに分類し、（所定値Ｌ２）＜（噴射量補正量Ｌ）の場合、ｈｉｇｈｌｙ ｐｒｏｂａｂｌｅに分類する。

（Ｃ）ＯＢＤ失火判定履歴
異常診断装置５０は、過去に失火しておらずＤＴＣ(Diagnostic Trouble Code)がない場合、ｎｏ ｐｒｏｂｌｅｍに分類し、過去に失火しＤＴＣがある場合、ｐｒｏｂａｂｌｅに分類し、現在も失火状態にありＤＴＣがある場合、ｈｉｇｈｌｙ ｐｒｏｂａｂｌｅに分類する。

そして、異常診断装置５０は、（Ａ）回転変動、（Ｂ）噴射量補正量、（Ｃ）ＯＢＤ失火判定履歴の分類結果について、すべてｎｏ ｐｒｏｂｌｅｍであれば、燃料噴射弁３０の噴射状態をｎｏ ｐｒｏｂｌｅｍに分類する。

また、異常診断装置５０は、（Ａ）回転変動、（Ｂ）噴射量補正量、（Ｃ）ＯＢＤ失火判定履歴の分類結果について、ｈｉｇｈｌｙ ｐｒｏｂａｂｌｅはないが、一つでもｐｒｏｂａｂｌｅが存在すると、燃料噴射弁３０の噴射状態をｐｒｏｂａｂｌｅに分類する。

また、異常診断装置５０は、（Ａ）回転変動、（Ｂ）噴射量補正量、（Ｃ）ＯＢＤ失火判定履歴の分類結果について、一つでもｈｉｇｈｌｙ ｐｒｏｂａｂｌｅが存在すると、燃料噴射弁３０の噴射状態をｈｉｇｈｌｙ ｐｒｏｂａｂｌｅに分類する。

（圧縮状態取得手段）
気筒４内の圧縮状態を取得するため、診断作業者は、グロープラグ６に代えて、グロープラグ６の取付孔に圧力センサを取り付ける。異常診断装置５０は、燃料噴射弁３０の噴射を停止させ、スタータモータを回転させた状態で、ＥＣＵ４０が圧力センサの出力信号から検出した気筒内圧Ｃを気筒４内の圧縮状態として取得する。

燃料噴射弁３０の噴射を停止させることにより、異常診断装置５０は、気筒４内での燃焼の影響を除外した状態で気筒４内の圧縮状態を診断できる。
（圧縮状態分類手段）
異常診断装置５０は、気筒内の圧縮低下について、ｎｏ ｐｒｏｂｌｅｍ、ｐｒｏｂａｂｌｅ、ｈｉｇｈｌｙ ｐｒｏｂａｂｌｅを図２の（Ｃ）に示すように分類する。

異常診断装置５０は、気筒内圧Ｃに関して気筒内の圧縮状態をｎｏ ｐｒｏｂｌｅｍまたはｐｒｏｂａｂｌｅに分類するために閾値として所定値Ｃ１を設定し、ｐｒｏｂａｂｌｅまたはｈｉｇｈｌｙ ｐｒｏｂａｂｌｅに分類するために閾値として所定値Ｃ３を設定している。Ｃ３＜Ｃ１である。

異常診断装置５０は、（所定値Ｃ１）≦（気筒内圧Ｃ）≦（所定値Ｃ２）の場合、ｎｏ ｐｒｏｂｌｅｍに分類し、（所定値Ｃ３）≦（気筒内圧Ｃ）≦（所定値Ｌ１）の場合、ｐｒｏｂａｂｌｅに分類し、（気筒内圧Ｃ）＜（所定値Ｃ３）の場合、ｈｉｇｈｌｙ ｐｒｏｂａｂｌｅに分類する。

（所定値Ｃ２）＜（気筒内圧Ｃ）の場合は、圧縮低下状態ではなく圧縮過剰状態である。この場合、異常診断装置５０は、他の形式で圧縮過剰をモニタ５４に表示する。
（表示手段）
異常診断装置５０は、各気筒４における燃料噴射弁３０の噴射不良の異常状態と、気筒４内の圧縮低下の異常状態とを診断し、その結果をモニタ５４に表示する。異常診断装置５０は、図２および図３において、ｎｏ ｐｒｏｂｌｅｍ、ｐｒｏｂａｂｌｅ、ｈｉｇｈｌｙ ｐｒｏｂａｂｌｅを色分けして表示してもよい。

（異常診断）
次に、エンジン２の異常診断について、図４〜図７のフローチャートが示す異常診断ルーチンに基づいて説明する。図４〜図７において、「Ｓ」はステップを表している。図４のルーチンは、診断作業者が異常診断装置５０と対話形式で実行するものである。

（異常診断メインルーチン）
図４のＳ３００において、診断作業者は、車両の所定のコネクタに異常診断装置５０を接続する。

診断作業者は、異常診断装置５０がＳ３０２において燃料噴射弁３０の異常診断を実施する前に、エンジン２を始動しておく。これにより、異常診断装置５０がＳ３０２を実行するときには、車両が停止した状態でアイドル運転状態になっている。

車両の所定のコネクタに異常診断装置５０を接続すると、診断作業者は異常診断装置５０に燃料噴射弁３０の噴射不良に関する異常診断を指示する。
Ｓ３０２において異常診断装置５０は、燃料噴射弁３０の噴射不良に関する異常診断を実行する。燃料噴射弁３０の異常診断については後述する。

燃料噴射弁３０の異常診断結果は、例えば、図３の（Ａ）に示す形式でモニタ５４に表示される。この時点では、エンジン２の気筒４内の圧縮低下に関する診断結果は表示されない。診断作業者は、異常診断装置５０に指示することにより、図２の（Ｂ）に示すような噴射不良に関する詳細な診断結果をモニタ５４に表示させることもできる。

Ｓ３０２における燃料噴射弁３０の異常診断が終了すると、Ｓ３０４において診断作業者は、エンジン２を停止し、グロープラグ６の取付孔にグロープラグ６に代えて圧力センサを取り付ける。そして、エンジン２が停止し、燃料噴射弁３０から燃料が噴射されていない状態で、診断作業者は異常診断装置５０にエンジン２の気筒４内の圧縮低下に関する異常診断を指示する。

Ｓ３０６において異常診断装置５０は、気筒４内の圧縮低下に関する異常診断を実行する。エンジン２異常診断については後述する。
エンジン２の異常診断結果は、例えば、図３の（Ｂ）〜（Ｄ）に示す形式でモニタ５４に表示される。診断作業者は、異常診断装置５０に指示することにより、図２の（Ｃ）に示すような圧縮低下に関する詳細な診断結果をモニタ５４に表示させることもできる。

Ｓ３０６におけるエンジン２の異常診断が終了すると、Ｓ３０８において診断作業者は、図３の（Ｂ）〜（Ｄ）に示す形式でモニタ５４に表示されている診断結果から、燃料噴射弁３０とエンジン２とで同じ異常レベルが存在するかを判定する。

図３の（Ｂ）に示すように、＃２気筒の燃料噴射弁３０とエンジン２とで同じ異常レベル（ｐｒｏｂａｂｌｅ）が存在する場合（Ｓ３０８：Ｙｅｓ）、診断作業者は、異常診断装置５０の診断結果だけでは、運転状態の異常原因が燃料噴射弁３０またはエンジン２のいずれであるかを特定できないと判断する。そこで、診断作業者は、異常診断装置５０に指示して診断対象の＃２気筒以外の燃料噴射弁３０の駆動を停止させる。この状態で、診断作業者は、診断マニュアルにしたがって人手で異常診断を実行する（Ｓ３１０）。

同じ異常レベルが存在しない場合（Ｓ３０８：Ｎｏ）、診断作業者は、モニタ５４に表示された診断結果から、運転状態の異常原因が燃料噴射弁３０にあるかを判定する（Ｓ３１２）。

燃料噴射弁３０とエンジン２とで異常レベルが同じｈｉｇｈｌｙ ｐｒｏｂａｂｌｅの場合にも、診断作業者は、異常診断装置５０の診断結果だけでは、運転状態の異常原因が燃料噴射弁３０またはエンジン２のいずれであるかを特定できないと判断し、診断マニュアルにしたがって人手で異常診断を実行する。

図３の（Ｃ）に示すように、＃３気筒の燃料噴射弁３０の異常レベルがｐｒｏｂａｂｌｅであり、＃３気筒の圧縮低下の異常レベルがｈｉｇｈｌｙ ｐｒｏｂａｂｌｅである場合、つまり、運転状態の異常原因が燃料噴射弁３０ではなくエンジン２にある場合（Ｓ３１２：Ｎｏ）、診断作業者は、＃３気筒の圧縮低下に対する処置を実施する（Ｓ３１４）。例えば、診断作業者は、摩耗しているピストンリング、吸気弁または排気弁を交換する。

図３の（Ｄ）に示すように、＃３気筒の燃料噴射弁３０の異常レベルがｈｉｇｈｌｙ ｐｒｏｂａｂｌｅであり、＃３気筒の圧縮低下の診断結果がｎｏ ｐｒｏｂｌｅｍである場合、つまり、運転状態の異常原因が燃料噴射弁３０にある場合（Ｓ３１２：Ｙｅｓ）、診断作業者は、＃２気筒の燃料噴射弁３０の異常レベルがｐｒｏｂａｂｌｅであっても、異常レベルの一番高い＃３気筒の燃料噴射弁３０を交換する（Ｓ３１６）。

（燃料噴射弁３０の異常レベル分類ルーチン）
図５の異常レベル分類ルーチンは、図４のメインルーチンのＳ３０２において実行されるサブルーチンである。

まず、Ｓ３２０〜Ｓ３３０において異常診断装置５０は、（Ａ）回転変動ΔＮＥに基づいて各気筒４の燃料噴射弁３０の異常レベルを分類する。
Ｓ３２０において異常診断装置５０は、各気筒の回転変動ΔＮＥをＥＣＵ４０から取得する。ΔＮＥ＜Ｎ１であれば（Ｓ３２２：Ｙｅｓ）、異常診断装置５０は、該当気筒の診断結果をｎｏ ｐｒｏｂｌｅｍに分類する（Ｓ３２４）。

Ｎ１≦ΔＮＥ≦Ｎ２であれば（Ｓ３２６：Ｙｅｓ）、異常診断装置５０は、該当気筒の異常レベルをｐｒｏｂａｂｌｅに分類する（Ｓ３２８）。
Ｎ２＜ΔＮＥであれば（Ｓ３２６：Ｎｏ）、異常診断装置５０は、該当気筒の異常レベルをｈｉｇｈｌｙ ｐｒｏｂａｂｌｅに分類する（Ｓ３３０）。

次に、Ｓ３３２〜Ｓ３４２において異常診断装置５０は、（Ｂ）噴射量補正量Ｌに基づいて各気筒４の燃料噴射弁３０の異常レベルを分類する。
Ｓ３３２において異常診断装置５０は、噴射量補正量ＬをＥＣＵ４０から取得する。Ｌ＜Ｌ１であれば（Ｓ３３４：Ｙｅｓ）、異常診断装置５０は、該当気筒の診断結果をｎｏ ｐｒｏｂｌｅｍに分類する（Ｓ３３６）。

Ｌ１≦Ｌ≦Ｌ２であれば（Ｓ３３８：Ｙｅｓ）、異常診断装置５０は、該当気筒の異常レベルをｐｒｏｂａｂｌｅに分類する（Ｓ３４０）。
Ｌ２＜Ｌであれば（Ｓ３３８：Ｎｏ）、異常診断装置５０は、該当気筒の異常レベルをｈｉｇｈｌｙ ｐｒｏｂａｂｌｅに分類する（Ｓ３４２）。

次に、Ｓ３４４〜Ｓ３５４において異常診断装置５０は、（Ｃ）ＯＢＤの失火判定履歴に基づいて各気筒４の燃料噴射弁３０の異常レベルを分類する。
Ｓ３４４において異常診断装置５０は、ＯＢＤによる失火判定履歴をＥＣＵ４０から取得する。失火のＤＴＣがなければ（Ｓ３４６：Ｙｅｓ）、該当気筒には過去および現在において失火履歴がないことを表している。したがって、異常診断装置５０は、該当気筒の診断結果をｎｏ ｐｒｏｂｌｅｍに分類する（Ｓ３４８）。

過去に失火したＤＴＣがあれば（Ｓ３５０：Ｙｅｓ）、異常診断装置５０は、該当気筒の異常レベルをｐｒｏｂａｂｌｅに分類する（Ｓ３５２）。
過去に失火したＤＴＣはないが現在に失火中のＤＴＣがあれば（Ｓ３５０：Ｎｏ）、異常診断装置５０は、該当気筒の異常レベルをｈｉｇｈｌｙ ｐｒｏｂａｂｌｅに分類する（Ｓ３５４）。

次に、異常診断装置５０は、図６のＳ３５６〜Ｓ３６４において、上記の（Ａ）回転変動、（Ｂ）噴射量補正量、（Ｃ）ＯＢＤ失火判定履歴の診断結果に基づいて、燃料噴射弁３０の異常状態を分類する。

異常診断項目（Ａ）〜（Ｃ）のうち一つでもｈｉｇｈｌｙ ｐｒｏｂａｂｌｅの異常レベルが存在すれば（Ｓ３５６：Ｙｅｓ）、異常診断装置５０は、燃料噴射弁３０の異常レベルをｈｉｇｈｌｙ ｐｒｏｂａｂｌｅに分類する（Ｓ３５８）。

異常診断項目（Ａ）〜（Ｃ）にｈｉｇｈｌｙ ｐｒｏｂａｂｌｅは存在しないが、一つでもｐｒｏｂａｂｌｅの異常レベルが存在すれば（Ｓ３６０：Ｙｅｓ）、異常診断装置５０は、燃料噴射弁３０の異常レベルをｐｒｏｂａｂｌｅに分類する（Ｓ３６２）。

異常診断項目（Ａ）〜（Ｃ）のすべてがｎｏ ｐｒｏｂｌｅｍであれば（Ｓ３６０：Ｎｏ）、異常診断装置５０は、燃料噴射弁３０の診断結果をｎｏ ｐｒｏｂｌｅｍに分類する（Ｓ３６４）。

（エンジン２の異常レベル分類ルーチン）
図７の異常レベル分類ルーチンは、図４のメインルーチンのＳ３０６において実行されるサブルーチンである。

Ｓ３７０〜Ｓ３８４において異常診断装置５０は、気筒４内の圧縮低下に基づいて各気筒４の異常レベルを分類する。
Ｓ３７０において異常診断装置５０は、ＥＣＵ４０から各気筒４の気筒内圧Ｃを取得する。

Ｃ１≦Ｃ≦Ｃ２であれば（Ｓ３７２：Ｙｅｓ）、異常診断装置５０は、該当気筒４の診断結果をｎｏ ｐｒｏｂｌｅｍに分類する（Ｓ３７４）。
Ｃ３≦Ｃ≦Ｃ１であれば（Ｓ３７６：Ｙｅｓ）、異常診断装置５０は、該当気筒の異常レベルをｐｒｏｂａｂｌｅに分類する（Ｓ３７８）。

Ｃ≦Ｃ３であれば（Ｓ３８０：Ｙｅｓ）、異常診断装置５０は、該当気筒の異常レベルをｈｉｇｈｌｙ ｐｒｏｂａｂｌｅに分類する（Ｓ３８２）。
Ｃ２＜Ｃであれば（Ｓ３８０：Ｎｏ）、異常診断装置５０は、該当気筒４の圧縮過剰であると判定し（Ｓ３８４）、図２の（Ｃ）とは別の形式でモニタ５４に異常を表示する。

以上説明した本実施形態によれば、異常診断装置５０が車両のＥＣＵ４０に接続した状態でエンジン２の運転状態のデータを取得し、各気筒４の燃料噴射弁３０の噴射不良、ならびに気筒４内の圧縮低下の異常状態を、それぞれｐｒｏｂａｂｌｅ（軽度の異常）、ｈｉｇｈｌｙ ｐｒｏｂａｂｌｅ（重度の異常）に分類し、モニタ５４に表示している。

これにより、各気筒における燃料噴射弁３０の噴射不良の異常レベルと、気筒４内の圧縮低下の異常レベルとの関係から、運転状態の異常原因が、燃料噴射弁の噴射不良、または気筒内の圧縮低下のいずれであるかを容易に特定できる。

［他の実施形態］
上記実施形態では、図４のメインルーチンにおいて、Ｓ３０２において燃料噴射弁３０の異常診断を実行した後、異常診断装置５０による異常診断を中断し、Ｓ３０４においてインジェクタ各気筒４のグロープラグ６に代えてグロープラグ６の取付孔に圧力センサを取り付けてからＳ３０６において気筒４内の圧縮低下の異常を診断した。

これに対し、グロープラグ６に一体または別体であるかに関わらず、通常運転時の気筒内圧の検出のために圧力センサが各気筒に取り付けられているのであれば、図４のメインルーチンにおいて、Ｓ３０４の処理を省略し、Ｓ３０２とＳ３０６の異常診断を、異常診断装置５０が連続して実行してもよい。

また、Ｓ３０６の気筒４内の圧縮低下の異常診断を、Ｓ３０２の燃料噴射弁３０の燃料噴射の異常診断より先に実行してもよい。
また、上記実施形態では、燃料噴射弁３０の噴射を停止し、スタータモータでエンジン２をクランキングして圧力センサの出力信号から各気筒４の気筒内圧を取得した。これに対し、燃料噴射弁３０から燃料を噴射している状態で、圧力センサの出力信号から気筒内圧を取得してもよい。

また、上記実施形態では、異常レベルを、ｐｒｏｂａｂｌｅとｈｉｇｈｌｙ ｐｒｏｂａｂｌｅとの２レベルに分類したが、さらに詳細に３レベル以上に分類してもよい。
また、上記実施形態では、噴射状態取得手段、噴射状態分類手段、圧縮状態取得手段、圧縮状態分類手段、表示手段の機能を、制御プログラムにより機能が特定される異常診断装置５０により実現している。これに対し、上記複数の手段の機能の少なくとも一部を、例えば回路構成自体で機能が特定されるハードウェアで実現してもよい。

このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。

（Ａ）は本実施形態による燃料供給システムを示すブロック図、（Ｂ）は気筒の拡大図。 異常の分類を示す表示例。 異常の分類を示す表示例。 異常診断のメインルーチンを示すフローチャート。 燃料噴射の異常診断ルーチンを示すフローチャート。 燃料噴射の異常診断ルーチンを示すフローチャート。 圧縮低下の異常診断ルーチンを示すフローチャート。

符号の説明

２：ディーゼルエンジン（内燃機関）、４：気筒、６：グロープラグ、１０：燃料供給システム、１６：高圧ポンプ（燃料供給ポンプ）、２０：コモンレール、３０：燃料噴射弁、４０：ＥＣＵ、５０：異常診断装置（噴射状態取得手段、噴射状態分類手段、圧縮状態取得手段、圧縮状態分類手段、表示手段）、５２：処理部、５４：モニタ（表示手段）

Claims (6)

1. 内燃機関の運転状態の異常原因を診断する内燃機関異常診断装置において、
   前記内燃機関の各気筒に燃料を噴射する燃料噴射弁の噴射状態として、前記内燃機関の各気筒の回転変動と、前記燃料噴射弁の噴射量補正量と、失火判定履歴とを取得する噴射状態取得手段と、
   前記噴射状態取得手段が取得する前記回転変動と前記噴射量補正量と前記失火判定履歴とのそれぞれに基づいて前記燃料噴射弁の異常レベルを軽から重の複数に分類し、前記回転変動と前記噴射量補正量と前記失火判定履歴とのそれぞれに基づいて分類した前記異常レベル同士の軽重の関係に基づいて、前記燃料噴射弁の噴射不良の異常状態を軽から重の複数のレベルに分類する噴射状態分類手段と、
   前記気筒内の圧縮状態として圧力センサが検出する各気筒の気筒内圧を取得する圧縮状態取得手段と、
   前記圧縮状態取得手段が取得する前記気筒内圧に基づいて、前記気筒内の圧縮低下の異常状態を軽から重の複数のレベルに分類する圧縮状態分類手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関異常診断装置。
2. 前記噴射状態分類手段は、前記回転変動と前記噴射量補正量と前記失火判定履歴とのそれぞれで分類した前記異常レベルのうち最も重い前記異常レベルを、前記燃料噴射弁の噴射不良の異常状態のレベルとすることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関異常診断装置。
3. 前記噴射状態分類手段の分類結果と前記圧縮状態分類手段の分類結果とをそれぞれ表示する表示手段をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関異常診断装置。
4. 前記圧縮状態取得手段は、前記噴射状態分類手段が前記燃料噴射弁の噴射不良の異常状態を複数のレベルに分類した後、前記燃料噴射弁の噴射を停止させ、モータ駆動により前記内燃機関を回転させて前記気筒内の圧縮状態を取得することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の内燃機関異常診断装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の内燃機関異常診断装置を用いた内燃機関異常診断方法であって、
   前記圧縮状態取得手段が前記内燃機関の気筒内の圧縮状態を取得する場合、前記内燃機関の各気筒に設置されたグロープラグを取り外し、前記圧縮状態として各気筒の気筒内圧を検出する圧力センサを前記グロープラグの取付孔に取り付けることを特徴とする内燃機関異常診断方法。
6. 請求項１から４のいずれか一項に記載の内燃機関異常診断装置を用いた内燃機関異常診断方法であって、
   前記噴射状態分類手段による分類結果と、前記圧縮状態分類手段による分類結果とを比較し、異常状態のレベルが前記気筒において同じ場合、前記異常診断装置により前記燃料噴射弁の駆動を停止させた後、マニュアル診断で前記内燃機関の運転状態の異常原因を診断することを特徴とする内燃機関異常診断方法。

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