JP4900324B2

JP4900324B2 - 故障判定装置

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Publication number: JP4900324B2
Application number: JP2008150514A
Authority: JP
Inventors: 肇清水
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-06-09
Filing date: 2008-06-09
Publication date: 2012-03-21
Anticipated expiration: 2028-06-09
Also published as: JP2009293592A

Description

本発明は、例えば運転状態に応じて潤滑油の油圧を多段階に切り替える油圧切替手段を備えるエンジンにおける油圧切替手段の故障を判定するための故障判定装置に関する。

この種のエンジンは、例えば油圧リリーフ弁やレギュレータバルブのような油圧切替手段を備え、オイルポンプから吐出される潤滑油の油圧を、所望圧に調整した上で、エンジン各部に供給する潤滑系統が設けられる。上記油圧切替手段として、エンジンの運転領域に応じて潤滑油の油圧を高低２段階に切り替え可能な構成を採用すれば、潤滑油量の要求量が比較的多い高負荷時には、潤滑油の油圧を高くすることにより、所要の潤滑油量を確保する一方で、潤滑油量の要求量が比較的少ない低負荷時には、潤滑油の油圧を低くすることにより、オイルポンプの駆動エネルギを低減することができ、もって当該エンジンの燃費性能を向上させることが可能となる。

ところで、この種の油圧切替手段においてハード的な故障した場合（例えば、切り替えバルブが固着した場合、若しくは断線した場合）、油圧が所望の油圧から外れてしまい、以下のような不具合が生じ得る。例えば、油圧が低油圧側に固着してしまう場合には、高負荷時において潤滑油量が不足してしまいエンジンが焼き付いてしまう虞がある。一方、油圧が高油圧側に固着してしまう場合には、油圧切替手段が故障していない場合に比べて、油圧切替手段による仕事量（例えば、オイルポンプの駆動に要する仕事量）が増加するため、燃費が悪化する虞がある。

このような不具合に対処するため、例えば以下の特許文献１に係る技術が提案されている。特許文献１に提案された技術によると、油圧切替手段によって油圧を所望圧に切り替えるために要する油圧切替時間を計測し、該計測時間が所定の閾値時間を超える場合には、油圧切替手段が故障していると判定する。

特開平０６−１０１４３９号公報

しかしながら、前述の特許文献１に係る技術によれば、油圧切替手段の故障が、油圧切替時間に現れない場合には、該故障を十分に判定できない虞がある。或いは、油圧切替手段が故障していないにも関わらず、他の要因によって油圧切替時間が変化した場合には、該故障を誤って判定してしまう虞がある。

本発明は、例えば上述した問題点に鑑みてなされたものであり、運転状態に応じて潤滑油の油圧を多段階に切り替える油圧切替手段における故障を好適に判定することが可能な、故障判定装置を提供することを課題とする。

本発明に係る故障判定装置は、上記課題を解決するために、エンジンの潤滑部に供給される潤滑油の油圧を多段階に切り替える油圧切替手段が故障しているか否かを判定する故障判定装置であって、前記油圧が低油圧及び高油圧の少なくとも２段階に切り替わるように前記油圧切替手段を制御する制御手段と、所定条件下での、所定パラメータについて、前記油圧が前記低油圧に切り替わる低油圧制御下での値と、前記油圧が前記高油圧に切り替わる高油圧制御下での値との比較を行うことにより、前記油圧切替手段が故障しているか否かの判定を行う故障判定手段とを備える。

本発明に係る故障判定装置によれば、まず、エンジンの潤滑部に供給される潤滑油の油圧を多段階に切り替える油圧切替手段が故障しているか否かが判定される。ここで、「潤滑部」とは、エンジンにおいてに潤滑油の供給が必要な部位であり、例えば、カムやクランク等の回転部、及び弁機構やシリンダ壁面等の摺動部である。「油圧切替手段」とは、潤滑油の油圧を多段階に切り替えることが可能な機構（例えば、オイルポンプや油圧リリーフ弁）であり、加圧又は減圧態様は特に限定されず、例えば機械的でも化学的でもよい。「油圧を多段階に切り替える」とは、油圧が少なくとも２以上の値（例えば、相対的に低い低油圧と、相対的に高い高油圧）を取り得ることを意味しており、油圧の切替態様は特に限定されず、例えば文字通りの段階的でもよいし連続的でもよい。

制御手段は、例えば油圧切替手段と電気的に接続された電子制御装置（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ：ＥＣＵ）であり、油圧が低油圧及び高油圧の少なくとも２段階に切り替わるように油圧切替手段を制御する。ここで、「高油圧」とは、潤滑油量の要求量が相対的に多い高負荷時に、所要の潤滑油量を確保することが可能な油圧として、実験、経験又はシミュレーションによって予め定められる、後述の「低油圧」に比べて相対的に高い油圧を意味し、エンジンの動作時にフィードバック的に補正されてもよい。一方で、「低油圧」とは、潤滑油量の要求量が相対的に少ない低負荷時に、所要の潤滑油量を確保しつつも、油圧切替手段が要する駆動エネルギを極力抑制することが可能な油圧として、実験、経験又はシミュレーションによって予め定められる、相対的に低い油圧を意味し、エンジンの動作時にフィードバック的に補正されてもよい。

故障判定手段は、例えば所定パラメータを検出又は算出可能な電子制御装置であり、所定条件下での、所定パラメータについて、低油圧制御下での値と高油圧制御下での値との比較を行うことにより、油圧切替手段が故障しているか否かの判定を行う。ここで、「所定条件」とは、所定パラメータについて、低油圧制御下での値と高油圧制御下での値とが、油圧切替手段が故障しているか否かに応じて異なるような条件（好ましくはその違いが比較的顕著に表れるような条件であって、低油圧制御及び高油圧制御を意図的に行ったとしても特段の不利益が生じないような条件）であり、例えば後述するように、エンジンがアイドル状態にあることや、エンジンがアイドル状態になくても一定の動作中であること、等が挙げられる。「所定パラメータ」とは、油圧切替手段が故障しているか否かを判断するための指標となりうるパラメータであり、好ましくはこれらのパラメータのうち、専用の検出手段を新設しなくとも直接的に検出可能なもの、又は他のパラメータに基づいて間接的に算出可能なものであり、例えば後述するように、エンジンに供する燃料噴射量、エンジン回転数又はトルクの変動又は低下量、等が挙げられる。「低油圧制御下」とは、油圧が低油圧に制御された状態を示し、「高油圧制御下」とは、油圧が高油圧に制御された状態を示す。「所定パラメータについて、前記低油圧制御下での値と前記高油圧制御下での値との比較を行う」際には、所定パラメータの値そのものを比較するのみならず、その値の変動の仕方（例えば、時間微分）のように当該パラメータを特徴付ける他のパラメータを比較することも含まれる。「油圧切替手段が故障しているか否かの判定」には、油圧切替手段が故障しているか否かを判別することのみならず、故障の程度を多段階で評価することも含まれる。「油圧切替手段が故障している」とは、制御手段による制御通りに油圧が切り替わらない状態を示し、例えば当該油圧切替手段を構成する油圧切替用のバルブが固着している状態や、バルブを開閉するための制御線が断線している状態が挙げられる。

さてここで、特許文献１に係る技術によれば、上記課題に示したような技術的問題がある。すなわち、油圧切替手段の故障が、油圧切替時間に現れない場合には、該故障を十分に判定できない虞がある。或いは、油圧切替手段が故障していないにも関わらず、他の要因によって油圧切替時間が変化した場合には、該故障を誤って判定してしまう虞がある。

これに対して、本発明によれば、以下のようにして、油圧切替手段における故障を好適に判定可能である。すなわち、所定条件下において、制御手段は、油圧が低油圧及び高油圧に切り替わるように、油圧切替手段に対する低油圧制御及び高油圧制御を意図的に行う。故障判定手段は、所定パラメータについて、各制御下での値の比較を行い、この比較結果が、油圧切替手段が故障している場合に想定される結果と合致するか否かに応じて、当該油圧切替手段が故障しているか否かの判定を行うことが可能となる。特に、特許文献１に係る技術との比較においては、油圧切替手段の故障が、油圧切替時間に現れない場合であっても、油圧切替時間以外の所定パラメータに基づいた故障の判定を行うことができる。また、低油圧制御及び高油圧制御を意図的に切り替え、そのように積極的に創り出した状況下での所定パラメータの値に基づいて、故障の判定を行うので、他の要因が入り込む時間的な余地を極力抑制できる。

このようにして、本発明によれば、油圧切替手段における故障を好適に判定を行うことが可能となり、実践上非常に有利である。

本発明に係る故障判定装置の一態様では、上記課題を解決するために、前記故障判定手段は、前記所定条件下での、前記所定パラメータについて、前記低油圧制御下での値と前記高油圧制御下での値との比較を行い、両値の差が所定範囲内である場合には、前記油圧切替手段が故障しているとの判定を行う。

この態様によると、故障判定手段は、所定条件下での、所定パラメータについて、低油圧制御下での値と高油圧制御下での値との比較を行う。ここで、油圧切替手段が故障していない場合には、低油圧制御下で油圧は実際に低油圧になり、高油圧制御下で油圧は実際に高油圧になるため、所定パラメータについて、低油圧制御下での値と高油圧制御下での値との差は所定範囲内に収まらないはずである。しかしながら、油圧切替手段が故障している場合には、低油圧制御下でも高油圧制御下でも、油圧は実際には殆ど変わらない。そこで、所定条件下での、所定パラメータについて、低油圧制御下での値と高油圧制御下での値の差が所定範囲内である場合には、油圧切替手段が故障しているとの判定を行うことができる。なお「所定範囲」とは、所定条件下での、所定パラメータについて、実際に低油圧での値と実際に高油圧での値の差が超えるべき範囲として、予め実験又はシミュレーションによって求められる範囲、又はその範囲に若干のマージンを加味したものである。

本発明に係る故障判定装置の他態様では、上記課題を解決するために、前記故障判定手段は、前記エンジンがアイドル状態にある場合の、所定パラメータについて、前記比較を行うことにより、前記油圧切替手段の故障に係る前記判定を行う。

この態様によると、エンジンの「アイドル状態」とは、エンジン回転数が所定の低回転数領域（例えば、４００〜８００ｒｐｍ程度。このときのエンジン回転数を、アイドリング回転数とも言う）に維持された状態、及びこれに準ずる周辺領域をいう。エンジンがアイドル状態にある場合、所定パラメータについて、低油圧制御下での値と高油圧制御下での値とが、油圧切替手段が故障しているか否かに応じて異なる。そこで、故障判定手段は、両値の比較を行うことにより、油圧切替手段が故障しているか否かの判定を行うことができる。

この他態様では、前記故障判定手段は、前記エンジンがアイドル状態にある場合の、前記エンジンに供する燃料噴射量について、前記比較を行うことにより、前記油圧切替手段の故障に係る前記判定を行ってもよい。

この態様によると、上述の「所定パラメータ」として、エンジンに供する燃料噴射量について、前記比較が行われる。ここで、油圧切替手段が故障していない場合には、低油圧制御下で油圧は実際に低油圧になり、高油圧制御下で油圧は実際に高油圧になり、この実際の油圧の高低に伴いエンジンのフリクションが増減する。このとき、エンジンがアイドル状態にある場合には、エンジン回転数を所定のアイドリング回転数に収めるために、公知の電子制御装置が司る燃料噴射制御によって、油圧の高低に合わせて燃料噴射量も増減されるはずである。しかしながら、油圧切替手段が故障している場合には、低油圧制御下でも高油圧制御下でも、油圧は実際には殆ど変わらず、燃料噴射量も実際には殆ど変わらない。このことに着目して、油圧切替手段が故障しているか否かの判定を行うことが可能である。この判定の最中も、エンジン回転数は所定のアイドリング回転数に維持されたままなので、当該判定が行われていることは運転者にも気付かれ難い。また、当該判定に専用の新たなセンサを新設する必要もないので、実用上非常に有利である。

このように燃料噴射量について、前記比較を行う態様では、前記故障判定手段は、前記エンジンがアイドル状態にある場合であっても、前記油圧の高低以外に、前記エンジンに供する燃料噴射量を増減させる要因がある場合には、前記油圧切替手段の故障に係る前記判定を中止するとよい。

この態様によると、エンジンがアイドル状態にある場合であっても、エアコンのオン／オフに伴うコンプレッサの作動、ライトのオン／オフやワイパー操作に伴うオルタネータの発電動作、或いはエンジン冷却水の水温上昇中（すなわちエンジンの暖機過程中）である場合（以下、このような場合を、後述する「アイドル安定状態」に対して、「非アイドル安定状態」とも言う）には、これらの要因によってエンジンに供する燃料噴射量が増減し得る。そうすると、これらの要因が、油圧切替手段の故障に係る前記判定のかく乱要因となり得る。そこで、これらの要因がある場合には、油圧切替手段の故障に係る前記判定を中止、中断、又は禁止する。逆に、エンジンがアイドル状態にある場合であって、且つこれらの要因がない、アイドル安定状態にある場合に限り、油圧切替手段の故障に係る前記判定を行う。これにより、誤判定を防止できる。

或いは、このように燃料噴射量について、前記比較を行う態様では、前記故障判定手段は、前記エンジンがアイドル状態にある場合であっても、前記燃料噴射量の要求量が所定の燃料噴射閾値を上回る場合には、前記油圧切替手段の故障に係る前記判定を中止するとよい。

この態様によると、エンジンがアイドル状態にある場合であっても、排気温度制御下で排気温度を所定温度よりも上げる必要がある場合や、低圧・低外気温である場合（以下、このような場合を、後述する「アイドル安定状態」に対して、「非アイドル安定状態」とも言う）には、燃料噴射量の要求量が所定の燃料噴射閾値を上回ることがある。かかる場合に、油圧切替手段の故障に係る前記判定を行うために、低油圧制御及び高油圧制御を意図的に切り替えてしまうと、燃料噴射量が前記所定の燃料噴射閾値を下回る虞がある。そこで、かかる場合に油圧切替手段の故障に係る前記判定を中止、中断、又は禁止する。逆に、エンジンがアイドル状態にある場合であって、且つ燃料噴射量の要求量が所定の燃料噴射閾値を上回らない場合に限り、油圧切替手段の故障に係る前記判定を行う。これにより、排気温度が十分に上昇しなかったり、燃焼室壁温の低下により白煙や高ＨＣが発生してしまったりすることを回避できる。なお、「所定の燃料噴射閾値」とは、排気温度を所定温度よりも上げるために要する燃料噴射量として実験又はシミュレーションによって導出され、排気温度その他の運転条件と対応付けられて予め記憶された値を意味してもよく、あるいは、低圧・低外気温でも白煙や高ＨＣが発生しない程度の燃焼室壁温を維持するために要する燃料噴射量として実験又はシミュレーションによって導出され、外気温その他の運転条件と対応付けられて予め記憶された値を意味してもよい。

或いは、本発明に係る故障判定装置の他態様では、上記課題を解決するために、前記故障判定手段は、前記エンジンに供する燃料をカットしている最中での、該燃料を一時的に微量噴射することによって生じるエンジン回転数の変動又はトルク変動について、前記比較を行うことにより、前記油圧切替手段が故障しているか否かの判定を行う。

この態様によると、仮にエンジンが高地や低外気温地に置かれており、上記のようなアイドル安定状態にない場合であるために、燃料噴射量に基づく前記判定が中止されるような場合であっても、以下のような所定条件下で、代わりの判定（この代わりの判定を、便宜上、「代理故障判定」とも言う）を行うことが可能である。具体的には、エンジンに供する燃料をカットし、その最中において一時的に該燃料を微量噴射すると、エンジン回転数の変動やトルク変動が生じる。本願発明者の研究によれば、油圧切替手段が故障していなければ、このエンジン回転数の変動やトルク変動は、油圧の高低に応じて異なることが判明している。具体的には、油圧が高いほど、エンジン回転数の変動の程度は小さいことが判明している。そこで、代理故障判定では、微量噴射に係る噴射量を学習しておき、学習値に基づき燃料を微量噴射する際に生じるエンジン回転数の変動やトルク変動について、低油圧制御下での値（具体的には、エンジン回転数の時間変動率）と、高油圧制御下での値との比較を行う。このように代理故障判定によれば、上記のようなアイドル安定状態にない場合であっても、油圧切替手段が故障しているか否かの判定を行うことが可能となる。なお、「微量」及び「一時的」とは、油圧切替手段が故障していない場合に、低油圧制御下での値と高油圧制御下での値とが判別可能な程度に、エンジン回転数の変動又はトルク変動を生じさせうる燃料噴射量及び噴射時間として、実験又はシミュレーションによって予め定められ又は事後的に学習されるものを言う。

或いは、本発明に係る故障判定装置の他態様では、上記課題を解決するために、前記故障判定手段は、エンジン回転数を低下させる動作中での、該エンジン回転数の低下速度について、前記比較を行うことにより、前記油圧切替手段が故障しているか否かの判定を行う。

この態様によると、仮にエンジンが高地や低外気温地に置かれており、上記のようなアイドル安定状態にない場合であるために、燃料噴射量に基づく前記判定が中止されるような場合であっても、以下のような所定条件下で、代わりの判定（この代わりの判定を、便宜上、「代理故障判定」とも言う）を行うことが可能である。すなわち、上述のように、本願発明者の研究によれば、油圧切替手段が故障していなければ、このエンジン回転数は、油圧の高低に応じて異なることが判明している。そこで、代理故障判定では、エンジンに供する燃料をカットし、その最中において低油圧制御から高油圧制御へと一時的に切り替えたときにエンジン回転数の低下速度に変化が殆どみられない場合には、油圧切替手段が故障していると判定する。逆に、代理故障判定では、高油圧制御に伴いエンジン回転数が一時的に落ち込む場合には、油圧切替手段が故障していないと判定する。このように代理故障判定によれば、上記のようなアイドル安定状態にない場合であっても、油圧切替手段が故障しているか否かの判定を行うことが可能となる。

本発明の作用及び他の利得は、次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされよう。

以下、発明を実施するための最良の形態として本発明の一実施形態を、図面に基いて詳細に説明する。

図１は、実施形態に係る故障判定装置１００を示す模式的に示す側面図である。

図１に示すように、実施形態に係る故障判定装置１００は、潤滑経路１、オイルパン１１、オイルストレーナ１２、油圧切替部１３、ピストンジェット１５、及びＥＣＵ４０を備えている。

潤滑経路１は、オイルパン１１に溜まった潤滑油を、エンジン１０の内部に循環させることにより、エンジン１０の潤滑、緩衝、気密性保持、冷却、清浄等を図る経路である。尚、潤滑経路１上の矢印は、潤滑油の流れを示す。潤滑経路１には、上流側から、オイルストレーナ１２、油圧切替部１３、及びピストンジェット１５が配置されている。

オイルストレーナ１２は、油圧切替部１３に吸引される潤滑油を濾過する。油圧切替部１３は、不図示のクランクシャフトにより駆動される。油圧切替部１３は、オイルパン１１からオイルストレーナ１２を介して潤滑油を吸引すると共に、吸引した潤滑油を潤滑経路１に圧送する。

油圧切替部１３は、ＥＣＵ４０による制御下、例えば予め規定された運転状態と油圧との関係に応じて、潤滑経路１における油圧を、低油圧及び高油圧の少なくとも２段階に切り替える。

ここで図２及び図３を参照して、油圧切替部１３について更に詳述する。図２は、実施形態に係る高油圧制御下での油圧切替部１３を部分的に示す側面図である。図３は、実施形態に係る低油圧制御下での油圧切替部１３を部分的に示す側面図である。

図２及び図３に示すように、油圧切替部１３は、潤滑経路１に沿って、オイルポンプ１３１、油圧リリーフ弁１３２、及びオイルコントロールバルブ（ＯｉｌＣｏｎｔｒｏｌＶａｌｖｅ：ＯＣＶ）１３３を備える。油圧切替部１３は、ＥＣＵ４０による制御下、オイルコントロールバルブ１３３を切り替えることによって、油圧リリーフ弁１３２に対する潤滑油の流れを切り替える。そして、図２に示すように、オイルコントロールバルブ１３３から油圧リリーフ弁１３２へ潤滑油を流すことによって、油圧リリーフ弁１３２からオイルポンプ１３１へ潤滑油が還流しなくなるので、潤滑経路１における油圧が高油圧に切り替わる。他方で、図３に示すように、オイルコントロールバルブ１３３から油圧リリーフ弁１３２へ潤滑油を流さないようにすることによって、油圧リリーフ弁１３２からオイルポンプ１３１へ潤滑油が還流するので、潤滑経路１における油圧が低油圧に切り替わる。

再び図１に戻り、ピストンジェット１５は、ピストン２０に対して、その底面側から潤滑油を吹き付ける。ピストン２０は、気筒２１の燃焼室を形成している。

ＥＣＵ４０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びＡ／Ｄ変換器等を含んで構成される。ＥＣＵ４０は、故障判定装置１００及びエンジン１０を総括的に制御する。

ここで仮に、油圧切替部１３が故障してしまうと、前述のような油圧の切替が不能となってしまい、エンジン１０の潤滑、緩衝、気密性保持、冷却、清浄等が不能となる。

そこで、ＥＣＵ４０は、次のようにして、油圧切替部１３が故障しているか否かの判定を行う。すなわち、所定条件下での、所定パラメータ（例えば、エンジン１０における燃料噴射量や、エンジン回転数）について、潤滑経路１における油圧が低油圧に切り替わる低油圧制御下での値と、高油圧に切り替わる高油圧制御下での値との比較を行うことにより、油圧切替部１３が故障しているか否かの判定を行う。

続いて、実施形態に係る故障判定装置１００の動作について詳述する。

図４は、実施形態に係る故障判定装置１００の動作を示すフローチャートである。

図４に示すように、先ず、ＥＣＵ４０は、エンジン１０がアイドル状態にあるか否かを確認する（ステップＳ１）。ここで、エンジン１０がアイドル状態にある場合（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、更に、ＥＣＵ４０は、エンジン１０がアイドル安定状態にあるか否かを確認する（ステップＳ２）。これにより、後述の燃料噴射量に基づく、油圧切替手段の故障に係る故障判定（ステップＳ３１）の確度が向上する。

ここで、エンジン１０がアイドル安定状態にある場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ４０は、燃料噴射量に基づく、油圧切替手段の故障に係る故障判定を行う（ステップＳ３１）。これにより、油圧切替手段における故障を好適に判定可能となる。

他方で、エンジン１０がアイドル状態にない場合（ステップＳ１：Ｎｏ）、或いは、エンジン１０がアイドル安定状態にない場合（ステップＳ２：Ｎｏ）には以下のような不具合がある。この不具合につき、図５を参照して説明する。

図５は、アイドル状態での暖機過程（即ち、非アイドル安定状態の一例）における、エンジン水温、エンジンフリクション、及び燃料噴射量の経時変化を示す特性図である。

図５に示すように、例えばエンジン冷却水の水温上昇中（すなわち、エンジン１０の暖機過程中）である場合（図５における、時間ｔ₁〜ｔ₂も参照）には、エンジンに供する燃料噴射量やエンジンフリクションが、油圧切替以外の要因によって増減している。そのため、燃料噴射量に基づいて、油圧切替手段の故障に係る故障判定を行うことは、確度確保の観点から適切でない。そこで、かかる場合には、ＥＣＵ４０は、油圧切替手段の故障に係る故障判定（ステップＳ３１。詳細については後述する。）の代わりに、代理故障判定を行う（ステップＳ３２。詳細については後述する。）。これにより、エンジン１０がアイドル安定状態にない場合であっても、油圧切替手段における故障を好適に判定可能となる。

これらの故障判定（ステップＳ３１又はステップＳ３２）と並行して又は次いで、当該故障判定中に、他の操作が入らなかったかどうかを確認する（ステップＳ４）。ここで、当該故障判定中に、他の操作が入らなかった場合には（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、そのまま当該故障判定を続け、その判定結果を採用する。他方で、当該故障判定中に、他の操作が入った場合には（ステップＳ４：Ｎｏ）、故障判定を中止するか、当該判定結果を破棄する（ステップＳ５）。これにより、油圧切替手段の故障に係る故障判定（ステップＳ３１）、及びその代理故障判定（ステップＳ３２）の確度が向上する。

続いて、図４に示した、燃料噴射量に基づく故障判定ルーチン（ステップＳ３１）について、図６〜図８を参照して、詳述する。図６は、実施形態に係る、燃料噴射量に基づく故障判定ルーチン（ステップＳ３１）を示すフローチャートである。図７は、アイドル状態での燃料噴射制御下における、エンジン回転数（目標値）と燃料噴射量との対応関係を示すマップである。図８は、アイドル状態での燃料噴射制御下における、燃料噴射量の経時変化を示す特性図である。

図６に示すように、ＥＣＵ４０は、エンジン１０がアイドル状態にある場合（図８の時間ｔ₃以降も参照）の、燃料噴射量について、低油圧制御下での値と、高油圧制御下での値とを比較する（ステップＳ３１１）。具体的には、高油圧制御から低油圧制御に切り替え（図８の時間ｔ₄も参照）、両制御下での、燃料噴射量の値を比較する。そして、ＥＣＵ４０は、比較された両値の差ΔＱが所定範囲内にあるか否かを確認する（ステップＳ３１２）。

ここで、図７に示すように、油圧切替部１３が故障していない場合には、低油圧制御下で油圧は実際に低油圧（すなわち、低フリクション）になり、高油圧制御下で油圧は実際に高油圧（すなわち、高フリクション）になるので、エンジン１０がアイドル回転数を維持するために、油圧の高低に合わせて燃料噴射量も増減されるはずであり、差ΔＱが所定範囲内に収まらないはずである。

そこで、図６では、差ΔＱが所定範囲内にない場合には（ステップＳ３１２：Ｎｏ）、低油圧制御及び高油圧制御に従って油圧が実際に低油圧及び高油圧に切り替わっていると推察されるので、ＥＣＵ４０は、油圧切替部１３が故障しているとは判定しないか、或いは、油圧切替部１３は正常であると判定する（図８の時間ｔ₅も参照）。

他方で、差ΔＱが所定範囲内にある場合には（ステップＳ３１２：Ｙｅｓ）、低油圧制御及び高油圧制御に従って油圧が実際に低油圧及び高油圧に切り替わっていないと推察されるので、ＥＣＵ４０は、油圧切替部１３が故障していると判定する（ステップＳ３１３）。

このようにして、実施形態に係る燃料噴射量に基づく故障判定を行うことができる。

続いて、図４に示した代理故障判定ルーチン（ステップＳ３２）の一態様について、図９〜図１０を参照して、詳述する。図９は、実施形態に係る第１の代理故障判定ルーチン（ステップＳ３２）を示すフローチャートである。図１０は、実施形態に係る第１の代理故障判定ルーチン（ステップＳ３２）における、燃料微量及びエンジン回転数の経時変化を夫々示す特性図である。

図９に示すように、エンジン１０がアイドル安定状態にない場合、燃料噴射量は油圧の高低以外の要因によって変動する。そこで、ＥＣＵ４０は、燃料噴射量を略ゼロにし（つまり、燃料をカットし）、その最中に、燃料を一時的（図１０における、時間ｔ₆〜ｔ₇も参照）に微量噴射するように、燃料噴射制御を行う。そして、ＥＣＵ４０は、この燃料微量噴射によって生じるエンジン回転数の変動（具体的には、エンジン回転数の時間変動率）について、低油圧制御下での値と、高油圧制御下での値とを比較する（ステップＳ３２１１）。そして、ＥＣＵ４０は、エンジン回転数の時間変動率について、比較された両値の差が所定範囲内にあるか否かを確認する（ステップＳ３２１２）。なお、ここでエンジン回転数の時間変動率に係る「所定範囲」は、上述した燃料噴射量のそれと同様の趣旨に基づいて予め特定されるが、当然ながらその実際の値は異なる。

そして、図１０に示すように、エンジン回転数の時間変動率について、比較された両値の差が所定範囲内にない場合には（ステップＳ３２１２：Ｎｏ）、ＥＣＵ４０は、油圧切替部１３が故障しているとは判定しないか、或いは、油圧切替部１３は正常であると判定する。

他方で、エンジン回転数の時間変動率について、比較された両値の差が所定範囲内にある場合には（ステップＳ３２１２：Ｙｅｓ）、低油圧制御及び高油圧制御に従って油圧が実際に低油圧及び高油圧に切り替わっていないと推察されるので、ＥＣＵ４０は、油圧切替部１３が故障していると判定する（ステップＳ３２１３）。

このようにして、第１の代理故障判定ルーチン（ステップＳ３２）が行われるので、エンジン１０がアイドル安定状態になくても、油圧切替部１３が故障しているか否かを好適に判定可能である。

続いて、図４に示した代理故障判定ルーチン（ステップＳ３２）の他態様について、図１１〜図１２を参照して、詳述する。図１１は、実施形態に係る第２の代理故障判定ルーチン（ステップＳ３２）を示すフローチャートである。図１２は、実施形態に係る第２の代理故障判定ルーチン（ステップＳ３２）における、エンジン回転数の経時変化を示す特性図である。

図１１に示すように、この態様では、ＥＣＵ４０は、燃料噴射量以外のパラメータとしてエンジン回転数の低下速度に着目する。具体的には、ギヤ変速時（図１２における、時間ｔ₈も参照）における、エンジン回転数の低下速度について、低油圧制御下での値と、高油圧制御下での値とを比較する（ステップＳ３２２１）。例えば、油圧切替部１３が故障していなければ、高油圧に切り替わった際に、エンジン回転数の低下速度の絶対値が相対的に増すはずである。そこで、ＥＣＵ４０は、エンジン回転数の低下速度について、比較された両値の差が所定範囲内にあるか否かを確認する（ステップＳ３２２２）。なお、ここでエンジン回転数の低下速度に係る「所定範囲」は、上述した燃料噴射量のそれと同様の趣旨に基づいて予め特定されるが、当然ながらその実際の値は異なる。

そして、図１２に示すように、エンジン回転数の低下速度について、比較された両値の差が所定範囲内にない場合には（ステップＳ３２２２：Ｎｏ）、ＥＣＵ４０は、油圧切替部１３が故障しているとは判定しないか、或いは、油圧切替部１３は正常であると判定する。

他方で、エンジン回転数の低下速度について、比較された両値の差が所定範囲内にある場合には（ステップＳ３２２２：Ｙｅｓ）、低油圧制御及び高油圧制御に従って油圧が実際に低油圧及び高油圧に切り替わっていないと推察されるので、ＥＣＵ４０は、油圧切替部１３が故障していると判定する（ステップＳ３２２３）。

このようにして、第２の代理故障判定ルーチン（ステップＳ３２）が行われるので、エンジン１０がアイドル安定状態になくても、油圧切替部１３が故障しているか否かを好適に判定可能である。

続いて、図４に示した代理故障判定ルーチン（ステップＳ３２）の他態様について、図１３〜図１４を参照して、詳述する。図１３は、実施形態に係る第３の代理故障判定ルーチン（ステップＳ３２）を示すフローチャートである。図１４は、実施形態に係る第３の代理故障判定ルーチン（ステップＳ３２）における、エンジン回転数及び油圧の経時変化を夫々示す特性図である。

図１３に示すように、この態様でも、ＥＣＵ４０は、燃料噴射量以外のパラメータとしてエンジン回転数の低下速度に着目する。具体的には、ＥＣＵ４０は、燃料噴射量を略ゼロにする（つまり、燃料をカットし）。この際、推進力がなくなるので、フリクションロスによって、エンジン回転数が略一定速度で低下する。その最中に、ＥＣＵ４０は、一時的（図１３における、時間ｔ₉〜ｔ₁₀も参照）に、油圧切替部１３に対する制御を、低油圧制御から高油圧制御に切り替え、更に、エンジン回転数の低下速度について、低油圧制御下での値と、高油圧制御下での値とを比較する（ステップＳ３２３１）。例えば、油圧切替部１３が故障していなければ、高油圧に切り替わった際に、エンジン回転数の低下速度の絶対値が相対的に増すはずである。そこで、ＥＣＵ４０は、エンジン回転数の低下速度について、比較された両値の差が所定範囲内にあるか否かを確認する（ステップＳ３２３２）。なお、ここでエンジン回転数の低下速度に係る「所定範囲」は、上述した燃料噴射量のそれと同様の趣旨に基づいて予め特定されるが、当然ながらその実際の値は異なる。

そして、図１４に示すように、エンジン回転数の低下速度について、比較された両値の差が所定範囲内にない場合には（ステップＳ３２３２：Ｎｏ）、ＥＣＵ４０は、油圧切替部１３が故障しているとは判定しないか、或いは、油圧切替部１３は正常であると判定する。

他方で、エンジン回転数の低下速度について、比較された両値の差が所定範囲内にある場合には（ステップＳ３２３２：Ｙｅｓ）、低油圧制御及び高油圧制御に従って油圧が実際に低油圧及び高油圧に切り替わっていないと推察されるので、ＥＣＵ４０は、油圧切替部１３が故障していると判定する（ステップＳ３２３３）。

このようにして、第３の代理故障判定ルーチン（ステップＳ３２）が行われるので、エンジン１０がアイドル安定状態になくても、油圧切替部１３が故障しているか否かを好適に判定可能である。

尚、本実施形態において、「故障判定装置１００」が、本発明に係る「故障判定装置」の一例であり、「潤滑経路１、及びエンジン１０の内部」が、本発明に係る「潤滑部」の一例であり、「油圧切替部１３」が、本発明に係る「油圧切替手段」の一例であり、「ＥＣＵ４０」が、本発明に係る「制御手段」の一例であり、「ＥＣＵ４０」が、本発明に係る「故障判定手段」の一例である。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨、或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う故障判定装置も又、本発明の技術的範囲に含まれるものである。

実施形態に係る故障判定装置１００を示す模式的に示す側面図である。実施形態に係る高油圧制御下での油圧切替部１３を部分的に示す側面図である。実施形態に係る低油圧制御下での油圧切替部１３を部分的に示す側面図である。実施形態に係る故障判定装置１００の動作を示すフローチャートである。アイドル状態での暖機過程（即ち、非アイドル安定状態の一例）における、エンジン水温、エンジンフリクション、及び燃料噴射量の経時変化を示す特性図である。実施形態に係る、燃料噴射量に基づく故障判定ルーチン（ステップＳ３１）を示すフローチャートである。アイドル状態での燃料噴射制御下における、エンジン回転数（目標値）と燃料噴射量との対応関係を示すマップである。アイドル状態での燃料噴射制御下における、燃料噴射量の経時変化を示す特性図である。実施形態に係る第１の代理故障判定ルーチン（ステップＳ３２）を示すフローチャートである。実施形態に係る第１の代理故障判定ルーチン（ステップＳ３２）における、燃料微量及びエンジン回転数の経時変化を夫々示す特性図である。実施形態に係る第２の代理故障判定ルーチン（ステップＳ３２）を示すフローチャートである。実施形態に係る第２の代理故障判定ルーチン（ステップＳ３２）における、エンジン回転数の経時変化を示す特性図である。実施形態に係る第３の代理故障判定ルーチン（ステップＳ３２）を示すフローチャートである。実施形態に係る第３の代理故障判定ルーチン（ステップＳ３２）における、エンジン回転数及び油圧の経時変化を夫々示す特性図である。

符号の説明

１００…故障判定装置、１…潤滑経路、１０…エンジン、１３…油圧切替部、４０…ＥＣＵ

Claims

エンジンの潤滑部に供給される潤滑油の油圧を多段階に切り替える油圧切替手段が故障しているか否かを判定する故障判定装置であって、
前記油圧が低油圧及び高油圧の少なくとも２段階に切り替わるように前記油圧切替手段を制御する制御手段と、
所定条件下での、所定パラメータについて、前記油圧が前記低油圧に切り替わる低油圧制御下での値と、前記油圧が前記高油圧に切り替わる高油圧制御下での値との比較を行うことにより、前記油圧切替手段が故障しているか否かの判定を行う故障判定手段と
を備えることを特徴とする故障判定装置。
前記故障判定手段は、前記所定条件下での、前記所定パラメータについて、前記低油圧制御下での値と前記高油圧制御下での値との比較を行い、両値の差が所定範囲内である場合には、前記油圧切替手段が故障しているとの判定を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の故障判定装置。
前記故障判定手段は、前記エンジンがアイドル状態にある場合の、所定パラメータについて、前記比較を行うことにより、前記油圧切替手段の故障に係る前記判定を行う
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の故障判定装置。
前記故障判定手段は、前記エンジンがアイドル状態にある場合の、前記エンジンに供する燃料噴射量について、前記比較を行うことにより、前記油圧切替手段の故障に係る前記判定を行う
ことを特徴とする請求項３に記載の故障判定装置。
前記故障判定手段は、前記エンジンがアイドル状態にある場合であっても、前記油圧の高低以外に、前記エンジンに供する燃料噴射量を増減させる要因がある場合には、前記油圧切替手段の故障に係る前記判定を中止する
ことを特徴とする請求項４に記載の故障判定装置。
前記故障判定手段は、前記エンジンがアイドル状態にある場合であっても、前記燃料噴射量の要求量が所定の燃料噴射閾値を上回る場合には、前記油圧切替手段の故障に係る前記判定を中止する
ことを特徴とする請求項４に記載の故障判定装置。
前記故障判定手段は、前記エンジンに供する燃料をカットしている最中での、該燃料を一時的に微量噴射することによって生じるエンジン回転数の変動又はトルク変動について、前記比較を行うことにより、前記油圧切替手段が故障しているか否かの判定を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の故障判定装置。
前記故障判定手段は、エンジン回転数を低下させる動作中での、該エンジン回転数の低下速度について、前記比較を行うことにより、前記油圧切替手段が故障しているか否かの判定を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の故障判定装置。