JP6228763B2

JP6228763B2 - 異常判定システム及び異常判定方法

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Publication number: JP6228763B2
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Inventors: 平中野
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Description

本発明は、車両の流体通路に設けられた圧力損失部の異常を判定する異常判定システム及び異常判定方法に関する。

流体通路として、例えばエンジンの吸気通路又は排気通路には、吸気の冷却や排気浄化等を目的として設けられる一方で、流体との摩擦等により圧力損失を生じる圧力損失部が設けられている。圧力損失部の一つであるインタークーラは、吸気通路のうち、吸気を過給する過給機の下流側に設けられ、加圧によって温度が上昇した吸気を冷却する。

圧力損失部に詰まり等の異常が生じると本来の機能が低下するため、従来より、圧力損失部の異常を検出する装置や方法が提案されている。その一例として、温度によりターボチャージャの異常及びインタークーラの異常を推定する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、インタークーラの上流側であってターボチャージャとインタークーラとの間の温度である吐出空気温度、及びインタークーラの下流側の温度を、センサによって検出する。さらにこれらの温度から冷却効率を算出し、正常状態のインタークーラの冷却効率を示すマップと算出した冷却効率とを比較する。そして、冷却効率が正常値よりも低下した場合に、インタークーラに対して異常判定を行う。

特開２００５−１８８４７９号公報

しかし上述した装置は、各センサが正常状態であることを前提にインタークーラの異常を推定し、センサに異常が発生している場合を想定していない。センサに異常が発生した場合には誤判定する可能性がある。尚、こうした問題は、上述した装置に限らず、流体通路に設けられた圧力損失部を備えるシステムにおいては、同様に生じうる問題である。

本発明は、上記実情を鑑みてなされたものであり、その目的は、圧力損失部の異常を判定する異常判定システム及び異常判定方法の信頼性を高めることにある。

上記問題点を解決する異常判定システムは、車両の流体通路に設けられ流体の圧力損失を発生させる圧力損失部の入口圧を検出する入口圧力センサと、前記圧力損失部の出口圧を検出する出口圧力センサと、前記流体通路外の圧力である外圧を検出する外圧センサと、前記圧力損失部の異常を判定する異常判定部とを備え、前記異常判定部は、前記圧力損失部の異常状態における圧力損失を示す第１圧力損失範囲、及びセンサ異常状態における第２圧力損失範囲を格納し、前記通路における流量が、前記圧力損失部の異常を検出可能な最小流量以上であるか否かを判断するとともに、流量が前記最小流量未満のときに検出された前記入口圧及び前記出口圧の差、前記出口圧及び前記外圧の差、前記外圧及び前記入口圧の差が許容範囲に含まれ、且つ流量が前記最小流量以上のときの前記入口圧及び前記出口圧の差圧が、前記第１圧力損失範囲に含まれる場合に、前記圧力損失部に対する異常判定を確定し、流量が前記最小流量未満のときに検出された前記入口圧及び前記出口圧
の差、前記出口圧及び前記外圧の差、前記外圧及び前記入口圧の差のうち少なくとも一つが前記許容範囲に含まれず、且つ流量が前記最小流量以上のときに検出された前記入口圧及び前記出口圧の差圧が前記第２圧力損失範囲に含まれる場合に、前記入口圧力センサ又は前記出口圧力センサに異常があると判定する。

上記問題点を解決する異常判定方法は、車両の流体通路に設けられ流体の圧力損失を発生させる圧力損失部の異常を、異常判定部を用いて判定する異常判定方法において、前記異常判定部が、前記圧力損失部の入口圧と、前記圧力損失部の出口圧と、前記流体通路外の圧力である外圧とを入力し、前記通路における流量が、前記圧力損失部の異常を検出可能な最小流量以上であるか否かを判断するとともに、流量が前記最小流量未満のときに検出された前記入口圧及び前記出口圧の差、前記出口圧及び前記外圧の差、前記外圧及び前記入口圧の差が許容範囲に含まれ、且つ流量が前記最小流量以上のときの前記入口圧及び前記出口圧の差圧が、前記圧力損失部の異常状態における圧力損失を示す第１圧力損失範囲に含まれる場合に、前記圧力損失部に対する異常判定を確定し、流量が前記最小流量未満のときに検出された前記入口圧及び前記出口圧の差、前記出口圧及び前記外圧の差、前記外圧及び前記入口圧の差のうち少なくとも一つが前記許容範囲に含まれず、且つ流量が前記最小流量以上のときに検出された前記入口圧及び前記出口圧の差圧が、これらの圧力を検出するセンサの異常状態における第２圧力損失範囲に含まれる場合に、前記入口圧を検出するセンサ又は前記出口圧を検出するセンサに異常があると判定する。

これらの態様によれば、圧力損失部の入口圧及び出口圧と、外圧とを用いて圧力損失部の異常を判定する。通路における流量が最小流量未満のような低流量であるときは、入口圧、出口圧、及び外圧がほぼ等しい。このため、入口圧、出口圧、及び外圧の圧力差に基づき、各センサが正常であるか否かを判断することができる。そして高流量であるときには、各センサが正常であるといった条件の下、圧力損失部における差圧が、第１圧力損失範囲に含まれる場合には、圧力損失部の異常を確定する。このため、圧力損失部の異常判定結果の信頼性を高めることができる。

さらに、入口圧、出口圧、及び外圧がほぼ等しい状態ではなく、且つ入口圧及び出口圧の差圧が第２圧力損失範囲に含まれ異常である場合に、入口圧力センサ又は出口圧力センサが異常であると判定する。このため、圧力損失部の異常を判定する同じ処理において入口圧力センサ又は出口圧力センサの異常を判定できる。

この異常判定システムについて、前記異常判定部は、流量が前記最小流量未満のときに検出された前記入口圧及び前記出口圧の差、前記出口圧及び前記外圧の差、前記外圧及び前記入口圧の差のうち少なくとも一つが前記許容範囲に含まれず、且つ流量が前記最小流量以上のときに検出された前記入口圧及び前記出口圧の差圧が正常圧力範囲に含まれる場合に、前記外圧センサに異常があると判定することが好ましい。

この態様によれば、入口圧、出口圧、及び外圧がほぼ等しい状態ではなく、且つ圧力損失部における差圧が正常圧力範囲に含まれる場合に、外圧センサが異常であると判定する。このため、圧力損失部の異常を判定する同じ処理において外圧センサの異常を判定できる。

この異常判定システムについて、前記異常判定部は、流量が前記最小流量未満のときに検出された前記入口圧、前記出口圧、及び前記外圧のうち、他の２つの圧力値に比べ過大又は過小な圧力値があるか否かを判断し、その過大又は過小な圧力値を検出したセンサを、異常が発生したセンサとして特定することが好ましい。

この態様によれば、入口圧、出口圧、外圧の圧力値を比較することで、異常が発生したセンサを特定することができる。
この異常判定システムについて、前記圧力損失部、前記入口圧力センサ及び前記出口圧力センサは、エンジンの吸気通路又は排気通路に設けられ、前記異常判定部は、吸入空気量に応じてそれぞれ変化する、前記第１圧力損失範囲、センサ異常状態における第２圧力損失範囲、及び正常圧力損失範囲を格納し、前記吸入空気量が前記最小流量未満のときに検出された前記入口圧及び前記出口圧の差、前記出口圧及び前記外圧の差、前記外圧及び前記入口圧の差が許容範囲に含まれ、且つ前記吸入空気量が前記最小流量以上のときの前記入口圧及び前記出口圧の差圧が、同じ吸入空気量に対応する前記第１圧力損失範囲に含まれる場合に、前記圧力損失部に対する異常判定を確定することが好ましい。

この態様によれば、吸入空気量が最小流量未満のような低流量であるときは、入口圧、出口圧、及び外気圧がほぼ等しいため、入口圧、出口圧、及び外気圧の圧力差に基づき、各センサが正常であるか否かを判断することができる。そして高流量であるときには、各センサが正常であるといった条件の下、圧力損失部における差圧が、第１圧力損失範囲に含まれる場合には、圧力損失部の異常を確定するため、異常判定結果の信頼性を高めることができる。

異常判定システムの一実施形態の模式図。異常判定処理の一実施形態のフローチャート。同処理に含まれる一次異常判定のフロチャート。同処理に用いられ異常箇所と圧力との関係とを示す図。同処理に用いられる異常判定マップを示す図。同処理に含まれる二次異常判定のフローチャート。同処理に含まれる二次異常判定のフローチャート。変形例の異常判定処理に用いられる表を示す図。

以下、異常判定システム及び異常判定方法の一実施形態を説明する。本実施形態では、異常判定システムを、過給機が設けられた車両のディーゼルエンジンに適用されるシステムに例示して説明する。

図１に示すように、エンジン１１のシリンダヘッド１２には、シリンダ１３内に連通する吸気マニホールド１５と、排気マニホールド１６とが連結されている。排気マニホールド１６にはＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）管１７が連結され、排気の一部を吸気マニホールド１５側に還流している。ＥＧＲ管１７の途中には、還流量を調整するためのＥＧＲバルブ１８が設けられている。また、ＥＧＲ管１７には、還流される排気の温度を低下させるためのＥＧＲクーラ１９が設けられている。

排気マニホールド１６よりも下流の排気通路２０には、ターボチャージャ２１のタービン２２が連結されている。タービン２２のタービンホイールは、ロータシャフトを介して、コンプレッサホイール（いずれも図示略）に連結されている。

コンプレッサ２３は、吸気マニホールド１５よりも上流の吸気通路２５に設けられている。また吸気通路２５のうちコンプレッサ２３よりも上流側には、質量流量である吸入空気量Ｇａを検出するエアフロメータ２４が設けられている。

また吸気通路２５のうち、コンプレッサ２３よりも下流には、インタークーラ２６が設けられている。インタークーラ２６は、例えば空冷式の冷却装置であって、吸気を冷却するコアを備えている。このコアは、吸気が通過するチューブ、チューブと交互に積層されるフィン等を備える。インタークーラ２６は、コンプレッサ２３から送られた吸気を冷却することにより、吸気の密度を高める。上記チューブに詰まりが発生すると、冷却効率が低下するとともに、圧力損失が増大する。

吸気通路２５のうち、インタークーラ２６の上流側には、インタークーラ２６の入口圧Ｐ_ＩＮを検出する入口圧力センサ３１が設けられている。また排気通路２０のうち、インタークーラ２６の下流側には、インタークーラ２６の出口圧Ｐ_ＯＵＴを検出する出口圧力センサ３２が設けられている。さらに車両のうち、外圧としての外気圧Ｐａｔｍを検出可能な位置には、外気圧センサ３３が設けられている。

異常判定システム１０は、インタークーラ２６及び各センサ３１〜３３の異常の有無を判定するシステムであって、入口圧力センサ３１、出口圧力センサ３２、及び外気圧センサ３３、及び異常判定装置としてのＥＣＵ３５を備える。ＥＣＵ３５は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備え、エアフロメータ２４から吸入空気量Ｇａの計測信号を入力するとともに、アクセル角センサ３４からアクセル開度信号を入力して燃料噴射量を算出する。

さらにＥＣＵ３５は、外圧センサとしての外気圧センサ３３から外気圧Ｐａｔｍの計測信号を入力し、入口圧力センサ３１及び出口圧力センサ３２から、入口圧Ｐ_ＩＮ及び出口圧Ｐ_ＯＵＴの計測信号をそれぞれ入力する。

さらに排気通路２０のうちタービン２２よりも下流には、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）３７が設けられている。ＤＰＦ３７は、セラミックスや金属多孔体から構成され、排気に含まれる粒子状物質（ＰＭ；Particulate Matter）を捕集する。捕集した粒子状物質は、各種再生処理によって焼却される。

またＥＣＵ３５は、インタークーラ異常又はセンサ異常を確定したとき、車両に設けられたディスプレイやインジケータ等の表示部３６に異常の発生を表示して、運転者に報知する。

次に異常判定システム１０の動作について説明する。異常判定処理は、例えばイグニッションスイッチがオンされたとき等の開始条件が成立したときに行う。
図２に示すように、異常判定処理が開始されると、ＥＣＵ３５は、ＲＡＭ等に一時格納され、異常判定に用いられる各種変数や各種フラグを初期化する（ステップＳ１）。初期化が完了すると、ＥＣＵ３５は、一次異常判定を行う（ステップＳ２）。この一次異常判定では、入口圧力センサ３１、出口圧力センサ３２及び外気圧センサ３３の異常の有無が判断される。

図３を参照して一次異常判定について説明する。ＥＣＵ３５は、各センサ３１〜３３から出力された、入口圧Ｐ_ＩＮ、出口圧Ｐ_ＯＵＴ及び外気圧Ｐａｔｍを入力し（ステップＳ１１）、入口圧Ｐ_ＩＮ、出口圧Ｐ_ＯＵＴ及び外気圧Ｐａｔｍがほぼ同じ圧力であるか否かを判断する（ステップＳ１２）。即ち、エンジン始動時の無負荷状態においては、コンプレッサ２３が駆動していないため、センサ３１〜３３に異常がなければ入口圧Ｐ_ＩＮ、出口圧Ｐ_ＯＵＴ及び外気圧Ｐａｔｍが等しいはずである。但し実際には検出値の間に各種要因に基づく変動幅があるため、ＥＣＵ３５は、入口圧Ｐ_ＩＮ、出口圧Ｐ_ＯＵＴ及び外気圧Ｐａｔｍの全ての差分の絶対値である｜Ｐ_ＩＮ−Ｐ_ＯＵＴ｜、｜Ｐ_ＯＵＴ−Ｐａｔｍ｜、｜Ｐ_ＩＮ−Ｐａｔｍ｜をそれぞれ算出し、各絶対値が、予め設定された許容幅以内であるか否かを判断する。許容幅は、正常な状態の各センサ３１〜３３における検出値の変動幅であって、許容される範囲を規定したものである。

ステップＳ１２においてＥＣＵ３５が、各差分の絶対値が許容幅以内であると判断すると（ステップＳ１２においてＹＥＳ）、一次異常判定において各センサ３１〜３３が正常であると判定する（ステップＳ１３）。

一方、ＥＣＵ３５が、各差分の絶対値が許容幅を上回り、入口圧Ｐ_ＩＮ、出口圧Ｐ_ＯＵＴ及び外気圧Ｐａｔｍがほぼ同じ圧力ではないと判断すると（ステップＳ１２においてＮＯ）、異常が発生したセンサを特定する異常センサ特定を行う（ステップＳ１４）。

図４を参照して、この異常センサ特定について説明する。ＥＣＵ３５は、テーブルＴに示されるように、各センサ３１〜３３の検出値のうち、過大又は過小な値があるか否かを判断する。即ち３つの検出値のうち１つが過大又は過小であって、他の２つがほぼ等しい場合、前者の検出値を出力したセンサに異常が発生していると判断する。

例えば出口圧Ｐ_ＯＵＴが、外気圧Ｐａｔｍ及び入口圧Ｐ_ＩＮよりも大きく且つそれらの差分の絶対値が許容幅を上回り、外気圧Ｐａｔｍ及び入口圧Ｐ_ＩＮの差分の絶対値が許容幅内である場合、出口圧力センサ３２が異常であって、その検出値が過度に高い、過大傾向にあると判断する。また、出口圧Ｐ_ＯＵＴが、外気圧Ｐａｔｍ及び入口圧Ｐ_ＩＮよりも小さく且つその差分の絶対値が許容幅を上回り、外気圧Ｐａｔｍ及び入口圧Ｐ_ＩＮの差分の絶対値が許容幅内である場合、出口圧力センサ３２が異常であって、検出値が過度に低い、過小傾向にあると判断する。

同様に、入口圧Ｐ_ＩＮが、出口圧Ｐ_ＯＵＴ及び外気圧Ｐａｔｍよりも過大又は過小であるとき、入口圧力センサ３１が異常であると判断する。また外気圧Ｐａｔｍが、入口圧Ｐ_ＩＮ及び出口圧Ｐ_ＯＵＴよりも過大又は過小であるとき、外気圧センサ３３が異常であると判断する。これ以外のときには、各センサ３１〜３３のうち複数が異常の可能性があると判定する。

図２に示すように、１次異常判定における正常判定、又は異常センサ特定を終了すると、ＥＣＵ３５は、異常があるか否かを判断する（ステップＳ３）。異常があると判断すると（ステップＳ３においてＹＥＳ）、表示部３６を用いて、異常の発生を報知する（ステップＳ６）。このように１次異常判定でセンサ異常が確定した場合には、インタークーラ２６の異常判定ができないため、異常判定を終了する。異常がないと判断すると（ステップＳ３においてＮＯ）、二次異常判定を行う（ステップＳ４）。この二次異常判定は、異常判定の終了条件が成立するか、又は異常判定が確定するまで繰り返し行われ、例えば数十ミリ秒〜数秒の間隔で繰り返される。

次に図６を参照して二次異常判定の手順について説明する。まずＥＣＵ３５は、エアフロメータ２４から吸入空気量Ｇａを入力する（ステップＳ２１）。このとき、吸入空気量Ｇａの変動を考慮して、エンジン回転数の変化量が所定の許容幅に含まれること、及び燃料噴射量の変化量が所定の許容幅に含まれることを条件に、吸入空気量Ｇａを入力してもよい。さらに所定時間内における吸入空気量Ｇａの平均値を算出してもよい。

またＥＣＵ３５は、この吸入空気量Ｇａが、低流量条件の目安となる基準質量流量Ｇｔｈ以下であるか否かを判断する（ステップＳ２２）。基準質量流量Ｇｔｈは、インタークーラ２６の圧力損失から詰まりを検出するための吸入空気量の最小流量である。基準質量流量Ｇｔｈ以下である場合としては、例えばエンジン始動時、燃料が噴射されていない状態、停車時等の無負荷状態が挙げられる。

エンジン始動時等においては、吸入空気量Ｇａが基準質量流量Ｇｔｈ以下であると判断し（ステップＳ２２においてＹＥＳ）、ステップＳ１１〜ステップＳ１２と同様に、入口圧Ｐ_ＩＮ、出口圧Ｐ_ＯＵＴ及び外気圧Ｐａｔｍを入力し（ステップＳ２３）、それらの値がほぼ同じ圧力であるか否かを判断する（ステップＳ２４）。

一次異常判定から二次異常判定に移行した直後は、通常の場合、入口圧Ｐ_ＩＮ、出口圧Ｐ_ＯＵＴ及び外気圧Ｐａｔｍがほぼ同じ圧力である（ステップＳ２４においてＹＥＳ）。ＥＣＵ３５は、インタークーラ異常フラグＦ１が「ＯＮ」であるか否かを判断する（ステップＳ２５）。インタークーラ異常フラグＦ１は、高流量条件下でインタークーラ２６の圧力損失における異常が検出されたか否かを示すフラグであって、圧力損失に異常があるときは「ＯＮ」に設定され、異常がないときは「ＯＦＦ」に設定される。一次異常判定から二次異常判定に移行した直後は、圧損異常フラグＦ１は初期化された状態であるため（ステップＳ２５においてＮＯ）、各センサ３１〜３３及びインタークーラ２６の両方が正常であるとして、二次異常判定を一旦終了する。

図２に示すように、１回目の二次異常判定が終了すると、ＥＣＵ３５は二次異常判定で異常判定されたか否かを判断し（ステップＳ５）、異常がないと判断すると（ステップＳ５においてＮＯ）、二次異常判定を繰り返す（ステップ４）。

そして図６に示すように、二次異常判定が実行されている間、吸入空気量Ｇａが基準質量流量Ｇｔｈを超えると（ステップＳ２２においてＮＯ）、ステップＳ３０に進み、高流量条件下の二次異常判定を行う。

図７を参照して高流量条件の二次異常判定について説明する。ＥＣＵ３５は、吸入空気量Ｇａを入力するとともに（ステップＳ３１）、入口圧Ｐ_ＩＮと出口圧Ｐ_ＯＵＴとを入力する（ステップＳ３２）。またＥＣＵ３５は、入口圧Ｐ_ＩＮから出口圧Ｐ_ＯＵＴを減算した差圧ΔＰを算出する（ステップＳ３３）。さらにＥＣＵ３５は、自身のＲＯＭ等から異常判定マップ４０を読み出す（ステップＳ３４）。

図５に示すように、異常判定マップ４０は、横軸が、質量流量である吸入空気量Ｇａの２乗値、縦軸がステップＳ３３で算出した差圧ΔＰである。異常判定マップ４０のうち、吸入空気量Ｇａの２乗値に比例して差圧ΔＰが増大する直線は、正常なインタークーラ２６の圧力損失を示す正常圧力損失傾きＬ１である。この正常圧力損失傾きＬ１に対してばらつき余裕をもたせた領域が、正常領域Ｚ１である。

正常領域Ｚ１よりも差圧ΔＰが小さい領域は、センサ異常領域Ｚ２である。この領域に該当する領域としては、入口圧力センサ３１が異常であってその検出値が過小である場合状態、出口圧力センサ３２が異常であってその検出値が過大である状態が含まれる。また吸入空気量Ｇａが基準質量流量Ｇｔｈ以上である範囲において、正常領域Ｚ１よりも差圧ΔＰが大きい領域は、インタークーラ異常領域Ｚ３である。インタークーラ異常領域Ｚ３の始点は、上述した基準質量流量Ｇｔｈである。即ち、インタークーラ異常は、基準質量流量Ｇｔｈ以上でしか判定されない。

また基準質量流量Ｇｔｈよりも低い質量流量で、且つ正常領域Ｚ１よりも差圧ΔＰが高い領域、及び基準質量流量Ｇｔｈ以上でインタークーラ異常領域Ｚ３よりも差圧ΔＰが高い領域は、センサ異常領域Ｚ４である。この領域に該当する領域としては、入口圧力センサ３１が異常であってその検出値が過大である状態、出口圧力センサ３２が異常であってその検出値が過小である状態が含まれる。

図７に示すように、ＥＣＵ３５は、入力した吸入空気量Ｇａ及び差圧ΔＰに基づき、異常判定マップ４０を用いて、差圧ΔＰが正常領域Ｚ１に含まれるか否かを判断する（ステップＳ３５）。差圧ΔＰが正常領域Ｚ１に含まれると判断すると（ステップＳ３５においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３５は、センサ異常フラグＦ２がＯＮ状態であるか否かを判断する（ステップＳ３６）。センサ異常フラグＦ２は、低流量条件下でセンサ異常が検出されたか否かを示すフラグであって、センサ異常があるときは「ＯＮ」に設定され、センサ異常がないときは「ＯＦＦ」に設定される。

ステップＳ３６において、ＥＣＵ３５はセンサ異常フラグＦ２が「ＯＦＦ」であると判断すると（ステップＳ３６においてＮＯ）、各センサ３１〜３３及びインタークーラ２６の両方が正常であるとして、二次異常判定を一旦終了して、ステップＳ５に進む。

一方、ステップＳ３６において、ＥＣＵ３５がセンサ異常フラグＦ２が「ＯＮ」であると判断すると（ステップＳ３６においてＹＥＳ）、センサ異常があり、且つ差圧ΔＰが正常領域Ｚ１に含まれるため、入口圧力センサ３１及び出口圧力センサ３２には異常がないと判断して、外気圧センサ３３に異常があると判定する（ステップＳ３７）。このように外気圧センサ３３の異常を確定すると、ステップＳ５に進む。ＥＣＵ３５は、ステップＳ５において異常があると判断し（ステップＳ５においてＹＥＳ）、外気圧センサ３３の異常発生を運転者に報知する（ステップＳ６）。

一方、ステップＳ３５において差圧ΔＰが正常領域Ｚ１に含まれないと判断すると（ステップＳ３５においてＮＯ）、ＥＣＵ３５は、差圧ΔＰがインタークーラ異常領域Ｚ３に含まれるか否かを判断する（ステップＳ３８）。差圧ΔＰがインタークーラ異常領域Ｚ３に含まれると判断すると（ステップＳ３８においてＹＥＳ）、センサ異常フラグＦ２がＯＮであるか否かを判断する（ステップＳ３９）。

センサ異常フラグＦ２が「ＯＦＦ」に設定されていると判断する場合は（ステップＳ３９においてＮＯ）、低流量条件において各センサ３１〜３３が正常であって、インタークーラ２６における圧力損失がインタークーラ異常領域Ｚ３に含まれる状態である。従って、圧力損失が正しく測定できた上で異常が検出されているため、インタークーラ２６に異常があると確定し（ステップＳ４０）、ステップＳ５に進む。ステップＳ３９においてセンサ異常フラグＦ２が「ＯＮ」に設定されていると判断すると（ステップＳ３９においてＹＥＳ）、センサ異常の可能性があるため、インタークーラ異常を確定せずにステップＳ５に戻り、二次異常判定を繰り返す。

図２に示すように、インタークーラ異常が確定した後では、ＥＣＵ３５はステップＳ５において異常があると判定し（ステップＳ５においてＹＥＳ）、表示部３６を用いて報知を行う（ステップＳ６）。

また図６に示すように、エンジン始動後に入口圧力センサ３１又は出口圧力センサ３２に異常が発生した場合には、ステップＳ２４において入口圧Ｐ_ＩＮ、出口圧Ｐ_ＯＵＴ及び外気圧Ｐａｔｍが同一ではないと判断する（ステップＳ２４においてＮＯ）。このときＥＣＵ３５は、センサ異常フラグＦ２を「ＯＮ」に設定する（ステップＳ２７）。

図７に示すように、入口圧力センサ３１又は出口圧力センサ３２に異常が発生した場合には、高流量条件の処理では、差圧ΔＰは正常領域Ｚ１及びインタークーラ異常領域Ｚ３に含まれず、センサ異常領域Ｚ２，Ｚ４に含まれる（ステップＳ３５においてＮＯ、ステップＳ３８においてＮＯ）。この場合、ＥＣＵ３５は、センサ異常フラグＦ２が「ＯＮ」であるか否かを判断する（ステップ４１）。既に低流量条件の処理でセンサ異常フラグＦ２が「ＯＮ」に設定されている場合には（ステップＳ４１においてＹＥＳ）、１次異常判定のステップＳ１４と同様に、異常センサの特定を行う（ステップＳ４２）。センサ異常フラグＦ２が「ＯＦＦ」である場合には（ステップＳ４１においてＮＯ）、ステップＳ５に進み、二次異常判定を繰り返す。そして、低流量条件でセンサ異常フラグＦ２が「ＯＮ」に設定された後、入口圧力センサ３１及び出口圧力センサ３２の異常を確定する。

このように入口圧力センサ３１又は出口圧力センサ３２を異常を確定すると、ステップＳ５に進み、センサ異常及び特定されたセンサを運転者に報知する（ステップＳ６）。また低流量条件でセンサ異常が検出され、高流量条件でもセンサ異常が検出された場合に、センサ異常を確定するので、センサ異常における異常判定結果の信頼性を高めることができる。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）排気通路２０における吸入空気量Ｇａが低流量であるときには、インタークーラ２６の前後の圧力がほぼ等しい。このため、入口圧Ｐ_ＩＮ、出口圧Ｐ_ＯＵＴ、及び外気圧Ｐａｔｍの各圧力差の絶対値が許容幅に含まれるか否かによって、各センサ３１〜３３が正常であるか否かを判断することができる。そして吸入空気量Ｇａが高流量であるときには、各センサ３１〜３３が正常であるといった条件の下、インタークーラ２６における差圧ΔＰが、インタークーラ異常領域Ｚ３に含まれる場合には、インタークーラ２６の異常を確定する。このため、インタークーラ２６の異常判定結果の信頼性を高めることができる。

（２）上記実施形態では、低流量条件における入口圧Ｐ_ＩＮ、出口圧Ｐ_ＯＵＴ、及び外気圧Ｐａｔｍの全ての圧力差のうち少なくとも一つが許容幅に含まれず、且つ高流量条件における入口圧Ｐ_ＩＮ及び出口圧Ｐ_ＯＵＴの差圧ΔＰがセンサ異常領域Ｚ２，Ｚ４に含まれる場合に、入口圧力センサ３１又は出口圧力センサ３２が異常であると判定する。このため、インタークーラ２６の異常を判定する同じ処理において入口圧力センサ３１又は出口圧力センサ３２の異常を判定できる。また低流量条件でセンサ異常が検出され、高流量条件でもセンサ異常が検出された場合に、センサ異常を確定するので、センサ異常における異常判定結果の信頼性を高めることができる。

（３）上記実施形態では、低流量条件における入口圧Ｐ_ＩＮ、出口圧Ｐ_ＯＵＴ、及び外気圧Ｐａｔｍの全ての圧力差のうち少なくとも一つが許容幅に含まれず、且つ高流量条件における入口圧Ｐ_ＩＮ及び出口圧Ｐ_ＯＵＴの差圧ΔＰが正常領域Ｚ１に含まれる場合に、外気圧センサ３３が異常であると判定する。このため、インタークーラ２６の異常を判定する同じ処理において外気圧センサ３３の異常を判定できる。また低流量条件でセンサ異常が検出され、高流量条件でも圧力損失が正常であることが検出された場合に、センサ異常を確定するので、センサ異常における異常判定結果の信頼性を高めることができる。

（４）上記実施形態では、低流量条件で計測された入口圧Ｐ_ＩＮ、出口圧Ｐ_ＯＵＴ、及び外気圧Ｐａｔｍのうち、他の２つの圧力値に比べ過大又は過小な圧力値があるか否かを判断した。従って、その過大又は過小な圧力値を検出したセンサを、異常が発生したセンサとして特定することができる。

尚、上記実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・図８に示すように、異常判定処理は、吸入空気量Ｇａ、インタークーラ２６の圧力損失、及び各センサ３１〜３３の圧力値と、異常発生箇所とを関連付けたテーブルＴやマップを用いてもよい。そして、その時々の吸入空気量Ｇａ、圧力損失及び各センサ３１〜３３の圧力値を入力して、それらの値とテーブルＴ等とを比較して、異常の有無、及び異常発生箇所を判断してもよい。

・異常判定処理では、吸入空気量Ｇａが基準質量流量Ｇｔｈ以上であるか否かといった条件に応じて、圧力損失に基づく判定、入口圧Ｐ_ＩＮ、出口圧Ｐ_ＯＵＴ及び外気圧Ｐａｔｍがほぼ等しいか否かを判断する判定を行うようにしたが、燃料噴射量に応じて変更してもよい。例えば燃料噴射量が基準噴射量以上である場合に、インタークーラ２６の圧力損失に基づく判定を行い、燃料噴射量が基準噴射量未満である場合に、入口圧Ｐ_ＩＮ、出口圧Ｐ_ＯＵＴ及び外気圧Ｐａｔｍがほぼ等しいかを判断してもよい。

・異常判定処理は、１次異常判定で異常がある場合には２次異常判定に進まないようにしたが、２次異常判定を行っても良い。
・ＥＣＵ３５は、燃料噴射量Ｑｆｉｎを演算する機能を有するようにしたが、異常判定部のみとして機能してもよい。

・上記実施形態における異常判定処理では、インタークーラ２６の異常、及び各センサ３１〜３３の異常を判定するようにしたが、少なくともインタークーラ２６の異常が検出できればよい。また、異常が発生したセンサを特定せず、各センサ３１〜３３のうちいずれかに異常が発生したことを検出するのみでもよい。

・異常判定システム１０が搭載されるエンジン１１の構成はディーゼルエンジンに限定されない。エンジン１１はガソリンエンジンであってもよい。さらに、エンジンはＥＧＲシステムを搭載しないエンジンであってもよい。

・圧力損失部は、インタークーラ以外の車両の流体通路に設けられる圧力損失部であってもよい。例えば、圧力損失部はＥＧＲクーラ１９であってもよい。この構成では、異常判定システムは、ＥＧＲ管１７のうちＥＧＲクーラ１９の前後に設けられた圧力センサを有する。また圧力損失部は、ＤＰＦ３７や、ＤＰＦ３７の上流側に設けられる酸化触媒（図示略）、選択還元型触媒といった排気浄化触媒であってもよい。圧力損失部が排気浄化触媒である場合、異常判定システム１０は、排気通路２０のうち異常判定の対象となる触媒の前後に設けられた圧力センサを有する。また流体は、気体に限られず、液体でもよい。例えば、流体はエンジンオイルでもよく、圧力損失はオイル回路に設けられたオイルフィルター、オイルクーラであってもよい。また流体は冷却水であってもよく、圧力損失部はラジエータであってもよい。流体が液体である場合、「外圧」は、流体通路外の液体の圧力であって、例えばタンクやオイルパン内の液体の圧力である。

１０…異常判定システム、１１…エンジン、２０…排気通路、２１…ターボチャージャ、２４…エアフロメータ、２５…吸気通路、２６…圧力損失部としてのインタークーラ、３１…入口圧力センサ、３２…出口圧力センサ、３３…外圧センサとしての外気圧センサ、３５…異常判定部としてのＥＣＵ、Ｚ２…第１圧力損失範囲としてのインタークーラ異常領域、Ｇｔｈ…最小流量としての基準質量流量、Ｚ１…正常圧力範囲としての正常領域、Ｚ３，Ｚ４…第２圧力損失範囲としてのセンサ異常領域。

Claims

車両の流体通路に設けられ流体の圧力損失を発生させる圧力損失部の入口圧を検出する入口圧力センサと、
前記圧力損失部の出口圧を検出する出口圧力センサと、
前記流体通路外の圧力である外圧を検出する外圧センサと、
前記圧力損失部の異常を判定する異常判定部とを備え、
前記異常判定部は、
前記圧力損失部の異常状態における圧力損失を示す第１圧力損失範囲、及びセンサ異常状態における第２圧力損失範囲を格納し、
前記通路における流量が、前記圧力損失部の異常を検出可能な最小流量以上であるか否かを判断するとともに、
流量が前記最小流量未満のときに検出された前記入口圧及び前記出口圧の差、前記出口圧及び前記外圧の差、前記外圧及び前記入口圧の差が許容範囲に含まれ、且つ流量が前記最小流量以上のときの前記入口圧及び前記出口圧の差圧が、前記第１圧力損失範囲に含まれる場合に、前記圧力損失部に対する異常判定を確定し、
流量が前記最小流量未満のときに検出された前記入口圧及び前記出口圧の差、前記出口圧及び前記外圧の差、前記外圧及び前記入口圧の差のうち少なくとも一つが前記許容範囲に含まれず、且つ流量が前記最小流量以上のときに検出された前記入口圧及び前記出口圧の差圧が前記第２圧力損失範囲に含まれる場合に、前記入口圧力センサ又は前記出口圧力センサに異常があると判定する異常判定システム。
前記異常判定部は、
流量が前記最小流量未満のときに検出された前記入口圧及び前記出口圧の差、前記出口圧及び前記外圧の差、前記外圧及び前記入口圧の差のうち少なくとも一つが前記許容範囲に含まれず、且つ流量が前記最小流量以上のときに検出された前記入口圧及び前記出口圧の差圧が正常圧力範囲に含まれる場合に、前記外圧センサに異常があると判定する請求項１に記載の異常判定システム。
前記異常判定部は、
流量が前記最小流量未満のときに検出された前記入口圧、前記出口圧、及び前記外圧の
うち、他の２つの圧力値に比べ過大又は過小な圧力値があるか否かを判断し、その過大又は過小な圧力値を検出したセンサを、異常が発生したセンサとして特定する請求項１または２に記載の異常判定システム。
前記圧力損失部、前記入口圧力センサ及び前記出口圧力センサは、エンジンの吸気通路又は排気通路に設けられ、
前記異常判定部は、
吸入空気量に応じてそれぞれ変化する、前記第１圧力損失範囲、センサ異常状態における第２圧力損失範囲、及び正常圧力損失範囲を格納し、
前記吸入空気量が前記最小流量未満のときに検出された前記入口圧及び前記出口圧の差、前記出口圧及び前記外圧の差、前記外圧及び前記入口圧の差が許容範囲に含まれ、且つ前記吸入空気量が前記最小流量以上のときの前記入口圧及び前記出口圧の差圧が、同じ吸入空気量に対応する前記第１圧力損失範囲に含まれる場合に、前記圧力損失部に対する異常判定を確定する請求項１〜３のいずれか１項に記載の異常判定システム。
車両の流体通路に設けられ流体の圧力損失を発生させる圧力損失部の異常を、異常判定部を用いて判定する異常判定方法において、
前記異常判定部が、
前記圧力損失部の入口圧と、前記圧力損失部の出口圧と、前記流体通路外の圧力である外気圧とを入力し、
前記通路における流量が、前記圧力損失部の異常を検出可能な最小流量以上であるか否かを判断するとともに、
流量が前記最小流量未満のときに検出された前記入口圧及び前記出口圧の差、前記出口圧及び前記外気圧の差、前記外気圧及び前記入口圧の差が許容範囲に含まれ、且つ流量が前記最小流量以上のときの前記入口圧及び前記出口圧の差圧が、前記圧力損失部の異常状態における圧力損失を示す第１圧力損失範囲に含まれる場合に、前記圧力損失部に対する異常判定を確定し、
流量が前記最小流量未満のときに検出された前記入口圧及び前記出口圧の差、前記出口圧及び前記外気圧の差、前記外気圧及び前記入口圧の差のうち少なくとも一つが前記許容範囲に含まれず、且つ流量が前記最小流量以上のときに検出された前記入口圧及び前記出口圧の差圧が、これらの圧力を検出するセンサの異常状態における第２圧力損失範囲に含まれる場合に、前記入口圧を検出するセンサ又は前記出口圧を検出するセンサに異常があると判定する異常判定方法。