具体实施方式

以下，参照附图对本发明的优选实施方式详细进行说明。图1示意性示出应用了本发明的一实施方式的故障判定装置的内燃机及各种配管。该内燃机(以下称为“发动机”)1是作为动力源而搭载于四轮车辆(未图示)的汽油发动机，例如具备4个气缸(未图示)。如图1所示，发动机1具备增压机2，在设置于发动机1的主体的下部的曲轴箱3与进气通路4之间连接有PCV配管6及通气配管7。

在进气通路4中，从上游侧依次设置有空气滤清器11、增压机2的压缩机12、中冷器13及节气门14。空气滤清器11用于净化外部气体并将净化后的外部气体向进气通路4导入。此外，压缩机12伴随着未图示的排气通路侧的涡轮的旋转而与其一体地旋转，由此，对吸入空气(以下称为“进气”)进行加压而向发动机主体的气缸送出，中冷器13将由于加压而使温度上升的进气冷却。此外，节气门14与未图示的油门踏板连动地转动而调整进气量。

此外，在进气通路4的节气门14的下游侧设置有进气歧管5。该进气歧管5具有与气缸相同数量的分岐管，将进气分配到各气缸。

PCV配管6设置为将设置于曲轴箱3的规定位置的第1开口部3a与设置于进气歧管5的规定位置的第1连接口部5a连接，从而与曲轴箱3及进气歧管5连通。另外，在PCV配管6中设置有与设置于上述的图11的PCV配管31的PCV阀35同样的PCV阀，对此未图示。

另一方面，通气配管7设置为将设置于曲轴箱3的规定位置的第2开口部3b与进气通路4中的增压机2的压缩机12的上游侧的连接口部4a连接。更具体而言，该通气配管7由双重管构成，该双重管具有将曲轴箱3的第2开口部3b与进气通路4的连接口部4a连接的圆筒状的内管8、以及隔开规定的间隔配置于该内管8的外周侧且与内管8之间形成密闭空间10的圆筒状的外管9。另外，在内管8与外管9之间设置有未图示的间隔部件，经由该间隔部件，内管8及外管9构成为彼此在径向上不能移动。

此外，在上述的通气配管7连接有与进气歧管5连通的连通路15。具体而言，该连通路15设置为将设置于通气配管7的外管9的外周面的规定位置的连接口部9a与设置于进气歧管5的靠节气门14的规定位置的第2连接口部5b连接，从而连通通气配管7的密闭空间10与进气歧管5。

此外，在进气歧管5中设置有对其内部的进气的压力(以下称为“进气压力”)PBA进行检测的进气压力传感器21(进气压力检测单元)，另一方面，在通气配管7中设置有对该内管8与外管9之间的密闭空间的压力(以下称为“通气外管压力”)PDA进行检测的外管压力传感器22(通气外管压力检测单元)。此外，在发动机主体中设置有对发动机1的冷却水的温度(以下称为“发动机水温”)TW进行检测的水温传感器23，在车辆中设置有对大气压PA进行检测的大气压传感器24。

图2是示出故障判定装置的框图。该图所示的ECU 20通过由I/O接口、CPU、RAM及ROM(均未图示)等构成的微型计算机而构成。来自上述的各种传感器21～24的检测信号分别在由I/O接口进行了A/D转换、整形之后被输入到CPU。CPU根据这些输入信号，判别发动机1的运转状态，按照ROM所存储的程序，执行发动机1的故障的判定处理，更具体而言，执行因通气配管7的脱落、破损等引起的故障的判定处理。此外，当判定出该故障时，将表示该故障的信号从ECU 20发送到警报器25，报知给车辆的驾驶员。另外，在本实施方式中，由ECU 20构成本发明的判定阈值设定单元及故障判定单元。

这里，参照图3，针对基于进气压力PBA与通气外管压力PDA之间的关系的故障判定的原理进行说明。另外，在以下的说明中，只要没有特别说明，则设为搭载有发动机1的车辆在标高比较低且大气压PA为760mmHg的行驶路(以下称为“平地”)中行驶，进气压力PBA及通气外管压力PDA由绝对压力表示。

在上述的图1所示的状态、即通气配管7与曲轴箱3的第2开口部3b以及进气通路4的连接口部4a适当地连接的状态的正常时，通过连通路15，将通气配管7的密闭空间10与进气通路4中的位于节气门14的下游侧的进气歧管5之间连通。由此，连通路15的两端侧的压力、即由进气压力传感器21检测到的进气压力PBA和由外管压力传感器22检测到的通气外管压力PDA成为大致相同的值。因此，通气外管压力PDA伴随着进气压力PBA的升降，与其一体地变化。即，同一检测时刻的进气压力PBA及通气外管压力PDA被绘制在图3的(a)的第1线L1上或者其周围。另外，在将横轴及纵轴分别设为进气压力PBA及通气外管压力PDA时的图表中，图3的(a)所示的第1线L1由连结了进气压力PBA及通气外管压力PDA为相同值的点的向右上方倾斜的直线表示。

与此相对，例如，当通气配管7从曲轴箱3或进气通路4脱落或者产生因穿孔引起的破损时，通气外管压力PDA成为大气压PA或者接近大气压PA的值。即，当由于通气配管7如上述那样脱落或者例如如图4的(a)所示那样产生因比较大的孔8a引起的较大损伤而使通气外管压力PDA与大气压PA相等时，同一检测时刻的进气压力PBA及通气外管压力PDA被绘制在图3的(b)的第2线L2上。另外，在具有与所述第1线L1相同的横轴及纵轴的图表中，图3的(b)所示的第2线L2由通气外管压力PDA与进气压力PBA的值无关而成为与大气压PA相同的值的水平直线表示。

此外，例如如图4的(b)所示，在产生因与该图的(a)的孔8a相比而比较小的孔8b引起的较小损伤的情况下，同一检测时刻的进气压力PBA及通气外管压力PDA被绘制在从图3的(b)的第2线L2接近正常时的第1线L1的第3线L3上或者其周围。另外，图3的(b)所示的第3线L3由通气外管压力PDA根据进气压力PBA而变化且通过第1线L1与第2线L2的交点而向右上方倾斜的直线表示。

根据以上，如图5的(a)所示，第2线L2能够表示在通气配管7的所述脱落时或者在通气配管7中产生了比较大的破损时的进气压力PBA与通气外管压力PDA之间的关系，另一方面，第3线L3能够表示在通气配管7中产生了比较小的破损时的进气压力PBA与通气外管压力PDA之间的关系。因此，能够将上述的第3线L3设定为表示用于判定通气配管7有无故障的阈值的直线。而且，如图5的(b)所示，在第3线L3以上且与第2线L2之间包围的区域被设定为能够判定为通气配管7发生故障的故障判定区域，另一方面，低于第3线L3的区域被设定为能够判定为通气配管7正常的正常判定区域。

另外，在将绝对压力用作上述的进气压力PBA及通气外管压力PDA的情况下，存在如下的问题。即，在搭载有发动机1的车辆在平地上行驶的情况下，大气压PA的绝对压力为760mmHg，因此，能够使用具有与上述的图5的(a)及(b)相同的第1线L1～第3线L3的图6的(a)的故障判定映射图，来判定通气配管7有无故障。但是，在搭载有发动机1的车辆在标高比较高的行驶路(以下称为“高地”)上行驶的情况下，大气压PA的绝对值比760mmHg小。因此，在通气配管7发生了故障的情况下，如图6的(b)所示，图6的(a)的第2线L2及第3线L3向下降的方向(该图的下方)移位大气压PA下降的量，分别成为第2下降线L2’及第3下降线L3’。

在该情况下，当直接使用图6的(a)所示的映射图来进行故障判定时，可能产生误判定。例如，在进气压力PBA及通气外管压力PDA为图6的(b)所示的点P的情况下，由于是表示阈值的第3下降线L3’以上，因此，判定为通气配管7发生了故障。但是，在图6的(a)所示的映射图中，点P低于第3下降线L3’，因此，原本应判定为发生了故障的通气配管7会被误判定为正常。

为了避免上述那样的问题，优选代替进气压力PBA及通气外管压力PDA的绝对压力而使用由以大气压PA为基准的表压表示的进气表压PBGA及通气外管表压PDGA。即，进气表压PBGA及通气外管表压PDGA分别如以下那样表示。

PBGA＝PBA-PA

PDGA＝PDA-PA

图7对应于所述图5的(b)，示出用于通过进气表压PBGA及通气外管表压PDGA来进行通气配管7的故障判定的映射图。如图7所示，在该故障判定映射图中，显示出与图5的(b)的第1线L1、第2线L2及第3线L3分别对应的第1量规线L1G、第2量规线L2G及第3量规线L3G。此外，在图7的故障判定映射图中，与图5的(b)的映射图同样，能够将由第2量规线L2G和第3量规线L3G包围的区域设定为故障判定区域，另一方面能够将低于第3量规线L3G的区域设定为正常判定区域。通过使用这样的故障判定映射图，即便大气压PA变化，也不受到其影响，能够适当地进行通气配管7的故障判定。

此外，也能够采用图8的(a)所示的故障判定映射图。该故障判定映射图能够防止由进气表压PBGA及通气外管表压PDGA的检测时的偏差引起的误判定。具体而言，该故障判定映射图相对于上述的图7的映射图，设置了判定禁止区域，并且在通气外管表压PDGA变低的方向(图8的(a)的下方)上扩大了故障判定区域。

这里，参照图8的(b)，对图8的(a)的故障判定映射图的生成方法进行说明。如图8的(b)所示，在该图中，除了记载有所述图7的第1量规线L1G、第2量规线L2G及第3量规线L3G之外，还记载有表示第1量规线L1G的正常时的偏差上限的上限线L1GUP、以及表示第3量规线L3G的故障时的偏差下限的下限线L3GDW。上限线L1GUP是通过将第1量规线L1G加上最大的偏差幅度α而设定的。另一方面，下限线L3GDW是通过从第3量规线L3G减去最大的偏差幅度β而设定的。

而且，将上述的上限线L1GUP超过下限线L3GDW时的进气表压PBGA设为故障判定时的进气表压的上限值UPLIM。即，当进气表压PBGA超过上限值UPLIM时，产生由进气表压PBGA及通气外管表压PDGA的检测时的偏差引起的误判定的可能性高，因此，为了避免这种情况，禁止故障判定。即，如图8的(a)所示，进气表压PBGA超过上限值UPLIM的区域被设定为判定禁止区域。此外，在下限线L3GDW以上且与第2量规线L2G之间包围并且除了上述的判定禁止区域之外的区域被设定为故障判定区域。

接着，参照图9对通气配管7的故障判定处理进行说明。在ECU 20中，以规定的周期重复执行本处理。

在该故障判定处理中，首先，在步骤1(图示为“S1”。以下相同)中，判别判定执行条件成立标志F_JDGOK是否为“1”。该判定执行条件成立标志F_JDGOK在故障判定的后述的执行条件成立时被设定为“1”，在本处理中的判定有无故障之后，被重置为“0”。当步骤1的判别结果为“否”时，进入步骤2，判别判定执行条件是否成立。当该判别结果为“否”且判定执行条件不成立时，直接结束本处理。另一方面，在步骤2的判别结果为“是”且判定执行条件成立时，为了表示这种情况，将判定执行条件成立标志F_JDGOK设定为“1”(步骤3)，并且，为了确保用于从判定执行条件成立的时间点起实际上稳定地执行判定的时间，使作为递增计数计时器的稳定等待计时器的计时器值TMSTA的递增计数开始(步骤4)。由此，计时器值TMSTA从值0开始递增计数。

上述的步骤2中的判定执行条件例如根据发动机水温TW、进气表压PBGA及进气表压PBGA的变化量，来判别判定执行条件是否成立。具体而言，在发动机水温TW为规定温度TWREF以上(TW≧TWREF)、进气表压PBGA为上述的图8的(a)的上限值UPLIM以下(PBGA≦UPLIM)、并且进气表压PBGA的变化量ΔPBGA、例如进气表压PBGA的上次值与此次值之差为规定值ΔPBGAREF以下(ΔPBGA≦ΔPBGAREF)时，判别为判定执行条件成立。另外，当上述的3个条件中的任意一个条件被否定时，判别为判定执行条件不成立。

当所述步骤1的判别结果为“是”且F_JDGOK＝1时，即，当在本处理的上次的循环中由于上述的判定执行条件成立而通过步骤3的执行将判定执行条件成立标志F_JDGOK已经设定为“1”时，跳过步骤2～4，进入步骤5。由此，稳定等待计时器的计时器值TMSTA的递增计数持续。

在步骤5中，判别稳定等待计时器的计时器值TMSTA是否经过了规定的稳定等待时间TMSTAREF(例如2秒)以上。当该判别结果为“否”时，直接结束本处理。另一方面，当步骤5的判别结果为“是”时，设为经过了足够的用于稳定地执行故障判定的时间而进入步骤6。

在该步骤6中，根据进气表压PBGA而计算通气外管表压的阈值PDGATH。使用上述的图8的(a)所示的第3量规线L3G的下限线L3GDW来计算该阈值PDGATH。

接着，在上述步骤6之后的步骤7中，判别通气外管表压PDGA是否为在步骤6中计算出的阈值PDGATH以上(PDGA≧PDGATH)。当该判别结果为“是”时，即，当通气外管表压PDGA处于所述图8的(a)的故障判定区域内时，进入步骤8，判别故障判定需要时间设定完毕标志F_TMJDGNG是否为“1”。当该判别结果为“否”时，将作为递减计数计时器的故障判定需要时间计时器的计时器值TMJDGNG设定为规定的判定需要时间TMJDGREF(例如2秒)(步骤9)，为了表示这种情况，将故障判定需要时间设定完毕标志F_TMJDGNG设定为“1”(步骤10)。由此，在本处理的下次循环中，所述步骤8的判别结果成为“是”，跳过上述步骤9及10，进入步骤11。

另外，上述的故障判定需要时间计时器的计时器值TMJDGNG虽然通过所述步骤9的执行而开始递减计数，但是当上述的判定执行条件不成立时(步骤2：否)，通过中断处理，被设定为暂时停止，此外，判定执行条件成立标志F_JDGOK被重置为“0”。另外，在上述计时器值TMJDGNG暂时停止后，当上述判定执行条件成立(步骤2：是)且稳定等待计时器的计时器值TMSTA成为稳定等待时间TMSTAREF以上时(步骤5：是)，被设定为重新开始故障判定需要时间计时器的计时器值TMJDGNG的递减计数。

在步骤11中，判别在所述步骤9中设定的故障判定需要时间计时器的计时器值TMJDGNG是否成为值0以下。当该判别结果为“否”时，直接结束本处理。另一方面，当步骤11的判别结果为“是”且经过了故障判定需要时间时，判定为通气配管7发生了故障，为了表示这种情况，将故障标志F_NG设定为“1”(步骤12)。

之后，将故障判定需要时间设定完毕标志F_TMJDGNG重置为“0”(步骤13)并且，将判定执行条件成立标志F_JDGOK重置为“0”(步骤14)，结束本处理。

另一方面，当所述步骤7的判别结果为“否”且通气外管表压PDGA低于阈值PDGATH时，即，当通气外管表压PDGA处于所述图8的(a)的正常判定区域内时，进入步骤15，判别正常判定需要时间设定完毕标志F_TMJDGOK是否为“1”。当该判别结果为“否”时，将作为递减计数计时器的正常判定需要时间计时器的计时器值TMJDGOK设定为规定的判定需要时间TMJDGREF(例如2秒)(步骤16)，为了表示这种情况，将正常判定需要时间设定完毕标志F_TMJDGOK设定为“1”(步骤17)。由此，在本处理的下次循环中，所述步骤15的判别结果成为“是”，跳过上述步骤16及17，进入步骤18。

另外，上述的正常判定需要时间计时器的计时器值TMJDGOK被设定为，通过与上述的故障判定需要时间计时器的计时器值TMJDGNG同样的条件而进行递减计数的暂时停止及重新开始。

在步骤18中，判别在所述步骤16中设定的正常判定需要时间计时器的计时器值TMJDGOK是否成为值0以下。当该判别结果为“否”时，直接结束本处理。另一方面，当步骤18的判别结果为“是”且经过了正常判定需要时间时，判定为通气配管7正常，为了表示这种情况，将正常标志F_OK设定为“1”(步骤19)。

之后，将正常判定需要时间设定完毕标志F_TMJDGOK重置为“0”(步骤20)，并且执行所述步骤14，结束本处理。

接着，参照图10对上述的故障判定处理中的动作进行说明。图10的(a)示出进气表压PBGA和通气外管表压PDGA的推移的一例，该图的(b)示出根据(a)的推移而变化的判定执行条件成立标志F_JDGOK、稳定等待计时器的计时器值TMSTA、故障判定需要时间计时器的计时器值TMJDGNG及故障判定标志F_NG的时序图。

如图10的(a)所示，在时刻t1以前，进气表压PBGA超过了作为故障判定的执行条件之一的上限值UPLIM，由此，判定执行条件不成立(步骤2：否)，因此，如该图的(b)所示，判定执行条件成立标志F_JDGOK成为“0”。

时刻t1是进气表压PBGA成为上限值UPLIM以下(PBGA≦UPLIM)的时间点，通过其他的判定执行条件(水温TW及进气表压的变化量ΔPBGA)成立(TW≧TWREF，ΔPBGA≦ΔPBGAREF)，从而判定执行条件成立标志F_JDGOK成为“1”(步骤3)。由此，开始稳定等待计时器的计时器值TMSTA的递增计数(步骤4)。然后，当该计时器值TMSTA经过了规定的稳定等待时间TMSTAREF时(步骤5：是)，即在时刻t2，对故障判定需要时间计时器的计时器值TMJDGNG设定判定需要时间TMJDGREF(步骤9)，由此，开始该计时器值TMJDGNG的递减计数。

之后，在时刻t3，进气表压PBGA超过进气表压的上限值UPLIM(PBGA＞UPLIM)，由此，当判定执行条件不成立时，将判定执行条件成立标志F_JDGOK重置为“0”。与此相伴，将稳定等待计时器的计时器值TMSTA重置为值0，暂时停止进行了递减计数的故障判定需要时间计时器的计时器值TMJDGNG。

接着，在时刻t4，进气表压PBGA再次成为上限值UPLIM以下(PBGA≦UPLIM)时，判定执行条件成立标志F_JDGOK成为“1”(步骤3)，由此，稳定等待计时器的计时器值TMSTA再次开始递增计数(步骤4)。然后，在时刻t5，上述计时器值TMSTA经过了稳定等待时间TMSTAREF时(步骤5：是)，使暂时停止的故障判定需要时间计时器的计时器值TMJDGNG的递减计数重新开始。

然后，在时刻t6，故障判定需要时间计时器的计时器值TMJDGNG成为值0以下时(步骤11：是)，故障判定标志F_NG成为“1”(步骤12)，判定为通气配管7发生了故障。

如以上详述，根据本实施方式，在曲轴箱3与进气通路4中的增压机2的压缩机12的上游侧之间连接有由双重管构成的通气配管7，并且，该通气配管7的密闭空间10与进气歧管5之间经由连通路15而连通。而且，通过比较根据进气歧管5内的压力即进气表压PBGA而设定的阈值PDGATH与通气外管表压PDGA，能够适当且迅速地判定通气配管7的故障。

此外，在实施方式中，当检测到的进气表压PBGA为上限值UPLIM以下时，执行通气配管7的故障判定，因此，能够有效地防止由进气表压PBGA及通气外管表压PDGA的检测时的偏差引起的误判定。此外，在通气配管7的故障判定时，使用以大气压PA为基准的压力、即进气表压PBGA及通气外管表压PDGA，因此，即便由于车辆在具有标高差的行驶路上行驶等而使大气压PA变化，也不受到其影响，能够适当地进行通气配管7的故障。

另外，本发明不限于所说明的上述实施方式，能够以各种方案实施。例如，在实施方式中，使用以大气压PA为基准的进气表压PBGA及通气外管表压PDGA而进行了通气配管7的故障判定，但本发明不限于此，也能够使用进气压力PBA及通气外管压力PDA、以及基于图5的(b)所示的第3线L3而计算的阈值，进行故障判定。此外，在实施方式中，判定了设置于具备增压机2的发动机1的通气配管7的故障，但在设置于不具备增压机的发动机的通气配管、其他配管的故障判定中，也能够应用本发明。

此外，也可以在连通路15与进气歧管5的连接部即第2连接口部5b设置止回阀(未图示)。通过在上述位置处设置止回阀，能够避免在进气歧管5内产生的负压作用于连通路15、通气配管7的密封构件。由此，能够抑制上述密封构件所要求的部件性能，能够采用比较便宜的密封构件，由此，能够实现成本降低。

此外，在实施方式中，将连通路15连接在通气配管7的密闭空间10与进气歧管5之间，但本发明不限于此，与上述密闭空间10连接的连通路15为进气通路4中的增压机2(压缩机12)的下游侧即可。即，也能够在进气通路4中的节气门14的上游侧连接连通路15。在该情况下，也能够适当且迅速地判定通气配管7的故障。

此外，关于连通路15的通路面积(横截面的面积)，被设定为在产生因通气配管7穿孔引起的破损的情况下，比应将该通气配管7判定为故障的规定尺寸小。由此，在通气配管7产生了超过上述的规定尺寸的大小的孔的情况下，通气外管压力PDA及通气外管表压PDGA与正常时的压力差变大。因此，能够基于该压力差，高精度地检测通气配管7的故障。

此外，实施方式所示的发动机1、通气配管7的细节部分的结构等只不过是例示，能够在本发明的主旨的范围内适当变更。