JP2012013005A - 内燃機関のアルコール濃度センサの異常診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンに供給する燃料のアルコール濃度を検出するアルコール濃度センサの異常が発生した場合に、その異常を早期に検出できるようにする。
【解決手段】ＥＣＵ３８は、アルコール濃度センサ３７で検出した燃料のアルコール濃度に応じて燃料噴射弁２１の燃料噴射量を補正する。また、エンジン始動時の所定期間（例えばエンジン回転速度が大きく上昇する期間）にエンジン回転速度の積算値を算出し、そのエンジン回転速度の積算値を異常判定値と比較してアルコール濃度センサ３７の異常の有無を判定する。アルコール濃度センサ３７の異常時には、エンジン始動時の所定期間におけるエンジン回転速度の積算値がアルコール濃度センサ３７の正常時とは異なってくるため、エンジン始動時の所定期間におけるエンジン回転速度の積算値を監視すれば、エンジン始動時にアルコール濃度センサ３７の異常の有無を精度良く判定できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料のアルコール濃度を検出するアルコール濃度センサの異常診断を実行する内燃機関のアルコール濃度センサの異常診断装置に関する発明である。

近年、ＣＯ₂ 排出量削減、石油代替燃料の活用等の社会的要請から、燃料として、ガソリンにアルコールを混合したアルコール混合燃料を使用可能なエンジン（内燃機関）を搭載した自動車の需要が増加している。このような自動車では、燃料タンクに前回と異なるアルコール濃度の燃料が給油されると、燃料タンク内の燃料のアルコール濃度が変化する。ガソリンとアルコールとでは理論空燃比が異なるため、燃料のアルコール濃度が変化すると、燃料の理論空燃比も変化することから、燃料のアルコール濃度に応じて燃料噴射量（実空燃比）を変化させる必要がある。

そこで、例えば、特許文献１（特開平５−１６３９９２号公報）に記載されているように、内燃機関に供給する燃料のアルコール濃度を検出するアルコール濃度センサを設け、このアルコール濃度センサで検出したアルコール濃度に応じて燃料噴射量を補正するようにしたものがある。

しかし、アルコール濃度センサに異常が発生すると、アルコール濃度検出値（アルコール濃度センサで検出したアルコール濃度）が異常値となって、そのアルコール濃度検出値に応じた燃料補正量が異常になるため、理論空燃比からの実空燃比のずれが大きくなって、エミッション増加やエンジン不調に陥ってしまう可能性がある。従って、アルコール濃度センサの異常が発生したときには、その異常を早期に検出してフェールセール処理や警告等を行う必要がある。

そこで、アルコール濃度センサの異常診断技術として、例えば、特許文献２（特公平７−６４３０号公報）に記載されているように、空燃比フィードバック制御中に空燃比センサで検出した実空燃比と目標空燃比との偏差に基づいて算出される空燃比フィードバック補正係数を用いてアルコール濃度センサの異常診断を実行するようにしたものがある。

特開平５−１６３９９２号公報 特公平７−６４３０号公報

しかし、上記特許文献２の技術では、空燃比フィードバック補正係数を用いてアルコール濃度センサの異常診断を行うため、内燃機関の始動後に所定の空燃比フィードバック制御実行条件が成立して空燃比フィードバック制御が開始されるまでは、アルコール濃度センサの異常診断を実行することができない。このため、アルコール濃度センサの異常が発生していても、内燃機関の始動後に空燃比フィードバック制御が開始されてからでないと、アルコール濃度センサの異常を検出することができず、アルコール濃度センサの異常を早期に検出できないため、アルコール濃度センサ異常時のフェールセーフ処理や警告等の実行が遅れてしまう。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、アルコール濃度センサの異常が発生した場合に、そのアルコール濃度センサの異常を早期に検出することができる内燃機関のアルコール濃度センサの異常診断装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、内燃機関に供給する燃料のアルコール濃度を検出するアルコール濃度センサと、アルコール濃度センサで検出したアルコール濃度に基づいて燃料噴射量を補正する補正手段とを備えた内燃機関のアルコール濃度センサの異常診断装置において、内燃機関の回転速度を検出する回転速度検出手段と、内燃機関の始動時の所定期間に回転速度検出手段で検出した内燃機関の回転速度の積算値を算出し、該内燃機関の回転速度の積算値に基づいてアルコール濃度センサの異常診断を実行する異常診断手段とを備えた構成としたものである。

アルコール濃度センサに異常が発生すると、アルコール濃度検出値（アルコール濃度センサで検出したアルコール濃度）が異常値となって、そのアルコール濃度検出値に応じた燃料補正量が異常になるため、内燃機関の始動時の回転速度の挙動がアルコール濃度センサの正常時とは異なってくる。例えば、アルコール濃度センサの異常時には、内燃機関の始動時の所定期間（例えば内燃機関の回転速度が大きく上昇する期間）における内燃機関の回転速度の積算値がアルコール濃度センサの正常時とは異なってくる。従って、内燃機関の始動時の所定期間における内燃機関の回転速度の積算値を監視すれば、内燃機関の始動時にアルコール濃度センサの異常の有無を精度良く判定することができ、アルコール濃度センサの異常が発生した場合に、そのアルコール濃度センサの異常を早期（始動時）に検出することができる。

或は、請求項２のように、内燃機関の始動時の所定期間経過後に回転速度検出手段で検出した内燃機関の回転速度に基づいてアルコール濃度センサの異常診断を実行する異常診断手段を備えた構成としても良い。アルコール濃度センサの異常時には、内燃機関の始動時の所定期間経過後（例えば内燃機関の回転速度がある程度上昇した時点）の内燃機関の回転速度がアルコール濃度センサの正常時とは異なってくる。従って、内燃機関の始動時の所定期間経過後の内燃機関の回転速度を監視すれば、内燃機関の始動時にアルコール濃度センサの異常の有無を精度良く判定することができ、アルコール濃度センサの異常が発生した場合に、そのアルコール濃度センサの異常を早期（始動時）に検出することができる。

また、請求項３のように、内燃機関の始動時の所定期間に回転速度検出手段で検出した内燃機関の回転速度の傾きを算出し、該内燃機関の回転速度の傾きに基づいてアルコール濃度センサの異常診断を実行する異常診断手段を備えた構成としても良い。アルコール濃度センサの異常時には、内燃機関の始動時の所定期間（例えば内燃機関の回転速度が大きく上昇する期間）における内燃機関の回転速度の傾きがアルコール濃度センサの正常時とは異なってくる。従って、内燃機関の始動時の所定期間における内燃機関の回転速度の傾きを監視すれば、内燃機関の始動時にアルコール濃度センサの異常の有無を精度良く判定することができ、アルコール濃度センサの異常が発生した場合に、そのアルコール濃度センサの異常を早期（始動時）に検出することができる。

また、請求項４のように、内燃機関の始動が完了したか否かを判定する始動完了判定手段と、内燃機関の始動時に始動完了判定手段により内燃機関の始動が完了したと判定されるまでの時間に基づいてアルコール濃度センサの異常診断を実行する異常診断手段とを備えた構成としても良い。アルコール濃度センサの異常時には、内燃機関の始動時間（内燃機関の始動が完了したと判定されるまでの時間）がアルコール濃度センサの正常時とは異なってくる。従って、内燃機関の始動時間を監視すれば、内燃機関の始動時にアルコール濃度センサの異常の有無を精度良く判定することができ、アルコール濃度センサの異常が発生した場合に、そのアルコール濃度センサの異常を早期（始動時）に検出することができる。

また、請求項５のように、内燃機関の回転速度を検出する回転速度検出手段と、回転速度検出手段で検出した内燃機関の回転速度を目標アイドル回転速度に一致させるように吸入空気量と燃料噴射量のうちの少なくとも一方を制御するアイドル回転速度制御中に回転速度検出手段で検出した内燃機関の回転速度と目標アイドル回転速度との偏差に基づいてアルコール濃度センサの異常診断を実行する異常診断手段とを備えた構成としても良い。アルコール濃度センサの異常時には、アイドル回転速度制御中の内燃機関の回転速度の挙動がアルコール濃度センサの正常時とは異なってくる。従って、アイドル回転速度制御中に内燃機関の回転速度と目標アイドル回転速度との偏差を監視すれば、アイドル回転速度制御中にアルコール濃度センサの異常の有無を精度良く判定することができ、アルコール濃度センサの異常が発生した場合に、そのアルコール濃度センサの異常を早期（始動直後のアイドル回転速度制御中）に検出することができる。

ところで、内燃機関の冷間時（暖機前）には、燃料の揮発性の違いによって燃焼状態が変化して内燃機関の始動時やアイドル回転速度制御中の回転速度の挙動が異なってくるため、アルコール濃度センサの異常の有無を誤判定する可能性がある。

この対策として、請求項６のように、内燃機関が暖機状態のときにアルコール濃度センサの異常診断を実行するようにすると良い。このようにすれば、内燃機関の高温再始動時や高温再始動後のアイドル回転速度制御中で内燃機関が暖機状態（燃料の揮発性の影響をほとんど受けない状態）のときにアルコール濃度センサの異常診断を実行することができるため、燃料の揮発性の影響をほとんど受けずにアルコール濃度センサの異常診断を行うことができ、アルコール濃度センサの異常診断精度を向上させることができる。

図１は本発明の実施例１におけるエンジン制御システムの概略構成を示す図である。 図２はエンジン始動時の所定期間を説明するためのタイムチャートである。 図３は実施例１のアルコール濃度センサ異常診断ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 図４は実施例２のアルコール濃度センサ異常診断ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 図５は実施例３のアルコール濃度センサ異常診断ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 図６は実施例４のアルコール濃度センサ異常診断ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 図７は実施例５のアルコール濃度センサ異常診断ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 図８は実施例６のアルコール濃度センサ異常診断ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態を具体化した幾つかの実施例を説明する。

本発明の実施例１を図１乃至図３に基づいて説明する。
まず、図１に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。

内燃機関であるエンジン１１の吸気管１２の最上流部には、エアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側に、吸入空気量を検出するエアフローメータ１４が設けられている。このエアフローメータ１４の下流側には、モータ１５によって開度調節されるスロットルバルブ１６と、このスロットルバルブ１６の開度（スロットル開度）を検出するスロットル開度センサ１７とが設けられている。

更に、スロットルバルブ１６の下流側には、サージタンク１８が設けられ、このサージタンク１８に、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ１９が設けられている。また、サージタンク１８には、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド２０が設けられ、各気筒の吸気マニホールド２０の吸気ポート近傍に、それぞれ吸気ポートに向けて燃料を噴射する燃料噴射弁２１が取り付けられている。また、エンジン１１のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ２２が取り付けられ、各気筒の点火プラグ２２の火花放電によって筒内の混合気に着火される。

一方、エンジン１１の排気管２３には、排出ガスの空燃比又はリッチ／リーン等を検出する排出ガスセンサ２４（空燃比センサ、酸素センサ等）が設けられ、この排出ガスセンサ２４の下流側に、排出ガスを浄化する三元触媒等の触媒２５が設けられている。

また、エンジン１１のシリンダブロックには、冷却水温を検出する冷却水温センサ２６や、ノッキングを検出するノックセンサ２７が取り付けられている。また、クランク軸２８の外周側には、クランク軸２８が所定クランク角回転する毎にパルス信号を出力するクランク角センサ２９（回転速度検出手段）が取り付けられ、このクランク角センサ２９の出力信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。

エンジン１１は、燃料として、燃料性状の異なる複数種の燃料、例えば、ガソリン、エタノールやメタノール等のアルコール、ガソリンにアルコールを混合したアルコール混合燃料をいずれも使用可能であり、運転者がこれらのガソリン、アルコール、アルコール混合燃料のいずれかを選択して燃料タンク３０内に給油するようになっている。燃料タンク３０内には、燃料を汲み上げる燃料ポンプ３１が設けられている。この燃料ポンプ３１から吐出される燃料は、燃料配管３２を通してデリバリパイプ３３に送られ、このデリバリパイプ３３から各気筒の燃料噴射弁２１に分配される。燃料配管３２のうちの燃料ポンプ３１付近には、燃料フィルタ３４とプレッシャレギュレータ３５が接続され、このプレッシャレギュレータ３５によって燃料ポンプ３１の吐出圧が所定圧力に調圧され、その圧力を越える燃料の余剰分が燃料戻し管３６により燃料タンク３０内に戻されるようになっている。

また、燃料タンク３０から燃料噴射弁２１までの燃料通路（燃料配管３２又はデリバリパイプ３３）の所定位置には、エンジン１１に供給される燃料のアルコール濃度を検出するアルコール濃度センサ３７が取り付けられている。尚、アルコール濃度センサ３７の取付場所は、燃料通路に限定されず、燃料タンク３０内であっても良い。このアルコール濃度センサ３７は、どの様な構成のアルコール濃度センサを用いても良く、例えば、燃料の比誘電率に応じた静電容量を測定してアルコール濃度を検出する静電容量式のアルコール濃度センサ、或は、燃料の透過光量（透過率）を測定してアルコール濃度を検出する光学式（透過式）のアルコール濃度センサを用いても良い。

上述した各種センサの出力は、電子制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）３８に入力される。このＥＣＵ３８は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された各種のエンジン制御用のプログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて、燃料噴射量、点火時期、スロットル開度（吸入空気量）等を制御する。

その際、ＥＣＵ３８は、エンジン運転中に所定の空燃比フィードバック制御実行条件が成立したときに、排出ガスセンサ２４の出力に基づいて排出ガスの空燃比を目標空燃比（例えば理論空燃比）に一致させるように空燃比フィードバック補正量を算出し、この空燃比フィードバック補正量を用いて燃料噴射弁２１の燃料噴射量を補正する空燃比フィードバック制御を実行する。

また、燃料のアルコール濃度が高くなるほど、燃料の理論空燃比が小さくなり、実空燃比を理論空燃比に制御するのに必要な燃料噴射量が増加するという関係があることを考慮して、ＥＣＵ３８は、アルコール濃度センサ３７で検出した燃料のアルコール濃度に応じて燃料噴射弁２１の燃料噴射量を補正する補正手段として機能する。

しかし、アルコール濃度センサ３７に異常が発生すると、アルコール濃度検出値（アルコール濃度センサ３７で検出したアルコール濃度）が異常値となって、そのアルコール濃度検出値に応じた燃料補正量が異常になるため、理論空燃比からの実空燃比のずれが大きくなって、エミッション増加やエンジン不調に陥ってしまう可能性がある。従って、アルコール濃度センサ３７の異常が発生したときには、その異常を早期に検出してフェールセール処理や警告等を行う必要がある。

そこで、本実施例１では、ＥＣＵ３８により後述する図３のアルコール濃度センサ異常診断ルーチンを実行することで、エンジン始動時の所定期間にクランク角センサ２９で検出したエンジン回転速度の積算値を算出し、そのエンジン回転速度の積算値に基づいてアルコール濃度センサ３７の異常診断を実行する。ここで、図２に示すように、エンジン始動時の所定期間は、例えば、エンジン始動開始（スタータオン）後にエンジン回転速度が大きくする上昇する期間となるように、エンジン始動開始後の点火回数、燃料噴射回数、クランク角回転量等によって設定されている（例えば、エンジン始動開始後の点火回数、燃料噴射回数、クランク角回転量等が第１の所定値に達する時点ｔ1 から第２の所定値に達する時点ｔ2 までの期間に設定されている）。

アルコール濃度センサ３７に異常が発生すると、アルコール濃度検出値（アルコール濃度センサ３７で検出したアルコール濃度）が異常値となって、そのアルコール濃度検出値に応じた燃料補正量が異常になるため、エンジン始動時のエンジン回転速度の挙動がアルコール濃度センサ３７の正常時とは異なってくる。例えば、アルコール濃度センサ３７の異常時には、エンジン始動時の所定期間（例えばエンジン回転速度が大きく上昇する期間）におけるエンジン回転速度の積算値がアルコール濃度センサ３７の正常時とは異なってくる。従って、エンジン始動時の所定期間におけるエンジン回転速度の積算値を監視すれば、エンジン始動時にアルコール濃度センサ３７の異常の有無を精度良く判定することができる。

以下、本実施例１でＥＣＵ３８が実行する図３のアルコール濃度センサ異常診断ルーチンの処理内容を説明する。

図３に示すアルコール濃度センサ異常診断ルーチンは、ＥＣＵ３８の電源オン中に所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいう異常診断手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、エンジン始動時であるか否かを判定する。ここで、エンジン始動時は、例えば、エンジン始動開始（スタータオン）からアイドル回転速度制御に移行するまでの期間である。

このステップ１０１で、エンジン始動時ではないと判定された場合には、ステップ１０２以降のアルコール濃度センサ３７の異常診断に関する処理を実行することなく、本ルーチンを終了する。

一方、上記ステップ１０１で、エンジン始動時であると判定された場合には、ステップ１０２以降のアルコール濃度センサ３７の異常診断に関する処理を次のようにして実行する。

まず、ステップ１０２で、エンジン始動時の所定期間内であるか否かを判定する。ここで、図２に示すように、エンジン始動時の所定期間は、例えば、エンジン始動開始（スタータオン）後にエンジン回転速度が大きく上昇する期間となるように、エンジン始動開始後の点火回数、燃料噴射回数、クランク角回転量等によって設定されている（例えば、エンジン始動開始後の点火回数、燃料噴射回数、クランク角回転量等が第１の所定値に達する時点ｔ1 から第２の所定値に達する時点ｔ2 までの期間に設定されている）。

このステップ１０２で、エンジン始動時の所定期間内であると判定された場合には、ステップ１０３に進み、クランク角センサ２９で検出したエンジン回転速度を読み込んだ後、ステップ１０４に進み、前回までのエンジン回転速度の積算値（初期値は０）に今回のエンジン回転速度を加算してエンジン回転速度の積算値を求める。

この後、ステップ１０５に進み、エンジン始動時の所定期間が経過したか否かを判定し、エンジン始動時の所定期間が経過していないと判定された場合には、上記ステップ１０３に戻り、エンジン回転速度の積算値を算出する処理（ステップ１０３，１０４）を繰り返す。

その後、ステップ１０５で、エンジン始動時の所定期間が経過したと判定されたときに、エンジン始動時の所定期間におけるエンジン回転速度の積算値の算出が完了したと判断して、ステップ１０６に進み、エンジン始動時の所定期間におけるエンジン回転速度の積算値が所定の異常判定値以下であるか否かを判定する。

このステップ１０６で、エンジン始動時の所定期間におけるエンジン回転速度の積算値が異常判定値以下であると判定された場合には、ステップ１０７に進み、アルコール濃度センサ３７の異常有りと判定して異常フラグをＯＮにセットし、運転席のインストルメントパネルに設けられた警告ランプ（図示せず）を点灯又は点滅したり、或は、運転席のインストルメントパネルの警告表示部（図示せず）に警告表示したりして、運転者に警告すると共に、適宜のフェールセーフ処理を実行する。このフェールセーフ処理では、例えば、アルコール濃度検出値（アルコール濃度センサ３７で検出したアルコール濃度）を無効にして、燃料噴射量を強制的に増量補正する。

これに対して、上記ステップ１０６で、エンジン始動時の所定期間におけるエンジン回転速度の積算値が異常判定値よりも大きいと判定されれば、ステップ１０８に進み、アルコール濃度センサ３７の異常無し（正常）と判定して異常フラグをＯＦＦに維持する。

以上説明した本実施例１では、エンジン始動時の所定期間にエンジン回転速度の積算値を算出し、そのエンジン回転速度の積算値を異常判定値と比較してアルコール濃度センサ３７の異常の有無を判定するようにしたので、エンジン始動時にアルコール濃度センサ３７の異常の有無を精度良く判定することができる。これにより、アルコール濃度センサ３７の異常が発生した場合に、そのアルコール濃度センサ３７の異常を早期（始動時）に検出することができ、アルコール濃度センサ３７の異常時のフェールセール処理や警告等を速やかに行うことができる。

次に、図４を用いて本発明の実施例２を説明する。但し、前記実施例１と実質的に同一部分については説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例１と異なる部分について説明する。

ところで、エンジン１１の冷間時（暖機前）には、燃料の揮発性の違いによって燃焼状態が変化してエンジン始動時のエンジン回転速度の挙動が異なってくるため、アルコール濃度センサ３７の異常の有無を誤判定する可能性がある。

この対策として、本実施例２では、ＥＣＵ３８により後述する図４のアルコール濃度センサ異常診断ルーチンを実行することで、エンジン１１の高温再始動時でエンジン１１が暖機状態（燃料の揮発性の影響をほとんど受けない状態）のときに、エンジン始動時の所定期間におけるエンジン回転速度の積算値に基づいてアルコール濃度センサ３７の異常診断を実行するようにしている。

図４のルーチンは、前記実施例１で説明した図３のルーチンのステップ１０１の処理の前にステップ１００の処理を追加したものであり、それ以外の各ステップの処理は図３と同じである。

図４のアルコール濃度センサ異常診断ルーチンでは、まず、ステップ１００で、エンジン１１が暖機状態であるか否かを、例えば、冷却水温が所定値以上であるか否かによって判定する。

このステップ１００で、エンジン１１が暖機状態ではないと判定された場合には、燃料の揮発性の影響でアルコール濃度センサ３７の異常の有無を誤判定する可能性があると判断して、ステップ１０１以降の処理を実行することなく、本ルーチンを終了することで、アルコール濃度センサ３７の異常診断を禁止する。

一方、上記ステップ１００で、エンジン１１が暖機状態であると判定された場合には、ステップ１０１に進み、エンジン始動時であるか否かを判定し、エンジン始動時であると判定されれば、エンジン１１の高温再始動時でエンジン１１が暖機状態（燃料の揮発性の影響をほとんど受けない状態）であるため、燃料の揮発性の影響をほとんど受けずにアルコール濃度センサ３７の異常診断を行うことができる判断して、ステップ１０２以降のアルコール濃度センサ３７の異常診断に関する処理を実行して、エンジン始動時の所定期間にエンジン回転速度の積算値を算出し、そのエンジン回転速度の積算値を所定の異常判定値と比較してアルコール濃度センサ３７の異常の有無を判定する（ステップ１０２〜１０８）。

以上説明した本実施例２では、エンジン１１の高温再始動時でエンジン１１が暖機状態（燃料の揮発性の影響をほとんど受けない状態）のときに、エンジン始動時の所定期間におけるエンジン回転速度の積算値に基づいてアルコール濃度センサ３７の異常診断を実行するようにしたので、燃料の揮発性の影響をほとんど受けずにアルコール濃度センサ３７の異常診断を行うことができ、アルコール濃度センサ３７の異常診断精度を向上させることができる。

次に、図５を用いて本発明の実施例３を説明する。但し、前記実施例１と実質的に同一部分については説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例１と異なる部分について説明する。

本実施例３では、ＥＣＵ３８により後述する図５のアルコール濃度センサ異常診断ルーチンを実行することで、エンジン始動時の所定期間経過後にクランク角センサ２９で検出したエンジン回転速度に基づいてアルコール濃度センサ３７の異常診断を実行するようにしている。

アルコール濃度センサ３７の異常時には、エンジン始動時の所定期間経過後（例えばエンジン回転速度がある程度上昇した時点）のエンジン回転速度がアルコール濃度センサ３７の正常時とは異なってくるため、エンジン始動時の所定期間経過後のエンジン回転速度を監視すれば、エンジン始動時にアルコール濃度センサ３７の異常の有無を精度良く判定することができる。

図５のアルコール濃度センサ異常診断ルーチンでは、まず、ステップ２０１で、エンジン始動時であるか否かを判定し、エンジン始動時であると判定されれば、ステップ２０２以降のアルコール濃度センサ３７の異常診断に関する処理を次のようにして実行する。

まず、ステップ２０２で、エンジン始動時の所定期間（図２参照）が経過したか否かを判定し、エンジン始動時の所定期間が経過したと判定されたときに、エンジン回転速度がある程度上昇したと判断して、ステップ２０３に進み、クランク角センサ２９で検出したエンジン回転速度を読み込むことで、エンジン始動時の所定期間経過後のエンジン回転速度を読み込む。

この後、ステップ２０４に進み、エンジン始動時の所定期間経過後のエンジン回転速度が所定の異常判定値以下であるか否かを判定する。

このステップ２０４で、エンジン始動時の所定期間経過後のエンジン回転速度が異常判定値以下であると判定された場合には、ステップ２０５に進み、アルコール濃度センサ３７の異常有りと判定して異常フラグをＯＮにセットし、警告ランプや警告表示部で運転者に警告すると共に、適宜のフェールセーフ処理を実行する。

これに対して、上記ステップ２０４で、エンジン始動時の所定期間経過後のエンジン回転速度が異常判定値よりも大きいと判定されれば、ステップ２０６に進み、アルコール濃度センサ３７の異常無し（正常）と判定して異常フラグをＯＦＦに維持する。

以上説明した本実施例３では、エンジン始動時の所定期間経過後のエンジン回転速度を異常判定値と比較してアルコール濃度センサ３７の異常の有無を判定するようにしたので、エンジン始動時にアルコール濃度センサ３７の異常の有無を精度良く判定することができ、上記実施例１とほぼ同じ効果を得ることができる。

尚、エンジン１１の高温再始動時でエンジン１１が暖機状態（燃料の揮発性の影響をほとんど受けない状態）のときに、エンジン始動時の所定期間経過後のエンジン回転速度に基づいてアルコール濃度センサ３７の異常診断を実行するようにしても良い。

次に、図６を用いて本発明の実施例４を説明する。但し、前記実施例１と実質的に同一部分については説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例１と異なる部分について説明する。

本実施例４では、ＥＣＵ３８により後述する図６のアルコール濃度センサ異常診断ルーチンを実行することで、エンジン始動時の所定期間にクランク角センサ２９で検出したエンジン回転速度の傾きを算出し、そのエンジン回転速度の傾きに基づいてアルコール濃度センサ３７の異常診断を実行するようにしている。

アルコール濃度センサ３７の異常時には、エンジン始動時の所定期間（例えばエンジン回転速度が大きく上昇する期間）におけるエンジン回転速度の傾きがアルコール濃度センサ３７の正常時とは異なってくるため、エンジン始動時の所定期間におけるエンジン回転速度の傾きを監視すれば、エンジン始動時にアルコール濃度センサ３７の異常の有無を精度良く判定することができる。

図６のアルコール濃度センサ異常診断ルーチンでは、まず、ステップ３０１で、エンジン始動時であるか否かを判定し、エンジン始動時であると判定されれば、ステップ３０２以降のアルコール濃度センサ３７の異常診断に関する処理を次のようにして実行する。

まず、ステップ３０２で、エンジン始動時の所定期間の開始点になった否かを、例えば、エンジン始動開始後の点火回数、燃料噴射回数、クランク角回転量等が第１の所定値に達する時点ｔ1 （図２参照）になったか否かによって判定する。

このステップ３０２で、エンジン始動時の所定期間の開始点になったと判定されたときに、ステップ３０３に進み、クランク角センサ２９で検出したエンジン回転速度を読み込むことで、エンジン始動時の所定期間の開始点におけるエンジン回転速度を読み込む。

この後、ステップ３０４に進み、エンジン始動時の所定期間の終了点になった否かを、例えば、エンジン始動開始後の点火回数、燃料噴射回数、クランク角回転量等が第２の所定値に達する時点ｔ2 （図２参照）になったか否かによって判定する。

このステップ３０４で、エンジン始動時の所定期間の終了点になったと判定されたときに、ステップ３０５に進み、クランク角センサ２９で検出したエンジン回転速度を読み込むことで、エンジン始動時の所定期間の終了点におけるエンジン回転速度を読み込む。

この後、ステップ３０６に進み、エンジン始動時の所定期間の終了点におけるエンジン回転速度と、エンジン始動時の所定期間の開始点におけるエンジン回転速度とに基づいて、エンジン始動時の所定期間におけるエンジン回転速度の傾きを算出する。ここで、エンジン回転速度の傾きは、例えば、所定点火回数当りのエンジン回転速度変化量、所定燃料噴射回数当りのエンジン回転速度変化量、所定クランク角当りのエンジン回転速度変化量、所定時間当りのエンジン回転速度変化量等のいずれかである。

この後、ステップ３０７に進み、エンジン始動時の所定期間におけるエンジン回転速度の傾きが所定の異常判定値以下であるか否かを判定する。

このステップ３０７で、エンジン始動時の所定期間におけるエンジン回転速度の傾きが異常判定値以下であると判定された場合には、ステップ３０８に進み、アルコール濃度センサ３７の異常有りと判定して異常フラグをＯＮにセットし、警告ランプや警告表示部で運転者に警告すると共に、適宜のフェールセーフ処理を実行する。

これに対して、上記ステップ３０７で、エンジン始動時の所定期間におけるエンジン回転速度の傾きが異常判定値よりも大きいと判定されれば、ステップ３０９に進み、アルコール濃度センサ３７の異常無し（正常）と判定して異常フラグをＯＦＦに維持する。

以上説明した本実施例４では、エンジン始動時の所定期間にエンジン回転速度の傾きを算出し、そのエンジン回転速度の傾きを異常判定値と比較してアルコール濃度センサ３７の異常の有無を判定するようにしたので、エンジン始動時にアルコール濃度センサ３７の異常の有無を精度良く判定することができ、上記実施例１とほぼ同じ効果を得ることができる。

尚、エンジン１１の高温再始動時でエンジン１１が暖機状態（燃料の揮発性の影響をほとんど受けない状態）のときに、エンジン始動時の所定期間におけるエンジン回転速度の傾きに基づいてアルコール濃度センサ３７の異常診断を実行するようにしても良い。

次に、図７を用いて本発明の実施例５を説明する。但し、前記実施例１と実質的に同一部分については説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例１と異なる部分について説明する。

本実施例５では、ＥＣＵ３８により後述する図７のアルコール濃度センサ異常診断ルーチンを実行することで、エンジン始動時にエンジン１１の始動時間（エンジン１１の始動が完了したと判定されるまでの時間）に基づいてアルコール濃度センサ３７の異常診断を実行するようにしている。

アルコール濃度センサ３７の異常時には、エンジン１１の始動時間がアルコール濃度センサ３７の正常時とは異なってくるため、エンジン１１の始動時間を監視すれば、エンジン始動時にアルコール濃度センサ３７の異常の有無を精度良く判定することができる。

図７のアルコール濃度センサ異常診断ルーチンでは、まず、ステップ４０１で、エンジン始動時であるか否かを判定し、エンジン始動時であると判定されれば、ステップ４０２以降のアルコール濃度センサ３７の異常診断に関する処理を次のようにして実行する。

まず、ステップ４０２で、エンジン１１の始動が完了したか否かを、例えば、エンジン回転速度が所定の完爆判定値を越えたか否かによって判定する。このステップ４０２の処理が特許請求の範囲でいう始動完了判定手段としての役割を果たす。

このステップ４０２で、エンジン１１の始動が完了したと判定されたときに、ステップ４０３に進み、エンジン１１の始動時間を算出する。ここで、エンジン１１の始動時間は、例えば、エンジン始動開始（スタータオン）からエンジン１１の始動が完了したと判定されるまでの時間である。

この後、ステップ４０４に進み、エンジン１１の始動時間が所定の異常判定値以上であるか否かを判定する。

このステップ４０４で、エンジン１１の始動時間が異常判定値以上であると判定された場合には、ステップ４０５に進み、アルコール濃度センサ３７の異常有りと判定して異常フラグをＯＮにセットし、警告ランプや警告表示部で運転者に警告すると共に、適宜のフェールセーフ処理を実行する。

これに対して、上記ステップ４０４で、エンジン１１始動時間が異常判定値よりも短いと判定されれば、ステップ４０６に進み、アルコール濃度センサ３７の異常無し（正常）と判定して異常フラグをＯＦＦに維持する。

以上説明した本実施例５では、エンジン始動時にエンジン１１の始動時間を異常判定値と比較してアルコール濃度センサ３７の異常の有無を判定するようにしたので、エンジン始動時にアルコール濃度センサ３７の異常の有無を精度良く判定することができ、上記実施例１とほぼ同じ効果を得ることができる。

尚、エンジン１１の高温再始動時でエンジン１１が暖機状態（燃料の揮発性の影響をほとんど受けない状態）のときに、エンジン１１の始動時間に基づいてアルコール濃度センサ３７の異常診断を実行するようにしても良い。

次に、図８を用いて本発明の実施例６を説明する。但し、前記実施例１と実質的に同一部分については説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例１と異なる部分について説明する。

本実施例６では、ＥＣＵ３８により後述する図８のアルコール濃度センサ異常診断ルーチンを実行することで、クランク角センサ２９で検出したエンジン回転速度を目標アイドル回転速度に一致させるように吸入空気量と燃料噴射量のうちの少なくとも一方を制御するアイドル回転速度制御中に、クランク角センサ２９で検出したエンジン回転速度と目標アイドル回転速度との偏差に基づいてアルコール濃度センサ３７の異常診断を実行するようにしている。

アルコール濃度センサ３７の異常時には、アイドル回転速度制御中のエンジン回転速度の挙動がアルコール濃度センサ３７の正常時とは異なってくるため、アイドル回転速度制御中にエンジン回転速度と目標アイドル回転速度との偏差を監視すれば、アイドル回転速度制御中にアルコール濃度センサ３７の異常の有無を精度良く判定することができる。

図８のアルコール濃度センサ異常診断ルーチンでは、まず、ステップ５０１で、アイドル回転速度制御中であるか否かを判定する。

このステップ５０１で、アイドル回転速度制御中ではないと判定された場合には、ステップ５０２以降のアルコール濃度センサ３７の異常診断に関する処理を実行することなく、本ルーチンを終了する。

一方、上記ステップ５０１で、アイドル回転速度制御中であると判定された場合には、ステップ５０２以降のアルコール濃度センサ３７の異常診断に関する処理を次のようにして実行する。まず、ステップ５０２で、クランク角センサ２９で検出したエンジン回転速度を読み込んだ後、ステップ５０３に進み、目標アイドル回転速度を読み込む。

この後、ステップ５０４に進み、エンジン回転速度と目標アイドル回転速度との偏差を算出した後、ステップ５０５に進み、エンジン回転速度と目標アイドル回転速度との偏差の絶対値が所定の異常判定値以上であるか否かを判定する。

このステップ５０５で、エンジン回転速度と目標アイドル回転速度との偏差の絶対値が異常判定値以上であると判定された場合には、ステップ５０６に進み、アルコール濃度センサ３７の異常有りと判定して異常フラグをＯＮにセットし、警告ランプや警告表示部で運転者に警告すると共に、適宜のフェールセーフ処理を実行する。

これに対して、上記ステップ５０５で、エンジン回転速度と目標アイドル回転速度との偏差の絶対値が異常判定値よりも小さいと判定されれば、ステップ５０７に進み、アルコール濃度センサ３７の異常無し（正常）と判定して異常フラグをＯＦＦに維持する。

以上説明した本実施例６では、アイドル回転速度制御中にエンジン回転速度と目標アイドル回転速度との偏差を異常判定値と比較してアルコール濃度センサ３７の異常の有無を判定するようにしたので、アイドル回転速度制御中にアルコール濃度センサ３７の異常の有無を精度良く判定することができる。このようにしても、アルコール濃度センサ３７の異常が発生した場合に、そのアルコール濃度センサ３７の異常を早期（始動直後のアイドル回転速度制御中）に検出することができ、アルコール濃度センサ３７の異常時のフェールセール処理や警告等を速やかに行うことができる。

尚、エンジン１１の高温再始動後のアイドル回転速度制御中でエンジン１１が暖機状態（燃料の揮発性の影響をほとんど受けない状態）のときに、エンジン回転速度と目標アイドル回転速度との偏差に基づいてアルコール濃度センサ３７の異常診断を実行するようにしても良い。

その他、本発明は、図１に示すような吸気ポート噴射式エンジンに限定されず、筒内噴射式エンジンや、吸気ポート噴射用の燃料噴射弁と筒内噴射用の燃料噴射弁の両方を備えたデュアル噴射式のエンジンにも適用して実施できる。

１１…エンジン（内燃機関）、１２…吸気管、１６…スロットルバルブ、２１…燃料噴射弁、２２…点火プラグ、２３…排気管、２６…冷却水温センサ、２９…クランク角センサ（回転速度検出手段）、３０…燃料タンク、３１…燃料ポンプ、３２…燃料配管、３３…デリバリパイプ、３７…アルコール濃度センサ、３８…ＥＣＵ（補正手段，異常診断手段，始動完了判定手段）

Claims (6)

1. 内燃機関に供給する燃料のアルコール濃度を検出するアルコール濃度センサと、前記アルコール濃度センサで検出したアルコール濃度に基づいて燃料噴射量を補正する補正手段とを備えた内燃機関のアルコール濃度センサの異常診断装置において、
   内燃機関の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
   内燃機関の始動時の所定期間に前記回転速度検出手段で検出した内燃機関の回転速度の積算値を算出し、該内燃機関の回転速度の積算値に基づいて前記アルコール濃度センサの異常診断を実行する異常診断手段と
   を備えていることを特徴とする内燃機関のアルコール濃度センサの異常診断装置。
2. 内燃機関に供給する燃料のアルコール濃度を検出するアルコール濃度センサと、前記アルコール濃度センサで検出したアルコール濃度に基づいて燃料噴射量を補正する補正手段とを備えた内燃機関のアルコール濃度センサの異常診断装置において、
   内燃機関の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
   内燃機関の始動時の所定期間経過後に前記回転速度検出手段で検出した内燃機関の回転速度に基づいて前記アルコール濃度センサの異常診断を実行する異常診断手段と
   を備えていることを特徴とする内燃機関のアルコール濃度センサの異常診断装置。
3. 内燃機関に供給する燃料のアルコール濃度を検出するアルコール濃度センサと、前記アルコール濃度センサで検出したアルコール濃度に基づいて燃料噴射量を補正する補正手段とを備えた内燃機関のアルコール濃度センサの異常診断装置において、
   内燃機関の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
   内燃機関の始動時の所定期間に前記回転速度検出手段で検出した内燃機関の回転速度の傾きを算出し、該内燃機関の回転速度の傾きに基づいて前記アルコール濃度センサの異常診断を実行する異常診断手段と
   を備えていることを特徴とする内燃機関のアルコール濃度センサの異常診断装置。
4. 内燃機関に供給する燃料のアルコール濃度を検出するアルコール濃度センサと、前記アルコール濃度センサで検出したアルコール濃度に基づいて燃料噴射量を補正する補正手段とを備えた内燃機関のアルコール濃度センサの異常診断装置において、
   内燃機関の始動が完了したか否かを判定する始動完了判定手段と、
   内燃機関の始動時に前記始動完了判定手段により内燃機関の始動が完了したと判定されるまでの時間に基づいて前記アルコール濃度センサの異常診断を実行する異常診断手段と
   を備えていることを特徴とする内燃機関のアルコール濃度センサの異常診断装置。
5. 内燃機関に供給する燃料のアルコール濃度を検出するアルコール濃度センサと、前記アルコール濃度センサで検出したアルコール濃度に基づいて燃料噴射量を補正する補正手段とを備えた内燃機関のアルコール濃度センサの異常診断装置において、
   内燃機関の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
   前記回転速度検出手段で検出した内燃機関の回転速度を目標アイドル回転速度に一致させるように吸入空気量と燃料噴射量のうちの少なくとも一方を制御するアイドル回転速度制御中に前記回転速度検出手段で検出した内燃機関の回転速度と前記目標アイドル回転速度との偏差に基づいて前記アルコール濃度センサの異常診断を実行する異常診断手段と
   を備えていることを特徴とする内燃機関のアルコール濃度センサの異常診断装置。
6. 前記異常診断手段は、内燃機関が暖機状態のときに前記アルコール濃度センサの異常診断を実行することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の内燃機関のアルコール濃度センサの異常診断装置。

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