CN103299057B - 内燃机的异常检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于在根据使用燃料的性状控制运转的内燃机中，能够准确地检测燃料性状的判别所使用的燃料性状传感器的异常，尤其是能够准确地检测停滞。为了该目的，本发明提供的异常检测装置并不是在连接燃料泵和喷射器的燃料流路的主流路中设置燃料性状传感器，而是在从内燃机起动起到停止后的下次起动为止的期间能够产生燃料从内部流出的状况的支流路中设置燃料性状传感器。而且，读入燃料流过该支流路时的燃料性状传感器的输出值作为第1传感器输出值，并且读入燃料从该支流路流出时的燃料性状传感器的输出值作为第2传感器输出值。而且，将第1传感器输出值和第2传感器输出值作为判断材料来判定燃料性状传感器有无异常。

Description

内燃机的异常检测装置

技术领域

本发明涉及根据使用燃料的性状来控制运转的内燃机所用的异常检测装置，尤其是涉及能够检测燃料性状的判别所使用的燃料性状传感器的异常的异常检测装置。

背景技术

在所谓的FFV(Flexible Fuel Vehicle)中，搭载有能够使用各种性状的燃料的内燃机。作为在这种FFV用内燃机中使用的燃料的例子，可以举出乙醇混合汽油。在将乙醇混合汽油用作内燃机的燃料的情况下，乙醇和汽油每单位体积的发热量大不相同，因此需要与燃料的乙醇浓度对应地调整空燃比。因此，在使用乙醇混合汽油的内燃机中，为了判别所使用的燃料的性状，具体地为了判别乙醇浓度，具备作为燃料性状传感器的一种的乙醇浓度传感器。作为乙醇浓度传感器，优选静电电容式传感器、光透射式传感器以及光折射率式传感器。

由乙醇浓度传感器计测到的燃料的乙醇浓度被用作内燃机空燃比控制的参数。由此，无论是在利用何种乙醇浓度的燃料的情况下，不仅能够得到想要的扭矩，还能够确保要满足的排放性能。

这样，FFV用内燃机的燃料性状传感器在确保内燃机的性能方面具有重要的作用。然而，与其他的传感器的情况同样地，并不能保证燃料性状传感器总是正常地发挥功能。燃料性状传感器有时发生断线、短路或者传感器元件的劣化等某些异常。在这样的情况下如果利用燃料性状传感器的输出值来进行内燃机的控制，则无法进行符合使用燃料的性状的恰当的运转，从而导致排放性能、燃料使用效率性能之类的内燃机的性能的恶化。

因此，寻求一种在燃料性状传感器发生了某些异常的情况下准确地检测异常的发生以便能够迅速地进行修理、更换这样的恰当对应的技术。关于这种课题，在日本特开2010－038052号公报(以下，为专利文献1)中公开了一种对乙醇浓度传感器的输出值设定上限阈值和下限阈值，如果输出值超过上限阈值或者下限阈值，则判定为乙醇浓度传感器发生了异常的技术。在该公报所公开的技术中，着眼于即使乙醇浓度相同乙醇浓度传感器的输出值也会根据燃料温度的不同而不同，也进行根据由燃温传感器计测出的燃料温度将上限阈值以及下限阈值的各值设定成不同值的处理。

但是，在专利文献1所记载的技术中，未必就能够一定准确地检测出乙醇浓度传感器的异常。作为一种在乙醇浓度传感器中特别易于发生并且对内燃机控制的影响大的异常，存在被称为“停滞”的现象。停滞是指乙醇浓度传感器的输出值滞留于固定值的现象。这种停滞在乙醇浓度传感器的输出值位于上限阈值与下限阈值之间的情况下也会发生，因此在专利文献1所记载的技术中存在着无法将停滞检测为异常之虞。

关于检测传感器的停滞的方法，例如如日本特开2000－303898号公报(以下，为专利文献2)所记载的那样，公知的是静电电容式温度传感器。专利文献2所记载的方法是计算由温度传感器计测到的内燃机起动后的最大水温和最小水温之差，在该差小的情况下，判定为发生了停滞的方法。但是，难以将该方法应用于乙醇浓度传感器的停滞检测。这是因为与燃料温度不同，只要不供油就无法使燃料的乙醇浓度发生变化。

此外，如果着眼于专利文献1所记载的乙醇浓度传感器针对燃料温度的输出特性，则可以将根据乙醇浓度传感器的输出值是否根据燃料温度发生变化来判定停滞有无发生认为是一个方案。但是，在使用乙醇浓度为0％的燃料的情况下，即使燃料温度发生了变化乙醇浓度传感器的输出值也几乎不变化。因此，在该方案中，存在无法判别是使用了乙醇浓度为0％的燃料，还是发生了停滞这样的问题。

作为用于燃料性状传感器的异常检测的其他方法，存在日本特开2008－014741号公报(以下，专利文献3)所记载的方法。专利文献3所记载的异常检测方法以在燃料箱的入口设置测定室，并在该测定室安装燃料性状传感器的构成为前提。另外，燃料性状传感器构成为在测定室的测定空间存在燃料的情况和不存在燃料的情况下，分别输出不同水平的信号也是其前提。根据这些前提的构成，虽然在平时的测定空间不会贮留燃料，但是会由于燃料箱被供油而在测定空间临时贮留燃料，燃料性状传感器的信号水平会受到测定空间存在燃料的影响而发生变化。因此，如果供油时未从燃料性状传感器输出恰当的信号，则能够判断为燃料性状传感器发生了某种异常。

但是，专利文献3所记载的技术在准确地判别使用燃料的性状的方面存在问题。作为用于内燃机控制的信息所需要的燃料性状是从燃料箱向内燃机供给的燃料的燃料性状，更详细地是从喷射器喷射的燃料的燃料性状。然而，根据专利文献3所记载的构成，由燃料性状传感器判别的燃料性状是向燃料箱供油的燃料的性状，并不是从喷射器喷射的燃料的性状。在能够使用各种性状的燃料的FFV用内燃机中，燃料箱内的燃料和新供油的燃料之间燃料性状未必一致。因此，在专利文献3所记载的技术中，由燃料性状传感器判别出的燃料性状和实际从喷射器喷射的燃料的性状不同的可能性高，进行与使用燃料的性状对应的适当的空燃比控制存在困难。

并且，专利文献3所记载的技术在准确地检测燃料性状传感器的异常，尤其是准确地检测停滞这方面不能说是充分的。例如，如果燃料性状传感器的输出值滞留于在测定空间不存在燃料时的输出水平，则能够根据供油时的燃料性状传感器的输出水平来检测停滞的发生。然而，在燃料性状传感器的输出值滞留于测定空间存在燃料时的输出水平的情况下，即使在保持原状地供油时也保持该输出水平，其结果，也判断为燃料性状传感器正常动作。即，在专利文献3所记载的技术中，无法将其检测为停滞。

如以上那样，以往提出的燃料性状传感器的异常检测用的技术在准确地检测燃料性状传感器的异常，尤其是准确地检测停滞这方面不能说就是充分的。

专利文献1:日本特开2010－038052号公报

专利文献2:日本特开2000－303898号公报

专利文献3:日本特开2008－014741号公报

专利文献4:日本特开平05－079432号公报

专利文献5:日本特开2001－336460号公报

专利文献6:日本特开2009－091991号公报

发明内容

本发明的课题在于在根据使用燃料的性状来控制运转的内燃机中，能够准确地检测燃料性状的判别所使用的燃料性状传感器的异常，尤其是能够准确地检测停滞。而且，为了达成这样的课题，本发明提供如下那样的内燃机的异常检测装置。

根据本发明提供的异常检测装置，作为用于判别醇浓度或重质度(heaviness)之类的使用燃料的性状的燃料性状传感器，利用静电容量式传感器、光透过式传感器或者光折射率式传感器等在输出特性具有特征的传感器。这些传感器具有的输出特性的特征是指在计测部中存在液体的情况和存在气体的情况下输出值的水平不同，在计测部中存在燃料的情况下输出值根据该燃料的性状而决定。根据本异常检测装置，具有这种输出特性的燃料性状传感器并不设置于连接燃料泵和喷射器的燃料流路的主流路，而是设置于从主流路分支设置的支流路。其中，该支流路是指在从内燃机起动起到停止后的下次起动为止的期间能够产生燃料从内部流出的状况的支流路。这种支流路能够为了本异常检测装置而新设置，但是能够在从以往开始就已存在的燃料流路中找到。例如，用于通过压力调整阀对从主流路排出的燃料进行引导的燃料流路可例举为该支流路之一。另外，与用于将燃料送入燃料泵的进入口的喷射泵连接的燃料流路也可例举为该支流路之一。

本异常检测装置读入燃料在设置有燃料性状传感器的支流路中流动时的燃料性状传感器的输出值作为第1传感器输出值，并且读入燃料从该支流路流出时的燃料性状传感器的输出值作为第2传感器输出值。作为读入第1传感器输出值的时期，优选从伴随着内燃机起动的燃料泵的动作起到伴随着内燃机停止的燃料泵的停止为止的期间，即利用燃料泵从主流路向支流路送入燃料的期间。作为读入第2传感器输出值的时期，优选从内燃机停止起到下次起动为止的期间，即未进行利用燃料泵从主流路向支流路送入燃料的期间。

而且，本异常检测装置将第1传感器输出值和第2传感器输出值作为判断材料来判定燃料性状传感器有无异常。作为其具体的方法，可以利用将第1传感器输出值和第2传感器输出值之差与规定的基准差相比较，根据该比较结果来判定燃料性状传感器有无异常的方法。根据该方法，在第1传感器输出值和第2传感器输出值之差小于基准差的情况下，能够判断为燃料性状传感器存在异常。

或者，也可以比较第1传感器输出值和规定的第1阈值，并且比较第2传感器输出值和规定的第2阈值，根据各个比较结果来判定燃料性状传感器有无异常。根据该方法，在第1传感器输出值超过第1阈值到异常侧，或者第2传感器输出值超过第2阈值到异常侧的情况下，可以判断为燃料性状传感器存在异常。

并且，也可以将第1传感器输出值和第2传感器输出值之差与规定的基准差比较，并且将第1传感器输出值或者第2传感器输出值与规定的阈值相比较，根据各个比较结果来判定燃料性状传感器有无异常。根据该方法，在第1传感器输出值和第2传感器输出值之差小于基准差，或者某个传感器输出值超过对应的阈值到异常侧的情况下，能够判断为燃料性状传感器存在异常。

根据本异常检测装置，将输出水平应该不同的2个传感器输出值用作异常判定的判断材料，由此即使在传感器的输出值滞留于固定值从而发生了停滞的情况下，也能够准确地将该停滞检测为异常。另外，在本异常检测装置中，燃料性状被燃料性状传感器进行判别的燃料与被供给至喷射器的燃料相同，是被燃料泵从燃料箱汲取出的燃料。因此，在燃料性状传感器没有异常的情况下，能够根据使用燃料的性状适当地控制内燃机的运转。

此外，在燃料性状传感器是用于计测燃料的醇浓度的醇浓度传感器的情况下，也可以将如下功能附加给异常检测装置。

在本发明中能够对异常检测装置附加的功能是指诊断醇浓度传感器的合理性的功能。根据上述的异常检测的方法，能够准确地检测停滞。其中，即使停滞不发生传感器的输出特性也有可能产生偏差。该情况下，如果根据与其他传感器的输出值之间的关系对醇浓度传感器的输出值没有怀疑，则能够判断为至少在该关系下醇浓度传感器的输出值具有合理性。

该情况下，本异常检测装置利用喷射器的燃料喷射量的累积值和醇浓度传感器的输出值来推定从喷射器喷射的燃料的醇浓度。与其并行地，本异常检测装置通过基于在内燃机排气通路中配置的空燃比传感器的输出值的空燃比反馈控制来对从喷射器喷射的燃料的醇浓度进行学习。而且，在醇浓度传感器的输出值由于供油而发生了变化的情况下，本异常检测装置通过验证醇浓度的推定值和醇浓度的学习值之差是否在规定的判定值内来判定是否保持了醇浓度传感器的合理性。如果空燃比传感器的输出值和醇浓度传感器的输出值之间的关系未产生偏差，则醇浓度的推定值和学习值之差应该落在判定值内。

根据这种诊断方法，能够迅速地诊断醇浓度传感器的合理性。根据本异常检测装置的构成，仅在刚刚供油后驱动燃料泵，即使不起动内燃机就能够得到与燃料箱内的醇浓度对应的传感器输出值。

附图说明

图1是表示应用本发明的实施方式1的异常检测装置的内燃机的燃料供给***的构成的概要图。

图2是表示在本发明的实施方式1中由ECU实施的异常判定处理的程序的流程图。

图3是表示在本发明的实施方式2中由ECU实施的异常判定处理的程序的流程图。

图4是表示应用本发明的实施方式3的异常检测装置的内燃机的燃料供给***的构成的概要图。

图5是表示应用本发明的实施方式4的异常检测装置的内燃机的燃料供给***的构成的概要图。

图6是表示在本发明的实施方式4中由ECU实施的异常判定处理的程序的流程图。

图7是表示本发明的实施方式5的起动时的控制经过的图。

图8是表示在本发明的实施方式5中由ECU实施的合理性判定处理的程序的流程图。

具体实施方式

实施方式1.

参照附图说明本发明的实施方式1。

本实施方式的异常检测装置被应用于不仅能够使用汽油还能够使用乙醇混合汽油的FFV用内燃机。图1表示这种内燃机的燃料供给***的构成的概要图。

在图1所示的燃料供给***中，在燃料箱10的内部设置有燃料泵模块12。燃料泵模块12具有贮存杯(reservoir cup)14，在其内部收纳有电动式供给泵(燃料泵)16和过滤器20。被供给泵16加压后的燃料通过单向阀18送往过滤器20，进一步地通过单向阀22被送往主流路24。燃料泵模块12还具备用于将贮存杯14之外的燃料送入贮存杯14内侧的喷射泵28。被供给泵16加压的燃料的一部分在过滤器20中分流，该分流后的加压燃料被喷射泵用流路26供给喷射泵28。并且，在燃料泵模块12中，设置有低压压力调节器(压力调整阀)44和乙醇浓度传感器(燃料性状传感器)52。

主流路24向燃料箱10外延伸，与左气缸排侧的输送管30连接。该输送管30经由联络流路32与右气缸排侧的输送管34连接。而且，各输送管30、34与按各个气缸排的气缸设置的4个喷射器36连接。从供给泵16送出的加压燃料通过主流路24供给输送管30，被喷射器36喷射到左气缸排的各个气缸。另外，加压燃料还从输送管30通过联络流路32供给输送管34，被喷射器36喷射到右气缸排的各个气缸。在本实施方式中，从供给泵16的排出口到各喷射器36为止的燃料流路，即由过滤器20、主流路24、输送管30、联络流路32以及输送管34构成的燃料流路相当于本发明所涉及的“燃料流路的主流路”。

输送管34的末端部与延伸到燃料箱10内部的第1回流流路38连接。该第1回流流路38中设置有高压压力调节器42。高压压力调节器42在输送管34内部的燃料压力超过规定高安全压时自动打开，在燃料压力为高安全压以下时自动关闭。由此，从供给泵16的排出口到各喷射器36为止的燃料流路的主流路的内部被调压成由上述高安全压规定的规定高压力。由于高压压力调节器42打开而排出到第1回流流路38的燃料通过第1回流流路38返回到燃料箱10。

从主流路24的途中分支出第2回流流路40。第2回流流路40延伸到燃料箱10内部，在其途中设有前述的低压压力调节器44。低压压力调节器44在主流路24内部的燃料压力超过规定的低安全压时自动打开，在燃料压力为低安全压以下时自动关闭。由此，从供给泵16的排出口到各喷射器36为止的燃料流路的主流路的内部被调压成由所述的低安全压规定的规定低压力。在低压压力调节器44打开的情况下，从供给泵16压送的加压燃料的一部分经由第2回流流路40返回燃料箱10。

另外，在第2回流流路40的低压压力调节器44的上游设置有燃压切换阀46。在燃压切换阀46打开时，主流路24内部的燃料压力作用于低压压力调节器44。因此，低压压力调节器44优先于高压压力调节器42而发挥功能，从供给泵16的排出口到各喷射器36为止的燃料流路的主流路的燃料压力被调压成低压。该情况下，高压压力调节器42维持在关闭状态，因此燃料不再向第1回流流路38排出。另一方面，在燃压切换阀46关闭时，主流路24内部的燃料压力不作用于低压压力调节器44，低压压力调节器44不发挥功能。因此，从供给泵16的排出口到各喷射器36为止的燃料流路的主流路的燃料压力被高压压力调节器42调压成高压。

乙醇浓度传感器52在第2回流流路40中被设置在低压压力调节器44的下游。在本实施方式中利用的乙醇浓度传感器52是静电容量式传感器。乙醇浓度传感器52的输出值相对于乙醇浓度的变化表现出连续的变化，因此能够根据其输出值来计测使用燃料的乙醇浓度。乙醇浓度传感器52的输出值被读入到ECU50，被用作控制内燃机的运转的信息。根据本实施方式的燃料供给***的构成，乙醇浓度被乙醇浓度传感器52进行判别的燃料与供给喷射器36的燃料相同，是被供给泵16从燃料箱10汲取出的燃料。因此，在乙醇浓度传感器52没有异常的情况下，能够根据使用燃料的乙醇浓度适当地控制内燃机的运转。

ECU50作为控制内燃机运转的控制装置发挥功能，并且还作为内燃机的异常检测装置发挥功能。在ECU50作为异常检测装置发挥功能的情况下，作为其检测项目之一，进行乙醇浓度传感器52的异常检测。根据编入到ECU50的用于异常检测的程序，以利用了乙醇浓度传感器52的输出特性的方法来判定有无异常。该被利用的输出特性是指在作为计测部的电极间存在液体的情况和存在气体的情况下输出值的水平不同这样的输出特性，其是静电容量式传感器的特有的输出特性。根据这种输出特性，如果乙醇浓度传感器52正常，则在乙醇浓度传感器52的电极间存在燃料的情况和不存在燃料的情况下，传感器输出值应该会产生差值。因此，在电极间存在燃料的情况和不存在燃料的情况下比较传感器输出值，通过确认传感器输出值是否产生了明显的差值，就能够判定乙醇浓度传感器52有无异常。假如传感器输出值未产生差值，则能够判断为乙醇浓度传感器52产生了异常，具体地能够判断为发生了停滞。

为了实施上述的异常判定方法，需要分别创造出在乙醇浓度传感器52的电极间存在燃料的状态和不存在燃料的状态。根据本实施方式的燃料供给***的构成，这些状态即使不刻意创造，也会在普通的车辆运转中自然地创造出。

首先，在乙醇浓度传感器52的电极间存在燃料的状态在供给泵16动作的期间被创造出。燃压切换阀46在初始设定下是打开的，因此供给泵16动作燃料压力提高，由此低压压力调节器44打开，燃料流过乙醇浓度传感器52的设置场所。供给泵16在内燃机运转中，即从点火开关被打开到关闭的期间动作。

另一方面，在乙醇浓度传感器52的电极间不存在燃料的状态通过点火开关被关闭供给泵16停止而创造出。燃料压力由于供给泵16停止而降低从而低压压力调节器44关闭。由此，在低压压力调节器44的下游燃料从第2回流流路40的内部流出，乙醇浓度传感器52的电极暴露在空气中。

这样，根据本实施方式的燃料供给***的构成，在点火开关的打开/关闭的各自情况下读入乙醇浓度传感器52的输出值，由此就能够得到乙醇浓度传感器52的异常判定所需要的信息。因此，作为异常检测装置的ECU50，按照图2的流程图所示的程序来实施异常判定处理。

图2所示的程序每当点火开关打开内燃机起动时便被实施。在最初的步骤S102中，在从内燃机的起动经过了一定程度的时间的时刻，读入乙醇浓度传感器52的输出值。在此所述的一定程度的时间是指到燃料压力变高从而低压压力调节器44打开为止充分的时间。此时读入的传感器输出值是在乙醇浓度传感器52的电极间存在燃料的状态下的传感器输出值(本发明所涉及的“第1传感器输出值”)。以下，将其标记为“传感器输出值A”。

在之后的步骤S104中，判定点火开关是否被关闭。该判定在点火开关被关闭之前按照一定的周期进行。

在点火开关被关闭后的下一步骤S106中，在从点火开关关闭起经过了一定程度的时间的时刻，读入乙醇浓度传感器52的输出值。在此所述的一定程度的时间是指到燃料压力降低从而低压压力调节器44关闭，燃料从第2回流流路40的内部流出为止充分的时间。此时读入的传感器输出值是在乙醇浓度传感器52的电极间不存在燃料的状态下的传感器输出值(本发明所涉及的“第2传感器输出值”)。以下，将其标记为“传感器输出值B”。

在之后的步骤S108中，计算传感器输出值A和传感器输出值B之差，比较该差和规定的基准差α。基准差α基于如果乙醇浓度传感器52正常则应该产生的传感器输出值A、B间之差来决定。另外，在乙醇浓度传感器52正常的情况下，传感器输出值A、B间的差值会根据燃料的乙醇浓度的不同而产生不同。具体地，在乙醇浓度为0％的情况下，传感器输出值A、B间之差最小。因此，基准差α以乙醇浓度为0％的汽油为基准来设定。

步骤S108的比较结果，如果传感器输出值A和传感器输出值B之差大于基准差α，则在步骤S110判断为乙醇浓度传感器52正常。另一方面，如果传感器输出值A和传感器输出值B之差在基准差α以下，则在步骤S112判断为乙醇浓度传感器52异常，更详细而言是判断为发生了停滞。

如以上所述那样，根据在本实施方式中实施的异常判定处理，通过将输出水平(level)应该不同的2个传感器输出值A、B用作异常判定的判断材料，即使在乙醇浓度传感器52的输出值滞留于固定值发生了停滞的情况下，也能够准确地将该停滞检测为异常。

实施方式2.

接着，参照附图说明本发明的实施方式2。

本实施方式的异常检测装置与实施方式1同样地，应用于具备图1所示的燃料供给***的内燃机。因此，在以下说明中，与实施方式1相同地以图1所示的***为前提进行说明。

本实施方式和实施方式1的不同点在于ECU50作为异常检测装置的功能。详细而言，判定乙醇浓度传感器52有无异常的方法存在不同。图3的流程图所示的程序是在本实施方式中由ECU50实施的异常判定处理的程序。以下，对其进行说明。

根据图3所示的程序，在最初的步骤S202中，读入从内燃机起动起经过了一定程度的时间的时刻的乙醇浓度传感器52的输出值(传感器输出值A)。在之后的步骤S204中，判定点火开关是否被关闭，在点火开关被关闭后的下一步骤S206中，读入从点火开关关闭起经过了一定程度的时间的时刻的乙醇浓度传感器52的输出值(传感器输出值B)。到此为止的处理的内容与实施方式1的情况是共通的。

在之后的步骤S208中，比较传感器输出值A和阈值β(本发明所涉及的“第1阈值”)，并且比较传感器输出值B和阈值γ(本发明所涉及的“第2阈值”)。阈值β以在乙醇浓度传感器52的电极间存在燃料时的正常的传感器输出值的最小值为基准来设定。阈值γ以在乙醇浓度传感器52的电极间存在空气时的正常的传感器输出值为基准来设定。

步骤S208的判定结果，如果传感器输出值A大于阈值β，并且传感器输出值B小于阈值γ，则在步骤S210判断为乙醇浓度传感器52正常。另一方面，如果传感器输出值A在阈值β以下，或者传感器输出值B在阈值γ以上，则在步骤S212判断为乙醇浓度传感器52异常，更详细而言判断为发生了停滞。

根据在本实施方式实施的异常判定处理，由于针对2个传感器输出值A、B分别判断其妥当性，与在实施方式1实施的异常判定处理相比较，能够更准确地检测乙醇浓度传感器52的异常。

实施方式3.

下面，参照附图说明本发明的实施方式3。

对于本实施方式的异常检测装置而言，在应用该异常检测装置的燃料供给***的构成中存在特征。图4是表示应用本实施方式的异常检测装置的内燃机的燃料供给***的构成的概要图。在图4中，对于与图1所示的燃料供给***共通的要素标注相同的附图标记。

本实施方式和实施方式1的不同点是安装乙醇浓度传感器的位置。在本实施方式中，乙醇浓度传感器54被设置在燃料泵模块12的喷射泵用流路26。当点火开关被打开供给泵16动作时，被供给泵16压送的加压燃料的一部分流入喷射泵用流路26的内部。由此，创造出在乙醇浓度传感器54的电极间存在燃料的状态。另一方面，在点火开关被关闭供给泵16停止时，燃料不再流入喷射泵用流路26的内部，喷射泵用流路26的内部的燃料仍然会由于重力作用而自然地流出。由此，创造出在乙醇浓度传感器54的电极间不存在燃料的状态。

因此，根据本实施方式的燃料供给***的构成，在点火开关打开/关闭各个情况下读入乙醇浓度传感器54的输出值，由此就能够得到乙醇浓度传感器54的异常判定所需要的信息。作为ECU50所进行的异常判定处理的具体顺序，能够采用图2的流程图所示的顺序。另外，也可以采用图3的流程图所示的顺序。

实施方式4.

下面，参照附图说明本发明的实施方式4。

对于本实施方式的异常检测装置而言，在应用该异常检测装置的燃料供给***的构成中存在特征。图5是表示应用本实施方式的异常检测装置的内燃机的燃料供给***的构成的概要图。在图5中，对于与图1所示的燃料供给***共通的要素标注相同的附图标记。

本实施方式和实施方式1的不同点在于安装乙醇浓度传感器的位置。在本实施方式中，乙醇浓度传感器56被设置在第1回流流路38。第1回流流路38内部的燃料的流向根据燃压切换阀46是打开还是关闭来决定。当燃压切换阀46关闭时，高压压力调节器42打开燃料流入第1回流流路38。由此，创造出在乙醇浓度传感器56的电极间存在燃料的状态。另一方面，在燃压切换阀46打开时，低压压力调节器44打开高压压力调节器42保持关闭。因此，第1回流流路38内部的燃料由于重力作用而自然流出，创造出在乙醇浓度传感器55的电极间不存在燃料的状态。

因此，根据本实施方式的燃料供给***的构成，在燃压切换阀46的打开/关闭各个情况下读入乙醇浓度传感器56的输出值，由此能够得到乙醇浓度传感器56的异常判定所需的信息。因此，在本实施方式中，作为异常检测装置的ECU50按照图6的流程图所示的程序来实施异常判定处理。

图6所示的程序每当点火开关被打开内燃机起动时便被实施。在最初的步骤S302中，在从内燃机起动起经过了一定程度的时间的时刻，读入乙醇浓度传感器56的输出值。在此所述的一定程度的时间是指燃料压力提高从而低压压力调节器44打开为止充分的时间。燃压切换阀46的初始设定是打开状态，因此2个压力调节器44、46中最初打开的是低压压力调节器44。此时读入的传感器输出值是在乙醇浓度传感器56的电极间不存在燃料的状态的传感器输出值(本发明所涉及的“第2传感器输出值”)。以下，将其标记为“传感器输出值B”。

在之后的步骤S304中，判定燃压切换阀46是否关闭。燃压切换阀46从打开状态向关闭状态的切换是根据负荷、转速等内燃机运转状态来进行的。步骤S304的判定在燃压切换阀46被关闭之前按照一定周期进行。

在燃压切换阀46被关闭后的下一步骤S306中，在从燃压切换阀46被关闭起经过了一定程度的时间的时刻，读入乙醇浓度传感器56的输出值。在此所述的一定程度的时间是指燃料压力变高从而高压压力调节器42打开，燃料流入第1回流流路38的内部为止的充分的时间。此时读入的传感器输出值是在乙醇浓度传感器56的电极间存在燃料的状态的传感器输出值(本发明所涉及的“第1传感器输出值”)。以下，将其标记为“传感器输出值A”。

在之后的步骤S308中，计算传感器输出值A和传感器输出值B之差，比较该差和规定的基准差α。针对基准差α的设定与在实施方式1中叙述的相同。

步骤S308的比较结果，如果传感器输出值A和传感器输出值B之差大于基准差α，则在步骤S310判断为乙醇浓度传感器56正常。另一方面，如果传感器输出值A和传感器输出值B之差在基准差α以下，则在步骤S312判断为乙醇浓度传感器56异常，更详细而言，判断为发生了停滞。

此外，在步骤S308实施的判定内容也可以取代成在图3所示的程序的步骤S208中实施的判定内容。即，也可以比较传感器输出值A和阈值β，比较传感器输出值B和阈值γ。该情况下，如果传感器输出值A大于阈值β，并且传感器输出值B小于阈值γ，则能够判断为乙醇浓度传感器56正常。另一方面，如果传感器输出值A在阈值β以下，或者传感器输出值B在阈值γ以上，则可以判断为乙醇浓度传感器56异常。

实施方式5.

下面，参照附图说明本发明的实施方式5。

本实施方式的异常检测装置与实施方式1同样地，被应用于具备图1所示的燃料供给***的内燃机。因此，在以下的说明中，与实施方式1相同地以图1所示的***为前提进行说明。

本实施方式和实施方式1的不同点在于对ECU50附加了作为合理性诊断装置的功能。根据实施方式1，能够准确地检测乙醇浓度传感器52的停滞。但是，即使知道了未发生停滞，也并不能断言不存在乙醇浓度传感器52的输出特性发生了变化的可能性。在如乙醇浓度传感器52那样的静电容量式传感器的情况下，存在着在电极间附着异物，或者电极面发生腐蚀，或者电极的一部分发生缺损等从而输出特性发生变化的情况。在本实施方式中，根据与其他传感器输出值之间的关系来判断乙醇浓度传感器52的输出特性是否未发生变化。在本实施方式中利用的其他传感器是在内燃机排气通路中配置的空燃比传感器(图示省略)。

图7是表示具备图1所示的燃料供给***的内燃机起动时的控制经过的图。图7的最上段图表表示在内燃机起动后从各喷射器36喷射出的燃料的量的累积值的时间变化。图7的第2段图表表示内燃机停止中进行了供油时乙醇浓度传感器52的输出值的时间变化。在此，假设蓄积于燃料箱10的燃料的乙醇浓度由于供油而发生变化的情况。根据图1所示的燃料供给***的构成，燃料的乙醇浓度的变化在供给泵16动作后立刻就被反映到乙醇浓度传感器52的输出值。

如果得到了燃料喷射量的累积值和乙醇浓度传感器52的输出值，则通过考虑从燃料箱10到各喷射器36为止的燃料流路的容积，就能够推定从喷射器36喷射的燃料的乙醇浓度，即输送管内的乙醇浓度。图7的第3段图表表示该输送管内乙醇浓度的推定值的时间变化。在该图表中表示的从乙醇浓度传感器52的输出值发生变化起到输送管内推定乙醇浓度开始变化为止的时间延迟d1是主流路24的容积所对应的燃料被消耗掉为止的时间延迟。另外，从输送管内推定乙醇浓度开始变化起到变化结束为止的时间延迟d2是输送管30、34内的燃料被完全替换为止的时间延迟。

另一方面，所述的空燃比传感器被使用于用于实现目标空燃比的空燃比反馈控制。在FFV用内燃机的空燃比反馈控制中，进行基于根据空燃比传感器的输出值推定出的实际空燃比和目标空燃比之间的偏差，来对所使用的燃料的乙醇浓度进行学习的处理。图7的第4段图表表示乙醇浓度的学习值的时间变化。学习值阶段状地变化是因为乙醇浓度的学习在一定周期实施。

在乙醇浓度传感器52的输出特性没有变化的情况下，基于乙醇浓度传感器52的输出值的乙醇浓度的推定值和基于空燃比传感器的输出值的乙醇浓度的学习值应该基本一致。图7的最下段图表表示乙醇浓度的推定值和学习值的偏差的时间变化。在该图表中，可知二者的偏差落在正负ε的范围。在此，若将ε的值设为能够允许的误差的边界值，则在二者偏差的大小超过ε的情况下，能够判断为乙醇浓度传感器52的输出值存在疑问，即乙醇浓度传感器52失去了合理性。

图8的流程图所示的程序是在本实施方式中由ECU50实施的合理性判定处理的程序。该程序每当点火开关打开内燃机起动时便被实施。以下，对其进行说明。

根据图8所示的程序，在最初的步骤S402，判定乙醇浓度传感器52的输出值是否存在变化。在输出值没有变化的情况下，不存在不同的乙醇浓度的燃料在内燃机停止时被供油的可能性。因此，该情况下本程序结束。

在乙醇浓度传感器52的输出值存在变化的情况下，在之后的步骤S402，判定规定的供油条件是否被满足。供油条件是指证明在内燃机停止时进行了供油的条件。例如，能够将由燃料残量传感器计测到的燃料箱10的燃料残量增加的情况，或者，利用传感器或开关检测到油箱盖打开的情况作为供油条件。在尽管乙醇浓度传感器52的输出值存在变化但是供油条件未被满足的情况下，存在着发生了本程序的判定对象以外的某些问题的可能性。因此，该情况下本程序结束。

在乙醇浓度传感器52的输出值存在变化，并且供油条件被满足的情况下，实施步骤S406的处理。在步骤S406，累积从各喷射器36喷射的燃料的量。而且，在步骤S408，判定燃料喷射量的累积值是否大于主流路24的容积(燃料配管容积)。该判定是为了确认乙醇浓度由于供油而发生变化的燃料到达了输送管30的情况而进行的判定。步骤S406的处理在步骤S408的条件被满足之前以规定的时间步骤被反复实施。

在步骤S408的条件被满足的情况下，实施步骤S410以及步骤S412的处理。在步骤S410，利用燃料喷射量的累积值和乙醇浓度传感器52的输出值来运算当前时刻的输送管内乙醇浓度的推定值。另一方面，在步骤S412，从存储器取得基于根据空燃比传感器的输出值推定出的实际空燃比和目标空燃比之间的偏差而学习的乙醇浓度的值(学习值)。

在之后的步骤S414，计算在步骤S410计算出的输送管内乙醇浓度的推定值和在步骤S412得到的乙醇浓度的学习值之间的偏差。而且，判定该偏差的大小是否小于可允许的误差的限界值ε。在二者的偏差落在ε的范围的情况下，进行步骤S416的判定。在步骤S416，判定燃料喷射量的累积值是否大于将对输送管容积乘以规定系数k而得到的容积和燃料配管容积进行合计后的容积。系数k是2以上的值，例如被设定成3。该判定是为了确认输送管30、34内的燃料完全更换成供油后的燃料的情况而进行的判定。从步骤S406到步骤S414的各处理在步骤S416的条件被满足之前以规定的时间步骤被反复实施。而且，在输送管内乙醇浓度的推定值和乙醇浓度的学习值的偏差的大小不超过ε，而步骤S416的条件被满足的情况下，判断为保持了乙醇浓度传感器52的合理性，本程序结束。

另一方面，在步骤S416的条件被满足之前输送管内乙醇浓度的推定值和乙醇浓度的学习值之间的偏差的大小超过了ε的情况下，不进入步骤S416而进行步骤S418。在步骤S418，判断为乙醇浓度传感器52失去了合理性，本程序结束。

根据在本实施方式实施的合理性判定的处理，能够迅速地诊断乙醇浓度传感器52的合理性。根据将本实施方式作为前提的燃料供给***的构成，仅在供油后立刻驱动供给泵16，即使不起动内燃机就能够得到与燃料箱10内的乙醇浓度对应的传感器输出值。另外，同样的情况还适用于图4所示的燃料供给***的构成，因此上述合理性判定方法也能够应用于该燃料供给***中的乙醇浓度传感器54的合理性诊断。

此外.

以上说明了本发明的实施方式，但是本发明不限于上述实施方式。本发明在不脱离其主旨的范围内，能够从上述实施方式的技术方案进行各种变形并实施。

例如，在实施方式1的异常判定处理中，如果在点火结束前燃压切换阀46关闭，则不等待点火结束就可以读入乙醇浓度传感器52的输出值作为传感器输出值B。这是因为由于燃压切换阀46关闭低压压力调节器44也关闭，在乙醇浓度传感器52的电极间不存在燃料的状态被创造出。

另外，在实施方式2的异常判定处理中使用的2个阈值β、γ的值也可以相同。该情况下的阈值的值是能够明确地区分在乙醇浓度传感器的电极间存在燃料时的传感器输出值和在乙醇浓度传感器的电极间存在空气时的传感器输出值的值。

另外，在上述实施方式中，作为燃料泵利用了电动式泵，但是燃料泵也可以是被内燃机驱动的机械式泵。另外，本发明也能够应用于不具有燃压切换阀，而仅设置1种压力调节器的燃料供给***。

此外，在上述实施方式中，利用乙醇浓度传感器作为燃料性状传感器，但是使用何种传感器这根据使用的燃料来决定。例如，如果在汽油内燃机中使用的汽油的质量参差不齐，则也可以利用判别燃料是重质还是轻质的传感器或者判别辛烷值的传感器作为燃料性状传感器。另外，在本发明的实施过程中，燃料性状传感器不限于静电容量式的传感器。只要是具有前述那样的输出特性的传感器即可，还能够利用光折射率式传感器等静电容量式以外的传感器。

图中符号说明：

10…燃料箱；16…供给泵(燃料泵)；24…主流路；26…喷射泵用流路(支流路)；28…喷射泵；36…喷射器；38…第1回流流路(支流路)；40…第2回流流路(支流路)；42…高压压力调节器(压力调整阀)；44…低压压力调节器(压力调整阀)；46…燃压切换阀；50…ECU；52、54、56…乙醇浓度传感器(燃料性状传感器)。

Claims (8)

1.一种内燃机的异常检测装置，用于根据使用燃料的性状来控制运转的内燃机，其特征在于，具备：

支流路，其从连接燃料泵和喷射器的燃料流路的主流路分支设置，在从所述内燃机起动开始到停止后的下次起动为止的期间能够产生燃料从内部流出的状况；

燃料性状传感器，其被配置于所述支流路，在计测部中存在液体的情况下和存在气体的情况下该燃料性状传感器的输出值的水平不同，并且在所述计测部中存在燃料的情况下该燃料性状传感器的输出值根据该燃料的性状而决定；

第1传感器输出值取得单元，其取得燃料在所述支流路中流动时的所述燃料性状传感器的输出值亦即第1传感器输出值；

第2传感器输出值取得单元，其取得燃料从所述支流路流出时的所述燃料性状传感器的输出值亦即第2传感器输出值；以及

异常判定单元，其将所述第1传感器输出值和所述第2传感器输出值作为判断材料来判定所述燃料性状传感器有无异常。

2.根据权利要求1所述的内燃机的异常检测装置，其特征在于，

所述支流路是用于对通过压力调整阀从所述主流路排出的燃料进行引导的燃料流路。

3.根据权利要求1所述的内燃机的异常检测装置，其特征在于，

所述支流路是与用于向所述燃料泵的进入口送入燃料的喷射泵连接的燃料流路。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的内燃机的异常检测装置，其特征在于，

所述异常判定单元根据所述第1传感器输出值和所述第2传感器输出值之差与规定的基准差之间的比较结果，来判定所述燃料性状传感器有无异常。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的内燃机的异常检测装置，其特征在于，

所述异常判定单元根据所述第1传感器输出值和规定的第1阈值之间的比较结果、以及所述第2传感器输出值和规定的第2阈值之间的比较结果，来判定所述燃料性状传感器有无异常。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的内燃机的异常检测装置，其特征在于，

所述燃料性状传感器是用于计测燃料的醇浓度的醇浓度传感器，

所述异常检测装置还具备：

醇浓度推定单元，其利用所述喷射器的燃料喷射量的累积值和所述醇浓度传感器的输出值，来推定从所述喷射器喷射的燃料的醇浓度；

醇浓度学习单元，其通过基于被配置于所述内燃机的排气通路的空燃比传感器的输出值的空燃比反馈控制，来对从所述喷射器喷射的燃料的醇浓度进行学习；以及

合理性判定单元，其在所述醇浓度传感器的输出值由于供油而发生了变化的情况下，通过验证由所述醇浓度推定单元得到的醇浓度的推定值和由所述醇浓度学习单元得到的醇浓度的学习值之差是否在规定值内，来判定是否保持了所述醇浓度传感器的合理性。

7.根据权利要求4所述的内燃机的异常检测装置，其特征在于，

所述燃料性状传感器是用于计测燃料的醇浓度的醇浓度传感器，

所述异常检测装置还具备：

醇浓度推定单元，其利用所述喷射器的燃料喷射量的累积值和所述醇浓度传感器的输出值，来推定从所述喷射器喷射的燃料的醇浓度；

醇浓度学习单元，其通过基于被配置于所述内燃机的排气通路的空燃比传感器的输出值的空燃比反馈控制，来对从所述喷射器喷射的燃料的醇浓度进行学习；以及

合理性判定单元，其在所述醇浓度传感器的输出值由于供油而发生了变化的情况下，通过验证由所述醇浓度推定单元得到的醇浓度的推定值和由所述醇浓度学习单元得到的醇浓度的学习值之差是否在规定值内，来判定是否保持了所述醇浓度传感器的合理性。

8.根据权利要求5所述的内燃机的异常检测装置，其特征在于，

所述燃料性状传感器是用于计测燃料的醇浓度的醇浓度传感器，

所述异常检测装置还具备：

醇浓度推定单元，其利用所述喷射器的燃料喷射量的累积值和所述醇浓度传感器的输出值，来推定从所述喷射器喷射的燃料的醇浓度；

醇浓度学习单元，其通过基于被配置于所述内燃机的排气通路的空燃比传感器的输出值的空燃比反馈控制，来对从所述喷射器喷射的燃料的醇浓度进行学习；以及

合理性判定单元，其在所述醇浓度传感器的输出值由于供油而发生了变化的情况下，通过验证由所述醇浓度推定单元得到的醇浓度的推定值和由所述醇浓度学习单元得到的醇浓度的学习值之差是否在规定值内，来判定是否保持了所述醇浓度传感器的合理性。