JP2011094580A - Responsiveness deterioration diagnosis device for alcohol concentration sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関に供給するアルコール混合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応答性劣化を検出するアルコール濃度センサの応答性劣化診断装置に関する発明である。 The present invention relates to a responsiveness deterioration diagnosis apparatus for an alcohol concentration sensor that detects responsiveness deterioration of an alcohol concentration sensor that detects an alcohol concentration of an alcohol-mixed fuel supplied to an internal combustion engine.
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。 In recent years, demand for automobiles equipped with an engine (internal combustion engine) that can use alcohol-mixed fuel in which alcohol is mixed with gasoline has increased as a result of social demands such as reducing CO 2 emissions and using alternative fuels for petroleum. ing. In such an automobile, when fuel having a different alcohol concentration from the previous time is supplied to the fuel tank, the alcohol concentration of the fuel in the fuel tank changes. Since the stoichiometric air-fuel ratio differs between gasoline and alcohol, if the alcohol concentration of the fuel changes, the stoichiometric air-fuel ratio of the fuel also changes. Therefore, it is necessary to change the fuel injection amount (actual air-fuel ratio) according to the alcohol concentration of the fuel. There is.
そこで、内燃機関に供給する燃料のアルコール濃度をアルコール濃度センサで検出し、そのアルコール濃度検出値に応じて燃料噴射量を補正するようにしたものがある。このものでは、アルコール濃度センサが異常になると、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。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イルセーフ処理や警告等を行う必要がある。 Therefore, there is an apparatus in which the alcohol concentration of the fuel supplied to the internal combustion engine is detected by an alcohol concentration sensor, and the fuel injection amount is corrected according to the detected alcohol concentration value. In this case, if the alcohol concentration sensor becomes abnormal, the fuel correction amount corresponding to the alcohol concentration detection value becomes abnormal, so the deviation of the actual air-fuel ratio from the stoichiometric air-fuel ratio becomes large, resulting in increased emissions and engine malfunction. End up. Therefore, when an abnormality occurs in the alcohol concentration sensor, it is necessary to detect the abnormality at an early stage and perform fail-safe processing, warning, or the like.
そこで、特許文献１（実公平６−３４５５９号公報）では、アルコール濃度センサで検出したアルコール濃度の変化量が所定値以上のときに、目標空燃比に対する実空燃比のずれ（空燃比フィードバック補正係数）を所定時間監視して、実空燃比のずれが大きい状態が続く場合は、アルコール濃度センサの異常と判定するようにしている。 Therefore, in Patent Document 1 (Japanese Utility Model Publication No. 6-34559), when the change amount of the alcohol concentration detected by the alcohol concentration sensor is a predetermined value or more, the deviation of the actual air-fuel ratio with respect to the target air-fuel ratio (air-fuel ratio feedback correction coefficient). ) Is monitored for a predetermined time, and if the state where the deviation of the actual air-fuel ratio is large continues, it is determined that the alcohol concentration sensor is abnormal.
また、特許文献２（実公平６−６２１８号公報）では、エンジン運転中にアルコール濃度センサの出力が正常値から異常値に変化したときに、その異常を検出するために、エンジン運転中にアルコール濃度センサの出力値を加重平均し、過去に演算した加重平均値とアルコール濃度センサの今回の出力値とを比較し、両者の差分値が正常時のばらつき範囲を越えた時にアルコール濃度センサの異常と判定するようにしている。 In Patent Document 2 (Japanese Utility Model Publication No. 6-6218), when the output of the alcohol concentration sensor changes from a normal value to an abnormal value during engine operation, alcohol is detected during engine operation in order to detect the abnormality. The output value of the concentration sensor is weighted average, the weighted average value calculated in the past is compared with the current output value of the alcohol concentration sensor, and when the difference value between the two exceeds the normal variation range, the abnormality of the alcohol concentration sensor I am trying to judge.
給油時に、前回の給油時と異なるアルコール濃度の燃料が燃料タンク内に給油されると、燃料タンク内の燃料のアルコール濃度が変化するため、エンジン始動後に給油後のアルコール濃度を速やかに検出して、給油後のアルコール濃度に応じて燃料噴射量を速やかに補正する必要がある。 When fuel is supplied, if fuel with a different alcohol concentration from the previous refueling is supplied to the fuel tank, the alcohol concentration of the fuel in the fuel tank changes. It is necessary to quickly correct the fuel injection amount in accordance with the alcohol concentration after refueling.
しかし、アルコール濃度センサの応答性が劣化すると、アルコール濃度センサの出力が給油後のアルコール濃度に相当する出力に収束するまでに時間がかかり、その間、給油後のアルコール濃度を正しく検出できないため、アルコール濃度センサの出力に応じた燃料補正量が間違った値となってしまい、それによって、空燃比が目標空燃比（理論空燃比）からずれてエミッションが悪化してしまう。 However, if the responsiveness of the alcohol concentration sensor deteriorates, it takes time for the output of the alcohol concentration sensor to converge to the output corresponding to the alcohol concentration after refueling. During this time, the alcohol concentration after refueling cannot be detected correctly. The fuel correction amount corresponding to the output of the concentration sensor becomes an incorrect value, which causes the air-fuel ratio to deviate from the target air-fuel ratio (theoretical air-fuel ratio), resulting in worse emission.
従って、アルコール濃度センサの応答性劣化も異常として検出できるようにすることが望ましいが、上記従来の異常診断技術では、アルコール濃度センサの応答性劣化を検出することができない。 Therefore, it is desirable that the responsiveness deterioration of the alcohol concentration sensor can be detected as an abnormality, but the above-described conventional abnormality diagnosis technique cannot detect the responsiveness deterioration of the alcohol concentration sensor.
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応答性劣化を検出できるアルコール濃度センサの応答性劣化診断装置を提供することである。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide an alcohol concentration sensor responsiveness deterioration diagnosis apparatus capable of detecting the responsiveness deterioration of the alcohol concentration sensor.
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、アルコール混合燃料を使用可能な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の応答性劣化を診断するアルコール濃度センサの応答性劣化診断装置であって、前記内燃機関に供給する燃料を貯留する燃料タンク内への給油の有無を判定する給油判定手段と、前記給油判定手段で給油有りと判定した後の前記内燃機関の運転中に前記アルコール濃度センサの出力が給油前の燃料のアルコール濃度から給油後の燃料のアルコール濃度に応じた出力に収束するまでの出力変化速度又はこれに相関する情報（以下これらを「応答速度情報」という）を判定する応答速度情報判定手段と、前記応答速度情報判定手段で判定した応答速度情報に基づいて前記アルコール濃度センサの応答性劣化を診断する応答性劣化診断手段とを備えた構成したものである。このようにすれば、給油後の燃料のアルコール濃度の変化を利用してアルコール濃度センサの応答性劣化を検出できる。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is a response of an alcohol concentration sensor for diagnosing responsiveness deterioration of an alcohol concentration sensor for detecting the alcohol concentration of fuel supplied to an internal combustion engine capable of using alcohol-mixed fuel. A fuel deterioration determining device that determines whether or not fuel is supplied to a fuel tank that stores fuel to be supplied to the internal combustion engine, and the internal combustion engine after the fuel supply determination device determines that fuel is present. During the operation, the output change rate until the output of the alcohol concentration sensor converges from the alcohol concentration of the fuel before refueling to the output corresponding to the alcohol concentration of the fuel after refueling or information correlated thereto (hereinafter referred to as “response speed”). Response speed information determination means for determining the information) and the alcohol concentration based on the response speed information determined by the response speed information determination means. It is obtained by constituting and a response deterioration diagnosis means for diagnosing the response of sensor degradation. In this way, it is possible to detect the deterioration of the responsiveness of the alcohol concentration sensor using the change in the alcohol concentration of the fuel after refueling.
この場合、請求項２のように、前記応答速度情報判定手段は、前記給油判定手段で給油有りと判定された後に前記アルコール濃度センサの出力が変化し始めてから給油後の燃料のアルコール濃度に応じた出力に収束するまでの経過時間を計測する手段と、前記アルコール濃度センサの出力が変化し始める前の出力と収束後の出力とに基づいて給油前後のアルコール濃度の差を算出する手段と、前記経過時間と前記給油前後のアルコール濃度の差とに基づいて前記応答速度情報を判定する手段とを備えた構成としても良い。このようにすれば、アルコール濃度センサの応答速度情報を精度良く判定することができる。 In this case, as described in claim 2, the response speed information determination means responds to the alcohol concentration of the fuel after refueling after the output of the alcohol concentration sensor starts to change after the refueling determination means determines that there is refueling. Means for measuring the elapsed time until convergence to the output, means for calculating the difference in alcohol concentration before and after refueling based on the output before the output of the alcohol concentration sensor starts to change and the output after convergence, It is good also as a structure provided with the means to determine the said response speed information based on the said elapsed time and the difference of the alcohol concentration before and after the said oil supply. In this way, the response speed information of the alcohol concentration sensor can be accurately determined.
本発明は、アルコール濃度センサを燃料タンク内に設置して燃料タンク内の燃料のアルコール濃度を検出するようにしても良いし、或は、燃料タンクから燃料噴射弁までの燃料通路にアルコール濃度センサを設置して燃料通路を流れる燃料のアルコール濃度を検出するようにしても良い。 In the present invention, an alcohol concentration sensor may be installed in the fuel tank to detect the alcohol concentration of the fuel in the fuel tank, or the alcohol concentration sensor may be provided in the fuel passage from the fuel tank to the fuel injection valve. The alcohol concentration of the fuel flowing through the fuel passage may be detected.
後者の場合、給油後でも、燃料タンクからアルコール濃度センサの設置位置までの燃料通路内に給油前の燃料が残っているため、当該燃料通路内に残っている給油前の燃料が消費されるまでは、アルコール濃度センサで給油前の燃料のアルコール濃度を検出することになる。 In the latter case, even after refueling, the fuel before refueling remains in the fuel passage from the fuel tank to the position where the alcohol concentration sensor is installed, so the fuel before refueling remaining in the fuel passage is consumed. The alcohol concentration sensor detects the alcohol concentration of the fuel before refueling.
この点を考慮して、請求項３のように、燃料タンクから燃料噴射弁までの燃料通路にアルコール濃度センサが設置されている場合は、アルコール濃度センサの出力が給油後の燃料のアルコール濃度に応じた出力に収束するまでの経過時間を計測する際に、燃料タンクからアルコール濃度センサの設置位置までの燃料通路内に残っている給油前の燃料が消費されるまでの残留燃料消費時間を推定して、当該残留燃料消費時間が経過してからアルコール濃度センサの出力が給油後の燃料のアルコール濃度に応じた出力に収束するまでの経過時間を計測するようにすると良い。このようにすれば、残留燃料消費時間を除いて、アルコール濃度センサの出力が給油後の燃料のアルコール濃度に応じた出力に収束するまでの経過時間を精度良く計測することができる。 Considering this point, when an alcohol concentration sensor is installed in the fuel passage from the fuel tank to the fuel injection valve as in claim 3, the output of the alcohol concentration sensor is set to the alcohol concentration of the fuel after refueling. Estimate the remaining fuel consumption time until the fuel before fueling remaining in the fuel passage from the fuel tank to the position where the alcohol concentration sensor is installed when measuring the elapsed time until convergence to the corresponding output Then, it is preferable to measure the elapsed time from when the residual fuel consumption time elapses until the output of the alcohol concentration sensor converges to the output corresponding to the alcohol concentration of the fuel after refueling. By doing this, it is possible to accurately measure the elapsed time until the output of the alcohol concentration sensor converges to the output corresponding to the alcohol concentration of the fuel after refueling, excluding the remaining fuel consumption time.
本発明は、応答速度情報を予め決められた判定値と比較してアルコール濃度センサの応答性劣化の有無を判定するようにしても良いが、給油前後のアルコール濃度の比や差に応じてアルコール濃度センサの応答性が変化することが考えられる。 In the present invention, the response speed information may be compared with a predetermined determination value to determine the presence or absence of responsiveness deterioration of the alcohol concentration sensor. It is conceivable that the responsiveness of the concentration sensor changes.
このような特性を考慮して、請求項４のように、給油によりアルコール濃度センサの出力が変化し始める前の出力と収束後の出力とに基づいて給油前後のアルコール濃度の比又は差を算出して、当該比又は差に基づいて判定値を設定し、前記応答速度情報を前記判定値と比較してアルコール濃度センサの応答性劣化の有無を判定するようにしても良い。このようにすれば、給油前後のアルコール濃度の比又は差に応じて判定値を適正な値に設定することができ、アルコール濃度センサの応答性劣化の有無を精度良く判定することができる。 In consideration of such characteristics, the ratio or difference of alcohol concentration before and after refueling is calculated based on the output before the output of the alcohol concentration sensor starts to change due to refueling and the output after convergence as in claim 4. Then, a determination value may be set based on the ratio or difference, and the response speed information may be compared with the determination value to determine the presence or absence of responsiveness deterioration of the alcohol concentration sensor. In this way, the determination value can be set to an appropriate value according to the ratio or difference between the alcohol concentrations before and after refueling, and the presence or absence of responsiveness deterioration of the alcohol concentration sensor can be accurately determined.
また、アルコール濃度センサの設置位置を通過する燃料流速に応じてアルコール濃度センサの応答性が変化することが考えられる。
そこで、請求項５のように、アルコール濃度センサの設置位置を通過する燃料流速を判定し、前記燃料流速に応じて判定値又は応答速度情報を補正するようにしても良い。このようにすれば、燃料流速に応じてアルコール濃度センサの応答性が変化することも考慮して、アルコール濃度センサの応答性劣化の有無をより一層精度良く判定することができる。
In addition, it is conceivable that the responsiveness of the alcohol concentration sensor changes according to the fuel flow speed passing through the installation position of the alcohol concentration sensor.
Therefore, as in claim 5, it is possible to determine the fuel flow rate passing through the position where the alcohol concentration sensor is installed, and correct the determination value or response speed information according to the fuel flow rate. In this way, it is possible to determine the presence / absence of deterioration in the response of the alcohol concentration sensor with higher accuracy in consideration of the change in the response of the alcohol concentration sensor in accordance with the fuel flow rate.
また、請求項６のように、給油によりアルコール濃度センサの出力が変化し始める前の出力と収束後の出力とに基づいて給油前後のアルコール濃度の差を算出し、当該差が所定値以内のときにアルコール濃度センサの応答性劣化の診断処理を禁止又は診断結果を無効とするようにしても良い。給油前後のアルコール濃度の差が小さい場合は、アルコール濃度センサの応答速度情報の判定精度が低下するため、給油前後のアルコール濃度の差が小さい場合に応答性劣化の診断処理を禁止又は診断結果を無効とするようにすれば、応答性劣化の誤判定を防止することができる。 Further, as in claim 6, the difference in alcohol concentration before and after refueling is calculated based on the output before the output of the alcohol concentration sensor starts to change due to refueling and the output after convergence, and the difference is within a predetermined value. Occasionally, the diagnosis process for the deterioration of the responsiveness of the alcohol concentration sensor may be prohibited or the diagnosis result may be invalidated. If the difference in alcohol concentration before and after refueling is small, the determination accuracy of the response speed information of the alcohol concentration sensor will be reduced. By making it invalid, it is possible to prevent erroneous determination of responsiveness degradation.
また、請求項７のように、給油前の燃料タンク内の燃料残量が所定値Ａ以下のとき又は給油量が所定値Ｂ以下のときにアルコール濃度センサの応答性劣化の診断処理を禁止又は診断結果を無効とするようにしても良い。給油前の燃料タンク内の燃料残量が少ないと、給油前の燃料のアルコール濃度を精度良く検出できない可能性がある。また、給油時に、前回の給油時と異なるアルコール濃度の燃料を燃料タンク内に給油しても、給油量が少ないと、燃料タンク内に残った給油前の燃料と混合することで、燃料タンク内の燃料のアルコール濃度の変化量が小さくなり、アルコール濃度センサの応答速度情報の判定精度が低下する。従って、給油前の燃料タンク内の燃料残量が少ないときや給油量が少ないときにアルコール濃度センサの応答性劣化の診断処理を禁止又は診断結果を無効とするようにすれば、応答性劣化の誤判定を防止することができる。 Further, as in claim 7, when the remaining amount of fuel in the fuel tank before refueling is less than or equal to a predetermined value A or when the refueling amount is less than or equal to a predetermined value B, the diagnosis process for responsiveness deterioration of the alcohol concentration sensor is prohibited The diagnosis result may be invalidated. If the remaining amount of fuel in the fuel tank before refueling is small, the alcohol concentration of the fuel before refueling may not be detected accurately. Also, when refueling, even if fuel with a different alcohol concentration from the previous refueling is refilled into the fuel tank, if the amount of refueling is small, it will be mixed with the remaining fuel before refueling in the fuel tank. The amount of change in the alcohol concentration of the fuel becomes small, and the determination accuracy of the response speed information of the alcohol concentration sensor decreases. Therefore, if the diagnosis process for responsiveness deterioration of the alcohol concentration sensor is prohibited or the diagnosis result is invalidated when the remaining amount of fuel in the fuel tank before refueling is low or the amount of refueling is low, the responsiveness deterioration will be reduced. An erroneous determination can be prevented.
以下、本発明を実施するための形態を吸気ポート噴射式エンジンに適用して具体化した一実施例を図面を用いて説明する。
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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which a mode for carrying out the invention is applied to an intake port injection type engine will be described below with reference to the drawings.
First, a schematic configuration of the entire engine control system will be described with reference to FIG.
An
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。
Further, a
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。
On the other hand, the
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２９が取り付けられている。また、クランク軸２７の外周側には、クランク軸２７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２８が取り付けられ、このクランク角センサ２８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。
A cooling
エンジン１１は、燃料として、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。
The
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とデリバリパイプ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４１が取り付けられている。このアルコール濃度センサ４１は、例えば、静電容量式のアルコール濃度センサ又は光学式のアルコール濃度センサである。静電容量式のアルコール濃度センサは、燃料のアルコール濃度に応じて燃料の比誘電率が変化して、燃料が通過する電極間の静電容量が変化することを利用して、電極間の静電容量を測定することでアルコール濃度を検出する。光学式のアルコール濃度センサは、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。尚、アルコール濃度センサ４１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。
Further, an
燃料タンク３０には、該燃料タンク３０内の燃料残量（燃料レベル）を検出する燃料残量計４５が設けられている。その他、燃料タンク３０には、エバポ配管３７を介してキャニスタ３８が接続されている。このキャニスタ３８内には、エバポガス（燃料蒸発ガス）を吸着する活性炭等の吸着体（図示せず）が収容されている。キャニスタ３８とエンジン吸気系（例えばスロットルバルブ１６下流側の吸気管１２又はサージタンク１８又は吸気マニホールド２０）との間には、キャニスタ３８内の吸着体に吸着されているエバポガスをエンジン吸気系にパージ（放出）するためのパージ通路３９が設けられ、このパージ通路３９の途中に、エンジン運転状態に応じてパージ流量を調整するためのパージ制御弁４０が設けられている。
The
上述した各種センサの出力は、制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）４３に入力される。このＥＣＵ４３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弁２１の燃料噴射量や点火プラグ２２の点火時期を制御する。
Outputs of the various sensors described above are input to a control circuit (hereinafter referred to as “ECU”) 43. The
その際、ＥＣＵ４３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の検出値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。
At this time, the
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、ＥＣＵ４３は、アルコール濃度センサ４１で検出した燃料のアルコール濃度に応じてアルコール濃度燃料補正量をマップ等により設定して燃料噴射弁２１の燃料噴射量をアルコール濃度燃料補正量で補正する。
Considering that there is a relationship that the higher the alcohol concentration of the fuel, the smaller the theoretical air-fuel ratio of the fuel, and the fuel injection amount necessary to control the actual air-fuel ratio to the theoretical air-fuel ratio increases. The alcohol concentration fuel correction amount is set by a map or the like according to the alcohol concentration of the fuel detected by the
給油時に、前回の給油時と異なるアルコール濃度の燃料が燃料タンク３０内に給油されると、燃料タンク３０内の燃料のアルコール濃度が変化するため、エンジン始動後に給油後のアルコール濃度を速やかに検出して、給油後のアルコール濃度に応じて燃料噴射量を速やかに補正する必要がある。
When refueling, if fuel with a different alcohol concentration from the previous refueling is supplied into the
しかし、アルコール濃度センサ４１の応答性が劣化すると、アルコール濃度センサ４１の出力が給油後のアルコール濃度に相当する出力に収束するまでに時間がかかり、その間、給油後のアルコール濃度を正しく検出できないため、アルコール濃度センサ４１の出力に応じたアルコール濃度燃料補正量が間違った値となってしまい、それによって、空燃比が目標空燃比（理論空燃比）からずれてエミッションが悪化してしまう。従って、アルコール濃度センサ４１の応答性劣化も異常として検出できるようにすることが望ましい。
However, if the responsiveness of the
そこで、本実施例では、次のような方法でアルコール濃度センサ４１の応答性劣化の有無を診断する。図２に示す例では、停車中（エンジン停止中）の時刻ｔ1 で、前回の給油時と異なるアルコール濃度の燃料が燃料タンク３０内に給油され、その後、時刻ｔ2 で、エンジン１１が始動される。始動後も、暫くの間は、燃料タンク３０からアルコール濃度センサ４１の設置位置までの燃料通路内には給油前の燃料が残っているため、アルコール濃度センサ４１の出力は、給油前の燃料のアルコール濃度に応じた出力となる。
Therefore, in this embodiment, the presence or absence of responsiveness deterioration of the
始動後、燃料タンク３０からアルコール濃度センサ４１の設置位置までの燃料通路内に残っている給油前の燃料が消費されるまでの時間（以下「残留燃料消費時間」という）が経過した時点ｔ3 で、給油後のアルコール濃度の燃料がアルコール濃度センサ４１の設置位置を通過するようになるため、アルコール濃度センサ４１の出力が変化し始める。
At the time t3 when the time (hereinafter referred to as “residual fuel consumption time”) from the start of the fuel before the fuel supply remaining in the fuel passage from the
その後、アルコール濃度センサ４１の出力が給油後の燃料のアルコール濃度に応じた出力に収束したと判断した時点ｔ4 で、残留燃料消費時間の経過時点ｔ3 から収束時点ｔ4 までの経過時間を“センサ応答時間”として算出する。本実施例では、このセンサ応答時間を特許請求の範囲でいう応答速度情報として用いる。
Thereafter, at the time t4 when it is determined that the output of the
この後、このセンサ応答時間を判定値と比較してアルコール濃度センサ４１の応答性劣化の有無を判定する。この際、予め決められた判定値を用いても良いが、本実施例では、応答性劣化の診断精度を高めるために、次のようにして判定値を設定する。まず、アルコール濃度センサ４１の出力が変化し始める前の出力である給油前のアルコール濃度検出値に対する収束後の出力である給油後のアルコール濃度検出値の比（又は差）を算出して、この比（又は差）に応じてマップ等により判定値を算出する。更に、アルコール濃度センサ４１の設置位置を通過する燃料流速を算出して、燃料流速に応じた補正量をマップ等により算出し、この補正量で判定値を補正する。
Thereafter, the sensor response time is compared with a determination value to determine whether the
本発明者の実験結果によれば、給油前後のアルコール濃度の比や差に応じてアルコール濃度センサ４１の応答性が変化し、また、アルコール濃度センサ４１の設置位置を通過する燃料流速に応じてアルコール濃度センサの応答性が変化することが判明した。従って、給油前後のアルコール濃度の比（又は差）や燃料流速に応じて判定値を設定すれば、判定値を適正な値に設定することができ、アルコール濃度センサ４１の応答性劣化の有無を精度良く判定することができる。
According to the experiment results of the present inventor, the responsiveness of the
尚、判定値を予め決められた一定値とする場合は、給油前後のアルコール濃度の比（又は差）や燃料流速に応じてセンサ応答時間（応答速度情報）を補正するようにしても良く、この場合でも、アルコール濃度センサ４１の応答性劣化の有無を精度良く判定することができる。
When the determination value is set to a predetermined constant value, the sensor response time (response speed information) may be corrected according to the ratio (or difference) of alcohol concentration before and after refueling and the fuel flow rate. Even in this case, the presence or absence of responsiveness deterioration of the
以上説明した本実施例のアルコール濃度センサ４１の応答性劣化診断処理は、ＥＣＵ４３によって図３及び図４のアルコール濃度センサ応答性劣化診断ルーチンに従って次のようにして実行される。本ルーチンは、ＥＣＵ４３の電源オン期間中（イグニッションスイッチのオン期間中）に所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいう応答速度情報判定手段及び応答性劣化診断手段としての役割を果たす。
The responsiveness deterioration diagnosis process of the
本ルーチンが起動されると、まずステップ１０１で、停車中に給油されたか否かを給油判定手段により判定する。ここで、給油判定手段は、例えば、エンジン始動時（イグニッションスイッチのオン時）に燃料タンク３０内の燃料残量計４５で検出した燃料タンク３０内の燃料残量（燃料レベル）が前回のエンジン停止時（イグニッションスイッチのオフ時）の検出燃料残量よりも増加しているか否かで給油の有無を判定したり、或は、燃料タンク３０の給油口を閉塞する燃料キャップの開閉を検出する燃料キャップ開閉スイッチ（図示せず）により燃料キャップの開閉を監視して給油の有無を判定したり、或は、停車中に燃料タンク３０内の燃料温度を検出する燃料温度センサ（図示せず）の検出値を監視して燃料タンク３０内の燃料温度が急激に低下したときに給油有有りと判定するようにしても良い。
When this routine is started, first, at
上記ステップ１０１で、停車中に給油されていないと判定されれば、応答性劣化診断実行条件が不成立となり、以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。
If it is determined in
一方、上記ステップ１０１で、停車中に給油されたと判定されれば、ステップ１０２に進み、給油前の燃料タンク３０内の燃料残量が所定値Ａよりも多いか否かを判定し、給油前の燃料タンク３０内の燃料残量が所定値Ａ以下と判定されれば、応答性劣化診断実行条件が不成立となり、以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。給油前の燃料タンク３０内の燃料残量が少ないと、給油前の燃料のアルコール濃度を精度良く検出できない可能性があるためである。
On the other hand, if it is determined in
尚、給油前の燃料タンク３０内の燃料残量を検出するために、ＥＣＵ４３の電源オン期間中（イグニッションスイッチのオン期間中）に所定周期で燃料残量計４５の検出値を読み込んでバックアップＲＡＭ等の書き替え可能な不揮発性メモリに更新記憶する処理を繰り返す。また、給油前の燃料残量の検出精度を高めるために、燃料残量計４５の出力信号から燃料ゆれ等のノイズを除去するフィルタを設けるようにしても良い。また、給油前の燃料残量の計測は、停車中（車速＝０）であることを確認して行うようにしても良い。
In order to detect the remaining amount of fuel in the
上記ステップ１０２で、給油前の燃料タンク３０内の燃料残量が所定値Ａよりも多いと判定されれば、ステップ１０３に進み、給油後に燃料残量計４５で検出した燃料タンク３０内の燃料残量の検出値から給油前の燃料タンク３０内の燃料残量の記憶値を差し引いて給油量を求める。
給油量＝給油後の燃料残量−給油前の燃料残量
If it is determined in
Refueling amount = remaining fuel after refueling-remaining fuel before refueling
この後、ステップ１０４に進み、給油量が所定値Ｂよりも多いか否かを判定し、給油量が所定値Ｂ以下と判定されれば、応答性劣化診断実行条件が不成立となり、以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。給油時に、前回の給油時と異なるアルコール濃度の燃料を燃料タンク３０内に給油しても、給油量が少ないと、燃料タンク３０内に残った給油前の燃料と混合することで、燃料タンク３０内の燃料のアルコール濃度の変化量が小さくなり、アルコール濃度センサ４１のセンサ応答時間（応答速度情報）の判定精度が低下するためである。
Thereafter, the routine proceeds to step 104, where it is determined whether or not the amount of oil supply is greater than a predetermined value B. If the amount of oil supply is determined to be equal to or less than the predetermined value B, the responsiveness deterioration diagnosis execution condition is not satisfied, and the subsequent processing This routine is terminated without performing. When refueling, even if fuel with a different alcohol concentration from the previous refueling is supplied into the
これに対し、ステップ１０４で、給油量が所定値Ｂよりも多いと判定されれば、ステップ１０５に進み、現在（アルコール濃度センサ４１の出力が変化し始める前）のアルコール濃度センサ４１の検出値を給油前のアルコール濃度Ｅ１としてＲＡＭ等のメモリに記憶する。尚、給油前の燃料のアルコール濃度を検出するために、ＥＣＵ４３の電源オン期間中（イグニッションスイッチのオン期間中）に所定周期でアルコール濃度センサ４１の検出値を読み込んでバックアップＲＡＭ等の書き替え可能な不揮発性メモリに更新記憶する処理を繰り返し、給油が検出されたときに、不揮発性メモリの最新のアルコール濃度記憶値を給油前のアルコール濃度Ｅ１とするようにしても良い。
On the other hand, if it is determined in
この後、ステップ１０６に進み、燃料タンク３０からアルコール濃度センサ４１の設置位置までの燃料通路内に残っている給油前の燃料が消費されるまでの残留燃料消費時間を算出する。この残留燃料消費時間の算出方法は、始動後の燃料噴射量を積算して燃料噴射量積算値が燃料タンク３０からアルコール濃度センサ４１の設置位置までの燃料通路の容積相当値に達するまでの時間を計測すれば良い。
Thereafter, the process proceeds to step 106, and the remaining fuel consumption time until the fuel before refueling remaining in the fuel passage from the
この後、ステップ１０７に進み、残留燃料消費時間が経過するまで待機し、残留燃料消費時間が経過した時点で、ステップ１０８に進み、タイムカウンタＣｔを作動させてセンサ応答時間の計測を開始する。そして、次のステップ１０９で、アルコール濃度センサ４１の出力が給油後の燃料のアルコール濃度に応じた出力に収束したか否かを判定する。この判定は、例えば、アルコール濃度センサ４１の出力がほぼ一定の状態（変化率が所定値以内の状態）が所定時間継続したか否かで判定すれば良い。
Thereafter, the process proceeds to step 107, and waits until the remaining fuel consumption time elapses. When the remaining fuel consumption time elapses, the process proceeds to step 108 where the time counter Ct is activated to start measuring the sensor response time. Then, in the
このステップ１０９で、アルコール濃度センサ４１の出力が給油後の燃料のアルコール濃度に応じた出力に収束したと判定されるまで、タイムカウンタＣｔの計時動作を継続し、アルコール濃度センサ４１の出力が収束したと判定された時点で、ステップ１１０に進み、その時点のタイムカウンタＣｔのカウント値をセンサ応答時間としてＲＡＭ等のメモリに記憶する。
Until it is determined in
この後、図４のステップ１１１に進み、現在（アルコール濃度センサ４１の出力が収束した時）のアルコール濃度センサ４１の検出値を給油後のアルコール濃度Ｅ２としてＲＡＭ等のメモリに記憶する。この後、ステップ１１２に進み、給油前後のアルコール濃度の差｜Ｅ１−Ｅ２｜を算出する。
Thereafter, the process proceeds to step 111 in FIG. 4, and the detected value of the alcohol concentration sensor 41 (when the output of the
そして、次のステップ１１３で、給油前後のアルコール濃度の差｜Ｅ１−Ｅ２｜が所定値Ｄよりも大きいか否かを判定し、給油前後のアルコール濃度の差｜Ｅ１−Ｅ２｜が所定値Ｄ以下であれば、以降の応答性劣化診断処理を行わずに、本ルーチンを終了する。給油前後のアルコール濃度の差が小さい場合は、アルコール濃度センサ４１のセンサ応答時間（応答速度情報）の判定精度が低下するため、給油前後のアルコール濃度の差が小さい場合に応答性劣化の診断処理を禁止（又は診断結果を無効）とすることで、応答性劣化の誤判定を防止するものである。
Then, in the
これに対して、上記ステップ１１３で、給油前後のアルコール濃度の差｜Ｅ１−Ｅ２｜が所定値Ｄよりも大きいと判定されれば、ステップ１１４に進み、給油前後のアルコール濃度の比（Ｅ２／Ｅ１）を算出し、次のステップ１１４で、給油前後のアルコール濃度の比（Ｅ２／Ｅ１）に応じてマップ等により判定値を算出する。尚、給油前後のアルコール濃度の差｜Ｅ１−Ｅ２｜に応じてマップ等により判定値を算出するようにしても良い。
On the other hand, if it is determined in
この後、ステップ１１６に進み、アルコール濃度センサ４１の設置位置を通過する燃料流速を算出し、次のステップ１１７で、燃料流速に応じた補正量をマップ等により算出し、この補正量で判定値を補正する。
Thereafter, the process proceeds to step 116, where the fuel flow rate passing through the installation position of the
そして、次のステップ１１８で、センサ応答時間を判定値と比較して、センサ応答時間が判定値以下と判定されれば、ステップ１２１に進み、センサ応答時間が正常範囲内であると判定して、本ルーチンを終了する。
Then, in the
これに対して、上記ステップ１１８で、センサ応答時間が判定値よりも大きいと判定されれば、ステップ１１９に進み、アルコール濃度センサ４１の応答性劣化（異常）と判定して、ステップ１２０に進み、警告ランプ（図示せず）を点灯又は点滅したり、運転席のインストルメントパネルの表示部に警告表示したりして運転者に警告して、本ルーチンを終了する。
On the other hand, if it is determined in
以上説明した本実施例によれば、給油後のエンジン運転中に、アルコール濃度センサ４１の出力が変化し始めてから、給油後の燃料のアルコール濃度に応じた出力に収束するまでの経過時間を“センサ応答時間”として計測し、このセンサ応答時間を判定値と比較してアルコール濃度センサ４１の応答性劣化の有無を判定するようにしたので、給油後の燃料のアルコール濃度の変化を利用してアルコール濃度センサ４１の応答性劣化を検出できる。
According to the embodiment described above, the elapsed time from when the output of the
しかも、本実施例では、センサ応答時間を計測する際に、燃料タンク３０からアルコール濃度センサ４１の設置位置までの燃料通路内に残っている給油前の燃料が消費されるまでの残留燃料消費時間を推定して、当該残留燃料消費時間が経過してからセンサ応答時間の計測を開始するようにしたので、残留燃料消費時間を除いて、センサ応答時間を精度良く計測することができる。
Moreover, in this embodiment, when measuring the sensor response time, the remaining fuel consumption time until the fuel before refueling remaining in the fuel passage from the
更に、本実施例では、給油前後のアルコール濃度の比（又は差）や燃料流速に応じて判定値を設定するようにしたので、判定値を適正な値に設定することができ、アルコール濃度センサ４１の応答性劣化の有無を精度良く判定することができる。 Furthermore, in this embodiment, the determination value is set according to the ratio (or difference) of the alcohol concentration before and after refueling and the fuel flow rate, so that the determination value can be set to an appropriate value, and the alcohol concentration sensor Thus, it is possible to accurately determine the presence or absence of the 41 response deterioration.
尚、本実施例では、センサ応答時間を計測する際に、残留燃料消費時間が経過してからセンサ応答時間の計測を開始するようにしたが、給油判定後にアルコール濃度センサ４１の出力を監視して、アルコール濃度センサ４１の出力が変化し始めるタイミングを検出して、そのタイミングを検出した時点でセンサ応答時間の計測を開始するようにしても良い。
In this embodiment, when the sensor response time is measured, measurement of the sensor response time is started after the remaining fuel consumption time elapses. However, the output of the
また、本実施例では、応答速度情報としてセンサ応答時間を用いるようにしたが、給油前後のアルコール濃度の差｜Ｅ１−Ｅ２｜をセンサ応答時間で割り算して、アルコール濃度センサ４１の出力の単位時間当たりの変化量である出力変化速度を応答速度情報として算出し、この出力変化速度を判定値と比較してアルコール濃度センサの応答性劣化を診断するようにしても良い。
In this embodiment, the sensor response time is used as the response speed information. However, the difference in alcohol concentration before and after refueling | E1-E2 | is divided by the sensor response time, and the unit of the output of the
また、本実施例では、(1) 給油前の燃料タンク３０内の燃料残量が所定値Ａ以下の場合、(2) 給油量が所定値Ｂ以下の場合、(3) 給油前後のアルコール濃度の差｜Ｅ１−Ｅ２｜が所定値Ｄ以下の場合のいずれかに該当する場合は、応答性劣化診断処理を行わない（禁止する）ようにしたが、診断結果を無効とするようにしても良い。
In this embodiment, (1) the remaining amount of fuel in the
尚、セルフガソリンスタンドでは、エンジン１１の運転を停止させずに給油が行われることがあることを考慮して、エンジン１１の運転を停止させずに給油が行われた場合は、応答性劣化の診断処理を禁止又は診断結果を無効とするようにしても良い。
In addition, in the self-gas station, considering that refueling may be performed without stopping the operation of the
但し、本発明は、エンジン１１の運転を停止させずに給油が行われた場合も、応答性劣化診断処理を実行するようにしても良い。
However, according to the present invention, the responsiveness deterioration diagnosis process may be executed even when refueling is performed without stopping the operation of the
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、吸気ポート噴射と筒内噴射の両方の燃料噴射弁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等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。 In addition, the present invention is not limited to the intake port injection type engine as shown in FIG. 1, but is an in-cylinder injection type engine or a dual injection type engine provided with fuel injection valves for both intake port injection and in-cylinder injection. The present invention can be implemented with various modifications without departing from the spirit of the invention.
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、２４…排出ガスセンサ、２５…触媒、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、４１…アルコール濃度センサ、４３…ＥＣＵ（応答速度情報判定手段，応答性劣化診断手段，給油判定手段）、４５…燃料残量計
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記内燃機関に供給する燃料を貯留する燃料タンク内への給油の有無を判定する給油判定手段と、
前記給油判定手段で給油有りと判定した後の前記内燃機関の運転中に前記アルコール濃度センサの出力が給油前の燃料のアルコール濃度から給油後の燃料のアルコール濃度に応じた出力に収束するまでの出力変化速度又はこれに相関する情報（以下これらを「応答速度情報」という）を判定する応答速度情報判定手段と、
前記応答速度情報判定手段で判定した応答速度情報に基づいて前記アルコール濃度センサの応答性劣化を診断する応答性劣化診断手段と
を備えていることを特徴とするアルコール濃度センサの応答性劣化診断装置。 An alcohol concentration sensor responsiveness deterioration diagnosis apparatus for diagnosing responsiveness deterioration of an alcohol concentration sensor for detecting an alcohol concentration of a fuel supplied to an internal combustion engine capable of using an alcohol-mixed fuel,
Refueling determination means for determining the presence or absence of refueling in a fuel tank storing fuel to be supplied to the internal combustion engine;
Until the output of the alcohol concentration sensor converges from the alcohol concentration of the fuel before refueling to the output corresponding to the alcohol concentration of the fuel after refueling during operation of the internal combustion engine after it is determined that the refueling is determined by the refueling determination means. Response speed information determining means for determining an output change speed or information correlated thereto (hereinafter referred to as “response speed information”);
Responsiveness deterioration diagnosis means for diagnosing responsiveness deterioration of the alcohol concentration sensor based on the response speed information determined by the response speed information determination means. .
前記応答速度情報判定手段は、前記アルコール濃度センサの出力が給油後の燃料のアルコール濃度に応じた出力に収束するまでの経過時間を計測する際に、前記燃料タンクから前記アルコール濃度センサの設置位置までの燃料通路内に残っている給油前の燃料が消費されるまでの残留燃料消費時間を推定して、当該残留燃料消費時間が経過してから前記アルコール濃度センサの出力が給油後の燃料のアルコール濃度に応じた出力に収束するまでの経過時間を計測することを特徴とする請求項２に記載のアルコール濃度センサの応答性劣化診断装置。 The alcohol concentration sensor is installed in a fuel passage from the fuel tank to a fuel injection valve,
The response speed information determination means is configured to measure the elapsed time until the output of the alcohol concentration sensor converges to an output corresponding to the alcohol concentration of fuel after refueling. The remaining fuel consumption time until the fuel before refueling remaining in the fuel passage up to is consumed is estimated, and the output of the alcohol concentration sensor after the remaining fuel consumption time elapses The responsiveness deterioration diagnosis apparatus for an alcohol concentration sensor according to claim 2, wherein an elapsed time until convergence to an output corresponding to the alcohol concentration is measured.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009251707A JP2011094580A (en) | 2009-11-02 | 2009-11-02 | Responsiveness deterioration diagnosis device for alcohol concentration sensor |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020121445A1 (en) * | 2018-12-12 | 2020-06-18 | 本田技研工業株式会社 | Fuel evaluation device, control method therefor, and program |
-
2009
- 2009-11-02 JP JP2009251707A patent/JP2011094580A/en active Pending
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