[发明专利]内燃机的异常检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种依据使用燃料的性质控制运转的内燃机用的异常检测装置，特别涉及一种能够检测燃料性质的辨别所用的燃料性质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，灵活燃料汽车）中装设有能使用各种性质的燃料的内燃机。作为在那种FFV用内燃机中使用的燃料的例子，可以例举出乙醇混合汽油。在将乙醇混合汽油用作内燃机的燃料的情况下，由于乙醇和汽油的每单位体积的发热量大不相同，所以需要依据燃料的乙醇浓度调整空燃比。因此，在使用乙醇混合汽油的内燃机中，为了辨别所使用的燃料的性质、详细而言是乙醇浓度，该内燃机具有作为燃料性质传感器的一种的乙醇浓度传感器。作为乙醇浓度传感器，优选使用静电电容式传感器、透光式传感器和光折射率式传感器。

将利用乙醇浓度传感器计量得到的燃料的乙醇浓度用作内燃机的空燃比控制中的参数。由此，无论在使用多大乙醇浓度的燃料的情况下，都能不仅获得期望的扭矩，还能确保令人满意的排放性能。

这样，FFV用内燃机中的燃料性质传感器在确保内燃机的性能的方面具有重要的作用。但是，与使用其他传感器的情况同样，不保证燃料性质传感器始终正常地发挥功能。有时在燃料性质传感器中发生断线、短路或传感器元件的老化等某些异常。在那样的情况下，当使用燃料性质传感器的输出值进行内燃机的控制时，不能进行与使用燃料的性质相符的适当的运转，导致排放性能、燃料消耗性能这样的内燃机的性能恶化。

因而，在燃料性质传感器发生了某些异常的情况下，希望准确地检测异常的发生，以能够快速地采取修理、更换这样的适当的应对。关于这种课题，在日本特开2010–038052号公报（以下称作专利文献1）中公开了如下技术：对乙醇浓度传感器的输出值设定上限阈值和下限阈值，在输出值超出上限阈值或下限阈值的那样的情况下，判定乙醇浓度传感器发生了异常。在该公报所公开的技术中，也着眼于即使乙醇浓度相同，乙醇浓度传感器的输出值也因燃料温度的不同而不同的这一事项，依据由燃料温度传感器计量得到的燃料温度，将上限阈值和下限阈值的各值设定成不同的值。

但是，在专利文献1所述的技术中，不一定能准确地检测乙醇浓度传感器的异常。在乙醇浓度传感器中特别容易发生且对内燃机的控制的影响较大的异常之一是称作“输出恒定值（stack）”的现象。输出恒定值是乙醇浓度传感器的输出值恒定为固定值的现象。在乙醇浓度传感器的输出值处于上限阈值与下限阈值之间的情况下，也可能发生这种输出恒定值，所以可能无法利用专利文献1所述的技术将输出恒定值检测为异常。

关于检测传感器的输出恒定值的方法，例如如日本特开2000–303898号公报（以下称作专利文献2）所述，公知静电电容式的温度传感器。专利文献2所述的方法是如下方法：计算由温度传感器计量得到的内燃机起动后的最大水温与最小水温的差，在该差较小的情况下，判定发生了输出恒定值。但是，很难将该方法应用在乙醇浓度传感器的输出恒定值检测中。这是因为，与燃料温度不同，只要未供油，就不能改变燃料的乙醇浓度。

另外，当着眼于专利文献1所述的乙醇浓度传感器的相对于燃料温度的输出特性时，作为一方案，可以根据乙醇浓度传感器的输出值是否因燃料温度的变化而发生变化，来判定是否发生了输出恒定值。但是，在使用乙醇浓度为0%的燃料的情况下，即使燃料温度变化，乙醇浓度传感器的输出值也几乎不变。因而，在该方案中，存在不能辨别是使用了乙醇浓度为0%的燃料，还是发生了输出恒定值的问题。

作为燃料性质传感器的异常检测用的其他方法，有日本特开2008–014741号公报（以下称作专利文献3）所述的方法。专利文献3所述的异常检测方法以如下结构为前提：在燃料箱的入口设有测量室，在该测量室中安装有燃料性质传感器。另外，还包括如下前提：燃料性质传感器构成为在测量室的测量空间中有燃料的情况下和没有燃料的情况下，分别输出不同水平的信号。采用成为这些前提的结构，虽然燃料不会积存在平常的测量空间内，但是通过向燃料箱供油，燃料暂时积存在测量空间中，受到测量空间的燃料的存在的影响，燃料性质传感器的信号水平发生变化。因而，只要在供油时未自燃料性质传感器输出适当的信号，就能判断为燃料性质传感器发生了某些异常。