JP3753298B2 - 燃料供給系のモニタ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関（以下、エンジンという）の燃料供給系の異常を検出する装置に関し、具体的にはエンジンの排気系に設けられた空燃比センサの出力に基づいて燃料供給系の異常を検出する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人による出願に係る特開平8-121226号公報には、排気ガス中の空燃比を検出するＯ２センサ、および燃料タンクと吸気管との間に設けられたパージ制御弁を備えたエンジンの燃料供給系の異常検出において、故障モニタを実施しているときに空燃比フィードバック係数のなまし値との関係で設定される異常判定パラメータKO2AVEが第１の判断値より低下したとき強制的にパージを停止し、その低下がパージの影響によるものであったかどうかの判定を行うことが記載されている。この技術によると、パージの影響によるものであったときは、その後の故障モニタを禁止する。そして所定時間が経過し空燃比フィードバック係数が第２の判断値より高くなるとパージの影響による誤判断のおそれはないとして故障モニタを再開する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
特開平8-121226号公報に記載される手法によると所定時間経過しないとモニターが再開されないのでモニターの頻度が低下する。また、変動の大きい空燃比フィードバック係数が所定の判断値より大きくなることに応じて故障モニタを再開するので、パージの影響がある場合でもモニターを再開してしまうおそれがある。したがって、この発明は、パージの影響がなく安定性の高い故障診断システムを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、内燃機関の排気系に設けられた空燃比検出手段の出力に基づいて空燃比のフィードバック制御を行う空燃比制御装置を備える内燃機関の燃料供給系をモニタするモニタ装置であって、空燃比検出手段の出力に応じて空燃比フィードバック係数を算出する空燃比フィードバック係数算出手段と、空燃比フィードバック係数に基づいて異常判定パラメータを算出する異常判定パラメータ算出手段と、異常判定パラメータが第１の判断値に達することに応じてパージをカットするパージカット制御手段と、パージカット状態で異常判定パラメータが第２の判断値に達するとき、モニタを停止させるモニタ制御手段と、異常判定パラメータが第２の判断値に達することに応じて、第１の判断値に達したときの異常判定パラメータの値を初期値として、前記パージカットを行わなかった場合の異常判定パラメータ推測値を算出する算出手段と、を備え、前記モニタ制御手段は、異常判定パラメータ推測値が第２の判断値に達することに応じてモニタを再開させるという構成をとる。
【０００５】
この発明によると、パージカット状態で異常判定パラメータが第２の判断値に達するとき、すなわち燃料供給系は正常でありパージの影響で異常判定パラメータが第１の判断値より低下したと判定されるとき、先に異常判定パラメータが第１の判断値に達したときの異常判定パラメータの値を出発値として異常判定パラメータ推測値の算出を開始する。この異常判定パラメータ推測値は、先に異常判定パラメータが第１の判断値に達した後、パージカットを行わないでそのまま異常判定パラメータのモニタを続ける動作をシミュレートするものである。
【０００６】
こうして異常判定パラメータ推測値が第２の判断値に達するとき、パージの影響によって異常判定パラメータが第１の判断値より小さくなる状態を脱したと判断し、燃料系の故障モニタを再開する。
【０００７】
このように、この発明は、異常判定パラメータが第１の判断値より小さくなった原因がパージの影響によるものかどうかの判定は、現実の時間の流れに従った異常判定パラメータに基づいて行い、燃料系の故障モニタを再開するかどうかの判定は、パージカットを行わなかったとしたときの異常判定パラメータ推測値に基づいて行う。現実の異常判定パラメータは、パージカットを行った結果の値になっているので、パージを再開した後、パージカットの影響のない値に達するにはかなりの時間を要する。この発明は、異常判定パラメータの推測値を用いることにより、燃料系の故障モニタを再開することができる状態を迅速に判定することができる。また、空燃比フィードバック係数およびそのなまし値よりも安定性の高い異常判定パラメータに基づいて故障モニタの再開を決定するので、安定したシステム動作が得られる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のモニタ装置において、異常判定パラメータは、空燃比フィードバック係数の平均値に応じて決定される値であり、前記パージカット後に異常判定パラメータが第２の判断値に達しないとき、異常と判断する判断部を備えるという構成をとる。
【０００９】
請求項２の発明によると、異常判定パラメータは空燃比フィードバック係数の平均値に応じて決定され、空燃比フィードバック係数およびそのなまし値よりも安定度の高いパラメータとなる。したがって、異常判定パラメータに基づくシステム制御の安定性が向上する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次にこの発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図１は、この発明を適用するエンジンの燃料供給系の全体的な構成を示す図である。エンジン１は、たとえば６気筒、４サイクルのエンジンであり、吸気管２の途中にスロットルボディ３が設けられ、その中にスロットル弁3’が配置されている。スロットル弁3’にはスロットル弁開度（θTH）センサ４が連結されており、スロットル弁3’の開度に応じた出力信号を電子コントロールユニット（ＥＣＵ）５に送る。
【００１１】
燃料噴射弁６は、エンジンの各気筒に設けられており、それぞれ燃料ポンプ７を介して燃料タンク８に接続されている。燃料噴射弁６の開弁はＥＣＵ５から送られてくる信号によって制御される。
【００１２】
スロットル弁3’の下流には管９を介して吸気管圧力（ＰＢＡ）センサ１０が設けられており、出力信号をＥＣＵ５に送る。また、吸気管圧力センサ１０の下流に吸気温（ＴＡ）センサ１１が設けられ、出力信号をＥＣＵ５に送る。
【００１３】
サーミスタなどのエンジン水温（ＴＷ）センサ１２がエンジン１のシリンダブロックに取り付けられており、出力信号をＥＣＵ５に送る。エンジン回転数（ＮＥ）センサ１３および気筒判別（ＣＹＬ）センサ１４は、エンジン１のカム軸またはクランク軸に取り付けられている。エンジン回転数センサ１３は、エンジン１のクランク軸の１２０度回転ごとに所定のクランク角度位置で信号パルス（ＴＤＣ信号パルス）をＥＣＵ５に送り、気筒判別センサ１４は、特定の気筒の所定のクランク角度位置で信号パルスを発生し、ＥＣＵ５に送る。
【００１４】
エンジン１の左右の気筒グループにそれぞれ設けられた排気管１６Ｌ、１６Ｒの合流部排気管１７に三元触媒１５が配置され、排気ガス中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘなどの成分の浄化を行う。空燃比検出器としてのＯ２センサ１８Ｌおよび１８Ｒが排気管１６Ｌおよび１６Ｒに設けられており、理論空燃比を境としてほぼディジタル的に値を変える出力を生成する。この出力はＥＣＵ５に送られ、空燃比のフィードバック制御に用いられる。
【００１５】
車速センサ２３は、エンジン１を搭載した車両の速度Ｖを検出し、その出力をＥＣＵ５に送る。発光ダイオードなどからなる表示器１９は、ＥＣＵ５によって燃料供給系の異常が検出されたときに点灯される。
【００１６】
密閉された燃料タンク８の上部は、２ウェイバルブ２０、キャニスタ２１、およびパージ制御弁２２を介して吸気管２に接続されている。パージ制御弁２２は、ＥＣＵ５によって開閉が制御される。燃料タンク８内で発生した蒸発ガスは、予め定めた圧力に達すると２ウェイバルブ２０の正圧バルブを押し開いてキャニスタ２１に流れ、活性炭に吸収され貯蔵される。ＥＣＵ５からの信号に応じてパージ制御弁２２が開かれると、キャニスタに蓄えられていた蒸発ガスは、吸気管の負圧により、キャニスタ２１に設けられた外気取り込み口から吸入される外気と共に吸気管２に吸引される。
【００１７】
外気の影響などで燃料タンク８が冷やされ燃料タンク内の圧力が低くなると、２ウェイバルブの負圧バルブが開き、キャニスタ２１に蓄えられた蒸発ガスは、タンク８に戻される。このようにして、燃料タンク８内で発生した蒸発燃料が大気に放出されことが抑止される。
【００１８】
ＥＣＵ５は、各種センサからの入力信号を整形し、アナログ／ディジタル変換を行うなどの機能を持つ入力回路５ａおよび中央演算ユニット（ＣＰＵ）５ｂを備えている。ＣＰＵ５ｂは、記憶手段（メモリ）５ｃの読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）部分またはバックアップ機能付きのＲＡＭ部分に格納されているプログラムにしたがってエンジン系統を制御するため、諸々の演算を実行する。メモリ５ｃは、通常のＲＡＭ部分を備えており、各種データおよび演算結果の一次記憶領域を提供する。
【００１９】
出力回路５ｄは、ＣＰＵ５ｂによる演算結果に基づいて燃料噴射弁６、パージ制御弁２２、表示器１９のほか点火プラグその他に制御信号を送る。
【００２０】
図２は、この発明の一実施例の燃料供給系故障モニタ装置の構成を示す機能ブロック図である。この図に示す機能ブロックは、具体的にはＣＰＵ５ｂ、ＲＡＭおよびＲＯＭからなるメモリ５ｃ、ＲＯＭに格納されるプログラムおよび各種の演算用のデータテーブルによって実現される。
【００２１】
運転状態検出部３１は、エンジン系統各部のセンサからの出力を入力回路５ａを介して受け取り、運転状態に応じて空燃比フィードバック制御運転を行うかオープンループ制御運転を行うかを判別し、運転モードを示す信号を、エンジン回転数ＮＥ、吸気管圧力ＰＢなどの情報とともに燃料噴射量制御部３３に送る。この発明は、エンジンが空燃比フィードバック制御モードで運転されている状態を対象とするものなので、以下の説明は空燃比フィードバック制御モードを前提として行う。
【００２２】
燃料噴射量制御部３３は、次の式にしたがって燃料噴射弁の噴射時間TOUTを計算する。
【００２３】
【数１】
TOUT=Ti×K1×KO2+K2
【００２４】
ここでTiは、噴射時間TOUTの基準値であり、エンジン回転数ＮＥおよび吸気管圧力ＰＢをパラメータとするTiマップ（ＥＣＵ５のＲＯＭに格納されている）から読み出される。K1およびK2は、各種のエンジンパラメータに応じて演算される補正係数および補正変数であり、エンジン運転状態に応じた燃費特性、加速特性などの最適化が図られるように設定される。
【００２５】
KO2は、空燃比フィードバック補正係数であり、Ｏ２センサからの出力に応じてKO2算出部３２で算出される。KO2は、図３（ａ）に示すような態様で変化する。すなわち、Ｏ２センサの出力レベルが一方から他方に、たとえばリッチからリーンに反転するとき、比例項（Ｐ項）の加算処理によって、空燃比が逆方向に、すなわちリッチに反転するようKO2を設定し、その後Ｏ２センサがリッチになるまで積分項（Ｉ項）の加算処理によって徐々にリッチになるようにKO2を設定する。また、リーンからリッチに反転する時は、逆方向に動作する。この設定手法は、従来よりよく知られており、この実施例では、エンジン回転数ＮＥおよび吸気管圧力ＰＢをパラメータとするテーブルから比例項および積分項が読み出される。
【００２６】
ＫＡＶ算出部３５は、空燃比フィードバック係数KO2のなまし平均値KAVを算出する。KAVは、KO2の比例項加算が行われるごとに次の式によって算出され、図３（ａ）に点線で示すような態様で変化する。
【００２７】
【数２】
KAV=KO2×CO2／100+KAV’ ×(1-CO2／100)
【００２８】
ここで、CO2は、補正係数（空燃比フィードバック係数）KO2の変化に対する追従性を設定する変数であり、1から100のうち比較的大きな値に設定される。KAV’は、KAVの前回値であり、その初期値は、特定運転領域に突入する際の空燃比フィードバック係数KO2の値に応じて設定される。
【００２９】
KO2AVE算出部３６は、図４に示すフローに従って異常判定パラメータKO2AVEを算出する。まず、KO2のなまし値KAVが異常判定パラメータKO2AVEに経年変化判定用偏差ΔKO2AVE（たとえば0.0078）を加算した値より大きいか否かを判定し（401）、大きいときは次の式によりKO2AVEの値を更新する。
【００３０】
【数３】
KO2AVE=KO2AVE+ΔKO2AVE/2
【００３１】
また、ステップ401での判定がNOのときは、ステップ402に移り、なまし値KAVがKO2AVEの値から偏差ΔKO2AVEを減算した値より小さいか否かを判別し、小さいときは次の式によりKO2AVEの値を更新する。ステップ402での判定がNOのときは、処理を抜ける。
【００３２】
【数４】
KO2AVE=KO2AVE-ΔKO2AVE/2
【００３３】
この処理によると、なまし値KAVがKO2AVE±ΔKO2AVEの範囲内にあれば、異常判定パラメータKO2AVEの値は前回の値のまま維持され、範囲外になると上記の数３または数４の式にしたがって更新される。図３（ｂ）は、KAVの値とKO2AVEの値との関係の例を示している。
【００３４】
次に図５を参照してKO2AVEモニタ部４２（図２）の機能を説明する。KO2AVEモニタ部４２は、KO2AVEの値が第１判断値（たとえば、0.813）より小さくなるかどうかをモニタし、小さくなると、その時のKO2AVEの値をKO2AVEホールド用の記憶領域（メモリ５ｃ内）に記憶させる。図５（ｄ）は、KO2AVEの値をホールドするタイミングを示している。これと同時にKO2AVEモニタ部４２は、パージカット制御部４１にパージカット要求信号を送り、パージ制御弁２２を閉じてパージを中止させる。図５（ｆ）は、パージカットのタイミングを示す。
【００３５】
こうしてパージが中止されると、吸気管に供給される燃料が少なくなるので、KO2は上昇を始める。ここでKO2AVEモニタ部４２は、パージカットとほぼ同時にモニタ条件判断部４３に信号を送り、パージカットによるＫＯ２の上昇がとまり安定するまでの安定化時間、たとえば６秒程度の時間、モニタ許可フラグをリセットして故障モニタを停止することにより、KAVおよびKO2AVEの算出を停止する。このタイミングが図５（ａ）、（ｇ）に示される。そして安定時間が経過した後に故障モニタを再開し、上述したKAVおよびKO2AVEの更新手法にしたがってKO2AVEの値が更新されて上昇する。こうしてKO2AVEが第２の判断値（たとえば、0.828）より大きくなると、KO2AVEモニタ部４２は、KO2AVEが第１判断値より小さくなったのはパージによる影響であって燃料供給系に異常はないことを示すPGOKフラグをセットする。このタイミングが図５（ｅ）に示される。
【００３６】
一方、上記のパージカット（図５（ｆ））から所定時間、たとえば３０秒経過後にKO2AVEが第２判断値より大きい値に達しないときは、異常判定部４５が燃料供給系に故障があると判定し、表示器１９（図１）に故障表示を行う。
【００３７】
パージの影響が大きい場合、KO2AVEモニタ部４２は、PGOKフラグをセットすると同時にパージカット制御部４１へのパージカット要求信号をリセットして、パージを再開させる（図５（ｆ））。これとほぼ同時にモニタ条件判断部４３は、KO2AVEモニタ部４２からの信号に応答して燃料供給系の故障モニタを禁止させる。このタイミングが図５（ａ）に示される。これは、故障モニターを継続すると、パージ再開によって再びKO2AVEが第１判断値より小さくなり、再びパージカットが要求されることを防止するためである。
【００３８】
また、KO2AVEモニタ部４２は、前述した故障モニタの禁止直後から、パージ再開によるＫＯ２の下降が止まり安定するまでの安定化時間、たとえば５秒程度の時間が経過した後、故障モニタ禁止時における異常判定パラメータ推測値KO2AVESの算出許可を示すKMCNDフラグをセットする。このタイミングが図５（ｂ）に示される。
【００３９】
ついで、KO2AVEモニタ部４２は、KO2AVES算出部３７に信号を送り、先にホールドされたKO2AVEの値を初期値として、推測値KO2AVESの算出を開始させる。KO2AVESの算出は、図４のフローに従って実行される。ここで、KAVの初期値として前述したパージ再開後安定化時間経過時のＫＯ２の値を用いる。
【００４０】
モニタ条件判断部部４３は、こうして算出され更新されるKO2AVESの値が第２判断値より大きくなると、燃料供給系の故障モニタを再開させる。このタイミングが図５（ａ）に示される。このことは、異常判定パラメータ推測値KO2AVESが第２判断値より大きくなれば、パージの影響が小さくなったと判断することを意味する。
【００４１】
一実施例では、モニタ条件判断部４３は、図５（ａ）のタイミングで燃料供給系の故障モニタが禁止された後、所定時間、たとえば５分経過したときは、異常判定パラメータ推測値KO2AVESが第２判断値より大きくならなくても故障モニタを許可する。これによって、パージの影響が比較的大きい場合でも、迅速に故障モニタを再開することができる。
【００４２】
なお、図５ではKO2を直線的な波形で模型的に示してあるが、実際には図３（ａ）に見られるようにKO2は、細かく変動する。図５でKO2の波形は、KAVおよびKO2AVEよりも変化が速く、パージカットによって急激に変化することが示されている。KAVは、KO2のなまし値としてKO2に追従し、KO2AVEは上述した２つの式の関係によってKAVにゆるやかに追従する。
【００４３】
次に図６を参照して、この発明の一実施例における燃料供給系モニタの流れを説明する。図６のプロセスは、たとえば10ミリ秒ごとに実行される。まず、モニタ条件が成立しているかどうかを判定する（101）。このモニタ条件成立判定は、後述する図７のモニタ実施条件成立判定フローにおいてセットされている。ステップ101で故障モニタが禁止されている場合にはステップ102に進み、KMCNDフラグがセットされているかどうか判定する。前述のようにこのフラグは、パージ再開後の故障モニタ禁止時による異常判定パラメータ推測値KO2AVESの算出許可を示すフラグで、図７のステップ224でセットされ、ステップ203、225でリセットされる。
【００４４】
ステップ102でKMCNDフラグがセットされているとステップ103に進み、KMCNDフラグがセットされていなければ、KAV算出タイマーをセットして（136）、処理を終了する。
【００４５】
一方、ステップ101においてモニタ許可フラグがセットされていると、KO2のなまし値KAVが初期化されているかどうかをKAVフラグによって判定し（103）、初期化がすんでいればそのままステップ107に進み、初期化がすんでいなければ、ステップ106において現時点の空燃比フィードバック係数（補正係数）KO2を初期値としKAVフラグを１にセットしてステップ107に進む。
【００４６】
ステップ107においてＯ２センサの出力が反転したと判定すると前述の数２の式にしたがってKO2のなまし値KAVを算出すると共にKAVフラグをセットする（110）。ステップ107においてＯ２センサの出力が反転していなければステップ111に進む。ステップ111は、ステップ136でセットされるKAV算出期間が経過したかどうかを判定する。この期間は、たとえば２秒に設定され、したがって２秒間にわたってなまされ更新されたKAVに応じてステップ113以降の処理が実行される。設定された時間が経過していないときは、処理を終了する。
【００４７】
KAV算出時間が経過していると、PGOKフラグが１にセットされているかどうかを判定する（113）。このフラグは、ステップ127で１にセットされるもので、当初は０なので異常判定パラメータKO2AVE算出ルーチン115に進む。ルーチン115では、前述した数３および数４の式にしたがって異常判定パラメータKO2AVEを算出する。ついで、図５（ｆ）に関連して説明したパージカット要求フラグPGREQが１にセットされているかどうか判定し（116）、セットされていなければ、現時点のKO2AVEの値を異常判定パラメータ推測値KO2AVESの初期値としてメモリにホールドし（117）、ステップ118に進む。パージカット要求フラグPGREQが１にセットされていれば、そのままステップ118に進む。
【００４８】
ステップ118では、異常判定パラメータKO2AVEが上限値、たとえば1.190を超えているかどうかを判定し、超えているときは燃料供給系に異常があることを意味するので、パージカット要求フラグPGREQを０にセットし、かつ強制パージカットフラグFMPGを０にセットして（119）、フュエル系異常を示すフラグを１にセットし（120）、FSDDフラグを１にセットし（121）、KAV算出タイマーをセットして（136）処理を終了する。FSDDフラグは、フュエル系および失火の連続モニタを行う場合、異常を検出した運転サイクルでは、その後に正常が検知されても正常の故障モニタに復帰させないようにするためのフラグである。
【００４９】
ステップ118でKO2AVEが上限値以下であるときは、ステップ123に進み強制パージカットフラグFMPGが１にセットされているかどうかを判定する。FMPGは、後に説明する図７のフローにおいてパージ要求フラグPGREQが１にセットされている（227）ときに１にセットされる（229）。
【００５０】
当初は強制パージカットが行われていないので、ステップ128に進み、異常判定パラメータKO2AVEが第１判断値（図５参照）より小さいかどうかが判定される（128）。小さいときは、燃料供給系に異常がある可能性があることを意味し、前述したFSDDフラグが１にセットされているかどうかを判断する（129）。このフラグが１にセットされていれば、すでにフュエル系の異常が検知されていることを意味するので、ステップ119以下のフローを経て処理を抜ける。FSDDフラグが１にセットされていないときは、パージカット要求フラグPGREQを１にセットし（130）、KAV算出タイマーをセットして（136）処理を終了する。
【００５１】
ステップ128でKO2AVEが第１判断値以上であるときは、燃料供給系正常の判断を行い、フュエル系正常フラグをセットし（131）、KAV算出タイマーをセットして（136）処理を終了する。
【００５２】
ステップ123で強制パージカット中であるときは、30秒程度の予め決められた時間の経過を待つためのステップ124および125に進む。ステップ124でカウンタをインクリメントし、ステップ125でカウント値がたとえば30秒に相当する値に達したかどうかを判定し、達していなければKAV算出タイマーを設定して処理を終了し、次の処理サイクルで再びステップ124に至る。こうして予め設定された時間が経過すると、ステップ126で異常判定パラメータKO2AVEが第２判断値（図５参照）以上の値になったかどうか判定する。KO2AVEが第２判断値以上になっていれば、図５に関連して述べたようにKO2AVEが第１判断値より小さくなったのは、パージの影響によるものであって、燃料供給系の故障によるものではなかったと判断する。
【００５３】
したがって、ステップ127に進み、上述の判断を示すPGOKフラグを１にセットし、ステップ124および125で使用するカウンタをリセットし、パージカット要求フラグPGREQを０にセットする。ついで、ステップ131に進み、燃料供給系が正常であることを示すフュエル系正常フラグをセットし、KAV算出タイマーを設定して（136）、処理を終了する。
【００５４】
次の処理サイクルでステップ113に至ると、今度はPGOKフラグが１にセットされているので、異常判定パラメータ推測値KO2AVESを算出するルーチンに入る（114）。このルーチンでは、パージカット要求フラグPGREQが１にセットされる直前の処理サイクルにおいてステップ117でメモリにホールドされた異常判定パラメータKO2AVEを初期値として上述の数３および数４の式にしたがって推測値KO2AVESの算出を行う。
【００５５】
図７は、モニタ実施条件成立を判断するフローである。図６の処理が10ミリ秒ごとに実行されていたのに対し、図７の処理は、たとえば200ミリ秒ごとに実行される。
【００５６】
図７のフローにおいて、ステップ201のモニタ許可フラグは、ＥＣＵ５の集中管理部が諸々のプロセスを管理する中で燃料供給系のモニタを許可するときにセットするフラグである。モニタが許可されているときは、エンジン回転数ＮＥ、吸気管圧力ＰＢ、エンジン水温ＴＷ、吸気温度ＴＡなどが適正な範囲内にあるかどうかを判断する（216）。これらのパラメータが所定の範囲内にあり適正と判断されると、空燃比フィードバック制御モードでの運転中かどうかを空燃比フィードバック制御モードフラグにより判断する（217）。
【００５７】
ステップ201、216、217で判定がNOの場合は、TMCNDタイマーに所定の時間、たとえば２秒をセットする（202）。ステップ217でフィードバック制御中と判定されると、ステップ218に進み、ステップ202で設定された時間が経過したかどうかが判定される。この時間は、運転モードの安定化を待つためのものである。
【００５８】
ステップ218で所定時間が経過したと判定されると、PGOKフラグが１にセットされているかどうか判定する（219）。PGOKフラグは、図６のステップ127で１にセットされるフラグで、図５（ｅ）にそのタイミングが示されている。前述のようにこのフラグは、異常判定パラメータKO2AVEが第１判断値より小さくなったのはパージの影響によるもので、燃料供給系自体に異常はないことを示す。したがって、このフラグがセットされると、異常判定パラメータ推測値KO2AVESが第２判断値より大きくなるかどうかの判定プロセスに入る。
【００５９】
ステップ219においてPGOKフラグが０にセットされていると、ステップ211に進み、ステップ220で参照されるTKMCNDタイマーに前述の所定値をセットし、ステップ223で参照される停止時間タイマーに前述の時間、たとえば５分をセットする。次回以降の処理サイクルでPGOKフラグがセットされ、ステップ219からステップ220のフローに入る場合に備えるためである。
【００６０】
ついでパージカット要求フラグPGREQが１にセットされているかどうかを判定し（227）、１にセットされていなければパージカット後安定化タイマーTFMPGSをセットし（232）、故障モニタ条件成立フラグをセットして（231）、処理を終了する。パージカット要求フラグPGREQに１がセットされていると、ステップ229に進み、強制パージカットフラグを１にセットし（229）、パージを停止させる。ついでステップ230でパージカット後の安定化時間TFMPGS、たとえば６秒間、が経過したかどうか判定する。パージカット後安定化時間TFMPGSが経過するまではモニタ条件を不成立とすることにより、パージカットにより空燃比がリーン側に移行することによって空燃比補正係数ＫＯ２が上昇し、このＫＯ２の上昇が終了して安定するまで各算出処理を停止させ、誤診断を防止する。パージカット後の安定化時間TFMPGSが経過していればモニタ条件成立とし（231）、経過していないときはモニタ条件不成立とする（206）。
【００６１】
ステップ219でPGOKフラグが１にセットされていると、ステップ220に進み、パージ再開によるKO2の下降が止まると推定される安定化時間、たとえば５秒間が経過したかどうかを判定する（220）。図５に見られるように、PGOKフラグが１にセットされると同時にパージカット要求フラグPGREQが０にセットされ、パージが再開されると、パージの影響によりKO2が下降するので、その下降が収まるまでKAV算出を中止し、誤診断を防止する。ステップ220での判定がYESであると、KO2AVESが第２判断値（図５参照）以上になったかどうかの判定を行う（222）。この判定がYESであれば、PGOKフラグ（図５（ｅ））を０にセットし、前述したKMCNDフラグを０にセットする（225）。
【００６２】
ついで強制パージカットフラグFMPGを０にセットする（205）。そして、PGOKフラグを０にセットする（225）ことにより、次の処理サイクルにおいてステップ219からステップ211のフローに入り、ステップ231でモニタ条件が成立する。
【００６３】
ステップ220で所定の時間が経過していないときは、KAVフラグを０にセットし（221）、前述のKMCNDフラグを０にセットする（203）。ステップ222で判定がNOのときは、燃料供給系モニタ停止の限度として設定された、たとえば５分間が経過したかどうか判定し（223）、経過していればステップ225に移り、モニタ条件が成立し（231）、燃料供給系の故障モニタが再開される。ステップ223で停止時間が経過していないときは、KO2AVES算出処理を示すKMCNDフラグを１にセットして（224）、ステップ205に進んでFMPGフラグを０にセットし、モニタ条件不成立の判定をして（206）処理を終了する。
【００６４】
以上にこの発明を具体的な実施例について説明したが、この発明は、このような実施例に限定されるものではない。
【００６５】
【発明の効果】
請求項１の発明によると、燃料系の故障モニタを再開することができる状態を迅速に判定することができる。また、請求項２の発明によると、空燃比係数およびそのなまし値よりも安定性の高い異常判定パラメータに基づいて故障モニタの再開を決定するので、安定したシステム動作が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明が適用されるエンジン・システムの全体的な構成を示すブロック図。
【図２】この発明の一実施形態の燃料供給系の故障モニタ装置の全体的な構成を示すブロック図。
【図３】KO2、KAVおよびKO2AVEの関係を示す波形図。
【図４】異常判定パラメータKO2AVEを算出するプロセスを示す流れ図。
【図５】この発明の一実施形態における動作のタイミングを示す図。
【図６】この発明の一実施形態における燃料供給系の故障モニタのプロセスを示す流れ図。
【図７】この発明の一実施形態におけるモニタ実施条件の成立判断をするプロセスを示す流れ図。
【符号の説明】
３２ KO2算出部（空燃比フィードバック係数算出手段）
３６ KO2AVE算出部（異常判定パラメータ算出手段）
３７ KO2AVES算出部（推測値算出手段）
４１ パージカット制御部
４２ KO2AVEモニタ部（モニタ制御手段）
４３ モニタ条件判断部（モニタ制御手段）
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関（以下、エンジンという）の燃料供給系の異常を検出する装置に関し、具体的にはエンジンの排気系に設けられた空燃比センサの出力に基づいて燃料供給系の異常を検出する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人による出願に係る特開平8-121226号公報には、排気ガス中の空燃比を検出するＯ２センサ、および燃料タンクと吸気管との間に設けられたパージ制御弁を備えたエンジンの燃料供給系の異常検出において、故障モニタを実施しているときに空燃比フィードバック係数のなまし値との関係で設定される異常判定パラメータKO2AVEが第１の判断値より低下したとき強制的にパージを停止し、その低下がパージの影響によるものであったかどうかの判定を行うことが記載されている。この技術によると、パージの影響によるものであったときは、その後の故障モニタを禁止する。そして所定時間が経過し空燃比フィードバック係数が第２の判断値より高くなるとパージの影響による誤判断のおそれはないとして故障モニタを再開する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
特開平8-121226号公報に記載される手法によると所定時間経過しないとモニターが再開されないのでモニターの頻度が低下する。また、変動の大きい空燃比フィードバック係数が所定の判断値より大きくなることに応じて故障モニタを再開するので、パージの影響がある場合でもモニターを再開してしまうおそれがある。したがって、この発明は、パージの影響がなく安定性の高い故障診断システムを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、内燃機関の排気系に設けられた空燃比検出手段の出力に基づいて空燃比のフィードバック制御を行う空燃比制御装置を備える内燃機関の燃料供給系をモニタするモニタ装置であって、空燃比検出手段の出力に応じて空燃比フィードバック係数を算出する空燃比フィードバック係数算出手段と、空燃比フィードバック係数に基づいて異常判定パラメータを算出する異常判定パラメータ算出手段と、異常判定パラメータが第１の判断値に達することに応じてパージをカットするパージカット制御手段と、パージカット状態で異常判定パラメータが第２の判断値に達するとき、モニタを停止させるモニタ制御手段と、異常判定パラメータが第２の判断値に達することに応じて、第１の判断値に達したときの異常判定パラメータの値を初期値として、前記パージカットを行わなかった場合の異常判定パラメータ推測値を算出する算出手段と、を備え、前記モニタ制御手段は、異常判定パラメータ推測値が第２の判断値に達することに応じてモニタを再開させるという構成をとる。
【０００５】
この発明によると、パージカット状態で異常判定パラメータが第２の判断値に達するとき、すなわち燃料供給系は正常でありパージの影響で異常判定パラメータが第１の判断値より低下したと判定されるとき、先に異常判定パラメータが第１の判断値に達したときの異常判定パラメータの値を出発値として異常判定パラメータ推測値の算出を開始する。この異常判定パラメータ推測値は、先に異常判定パラメータが第１の判断値に達した後、パージカットを行わないでそのまま異常判定パラメータのモニタを続ける動作をシミュレートするものである。
【０００６】
こうして異常判定パラメータ推測値が第２の判断値に達するとき、パージの影響によって異常判定パラメータが第１の判断値より小さくなる状態を脱したと判断し、燃料系の故障モニタを再開する。
【０００７】
このように、この発明は、異常判定パラメータが第１の判断値より小さくなった原因がパージの影響によるものかどうかの判定は、現実の時間の流れに従った異常判定パラメータに基づいて行い、燃料系の故障モニタを再開するかどうかの判定は、パージカットを行わなかったとしたときの異常判定パラメータ推測値に基づいて行う。現実の異常判定パラメータは、パージカットを行った結果の値になっているので、パージを再開した後、パージカットの影響のない値に達するにはかなりの時間を要する。この発明は、異常判定パラメータの推測値を用いることにより、燃料系の故障モニタを再開することができる状態を迅速に判定することができる。また、空燃比フィードバック係数およびそのなまし値よりも安定性の高い異常判定パラメータに基づいて故障モニタの再開を決定するので、安定したシステム動作が得られる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のモニタ装置において、異常判定パラメータは、空燃比フィードバック係数の平均値に応じて決定される値であり、前記パージカット後に異常判定パラメータが第２の判断値に達しないとき、異常と判断する判断部を備えるという構成をとる。
【０００９】
請求項２の発明によると、異常判定パラメータは空燃比フィードバック係数の平均値に応じて決定され、空燃比フィードバック係数およびそのなまし値よりも安定度の高いパラメータとなる。したがって、異常判定パラメータに基づくシステム制御の安定性が向上する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次にこの発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図１は、この発明を適用するエンジンの燃料供給系の全体的な構成を示す図である。エンジン１は、たとえば６気筒、４サイクルのエンジンであり、吸気管２の途中にスロットルボディ３が設けられ、その中にスロットル弁3’が配置されている。スロットル弁3’にはスロットル弁開度（θTH）センサ４が連結されており、スロットル弁3’の開度に応じた出力信号を電子コントロールユニット（ＥＣＵ）５に送る。
【００１１】
燃料噴射弁６は、エンジンの各気筒に設けられており、それぞれ燃料ポンプ７を介して燃料タンク８に接続されている。燃料噴射弁６の開弁はＥＣＵ５から送られてくる信号によって制御される。
【００１２】
スロットル弁3’の下流には管９を介して吸気管圧力（ＰＢＡ）センサ１０が設けられており、出力信号をＥＣＵ５に送る。また、吸気管圧力センサ１０の下流に吸気温（ＴＡ）センサ１１が設けられ、出力信号をＥＣＵ５に送る。
【００１３】
サーミスタなどのエンジン水温（ＴＷ）センサ１２がエンジン１のシリンダブロックに取り付けられており、出力信号をＥＣＵ５に送る。エンジン回転数（ＮＥ）センサ１３および気筒判別（ＣＹＬ）センサ１４は、エンジン１のカム軸またはクランク軸に取り付けられている。エンジン回転数センサ１３は、エンジン１のクランク軸の１２０度回転ごとに所定のクランク角度位置で信号パルス（ＴＤＣ信号パルス）をＥＣＵ５に送り、気筒判別センサ１４は、特定の気筒の所定のクランク角度位置で信号パルスを発生し、ＥＣＵ５に送る。
【００１４】
エンジン１の左右の気筒グループにそれぞれ設けられた排気管１６Ｌ、１６Ｒの合流部排気管１７に三元触媒１５が配置され、排気ガス中のＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘなどの成分の浄化を行う。空燃比検出器としてのＯ２センサ１８Ｌおよび１８Ｒが排気管１６Ｌおよび１６Ｒに設けられており、理論空燃比を境としてほぼディジタル的に値を変える出力を生成する。この出力はＥＣＵ５に送られ、空燃比のフィードバック制御に用いられる。
【００１５】
車速センサ２３は、エンジン１を搭載した車両の速度Ｖを検出し、その出力をＥＣＵ５に送る。発光ダイオードなどからなる表示器１９は、ＥＣＵ５によって燃料供給系の異常が検出されたときに点灯される。
【００１６】
密閉された燃料タンク８の上部は、２ウェイバルブ２０、キャニスタ２１、およびパージ制御弁２２を介して吸気管２に接続されている。パージ制御弁２２は、ＥＣＵ５によって開閉が制御される。燃料タンク８内で発生した蒸発ガスは、予め定めた圧力に達すると２ウェイバルブ２０の正圧バルブを押し開いてキャニスタ２１に流れ、活性炭に吸収され貯蔵される。ＥＣＵ５からの信号に応じてパージ制御弁２２が開かれると、キャニスタに蓄えられていた蒸発ガスは、吸気管の負圧により、キャニスタ２１に設けられた外気取り込み口から吸入される外気と共に吸気管２に吸引される。
【００１７】
外気の影響などで燃料タンク８が冷やされ燃料タンク内の圧力が低くなると、２ウェイバルブの負圧バルブが開き、キャニスタ２１に蓄えられた蒸発ガスは、タンク８に戻される。このようにして、燃料タンク８内で発生した蒸発燃料が大気に放出されことが抑止される。
【００１８】
ＥＣＵ５は、各種センサからの入力信号を整形し、アナログ／ディジタル変換を行うなどの機能を持つ入力回路５ａおよび中央演算ユニット（ＣＰＵ）５ｂを備えている。ＣＰＵ５ｂは、記憶手段（メモリ）５ｃの読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）部分またはバックアップ機能付きのＲＡＭ部分に格納されているプログラムにしたがってエンジン系統を制御するため、諸々の演算を実行する。メモリ５ｃは、通常のＲＡＭ部分を備えており、各種データおよび演算結果の一次記憶領域を提供する。
【００１９】
出力回路５ｄは、ＣＰＵ５ｂによる演算結果に基づいて燃料噴射弁６、パージ制御弁２２、表示器１９のほか点火プラグその他に制御信号を送る。
【００２０】
図２は、この発明の一実施例の燃料供給系故障モニタ装置の構成を示す機能ブロック図である。この図に示す機能ブロックは、具体的にはＣＰＵ５ｂ、ＲＡＭおよびＲＯＭからなるメモリ５ｃ、ＲＯＭに格納されるプログラムおよび各種の演算用のデータテーブルによって実現される。
【００２１】
運転状態検出部３１は、エンジン系統各部のセンサからの出力を入力回路５ａを介して受け取り、運転状態に応じて空燃比フィードバック制御運転を行うかオープンループ制御運転を行うかを判別し、運転モードを示す信号を、エンジン回転数ＮＥ、吸気管圧力ＰＢなどの情報とともに燃料噴射量制御部３３に送る。この発明は、エンジンが空燃比フィードバック制御モードで運転されている状態を対象とするものなので、以下の説明は空燃比フィードバック制御モードを前提として行う。
【００２２】
燃料噴射量制御部３３は、次の式にしたがって燃料噴射弁の噴射時間TOUTを計算する。
【００２３】
【数１】
TOUT=Ti×K1×KO2+K2
【００２４】
ここでTiは、噴射時間TOUTの基準値であり、エンジン回転数ＮＥおよび吸気管圧力ＰＢをパラメータとするTiマップ（ＥＣＵ５のＲＯＭに格納されている）から読み出される。K1およびK2は、各種のエンジンパラメータに応じて演算される補正係数および補正変数であり、エンジン運転状態に応じた燃費特性、加速特性などの最適化が図られるように設定される。
【００２５】
KO2は、空燃比フィードバック補正係数であり、Ｏ２センサからの出力に応じてKO2算出部３２で算出される。KO2は、図３（ａ）に示すような態様で変化する。すなわち、Ｏ２センサの出力レベルが一方から他方に、たとえばリッチからリーンに反転するとき、比例項（Ｐ項）の加算処理によって、空燃比が逆方向に、すなわちリッチに反転するようKO2を設定し、その後Ｏ２センサがリッチになるまで積分項（Ｉ項）の加算処理によって徐々にリッチになるようにKO2を設定する。また、リーンからリッチに反転する時は、逆方向に動作する。この設定手法は、従来よりよく知られており、この実施例では、エンジン回転数ＮＥおよび吸気管圧力ＰＢをパラメータとするテーブルから比例項および積分項が読み出される。
【００２６】
ＫＡＶ算出部３５は、空燃比フィードバック係数KO2のなまし平均値KAVを算出する。KAVは、KO2の比例項加算が行われるごとに次の式によって算出され、図３（ａ）に点線で示すような態様で変化する。
【００２７】
【数２】
KAV=KO2×CO2／100+KAV’ ×(1-CO2／100)
【００２８】
ここで、CO2は、補正係数（空燃比フィードバック係数）KO2の変化に対する追従性を設定する変数であり、1から100のうち比較的大きな値に設定される。KAV’は、KAVの前回値であり、その初期値は、特定運転領域に突入する際の空燃比フィードバック係数KO2の値に応じて設定される。
【００２９】
KO2AVE算出部３６は、図４に示すフローに従って異常判定パラメータKO2AVEを算出する。まず、KO2のなまし値KAVが異常判定パラメータKO2AVEに経年変化判定用偏差ΔKO2AVE（たとえば0.0078）を加算した値より大きいか否かを判定し（401）、大きいときは次の式によりKO2AVEの値を更新する。
【００３０】
【数３】
KO2AVE=KO2AVE+ΔKO2AVE/2
【００３１】
また、ステップ401での判定がNOのときは、ステップ402に移り、なまし値KAVがKO2AVEの値から偏差ΔKO2AVEを減算した値より小さいか否かを判別し、小さいときは次の式によりKO2AVEの値を更新する。ステップ402での判定がNOのときは、処理を抜ける。
【００３２】
【数４】
KO2AVE=KO2AVE-ΔKO2AVE/2
【００３３】
この処理によると、なまし値KAVがKO2AVE±ΔKO2AVEの範囲内にあれば、異常判定パラメータKO2AVEの値は前回の値のまま維持され、範囲外になると上記の数３または数４の式にしたがって更新される。図３（ｂ）は、KAVの値とKO2AVEの値との関係の例を示している。
【００３４】
次に図５を参照してKO2AVEモニタ部４２（図２）の機能を説明する。KO2AVEモニタ部４２は、KO2AVEの値が第１判断値（たとえば、0.813）より小さくなるかどうかをモニタし、小さくなると、その時のKO2AVEの値をKO2AVEホールド用の記憶領域（メモリ５ｃ内）に記憶させる。図５（ｄ）は、KO2AVEの値をホールドするタイミングを示している。これと同時にKO2AVEモニタ部４２は、パージカット制御部４１にパージカット要求信号を送り、パージ制御弁２２を閉じてパージを中止させる。図５（ｆ）は、パージカットのタイミングを示す。
【００３５】
こうしてパージが中止されると、吸気管に供給される燃料が少なくなるので、KO2は上昇を始める。ここでKO2AVEモニタ部４２は、パージカットとほぼ同時にモニタ条件判断部４３に信号を送り、パージカットによるＫＯ２の上昇がとまり安定するまでの安定化時間、たとえば６秒程度の時間、モニタ許可フラグをリセットして故障モニタを停止することにより、KAVおよびKO2AVEの算出を停止する。このタイミングが図５（ａ）、（ｇ）に示される。そして安定時間が経過した後に故障モニタを再開し、上述したKAVおよびKO2AVEの更新手法にしたがってKO2AVEの値が更新されて上昇する。こうしてKO2AVEが第２の判断値（たとえば、0.828）より大きくなると、KO2AVEモニタ部４２は、KO2AVEが第１判断値より小さくなったのはパージによる影響であって燃料供給系に異常はないことを示すPGOKフラグをセットする。このタイミングが図５（ｅ）に示される。
【００３６】
一方、上記のパージカット（図５（ｆ））から所定時間、たとえば３０秒経過後にKO2AVEが第２判断値より大きい値に達しないときは、異常判定部４５が燃料供給系に故障があると判定し、表示器１９（図１）に故障表示を行う。
【００３７】
パージの影響が大きい場合、KO2AVEモニタ部４２は、PGOKフラグをセットすると同時にパージカット制御部４１へのパージカット要求信号をリセットして、パージを再開させる（図５（ｆ））。これとほぼ同時にモニタ条件判断部４３は、KO2AVEモニタ部４２からの信号に応答して燃料供給系の故障モニタを禁止させる。このタイミングが図５（ａ）に示される。これは、故障モニターを継続すると、パージ再開によって再びKO2AVEが第１判断値より小さくなり、再びパージカットが要求されることを防止するためである。
【００３８】
また、KO2AVEモニタ部４２は、前述した故障モニタの禁止直後から、パージ再開によるＫＯ２の下降が止まり安定するまでの安定化時間、たとえば５秒程度の時間が経過した後、故障モニタ禁止時における異常判定パラメータ推測値KO2AVESの算出許可を示すKMCNDフラグをセットする。このタイミングが図５（ｂ）に示される。
【００３９】
ついで、KO2AVEモニタ部４２は、KO2AVES算出部３７に信号を送り、先にホールドされたKO2AVEの値を初期値として、推測値KO2AVESの算出を開始させる。KO2AVESの算出は、図４のフローに従って実行される。ここで、KAVの初期値として前述したパージ再開後安定化時間経過時のＫＯ２の値を用いる。
【００４０】
モニタ条件判断部部４３は、こうして算出され更新されるKO2AVESの値が第２判断値より大きくなると、燃料供給系の故障モニタを再開させる。このタイミングが図５（ａ）に示される。このことは、異常判定パラメータ推測値KO2AVESが第２判断値より大きくなれば、パージの影響が小さくなったと判断することを意味する。
【００４１】
一実施例では、モニタ条件判断部４３は、図５（ａ）のタイミングで燃料供給系の故障モニタが禁止された後、所定時間、たとえば５分経過したときは、異常判定パラメータ推測値KO2AVESが第２判断値より大きくならなくても故障モニタを許可する。これによって、パージの影響が比較的大きい場合でも、迅速に故障モニタを再開することができる。
【００４２】
なお、図５ではKO2を直線的な波形で模型的に示してあるが、実際には図３（ａ）に見られるようにKO2は、細かく変動する。図５でKO2の波形は、KAVおよびKO2AVEよりも変化が速く、パージカットによって急激に変化することが示されている。KAVは、KO2のなまし値としてKO2に追従し、KO2AVEは上述した２つの式の関係によってKAVにゆるやかに追従する。
【００４３】
次に図６を参照して、この発明の一実施例における燃料供給系モニタの流れを説明する。図６のプロセスは、たとえば10ミリ秒ごとに実行される。まず、モニタ条件が成立しているかどうかを判定する（101）。このモニタ条件成立判定は、後述する図７のモニタ実施条件成立判定フローにおいてセットされている。ステップ101で故障モニタが禁止されている場合にはステップ102に進み、KMCNDフラグがセットされているかどうか判定する。前述のようにこのフラグは、パージ再開後の故障モニタ禁止時による異常判定パラメータ推測値KO2AVESの算出許可を示すフラグで、図７のステップ224でセットされ、ステップ203、225でリセットされる。
【００４４】
ステップ102でKMCNDフラグがセットされているとステップ103に進み、KMCNDフラグがセットされていなければ、KAV算出タイマーをセットして（136）、処理を終了する。
【００４５】
一方、ステップ101においてモニタ許可フラグがセットされていると、KO2のなまし値KAVが初期化されているかどうかをKAVフラグによって判定し（103）、初期化がすんでいればそのままステップ107に進み、初期化がすんでいなければ、ステップ106において現時点の空燃比フィードバック係数（補正係数）KO2を初期値としKAVフラグを１にセットしてステップ107に進む。
【００４６】
ステップ107においてＯ２センサの出力が反転したと判定すると前述の数２の式にしたがってKO2のなまし値KAVを算出すると共にKAVフラグをセットする（110）。ステップ107においてＯ２センサの出力が反転していなければステップ111に進む。ステップ111は、ステップ136でセットされるKAV算出期間が経過したかどうかを判定する。この期間は、たとえば２秒に設定され、したがって２秒間にわたってなまされ更新されたKAVに応じてステップ113以降の処理が実行される。設定された時間が経過していないときは、処理を終了する。
【００４７】
KAV算出時間が経過していると、PGOKフラグが１にセットされているかどうかを判定する（113）。このフラグは、ステップ127で１にセットされるもので、当初は０なので異常判定パラメータKO2AVE算出ルーチン115に進む。ルーチン115では、前述した数３および数４の式にしたがって異常判定パラメータKO2AVEを算出する。ついで、図５（ｆ）に関連して説明したパージカット要求フラグPGREQが１にセットされているかどうか判定し（116）、セットされていなければ、現時点のKO2AVEの値を異常判定パラメータ推測値KO2AVESの初期値としてメモリにホールドし（117）、ステップ118に進む。パージカット要求フラグPGREQが１にセットされていれば、そのままステップ118に進む。
【００４８】
ステップ118では、異常判定パラメータKO2AVEが上限値、たとえば1.190を超えているかどうかを判定し、超えているときは燃料供給系に異常があることを意味するので、パージカット要求フラグPGREQを０にセットし、かつ強制パージカットフラグFMPGを０にセットして（119）、フュエル系異常を示すフラグを１にセットし（120）、FSDDフラグを１にセットし（121）、KAV算出タイマーをセットして（136）処理を終了する。FSDDフラグは、フュエル系および失火の連続モニタを行う場合、異常を検出した運転サイクルでは、その後に正常が検知されても正常の故障モニタに復帰させないようにするためのフラグである。
【００４９】
ステップ118でKO2AVEが上限値以下であるときは、ステップ123に進み強制パージカットフラグFMPGが１にセットされているかどうかを判定する。FMPGは、後に説明する図７のフローにおいてパージ要求フラグPGREQが１にセットされている（227）ときに１にセットされる（229）。
【００５０】
当初は強制パージカットが行われていないので、ステップ128に進み、異常判定パラメータKO2AVEが第１判断値（図５参照）より小さいかどうかが判定される（128）。小さいときは、燃料供給系に異常がある可能性があることを意味し、前述したFSDDフラグが１にセットされているかどうかを判断する（129）。このフラグが１にセットされていれば、すでにフュエル系の異常が検知されていることを意味するので、ステップ119以下のフローを経て処理を抜ける。FSDDフラグが１にセットされていないときは、パージカット要求フラグPGREQを１にセットし（130）、KAV算出タイマーをセットして（136）処理を終了する。
【００５１】
ステップ128でKO2AVEが第１判断値以上であるときは、燃料供給系正常の判断を行い、フュエル系正常フラグをセットし（131）、KAV算出タイマーをセットして（136）処理を終了する。
【００５２】
ステップ123で強制パージカット中であるときは、30秒程度の予め決められた時間の経過を待つためのステップ124および125に進む。ステップ124でカウンタをインクリメントし、ステップ125でカウント値がたとえば30秒に相当する値に達したかどうかを判定し、達していなければKAV算出タイマーを設定して処理を終了し、次の処理サイクルで再びステップ124に至る。こうして予め設定された時間が経過すると、ステップ126で異常判定パラメータKO2AVEが第２判断値（図５参照）以上の値になったかどうか判定する。KO2AVEが第２判断値以上になっていれば、図５に関連して述べたようにKO2AVEが第１判断値より小さくなったのは、パージの影響によるものであって、燃料供給系の故障によるものではなかったと判断する。
【００５３】
したがって、ステップ127に進み、上述の判断を示すPGOKフラグを１にセットし、ステップ124および125で使用するカウンタをリセットし、パージカット要求フラグPGREQを０にセットする。ついで、ステップ131に進み、燃料供給系が正常であることを示すフュエル系正常フラグをセットし、KAV算出タイマーを設定して（136）、処理を終了する。
【００５４】
次の処理サイクルでステップ113に至ると、今度はPGOKフラグが１にセットされているので、異常判定パラメータ推測値KO2AVESを算出するルーチンに入る（114）。このルーチンでは、パージカット要求フラグPGREQが１にセットされる直前の処理サイクルにおいてステップ117でメモリにホールドされた異常判定パラメータKO2AVEを初期値として上述の数３および数４の式にしたがって推測値KO2AVESの算出を行う。
【００５５】
図７は、モニタ実施条件成立を判断するフローである。図６の処理が10ミリ秒ごとに実行されていたのに対し、図７の処理は、たとえば200ミリ秒ごとに実行される。
【００５６】
図７のフローにおいて、ステップ201のモニタ許可フラグは、ＥＣＵ５の集中管理部が諸々のプロセスを管理する中で燃料供給系のモニタを許可するときにセットするフラグである。モニタが許可されているときは、エンジン回転数ＮＥ、吸気管圧力ＰＢ、エンジン水温ＴＷ、吸気温度ＴＡなどが適正な範囲内にあるかどうかを判断する（216）。これらのパラメータが所定の範囲内にあり適正と判断されると、空燃比フィードバック制御モードでの運転中かどうかを空燃比フィードバック制御モードフラグにより判断する（217）。
【００５７】
ステップ201、216、217で判定がNOの場合は、TMCNDタイマーに所定の時間、たとえば２秒をセットする（202）。ステップ217でフィードバック制御中と判定されると、ステップ218に進み、ステップ202で設定された時間が経過したかどうかが判定される。この時間は、運転モードの安定化を待つためのものである。
【００５８】
ステップ218で所定時間が経過したと判定されると、PGOKフラグが１にセットされているかどうか判定する（219）。PGOKフラグは、図６のステップ127で１にセットされるフラグで、図５（ｅ）にそのタイミングが示されている。前述のようにこのフラグは、異常判定パラメータKO2AVEが第１判断値より小さくなったのはパージの影響によるもので、燃料供給系自体に異常はないことを示す。したがって、このフラグがセットされると、異常判定パラメータ推測値KO2AVESが第２判断値より大きくなるかどうかの判定プロセスに入る。
【００５９】
ステップ219においてPGOKフラグが０にセットされていると、ステップ211に進み、ステップ220で参照されるTKMCNDタイマーに前述の所定値をセットし、ステップ223で参照される停止時間タイマーに前述の時間、たとえば５分をセットする。次回以降の処理サイクルでPGOKフラグがセットされ、ステップ219からステップ220のフローに入る場合に備えるためである。
【００６０】
ついでパージカット要求フラグPGREQが１にセットされているかどうかを判定し（227）、１にセットされていなければパージカット後安定化タイマーTFMPGSをセットし（232）、故障モニタ条件成立フラグをセットして（231）、処理を終了する。パージカット要求フラグPGREQに１がセットされていると、ステップ229に進み、強制パージカットフラグを１にセットし（229）、パージを停止させる。ついでステップ230でパージカット後の安定化時間TFMPGS、たとえば６秒間、が経過したかどうか判定する。パージカット後安定化時間TFMPGSが経過するまではモニタ条件を不成立とすることにより、パージカットにより空燃比がリーン側に移行することによって空燃比補正係数ＫＯ２が上昇し、このＫＯ２の上昇が終了して安定するまで各算出処理を停止させ、誤診断を防止する。パージカット後の安定化時間TFMPGSが経過していればモニタ条件成立とし（231）、経過していないときはモニタ条件不成立とする（206）。
【００６１】
ステップ219でPGOKフラグが１にセットされていると、ステップ220に進み、パージ再開によるKO2の下降が止まると推定される安定化時間、たとえば５秒間が経過したかどうかを判定する（220）。図５に見られるように、PGOKフラグが１にセットされると同時にパージカット要求フラグPGREQが０にセットされ、パージが再開されると、パージの影響によりKO2が下降するので、その下降が収まるまでKAV算出を中止し、誤診断を防止する。ステップ220での判定がYESであると、KO2AVESが第２判断値（図５参照）以上になったかどうかの判定を行う（222）。この判定がYESであれば、PGOKフラグ（図５（ｅ））を０にセットし、前述したKMCNDフラグを０にセットする（225）。
【００６２】
ついで強制パージカットフラグFMPGを０にセットする（205）。そして、PGOKフラグを０にセットする（225）ことにより、次の処理サイクルにおいてステップ219からステップ211のフローに入り、ステップ231でモニタ条件が成立する。
【００６３】
ステップ220で所定の時間が経過していないときは、KAVフラグを０にセットし（221）、前述のKMCNDフラグを０にセットする（203）。ステップ222で判定がNOのときは、燃料供給系モニタ停止の限度として設定された、たとえば５分間が経過したかどうか判定し（223）、経過していればステップ225に移り、モニタ条件が成立し（231）、燃料供給系の故障モニタが再開される。ステップ223で停止時間が経過していないときは、KO2AVES算出処理を示すKMCNDフラグを１にセットして（224）、ステップ205に進んでFMPGフラグを０にセットし、モニタ条件不成立の判定をして（206）処理を終了する。
【００６４】
以上にこの発明を具体的な実施例について説明したが、この発明は、このような実施例に限定されるものではない。
【００６５】
【発明の効果】
請求項１の発明によると、燃料系の故障モニタを再開することができる状態を迅速に判定することができる。また、請求項２の発明によると、空燃比係数およびそのなまし値よりも安定性の高い異常判定パラメータに基づいて故障モニタの再開を決定するので、安定したシステム動作が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明が適用されるエンジン・システムの全体的な構成を示すブロック図。
【図２】この発明の一実施形態の燃料供給系の故障モニタ装置の全体的な構成を示すブロック図。
【図３】KO2、KAVおよびKO2AVEの関係を示す波形図。
【図４】異常判定パラメータKO2AVEを算出するプロセスを示す流れ図。
【図５】この発明の一実施形態における動作のタイミングを示す図。
【図６】この発明の一実施形態における燃料供給系の故障モニタのプロセスを示す流れ図。
【図７】この発明の一実施形態におけるモニタ実施条件の成立判断をするプロセスを示す流れ図。
【符号の説明】
３２ KO2算出部（空燃比フィードバック係数算出手段）
３６ KO2AVE算出部（異常判定パラメータ算出手段）
３７ KO2AVES算出部（推測値算出手段）
４１ パージカット制御部
４２ KO2AVEモニタ部（モニタ制御手段）
４３ モニタ条件判断部（モニタ制御手段）
Claims (2)
- 内燃機関の排気系に設けられた空燃比検出手段の出力に基づいて空燃比のフィードバック制御を行う空燃比制御装置を備える内燃機関の燃料供給系をモニタするモニタ装置であって、
前記空燃比検出手段の出力に応じて空燃比フィードバック係数を算出する空燃比フィードバック係数算出手段と、
前記空燃比フィードバック係数に基づいて異常判定パラメータを算出する異常判定パラメータ算出手段と、
前記異常判定パラメータが第１の判断値に達することに応じてパージをカットするパージカット制御手段と、
パージカット状態で前記異常判定パラメータが第２の判断値に達するとき、前記モニタを停止させるモニタ制御手段と、
前記異常判定パラメータが前記第２の判断値に達することに応じて、前記第１の判断値に達したときの異常判定パラメータの値を初期値として、前記パージカットを行わなかった場合の異常判定パラメータ推測値を算出する推測値算出手段と、を備え、
前記モニタ制御手段は、前記異常判定パラメータ推測値が前記第２の判断値に達することに応じてモニタを再開させるようにしたモニタ装置。 - 前記異常判定パラメータは、前記空燃比フィードバック係数の平均値に応じて決定される値であり、前記パージカット後に前記異常判定パラメータが前記第２の判断値に達しないとき、異常と判断する判断部を備える請求項１に記載のモニタ装置。
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