(57)【要約】【課題】可変圧縮比機構を備えたエンジンシステムに異常が有るかどうかを好適に診断することのできるエンジンシステムの異常診断装置を提供する。【解決手段】エンジンの圧縮比εが目標圧縮比に制御されている状態において、ノッキング強度Ｋｃに応じてエンジンの点火時期θに要求される遅角要求値（遅角補正積算値Σθｋｃ）、及びエンジン始動時において初爆が発生するまでに燃料噴射弁から噴射される燃料の総噴射量に相関する値（始動時噴射回数ΣＮｉｓ）の少なくとも何れかを取得値として取得する。そして、取得された取得値に対する異常判定値を目標圧縮比に応じて設定し、設定された異常判定値を取得値が超えるときにエンジンシステムに異常が有ると診断する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの圧縮比を該エンジンの運転状態に応じた目標圧縮比に制御可能な可変圧縮比機構を備える可変圧縮比エンジンに適用され、
前記エンジンの圧縮比が前記目標圧縮比に制御されている状態において、前記エンジンに発生するノッキング強度に応じて該エンジンの点火時期に要求される遅角要求値、及び前記エンジンの始動時において初爆が発生するまでに燃料噴射弁から噴射される燃料の総噴射量に相関する値の少なくとも何れかを取得値として取得する取得手段と、
前記取得手段が取得する前記取得値に対する異常判定値を前記目標圧縮比に応じて設定する異常判定値設定手段と、
前記取得手段が取得した前記取得値が前記異常判定値を超えるときにエンジンシステムに異常が有ると診断する異常診断手段と、
を備えることを特徴とするエンジンシステムの異常診断装置。
【請求項２】
前記エンジンはガソリンとアルコールとの混合燃料を使用可能であって、且つ燃料のアルコール濃度を検出する濃度検出装置を備えた混合燃料エンジンである場合に、
前記目標圧縮比は前記アルコール濃度の検出値が高いほど高圧縮比側の値として設定され、
前記異常判定値設定手段は前記アルコール濃度の検出値及び前記目標圧縮比に応じて前記異常判定値を設定し、
前記異常診断手段は前記取得手段が取得した前記取得値が前記異常判定値を超えるときに前記濃度検出装置に異常が有ると診断することを特徴とする請求項１に記載のエンジンシステムの異常診断装置。
【請求項３】
前記エンジンの点火時期は前記アルコール濃度の検出値が高いほど進角側に制御され、
前記取得手段が前記遅角要求値を取得する場合、前記異常判定値設定手段は、前記遅角要求値に対して設定される異常判定値を、前記アルコール濃度の検出値、前記目標圧縮比、及び前記点火時期の設定値に応じて設定することを特徴とする請求項２に記載のエンジンシステムの異常診断装置。
【請求項４】
前記取得手段が前記遅角要求値を取得する場合、
前記異常判定値設定手段は、前記エンジンの負荷が高いほど前記遅角要求値に対して設定される異常判定値をより大きい値として設定することを特徴とする請求項２又は３に記載のエンジンシステムの異常診断装置。
【請求項５】
前記エンジンの始動時において前記燃料噴射弁から一燃焼サイクル毎に噴射される燃料噴射量は前記アルコール濃度の検出値が高いほど多くなるように制御され、
前記取得手段が前記総噴射量に相関する値を取得する場合、前記異常判定値設定手段は、前記総噴射量に相関する値に対して設定される異常判定値を、前記アルコール濃度の検出値、前記目標圧縮比、及び前記燃料噴射量に応じて設定することを特徴とする請求項２から４の何れか１項に記載のエンジンシステムの異常診断装置。
【請求項６】
前記取得手段が前記総噴射量に相関する値を取得する場合、
前記異常判定値設定手段は、
前記アルコール濃度の検出値が等しい条件では前記エンジンの始動時における機関温度が低いほど前記総噴射量に相関する値に対して設定される異常判定値をより大きい値として設定し、
前記機関温度が等しい条件では前記アルコール濃度の検出値が高いほど前記総噴射量に相関する値に対して設定される異常判定値をより大きい値として設定することを特徴とする請求項２から５の何れか１項に記載のエンジンシステムの異常診断装置。
【請求項７】
前記エンジンの始動時における機関温度が所定の極低温領域であるときに、前記取得手段による前記総噴射量に相関する値の取得が禁止されることを特徴とする請求項２から６の何れか１項に記載のエンジンシステムの異常診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変圧縮比機構を備えたエンジンシステムの異常診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構を備えた内燃機関では、出力性能の向上、燃費の向上、排気エミッションの向上等を図るため、エンジンの運転状態に応じた設定値に圧縮比が制御される。
【０００３】
また、近年、燃料としてガソリンとアルコールとを併用可能とした所謂混合燃料エンジンが実用化されつつある（例えば、特許文献１〜３参照）。この種のエンジンが搭載される自動車は一般にフレキシブル燃料自動車（Flexible Fuel Vehicle：ＦＦＶ）と呼ばれ
、アルコールのみ、ガソリンのみ、又はアルコールとガソリンとが混合された混合燃料の何れが燃料として用いられても運転可能である。ところで、燃料のアルコール濃度が相違するとそれに応じて理論空燃比が変化するため、混合燃料エンジンではアルコール濃度センサによって燃料のアルコール濃度を検出し、これに基づいてエンジンに供給される燃料量を調節するのが一般である。エンジンには、該エンジンを制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ）が併設されている。そして、ＥＣＵには、各種センサの出力信号が入力され、それらの信号に基づいて可変動弁機構、燃料噴射系などへ制御信号を出力する。しかし、何らかの原因で可変動弁機構、燃料噴射系、各種センサなどを含んで構成されるエンジンシステムが故障する場合がある。
【特許文献１】特公平７−１３５０８号公報
【特許文献２】実公平６−６２１６号公報
【特許文献３】特開２００８−２３２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、可変圧縮比機構を備えたエンジンシステムに異常が有るかどうかを好適に診断することのできるエンジンシステムの異常診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明に係るエンジンシステムの異常診断装置は以下の手段を採用する。すなわち、
エンジンの圧縮比を該エンジンの運転状態に応じた目標圧縮比に制御可能な可変圧縮比機構を備える可変圧縮比エンジンに適用され、
前記エンジンの圧縮比が前記目標圧縮比に制御されている状態において、前記エンジンに発生するノッキング強度に応じて該エンジンの点火時期に要求される遅角要求値、及び前記エンジンの始動時において初爆が発生するまでに燃料噴射弁から噴射される燃料の総噴射量（以下、始動時総噴射量という）に相関する値の少なくとも何れかを取得値として取得する取得手段と、
前記取得手段が取得する前記取得値に対する異常判定値を前記目標圧縮比に応じて設定する異常判定値設定手段と、
前記取得手段が取得した前記取得値が前記異常判定値を超えるときにエンジンシステムに異常が有ると診断する異常診断手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００６】
ノッキング強度とは、エンジンに発生するノッキングの強さの程度を表すものである。
例えば、公知のノッキングセンサによってエンジンの振動の大きさを検出する場合には、その検出値が大きいほどノッキング強度が大きいと判断することができる。エンジンにノッキングが発生した場合、ノッキングを低減、或いは抑制させるためにエンジンの点火時期に遅角要求が出される。本発明における遅角要求値は、ノッキング強度に応じて点火時期が遅角側に補正（変更）されるときの補正量の大きさを意味する。この場合、点火時期に対する遅角補正１回分の遅角補正量を遅角要求値として採用しても良いし、或いは、遅角要求値を取得するための取得時間を予め定めておき該取得時間内における遅角補正量の積算値を遅角要求値として採用しても良い。何れを採用しても、ノッキング強度が高いほど遅角要求値が大きくなるという関係が成り立つ。以下、本明細書中で単に「遅角要求値」と述べるときは、エンジンに発生するノッキング強度に応じてエンジンの点火時期に要求される遅角要求値の意味として用いる。
【０００７】
また、「始動時総噴射量に相関する値」には、始動時総噴射量の他、燃料噴射弁からエンジンの始動に係る燃料噴射が開始されてから初爆が発生するまでに要する燃料の噴射回数（以下、始動時噴射回数という）や、エンジンの始動に係る燃料噴射が開始されてから初爆が発生するまでに要する時間（以下、初爆所要時間という）等が該当する。例えば、エンジンの始動時において一燃焼サイクルに噴射される燃料の燃料噴射量が等しい場合、始動時総噴射量が多いほど始動時噴射回数も多くなり、初爆所要時間も長くなることによる。以下、本明細書中で単に「始動時総噴射量に相関する値」と述べるときは、エンジンの始動時において初爆が発生するまでに燃料噴射弁から噴射される燃料の総噴射量に相関する値の意味として用いるものとする。
【０００８】
何らかの原因によってエンジンシステムに異常が生じる場合がある。本明細書中におけるエンジンシステムとは、可変圧縮比機構、燃料噴射系、エンジンの運転状態や燃料性状を検出するための各種センサ等を包括する概念である。エンジンシステムの異常としては、各種センサの異常検出によって目標圧縮比が実際のエンジンの運転状態に適切な値として設定されない、目標圧縮比が適切な値に設定されてもその設定値通りに圧縮比を制御できない、或いは燃料噴射弁による燃料噴射に係る制御が適切に行われない等の状況を例示できる。
【０００９】
エンジンシステムに上記のような異常が生じると、エンジンの圧縮比を目標圧縮比に制御しようと可変圧縮比機構を作動させた場合、遅角要求値、或いは始動時総噴射量に相関する値が正常範囲（通常の運転状態において想定される範囲）を逸脱して過度に大きくなってしまう。これは、エンジンシステムの異常の有無に応じてエンジンに発生するノッキング強度や、エンジンの始動性（始動のし易さの程度）が変化するからである。
【００１０】
そこで、本発明では、エンジンの圧縮比が目標圧縮比に制御されている状態において、エンジンシステムの異常の有無に応じて大きさが変化する遅角要求値、及び始動時総噴射量に相関する値の少なくとも何れかを取得値として取得し、取得した取得値を異常判定値と比較することでエンジンシステムに異常が有るかどうかを診断する。
【００１１】
異常判定値は、取得手段が取得する取得値（遅角要求値或いは始動時総噴射量に相関する値）が異常値を呈しているかどうかを判定するための基準値である。当然ながら、取得手段が遅角要求値を取得する場合と始動時総噴射量に相関する値を取得する場合とでは、異常判定値が異なる値に設定されても構わない。遅角要求値に対して設定される異常判定値を第１異常判定値とし、始動時総噴射量に相関する値に対して設定される異常判定値を第２異常判定値とすると、これらは、エンジンシステムが正常と判断できるときの遅角要求値、始動時総噴射量に相関する値の夫々の上限値として捉えることができる。
【００１２】
ここで、エンジンの圧縮比はノッキング強度や、エンジンの始動性に影響を及ぼすため
、目標圧縮比に応じて異常判定値に対する最適値も変化する。本発明では、異常判定値を目標圧縮比に応じた値に設定するため、目標圧縮比を考慮した上で異常判定値を適切な値に設定できる。これにより、エンジンシステムの異常診断を精度良く実行できる。
【００１３】
ここで、本発明におけるエンジンはガソリンとアルコールとの混合燃料を使用可能であって、且つ燃料のアルコール濃度を検出する濃度検出装置を備えた混合燃料エンジンである場合に、目標圧縮比はアルコール濃度の検出値が高いほど高圧縮比側の値として設定され、異常判定値設定手段はアルコール濃度の検出値及び目標圧縮比に応じて異常判定値を設定し、異常診断手段は取得手段が取得した取得値が異常判定値を超えるときに濃度検出装置に異常が有ると診断するようにしても良い。ここで、ガソリンとアルコールとの混合燃料を使用可能とは、上記混合燃料の他、ガソリンのみ（アルコール濃度０％）或いはアルコールのみ（アルコール濃度１００％）の燃料も使用できる意味である。
【００１４】
この構成において、遅角要求値を取得値として取得し、濃度検出装置におけるアルコール濃度の過大検出がなされているかどうかを診断する手法について説明する。この過大検出とは、アルコール濃度の検出値が実際（真）のアルコール濃度（以下、実アルコール濃度という）よりも高濃度側に誤検出されることをいう。
【００１５】
ここで、アルコール濃度が低い場合に比べて高い場合の方が燃料の揮発性が低く、エンジンに供給された燃料は気化し難くなる。従って、他の条件が等しい場合には実アルコール濃度が高いほど混合気の燃焼温度や燃焼速度が低くなるため、ノッキング強度が低減される。逆に、他の条件が等しい場合にはエンジンの圧縮比が高いほどノッキング強度が高くなる。
【００１６】
この構成によれば、アルコール濃度の検出値が高いほど目標圧縮比が高圧縮比側の値として設定される。そのため、燃料性状がノッキングを誘発し難いと判断される場合には目標圧縮比が高めに設定され、逆に燃料性状がノッキングを誘発し易いと判断される場合には目標圧縮比が低めに設定される。従って、濃度検出装置が正常であり、アルコール濃度の検出値が実アルコール濃度に略一致していれば、燃料の実アルコール濃度が変化してもその濃度に応じて目標圧縮比の値が適宜変更されるため、ノッキング強度が過度に増大することがない。
【００１７】
しかし、濃度検出装置によるアルコール濃度の検出値が実アルコール濃度よりも高濃度側に誤検出された場合（アルコール濃度の過大検出）、燃料の揮発性が実際よりも低いと誤って判断されてしまう。これにより、目標圧縮比の値は実アルコール濃度との関係で不相応に高く設定されることになる。そのため、設定された目標圧縮比の値は高濃度側に誤検出されたアルコール濃度との関係では適切であっても実アルコール濃度に対しては高すぎるため、アルコール濃度が正常に検出された場合に比べてエンジンに発生するノッキング強度が増加する。
【００１８】
次に、始動時総噴射量に相関する値を取得値として取得し、濃度検出装置におけるアルコール濃度の過小検出がなされているかどうかを診断する手法について説明する。この過小検出とは、アルコール濃度の検出値が実アルコール濃度よりも低濃度側に誤検出されることをいう。
【００１９】
上記のように、他の条件が等しいとすれば実アルコール濃度が高いほど燃料の揮発性が低くなるため、エンジンが始動し難くなる（始動性が低下する）。つまり、実アルコール濃度が高いほど始動時総噴射量、始動時噴射回数、初爆所要時間が増加する傾向があり、始動時総噴射量に相関する値はより大きな値を呈する。一方、エンジン始動時における圧縮比が高いほど筒内温度も高まるため、他の条件が等しければ始動時総噴射量に相関する
値はより小さな値を呈する。
【００２０】
この構成では、アルコール濃度の検出値が低くエンジンの始動性が高いと判断される場合には目標圧縮比が低めに設定され、アルコール濃度の検出値が高く該始動性が低いと判断される場合には目標圧縮比が高めに設定される。そのため、濃度検出装置が正常であり、アルコール濃度の検出値が実アルコール濃度と略一致していれば、実アルコール濃度が変化してもその濃度に応じて目標圧縮比が設定されるため、始動時総噴射量に相関する値が過度に増大することがない。
【００２１】
しかし、濃度検出装置によるアルコール濃度の検出値が実アルコール濃度よりも低濃度側に誤検出された場合（アルコール濃度の過小検出）、燃料の揮発性が実際よりも高いと誤って判断されてしまう。これにより、目標圧縮比の値は実アルコール濃度との関係で不相応に低く設定されることになる。そのため、設定された目標圧縮比の値は低濃度側に誤検出されたアルコール濃度との関係では適切であっても実アルコール濃度に対しては低すぎるため、アルコール濃度が正常に検出された場合に比べてエンジンの始動性が悪化する。
【００２２】
上述したように、燃料の実アルコール濃度と圧縮比とは、エンジンのノッキング強度及びエンジンの始動性に影響を及ぼす。これに対して、この構成によれば、アルコール濃度の検出値及び目標圧縮比に応じて異常判定値が設定される。そのため、濃度検出装置によりアルコール濃度の過大検出がなされた場合に取得される遅角要求値が第１異常判定値を超えるように該第１異常判定値を設定し、アルコール濃度の過小検出がなされた場合に取得される始動時総噴射量に相関する値が第２異常判定値を超えるように該第２異常判定値を設定することができる。
【００２３】
例えば、エンジンの圧縮比をアルコール濃度の検出値に対応して設定された目標圧縮比に制御した場合に、該アルコール濃度の検出値が実アルコール濃度に略一致しているならば得られるべき遅角要求値の上限値を求めておき、その上限値に所定のマージンを加えた値として第１異常判定値を設定することができる。また、エンジンの圧縮比をアルコール濃度の検出値に対応して設定された目標圧縮比に制御してエンジンを始動させた場合に、該アルコール濃度の検出値が実アルコール濃度に略一致しているならば得られるべき始動時総噴射量に相関する値の上限値を求めておき、その上限値に所定のマージンを加えた値として第２異常判定値を設定することができる。
【００２４】
これによれば、濃度検出装置に異常が生じた場合には確実にその異常の検知を行うことができ、また、濃度検出装置が正常である場合には異常であるとの誤診断がなされてしまうことを確実に抑制できる。また、この構成によれば、燃料のアルコール濃度が高いほどエンジンの始動性が低下するところ、始動時における圧縮比を高めることによってエンジンの始動性を改善できるという効果を奏する。また、エンジン始動後においても、燃料のアルコール濃度が高いほどノッキング強度を高めることなく圧縮比をより高圧縮比とすることができるので、可及的にエンジンの出力向上や燃費向上を実現することができる。
【００２５】
本発明において、エンジンの点火時期はアルコール濃度の検出値が高いほど進角側に制御されても良い。エンジンのノッキング強度は、他の条件が等しければ点火時期が進角側に制御されるほど高まる。従って、この場合には、異常判定値設定手段は、遅角要求値に対して設定される異常判定値（すなわち第１異常判定値）を、アルコール濃度の検出値、目標圧縮比、及び点火時期の設定値に応じて設定すると好適である。これによれば、エンジンのノッキング強度に影響を及ぼす点火時期も考慮して第１異常判定値を設定することによって、濃度検出装置の異常診断をより精度良く行うことができる。
【００２６】
ところで、他の条件が等しい場合であっても、エンジンの負荷が低負荷であるときに比べて高負荷であるときにノッキングが発生し易く、また負荷が高いほどノッキング強度が高くなる傾向がある。そこで、取得手段が遅角要求値を取得する場合、異常判定値設定手段は、エンジンの負荷が高いほど遅角要求値に対して設定される異常判定値（すなわち第１異常判定値）をより大きい値として設定すると良い。これによれば、濃度検出装置の異常診断を行う際のエンジンの負荷が相違しても、そのときの負荷に応じて第１異常判定値をより細やかに設定することができる。例えば、濃度検出装置の異常診断を行う際のエンジンの負荷が非常に高いことに起因してノッキング強度が増加しても、濃度検出装置における異常の有無について誤診断がなされることを抑制できる。
【００２７】
また、本発明において、エンジンの始動時において燃料噴射弁から一燃焼サイクルに噴射される燃料の燃料噴射量（以下、始動時噴射量という）はアルコール濃度の検出値が高いほど多くなるように制御されても良い。エンジンの始動性は他の条件が等しければ始動時噴射量が増えるほど改善されるため、これに伴って始動時総噴射量に相関する値も減少する。そこで、取得手段が始動時総噴射量に相関する値を取得値として取得する場合、異常判定値設定手段は、始動時総噴射量に相関する値に対して設定される異常判定値（すなわち第２異常判定値）を、アルコール濃度の検出値、目標圧縮比、及び始動時噴射量に応じて設定すると良い。これによれば、エンジンの始動性に影響を及ぼす始動時噴射量も考慮して第２異常判定値を設定することができるので、濃度検出装置の異常診断をより精度良く行うことができる。
【００２８】
ここで、エンジンの始動性と、エンジンの始動時における機関温度（以下、始動時機関温度という）と、燃料のアルコール濃度との関係について考える。かかる関係については、アルコール濃度が等しい条件ではエンジンの始動時における機関温度が低いほどエンジンの始動性が低下し、始動時機関温度が等しい条件ではアルコール濃度が高いほどエンジンの始動性が低下する。そこで、本発明において、取得手段が始動時総噴射量に相関する値を取得する場合、異常判定値設定手段は、アルコール濃度の検出値が等しい条件では始動時機関温度が低いほど始動時総噴射量に相関する値に対して設定される異常判定値（すなわち第２異常判定値）をより大きい値として設定すると良い。また、始動時機関温度が等しい条件ではアルコール濃度の検出値が高いほど第２異常判定値をより大きい値として設定すると良い。
【００２９】
これによれば、エンジンの始動性の悪化が顕著になって始動時総噴射量に相関する値の増大が顕著になる条件下、例えば実アルコール濃度が比較的高く且つ始動時機関温度が低温領域であるときにエンジンを始動させる場合でも、濃度検出装置が正常であれば第２異常判定値が、始動時機関温度及びアルコール濃度の検出値に応じてより大きい値に設定されるため、始動時総噴射量に相関する値が第２異常判定値を超えることがない。そのため、濃度検出装置が正常であるにも拘わらず異常であるとの誤診断がなされてしまうことが確実に抑制される。一方、濃度検出装置によってアルコール濃度を過小検出してしまう場合、第２異常判定値が、始動時機関温度及び実アルコール濃度との関係においては不相応に小さく設定される。その結果、始動時総噴射量に相関する値は第２異常判定値を確実に超えるため、濃度検出装置にアルコール濃度の過小検出が有ることを確実に検知することができる。
【００３０】
また、濃度検出装置によりアルコール濃度の過小検出がなされた場合のアルコール濃度の検出値と実アルコール濃度との乖離量が同等であっても、始動時機関温度が高いときよりも低いときの方が、濃度検出装置に異常が無い場合に比して始動時総噴射量に相関する値が増加する程度がより大きくなる。従って、濃度検出装置の異常診断を行う場合、始動時機関温度が常温領域にあるときよりも比較的低温の低温領域にあるときに濃度検出装置の異常診断を行うことによって、異常診断にかかる精度をより向上できるという効果を奏
する。
【００３１】
しかし、始動時機関温度が所定の極低温領域にある場合、エンジンの始動性の低下が顕著になり過ぎてしまい、取得手段が取得する始動時総噴射量に相関する値のばらつきの程度が過度に増大する可能性が高くなる。そうすると、この取得値に基づいた濃度検出装置の異常の有無に対する診断結果の信頼性が著しく低下する虞がある。この極低温状態とは、上述した低温状態に比べて相対的により低温の領域である。例えば、始動時総噴射量に相関する値を取得した場合に取得値の信頼性を十分に維持できると判断される下限温度よりも低温側の温度領域として捉えることができる。このように、始動時機関温度が極低温領域にあるときに、取得手段による始動時総噴射量に相関する値の取得が禁止されると良い。この構成によれば、濃度検出装置の異常の有無についての診断結果に対する信頼性が低下する条件下においては始動時総噴射量に相関する値の取得が禁止されるため、当該異常の有無について誤診断してしまうことを確実に回避することができる。
【００３２】
尚、本発明における課題を解決するための手段は、可能な限り組み合わせて使用することができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、可変圧縮比機構を備えたエンジンシステムに異常が有るかどうかを好適に診断することのできるエンジンシステムの異常診断装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。尚、本実施の形態に記載されている構成要素の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に特定的な記載がない限りは、発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【実施例１】
【００３５】
＜基本構成＞
本発明を実施するための第１の実施例について説明する。図１は、本実施例におけるエンジンシステムの異常診断装置が適用される可変圧縮比機構１８を備えたエンジン１の概略構成を示した図である。本実施例におけるエンジン１は、ガソリンとアルコールとが混合された混合燃料、アルコールのみ、ガソリンのみ、の何れであっても燃料として使用可能な混合燃料エンジンであって、所謂フレキシブル燃料自動車（Flexible Fuel Vehicle
：ＦＦＶ）に搭載されるものである。
尚、本実施例においては、内燃機関１を簡潔に表示するため、一部の構成要素の表示を省略している。
【００３６】
図１に示すエンジン１は、気筒２を４つ有する４ストロークサイクル・ガソリンエンジンである。エンジン１の気筒２内の燃焼室には、シリンダヘッド３に設けられた吸気ポート４を介して吸気管５が接続されている。吸気ポート４から気筒２内の燃焼室への吸気の流入は吸気弁６によって制御される。また気筒２内の燃焼室には、シリンダヘッド３に設けられた排気ポート７を介して排気管８が接続されている。気筒２内の燃焼室から気筒２外の排気ポート７への排気の排出は、排気弁９によって制御される。
【００３７】
吸気ポート４には、燃料噴射弁１０が配置されている。この燃料噴射弁１０は燃料供給管１１を介して燃料タンク１２と接続されており、該燃料タンク１２からの燃料が燃料噴射弁１０に供給される。本実施例のエンジン１は、ガソリンとアルコールとの混合燃料を使用可能な所謂混合燃料エンジンである。そのため、燃料タンク１２には、ガソリンにアルコールを混入させたアルコール混合燃料、若しくはガソリン（アルコール濃度０％）、
又はアルコール（アルコール濃度１００％）が貯留される。燃料供給管１１の途中には、燃料噴射弁１０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１３が配置されている。このアルコール濃度センサ１３は、燃料中に浸漬させた一対の白金電極を有し、アルコール濃度に応じた電極間の抵抗値の変化により、出力電圧が変化するものである。本実施例においてはアルコール濃度センサ１３が本発明における濃度検出装置に相当する。
【００３８】
気筒２の頂部には、点火プラグ１４が配置されている。点火プラグ１４は、気筒２内の燃焼室の燃料と空気が混合された混合気に着火を行う。そして、この混合気が着火されることにより、クランクシャフト１５にコンロッド１６を介して連結されたピストン１７が、気筒２内で往復動を行う。また、クランクシャフト１５の近傍には、該クランクシャフト１５の回転角度（クランク角）を検出するクランクポジションセンサ２２が配置されている。また、エンジン１のシリンダブロック１９には、ノッキングセンサ２３が取り付けられている。このノッキングセンサ２３は電圧素子を有し、エンジン１の振動の大きさ（レベル）に対応した電気信号を出力する。
【００３９】
更に、エンジン１の吸気管５には、アクセルペダル（不図示）の踏み込み量と連動してその開度が変更されることで該吸気管５内を流れる吸気の流路断面積を変更可能なスロットル弁２５が設けられている。また、吸気管５におけるスロットル弁２５よりも上流側には、吸気管５内を流れる吸気の流量に対応する電気信号を出力するエアフローメータ２６が配置されている。また、エンジン１の排気管８には、図示しない排気浄化装置（例えば、三元触媒）が配置されており、排気管８における排気浄化装置２８よりも上流側には、排気の空燃比を検出する空燃比センサ２９が取り付けられている。
【００４０】
圧縮比可変機構１８は、シリンダブロック１９をクランクケース２０に対して気筒２の軸線方向に相対移動させることによって、エンジン１の圧縮比を変更する。すなわち、圧縮比可変機構１８が、シリンダブロック１９と共にシリンダヘッド３を、気筒２の軸線方向にクランクケース２０に対して相対移動させることによって、シリンダブロック１９、シリンダヘッド３及びピストン１７によって構成される燃焼室の容積が変更され、その結果としてエンジン１の圧縮比が変更される。例えば、シリンダブロック１９がクランクケース２０から遠ざかる方向に相対移動されると、燃焼室容積が増えて圧縮比が低下する。一方、シリンダブロック１９がクランクケース２０に近づく方向に相対移動されると、燃焼室容積が減って圧縮比が上昇する。
【００４１】
圧縮比可変機構１８の詳細構成について説明すると、該圧縮比可変機構１８は、軸部１８ａと、軸部１８ａの中心軸に対して偏心された状態で軸部１８ａに固定された正円形のカムプロフィールを有するカム部１８ｂと、カム部１８ｂと同一外形を有し軸部１８ａに対して回転可能且つカム部１８ｂと同じように偏心状態で取り付けられた可動軸受部１８ｃと、軸部１８ａと同心状に設けられたウォームホイール１８ｄと、ウォームホイール１８ｄと噛み合うウォーム１８ｅと、ウォーム１８ｅを回転駆動させるモータ１８ｆ等によって構成される。カム部１８ｂは、シリンダブロック１９に設けられた収納孔内に設置され、可動軸受部１８ｃはクランクケース２０に設けられた収納孔内に設置され、また、モータ１８ｆは、シリンダブロック１９に固定されており、シリンダブロック１９と一体的に移動する。ここでモータ１８ｆからの駆動力は、ウォーム１８ｅとウォームホイール１８ｄとを介して軸部１８ａに伝えられる。そして偏心状態にあるカム部１８ｂ、可動軸受部１８ｃが駆動されることで、シリンダブロック１９がクランクケース２０に対して気筒２の軸線方向に相対移動させられる。
【００４２】
以上述べたように構成されたエンジン１には、該エンジン１を制御するための電子制御ユニットであるＥＣＵ２１が併設されている。このＥＣＵ２１は、ＣＰＵの他、後述する
各種のプログラム及びマップを記憶するＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えており、エンジン１の運転条件や運転者の要求に応じてエンジン１の運転状態を制御するユニットである。
【００４３】
ＥＣＵ２１には、アルコール濃度センサ１３、クランクポジションセンサ２２、ノッキングセンサ２３、エアフローメータ２６、空燃比センサ２９、及びエンジン１の冷却水温度に対応する電気信号を出力する温度センサ２７などの各種センサが電気配線を介して接続され、これら各種センサの出力信号がＥＣＵ２１に入力される。ＥＣＵ２１は、エアフローメータ２６の出力信号に基づいてエンジン１に吸入される吸気量を計測し、また、クランクポジションセンサ２２の出力信号に基づいてエンジン回転数ＮＥを検出する。また、ＥＣＵ２１は、アルコール濃度センサ１３、ノッキングセンサ２３、温度センサ２７の出力信号に基づいて、燃料のアルコール濃度Ｒａ、ノッキング強度Ｋｃ、機関温度の夫々を検出する。尚、ノッキング強度Ｋｃは、エンジン１に発生するノッキングの強さの度合いを表す指標であり、エンジンの振動のレベルに対応する。一方、ＥＣＵ２１には、燃料噴射弁１０、点火プラグ１４、及びモータ１８ｆが電気配線を介して接続されており、該ＥＣＵ２１によりこれらの機器が制御される。
【００４４】
＜エンジンの基本制御＞
本実施例のエンジン１は混合燃料エンジンであるため、燃料のアルコール濃度Ｒａが相違する燃料（例えば、０％、２０％、４０％、６０％、８０％、１００％等）が各燃料噴射弁１０からエンジン１へと供給される。このように、燃料のアルコール濃度Ｒａが相違すると、該アルコール濃度Ｒａに対応する理論空燃比も相違する。より詳しくは、燃料のアルコール濃度Ｒａが高いほど理論空燃比が低い値となる。そのため、吸気量が同等の場合においては燃料のアルコール濃度Ｒａが高いほど、混合気の空燃比を理論空燃比に制御するために必要な燃料量が多くなる。言い換えると、吸気量が同等の場合において混合気の空気過剰率λ（混合気の空燃比を燃料の理論空燃比で除した値）を等しくするには、アルコール濃度Ｒａが高いほど燃料噴射弁１０からより多くの燃料を噴射する必要がある。
【００４５】
そこで、ＥＣＵ２１は、エンジン１に吸入される吸気量Ｇａとエンジン回転数ＮＥとからエンジン１の運転状態に応じた基本燃料噴射量Ｑｂを演算する。そして、アルコール濃度センサ１３からの出力信号に基づくアルコール濃度Ｒａの検出値（アルコール検出濃度という）Ｒａｄに応じて設定される補正値ＣＥｑによって基本燃料噴射量Ｑｂを補正することで各燃料噴射弁１０から一燃焼サイクル毎に噴射される燃料噴射量（以下、単に燃料噴射量という）ＱＦの目標値（以下、目標燃料噴射量ＱＦｔという）を演算する（ＱＦｔ＝Ｑｂ・ＣＥｑ）。ここで、アルコール検出濃度Ｒａｄに応じて基本燃料噴射量Ｑｂを補正する補正値ＣＥｑは、該アルコール検出濃度Ｒａｄが高いほど大きい値に設定される。そのため、本実施例においては、運転状態が同等であればアルコール検出濃度Ｒａｄが高いほど目標燃料噴射量ＱＦｔがより多い量に設定され、その結果として燃料噴射量ＱＦがより多くなるように制御される。
【００４６】
次に、エンジン１の圧縮比ε、点火時期θに係る基本制御について説明する。ここで、エンジン１の運転状態に応じて設定される圧縮比ε及び点火時期θの目標値を、それぞれ基本圧縮比εｂ、基本点火時期θｂとする。これらは、ＥＣＵ２１のＲＯＭに記憶されているマップとして、エンジン１の運転状態を代表するエンジン回転数ＮＥ及び基本燃料噴射量Ｑｂとの関係が対応付けられている。そして、ＥＣＵ２１は、このマップにエンジン回転数ＮＥ及び基本燃料噴射量Ｑｂを代入することで、運転状態に適切な基本圧縮比εｂ及び基本点火時期θｂを演算する。
【００４７】
［エンジン始動時］
エンジン１の始動時には、図示しないスタータによってクランクシャフト１５のクランキングが行われると共に、燃料噴射弁１０による燃料噴射が行われる。ここで、アルコー
ル濃度Ｒａが高いほど燃料の揮発性が低くなる（気化し難くなる）ため、エンジン１の始動性が悪化する。そこで、ＥＣＵ２１はエンジン始動時においては、アルコール検出濃度Ｒａｄに応じて補正値ＣＥεｓを設定し、この補正値ＣＥεｓによって基本圧縮比εｂを補正する。具体的には、基本圧縮比εｂに補正値ＣＥεｓを乗ずることによってエンジン始動時における目標圧縮比εｔｓが演算される（εｔｓ＝εｂ・ＣＥεｓ）。この補正値ＣＥεｓは、アルコール検出濃度Ｒａｄが高いほどより大きい値に設定される。そのため、エンジン始動時における目標圧縮比εｔｓは、アルコール検出濃度Ｒａｄが高いほど高圧縮比側の値として設定される。
【００４８】
そして、ＥＣＵ２１からの制御信号が可変圧縮比機構１８（モータ１８ｆ）に対して出されることで、エンジン始動時における圧縮比εが目標圧縮比εｔｓに制御される。その結果、エンジン１の始動性が悪化する可能性が高まるほど、圧縮比εが高圧縮比側に制御されることで気筒２の筒内温度がより高められ、その始動性が改善される。また、エンジン始動時においてもアルコール検出濃度Ｒａｄが高いほど燃料噴射量ＱＦがより多くなるように制御されるため、エンジンの始動性が改善される。
【００４９】
［通常運転時］
次に、エンジン１の通常運転時における圧縮比ε、点火時期θについて説明する。通常運転時とは、エンジン始動時を除いた時期として捉えることができる。圧縮比ε及び点火時期θが相違するとノッキング強度Ｋｃに影響を及ぼす。より詳しくは、点火時期θが等しい条件下では圧縮比εがより高圧縮比側に制御されるときほど、また、圧縮比εが等しい条件下では点火時期θがより進角側に制御されるほど、ノッキング強度Ｋｃが高まり易くなる。一方、燃料のアルコール濃度Ｒａが高いほど燃焼室内において燃料が気化し難くなるため、混合気の燃焼温度や燃焼速度が低く抑えられ、ノッキング強度Ｋｃが低減され易くなる。そこで、エンジン１の通常運転時においては、アルコール検出濃度Ｒａｄが高いほど、圧縮比εをより高圧縮比側に追い込み、且つ点火時期θをより進角側に追い込む制御が行われる。
【００５０】
具体的には、上述した基本圧縮比εｂ及び基本点火時期θｂの夫々を補正する補正値ＣＥεｎ、補正値ＣＥθをアルコール検出濃度Ｒａｄに応じて設定する。そして、ＥＣＵ２１は、基本圧縮比εｂに補正値ＣＥεｎを乗算することで通常運転時における目標圧縮比εｔｎを演算する（εｔｎ＝εｂ・ＣＥεｎ）。この補正値ＣＥεｎは、アルコール検出濃度Ｒａｄが高いほどより大きい値に設定される。そのため、通常運転時における目標圧縮比εｔｎも、エンジン始動時における目標圧縮比εｔｓと同様に、アルコール検出濃度Ｒａｄが高いほど高圧縮比側の値として設定される。
【００５１】
一方、通常運転時における目標点火時期θｔｎは、基本点火時期θｂに補正値ＣＥθを加算した値として求められる。補正値ＣＥθが基本点火時期θｂに加算される際、補正値ＣＥθが正の値であれば基本点火時期θｂは進角側に補正され、負の値であれば遅角側に補正される。本実施例では、アルコール検出濃度Ｒａｄが高いほど基本点火時期θｂが進角側に補正されるように、より大きな正の値として設定される。
【００５２】
そして、ＥＣＵ２１からの制御信号が可変圧縮比機構１８（モータ１８ｆ）及び点火プラグ１４に対して出されることで、エンジン１の通常運転時における圧縮比ε及び点火時期θが目標圧縮比εｔｎ及び目標点火時期θｔｎの夫々に制御される。これにより、エンジン１に発生するノッキング強度Ｋｃが過度に高くなることを抑制しつつ、圧縮比εをより高圧縮比側に、点火時期θをより進角側に制御することができ、エンジン１の出力性能や燃費の向上が図られる。
【００５３】
また、ＥＣＵ２１は、エンジン１の通常運転時において一定周期毎にノッキングセンサ
２３の出力信号を読み込み、ノッキングの有無を判定する。そして、ノッキングの発生が検知されると、ノッキングを抑制させるべくエンジン１の点火時期θを遅角側に補正する。具体的には、ＥＣＵ２１は、ノッキング強度Ｋｃと遅角補正値ＣＥθｋｃとの関係が格納されたマップに、ノッキングセンサ２３の出力信号を代入することで、ノッキング強度Ｋｃに対応する遅角補正値ＣＥθｋｃを演算する。この遅角補正値ＣＥθｋｃは０以上の値を採り、ノッキングが発生していなければ０（零）となる。一方、ノッキングが発生していれば正の値であって且つノッキング強度Ｋｃが高いほど大きい値となる。そして、ＥＣＵ２１は、演算された遅角補正値ＣＥθｋｃを目標点火時期θｔｎから減算することによって点火時期θが遅角側の点火時期に補正される（ＣＥθｋｃ＞０の場合）。その結果、エンジン１に発生したノッキングが低減或いは抑制される。
【００５４】
＜アルコール濃度センサの異常診断制御＞
アルコール濃度センサ１３は、その経時的変化により、或いは燃料中に浸漬された白金電極への金属イオンの析出・付着等によって、センサ出力値に異常を生じる場合がある。これを放置すると、上記各制御パラメータの制御値が不適切となってしまい、エンジン１の始動性不良・ドライバビリティの悪化・エミッションの悪化などを招く虞がある。そこで本実施例では、アルコール濃度センサ１３に異常が有るかどうかを診断する異常診断制御が実行される。以下に説明する異常診断制御はＥＣＵ２１のＲＯＭ内に記憶されているプログラムに従って実行されるものである。
【００５５】
図２は、本実施例における各制御パラメータの制御値と燃料のアルコール濃度Ｒａとの関係を示したマップである。図２（ａ）は、通常運転時における目標圧縮比εｔｓ（実線）、目標点火時期θｔｎ（破線）の夫々とアルコール濃度Ｒａとの関係を示したマップである。図２（ｂ）は、エンジン始動時における目標圧縮比εｔｓ（実線）、目標燃料噴射量ＱＦｔ（破線）の夫々とアルコール濃度Ｒａとの関係を示したマップである。尚、アルコール濃度Ｒａに対応する各制御パラメータの制御値の関係については既述した通りである。また、このマップでは、アルコール濃度Ｒａに対応する各制御パラメータの制御値の関係は直線関係にて表されているがこれに限定されるものではなく、適宜変更されても構わない。
【００５６】
ここで、横軸の符号Ｒａｒは、燃料噴射弁１０に供給される燃料の実際（真）のアルコール濃度（以下、実アルコール濃度という）である。ここで、アルコール濃度センサ１３が正常であれば、アルコール検出濃度Ｒａｄは実アルコール濃度Ｒａｒに一致する。係る場合には、燃料タンク１２に実アルコール濃度Ｒａｒの異なる燃料が投入され、或いは燃料タンク１２内に貯留されている燃料の実アルコール濃度Ｒａｒが不均一となっていても、アルコール検出濃度Ｒａｄに応じて各制御パラメータの制御値が適切に設定される。すなわち、通常運転時においてエンジン１に発生するノッキング強度Ｋｃが過度に増大する虞がなく、また、エンジン始動時においては速やかな始動が過度に阻害される虞がない。
【００５７】
しかしながら、アルコール濃度センサ１３のセンサ出力値に異常が生じると、図示のようにアルコール検出濃度Ｒａｄが実アルコール濃度Ｒａｒから乖離してしまう。図２（ａ）においては、アルコール検出濃度Ｒａｄが実アルコール濃度Ｒａｒよりも高濃度側に誤検出されている（以下、このような高濃度側への誤検出を過大検出異常という）。一方、図２（ｂ）においては、アルコール検出濃度Ｒａｄが実アルコール濃度Ｒａｒよりも低濃度側に誤検出されている（以下、このような低濃度側への誤検出を過小検出異常という）。以下、図２に基づいて、アルコール濃度センサ１３がアルコール濃度Ｒａを過大検出してしまうかどうかを診断する過大検出異常診断制御と、過小検出してしまうかどうかを診断する過小検出異常診断制御との夫々について説明する。
【００５８】
［過大検出異常診断制御］
まず、図２（ａ）を参照して過大検出異常診断制御について説明する。図２（ａ）の縦軸に示した符号εｔｎｒ、θｔｎｒは、実アルコール濃度Ｒａｒに応じた通常運転時における圧縮比ε及び点火時期θの最適値を示している。このεｔｎｒ、θｔｎｒは、アルコール検出濃度Ｒａｄが実アルコール濃度Ｒａｒと一致していれば、設定されていたはずの目標圧縮比εｔｎ、目標点火時期θｔｎと言い換えることができる。
【００５９】
しかし、アルコール濃度Ｒａの過大検出がなされてしまうと、ＥＣＵ２１は、燃料の揮発性が実際よりも低いと誤って判断する。ここで、ＥＣＵ２１は、アルコール濃度Ｒａの誤検出の有無に拘わらず、アルコール検出濃度Ｒａｄに応じて目標圧縮比εｔｎ及び目標点火時期θｔｎを設定する。従って、この場合には、目標圧縮比εｔｎはεｔｎｒに比べて高圧縮比側のεｔｎｆに設定され、目標点火時期θｔｎはθｔｎｒに比べて進角側のθｔｎｆに設定されてしまう。
【００６０】
つまり、目標圧縮比εｔｎが実アルコール濃度Ｒａｒとの関係において不相応に高く設定され、目標点火時期θｔｎが実アルコール濃度Ｒａｒとの関係において不相応に進角側に設定されることになる。その結果、エンジン１に発生するノッキング強度Ｋｃが過度に増加する。そうすると、上述した遅角補正値ＣＥθｋｃも当然ながら増大することになる。そこで、本制御では、アルコール濃度センサ１３によるアルコール濃度の過大検出がなされてしまうと正常の範囲を超えて増大する遅角補正値ＣＥθｋｃに基づいて、アルコール濃度センサ１３の過大検出異常の有無について診断することとした。
【００６１】
図３は、本実施例における過大検出異常診断制御に係るルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンはＥＣＵ２１のＲＯＭに記憶されており、エンジン１の通常運転時において周期的に実行される。本ルーチンが実行されると、ステップＳ１０１では、アルコール濃度センサ１３の出力信号に基づきアルコール検出濃度Ｒａｄが取得される。
【００６２】
ステップＳ１０２では、図２（ａ）に示すようなマップに基づいてアルコール検出濃度Ｒａｄに応じて目標圧縮比εｔｎ及び目標点火時期θｔｎが設定される。ステップＳ１０３では、可変圧縮比機構１８（モータ１８ｆ）及び点火プラグ１４に対して制御信号が出され、エンジン１の圧縮比ε及び点火時期θの夫々が目標圧縮比εｔｎ及び目標点火時期θｔｎに制御される。ステップＳ１０４では、ステップＳ１０３においてＥＣＵ２１から制御信号が出されてからの経過時間ΔＴｉの計測が開始される。
【００６３】
ステップＳ１０５では、ノッキングセンサ２３の出力信号に基づき、ノッキング強度Ｋｃに応じた遅角補正値ＣＥθｋｃが取得され、該遅角補正値ＣＥθｋｃが０（零）であるか否かが判定される。ここで、遅角補正値ＣＥθｋｃとノッキング強度Ｋｃとの関係については既述のため、詳しい説明を省略する。本ステップにおいて否定判定された場合（ＣＥθｋｃは０以上の値の値をとるため、ＣＥθｋｃ＞０）にはステップＳ１０６に進み、肯定判定された場合（ＣＥθｋｃ＝０）にはステップＳ１０８に進む。
【００６４】
ステップＳ１０６では、目標点火時期θｔｎが、現在の値から遅角補正値ＣＥθｋｃだけ減算されることで更新され、点火時期θが更新後の目標点火時期θｔｎに制御されるように点火プラグ１４に制御信号が出される。続くステップＳ１０７では、ステップＳ１０４において経過時間ΔＴｉの計測が開始されてからの遅角補正値ＣＥθｋｃが積算され、その積算値（以下、遅角補正積算値Σθｋｃという）が取得される。
【００６５】
ステップＳ１０８では、経過時間ΔＴｉが所定の遅角積算値取得時間ΔＴＢに到達したか否かが判定される。この遅角積算値取得時間ΔＴＢは、遅角補正値ＣＥθｋｃの積算を継続する時間であり、予め定めておく。本ステップにおいて肯定判定された場合（ΔＴｉ≧ΔＴＢ）にはステップＳ１０９に進み、否定判定された場合（ΔＴｉ＜ΔＴＢ）にはス
テップＳ１０４の処理に戻り、経過時間ΔＴｉの計測が継続される。
【００６６】
ステップＳ１０９では、第１異常判定値ＶＳ１が設定される。この第１異常判定値ＶＳ１は、取得された遅角補正積算値Σθｋｃが異常値を呈しているかどうかを判定するための基準値であり、アルコール濃度センサ１３が正常であると判断できるときの遅角補正積算値の上限値として捉えられる。上述したように、ノッキング強度ｋｃは、エンジン１の圧縮比ε、点火時期θ、実アルコール濃度Ｒａｒの夫々から影響を受ける。そのため、第１異常判定値ＶＳ１は、アルコール検出濃度Ｒａｄ、目標圧縮比εｔｎ及び目標点火時期θｔｎの設定値に応じて設定することとした。
【００６７】
より詳しくは、図２（ａ）に示したマップに従ってエンジン１を制御した場合に、アルコール濃度センサ１３が正常（アルコール検出濃度Ｒａｄが実アルコール濃度Ｒａｒと一致する）ならば、つまり、目標圧縮比εｔｎ及び目標点火時期θｔｎをεｔｎｒ及びθｔｎｒに設定できていたならば遅角積算値取得時間ΔＴＢ内に得られる遅角補正積算値Σθｋｃの上限値を予め実験等によって求めておき、この上限値に所定のマージンを加えた値として第１異常判定値ＶＳ１を設定する。このマージンの大きさは、アルコール検出濃度Ｒａｄと実アルコール濃度Ｒａｒとの乖離量をどの程度許容するかによって決定される。
【００６８】
そして、ステップＳ１１０では、遅角補正積算値Σθｋｃが第１異常判定値ＶＳ１を超えているか否かが判定される。遅角補正積算値Σθｋｃが第１異常判定値ＶＳ１を超えていると判定された場合（Σθｋｃ＞ＶＳ１）にはアルコール濃度センサ１３に過大検出異常があると診断され、ステップＳ１１１に進む。一方、そうでない場合（Σθｋｃ≦ＶＳ１）には、アルコール濃度センサ１３に過大検出異常がないと判断され、ステップＳ１１２に進む。
【００６９】
本実施例では、上記のようにアルコール検出濃度Ｒａｄ及びこれに応じた目標圧縮比εｔｎ、目標点火時期θｔｎを考慮して第１異常判定値ＶＳ１が設定されることで、第１異常判定値ＶＳ１を適切な値として設定することができる。すなわち、アルコール検出濃度Ｒａｄが実アルコール濃度Ｒａｒと一致していれば、遅角補正積算値Σθｋｃが第１異常判定値ＶＳ１を超えることがないため、アルコール濃度センサ１３が正常であるにも拘わらず異常であるとの誤診断がなされてしまうことが抑制される。
【００７０】
一方、アルコール濃度Ｒａの過大検出がなされている場合には、実アルコール濃度Ｒａｒとの関係において目標圧縮比εｔｎが不相応に高く、目標点火時期θｔｎが不相応に進角側に設定されるため、エンジン１のノッキング強度Ｋｃが過度に増大する。その結果、遅角補正積算値Σθｋｃが第１異常判定値ＶＳ１を確実に超えるようになるため、アルコール濃度センサ１３の過大検出異常を確実に検知することができる。
【００７１】
ステップＳ１１１では、アルコール濃度センサ１３の故障フラグがＯＮにされる。そして、この故障フラグがＯＮにされると、車両の運転室内の警告灯（不図示）が点灯されることで、アルコール濃度センサ１３の異常が運転者に報知される。そして、本ステップの処理が終了すると本ルーチンを一旦抜ける。ステップＳ１１２では、故障フラグがＯＦＦにされる。そして、遅角補正積算値Σθｋｃの値をリセットして、本ルーチンを一旦抜ける。
【００７２】
本ルーチンにおいては、ノッキングセンサ２３の出力信号に基づいて遅角補正積算値Σθｋｃを取得するＥＣＵ２１が本発明における取得手段に相当する。また、遅角補正積算値Σθｋｃが本発明における遅角要求値、及び取得手段が取得する取得値に相当する。また、アルコール検出濃度Ｒａｄ、目標圧縮比εｔｎ及び目標点火時期θｔｎに応じて第１異常判定値ＶＳ１を設定するＥＣＵ２１が本発明における異常判定値設定手段に相当する
。また、取得した遅角補正積算値Σθｋｃが第１異常判定値ＶＳ１を超えるときにアルコール濃度センサ１３に過大検出異常が有ると診断するＥＣＵ２１が本発明における異常診断手段に相当する。
【００７３】
［過小検出異常診断制御］
次に、図２（ｂ）を参照して過小検出異常診断制御について説明する。図２（ｂ）の縦軸に示した符号εｔｓｒ、ＱＦｔｒは、実アルコール濃度Ｒａｒに応じたエンジン始動時における圧縮比ε及び目標燃料噴射量ＱＦｔの最適値を示している。すなわち、εｔｓｒ、ＱＦｔｒは、アルコール検出濃度Ｒａｄが実アルコール濃度Ｒａｒと一致していれば、設定されていたはずの目標圧縮比εｔｓ及び目標燃料噴射量ＱＦｔである。
【００７４】
しかし、図２（ｂ）に示すようにアルコール濃度Ｒａの過小検出がなされてしまうと、ＥＣＵ２１は燃料の揮発性が実際よりも高いと誤って判断する。その結果、目標圧縮比εｔｓはεｔｓｒよりも低圧縮比側のεｔｓｆに設定され、目標燃料噴射量ＱＦｔはＱＦｔｒよりも少ないＱＦｔｆに設定されてしまう。つまり、目標圧縮比εｔｓが実アルコール濃度Ｒａｒとの関係において不相応に低く設定され、燃料噴射量ＱＦｔが実アルコール濃度Ｒａｒとの関係において不相応に少なく設定されてしまう。
【００７５】
そうすると、エンジン１の始動性が過度に悪化してしまい、エンジン始動時において初爆が発生するまでに燃料噴射弁１０から噴射される燃料の総噴射量（以下、始動時総噴射量という）ΣＱＦｓ、燃料噴射弁１０によるエンジン始動に係る燃料噴射が開始されてから初爆が発生するまでに要する燃料の噴射回数（以下、始動時噴射回数という）ΣＮｉｓ、及びその所要時間（以下、初爆所要時間という）Σｔｍｓが増大する。尚、ここでいう始動時総噴射量ΣＱＦｓは、初爆が発生するまでに各燃料噴射弁１０から噴射される燃料量の総和である。また、始動時噴射回数ΣＮｉｓは、何れかの燃料噴射弁１０からの燃料噴射が行われる度にカウントされるものである。
【００７６】
ここで、上記の始動時総噴射量ΣＱＦｓ、始動時噴射回数ΣＮｉｓ、初爆所要時間Σｔｍｓは、これらのうち何れが変化した場合には、その他の値は相関して変化する。従って、これらをまとめて「始動時総噴射量相関値」と総称する。尚、本実施例においては、始動時総噴射量ΣＱＦｓ、始動時噴射回数ΣＮｉｓ、初爆所要時間Σｔｍｓが本発明の「エンジンの始動時において初爆が発生するまでに燃料噴射弁から噴射される燃料の総噴射量に相関する値」に相当する。本制御では、アルコール濃度センサ１３によるアルコール濃度の過小検出がなされてしまうと正常の範囲を超えて増大する始動時総噴射量相関値に着目して、アルコール濃度センサ１３の過小検出異常の有無について診断を行う。
【００７７】
図４は、本実施例における過小検出異常診断制御に係るルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンはＥＣＵ２１のＲＯＭに記憶されており、エンジン１のイグニッションがＯＮされる毎に実行される。尚、本ルーチンでは、上述した「始動時総噴射量相関値」として始動時噴射回数ΣＮｉｓを取得し、これに基づいてアルコール濃度センサ１３の異常診断を行う。
【００７８】
本ルーチンが実行されると、ステップＳ２０１では、アルコール濃度センサ１３の出力信号に基づきアルコール検出濃度Ｒａｄが取得される。ステップＳ２０２では、図２（ｂ）に示すようなマップに基づいてアルコール検出濃度Ｒａｄに応じてエンジン始動時における目標圧縮比εｔｓ及び目標燃料噴射量ＱＦｔが設定される。ステップＳ２０３では、スタータ（不図示）が通電されることでエンジン１のクランキングが開始されると共に、各燃料噴射弁１０に対して制御信号が出されて燃料噴射が開始される。尚、そのときの燃料噴射量ＱＦは目標燃料噴射量ＱＦｔに制御される。また、本ステップでは、可変圧縮比機構１８（モータ１８ｆ）に制御信号が出され、エンジン１の圧縮比εが目標圧縮比εｔ
ｓに制御される。
【００７９】
ステップＳ２０４では、ステップＳ２０３において各燃料噴射弁１０からの燃料噴射が開始されてからの噴射回数ΣＮｉがカウントされる。このカウントは、何れかの燃料噴射弁１０から燃料噴射が行われる度にカウントされる。本実施例のエンジン１は４気筒エンジンであるため、各燃料噴射弁１０から１回ずつ燃料噴射が行われれば、噴射回数ΣＮｉのカウント値は４である。
【００８０】
ステップＳ２０５では、クランクポジションセンサ２２の出力信号に基づいて初爆が発生したかどうかを判定する。初爆とは、何れかの気筒２で燃料が着火することをいい、初爆が発生するとエンジン回転数ＮＥが上昇する。従って、エンジン回転数ＮＥをモニタリングすることで初爆を検知することができる。本ステップにおいて初爆が発生したと判定された場合にはステップＳ２０６に進む。一方、初爆が未だ発生していないと判定された場合にはステップＳ２０４に戻り、噴射回数ΣＮｉのカウントが継続される。
【００８１】
ステップＳ２０６では、ＥＣＵ２１は、現在までにおける噴射回数ΣＮｉのカウント値を始動時噴射回数ΣＮｉｓとして取得する。ステップＳ２０７では、第２異常判定値ＶＳ２が設定される。この第２異常判定値ＶＳ２は、取得された始動時噴射回数ΣＮｉｓが異常値を呈しているかどうかを判定するための基準値であり、アルコール濃度センサ１３が正常であると判断できるときの始動時噴射回数の上限値として捉えられる。上述したように、エンジン１の始動性は、エンジン１の圧縮比ε、燃料噴射量ＱＦ、実アルコール濃度Ｒａｒの夫々から影響を受ける。そのため、第２異常判定値ＶＳ２は、アルコール検出濃度Ｒａｄ、エンジン始動時における目標圧縮比εｔｓ及び目標燃料噴射量ＱＦｔに応じて設定することとした。
【００８２】
より詳しくは、図２（ｂ）に示したマップに従ってエンジン１を始動制御した場合に、アルコール濃度センサ１３が正常（アルコール検出濃度Ｒａｄが実アルコール濃度Ｒａｒと一致する）ならば、つまり、目標圧縮比εｔｓ及び目標燃料噴射量ＱＦｔをεｔｓｒ及びＱＦｔｒに設定できていたならば得られる始動時噴射回数ΣＮｉｓの上限値を予め実験等によって求めておき、この上限値に所定のマージンを加えた値として第２異常判定値ＶＳ２を設定する。このマージンの大きさは、アルコール検出濃度Ｒａｄと実アルコール濃度Ｒａｒとの乖離量をどの程度許容するかによって決定される。
【００８３】
そして、続くステップＳ２０８において、始動時噴射回数ΣＮｉｓが第２異常判定値ＶＳ２を超えているか否かが判定される。始動時噴射回数ΣＮｉｓが第２異常判定値ＶＳ２を超えていると判定された場合（ΣＮｉｓ＞ＶＳ２）にはアルコール濃度センサ１３に過小検出異常があると診断され、ステップＳ２０９に進む。一方、そうでない場合（ΣＮｉｓ≦ＶＳ２）には、アルコール濃度センサ１３に過小検出異常がないと判断され、ステップＳ２１０に進む。
【００８４】
本制御では、上記のようにアルコール検出濃度Ｒａｄ及びこれに応じた目標圧縮比εｔｓ、目標燃料噴射量ＱＦｔを考慮して第２異常判定値ＶＳ２が設定されることで、第２異常判定値ＶＳ２を適切な値として設定することができる。すなわち、アルコール検出濃度Ｒａｄが実アルコール濃度Ｒａｒと一致していれば、始動時噴射回数ΣＮｉｓが第２異常判定値ＶＳ２を超えることがないため、アルコール濃度センサ１３が正常であるにも拘わらず異常であるとの誤診断がなされてしまうことが抑制される。
【００８５】
一方、アルコール濃度Ｒａの過小検出がなされている場合には、実アルコール濃度Ｒａｒとの関係において目標圧縮比εｔｓが不相応に低く、燃料噴射量ＱＦｔが不相応に少なく設定されるため、エンジン１の始動性が過度に悪化することにより、始動時噴射回数Σ
Ｎｉｓが第２異常判定値ＶＳ２を確実に超える。その結果、アルコール濃度センサ１３の過小検出異常を確実に検知することができる。
【００８６】
そして、ステップＳ２０９では、アルコール濃度センサ１３の故障フラグがＯＮにされる。そして、この故障フラグがＯＮにされると、車両の運転室内の警告灯（不図示）が点灯されることで、アルコール濃度センサ１３の過小検出異常が運転者に報知される。そして、本ステップの処理が終了すると本ルーチンを一旦抜ける。ステップＳ２１０では、上記故障フラグがＯＦＦにされる。そして、始動時噴射回数ΣＮｉｓの値をリセットして、本ルーチンを一旦抜ける。
【００８７】
本ルーチンにおいては、初爆の発生が検知されるまでの期間にわたり燃料噴射弁１０からの噴射回数ΣＮｉをカウントすることで始動時噴射回数ΣＮｉｓを取得するＥＣＵ２１が本発明における取得手段に相当する。また、始動時噴射回数ΣＮｉｓが本発明における「エンジンの始動時において初爆が発生するまでに燃料噴射弁から噴射される燃料の総噴射量に相関する値」、及び取得手段が取得する取得値に相当する。また、アルコール検出濃度Ｒａｄ、目標圧縮比εｔｓ及び目標燃料噴射量ＱＦｔに応じて第２異常判定値ＶＳ２を設定するＥＣＵ２１が本発明における異常判定値設定手段に相当する。また、取得した始動時噴射回数ΣＮｉｓが第２異常判定値ＶＳ２を超えるときにアルコール濃度センサ１３に過小検出異常が有ると診断するＥＣＵ２１が本発明における異常診断手段に相当する。
【００８８】
以上のように、本実施例に係る異常診断制御によれば、アルコール濃度センサ１３の異常診断を精度良く好適に行うことができる。
【００８９】
＜他の実施形態＞
本実施例では、本発明を実施するための実施形態の一例を説明したが、上述した異常診断制御は本発明の本旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加え得る。以下、本実施例における他の実施形態について説明する。
【００９０】
第１の変形例では、過大検出異常診断制御時に取得される遅角補正値ＣＥθｋｃが、該遅角補正値ＣＥθｋｃに対して設定される第１異常判定値ＶＳ１ａを超えるときにアルコール濃度センサ１３に異常があると診断する。この遅角補正値ＣＥθｋｃはノッキング強度Ｋｃが高ければより大きな値として取得されるため、アルコール濃度センサ１３における過大検出異常の有無を該遅角補正値ＣＥθｋｃに基づいて判定することができる。係る場合に、第１異常判定値ＶＳ１ａは、アルコール検出濃度Ｒａｄが実アルコール濃度Ｒａｒと一致していたならば、つまり、目標圧縮比εｔｎ及び目標点火時期θｔｎをεｔｎｒ及びθｔｎｒに設定できていたならば得られるべき遅角補正値ＣＥθｋｃの上限値を実験等によって求めておき、これに所定のマージンを加えた値として設定する。この第１異常判定値ＶＳ１ａの設定値は、既述した第１異常判定値ＶＳ１とは異なる値を取り得ることは勿論である。本制御によれば、アルコール濃度センサ１３にアルコール濃度Ｒａの過大検出異常が有る場合には遅角補正値ＣＥθｋｃが第１異常判定値ＶＳ１ａよりも大きくなり、そうでない場合には第１異常判定値ＶＳ１ａ以下となる。そのため、アルコール濃度センサ１３の過大検出異常の有無について精度良く診断することができる。
【００９１】
尚、本実施例の過大検出異常診断制御では、エンジン１の通常運転時において、アルコール検出濃度Ｒａｄが高いほど目標圧縮比εｔｎを高圧縮比側に設定することに加えて、目標点火時期θｔｎをより進角側の時期として設定しているが、目標点火時期θｔｎをアルコール検出濃度Ｒａｄに応じて設定しなくても本発明の適用が妨げられない。つまり、目標圧縮比εｔｎ及び目標点火時期θｔｎのうち、目標圧縮比εｔｎのみをアルコール検出濃度Ｒａｄに応じて設定することができる。かかる場合、第１異常判定値ＶＳ１は、ア
ルコール検出濃度Ｒａｄ及び該アルコール検出濃度Ｒａｄに対応する目標圧縮比εｔｎに応じて設定される。
【００９２】
第２の変形例では、図４の制御ルーチンにおいて始動時噴射回数ΣＮｉｓを取得する代わりに、始動時総噴射量ΣＱＦｓ或いは初爆所要時間Σｔｍｓを「始動時総噴射量相関値」として取得する。ここで、始動時総噴射量ΣＱＦｓを取得する場合には、該始動時総噴射量ΣＱＦｓに対して設定される第２異常判定値ＶＳ２ａを始動時総噴射量ΣＱＦｓが超えるときに、アルコール濃度センサ１３に過小検出異常が有ると診断する。一方、初爆所要時間Σｔｍｓを取得する場合には、該初爆所要時間Σｔｍｓに対して設定される第２異常判定値ＶＳ２ｂを初爆所要時間Σｔｍｓが超えるときに、アルコール濃度センサ１３に過小検出異常が有ると診断する。上記の第２異常判定値ＶＳ２ａ、及びＶＳ２ｂは、ＶＳ２と同様にアルコール検出濃度Ｒａｄ、目標圧縮比εｔｓ及び目標燃料噴射量ＱＦｔに応じて設定される。また、第２異常判定値ＶＳ２、ＶＳ２ａ及びＶＳ２ｂの設定値が夫々異なる値を取り得ることは勿論である。
【００９３】
尚、本実施例の過小検出異常診断制御では、エンジン始動時のアルコール検出濃度Ｒａｄが高いほど燃料噴射量ＱＦがより多く制御されるように目標燃料噴射量ＱＦｔを設定しているが、該目標燃料噴射量ＱＦｔをこのように設定しなくても本発明の適用は妨げられない。例えば、目標圧縮比εｔｓ及び目標燃料噴射量ＱＦｔのうち、目標圧縮比εｔｓのみをアルコール検出濃度Ｒａｄに応じて設定することができる。かかる場合に、第２異常判定値ＶＳ２は、アルコール検出濃度Ｒａｄ及び該アルコール検出濃度Ｒａｄに対応する目標圧縮比εｔｓに応じて設定される。
【００９４】
本実施例におけるエンジン１はいわゆる混合燃料エンジンであったが、本実施例にかかるエンジンシステムの異常診断装置を単一種類の燃料を使用するエンジンに適用することもできる。第３の変形例では、通常のガソリンエンジンに本実施例の異常診断装置を適用する。かかる場合、エンジンの圧縮比εは運転状態に応じた基本圧縮比εｂに制御される。何らかの原因によってエンジンシステムに異常が生じると（例えば、可変圧縮比機構１８、燃料噴射弁１０等が正常に作動されないと）、エンジンの通常運転時にはノッキング強度Ｋｃが過度に増大する。また、エンジン始動時ではその始動性が過度に悪化する。そこで、本変形例においても、エンジンの通常運転時における遅角補正積算値Σθｋｃを取得し、その取得値と第１異常判定値ＶＳ１とを対比することによってエンジンシステムの異常診断を行う。また、エンジン始動時には始動時噴射回数ΣＮｉｓ（始動時総噴射量ΣＱＦｓ、或いは初爆所要時間Σｔｍｓであっても構わない）を取得し、その取得値と第２異常判定値ＶＳ２とを対比することで同異常診断を行う。
【００９５】
先ず、本変形例における過大検出異常診断制御について、図３における制御ルーチンとの相違点を説明する。かかる場合、ステップＳ１０１の処理が省略され、ステップＳ１０２では目標圧縮比εｔｎ及び目標点火時期θｔｎがエンジンの運転状態に基づいて設定される基本圧縮比εｂ及び基本点火時期θｂに設定される。また、ステップＳ１０３では圧縮比ε及び点火時期θが目標圧縮比εｔｎ（基本圧縮比εｂ）及び目標点火時期θｔｎ（基本点火時期θｂ）に制御される。そして、ステップＳ１０９においては、目標圧縮比εｔｎ（すなわち、基本圧縮比εｂ）及び目標点火時期θｔｎ（すなわち、基本点火時期θｂ）に応じて第１異常判定値ＶＳ１が設定される。これは、エンジンシステムの異常の有無に拘わらず目標圧縮比εｔｎ及び目標点火時期θｔｎに応じてノッキング強度Ｋｃも変化し、これに伴って最適な第１異常判定値ＶＳ１も変化することによる。また、ステップＳ１１０では、遅角補正積算値Σθｋｃが第１異常判定値ＶＳ１を超えていると判定された場合にエンジンシステムに異常があると判定され、そうでない場合には同システムに異常が無いと判定される。そして、前者の場合にはステップＳ１１１において運転室内の警告灯が点灯されることで、エンジンシステムに何らかの異常があることが運転者に報知さ
れる。
【００９６】
次に、本変形例における過小検出異常診断制御について、図４における制御ルーチンとの相違点を説明する。ここでは、ステップＳ２０１の処理が省略され、ステップＳ２０２では目標圧縮比εｔｓ及び目標燃料噴射量ＱＦｔがエンジン始動用の基本圧縮比εｂ及び基本燃料噴射量Ｑｂに設定される。また、ステップＳ２０６では、目標圧縮比εｔｓ（すなわち、基本圧縮比εｂ）及び目標燃料噴射量ＱＦｔ（すなわち、基本燃料噴射量Ｑｂ）に応じて第２異常判定値ＶＳ２が設定される。これは、エンジンシステムの異常の有無に拘わらず目標圧縮比εｔｓ及び目標燃料噴射量ＱＦｔに応じてエンジンの始動性も変化し、これに伴って第２異常判定値ＶＳ２の最適値も変化することによる。また、ステップＳ２０８では、始動時噴射回数ΣＮｉｓが第２異常判定値ＶＳ２を超えていると判定された場合にエンジンシステムに異常があると判定され、そうでない場合に異常が無いと判定される。そして、前者の場合にはステップＳ２０９において運転室内の警告灯が点灯されることで、エンジンシステムに何らかの異常があることが運転者に報知される。
【実施例２】
【００９７】
次に、本発明を実施するための第２の実施例について説明する。本実施例のエンジンシステムの異常診断装置が適用されるエンジンの概略構成は図１に示したものと同等であり、その説明を省略する。
【００９８】
エンジン１に係る他の制御条件が等しい場合であっても、過大検出異常診断制御が実行されるときのエンジン負荷ＴＱが比較的に高い場合には低い場合に比べてノッキングが発生し易く、また、そのときのエンジン負荷ＴＱが高いほどノッキング強度Ｋｃが高くなる傾向がある。そこで、本実施例では、エンジン負荷ＴＱを考慮した過大検出異常診断制御が実行される。
【００９９】
図５は、本実施例におけるエンジン負荷ＴＱと、第１異常判定値ＶＳ１に対する重み付け係数Ｗｔｖｓ１との関係を示したマップである。この重み付け係数Ｗｔｖｓ１は、過大検出異常診断制御が実行されるときのエンジン負荷ＴＱに応じて第１異常判定値ＶＳ１を補正するための補正係数である。尚、第１異常判定値ＶＳ１の設定手法については実施例１と同様である。また、エンジン負荷ＴＱについては、エンジン１の運転状態に基づいて設定される既述の基本燃料噴射量Ｑｂが多いほどより高負荷側となるように取得される。
【０１００】
本実施例では、第１異常判定値ＶＳ１に重み付け係数Ｗｔｖｓ１を乗じることによって修正第１異常判定値ＡＪＶＳ１を算出する。そして、取得した遅角補正積算値Σθｋｃが修正第１異常判定値ＡＪＶＳ１を超えていると判定された場合に、アルコール濃度センサ１３に過大検出異常があると診断することとした。図５では、エンジン負荷ＴＱが高いほど重み付け係数Ｗｔｖｓ１が大きい値をとる。その結果、エンジン負荷ＴＱが高いほど修正第１異常判定値ＡＪＶＳ１も大きな値として設定される。
【０１０１】
その結果、エンジン負荷ＴＱが非常に高いことに起因してノッキング強度Ｋｃが増加しても、修正第１異常判定値ＡＪＶＳ１は第１異常判定値ＶＳ１に比べて増加方向に修正されるため、アルコール濃度センサ１３が正常であるにも拘わらず異常であるとの誤診断がなされてしまうことが抑制される。以上のように、本制御によれば、過大検出異常診断制御が実行されるときのエンジン負荷ＴＱが運転状態に応じて大きく変化しても、その影響を受けることなくアルコール濃度センサ１３に過大検出異常があるかどうかを精度良く診断することができる。
【０１０２】
＜他の実施形態＞
次に、本実施例における他の実施形態について説明する。第１の変形例では、第１異常
判定値ＶＳ１の代わりに、エンジン負荷ＴＱに応じて遅角補正積算値Σθｋｃを補正する。ＥＣＵ２１が取得した遅角補正積算値Σθｋｃを補正するための補正係数を重み付け係数Ｗｔｖｓ２とすると、遅角補正積算値Σθｋｃに重み付け係数Ｗｔｖｓ２を乗じることによって修正遅角補正積算値ＡＪΣθｋｃを算出する。このように算出された修正遅角補正積算値ＡＪΣθｋｃが第１異常判定値ＶＳ１を超えていると判定された場合に、アルコール濃度センサ１３にアルコール濃度Ｒａの過大検出に係る異常があると診断される。この場合、重み付け係数Ｗｔｖｓ２はエンジン負荷ＴＱが高いほど小さい値として設定される。そのため、エンジン負荷ＴＱが高いほど修正遅角補正積算値ＡＪΣθｋｃが低い値として算出される。従って、過大検出異常診断制御が実行されるときのエンジン負荷ＴＱの影響を受けることなく、アルコール濃度センサ１３にアルコール濃度Ｒａの過大検出に係る異常があるかどうかを精度良く診断することができる。
【０１０３】
次に、本実施例における過大検出異常診断制御の第２の変形例を説明する。ここでは、図３で説明した制御ルーチンと本制御との相違点を説明する。図３のステップＳ１０６では、目標点火時期θｔｎが、現在の制御値からステップＳ１０５で取得された遅角補正値ＣＥθｋｃだけ減算させているのに対して、本制御では、遅角補正値ＣＥθｋｃに重み付け係数Ｗｔｖｓ３を乗じて得られる修正遅角補正値ＡＤＣＥθｋｃを目標点火時期θｔｎから減算する。この重み付け係数Ｗｔｖｓ３は、遅角補正値ＣＥθｋｃを補正する補正係数であって、エンジン負荷ＴＱが高いほど大きい値として設定される。
【０１０４】
つまり、この場合、エンジン負荷ＴＱが高いほど修正遅角補正値ＡＤＣＥθｋｃも大きくなるため、目標点火時期θｔｎが本来の要求値よりもより遅角側に変更されることになる。その結果、エンジン負荷ＴＱが高いほど、ステップＳ１０７において取得される遅角補正積算値Σθｋｃが本制御を行わない場合に比べて低減される。従って、過大検出異常診断制御が実行されるときのエンジン負荷ＴＱが運転状態に応じて大きく変化しても、その影響を受けることなくアルコール濃度センサ１３にアルコール濃度Ｒａの過大検出に係る異常があるかどうかを精度良く診断することができる。
【実施例３】
【０１０５】
次に、本発明を実施するための第３の実施例について説明する。本実施例のエンジンシステムの異常診断装置が適用されるエンジンの概略構成は図１に示したものと同等であり、その説明を省略する。
【０１０６】
ここで、図６は、エンジン始動時における始動時噴射回数ΣＮｉｓを等しくするために要求される当量比（equivalence ratio）Φとエンジン始動時における機関温度（以下、
始動時機関温度という）ＴＨの関係を、燃料のアルコール濃度Ｒａ毎（この図では０％，８０％，１００％）に示した図である。ここで、燃料のアルコール濃度Ｒａが０％のときの関係をＥ０、８０％のときの関係をＥ８０、１００％のときの関係をＥ１００にて表す。この当量比Φは、空気過剰率λの逆数であり（Φ＝１／λ）、燃焼に用いる吸気中の酸素に当量の燃料量に対する、実際に燃焼室内に供給された燃料の割合を意味する。従って、当量比Φが大きいほど、酸素過剰率λが小さくなり、吸気量が等しい条件下において燃料噴射弁１０から噴射される燃料噴射量ＱＦがより多くなる。
【０１０７】
ここで、アルコール濃度Ｒａが等しい条件であれば、始動時機関温度ＴＨが低いほど燃焼室内にて燃料が気化し難くなるので、エンジン１の始動性は悪化する。従って、エンジン始動時における始動時噴射回数ΣＮｉｓを等しくするためには、Ｅ０〜Ｅ１００の何れにおいても始動時機関温度ＴＨが低いほど要求される当量比Φが高くなる。また、同一始動時機関温度ＴＨにおいて、Ｅ０、Ｅ８０、Ｅ１００を比較すると、アルコール濃度Ｒａが高いほど要求される当量比Φが高くなる。これは、アルコール濃度Ｒａが高いほど始動時機関温度ＴＨの低下に伴う燃料の揮発性の悪化が顕著となり、エンジン１の始動性に及
ぼす影響が著しくなるからである。
【０１０８】
ここで、始動時機関温度ＴＨの低下に伴う当量比Φの増加率（当量比Φが増加する傾き）は、アルコール濃度Ｒａが高くなるほど大きくなる。そして、当量比Φの増加率が始動時機関温度ＴＨの低下に伴って急増する温度領域が存在するが、その温度領域はアルコール濃度Ｒａが高くなるほどより高温側にシフトしていく。これは、アルコール濃度Ｒａが高いほど、より高い始動時機関温度ＴＨから始動性の悪化が顕著になることを意味する。
【０１０９】
そこで、本実施例では、始動時機関温度ＴＨがエンジン１の始動性に及ぼす影響を考慮して過小検出異常診断制御を実行することとした。ここでのエンジン始動時における燃料噴射量ＱＦは実施例１と同様である。つまり、アルコール濃度Ｒａに応じて空気過剰率λが等しくなるように（この場合、空気過剰率λの逆数である当量比Φも等しくなる）目標燃料噴射量ＱＦｔが設定される。かかる場合、アルコール濃度センサ１３の異常の有無に拘わらず始動時機関温度ＴＨが低いほど始動時噴射回数ΣＮｉｓが増大する。また、アルコール濃度Ｒａが高いほど、始動時機関温度ＴＨの低下に伴う始動時噴射回数ΣＮｉｓの増大が顕著になる。
【０１１０】
これに対して、本実施例では、過小検出異常診断制御が実行されるときの始動時機関温度ＴＨ及びアルコール検出濃度Ｒａｄに応じて第２異常判定値ＶＳ２が補正される。図７は、本実施例における始動時機関温度ＴＨ、アルコール検出濃度Ｒａｄ、重み付け係数Ｗｔｖｓ４の関係を示したマップである。この重み付け係数Ｗｔｖｓ４は、過小検出異常診断制御が実行されるときの始動時機関温度ＴＨ及びアルコール検出濃度Ｒａｄに応じて第２異常判定値ＶＳ２を補正するための補正係数である。尚、第２異常判定値ＶＳ２の設定手法については実施例１と同様である。また、始動時機関温度ＴＨは、冷却水温度センサ２７の出力信号に基づいて検出される。
【０１１１】
本実施例では、第２異常判定値ＶＳ２に重み付け係数Ｗｔｖｓ４を乗じることによって修正第２異常判定値ＡＪＶＳ２が算出される。そして、過小検出異常診断制御において取得した始動時噴射回数ΣＮｉｓが修正第２異常判定値ＡＪＶＳ２を超えていると判定された場合に、アルコール濃度センサ１３にアルコール濃度Ｒａの過小検出に係る異常があると診断する。図７では、アルコール検出濃度Ｒａｄが等しい条件では始動時機関温度ＴＨが低いほど重み付け係数Ｗｔｖｓ４が大きい値に設定され、その結果、修正第２異常判定値ＡＪＶＳ２がより大きな値として設定される。また、始動時機関温度ＴＨが等しい条件ではアルコール検出濃度Ｒａｄが高いほど重み付け係数Ｗｔｖｓ４が大きい値に設定され、その結果、修正第２異常判定値ＡＪＶＳ２がより大きな値として設定される。
【０１１２】
このように修正第２異常判定値ＡＪＶＳ２を算出することで、エンジン１の始動性悪化が顕著になって始動時噴射回数ΣＮｉｓが過度に多くなる条件下、例えば実アルコール濃度Ｒａｒが比較的高く且つ始動時機関温度ＴＨが低温領域であるときにエンジン１を始動させる場合でも、アルコール濃度センサ１３が正常であれば始動時噴射回数ΣＮｉｓが修正第２異常判定値ＡＪＶＳ２を超えることがない。修正第２異常判定値ＡＪＶＳ２が始動時機関温度ＴＨ及びアルコール検出濃度Ｒａｄを考慮して設定されるからである。そのため、アルコール濃度センサ１３が正常であるにも拘わらず異常であるとの誤診断がなされてしまうことが確実に抑制される。
【０１１３】
一方、アルコール濃度Ｒａが過小検出された場合には、重み付け係数Ｗｔｖｓ４が実アルコール濃度Ｒａｒに対応する値よりも小さく設定される。例えば、図７を参照すると、実アルコール濃度Ｒａｒに対応する重み付け係数Ｗｔｖｓ４を符号Ｗｔｒで表し、低濃度側に誤検出されたアルコール検出濃度Ｒａｄに対応する重み付け係数Ｗｔｖｓ４を符号Ｗｔｆで表すと、Ｗｔｒ＞Ｗｔｆとして設定される。その結果、第２異常判定値ＶＳ２に値
Ｗｔｒを乗じて得られた修正第２異常判定値ＡＪＶＳ２は、実アルコール濃度Ｒａｒとの関係では不相応に小さくなり、始動時噴射回数ΣＮｉｓが修正第２異常判定値ＡＪＶＳ２を確実に超えることになる。これにより、アルコール濃度センサ１３によるアルコール濃度Ｒａの過小検出を確実に検知することができる。
【０１１４】
尚、本制御において、噴射回数ΣＮｉｓを取得する代わりに、始動時総噴射量ΣＱＦｓを「始動時総噴射量相関値」として取得する場合には、実施例１における第２の変形例で説明した第２異常判定値ＶＳ２ａに重み付け係数Ｗｔｖｓ４を乗算することによって修正第２異常判定値ＡＪＶＳ２ａを設定し、始動時総噴射量ΣＱＦｓが修正第２異常判定値ＡＪＶＳ２ａを超えるときにアルコール濃度センサ１３に過小検出異常が有ると診断する。一方、初爆所要時間Σｔｍｓを「始動時総噴射量相関値」として取得する場合には、実施例１における第２の変形例で説明した第２異常判定値ＶＳ２ｂに重み付け係数Ｗｔｖｓ４を乗算することによって修正第２異常判定値ＡＪＶＳ２ｂを設定し、初爆所要時間Σｔｍｓが修正第２異常判定値ＡＪＶＳ２ｂを超えるときにアルコール濃度センサ１３に過小検出異常が有ると診断する。
【０１１５】
尚、図７における重み付け係数Ｗｔｖｓ４は、図６に示した始動時機関温度ＴＨ及びアルコール濃度Ｒａの組み合わせに対応して要求される混合気の当量比Φの値に比例するように設定されている。これによれば、アルコール濃度センサ１３による過小検出異常の有無をより精度良く診断することができる。
【０１１６】
また、図６を参照すると、アルコール濃度Ｒａの過小検出がなされた際（例えば、実アルコール濃度Ｒａｒが８０％（Ｅ８０）であるのに対してアルコール検出濃度Ｒａｄが１００％（Ｅ１００）として取得された場合）、始動時機関温度ＴＨが常温領域（例えば、２０℃程度）である場合よりも低温領域（例えば、０℃程度）である場合の方が、要求される当量比Φの差が顕著になる（図６中、符号Ａ，Ｂ）。そのため、始動時機関温度ＴＨが常温領域である場合に比べて低温領域である場合に本実施例の制御を実行することで、アルコール濃度センサ１３の異常診断に係る精度をより高めることができる。アルコール検出濃度Ｒａｄの実アルコール濃度Ｒａｒとの乖離が同等であれば、始動時機関温度ＴＨが低い方が、アルコール濃度センサ１３における異常の有無に応じた始動時噴射回数ΣＮｉｓの差が大きくなり、異常の有無についての判定誤差が生じ難くなるからである。
【０１１７】
＜他の実施形態＞
本実施例における他の実施形態について説明する。第１の変形例では、第２異常判定値ＶＳ２の代わりに、過小検出異常診断制御時に取得される始動時噴射回数ΣＮｉｓを補正する。ＥＣＵ２１が取得した始動時噴射回数ΣＮｉｓを補正するための補正係数を重み付け係数Ｗｔｖｓ５とすると、始動時噴射回数ΣＮｉｓに重み付け係数Ｗｔｖｓ５を乗じることによって修正始動時噴射回数ＡＪΣＮｉｓを算出する。この重み付け係数Ｗｔｖｓ５は、過小検出異常診断制御が実行されるときの始動時機関温度ＴＨ及びアルコール検出濃度Ｒａｄに応じて設定される。
【０１１８】
この場合、重み付け係数Ｗｔｖｓ５は、アルコール検出濃度Ｒａｄが等しい条件では始動時機関温度ＴＨが低いほど小さい値に設定され、始動時機関温度ＴＨが等しい条件ではアルコール検出濃度Ｒａｄが高いほど小さい値に設定される。すなわち、重み付け係数Ｗｔｖｓ５と始動時機関温度ＴＨ及びアルコール検出濃度Ｒａｄとの関係は、図７に示した重み付け係数Ｗｔｖｓ４を概ね上下方向に反転した形となる。
【０１１９】
そして、このように算出された修正始動時噴射回数ＡＪΣＮｉｓを第２異常判定値ＶＳ２と対比し、該修正始動時噴射回数ＡＪΣＮｉｓが第２異常判定値ＶＳ２を超えたときにアルコール濃度センサ１３に過小検出異常が有ると診断する。これによれば、始動時機関
温度ＴＨがエンジン１の始動性に及ぼす影響の度合いが燃料のアルコール濃度Ｒａに応じて変化しても、アルコール濃度センサ１３の過小検出異常に係る誤診断を好適に抑制できる。
【０１２０】
また、第２の変形例では、エンジン始動時における目標燃料噴射量ＱＦｔが既述した制御とは相違する。本制御では、エンジン始動時にアルコール検出濃度Ｒａｄ及び始動時機関温度ＴＨを取得するとともに、これらを図６に示すようなマップに代入することで、対応する当量比Φを演算する。そして、求められた当量比Φと吸気量Ｇａとに基づいて目標燃料噴射量ＱＦｔを設定することとした。具体的には、当量比Φが高いほど大きな値に設定される補正係数ＣＥΦを設定し、目標燃料噴射量ＱＦｔを演算する（ＱＦｔ＝Ｑｂ・ＣＥｑ・ＣＥΦ）ことができる。
【０１２１】
これによれば、始動時機関温度ＴＨがエンジン１の始動性に及ぼす影響の度合いが燃料のアルコール濃度Ｒａに応じて変化しても、アルコール濃度センサ１３に過小検出異常が生じなければ始動時噴射回数ΣＮｉｓを略一定にすることができる。そのため、過小検出異常診断制御において取得した始動時噴射回数ΣＮｉｓと第２異常判定値ＶＳ２との大小関係を対比するだけで、アルコール濃度センサ１３における過小検出異常の有無を簡易に診断でき、またその精度を高めることができる。尚、本制御は、始動時噴射回数ΣＮｉｓの代わりに、既述した始動時総噴射量ΣＱＦｓを第２異常判定値ＶＳ２ａと対比する場合、或いは初爆所要時間Σｔｍｓを第２異常判定値ＶＳ２ｂと対比する場合においても適用できるのは当然である。
【実施例４】
【０１２２】
次に、本発明を実施するための第４の実施例について説明する。本実施例のエンジンシステムの異常診断装置が適用されるエンジンの概略構成は図１に示したものと同等である。ここで、図６を参照すると、始動時機関温度ＴＨが極低温領域（例えば、−２０℃以下）の場合には、エンジン１の始動性の低下が顕著になり過ぎると考えられる。かかる場合には、過小検出異常診断制御において取得する始動時噴射回数ΣＮｉｓのばらつきが過大となり、この取得値に基づいた診断結果の信頼性が低下する。そこで、始動時機関温度ＴＨが極低温領域であるときは、ＥＣＵ２１による始動時噴射回数ΣＮｉｓの取得が禁止される。これによれば、誤診断される可能性が高くなるときには過小検出異常診断制御の実行が禁止されるので、誤診断を確実に回避できる。言い換えれば、アルコール濃度センサ１３に異常が有るかどうかの診断結果にかかる信頼性を高めることができる。尚、極低温領域をどの程度の温度領域に設定するかについては、始動時噴射回数ΣＮｉｓの取得値に関するばらつき度合いに基づいて予め実験等により求めておくことができる。
【実施例５】
【０１２３】
次に、本発明を実施するための第５の実施例について説明する。本実施例における燃料噴射量ＱＦは、実施例１と同様、アルコール検出濃度Ｒａｄに応じて演算された目標燃料噴射量ＱＦｔに則して制御される。燃料のアルコール濃度Ｒａが高いほど理論空燃比が低くなるため、アルコール検出濃度Ｒａｄが高いほど混合気の空燃比ＡＦの目標値（ＡＦｔ）がより高い値にシフトする。本実施例では、空燃比センサ２９の出力信号に基づいて空燃比ＡＦを検出し、空燃比ＡＦが目標値ＡＦｔに一致するように燃料噴射量ＱＦがフィードバック（ＦＢ）制御される。具体的には、空燃比センサ２９の出力信号に基づいて目標燃料噴射量ＱＦｔを補正するためのＦＢ補正値ＣＥｆｂがＥＣＵ２１によって演算され、このＦＢ補正量ＣＥｆｂが目標燃料噴射量ＱＦｔに足される。具体的には、混合気の空燃比ＡＦが目標値ＡＦｔよりも高いときにはＦＢ補正量ＣＥｆｂが正の値として演算されることで、燃料噴射量ＱＦが増量補正される。一方、混合気の空燃比ＡＦが目標値ＡＦｔよりも低いときにはＦＢ補正量ＣＥｆｂが負の値として演算されることで、燃料噴射量ＱＦが減量補正される。
【０１２４】
ここで、ＦＢ補正量ＣＥｆｂの絶対値（｜ＣＥｆｂ｜）が過度に大きくなる場合、燃料噴射弁１０の作動異常の疑いがあると判断できる。しかし、エンジン１はいわゆる混合燃料エンジンであるため、燃料噴射弁１０がたとえ正常であってもアルコール濃度センサ１３に異常があれば、ＦＢ補正量ＣＥｆｂの絶対値が増大する。従って、ＦＢ補正量ＣＥｆｂの絶対値が過度に大きくなった場合には、アルコール濃度センサ１３に異常が無いことを確認してから燃料噴射弁１０の異常検出を行うこととした。
【０１２５】
図８は、本実施例における制御ルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンはＥＣＵ２１のＲＯＭに記憶されており、エンジン１のイグニッションがＯＮされる毎に実行される。本ルーチンが実行されると、先ずステップＳ３０１では、過小検出異常診断フラグＦｓの設定が１であるか０であるかが判定される。過小検出異常診断フラグＦｓは、エンジン始動時に過小検出異常診断制御を実行するかどうかを決定するフラグであり、１に設定されていれば過小検出異常診断制御が実行され、０に設定されていれば過小検出異常診断制御が実行されない。本ステップにおいて過小検出異常診断フラグＦｓの設定が１であると判定された場合にはステップＳ３０２に進み、０であると判定された場合にはステップＳ３０３に進む。
【０１２６】
ステップＳ３０２では、実施例１で説明した過小検出異常診断制御が実行され、アルコール濃度センサ１３に過小検出異常が有るか否かが判定される。ここでは、具体的には、図４の制御ルーチンのステップＳ２０１〜Ｓ２０８が実行される。そして、アルコール濃度センサ１３に過小検出異常がないと判定された場合にはステップＳ３０４に進み、そうでない場合にはステップＳ３０５に進む。ステップＳ３０４では、過小検出異常診断フラグＦｓが０に設定され（Ｆｓ←０）、後述するステップＳ３１２に進む。ステップＳ３０５では、アルコール濃度センサ１３の異常を運転者に報知するための警告灯（不図示）が点灯される。本ステップの処理が終了すると本ルーチンを一旦抜ける。
【０１２７】
ステップＳ３０３では、空燃比センサ２９の出力信号に基づいてＦＢ補正量ＣＥｆｂが演算される。続くステップＳ３０６ではＦＢ補正量ＣＥｆｂの絶対値（｜ＣＥｆｂ｜）が規定値ｆｂｍａｘよりも大きいか否かが判定される。この規定値ｆｂｍａｘは、燃料噴射弁１０に作動異常が生じている疑いがあると判断されるＦＢ補正量ＣＥｆｂの絶対値であり、予め実験等により求めておく。ここで、ＦＢ補正量ＣＥｆｂの絶対値が規定値ｆｂｍａｘを超えていても燃料噴射弁１０が作動異常であると即座に結論付けられるものではない。燃料噴射弁１０が正常であり、アルコール濃度センサ１３に異常が有るときにも、ＦＢ補正量ＣＥｆｂの絶対値の増大が過度に増大することが予測されるからである。
【０１２８】
本ステップにおいて肯定判定された場合（｜ＣＥｆｂ｜＞ｆｂｍａｘ）にはステップＳ３０７に進み、そうでない場合には本ルーチンを一旦抜ける。ステップＳ３０７では、可変圧縮比機構１８における異常検出が実行され、作動異常があるか否かが判定される。そして、可変圧縮比機構１８に作動異常が無いと判定された場合にはステップＳ３０８に進む。一方、可変圧縮比機構１８に作動異常が有ると判定された場合にはステップＳ３０９に進み、可変圧縮比機構１８の異常を運転者に報知するための警告灯（不図示）が点灯される。そして、本ステップの処理が終了すると本ルーチンを一旦抜ける。
【０１２９】
ステップＳ３０８では、ステップＳ３０３で演算したＦＢ補正量ＣＥｆｂが負の値（ＣＥｆｂ＜０）であるか正の値（ＣＥｆｂ＞０）であるかが判定される。ＦＢ補正量ＣＥｆｂが負の値として演算されていた場合には混合気の空燃比ＡＦが目標値ＡＦｔよりも低いこと（リッチ側であること）を意味し、正の値として演算されていた場合には空燃比ＡＦが目標値ＡＦｔよりも高いこと（リーン側であること）を意味する。ここで、アルコール検出濃度Ｒａｄが実アルコール濃度Ｒａｒよりも高濃度側に検出されると、目標燃料噴射
量ＱＦｔが実アルコール濃度Ｒａｒとの関係で不相応に多くなり、混合気の空燃比ＡＦが目標値ＡＦｔに比べて低くなる。そのため、ＦＢ補正量ＣＥｆｂが負の値であり、且つその絶対値が規定値ｆｂｍａｘよりも大きい場合には、アルコール濃度センサ１３に異常があるとすれば過大検出異常が生じている疑いがあると判断することができる。
【０１３０】
一方、アルコール検出濃度Ｒａｄが実アルコール濃度Ｒａｒよりも低濃度側に検出されると、目標燃料噴射量ＱＦｔが実アルコール濃度Ｒａｒとの関係で不相応に少なくなり、混合気の空燃比ＡＦが目標値ＡＦｔに比べて高くなる。そのため、ＦＢ補正量ＣＥｆｂが正の値であり、且つその絶対値が規定値ｆｂｍａｘよりも大きい場合には、アルコール濃度センサ１３に異常があるとすれば過小検出異常が生じている疑いがあると判断することができる。そこで、ステップＳ３０８においてＦＢ補正量ＣＥｆｂが負の値（ＣＥｆｂ＜０）であると判定された場合にはステップＳ３１０に進み、正の値（ＣＥｆｂ＞０）であると判定された場合にはステップＳ３１１に進む。
【０１３１】
ステップＳ３１０では、実施例１で説明した過大検出異常診断制御が実行され、アルコール濃度センサ１３に過大検出異常が有るか否かが判定される。ここでは、具体的には、図３の制御ルーチンにおけるステップＳ１０１〜Ｓ１１０の処理が実行される。そして、アルコール濃度センサ１３に過大検出異常がないと判定された場合にはステップＳ３１２に進み、そうでない場合にはステップＳ３０５に進む。また、ステップＳ３１１では、過小検出異常診断フラグＦｓが１に設定され（Ｆｓ←１）、その後、本ルーチンを一旦抜ける。これにより、次回のエンジン始動時には、ステップＳ３０１で過小検出異常診断フラグＦｓの設定が１であると判定される。その結果、ステップＳ３０２で過小検出異常診断制御が行われる。そして、アルコール濃度センサ１３に過小検出異常が無いと判定された場合には、ステップＳ３１２に進む。
【０１３２】
ステップＳ３１２では、燃料噴射弁１０が異常であるとの判断がなされ、燃料噴射弁１０の異常を報知する警告灯（不図示）が点灯された後、本ルーチンを一旦抜ける。本制御では、ステップＳ３１０でアルコール濃度センサ１３に過大検出異常がないと判定され、或いはステップＳ３０２でアルコール濃度センサ１３に過小検出異常がないと判定されることによって、ＦＢ補正量ＣＥｆｂの絶対値が規定値ｆｂｍａｘを超えるほど大きくなった要因が燃料噴射弁１０の作動異常であると特定される。これにより、アルコール濃度センサ１３の異常に起因した燃料噴射弁１０における異常の誤検出を回避できる。また、アルコール濃度センサ１３の異常診断については可変圧縮比機構１８がＥＣＵ２１の制御信号通りに作動することを前提に行われる。そのため、本実施例では、アルコール濃度センサ１３の異常診断を実行する前に可変圧縮比機構１８の異常検出を実行し、異常が無いことを確認してからアルコール濃度センサ１３の異常診断を実行することとしている。
【０１３３】
＜他の実施形態＞
上記制御ルーチンのステップＳ３０８でＦＢ補正量ＣＥｆｂが正の値（ＣＥｆｂ＞０）であると判定された場合には、次回のエンジン始動時に過小検出異常診断を実行すべく、過小検出異常診断フラグＦｓを１に設定してからルーチンを抜けているが、この場合には次回の始動時まで過小検出異常診断、及び燃料噴射弁１０の異常検出を行うことができない。そこで、エンジン始動後においても過小検出異常診断制御の実行可能な実施形態について説明する。
【０１３４】
図９は、本実施例の変形例におけるエンジン１の概略構成を示した図である。このエンジン１は、アイドル運転中におけるエンジン回転数（以下、「アイドル回転数」という）ＮＥｉを、その目標値である目標アイドル回転数ＮＥｉｔに維持するアイドルスピードコントロール機能を有する。目標アイドル回転数ＮＥｉｔはアイドル運転中において、図示しないエアコンやオルタネータによる負荷の大きさに基づいて決定されるものであり、負
荷が高いほど高回転数側に設定されている。
【０１３５】
吸気管５にはスロットル弁２５をバイパスするバイパス管３１が設けられている。バイパス管３１には、その開度が変更されることでバイパス管３１を流通する吸気の流路断面積を調節可能なアイドルスピードコントロールバルブ（以下、「ＩＳＣ弁」という）３２が設けられている。ＩＳＣ弁３２は、ＥＣＵ２１に電気配線を介して接続されており、ＩＳＣ弁３２の開度（以下、「ＩＳＣ開度」という）ＩＳＣＡがＥＣＵ２１によって制御される。
【０１３６】
図１０は、本実施例における第２制御ルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンはＥＣＵ２１のＲＯＭに記憶されており、エンジン１のイグニッションがＯＮされる毎に実行される。本ルーチンにおいて図８と同様の処理は同符号を付すことでその説明を省略する。本ルーチンでは、ステップＳ３０８においてＦＢ補正量ＣＥｆｂが正の値（ＣＥｆｂ＞０）であると判定された場合にはステップＳ４０１に進む。ステップＳ４０１では、エンジン１がアイドル運転中であるか否かが判定される。そして、エンジン１がアイドル運転中であると判定された場合には、ステップＳ４０２に進み、そうでない場合には本ルーチンを一旦抜ける。
【０１３７】
ステップＳ４０２では、ＥＣＵ２１から可変圧縮比機構１８に指令が出され、予め設定された異常診断用目標圧縮比εａｃｔの推移に則して圧縮比εがアクティブに変化するように可変圧縮比１８が制御（これを、圧縮比εのアクティブ制御という）される。図１１は、圧縮比εのアクティブ制御にかかる異常診断用目標圧縮比εａｃｔの推移とＩＳＣ開度ＩＳＣＡの推移とを示したタイムチャートである。上段は異常診断用目標圧縮比εａｃｔの推移を表し、下段はＩＳＣ開度ＩＳＣＡの推移を表す。縦軸の符号εｉｄは、ステップＳ４０２においてＥＣＵ２１から指令が出される時点の圧縮比（以下、「基準圧縮比」という）であり、アイドル運転用に予め設定されている。
【０１３８】
図１１において異常診断用目標圧縮比εａｃｔの推移は、基準圧縮比εｉｄから最小値εａｃｔ１に向かって下降し、該最小値εａｃｔ１を境に下降状態から上昇状態へと反転する。その後、異常診断用目標圧縮比εａｃｔは再び基準圧縮比εｉｄまで上昇するように推移する。図中における下段の実線は、アルコール濃度センサ１３が正常である場合のＩＳＣ開度ＩＳＣＡの推移を表すものである。上段に示した異常診断用目標圧縮比εａｃｔの推移に則して圧縮比εがアクティブ制御されると、これに応じてエンジン１の熱効率が変化する。その結果、エンジントルクが変化してアイドル回転数ＮＥｉが変動するため、アイドル回転数ＮＥｉを目標アイドル回転数ＮＥｉｔに維持させるべくＩＳＣ開度ＩＳＣＡがフィードバック制御される。
【０１３９】
異常診断用目標圧縮比εａｃｔの上昇時には、ＩＳＣ開度ＩＳＣＡが閉じ方向に制御されて吸気量が減少することによってアイドル回転数ＮＥｉの上昇が抑制される。これにより、アイドル回転数ＮＥｉが目標アイドル回転数ＮＥｉｔ近傍に維持される。一方、異常診断用目標圧縮比εａｃｔの下降時には、ＩＳＣ開度ＩＳＣＡが開き方向に制御されて吸気量が増加することによってアイドル回転数ＮＥｉの低下が抑制され、アイドル回転数ＮＥｉが目標アイドル回転数ＮＥｉｔ近傍に維持される。  
【０１４０】
図１１中、下段に示した破線は、アルコール濃度センサ１３に過小検出異常が生じている場合のＩＳＣ開度ＩＳＣＡの推移を表す。上述のように、アルコール濃度センサ１３に過小検出異常が有る場合には空燃比ＡＦが目標値ＡＦｔよりも高く（リーン側に）なる。そうすると、アクティブ制御における異常診断用目標圧縮比εａｃｔの下降時には混合気の燃焼状態の悪化が顕著となるため、アイドル回転数ＮＥｉがより顕著に低下し易くなる。その結果、ＩＳＣ開度ＩＳＣＡがより開き側の開度に制御されるため、ＩＳＣ開度ＩＳ
ＣＡの変化量はアルコール濃度センサ１３が正常である場合に比べて増大する。本制御では、圧縮比εのアクティブ制御の実行時において、アルコール濃度センサ１３の過小検出異常の有無に応じたＩＳＣ開度ＩＳＣＡの変化量の差に着目し、該過小検出異常の有無を診断することとした。より詳しくは、圧縮比εのアクティブ制御を実行したときのＩＳＣ開度ＩＳＣＡにおける最大値ＩＳＣＡｍａｘと最小値ＩＳＣＡｍｉｎとの差（以下、「ＩＳＣ開度変化幅」という）ΔＩＳＣＡｗを求める。そして、このＩＳＣ開度変化幅ΔＩＳＣＡｗが基準変化幅ΔＢｗを超えるときに、アルコール濃度センサ１３に過小検出異常が有ると判断することとした。基準変化幅ΔＢｗは、アルコール濃度センサ１３に過小検出異常が無いと判断されるＩＳＣ開度変化幅ΔＩＳＣＡｗの上限値であり、予め実験的に求めておく。
【０１４１】
ステップＳ４０２では、ＩＳＣ開度ＩＳＣＡの最大値（ＩＳＣＡｍａｘ）及び最小値（ＩＳＣＡｍｉｎ）が取得される。より具体的には、ＥＣＵ２１は、アイドル回転数ＮＥを目標アイドル回転数ＮＥｉｔに維持させるべくＩＳＣ開度ＩＳＣＡを制御する際の制御信号を記憶しておくことで、ＩＳＣ開度ＩＳＣＡの最大値ＩＳＣＡｍａｘ及び最小値ＩＳＣＡｍｉｎを取得する。ステップＳ４０３では、ステップＳ４０２において取得した最大値ＩＳＣＡｍａｘから最小値ＩＳＣＡｍｉｎを減算してＩＳＣ開度変化幅ΔＩＳＣＡｗを算出する。
【０１４２】
ステップＳ４０４では、ＩＳＣ開度変化幅ΔＩＳＣＡｗが基準変化幅ΔＢｗよりも大きいか否かが判定される。本ステップにおいて、肯定判定（ΔＩＳＣＡｗ＞ΔＢｗ）された場合（図１１において破線）には、アルコール濃度センサ１３に過小検出異常が生じていると判断され、ステップＳ３０５に進む。一方、否定判定（ΔＩＳＣＡｗ≦ΔＢｗ）された場合（図１１において実線）には、アルコール濃度センサ１３に過小検出異常が生じていないと判断され、ステップＳ３１２に進む。本制御では、エンジン始動後であっても、アルコール濃度センサ１３の過小検出異常診断制御を実行できる。そのため、同制御及び燃料噴射弁１０の異常検出をより円滑に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４３】
【図１】実施例１におけるエンジンシステムの異常診断装置が適用される可変圧縮比機構を備えたエンジンの概略構成を示した図である。
【図２】実施例１における各制御パラメータの制御値と燃料のアルコール濃度Ｒａとの関係を示したマップである。（ａ）は、通常運転時における目標圧縮比εｔｓ、目標点火時期θｔｎの夫々とアルコール濃度Ｒａとの関係を示したマップである。（ｂ）は、エンジン始動時における目標圧縮比εｔｓ、燃料噴射量ＱＦの夫々とアルコール濃度Ｒａとの関係を示したマップである。
【図３】実施例１における過大検出異常診断制御に係るルーチンを示すフローチャートである。
【図４】実施例１における過小検出異常診断制御に係るルーチンを示すフローチャートである。
【図５】実施例２におけるエンジン負荷ＴＱと第１異常判定値ＶＳ１に対する重み付け係数Ｗｔｖｓ１との関係を示したマップである。
【図６】エンジン始動時における始動時噴射回数ΣＮｉｓを等しくするために要求される当量比Φと始動時機関温度ＴＨの関係を、燃料のアルコール濃度Ｒａ毎に示した図である。
【図７】実施例３における始動時機関温度ＴＨ、アルコール検出濃度Ｒａｄ、重み付け係数Ｗｔｖｓ４の関係を示したマップである。
【図８】実施例５における制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図９】実施例５の変形例におけるエンジンの概略構成を示した図である。
【図１０】実施例５における第２制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】圧縮比εのアクティブ制御にかかる異常診断用目標圧縮比εａｃｔの推移とＩＳＣ開度ＩＳＣＡの推移とを示したタイムチャートである。
【符号の説明】
【０１４４】
１・・・エンジン
２・・・気筒
３・・・シリンダヘッド
４・・・吸気ポート
５・・・吸気管
６・・・吸気弁
７・・・排気ポート
８・・・排気管
９・・・排気弁
１０・・燃料噴射弁
１２・・燃料タンク
１３・・アルコール濃度センサ
１４・・点火プラグ
１５・・クランクシャフト
１８・・可変圧縮比機構
２１・・ＥＣＵ
２３・・ノッキングセンサ
２５・・スロットル弁
２６・・エアフローメータ
２７・・温度センサ
【図１】
2010038066.tif 000003
【図２】
2010038066.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010038066.tif 000006
【図５】
2010038066.tif 000007
【図６】
2010038066.tif 000008
【図７】
2010038066.tif 000009
【図８】
2010038066.tif 000010
【図９】
2010038066.tif 000011
【図１０】
2010038066.tif 000012
【図１１】
2010038066.tif 000013