(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガソリンをエンジンに供給するガソリン供給装置と、
前記ガソリンが燃焼した後のガスを浄化するための触媒と、
前記触媒を働かせるためのセンサと、
ＣＮＧを液化して前記エンジンに供給するＣＮＧ供給装置と、
前記ガソリン供給装置を用いて前記エンジンを運転するガソリン運転と、前記ＣＮＧ供給装置を用いて前記エンジンを運転するＣＮＧ運転とを切換える運転切換手段と、
前記ガソリン運転時に、前記センサ自体の診断、前記センサの出力を使った前記触媒の診断、及び前記センサの出力を使った排気後処理システムの診断のうち少なくとも一つの診断を行う診断手段と、
前記ＣＮＧ運転時には前記診断手段の作動を停止する作動停止手段と、
を備えるバイフューエルの診断装置。
【請求項２】
請求項１に記載のバイフューエルの診断装置であって、
前記ＣＮＧ運転時に前記エンジンを動かすために必要な部品の診断を行う診断手段を、
さらに備えるバイフューエルの診断装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のバイフューエルの診断装置であって、
前記触媒は三元触媒であり、
前記センサは前記触媒の上流の空燃比センサ及び前記触媒の下流のＯ2センサであり、
前記センサの出力を使った排気後処理システムの診断を行う前記診断手段は、
前記空燃比センサ及び前記Ｏ2センサの出力に基づいて排気の空燃比が理論空燃比と一致するように空燃比フィードバック補正係数を算出する空燃比フィードバック補正係数算出手段と、
前記空燃比フィードバック補正係数に基づいて空燃比学習値を算出する空燃比学習値算出手段と、
前記空燃比学習値が予め定めた許容値上限と予め定めた許容値下限との間に入っているか否かにより、前記排気後処理システムの診断を行う手段と、
を備えるバイフューエルの診断装置。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか一つに記載のバイフューエルの診断装置であって、
前記センサ自体の診断を行う前記診断手段は、診断パラメータが許容値上限を超えたタイミングでまたは許容値下限を下回ったタイミングで時間の計測を開始し、その時間計測値が閾値以上となったときに、前記センサに故障または劣化が生じたと診断する診断手段であり、
前記ガソリン運転時に時間の計測を開始した後に前記ＣＮＧ運転時となったときには前記時間計測値をゼロにリセットする時間計測値リセット手段と、
前記時間計測値リセット手段が前記時間計測値をリセットした後に、前記ガソリン運転時となり、かつ前記診断パラメータが許容値上限を超えたタイミングまたは許容値下限を下回ったタイミングで時間の計測を再び開始する時間計測手段と、
を備えるバイフューエルの診断装置。
【請求項５】
請求項１から３までのいずれか一つに記載のバイフューエルの診断装置であって、
前記センサはＯ2センサであり、
前記センサ自体の診断を行う前記診断手段は、燃料カットを開始したタイミングで時間の計測を開始し、前記Ｏ2センサの出力がゼロになるまでの時間計測値が閾値以上となったときに、前記Ｏ2センサに劣化が生じたと診断する診断手段であり、
前記燃料カット時に時間の計測を開始した後に前記ＣＮＧ運転時となったときには前記時間計測値をゼロにリセットする時間計測値リセット手段と、
前記時間計測値リセット手段が前記時間計測値をリセットした後に、前記ガソリン運転時となり、かつ前記燃料カットを開始したタイミングで時間の計測を再び開始する時間計測手段と、
を備えるバイフューエルの診断装置。
【請求項６】
ガソリンをエンジンに供給するガソリン供給装置を用いて前記エンジンを運転するガソリン運転と、ＣＮＧを液化して前記エンジンに供給するＣＮＧ供給装置を用いて前記エンジンを運転するＣＮＧ運転とを切換え、
前記ガソリン運転時に、前記ガソリンが燃焼した後のガスを浄化するための触媒を働かせるためのセンサ自体の診断、前記センサの出力を使った前記触媒の診断、及び前記センサの出力を使った排気後処理システムの診断のうち少なくとも一つの診断を行い、
前記ＣＮＧ運転時には前記ガソリン運転時に行う前記診断を停止する、
バイフューエルの診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はバイフューエルの診断装置及びバイフューエルの診断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＪＰ７−１１９５５４Ａに開示されているように、排気通路に設けられた空燃比センサの故障診断を行うバイフューエルの診断装置が知られている。
【発明の概要】
【０００３】
ところで、ガソリン供給装置を用いるガソリンエンジンでは、エンジンを動かすために必要な部品の診断を行うほか、触媒を働かせるためのセンサ自体の診断及びセンサ出力を使って行う触媒の診断を行っている。こうしたガソリンエンジンにＣＮＧ供給装置を付加してバイフューエルを構成する場合に、ＣＮＧ供給装置を用いてエンジンを運転するＣＮＧ運転時には、上記センサが誤った出力をすることを本発明者が新たに見い出した。このため、ＣＮＧ運転時にもガソリン運転時に行っている上記センサ自体の診断、センサ出力を使った触媒の診断、及びセンサ出力を使った排気後処理システムの診断を継続したのでは、誤った出力により各診断の信頼性が低下する恐れがある。
【０００４】
そこで本発明は、センサ自体の診断、センサの出力を使った触媒の診断、及びセンサの出力を使った排気後処理システムの診断の各信頼性が低下しないようにし得るバイフューエルの診断装置及びバイフューエルの診断方法を提供することを目的とする。
【０００５】
本発明のある態様のバイフューエルの診断装置は、ガソリンをエンジンに供給するガソリン供給装置と、前記ガソリンが燃焼した後のガスを浄化するための触媒と、前記触媒を働かせるためのセンサと、ＣＮＧを液化して前記エンジンに供給するＣＮＧ供給装置と、前記ガソリン供給装置を用いて前記エンジンを運転するガソリン運転と、前記ＣＮＧ供給装置を用いて前記エンジンを運転するＣＮＧ運転とを切換える運転切換手段と、前記ガソリン運転時に、前記センサ自体の診断、前記センサの出力を使った前記触媒の診断、及び前記センサの出力を使った排気後処理システムの診断のうち少なくとも一つの診断を行う診断手段と、前記ＣＮＧ運転時には前記診断手段の作動を停止する作動停止手段と、を備える。
【０００６】
本発明の別の態様であるバイフューエルの診断方法は、ガソリンをエンジンに供給するガソリン供給装置を用いて前記エンジンを運転するガソリン運転と、ＣＮＧを液化して前記エンジンに供給するＣＮＧ供給装置を用いて前記エンジンを運転するＣＮＧ運転とを切換え、前記ガソリン運転時に、前記ガソリンが燃焼した後のガスを浄化するための触媒を働かせるためのセンサ自体の診断、前記センサの出力を使った前記触媒の診断、及び前記センサの出力を使った排気後処理システムの診断のうち少なくとも一つの診断を行い、前記ＣＮＧ運転時には前記ガソリン運転時に行う前記診断を停止する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は第１実施形態のバイフューエルの概略構成図である。
【図２】図２はガソリン運転時のＯ2センサの診断を説明するためのタイミングチャートである。
【図３】図３はガソリン運転時の三元触媒の診断を説明するためのタイミングチャートである。
【図４】図４は燃料セレクトスイッチが押されている冷間始動時からのＣＮＧ運転フラグ、第２診断許可フラグ、第２診断フラグ、空燃比学習値の各変化を示すタイミングチャートである。
【図５】図５はＣＮＧ運転フラグ、第１診断許可フラグ、第２診断許可フラグの設定を説明するためのフローチャートである。
【図６】図６は第２実施形態の空燃比センサの診断を説明するためのタイミングチャートである。
【図７】図７は第２実施形態の第２診断フラグの設定を説明するためのタイミングチャートである。
【図８】図８は第３実施形態のＯ2センサの診断を説明するためのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【０００９】
（第１実施形態）
図１は第１実施形態のバイフューエル１の概略構成図である。バイフューエル１は、ガソリンエンジンであるエンジン２にＣＮＧ供給装置３１を付加することによって構成されている。バイフューエルの用語は、一般的には２種類の燃料を切換えて運転する単一のエンジンを意味する。各実施形態では、ガソリンとＣＮＧの２種類の燃料に特に限定して、つまりガソリンとＣＮＧを切換えて運転する単一のエンジンのことを「バイフューエル１」（Ｂi−Ｆuel）と定義する。
【００１０】
バイフューエル１では、ガソリン用のエンジンコントロールユニットとは別に、ＣＮＧ用にもコントロールユニットが必要となる。２つのコントロールユニットを区別するため、以下では、ガソリン用のエンジンコントロールユニットを「ガソリンコントロールユニット１１」、ＣＮＧ用のコントロールユニットを「ＣＮＧコントロールユニット５１」という。
【００１１】
電子制御スロットル弁であるスロットル弁１７は、エンジン２の吸気通路３に設けられる。スロットル弁１７の開度は、スロットルモータ１８によって制御される。スロットル弁１７の開度はスロットルセンサ（図示しない）により検出され、ガソリンコントロールユニット１１に入力される。スロットル弁１７によって流量の調整された空気は燃焼室６に流入する。
【００１２】
燃料噴射弁４は、吸気通路３の各吸気ポートに設けられる。燃料としてのガソリンは、燃料噴射弁４から間欠的に噴射供給される。燃焼室６に流入した空気はガソリンと混合して混合気を形成する。なお、燃料噴射弁４は燃焼室６に臨ませて設けられてもよい。ガソリンをエンジン２に供給するガソリン供給装置は、図示しないガソリンタンク、ガソリンタンクからのガソリンを圧送するポンプ、燃料噴射弁４などから主に構成される。各実施形態では、燃料噴射弁４がガソリン供給装置を代表する。
【００１３】
燃焼室６内の混合気は、燃焼室６の天井に設けた点火装置５により火花点火を行うことで燃焼する。この燃焼によって発生するガスの圧力はピストン７を押し下げる。ピストン７の上下運動はクランクシャフト８の回転運動に変換され、クランクシャフト８から動力が取り出される。
【００１４】
ガソリンコントロールユニット１１には、アクセルセンサ１２からのアクセル開度（アクセルペダルの踏込量）の信号、クランク角センサ１３からのクランク角の信号、エアフローメータ１４からの吸入空気量Ｑａの信号が入力される。クランク角センサ１３の信号からはエンジン２の回転速度Ｎｅが算出される。ガソリンコントロールユニット１１は、これらの信号に基づいて目標吸入空気量及び目標燃料噴射量を算出する。そして、目標吸入空気量及び目標燃料噴射量が得られるようにスロットルモータ１８及び燃料噴射弁４に指令を出す。
【００１５】
動力を取り出した後のガスは排気通路９に排出される。排気（排出ガス）には、有害三成分（ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ）が含まれる。このため、排気通路９には、ガソリンが燃焼した後のガスを浄化するための触媒１０が設けられる。触媒１０は具体的には、これら有害三成分を浄化する三元触媒である。触媒１０の上流には空燃比に応じて出力がリニアに変化する空燃比センサであるセンサ１５が、触媒１０の下流には理論空燃比を境に出力値が２値的に変化するＯ2センサであるセンサ１６が、触媒１０を働かせるためのセンサとして設けられる。
【００１６】
触媒１０は、ガソリンを燃料としてエンジン２を運転するとき（以下「ガソリン運転時」という。）に、排気の空燃比が燃料であるガソリンの理論空燃比を中心とする所定の範囲内で振れる場合に、有害三成分を同時に効率よく無害化する。理論空燃比を中心とする所定の範囲はウインドウと呼ばれる。このため、ガソリンコントロールユニット１１は、排気の空燃比がウインドウに収まるように、空燃比のフィードバック制御を行う。具体的には、ガソリン運転時にガソリンの理論空燃比の混合気が得られるように、エアフローメータ１４により検出される吸入空気量Ｑａと、クランク角センサ１３により検出されるエンジン回転速度Ｎｅに基づいて基本噴射パルス幅Ｔｐ１［ｍｓ］を算出する。これを式で表すと、次式である。
【００１７】
Ｔｐ１＝Ｋ１×Ｑａ／Ｎｅ                                …（１）
ただし、Ｋ１：定数
排気の空燃比がウインドウに収まるとき、触媒１０のＯ2ストレージ量は０％でもなく１００％でもない所定値に維持される。ガソリンコントロールユニット１１は、センサ１５、１６の出力に基づいて触媒１０のＯ2ストレージ量［％］を算出し、この算出したＯ2ストレージ量が目標値（例えば５０％）と一致するように空燃比フィードバック補正係数α［無名数］を算出する。そして、この空燃比フィードバック補正係数αを基本噴射パルス幅Ｔｐ１に乗算することによって燃料噴射パルス幅Ｔｉ１［ｍｓ］を算出し、所定の燃料噴射タイミングでこのＴｉ１の期間だけガソリン燃料用の燃料噴射弁４を開く。
【００１８】
シーケンシャル噴射時にガソリン用の燃料噴射弁４で行う噴射の燃料噴射パルス幅Ｔｉ１を数式で表すと、次式になる。
【００１９】
Ｔｉ１＝Ｔｐ１×（α＋αｍ−１）×２＋Ｔｓ              …（２）
ただし、Ｔｐ１：ガソリン運転時の基本噴射パルス幅、
α：空燃比フィードバック補正係数、
αｍ：空燃比学習値［無名数］、
Ｔｓ：無効噴射パルス幅［ｍｓ］、
上記（２）式の空燃比学習値αｍは空燃比フィードバック補正係数αに基づいて算出される空燃比学習値である。（２）式の無効噴射パルス幅Ｔｓは、バッテリ電圧に応じた燃料噴射弁４の応答遅れを補償するための噴射パルス幅である。
【００２０】
なお、空燃比フィードバック制御はこの場合に限られない。例えば、触媒１０の上流、下流とも理論空燃比を境に出力値が２値的に変化するＯ2センサを設け、これら２つのＯ2センサの出力に基づいて排気の空燃比がウインドウに収まるように空燃比フィードバック補正係数α［無名数］を算出してもよい。
【００２１】
エンジン２の新品時にガソリンの理論空燃比の混合気が得られるようにしても、燃料噴射弁４やエアフローメータ１４に生じる経時劣化のため燃料噴射弁４やエアフローメータ１４の流量特性が変化した場合には、ガソリンの理論空燃比の混合気が得られなくなる。このため、ガソリンコントロールユニット１１は、燃料噴射弁４やエアフローメータ１４などエンジン２を動かすのに必要な部品（以下「機能システム部品」という。）に故障が生じていないか否かを定期的に診断する。
【００２２】
上記のように空燃比のフィードバック制御を行うとしても、センサ１５、１６が故障したり劣化したりした場合には、排気の空燃比をウインドウに収めることができず、有害三成分を効率よく浄化できなくなる。同様に、触媒１０に劣化が生じＯ2ストレージ量が新品時より減少した場合にも、有害三成分を効率よく浄化できなくなる。このため、ガソリンコントロールユニット１１は、センサ１５、１６に劣化が生じていないか否か、触媒１０に劣化が生じていないか否かを定期的に診断する。
【００２３】
ここで、ガソリン運転時のセンサ１６の公知の診断について図２を参照して簡単に説明する。図２はガソリン運転時における燃料カット時に回転速度Ｎｅ、燃料噴射パルス幅Ｔｉ１、センサ１６の出力であるＯ2センサ出力等がどのように変化するのかをモデルで示す。運転者がアクセルペダルから脚を離したとき、回転速度Ｎｅが燃料カット回転速度Ｎｆｃを超えている場合には、回転速度Ｎｅが低下して燃料カット回転速度Ｎｆｃを横切る「ｔ１」のタイミングで燃料カットを開始する。その後、例えば運転者がアクセルペダル、ブレーキペダルから脚を離した状態で回転速度Ｎｅが低下し、ｔ２のタイミングで燃料カットリカバー回転速度Ｎｒｃｖまで低下したとき、燃料カットを解除してガソリンの供給を再開する。
【００２４】
この場合に、センサ１６が正常であれば、図２第３段目に実線で示したように、Ｏ2センサ出力は「ｔ１」のタイミングから応答良く低下してゼロ［Ｖ］になり、「ｔ２」のタイミングから応答良く上昇して燃料カット前の値に戻る。一方、センサ１６が劣化してくると、図２第３段目に破線で示したように応答性が低下する。すなわち、センサ１６に劣化が生じているときには、Ｏ2センサ出力は「ｔ１」のタイミングからゆっくりした応答でゼロ［Ｖ］になり、「ｔ２」のタイミングより少し遅れた「ｔ３」のタイミングからゆっくりした応答で燃料カット前の値に戻る。
【００２５】
このため、燃料カット開始タイミングの「ｔ１」からＯ2センサ出力がゼロに落ち着くまでの時間を計測し、計測した時間と予め定めてある閾値Ａ１とを比較することにより、センサ１６に劣化が生じているか否かを診断することができる。例えば、センサ１６の新品時に燃料カット開始タイミングの「ｔ１」からＯ2センサ出力がゼロに落ち着くまでの時間が「Δｔ１」、センサ１６の劣化時に燃料カット開始タイミングの「ｔ１」からＯ2センサ出力がゼロに落ち着くまでの時間が「Δｔ２」であったとする。このとき、閾値Ａ１を「Δｔ１」と「Δｔ２」の間に設けておけば、センサ１６の新品時には「Δｔ１＜Ａ１」となりセンサ１６に劣化は生じていないと診断することができる。また、センサ１６の劣化時には「Δｔ２＞Ａ１」となりセンサ１６に劣化が生じていると診断することができる。
【００２６】
ガソリン運転時のセンサ１５の診断についても公知の診断方法で行われてよい。このため、ここではその説明を省略する。
【００２７】
次に、ガソリン運転時のセンサ１５、１６の出力を使った触媒１０の公知の診断について、図３を参照して簡単に説明する。図３は回転速度Ｎｅが一定のときに、触媒１０の上流の空燃比である触媒上流空燃比、センサ１６の出力である触媒下流Ｏ2センサ出力、Ｏ2ストレージ量がどのように変化するのかをモデルで示す。
【００２８】
触媒１０が劣化していないときには、触媒下流Ｏ2センサ出力は、図３第３段目に実線で示したように、小さな振幅で変化する。触媒１０が劣化したときにはＯ2ストレージ能力が低下する。このためこのときには、触媒下流Ｏ2センサ出力は、図３第３段目に破線で示したように、大きな振幅で変化する。
【００２９】
触媒１０が劣化していないときには、Ｏ2ストレージ量は図３最下段に実線で示したように小さな振幅で変化する。結果Ｏ2ストレージ量は、目標値を中心にして設けた許容値上限Ｈ１と許容値下限Ｌ１との所定の範囲内に収まる。目標値は例えば５０％である。触媒１０が劣化したときには、図３最下段に破線で示したように、Ｏ2ストレージ量が、Ｏ2ストレージ能力の低下で例えば許容値下限Ｌ１を下回ってしまうこととなる。
【００３０】
このため、Ｏ2ストレージ量が目標値を中心にして設けた許容値上限Ｈ１と許容値下限Ｌ１との間の範囲内に収まっているときには、触媒１０に劣化が生じていないと診断することができる。また、Ｏ2ストレージ量が当該範囲から外れたときには、触媒１０に劣化が生じていると診断することができる。
【００３１】
以下では、ガソリン運転時に行う機能システム部品の診断を「第１診断」とする。そして、同じくガソリン運転時に行うセンサ１５、１６自体の診断及びセンサ１５、１６の出力を使った触媒１０の診断を「第２診断」として「第１診断」と区別する。
【００３２】
エンジン２が可変動弁機構を備えるときに、この可変動弁機構について行う診断は第１診断に含まれる。また、ガソリンコントロールユニット１１は、燃焼室内で失火が生じているか否かの診断も行う。そして、この失火診断も第１診断に含まれる。空燃比学習値αｍに基づいて行う排気後処理システムの診断は第２診断である。排気後処理システムの診断については後述する。要は、排気後処理に関係する部品やシステムの診断は第２診断である。従って、ガソリンコントロールユニット１１が行う診断のうち、第２診断を除いた残りの診断が第１診断である。
【００３３】
ところで、ガソリンに限らず圧縮天然ガス（ＣＮＧ：Ｃompressed  Ｎatural  Ｇas）が市販されているタイのような国では、ガソリン、ＣＮＧの２つの燃料ともエンジンの燃料として使用したいとする要求がある。このような事情に鑑み、バイフューエル１を実現するには、図１に示すＣＮＧ供給装置３１をオプションとして用意し、エンジン２に付加することができる。
【００３４】
ＣＮＧ供給装置３１は、ＣＮＧを液化してエンジン２に供給する。ＣＮＧ供給装置３１は、主にＣＮＧシリンダ３２、フィリングバルブ３４、レギュレータ３６、フィルタ３８、燃料噴射弁３９、燃料選択スイッチ４１、ＣＮＧコントロールユニット５１で構成される。
【００３５】
ＣＮＧシリンダ３２には、ＣＮＧがフィリングバルブ３４から高圧パイプ３３を介して補給（充填）される。ＣＮＧシリンダ３２からの天然ガスは、高圧パイプ３３、３５を介してレギュレータ３６に供給され、レギュレータ３６で液化される。この天然ガスの液化には、エンジン２の冷却水を用いる。このため、レギュレータ３６は２つの通路３６ａ、３６ｂを備える。レギュレータ３６は、一方の通路３６ａにＣＮＧを、他方の通路３６ｂにエンジン２の冷却水を流すことで熱交換を行う。レギュレータ３６は、エンジン２の冷却水でＣＮＧから熱を奪うことによってＣＮＧを冷却し、液化した天然ガスとする。
【００３６】
レギュレータ３６で液化された天然ガスは、燃料供給パイプ３７、フィルタ３８を介して液化天然ガス用の燃料噴射弁３９に供給される。燃料噴射弁３９の構成は、ガソリン用の燃料噴射弁４と同様である。すなわち、燃料噴射弁３９は、ＣＮＧコントロールユニット５１からの指示により、液化した天然ガスを燃料供給パイプ４０を介して吸気通路３に間欠的に供給する。
【００３７】
なお、ＣＮＧ供給装置３１は、ＣＮＧ運転システムの故障時にＣＮＧコントロールユニット５１からの指令を受けてＣＮＧの供給を止めるカットオフソレノイド４２、４３を高圧パイプ３３、３５に備える。
【００３８】
燃料選択スイッチ４１は運転席に設けられる。燃料選択スイッチ４１は、ＣＮＧを燃料としてエンジン２を運転することを運転者が要求するときに押すスイッチである。燃料選択スイッチ４１からの信号はＣＮＧコントロールユニット５１に入力される。燃料選択スイッチ４１にはＣＮＧシリンダ３２に貯留するＣＮＧの残量を運転者に知らせる燃料メータが付属する。
【００３９】
ＣＮＧコントロールユニット５１には、通路３６ｂを流れるエンジン冷却水の水温を測定する水温センサ４４からの信号と、吸気通路３の圧力を検出する吸気通路圧力センサ４５からの信号とが入力される。ＣＮＧコントロールユニット５１は、燃料選択スイッチ４１が押されている場合に冷却水温がエンジン２の暖機完了温度に到達したとき、ＣＮＧを燃料としてエンジン２を運転する。
【００４０】
ＣＮＧを燃料としてエンジン２を運転するとき（以下「ＣＮＧ運転時」という。）には、ガソリンの供給を停止する必要がある。このため、バイフューエル１では、ガソリンコントロールユニット１１からガソリン用の燃料噴射弁４に連絡する信号線２１が、ＣＮＧコントロールユニット５１経由となるように構成される。同様に、ガソリンコントロールユニット１１から点火装置５に連絡する信号線２２が、ＣＮＧコントロールユニット５１経由となるように構成される。このため、信号線２１、２２は、ＣＮＧコントロールユニット５１で分断される。ＣＮＧコントロールユニット５１は、ＣＮＧ運転時に信号線２１、２２を遮断してガソリンの供給とガソリン運転時の点火信号を停止する。そして、点火装置５には改めて、ＣＮＧコントロールユニット５１から信号線２２を介してＣＮＧ運転時の点火信号を出力する。
【００４１】
液化天然ガスの燃焼方式はガソリンと同じで圧縮火花点火式である。このため、ＣＮＧ運転時も燃料噴射パルス幅と点火時期をエンジン２の運転条件に応じて制御する。ただし、燃料噴射パルス幅と点火時期はガソリン運転時と相違する。すなわち、ＣＮＧ運転時には、ＣＮＧコントロールユニット５１が、液化天然ガスの理論空燃比の混合気が得られるように基本噴射パルス幅Ｔｐ２［ｍｓ］を算出する。ただし、ＣＮＧ運転時には、ＣＮＧコントロールユニット５１は、エアフローメータ１４の信号を用いることができない。このため、ＣＮＧコントロールユニット５１は、吸気通路３の圧力を検出する吸気通路圧力センサ４５の信号を用いる。すなわち、ＣＮＧコントロールユニット５１は、この吸気通路圧力センサ４５により検出される吸気通路圧力に基づいてＣＮＧ運転時の基本噴射パルス幅Ｔｐ２［ｍｓ］を算出する。
【００４２】
例えば、吸気通路圧力が大気圧に近いときにはスロットル弁１７の開度が大きい。そして、スロットル弁１７の開度は高負荷側で大きい。吸気通路圧力が大気圧より小さくなっているときにはスロットル弁１７の開度が小さい。そして、スロットル弁１７の開度は低負荷側で小さい。つまり、吸気通路圧力は負荷相当のパラメータである。このため、吸気通路圧力が大気圧に近いときには、吸気通路圧力が大気圧より小さいときより、基本噴射パルス幅Ｔｐ２が大きくなる。結果、高負荷側のときには、低負荷側のときより、基本噴射パルス幅Ｔｐ２が大きくなる。
【００４３】
上記（１）式の基本噴射パルス幅Ｔｐ１に基本噴射パルス幅Ｔｐ２を当てはめて、基本噴射パルス幅Ｔｐ２の算出を考えた場合、吸気通路圧力が上記（１）式の吸入空気量Ｑａに相当する。従って、ＣＮＧ運転時の基本噴射パルス幅Ｔｐ２を次式により算出してもかまわない。
【００４４】
Ｔｐ２＝Ｋ２×吸気通路圧力／Ｎｅ                        …（３）
ただし、Ｋ２：定数、
（３）式のエンジン回転速度Ｎｅは、例えば２つのコントロールユニット１１、５１をＣＡＮ５２で接続し、データをガソリンコントロールユニット１１から受信すればよい。ＣＮＧコントロールユニット５１は、（３）式のＴｐ２から燃料噴射パルス幅Ｔｉ２［ｍｓ］を算出し、所定の燃料噴射タイミングで燃料噴射パルス幅Ｔｉ２の期間だけ天然ガス用の燃料噴射弁３９を開く。
【００４５】
ここで、ガソリンの理論空燃比は、ガソリンを構成する炭化水素のうちの代表分子がＣ8Ｈ18のとき１４．９である。そして、天然ガスの理論空燃比は、炭化水素の代表分子がＣＨ4のとき１７．２である。したがって、天然ガスの理論空燃比のほうがガソリンの理論空燃比よりリーン側にある。このため、同じ吸入空気量に対し、ＣＮＧ運転時の基本噴射パルス幅Ｔｐ２はガソリン運転時の基本噴射パルス幅Ｔｐ１より小さくて良いことになる。
【００４６】
シーケンシャル噴射時に天然ガス用の燃料噴射弁３９で行う噴射の燃料噴射パルス幅Ｔｉ２を数式で表すと次式になる。
【００４７】
Ｔｉ２＝Ｔｐ２×２＋Ｔｓ                                …（４）
ただし、Ｔｐ２：ＣＮＧ運転時の基本噴射パルス幅、
Ｔｓ：無効噴射パルス幅［ｍｓ］、
触媒１０は、ＣＮＧ運転時には排気の空燃比が、燃料である液化天然ガスの理論空燃比を中心とする所定の範囲内（ウインドウ）で振れるとき、有害三成分を同時に効率よく無害化する。
【００４８】
ただし、ＣＮＧ運転時には、後述するようにセンサ１５、１６が誤った出力をする。そして、センサ１５、１６の誤った出力に基づいて空燃比フィードバック制御を行った場合、排気の空燃比が液化天然ガスの理論空燃比から大きく外れ、排気エミッションが悪化する可能性がある。このため、ＣＮＧコントロールユニット５１は、排気エミッションの悪化を回避するために、ＣＮＧ運転時には空燃比フィードバック制御を行わない。
【００４９】
ＣＮＧコントロールユニット５１は、ＣＮＧ運転時には、点火時期をガソリン運転時より基本的に遅角する。これは、燃焼状態の相違に伴いＣＮＧ運転時のほうがガソリン運転時よりノックが生じ易い傾向があるためである。このため、ＣＮＧコントロールユニット５１は、ＣＮＧ運転時には、ガソリン運転時よりもノックが生じ易い分、点火時期を遅角してノックが生じないようにする。
【００５０】
さて、発明者は、ＣＮＧ運転時にもセンサ１５、１６の各診断、センサ１５、１６の出力を使った触媒１０の診断及びセンサ出力を使った排気後処理システムの診断を行うと、信頼性の低い診断が行われてしまうおそれがあることを初めて見い出した。この理由を検討したところ、次のようなものであることが判明した。
【００５１】
すなわち、センサ１５、１６は、そもそもガソリンが燃焼する場合を対象として開発されている。具体的には、センサ１５、１６では、ガソリンの燃焼によって生じる特定のガス成分にセンサ素子部が反応する。そして、そのセンサ素子部の反応に依存してセンサ１５、１６の各出力が定まる。ところが、液化天然ガスの燃焼によって生じるガス成分にはガソリンの燃焼によって生じるガス成分と同じものもあれば、異なるものもある。そして、ＣＮＧ運転時には、ガソリン燃焼時とは異なるガス成分が、上記特定のガス成分としてセンサ素子部で反応してしまうと考えられる。結果、センサ１５、１６の各出力が、ガソリン運転時の出力と異なった出力になると考えられる。
【００５２】
ここで、「空燃比センサの出力がガソリン運転時の出力と異なった出力となる」とは、ガソリン燃焼時に空燃比センサ出力が例えば理論空燃比相当の出力であったのに、液化天然ガス燃焼時には空燃比センサ出力が理論空燃比相当を外れてリッチ側やリーン側の出力になることをいう。また、「Ｏ2センサの出力がガソリン運転時の出力と異なった出力となる」とは、ガソリン燃焼時にＯ2センサの出力が例えば所定の電圧であったのに、液化天然ガス燃焼時にはＯ2センサの出力がこの所定の電圧より高くなったり、所定の電圧より低くなったりすることをいう。
【００５３】
なお、センサ１５、１６の各出力は、ＣＮＧ運転よりガソリン運転への切換後には、正常に戻る。このため、ＣＮＧ運転時にだけセンサ１５、１６が誤った出力をすること自体は、センサ１５、１６の故障や劣化ではない。
【００５４】
このように、ＣＮＧ運転時にはセンサ１５、１６が誤った出力をする。このため、ＣＮＧ運転時にもセンサ１５、１６の各診断を行ったり、センサ出力を使った触媒１０や排気後処理システムの診断を行ったりすると、各診断の精度が低下する。
【００５５】
これについて、図４を参照してさらに説明する。図４は燃料選択スイッチ４１が押されている冷間時に「ｔ２１」のタイミングでエンジン２を始動したときに、ＣＮＧ運転フラグ、第２診断許可フラグ、第２診断フラグＦ１、空燃比学習値αｍがどのように変化するのかをモデルで示す。図４では比較例１の場合を破線で、本実施形態の場合を実線で示す。比較例１は、本実施形態の前提となる装置であり、ＣＮＧ運転時にセンサ１５、１６の出力を使った排気後処理システムの診断を行う。
【００５６】
ＣＮＧ運転フラグは、ＣＮＧ運転フラグが「１」のときＣＮＧ運転を、ＣＮＧ運転フラグが「０」のときガソリン運転を指示するフラグである。第２診断許可フラグは、第２診断許可フラグが「１」のとき第２診断を許可することを、第２診断許可フラグが「０」のとき第２診断を許可しないことを示すフラグである。第２診断フラグＦ１は、「１」のとき排気後処理システムに故障が生じていることを、「０」のとき排気後処理システムに故障が生じていないことを示すフラグである。ここでは、センサ１５、１６がガソリン燃焼用に開発されているものであるとし、かつセンサ１５、１６に故障や劣化は一切生じていないものとする。機能システム部品であるエアフローメータ１４や燃料噴射弁４にも故障や劣化は一切生じていないものとする。
【００５７】
比較例１、本実施形態とも、冷却水温Ｔｗがエンジン暖機完了温度に到達する「ｔ２３」のタイミングまでは、ＣＮＧ運転フラグが「０」になる。「ｔ２３」のタイミングまでは、ＣＮＧ運転フラグが「０」であることからわかるように、燃料選択スイッチ４１が押されていてもガソリンを燃料として用いる。これは、燃焼がもともと不安定な冷間始動時には、ガソリンを燃料として用いるほうが天然ガスを燃料として用いる場合より燃焼が安定するためである。
【００５８】
センサ１５は、エンジン２の始動開始時から所定時間が経過した「ｔ２２」のタイミングで活性化し、空燃比フィードバック制御が開始される。
【００５９】
診断パラメータとしての空燃比学習値αｍは１．０を中心として変化する値である。空燃比学習値αｍには、許容値上限Ｈ２（例えば１．０５）と許容値下限Ｌ２（例えば０．９５）が設けられる。許容値上限Ｈ２と許容値下限Ｌ２とは、空燃比学習値αｍの変化の許容範囲を定める。ここでは、上記各部品１５、１６、１４及び３に故障や劣化は一切生じていない。このため、空燃比学習値αｍは「ｔ２２」のタイミングで許容値上限Ｈ２と許容値下限Ｌ２の間の所定範囲内に収まっている。結果、第２診断フラグが「０」となる。すなわち、センサ１５、１６及び触媒１０を含む排気後処理システムに故障はないと診断される。
【００６０】
冷却水温Ｔｗがエンジン２の暖機完了温度に到達するｔ２３のタイミングから、ＣＮＧ運転フラグは「１」となる。したがって、ＣＮＧコントロールユニット５１は、ｔ２３のタイミングから、燃料をガソリンからＣＮＧに切換えＣＮＧ運転を行う。
【００６１】
このとき、比較例１では、ガソリンコントロールユニット１１がＣＮＧ運転時にもセンサ１５、１６に基づき空燃比学習値αｍを継続して算出し、算出した空燃比学習値αｍに基づいて、排気後処理システムの診断を行う。そしてこの場合に、センサ１５、１６の出力に基づいて算出される空燃比学習値αｍが、ｔ２３のタイミングにおける値より徐々に小さくなる。これは、次の理由による。
【００６２】
すなわち、この場合には、ＣＮＧ運転時に排気の空燃比がガソリンの理論空燃比よりリッチ側になっているとの誤った出力をセンサ１５、１６が行う。このため、排気の空燃比をリーン側に戻そうとして空燃比フィードバック補正係数αが１．０より小さくなる。そして、このフィードバック補正係数αに基づいて空燃比学習値αｍが算出される結果、空燃比学習値αｍが１．０より小さくなる。空燃比学習値αｍは、このように算出されることで、ｔ２３のタイミングにおける値より徐々に小さくなる。
【００６３】
図４に「ＩＳ」で示す「ｔ２４」から「ｔ２５」までの期間と「ｔ２６」から「ｔ２７」までの期間とは、アイドルストップ及びアイドルストップを解除に伴うエンジン２の始動が行われた期間である。この期間におけるエンジン２の始動は、ＣＮＧ運転フラグが「０」であることからわかるように、ＣＮＧ運転ではなくガソリン運転で行われる。これは、アイドルストップの解除に伴いエンジン２を始動するときにも、ガソリン運転のほうがＣＮＧ運転よりも燃焼が安定するためである。この期間では、アイドルストップ許可直前の空燃比学習値αｍの値が保持される。
【００６４】
比較例１では、空燃比学習値αｍが、センサ１５、１６の誤った出力に起因して「ｔ２８」のタイミングで許容値下限Ｌ２を下回る。結果、第２診断フラグが「１」であることからわかるように、ガソリンコントロールユニット１１は、排気後処理システムに故障があると誤診断してしまう。これは、比較例１では、ガソリンコントロールユニット１１が、ＣＮＧが使用されていることを認識できないためである。このため、比較例１では、ガソリンコントロールユニット１１が、ＣＮＧ運転時にもガソリンが使用されていると判断する。そして、空燃比学習値αｍが許容値下限Ｌ２を横切って小さくなったことから、排気後処理システムに故障があると誤診断する。
【００６５】
しかしながら、誤診断が生じたのは、燃料の相違でセンサ１５、１６が誤った出力をしたためであり、実際には排気後処理システムに故障は生じていない。従って、燃料の相違でセンサ１５、１６が誤った出力をするときに排気後処理システムに故障が生じているか否かを診断するのは妥当でない。
【００６６】
そこで、本実施形態では、ＣＮＧ運転中になると、ガソリンコントロールユニット１１が、センサ１５、１６自体の診断及びセンサ１５、１６の出力を使った触媒１０の診断である第２診断を停止する。すなわち、ガソリンコントロールユニット１１は、ガソリン運転時に第１診断と第２診断を共に行うが、ＣＮＧ運転時には誤ったセンサ出力の影響を受ける第２診断を停止する。このため、コントロールユニット１１、５１は次のように構成される。すなわち、図１に示すように、コントロールユニット１１、５１はＣＡＮ５２で接続される。ＣＮＧコントロールユニット５１は、ＣＡＮ５２を介してＣＮＧ運転中であることをガソリンコントロールユニット１１に送信するガソリンコントロールユニット１１は、ＣＮＧコントロールユニット５１からＣＮＧ運転中であることを受信したら第２診断を停止する。
【００６７】
これを図４を参照して再び説明する。本実施形態では、「ｔ２３」から「ｔ２４」までの期間、「ｔ２５」から「ｔ２６」までの期間、及び「ｔ２７」以降の期間はＣＮＧ運転中であることが、ＣＮＧコントロールユニット５１からガソリンコントロールユニット１１にＣＡＮ５２を介して伝えられる。これを受けてガソリンコントロールユニット１１は、「ｔ２３」から「ｔ２４」までの期間、「ｔ２５」から「ｔ２６」までの期間、及び「ｔ２７」以降の期間で空燃比学習値αｍの算出を停止し、空燃比学習値αｍの値をＣＮＧ運転の開始直前の値に保持する。このため、空燃比学習値αｍは、図４最下段に実線で示すように、「ｔ２３」以降の期間で比較例１のように小さくなることはない。結果、図４第５段目に実線で示すように、本実施形態では、比較例１と相違して、第２診断フラグＦ１が「０」のままとなり、排気後処理システムに故障があるとの誤診断が生じることはない。
【００６８】
次に、本実施形態で実行される制御を図５のフローチャートを用いて説明する。図５のフローチャートは、ＣＮＧ運転フラグ、第１診断許可フラグ、第２診断許可フラグを設定するための処理を示す。図５のフローチャートの処理は、一定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に実行される。図５のフローチャートに示した各処理のうちステップＳ１、Ｓ５の処理はＣＮＧコントロールユニット５１で行われ、残りの処理はガソリンコントロールユニット１１で行われる。
【００６９】
なお、ＣＮＧ運転フラグ及び第２診断許可フラグは前述の通りである。第１診断許可フラグは、「１」のとき第１診断を許可することを、「０」のとき第１診断を許可しないことを示すフラグである。
【００７０】
ステップＳ１では、エンジン２の暖機が完了しているか否かが判定される。この判定は、水温センサ４４により検出される冷却水温Ｔｗ［℃］と暖機完了温度［℃］との比較により行われる。ステップＳ１では具体的には、冷却水温Ｔｗが暖機完了温度未満のときエンジン２の暖機がまだ完了していないと判定することができる。また、冷却水温Ｔｗが暖機完了温度以上となったとき、エンジン２の暖機が完了したと判定することができる。エンジン２の暖機がまだ完了していないときにはステップＳ２に進む。
【００７１】
ステップＳ２では、ＣＮＧ運転フラグが「０」に設定される。ＣＮＧ運転フラグが「０」であるときにはガソリン運転が指示される。つまり、第１実施形態では、燃料選択スイッチ４１に関係なく冷間始動時にはまずガソリン運転を開始する。これは、エンジン２を始動するときには、ガソリン運転のほうがＣＮＧ運転よりも燃焼が安定するためである。
【００７２】
ステップＳ３では、第１診断許可フラグが「１」に設定される。第１診断許可フラグが「１」であるときには、機能システム部品の診断が実行される。
【００７３】
ステップＳ４では、第２診断許可フラグが「１」に設定される。第２診断許可フラグが「１」であるときには、センサ１５、１６自体の診断及びセンサ１５、１６出力を使った触媒１０の診断が実行される。
【００７４】
ステップＳ１でエンジンの暖機が完了したときにはステップＳ５に進む。ステップＳ５では、燃料選択スイッチ４１がＯＮであるか否かが判定される。燃料選択スイッチ４１が押されていないとき、すなわち燃料選択スイッチ４１がＯＦＦであるときには、ステップＳ２に進み、ステップＳ２、Ｓ３及びＳ４の処理を実行する。
【００７５】
ステップＳ５で燃料選択スイッチ４１が押されているとき、すなわち燃料選択スイッチ４１がＯＮであるときには、ステップＳ６に進む。ステップＳ６では、回転速度Ｎｅ［ｒｐｍ］がゼロ［ｒｐｍ］であるか否かを判定することにより、エンジン２が停止しているか否かが判定される。エンジン２の暖機完了後に回転速度Ｎｅがゼロになるのは、アイドルストップ時、エンジンストール時、及び運転者がイグニッションキーをＯＦＦにしたときである。回転速度ＮｅがゼロでないときにはステップＳ７に進む。
【００７６】
ステップＳ７では、ＣＮＧ運転フラグが「１」に設定される。ＣＮＧ運転フラグ＝１であるときには、ＣＮＧ運転が実行される。
【００７７】
ステップＳ８では、第１診断許可フラグが「１」に設定される。第１診断許可フラグが「１」であるときには、機能システム部品の診断が実行される。
【００７８】
ステップＳ９では、第２診断許可フラグが「０」に設定される。第２診断許可フラグが「０」であるときには、センサ１５、１６自体の診断及びセンサ１５、１６出力を使った触媒１０の診断は実行されない。これは、ＣＮＧ運転時には燃料の相違に伴ってセンサ１５、１６が誤った出力をすることから、この影響を受けて第２診断の精度が低下するのを防止するためである。
【００７９】
ステップＳ６で回転速度Ｎｅがゼロであるときには、ステップＳ１０に進む。ステップＳ１０では、回転速度Ｎｅが前回ゼロであったか否かが判定される。エンジン回転速度Ｎｅが今回ゼロであり、かつ前回ゼロでなかった、つまり回転速度Ｎｅが今回ゼロになったときにはステップＳ１１に進む。ステップＳ１１では、ＣＮＧ運転フラグが「０」に設定される。これは、アイドルストップ後などにエンジン２を始動するときには、ガソリン運転のほうがＣＮＧ運転よりも燃焼が安定するためである。
【００８０】
回転速度Ｎｅが今回ゼロであり、かつ前回ゼロであった、つまり回転速度Ｎｅが継続してゼロであるときには、そのまま今回の処理を終了する。
【００８１】
次に、本実施形態の作用効果を説明する。
【００８２】
本実施形態のバイフューエルの診断装置は、燃料噴射弁４と、触媒１０と、センサ１５、１６と、ＣＮＧ供給装置３１と、を備える。また、ガソリン運転とＣＮＧ運転とを切換えるガソリンコントロールユニット１１、燃料選択スイッチ４１及びＣＮＧコントロールユニット５１と、ガソリン運転時にセンサ１５、１６自体の診断、センサ１５、１６出力を使った触媒１０の診断、センサ１５、１６出力を使った排気後処理システムの診断の少なくとも一つの診断を行うガソリンコントロールユニット１１と、を備える。ガソリンコントロールユニット１１は、ＣＮＧ運転時にはガソリン運転時に行う診断を停止する。
【００８３】
本実施形態のバイフューエルの診断装置によれば、バイフューエル１であっても、センサ１５、１６自体の診断、センサ１５、１６出力を使った触媒１０の診断、及びセンサ１５、１６の出力を使った排気後処理システムの診断の各信頼性の低下を防止できる。
【００８４】
ＣＮＧ運転時に機能システム部品の診断まで停止したのでは、ＣＮＧ運転時にエンジン２の状態が悪くなっても診断結果が残らない。この点、本実施形態のバイフューエルの診断装置では、ガソリンコントロールユニット１１がＣＮＧ運転時に機能システム部品、すなわちエンジンを動かすために必要な部品の診断をさらに行う。結果、上記のような事態を避けることができる。
【００８５】
本実施形態のバイフューエルの診断装置では、触媒１０は三元触媒であり、センサ１５、１６は触媒１０の上流の空燃比センサ及び触媒１０の下流のＯ2センサである。そして、センサ出力を使った排気後処理システムの診断を行うガソリンコントロールユニット１１は、センサ１５、１６の出力に基づいて排気の空燃比が理論空燃比と一致するように空燃比フィードバック補正係数αを算出する。そして、このようなガソリンコントロールユニット１１は、空燃比フィードバック補正係数αに基づいて空燃比学習値αｍを算出する。さらに、このようなガソリンコントロールユニット１１は、空燃比学習値αｍが予め定めた許容値上限Ｈ２と予め定めた許容値下限Ｌ２との間に入っているか否かにより、排気後処理システムの診断を行う。
【００８６】
本実施形態のバイフューエルの診断装置によれば、図４第５段目の実線に示すように、ＣＮＧ運転時に、センサ１５、１６の誤った出力を受けて空燃比学習値αｍが許容値下限Ｌ２を下回ったりすることがなくなる。結果、ＣＮＧ運転時に排気後処理システムの診断を行うことによる誤診断を避けることができる。
【００８７】
（第２実施形態）
図６は第２実施形態におけるセンサ１５の診断を説明するためのタイミングチャートである。
【００８８】
ＣＮＧ運転時にはセンサ１５が誤った出力をする。このため、センサ１５の出力に基づいて設定される診断パラメータは、この誤出力の影響を受ける。以下、第２実施形態では当該診断パラメータを単に「診断パラメータ」という。なお、診断パラメータは実際の値を示すものでなく、あくまでイメージである。タイマ値Ｔ２は、診断パラメータが許容値下限Ｌ３未満となってからの時間を計測するタイマの計測値である。第２診断フラグは、本実施形態では「１」のときセンサ１５に故障や劣化が生じていることを示す。ＣＮＧ運転フラグは前述の通りである。比較例２は、ガソリン運転時に診断パラメータに基づいてセンサ１５の診断を行う場合を示す。比較例２では、ガソリン運転時に診断パラメータが許容値上限Ｈ３と許容値下限Ｌ３の間に収まるものとする。すなわち、センサ１５に故障や劣化が生じていないものとする。
【００８９】
本実施形態では、ガソリンコントロールユニット１１が、ガソリン運転時に診断パラメータが許容値下限Ｌ３を下回る「ｔ３１」のタイミングでタイマを起動する。そして、タイマ値Ｔ２が閾値Ａ２以上になったタイミングでセンサ１５に故障や劣化が生じていると診断する。
【００９０】
比較例２では、図６最上段に示すように診断パラメータが変化する場合に、診断の途中でＣＮＧ運転が行われたときに問題が生じる。例えば、図６において「ｔ３２」から「ｔ３４」までの期間でＣＮＧ運転が行われたときにもタイマ値Ｔ２の増加を継続したのでは、「ｔ３３」のタイミングでタイマ値Ｔ２が閾値Ａ２以上となる。そしてこのときに、第２診断フラグＦ２が「１」であることからわかるように、センサ１５に故障や劣化が生じていると誤診断する。
【００９１】
センサ１５は上記のようにＣＮＧ運転中に誤った出力をする。すると、診断パラメータがこの誤出力の影響を受ける。結果、ＣＮＧ運転時の診断パラメータに誤りが生じる。このため、診断パラメータに誤りが生じる「ｔ３２」から「ｔ３３」までの期間においても、診断パラメータが許容値下限Ｌ３未満にあることに基づきタイマ値Ｔ２の増加を継続させる比較例２では、診断の精度が低下してしまうこととなる。
【００９２】
そこで第２実施形態のバイフューエルの診断装置では、ガソリンコントロールユニット１１が、診断途中の「ｔ３２」のタイミングでガソリン運転からＣＮＧ運転に切換わりＣＮＧ運転が開始されるときには、図６第２段目に実線で示したように「ｔ３２」のタイミングでタイマ値Ｔ２をゼロにリセットする。すなわち、「ｔ３２」以降は診断を一旦中止することで、診断精度の低下を防止する。
【００９３】
ガソリンコントロールユニット１１は、ＣＮＧ運転が終了してガソリン運転へと切換わったときに診断をやり直す。すなわち、図６第２段目に実線で示すように、ＣＮＧ運転よりガソリン運転へと切換わる「ｔ３４」のタイミングで診断パラメータが許容値下限Ｌ３を下回っていればタイマ値Ｔ２を再びゼロから増加させる。そして、タイマ値Ｔ２が閾値Ａ２以上になる「ｔ３５」のタイミングで、第２診断フラグＦ２が「１」であることからわかるように、センサ１５に故障や劣化が生じていると診断する。本実施形態では、このようにやり直しの全期間をガソリン運転時とすることで、診断パラメータに誤りが生じないようにし、診断精度の低下を防止する。
【００９４】
次に、主にガソリンコントロールユニット１１で行われる上記制御を図７のフローチャートを用いて説明する。
【００９５】
図７のフローチャートは、センサ１５の診断結果を表す第２診断フラグＦ２を設定するための処理を示す。図７のフローチャートの処理は、一定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に行われる。図５のフローチャートの処理は第２実施形態でも行われる。図７のフローチャートの処理は、図５のフローチャートの処理を実行した後に行われる。なお、診断パラメータが許容値下限Ｌ３未満となる場合と診断パラメータが許容値上限Ｈ３を超える場合とを共に記載すると、フローチャートが複雑になる。このため、診断パラメータが許容値上限Ｈ３を超える場合については説明を省略する。
【００９６】
ステップＳ２１では、第２診断フラグＦ２が「１」であるか否かが判定される。ここでは、診断前の状態、つまり第２診断フラグＦ２は「０」であるとする。このときにはステップＳ２２に進む。
【００９７】
ステップＳ２２では、図５のフローチャートの処理を実行することで設定された第２診断許可フラグが「１」であるか否かが判定される。第２診断許可フラグが「０」であるときにはそのまま今回の処理を終了する。
【００９８】
第２診断許可フラグが「１」であるときには、第２診断の一つであるセンサ１５の診断を行うため、ステップＳ２３に進む。ステップＳ２３では、診断パラメータが今回許容値下限Ｌ３未満であるか否かが判定される。そして、ステップＳ２３の肯定判定に続くステップＳ２４では、診断パラメータが前回許容値下限Ｌ３未満であったか否かが判定される。ステップＳ２３で診断パラメータが今回許容値下限Ｌ３未満でないときには、そのまま今回の処理を終了する。
【００９９】
ステップＳ２３で診断パラメータが今回許容値下限Ｌ３未満であり、かつステップＳ２４で診断パラメータが前回許容値下限Ｌ３未満でなかった場合、つまり今回初めて診断パラメータが許容値下限Ｌ３未満となった場合には、ステップＳ２５に進む。ステップＳ２５ではタイマが起動される。起動時のタイマ値Ｔ２は「０」である。
【０１００】
ステップＳ２３で診断パラメータが今回許容値下限Ｌ３未満であり、かつステップＳ２４で診断パラメータが前回許容値下限Ｌ３未満であった場合、つまり続けて診断パラメータが許容値下限Ｌ３未満である場合にはステップＳ２６に進む。ステップＳ２６では図５のフローチャートの処理を実行することで設定されたＣＮＧ運転フラグが「１」であるか否かが判定される。ＣＮＧ運転フラグが「０」であるとき、つまりガソリン運転時にはステップＳ２７に進む。
【０１０１】
ステップＳ２７からステップＳ２９の処理は、タイマ値Ｔ２に基づいてセンサ１５に故障または劣化が生じているか否かを診断する部分である。ステップＳ２７では、タイマ値Ｔ２と閾値Ａ２とが比較される。そして、タイマ値Ｔ２が閾値Ａ２未満であればセンサ１５に故障または劣化が生じていないと判断される。この場合、ステップＳ２８に進む。ステップＳ２８では、第２診断フラグＦ２が「０」に設定される。
【０１０２】
タイマ値Ｔ２が閾値Ａ２以上であれば、ステップＳ２７でセンサ１５に故障または劣化が生じていると判断される。この場合、ステップＳ２９に進む。ステップＳ２９では、第２診断フラグＦ２が「１」に設定される。ステップＳ２９で第２診断フラグＦ２が「１」となったことより、次回以降はステップＳ２１からステップＳ２２以降に処理が進むことはできなくなる。
【０１０３】
ステップＳ２６でＣＮＧ運転フラグが「１」であるとき、つまりＣＮＧ運転時には、ステップＳ３０に進む。ステップＳ３０ではタイマがリセットされる。すなわち、タイマ値Ｔ２が「０」に設定される。続いて、ステップＳ３１では、第２診断フラグＦ２が「０」に設定される。
【０１０４】
タイマ値Ｔ２をゼロにリセットする理由は次の通りである。すなわち、タイマ値Ｔ２は、診断パラメータが閾値Ａ２未満であることを条件として増加される。ところが、センサ１５の出力に基づいて設定される診断パラメータは、ＣＮＧ運転時のセンサ１５の誤出力の影響を受ける。このため、診断パラメータが誤出力の影響を受ける期間であるＣＮＧ運転時にも、タイマ値Ｔ２に基づいてセンサ１５に故障または劣化が生じているか否かを診断すると、診断精度が低下するためである。
【０１０５】
タイマ値Ｔ２のゼロへのリセット後に診断パラメータが許容値下限Ｌ３未満となれば、再びステップＳ２５でタイマが起動され、タイマ値Ｔ２が「０」に設定される。そして、ガソリン運転となれば、ステップＳ２６からステップＳ２７に進み、診断が実行される。
【０１０６】
このように第２実施形態では、センサ１５自体の診断を行うガソリンコントロールユニット１１が、診断パラメータが許容値下限Ｌ３を下回ったタイミングで時間の計測を開始し、その時間計測値であるタイマ値Ｔ２が閾値Ａ２以上となったときに、センサ１５に故障または劣化が生じたと診断する。そして、ガソリン運転時に時間の計測を開始した後にＣＮＧ運転時となったときには、図７に示すステップＳ２１からステップＳ２４、ステップＳ２６及びステップＳ３０からわかるように、タイマ値Ｔ２をゼロにリセットする。このようなガソリンコントロールユニット１１は、タイマ値Ｔ２のゼロへのリセット後にガソリン運転時となり、かつ診断パラメータが許容値下限Ｌ３を下回ったタイミングで時間の計測を再び開始する。このため、本実施形態にかかるバイフューエルの診断装置は、診断前の時間計測中にＣＮＧ運転時に切換わることがあっても、診断精度の低下を防止できる。
【０１０７】
（第３実施形態）
図８は第３実施形態におけるセンサ１６の診断を説明するためのタイミングチャートである。なお、図２と同一部分には同一の符号を付している。なお、Ｏ2センサ出力は、前述の通りセンサ１６の出力である。
【０１０８】
ＣＮＧ運転時にはセンサ１６が誤った出力をする。ここでは、ガソリン運転時にセンサ１６の出力に基づいてセンサ１６の診断を行う場合を比較例３とする。比較例３では、ガソリン運転時における燃料カット時にＯ2センサ出力がゼロになるまでの期間が閾値Ａ１未満であることにより、センサ１６に劣化が生じていないと診断する。
【０１０９】
本実施形態では、ガソリンコントロールユニット１１が、ガソリン運転時における燃料カット時にＯ2センサ出力がゼロになるまでの期間が閾値Ａ１以上となることにより、センサ１６に劣化が生じていると診断する。燃料カット時にＯ2センサ出力がゼロになるまでの期間は、タイマ値Ｔ１の増加で計測する。
【０１１０】
比較例３では、図８第３段目に破線で示すようにＯ2センサ出力が変化する場合に、診断の途中でＣＮＧ運転が行われたときに問題が生じる。例えば、図８において「ｔ４１」から「ｔ４３」までの期間でＣＮＧ運転が行われたときにもタイマ値Ｔ１の増加を継続したのでは、「ｔ４２」のタイミングでタイマ値Ｔ１が閾値Ａ１以上となり、センサ１６に劣化が生じていると誤診断することとなる。
【０１１１】
センサ１６は、上記のようにＣＮＧ運転中に誤った出力をする。このため、比較例３でＯ2センサ出力に誤りが生じる「ｔ４１」から「ｔ４２」までの期間においても、タイマ値Ｔ１の増加を継続させるのでは、診断の精度が低下してしまう。
【０１１２】
そこで第３実施形態のバイフューエルの診断装置では、ガソリンコントロールユニット１１が、診断途中の「ｔ４１」のタイミングでガソリン運転からＣＮＧ運転に切換わりＣＮＧ運転が開始されるときには、図８第４段目に一点鎖線で示したように、「ｔ４１」のタイミングでタイマ値Ｔ１をゼロにリセットする。すなわち、「ｔ４１」のタイミング以降は診断を一旦中止することで、診断精度の低下を防止する。
【０１１３】
ガソリンコントロールユニット１１は、ＣＮＧ運転が終了してガソリン運転へと切換わったときに診断をやり直す。図示しないが、ガソリンコントロールユニット１１は、ガソリン運転時における燃料カット時になったときに、タイマ値Ｔ１を再びゼロから増加させることより、燃料カット時にＯ2センサ出力がゼロになるまでの期間を計測する。そして、この燃料カット時にＯ2センサ出力がゼロになるまでの期間が閾値Ａ１以上となるタイミングでセンサ１６に劣化が生じていると診断する。本実施形態では、このようにやり直しの全期間をガソリン運転時とすることで、センサ１６の出力に誤りが生じないようにし、診断精度の低下を防止する。
【０１１４】
第３実施形態でも、第２実施形態で説明した図７のフローチャートに対応するフローチャートを作成することができる。しかしながら、当該フローチャートは図７のフローチャートと同様であるため、当該フローチャートについては省略する。
【０１１５】
第３実施形態にかかるバイフューエルの診断装置では、センサ１６自体の診断を行うガソリンコントロールユニット１１が、燃料カットを開始したタイミングで時間の計測を開始し、その時間計測値であるタイマ値Ｔ１が閾値Ａ１以上となったときに、センサ１６に劣化が生じたと診断する。そして、燃料カット時に時間の計測を開始した後にＣＮＧ運転時となったときには時間計測値をゼロにリセットする。このようなガソリンコントロールユニット１１は、時間計測値のゼロへのリセット後にガソリン運転時となり、かつ燃料カットを開始したタイミングで時間の計測を再び開始する。このように構成された本実施形態にかかるバイフューエルの診断装置は、第２実施形態にかかるバイフューエルの診断装置と同様に、診断前の時間計測中にＣＮＧ運転時に切換わることがあっても、診断精度の低下を防止できる。
【０１１６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【０１１７】
実施形態では、ガソリンが燃焼した後のガスを浄化するための触媒が三元触媒の場合を説明したが、これに限られるものでなく、触媒はＮＯｘトラップ触媒であってよい。
【０１１８】
本願は２０１３年４月４日に日本国特許庁に出願された特願２０１３−０７８６７２に基づく優先権を主張し、この出願のすべての内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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