(57)【要約】【課題】本発明は、燃料供給システム及び部品の故障診断をする際に、下流側排気ガスセンサの状態を明確に区別して、不安定な誤判定を防止し得ることを目的としている。【解決手段】このため、内燃機関の運転状態を示すパラメータを計測して燃料の供給量を制御する燃料供給装置を設け、内燃機関の排気通路に設けた触媒の上流側及び下流側に空燃比を制御する排気ガスセンサを設け、排気ガスセンサの出力値により前記燃料供給装置をフィードバック制御する一方、下流側排気ガスセンサの出力値及び前記内燃機関の運転状態を示すパラメータを計測して内燃機関の所定の運転状態にてこの燃料供給系の状態を判定する燃料供給系の故障診断装置において、下流側排気センサと設定値との比較により診断している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の運転状態を示すパラメータを計測して燃料の供給量を制御する燃料供給装置を設け、前記内燃機関の排気通路に設けた触媒の上流側及び下流側に空燃比を制御する排気ガスセンサを設け、排気ガスセンサの出力値により前記燃料供給装置をフィードバック制御する一方、下流側排気ガスセンサの出力値及び前記内燃機関の運転状態を示すパラメータを計測して内燃機関の所定の運転状態にてこの燃料供給系の状態を判定する燃料供給系の故障診断装置において、前記下流側排気センサと設定値との比較により診断することを特徴とする燃料供給系の故障診断装置。
【請求項２】
燃料カット制御直後の下流側排気センサの出力値の演算を禁止する第１禁止時間条件を備えることを特徴とする請求項１に記載の燃料供給系の故障診断装置。
【請求項３】
前記第１禁止時間条件を空気量や燃料噴射量、エンジン負荷等によって決定する機能を備えることを特徴とする請求項２に記載の燃料供給系の故障診断装置。
【請求項４】
エンジン始動直後に触媒が活性するまでの間は下流側排気センサの出力値の演算を禁止する第２禁止時間条件を備えることを特徴とする請求項３に記載の燃料供給系の故障診断装置。
【請求項５】
燃料カット制御の経験回数を勘案する下流側排気センサの出力値の演算終了条件を備えることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の燃料供給系の故障診断装置。
【請求項６】
燃料カット復帰後に下流側排気センサの出力値が設定値より大きい場合を移行条件として故障診断の為の演算開始することを特徴とする請求項３乃至請求項５に記載の燃料供給系の故障診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は燃料供給系の故障診断装置に係り、特に故障診断をする際に、下流側排気ガスセンサの状態を明確に区別して、不安定な誤判定を防止する燃料供給系の故障診断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料供給系の故障診断装置においては、上述の特許文献５に代表されるように、触媒よりも上流側に取り付けた排気ガスセンサの燃料制御量によって故障を診断するものがほとんどである。
【０００３】
【特許文献１】特許第３２２７９１２号公報
【特許文献２】特許第３５６０２６３号公報
【特許文献３】特公１９９４−２３５５６号公報
【特許文献４】特公１９９５−１１６９６９号公報
【特許文献５】特開平８−３１９８６７号公報
【特許文献６】特開１９９９−２１８０４５号公報
【特許文献７】特開２０００−３２８９３０号公報
【特許文献８】特開２００３−１４６８３号公報
【特許文献９】特開２００３−４１９９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の燃料供給系の故障診断装置において、近年は排気ガス規制の強化などにより、触媒よりも上流側及び下流側に夫々排気ガスセンサを取り付け、上流側排気ガスセンサと下流側排気ガスセンサとを使用して燃料制御を実施するのが主流となってきている。
【０００５】
ところが、以下の如き不都合がある。
（１）排気ガス規制が強化されると、当然ながら従来許容できた燃料系部品やエンジンそのものの劣化による排気ガス値の増加を許容できなくなる。
（２）例えば、燃焼室のバルブのシールが摩耗などで劣化してきた場合や、インジェクタの燃料噴射量が噴射口へのカーボン付着などにより、微妙に燃焼や燃料噴射量の増減が発生した場合などでは、触媒よりも上流側の上流側排気ガスセンサには、図１２に示すような状態で排気ガスが悪化した場合でも、故障を現状の燃料システム診断では検出することはできない。診断には影響が表れないけれども、下流側排気ガスセンサの出力には影響が発生し、その値を使用するデュアルＯ２フィードバック制御の結果、排気ガスが悪化するという異常が発生してしまう。
（３）このような状態が続くと、排気ガスは悪化しているにも拘わらず、ドライバビリティ等への影響が発生しないためにドライバには不具合が認識できず、環境悪化を引き起こす原因になってしまう。
【０００６】
追記すれば、燃料系部品等に微妙な故障が発生すると、本来正常であれば理論空燃比に制御される燃料量が微妙にずれ、その結果として触媒よりも下流側の下流側排気ガスセンサの出力は、図１３に示す如く、リーン側に偏ったり、またはリッチ側に偏ったりしてしまうものである。
【０００７】
デュアル燃料フィードバック制御（「デュアル燃料Ｆ／Ｂ制御」、「デュアルＯ２フィードバック制御」ともいう。）は、一般的に触媒よりも下流側の下流側排気ガスセンサの出力が目標値になるように燃料噴射量を制御するため、下流側排気ガスセンサが酸素センサの場合に、出力は目標値付近を中心にリーン・リッチを繰り返す動きとなる。
【０００８】
ところが、下流側排気ガスセンサの出力が長い時間リッチ側、あるいはリーン側のままで動かない場合は、触媒に入る排気ガスの空燃比はリッチ側またはリーン側にずれているので、触媒の浄化率は低下し、浄化されずに排出される排気ガスが増加してしまうという不都合がある。
【０００９】
この発明の目的は、故障診断をする際に、触媒のＯ２ストレージ状態を考慮して、下流側排気ガスセンサの状態を明確に区別して、不安定な誤判定を防止し得る燃料供給系の故障診断装置を実現するにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、内燃機関の運転状態を示すパラメータを計測して燃料の供給量を制御する燃料供給装置を設け、前記内燃機関の排気通路に設けた触媒の上流側及び下流側に空燃比を制御する排気ガスセンサを設け、排気ガスセンサの出力値により前記燃料供給装置をフィードバック制御する一方、下流側排気ガスセンサの出力値及び前記内燃機関の運転状態を示すパラメータを計測して内燃機関の所定の運転状態にてこの燃料供給系の状態を判定する燃料供給系の故障診断装置において、前記下流側排気センサと設定値との比較により診断することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
以上詳細に説明した如くこの本発明によれば、内燃機関の運転状態を示すパラメータを計測して燃料の供給量を制御する燃料供給装置を設け、内燃機関の排気通路に設けた触媒の上流側及び下流側に空燃比を制御する排気ガスセンサを設け、排気ガスセンサの出力値により前記燃料供給装置をフィードバック制御する一方、下流側排気ガスセンサの出力値及び前記内燃機関の運転状態を示すパラメータを計測して内燃機関の所定の運転状態にてこの燃料供給系の状態を判定する燃料供給系の故障診断装置において、下流側排気センサと設定値との比較により診断することにより、燃料供給システム及び部品の故障診断をする際に、下流側排気ガスセンサの状態を明確に区別して、不安定な誤判定することを防止し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
上述の如く発明したことにより、燃料供給系の故障診断の際には、下流側排気センサと設定値との比較により診断を行い、下流側排気ガスセンサの状態を明確に区別して、不安定な誤判定することを防止している。
【実施例】
【００１３】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。
【００１４】
図１〜図１１はこの発明の実施例を示すものである。図５及び図６において、２は車両に搭載された多気筒の内燃機関である。
【００１５】
先ず、図５に沿って内燃機関２のシステム構成について説明すると、内燃機関２は、吸気通路４と排気通路６とを有するとともに、Ｖ型エンジンであり、一側の第１シリンダバンク８−１と他側の第２シリンダバンク８−２とをＶ字形状に配置して構成されている。
【００１６】
前記吸気通路４は、上流端にエアクリーナ１０を設け、途中にスロットルバルブ１２を設け、下流側を２本の第１、第２分岐吸気通路４−１、４−２に分岐し、第１分岐吸気通路４−１の下流端を第１シリンダバンク８−１側の第１燃焼室１４−１に連通するとともに、第２分岐吸気通路４−２の下流端を第２シリンダバンク８−２側の第２燃焼室１４−２に連通している。
【００１７】
そして、前記吸気通路４には、スロットルバルブ１２をバイパスして上流側と下流側とを連通するバイパス空気通路１６を設けている。バイパス空気通路１６の途中には、バイパス空気通路１６を流れるアイドル空気流量を調整可能なアイドル制御弁１８を設けている。アイドル制御弁１８は、後述する制御手段７４に接続している。
【００１８】
また、前記排気通路６は、上流側を２本の第１、第２分岐排気通路６−１、６−２に分岐し、第１分岐排気通路６−１の上流端を第１シリンダバンク８−１側の第１燃焼室１４−１に連通するとともに、第２分岐排気通路６−２の上流端を第２シリンダバンク８−２側の第２燃焼室１４−２に連通し、第１、第２分岐排気通路６−１、６−２の下流端を合流している。
【００１９】
前記第１分岐排気通路６−１には、第１暖機用三元触媒２０−１を設け、第１暖機用三元触媒２０−１よりも上流側部位に上流側排気ガスセンサ、例えば第１フロント酸素センサ２２−１を設けるとともに、第１暖機用三元触媒２０−１よりも下流側部位に下流側排気ガスセンサ、例えば第１リヤ酸素センサ２４−１を設けている。
【００２０】
前記第２分岐排気通路６−２には、第２暖機用三元触媒２０−２を設け、第２暖機用三元触媒２０−２よりも上流側部位に上流側排気ガスセンサ、例えば第２フロント酸素センサ２２−２を設けるとともに、第２暖機用三元触媒２０−２よりも下流側部位に下流側排気ガスセンサ、例えば第２リヤ酸素センサ２４−２を設けている。
【００２１】
第１、第２フロント酸素センサ２２−１、２２−２は、第１、第２分岐排気通路６−１、６−２内の排気中の酸素濃度を検出し、反転するリッチ信号とリーン信号とを出力する。第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２は、第１、第２暖機用三元触媒２０−１、２０−２下流側の第１、第２分岐排気通路６−１、６−２内の排気中の酸素濃度を検出し、反転するリッチ信号とリーン信号とを出力する。第１、第２分岐排気通路６−１、６−２の合流部位よりも下流側の排気通路６には、三元触媒２６を設けている。
【００２２】
更に、前記内燃機関２は、第１、第２シリンダバンク８−１、８−２の各燃焼室に指向させて、各側の第１、第２インジェクタ２８−１、２８−２を設けている。第１、第２インジェクタ２８−１、２８−２は、燃料供給通路３０により燃料タンク３２に連通されている。燃料タンク３２内の燃料は、燃料ポンプ３４により燃料供給通路３０に圧送され、燃料フィルタ３６により塵挨を除去されて第１、第２インジェクタ２８−１、２８−２に供給される。
【００２３】
前記燃料供給通路３０途中には、燃料の圧力を調整する燃料圧力調整部３８を設けている。燃料圧力調整部３８は、吸気通路４に連通する導圧通路４０から導入される吸気管圧力により燃料圧力を所定値に調整し、余剰の燃料を燃料戻り通路４２により燃料タンク３２に戻す。
【００２４】
そして、前記燃料タンク３２は、エバポ通路４４によりキャニスタ４６に連通している。このキャニスタ４６は、パージ通路４８によりスロットルバルブ１２下流側の吸気通路４に連通している。パージ通路４８の途中には、パージ制御バルブ５０を設けている。また、キャニスタ４６には、導入する大気を調整する大気バルブ（「エアバルブ」あるいは「大気開閉弁」ともいう。）５２を設けている。
【００２５】
そして、前記パージ通路４８がスロットルバルブ１２下流側の吸気通路４に連通する部位よりも下流側に、
吸気マニホルドターニングバルブ５４を設けている。この吸気マニホルドターニングバルブ５４と更に下流側の吸気通路４に連通する圧力通路５６を設けている。この圧力通路５６の途中には、吸気マニホルドターニングバルブ５４側から吸気マニホルドターニングバキュームソレノイドバルブ５８とバキュームタンク６０とを設けている。
【００２６】
前記内燃機関２には、排気系システムを構成する第２フロント酸素センサ２２−２よりも上流側の第２分岐排気通路６−２と吸気系システムを構成する第１、第２分岐吸気通路４−１、４−２の合流部位とを連通するＥＧＲ通路６２を設けている。ＥＧＲ通路６２の途中には、ＥＧＲ制御バルブ６４を設けている。ＥＧＲ制御バルブ６４は、排気系システムから吸気系システムに還流される排気のＥＧＲ量を調整する。
【００２７】
また、この多気筒ンジン２には、第１、第２シリンダバンク８−１、８−２の各燃焼室１４−１、１４−２に設けた第１、第２点火プラグ６６−１、６６−２に飛火させる各側の第１、第２イグニションコイル６８−１、６８−２を設け、第２シリンダバンク８−２にＰＣＶバルブ７０を設けている。
【００２８】
前記アイドル制御弁１６と、第１、第２フロント酸素センサ２２−１、２２−２と、第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２と、第１、第２インジェクタ２８−１、２８−２と、燃料ポンプ３４と、パージ制御バルブ５０と、吸気マニホルドターニングバキュームソレノイドバルブ５８と、ＥＧＲ制御バルブ６４と、第１、第２イグニションコイル６８−１、６８−２とを、内燃機関２における燃料供給系の故障診断装置７２を構成する制御手段（「ＥＣＭ」ともいう。）７４に接続している。
【００２９】
そして、前記制御手段７４には、吸気温度を検出する吸気温センサ７６と、吸入空気量を検出するために前記吸気通路４のエアクリーナ１０とスロットルバルブ１２間に設けられる吸入空気量センサ（「エアフローセンサ」ともいう。）７８と、スロットル開度を検出するスロットル開度センサ（単に「スロットルセンサ」ともいう。）８０と、カム角を検出するカム角センサ８２と、吸気管圧力を検出する吸気圧センサ８４と、内燃機関２の冷却水温度を検出する水温センサ８６と、ノックセンサ８７と、内燃機関２のクランク角を検出してエンジン回転数センサとしても機能するクランク角センサ８８と、燃料タンク３２の燃料レベルを検出する燃料レベルゲージ（「燃料レベルセンサ」ともいう。）９０とを接続している。
【００３０】
また、前記制御手段７４には、表示ランプ９２と、パワーステアリング圧力スイッチ９４と、車速センサ９６と、コンビネーションメータ９８と、クルーズコントロールモジュール１００と、Ａ／Ｃコンデンサファンリレー１０２と、Ａ／Ｃコントローラクラッチリレー１０４と、デ一タリンクコントローラ１０６と、ＡＢＳコントロールモジュール１０８と、メインリレー１１０と、イグニションスイッチ１１２、Ｐ（パーク）／Ｎ（ニュートラル）位置スイッチ１１４と、バッテリ１１６と、スター夕マグネットスイッチ１１８と、ストップランプスイッチ１２０と、トランスミッションコントロールモジュール１２２と、ＢＣＭ１２４と、ＨＡＶＣコントロールモジュール１２６と、Ａ／Ｃリフリージラント圧力スイッチ１２８とを接続している。
【００３１】
なお、符号１３０は大気開放通路、１３２はこの大気開放通路１３０において大気バルブ５２よりも大気側に配設されるエアサクションフィルタである。
【００３２】
追記すれば、前記内燃機関２は、図６に示す如く、内燃機関２の吸気通路４において、スロットルバルブ１２よりも上流側に吸入空気量センサ（「エアフローセンサ」ともいう。）７８が設けられるとともに、スロットルバルブ１２近傍にスロットル開度センサ（単に「スロットルセンサ」ともいう。）８０が設けられている。
【００３３】
また、前記内燃機関の排気通路６においては、第１、第２暖機用三元触媒２０−１、２０−２が設けられており、これらの第１、第２暖機用三元触媒２０−１、２０−２よりも上流側に、上流側排気ガスセンサ、例えば第１、第２フロント酸素センサ２２−１、２２−２が設けられているとともに、第１、第２暖機用三元触媒２０−１、２０−２よりも下流側には、下流側排気ガスセンサ、例えば第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２が設けられている。
【００３４】
このとき、上流側排気ガスセンサ及び下流側排気ガスセンサとして、酸素センサを使用する構成としたが、排気ガス中の成分を検出して空燃比を制御できるものであればよく、この酸素センサの代わりに、空燃比センサ（「Ａ／Ｆセンサ」ともいう。）を使用する構成とすることも可能である。
【００３５】
そして、前記制御手段７４は、図５及び図６に示す如く、前記第１、第２フロント酸素センサ２２−１、２２−２や第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２、吸気温センサ７６、吸入空気量センサ（「エアフローセンサ」ともいう。）７８、スロットル開度センサ（単に「スロットルセンサ」ともいう。）８０、水温センサ８６、エンジン回転数センサとしても機能するクランク角センサ８８からの出力信号を入力し、第１、第２インジェクタ２８−１、２８−２に制御信号を出力するものであり、デュアル燃料フィードバック制御（「デュアル燃料Ｆ／Ｂ制御」ともいう。）を行う燃料噴射量算出手段１３４と、上流側排気ガスセンサである第１、第２フロント酸素センサ２２−１、２２−２による診断や下流側排気ガスセンサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２による診断を行う燃料システム診断手段１３６とを有している。
【００３６】
前記燃料噴射量算出手段１３４は、上述した各種センサ類や第１、第２インジェクタ２８−１、２８−２によって、前記内燃機関２の運転状態を示すパラメータを計測して燃料の供給量を制御する燃料供給装置として機能する。
【００３７】
更に、前記排気ガスセンサ、つまり上流側排気ガスセンサである第１、第２フロント酸素センサ２２−１、２２−２及び下流側排気ガスセンサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２の出力値により前記燃料供給装置である燃料噴射量算出手段１３４をフィードバック制御する一方、下流側排気ガスセンサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２の出力値及び前記内燃機関２の運転状態を示すパラメータを計測して内燃機関２の所定の運転状態にてこの燃料供給系の状態を判定する燃料供給系の故障診断装置７２において、前記下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２と設定値との比較により診断する構成を有する。
【００３８】
詳述すれば、前記下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２は、出力値、例えば平均値の値を設定値と比較することによって燃料供給系の故障を診断するものである。
【００３９】
また、燃料供給系の故障診断装置７２における故障診断条件は、燃料カット制御直後の下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２の出力値の演算を禁止する第１禁止時間条件を備えている。
【００４０】
このとき、燃料供給系の故障診断装置７２は、前記第１禁止時間条件を空気量や燃料噴射量、エンジン負荷等によって決定する機能を備えている。
【００４１】
例えば、第１禁止時間条件は、図９に示す如く、リーンｔｏリッチ時間（「ＬｔｏＲ  ｔｉｍｅ」）（ｓｅｃ）と走行空気量（ｇ／ｓ）とにより決定する。
【００４２】
追記すれば、下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２は活性すると目標電圧になるように作動するが、燃料カット制御等が発生すると触媒に酸素が溜め込まれ、その後しばらくの間は、下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２の出力はリーン状態が続き、燃料カット制御で触媒に溜め込まれた酸素は排気ガス浄化のための酸化剤として使用されるため、触媒に溜め込まれた酸素がなくなり、下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２の出力がリーク状態を示す時間は、図９に示す如く、走行時の空気量や燃料噴射量、エンジン負荷等に相関があるため、前記第１禁止時間条件を、リーンｔｏリッチ時間（「ＬｔｏＲ  ｔｉｍｅ」）（ｓｅｃ）と走行空気量（ｇ／ｓ）とにより決定する。
【００４３】
更に、燃料供給系の故障診断装置７２における故障診断条件は、エンジン始動直後に触媒が活性するまでの間は下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２の出力値の演算を禁止する第２禁止時間条件を備えている。
【００４４】
追記すれば、エンジン始動後、触媒が活性するまでの浄化性能は不安定であり、その時の触媒下流側の下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２の値を使用して燃料システムの故障を診断すると、誤った判断をしてしまうことがあるため、触媒が暖機完了するまでは燃料システムの故障の診断を禁止する必要がある。
【００４５】
そして、暖機完了の判断としては様々な方策が考えられるが、触媒温度や前記制御手段７４でエンジン負荷等から演算して求めた演算触媒温度、空気量の積算値、エンジン負荷の積算値などで判定することができる。
【００４６】
更にまた、燃料供給系の故障診断装置７２における故障診断条件は、燃料カット制御の経験回数を勘案する下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２の出力値の演算終了条件を備えている。
【００４７】
例えば、演算終了条件は、平均値演算期間中に最低１回以上の燃料カット制御を経験していることを条件としている。
【００４８】
また、燃料供給系の故障診断装置７２における故障診断条件は、下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２の生出力値による移行条件を備えている。
【００４９】
つまり、燃料カット制御からの復帰後に下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２の生出力値が設定値よりも大きい場合には、診断のための下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２の出力値の演算を開始するものである。
【００５０】
なお、この実施例においては、エンジン始動後、始動後開始条件が成立した場合に診断を実施しているが、始動後開始条件がなくても成立するので、始動後開示条件の有無は絶対条件ではないことを追記する。
【００５１】
次に、図１の燃料供給系の故障診断装置７２の燃料システム故障判定用フローチャートに沿って作用を説明する。
【００５２】
燃料システム故障判定用プログラムがスタート（２０２）すると、下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２の出力値、例えば平均値の演算が終了したか否かの判断（２０４）に移行し、この判断（２０４）がＮＯの場合には、判断（２０４）がＹＥＳとなるまで繰り返し行い、判断（２０４）がＹＥＳの場合には、計測した平均値が設定値（例えば、０．３５Ｖ）未満であるか否かの判断（２０６）に移行する。
【００５３】
そして、この計測した平均値（「計測平均値」ともいう。）が設定値（例えば、０．３５Ｖ）未満であるか否かの判断（２０６）において、判断（２０６）がＹＥＳの場合には、燃料システムがリーン状態にある故障である「燃料システムリーン故障」と判定（２０８）し、判断（２０６）がＮＯの場合には、計測した平均値（「計測平均値」ともいう。）が設定値（例えば、０．９Ｖ）を越えているか否かの判断（２１０）に移行する。
【００５４】
この計測した平均値（「計測平均値」ともいう。）が設定値（例えば、０．９Ｖ）を越えているか否かの判断（２１０）において、判断（２１０）がＮＯの場合には、「正常」と判定（２１２）し、判断（２１０）がＹＥＳの場合には、燃料システムがリッチ状態にある故障である「燃料システムリッチ故障」と判定（２１４）する。
【００５５】
また、下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２の出力の平均値を演算する条件を判定する際に、下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２の平均値演算実施条件は、燃料カット制御が発生すると、前記制御手段７４に設定した平均値演算禁止時間である第１禁止時間条件をセットする。
【００５６】
この第１禁止時間条件は、図８に示す如く、機能するものであり、燃料カット制御からの復帰後の走行状態によって、図９に示す燃料カット制御後リーンからリッチへ変化する時間でカウントダウンさせる。カウントダウンする時間間隔はできる限り短い方が精度が高く制御できるため、１０ｍｓ毎の制御が望ましい。
【００５７】
そして、平均値演算禁止時間である第１禁止時間条件が「０（ゼロ）」になると、下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２の平均値演算実施条件を許可するものである。
【００５８】
また、後述する図２（ｂ）に開示するものは、燃料カット制御からの復帰時に下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２の出力値を設定値と比較して、設定値よりも大きくなった場合には平均値演算禁止時間である第１禁止時間条件が「０（ゼロ）」とし、下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２の平均値演算実施条件を許可するものである。
【００５９】
なお、下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２の平均値演算実施条件には、燃料カット制御を経験したことを条件とする場合も勘案する。
【００６０】
そして、下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２の平均値演算実施条件が許可になると、下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２の平均値演算を許可し、ある設定時間平均値の演算が終了したら、下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２の平均値演算の終了とし、その後、求めた平均値と故障判定用の設定値を比較し、設定値よりも小さければ燃料システムリーン故障（図１の符号２０８参照）とし、設定値よりも大きければ燃料システムリッチ故障（図１の符号２１４参照）と診断する。
【００６１】
ここで、図２の下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２の平均値演算実施条件用フローチャートに沿って説明する。
【００６２】
先ず、以下の条件を満足する場合について、図２（ａ）に沿って説明する。
（１）燃料カット制御後、下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２の平均値演算を禁止する。
（２）第１禁止時間条件は、図９を考慮して空気量又は燃料噴射量等によって設定する。
【００６３】
図２（ａ）の下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２の平均値演算実施条件用プログラムがスタート（３０２）すると、燃料カット制御中か否かの判断（３０４）を行い、この判断（３０４）がＮＯの場合には、判断（３０４）がＹＥＳとなるまで繰り返し行い、判断（３０４）がＹＥＳの場合には、下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２の平均値演算を禁止する第１禁止時間条件を初期化し、例えば７０秒とする（３０６）。
【００６４】
そして、第１禁止時間条件を初期化する処理（３０６）の後に、燃料カット制御後の復帰状態にあるか否かの判断（３０８）に移行し、この判断（３０８）がＮＯの場合には、判断（３０８）がＹＥＳとなるまで繰り返し行い、判断（３０８）がＹＥＳの場合には、図１２の設定値に従って第１禁止時間条件をカウントダウン（３１０）し、第１禁止時間条件が「０（ゼロ）」であるか否かの判断（３１２）に移行する。
【００６５】
この第１禁止時間条件が「０（ゼロ）」であるか否かの判断（３１２）において、判断（３１２）がＮＯの場合には、図１２の設定値に従って第１禁止時間条件をカウントダウンする処理（３１０）に戻り、判断（３１２）がＹＥＳの場合には、下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２の平均値演算実施条件が成立したと判定（３１４）する。
【００６６】
次に、以下の場合について、図２（ｂ）に沿って説明する。
（１）燃料カット制御からの復帰後、下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２のリヤ酸素センサ電圧が設定値よりも大きくなった場合は、禁止カウンタをリセットすることで診断が迅速に頻度高く実施可能となる。
【００６７】
この図２（ｂ）に開示される下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２の平均値演算実施条件用フローチャートは、上述した図２（ａ）に開示される下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２の平均値演算実施条件用フローチャートと比較した場合に、リヤ酸素センサ電圧が設定値未満であるか否かの判断項目が追加されたのみの状態となっているため、同一箇所については、同一符号を付して説明する。
【００６８】
図２（ｂ）の下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２の平均値演算実施条件用プログラムがスタート（３０２）すると、燃料カット制御中か否かの判断（３０４）を行い、この判断（３０４）がＮＯの場合には、判断（３０４）がＹＥＳとなるまで繰り返し行い、判断（３０４）がＹＥＳの場合には、下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２の平均値演算を禁止する第１禁止時間条件を初期化し、例えば７０秒とする（３０６）。
【００６９】
そして、第１禁止時間条件を初期化する処理（３０６）の後に、燃料カット制御後の復帰状態にあるか否かの判断（３０８）に移行し、この判断（３０８）がＮＯの場合には、判断（３０８）がＹＥＳとなるまで繰り返し行い、判断（３０８）がＹＥＳの場合には、図１２の設定値に従って第１禁止時間条件をカウントダウン（３１０）し、リヤ酸素センサ電圧が設定値未満であるか否かの判断（３２０）に移行する。
【００７０】
このリヤ酸素センサ電圧が設定値未満であるか否かの判断（３２０）において、判断（３２０）がＮＯの場合には、後述する下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２の平均値演算実施条件が成立したと判定する処理（３１４）に移行し、判断（３２０）がＹＥＳの場合には、第１禁止時間条件が「０（ゼロ）」であるか否かの判断（３１２）に移行する。
【００７１】
この第１禁止時間条件が「０（ゼロ）」であるか否かの判断（３１２）において、判断（３１２）がＮＯの場合には、図１２の設定値に従って第１禁止時間条件をカウントダウンする処理（３１０）に戻り、判断（３１２）がＹＥＳの場合には、下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２の平均値演算実施条件が成立したと判定（３１４）する。
【００７２】
追記すれば、図２（ａ）及び図２（ｂ）における燃料カット制御後は、図７（ｄ）から明らかにように燃料フィードバック制御モードとなるため燃料フィードバック制御中であり、上流側排気ガスセンサである第１、第２フロント酸素センサ２２−１、２２−２の出力は、図７（ｃ）に示す如く、リッチ・リーン反転が所定のタイミングで継続し、これに対して、下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２の出力は、図７（ｈ）に示す如く、燃料カット制御中は触媒に酸素が溜め込まれるために、燃料カット制御に同期したリーン状態を維持するものの、燃料カット制御後は同期していない。
【００７３】
更に、図３の始動時後開始条件用フローチャートに沿って説明する。
【００７４】
始動時後開始条件用プログラムがスタート（４０２）すると、エンジン始動（４０４）後に、以下の判断（４０６）を行う。
（１）図１０（ａ）のエンジン暖機終了後の積算空気量が設定値を越えているか？
（２）図１０（ａ）のエンジン暖機終了後の積算燃料噴射量が設定値を越えているか？
（３）図１０（ｂ）の触媒暖機完了か？
【００７５】
そして、上述の判断（４０６）において、３項目中いずれもが不成立、つまり、判断（４０６）がＮＯの場合には、この判断（４０６）がＹＥＳとなるまで繰り返し行い、３項目中いずれか１つが成立、つまり、判断（４０６）がＹＥＳの場合には、始動後開始条件が成立したと判定（４０８）する。
【００７６】
更にまた、図４の下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２の平均値演算用フローチャートに沿って説明する。
【００７７】
下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２の平均値演算用プログラムがスタート（５０２）すると、始動後開始条件が成立したか否かの判断（５０４）に移行し、この判断（５０４）がＮＯの場合には、判断（５０４）がＹＥＳとなるまで繰り返し行い、判断（５０４）がＹＥＳの場合には、下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２の平均値演算実施条件が成立したか否かの判断（５０６）に移行する。
【００７８】
そして、この下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２の平均値演算実施条件が成立したか否かの判断（５０６）において、判断（５０６）がＮＯの場合には、始動後開始条件が成立したか否かの判断（５０４）に戻り、判断（５０６）がＹＥＳの場合には、燃料フィードバック制御及び、デュアル燃料フィードバック制御が成立したか否かの判断（５０８）に移行する。
【００７９】
この燃料フィードバック制御及び、デュアル燃料フィードバック制御が成立したか否かの判断（５０８）において、判断（５０８）がＮＯの場合には、始動後開始条件が成立したか否かの判断（５０４）に戻り、判断（５０８）がＹＥＳの場合には、下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２の平均値演算（積算）実施（５１０）し、下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２の平均値演算時間が経過したか否かの判断（５１２）に移行する。
【００８０】
この下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２の平均値演算時間が経過したか否かの判断（５１２）において、判断（５１２）がＮＯの場合には、始動後開始条件が成立したか否かの判断（５０４）に戻り、判断（５１２）がＹＥＳの場合には、燃料カット制御を経験しているか否かの判断（５１４）に移行する。
【００８１】
この燃料カット制御を経験しているか否かの判断（５１４）において、判断（５１４）がＮＯの場合には、下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２の平均値演算時間を初期化（５１６）した後に、始動後開始条件が成立したか否かの判断（５０４）に戻り、判断（５１４）がＹＥＳの場合には、下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２の平均値演算用プログラムを終了（５１８）させる。
【００８２】
これにより、前記排気ガスセンサ、つまり上流側排気ガスセンサである第１、第２フロント酸素センサ２２−１、２２−２及び下流側排気ガスセンサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２の出力値により前記燃料供給装置である燃料噴射量算出手段１３４をフィードバック制御する一方、下流側排気ガスセンサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２の出力値及び前記内燃機関２の運転状態を示すパラメータを計測して内燃機関２の所定の運転状態にてこの燃料供給系の状態を判定する燃料供給系の故障診断装置７２において、前記下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２と設定値との比較により診断することによって、故障診断をする際に、下流側排気ガスセンサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２の状態を明確に区別して、不安定な誤判定を防止し得る。
【００８３】
また、前記燃料供給系の故障診断装置７２における故障診断条件は、燃料カット制御直後の下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２の出力値の演算を禁止する第１禁止時間条件を備えていることにより、燃料カット制御後の下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２が不安定な状態で誤判定することを防止することができる。
【００８４】
更に、前記燃料供給系の故障診断装置７２は、前記第１禁止時間条件を空気量や燃料噴射量、エンジン負荷等によって決定する機能を備えていることにより、燃料カット制御後の正確なリーン時間を設定することで、曖昧な時間設定により誤判定する機会を少なくし、かつ正確な判定をする機会を多くすることによって、誤判定することを防止することができる。
【００８５】
更にまた、燃料供給系の故障診断装置７２における故障診断条件は、エンジン始動直後に触媒が活性するまでの間は下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２の出力値の演算を禁止する第２禁止時間条件を備えていることにより、エンジン始動後の触媒不活性時間を除くことで、触媒の影響による誤判定する機会を少なくして、不安定な状態で誤判定することを防止することができる。
【００８６】
また、燃料供給系の故障診断装置７２における故障診断条件は、燃料カット制御の経験回数を勘案する下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２の出力値の演算終了条件を備えていることにより、燃料カット制御後に一元化することで、通常の燃料フィードバック制御下でのリーンバランス状態で誤判定することを防止することができる。つまり、比較的継続時間の長い定速走行時のような状態等の条件を付加できるものである。
【００８７】
更に、燃料供給系の故障診断装置７２における故障診断条件は、下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサ２４−１、２４−２の生出力値による移行条件を備えていることにより、判定機会を増加させることができ、実用上有利である。
【００８８】
なお、この発明は上述実施例に限定されるものではなく、種々の応用改変が可能である。
【００８９】
例えば、この発明の実施例においては、上流側排気ガスセンサ及び下流側排気ガスセンサとして、酸素センサを使用する構成とするとともに、この酸素センサの代わりに、排気ガス中の成分を検出して空燃比を制御できる空燃比センサを使用する構成とすることも可能であるとしたが、下流側排気ガスセンサとしては、酸素センサや空燃比センサに限定しなくとも、排気ガスに反応するセンサ出力を有するものであれば、使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】この発明の実施例を示す燃料供給系の故障診断装置の燃料システム故障判定用フローチャートである。
【図２】下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサの平均値演算実施条件用の２例（（ａ）及び（ｂ））のフローチャートである。
【図３】始動時後開始条件用フローチャートである。
【図４】下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサの平均値演算用フローチャートである。
【図５】燃料供給系の故障診断装置のシステム図である。
【図６】燃料供給系の故障診断装置の概略構成図である。
【図７】燃料カット制御後の下流側排気センサである第１、第２リヤ酸素センサの動きを示すタイムチャートであり、（ａ）はエンジン回転数（ｒｐｍ）のタイムチャート、（ｂ）は車速（ｋｍ／ｈ）のタイムチャート、（ｃ）は第１、第２フロント酸素センサ出力（Ｖ）のタイムチャート、（ｄ）は燃料フィードバックモードのタイムチャート、（ｅ）は燃料カット状態フラグのタイムチャート、（ｆ）は第１、第２リヤ酸素センサヒータのタイムチャート、（ｇ）はデュアル燃料フィードバックモードのタイムチャート、（ｈ）は第１、第２リヤ酸素センサ出力（Ｖ）のタイムチャートである。
【図８】第１、第２リヤ酸素センサ平均値演算禁止条件を示すタイムチャートであり、（ａ）は燃料カット状態フラグのタイムチャート、（ｂ）は第１、第２リヤ酸素センサ出力（Ｖ）のタイムチャート、（ｃ）は第１、第２リヤ酸素センサ平均値演算禁止時間（ｓｅｃ）のタイムチャートである。
【図９】リーンｔｏリッチ時間（「ＬｔｏＲ  ｔｉｍｅ」）（ｓｅｃ）と走行空気量（ｇ／ｓ）とにより決定される燃料カット制御後リーンからリッチへ変化する時間である第１禁止時間条件を示す図である。
【図１０】始動開始条件を示すタイムチャートであり、（ａ）は積算空気量（ｇ／ｓ）あるいは燃料噴射量のタイムチャート、（ｂ）は触媒暖機カウンタあるいは触媒温度のタイムチャートである。
【図１１】第１、第２リヤ酸素センサ平均値演算を示すタイムチャートであり、（ａ）は始動時開始条件のタイムチャート、（ｂ）はデュアル燃料フィードバックモードのタイムチャート、（ｃ）は燃料フィードバックモードのタイムチャート、（ｄ）は燃料カット状態フラグのタイムチャート、（ｅ）は第１、第２リヤ酸素センサ出力（Ｖ）のタイムチャート、（ｆ）は第１、第２リヤ酸素センサ平均値演算禁止時間（ｓｅｃ）のタイムチャート、（ｇ）は第１、第２リヤ酸素センサ平均値演算時間（ｓｅｃ）のタイムチャート、（ｈ）は第１、第２リヤ酸素センサ平均値のタイムチャートである。
【図１２】この発明の従来技術を示す正常時の第１、第２フロントセンサと第１、第２リヤ酸素センサの動きを示すタイムチャートであり、（ａ）はエンジン回転数（ｒｐｍ）のタイムチャート、（ｂ）は第１、第２フロントセンサ出力（Ｖ）のタイムチャート、（ｃ）は第１、第２リヤ酸素センサ出力（Ｖ）のタイムチャートである。
【図１３】１気筒分のインジェクタの噴射量が少なくなった場合の動きを示すタイムチャートであり、（ａ）は第１、第２フロントセンサ出力（Ｖ）のタイムチャート、（ｂ）は第１、第２リヤ酸素センサ出力（Ｖ）のタイムチャートである。
【符号の説明】
【００９１】
２  内燃機関
４  吸気通路
６  排気通路
２０−１  第１暖機用三元触媒
２０−２  第２暖機用三元触媒
２２−１  第１フロント酸素センサ
２２−２  第２フロント酸素センサ
２４−１  第１リヤ酸素センサ
２４−２  第２リヤ酸素センサ
２６  三元触媒
２８−１、２８−２  第１、第２インジェクタ
３２  燃料タンク
４６  キャニスタ
７２  故障診断装置
７４  制御手段（「ＥＣＭ」ともいう。）
７６  吸気温センサ
７８  吸入空気量センサ（「エアフローセンサ」ともいう。）
８０  スロットル開度センサ（単に「スロットルセンサ」ともいう。）
８２  カム角センサ
８４  吸気圧センサ
８６  水温センサ
８８  クランク角センサ
１３４  燃料噴射量算出手段
１３６  燃料システム診断手段
【図１】
2007032538.tif 000003
【図２】
2007032538.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2007032538.tif 000007
【図６】
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【図７】
2007032538.tif 000009
【図８】
2007032538.tif 000010
【図９】
2007032538.tif 000011
【図１０】
2007032538.tif 000012
【図１１】
2007032538.tif 000013
【図１２】
2007032538.tif 000014
【図１３】
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