(57)【要約】      （修正有）【課題】取付箇所によらずアルコール濃度センサの異常を確実に判定する。【解決手段】燃料のアルコール濃度に応じた出力値を出力するアルコール濃度センサ６１と、アルコール濃度センサ６１が異常であるか否かを判定する異常判定部と、を備えるアルコール濃度センサ６１の異常判定装置に関する。アルコール濃度センサ６１は、サージタンク４２とパージ流路管５３との接続部５３ａよりも下流側の位置又は前記パージ流路管５３であって前記パージ制御弁５４よりも下流側の位置に配設される。異常判定部は、パージ制御弁５４の開閉状態に応じて定められる判定条件をアルコール濃度センサ６１の出力値Ｖalcが満足しないとき、アルコール濃度センサ６１が異常であると判定する。これにより、アルコール濃度センサ６１の出力値Ｖalcが一定値である場合であっても、アルコール濃度センサ６１が異常であるか否かを確実に判定することができる。【選択図】図３
2016079834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に供給する燃料を貯留する燃料タンクと、
前記燃料タンク内に発生する蒸発燃料を捕集するキャニスタと、
前記キャニスタと前記内燃機関の吸気通路とを接続するパージ通路と、
前記パージ通路に介装されるとともに開状態及び閉状態の何れか一方の開閉状態を実現し同開状態となったとき前記パージ通路を連通状態に設定し同閉状態となったとき前記パージ通路を遮断状態に設定するパージ制御弁と、
を具備した車両に適用され、
前記燃料のアルコール濃度に応じた出力値を出力するアルコール濃度センサと、
前記アルコール濃度センサが異常であるか否かを判定する異常判定部と、
を備えるアルコール濃度センサの異常判定装置において、
前記アルコール濃度センサは、前記吸気通路であって前記吸気通路と前記パージ通路との接続部よりも下流側の位置又は前記パージ通路であって前記パージ制御弁よりも下流側の位置に配設され、
前記異常判定部は、前記パージ制御弁の開閉状態に応じて定められる判定条件を前記アルコール濃度センサの出力値が満足しないとき、前記アルコール濃度センサが異常であると判定するように構成された、
異常判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に供給される燃料のアルコール濃度に応じた出力値を出力するアルコール濃度センサが異常であるか否かを判定するアルコール濃度センサの異常判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルコール混合燃料を燃料として使用可能なＦＦＶ（Flexible Fuel Vehicle） において、アルコール混合燃料のアルコール濃度は、内燃機関への燃料供給量を決定するパラメータの一つである。よって、ＦＦＶは、一般的に、アルコール混合燃料のアルコール濃度を検出するためのアルコール濃度センサを備えている。従来技術の一つにおいて、このアルコール濃度センサは、燃料タンクと燃料噴射弁とを接続する燃料供給路に設けられている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２０９７５１号公報
【発明の概要】
【０００４】
ところで、燃料供給路は、通常、燃料によって満たされている。従って、燃料供給路に設けられているアルコール濃度センサの出力値は、燃料のアルコール濃度が変化しない限り一定である。従って、アルコール濃度センサが燃料供給路に取り付けられている場合、アルコール濃度センサの出力値が変化しないことをもってアルコール濃度センサが故障しているか否かを判定することは困難である。
【０００５】
本発明は上記問題に対処するために為されたものである。即ち、本発明の目的の一つは、アルコール濃度センサの取り付け箇所を変更し、その上で、そのアルコール濃度センサが異常であるか否かをより確実に判定することができるアルコール濃度センサの異常判定装置を提供することにある。
【０００６】
本発明のアルコール濃度センサの異常判定装置（以下、「本発明装置」と称呼する。）は、燃料タンクと、キャニスタと、パージ通路と、パージ制御弁と、を備えた車両に適用され、アルコール濃度センサと、異常判定部と、を備える。
【０００７】
前記燃料タンクは、内燃機関に供給する燃料を貯留する。前記キャニスタは、前記燃料タンク内に発生する蒸発燃料を捕集する。このキャニスタは、例えば、その内部に収納する吸着剤に蒸発燃料を吸着する周知のキャニスタである。前記パージ通路は、前記キャニスタと前記内燃機関の吸気通路とを接続する。
【０００８】
前記パージ制御弁は、前記パージ通路に介装されるとともに開状態及び閉状態の何れか一方の開閉状態を実現し同開状態となったとき前記パージ通路を連通状態に設定し同閉状態となったとき前記パージ通路を遮断状態に設定する。このパージ制御弁として、例えば、周知のバキュームスイッチングバルブ（Vacuum Switching Valve，以下、「ＶＳＶ」と称呼する。）が用いられてもよい。
【０００９】
前記アルコール濃度センサは、前記吸気通路であって前記吸気通路と前記パージ通路との接続部よりも下流側の位置又は前記パージ通路であって前記パージ制御弁よりも下流側の位置に配設される。即ち、アルコール濃度センサは、蒸発燃料の流通経路であってパージ制御弁よりも下流側の位置に配設される。従って、蒸発燃料は、パージ制御弁が開状態であるときアルコール濃度センサに供給されるが、パージ制御弁が閉状態であるときにはアルコール濃度センサに供給されない。
【００１０】
前記アルコール濃度センサは、前記燃料のアルコール濃度に応じた出力値を出力する。正常なアルコール濃度センサは、パージ制御弁が閉状態であるときアルコール濃度が「０％」である場合の出力値を出力し、パージ制御弁が開状態であるときにはアルコール濃度に応じた出力値を出力する。従って、アルコール濃度センサの出力値が、パージ制御弁が開状態であるとき及び閉状態であるときのそれぞれの状態において、どのような値になっているかを監視すれば、アルコール濃度センサが異常であるか否かを判定することが可能である。
【００１１】
そこで、前記異常判定部は、前記パージ制御弁の開閉状態に応じて定められる判定条件を前記アルコール濃度センサの出力値が満足しないとき、前記アルコール濃度センサが異常であると判定するように構成される。
【００１２】
例えば、前記パージ制御弁の開閉状態に応じて定められる判定条件は、
（条件１）パージ制御弁が開状態にあるとき、アルコール濃度センサの出力値が「パージ制御弁が開状態にある場合に出力されるような値」であること、
（条件２）パージ制御弁が閉状態にあるとき、アルコール濃度センサの出力値が「パージ制御弁が閉状態にある場合に出力されるような値」であること、及び
（条件３）パージ制御弁が閉状態から開状態へと又はその逆へと変化したとき、アルコール濃度センサの出力値がパージ制御弁の開閉状態の変化に応じた変化をすること、
等の何れか一つ以上であってよい。
【００１３】
このように、前記異常判定部は、アルコール濃度センサの出力値が、アルコール濃度センサに蒸発燃料が供給される状態に応じた値であるか否か、アルコール濃度センサに蒸発燃料が供給されない状態に応じた値であるか否か、アルコール濃度センサへの蒸発燃料の供給状態の変化に相応しい変化を示しているか否か、等に応じてアルコール濃度センサが異常であるか否かを判定する。従って、本発明装置によれば、例えば、アルコール濃度センサの出力値が一定値である場合であっても、アルコール濃度センサが異常であるか否かを確実に判定することができる。
【００１４】
本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の各実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る「異常判定装置」が適用された内燃機関の概略構成図である。
【図２】図２（Ａ）〜（Ｃ）は、パージ制御弁の駆動信号及びアルコール濃度センサの出力電圧の時間変化を示したタイムチャートである（図２（Ａ）はアルコール濃度センサが正常である場合、図２（Ｂ）はアルコール濃度センサが異常である場合、図２（Ｃ）はアルコール濃度センサが図２（Ｂ）に示した異常とは異なる態様の異常である場合）。
【図３】図３は、実施形態に係る異常判定装置の「センサ異常判定ルーチン」を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜実施形態＞
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る異常判定装置（以下、「本判定装置」とも称呼する。）について説明する。
【００１７】
（構成）
異常判定装置は、図１に示した内燃機関（機関）１０を具備する車両（ＦＦＶ）に適用される。機関１０は、アルコール、ガソリン及びアルコール混合ガソリンを燃料として使用可能な火花点火式の４サイクル・ピストン往復動型内燃機関である。機関１０は、機関本体部２０、燃料供給系統３０、吸排気系統４０及び蒸発燃料供給系統５０を含んでいる。
【００１８】
機関本体部２０は、シリンダブロック、シリンダヘッド及びクランクケース等を含む本体２１を備える。本体２１には、燃料噴射弁２２、点火装置２３、吸気弁２４、排気弁２５及びピストン２６が配設されている。機関本体部２０には、本体２１とピストン２６とによって燃焼室２７が画成される。
【００１９】
燃料噴射弁２２は、本体２１の一部であって燃焼室２７と連通する吸気ポートに設けられている。燃料噴射弁２２は、所定の時期に燃料を吸気ポートに噴射する。点火装置２３は、火花発生部を燃焼室２７内に露出するようにして本体２１（シリンダヘッド）に配設されている。吸気弁２４は、吸気ポートと燃焼室２７との連通部を開閉できるようになっている。排気弁２５は、本体２１の一部であって排気ポートと燃焼室２７との連通部を開閉できるようになっている。
【００２０】
燃料供給系統３０は、燃料タンク３１、燃料供給管３２及び燃料ポンプ３３を含んでいる。
【００２１】
燃料タンク３１は、燃料噴射弁２２から吸気ポートに噴射される燃料を貯留する。燃料供給管３２は、燃料タンク３１と燃料噴射弁２２とを接続（連通）している。燃料ポンプ３３は、燃料タンク３１内の燃料を汲み上げ、その燃料を燃料供給管３２を通して燃料噴射弁２２へと送出する。
【００２２】
吸排気系統４０は、インテークマニホールド４１、サージタンク４２、吸気管４３、スロットルバルブ４４及びエキゾーストマニホールド４５を含んでいる。
【００２３】
インテークマニホールド４１の一端は吸気ポート（本体２１）に接続されている。サージタンク４２の一端は、インテークマニホールド４１の他端と接続されている。吸気管４３の一端は、サージタンク４２の他端と接続されている。スロットルバルブ４４は、吸気管４３に配設される。スロットルバルブ４４は、図示しないスロットルモータによって駆動される。スロットルバルブ４４は、吸気管４３を流通する空気の量（吸気量）を変更することができる。エキゾーストマニホールド４５の一端は排気ポート（本体２１）に接続されている。
【００２４】
蒸発燃料供給系統５０は、キャニスタ５１、ベーパ捕集管５２、パージ流路管５３及びパージ制御弁５４を含んでいる。
【００２５】
キャニスタ５１は、燃料タンク３１内にて発生した蒸発燃料（蒸発燃料ガス）を吸蔵する「周知のチャコールキャニスタ」である。キャニスタ５１は、タンクポート５１ａ、パージポート５１ｂ及び大気に曝されている大気ポート５１ｃが形成された筐体を備える。キャニスタ５１は、その筐体内に、蒸発燃料を吸着するための吸着剤５１ｄを収納している。
【００２６】
ベーパ捕集管５２の一端は燃料タンク３１の上部に接続され、ベーパ捕集管５２の他端はタンクポート５１ａに接続されている。ベーパ捕集管５２は、燃料タンク３１内に発生した蒸発燃料を燃料タンク３１からキャニスタ５１へと導入するための管である。
【００２７】
パージ流路管５３の一端はパージポート５１ｂに接続され、パージ流路管５３の他端は図１の接続部５３ａにてサージタンク４２に接続されている。パージ流路管５３は、キャニスタ５１の吸着剤５１ｄから脱離した蒸発燃料をサージタンク４２へと導入するための管である。
【００２８】
パージ制御弁５４は、パージ流路管５３に介装されている。パージ制御弁５４は、図示しないソレノイドにデューティ比駆動信号を付与することによって駆動される電磁弁であり、パージＶＳＶとも称呼される。パージ制御弁５４はデューティ比ＤＰＧにて変化するデューティ比駆動信号に応じて開度（開弁期間）が調節されることによってパージ流路管５３の通路断面積を変更するようになっている。パージ制御弁５４は、デューティ比ＤＰＧが「０」であるときにパージ流路管５３を完全に閉じ、閉状態を実現する。一方、パージ制御弁５４は、デューティ比ＤＰＧが「０」よりも大きい値であるときにパージ流路管５３を連通し、閉状態以外の状態（即ち、開状態）を実現する。
【００２９】
このように構成された蒸発燃料供給系統５０において、パージ制御弁５４が完全に閉じられている場合、燃料タンク３１内で発生した蒸発燃料はキャニスタ５１に吸蔵される。パージ制御弁５４が開かれている場合、キャニスタ５１に吸蔵された蒸発燃料はパージ流路管５３を通してサージタンク４２（スロットルバルブ４４よりも下流の吸気通路）に放出され、燃焼室２７（機関１０）へ供給される。即ち、パージ制御弁５４が開かれているとき、蒸発燃料ガスパージ（「蒸発燃料パージ」又は「エバポパージ」とも称呼される。）が行われる。
【００３０】
車両は、更に、電子制御装置（ＥＣＵ）７０を搭載している。電子制御装置７０は、周知のマイクロコンピュータを含む電子回路であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ（スタティックＲＡＭ又は不揮発性メモリ）及びインターフェース等を含む。
【００３１】
電子制御装置７０は、燃料噴射弁２２、点火装置２３、燃料ポンプ３３及びパージ制御弁５４等と電気的に接続されている。更に、電子制御装置７０は、図示しない運転状態量検出センサ及びアルコール濃度センサ６１と電気的に接続されており、これらのセンサからの信号を受信するようになっている。
【００３２】
運転状態量検出センサは、何れも周知である「吸入空気量を測定するエアフローメータ、機関回転速度センサ、アクセルペダル操作量センサ及びスロットル弁開度センサ」等を含む。
【００３３】
アルコール濃度センサ６１は、図１に示したように、サージタンク４２であってパージ流路管５３との接続部５３ａよりも下流側の位置に配設されている。アルコール濃度センサ６１は、例えば、特表平５−５０７５６１号公報に開示された「混合気のアルコール含有量検出用測定器」である。このアルコール濃度センサ６１は、周知の「静電容量式アルコール濃度センサ」である。アルコール濃度センサ６１は、アルコール混合燃料の比誘電率がそのアルコール濃度に応じて変化することを利用して、アルコール濃度センサ６１内に設けられた燃料チャネルを通過する燃料のアルコール濃度に応じた出力値（出力電圧）Ｖalc を出力する。出力値Ｖalc は、アルコール濃度が高いほど大きくなり、アルコール濃度が０％であるとき「０」となるように調整されている。
【００３４】
（作動の概要）
次に、本判定装置の作動の概要について説明する。
【００３５】
パージ制御弁５４は、パージ制御弁５４が開状態となったときパージ流路管５３を連通状態に設定するので、蒸発燃料をアルコール濃度センサ６１に供給することができる。一方、パージ制御弁５４は、パージ制御弁５４が閉状態となったときパージ流路管５３を遮断状態に設定するので、蒸発燃料をアルコール濃度センサ６１に供給しないようにすることができる。
【００３６】
本判定装置は、このパージ制御弁５４の開閉状態に応じて定められる後述する判定条件に基づいてアルコール濃度センサ６１の異常判定を行う。先ず、パージ制御弁５４の開閉状態に対するアルコール濃度センサ６１の応答について図２を参照しながら説明する。
【００３７】
図２（Ａ）は、アルコール濃度センサ６１が正常である場合のパージ制御弁５４のデューティ比駆動信号ＤＰＧ及びアルコール濃度センサ６１の出力電圧Ｖalc の時間変化を示した図である。なお、図２においては、デューティ比駆動信号のデューティ比ＤＰＧが０％であってパージ制御弁５４に閉状態を実現する信号が送出されているとき、パージ制御弁駆動信号が「０」であるとして表示され、デューティ比ＤＰＧが０％以外の値であってパージ制御弁５４に開状態を実現する信号が送出されているとき、パージ制御弁駆動信号が「１」であるとして表示される。
【００３８】
図２の各タイムチャートに示した例においては、時刻ｔ０から時刻ｔ１までパージ制御弁５４は閉状態にあり、時刻ｔ１にてパージ制御弁５４が開状態へと変化させられている。その後、パージ制御弁５４は時刻ｔ４にて閉状態へと変化させられている。この場合、アルコール濃度センサ６１の出力電圧Ｖalc は、次のように変化する。
【００３９】
アルコール濃度センサ６１の出力電圧Ｖalc は、パージ制御弁５４が閉状態にある期間（時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間）において、電圧Ｖ１を示す。この期間において、蒸発燃料はアルコール濃度センサ６１に供給されないので、アルコール濃度は０％であり、従って、電圧Ｖ１は「アルコール濃度は０％である場合の０Ｖ」である。アルコール濃度センサ６１の出力電圧Ｖalc は、パージ制御弁５４が開状態へと変化する時刻ｔ１からΔｔａだけ遅延した時刻ｔ２までは電圧Ｖ１を維持している。
【００４０】
アルコール濃度センサ出力電圧Ｖalc は、時刻ｔ２から増加し始め、時刻ｔ３にて電圧Ｖ２となる。即ち、パージ制御弁５４が開状態へと変化してからアルコール濃度センサ出力電圧Ｖalc が電圧Ｖ２に到達するまでの時間はΔｔｂ（＝ｔ３−ｔ１）である。電圧Ｖ２はアルコール濃度に応じた値であり、例えば、アルコール濃度が１０％の燃料においては０．１Ｖ、１００％の燃料においては１．０Ｖとなる。
【００４１】
このように、アルコール濃度センサ出力電圧Ｖalc の応答がパージ制御弁５４の開弁時期に対して遅延するのは、パージ制御弁５４が開状態へと変化してからパージ流路管５３へ放出された蒸発燃料がアルコール濃度センサ６１に到達するまでに時間を要するからである。更に、アルコール濃度センサ６１に設けられた燃料チャネルに燃料が流通してアルコール濃度センサ６１の出力電圧Ｖalc が変化するまで時間を要することも前記遅延の理由である。
【００４２】
アルコール濃度センサ出力電圧Ｖalc は、パージ制御弁５４が閉状態へと変化した時刻ｔ４からΔｔｃだけ遅延した時刻ｔ５までは電圧Ｖ２を維持している。アルコール濃度センサ出力電圧Ｖalc は、時刻ｔ５から減少を開始し、時刻ｔ６にて電圧Ｖ１となる。即ち、パージ制御弁５４が閉状態へと変化してからアルコール濃度センサ出力電圧Ｖalc が電圧Ｖ１に到達するまでの時間はΔｔｄ（＝ｔ６−ｔ４）である。
【００４３】
アルコール濃度センサ出力電圧Ｖalc の応答がパージ制御弁５４の閉弁時期に対して遅延するのは、パージ制御弁５４が閉状態へと変化してからアルコール濃度センサ６１に設けられた燃料チャネルに流通していた燃料が消失するまでに時間を要するからである。
【００４４】
一方、図２（Ｂ）は、アルコール濃度センサ６１が「小さい出力電圧Ｖalc を出力し続ける態様の異常」である場合のパージ制御弁５４の駆動信号及びアルコール濃度センサ６１の出力電圧Ｖalc の時間変化の一例を示している。図２（Ｂ）において、パージ制御弁５４は、図２（Ａ）と同様に時刻ｔ０から時刻ｔ１まで閉状態である。その後、パージ制御弁５４は、時刻ｔ１にて開状態へと変化し、時刻ｔ４にて閉状態へと変化する。ところが、図２（Ｂ）に示される全期間中、アルコール濃度センサ６１の出力電圧Ｖalc は一定の電圧Ｖ１（即ち、０Ｖ）を示している。
【００４５】
更に、図２（Ｃ）は、アルコール濃度センサ６１が「大きい出力電圧Ｖalc を出力し続ける態様の異常」である場合のパージ制御弁５４の駆動信号及びアルコール濃度センサ６１の出力電圧Ｖalc の時間変化の一例を示している。図２（Ｃ）において、パージ制御弁５４の開閉状態は、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）と同様である。ところが、図２（Ｃ）に示される全期間中、アルコール濃度センサ６１の出力電圧Ｖalc は一定の電圧Ｖ２を示している。
【００４６】
そこで、本判定装置は、アルコール濃度センサ６１が異常であるか否かを判定する判定閾値Ｖthを、電圧Ｖ１と電圧Ｖ２との間に設定する。そうすると、アルコール濃度センサ６１が正常である場合、図２（Ａ）に示したように、アルコール濃度センサ６１の出力電圧Ｖalc は、パージ制御弁５４が閉状態から開状態へと変化してからΔｔｂ経過するまでの間に電圧Ｖ１から電圧Ｖ２へと判定閾値Ｖthを横切って変化する。更に、アルコール濃度センサ６１の出力電圧Ｖalc は、パージ制御弁５４が開状態から閉状態へと変化してからΔｔｄ経過するまでの間に電圧Ｖ２から電圧Ｖ１へと判定閾値Ｖthを横切って変化する。
【００４７】
一方、アルコール濃度センサ６１が異常である場合、図２（Ｂ）に示したように、アルコール濃度センサ出力電圧Ｖalc が判定閾値Ｖthを超えるべき期間（即ち、パージ制御弁５４の開弁期間、実際には時刻ｔ３〜ｔ５）においても、アルコール濃度センサ出力電圧Ｖalc は判定閾値Ｖthを下回っている。或いは、パージ制御弁５４が開状態から閉状態へと又はその逆へと変化しているにもかかわらず、アルコール濃度センサ出力電圧Ｖalc が判定閾値Ｖthを下回っており、判定閾値Ｖthを横切ることがない。
【００４８】
更に、アルコール濃度センサ６１が図２（Ｂ）に示した異常とは異なる態様の異常である場合、図２（Ｃ）に示したように、アルコール濃度センサ出力電圧Ｖalc が判定閾値Ｖthを下回るべき期間（即ち、パージ制御弁５４の閉弁期間、実際には時刻ｔ２以前又は時刻ｔ６以降）においても、アルコール濃度センサ出力電圧Ｖalc は判定閾値Ｖthを上回っている。或いは、パージ制御弁５４が開状態から閉状態へと又はその逆へと変化しているにもかかわらず、アルコール濃度センサ出力電圧Ｖalc が判定閾値Ｖthを上回っており、判定閾値Ｖthを横切ることがない。
【００４９】
従って、本判定装置は、アルコール濃度センサ６１が正常な場合と、異常な場合と、をアルコール濃度センサ６１出力電圧Ｖalc と判定閾値Ｖthとを比較することによって判定することができる。かかる観点から、本判定装置は、以下に述べる「パージ制御弁５４の開閉状態に応じて定められる判定条件」が満たされないとき、アルコール濃度センサ６１が異常であると判定する。
【００５０】
上述した「パージ制御弁５４の開閉状態に応じて定められる判定条件」は、
（条件１）パージ制御弁５４が開状態にあるとき（正確には開状態となって第１所定時間Δｔｂが経過しているとき）、アルコール濃度センサ６１の出力電圧Ｖalc が「パージ制御弁５４が開状態にある場合に出力されるような値（判定閾値Ｖth以上の値）」であること、
（条件２）パージ制御弁５４が閉状態にあるとき（正確には閉状態となって第２所定時間Δｔｄが経過しているとき）、アルコール濃度センサ６１の出力電圧Ｖalc が「パージ制御弁５４が閉状態にある場合に出力されるような値（判定閾値Ｖth未満の値、例えば、０Ｖ）」であること、及び、
（条件３）パージ制御弁５４が閉状態から開状態へと又はその逆へと変化したとき、アルコール濃度センサ６１の出力電圧Ｖalc がパージ制御弁５４の開閉状態の変化に応じた変化をすること（パージ制御弁５４が閉状態から開状態となった後に判定閾値Ｖth未満の値から判定閾値Ｖth以上の値となること、又は、パージ制御弁５４が開状態から閉状態となった後に判定閾値Ｖth以上の値から判定閾値Ｖth未満の値となること）、
等の何れか一つ以上である。
【００５１】
例えば、出力電圧Ｖalc が図２（Ａ）に示したように変化する場合、出力電圧Ｖalc は前記条件（１）、（２）及び（３）を全て満たす。よって、この場合、本判定装置はアルコール濃度センサ６１が正常であると判断することができる。出力電圧Ｖalc が図２（Ｂ）に示したように変化する場合、出力電圧Ｖalc は前記条件（２）を満たすが、前記条件（１）及び（３）を満たさない。よって、この場合、判定条件として上記（１）又は（３）を含む条件を採用すれば、本判定装置はアルコール濃度センサ６１が異常であると判断することができる。出力電圧Ｖalc が図２（Ｃ）に示したように変化する場合、出力電圧Ｖalc は前記条件（１）を満たすが、前記条件（２）及び（３）を満たさない。よって、この場合、判定条件として上記（２）又は（３）を含む条件を採用すれば、本判定装置はアルコール濃度センサ６１が異常であると判断することができる。
【００５２】
ところで、通常のガソリン燃料（非アルコール混合燃料）のアルコール濃度は、各国の基準によっても異なるが、日本国内にて販売されているガソリン燃料の場合、２〜３％程度である。そこで、本判定装置は、判定閾値Ｖthを１％のアルコール濃度に相当する電圧（例えば、０．０１Ｖ）に設定する。従って、通常のガソリン燃料及びアルコール混合燃料の何れを燃料として用いた場合においても、アルコール濃度センサ６１が正常である限り、パージ制御弁５４の開状態におけるアルコール濃度センサ出力電圧Ｖalc は０．０２Ｖ（２％のアルコール濃度に相当する電圧）以上となる。即ち、アルコール濃度センサ６１が正常である場合、どのような燃料が使用されていても、上記判定条件は満たされる。
【００５３】
なお、図２（Ａ）に示したように、パージ制御弁５４の開弁時期又は閉弁時期から、アルコール濃度センサ６１の出力電圧Ｖalc が変化して判定閾値Ｖthを横切るまでの時間は、長くともΔｔｂ又はΔｔｄである。従って、本判定装置においては、パージ制御弁５４の開閉状態を変更してから異常判定のためのデータ（アルコール濃度センサ６１の出力電圧Ｖalc ）を取得するまでの間に、所定の遅延時間（例えば、Δｔｂ又はΔｔｄ）が設けられることが望ましい。
【００５４】
＜具体的作動フロー＞
次に、本判定装置の具体的作動について図３を参照しながら説明する。図３は、電子制御装置７０のＣＰＵが実行する「センサ異常判定ルーチン」を示している。
【００５５】
本判定装置は、次の各異常判定実行条件（以下、「判定実行条件」とも称呼する。）が成立している場合にセンサ異常判定を行う。
［条件１］機関１０の回転速度及び負荷が比較的安定な状態にあること（例えば、アイドリング状態）。
［条件２］機関１０の水温が暖機完了温度を超えていること。
以下、判定実行条件が成立していると仮定して説明を続ける。更に、以下に述べるカウンタＣの値及び異常判定完了フラグＸjudgeの値は、図示しないイグニッション・キー・スイッチがオフからオンへと変更された際にＣＰＵにより実行されるイニシャルルーチンにおいて「０」に設定されるようになっている。加えて第１遅延時間Δｔｄ及び第２遅延時間Δｔｂは、図２で示したΔｔｄ及びΔｔｂをそれぞれ表している。
【００５６】
ＣＰＵは図３に示した「センサ異常判定ルーチン」を所定時間の経過毎に実行するようになっている。従って、適当なタイミングにてＣＰＵは図３のステップ３００から処理を開始し、ステップ３０５に進んで異常判定完了フラグＸjudgeの値が「０」であるか否かを判定する。異常判定完了フラグＸjudgeは、本判定装置がアルコール濃度センサ６１の異常判定を、今回の機関の始動後において１回完了したか否かを示すフラグである。ＣＰＵは、この異常判定を１回実行すると異常判定完了フラグＸjudgeの値を「１」に設定する（後述するステップ３７５を参照。）。異常判定完了フラグＸjudgeが「１」に設定されていると、ＣＰＵは異常判定を実行しない。
【００５７】
いま、異常判定完了フラグＸjudgeの値が「０」であると仮定する。この場合、ＣＰＵはステップ３０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ３１０に進み、上述した判定実行条件が成立しているか否かを判定する。
【００５８】
前述の仮定によれば、判定実行条件は成立している。従って、ＣＰＵはステップ３１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ３１５に進み、カウンタＣの値が「２未満」であるか否かを判定する。前述の仮定によれば、現時点においてカウンタＣの値は「０」である。従って、ＣＰＵはステップ３１５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ３２０に進み、パージ制御弁５４が閉状態にあるか否かを判定する。
【００５９】
現時点（即ち、カウンタＣの値が「０」の状態でＣＰＵがステップ３２０に進んだとき）において、パージ制御弁５４が閉状態であれば、ＣＰＵはステップ３２０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ３２５に進み、パージ制御弁５４が開状態から閉状態へと変化してから第１遅延時間Δｔｄが経過したか否かを判定する。パージ制御弁５４が開状態から閉状態へと変化してから第１遅延時間Δｔｄが経過していない場合、ＣＰＵはステップ３２５にて「Ｎｏ」と判定してステップ３９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。なお、ＣＰＵは図示しないルーチンにより、パージ制御弁５４が開状態から閉状態へと変化してからの時間及びパージ制御弁５４が閉状態から開状態へと変化してからの時間を別途計測している。
【００６０】
所定の時間経過後、ＣＰＵは再びステップ３００から処理を開始してステップ３０５に進む。現時点において、異常判定完了フラグＸjudgeの値は「０」であり、異常判定実行条件は成立しており、カウンタＣの値は「０」である。従って、ＣＰＵはステップ３０５乃至ステップ３１５にてそれぞれ「Ｙｅｓ」と判定してステップ３２０に進む。現時点においてパージ制御弁５４は閉状態にある。従って、ＣＰＵはステップ３２０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ３２５に進む。
【００６１】
パージ制御弁５４が開状態から閉状態へと変化してから第１遅延時間ｔｄを経過した場合、ＣＰＵはステップ３２５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ３３０に進み、以下に述べるステップ３３０乃至ステップ３４０の処理を順に実行した後、ステップ３９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００６２】
ステップ３３０：ＣＰＵはアルコール濃度センサ６１の出力電圧Ｖalcを「パージ制御弁５４が閉状態にあるときのアルコール濃度センサ出力電圧」Ｖalc０として取得する。
ステップ３３５：ＣＰＵはパージ制御弁５４を閉状態から開状態へと変更する。
ステップ３４０：ＣＰＵはカウンタＣの値を１つカウントアップする。
【００６３】
この結果、カウンタＣの値は「１」となる。その後、所定の時間が経過すると、ＣＰＵはステップ３００から処理を開始し、ステップ３０５乃至ステップ３１５にてそれぞれ「Ｙｅｓ」と判定してステップ３２０に進む。現時点においてパージ制御弁５４は開状態となっている。従って、ＣＰＵはステップ３２０にて「Ｎｏ」と判定してステップ３４５に進み、パージ制御弁５４が閉状態から開状態へと変化してから第２遅延時間Δｔｂが経過したか否かを判定する。
【００６４】
パージ制御弁５４が閉状態から開状態へと変化してから第２遅延時間Δｔｂが経過していない場合、ＣＰＵはステップ３４５にて「Ｎｏ」と判定してステップ３９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。ＣＰＵは、パージ制御弁５４が閉状態から開状態へと変化してから第２遅延時間Δｔｂが経過するまで、ステップ３０５乃至ステップ３２０、及び、ステップ３４５の処理を繰り返し実行する。
【００６５】
パージ制御弁５４が閉状態から開状態へと変化してから第２遅延時間ｔｂを経過した場合、ＣＰＵはステップ３４５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ３５０に進み、以下に述べるステップ３５０乃至ステップ３６０の処理を順に実行した後、ステップ３９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００６６】
ステップ３５０：ＣＰＵはアルコール濃度センサ６１の出力電圧Ｖalcを「パージ制御弁５４が開状態にあるときのアルコール濃度センサ出力電圧」Ｖalc１として取得する。
ステップ３５５：ＣＰＵはパージ制御弁５４を開状態から閉状態へと変更する。
ステップ３６０：ＣＰＵはカウンタＣの値を１つカウントアップする。
【００６７】
この結果、値Ｖalc０及び値Ｖalc１の両方が取得され、カウンタＣの値は「２」となる。なお、カウンタＣの値が「０」の状態でＣＰＵがステップ３２０に進んだときに、パージ制御弁５４が開状態であれば、ＣＰＵは先にステップ３５０にてパージ制御弁５４が開状態にあるときのアルコール濃度センサ出力電圧Ｖalc１を取得する。その後、ＣＰＵはステップ３３０にてパージ制御弁５４が閉状態にあるときのアルコール濃度センサ出力電圧Ｖalc０を取得する。この場合においても、値Ｖalc０及び値Ｖalc１の両方が取得された時点においてカウンタＣの値は「２」となる。
【００６８】
所定の時間経過後、ＣＰＵは再びステップ３００から処理を開始してステップ３０５及びステップ３１０にてそれぞれ「Ｙｅｓ」と判定してステップ３１５に進む。現時点においてカウンタＣの値は「２」である。従って、ＣＰＵはステップ３１５にて「Ｎｏ」と判定してステップ３６５に進み、ステップ３３０で取得したアルコール濃度センサ出力電圧Ｖalc０が判定閾値Ｖth（例えば、０．０２Ｖ）よりも大きいか否か、又はステップ３５０で取得したアルコール濃度センサ出力電圧Ｖalc１が判定閾値Ｖth以下であるか否か、を判定する。このステップ３６５の判定は、上述した判定条件のうちの（条件３）についての判定に相当するということができ、更に、上述した判定条件のうちの（条件１）及び（条件２）の両方の条件についての判定に相当するということができる。
【００６９】
パージ制御弁５４が閉状態にあるときのアルコール濃度センサ出力電圧Ｖalc０が判定閾値Ｖth以下であり、且つパージ制御弁５４が開状態にあるときのアルコール濃度センサ出力電圧Ｖalc１が判定閾値Ｖthよりも大きい場合、ＣＰＵはステップ３６５にて「Ｎｏ」と判定してステップ３８０に進む。そして、ＣＰＵはステップ３８０にてアルコール濃度センサ６１が正常であると判定してステップ３７５に進み、異常判定完了フラグＸjudgeの値を「１」に設定し、ステップ３９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００７０】
一方、アルコール濃度センサ出力電圧Ｖalc０が判定閾値Ｖthよりも大きい場合、又はアルコール濃度センサ出力電圧Ｖalc１が判定閾値Ｖth以下である場合、ＣＰＵはステップ３６５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ３７０に進む。そして、ＣＰＵはステップ３７０にてアルコール濃度センサ６１が異常であると判定してステップ３７５に進み、異常判定完了フラグＸjugdeの値を「１」に設定し、ステップ３９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００７１】
所定の時間経過後、ＣＰＵは再びステップ３００から処理を開始してステップ３０５に進む。現時点において異常判定完了フラグＸjudgeの値は「１」である。従って、ＣＰＵはステップ３０５にて「Ｎｏ」と判定してステップ３８５に進み、パージ制御弁５４を機関１０の運転状態に応じて制御する。その後、ＣＰＵはステップ３９０に進んでカウンタＣの値を「０」に設定し、ステップ３９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００７２】
つまり、アルコール濃度センサ６１が異常であるか否かの判定がなされ、異常判定完了フラグＸjudgeの値が「１」に設定されると、本判定装置が適用される車両のイグニッション・キー・スイッチがオフとされるまで異常判定完了フラグＸjudgeの値は「１」を維持している。即ち、車両のイグニッション・キー・スイッチがオン状態からオフ状態へと変更されるまでの間、ステップ３６５の異常判定は１回だけ実行されるようになっている。
【００７３】
なお、判定実行条件が成立していない場合、ＣＰＵはステップ３１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ３８５に進み、パージ制御弁５４を機関１０の運転状態に応じて制御する。その後、ＣＰＵはステップ３９０に進んでカウンタＣの値を「０」に設定し、ステップ３９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００７４】
以上、説明したように、本判定装置は、
燃料のアルコール濃度に応じた出力値（出力電圧）Ｖalc を出力するアルコール濃度センサ６１と、
前記アルコール濃度センサが異常であるか否かを判定する異常判定部（電子制御装置７０のＣＰＵ）と、
を備える。
そして、前記アルコール濃度センサは、吸気通路であって前記吸気通路とパージ通路との接続部５３ａよりも下流側の位置又は前記パージ通路であってパージ制御弁よりも下流側の位置に配設されている。
更に、前記異常判定部は、前記パージ制御弁の開閉状態に応じて定められる判定条件を前記アルコール濃度センサの出力値が満足しないとき、前記アルコール濃度センサが異常であると判定するように構成されている（ステップ３６５の「Ｙｅｓ」との判定、及び、ステップ３７０を参照。）。
【００７５】
従って、本判定装置は、アルコール濃度センサの出力値を用いてアルコール濃度センサが異常であるか否かを確実に判定することができる。
【００７６】
本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。
【００７７】
例えば、ＣＰＵはステップ３６５において、ステップ３３０で取得したアルコール濃度センサ出力電圧Ｖalc０が判定閾値Ｖthよりも大きいか否かのみを判定してもよい。この判定は、上述した判定条件のうちの（条件１）についての判定に相当する。
同様に、ＣＰＵはステップ３６５において、ステップ３５０で取得したアルコール濃度センサ出力電圧Ｖalc１が判定閾値Ｖth以下であるか否かのみを判定してもよい。この判定は、上述した判定条件のうちの（条件２）についての判定に相当する。
【００７８】
更に、本判定装置は、キャニスタ５１内のパージ濃度（キャニスタ５１に吸着された燃料の濃度）を推定し、このパージ濃度が所定濃度以上である場合に、アルコール濃度センサ６１の異常判定を実行するようにしてもよい。
【００７９】
パージ濃度の推定は、例えば、パージ制御弁５４を開状態としたときに、排気管４５に配設された図示しない酸素センサによって検出される酸素濃度に応じた信号に基づいて行うことができる。
【００８０】
これによれば、本発明装置は、キャニスタ５１内の燃料がゼロ又はゼロに近い状態であるとき（パージ濃度が所定濃度より低いとき）はアルコール濃度センサ６１の異常判定を実行しない。従って、本判定装置は、アルコール濃度センサ６１が異常でないにもかかわらず、異常であると誤判定することを防止することができる。
【００８１】
加えて、本発明装置においては、図２に示したように、パージ制御弁５４の駆動デューティ比ＤＰＧを１００％としているが、デューティ比ＤＰＧは１００％に限るものではなく、任意のデューティ比であってもよい。
【００８２】
更に、図１に示したように、アルコール濃度センサ６１は、サージタンク４２であって、パージ流路管５３との接続部５３ａよりも下流側の位置に配設されている。しかしながら、アルコール濃度センサ６１は、蒸発燃料の流通経路であってパージ制御弁５４よりも下流側の位置であればこれに限ることはない。アルコール濃度センサ６１は、パージ流路管５３であって、パージ制御弁５４よりも下流側の位置に配設されてもよい。更に、アルコール濃度センサ６１は、インテークマニホールド４１に配設されてもよい。
【符号の説明】
【００８３】
１０…内燃機関、２１…機関本体、２２…燃料噴射弁、２７…燃焼室、３１…燃料タンク、４１…インテークマニホールド、４２…サージタンク、５１…キャニスタ、５２…ベーパ捕集管、５３…パージ流路管、５３ａ…接続部、５４…パージ制御弁、６１…アルコール濃度センサ、７０…電子制御装置。
【図１】
2016079834.tif 000003
【図２】
2016079834.tif 000004
【図３】
2016079834.tif 000005