CN105089865A - 蒸发燃料处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种蒸发燃料处理装置。在具备燃料箱的内压检测用压力传感器的故障检测装置的蒸发燃料处理装置中，通过时常检测作为压力传感器的故障模式之一的传感器电路的断路、短路而提前检测压力传感器的故障。该蒸发燃料处理装置使燃料箱(15)内的蒸发燃料吸附于吸附罐(21)，而且将该吸附了的蒸发燃料吸入到发动机(11)，其包括用于检测燃料箱(15)的内压的压力传感器(26)，其中，该蒸发燃料处理装置包括压力传感器故障判定部件，在由压力传感器(26)检测出的压力的每单位时间的变化为比燃料箱(15)的压力变化的可能的最大值大的第1预定值以上时，该压力传感器故障判定部件判定为压力传感器(26)产生故障。

Description

蒸发燃料处理装置
技术领域
本发明涉及一种从燃料箱向发动机供给燃料的系统中的蒸发燃料处理装置，特别是涉及一种具备检测燃料箱的内压检测用压力传感器的故障的功能的蒸发燃料处理装置。
背景技术
在下述专利文献1中公开了一种在将燃料箱内的蒸发燃料吸入到发动机的蒸发燃料处理装置中检测燃料箱的内压的压力传感器的故障检测装置。在发动机起动后的预定时间内的压力传感器的检测值的变化小于预定值时，该故障检测装置判定为压力传感器产生故障。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平5－195895号公报
发明内容
发明要解决的问题
在上述故障检测装置的情况下，仅在发动机起动后的有限时间内进行故障检测，在经过该时间之后发生了故障的情况下，到下一个故障检测的时期之前不进行故障检测，存在无法提前检测压力传感器的故障的问题。
鉴于这样的问题，本发明的课题在于，在具备燃料箱的内压检测用压力传感器的故障检测装置的蒸发燃料处理装置中，通过时常检测作为压力传感器的故障模式之一的传感器电路的断路、短路而提前检测压力传感器的故障。
用于解决问题的方案
第1发明是一种蒸发燃料处理装置，其使燃料箱内的蒸发燃料吸附于吸附罐，而且将该吸附了的蒸发燃料吸入到发动机，其包括用于检测燃料箱的内压的压力传感器，其特征在于，该蒸发燃料处理装置包括压力传感器故障判定部件，在由所述压力传感器检测出的压力的每单位时间的变化为比燃料箱的压力变化的可能的最大值大的第1预定值以上时，该压力传感器故障判定部件判定为压力传感器产生故障。
根据第1发明，在压力传感器发生断路、短路故障而压力传感器的输出值从故障前的值急剧地变化时，该输出值得变化变为第1预定值以上，能够检测故障。因而，故障检测并不像以往那样限定于发动机起动后的有限时间，而时常进行压力传感器的故障检测，能够提前检测故障。
根据上述第1发明，第2发明的特征在于，该蒸发燃料处理装置包括：开闭阀，其设置在使燃料箱和吸附罐连通的蒸气通路，用于对蒸气通路进行开闭；以及阀开度检测部件，其用于检测该开闭阀的开度，相对于由所述阀开度检测部件检测出的所述开闭阀的开度的每单位时间的变化而言，由所述压力传感器检测出的压力的每单位时间的变化大于燃料箱的可能的最大压力变化时，所述压力传感器故障判定部件判定为压力传感器产生故障。
根据第2发明，相对于由阀开度检测部件检测出的阀开度的每单位时间的变化而言，由压力传感器检测出的压力的每单位时间的变化大于燃料箱的可能的最大压力变化时，判定为压力传感器产生故障。由于这样根据考虑到阀开度的变化的压力变化来检测压力传感器的故障，因此，即使压力变化较小，也能够根据压力变化与阀开度之间的关系来检测故障，能够更早地检测故障。此外，即使在压力传感器的检测值处于最大值或者最小值附近，随着传感器的故障而变化的输出值的变化幅度较小的情况下，也能够根据压力变化与阀开度之间的关系来检测故障，能够扩大能够检测故障的区域。
能够利用预先决定好的计算式相对于阀开度的每单位时间的变化求出燃料箱的可能的最大压力变化。此外，能够通过相对于阀开度的变化读取预先存储的存储器中的最大压力变化而求出。
根据上述第1发明，第3发明的特征在于，该蒸发燃料处理装置包括：开闭阀，其设置在使燃料箱和吸附罐连通的蒸气通路，用于对蒸气通路进行开闭；以及阀开度检测部件，其用于检测该开闭阀的开度，在由所述阀开度检测部件检测出的所述开闭阀的开度的每单位时间的变化小于第2预定值、而且由所述压力传感器检测出的压力的每单位时间的变化是比所述开闭阀的开度的每单位时间的变化为第2预定值时燃料箱的压力变化的可能的最大值大的第3预定值以上时，所述压力传感器故障判定部件判定为压力传感器产生故障。
根据第3发明，在由阀开度检测部件检测出的阀开度的每单位时间的变化小于第2预定值、而且由压力传感器检测出的压力的每单位时间的变化是第3预定值以上时，判定为压力传感器产生故障。由于这样根据考虑到阀开度的变化的压力变化来检测压力传感器的故障，因此，即使压力变化较小，也能够根据压力变化与阀开度之间的关系检测故障，能够更早地检测故障。此外，即使在压力传感器的检测值处于最大值或者最小值附近，随着传感器的故障而变化的输出值得变化幅度较小的情况下，也能够根据压力变化与阀开度之间的关系检测故障，能够扩大能够检测故障的区域。
附图说明
图1是与上述第1发明相对应的框对应图。
图2是与上述第2、第3发明相对应的框对应图。
图3是本发明的第1实施方式的系统结构图。
图4是上述第1实施方式的压力传感器故障检测例程的流程图。
图5是本发明的第2实施方式的压力传感器故障检测例程的流程图。
图6是本发明的第3实施方式的压力传感器故障检测例程的流程图。
图7是说明上述第1实施方式的压力传感器的故障检测的时序图。
图8是说明上述第2实施方式的压力传感器的故障检测的时序图。
图9是说明上述第3实施方式的压力传感器的故障检测的时序图。
具体实施方式
图3、图4表示本发明的第1实施方式。如图3所示，本实施方式对车辆的发动机系统10附加了蒸发燃料处理装置20。
在图3中，发动机系统10是众所周知的，经由进气通路12向发动机主体11供给在空气中混合燃料而成的混合气。利用节气门14控制空气的流量并供给空气，利用燃料喷射阀13控制燃料的流量并供给燃料。节气门14和燃料喷射阀13均与控制电路16连接，节气门14向控制电路16供给与节气门14的开度相关的信号，利用控制电路16控制燃料喷射阀13的开阀时间。向燃料喷射阀13供给被调整为恒定压力的燃料，自燃料箱15供给该燃料。
蒸发燃料处理装置20使在供油过程中产生的燃料蒸气、或者在燃料箱15内蒸发的燃料蒸气(以下称作蒸发燃料)经由蒸气通路22吸附于吸附罐21。此外，吸附于吸附罐21的蒸发燃料经由吹扫通路23被供给到进气通路12的靠节气门14的下游侧的部分。在蒸气通路22上为了对该通路22进行开闭而设有步进马达驱动的封闭阀24，在吹扫通路23上为了对该通路23进行开闭而设有吹扫阀25。在吸附罐21内填装有作为吸附材料的活性碳(省略图示)，利用所述吸附材料吸附来自蒸气通路22的蒸发燃料，将该吸附的蒸发燃料放出到吹扫通路23。吸附罐21也与大气通路28连接，在对吸附罐21施加进气负压时，通过大气通路28供给大气压而经由吹扫通路23吹扫蒸发燃料。大气通路28从设置在燃料箱15上的供油口17附近吸引大气，在大气通路28的中途插入有空气滤清器28a。
向控制电路16输入为了控制燃料喷射阀13的开阀时间所需要的各种信号。除了上述节气门14的开度信号之外，在图3所示的结构中，将用于检测燃料箱15的内压的压力传感器26的检测信号、用于检测吸附罐21的温度的温度传感器27的检测信号输入到控制电路16。此外，控制电路16除了像上述那样控制燃料喷射阀13的开阀时间之外，在图3所示的结构中，对封闭阀24和吹扫阀25进行开阀控制。
接着，根据图4的流程图说明在控制电路16中进行的压力传感器26的故障检测例程。在步骤S11中，获取当前的压力传感器26的检测值。此外，在步骤S12中，获取在步骤S11中获取了压力传感器26的检测值之后A毫秒后的压力传感器26的检测值。而且，在步骤S13中，计算作为在步骤S11和步骤S12中获取的压力传感器26的检测值之差的压力梯度ΔP。利用从以上的步骤S11到步骤S13的处理求出由压力传感器26检测出的压力的A毫秒间的变化。
在步骤S41中判定在步骤S13中计算出的压力梯度ΔP的绝对值是否为10千帕以上。如图7所示，在步骤S41中进行的处理判定A毫秒间的压力传感器26的输出变化在正负两侧是否处于10千帕的范围内。这里的10千帕是比燃料箱15的压力变化的可能的最大值大的值，相当于第1发明的第1预定值。如图7所示，在A毫秒间的压力传感器26的输出变化在正负两侧处于10千帕的范围内的情况下，步骤S41进行否定判断，在步骤S53中压力传感器26作为正常被处理。上述正负两侧的10千帕设为比作为压力传感器26的输出的可能的最大值大的值，但在A毫秒期间压力传感器26断路的情况下，突然输出电压变成作为电源电压的5伏特，因此，压力传感器26的A毫秒间的输出变化会超过与正10千帕相当的电压，步骤S41进行肯定判断，在步骤S51中压力传感器26设为异常，在下一个步骤S52中进行对于压力传感器26的异常的预定的处理。另一方面，在A毫秒间压力传感器26短路的情况下，突然输出电压变成0伏特，因此，压力传感器26的A毫秒间的输出变化会超过与负10千帕相当的电压，步骤S41进行肯定判断，在步骤S51中压力传感器26设为异常，在下一个步骤S52中进行对于压力传感器26的异常的预定的处理。
由于图4的压力传感器26的故障检测例程每隔100毫秒左右的短时间反复执行，因此，并不像上述以往技术那样限定于发动机起动后的限定的时间，时常进行压力传感器26的故障检测，能够提前检测故障。
图5表示本发明的第2实施方式的压力传感器26的故障检测例程。在步骤S11中获取当前的压力传感器26的检测值。此外，在步骤S21中获取与当前的步进马达式封闭阀24的开阀量相当的步进数。在下一个步骤S14中获取检测10次压力之后的压力传感器26的检测值。此外，在步骤S22中获取检测10次步进数之后的步进马达式封闭阀24的步进数。而且，在步骤S15中计算作为在步骤S11和步骤S14获取的压力传感器26的检测值之差的压力梯度ΔP。此外，在步骤S23中计算作为在步骤S21和步骤S22中获取的步进数之差的步进梯度Δstep。利用以上的步骤S11、步骤S14以及步骤S15的处理求出检测10次压力的期间的压力传感器26的检测压力的变化。此外，利用步骤S21～步骤S23的处理求出检测10次步进数的期间的步进马达式封闭阀24的步进数的变化。在每隔100毫秒执行该压力检测的情况下，利用步骤S15和步骤S23的处理求出1秒间的压力传感器26的检测压力的变化和步进数的变化。
在步骤S30中，根据在步骤S23中求得的步进梯度Δstep求出相对于该步进数的变化、也就是封闭阀24的开阀量变化的、燃料箱的可能的最大压力变化ΔPth。既可以利用预先设定好的计算式求出该最大压力变化ΔPth，也可以根据设定好的映射相对于多个步进梯度Δstep分别求出最大压力变化ΔPth。
在步骤S42中判定在步骤S15中计算出的压力梯度ΔP的绝对值是否为在步骤S30中求得的最大压力变化ΔPth以上。如图8的(A)所示，在步骤S42中进行的处理判定检测10次压力的期间的压力传感器26的输出变化在正负两侧是否处于最大压力变化ΔPth的范围内。在压力传感器26的输出变化在正负两侧处于最大压力变化ΔPth的范围内的情况下，步骤S42进行否定判断，在步骤S53中压力传感器26作为正常被处理。在检测10次压力的期间压力传感器26断路的情况下，突然输出电压变成作为电源电压的5伏特，因此，检测10次压力的期间的压力传感器26的输出变化在正侧超过ΔPth，步骤S42进行肯定判断，在步骤S51中压力传感器26设为异常，在下一个步骤S52中进行对于压力传感器26的异常的预定的处理。另一方面，在检测10次压力的期间压力传感器26短路的情况下，突然输出电压变成0伏特，因此，检测10次压力的期间的传感器26的压力的输出变化在负侧超过ΔPth，步骤S42进行肯定判断，在步骤S51中压力传感器26设为异常，在下一个步骤S52中进行对于压力传感器26的异常的预定的处理。另外，压力传感器26断路或者短路的情况下的输出电压根据压力传感器26与电源的连接方法而变化，与上述方式相反，也存在压力传感器26断路的情况下的输出电压变成0伏特、压力传感器26短路的情况下的输出电压变成5伏特的情况。但是，在这种情况下，也在步骤S42中判断为异常，执行步骤S51和步骤S52的处理。此外，图8的(B)表示步进马达式封闭阀24的步进数的变化，表示检测10次步进数的期间的步进数的变化、也就是步进梯度为Δstep的情形。
根据第2实施方式，这样与步进马达式封闭阀24的步进梯度Δstep相应地设定压力传感器26的最大压力变化ΔPth，根据此时的压力传感器26的压力梯度ΔP是否为最大压力变化ΔPth以上来检测压力传感器26的故障。因此，在步进梯度Δstep较小的情况下，最大压力变化ΔPth也被设定得较小，即使压力传感器26的压力梯度ΔP较小，也能够检测故障，与像第1实施方式那样最大压力变化ΔPth一概被设定为比燃料箱15的压力变化的可能的最大值大的值的情况相比，能够更早地检测故障。此外，在第1实施方式的情况下，压力传感器26的输出电压处于5伏特或者0伏特附近，此时，即使在压力传感器26中发生断路、短路的故障而压力传感器26的输出电压变成5伏特或者0伏特，在输出电压的变化幅度较小的情况下，能够检测压力传感器26的故障的可能性也降低。但是，在第2实施方式的情况下，由于与步进梯度Δstep相应地设定压力传感器26的最大压力变化ΔPth，因此，在步进梯度Δstep较小的情况下，最大压力变化ΔPth也被设定得较小，即使压力传感器26的压力梯度ΔP较小，也能够检测故障。因而，能够在输出电压的上下方向上扩大能够检测故障的区域。
图6表示本发明的第3实施方式的压力传感器26的故障检测例程。在此，步骤S11～步骤S23的处理与上述图5的第2实施方式的情况完全相同，因此省略再次的说明。在下一个步骤S43中判定在步骤S23中求得的步进梯度的绝对值|Δstep|是否为10步进以下，而且判定在步骤S15中计算出的压力梯度的绝对值|ΔP|是否为8千帕以上。如图9的(A)、图9的(B)所示，在步骤S43中进行的处理判定将作为单位时间的检测10次步进数的期间的步进马达式封闭阀24的步进数在正负两侧是否为10步进以下，而且压力传感器26的输出变化在正负两侧是否处于8千帕的范围内。这里的10步进相当于第3发明的第2预定值，8千帕是比在步进梯度的绝对值|Δstep|为10步进以下的状态下燃料箱15的压力变化的可能的最大值大的值，相当于第3发明的第3预定值。如图9的(A)所示，在压力传感器26的输出变化在正负两侧处于8千帕的范围内的情况下，步骤S43进行否定判断，在步骤S53中压力传感器26作为正常被处理。在检测10次压力的期间里压力传感器26断路的情况下，突然输出电压变成作为电源电压的5伏特，因此，即使检测10次步进数的期间的步进数在正负两侧为10步进以下，压力传感器26的输出变化在正侧也超过8千帕，步骤S43进行肯定判断，在步骤S51中压力传感器26设为异常，在下一个步骤S52中进行对于压力传感器26的异常的预定的处理。另一方面，在检测10次压力的期间里压力传感器26短路的情况下，突然输出电压变成0伏特，因此，即使检测10次步进数的期间的步进数在正负两侧为10步进以下，压力传感器26的输出变化在负侧也超过8千帕，步骤S43进行肯定判断，在步骤S51中压力传感器26设为异常，在下一个步骤S52中进行对于压力传感器26的异常的预定的处理。另外，像在第2实施方式中说明的那样，压力传感器26断路或者短路的情况下的输出电压根据压力传感器26与电源的连接方法而变化，也存在压力传感器26断路的情况下的输出电压变成0伏特，压力传感器26短路的情况下的输出电压变成5伏特的情况。但是，在这种情况下，在步骤S43中也判断为异常，执行步骤S51和步骤S52的处理。
根据第3实施方式，这样在步进梯度的绝对值|Δstep|为10步进以下的条件下根据压力梯度的绝对值|ΔP|是否为8千帕以上来检测压力传感器26的故障。因此，与第1实施方式的情况相比，即使压力梯度较小，也能够检测压力传感器26的故障，能够更早地检测故障。此外，在第1实施方式的情况下，压力传感器26的输出电压处于5伏特或者0伏特附近，此时，即使在压力传感器26中发生断路、短路的故障而压力传感器26的输出电压变成5伏特或者0伏特，在输出电压的变化幅度较小的情况下，能够检测压力传感器26的故障的可能性也降低。但是，在第3实施方式的情况下，与第1实施方式的情况相比，即使压力梯度较小，也能够检测压力传感器26的故障，能够在输出电压的上下方向上扩大能够检测故障的区域。
第1实施方式(图4)中的所有步骤S11、S12、S13、S41、S42、S51以及S53的处理相当于上述第1发明的压力传感器故障判定部件。此外，第2和第3实施方式(图5、图6)中的步骤S21、S22以及S23的处理相当于上述第2和第3发明的阀开度检测部件。并且，第2实施方式(图5)中的步骤S11、S14、S15、S30、S42、S51以及S53的处理相当于上述第2发明的压力传感器故障判定部件。此外，第3实施方式(图6)中的步骤S11、S14、S15、S43、S51以及S53的处理相当于上述第3发明的压力传感器故障判定部件。
以上，说明了特定的实施方式，但本发明并不限定于这些外观、结构，能够在不变更本发明的主旨的范围内进行各种变更、追加、删除。例如，在上述实施方式中，将本发明应用于车辆用的发动机系统，但本发明并不限定于车辆用。在车辆用发动机系统的情况下，也可以是同时应用发动机和马达的混合动力汽车。
附图标记说明
10、发动机系统；11、发动机主体；12、进气通路；13、燃料喷射阀；14、节气门；15、燃料箱；16、控制电路；17、供油口；20、蒸发燃料处理装置；21、吸附罐；22、蒸气通路；23、吹扫通路；24、封闭阀(开闭阀)；25、吹扫阀；26、压力传感器；27、温度传感器；28、大气通路；28a、空气滤清器。

Claims (3)

1.一种蒸发燃料处理装置，其使燃料箱内的蒸发燃料吸附于吸附罐，而且将该吸附了的蒸发燃料吸入到发动机，其包括用于检测燃料箱的内压的压力传感器，其特征在于，
该蒸发燃料处理装置包括压力传感器故障判定部件，在由所述压力传感器检测出的压力的每单位时间的变化为比燃料箱的压力变化的可能的最大值大的第1预定值以上时，该压力传感器故障判定部件判定为压力传感器产生故障。
2.根据权利要求1所述的蒸发燃料处理装置，其特征在于，
该蒸发燃料处理装置包括：
开闭阀，其设置在使燃料箱和吸附罐连通的蒸气通路，用于对蒸气通路进行开闭；以及
阀开度检测部件，其用于检测该开闭阀的开度，
相对于由所述阀开度检测部件检测出的所述开闭阀的开度的每单位时间的变化而言，由所述压力传感器检测出的压力的每单位时间的变化大于燃料箱的可能的最大压力变化时，所述压力传感器故障判定部件判定为压力传感器产生故障。
3.根据权利要求1所述的蒸发燃料处理装置，其特征在于，
该蒸发燃料处理装置包括：
开闭阀，其设置在使燃料箱和吸附罐连通的蒸气通路，用于对蒸气通路进行开闭；以及
阀开度检测部件，其用于检测该开闭阀的开度，
在由所述阀开度检测部件检测出的所述开闭阀的开度的每单位时间的变化小于第2预定值、而且由所述压力传感器检测出的压力的每单位时间的变化是比所述开闭阀的开度的每单位时间的变化为第2预定值时燃料箱的压力变化的可能的最大值大的第3预定值以上时，所述压力传感器故障判定部件判定为压力传感器产生故障。
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