CN109931190A - 堵塞检测装置和堵塞检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种堵塞检测装置和堵塞检测方法。堵塞检测装置(30)以燃料罐(50)为基准而连接在碳罐(94)的下游侧，在使进行装置内部空间(300)的减压的负压泵(134)进行工作的状态下将脱附阀(98)打开。另外，堵塞检测装置(30)根据打开脱附阀(98)前后的内压(Pi)的变化来计算装置内部空间(300)的气体信息(体积V等)。并且，堵塞检测装置(30)使用计算出的气体信息来进行通气管(90)的堵塞检测。据此，能够实现堵塞的检测精度的提高和耐用性的提高中的至少一方。

Description

堵塞检测装置和堵塞检测方法

技术领域

本发明涉及一种检测连接燃料罐(fuel tank)和碳罐(canister)的通气管(ventline)的堵塞的堵塞检测装置和堵塞检测方法。

背景技术

在美国专利申请公开第2013/0184963号说明书(摘要)中公开了一种具有第1压力模块和堵塞通知模块的车辆用系统。第1压力模块从测定燃料气体脱附系统内的压力的压力传感器接收信号。第1压力模块在第1时间(first timing)，根据所述信号生成第1压力(第2初始压力)。另外，第1压力模块在使真空泵134进行工作的状态下([0035])，在从第1时间开始经过规定时间后的第2时间(second timing)，根据所述信号生成第2压力(第2最终压力)([0037])。堵塞通知模块根据第1压力和第2压力的差来示出在压力传感器与燃料罐之间，在所述燃料气体脱附系统内是否存在堵塞([0038])。

发明内容

如上所述，在美国专利申请公开第2013/0184963号说明书中，根据第1时间的第1压力(第2初始压力)和从第1时间开始经过规定时间后的第2时间的第2压力(第2最终压力)的差来判定压力传感器与燃料罐之间有无堵塞(摘要、[0035]、[0037]、[0038])。在此的规定时间认为是固定值。

可以认为，若规定时间过短，则无法检测到有意义的压力差，还存在堵塞的检测精度变低的可能性。另外，在规定时间为固定值的情况下，若规定时间过长，则可能过度地进行减压，而对燃料储存装置(或者通气管等)的耐用性产生影响。

本发明是考虑上述那样的技术问题而完成的，其目的在于，提供一种能够实现堵塞的检测精度的提高和耐用性的提高中的至少一方的堵塞检测装置和堵塞检测方法。

本发明所涉及的堵塞检测装置检测燃料储存装置中的通气管的堵塞，该燃料储存装置具有：

燃料罐；

碳罐；

通气管，其连接所述燃料罐和所述碳罐；

脱附管，其连接所述碳罐和内燃机的吸气系统，并且使所述燃料罐或者所述碳罐的挥发性燃料进入所述吸气系统；

脱附阀，其被设置于所述脱附管；

压力检测机构，其检测作为装置内部空间内的压力的内压，该装置内部空间是包括所述燃料罐、所述通气管和所述脱附管的空间；和

负压泵，以所述燃料罐为基准在所述碳罐的下游侧连接有该负压泵，该负压泵进行所述装置内部空间的减压，

该堵塞检测装置的特征在于，

所述堵塞检测装置在使所述负压泵进行工作的状态下将所述脱附阀打开，且根据打开所述脱附阀前后的所述内压的变化来计算所述装置内部空间的气体信息，使用计算出的所述气体信息来进行所述通气管的堵塞检测。

根据本发明，在由负压泵将装置内部空间减压的状态下使脱附阀打开。然后，使用根据打开脱附阀前后的内压而计算出的装置内部空间的气体信息来进行通气管的堵塞检测。据此，能够使用基于压力恢复时的内压的气体信息来进行通气管的堵塞检测，其中在压力恢复时通气管是否处于堵塞状态的差异比较显著地表现出来。因此，能够高精度地检测通气管的堵塞。

另外，由于在压力恢复时通气管是否处于堵塞状态的差异比较显著地表现出来，因此，即使较弱地进行装置内部空间的减压，也能够检测通气管的堵塞。因此，在以比较弱的减压来进行通气管的堵塞检测的情况下，能够提高燃料储存装置(或者通气管等)的耐用性。

并且，在装置内部空间的减压状态下打开脱附阀前后均使负压泵进行工作。据此，能够在将脱附阀打开之后也使负压泵进行工作。因此，能够减轻通过打开脱附阀而从吸气系统或者外部进入装置内部空间的流体对负压泵带来的影响。

作为所述气体信息，例如能够使用装置内部空间的体积或流量、或者内压的变化本身。

所述堵塞检测装置也可以根据打开所述脱附阀前后的所述内压的变化来计算所述装置内部空间的体积。另外，所述堵塞检测装置也可以使用计算出的所述体积来进行所述通气管的堵塞检测。

所述堵塞检测装置也可以将打开所述脱附阀之后的所述负压泵的工作的影响反映于所述气体信息。另外，所述堵塞检测装置也可以使用反映出所述影响的所述气体信息来进行所述通气管的堵塞检测。据此，即使在将脱附阀打开之后使负压泵进行工作的情况下，也能够高精度地检测通气管的堵塞。

所述堵塞检测装置也可以在所述内燃机停止的状态下进行所述通气管的堵塞检测。据此，能够在内燃机的吸气系统为正压且燃料储存装置为负压(减压)的状态下，进行通气管的堵塞检测。因此，装置内部空间压力恢复时的内压的变化变得显著，能够高精度地进行通气管的堵塞检测。

所述压力检测机构也可以被配置于所述碳罐与所述负压泵之间。在将压力检测机构配置于碳罐与负压泵之间的情况下，由压力检测机构检测内压的检测精度可能由于碳罐的压力损失等而下降。根据本发明，使用装置内部空间压力恢复时的内压的变化来进行通气管的堵塞检测。因此，即使在将压力检测机构配置于碳罐与负压泵之间的情况下，也能够高精度地进行通气管的堵塞检测。

所述堵塞检测装置也可以具有：

排气速度计算部，其计算所述负压泵工作时的内部流体的排气速度；

经过时间计算部，其计算所述通气管的压力从第2压力值成为第1压力值为止的经过时间；和

体积计算部，其根据打开所述脱附阀前后的所述内压的变化、所述排气速度和所述经过时间来计算所述装置内部空间的体积。据此，能够通过简单的方法来计算装置内部空间的体积。

本发明所涉及的堵塞检测方法检测燃料储存装置中的所述通气管的堵塞，该燃料储存装置具有：

燃料罐；

碳罐；

通气管，其连接所述燃料罐和所述碳罐；

脱附管，其连接所述碳罐和内燃机的吸气系统，并且使所述燃料罐或者所述碳罐的挥发性燃料进入所述吸气系统；

脱附阀，其被设置于所述脱附管；

压力检测机构，其检测作为装置内部空间内的压力的内压，该装置内部空间是包括所述燃料罐、所述通气管和所述脱附管的空间；和

负压泵，以所述燃料罐为基准在所述碳罐的下游侧连接有该负压泵，该负压泵进行所述装置内部空间的减压，

该堵塞检测方法的特征在于，包括：

气体信息计算步骤，其在使所述负压泵进行工作的状态下将所述脱附阀打开，且根据打开所述脱附阀前后的所述内压的变化来计算所述装置内部空间的气体信息；和

堵塞检测步骤，其使用计算出的所述气体信息来进行所述通气管的堵塞检测。

根据本发明，能够实现堵塞的检测精度的提高和耐用性的提高中的至少一方。

根据参照附图对以下实施方式进行的说明，上述的目的、特征和优点应易于被理解。

附图说明

图1是表示具有作为本发明一实施方式所涉及的堵塞检测装置的通气管监视装置的车辆的简略结构的图。

图2是表示所述实施方式的所述通气管监视装置的控制系统的框图。

图3是表示所述实施方式中的通常时的泄漏检测模块(LCM)的动作和内部流体的流动的图。

图4是表示所述实施方式的燃料泄漏诊断时和通气管堵塞诊断时的所述LCM的动作及所述内部流体的流动的第1例(正在计算基准压力值、基准排气速度的情况下)的图。

图5是表示所述实施方式的所述燃料泄漏诊断时和所述通气管堵塞诊断时的所述LCM的动作及所述内部流体的流动的第2例(正在检测燃料泄漏或者通气管的堵塞的情况下)的图。

图6是表示所述实施方式的燃料泄漏诊断控制中的内压传感器的检测值(内压)一例的时序图(time chart)。

图7是用于说明所述实施方式的通气管堵塞诊断控制的概要的说明图。

图8A是表示在所述实施方式中没有发生通气管的堵塞的正常状态下的装置内部空间的体积一例的图，图8B是表示在所述实施方式中所述通气管堵塞的堵塞状态下的所述装置内部空间的体积一例的图。

图9是表示所述实施方式的所述通气管堵塞诊断控制中的所述装置内部空间内的压力(内压)的绝对值与负压泵的排气速度的关系一例的图。

图10A是简略表示进行所述实施方式的所述通气管堵塞诊断控制时的内部流体的流动的图，图10B是对应于图10A而简略表示碳罐内部及其周边的所述内部流体的流动的图。

图11是所述实施方式中的所述通气管堵塞诊断控制的流程图。

图12是表示执行所述实施方式的所述通气管堵塞诊断控制时的各种值的例子的时序图。

图13是所述实施方式中的基准排气速度计算处理的流程图(图11的S12的细节)。

图14是所述实施方式中的堵塞检测处理的流程图(图11的S13的细节)。

具体实施方式

A.一实施方式

＜A-1.结构＞

[A-1-1.整体结构]

图1是表示具有作为本发明一实施方式所涉及的堵塞检测装置的通气管监视装置30(以下还称为“监视装置30”。)的车辆10的简略结构的图。车辆10除了具有监视装置30之外，还具有发动机20、燃料储存装置22、点火开关(ignition switch)24(以下称为“IGSW24”。)、发动机电子控制装置26(以下称为“发动机ECU26”或者“ENG ECU26”。)和显示部28。燃料储存装置22储存作为车辆10的挥发性燃料(例如汽油)的液体。燃料储存装置22具有燃料罐50(流体容器)、燃料填充机构52、燃料供给机构54和气体排出机构56。

[A-1-2.燃料填充机构52]

燃料填充机构52(以下还称为“填充机构52”。)是用于从外部向燃料罐50(以下还称为“罐50”。)填充燃料500的机构。填充机构52具有注油管60(流体引导部)、燃料填充用阀机构62、通气管(vent line)64、第1翻车保护阀(roll-over valve)66和燃料罐盖(fuel cap)68。第1翻车保护阀66在车辆10翻车(rollover；翻倒)时自动断开。

[A-1-3.燃料供给机构54]

燃料供给机构54是从罐50向发动机20供给燃料500的机构。燃料供给机构54具有泵80和配管82(供给管)。泵80根据发动机ECU26的指令经由配管82向发动机20送出燃料500。

[A-1-4.气体排出机构56]

气体排出机构56是将在罐50的内部气化(或者蒸发)的燃料500(气体燃料)从罐50排出且向发动机20的吸气系统32送出的机构。如图1所示，气体排出机构56具有第1配管90(以下称为“通气管90”。)、第2翻车保护阀92、碳罐94、第2配管96(以下称为“脱附管96”。)、脱附阀98和滤尘器100。

通气管90连接燃料罐50和碳罐94，并且连接碳罐94和通气管监视装置30的泄漏检测模块110。燃料储存装置22内的空气经由通气管90向外部放出。第2翻车保护阀92在车辆10翻车(rollover；翻倒)时自动断开。

碳罐94具有活性炭102a、102b、102c(图10B)，吸附气化的燃料500。脱附管96连接碳罐94和吸气系统32，并且使燃料罐50或碳罐94的挥发性燃料进入吸气系统32。本实施方式的脱附阀98用于内部空间300(图8A)的内压Pi的控制(正压控制)和将由碳罐94吸附后的燃料500吸入发动机20侧时的气压(负压)的控制(负压控制)，其中所述内部空间300包括燃料罐50、通气管90和脱附管96。

本实施方式的脱附阀98是电磁阀(solenoid valve)，是能够由发动机ECU26等来进行角度控制的调节阀。下面，还将脱附阀98称为PCS阀98。PCS是脱附控制电磁阀(purgecontrol solenoid)的简称。

[A-1-5.通气管监视装置30]

(A-1-5-1.通气管监视装置30的概要)

图2是表示本实施方式的通气管监视装置30的控制系统的框图。通气管监视装置30监视燃料500的泄漏和通气管90的堵塞。监视装置30具有泄漏检测模块110(图1)、大气压力传感器112(图2)、外部气温传感器114(图2)和监视电子控制装置116(图1和图2)。下面，还将泄漏检测模块110称为“LCM110”(LCM：Leak Check Module)。另外，还将监视电子控制装置116称为“监视ECU116”或者“ECU116”。

(A-1-5-2.LCM110)

图3是表示本实施方式中的通常时的LCM110的动作和内部流体Fi的流动的图。在此所谓的内部流体Fi是包括空气和气化的燃料500的流体。图3中的箭头510表示净化时的内部流体Fi的流动，箭头512表示供油时的内部流体Fi的流动。

图4是表示本实施方式的燃料泄漏诊断时和通气管堵塞诊断时的LCM110的动作及内部流体Fi的流动的第1例(正在计算基准压力值Pref、基准排气速度Qref的情况下)的图。图4中的箭头520表示所述第1例中的内部流体Fi的流动。

图5是表示本实施方式的燃料泄漏诊断时和通气管堵塞诊断时的LCM110的动作及内部流体Fi的流动的第2例(正在检测燃料泄漏或者通气管90的堵塞的情况下)的图。图5中的箭头530表示所述第2例中的内部流体Fi的流动。

如图3～图5所示，LCM110具有切换阀130、基准节流孔132、负压泵134、内压传感器136、连接器138、主流路140、第1旁通流路142、第2旁通流路144和第3旁通流路146。

切换阀130(以下还称为“LCM切换阀130”或者“LCM电磁阀130”。)是用于切换内部流体Fi的流动的阀，形成于通气管90的途中。本实施方式的切换阀130是电磁阀，包括第1堵塞部150、第2堵塞部152和支承杆154。

第1堵塞部150切换通气管90的主流路140的敞开和堵塞。在第1堵塞部150处于敞开状态的情况下，如图3的箭头510、512所示，内部流体Fi经由主流路140而通过LCM110。主流路140是在LCM110内通过通气管90的内部流体Fi主要通过的流路。

另一方面，在第1堵塞部150处于堵塞状态且负压泵134正在工作的情况下,如图5的箭头530所示,内部流体Fi经由第1旁通流路142而通过LCM110。第1旁通流路142是从被第1堵塞部150堵塞的部位到与第2旁通流路144的合流地点的流路。另外，第2旁通流路144是从节流孔132到负压泵134的流路。

第2堵塞部152切换第1旁通流路142的敞开和堵塞。在第2堵塞部152处于堵塞状态的情况下,如由图3的箭头510、512得知的那样，内部流体Fi不进入第1旁通流路142(第1旁通流路142成为堵塞状态。)。另一方面，在第2堵塞部152处于敞开状态且负压泵134正在工作的情况下，如图5的箭头530所示，内部流体Fi经由第1旁通流路142通过LCM110。

支承杆154支承第1堵塞部150和第2堵塞部152。因此，在本实施方式中，除了支承杆154处于正在位移过程中的情况之外，如果第1堵塞部150处于敞开状态，则第2堵塞部152成为堵塞状态，如果第1堵塞部150处于堵塞状态，则第2堵塞部152成为敞开状态。

基准节流孔132(以下还称为“节流孔132”。)使通气管90(主流路140)和第2旁通流路144连通。

负压泵134是根据来自监视ECU116的指令来产生负压的负压源，例如能够使用叶轮泵。在本实施方式中，负压泵134的吸气口面向第2旁通流路144。因此，在第2堵塞部152处于堵塞状态的情况下，负压泵134的吸气口与通气管90(主流路140)断开。另外，负压泵134的排气口与主流路140连接。因此，通过负压泵134后的内部流体Fi与主流路140合流。

另外，通过负压泵134后的内部流体Fi也可以不与主流路140合流而向外界排出。在该情况下，在负压泵134的排气口侧配置不同于滤尘器100的滤尘器(第2滤尘器)。

内压传感器136(以下还称为“LCM负压传感器136”。)检测负压泵134产生的负压。在第2堵塞部152处于敞开状态的情况下(图5)，内压传感器136的检测值表示包括燃料罐50、通气管90和脱附管96的内部空间300(图8A)的内压Pi。在本实施方式中，内压传感器136被配置于从第2旁通流路144分支出的第3旁通流路146的顶端。或者，内压传感器136也可以被配置于第1旁通流路142或者第2旁通流路144。连接器138用于切换阀130、负压泵134及内压传感器136与监视ECU116的连接。

另外，LCM110的基本结构例如能够使用日本发明专利公开公报特开2006-037752号所记载的基本结构。

(A-1-5-3.大气压力传感器112和外部气温传感器114)

大气压力传感器112(图2)被配置于难以受到发动机20的废热的影响的场所(例如发动机舱中远离发动机20的场所)来检测大气压力P0[Pa]。外部气温传感器114被配置于难以受到发动机20的废热的影响的场所(例如发动机舱中远离发动机20的场所)来检测外部气温T0[℃]。

(A-1-5-4.监视ECU116)

(A-1-5-4-1.监视ECU116的概要)

监视ECU116判定燃料500的泄漏和通气管90的堵塞的发生。换言之，ECU116执行诊断燃料500的泄漏的燃料泄漏诊断控制和诊断通气管90的堵塞的通气管堵塞诊断控制。如图2所示，ECU116具有输入输出部160、运算部162和存储部164。

(A-1-5-4-2.输入输出部160)

输入输出部160进行监视ECU116与其他部位(发动机ECU26等)之间的信号的输入输出。

(A-1-5-4-3.运算部162)

运算部162通过执行存储于存储部164的程序来控制通气管监视装置30的各部，例如包括中央处理装置(CPU)。如图2所示，运算部162包括负压控制部170、泄漏判定部172和堵塞判定部174。

负压控制部170控制从作为负压源的负压泵134向通气管90供给的负压(内压Pi)。泄漏判定部172使用切换阀130、负压泵134和内压传感器136来判定燃料储存装置22内的燃料泄漏的有无。由泄漏判定部172进行的泄漏判定例如能够使用日本发明专利公开公报特开2006-037752号所记载的泄漏判定。

堵塞判定部174判定通气管90中的堵塞的有无，具有排气速度计算部180、经过时间计算部182和体积计算部184。排气速度计算部180计算负压泵134进行工作时的内部流体Fi的基准排气速度Qref[L/sec]。经过时间计算部182计算通气管90的内压Pi从第2压力值P2(＝后述的初始压力值Pini)成为第1压力值P1(＝后述的基准压力值Pref)为止的经过时间Δt[sec]。

体积计算部184根据基准排气速度Qref和经过时间Δt来计算装置内部空间300(或者装置内部空间300内的内部流体Fi)的体积V[L]。在此所谓的装置内部空间300(以下还称为“内部空间300”。)是包括燃料罐50、通气管90和脱附管96的空间(图8A)。在脱附阀98处于关闭状态的情况下，脱附管96中比脱附阀98靠燃料罐50侧的空间包含于装置内部空间300，比脱附阀98靠吸气系统32侧的空间不包含于装置内部空间300。堵塞判定部174的处理的细节参照图3～图14在后面进行叙述。

(A-1-5-4-4.存储部164)

存储部164(图2)存储运算部162所使用的程序和数据。存储部164例如具有随机存取存储器(以下称为“RAM”。)。作为RAM，能够使用寄存器等易失性存储器和闪存存储器等非易失性存储器。另外，存储部164也可以除了具有RAM之外，还具有只读存储器(以下称为“ROM”。)和/或固态硬盘(SSD)。

另外，在本实施方式中，假定运算部162所使用的程序和数据被存储于车辆10的存储部164。然而，例如，也可以经由输入输出部160所包含的无线装置(未图示)从外部服务器(未图示)来获取程序和数据的一部分。另外，监视ECU116也可以是组合多个ECU而成。

＜A-2.控制＞

[A-2-1.燃料泄漏诊断控制]

为了使后述的通气管堵塞诊断控制易于理解，预先对燃料泄漏诊断控制简单地进行说明。燃料泄漏诊断控制是诊断燃料罐50内的燃料500有无泄漏的控制。

如上所述，图3是表示本实施方式中的通常时的LCM110的动作和内部流体Fi的流动的图。图4是表示本实施方式的燃料泄漏诊断时的LCM110的动作和内部流体Fi的流动的第1例(正在计算基准压力值Pref、基准排气速度Qref的情况下)的图。图5是表示本实施方式的燃料泄漏诊断时的LCM110的动作和内部流体Fi的流动的第2例(正在检测燃料泄漏的情况下)的图。

图6是表示燃料泄漏诊断控制中的内压传感器136的检测值(内压Pi)一例的时序图。图6的时间点t11～t12的期间是通常状态(图3)。在燃料泄漏诊断控制中，当到达时间点t12时，在通过切换阀130的第2堵塞部152使第1旁通流路142堵塞的状态下使负压泵134进行工作(图4)。在负压泵134的输出恒定的状态下，内压Pi下降到压力Pref(以下还称为“基准压力值Pref”。)。ECU116预先存储有基准压力值Pref。

接着，ECU116使LCM110进入图5所示的状态(图6的时间点t13)。即，ECU116通过切换阀130将第1旁通流路142敞开，并且使负压泵134为工作状态。在该状态下，第1旁通流路142与燃料罐50内部连通。因此，燃料罐50内部的流体流入第1旁通流路142，内压Pi暂时恢复为初始压力值Pini。在此之后，通过负压泵134的工作，燃料罐50内部逐渐减压。与图4的状态下的负压泵134的输出(第1输出)相比较，图5的状态下的负压泵134的输出(第2输出)被设定为大的值。

在从燃料罐50没有发生泄漏的正常时的情况下，内压Pi取图6的实线(t14以后)所示的波形，低于基准压力值Pref。另一方面，在从燃料罐50发生燃料泄漏的泄漏发生时的情况下，内压Pi取图6的虚线(t14以后)所示的波形，超过基准压力值Pref。因此，ECU116能够通过将基准压力值Pref和内压Pi进行比较来判定是否从燃料罐50发生燃料泄漏。

[A-2-2.通气管堵塞诊断控制]

(A-2-2-1.通气管90的堵塞的检测原理)

(A-2-2-1-1.检测原理的概要)

图7是用于说明本实施方式的通气管堵塞诊断控制的概要的说明图。在本实施方式的通气管堵塞诊断控制(以下还称为“堵塞诊断控制”。)中，检测通气管90的堵塞。在图7中，在通气管90上示出的×标记表示通气管90堵塞的状态。在对通气管堵塞诊断控制具体地进行说明之前，对通气管90的堵塞的检测原理进行说明。

图8A是表示在本实施方式中没有发生通气管90的堵塞的正常状态下的装置内部空间300的体积V一例的图。图8B是表示在本实施方式中通气管90堵塞的堵塞状态下的装置内部空间300的体积V一例的图。在此所谓的装置内部空间300的体积V(以下还称为“内部空间体积V”。)是指包括燃料罐50、通气管90和脱附管96的空间的体积。燃料罐50内的燃料500的量会发生变化。因此，正常状态的内部空间体积V根据燃料500的量而变化。正常状态下的内部空间体积V在燃料罐50处于充满状态时成为最小，在燃料500耗尽时成为最大。

如上所述，在通气管堵塞诊断控制中，对通气管90有无堵塞进行诊断。在负压泵134正在以恒定的输出进行动作的情况下，与通气管90没有堵塞时(图8A)相比较，通气管90处于堵塞状态时(图8B)施加负压的体积小。因此，通气管90堵塞时减压更快速地进行。换言之，正常状态下成为最小的情况下(燃料罐50处于充满状态的情况下)的内部空间体积V也比通气管90的堵塞状态下的内部空间体积V大。

因此，在本实施方式中，使用LCM110的内压传感器136检测到的内压Pi等来推定内部空间体积V，在推定出的内部空间体积V比正常状态下可能示出的值小的情况下，判定为通气管90发生堵塞。如后述那样，在本实施方式中，将体积V与体积阈值THv进行比较来判定通气管90是否发生堵塞。

(A-2-2-1-2.内部空间体积V的计算方法)

(A-2-2-1-2-1.概要)

如上所述，在本实施方式中，根据基于LCM110的内压传感器136检测到的内压Pi等计算出的内部空间体积V是否是正常状态下可能取的值来判定通气管90的堵塞。

内部空间体积V由气体的状态方程式根据下述的式(1)来计算。

【数式1】

式(1)中的各值的定义如下。

P0：大气压力[Pa]

P1：第1压力值[Pa]

P2：第2压力值[Pa]

Qref：基准排气速度[L/sec]

Δt：从内压Pi为第2压力值P2的时间点开始的经过时间[sec]

第1压力值P1是在大气敞开状态下LCM110的内压传感器136检测到的内压Pi(初始压力值Pini)。第2压力值P2是在图5的状态下内压Pi所取的最低值(在本实施方式中为与基准压力值Pref相等的值)。

(A-2-2-1-2-2.基准排气速度Qref)

(A-2-2-1-2-2-1.基准排气速度Qref的概要)

如图4所示，在计算通气管90的基准排气速度Qref时，通过切换阀130的第2堵塞部152使第1旁通流路142堵塞，另一方面，使负压泵134为工作状态。因此，如箭头520所示，通过负压泵134产生的负压(内压Pi)，外部空气经由节流孔132被吸入LCM110的内部(第2旁通流路144)。

第1旁通流路142被切换阀130堵塞，因此，不会经由主流路140吸入内部流体Fi。换言之，通气管90通过切换阀130与负压泵134的吸气口断开。因此，内压传感器136的检测值(内压Pi)表示吸引时的内部流体Fi的压力Pref。

节流孔132的孔的直径d是已知的。因此，能够使用下述式(2)来计算基准排气速度Qref。

【数式2】

式(2)中的各值表示以下内容。

π：圆周率

d：节流孔132的直径[m]

A：流量系数

ΔP：压力差[Pa]

ρ：空气密度[g/m³]

流量系数A是将理论流量修正为实际的流量的系数。如后述的那样，可以使流量系数A根据内压Pi可调。压力差ΔP是大气压力P0与内压Pi的差(＝P0-Pi)。空气密度ρ由以下的式(3)来计算。

【数式3】

式(3)中的各值表示以下内容。

P0：大气压力[Pa]

R：干燥空气的气体常数(＝2.87)

T0：外部气温[℃]

273.15：用于将摄氏转换为绝对温度的值

如上所述，能够通过使用式(2)和式(3)来计算通气管90的基准排气速度Qref。

(A-2-2-1-2-2-2.流量系数A)

图9是表示本实施方式的通气管堵塞诊断控制中的装置内部空间300内的压力(内压Pi)的绝对值和负压泵134的排气速度Q的关系一例的图。如图9所示，当作为负压的内压Pi的绝对值变大时，基于负压泵134的排气速度Q(泵排气速度Q)存在降低的倾向。因此，ECU116可以使式(2)中的流量系数A根据内压Pi可调。

具体而言，担当者将内压Pi与流量系数A的关系预先存储于存储部164。然后，ECU116从存储部164读出与内压Pi对应的流量系数A且将其代入式(1)。

其中，流量系数A也可以是固定值。

(A-2-2-1-3.检测时间)

图10A是简略表示正在进行本实施方式的通气管堵塞诊断控制时的内部流体Fi的流动的图，图10B是对应于图10A而简略表示碳罐94及其周边的内部的内部流体Fi的流动的图。在图10A和图10B中，第1箭头550所示的流动表示在将脱附阀98关闭的状态下LCM110正在进行减压时(减压状态)的内部流体Fi的流动。第2箭头552所示的流动表示上述减压之后将脱附阀98打开来使装置内部空间300内压力恢复时(压力恢复状态)的内部流体Fi的流动。

本发明的发明人发现，当在减压状态下计算内部空间体积V时，内部空间体积V可能包含误差。本发明的发明人研究的结果认为，该误差是由于碳罐94的压力损失、吸附于碳罐94的蒸发燃料的量等的影响而造成的。

因此，在本实施方式中，不使用减压状态下的内部空间体积V，而使用在此之后的压力恢复状态下的内部空间体积V来判定通气管90的堵塞。另外，虽然认为在压力恢复状态下也会产生所述蒸发燃料的量等的影响，但本发明的发明人确认的结果，与在减压状态下进行堵塞判定的情况相比较，在压力恢复状态下进行堵塞判定时误差较小。

(A-2-2-1-4.具体的流程)

(A-2-2-1-4-1.通气管堵塞诊断控制的整体流程)

图11是本实施方式中的通气管堵塞诊断控制的流程图。图12是表示执行本实施方式的通气管堵塞诊断控制时的各种值的例子的时序图。即，在图12中示出脱附阀98(图1)的通断(或者开闭)、负压泵134(图2)的通断、LCM电磁阀130(图2)的状态和内压Pi。图12中的Low侧的LCM电磁阀130的状态表示图3、图4的状态(主流路140和第1旁通流路142非连通)，图12中的High侧的LCM电磁阀130的状态表示图5的状态(主流路140和第1旁通流路142连通)。

图11的步骤S11～S15由监视ECU116的堵塞判定部174和负压控制部170来执行。在步骤S11中，监视ECU116判定基准排气速度计算处理(S12)和堵塞检测处理(S13)的执行条件是否成立。作为在此的执行条件例如能够使用发动机20已停止。在此所谓的发动机20的停止例如能够使用IGSW24关闭之后已经过规定时间(例如几分钟～几小时中的任一个值)。或者，能够使怠速停止也包含在发动机20的停止中。当执行条件成立时，ECU116使脱附阀98(图1)为关闭状态。因此，燃料罐50和吸气系统32不连通。在执行条件成立的情况下(S11：真)，进入步骤S12，在执行条件不成立的情况下(S11：伪)，结束这次的处理，经过规定期间之后再次执行步骤S11。

在步骤S12中，ECU116执行基准排气速度计算处理(图12的时间点t22～t23)。基准排气速度计算处理是计算用于判定通气管90中有无堵塞的基准排气速度Qref的处理。ECU116使用LCM110来计算基准排气速度Qref。基准排气速度计算处理的细节参照图13等在后面进行叙述。

在步骤S13中，ECU116执行堵塞检测处理(图12的时间点t23～t25)。堵塞检测处理是使用在步骤S12中计算出的基准排气速度Qref来检测通气管90的堵塞的处理。ECU116使用LCM110来执行堵塞检测处理。堵塞检测处理的细节参照图14等在后面进行叙述。

ECU116进行堵塞检测处理的结果，在判定为发生堵塞的情况下(S14：真)，在步骤S15中，ECU116进行伴随着堵塞的出错处理。例如，ECU116使显示部28显示警告消息。另外，ECU116也可以将故障代码存储于存储部164。在判定为没有发生堵塞的情况下(S14：伪)，结束这次的处理，在经过规定期间之后再次执行步骤S11。

(A-2-2-1-4-2.基准排气速度计算处理)

图13是本实施方式中的基准排气速度计算处理的流程图(图11的S12的细节)。在步骤S21中，ECU116从大气压力传感器112获取大气压力P0，从外部气温传感器114获取外部气温T0，从内压传感器136获取内压Pi。另外，内压Pi作为图12的时间点t21～t22的值来获取。在此的内压Pi在堵塞检测处理(图11的S13、图14)中，作为初始压力值Pini来使用。

在步骤S22中，ECU116通过LCM电磁阀130的第2堵塞部152将第1旁通流路142堵塞(图4)。另外，如上所述，使第1旁通流路142堵塞，这与通常状态(图3)相同。

在步骤S23中，ECU116的堵塞判定部174通过负压控制部170使负压泵134进行工作(图4)。本实施方式中的负压泵134的动作控制只有接通/断开两种，没有将负压泵134的接通状态(输出)分为多个阶段。或者，也可以将负压泵134的接通状态(输出)分为多个阶段。

在步骤S24中，ECU116从内压传感器136获取内压Pi来计算基准压力值Pref(图12的时间点t22～t23)。具体而言，当负压泵134开始工作时，ECU116以规定间隔来获取内压传感器136的检测值(内压Pi)。并且，将每单位时间的内压Pi的变动值ΔPi在变动阈值THΔPi以内时的值设定为基准压力值Pref。或者，也可以将负压泵134开始工作后经过规定时间的时间点的值作为基准压力值Pref。

另外，图6的时间点t12～t13的基准压力值Pref和图12的时间点t22～t23的基准压力值Pref通过同样的方法来获取。在图13的步骤S25中，ECU116计算大气压力P0与基准压力值Pref的压力差ΔP(＝P0-Pref)。

在步骤S26中，ECU116使用大气压力P0和外部气温T0来计算空气密度ρ(参照上述式(3))。在步骤S27中，ECU116使用压力差ΔP、空气密度ρ等来计算基准排气速度Qref(参照上述式(2))。如上所述，也可以使式(2)的流量系数A为与内压Pi(＝基准压力值Pref)对应的可调值。在步骤S28中，ECU116使负压泵134停止。

(A-2-2-1-4-3.堵塞检测处理)

图14是本实施方式中的堵塞检测处理的流程图(图11的S13的细节)。在步骤S31中，ECU116通过LCM电磁阀130的第1堵塞部150使主流路140在途中断开，另一方面，通过第2堵塞部152使主流路140和第1旁通流路142连通(图5)。因此，燃料罐50内部的内部流体Fi流入第1旁通流路142，内压Pi暂时恢复到初始压力值Pini。

在步骤S32中，ECU116使负压泵134进行工作来使燃料罐50内部减压(图12的时间点t23)。如上所述，本实施方式中的负压泵134的动作控制只有接通/断开两种。但是，与基准排气速度计算处理(图11的S12)相比较，堵塞检测处理时的负压泵134的输出更大(参照图6)。在步骤S33中，ECU116从大气压力传感器112来获取大气压力P0。

在步骤S34中，ECU116获取(或者更新)内压Pi。在步骤S35中，ECU116判定内压Pi是否低于基准压力值Pref。在此的基准压力值Pref是由基准排气速度计算处理(图11的S12、图13)计算出的值。步骤S35的目的在于,确认为了判定通气管90有无堵塞而内压Pi已充分降低的情况。因此，与内压Pi进行比较的第1压力阈值也可以是基准压力值Pref以外的值。在内压Pi低于基准压力值Pref的情况下(S35：真)，进入步骤S36。在内压Pi不低于基准压力值Pref的情况下(S35：伪)，返回步骤S34。

在步骤S36中，ECU116将脱附阀98打开(图12的时间点t24)。据此，燃料罐50内部和吸气系统32从非连通状态切换为连通状态。在该时间点，通过负压泵134的工作，燃料罐50内部和通气管90处于减压状态。另一方面，由于发动机20处于停止状态，因此，吸气系统32内部成为大气压力P0或者接近大气压力P0的压力。因此，吸气系统32内的流体经由脱附管96和通气管90流入燃料罐50内部，并且经由碳罐94和LCM110向外部放出。

在步骤S37中，ECU116获取(或者更新)内压Pi。在步骤S38中，ECU116更新开始计算体积V之后的经过时间Δt。例如，每当重复步骤S38时，使经过时间Δt增加规定值。

在步骤S39中，ECU116判定内压Pi是否成为初始压力值Pini以上。在此的初始压力值Pini是由基准排气速度计算处理(图11的S12、图13的S21)获取到的值。步骤S39的目的在于，确认为了判定通气管90有无堵塞而内压Pi已充分升高的情况。因此，与内压Pi进行比较的第2压力阈值也可以是初始压力值Pini以外的值。在内压Pi在初始压力值Pini以上的情况下(S39：真)，进入步骤S40。在内压Pi不在初始压力值Pini以上的情况下(S39：伪)，返回步骤S37。

在步骤S40中，ECU116根据基准排气速度Qref、经过时间Δt、大气压力P0和基准压力值Pref来计算内部空间体积V(参照上述式(1))。由步骤S40计算出的内部空间体积V是在负压泵134正在工作的状态下计算出的内部空间体积。因此，由步骤S40计算出的内部空间体积V还包含通过LCM110的负压泵134后的内部流体Fi的体积。

因此，在步骤S41中，ECU116进行从由步骤S40计算出的内部空间体积V中减去从LCM110流出的内部流体Fi的体积的修正。从LCM110流出的流出部分例如作为基准排气速度Qref和经过时间Δt的函数来计算。

在步骤S42中，ECU116判定由步骤S41修正后的体积V是否在体积阈值THv以上。体积阈值THv是判定通气管90中的堵塞的发生的阈值。即，燃料储存装置22的规格在设计阶段被确定。如果使用燃料储存装置22的规格，则能够计算出体积V的理论值。或者，还能够根据模拟值或者实测值来预先获知体积V可取的范围。因此，在本实施方式中，根据这样事先计算出或者获取的体积V(流量)来预先设定体积阈值THv。也可以代替直接使用理论值、模拟值或者实测值，而使体积阈值THv为将上述值加上考虑到误差的富余值而得到的值。

在体积V在体积阈值THv以上的情况下(S42：真)，在步骤S43中，ECU116判定为没有发生通气管90的堵塞。在体积V不在体积阈值THv以上的情况下(S42：伪)，在步骤S44中，ECU116判定为发生通气管90的堵塞。

在步骤S43或者步骤S44之后，在步骤S45中，ECU116使负压泵134停止。在步骤S46中，ECU116解除由LCM电磁阀130的第1堵塞部150对主流路140的切断，另一方面，由第2堵塞部152将第1旁通流路142堵塞(图3)。据此，通气管90成为通常状态(图3)。

＜A-3.本实施方式的效果＞

如以上说明的那样，根据本实施方式，在由负压泵134将装置内部空间300减压的状态下使脱附阀98打开(图12的t24、图14的S36)。然后，使用根据打开脱附阀98前后的内压Pi计算出的装置内部空间300的体积V(气体信息)来进行通气管90的堵塞检测(图12的t24～t25、图14的S42～S44)。据此，能够使用基于压力恢复时的内压Pi的体积V来进行通气管90的堵塞检测，其中在压力恢复时，通气管90是否处于堵塞状态的差异比较显著地表现出来。因此，能够高精度地检测通气管90的堵塞。

另外，由于在压力恢复时通气管90是否处于堵塞状态的差异比较显著地表现出来，因此，即使较弱地进行装置内部空间300的减压，也能够检测通气管90的堵塞。因此，在以比较弱的减压来进行通气管90的堵塞检测的情况下，能够提高燃料储存装置22(或者通气管90等)的耐用性。

并且，在装置内部空间300的减压状态(图12的t24)下在打开脱附阀98前后均使负压泵134进行工作(图12的t22～t25、图13的S23、图14的S32)。据此，能够在将脱附阀98打开之后也使负压泵134进行工作。因此，能够减轻通过打开脱附阀98而从吸气系统32或者外部流入装置内部空间300的流体对负压泵134带来的影响。

在本实施方式中，监视装置30(堵塞检测装置)将打开脱附阀98之后的负压泵134的工作的影响反映于体积V(气体信息)(S41)。并且，监视装置30(堵塞检测装置)使用反映出所述影响的体积V来进行通气管90的堵塞检测(S42～S44)。据此，即使在打开脱附阀98之后使负压泵134进行工作的情况下，也能够高精度地检测通气管90的堵塞。

在本实施方式中，监视装置30(堵塞检测装置)在发动机20停止的状态下(图11的S11：真)进行通气管90的堵塞检测(图11的S13)。据此，在发动机20的吸气系统32为正压且燃料储存装置22为负压(减压)的状态下，能够进行通气管90的堵塞检测。因此，装置内部空间300压力恢复时的内压Pi的变化变得显著，能高精度地进行通气管90的堵塞检测。

在本实施方式中，内压传感器136(压力检测机构)被配置在碳罐94与负压泵134之间(图1和图3)。在将内压传感器136配置在碳罐94与负压泵134之间的情况下，由内压传感器136检测内压Pi的检测精度可能由于碳罐94的压力损失等而下降。根据本实施方式，使用装置内部空间300压力恢复时的内压Pi(内压传感器136的检测值)的变化来进行通气管90的堵塞检测。因此，即使在将内压传感器136配置于碳罐94与负压泵134之间的情况下，也能够高精度地进行通气管90的堵塞检测。

在本实施方式中，监视装置30(堵塞检测装置)具有：

排气速度计算部180(图2)，其计算负压泵134工作时的内部流体Fi的排气速度Qref；

经过时间计算部182，其计算内压Pi(通气管90的压力)从第2压力值P2成为第1压力值P1为止的经过时间Δt；

体积计算部184，其根据内压Pi在打开脱附阀98前后的变化、排气速度Qref和经过时间Δt来计算装置内部空间300的体积V。

据此，能够通过简单的方法来计算装置内部空间300的体积V。

B.变形例

另外，本发明并不限定于上述实施方式，当然能够根据本说明书的记载内容而采用各种结构。例如能够采用以下的结构。

＜B-1.适用对象＞

在上述实施方式中，对将堵塞检测装置30适用于车辆10的结构进行了说明(图1)。另外，在此的车辆10假定为乘用车。然而，例如如果从检测通气管90的堵塞的观点出发，则本发明的适用并不限定于此。例如也可以对船舶、航空器等交通工具(vehicle)适用本发明。或者，还能够对制造装置等适用本发明。

＜B-2.通气管90的堵塞检测＞

在本实施方式中，由搭载于车辆10的监视ECU116来进行通气管堵塞诊断控制(图1)。然而，堵塞诊断控制本身不一定必须在车辆10内进行，在能够在车辆10与外部服务器之间进行通信的情况下，也可以使外部服务器执行堵塞诊断控制。

在本实施方式中，通过将体积V[L]直接与体积阈值THv进行比较来判定通气管90有无堵塞(图14的S42)。然而，例如如果从根据压力恢复时的气体信息来检测通气管90的堵塞的观点出发，则并不限定于此。例如，也可以代替内压Pi成为初始压力值Pini以上时的内部空间体积V的使用(图14的S39：真→S40)，而判定经过规定时间时的体积V是否在体积阈值THv以上。在此的规定时间是为了判定内压Pi成为初始压力值Pini以上之前的时间而设定的。

在本实施方式中，体积V的计算所使用的压力值只使用单一的内压传感器136的检测值。然而，例如如果从计算或者检测体积V的观点出发，则还能设置多个压力传感器，使用该多个压力传感器的压力差根据伯努利定理来计算体积V。在该情况下，第1压力传感器被配置于比节流孔132(图3)靠罐50侧的位置，第2压力传感器被配置于比节流孔132靠负压泵134侧的位置。

在本实施方式中，通过节流孔132的流体是内部流体Fi(参照图3～图5)。然而，例如也可以使外部空气通过节流孔132，只要通气管90与外部保持隔离即可。通气管90与外部的隔离例如能够通过组合切换阀130、其他阀等来实现。

＜B-3.其他＞

在上述实施方式中，在数值的比较中存在包含等号的情况和不包含等号的情况(图14的S35、S39、S42等)。然而，例如，只要没有包含等号或者将等号除去的特别的含义(换言之，在能够得到本发明的效果的情况下)，则在数值的比较中包含等号还是不包含等号能够任意地设定。

在该含义下，例如能够将图14的步骤S35中的内压Pi是否低于基准压力值Pref的判定置换为内压Pi是否在基准压力值Pref以下的判定。

在上述实施方式中，使用图11、图13和图14所示的流程。然而，例如在能够获得本发明的效果的情况下，流程的内容(各步骤的顺序)并不限定于此。例如能够调换图13的步骤S25和步骤S26的顺序。

Claims (7)

1.一种堵塞检测装置，其检测燃料储存装置中的通气管的堵塞，该燃料储存装置具有：

燃料罐；

碳罐；

通气管，其连接所述燃料罐和所述碳罐；

脱附管，其连接所述碳罐和内燃机的吸气系统，并且使所述燃料罐或者所述碳罐的挥发性燃料进入所述吸气系统；

脱附阀，其被设置于所述脱附管；

压力检测机构，其检测作为装置内部空间内的压力的内压，该装置内部空间是包括所述燃料罐、所述通气管和所述脱附管的空间；和

负压泵，以所述燃料罐为基准在所述碳罐的下游侧连接有该负压泵，该负压泵进行所述装置内部空间的减压，

该堵塞检测装置的特征在于，

所述堵塞检测装置在使所述负压泵进行工作的状态下将所述脱附阀打开，且根据打开所述脱附阀前后的所述内压的变化来计算所述装置内部空间的气体信息，使用计算出的所述气体信息来进行所述通气管的堵塞检测。

2.根据权利要求1所述的堵塞检测装置，其特征在于，

所述堵塞检测装置根据打开所述脱附阀前后的所述内压的变化来计算所述装置内部空间的体积，且使用计算出的所述体积来进行所述通气管的堵塞检测。

3.根据权利要求1或2所述的堵塞检测装置，其特征在于，

所述堵塞检测装置将打开所述脱附阀之后的所述负压泵的工作的影响反映于所述气体信息，且使用反映出所述影响的所述气体信息来进行所述通气管的堵塞检测。

4.根据权利要求1或2所述的堵塞检测装置，其特征在于，

所述堵塞检测装置在所述内燃机停止的状态下进行所述通气管的堵塞检测。

5.根据权利要求1或2所述的堵塞检测装置，其特征在于，

所述压力检测机构被配置于所述碳罐与所述负压泵之间。

6.根据权利要求1或2所述的堵塞检测装置，其特征在于，

所述堵塞检测装置具有：

排气速度计算部，其计算所述负压泵工作时的内部流体的排气速度；

经过时间计算部，其计算所述通气管的压力从第2压力值成为第1压力值为止的经过时间；和

体积计算部，其根据打开所述脱附阀前后的所述内压的变化、所述排气速度和所述经过时间来计算所述装置内部空间的体积。

7.一种堵塞检测方法，其检测燃料储存装置中的所述通气管的堵塞，该燃料储存装置具有：

燃料罐；

碳罐；

通气管，其连接所述燃料罐和所述碳罐；

脱附管，其连接所述碳罐和内燃机的吸气系统，并且使所述燃料罐或者所述碳罐的挥发性燃料进入所述吸气系统；

脱附阀，其被设置于所述脱附管；

压力检测机构，其检测作为装置内部空间内的压力的内压，该装置内部空间是包括所述燃料罐、所述通气管和所述脱附管的空间；和

负压泵，以所述燃料罐为基准在所述碳罐的下游侧连接有该负压泵，该负压泵进行所述装置内部空间的减压，

该堵塞检测方法的特征在于，包括：

气体信息计算步骤，其在使所述负压泵进行工作的状态下将所述脱附阀打开，且根据打开所述脱附阀前后的所述内压的变化来计算所述装置内部空间的气体信息；和

堵塞检测步骤，其使用计算出的所述气体信息来进行所述通气管的堵塞检测。