JP4249160B2 - Backflow prevention valve failure detection device - Google Patents

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Description

この発明は、蒸発燃料のパージシステムにおける逆流防止バルブの開弁故障を判定する装置に関する。   The present invention relates to an apparatus for determining a valve opening failure of a backflow prevention valve in an evaporative fuel purge system.

特許文献1には、過給機を備えるエンジンにおいて、過給機からの正圧をキャニスタに導入してキャニスタからエンジンの吸気管に蒸発燃料をパージすることが記載されている。   Patent Document 1 describes that in an engine equipped with a supercharger, positive pressure from the supercharger is introduced into the canister to purge the evaporated fuel from the canister to the intake pipe of the engine.

特許文献2には、燃料タンク、ベーパ通路、キャニスタ、およびパージ通路からなるエバポ系内に正圧を導入する手段を設け、正圧がエバポ系内に導入されたときの圧力検出手段の検出結果に基づいてエバポ系の異常の有無を判定することが記載されている。
特開2005-36757号 特許2745966号
Patent Document 2 provides a means for introducing a positive pressure into an evaporation system comprising a fuel tank, a vapor passage, a canister, and a purge passage, and the detection result of the pressure detection means when the positive pressure is introduced into the evaporation system. It is described that the presence or absence of abnormality of the evaporation system is determined based on the above.
JP 2005-36757 Patent No.2745966

過給機を備えたエンジンにおいては、過給機が作動している状態では、過給機下流における吸気管圧力が蒸発燃料系の圧力に対して相対的に正圧になることがある。したがって、蒸発燃料を一時的に蓄えるキャニスタから吸気管に蒸発燃料を供給するパージ通路に、逆流防止のためのバルブを設けることが行われる。このバルブの開弁故障を的確に判定する装置が必要とされている。   In an engine equipped with a supercharger, when the supercharger is operating, the intake pipe pressure downstream of the supercharger may be relatively positive with respect to the pressure of the evaporated fuel system. Therefore, a valve for preventing a backflow is provided in the purge passage for supplying the evaporated fuel from the canister for temporarily storing the evaporated fuel to the intake pipe. There is a need for an apparatus that accurately determines the valve opening failure.

この発明の故障判定装置は、燃料タンクからの蒸発燃料をチャージ通路を通してキャニスタに蓄え、デューティ制御されるパージ制御バルブを介してキャニスタ内の燃料をパージ通路を介して吸気通路にパージするエンジンに設けられる。この装置は、前記パージ通路に設けられた逆流防止用バルブと、燃料タンクおよびキャニスタを含む蒸発燃料系の圧力を検出する圧力センサと、を備える。この装置は、さらに、前記圧力センサの出力に基づいて、前記パージ制御バルブの作動周期の脈動波形と基準レベルとの交差を検出する手段と、基準周期に対する前記交差の位相を求める手段と、今回求められる前記位相と所定周期前に求められた位相との位相差に基づいて、前記逆流防止用バルブの開弁故障を判定する判定手段と、を備える。   The failure determination device according to the present invention is provided in an engine that stores evaporated fuel from a fuel tank in a canister through a charge passage, and purges fuel in the canister to an intake passage through a purge passage through a purge control valve that is duty controlled. It is done. The apparatus includes a backflow prevention valve provided in the purge passage, and a pressure sensor that detects the pressure of an evaporated fuel system including a fuel tank and a canister. The apparatus further includes means for detecting an intersection between a pulsation waveform of the operation period of the purge control valve and a reference level based on an output of the pressure sensor, a means for determining a phase of the intersection with respect to a reference period, Determination means for determining a valve opening failure of the backflow prevention valve based on a phase difference between the obtained phase and a phase obtained before a predetermined period.

蒸発燃料系の圧力は、パージ制御バルブの周期的な作動に従って脈動する。この出願の発明者は、逆流防止バルブに開弁故障が発生すると、脈動の位相が反転することを発見した。この発明は、蒸発燃料系の圧力の脈動の位相を観察することにより、パージ通路の逆流防止バルブの開弁故障を的確に判定することができる。   The pressure of the evaporated fuel system pulsates according to the periodic operation of the purge control valve. The inventor of this application has discovered that the phase of pulsation is reversed when a valve opening failure occurs in the check valve. According to the present invention, by observing the phase of the pulsation of the pressure of the evaporated fuel system, it is possible to accurately determine a valve opening failure of the backflow prevention valve in the purge passage.

この発明の一形態(請求項2)では、基準レベルとして、圧力センサの出力波形の移動平均を用い、前記交差を検出する手段は、脈動波形の今回のサンプル値と、前記基準レベルの今回値とを比較することにより、脈動波形が前記基準レベルを負側から正側に横切ることを検出する。   In one form of this invention (Claim 2), the moving average of the output waveform of a pressure sensor is used as a reference level, and the means for detecting the intersection includes a current sample value of a pulsation waveform and a current value of the reference level. Is detected to cross the reference level from the negative side to the positive side.

この発明の形態によると、脈動の位相検出に必要な波形のゼロ交差を的確に検出することができる。   According to this aspect of the invention, it is possible to accurately detect a zero crossing of a waveform necessary for phase detection of pulsation.

この発明の一形態(請求項3)では、位相を求める手段は、パージ制御バルブのデューティ制御の周期を基準として、この周期を360度としたときのゼロ交差のsin値およびcos値を求める。そして、前記過給機下流の吸気管圧力が相対的に負のときの前記交差のsin値およびcos値のそれぞれと、該吸気管圧力が相対的に正のときの前記交差のsin値およびcos値のそれぞれとの差の二乗を加算することにより、前記脈動の位相差を算出する位相差算出手段をさらに備える、請求項2に記載の故障判定装置。   In one form of this invention (Claim 3), the means for obtaining the phase obtains the zero-crossing sine value and cos value when the period is set to 360 degrees with reference to the duty control period of the purge control valve. And each of the intersection sin value and cos value when the intake pipe pressure downstream of the turbocharger is relatively negative, and the intersection sin value and cos value when the intake pipe pressure is relatively positive The failure determination device according to claim 2, further comprising a phase difference calculating unit that calculates a phase difference of the pulsation by adding a square of a difference from each of the values.

この発明の形態によると、検出する位相をsin値およびcos値で求め、三角関数の演算により脈動の位相差を算出することができる。   According to the embodiment of the present invention, the phase to be detected can be obtained from the sin value and the cos value, and the phase difference of the pulsation can be calculated by calculating the trigonometric function.

この発明の一形態(請求項4)では、前記位相を求める手段は、前記交差が検出されたときの前記パージ制御バルブのデューティ制御のデューティに基づいて、前記位相を補正する。   In one form of this invention (Claim 4), the means for obtaining the phase corrects the phase based on a duty of a duty control of the purge control valve when the intersection is detected.

蒸発燃料系の圧力の脈動波形は、パージ制御バルブのデューティに応じて変化するので、デューティによる変化を補償してデューティの影響を受けない位相差を算出する。これにより、パージ制御バルブのデューティ制御におけるデューティが変化しても、正確に位相差を算出することができる。   Since the pulsation waveform of the pressure of the evaporated fuel system changes according to the duty of the purge control valve, the phase difference that is not affected by the duty is calculated by compensating for the change due to the duty. Thereby, even if the duty in the duty control of the purge control valve changes, the phase difference can be accurately calculated.

この発明のさらにもう一つの形態(請求項5)では、エンジンは、キャニスタからの蒸発燃料を過給機の上流に供給する通路を備えており、この通路に第2の逆流防止のバルブを備えている。   According to still another aspect of the present invention (Claim 5), the engine includes a passage for supplying the evaporated fuel from the canister to the upstream side of the supercharger, and a second backflow prevention valve is provided in the passage. ing.

この形態によると、パージは、過給機の上流および下流に対して行われるので、蒸発燃料を効率的に使用することができる。   According to this aspect, since the purge is performed on the upstream side and the downstream side of the supercharger, the evaporated fuel can be used efficiently.

次に図面を参照してこの発明の実施形態を説明する。図1は、この発明の装置の全体的な構成を示すブロック図である。エンジン11の吸気系には、エアフィルタ13、過給機17、インタークーラー19、およびスロットル弁22が設けられている。燃料タンク23は、チャージ通路25を介してキャニスタ27に連通しており、蒸発燃料が一時的にキャニスタに蓄えられる。キャニスタ27には圧力センサ28が設けられており、蒸発燃料系の圧力を検出する。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the apparatus of the present invention. In the intake system of the engine 11, an air filter 13, a supercharger 17, an intercooler 19, and a throttle valve 22 are provided. The fuel tank 23 communicates with the canister 27 via the charge passage 25, and the evaporated fuel is temporarily stored in the canister. The canister 27 is provided with a pressure sensor 28 for detecting the pressure of the evaporated fuel system.

キャニスタ27は、パージ通路30により吸気管21に連通している。パージ通路30には、パージ制御バルブ29および逆流防止用のバルブ31が設けられている。さらに、パージ通路30は、通路32に分岐し、過給機17の上流の吸気管15に、第2の逆流防止バルブ33およびジェットバルブ35を介して、連通している。ジェットバルブ35は、過給機17で加圧された空気の一部をジェット流として通路36を介して過給機の上流にもどす。このジェット流によって通路32に負圧が発生し、蒸発燃料がジェットバルブ内でジェット流に吸い込まれる。ジェットバルブの詳細は、この出願人による特許出願公開公報2005-30324号に記載されている。   The canister 27 communicates with the intake pipe 21 through the purge passage 30. The purge passage 30 is provided with a purge control valve 29 and a backflow prevention valve 31. Further, the purge passage 30 branches into a passage 32 and communicates with the intake pipe 15 upstream of the supercharger 17 via the second backflow prevention valve 33 and the jet valve 35. The jet valve 35 returns a part of the air pressurized by the supercharger 17 to the upstream of the supercharger through the passage 36 as a jet flow. This jet flow generates a negative pressure in the passage 32, and the evaporated fuel is sucked into the jet flow in the jet valve. Details of the jet valve are described in Japanese Patent Application Publication No. 2005-30324 by the applicant.

エンジン11に設けられる図示しない燃料噴射装置(インジェクタ)には、燃料タンク23から通路24を介して燃料が供給される。   Fuel is supplied from a fuel tank 23 through a passage 24 to a fuel injection device (injector) (not shown) provided in the engine 11.

蒸発燃料(エバポ)系に設けられた圧力センサ28の出力は、電子制御ユニット(Electronic Control Unit, ECU)50に送られる。ECU50は、実質的にはコンピュータであり、演算を行うCPU、演算の作業領域を提供するランダムアクセスメモリ(RAM)、プログラムおよびデータを格納する読み出し専用メモリ(ROM)および入出力インターフェイスを備えている。図1において、ECU50は、この発明の故障判定装置の一実施例を実現するための機能ブロック図で表されている。   The output of the pressure sensor 28 provided in the evaporated fuel (evaporation) system is sent to an electronic control unit (ECU) 50. The ECU 50 is essentially a computer, and includes a CPU that performs calculations, a random access memory (RAM) that provides a calculation work area, a read-only memory (ROM) that stores programs and data, and an input / output interface. . In FIG. 1, an ECU 50 is represented by a functional block diagram for realizing an embodiment of the failure determination device of the present invention.

図2を参照すると、圧力センサ28の出力波形(A)は、パージ制御バルブ29のデューティ制御の影響でデューティ制御と同じ周期の脈動を含んでいる。この実施例では、パージ制御バルブ29は、パージ実行条件が成立しているとき、80ミリ秒の周期でデューティが加えられる。すなわち、80ミリ秒ごとにECU50から送られる可変幅のパルスに従って、パルス幅の時間だけバルブが開き、パージが行われる。パージ通路30を介してのパージは、蒸発燃料系の圧力が吸気管21(吸気マニホールド付近)の圧力よりも高い状態で実行され、パージ制御バルブ29が開くと、蒸発燃料系の圧力が負方向に振れ、バルブ29が閉じると蒸発燃料系の圧力が正方向に回復する。こうして、蒸発燃料系の圧力にはパージ制御バルブ29のデューティ制御の周期に従った脈動が生じる。   Referring to FIG. 2, the output waveform (A) of the pressure sensor 28 includes pulsations having the same cycle as the duty control due to the influence of the duty control of the purge control valve 29. In this embodiment, the purge control valve 29 is given a duty with a period of 80 milliseconds when the purge execution condition is satisfied. That is, according to the variable width pulse sent from the ECU 50 every 80 milliseconds, the valve is opened for the duration of the pulse width, and purge is performed. Purging through the purge passage 30 is performed in a state where the pressure of the evaporated fuel system is higher than the pressure of the intake pipe 21 (near the intake manifold), and when the purge control valve 29 is opened, the pressure of the evaporated fuel system is negative. When the valve 29 closes, the pressure of the evaporated fuel system recovers in the positive direction. Thus, pulsation is generated in the pressure of the evaporated fuel system in accordance with the duty control cycle of the purge control valve 29.

ECU50の波形整形部51は、圧力センサ28の出力波形(A)からデューティ制御の周期(この実施例では80ミリ秒)の脈動波形(B)をフィルタ処理により抽出する。また、ほぼ同時に出力波形(A)から脈動波形(B)を除いた成分の所定期間の移動平均である基準レベル線(C)を求める。この基準レベル線(C)は、脈動がない状態での蒸発燃料系の圧力と考えることができる。   The waveform shaping unit 51 of the ECU 50 extracts the pulsation waveform (B) of the duty control cycle (80 milliseconds in this embodiment) from the output waveform (A) of the pressure sensor 28 by filtering. At the same time, a reference level line (C) that is a moving average of a component obtained by removing the pulsation waveform (B) from the output waveform (A) over a predetermined period is obtained. This reference level line (C) can be considered as the pressure of the evaporated fuel system in the absence of pulsation.

ECU50のゼロ交差検出部53は、脈動波形(図2、(B))と、基準レベル線(図2、(C))との交差を検出する。図3を参照してゼロ交差の検出方法を説明する。脈動波形(B)および基準レベル線(C)を所定の周期でサンプリングし、前回の脈動波形サンプル値が基準レベル線より下にある(これを脈動波形サンプル値が負である、と呼ぶ)状態から、今回の脈動波形サンプル値が基準レベル線の上にある(これを脈動サンプル値が正である、と呼ぶ)状態に遷移するとき、ゼロ交差が生じたと判定する。図3において、白抜きの丸で示す一対のサンプル値が生じるとき、ゼロ交差が検出される。   The zero-crossing detector 53 of the ECU 50 detects the intersection between the pulsation waveform (FIG. 2, (B)) and the reference level line (FIG. 2, (C)). A zero crossing detection method will be described with reference to FIG. The pulsation waveform (B) and the reference level line (C) are sampled at a predetermined cycle, and the previous pulsation waveform sample value is below the reference level line (this is called the pulsation waveform sample value is negative) From this, it is determined that a zero crossing has occurred when the current pulsation waveform sample value is on the reference level line (this is called a positive pulsation sample value). In FIG. 3, a zero crossing is detected when a pair of sample values indicated by open circles occur.

ECU50の位相検出部55、位相差検出部57およびバルブ故障判定部59の働きを図4および5を参照して説明する。まず、図4の(A)は、パージ制御バルブ29の80ミリ秒の制御周期を示し、(B)は、デューティ制御に使われるパルス(PCS Duty)の例を示す。図の例では、デューティ比は50%である。蒸発燃料の状態に応じてデューティ比は、変更される。   The functions of the phase detection unit 55, the phase difference detection unit 57, and the valve failure determination unit 59 of the ECU 50 will be described with reference to FIGS. 4A shows an 80 millisecond control period of the purge control valve 29, and FIG. 4B shows an example of a pulse (PCS Duty) used for duty control. In the illustrated example, the duty ratio is 50%. The duty ratio is changed according to the state of the evaporated fuel.

図4の(c)は、蒸発燃料系の圧力の脈動成分を示す。実線の脈動は、逆流防止バルブ31が正常な状態で、吸気管21が相対的に負圧の状態でパージ通路30を介したパージが行われているときの圧力センサ28の出力に現れる脈動成分を示す。一方、過給機17が働いているときは、吸気管21が相対的に正圧になり、第2の逆流防止バルブ33およびパージ分岐路32を介してジェットパージバルブ35から過給機上流にパージが行われる。図4(C)の波線の脈動は、このとき、パージ通路30の逆流防止バルブ31が開弁故障している状態で、圧力センサ28の出力に現れる脈動成分を示す。すなわち、吸気管21が正圧になっているので、開弁故障した逆流防止バルブ31を通して吸気が蒸発燃料系に逆流し、脈動波形が反転して位相が180度ずれる。   FIG. 4C shows a pulsation component of the pressure of the evaporated fuel system. Solid line pulsation is a pulsation component that appears in the output of the pressure sensor 28 when the backflow prevention valve 31 is in a normal state and the intake pipe 21 is in a relatively negative pressure and purge is performed through the purge passage 30. Indicates. On the other hand, when the supercharger 17 is operating, the intake pipe 21 becomes relatively positive pressure and purges from the jet purge valve 35 to the upstream of the supercharger via the second backflow prevention valve 33 and the purge branch path 32. Is done. The pulsation of the wavy line in FIG. 4C indicates a pulsation component that appears in the output of the pressure sensor 28 in a state where the backflow prevention valve 31 of the purge passage 30 is in a valve opening failure. That is, since the intake pipe 21 is at a positive pressure, the intake air flows back to the evaporated fuel system through the backflow prevention valve 31 that has failed to open, the pulsation waveform is inverted, and the phase is shifted 180 degrees.

ECU50の位相検出部57は、パージ制御バルブ29のデューティ制御の周期(たとえば、80ミリ秒)ごとに周期の開始点から脈動波形の負から正へのゼロ交差点までの時間をタイマーで計測し、これを脈動波形の位相とする。すなわち、デューティ制御の周期を360度とし、負から正へのゼロ交差が生じた時点を角度に変換して位相とする。   The phase detection unit 57 of the ECU 50 measures the time from the start point of the cycle to the zero crossing point of the pulsation waveform from negative to positive every cycle of the duty control of the purge control valve 29 (for example, 80 milliseconds), This is the pulsating waveform phase. That is, the duty control cycle is set to 360 degrees, and the time when a zero crossing from negative to positive occurs is converted into an angle to obtain a phase.

図4の(D)は、実線の脈動波形のゼロ交差からゼロ交差への周期を示し、(E)は、デューティ制御の周期の開始点からゼロ交差までの時間を示し、これを実線の脈動波形の位相とする。(F)は、波線の脈動波形のゼロ交差からゼロ交差への周期を示し、(G)は、デューティ制御の周期の開始点からゼロ交差までの時間を示し、これを波線の脈動波形の位相とする。   (D) in FIG. 4 shows the period from the zero crossing to the zero crossing of the solid line pulsation waveform, and (E) shows the time from the start point of the duty control period to the zero crossing, which is represented by the solid line pulsation. The waveform phase. (F) shows the period from the zero crossing to the zero crossing of the pulsating waveform of the wavy line, and (G) shows the time from the starting point of the duty control period to the zero crossing, and this is the phase of the pulsating waveform of the wavy line And

位相差検出部57は、吸気管21が相対的に負圧であるときの実線の脈動波形の位相と、吸気管21が相対的に正圧であるときの波線の脈動波形の位相との差を、この後、図5を参照して説明する演算により算出する。バルブ故障判定部59は、こうして算出される位相差が所定の値よりも大きいとき、逆流防止バルブ31に開弁故障が生じていると判定する。   The phase difference detection unit 57 is a difference between the phase of the solid pulsation waveform when the intake pipe 21 is relatively negative pressure and the phase of the pulsation waveform of the wavy line when the intake pipe 21 is relatively positive pressure. Thereafter, it is calculated by an operation described with reference to FIG. The valve failure determination unit 59 determines that a valve opening failure has occurred in the check valve 31 when the phase difference thus calculated is larger than a predetermined value.

次に図5を参照して、この発明の装置が実行するプロセスを説明する。図5のフローチャートに示すプロセスは、たとえば10ミリ秒ごとに繰り返し実行され、複数回の実行によって一つの全体的なプロセスが完了する。まず、間引きカウンタの値が1になっているかどうかを判断する(101)。間引きカウンタは、この実施例では80ミリ秒のデューティ制御周期を10ミリ秒ごとに区分し、10ミリ秒ごとに演算を行うためのもので、カウンタの値が1になっていれば、ステップ103で脈動の位相を測定するための位相カウンタの値を0にリセットし、ステップ107で間引きカウンタをデューティ制御周期の開始点の8にセットする。ステップ101で間引きカウンタが1でなければ、ステップ105に進み、カウンタをデクリメント(1だけ減算)してステップ109に移る。80ミリ秒のデューティ周期が終わるまでステップ105経由でプロセスが進行し、80ミリ秒に達すると、位相カウンタを0にリセットし(103)、間引きカウンタを8にセットする。   Next, with reference to FIG. 5, the process executed by the apparatus of the present invention will be described. The process shown in the flowchart of FIG. 5 is repeatedly executed, for example, every 10 milliseconds, and one overall process is completed by executing a plurality of times. First, it is determined whether or not the value of the thinning counter is 1 (101). In this embodiment, the thinning counter divides the duty control period of 80 milliseconds every 10 milliseconds and performs calculation every 10 milliseconds. If the counter value is 1, step 103 is performed. In step 107, the value of the phase counter for measuring the pulsation phase is reset to 0, and in step 107, the thinning counter is set to 8 as the start point of the duty control cycle. If the thinning counter is not 1 in step 101, the process proceeds to step 105, the counter is decremented (subtracted by 1), and the process proceeds to step 109. The process proceeds through step 105 until the duty cycle of 80 milliseconds ends, and when it reaches 80 milliseconds, the phase counter is reset to 0 (103) and the thinning counter is set to 8.

ステップ109では、NGカウンタのカウント数が所定数に達しているかどうかを判断する。NGカウンタは、後述するステップ151で脈動の位相差が所定のしきい値を超えているときにインクリメントされる。NGカウンタのカウント数が所定数に達しているときは、逆流防止バルブ31が開弁故障していると判定して、故障検知済みフラグを1にセットする(141)。   In step 109, it is determined whether or not the count number of the NG counter has reached a predetermined number. The NG counter is incremented when the pulsation phase difference exceeds a predetermined threshold value in step 151 described later. When the count number of the NG counter has reached the predetermined number, it is determined that the backflow prevention valve 31 has failed to open, and the failure detected flag is set to 1 (141).

ステップ109でNGカウンタの値が所定数に達していなければ、OKカウンタのカウント値が所定数に達しているかどうか判断する(111)。OKカウンタは、後述するステップ151において、脈動波形の位相差が所定のしきい値以下であるときにインクリメント(1づつ加算)される(153)。   If the value of the NG counter has not reached the predetermined number in step 109, it is determined whether the count value of the OK counter has reached the predetermined number (111). In step 151 described later, the OK counter is incremented (added by 1) when the phase difference of the pulsation waveform is equal to or smaller than a predetermined threshold value (153).

OKカウンタの値が所定数に達していれば、逆流防止バルブ31に開弁故障は生じていないと判定して、OKカウンタおよびNGカウンタを0にリセットして(143)、新たに開弁故障検知プロセスを開始する。   If the value of the OK counter has reached the predetermined number, it is determined that no valve opening failure has occurred in the backflow prevention valve 31, the OK counter and the NG counter are reset to 0 (143), and a new valve opening failure has occurred. Start the detection process.

OKカウント数が所定数に達していなければ、過給機下流の吸気管21の圧力が所定値以下である状態(この状態を負圧と呼ぶ)での脈動波形の位相検出回数が所定値に達しているかどうかを判定し(113)、所定値に達していれば、吸気管21の圧力が所定値以上である状態(この状態を正圧と呼ぶ)での脈動波形の位相検出回数が所定値に達しているかどうかを判定する(115)。   If the OK count has not reached the predetermined number, the number of pulsation waveform phase detections in a state where the pressure in the intake pipe 21 downstream of the turbocharger is equal to or lower than the predetermined value (this state is referred to as negative pressure) reaches the predetermined value. If the pressure reaches the predetermined value (113), the number of detections of the phase of the pulsation waveform in a state where the pressure of the intake pipe 21 is equal to or higher than the predetermined value (this state is called positive pressure) is predetermined. It is determined whether the value has been reached (115).

ステップ113および115での判定がYesであれば、ステップ151に移り、位相差(後述するステップ139で算出)が所定値以下かどうかを判定する。所定値以下であれば、OKカウンタをインクリメントし(153)、所定値を越えていれば、NGカウンタをインクリメントした後(155)、諸々のパラメータをリセットして次回のプロセスに進む。   If the determinations in steps 113 and 115 are Yes, the process proceeds to step 151, and it is determined whether or not the phase difference (calculated in step 139 described later) is equal to or smaller than a predetermined value. If it is less than the predetermined value, the OK counter is incremented (153). If it exceeds the predetermined value, the NG counter is incremented (155), and then various parameters are reset to proceed to the next process.

ステップ113および115での判定がNoであれば、脈動波形の位相および位相差を算出するためのステップ117以下のプロセスに進む。まず、図2および図3を参照して説明した手法により、脈動波形(B)が負から正に向かう方向に基準レベル線(C)と交差したことが検出され、脈動交差フラグが1にセットされているかどうかを判断する(117)。脈動交差フラグが1にセットされていなければ、今回のプロセスを抜けて、脈動交差フラグが1にセットされるまで、ステップ101からステップ117までのプロセスを繰り返す。   If the determination in steps 113 and 115 is No, the process proceeds to the process from step 117 onward for calculating the phase and phase difference of the pulsation waveform. First, by the method described with reference to FIGS. 2 and 3, it is detected that the pulsation waveform (B) intersects the reference level line (C) in the direction from negative to positive, and the pulsation intersection flag is set to 1. It is judged whether it is done (117). If the pulsation crossing flag is not set to 1, the current process is exited, and the process from step 101 to step 117 is repeated until the pulsation crossing flag is set to 1.

ステップ117で、脈動交差フラグが1にセットされていると、ステップ119に進み、検出された位相を補正する。脈動波形の位相は、図4(E)に示す矢印の期間の長さ、すなわち位相カウンタのカウント値で表す。図4では脈動波形をきれいな正弦波で示しているが、実際の脈動波形は、図4(B)のデューティ制御のパルス幅(デューティ比)によって変形する。吸気管21が負圧側にあるときの脈動波形の位相と、吸気管21が正圧側にあるときの脈動波形の位相との差を検出するのであるが、この2つの異なる状態においてはパージ制御バルブのデューティ比が異なることがある。この場合、脈動波形の変形の仕方が異なるから、基準レベル線と交差する点を位相として用いると、正確に位相差を算出することができない。   If the pulsation crossing flag is set to 1 in step 117, the process proceeds to step 119, and the detected phase is corrected. The phase of the pulsation waveform is represented by the length of the arrow period shown in FIG. 4E, that is, the count value of the phase counter. In FIG. 4, the pulsation waveform is shown as a clean sine wave, but the actual pulsation waveform is deformed by the pulse width (duty ratio) of the duty control in FIG. The difference between the phase of the pulsation waveform when the intake pipe 21 is on the negative pressure side and the phase of the pulsation waveform when the intake pipe 21 is on the positive pressure side is detected. In these two different states, the purge control valve May have different duty ratios. In this case, since the method of deformation of the pulsation waveform is different, the phase difference cannot be accurately calculated if a point that intersects the reference level line is used as the phase.

そこで、位相カウンタで検出した脈動波形の位相カウントCCROSで表される図4(E)の矢印で示される位相の大きさ(単位は時間、秒)に対し、次の演算により補正を行い、デューティ比の影響を取り除き、角度表現に変換して位相値POSを算出する(119)。   Therefore, the phase magnitude (unit: hours, seconds) indicated by the arrow in FIG. 4 (E) represented by the phase count CCROS of the pulsation waveform detected by the phase counter is corrected by the following calculation to obtain the duty The influence of the ratio is removed, and the phase value POS is calculated by converting into the angle expression (119).

POS = (CCROS - PGC × 0.0004)/0.08 × 3.14 × 2 (1)
ここで、PGCは、パージ制御バルブをデューティ制御するパルスのデューティ比(80ミリ秒のデューティ周期の中でパルスがオンになっている時間に比率で0%から100%)である。80msの周期の中で負から正方向へのゼロ交差が発生する位相(時間カウント)は、デューティ比によって40msの変動幅があることがわかった。PGC × 0.0004は、パーセントで表されるPGCを100で割って小数に直し、これに40ms、すなわち0.04sを掛けたものである。CCROSからPGC × 0.0004を引くことによりデューティ比による位相(時間)の変動が補正される。この位相(時間)を、周期の80msに2π(πは円周率、3.14)を掛けたもので割り、角度表現の位相POSを求める。
POS = (CCROS-PGC × 0.0004) /0.08 × 3.14 × 2 (1)
Here, PGC is a duty ratio of a pulse for duty-controlling the purge control valve (a ratio of 0% to 100% with respect to a time when the pulse is turned on in a duty cycle of 80 milliseconds). It was found that the phase (time count) in which a zero crossing from negative to positive occurs in a period of 80 ms has a fluctuation range of 40 ms depending on the duty ratio. PGC × 0.0004 is the percentage of PGC divided by 100 and converted to a decimal number, which is multiplied by 40 ms, or 0.04 s. By subtracting PGC x 0.0004 from CCROS, phase (time) variation due to duty ratio is corrected. Divide this phase (time) by 80 ms of the period multiplied by 2π (π is the pi, 3.14) to obtain the angle representation phase POS.

角度表現の位相が求められると、ステップ121に進み、テーブルを検索してこの位相に対応するsin値およびcos値を求める。吸気管21(吸気マニホールド)の圧力PBが所定値以下のときは(123)、ステップ133に進み、負圧側での位相検出回数が所定値以上になっていれば、位相差算出のステップ139に進む。位相検出回数が所定値に達していなければ、sin値およびcos値の平均値を算出する(135)。要は、1回のプロセスで検出された位相値を使うのではなく、複数回のプロセスで検出された位相の平均を算出して使用する。検出回数のカウンタをインクリメントして位相差算出ステップ139に移る。   When the phase of the angle expression is obtained, the process proceeds to step 121, where the table is searched to obtain the sin value and the cos value corresponding to this phase. When the pressure PB of the intake pipe 21 (intake manifold) is less than or equal to the predetermined value (123), the process proceeds to step 133. If the number of phase detections on the negative pressure side is greater than or equal to the predetermined value, the process proceeds to step 139 for calculating the phase difference. move on. If the number of phase detections has not reached the predetermined value, an average value of the sin value and the cos value is calculated (135). In short, instead of using the phase value detected in one process, the average of the phases detected in a plurality of processes is calculated and used. The detection number counter is incremented and the phase difference calculation step 139 is entered.

PBが所定値以上になっているときは(125)、ステップ127に進み正圧側での位相検出回数が所定値以上になっていれば、位相差算出ステップ139に進む。位相検出回数が所定値に達していなければ、sin値およびcos値の平均値を算出し(129)、正圧側の位相検出回数カウンタをインクリメントして(131)、ステップ139に移る。図5において、ステップ137およびステップ131からステップ139に移るのではなく、EXITでプロセスを抜け、位相差の平均値の算出は、ステップ127または133において位相の検出回数が所定値を超えたときに行うようにしてもよい。   If PB is equal to or greater than the predetermined value (125), the process proceeds to step 127, and if the number of times of phase detection on the positive pressure side is equal to or greater than the predetermined value, the process proceeds to phase difference calculation step 139. If the number of phase detections has not reached the predetermined value, the average value of the sine value and the cos value is calculated (129), the positive pressure side phase detection number counter is incremented (131), and the routine proceeds to step 139. In FIG. 5, instead of moving from step 137 and step 131 to step 139, the process exits at EXIT, and the average value of the phase difference is calculated when the number of detected phases exceeds a predetermined value at step 127 or 133. You may make it perform.

ステップ139では、次の演算により負圧側のsin値平均値NEGASINおよびcos値平均値NEGACOS、ならびに正圧側のsin値平均値POSINおよびcos値平均値POSCOSを用いて、負圧側の位相と正圧側の位相との差DPOSを算出する。   In step 139, the negative pressure side phase and positive pressure side phase and positive pressure side average value NEGASIN and cos value average value NEGACOS and positive pressure side sin value average value POSIN and cos value average value POSCOS are calculated by the following calculation. The difference DPOS from the phase is calculated.

DPOS = (POSSIN - NEGASIN)2 + (POSCOS - NEGACOS)2 (2)

こうして位相差が算出された後に、このプロセスに入ると、ステップ151に到達し、位相差が所定値以下であれば、逆流防止バルブ31が正常に働いていると判定して、OKカウンタをインクリメントし(153)、諸々のパラメータをリセットする(157)。位相差が所定値を超えていると、逆流防止バルブ31が開弁故障を起こしていると判定し、NGカウンタをインクリメントする(155)。NGカウンタのカウント値が所定値以上になると(109)、故障の判定を確定し、故障検知済みフラグを1にセットする(141)。こうして、逆流防止バルブ31の開弁故障が検知される。
DPOS = (POSSIN-NEGASIN) 2 + (POSCOS-NEGACOS) 2 (2)

After the phase difference is calculated in this way, when this process is entered, step 151 is reached. If the phase difference is equal to or smaller than the predetermined value, it is determined that the backflow prevention valve 31 is operating normally, and the OK counter is incremented. (153) and various parameters are reset (157). If the phase difference exceeds a predetermined value, it is determined that the check valve 31 has a valve opening failure, and the NG counter is incremented (155). When the count value of the NG counter becomes equal to or greater than a predetermined value (109), the failure determination is confirmed and the failure detected flag is set to 1 (141). Thus, a valve opening failure of the backflow prevention valve 31 is detected.

以上にこの発明を具体的は実施例について説明したが、この発明は、このような実施例に限定されるものではない。   Although the present invention has been specifically described with reference to the embodiments, the present invention is not limited to such embodiments.

この発明の対象となるエンジンの全体的な構成を示す図。The figure which shows the whole structure of the engine used as the object of this invention. 圧力センサの出力から脈動波形と基準レベル線を抽出する様子を示す波形図。The wave form diagram which shows a mode that a pulsation waveform and a reference level line are extracted from the output of a pressure sensor. 脈動波形と基準レベル線との交差を検出する原理を示す図。The figure which shows the principle which detects the crossing of a pulsation waveform and a reference level line. 脈動波形におけるゼロ交差の位相を検出する仕組みを説明する図。The figure explaining the mechanism which detects the phase of the zero crossing in a pulsation waveform. この発明のプロセスのフローを示す流れ図。The flowchart which shows the flow of the process of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

17 過給機
28 圧力センサ
29 パージ制御バルブ
31 逆流防止バルブ
50 電子制御ユニット(ECU)
17 Turbocharger
28 Pressure sensor
29 Purge control valve
31 Backflow prevention valve
50 Electronic control unit (ECU)

Claims (5)

燃料タンクからの蒸発燃料をチャージ通路を通してキャニスタに蓄え、デューティ制御されるパージ制御バルブを介してキャニスタ内の燃料をパージ通路を介して吸気通路にパージするエンジンにおいて、
前記パージ通路に設けられた逆流防止用バルブと、
前記燃料タンクおよび前記キャニスタを含む蒸発燃料系の圧力を検出する圧力センサと、
前記圧力センサの出力に基づいて、前記パージ制御バルブの作動周期の脈動波形と基準レベルとの交差を検出する手段と、
基準周期に対する前記交差の位相を求める手段と、
今回求められる前記位相と所定周期前に求められた位相との位相差に基づいて、前記逆流防止用バルブの開弁故障を判定する判定手段と、
を備える故障判定装置。
In an engine that stores evaporated fuel from a fuel tank in a canister through a charge passage, and purges fuel in the canister to a suction passage through a purge passage through a purge control valve that is duty-controlled.
A backflow prevention valve provided in the purge passage;
A pressure sensor for detecting a pressure of an evaporated fuel system including the fuel tank and the canister;
Means for detecting an intersection between a pulsation waveform of the operation cycle of the purge control valve and a reference level based on an output of the pressure sensor;
Means for determining a phase of the intersection with respect to a reference period;
Based on the phase difference between the phase obtained this time and the phase obtained before a predetermined period, a determination means for determining a valve opening failure of the backflow prevention valve;
A failure determination device comprising:
前記基準レベルは、前記圧力センサの出力波形の移動平均であり、前記交差を検出する手段は、前記脈動波形の今回のサンプル値と、前記基準レベルの今回値とを比較することにより、脈動波形が前記基準レベルを負側から正側に横切ることを検出する、請求項1に記載の故障判定装置。   The reference level is a moving average of the output waveform of the pressure sensor, and the means for detecting the crossing compares the current sample value of the pulsation waveform with the current value of the reference level, thereby generating a pulsation waveform. The failure determination device according to claim 1, which detects that the reference level crosses from the negative side to the positive side. 前記位相を求める手段は、前記パージ制御バルブのデューティ制御の周期を基準として、該周期を360度としたときの前記交差のsin値およびcos値を求め、
前記過給機下流の吸気管圧力が相対的に負のときの前記交差のsin値およびcos値のそれぞれと、該吸気管圧力が相対的に正のときの前記交差のsin値およびcos値のそれぞれとの差の二乗を加算することにより、前記脈動の位相差を算出する位相差算出手段をさらに備える、請求項2に記載の故障判定装置。
The means for obtaining the phase obtains the sin value and cos value of the intersection when the period is set to 360 degrees with reference to the duty control period of the purge control valve,
The intersection sine value and cos value when the intake pipe pressure downstream of the turbocharger is relatively negative, and the intersection sine value and cos value when the intake pipe pressure is relatively positive, respectively. The failure determination device according to claim 2, further comprising a phase difference calculation unit that calculates a phase difference of the pulsation by adding a square of a difference from each.
前記位相を求める手段は、前記交差が検出されたときの前記パージ制御バルブのデューティ制御のデューティに基づいて、前記位相を補正する請求項3に記載の故障判定装置。   The failure determination device according to claim 3, wherein the means for obtaining the phase corrects the phase based on a duty of duty control of the purge control valve when the intersection is detected. 前記エンジンは、過給機と、前記キャニスタからの蒸発燃料を該過給機の上流に供給する通路と、該通路に設けられた第2の逆流防止のバルブを備える、請求項1から4のいずれかに記載の故障判定装置。
5. The engine according to claim 1, wherein the engine includes a supercharger, a passage for supplying evaporated fuel from the canister to the upstream of the supercharger, and a second backflow prevention valve provided in the passage. The failure determination apparatus in any one.
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