WO2012090317A1 - アルコール濃度センサの合理性診断装置 - Google Patents

アルコール濃度センサの合理性診断装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2012090317A1
WO2012090317A1 PCT/JP2010/073762 JP2010073762W WO2012090317A1 WO 2012090317 A1 WO2012090317 A1 WO 2012090317A1 JP 2010073762 W JP2010073762 W JP 2010073762W WO 2012090317 A1 WO2012090317 A1 WO 2012090317A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fuel
sensor
remaining amount
output value
rationality
Prior art date
Application number
PCT/JP2010/073762
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
和弘 若尾
美江 笹井
Original Assignee
トヨタ自動車株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by トヨタ自動車株式会社 filed Critical トヨタ自動車株式会社
Priority to EP10857098.7A priority Critical patent/EP2647820B1/en
Priority to US13/516,888 priority patent/US8656773B2/en
Priority to JP2012527938A priority patent/JP5240415B2/ja
Priority to PCT/JP2010/073762 priority patent/WO2012090317A1/ja
Priority to CN201080070985.5A priority patent/CN103270281B/zh
Publication of WO2012090317A1 publication Critical patent/WO2012090317A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00—Testing of engines
    • G01M15/04—Testing internal-combustion engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0626—Measuring or estimating parameters related to the fuel supply system
    • F02D19/0628—Determining the fuel pressure, temperature or flow, the fuel tank fill level or a valve position
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0623—Failure diagnosis or prevention; Safety measures; Testing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0626—Measuring or estimating parameters related to the fuel supply system
    • F02D19/0634—Determining a density, viscosity, composition or concentration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0663—Details on the fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02D19/0665—Tanks, e.g. multiple tanks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/08—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed simultaneously using pluralities of fuels
    • F02D19/082—Premixed fuels, i.e. emulsions or blends
    • F02D19/084—Blends of gasoline and alcohols, e.g. E85
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/22—Safety or indicating devices for abnormal conditions
    • F02D41/222—Safety or indicating devices for abnormal conditions relating to the failure of sensors or parameter detection devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/26—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields
    • G01F23/263—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields by measuring variations in capacitance of capacitors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/06—Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/0611—Fuel type, fuel composition or fuel quality
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the present invention relates to a rationality diagnosis device for diagnosing the rationality of an alcohol concentration sensor for measuring the alcohol concentration of fuel used in an internal combustion engine.
  • FFV Flexible Fuel Vehicle
  • an alcohol concentration sensor is provided to determine the alcohol concentration of the fuel being used.
  • the sensor output value of the alcohol concentration sensor is used as a parameter in the air-fuel ratio control of the internal combustion engine. This makes it possible not only to obtain a desired torque, but also to ensure a satisfactory emission performance, regardless of the ethanol concentration used.
  • the alcohol concentration sensor in the FFV internal combustion engine has an important role in ensuring the performance of the internal combustion engine.
  • the alcohol concentration sensor will always function normally.
  • Some abnormality may occur in the alcohol concentration sensor, such as disconnection or short circuit or deterioration of the sensor element.
  • the control of the internal combustion engine is performed using the sensor output value of the alcohol concentration sensor, an appropriate operation corresponding to the alcohol concentration of the fuel used cannot be performed, and the internal combustion engine such as the emission performance and the fuel consumption performance cannot be achieved.
  • the engine performance will be deteriorated.
  • Japanese Patent No. 4477644 discloses the presence or absence of abnormality of the alcohol concentration sensor from the difference between the target air-fuel ratio and the actual air-fuel ratio realized when the fuel injection amount is adjusted according to the target air-fuel ratio.
  • a technique for diagnosing is disclosed. If the sensor output value of the alcohol concentration sensor is reliable, the actual air-fuel ratio should be equal to or close to the target air-fuel ratio. Therefore, when the difference between the actual air-fuel ratio and the target air-fuel ratio is large, the reliability of the sensor output value of the alcohol concentration sensor may be low.
  • a method of preparing two alcohol concentration sensors showing the same output if normal and comparing the sensor output values can be considered. According to this method, when the alcohol concentration of the fuel changes, when the difference between the two sensor output values occurs, or when the difference exceeds a threshold value, the rationality of the alcohol concentration sensor is lost. Can be determined.
  • the situation in which the alcohol concentration of the fuel changes is practically limited to the case where refueling is performed. For this reason, even if an abnormality that lowers the reliability of the sensor output value occurs in the alcohol concentration sensor, the abnormality cannot be detected until the next refueling. In addition, if fuel with the same alcohol concentration as the remaining fuel in the fuel tank is supplied during refueling, the sensor output value of the alcohol concentration sensor does not change, so it is still possible to detect an abnormality in the alcohol concentration sensor. Can not.
  • Japanese Patent No. 4477644 JP 2010-071081 A Japanese Patent Laid-Open No. 06-027063 Japanese Patent Laid-Open No. 05-010943 Japanese Patent Laid-Open No. 10-184479 JP 2006-114487 A JP 2005-127724 A
  • An object of the present invention is to make it possible to correctly and easily diagnose the rationality of an alcohol concentration sensor for measuring the alcohol concentration of fuel used in an internal combustion engine. And in order to achieve such a subject, this invention provides the rationality diagnostic apparatus of the alcohol concentration sensor as follows.
  • the rationality diagnostic apparatus for alcohol concentration sensor includes a capacitive fuel remaining amount sensor as a fuel remaining amount sensor disposed in the fuel tank.
  • the capacitive fuel remaining amount sensor has an output characteristic that its output value is determined according to the remaining amount of fuel in the fuel tank and the alcohol concentration of the fuel.
  • the rationality diagnostic device corrects the sensor output value of the fuel remaining amount sensor with the sensor output value of the alcohol concentration sensor so as to exclude the component depending on the alcohol concentration from the sensor output value of the fuel remaining amount sensor. If the rationality of the alcohol concentration sensor is maintained, the corrected sensor output value of the remaining fuel sensor should appropriately represent the remaining fuel in the fuel tank.
  • the rationality diagnostic device determines whether the rationality of the alcohol concentration sensor is maintained by verifying the accuracy of the corrected sensor output value of the fuel remaining amount sensor.
  • the rationality diagnostic device it is extremely easy to verify the accuracy of the corrected sensor output value of the fuel remaining amount sensor as compared to the accuracy of the sensor output value of the alcohol concentration sensor. This is because the corrected sensor output value of the fuel remaining amount sensor corresponds to the remaining amount of fuel that can be measured by various known means, and it is not difficult to prepare a reference for verification. . Therefore, according to the rationality diagnostic device, the rationality of the alcohol concentration sensor can be easily diagnosed. Further, according to the rationality diagnosis device, diagnosis can be performed if there is a sensor output value of the remaining fuel sensor and a sensor output value of the alcohol concentration sensor, so that the rationality of the alcohol concentration sensor can be quickly diagnosed. be able to.
  • the following method can be employed.
  • the remaining amount of fuel is determined based on the corrected sensor output value of the remaining fuel amount sensor. Calculate Then, the calculated value of the fuel remaining amount is compared with the known fuel remaining amount in the specific state, and the accuracy of the corrected sensor output value of the fuel remaining amount sensor is verified from the comparison result. According to this method, if the calculated value of the remaining fuel amount matches the known remaining fuel amount, or if the difference is within a certain threshold, the accuracy of the corrected sensor output value of the remaining fuel amount sensor Can be determined to pass. In that case, a diagnosis is made that the rationality of the alcohol concentration sensor is maintained.
  • the fuel remaining amount is calculated based on the corrected sensor output value of the fuel remaining amount sensor, and the fuel remaining amount is detected by another fuel remaining amount sensor whose sensor output value does not depend on the alcohol concentration. Measure the amount. Then, the calculated value of the remaining amount of fuel is compared with the measured value by another fuel remaining amount sensor, and the accuracy of the corrected sensor output value of the remaining fuel amount sensor is verified from the comparison result. According to this method, when the calculated value of the remaining amount of fuel matches the value measured by another remaining fuel amount sensor, or when the difference is within a certain threshold, the corrected sensor of the remaining fuel amount sensor It can be determined that the accuracy of the output value is acceptable.
  • the amount of change in the fuel remaining amount within a predetermined period is calculated based on the corrected sensor output value of the fuel remaining amount sensor, and the predetermined amount is calculated from the fuel injection amount by the injector. Calculate fuel consumption within the period. Then, the calculated values of the fuel remaining amount change and the fuel consumption are compared, and the accuracy of the corrected sensor output value of the fuel remaining amount sensor is verified from the comparison result. According to this method, when the calculated value of the change amount of the remaining fuel amount matches the calculated value of the fuel consumption amount, or when the difference is within a certain threshold, the corrected sensor of the remaining fuel amount sensor It can be determined that the accuracy of the output value is acceptable.
  • Embodiment 1 FIG. Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a fuel supply system for an internal combustion engine equipped with the rationality diagnostic device for an ethanol concentration sensor according to the present embodiment.
  • the fuel supply system shown in FIG. 1 includes an ethanol concentration sensor 16 inside the fuel tank 2.
  • the ethanol concentration sensor 16 is not directly immersed in the fuel stored in the fuel tank 2 but is housed in a fuel container 18 prepared inside the fuel tank 2.
  • the fuel container 18 is a container having an open top, and a fuel discharge port 18a for discharging the fuel accumulated in the fuel container 18 is opened at the bottom.
  • the ethanol concentration sensor 16 used in the present embodiment is a capacitance type sensor, and is arranged so that the electrode portion 16 a is completely accommodated inside the fuel container 18.
  • the tip of the return flow path 12 is connected to the fuel container 18.
  • the return flow path 12 is a flow path branched from the main flow path 6 that connects the fuel pump 4 that sucks and pressurizes the fuel in the fuel tank 2 and the delivery pipe 8 that distributes the fuel to the injectors 10 of each cylinder.
  • a pressure regulator 14 is provided in the middle of the return flow path 12. The pressure regulator 14 is a valve for adjusting the fuel pressure inside the main flow path 6, and when it is opened, a part of the pressurized fuel is returned to the fuel tank 2 via the return flow path 12. become.
  • the fuel discharged from the return flow path 12 is injected into the fuel container 18, so that the electrode portion 16 a of the ethanol concentration sensor 16 is immersed in the fuel, and the ethanol concentration can be measured by the ethanol concentration sensor 16.
  • the hole diameter of the fuel outlet 18a is such that the flow rate of the fuel discharged from the fuel outlet 18a exceeds the flow rate of the fuel injected from the return flow path 12 so that the fuel can be stored inside the fuel container 18. Designed not to be.
  • a fuel remaining amount sensor 22 is arranged inside the fuel tank 2.
  • the remaining fuel sensor 22 is a capacitive sensor, and its electrode portion 22a extends from the ceiling portion of the fuel tank 2 toward the bottom portion.
  • the fuel remaining amount sensor 22 which is a capacitance type sensor has an output characteristic that its output value is determined by the fuel remaining amount in the fuel tank 2 and the ethanol concentration of the fuel.
  • FIG. 2 is a graph showing the relationship between the remaining amount of fuel and the sensor output value for fuel (E0) having an ethanol concentration of 0%, and the relationship between the remaining amount of fuel and sensor output value for a fuel (E85) having an ethanol concentration of 85%. It is shown. Note that the remaining fuel amount in this specification means not the mass of the fuel but the volume of the fuel.
  • the sensor output values of the ethanol concentration sensor 16 and the remaining fuel amount sensor 22 are taken into the ECU 20 which is a control device for the internal combustion engine.
  • the ECU 20 determines the ethanol concentration of the fuel used from the sensor output value of the ethanol concentration sensor 16.
  • the determined ethanol concentration is used as a parameter for determining the fuel injection amount in the air-fuel ratio control.
  • the determined ethanol concentration is also used in the process of obtaining the fuel remaining amount from the sensor output value of the fuel remaining amount sensor 22.
  • the sensor output value of the fuel remaining amount sensor 22 is affected by both the fuel remaining amount and the ethanol concentration. For this reason, in order to measure the fuel remaining amount using the sensor output value of the fuel remaining amount sensor 22, it is necessary to exclude the component depending on the ethanol concentration from the sensor output value.
  • the ECU 20 corrects the sensor output value of the fuel remaining amount sensor 22 with the sensor output value of the ethanol concentration sensor 16, and calculates the fuel remaining amount based on the corrected sensor output value of the fuel remaining amount sensor 22.
  • sensor output values of other various sensors are taken into the ECU 20.
  • a liquid level detection switch 24 that is disposed at a predetermined height in the fuel tank 2 and detects the liquid level of the stored fuel is included.
  • the liquid level detection switch 24 outputs an ON signal when the liquid level of the fuel in the fuel tank 2 is higher than the switch, and outputs an OFF signal when the liquid level becomes lower than the switch.
  • the ECU 20 knows the operating state and operating conditions of the internal combustion engine from the sensor output values of these various sensors, and controls various actuators related to the operation of the internal combustion engine based on the knowledge.
  • the rationality diagnosis apparatus of the present embodiment is realized by the ECU 20 functioning as an arithmetic processing unit of the rationality diagnosis apparatus in the configuration of the fuel supply system as described above.
  • the ECU 20 functions as such a device, the ECU 20 executes a routine for rationality determination shown in the flowchart of FIG. This routine is executed at a constant cycle during operation of the internal combustion engine.
  • the sensor output value of the ethanol concentration sensor 16 is captured in the first step S102.
  • step S104 the sensor output value of the fuel remaining amount sensor 22 is captured.
  • step S106 the sensor output value of the fuel remaining amount sensor 22 is corrected based on the sensor output value of the ethanol concentration sensor 16. For example, a correction coefficient is determined according to the sensor output value of the ethanol concentration sensor 16, and the correction coefficient is multiplied by the sensor output value of the fuel remaining amount sensor 22.
  • the remaining amount of fuel in the fuel tank 2 is calculated from the corrected sensor output value of the remaining fuel amount sensor 22.
  • step S110 it is determined whether the signal of the liquid level detection switch 24 has been switched from on to off or from off to on.
  • the switching of the signal from on to off occurs when the liquid level drops due to fuel consumption.
  • the signal is switched from OFF to ON when the liquid level rises due to refueling.
  • the height of the liquid level at that time coincides with the height at which the liquid level detection switch 24 is installed.
  • the remaining amount of fuel at the height of the liquid level detection switch 24 is known and stored in the ECU 20 as known information for verification.
  • the rationality is not determined until the signal of the liquid level detection switch 24 is switched.
  • the rationality of the ethanol concentration sensor 16 is determined in step S112.
  • a method of verifying the accuracy of the remaining fuel amount calculated in step S108 is employed as a specific method for determining the rationality of the ethanol concentration sensor 16. For this reason, in step S112, the calculated value of the remaining amount of fuel calculated in step S108 is compared with the remaining amount of fuel for verification stored in the ECU 20.
  • step S112 if the difference between the calculated value of the remaining fuel amount and the remaining fuel amount for verification is equal to or less than a predetermined threshold value, it is determined that the calculated value of the remaining fuel amount is correct. If the calculated value of the remaining amount of fuel is correct, it can be determined that there is no problem in the reliability of the sensor output value of the ethanol concentration sensor 16 used for the calculation. Therefore, in this case, it is determined in step S114 that the rationality of the ethanol concentration sensor 16 is maintained.
  • the calculated value of the remaining amount of fuel cannot be said to be correct. If the calculated value of the remaining amount of fuel is not correct, the cause is an abnormality in either the ethanol concentration sensor 16 or the remaining fuel sensor 22. However, it does not matter here which of the two sensors 16, 22 is abnormal. What is to be avoided when ensuring the emission performance of the internal combustion engine is to overlook the abnormality of the ethanol concentration sensor 16, so there is no problem in suspecting the abnormality of the ethanol concentration sensor 16 in such a case.
  • step S116 it is determined that the rationality of the ethanol concentration sensor 16 has been lost.
  • an erroneous diagnosis that the rationality is maintained despite the fact that the rationality is lost due to an abnormality or failure of the ethanol concentration sensor 16 is performed. You can definitely avoid it.
  • the ECU 20 notifies the driver of the occurrence of an abnormality by a notification means such as MIL.
  • the rationality diagnostic apparatus of the present embodiment is applied to an ethanol concentration sensor of an internal combustion engine equipped with the fuel supply system shown in FIG. 1 as in the first embodiment.
  • the element indicated by reference numeral 24 in FIG. 1 is a liquid level detection switch in the first embodiment, it is assumed that it is a float type fuel remaining amount sensor in the present embodiment.
  • the difference between the present embodiment and the first embodiment is in a method for determining the rationality of the ethanol concentration sensor 16.
  • the routine shown in the flowchart of FIG. 4 is a routine for determining the rationality of the ethanol concentration sensor 16 implemented by the ECU 20 in the present embodiment. This will be described below.
  • the sensor output value of the ethanol concentration sensor 16 is captured in the first step S202.
  • the sensor output value of the fuel remaining amount sensor 22 is captured.
  • the sensor output value of the remaining fuel amount sensor 22 is corrected based on the sensor output value of the ethanol concentration sensor 16.
  • the remaining amount of fuel in the fuel tank 2 is calculated from the corrected sensor output value of the remaining fuel amount sensor 22.
  • the contents of the processing so far are the same as those in the first embodiment.
  • the sensor output value of the float type fuel remaining amount sensor is taken into the ECU 20.
  • the sensor output value of the float type fuel remaining amount sensor is not affected by the ethanol concentration, unlike the capacitance type.
  • the ECU 20 measures the fuel remaining amount in the fuel tank 2 from the sensor output value of the float type fuel remaining amount sensor.
  • the remaining fuel amount measured in step S210 is used as information for verifying the accuracy of the calculated value of the remaining fuel amount calculated in step S208.
  • step S212 the calculated value of the remaining amount of fuel calculated in step S208 is compared with the measured value of the remaining amount of fuel measured by the float type fuel remaining amount sensor. Unlike the determination in step S112 of the routine shown in FIG. 3, the determination in step S212 can be performed every time this routine is executed. That is, according to the rationality determination method according to this routine, more opportunities for determination can be obtained than the rationality determination method according to the first embodiment.
  • step S212 when the difference between the calculated value of the remaining amount of fuel and the measured value of the remaining amount of fuel by the float fuel remaining amount sensor is equal to or less than a predetermined threshold, the calculated value of the remaining amount of fuel is correct. It is determined. If the calculated value of the remaining amount of fuel is correct, it can be determined that there is no problem in the reliability of the sensor output value of the ethanol concentration sensor 16, so that the rationality of the ethanol concentration sensor 16 is maintained in step S214. Judgment is made.
  • the calculated value of the remaining amount of fuel cannot be said to be correct. If the calculated value of the remaining amount of fuel is not correct, there may be a problem with the reliability of the sensor output value of the ethanol concentration sensor 16, so that the rationality of the ethanol concentration sensor 16 is lost in step S216. Judgment is made.
  • Embodiment 3 FIG. Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to the drawings.
  • the rationality diagnostic apparatus of the present embodiment is applied to an ethanol concentration sensor of an internal combustion engine equipped with the fuel supply system shown in FIG. 1 as in the first embodiment.
  • the sensor 24 shown in FIG. 1 it may be any type of sensor in the present embodiment.
  • This embodiment is characterized in a method for determining the rationality of the ethanol concentration sensor 16.
  • the routine shown in the flowchart of FIG. 5 is a routine for determining the rationality of the ethanol concentration sensor 16 implemented by the ECU 20 in the present embodiment. This will be described below.
  • the sensor output value of the ethanol concentration sensor 16 is captured in the first step S302.
  • step S304 the sensor output value of the fuel remaining amount sensor 22 is captured.
  • step S306 the sensor output value of the fuel remaining amount sensor 22 is corrected based on the sensor output value of the ethanol concentration sensor 16.
  • step S308 the remaining amount of fuel in the fuel tank 2 is calculated from the corrected sensor output value of the remaining fuel amount sensor 22.
  • the contents of the processing so far are the same as those in the first and second embodiments.
  • the amount of change in the remaining amount of fuel within a predetermined period is calculated.
  • the setting of the predetermined period it is desirable to take a time that causes a clear change in the calculated value of the remaining amount of fuel.
  • the amount of fuel in the fuel tank 2 consumed within the predetermined period is calculated from the amount of fuel injected by the injector 10 within the predetermined period. Since the fuel injection amount by the injector 10 is determined by the fuel pressure and the driving time of the injector 10, the fuel consumption calculated in step S312 does not include the influence of the ethanol concentration. For this reason, the fuel consumption calculated in step S312 can be used as information for verifying the accuracy of the amount of change in the remaining amount of fuel calculated in step S310.
  • step S314 as a specific method for determining the rationality of the ethanol concentration sensor 16, the amount of change in the remaining amount of fuel calculated in step S310 is compared with the fuel consumption calculated in step S312.
  • the determination in step S314 can be performed every time the predetermined period elapses.
  • step S3144 if the magnitude of the difference between the calculated value of the change in the remaining amount of fuel and the calculated value of the fuel consumption is equal to or less than a predetermined threshold, the calculated value of the change in the remaining amount of fuel is correct. Determined. If the calculated value of the change in the remaining amount of fuel is correct, it can be determined that there is no problem in the reliability of the sensor output value of the ethanol concentration sensor 16 used for the calculation. Therefore, in this case, it is determined in step S316 that the rationality of the ethanol concentration sensor 16 is maintained.
  • step S316 since there may be a problem in the reliability of the sensor output value of the ethanol concentration sensor 16, it is determined in step S316 that the rationality of the ethanol concentration sensor 16 has been lost.
  • the ethanol concentration sensor 26 can be mounted in the middle of the main flow path 6.
  • the ethanol concentration sensor 26 is arranged outside the fuel tank 2, but the ethanol concentration sensor 26 can be arranged inside the fuel tank 2.
  • the alcohol concentration sensor that is the object of rationality diagnosis is not limited to the capacitance type.
  • the sensor can determine the alcohol concentration from the sensor output value, there is no limitation on the sensing method of the alcohol concentration sensor that is the object of rationality diagnosis.
  • a sensor that measures alcohol concentration from refractive index, transmittance, specific gravity, density, or the like can be used.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

　本発明の目的は、内燃機関に使用される燃料のアルコール濃度を計測するためのアルコール濃度センサの合理性を正しく且つ容易に診断できるようにすることである。　この目的のため、本発明が提供するアルコール濃度センサの合理性診断装置は、燃料タンク内に配置される燃料残量センサとして静電容量式の燃料残量センサを備える。静電容量式の燃料残量センサは、その出力値が燃料タンク内の燃料の残量と燃料のアルコール濃度とに応じて決まるという出力特性を有している。本合理性診断装置は、燃料残量センサのセンサ出力値からアルコール濃度に依存する成分を排除すべく、燃料残量センサのセンサ出力値をアルコール濃度センサのセンサ出力値によって補正する。そして、燃料残量センサの補正されたセンサ出力値の精度を検証することによって、アルコール濃度センサの合理性が保たれているかどうか判定する。

Description

アルコール濃度センサの合理性診断装置
　本発明は、内燃機関に使用される燃料のアルコール濃度を計測するためのアルコール濃度センサの合理性（ラショナリティ）を診断する合理性診断装置に関する。
　アルコールやアルコールが混合したガソリンを燃料として使用することのできるＦＦＶ（Flexible Fuel Vehicle）が知られている。そのようなＦＦＶ用の内燃機関では、使用されている燃料のアルコール濃度を判別するためにアルコール濃度センサが備えられている。アルコール濃度センサのセンサ出力値は、内燃機関の空燃比制御におけるパラメータとして用いられる。これにより、どのようなエタノール濃度の燃料が用いられている場合であっても、所望のトルクが得られるだけでなく、満足のいくエミッション性能をも担保できるようになる。
　このように、ＦＦＶ用内燃機関におけるアルコール濃度センサは、内燃機関の性能を担保する上で重要な役割を有している。ところが、他のセンサの場合と同様、アルコール濃度センサが常に正常に機能しているという保証はない。断線や短絡、或いはセンサ素子の劣化等、何らかの異常がアルコール濃度センサに発生する場合がある。そのような場合にアルコール濃度センサのセンサ出力値を用いて内燃機関の制御を行ってしまうと、使用燃料のアルコール濃度にあった適切な運転を行うことができず、エミッション性能や燃費性能といった内燃機関の性能の悪化を招いてしまうことになる。
　このため、ＦＦＶ用内燃機関では、アルコール濃度センサのセンサ出力値の信頼性について確認するため、アルコール濃度センサの合理性を診断することが求められている。ただし、アルコール濃度センサのセンサ出力値の精度を直接検証することは難しい。アルコール濃度センサ以外の手段でアルコール濃度を正確に計測することは容易ではなく、検証の際に必要な基準となるものを用意することが難しいためである。
　このような課題に関し、特許第４４７７６４４号公報には、目標空燃比と、目標空燃比に従い燃料噴射量を調整したときに実現される実際の空燃比との差分からアルコール濃度センサの異常の有無を診断する技術が開示されている。アルコール濃度センサのセンサ出力値の信頼性が高ければ、実際の空燃比は目標空燃比に一致するか、或いは、近い値になるはずである。したがって、実際の空燃比の目標空燃比とのずれが大きい場合には、アルコール濃度センサのセンサ出力値の信頼性が低くなっている可能性がある。
　しかしながら、空燃比の変動要因には燃料噴射量以外にも様々な要因があり且つそれらは複合的である。このため、実際の空燃比と目標空燃比とが近い値だからといって、必ずしもアルコール濃度センサの合理性が保たれているとは言えない。さらに、前記公報に記載の技術では、アルコール濃度センサの異常がセンサ出力値の信頼性を低下させ、その影響により実際の空燃比と目標空燃比とにずれが生じるまでは、アルコール濃度センサの異常を検知することができない。つまり、実際の空燃比と目標空燃比とのずれによって現実にエミッション性能の悪化が起きるまでは、アルコール濃度センサの異常を検知することができない。
　アルコール濃度センサの合理性を診断するためのその他の方法としては、正常であれば同じ出力を示す２つのアルコール濃度センサを用意しておき、それらのセンサ出力値を比較する方法が考えられる。この方法によれば、燃料のアルコール濃度が変化した場合に双方のセンサ出力値に違いが生じたとき、或いは、その差が閾値を超えて大きくなったとき、アルコール濃度センサの合理性が失われていると判断することができる。
　しかし、ＦＦＶ用内燃機関において燃料のアルコール濃度が変化する状況としては、現実的には給油が行われた場合に限られる。このため、アルコール濃度センサにセンサ出力値の信頼性を低下させるような異常が生じたとしても、その異常は次回の給油まで検知することができない。しかも、給油時に燃料タンク内の残存燃料と同じアルコール濃度の燃料が給油された場合には、アルコール濃度センサのセンサ出力値には変化は生じないため、依然としてアルコール濃度センサの異常を検知することはできない。
　以上のように、従来提案されているアルコール濃度センサの合理性診断のための技術は、アルコール濃度センサの合理性を正しく且つ容易に診断するという点において十分とは言えなかった。
特許第４４７７６４４号公報 特開２０１０－０７１０８１号公報 特開平０６－０２７０６３号公報 特開平０５－０１０９４３号公報 特開平１０－１８４４７９号公報 特開２００６－１１４４８７号公報 特開２００５－１２７７２４号公報
　本発明は、内燃機関に使用される燃料のアルコール濃度を計測するためのアルコール濃度センサの合理性を正しく且つ容易に診断できるようにすることを課題とする。そして、そのような課題を達成するために、本発明は、次のようなアルコール濃度センサの合理性診断装置を提供する。
　本発明が提供するアルコール濃度センサの合理性診断装置は、燃料タンク内に配置される燃料残量センサとして静電容量式の燃料残量センサを備える。静電容量式の燃料残量センサは、その出力値が燃料タンク内の燃料の残量と燃料のアルコール濃度とに応じて決まるという出力特性を有している。本合理性診断装置は、燃料残量センサのセンサ出力値からアルコール濃度に依存する成分を排除すべく、燃料残量センサのセンサ出力値をアルコール濃度センサのセンサ出力値によって補正する。アルコール濃度センサの合理性が保たれているならば、燃料残量センサの補正されたセンサ出力値は、燃料タンク内の燃料残量を適切に表しているはずである。本合理性診断装置は、燃料残量センサの補正されたセンサ出力値の精度を検証することによって、アルコール濃度センサの合理性が保たれているかどうか判定する。
　燃料残量センサの補正されたセンサ出力値の精度を検証することは、アルコール濃度センサのセンサ出力値の精度を検証することに比較すれば極めて容易である。燃料残量センサの補正されたセンサ出力値は、公知の様々な手段で計測可能な燃料残量に対応しているため、検証のための基準を用意することに困難性を伴わないからである。したがって、本合理性診断装置によれば、アルコール濃度センサの合理性を容易に診断することができる。また、本合理性診断装置によれば、燃料残量センサのセンサ出力値とアルコール濃度センサのセンサ出力値とがあれば診断を行うことができるので、アルコール濃度センサの合理性を迅速に診断することができる。
　なお、燃料残量センサに何らかの異常がある場合は、アルコール濃度センサには異常がなかったとしても、燃料残量センサの補正されたセンサ出力値の精度は悪化する。このため、アルコール濃度センサが正常であるにも関わらず、アルコール濃度センサの合理性が失われていると判断されることはあり得る。しかし、内燃機関のエミッション性能を担保する上で避けたいことは、アルコール濃度センサの異常を見落としてしまうことであるので、前述のような判断がなされることには問題はない。何れにしてもシステムには何らかの異常が生じているのであって、点検や部品交換といった作業は必ず必要になるからである。本合理性診断装置によれば、アルコール濃度センサの異常や故障によってその合理性が失われているにも関わらず、合理性が保たれているとの誤った診断を下してしまうことは確実に避けることができる。
　燃料残量センサの補正されたセンサ出力値の精度を検証する具体的な方法としては、例えば次に挙げるような方法を採ることができる。
　１つ目の例によれば、燃料タンクの状態が燃料残量について既に知られている特定の状態になった場合に、燃料残量センサの補正されたセンサ出力値をもとに燃料残量を計算する。そして、燃料残量の計算値と前記特定の状態における既知の燃料残量とを比較し、その比較の結果から燃料残量センサの補正されたセンサ出力値の精度を検証する。この方法によれば、燃料残量の計算値が既知の燃料残量と一致する場合、或いは、その差がある閾値以内である場合には、燃料残量センサの補正されたセンサ出力値の精度は合格であると判断することができる。その場合、アルコール濃度センサの合理性は保たれているとの診断が下されることになる。
　２つ目の例によれば、燃料残量センサの補正されたセンサ出力値をもとに燃料残量を計算するとともに、センサ出力値がアルコール濃度に依存しない別の燃料残量センサによって燃料残量を計測する。そして、燃料残量の計算値と別の燃料残量センサによる計測値とを比較し、その比較の結果から燃料残量センサの補正されたセンサ出力値の精度を検証する。この方法によれば、燃料残量の計算値が別の燃料残量センサによる計測値と一致する場合、或いは、その差がある閾値以内である場合には、燃料残量センサの補正されたセンサ出力値の精度は合格であると判断することができる。
　そして、３つ目の例によれば、燃料残量センサの補正されたセンサ出力値をもとに所定期間内での燃料残量の変化量を計算するとともに、インジェクタによる燃料噴射量から前記所定期間内での燃料消費量を計算する。そして、燃料残量の変化量と燃料消費量の各計算値を比較し、その比較の結果から燃料残量センサの補正されたセンサ出力値の精度を検証する。この方法によれば、燃料残量の変化量の計算値が燃料消費量の計算値と一致する場合、或いは、その差がある閾値以内である場合には、燃料残量センサの補正されたセンサ出力値の精度は合格であると判断することができる。
本発明の実施の形態１のエタノール濃度センサの合理性診断装置を備える内燃機関の燃料供給システムの構成を示す概略図である。 静電容量式の燃料残量センサの出力特性を示す図である。 本発明の実施の形態１においてＥＣＵにより実行されるエタノール濃度センサの合理性判定のためのルーチンを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２にてＥＣＵにより実行されるエタノール濃度センサの合理性判定のためのルーチンを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態３においてＥＣＵにより実行されるエタノール濃度センサの合理性判定のためのルーチンを示すフローチャートである。 燃料供給システムにおけるエタノール濃度センサの搭載位置の変形例を示す図である。
実施の形態１．
　本発明の実施の形態１について図を参照して説明する。
　本実施の形態の合理性診断装置は、エタノール、ガソリン、及びエタノール混合ガソリンを燃料として使用可能なＦＦＶ用内燃機関のアルコール濃度センサ（以下、エタノール濃度センサ）に適用される。図１は、本実施の形態のエタノール濃度センサの合理性診断装置を備える内燃機関の燃料供給システムの構成を示す概略図である。
　図１に示す燃料供給システムは、燃料タンク２の内部にエタノール濃度センサ１６を備えている。ただし、エタノール濃度センサ１６は、燃料タンク２の貯留燃料に直接に浸けられているのではなく、燃料タンク２の内部に用意された燃料容器１８に収容されている。燃料容器１８は上部が開放された容器で、底部には燃料容器１８の内部に溜まった燃料を排出するための燃料排出口１８ａが開けられている。本実施の形態で用いられるエタノール濃度センサ１６は静電容量式センサであり、その電極部１６ａが燃料容器１８の内部に完全に収容されるように配置されている。
　燃料容器１８には、リターン流路１２の先端部が接続されている。リターン流路１２は、燃料タンク２内の燃料を吸い上げて加圧する燃料ポンプ４と、各気筒のインジェクタ１０に燃料を分配するデリバリパイプ８とを接続するメイン流路６から分岐した流路である。リターン流路１２の途中にはプレッシャレギュレータ１４が設けられている。プレッシャレギュレータ１４は、メイン流路６の内部の燃料圧力を調整するための弁であり、それが開くことで加圧燃料の一部がリターン流路１２を経由して燃料タンク２へ戻されるようになる。そのときリターン流路１２から排出される燃料が燃料容器１８に注入されることで、エタノール濃度センサ１６の電極部１６ａが燃料に浸かり、エタノール濃度センサ１６によるエタノール濃度の計測が可能になる。なお、燃料容器１８の内部に燃料を貯めることができるように、燃料排出口１８ａの穴径は、そこから排出される燃料の流量がリターン流路１２から注入される燃料の流量を超えることのないように設計されている。
　また、燃料タンク２の内部には、燃料残量センサ２２が配置されている。燃料残量センサ２２は静電容量式センサであり、その電極部２２ａが燃料タンク２の天井部から底部に向けて延びている。静電容量式センサである燃料残量センサ２２は、図２に示すように、その出力値が燃料タンク２内の燃料の残量と燃料のエタノール濃度とによって決まるという出力特性を有している。図２では、エタノール濃度が０％の燃料（Ｅ０）における燃料残量とセンサ出力値の関係と、エタノール濃度が８５％の燃料（Ｅ８５）における燃料残量とセンサ出力値の関係とがグラフで示されている。なお、本明細書における燃料残量とは、燃料の質量ではなく燃料の体積を意味する。
　エタノール濃度センサ１６と燃料残量センサ２２の各センサ出力値は、内燃機関の制御装置であるＥＣＵ２０に取り込まれる。ＥＣＵ２０は、エタノール濃度センサ１６のセンサ出力値から使用燃料のエタノール濃度を判別する。判別されたエタノール濃度は、空燃比制御において燃料噴射量を決定するためのパラメータとして使用される。また、判別されたエタノール濃度は、燃料残量センサ２２のセンサ出力値から燃料残量を得る過程でも使用される。前述のように、燃料残量センサ２２のセンサ出力値は、燃料残量とエタノール濃度の双方の影響を受けている。このため、燃料残量センサ２２のセンサ出力値を用いて燃料残量を計測するためには、センサ出力値からエタノール濃度に依存する成分を排除する必要がある。ＥＣＵ２０は、燃料残量センサ２２のセンサ出力値をエタノール濃度センサ１６のセンサ出力値で補正し、燃料残量センサ２２の補正されたセンサ出力値をもとに燃料残量を計算している。
　また、エタノール濃度センサ１６や燃料残量センサ２２のセンサ出力値以外にも、他の各種センサのセンサ出力値がＥＣＵ２０に取り込まれている。本実施の形態では、各種センサの一つとして、燃料タンク２内の所定高さに配置されて貯留燃料の液面を検出する液面検出スイッチ２４が含まれている。液面検出スイッチ２４は、燃料タンク２内の燃料の液面がスイッチよりも高い位置ではオン信号を出力し、液面がスイッチよりも低くなったらオフ信号を出力する。ＥＣＵ２０は、これら各種センサのセンサ出力値から内燃機関の運転状態や運転条件を知り、それらの知識に基づいて内燃機関の運転に関係する各種のアクチュエータを制御している。
　本実施の形態の合理性診断装置は、以上のような燃料供給システムの構成において、ＥＣＵ２０が合理性診断装置の演算処理装置として機能することによって実現される。ＥＣＵ２０がそのような装置として機能する場合、ＥＣＵ２０は、図３のフローチャートに示す合理性判定のためのルーチンを実行する。このルーチンは、内燃機関の運転中に一定の周期で実行される。
　図３に示すルーチンによれば、その最初のステップＳ１０２においてエタノール濃度センサ１６のセンサ出力値が取り込まれる。また、ステップＳ１０４において燃料残量センサ２２のセンサ出力値が取り込まれる。そして、ステップＳ１０６においてエタノール濃度センサ１６のセンサ出力値により燃料残量センサ２２のセンサ出力値を補正することが行われる。例えば、エタノール濃度センサ１６のセンサ出力値に応じて補正係数を決定し、その補正係数を燃料残量センサ２２のセンサ出力値に乗算することが行われる。ステップＳ１０８では、燃料残量センサ２２の補正されたセンサ出力値から燃料タンク２の燃料残量が計算される。
　ステップＳ１１０では、液面検出スイッチ２４の信号がオンからオフへ、或いはオフからオンへ切り替わったかどうか判定される。信号のオンからオフへの切り替わりは、燃料の消費によって液面が低下したときに生じる。信号のオフからオンへの切り替わりは、給油によって液面が上昇したときに生じる。液面検出スイッチ２４の信号が切り替わるとき、そのときの液面の高さは液面検出スイッチ２４が設置されている高さに一致している。液面検出スイッチ２４の高さにおける燃料残量は既知であり、検証用の既知情報としてＥＣＵ２０に記憶されている。
　本ルーチンによれば、液面検出スイッチ２４の信号が切り替わるまでは合理性の判定は行われない。液面検出スイッチ２４の信号が切り替わった場合に、ステップＳ１１２においてエタノール濃度センサ１６の合理性の判定が行われる。本実施の形態では、エタノール濃度センサ１６の合理性を判定する具体的な方法として、ステップＳ１０８で計算された燃料残量の精度を検証する方法が採られている。このため、ステップＳ１１２では、ステップＳ１０８で計算された燃料残量の計算値と、ＥＣＵ２０に記憶されている検証用の燃料残量とが比較される。
　ステップＳ１１２の比較の結果、燃料残量の計算値と検証用の燃料残量との差の大きさが所定の閾値以下である場合、燃料残量の計算値は正しいと判定される。燃料残量の計算値が正しければ、その計算に使用されているエタノール濃度センサ１６のセンサ出力値の信頼性には問題がないと判断することができる。したがって、この場合は、ステップＳ１１４においてエタノール濃度センサ１６の合理性は保たれているとの判断がなされる。
　一方、燃料残量の計算値と検証用の燃料残量との差の大きさが所定の閾値を越えるのであれば、燃料残量の計算値は正しいとは言えない。燃料残量の計算値が正しくない場合、その原因となっているのはエタノール濃度センサ１６と燃料残量センサ２２の何れかの異常である。しかし、２つのセンサ１６，２２のどちらに異常が発生しているかは、ここでは問題とはならない。内燃機関のエミッション性能を担保する上で避けたいことは、エタノール濃度センサ１６の異常を見落としてしまうことであるので、このような場合にエタノール濃度センサ１６の異常を疑うことに問題はない。また、何れにしてもシステムには何らかの異常が生じているので、エタノール濃度センサ１６に異常がなかったとしても点検や部品交換といった作業は必ず必要になる。したがって、ステップＳ１１２の比較の結果、燃料残量の計算値が正しくないと判定された場合には、ステップＳ１１６においてエタノール濃度センサ１６の合理性は失われているとの判断がなされる。
　以上のようなルーチンによる合理性判定の方法によれば、エタノール濃度センサ１６の異常や故障によってその合理性が失われているにも関わらず、合理性が保たれているとの誤った診断を下してしまうことは確実に避けることができる。エタノール濃度センサ１６の合理性が失われているとの診断がなされた場合、ＥＣＵ２０は、ＭＩＬなどの報知手段によってドライバに異常の発生を報知する。
実施の形態２．
　次に、本発明の実施の形態２について図を参照して説明する。
　本実施の形態の合理性診断装置は、実施の形態１と同様に、図１に示す燃料供給システムを備えた内燃機関のエタノール濃度センサに適用される。ただし、図１に符号２４で示す要素は、実施の形態１では液面検出スイッチであるとしたが、本実施の形態ではフロート式の燃料残量センサであるとする。
　本実施の形態と実施の形態１との相違点は、エタノール濃度センサ１６の合理性を判定する方法にある。図４のフローチャートに示すルーチンは、本実施の形態においてＥＣＵ２０により実施されるエタノール濃度センサ１６の合理性判定のためのルーチンである。以下、これについて説明する。
　図４に示すルーチンによれば、その最初のステップＳ２０２においてエタノール濃度センサ１６のセンサ出力値が取り込まれる。また、ステップＳ２０４において燃料残量センサ２２のセンサ出力値が取り込まれる。そして、ステップＳ２０６においてエタノール濃度センサ１６のセンサ出力値により燃料残量センサ２２のセンサ出力値を補正することが行われる。ステップＳ２０８では、燃料残量センサ２２の補正されたセンサ出力値から燃料タンク２の燃料残量が計算される。ここまでの処理の内容は、実施の形態１の場合と共通している。
　本ルーチンでは、次のステップＳ２１０において、フロート式燃料残量センサのセンサ出力値がＥＣＵ２０に取り込まれる。フロート式燃料残量センサのセンサ出力値は、静電容量式のものとは異なってエタノール濃度の影響を受けない。ＥＣＵ２０は、フロート式燃料残量センサのセンサ出力値から燃料タンク２の燃料残量を計測する。ステップＳ２１０で計測された燃料残量は、ステップＳ２０８で計算された燃料残量の計算値の精度を検証するための情報として使用される。
　ステップＳ２１２では、ステップＳ２０８で計算された燃料残量の計算値と、フロート式燃料残量センサにより計測された燃料残量の計測値とが比較される。ステップＳ２１２の判定は、図３に示すルーチンのステップＳ１１２の判定とは異なり、本ルーチンを実施するたびに行うことができる。つまり、本ルーチンによる合理性判定の方法によれば、実施の形態１の合理性判定の方法よりも判定の機会を多くとることができる。
　ステップＳ２１２の比較の結果、燃料残量の計算値とフロート式燃料残量センサによる燃料残量の計測値との差の大きさが所定の閾値以下である場合、燃料残量の計算値は正しいと判定される。燃料残量の計算値が正しければ、エタノール濃度センサ１６のセンサ出力値の信頼性には問題がないと判断することができるので、ステップＳ２１４においてエタノール濃度センサ１６の合理性は保たれているとの判断がなされる。
　一方、燃料残量の計算値とフロート式燃料残量センサによる燃料残量の計測値との差の大きさが所定の閾値を越えるのであれば、燃料残量の計算値は正しいとは言えない。燃料残量の計算値が正しくない場合には、エタノール濃度センサ１６のセンサ出力値の信頼性に問題がある可能性があるので、ステップＳ２１６においてエタノール濃度センサ１６の合理性は失われているとの判断がなされる。
実施の形態３．
　次に、本発明の実施の形態３について図を参照して説明する。
　本実施の形態の合理性診断装置は、実施の形態１と同様に、図１に示す燃料供給システムを備えた内燃機関のエタノール濃度センサに適用される。図１に示すセンサ２４に関しては、本実施の形態ではそれがどのような種類のセンサであってもよい。
　本実施の形態は、エタノール濃度センサ１６の合理性を判定する方法に特徴がある。図５のフローチャートに示すルーチンは、本実施の形態においてＥＣＵ２０により実施されるエタノール濃度センサ１６の合理性判定のためのルーチンである。以下、これについて説明する。
　図５に示すルーチンによれば、その最初のステップＳ３０２においてエタノール濃度センサ１６のセンサ出力値が取り込まれる。また、ステップＳ３０４において燃料残量センサ２２のセンサ出力値が取り込まれる。そして、ステップＳ３０６においてエタノール濃度センサ１６のセンサ出力値により燃料残量センサ２２のセンサ出力値を補正することが行われる。ステップＳ３０８では、燃料残量センサ２２の補正されたセンサ出力値から燃料タンク２の燃料残量が計算される。ここまでの処理の内容は、実施の形態１，２の場合と共通している。
　本ルーチンでは、次のステップＳ３１０において、所定期間内における燃料残量の変化量が計算される。前記の所定期間の設定に関しては特に限定は無いが、燃料残量の計算値に明確な変化が生じる程度の時間をとることが望ましい。
　続くステップＳ３１２では、同所定期間内にインジェクタ１０により噴射された燃料量から、同所定期間内に消費された燃料タンク２内の燃料量が計算される。インジェクタ１０による燃料噴射量は燃料圧力とインジェクタ１０の駆動時間とから決まるため、ステップＳ３１２で計算される燃料消費量にはエタノール濃度の影響は含まれていない。このため、ステップＳ３１２で計算される燃料消費量は、ステップＳ３１０で計算された燃料残量の変化量の精度を検証するための情報として使用することができる。
　ステップＳ３１４では、エタノール濃度センサ１６の合理性を判定する具体的な方法として、ステップＳ３１０で計算された燃料残量の変化量と、ステップＳ３１２で計算された燃料消費量とが比較される。ステップＳ３１４の判定は、前記の所定期間が経過するごとに実施することができる。
　ステップＳ３１４の比較の結果、燃料残量の変化量の計算値と燃料消費量の計算値との差の大きさが所定の閾値以下である場合、燃料残量の変化量の計算値は正しいと判定される。燃料残量の変化量の計算値が正しければ、その計算に使用されているエタノール濃度センサ１６のセンサ出力値の信頼性には問題がないと判断することができる。したがって、この場合は、ステップＳ３１６においてエタノール濃度センサ１６の合理性は保たれているとの判断がなされる。
　一方、燃料残量の変化量の計算値と燃料消費量の計算値との差の大きさが所定の閾値を越えるのであれば、燃料残量の変化量の計算値は正しいとは言えない。その場合には、エタノール濃度センサ１６のセンサ出力値の信頼性に問題がある可能性があるので、ステップＳ３１６においてエタノール濃度センサ１６の合理性は失われているとの判断がなされる。
その他．
　以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではない。本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で、上述の実施の形態ものから種々変形して実施することができる。例えば、図６に示すように、エタノール濃度センサ２６はメイン流路６の途中に搭載することも可能である。また、図６では燃料タンク２の外部にエタノール濃度センサ２６を配置しているが、燃料タンク２の内部にエタノール濃度センサ２６を配置することもできる。
　なお、本発明の実施にあたっては、合理性診断の対象となるアルコール濃度センサは静電容量式のものには限定されない。センサ出力値からアルコール濃度を判別できるセンサであるならば、合理性診断の対象となるアルコール濃度センサのセンシングの方法には限定はない。例えば、屈折率、透過率、比重、或いは密度等からアルコール濃度を計測するセンサを用いることができる。
２　燃料タンク
４　燃料ポンプ
６　メイン流路
８　デリバリパイプ
１０　インジェクタ
１２　リターン流路
１４　プレッシャレギュレータ
１６　エタノール濃度センサ
１８　燃料容器
２０　ＥＣＵ
２２　燃料残量センサ

Claims (4)

  1. 　内燃機関に使用される燃料のアルコール濃度を計測するためのアルコール濃度センサの合理性を診断する装置であって、
    　燃料タンク内の燃料の残量と燃料のアルコール濃度とに応じて出力値が決まる静電容量式の燃料残量センサと、
    　前記アルコール濃度センサのセンサ出力値によって前記燃料残量センサのセンサ出力値を補正するセンサ出力値補正手段と、
    　前記燃料残量センサの補正されたセンサ出力値の精度を検証することによって前記アルコール濃度センサの合理性が保たれているかどうか判定する合理性判定手段と、
    を備えることを特徴とするアルコール濃度センサの合理性診断装置。
  2. 　前記合理性判定手段は、前記燃料タンクの状態が燃料残量について既に知られている特定の状態になった場合、前記燃料残量センサの補正されたセンサ出力値をもとに計算される燃料残量と、前記特定の状態における既知の燃料残量とを比較することによって、前記燃料残量センサの補正されたセンサ出力値の精度を検証することを特徴とする請求項１に記載のアルコール濃度センサの合理性診断装置。
  3. 　前記合理性判定手段は、前記燃料残量センサの補正されたセンサ出力値をもとに計算される燃料残量と、センサ出力値がアルコール濃度に依存しない別の燃料残量センサによって計測された燃料残量とを比較することによって、前記燃料残量センサの補正されたセンサ出力値の精度を検証することを特徴とする請求項１に記載のアルコール濃度センサの合理性診断装置。
  4. 　前記合理性判定手段は、前記燃料残量センサの補正されたセンサ出力値をもとに計算される所定期間内での燃料残量の変化量と、インジェクタによる燃料噴射量から計算される前記所定期間内での燃料消費量とを比較することによって、前記燃料残量センサの補正されたセンサ出力値の精度を検証することを特徴とする請求項１に記載のアルコール濃度センサの合理性診断装置。
PCT/JP2010/073762 2010-12-28 2010-12-28 アルコール濃度センサの合理性診断装置 WO2012090317A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP10857098.7A EP2647820B1 (en) 2010-12-28 2010-12-28 Rationality diagnostic device for alcohol concentration sensors
US13/516,888 US8656773B2 (en) 2010-12-28 2010-12-28 Rationality diagnostic device for alcohol concentration sensor
JP2012527938A JP5240415B2 (ja) 2010-12-28 2010-12-28 アルコール濃度センサの合理性診断装置
PCT/JP2010/073762 WO2012090317A1 (ja) 2010-12-28 2010-12-28 アルコール濃度センサの合理性診断装置
CN201080070985.5A CN103270281B (zh) 2010-12-28 2010-12-28 醇浓度传感器的合理性诊断装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2010/073762 WO2012090317A1 (ja) 2010-12-28 2010-12-28 アルコール濃度センサの合理性診断装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012090317A1 true WO2012090317A1 (ja) 2012-07-05

Family

ID=46382466

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2010/073762 WO2012090317A1 (ja) 2010-12-28 2010-12-28 アルコール濃度センサの合理性診断装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8656773B2 (ja)
EP (1) EP2647820B1 (ja)
JP (1) JP5240415B2 (ja)
CN (1) CN103270281B (ja)
WO (1) WO2012090317A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5984705B2 (ja) * 2012-03-29 2016-09-06 愛三工業株式会社 燃料特性計測装置
DE102023205973A1 (de) 2023-06-26 2024-06-06 Vitesco Technologies GmbH Verfahren und Anordnung zum Ermitteln der Qualität und des Füllstands einer Flüssigkeit

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03285119A (ja) * 1990-03-31 1991-12-16 Mazda Motor Corp 燃料タンクにおける残量燃料警報装置
JPH0510943A (ja) 1991-07-02 1993-01-19 Japan Electron Control Syst Co Ltd 車両の燃料残量警告装置
JPH0627063A (ja) 1992-07-07 1994-02-04 Mazda Motor Corp 燃料残量検出装置
JPH10184479A (ja) 1996-12-27 1998-07-14 Hitachi Ltd 燃料レベル検出手段の故障診断装置
JP2004308540A (ja) * 2003-04-07 2004-11-04 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の燃料性状推定装置
JP2005127724A (ja) 2003-10-21 2005-05-19 Terumo Kogyo:Kk レベルセンサ
JP2006114487A (ja) 2004-09-16 2006-04-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 直接型メタノール燃料電池、燃料液面検出方法、及びメタノール濃度検出方法
JP2009197771A (ja) * 2008-02-25 2009-09-03 Mitsubishi Motors Corp 内燃機関の制御装置
JP2010071081A (ja) 2008-09-16 2010-04-02 Denso Corp 燃料レベル検出器の異常診断装置
JP4477644B2 (ja) 2007-01-23 2010-06-09 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57168169A (en) * 1981-04-10 1982-10-16 Nissan Motor Co Ltd Electrostatic capacitance detector
JPS5835421A (ja) * 1981-08-27 1983-03-02 Nissan Motor Co Ltd 燃料センサ
JPH0359423A (ja) * 1989-07-27 1991-03-14 Fuji Heavy Ind Ltd 燃料表示システム
JPH04279741A (ja) * 1991-03-08 1992-10-05 Fuji Heavy Ind Ltd Ｆｆｖ用エンジンの制御方法
US5255656A (en) * 1991-06-27 1993-10-26 Borg-Warner Automotive, Inc. Alcohol concentration sensor for automotive fuels
US6892572B2 (en) * 1994-05-09 2005-05-17 Automotive Technologies International, Inc. Method and apparatus for measuring the quantity of a liquid in a vehicle container
US8200412B2 (en) * 2006-04-04 2012-06-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Controller for internal combustion engine
JP2008144723A (ja) * 2006-12-13 2008-06-26 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
JP4341709B2 (ja) * 2007-08-13 2009-10-07 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
US20090090179A1 (en) * 2007-10-05 2009-04-09 Jesus Carmona Sensor with polymer substrate for use in corrosive liquids
DE102008020928B4 (de) * 2008-04-25 2014-04-17 Continental Automotive Gmbh Verfahren zum Regeln eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses und Verfahren zum Erkennen einer Kraftstoffqualität
JP4561906B2 (ja) * 2008-08-21 2010-10-13 トヨタ自動車株式会社 フレキシブル燃料内燃機関の燃料供給装置
JP2010190075A (ja) * 2009-02-17 2010-09-02 Denso Corp 内燃機関の異常診断装置
JP5195604B2 (ja) * 2009-04-16 2013-05-08 株式会社デンソー 液体濃度検出装置
JP2010275910A (ja) * 2009-05-27 2010-12-09 Denso Corp 内燃機関の制御装置
JP2011099349A (ja) * 2009-11-04 2011-05-19 Denso Corp アルコールセンサ異常診断装置

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03285119A (ja) * 1990-03-31 1991-12-16 Mazda Motor Corp 燃料タンクにおける残量燃料警報装置
JPH0510943A (ja) 1991-07-02 1993-01-19 Japan Electron Control Syst Co Ltd 車両の燃料残量警告装置
JPH0627063A (ja) 1992-07-07 1994-02-04 Mazda Motor Corp 燃料残量検出装置
JPH10184479A (ja) 1996-12-27 1998-07-14 Hitachi Ltd 燃料レベル検出手段の故障診断装置
JP2004308540A (ja) * 2003-04-07 2004-11-04 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の燃料性状推定装置
JP2005127724A (ja) 2003-10-21 2005-05-19 Terumo Kogyo:Kk レベルセンサ
JP2006114487A (ja) 2004-09-16 2006-04-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 直接型メタノール燃料電池、燃料液面検出方法、及びメタノール濃度検出方法
JP4477644B2 (ja) 2007-01-23 2010-06-09 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP2009197771A (ja) * 2008-02-25 2009-09-03 Mitsubishi Motors Corp 内燃機関の制御装置
JP2010071081A (ja) 2008-09-16 2010-04-02 Denso Corp 燃料レベル検出器の異常診断装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2647820A4

Also Published As

Publication number Publication date
CN103270281B (zh) 2014-10-08
US20130340496A1 (en) 2013-12-26
JP5240415B2 (ja) 2013-07-17
JPWO2012090317A1 (ja) 2014-06-05
US8656773B2 (en) 2014-02-25
EP2647820B1 (en) 2015-12-02
EP2647820A4 (en) 2014-07-16
CN103270281A (zh) 2013-08-28
EP2647820A1 (en) 2013-10-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8733167B2 (en) Method and device for detecting a tank level
EP2660448B1 (en) Error detection device for internal combustion engine
US6714856B2 (en) Ethanol content rationality for a flexible fueled vehicle
JP2010521625A (ja) 遮断弁の診断方法
CN110715710B (zh) 液位计故障检测方法及装置
JP2011001917A (ja) データ記憶装置
US7966864B2 (en) Method for ascertaining an ethanol content of a fuel
JP5240415B2 (ja) アルコール濃度センサの合理性診断装置
US8862316B2 (en) Method and device for diagnosing the operational state of a fuel supply system of an automobile internal combustion engine
JP5240414B2 (ja) 内燃機関の異常検出装置
KR101261174B1 (ko) 자동차의 연료탱크 압력센서 고장 진단방법
KR101713723B1 (ko) 연료압력센서의 열화 감지 시스템과 그 감지 방법
JP5482719B2 (ja) 内燃機関の故障検出装置
JP2012140879A (ja) 燃料残量センサの合理性診断装置
KR102064750B1 (ko) 차량 공기 압력 센서의 고장 진단 장치 및 방법
JP2014181597A (ja) 内燃機関の制御装置
KR20170039497A (ko) 연료 탱크 압력 센서의 고장 진단 시스템 및 그 방법
JP5582086B2 (ja) 内燃機関の故障検出装置
KR20200011883A (ko) Scr 촉매 컨버터 시스템 내에 배치된 농도 센서의 센서 신호의 타당성 검사를 위한 방법
KR101648790B1 (ko) 연료 탱크 내의 압력 센서 고장 진단 방법 및 그 장치
JP2011094580A (ja) アルコール濃度センサの応答性劣化診断装置
KR20040049335A (ko) 차량의 연료량 센서 진단방법
KR20050061796A (ko) 흡기온 센서 고장 판정장치 및 방법
JPH06129311A (ja) エバポパ―ジシステムの故障診断装置
KR20100040618A (ko) 차량의 연료압 레귤레이터 제어 시스템 및 방법

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2010857098

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012527938

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13516888

Country of ref document: US

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10857098

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE