JP6591337B2 - Evaporative fuel processing equipment - Google Patents
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Description
本明細書は、蒸発燃料処理装置に関する技術を開示する。特に、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を、内燃機関の吸気通路にパージして処理する蒸発燃料処理装置を開示する。 This specification discloses the technique regarding an evaporative fuel processing apparatus. In particular, an evaporative fuel processing device is disclosed that purges evaporative fuel generated in a fuel tank into an intake passage of an internal combustion engine for processing.
特許文献1に、蒸発燃料処理装置が開示されている。蒸発燃料処理装置は、キャニスタから内燃機関の吸気通路に供給されるパージガスの濃度を検出する濃度検出部を備える。濃度検出装置は、パージガスが通過するパージ通路から分岐した濃度検出通路に配置されるオリフィスと、オリフィス前後のパージガスの圧力を検出する圧力センサと、を有する。 Patent Document 1 discloses an evaporative fuel processing apparatus. The fuel vapor processing apparatus includes a concentration detector that detects the concentration of purge gas supplied from the canister to the intake passage of the internal combustion engine. The concentration detection device includes an orifice arranged in a concentration detection passage branched from a purge passage through which purge gas passes, and a pressure sensor that detects the pressure of the purge gas before and after the orifice.
濃度検出装置が常に正常に作動しているとは限らない。本明細書では、濃度検出装置が正常に作動しているか否かを判断する技術を提供する。 The concentration detector is not always operating normally. The present specification provides a technique for determining whether or not the concentration detection device is operating normally.
本明細書で開示する蒸発燃料処理装置は、車両に搭載される。蒸発燃料処理装置は、燃料タンクと大気のそれぞれに連通しており、燃料タンク内の蒸発燃料を吸着するキャニスタと、内燃機関の吸気通路とキャニスタとの間に接続されており、キャニスタから吸気通路に送られる蒸発燃料と大気とが混合されたパージガスが通過するパージ通路と、パージ通路内のパージガスの蒸発燃料濃度を検出する濃度検出装置と、を備える。濃度検出装置は、パージ通路内の流路面積を変化させることによって、パージ通路を流れているパージガスの圧力を変化させる圧力変化部と、圧力変化部による変化前後のパージガスの圧力差を検出するセンサと、センサによって検出される圧力差に基づいて、濃度検出装置が正常に作動しているか否かを判断する判断部と、を備える。判断部は、パージ通路に流れるパージガスが第1流量である場合のセンサにより検出される第1圧力差を用いて、第2流量である場合のセンサによる第2圧力差を推定し、パージ通路に流れるパージガスが第2流量である場合のセンサにより検出される第3圧力差と、第2圧力差と、を用いて濃度検出装置が正常に作動しているか否かを判断する。 The evaporated fuel processing device disclosed in this specification is mounted on a vehicle. The evaporative fuel processing device communicates with each of the fuel tank and the atmosphere, and is connected between the canister for adsorbing the evaporative fuel in the fuel tank and the intake passage and the canister of the internal combustion engine. A purge passage through which a purge gas in which the evaporated fuel sent to the atmosphere is mixed, and a concentration detection device that detects the concentration of the evaporated fuel in the purge gas in the purge passage. The concentration detection device is a sensor that detects a pressure change part of the purge gas before and after the change by the pressure change part by changing a pressure of the purge gas flowing through the purge passage by changing a flow passage area in the purge passage. And a determination unit that determines whether or not the concentration detection device is operating normally based on the pressure difference detected by the sensor. The determination unit estimates the second pressure difference by the sensor when the purge gas flowing in the purge passage is the first flow rate, and estimates the second pressure difference by the sensor when the purge gas is the second flow rate. It is determined whether or not the concentration detector is operating normally using the third pressure difference detected by the sensor when the flowing purge gas is at the second flow rate and the second pressure difference.
この構成では、パージガスが第1流量でパージ通路を流れる圧力差を利用して、第2流量のときの圧力差を推定するとともに実際に第2流量のときの圧力差を測定し、推定値と測定値を比較することによって、濃度検出装置が正常に作動しているか否かを判断する。これにより、濃度検出装置が正常に作動しているか否かを判断することができる。 In this configuration, the pressure difference at the second flow rate is estimated using the pressure difference at which the purge gas flows through the purge passage at the first flow rate, and the pressure difference at the second flow rate is actually measured. By comparing the measured values, it is determined whether or not the concentration detection device is operating normally. This makes it possible to determine whether or not the concentration detection device is operating normally.
以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。 The main features of the embodiments described below are listed. The technical elements described below are independent technical elements and exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. Absent.
(特徴1)本実施例の蒸発燃料処理装置では、判断部は、第2圧力差と第3圧力差との差が第1範囲に含まれる場合に、濃度検出装置が正常に作動していると判断してもよい。この構成によれば、第2流量のときの推定値と測定値の差が比較的に小さい場合に、正常に作動している判断することができる。 (Characteristic 1) In the fuel vapor processing apparatus of this embodiment, the determination unit operates normally when the difference between the second pressure difference and the third pressure difference is included in the first range. You may judge. According to this configuration, when the difference between the estimated value and the measured value at the second flow rate is relatively small, it can be determined that the device is operating normally.
(特徴2)本実施例の蒸発燃料処理装置では、判断部は、第2圧力差と第3圧力差との差が第1範囲に含まれていない場合に、第2流量であって、センサに印加される電圧を変化させた場合のセンサにより検出される第4圧力差と、第3圧力差と、の差が第2範囲に含まれてない場合に、センサが正常に作動していないと判断してもよい。この構成によれば、センサに印加される電圧が変化すると、センサから出力される電圧値も変化する。このため、実際の圧力差が変化していないにも関わらず、センサから出力される電圧値を用いて圧力差を特定すると、第3圧力差と異なる第4圧力差が特定される。このことから、構成によれば、濃度検出装置のうち、センサが適切に圧力差を測定することができずに、センサが正常に作動していないと判断することができる。 (Characteristic 2) In the fuel vapor processing apparatus of the present embodiment, the determination unit determines whether the second flow rate is a sensor when the difference between the second pressure difference and the third pressure difference is not included in the first range, If the difference between the fourth pressure difference detected by the sensor when the voltage applied to the sensor is changed and the third pressure difference is not included in the second range, the sensor is not operating normally. You may judge. According to this configuration, when the voltage applied to the sensor changes, the voltage value output from the sensor also changes. For this reason, when the pressure difference is specified using the voltage value output from the sensor even though the actual pressure difference has not changed, the fourth pressure difference different from the third pressure difference is specified. From this, according to the configuration, it is possible to determine that the sensor is not operating normally because the sensor cannot properly measure the pressure difference in the concentration detection device.
(特徴3)本実施例の蒸発燃料処理装置では、判断部は、第2圧力差と第3圧力差との差が第1範囲に含まれていない場合であって、第2圧力差と第3圧力差との差が第1範囲よりも広い第3範囲に含まれていない場合に、圧力変化部が正常に作動していないと判断してもよい。この構成によれば、濃度検出装置のうち、圧力変化部が適切にパージガスの圧力を変化させることできずに、センサが正常に作動していないと判断することができる。 (Characteristic 3) In the fuel vapor processing apparatus of the present embodiment, the determination unit is a case where the difference between the second pressure difference and the third pressure difference is not included in the first range, and the second pressure difference and the first pressure difference When the difference from the three pressure differences is not included in the third range that is wider than the first range, it may be determined that the pressure change unit is not operating normally. According to this configuration, in the concentration detection device, the pressure change unit cannot appropriately change the pressure of the purge gas, and it can be determined that the sensor is not operating normally.
(特徴4)本実施例の蒸発燃料処理装置では、濃度検出装置は、センサによって検出される圧力差と濃度との関係を示すデータベースを有していてもよい。濃度検出装置は、内燃機関の排気管内に配置されている空燃比センサを用いて、パージガスの蒸発燃料濃度を推定する推定部を備えていてもよい。第2圧力差と第3圧力差との差が第1範囲に含まれていない場合であって、第2圧力差と第3圧力差との差が第1範囲よりも広い第3範囲に含まれている場合に、推定部によって推定される蒸発燃料濃度を用いて、データベースを補正してもよい。この構成によれば、濃度検出装置の検出結果に多少の誤差が含まれている場合に、圧力差から濃度を特定するためのデータベースを修正することによって、濃度検出装置を用いて、適切に濃度を特定することが可能となる。 (Feature 4) In the fuel vapor processing apparatus of the present embodiment, the concentration detection device may have a database indicating the relationship between the pressure difference detected by the sensor and the concentration. The concentration detection device may include an estimation unit that estimates an evaporated fuel concentration of the purge gas using an air-fuel ratio sensor disposed in an exhaust pipe of the internal combustion engine. The difference between the second pressure difference and the third pressure difference is not included in the first range, and the difference between the second pressure difference and the third pressure difference is included in the third range wider than the first range. In such a case, the database may be corrected using the evaporated fuel concentration estimated by the estimation unit. According to this configuration, when there is some error in the detection result of the concentration detection device, the concentration detection device can be used to properly adjust the concentration by correcting the database for specifying the concentration from the pressure difference. Can be specified.
(特徴5)本実施例の蒸発燃料処理装置では、濃度検出装置は、内燃機関の排気管内に配置されている空燃比センサを用いて、パージガスの蒸発燃料濃度を推定する推定部を備えていてもよい。濃度検出装置が正常に作動していないと判断される場合に、濃度検出装置を用いずに、推定済みの蒸発燃料濃度を利用してもよい。この構成によれば、燃料検出装置が正常に作動していない場合にも、パージガスの濃度を特定することができる。 (Characteristic 5) In the evaporated fuel processing apparatus of this embodiment, the concentration detection apparatus includes an estimation unit that estimates the evaporated fuel concentration of the purge gas using an air-fuel ratio sensor disposed in the exhaust pipe of the internal combustion engine. Also good. When it is determined that the concentration detection device is not operating normally, the estimated evaporated fuel concentration may be used without using the concentration detection device. According to this configuration, the concentration of the purge gas can be specified even when the fuel detection device is not operating normally.
(特徴6)本実施例の蒸発燃料供給装置は、パージ通路に配置されており、パージガスを圧送するポンプを備えていてもよい。この構成によれば、パージガスを適切に吸気通路に供給することができる。また、パージ通路のパージガスの流量を容易に変化させることができる。 (Characteristic 6) The fuel vapor supply apparatus of the present embodiment may be provided with a pump that is disposed in the purge passage and pumps the purge gas. According to this configuration, the purge gas can be appropriately supplied to the intake passage. Further, the flow rate of the purge gas in the purge passage can be easily changed.
(特徴7)本実施例の蒸発燃料供給装置は、パージ通路を遮断する遮断弁と、遮断弁よりも上流側において、パージ通路を分岐する分岐通路と、を備えていてもよい。ポンプは、遮断弁によってパージ通路が遮断されている間に、分岐通路を介して、パージ通路内のパージガスを還流させてもよい。判断部は、パージガスが還流している間に濃度検出装置が正常に作動しているか否かを判断してもよい。この構成によれば、パージガスを吸気通路に供給する前に、濃度検出装置によってパージガスの濃度を特定することができる。 (Characteristic 7) The fuel vapor supply apparatus according to the present embodiment may include a shutoff valve that shuts off the purge passage, and a branch passage that branches the purge passage upstream of the shutoff valve. The pump may recirculate the purge gas in the purge passage through the branch passage while the purge passage is shut off by the shutoff valve. The determination unit may determine whether or not the concentration detection device is operating normally while the purge gas is refluxing. According to this configuration, the concentration of the purge gas can be specified by the concentration detection device before supplying the purge gas to the intake passage.
(第1実施例)
図1を参照し、蒸発燃料処理装置20を備える燃料供給システム6について説明する。燃料供給システム6は、ガソリン自動車やハイブリッド車等のエンジン2を有する車両に搭載される。燃料供給システム6は、燃料タンク14内に貯留されている燃料をエンジン2に供給するためのメイン供給通路10と、燃料タンク14内で発生した蒸発燃料をエンジン2に供給するためのパージ通路22を備えている。
(First embodiment)
With reference to FIG. 1, the fuel supply system 6 provided with the evaporative
メイン供給通路10には、燃料ポンプユニット16と、供給管12と、インジェクタ4が設けられている。燃料ポンプユニット16は、燃料ポンプ、プレッシャレギュレータ、制御回路等を備えている。燃料ポンプユニット16は、ECU100(Engine Control Unitの略)から供給される信号に応じて燃料ポンプを制御する。燃料ポンプは、燃料タンク14内の燃料を昇圧して吐出する。燃料ポンプから吐出される燃料は、プレッシャレギュレータで調圧され、燃料ポンプユニット16から供給管12に供給される。供給管12は、燃料ポンプユニット16とインジェクタ4に接続されている。供給管12に供給された燃料は、供給管12を通過してインジェクタ4に達する。インジェクタ4は、ECU100によって開度(即ち燃料噴射時間)がコントロールされる弁(図示省略)を有している。インジェクタ4の弁が開かれると、供給管12内の燃料が、エンジン2に接続されている吸気管34に供給される。
The
なお、吸気管34は、エアクリーナ30に接続されている。エアクリーナ30は、吸気管34に流入する空気の異物を除去するフィルタを備えている。吸気管34内に、スロットルバルブ32が設けられている。スロットルバルブ32が開くと、エアクリーナ30からエンジン2に向けて吸気が行われる。スロットルバルブ32は、吸気管34の開度を調整し、エンジン2に流入する空気量を調整する。スロットルバルブ32は、インジェクタ4より上流側(エアクリーナ30側)に設けられている。
The
パージ通路22には、蒸発燃料処理装置20が配置されている。蒸発燃料処理装置20は、キャニスタ19と、ポンプ52と、制御弁26と、濃度検出装置57と、を備える。燃料タンク14とキャニスタ19が、連通管18によって接続されている。キャニスタ19と制御弁26は、主通路22aによって接続されている。主通路22a上には、キャニスタ19と制御弁26の間に、ポンプ52が配置されている。キャニスタ19と制御弁26の間には、主通路22aから分岐した分岐通路22bが配置されている。分岐通路22bは、一端がポンプ52の上流で主通路22aに接続されており、他端がポンプ52の下流で主通路22aに接続されている。分岐通路22b上には、濃度検出装置57の一部が配置されている。
An evaporative
図2に示すように、キャニスタ19は、大気ポート19a,パージポート19b及びタンクポート19cを備えている。大気ポート19aは、連通管17を介して、エアフィルタ15に接続されている。大気ポート19aは、エアフィルタ15を介して大気と連通している。パージポート19bは、主通路22aに接続されている。タンクポート19cは、連通管18を介して、燃料タンク14に接続されている。キャニスタ19内に、活性炭19dが収容されている。活性炭19dに面するキャニスタ19の壁面のうちの、1つの壁面にポート19a,19b及び19cが設けられている。活性炭19dと、ポート19a,19b及び19cが設けられているキャニスタ19の内壁との間には、空間が存在する。ポート19a,19b及び19cが設けられている側のキャニスタ19の内壁に、第1仕切板19eと第2仕切板19fが固定されている。第1仕切板19eは、大気ポート19aとパージポート19bの間において、活性炭19dとキャニスタ19の内壁の間の空間を分離している。第1仕切板19eは、ポート19a,19b及び19cが設けられている側と反対側の空間まで伸びている。第2仕切板19fは、パージポート19bとタンクポート19cの間において、活性炭19dとキャニスタ19の内壁の間の空間を分離している。
As shown in FIG. 2, the
活性炭19dは、燃料タンク14から連通管18,タンクポート19cを通じてキャニスタ19の内部に流入する気体から蒸発燃料を吸着する。蒸発燃料が吸着された後の気体は、大気ポート19a,連通管17及びエアフィルタ15を通過して大気に放出される。キャニスタ19は、燃料タンク14内の蒸発燃料が大気に放出されることを防止することができる。活性炭19dで吸着された蒸発燃料は、パージポート19bより主通路22aに供給される。第1仕切板19eは、大気ポート19aが接続されている空間と、パージポート19bが接続されている空間を分離している。第1仕切板19eは、蒸発燃料を含んだ気体が大気に放出されることを防止している。第2仕切板19fは、パージポート19bが接続されている空間と、タンクポート19cが接続されている空間を分離している。第2仕切板19fは、タンクポート19cからキャニスタ19に流入する気体が直接主通路22aに移動することを防止している。
The activated
主通路22aは、キャニスタ19と吸気管34を接続している。主通路22a上には、ポンプ52と制御弁26が設けられている。ポンプ52は、キャニスタ19と制御弁26の間に配置されており、蒸発燃料を含む空気、即ち、蒸発燃料と大気との混合気体(以下「パージガス」と呼ぶ)を圧送する。具体的には、ポンプ52は、主通路22aを通じてキャニスタ19内のパージガスを矢印60方向に引き込み、主通路22aを通じてパージガスを吸気管34に向けて矢印66方向に押し出す。なお、エンジン2が駆動している場合、吸気管34内は負圧である。そのため、キャニスタ19に吸着された蒸発燃料は、吸気管34とキャニスタ19の圧力差によって吸気管34に導入することもできる。しかしながら、主通路22aにポンプ52を配置することにより、吸気管34内の圧力がパージガスを引き込むために十分でない圧力の場合(正圧、あるいは、負圧であるがその圧力の絶対値が小さい)であっても、キャニスタ19に吸着された蒸発燃料を吸気管34に供給することができる。また、ポンプ52を配置することにより、吸気管34に所望量の蒸発燃料を供給することができる。
The
主通路22aには、分岐通路22bが接続されている。分岐通路22b上には、濃度検出装置57が配置されている。より具体的には、分岐通路22bは、第1分岐管56と第2分岐管58を備えている。第1分岐管56の一端は、ポンプ52の下流(吸気管34側)に接続されている。第2分岐管58の一端は、ポンプ52の上流(キャニスタ19側)に接続されている。第1分岐管56及び第2分岐管58の他端は、濃度検出装置57の圧力変化部(図3のベンチュリ管72、図4のオリフィス管74、図5の毛細管式粘度計76)に接続されている。濃度検出装置57は、分岐通路22bを通過するバージガスの濃度を検出する。
A
蒸発燃料処理装置20では、ポンプ52を駆動した状態で制御弁26が開かれると、パージガスが矢印66方向に移動し、吸気管34に導入される。また、ポンプ52を駆動した状態で制御弁26が閉じられると、パージガスが矢印62方向に移動し、濃度検出装置57で濃度が検出される。パージ実行中は、吸気管34へのパージガスの供給量を調整するために、デューティ比に基づいて、制御弁26の開閉が繰り返される。蒸発燃料処理装置20は、パージ実行中に制御弁26が閉じられたタイミングを利用して、パージガスの濃度を検出することができる。なお、濃度検出装置57は、分岐通路22b上に設けられており、主通路22a上には設けられていない。そのため、蒸発燃料処理装置20は、主通路22aの抵抗が増大することが抑制され、吸気管34に供給されるパージガスの量が制限されることを抑制することができる。なお、主通路22a及び分岐通路22bの内径等を調整することにより、吸気管34にパージガスを供給しながら、濃度検出装置57にもパージガスを供給することもできる。この場合、吸気管34に供給されるパージガス中の蒸発燃料濃度(以下では「パージ濃度」と呼ぶ)をリアルタイムで検出することができる。
In the fuel
濃度検出装置57は、圧力変化部と、差圧センサ70と、を備える。また、ECU100は、濃度検出装置57の処理装置として機能する。圧力変化部には、種々の態様が適用可能である。ここで、図3から図5を参照し、蒸発燃料処理装置20で利用可能な圧力変化部の幾つかを説明する。図3は、ベンチュリ管72を有する濃度検出装置57aを示している。ベンチュリ管72の一方の端部72aが第1分岐管56に接続されている。ベンチュリ管72の他方の端部72cが第2分岐管58に接続されている。ベンチュリ管の端部72aと中央部(絞り部)72bの間に差圧センサ70が接続されている。濃度検出装置57aは、端部72aと中央部72bの圧力差を差圧センサ70で検出する。端部72aと中央部72bの差圧を検出すれば、ベルヌーイの式よりバージガスの密度(バージ濃度)を算出することができる。
The
図4は、オリフィス管74を内蔵した濃度検出装置57bを示している。オリフィス管74の一端は第1分岐管56に接続され、他端は第2分岐管58に接続されている。オリフィス管74の中央に、開孔74aを有するオリフィス板74bが設けられている。オリフィス板74bの上流側と下流側に、差圧センサ70が接続されている。濃度検出装置57bは、オリフィス板74bの上流側と下流側の圧力差を差圧センサ70で検出し、バージ濃度を算出する。
FIG. 4 shows a
図5は、毛細管式粘度計76を内蔵した濃度検出装置57cを示している。毛細管式粘度計76の一端は第1分岐管56に接続され、他端は第2分岐管58に接続されている。毛細管式粘度計76の内部には、複数の毛細管76aが配置されている。毛細管76aの上流側と下流側に、差圧センサ70が接続されている。濃度検出装置57cは、毛細管76aの上流側と下流側の圧力差を差圧センサ70で検出し、毛細管式粘度計76を通過する流体(即ちパージガス)の粘性を測定する。毛細管76aの上流側と下流側の差圧を検出すれば、ハーゲン・ポアズイユの式より、流体の粘性を算出することができる。パージガスの粘性は、パージ濃度と相関関係がある。そのため、パージガスの粘性を算出することにより、パージ濃度を検出することができる。
FIG. 5 shows a
差圧センサ70は、圧力変化部の上流側と下流側の両側のパージガスの圧力を受けて、その差圧を検出する。差圧センサ70は、パージガスの差圧によって電気的特性が変化する。ECU100は、所定の電圧(以下では「第1電圧」と呼ぶ)を差圧センサ70に印加する場合に、差圧センサ70から出力される電圧値を用いて、差圧を特定する。ECU100には、第1電圧を印加した場合の出力電圧値と差圧との関係を示すデータマップが予め格納されている。ECU100は、この出力電圧値―差圧データマップを用いて、差圧を特定する。
The
ECU100は、CPU及びROM,RAM等のメモリを含む。ECU100は、インジェクタ4、蒸発燃料処理装置20、スロットルバルブ32等に接続されて、これらを制御する。ECU100のメモリには、後述する蒸発燃料処理装置20の処理に必要な値やデータマップ等が予め格納されている。具体的には、後述する処理の説明の中で明らかにされている。
The ECU 100 includes a CPU and a memory such as a ROM and a RAM. The ECU 100 is connected to the
次いで、蒸発燃料処理装置20の動作について説明する。エンジン2が駆動中であってパージ条件が成立すると、ECU100は、制御弁26をデューティ制御することによってパージ処理を実行する。パージ条件とは、パージガスをエンジン2に供給するパージ処理を実行すべき場合に成立する条件であり、エンジン2の冷却水温や濃度センサ50による濃度の検出状況によって、予め製造者によってECU100に設定される条件である。ECU100は、エンジン2の駆動中に、パージ条件が成立するか否かを常時監視している。ECU100は、パージ濃度に基づいて、ポンプ52の出力及び制御弁26のデューティ比を制御する。ポンプ52が始動すると、キャニスタ19に吸着されていたパージガス及びエアクリーナ30を通過した空気が、エンジン2に導入される。
Next, the operation of the evaporated
なお、ECU100は、スロットルバルブ32の開度を制御する。ECU100は、インジェクタ4による噴射燃料量も制御する。具体的には、インジェクタ4の開弁時間を制御することによって、噴射燃料量を制御する。エンジン2が駆動されると、ECU100は、インジェクタ4からエンジン2に噴射される単位時間当たりの燃料噴射時間(即ちインジェクタ4の開弁時間)を算出する。燃料噴射時間は、空燃比を目標空燃比(例えば理想空燃比)に維持するために、実験によって予め特定された基準噴射時間を、フィードバック補正係数を用いて補正することによって算出する。なお、燃料噴射時間は、フィードバック補正係数に加えて、他の係数(暖機増量係数及び加速増量係数等)を用いて補正されてもよい。フィードバック補正係数は、空燃比センサの検出結果に基づいて、空燃比を目標空燃比に制御するための係数である。なお、空燃比センサは、エンジン2の排気管内に配置されている。
The ECU 100 controls the opening degree of the
具体的には、ECU100は、パージ条件が成立すると、パージ処理を開始する前に、濃度検出装置57を利用してパージ濃度を特定する。ECU100は、図7に示す差圧と濃度の関係を示すデータマップを格納している。この差圧―濃度データマップは、予め実験によって特定され、ECU100のメモリに格納されている。差圧―濃度データマップでは、横軸が濃度を示し、縦軸がパージガスのベンチュリ管72の通過前後の圧力差(以下では「差圧」と呼ぶ)を示す。データマップには、複数の流量の場合の差圧と濃度との関係が示されている。
Specifically, when the purge condition is satisfied, the ECU 100 specifies the purge concentration using the
具体的には、ECU100は、パージ条件が成立すると、濃度検出及び正常判定処理を実行する。正常判定処理では、ECU100は、濃度検出装置57が正常に作動しているか否かを判定する。図6に示されるように、濃度検出及び正常判定処理では、まず、S10において、ECU100は、制御弁26が閉弁されている状態で、ポンプ52を、主通路22aと分岐通路22bとによって構成される循環通路に所定量(以下では「第1流量」と呼ぶ)のパージガスが流れるように駆動させる。例えば、S10の処理におけるポンプ52の回転数が予め決められている。この結果、パージガスは、循環通路を還流する。これにより、パージガスは、分岐通路22b上のベンチュリ管72を通過する。次いで、S12では、ECU100は、濃度検出装置57を用いて、差圧(以下では「第1差圧」と呼ぶ)を測定する。次いで、S14では、ECU100は、第1差圧と差圧―濃度データマップとを用いて、パージ濃度を特定する。具体的には、図7に示すように、ECU100は、S12において第1流量において第1差圧が測定されると、差圧―濃度データマップ上で、第1流量における差圧と濃度との関係を表す直線上の点200を特定する。次いで、ECU100は、点200に対応するパージ濃度を特定する。
Specifically, the ECU 100 executes concentration detection and normality determination processing when the purge condition is satisfied. In the normality determination process, the ECU 100 determines whether or not the
次いで、S16では、ECU100は、循環通路に第1流量と異なる所定量(以下では「第2流量」と呼ぶ)が流れている場合の差圧を推定する。具体的には、ECU100は、差圧―濃度データマップの第2流量における差圧と濃度との関係を表す直線上において、S14で特定された濃度に対応する点202を特定する。次いで、ECU100は、点202に対応する第2差圧を特定する。
Next, in S <b> 16, the ECU 100 estimates a differential pressure when a predetermined amount (hereinafter referred to as “second flow rate”) different from the first flow rate flows through the circulation passage. Specifically, the ECU 100 specifies a
続くS18では、ECU100は、ポンプ52を、第2流量のパージガスが流れるように駆動させる。次いで、S20では、ECU100は、S12と同様に、パージガスの差圧(以下では「第3差圧」と呼ぶ)を測定する。S22では、ECU100は、実測値である第3差圧から推定値である第2差圧を減算した値が第1所定範囲−αからαの範囲内に含まれているか否かを判断する。濃度検出装置57が正常に作動している場合、差圧―濃度データマップから推定される第2の差圧と実測された第3差圧とは略一致している。即ち、(第3差圧)―(第2差圧)≒0である。しかしながら、例えば、濃度検出装置57が正常に作動していない場合には、第2の差圧と第3差圧との差は大きくなる。濃度検出装置57が正常に作動していない場合とは、ベンチュリ管72が正常に作動していない場合と、差圧センサ70が正常に作動していない場合と、に分類される。ベンチュリ管72が正常に作動していない場合とは、例えば、ベンチュリ管72に異物が蓄積し、中央部72bの流路径が変化したり、ベンチュリ管72に一部が破損したりすることによって、ベンチュリ管72が当初設定されていた圧力変化が見込めなくなる場合がある。差圧センサ70が正常に作動していない場合とは、例えば、差圧センサ70が断線していたり、腐食によって正常に信号の通信ができなくなる場合がある。
In S18, the ECU 100 drives the
第3差圧から第2差圧を減算した値が第1所定範囲に含まれる場合(S22でYES)、処理を終了する。この場合、ECU100は、濃度検出装置57が正常に作動していると判断して、パージ処理を開始する。パージ処理中では濃度検出装置57を用いずにパージ濃度を特定する。例えば、パージ処理が開始されると、ECU100は、公知の手法で、フィードバック補正係数を利用してS14で特定済のパージ濃度を補正することによって、パージ濃度を推定する。なお、変形例では、パージ処理中では、濃度検出装置57を用いてパージ濃度を特定してもよい。例えば、パージ処理中にデューティ制御される制御弁26が閉弁されている期間に、矢印62方向に移動するパージガスを、濃度検出装置57で検出してもよい。
If the value obtained by subtracting the second differential pressure from the third differential pressure is included in the first predetermined range (YES in S22), the process is terminated. In this case, the ECU 100 determines that the
一方で、第3差圧から第2差圧を減算した値が第1所定範囲に含まれない場合(S22でNO)、S24において、ECU100は、差圧センサ70に印加する電圧を変化させる。例えば、差圧センサ70に印加する電圧を、第1電圧から第2電圧に変化する。この結果、ベンチュリ管72による差圧が変化しなくても、差圧センサ70から出力される電圧値が変化する。ECU100は、予め格納されている印加電圧が第1電圧である場合の出力電圧値―差圧データマップと、印加電圧が第2電圧である場合の出力電圧値と、を用いて、差圧(以下では「第4差圧」と呼ぶ)を特定する。この構成では、圧力変化部における実際の差圧に変化は生じていないが、特定される差圧は変化する。S28では、ECU100は、第3差圧から第4差圧を減算した値が第2所定範囲−βからβの範囲内に含まれているか否かを判断する。第2所定範囲は、S20において差圧センサ70に印加される電圧と、S26において差圧センサ70に印加される電圧と、の変化によって差圧センサ70からの出力電圧から特定される差圧の変化の範囲に基づいて決定される。
On the other hand, when the value obtained by subtracting the second differential pressure from the third differential pressure is not included in the first predetermined range (NO in S22), the ECU 100 changes the voltage applied to the
第3差圧から第4差圧を減算した値が第2所定範囲に含まれない場合(S28でNO)、ECU100は、差圧センサ70が正常に作動していないと判定する。即ち、異なる差圧センサ70に印加される電力を変化した場合に、所定の変化量が得られない場合に、差圧センサ70が正常に作動していないと想定される。この場合、S30において、ECU100は、差圧センサ70が正常に作動していないことを示す信号を、車両のインジケータに出力する。これにより、運転者は、インジケータを確認することによって、差圧センサ70が正常に作動していないことを知ることができる。S30が終了すると、S36に進む。
When the value obtained by subtracting the fourth differential pressure from the third differential pressure is not included in the second predetermined range (NO in S28), the ECU 100 determines that the
第3差圧から第4差圧を減算した値が第2所定範囲に含まれている場合(S28でYES)、差圧センサ70は正常に作動していると想定される。この場合、S32において、ECU100は、第3差圧から第2差圧を減算した値が第3所定範囲−γからγの範囲内に含まれているか否かを判断する。第3所定範囲は、S22で用いた第2所定範囲よりも広い。第3差圧から第2差圧を減算した値が第3所定範囲に含まれていない場合(S32でNO)、ECU100は、圧力変化部が正常に作動していないと判定する。この場合、S34において、ECU100は、圧力変化部が正常に作動していないことを示す信号を、車両のインジケータに出力する。これにより、運転者は、インジケータを確認することによって、圧力変化部が正常に作動していないことを知ることができる。なお、変形例では、S30及びS34の少なくとも一方では、ECU100は、差圧センサ70、圧力変化部が正常に作動していないことを示す情報をECU100に格納しておいてもよい。この構成によれば、車両のメンテナンス時に、作業者は、ECU100の状態を確認することによって、圧力変化部が正常に作動していないことを知ることができる。S34が終了すると、S36に進む。
When the value obtained by subtracting the fourth differential pressure from the third differential pressure is included in the second predetermined range (YES in S28), it is assumed that the
S36では、ECU100は、濃度検出装置57を利用せずに、上述したフィードバック補正係数を利用した濃度推定、即ち、空燃比に基づいて推定される濃度のみを利用して濃度を推定することを示す濃度フラグをECU100にセットして処理を終了する。濃度フラグがセットされた後に、パージ処理が開始されると、ECU100は、最初にパージ濃度が0であると推定して、パージ濃度の推定を開始する。
In S36, the ECU 100 indicates that the concentration is estimated using only the concentration estimated based on the air-fuel ratio without using the
第3差圧から第2差圧を減算した値が第3所定範囲に含まれている場合(S32でYES)とは、例えば、ベンチュリ管72に多少の異物が蓄積されており、差圧は特定できるものの、予め想定されている差圧とは異なるため、予め設定されている差圧―濃度データマップを用いてベーパ濃度を特定すると適切なベーパ濃度が特定できない場合である。この場合、S38において、ECU100は、差圧―濃度データマップを修正するための修正フラグをセットして、濃度検出及び正常判定処理を終了する。修正フラグがセットされた後に、パージ処理が開始されると、ECU100は、最初にパージ濃度が0であると推定して、パージ濃度の推定を開始する。次いで、ECU100は、空燃比を用いた推定濃度(以下では「濃度Y」と呼ぶ)が安定すると、差圧―濃度データマップ上に、S12に測定された第1差圧と濃度Yとの点206を通過し、第1流量における差圧とベーパ濃度との関係を示す直線と平行な直線L1を作成する。
When the value obtained by subtracting the second differential pressure from the third differential pressure is included in the third predetermined range (YES in S32), for example, some foreign matter is accumulated in the
直線L1が作成された後に実行される濃度検出及び正常判定処理では、ECU100は、S14において、直線L1を用いて差圧からパージ濃度を特定する。なお、ECU100は、複数のパージ濃度において、差圧と推定パージ濃度の関係を特定し、直線L1の傾きを修正してもよい。 In the concentration detection and normality determination process executed after the straight line L1 is created, the ECU 100 specifies the purge concentration from the differential pressure using the straight line L1 in S14. Note that the ECU 100 may specify the relationship between the differential pressure and the estimated purge concentration in a plurality of purge concentrations, and correct the slope of the straight line L1.
濃度検出処理と正常判定処理とは、別々に実行してもよい。即ち、図6において、S14の処理を行わずに、正常判定処理のみを実行してもよい。そして、正常判定処理と並列にあるいは異なるタイミングで、図6のS10〜S14の処理、即ち、濃度検出処理を実行してもよい。 The density detection process and the normality determination process may be executed separately. That is, in FIG. 6, only the normality determination process may be executed without performing the process of S14. And the process of S10-S14 of FIG. 6, ie, a density | concentration detection process, may be performed in parallel or at a different timing from a normal determination process.
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail, these are only illustrations and do not limit a claim. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
例えば、上記の実施例では、濃度検出装置57は、分岐通路22b上に配置されている。しかしながら、図8に示すように、濃度検出装置57は、主通路22a上に配置されていてもよい。この場合、ECU100は、パージ処理中に濃度検出装置57を用いて濃度を検出することができる。あるいは、蒸発燃料処理装置20は、分岐通路22bを有していなくてもよい。この場合、図9に示すように、濃度検出装置57は、主通路22a上に配置されていてもよい。これらの変形例では、ECU100は、濃度検出及び正常判定処理を、パージ処理中に実行してもよい。この場合、空燃比に基づくパージ濃度の推定処理を、濃度検出及び正常判定処理と並列に実行してもよい。そして、図6のS38において、差圧―濃度データマップを修正する場合に、並列で実行されている推定パージ濃度を用いて、直線L1を作成してもよい。
For example, in the above embodiment, the
さらに、上記の蒸発燃料処理装置20では、分岐通路22bの下流端は、キャニスタ19とポンプ25の間の主通路22aに接続されている。しかしながら、分岐通路22bの下流端は、燃料タンク14とキャニスタ19との間、あるいは、キャニスタ19に接続されていてもよい。
Further, in the above-described fuel
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology illustrated in the present specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and has technical utility by achieving one of the objects.
6 :燃料供給システム
10 :メイン供給通路
19 :キャニスタ
20 :蒸発燃料処理装置
22 :パージ通路
22a :主通路
22b :分岐通路
30 :エアクリーナ
32 :スロットルバルブ
34 :吸気管
52 :ポンプ
56 :第1分岐管
57 :濃度検出装置
58 :第2分岐管
70 :差圧センサ
72 :ベンチュリ管
72a :端部
72b :中央部
72c :端部
74 :オリフィス管
74a :開孔
74b :オリフィス板
76 :毛細管式粘度計
76a :毛細管
100 :ECU
6: Fuel supply system 10: Main supply passage 19: Canister 20: Evaporative fuel processing device 22:
Claims (8)
燃料タンクと大気のそれぞれに連通しており、燃料タンク内の蒸発燃料を吸着するキャニスタと、
内燃機関の吸気通路とキャニスタとの間に接続されており、キャニスタから吸気通路に送られる蒸発燃料と大気とが混合されたパージガスが通過するパージ通路と、
パージ通路内のパージガスの蒸発燃料濃度を検出する濃度検出装置と、を備え、
濃度検出装置は、
パージ通路内の流路面積を変化させることによって、パージ通路を流れているパージガスの圧力を変化させる圧力変化部と、
圧力変化部による変化前後のパージガスの圧力差を検出するセンサと、
センサによって検出される圧力差に基づいて、濃度検出装置が正常に作動しているか否かを判断する判断部と、を備え、
判断部は、
パージ通路に流れるパージガスが第1流量である場合のセンサにより検出される第1圧力差とパージ濃度との第1の関係を用いて、第1圧力差に対応する対応パージ濃度を特定し、
パージ通路に流れるパージガスが第2流量である場合のセンサにより検出される第2圧力差とパージ濃度との第2の関係を用いて、特定した対応パージ濃度に対応する第2圧力差を推定し、
パージ通路に流れるパージガスが第2流量である場合のセンサにより検出される第3圧力差と、第2圧力差と、を用いて濃度検出装置が正常に作動しているか否かを判断する、蒸発燃料処理装置。 An evaporative fuel processing device mounted on a vehicle,
A canister that communicates with each of the fuel tank and the atmosphere, and adsorbs the evaporated fuel in the fuel tank;
A purge passage that is connected between the intake passage of the internal combustion engine and the canister, and through which purge gas in which evaporated fuel and air sent from the canister to the intake passage are mixed;
A concentration detecting device for detecting the concentration of evaporated fuel in the purge gas in the purge passage,
The concentration detector is
A pressure changing section that changes the pressure of the purge gas flowing through the purge passage by changing the flow passage area in the purge passage;
A sensor for detecting the pressure difference of the purge gas before and after the change by the pressure change unit;
A determination unit that determines whether or not the concentration detection device is operating normally based on a pressure difference detected by the sensor,
The decision part
Identifying the corresponding purge concentration corresponding to the first pressure difference using the first relationship between the first pressure difference and the purge concentration detected by the sensor when the purge gas flowing in the purge passage is at the first flow rate ;
Purge gas flowing through the purge passage using a second relationship between the second pressure difference and the purge concentration detected Ri by the sensor when the second flow rate, a second pressure difference that corresponds to a corresponding purge concentration identified Estimate
Evaporation for determining whether or not the concentration detection device is operating normally using the third pressure difference detected by the sensor when the purge gas flowing in the purge passage is at the second flow rate and the second pressure difference. Fuel processor.
濃度検出装置は、内燃機関の排気管内に配置されている空燃比センサを用いて、パージガスの蒸発燃料濃度を推定する推定部をさらに備え、
第2圧力差と第3圧力差との差が第1範囲に含まれていない場合であって、第2圧力差と第3圧力差との差が第1範囲よりも広い第3範囲に含まれている場合に、推定部によって推定される蒸発燃料濃度を用いて、データベースを補正する、請求項2から4のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。 The concentration detection device has a database indicating the relationship between the pressure difference detected by the sensor and the concentration,
The concentration detection apparatus further includes an estimation unit that estimates the evaporated fuel concentration of the purge gas using an air-fuel ratio sensor disposed in the exhaust pipe of the internal combustion engine,
The difference between the second pressure difference and the third pressure difference is not included in the first range, and the difference between the second pressure difference and the third pressure difference is included in the third range wider than the first range. The fuel vapor processing apparatus according to any one of claims 2 to 4, wherein the database is corrected using the fuel vapor concentration estimated by the estimation unit.
濃度検出装置が正常に作動していないと判断される場合に、濃度検出装置を用いずに、推定済みの蒸発燃料濃度を利用する、請求項1から5のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理装置。 The concentration detection apparatus further includes an estimation unit that estimates the evaporated fuel concentration of the purge gas using an air-fuel ratio sensor disposed in the exhaust pipe of the internal combustion engine,
The evaporated fuel according to any one of claims 1 to 5, wherein when it is determined that the concentration detection device is not operating normally, the estimated evaporated fuel concentration is used without using the concentration detection device. Processing equipment.
遮断弁よりも上流側において、パージ通路を分岐する分岐通路と、を備え、
ポンプは、遮断弁によってパージ通路が遮断されている間に、分岐通路を介して、パージ通路内のパージガスを還流させ、
判断部は、パージガスが還流している間に濃度検出装置が正常に作動しているか否かを判断する、請求項7に記載の蒸発燃料処理装置。 A shut-off valve that shuts off the purge passage;
A branch passage that branches the purge passage on the upstream side of the shut-off valve,
The pump recirculates the purge gas in the purge passage through the branch passage while the purge passage is shut off by the shutoff valve,
The evaporative fuel processing device according to claim 7, wherein the determination unit determines whether or not the concentration detection device is operating normally while the purge gas is recirculating.
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