KR101892376B1

KR101892376B1 - 증발 연료 처리 장치

Info

Publication number: KR101892376B1
Application number: KR1020167027556A
Authority: KR
Inventors: 요시카즈 미야베; 미노루 아키타; 나오유키 다가와
Original assignee: 아이상 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2014-05-07
Filing date: 2015-04-14
Publication date: 2018-08-27
Anticipated expiration: 2035-04-14
Also published as: WO2015170554A1; CN106232974A; DE112015002126B4; US10012179B2; US20170159616A1; CN106232974B; DE112015002126T5; KR20160130282A; JP2015212533A

Abstract

증발 연료 처리 장치 (20) 는, 캐니스터 (21), 증발 연료 유출 검출 수단, 압력 센서 (26), 압력 변화 검출 수단, 압력 센서 고장 판정 수단을 구비한다. 캐니스터 (21) 는, 연료 탱크 (15) 로부터의 증발 연료를 흡착하고 또한 흡착한 증발 연료를 엔진에 퍼지한다. 증발 연료 유출 검출 수단은, 증발 연료가 연료 탱크 (15) 로부터 유출되는 것에 수반하여 신호가 변화한다. 압력 센서 (26) 는, 연료 탱크 (15) 의 내압을 검출한다. 압력 변화 검출 수단은, 압력 센서 (26) 에 의해 검출되는 압력이 변화하지 않는 안정 상태에 있는지의 여부를 검출한다. 압력 센서 고장 판정 수단은, 증발 연료 유출 검출 수단에 의해 연료 탱크 (15) 로부터 증발 연료가 유출된 것이 검출되고, 또한 압력 변화 검출 수단에 의해 안정 상태에 있는 것이 검출되면 압력 센서 (26) 가 고장이라고 판정한다.

Description

증발 연료 처리 장치{EVAPORATED FUEL TREATMENT DEVICE}

본 발명은 증발 연료 처리 장치에 관한 것이다. 증발 연료 처리 장치는, 연료 탱크로부터 엔진에 연료를 공급하는 시스템에 형성되고, 예를 들어 연료 탱크의 내압을 검출하는 압력 센서의 고장을 검출하는 기능을 갖는다.

일본 공개특허공보 평8-74678호에는, 연료 탱크 내의 증발 연료를 엔진에 흡입시키는 증발 연료 처리 장치가 개시되어 있다. 증발 연료 처리 장치는, 연료 탱크의 내압을 검출하는 압력 센서의 고장을 검출하는 장치를 갖는다. 고장 검출 장치는, 압력 센서를 연료 탱크에 접속시키는 상태와, 압력 센서를 대기압이 공급되는 상태로 전환하는 전환 밸브를 갖는다. 고장 검출 장치는, 압력 센서의 검출값이 대기압을 포함하는 소정 범위를 초과하고 있을 때, 연료 탱크에 접속된 상태로부터 대기압이 공급되는 상태로 전환한다. 이 때, 압력 센서가 대기압을 검출하지 않는 경우, 압력 센서가 고장이라고 판정한다. 따라서 종래의 증발 연료 처리 장치는, 전환 밸브가 필요하기 때문에 비교적 복잡한 구조였다.

따라서 연료 탱크의 압력 센서의 고장을 검출하고, 또한 비교적 간이한 구성인 증발 연료 처리 장치가 종래 필요로 되고 있다.

본 발명 중 하나의 특징에 의한 증발 연료 처리 장치는, 캐니스터, 증발 연료 유출 검출 수단, 압력 센서, 압력 변화 검출 수단, 압력 센서 고장 판정 수단을 구비한다. 캐니스터는, 연료 탱크로부터의 증발 연료를 흡착하고 또한 흡착한 증발 연료를 엔진에 퍼지한다. 증발 연료 유출 검출 수단은, 증발 연료가 연료 탱크로부터 유출되는 것에 수반하여 신호가 변화한다. 압력 센서는, 연료 탱크의 내압을 검출한다. 압력 변화 검출 수단은, 압력 센서에 의해 검출되는 압력이 변화하지 않는 안정 상태에 있는지의 여부를 검출한다. 압력 센서 고장 판정 수단은, 증발 연료 유출 검출 수단에 의해 연료 탱크로부터 증발 연료가 유출된 것이 검출되고, 또한 압력 변화 검출 수단에 의해 안정 상태에 있는 것이 검출되면 압력 센서가 고장이라고 판정한다.

즉, 연료 탱크로부터 증발 연료가 유출된 경우, 압력 센서에 의해 검출되는 연료 탱크 내압은 저하될 것이다. 이럼에도 불구하고, 압력 센서에 의한 검출 압력이 변화하지 않는 안정 상태인 경우, 압력 센서가 고장났다고 판정한다. 압력 센서의 고장의 판정은, 증발 연료의 유출에 수반하여 변화하는 신호를 처리하는 증발 연료 유출 검출 수단과, 압력 센서의 검출 신호를 처리하는 압력 변화 검출 수단과, 그것들 2 개의 검출 수단으로부터의 신호를 처리하는 압력 센서 고장 판정 수단을 사용하여 실시된다. 그 때문에 신호의 처리에 의해서만 압력 센서의 고장을 검출할 수 있다. 이렇게 하여 압력 센서의 고장 검출을 위해 전환 밸브와 같은 새로운 부재를 형성할 필요가 없어, 증발 연료 처리 장치의 구조가 복잡해지는 것을 피할 수 있다.

증발 연료 유출 검출 수단에 있어서 증발 연료의 유출에 수반하여 변화하는 신호는, 증발 연료의 유출처인 캐니스터나 엔진에 있어서 증발 연료를 받아 변화하는 각종 신호 등이다. 압력 변화 검출 수단에 있어서 압력이 변화하지 않는 안정 상태란, 예를 들어 압력 센서에 의한 검출값의 변화량이 어느 시간 내로 미리 설정한 범위 내에 있는 상태이다. 압력 변화 검출 수단은, 안정 상태에 있는 것을 검출하는 것이어도 되고, 안정 상태에 없고 불안정 상태에 있는 것을 검출하는 것이어도 된다.

다른 하나의 특징에 의하면, 증발 연료 처리 장치는, 증발 연료 유출 검출 수단에 의해 연료 탱크로부터 증발 연료가 유출된 것이 검출된 후, 소정 시간 이상 경과한 것을 검출하는 경과 시간 검출 수단을 구비한다. 압력 센서 고장 판정 수단은, 경과 시간 검출 수단에 의해 연료 탱크로부터 증발 연료가 유출된 후에 소정 시간 이상 경과한 것이 검출되고, 또한 압력 변화 검출 수단에 의해 안정 상태에 있는 것이 검출되면, 압력 센서를 고장으로 판정한다.

검출 가능한 압력의 상하한이 연료 탱크 내압의 변화폭보다 좁은 범위로 설정되는 압력 센서가 이용되는 경우가 있다. 이 경우, 연료 탱크로부터 증발 연료가 유출되어 연료 탱크의 내압이 작아져도, 압력 센서로부터의 검출값이 즉시 저하되지 않는 경우가 있다. 즉 압력 센서로부터의 검출값이 잠깐 동안 상한값으로 안정 상태 그대로가 된다. 그 때문에 이 동안에는, 압력 센서가 고장났는지의 여부의 판정을 실시할 수 없다. 그러나, 연료 탱크의 내압이 최대값이 되어 있었다고 해도, 연료 탱크로부터 증발 연료가 유출 후, 소정 시간이 경과하면 연료 탱크의 내압은 압력 센서의 검출 상한값보다 작아진다. 따라서, 그 소정 시간 이상의 경과를 경과 시간 검출 수단이 검출한다. 그 시점에서 압력 센서가 검출하는 압력이 변화하지 않는 안정 상태에 있는 것이 압력 변화 검출 수단에 의해 검출되면, 압력 센서가 고장났다고 판정할 수 있다. 이와 같이 압력 센서의 검출 압력의 상한값이 연료 탱크 내압의 변화폭보다 작게 되어 있는 경우에도 압력 센서의 고장을 검출할 수 있다. 이른바 풀 스케일의 고가의 압력 센서를 사용할 수 없는 경우에도 압력 센서의 고장을 검출할 수 있다.

다른 하나의 특징에 의하면, 증발 연료 유출 검출 수단은, 캐니스터의 온도를 검출하는 온도 센서와 제어 회로를 갖는다. 제어 회로는, 온도 센서로부터의 검출 신호에 기초하여 캐니스터의 온도가 소정 온도 이상일 때, 또는 온도 상승이 소정값 이상일 때, 연료 탱크로부터 증발 연료가 유출되었다고 검출하는 알고리즘을 포함한다.

연료 탱크로부터 유출된 증발 연료가 캐니스터에 흡착되면, 캐니스터의 온도가 상승한다. 따라서 캐니스터의 온도 또는 온도 변화를 검출함으로써, 연료 탱크로부터 증발 연료가 유출된 것을 검출할 수 있다. 캐니스터의 온도 검출이 증발 연료 처리 장치에 있어서 다른 목적으로 실시되고 있는 경우에는, 새로운 센서를 형성하지 않고 이미 형성된 온도 센서를 이용하여 연료 탱크로부터 증발 연료가 유출된 것을 검출할 수 있다.

다른 하나의 특징에 의하면, 증발 연료 처리 장치는, 봉쇄 밸브와 퍼지 밸브와 공연비 제어 장치를 구비한다. 봉쇄 밸브는, 연료 탱크와 캐니스터를 연통시키는 베이퍼 통로에 개재 삽입되어 베이퍼 통로를 개폐한다. 퍼지 밸브는, 캐니스터와 엔진을 연통시키는 퍼지 통로에 개재 삽입되어 퍼지 통로를 개폐한다. 공연비 제어 장치는, 캐니스터로부터 엔진에 공급되는 증발 연료를 고려하여 엔진에 공급되는 혼합기의 공연비를 제어하는 알고리즘을 포함한다. 공연비 제어 장치는, 봉쇄 밸브 및 퍼지 밸브가 열린 상태이고, 또한 퍼지 통로로부터 엔진에 공급되는 증발 연료의 퍼지 농도가 소정값 이상일 때, 연료 탱크로부터 증발 연료가 유출되었을 때에 있어서의 제어를 실시한다. 증발 연료 유출 검출 수단은, 공연비 제어 장치가 연료 탱크로부터 증발 연료가 유출되었을 때에 있어서의 제어를 실시하고 있는지의 여부를 판정하는 알고리즘을 포함하는 제어 회로를 갖는다.

따라서 캐니스터에 흡착된 증발 연료가 퍼지되면, 공연비 제어 장치에 있어서, 증발 연료를 고려한 공연비 제어가 실시된다. 그 때문에 공연비 제어에 사용되는 증발 연료의 퍼지 농도, 엔진의 공연비 제어값 등의 값으로부터 직접 또는 간접적으로 증발 연료의 퍼지 농도가 소정값 이상인 것을 검출할 수 있다. 이 때 봉쇄 밸브 및 퍼지 밸브가 열린 상태에 있으면, 연료 탱크로부터 증발 연료가 유출된 것을 검출할 수 있다. 따라서, 새로운 센서를 형성하지 않고 엔진의 공연비 제어에 사용되는 신호를 처리하여, 연료 탱크로부터 증발 연료가 유출된 것을 검출할 수 있다.

도 1 은 증발 연료 처리 장치를 포함하는 엔진 시스템의 개략 블록도이다.
도 2 는 증발 연료 처리 장치를 포함하는 엔진 시스템의 개략 블록도이다.
도 3 은 엔진 시스템의 구성도이다.
도 4 는 압력 센서의 고장을 검출하기 위한 루틴의 플로 차트이다.
도 5 는 증발 연료가 연료 탱크로부터 유출될 때의 캐니스터의 온도 변화를 나타내는 타임 차트이다.
도 6 은 증발 연료가 연료 탱크로부터 유출될 때의 캐니스터에 있어서의 증발 연료의 농도 변화를 나타내는 타임 차트이다.
도 7 은 증발 연료가 연료 탱크로부터 유출될 때의 엔진에 있어서의 공연비 제어를 위한 연료 분사 보정량의 변화를 나타내는 타임 차트이다.
도 8 은 압력 센서의 압력에 대한 출력을 나타내는 특성도이다.
도 9 는 다른 형태에 있어서의 압력 센서의 출력 변화를 나타내는 타임 차트이다.
도 10 은 도 9 의 형태에 있어서의 압력 센서의 고장을 검출하기 위한 루틴의 플로 차트이다.

도 3 에 나타내는 바와 같이 본 발명의 하나의 실시형태에 관련된 차량의 엔진 시스템 (10) 은, 증발 연료 처리 장치 (20) 를 갖는다. 엔진 시스템 (10) 은, 예를 들어 주지된 부품을 갖고, 공기에 연료를 혼합한 혼합기를 흡기 통로 (12) 를 개재하여 엔진 본체 (11) 에 공급한다. 공기는, 스로틀 밸브 (14) 에 의해 유량이 제어되어 흡기 통로 (12) 에 공급된다. 연료는, 연료 분사 밸브 (13) 에 의해 유량이 제어되어 흡기 통로 (12) 에 공급된다.

도 3 에 나타내는 바와 같이 스로틀 밸브 (14) 와 연료 분사 밸브 (13) 는, 제어 회로 (16) 에 접속된다. 스로틀 밸브 (14) 는, 제어 회로 (16) 로부터 신호를 받아 흡기 통로 (12) 의 개도를 조정하고, 개도에 대응하는 신호를 제어 회로 (16) 에 공급한다. 연료 분사 밸브 (13) 는, 제어 회로 (16) 에 의해 열리는 시간이 제어된다. 연료 분사 밸브 (13) 에는 일정 압력으로 조정된 연료가 공급되고, 연료는 연료 탱크 (15) 로부터 공급된다.

도 3 에 나타내는 바와 같이 증발 연료 처리 장치 (20) 는, 연료 탱크 (15) 내의 연료 증기를 캐니스터 (21) 에 흡착시킨다. 연료 탱크 (15) 내의 연료 증기는, 연료 탱크 (15) 에 급유할 때에 발생하거나, 연료 탱크 (15) 내의 연료로부터 발생할 수 있다. 연료 탱크 (15) 와 캐니스터 (21) 는, 베이퍼 통로 (22) 에 의해 접속된다. 베이퍼 통로 (22) 에는, 베이퍼 통로 (22) 를 개폐하기 위해 스텝 모터 구동의 봉쇄 밸브 (24) 가 형성된다. 캐니스터 (21) 는, 퍼지 통로 (23) 에 의해 스로틀 밸브 (14) 의 하류측에서 흡기 통로 (12) 와 접속된다. 퍼지 통로 (23) 에는, 퍼지 통로 (23) 를 개폐하는 퍼지 밸브 (25) 가 형성된다.

도 3 에 나타내는 바와 같이 캐니스터 (21) 는, 대기 통로 (28) 와도 접속된다. 대기 통로 (28) 는, 연료 탱크 (15) 에 형성된 급유구 (17) 부근에서 대기를 흡인하도록 개구된다. 대기 통로 (28) 의 도중에는 에어 필터 (28a) 가 개재 삽입된다. 캐니스터 (21) 내에는, 흡착재로서 활성탄 (도시 생략) 이 장전된다. 흡착재는, 베이퍼 통로 (22) 로부터 유입된 증발 연료를 흡착한다. 캐니스터 (21) 에 퍼지 통로 (23) 를 개재하여 흡기 부압이 인가되면, 대기 통로 (28) 를 통하여 대기압이 캐니스터 (21) 에 공급된다. 대기압에 의해 흡착재로부터 증발 연료가 방출되고, 증발 연료가 퍼지 통로 (23) 를 개재하여 흡기 통로 (12) 에 방출된다.

도 3 에 나타내는 바와 같이 제어 회로 (16) 에는, 연료 분사 밸브 (13) 의 밸브 개방 시간을 제어하기 위해 필요한 각종 신호가 입력된다. 스로틀 밸브 (14) 의 개도 신호 외에, 연료 탱크 (15) 의 내압을 검출하는 압력 센서 (26) 의 검출 신호, 캐니스터 (21) 의 온도를 검출하는 온도 센서 (27) 의 검출 신호가 제어 회로 (16) 에 입력된다. 제어 회로 (16) 는, 연료 분사 밸브 (13) 의 밸브 개방 시간 외에, 봉쇄 밸브 (24) 및 퍼지 밸브 (25) 의 개폐를 제어한다.

도 8 은 압력 센서 (26) 의 출력 특성을 나타낸다. 도 8 의 가로축은 연료 탱크 (15) 의 내압이고, 세로축은 압력 센서 (26) 의 출력 전압이다. 연료 탱크 (15) 의 내압이 -A 킬로파스칼보다 낮은 영역에서는 출력 전압이 제로가 된다. 연료 탱크 (15) 의 내압이 +B 킬로파스칼보다 높은 영역에서는 출력 전압이 5 볼트가 된다. 따라서 압력 센서 (26) 의 검출 가능한 압력의 상하한이 연료 탱크 (15) 의 내압의 변화폭보다 좁은 범위로 설정된다. 이와 같은 압력 센서 (26) 는, 보다 사용 빈도가 높은 중간 압력역의 분해능을 높여, 사용 빈도가 낮은 고압력역 및 저압력역을 검출하지 않는다. 이로써 압력 센서 (26) 는, 풀 스케일의 센서에 비해 염가의 센서를 이용할 수 있다. 도 8 중의 D 볼트는 봉쇄 밸브 (24) 를 개폐하는 임계값을 나타내고, D 볼트보다 낮은 압력 영역에서는 봉쇄 밸브 (24) 를 닫는다.

도 4 의 플로 차트를 참조하여 제어 회로 (16) 에 의한 압력 센서 (26) 의 고장 검출 루틴을 설명한다. 제어 회로 (16) 는, 도 4 의 플로 차트를 실행하기 위한 알고리즘을 갖는다. 제어 회로 (16) 는, 스텝 S1 에 있어서 차량의 전원 스위치가 온인지 오프인지를 판단한다. 제어 회로 (16) 는, 전원 스위치가 온이라고 판단한 경우, 스텝 S2 로 진행된다. 스텝 S2 에 있어서 제어 회로 (16) 는, 압력 센서 (26) 의 출력 전압이 일정하고, 또한 D 볼트 이상인지의 여부를 판정한다. 이 조건이 충족되지 않은 경우에는, 스텝 S12 에 있어서 봉쇄 밸브 (24) 를 통상적으로 제어한다. 봉쇄 밸브 (24) 의 통상 제어는, 스텝 S13 에 있어서 전원 스위치가 오프라고 판단될 때까지 실행된다.

스텝 S2 에 있어서 압력 센서 (26) 의 출력 전압이 일정, 또한 D 볼트 이상인 조건이 충족되어 있다고 판단되면, 스텝 S3 에 있어서 퍼지가 실행되고 있는지의 여부가 판정된다. 즉, 퍼지 통로 (23) 를 통하여 증발 연료가 엔진 본체 (11) 에 공급되고 있는지의 여부가 판정된다. 스텝 S3 에 있어서 퍼지가 실행되고 있지 않다고 판단된 경우, 스텝 S6 에 있어서 봉쇄 밸브 (24) 가 소정 개도로 열린다. 스텝 S7 에 있어서 캐니스터 (21) 의 온도 센서 (27) 의 온도 상승이 소정값 (예를 들어 dT) 이상인지의 여부가 판정된다. 스텝 S6 에 있어서 봉쇄 밸브 (24) 가 열리면, 연료 탱크 (15) 로부터의 증발 연료가 캐니스터 (21) 에 흡착되어, 활성탄의 온도가 상승한다. 스텝 S7 에 있어서 활성탄의 온도 상승이 소정값 이상에 도달하면, 스텝 S7 에서 스텝 S8 로 진행된다.

스텝 S8 에서는, 스텝 S2 와 마찬가지로 압력 센서 (26) 의 출력 전압이 일정, 또한 D 볼트 이상인지의 여부가 판정된다. 스텝 S8 에 있어서 이 조건이 충족되어 있지 않다고 판단된 경우에는, 스텝 S11 에 있어서 압력 센서 (26) 가 정상이라고 판정된다. 즉 스텝 S6 에 있어서 봉쇄 밸브 (24) 가 열리고, 연료 탱크 (15) 의 내압이 저하된다. 그 때문에 압력 센서 (26) 의 검출 전압은 변화한다. 게다가 압력 센서 (26) 의 출력 전압은, 봉쇄 밸브 (24) 를 열기 위한 임계값인 D 볼트 이상이다. 따라서, 봉쇄 밸브 (24) 가 열려 연료 탱크 (15) 로부터 증발 연료가 캐니스터 (21) 에 흐르고 있는 것을 의미한다. 따라서, 스텝 S8 에 있어서 조건이 충족되지 않는다고 판단되면 스텝 S11 에 있어서 압력 센서 (26) 가 정상이라고 판정된다. 스텝 S11 후, 스텝 S12 에 있어서 봉쇄 밸브 (24) 를 통상적으로 제어한다. 봉쇄 밸브 (24) 의 통상 제어는, 스텝 S13 에 있어서 전원 스위치가 오프라고 판단될 때까지 실행된다.

스텝 S6 에 있어서 봉쇄 밸브 (24) 가 열리고, 연료 탱크 (15) 로부터의 증발 연료가 캐니스터 (21) 에 흡착된다. 이 경우에도, 스텝 S8 에 있어서 압력 센서 (26) 의 출력 전압이 일정, 또한 D 볼트 이상의 조건을 충족한다고 판단되면, 스텝 S9 에 있어서 압력 센서 (26) 가 고장이라고 판정한다. 그리고 스텝 S10 에 있어서 봉쇄 밸브 (24) 가 닫히고, 압력 센서 (26) 의 고장 판정의 처리를 종료한다.

스텝 S3 에 있어서 퍼지가 실행되고 있다고 판단되면, 스텝 S4 에 있어서 봉쇄 밸브 (24) 가 소정 개도 열린다. 스텝 S5 에 있어서, 연료 탱크 (15) 로부터 엔진 본체 (11) 를 향하여 소정 레벨 이상의 증발 연료가 공급되고 있는지의 여부가 판정된다. 이 판정은, 연료 분사 밸브 (13) 의 밸브 개방 제어에 사용되는 각종 신호 중 어느 것 혹은 복수의 신호의 조합 등에 기초하여 실시된다. 신호는, 예를 들어 연료 분사 밸브 (13) 에 의한 연료 분사량의 피드백 보정량이 감량 보정을 요구하고 있는 마이너스 보정값이다. 혹은 엔진 본체 (11) 의 배기 중의 공연비가 리치인 것을 나타내는 리치 신호이다. 혹은 베이퍼 농도 학습에 있어서의 신호이다. 구체적으로는, 베이퍼 퍼지에 수반하는 공연비의 변화로부터 베이퍼 농도가 진하다고 판단하여, 베이퍼 농도 학습값의 학습으로서 연료 분사량을 보정할 때의 신호이다. 혹은 캐니스터 농도 센서 (도시 생략) 가 규정량 이상의 증발 연료를 검출하였을 때의 신호이다. 혹은 스텝 S7 과 마찬가지로, 온도 센서 (27) 에 있어서 캐니스터 (21) 의 온도 상승이 소정값 (dT) 이상이라고 하는 검지 신호이다.

스텝 S5 에 있어서 연료 탱크 (15) 로부터 엔진 본체 (11) 에 소정 레벨 이상의 증발 연료가 공급되고 있다고 판정되면, 스텝 S8 로 진행된다. 스텝 S8 에 있어서 스텝 S8 의 조건이 충족되어 있지 않다고 판단되면, 스텝 S11 에 있어서 압력 센서 (26) 가 정상이라고 판정된다. 스텝 S8 에 있어서 조건이 충족되어 있다고 판단되면, 스텝 S9 에 있어서 압력 센서 (26) 가 고장났다고 판정된다.

도 4 에 나타내는 바와 같이 스텝 S1 ∼ 스텝 S3 의 처리 중에 전원 스위치가 오프가 되면, 스텝 S1 로 되돌아와, 재차 전원 스위치가 온이 되는 것을 기다린다. 스텝 S4 ∼ 스텝 S12 의 처리 중에 전원 스위치가 오프가 되면, 스텝 S10 에 있어서 봉쇄 밸브 (24) 가 닫히고, 압력 센서 (26) 의 고장 판정의 처리를 종료한다.

도 5 는, 스텝 S4, S6 에 있어서 봉쇄 밸브 (24) 가 열렸을 때의 스텝 S5, S7 에 있어서의 캐니스터 (21) 의 온도 변화의 모습을 나타낸다. 도 5 의 (A) 에 있어서 퍼지 플러그가 세트되면, 봉쇄 밸브 (24) 가 열린다. (D) 는, 봉쇄 밸브 (24) 의 열림 동작의 모습을 나타낸다. 퍼지 플러그가 세트되면, 밸브를 완전히 닫고 있는 스탠바이 위치로부터 밸브가 실질적으로 열리기 시작하는 위치인 전회 학습 이력 위치까지 밸브가 단번에 열린다. 그 후, 봉쇄 밸브 (24) 가 열림에 따라, 연료 탱크 (15) 내의 증발 연료가 베이퍼 통로 (22) 를 통과하여 캐니스터 (21) 에 흘러 캐니스터 (21) 에 흡착된다. 그 때문에 (B) 의 가상선으로 나타내는 바와 같이 압력 센서 (26) 가 정상이면 검출 전압이 저하된다. 또 (C) 에 나타내는 바와 같이 캐니스터 (21) 의 온도 센서 (27) 의 온도가 상승한다. 이와 같이 캐니스터 (21) 의 온도가 상승하고 있음에도 불구하고, (B) 에 실선으로 나타내는 바와 같이 압력 센서 (26) 의 검출 전압이 변화하지 않고 일정하면, 압력 센서 (26) 가 고장났다고 판정된다.

도 6 은, 스텝 S5 에 있어서의 캐니스터 농도 센서에 의해 검출되는 캐니스터의 농도 변화를 나타낸다. 도 5 의 경우와 마찬가지로, 도 6 의 (A) 에 있어서 퍼지 플러그가 세트되면, (D) 에 나타내는 바와 같이 봉쇄 밸브 (24) 가 열린다. 그 후, 봉쇄 밸브 (24) 가 열림에 따라, 연료 탱크 (15) 내의 증발 연료가 베이퍼 통로 (22) 를 통과하여 캐니스터 (21) 에 흘러 캐니스터 (21) 에 흡착된다. 그 때문에 (B) 의 가상선으로 나타내는 바와 같이 압력 센서 (26) 가 정상이면 검출 전압이 저하된다. 또 (C) 에 나타내는 바와 같이 캐니스터 농도 센서에 의해 검출되는 농도가 진해진다. 이와 같이 캐니스터 농도 센서에 의해 검출되는 농도가 진해져 있음에도 불구하고, (B) 의 실선으로 나타내는 바와 같이 압력 센서 (26) 의 검출 전압이 변화하지 않고 일정하면, 압력 센서 (26) 가 고장났다고 판정된다.

도 7 은, 스텝 S5 에 있어서의 연료 분사 밸브 (13) 에서의 연료 분사량의 피드백 보정량을 나타낸다. 도 5 의 경우와 마찬가지로, 도 7 의 (A) 에 있어서 퍼지 플러그가 세트되면, (D) 에 나타내는 바와 같이 봉쇄 밸브 (24) 가 열린다. 그 후, 봉쇄 밸브 (24) 가 열림에 따라, 연료 탱크 (15) 내의 증발 연료가 베이퍼 통로 (22) 를 통과하여 캐니스터 (21) 에 흘러 캐니스터 (21) 에 흡착된다. 그 때문에 (B) 의 가상선으로 나타내는 바와 같이 압력 센서 (26) 가 정상이면 검출 전압이 저하된다. (C) 에 나타내는 바와 같이 퍼지 통로 (23) 를 통하여 공급되는 증발 연료의 증가에 따라 피드백 보정량이 줄어든다. 이와 같이 피드백 보정량이 줄어듦에도 불구하고, (B) 의 실선으로 나타내는 바와 같이 압력 센서 (26) 의 검출 전압이 변화하지 않고 일정하면, 압력 센서 (26) 가 고장났다고 판정된다.

압력 센서 (26) 의 고장 판정은, 도 4 의 방법을 대신하여 도 10 의 방법이어도 된다. 도 10 에 나타내는 플로 차트는, 도 4 에 나타내는 플로 차트와 기본적으로 동일하며, 스텝 S14 가 도 4 의 플로 차트에 추가되어 있다. 그 때문에 도 10 에는, 스텝 S5 및 스텝 S7 보다 상류측의 처리의 기재를 생략하고 있다. 도 10 에 나타내는 바와 같이 스텝 S14 는, 스텝 S5 및 스텝 S7의 하류측에 추가되어 있다. 스텝 S5 의 조건을 충족한다고 판단된 경우, 혹은 스텝 S7 의 조건을 충족한다고 판단된 경우, 스텝 S14 로 진행된다. 스텝 S14 에서는, 소정 시간이 경과할 때까지 처리가 대기된다. 스텝 S14 에 있어서 소정 시간이 경과하면, 스텝 S8 로 진행되고, 스텝 S8 이후의 처리가 실시된다.

도 10 의 형태에 있어서의 작용을 도 3, 9 에 기초하여 설명한다. 봉쇄 밸브 (24) 가 열려 연료 탱크 (15) 로부터의 증발 연료가 캐니스터 (21) 를 경유하여 엔진 본체 (11) 에 공급되면, 연료 탱크 (15) 의 내압은 저하된다. 그러나 압력 센서 (26) 로서 검출 압력에 상하한값을 갖는 것을 채용한 경우, 연료 탱크 (15) 의 내압이 저하되어도 압력 센서 (26) 의 출력 전압은 잠깐 동안 저하되지 않는다. 예를 들어, 도 9 에 나타내는 바와 같이 압력 검출을 개시하였을 때의 압력이 상한값인 5 볼트가 되어 있으면, 압력 검출은 잠시 5 볼트로 일정하고, 그 후에 저하된다. 도 9 의 파선은 연료 탱크 (15) 의 내압의 변화를 나타내고, 실선은 압력 센서 (26) 의 출력 전압을 나타낸다.

도 3 을 참조하는 바와 같이 봉쇄 밸브 (24) 가 열려 소정 시간이 경과하면, 연료 탱크 (15) 의 내압이 압력 센서 (26) 에 의해 검출 가능한 압력이 된다. 도 10 의 스텝 S14 에 있어서 소정 시간 경과를 기다려 스텝 S8 의 처리를 실행한다. 그 때문에 압력 센서 (26) 가 고장났는지의 여부의 판정을 적절히 실시할 수 있다. 예를 들어 도 9 에 나타내는 바와 같이 소정 시간이 경과한 시점의 압력 센서 (26) 의 출력 전압이 변화하고 있으면, 스텝 S8 의 조건이 충족되지 않는다고 판단되고, 스텝 S11 에 있어서 압력 센서 (26) 가 정상으로 판정된다. 한편, 소정 시간을 경과해도 압력 센서 (26) 의 출력 전압이 5 볼트 그대로인 경우에는, 스텝 S8 의 조건이 충족된다고 판단되고, 스텝 S9 에 있어서 압력 센서 (26) 가 고장났다고 판정된다.

도 4 의 형태 혹은 도 10 의 형태에 있어서, 스텝 S5 또는 스텝 S7 에 있어서 연료 탱크 (15) 로부터 증발 연료가 유출된 것이 검출된다. 스텝 S8 에 있어서 압력 센서 (26) 에 의한 검출 압력이 변화하지 않는 안정 상태라고 검출된 경우, 스텝 S9 에 있어서 압력 센서 (26) 가 고장났다고 판정한다. 즉, 연료 탱크 (15) 로부터 증발 연료가 유출된 경우, 압력 센서 (26) 에 의해 검출되는 연료 탱크 (15) 의 내압은 저하된다. 이럼에도 불구하고, 압력 센서 (26) 에 의한 검출 압력이 변화하지 않는 안정 상태에 있는 경우에는, 압력 센서 (26) 가 고장이라고 판정된다.

상기 서술하는 바와 같이 압력 센서 (26) 의 고장의 판정은, 압력 센서 (26) 의 제 1 신호를 처리하는 스텝 S2 및 스텝 S8 과, 증발 연료의 유출에 수반하여 변화하는 제 2 신호를 처리하는 스텝 S5 또는 스텝 S7 과, 제 1 신호와 제 2 신호를 처리하는 스텝 S9 를 갖는다. 즉 신호의 처리에 의해서만 압력 센서 (26) 의 고장을 검출할 수 있다. 따라서 압력 센서 (26) 의 고장 검출을 위해 새로운 부재를 형성할 필요가 없다. 그 때문에 증발 연료 처리 장치의 구조가 복잡해지는 것을 피할 수 있다.

도 10 의 형태에 의하면, 검출 가능한 압력의 상하한이 연료 탱크 (15) 의 내압의 변화폭보다 좁은 범위로 설정되어 있는 압력 센서 (26) 의 고장의 유무를 올바르게 판정할 수 있다. 즉 봉쇄 밸브 (24) 를 연 후 잠깐 동안 압력 센서 (26) 로부터의 검출값이 상한값으로 안정 상태가 된다. 이 경우, 연료 탱크 (15) 로부터 증발 연료가 유출된 것이 검출되어도, 즉시 압력 센서 (26) 가 고장났는지의 판정을 하지 않는다. 즉 스텝 S14 에 있어서 소정 이상의 시간이 경과하고 있는 것을 확인한 후, 스텝 S8 에 있어서 압력 센서 (26) 의 검출값을 얻는다.

스텝 S8 에 있어서 압력 센서 (26) 에 의해 검출되는 압력이 변화하지 않는 안정 상태에 있는 것이 검출되면, 스텝 S9 에 있어서 압력 센서 (26) 가 고장났다고 판정한다. 이와 같이 압력 센서 (26) 의 검출 압력의 상한값이 연료 탱크 (15) 의 내압의 변화폭보다 작게 설정되어 있는 경우에도 압력 센서 (26) 의 고장을 검출할 수 있다. 따라서 이른바 풀 스케일의 고가의 압력 센서를 사용할 수 없는 경우에도 압력 센서 (26) 의 고장을 검출할 수 있다.

도 4 의 형태와 도 10 의 형태에 있어서의 스텝 S2 및 스텝 S8 의 처리는, 압력 변화 검출 수단을 이용하여 실행된다. 압력 변화 검출 수단은, 연료 탱크 (15) 내의 압력을 검출하기 위한 예를 들어 압력 센서, 각종 압력계이고, 바람직하게는 기존의 압력 센서이다. 스텝 S5 및 스텝 S7 의 처리는, 증발 연료 유출 검출 수단을 이용하여 실행된다. 증발 연료 유출 검출 수단은, 연료 탱크 (15) 로부터 증발 연료가 퍼지됨으로써 신호가 변화하는 각종 센서 또는 장치 등이다.

예를 들어 증발 연료 유출 검출 수단은, 예를 들어 캐니스터에 흡착된 증발 연료를 측정하기 위해 캐니스터에 내장된 연료 농도 센서, 온도 센서 등의 캐니스터 농도 센서를 포함한다. 혹은 증발 연료 유출 검출 수단은, 증발 연료의 퍼지량에 수반하여 연료 분사량을 보정하는 제어 회로 (제어 유닛) 를 포함한다. 연료 분사량의 보정량은, 예를 들어 공연비를 측정하기 위한 산소 센서, 공연비 센서 등의 각종 센서의 검지 신호에 기초하여 제어 회로에 의해 구해진다. 혹은 연료 분사량의 보정량은, 퍼지시에 발생하는 실제 공연비와 목표 공연비의 편차에 기초하여 베이퍼 농도를 학습하고, 학습된 베이퍼 농도에 기초하여 구해진다.

스텝 S9 의 처리는, 압력 센서 고장 판정 수단을 이용하여 실행된다. 압력 센서 고장 판정 수단은, 예를 들어 연료 탱크 (15) 로부터 증발 연료가 퍼지됨으로써 신호가 변화하는 각종 센서 또는 장치 등으로부터의 신호와, 압력 센서의 신에 기초하여 압력 센서 (26) 의 고장을 판단하는 제어 회로 (16) 를 포함한다. 스텝 S14 의 처리는, 경과 시간 검출 수단을 이용하여 실행된다. 경과 시간 검출 수단은, 예를 들어 타이머와, 타이머로부터의 신호에 기초하여 경과 시간을 계측하는 제어 회로를 포함한다.

본 발명의 형태를 상기 구조를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 목적을 일탈하지 않고 여러 가지 교대, 개량, 변경이 가능한 것은 당업자라면 분명하다. 따라서 본 발명의 형태는, 첨부된 청구항의 정신과 목적을 일탈하지 않는 모든 교대, 개량, 변경을 포함할 수 있다. 예를 들어 본 발명의 형태는, 상기 특별한 구조에 한정되지 않고, 하기와 같이 변경이 가능하다.

상기 서술한 바와 같이 압력 센서 (26) 는, 검출 압력의 상하한값을 갖는 센서여도 된다. 이것을 대신하여 압력 센서 (26) 는, 검출 압력의 상하한값이 없는, 이른바 풀 스케일의 압력 센서여도 된다.

상기 서술하는 바와 같이 상기 기술은, 차량용 엔진 시스템에 적용될 수 있다. 차량은, 동력원으로서 엔진만을 갖는 엔진 차량이어도 되고, 엔진과 모터를 병용하는 하이브리드차여도 된다.

Claims

증발 연료 처리 장치로서,
연료 탱크로부터의 증발 연료를 흡착하고 또한 흡착한 상기 증발 연료를 엔진에 퍼지하는 캐니스터와,
상기 증발 연료가 상기 연료 탱크로부터 유출되는 것에 수반하여 신호가 변화하는 증발 연료 유출 검출 수단과,
상기 연료 탱크의 내압을 검출하는 압력 센서와,
상기 압력 센서에 의해 검출되는 압력이 변화하지 않는 안정 상태에 있는지의 여부를 검출하는 압력 변화 검출 수단과,
상기 증발 연료 유출 검출 수단에 의해 상기 연료 탱크로부터 상기 증발 연료가 유출된 것이 검출되고, 또한 상기 압력 변화 검출 수단에 의해 상기 안정 상태에 있는 것이 검출되면, 상기 압력 센서가 고장이라고 판정하는 압력 센서 고장 판정 수단을 구비하는 증발 연료 처리 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 증발 연료 유출 검출 수단은, 상기 캐니스터의 온도를 검출하는 온도 센서와, 상기 온도 센서로부터의 검출 신호에 기초하여 상기 캐니스터의 온도가 소정 온도 이상일 때, 또는 온도 상승이 소정값 이상일 때, 상기 연료 탱크로부터 증발 연료가 유출되었다고 검출하는 제 1 제어 회로를 갖는 증발 연료 처리 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 연료 탱크와 상기 캐니스터를 연통시키는 베이퍼 통로에 개재 삽입되어 상기 베이퍼 통로를 개폐하는 봉쇄 밸브와,
상기 캐니스터와 상기 엔진을 연통시키는 퍼지 통로에 개재 삽입되어 상기 퍼지 통로를 개폐하는 퍼지 밸브와,
상기 캐니스터로부터 상기 엔진에 공급되는 상기 증발 연료를 고려하여 상기 엔진에 공급되는 혼합기의 공연비를 제어하는 알고리즘을 포함하는 공연비 제어 장치를 구비하고,
상기 증발 연료 유출 검출 수단은, 상기 공연비 제어 장치에 있어서의 제어가, 상기 봉쇄 밸브 및 상기 퍼지 밸브가 열린 상태이고, 또한 상기 퍼지 통로로부터 상기 엔진에 공급되는 증발 연료의 퍼지 농도가 소정값 이상일 때의, 상기 연료 탱크로부터 상기 증발 연료가 유출되었을 때에 있어서의 제어인지의 여부를 판정하는 제 2 제어 회로를 갖는 증발 연료 처리 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 압력 변화 검출 수단은, 상기 압력 센서에 의해 검출되는 압력이 변화하지 않는 안정 상태에 있는지의 여부를 검출하는 제 3 제어 회로를 갖고,
상기 압력 센서 고장 판정 수단은, 상기 압력 센서의 고장의 유무를 판정하는 제 4 제어 회로를 갖는 증발 연료 처리 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 증발 연료 유출 검출 수단에 의해 상기 연료 탱크로부터 상기 증발 연료가 유출된 것이 검출된 후, 소정 시간 이상 경과한 것을 검출하는 경과 시간 검출 수단을 구비하고,
상기 압력 센서 고장 판정 수단은, 상기 경과 시간 검출 수단에 의해 상기 연료 탱크로부터 상기 증발 연료가 유출된 후에 상기 소정 시간 이상 경과한 것이 검출되고, 또한 상기 압력 변화 검출 수단에 의해 상기 안정 상태에 있는 것이 검출되면, 상기 압력 센서를 고장으로 판정하는 증발 연료 처리 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 경과 시간 검출 수단은, 타이머와, 상기 연료 탱크로부터 상기 증발 연료가 유출된 것이 검출된 후, 소정 시간 이상 경과한 것을 상기 타이머로부터의 신호를 사용하여 계측하는 제 5 제어 회로를 갖는 증발 연료 처리 장치.