燃料系统故障检测装置

摘要

本发明涉及一种燃料系统故障检测装置。根据本发明，基于为控制燃料喷射量所需的氧浓度传感器(40)的检测值以及为控制无刷马达(31)的启动所需的霍耳效应元件(312)的检测值，ECU(10)判定空燃比的值是否为异常大的值。当判定无刷马达(31)的转速值是正常的时，ECU(10)判定燃料管(34)、压力调节器(33)和喷射器(50)中的至少一个处于异常状态。也就是说，ECU(10)判定除了燃料泵(30)以外的燃料系统中出现了异常。

权利要求

1.一种燃料系统故障检测装置，包括：

燃料泵，其具有无刷马达和泵部，其中所述泵部由所述无刷马达转动，以泵送燃料；

旋转位置感测装置，用于检测所述无刷马达的旋转位置；

马达控制装置，用于基于所述旋转位置感测装置检测到的检测值控制所述无刷马达；

燃料管，其与所述燃料泵相连，以向内燃机供给燃料；

燃料流量控制元件，其与所述燃料管相连，并控制燃料的流量；以及空燃比检测装置，用于检测吸入到内燃机中的空气-燃料混合物的空燃比，其特征在于，所述燃料系统故障检测装置还包括：旋转速度计算装置，用于基于所述旋转位置感测装置检测到的检测值计算所述无刷马达的转速；

燃料异常判定装置，用于判定所述空燃比检测装置检测到的空燃比的值是否为异常大的值；

泵异常判定装置，用于判定相对于所述无刷马达上的施加电压所述转速的值是否正常；以及燃料系统异常判定装置，用于当所述燃料异常判定装置判定所述空燃比为异常大的值以及所述泵异常判定装置判定所述转速的值是正常的时，判定所述燃料管和所述燃料流量控制元件中的至少一个是异常的。

2.如权利要求1所述的燃料系统故障检测装置，其特征在于，当相对于所述施加电压所述转速的值位于预定范围内时，所述泵异常判定装置判定所述燃料泵是正常的。

3.如权利要求1或2所述的燃料系统故障检测装置，其特征在于，当相对于所述施加电压所述转速的值位于预定范围之外时，所述泵异常判定装置判定所述燃料泵是异常的。

4.如权利要求1所述的燃料系统故障检测装置，其特征在于，所述燃料流量控制元件包括用于将燃料喷射到吸入内燃机内的吸入空气中的喷射器和调节从所述燃料泵中排出的燃料的压力的压力调节器中的至少一个。

5.如权利要求1所述的燃料系统故障检测装置，其特征在于，当所述燃料系统异常判定装置判定存在异常或者当所述泵异常判定装置判定存在异常时，所述马达控制装置以预定时间停止所述无刷马达的运行，然后重启所述无刷马达。

6.如权利要求1所述的燃料系统故障检测装置，其特征在于，所述空燃比检测装置由检测从所述内燃机中排出的废气的氧浓度的氧浓度检测装置构成。

7.如权利要求1所述的燃料系统故障检测装置，其特征在于，基于所述空燃比检测装置检测到的空燃比，燃料喷射量和节气门开度中的至少一个被反馈控制。

说明书

燃料系统故障检测装置

技术领域

[0001] 本发明涉及检测诸如燃料路径堵塞的异常的燃料系统故障检测装置。

背景技术

[0002] 传统上，检测其中燃料泵被异物等阻塞的泵异常状况的装置是已知的(参见专利文件1)。虽然在专利文件1中没有特别描述，除了泵中的异常以外，与燃料泵相连并将燃料供给至内燃机的燃料管也会引起堵塞，或者调节燃料压力的压力调节器或与燃料管相连并喷射燃料的喷射器也可能引起堵塞。

[0003] 传统上，为了检测燃料管的堵塞等异常，将提供燃料压力传感器。而且，当该燃料压力传感器的检测值变得异常高时，即检测到燃料管被堵塞。

[0004] 专利文件1：JP-04-284155A

发明内容

[0005] 然而，必须提供用于检测燃料管堵塞等异常的专用燃料压力传感器。在上述传统配置中，由于这种燃料压力传感器很昂贵，其将导致高成本。

[0006] 于是，在检测除了燃料泵中的异常以外的堵塞异常、例如燃料管中的异常时，本发明的目的是提供一种不需要专用燃料压力传感器的燃料系统故障检测装置。

[0007] 为此，本发明提供一种燃料系统故障检测装置，包括：

[0008] 燃料泵，其具有无刷马达和泵部，其中所述泵部由所述无刷马达转动，以泵送燃料；

[0009] 旋转位置感测装置，用于检测所述无刷马达的旋转位置；

[0010] 马达控制装置，用于基于所述旋转位置感测装置检测到的检测值控制所述无刷马达；

[0011] 旋转速度计算装置，用于基于所述旋转位置感测装置检测到的检测值计算所述无刷马达的转速；

[0012] 燃料管，其与所述燃料泵相连，以向内燃机供给燃料；

[0013] 燃料流量控制元件，其与所述燃料管相连，并控制燃料的流量；

[0014] 空燃比检测装置，用于检测吸入到内燃机中的空气-燃料混合物的空燃比；

[0015] 燃料异常判定装置，用于判定所述空燃比检测装置检测到的空燃比的值是否为异常大的值；

[0016] 泵异常判定装置，用于判定相对于所述无刷马达上的施加电压所述转速的值是否正常；以及

[0017] 燃料系统异常判定装置，用于当所述燃料异常判定装置判定所述空燃比为异常大的值以及所述泵异常判定装置判定所述转速的值是正常的时，判定所述燃料管和所述燃料流量控制元件中的至少一个是异常的。

[0018] 在本发明中，当判定空燃比(空气-燃料比)为异常大的值时以及当判定转速值是正常的时，可以判定燃料管和燃料流量控制元件中的至少一个是异常的。

[0019] 因此，在使用为控制燃料喷射量所需的空燃比检测装置的同时，只要燃料管和燃料流量控制元件中的至少一个处于异常状态，便可以通过使用为控制无刷马达的启动所需的旋转位置感测装置进行检测。因此，在检测除了燃料泵以外的燃料管的异常时，不需要专用燃料压力传感器。

[0020] 有利的是，如果相对于施加电压转速的值位于预定范围内，则可以判定燃料泵是正常的。或者，如果相对于施加电压转速的值位于给定范围之外，则可以判定燃料泵处于异常状态。因此，当相对于施加电压转速值大于预定的下限值时，可以判定燃料泵是正常的。当小于预定的下限值时，可以判定燃料泵处于异常状态。另外，当相对于施加电压转速值过大时，可以判定其处于异常状态。因此，确实可以检测燃料泵的正常状态和异常状态。

[0021] 有利的是，当燃料系统异常判定装置判定存在异常时，或者当泵异常判定装置判定存在异常时，马达控制装置以预定时间停止无刷马达的运行，然后重启无刷马达。由于再次重启燃料泵将产生燃料的压力脉动，可以预期该脉动可以除去堵塞在每个部件中的异物。

附图说明

[0022] 图1是示出了根据本发明的第一实施例的燃料系统故障检测装置的结构的方框图。

[0023] 图2是示出了由如图1所示的ECU控制的流程图。

[0024] 图3是用于解释图2中的燃料系统异常判定程序的控制过程的流程图。

[0025] 图4是示出了在如图2所示的燃料系统异常判断程序中使用的图形的示意图。

[0026] 图5是用于解释根据本发明的第二实施例的燃料系统故障检测装置的控制过程的流程图。

[0027] 图6是用于解释图5中的泵重启程序的控制过程的流程图。

具体实施方式

[0028] 下面描述本发明的多个实施例。

[0029] 第一实施例

[0030] 图1是示出了根据第一实施例的燃料系统故障检测装置的结构以及由ECU(电子控制单元)10控制的燃料泵30和驱动电路20的方框图。燃料泵30具有无刷马达(无刷电动机)31和泵部32。泵部32具有由无刷马达31转动的鼓风机叶轮321，燃料被引入到泵部32中以进行加压。燃料压力通过泵部32增大，且燃料从燃料泵30中排出。由压力调节器33(燃料流量控制器)进行压力调节。然后，其压力由压力调节器33进行调节的燃料流过燃料管34。燃料被供给至喷射器50(燃料流量控制器)，该喷射器50将燃料喷射到引入发动机(内燃机)的燃烧室中的吸入空气中。

[0031] ECU 10基于发动机转速、节气门开度等计算目标喷射量。ECU 10控制喷射器50的启动，从而使得从喷射器50喷出的燃料喷射量成为目标喷射量。而且，作为空燃比检测装置的氧浓度传感器40设置在排气通路中，且氧浓度检测值被输入ECU 10。

[0032] 基于氧浓度传感器40检测到的氧浓度检测值，ECU 10检测将吸入到燃烧室中的空气-燃料混合物的空燃比A/F。而且，ECU 10计算用于进行目标喷射量的反馈校正的校正系数FAF，从而使得检测到的空燃比A/F可接近化学计算(即理想)的空燃比，且ECU 10执行空燃比反馈校正控制。

[0033] 也就是说，如果检测到的空燃比A/F的值大于化学计算的空燃比，校正系数FAF的值将被加大，并且将进行反馈校正，从而可以增大燃料喷射量。另一方面，如果检测到的空燃比A/F的值小于化学计算的空燃比，校正系数FAF的值将变小，并且将进行反馈校正，从而可以减小燃料喷射量。

[0034] 作为用于检测无刷马达31的旋转位置的旋转位置感测装置的霍耳效应元件312设置在燃料泵30中。ECU 10基于霍耳效应元件312的检测信号控制驱动电路20的运行。驱动电路20具有多个开关电路，且其操作开关电路，从而使得驱动电压可以顺次施加在无刷马达31的每个线圈311上。

[0035] 此外，以这种方式控制驱动电路20的启动的ECU 10和驱动电路20相当于一个“马达控制装置”。

[0036] 接下来，参照图2-4解释ECU 10的异常检测方法。

[0037] 图2是示出了ECU 10的控制过程的流程图。首先，在步骤S10中，用于进行反馈校正的每个给定时间内的校正系数FAF的平均值FAFAV被算出。接下来，进行到步骤S20，并判定(确定)校正系数平均值FAFAV是否大于或等于给定值d。如果FAFAV≥α(S20：是)，则认为在燃料系统中发生了异常，且实际燃料喷射量已变得小于目标喷射量。而且，燃料系统故障检测计数器的值CFAFAL加“1”。

[0038] 接下来，进行到步骤S40，并判定CFAFAL是否大于或等于给定值β。如果在燃料系统发生异常之后经过了给定时间以上且CFAFAL≥β(S40：是)，则进行如图3所示的燃料系统异常判定程序S50。如果CFAFAL的值已达到β(S40：否)，该处理过程将返回到步骤S10。

[0039] 而且，在步骤S20中，如果FAFAV＜α(S20：否)，CFAFAL的值将被复位为0，并且处理过程将返回到步骤S10。

[0040] 此外，在步骤S20和S40中，当ECU 10判定实际的燃料喷射量是否小于目标喷射量时，ECU 10相当于一个“燃料异常判定装置”。

[0041] 在燃料系统异常判定程序S50中，在步骤S510中，基于霍尔效应元件312的检测值计算燃料泵30的转速NEFP。当ECU 10计算转速NEFP时，ECU 10相当于一个“旋转速度计算装置”。

[0042] 然后，在步骤S520中，检测当前施加到无刷马达31的线圈311上的电压值VBFP。

[0043] 这里，当燃料泵30正常运行时，泵旋转频率NEFP和泵电压值VBFP之间的关系可以唯一地确定，如图4中实线所示。而且，相对于实线具有余裕的范围为由图4中的虚线L1和L2所限定的范围。如果检测到的转速NEFP和检测到的压力值VBFP在由线L1和L2限定的范围内，则可以判定燃料泵30正常运行。如果它们位于该范围之外，则可以判定在泵中发生了异常，其中异物被吸入到鼓风机叶轮321中。

[0044] 具体地说，如图4所示的图形被预先存储在ECU 10中。在步骤S530中，判定相对于压力值VBFP转速NEFP是否大于以线L2表示的下限值γ以及是否小于以线L1表示的上限值δ。如果转速NEFP位于给范围内(γ≤VBFP≤δ)(S530：是)，则可以认为在泵30中未发生异常，并且在步骤S540中判定除了燃料泵30以外的燃料系统发生了异常。也就是说，判定燃料系统发生了异常，其中燃料管34、喷射器50以及压力调节器33中的至少一个被异物堵塞。然后，在步骤S550中，表示除了燃料泵30以外的燃料系统出现异常的代码ALCODE＝1被输出。

[0045] 另一方面，如果转速NEFP位于给定范围之外(S530：否)，则在步骤S560中可以判定泵中发生了异常。此外，以泵中发生异常为例，可能涉及异物被吸入鼓风机叶轮321中、产生了汽封(汽阻)、鼓风机叶轮321反转等。然后，在步骤S570中，表示燃料泵30出现异常的代码ALCODE＝2被输出。而且，当输出每个代码ALCODE＝1和2时，将该异常报告给车辆乘务员的警报或诊断灯被启动。根据代码ALCODE为1或2，通过改变诊断灯的闪光次数来报告异常情况。

[0046] 此外，当ECU 10进行步骤S10-S50和步骤S510-S520的控制并在步骤S530中判定异常发生在燃料泵30中或除了泵以外的燃料系统中时，ECU 10相当于“泵异常判定装置”和“燃料系统异常判定装置”。

[0047] 根据第一实施例，在使用控制通过喷射器50的燃料喷射量所需的氧浓度传感器40的同时，使用控制无刷马达31的启动所需的霍尔效应元件312，可以判定除了燃料泵30以外的燃料管34和喷射器50等燃料系统是否出现异常。因此，在检测除了燃料泵30以外的燃料系统的异常时，不需要专用的燃料压力传感器。

[0048] 第二实施例

[0049] 参照图5和6，以下将解释根据第二实施例的燃料系统故障检测装置的控制过程。此外，相同的附图标记被赋予与第一实施例基本相同的处理步骤部分。而且，根据第二实施例的燃料系统故障检测装置的结构与图1中所示的第一实施例的结构相同。而且，在根据第二实施例的燃料系统故障检测装置的故障检测控制中，图2所示的控制内容与第一实施例的控制内容相同。下面将不再对其进行重复描述。

[0050] 根据第二实施例，在步骤S530中，当转速NEFP位于给定范围之外时，判定泵发生故障，ECU 10暂时停止无刷马达31的运行。在叶轮321停止后，重启无刷马达，这被称为泵的重启控制。

[0051] 如图5所示，在完成步骤S550和S570之后，程序进行到步骤S580。在步骤S580中，判定代码ALCODE＝2是否成立，即表明燃料泵30是否发生故障。当ALCODE＝2不成立时(S580：否)，程序返回到步骤S10。当ALCODE＝2成立(S580：是)时，执行图6中所示的泵重启程序S60。

[0052] 当泵重启程序S60开始时，电压不再施加到线圈311上，以停止燃料泵30的运行。然后，泵停止计数器CFPSTOP启动，并在步骤S620中判定CFPSTOP是否小于或等于给定值μ。在停止向线圈311施加电压之后尚未经过给定时间并且CFPSTOP≤μ(S620：是)时，在步骤S630中，泵停止计数器CFPSTOP加“1”。

[0053] 然后，如果泵停止计数器CFPSTOP的值不为0(S640：否)，将会重复步骤S620和S630的处理。在停止将电压施加到线圈311上以后经过特定时间后且CFPSTOP＞μ(S620：否)时，认为鼓风机叶轮321完全停止，重新开始对线圈311施加电压，并在步骤S650中重启燃料泵。而且，在步骤S660中，泵停止计数器CFPSTOP的值被复位为0。因此，在随后的步骤S640中，变为肯定性判定，且处理过程返回到步骤S510。

[0054] 根据第二实施例，当在步骤S530中判定泵发生异常时，ECU 10中止无刷马达31的旋转，并在叶轮321停止后进行泵重启控制。由于再次重启燃料泵30将发生燃料的压力脉动，可以促使堵塞鼓风机叶轮321的异物通过该脉动被去除。

[0055] 其他实施例

[0056] 根据每个上述实施例，基于转速NEFP的检测值相对于压力值VBFP是否位于给定范围内(γ≤VBFP≤δ)，可以判定在燃料泵30中是否发生异常情况。在当前实施例中，当转速NEFP的检测值相对于压力值VBFP小于或等于图4中虚线L1所示的上限值(VBFP≤δ)时，可以判定在燃料泵30中没有发生异常情况。当大于上限值时，可以判定在燃料泵30中发生了异常情况。而且，当转速NEFP的检测值相对于压力值VBFP大于图4中虚线L2所示的下限值(γ≤VBFP)时，可以判定燃料泵30中没有发生异常情况。当小于下限值时，可以判定在燃料泵30中发生了异常情况。

[0057] 而且，当车辆处于以下运行状态下时，理想的是，进行如图2至6所示的故障检测控制。也就是说，例如，理想的是，当车辆以40km/h的速度运行给定时间、加速器开度在超过给定时间的时间段中维持在恒定值、或者发动机驱动条件稳定时进行控制。

[0058] 而且，根据每个上述实施例的燃料系统故障检测装置可以应用到其上安装有上述发动机的双轮车辆或四轮车辆上。

[0059] 本发明不限于上述实施例，其也可以被应用到各种类型的实施例中。