燃料性質(zhì)傳感器的異常判定設(shè)備和燃料性質(zhì)傳感器的異常判定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及燃料性質(zhì)傳感器的異常判定設(shè)備和判定燃料性質(zhì)傳感器的異常的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]例如，日本專利申請(qǐng)公報(bào)N0.2010-256038 (JP2010-256038 A)公開(kāi)一種關(guān)于作為燃料性質(zhì)傳感器之一的酒精濃度傳感器的異常判定的技術(shù)，特別地，一種判定堆積(stack)異常的有無(wú)的技術(shù)，在堆積異常情況下，酒精濃度傳感器的輸出顯示定值，不能顯示與酒精濃度對(duì)應(yīng)的變化。在JP 2010-256038 A中，在第一周期或第二周期的2個(gè)不同周期之間，切換酒精濃度傳感器的檢測(cè)電極的充電周期和放電周期。作為酒精濃度傳感器的輸出，檢測(cè)與第一和第二周期的每個(gè)中的檢測(cè)電極的靜電電容對(duì)應(yīng)的輸出。在JP 2010-256038 A中，當(dāng)其中兩個(gè)輸出之間的差異不大于預(yù)定值的狀態(tài)持續(xù)時(shí)，酒精濃度傳感器被判斷為處于堆積異常的狀態(tài)。
[0003]在JP 2010-256038 A中，當(dāng)按多個(gè)不同的頻率重復(fù)開(kāi)關(guān)的0N/0FF時(shí)，檢測(cè)電極按不同的周期被充電和放電。不過(guò)，當(dāng)需要切換多個(gè)頻率以檢測(cè)燃料性質(zhì)傳感器的故障時(shí)，由于精確地進(jìn)行所述切換的電路等，認(rèn)為關(guān)于燃料性質(zhì)傳感器的成本增大。此外，與充電和放電的周期一致的傳感器輸出的變化的特性隨燃料的成分而變化。于是，當(dāng)利用多個(gè)周期進(jìn)行異常判定時(shí)，必須對(duì)于多個(gè)周期中的每個(gè)周期應(yīng)用考慮到每種燃料的特性的適應(yīng)，從而認(rèn)為進(jìn)行所述適應(yīng)的工時(shí)增大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決如上所述的問(wèn)題，完成了本發(fā)明，本發(fā)明意圖提供一種燃料性質(zhì)傳感器的異常判定設(shè)備，所述異常判定設(shè)備能夠在不切換施加電壓的頻率的情況下，判定是否發(fā)生其中與燃料性質(zhì)對(duì)應(yīng)的正確值不能被輸出給燃料性質(zhì)傳感器的異常，以及異常判定方法。
[0005]作為本發(fā)明的第一方面的具有被配置為感測(cè)被檢燃料的靜電電容的感測(cè)部分的燃料性質(zhì)傳感器的異常判定設(shè)備包括第一獲取部分，所述第一獲取部分被配置成獲取第一輸出，所述第一輸出是在向感測(cè)部分施加預(yù)定電壓的狀態(tài)下，燃料性質(zhì)傳感器的輸出；第二獲取部分，所述第二獲取部分被配置成獲取第二輸出，所述第二輸出是在未向感測(cè)部分施加電壓的狀態(tài)下，燃料性質(zhì)傳感器的輸出；和判定部分，所述判定部分被配置成通過(guò)比較第一輸出和第二輸出，判定燃料性質(zhì)傳感器是否異常。
[0006]在所述第一方面，當(dāng)?shù)谝惠敵龊偷诙敵鲋钚∮诘谝换鶞?zhǔn)值時(shí)，判定部分判定燃料性質(zhì)傳感器異常。
[0007]在所述第一方面，判定部分通過(guò)比較第二輸出和當(dāng)感測(cè)部分的靜電電容為O時(shí)的燃料性質(zhì)傳感器的輸出，進(jìn)一步判定燃料性質(zhì)傳感器是否異常。
[0008]在所述第一方面，當(dāng)?shù)诙敵龊彤?dāng)感測(cè)部分的靜電電容為O時(shí)的燃料性質(zhì)傳感器的輸出之差大于第二基準(zhǔn)值時(shí)，判定部分判定燃料性質(zhì)傳感器異常。
[0009]作為本發(fā)明的第二方面的一種判定燃料性質(zhì)傳感器的異常的方法包括獲取第一輸出，所述第一輸出是在向感測(cè)被檢燃料的靜電電容的燃料性質(zhì)傳感器的感測(cè)部分施加預(yù)定電壓的狀態(tài)下，燃料性質(zhì)傳感器的輸出；獲取第二輸出，所述第二輸出是在未向感測(cè)部分施加電壓的狀態(tài)下，燃料性質(zhì)傳感器的輸出；和通過(guò)比較第一輸出和第二輸出，判定燃料性質(zhì)傳感器是否異常。
[0010]按照本發(fā)明的第一和第二方面，通過(guò)比較當(dāng)向燃料性質(zhì)傳感器的感測(cè)部分施加預(yù)定電壓時(shí)的輸出，和當(dāng)未施加電壓時(shí)的輸出，能夠檢測(cè)燃料性質(zhì)傳感器的異常。從而，僅僅通過(guò)切換電壓的施加狀態(tài)和電壓的未施加狀態(tài)，就能夠檢測(cè)燃料性質(zhì)傳感器的異常，即，不需要切換施加電壓的多個(gè)頻率來(lái)判定異常。于是，能夠簡(jiǎn)化異常判定設(shè)備，從而能夠低成本地進(jìn)行燃料性質(zhì)傳感器的異常判定。
【附圖說(shuō)明】
[0011]下面參考附圖，說(shuō)明本發(fā)明的例證實(shí)施例的特征、優(yōu)點(diǎn)及技術(shù)和產(chǎn)業(yè)意義，附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件，其中:
[0012]圖1是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例中的包括酒精濃度傳感器的異常判定設(shè)備的系統(tǒng)的整個(gè)結(jié)構(gòu)的示圖；
[0013]圖2是示意表示酒精濃度傳感器的基本結(jié)構(gòu)的示圖；
[0014]圖3A、圖3B和圖3C是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例中的酒精濃度傳感器正常時(shí)和異常時(shí)之間的輸出變化的示圖；和
[0015]圖4是說(shuō)明在本發(fā)明的實(shí)施例中執(zhí)行的控制例程的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]實(shí)施例
[0017][實(shí)施例的系統(tǒng)的整個(gè)結(jié)構(gòu)]
[0018]圖1是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例中的包括酒精濃度傳感器的異常判定設(shè)備的系統(tǒng)的整個(gè)結(jié)構(gòu)的示圖。在圖1的系統(tǒng)中，內(nèi)燃機(jī)2是能夠利用酒精(這里乙醇)和基于碳?xì)浠衔锏娜剂?這里汽油)的混合燃料的FFV(靈活燃料汽車(chē))的內(nèi)燃機(jī)。
[0019]在內(nèi)燃機(jī)2的各個(gè)汽缸中，安裝供給燃料的燃料噴射閥10。燃料通道12連接到燃料噴射閥10。燃料通道12的上游側(cè)連接到存放燃料的燃料箱14。在燃料通道12中，安裝燃料栗16。在燃料通道12的燃料栗16的下游，安裝作為燃料性質(zhì)傳感器之一的酒精濃度傳感器18。在本實(shí)施例中，酒精濃度傳感器18是生成與被檢燃料的乙醇濃度對(duì)應(yīng)的輸出的傳感器。
[0020]圖1的系統(tǒng)包括E⑶20。E⑶20電連接到包括酒精濃度傳感器18在內(nèi)的各個(gè)傳感器，并取得這些傳感器的輸出。ECU 20電連接到諸如燃料栗16和燃料噴射閥10之類的致動(dòng)器，處理取得的各個(gè)傳感器的信號(hào)，并按照預(yù)定控制程序操作這些致動(dòng)器。
[0021][酒精濃度傳感器的結(jié)構(gòu)和濃度檢測(cè)]
[0022]圖2是示意表示酒精濃度傳感器18的基本結(jié)構(gòu)的示圖。酒精濃度傳感器18是靜電電容式傳感器。酒精濃度傳感器18包括如圖2中所示的感測(cè)部分30。感測(cè)部分30包括布置在隔開(kāi)電極間距離d的相對(duì)位置的一對(duì)電極32。電極32的彼此面對(duì)的表面具有表面積S。當(dāng)酒精濃度傳感器18安裝在燃料通路12中時(shí)，感測(cè)部分30的電極32布置在燃料通路12內(nèi)部，并且在電極32之間流動(dòng)的燃料是被檢燃料。
[0023]對(duì)于一對(duì)電極32，借助圖中未圖示的電路，在電極32之間施加預(yù)定的AC電壓。當(dāng)向一對(duì)電極32施加電壓時(shí)的靜電電容C按照存在于電極32之間的燃料的介電常數(shù)ε變化。具體地，電極32之間的靜電電容C可用具有電極間距離d、電極32的表面積S、和電極32之間的材料(即，被檢燃料)的介電常數(shù)ε的下式(I)表示。靜電電容C= ε XS/d...(I)
[0024]這里，燃料的介電常數(shù)ε是每個(gè)燃料成分的本征值，是按照燃料的乙醇濃度變化的值。于是，根據(jù)電極32之間的靜電電容C，能夠計(jì)算燃料的乙醇濃度。未圖示的包括運(yùn)算放大器和增益電阻的電路連接到感測(cè)部分30。借助所述電路，從感測(cè)部分30輸出與電極32之間的靜電電容C對(duì)應(yīng)的電壓，作為傳感器輸出Vet。
[0025]現(xiàn)在，酒精濃度傳感器18包含起本實(shí)施例中的異常判定設(shè)備作用的微計(jì)算機(jī)36。微計(jì)算機(jī)36取得來(lái)自感測(cè)部分30的輸出，計(jì)算對(duì)應(yīng)于所述輸出的酒精濃度。此外，微計(jì)算機(jī)36借助控制信號(hào)，切換其中在感測(cè)部分30的電極32之間施加AC電壓的狀態(tài)，和其中不施加電壓的狀態(tài)。此外，微計(jì)算機(jī)36電連接到ECU 20，把關(guān)于酒精濃度傳感器18的信息的信號(hào)輸出給E⑶20，從E⑶20輸入關(guān)于內(nèi)燃機(jī)2的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)等的信息的信號(hào)。
[0026][實(shí)施例的異常判定控制]
[0027]在本實(shí)施例中，酒精濃度傳感器18的微計(jì)算機(jī)36進(jìn)行酒精濃度傳感器18的異常判定控制。更具體地，判定是否發(fā)生其中酒精濃度傳感器18的傳感器輸出被固定為恒定輸出而不變化的所謂堆積異常。
[0028]圖3A-圖3C是說(shuō)明本實(shí)施例1中的異常判定控制的示圖，表示當(dāng)酒精濃度傳感器18正常和異常時(shí)的輸出變化。在圖3A-圖3C中，水平軸表示公共時(shí)間。此外，圖3A表示施加的電壓V，圖3B表示當(dāng)酒精濃度傳感器18正常時(shí)的傳感器輸出，而圖3C表示當(dāng)在酒精濃度傳感器18中發(fā)生堆積異常時(shí)的傳感器輸出。
[0029]在本實(shí)施例中，如圖3A中所示，在時(shí)間TO之前，在感測(cè)部分30的電極32之間，施加作為AC電壓的施加電壓V，在時(shí)間T0，施加電壓被停止，而在時(shí)間TO之后，不施加所述電壓。
[0030]如圖3B中所示，當(dāng)酒精濃度傳感器18正常時(shí)，時(shí)間TO之前的感測(cè)部分30的傳感器輸出Vet對(duì)應(yīng)于存在于電極32之間的燃料的乙醇濃度。當(dāng)在時(shí)間T0，停止施加電壓V的施加時(shí)，在響應(yīng)延遲時(shí)間過(guò)去之后，傳感器輸出Vet變成電壓施加停止時(shí)的電壓Vsb。當(dāng)不施加電壓時(shí)的正常傳感器輸出Vsb是當(dāng)靜電電容C為O時(shí)的輸出，S卩，不受燃料濃度影響的每個(gè)酒精濃度傳感器18的特征值。
[0031]另一方面，如圖3C中所示，當(dāng)在酒精濃度傳感器18中發(fā)生堆積異常時(shí)，與施加電壓V被施加還是電壓施加被停止無(wú)關(guān)，傳感器輸出Vet都被固定為恒定輸出，而不變化。
[0032]如上所述，在本實(shí)施例中，獲得第一輸出Vet和第二輸出Vs，第一輸出Vet是在施加電壓V被施加的狀態(tài)下的傳感器輸出，而第二輸出Vs是在電壓施加被停止并且預(yù)定響應(yīng)延遲時(shí)間已過(guò)去之后的預(yù)定時(shí)刻Tl的輸出。隨后，當(dāng)根據(jù)第一輸出Vet和第二輸出Vs被判定為對(duì)應(yīng)于下述(I)和(2)時(shí)，判定在酒精濃度傳感器18中發(fā)生堆積異常。
[0033](I)當(dāng)在當(dāng)施加電壓V被施加時(shí)，和在電壓施加被停止后之間，傳感器輸出完全相同或者幾乎相同時(shí)，(2)當(dāng)在電壓施加被停止時(shí)的第二輸出Vs不同于在靜電電容為O時(shí)的輸出Vsb時(shí)。
[0034]依據(jù)第一輸出Vet和第二輸出Vs之間的差值(Vet-Vs)的絕對(duì)值是否小于第一基準(zhǔn)值Refl，判定是否對(duì)應(yīng)于上面說(shuō)明的(I)。這里，第一基準(zhǔn)值Refl被視情況設(shè)定為0，或者O附近的在判定第一輸出和第二輸出幾乎相同的區(qū)域中的上限附近的值。微計(jì)算機(jī)36預(yù)先保存所述值。
[0035]依據(jù)第二輸出Vs和當(dāng)靜電電容為O時(shí)的輸出Vsb之間的差值(Vs-Vsb)的絕對(duì)值是否大于第二基準(zhǔn)值Ref2，判定是否對(duì)應(yīng)于上面說(shuō)明的(2)。這里，第二基準(zhǔn)值Ref2被視情況設(shè)定為判定兩個(gè)輸出不同的區(qū)域中的上限附近的值。微計(jì)算機(jī)36預(yù)先保存第二基準(zhǔn)值Ref2和當(dāng)靜電電容為O時(shí)的輸出Vsb的值。
[0036]圖4是說(shuō)明在本發(fā)明的實(shí)施例中執(zhí)行的控制例程的流程圖。圖4的例程是在內(nèi)燃機(jī)2的運(yùn)轉(zhuǎn)期間，每隔固定時(shí)間反復(fù)執(zhí)行的例程。
[0037]在圖4的例程中，首先，判定濃度檢測(cè)條件是否成立(S102)。濃度檢測(cè)條件是視情況設(shè)定并預(yù)先保存在微計(jì)算機(jī)36中的為穩(wěn)定地測(cè)量燃料的乙醇濃度所必需的條件。作為具體的濃度檢測(cè)條件，例如，可以列舉內(nèi)燃機(jī)2是否在起動(dòng)之后和在預(yù)熱之后，酒精濃度傳感器18是否有故障，和在濃度檢測(cè)期間是否施加電壓V。當(dāng)在步驟S102，未