(57)【要約】【課題】  燃料タンク内圧が上昇しにくい場合であっても、蒸気燃料のリークの有無を正しく検知することができるリーク判定装置の提供。【解決手段】  蒸発燃料制御系に対して、蓄熱要素を有する蓄熱装置と、蓄熱装置と燃料タンクとの間で熱交換を行う熱交換器とを設置する。蓄熱装置は、駆動に応じて熱を発する１乃至複数の機器との間で直接的に熱交換を行って効率的に蓄熱する。蓄熱装置に蓄えられた熱は熱交換器によって燃料タンクとの間で熱交換されて、これにより燃料タンクは加熱される。このようにすると、１乃至複数の機器で発生した熱を一旦蓄熱装置に蓄えることで、エネルギー密度を高めてから燃料タンクを加熱することが可能となる。すなわち、車両の駆動に応じて発生する熱エネルギーを有効に活用して、従来ではリーク検知に必要な内圧変化を発生させうるだけの受熱がない場合であっても、正しくリーク検知を行うことができるようになる。【選択図】        図１
2010133363.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクと、前記燃料タンク内で発生する蒸気燃料を吸着する吸着剤を有するキャニスタと、前記キャニスタを大気に連通させる空気通路と、前記キャニスタと前記燃料タンクとを接続する第１の通路と、前記キャニスタを内燃機関の吸気系に接続する第２の通路と、前記空気通路を開閉するベントシャット弁と、前記第２の通路を開閉するパージ制御弁とを具えた蒸発燃料処理系における前記蒸気燃料のリークの有無を検出するリーク判定装置において、
蓄熱要素を有する蓄熱装置と、
前記蓄熱装置と前記燃料タンクとの間で熱交換を行う熱交換器と、
前記蒸発燃料処理系内の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記ベントシャット弁及び前記パージ制御弁を閉弁した際の前記蒸発燃料処理系内の検出圧力に応じて、前記蒸発燃料処理系のリークの有無を判定するリーク判定手段と
を具えてなり、
前記蓄熱装置に蓄えられた熱によって前記燃料タンクを加熱することを特徴とするリーク判定装置。
【請求項２】
前記蓄熱装置は、駆動に応じて熱を発する１乃至複数の機器から発生された熱を熱交換によって前記蓄熱要素に蓄えることを特徴とする請求項１に記載のリーク判定装置。
【請求項３】
前記駆動に応じて熱を発する機器は、車両に搭載されている内燃機関、変速機、電動機の少なくともいずれか一つであることを特徴とする請求項２に記載のリーク判定装置。
【請求項４】
前記蓄熱要素は過冷却状態で蓄熱が可能な潜熱蓄熱材からなるものであって、前記蓄熱装置は前記蓄熱要素の過冷却状態を解除する解除手段を具えてなり、
前記解除手段による前記蓄熱要素の過冷却状態の解除に応じて前記蓄熱装置に蓄えられた熱によって前記燃料タンクを加熱することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のリーク判定装置。
【請求項５】
前記熱交換器は、前記蓄熱装置と前記ベントシャット弁との間でさらに熱交換を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のリーク判定装置。
【請求項６】
前記熱交換器は、前記蓄熱装置と前記燃料タンク及び／又は前記ベントシャット弁との間において熱を伝播する熱伝播経路を有してなり、
前記熱伝播経路は、熱伝達媒体に液体もしくは気体を用いることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のリーク判定装置。
【請求項７】
前記熱伝播経路は、ヒートパイプであることを特徴とする請求項６に記載のリーク判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、燃料タンク内で発生した蒸気燃料をキャニスタに一時的に吸着して内燃機関の吸気系に供給する蒸発燃料処理系における、前記蒸気燃料のリークの有無を判定するリーク判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近では、大気汚染防止のため、燃料タンク内で蒸発したガソリン（大気汚染規制物質とされる炭化水素からなる蒸気燃料であって、ベーパーなどと呼ばれる）を一時的に吸着するキャニスタを有し、内燃機関（エンジン）において燃料タンクから供給されるガソリンと前記キャニスタに吸着されたベーパーとを一緒に燃焼（これをパージと呼ぶ）させる蒸発燃料処理系を具備してなり、これによりベーパーを大気中に排出させないようにした所謂エバポシステムと呼ばれるシステムが車などに搭載されている。
【０００３】
上記エバポシステムにおいては、燃料タンク自体や燃料タンクからキャニスタを介してエンジンまでを結ぶベーパーの通路（配管）に穴や亀裂が発生していたりあるいは配管そのものが外れてしまっていたりすると、当然のことながらそれらの箇所からベーパーが大気中に放出されてしまうので都合が悪い。そこで、エバポシステムの故障による大気汚染を防止するための方策として、蒸発燃料処理系におけるベーパーのリーク（漏れ）の有無を検出する技術が従来から知られている。そうした技術の一例としては、例えば特許文献１に記載されている技術がある。
【特許文献１】特開2006-77616号公報
【０００４】
上記特許文献１に記載された技術には、内燃機関の停止後に蒸発燃料処理系における各種バルブ（詳しくはベントバルブやパージ制御弁など）を閉じて当該処理系を閉回路とし、このときの燃料タンク内圧の上昇勾配の変化及び下降勾配の変化に基づいて、蒸発燃料処理系からのリークの有無を判定する方法が開示されている。このリーク検知手法は、エンジン停止後のベーパーによる内圧変化監視による異常検知法（Engine-Off Natural Vacuum、以下単にＥＯＮＶと呼ぶ）であって、燃料タンクが走行中にエンジン等から発生する熱を受けて（受熱して）内部の温度が上昇してベーパーが発生する現象を利用している。また、走行中の振動等により内圧の急激な変化を避けるため、車両を停止し且つエンジンを停止してから所定時間経過後にリーク検知を開始するようにしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来においては、リーク検知実行前の運転時の環境条件（例えば、外気温やエンジン冷却水温など）やエンジン運転時間などを実行条件として、リーク検知に必要な内圧変化を発生させうる受熱があるかどうかを判断するようにしている。そのため、リーク検知の実行頻度が低下する、あるいはリークの有無を正しく検知できないなどの問題点があった。例えば、実際にエンジンが始動されてから停止されるまでの時間が短い（走行距離や走行時間が短い）場合には、そもそもリーク検知が行われないことから、短い距離を走行するだけといった使い方がなされた場合などにリークの有無を検知することが非常に困難である。
【０００６】
また、例え実行条件を満たしリーク検知が行われたとしても、エンジン等から発生される熱量（受熱する熱量）が少ないためにベーパーがほとんど発生せずに燃料タンク内圧の上昇がすぐには見られない（時間をかけて非常に緩やかに上昇する）ことから、誤ってリークが発生していると判断されてしまう。あるいは、零度以下の低外気温時には、外部からキャニスタに空気を取り入れるためのベントバルブ（リーク検知時には閉じられる）が凍結により正常に開閉できないおそれがあり、これによる誤検知を避けるためにリーク検知が行われないが、そうした場合にまったくリーク検知が行われないのは非常に都合が悪い。
【０００７】
さらには、走行開始から一定距離までは電気モータの駆動により走行し、その後にエンジンを始動して電気モータ駆動からエンジン駆動に切り換えて走行することが可能なハイブリッド自動車（プラグイン・ハイブリッド車）では、走行距離が短いとエンジンが始動されないために、短い距離だけを走行したとしてもエンジンから受熱しないので燃料タンク内圧が上昇せず、リーク検知することが困難である。
【０００８】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、走行距離が短く内燃機関等から十分に受熱せず燃料タンク内圧が上昇しにくい場合であっても、蒸発燃料処理系における蒸気燃料のリークの有無を正しく検知することができるリーク判定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る蒸発燃料処理系のリーク判定装置は、燃料タンク（２）と、前記燃料タンク（２）内で発生する蒸気燃料を吸着する吸着剤を有するキャニスタ（６）と、前記キャニスタ（６）を大気に連通させる空気通路（５）と、前記キャニスタ（６）と前記燃料タンク（２）とを接続する第１の通路（３）と、前記キャニスタ（６）を内燃機関の吸気系（２７）に接続する第２の通路（４）と、前記空気通路（５）を開閉するベントシャット弁（９）と、前記第２の通路（４）を開閉するパージ制御弁（８）とを具えた蒸発燃料処理系（１）における前記蒸気燃料のリークの有無を検出するリーク判定装置において、蓄熱要素（Ｔ）を有する蓄熱装置（１２）と、前記蓄熱装置（１２）と前記燃料タンク（２）との間で熱交換を行う熱交換器（１３）と、前記蒸発燃料処理系内の圧力を検出する圧力検出手段（７）と、前記ベントシャット弁（９）及び前記パージ制御弁（８）を閉弁した際の前記蒸発燃料処理系内の検出圧力に応じて、前記蒸発燃料処理系のリークの有無を判定するリーク判定手段（２８）とを具えてなり、前記蓄熱装置（１２）に蓄えられた熱によって前記燃料タンク（２）を加熱することを特徴とする。
【００１０】
本発明の好ましい一実施形態によれば、前記蓄熱装置（１２）は、駆動に応じて熱を発する１乃至複数の機器から発生された熱を熱交換によって前記蓄熱要素（Ｔ）に蓄えることを特徴とする。
【００１１】
この発明によると、蒸発燃料制御系（１）に対して、蓄熱要素（Ｔ）を有する蓄熱装置（１２）と、前記蓄熱装置（１２）と前記燃料タンク（２）との間で熱交換を行う熱交換器（１３）とを設置するようにしている。蓄熱装置（１２）は、駆動に応じて熱を発する１乃至複数の機器で発生された熱を前記蓄熱要素（Ｔ）に蓄える。熱交換器（１３）は、前記蓄熱装置（１２）に蓄えられた熱を燃料タンク（２）との間で熱交換する。こうした構成によれば、蓄熱装置（１２）は駆動に応じて熱を発する１乃至複数の機器との間で直接的に熱交換を行うことから、前記機器から発生された熱を利用して効率的に蓄熱要素（Ｔ）に蓄熱することができる。そして、蓄熱装置（１２）に蓄えられた熱は、熱交換器（１３）によって燃料タンク（２）との間で熱交換されて、これにより燃料タンク（２）が加熱される。こうすると、走行時間や走行距離が短く駆動に応じて熱を発する１乃至複数の機器から十分な熱の発生が見込めない場合であっても、前記機器で発生した熱を一旦蓄熱装置（１２）に蓄えてエネルギー密度を高めてから燃料タンク（２）を加熱することが可能となる。したがって、車両の駆動に応じて発生する熱エネルギーを有効に活用して、従来ではリーク検知に必要な内圧変化を発生させうるだけの受熱がない場合であっても、正しくリーク検知を行うことができるようになる。
【００１２】
また、上記蓄熱要素（Ｔ）は過冷却状態で蓄熱が可能な潜熱蓄熱材からなるものであって、前記蓄熱装置（１２）は前記蓄熱要素（Ｔ）の過冷却状態を解除する解除手段（１７）を具えてなり、前記解除手段（１７）による前記蓄熱要素（Ｔ）の過冷却状態の解除に応じて前記蓄熱装置（１２）に蓄えられた熱によって前記燃料タンク（２）を加熱することを特徴とする。これによれば、解除手段（１７）による過冷却状態の解除（発核）により所望のタイミングで蓄熱要素（Ｔ）を発熱させて蓄熱できることから、駆動に応じて熱を発する内燃機関や変速機あるいは電動機などからリーク検知を行うに足りる十分な熱の発生が見込めない場合（走行距離や走行時間が短い場合など）であっても、燃料タンク（２）を加熱してリーク検知を行うことが可能となる。
【００１３】
さらに、上記熱交換器（１３）は、前記蓄熱装置（１２）と前記ベントシャット弁（９）との間でさらに熱交換を行うことを特徴とする。これによると、ベントシャット弁（９）が凍結していたとしてもこれを加熱して正常に開閉できる状態に戻すことができ、低温下であってもベントシャット弁（９）を閉弁してリーク検知を行うことが可能となる。
【００１４】
なお、上記で括弧内に記した図面参照符号は、後述する実施形態において対応する構成要素等を参考のために例示したものである。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、蒸発燃料処理系に蓄熱装置と熱交換器とを配設し、蓄熱装置に蓄えられた熱によって燃料タンクを加熱するようにしたことから、従来ではリーク検知ができなかった状況においても、リーク検知を行うに足りる十分な熱を発生させて確実にリーク検知を実施することができるようになる、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に従って詳細に説明する。
【００１７】
図１は、この発明に係るリーク判定装置を適用した蒸発燃料処理系を含む内燃機関の全体構成の一実施例を示す概略図である。本実施例に示すリーク判定装置は大きく分けて、内燃機関Ｅ（以下、エンジン）と蒸発燃料処理系１と熱交換装置１１とＥＣＵ２８（電子制御ユニット）とを含んでなる。
【００１８】
エンジンＥは例えばガソリンエンジンであって、燃料（ガソリン）の燃焼に伴い発生する排気ガスを触媒を通してから外部に排出する排気管２５と、外部から取り込んだ空気と燃料制御部２６から噴射される燃料とを混合してエンジンＥに供給する吸気管２７とが連結されている。ここでは図示を省略したが、前記燃料制御部２６は、例えばＥＣＵ２８からの制御信号によって開弁時間が制御される燃料噴射弁（インジェクタ）、燃料供給管１０を介して接続された燃料タンク２から前記燃料噴射弁に燃料を供給する燃料ポンプ、外部から取り込んだ空気の圧力と燃料供給管１０を介して供給される燃料の圧力との圧力差を一定にするレギュレータなどを含んでなる。
【００１９】
蒸発燃料制御系１は、燃料タンク２、チャージ通路３（第１の通路）、キャニスタ６及びパージ通路４（第２の通路）を具えてなり、燃料タンク２内で発生した蒸発燃料をキャニスタ６により一時的に吸着・貯留させ、適宜に吸気管２７内に放出するためのものである。燃料タンク２はチャージ通路３を介してキャニスタ６に接続されており、燃料タンク２内で発生した蒸発燃料がキャニスタ６に移動できるようになっている。チャージ通路３には例えば圧電素子で構成されるベント圧センサ７（圧力検出手段）が配置されており、チャージ通路３内の圧力を検出してＥＣＵ２８にその検出信号を出力する。チャージ通路３内の圧力は、圧力が安定している定常状態において燃料タンク２内の圧力にほぼ等しくなる。
【００２０】
キャニスタ６は燃料蒸気を吸着する活性炭（吸着剤）を内蔵しており、また大気側に開口する空気通路５を有する。空気通路５の途中には、ベントバルブ（ベントシャット弁）９が設けられている。このベントバルブ９は、通常は空気通路５を開放した開弁状態にあるが、リーク検知時にはＥＣＵ２８からの制御信号に従って空気通路５を閉鎖した閉弁状態とすることができる。
【００２１】
パージ通路４はキャニスタ６と吸気管２７とを連結しており、途中には電磁弁であるパージ制御弁８が設けられている。キャニスタ６に吸着・貯留された蒸発燃料は、パージ制御弁８が開弁状態にあるときにエンジンＥの吸気管２７に適宜送り込まれる（パージされる）。パージ制御弁８の開度はＥＣＵ２８からの制御信号に基づくオン‐オフデューティー比に応じて制御できることから、オン‐オフデューティー比を連続的に変化させることによりキャニスタ６から吸気管２７に送り込む蒸発燃料の流量（パージ流量）を連続的に制御することができるようになっている。
【００２２】
熱交換装置１１は、蓄熱材Ｔを有してなる蓄熱装置１２と、エンジンＥの冷却水（ＬＬＣ）を蓄熱装置１２へ循環させる冷却水循環路１９と、図示しない自動変速機（ＡＴ）の作動油（ＡＴＦ）を蓄熱装置１２へ循環させる作動油循環路１８と、熱交換器１３とを具えている。冷却水循環路１９は、エンジンＥに形成された水ジャケット（図示せず）から導出され、蓄熱装置１２に連通し、蓄熱装置１２の下流側でエンジンＥの水ジャケットに再度導入されている。また、冷却水循環路１９は、図示を省略した電気モータ（電動機）の周囲にも別系統で配置してある。
【００２３】
蓄熱装置１２は例えば長手状の筒状体からなる筐体であって、その筐体内に冷却水循環路１９に連通する第一室１４と、蓄熱材Ｔを配設した第二室１６と、作動油循環路１８に連通する第三室１５とが形成されている。蓄熱装置１２の筐体は冷却水に対する防錆性などの耐久性があり、且つ断熱性の良好な材料、例えば、銅、アルミニウム、ステンレスなどの金属材料で構成されている。筐体内部に、断熱性を高めるために真空の断熱層を形成してあってもよい。
【００２４】
この実施例に示す蓄熱装置１２では、第一室１４と第二室１６とが隣接して配置され、かつ、第二室１６と第三室１５とが隣接して配置されている。これによれば、冷却水と第二室１６内に配設された蓄熱材Ｔとの間で直接的に熱交換を行え、かつ、作動油と蓄熱材Ｔとの間で直接的に熱交換を行える。したがって、蓄熱材Ｔの蓄熱により、作動油と冷却水の両方を直接的に加熱することが可能となる。また、反対に作動油と冷却水の両方から受熱して蓄熱材Ｔに蓄熱させることが可能となる。さらに、第一室１４の冷却水と第三室１５の作動油との間では、第二室１６の蓄熱材Ｔを介して間接的に熱交換を行うことができる。
【００２５】
蓄熱材Ｔは過冷却状態で蓄熱が可能な潜熱蓄熱材であり、凝固点以下になっても液状のままで固化しない性質を有している。このような蓄熱材Ｔとして、例えば酢酸ナトリウム水和物からなる蓄熱材が挙げられる。酢酸ナトリウム水和物は、後述する解除手段による過冷却状態の解除によって、平衡状態に戻って固化する際に発熱し、温度の低い他の媒体を加熱することができる。
【００２６】
そして、第二室１６の蓄熱材Ｔの中には、蓄熱材Ｔの過冷却状態を解除する解除手段（以下、発核装置という）１７が設置されている。図２は、発核装置１７を示す概略側面図である。発核装置１７は、蓄熱材Ｔ中に設置された円形平板状の金属バネ部材４０と、金属バネ部材４０に打撃を与えるソレノイド４１とを具えている。ソレノイド４１は、ＥＣＵ２８からの制御信号に応じて動作する。金属バネ部材４０は、同図（ａ）に示す状態において、ソレノイド４１による打撃で中央部４０ａが押圧されると、同図（ｂ）に示すように、該中央部４０ａが反転するようになっている。これにより、蓄熱材Ｔ中に核が生成（発核）され、蓄熱材Ｔの過冷却状態が解除されて固化が始まる。なお、解除手段としては、蓄熱材Ｔ中に核を生成可能な手段であれば何れの手段でもよく、上記以外にも例えば蓄熱材Ｔ中で金属摩擦あるいは電圧印加などを施す手段であってもよい。
また、第二室１６の蓄熱材Ｔの中には発核装置１７の他に、蓄熱材Ｔを加熱する加熱手段（例えば、ヒータ）Ｈが設置されている。このヒータＨは、蓄熱材Ｔの一部が固相状態にある場合にＥＣＵ２８からの制御に基づいて蓄熱材Ｔを加熱し、蓄熱材Ｔ全体を完全に融解（全て液相化）するためのものである。これによると、蓄熱材Ｔの一部が固相状態にあることを原因とする蓄熱材Ｔ全体への固相化の進行に伴う放熱（このため蓄熱材Ｔに蓄熱されない）を防止できることから、本実施例において作動油と冷却水の両方からの受熱だけによっては、蓄熱材Ｔの全てを液相化するのに十分な熱（例えば５８℃以上）を与えることができない場合であっても（蓄熱材Ｔの一部が固相状態にある）、ヒータＨによる加熱によって蓄熱材Ｔに容易に蓄熱させることができる。
【００２７】
なお、ここでは、過冷却状態で蓄熱が可能な潜熱蓄熱材の代表例として酢酸ナトリウム水和物を挙げたが、他にも、水和塩化合物（化学式としてＭｘ・ｎＨ2Ｏ（ｎ：整数）で表わされるもの）を挙げることができ、Ｎａ2ＳＯ4・１０Ｈ2Ｏ，ＣａＣｌ2・６Ｈ2Ｏを例示することができる。
【００２８】
なお、蓄熱装置１２は上記した構成のものに限らない。また、蓄熱材Ｔとしては、化学反応を利用して熱の吸収・放出を行うことができる化学蓄熱材を用いたものであってもよい。このような化学蓄熱材としては、例えば、ゼオライト、シリカゲル・活性炭・生石灰などがあり、これらの蓄熱材に化学反応を生じさせる反応媒体としては、水の他に、エタノール・メタノール・エチレングリコール系不凍液・塩化カルシウム系不凍液などがある。化学蓄熱材の例としては、他にも水素吸蔵合金を用いた蓄熱材などが挙げられる。
【００２９】
次に、熱交換器１３について説明する。熱交換器１３は、第１熱交換部２０、第２熱交換部２２、第３熱交換部２３、熱伝播経路２１により構成される。この実施例に示す熱交換器１３では、第１熱交換部２０は燃料タンク２の近傍に、第２熱交換部２２は蓄熱装置１２の近傍に、第３熱交換部２３はベントバルブ９の近傍にそれぞれ隣接するようにして配設され、各熱交換部２０，２２，２３がそれぞれに隣接する構成物と熱交換を行えるようにしている。熱伝播経路２１は第２熱交換部２２と第１熱交換部２０及び第３熱交換部２３とを接続し、これらの互いに接続された第２熱交換部２２と第１熱交換部２０との間，第２熱交換部２２と第３熱交換部２３との間で（ここでは一系統のみを示したが別系統であってよい）、熱を伝播するための経路を形成する。この熱伝播経路２１における熱伝播媒体は例えば空気のような気体であってよく、熱伝播経路２１内部に充填されている。
【００３０】
そして、蓄熱装置１２に隣接された第２熱交換部２２の近傍には、送風ファン２４が設けられる。送風ファン２４はＥＣＵ２８からの制御信号に従ってオン・オフされるものであって、送風ファン２４がオンされると熱伝播経路２１内に風が送り込まれ、熱伝播経路２１内部において熱伝播媒体（気体）が強制的にすばやく循環されるようになっている。
【００３１】
上記構成によれば、蓄熱装置１２と燃料タンク２及びベントバルブ９とで間接的に熱交換を行える。まず、上記した蓄熱装置１２は蓄熱材Ｔの蓄熱により隣接して配設されている第２熱交換部２２を加熱する（熱交換する）。このとき、蓄熱装置１２の蓄熱材Ｔに十分に蓄熱されていないような状況である場合には、発核制御を行うことによって蓄熱材Ｔにすばやく蓄熱させ、この熱によって第２熱交換部２２を加熱する（詳しくは後述する図４参照）。
【００３２】
蓄熱装置１２により第２熱交換部２２が加熱されると、熱伝播経路２１内において第２熱交換部２２側の空気が暖められる（受熱する）。この状態で送風ファン２４がオンされると、熱伝播経路２１内で暖められた空気が第２熱交換部２２側から第１熱交換部２０側及び第３熱交換部２３側へと送られる。すなわち、熱交換を行う際に必要とされる熱が熱伝播経路２１を介して第１熱交換部２０及び第３熱交換部２３それぞれに伝播される。熱が伝播された第１熱交換部２０及び第３熱交換部２３それぞれにおいては、燃料タンク２及びベントバルブ９とで熱交換を行う。このようにして、蓄熱装置１２と該蓄熱装置１２に隣接して配設された第２熱交換部２２とで熱交換が行われ、前記第２熱交換部２２と第１熱交換部２０及び第３熱交換部２３との間で熱伝播させ、さらに第１熱交換部２０と燃料タンク２、第３熱交換部２３とベントバルブ９とで熱交換が行われることによって、燃料タンク２及びベントバルブ９を強制的に加熱するようにしている。
【００３３】
熱交換器１３は上記したものに限らず、蓄熱装置１２から受け取った熱を燃料タンク２（又はベントバルブ９）に伝播して燃料タンク２等を加熱することができるものであればどのような構成のものであってもよい。ただし、燃料タンク２等の即効加熱を可能としながらも、熱交換器１３全体の構成を簡素化して部品点数を削減でき、小型化、低コスト化を図ることができるものがよい。こうしたものの一例としては、例えば熱伝播媒体に液体を用いている図３に示すヒートパイプ５０のようなものが挙げられる。図３は、ヒートパイプの全体構成の一実施例を示す概念図である。
【００３４】
ヒートパイプ５０は離れた場所に高速で熱を伝える熱伝達素子であって、金属管からなる例えば長手状の筒状体からなる容器５1内に、ウィックと呼ばれる毛細管作用を有する部材５２と作動液５３とを封入した構成となっている。こうしたヒートパイプ５０の作動原理は、容器５１の一端に設けられた加熱部５１ａ側を熱すると、加熱部５１ａ側で作動液５３の蒸発が起こり、この蒸発した作動液５３が容器５１のもう一方の端に設けられた冷却部５１ｂへと移動し、該冷却部５１ｂにおいて凝縮する。この際に蒸発潜熱の受け渡しが行われる。凝縮した作動液５３は、管内のウィック５２の毛細管作用によって加熱部５１ａに還流される。これの繰り返しにより、加熱部５１ａから冷却部５１ｂへと熱の伝播が行われる。
【００３５】
熱交換器１３として上記ヒートパイプ５０を用いる場合には、ヒートパイプ５０の加熱部５１ａ側を蓄熱装置１２に隣接させる一方で、冷却部５１ｂ側を燃料タンク２（又はベントバルブ９）に隣接させるようにして配設するとよいが、これに限らない。別途、ヒートパイプ５０の加熱部５１ａ，冷却部５１ｂにそれぞれ熱交換器を設けてもよい。なお、ヒートパイプ５０のような熱伝播媒体が液体であるものを用いる場合には、送風ファン２４を必要としないことは言うまでもない。
【００３６】
図１の説明に戻って、ＥＣＵ２８は図示を省略したが、車両の各部から送られてくる信号を入力したり車両の各部に制御信号を出力したりする入出力インタフェース、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭなどを含んでなるマイクロコンピュータで構成される。このＥＣＵ２８の例えばＲＯＭには、車両の各部の制御を行うためのプログラム及びテーブルなどの各種データが格納されている。
【００３７】
ＥＣＵ２８には、例えば車両各部から送られた信号（ここでは車両の適宜の位置に設けられている車速センサ２９からの車速、イグニッションスイッチ３０からのイグニッションオン／オフ状態（あるいは回転計からのエンジン回転数）、距離計３１からの走行距離など）が入力されており、ＥＣＵ２８はこれらの入力信号に応じて車両の運転状態を判別し、判別した運転状態に応じて蓄熱装置１２を動作させてからリーク検知を実施するプログラムを実行する（後述する図４参照）。詳しくは後述するが、本実施例では、蓄熱装置１２において蓄熱材Ｔに蓄熱されていない場合であっても、発核制御を行うことで蓄熱材Ｔにすばやく蓄熱させることによって、該蓄熱した熱を利用してリーク検知を行うことができるようにしている。ＥＣＵ２８が上記プログラムを実行することにより、リーク検知手段が実現される。
【００３８】
なお、ＥＣＵ２８に対して入力される車両各部からの入力信号は上記したものに限られない。
なお、ＲＯＭはＥＰＲＯＭのような書き換え可能なＲＯＭであってもよい。また、ＲＡＭにはＣＰＵによる演算のための作業領域が設けられている。車両各部から送られた入力信号及び車両各部に出力する制御信号等は、ＲＡＭに一時的に記憶される。
【００３９】
図４は、蒸発燃料処理系におけるリークの有無を判定する異常判定処理の一実施例を示すフローチャートである。当該処理はＥＣＵ２８によって、所定時間（例えば数十mｓｅｃ）ごとに実行される。
【００４０】
ステップＳ１は、車速等の入力信号に基づいて車両が停止状態にあるか否かを判定する。車両が停止状態にないと判定した場合つまり走行中である場合には（ステップＳ１のＮＯ）、ステップＳ９に示すリーク検知処理を行うことなく当該処理を終了する。車両が停止状態にあると判定した場合には（ステップＳ１のＹＥＳ）、イグニッションオン／オフ状態等の入力信号に基づいてエンジンＥが停止状態にあるか否かを判定する（ステップＳ２）。エンジンＥが停止状態にないと判定した場合には（ステップＳ２のＮＯ）、リーク検知処理を行うことなく当該処理を終了する。エンジンＥが停止状態にあると判定した場合には（ステップＳ３のＹＥＳ）、エンジンＥを停止してから所定時間経過したか否かを判定する（ステップＳ３）。エンジンＥを停止してから所定時間経過していないと判定した場合には（ステップＳ３のＮＯ）、リーク検知処理を行うことなく当該処理を終了する。エンジンＥを停止してから所定時間経過したと判定した場合には（ステップＳ３のＹＥＳ）、ステップＳ４の処理へいく。
【００４１】
上記したステップＳ１〜ステップＳ３までの処理では、リーク検知手法として公知のＥＯＮＶを用いたリーク検知処理（ステップＳ９参照）を実行することに鑑み、走行中の振動等により内圧の急激な変化がおきて正しくベーパーのリークの有無が判定できないことを避けるために、車両を停止し且つエンジンを停止してから所定時間経過であることをリーク検知を実行するための実行条件としている。
【００４２】
ステップＳ４は、エンジンＥの停止がエンジンＥの始動後から予め決められた所定時間以上の走行後になされたか否かを判定する。エンジンＥの停止が所定時間以上の走行後になされたと判定した場合には（ステップＳ４のＹＥＳ）、走行距離等の入力信号に基づきエンジンＥの停止が走行開始から予め決められた所定距離以上の走行後になされたか否かを判定する（ステップＳ５）。エンジンＥの停止が所定距離以上の走行後になされたと判定した場合には（ステップＳ５のＹＥＳ）、ステップＳ９の処理へ進む。これらの処理では、リーク検知に必要な内圧変化を発生させうる受熱があるかどうかを判断するために、リーク検知実行前のエンジン運転時間や走行距離などを実行条件としている。
【００４３】
エンジンＥの停止が所定時間以上の走行後になされていないと判定した場合（ステップＳ４のＮＯ）、又はエンジンＥの停止が所定距離以上の走行後になされていないと判定した場合には（ステップＳ５のＮＯ）、蓄熱装置１２において発核制御を実施する（ステップＳ６）と共に、送風ファン２４をオンする制御を行う（ステップＳ７）。ステップＳ８は、発核制御が開始されてから予め決められた所定時間が経過したか否かを判定する。経過していない場合には（ステップＳ８のＮＯ）、所定時間が経過するまで処理を待機する。所定時間経過した場合には（ステップＳ８のＹＥＳ）、ステップＳ９の処理へ進む。
【００４４】
上記したステップＳ６〜ステップＳ８までの処理では、リーク検知に必要な内圧変化を発生させうる受熱がない状況である場合に、蓄熱装置１２において発核を行わせることによって蓄熱材Ｔに蓄熱させ、この熱をリーク検知に必要な内圧変化を発生させうる受熱として利用する。その際に、送風ファン２４をオンして熱伝播経路２１内部において暖められた（受熱した）空気を強制的に循環させ、そして所定時間だけ待機することによって、蓄熱装置１２から十分な熱が熱交換器１３を介して燃料タンク２及びベントバルブ９に伝わるようにしている。
【００４５】
ステップＳ９は、ＥＯＮＶ（Engine-Off Natural Vacuum）によるリーク検知処理を実行する。ここで実行するＥＯＮＶによるリーク検知処理は、例えば燃料タンク内圧の推移の２階微分値に基づきリークの有無を判定するなどの、タンク内圧の変化に基づき判定するものであれば公知のどのような処理であってもよいことから、ここでは説明を省略する。ステップＳ１０は、ＥＯＮＶによるリーク検知処理の開始にあわせてカウントを開始した時間が、予め決められた所定時間を経過したらオンされた送風ファン２４（ステップＳ７参照）を停止（オフ）する制御を行う。
【００４６】
以上説明したように、本発明に係るリーク判定装置は、蒸発燃料制御系１に加えて熱交換装置１１を具える。蒸発燃料制御系１に熱交換装置１１を配設する際には、熱交換装置１１に含まれる複数の熱交換部２０，２２，２３のそれぞれを燃料タンク２，蓄熱装置１２，ベントバルブ９に隣接させる。そして、前記複数の熱交換部２０，２２，２３を互いに熱伝播経路２１を介して接続する。これらの構成によれば、蓄熱装置１２における発核装置１７による過冷却状態の解除（発核）により、所望のタイミングで蓄熱材Ｔを発熱させて蓄熱させることができるので、エンジンや自動変速機などからリーク検知を行うに足りる（つまりは燃料タンク２の内圧を上昇させるだけの）十分な熱の発生が見込めない走行距離や走行時間が短いような場合であっても、蓄熱装置１２で発生／蓄熱させた熱を利用して燃料タンク２を加熱してリーク検知を行うことができるようになる。こうしたリーク判定装置は、勿論ハイブリッド自動車にも適用可能である。
【００４７】
また、蓄熱装置１２は冷却水及び作動油と蓄熱材Ｔの間で直接的に熱交換を行えることから、エンジンや自動変速機（あるいは電気モータ）で発生した熱の両方（又は一方）を利用して効率的に蓄熱材Ｔに蓄熱することができる。したがって、従来に比べてエンジンの負荷が小さい運転時においても、エンジンや自動変速機（あるいは電気モータ）で発生した熱を一旦蓄えてエネルギー密度を高めてから燃料タンク２を加熱することが可能となり、走行時間や走行距離が短い場合でも車両で発生する熱エネルギーを有効に活用して正しくリーク検知することができるようになる。
【００４８】
蓄熱装置１２が備える蓄熱材Ｔは、過冷却状態で蓄熱が可能な潜熱蓄熱材なので、外気温が低下しても蓄熱を保持でき、かつ、長時間放置しても蓄熱を安定的に保持することができる。そして、燃料タンク２だけでなくベントバルブ９をも加熱するようにしたことから、ベントバルブ９が外気温の低下により凍結していたとしてもこれを加熱して正常に開閉できる状態に戻すことができ、従来では誤検知を避けるために行われていなかった低温下でのリーク検知を行うことができるようになる。さらには、エンジンを停止させてからすぐにリーク検知を行わなくとも、ある程度の時間が経過した後にリーク検知を行うことができるようになる、という利点もある。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】この発明に係るリーク判定装置を適用した蒸発燃料処理系を含む内燃機関の全体構成の一実施例を示す概略図である。
【図２】発核装置を示す概略側面図である。
【図３】ヒートパイプの全体構成の一実施例を示す概念図である。
【図４】蒸発燃料処理系におけるリークの有無を判定する異常判定処理の一実施例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５０】
１…蒸発燃料処理系
２…燃料タンク
３…チャージ通路
４…パージ通路
５…空気通路
６…キャニスタ
７…ベント圧センサ
８…パージ制御弁
９…ベントバルブ
１０…燃料供給管
１１…熱交換装置
１２…蓄熱装置
１３…熱交換器
１４…第一室
１５…第三室
１６…第二室
１７…発核装置
１８…作動油循環路
１９…冷却水循環路
２０…第一熱交換部
２１…熱伝播経路
２２…第二熱交換部
２３…第三熱交換部
２４…送風ファン
２５…排気管
２６…燃料制御部
２７…吸気管
２８…ＥＣＵ
２９…車速センサ
３０…イグニッションスイッチ
３１…距離計
４０…金属バネ部材
４１…ソレノイド
５０…ヒートパイプ
５１…容器
５１ａ…加熱部
５１ｂ…冷却部
５２…ウィック（毛細管作用を有する部材）
５３…作動液
Ｅ…エンジン
Ｔ…蓄熱材
Ｈ…ヒータ
【図１】
2010133363.tif 000003
【図２】
2010133363.tif 000004
【図３】
2010133363.tif 000005
【図４】
2010133363.tif 000006