(57)【要約】【課題】  この発明は、燃料性状判別装置に関し、キャニスタに流入する燃料ベーパに含まれている成分を判別することを目的とする。【解決手段】  キャニスタ温度Tcanを計測するためのキャニスタ温度センサ３４を備える。キャニスタ２０への燃料ベーパの流入開始時点からの所定時間tAに渡って計測されたキャニスタ温度Tcanの温度履歴を算出する。その温度履歴に基づいて、上記流入開始時点からキャニスタTcanがピーク値に到達するまでのピーク温度到達時間tpkを、各ピーク値に対して求める。そのピーク温度到達時間tpk（実測値）と、燃料ベーパに含まれると想定される成分毎に予め設定されたピーク温度到達時間tpk（マップ記憶値）とを比較して、キャニスタ２０に流入する燃料ベーパの成分を判別する。【選択図】      図２
2006077593.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンク内で発生する燃料ベーパを吸着するキャニスタへの燃料ベーパの流入開始時点を検知する燃料ベーパ流入開始検知手段と、
前記流入開始時点からの所定時間に渡って、前記キャニスタ温度を計測するキャニスタ温度計測手段と、
前記キャニスタ温度計測手段により計測された前記キャニスタ温度に基づいて、前記キャニスタ温度の温度履歴を取得するキャニスタ温度履歴取得手段と、
前記温度履歴と、燃料ベーパに含まれると想定される成分毎に予め設定されたキャニスタ温度情報とを比較して、前記キャニスタに流入する燃料ベーパの成分を判別する燃料成分判別手段と、
を備えることを特徴とする燃料性状判別装置。
【請求項２】
前記燃料成分判別手段は、
前記温度履歴に基づいて、前記流入開始時点から前記キャニスタ温度がピーク値に到達するまでのピーク温度到達時間を算出するピーク温度到達時間算出手段と、
前記ピーク温度到達時間算出手段により算出された前記ピーク温度到達時間と、前記キャニスタ温度情報とを比較して、前記キャニスタに流入する燃料ベーパの成分を判別する第１の判別手段と、
を含むことを特徴とする請求項１記載の燃料性状判別装置。
【請求項３】
前記燃料成分判別手段は、
既に判別された成分に対応する前記温度履歴中のピーク値と、当該ピーク値に対する次回のピーク値とのピーク温度間時間を算出するピーク温度間時間算出手段と、
前記ピーク温度間時間算出手段により算出されたピーク温度間時間と、前記キャニスタ温度情報とを比較して、前記次回のピーク値に対応する燃料ベーパの成分を判別する第２の判別手段と、
を含むことを特徴とする請求項２記載の燃料性状判別装置。
【請求項４】
前記燃料ベーパ流入開始検知手段は、給油の実行を検出する給油検出機構を備え、給油の実行が検知された時点を、前記キャニスタへの燃料ベーパの流入開始時点として検知することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の燃料性状判別装置。
【請求項５】
前記キャニスタに流入する燃料ベーパ流量を取得するベーパ流量取得手段を備え、
前記燃料成分判別手段は、前記燃料ベーパ流量との関係で定められた前記キャニスタ温度情報を比較対象として用いることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の燃料性状判別装置。
【請求項６】
前記キャニスタ温度計測手段による前記キャニスタ温度の計測中は、前記キャニスタに流入する燃料ベーパ流量が一定値となるように制御するベーパ流量制御手段を備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の燃料性状判別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、燃料性状判別装置に係り、特に、内燃機関の燃料タンク内で生じた燃料ベーパの成分を判別する燃料性状判別装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、特許第２７８２８６２号には、燃料タンク内に生じた燃料ベーパをキャニスタに吸着し、キャニスタに吸着された燃料ベーパを、燃料タンクとキャニスタとを結ぶパージ通路を介して内燃機関の吸気系に導くための構成を有する内燃機関の蒸発燃料処理装置が開示されている。この装置では、燃料性状に応じて燃料ベーパのパージ開始時期を可変に制御している。
【０００３】
上記従来の装置における燃料性状の判別手法は、燃料タンクからキャニスタに流れる燃料ベーパの流量と燃料タンク内の燃料温度とに基づいて行うものである。より具体的には、所定時間に渡って計測された燃料ベーパ流量を燃料温度で補正した値を燃料性状係数KFとして算出している。そして、この燃料性状係数KFが所定値KF0と等しいときは、通常の燃料性状であると判定し、KF＜KF0であるときは、高沸点分が多い重質燃料であると判定し、また、KF＞KF0であるときは、低沸点分が多い軽質燃料であると判定している。
【０００４】
【特許文献１】特許第２７８２８６２号
【特許文献２】特開２００４−６０４４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来の装置によれば、燃料タンク内にある燃料が重質燃料であるか、或いは軽質燃料であるかを判定することができる。しかしながら、上記従来の技術では、燃料タンク内にある燃料に含まれている成分が何であるかを判別することはできない。ところで、上記従来の装置において、燃料タンクとキャニスタとはベーパ通路を介して連通されているため、キャニスタに流入する燃料ベーパに含まれている成分を判別することができれば、燃料タンク内にある燃料に含まれている成分を判別することが可能となる。
【０００６】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、キャニスタに流入する燃料ベーパに含まれている成分を判別し得る燃料性状判別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】
【０００７】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、燃料タンク内で発生する燃料ベーパを吸着するキャニスタへの燃料ベーパの流入開始時点を検知する燃料ベーパ流入開始検知手段と、
前記流入開始時点からの所定時間に渡って、前記キャニスタ温度を計測するキャニスタ温度計測手段と、
前記キャニスタ温度計測手段により計測された前記キャニスタ温度に基づいて、前記キャニスタ温度の温度履歴を取得するキャニスタ温度履歴取得手段と、
前記温度履歴と、燃料ベーパに含まれると想定される成分毎に予め設定されたキャニスタ温度情報とを比較して、前記キャニスタに流入する燃料ベーパの成分を判別する燃料成分判別手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、第２の発明は、第１の発明において、前記燃料成分判別手段は、
前記温度履歴に基づいて、前記流入開始時点から前記キャニスタ温度がピーク値に到達するまでのピーク温度到達時間を算出するピーク温度到達時間算出手段と、
前記ピーク温度到達時間算出手段により算出された前記ピーク温度到達時間と、前記キャニスタ温度情報とを比較して、前記キャニスタに流入する燃料ベーパの成分を判別する第１の判別手段と、
を含むことを特徴とする。
【０００９】
また、第３の発明は、第２の発明において、前記燃料成分判別手段は、
既に判別された成分に対応する前記温度履歴中のピーク値と、当該ピーク値に対する次回のピーク値とのピーク温度間時間を算出するピーク温度間時間算出手段と、
前記ピーク温度間時間算出手段により算出されたピーク温度間時間と、前記キャニスタ温度情報とを比較して、前記次回のピーク値に対応する燃料ベーパの成分を判別する第２の判別手段と、
を含むことを特徴とする。
【００１０】
また、第４の発明は、第１乃至第３の発明の何れかにおいて、前記燃料ベーパ流入開始検知手段は、給油の実行を検出する給油検出機構を備え、給油の実行が検知された時点を、前記キャニスタへの燃料ベーパの流入開始時点として検知することを特徴とする。
【００１１】
また、第５の発明は、第１乃至第４の発明の何れかにおいて、前記キャニスタに流入する燃料ベーパ流量を取得するベーパ流量取得手段を備え、
前記燃料成分判別手段は、前記燃料ベーパ流量との関係で定められた前記キャニスタ温度情報を比較対象として用いることを特徴とする。
【００１２】
また、第６の発明は、第１乃至第４の発明の何れかにおいて、前記キャニスタ温度計測手段による前記キャニスタ温度の計測中は、前記キャニスタに流入する燃料ベーパ流量が一定値となるように制御するベーパ流量制御手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
第１の発明によれば、キャニスタへの燃料ベーパの流入開始時点からの所定時間に渡って、キャニスタ温度の温度履歴が算出される。燃料ベーパがキャニスタに吸着されると、発熱反応が生じ、キャニスタの温度が上昇する。燃料ベーパは、複数の成分からなり、それらの成分毎に物性が異なるため、キャニスタへの吸着し易さが成分毎に異なるものとなる。その結果、燃料ベーパが同時にキャニスタに流入した際に、キャニスタ温度の温度履歴は、燃料ベーパに含まれる成分に応じて異なるものとなる。そして、その温度履歴は、燃料ベーパのそれぞれの成分とキャニスタの吸着材との関係で定まるものである。このため、本発明によれば、上記温度履歴と予め設定されたキャニスタ温度情報とを比較することにより、キャニスタに流入する燃料ベーパに含まれる成分を判別することができ、その結果として、燃料タンク内で発生する燃料ベーパに含まれる成分を判別することが可能となる。
【００１４】
第２の発明によれば、キャニスタへの燃料ベーパの流入開始時点からキャニスタ温度がピーク値に到達するまでのピーク温度到達時間が算出される。このピーク温度到達時間は、燃料ベーパの成分毎に異なるものとなる。このため、本発明によれば、ピーク温度到達時間に基づいて、キャニスタに流入する燃料ベーパに含まれる成分を判別することができる。
【００１５】
第３の発明によれば、既に判別された成分に対応するキャニスタ温度のピーク値とそのピーク値に対する次回のピーク値とのピーク温度間時間が算出される。キャニスタ温度計測手段によって検出されるキャニスタ温度のピーク値は、その前にピーク値が検出される成分によって異なるものとなる。このため、本発明のように、上記ピーク温度間時間に基づく成分判別を行うこととすれば、第２の発明に比して更に正確に燃料ベーパに含まれる成分を判別することが可能となる。
【００１６】
第４の発明によれば、給油開始の検知時点に基づいて、燃料成分の判別処理が実行される。このため、本発明によれば、どのような成分が含まれる燃料が給油されたのかを判別することが可能となる。
【００１７】
第５の発明によれば、燃料ベーパ流量に基づくキャニスタ温度情報を比較対象として用いたことにより、燃料ベーパに含まれる成分を精度良く判別することができる。
【００１８】
第６の発明によれば、燃料ベーパに含まれると想定される成分毎に、燃料ベーパ流量との関係でキャニスタ温度情報を定めておく必要がなく、キャニスタ温度のみを基礎として、燃料ベーパに含まれる成分を判別することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
実施の形態１．
［燃料性状判別装置の構成］
図１は、本発明の実施の形態１の燃料性状判別装置の構成を説明するための図である。本実施形態の燃料性状判別装置は、図１に示す内燃機関の燃料系に適用された例を示すものである。図１に示す構成は、ガソリン等の燃料を貯留する燃料タンク１０を備えている。燃料タンク１０には、給油口１２が設けられている。給油口１２は、給油の際には、図１に示すように開かれた状態となる。
【００２０】
燃料タンク１０の内部には、燃料の液面高さを検出するための液面センサ１４が設けられている。燃料タンク１０内の空間容積V、つまり、燃料タンク１０の内部において、燃料ベーパと空気とによって占められている容積Vは、燃料の液面高さに応じた値となる。従って、液面センサ１４の出力によれば、その空間容積Vを検知することができる。また、燃料タンク１０の内部には、タンク温度センサ１６が配置されている。タンク温度センサ１６によれば、燃料タンク１０内のガスの温度、つまり、燃料ベーパの温度を検出することができる。
【００２１】
燃料タンク１０には、ベーパ通路１８を介してキャニスタ２０が連通している。キャニスタ２０には、上記のベーパ通路１８と接続されるベーパポート２２、大気を導入するための大気ポート２４、および後述するパージ通路２６に連通するパージポート２８が設けられている。また、キャニスタ２０の内部には、ベーパポート２２から流入してくる燃料ベーパを吸着するための活性炭３０が充填されている。図１に示すように、ベーパポート２２とパージポート２８とは、活性炭３０に対して同じ側に設けられている。一方、大気ポート２４は、活性炭３０を挟んで、それらのポート２２，２８の反対側に設けられている。
【００２２】
パージ通路２６は、内燃機関の吸気通路（図示せず）に連通する通路である。パージ通路２６の途中には、その導通状態を制御するためのパージVSV３２が設けられている。本実施形態の燃料性状判別装置は、キャニスタ２０の内部であってパージポート２８から所定距離離れた位置に配置されたキャニスタ温度センサ３４を備えている。キャニスタ温度センサ３４によれば、キャニスタ２０の内部温度を測定することができる。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態の燃料性状判別装置は、ECU（Electronic Control Unit）４０を備えている。ECU４０には、上述した液面センサ１４、タンク温度センサ１６、およびキャニスタ温度センサ３４の出力信号が供給されている。更に、ECU４０には、給油検出機構４２の出力信号が供給されている。給油検出機構４２は、内燃機関のイグニッションスイッチの状態に関わらず、給油の実行を検出するための機構であり、例えば、液面センサ１４の出力に基づいて急激な液面上昇を検知する機構などにより実現することができる。本実施形態において、ECU４０は、イグニッションスイッチの状態に関わらず、少なくとも給油の実行が検知された後所定期間の間は、動作状態となるように設けられている。
【００２４】
車両の運転中、或いは車両の停止直後などは、内燃機関が発する熱の影響で燃料タンク１０の内部温度が上昇する。燃料タンク１０の内部温度が上昇すると、燃料タンク１０の内部では、多量の燃料ベーパが発生する。また、燃料タンク１０に燃料が給油される際には、液面の上昇、つまり、空間容積Vの減少が生ずる。そして、空間容積Vが減少する過程では、燃料タンク１０内の燃料ベーパが燃料タンク１０の外へ多量に流出する事態が生じている。キャニスタ２０は、このようにして発生する燃料ベーパを適正に吸着して、燃料ベーパが大気に放出されるのを防止することができる。尚、ECU４０が内燃機関の運転中にパージVSV３２を適当に開くことにより、キャニスタ２０内に吸気負圧が導かれる。これにより、活性炭３０に吸着されている燃料が脱離され、吸気通路にパージされる。このため、本実施形態の構成によれば、内燃機関の運転中に、燃料を大気に放出させることなく、キャニスタ２０の燃料吸着能力を回復させることができる。
【００２５】
［実施の形態１の燃料性状の判別原理］
次に、図２を参照して、本実施形態の燃料性状判別装置において用いられる燃料性状の判別原理について具体的に説明する。
給油時などに、燃料タンク１０からキャニスタ２０への燃料ベーパの流入が開始されると、ベーパポート２２側から燃料ベーパが活性炭３０に吸着され始める。活性炭３０における吸着が開始され始めた部位では、その部位の吸着量が飽和量となるまで、燃料ベーパが吸着され続ける。そして、燃料ベーパの流入が継続されている間は、時間経過とともに活性炭３０における吸着帯（吸着が進行している部位）が徐々に大気ポート２４側に向かって進行する。
【００２６】
燃料タンク１０に貯留されるガソリン等から発生する燃料ベーパは、複数の成分を含有している。燃料ベーパの各成分は、それぞれ沸点等の物性値が異なるものであるため、それらの成分に応じて活性炭３０への吸着し易さが異なる。従って、本実施形態の構成のように、活性炭３０に吸着される吸着質がガソリン等の燃料ベーパである場合には、そのような複数の成分からなる燃料ベーパが同時にキャニスタ２０に流入した際に、活性炭３０内を進行する吸着質の速度は成分毎に異なるものとなる、つまり、最も吸着しにくい成分から順に大気ポート２４側に向かって吸着帯が進行することとなる。
【００２７】
活性炭３０に燃料ベーパが吸着される際には発熱反応が生ずる。このため、キャニスタ温度センサ３４によって検出されるキャニスタ温度Tcanは、その測温点近傍に存在する活性炭３０が燃料ベーパを吸着し続けている間は上昇を続ける。そして、その測温点近傍に存在する活性炭３０が飽和状態となり、もはや燃料ベーパを吸着し得ない状態になると、以後、キャニスタ温度Tcanは、ガスの流通に伴う冷却効果等の影響で低下し始める。
【００２８】
図２は、キャニスタ２０内に燃料ベーパが流入した場合に、燃料ベーパに含まれる複数の成分毎に、キャニスタ温度Tcanのピーク値が表れる様子を示す図である。尚、図２は、キャニスタ２０への燃料ベーパの流入が開始された時点からのキャニスタ温度Tcanの時間変化を示している。ここでは、説明の便宜上、燃料ベーパに含まれる各成分を、当該測温点に到達した順番に基づいて、「第１成分」、「第２成分」というように称する。
【００２９】
キャニスタ２０への燃料ベーパの流入が開始されると、上記の如く、最も吸着しにくい成分、すなわち、第１成分が、最初にキャニスタ温度センサ３４の測温点に到達する。その結果、第１成分が上記測温点近傍に存在する活性炭３０に吸着されることによって、図２に示すように、その部位におけるキャニスタ温度Tcanが上昇し、やがてピーク温度に達する。ここでは、キャニスタ２０への燃料ベーパの流入が開始された時点から第１成分がピーク温度に達するまでの時間を、「ピーク温度到達時間tpk1」と称する。第１成分がピーク温度に達した後は、当該測温点近傍における第１成分の吸着量としては飽和量に達しているため、その後は、第１成分が吸着されずにその測温点を通過することによってキャニスタ温度Tcanが低下し始める。
【００３０】
そして、第１成分に続いて上記測温点に到達した成分、すなわち、第２成分が上記測温点近傍に存在する活性炭３０に吸着されることによって、図２に示すように、当該測温点におけるキャニスタ温度Tcanが再び上昇し、やがてピーク温度に達する。キャニスタ２０への燃料ベーパの流入が開始された時点から第２成分がピーク温度に達するまでの時間を、「ピーク温度到達時間tpk2」と称する。以下、第２成分以降に上記測温点に到達する成分についても、その現象は同様であるため、ここでは、その詳細な説明を省略する。
【００３１】
以上のように、燃料ベーパの流入開始から温度ピーク値に達するまでのピーク温度到達時間tpkは、燃料ベーパの各成分の吸着し易さに応じて異なるものであり、このピーク温度到達時間tpkは、吸着質であるそれぞれの成分の物性と吸着材である活性炭３０との相性によって定まるものである。従って、ピーク温度到達時間tpkを計測することとすれば、キャニスタ２０に流入する燃料ベーパの成分を判別することができ、その結果として、燃料タンク１０内で発生する燃料ベーパの成分を判別することが可能となる。また、このような処理を給油の実行中に行うこととすれば、給油された燃料の成分判別が可能となる。
【００３２】
［実施の形態１における具体的処理］
図３は、給油の実行中に、キャニスタ２０に流入する燃料ベーパの性状を判別するために、実施の形態１においてECU４０が実行する燃料性状判別ルーチンのフローチャートである。図３に示すルーチンでは、先ず、給油が実行中であるか否かが判別される（ステップ１００）。その結果、給油の実行中でないと判定された場合は、以後、速やかに今回の処理サイクルが終了される。
【００３３】
上記ステップ１００において、給油が実行中であると判定された場合は、次に、給油の実行が検知された時点から、キャニスタ温度センサ３４の出力に基づいてキャニスタ温度Tcanが計測され始める（ステップ１０２）。本ルーチンの処理では、給油の実行を検知された時点を、キャニスタ２０への燃料ベーパの流入開始時点として検知することとしている。次いで、給油実行の検知時点から所定時間tAが経過したか否かが判別される（ステップ１０４）。所定時間tAは、キャニスタ温度Tcanの測温点において、燃料ベーパに含まれていると想定されるすべての成分の温度ピーク値を十分に検出できるような時間に設定されている。
【００３４】
上記ステップ１０４において、所定時間tAの経過が認められると、キャニスタ温度Tcanの計測が終了され、次に、キャニスタ温度Tcanの給油実行の検知時点からの温度履歴が算出される（ステップ１０６）。次いで、上記ステップ１０６において算出された温度履歴に含まれる全ての温度ピーク値のそれぞれに対して、給油開始時点からのピーク温度到達時間tpkがそれぞれ算出される（ステップ１０８）。
【００３５】
次に、燃料タンク１０からキャニスタ２０に流入する燃料ベーパの流量Qが算出される（ステップ１１０）。燃料ベーパの流量Qは、例えば、特開２００４−６０４４２号公報に開示されている手法により算出することができる。ここでは、その手法を簡略して説明する。すなわち、先ず、液面センサ１４の出力に基づいて燃料タンク１０内の空間容積Vを検出し、その空間容積Vの時間的な変化に基づいてキャニスタ２０に流入する燃料ベーパを含むガスの流量Q0（＝dV／dt）を算出する。そして、このガス流量Q0に燃料ベーパの濃度αを乗ずることにより燃料ベーパ流量Qを算出する。この際、燃料ベーパの濃度αは、燃料タンク１０内における燃料ベーパの飽和蒸気圧Psと大気圧P0との比（Ps／P0）として算出することができる。尚、燃料ベーパの飽和蒸気圧Psは、タンク温度センサ１６により検出される燃料タンク１０内の燃料ベーパ温度Tvapに応じて一義的に決まる値であり、給油の実行中は、燃料タンク１０の内圧はほぼ大気圧P0である。
【００３６】
次に、燃料成分を判別する処理が実行される（ステップ１１２）。ECU４０は、燃料ベーパに含まれると想定される成分のピーク温度到達時間tpkを燃料ベーパ流量Qとの関係で定めたマップを、燃料ベーパに含まれると想定される成分毎に記憶している。図４は、ECU４０が燃料ベーパに含まれる成分を判別するために記憶しているマップの一例である。既述した通り、燃料ベーパは、ベーパポート２２側から活性炭３０に吸着され始め、その吸着の進み度合いに応じて、吸着帯が徐々に大気ポート２４側に向かって進行する。従って、燃料ベーパの流入量が多くなると、吸着帯の進行速度が速くなる。このため、図４に示すマップでは、燃料ベーパ流量Qが大きくなるほど、ピーク温度到達時間tpkが短くなるように設定している。尚、ピーク温度到達時間tpkの値は、キャニスタ温度センサ３４が設けられる測温点の位置に応じて変化するものであるため、図４に示すマップでは、ピーク温度到達時間tpkの値を、キャニスタ２０への燃料ベーパの流入点から当該測温点までの距離を考慮した値に設定している。
【００３７】
本ステップ１１２では、図４に示すマップのピーク温度到達時間tpk（記憶値）を順次参照することによって、上記ステップ１０８において算出されたピーク温度到達時間tpk（実測値）に対応するそれぞれの成分が判別される。
【００３８】
以上の処理によれば、キャニスタ温度Tcanに基づいて、キャニスタ２０に流入する燃料ベーパの成分を判別することができ、その結果として、燃料タンク１０内で発生する燃料ベーパの成分を判別することが可能となる。また、上記図３に示すルーチンの処理によれば、給油の実行中に一連の処理を実行することにより、給油された燃料の成分を明らかにすることができ、これにより、燃料の誤給油を判定することが可能となる。
【００３９】
ところで、上述した実施の形態１においては、燃料ベーパに含まれると想定される成分のピーク温度到達時間tpkを燃料ベーパ流量Qとの関係で定めたマップを、本発明でいうキャニスタ温度情報として、燃料ベーパに含まれると想定される成分毎に記憶することとしているが、本発明の燃料成分判別手段は、これに限定されるものではない。すなわち、例えば、燃料ベーパに含まれると想定される成分のキャニスタ温度Tcanの温度履歴を燃料ベーパ流量Qとの関係で定めたマップを、上記成分毎に記憶することとして、キャニスタ温度Tcanの温度履歴の実測値とマップ記憶値とを直接比較するものであってもよい。
【００４０】
また、上述した実施の形態１においては、所定時間tAに渡って計測されたキャニスタ温度Tcanの温度履歴を算出することとしているが、本発明はそのような手法に限定されるものではなく、１つの温度ピーク値が検出される毎に、キャニスタ温度Tcanの温度履歴を算出して、その温度履歴を上述したマップ記憶値と比較するものであってもよい。
【００４１】
また、上述した実施の形態１においては、給油の実行に伴って燃料性状を判別することとしているが、本発明の燃料性状判別装置を実行する時期はこれに限定されるものではなく、例えば、内燃機関の始動時などに実行することとしてもよい。
【００４２】
尚、上述した実施の形態１においては、ECU４０が、上記ステップ１００の処理を実行することにより、前記第１の発明における「燃料ベーパ流入開始検知手段」が、上記ステップ１０２および１０４の処理を実行することにより、前記第１の発明における「キャニスタ温度計測手段」が、上記ステップ１０６の処理を実行することにより、前記第１の発明における「キャニスタ温度履歴取得手段」が、上記ステップ１１２の処理を実行することにより、前記第１の発明における「燃料成分判別手段」が、それぞれ実現されているとともに、上記ステップ１１２において参照する図４に示すマップが、前記第１の発明における「キャニスタ温度情報」に相当している。また、ECU４０が、上記ステップ１０８の処理を実行することにより、前記第２の発明における「ピーク温度到達時間算出手段」が、上記ステップ１１２の処理を実行することにより、前記第２の発明における「第１の判別手段」が、それぞれ実現されている。また、ECU４０が、上記ステップ１１０の処理を実行することにより、前記第５の発明における「ベーパ流量取得手段」が実現されている。
【００４３】
実施の形態２．
次に、図５および図６を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
本実施の形態の燃料性状判別装置は、上述した実施の形態１の装置構成を用いて、ECU４０に図３に類似するルーチンを実行させることにより実現されるものである。本実施形態の燃料性状判別装置で用いられるルーチンの処理は、以下に説明する点を除き、図３に示すルーチンの処理と同様である。このため、ここでは、フローチャートによる説明を省略し、図５および図６を参照して、本実施形態の特徴部分について説明するものとする。
【００４４】
図５は、ピーク温度間時間Δtpkを用いて行われる本実施の形態２の燃料性状の判別手法を説明するための図である。図５に示すように、本実施形態においても、１番目に検出される温度ピーク値に対応する第１成分については、実施の形態１と同様に、キャニスタ２０への燃料ベーパの流通開始からのピーク温度到達時間tpk1に基づいて成分判別を行うこととしている。
【００４５】
上述したように、ピーク温度到達時間tpk1の経過後は、上記測温点近傍において、第１成分の吸着量が飽和量に達した後にも、その第１成分が吸着されずにその測温点を通過することによってキャニスタ温度Tcanが低下する傾向を示す。そして、第１成分に続いて上記測温点に到達した第２成分が上記測温点近傍に存在する活性炭３０に吸着されることによって、当該測温点におけるキャニスタ温度Tcanが再び上昇し、やがてピーク温度到達時間tpk2に達する。この際、より厳密には、第２成分のピーク温度到達時間tpk2は、その１つ前に検出される温度ピーク値に対応する第１成分が何であるかによって異なるものとなる。そこで、本実施形態では、２番目以降に検出されるキャニスタ温度Tcanのピーク値については、図５に示すように、その温度ピーク値の１つ前に検出される温度ピーク値に対するピーク温度間時間Δtpkを算出し、そのピーク温度間時間Δtpkに基づいて２番目以降に検出されるそれぞれの温度ピーク値に対応する燃料ベーパの成分を判別することとした。
【００４６】
次に、以上説明した手法で燃料ベーパの成分を判別するために、ECU４０が実行する具体的な処理を説明する。ここでは、図３に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。すなわち、本実施形態の処理では、図３に類似するルーチンにおける上記ステップ１０８に対応するステップにおいて、キャニスタ温度Tcanの温度履歴に含まれる１番目の温度ピーク値に基づいて、キャニスタ２０への燃料ベーパの流通開始からの温度ピーク到達時間tpk1が算出されるとともに、２番目以降の温度ピーク値に基づいて、ピーク温度間時間Δtpk2、Δtpk3等が算出される（図５参照）。
【００４７】
次いで、燃料ベーパ流量Qの算出（ステップ１１０参照）、および燃料成分の判別処理（ステップ１１２参照）が実行される。より具体的には、このステップ１１２に対応するステップでは、第１成分を判別するために、上記図４に示すマップと同様のマップを参照する。更に、本実施形態の処理においては、第２成分以降の成分を、既に成分が判別された第１成分以降の成分を基準として判別するために、図６に示すマップが参照される。
【００４８】
図６は、ECU４０が記憶しているマップの一例であり、燃料ベーパ流量Qとピーク温度間時間Δtpkとの関係を定めたマップである。ここでは、判別済みの第１成分がブタン（C4H10）であるものとして説明する。図６においては、ブタンを判別の基準成分とした場合に記憶しておく燃料ベーパの成分として、ペンタン（C5H12）とヘキサン（C6H12）を例示している。これらの成分の吸着し易さは、吸着しにくい成分から順に、ブタン、ペンタン、ヘキサンとなる。このため、ECU４０は、ブタンを基準とした場合に、ブタンに次いで温度ピークが検出されると想定される成分としてペンタンとヘキサンを記憶することとしている。そして、図６に示すマップでは、燃料ベーパ流量Qが同量である場合のピーク温度間時間Δtpkが、ペンタン、ヘキサンの順に長くなるように設定している。また、図６に示すマップでは、上述した図４に示すマップと同様の理由で、それぞれの成分に対して、燃料ベーパ流量Qが大きくなるほど、ピーク温度間時間Δtpkが短くなるように設定している。
【００４９】
上記図６に示すマップの設定によれば、第１成分がブタンと判別された場合に、図６に示すマップのピーク温度間時間Δtpk（記憶値）を参照することによって、上記ステップ１０８に対応するステップにおいて算出されたピーク温度間時間Δtpk2（実測値）に対応する第２成分を判別することができる。以下、第３成分についても、同様にして、成分が明らかとなった第２成分を基準として燃料ベーパに含まれると想定される他の成分の傾向が定められた図６と同様のマップを参照することによって、第３成分を判別することができる。このように、本実施形態の処理によれば、明らかとされた成分を基準として、その既知成分の温度ピーク値の次に検出される温度ピーク値に対応する成分を順次判別することができ、実施の形態１における判別手法に比して、更に精度良く燃料性状を判別することができる。
【００５０】
尚、上述した実施の形態２においては、ECU４０が、上記ステップ１０８に対応するステップの処理を実行することにより、前記第３の発明における「ピーク温度間時間算出手段」が、上記ステップ１１２に対応するステップの処理を実行することにより、前記第３の発明における「第２の判別手段」が、それぞれ実現されている。
【００５１】
実施の形態３．
次に、図７を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。
図７は、本発明の実施の形態３の燃料性状判別装置の構成を説明するための図である。尚、図７において、上記図１に示す構成要素と同一の要素については、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
【００５２】
図７に示すように、本実施形態の燃料性状判別装置は、燃料タンク１０とキャニスタ２０とをつなぐベーパ通路１８の導通状態を制御するための電磁弁５０を備えている。また、本実施形態の装置は、燃料タンク１０の内圧P、すなわち、電磁弁５０より燃料タンク１０側のベーパ通路１８内ガスの圧力Pを検出するための圧力センサ５２を備えている。ECU６０は、例えば給油の実行中に、ベーパ通路１８内ガスの圧力Pおよび燃料ベーパ濃度αを基礎として電磁弁５０を適当に制御することにより、一定流量Qの燃料ベーパをキャニスタ２０に供給することができる。
【００５３】
本実施形態の燃料性状判別装置は、図７に示す装置構成を用いて、ECU６０に実施の形態１または実施の形態２で既述した燃料性状判別ルーチンと同様の処理を実行させることにより実現されるものである。本実施形態の燃料性状判別装置では、燃料性状判別ルーチンの処理におけるキャニスタ温度Tcanの計測中は（上記ステップ１０２参照）、図７に示す構成を用いて、一定流量Qの燃料ベーパをキャニスタ２０に供給することを特徴としている。尚、本実施形態においては、給油実行が検知された後にキャニスタ温度Tcanを計測するために電磁弁５０を開弁するものとされており、その電磁弁５０の開弁時点を、キャニスタ２０への燃料ベーパの流入開始時点とみなしている。
【００５４】
以上説明した本実施形態の燃料性状判別装置によれば、燃料性状判別ルーチンの処理において、燃料ベーパの成分を判別するためのマップを燃料ベーパ流量Qとの関係で定めておく必要がなく、キャニスタ温度Tcanのみを基礎として、燃料ベーパに含まれる成分を判別することができる。
【００５５】
尚、上述した実施の形態３においては、ECU６０が、圧力センサ５２の出力および燃料ベーパ濃度αを基礎として電磁弁５０を適当に制御することにより、前記第６の発明におおける「ベーパ流量制御手段」が実現されている。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施の形態１の燃料性状判別装置の構成を説明するための図である。
【図２】図１に示すキャニスタ内に燃料ベーパが流入した場合に、燃料ベーパに含まれる複数の成分毎に、キャニスタ温度Tcanのピーク値が表れる様子を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１において実行される燃料性状判別ルーチンのフローチャートである。
【図４】図３に示すルーチン中で、燃料ベーパに含まれる成分を判別するために記憶しているマップの一例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２において、ピーク温度間時間Δtpkを用いて行われる燃料性状の判別手法を説明するための図である。
【図６】図３に類似するルーチン中で、燃料ベーパに含まれる成分を判別するために記憶しているマップの一例を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態３の燃料性状判別装置の構成を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０  燃料タンク
１４  液面センサ
１６  タンク温度センサ
１８  ベーパ通路
２０  キャニスタ
３０  活性炭
３４  キャニスタ温度センサ
４０、６０  ECU(Electronic Control Unit)
４２  給油検出
５０  電磁弁
５２  圧力センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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