(57)【要約】【目的】本発明は、蒸発燃料制御装置内を強制的にバキュームタンクにより負圧状態としてリーク判定を行い、エンジン停止からリーク判定に要する時間を短縮し、短時間にリーク判定でき、判定頻度が多くなり、診断システムの信頼性を高めることを目的としている。【構成】このため、内燃機関の蒸発燃料制御装置において、大気開放通路とパージバルブとを備え、パージバルブとキャニスタ間のパージ通路に切替弁を設け、切替弁は、吸気管とキャニスタとを連通状態にする場合と、バキュームタンクとパージバルブとを連通状態にする場合と、バキュームタンクとバージバルブと吸気管とを連通状態にする場合とを切り替え、エンジン停止時において、切替弁をバキュームタンクとパージバルブと吸気管とが連通状態になるように切り替えて蒸発燃料制御装置内を減圧状態にした後、蒸発燃料制御装置内のリーク判定を可能とする判定手段を設ける。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気通路と、燃料タンクとを接続する蒸発燃料制御通路の途中に蒸発燃料を吸着するキャニスタを備えている内燃機関の蒸発燃料制御装置において、キャニスタと大気とを接続する大気開放通路を備え、前記キャニスタと吸気管とを接続するパージ通路の途中にパージバルブを備え、このパージバルブとキャニスタとの間のパージ通路に切替弁を設け、この切替弁は、吸気管とキャニスタとを連通状態にする場合と、バキュームタンクと前記パージバルブとを連通状態にする場合と、バキュームタンクとバージバルブと吸気管とを連通状態にする場合とを切り替え、エンジン停止時において、切替弁をバキュームタンクとパージバルブと吸気管とが連通状態になるように切り替えて蒸発燃料制御装置内を減圧状態にした後、前記蒸発燃料制御装置内のリーク判定を可能とする判定手段を設けたことを特徴とする内燃機関の蒸発燃料制御装置。
【請求項２】
前記判定手段は、エンジン停止時において、診断開始条件成立後、開放されていた大気開放弁を閉鎖し、バキュームタンクを第１の設定時間作動させた後のタンク内圧を検出し、検出された値を第１のタンク内圧とし、さらに第２の設定時間作動させた後のタンク内圧を検出し、検出された値を第２のタンク内圧とし、第１のタンク内圧と第２のタンク内圧との差が、判定値より大きい場合には、リークしていると判定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の蒸発燃料制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は内燃機関の蒸発燃料制御装置に係り、特に蒸発燃料制御装置内を強制的にバキュームタンクにより負圧状態として、リーク判定を行い、エンジン停止からリーク判定に要する時間を短縮し、短時間にリーク判定でき、判定頻度が多くなり、診断システムの信頼性を高めることのできる内燃機関の蒸発燃料制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
燃料タンク等から大気中に漏洩する蒸発燃料は、炭化水素（ＨＣ）を多量に含み大気汚染の原因の一つとなっており、また燃料の損失にもつながることから、これを防止するための各種の技術が知られている。その代表的なものとして、活性炭などの吸着剤を収容したキャニスタに燃料タンクの蒸発燃料を一旦吸着保持させ、このキャニスタに吸着保持された蒸発燃料を内燃機関の運転時に離脱（パージ）させて内燃機関に供給する蒸発燃料制御装置（「エバポシステム」ともいう）がある。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−６６２１０号公報  （第２−４頁、図１−３）
【特許文献２】
特開平７−１２０１５号公報  （第２−４頁、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の内燃機関の蒸発燃料制御装置において、図５に示す如く、内燃機関３０２は、吸気通路３０４を形成する吸気管３０６に図示しない燃焼室方向に指向させて燃料噴射弁（図示せず）を設け、この燃料噴射弁を、図示しない燃料通路により燃料タンク３０８に連通されている。
【０００５】
前記吸気通路３０４と燃料タンク３０８とを接続する蒸発燃料制御通路３１０を設け、この蒸発燃料制御通路３１０の途中に蒸発燃料を吸着するキャニスタ３１２を設ける。
【０００６】
そして、前記蒸発燃料制御通路３１０を、前記燃料タンク３０８とキャニスタ３１２とを連絡するエバポ通路３１４と、キャニスタ３１２と吸気通路３０４とを連絡するパージ通路３１６とにより形成する。
【０００７】
また、前記キャニスタ３１２と大気とを接続する大気開放通路３１８を設ける。
【０００８】
前記燃料タンク３０８において、内部に燃料タンク３０８内の燃料レベルを検出する燃料レベルセンサ３２０を設けるとともに、タンク内圧を検出するタンク圧センサ３２２を設ける。
【０００９】
前記キャニスタ３１２と吸気通路３０４とを連絡するパージ通路３１６の途中には、パージバルブ３２４を配設する。
【００１０】
更に、前記大気開放通路３１８の途中には、キャニスタ３１２側から大気開放弁３２６とフィルタ３２８とを順次配設する。
【００１１】
そして、前記燃料レベルセンサ３２０とタンク圧センサ３２２とパージバルブ３２４と大気開放弁３２６とを制御手段（「ＥＣＵ」とも記載する）３３０に接続して設ける。
【００１２】
このとき、制御手段３３０は、上述以外にも、内燃機関３０２から回転数や水温、吸気管圧力等の運転状況の把握可能な検出信号を入力し、キャニスタ３１２への蒸発燃料の吸着と内燃機関３０２への蒸発燃料の離脱（パージ）とを制御している。
【００１３】
前記蒸発燃料制御装置のリーク診断は、以下の手順で行われる。
（１）先ず、キャニスタ３１２の大気開放弁３２６を閉鎖し、蒸発燃料制御装置を閉回路とする。
（２）その後、パージバルブ３２４を介してエンジン吸気管負圧を利用して蒸発燃料制御通路３１０内を減圧する。
（３）蒸発燃料制御通路３１０内が所定圧力Ｐ１に到達した後、パージバルブ３２４を閉鎖し、蒸発燃料制御装置を閉回路に保持する。
（４）所定時間Ｔ１経過後に圧力Ｐ２を測定し、第１の圧力Ｐ１から第２の圧力Ｐ２を減じて差ΔＰを求め、この差ΔＰからリークの程度を推定し、異常と正常との判定を行う。
【００１４】
しかし、前記パージバルブを利用するためには、キャニスタのパージ制御への干渉を極力減らし、燃料タンク内に発生するエバポの影響を極力排除しなければならず、リーク診断実行条件は限定されたものとする必要がある。
【００１５】
この結果、市場での診断頻度は低くなり、故障が発生してから実際に異常と判定されるまでに時間が掛かり、適切な修理が実施されるまで蒸発燃料が大気中に放出されてしまうという不都合がある。
【００１６】
また、リーク診断頻度を高めるために、エンジンオフの停車中に蒸発燃料制御装置をポンプで加圧（あるいは減圧）する方策の採用例が増加している。
【００１７】
つまり、図６に示す如く、前記大気開放通路３１８の途中に、キャニスタ３１２側からエアポンプ４３２とフィルタ４２８とを順次配設するとともに、エアポンプ４３２をバイパスするバイパス通路４３４を設け、このバイパス通路４３４の途中には切替バルブ４３６を配設する。
【００１８】
そして、前記エアポンプ４３２と切替バルブ４３６とを制御手段４３０に接続して設けている。
【００１９】
しかし、エアポンプ４３２を採用することによるコストアップと、エアポンプ作動時の騒音が発生する等の種々の不都合があるとともに、前記蒸発燃料制御装置にリークが発生していない場合でも、エアポンプの加圧（あるいは減圧）による蒸発燃料の大気中への放出が懸念されるという不都合がある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、内燃機関の吸気通路と、燃料タンクとを接続する蒸発燃料制御通路の途中に蒸発燃料を吸着するキャニスタを備えている内燃機関の蒸発燃料制御装置において、キャニスタと大気とを接続する大気開放通路を備え、前記キャニスタと吸気管とを接続するパージ通路の途中にパージバルブを備え、このパージバルブとキャニスタとの間のパージ通路に切替弁を設け、この切替弁は、吸気管とキャニスタとを連通状態にする場合と、バキュームタンクと前記パージバルブとを連通状態にする場合と、バキュームタンクとバージバルブと吸気管とを連通状態にする場合とを切り替え、エンジン停止時において、切替弁をバキュームタンクとパージバルブと吸気管とが連通状態になるように切り替えて蒸発燃料制御装置内を減圧状態にした後、前記蒸発燃料制御装置内のリーク判定を可能とする判定手段を設けたことを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
上述の如く発明したことにより、エンジン停止時において、切替弁をバキュームタンクとパージバルブと吸気管とが連通状態になるように切り替えて蒸発燃料制御装置内を減圧状態にした後、判定手段によって蒸発燃料制御装置内のリーク判定を可能とし、エンジン停止からリーク判定に要する時間を短縮し、短時間にリーク判定でき、判定頻度が多くなり、診断システムの信頼性を高めている。
【００２２】
【実施例】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。
【００２３】
図１〜図４はこの発明の実施例を示すものである。図２において、２は内燃機関、４は吸気通路、６は吸気管、８は燃料タンクである。
【００２４】
前記内燃機関２は、吸気通路４を形成する吸気管６に図示しない燃焼室方向に指向させて燃料噴射弁（図示せず）を設け、この燃料噴射弁を、図示しない燃料通路により燃料タンク８に連通されている。
【００２５】
前記吸気通路４と燃料タンク８とを接続する蒸発燃料制御通路１０を設け、この蒸発燃料制御通路１０の途中に蒸発燃料を吸着するキャニスタ１２を設ける。
【００２６】
そして、前記蒸発燃料制御通路１０を、前記燃料タンク８とキャニスタ１２とを連絡するエバポ通路１４と、キャニスタ１２と吸気通路４とを連絡するパージ通路１６とにより形成する。
【００２７】
また、前記キャニスタ１２と大気とを接続する大気開放通路１８を設ける。
【００２８】
前記燃料タンク８において、内部に燃料タンク８内の燃料レベルを検出する燃料レベルセンサ２０を設けるとともに、燃料タンク８内のタンク内圧を検出するタンク圧センサ２２を設ける。
【００２９】
前記キャニスタ１２と吸気通路４とを連絡するパージ通路１６の途中には、パージバルブ２４を配設する。
【００３０】
更に、前記大気開放通路１８の途中には、キャニスタ１２側から大気開放弁２６とフィルタ２８とを順次配設する。
【００３１】
そして、前記燃料レベルセンサ２０とタンク圧センサ２２とパージバルブ２４と大気開放弁２６とを制御手段（「ＥＣＵ」とも記載する）３０に接続して設ける。
【００３２】
このとき、制御手段３０は、上述以外にも、内燃機関２から回転数や水温、吸気管圧力等の運転状況の把握可能な検出信号を入力し、キャニスタ１２への蒸発燃料の吸着と内燃機関２への蒸発燃料の離脱（パージ）とを制御している。
【００３３】
前記パージバルブ２４とキャニスタ１２との間のパージ通路１６に、前記制御手段３０に接続される切替弁３２を設けるとともに、この切替弁３２にバキュームタンク３４を接続して設ける。
【００３４】
このとき、切替弁３２は、吸気管６とキャニスタ１２とを連通状態にする場合と、バキュームタンク３４と前記パージバルブ２４とを連通状態にする場合と、バキュームタンク３４とバージバルブ２４と吸気管６とを連通状態にする場合とを切り替え可能な構造とする。
【００３５】
そして、エンジン停止時において、前記切替弁３２をバキュームタンク３４とパージバルブ２４と吸気管６とが連通状態になるように切り替えて蒸発燃料制御装置内を減圧状態にした後、前記蒸発燃料制御装置内のリーク判定を可能とする判定手段３６を設ける構成とする。
【００３６】
詳述すれば、判定手段３６は、前記制御手段３０に内蔵して設ける場合と別体に設ける場合とが考えられ、この実施例においては、制御手段３０に内蔵して設ける場合について説明し、別体に設ける場合の説明は省略する。
【００３７】
また、前記判定手段３６は、図１に示す如く、エンジン停止時において、診断開始条件成立後、開放されていた前記大気開放弁２６を閉鎖し、バキュームタンク３４を第１の設定時間Ｔ１だけ作動させた後の前記燃料タンク８のタンク内圧をタンク圧センサ２２によって検出し、検出された値を第１のタンク内圧Ｐ１とし、さらに第２の設定時間Ｔ２作動させた後の燃料タンク８のタンク内圧を検出し、検出された値を第２のタンク内圧Ｐ２とし、第１のタンク内圧Ｐ１と第２のタンク内圧Ｐ２との差ΔＰが、判定値より大きい場合に、リークしていると判定するものである。
【００３８】
次に作用を説明する。
【００３９】
先ず、前記バキュームタンク３４内に吸気管負圧を取り込むバキュームタンク減圧制御について説明する。
【００４０】
図３に示す如く、バキュームタンク減圧制御用プログラムがスタート（１００）すると、前記切替弁３２の切替条件が成立したか否かの判断（１０２）を行う。
【００４１】
このとき、前記切替弁３２の切替条件は、以下の全ての４項目を満足したときに成立する。
ａ１、エンジン始動後、所定時間が経過している。
ａ２、パージ積算時間が所定値（始動後経過時間に対するテーブル値）に到達している。
ａ３、大気圧が所定値以上である。
ａ４、外気温が所定値以上である。
【００４２】
上述の判断（１０２）がＮＯの場合には、リターン（１１０）に移行し、判断（１０２）がＹＥＳの場合には、切替弁３２をＸ状態からＹ状態に切り替える（１０４）。
【００４３】
つまり、図１及び図２に示す如く、切替弁３２の連通状態について説明すると、バキュームタンク３４とバージバルブ２４と吸気管６とを連通状態とし、吸気管負圧をバキュームタンク３４に作用させる場合がＸ状態となる。また、吸気管６とキャニスタ１２とを連通状態とし、キャニスタ１２に吸気管負圧を作用させてパージ制御を行う場合がＹ状態となる。よって、切替処理（１０４）においては、前記切替弁３２を切替動作させ、Ｘ状態であるバキュームタンク３４とバージバルブ２４と吸気管６とを連通状態にする場合からＹ状態である吸気管６とキャニスタ１２とを連通状態にする場合とするものである。
【００４４】
また、前記バキュームタンク３４の圧力が目標圧以上であるか否かの判断（１０６）を行い、この判断（１０６）がＮＯの場合には、リターン（１１０）に移行し、判断（１０６）がＹＥＳの場合には、切替弁３２をＹ状態からＸ状態に、つまり上述した切替処理（１０４）に対して、逆の状態となるように切り替え（１０８）、リターン（１１０）に移行する。
【００４５】
この上述したバキュームタンク減圧制御においては、エンジン運転中にバージバルブ２４と切替弁３２との開閉量を適正化し、バキュームタンク３４の内圧が目標圧に達するように制御している。
【００４６】
次いで、リーク診断制御について説明する。
【００４７】
図４に示す如く、リーク診断制御用プログラムがスタート（２００）すると、リーク診断条件が成立したか否かの判断（２０２）を行う。
【００４８】
このとき、リーク診断条件は、以下の全ての５項目を満足したときに成立する。
ｂ１、エンジンオフ。
ｂ２、エンジンオフかつ車両停止後、所定時間経過している。
ｂ３、エンジンオフ時の水温が所定値に達している。
ｂ４、エンジンオフまでのパージ積算時間が所定時間に達している。
ｂ５、バキュームタンク内圧が所定値に達している。
【００４９】
上述の判断（２０２）がＮＯの場合には、リターン（２２０）に移行し、判断（２０２）がＹＥＳの場合には、前記大気開放弁２６を閉鎖（２０４）し、バキュームタンク３４を開放（２０６）する。
【００５０】
つまり、バキュームタンク３４を開放する場合には、図１に示す如く、エンジンオフによってバージバルブ２４が閉鎖されており、前記切替弁３２の切替動作でバキュームタンク３４を開放することにより、バキュームタンク３４内に保持されていた圧力である吸気管負圧が前記パージ通路１６側に作用することとなる。
【００５１】
このとき、前記切替弁３２が、Ｘ状態とＹ状態とに切り替えられるような場合、バキュームタンク３４の開放処理（２０６）は、Ｘ＋Ｙ状態と理解することが可能である。
【００５２】
そして、バキュームタンク３４の開放処理（２０６）の後に、バキュームタンク３４を第１の設定時間Ｔ１だけ作動させた後、燃料タンク８の第１のタンク内圧Ｐ１を測定（２０８）するとともに、第２の設定時間Ｔ２作動させた後には、燃料タンク８の第２のタンク内圧Ｐ２を測定（２１０）する。
【００５３】
両測定（２０８、２１０）の後に、第１のタンク内圧Ｐ１から第２のタンク内圧Ｐ２を減じて差ΔＰを求める（２１２）。
【００５４】
その後、求めた差ΔＰが判定値より大きいか否かの判断（２１４）を行い、この判断（２１４）がＹＥＳの場合には、リークしていると判定して故障判定（２１６）を行い、判断（２１４）がＮＯの場合には、リークしていないと判定して正常判定（２１８）を行い、両判定（２１６、２１８）の後にリターン（２２０）に移行する。
【００５５】
この上述したリーク診断制御においては、エンジンオフ後、リーク診断条件が成立するまでバキュームタンク３４の内圧を保持し、エンジンオフ後のリーク条件成立時に大気開放弁２６を閉鎖し、バキュームタンク３４を開放してその負圧で蒸発燃料制御装置を減圧する。そして、所定時間の経過毎に２回の燃料タンク８のタンク内圧測定を行い、２回のタンク内圧の圧力変化量からリーク量を推定し、故障の有無を診断、つまり異常あるいは正常を判定する。故障診断後は、大気開放弁２６を開放し、燃料タンク８のタンク内圧を大気圧に戻し、診断が終了される。
【００５６】
これにより、前記蒸発燃料制御装置内を強制的にバキュームタンク３４により負圧状態として、リーク判定を行っているため、エンジン停止からリーク判定に要する時間を短縮することができ、短時間にリーク判定でき、判定頻度が多くなり、診断システムの信頼性を高めることができる。
【００５７】
また、負圧ポンプを用いて負圧状態を作り出す場合のように、ポンプ作動音を消音するための対策を講じる必要もないため、システムの簡素化が可能である。
【００５８】
更に、負圧ポンプを用いた場合のように、蒸発燃料が大気中に誤って放出される心配がないので、システムの信頼性を向上させることが可能である。
【００５９】
なお、この発明は上述実施例に限定されるものではなく、種々の応用改変が可能である。
【００６０】
例えば、この発明の実施例においては、パージバルブとキャニスタとの間のパージ通路に切替弁を設け、この切替弁によって、吸気管とキャニスタとを連通状態にする場合と、バキュームタンクとパージバルブとを連通状態にする場合と、バキュームタンクとバージバルブと吸気管とを連通状態にする場合とを切り替える構成としたが、通常の開閉弁を２個使用して対処する特別構成とすることも可能である。
【００６１】
すなわち、前記切替弁を使用する場合には、３方切替式の切替弁を使用する必要があり、切替弁のコストが大となる可能性がある。
【００６２】
よって、パージバルブとキャニスタとの間とバキュームタンクとを連絡する２本の連絡通路を設け、これらの連絡通路途中に安価な開閉弁を夫々配設し、開閉弁の開閉動作によって、吸気管とキャニスタとを連通状態にする場合と、バキュームタンクとパージバルブとを連通状態にする場合と、バキュームタンクとバージバルブと吸気管とを連通状態にする場合とを現出させるものである。
【００６３】
さすれば、通路本数や使用する弁個数が増加することとなるが、安価な開閉弁を使用することが可能となり、コストの削減に寄与し得るとともに、開閉弁のオン・オフ制御のみであることによって、制御内容が簡略化され、制御の信頼性の向上にも寄与し得るものである。
【００６４】
【発明の効果】
以上詳細に説明した如くこの本発明によれば、内燃機関の吸気通路と、燃料タンクとを接続する蒸発燃料制御通路の途中に蒸発燃料を吸着するキャニスタを備えている内燃機関の蒸発燃料制御装置において、キャニスタと大気とを接続する大気開放通路を備え、キャニスタと吸気管とを接続するパージ通路の途中にパージバルブを備え、パージバルブとキャニスタとの間のパージ通路に切替弁を設け、切替弁は、吸気管とキャニスタとを連通状態にする場合と、バキュームタンクとパージバルブとを連通状態にする場合と、バキュームタンクとバージバルブと吸気管とを連通状態にする場合とを切り替え、エンジン停止時において、切替弁をバキュームタンクとパージバルブと吸気管とが連通状態になるように切り替えて蒸発燃料制御装置内を減圧状態にした後、蒸発燃料制御装置内のリーク判定を可能とする判定手段を設けたので、前記蒸発燃料制御装置内を強制的にバキュームタンクにより負圧状態として、リーク判定を行っているため、エンジン停止からリーク判定に要する時間を短縮することができ、短時間にリーク判定でき、判定頻度が多くなり、診断システムの信頼性を高めることができる。また、負圧ポンプを用いて負圧状態を作り出す場合のように、ポンプ作動音を消音するための対策を講じる必要もないため、システムの簡素化が可能である。更に、負圧ポンプを用いた場合のように、蒸発燃料が大気中に誤って放出される心配がないので、システムの信頼性を向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例を示す内燃機関の蒸発燃料制御装置のタイムチャートである。
【図２】内燃機関の蒸発燃料制御装置のシステム図である。
【図３】バキュームタンク減圧制御用プログラムのフローチャートである。
【図４】リーク診断制御用プログラムのフローチャートである。
【図５】この発明の第１の従来技術を示す内燃機関の蒸発燃料制御装置のシステム図である。
【図６】この発明の第２の従来技術を示す内燃機関の蒸発燃料制御装置のシステム図である。
【符号の説明】
２  内燃機関
４  吸気通路
６  吸気管
８  燃料タンク
１０  蒸発燃料制御通路
１２  キャニスタ
１４  エバポ通路
１６  パージ通路
１８  大気開放通路
２０  燃料レベルセンサ
２２  タンク圧センサ
２４  パージバルブ
２６  大気開放弁
２８  フィルタ
３０  制御手段（「ＥＣＵ」とも記載する）
３２  切替弁
３４  バキュームタンク
３６  判定手段
【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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