(57)【要約】【課題】  蒸発燃料処理システムのリーク診断時にエバポ系の内圧が正圧又は負圧であっても給油口の開放を正確かつ応答よく検出できる装置を提供すること。【解決手段】  この給油口開放装置は、燃料タンク１０とキャニスタ１２を含むエバポ系内の圧力を検出する圧力検出手段９と、エンジン１停止時にパージ制御弁７と大気開放弁８を閉弁した状態で圧力検出手段９により検出される圧力に基づいてエバポ系のリーク診断をする診断手段と、検出されたエバポ系内の圧力が正圧又は負圧であることを判定する判定手段と、エバポ系内圧の正圧又は負圧に応じてそれぞれ設定した値と検出された圧力の変化とを比較して給油口の開放を検出する開放検出手段を備える。エバポ系の内圧が正圧で圧力値変化量が設定した値以下の場合、又はエバポ系内圧が負圧で圧力値変化量が設定した値以上の場合は、給油口が開放されたと判定し、リーク診断を中止する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンク内の燃料が蒸発して生じた蒸発燃料を吸着するキャニスタと、
前記キャニスタに設けられた大気導入の遮断を行う大気開放弁と、
前記キャニスタとエンジンの吸気通路とを連通する通路に設けられたパージ制御弁を備え、
前記エンジンの運転条件に応じて前記パージ制御弁を開閉し、蒸発燃料を吸気通路へパージする蒸発燃料処理システムにおいて、
前記燃料タンクと前記キャニスタを含むエバポ系内の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記エンジン停止時に前記パージ制御弁と前記大気開放弁を閉弁した状態で前記検出される圧力に基づいて前記エバポ系のリーク診断をする診断手段と、
前記検出されたエバポ系内の圧力が正圧又は負圧であることを判定する判定手段と、
前記エバポ系内圧の正圧又は負圧に応じてそれぞれ設定した値と前記検出された圧力の変化とを比較して給油口の開放を検出する開放検出手段を備えたことを特徴とする蒸発燃料処理システムの給油口開放検出装置。
【請求項２】
前記開放検出手段は、
前記圧力検出手段により検出された前記エバポ系内の圧力が正圧で圧力値変化量が設定した値以下である場合、又は前記エバポ系内の圧力が負圧で圧力値変化量が設定した値以上である場合は、給油口が開放されたと判定するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の蒸発燃料処理システムの給油口開放検出装置。
【請求項３】
前記開放検出手段は、
前記圧力検出手段により検出された前記エバポ系内の圧力が正圧で圧力値変化速度の変化量が設定した値以下である場合、又は前記エバポ系内の圧力が負圧で圧力値変化速度の変化量が設定した値以上である場合は、給油口が開放されたと判定するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の蒸発燃料処理システムの給油口開放検出装置。
【請求項４】
前記リーク診断手段は、
前記開放検出手段により給油口が開放されていると判定された場合は前記大気開放弁を開放することで前記リーク診断を中止し、
前記開放検出手段により給油口が開放されていないと判定された場合は前記リーク診断を継続するようにしたことを特徴とする請求項１から３に記載のいずれか１つに記載の蒸発燃料処理システムの給油口開放行為検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンク内の燃料が蒸発して生じた蒸発燃料を処理する蒸発燃料処理システムに関するもので、特にリーク診断時の給油口の開放を検出する装置である。
【背景技術】
【０００２】
蒸発燃料処理システムでは、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を一時的にキャニスタの吸着剤に吸着させる。運転条件に応じてパージ制御弁を開弁することで、その吸着させた蒸発燃料を新気と共にエンジンの吸入負圧によりエンジンの吸気系に導入し、燃焼させ、燃料タンク内で発生した蒸発燃料が大気中に拡散することを防止する。
【０００３】
上記のような蒸発燃料処理システムでは、車両の停車直後などにパージ制御弁やキャニスタ、燃料タンクで構成される系（以下、エバポ系と称する）を、パージ制御弁を閉弁することで密閉し、エバポ系内の圧力変化の推移から漏れを検出するリーク診断を実施する。そのリーク診断中に、給油行為などにより給油口が開放されるとエバポ系内に大気圧が導入される。その結果、エバポ系内圧はリーク発生時と同様に大気圧付近となり、蒸発燃料システム内のエバポ系内にリーク発生が有ると誤診断される可能性がある。また、エバポ系内を密閉したまま給油すると、発生する蒸発燃料によってエバポ系内の圧力が上昇し、それ以上給油を続けることができなくなる。
【０００４】
特許文献１では、リーク診断時に給油口が開放され、エバポ系内圧が正圧から大気圧に急変した場合、また、給油によってエバポ系内の圧力値が大気圧から上昇して所定値以上になったことを検出した場合にリーク診断を中止するようにした構成が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−１２０４３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した給油口開放検出装置では、エバポ系内圧が正圧で推移することに基づいて給油行為を判定し、リーク診断の実施可否を判断しているため、エバポ系内圧が負圧の状態から給油口の開放により大気圧に変化したときは給油口の開放を検出できず、エバポ系内の圧力状態によっては給油口開放検出の精度に問題がある。エバポ系内圧は常に正圧になるとは限らず、燃料温度の低下により蒸発燃料の一部が液化することで、エバポ系内の圧力が低下し負圧が発生することがある。従って、このような場合に給油口の開放を検出できず、検出の応答性に問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、リーク診断時にエバポ系の内圧が正圧又は負圧であっても給油口の開放を正確かつ応答よく検出できる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】
本発明は、燃料タンク内の燃料が蒸発して生じた蒸発燃料を吸着するキャニスタと、キャニスタに設けられた大気導入の遮断を行う大気開放弁と、キャニスタとエンジンの吸気通路とを連通する通路に設けられたパージ制御弁を備え、エンジンの運転条件に応じてパージ制御弁を開閉し、蒸発燃料を吸気通路へパージする蒸発燃料処理システムの給油口開放検出装置である。この給油口開放装置は、燃料タンクとキャニスタを含むエバポ系内の圧力を検出する圧力検出手段と、エンジン停止時にパージ制御弁と大気開放弁を閉弁した状態で圧力検出手段により検出される圧力に基づいてエバポ系のリーク診断をする診断手段と、検出されたエバポ系内の圧力が正圧又は負圧であることを判定する判定手段と、エバポ系内圧の正圧又は負圧に応じてそれぞれ設定した値と検出された圧力の変化とを比較して給油口の開放を検出する開放検出手段を備える。そして、エバポ系の内圧が正圧で圧力値変化量が設定した値以下の場合、又はエバポ系内圧が負圧で圧力値変化量が設定した値以上の場合は、給油口が開放されたと判定し、リーク診断を中止する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、エバポ系内圧が正圧又は負圧の場合に応じて給油口の開放を検出するための判断基準を設定できる。従って、エバポ系の内圧が正圧又は負圧であっても給油口の開放を正確かつ応答よく検出でき、誤診断を防止することが可能となる。その結果、蒸発燃料処理システムのリーク検出精度の向上を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る蒸発燃料処理システム１００の構成図である。１はエンジンで、２はエンジン１の吸気通路、３は同じく排気通路である。吸気通路２には、吸入空気量を検出する吸気量センサ４と、その下流に位置して吸気空気量を制御するスロットル弁５が設けられる。さらに吸気通路２には、スロットル弁５の下流に位置して燃料を噴射する燃料噴射弁６が設置される。燃料噴射弁６からは吸入空気量に対応して燃料が噴射され、これら燃料と空気の混合気をエンジン１で燃焼させることで、エンジン１は出力を発生する。
【００１１】
１０はエンジン１に供給する燃料を蓄える燃料タンクであり、燃料タンク１０内に発生した蒸発燃料を一時的に吸着保持し、吸着保持した蒸発燃料を車両の運転条件によりエンジン１に吸入するための蒸発燃料処理システム１００が備えられる。
【００１２】
前記蒸発燃料処理システム１００は、蒸発燃料を吸着保持する活性炭を充填したキャニスタ１２を備える。キャニスタ１２は燃料タンク１０と第１の通路１１を介して接続され、タンク内に発生した蒸発燃料を吸着保持する。また、キャニスタ１２の上部には大気と連通する大気連通路１９からの新気の導入等を調整する大気開放弁８が備えられる。さらに、キャニスタ１２は、その上部で第２の通路１３の一端と接続されている。第２の通路１３の他端は吸気通路２のスロットル弁５の下流位置に接続し、その途中には蒸発燃料の導入量を調整するパージ制御弁７が設けられる。パージ制御弁７とキャニスタ１２の間には、蒸発燃料処理システム１００のエバポ系内の圧力を測定する圧力センサ９が設けられ、測定された圧力値は後述するコントローラ２０へ出力する。
【００１３】
燃料タンク１０は燃料を圧送するための燃料ポンプ１８を備える。燃料ポンプ１８は燃料供給流路１４を介して、燃料噴射弁６と接続する。従って、燃料は燃料ポンプ１８によって燃料供給路１４に吐出され、図示しないレギュレータによって一定圧に保持されており、この燃圧が燃料噴射弁６に作用する。また、燃料タンク１０には給油のための給油管１６が取付けられている。この給油管１６の給油口には脱着可能なフィラーキャップ１５が装着される。燃料給油時はこのフィラーキャップ１５を取り外し、給油を行うこととなる。給油管１６には、循環路１７が分岐して接続しており、循環路１７の開口端は燃料タンク１０の上部空間に開口している。
【００１４】
コントローラ２０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなり、圧力センサ９やイグニッションスイッチ２１、さらには車両の運転状態を検出する各種センサの出力が入力される。コントローラ２０は車両の運転状態に応じて、パージ制御弁７と大気開放弁８を開弁することで、エバポ系内にエンジン１の負圧を作用させ、キャニスタ１２に吸着された蒸発燃料を大気連通路１９からの新気と共に吸気通路２に導入するパージ制御を行う。また、車両停車時などにパージ制御弁７、大気開放弁８の開閉制御を行い、圧力センサ９の出力に基づいてエバポ系内のリーク診断を実施する。
【００１５】
すなわち、内燃機関の停止確認後、コントローラ２０は大気と連通する大気開放弁８を閉弁する。パージ制御弁７はパージ時のみ開弁し、その他は閉弁しているため、燃料タンク１０とキャニスタ１２を含む蒸発燃料処理システム１００内のエバポ系は密閉状態となる。密閉状態のエバポ系では、燃料タンク１０内の燃料温度に応じた蒸発燃料が発生しており、燃料温度の変化に伴い蒸発燃料系内の圧力は変化する。その圧力変化を圧力センサ９でモニタリングする。エバポ系内にリーク発生がある場合は、温度変化による圧力変化が小さくなり、圧力センサ９で検出される圧力値は大気圧に近いものとなる。このような状態が所定時間継続する場合は、リーク発生有りと診断し、次回始動時に運転者に警告する。
【００１６】
このような蒸発燃料処理システム１００内の漏れを検出するリーク診断中に、フィラーキャップ１５が外され給油口が開放されると、給油口から燃料タンク１０内に大気圧が導入され、エバポ系内の圧力は大気圧に近づく。従って、エバポ系内圧はあたかもリーク発生時と同様に大気圧付近に達するため、エバポ系内にリークの発生が有ると誤診断する可能性がある。
【００１７】
そこで、コントローラ２０は、以下のようにしてリーク診断時における給油口の開放を検出する。コントローラ２０で実行される制御について、図２のフローチャートに基づいて説明する。
【００１８】
車両の運転開始と共に処理が開始され、ステップS100にてイグニッションスイッチ２１からの信号により車両の内燃機関が停止中か否かを判定する。停止中でない場合は、停止が確認されるまで待機する。停止が確認された場合は、ステップS101に移る。
【００１９】
ステップS101では、リーク診断の診断条件として、例えば内燃機関停止から所定時間を経過したか否かをコントローラ２０内で算出することで、車両が安定状態にあるかどうかを判定する。安定した状態にない場合は安定するまで待機する。また、診断条件としては、燃料温度や燃料残量、大気圧、燃料の揺動などを見るようにしても良い。
【００２０】
ステップS101で車両が安定状態にあると判定された場合、ステップS102で大気開放弁８を閉弁する。パージ制御弁７も閉弁しているため、蒸発燃料処理システム１００内のエバポ系は密閉状態となる。
【００２１】
ステップS103では、圧力センサ９で検出されたエバポ系内圧が大気圧以上であるか否かを判定し、エバポ系内が大気圧と比較し正圧か負圧かを判定する。エバポ系内圧が正圧の場合は、ステップS104において、エバポ系内圧の変化量ΔPを、圧力センサ９で検出される圧力値の相対値若しくは絶対値を用いて、下記数式（１）にて算出する。
ΔP = エバポ系内圧P−エバポ系内圧P（前回値）・・・（１）
【００２２】
ステップS105で、（１）式により算出されたΔPが所定の閾値P1（＜０）以下であるか否かを判定する。給油口が開放されると、エバポ系内が正圧から大気圧に急変するためΔPの値は負の値へ大きく変化する。このときΔPの値が所定の値P1以下となる場合は、給油口が開放されたと判定する（ステップS106）。
【００２３】
図３の（A）に示す通り、エバポ系内の圧力が正圧から大気圧へ変化した場合、給油口の開放がされたと判定できる。この場合、大気開放弁８を開弁してエバポ系を大気圧に開放する（ステップS107）。これにより、リーク診断を中止し、処理を終了する。
【００２４】
ステップS103において、エバポ系内の圧力が負圧と判定された場合は、ステップS108へ進む。内燃機関停止当初は燃料温度が高く、蒸発燃料の飽和蒸気圧も高い状態にあり、エバポ系内は正圧であることが予想される。しかしながら、ある程度時間が経過するとエバポ系内の燃料温度は低下し、それに伴い飽和蒸気圧も低下する。つまり、蒸発燃料の一部が液化することによりエバポ系内の圧力が低下し、エバポ系内に負圧が発生することとなる。
【００２５】
エバポ系内の圧力が負圧であると判定されるとステップS108において、エバポ内圧の変化量を（１）式により算出し、ステップS109で算出されたΔPが所定の閾値P2（＞０）以上であるか否かを判定する。給油口が開放されると、エバポ系内が負圧から大気圧に急変するためΔP値が正の値へ大きく変化する。このときΔPの値が所定の値P2以上である場合は、給油口が開放されたと判定する（ステップS106）。
【００２６】
図３の（B）に示す通り、エバポ系内の圧力が負圧から大気圧へ変化した場合、給油口の開放がされたと判定できる。この場合、大気開放弁８を開弁してエバポ系を大気圧に開放する（ステップS107）。これにより、リーク診断を中止し、処理を終了する。
【００２７】
ステップS105でΔPが所定の閾値P1より大きいと判定された場合、或いは、ステップS109でΔPが所定の閾値P2より小さいと判定された場合は、ステップS110においてリーク診断に必要な診断パラメータを演算する。つまり、圧力センサ９により検出されたリーク診断中のエバポ系内の圧力推移をモニタリングし、エバポ系内の圧力変化量を算出して設定された所定値と比較する。
【００２８】
ステップS111では、リーク診断に要する所定時間の経過、例えばリーク診断開始から４０分から５０分程度経過したか否かを判定する。所定時間を経過していない場合は、ステップS103に戻り所定時間経過するまで給油口の開放検出及びリーク診断を実施又は継続する。給油口が開放を検出することなく所定時間が経過した場合は、ステップS112により大気開放弁８を開弁し、リーク診断を終了する。
【００２９】
ステップS113では、ステップS110で演算したリーク診断パラメータに基づいてリーク発生の有無を判定する。例えば、所定時間経過するまでモニタリングしたエバポ系内の圧力推移より、その時間内に変化した圧力変化量が設定した所定値以内の場合は、エバポ系内のリーク発生が無いと診断する。リーク発生が無いと判定された場合はOK判定をし、そのまま処理を終了する。リークの発生が有る判定された場合は、ステップS115でNG判定とし、次回始動時に運転者に警告する。
【００３０】
第１の実施形態における給油口の開放を検出する処理では、停車時リーク診断中にエバポ系内圧が正圧であるか、又は負圧であるかを判定し、正圧又は負圧に応じて設定した閾値と圧力センサ９により検出した圧力とを比較することで給油口の開放を検出する。つまり、エバポ系の圧力が正圧で検出された圧力値変化量が設定した閾値以下の場合、又はエバポ系内圧が負圧で検出された圧力値変化量が設定した閾値以上の場合は、給油口が開放された判定し、リーク診断を中止する。また、給油口の開放が検出されない場合は、リーク診断を実施又は継続する処理を行う。
【００３１】
以上のように、第１の実施形態では、エバポ系内圧が正圧又は負圧である場合に分けて設定した閾値との比較に基づいて、リーク診断中の圧力変化により給油口の開放を検出するようにした。その結果、エバポ系内の圧力状態が正圧又は負圧のいずれであっても給油口の開放の正確な検出が可能となり、リーク診断結果の信頼性向上が実現できる。
【００３２】
また、給油口の開放を圧力変化で検出しているため、給油口が開放されたことによる圧力変化を直ちに検出することができ、給油口の開放検出の応答性を高めることが可能となる。
【００３３】
さらに、給油口の開放を検出した場合はリーク診断を中止するため、コントローラ２０が実施するエバポ系内の圧力のモニタリングや大気開放弁９の開閉制御による電力消費を抑制することが可能となる。
【００３４】
（第２の実施形態）
次に本発明の第２の実施形態を図４に示すフローチャートを参照して説明する。第２の実施形態の構成は第１の実施形態と同様であるが、コントローラ２０による給油口の開放検出動作において一部相違する。つまり、第２の実施形態ではエバポ系内の圧力値の変化ではなく、圧力変化速度を比較することにより給油口の開放を検出するようにしたもので、以下にその相違点について説明する。
【００３５】
ステップS203までは第１の実施形態と同様である。ステップS203では、圧力センサ９で検出されたエバポ系内圧が大気圧以上であるか否かを判定し、エバポ系内圧が大気圧と比較して正圧か負圧かを判定する。ここでエバポ系内が正圧であると判定された場合は、ステップS204に進む。
【００３６】
ステップS204では、エバポ系内の圧力変化速度を算出する。圧力センサ９により検出された圧力値の変化をコントローラ２０で演算することにより圧力変化速度を算出する。圧力変化速度の変化量は、検出される圧力値の相対値若しくは絶対値を用いて、下記数式（２）により算出する。ここで、圧力変化速度は正圧から大気圧方向への変化を負の値とし、負圧から大気圧への変化を正の値とする。
ΔPv = エバポ系内圧変化速度−エバポ系内圧変化速度（前回値）・・・（２）
【００３７】
ステップS205では、ΔPvが所定の閾値P3（＜０）以下であるか否かを判断する。給油口が開放されると、エバポ系内が正圧から大気圧に急変するためΔPvが負の値へ大きく変化する。このときΔPvの値が所定の閾値P3以下である場合は、給油口が開放されたと判定する（ステップS206）。
【００３８】
図５の（A）に示す通り、エバポ系内の圧力変化速度が負の値へ変化した場合は、給油口の開放がされたと判定できる。この場合、大気開放弁８を開弁してエバポ系内を大気圧に開放する（ステップS207）。これにより、リーク診断を中止し、処理を終了する。
【００３９】
また、ステップS203において、エバポ系内圧が負圧であると判定された場合は、ステップS208でエバポ系内の圧力変化速度の変化量を（２）式により計算し、ステップS209でΔPvが所定の閾値P4（＞０）以上であるか否かを判定する。給油口が開放されると、エバポ系内が負圧から大気圧に急変するためΔPvが正の値へ大きく変化する。このときΔPvが所定の閾値P4以上である場合は、ステップS206で給油口が開放されたと判定する。
【００４０】
図５（B）に示す通り、エバポ系内の圧力変化速度が正の値へ変化した場合は、給油口の開放がされたと判定でき、大気開放弁８を開弁してエバポ系内を大気圧に開放する（ステップS207）。これにより、リーク診断を中止し、処理を終了する。
【００４１】
ステップS205でΔPvが所定の閾値P3よりも大きいと判定された場合、或いは、ステップS208でΔPvが所定の閾値P4よりも小さいと判定された場合は、ステップS210へ進む。ステップS210以降の処理は第１の実施形態と同様である。
【００４２】
以上のように、第２の実施形態では、リーク診断中の給油口の開放をエバポ系内の圧力変化速度の変化量により検出するようにした。このようにすることでも、第１の実施形態と同様の効果を得ることが可能である。
【００４３】
本発明は、上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなし得ることは明白である。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、車両に搭載され、燃料タンク内の燃料が蒸発して生じた蒸発燃料を処理する装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１の実施形態及び第２の実施形態に係る蒸発燃料処理システム１００の構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る蒸発燃料処理システム１００の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第１の実施形態を示すタイムチャートである。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る蒸発燃料処理システム１００の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２の実施形態を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００４６】
１００  蒸発燃料処理システム
１  エンジン
２  吸気通路
３  排気通路
７  パージ制御弁
８  大気開放弁
９  圧力センサ（圧力検出手段）
１０  燃料タンク
１２  キャニスタ
１３  第２の通路（通路）
１９  大気連通路
２０  コントローラ
【図１】
2007085230.tif 000003
【図２】
2007085230.tif 000004
【図３】
2007085230.tif 000005
【図４】
2007085230.tif 000006
【図５】
2007085230.tif 000007