(57)【要約】【課題】内燃機関の運転を停止した後に、パージ装置の漏れ診断を行うのに適した状態となったら、極力、遅滞なく漏れ診断を実行すること。【解決手段】エンジン１の運転が停止された後であって、燃料蒸気の発生によりパージ装置内の圧力が上昇している時期から、複数回の濃度計測を実行し、その複数回の濃度計測結果に基づいて、燃料蒸気濃度の変化が基準値以下となる濃度安定時期を求め、この濃度安定時期に、漏れ診断を実施する。この結果、車両が置かれた環境によって、パージ装置内の圧力が安定するまでの時間が変動したとしても、パージ装置内圧力が安定して漏れ診断に適した状態となったときに、遅滞なく、漏れ診断を実施することができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンク内において発生した燃料蒸気をキャニスタ内の吸着材に吸着し、当該吸着材に吸着した燃料蒸気を内燃機関の吸気経路にパージするパージ装置に、漏れ孔が生じているか否かの漏れ診断を実施する診断手段を備えた漏れ診断装置であって、
前記吸着材に吸着された燃料蒸気が、当該吸着材から離脱して混合気となったときの、混合気中の燃料蒸気状態を検出する状態検出手段と
前記内燃機関の運転が停止された後であって、燃料蒸気の発生によりパージ装置内の圧力が上昇している時期から、前記状態検出手段に複数回の状態検出を実行させ、その複数回の状態検出結果に基づいて、前記燃料蒸気状態の変化が基準値以下となる状態安定時期を求める状態安定時期算出手段とを有し、
前記診断手段は、前記状態安定時期算出手段によって算出された状態安定時期に、前記漏れ診断を実施することを特徴とする漏れ診断装置。
【請求項２】
前記状態検出手段は、
絞りを備える計測通路と、
前記計測通路にガス流を発生させるガス流発生手段と、
前記ガス流発生手段がガス流を発生させたときに、前記絞りの下流側の圧力を計測する圧力計測手段と、
前記計測通路を大気に開放して、当該計測通路に流れるガスを空気とする第１の計測状態と、前記計測通路を前記キャニスタに連通して前記計測通路に流れるガスを燃料蒸気を含む混合気とする第２の計測状態とに切替える第１の計測通路切替手段と、
前記第１の計測状態において前記圧力計測手段にて計測される第１の圧力と、前記第２の計測状態において前記圧力計測手段にて計測される第２の圧力とに基づいて、前記燃料蒸気の状態を演算する燃料蒸気状態演算手段とを有し、
前記診断手段は、
前記キャニスタから、前記絞りを迂回しつつ当該絞りの下流側の前記計測通路に燃料蒸気を含む混合気が流れる第３の計測状態を形成する第２の計測通路切替手段を有し、
前記第１の計測状態において前記圧力計測手段にて計測される第１の圧力と、前記第３の計測状態において前記圧力計測手段にて計測される第３の圧力とに基づいて、前記パージ装置の漏れ診断を実施することを特徴とする請求項１に記載の漏れ診断装置。
【請求項３】
前記状態安定時期算出手段は、前記内燃機関の運転停止後、所定時間経過毎に前記状態検出を実行させ、前回の検出状態と今回の検出状態との差が所定値以下となったことを条件として、前記状態安定時期となったことを判定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の漏れ診断装置。
【請求項４】
前記状態安定時期算出手段は、前回の検出状態と今回の検出状態との差が所定回数連続して所定値以下となったことを条件として、前記状態安定時期となったことを判定することを特徴とする請求項３に記載の漏れ診断装置。
【請求項５】
前記状態安定時期算出手段は、少なくとも2回の状態検出における状態変化の大きさに基づいて、前記燃料蒸気状態の変化が基準値以下となる状態安定時期を推定により求めることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の漏れ診断装置。
【請求項６】
外気温を計測する外気温計測手段を備え、
前記診断手段は、前記内燃機関の運転停止後に実行される燃料蒸気状態の状態検出において、前記吸着材による吸着余力が乏しいとみなせる状態が検出され、かつ前記外気温計測手段によって計測される外気温が所定温度以上の場合、前記漏れ診断を中止することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の漏れ診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンク内において発生した燃料蒸気をキャニスタ内の吸着材に吸着し、当該吸着材に吸着した燃料蒸気を内燃機関の吸気経路にパージするパージ装置に、漏れ孔が生じているか否かの漏れ診断を実施する漏れ診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パージ装置は、燃料タンクで発生した燃料蒸気の大気への放散を防止するためのもので、燃料タンク内の燃料蒸気を、吸着材を収納したキャニスタ内に導入して、一時的に吸着材に吸着させる。吸着材に吸着された蒸気燃料は、内燃機関の運転時に、吸気管に発生する負圧により吸着材から離脱し、パージ通路を介して内燃機関の吸気管に放出（パージ）される。
【０００３】
このようなパージ装置において、燃料蒸気を内燃機関の吸気管に導く通路やキャニスタ等に漏れ孔が生じていると、この漏れ孔から燃料蒸気が大気へ放出されてしまう。このため、パージ装置に漏れ孔が生じた場合には、極力早期にその漏れ孔の発生を検知することが必要である。
【０００４】
このため、例えば特許文献１に記載されるように、パージ装置内の圧力を減圧または加圧したときの装置内の圧力を検出して、その圧力の大きさまたは圧力変化から、パージ装置内に漏れ孔が生じているか否かの漏れ診断を行う漏れ診断装置が提案されている。
【０００５】
このような漏れ診断装置においては、パージ装置内の圧力を検出することによって漏れ孔の有無を診断するので、燃料タンク内の燃料の揺れや登坂走行時の大気圧変化によって燃料タンク内の圧力が変化する状況など、パージ装置内の圧力が変化しやすい状況では精度の良い診断が困難となる。そのため、特許文献１では、パージ装置内の圧力が安定するアイドリング状態またはエンジン停止後に漏れ診断を実施するようにしている。
【０００６】
ただし、エンジン停止直後は、例えば燃料タンクに設けられた燃料ポンプの発熱などの影響で燃料温度が上昇しているため、燃料蒸気が多量に発生し、パージ装置内の圧力が安定しない。従って、エンジン停止後の漏れ診断は、パージ装置内の圧力が安定するのに必要な所定時間が経過したときに実行される。
【特許文献１】特開２００４−２９３４３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、パージ装置内の圧力が安定して、漏れ診断に好適な状況となるまでの時間は、実際のところ、車両の置かれた環境（外気温、日射、地面からの輻射熱、風）などの影響によっても変動する。そのため、エンジン停止から所定時間経過したときに漏れ診断を行うようにする場合には、その所定時間を、パージ装置内の圧力が安定するのに最も時間がかかる環境条件においても漏れ診断の精度が確保できるように、充分に長く設定する必要がある。従って、このように所定時間を比較的長く設定せざるを得ないため、エンジン停止後からその所定時間が経過する前に、エンジンが再始動されてしまう可能性が増し、その結果、漏れ診断の機会が少なくなってしまう恐れがある。
【０００８】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、内燃機関の運転を停止した後に、漏れ診断を行うのに適した状態となったら、極力、遅滞なく漏れ診断を実行することが可能な漏れ診断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】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の漏れ診断装置は、
燃料タンク内において発生した燃料蒸気をキャニスタ内の吸着材に吸着し、当該吸着材に吸着した燃料蒸気を内燃機関の吸気経路にパージするパージ装置に、漏れ孔が生じているか否かの漏れ診断を実施する診断手段を備えたものであって、
吸着材に吸着された燃料蒸気が、当該吸着材から離脱して混合気となったときの、混合気中の燃料蒸気状態を検出する状態検出手段と
内燃機関の運転が停止された後であって、燃料蒸気の発生によりパージ装置内の圧力が上昇している時期から、状態検出手段に複数回の状態検出を実行させ、その複数回の状態検出結果に基づいて、燃料蒸気状態の変化が基準値以下となる状態安定時期を求める状態安定時期算出手段とを有し、
診断手段は、状態安定時期算出手段によって算出された状態安定時期に、漏れ診断を実施することを特徴とする。
【００１０】
内燃機関が運転を停止した直後は、上述したように、例えば燃料タンクに設けられた燃料ポンプの発熱などの影響で燃料温度が上昇しているため、多量の燃料蒸気が発生する。燃料蒸気が多量に発生している状況では、燃料タンクに接続されたパージ装置内の圧力も時間の経過とともに増加していく。しかしながら、そのパージ装置内圧力が燃料蒸気の発生量に応じた圧力まで増加すると、それ以降、圧力の増加は止まり、パージ装置内の圧力は安定した状態となる。
【００１１】
このとき、燃料蒸気の発生量と燃料蒸気が再び液化して消滅する消滅量とがほぼ等しい平衡状態となるため、パージ装置内の燃料蒸気状態はほぼ一定となる。このように、燃料蒸気状態の変化と、パージ装置内の圧力変化とは相関するので、パージ装置内の燃料蒸気状態の変化の大きさから、パージ装置内の圧力が安定して漏れ診断に適した状態になったことを精度よく判定できる。
【００１２】
そのため、請求項１に記載の漏れ診断装置では、内燃機関の運転が停止された後であって、燃料蒸気の発生によりパージ装置内の圧力が上昇している時期から、状態検出手段に複数回の状態検出を実行させ、その複数回の状態検出結果に基づいて、燃料蒸気状態の変化が基準値以下となる状態安定時期を求め、この状態安定時期に、漏れ診断を実施するようにした。
【００１３】
この結果、車両が置かれた環境によって、パージ装置内の圧力が安定するまでの時間が変動したとしても、パージ装置内圧力が安定して漏れ診断に適した状態となったときに、遅滞なく、漏れ診断を実施することができる。従って、内燃機関の運転が停止されてから、漏れ診断を実施するまでの時間を従来よりも短縮することができ、漏れ診断を実施する機会を増やすことができる。
【００１４】
請求項２に記載したように、状態検出手段は、
絞りを備える計測通路と、
計測通路にガス流を発生させるガス流発生手段と、
ガス流発生手段がガス流を発生させたときに、絞りの下流側の圧力を計測する圧力計測手段と、
計測通路を大気に開放して、当該計測通路に流れるガスを空気とする第１の計測状態と、計測通路をキャニスタに連通して計測通路に流れるガスを燃料蒸気を含む混合気とする第２の計測状態とに切替える第１の計測通路切替手段と、
第１の計測状態において圧力計測手段にて計測される第１の圧力と、第２の計測状態において圧力計測手段にて計測される第２の圧力とに基づいて、燃料蒸気の状態を演算する燃料蒸気状態演算手段とを有し、
診断手段は、
キャニスタから、絞りを迂回しつつ当該絞りの下流側の計測通路に燃料蒸気を含む混合気が流れる第３の計測状態を形成する第２の計測通路切替手段を有し、
第１の計測状態において圧力計測手段にて計測される第１の圧力と、第３の計測状態において圧力計測手段にて計測される第３の圧力とに基づいて、パージ装置の漏れ診断を実施することが好ましい。
【００１５】
計測通路にキャニスタが連通される第２の計測状態となったとき、混合気に含まれる燃料蒸気が多くなるほど、混合気の密度が高まるため、絞りによって発生する圧力差が大きくなる。そして、ガス流を空気としたときの絞り下流側の圧力と、混合気としたときの絞り下流側の圧力との圧力比と燃料蒸気状態とは、ほぼ比例関係を有するので、その圧力比から燃料蒸気状態を求めることができる。
【００１６】
ここで、キャニスタから、絞りを迂回しつつ当該絞りの下流側の計測通路に燃料蒸気を含む混合気が流れる第３の計測状態とした場合、燃料タンク及びキャニスタは外部に対して密閉されているので、計測通路内の第３の圧力は、絞りによって発生する第１の圧力よりも低下するはずである。しかしながら、パージ装置におけるキャニスタや燃料蒸気通路に、計測通路の絞りよりも大きな開口径の漏れ孔が生じていると、第３の圧力は第１の圧力よりも低下しない。このように、第１の圧力を基準として、第３の圧力が第１の圧力よりも低下したか否かによって、漏れ孔の発生を判定できる。
【００１７】
そして、上述した構成では、状態検出手段と診断手段とが、計測通路、圧力計測手段、ガス流発生手段等の構成を共用するので、構成の簡略化を図ることができる。
【００１８】
請求項３に記載したように、状態安定時期算出手段は、内燃機関の運転停止後、所定時間経過毎に状態検出を実行させ、前回の検出状態と今回の検出状態との差が所定値以下となったことを条件として、状態安定時期となったことを判定しても良い。
【００１９】
内燃機関の運転停止後、パージ装置内の圧力が安定するまでに通常数時間を要するので、例えば数十分（３０分、６０分など）おきに燃料状態の計測を行い、前回値と今回値との検出値の差を算出する。このようにすれば、状態が安定したことを即座に検出することができるので、状態安定時期を遅滞なく求めることができる。
【００２０】
この場合、請求項４に記載したように、状態安定時期算出手段は、前回の検出状態と今回の検出状態との差が所定回数連続して所定値以下となったことを条件として、状態安定時期となったことを判定するようにしても良い。これにより、状態安定時期との判断を下すタイミングは多少遅れるが、燃料蒸気の状態が安定したことを確実に判定できる。
【００２１】
また、請求項５に記載したように、状態安定時期算出手段は、少なくとも2回の状態検出における状態変化の大きさに基づいて、燃料蒸気状態の変化が基準値以下となる状態安定時期を推定により求めるようにしても良い。つまり、内燃機関の運転停止後、所定のタイミングで２回計測した燃料蒸気状態の増加勾配は、燃料蒸気状態の収束値、ひいてはその収束値に達する時間と相関関係がある。このため、２回の状態検出における状態変化の大きさから、燃料蒸気状態が安定する状態安定時期を推定することができる。
【００２２】
請求項６に記載したように、外気温を計測する外気温計測手段を備え、
診断手段は、内燃機関の運転停止後に実行される燃料蒸気状態の状態検出において、吸着材による吸着余力が乏しいとみなせる状態が検出され、かつ外気温計測手段によって計測される外気温が所定温度以上の場合、漏れ診断を中止することが好ましい。吸着材の吸着能力に余力がない、いわゆる破過の状態になると、燃料蒸気の発生が、直接的にパージ装置内の圧力変化に影響する。そして、外気温度が所定温度（例えば３０度）よりも高い場合、燃料蒸気の発生量が多くなるので、パージ装置内の圧力が安定しにくいためである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の好ましい実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態による漏れ診断機能を備えたパージ装置の構成を示す構成図である。本実施形態によるパージ装置は、例えば自動車のエンジンに適用され、内燃機関であるエンジン１の燃料タンク１１は、蒸気導入通路であるエバポライン１２を介してキャニスタ１３と接続されている。キャニスタ１３内には吸着材１４が充填されており、燃料タンク１１内で発生した燃料蒸気を吸着材１４で一時的に吸着する。キャニスタ１３はパージライン１５を介してエンジン１の吸気管２と接続されている。パージライン１５にはパージバルブ１６が設けられ、その開き時にはキャニスタ１３と吸気管２とが連通するようになっている。
【００２４】
キャニスタ１３における、エバポライン１２の接続位置と、パージライン１５の接続位置との間の、キャニスタ１３の内部に吸着材１４に達する仕切板１４ａが設けられ、エバポライン１２から導入された燃料蒸気が、吸着材１４に吸着されることなく、パージライン１５から放出されることを防止している。また、キャニスタ１３には、後述するように大気ライン１７も接続されている。この大気ライン１７の接続位置とパージライン１５の接続位置との間の、キャニスタ１３の内部には、吸着材１４の充填深さとほぼ同じ深さの仕切板１４ｂが設けられている。これにより、エバポライン１２から導入された燃焼蒸気が大気ラインから放出されることを防止するようにしている。
【００２５】
パージバルブ１６は電磁弁であり、エンジン１の各部を制御する電子制御ユニット（図示せず）によって開度が調整される。パージライン１５を流れる燃料蒸気を含む混合気の流量は、パージバルブ１６の開度によって制御され、その流量が制御された混合気が、スロットルバルブ３によって発生される吸気管２内の負圧により吸気管２内にパージされ、インジェクタ４からの噴射燃料とともに燃焼される（以下、適宜、パージされる燃料蒸気を含む混合気をパージガスという）。
【００２６】
キャニスタ１３には、先端がフィルタを介して大気に開放する大気ライン１７が接続されている。この大気ライン１７には、キャニスタ１３を大気ライン１７とポンプ２３の吸入側のいずれかに連通させる切替弁１８が設けられている。この切替弁１８は、電子制御ユニットによる非駆動時には、キャニスタ１３を大気ライン１７に連通させる第１位置にあり、駆動時に、キャニスタ１３を後述する絞り２３を迂回してポンプ２３の吸入側に連通させる第２位置に切替られる。切替弁１８が第２位置に切替えられるのは、エバポライン１２、パージライン１５、キャニスタ１３等に燃焼蒸気の漏れを生じさせる漏れ孔が生じているか否かをチェックする漏れ診断時である。この漏れ診断については、後に詳細に説明する。
【００２７】
パージライン１５から分岐する分岐ライン１９は、２位置弁２１の一方の入力ポートに接続されている。また、２位置弁２１の他方の入力ポートには、フィルタを介して大気に開放されるポンプ２５の吐出ライン２６から分岐する空気供給ライン２０が接続されている。２位置弁２１の出力ポートは、計測ライン２２に接続されている。２位置弁２１は、上述した電子制御ユニットによって、空気供給ライン２０を計測ライン２２に接続する第１位置、及び分岐ライン１９を計測ライン２２に接続する第２位置のいずれかに切替えられる。なお、電子制御ユニットによる非駆動時、２位置弁２１は第１位置となるように構成されている。
【００２８】
計測ライン２２には、絞り２３、及び、ポンプ２５が設けられている。ガス流発生手段であるポンプ２５は電動ポンプであり、駆動時に絞り２３側を吸入側として計測ライン２２にガスを流動させるもので、その駆動のオンオフおよび回転数が電子制御ユニットにより制御される。電子制御ユニットは、ポンプ２５を駆動する際、その回転数が予め設定した所定値で一定となるように制御する。
【００２９】
従って、切替弁１８は第１位置のまま、２位置弁２１を第１の位置とした状態で、電子制御ユニットがポンプ２５を駆動すると、計測ライン２２を空気が流動する「第１の計測状態」となる。また、２位置弁２１を第２の位置とした状態でポンプ２５を駆動すると、大気ライン１７、キャニスタ１３、分岐ライン１９までのパージライン１５の一部、及び分岐ライン１９を介して供給されるパージガスが計測ライン２２を流動する「第２の計測状態」となる。
【００３０】
また、計測ライン２２には、絞り２３の下流側、すなわち、絞り２３とポンプ２５との間に、空気やパージガスが流動したときに、絞り２３によって発生する圧力（負圧）を計測する圧力センサ２４が接続されている。この圧力センサ２４によって計測された圧力は、電子制御ユニットに出力される。
【００３１】
電子制御ユニットは、吸気管２に設けられて吸入空気量を調整するスロットルバルブ３の開度やインジェクタ４からの燃料噴射量等を、種々のセンサによって検出された検出値に基づいて制御する。例えば、吸気管２に設けたエアフローセンサにより検出される吸入空気量及び吸気圧センサにより検出される吸気圧、排気管５に設けた空燃比センサ６により検出される空燃比の他、イグニッション信号、エンジン回転数、エンジン冷却水温、アクセル開度等に基づいて、燃料噴射量やスロットル開度等を制御する。
【００３２】
電子制御ユニットは、上述したような制御の他に燃料蒸気を処理するためのパージ制御も実行する。このパージ制御について、図２に示すパージ制御のフローチャートに基づいて説明する。なお、本フローチャートに示すパージ制御は、エンジン１が運転を開始すると実行される。
【００３３】
まず、ステップＳ１０１では濃度検出条件が成立しているか否かを判定する。濃度検出条件はエンジン水温、油温、エンジン回転数などの運転状態を表す状態量が所定の領域にあるときに成立し、後述する燃料蒸気のパージの実施を許可するパージ実施条件が成立するよりも先に成立するように設定してある。
【００３４】
パージ実施条件は、例えばエンジン冷却水温が所定値Ｔ1以上となってエンジン暖機完了と判断されると成立するように設定される。従って、濃度検出条件は、エンジン暖機中に成立する必要があるため、例えば冷却水温が所定値Ｔ1よりも低めに設定した所定値Ｔ２以上であるときに成立するように設定される。また、エンジン運転中で燃料蒸気のパージが停止されている期間（主に減速中）も濃度検出条件が成立するように設定する。なお、本パージ装置を、内燃機関と電動モータとを駆動源とするハイブリッド車に適用する場合は、エンジンを停止してモータにより走行しているときも濃度検出条件が成立するように設定する。
【００３５】
ステップＳ１０１において、濃度検出条件が成立したと判定されると、ステップＳ１０２に進み、パージガスにおける燃料蒸気の濃度を検出する。この濃度検出方法を、図３の各部の作動状態を示す作動波形図を用いて説明する。なお、濃度検出前の図３におけるＡ期間において、各部は初期状態にある。具体的には、パージバルブ１６は閉じられており、切替弁１８はキャニスタ１３を大気ライン１７に連通させる第１位置となっており、２位置弁２１は、空気供給ライン２０を計測ライン２２に接続する第１位置となっている。このため、初期状態において、圧力センサ２４によって検出される圧力はほぼ大気圧と同じになっている
まず、本発明における「第１の計測状態」に相当する、計測ライン２２にガス流として空気を流動させた状態で、圧力センサ２４により圧力Ｐ０の測定を行う。この空気流による圧力Ｐ０の測定は、図３の作動波形図のＢ期間において実行されるもので、２位置弁２１を第１位置に保持したまま、ポンプ２５を駆動することによりなされる。この場合、計測ライン２２には空気供給ライン２１を介して空気が供給されるので、圧力センサ２４は、空気が計測ライン２２を流動したときに絞り２３によって発生する圧力（負圧）を検出する。
【００３６】
なお、このとき、圧力センサ２４は、ポンプ２５の駆動後、例えば所定時間間隔で、絞り２３の下流側の圧力を繰返し検出する。そして、ポンプ２５の一定回転数に応じた速度で空気流が流動する定常状態となったときの、空気流の圧力Ｐ０の収束値を測定する。
【００３７】
次に、本発明における「第２の計測状態」に相当する、計測ライン２２にガス流としてパージガスを流動させた状態で、圧力Ｐ１の測定を行う。このパージガス流による圧力Ｐ１の測定は、図３の作動波形図のＣ期間において実行されるもので、２位置弁２１を第２位置に切替えつつ、ポンプ２５を駆動することによりなされる。この場合、計測ライン２２には、大気ライン１７、キャニスタ１３、分岐ライン１９までのパージライン１５の一部、及び分岐ライン１９を介して供給されるパージガスが流動する。すなわち、大気ライン１７から導入される空気がキャニスタ１３内を流動することにより、燃料蒸気と空気との混合気であるパージガスとなり、パージライン１５の一部及び分岐ライン１９を介して計測ライン２２に供給される。従って、パージガス流による圧力測定時には、圧力センサ２４が、パージガスが計測ライン２２を流動したときに絞り２３によって発生する圧力（負圧）を検出する。
【００３８】
このとき、圧力センサ２４は、空気流による圧力測定時と同様に、ポンプ２５の駆動後、例えば所定時間間隔で、絞り２３の下流側の圧力を繰返し検出する。このようにして、パージガス流による圧力Ｐ１の収束値を測定する。
【００３９】
空気流による圧力Ｐ０及びパージガス流による圧力Ｐ１が測定されると、圧力Ｐ０及びＰ１に基づいて、燃料蒸気状態として燃料蒸気濃度を算出し、後述するパージ制御に利用するために記憶する。なお、燃料蒸気濃度は、それぞれの圧力Ｐ０，Ｐ１の圧力比に所定の係数を乗じることによって求めることができる。
【００４０】
なお、上述した濃度検出が終了すると、パージ装置における各部の状態を、パージ実施条件成立待ち状態にする。このパージ実施条件成立待ち状態への切替処理は、図３の作動波形図のＤ期間に相当し、２位置弁２１を第１位置に切替えつつ、ポンプ２５の駆動を停止させることによってなされる。このパージ実施条件成立待ち状態は、初期状態と同様である。
【００４１】
続くステップＳ１０３では、パージ実施条件が成立しているか否かを判定する。パージ実施条件は一般的なパージ装置と同様に、エンジン水温、油温、エンジン回転数などの運転状態に基づいて判断される。このステップＳ１０３において、パージ実施条件が成立したと判定されると、ステップＳ１０４に進んで、パージを実施する。
【００４２】
パージの実施時には、エンジン運転状態を検出し、検出されたエンジン運転状態に基づいて、パージガス流量を算出する。例えば、このパージガス流量は、現在のスロットル開度などのエンジン運転状態のもとで要求される燃料噴射量、インジェクタ４で制御可能な燃料噴射量の下限値などに基づいて算出される。そして、このパージガス流量を実現するためのパージバルブ１６の開度を、燃料蒸気濃度に基づいて演算する。このようにして演算された開度に従って、パージ停止条件が成立するまで、パージバルブ１６を開く。これにより、パージを実施しても、空燃比を狙いとする値に精度良く制御することができる。
【００４３】
このパージの実施期間は、図３の作動波形図のＥ期間に相当する。この場合、２位置弁２１及び切替弁１８をそれぞれ第１位置に保持しつつ、パージバルブ１６を演算された開度となるように開く。この結果、吸気管２内の負圧によって、キャニスタ１３の吸着材１４から燃料蒸気が離脱し、この燃料蒸気を含むパージガスがパージライン１５からパージされる。
【００４４】
一方、パージ実施条件が不成立であると判定された場合には、ステップＳ１０５で燃料蒸気濃度の検出から所定時間が経過したか否かを判定する。このステップＳ１０５において、まだ所定時間経過していないと判定されると、ステップＳ１０３の処理に戻る。一方、燃料蒸気濃度の検出から所定時間が経過したと判定されると、ステップＳ１０１の処理に戻り、あらためて燃料蒸気濃度を検出する処理が実行され、燃料蒸気濃度が最新値に更新される。
【００４５】
なお、ステップＳ１０１において、濃度検出条件が非成立であると判定されると、ステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６ではイグニッションキーがオフされたか否かを判定する。このステップＳ１０６の処理にて、イグニッションキーがオフされていないと判定されると、ステップＳ１０１の処理に戻る。一方、イグニッションキーがオフされたと判定されると、図２に示すフローチャートによる処理を終了する。
【００４６】
次に、本実施形態におけるパージ装置の漏れ診断機能について説明する。図１に示すように、パージ装置における、エバポライン１２、キャニスタ１３、及び、パージバルブ１６に至るパージライン１５などは、燃料蒸気が拡散可能となっている。従って、パージ装置において、燃料蒸気が拡散する範囲に漏れ孔が生じていると、この漏れ孔から燃料蒸気が大気へ放出されてしまう。本実施形態によるパージ装置は漏れ診断機能を有している。図３は、本実施形態における漏れ診断機能を実行するための診断処理を示すフローチャートであり、以下、このフローチャートに沿って説明する。
【００４７】
図３のフローチャートにおける、ステップＳ２０１では、漏れ診断実施条件が成立しているか否かを判定する。この漏れ診断実施条件は、車両運転時間が一定時間以上継続していたり、外気温が一定以上のときに成立するように設定される。なお、米国のＯＢＤ規制では次の条件を満たすと漏れ検査実施条件成立となる。すなわち、気温２０°Ｆ以上でかつ標高８０００フィート未満で６００秒以上運転していること、時速２５マイル以上での運転が累積３００秒以上であること、連続して３０秒以上のアイドリングを含んでいること、である。
【００４８】
ステップＳ２０１にて漏れ診断実施条件が成立していないと判定されると、図３のフローチャートに示す診断処理を終了する。一方、漏れ診断実施条件が成立したと判定されると、ステップＳ２０２でイグニッションキーがオフされたか否か、すなわちエンジン１の運転が停止されたか否かを判定する。この判定ステップにて、イグニッションキーがオフされていないと判定されると、イグニッションキーがオフされるまで待機する。
【００４９】
ステップＳ２０２にて、イグニッションキーがオフされ、エンジン１が停止されたと判定されると、ステップＳ２０３に進み、パージガスにおける燃料蒸気状態として燃料蒸気濃度の検出を行う。すなわち、本実施形態による漏れ診断処理では、エンジン１が停止された直後に、１回目の燃料蒸気の濃度検出が実施される。なお、燃料蒸気濃度の濃度検出は、上述したと同様の手順で実施される。
【００５０】
ステップＳ２０４では、ステップＳ２０３にて検出された濃度検出結果に基づいて、前回の濃度と今回の濃度との濃度変化が基準値以下となったか否かを判定する。なお、１回目の濃度検出が行われたときには、前回濃度との変化を算出することができないため、このステップＳ２０４の判定結果は「Ｎｏ」となり、ステップＳ２０５に進む。ステップＳ２０５では、ステップＳ２０３において実施された濃度検出から、所定時間が経過したか否かを判定する。この所定時間は、エンジン１が運転を停止した後に、パージ装置内の圧力が安定するまでの時間（例えば３〜５時間）において、複数回の濃度計測がなされるように、その安定するまでの時間よりも充分に短く（例えば３０分や６０分）設定されている。
【００５１】
なお、エンジン１が停止した直後は、例えば燃料タンク１１に設けられた燃料ポンプの発熱などの影響で燃料温度が上昇しているため、多量の燃料蒸気が発生する。燃料蒸気が多量に発生している状況では、燃料タンク１１に接続されたパージ装置内の圧力も時間の経過とともに増加していくのである。ただし、そのパージ装置内圧力が燃料蒸気の発生量に応じた圧力まで増加すると、それ以降、圧力の増加は止まり、パージ装置内の圧力は安定した状態となる。
【００５２】
ステップＳ２０５において、前回の濃度検出から所定時間が経過したと判定されると、ステップＳ２０４に進み、再度、燃料蒸気の濃度の検出が行われる。そして、ステップＳ２０４において、濃度変化が基準値以下となり、燃料蒸気濃度が安定したか否かが判定される。
【００５３】
ここで、燃料蒸気濃度が安定した状態は、燃料蒸気の発生量と燃料蒸気が再び液化して消滅する消滅量とがほぼ等しい平衡状態であるため、パージ装置内の燃料蒸気濃度がほぼ一定となるのである。そして、燃料蒸気の発生量が平衡状態となると、パージ装置内の圧力も安定した状態となる。このように、燃料蒸気濃度の変化と、パージ装置内の圧力変化とは相関するので、パージ装置内の燃料蒸気濃度の変化が基準値以下となったことに基づいて、パージ装置内の圧力が安定して漏れ診断に適した状態になったことを精度よく判定できる。その結果、車両が置かれた環境によって、パージ装置内の圧力が安定するまでの時間が変動したとしても、パージ装置内圧力が安定して漏れ診断に適した状態となったときに、遅滞なく、漏れ診断を実施することができるようになる。
【００５４】
従って、ステップＳ２０４において、燃料蒸気濃度の変化が基準値以下であると判定された場合には、ステップＳ２０６に進んで、漏れ診断ルーチンが実行される。この漏れ診断ルーチンに関して、図３の作動波形図及び図５のフローチャート等に基づいて説明する。なお、作動波形図における期間Ｆは、漏れ診断ルーチンの実施待ち期間であり、期間Ｇ及び期間Ｈが漏れ診断ルーチンによる漏れ診断期間に当たる。
【００５５】
まず、ステップＳ３０１では、ポンプ２５をオンする。このとき、パージ装置における切替弁１８及び２位置弁２１はともに第１位置にある。従って、このときの状態は、濃度計測における「第１の状態」と等価であり、図６に示すように、空気が計測通路２２を流通し、絞り２３によって圧力（負圧）が生じる。ステップＳ３０２では変数ｉを０に初期化する。そして、ステップＳ３０３では圧力Ｐ（ｉ）を測定する。
【００５６】
ステップＳ３０４では、直前の測定圧力Ｐ（ｉ−１）と今回の測定圧力Ｐ（ｉ）との差（Ｐ（ｉ−１）−Ｐ（ｉ））をしきい値Ｐａと比較し、その差（Ｐ（ｉ−１）−Ｐ（ｉ））がしきい値Ｐａよりも小さいか否かを判定する。すなわち、図３のＧ期間に示すように、測定圧力Ｐ（ｉ）はポンプ２５の駆動開始から時間の経過とともに低下していき、その後、絞り２３の通路断面積などで規定される圧力値に徐々に収束していく。ステップＳ３０４の処理は、測定圧力が収束値に達したか否かを判定するためのものである。
【００５７】
ステップＳ３０４において「Ｎｏ」と判定されると、ステップＳ３０５で変数ｉをインクリメントし、ステップＳ３０３の処理に戻る。一方、ステップＳ３０４において「Ｙｅｓ」と判定されると、ステップＳ３０６の処理に進む。
【００５８】
ステップＳ３０６では、漏れ診断の基準圧力Ｐ０にＰ（ｉ）を代入する。そして、ステップＳ３０７で、切替弁１８を第２位置に切替えて、パージ装置を、図３のＨ期間に示す状態にする。この場合、燃料タンク１１、エバポライン１２、キャニスタ１３、パージライン１５などに存在しているパージガスが、ポンプ２５によって、図７に示すように、絞り２３を迂回しつつその絞り２３の下流側の計測通路２２に吸引され、パージ装置内が減圧される。
【００５９】
このときの測定圧力Ｐ（ｉ）の収束圧力は、パージ装置内は密閉されているので、漏れ孔が生じていない場合には、基準圧力Ｐ０よりも低下する。換言すれば、測定圧力Ｐ（ｉ）の収束圧力が、基準圧力Ｐ０まで低下しない場合、パージ装置には、絞り２３の通路断面積よりも大きな開口径の漏れ孔が生じていると判定することができる。従って、ステップＳ３０８〜Ｓ３１５において、測定圧力Ｐ（ｉ）と基準の圧力Ｐ０との比較を行うとともに、その比較結果に基づいて漏れ孔の発生の有無に応じた正常・異常判定を行う。
【００６０】
すなわち、ステップＳ３０８では、変数ｉを０に初期化する。ステップＳ３０９では圧力Ｐ（ｉ）を測定し、ステップＳ３１０で測定圧力Ｐ（ｉ）を基準圧力Ｐ０と比較する。このステップＳ３１０において「Ｙｅｓ」と判定されると、パージ装置に漏れ孔は発生していないとみなしえるので、ステップＳ３１３にて漏れが生じていない旨の正常判定を行う。一方、ステップＳ３１０において「Ｎｏ」と判定されると、ステップＳ３１１の処理に進む。なお、Ｈ期間における圧力計測初期の段階では、通常、測定圧力Ｐ（ｉ）は基準圧力Ｐ０まで低下しておらず、ステップＳ５１０では「Ｎｏ」と判定される。
【００６１】
ステップＳ３１１では、上述したステップＳ５０４と同様に、直前の測定圧力Ｐ（ｉ−１）と今回の測定圧力Ｐ（ｉ）との差（Ｐ（ｉ−１）−Ｐ（ｉ））をしきい値Ｐａと比較することにより、測定圧力Ｐ（ｉ）が収束圧力に達したか否かを判定する。このステップＳ３１１において「Ｎｏ」と判定されると、ステップＳ３１２で変数ｉをインクリメントし、ステップＳ３０９の処理に戻る。一方、ステップＳ３１１にて「Ｙｅｓ」と判定された場合には、測定圧力Ｐ（ｉ）が収束圧力に達しているにも係わらず、基準圧力Ｐ０まで低下していないため、パージ装置内に絞り２３の通路断面積以上の開口径を持つ漏れ孔が生じているとみなしえる。このため、ステップＳ３１４に進んで、漏れが生じている旨の異常判定が行われ、さらにステップ３１５において、例えば車両のインストゥルメントパネルに設けたインジケータを用いて警告を行う。
【００６２】
なお、上述したように、漏れ孔が生じているか否かの判定の基準は絞り２３の通路断面積であり、絞り２３は、異常と判断する漏れ孔の面積を考慮して設定することになる。
【００６３】
ステップＳ３１６では、図３にＩ期間として示すように、ポンプ２５をオフし、切替弁１８を第１位置に切り替えて、パージ装置の状態を初期状態とする。
このように、本実施形態によれば、燃料蒸気濃度計測用の計測ライン２２、絞り２３、ポンプ２５や圧力センサ２４を利用してパージ装置の漏れ診断を行うことができので、構成の簡略化を図ることができる。
【００６４】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々、変形して実施することが可能である。
【００６５】
例えば、上述した実施形態では、エンジン１の運転が停止された後に、所定時間経過ごとに濃度計測を行い、前回の計測濃度と今回の計測濃度との濃度変化が基準値以下となったか否かに基づいて、燃料蒸気濃度が安定したか否かを判定するようにした。
【００６６】
しかしながら、例えば、燃料蒸気濃度が安定したことを確実に検出するために、前回の計測濃度と今回の計測濃度との差が所定回数連続して基準値以下となったことを条件として、燃料蒸気の濃度が安定したと判定するようにしても良い。この場合、濃度安定時期との判断を下すタイミングが上述した実施形態に比較して多少遅れるが、燃料蒸気の濃度が安定したことを確実に判定できる。
【００６７】
なお、一旦、濃度変化が基準値以下となった場合には、濃度の計測間隔を、それ以前の計測間隔よりも短くするようにすれば、濃度が安定したと判断を下すタイミングの遅れを抑制することができる。
【００６８】
また、エンジン１の運転が停止された後に、例えば停止直後と停止から１時間後など、所定のタイミングで燃料蒸気濃度を少なくとも2回計測し、それらの濃度計測における濃度変化の大きさに基づいて、燃料蒸気濃度の変化が基準値以下となる濃度安定時期を推定により求めるようにしても良い。
【００６９】
つまり、図８に示すように、燃料蒸気の増加勾配と濃度安定時期の開始時期は相関関係があり、増加勾配が緩やかであるほど、早期に燃料蒸気濃度は安定し、急峻になるほど、燃料蒸気濃度が安定する時期が遅れる。このため、上述したように、エンジンの停止直後と停止から１時間後などのように、濃度の増加勾配を算出する期間を予め定めることで、図９に示すような、濃度変化と濃度安定開始時期との関係を定めることができる。このような関係を、マップあるいは演算式として記憶しておくことにより、所定のタイミングで実施する少なくとも２回の濃度計測結果から濃度安定開始時期を推定することができる。
【００７０】
また、上述した実施形態では、計測ライン２２に空気を流したときに絞り２３によって発生する圧力と、パージガスを流したときに発生する圧力との比から、パージガスの燃料蒸気濃度を算出したが、パージガス中の燃料蒸気濃度を、直接的に計測するセンサ（例えばＨＣセンサ）を用いても良い。
【００７１】
なお、キャニスタ１３の吸着材１４が、吸着能力の限界に近い多量の燃料蒸気を吸着し、吸着能力に余力がない、いわゆる破過の状態になると、燃料タンク１１における燃料蒸気の発生が、直接的にパージ装置内の圧力変化に影響を及ぼすことになる。特に、外気温度が所定温度（例えば３０度）よりも高い場合、燃料蒸気の発生量が多くなるので、パージ装置内の圧力が不安定とり、漏れ診断を精度良く行うことは困難になる。
【００７２】
そこで、図４の漏れ診断処理を行うフローチャートに、図１０に示す処理を追加しても良い。すなわち、図１０に示す処理は、図４のフローチャートのステップＳ２０３の濃度検出処理とステップＳ２０４の濃度変化判定処理との間に追加されるものであって、まず、ステップＳ４０１において、検出された濃度が、吸着材１４における破過の状態を判定するための破過判定濃度（例えば９０％）以上であるか否かが判定される。
【００７３】
検出濃度が破過判定濃度より低ければ、漏れ診断を行うのに特に問題はないため、図４のフローチャートのステップＳ２０４の濃度変化判定処理に進む。一方、ステップＳ４０１において、検出濃度が破過判定濃度以上であると判定された場合には、ステップＳ４０２に進んで、外気温度の検出を行う。次に、ステップＳ４０３では、検出した外気温度が、燃料蒸気の発生を促進する所定温度（例えば３０度）以上であるか否かを判定する。このステップＳ４０３において外気温度は所定温度よりも低いと判定された場合、キャニスタ１３の吸着材１４が破過していても、燃料蒸気の発生量が少なく、漏れ診断の精度は確保できると考えられるので、図４のフローチャートのステップＳ２０４の処理に進む。一方、外気温度が所定温度以上であると判定された場合には、上述した理由から、漏れ診断において誤診断を行う可能性があるため、漏れ診断ルーチンを実施することなく、図４のフローチャートの処理を終了する。
【００７４】
また、ポンプ２５の吸引能力を燃料蒸気の濃度計測時とパージ装置の漏れ診断時とで切替えるようにしても良い。ポンプ吸引能力はポンプ２５の回転数を増減することで変化させることができる。ポンプ２３を高回転にて駆動して、相対的に流量を上げると、絞り２３によって生じる空気流の圧力と、パージガス流の圧力との差が大きくなり、結果的に、大きな検出ゲインを確保することができる。一方、ポンプ２５を高回転にて駆動して、漏れ診断を行うと、パージ装置内が減圧されるが、燃料タンク１１の内外の圧力差が大きくなり過ぎると、樹脂から成形した燃料タンク１１にも相当程度の強度が要求されることになって、好ましくない。そこで、漏れ診断時にはポンプ２５を相対的に低回転にて駆動することで、燃料タンク１１に過剰に強度の高いものを用いることを不要とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施形態による燃料蒸気処理装置の構成を示す構成図である。
【図２】パージ制御のフローチャートである。
【図３】パージ装置の各部の作動状態を示す作動波形図である。
【図４】漏れ診断処理を示すフローチャートである。
【図５】漏れ診断ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】空気流による基準圧力Ｐ０の測定時における、パージ装置各部の作動状態を説明するための説明図である。
【図７】パージ装置内を減圧して、その減圧圧力の測定時における、パージ装置各部の作動状態を説明するための説明図である。
【図８】パージ装置内において燃料蒸気濃度が安定する濃度安定時期の他の算出手法を説明するための第１のグラフである。
【図９】パージ装置内において燃料蒸気濃度が安定する濃度安定時期の他の算出手法を説明するための第２のグラフである。
【図１０】実施形態の変形例を説明するためのフローチャートである。１  エンジン２  吸気管１１  燃料タンク１２  エバポライン１３  キャニスタ１４  吸着材１５  パージライン１６  パージ制御弁１７  大気ライン１８  切替弁１９  分岐ライン２０  空気供給ライン２１  ２位置弁２２  計測ライン２３  絞り２４  圧力センサ２５  ポンプ
【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】
2007218122.tif 000009
【図８】
2007218122.tif 000010
【図９】
2007218122.tif 000011
【図１０】
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