(57)【要約】【課題】燃料タンク内の温度が低い場合にも高精度にリークチェックを行うリークチェック装置およびリークチェック方法を提供する。【解決手段】温度センサ３０、圧力センサ４０は燃料タンク１０に取り付けられており、それぞれ燃料タンク１０内の温度、圧力を検出してＥＣＵ６０に検出信号を出力する。セラミックヒータ５０は、燃料タンク１０の燃料中に設置されている。セラミックヒータ５０は、通電をオンされることにより、燃料タンク１０の燃料を加熱し燃料タンク１０内の温度を上昇させる。ＥＣＵ６０は、温度センサ３０の検出信号から燃料タンク１０内の温度を測定する。ＥＣＵ６０は、燃料タンク１０内の温度が所定の下限温度よりも低い場合、セラミックヒータ５０への通電をオンし、燃料タンク１０内の温度を正常範囲内まで上昇させてからリークチェックを行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンク内で発生した蒸発燃料を内燃機関の吸気通路にパージするエバポ系のリークを、開閉箇所を閉じた前記エバポ系の圧力変化に基づいてチェックするリークチェック装置において、
前記エバポ系の圧力を検出する圧力センサと、
前記燃料タンク内の温度を検出する温度センサと、
前記燃料タンク内の温度を上昇させる温度上昇手段と、
前記温度センサの検出信号を判定し、前記燃料タンク内の温度が所定の下限温度以上であれば、前記開閉箇所を閉じて前記圧力センサの検出信号に基づいてリークチェックを行い、前記燃料タンク内の温度が前記下限温度よりも低い場合、前記温度上昇手段により前記燃料タンク内の温度を前記下限温度以上に上昇させてから、前記開閉箇所を閉じて前記圧力センサの検出信号に基づいてリークチェックを行うチェック手段と、
を備えるリークチェック装置。
【請求項２】
前記温度上昇手段は、前記燃料タンク内に設置され前記燃料タンク内の温度を上昇させるヒータを有する請求項１に記載のリークチェック装置。
【請求項３】
前記燃料タンク内の温度を下降させる温度下降手段をさらに備え、
前記チェック手段は、前記温度センサの検出信号を判定し、前記燃料タンク内の温度が前記下限温度以上であり、かつ所定の上限温度以下であれば、前記開閉箇所を閉じて前記圧力センサの検出信号に基づいてリークチェックを行い、前記燃料タンク内の温度が前記上限温度よりも高い場合、前記温度下降手段により前記燃料タンク内の温度を前記上限温度以下に下降させてから、前記開閉箇所を閉じて前記圧力センサの検出信号に基づいてリークチェックを行う請求項１または２に記載のリークチェック装置。
【請求項４】
前記チェック手段は、前記温度センサの検出信号を判定し、前記燃料タンク内の温度が前記上限温度よりも高い場合、前記エバポ系を開放した状態を保持し、前記燃料タンク内の温度が前記上限温度以下になるまで待機してから前記エバポ系を密封して前記圧力センサの検出信号に基づいてリークチェックを行う請求項３に記載のリークチェック装置。
【請求項５】
前記チェック手段は、内燃機関の停止後に前記温度センサの検出信号を判定しリークチェックを行う請求項１から４のいずれか一項に記載のリークチェック装置。
【請求項６】
燃料タンク内で発生した蒸発燃料を内燃機関の吸気通路にパージするエバポ系のリークを、開閉箇所を閉じた前記エバポ系の圧力変化に基づいてチェックするリークチェック方法において、
前記燃料タンク内の温度が所定の下限温度以上であれば、前記開閉箇所を閉じた前記エバポ系の圧力変化に基づいてリークチェックを行い、前記燃料タンク内の温度が前記下限温度よりも低い場合、前記燃料タンク内の温度を前記下限温度以上に上昇させてから、前記開閉箇所を閉じた前記エバポ系の圧力変化に基づいてリークチェックを行うリークチェック方法。
【請求項７】
内燃機関の停止後に前記燃料タンク内の温度を判定しリークチェックを行う請求項６に記載のリークチェック方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料タンク内で発生した蒸発燃料を内燃機関の吸気通路にパージするエバポ系の圧力変化に基づいてエバポ系のリークをチェックするリークチェック装置およびリークチェック方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃料タンクで発生する蒸発燃料を吸気通路にパージするエバポ系のリークをチェックするリークチェック装置において、例えば内燃機関の停止後に、密封したエバポ系の時間経過に伴う圧力変化を検出することにより、エバポ系のリークチェックを行うことが知られている（例えば、特許文献１参照）。
ところで、燃料タンク内の温度が所定温度に上昇していないと、燃料タンク内で発生する蒸発燃料量が少ないので、エバポ系の圧力は十分に上昇しない。このようにエバポ系の圧力が低いと、例えば圧力センサの検出信号の誤差、あるいはリークチェック中の周囲環境の変化等により、リークの正常と異常との境界付近の圧力を高精度に判定することが困難である。このような状態で、エバポ系の圧力を検出しリークチェックを行うと、リークを誤判定する恐れがある。
【０００３】
特許文献１では、燃料タンク内の温度が所定温度以上に上昇していないとリークチェックをキャンセルする。しかしながら、リークチェックをキャンセルすると、リークチェックの頻度が減少するので、エバポ系にリークが生じていても早期にリークを検出できないという問題がある。
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６３２１７２７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、燃料タンク内の温度が低い場合にも高精度にリークチェックを行うリークチェック装置およびリークチェック方法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】
【０００６】
請求項１から７に記載の発明によると、燃料タンク内の温度が所定の下限温度よりも低い場合は、燃料タンク内の温度を下限温度以上に上昇させてから、開閉箇所を閉じたエバポ系の圧力変化に基づいてリークチェックを行う。燃料タンク内の温度を所定の下限温度以上に上昇させることにより、燃料タンク内で発生する蒸発燃料量が増加し、エバポ系の圧力が上昇する。その結果、リークの正常と異常との境界付近の圧力の判定が容易になるので、リークの誤判定を低減し、エバポ系のリークを高精度にチェックできる。
【０００７】
また、燃料タンク内の温度が低い場合にも、リークチェックをキャンセルせず燃料タンク内の温度を所定の下限温度以上に強制的に上昇させてリークチェックを行うので、エバポ系のリークチェックの頻度が上昇する。したがって、エバポ系のリーク異常を早期に検出できる。
請求項２に記載の発明によると、燃料タンク内に設置されるヒータにより燃料タンク内の温度を上昇させるので、燃料タンク内の温度が速やかに上昇する。したがって、リークチェック時間を短縮できる。
【０００８】
ここで、燃料タンク内の温度が高過ぎると、周囲環境の変化等により燃料タンク内の温度の変動が大きくなり、結果としてエバポ系の圧力変動も大きくなる。このような状態では、エバポ系の圧力変化に基づいてエバポ系のリークチェックを高精度に行うことが困難である。
そこで、請求項３記載の発明によると、燃料タンク内の温度が所定の上限温度よりも高い場合は、燃料タンク内の温度を上限温度以下に下降させてから開閉箇所を閉じたエバポ系の圧力変化に基づいてリークチェックを行う。燃料タンク内の温度を所定の上限温度以下に下降させることにより、リークチェックを行うときの燃料タンク内の温度変動が大きくなり過ぎることを防止する。これにより、エバポ系の圧力変動が大きくなり過ぎることを防止するので、エバポ系のリークを高精度にチェックできる。
【０００９】
請求項５および７に記載の発明によると、内燃機関の停止後の燃料タンクの燃料が暖められた状態でリークチェックを行うので、例えば、内燃機関の始動直後のように燃料タンクの燃料が暖められていない状態よりも、燃料タンク内の温度を下限温度以上に短時間で上昇させることができる。したがって、リークチェック時間を短縮できる。
【００１０】
尚、本発明に備わる複数の手段の各機能は、構成自体で機能が特定されるハードウェア資源、プログラムにより機能が特定されるハードウェア資源、またはそれらの組み合わせにより実現される。また、これら複数の手段の各機能は、各々が物理的に互いに独立したハードウェア資源で実現されるものに限定されない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
（エバポ系）
図１において、燃料タンク１０とキャニスタ１２とは通路１００で接続されており、キャニスタ１２とスロットル弁１８の下流側の吸気通路１６とはパージ通路１０２で接続されている。パージ通路１０２にはパージ弁１４が設置されている。燃料タンク１０内で発生する蒸発燃料は、通路１００を通りキャニスタ１２内の活性炭等の吸着材に吸着される。パージ弁１４は電磁弁であり、デューティ比制御等によりパージ弁１４の開度が制御されることにより、キャニスタ１２から吸気通路１６にパージされる蒸発燃料量が調整される。パージ弁１４は、通電オフの状態で閉弁している。キャニスタ１２の大気開放側を開閉する開閉弁２０は電磁弁である。開閉弁２０は通電オフの状態で開弁し、キャニスタ１２を大気開放している。パージ弁１４および開閉弁２０は、燃料タンク１０、キャニスタ１２、パージ弁１４、開閉弁２０、通路１００、およびパージ通路１０２により構成されるエバポ系の開閉箇所である。
【００１２】
（リークチェック装置）
本発明の一実施形態によるリークチェック装置は、温度センサ３０、圧力センサ４０、セラミックヒータ５０、およびエンジン制御装置（以下、ＥＣＵという）６０を備えている。リークチェック装置は、前述したエバポ系のリークチェックを行う。温度センサ３０、圧力センサ４０は燃料タンク１０に取り付けられており、それぞれ燃料タンク１０内の温度、圧力を検出してチェック手段としてのＥＣＵ６０に検出信号を出力する。圧力センサ４０は、燃料タンク１０に限らず、前述したエバポ系の圧力を検出できるのであればエバポ系のどこに設置されてもよい。温度上昇手段としての加熱器であるセラミックヒータ５０は、燃料タンク１０の燃料中に設置されている。セラミックヒータ５０は、通電をオンされることにより、燃料タンク１０の燃料を加熱し燃料タンク１０内の温度を上昇させる。
【００１３】
ＥＣＵ６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＩ／Ｏインタフェイス等を有している。ＥＣＵ６０は、ＲＯＭに記録した制御プログラムをＣＰＵが実行することにより、パージ弁１４および開閉弁２０を開閉制御し、温度センサ３０、圧力センサ４０から検出信号を入力し、セラミックヒータ５０への通電を制御する。
【００１４】
（リークチェック）
次に、リークチェック装置の作動について説明する。図２は、内燃機関の停止後のリーク量に応じたエバポ系の圧力変化を示し、図３は、リークチェックのフローチャートを示している。エバポ系の圧力は、圧力センサ４０の検出信号からＥＣＵ６０が測定する。
（１）まず、ＥＣＵ６０は、図３のステップ３００において、内燃機関が停止したかを判定する。内燃機関が停止するとき、パージ弁１４および開閉弁２０への通電はオフされている。つまり、パージ弁１４は閉弁し、開閉弁２０は開弁している。
【００１５】
（２）内燃機関が停止すると、ＥＣＵ６０は、温度センサ３０の検出信号から燃料タンク１０内の温度を測定し（ステップ３０２）、ステップ３０４において、燃料タンク１０内の温度が所定の下限温度以上かつ所定の上限温度以下の正常範囲であるかを判定する。
（３）燃料タンク１０内の温度が正常範囲内であれば、ＥＣＵ６０は、ステップ３０６においてセラミックヒータ５０への通電がオンされていればセラミックヒータ５０への通電をオフし、ステップ３０８において開閉弁２０への通電をオンして開閉弁２０を閉弁する。パージ弁１４は既に閉弁しているので、ステップ３０８において開閉弁２０を閉弁することにより、エバポ系の開閉箇所は閉じられ、エバポ系は密封される。
【００１６】
（４）エバポ系が密封されると、ＥＣＵ６０は、ステップ３１０において圧力センサ４０の検出信号からエバポ系の圧力変化をチェックする。図２に、圧力センサ４０の検出信号から測定するエバポ系の圧力変化の例を示す。曲線２００は、パージ弁１４および開閉弁２０を閉弁した状態で、パージ弁１４および開閉弁２０を含むエバポ系にリークがない特性を示している。
【００１７】
曲線２０２、２０４、２０６は、この順でエバポ系のリーク量が増加していることを示している。ＥＣＵ６０は、温度センサ３０の検出信号から測定した燃料タンク１０内の温度に応じてリークの正常（ＯＫ）と、異常（ＮＧ）との境界圧力を設定する。そして、圧力センサ４０の検出信号から測定するエバポ系の圧力の時間変化と、ＥＣＵ６０のＲＯＭ等に記憶した時間経過に対応する圧力変化のマップとを比較し、エバポ系のリークチェックを行う。時間と圧力との対応マップに代え、圧力を時間の関数で近似してエバポ系の圧力変化と比較してもよい。図２において、ＥＣＵ６０は、曲線２００、２０２の特性を正常と判断し、曲線２０４、２０６を異常と判断する。また、上記対応マップまたは近似関数と比較することにより、エバポ系のリーク径を測定することもできる。
【００１８】
ここで、燃料タンク１０内の温度が低いと、燃料タンク１０内で発生する蒸発燃料量が少なく、エバポ系の圧力が十分に上昇していない。この状態では、図２に示す曲線２００、２０２、２０４、２０６の特性圧力、ならびにリークの正常と異常との境界圧力が全体に低下するので、特に、境界圧力付近の特性を示す曲線２０４の正常、異常の判定が困難になる。一方、このような燃料タンク１０内の温度が充分に上昇していないことに起因する誤判定を防止するためにリークチェックをキャンセルすると、リークチェックの頻度が減少する。
【００１９】
（５）そこで、ＥＣＵ６０は、図３のステップ３０４において燃料タンク１０内の温度が正常範囲ではない場合、ステップ３１２において燃料タンク１０内の温度が所定の下限温度よりも低いと判定すると、ステップ３１４においてセラミックヒータ５０への通電をオンし、燃料タンク１０内の温度を上昇させる。燃料タンク１０内に設置されたセラミックヒータで５０で燃料タンク１０内を加熱するので、燃料タンク１０内の温度が速やかに上昇する。したがって、燃料タンク１０内の温度を上昇させるために要する時間を短縮できる。
【００２０】
ＥＣＵ６０は、ステップ３１４においてセラミックヒータ５０への通電をオンすると、ステップ３０４に処理を移行し、燃料タンク１０内の温度が上昇して正常範囲内に達するまでセラミックヒータ５０への通電をオンする。
このように、燃料タンク１０内の温度が所定の下限温度よりも低い場合にセラミックヒータ５０等の温度上昇手段で燃料タンク１０内の温度を上昇させることにより、燃料タンク１０内の温度を強制的に上昇させ、エバポ系の圧力を上昇できる。したがって、リークチェックをキャンセルすることなく、圧力センサ４０の検出信号に基づいて、誤判定をせずに高精度にエバポ系のリークチェックを行うことができる。
【００２１】
（６）ＥＣＵ６０は、ステップ３０４において燃料タンク１０内の温度が正常範囲ではなく、ステップ３１４において燃料タンク１０内の温度が所定の下限温度よりも低くない、つまり燃料タンク１０内の温度が所定の上限温度よりも高い場合、ステップ３０４の判定処理に戻る。この場合、温度下降手段としての開閉弁２０が開弁しているので、上限温度よりも高い燃料タンク１０の燃料が蒸発燃料となって気化することにより、燃料タンク１０の燃料温度が低下する。そして、燃料タンク１０内の温度が低下し正常範囲内に達すると、ステップ３０６以降の処理に移行し、リークチェックを行う。
【００２２】
（他の実施形態）
上記実施形態では、燃料タンク１０内の温度が上限温度よりも高い場合、蒸発燃料の気化熱により燃料タンク１０内の温度が下降して正常範囲内に達するまで待機したが、タイマーで待機時間を設定し、待機時間を過ぎても燃料タンク１０内の温度が下降して正常範囲内に達しない場合、図３の処理を中止してもよい。また、燃料タンク１０内の温度が上限温度よりも高い場合の処理を省略してもよい。
【００２３】
また、燃料タンク１０内の温度が上限温度よりも高い場合、蒸発燃料の気化熱に加え、燃料タンク１０内に設置した温度下降手段としての冷却器により燃料タンク１０内の温度を下降させてもよい。
また、上記実施形態では、内燃機関の停止後にリークチェックを実施する説明をしたが、内燃機関の始動時を含む運転中にリークチェックを実施する場合においても、温度上昇手段または温度下降手段により燃料タンク内の温度を正常範囲内に設定してからリークチェックを行ってもよい。このように、内燃機関の運転中にリークチェックを行うことにより、リークチェックの実施回数が増えるので、早期にリークを検出することができる。
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施形態によるリークチェック装置を示す模式的構成図。
【図２】エバポ系の圧力変化を示す特性図。
【図３】リークチェックのフローチャート。
【符号の説明】
【００２５】
１０：燃料タンク（エバポ系）、１２：キャニスタ（エバポ系）、１４：パージ弁（エバポ系）、１６：吸気通路、２０：開閉弁（エバポ系、温度下降手段）、３０：温度センサ、４０：圧力センサ、５０：セラミックヒータ（温度上昇手段）、６０：ＥＣＵ（チェック手段）、１００：通路（エバポ系）、１０２：パージ通路（エバポ系）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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