(57)【要約】【課題】低コストで、且つ、精度よく漏れ孔を検出することができる漏れ診断装置を提供する。【解決手段】燃料タンク内に燃料に接触しないように配置されて第１温度Ｔ１を検出する第１温度センサと、第１温度センサよりも液面から離隔した位置に配置されて第２温度Ｔ２を検出する第２温度センサを備える。そして、安定化時間が経過した後、燃料タンクおよびパージ装置が密閉系とされた状態で第１温度Ｔ１と第２温度Ｔ２とを検出し（Ｓ２２）、温度差ΔＴを算出する（Ｓ２３）。次いで、温度差ΔＴが所定値Ｔｔｈ以上であるか否かを判断し（Ｓ２４）、所定値Ｔｔｈ以上である場合には漏れ孔ありと決定し（Ｓ２５）、所定値Ｔｔｈよりも小さい場合には漏れ孔はないと決定する（Ｓ２６）。ポンプのような高価な装置を用いていないので低コストとなり、２つの温度Ｔ１、Ｔ２を比較しているので、燃料タンク１２内圧力の変動によって判定精度が低下することもない。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンク、および燃料タンク内の燃料が蒸発して生じた燃料ガスを内燃機関の吸気通路にパージするパージ装置内に所定の径以上の漏れ孔が生じているか否かを診断する漏れ診断装置であって、
前記燃料タンク内に燃料に接触しないように配置されて第１温度を検出する第１温度センサと、
前記燃料タンク内においてその第１温度センサよりも液面から離隔した位置に配置されて第２温度を検出する第２温度センサと、
前記燃料タンクおよびパージ装置が密閉系とされた状態で前記第１温度センサによって検出される第１温度と前記第２温度センサによって検出される第２温度との比較に基づいて、前記漏れ孔の有無を判定する漏れ孔判定手段と
を含むことを特徴とする漏れ診断装置。
【請求項２】
前記第１温度センサは、燃料液面に浮かべられるフロートに固定されてい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】
前記第１温度センサは、液面から５ｃｍ以内とされていることを特徴とする請求項１または２に記載の漏れ診断装置。
【請求項４】
前記漏れ孔判定手段は、前記燃料タンクおよびパージ装置が密閉系とされた後、所定の診断開始条件の成立後、前記第１温度と前記第２温度との温度差が所定値よりも小さい場合には漏れ孔が生じていないと判定し、その温度差が所定値以上である場合には漏れ孔が生じていると判定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の漏れ診断装置。
【請求項５】
前記診断開始条件は、燃料タンクおよびパージ装置を密閉系とした後、燃料タンク内圧が安定するのに必要な時間として設定された所定の安定化時間を経過したことであることを特徴とする請求項４に記載の漏れ診断装置。
【請求項６】
前記診断開始条件は、燃料タンクおよびパージ装置を密閉系とした後、前記第１温度の変化率が予め設定された基準変化率よりも小さくなったことであることを特徴とする請求項４に記載の漏れ診断装置。
【請求項７】
前記第２温度センサは、前記燃料タンク内に燃料を最大量給油した状態で燃料タンクに形成される空間の温度を検出するようになっていることを特徴とする請求項１乃至６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、燃料タンクおよび燃料タンク内の燃料が蒸発して生じた燃料ガスを内燃機関の吸気通路にパージするパージ装置に、所定の径以上の漏れ孔が存在しているか否かを診断する漏れ診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料タンク内から発生する燃料ガスが大気中に漏れ出すことを防止するために、燃料タンク内から発生した燃料ガスをキャニスタに吸着し、このキャニスタと内燃機関の吸気通路とを連通するパージ通路に設けたパージ制御弁を開弁することで、吸気通路の負圧を利用してキャニスタに吸着されている燃料ガスを吸気通路へパージするパージ装置が知られている。
【０００３】
このパージ装置または燃料タンクに孔が生じていると、その孔から燃料ガスが漏れ出てしまう。そこで、パージ装置または燃料タンクに漏れ孔が生じているかどうかを診断する装置が種々知られている（たとえば、特許文献１、２）。
【０００４】
特許文献１の装置は、燃料タンクおよびパージ装置を密閉系にした後、ポンプによってその密閉系内を減圧または加圧したときの系内の圧力から漏れ孔の有無を診断している。また、特許文献２の装置は、所謂、内圧法と呼ばれる方式で漏れ孔の有無を診断するものであり、燃料タンクおよびパージ装置を密閉系にした後のタンク内圧の自然変化に基づいて漏れ孔の有無を診断している。
【特許文献１】特開２００４−２８０６０号公報
【特許文献２】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】
特許文献１に記載の装置の場合、漏れ孔の検出精度は高いものの、ポンプを使用するためコストが高いという問題がある。一方、特許文献２に記載の装置は、低コストであるが、燃料タンク内圧は雰囲気温度や揮発しやすい燃料かどうかによっても変化してしまうため、誤判定が懸念されるという問題があった。揮発しやすい燃料を用いている場合や雰囲気温度が高い場合には燃料蒸発量が多いために燃料タンク内圧が高くなりやすい。そのため、漏れ孔が生じていても、燃料タンク内圧が比較的高くなってしまうので、誤判定の可能性があるのである。
【０００６】
本発明は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、低コストで、且つ、精度よく漏れ孔を検出することができる漏れ診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
その目的を達成するための請求項１記載の発明は、燃料タンク、および燃料タンク内の燃料が蒸発して生じた燃料ガスを内燃機関の吸気通路にパージするパージ装置内に所定の径以上の漏れ孔が生じているか否かを診断する漏れ診断装置であって、前記燃料タンク内に燃料に接触しないように配置されて第１温度を検出する第１温度センサと、前記燃料タンク内においてその第１温度センサよりも液面から離隔した位置に配置されて第２温度を検出する第２温度センサと、前記燃料タンクおよびパージ装置が密閉系とされた状態で前記第１温度センサによって検出される第１温度と前記第２温度センサによって検出される第２温度との比較に基づいて、前記漏れ孔の有無を判定する漏れ孔判定手段とを含むことを特徴とする。
【０００８】
蒸発燃料をパージしている状態では、燃料タンクはキャニスタを通して大気に開放されているので、燃料が盛んに蒸発している状態にある。そのため、液面付近の気体は、燃料が蒸発する際の気化熱によって温度が低下しているが、その気化熱による温度低下は液面からの距離が遠くなるほど小さくなる。従って、第１温度センサによって検出される第１温度と、その第１温度センサよりも液面から離隔した位置に配置されている第２温度センサによって検出される第２温度とを比較すると、第１温度は気化熱の影響をより大きく受けるので、第２温度よりも低くなる。
【０００９】
一方、燃料タンクおよびパージ装置を密閉系とすると、燃料の蒸発が抑制されるので、気化熱による温度低下が小さくなる。そのため、第１温度と第２温度との温度差が小さくなる。しかし、燃料タンクやパージ装置内に漏れ孔が生じているとその漏れ孔から燃料ガスが漏れ出るために、燃料蒸発が抑制される程度が小さくなり、そのために、第１温度と第２温度と温度差が漏れ孔が生じていないときほど小さくならない。従って、漏れ孔判定手段において、燃料タンクおよびパージ装置が密閉系とされた状態で第１温度と第２温度とを比較することにより、漏れ孔の有無が判定できるのである。
【００１０】
このようにして漏れ孔の有無を判定する場合、ポンプのような高価な装置が不要となるので低コストとなる。また、燃料タンク内の２つの温度を比較して漏れ孔の有無を判定しているので、燃料の揮発しやすさや雰囲気温度によって燃料タンク内圧が変化しても判定精度は低下しない。従って、精度よく漏れ孔を検出することができる。
【００１１】
ここで、前記第１温度センサは、請求項２記載のように、燃料液面に浮かべられるフロートに固定されていることが好ましい。
【００１２】
このようにすれば、第１温度は、常に、液面からの距離が一定の位置における温度となるので、燃料蒸発の程度が同一である場合には、液面の位置に係わらず、第１温度が気化熱によって温度低下する程度が一定となるからである。
【００１３】
また、第１温度センサは液面に接触しない範囲でできるだけ液面に近いことが好ましく、具体的には、請求項３記載のように、第１温度センサは、液面から５ｃｍ以内とされていることが好ましい。
【００１４】
また、上記のように、漏れ孔が生じている場合と生じていない場合とでは、第１温度と第２温度との温度差が大きくなる。従って、請求項４記載のように、前記漏れ孔判定手段は、前記燃料タンクおよびパージ装置が密閉系とされた後、所定の診断開始条件の成立後、前記第１温度と前記第２温度との温度差が所定値よりも小さい場合には漏れ孔が生じていないと判定し、その温度差が所定値以上である場合には漏れ孔が生じていると判定することができる。
【００１５】
また、上記診断開始条件としては、請求項５記載のように、密閉系とした後の経過時間を条件とすることもできるし、請求項６記載のように、第１温度の温度変化率が小さくなったことを条件とすることもできる。
【００１６】
すなわち、請求項５記載の発明は、請求項４に記載の漏れ診断装置において、前記診断開始条件は、燃料タンクおよびパージ装置を密閉系とした後、燃料タンク内圧が安定するのに必要な時間として設定された所定の安定化時間を経過したことであることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項６記載の発明は、請求項４に記載の漏れ診断装置において、前記診断開始条件は、燃料タンクおよびパージ装置を密閉系とした後、前記第１温度の変化率が予め設定された基準変化率よりも小さくなったことであることを特徴とする。
【００１８】
これら請求項５または６記載のようにすれば、燃料タンク内圧が安定した状態、すなわち、燃料蒸発が最も少ない状態で安定した後に診断を開始することができるので、精度よく漏れ孔の有無を判定できる。
【００１９】
また、第２温度センサは、請求項７記載のように、前記燃料タンク内に燃料を最大量給油した状態で燃料タンクに形成される空間の温度を検出するようになっていることが好ましい。
【００２０】
このようにすれば、第２温度センサによって検出される第２温度が、気化熱による温度低下の影響を最も受けにくい燃料タンク内の最上部の温度を示すこととなる。従って、漏れ孔が生じている場合の第１温度と第２温度との温度差を大きくできるので、第１温度と第２温度との温度差に基づく漏れ孔の診断精度が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の漏れ診断装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。図１は、本発明の漏れ診断装置としての機能を備えたパージ装置１０の構成を示す模式図である。パージ装置１０は、キャニスタ２０、接続管３０、パージ管３２、パージバルブ３４を備えている。接続管３０は、キャニスタ２０と燃料タンク１２とを連結している。
【００２２】
キャニスタ２０内には活性炭などの吸着材２２が充填されており、上記接続管３０およびパージ管３２は、キャニスタ２０の上壁を貫通して、先端がキャニスタ２０内に位置している。
【００２３】
接続管３０の他方の端は燃料タンク１２内に位置しており、この接続管３０によって燃料タンク１２において生じた燃料ガスがキャニスタ２０内に導入される。そして、キャニスタ２０内に導入された燃料ガスは吸着材２２に吸着される。
【００２４】
キャニスタ２０において吸着材２２に対してパージ管３２が接続されている側とは反対側となる下壁には、電磁弁によって構成された大気開放弁２４が設けられている。
【００２５】
パージ管３２は、キャニスタ２０と図示しないエンジンへ空気を供給する吸気管３６とを連結しており、パージバルブ３４はこのパージ管３２に設けられている。このパージバルブ３４は開度が調整可能な電磁弁である。パージバルブ３４が開状態とされるとともに大気開放弁２４が開状態とされると、吸気管３６の負圧により吸着材２２から燃料ガスが離脱して、大気開放弁２４から導入された空気と混合されて、吸気管３６内にパージ（放出）される。
【００２６】
燃料タンク１２内には、燃料タンク１２内の燃料を計量するための燃料レベルセンサ４０が設けられている。この燃料レベルセンサ４０は、燃料の液面に浮かぶフロート４２とそのフロート４２の高さ位置、すなわち燃料の液面位置を検出する液面位置検出器４４とを備えている。液面位置検出器４４によって検出された液面位置は、ＥＣＵ５０に供給される。
【００２７】
上記フロート４２の燃料に接触しない上面には、第１温度センサ４６が固定されている。この第１温度センサ４６は液面から５ｃｍ以内となるように固定されており、液面に最も近い領域の気体温度を検出する。また、燃料タンク１２の上壁には第２温度センサ４８が固定されている。第２温度センサ４８が燃料タンク１２内に突き出す長さは、通常の燃料満充填状態、すなわち、燃料を最大量給油した状態において燃料に接触しない長さとされており、燃料タンク１２内の最上部の気体温度を検出する。これら第１温度センサ４６によって検出された第１温度Ｔ１および第２温度センサ４８によって検出された第２温度Ｔ２はＥＣＵ５０に供給される。
【００２８】
ＥＣＵ５０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えた所謂コンピュータである。このＥＣＵ５０は、イグニッションスイッチの状態、エンジンの駆動状態等に基づいてパージ制御を実施するか否かを決定し、パージ制御を実施する場合には、パージバルブ３４および大気開放弁２４を開く。これにより、キャニスタ２０の吸着材２２に吸着されている燃料ガスが吸気管３６にパージされる。
【００２９】
また、ＥＣＵ５０は、燃料タンク１２およびパージ装置１０内に所定の径以上の漏れ孔が生じているか否かを診断するリークチェック制御も実施する。このリークチェック制御は漏れ孔判定手段に相当するものである。
【００３０】
図２はリークチェック制御の内容を示すフローチャートである。この図２に示すルーチンはイグニッションスイッチがオフの状態において所定の短い周期で繰り返し実行するようになっている。なお、イグニッションスイッチがオフされると、パージバルブ３４および大気開放弁２４は閉状態となる。
【００３１】
まず、ステップＳ２１では、診断開始条件が成立したか否かを判断する。すなわち、イグニッションスイッチがオフされてからの経過時間が、予め設定された安定化時間を経過したか否かを判断する。この安定化時間は、燃料タンク１２の内圧が安定するのに必要な時間として実験に基づいて決定されており、たとえば、３〜５時間とされている。ステップＳ２１が否定された場合には、本ルーチンを終了する。
【００３２】
一方、ステップＳ２１が肯定判断である場合には、ステップＳ２２において、第１温度Ｔ１および第２温度Ｔ２を検出する。そして、ステップＳ２３では、温度差ΔＴ（Ｔ２−Ｔ１）を算出する。
【００３３】
続くステップＳ２４では、ステップＳ２３で算出した温度差ΔＴが予め設定された所定値Ｔｔｈ以上であるか否かを判断する。ステップＳ２４が肯定判断である場合、すなわち、温度差ΔＴが所定値Ｔｔｈ以上である場合には、ステップＳ２５に進んで、漏れ孔があると決定する。一方、ステップＳ２４が否定判断である場合、すなわち、温度差ΔＴが所定値Ｔｔｈよりも小さい場合には、ステップＳ２６に進んで漏れ孔はないと決定する。
【００３４】
図３は、漏れ孔が生じている場合と生じていない場合の第１温度Ｔ１の変化を例示する図である。ｔ０時点以前はパージが行われている状態であり、この状態では大気開放弁２４が開放状態となっているので、燃料タンク２０では燃料の蒸発が盛んである。従って、気化熱による温度低下の影響を大きく受ける第１温度Ｔ１は、気化熱による温度低下の影響が少ない第２温度Ｔ２に比べて低くなっている。
【００３５】
ｔ０時点はイグニッションスイッチがオフされた時点であり、この時点においてパージバルブ３４および大気開放弁２４が閉状態とされる。大気開放弁２４およびパージバルブ３４が閉じられると、燃料タンク１２およびパージ装置１０は密閉系となるので、圧力が次第に上昇し、それに伴って燃料タンク１２内では燃料の蒸発が次第に減少する。燃料の蒸発が減少すると気化熱も減少するので、気化熱の影響を大きく受ける第１温度Ｔ１は次第に上昇する。そして、燃料タンク１２内の圧力が安定した時点では第１温度Ｔ１もほぼ一定となる。
【００３６】
図３のｔ１時点は、ｔ０時点から上記安定化時間を経過した時点を示しており、ｔ１時点以降は、第１温度Ｔ１はほぼ一定値となっている。このｔ１時点以降における第１温度Ｔ１は、漏れ孔が生じていない場合には、実線で示すように、第２温度Ｔ２に比較的近い温度となる。
【００３７】
しかし、漏れ孔が生じている場合には、その漏れ孔から燃料ガスが漏れ出るために、パージバルブ３４および大気開放弁２４を閉じた後も燃料の蒸発が継続するので、破線で示すように、第２温度Ｔ２付近まで第１温度Ｔ１は上昇せず、温度差ΔＴが比較的大きくなる。従って、温度差ΔＴに基づいて漏れ孔の有無が判定できるのである。
【００３８】
以上、説明した本実施形態によれば、ポンプのような高価な装置を用いていないので低コストとなる。また、燃料タンク１２内の２つの温度Ｔ１、Ｔ２を比較して漏れ孔の有無を判定しているので、燃料の揮発しやすさや雰囲気温度によって燃料タンク１２内圧が変化しても判定精度は低下しない。従って、精度よく漏れ孔を検出することができる。
【００３９】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００４０】
たとえば、前述の実施形態では、第１温度Ｔ１と第２温度Ｔ２との温度差ΔＴに基づいて漏れ孔の有無を判定していたが、第１温度Ｔ１と第２温度Ｔ２との温度比に基づいて漏れ孔の有無を判定してもよい。
【００４１】
また、前述の実施形態では、第１温度センサ４６は燃料レベルセンサ４０のフロート４２に固定されていたが、燃料タンク１２に固定されていてもよい。また、燃料レベルセンサ４０のフロート４２とは別に、第１温度センサ４６用のフロートを設けてもよい。また、モータ等により第１温度センサ４６を燃料タンク１２内において垂直方向へ移動可能とするとともに、燃料レベルセンサ４０によって検出される液面位置に基づいて、第１温度センサ４６の位置を制御するようにしてもよい。
【００４２】
また、第１温度センサ４６の液面からの位置は５ｃｍ以内である必要はなく、第２温度センサ４８よりも液面側であれば、液面からの位置が５ｃｍ以上であってもよい。
【００４３】
また、前述の実施形態では、燃料タンク１２およびパージ装置１０を密閉系としてからの経過時間が安定化時間を経過した時点で、燃料タンク１２内の圧力が安定したとして、ステップＳ２２以降を実施して漏れ孔の有無を決定していた。しかし、第１温度Ｔ１の温度変化率を逐次算出し、変化率が基準変化率よりも小さくなった時点でステップＳ２２以降を実施するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の漏れ診断装置としての機能を備えたパージ装置１０の構成を示す模式図である。
【図２】リークチェック制御の内容を示すフローチャートである。
【図３】漏れ孔が生じている場合と生じていない場合の第１温度Ｔ１の変化を例示する図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０：パージ装置（漏れ診断装置）
１２：燃料タンク
２０：キャニスタ
４２：フロート
４６：第１温度センサ
４８：第２温度センサ
５０：ＥＣＵ（漏れ孔判定手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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