CN107709745A - 蒸发燃料处理装置的诊断装置 - Google Patents

Abstract

蒸发燃料处理装置具备：蒸发燃料通路(16)，其用于将燃料罐(2)与过滤罐(3)连通；闭锁阀(21)，其用于将蒸发燃料通路(16)打开和关闭；吹扫通路(19)，其用于将过滤罐(3)与内燃机(1)的吸气通路(17)连通；第一吹扫控制阀(23)，其用于将吹扫通路(19)打开和关闭；排放截止阀(26)，其用于关闭排放通路(25)；以及加压用泵(27)，其用于对系统内进行加压。如果运转开始时的燃料温度与运转后的燃料温度之差为阈值以上，则利用燃料罐(2)内存在的正压或负压进行泄漏诊断，如果燃料温度之差小于阈值，则进行使用了加压用泵(27)的泄漏诊断。

Description

蒸发燃料处理装置的诊断装置

技术领域

本发明涉及一种使用过滤罐对供油时在燃料罐内产生的蒸发燃料进行处理的蒸发燃料处理装置，特别是涉及一种诊断该蒸发燃料处理装置有无泄漏的诊断装置。

背景技术

以往，广泛应用了如下一种蒸发燃料处理装置：为了避免在车辆的燃料罐中产生的蒸发燃料向外部流出，使利用了活性炭等吸附材料的过滤罐(canister)暂时吸附该蒸发燃料，之后，在内燃机的运转中通过导入新鲜空气来从过滤罐吹扫燃料成分，从而将该燃料成分导入内燃机的吸气系统。

在专利文献1中公开了如下一种蒸发燃料处理装置：在燃料罐与过滤罐之间的通路中具备闭锁阀，基本上仅在供油时使蒸发燃料从燃料罐吸附于过滤罐。也就是说，成为如下的系统：在除供油时以外的车辆停车中利用闭锁阀将燃料罐维持密闭状态，来更可靠地防止蒸发燃料向外部流出。

而且，专利文献1的蒸发燃料处理装置具备用于诊断各部有无泄漏的诊断装置。该专利文献1的诊断装置具备连接于过滤罐的排放端口侧的负压泵，在车辆停止中的适当的时期，利用该负压泵对包括燃料罐和过滤罐的系统内进行减压，基于此时的系统内的压力变化来判别有无泄漏。

然而，在利用了这种泵的泄漏诊断中，在每次诊断时产生伴随泵的工作的能量消耗。

另一方面，在专利文献2中提出了如下内容：通过利用由内燃机停止后的燃料温度与外部空气温度之差引起的罐内的压力变化来不使用泵地进行泄漏诊断。

然而，在具备闭锁阀的蒸发燃料处理装置中使用的密闭型的燃料罐的情况下，燃料罐一般为厚壁且牢固的结构，因此难以获得由外部空气温度引起的燃料温度的变动。

专利文献1：日本专利第4107053号公报

专利文献2：日本专利第4715426号公报

发明内容

本发明所涉及的蒸发燃料处理装置的诊断装置是用过滤罐吸附在供油时在燃料罐内产生的蒸发燃料并在内燃机的运转中向该内燃机的吸气系统导入该蒸发燃料来进行处理的蒸发燃料处理装置中的诊断装置，该诊断装置具备：

泵，其用于对包括所述燃料罐和所述过滤罐的系统内进行加压或减压；

至少一个压力传感器，其用于检测系统内的压力；以及

燃料温度传感器，其用于检测所述燃料罐中的燃料的温度，

其中，针对泄漏诊断请求，基于运转开始时的燃料温度与运转后的燃料温度之间的温度差来选择第一泄漏诊断和第二泄漏诊断，其中，该第一泄漏诊断是使用了燃料罐内存在的正压或负压的诊断，该第二泄漏诊断是使用了由所述泵进行的强制性的加压或减压的诊断。

如果在运转开始时的燃料温度与运转后的燃料温度之间存在某种程度的温度差，则可以认为燃料罐内为正压或负压，因此不使泵工作地进行泄漏诊断。例如在使系统密闭的状态下，监视系统内的压力变化，由此检测泄漏的有无。

在所述的温度差不足够的情况下，使泵工作，在使系统内为正压或负压的基础上，进行泄漏诊断。例如在设为正压或负压的状态下使系统密闭，监视之后的系统内的压力变化，由此检测泄漏的有无。

这样，在本发明中，在能够利用运转中自然产生的压力变动时，不依赖于泵地进行泄漏诊断，因此能够减少泵的工作频度来抑制能量消耗。

附图说明

图1是表示本发明所涉及的蒸发燃料处理装置的一个实施例的结构说明图。

图2是泄漏诊断的主流程图。

图3是第一泄漏诊断的流程图。

图4是第二泄漏诊断的流程图。

图5是燃料罐侧的区域的泄漏诊断的流程图。

具体实施方式

图1是表示本发明所涉及的蒸发燃料处理装置的一个实施例的结构说明图。在未图示的车辆中搭载有内燃机1，并且设置有密闭型的燃料罐2，为了对供油时在燃料罐2内产生的蒸发燃料进行处理，设置有使用了过滤罐3的蒸发燃料处理装置。所述燃料罐2具备供油管部5，该供油管部5在前端的供油口5a处以能够装卸的方式安装有加油口帽(fillercap)4，另外，在燃料罐2内部收容有用于向内燃机1的燃料喷射装置6供给燃料的燃料泵单元7。为了限制加油口帽4在燃料罐2内的压力高的状态下打开，用被电锁定的燃料盖(fuellid)8覆盖所述供油口5a。基于设置于驾驶座等的盖打开开关9的信号，在燃料罐2内的压力降低的状态下对该燃料盖8解除锁定。此外，也可以锁定加油口帽4本身来代替锁定燃料盖8。

在所述过滤罐3中，利用合成树脂制的壳体来将流路形成为U形转弯形状，在该过滤罐3的内部填充有由活性炭等构成的吸附材料。在呈U形转弯形状的流路的流动方向的一端部设置有作为蒸发燃料的流入部的供给端口(charge port)13和作为含有燃料成分的吹扫气体的流出部的吹扫端口14，在流动方向的另一端部设置有用于在吹扫时取入外部空气的排放端口15。

所述供给端口13经由蒸发燃料通路16来与燃料罐2的上部空间连接。此外，该蒸发燃料通路16的燃料罐2侧的前端部经由FLV阀20来与燃料罐2的上部空间连通，该FLV阀20用于防止液体燃料在燃料液面处于高的位置时向蒸发燃料通路16内溢出。而且，在所述蒸发燃料通路16的通路中途设置有用于将该蒸发燃料通路16打开和关闭的闭锁阀21。原则上，除了供油时以外，该闭锁阀21用于将过滤罐3与燃料罐2之间切断来将燃料罐2设为密闭状态，该闭锁阀21由在不通电时闭合的常闭型电磁阀形成。

所述吹扫端口14经由吹扫通路19来与内燃机1的吸气系统、例如吸气通路17的节流阀18下游侧连接。在所述吹扫通路19中设置有第一吹扫控制阀23，该第一吹扫控制阀23将该吹扫通路19打开和关闭，以控制吹扫气体向内燃机1的导入。除了内燃机1停止时以外，第一吹扫控制阀23还在未预热时、燃料截止时等规定的条件时闭合，以禁止吹扫气体的导入。所述第一吹扫控制阀23仍由常闭型电磁阀形成。

在所述排放端口15处连接有排放通路25，该排放通路25的前端经由过滤器24来向大气开放，并且在该排放通路25中设置有用于将该排放通路25打开和关闭的排放截止阀26。该排放截止阀26由在不通电时打开的常开型电磁阀形成。该排放截止阀26除了在泄漏诊断时关闭系统以外，例如还能够在利用某些手段探测到过滤罐3的破损等情况下闭合，但基本上为打开状态来将排放通路25打开。另外，在所述排放通路25中，与所述排放截止阀26并列地设置有向过滤罐3压送大气的加压用泵27。该加压用泵27是在系统的泄漏诊断时使用的泵，加压用泵27和所述排放截止阀26一体地构成为泄漏诊断模块28。

在所述蒸发燃料通路16与所述吹扫通路19之间，详细地说，在蒸发燃料通路16的比闭锁阀21靠燃料罐2侧的位置与吹扫通路19的比第一吹扫控制阀23靠上游侧(也就是过滤罐3侧)的位置之间设置有将两者连通的罐打开通路31。而且，在该罐打开通路31的通路中途设置有用于将该罐打开通路31打开和关闭的第二吹扫控制阀32。该第二吹扫控制阀32由在不通电时闭合的常闭型电磁阀形成。在此，作为第二吹扫控制阀32，使用其通路面积比闭锁阀21的通路面积小的阀。具体地说，与闭锁阀21相比，第二吹扫控制阀32的用柱塞打开和闭合的端口的口径小。此外，闭锁阀21具有足够大的通路面积，使得不妨碍顺利的供油。

所述的闭锁阀21、第一吹扫控制阀23、第二吹扫控制阀32、排放截止阀26以及加压用泵27由进行内燃机1的各种控制(例如，燃料喷射量控制、喷射时期控制、点火时期控制、节流阀18的开度控制等)的发动机控制单元35适当地控制，来执行在供油时打开加油口帽4之前的罐内压力的降低、供油时的吸附处理、内燃机运转中的吹扫处理以及系统的各部的泄漏诊断等。

另外，作为检测系统内的压力的压力传感器，在燃料罐2处安装有罐压传感器36，并且在过滤罐3的吹扫端口14附近安装有蒸发线压力(以下，简称为蒸发线压)传感器37。前者的罐压传感器36对由闭锁阀21和第二吹扫控制阀32划分出的系统内的燃料罐2侧的区域的压力(具体地说是燃料罐2的上部空间的压力)进行检测，后者的蒸发线压传感器37对由闭锁阀21、第二吹扫控制阀32、排放截止阀26以及第一吹扫控制阀23包围的系统内的包括过滤罐3在内的区域的压力进行检测。并且，在燃料罐2处设置有用于检测内部的燃料的温度的燃料温度传感器39，在车辆的适当位置处设置有用于检测外部空气温度的外部空气温度传感器40。

此外，在蒸发燃料通路16中与闭锁阀21并列地设置有双向的溢流阀38，该双向的溢流阀38在燃料罐2内的压力异常地变为高压时以及燃料罐2内的压力异常地变为低压时以机械方式打开。

如上述那样构成的蒸发燃料处理装置基本上仅将供油时产生的蒸发燃料吸附于过滤罐3，在除供油时以外的时候不利用过滤罐3吸附蒸发燃料。即，该实施例的蒸发燃料处理装置适用于在使内燃机1停止的状态下能够进行所谓的EV行驶的混合动力车辆，在这种车辆中，过滤罐3的吹扫的机会变少，因此限定为在供油时利用过滤罐3吸附蒸发燃料。

在供油过程中排放截止阀26打开的状态下，第一吹扫控制阀23和第二吹扫控制阀32闭合，闭锁阀21打开，燃料罐2内与过滤罐3的供给端口13成为连通状态。因而，随着供油在燃料罐2内产生的蒸发燃料被导入过滤罐3，并被内部的吸附材料吸附。

然后，当供油结束时，闭锁阀21闭合。因而，燃料罐2内保持与过滤罐3分离的密闭状态，在内燃机1停止过程中，过滤罐3的吸附量基本上不会增加和减少。

之后，当车辆开始运转、内燃机1成为规定的运转状态时，在将闭锁阀21保持闭合的状态下适当地打开第一吹扫控制阀23，进行来自过滤罐3的燃料成分的吹扫。也就是说，利用与内燃机1的吸气系统之间的压力差从排放端口15导入大气，利用该大气从吸附材料12吹扫出的燃料成分通过第一吹扫控制阀23被导入内燃机1的吸气通路17。因而，在内燃机1的运转过程中，过滤罐3的吸附量逐渐减少。

在车辆的运转停止后，排放截止阀26保持打开的状态，第一吹扫控制阀23和第二吹扫控制阀32保持闭合的状态，闭锁阀21保持闭合的状态，燃料罐2以密闭的状态放置。然后，在利用计时器检测到经过了规定时间(例如30分钟～50分钟左右)时，执行泄漏诊断。

关于泄漏诊断，基本上在利用存在于燃料罐2内的正压或负压或者由加压用泵27进行的加压来将系统内设为正压或负压的状态下，闭合排放截止阀26来使系统内密闭。然后，利用蒸发线压传感器37或罐压传感器36来监视之后的压力变化。如果在规定时间内未检测到规定水平的压力降低，则诊断为无泄漏。

在本实施例中，求出车辆的运转开始时的燃料温度与运转后例如运转结束时刻的燃料温度之间的温度差，无论该温度差为正还是负，只要是规定的大小(例如±1℃)以上，则视为在燃料罐2内产生了正压或负压，选择不依赖于加压用泵27的第一泄漏诊断。而且，如果温度差小于规定的大小，则有可能在燃料罐2内没有产生足够的正压或负压，因此选择利用了加压用泵27的第二泄漏诊断。

因而，即使设为每当车辆的运转停止时进行泄漏诊断，伴随加压用泵27的工作的泄漏诊断的频度也变少，能够实现电力消耗的抑制。

以下，基于图2～图5的流程图来详细地说明车辆停止后的泄漏诊断的处理。

图2是泄漏诊断整体的主流程图，在步骤1中，重复判定是否有泄漏诊断的请求。在车辆停止后经过规定时间产生了泄漏诊断的请求时，进入步骤2，判定车辆的运转开始时的燃料温度与运转结束时刻的燃料温度之间的温度差ΔT是否为阈值(例如±1℃)以上。如果在运转中燃料温度上升，则在燃料罐2内产生正压，反之，如果燃料温度下降，则燃料罐2内发生负压化。

如果温度差ΔT为±1℃以上，则进入步骤3，判别外部空气温度与燃料温度的相对关系是使所述燃料温度的温度差ΔT随时间经过而缩小的方向还是使所述燃料温度的温度差ΔT随时间经过而增大的方向。也就是说，假定在运转中燃料温度稍微上升，在车辆停止状态下的外部空气温度比燃料温度低的情况下，系统内的压力有可能与泄漏无关地降低，因此为了防止误诊断而禁止第一泄漏诊断。在运转中燃料温度上升的情况下，如果车辆停止中的外部空气温度比燃料温度高，则是增大温度差ΔT的方向，因此进入步骤4，允许进行利用燃料罐2内存在的正压的第一泄漏诊断。反之，假定在运转中燃料温度稍微下降，在车辆停止状态下的外部空气温度比燃料温度高的情况下，系统内的压力有可能与泄漏无关地上升(负压减少)，为了防止误诊断依然禁止第一泄漏诊断。在运转中燃料温度下降的情况下，如果车辆停止中的外部空气温度比燃料温度低，则是增大温度差ΔT的方向，因此进入步骤4，允许进行利用了燃料罐2内存在的负压的第一泄漏诊断。

在步骤2或步骤3中为“否”的情况下，进入步骤5并进一步进入步骤6，基于罐压传感器36的检测信号来分别判定燃料罐2内的压力是否为规定水平以上的正压、是否为规定水平以上的负压。如果不是规定水平以上的正压或规定水平以上的负压，则进入步骤7，执行利用了加压用泵27的第二泄漏诊断。

在步骤5或步骤6中判定为燃料罐2内处于规定水平以上的正压或规定水平以上的负压的情况下，进入步骤8或步骤9，为了排除燃料罐2内的正压或负压所造成的影响，在执行第二泄漏诊断之前进行燃料罐2内的压力的释放处理。具体地说，在排放截止阀26打开的状态下，首先打开第二吹扫控制阀32，接着打开闭锁阀21，从而将燃料罐2内预先设为大致大气压。然后，在像这样将燃料罐2内设为大致大气压之后进入步骤7，来执行利用了加压用泵27的第二泄漏诊断。与闭锁阀21相比，第二吹扫控制阀32的通路面积或口径小，因此通过如上述那样在打开闭锁阀21之前打开第二吹扫控制阀32，压力释放时的初期的压力变动变得缓慢，能够避免产生异常声音。

图3是表示步骤4的第一泄漏诊断的详细内容的流程图，在步骤11中，将排放截止阀26闭合、将闭锁阀21打开、将第一吹扫控制阀23闭合、将第二吹扫控制阀32打开。也就是说将整个系统内作为一个空间来设为密闭状态。通过打开闭锁阀21，燃料罐2内存在的正压或负压向整个系统内扩散。

然后，在步骤12中，基于罐压传感器36或蒸发线压传感器37的检测信号来读入使系统内密闭的时刻的系统内压力，并且再次读入经过规定时间(例如40分钟)后的系统内压力，求出两者之差、即规定时间内的压力变化量ΔP。在步骤13中，将该压力变化量ΔP与规定的阈值ΔP1进行比较，如果不存在阈值ΔP1以上的压力变化(正压的降低或负压的减少)，则进入步骤14，判定为无泄漏。如果存在阈值ΔP1以上的压力变化，则进入步骤15，判定为有泄漏，进而进入步骤16来执行燃料罐2侧的区域的泄漏诊断(第三泄漏诊断)，以确定泄漏的部位是燃料罐2侧还是过滤罐3侧。在判定了泄漏的有无之后，最后在步骤17中使闭锁阀21等各阀恢复为初始状态。

图4是表示步骤7的第二泄漏诊断的详细内容的流程图，在步骤21中，将排放截止阀26闭合、将闭锁阀21打开、将第一吹扫控制阀23闭合、将第二吹扫控制阀32打开。也就是说将整个系统内作为一个空间来设为密闭状态。接着，在步骤22中，开启加压用泵27来对系统内进行加压。在步骤23中，判定系统内是否达到了诊断所需要的规定压力，在达到规定压力的阶段，进入步骤24来关闭加压用泵27。由此整个系统内变为加压状态。

之后，与第一泄漏诊断基本上同样地，在步骤25中再次读入经过规定时间(例如40分钟)后的系统内压力，求出与加压用泵27停止时的规定压力之差、即规定时间内的压力变化量ΔP。在步骤26中，将该压力变化量ΔP与规定的阈值ΔP2进行比较，如果不存在阈值ΔP2以上的压力降低，则进入步骤27，判定为无泄漏。如果存在阈值ΔP2以上的压力降低，则进入步骤28，判定为有泄漏，进而进入步骤29来执行燃料罐2侧的区域的泄漏诊断(第三泄漏诊断)，以确定泄漏的部位是燃料罐2侧还是过滤罐3侧。在判定了泄漏的有无之后，最后在步骤30中使闭锁阀21等各阀恢复为初始状态。

此外，在图3所示的第一泄漏诊断或图4所示的第二泄漏诊断时，将罐压传感器36的检测压力与蒸发线压传感器37的检测压力互相比较，由此能够诊断闭锁阀21的闭合固结(包括开度小这种异常)。也就是说，在闭锁阀21打开的状态下，两者的检测压力理应大致相等，因此在两者偏离了规定的允许范围以上的情况下，能够判定为闭锁阀21是闭合固结的。

图5是步骤16和步骤29的第三泄漏诊断、也就是将比闭锁阀21靠燃料罐2侧的区域设为对象的泄漏诊断的流程图。在步骤31中，开启加压用泵27，来对整个系统内进行加压。在步骤32中，判定罐压传感器36的检测压力是否达到了诊断所需要的规定压力，在达到规定压力的阶段，进入步骤33、34，关闭加压用泵27，并且将闭锁阀21闭合，将第二吹扫控制阀32闭合。由此，用闭锁阀21划分出的燃料罐2侧的区域成为被加压且密闭的状态。在步骤35中再次读入经过规定时间(例如40分钟)后的系统内压力，求出与加压用泵27停止时的规定压力之差、即规定时间内的压力变化量ΔP。在步骤36中，将该压力变化量ΔP与规定的阈值ΔP3进行比较，如果不存在阈值ΔP3以上的压力降低，则进入步骤37，判定为泄漏的部位是过滤罐3侧的区域。如果存在阈值ΔP3以上的压力降低，则进入步骤38，判定为泄漏的部位是燃料罐2侧的区域。

以上，说明了本发明的一个实施例，但本发明并不限定于上述实施例，能够进行各种变更。例如在上述实施例中利用加压用泵27对系统内进行加压，但也能够通过使用减压用泵进行减压来进行泄漏诊断。

Claims (5)

1.一种蒸发燃料处理装置的诊断装置，该蒸发燃料处理装置用过滤罐吸附在供油时在燃料罐内产生的蒸发燃料并在内燃机的运转中向该内燃机的吸气系统导入该蒸发燃料来进行处理，该诊断装置具备：

泵，其用于对包括所述燃料罐和所述过滤罐的系统内进行加压或减压；

至少一个压力传感器，其用于检测系统内的压力；以及

燃料温度传感器，其用于检测所述燃料罐中的燃料的温度，

其中，针对泄漏诊断请求，基于运转开始时的燃料温度与运转后的燃料温度之间的温度差来选择第一泄漏诊断和第二泄漏诊断，其中，该第一泄漏诊断是使用了燃料罐内存在的正压或负压的诊断，该第二泄漏诊断是使用了由所述泵进行的强制性的加压或减压的诊断。

2.根据权利要求1所述的蒸发燃料处理装置的诊断装置，其特征在于，

在请求泄漏诊断时的外部空气温度与燃料温度的相对关系为使所述燃料温度的温度差随时间经过而缩小的方向时，禁止所述第一泄漏诊断。

3.根据权利要求1或2所述的蒸发燃料处理装置的诊断装置，其特征在于，

在基于所述温度差选择了所述第二泄漏诊断时，如果系统内处于规定水平以上的正压或负压，则在泵工作之前执行系统内的压力释放处理。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的蒸发燃料处理装置的诊断装置，其特征在于，

具备闭锁阀，该闭锁阀设置于从所述燃料罐到所述过滤罐的蒸发燃料通路中，

在通过所述第一泄漏诊断或所述第二泄漏诊断检测到泄漏时，使用所述泵来进行利用所述闭锁阀划分出的燃料罐侧的区域的泄漏诊断或利用所述闭锁阀划分出的过滤罐侧的区域的泄漏诊断。

5.根据权利要求3所述的蒸发燃料处理装置的诊断装置，其特征在于，

具备闭锁阀，该闭锁阀设置于从所述燃料罐到所述过滤罐的蒸发燃料通路中，

在所述压力释放处理中，在通过将通路面积比所述闭锁阀的通路面积小的电磁阀打开来使燃料罐内接近大气压之后，打开所述闭锁阀。