JP2001200763A - 内燃機関の蒸発燃料放出防止装置 - Google Patents

内燃機関の蒸発燃料放出防止装置

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JP2001200763A
JP2001200763A JP2000010834A JP2000010834A JP2001200763A JP 2001200763 A JP2001200763 A JP 2001200763A JP 2000010834 A JP2000010834 A JP 2000010834A JP 2000010834 A JP2000010834 A JP 2000010834A JP 2001200763 A JP2001200763 A JP 2001200763A
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temperature sensor
fuel temperature
internal combustion
combustion engine
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Toshiaki Ichitani
寿章 市谷
Toru Kitamura
徹 北村
Makoto Kobayashi
誠 小林
Takeshi Suzuki
武 鈴木
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Honda Motor Co Ltd
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Honda Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料温度センサなどの検出値に基づいて燃料
タンクの燃料液面の上方空間の圧力を低下させる負圧化
(減圧)手段を備えた内燃機関の蒸発燃料放出防止装置
において、燃料温度センサの故障を精度良く検知する。 【解決手段】 燃料温度センサの温度検出素子を加熱す
るヒータに通電加熱し、ヒータ温度が一定となる時間t
mTGAS2が経過したとき、センサ出力TGASAD
が上限値FSTGASSHおよび下限値FSTGASS
Lの間にあるか否か判断し、肯定されるとき正常と判定
すると共に、否定されるとき、故障と判定する。さら
に、上限しきい値FSTGASHおよび下限しきい値F
STGASLとも比較することで、断線故障あるいはシ
ョート故障も検知する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は内燃機関の蒸発燃
料放出防止装置に関し、より具体的には、蒸発燃料放出
防止装置で使用される燃料温度センサの故障を検知する
ものに関する。
【0002】
【従来の技術】車両に搭載され、内燃機関に接続される
燃料タンクにおいては、高負荷運転で機関温度が上昇し
た後に停車させたときなどにタンク内圧が上昇し、給油
時などに燃料タンクのフィラキャップを開けたとき、蒸
発燃料が大気に放出される。
【0003】そのため、特開平10−281019号公
報において、燃料タンクの燃料液面の上方空間と内燃機
関吸気管とを連通管で接続し、連通管を開閉する電磁ソ
レノイドバルブ(開閉弁)を設けると共に、燃料温度セ
ンサおよび圧力センサを設けて燃料とタンク内圧を検出
し、所定の運転領域において開放して吸気負圧を燃料タ
ンクに導入して負圧化(減圧)制御を実行しておき、停
車して給油するときなどに蒸発燃料が大気に放出されな
いようにした蒸発燃料放出防止装置が提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この種の蒸発燃料放出
防止装置にあっては、検出された燃料温度などに基づい
て負圧化(減圧)制御を行うことから、燃料温度センサ
に故障あるいは異常が生じている場合、負圧化(減圧)
制御を適正に行うことができない。
【0005】従って、この発明の目的は、燃料温度セン
サなどの検出値に基づいて燃料タンクの燃料液面の上方
空間の圧力を低下させる負圧化(減圧)手段を備えた内
燃機関の蒸発燃料放出防止装置において、前記燃料温度
センサの故障を精度良く検知あるいは判定するようにし
た内燃機関の蒸発燃料放出防止装置を提供することにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1項にあっては、少なくとも燃料温度セン
サの検出値に基づいて燃料タンクの燃料液面の上方空間
の圧力を低下させる減圧手段を備えた内燃機関の蒸発燃
料放出防止装置において、前記燃料温度センサを加熱す
る加熱手段、前記加熱手段による加熱を開始した後の前
記燃料温度センサの出力を所定値と比較する比較手段、
および前記比較手段による比較結果に基づいて前記燃料
温度センサが故障しているか否か判定する判定手段を備
える如く構成した。
【0007】燃料温度センサの加熱を開始した後の燃料
温度センサの出力を所定値と比較して燃料温度センサが
故障しているか否か判定する如く構成した、換言すれ
ば、燃料温度センサの雰囲気温度を意図的に変化させ、
それに伴って生じる燃料温度センサの挙動から燃料温度
センサが正常か故障か判定するようにしたので、燃料温
度センサの故障を精度良く検知あるいは判定することが
できる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に即してこの発明
の一つの実施の形態に係る内燃機関の蒸発燃料放出防止
装置を説明する。
【0009】図1はその装置を概略的に示す全体図であ
る。
【0010】図において、符号10はOHC直列4気筒
の内燃機関を示し、吸気管12の先端に配置されたエア
クリーナ(図示せず)から導入された吸気は、スロット
ルバルブ14でその流量を調節されつつ吸気マニホルド
および吸気弁(共に図示せず)を介して第1から第4気
筒(図に「機関本体16」と示す)に送られる。
【0011】各気筒の吸気弁の上流側の付近にはインジ
ェクタ(燃料噴射弁)18が設けられて燃料を噴射す
る。噴射されて吸気と一体となった混合気は点火プラグ
(図示せず)で着火されて燃焼し、ピストン(図示せ
ず)を駆動する。
【0012】燃焼後の排気ガスは、排気弁および排気マ
ニホルド(共に図示せず)を介して排気管22に送ら
れ、触媒装置(三元触媒)24で浄化されて機関外に排
出される。
【0013】内燃機関10が搭載される車両(図示せ
ず)の適宜位置には燃料タンク26が設けられる。即
ち、インジェクタ18は燃料供給管28を介して燃料タ
ンク26に接続され、燃料タンク26内に貯留された燃
料(ガソリン)の供給を受ける。燃料供給管28には燃
料ポンプ30が設けられ、燃料を圧送する。
【0014】燃料タンク26は気密かつ液密な構造を備
え、フィラネック26aの先端の開口はフィラキャップ
26bで閉鎖される。燃料タンク26の液面上方空間2
6cは、連通管(蒸発燃料通路)34によって吸気管1
2にスロットルバルブ14の下流位置で接続される。連
通管34の適宜位置には電磁ソレノイドバルブ(開閉
弁)36が設けられる。
【0015】燃料タンク26と連通管34の接続部には
フロートバルブ42が設けられ、前記した如く、車両が
傾斜位置にあって燃料タンク26が重力軸に対して傾い
たときなどに連通管34を閉鎖する。
【0016】これら連通管34および電磁ソレノイドバ
ルブ36ならびにフロートバルブ42などが蒸発燃料放
出防止装置40を構成し、電磁ソレノイドバルブ36が
開放されて吸気負圧が燃料タンク26の液面上方空間2
6cに導入されてそこを負圧化し、給油時にフィラキャ
ップ26bが開けられたとき、蒸発燃料が大気に放出さ
れるのを防止する。
【0017】尚、図示した構成以外に、燃料タンク26
と吸気管12とはキャニスタ機構などで接続されるが、
この発明の要旨と直接の関連を有しないため、説明を省
略する。
【0018】図1の説明に戻ると、内燃機関10のカム
シャフト(図示せず)にはクランク角センサ50が設け
られ、特定気筒の所定クランク角度で気筒判別用のCY
L信号を出力すると共に、各気筒のTDC信号およびク
ランク角15度ごとのCRK信号を出力する。
【0019】スロットルバルブ14にはスロットル開度
センサ52が接続され、スロットル開度θTHに応じた
信号を出力すると共に、スロットルバルブ14下流の吸
気管12内には絶対圧センサ54が設けられ、吸気管内
絶対圧PBAに応じた信号を出力する。
【0020】また、スロットルバルブ14の下流側には
吸気温センサ58が設けられて吸入空気温度TAに応じ
た信号を出力すると共に、機関本体16のシリンダブロ
ック(図示せず)付近には水温センサ60が設けられて
機関冷却水温TWに応じた信号を出力する。
【0021】さらに、排気系にあっては、図示しない排
気マニホルドの排気系集合部の下流位置で触媒装置24
の上流位置において排気管22には空燃比センサ(O2
センサ)62が設けられ、排気ガス内の酸素濃度に比例
した検出信号を出力する。
【0022】燃料タンク26の適宜位置には燃料温度セ
ンサ64が設けられて燃料(ガソリン)の温度TGAS
に応じた信号TGASAD(電圧値)を出力すると共
に、圧力センサ66が配置されてタンク内の圧力(タン
ク内圧)に応じた信号PTANKを出力する。
【0023】図2に示す如く、燃料温度センサ64は、
サーミスタ(温度検出素子。より具体的にはNTCサー
ミスタ)64aと、加熱手段(より具体的には自己制御
型PTCヒータ)64bからなり、サーミスタ64aと
自己制御型PTCヒータ64bはケース64cに一体的
に内蔵される。
【0024】図3は、ヒータ64bの通電─昇温特性を
示す説明グラフである。図示の如く、このヒータ自己制
御型PTC64bは、通電開始してからある時間経過す
ると、温度が飽和して一定値となるため、後述する故障
検知で使用するのに適している。
【0025】上記したセンサ群の出力は、ECU(電子
制御ユニット)70に送られる。
【0026】ECU70はマイクロコンピュータからな
り、CPU,ROM,RAMなどを備え、前記したセン
サ群を介して検出された運転パラメータに基づいてRO
Mに格納された命令に従って駆動回路(図示せず)を介
して電磁ソレノイドバルブ36を駆動して燃料タンク負
圧化制御を行う。
【0027】より具体的には、電磁ソレノイドバルブ3
6をデューティ制御(PWMにおけるデューティ比制
御)するためのデューティ値(0から100%)を算出
し、駆動回路を介して電磁ソレノイドバルブ36を作動
させ、その開度を調節する。
【0028】また、ECU70は前記したクランク角セ
ンサ50が出力するCYL信号をカウントして機関回転
数NEを算出する。
【0029】また、ECU70は、燃料温度センサ64
の故障検知あるいは判定を行う。
【0030】以下、図4フロー・チャートを参照してこ
の装置の動作である、燃料温度センサ64(より詳しく
はサーミスタ64a)の故障検知あるいは判定動作を説
明する。尚、図示のプログラムは、条件が一定である機
関始動直後に実行される。
【0031】以下説明すると、S10において燃料温度
センサ64の故障が判定済みか否か判断し、否定される
ときはS12に進み、燃料温度センサ出力変化量DTG
ASを算出する。これは、燃料温度センサ出力TGAS
AD(電圧値)の前回プログラムループ時の値と今回プ
ログラムループ時の値の差、即ち、燃料温度センサ出力
TGASADの1階差分値を求めることで行う。
【0032】次いでS14に進み、内燃機関10が始動
されてから所定時間(例えば1秒から2秒)経過したか
否か判断する。これは、機関始動直後は条件が一定して
いることから、始動した後に可能な限り速やかにヒータ
64bの通電を開始するためである。
【0033】従って、S14で否定されるときはS16
に進み、タイマtmTGAS2(ダウンカウンタ)に所
定値(例えば20秒相当値)をセットしてダウンカウン
ト(時間計測)を開始し、S18に進み、ヒータ64b
に通電する。
【0034】図5はその処理を示すサブルーチン・フロ
ー・チャートである。
【0035】以下説明すると、S100において機関始
動時に検出された機関冷却水温TWと吸入空気温度TA
に応じて目標電力を算出する。
【0036】即ち、図3に示す特性においてヒータ温度
は通電電力の増加に応じて上昇するが、始動時に検出さ
れた機関冷却水温TWおよび/または吸入空気温度TA
が高いときはサーミスタ64aの雰囲気温度も比較的高
いことから、そのような場合は通電電力を比較的小さい
値とすると共に、低いときは通電電力を比較的大きい値
とする。
【0037】このように、始動時に検出された機関冷却
水温TWなどに応じて算出することによって通電電力を
必要最低限の値にすることができると共に、サーミスタ
64aの雰囲気温度を目標の値にすることができる。
【0038】次いでS102に進み、算出した目標電力
に応じてヒータ64bに通電してサーミスタ64a(燃
料温度センサ64)の加熱を開始する。
【0039】図4フロー・チャートに戻ると、次いでS
20に進み、第2のタイマtmTGAS1(ダウンカウ
ンタ)に所定値(例えば2秒相当値)をセットしてダウ
ンカウント(時間計測)を開始する。
【0040】次回のプログラムループにおいてS14で
否定される限りS20以降に進んで上記した処理を繰り
返すと共に、肯定されるときはS22に進み、検出され
た燃料温度センサ出力TGASADが所定値FSTGA
SH以下か否か判断する。
【0041】図6タイム・チャートを参照して説明する
と、同図で横軸は時間tを示すと共に、縦軸は燃料温度
センサ出力TGASAD(より詳しくは出力電圧
〔V〕)とそれに対応する燃料温度TGASを示す。前
記した通り、燃料温度センサ64を構成するサーミスタ
64aはNTC型であることから、センサ出力電圧と燃
料温度は逆比例関係にある。
【0042】ヒータ64bへの通電に伴ってサーミスタ
64aの雰囲気温度は上昇することから、サーミスタ6
4aが正常であれば、検出される燃料温度TGASは徐
々に増加(出力電圧TGASADは徐々に減少)し、図
3で示す飽和時点に達した後、一定値となるように変化
する筈である。
【0043】かかる知見に基づき、この実施の形態に係
る故障検知あるいは判定にあっては、燃料温度センサの
雰囲気温度を意図的に変化させ、それに伴って生じる燃
料温度センサの挙動から燃料温度センサが正常か故障
(異常)か判定(検知)するようにした。
【0044】即ち、燃料タンク内の燃料の温度は走行条
件の変化に対して応答が緩慢であると共に、走行条件の
変化の間に直接の相関関係が見いだせない。また、機関
冷却水温TW、吸入空気温度TAなどの温度パラメータ
に基づいて燃料温度を推定するのも困難である。即ち、
それらのパラメータから燃料温度を推定して燃料温度セ
ンサ出力と比較することでは、燃料温度センサの故障を
検知するのは困難である。
【0045】そのために、上記のように、燃料温度セン
サ出力が変化する環境を意図的に発生させ、そのときの
燃料温度センサ出力変化から、その故障を検知(判定)
するようにした。
【0046】より具体的には、図6に示す如く、通電開
始してヒータ温度が一定となる時間(前記したタイマt
mTGAS2相当値)が経過したとき、センサ出力が上
限値FSTGASSHおよび下限値FSTGASSLの
間にあるか否か判断し、肯定されるとき、燃料温度セン
サ64(より詳しくはサーミスタ64a)が正常と判定
すると共に、否定されるとき、故障と判定するようにし
た。
【0047】また、燃料温度センサ64(より詳しくは
サーミスタ64a)の出力回路(図示せず)が断線して
いるときは出力は最大値付近に張りつくことから、その
付近に上限しきい値FSTGASHを設定してセンサ出
力と比較することで、センサ故障(断線)を検出するよ
うにした。
【0048】また、燃料温度センサ64(より詳しくは
サーミスタ64a)の出力回路(図示せず)がショート
(短絡)しているときは出力は零付近に張りつくことか
ら、その付近に下限しきい値FSTGASLを設定して
センサ出力と比較することで、センサ故障(ショート)
を検出するようにした。
【0049】尚、上限しきい値FSTGASHはS10
0で算出される目標電力に応じて温度で言えば−50℃
程度となるような値に設定すると共に、下限しきい値F
STGASLも同様に目標電力に応じて150℃程度と
なるような値に設定する。
【0050】また、上限しきい値FSTGASHあるい
は下限しきい値FSTGASLとの比較判断に際しては
所定の時間(前記した第2のタイマtmTGAS1相当
値)の経過を待って故障と判定するようにし、一過性の
理由による現象を故障と誤検知しないようにした。
【0051】図4フロー・チャートの説明に戻ると、S
22の処理は断線検知判定であり、否定されるときは断
線検知の疑いがあることから、S24に進み、前記した
第2のタイマtmTGAS1の値が零以下となったか否
か判断し、否定されるときは以降の処理をスキップする
と共に、肯定されるときはS26に進み、燃料温度セン
サ64(より詳しくはサーミスタ64a)が故障(断線
故障)と判定する。
【0052】S22で肯定されるときはS28に進み、
検出された燃料温度センサ出力TGASADが前記した
ショート検知用下限しきい値FSTGASLL以上か否
か判断し、否定されるときはS24に進んで前記した第
2のタイマtmTGAS1の値が零以下となったか否か
判断し、否定されるときは以降の処理をスキップすると
共に、肯定されるときはS26に進み、燃料温度センサ
64(より詳しくはサーミスタ64a)が故障(ショー
ト故障)と判定する。
【0053】S28で肯定されるときはS30に進み、
S12で算出した燃料温度センサ出力変化量DTGAS
がしきい値FSDTGAS以上か否か判断する。否定さ
れるときはセンサ出力変化が小さいことから、故障と判
断してS24に進む。尚、しきい値FSDTGASも、
S100で算出される目標電力に応じて算出する。
【0054】尚、後述する如く、第2のタイマtmTG
AS1の値は、S32で否定される度に、図6の末尾に
示す如く、セットし直されてスタートするので、S2
2,S28,S30のいずれかで否定されてS24に進
むときも、S24で否定され、第2のタイマtmTGA
S1の値が零以下となっていないと判断されてプログラ
ムを一旦終了することから、一過性の理由による現象を
故障と誤検知することがない。
【0055】S30で肯定されるときはS32に進み、
前記したタイマtmTGAS2の値が零以下となったか
否か判断し、否定されるときはS18に進んでヒータ通
電を継続すると共に、S20に進んで第2のタイマtm
TGAS1に所定値をセットし、ダウントカウント(時
間計測)を開始する。
【0056】S32で肯定されるときはS34に進み、
検出されたセンサ出力TGASADが前記した下限値F
STGASSL以上で前記した上限値FSTGASSH
以下であるか否か判断する。
【0057】S34で肯定されるときはS36に進み、
燃料温度センサ64(より詳しくはサーミスタ64a)
が正常と判定すると共に、否定されるときはS24に進
み、所定時間tmTGAS1の経過を待って燃料温度セ
ンサ64(より詳しくはサーミスタ64a)が故障と判
定する。
【0058】尚、S10で正常あるいは故障の判定済み
と判断されるときはS38に進み、ヒータ64bへの通
電を停止する。
【0059】この実施の形態にあっては上記した如く、
燃料温度センサ64(より詳しくはサーミスタ64a)
の加熱を開始した後の燃料温度センサの出力TGASA
Dを所定値FSTGASH,FSTGASL,FSTG
ASSL,FSTGASSHと比較すると共に、その変
化量DTGASを所定値FSDTGASと比較して燃料
温度センサ64が故障しているか否か判定する如く構成
した、換言すれば、燃料温度センサの雰囲気温度を意図
的に変化させ、それに伴って生じる燃料温度センサの挙
動から燃料温度センサが正常か故障か判定するようにし
たので、燃料温度センサの故障を精度良く検知あるいは
判定することができる。それによって前記した負圧化
(減圧)制御を適正に行うことができる。
【0060】さらに、S22,S28,S30のいずれ
かで否定されるときは、S24で第2のタイマtmTG
AS1の値が零以下となったことを確認してから故障と
判定するようにしたので、一過性の理由による現象を故
障と誤検知することがない。
【0061】さらに、S22,S28,S30のいずれ
かで否定されるときは、S32の判断を待つことなく、
S24で肯定されれば故障と判定するようにしたので、
断線、ショートなどの異常を比較的迅速に検知すること
ができる。
【0062】以上の如く、この実施の形態にあっては、
少なくとも燃料温度センサ64の検出値に基づいて燃料
タンク26の燃料液面の上方空間26cの圧力を低下さ
せる減圧手段(連通管34、電磁ソレノイドバルブ3
6,ECU70など)を備えた内燃機関の蒸発燃料放出
防止装置において、前記燃料温度センサ(より具体的に
は温度検出素子(サーミスタ)64a)を加熱する加熱
手段(ヒータ64b,ECU70,S18,S100,
S102)、前記加熱手段による加熱を開始した後の前
記燃料温度センサの出力TGASADを所定値(上限値
FSTGASSH、下限値FSTGASSL、しきい値
FSDTGAS、上限しきい値FSTGASH、下限し
きい値FSTGASL)と比較する比較手段(ECU7
0,S22,S28,S30,S34)、および前記比
較手段による比較結果に基づいて前記燃料温度センサが
故障しているか否か判定する判定手段(ECU70,S
24,S26,S36)を備える如く構成した。
【0063】尚、上記した実施の形態において温度検出
素子(サーミスタ64a)と加熱手段(ヒータ64b)
をケース64cに一体的に内蔵する例を示したが、別体
に構成しても良い。いずれにしても、加熱手段は温度検
出素子の雰囲気温度を昇温できる限り、温度検出素子に
対してどのような位置に配置しても良い。
【0064】
【発明の効果】請求項1項にあっては、燃料温度センサ
の加熱を開始した後の燃料温度センサの出力を所定値と
比較して燃料温度センサが故障しているか否か判定する
如く構成した、換言すれば、燃料温度センサの雰囲気温
度を意図的に変化させ、それに伴って生じる燃料温度セ
ンサの挙動から燃料温度センサが正常か故障か判定する
ようにしたので、燃料温度センサの故障を精度良く検知
あるいは判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一つの実施の形態に係る内燃機関の
蒸発燃料放出防止装置の構成を全体的に示す概略図であ
る。
【図2】図1装置の中の燃料温度センサの構成を示すブ
ロック図である。
【図3】図2の燃料温度センサの中のヒータの通電−昇
温特性を示す説明グラフである。
【図4】図1装置の動作である、燃料温度センサの故障
検知あるいは判定動作を示すフロー・チャートである。
【図5】図4フロー・チャートの中のヒータ通電処理を
示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【図6】図4フロー・チャートの処理を説明するタイム
・チャートである。
【符号の説明】
10 内燃機関 12 吸気管 26 燃料タンク 26c 燃料液面上方空間 34 連通管 36 電磁ソレノイドバルブ(開閉弁) 40 蒸発燃料放出防止装置 42 フロートバルブ 64 燃料温度センサ 64a サーミスタ(温度検出素子) 64b ヒータ(加熱手段) 66 圧力センサ 70 ECU(電子制御ユニット)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 誠 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 鈴木 武 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも燃料温度センサの検出値に基
    づいて燃料タンクの燃料液面の上方空間の圧力を低下さ
    せる減圧手段を備えた内燃機関の蒸発燃料放出防止装置
    において、 a.前記燃料温度センサを加熱する加熱手段、 b.前記加熱手段による加熱を開始した後の前記燃料温
    度センサの出力を所定値と比較する比較手段、 および c.前記比較手段による比較結果に基づいて前記燃料温
    度センサが故障しているか否か判定する判定手段、 を備えたことを特徴とする内燃機関の蒸発燃料放出防止
    装置。
JP2000010834A 2000-01-19 2000-01-19 内燃機関の蒸発燃料放出防止装置 Withdrawn JP2001200763A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007053730A (ja) * 2005-07-19 2007-03-01 Ricoh Co Ltd 画像読取装置
JP2012165564A (ja) * 2011-02-07 2012-08-30 Toyota Motor Corp 車両の異常診断装置および車両の異常診断方法

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