JP2005002915A

JP2005002915A - 蒸発燃料処理装置のリーク診断装置

Info

Publication number: JP2005002915A
Application number: JP2003167993A
Authority: JP
Inventors: Hajime Hosoya; 肇細谷
Original assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 2003-06-12
Filing date: 2003-06-12
Publication date: 2005-01-06

Abstract

【課題】蒸発燃料処理装置のリーク診断において、診断時間の短縮を図りつつ、診断精度を維持できるようにする。
【解決手段】閉塞した診断区間をエアポンプで加圧し、該加圧による圧力上昇特性に基づいてリークの有無を診断する装置において、大径リーク穴診断用として比較的速い加圧速度を設定し、このときの圧力上昇から大径リーク穴の有無を診断する。大径リーク穴無しと判断されたときには、小径リーク穴診断用の比較的遅い加圧速度に切り換え、このときの圧力上昇から小径リーク穴の有無を診断する。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関に供給する燃料を貯留する燃料タンクにて発生する燃料蒸気を捕集して処理する蒸発燃料処理装置におけるリークを診断する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、蒸発燃料処理装置のリーク診断装置としては、特許文献１に開示されるようなものがあった。
【０００３】
このものは、診断対象とする閉塞区間に機関の吸気管負圧を導入して減圧し、このときの圧力変化量に基づいてリークの有無を診断する構成である。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−３４３９２７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、加圧又は減圧による圧力変化からリーク診断を行なう場合、リーク穴の径が大きいと、圧力変化速度が遅くなるため、加圧又は減圧を継続させる診断時間が長くなる。
【０００６】
しかし、診断時間が長くなると、温度条件の変化などの外乱によって診断精度が低下し、また、診断途中で診断条件を外れてしまい診断頻度が低下するなどの問題が発生するため、診断時間を短くすることが望まれる。
【０００７】
ここで、加圧又は減圧の速度を速めて圧力変化速度が速くすれば、診断時間の短縮を図れるが、単に加圧又は減圧の速度を速めると、リーク穴が小さい場合に、リーク穴無しの場合に対する圧力変化特性の相違が小さくなり、診断精度が低下してしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、診断時間の短縮を図りつつ、診断精度を維持できる蒸発燃料処理装置のリーク診断装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そのため請求項１に係る発明は、診断対象の区間を閉塞し、該閉塞区間内を加圧又は減圧したときの圧力変化に基づいてリーク診断を行なう構成において、前記閉塞区間内の圧力変化特性に応じて前記加圧又は減圧の速度を変更する構成とした。
【００１０】
かかる構成によると、閉塞区間内を加圧又は減圧したときの圧力変化から、リーク穴による圧力漏れを診断するが、圧力変化特性、即ち、リーク穴径の大小による圧力変化特性の違いに応じて、加圧又は減圧の速度を変更する。
【００１１】
従って、リーク穴が大きい場合に診断時間の短縮を図り、また、リーク穴が小さい場合に診断精度の向上を図ることが可能となる。
請求項２記載の発明では、診断対象の区間を閉塞し、該閉塞区間内を加圧又は減圧したときの圧力変化に基づいてリーク診断を行なう構成において、前記加圧又は減圧の速度として、診断する複数のリーク穴径それぞれに対応する複数の速度を予め設定し、診断するリーク穴径に応じて加圧又は減圧の速度を切り換える構成とした。
【００１２】
かかる構成によると、診断する複数のリーク穴径それぞれに対応する加圧又は減圧速度が設定されるから、例えば診断対象のリーク穴が大きく、リークがあると圧力変化速度が遅くなるときには、加圧又は減圧速度を大きくして圧力変化速度がより大きくなるようにし、また、診断対象のリーク穴が小さく、リーク穴の有無による圧力変化速度の相違が小さくなる場合には、加圧又は減圧速度を小さくして圧力変化速度がより小さくし、圧力変化の検出分解能を確保する。
【００１３】
従って、リーク穴が大きい場合の診断時間を短縮でき、また、リーク穴が小さい場合に精度良く診断することができる。
請求項３記載の発明では、診断対象の区間を閉塞し、該閉塞区間内を加圧又は減圧したときの圧力変化に基づいてリーク診断を行なう構成において、前記閉塞区間を第１速度で加圧又は減圧し、該加圧又は減圧時に所定の圧力変化が検出されなかったときに大径リーク穴有りを判定し、所定の圧力変化が検出されたときには、第１速度よりも遅い第２速度で前記閉塞区間を加圧又は減圧し、該加圧又は減圧時に所定の圧力変化が検出されなかったときに小径リーク穴有りの判定を行なう構成とした。
【００１４】
かかる構成によると、閉塞区間を比較的速い第１速度で加圧又は減圧することで、大径リーク穴があっても圧力変化が大幅に遅くならないようにし、このときの圧力変化から大径リーク穴の有無を診断する。大径リーク穴が診断されなかったときには、続いて、閉塞区間を前記第１速度よりも遅い第２速度で加圧又は減圧することで圧力変化速度を遅くし、圧力変化の違いを高い分解能で検出できるようにする。
【００１５】
従って、大径リーク穴を短い時間で診断できると共に、小径リーク穴を精度良く診断できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施形態を示すシステム図である。
【００１７】
図１において、内燃機関１の吸気系には、スロットル弁２が設けられていて、これにより吸入空気量が制御される。
また、スロットル弁２下流の吸気管３のマニホールド部には、気筒毎に電磁式の燃料噴射弁４が設けられている。
【００１８】
前記燃料噴射弁４は、コントロールユニット２０から機関回転に同期して出力される駆動パルス信号により開弁して、燃料噴射を行い、噴射された燃料は機関１の燃焼室内で燃焼する。
【００１９】
また、蒸発燃料処理装置としては、燃料タンク５にて発生する蒸発燃料を蒸発燃料導入通路６により導いて一時的に吸着するキャニスタ７が設けられている。
前記キャニスタ７は、容器内に活性炭などの吸着材８を充填したものである。
【００２０】
前記キャニスタ７には、新気導入口９が形成されると共に、パージ通路１０が導出されている。
前記パージ通路１０は、パージ制御弁１１を介して、スロットル弁２下流の吸気管３に接続されている。
【００２１】
前記パージ制御弁１１は、コントロールユニット２０から出力される信号により開弁するようになっている。
従って、機関１の停止中などに燃料タンク５にて発生した蒸発燃料は、蒸発燃料導入通路６によりキャニスタ７に導かれて、ここに吸着される。
【００２２】
そして、機関１が始動されて、所定のパージ許可条件が成立すると、パージ制御弁１１が開制御され、機関１の吸入負圧がキャニスタ７に作用する結果、新気導入口９から導入される新気によってキャニスタ７に吸着されていた蒸発燃料が脱離され、この脱離した蒸発燃料を含むパージガスがパージ通路１０を通って吸気管３内に吸入され、この後、機関１の燃焼室内で燃焼処理される。
【００２３】
蒸発燃料処理装置のリーク診断のために、キャニスタ７の新気導入口９側に、大気開放口１２が設けられると共に、電動式エアポンプ１３が設けられる。
そして、キャニスタ７の新気導入口９を、大気開放口１２と、エアポンプ１３の吐出口１３ａとに選択的に接続する電磁式の切換弁１４が設けられる。
【００２４】
また、エアポンプ１３の吐出口１３ａから切換弁１４をバイパスしてキャニスタ７の新気導入口９に至るバイパス通路１５が設けられ、このバイパス通路１５には基準口径（例えば０．５ｍｍ）を有する基準オリフィス１６が設けられる。
【００２５】
前記大気開放口１２とエアポンプ１３の吸入口１３ｂとには、エアフィルタ１７が設けられる。
尚、切換弁１４はＯＦＦ状態で大気開放口１２側、ＯＮ状態でエアポンプ１３側に切換えられるようになっており、通常はＯＦＦで大気開放口１２側に切換えられ、キャニスタ７の新気導入口９を大気開放口１２に連通させている。
【００２６】
コントロールユニット２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器及び入出力インターフェイス等を含んで構成されるマイクロコンピュータを備え、各種センサから信号が入力される。
【００２７】
前記各種センサとしては、機関１の回転に同期してクランク角信号を出力するクランク角センサ２１、吸入空気量を計測するエアフローメータ２２、車速を検出する車速センサ２３、燃料タンク内５の圧力を検出する圧力センサ２４、燃料タンク５内の燃料残量を検出するタンク残量センサ（燃料計）２５、エアポンプ１３の作動電流値を検出する電流センサ２６が設けられている。
【００２８】
ここにおいて、コントロールユニット２０は、機関運転条件に基づいて燃料噴射弁４の作動を制御し、また、機関運転条件に基づいてパージ制御弁１１の作動を制御する。
【００２９】
更に、前記エアポンプ１３及び切換弁１４の作動を制御して、蒸発燃料処理装置のリーク診断を行う。
次に、コントロールユニット２０による蒸発燃料処理装置のリーク診断を、図２のフローチャートに従って説明する。
【００３０】
ステップＳ１では、前記パージ制御弁１１及び切換弁１４を制御して、パージ制御弁１１〜キャニスタ７〜燃料タンク５の診断対象区間を閉塞し、該閉塞区間をエアポンプ１３で加圧できる状態とする。
【００３１】
ステップＳ２では、所定の大径リーク穴の診断に適合された比較的大きな加圧速度を設定し、次のステップＳ３では、前記設定された加圧速度に見合う吐出量とすべくエアポンプ１３を制御し、前記閉塞区間を加圧させる。
【００３２】
ステップＳ４では、大径リーク穴の存在が認められない圧力上昇が得られたか否かを判別する。
前記圧力上昇の判断は、圧力が所定圧に到達するまでの時間、又は、所定時間が経過した時点の圧力と、大径リーク穴診断用の閾値との比較によって行うことができる。
【００３３】
また、エアポンプ１３によって吐出された空気が、前記基準オリフィス１６を通った後、切換弁１４を逆流して大気開放口１２に放出される状態としたときの、エアポンプ１３の電流（負荷）に基づいて、電流に基づく大径リーク穴診断の閾値を設定し、電流が所定値に到達するまでの時間、又は、所定時間が経過した時点の電流と、前記閾値との比較によって、大径リーク穴の有無を診断させることができる。
【００３４】
ここで、リーク穴がないときに予測される圧力上昇に対して実際の圧力上昇速度が遅く、大径リーク穴の存在が推定される場合には、ステップＳ５へ進んで、大径リーク穴有りの判定を下し、これを警告する処理を行なう。
【００３５】
大径リーク穴が存在する場合には、加圧による圧力上昇が遅くなり、大径リーク穴の存在を確認するには、長い加圧時間（診断時間）を要するが（図３参照）、本実施形態のように、加圧速度を予め大きく設定してあれば、短い時間で大径リーク穴の有無を診断させることができる。
【００３６】
また、大径リーク穴の有無を診断する場合、たとえ加圧速度を速くしても、大径リーク穴の有無による圧力上昇特性の違いが明確であるため、診断精度が低下することもない。
【００３７】
但し、加圧速度を大きく設定してあると、小径リーク穴の診断においては、圧力の上昇が速すぎ、小径リーク穴の有無による圧力変化に大きな差が出ないため、診断精度が低下する（図３参照）。
【００３８】
そこで、ステップＳ４で、大径リーク穴が無いと判断され、小径リーク穴の有無を診断させるべく、ステップＳ６へ進むと、小径リーク穴の診断に適合された、前記ステップＳ２で設定される加圧速度（第１速度）よりも小さい加圧速度（第２速度）を設定する。
【００３９】
そして、次のステップＳ７では、前記設定された加圧速度に見合う吐出量とすべくエアポンプ１３を制御し、前記閉塞区間を加圧させる。
尚、小径リーク穴診断用の比較的遅い速度での加圧は、大径リーク穴診断用の比較的速い速度での加圧によって到達した圧力を初期圧として行なわせる構成の他、大径リーク穴診断用の比較的速い速度での加圧によって到達した圧力を、一旦大気圧にリセットしてから行なわせることができる。
【００４０】
ステップＳ８では、小径リーク穴の存在が認められない圧力上昇が得られたか否かを判別する。
前記圧力上昇の判断は、圧力が所定圧に到達するまでの時間、又は、所定時間が経過した時点の圧力と、小径リーク穴診断用の閾値との比較によって行うことができる。
【００４１】
また、前記基準オリフィス１６を通過させるときのエアポンプ１３の電流（負荷）に基づいて小径リーク穴診断の閾値を設定し、電流が所定値に到達するまでの時間、又は、所定時間が経過した時点の電流と、前記閾値との比較によって、小径リーク穴の有無を診断させることができる。
【００４２】
ここで、圧力の上昇速度が、リーク穴が無い場合に比べて遅く、ステップＳ８で小径リーク穴の存在が推定されると、ステップＳ９へ進んで、小径リーク穴有りの判定を下し、これを警告する処理を行なう。
【００４３】
リーク穴の径が小さい場合には、リーク穴が無い場合に比べて、圧力上昇速度の差が僅かとなるが、加圧速度を遅く設定してあるので、前記僅かの差を分解能良く判断することができ、小径リーク穴の有無を精度良く診断できる。
【００４４】
一方、ステップＳ８で小径リーク穴の存在が推定される程の圧力上昇速度の低下が認められなかった場合には、ステップＳ１０へ進んで、リーク穴無しの判定を下す。
【００４５】
尚、上記実施形態では、リーク穴を大径リーク穴と小径リーク穴の２種類に判別する構成としたが、３種類以上に判別すべく、加圧速度を３段階以上に切り換える構成とすることができる。
【００４６】
また、加圧による圧力上昇からリークを判断する代わりに減圧による圧力降下からリークを判断する構成として、減圧速度を、診断するリーク穴径毎に切り換える構成とすることができる。
【００４７】
更に、診断するリーク穴径毎に加圧又は減圧速度を段階的に切り換えるのではなく、診断開始初期の比較的速い加圧又は減圧速度から徐々に速度を遅くする構成とし、そのときの加圧又は減圧速度と、実際の圧力変化速度との相関から、リーク穴径を区別して診断させることもできる。
【００４８】
ここで、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術思想について、以下にその効果と共に記載する。
（イ）請求項１〜３のいずれか１つに記載の蒸発燃料処理装置のリーク診断装置において、
前記閉塞区間内をエアポンプで加圧する構成であり、該エアポンプの吐出量を制御することで加圧速度を変更することを特徴とする蒸発燃料処理装置のリーク診断装置。
【００４９】
かかる構成によると、診断対象の閉塞区間にエアポンプから吐き出された空気を送り込むことで加圧し、このときの圧力上昇特性からリークを診断するが、加圧速度を、前記エアポンプの吐出量を制御することで変更する。
【００５０】
従って、所望の速度での加圧を、任意のタイミングで容易に行なわせることができる。
（ロ）請求項１〜３のいずれか１つに記載の蒸発燃料処理装置のリーク診断装置において、
前記閉塞区間内をエアポンプで加圧する構成であり、該エアポンプからの吐き出し空気を基準口径のオリフィスに通過させたときの圧力状態を基準に、リーク診断の閾値を設定することを特徴とする蒸発燃料処理装置のリーク診断装置。
【００５１】
かかる構成によると、エアポンプからの吐き出し空気を、基準口径のオリフィスに通過させることで、前記基準口径のリーク穴が存在する場合の圧力状態をシミュレーションでき、リーク診断の閾値を適切に設定して、精度の良い診断が行なえる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態における機関のシステム構成図。
【図２】実施の形態におけるリーク診断を示すフローチャート。
【図３】リーク穴径による圧力上昇特性の違いを示す線図。
【符号の説明】
１…内燃機関，２…スロットル弁，３…吸気管，４…燃料噴射弁，５…燃料タンク，６…蒸発燃料導入通路，７…キャニスタ，８…吸着材，９…新気導入口，１０…パージ通路，１１…パージ制御弁，１２…大気開放口，１３…エアポンプ，１４…切換弁，１７…エアフィルタ，２０…コントロールユニット，２１…クランク角センサ，２２…エアフローメータ，２３…車速センサ，２４…圧力センサ，２５…タンク残量センサ

Claims

診断対象の区間を閉塞し、該閉塞区間内を加圧又は減圧したときの圧力変化に基づいてリーク診断を行なう蒸発燃料処理装置のリーク診断装置であって、
前記閉塞区間内の圧力変化特性に応じて前記加圧又は減圧の速度を変更することを特徴とする蒸発燃料処理装置のリーク診断装置。
診断対象の区間を閉塞し、該閉塞区間内を加圧又は減圧したときの圧力変化に基づいてリーク診断を行なう蒸発燃料処理装置のリーク診断装置であって、
前記加圧又は減圧の速度として、診断する複数のリーク穴径それぞれに対応する複数の速度を予め設定し、診断するリーク穴径に応じて加圧又は減圧の速度を切り換えることを特徴とする蒸発燃料処理装置のリーク診断装置。
診断対象の区間を閉塞し、該閉塞区間内を加圧又は減圧したときの圧力変化に基づいてリーク診断を行なう蒸発燃料処理装置のリーク診断装置であって、
前記閉塞区間を第１速度で加圧又は減圧し、該加圧又は減圧時に所定の圧力変化が検出されなかったときに大径リーク穴有りを判定し、所定の圧力変化が検出されたときには、第１速度よりも遅い第２速度で前記閉塞区間を加圧又は減圧し、該加圧又は減圧時に所定の圧力変化が検出されなかったときに小径リーク穴有りの判定を行なうことを特徴とする蒸発燃料処理装置のリーク診断装置。