JP2013087661A - 蒸発燃料処理機構リーク診断装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】キャニスタの燃料吸着状態を反映するパージ燃料濃度の検出後(S138でYES)にそのパージ燃料濃度記憶値fpに基づいてリーク診断回数を制限するカウント閾値Cmを設定する(S144)。このカウント閾値Cmに基づいて制限される回数内でリーク診断を繰り返してもキャニスタが飽和状態になることはなくリーク診断の誤検出や外部への燃料蒸気漏出が生じるおそれはない。カウント閾値Cmはパージ燃料濃度の更新毎に記憶したパージ燃料濃度記憶値fpに基づいて設定しているのでキャニスタの燃料吸着状態に適合させて高精度にリーク診断回数を制限できる(S146)。したがって課題が達成される。
【選択図】図3
Description
本発明は、内燃機関停止が長期にわたる場合にも、キャニスタを飽和状態にすることなく、リーク診断の頻度を高くできる蒸発燃料処理機構リーク診断装置の実現を目的とするものである。
請求項1に記載の蒸発燃料処理機構リーク診断装置では、内燃機関停止時に、燃料タンクを含む内燃機関の蒸発燃料処理機構に気密状態の区画を形成し、この区画内からキャニスタを介して気体を排出することで、前記区画の内圧状態に基づいてリーク診断するリーク診断装置であって、前記キャニスタの燃料吸着状態を反映する物理量を検出し、この物理量に基づいて制限されたリーク診断回数内でリーク診断を繰り返すものであることを特徴とする。
請求項2に記載の蒸発燃料処理機構リーク診断装置では、内燃機関停止時に、燃料タンクを含む内燃機関の蒸発燃料処理機構に気密状態の区画を形成し、この区画内からキャニスタを介して気体を排出することで、前記区画の内圧状態に基づいてリーク診断するリーク診断装置であって、前記キャニスタの燃料吸着状態を反映する物理量を検出するキャニスタ燃料吸着状態検出手段と、前記キャニスタ燃料吸着状態検出手段により前記物理量が検出されると、内燃機関停止中でのリーク診断回数を制限するカウント閾値を、前記物理量に基づいて設定するリーク診断カウント閾値設定手段と、前記リーク診断カウント閾値設定手段によりカウント閾値が設定されると、このカウント閾値に基づいて制限される回数内で、リーク診断を繰り返すリーク診断反復手段とを備えたことを特徴とする。
請求項3に記載の蒸発燃料処理機構リーク診断装置では、請求項2に記載の蒸発燃料処理機構リーク診断装置において、前記リーク診断反復手段は、前記カウント閾値の設定毎に診断実行カウンタをクリアする処理と、前記カウント閾値の設定後に実行されるリーク診断毎に前記診断実行カウンタに積算値を加算する処理とを行うカウント処理と、前記診断実行カウンタが前記カウント閾値より小さい間はリーク診断の繰り返し実行を許容し、小さくなくなるとリーク診断の繰り返し実行を禁止するリーク診断制限処理とを実行することを特徴とする。
請求項4に記載の蒸発燃料処理機構リーク診断装置では、請求項3に記載の蒸発燃料処理機構リーク診断装置において、前記リーク診断反復手段のカウント処理は、各リーク診断時でのキャニスタに対する燃料蒸気導入状態、又は各リーク診断に連動してなされる処理時でのキャニスタに対する燃料蒸気導入状態に基づいて前記積算値の大きさを設定して、前記診断実行カウンタに加算することを特徴とする。
請求項5に記載の蒸発燃料処理機構リーク診断装置では、請求項4に記載の蒸発燃料処理機構リーク診断装置において、前記リーク診断反復手段のカウント処理は、前記区画に燃料タンクが含まれている場合には、リーク診断前の前記燃料タンクの内圧に応じて前記積算値の大きさを設定して、前記診断実行カウンタに加算することを特徴とする。
請求項9に記載の蒸発燃料処理機構リーク診断装置では、請求項1〜8のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理機構リーク診断装置において、前記燃料タンクと前記キャニスタとの間には封鎖弁が設けられ、この封鎖弁は内燃機関停止時には閉弁されて前記燃料タンクを密閉すると共に、前記燃料タンクに対するリーク診断時には前記封鎖弁を開弁することで前記キャニスタを介して前記燃料タンク内から気体を排出し、このときの前記燃料タンクの内圧状態に基づいてリーク診断することを特徴とする。
密閉されていた燃料タンクは内部に大量の高圧の燃料蒸気を蓄積している場合があり、燃料タンクに対してリーク診断を実行する場合には、このような大量の燃料蒸気がキャニスタに導入される場合がある。したがって前述したごとくの物理量に基づいてリーク診断回数を制限することが重要である。
請求項10に記載の蒸発燃料処理機構リーク診断装置では、請求項1〜9のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理機構リーク診断装置において、内燃機関は電動機と共に車両走行駆動用として車両に搭載され、電子制御回路により、前記電動機の出力のみで車両走行するEV走行と、前記内燃機関及び前記電動機の出力で車両走行するHV走行とを実行する制御がなされていることを特徴とする。
〈実施の形態1の構成〉図1は、上述した発明が適用されたハイブリッド車両における駆動系のブロック図である。この駆動系は、内燃機関2と、電動機(後述するモータジェネレータMG1,MG2)とを備えている。この内燃機関2はガソリンエンジンである。内燃機関2は燃料供給系4及び制御系6を備えている。
内燃機関2と減速機構16との間には、動力分割機構20が配置されており、内燃機関2の回転駆動力を、減速機構16側と、発電機としてのもう一つのモータジェネレータMG1側とに分割して供給可能としている。
内燃機関2の各気筒に対応する吸気ポート22にはそれぞれ燃料噴射弁24が配置されている。これらの燃料噴射弁24には、燃料タンク26内に貯留されている燃料が、燃料ポンプモジュール28により、燃料経路28bを介して圧送されて来る。そして燃料噴射制御により、燃料噴射弁24からは所定のタイミングで吸気中に燃料が噴射され、各気筒に吸入されて燃焼される。このことにより内燃機関2が運転される。
燃料タンク26内には、フロート30aにより燃料タンク26内の燃料液面レベルSGLを検出するためのフューエルセンダーゲージ30が設けられている。燃料タンク26の上部にはタンク内圧センサ32が設けられて、燃料タンク26の上部空間26a内の圧力(タンク内圧Ptf)を検出している。このタンク内圧Ptf(Pa)は実際には大気圧と上部空間26aとの差圧であるが、上部空間26aの絶対圧を検出するものであっても良い。
〈実施の形態1の作用〉次に本実施の形態の作用について、ECU70が実行するリーク診断予備処理(図2)及びリーク診断処理(図3,4)に基づいて説明する。各処理は一定時間周期で繰り返し実行される。尚、個々の処理内容に対応するフローチャート中のステップを「S〜」で表す。
レディオンになると(S102でYES)、次に今回のレディオン状態において最初の処理か否かを判定する(S104)。最初であれば(S104でYES)、次にパージ燃料濃度更新履歴フラグをオフ(OFF)に設定する(S106)。
レディオン状態が継続していれば、次の実行周期ではステップS102にてYESとなるが、最初ではないので(S104でNO)、直ちにパージ制御が実施されているか否かを判定する(S108)。パージ制御が実施されていない状態が継続していれば(S108でNO)、このまま本処理を出る。
レディオン状態にてパージ制御が開始された場合には(S108でYES)、次にパージ燃料濃度更新履歴が有るか否かを判定する(S110)。
リーク診断条件が成立した場合には(S136でYES)、次にパージ燃料濃度更新履歴フラグの状態を判別する(S138)。これは今回のリーク診断条件成立が、パージ燃料濃度の更新直後であるか否かを判別するためである。
封鎖弁38aは、レディオフ状態では閉弁状態とされている。このような状態で、タンク内圧Ptfが下限値Lより低かったり上限値Hより高かったりする状態、すなわち前記式1が不成立の状態は、封鎖弁38aにて密閉された区画である燃料タンク26にはリークが生じていないことを示している。
破線(t1〜t2)のごとく、ポンプ駆動時間が或る程度経過してもキャニスタ36側の内圧Pcが2回目のφ0.5孔判定値Pref2(あるいは1回目のφ0.5孔判定値Pref1でも良い)以上である場合にはリークが存在すると判断する。このようにリーク異常である場合には、処理を終了し、次の燃料タンク26側のリーク診断(S152)は実行しない。
まず切換弁を切り換えてリーク診断用のポンプモジュール42内のポンプを、基準オリフィスを介さないでキャニスタ36側に接続し、更に封鎖弁38aを開弁する(t4〜t5)。そしてキャニスタ36と封鎖弁38aとを介して燃料タンク26側からポンプモジュール42内のポンプにより気体の排出を開始する(t5〜)。
次に切換弁を元に戻し、前述したごとくキャリブレーションとしてポンプにより基準オリフィスを介して大気を吸引し、ポンプと基準オリフィスとの間の圧力を圧力センサ42bにて検出する(t6〜t7)。このことにより3回目のφ0.5孔判定値Pref3を検出する。
実線に示すごとく、内圧Pcの到達値(t6)が3回目のφ0.5孔判定値Pref3より低ければ、燃料タンク26にリークは存在しないと判断する。
破線(t11〜t12)のごとく、ポンプ駆動時間が或る程度経過してもキャニスタ36側の内圧Pcが2回目のφ0.5孔判定値Pref2以上である場合にはリークが存在すると判断する。このようにリーク異常である場合には、処理を終了し、次の封鎖弁固着判定処理(S176)は実行しない。
明確な変動が生じた場合には封鎖弁は固着異常ではないとして、次にパージ燃料濃度更新履歴フラグの状態を判別する(S178)。すなわち今回のリーク診断処理が、パージ燃料濃度の更新後における初回のリーク診断か否かを判定する。
この積算値Aは、直前に実行した燃料タンク側リーク診断処理(S152)により、燃料タンク26側から気体をキャニスタ36を介して排出した際に、燃料タンク26の上部空間26aに存在した燃料蒸気を、キャニスタ36内の吸着材が吸着した量に対応した値である。定常的な状態で内燃機関2が数時間停止している際に、燃料タンク26の上部空間26aに存在する燃料蒸気圧と燃料タンク側リーク診断処理(S152)にかかる時間(図5:t5〜t6)とに基づいて、予め設定されている値である。
ステップS148にてNOと判定された場合には、燃料タンクリーク無し判定(S172)、キャニスタ側リーク診断処理(S174)及び封鎖弁固着判定処理(S176)の後に、ステップS178の判定を行う。この判定では、パージ燃料濃度更新履歴フラグ=OFF、すなわちパージ燃料濃度の更新後における2回目以降のリーク診断処理であることから、次に今回のステップS148での判定で、タンク内圧Ptf>上限値Hであったか否かが判定される(S180)。このときは、ステップS148では、タンク内圧Ptf<下限値L、あるいはタンク内圧Ptf>上限値Hのいずれかである。
[式3] Cx←Cx+B
この積算値Bは、直前に実行した封鎖弁固着判定処理(S176)により、燃料蒸気が燃料タンク26側からキャニスタ36側へ導入された燃料蒸気量に対応して予め設定されている。尚、前述した積算値Aの方が積算値Bよりも大きい値が設定されている。
図8に本実施の形態による処理の一例を示す。車両がレディオン状態となり(t20)、その後、内燃機関2の運転が開始される(t21)。この内燃機関運転時にパージ制御が開始されて(t22)、空燃比フィードバック制御による学習が始まる。
しかしタイミングt65にて車両がレディオン状態となるが、このレディオンの期間(t65〜t66)ではEV走行のみであり内燃機関は停止したままである。したがってパージ制御はなされないのでパージ燃料濃度は更新されることはない。このためパージ燃料濃度更新履歴フラグはOFFのままであり、診断実行カウンタCxの値は維持される。
その後、車両がレディオン状態となる(t69)。このレディオンの期間(t69〜t70)でもEV走行のみであり内燃機関は停止したままである。したがってパージ制御はなされないのでパージ燃料濃度は更新されることはない。このためパージ燃料濃度更新履歴フラグはOFFのままであり、診断実行カウンタCxの値は維持される。
そしてCx<Cmであるので(S146でYES)、図5又は図6に示したリーク診断を実行する(t95〜t96)。
〈実施の形態1と請求項との関係〉上述した構成において、ECU70が蒸発燃料処理機構リーク診断装置に相当する。空燃比フィードバック制御における空燃比の制御ずれ量からパージ燃料濃度を算出する処理がキャニスタ燃料吸着状態検出手段としての処理に相当する。リーク診断予備処理(図2)及びリーク診断処理(図3,4)がリーク診断カウント閾値設定手段及びリーク診断反復手段としての処理に相当する。
〈実施の形態1の効果〉(1)ECU70にて空燃比フィードバック制御により学習値として算出されるパージ燃料濃度は、キャニスタ36の燃料吸着状態を反映する物理量である。このことからパージ燃料濃度に基づいてキャニスタ36の燃料吸着残量の程度が判断できる。したがってパージ燃料濃度の検出後において、そのパージ燃料濃度に基づいてリーク診断回数を制限するカウント閾値Cmを設定する(図3:S144)。
(2)カウント閾値Cmによる制限は、タンク側リーク診断処理(S152)あるいは封鎖弁固着判定処理(S176)毎に積算処理(S156,S182)された診断実行カウンタCxとの比較(S146)によりなされる。
(3)キャニスタ36の燃料吸着状態を反映する物理量として用いられるパージ燃料濃度は、パージ時に行われている空燃比フィードバック制御にて学習される空燃比の制御ずれ量に基づいて検出されたものである。
(4)ハイブリッド車両の場合には、EV走行がなされることにより、内燃機関停止が長期にわたる場合がある。本実施の形態では特にプラグインハイブリッド車両であるので、内燃機関運転の機会が極めて少なくなる傾向にある。
〈実施の形態2の構成〉本実施の形態では、リーク診断処理(図3,4)のステップS156の積算値A、及びステップS182の積算値Bが、図11に示すごとくマップから求められる。
〈実施の形態2の作用〉積算値Aが診断実行カウンタCxに積算される場合は(S156)、リーク診断開始時にタンク内圧Ptfが下限値Lと上限値Hとの間にある場合である。タンク内圧Ptfが下限値L(<0(Pa))側にある場合には、燃料タンク26の上部空間26aにおける燃料蒸気圧は低い。したがってステップS152にて、開弁した封鎖弁38aを介して燃料タンク26内の気体を、ポンプモジュール42で吸引する場合に、キャニスタ36内に導入される燃料蒸気量は少ない。
積算値Bが診断実行カウンタCxに積算される場合は(S182)、タンク内圧Ptfが上限値Hより高い状態である。このため、封鎖弁38aを開弁すると、大気圧との圧力差により、燃料タンク26側からキャニスタ36内へ燃料蒸気が導入される。
したがって図11の(B)のマップMAPbにおいては、タンク内圧Ptfが上限値Hより高い側にてタンク内圧Ptfが高いほど積算値Bが大きく設定されている。
〈実施の形態2と請求項との関係〉前記実施の形態1と同じである。
〈実施の形態2の効果〉(1)前記実施の形態1の効果を生じると共に、積算値A,BがマップMAPa,MAPbにより更に詳細に設定されることから、より高精度にリーク診断回数を制限できる。
〈実施の形態3の構成〉本実施の形態では、前記実施の形態1のリーク診断処理(図3,4)の代わりに、図12,13のリーク診断処理が実行される。他の構成は、基本的には前記実施の形態1又は前記実施の形態2と同じである。
〈実施の形態3の作用〉図12,13のリーク診断処理により、図14に示すごとく、パージ燃料濃度の更新(e23,e38)直後のリーク診断時(e25〜e26,e40〜e41)においても、リーク診断や連動する処理の内容に対応して診断実行カウンタCxをカウントアップしている(e26,e41)。
〈実施の形態3と請求項との関係〉前記実施の形態1と同じである。
〈実施の形態3の効果〉(1)前記実施の形態1又は2の効果を生じると共に、パージ燃料濃度更新直後についても、キャニスタ36への燃料蒸気導入量が診断実行カウンタCxに反映されるので、より高精度にリーク診断回数を制限できる。
・前記各実施の形態において、診断実行カウンタCxとカウント閾値Cmとの比較によりリーク診断の繰り返し実行有無を判定していた。このようなカウンタではなく、パージ燃料濃度に基づいて直接的に診断回数を設定して、その回数内で診断を実行するようにしても良い。
Claims (11)
- 内燃機関停止時に、燃料タンクを含む内燃機関の蒸発燃料処理機構に気密状態の区画を形成し、この区画内からキャニスタを介して気体を排出することで、前記区画の内圧状態に基づいてリーク診断するリーク診断装置であって、
前記キャニスタの燃料吸着状態を反映する物理量を検出し、この物理量に基づいて制限されたリーク診断回数内でリーク診断を繰り返すものであることを特徴とする蒸発燃料処理機構リーク診断装置。 - 内燃機関停止時に、燃料タンクを含む内燃機関の蒸発燃料処理機構に気密状態の区画を形成し、この区画内からキャニスタを介して気体を排出することで、前記区画の内圧状態に基づいてリーク診断するリーク診断装置であって、
前記キャニスタの燃料吸着状態を反映する物理量を検出するキャニスタ燃料吸着状態検出手段と、
前記キャニスタ燃料吸着状態検出手段により前記物理量が検出されると、内燃機関停止中でのリーク診断回数を制限するカウント閾値を、前記物理量に基づいて設定するリーク診断カウント閾値設定手段と、
前記リーク診断カウント閾値設定手段によりカウント閾値が設定されると、このカウント閾値に基づいて制限される回数内で、リーク診断を繰り返すリーク診断反復手段と、
を備えたことを特徴とする蒸発燃料処理機構リーク診断装置。 - 請求項2に記載の蒸発燃料処理機構リーク診断装置において、前記リーク診断反復手段は、
前記カウント閾値の設定毎に診断実行カウンタをクリアする処理と、前記カウント閾値の設定後に実行されるリーク診断毎に前記診断実行カウンタに積算値を加算する処理とを行うカウント処理と、
前記診断実行カウンタが前記カウント閾値より小さい間はリーク診断の繰り返し実行を許容し、小さくなくなるとリーク診断の繰り返し実行を禁止するリーク診断制限処理と、
を実行することを特徴とする蒸発燃料処理機構リーク診断装置。 - 請求項3に記載の蒸発燃料処理機構リーク診断装置において、前記リーク診断反復手段のカウント処理は、各リーク診断時でのキャニスタに対する燃料蒸気導入状態、又は各リーク診断に連動してなされる処理時でのキャニスタに対する燃料蒸気導入状態に基づいて前記積算値の大きさを設定して、前記診断実行カウンタに加算することを特徴とする蒸発燃料処理機構リーク診断装置。
- 請求項4に記載の蒸発燃料処理機構リーク診断装置において、前記リーク診断反復手段のカウント処理は、前記区画に燃料タンクが含まれている場合には、リーク診断前の前記燃料タンクの内圧に応じて前記積算値の大きさを設定して、前記診断実行カウンタに加算することを特徴とする蒸発燃料処理機構リーク診断装置。
- 請求項3に記載の蒸発燃料処理機構リーク診断装置において、前記リーク診断反復手段は、前記カウント閾値の設定直後に実行される初回のリーク診断を、前記キャニスタ燃料吸着状態検出手段により検出された前記物理量に応じて実行有無を決定すると共に、初回のリーク診断を実行しなかった場合には新たに前記物理量が検出されるまでは以後のリーク診断の実行を禁止し、初回のリーク診断を実行した場合には前記カウント処理と前記リーク診断制限処理とを実行することを特徴とする蒸発燃料処理機構リーク診断装置。
- 請求項2に記載の蒸発燃料処理機構リーク診断装置において、前記キャニスタ燃料吸着状態検出手段は、前記物理量として、内燃機関運転時に前記キャニスタから内燃機関の吸気通路へパージされる際のパージ燃料濃度を検出することを特徴とする蒸発燃料処理機構リーク診断装置。
- 請求項7に記載の蒸発燃料処理機構リーク診断装置において、前記キャニスタ燃料吸着状態検出手段は、前記パージ燃料濃度を、パージ時に行われている空燃比フィードバック制御における空燃比の制御ずれ量に基づいて検出することを特徴とする蒸発燃料処理機構リーク診断装置。
- 請求項1〜8のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理機構リーク診断装置において、前記燃料タンクと前記キャニスタとの間には封鎖弁が設けられ、この封鎖弁は内燃機関停止時には閉弁されて前記燃料タンクを密閉すると共に、前記燃料タンクに対するリーク診断時には前記封鎖弁を開弁することで前記キャニスタを介して前記燃料タンク内から気体を排出し、このときの前記燃料タンクの内圧状態に基づいてリーク診断することを特徴とする蒸発燃料処理機構リーク診断装置。
- 請求項1〜9のいずれか一項に記載の蒸発燃料処理機構リーク診断装置において、内燃機関は電動機と共に車両走行駆動用として車両に搭載され、電子制御回路により、前記電動機の出力のみで車両走行するEV走行と、前記内燃機関及び前記電動機の出力で車両走行するHV走行とを実行する制御がなされていることを特徴とする蒸発燃料処理機構リーク診断装置。
- 請求項10に記載の蒸発燃料処理機構リーク診断装置において、前記電動機に電力を供給する蓄電池は、内燃機関の発電による充電以外に車両外の電源からも充電可能であることを特徴とする蒸発燃料処理機構リーク診断装置。
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