JP2017020377A - 燃料蒸気漏れ検出装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 燃料蒸気漏れの検出精度を向上する燃料蒸気漏れ検出装置を提供する。
【解決手段】 燃料タンク5及びキャニスタ6の燃料蒸気漏れを検出する燃料蒸気漏れ検出装置1は、体積が燃料タンク5の内容積に比べ小さくかつ一定のリークチェック室330を燃料タンク5を覆うよう形成するタンクカバー33、リークチェック室330とキャニスタ6内とを連通するリークチェック通路350を形成するリークチェック配管35、キャニスタ6内及びリークチェック室330を減圧可能なポンプ41、キャニスタ6内及びリークチェック室330の圧力を検出可能な圧力センサ31、燃料タンク5内とキャニスタ6内とを連通または遮断するリークチェック弁37、並びに、ポンプ31及びリークチェック弁37の作動を制御する制御部43を備える。
【選択図】 図1
【解決手段】 燃料タンク5及びキャニスタ6の燃料蒸気漏れを検出する燃料蒸気漏れ検出装置1は、体積が燃料タンク5の内容積に比べ小さくかつ一定のリークチェック室330を燃料タンク5を覆うよう形成するタンクカバー33、リークチェック室330とキャニスタ6内とを連通するリークチェック通路350を形成するリークチェック配管35、キャニスタ6内及びリークチェック室330を減圧可能なポンプ41、キャニスタ6内及びリークチェック室330の圧力を検出可能な圧力センサ31、燃料タンク5内とキャニスタ6内とを連通または遮断するリークチェック弁37、並びに、ポンプ31及びリークチェック弁37の作動を制御する制御部43を備える。
【選択図】 図1
Description
本発明は、燃料蒸気漏れ検出装置に関する。
従来、燃料タンク及び燃料タンク内の燃料蒸気を吸着するキャニスタの燃料蒸気漏れを検出する燃料蒸気漏れ検出装置が知られている。燃料蒸気漏れ検出装置は、燃料タンク内及びキャニスタ内を加圧または減圧するポンプ、燃料タンク及びキャニスタとポンプとを接続する接続配管、燃料タンク内及びキャニスタ内の圧力を検出する圧力センサ、及び、ポンプが大気から吸引する空気に含まれる異物を除去する大気フィルタなどを備える。
例えば、特許文献1には、燃料タンク内の液体状態の燃料で満たされていないヘッドスペースの気体を吸引するポンプ、ヘッドスペースの圧力を検出する圧力センサなどを備え、ヘッドスペースの圧力低下の度合いから燃料タンクの燃料蒸気漏れを検出する燃料蒸気漏れ検出装置が記載されている。また、特許文献2には、燃料の量に応じて変形可能な燃料タンク、燃料タンクを覆うよう設けられるタンクカバー、燃料タンクとタンクカバーとの間に形成される空気室の気体を吸気通路に放出可能な気体放出通路、空気室に気体を導入する気体導入通路などを備え、気体放出通路及び気体導入通路の少なくとも一方が遮断されると、燃料タンクから燃料が漏れていると判定する燃料蒸気漏れ検出装置が記載されている。
しかしながら、特許文献1に記載の燃料蒸気漏れ検出装置では、燃料蒸気漏れを検出するときポンプは燃料タンクのヘッドスペースに滞留している燃料蒸気も吸引するため、液体状態の燃料からの燃料の蒸発が促進されヘッドスペースの圧力が安定するまでの時間が長くなる。また、燃料タンク内の燃料の量によってヘッドスペースの体積が変化するため、燃料蒸気漏れの検出に要する時間が安定しない。このため、燃料蒸気漏れの検出に要する時間が比較的長くなることを想定して検出に必要な電力を十分に確保する必要があるため、電力が少ないと燃料蒸気漏れ検出処理を行うことができなくなり、一定の時間内に行うことができる燃料蒸気漏れ検出処理の回数が少なくなる。また、高温環境下で燃料蒸気漏れ検出処理を行う場合、燃料の温度が高くなり燃料蒸気の発生量が増えるため、ヘッドスペースの圧力が安定しにくくなり検出精度が低下する。
また、特許文献2に記載の燃料蒸気漏れ検出装置では、燃料タンク内の燃料の量によって空気室の体積も変化するため、空気室の気体を吸引し燃料蒸気漏れを検出する場合、燃料蒸気漏れの検出に要する時間が燃料タンク内の燃料の量によって変化する。このため、特許文献1に記載の燃料蒸気漏れ検出装置と同様に、燃料蒸気漏れの検出に要する時間が長くなることを想定して検出に必要な電力を十分に確保する必要があるため、一定の時間内に行うことができる燃料蒸気漏れ検出処理の回数が少なくなる。
本発明の目的は、燃料蒸気漏れの検出精度を向上する燃料蒸気漏れ検出装置を提供することにある。
本発明は、エンジンに供給される燃料を貯留する燃料タンク及び燃料タンク内の燃料蒸気を吸着するキャニスタの燃料蒸気漏れを検出する燃料蒸気漏れ検出装置であって、リークチェック室形成部材、リークチェック通路形成部材、キャニスタ通路形成部材、加減圧部、圧力検出部、リークチェック弁、及び、制御部を備える。
リークチェック室形成部材は、内部に燃料タンクを収容するよう設けられ、体積が燃料タンクの内容積に比べ小さくかつ一定のリークチェック室を燃料タンクを覆うよう形成する。
リークチェック通路形成部材は、リークチェック室とキャニスタ内とを連通するリークチェック通路を形成する。
キャニスタ通路形成部材は、キャニスタ内と連通するキャニスタ通路を形成する。
加減圧部は、キャニスタ通路を介して、キャニスタ内及びリークチェック室を加圧または減圧可能である。
圧力検出部は、キャニスタ内及びリークチェック室の圧力を検出可能に設けられ、検出した圧力に応じた信号を出力する。
リークチェック弁は、燃料タンク内とキャニスタ内とを連通可能な燃料蒸気通路を形成する燃料蒸気配管のうちリークチェック室に位置する燃料蒸気配管に設けられ、燃料タンク内とキャニスタ内とを連通または遮断する。
制御部は、加減圧部、圧力検出部、及び、リークチェック弁と電気的に接続し、加減圧部、及び、リークチェック弁の作動を制御する。
リークチェック室形成部材は、内部に燃料タンクを収容するよう設けられ、体積が燃料タンクの内容積に比べ小さくかつ一定のリークチェック室を燃料タンクを覆うよう形成する。
リークチェック通路形成部材は、リークチェック室とキャニスタ内とを連通するリークチェック通路を形成する。
キャニスタ通路形成部材は、キャニスタ内と連通するキャニスタ通路を形成する。
加減圧部は、キャニスタ通路を介して、キャニスタ内及びリークチェック室を加圧または減圧可能である。
圧力検出部は、キャニスタ内及びリークチェック室の圧力を検出可能に設けられ、検出した圧力に応じた信号を出力する。
リークチェック弁は、燃料タンク内とキャニスタ内とを連通可能な燃料蒸気通路を形成する燃料蒸気配管のうちリークチェック室に位置する燃料蒸気配管に設けられ、燃料タンク内とキャニスタ内とを連通または遮断する。
制御部は、加減圧部、圧力検出部、及び、リークチェック弁と電気的に接続し、加減圧部、及び、リークチェック弁の作動を制御する。
本発明の燃料蒸気漏れ検出装置は、燃料タンクを覆うよう形成されるリークチェック室を有する。本発明の燃料蒸気漏れ検出装置では、加減圧部によってキャニスタ内及びリークチェック室を減圧または加圧し、圧力検出部によって検出されるキャニスタ内及びリークチェック室の圧力に基づいてキャニスタ及び燃料タンクの燃料蒸気漏れを検出する。リークチェック室は、体積が燃料タンクの内容積より小さくかつ一定となるよう形成されているため、燃料タンク内を減圧または加圧する場合に比べ、一回の燃料蒸気漏れの検出に要する時間を短くかつ一定とすることができる。
また、本発明の燃料蒸気漏れ検出装置では、燃料蒸気漏れ検出のためにヘッドスペースを減圧すると当該ヘッドスペースに燃料蒸気が新たに発生する燃料蒸気漏れ検出装置とは異なり、リークチェック室に燃料蒸気は発生しない。また、燃料タンクが高温環境下にあるとき、燃料タンクのヘッドスペースには多くの燃料蒸気が発生するため、ヘッドスペースの減圧に要する時間がさらに長くなる。一方、本発明の燃料蒸気漏れ検出装置では、高温環境下にあってもリークチェック室に燃料蒸気が発生することはないため、リークチェック室の減圧に要する時間は温度に影響されることなく一定となる。これにより、燃料タンク内を減圧する場合に比べ、一回の燃料蒸気漏れの検出に要する時間をさらに短くすることができる。
このように、本発明の燃料蒸気漏れ検出装置は、燃料タンクの燃料蒸気漏れを検出するとき、燃料タンクを覆うよう形成され液体状態の燃料を貯留しておらず体積が燃料タンクの内容積より小さくかつ一定のリークチェック室を減圧または加圧するため、一回の燃料蒸気漏れの検出に要する時間を短くかつ一定とすることができる。これにより、一定の時間内に行うことができる燃料蒸気漏れ検出処理の回数を増やすことができる。したがって、燃料蒸気漏れの検出精度を向上することができる。
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。
(第一実施形態)
本発明の第一実施形態による燃料蒸気漏れ検出装置1を図1〜7に基づいて説明する。最初に、燃料蒸気漏れ検出装置1を備える蒸発燃料処理システム3の構成を図1から図3に基づいて説明する。図1に示す蒸発燃料処理システム3は、燃料タンク5、キャニスタ6、及び、燃料蒸気漏れ検出装置1などから構成される。蒸発燃料処理システム3は、燃料を直接シリンダに噴射するエンジン10に設けられる。蒸発燃料処理システム3では、燃料タンク5内で発生する蒸発燃料をキャニスタ6が回収する。キャニスタ6は、エンジン10に接続する吸気管16が有する吸気通路160に回収した蒸発燃料をパージする。
本発明の第一実施形態による燃料蒸気漏れ検出装置1を図1〜7に基づいて説明する。最初に、燃料蒸気漏れ検出装置1を備える蒸発燃料処理システム3の構成を図1から図3に基づいて説明する。図1に示す蒸発燃料処理システム3は、燃料タンク5、キャニスタ6、及び、燃料蒸気漏れ検出装置1などから構成される。蒸発燃料処理システム3は、燃料を直接シリンダに噴射するエンジン10に設けられる。蒸発燃料処理システム3では、燃料タンク5内で発生する蒸発燃料をキャニスタ6が回収する。キャニスタ6は、エンジン10に接続する吸気管16が有する吸気通路160に回収した蒸発燃料をパージする。
燃料タンク5は、エンジン10に供給される燃料を貯留する。燃料タンク5は、燃料蒸気配管11を介してキャニスタ6と接続している。
燃料蒸気配管11は、燃料タンク5内とキャニスタ6内とを連通可能な燃料蒸気通路110を形成する。燃料タンク5と燃料蒸気配管11とが接続する部位には、カットオフバルブ111が設けられている。カットオフバルブ111は、燃料タンク5を搭載する車両が傾いたときに燃料タンク5内の液体状態の燃料が燃料蒸気通路110を通ってキャニスタ6に流入するのを防止する。
燃料蒸気配管11は、燃料タンク5内とキャニスタ6内とを連通可能な燃料蒸気通路110を形成する。燃料タンク5と燃料蒸気配管11とが接続する部位には、カットオフバルブ111が設けられている。カットオフバルブ111は、燃料タンク5を搭載する車両が傾いたときに燃料タンク5内の液体状態の燃料が燃料蒸気通路110を通ってキャニスタ6に流入するのを防止する。
また、燃料タンク5には、循環通路112を形成する循環配管113、及び、給油口114を形成する給油配管115が設けられている。循環通路112は、燃料タンク5を迂回して燃料蒸気通路110と給油口114とを連通している。燃料タンクキャップ116を取り外して給油口114から燃料タンク5内に燃料を供給するとき、循環通路112には燃料タンク5内から押し出された空気が流れる。
キャニスタ6は、燃料タンク5内で発生する蒸発燃料を回収するキャニスタ吸着材7を有する。燃料タンク5内で発生する蒸発燃料は、燃料蒸気通路110を通りキャニスタ吸着材7に吸着される。キャニスタ6は、パージ通路130を形成するパージ配管13を介して吸気管16と接続している。キャニスタ吸着材7に吸着されている蒸発燃料は、パージ通路130を通って吸気通路160にパージされる。
燃料蒸気漏れ検出装置1は、燃料タンク5やキャニスタ6などの燃料蒸気漏れを検出する。燃料蒸気漏れ検出装置1は、「キャニスタ通路形成部材」としてのキャニスタ配管21、検出配管23、大気配管25、切替弁27、バイパス配管29、「圧力検出部」としての圧力センサ31、「リークチェック室形成部材」としてのタンクカバー33、「リークチェック通路形成部材」としてのリークチェック配管35、「リークチェック弁」としてのタンク封鎖弁37、パージ弁39、「加減圧部」としてのポンプ41、「制御部」としてのECU43などを備える。
キャニスタ配管21は、キャニスタ6と切替弁27との間に設けられている。キャニスタ配管21は、キャニスタ6内と連通するキャニスタ通路210を形成する。
検出配管23は、切替弁27とポンプ41との間に設けられている。検出配管23は、切替弁27を経由してキャニスタ通路210と連通可能な圧力検出通路230を形成する。
大気配管25は、切替弁27及び圧力検出通路230と大気とを連通する大気通路250を形成する。大気配管25の大気側には、大気フィルタ251が設けられている。
キャニスタ吸着材7に蒸発燃料が吸着される場合、ポンプ41がキャニスタ6内などを減圧する場合、または、燃料タンク5内に燃料が供給される場合、燃料タンク5内またはキャニスタ6内の気体が大気フィルタ251を通って外部の大気に排出される。一方、キャニスタ6に吸着した蒸発燃料を吸気管16に供給する場合、外部の空気が大気フィルタ251を通ってキャニスタ6に導入される。このとき、大気フィルタ251は、導入される空気に含まれる異物を回収する。なお、図1中の矢印F1は燃料蒸気漏れ検出装置1と外部の大気とにおける気体の流れを示している。
キャニスタ吸着材7に蒸発燃料が吸着される場合、ポンプ41がキャニスタ6内などを減圧する場合、または、燃料タンク5内に燃料が供給される場合、燃料タンク5内またはキャニスタ6内の気体が大気フィルタ251を通って外部の大気に排出される。一方、キャニスタ6に吸着した蒸発燃料を吸気管16に供給する場合、外部の空気が大気フィルタ251を通ってキャニスタ6に導入される。このとき、大気フィルタ251は、導入される空気に含まれる異物を回収する。なお、図1中の矢印F1は燃料蒸気漏れ検出装置1と外部の大気とにおける気体の流れを示している。
切替弁27は、ECU43と電気的に接続している電磁弁である。切替弁27は、ECU43によって電力が供給されていないとき、図1に示すように、キャニスタ通路210と大気通路250とを連通する。また、ECU43によって電力が供給されているとき、切替弁27は、キャニスタ通路210と圧力検出通路230とを連通する。
バイパス配管29は、切替弁27の状態に関わらず、キャニスタ通路210と圧力検出通路230とを連通するバイパス通路290を有する。バイパス通路290は、オリフィス291を有する。オリフィス291の内径は、燃料タンク5やキャニスタ6からの燃料蒸気を含む気体の漏れの許容量の上限値となる穴の大きさに対応している。
圧力センサ31は、検出配管23に設けられている。圧力センサ31は、ECU43と電気的に接続している。圧力センサ31は、圧力検出通路230の圧力を検出し、検出した圧力に応じた信号をECU43に出力する。
タンクカバー33は、内部に燃料タンク5を収容するよう設けられている。タンクカバー33は、燃料タンク5を覆うリークチェック室330を形成する。リークチェック室330の体積は、燃料タンク5の内容積、望ましくは、燃料タンク5に燃料が十分貯留されているときのヘッドスペースの体積に比べ小さく、かつ、一定となっている。なお、図1は、リークチェック室330の燃料タンク5や配管の配置がわかるようにタンクカバー33を燃料タンク5に比べて大きく記載している。
タンクカバー33と燃料タンク5との間には、「固定部材」としての柱部材331が複数設けられている。柱部材331は、図2、3に示すように、燃料タンク5の外壁と一体に形成されている。柱部材331は、貫通孔332を有する。柱部材331は、燃料タンク5に対するタンクカバー33の相対位置を固定する。
リークチェック配管35は、キャニスタ6とタンクカバー33とに接続するよう設けられている。リークチェック配管35は、キャニスタ6内とリークチェック室330とを連通するリークチェック通路350を形成する。
タンク封鎖弁37は、ノーマルオープンの電磁弁であって、リークチェック室330に位置する燃料蒸気配管11に設けられる。タンク封鎖弁37は、ECU43と電気的に接続している。タンク封鎖弁37は、ECU43が出力する指令に応じて燃料タンク5内とキャニスタ6内とを連通または遮断する。タンク封鎖弁37によって燃料タンク5内とキャニスタ6内とが遮断されると、燃料タンク5は封鎖される。
パージ弁39は、パージ配管13に設けられている。パージ弁39は、電磁弁であり、ECU43と電気的に接続している。パージ弁39は、ECU43が出力する指令に応じて開度が制御され、吸気通路160とキャニスタ6内とを連通または遮断する。この開度の制御によって、キャニスタ6から吸気通路160のスロットル弁18の下流側に供給される蒸発燃料の量が調整される。
ポンプ41は、検出配管23と大気配管25との間に設けられている。ポンプ41は、ECU43と電気的に接続している。ポンプ41は、切替弁27がキャニスタ通路210と圧力検出通路230とを連通し、かつ、タンク封鎖弁37及びパージ弁39が閉じているとき、ECU43が出力する指令に応じて、キャニスタ6内、リークチェック室330などを減圧する。
ECU43は、演算手段としてのCPU、並びに、記憶手段としてのRAM及びROMなどを有するマイクロコンピュータなどから構成されている。ECU43は、切替弁27、圧力センサ31、タンク封鎖弁37、パージ弁39、及び、ポンプ41と電気的に接続している。ECU43には、圧力センサ31が検出した圧力検出通路230の圧力に応じた信号が入力される。ECU43は、事前に入力されている燃料蒸気漏れ検出処理のプログラム及び圧力センサ31が出力する信号に基づいて、切替弁27、タンク封鎖弁37、パージ弁39、及び、ポンプ41の作動を制御する信号を出力する。
次に、第一実施形態による燃料蒸気漏れ検出装置1における燃料蒸気漏れ検出処理について図4〜図7に基づいて説明する。
エンジン10の運転が停止されてから所定の期間が経過すると、ECU43が図示しないソークタイマで起動される。ECU43が起動されると、最初に、図4のS11において、第一リークチェックを行う。
第一リークチェックでは、図5に示すS111において、大気圧の検出を行う。ECU43は、車両が駐車されている高度による誤差を補正するために大気圧の検出を行えるよう圧力センサ31に電力の供給を開始する。切替弁27に電力が供給されていないとき、大気通路250は、切替弁27を経由してキャニスタ通路210と連通している。また、キャニスタ通路210は、バイパス通路290を経由して圧力検出通路230と連通している。すなわち、圧力検出通路230は、バイパス通路290、キャニスタ通路210、切替弁27、及び、大気通路250を経由して大気と連通している。この状態において、検出配管23に設けられている圧力センサ31は、大気圧を検出する。大気圧の検出が完了すると、ECU43は、検出された圧力から車両が駐車されている場所の高度を算出する。
次に、S112において、タンク封鎖弁37を閉じる。ECU43は、タンク封鎖弁37に閉弁の指令信号を出力する。これにより、燃料タンク5内とキャニスタ6内とが切り離される。
次に、S113において、ポンプ41の駆動を開始する。ECU43は、ポンプ41に駆動開始の指令信号を出力する。
次に、S114において、今回の燃料蒸気漏れ検出処理における基準圧を検出する。S113におけるポンプ41の駆動によって、ポンプ41は、バイパス通路290が有するオリフィス291を介して大気を吸引する。圧力検出通路230に流入する大気はオリフィス291によって絞られるため、圧力検出通路230の圧力は大気圧より低くなる。ECU43は、オリフィス291を介して大気を吸引したときの圧力検出通路230の圧力を基準圧とし、S111において検出した大気圧と当該基準圧との圧力差の絶対値Pavを基準圧差Prefとして記録する。特に断りなく圧力の大小をいう場合、大気圧を0とした場合の圧力差の絶対値Pavをいうものとする。
次に、S115において、切替弁27を介して圧力検出通路230とリークチェック室330とを連通する。ECU43は、キャニスタ通路210と大気とを遮断し圧力検出通路230とキャニスタ通路210とを連通するよう、切替弁27に電力を供給する。これにより、圧力検出通路230は、切替弁27、キャニスタ通路210、キャニスタ6内、リークチェック通路350、及び、リークチェック室330と連通する。
次に、S116において、キャニスタ6内及びリークチェック室330の圧力を検出する。S115における切替弁27の切替によって、圧力検出通路230は、キャニスタ6内及びリークチェック室330と連通しているため、圧力検出通路230の圧力は、キャニスタ6内及びリークチェック室330の圧力と同じ圧力となる。圧力センサ31は、検出したキャニスタ6内及びリークチェック室330の圧力に応じた信号をECU43に出力する。
ここで、S116において検出されるキャニスタ6内及びリークチェック室330の圧力とS114において記録されている基準圧差Prefとの関係について、図6に示す特性図に基づいて説明する。
図6には、第一リークチェックにおける圧力センサ31が検出する圧力検出通路230の圧力とS111において検出した大気圧との圧力差の絶対値Pavの時間変化を示す。図6の横軸は時刻を示し、縦軸は圧力差の絶対値Pavを示す。
図6には、第一リークチェックにおける圧力センサ31が検出する圧力検出通路230の圧力とS111において検出した大気圧との圧力差の絶対値Pavの時間変化を示す。図6の横軸は時刻を示し、縦軸は圧力差の絶対値Pavを示す。
図6に示す時刻t10より以前においては、キャニスタ6内及びリークチェック室330の圧力は、大気圧とほぼ同じであるため、圧力差の絶対値Pavはほぼ0となっている。
時刻t10において、S113としてポンプ41の駆動を開始すると、時刻t11から時刻t12までの間に示しているように、圧力差の絶対値Pavは一定となる。この一定となっている圧力差の絶対値が、S114において記録される基準圧差Prefとなる。
時刻t10において、S113としてポンプ41の駆動を開始すると、時刻t11から時刻t12までの間に示しているように、圧力差の絶対値Pavは一定となる。この一定となっている圧力差の絶対値が、S114において記録される基準圧差Prefとなる。
時刻t12の後、S115において圧力検出通路230とキャニスタ通路210とを連通すると、圧力検出通路230にキャニスタ6内及びリークチェック室330の気体が流入するため、圧力検出通路230の圧力は一旦大気圧近傍まで上昇する。すなわち、圧力差の絶対値Pavは、一旦ほぼ0となる。しかしながら、圧力検出通路230ではポンプ41による気体の吸引が継続して行われるため、圧力検出通路230の圧力は再び減少し、圧力差の絶対値Pavも大きくなる
圧力差の絶対値Pavがほぼ0となった時刻t13以降、所定の時間、具体的には、図6の時刻t13から時刻t14までの時間が経過した後、圧力検出通路230の圧力は、キャニスタ6内やリークチェック室330などへの気体の流入の有無によって変化するため、圧力差の絶対値Pavも図6に示すように異なる時間変化を示す。
具体的には、図6に示す実線L11のように圧力差の絶対値Pavが基準圧差Prefより大きい場合、キャニスタ6内やリークチェック室330などに外部から気体が流入していないかまたは一定量より少ない気体しか流入していないと考えられる。
一方、図6に示す二点鎖線L10のように圧力差の絶対値Pavが基準圧差Pref以下となる場合、キャニスタ6内やリークチェック室330などに外部から一定量以上の気体が流入していると考えられる。
具体的には、図6に示す実線L11のように圧力差の絶対値Pavが基準圧差Prefより大きい場合、キャニスタ6内やリークチェック室330などに外部から気体が流入していないかまたは一定量より少ない気体しか流入していないと考えられる。
一方、図6に示す二点鎖線L10のように圧力差の絶対値Pavが基準圧差Pref以下となる場合、キャニスタ6内やリークチェック室330などに外部から一定量以上の気体が流入していると考えられる。
図5のフローチャートに戻って、次に、S117において、切替弁27を介してキャニスタ通路210と大気とを連通する。ECU43は、圧力検出通路230とキャニスタ通路210とを遮断し圧力検出通路230と大気とを連通するよう、切替弁27への電力の供給を停止する。
次に、S118において、ポンプ41の駆動を停止する。ECU43は、ポンプ41に駆動停止の指令信号を出力する。
次に、S119において、タンク封鎖弁37を開く。ECU43は、タンク封鎖弁37に開弁の指令信号を出力する。これにより、燃料タンク5内とキャニスタ6内とが連通する。このとき、圧力センサ31への電力を供給も停止する。
これにより、第一リークチェックを終了する。
次に、S118において、ポンプ41の駆動を停止する。ECU43は、ポンプ41に駆動停止の指令信号を出力する。
次に、S119において、タンク封鎖弁37を開く。ECU43は、タンク封鎖弁37に開弁の指令信号を出力する。これにより、燃料タンク5内とキャニスタ6内とが連通する。このとき、圧力センサ31への電力を供給も停止する。
これにより、第一リークチェックを終了する。
図4のフローチャートに戻って、次に、S12において、ECU43は、S116において圧力センサ31が検出した圧力に基づいて算出される圧力差の絶対値Pavが基準圧差Prefより大きいか否かを判定する。
図6に示す実線L11のように時刻t14における圧力差の絶対値Pavが基準圧差Prefより大きい場合、キャニスタ6、燃料タンク5、タンクカバー33、燃料蒸気配管11、循環配管113、給油配管115、パージ配管13、キャニスタ配管21、及び、リークチェック配管35は、所定の大きさの穴を有していないと判定する。所定の大きさの穴とは、具体的には、オリフィス291の大きさより大きい穴を指す。キャニスタ6、燃料タンク5やタンクカバー33などが所定の大きさより大きい穴を有していないと判定されると、S17において、リークチェック室330を大気圧に戻し、今回の燃料蒸気漏れ検出処理を終了する。
一方、図6に示す二点鎖線L10のように時刻t14における圧力差の絶対値Pavが基準圧差Pref以下となる場合、キャニスタ6、燃料タンク5、タンクカバー33、燃料蒸気配管11、循環配管113、給油配管115、パージ配管13、キャニスタ配管21、及び、リークチェック配管35の少なくとも一つは、所定の大きさより大きい穴を有していると判定し、S13に移行する。
図6に示す実線L11のように時刻t14における圧力差の絶対値Pavが基準圧差Prefより大きい場合、キャニスタ6、燃料タンク5、タンクカバー33、燃料蒸気配管11、循環配管113、給油配管115、パージ配管13、キャニスタ配管21、及び、リークチェック配管35は、所定の大きさの穴を有していないと判定する。所定の大きさの穴とは、具体的には、オリフィス291の大きさより大きい穴を指す。キャニスタ6、燃料タンク5やタンクカバー33などが所定の大きさより大きい穴を有していないと判定されると、S17において、リークチェック室330を大気圧に戻し、今回の燃料蒸気漏れ検出処理を終了する。
一方、図6に示す二点鎖線L10のように時刻t14における圧力差の絶対値Pavが基準圧差Pref以下となる場合、キャニスタ6、燃料タンク5、タンクカバー33、燃料蒸気配管11、循環配管113、給油配管115、パージ配管13、キャニスタ配管21、及び、リークチェック配管35の少なくとも一つは、所定の大きさより大きい穴を有していると判定し、S13に移行する。
次に、S13において、第二リークチェックを行う。
第二リークチェックでは、図7に示すS131において、切替弁27を介して圧力検出通路230とリークチェック室330とを連通する。ECU43は、圧力検出通路230と大気とを遮断し圧力検出通路230とキャニスタ通路210とを連通するよう、切替弁27に電力を供給する。
第二リークチェックでは、図7に示すS131において、切替弁27を介して圧力検出通路230とリークチェック室330とを連通する。ECU43は、圧力検出通路230と大気とを遮断し圧力検出通路230とキャニスタ通路210とを連通するよう、切替弁27に電力を供給する。
次に、S132において、ポンプ41の駆動を開始する。ECU43は、ポンプ41に駆動開始の指令信号を出力する。このとき、圧力センサ31への電力の供給を開始する。
次に、S133において、キャニスタ6内、リークチェック室330及び燃料タンク5内の圧力を検出する。S133では、タンク封鎖弁37は開いているため、S132におけるポンプ41の駆動の開始によって、キャニスタ6内及びリークチェック室330の気体が吸引されるとともに、キャニスタ6内及び燃料蒸気配管11を介して燃料タンク5内の気体が吸引される。S133では、キャニスタ6内、リークチェック室330及び燃料タンク5内の気体を所定時間吸引した後、圧力センサ31によってキャニスタ6内、リークチェック室330、及び、燃料タンク5内の圧力を検出する。圧力センサ31は、検出したキャニスタ6内、リークチェック室330、及び、燃料タンク5内の圧力に応じた信号をECU43に出力する。
次に、S134において、切替弁27を介してキャニスタ通路210と大気とを連通する。ECU43は、圧力検出通路230とキャニスタ通路210とを遮断し圧力検出通路230と大気とを連通するよう、切替弁27への電力の供給を停止する。
次に、S135において、ポンプ41の駆動を停止する。ECU43は、ポンプ41に駆動停止の指令信号を出力する。これにより、ポンプ41は、駆動を停止する。また、圧力センサ31への電力の供給も停止する。
これにより、第二リークチェックは終了する。
次に、S135において、ポンプ41の駆動を停止する。ECU43は、ポンプ41に駆動停止の指令信号を出力する。これにより、ポンプ41は、駆動を停止する。また、圧力センサ31への電力の供給も停止する。
これにより、第二リークチェックは終了する。
図4のフローチャートに戻って、次に、S14において、ECU43は、S133において圧力センサ31が検出した圧力に基づいて算出される圧力差の絶対値Pavが基準圧差Prefより大きいか否かを判定する。
S133において検出された圧力に基づいて算出される圧力差の絶対値Pavが基準圧差Prefより大きい場合、ECU43は、S15において、燃料タンク5、タンク封鎖弁37より燃料タンク5側に位置する燃料蒸気配管11、循環配管113、及び、給油配管115は所定の大きさより大きい穴を有していると判定する。このとき、例えば、ECU43は、エラーメッセージを外部に発信し、運転者などに燃料タンク5に不具合があることを伝える。
また、S133において検出された圧力に基づいて算出される圧力差の絶対値Pavが基準圧差Pref以下である場合、ECU43は、S16において、キャニスタ6、タンクカバー33、タンク封鎖弁37よりキャニスタ6側に位置する燃料蒸気配管11、パージ配管13、キャニスタ配管21、及び、リークチェック配管35は所定の大きさより大きい穴を有していると判定する。このとき、例えば、ECU43は、エラーメッセージを外部に発信し、運転者などにキャニスタ6やタンクカバー33などに不具合があることを伝える。
次に、S17において、リークチェック室330を大気圧に戻し、今回の燃料蒸気漏れ検出処理を終了する。
S133において検出された圧力に基づいて算出される圧力差の絶対値Pavが基準圧差Prefより大きい場合、ECU43は、S15において、燃料タンク5、タンク封鎖弁37より燃料タンク5側に位置する燃料蒸気配管11、循環配管113、及び、給油配管115は所定の大きさより大きい穴を有していると判定する。このとき、例えば、ECU43は、エラーメッセージを外部に発信し、運転者などに燃料タンク5に不具合があることを伝える。
また、S133において検出された圧力に基づいて算出される圧力差の絶対値Pavが基準圧差Pref以下である場合、ECU43は、S16において、キャニスタ6、タンクカバー33、タンク封鎖弁37よりキャニスタ6側に位置する燃料蒸気配管11、パージ配管13、キャニスタ配管21、及び、リークチェック配管35は所定の大きさより大きい穴を有していると判定する。このとき、例えば、ECU43は、エラーメッセージを外部に発信し、運転者などにキャニスタ6やタンクカバー33などに不具合があることを伝える。
次に、S17において、リークチェック室330を大気圧に戻し、今回の燃料蒸気漏れ検出処理を終了する。
(a)燃料タンクのヘッドスペースを減圧する燃料蒸気漏れ検出処理では、燃料タンク内の燃料の量が少ないとヘッドスペースの体積が大きくなるため、燃料蒸気漏れの検出に要する時間が比較的長くなる。このため、一定の時間内に行うことができる燃料蒸気漏れ検出処理の回数が少なくなる。
燃料蒸気漏れ検出装置1では、燃料タンク5の燃料蒸気漏れを検出するとき、燃料タンク5を覆うよう形成されているリークチェック室330を減圧する。リークチェック室330は、体積が燃料タンク5の内容積より小さくなるよう形成されている。これにより、第一実施形態では、ヘッドスペースを減圧する燃料蒸気漏れ検出処理に比べ、一回の燃料蒸気漏れの検出に要する時間を短くすることができる。したがって、燃料蒸気漏れ検出装置1は、一定の時間内に行うことができる燃料蒸気漏れ検出処理の回数を増やすことができるため、燃料蒸気漏れの検出精度を向上することができる。
燃料蒸気漏れ検出装置1では、燃料タンク5の燃料蒸気漏れを検出するとき、燃料タンク5を覆うよう形成されているリークチェック室330を減圧する。リークチェック室330は、体積が燃料タンク5の内容積より小さくなるよう形成されている。これにより、第一実施形態では、ヘッドスペースを減圧する燃料蒸気漏れ検出処理に比べ、一回の燃料蒸気漏れの検出に要する時間を短くすることができる。したがって、燃料蒸気漏れ検出装置1は、一定の時間内に行うことができる燃料蒸気漏れ検出処理の回数を増やすことができるため、燃料蒸気漏れの検出精度を向上することができる。
(b)ヘッドスペースを減圧する燃料蒸気漏れ検出処理では、ヘッドスペースを減圧すると燃料から燃料蒸気が新たに発生するため、この新たに発生する燃料蒸気も吸引しなければならない。このため、ヘッドスペースの圧力が安定するまでに要する時間が長くなり、一回の燃料蒸気漏れの検出に要する時間はさらに長くなる。また、燃料タンクが高温環境下にある場合、燃料タンク内は高温となる燃料によって比較的多くの燃料蒸気が発生するため、燃料タンク内の減圧に要する時間がさらに長くなる。
燃料蒸気漏れ検出装置1では、液体状態の燃料が貯留されていないリークチェック室330を減圧するため、減圧によって燃料蒸気が新たに発生することはない。また、リークチェック室330が高温環境下にあっても燃料蒸気は新たに発生しないため、リークチェック室330の減圧に要する時間は温度に影響されない。これにより、第一実施形態では、ヘッドスペースを減圧する燃料蒸気漏れ検出処理に比べ、一回の燃料蒸気漏れの検出に要する時間をさらに短くすることができる。したがって、燃料蒸気漏れ検出装置1は、一定の時間内に行うことができる燃料蒸気漏れ検出処理の回数をさらに増やすことができるため、燃料蒸気漏れの検出精度をさらに向上することができる。
燃料蒸気漏れ検出装置1では、液体状態の燃料が貯留されていないリークチェック室330を減圧するため、減圧によって燃料蒸気が新たに発生することはない。また、リークチェック室330が高温環境下にあっても燃料蒸気は新たに発生しないため、リークチェック室330の減圧に要する時間は温度に影響されない。これにより、第一実施形態では、ヘッドスペースを減圧する燃料蒸気漏れ検出処理に比べ、一回の燃料蒸気漏れの検出に要する時間をさらに短くすることができる。したがって、燃料蒸気漏れ検出装置1は、一定の時間内に行うことができる燃料蒸気漏れ検出処理の回数をさらに増やすことができるため、燃料蒸気漏れの検出精度をさらに向上することができる。
(c)ヘッドスペースを減圧する燃料蒸気漏れ検出処理では、燃料タンク内の燃料の残量によって一回の燃料蒸気漏れの検出に要する時間が異なるため、燃料蒸気漏れの検出に要する時間が比較的長くなることを想定して当該処理を行うための電力を確保する必要がある。このため、十分な電力が確保できない場合、燃料蒸気漏れ検出処理を行うことができないため、一定の時間内に行うことができる燃料蒸気漏れ検出処理の回数を少なくなる。
燃料蒸気漏れ検出装置1では、リークチェック室330は、一定の体積を有するよう形成されているため、一回の燃料蒸気漏れの検出に要する時間が事前に分かる。これにより、比較的少ない電力でも燃料蒸気漏れ検出処理を行うことができるため、一定の時間内に行うことができる燃料蒸気漏れ検出処理の回数をさらに増やすことができる。したがって、燃料蒸気漏れの検出精度をさらに向上することができる。
燃料蒸気漏れ検出装置1では、リークチェック室330は、一定の体積を有するよう形成されているため、一回の燃料蒸気漏れの検出に要する時間が事前に分かる。これにより、比較的少ない電力でも燃料蒸気漏れ検出処理を行うことができるため、一定の時間内に行うことができる燃料蒸気漏れ検出処理の回数をさらに増やすことができる。したがって、燃料蒸気漏れの検出精度をさらに向上することができる。
(d)燃料蒸気漏れ検出装置1では一定の時間内に行うことができる燃料蒸気漏れ検出処理の回数が増えるため、ヘッドスペースを減圧する燃料蒸気漏れ検出処理を行う燃料蒸気漏れ検出装置に比べ、一台の装置が行うことができる燃料蒸気漏れ検出処理の回数を増やすことができる。これにより、燃料蒸気漏れ検出装置1は、当該装置の寿命を長くすることができる。
(e)燃料を直接シリンダに噴射するエンジンでは液体状態の燃料を直接シリンダに噴射するため、蒸発燃料をエンジンの燃焼に効率的に利用することは難しい。ヘッドスペースを減圧する燃料蒸気漏れ検出処理の場合、処理を行う度に新たに発生する燃料蒸気は、シリンダへの直接噴射には利用できないため燃費が低下するおそれがある。
燃料蒸気漏れ検出装置1では、第一リークチェックにおいてリークチェック室330を減圧するため、燃料蒸気漏れ検出処理において新たな燃料蒸気の発生を抑制することができる。これにより、エンジン10の燃費を向上することができる。
燃料蒸気漏れ検出装置1では、第一リークチェックにおいてリークチェック室330を減圧するため、燃料蒸気漏れ検出処理において新たな燃料蒸気の発生を抑制することができる。これにより、エンジン10の燃費を向上することができる。
(f)ECU43は、第一リークチェックにおけるリークチェック室330の圧力の検出結果に基づいて燃料蒸気の漏れが発生している箇所を第二リークチェックにて特定する。これにより、燃料蒸気漏れが発生している部位の交換作業を容易に行うことができる。
(g)柱部材331は、燃料タンク5の外壁と一体に形成されている。これにより、燃料蒸気漏れ検出装置1を搭載する車両の振動によって燃料タンク5に対してタンクカバー33が振動するとき、柱部材331とタンクカバー33とが摩擦を繰り返すが燃料タンク5の外壁は破損することはない。これにより、燃料を貯留している燃料タンク5が破損する頻度を少なくすることができる。また、柱部材331とタンクカバー33との摩擦によってタンクカバー33が破損した場合、燃料タンク5の外側にあるタンクカバー33を交換すればよいため、燃料タンク5を交換する場合に比べ、燃料蒸気漏れ検出装置1を搭載する車両の振動による不具合発生時の修理を容易に行うことができる。
(h)また、燃料タンク5は、エンジン10に一旦供給した燃料が燃料タンク5内に戻されると、燃料タンク5の温度が上昇する。燃料タンク5の温度が上昇すると、燃料蒸気が多く発生し、上述したように、エンジン10の燃費が低下するおそれがある。
燃料蒸気漏れ検出装置1では、燃料タンク5を覆うよう形成されているリークチェック室330を減圧し燃料蒸気漏れを検出した後、外部の空気をリークチェック室330に導入することでリークチェック室330を大気圧に戻す。これにより、燃料タンク5の外側の気体が入れ替わるため、燃料タンク5を外気で冷却することができる。したがって、燃料タンク5内での燃料蒸気の発生量を少なくすることができる。
燃料蒸気漏れ検出装置1では、燃料タンク5を覆うよう形成されているリークチェック室330を減圧し燃料蒸気漏れを検出した後、外部の空気をリークチェック室330に導入することでリークチェック室330を大気圧に戻す。これにより、燃料タンク5の外側の気体が入れ替わるため、燃料タンク5を外気で冷却することができる。したがって、燃料タンク5内での燃料蒸気の発生量を少なくすることができる。
(i)ノーマルオープンの電磁弁であるタンク封鎖弁37は、通常、電力が供給されていない状態で燃料タンク5において発生する燃料蒸気がキャニスタ6に吸着されるよう開いておく。第一リークチェックを行うとき、ECU43からの指令によってタンク封鎖弁37に電力が供給されると閉じることで、リークチェック室330の圧力から燃料タンク5の燃料蒸気の漏れを検出する。通常、リークチェック室330の圧力は燃料タンク5を密閉した際の燃料タンク5の内部圧力に比べ大気圧との差が小さいため、ノーマルオープンの電磁弁はノーマルクローズの電磁弁に比べ小さい力で開閉を切り替えることができる。これにより、電磁弁の開閉力を上げるために磁気回路効率を向上する高価な材料を使用したり消費電力を増やしたりする必要があるノーマルクローズの電磁弁にくらべ、燃料蒸気漏れ検出装置1の製造コストの低減及び消費電力の低減の少なくとも一方を達成することができる。
(第二実施形態)
次に、本発明の第二実施形態による燃料蒸気漏れ検出装置を図8〜12に基づいて説明する。第二実施形態は、吸気管の負圧を利用してリークチェック室を減圧する点が第一実施形態と異なる。なお、第一実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
次に、本発明の第二実施形態による燃料蒸気漏れ検出装置を図8〜12に基づいて説明する。第二実施形態は、吸気管の負圧を利用してリークチェック室を減圧する点が第一実施形態と異なる。なお、第一実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
第二実施形態による燃料蒸気漏れ検出装置2を備える蒸発燃料処理システム4を図8に示す。燃料蒸気漏れ検出装置2は、大気配管51、大気弁52、キャニスタ配管53、タンクカバー33、リークチェック配管35、「圧力検出部」としての圧力センサ61、タンク封鎖弁37、「加減圧部」として吸気管66及びパージ弁69、「制御部」としてのECU63などを備える。なお、図8中の矢印F2は燃料蒸気漏れ検出装置2と外部の大気とにおける気体の流れを示している。また、なお、図8は、リークチェック室330の燃料タンク5や配管の配置がわかるようにタンクカバー33を燃料タンク5に比べて大きく記載している。
大気配管51は、キャニスタ6内と大気とを連通可能な大気通路510を形成する。大気配管51には、大気弁52が設けられている。
大気弁52は、ECU63と電気的に接続している。大気弁52は、ECU43が出力する指令に応じてキャニスタ6内と大気とを連通または遮断する。
大気弁52は、ECU63と電気的に接続している。大気弁52は、ECU43が出力する指令に応じてキャニスタ6内と大気とを連通または遮断する。
キャニスタ配管53は、エンジン10に接続する吸気管66とキャニスタ6との間に設けられている。キャニスタ配管53は、吸気管66が有する吸気通路660とキャニスタ6内とを連通可能なキャニスタ通路530を有する。キャニスタ配管53には、パージ弁69が設けられている。
パージ弁69は、電磁弁であり、ECU63と電気的に接続している。パージ弁69は、ECU43が出力する指令に応じて開度が制御され、吸気通路660とキャニスタ6内とを連通または遮断する。この開度の制御によって、キャニスタ6から吸気通路660のスロットル弁18の下流側に供給される蒸発燃料の量が調整される。
圧力センサ61は、リークチェック配管35に設けられている。圧力センサ61は、ECU63と電気的に接続している。圧力センサ61は、リークチェック配管35が有するリークチェック通路350の圧力を検出する。圧力センサ61は、検出したリークチェック通路350の圧力に応じた信号をECU63に出力する。
ECU63は、演算手段としてのCPU、ならびに、記憶手段としてのRAM及びROMなどを有するマイクロコンピュータなどから構成されている。ECU63は、大気弁52、圧力センサ61、タンク封鎖弁37、及び、パージ弁69と電気的に接続している。ECU63には、圧力センサ61が検出するリークチェック通路350の圧力に応じた信号が入力される。ECU63は、大気弁52、タンク封鎖弁37、及び、パージ弁69の作動を制御する信号を出力する。
次に、第二実施形態による燃料蒸気漏れ検出装置2における燃料蒸気漏れ検出処理について図9〜図12に基づいて説明する。
燃料蒸気漏れ検出装置2では、エンジン10が駆動しているとき、最初に、S21において、第一リークチェックを行う。
第一リークチェックでは、図10に示すS211において、大気圧の検出を行う。ECU63は、車両の現在の高度による誤差を補正するために大気圧の検出を行えるよう圧力センサ61に電力の供給を開始する。大気弁52が開いているとき、キャニスタ6内と大気とは連通している。また、キャニスタ6内は、リークチェック通路350と連通している。この状態において、リークチェック配管35に設けられている圧力センサ61は、大気圧を検出する。大気圧の検出が完了すると、ECU63は、検出された圧力から車両が駐車されている場所の高度を算出する。
次に、S212において、タンク封鎖弁37を閉じる。ECU63は、タンク封鎖弁37に閉弁の指令信号を出力する。これにより、燃料タンク5内とキャニスタ6内とが切り離される。
次に、S213において、大気弁52を閉じる。ECU63は、大気弁52に閉弁の指令信号を出力する。
次に、S214において、パージ弁69を開く。このとき、ECU63は、エンジン10における燃焼サイクルの吸気行程においてパージ弁69を開くようパージ弁69に開弁の指令信号を出力する。これにより、負圧となっている吸気通路660は、キャニスタ6内、リークチェック通路350、及び、リークチェック室330の気体を吸引する。
S214から所定の時間経過後、S215において、パージ弁69を閉じる。これにより、キャニスタ6内、リークチェック通路350、及び、リークチェック室330は、吸気通路660の負圧によって減圧されたまま大気や吸気通路660とは切り離された状態となる。
S214から所定の時間経過後、S215において、パージ弁69を閉じる。これにより、キャニスタ6内、リークチェック通路350、及び、リークチェック室330は、吸気通路660の負圧によって減圧されたまま大気や吸気通路660とは切り離された状態となる。
次に、S216において、キャニスタ6内及びリークチェック室330の圧力を検出する。ここで、S216において検出されるキャニスタ6内及びリークチェック室330の圧力の時間変化について、図11に示す特性図に基づいて説明する。
図11には、第一リークチェックにおける圧力センサ61が検出するリークチェック通路350の圧力とS211において検出した大気圧との圧力差の絶対値Pavの時間変化を示す。図11の横軸は時刻を示し、縦軸はリークチェック通路350の圧力を示す。
図11には、第一リークチェックにおける圧力センサ61が検出するリークチェック通路350の圧力とS211において検出した大気圧との圧力差の絶対値Pavの時間変化を示す。図11の横軸は時刻を示し、縦軸はリークチェック通路350の圧力を示す。
図11に示す時刻t20より以前においては、キャニスタ6内及びリークチェック室330の圧力は、大気圧とほぼ同じであるため、圧力差の絶対値Pavはほぼ0となっている。
時刻t20において、S214としてパージ弁69を開く。これにより、ほぼ大気圧となっているリークチェック通路350の圧力は低下する。一定時間、具体的には、時刻t20からS215においてパージ弁69を閉じる時刻t21までの間、パージ弁69が開いていると、圧力差の絶対値Pavは、図11に示す初期圧差Pint1となる。
時刻t20において、S214としてパージ弁69を開く。これにより、ほぼ大気圧となっているリークチェック通路350の圧力は低下する。一定時間、具体的には、時刻t20からS215においてパージ弁69を閉じる時刻t21までの間、パージ弁69が開いていると、圧力差の絶対値Pavは、図11に示す初期圧差Pint1となる。
パージ弁69を閉じた時刻t21以降、所定の時間、具体的には、図11の時刻t21から時刻t22までの時間が経過した後、リークチェック通路350の圧力は、キャニスタ6内及びリークチェック室330への気体の流入の有無によって変化するため、圧力差の絶対値Pavも図11に示すように異なる時間変化を示す。
具体的には、図11に示す実線L21のように圧力差の絶対値Pavが第一の圧力差Plim1より大きい場合、キャニスタ6内やリークチェック室330などに外部から気体が流入していないかまたは一定量より少ない気体しか流入していないと考えられる。第一の圧力差Plim1は、時刻t21から時刻t22までの時間及び初期圧差Pint1との関係から設定される値であって、初期圧差Pint1に基づいて時刻t21から時刻t22までの時間の間に燃料蒸気の漏れ量が許容範囲内となるよう設定されている値である。
一方、図11に示す二点鎖線L20のように圧力差の絶対値Pavが第一の圧力差Plim1以下となる場合、キャニスタ6内やリークチェック室330などに外部から一定量以上の気体が流入していると考えられる。
具体的には、図11に示す実線L21のように圧力差の絶対値Pavが第一の圧力差Plim1より大きい場合、キャニスタ6内やリークチェック室330などに外部から気体が流入していないかまたは一定量より少ない気体しか流入していないと考えられる。第一の圧力差Plim1は、時刻t21から時刻t22までの時間及び初期圧差Pint1との関係から設定される値であって、初期圧差Pint1に基づいて時刻t21から時刻t22までの時間の間に燃料蒸気の漏れ量が許容範囲内となるよう設定されている値である。
一方、図11に示す二点鎖線L20のように圧力差の絶対値Pavが第一の圧力差Plim1以下となる場合、キャニスタ6内やリークチェック室330などに外部から一定量以上の気体が流入していると考えられる。
図10のフローチャートに戻って、次に、S217において、大気弁52を開く。ECU63は、大気弁52に開弁の指令信号を出力する。
次に、S218において、タンク封鎖弁37を開く。ECU63は、タンク封鎖弁37に開弁の指令信号を出力する。これにより、燃料タンク5内とキャニスタ6内とが連通する。このとき、圧力センサ61への電力を供給も停止する。
これにより、第一リークチェックを終了する。
次に、S218において、タンク封鎖弁37を開く。ECU63は、タンク封鎖弁37に開弁の指令信号を出力する。これにより、燃料タンク5内とキャニスタ6内とが連通する。このとき、圧力センサ61への電力を供給も停止する。
これにより、第一リークチェックを終了する。
図9のフローチャートに戻って、次に、S22において、ECU63は、S216において圧力センサ61が検出した圧力に基づいて算出される圧力差の絶対値Pavが第一の圧力差Plim1より大きいか否かを判定する。
図11に示す実線L21のように圧力差の絶対値Pavが時刻t22において第一の圧力差Plim1より大きい場合、キャニスタ6、燃料タンク5、タンクカバー33、燃料蒸気配管11、循環配管113、給油配管115、リークチェック配管35、及び、キャニスタ配管53は所定の大きさより大きい穴を有していないと判定する。キャニスタ6、燃料タンク5、タンクカバー33、燃料蒸気配管11、循環配管113、給油配管115、リークチェック配管35、及び、キャニスタ配管53は所定の大きさより大きい穴を有していないと判定されると、S27において、リークチェック室330を大気圧に戻し、今回の燃料蒸気漏れ検出処理を終了する。
一方、図11に示す二点鎖線L20のように圧力差の絶対値Pavが時刻t22において第一の圧力差Plim1以下となる場合、キャニスタ6、燃料タンク5、タンクカバー33、燃料蒸気配管11、循環配管113、給油配管115、リークチェック配管35、及び、キャニスタ配管53の少なくとも一つは所定の大きさより大きい穴を有していると判定し、S23に移行する。
図11に示す実線L21のように圧力差の絶対値Pavが時刻t22において第一の圧力差Plim1より大きい場合、キャニスタ6、燃料タンク5、タンクカバー33、燃料蒸気配管11、循環配管113、給油配管115、リークチェック配管35、及び、キャニスタ配管53は所定の大きさより大きい穴を有していないと判定する。キャニスタ6、燃料タンク5、タンクカバー33、燃料蒸気配管11、循環配管113、給油配管115、リークチェック配管35、及び、キャニスタ配管53は所定の大きさより大きい穴を有していないと判定されると、S27において、リークチェック室330を大気圧に戻し、今回の燃料蒸気漏れ検出処理を終了する。
一方、図11に示す二点鎖線L20のように圧力差の絶対値Pavが時刻t22において第一の圧力差Plim1以下となる場合、キャニスタ6、燃料タンク5、タンクカバー33、燃料蒸気配管11、循環配管113、給油配管115、リークチェック配管35、及び、キャニスタ配管53の少なくとも一つは所定の大きさより大きい穴を有していると判定し、S23に移行する。
次に、S23において、第二リークチェックを行う。
第二リークチェックでは、図12に示すS231において大気弁52を閉じる。ECU63は、大気弁52に閉弁の指令信号を出力する。このとき、圧力センサ61への電力の供給を開始する。
第二リークチェックでは、図12に示すS231において大気弁52を閉じる。ECU63は、大気弁52に閉弁の指令信号を出力する。このとき、圧力センサ61への電力の供給を開始する。
次に、S232において、パージ弁69を開く。ECU63は、エンジン10における燃焼サイクルの吸気行程においてパージ弁69を開くようパージ弁69に開弁の指令信号を出力する。これにより、負圧となっている吸気通路660は、キャニスタ6内、リークチェック通路350、リークチェック室330に加えて、燃料蒸気通路110を介して燃料タンク5内の気体を吸引する。
次に、S232から所定の時間経過後、S233において、パージ弁69を閉じる。これにより、キャニスタ6内、リークチェック通路350、リークチェック室330、燃料蒸気通路110、及び、燃料タンク5内は、減圧されたまま大気や吸気通路660とは切り離された状態となる。パージ弁69を閉じたときの圧力センサ61が検出する圧力を初期圧差Pint2とする。
次に、S232から所定の時間経過後、S233において、パージ弁69を閉じる。これにより、キャニスタ6内、リークチェック通路350、リークチェック室330、燃料蒸気通路110、及び、燃料タンク5内は、減圧されたまま大気や吸気通路660とは切り離された状態となる。パージ弁69を閉じたときの圧力センサ61が検出する圧力を初期圧差Pint2とする。
次に、S234において、キャニスタ6内、リークチェック室330、及び、燃料タンク5内の圧力を検出する。S234では、第一リークチェックのときと同じように、パージ弁69を閉じてから所定の時間経過したときのリークチェック通路350の圧力を圧力センサ61によって検出する。
次に、S235において、大気弁52を開く。ECU63は、大気弁52に開弁の指令信号を出力する。これにより、キャニスタ6内、リークチェック室330、及び、燃料タンク5内は、大気圧に戻る。また、圧力センサ61への電力の供給も停止する。
これにより、第二リークチェックは終了する。
次に、S235において、大気弁52を開く。ECU63は、大気弁52に開弁の指令信号を出力する。これにより、キャニスタ6内、リークチェック室330、及び、燃料タンク5内は、大気圧に戻る。また、圧力センサ61への電力の供給も停止する。
これにより、第二リークチェックは終了する。
図9のフローチャートに戻って、次に、S24において、ECU63は、S234において圧力センサ61が検出した圧力に基づいて算出される圧力差の絶対値Pavが所定の第二の圧力差Plim2より小さいか否かを判定する。第二の圧力差Plim2とは、S234における所定の時間及び初期圧差Pint2との関係から設定される値であって、初期圧差Pint2に基づいてS234における所定の時間の間に燃料蒸気の漏れ量が許容範囲内となるよう設定されている値である。
S234において検出された圧力に基づいて算出される圧力差の絶対値Pavが第二の圧力差Plim2より大きい場合、ECU63は、S25において、燃料タンク5、タンク封鎖弁37より燃料タンク5側に位置する燃料蒸気配管11、循環配管113、及び、給油配管115は所定の大きさより大きい穴を有していると判定する。このとき、例えば、ECU63は、エラーメッセージを外部に発信し、運転者などに燃料タンク5に不具合があることを伝える。
また、S234において検出された圧力に基づいて算出される圧力差の絶対値Pavが第二の圧力差Plim2以下である場合、ECU63は、S26において、キャニスタ6、タンクカバー33、タンク封鎖弁37よりキャニスタ6側に位置する燃料蒸気配管11、リークチェック配管35、及び、キャニスタ配管53は所定の大きさより大きい穴を有していると判定する。このとき、例えば、ECU63は、エラーメッセージを外部に発信し、運転者などにキャニスタ6やタンクカバー33などに不具合があることを伝える。
次に、S27において、リークチェック室330を大気圧に戻し、今回の燃料蒸気漏れ検出処理を終了する。
S234において検出された圧力に基づいて算出される圧力差の絶対値Pavが第二の圧力差Plim2より大きい場合、ECU63は、S25において、燃料タンク5、タンク封鎖弁37より燃料タンク5側に位置する燃料蒸気配管11、循環配管113、及び、給油配管115は所定の大きさより大きい穴を有していると判定する。このとき、例えば、ECU63は、エラーメッセージを外部に発信し、運転者などに燃料タンク5に不具合があることを伝える。
また、S234において検出された圧力に基づいて算出される圧力差の絶対値Pavが第二の圧力差Plim2以下である場合、ECU63は、S26において、キャニスタ6、タンクカバー33、タンク封鎖弁37よりキャニスタ6側に位置する燃料蒸気配管11、リークチェック配管35、及び、キャニスタ配管53は所定の大きさより大きい穴を有していると判定する。このとき、例えば、ECU63は、エラーメッセージを外部に発信し、運転者などにキャニスタ6やタンクカバー33などに不具合があることを伝える。
次に、S27において、リークチェック室330を大気圧に戻し、今回の燃料蒸気漏れ検出処理を終了する。
燃料蒸気漏れ検出装置2では、ECU63は、リークチェック室330を減圧するとき、エンジン10における燃焼サイクルの吸気行程においてパージ弁69を開くようパージ弁69に開弁の指令信号を出力する。これにより、吸気通路660の負圧を利用してキャニスタ6、リークチェック室330、燃料タンク5内などの気体を吸引し、キャニスタ6、燃料タンク5、タンクカバー33やこれらに接続する配管が所定の大きさより大きい穴を有しているか否かを判定することができる。したがって、第二実施形態では、エンジン10が駆動しているときでもキャニスタ6や燃料タンク5などの燃料蒸気漏れ検出処理を行うことができるため、第一実施形態の効果を奏するとともに、一定の時間内に行うことができる燃料蒸気漏れ検出処理の回数をさらに増やすことができるため、燃料蒸気漏れの検出精度をさらに向上することができる。
また、燃料蒸気漏れ検出装置2では、第一実施形態に比べ、切替弁やポンプ、切換弁とポンプなどに接続する配管などが不要となる。これにより、燃料蒸気漏れ検出装置2の製造コストを低減できるとともに、燃料蒸気漏れ検出装置2の体格を小さくすることができる。
(他の実施形態)
第一実施形態では、ポンプは、リークチェック室を減圧し、燃料タンクの燃料蒸気漏れを検出するとした。しかしながら、ポンプは、リークチェック室を加圧して燃料タンクの燃料蒸気漏れを検出してもよい。
第一実施形態では、ポンプは、リークチェック室を減圧し、燃料タンクの燃料蒸気漏れを検出するとした。しかしながら、ポンプは、リークチェック室を加圧して燃料タンクの燃料蒸気漏れを検出してもよい。
第二実施形態では、エンジンの燃焼サイクルの吸気行程において発生する負圧を利用して燃料タンクの燃料蒸気漏れを検出するとした。エンジンの吸気系にスーパーチャージャーやターボチャージャーなどの過給器を設けられる場合、過給器が発生する正圧を利用して燃料タンクの燃料蒸気漏れを検出してもよい。
第一実施形態では、ポンプがリークチェック室の気体を吸引するとした。第二実施形態では、吸気通路の負圧を利用してリークチェック室の気体を吸引するとした。しかしながら、リークチェック室の気体を吸引する方法はこれに限定されない。
上述の実施形態では、第二リークチェックによって燃料タンクまたはキャニスタ及びタンクカバーのいずれかに所定の大きさより大きい穴が形成されているとした。しかしながら、第二リークチェックはなくてもよい。第一リークチェックの結果に基づいて別の方法でのリークチェックを行ってもよい。
上述の実施形態では、タンク封鎖弁は電磁弁であるとした、ステップモータ式弁、ダイアフラム弁であってもよい。また、タンク封鎖弁は、ノーマルオープンでなくてもよい。
上述の実施形態では、柱部材は、燃料タンクの外壁に燃料タンクと一体に設けられるとした。しかしながら、柱部材は、タンクカバーの内壁にタンクカバーと一体に設けられてもよいし、燃料タンク及びタンクカバーとは別部材で設けられてもよい。また、柱部材はなくてもよい。燃料タンクとタンクカバーとの間に燃料タンクの内容積より小さくかつ一定の体積を有するリークチェック室が形成されていればよい。
上述の実施形態では、エンジンは、燃料を直接シリンダに噴射するエンジンであるとした。しかしながら、本発明の燃料蒸気漏れ検出装置は、吸気通路にガソリンを噴射する形式のエンジンに設けられてもよい。
以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲の種々の形態で実施可能である。
1、2・・・燃料蒸気漏れ検出装置
5・・・燃料タンク
6・・・キャニスタ
21、53・・・キャニスタ配管(キャニスタ通路形成部材)
31、61・・・圧力センサ(圧力検出部)
33・・・タンクカバー(リークチェック室形成部材)
35・・・リークチェック配管(リークチェック通路形成部材)
37・・・タンク封鎖弁(リークチェック弁)
41・・・ポンプ(加減圧部)
43、63・・・ECU(制御部)
66・・・パージ弁(加減圧部)
69・・・吸気管(加減圧部)
330・・・リークチェック室
5・・・燃料タンク
6・・・キャニスタ
21、53・・・キャニスタ配管(キャニスタ通路形成部材)
31、61・・・圧力センサ(圧力検出部)
33・・・タンクカバー(リークチェック室形成部材)
35・・・リークチェック配管(リークチェック通路形成部材)
37・・・タンク封鎖弁(リークチェック弁)
41・・・ポンプ(加減圧部)
43、63・・・ECU(制御部)
66・・・パージ弁(加減圧部)
69・・・吸気管(加減圧部)
330・・・リークチェック室
Claims (10)
- エンジン(10)に供給される燃料を貯留する燃料タンク(5)及び前記燃料タンク内の燃料蒸気を吸着するキャニスタ(6)の燃料蒸気漏れを検出する燃料蒸気漏れ検出装置(1、2)であって、
内部に前記燃料タンクを収容するよう設けられ、体積が前記燃料タンクの内容積に比べ小さくかつ一定のリークチェック室(330)を前記燃料タンクを覆うよう形成するリークチェック室形成部材(33)と、
前記リークチェック室と前記キャニスタ内とを連通するリークチェック通路(350)を形成するリークチェック通路形成部材(35)と、
前記キャニスタ内と連通するキャニスタ通路(210、530)を形成するキャニスタ通路形成部材(21、53)と、
前記キャニスタ通路を介して、前記キャニスタ内及び前記リークチェック室を加圧または減圧可能な加減圧部(41、66、69)と、
前記キャニスタ内及び前記リークチェック室の圧力を検出可能に設けられ、検出した圧力に応じた信号を出力する圧力検出部(31、61)と、
前記燃料タンク内と前記キャニスタ内とを連通可能な燃料蒸気通路(110)を形成する燃料蒸気配管(11)のうち前記リークチェック室に位置する前記燃料蒸気配管に設けられ、前記燃料タンク内と前記キャニスタ内とを連通または遮断するリークチェック弁(37)と、
前記加減圧部、前記圧力検出部、及び、前記リークチェック弁と電気的に接続し、前記加減圧部、及び、前記リークチェック弁の作動を制御する制御部(43、63)と、
を備えることを特徴とする燃料蒸気漏れ検出装置。 - 前記加減圧部及び前記圧力検出部が設けられ、前記キャニスタ通路と連通可能な圧力検出通路(230)を形成する検出配管(23)と、
大気と連通する大気通路(250)を形成する大気配管(25)と、
前記制御部と電気的に接続し、前記キャニスタ通路を前記大気通路と連通または前記圧力検出通路と連通を選択的に切替可能な切替弁(27)と、
オリフィス(291)を有し、前記切替弁を迂回して前記キャニスタ通路と前記圧力検出通路とを連通するバイパス通路(290)を形成するバイパス配管(29)と、
前記エンジンに吸気を供給する吸気通路(160)と前記キャニスタ内とを連通可能なパージ通路(130)を形成するパージ配管(13)に設けられ、前記制御部と電気的に接続し、前記吸気通路と前記キャニスタ内とを連通または遮断するパージ弁(39)と、
を備え、
前記制御部は、前記切替弁が前記キャニスタ通路と前記圧力検出通路とを連通し、かつ、前記リークチェック弁及び前記パージ弁が閉じているとき、前記キャニスタ内及び前記リークチェック室を加圧または減圧するよう前記加減圧部を作動することを特徴とする請求項1に記載の燃料蒸気漏れ検出装置。 - 前記制御部は、前記キャニスタ内及び前記リークチェック室を加圧または減圧するよう前記加減圧部を作動するとき前記圧力検出部が検出する前記圧力検出通路の圧力に基づいて前記キャニスタ、前記リークチェック室形成部材、及び、前記燃料タンクの燃料蒸気漏れを検出することを特徴とする請求項2に記載の燃料蒸気漏れ検出装置。
- 前記制御部は、前記キャニスタ内及び前記リークチェック室を加圧または減圧することによって燃料蒸気漏れを検出した後、前記リークチェック弁を開いて前記キャニスタ内、前記リークチェック室、及び、前記燃料タンク内を加圧または減圧するよう前記加減圧部を作動することを特徴とする請求項3に記載の燃料蒸気漏れ検出装置。
- 前記キャニスタ内と大気とを連通可能な大気通路(510)を形成する大気配管(51)と、
前記大気配管に設けられ、前記制御部と電気的に接続し、前記キャニスタ内と前記大気とを連通または遮断する大気弁(53)と、
を備え、
前記加減圧部は、前記エンジンに吸気を供給する吸気通路(660)を形成する吸気管(66)、及び、前記キャニスタ内と前記吸気通路とを連通可能な前記キャニスタ通路を形成する前記キャニスタ通路形成部材に設けられ前記制御部と電気的に接続し前記キャニスタ内と前記吸気通路と連通または遮断するパージ弁(69)を有し、
前記制御部は、前記リークチェック弁及び前記大気弁が閉じておりかつ前記エンジンの燃焼サイクルが吸気行程のとき、前記パージ弁を開いて前記キャニスタ内及び前記リークチェック室を加圧または減圧することを特徴とする請求項1に記載の燃料蒸気漏れ検出装置。 - 前記制御部は、前記パージ弁を開いて前記キャニスタ内及び前記リークチェック室を加圧または減圧するとき前記圧力検出部が検出する圧力に基づいて前記キャニスタ、前記リークチェック室形成部材、及び、前記燃料タンクの燃料蒸気漏れを検出することを特徴とする請求項5に記載の燃料蒸気漏れ検出装置。
- 前記制御部は、前記キャニスタ内及び前記リークチェック室を加圧または減圧することによって燃料蒸気漏れを検出した後、前記リークチェック弁を開いて前記キャニスタ内、前記リークチェック室、及び、前記燃料タンク内を加圧または減圧するよう前記パージ弁を開くことを特徴とする請求項6に記載の燃料蒸気漏れ検出装置。
- 前記燃料タンクと前記リークチェック室形成部材との間に設けられ、前記燃料タンクに対する前記リークチェック室形成部材の相対位置を固定する固定部材(331)をさらに備えることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の燃料蒸気漏れ検出装置。
- 前記固定部材は、貫通孔(332)を有することを特徴とする請求項8に記載の燃料蒸気漏れ検出装置。
- 前記固定部材は、前記燃料タンクと一体に形成されることを特徴とする請求項8または9に記載の燃料蒸気漏れ検出装置。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015136783A JP2017020377A (ja) | 2015-07-08 | 2015-07-08 | 燃料蒸気漏れ検出装置 |
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JP2015136783A Pending JP2017020377A (ja) | 2015-07-08 | 2015-07-08 | 燃料蒸気漏れ検出装置 |
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JP (1) | JP2017020377A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112534234A (zh) * | 2018-08-06 | 2021-03-19 | 全耐塑料高级创新研究公司 | 检测车辆液体储箱的至少一个内部增强元件的状态的方法 |
CN112585443A (zh) * | 2018-08-06 | 2021-03-30 | 全耐塑料高级创新研究公司 | 测试车辆液体储箱的至少一个内部加固元件的状态的方法 |
CN113606051A (zh) * | 2021-08-23 | 2021-11-05 | 江西昌河汽车有限责任公司 | 燃油蒸汽泄漏检测装置及检测方法 |
-
2015
- 2015-07-08 JP JP2015136783A patent/JP2017020377A/ja active Pending
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CN112534234A (zh) * | 2018-08-06 | 2021-03-19 | 全耐塑料高级创新研究公司 | 检测车辆液体储箱的至少一个内部增强元件的状态的方法 |
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CN113606051A (zh) * | 2021-08-23 | 2021-11-05 | 江西昌河汽车有限责任公司 | 燃油蒸汽泄漏检测装置及检测方法 |
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