JP2017089495A - 燃料蒸発ガスパージシステム - Google Patents

Abstract

【課題】弁装置が脱落等した場合に、蒸発燃料が外部に洩れ出すことを抑制できる燃料蒸発ガスパージシステムを提供する。【解決手段】燃料蒸発ガスパージシステム１のパージバルブ１５は吸気管２２に装着されて、パージポンプ１４によって圧送された蒸発燃料の流れを制御する。パージバルブ１５の電気回路１５１０は、蒸発燃料の流通を許可する状態と阻止する状態とに切り換える弁体１５２を駆動するために、通電によって電磁力を発生する。スイッチ部１５１１は、吸気管２２にパージバルブ１５が装着された状態で電気回路１５１０に通電される導通状態を設定し、パージバルブ１５が吸気管２２から脱落した状態で電気回路１５１０を非導通状態に設定する電気接点部を構成する。【選択図】図２

Description

この明細書における開示は、自動車においてキャニスタから吸気管へ蒸発燃料を供給する燃料蒸発ガスパージシステムに関する。

従来の燃料蒸発ガスパージシステムとして、例えば、特許文献１に開示される装置が知られている。特許文献１のシステムは、機関運転時に、パージ制御弁を開状態にし、パージポンプを正回転することにより、キャニスタ内の燃料ベーパをパージ通路を通じて機関の吸気通路に供給する。

特許第４０８２００４号公報

特許文献１のシステムによれば、パージポンプを正回転しているときに、吸気通路に対してパージ制御弁が脱落している場合、蒸発燃料が外部に洩れ出してしまうことになる。

このような課題に鑑み、この明細書における開示の目的の一つは、弁装置が脱落等した場合に、蒸発燃料が外部に洩れ出すことを抑制できる燃料蒸発ガスパージシステムを提供することにある。

また、この明細書における開示の目的の一つは、弁装置の異常状態検出について、誤検出を抑制できる燃料蒸発ガスパージシステムを提供することにある。

この明細書に開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。また、特許請求の範囲及びこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例であって、技術的範囲を限定するものではない。

開示された燃料蒸発ガスパージシステムのひとつは、燃料を貯留する燃料タンク（１０）と、
燃料タンク内で発生する燃料蒸発ガスが取り込まれると蒸発燃料を吸着し、当該吸着した蒸発燃料を離脱可能なキャニスタ（１３）と、
キャニスタから離脱された蒸発燃料と燃焼用燃料とを混合して燃焼する内燃機関（２）の吸気通路を形成する通路形成部材（２２）と、
キャニスタ内の蒸発燃料をパージ通路（１７）を通じて吸気通路へ向けて送るパージポンプ（１４）と、
蒸発燃料が吸気通路に流入することを許可する許可状態と阻止する阻止状態とに切り換える弁体（１５２）を有し、通路形成部材に装着されて、パージポンプによって送られた蒸発燃料の流れを制御する弁装置（１５）と、
弁装置に設けられて通電によって電磁力を発生する電気回路であって、電磁力を発生しない阻止状態と電磁力を発生する許可状態とに弁体を駆動可能な電気回路（１５１０）と、
通路形成部材に弁装置が装着された状態で電気回路を閉じる導通状態に設定し、弁装置が通路形成部材から脱落した状態で電気回路を開く非導通状態に設定する電気接点部を構成するスイッチ部（１５１１；２２１）と、を備える。

この燃料蒸発ガスパージシステムによれば、弁装置が通路形成部材に装着されている場合は、スイッチ部によって電気回路が導通状態に設定されるので、電気回路に通電すると弁体を許可状態に切り換えることができる。さらに、弁装置が通路形成部材から脱落している場合は、スイッチ部によって電気回路が非導通状態に設定されるので、電気回路に通電しても弁体は阻止状態に切り換えられる。これにより、例えば内燃機関の吸気通路に対して弁装置が脱落した場合でも、キャニスタ側からの蒸発燃料が阻止状態の弁装置によって閉じ込められるので、蒸発燃料が脱落部位から外部に洩れ出すことを回避できる。したがって、この燃料蒸発ガスパージシステムによれば、弁装置が脱落等した場合に、蒸発燃料が外部に洩れ出すことを抑制できる。

また、開示された燃料蒸発ガスパージシステムのひとつは、パージポンプの作動及び弁装置の電気回路に対する通電を制御する制御装置（３）を備え、
制御装置は、所定時間、電気回路に対する通電を実施しない状態でパージポンプを運転した後、燃料タンクの内部及び給油口から弁装置に至るまでの通路に含まれる所定箇所の圧力を検出して得られる第１圧力値と、次にパージポンプの運転停止及び電気回路に対する通電を実施して前述の所定箇所の圧力を検出して得られる第２圧力値と、を比較し、第２圧力値が第１圧力値に対して急激に変化しない値である場合には、弁装置が異常状態であると判定する。

このシステムによれば、通電を停止して弁装置を閉じた状態でパージポンプを運転して検出される第１圧力値と、その後通電しパージポンプを停止した状態で検出される第２圧力値と、を比較することで、弁装置について脱落等の異常状態であるか否かを検出できる。第１圧力値は弁装置が閉のときにパージポンプを運転した状態の検出値であり、第２圧力値は弁装置を開に設定したときにパージポンプを停止した状態の検出値である。パージ通路等にガス洩れがない正常時であれば、閉じ込められていた蒸発燃料は、開状態である弁装置を通過して吸気通路へ移動可能であるため、第２圧力値は大気圧に急激に近づく値である。

一方、弁装置が通路形成部材から脱落等している場合は、開状態に設定したはずの弁装置が実際は閉状態になるため、依然として蒸発燃料は弁装置によって閉じられた通路に閉じ込められている。これにより、制御装置は、第２圧力値が第１圧力値とあまり変わらない値である場合には、弁装置が脱落等による異常状態であることを適正に検出することができる。したがって、この燃料蒸発ガスパージシステムによれば、弁装置の異常状態検出について誤検出を抑制できる。

第１実施形態に係る燃料蒸発ガスパージシステムを示す概要図である。 第１実施形態の燃料蒸発ガスパージシステムにおけるパージバルブと吸気管との接続構造を説明するための拡大図である。 吸気管に対してパージバルブが脱落している状態を示した拡大図である。 第１実施形態の燃料蒸発ガスパージシステムにおいて、洩れ等の異常検出制御を示したフローチャートである。 正常時とパージバルブ脱落等の異常時とについて圧力変化を示したグラフである。 第２実施形態の燃料蒸発ガスパージシステムにおけるパージバルブと吸気管との接続構造を説明するための拡大図である。 吸気管に対してパージバルブが脱落している状態を示した拡大図である。 第３実施形態の燃料蒸発ガスパージシステムにおいて、パージバルブの脱落検出に係る制御を示したフローチャートである。

以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第１実施形態）
第１実施形態に係る燃料蒸発ガスパージシステム１について、図１〜図５を参照しながら説明する。燃料蒸発ガスパージシステム１は、キャニスタ１３に吸着した燃料中のＨＣガス等を内燃機関の吸気通路に供給するものであり、燃料タンク１０からの燃料蒸発ガス（以下、蒸発燃料ともいう）が大気に放出されることを防止するシステムである。以下に燃料蒸発ガスパージシステム１は、システム１と記載する場合がある。システム１は、図１に示すように、内燃機関２の吸気通路を構成する内燃機関２の吸気系と、蒸発燃料を内燃機関２の吸気系に供給する蒸発燃料パージ系と、を備えて構成される。

内燃機関２の吸気通路に導入された蒸発燃料は、インジェクタ等から内燃機関２に供給される燃焼用燃料と混合されて、内燃機関２のシリンダ内で燃焼される。内燃機関２はキャニスタ１３から離脱された蒸発燃料と燃焼用燃料とを混合して燃焼する。内燃機関２の吸気系は、吸気マニホールド２０に吸気管２２が接続され、さらに吸気管２２の途中にスロットルバルブ２３、エアフィルタ２４等が設けられて、構成されている。内燃機関２の吸気通路は、吸気マニホールド２０、吸気管２２、スロットルバルブ２３、エアフィルタ２４等を含んで構成される通路である。

蒸発燃料パージ系は、燃料タンク１０とキャニスタ１３がベーパ通路１６を構成する配管で接続され、キャニスタ１３と吸気管２２が、パージ通路１７を構成する配管とパージバルブ１５とを介して接続されている。パージ通路１７の途中には、パージポンプ１４が設けられている。パージ通路１７には、パージポンプ１４の内部通路とパージバルブ１５の内部通路とが含まれる。吸気管２２は、内燃機関２の吸気通路を形成する通路形成部材である。

エアフィルタ２４は、吸気管２２の上流部に設けられ、吸気中の塵や埃等を捕捉する。スロットルバルブ２３は、吸気マニホールド２０の入口部における開度を調節して、吸気マニホールド２０内に流入する吸気量を調節する吸気量調節弁である。吸気は、吸気通路をエアフィルタ２４、スロットルバルブ２３の順に通過して吸気マニホールド２０内に流入し、インジェクタ等から噴射される燃焼用燃料と所定の空燃比となるように混合されてシリンダ内で燃焼される。

燃料タンク１０は、ガソリン等の燃料を貯留する容器である。燃料タンク１０は、ベーパ通路１６を形成する配管によってキャニスタ１３の流入部に接続されている。キャニスタ１３は、内部に活性炭等の吸着材が封入された容器であり、燃料タンク１０内で発生する蒸発燃料を、ベーパ通路１６を介して取り入れ、吸着材に一時的に吸着する。キャニスタ１３には、バルブモジュール１２が一体に設けられている。バルブモジュール１２は、外部の新鮮な空気を吸入するための吸入部を開閉するキャニスタクローズバルブ１２０と、大気に対してガスを放出したり、大気を吸入したりすることが可能な内部ポンプ１２１と、が内蔵されている。キャニスタクローズバルブ１２０は、ＣＣＶ１２０とも称する。キャニスタ１３がＣＣＶ１２０を備えることにより、キャニスタ１３内に大気圧を作用させることができる。キャニスタ１３は、吸入された新鮮な空気によって吸着材に吸着した蒸発燃料を容易に離脱可能、すなわちパージすることができる。

キャニスタ１３には、吸着材から離脱された蒸発燃料が流出される流出部にパージ通路１７の一部を形成する配管の一端が接続されている。この配管の他端はパージポンプ１４の流入部に接続されている。さらに、パージポンプ１４とパージバルブ１５は、パージ通路１７の一部を形成する配管によって接続されている。パージポンプ１４は、モータ等のアクチュエータによって回転するタービンを備える流体駆動装置であり、キャニスタ１３からの蒸発燃料を内燃機関２の吸気通路に向けて送る。

パージバルブ１５は、パージ通路１７、すなわち、本体１５０の内部に設けられた燃料供給用通路１５３を開閉する弁体１５２を有する開閉装置であり、キャニスタ１３からの蒸発燃料を内燃機関２へ供給することを許可及び阻止できる。パージバルブ１５は、弁体１５２、電磁コイル１５１及びスプリングを備えた電磁弁装置によって構成される。パージバルブ１５は、制御装置３によって通電状態、非通電状態に切り替えられることで、燃料供給用通路１５３の全開状態から全閉状態にわたって開度が制御される。パージバルブ１５は、電磁コイル１５１を有する電気回路１５１０に通電されたときに発生する電磁力とスプリングの付勢力との差に応じて弁体１５２を移動させ、本体１５０に形成される弁座から弁体１５２を離間して燃料供給用通路１５３を開放する。

パージバルブ１５は、通常時に燃料供給用通路１５３を閉じた状態を維持する弁装置である。パージバルブ１５は、電圧が印加されていないときに燃料供給用通路１５３を閉じる閉状態であり、電圧が印加されたときに燃料供給用通路１５３を開く開状態に制御されるノーマルクローズ式の弁装置である。パージバルブ１５は、燃料タンク１０の内部から内燃機関２の吸気通路との接続部まで延びるパージ通路から、蒸発燃料が吸気管２２内の吸気通路へ流入することを許可可能及び阻止可能とする弁装置の一例である。このような弁装置は、開度調整可能なパージバルブ１５ではなく、全開状態と全閉状態とに切り換わる開閉弁によって構成することも可能である。この場合には、弁装置としての開閉弁が吸気管２２に装着され、パージバルブ１５は燃料タンク１０から開閉弁に至る通路に設置されることになる。

パージバルブ１５は、制御装置３によって電気回路１５１０に通電が行われると、電磁力がスプリングの弾性力に打ち勝って弁体１５２が弁座から離間し、燃料供給用通路１５３を開いた状態にする。また、制御装置３は、通電のオン時間とオフ時間とによって形成される１周期の時間に対するオン時間の比率、すなわちデューティ比を制御して電磁コイル１５１に通電を行う。また、パージバルブ１５は、デューティコントロールバルブともいう。このようなパージバルブ１５に対する通電制御により、燃料供給用通路１５３を流通する蒸発燃料の流量が調節される。

システム１は、吸気通路を構成する通路形成部材としての吸気管２２に装着される弁装置を備える。図２に図示するように、弁装置の一例であるパージバルブ１５は、その本体１５０が固定部１５６によって吸気管２２に固定される構成を有する。固定部１５６は、ねじ、ボルト、ブラケット等の固定手段によって構成される。本体１５０の内部には、電磁コイル１５１、電気回路１５１０、弁体１５２、燃料供給用通路１５３等が設けられている。本体１５０には、キャニスタ１３からの蒸発燃料が流入する流入ポート１５４と、燃料供給用通路１５３を介して流入ポート１５４に通じる流出ポート１５５と、を備える。図２に図示するように弁装置が吸気管２２に適正に装着された状態では、流出ポート１５５は、吸気管２２を貫通するように設けられて吸気管２２の外部と吸気通路とを連通するエンジンポート２２０の内側に内挿されて接続される。流出ポート１５５の外周面とエンジンポート２２０の内周面との間は、Ｏリング等のシール部材によって密封されている。

電気回路１５１０は、外部からの電流が供給される電線と結線するためのコネクタ１５７に接続されている。したがって、電気回路１５１０には、この電線を介して通電が行われる。さらに電気回路１５１０は、回路の途中に、導通状態と非導通状態とに切り換えられる接点用端子１５１０ａを有する。接点用端子１５１０ａは、弁装置または吸気管２２に設けられたスイッチ部１５１１によって、電気回路１５１０が閉じる導通状態と電気回路１５１０が開く非導通状態とのいずれかの状態に設定される。

図２に図示するように弁装置が吸気管２２に適正に装着された状態では、スイッチ部１５１１の接点部１５１１ａが接点用端子１５１０ａに接触して電気回路１５１０の導通状態を構成する。接点用端子１５１０ａは、通電可能とする導電性材料により構成されている。このとき、電気回路１５１０は、コネクタ１５７で接続された電線を介して通電状態になり、電磁コイル１５１が電磁力を発生し、電磁力により弁体１５２が駆動されて燃料供給用通路１５３を開く。

図３に図示するように、固定部１５６による固定力が適正に働かず、弁装置が吸気管２２から脱落した状態では、接点部１５１１ａと接点用端子１５１０ａとが離れる。この場合、電気回路１５１０が開いた回路になり、通電が遮断された非導通状態を構成する。電気回路１５１０には電流が流れないため、電磁力が発生せず、弁体１５２は燃料供給用通路１５３を閉じたままである。したがって、弁装置が吸気管２２から脱落した状態では、弁体１５２が閉状態のため弁装置の内部で蒸発燃料がせき止められ、燃料タンク１０の内部から弁装置の内部までが閉じられた通路を構成する。

制御装置３は、燃料蒸発ガスパージシステム１の電子制御ユニットである。制御装置３は、少なくともひとつの演算処理装置（ＣＰＵ）と、プログラムとデータとを記憶する記憶媒体としての少なくともひとつのメモリ装置とを有する。制御装置３は、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を備えるマイクロコンピュータによって提供される。記憶媒体は、コンピュータによって読み取り可能なプログラムを非一時的に格納する非遷移的実体的記憶媒体である。記憶媒体は、半導体メモリまたは磁気ディスクなどによって提供されうる。制御装置３は、ひとつのコンピュータ、またはデータ通信装置によってリンクされた一組のコンピュータ資源によって提供されうる。プログラムは、制御装置３によって実行されることによって、制御装置３をこの明細書に記載される装置として機能させ、この明細書に記載される方法を実行するように制御装置３を機能させる。

制御システムが提供する手段および／または機能は、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェアおよびそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、制御装置３がハードウェアである電子回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、またはアナログ回路によって提供することができる。

制御装置３は、システム１における燃料パージ等の基本制御を行う他、異常判定手段をなす異常判定回路３０によって、パージバルブ１５の脱落、通路における蒸発燃料の洩れ等の異常の有無判定を実施する。このため、制御装置３は、パージポンプ１４、パージバルブ１５、ＣＣＶ１２０、内部ポンプ１２１のそれぞれのアクチュエータに接続され、これらの作動を制御する。

制御装置３は、パージポンプ１４のモータに接続され、内燃機関２の運転、停止に関係なく、モータを駆動してパージポンプ１４の運転、停止を制御することができる。制御装置３は、内部ポンプ１２１のモータに接続され、内燃機関２の運転、停止に関係なく、このモータを駆動して内部ポンプ１２１の運転、停止を制御することができる。制御装置３の入力ポートには、内燃機関２の回転数、吸入空気量、冷却水温度、圧力センサ１１による燃料タンク１０の内部圧力に対応する信号等が入力される。

キャニスタ１３から、吸気マニホールド２０内に吸引された蒸発燃料は、インジェクタ等から内燃機関２に供給される本来の燃焼用燃料と混合されて、内燃機関２のシリンダ内で燃焼される。また、内燃機関２のシリンダ内においては、燃焼用燃料と吸気との混合割合である空燃比が予め定めた所定の空燃比となるように制御される。制御装置３は、パージバルブ１５の開閉時間をデューティ制御することで、蒸発燃料をパージしても所定の空燃比が維持されるように蒸発燃料のパージ量を調節する。

燃料蒸発ガスパージシステム１は、燃料タンク１０で発生した蒸発燃料の大気への放出を防止するシステムであるが、蒸発燃料パージ系に洩れ、孔等が生じたり機器が脱落したりすると洩れ箇所から燃料蒸気が大気に放出されるという懸念がある。また、このような洩れ、孔等の異常が生じても内燃機関２の運転には大きな影響がでないため、車両の運転者はこの異常に気づかないで放置する可能性がある。

そこで、第１実施形態のシステム１では、パージ系通路における異常有無の判定を行い、早期にパージ系の洩れ等の異常発生を検出することができる。図４のフローチャート及び図５のグラフを参照して、異常検出制御を説明する。制御装置３は、図４のフローチャートにしたがった処理を実行する。本フローチャートは、車両の内燃機関２が運転している走行時、停止している駐車時にかかわらず作動する。システム１の異常検出制御は、内燃機関２のオン、オフにかかわらず定期的に実行することができる。

本フローチャートが開始されると、制御装置３は、ステップ１０で電気回路１５１０に電流を供給しない状態にパージバルブ１５を制御する。このときパージバルブ１５は閉状態に制御され、制御装置３は、さらにステップ２０で内部ポンプ１２１の運転を開始する。これにより、燃料タンク１０の内部からパージバルブ１５までの通路が閉じた空間になる。リークチェックが可能な対象通路は、燃料タンク１０の内部からパージバルブ１５までの通路である。対象通路のガスは、内部ポンプ１２１によって外部に排出されるため、燃料タンク１０の内部の圧力は大気圧に対して圧力が低い負圧状態になる。

制御装置３は、この状態を一定時間継続して、対象通路における異常の有無が検出可能な判定可能状態にする。ステップ３０では、制御装置３は、圧力センサ１１によって検出される燃料タンク１０の内圧に係る信号を取得し、異常判定回路３０は、第１の正常条件が成立するか否かを判定する。この第１の正常条件は、判定可能状態において、対象通路に洩れ等の異常がない正常であるか否かを判定するための条件である。

この状態で対象通路に洩れがないと、せき止められた通路の圧力は図５の左半分における正常時の圧力変化のように、内部ポンプ１２１の運転によって大気圧から低下し続けるように変化する。逆に、対象通路に洩れがある場合には、洩れの箇所から外部にガスが排出されるため、検出される圧力は、負圧状態が促進されずに、図５の太い実線で示された「配管リークあり」のように、正常時と比較して低下しないようになる。第１の正常条件は、例えば、単位時間あたりの圧力変化（圧力変化率）が予め定めた所定変化率以上である場合に、成立するものとする。したがって、異常判定回路３０は、圧力変化率が所定値未満である場合には異常があると判定し、圧力変化率が所定変化率以上である場合には正常であると判定する。

異常判定回路３０がステップ３０で第１の正常条件が成立していないと判定すると、ステップ３５で、対象通路が異常状態であることを表示し、今回の異常検出制御を終了する。終了後、所定時間が経過すれば、再びステップ１０を開始する。このようにシステム１の異常検出制御は、内燃機関２が運転しているか否かにかかわらず、所定時間間隔で実行される。

ステップ３５の異常表示は、対象通路に異常があることを示すように、所定のランプを点灯または点滅することで実施したり、所定の画面に異常表示をしたりすることで実施する。また、この異常表示は、警報音や異常を報知する音声を発生することにより代用することもできる。

異常判定回路３０がステップ３０で第１の正常条件が成立していると判定すると、今回の判定結果は正常であるため、ステップ４０で正常判定処理を実行する。制御装置３は、次に弁装置の一例であるパージバルブ１５が脱落状態であるか否かを判定すべく、ステップ５０で電気回路１５１０に電流を供給する通電状態にパージバルブ１５を制御し、さらにステップ６０で内部ポンプ１２１の運転を停止する。これにより、燃料タンク１０の内部から吸気通路までが連通するようになる。

制御装置３は、この状態を一定時間継続して、パージバルブ１５、すなわち弁装置における異常の有無が検出可能な判定可能状態にする。ステップ７０では、制御装置３は、圧力センサ１１によって燃料タンク１０の内圧に相当する第２圧力値を取得し、異常判定回路３０は、ステップ６０の実施前の第１圧力値と第２圧力値とを比較して第２の正常条件が成立するか否かを判定する。この第２の正常条件は、判定可能状態において、弁装置に脱落等の異常がない正常であるか否かを判定するための条件である。弁装置に異常がある場合とは、弁装置が吸気管２２から脱落して、電気回路１５１０が開いた非導通状態になった場合、コネクタ１５７が外れた場合、その他電気回路に異常が発生して非通電状態である場合がある。

この状態で弁装置に異常がないと、燃料タンク１０内の圧力は図５の右半分における正常時の圧力変化のように、ステップ４０で正常判定処理を実行した時点での第１圧力値に対して、第２圧力値が急激に上昇して大気圧に近づくように変化する。この急激な変化の度合いは、使用する弁装置であるパージバルブ１５の特性にしたがって決まる。逆に、弁装置に外れ等の異常がある場合には、弁装置が通路を閉じる状態であるため、対象通路がせき止められたままである。このため、検出されるタンク内の圧力である第２圧力値は、図５の太い破線で示された「バルブ外れあり」のように、第１圧力値と同等であるか、第１圧力値から大きく変化しないようになる。第２の正常条件は、第２圧力値が第１圧力値に対して大きく変化しない場合に成立するものとする。したがって、異常判定回路３０は、第２圧力値が第１圧力値に対して所定値以上大きく変化した場合には異常があると判定し、所定値未満の変化量である場合には正常であると判定する。

異常判定回路３０がステップ７０で第２の正常条件が成立していないと判定すると、ステップ７５で、前述のステップ３５と同様に異常状態であることを表示し、今回の異常検出制御を一旦終了する。

異常判定回路３０がステップ７０で第２の正常条件が成立していると判定すると、ステップ８０で、弁装置に異常がない旨の正常判定処理を実行する。次に制御装置３は、ステップ９０で電気回路１５１０に電流を供給しない状態にパージバルブ１５を制御して吸気通路への蒸発燃料の供給を停止する状態にし、パージバルブ１５に対する通電を遮断するように異常検出制御を一旦終了する。

この異常検出制御は、走行時、駐車時のいずれにおいても実施することができるが、駐車時に実行することが好ましい。駐車時は、エンジンが停止しているため、明確な圧力変化を検出しやすいからである。また、リークチェック時はパージ処理ができないため、駐車時に異常検出制御を実施することがシステム１の運転効率の観点からも有益である。

次に、第１実施形態の燃料蒸発ガスパージシステム１がもたらす作用効果について説明する。システム１は、燃料タンク１０、キャニスタ１３、内燃機関２の吸気通路を形成する通路形成部材、キャニスタ１３内の蒸発燃料をパージ通路１７を通じて吸気通路へ向けて送るパージポンプ１４、弁装置、電気回路１５１０、及びスイッチ部１５１１を備える。弁装置は、蒸発燃料が吸気通路に流入することを許可する許可状態と阻止する阻止状態とに切り換える弁体１５２を有し、通路形成部材に装着されて、パージポンプ１４によって送られた蒸発燃料の流れを制御する。電気回路１５１０は、弁装置に設けられて通電によって電磁力を発生する電気回路であって、電磁力を発生しない阻止状態と電磁力を発生する許可状態とに弁体１５２を駆動可能な回路である。スイッチ部１５１１は、通路形成部材に弁装置が装着された状態で電気回路１５１０を閉じる導通状態に設定し、弁装置が通路形成部材から脱落した状態で電気回路１５１０を開く非導通状態に設定する電気接点部を構成する。

また、電気回路１５１０は、弁装置に設けられて通電によって弁体１５２を駆動する駆動力を発生する電気回路であればよい。したがって、電気回路１５１０は、駆動力を発生しない阻止状態と駆動力を発生する許可状態とに弁体１５２を駆動可能である。例えば、この駆動力は、ソレノイド部による電磁力だけでなく、例えば、モータによって弁体１５２を駆動させる力で構成してもよい。

このようなシステム１によれば、弁装置が通路形成部材に装着されている場合は、スイッチ部１５１１によって電気回路１５１０が導通状態に設定されるので、電気回路１５１０に通電すると弁体１５２を許可状態に切り換えることができる。さらに、弁装置が通路形成部材から脱落している場合は、スイッチ部１５１１によって電気回路１５１０が非導通状態に設定されるので、電気回路１５１０に通電しても弁体１５２は阻止状態に切り換えられる。これにより、例えば内燃機関２の吸気通路に対して弁装置が脱落した場合でも、キャニスタ１３側からの蒸発燃料が弁装置によって閉じ込められるので、蒸発燃料が脱落部位から外部に洩れ出すことを回避できる。これによれば、弁装置が脱落等した場合に、蒸発燃料が外部に洩れ出すことを抑制できる燃料蒸発ガスパージシステム１を提供できる。

また、システム１は、内部ポンプ１２１の作動及び弁装置の電気回路１５１０に対する通電を制御する制御装置３を備える。制御装置３は、所定時間、電気回路１５１０に対する通電を実施しない状態で内部ポンプ１２１を運転した後、燃料タンク１０の内部及び給油口から弁装置に至るまでの通路に含まれる所定箇所の圧力である第１圧力値を検出する。制御装置３は、次に内部ポンプ１２１の運転停止及び電気回路１５１０に対する通電を実施して前述の所定箇所の圧力である第２圧力値を検出する。制御装置３は、第２圧力値が第１圧力値に対して急激に変化しない値である場合には、弁装置が異常状態であると判定する。

このシステム１によれば、通電を停止して弁装置を閉じた状態で内部ポンプ１２１を運転して検出される第１圧力値と、その後通電し内部ポンプ１２１を停止した状態で検出される第２圧力値と、を用いて弁装置が脱落等の異常状態であるか否かを検出できる。第１圧力値は弁装置が閉のときに内部ポンプ１２１を運転した状態の検出値であり、第２圧力値は弁装置を開に設定したときに内部ポンプ１２１を停止した状態の検出値である。弁装置に異常がない正常時であれば、閉じ込められていた蒸発燃料は、開状態である弁装置を通過して吸気通路へ移動可能であるため、第２圧力値は大気圧に急激に近づく値である。

さらに弁装置が脱落等している異常時は、開状態に設定したはずの弁装置が実際は閉状態になるため、依然として蒸発燃料は弁装置によって閉じられた通路に閉じ込められている。これにより、制御装置３は第２圧力値が第１圧力値とあまり変わらない値である場合には、弁装置が異常状態であることを適正に検出できる。システム１によれば、弁装置の異常状態検出について誤検出を抑制することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態に係る燃料蒸発ガスパージシステムの弁装置について図６及び図７を参照して説明する。各図において、第１実施形態と同様の構成であるものは同一の符号を付し、同様の作用、効果を奏するものである。第２実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、第１実施形態と同様であり、以下、前述の実施形態と異なる点についてのみ説明する。また、第２実施形態において前述の実施形態と同様の構成を有するものは、前述の実施形態で説明した同様の作用、効果を奏するものとする。

図６に示すように、第２実施形態の弁装置であるパージバルブ１１５は、スイッチ部２２１に関わる構成が第１実施形態と相違する。電気回路１５１０の接点用端子１５１０ａは、外部からの電流が供給される電線と結線するためのスイッチ部２２１に接続されている。この電気回路１５１０には、スイッチ部２２１から延びる電線を介して通電が行われる。スイッチ部２２１は、吸気管２２、つまり通路形成部材の内部に設置されている。接点用端子１５１０ａを内蔵するコネクタ１５８が通路形成部材の内部に入り込むように設置されることにより、接点用端子１５１０ａがスイッチ部２２１に接触して電気回路１５１０が閉じる導通状態になる。さらに電線は、スイッチ部２２１とともに吸気管２２の内部に設置される構成でもよい。したがって、接点用端子１５１０ａは、吸気管２２に設けられたスイッチ部２２１によって、導通状態と電気回路１５１０が開く非導通状態とのいずれかの状態に設定される。

図６に図示するように弁装置が吸気管２２に適正に装着された状態では、スイッチ部２２１が接点用端子１５１０ａに接触して電気回路１５１０の導通状態を構成する。このとき、電気回路１５１０は、スイッチ部２２１から延びる電線を介して通電状態になり、電磁コイル１５１が電磁力を発生し、電磁力により弁体１５２が駆動されて燃料供給用通路１５３を開く。

図７に図示するように、固定部１５６による固定力が適正に働かず、弁装置が吸気管２２から脱落した状態では、スイッチ部２２１と接点用端子１５１０ａとが離れる。この場合、電気回路１５１０が開いた回路になり、非導通状態を構成し、電気回路１５１０には電流が流れないので、電磁力が発生せず、弁体１５２は燃料供給用通路１５３を閉じたままである。このように弁装置が吸気管２２から脱落した状態では、弁体１５２が閉状態のため弁装置の内部で蒸発燃料がせき止められ、燃料タンク１０の内部から弁装置の内部までが閉じられた通路を構成する。

（第３実施形態）
第３実施形態に係る燃料蒸発ガスパージシステムの異常検出制御について図８を参照して説明する。第３実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については、前述の実施形態と同様であり、以下、前述の実施形態と異なる点についてのみ説明する。また、第３実施形態において前述の実施形態と同様の構成を有するものは、前述の実施形態で説明した同様の作用、効果を奏するものとする。

第３実施形態で説明する異常検出制御は、第１実施形態の制御に対して、リークチェックのための処理として最初から弁装置に電流を供給してポンプを運転する点が相違する。

本フローチャートが開始されると、制御装置３は、ステップ１００で電気回路１５１０に電流を供給する状態にパージバルブ１５を制御する。さらに制御装置３は、ステップ１１０で内部ポンプ１２１の運転を開始する。制御装置３は、この状態を一定時間継続してからステップ１３０で圧力センサ１１によって検出される燃料タンク１０の内圧に係る信号を取得し、異常判定回路３０は、正常条件が成立するか否かを判定する。この正常条件は、対象通路に洩れ等の異常がない正常であるか否かを判定するための条件である。

この状態で対象通路に洩れ等がなく正常であれば、燃料タンク１０の内部から吸気通路までが連通するため、検出されるタンクの内圧は大気圧に対してわずかに正圧側か負圧側に振れる程度の値を示す。正圧側に振れる場合は対象通路のガスを燃料タンク１０に向けて送るように内部ポンプ１２１を制御する場合であり、負圧側に振れる場合は対象通路のガスを吸気通路に向けて送るように内部ポンプ１２１を制御する場合である。逆に、弁装置に外れ等の異常がある場合には、弁装置が通路を閉じるため、対象通路がせき止められて、検出されるタンクの内圧は大気圧に対して正圧側か負圧側に大きく振れる値を示す。したがって、異常判定回路３０は、検出される圧力値が大気圧に対して大きく変化した場合には異常があると判定し、変化量が小さい場合には正常であると判定する。

異常判定回路３０がステップ１３０で正常条件が成立していないと判定すると、ステップ１３５で、弁装置が異常状態であることを表示し、今回の異常検出制御を終了する。終了後、所定時間が経過すれば、再びステップ１００を開始する。ステップ１３５の異常表示は、第１実施形態のステップ３５における以上表示と同様の形態で実施することができる。

異常判定回路３０がステップ１３０で正常条件が成立していると判定すると、今回の判定結果は正常であるため、ステップ１４０で正常判定処理を実行する。次に制御装置３は、ステップ１５０で電気回路１５１０に電流を供給しない状態にパージバルブ１５を制御して吸気通路への蒸発燃料の供給を停止する状態にし、パージバルブ１５に対する通電を遮断するように異常検出制御を一旦終了する。

第３実施形態のシステム１によれば、制御装置３は、電気回路１５１０に対する通電を実施する。さらに制御装置３は内部ポンプ１２１を運転した後、燃料タンク１０の内部及び給油口から弁装置に至るまでの通路に含まれる所定箇所の圧力を検出して得られる圧力値が大気圧から急激に変化しない値である場合には、弁装置が異常状態であると判定する。

この制御によれば、電気回路１５１０への通電を実施し内部ポンプ１２１を運転して検出される圧力値を用いて弁装置が脱落等の異常状態であるか否かを検出できる。弁装置に異常がない正常時であれば、閉じ込められていた蒸発燃料は、開状態である弁装置を通過して吸気通路へ移動可能であるため、圧力値は大気圧に近い値である。さらに弁装置が脱落等している異常時は、開状態に設定したはずの弁装置が実際は閉状態になるため、蒸発燃料は弁装置によって閉じられた通路に閉じ込められている。この状態で内部ポンプ１２１を運転すると、制御装置３は検出された圧力値が大気圧から大きく変化する場合には、弁装置が異常状態であることを適正に検出できる。

（他の実施形態）
この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品、要素の組み合わせに限定されず、種々変形して実施することが可能である。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品、要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品、要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示される技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。

前述の実施形態において、圧力センサ１１は、燃料タンク１０の内部及び給油口から弁装置であるパージバルブ１５に至るまでの通路に含まれる所定箇所の圧力を検出する装置の一例である。したがって、所定箇所の圧力は、パージ通路１７やベーパ通路１６に設けられたセンサによって検出するように構成してもよい。

前述の実施形態では、吸気管２２に装着する弁装置として、パージバルブ１５を採用しているが、この弁装置は内燃機関２の吸気通路に通じる通路を開く全開状態と閉じる全閉状態とに切り換え可能な弁を有する装置であればよい。例えば、弁装置は、全開状態と閉じる全閉状態とに切り換え可能な開閉弁であればよく、通路の開度を調整可能なパージバルブ１５はこの弁装置よりもキャニスタ１３寄りに設けるようにしてもよい。また、吸気管２２に装着する弁装置は、内部にパージポンプ１４やパージバルブ１５を有する構成であってもよい。また、前述の実施形態において、システム１は、過給器やスロットルバルブを備えない構成でもよい。

第１実施形態の異常検出制御は、以下のように実施することもできる。図４のステップ２０における内部ポンプ１２１は、外部にガスを放出するように運転されるが、外部からパージ通路にガスを取り入れるように運転してもよい。この場合、図５に示す圧力変化は、以下のようになる。対象通路に洩れがないと、図５の左半分における正常時の圧力変化は、内部ポンプ１２１の運転によって大気圧から上昇するように変化する。逆に、対象通路に洩れがある場合には、検出される圧力は、正圧状態が促進されずに、正常時のように大きく上昇しないようになる。さらに、弁装置に異常がない場合は、図５の右半分における正常時の圧力変化はステップ４０で正常判定処理を実行した時点での第１圧力値に対して、第２圧力値が急激に低下して大気圧に近づくように変化する。逆に、弁装置に外れ等の異常がある場合には、第２圧力値は、第１圧力値と同等であるか、第１圧力値から大きく変化しないようになる。

また、第１実施形態の異常検出制御は、以下のように実施することもできる。図４のステップ２０やステップ６０において制御する内部ポンプ１２１を、パージポンプ１４に置き換えるようにして実施することもできる。この場合、ＣＣＶ１２０を閉じ、電気回路１５１０に電流を供給する状態にパージバルブ１５を制御してから、パージポンプ１４の運転を開始する。所定時間、パージポンプ１４の運転を継続し、制御装置３は、圧力センサ１１によって検出される燃料タンク１０の内圧に係る信号を取得する。異常判定回路３０は、取得した圧力値が大気圧に対して大きく変化した場合には、パージバルブ１５が正常に開状態に制御されていると判定する。異常判定回路３０は、取得した圧力値が大気圧に対して大きく変化しない場合には、パージバルブ１５が開状態に制御されていない状態、例えばパージバルブ１５が吸気管２２から脱落した状態であると判定する。

また、吸気通路に向けてガスを送るようにパージポンプ１４を制御している場合には、前述の取得した圧力値は正常時に大気圧よりも低い負圧になる。燃料タンク１０に向けてガスを送るようにパージポンプ１４を制御している場合には、前述の取得した圧力値は正常時に大気圧よりも高い正圧になる。

したがって、制御装置３は、所定時間、電気回路１５１０に対する通電を実施した状態でパージポンプ１４を運転した後、燃料タンク１０の内部及び給油口から弁装置に至るまでの通路に含まれる所定箇所の圧力値を検出する。制御装置３は、この圧力値が大気圧に対して大きく変化しない値である場合には、弁装置が異常状態であると判定する。

このシステム１によれば、通電して弁装置を開いた状態でパージポンプ１４を運転して検出される圧力値を用いて弁装置が脱落等の異常状態であるか否かを検出できる。弁装置に異常がない正常時であれば、対象通路のガスは、開状態である弁装置を通過して吸気通路へ移動可能であるため、圧力値は大気圧に対して明らかに変化する。

一方、弁装置が脱落等している異常時は、開状態に設定したはずの弁装置が実際は閉状態になるため、対象通路のガスは弁装置によって閉じられた通路に閉じ込められている。これにより、制御装置３は、検出した圧力値が大気圧とあまり変わらない値である場合には、弁装置が異常状態であることを適正に検出できる。このシステム１によれば、弁装置の異常状態検出について誤検出を抑制することができる。

第３実施形態の異常検出制御は、以下のように実施することもできる。図８のステップ１１０における内部ポンプ１２１は、外部にガスを放出するように運転されるが、外部からパージ通路にガスを取り入れるように運転してもよい。

第１実施形態の異常検出制御は、以下のように実施することもできる。例えば、制御装置３は、車両のエンジンＥＣＵからパージＯＮ状態を示す信号を取得できるか否かによって弁装置が正常か否かを検出することができる。また制御装置３は、電気回路１５１０に電流を供給した時の通電状態をチェックすることによっても実施することができる。例えば、制御装置３は、パージバルブ１５をデューティ制御した時に発生する圧力脈動を検出し、この圧力脈動を用いて弁装置が正常か否かを検出することができる。また、制御装置３は、通電電流値を検出し、この電流値を用いて弁装置が正常か否かを検出することができる。また制御装置３は、パージバルブ１５をデューティ制御した時の空燃比を検出し、この空燃費の変化を用いて弁装置が正常か否かを検出することができる。

２…内燃機関
１０…燃料タンク
１３…キャニスタ
１４…パージポンプ
１５…パージバルブ（弁装置）
１７…パージ通路
２２…吸気管（通路形成部材）
１５２…弁体
２２１，１５１１…スイッチ部
１５１０…電気回路

Claims (4)

1. 燃料を貯留する燃料タンク（１０）と、
   前記燃料タンク内で発生する燃料蒸発ガスが取り込まれると蒸発燃料を吸着し、当該吸着した蒸発燃料を離脱可能なキャニスタ（１３）と、
   前記キャニスタから離脱された蒸発燃料と燃焼用燃料とを混合して燃焼する内燃機関（２）の吸気通路を形成する通路形成部材（２２）と、
   前記キャニスタ内の蒸発燃料をパージ通路（１７）を通じて前記吸気通路へ向けて送るパージポンプ（１４）と、
   蒸発燃料が前記吸気通路に流入することを許可する許可状態と阻止する阻止状態とに切り換える弁体（１５２）を有し、前記通路形成部材に装着されて、前記パージポンプによって送られた蒸発燃料の流れを制御する弁装置（１５）と、
   前記弁装置に設けられて通電によって前記弁体を駆動する駆動力を発生する電気回路であって、前記駆動力を発生しない前記阻止状態と前記駆動力を発生する前記許可状態とに前記弁体を駆動可能な電気回路（１５１０）と、
   前記通路形成部材に前記弁装置が装着された状態で前記電気回路を閉じる導通状態に設定し、前記弁装置が前記通路形成部材から脱落した状態で前記電気回路を開く非導通状態に設定する電気接点部を構成するスイッチ部（１５１１；２２１）と、
   を備える燃料蒸発ガスパージシステム。
2. 前記キャニスタに一体に設けられて、大気に対してガスを放出する、または大気を吸入する内部ポンプ（１２１）と、前記内部ポンプの作動及び前記電気回路に対する通電を制御する制御装置（３）と、を備え、
   前記制御装置は、
   所定時間、前記電気回路に対する通電を実施しない状態で前記内部ポンプを運転した後、前記燃料タンクの内部及び給油口から前記弁装置に至るまでの通路に含まれる所定箇所の圧力を検出して得られる第１圧力値と、次に前記内部ポンプの運転停止及び前記電気回路に対する通電を実施して前記燃料タンクの内部圧力を検出して得られる第２圧力値と、を比較し、
   前記第２圧力値が前記第１圧力値から急激に変化しない値である場合には、前記弁装置が異常状態であると判定する請求項１に記載の燃料蒸発ガスパージシステム。
3. 前記パージポンプの作動及び前記電気回路に対する通電を制御する制御装置（３）を備え、
   前記制御装置は、
   所定時間、前記電気回路に対する通電を実施した状態で前記パージポンプを運転した後、前記燃料タンクの内部及び給油口から前記弁装置に至るまでの通路に含まれる所定箇所の圧力値を求め、
   前記圧力値が大気圧に対して大きく変化しない値である場合には、前記弁装置が異常状態であると判定する請求項１に記載の燃料蒸発ガスパージシステム。
4. 前記キャニスタに一体に設けられて、大気に対してガスを放出する、または大気を吸入する内部ポンプ（１２１）と、前記内部ポンプの作動及び前記電気回路に対する通電を制御する制御装置（３）と、を備え、
   前記制御装置は、前記電気回路に対する通電を実施し、さらに前記内部ポンプを運転したとき、前記燃料タンクの内部及び給油口から前記弁装置に至るまでの通路に含まれる所定箇所の圧力を検出して得られる圧力値が大気圧から変化する値である場合には、前記弁装置が異常状態であると判定する請求項１に記載の燃料蒸発ガスパージシステム。

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