JP3156699B2 - 内燃機関の燃料タンク系の気密チェック装置 - Google Patents

内燃機関の燃料タンク系の気密チェック装置

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康規 小林
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の燃料タンク
系の気密不良を検査する内燃機関の燃料タンク系の気密
チェック装置に関する。
【0002】
【従来の技術】実開平2−26754号公報は、燃料タ
ンクに連通するキャニスタとエンジンの吸気管とを連通
するパージ管の負圧を検出し、このパージ管負圧と吸気
管負圧とを比較し、パージ管の負圧が吸気管の負圧に比
べて比較的小さい場合に燃料タンク系のパージ異常(気
密不良)と判定している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、吸気管
負圧はエンジン回転の影響で変動が大きく、パージ管負
圧はこの変動に追従するが、パージ管は大容積の燃料タ
ンクに連通しているので、吸気管負圧の変動に伴うパー
ジ管負圧の変化は燃料タンクの大容積により抑制かつ遅
延させられる。その結果、この追従遅れが誤判定を招く
場合が生じた。
【0004】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、燃料タンク系の気密レベルの高精度の判定が可能
な内燃機関の燃料タンク系の気密チェック装置を提供す
ることをその目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の装置は、燃料タ
ンク系からエンジンの吸気管への吸気を規制するパージ
制御弁と、前記燃料タンク系に設けられ、蒸発燃料を蓄
えるキャニスタと、前記キャニスタと大気とを連通/遮
断するキャニスタ閉鎖用弁と、前記燃料タンク系の気密
レベルの良否を判定する判定手段とを備え、前記判定手
段は、前記キャニスタ閉鎖用弁を閉弁した後、前記パー
ジ制御弁を徐々に開弁して前記燃料タンク系に負圧を導
入するとともに、前記燃料タンク系の圧力が所定値に達
した時、前記パージ制御弁を閉弁して前記燃料タンク系
を密閉し、密閉した時の圧力に基づいて前記燃料タンク
系の気密レベルの良否を判定することを特徴としてい
る。
【0006】
【作用】パージ制御弁は燃料タンク系からエンジンの吸
気管への吸気を規制し、キャニスタは前記燃料タンク系
に設けられており、蒸発燃料を蓄える。キャニスタ閉鎖
用弁は前記キャニスタと大気とを連通/遮断する。ま
た、判定手段は前記燃料タンク系の気密レベルの良否を
判定する。更に前記判定手段は、前記キャニスタ閉鎖用
弁を閉弁した後、前記パージ制御弁を徐々に開弁して前
記燃料タンク系に負圧を導入するとともに、前記燃料タ
ンク系の圧力が所定値に達した時、前記パージ制御弁を
閉弁して前記燃料タンク系を密閉し、密閉した時の圧力
に基づいて前記燃料タンク系の気密レベルの良否を判定
する。
【0007】
【発明の効果】以上説明したように本発明の気密チェッ
ク装置は、前記キャニスタ閉鎖用弁を閉弁した後、前記
パージ制御弁を徐々に開弁して前記燃料タンク系に負圧
を導入するとともに、前記燃料タンク系の圧力が所定値
に達した時、前記パージ制御弁を閉弁して前記燃料タン
ク系を密閉し、密閉した時の圧力に基づいて前記燃料タ
ンク系の気密レベルの良否を判定するので、高精度の気
密不良判定が実現できる。
【0008】
【実施例】(実施例1)以下、本発明の一実施例を図1
を参照して説明する。燃料タンク1はエンジンのインテ
ークマニホルド2に図示しない燃料ポンプを通じて燃料
を供給しており、また燃料タンク1はキャニスタ3にキ
ャニスタ連通管4を通じて燃料蒸気流通可能に連通して
いる。キャニスタ3はキャニスタ閉鎖用の電磁弁5をも
つ大気連通管6を通じてエアクリーナ7(ほぼ大気圧と
みなせる)に連通し、またキャニスタ3は燃料タンク系
パージ用の電磁弁8をもつパージ管9を通じてインテー
クマニホルド2のスロットル弁下流側に連通している。
【0009】更にパージ管9の電磁弁8より上流側と大
気連通管6の電磁弁5より上流側とはリーク管10を通
じて連通している。リーク管10には規定のリーク抵抗
を与えるオリフィス11と、このリーク管10のリーク
を開閉するリーク制御用の電磁弁12が直列に配設され
ている。更に、キャニスタ連通管4に圧力センサ13が
装着されている。14はエンジンコントロールユニット
(ECU)である。
【0010】ここで、電磁弁5は常開であってエアクリ
ーナ7とキャニスタ3とを連通し、電磁弁8は常閉であ
って本発明でいうパージ制御弁手段を構成し、オリフィ
ス11はオリフィス手段を構成し、電磁弁12は常閉で
あって本発明でいうリーク制御弁手段を構成し、圧力セ
ンサ13は本発明でいう圧力検出手段を構成し、ECU
14は本発明でいう判定手段を構成している。なお、キ
ャニスタ3は樹脂または金属ケ−ス内に活性炭を内蔵
し、燃料タンク1より発生した燃料蒸気を車外へ出さな
いよう一時的に燃料蒸気を蓄える燃料蒸気収集装置であ
る。オリフィス11の直径はそのリーク量が検査時に許
容漏れ値となるようにしてある。もちろん、オリフィス
11と電磁弁12とを一体構成したり共用したりしても
よい。
【0011】次に、ECU14により実行される図2の
フローチャート及び図3のタイミングチャートを参照し
て上記装置の作動を説明する。なお、最初には電磁弁5
は開、電磁弁8、12は閉となっている。まず、電磁弁
5を全閉とし(100)、電磁弁8をPWM制御により
徐々に平均デュ−ティ比を増加していく(102)。す
ると、吸気管2の吸引により燃料タンク1、キャニスタ
連通管4及び各電磁弁5、8、12で閉鎖された空間
(以下、被測定空間という)の圧力が低下するので、被
測定空間の負圧が所定値Poになったかどうかを調べ
(104)、なったら電磁弁8を全閉とし(106)、
この測定が最初かどうかを調べ(108)、この場合は
最初であるのでステップ110を迂回しステップ112
に進む。
【0012】ステップ112では電磁弁8閉時点から所
定時間Δt待機し、その後、被測定空間の負圧Pxを測
定し(114)、圧力増加量ΔP1=Px−Poを算出
する(116)。もし燃料タンク系すなわち本発明でい
う燃料タンク系のリークが大きければ、圧力増加量ΔP
は大きくなる。次に上記測定が最初かどうかを調べ(1
18)、この場合は最初であるのでステップ102にリ
ターンし、再度上記ルーチンを繰り返す。ただし今度は
ステップ110に進んで電磁弁12を開き、オリフィス
11で決定されるリーク量でリークを発生させ、ステッ
プ116でオリフィス11リーク状態での圧力増加量Δ
P2を求める。
【0013】こうしてステップ118に達するとステッ
プ120に進み、オリフィス11リーク時の圧力増加量
ΔP2がオリフィス11非リーク時の圧力増加量ΔP1
の所定倍(ここでは2倍)を超えるかどうかを調べる。
なお、圧力増加量ΔP2が圧力増加量ΔP1の2倍に等
しいということはオリフィス11のリーク量とその他の
リーク量とが等しいことを意味している。オリフィス1
1のリーク量は予め許容リーク量に等しく設定してある
ので、ΔP2がΔP1の2倍を超えれば燃料タンク系の
気密不良として異常を表示し(124)、そうでなけれ
ば正常を表示する(126)。
【0014】最後に各電磁弁を元の状態に復帰して(1
26)、測定を終了する。次に、燃料タンク系の容積変
化Vとリークに伴う内部圧力Pの変化との関係について
説明する。ただし、P0 =初期圧力、Kは比例定数であ
って、d2 /Vに比例する。dはオリフィス11の直径
である。
【0015】P=K2 (t−(P0 /K2 0.5 2 従ってその微分値は、 dP/dt=2K2 (t−(P0 /K2 0.5 ) t=0の時点では、 dP/dt(t=0) =−2KP0 0.5 =α×d2 0 0.5 /V (1) ここで、オリフィス11閉時の圧力変化(微分値)A
は、(1)式より A∝dx 2 0 0.5 /V (2) dxは燃料タンク系からの洩れに相当するオリフィス径
とする。オリフィス11開時の圧力変化(微分値)B
は、同じく(1)式より B∝(dx 2 +d1 2 )P0 0.5 /V (3) となる。d1 はオリフィス11の直径とする。したがっ
て、 A/B=dx2 /(dx2 +d1 2 ) したがって、燃料タンク系からの洩れに相当するオリフ
ィス径dxは、 dx =(A/(B−A))0.5 ×dx となる。
【0016】ここで例えばd1 は所定の許容リーク量に
相当するオリフィス径であり、A/Bにより、d1 を基
準としてdx を決定することができる。なお、この実施
例ではBがAの2倍を超えるかどうかにより簡便に判定
を行っている。図4にこの実施例装置の具体的構成を示
す。この図の態様では各電磁弁5、8、12をキャニス
タ3の上面に一体配設しているので装置構成がコンパク
トとなり、配管接続、取り回しが容易となる。
【0017】以上によりタンク燃料残留量を測定するこ
となく燃料タンク系の気密チェックを高精度かつ速やか
にに実施できることを説明した。なお本実施例では、圧
力変化の微分値が分かれば洩れ判定が可能であることか
ら、測定時間の短縮も可能である。また本実施例では、
電磁弁5又は8を全閉した状態で上記圧力増加量ΔPを
計測しているが、電磁弁5又は8が多少開いていても圧
力増加量ΔPが増大又は減少するものの測定は可能であ
る。
【0018】更にオリフィス11と電磁弁12とを一体
化することも可能であり、例えば電磁弁12の出口部又
は入口部に所定断面積のオリフィス11を形成すればよ
い。 (実施例2)他の実施例を図5に示すタイミングチャー
トで説明する。この実施例は図2に示すフローチャート
において、最初にステップ118に達した後、ステップ
102にリターンせずに、ただちにステップ110にリ
ターンするものである。このように連続して測定すれば
測定時間の短縮を図れる。なお、上記各実施例において
最初に電磁弁12開状態での測定を行い、2回目に電磁
弁12閉状態での測定を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の装置の一実施例を示すブロック配管
図、
【図2】図1の装置の動作を示すフローチャート、
【図3】電磁弁の状態と燃料タンク系の圧力変化を示す
タイミングチャート、
【図4】図1の装置の具体的構成例を示す断面図、
【図5】他の実施例を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
1は燃料タンク、2はインテークマニホルド、8は電磁
弁、11はオリフィス、12は電磁弁、13は圧力セン
サ、14はECU
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−180101(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02M 25/08 F02B 77/08 G01M 3/26 G01M 15/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃料タンク系からエンジンの吸気管への
    吸気を規制するパージ制御弁と、 前記燃料タンク系に設けられ、蒸発燃料を蓄えるキャニ
    スタと、 前記キャニスタと大気とを連通/遮断するキャニスタ閉
    鎖用弁と、 前記燃料タンク系の気密レベルの良否を判定する判定手
    段とを備え、 前記判定手段は、前記キャニスタ閉鎖用弁を閉弁した
    後、前記パージ制御弁を徐々に開弁して前記燃料タンク
    系に負圧を導入するとともに、前記燃料タンク系の圧力
    が所定値に達した時、前記パージ制御弁を閉弁して前記
    燃料タンク系を密閉し、密閉した時の圧力に基づいて前
    記燃料タンク系の気密レベルの良否を判定することを特
    徴とする内燃機関の燃料タンク系の気密チェック装置。
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