JP3548032B2 - Leak diagnosis device for evaporative fuel treatment equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用内燃機関の蒸発燃料処理装置のリーク診断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の内燃機関の蒸発燃料処理装置では、燃料タンクで発生する蒸発燃料をキャニスタに導いて一時的に吸着させ、該キャニスタに吸着された蒸発燃料をキャニスタの新気導入口から導入される新気と共にパージ制御弁を介して内燃機関の吸気系に吸入させることによって、蒸発燃料の大気への放散を防止するようにしている(特開平5−215020号等参照) 。
【0003】
ところで、上記装置では、燃料タンクからキャニスタを経てパージ制御弁へ至るパージラインの配管に万一亀裂が生じたり、配管の接合部にシール不良が生じたりすると、蒸発燃料のリークを生じ、本来の放散防止効果を十分に発揮させることができなくなる。
【0004】
そこで、パージラインからの蒸発燃料のリークの有無を診断するリーク診断装置として、以下の方式が考えられた。
前記キャニスタの新気導入口を、大気開放口と電動式エアポンプの吐出口とに選択的に接続する切換弁と、前記エアポンプの吐出口から前記切換弁をバイパスして前記キャニスタの新気導入口に至り、基準口径を有する基準オリフィスが介装されたバイパス通路と、を設けておく。
【0005】
機関停止後に、先ず、エアポンプをONすると共に、切換弁を大気開放口側に切換えて、エアポンプから圧送される空気をバイパス通路の基準オリフィスを経由させた後、切換弁を経て大気開放口より大気に開放した状態で、エアポンプの作動電流値を判定レベルとして計測する。
【0006】
次に、エアポンプをONすると共に、切換弁をエアポンプ側に切換えて、エアポンプから圧送される空気を切換弁を経てキャニスタの新気導入口よりパージラインに供給した状態で、エアポンプの作動電流値をリークレベルとして計測する。そして、このリークレベルを判定レベルと比較して、リークレベルが判定レベルより小さいときに、リーク有りと診断する。
【0007】
この方式によれば、配管に細かな孔が生じた場合のような小量のリーク発生時でも、高精度に診断することができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記方式では、リーク診断によって燃料タンク内が正圧となるので、リーク診断後は、診断後処理として、前記エアポンプをOFFすると共に、前記切換弁を大気開放口側へ切換えて、燃料タンク内の圧力をキャニスタ経由で前記大気開放口より逃がす必要がある。この際、蒸発燃料はキャニスタに吸着し、空気のみを逃がすのである。
【0009】
しかしながら、キャニスタの充填状態によっては、吸着効率が低下しているので、燃料タンク内の圧力をキャニスタ経由で大気開放口より逃がす際の流速が早すぎて、キャニスタにて蒸発燃料を十分に吸着できず、蒸発燃料の大気への放散(ガソリン臭の発生)を招く恐れがあった。
【0010】
本発明は、このような従来の問題点に鑑み、キャニスタの充填状態にかかわらず、診断後処理時の蒸発燃料の大気への放散を確実に防止でき、かつ可及的速やかに燃料タンク内を減圧して大気圧に戻すことができるようにすることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は、燃料タンクからの蒸発燃料を新気導入口を有するキャニスタに導いて一時的に吸着させ、該キャニスタに吸着された蒸発燃料を新気導入口から導入される新気と共にパージ制御弁を介して内燃機関の吸気系に吸入させる蒸発燃料処理装置において、機関停止後に、燃料タンクからキャニスタを経てパージ制御弁に至るパージラインからの蒸発燃料のリークを診断するリーク診断装置であって、前記キャニスタの新気導入口を、大気開放口と電動式エアポンプの吐出口とに選択的に接続する切換弁と、前記エアポンプの吐出口から前記切換弁をバイパスして前記キャニスタの新気導入口に至り、基準口径を有する基準オリフィスが介装されたバイパス通路と、を備えると共に、前記エアポンプをONすると共に、前記切換弁を大気開放口側に切換えて、前記エアポンプから圧送される空気を前記バイパス通路の基準オリフィスを経由させた後、前記切換弁を経て大気開放口より大気に開放した状態で、前記エアポンプの作動電流値を判定レベルとして計測する判定レベル計測手段と、前記エアポンプをONすると共に、前記切換弁をエアポンプ側に切換えて、前記エアポンプから圧送される空気を前記切換弁を経て前記キャニスタの新気導入口より前記パージラインに供給した状態で、前記エアポンプの作動電流値をリークレベルとして計測するリークレベル計測手段と、前記リークレベルと前記判定レベルとを比較して、リークの有無を判定するリーク判定手段と、リーク判定後に、前記エアポンプをOFFすると共に、前記切換弁を大気開放口側へ切換えて、燃料タンク内の圧力を前記大気開放口より逃がす診断後処理手段と、を備えるものであることを前提とする。
【0012】
ここにおいて、請求項1に係る発明では、機関停止直前の前記キャニスタの充填状態を推定するキャニスタ充填状態推定手段と、前記キャニスタの充填状態に応じて、前記診断後処理手段の作動時に、前記切換弁による大気開放口側の開度を制限する大気開放口開度制限手段と、を設けたことを特徴とする。
【0013】
すなわち、キャニスタの充填状態に応じて、診断後処理時(燃料タンク内の圧力を抜く時)の大気開放口側の開度を制限することにより、具体的には、キャニスタ充填量が大のときには、キャニスタの吸着効率が低下しているので、大気開放口側の開度をより小さくして、圧力抜き速度を小さくすることで、キャニスタの吸着効率(吸着速度)が低下している分、キャニスタを通過するガスの速度を遅くして、キャニスタとガスとの触れ合う時間を長くすることによって、蒸発燃料を十分に吸着できるようにする。その一方、キャニスタ充填量が小のときには、キャニスタの吸着効率が高いので、大気開放口側の開度をより大きくして、圧力抜き速度を大きくすることで、一刻も早く燃料タンク内を大気圧に戻すのである。燃料タンク内を正圧状態にしておくことは好ましくないからである。
【0014】
請求項2に係る発明では、前記キャニスタ充填状態推定手段は、機関運転中の所定のパージ条件での空燃比ズレ量を検出する空燃比ズレ量検出手段と、検出された空燃比ズレ量に基づいてキャニスタ充填量を推定するキャニスタ充填量推定手段とを含んで構成されることを特徴とする。
【0015】
請求項3に係る発明では、前記キャニスタ充填状態推定手段は、機関運転中に燃料タンク内の燃温に基づいて蒸発燃料発生量を算出し積算する蒸発燃料発生量積算手段と、機関運転中にパージ条件に基づいて蒸発燃料のパージ量を算出し積算するパージ量積算手段と、蒸発燃料発生量の積算値からパージ量の積算値を減算した値に基づいてキャニスタ充填量を推定するキャニスタ充填量推定手段とを含んで構成されることを特徴とする。
【0016】
請求項4に係る発明では、前記大気開放口開度制限手段は、前記診断後処理手段の作動時に、所定時間、前記切換弁による大気開放口側の開度を前記キャニスタの充填状態に応じた開度に制限するものであることを特徴とする。
【0017】
請求項5に係る発明では、前記大気開放口開度制限手段は、前記所定時間の経過後、前記切換弁による大気開放口側の開度を時間経過と共に増大させて全開状態にするものであることを特徴とする。
【0018】
【発明の効果】
請求項1に係る発明によれば、キャニスタの充填状態に応じて、診断後処理時の切換弁による大気開放口側の開度を制限することにより、燃料タンク内の圧力を抜く際の蒸発燃料の大気への放散を確実に防止できる一方、可及的速やかに燃料タンク内を減圧して大気圧に戻すことができる。より具体的には、キャニスタ充填量が大のときには、キャニスタの吸着効率が低下しているので、大気開放口側の開度をより小さくして、圧力抜き速度を小さくすることで、蒸発燃料を十分に吸着でき、その一方、キャニスタ充填量が小のときには、キャニスタの吸着効率が高いので、大気開放口側の開度をより大きくして、圧力抜き速度を大きくすることで、一刻も早く燃料タンク内を大気圧に戻すことができる。
【0019】
請求項2に係る発明によれば、機関運転中の所定のパージ条件での空燃比ズレ量に基づいてキャニスタ充填量を推定することで、キャニスタの充填状態を的確に推定できる。
【0020】
請求項3に係る発明によれば、機関運転中に燃料タンク内の燃温に基づいて蒸発燃料発生量を算出し積算すると共に、パージ条件に基づいて蒸発燃料のパージ量を算出し積算し、蒸発燃料発生量の積算値からパージ量の積算値を減算した値に基づいてキャニスタ充填量を推定することで、キャニスタの充填状態を的確に推定できる。
【0021】
請求項4に係る発明によれば、診断後処理時に、所定時間、切換弁による大気開放口側の開度をキャニスタの充填状態に応じた開度に制限することにより、前記所定時間の管理で簡単に制御できる。
【0022】
請求項5に係る発明では、前記所定時間の経過後、切換弁による大気開放口側の開度を時間経過と共に増大させて全開状態にすることにより、滑らかに制御できる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図1は本発明の一実施形態を示すシステム図である。
【0024】
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各気筒毎に電磁式の燃料噴射弁4が設けられている。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。
【0025】
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。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。
【0026】
キャニスタ7にはまた、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。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。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。
【0027】
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。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が開き、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。
【0028】
蒸発燃料処理装置のリーク診断装置としては、キャニスタ7の新気導入口9側に、以下の装置が設けられる。
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。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。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。
【0029】
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。
【0030】
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ている。
【0031】
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しこれにより機関回転数を検出可能なクランク角センサ21、吸入空気量を計測するエアフローメータ22、機関排気系にて空燃比を検出する空燃比センサ(広域型酸素センサ)23、車速を検出する車速センサ24、燃料タンク内5の燃温を検出する燃温センサ25、燃料タンク5内の燃料残量(タンク残量)を検出するタンク残量センサ26などが設けられ、更に、エアポンプ13の作動電流値を検出する電流センサ27が設けられている。
【0032】
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。更に、機関停止後に、リーク診断装置をなすエアポンプ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。
【0033】
かかる蒸発燃料処理装置のリーク診断のため、コントロールユニット20には、図2に示すように、判定レベル計測手段、リークレベル計測手段、リーク判定手段、診断後処理手段の他、キャニスタ充填状態推定手段、及び、大気開放口開度制限手段としての機能がソフトウエア的に備えられる。
【0034】
ここで、前記キャニスタ充填状態推定手段は、同じく図2に示すように、空燃比ズレ量検出手段及びキャニスタ充填量推定手段を含んで、又は、蒸発燃料発生量積算手段、パージ量積算手段及びキャニスタ充填量推定手段を含んで、構成される。
【0035】
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について、図3のフローチャートによって説明する。
ステップ1(図にはS1と記す。以下同様)では、機関運転中において、図4又は図5のフローに従って、キャニスタ充填量Qcの推定を行う。この部分がキャニスタ充填状態推定手段に相当する。
【0036】
図4のフローの場合について説明する。
ステップ101では、所定のパージ条件で所定時間以上経過したか否かを判定し、YESの場合にステップ102以降へ進む。ここでいう所定のパージ条件とは、吸入空気量Qaに対し、蒸発燃料のパージ量Qpが所定割合(目標パージ率)になるように、パージ制御弁11の開度を制御する場合に、目標パージ率(Qp/Qa)が、下限側所定値と上限側所定値との間にあることとする。また、ここでいう所定時間とは、そのパージ条件による影響が排気系に及ぶまでの時間とする。
【0037】
ステップ102では、空燃比センサ23の信号に基づいて空燃比(A/F)を検出する。
ステップ103では、目標A/F(14.7)から検出した実A/Fを減算して、リッチ側への空燃比ズレ量ΔA/F=目標A/F−実A/Fを求める。
【0038】
尚、空燃比センサ(広域型酸素センサ)23を有しない場合、すなわち、空燃比のリッチ・リーンのみを検出する通常の酸素センサを用いている場合は、空燃比フィードバック制御のための空燃比フィードバック補正係数αの基準値からの偏差Δαに基づいて、リッチ側への空燃比ズレ量ΔA/Fを求める。
【0039】
ステップ104では、テーブルを参照し、リッチ側への空燃比ズレ量ΔA/Fに基づいて、キャニスタ充填量Qcを推定する。リッチ側への空燃比ズレ量ΔA/Fが0以下であれば、キャニスタ充填量Qcは0と推定でき、リッチ側への空燃比ズレ量ΔA/Fが大きくなる程、キャニスタ充填量Qcが大となると推定できるからである。
【0040】
ステップ105では、キャニスタ充填量Qcの加重平均を算出する。すなわち、ステップ104で最新に推定したキャニスタ充填量をQcnew とすれば、次式により、キャニスタ充填量Qcを更新する。
【0041】
Qc=Qc×(1−K)+Qcnew ×K
Kは加重平均重み付け定数である(0<K<1)。
ここで、ステップ102,103の部分が空燃比ズレ量検出手段に相当し、ステップ104,105の部分がキャニスタ充填量推定手段に相当する。
【0042】
図5のフローの場合について説明する。
ステップ111では、燃温センサ25の信号に基づいて燃温を検出する。
ステップ112では、テーブルを参照し、燃温に基づいて、蒸発燃料発生量Qeを推定する。燃温が例えば10℃以下であれば、蒸発燃料発生量Qeは0と推定でき、燃温が高くなる程、蒸発燃料発生量Qeが多くなると推定できるからである。
【0043】
ステップ113では、次式により、蒸発燃料発生量Qeを積算して、積算値ΣQeを更新する。
ΣQe=ΣQe+Qe
ステップ114では、パージ条件に基づいて、例えば、エアフローメータ22により検出される吸入空気量Qaと、目標パージ率(Qp/Qa)とから、蒸発燃料のパージ量Qpを推定する。
【0044】
ステップ115では、次式により、パージ量Qpを積算して、積算値ΣQpを更新する。
ΣQp=ΣQp+Qp
ステップ116では、テーブルを参照し、蒸発燃料発生量の積算値ΣQeからパージ量の積算値ΣQpを減算した値(ΣQe−ΣQp)に基づいて、キャニスタ充填量Qcを推定する。ΣQe−ΣQpが0以下であれば、キャニスタ充填量Qcは0と推定でき、ΣQe−ΣQpが大きくなる程、キャニスタ充填量Qcが大となると推定できるからである。
【0045】
ここで、ステップ111〜113の部分が蒸発燃料発生量積算手段に相当し、ステップ114,115の部分がパージ量積算手段に相当し、ステップ116の部分がキャニスタ充填量推定手段に相当する。
【0046】
図3に戻って説明を続ける。
ステップ2では、所定の診断実行条件である機関停止後であるか否かを、次の(1)及び(2)の条件が全て成立しているか否かによって判定する。
【0047】
(1)機関回転数≦所定値
(2)車速≦所定値。
機関停止後でない場合、すなわち、機関運転中の場合は、ステップ1へ戻って、キャニスタ充填量Qcの推定を繰り返す。
【0048】
機関停止後の場合は、リーク診断の実行のため、ステップ3以降へ進む。このときに推定されているキャニスタ充填量Qcは機関停止直前の値である。
尚、診断実行条件として、パージ制御弁11について、別途実行される故障診断ルーチンにおいて、故障が無いと診断されていること、燃温≦所定値であること、下限側所定値≦タンク残量≦上限側所定値であることなどを加え、これらの条件が満たされていない場合は、診断をキャンセルするようにするとよい。
【0049】
ステップ3では、パージライン雰囲気の初期化を行う。具体的には、(1) パージ制御弁11を開弁し、(2) 切換弁14をOFFにして大気開放口12側に切換え、(3) エアポンプ13をONにする。そして、この状態を所定時間維持する。
【0050】
このとき、図7に示すように、エアポンプ13によって吸入吐出された空気がバイパス通路15を通って、キャニスタ7の新気導入口9からキャニスタ7内を通り、パージ通路10のパージ制御弁11を経て吸気管3内に流出する。また、一部の空気は、バイパス通路15を通った後、切換弁14を逆流して大気開放口12より大気中に放出される。
【0051】
この結果、パージ通路10内の残圧(負圧) 及び残留ガスが除去される。
次にステップ4では、リーク診断用の判定レベルの計測を行う。具体的には、(1) パージ制御弁11を閉弁し、(2) 切換弁14をOFFにして大気開放口12側に切換え、(3) エアポンプ13をONにする。そして、この状態を所定時間維持する。
【0052】
このとき、図8に示すように、エアポンプ13によって吸入吐出された空気がバイパス通路15(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より大気中に放出される。
【0053】
そして、この状態を所定時間維持後のエアポンプ13の作動電流値を電流センサ27によって計測し、これを判定レベルSLとする。すなわち、エアポンプ13から圧送される空気を基準口径を有する基準オリフィス16を介して大気に開放したときのエアポンプ13の作動電流値を判定レベルSLとして計測する。この部分が判定レベル計測手段に相当する。
【0054】
次にステップ5では、リークレベルの計測を行う。具体的には、(1) パージ制御弁11を閉弁し、(2) 切換弁14をONにしてエアポンプ13側に切換え、(3) エアポンプ13をONにする。そして、この状態を所定時間維持する。
【0055】
このとき、図9に示すように、エアポンプ13によって吸入吐出された空気が切換弁14を経てキャニスタ7の新気導入口9からキャニスタ7内を通り、燃料タンク5からキャニスタ7を経てパージ制御弁11に至るパージライン(6,10)内に流入する。
【0056】
そして、この状態を所定時間維持後のエアポンプ13の作動電流値を電流センサ27によって計測し、これをリークレベルALとする。すなわち、エアポンプ13から圧送される空気をパージラインに供給したときのエアポンプ13の作動電流値をリークレベルALとして計測する。この部分がリークレベル計測手段に相当する。
【0057】
次にステップ6では、前記ステップ5で計測されたリークレベル(作動電流値)ALを、前記ステップ4で計測された判定レベルSLと比較して、蒸発燃料のリーク診断を行う。すなわち、図11を参照し、作動電流値が判定レベルより大きいと判定されたときは、リーク無しと診断するが、作動電流値が判定レベル以下と判定されたときは、リーク有りと診断し、ステップ7で所定の故障コードをセットする。
【0058】
すなわち、エアポンプ13から圧送される空気が基準口径を有する基準オリフィス16を流通するのに要するエアポンプ13の作動電流値に対し、前記リークレベル計測時の作動電流値の方が小さい場合、つまりエアポンプ13の駆動負荷が減少した場合は、パージライン(6,10)中に前記基準口径より大きな孔が開口したのと同等の失陥を生じて、判定レベル以上のリークが発生していると診断し、そうでない場合は、リーク無し(正常) と診断するのである。この部分がリーク判定手段に相当する。
【0059】
最後にステップ8では、診断後処理を、図6のフローに従って、行う。この部分が診断後後処理手段に相当する。
ステップ801では、パージ制御弁11を閉弁する。
【0060】
ステップ802では、エアポンプ13をOFFにする。
ステップ803では、機関停止直前に推定されて記憶保持されているキャニスタ充填量Qcを読込み、テーブルを参照して、切換弁14による大気開放口12側の開度(切換弁開度)を求め、初期設定する。
【0061】
すなわち、キャニスタ充填量Qcが小さい場合は、切換弁14による大気開放口12側の開度(切換弁開度)を大きくし、キャニスタ充填量Qcが大きい程、切換弁14による大気開放口12側の開度(切換弁開度)を小さくする。
【0062】
制御上は、キャニスタ充填量Qcが小さい場合は、切換弁14のONデューティを小さくして、切換弁14による大気開放口12側の開度を大きくし、キャニスタ充填量Qcが大きい程、切換弁14のONデューティを大きくして、切換弁14による大気開放口12側の開度を小さくする。
【0063】
ステップ804では、所定時間経過したか否かを判定し、所定時間経過するまで、前記ステップ803で初期設定した開度に維持する。
このとき、図10に示すように、燃料タンク5内の圧力がキャニスタ7を経由して、切換弁14を通って大気開放口12から逃げ、蒸発燃料はキャニスタ7に吸着され、空気のみが逃げる。
【0064】
特に、キャニスタ7の充填状態に応じて、診断後処理時(燃料タンク5内の圧力を抜く時)の大気開放口12側の開度を制限することにより、具体的には、キャニスタ充填量Qcが大のときには、キャニスタ7の吸着効率が低下しているので、大気開放口12側の開度をより小さくして、圧力抜き速度を小さくすることで、キャニスタ7の吸着効率(吸着速度)が低下している分、キャニスタ7を通過するガスの速度を遅くして、吸着材とガスとの触れ合う時間を長くすることによって、蒸発燃料を確実に吸着する。その一方、キャニスタ充填量Qcが小のときには、キャニスタ7の吸着効率が高いので、大気開放口12側の開度をより大きくして、圧力抜き速度を大きくすることで、一刻も早く燃料タンク5内を減圧して大気圧に戻すのである。
【0065】
所定時間経過した場合は、ステップ805へ進む。
ステップ805では、切換弁14による大気開放口12側の開度(切換弁開度)を漸増させる。すなわち、切換弁14のONデューティを漸減させて、切換弁14による大気開放口12側の開度を漸増させる。
【0066】
ステップ806では、切換弁14による大気開放口12側の開度が全開(切換弁14のONデューティ=0%)になったか否かを判定し、NOの場合はステップ805へ戻り、YESの場合は、処理を終了する。
【0067】
ここで、ステップ803〜806の部分が大気開放口開度制限手段に相当する。
以上のような診断後処理により、特に、図12に示すような切換弁14による大気開放口12側の開度の制御により、燃料タンク5内の圧力を抜く際の蒸発燃料の大気への放散(ガソリン臭の発生)を確実に防止できる一方、可及的速やかに燃料タンク5内を減圧して大気圧に戻すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示すシステム図
【図2】コントロールユニットのリーク診断機能を示すブロック図
【図3】リーク診断のフローチャート
【図4】キャニスタ充填量推定(第1実施形態)の詳細フローチャート
【図5】キャニスタ充填量推定(第2実施形態)の詳細フローチャート
【図6】診断後処理の詳細フローチャート
【図7】パージライン雰囲気初期化時の空気の流れを示す図
【図8】判定レベル計測時の空気の流れを示す図
【図9】リークレベル計測時の空気の流れを示す図
【図10】診断後処理時の空気の流れを示す図
【図11】リークレベル計測時のポンプ作動電流値を示す図
【図12】診断後処理時の開度制御の様子を示す図
【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
15 バイパス通路
16 基準オリフィス
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 空燃比センサ
24 車速センサ
25 燃温センサ
26 タンク残量センサ
27 電流センサ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a leak diagnosis device for an evaporative fuel treatment device for an internal combustion engine for a vehicle.
[0002]
[Prior art]
In a conventional evaporative fuel processing apparatus for an internal combustion engine, evaporative fuel generated in a fuel tank is guided to a canister to be temporarily adsorbed, and the evaporative fuel adsorbed by the canister is supplied to a fresh air introduced from a fresh air inlet of the canister. At the same time, the fuel is sucked into the intake system of the internal combustion engine via the purge control valve to prevent the evaporated fuel from being diffused into the atmosphere (see Japanese Patent Application Laid-Open No. H5-215020).
[0003]
By the way, in the above-mentioned device, if a crack is generated in the pipe of the purge line from the fuel tank to the purge control valve through the canister, or if there is a poor seal at the joint of the pipe, a leak of the evaporated fuel occurs, and The effect of preventing radiation cannot be sufficiently exhibited.
[0004]
Therefore, the following method has been considered as a leak diagnosis device for diagnosing the presence or absence of a leak of fuel vapor from the purge line.
A switching valve for selectively connecting a fresh air introduction port of the canister to an atmosphere opening port and a discharge port of an electric air pump; and a fresh air introduction port of the canister bypassing the switching valve from the discharge port of the air pump. And a bypass passage in which a reference orifice having a reference diameter is interposed.
[0005]
After the engine is stopped, first, the air pump is turned on, and the switching valve is switched to the atmosphere opening port side to allow the air pumped from the air pump to pass through the reference orifice of the bypass passage. , The operating current value of the air pump is measured as a determination level.
[0006]
Next, while the air pump is turned on, the switching valve is switched to the air pump side, and the air pumped from the air pump is supplied to the purge line from the fresh air inlet of the canister via the switching valve, and the operating current value of the air pump is reduced. Measure as leak level. Then, this leak level is compared with the judgment level, and when the leak level is smaller than the judgment level, it is diagnosed that there is a leak.
[0007]
According to this method, diagnosis can be performed with high accuracy even when a small amount of leakage occurs, such as when a fine hole is formed in a pipe.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-mentioned method, since the inside of the fuel tank becomes a positive pressure by the leak diagnosis, after the leak diagnosis, as a post-diagnosis process, the air pump is turned off, and the switching valve is switched to the atmosphere opening port side, so that the fuel tank It is necessary to release the internal pressure from the air opening through the canister. At this time, the evaporated fuel is adsorbed on the canister and only the air is released.
[0009]
However, depending on the filling state of the canister, the adsorption efficiency is reduced, so the flow velocity when releasing the pressure in the fuel tank from the atmosphere opening port via the canister is too fast, and the canister can sufficiently adsorb the evaporated fuel. Therefore, there is a fear that the evaporated fuel may be released to the atmosphere (gasoline odor).
[0010]
In view of such a conventional problem, the present invention can reliably prevent evaporation of evaporated fuel into the atmosphere during post-diagnosis processing, regardless of the filling state of the canister, and fill the fuel tank as quickly as possible. It is an object of the present invention to be able to return to atmospheric pressure by reducing pressure.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is directed to a purge control valve that guides vaporized fuel from a fuel tank to a canister having a fresh air inlet and temporarily absorbs the vaporized fuel and the vaporized fuel adsorbed to the canister together with fresh air introduced from the fresh air inlet. In the evaporative fuel processing device to be sucked into the intake system of the internal combustion engine via the, after the engine is stopped, a leak diagnostic device for diagnosing the leak of the evaporative fuel from the purge line from the fuel tank through the canister to the purge control valve, A switching valve for selectively connecting a fresh air introduction port of the canister to an atmosphere opening port and a discharge port of an electric air pump; and a fresh air introduction port of the canister bypassing the switching valve from the discharge port of the air pump. And a bypass passage in which a reference orifice having a reference diameter is interposed. After switching to the mouth side, the air pumped from the air pump is passed through the reference orifice of the bypass passage, and then the operating current value of the air pump is determined in a state where the air is opened to the atmosphere from the atmosphere opening port via the switching valve. A determination level measuring means for measuring a level, and turning on the air pump, switching the switching valve to the air pump side, and purging air pumped from the air pump from the fresh air inlet of the canister via the switching valve. A leak level measuring means for measuring an operating current value of the air pump as a leak level in a state of being supplied to the line, a leak determining means for comparing the leak level with the determination level to determine whether or not there is a leak; After the determination, the air pump is turned off, and the switching valve is switched to the atmosphere opening port side so that the fuel tank is turned off. Assumes that the pressure of the inner in which and a diagnostic postprocessing means to escape from the air opening.
[0012]
Here, in the invention according to
[0013]
That is, by restricting the opening degree on the atmosphere opening port side during the post-diagnosis processing (when the pressure in the fuel tank is released) according to the filling state of the canister, specifically, when the canister filling amount is large, Since the adsorption efficiency of the canister has decreased, the canister's adsorption efficiency (adsorption speed) has been reduced by reducing the degree of opening on the air opening side and decreasing the pressure release speed. By reducing the velocity of the gas passing through the canister to increase the contact time between the canister and the gas, the evaporated fuel can be sufficiently adsorbed. On the other hand, when the canister filling amount is small, the adsorption efficiency of the canister is high.Therefore, by increasing the opening degree on the side of the air opening and increasing the pressure release speed, the atmospheric pressure inside the fuel tank is quickly increased. It is returned to. This is because it is not preferable to keep the inside of the fuel tank in a positive pressure state.
[0014]
In the invention according to
[0015]
In the invention according to
[0016]
In the invention according to
[0017]
In the invention according to
[0018]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the amount of fuel evaporated when the pressure in the fuel tank is reduced by restricting the opening degree of the switching valve at the time of the post-diagnosis processing on the side of the atmosphere opening port according to the filling state of the canister. Can be reliably prevented from dispersing into the atmosphere, and the pressure in the fuel tank can be reduced to the atmospheric pressure as quickly as possible. More specifically, when the canister filling amount is large, the adsorption efficiency of the canister is reduced.Therefore, the evacuation fuel is reduced by reducing the opening degree on the air opening side and decreasing the pressure release rate. On the other hand, when the canister is sufficiently filled and the canister filling amount is small, the canister has a high adsorption efficiency.Therefore, by increasing the opening on the air opening side and increasing the pressure release rate, the fuel can be quickly removed. The inside of the tank can be returned to the atmospheric pressure.
[0019]
According to the second aspect of the present invention, the filling state of the canister can be accurately estimated by estimating the canister filling amount based on the air-fuel ratio deviation amount under predetermined purge conditions during engine operation.
[0020]
According to the invention according to
[0021]
According to the invention according to
[0022]
In the invention according to
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
FIG. 1 is a system diagram showing one embodiment of the present invention.
[0024]
The intake system of the
[0025]
The evaporative fuel processing apparatus includes a
[0026]
A
[0027]
Therefore, the evaporated fuel generated in the
[0028]
The following device is provided as a leak diagnostic device of the evaporative fuel processing device on the
An
[0029]
The switching
[0030]
The
[0031]
The various sensors include a
[0032]
Here, the
[0033]
As shown in FIG. 2, the
[0034]
Here, the canister filling state estimating means includes an air-fuel ratio deviation amount detecting means and a canister filling amount estimating means as shown in FIG. 2, or an evaporative fuel generation amount integrating means, a purge amount integrating means, and a canister It is configured to include a filling amount estimation unit.
[0035]
Next, the leak diagnosis of the evaporated fuel processing device by the
In step 1 (referred to as S1 in the figure, the same applies hereinafter), the canister filling amount Qc is estimated according to the flow of FIG. 4 or 5 during operation of the engine. This part corresponds to the canister filling state estimating means.
[0036]
The case of the flow of FIG. 4 will be described.
In
[0037]
In
In
[0038]
If the air-fuel ratio sensor (wide-range oxygen sensor) 23 is not provided, that is, if a normal oxygen sensor that detects only the rich / lean air-fuel ratio is used, the air-fuel ratio feedback control for the air-fuel ratio feedback control is performed. Based on the deviation Δα of the correction coefficient α from the reference value, the air-fuel ratio deviation amount ΔA / F to the rich side is obtained.
[0039]
In
[0040]
In
[0041]
Qc = Qc × (1-K) + Qcnew × K
K is a weighted average weighting constant (0 <K <1).
Here, the
[0042]
The case of the flow of FIG. 5 will be described.
In step 111, the fuel temperature is detected based on the signal of the
In
[0043]
In step 113, the amount of evaporated fuel Qe is integrated by the following equation to update the integrated value ΣQe.
ΣQe = ΣQe + Qe
In
[0044]
In
ΣQp = ΣQp + Qp
In
[0045]
Here, steps 111 to 113 correspond to the evaporative fuel generation amount integrating means, steps 114 and 115 correspond to the purge amount integrating means, and step 116 corresponds to the canister filling amount estimating means.
[0046]
Returning to FIG. 3, the description will be continued.
In
[0047]
(1) Engine speed ≦ predetermined value (2) Vehicle speed ≦ predetermined value
If it is not after the engine is stopped, that is, if the engine is operating, the process returns to step 1 to repeat the estimation of the canister charge amount Qc.
[0048]
If the engine has stopped, the process proceeds to step 3 and subsequent steps to execute a leak diagnosis. The canister filling amount Qc estimated at this time is a value immediately before the engine is stopped.
In addition, as the diagnosis execution conditions, the
[0049]
In
[0050]
At this time, as shown in FIG. 7, the air sucked and discharged by the
[0051]
As a result, the residual pressure (negative pressure) and the residual gas in the
Next, in
[0052]
At this time, as shown in FIG. 8, the air sucked and discharged by the
[0053]
Then, after maintaining this state for a predetermined time, the operating current value of the
[0054]
Next, at
[0055]
At this time, as shown in FIG. 9, the air sucked and discharged by the
[0056]
Then, after maintaining this state for a predetermined time, the operating current value of the
[0057]
Next, at
[0058]
That is, when the operating current value at the time of the leak level measurement is smaller than the operating current value of the
[0059]
Finally, in
In
[0060]
In
In
[0061]
That is, when the canister filling amount Qc is small, the opening degree (switching valve opening degree) of the switching
[0062]
In terms of control, when the canister filling amount Qc is small, the ON duty of the switching
[0063]
In
At this time, as shown in FIG. 10, the pressure in the
[0064]
In particular, by restricting the opening degree on the side of the
[0065]
If the predetermined time has elapsed, the process proceeds to step 805.
In step 805, the opening degree of the switching
[0066]
In
[0067]
Here, steps 803 to 806 correspond to the atmosphere opening opening degree limiting means.
By the post-diagnosis processing as described above, particularly, by controlling the opening degree of the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system diagram showing an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing a leak diagnosis function of a control unit. FIG. 3 is a flowchart of a leak diagnosis. FIG. 4 is an estimate of a canister filling amount (first embodiment). FIG. 5 is a detailed flowchart of canister filling amount estimation (second embodiment). FIG. 6 is a detailed flowchart of post-diagnosis processing. FIG. 7 is a diagram showing a flow of air when a purge line atmosphere is initialized. FIG. 9 shows the air flow at the time of determination level measurement. FIG. 9 shows the air flow at the time of leak level measurement. FIG. 10 shows the air flow at the time of post-diagnosis processing. FIG. 12 is a diagram showing a pump operating current value of FIG. 12. FIG. 12 is a diagram showing a state of opening control during post-diagnosis processing.
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記キャニスタの新気導入口を、大気開放口と電動式エアポンプの吐出口とに選択的に接続する切換弁と、前記エアポンプの吐出口から前記切換弁をバイパスして前記キャニスタの新気導入口に至り、基準口径を有する基準オリフィスが介装されたバイパス通路と、を備えると共に、
前記エアポンプをONすると共に、前記切換弁を大気開放口側に切換えて、前記エアポンプから圧送される空気を前記バイパス通路の基準オリフィスを経由させた後、前記切換弁を経て大気開放口より大気に開放した状態で、前記エアポンプの作動電流値を判定レベルとして計測する判定レベル計測手段と、
前記エアポンプをONすると共に、前記切換弁をエアポンプ側に切換えて、前記エアポンプから圧送される空気を前記切換弁を経て前記キャニスタの新気導入口より前記パージラインに供給した状態で、前記エアポンプの作動電流値をリークレベルとして計測するリークレベル計測手段と、
前記リークレベルと前記判定レベルとを比較して、リークの有無を判定するリーク判定手段と、
リーク判定後に、前記エアポンプをOFFすると共に、前記切換弁を大気開放口側へ切換えて、燃料タンク内の圧力を前記大気開放口より逃がす診断後処理手段と、を備えるものにおいて、
機関停止直前の前記キャニスタの充填状態を推定するキャニスタ充填状態推定手段と、
前記キャニスタの充填状態に応じて、前記診断後処理手段の作動時に、前記切換弁による大気開放口側の開度を制限する大気開放口開度制限手段と、
を設けたことを特徴とする蒸発燃料処理装置のリーク診断装置。The vaporized fuel from the fuel tank is guided to a canister having a fresh air inlet to be temporarily adsorbed, and the vaporized fuel adsorbed by the canister and the fresh air introduced from the fresh air inlet are subjected to internal combustion through a purge control valve. In a vaporized fuel processing device to be sucked into an intake system of an engine, a leak diagnostic device for diagnosing a vaporized fuel leak from a purge line from a fuel tank to a purge control valve via a canister after stopping the engine,
A switching valve for selectively connecting a fresh air introduction port of the canister to an atmosphere opening port and a discharge port of an electric air pump; and a fresh air introduction port of the canister bypassing the switching valve from the discharge port of the air pump. And a bypass passage in which a reference orifice having a reference diameter is interposed.
While turning on the air pump, the switching valve is switched to the atmosphere opening port side to allow the air pumped from the air pump to pass through the reference orifice of the bypass passage, and then to the atmosphere from the atmosphere opening port via the switching valve. In an open state, a judgment level measuring means for measuring an operation current value of the air pump as a judgment level,
While the air pump is turned on, the switching valve is switched to the air pump side, and the air pumped from the air pump is supplied to the purge line from the fresh air inlet of the canister via the switching valve. Leak level measuring means for measuring an operating current value as a leak level;
Leak determining means for comparing the leak level and the determination level to determine whether or not there is a leak,
After the leak determination, the air pump is turned off, and the switching valve is switched to the atmosphere opening port side, and post-diagnosis processing means for releasing the pressure in the fuel tank from the atmosphere opening port,
Canister filling state estimating means for estimating the filling state of the canister immediately before stopping the engine,
Depending on the state of filling of the canister, during the operation of the post-diagnosis processing means, atmosphere opening opening degree limiting means for limiting the opening degree of the air opening side by the switching valve,
A leak diagnostic device for an evaporative fuel treatment device, comprising:
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