JP4120355B2 - 内燃機関の蒸発燃料処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蒸発燃料処理装置に係り、特に、燃料タンク内で発生する蒸発燃料を大気に放出させずに処理するための蒸発燃料処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば特開平５−３３２２０４号公報に開示されるように、燃料タンクと連通するキャニスタを備える蒸発燃料処理装置が知られている。この装置は、燃料タンクとキャニスタとの間に、燃料タンクを密閉状態とするための弁機構を備えている。このため、上記従来の装置によれば、必要に応じて燃料タンクを密閉状態として、例えば、燃料タンクの洩れ検出などを行うことができる。
【０００３】
また、上記従来の装置は、給油作業の開始時に操作されるべきリッドスイッチを備えていると共に、そのスイッチの操作と連動させて上記弁機構を開弁させる機能を有している。この機能によれば、燃料タンクが密閉されている状況下で給油作業が開始された場合に、燃料タンクのキャップが取り外されるのに先立って、燃料タンクをキャニスタに導通させることができる。
【０００４】
燃料タンクが密閉されている場合は、蒸発燃料の発生に起因してタンク内圧が上昇していることがある。このような状況下でキャップが取り外されると、燃料タンク内の蒸発燃料が給油口から大気に放出され易い。これに対して、キャップが取り外されるのに先立って燃料タンクがキャニスタと導通すると、燃料タンク内の蒸発燃料がキャニスタに流出し、その内部に吸着されることにより、タンク内圧が大気圧近傍値に低下する。このため、上記従来の装置によれば、給油作業時に、給油口から蒸発燃料が大気に放出されるのを有効に防ぐことができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−３３２２０４号公報
【特許文献２】
特許第２６８９５３８号公報
【特許文献３】
特開２００１−７３８８５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の装置のように、給油作業の開始時に操作すべきリッドスイッチを備え、かつ、そのスイッチの操作と連動させて給油のための準備を行うシステムでは、そのスイッチの故障が速やかに異常として検知できることが望ましい。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、給油作業の準備のために操作されるべきリッドスイッチの故障を検知することのできる蒸発燃料処理装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、燃料タンク内で発生した蒸発燃料をキャニスタで吸着して処理する蒸発燃料処理装置であって、
給油の実行準備のために操作されるべき給油準備スイッチと、
給油の実行を検知する給油実行検出手段と、
前記給油準備スイッチの操作が検知されることなく給油の実行が検知された場合に、異常判定を行う異常判定手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記燃料タンクと前記キャニスタとの導通状態を制御する封鎖弁と、
車両の駐車中に前記封鎖弁を閉弁状態とする封鎖弁閉弁手段と、
前記給油準備スイッチの操作を検知して前記封鎖弁を開弁状態とする封鎖弁開弁手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記給油実行検出手段は、前記給油準備スイッチの操作が検知された後、所定期間に渡って給油許可期間を設定する給油許可期間設定手段を備え、
前記異常判定手段は、前記給油許可期間外に給油の実行が検知された場合に異常判定を行うことを特徴とする。
【００１０】
また、第４の発明は、第１乃至第３の何れかの発明において、前記給油実行検出手段は、
タンク内圧を検出するタンク内圧検出手段と、
判定速度を超えるタンク内圧の上昇が生じた場合に給油の実行を認識する給油実行認識手段と、を備え、
前記異常判定手段は、車両の停車中に限り、前記異常判定を行うことを特徴とする。
【００１１】
また、第５の発明は、第１または第２の発明において、
前記給油準備スイッチの操作を検知してスイッチオン履歴を作成する履歴作成手段と、
所定のタイミングで、燃料タンク内の燃料量が増加しているか否かを判断する燃料増加判断手段と、
前記スイッチオン履歴が作成されていないにも関わらず、前記燃料増加判断手段により燃料量の増加が判定された場合に、異常判定を行う異常判定判断手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００１３】
実施の形態１．
［装置の構成の説明］
図１（Ａ）は、本発明の実施の形態１の蒸発燃料処理装置の構成を説明するための図である。図１（Ａ）に示すように、本実施形態の装置は、燃料タンク１０を備えている。燃料タンク１０には、タンク内圧Ptを測定するためのタンク内圧センサ１２が設けられている。タンク内圧センサ１２は、大気圧に対する相対圧としてタンク内圧Ptを検出し、その検出値に応じた出力を発生するセンサである。また、燃料タンク１０の内部には、燃料の液面を検出するための液面センサ１４が配置されている。
【００１４】
燃料タンク１０には、ROV(Roll Over Valve)１６，１８を介してベーパ通路２０が接続されている。ベーパ通路２０は、その途中に封鎖弁ユニット２４を備えており、その端部においてキャニスタ２６に連通している。封鎖弁ユニット２４は、封鎖弁２８とリリーフ弁３０を備えている。封鎖弁２８は、無通電の状態で閉弁し、外部から駆動信号が供給されることにより開弁状態となる常時閉タイプの電磁弁である。リリーフ弁３０は、燃料タンク１０側の圧力がキャニスタ２６側の圧力に比して十分に高圧となった場合に開弁する正方向リリーフ弁と、その逆の場合に開弁する逆方向リリーフ弁とからなる機械式の双方向逆止弁である。リリーフ弁３０の開弁圧は、例えば、正方向が２０kPa、逆方向が１５kPa程度に設定されている。
【００１５】
キャニスタ２６は、パージ孔３２を備えている。パージ孔３２には、パージ通路３４が連通している。パージ通路３４は、その途中にパージVSV(Vacuum Switching Valve)３６を備えていると共に、その端部において内燃機関の吸気通路３８に連通している。内燃機関の吸気通路３８には、エアフィルタ４０、エアフロメータ４２、スロットルバルブ４４などが設けられている。パージ通路３４は、スロットルバルブ４４の下流において吸気通路３８に連通している。
【００１６】
キャニスタ２６の内部は、活性炭で充填されている。ベーパ通路２０を通って流入してきた蒸発燃料は、その活性炭に吸着される。キャニスタ２６は、また、大気孔５０を備えている。大気孔５０には、負圧ポンプモジュール５２を介して大気通路５４が連通している。大気通路５４は、その途中にエアフィルタ５６を備えている。大気通路５４の端部は、燃料タンク１０の給油口５８の近傍において大気に開放されている。
【００１７】
図１（Ａ）に示すように、本実施形態の蒸発燃料処理装置は、ECU６０を備えている。ECU６０は、車両の駐車中において経過時間を計数するためのソークタイマを内蔵している。ECU６０には、上述したタンク内圧センサ１２や封鎖弁２８、或いは負圧ポンプモジュール５２と共に、リッドスイッチ６２、およびリッドオープナー開閉スイッチ６４が接続されている。また、リッドオープナー開閉スイッチ６４には、ワイヤーによりリッド手動開閉装置６６が連結されている。
【００１８】
リッドスイッチ６２は、ユーザーにより操作された場合に瞬間的にON出力を発するモメンタリースイッチである。リッドオープナー開閉スイッチ６４は、給油口５８を覆うリッド（車体の蓋）６８を閉じた状態に保持するための機構である。ECU６０は、リッドスイッチ６２からON出力が発せられると、リッドオープナー開閉スイッチ６４に対して、リッド６８の保持解除を要求する。リッドオープナー開閉スイッチ６４は、ECU６０からリッド開信号が供給された場合に、或いは、リッド手動開閉装置６６に対して所定の開動作が施された場合に、リッド６８の保持を一時的に解除する。リッド６８には、板バネによる開方向の付勢力が常に作用している。このため、その保持が解除されると、リッド６８は開状態となる。
【００１９】
図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す負圧ポンプモジュール５２の詳細を説明するための拡大図である。負圧ポンプモジュール５２は、キャニスタ２６の大気孔５０に通じるキャニスタ側通路７０と、大気に通じる大気側通路７２とを備えている。大気側通路７２には、ポンプ７４および逆止弁７６を備えるポンプ通路７８が連通している。
【００２０】
負圧ポンプモジュール５２は、また、切り替え弁８０とバイパス通路８２とを備えている。切り替え弁８０は、無通電の状態（OFF状態）でキャニスタ側通路７０を大気側通路７２に連通させ、また、外部から駆動信号が供給された状態（ON状態）で、キャニスタ側通路７０をポンプ通路７８に連通させる。バイパス通路８２は、キャニスタ側通路７０とポンプ通路７８とを導通させる通路であり、その途中には０．５mm径の基準オリフィス８４を備えている。
【００２１】
負圧ポンプモジュール５２には、更に、ポンプモジュール圧力センサ８６が組み込まれている。ポンプモジュール圧力センサ８６によれば、逆止弁７６の切り替え弁８０側において、ポンプ通路７８内部の圧力を検出することができる。
【００２２】
［基本動作の説明］
次に、本実施形態の蒸発燃料処理装置の基本動作について説明する。
（１）駐車中
本実施形態の蒸発燃料処理装置は、車両の駐車中は、原則として封鎖弁２８を閉弁状態に維持する。封鎖弁２８が閉弁状態とされると、リリーフ弁３０が閉じている限り燃料タンク１０はキャニスタ２６から切り放される。従って、本実施形態の蒸発燃料処理装置においては、タンク内圧Ptがリリーフ弁３０の正方向開弁圧（２０kPa）を超えない限り、車両の駐車中に蒸発燃料が新たにキャニスタ２６に吸着されることはない。また、タンク内圧Ptが、リリーフ弁３０の逆方向開弁圧（−１５kPa）を下回らない限り、車両の駐車中に燃料タンク１０の内部に空気が吸入されることはない。
【００２３】
（２）給油中
本実施形態の装置において、車両の停車中にリッドスイッチ６２が操作され、その操作に伴うON信号がECU６０に供給されると、ECU６０が起動して、先ず、封鎖弁２８が開状態とされる。この際、タンク内圧Ptが大気圧より高圧であれば、封鎖弁２８が開くと同時に燃料タンク１０内の蒸発燃料がキャニスタ２６に流入し、その内部の活性炭に吸着される。その結果、タンク内圧Ptは大気圧近傍にまで低下する。
【００２４】
ECU６０は、タンク内圧Ptが大気圧近傍にまで低下すると、リッドオープナー開閉スイッチ６４に対してリッド６８の保持を解除する旨の指令を発する。リッドオープナー開閉スイッチ６４は、その指令を受けてリッド６８の閉位置での保持を解除する。その結果、本実施形態の装置では、タンク内圧Ptが大気圧近傍値になった後にリッド６８の開動作が可能となる。
【００２５】
リッド６８の開動作が許可されると、リッド６８が開かれ、次いでタンクキャップが開かれ、その後、燃料の給油が開始される。タンクキャップが開かれる以前にタンク内圧Ptが大気圧近傍にまで減圧されているため、その開動作に伴い蒸発燃料が給油口５８から大気に放出されることはない。
【００２６】
ECU６０は、給油が終了するまで（例えば、リッド６８が閉じられるまで、或いは、車両が走り始めるまで、または、リッドスイッチ６２からON信号が発せられた後所定時間が経過するまで）封鎖弁２８を開状態に維持する。このため、給油の際にはタンク内ガスがベーパ通路２０を通ってキャニスタ２６に流出することができ、その結果、良好な給油性が確保される。また、この際、流出する蒸発燃料は、キャニスタ２６に吸着されるため、大気に放出されることはない。
【００２７】
（３）走行中
車両の走行中は、所定のパージ条件が成立する場合に、キャニスタ２６に吸着されている蒸発燃料をパージさせるための制御が実行される。この制御では、具体的には、切り替え弁８０をOFFとしてキャニスタ２６の大気孔を大気に開放したまま、パージVSV３６が適当にデューティ駆動される。パージVSV３６がデューティ駆動されると、内燃機関１０の吸気負圧がキャニスタ２６のパージ孔３２に導かれる。その結果、大気孔５０から吸入された空気と共に、キャニスタ２６内の蒸発燃料が内燃機関の吸気通路３８にパージされる。
【００２８】
また、車両の走行中は、給油前の圧抜き時間の短縮を目的として、タンク内圧Ptが大気圧近傍に維持されるように封鎖弁２８が適宜開弁される。但し、その開弁は、蒸発燃料のパージ中に限り、つまり、キャニスタ２６のパージ孔３２に吸気負圧が導かれている場合に限り行われる。パージ孔３２に吸気負圧が導かれている状況下では、燃料タンク１０からキャニスタ２６に流入する蒸発燃料は、その内部に深く進入することなくパージ孔３２から流出し、その後吸気通路３８にパージされる。このため、本実施形態の装置によれば、車両の走行中に、多量の蒸発燃料が新たにキャニスタ２６に吸着されることはない。
【００２９】
以上説明した通り、本実施形態の蒸発燃料処理装置によれば、原則として、キャニスタ２６に吸着させる蒸発燃料を、給油の際に燃料タンク１０から流出する蒸発燃料だけに限ることができる。このため、本実施形態の装置によれば、キャニスタ２６の小型化を図りつつ、良好な排気エミッションを実現し、また、良好な給油性を実現することができる。
【００３０】
［リッドスイッチの故障診断の必要性］
上述した通り、本実施形態の装置は、リッドスイッチ６２からECU６０にON信号が供給されることにより、給油準備のため、封鎖弁２８を開弁させ、また、リッド６８の保持を解除する。このため、リッドスイッチ６２にON故障（常にON信号を発生する故障）が生ずると、封鎖弁２８は常時開弁状態となり、燃料タンクの密閉が保てなくなる事態が生ずる。また、リッドスイッチ６２にOFF故障（ON信号が発生しない故障）が生ずると、リッドスイッチ６２の操作と連動させて給油の準備を開始させることができなくなる。
【００３１】
良好なエミッション特性を維持するうえでは、燃料タンクの密閉が保てないような状態、或いは、給油準備が適正に実行されないような状態が生じた場合、その状態が速やかに異常として検知できることが望ましい。そこで、本実施形態の装置は、以下に説明する手法により、リッドスイッチ６２のON故障およびOFF故障を診断することとしている。
【００３２】
［ON故障診断の第１手法］
リッドスイッチ６２にON故障が生ずると、ECU６０には、リッドスイッチ６２から常時ON信号が供給される。リッドスイッチ６２は、本来、給油の実行時に短時間だけON状態に操作されるスイッチである。従って、リッドスイッチ６２から長期間に渡ってON信号が出力されている場合は、リッドスイッチ６２にON故障が生じていると判断できる。このため、ECU６０は、所定の判定時間を超えて長期に渡りリッドスイッチ６２がON信号を発している場合に、リッドスイッチ６２のON故障を検知することができる。
【００３３】
［ON故障診断の第２手法］
既述した通り、本実施形態の装置は、リッドスイッチ６２からON信号が発せられた場合に封鎖弁２８を開弁させるように構成されている。従って、リッドスイッチ６２にON故障が生じた場合は、封鎖弁２８が常時開弁状態となる。つまり、この場合は、封鎖弁２８に開故障が生じているのと同じ状況が形成される。
【００３４】
本実施形態の装置は、車両が駐車状態に移行して（この際、封鎖弁２８は本来閉じているべき）、所定時間（例えば５時間）が経過した時点で、封鎖弁２８の両側に有意な差圧が生じているか否かを見ることなどにより、封鎖弁２８に開故障が生じているか否かを診断する機能を有している。このため、ECU６０は、この開故障診断の結果から、リッドスイッチ６２のON故障を診断することができる。つまり、ECU６０は、封鎖弁２８の開故障診断により、開故障の発生が認められない場合は、リッドスイッチ６２にON故障は生じていないと判断することができ、また、開故障の発生が認められる場合は、リッドスイッチ６２にON故障が生じている可能性があると判断することができる。
【００３５】
［OFF故障の診断原理］
本実施形態の装置は、既述した通り、リッド手動開閉装置６６を備えている。リッドスイッチ６２にOFF故障が発生し、そのスイッチ操作に関わらずリッド６８の保持が解除されない場合、車両の使用者は、リッド手動開閉装置６６を用いてリッド６８を開いて給油作業を行うことになる。この場合、ECU６０に対してリッドスイッチ６２からON信号が入力されることなく、給油が実行される事態が生ずる。このため、本実施形態の装置においては、リッドスイッチ６２からECU６０にON信号が供給されることなく給油の実行が検知された場合は、リッドスイッチ６２にOFF故障が生じている可能性があると判断することができる。
【００３６】
ところで、リッドスイッチ６２からECU６０に対してON信号が供給されることなく給油が実行される事態は、リッドスイッチ６２にOFF故障が生じている場面に限らず、そのOFF故障が生じていないにも関わらず車両の使用者がリッド手動開閉装置６６を使って給油を行った場面においても発生し得る（ケース１）。また、このような事態は、前回の給油の際に使用者がリッド６８を閉め忘れ、今回の給油時にはリッドスイッチ６２を操作するまでもなくリッド６８が開いていたような場面においても生じ得る（ケース２）。
【００３７】
上述したケース１およびケース２の場面では、何れもタンク内圧の減圧を図ることなく燃料タンク１０のキャップが取り外される事態が生ずる。この意味で、ケース１およびケース２の場面も、リッドスイッチ６２にOFF故障が生じている場面と同様に、異常を認識すべき場面である。そこで、本実施形態の装置は、リッドスイッチ６２からON信号が発せられることなく給油が実行されたと認められる事態の検知を試みると共に、その事態が検知された場合には、リッドスイッチ６２のOFF故障、或いは、上記ケース１またはケース２の異常が生じたものとして、異常判定を行うこととしている。
【００３８】
［OFF故障診断のための具体的処理］
図２は、上記の原理に従ってリッドスイッチ６２のOFF故障を診断するためにECU６０が実行する処理の一部に対応するフローチャートである。より具体的には、ECU６０が、リッドスイッチ６２の操作と連動させて実行するリッド処理のフローチャートである。尚、図２に示すルーチンは、内燃機関の作動中に限らず、その停止中（IGオフ中）においても所定時間毎に繰り返し起動されるルーチンである。
【００３９】
図２に示すルーチンでは、先ず、リッドスイッチ６２がOFF状態からON状態に変化したか、つまり、リッドスイッチ６２がON信号を発生したか否かが判別される（ステップ１００）。
【００４０】
その結果、リッドスイッチ６２がON信号を発していないと判別された場合は、以後速やかに今回の処理サイクルが終了される。一方、リッドスイッチ６２がON信号を発したと判別された場合は、次に、リッド６８の開条件が成立しているか否かが判別される（ステップ１０２）。
【００４１】
本実施形態では、車両が停止しており、機関回転数NEが十分に低い場合にのみ給油の実行を許可するために、リッド６８の開条件として、車速SPDが判定値SPD0より低く、かつ、機関回転数NEが判定値NE0より低いことを要求している。上記ステップ１０２において、それらの条件が成立していないと判別された場合は、以後、速やかに今回の処理サイクルが終了される。一方、それらの条件が成立すると判別された場合は、リッド６８の保持を解除する旨の指令が発生したと判断され、給油可能状態フラグXFUELがONとされる（ステップ１０６）。
給油可能状態フラグXFUELがONとされると、以後ECU６０は、他のルーチンにより、封鎖弁２８を開弁させ、更に、燃料タンク１０の圧抜きが終了した時点でリッドオープナー開閉スイッチ６４に対してリッド６８の保持解除を指令する。
【００４２】
図２に示すルーチンでは、次に、給油完了条件が成立したか否かが判別される（ステップ１０８）。
給油完了条件は、リッドスイッチ６２が瞬間的なON出力を発した後、所定時間（例えば１５分間）が経過することにより、或いは、車両が走り始めたことが検知されることにより、その成立が判断される。
【００４３】
上記ステップ１０８において、給油完了条件が成立したと判別されると、以後、封鎖弁２８に対して閉弁指令が発せられ（ステップ１１０）、更に、給油可能状態が終了していることを表すべく給油可能状態フラグXFUELがOFF状態とされる（ステップ１１２）。
【００４４】
図３は、ECU６０が、リッドスイッチ６２等の故障を検知して警報を発するために実行するルーチンのフローチャートである。尚、図３に示すルーチンも、図２に示すルーチンと同様に、内燃機関の作動中に限らず、その停止中（IGオフ中）においても所定時間毎に繰り返し起動されるルーチンである。
【００４５】
図３に示すルーチンにおいては、先ず、車速SPDが判定値SPD0より低速であるか否か、より具体的には、車両が停止しているか否かが判別される（ステップ１２０）。
【００４６】
その結果、車両が停止中でないと判別された場合は、リッドスイッチ６２等の故障を検知すべき条件が成立していないものとして、速やかに今回の処理サイクルが終了される。一方、上記ステップ１２０において、車両が停止していると判別された場合は、次に、タンク内圧Ptnkが急上昇しているか否かが判別される（ステップ１２２）。
尚、タンク内圧Ptnkが急上昇しているか否かは、前回の処理サイクル時のタンク内圧PtnkOと今回の処理サイクル時のタンク内圧Ptnkとの差ΔPtnk＝Ptnk−PtnkOが、所定の判定値を超えているか否かにより判断することができる。
【００４７】
タンク内圧Ptnkは、給油の開始に伴って、燃料が燃料タンク１０内に流入し始める時期と同期して大気圧近傍知から急激に上昇する。その後、タンク内圧Ptnkは、給油の継続中は大気圧より高い値で安定に推移し、給油が終了すると同時に大気圧近傍値にまで急激に下降する。従って、車両が停止している状況下でタンク内圧Ptnkに急激な上昇が生じた場合は、つまり、上記ステップ１２２においてタンク内圧Ptnkの急上昇が判別された場合は、給油が開始されたと判断することができる。
【００４８】
図３に示すルーチンでは、上記ステップ１２２においてタンク内圧Ptnkの急上昇が認められない場合は、リッドスイッチ６２等の故障を判別すべき状況が形成されていないものと判断される。この場合、以後、速やかに今回の処理サイクルが終了される。一方、上記ステップ１２２においてタンク内圧Ptnkが急上昇していると判定された場合は、給油可能状態が形成されているか否かを表す給油可能状態フラグXFUELがONであるかが判別される（ステップ１２４）。
【００４９】
給油可能状態フラグXFUELがONである場合は、リッドスイッチ６２が正常にON信号を発した結果、リッド６８の保持が正常に解除されていると判断できる。そして、この場合は、正常な手順を踏んで給油が実行されていると判断できる。従って、上記ステップ１２４においてXFUEL＝ONが成立すると判別された場合は、リッドスイッチ６２等の故障判定を行うことなく今回の処理サイクルが終了される。
【００５０】
一方、上記ステップ１２４において、XFUEL＝ONが成立しないと判別された場合は、正常な手順では給油の準備が行われていないと判断することができる。つまり、この場合は、リッドスイッチ６２から適正にON信号が出力されていないにも関わらず給油が実行されていると判断することができる。図３に示すルーチンでは、この場合、リッドスイッチ６２等の故障（具体的には、リッドスイッチ６２のOFF故障、リッド手動開閉装置６６を使用した給油、或いはリッド６８の閉め忘れ）が生じたものとして、車両の使用者に対して異常警報を発する処理が成される（ステップ１２６）。
【００５１】
以上説明した通り、図２および図３に示すルーチンによれば、タンク内圧Ptnkの値に基づいて給油の実行が検知された場合に、その給油が正常な手順を踏んで実行されているか否かを見ることにより、より具体的には、その給油の開始に先立ってリッドスイッチ６２の出力が適正に変化しているか否かを見ることにより、リッドスイッチ６２等の異常を正確に検知することができる。このため、本実施形態の装置によれば、給油が実行される毎に、リッドスイッチ６２にOFF故障が生じていないか、或いは、その給油が正常な手順を踏んで実行されているか、更には、その給油に先立ってリッド６８の閉め忘れが無かったかにつき、適正に異常判定を行うことができる。
【００５２】
ところで、上述した実施の形態１においては、給油が実行されているか否かをタンク内圧Ptnkに基づいて判断することとしているが、その判断の手法はこれに限定されるものではない。例えば、液面センサ１４の出力は、給油の実行中は、給油の非実行中には見られない変化を示す。従って、給油が実行されているか否かは、液面センサ１４の出力に基づいて判断することとしてもよい。
【００５３】
尚、上述した実施の形態１においては、封鎖弁２８を開いてタンク内圧Ptnkの低下を図ること、およびリッド６８の閉位置での保持を解除することが前記第１の発明における「給油の実行準備」に、また、リッドスイッチ６２が前記第１の発明における「給油準備スイッチ」に、それぞれ相当している。更に、実施の形態１においては、ECU６０が、上記ステップ１２０および１２２の処理を実行することにより前記第１の発明における「給油実行検出手段」が、上記ステップ１２６の処理を実行することにより前記第１の発明における「異常判定手段」が、それぞれ実現されている。
【００５４】
また、上述した実施の形態１においては、給油時を除き車両の駐車中に封鎖弁２８を閉弁状態とすることにより前記第２の発明における「封鎖弁閉弁手段」が、リッドスイッチ６２の操作を受けて封鎖弁２８を開弁状態とすることにより前記第２の発明における「封鎖弁開弁手段」が、それぞれ実現されている。
【００５５】
また、上述した実施の形態１においては、給油可能状態フラグXFUELがONとされている期間が前記第３の発明における「給油許可期間」に相当していると共に、ECU６０が、上記ステップ１００〜１１２の処理を実行することにより前記第３の発明における「給油許可期間設定手段」が実現されている。
【００５６】
更に、上述した実施の形態１においては、タンク内圧センサ１２が前記第４の発明における「タンク内圧検出手段」に相当していると共に、ECU６０が、上記ステップ１２２の処理を実行することにより前記第４の発明における「給油実行認識手段」が実現されている。
【００５７】
実施の形態２．
次に、図４および図５を参照して本発明の実施の形態２について説明する。
上述した実施の形態１の装置は、現に給油が実行されている時点でリッドスイッチ６２等の故障を診断する機能を有している。これに対して、本実施形態の装置は、ある特定の故障診断タイミングにおいて、リッドスイッチ６２等の故障を診断する点に特徴を有している。
【００５８】
本実施形態の装置は、実施の形態１の装置において、ECU６０に、上記図２および図３に示すルーチンに代えて、後述する図４および図５に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【００５９】
図４は、本実施形態において、ECU６０が、リッドスイッチ６２からON信号が発せられた履歴を作成するために実行するルーチンのフローチャートである。図４に示すルーチンは、内燃機関の作動中に限らず、その停止中（IGオフ中）においても所定時間毎に繰り返し起動されるルーチンである。
【００６０】
図４に示すルーチンでは、先ず、前回の処理サイクル時から今回の処理サイクル時にかけて、リッドスイッチ６２の出力がOFFからONに変化したか否かが判断される（ステップ１３０）。
【００６１】
その結果、リッドスイッチ６２の出力がOFFからONに変化していないと判別された場合は、そのまま今回の処理サイクルが終了される。一方、上記の出力変化が生じていると判別された場合は、リッドスイッチオン履歴がONとされた後、今回の処理サイクルが終了される（ステップ１３２）。
【００６２】
上記の処理によれば、リッドスイッチ６２の操作がなされ、かつ、リッドスイッチ６２がその操作に伴って適正に出力を変化させた場合に、確実にリッドスイッチオン履歴をON状態とすることができる。
【００６３】
図５は、本実施形態において、ECU６０が、リッドスイッチ６２等の故障を検知して警報を発するために実行するルーチンのフローチャートである。尚、図５に示すルーチンは、図４に示すルーチンと異なり、IGオンの期間中にのみ繰り返し起動されるルーチンである。
【００６４】
図５に示すルーチンでは、先ず、故障診断の実行条件が成立しているか否かが判別される（ステップ１４０）。
故障診断の実行条件は、特定のタイミングで成立すべき条件である。具体的には、その条件としては、例えば、「内燃機関の始動時か」、「前回の故障診断から所定時間が経過したか」などを設定することができる。
【００６５】
上記ステップ１４０において、故障診断の実行条件が成立していないと判別された場合は、以後、何ら処理が実行されることなく速やかに今回の処理サイクルが終了される。一方、その実行条件が成立していると判別された場合は、次に、液面センサ１４の出力に基づいて、現時点での燃料タンク１０内の燃料量QFUELが検出される（ステップ１４２）。
【００６６】
次いで、リッドスイッチオン履歴がONとなっているか否かが判別される（ステップ１４４）。
その結果、上記の履歴がONであると判別された場合は、その履歴がリセット（OFF）される（ステップ１４６）。
【００６７】
リッドスイッチオン履歴は、既述した通り（図４参照）、リッドスイッチ６２がON出力を発する毎にONとされる。また、ONとされたその履歴は、上記ステップ１４６の処理により、故障診断の実行条件が成立することによりリセットされる。従って、上記ステップ１４４において、リッドスイッチオン履歴がONであると判別された場合は、故障診断の実行条件が前回成立した後、今回成立するまでの間に、リッドスイッチ６２が少なくとも１度は適正にその出力をOFFからONに変化させていると判断することができる。図５に示すルーチンでは、この場合、ステップ１４６の処理に次いで、今回の処理サイクルで検出された燃料量QFUELを旧燃料量QFUELとする書き換え処理が実行される。そして、故障診断を行うことなく今回の処理サイクルが終了される。
【００６８】
一方、上記ステップ１４４において、リッドスイッチオン履歴がOFFであると判別された場合は、故障診断の実行条件が前回成立した後、今回成立するまでの間に、リッドスイッチ６２が１度もその出力をOFFからONに変化させていないと判断することができる。図５に示すルーチンでは、この場合、次に、今回の処理サイクルで検出された燃料量QFUELが、旧燃料量QFUELO、つまり、故障診断の実行条件が前回成立した時に記憶された燃料量QFUELOに対して十分に大きな値であるか否か、具体的には、QFUEL＞QFUELO＋αが成立するか否かが判別される（ステップ１５０）。
【００６９】
上記ステップ１５０において、QFUEL＞QFUELO＋αが成立しないと判別された場合は、故障診断の実行条件が前回成立した時点から現時点にかけて、燃料タンク１０内の燃料量が増加しているとは断定できない。つまり、この場合は、故障診断の実行条件が前回成立した時点から現時点にかけて、リッドスイッチ６２がON出力を発した履歴も存在しないが、燃料量QFUELが増えた形跡も認められないと判断できる。図５に示すルーチンでは、この場合、リッドスイッチ６２等に故障が生じているか否かの判断が保留され、今回の処理サイクルが終了される。
【００７０】
これに対して、上記ステップ１５０において、QFUEL＞QFUELO＋αが成立すると判別された場合は、故障診断の実行条件が前回成立した時点から現時点にかけて、燃料タンク１０内の燃料量が増加していると判断することができる。つまり、この場合は、故障診断の実行条件が前回成立した時点から現時点にかけて、リッドスイッチ６２がON出力を発した履歴が存在しないにも関わらず、燃料量QFUELが増えた形跡が認められると判断できる。このような事態は、リッドスイッチ６２にOFF故障が生じているか、車両の使用者がその必要がないにも関わらずリッド手動開閉装置６６を用いて給油を行ったか、或いは、リッド６８の閉め忘れによって、リッドスイッチ６２の操作なしに給油が開始された場合に限って発生する。このため、QFUEL＞QFUELO＋αが成立する場合、図５に示すルーチンでは、それらの何れかの異常が生じていることを表すべく、異常警報を発するための処理を実行する（ステップ１５２）。
そして、上記ステップ１５２の処理が終了すると、以後、次回以降の処理に備えて上記ステップ１４８の処理が実行された後、今回の処理サイクルが終了される。
【００７１】
以上説明した通り、図４および図５に示すルーチンによれば、内燃機関の始動時毎、或いは、所定間隔毎など、故障診断の実行条件が成立する特定のタイミング毎に、リッドスイッチ６２のON履歴と、給油が行われた形跡とを対照させて、異常な手順での給油が実行されていないかを判断することができる。そして、そのような異常な手順による給油の実行を、的確に異常として認識することができる。このため、本実施形態の装置によっても、実施の形態１の装置と同様に、リッドスイッチ６２のOFF故障等を正確に検知することができる。
【００７２】
また、上述した実施の形態１の装置は、給油の実行中にタンク内圧Ptnkや液面センサ１４の出力に生ずる変化から給油の実行を検知することとしている。つまり、実施の形態１の装置では、動的に変化しているセンサ出力に基づいて給油の実行が判断されている。これに対して、本実施形態の装置は、給油の前後における燃料量QFUEL、QFUELOの比較に基づいて、つまり、静的な物理量の比較に基づいて給油の実行を検知することとしている。このため、本実施形態の装置によれば、実施の形態１の装置に比して、より簡単な処理により精度良く給油の実行（の形跡）を判断することができる。
【００７３】
尚、上述した実施の形態２においては、ECU６０が、上記ステップ１３０および１３２の処理を実行することにより前記第５の発明における「履歴作成手段」が、上記ステップ１５０の処理を実行することにより前記第５の発明における「燃料増加判断手段」が、上記ステップ１５２の処理を実行することにより前記第４の発明における「異常判定判断手段」が、それぞれ実現されている。
【００７４】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
第１の発明によれば、給油準備スイッチの操作が検知されることなく給油の実行が検知された場合に、異常が判定される。この発明によれば、給油準備スイッチがオン状態とならない異常（スイッチのオフ故障）や、給油準備スイッチを操作せずに給油を行う使用上の異常などを検知することができる。
【００７５】
第２の発明によれば、封鎖弁の開弁を伴う圧抜き作業が行われることなく給油が実行された場合に、その状態を異常として検知することができる。
【００７６】
第３の発明によれば、給油準備スイッチが操作されることにより設定される給油許可期間外に給油が実行された場合に、異常を判定することができる。
【００７７】
第４の発明によれば、タンク内圧の急激な上昇により給油の実行を認識することができる。また、本発明によれば、異常の判定を車両の停車中に限って認めることができるため、車両の走行中にタンク内圧が上昇しても、その上昇により異常が誤判定されるのを防ぐことができる。
【００７８】
第５の発明によれば、給油準備スイッチの操作に対応させてスイッチオン履歴を作成することができる。そして、スイッチオン履歴が存在していないにも関わらず燃料タンク内の燃料量が増加している場合に、異常を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１の構成を説明するための図である。
【図２】 本発明の実施の形態１において実行される第１のルーチンのフローチャートである。
【図３】 本発明の実施の形態１において実行される第２のルーチンのフローチャートである。
【図４】 本発明の実施の形態２において実行される第１のルーチンのフローチャートである。
【図５】 本発明の実施の形態２において実行される第２のルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
１０ 燃料タンク
１２ タンク内圧センサ
１４ 液面センサ
２８ 封鎖弁
２６ キャニスタ
６０ ECU(Electronic Control Unit)
６２ リッドスイッチ
６４ リッドオープナー開閉スイッチ
６６ リッド手動開閉装置
６８ リッド
XFUEL 給油可能状態フラグ
QFUEL 燃料量
QFUELO 旧燃料量
【発明の属する技術分野】
本発明は、蒸発燃料処理装置に係り、特に、燃料タンク内で発生する蒸発燃料を大気に放出させずに処理するための蒸発燃料処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば特開平５−３３２２０４号公報に開示されるように、燃料タンクと連通するキャニスタを備える蒸発燃料処理装置が知られている。この装置は、燃料タンクとキャニスタとの間に、燃料タンクを密閉状態とするための弁機構を備えている。このため、上記従来の装置によれば、必要に応じて燃料タンクを密閉状態として、例えば、燃料タンクの洩れ検出などを行うことができる。
【０００３】
また、上記従来の装置は、給油作業の開始時に操作されるべきリッドスイッチを備えていると共に、そのスイッチの操作と連動させて上記弁機構を開弁させる機能を有している。この機能によれば、燃料タンクが密閉されている状況下で給油作業が開始された場合に、燃料タンクのキャップが取り外されるのに先立って、燃料タンクをキャニスタに導通させることができる。
【０００４】
燃料タンクが密閉されている場合は、蒸発燃料の発生に起因してタンク内圧が上昇していることがある。このような状況下でキャップが取り外されると、燃料タンク内の蒸発燃料が給油口から大気に放出され易い。これに対して、キャップが取り外されるのに先立って燃料タンクがキャニスタと導通すると、燃料タンク内の蒸発燃料がキャニスタに流出し、その内部に吸着されることにより、タンク内圧が大気圧近傍値に低下する。このため、上記従来の装置によれば、給油作業時に、給油口から蒸発燃料が大気に放出されるのを有効に防ぐことができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−３３２２０４号公報
【特許文献２】
特許第２６８９５３８号公報
【特許文献３】
特開２００１−７３８８５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の装置のように、給油作業の開始時に操作すべきリッドスイッチを備え、かつ、そのスイッチの操作と連動させて給油のための準備を行うシステムでは、そのスイッチの故障が速やかに異常として検知できることが望ましい。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、給油作業の準備のために操作されるべきリッドスイッチの故障を検知することのできる蒸発燃料処理装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、燃料タンク内で発生した蒸発燃料をキャニスタで吸着して処理する蒸発燃料処理装置であって、
給油の実行準備のために操作されるべき給油準備スイッチと、
給油の実行を検知する給油実行検出手段と、
前記給油準備スイッチの操作が検知されることなく給油の実行が検知された場合に、異常判定を行う異常判定手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記燃料タンクと前記キャニスタとの導通状態を制御する封鎖弁と、
車両の駐車中に前記封鎖弁を閉弁状態とする封鎖弁閉弁手段と、
前記給油準備スイッチの操作を検知して前記封鎖弁を開弁状態とする封鎖弁開弁手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記給油実行検出手段は、前記給油準備スイッチの操作が検知された後、所定期間に渡って給油許可期間を設定する給油許可期間設定手段を備え、
前記異常判定手段は、前記給油許可期間外に給油の実行が検知された場合に異常判定を行うことを特徴とする。
【００１０】
また、第４の発明は、第１乃至第３の何れかの発明において、前記給油実行検出手段は、
タンク内圧を検出するタンク内圧検出手段と、
判定速度を超えるタンク内圧の上昇が生じた場合に給油の実行を認識する給油実行認識手段と、を備え、
前記異常判定手段は、車両の停車中に限り、前記異常判定を行うことを特徴とする。
【００１１】
また、第５の発明は、第１または第２の発明において、
前記給油準備スイッチの操作を検知してスイッチオン履歴を作成する履歴作成手段と、
所定のタイミングで、燃料タンク内の燃料量が増加しているか否かを判断する燃料増加判断手段と、
前記スイッチオン履歴が作成されていないにも関わらず、前記燃料増加判断手段により燃料量の増加が判定された場合に、異常判定を行う異常判定判断手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００１３】
実施の形態１．
［装置の構成の説明］
図１（Ａ）は、本発明の実施の形態１の蒸発燃料処理装置の構成を説明するための図である。図１（Ａ）に示すように、本実施形態の装置は、燃料タンク１０を備えている。燃料タンク１０には、タンク内圧Ptを測定するためのタンク内圧センサ１２が設けられている。タンク内圧センサ１２は、大気圧に対する相対圧としてタンク内圧Ptを検出し、その検出値に応じた出力を発生するセンサである。また、燃料タンク１０の内部には、燃料の液面を検出するための液面センサ１４が配置されている。
【００１４】
燃料タンク１０には、ROV(Roll Over Valve)１６，１８を介してベーパ通路２０が接続されている。ベーパ通路２０は、その途中に封鎖弁ユニット２４を備えており、その端部においてキャニスタ２６に連通している。封鎖弁ユニット２４は、封鎖弁２８とリリーフ弁３０を備えている。封鎖弁２８は、無通電の状態で閉弁し、外部から駆動信号が供給されることにより開弁状態となる常時閉タイプの電磁弁である。リリーフ弁３０は、燃料タンク１０側の圧力がキャニスタ２６側の圧力に比して十分に高圧となった場合に開弁する正方向リリーフ弁と、その逆の場合に開弁する逆方向リリーフ弁とからなる機械式の双方向逆止弁である。リリーフ弁３０の開弁圧は、例えば、正方向が２０kPa、逆方向が１５kPa程度に設定されている。
【００１５】
キャニスタ２６は、パージ孔３２を備えている。パージ孔３２には、パージ通路３４が連通している。パージ通路３４は、その途中にパージVSV(Vacuum Switching Valve)３６を備えていると共に、その端部において内燃機関の吸気通路３８に連通している。内燃機関の吸気通路３８には、エアフィルタ４０、エアフロメータ４２、スロットルバルブ４４などが設けられている。パージ通路３４は、スロットルバルブ４４の下流において吸気通路３８に連通している。
【００１６】
キャニスタ２６の内部は、活性炭で充填されている。ベーパ通路２０を通って流入してきた蒸発燃料は、その活性炭に吸着される。キャニスタ２６は、また、大気孔５０を備えている。大気孔５０には、負圧ポンプモジュール５２を介して大気通路５４が連通している。大気通路５４は、その途中にエアフィルタ５６を備えている。大気通路５４の端部は、燃料タンク１０の給油口５８の近傍において大気に開放されている。
【００１７】
図１（Ａ）に示すように、本実施形態の蒸発燃料処理装置は、ECU６０を備えている。ECU６０は、車両の駐車中において経過時間を計数するためのソークタイマを内蔵している。ECU６０には、上述したタンク内圧センサ１２や封鎖弁２８、或いは負圧ポンプモジュール５２と共に、リッドスイッチ６２、およびリッドオープナー開閉スイッチ６４が接続されている。また、リッドオープナー開閉スイッチ６４には、ワイヤーによりリッド手動開閉装置６６が連結されている。
【００１８】
リッドスイッチ６２は、ユーザーにより操作された場合に瞬間的にON出力を発するモメンタリースイッチである。リッドオープナー開閉スイッチ６４は、給油口５８を覆うリッド（車体の蓋）６８を閉じた状態に保持するための機構である。ECU６０は、リッドスイッチ６２からON出力が発せられると、リッドオープナー開閉スイッチ６４に対して、リッド６８の保持解除を要求する。リッドオープナー開閉スイッチ６４は、ECU６０からリッド開信号が供給された場合に、或いは、リッド手動開閉装置６６に対して所定の開動作が施された場合に、リッド６８の保持を一時的に解除する。リッド６８には、板バネによる開方向の付勢力が常に作用している。このため、その保持が解除されると、リッド６８は開状態となる。
【００１９】
図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す負圧ポンプモジュール５２の詳細を説明するための拡大図である。負圧ポンプモジュール５２は、キャニスタ２６の大気孔５０に通じるキャニスタ側通路７０と、大気に通じる大気側通路７２とを備えている。大気側通路７２には、ポンプ７４および逆止弁７６を備えるポンプ通路７８が連通している。
【００２０】
負圧ポンプモジュール５２は、また、切り替え弁８０とバイパス通路８２とを備えている。切り替え弁８０は、無通電の状態（OFF状態）でキャニスタ側通路７０を大気側通路７２に連通させ、また、外部から駆動信号が供給された状態（ON状態）で、キャニスタ側通路７０をポンプ通路７８に連通させる。バイパス通路８２は、キャニスタ側通路７０とポンプ通路７８とを導通させる通路であり、その途中には０．５mm径の基準オリフィス８４を備えている。
【００２１】
負圧ポンプモジュール５２には、更に、ポンプモジュール圧力センサ８６が組み込まれている。ポンプモジュール圧力センサ８６によれば、逆止弁７６の切り替え弁８０側において、ポンプ通路７８内部の圧力を検出することができる。
【００２２】
［基本動作の説明］
次に、本実施形態の蒸発燃料処理装置の基本動作について説明する。
（１）駐車中
本実施形態の蒸発燃料処理装置は、車両の駐車中は、原則として封鎖弁２８を閉弁状態に維持する。封鎖弁２８が閉弁状態とされると、リリーフ弁３０が閉じている限り燃料タンク１０はキャニスタ２６から切り放される。従って、本実施形態の蒸発燃料処理装置においては、タンク内圧Ptがリリーフ弁３０の正方向開弁圧（２０kPa）を超えない限り、車両の駐車中に蒸発燃料が新たにキャニスタ２６に吸着されることはない。また、タンク内圧Ptが、リリーフ弁３０の逆方向開弁圧（−１５kPa）を下回らない限り、車両の駐車中に燃料タンク１０の内部に空気が吸入されることはない。
【００２３】
（２）給油中
本実施形態の装置において、車両の停車中にリッドスイッチ６２が操作され、その操作に伴うON信号がECU６０に供給されると、ECU６０が起動して、先ず、封鎖弁２８が開状態とされる。この際、タンク内圧Ptが大気圧より高圧であれば、封鎖弁２８が開くと同時に燃料タンク１０内の蒸発燃料がキャニスタ２６に流入し、その内部の活性炭に吸着される。その結果、タンク内圧Ptは大気圧近傍にまで低下する。
【００２４】
ECU６０は、タンク内圧Ptが大気圧近傍にまで低下すると、リッドオープナー開閉スイッチ６４に対してリッド６８の保持を解除する旨の指令を発する。リッドオープナー開閉スイッチ６４は、その指令を受けてリッド６８の閉位置での保持を解除する。その結果、本実施形態の装置では、タンク内圧Ptが大気圧近傍値になった後にリッド６８の開動作が可能となる。
【００２５】
リッド６８の開動作が許可されると、リッド６８が開かれ、次いでタンクキャップが開かれ、その後、燃料の給油が開始される。タンクキャップが開かれる以前にタンク内圧Ptが大気圧近傍にまで減圧されているため、その開動作に伴い蒸発燃料が給油口５８から大気に放出されることはない。
【００２６】
ECU６０は、給油が終了するまで（例えば、リッド６８が閉じられるまで、或いは、車両が走り始めるまで、または、リッドスイッチ６２からON信号が発せられた後所定時間が経過するまで）封鎖弁２８を開状態に維持する。このため、給油の際にはタンク内ガスがベーパ通路２０を通ってキャニスタ２６に流出することができ、その結果、良好な給油性が確保される。また、この際、流出する蒸発燃料は、キャニスタ２６に吸着されるため、大気に放出されることはない。
【００２７】
（３）走行中
車両の走行中は、所定のパージ条件が成立する場合に、キャニスタ２６に吸着されている蒸発燃料をパージさせるための制御が実行される。この制御では、具体的には、切り替え弁８０をOFFとしてキャニスタ２６の大気孔を大気に開放したまま、パージVSV３６が適当にデューティ駆動される。パージVSV３６がデューティ駆動されると、内燃機関１０の吸気負圧がキャニスタ２６のパージ孔３２に導かれる。その結果、大気孔５０から吸入された空気と共に、キャニスタ２６内の蒸発燃料が内燃機関の吸気通路３８にパージされる。
【００２８】
また、車両の走行中は、給油前の圧抜き時間の短縮を目的として、タンク内圧Ptが大気圧近傍に維持されるように封鎖弁２８が適宜開弁される。但し、その開弁は、蒸発燃料のパージ中に限り、つまり、キャニスタ２６のパージ孔３２に吸気負圧が導かれている場合に限り行われる。パージ孔３２に吸気負圧が導かれている状況下では、燃料タンク１０からキャニスタ２６に流入する蒸発燃料は、その内部に深く進入することなくパージ孔３２から流出し、その後吸気通路３８にパージされる。このため、本実施形態の装置によれば、車両の走行中に、多量の蒸発燃料が新たにキャニスタ２６に吸着されることはない。
【００２９】
以上説明した通り、本実施形態の蒸発燃料処理装置によれば、原則として、キャニスタ２６に吸着させる蒸発燃料を、給油の際に燃料タンク１０から流出する蒸発燃料だけに限ることができる。このため、本実施形態の装置によれば、キャニスタ２６の小型化を図りつつ、良好な排気エミッションを実現し、また、良好な給油性を実現することができる。
【００３０】
［リッドスイッチの故障診断の必要性］
上述した通り、本実施形態の装置は、リッドスイッチ６２からECU６０にON信号が供給されることにより、給油準備のため、封鎖弁２８を開弁させ、また、リッド６８の保持を解除する。このため、リッドスイッチ６２にON故障（常にON信号を発生する故障）が生ずると、封鎖弁２８は常時開弁状態となり、燃料タンクの密閉が保てなくなる事態が生ずる。また、リッドスイッチ６２にOFF故障（ON信号が発生しない故障）が生ずると、リッドスイッチ６２の操作と連動させて給油の準備を開始させることができなくなる。
【００３１】
良好なエミッション特性を維持するうえでは、燃料タンクの密閉が保てないような状態、或いは、給油準備が適正に実行されないような状態が生じた場合、その状態が速やかに異常として検知できることが望ましい。そこで、本実施形態の装置は、以下に説明する手法により、リッドスイッチ６２のON故障およびOFF故障を診断することとしている。
【００３２】
［ON故障診断の第１手法］
リッドスイッチ６２にON故障が生ずると、ECU６０には、リッドスイッチ６２から常時ON信号が供給される。リッドスイッチ６２は、本来、給油の実行時に短時間だけON状態に操作されるスイッチである。従って、リッドスイッチ６２から長期間に渡ってON信号が出力されている場合は、リッドスイッチ６２にON故障が生じていると判断できる。このため、ECU６０は、所定の判定時間を超えて長期に渡りリッドスイッチ６２がON信号を発している場合に、リッドスイッチ６２のON故障を検知することができる。
【００３３】
［ON故障診断の第２手法］
既述した通り、本実施形態の装置は、リッドスイッチ６２からON信号が発せられた場合に封鎖弁２８を開弁させるように構成されている。従って、リッドスイッチ６２にON故障が生じた場合は、封鎖弁２８が常時開弁状態となる。つまり、この場合は、封鎖弁２８に開故障が生じているのと同じ状況が形成される。
【００３４】
本実施形態の装置は、車両が駐車状態に移行して（この際、封鎖弁２８は本来閉じているべき）、所定時間（例えば５時間）が経過した時点で、封鎖弁２８の両側に有意な差圧が生じているか否かを見ることなどにより、封鎖弁２８に開故障が生じているか否かを診断する機能を有している。このため、ECU６０は、この開故障診断の結果から、リッドスイッチ６２のON故障を診断することができる。つまり、ECU６０は、封鎖弁２８の開故障診断により、開故障の発生が認められない場合は、リッドスイッチ６２にON故障は生じていないと判断することができ、また、開故障の発生が認められる場合は、リッドスイッチ６２にON故障が生じている可能性があると判断することができる。
【００３５】
［OFF故障の診断原理］
本実施形態の装置は、既述した通り、リッド手動開閉装置６６を備えている。リッドスイッチ６２にOFF故障が発生し、そのスイッチ操作に関わらずリッド６８の保持が解除されない場合、車両の使用者は、リッド手動開閉装置６６を用いてリッド６８を開いて給油作業を行うことになる。この場合、ECU６０に対してリッドスイッチ６２からON信号が入力されることなく、給油が実行される事態が生ずる。このため、本実施形態の装置においては、リッドスイッチ６２からECU６０にON信号が供給されることなく給油の実行が検知された場合は、リッドスイッチ６２にOFF故障が生じている可能性があると判断することができる。
【００３６】
ところで、リッドスイッチ６２からECU６０に対してON信号が供給されることなく給油が実行される事態は、リッドスイッチ６２にOFF故障が生じている場面に限らず、そのOFF故障が生じていないにも関わらず車両の使用者がリッド手動開閉装置６６を使って給油を行った場面においても発生し得る（ケース１）。また、このような事態は、前回の給油の際に使用者がリッド６８を閉め忘れ、今回の給油時にはリッドスイッチ６２を操作するまでもなくリッド６８が開いていたような場面においても生じ得る（ケース２）。
【００３７】
上述したケース１およびケース２の場面では、何れもタンク内圧の減圧を図ることなく燃料タンク１０のキャップが取り外される事態が生ずる。この意味で、ケース１およびケース２の場面も、リッドスイッチ６２にOFF故障が生じている場面と同様に、異常を認識すべき場面である。そこで、本実施形態の装置は、リッドスイッチ６２からON信号が発せられることなく給油が実行されたと認められる事態の検知を試みると共に、その事態が検知された場合には、リッドスイッチ６２のOFF故障、或いは、上記ケース１またはケース２の異常が生じたものとして、異常判定を行うこととしている。
【００３８】
［OFF故障診断のための具体的処理］
図２は、上記の原理に従ってリッドスイッチ６２のOFF故障を診断するためにECU６０が実行する処理の一部に対応するフローチャートである。より具体的には、ECU６０が、リッドスイッチ６２の操作と連動させて実行するリッド処理のフローチャートである。尚、図２に示すルーチンは、内燃機関の作動中に限らず、その停止中（IGオフ中）においても所定時間毎に繰り返し起動されるルーチンである。
【００３９】
図２に示すルーチンでは、先ず、リッドスイッチ６２がOFF状態からON状態に変化したか、つまり、リッドスイッチ６２がON信号を発生したか否かが判別される（ステップ１００）。
【００４０】
その結果、リッドスイッチ６２がON信号を発していないと判別された場合は、以後速やかに今回の処理サイクルが終了される。一方、リッドスイッチ６２がON信号を発したと判別された場合は、次に、リッド６８の開条件が成立しているか否かが判別される（ステップ１０２）。
【００４１】
本実施形態では、車両が停止しており、機関回転数NEが十分に低い場合にのみ給油の実行を許可するために、リッド６８の開条件として、車速SPDが判定値SPD0より低く、かつ、機関回転数NEが判定値NE0より低いことを要求している。上記ステップ１０２において、それらの条件が成立していないと判別された場合は、以後、速やかに今回の処理サイクルが終了される。一方、それらの条件が成立すると判別された場合は、リッド６８の保持を解除する旨の指令が発生したと判断され、給油可能状態フラグXFUELがONとされる（ステップ１０６）。
給油可能状態フラグXFUELがONとされると、以後ECU６０は、他のルーチンにより、封鎖弁２８を開弁させ、更に、燃料タンク１０の圧抜きが終了した時点でリッドオープナー開閉スイッチ６４に対してリッド６８の保持解除を指令する。
【００４２】
図２に示すルーチンでは、次に、給油完了条件が成立したか否かが判別される（ステップ１０８）。
給油完了条件は、リッドスイッチ６２が瞬間的なON出力を発した後、所定時間（例えば１５分間）が経過することにより、或いは、車両が走り始めたことが検知されることにより、その成立が判断される。
【００４３】
上記ステップ１０８において、給油完了条件が成立したと判別されると、以後、封鎖弁２８に対して閉弁指令が発せられ（ステップ１１０）、更に、給油可能状態が終了していることを表すべく給油可能状態フラグXFUELがOFF状態とされる（ステップ１１２）。
【００４４】
図３は、ECU６０が、リッドスイッチ６２等の故障を検知して警報を発するために実行するルーチンのフローチャートである。尚、図３に示すルーチンも、図２に示すルーチンと同様に、内燃機関の作動中に限らず、その停止中（IGオフ中）においても所定時間毎に繰り返し起動されるルーチンである。
【００４５】
図３に示すルーチンにおいては、先ず、車速SPDが判定値SPD0より低速であるか否か、より具体的には、車両が停止しているか否かが判別される（ステップ１２０）。
【００４６】
その結果、車両が停止中でないと判別された場合は、リッドスイッチ６２等の故障を検知すべき条件が成立していないものとして、速やかに今回の処理サイクルが終了される。一方、上記ステップ１２０において、車両が停止していると判別された場合は、次に、タンク内圧Ptnkが急上昇しているか否かが判別される（ステップ１２２）。
尚、タンク内圧Ptnkが急上昇しているか否かは、前回の処理サイクル時のタンク内圧PtnkOと今回の処理サイクル時のタンク内圧Ptnkとの差ΔPtnk＝Ptnk−PtnkOが、所定の判定値を超えているか否かにより判断することができる。
【００４７】
タンク内圧Ptnkは、給油の開始に伴って、燃料が燃料タンク１０内に流入し始める時期と同期して大気圧近傍知から急激に上昇する。その後、タンク内圧Ptnkは、給油の継続中は大気圧より高い値で安定に推移し、給油が終了すると同時に大気圧近傍値にまで急激に下降する。従って、車両が停止している状況下でタンク内圧Ptnkに急激な上昇が生じた場合は、つまり、上記ステップ１２２においてタンク内圧Ptnkの急上昇が判別された場合は、給油が開始されたと判断することができる。
【００４８】
図３に示すルーチンでは、上記ステップ１２２においてタンク内圧Ptnkの急上昇が認められない場合は、リッドスイッチ６２等の故障を判別すべき状況が形成されていないものと判断される。この場合、以後、速やかに今回の処理サイクルが終了される。一方、上記ステップ１２２においてタンク内圧Ptnkが急上昇していると判定された場合は、給油可能状態が形成されているか否かを表す給油可能状態フラグXFUELがONであるかが判別される（ステップ１２４）。
【００４９】
給油可能状態フラグXFUELがONである場合は、リッドスイッチ６２が正常にON信号を発した結果、リッド６８の保持が正常に解除されていると判断できる。そして、この場合は、正常な手順を踏んで給油が実行されていると判断できる。従って、上記ステップ１２４においてXFUEL＝ONが成立すると判別された場合は、リッドスイッチ６２等の故障判定を行うことなく今回の処理サイクルが終了される。
【００５０】
一方、上記ステップ１２４において、XFUEL＝ONが成立しないと判別された場合は、正常な手順では給油の準備が行われていないと判断することができる。つまり、この場合は、リッドスイッチ６２から適正にON信号が出力されていないにも関わらず給油が実行されていると判断することができる。図３に示すルーチンでは、この場合、リッドスイッチ６２等の故障（具体的には、リッドスイッチ６２のOFF故障、リッド手動開閉装置６６を使用した給油、或いはリッド６８の閉め忘れ）が生じたものとして、車両の使用者に対して異常警報を発する処理が成される（ステップ１２６）。
【００５１】
以上説明した通り、図２および図３に示すルーチンによれば、タンク内圧Ptnkの値に基づいて給油の実行が検知された場合に、その給油が正常な手順を踏んで実行されているか否かを見ることにより、より具体的には、その給油の開始に先立ってリッドスイッチ６２の出力が適正に変化しているか否かを見ることにより、リッドスイッチ６２等の異常を正確に検知することができる。このため、本実施形態の装置によれば、給油が実行される毎に、リッドスイッチ６２にOFF故障が生じていないか、或いは、その給油が正常な手順を踏んで実行されているか、更には、その給油に先立ってリッド６８の閉め忘れが無かったかにつき、適正に異常判定を行うことができる。
【００５２】
ところで、上述した実施の形態１においては、給油が実行されているか否かをタンク内圧Ptnkに基づいて判断することとしているが、その判断の手法はこれに限定されるものではない。例えば、液面センサ１４の出力は、給油の実行中は、給油の非実行中には見られない変化を示す。従って、給油が実行されているか否かは、液面センサ１４の出力に基づいて判断することとしてもよい。
【００５３】
尚、上述した実施の形態１においては、封鎖弁２８を開いてタンク内圧Ptnkの低下を図ること、およびリッド６８の閉位置での保持を解除することが前記第１の発明における「給油の実行準備」に、また、リッドスイッチ６２が前記第１の発明における「給油準備スイッチ」に、それぞれ相当している。更に、実施の形態１においては、ECU６０が、上記ステップ１２０および１２２の処理を実行することにより前記第１の発明における「給油実行検出手段」が、上記ステップ１２６の処理を実行することにより前記第１の発明における「異常判定手段」が、それぞれ実現されている。
【００５４】
また、上述した実施の形態１においては、給油時を除き車両の駐車中に封鎖弁２８を閉弁状態とすることにより前記第２の発明における「封鎖弁閉弁手段」が、リッドスイッチ６２の操作を受けて封鎖弁２８を開弁状態とすることにより前記第２の発明における「封鎖弁開弁手段」が、それぞれ実現されている。
【００５５】
また、上述した実施の形態１においては、給油可能状態フラグXFUELがONとされている期間が前記第３の発明における「給油許可期間」に相当していると共に、ECU６０が、上記ステップ１００〜１１２の処理を実行することにより前記第３の発明における「給油許可期間設定手段」が実現されている。
【００５６】
更に、上述した実施の形態１においては、タンク内圧センサ１２が前記第４の発明における「タンク内圧検出手段」に相当していると共に、ECU６０が、上記ステップ１２２の処理を実行することにより前記第４の発明における「給油実行認識手段」が実現されている。
【００５７】
実施の形態２．
次に、図４および図５を参照して本発明の実施の形態２について説明する。
上述した実施の形態１の装置は、現に給油が実行されている時点でリッドスイッチ６２等の故障を診断する機能を有している。これに対して、本実施形態の装置は、ある特定の故障診断タイミングにおいて、リッドスイッチ６２等の故障を診断する点に特徴を有している。
【００５８】
本実施形態の装置は、実施の形態１の装置において、ECU６０に、上記図２および図３に示すルーチンに代えて、後述する図４および図５に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
【００５９】
図４は、本実施形態において、ECU６０が、リッドスイッチ６２からON信号が発せられた履歴を作成するために実行するルーチンのフローチャートである。図４に示すルーチンは、内燃機関の作動中に限らず、その停止中（IGオフ中）においても所定時間毎に繰り返し起動されるルーチンである。
【００６０】
図４に示すルーチンでは、先ず、前回の処理サイクル時から今回の処理サイクル時にかけて、リッドスイッチ６２の出力がOFFからONに変化したか否かが判断される（ステップ１３０）。
【００６１】
その結果、リッドスイッチ６２の出力がOFFからONに変化していないと判別された場合は、そのまま今回の処理サイクルが終了される。一方、上記の出力変化が生じていると判別された場合は、リッドスイッチオン履歴がONとされた後、今回の処理サイクルが終了される（ステップ１３２）。
【００６２】
上記の処理によれば、リッドスイッチ６２の操作がなされ、かつ、リッドスイッチ６２がその操作に伴って適正に出力を変化させた場合に、確実にリッドスイッチオン履歴をON状態とすることができる。
【００６３】
図５は、本実施形態において、ECU６０が、リッドスイッチ６２等の故障を検知して警報を発するために実行するルーチンのフローチャートである。尚、図５に示すルーチンは、図４に示すルーチンと異なり、IGオンの期間中にのみ繰り返し起動されるルーチンである。
【００６４】
図５に示すルーチンでは、先ず、故障診断の実行条件が成立しているか否かが判別される（ステップ１４０）。
故障診断の実行条件は、特定のタイミングで成立すべき条件である。具体的には、その条件としては、例えば、「内燃機関の始動時か」、「前回の故障診断から所定時間が経過したか」などを設定することができる。
【００６５】
上記ステップ１４０において、故障診断の実行条件が成立していないと判別された場合は、以後、何ら処理が実行されることなく速やかに今回の処理サイクルが終了される。一方、その実行条件が成立していると判別された場合は、次に、液面センサ１４の出力に基づいて、現時点での燃料タンク１０内の燃料量QFUELが検出される（ステップ１４２）。
【００６６】
次いで、リッドスイッチオン履歴がONとなっているか否かが判別される（ステップ１４４）。
その結果、上記の履歴がONであると判別された場合は、その履歴がリセット（OFF）される（ステップ１４６）。
【００６７】
リッドスイッチオン履歴は、既述した通り（図４参照）、リッドスイッチ６２がON出力を発する毎にONとされる。また、ONとされたその履歴は、上記ステップ１４６の処理により、故障診断の実行条件が成立することによりリセットされる。従って、上記ステップ１４４において、リッドスイッチオン履歴がONであると判別された場合は、故障診断の実行条件が前回成立した後、今回成立するまでの間に、リッドスイッチ６２が少なくとも１度は適正にその出力をOFFからONに変化させていると判断することができる。図５に示すルーチンでは、この場合、ステップ１４６の処理に次いで、今回の処理サイクルで検出された燃料量QFUELを旧燃料量QFUELとする書き換え処理が実行される。そして、故障診断を行うことなく今回の処理サイクルが終了される。
【００６８】
一方、上記ステップ１４４において、リッドスイッチオン履歴がOFFであると判別された場合は、故障診断の実行条件が前回成立した後、今回成立するまでの間に、リッドスイッチ６２が１度もその出力をOFFからONに変化させていないと判断することができる。図５に示すルーチンでは、この場合、次に、今回の処理サイクルで検出された燃料量QFUELが、旧燃料量QFUELO、つまり、故障診断の実行条件が前回成立した時に記憶された燃料量QFUELOに対して十分に大きな値であるか否か、具体的には、QFUEL＞QFUELO＋αが成立するか否かが判別される（ステップ１５０）。
【００６９】
上記ステップ１５０において、QFUEL＞QFUELO＋αが成立しないと判別された場合は、故障診断の実行条件が前回成立した時点から現時点にかけて、燃料タンク１０内の燃料量が増加しているとは断定できない。つまり、この場合は、故障診断の実行条件が前回成立した時点から現時点にかけて、リッドスイッチ６２がON出力を発した履歴も存在しないが、燃料量QFUELが増えた形跡も認められないと判断できる。図５に示すルーチンでは、この場合、リッドスイッチ６２等に故障が生じているか否かの判断が保留され、今回の処理サイクルが終了される。
【００７０】
これに対して、上記ステップ１５０において、QFUEL＞QFUELO＋αが成立すると判別された場合は、故障診断の実行条件が前回成立した時点から現時点にかけて、燃料タンク１０内の燃料量が増加していると判断することができる。つまり、この場合は、故障診断の実行条件が前回成立した時点から現時点にかけて、リッドスイッチ６２がON出力を発した履歴が存在しないにも関わらず、燃料量QFUELが増えた形跡が認められると判断できる。このような事態は、リッドスイッチ６２にOFF故障が生じているか、車両の使用者がその必要がないにも関わらずリッド手動開閉装置６６を用いて給油を行ったか、或いは、リッド６８の閉め忘れによって、リッドスイッチ６２の操作なしに給油が開始された場合に限って発生する。このため、QFUEL＞QFUELO＋αが成立する場合、図５に示すルーチンでは、それらの何れかの異常が生じていることを表すべく、異常警報を発するための処理を実行する（ステップ１５２）。
そして、上記ステップ１５２の処理が終了すると、以後、次回以降の処理に備えて上記ステップ１４８の処理が実行された後、今回の処理サイクルが終了される。
【００７１】
以上説明した通り、図４および図５に示すルーチンによれば、内燃機関の始動時毎、或いは、所定間隔毎など、故障診断の実行条件が成立する特定のタイミング毎に、リッドスイッチ６２のON履歴と、給油が行われた形跡とを対照させて、異常な手順での給油が実行されていないかを判断することができる。そして、そのような異常な手順による給油の実行を、的確に異常として認識することができる。このため、本実施形態の装置によっても、実施の形態１の装置と同様に、リッドスイッチ６２のOFF故障等を正確に検知することができる。
【００７２】
また、上述した実施の形態１の装置は、給油の実行中にタンク内圧Ptnkや液面センサ１４の出力に生ずる変化から給油の実行を検知することとしている。つまり、実施の形態１の装置では、動的に変化しているセンサ出力に基づいて給油の実行が判断されている。これに対して、本実施形態の装置は、給油の前後における燃料量QFUEL、QFUELOの比較に基づいて、つまり、静的な物理量の比較に基づいて給油の実行を検知することとしている。このため、本実施形態の装置によれば、実施の形態１の装置に比して、より簡単な処理により精度良く給油の実行（の形跡）を判断することができる。
【００７３】
尚、上述した実施の形態２においては、ECU６０が、上記ステップ１３０および１３２の処理を実行することにより前記第５の発明における「履歴作成手段」が、上記ステップ１５０の処理を実行することにより前記第５の発明における「燃料増加判断手段」が、上記ステップ１５２の処理を実行することにより前記第４の発明における「異常判定判断手段」が、それぞれ実現されている。
【００７４】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
第１の発明によれば、給油準備スイッチの操作が検知されることなく給油の実行が検知された場合に、異常が判定される。この発明によれば、給油準備スイッチがオン状態とならない異常（スイッチのオフ故障）や、給油準備スイッチを操作せずに給油を行う使用上の異常などを検知することができる。
【００７５】
第２の発明によれば、封鎖弁の開弁を伴う圧抜き作業が行われることなく給油が実行された場合に、その状態を異常として検知することができる。
【００７６】
第３の発明によれば、給油準備スイッチが操作されることにより設定される給油許可期間外に給油が実行された場合に、異常を判定することができる。
【００７７】
第４の発明によれば、タンク内圧の急激な上昇により給油の実行を認識することができる。また、本発明によれば、異常の判定を車両の停車中に限って認めることができるため、車両の走行中にタンク内圧が上昇しても、その上昇により異常が誤判定されるのを防ぐことができる。
【００７８】
第５の発明によれば、給油準備スイッチの操作に対応させてスイッチオン履歴を作成することができる。そして、スイッチオン履歴が存在していないにも関わらず燃料タンク内の燃料量が増加している場合に、異常を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１の構成を説明するための図である。
【図２】 本発明の実施の形態１において実行される第１のルーチンのフローチャートである。
【図３】 本発明の実施の形態１において実行される第２のルーチンのフローチャートである。
【図４】 本発明の実施の形態２において実行される第１のルーチンのフローチャートである。
【図５】 本発明の実施の形態２において実行される第２のルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
１０ 燃料タンク
１２ タンク内圧センサ
１４ 液面センサ
２８ 封鎖弁
２６ キャニスタ
６０ ECU(Electronic Control Unit)
６２ リッドスイッチ
６４ リッドオープナー開閉スイッチ
６６ リッド手動開閉装置
６８ リッド
XFUEL 給油可能状態フラグ
QFUEL 燃料量
QFUELO 旧燃料量
Claims (5)
- 燃料タンク内で発生した蒸発燃料をキャニスタで吸着して処理する蒸発燃料処理装置であって、
給油の実行準備のために操作されるべき給油準備スイッチと、
給油の実行を検知する給油実行検出手段と、
前記給油準備スイッチの操作が検知されることなく給油の実行が検知された場合に、異常判定を行う異常判定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の蒸発燃料処理装置。 - 前記燃料タンクと前記キャニスタとの導通状態を制御する封鎖弁と、
車両の駐車中に前記封鎖弁を閉弁状態とする封鎖弁閉弁手段と、
前記給油準備スイッチの操作を検知して前記封鎖弁を開弁状態とする封鎖弁開弁手段と、
を備えることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。 - 前記給油準備スイッチの操作が検知された後、所定期間に渡って給油許可期間を設定する給油許可期間設定手段を備え、
前記異常判定手段は、前記給油許可期間外に給油の実行が検知された場合に異常判定を行うことを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。 - 前記給油実行検出手段は、
タンク内圧を検出するタンク内圧検出手段と、
判定速度を超えるタンク内圧の上昇が生じた場合に給油の実行を認識する給油実行認識手段と、を備え、
前記異常判定手段は、車両の停車中に限り、前記異常判定を行うことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。 - 前記給油準備スイッチの操作を検知してスイッチオン履歴を作成する履歴作成手段と、
所定のタイミングで、燃料タンク内の燃料量が増加しているか否かを判断する燃料増加判断手段と、
前記スイッチオン履歴が作成されていないにも関わらず、前記燃料増加判断手段により燃料量の増加が判定された場合に、異常判定を行う異常判定判断手段と、
を備えることを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。
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