JP4135623B2 - Evaporative fuel processing device for internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関の蒸発燃料処理装置に関し、特に、燃料タンク内で生じた蒸発燃料の処理装置に適用して好適である。   The present invention relates to an evaporative fuel processing apparatus for an internal combustion engine, and is particularly suitable for application to an evaporative fuel generated in a fuel tank.

従来、燃料タンク内で発生する蒸発燃料(燃料ベーパ)をキャニスタに吸着することで、その燃料ベーパが大気に放出されるのを防止する蒸発燃料処理装置が知られている。このような蒸発燃料処理装置において、蒸発燃料経路に所定の圧力を与えて閉路空間の漏れを判定する方法が特開2002−4959号公報に記載されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is known an evaporative fuel processing apparatus that prevents vaporized fuel (fuel vapor) generated in a fuel tank from being released into the atmosphere by adsorbing it to a canister. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-4959 discloses a method of determining a leak in a closed space by applying a predetermined pressure to the evaporated fuel path in such an evaporated fuel processing apparatus.

特開2002−4959号公報JP 2002-4959 A 特開2003−155959号公報JP 2003-155959 A 特開平6−93932号公報JP-A-6-93932

しかしながら、特開2002−4959号公報に記載されているように、燃料タンク、キャニスタ、負圧ポンプがこの順に接続された蒸発燃料処理装置において、負圧ポンプにより燃料タンク、キャニスタ内の空気、蒸発燃料を大気中に吸い出した場合、キャニスタの蒸発燃料吸着量が飽和に近い状態にあると、蒸発燃料経路内の蒸発燃料がキャニスタに吸着されずに大気中に放出されるという問題が発生する。   However, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-4959, in an evaporative fuel processing apparatus in which a fuel tank, a canister, and a negative pressure pump are connected in this order, the air in the fuel tank and the canister is evaporated by the negative pressure pump. When the fuel is sucked into the atmosphere, if the amount of evaporated fuel adsorbed by the canister is close to saturation, the problem arises that the evaporated fuel in the evaporated fuel path is released into the atmosphere without being adsorbed by the canister.

また、漏れ判定の際に蒸発燃料経路に所定の圧力を付与すると、蒸発燃料経路内に発生している蒸発燃料がキャニスタに吸着される。そして、キャニスタにおける蒸発燃料の吸着状態に応じて蒸発燃料経路の閉路空間の圧力、流量は変動する。このため、同公報に記載された方法では、蒸発燃料経路に圧力を付与して漏れ判定を行う場合に、蒸発燃料経路における実際の圧力、流量と測定値とが相違するという問題が生じる。   Further, when a predetermined pressure is applied to the evaporated fuel path at the time of leakage determination, the evaporated fuel generated in the evaporated fuel path is adsorbed by the canister. The pressure and flow rate in the closed space of the evaporative fuel path vary depending on the evaporated fuel adsorption state in the canister. For this reason, in the method described in the publication, when pressure is applied to the evaporated fuel path and leakage determination is performed, there is a problem that the actual pressure and flow rate in the evaporated fuel path are different from the measured values.

本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、漏れ判定の際に燃料ベーパが大気中に放出されることを抑止するとともに、キャニスタにおける蒸発燃料の吸着に影響を受けることなく蒸発燃料経路の漏れを正確に判定することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to prevent the fuel vapor from being released into the atmosphere at the time of leakage determination and to adsorb the evaporated fuel in the canister. It is to accurately determine the leakage of the evaporated fuel path without being affected by the above.

第1の発明は、上記の目的を達成するため、
燃料タンクと、
前記燃料タンクと接続され、前記燃料タンク内で発生する蒸発燃料を吸着するキャニスタと、
前記キャニスタと接続され、前記キャニスタを介して前記燃料タンクを含む閉路空間内のガスを吸引するポンプと、
前記キャニスタよりも前記ポンプ側における前記閉路空間での圧力を検出する圧力検出手段と、
前記圧力検出手段で検出した圧力に基づいて、前記閉路空間における漏れの状態を判定する漏れ判定手段と、
前記キャニスタにおける蒸発燃料の吸着能力を判定する吸着能力判定手段と、前記吸着能力が飽和している状態又は飽和に近い状態と判定された場合は、前記漏れ判定手段による判定を中止する漏れ判定中止手段と、
前記圧力検出手段で検出された圧力の特性に変曲点が存在するか否かを検出する変曲点検出手段と、を備え、
前記吸着能力判定手段は、前記変曲点が検出された場合に、前記吸着能力が飽和している状態又は飽和に近い状態と判定することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the first invention provides
A fuel tank,
A canister connected to the fuel tank and adsorbing the evaporated fuel generated in the fuel tank;
A pump connected to the canister and sucking gas in a closed space including the fuel tank through the canister;
Pressure detecting means for detecting a pressure in the closed space on the pump side from the canister;
A leakage determination means for determining a leakage state in the closed space based on the pressure detected by the pressure detection means;
An adsorption capability determination unit that determines the adsorption capability of the evaporated fuel in the canister and a leak determination stop that cancels the determination by the leak determination unit when the adsorption capability is determined to be saturated or nearly saturated Means,
An inflection point detecting means for detecting whether or not an inflection point exists in the pressure characteristic detected by the pressure detecting means,
The adsorption capacity determination means determines that the adsorption capacity is saturated or close to saturation when the inflection point is detected .

第1の発明によれば、キャニスタにおける蒸発燃料の吸着能力が飽和している状態、又は飽和に近い状態にある場合は、閉路空間における漏れ判定を中止するため、キャニスタに蒸発燃料を十分に吸着できる場合にのみ漏れ判定を行うことができる。従って、漏れ判定の際には、燃料タンク内の蒸発燃料が全てキャニスタに吸着されることとなり、蒸発燃料が圧力検出手段まで到達しないため、蒸発燃料の蒸気分圧の影響で圧力検出手段で測定した圧力が変動してしまうことを抑止できる。また、この発明によれば、圧力検出手段で検出された圧力の特性に変曲点が検出された場合は、キャニスタにおける吸着能力が飽和している状態又は飽和に近い状態にあると判定することが可能となる。従って、キャニスタの蒸発燃料吸着状態を直接的に求めることなく、キャニスタにおける蒸発燃料の吸着能力を求めることができる。 According to the first invention, when the adsorption capability of the evaporated fuel in the canister is saturated or close to saturation, the determination of leakage in the closed space is stopped, so that the evaporated fuel is sufficiently adsorbed in the canister. Leakage determination can be made only when possible. Therefore, at the time of leak judgment, all the evaporated fuel in the fuel tank is adsorbed to the canister, and the evaporated fuel does not reach the pressure detecting means. Therefore, the pressure detecting means is measured by the influence of the vapor partial pressure of the evaporated fuel. It is possible to suppress the fluctuation of the applied pressure. Further, according to the present invention, when an inflection point is detected in the pressure characteristic detected by the pressure detecting means, it is determined that the adsorption capacity of the canister is saturated or close to saturation. Is possible. Therefore, the evaporative fuel adsorption capability of the canister can be obtained without directly obtaining the evaporative fuel adsorption state of the canister.

以下、図面に基づいてこの発明のいくつか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。なお、以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。   Several embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is common in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted. The present invention is not limited to the following embodiments.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1にかかる蒸発燃料処理装置の概要を説明するための図である。図1に示すように、本実施形態の装置は、燃料タンク10、キャニスタ20、ポンプモジュール36を有して構成されている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram for explaining the outline of the evaporated fuel processing apparatus according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the apparatus of this embodiment includes a fuel tank 10, a canister 20, and a pump module 36.

燃料タンク10の内部には、タンク温度センサ16が配置されている。タンク温度センサ16によれば、燃料タンク10内のガスの温度、つまり、燃料ベーパの温度を検出することができる。また、燃料タンク10には、タンク内圧Ptnkを検出するためのタンク内圧センサ11、燃料の液面高さを検出するための液面センサ14が設けられている。   A tank temperature sensor 16 is disposed inside the fuel tank 10. According to the tank temperature sensor 16, the temperature of the gas in the fuel tank 10, that is, the temperature of the fuel vapor can be detected. The fuel tank 10 is provided with a tank internal pressure sensor 11 for detecting the tank internal pressure Ptnk and a liquid level sensor 14 for detecting the liquid level of the fuel.

燃料タンク10には、ベーパ通路18を介してキャニスタ20が連通している。ベーパ通路18にはVSVバルブ56が設けられている。また、燃料タンク10には、ポンプ通路38を介してポンプモジュール36が連通している。キャニスタ20の内部には、燃料タンク10から流入してくる燃料ベーパを吸着するための活性炭30が充填されている。また、キャニスタ20には、ベーパ通路18と接続されるベーパポート22、ポンプ通路38と接続されるポンプ側ポート24、および後述するパージ通路26に連通するパージポート28が設けられている。図1に示すように、ベーパポート22とパージポート28とは、活性炭30に対して同じ側に設けられている。一方、ポンプ側ポート24は、活性炭30を挟んで、それらのポート22,28の反対側に設けられている。   A canister 20 communicates with the fuel tank 10 through a vapor passage 18. A VSV valve 56 is provided in the vapor passage 18. A pump module 36 communicates with the fuel tank 10 through a pump passage 38. The canister 20 is filled with activated carbon 30 for adsorbing fuel vapor flowing from the fuel tank 10. Further, the canister 20 is provided with a vapor port 22 connected to the vapor passage 18, a pump side port 24 connected to the pump passage 38, and a purge port 28 communicating with a purge passage 26 described later. As shown in FIG. 1, the vapor port 22 and the purge port 28 are provided on the same side with respect to the activated carbon 30. On the other hand, the pump-side port 24 is provided on the opposite side of the ports 22 and 28 with the activated carbon 30 interposed therebetween.

パージ通路26は、内燃機関の吸気通路(不図示)に連通する通路である。パージ通路26の途中には、その導通状態を制御するためのパージVSV32が設けられている。内燃機関の運転中は、内燃機関の吸気負圧がパージ通路26の内部に導かれる。また、内燃機関の運転中は、ポンプ側ポート24が大気へ開放される。この状態でパージVSV32が開かれると、その吸気負圧がキャニスタ20のパージポート28にまで到達し、その結果、ポンプ側ポート24からパージポート28へ向かう空気の流れが生ずる。このような空気の流れが生ずると、活性炭30に吸着されている燃料に脱離が生ずる。従って、内燃機関の運転中にパージVSV32を適当に開くことにより、キャニスタ20に吸着されている燃料を適当に内燃機関にパージさせることができる。   The purge passage 26 is a passage communicating with an intake passage (not shown) of the internal combustion engine. A purge VSV 32 for controlling the conduction state is provided in the purge passage 26. During operation of the internal combustion engine, the intake negative pressure of the internal combustion engine is guided into the purge passage 26. Further, during operation of the internal combustion engine, the pump side port 24 is opened to the atmosphere. When the purge VSV 32 is opened in this state, the intake negative pressure reaches the purge port 28 of the canister 20, and as a result, an air flow from the pump side port 24 toward the purge port 28 is generated. When such an air flow occurs, desorption occurs in the fuel adsorbed on the activated carbon 30. Therefore, by appropriately opening the purge VSV 32 during operation of the internal combustion engine, the fuel adsorbed by the canister 20 can be appropriately purged by the internal combustion engine.

キャニスタ20の内部には、パージポート28の近傍にキャニスタ温度センサ34が配置されている。また、ポンプ側ポート24の近傍にはキャニスタ温度センサ35が配置されている。キャニスタ温度センサ34,35によれば、パージポート28、およびポンプ側ポート24の近傍において、キャニスタ20の内部温度を測定することができる。   Inside the canister 20, a canister temperature sensor 34 is arranged in the vicinity of the purge port 28. A canister temperature sensor 35 is disposed in the vicinity of the pump-side port 24. According to the canister temperature sensors 34 and 35, the internal temperature of the canister 20 can be measured in the vicinity of the purge port 28 and the pump side port 24.

図1に示すように、本実施形態の蒸発燃料処理装置は、ECU(Electronic Control Unit)40を備えている。ECU40には、上述したタンク内圧センサ11、液面センサ14、タンク温度センサ16、キャニスタ温度センサ34,35、ポンプモジュール36(圧力計44)などの出力信号が供給されている。   As shown in FIG. 1, the evaporated fuel processing apparatus of this embodiment includes an ECU (Electronic Control Unit) 40. The ECU 40 is supplied with output signals from the tank internal pressure sensor 11, the liquid level sensor 14, the tank temperature sensor 16, the canister temperature sensors 34 and 35, the pump module 36 (pressure gauge 44), and the like.

ECU40の制御によりVSVバルブ56が適切なタイミングで開かれると、燃料タンク10内の燃料ベーパがキャニスタ20へ送られる。キャニスタ20へ送られた燃料ベーパは活性炭30に吸着される。   When the VSV valve 56 is opened at an appropriate timing under the control of the ECU 40, the fuel vapor in the fuel tank 10 is sent to the canister 20. The fuel vapor sent to the canister 20 is adsorbed by the activated carbon 30.

また、ECU40の制御により、パージVSV32が適切なタイミングで開かれると、キャニスタ20内に吸着されている燃料ペーパが内燃機関の吸気通路にパージされる。これにより、燃料ベーパを外部に放出させることなく、キャニスタ20の燃料吸着能力が回復される。   Further, when the purge VSV 32 is opened at an appropriate timing under the control of the ECU 40, the fuel paper adsorbed in the canister 20 is purged into the intake passage of the internal combustion engine. As a result, the fuel adsorption capacity of the canister 20 is recovered without releasing the fuel vapor to the outside.

図2は、ポンプモジュール36の構成を示す模式図である。ポンプモジュール36は、ポンプ42、圧力計44、切換弁46、オリフィス48を有して構成されている。ポンプ42と切換弁46は通路50によって接続され、切換弁46には通路51及び通路52が接続されている。通路51はポンプ通路38と接続されており、通路52にはオリフィス48が設けられている。また、ポンプ42の切換弁46と反対側には通路54が接続されている。通路54は大気に開放された大気ポートである。   FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the pump module 36. The pump module 36 includes a pump 42, a pressure gauge 44, a switching valve 46, and an orifice 48. The pump 42 and the switching valve 46 are connected by a passage 50, and a passage 51 and a passage 52 are connected to the switching valve 46. The passage 51 is connected to the pump passage 38, and the orifice 48 is provided in the passage 52. A passage 54 is connected to the side of the pump 42 opposite to the switching valve 46. The passage 54 is an atmospheric port opened to the atmosphere.

切換弁46は、通路51と通路52のいずれか一方を通路50と接続する弁として機能する。ポンプ42は、その作動により切換弁46から通路54に向かう流れを発生させる。これにより、ポンプ42よりも切換弁46側の領域に負圧が付与される。圧力計44はこのときの通路50における圧力を測定する。オリフィス48は、漏れ判定に使用するリファレンス圧PREFを測定するために設けられた基準孔(例えばφ0.5mm)である。 The switching valve 46 functions as a valve that connects either the passage 51 or the passage 52 to the passage 50. The pump 42 generates a flow from the switching valve 46 toward the passage 54 by its operation. As a result, a negative pressure is applied to a region closer to the switching valve 46 than the pump 42. The pressure gauge 44 measures the pressure in the passage 50 at this time. The orifice 48 is a reference hole (for example, φ0.5 mm) provided for measuring the reference pressure P REF used for leakage determination.

以上のように構成された本実施形態の蒸発燃料処理装置において、蒸発燃料経路の漏れ判定(リーク診断)を行う方法を以下に説明する。漏れ判定を行う際には、VSVバルブ56を開き、ポンプモジュール36によって燃料タンク10、キャニスタ20を含む蒸発燃料経路に負圧を付与し、圧力計44で検出された圧力に基づいて漏れ判定を行う。   In the evaporative fuel processing apparatus of the present embodiment configured as described above, a method for performing evaporative fuel path leak determination (leak diagnosis) will be described below. When performing the leak determination, the VSV valve 56 is opened, a negative pressure is applied to the evaporated fuel path including the fuel tank 10 and the canister 20 by the pump module 36, and the leak determination is performed based on the pressure detected by the pressure gauge 44. Do.

漏れ判定の際には、最初にリファレンス圧PREFを測定する。リファレンス圧PREFを測定する際には、通路52と通路50が接続されるように切換弁46の状態を設定してポンプ42を作動させる。これにより、オリフィス48から通路54へ向かう流れが発生し、通路52に負圧が付与される。この状態で圧力計44により通路50の圧力を測定することで、φ0.5mmのオリフィス48に対応したリファレンス圧PREFを検出することができる。 When determining leakage, the reference pressure P REF is first measured. When measuring the reference pressure PREF , the state of the switching valve 46 is set so that the passage 52 and the passage 50 are connected, and the pump 42 is operated. As a result, a flow from the orifice 48 toward the passage 54 is generated, and a negative pressure is applied to the passage 52. By measuring the pressure in the passage 50 with the pressure gauge 44 in this state, the reference pressure P REF corresponding to the orifice 48 having a diameter of 0.5 mm can be detected.

燃料タンク10、キャニスタ20を含む蒸発燃料経路の漏れ判定を行う際には、通路51と通路50が接続されるように切換弁46の状態を設定する。そして、VSVバルブ56を開き、パージVSV32を閉じ、ポンプ42を作動させる。これにより、ポンプ通路38から通路54へ向かう流れが発生し、燃料タンク10、キャニスタ20、ベーパ通路18、パージ通路26、ポンプ通路38、を含む経路に負圧が付与される。そして、このときの圧力P実測値を圧力計44で測定する。その後、測定したP実測値とリファレンス圧PREFを比較し、比較の結果に基づいて蒸発燃料経路の漏れ判定を行う。原則的には、測定した圧力P実測値がφ0.5mmのオリフィス48に対応したリファレンス圧PREFよりも大きい場合、蒸発燃料経路に付与した負圧がφ0.5mmより大きな漏れ孔から外部に漏れていると判断できる。従って、P実測値>PREFの場合、蒸発燃料経路にφ0.5mmより大きな漏れ孔が生じていると判定することができる。 When performing leak determination of the evaporated fuel path including the fuel tank 10 and the canister 20, the state of the switching valve 46 is set so that the passage 51 and the passage 50 are connected. Then, the VSV valve 56 is opened, the purge VSV 32 is closed, and the pump 42 is operated. As a result, a flow from the pump passage 38 toward the passage 54 is generated, and a negative pressure is applied to a passage including the fuel tank 10, the canister 20, the vapor passage 18, the purge passage 26, and the pump passage 38. And the pressure P actual value at this time is measured with the pressure gauge 44. Thereafter, the measured P actual value is compared with the reference pressure P REF, and the leakage determination of the evaporated fuel path is performed based on the comparison result. In principle, if the pressure P measured value measured is greater than the reference pressure P REF corresponding to the orifice 48 of 0.5 mm in diameter, leakage from large leakage holes to the outside negative pressure applied to the fuel vapor passage is from 0.5 mm in diameter Can be judged. Therefore, when P actual measurement value > P REF , it can be determined that a leak hole larger than φ0.5 mm is generated in the evaporated fuel path.

しかし、キャニスタ20における燃料ベーパの吸着状態によっては、正確な漏れ判定に支障が生じる場合がある。キャニスタ20における燃料ベーパの吸着能力が飽和している場合、燃料タンク10からキャニスタ20に流れた燃料ベーパはキャニスタ20に吸着されることなくポンプモジュール36へ流れる。この場合、圧力計44で測定されたP実測値には燃料ベーパの蒸気圧分が含まれてしまう。一方、PREFを測定する際に燃料ベーパの蒸気圧分が含まれることはない。従って、キャニスタ20における燃料ベーパの吸着能力が飽和している場合、P実測値は燃料ベーパの蒸気分圧分だけPREFよりも大きくなり、P実測値とPREFの比較の結果から蒸発燃料経路の漏れ判定を精度良く行うことは困難である。 However, depending on the state of fuel vapor adsorption in the canister 20, there may be a problem in accurate leak determination. When the adsorption capability of the fuel vapor in the canister 20 is saturated, the fuel vapor flowing from the fuel tank 10 to the canister 20 flows to the pump module 36 without being adsorbed by the canister 20. In this case, the actual P value measured by the pressure gauge 44 includes the vapor pressure of the fuel vapor. On the other hand, not be included vapor pressure of the fuel vapor when measuring the P REF. Therefore, when the fuel vapor adsorption capacity in the canister 20 is saturated, the actual measured value P is larger than the P REF by the vapor partial pressure of the fuel vapor, and the evaporated fuel path is obtained from the comparison result between the actual P value and the P REF. It is difficult to accurately perform the leak determination.

図3は、燃料ベーパの蒸気圧がP実測値に与える影響を説明するための模式図であって、図1に示す構成において、ポンプモジュール36から燃料タンク10、キャニスタ20を含む蒸発燃料経路に負圧を付与した場合の、各部における空気、燃料ベーパの流量を示している。 FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the influence of the vapor pressure of the fuel vapor on the P actual measurement value . In the configuration shown in FIG. 1, the pump module 36 is connected to the evaporated fuel path including the fuel tank 10 and the canister 20 in the configuration shown in FIG. The flow rates of air and fuel vapor in each part when negative pressure is applied are shown.

図3に示すように、燃料タンクに漏れ孔58が生じている場合、蒸発燃料経路に負圧を付与すると、漏れ孔58から燃料タンク10内に空気が流入する。このときの漏れ孔58からの流入量をQHOLEとする。また、ポンプモジュール36の通路54から排出される流量(ポンプ排出量)をQPUMPとする。 As shown in FIG. 3, when a leak hole 58 is generated in the fuel tank, if negative pressure is applied to the evaporated fuel path, air flows into the fuel tank 10 from the leak hole 58. The amount of inflow from the leak hole 58 at this time is defined as Q HOLD . Further, the flow rate (pump discharge amount) discharged from the passage 54 of the pump module 36 is defined as QPUMP .

燃料タンク10内に燃料が存在しない場合、蒸発燃料経路へ流入する流量は漏れ孔58からの流入量QHOLEのみである。また、蒸発燃料経路から流出する流量はポンプ排出量QPUMPのみである。従って、以下の(1)式の関係が成立する。
PUMP=QHOLE ・・・(1)
ここで、漏れ孔の大きさがオリフィス48の大きさと等しい場合、QHOLEはリファレンス圧PREFを測定する際にオリフィス48を通過する空気の流量と等しくなる。この場合、QPUMPに燃料ベーパの流量が含まれることがないため、
従って、燃料タンク10内に燃料が存在しない場合は、リファレンス圧PREFとP実測値を比較することで、漏れ孔がφ0.5mm以上であるか否かを正確に判別することができる。
When there is no fuel in the fuel tank 10, the flow rate flowing into the evaporated fuel path is only the inflow amount Q HOLD from the leak hole 58. Further, the flow rate flowing out from the evaporated fuel path is only the pump discharge amount QPUMP . Therefore, the relationship of the following formula (1) is established.
Q PUMP = Q HOLE (1)
Here, when the size of the leak hole is equal to the size of the orifice 48, Q HOLE is equal to the flow rate of air passing through the orifice 48 when measuring the reference pressure P REF. In this case, since the fuel vapor flow rate is not included in Q PUMP ,
Therefore, when there is no fuel in the fuel tank 10, it is possible to accurately determine whether or not the leak hole is φ0.5 mm or more by comparing the reference pressure P REF with the P actual measurement value .

燃料タンク10内に燃料が存在する場合、燃料の蒸発により燃料タンク10内に燃料ベーパが発生している。この場合、ポンプモジュール36によって蒸発燃料経路に負圧を与えると、漏れ孔58から流入した空気と燃料タンク10内で発生した燃料ベーパの双方がキャニスタ20へ流れる。燃料ベーパの発生量、すなわち、燃料タンク10からキャニスタ20へ流れる燃料ベーパの流量をQVAPとし、燃料タンク10からキャニスタ20へ流れる空気および燃料ベーパの総流量をQOUTとすると、以下の(2)式の関係が成立する。
OUT=QHOLE+QVAP ・・・(2)
なお、燃料タンク10内で燃料ベーパの分圧が飽和蒸気圧に達していると、これ以上燃料ベーパは蒸発しないが、ポンプモジュール36によって燃料タンク10内の燃料ベーパが吸い出されると、燃料タンク10から排出された流量QVAPに相当する燃料ベーパが燃料タンク10内で蒸発する。
When fuel is present in the fuel tank 10, fuel vapor is generated in the fuel tank 10 due to evaporation of the fuel. In this case, when a negative pressure is applied to the evaporated fuel path by the pump module 36, both the air flowing in from the leak hole 58 and the fuel vapor generated in the fuel tank 10 flow to the canister 20. If the amount of fuel vapor generated, that is, the flow rate of fuel vapor flowing from the fuel tank 10 to the canister 20 is Q VAP and the total flow rate of air and fuel vapor flowing from the fuel tank 10 to the canister 20 is Q OUT , the following (2 ) Is established.
Q OUT = Q HOLE + Q VAP (2)
When the fuel vapor partial pressure reaches the saturated vapor pressure in the fuel tank 10, the fuel vapor does not evaporate any more, but when the fuel vapor in the fuel tank 10 is sucked out by the pump module 36, the fuel tank The fuel vapor corresponding to the flow rate Q VAP discharged from the fuel 10 evaporates in the fuel tank 10.

キャニスタ20における燃料ベーパの吸着能力が飽和している場合、燃料ベーパはキャニスタ20に吸着されないため、燃料タンク10からキャニスタ20へ送られた空気および燃料ベーパの総流量QOUTがそのままポンプモジュール36に流れる。従って、以下の(3)式の関係が成立する。
PUMP=QOUT=QHOLE+QVAP ・・・(3)
この場合、燃料タンク10内に燃料が存在しない(1)式の場合と比較すると、燃料ベーパの流量分(QVAP)だけ、流入量QHOLEよりもポンプ排出量QPUMPの方が大きくなる。従って、漏れ孔58の大きさが同じであっても、燃料ベーパの流量QVAPに対応した燃料ベーパの蒸気圧分だけ燃料タンク10内の圧力がより高くなる。
When the adsorption capability of the fuel vapor in the canister 20 is saturated, the fuel vapor is not adsorbed by the canister 20, so that the air sent from the fuel tank 10 to the canister 20 and the total flow rate Q OUT of the fuel vapor are directly supplied to the pump module 36. Flowing. Accordingly, the relationship of the following expression (3) is established.
Q PUMP = Q OUT = Q HOLE + Q VAP (3)
In this case, the pump discharge amount Q PUMP is larger than the inflow amount Q HOLE by the fuel vapor flow rate (Q VAP ) as compared with the case of the formula (1) in which no fuel exists in the fuel tank 10. Therefore, even if the size of the leak hole 58 is the same, the pressure in the fuel tank 10 becomes higher by the vapor pressure of the fuel vapor corresponding to the flow rate Q VAP of the fuel vapor.

このように、燃料タンク10内に燃料が存在し、かつキャニスタ20が飽和している場合、圧力計44で測定される圧力P実測値は燃料が存在しない場合に比べて燃料ベーパの蒸気分圧分だけ高くなる。従って、リファレンス圧PREFとP実測値を比較するのみでは、漏れ孔58の大きさを正確に判定することはできない。 In this way, when fuel is present in the fuel tank 10 and the canister 20 is saturated, the actual pressure P measured by the pressure gauge 44 is the vapor partial pressure of the fuel vapor as compared to when no fuel is present. It gets higher by the minute. Therefore, the size of the leak hole 58 cannot be accurately determined only by comparing the reference pressure P REF and the P actual measurement value .

一方、キャニスタ20における燃料ベーパの吸着能力が飽和していない場合、燃料タンク10からキャニスタ20へ送られた燃料ベーパはキャニスタ20に吸着される。この場合、燃料タンク10内で発生した燃料ベーパの全てがキャニスタ20に吸着されるため、キャニスタ20における燃料ベーパの吸着量をQCANIとすると、QCANI=QVAPの関係が成立する。そして、燃料タンク10からキャニスタ20へ送られた空気および燃料ベーパの総流量QOUTから吸着量QCANIを減算した値がポンプモジュール36に流れる。従って、以下の(4)式の関係が成立する。
PUMP=QOUT−QCANI=QHOLE ・・・(4)
この場合、(1)式の場合と同様に、漏れ孔58からの流入量QHOLEはポンプ排出量QPUMPと等しくなる。従って、燃料ベーパの蒸気分圧が圧力計44で測定される圧力P実測値に影響を与えることはなく、(1)式の場合と同様に、リファレンス圧PREFとP実測値を比較することで、漏れ孔がφ0.5mm以上であるか否かを正確に判別することができる。
On the other hand, when the adsorption capability of the fuel vapor in the canister 20 is not saturated, the fuel vapor sent from the fuel tank 10 to the canister 20 is adsorbed by the canister 20. In this case, since all of the fuel vapor generated in the fuel tank 10 is adsorbed by the canister 20, the relationship of Q CANI = Q VAP is established when the amount of adsorption of the fuel vapor in the canister 20 is Q CANI . A value obtained by subtracting the adsorption amount Q CANI from the total flow rate Q OUT of the air and fuel vapor sent from the fuel tank 10 to the canister 20 flows to the pump module 36. Therefore, the relationship of the following formula (4) is established.
Q PUMP = Q OUT -Q CANI = Q HOLE (4)
In this case, similarly to the case of the expression (1), the inflow amount Q HOLD from the leak hole 58 becomes equal to the pump discharge amount Q PUMP . Accordingly, the vapor partial pressure of the fuel vapor does not affect the actual measurement value of the pressure P measured by the pressure gauge 44, and the reference pressure PREF is compared with the actual measurement value P as in the case of the equation (1). Thus, it can be accurately determined whether or not the leakage hole is 0.5 mm or more.

以上の観点から、本実施形態では、キャニスタ20の燃料ベーパの吸着能力が飽和していない場合にのみ蒸発燃料経路の漏れ判定を行い、キャニスタ20の燃料ベーパの吸着能力が飽和している場合は、漏れ判定を行わないようにしている。   From the above viewpoint, in the present embodiment, the leakage determination of the evaporated fuel path is performed only when the fuel vapor adsorption capacity of the canister 20 is not saturated, and when the fuel vapor adsorption capacity of the canister 20 is saturated. The leak judgment is not performed.

これにより、燃料タンク10内で発生した燃料ベーパの圧力がP実測値に与える影響を排除することができ、蒸発燃料経路の漏れ判定を高精度に行うことが可能となる。また、キャニスタ20における燃料ベーパの吸着能力が飽和している場合は漏れ判定を行わないため、ポンプモジュール36により蒸発燃料経路に負圧が付与されることはない。従って、燃料ベーパが飽和状態のキャニスタ20を通過して通路54から外気中に放出されてしまうことを確実に抑止することができる。 As a result, the influence of the fuel vapor pressure generated in the fuel tank 10 on the P actual measurement value can be eliminated, and the leakage determination of the evaporated fuel path can be performed with high accuracy. In addition, when the fuel vapor adsorption capacity in the canister 20 is saturated, the leak determination is not performed, and therefore, no negative pressure is applied to the evaporated fuel path by the pump module 36. Accordingly, it is possible to reliably prevent the fuel vapor from passing through the saturated canister 20 and being discharged from the passage 54 into the outside air.

図4は、本実施形態の蒸発燃料処理装置における処理の手順を示すフローチャートである。先ず、ステップS1では、現時点におけるキャニスタ20の燃料ベーパ吸着量mを取得する。次のステップS2では、ステップS1で取得した吸着量mと所定のしきい値Mmaxを比較し、Mmax>mであるか否かを判定する。ここで、しきい値Mmaxは、キャニスタ20の燃料ベーパの吸着能力が飽和している場合に、キャニスタ20が吸着している燃料ベーパの吸着量である。 FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure in the evaporated fuel processing apparatus of this embodiment. First, in step S1, to obtain a fuel vapor adsorption amount m s of the canister 20 at the present time. In the next step S2, the adsorption amount m s acquired in step S1 is compared with a predetermined threshold M max to determine whether M max > m s . Here, the threshold value M max is the adsorption amount of the fuel vapor that is adsorbed by the canister 20 when the adsorption capability of the fuel vapor of the canister 20 is saturated.

ステップS2でMmax>Mの場合はステップS3へ進む。この場合、現時点でのキャニスタ20の燃料ベーパ吸着量mがしきい値Mmaxより小さいため、キャニスタ20における燃料ベーパの吸着能力は飽和していないと判断できる。従って、以降のステップで蒸発燃料経路の漏れ判定を実施する。すなわち、ステップS3ではポンプ42を作動させ、次のステップS4では、ポンプ42による負圧が、オリフィス48の設けられた通路52側へ付与されるように切換弁46の状態を設定して、リファレンス圧PREFを検出する。 If M max > M in step S2, the process proceeds to step S3. In this case, since the fuel vapor adsorption amount m s of the canister 20 at the present time it is smaller than the threshold M max, adsorption capacity of the fuel vapor in the canister 20 can be determined not to be saturated. Accordingly, the evaporative fuel path leakage determination is performed in the following steps. That is, in step S3, the pump 42 is operated, and in the next step S4, the state of the switching valve 46 is set so that the negative pressure by the pump 42 is applied to the passage 52 where the orifice 48 is provided. The pressure P REF is detected.

次のステップS5では、VSVバルブ56を開き、パージVSV32を閉じる。次のステップS6では、ポンプ42による負圧がポンプ通路38側へ付与されるように切換弁46の状態を設定して、燃料タンク10内、キャニスタ20、ベーパ通路18、パージ通路26、ベーパポート22、パージポート28を含む蒸発燃料経路へ負圧を付与する。次のステップS7では、蒸発燃料経路に負圧を付与した状態で圧力計44により圧力P実測値を測定する。ステップS6で負圧を付与すると、ポンプモジュール36により蒸発燃料経路の燃料ベーパ、空気が排出され、圧力計44で測定される圧力P実測値は低下していく。ステップS7では、P実測値が低下して定常状態となった圧力測定を行う。 In the next step S5, the VSV valve 56 is opened and the purge VSV 32 is closed. In the next step S6, the state of the switching valve 46 is set so that the negative pressure by the pump 42 is applied to the pump passage 38, and the inside of the fuel tank 10, the canister 20, the vapor passage 18, the purge passage 26, and the vapor port 22 are set. Then, a negative pressure is applied to the evaporated fuel path including the purge port 28. In the next step S7, the pressure P actual measurement value is measured by the pressure gauge 44 in a state where a negative pressure is applied to the evaporated fuel path. When negative pressure is applied in step S6, the fuel vapor and air in the evaporated fuel path are discharged by the pump module 36, and the actual pressure P measured by the pressure gauge 44 decreases. In step S7, pressure measurement is performed in which the P actual measurement value is reduced to a steady state.

次のステップS8では、ステップS7で測定した圧力P実測値と、ステップS4で測定したリファレンス圧PREFとの大小関係を比較する。すなわち、ここではP実測値≦PREFであるか否かを判定する。 In the next step S8, the magnitude relationship between the pressure P actual measurement value measured in step S7 and the reference pressure PREF measured in step S4 is compared. That is, here, it is determined whether or not P actual measurement value ≦ P REF .

ステップS8でP実測値≦PREFと判定された場合は、ステップS9へ進み、蒸発燃料経路に生じている漏れ孔の大きさはφ0.5mm以下であると判定する。一方、ステップS8でP実測値>PREFと判定された場合は、ステップS10へ進み、蒸発燃料経路にφ0.5mmよりも大きな漏れ孔が生じていると判定する。 When it is determined in step S8 that P actual measurement value ≦ P REF , the process proceeds to step S9, and it is determined that the size of the leak hole generated in the evaporated fuel path is φ0.5 mm or less. On the other hand, when it is determined in step S8 that P actual measurement value > P REF , the process proceeds to step S10, and it is determined that a leak hole larger than φ0.5 mm is generated in the evaporated fuel path.

ステップS2でMmax≦mの場合はステップS11へ進む。この場合、現時点でのキャニスタ20の燃料ベーパ吸着量mがしきい値Mmaxに達しているため、キャニスタ20における燃料ベーパの吸着能力が飽和していると判断できる。従って、ステップS11では、蒸発燃料経路の漏れ判定は行わない。なお、キャニスタ20の吸着量mが増加してMmaxに近傍に到達すると、ポンプモジュール36の通路54から燃料ベーパが大気放出されてしまうため、ステップS2において、所定の安全率を見込んだ上でMmaxとmを比較することが好適である。例えば、ステップS2において、Mmaxに所定の係数(例えば0.9)を乗じて、0.9×Mmax>mであるか否かを判定する。これにより、キャニスタ20の燃料ベーパ吸着能力が完全には飽和していないが、飽和に近い状態となった場合に、漏れ判定を実施しない制御が実現できる。従って、燃料ベーパがポンプモジュール36の通路54から排出されてしまうことを確実に抑止できる。 For M maxm s in step S2 advances to step S11. In this case, since the fuel vapor adsorption amount m s of the canister 20 at the present time it has reached the threshold value M max, can be determined that the adsorption capacity of the fuel vapor in the canister 20 is saturated. Therefore, in step S11, the evaporative fuel path leakage determination is not performed. Incidentally, when it reaches the vicinity of the M max adsorption amount m s of the canister 20 is increased, because the fuel vapor from the passage 54 of the pump module 36 from being released into the atmosphere, in step S2, on anticipation of predetermined safety factor in it it is preferable to compare the M max and m s. For example, in step S2, is multiplied by a predetermined coefficient (e.g., 0.9) to M max, it determines whether the 0.9 × M max> m s. Thereby, although the fuel vapor adsorption capacity of the canister 20 is not completely saturated, it is possible to realize control that does not perform the leakage determination when the canister 20 is in a nearly saturated state. Therefore, the fuel vapor can be reliably prevented from being discharged from the passage 54 of the pump module 36.

図4の処理によれば、キャニスタ20における燃料ベーパの吸着能力が飽和していない場合のみ蒸発燃料経路の漏れ判定を行うため、漏れ判定の際にポンプモジュール36により負圧を付与すると、燃料タンク10内の燃料ベーパが確実にキャニスタ20に吸着されることとなる。従って、ポンプモジュール36の通路54から燃料ベーパが大気中に放出されてしまうことを確実に抑止することができる。また、キャニスタ20における燃料ベーパの吸着能力が飽和していない場合のみ蒸発燃料経路の漏れ判定を行うため、燃料ベーパの分圧が圧力計44で測定されることがない。従って、燃料ベーパの分圧がP実測値に与える影響を排除することができ、P実測値に基づいて蒸発燃料経路の漏れ判定を正確に行うことが可能となる。 According to the process of FIG. 4, since the leakage determination of the evaporated fuel path is performed only when the fuel vapor adsorption capacity in the canister 20 is not saturated, if a negative pressure is applied by the pump module 36 during the leakage determination, the fuel tank The fuel vapor in 10 is surely adsorbed by the canister 20. Therefore, it is possible to reliably prevent the fuel vapor from being released from the passage 54 of the pump module 36 into the atmosphere. Further, since the fuel vapor leakage determination is performed only when the fuel vapor adsorption capacity in the canister 20 is not saturated, the partial pressure of the fuel vapor is not measured by the pressure gauge 44. Therefore, it is possible to partial pressure of fuel vapor to eliminate the influence of the P measured value, it is possible to accurately perform the leakage determination of the evaporative fuel path based on P Found.

次に、図4のステップS1において、現時点におけるキャニスタ20の燃料ベーパ吸着量mを求める方法を説明する。本実施形態において、ECU40は、キャニスタ20に吸着されている燃料ベーパの絶対量に相当する燃料吸着状態(燃料ベーパ吸着量m)を正確に推定する機能を有している。 Next, in step S1 in FIG. 4, a method for determining the fuel vapor adsorption amount m s of the canister 20 at the present time. In the present embodiment, the ECU 40 has a function of accurately estimating the fuel adsorption state (fuel vapor adsorption amount m s ) corresponding to the absolute amount of fuel vapor adsorbed on the canister 20.

燃料タンク10内では、燃料の蒸発によって燃料ベーパが発生している。VSVバルブ56を開くと、燃料タンク10内の燃料ベーパはキャニスタ20に流れ、キャニスタ20に吸着される。燃料ベーパがキャニスタ20に吸着されると、キャニスタ20の内部エネルギーが変化する。このときの内部エネルギーの変化量は、燃料ベーパの吸着量に応じて変動する。本実施形態の蒸発燃料処理装置では、VSVバルブ56を開いている間のキャニスタ20の内部エネルギーの変化量を、吸着の際に発生する吸着熱から算出し、これに基づいてキャニスタ20の燃料ベーパ吸着量を算出する。   In the fuel tank 10, fuel vapor is generated by the evaporation of fuel. When the VSV valve 56 is opened, the fuel vapor in the fuel tank 10 flows into the canister 20 and is adsorbed by the canister 20. When the fuel vapor is adsorbed to the canister 20, the internal energy of the canister 20 changes. The amount of change in internal energy at this time varies according to the amount of fuel vapor adsorbed. In the evaporative fuel processing apparatus of this embodiment, the amount of change in the internal energy of the canister 20 while the VSV valve 56 is open is calculated from the adsorption heat generated during the adsorption, and based on this, the fuel vapor of the canister 20 is calculated. The amount of adsorption is calculated.

最初に吸着熱を算出する方法を説明する。図5は、燃料ベーパが活性炭30に吸着される様子を示す模式図である。図5に示すように、活性炭30に吸着される前の燃料ベーパは気相状態にある。気相状態の燃料ベーパが活性炭30の表面に吸着されると、吸着分子が発生する。これにより、燃料ベーパが液化して吸着相の状態となり、吸着熱が発生する。ここで、燃料ベーパの吸着によって発生する熱量(吸着熱)、活性炭30がもらうエネルギー、熱伝導によって失われる熱量、の間には以下の関係が成立する。
(吸着熱)=(活性炭がもらうエネルギー)+(熱伝導によって失われる熱量)
First, a method for calculating the heat of adsorption will be described. FIG. 5 is a schematic diagram showing how the fuel vapor is adsorbed on the activated carbon 30. As shown in FIG. 5, the fuel vapor before being adsorbed by the activated carbon 30 is in a gas phase. When fuel vapor in a gas phase is adsorbed on the surface of the activated carbon 30, adsorbed molecules are generated. As a result, the fuel vapor is liquefied and becomes an adsorption phase, and heat of adsorption is generated. Here, the following relationship is established between the amount of heat generated by the adsorption of the fuel vapor (adsorption heat), the energy received by the activated carbon 30 and the amount of heat lost by heat conduction.
(Adsorption heat) = (Energy received by activated carbon) + (Amount of heat lost by heat conduction)

上記関係は、以下の(5)式(Tianの式)で表すことができる。(5)式において、dqは吸着の際に燃料ベーパの単位質量が発生する吸着熱である。また、ΔTは、吸着時の燃料ベーパ(活性炭30)の温度変化量であって、VSVバルブ56を開いている間のキャニスタ20の内部温度Tの変化量として、キャニスタ温度センサ34から検出することができる。また、σは活性炭30の熱伝導係数、cは活性炭30の有効熱容量である。(5)式によれば、温度変化量ΔTに基づいて、燃料ベーパの単位質量が発生する吸着熱dqを算出することができる。   The above relationship can be expressed by the following equation (5) (Tian equation). In equation (5), dq is the heat of adsorption that generates a unit mass of fuel vapor during adsorption. ΔT is a temperature change amount of the fuel vapor (activated carbon 30) at the time of adsorption, and is detected from the canister temperature sensor 34 as a change amount of the internal temperature T of the canister 20 while the VSV valve 56 is opened. Can do. Further, σ is a thermal conductivity coefficient of the activated carbon 30, and c is an effective heat capacity of the activated carbon 30. According to the equation (5), the adsorption heat dq generated by the unit mass of the fuel vapor can be calculated based on the temperature change amount ΔT.

Figure 0004135623
Figure 0004135623

燃料ベーパの吸着によってキャニスタ20内の内部エネルギーEadsが変化する。この際、熱伝導によって熱がキャニスタ20の外部に逃げなければ、以下の関係が成立する。
(燃料ベーパの単位質量が吸着された際の、キャニスタ内のエネルギー変化量)=(吸着によって燃料ベーパの単位質量が発生する熱量)
すなわち、燃料ベーパ単位質量あたりのエネルギー変化量dEadsと吸着熱dqは釣り合い、以下の(6)式の関係が成立する。
The internal energy E ads in the canister 20 changes due to the adsorption of the fuel vapor. At this time, if heat does not escape to the outside of the canister 20 due to heat conduction, the following relationship is established.
(Amount of energy change in the canister when the unit mass of the fuel vapor is adsorbed) = (Amount of heat generated by the unit mass of the fuel vapor by adsorption)
That is, the energy change amount dE ads per unit mass of the fuel vapor and the adsorption heat dq are balanced, and the relationship of the following equation (6) is established.

dEads=dq ・・・(6) dE ads = dq (6)

キャニスタ20の内部エネルギーEadsは、活性炭30のエネルギーと吸着相のエネルギーEとの和で表すことができ、以下の関係が成立する。
(キャニスタの内部エネルギー)=(活性炭のエネルギー)+(吸着相のエネルギー)
活性炭30の内部エネルギーは、活性炭30の内部温度Tに比例し、内部温度Tと活性炭の比熱CVCとの積で表すことができる。従って、以下の(7)式の関係が成立する。
The internal energy E ads of the canister 20 can be expressed by the sum of the energy of the activated carbon 30 and the energy E S of the adsorption phase, and the following relationship is established.
(Canister internal energy) = (activated carbon energy) + (adsorption phase energy)
The internal energy of the activated carbon 30 is proportional to the internal temperature T of the activated carbon 30 and can be represented by the product of the internal temperature T and the specific heat C VC of the activated carbon. Accordingly, the relationship of the following expression (7) is established.

ads=CVC・T+E ・・・(7) E ads = C VC · T + E S (7)

(7)式を吸着量、時間で微分すると、VSVバルブ56を開いている間の燃料ベーパ単位質量の吸着による内部エネルギーEadsの変化量dEadsが得られる。そして、(6)式からdEads=dqであるため、以下の(8)式の関係が成立する。 When the equation (7) is differentiated by the amount of adsorption and time, the change amount dE ads of the internal energy E ads due to the adsorption of the fuel vapor unit mass while the VSV valve 56 is opened is obtained. Since dE ads = dq from the equation (6), the relationship of the following equation (8) is established.

dq=dEads=CVC・dT+dE ・・・(8) dq = dE ads = C VC · dT + dE S (8)

(8)式において、吸着相のエネルギーEの変化量dEは、燃料ベーパの吸着量に応じて変動する。従って、変化量dEを吸着量の関数として表すことで、(8)式に基づいて、吸着熱dqから燃料ベーパの吸着量を算出することができる。 In the equation (8), the change amount dE S of the adsorption phase energy E S varies according to the adsorption amount of the fuel vapor. Therefore, by expressing the change amount dE S as a function of the adsorption amount, the adsorption amount of the fuel vapor can be calculated from the adsorption heat dq based on the equation (8).

吸着相のエネルギーEの変化量dEを吸着量の関数として表す方法を以下に説明する。図6は、単位質量あたりの吸着相のエネルギーEが単位活性炭質量あたりの燃料ベーパの吸着量mに応じて変動する様子を示す特性図である。図6は、燃料ベーパの温度を一定とした場合の特性を示しており、単位質量あたりの吸着相のエネルギーEとともに、燃料ベーパの気相のエネルギー、吸着の際に発生した吸着熱、及び燃料ベーパの蒸発潜熱を、それぞれ燃料ベーパ単位質量あたりの値として示している。図6に示すように、吸着相のエネルギーと吸着熱は吸着量mに応じて変動し、気相のエネルギー、蒸発潜熱は吸着量mによらず一定である。 A method of expressing the change amount dE S of the energy E S of the adsorption phase as a function of the adsorption amount will be described below. FIG. 6 is a characteristic diagram showing how the adsorption phase energy E S per unit mass fluctuates in accordance with the amount of fuel vapor adsorption M s per unit activated carbon mass. Figure 6 shows the characteristics in a case where the temperature of the fuel vapor is constant, with the energy E S of adsorbed per unit mass, the fuel vapor in the gas phase of the energy, heat of adsorption generated during the adsorption, and The latent heat of vaporization of the fuel vapor is shown as a value per unit mass of the fuel vapor. As shown in FIG. 6, the energy of the adsorption phase and the heat of adsorption fluctuate according to the amount of adsorption m s, and the energy of the gas phase and the latent heat of vaporization are constant regardless of the amount of adsorption m s .

図6に示すように、活性炭30における燃料ベーパの吸着量が多くなるほど、吸着相のエネルギーは増加し、吸着熱は減少する。そして、燃料ベーパの吸着量が多くなると、吸着相のエネルギーは、気相のエネルギーから蒸発潜熱を差し引いた値に漸近していく。   As shown in FIG. 6, as the amount of fuel vapor adsorbed on the activated carbon 30 increases, the energy of the adsorption phase increases and the heat of adsorption decreases. As the amount of adsorption of the fuel vapor increases, the energy of the adsorption phase gradually approaches the value obtained by subtracting the latent heat of vaporization from the energy of the gas phase.

活性炭30に吸着される前の燃料ベーパの内部エネルギーは、図6に示す気相のエネルギーである。燃料ベーパが活性炭30に吸着されて吸着分子が発生すると、燃料ベーパの内部エネルギーは図6に示す吸着相のエネルギーとなり、吸着熱が発生する。従って、以下の関係が成立する。
(燃料ベーパ単位質量あたりの吸着相のエネルギー)=(燃料ベーパ単位質量あたりの気相のエネルギー)−(燃料ベーパ単位質量あたりの吸着熱)
この関係は、以下の(9)式で表すことができる。
The internal energy of the fuel vapor before being adsorbed on the activated carbon 30 is gas-phase energy shown in FIG. When the fuel vapor is adsorbed on the activated carbon 30 and the adsorbed molecules are generated, the internal energy of the fuel vapor becomes the energy of the adsorption phase shown in FIG. 6, and the heat of adsorption is generated. Therefore, the following relationship is established.
(Adsorption phase energy per unit mass of fuel vapor) = (Gas phase energy per unit mass of fuel vapor)-(Adsorption heat per unit mass of fuel vapor)
This relationship can be expressed by the following equation (9).

Figure 0004135623
Figure 0004135623

(9)式において、C・Tは燃料ベーパ単位質量あたりの気相のエネルギーを表している。ここで、Cは燃料蒸気低圧比熱であり、Tは燃料ベーパの温度である。 In the equation (9), C p · T represents gas phase energy per unit mass of fuel vapor. Here, Cp is the fuel vapor low pressure specific heat, and T is the temperature of the fuel vapor.

また、(9)式において、Δhvap(T)+f(ν)は、燃料ベーパ単位質量あたりの吸着熱を表している。ここで、Δhvap(T)は蒸発潜熱であって、燃料ベーパの温度Tの関数である。蒸発潜熱Δhvap(T)は、例えば公知のクラジウス・クラペイロンの式で表すことができる。 In the equation (9), Δh vap (T) + f (ν) represents heat of adsorption per unit mass of fuel vapor. Here, Δh vap (T) is latent heat of vaporization and is a function of the temperature T of the fuel vapor. The latent heat of vaporization Δh vap (T) can be expressed by, for example, the well-known Clavius Clapeyron equation.

また、f(ν)は、燃料ベーパの吸着ポテンシャルを表している。吸着ポテンシャルf(ν)は、燃料ベーパが吸着相となった場合に、分子間力に起因して発生する燃料ベーパのエネルギーである。吸着ポテンシャルf(ν)は吸着体積νの関数であって、νは吸着相の密度ρに対する吸着量mの割合である。すなわち、ν=m/ρの関係が成立する。図7は、吸着ポテンシャルf(ν)とν(=m/ρ)の関係(吸着特性曲線)を実験的に求めた特性図である。図7に示すように、νが増加すると、燃料ベーパの吸着ポテンシャルf(ν)は減少する。すなわち、ν=m/ρであるため、吸着量mが増加すると、吸着ポテンシャルf(ν)は減少する。吸着量mが更に増加すると吸着ポテンシャルf(ν)は0に近づき、図6に示すように吸着熱と蒸発潜熱はほぼ等しくなる。 F (ν) represents the adsorption potential of the fuel vapor. The adsorption potential f (ν) is the energy of the fuel vapor generated due to the intermolecular force when the fuel vapor becomes an adsorption phase. The adsorption potential f (ν) is a function of the adsorption volume ν, and ν is the ratio of the adsorption amount m s to the density ρ L of the adsorption phase. That is, the relationship of ν = m s / ρ L is established. FIG. 7 is a characteristic diagram in which the relationship (adsorption characteristic curve) between the adsorption potential f (ν) and ν (= m s / ρ L ) is experimentally determined. As shown in FIG. 7, as ν increases, the adsorption potential f (ν) of the fuel vapor decreases. That is, since ν = m s / ρ L , when the adsorption amount m s increases, the adsorption potential f (ν) decreases. When the adsorption amount ms further increases, the adsorption potential f (ν) approaches 0, and the heat of adsorption and the latent heat of vaporization become substantially equal as shown in FIG.

このように、燃料ベーパ単位質量あたりの吸着熱は、蒸発潜熱Δhvap(T)と吸着ポテンシャルf(ν)の和で表すことができる。 As described above, the heat of adsorption per unit mass of the fuel vapor can be represented by the sum of the latent heat of vaporization Δh vap (T) and the adsorption potential f (ν).

(9)式を吸着量mで積分すると、以下の(10)式が得られる。(10)式によれば、吸着相のエネルギーEsを吸着量mの関数として表すことができる。なお、(10)式では、吸着ポテンシャルf(ν)における変数をν’として示している。 (9) a when integrated between the adsorbed amount m s, equation (10) below is obtained. According to (10), it may represent the energy Es of the adsorption phase as a function of the adsorption amount m s. In the equation (10), a variable in the adsorption potential f (ν) is indicated as ν ′.

Figure 0004135623
Figure 0004135623

(8)式において、VSVバルブ56を開いている間の、燃料ベーパ単位質量あたりの変化量dEは、(10)式を微分して算出することができる。ここで、吸着相のエネルギーEは燃料ベーパの温度Tと吸着量mの関数であるため、以下の(11)式の関係が成立する。そして、(11)式の右辺を(8)式に代入すると、以下の(12)式が得られる。燃料ベーパの温度Tとキャニスタ20の内部温度Tは等しいと考えることができるため、(12)式によれば、内部エネルギーの変化量dEads(=吸着熱dq)をキャニスタ内部温度T、および吸着量mの関数として表すことができる。従って、吸着熱dq、および内部温度Tから吸着量mを算出することが可能となる。 (8) In the equation, the variation dE S of, per fuel vapor unit mass while opening VSV valve 56 can be calculated by differentiating the equation (10). Here, since the energy E S of the adsorption phase is a function of the temperature T of the fuel vapor and the adsorption amount m s , the relationship of the following equation (11) is established. Then, substituting the right side of equation (11) into equation (8) yields the following equation (12). Since it can be considered that the temperature T of the fuel vapor and the internal temperature T of the canister 20 are equal, according to the equation (12), the internal energy change amount dE ads (= adsorption heat dq) it can be expressed as a function of the amount m s. Therefore, the adsorption amount m s can be calculated from the adsorption heat dq and the internal temperature T.

Figure 0004135623
Figure 0004135623

(11)式の右辺第1項および第2項は(10)式を微分して求めることができ、以下の(13)式、(14)式で表すことができる。(13)式、(14)式では、dTをΔTとし、またdmをΔmとして示している。また、(13)式、(14)式において、ΔTは、VSVバルブ56を開いている間、すなわち燃料ベーパが吸着されている間の燃料ベーパ(活性炭30)の温度変化量である。また、TはVSVバルブ56を開いた時点の燃料ベーパ(活性炭30)の温度である。ΔT,Tは、キャニスタ温度センサ34から検出することができる。 The first term and the second term on the right side of the equation (11) can be obtained by differentiating the equation (10), and can be represented by the following equations (13) and (14). (13) In the formula (14) shows a dT as [Delta] T, also the dm s as Delta] m s. In the equations (13) and (14), ΔT is the temperature change amount of the fuel vapor (activated carbon 30) while the VSV valve 56 is opened, that is, while the fuel vapor is adsorbed. T is the temperature of the fuel vapor (activated carbon 30) when the VSV valve 56 is opened. ΔT and T can be detected from the canister temperature sensor 34.

(13)式では(10)式を内部温度Tについて微分しているが、この際(10)式のf(ν)が内部温度Tの関数ではないため、f(ν)を微分した項は0となる。また、(13)式において、Δ{Δhvap(T)}は、VSVバルブ56を開いている間の蒸発潜熱Δhvap(T)の変化量である。また、ν=m/ρであるため、(14)式においてdν/dm=1/ρである。 In equation (13), equation (10) is differentiated with respect to internal temperature T. At this time, since f (ν) in equation (10) is not a function of internal temperature T, the term obtained by differentiating f (ν) is 0. In the equation (13), Δ {Δh vap (T)} is the amount of change in latent heat of evaporation Δh vap (T) while the VSV valve 56 is open. In addition, since ν = m s / ρ L , dν / dm s = 1 / ρ L in the equation (14).

Figure 0004135623
Figure 0004135623

(13)式、(14)式を(12)式へ代入すると、以下の(15)式が得られる。(15)式において、ΔmはVSVバルブ56を開いている間の吸着量mの変化量を表している。すなわち、VSVバルブ56を開いた時点の吸着量をm(k−1)、VSVバルブ56を閉じた時点の吸着量をm(k)とすると、Δm=m(k)−m(k−1)の関係が成立する。また、(15)式において、mはVSVバルブ56を閉じた時点の吸着量m(k)を表している。従って、(15)式を変形すると(16)式が得られる。(16)式によれば、吸着熱dqをm(k),m(k−1),ΔTの関数として表すことができる。 Substituting Equations (13) and (14) into Equation (12) yields the following Equation (15). (15) In the formula, Delta] m s represents the variation of the adsorption amount m s while opening the VSV valve 56. That is, if the adsorption amount when the VSV valve 56 is opened is m s (k−1) and the adsorption amount when the VSV valve 56 is closed is m s (k), Δm s = m s (k) −m The relationship of s (k-1) is established. In the equation (15), m s represents the adsorption amount m s (k) when the VSV valve 56 is closed. Therefore, when equation (15) is modified, equation (16) is obtained. According to the equation (16), the heat of adsorption dq can be expressed as a function of m s (k), m s (k−1), ΔT.

Figure 0004135623
Figure 0004135623

以下の(17)式は、(16)式の左辺dqを右辺に移項して、関数fを定義した式である。(16)式によれば、吸着熱dq、前回の吸着量m(k−1)、温度変化量ΔTを用いて現在の吸着量m(k)を求めることは可能であるが、吸着ポテンシャルf(ν)が吸着量m(k)の関数であるため、(16)式から直接的に現在の吸着量m(k)を求めようとすると演算処理が煩雑となる場合がある。そこで、本実施形態では、前回取得した吸着量m(k−1)とVSVバルブ56を開いている間の温度変化量ΔTを(17)式に代入するとともに、現在の吸着量m(k)については仮の値を(17)式に代入する。そして、仮の吸着量m(k)の値を変更しながら、f→0となるように(17)式を反復演算する。そして、関数fの値が最も0に近づいた場合のm(k)の値を最終的な現在の吸着量m(k)として算出する。このように、(17)式を反復演算することで、吸着熱dq、前回の吸着量m(k−1)、温度変化量ΔTから現在の吸着量m(k)を算出することが可能となる。 The following expression (17) is an expression that defines the function f by shifting the left side dq of the expression (16) to the right side. According to the equation (16), it is possible to obtain the current adsorption amount m s (k) using the adsorption heat dq, the previous adsorption amount m s (k−1), and the temperature change amount ΔT. since the potential f ([nu) is a function of the adsorption amount m s (k), there is a case where the arithmetic processing directly to be obtained current adsorption amount m s (k) is is complicated from (16) . Therefore, in the present embodiment, the previously acquired adsorption amount m s (k−1) and the temperature change amount ΔT while the VSV valve 56 is opened are substituted into the equation (17), and the current adsorption amount m s ( For k), a temporary value is substituted into the equation (17). Then, the expression (17) is iteratively calculated so that f → 0 while changing the value of the temporary adsorption amount m s (k). Then, the value of m s (k) when the value of the function f approaches 0 is calculated as the final current adsorption amount m s (k). Thus, the current adsorption amount m s (k) can be calculated from the heat of adsorption dq, the previous adsorption amount m s (k−1), and the temperature change amount ΔT by repeatedly calculating the equation (17). It becomes possible.

Figure 0004135623
Figure 0004135623

キャニスタ20における吸着量が多くなり、パージVSV32を開いた場合は、活性炭30に吸着されていた燃料ベーパが脱離して吸気通路側へ流れる。このとき、図5で説明した反応と逆の反応が起こり、パージVSV32を開いている間にキャニスタ温度センサ34で検出される温度は、時間の経過とともに低下する。従って、パージVSV32を開いた場合の温度変化量ΔTは負の値となる。   When the adsorption amount in the canister 20 increases and the purge VSV 32 is opened, the fuel vapor adsorbed on the activated carbon 30 is desorbed and flows to the intake passage side. At this time, a reaction opposite to the reaction described with reference to FIG. 5 occurs, and the temperature detected by the canister temperature sensor 34 while the purge VSV 32 is opened decreases with time. Accordingly, the temperature change amount ΔT when the purge VSV 32 is opened is a negative value.

所定時間パージVSV32を開いて燃料ベーパを脱離させた後の吸着量m(k)は、VSVバルブ56を開いて燃料ベーパを吸着させた後の吸着量m(k)と同様に、(17)式から求めることができる。この際、ΔTの値を負の値にして(17)式に代入することで、脱離後の燃料ベーパ吸着量m(k)を求めることが可能である。 The fuel vapor open for a predetermined time purge VSV32 adsorption m s after desorbed (k), like the adsorption amount of After adsorption of the fuel vapor by opening the VSV valve 56 m s (k), (17) It can obtain | require from Formula. At this time, it is possible to obtain the fuel vapor adsorption amount m s (k) after desorption by substituting the value of ΔT into a negative value in the equation (17).

従って、VSVバルブ56またはパージVSV32を開いた時点の吸着量m(k−1)と、VSVバルブ56またはパージVSV32を開いている間の温度変化量ΔTを(17)式に代入することで、VSVバルブ56またはパージVSV32を閉じた時点の吸着量m(k)を算出することが可能となる。そして、吸着量m(k)を記憶しておき、次にVSVバルブ56またはパージVSV32を開いた際に(17)式の演算を行うことで、キャニスタ20における燃料ベーパ吸着量の絶対量を逐次算出することが可能である。 Therefore, by substituting the adsorption amount m s (k−1) when the VSV valve 56 or the purge VSV 32 is opened and the temperature change ΔT while the VSV valve 56 or the purge VSV 32 is opened into the equation (17). The adsorption amount m s (k) when the VSV valve 56 or the purge VSV 32 is closed can be calculated. Then, the adsorption amount m s (k) is stored, and the calculation of the equation (17) is performed when the VSV valve 56 or the purge VSV 32 is opened next, thereby calculating the absolute amount of the fuel vapor adsorption amount in the canister 20. It is possible to calculate sequentially.

キャニスタ20に吸着されている燃料ベーパは、パージVSV32を所定時間(数十分程度)開くことで完全に脱離する。従って、VSVバルブ56またはパージVSV32を開いた時点の吸着量m(k−1)が不明の場合は、パージVSV32を所定時間開いてキャニスタ20を空の状態にリセットし、次回の演算の際にm(k−1)=0として(17)式の演算を行うことが好適である。 The fuel vapor adsorbed on the canister 20 is completely desorbed by opening the purge VSV 32 for a predetermined time (about several tens of minutes). Accordingly, if the adsorption amount m s (k−1) at the time when the VSV valve 56 or the purge VSV 32 is opened is unknown, the purge VSV 32 is opened for a predetermined time, the canister 20 is reset to an empty state, and the next calculation is performed. It is preferable to perform the calculation of equation (17) with m s (k−1) = 0.

また、VSVバルブ56、パージVSV32の双方を閉じている場合は、キャニスタ20における燃料ベーパの吸着現象、脱離現象は発生せず、キャニスタ20内で温度変化は生じない。従って、VSVバルブ56またはパージVSV32の一方を開いた時にキャニスタ温度センサ36を起動するようにしてもよい。   Further, when both the VSV valve 56 and the purge VSV 32 are closed, the fuel vapor adsorption phenomenon and the desorption phenomenon in the canister 20 do not occur, and no temperature change occurs in the canister 20. Therefore, the canister temperature sensor 36 may be activated when one of the VSV valve 56 or the purge VSV 32 is opened.

次に、図8のフローチャートに基づいて、燃料ベーパ吸着量mを算出する処理の手順を説明する。ここでは、VSVバルブ56を開いてキャニスタ20に燃料ベーパを吸着させる場合の処理について説明する。 Next, with reference to the flowchart of FIG. 8, the processing procedure for calculating the fuel vapor adsorption amount m s is described. Here, processing when the VSV valve 56 is opened and fuel vapor is adsorbed to the canister 20 will be described.

先ず、ステップS11では、燃料タンク10に設けられたタンク内圧バルブを閉じ、燃料タンク10からキャニスタ20へ燃料ベーパを送る準備をする。次のステップS12では、燃料ベーパ吸着量を推定する準備が完了しているか否かを判定する。   First, in step S <b> 11, a tank internal pressure valve provided in the fuel tank 10 is closed, and preparations for sending fuel vapor from the fuel tank 10 to the canister 20 are made. In the next step S12, it is determined whether or not preparation for estimating the fuel vapor adsorption amount is completed.

次のステップS13では、燃料タンク10の内圧が所定の圧力(大気圧+α)以上であるか否かを判定する。燃料タンク10の内圧が所定の圧力以上である場合は、燃料タンク10内で燃料ベーパが発生しているため、ステップS14へ進み、所定時間の間だけVSVバルブ56を開く。一方、燃料タンク10の内圧が所定の圧力よりも小さい場合は終了する(END)。   In the next step S13, it is determined whether or not the internal pressure of the fuel tank 10 is equal to or higher than a predetermined pressure (atmospheric pressure + α). When the internal pressure of the fuel tank 10 is equal to or higher than the predetermined pressure, the fuel vapor is generated in the fuel tank 10, so that the process proceeds to step S14, and the VSV valve 56 is opened for a predetermined time. On the other hand, when the internal pressure of the fuel tank 10 is smaller than the predetermined pressure, the process is terminated (END).

ステップS14でVSVバルブ56を開いている間は、燃料タンク10内の燃料ベーパがキャニスタ20へ流れ込む。そして、燃料ベーパは活性炭30に吸着され、吸着熱の発生により活性炭30の温度が上昇する。ステップS15では、VSVバルブ56を開いている間の温度変化量ΔTをキャニスタ温度センサ34から検出する。   While the VSV valve 56 is opened in step S14, the fuel vapor in the fuel tank 10 flows into the canister 20. The fuel vapor is adsorbed on the activated carbon 30, and the temperature of the activated carbon 30 rises due to the generation of heat of adsorption. In step S <b> 15, the temperature change amount ΔT while the VSV valve 56 is open is detected from the canister temperature sensor 34.

次のステップS16では、ステップS15で求めた温度変化量ΔTを用いて、活性炭30における燃料ベーパの現在の吸着量(VSVバルブ56を閉じた時点の吸着量)m(k)を求める。ステップS16で燃料ベーパの吸着量m(k)を求めた後は、処理を終了する(END)。 In the next step S16, the current adsorption amount of fuel vapor (the adsorption amount when the VSV valve 56 is closed) m s (k) in the activated carbon 30 is obtained using the temperature change ΔT obtained in step S15. After obtaining the fuel vapor adsorption amount m s (k) in step S16, the process ends (END).

図9のフローチャートは、図8のステップS16において、吸着量m(k)を算出する処理を詳細に示したものである。先ずステップS21では、図8のステップS15で検出した温度変化量ΔTを用いて、(5)式から吸着熱dqを算出する。次のステップS22では、ECU40のメモリから前回算出した吸着量m(k−1)を取得する。 The flowchart of FIG. 9 shows in detail the process of calculating the adsorption amount m s (k) in step S16 of FIG. First, in step S21, the heat of adsorption dq is calculated from equation (5) using the temperature change ΔT detected in step S15 of FIG. In the next step S22, the adsorption amount m s (k−1) calculated last time is acquired from the memory of the ECU 40.

次のステップS23では、ΔT、m(k−1)、および仮に設定したm(k)の値を(17)式に代入して反復計算を行う。そして、(17)式のfが最も0に近づいたときのm(k)の値を最終的な現在の吸着量m(k)として算出する。ステップS23で現在の吸着量m(k)を算出した後は、処理を終了する(END)。 In the next step S23, ΔT, m s (k−1), and the temporarily set value of m s (k) are substituted into equation (17) to perform iterative calculation. Then, the value of m s (k) when f in Equation (17) is closest to 0 is calculated as the final current adsorption amount m s (k). After calculating the current amount of adsorption m s (k) in step S23, the process ends (END).

なお、ステップS23において、関数fの値が0近傍の値に収束しない場合は、所定時間の経過後、ステップS21または図8の処理に戻り、処理を再度行うようにする。   In step S23, if the value of the function f does not converge to a value near 0, after a predetermined time has elapsed, the process returns to step S21 or the process of FIG. 8 and the process is performed again.

また、図8のステップS13において、(燃料タンク10の内圧)≦(大気圧−α)の場合にVSVバルブ56を開くと、キャニスタ20に吸着されている燃料ベーパが脱離し、キャニスタ20から燃料タンク10へ燃料ベーパが流れる。この場合、VSVバルブ56を開いている間の温度変化量ΔTは負の値となる。従って、(燃料タンク10の内圧)≦(大気圧−α)の場合においても、パージVSV32を開いた場合と同様に、燃料ベーパを脱離させた後、VSVバルブ56を閉じた時点の吸着量m(k)を算出することができる。(燃料タンク10の内圧)≦(大気圧−α)の場合にVSVバルブ56を開くことで、蒸発燃料経路が急冷された場合などに燃料タンク10に過度な圧力がかかることを回避できる。 Further, in step S13 of FIG. 8, when the VSV valve 56 is opened when (inner pressure of the fuel tank 10) ≦ (atmospheric pressure−α), the fuel vapor adsorbed on the canister 20 is desorbed, and the fuel is removed from the canister 20. Fuel vapor flows into the tank 10. In this case, the temperature change amount ΔT while the VSV valve 56 is open is a negative value. Therefore, even in the case of (inner pressure of the fuel tank 10) ≦ (atmospheric pressure−α), the adsorption amount at the time when the VSV valve 56 is closed after the fuel vapor is desorbed, as in the case where the purge VSV 32 is opened. m s (k) can be calculated. By opening the VSV valve 56 when (the internal pressure of the fuel tank 10) ≦ (atmospheric pressure−α), it is possible to avoid applying excessive pressure to the fuel tank 10 when the evaporated fuel path is rapidly cooled.

図8、図9の処理によれば、現時点のキャニスタ20における燃料ベーパ吸着量m(k)を逐次算出することができる。従って、図4のステップS1において、現時点におけるキャニスタ20の燃料ベーパ吸着量mとして、逐次算出しておいた燃料ベーパ吸着量m(k)を取得することができる。 8 and 9, the fuel vapor adsorption amount m s (k) in the canister 20 at the present time can be calculated sequentially. Therefore, in step S1 of FIG. 4, the fuel vapor adsorption amount m s (k) that has been sequentially calculated can be acquired as the fuel vapor adsorption amount m s of the canister 20 at the present time.

次に、マップから燃料ベーパの吸着量mを算出する方法を説明する。図10は、図7と同様に、単位質量あたりの吸着相のエネルギーEが単位活性炭質量あたりの燃料ベーパの吸着量mに応じて変動する様子を示す特性図である。図10に基づいて、VSVバルブ56が開いている間の温度変化量ΔTが同じ場合に、VSVバルブ56を開いた時点の吸着量m(k−1)の相違が、VSVバルブ56が開いている間の吸着量の変化量Δmに与える影響について説明する。 Next, a method of calculating the adsorption amount m s of fuel vapor from the map. FIG. 10 is a characteristic diagram showing how the energy E S of the adsorbed phase per unit mass fluctuates in accordance with the amount of fuel vapor adsorbed per unit activated carbon mass m s , as in FIG. 7. Based on FIG. 10, when the temperature change amount ΔT while the VSV valve 56 is open is the same, the difference in the adsorption amount m s (k−1) at the time when the VSV valve 56 is opened indicates that the VSV valve 56 is open. the impact on the adsorption amount of variation Delta] m s between and are explained.

VSVバルブ56を開いている間の温度変化量ΔTが等しい場合、燃料ベーパのエネルギー変化量も等しいと考えることができる。図10に示すように、吸着量m(k−1)が異なる2つの場合において、VSVバルブ56を開いている間の吸着による燃料ベーパのエネルギー変化量は、単位質量あたりの吸着相のエネルギーを表す曲線60と、気相のエネルギーを表す直線62で囲まれた面積A,Aで表すことができる。ここで、面積Aと面積Aで表される2つの場合において、吸着開始時の内部温度Tが等しく、吸着の際の温度変化量ΔTが等しい場合を想定すると、双方の燃料ベーパのエネルギー変化量が等しくなるため、面積Aと面積Aは等しくなる。 When the temperature change amount ΔT while the VSV valve 56 is opened is equal, it can be considered that the energy change amount of the fuel vapor is also equal. As shown in FIG. 10, in two cases where the adsorption amounts m s (k−1) are different, the energy change amount of the fuel vapor due to the adsorption while the VSV valve 56 is opened is the energy of the adsorption phase per unit mass. Can be represented by areas A 1 and A 2 surrounded by a curve 60 representing the gas phase and a straight line 62 representing the energy of the gas phase. Here, in the two cases represented by the areas A 1 and A 2 , assuming that the internal temperature T at the start of adsorption is equal and the temperature change ΔT at the time of adsorption is equal, the energy of both fuel vapors since the amount of change is equal, the area A 1 and the area A 2 are equal.

ここで、横軸方向の面積A,面積Aの幅は、VSVバルブ56を開いている間の吸着量の変化量Δmと考えることができる。図10に示すように、温度変化量ΔTが等しい場合の横軸方向の面積A,面積Aの幅は、吸着量m(k−1)に応じて変動し、面積Aに比べて面積Aの横軸方向の幅は広くなる。従って、図10に示すように、温度変化量ΔTが等しい場合、VSVバルブ56を開いた時点の吸着量m(k−1)が大きい程、吸着量の変化量Δmは増加する。 Here, the horizontal axis of the area A 1, the width of the area A 2 can be considered as adsorption amount of variation Delta] m s while opening the VSV valve 56. As shown in FIG. 10, the widths of the area A 1 and the area A 2 in the horizontal axis direction when the temperature change amounts ΔT are equal vary depending on the adsorption amount m s (k−1) and are compared with the area A 1 . the horizontal axis direction of the width of the area a 2 becomes wider Te. Accordingly, as shown in FIG. 10, when the temperature variation ΔT is equal, as the adsorption amount of time you open the VSV valve 56 m s (k-1) is large, the variation Delta] m s of adsorption increases.

一方、VSVバルブ56を開いた時点の吸着量m(k−1)が等しい場合、温度変化量ΔTが大きいほど活性炭30における燃料ベーパの吸着反応が多く行われる。従って、吸着量m(k−1)が等しい場合は、温度変化量ΔTが大きくなるほど、吸着量の変化量Δmは大きくなる。このことは、例えば図7の吸着特性曲線からも説明することができる。図7に示すように、吸着量の変化量Δmが異なる2つの場合(Δms1,Δms2)において、Δmが大きくなる程、f(ν)の変化量Δ{f(ν)}は大きくなる。そして、f(ν)が大きいほど吸着相のエネルギーEsの変化量が大きくなり、結果として温度変化量ΔTも大きくなる。従って、吸着量m(k−1)が等しい場合は、温度変化量ΔTが大きくなるほど、吸着量の変化量Δmは大きくなる。 On the other hand, when the adsorption amount m s (k−1) at the time when the VSV valve 56 is opened is equal, the adsorption reaction of the fuel vapor in the activated carbon 30 is more performed as the temperature change amount ΔT is larger. Therefore, if the adsorption amount m s (k-1) are equal, the greater the temperature variation ΔT is the variation Delta] m s of adsorption amount increases. This can be explained, for example, from the adsorption characteristic curve of FIG. As shown in FIG. 7, in the two cases variation Delta] m s of adsorption is different (Δm s1, Δm s2), higher the Delta] m s increases, the amount of change in f (ν) Δ {f ( ν)} is growing. As f (ν) increases, the amount of change in the energy Es of the adsorption phase increases, and as a result, the temperature change amount ΔT also increases. Therefore, if the adsorption amount m s (k-1) are equal, the greater the temperature variation ΔT is the variation Delta] m s of adsorption amount increases.

以上の観点から、温度変化量ΔT、VSVバルブ56を開いた時点の吸着量m(k−1)、およびVSVバルブ56を開いている間の吸着量の変化量Δmの関係をマップで規定することができる。そして、マップからVSVバルブ56を開いている間の吸着量の変化量Δmを求めることが可能となる。 From the above viewpoint, the relationship between the temperature change amount ΔT, the adsorption amount m s (k−1) when the VSV valve 56 is opened, and the adsorption amount change amount Δm s while the VSV valve 56 is opened is represented by a map. Can be prescribed. Then, it is possible to determine the amount of adsorption of variation Delta] m s while opening the VSV valve 56 from the map.

図11は、温度変化量ΔT、吸着量m(k−1)、および吸着量の変化量Δmの関係を規定したマップを示す模式図である。図11のマップには、温度変化量ΔTが等しい場合、VSVバルブ56を開いた時点の吸着量m(k−1)が大きいほど、吸着量の変化量Δmが大きくなる関係が規定されている。また、吸着量m(k−1)が等しい場合は、温度変化量ΔTが大きいほど、変化量Δmが大きくなる関係が規定されている。従って、温度変化量ΔT、吸着量m(k−1)を図11のマップに当てはめることで、吸着量の変化量Δmを求めることができる。そして、Δmを求めた後は、m(k)=m(k−1)+Δmの演算を行うことで、現在の吸着量m(k)を求めることが可能となる。なお、図11のマップは、温度変化量ΔT、吸着量m(k−1)、および吸着量の変化量Δmの関係を実験で求めることで作成することができる。 Figure 11 is a schematic diagram showing the temperature change amount [Delta] T, adsorption amount m s (k-1), and a map defining the relationship between the variation Delta] m s of adsorption. The map of FIG. 11 defines a relationship in which, when the temperature change amount ΔT is equal, the adsorption amount change amount Δm s increases as the adsorption amount m s (k−1) at the time of opening the VSV valve 56 increases. ing. In addition, when the adsorption amount m s (k−1) is equal, a relationship is defined in which the change amount Δm s increases as the temperature change amount ΔT increases. Therefore, by applying the temperature change amount ΔT and the adsorption amount m s (k−1) to the map of FIG. 11, the adsorption amount change amount Δm s can be obtained. Then, after obtaining Delta] m s, by performing the calculation of the m s (k) = m s (k-1) + Δm s, it is possible to determine the current adsorption amount m s (k). The map of FIG. 11 can be created by experimentally determining the relationship between the temperature change amount ΔT, the adsorption amount m s (k−1), and the adsorption amount change amount Δm s .

パージVSV32を開いた場合も同様に、温度変化量ΔT(<0)、吸着量m(k−1)を図11のマップに当てはめることで、吸着量の変化量(脱離量)Δmを求めることができる。 Similarly, when the purge VSV 32 is opened, the amount of change in adsorption amount (desorption amount) Δm s is obtained by applying the temperature change amount ΔT (<0) and the adsorption amount m s (k−1) to the map of FIG. Can be requested.

なお、図11のマップでは、温度変化量ΔT、吸着量m(k−1)、および吸着量の変化量Δmの関係を規定したが、m(k)=m(k−1)+Δmであるため、温度変化量ΔT、吸着量m(k−1)、および吸着量m(k)の関係を規定しても良い。 In the map of FIG. 11, the relationship between the temperature change amount ΔT, the adsorption amount m s (k−1), and the adsorption amount change amount Δm s is defined, but m s (k) = m s (k−1). ) + Δm s , the relationship between the temperature change amount ΔT, the adsorption amount m s (k−1), and the adsorption amount m s (k) may be defined.

図11マップによれば、現時点のキャニスタ20における燃料ベーパ吸着量m(k)を求めることができる。従って、図4のステップS1において、現時点におけるキャニスタ20の燃料ベーパ吸着量mとして、図11のマップから求めた燃料ベーパ吸着量m(k)を取得することができる。 According to the map of FIG. 11, the fuel vapor adsorption amount m s (k) in the canister 20 at the present time can be obtained. Therefore, in step S1 of FIG. 4, the fuel vapor adsorption amount m s (k) obtained from the map of FIG. 11 can be acquired as the fuel vapor adsorption amount m s of the canister 20 at the present time.

以上説明したように実施の形態1によれば、キャニスタ20の燃料ベーパ吸着能力が飽和していない場合にのみ、蒸発燃料経路の漏れ判定を行うことができる。これにより、漏れ判定の際には、燃料タンク10内の燃料ベーパが全てキャニスタ20に吸着されることとなるため、燃料ベーパの分圧が圧力計44で測定した圧力P実測値に与える影響を排除することができる。従って、リファレンス圧PREFと圧力計44で測定した圧力P実測値に基づいて、蒸発燃料経路に漏れ孔が生じているか否かを正確に判定することが可能となる。また、キャニスタ20の燃料ベーパ吸着能力が飽和している場合は、漏れ判定を行わないため、燃料ベーパがポンプモジュール36の通路54から大気中に放出されてしまうことを確実に抑止することができる。 As described above, according to the first embodiment, it is possible to determine the leakage of the evaporated fuel path only when the fuel vapor adsorption capacity of the canister 20 is not saturated. As a result, since all the fuel vapor in the fuel tank 10 is adsorbed to the canister 20 at the time of leakage determination, the influence of the partial pressure of the fuel vapor on the actual pressure P measured by the pressure gauge 44 is affected. Can be eliminated. Therefore, based on the reference pressure P REF and the actual pressure P measured by the pressure gauge 44, it is possible to accurately determine whether or not a leak hole has occurred in the evaporated fuel path. Further, when the fuel vapor adsorbing capacity of the canister 20 is saturated, the leak determination is not performed, so that it is possible to reliably prevent the fuel vapor from being released from the passage 54 of the pump module 36 into the atmosphere. .

また、実施の形態1によれば、VSVバルブ56を開いている間のキャニスタ内部温度の変化量ΔTから吸着熱dqを算出することができる。そして、吸着熱dq(=内部エネルギーEadsの変化量dEads)をキャニスタ20の内部温度Tと吸着量mとの関数で表すことができるため、吸着熱dq、内部温度Tおよび吸着量mの関係式から現時点の吸着量mを算出することが可能となる。また、VSVバルブ56を開いた時点の吸着量m(k−1)と、VSVバルブ56を開いている間の温度変化量ΔTとから、現在の吸着量m(k)をマップ算出することが可能となる。従って、簡素な方法で、キャニスタ20の燃料ベーパ吸着量を正確に求めることが可能となる。 Further, according to the first embodiment, the adsorption heat dq can be calculated from the change amount ΔT of the canister internal temperature while the VSV valve 56 is open. Then, it is possible to represent the adsorption heat dq (= internal energy E variation dE Ads of ads) in function of the internal temperature T and the adsorption amount m s of the canister 20, the adsorption heat dq, the internal temperature T and the adsorption amount m from s relationship it is possible to calculate the adsorption amount m s of time. Further, a map of the current adsorption amount m s (k) is calculated from the adsorption amount m s (k−1) when the VSV valve 56 is opened and the temperature change amount ΔT while the VSV valve 56 is opened. It becomes possible. Therefore, it is possible to accurately obtain the fuel vapor adsorption amount of the canister 20 by a simple method.

なお、実施の形態1において、キャニスタ温度センサ34をキャニスタ20内の複数の箇所に設けておいても良い。これにより、キャニスタ20内の複数箇所で単位活性炭質量あたりの燃料ベーパの吸着量mを求めることができ、キャニスタ20における燃料ベーパの吸着状態をより正確に求めることができる。 In the first embodiment, the canister temperature sensors 34 may be provided at a plurality of locations in the canister 20. Thus, it can determine the adsorption amount m s of fuel vapor per unit activated carbon mass at a plurality of positions in the canister 20, it is possible to determine the adsorption state of the fuel vapor in the canister 20 more accurately.

また、実施の形態1において、吸着熱dqを算出する際に、伝熱によりキャニスタ20の外部へ逃げる熱量を考慮して吸着熱dqを算出しても良い。例えば、キャニスタ20の外周に熱流束センサ38を設け、外部への熱損失を検出し、算出した吸着熱dqに熱損失分を加算することで、吸着熱dqの算出精度をより高めることが可能である。   In the first embodiment, when calculating the adsorption heat dq, the adsorption heat dq may be calculated in consideration of the amount of heat that escapes to the outside of the canister 20 due to heat transfer. For example, the heat flux sensor 38 is provided on the outer periphery of the canister 20, the heat loss to the outside is detected, and the heat loss is added to the calculated adsorption heat dq, so that the calculation accuracy of the adsorption heat dq can be further increased. It is.

実施の形態2.
次に、本発明の実施の形態2について説明する。実施の形態2では、圧力計44で測定し圧力P実測値の変動に基づいて、キャニスタ20の燃料ベーパ吸着能力が飽和しているか否かを判定する。そして、キャニスタ20の燃料ベーパ吸着能力が飽和している場合は、実施の形態1と同様に蒸発燃料経路の漏れ判定を中止する。実施の形態2の蒸発燃料処理装置の構成は図1で説明した構成と同様である。
Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, it is determined whether or not the fuel vapor adsorption capacity of the canister 20 is saturated based on the fluctuation of the actual measurement value of the pressure P measured by the pressure gauge 44. If the fuel vapor adsorption capacity of the canister 20 is saturated, the evaporative fuel path leakage determination is stopped as in the first embodiment. The configuration of the evaporated fuel processing apparatus of the second embodiment is the same as the configuration described in FIG.

図12は、蒸発燃料経路に負圧を付与した場合に、ポンプモジュール36で測定された圧力P実測値が時間の経過とともに変動する様子を示す特性図である。各特性A〜Cは、負圧を与え始めた時点から定常状態となるまでのP実測値の変動を示している。ここで、実線で示す特性Aは、実施の形態1と同様にポンプモジュール36から燃料タンク10、キャニスタ20を含む蒸発燃料経路に負圧を与えた場合に圧力P実測値が変動する様子を示している。 FIG. 12 is a characteristic diagram showing how the actual pressure P measured by the pump module 36 varies with time when a negative pressure is applied to the evaporated fuel path. Each of the characteristics A to C shows the fluctuation of the actual P measurement value from the time when the negative pressure is started to the steady state. Here, the characteristic A indicated by the solid line shows how the actual measurement value of the pressure P fluctuates when negative pressure is applied from the pump module 36 to the evaporated fuel path including the fuel tank 10 and the canister 20 as in the first embodiment. ing.

また、一点鎖線で示す特性Bは、ポンプモジュール36から燃料タンク10に直接負圧を与えた場合の圧力P実測値の変動を示している。すなわち、特性Bは、図1の構成からキャニスタ20を除き、ポンプモジュール36と燃料タンク10を直接接続して蒸発燃料経路に負圧を付与した場合に、圧力P実測値が変動する様子を示している。 The characteristic B indicated by the alternate long and short dash line indicates the fluctuation of the measured value of the pressure P when the negative pressure is directly applied from the pump module 36 to the fuel tank 10. That is, the characteristic B shows how the actual measurement value of the pressure P fluctuates when the canister 20 is removed from the configuration of FIG. 1 and the pump module 36 and the fuel tank 10 are directly connected to apply a negative pressure to the evaporated fuel path. ing.

また、破線で示す特性Cは、特性Aと同様に燃料タンク10、キャニスタ20を含む蒸発燃料経路に負圧を付与した場合において、時刻tの時点でキャニスタ20の燃料ベーパ吸着能力が飽和した場合に、以降の圧力P実測値が変動する様子を示している。 The characteristic C indicated by the broken line is a case where the fuel vapor adsorption capacity of the canister 20 is saturated at the time t when a negative pressure is applied to the evaporated fuel path including the fuel tank 10 and the canister 20 as in the characteristic A. FIG. 9 shows how the actual measured value of pressure P fluctuates thereafter.

特性A〜Cに示すように、負圧を与え始めた時点では、蒸発燃料経路内に空気、燃料ベーパが満たされているため、経路内の空気、燃料ベーパが排出されるまでの間、圧力計44で測定される圧力P実測値は時間の経過とともに低下する。そして、蒸発燃料経路内の空気、燃料ベーパが排出されると、圧力計44で測定された圧力は定常値となる。 As shown in the characteristics A to C, when the negative pressure is started to be applied, the vaporized fuel path is filled with air and fuel vapor, so the pressure until the air and fuel vapor in the path are discharged. The actual measurement value of the pressure P measured by the total 44 decreases with time. When the air and fuel vapor in the evaporated fuel path are discharged, the pressure measured by the pressure gauge 44 becomes a steady value.

実施の形態1で説明したように、キャニスタ20における燃料ベーパの吸着能力が飽和している場合は、燃料ベーパの分圧分が圧力計44で測定されてしまうため、キャニスタ20における燃料ベーパの吸着能力が飽和していない場合に比べて圧力計44で測定される圧力P実測値は高くなる。図12に示す特性Bは、キャニスタ20を設けていない場合に圧力P実測値が変動する様子を示しているため、特性Bの圧力には燃料ベーパの蒸気分圧が含まれる。すなわち、特性Bは、図1の構成において、キャニスタ20における燃料ベーパの吸着能力が飽和している場合に圧力P実測値が変動する特性と同様である。従って、図12に示すように、特性Aに比べて特性Bの圧力は高くなる。 As described in the first embodiment, when the adsorption capability of the fuel vapor in the canister 20 is saturated, the partial pressure of the fuel vapor is measured by the pressure gauge 44. Therefore, the adsorption of the fuel vapor in the canister 20 is performed. The actual pressure P measured by the pressure gauge 44 is higher than when the capacity is not saturated. The characteristic B shown in FIG. 12 shows how the measured value of the pressure P fluctuates when the canister 20 is not provided, so the pressure of the characteristic B includes the vapor partial pressure of the fuel vapor. That is, the characteristic B is the same as the characteristic in which the actual measurement value of the pressure P varies when the fuel vapor adsorption capacity in the canister 20 is saturated in the configuration of FIG. Therefore, as shown in FIG. 12, the pressure of the characteristic B is higher than the characteristic A.

図1に示す構成において、キャニスタ20における燃料ベーパの吸着能力が飽和していない場合に、ポンプモジュール36から蒸発燃料経路に負圧を付与すると、特性Aに従って圧力P実測値は低下していく。この間、燃料タンク10内の燃料ベーパはキャニスタ20側へ吸い出され、キャニスタ20に順次吸着されていく。そして、図12に示す時刻tの時点でキャニスタ20の燃料ベーパ吸着能力が飽和すると、時刻t以降は燃料ベーパがキャニスタ20に吸着されないため、圧力計44で測定された圧力P実測値は、燃料ベーパの分圧分だけ高くなる。従って、時刻t以降の圧力P実測値は特性Cに従って変動し、キャニスタ20が存在しない場合の特性Bに漸近していく。そして、定常状態に到達した際の圧力(=Pc)は、定常状態の特性Bの圧力と同一となる。 In the configuration shown in FIG. 1, when the negative pressure is applied from the pump module 36 to the evaporated fuel path when the fuel vapor adsorption capacity in the canister 20 is not saturated, the actually measured pressure P decreases according to the characteristic A. During this time, the fuel vapor in the fuel tank 10 is sucked out toward the canister 20 and is sequentially adsorbed by the canister 20. Then, when the fuel vapor adsorption capacity of the canister 20 is saturated at the time t shown in FIG. 12, the fuel vapor is not adsorbed to the canister 20 after the time t. Therefore, the actual pressure P measured by the pressure gauge 44 is Increases by the vapor partial pressure. Accordingly, the actual measurement value of the pressure P after the time t varies according to the characteristic C and gradually approaches the characteristic B when the canister 20 is not present. The pressure (= Pc) when the steady state is reached is the same as the pressure of the characteristic B in the steady state.

従って、蒸発燃料経路に負圧を付与している最中にキャニスタ20における燃料ベーパの吸着能力が飽和すると、飽和した時刻tの時点で圧力推移が大きく変動し、時刻tにおいて圧力P実測値に変曲点64が発生することになる。 Therefore, if the adsorption capability of the fuel vapor in the canister 20 is saturated while the negative pressure is being applied to the evaporated fuel path, the pressure transition greatly fluctuates at the time t when the canister 20 is saturated, and the pressure P is actually measured at the time t. An inflection point 64 is generated.

このため、実施の形態2では、蒸発燃料経路に負圧を与えている最中に圧力P実測値をモニタし、P実測値に変曲点64が発生した場合は、変曲点64が発生した時点でキャニスタ20における燃料ベーパの吸着能力が飽和したものと判定する。そして、以降の蒸発燃料経路の漏れ判定を中止する。これにより、実施の形態1と同様にキャニスタ20が飽和している場合に漏れ判定が行われることを抑止できる。従って、燃料ベーパの蒸気分圧分が漏れ判定に与える影響を排除することができ、蒸発燃料経路の漏れ判定を高精度に行うことが可能となる。また、変曲点64が検出された後に漏れ判定を中止することにより、燃料ベーパがポンプモジュール36から大気中に放出されてしまうことを抑止できる。なお、変曲点64を検出する場合は、P実測値をモニタしている最中にP実測値が減少から増加に転じるタイミングが存在するか否かを検出する。 For this reason, in the second embodiment, the actual measurement value of the pressure P is monitored while the negative pressure is applied to the evaporated fuel path, and when the inflection point 64 occurs in the actual measurement value of P, the inflection point 64 is generated. At this point, it is determined that the fuel vapor adsorption capacity in the canister 20 is saturated. Then, subsequent leak determination of the evaporated fuel path is stopped. Thereby, it is possible to prevent the leak determination from being performed when the canister 20 is saturated as in the first embodiment. Therefore, the influence of the vapor partial pressure of the fuel vapor on the leakage determination can be eliminated, and the leakage determination of the evaporated fuel path can be performed with high accuracy. Further, by stopping the leak determination after the inflection point 64 is detected, it is possible to prevent the fuel vapor from being released from the pump module 36 into the atmosphere. In the case of detecting the inflection point 64 detects whether or not the P measured value exists is time to turn from a decrease to an increase in the middle of monitoring the P Found.

図13は、図12と同様に、ポンプモジュール36で測定された圧力P実測値が時間の経過とともに変動する様子を示す特性図である。図13に示す特性Cは、P実測値がPcに到達する以前にキャニスタ20が飽和した場合のP実測値の変動を示している。この場合、変曲点64でP実測値が減少から増加に転じることはないが、変曲点64の前後でP実測値の変化の割合が大きく変わる。本実施形態では、図13に示すように、P実測値の変化の割合が変動するタイミングも変曲点64と称することとする。図13の変曲点64を検出する場合は、例えば、微小時間Δt毎のP実測値の変化量をモニタしておき、Δt毎の変化量が大きく変わるタイミングが発生した場合、そのタイミングで変曲点64が発生したものと判断する。この場合、Δt毎の変化量の差分が所定のしきい値を超えた場合を、Δt毎の変化量が大きく変わるタイミングと判定できる。また、P実測値の特性の2次微分が所定のしきい値よりも大きくなった場合を、Δt毎の変化量が大きく変わるタイミングと判定してもよい。 FIG. 13 is a characteristic diagram showing how the actual pressure P measured by the pump module 36 fluctuates over time, as in FIG. The characteristic C shown in FIG. 13 shows the fluctuation of the P actual measurement value when the canister 20 is saturated before the P actual measurement value reaches Pc. In this case, the P actual measurement value does not change from decreasing to increasing at the inflection point 64, but the rate of change of the P actual measurement value largely changes before and after the inflection point 64. In the present embodiment, as shown in FIG. 13, the timing at which the rate of change in the P actual measurement value changes is also referred to as an inflection point 64. When detecting the inflection point 64 in FIG. 13, for example, the amount of change in the P actual measurement value for each minute time Δt is monitored, and when the change amount for each Δt greatly changes, the change occurs at that timing. It is determined that the music point 64 has occurred. In this case, the case where the difference in change amount for each Δt exceeds a predetermined threshold can be determined as the timing at which the change amount for each Δt greatly changes. Further, the case where the second derivative of the characteristic of the P actual measurement value becomes larger than a predetermined threshold value may be determined as the timing at which the amount of change for each Δt greatly changes.

次に、図14のフローチャートに基づいて、実施の形態2にかかる蒸発燃料処理装置の処理の手順を説明する。先ず、ステップS31では、ポンプ42を作動させる。次のステップS32では、ポンプ42による負圧が、オリフィス48の設けられた通路52側へ付与されるように切換弁46の状態を設定して、リファレンス圧PREFを検出する。 Next, based on the flowchart of FIG. 14, a processing procedure of the evaporated fuel processing apparatus according to the second embodiment will be described. First, in step S31, the pump 42 is operated. In the next step S32, the state of the switching valve 46 is set so that the negative pressure by the pump 42 is applied to the side of the passage 52 where the orifice 48 is provided, and the reference pressure PREF is detected.

次のステップS33では、ポンプ42による負圧がポンプ通路38側へ付与されるように切換弁46の状態を設定して、燃料タンク10内、キャニスタ20、ベーパ通路18、パージ通路26、ベーパポート22、パージポート28を含む蒸発燃料経路へ負圧を付与する。次のステップS34では、蒸発燃料経路に負圧を付与した際の圧力P実測値の変動をモニタする。 In the next step S33, the state of the switching valve 46 is set so that negative pressure by the pump 42 is applied to the pump passage 38 side, and the inside of the fuel tank 10, the canister 20, the vapor passage 18, the purge passage 26, and the vapor port 22 are set. Then, a negative pressure is applied to the evaporated fuel path including the purge port 28. In the next step S34, the fluctuation of the measured value of pressure P when negative pressure is applied to the evaporated fuel path is monitored.

次のステップS35では、モニタした圧力P実測値の特性に変曲点64が生じているか否かを判定する。変曲点64が生じていない場合は、キャニスタ20における燃料ベーパの吸着能力が飽和していないため、ステップS36へ進み、以降のステップで蒸発燃料経路の漏れ判定を実施する。 In the next step S35, it is determined whether or not the inflection point 64 is generated in the characteristic of the monitored pressure P actual measurement value . If the inflection point 64 does not occur, the fuel vapor adsorption capacity in the canister 20 is not saturated, and thus the process proceeds to step S36, and the leakage determination of the evaporated fuel path is performed in the subsequent steps.

ステップS36では、定常状態となった後の圧力P実測値と、ステップS32で測定したリファレンス圧PREFとの大小関係を比較する。すなわち、ここではP実測値≦PREFであるか否かを判定する。 In step S36, the magnitude relationship between the pressure P actual measurement value after reaching the steady state and the reference pressure PREF measured in step S32 is compared. That is, here, it is determined whether or not P actual measurement value ≦ P REF .

ステップS36でP実測値≦PREFと判定された場合は、ステップS37へ進み、蒸発燃料経路に生じている漏れ孔の大きさはφ0.5mm以下であると判定する。一方、ステップS36でP実測値>PREFと判定された場合は、ステップS38へ進み、蒸発燃料経路にφ0.5mmよりも大きな漏れ孔が生じていると判定する。 When it is determined in step S36 that P actual measurement value ≦ P REF , the process proceeds to step S37, and it is determined that the size of the leak hole generated in the evaporated fuel path is φ0.5 mm or less. On the other hand, if it is determined in step S36 that P actual measurement value > P REF , the process proceeds to step S38, and it is determined that a leak hole larger than φ0.5 mm is generated in the evaporated fuel path.

ステップS35で変曲点64が検出された場合は、ステップS39へ進む。この場合、変曲点64が検出された時点でキャニスタ20における燃料ベーパの吸着能力が飽和しているため、ポンプ42の作動を停止し、漏れ判定を中止する。   If the inflection point 64 is detected in step S35, the process proceeds to step S39. In this case, since the fuel vapor adsorption capacity in the canister 20 is saturated at the time when the inflection point 64 is detected, the operation of the pump 42 is stopped and the leak determination is stopped.

以上説明したように実施の形態2によれば、圧力計44で測定した圧力P実測値の変動をモニタし、圧力P実測値の特性に変曲点64が発生した場合は、変曲点64が発生した時点でキャニスタ20における燃料ベーパの吸着能力が飽和したものと判断できる。従って、変曲点64を検出した場合は漏れ判定を中止することで、ポンプモジュール36から燃料ベーパが外気中に放出されてしまうことを抑止できる。 As described above, according to the second embodiment, the fluctuation of the actual pressure P value measured by the pressure gauge 44 is monitored, and when the inflection point 64 occurs in the characteristic of the actual pressure P measurement value , the inflection point 64 is detected. When this occurs, it can be determined that the adsorption capability of the fuel vapor in the canister 20 is saturated. Therefore, when the inflection point 64 is detected, it is possible to prevent the fuel vapor from being discharged from the pump module 36 into the outside air by stopping the leak determination.

本発明の実施の形態1にかかる蒸発燃料処理装置の概要を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the outline | summary of the evaporative fuel processing apparatus concerning Embodiment 1 of this invention. ポンプモジュールの構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of a pump module. 燃料ベーパの蒸気圧がP実測値に与える影響を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the influence which the vapor pressure of a fuel vapor has on P actual measurement value . 実施の形態1の蒸発燃料処理装置における処理の手順を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a processing procedure in the evaporated fuel processing apparatus according to the first embodiment. 燃料ベーパが活性炭に吸着される様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a mode that a fuel vapor is adsorbed by activated carbon. 単位質量あたりの吸着相のエネルギーEが単位活性炭質量あたりの燃料ベーパの吸着量mに応じて変動する様子を示す特性図である。Is a characteristic diagram showing how the energy E S of adsorbed per unit mass varies depending on the adsorbed amount m s of fuel vapor per unit activated charcoal mass. 吸着ポテンシャルf(ν)とν(=m/ρ)の関係を実験的に求めた特性図である。It is the characteristic figure which calculated | required experimentally the relationship between adsorption potential f ((nu)) and (nu) (= ms / (rho) L ). 燃料ベーパ吸着量mを算出する処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart showing a procedure of a process for calculating the fuel vapor adsorption amount m s. 図8のステップS6において、吸着量m(k)を算出する処理を詳細に示すフローチャートである。9 is a flowchart showing in detail a process for calculating an adsorption amount m s (k) in step S6 of FIG. 8. VSVバルブが開いている間の温度変化量ΔTが同じ場合に、VSVバルブを開いた時点の吸着量m(k−1)の相違が、VSVバルブが開いている間の吸着量の変化量Δmに与える影響を説明するための模式図である。When the temperature change ΔT while the VSV valve is open is the same, the difference in the adsorption amount m s (k−1) when the VSV valve is opened is the change in the adsorption amount while the VSV valve is open. it is a schematic diagram for explaining the effect of the Delta] m s. 前回算出した吸着量m(k−1)、温度変化量ΔT、VSVバルブを開いている間の吸着量の変化量Δm、の関係を定めたマップを示す模式図である。It is a schematic diagram showing a map that defines the relationship between the previously calculated adsorption amount m s (k−1), the temperature change amount ΔT, and the adsorption amount change amount Δm s while the VSV valve is open. ポンプモジュールで測定された圧力P実測値が時間の経過とともに変動する様子を示す特性図である。It is a characteristic view which shows a mode that the pressure P actual value measured with the pump module fluctuates with progress of time. ポンプモジュールで測定された圧力P実測値が時間の経過とともに変動する様子を示す特性図である。It is a characteristic view which shows a mode that the pressure P actual value measured with the pump module fluctuates with progress of time. 実施の形態2の蒸発燃料処理装置における処理の手順を示すフローチャートである。6 is a flowchart showing a processing procedure in the evaporated fuel processing apparatus according to the second embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10 燃料タンク
20 キャニスタ
34 キャニスタ温度センサ
36 ポンプモジュール
40 ECU
42 ポンプ
44 圧力計
64 変曲点
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Fuel tank 20 Canister 34 Canister temperature sensor 36 Pump module 40 ECU
42 Pump 44 Pressure gauge 64 Inflection point

Claims (1)

燃料タンクと、
前記燃料タンクと接続され、前記燃料タンク内で発生する蒸発燃料を吸着するキャニスタと、
前記キャニスタと接続され、前記キャニスタを介して前記燃料タンクを含む閉路空間内のガスを吸引するポンプと、
前記キャニスタよりも前記ポンプ側における前記閉路空間での圧力を検出する圧力検出手段と、
前記圧力検出手段で検出した圧力に基づいて、前記閉路空間における漏れの状態を判定する漏れ判定手段と、
前記キャニスタにおける蒸発燃料の吸着能力を判定する吸着能力判定手段と、
前記吸着能力が飽和している状態又は飽和に近い状態と判定された場合は、前記漏れ判定手段による判定を中止する漏れ判定中止手段と、
前記圧力検出手段で検出された圧力の特性に変曲点が存在するか否かを検出する変曲点検出手段と、を備え、
前記吸着能力判定手段は、前記変曲点が検出された場合に、前記吸着能力が飽和している状態又は飽和に近い状態と判定することを特徴とする内燃機関の蒸発燃料処理装置。
A fuel tank,
A canister connected to the fuel tank and adsorbing the evaporated fuel generated in the fuel tank;
A pump connected to the canister and sucking gas in a closed space including the fuel tank through the canister;
Pressure detecting means for detecting a pressure in the closed space on the pump side from the canister;
A leakage determination means for determining a leakage state in the closed space based on the pressure detected by the pressure detection means;
An adsorbing capacity determining means for determining an adsorbing capacity of the evaporated fuel in the canister;
When it is determined that the adsorption capacity is saturated or nearly saturated, leakage determination stopping means for stopping the determination by the leakage determination means;
An inflection point detecting means for detecting whether or not an inflection point exists in the pressure characteristic detected by the pressure detecting means,
The evaporative fuel processing apparatus for an internal combustion engine, wherein the adsorption capacity determination means determines that the adsorption capacity is saturated or nearly saturated when the inflection point is detected .
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