JP4239716B2 - 内燃機関の蒸発燃料処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
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。
【０００２】
【従来の技術】
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。
【０００３】
このような蒸発燃料処理装置において、閉路空間における漏れを判定するため、蒸発燃料経路に圧力を付与する方法が知られている。例えば、特開平１１−３５１０７８号公報には、燃料タンクを含む蒸発燃料経路に正圧を付与し、そのときの圧力情報に基づいて閉路空間の漏れを判定する方法が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−３５１０７８号公報
【特許文献２】
特開平１１−２７０４１８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、蒸発燃料経路にはキャニスタが配置されているため、キャニスタにおける蒸発燃料の吸着現象、放出（パージ）現象により閉路空間の圧力情報は変動する。このため、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と測定値とが相違するという問題が生じる。
【０００６】
例えば、図１６（Ａ）に示すように、燃料タンク１００を含む蒸発燃料経路にポンプ１０２を用いて正圧を付与した場合、キャニスタ１０４に吸着されている燃料ベーパがパージされる。この場合、ポンプ１０２からキャニスタ１０４に向かって流量ｍ_ａの空気(Air)が流れ、キャニスタ１０４から燃料タンク１００に向かって空気とともにパージされた燃料ベーパが流れる。キャニスタ１０４から燃料タンク１００へ流れる燃料ベーパの流量をｍ_ｖとすると、キャニスタ１０４から燃料タンク１００へ流れる総流量は（ｍ_ａ＋ｍ_ｖ）となる。このため、ポンプ１０２とキャニスタ１０４間における圧力Ｐ_１と、燃料タンク１００内の圧力Ｐ_２とが相違することとなり、圧力Ｐ_２が圧力Ｐ_１よりも高くなる。
【０００７】
同様に、図１６（Ｂ）に示すように、燃料タンク１００を含む蒸発燃料経路にポンプ１０２を用いて負圧を付与した場合、燃料タンク１００内には空気と燃料ベーパの双方が存在するため、燃料タンク１００からキャニスタ１０４に向かって流量ｍ_ａの空気と流量ｍ_ｖの燃料ベーパが流れる。そして、燃料ベーパはキャニスタ１０４で吸着されるため、キャニスタ１０４からポンプ１０２へ向かって流量ｍ_ａの空気のみが流れる。このため、ポンプ１０２とキャニスタ１０４間における圧力Ｐ_１と、燃料タンク１００内及び燃料タンク１００とキャニスタ１０４間の圧力Ｐ_２とが相違することとなり、圧力Ｐ_１が圧力Ｐ_２よりも高くなる。
【０００８】
従って、図１６（Ａ）または図１６（Ｂ）の場合に、ポンプ１０２の近傍で測定した圧力値に基づいて燃料タンク１００内の漏れ判定を正確に行うことは困難となる。上記公報に記載された方法では、このようなキャニスタ１０４での燃料ベーパの吸着、パージ現象による圧力情報への影響を考慮していないため、圧力情報に基づいて漏れを正確に判定することは困難である。
【０００９】
この発明は、上述のような問題を解決するために成されたものであり、蒸発燃料経路における漏れの判定を正確に行い、蒸発燃料処理装置の信頼性を向上させることを目的とする。
【００１０】
【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に所定の圧力を付与するポンプと、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された圧力に基づいて、前記燃料タンクを含む閉路空間における漏れの状態を判定する判定手段と、前記キャニスタでの前記蒸発燃料の吸着現象または脱離現象に基づいて、前記判定手段での判定基準を補正する判定基準補正手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明において、前記ポンプは、前記閉路空間に負圧を付与することを特徴とする。
【００１２】
第３の発明は、第１の発明において、前記ポンプは、前記閉路空間に正圧を付与することを特徴とする。
【００１３】
第４の発明は、第２の発明において、前記判定基準補正手段は、前記燃料タンク内での前記蒸発燃料の量に応じて前記判定基準を補正することを特徴とする。
【００１４】
第５の発明は、第４の発明において、前記燃料タンク内の温度を検出する燃料タンク内温度検出手段を更に備え、前記判定基準補正手段は、前記燃料タンク内の温度に基づいて前記判定基準を補正することを特徴とする。
【００１５】
第６の発明は、第５の発明において、前記燃料タンクの内圧を検出する燃料タンク内圧検出手段を更に備え、前記判定基準補正手段は、前記燃料タンク内の温度及び前記燃料タンクの内圧に基づいて前記判定基準を補正することを特徴とする。
【００１６】
第７の発明は、第５の発明において、前記判定基準補正手段は、前記燃料タンク内の温度と前記判定基準を補正するための補正係数との関係を規定した第１のマップを備え、前記燃料タンク内の温度に応じた補正係数を前記第１のマップから取得し、当該補正係数に基づいて前記判定基準を補正することを特徴とする。
【００１７】
第８の発明は、第７の発明において、前記キャニスタにおける前記蒸発燃料の吸着量が飽和状態にあるか否かを判定する吸着量飽和判定手段を更に備え、前記第１のマップは、前記飽和状態での前記燃料タンク内の温度と前記補正係数との関係を規定した第２のマップを含み、前記判定基準補正手段は、前記キャニスタが前記飽和状態にあると判定された場合は、前記補正係数を前記第２のマップから取得することを特徴とする。
【００１８】
第９の発明は、第３の発明において、前記判定基準補正手段は、前記閉路空間に正圧を付与した場合に前記ポンプから前記キャニスタへ送られた空気量と、前記キャニスタにおける前記蒸発燃料の吸着量とに応じて前記判定基準を補正することを特徴とする。
【００１９】
第１０の発明は、第１〜第９の発明のいずれかにおいて、前記判定基準として基準圧力を設定する基準圧力設定手段を更に備え、前記判定手段は、前記圧力検出手段で検出された圧力と前記基準圧力とを比較した結果に基づいて、前記閉路空間における漏れの状態を判定し、前記判定基準補正手段は、前記判定基準を補正する際に、前記基準圧力を補正することを特徴とする。
【００２０】
第１１の発明は、上記の目的を達成するため、燃料タンクと、前記燃料タンク内で発生する蒸発燃料を吸着するキャニスタと、前記燃料タンクと前記キャニスタの双方に接続され、前記燃料タンク又は前記キャニスタのいずれか一方を含む閉路空間に所定の圧力を付与するポンプと、前記閉路空間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された圧力に基づいて、前記閉路空間における漏れの状態を判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２１】
第１２の発明は、第１１の発明において、前記蒸発燃料の発生に起因する前記燃料タンクの内圧の変動に基づいて、前記判定手段での判定基準を補正する判定基準補正手段を更に備えたことを特徴とする。
【００２２】
第１３の発明は、第１２の発明において、前記判定基準補正手段は、前記ポンプを通過して前記燃料タンク内から前記燃料タンク外に流出する流出流量を算出する流出流量算出手段と、前記流出流量と、前記燃料タンク内での前記蒸発燃料と空気の圧力比とに基づいて、前記燃料タンクの漏れ孔から流入する流入空気量を算出する流入空気量算出手段と、前記流入空気量と漏れ判定のための基準孔の断面積とに基づいて、前記基準孔に前記流入空気量の空気が流れた場合の燃料タンクの内圧を算出し、当該燃料タンクの内圧を基準圧力として設定する基準圧力設定手段と、を備え、前記判定手段は、前記圧力検出手段で検出された圧力と前記基準圧力とを比較した結果に基づいて、前記閉路空間における漏れの状態を判定することを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。以下、この温度を「タンクベーパ温度Ｔｖａｐ」と称す。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。
【００２６】
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。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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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Ｐ_ＲＥＦを測定するために設けられた基準孔（例えばφ０．５ｍｍ）である。
【００３２】
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を行う方法を以下に説明する。本実施形態では、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。漏れ判定を行う前提として、最初にリファレンス圧Ｐ_ＲＥＦを測定しておく。リファレンス圧Ｐ_ＲＥＦ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Ｐ_ＲＥＦを検出することができる。
【００３３】
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、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。
【００３４】
燃料タンク１０内では、燃料が蒸発して燃料ベーパが発生しているため、燃料タンク１０に負圧を付与すると、燃料タンク１０内に存在する空気とともに燃料ベーパがキャニスタ２０に向かって流れる。そして、燃料ベーパはキャニスタ２０で吸着され、キャニスタ２０からポンプモジュール３６に向かって空気のみが流れる。従って、燃料タンク１０からキャニスタ２０へ流れる流量は、キャニスタ２０からポンプモジュール３６へ流れる流量よりも、燃料タンク１０内に存在する燃料ベーパの分だけ大きくなる。このため、燃料タンク１０内、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における圧力は、ポンプ側ポート２４、ポンプ通路３８、通路５０における圧力よりも低くなり、圧力Ｐ_実測値とリファレンス圧Ｐ_ＲＥＦを単に比較するのみでは、正確な漏れ判定を行うことはできない。
【００３５】
そこで、本実施形態では、キャニスタ２０での燃料ベーパの付着を考慮して、リファレンス圧Ｐ_ＲＥＦを補正するようにしている。この際、蒸発燃料経路における実際の圧力と圧力計４４で検出された圧力Ｐ_実測値との相違は、燃料タンク１０内に存在していた燃料ベーパがキャニスタ２０に流れて吸着されることによって生じるため、燃料タンク１０内に存在していた燃料ベーパの量に応じてリファレンス圧Ｐ_ＲＥＦを補正する。
【００３６】
燃料タンク１０内の燃料ベーパの量、すなわち燃料タンク１０内での燃料の蒸発量は、タンク内圧Ｐｔｎｋとタンクベーパ温度Ｔｖａｐに応じて変動する。通常、燃料ベーパは燃料タンク１０内で飽和状態にあるため、燃料タンク１０内での燃料ベーパの分圧は燃料ベーパの飽和蒸気圧に等しい。そして、燃料ベーパの飽和蒸気圧はタンクベーパ温度Ｔｖａｐに応じて変動する。従って、燃料タンク１０内の燃料ベーパの量は、タンクベーパ温度Ｔｖａｐと相関があり、タンクベーパ温度Ｔｖａｐに応じて変動する。
【００３７】
このため、本実施形態では、タンクベーパ温度Ｔｖａｐとリファレンス圧Ｐ_ＲＥＦを補正するための補正係数ｋとの関係を規定したマップを作成し、このマップから取得した補正係数ｋに基づいてリファレンス圧Ｐ_ＲＥＦを補正する。図３は、タンクベーパ温度Ｔｖａｐと補正係数ｋとの関係を規定したマップを示す模式図である。
【００３８】
図３のマップは、実験に基づいて求めることができる。具体的には、図１のシステムにおいて、例えば燃料タンク１０内にリファレンス圧Ｐ_ＲＥＦ測定用のオリフィス４８と同じφ０．５ｍｍの大きさの漏れ孔を１箇所設けた実験機を作成する。そして、この実験機において、通路５１が通路５０と接続されるように切換弁４６の状態を設定し、ポンプ４２を作動させて燃料タンク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、ポンプ通路３８を含む蒸発燃料経路に負圧を付与する。そして、実験機を種々のタンクベーパ温度Ｔｖａｐの条件下におき、各タンクベーパ温度Ｔｖａｐ毎に圧力計４４から圧力Ｐ_Ｔを検出する。
【００３９】
こうして検出された圧力Ｐ_Ｔは、実際に燃料タンク１０内にφ０．５ｍｍの漏れ孔が生じている場合に圧力計４４で検出される圧力値であるため、漏れ判定の際に圧力計４４で測定された圧力Ｐ_実測値が、そのときのタンクベーパ温度Ｔｖａｐに対応した圧力Ｐ_Ｔより高い場合は、蒸発燃料経路にφ０．５ｍｍより大きな漏れ孔が発生していると判断できる。従って、図３のマップの補正係数ｋは、
ｋ＝Ｐ_ＲＥＦ／Ｐ_Ｔ
を各タンクベーパ温度Ｔｖａｐ毎に演算することで求めることができる。
【００４０】
図３のマップによれば、タンク温度センサ１６で検出されたタンクベーパ温度Ｔｖａｐに基づいて最適な補正係数ｋを取得することができる。そして、取得した補正係数ｋをリファレンス圧Ｐ_ＲＥＦに乗ずることで、リファレンス圧Ｐ_ＲＥＦの補正値Ｐ’_ＲＥＦを算出することが可能となる。そして、補正値Ｐ’_ＲＥＦと圧力計４４で検出した圧力Ｐ_実測値とを比較して漏れ判定を行うことで、キャニスタ２０における燃料ベーパの吸着を考慮した上で漏れ判定を行うことが可能となる。従って、燃料タンク１０内、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での漏れ判定を高い精度で行うことが可能となる。
【００４１】
なお、燃料ベーパの分圧が燃料タンク１０内で飽和蒸気圧に達していない場合、燃料タンク１０内での燃料の蒸発量はタンクベーパ温度Ｔｖａｐ及びタンク内圧Ｐｔｎｋと相関がある。従って、タンクベーパ温度Ｔｖａｐ及びタンク内圧Ｐｔｎｋと補正係数ｋとの関係を規定したマップを作成しておき、燃料ベーパが燃料タンク１０内で飽和していない場合は、このマップからタンクベーパ温度Ｔｖａｐ及びタンク内圧Ｐｔｎｋに対応した補正係数ｋを取得することが好適である。
【００４２】
図４は、補正したリファレンス圧Ｐ’_ＲＥＦと、圧力計４４で測定された圧力Ｐ_実測値との関係を示す模式図である。図４においては、圧力Ｐ_実測値を実線または破線の特性で示している。
【００４３】
図４に示すように、ポンプ４２を作動させて、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に負圧を付与すると、圧力Ｐ_実測値は低下していき、一定時間を経過した後、定常状態に落ち着く。圧力Ｐ_実測値は、定常状態に落ち着いた後、リファレンス圧Ｐ_ＲＥＦの補正値Ｐ’_ＲＥＦと比較される。
【００４４】
図４中に実線で示すように、圧力Ｐ_実測値が補正されたリファレンス圧Ｐ’_ＲＥＦより高い場合は、負圧を付与しているのにも関わらず、蒸発燃料経路の圧力がφ０．５ｍｍ相当の漏れ孔が生じている場合の圧力よりも高い状態にあると判断できる。従って、この場合は、蒸発燃料経路にφ０．５より大きな漏れ孔が形成されていると判断できる。
【００４５】
一方、図４中に破線で示すように、圧力Ｐが補正されたリファレンス圧Ｐ’_ＲＥＦよりも低い場合は、蒸発燃料経路の圧力がφ０．５ｍｍ相当の漏れ孔が生じている場合の圧力よりも低い状態にあると判断できる。従って、この場合は、蒸発燃料経路の漏れ孔がφ０．５より小さいと判断できる。
【００４６】
補正前のリファレンス圧Ｐ_ＲＥＦを用いて漏れ判定を行うと、図４中の実線で示される圧力Ｐ_実測値が検出された場合に、圧力Ｐ_実測値がリファレンス圧Ｐ_ＲＥＦより低いため、蒸発燃料経路の漏れ孔がφ０．５より小さいと誤判定してしまうが、補正値Ｐ’_ＲＥＦを用いて判定を行うことで、正確な漏れ判定が可能となる。
【００４７】
なお、上述した例では補正係数ｋを用いてリファレンス圧Ｐ_ＲＥＦを補正しているが、圧力計４４で検出した圧力Ｐ_実測値を補正してもよい。
【００４８】
次に、図５のフローチャートに基づいて、本実施形態の蒸発燃料処理装置における処理の手順を説明する。先ず、ステップＳ１では、ポンプ４２を作動させる。次のステップＳ２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Ｐ_ＲＥＦを検出する。
【００４９】
次のステップＳ３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Ｓ４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。
【００５０】
次のステップＳ５では、タンク温度センサ１６によりタンクベーパ温度Ｔｖａｐを検出する。次のステップＳ６では、タンクベーパ温度Ｔｖａｐに応じた補正係数ｋを図３のマップから求め、次のステップＳ７では、ステップＳ６で求めた補正係数ｋを用いてリファレンス圧Ｐ_ＲＥＦの補正値Ｐ’_ＲＥＦを算出する。
【００５１】
次のステップＳ８では、ステップＳ４で測定した圧力Ｐ_実測値と、ステップＳ６で求めた補正値Ｐ’_ＲＥＦとの大小関係を比較する。すなわち、ここではＰ_実測値≦Ｐ’_ＲＥＦであるか否かを判定する。
【００５２】
ステップＳ８でＰ_実測値≦Ｐ’_ＲＥＦと判定された場合は、ステップＳ９へ進み、蒸発燃料経路に形成された漏れ孔の大きさはφ０．５以下であると判定する。一方、ステップＳ８でＰ_実測値＞Ｐ’_ＲＥＦと判定された場合は、ステップＳ１０へ進み、蒸発燃料経路にφ０．５よりも大きな漏れ孔が生じていると判定する。
【００５３】
以上説明したように実施の形態１によれば、ポンプモジュール３６を用いて蒸発燃料経路に負圧を付与した状態で圧力Ｐ_実測値を測定し、キャニスタ２０での燃料ベーパ吸着を考慮して圧力Ｐ_実測値と比較されるリファレンス圧Ｐ_ＲＥＦを補正するようにしたため、蒸発燃料経路における漏れを高い精度で判定することが可能となる。
【００５４】
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は、実施の形態１と同様にキャニスタ２０での燃料ベーパ吸着を考慮してリファレンス圧Ｐ_ＲＥＦを補正するものであるが、燃料ベーパの吸着状態に応じてリファレンス圧Ｐ_ＲＥＦの補正係数ｋを取得するマップを変更するものである。実施の形態２にかかる蒸発燃料処理装置の構成は、実施の形態１と同様である。
【００５５】
キャニスタ２０における燃料ベーパの吸着特性は、キャニスタ２０が吸着している燃料ベーパの量に応じて変動する。キャニスタ２０での燃料ベーパの吸着量がキャニスタ２０が吸着可能な許容量よりも小さい場合は、燃料タンク１０からキャニスタ２０へ流れた燃料ベーパの殆どがキャニスタ２０に吸着される。
【００５６】
一方、キャニスタ２０における燃料ベーパの吸着量が飽和状態となると、キャニスタ２０における燃料ベーパ吸着量が低下するため、一部の燃料ベーパはキャニスタ２０を通過してポンプモジュール３６側へ流れる。従って、燃料タンク１０内、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における圧力と、ポンプ側ポート２４、ポンプ通路３８、通路５０における圧力との関係は、キャニスタ２０が飽和状態でない場合と相違する。
【００５７】
このため、実施の形態２では、キャニスタ２０における燃料ベーパの吸着が飽和状態にある場合と、飽和状態に達していない場合とで、補正係数ｋを取得するマップを使い分けるようにしている。図６は、補正係数ｋを取得するためのマップを示す模式図であって、図３のマップと同様にタンクベーパ温度Ｔｖａｐと補正係数ｋとの関係を規定したものである。図６のマップは、図３のマップを含み、更にキャニスタ２０における燃料ベーパの吸着量が飽和した場合の、補正係数ｋとタンクベーパ温度Ｔｖａｐとの関係を規定したマップを含むものである。そして、キャニスタ２０における燃料ベーパの吸着量が飽和していない場合は、実施の形態１と同様に図３のマップから補正係数ｋを取得し、キャニスタ２０における燃料ベーパの吸着量が飽和している場合は、飽和状態における補正係数ｋとタンクベーパ温度Ｔｖａｐとの関係を規定したマップから補正係数ｋを取得する。
【００５８】
図６のマップは、実施の形態１で説明した方法と同様の方法で取得することができる。すなわち、実施の形態１で説明した、蒸発燃料経路にφ０．５ｍｍの漏れ孔を設けた実験機において、キャニスタ２０における燃料ベーパの吸着状態を飽和状態に設定し、ポンプ４２により燃料タンク１０内、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に負圧を付与する。そして、実験機を異なる温度条件下におき、各温度毎に圧力計４４で圧力Ｐ_Ｔを検出する。これにより、キャニスタ２０における燃料ベーパの吸着が飽和している場合での、タンクベーパ温度Ｔｖａｐと補正係数ｋとの関係を求めることができる。
【００５９】
このように、キャニスタ２０が飽和状態にある場合は、マップを切り換えて、飽和状態におけるタンクベーパ温度Ｔｖａｐと補正係数ｋとの関係を規定したマップからリファレンス圧Ｐ_ＲＥＦの補正係数ｋを取得することで、キャニスタ２０が飽和状態にある場合であっても、リファレンス圧Ｐ_ＲＥＦを正確に補正することが可能となる。なお、リファレンス圧Ｐ_ＲＥＦの補正値Ｐ’_ＲＥＦを算出する方法は、実施の形態１と同様である。
【００６０】
キャニスタ２０が飽和しているか否かの判定は、キャニスタ温度センサ３４，３５でキャニスタ２０の内部温度を測定することで実現できる。図７は、キャニスタ２０における燃料ベーパの吸着状態を示す模式図であって、図７（Ａ）は燃料ベーパがほとんど吸着されていない状態を、図７（Ｂ）は燃料ベーパの吸着量が飽和状態にある場合をそれぞれ示している。
【００６１】
図７（Ａ）に示す状態では、燃料タンク１０側のベーパポート２２から燃料ベーパ（図７中において“×”で示す）がキャニスタ２０内へ流入すると、ベーパポート２２の近傍における活性炭３０に燃料ベーパが吸着される。このため、活性炭３０と燃料ベーパとの反応により、パージポート２８の近傍に配置されたキャニスタ温度センサ３４から検出されるキャニスタ温度が上昇する。燃料ベーパは、ベーパポート２２側からポンプ側ポート２４に向かって順次吸着されるため、図７（Ａ）の状態では、ポンプ側ポート２４の近傍に到達する燃料ベーパの量は僅かである。従って、ポンプ側ポート２４の近傍に配置されたキャニスタ温度センサ３５から検出されるキャニスタ温度に変化は殆ど生じない。このように、キャニスタ温度センサ３４から検出されるキャニスタ温度が上昇し、キャニスタ温度センサ３５から検出されるキャニスタ温度がほぼ一定している場合は、キャニスタ２０における燃料ベーパの吸着量は少なく、キャニスタ２０が飽和していないと推定することができる。
【００６２】
図７（Ｂ）に示す状態では、キャニスタ２０が既に飽和状態にあるため、活性炭３０における燃料ベーパの吸着は殆ど生じない。従って、キャニスタ温度センサ３４、キャニスタ温度センサ３５の双方から検出されるキャニスタ温度に変動は生じない。このように、キャニスタ温度センサ３４、キャニスタ温度センサ３５の双方から検出されるキャニスタ温度がほぼ一定している場合は、キャニスタ２０における燃料ベーパの吸着状態が飽和状態にあると推定することができる。
【００６３】
従って、蒸発燃料経路における漏れ判定を行う前に、キャニスタ温度センサ３４，３５から検出されるキャニスタ温度をモニタすることで、キャニスタ２０が飽和状態にあるか否かを判定することができる。なお、漏れ判定の際にポンプ４２により蒸発燃料経路に負圧を与えると、燃料タンク１０内の燃料ベーパがキャニスタ２０へ流入する。従って、この時点でキャニスタ温度センサ３４，３５から検出したキャニスタ温度に基づいて、キャニスタ２０が飽和状態にあるか否かを判定すればよい。
【００６４】
図８は、実施の形態２にかかる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。図８の処理は、キャニスタ２０が飽和しているか否かを判定するステップを含む点で図５のフローチャートと相違する。先ず、ステップＳ１１では、ポンプ４２を作動させる。次のステップＳ１２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Ｐ_ＲＥＦを検出する。
【００６５】
次のステップＳ１３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Ｓ１４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。次のステップＳ１５では、タンク温度センサ１６によりタンクベーパ温度Ｔｖａｐを検出する。
【００６６】
次のステップＳ１６では、キャニスタ温度センサ３４，３５によりキャニスタ内温度を検出する。次のステップＳ１７では、ステップＳ１６で検出したキャニスタ内温度に基づいて、キャニスタ２０における燃料ベーパの吸着状態が飽和状態にあるか否かを判定する。
【００６７】
ステップＳ１７でキャニスタ２０における燃料ベーパの吸着状態が飽和状態にあると判定された場合は、ステップＳ１８へ進み、図６のマップのうち、飽和状態においてタンクベーパ温度Ｔｖａｐと補正係数ｋとの関係を規定したマップから補正係数ｋを取得する。一方、ステップＳ１７でキャニスタ２０における燃料ベーパの吸着状態が飽和状態にないと判定された場合は、ステップＳ１９へ進み、図３のマップから補正係数ｋを取得する。
【００６８】
次のステップＳ２０では、ステップＳ１８またはステップＳ１９で求めた補正係数ｋを用いてリファレンス圧Ｐ_ＲＥＦの補正値Ｐ’_ＲＥＦを算出する。次のステップＳ２１では、ステップＳ１４で測定した圧力Ｐ_実測値と、ステップＳ２０で求めた補正値Ｐ’_ＲＥＦとの大小関係を比較する。すなわち、ここではＰ≦Ｐ’_ＲＥＦであるか否かを判定する。
【００６９】
ステップＳ２１でＰ_実測値≦Ｐ’_ＲＥＦと判定された場合は、ステップＳ２２へ進み、蒸発燃料経路に形成された漏れ孔の大きさがφ０．５以下であると判定する。一方、ステップＳ２１でＰ_実測値＞Ｐ’_ＲＥＦと判定された場合は、ステップＳ２３へ進み、蒸発燃料経路にφ０．５よりも大きな漏れ孔が発生していると判定する。
【００７０】
以上説明したように実施の形態２によれば、キャニスタ２０における燃料ベーパの吸着状態が飽和状態にあるか否かに応じて、補正係数ｋを取得するマップを切り換えるようにしたため、キャニスタ２０が飽和状態にある場合であっても、蒸発燃料経路における漏れを高い精度で判定することが可能となる。
【００７１】
実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３について説明する。図９は、本発明の実施の形態３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。実施の形態３にかかる蒸発燃料処理装置は、図１の装置と同様に、燃料タンク１０、キャニスタ２０、ポンプモジュール３６を有している。そして、実施の形態３では、燃料タンク１０とキャニスタ２０の間のベーパ通路１８にポンプモジュール３６を配置している。
【００７２】
ポンプモジュール３６の構成は実施の形態１と同様である。実施の形態３では、ポンプモジュール３６の通路５１が燃料タンク１０側のベーパ通路１８と接続され、通路５４がキャニスタ２０側のベーパ通路１８（ベーパポート２２）と接続されている。
【００７３】
ベーパ通路１８と並行してバイパス通路５６が設けられている。バイパス通路５６は、ポンプモジュール３６をバイパスさせて燃料タンク１０とキャニスタ２０とを接続する通路である。バイパス通路５６とベーパ通路１８が接続される箇所には、切換弁５８及び切換弁６０がそれぞれ設けられている。また、切換弁６０と接続されるように大気ポート６２が設けられている。
【００７４】
キャニスタ２０には、吸気通路に燃料ベーパをパージする際に大気を導入するための大気ポート６４が設けられている。大気ポート６４は、活性炭３０を挟んで、ベーパポート２２、パージポート２８の反対側に設けられている。また、大気ポート６４には、封鎖弁６６が設けられている。封鎖弁６６は、漏れ判定を行う場合に大気ポート６４を封鎖するものである。
【００７５】
実施の形態３では、切換弁５８及び切換弁６０の状態を適宜設定することで、ポンプモジュール３６で発生させた負圧を燃料タンク１０側、またはキャニスタ２０側へ付与して漏れ判定を行う。
【００７６】
図１０は、燃料タンク１０側の漏れ判定を行う場合、キャニスタ２０の漏れ判定を行う場合、および漏れ判定を行わない場合、のそれぞれにおける切換弁５８，６０の設定を示す模式図である。
【００７７】
図１０（Ａ）に示す状態では、燃料タンク１０からバイパス通路５６への流れを遮断するように切換弁５８が設定される。また、ポンプモジュール３６からキャニスタ２０及びバイパス通路５６への流れを遮断し、ポンプモジュール３６からの流れが大気ポート６２へ向かうように切換弁６０が設定される。
【００７８】
図１０（Ｂ）に示す状態では、バイパス通路５６から燃料タンク１０への流れを遮断するように切換弁５８が設定される。切換弁６０の設定は図１０（Ａ）と同様である。また、図１０（Ｂ）に示す状態では、封鎖弁６６によって大気ポート６４が封鎖される。
【００７９】
図１０（Ｃ）に示す状態では、図１０（Ａ）と同様に、燃料タンク１０からバイパス通路５６への流れを遮断するように切換弁５８が設定される。また、ポンプモジュール３６から大気ポート６２への流れを遮断し、ポンプモジュール３６からの流れがキャニスタ２０へ向かうように切換弁６０が設定される。また、図１０（Ｃ）に示す状態では、大気ポート６４が大気に開放されるように封鎖弁６６の状態が設定される。
【００８０】
燃料タンク１０側の漏れ判定を行う場合、図１０（Ａ）に示すように切換弁５８，６０の状態を設定する。そして、ポンプモジュール３６のポンプ４２を作動させる。これにより、燃料タンク１０から大気ポート６２に向かう流れが発生し、燃料タンク１０側へ負圧が付与される。圧力計４４では、このときの圧力Ｐ_実測値を測定する。そして、予め検出しておいたリファレンス圧Ｐ_ＲＥＦと比較することで、燃料タンク１０側の漏れ判定を行う。
【００８１】
この際、図１０（Ａ）に示す状態に切換弁５８，６０が設定されているため、燃料タンク１０内の燃料ベーパがキャニスタ２０へ流れ込むことはない。このため、キャニスタ２０での燃料ベーパの吸着現象に起因して、圧力計４４で検出した圧力Ｐ_実測値と燃料タンク１０内の実際の圧力が相違してしまうことはない。従って、圧力計４４から検出された圧力Ｐ_実測値とリファレンス圧Ｐ_ＲＥＦとを比較することで、燃料タンク１０側の漏れ判定を正確に行うことができる。
【００８２】
キャニスタ２０側の漏れ判定を行う場合、図１０（Ｂ）に示すように切換弁５８，６０及び封鎖弁６６の状態を設定する。そして、ポンプモジュール３６のポンプ４２を作動させる。これにより、キャニスタ２０からバイパス通路５６を通って大気ポート６２に向かう流れが発生し、キャニスタ２０側へ負圧が付与される。圧力計４４では、このときの圧力Ｐ_実測値を測定する。そして、予め検出しておいたリファレンス圧Ｐ_ＲＥＦと比較することで、キャニスタ２０側の漏れ判定を行う。
【００８３】
この際、負圧が付与されたキャニスタ２０を含む経路においては、空気とともにキャニスタ２０からパージされた燃料ベーパが流れることとなるが、キャニスタ２０（活性炭３０）よりも下流の経路において流量が変化する要因は存在しない。このため、ポンプモジュール４６の圧力計４４で検出された圧力Ｐ_実測値と、キャニスタ２０よりも下流の経路における実際の圧力は等しくなり、圧力計４４から検出された圧力Ｐ_実測値とリファレンス圧Ｐ_ＲＥＦとを比較することで、キャニスタ２０側の漏れ判定を正確に行うことができる。
【００８４】
また、漏れ判定を行わずに、通常の使用状態でキャニスタ２０を使用する場合は、切換弁５８，６０及び封鎖弁６６を図１０（Ｃ）に示す状態に設定し、ポンプ４２を開放する。これにより、燃料タンク１０から流れた燃料ベーパはポンプモジュール３６を通過してキャニスタ２０へ流れることとなり、燃料ベーパをキャニスタ２０で吸着することが可能となる。なお、この場合、燃料ベーパがバイパス通路５６を通過してキャニスタ２０へ流れるように切換弁５８，６０の状態を設定してもよい。
【００８５】
以上説明したように実施の形態３によれば、燃料タンク１０とキャニスタ２０との間にポンプモジュール３６を配置し、バイパス通路５６、切換弁５８，６０、封鎖弁６６を設けることで、ポンプモジュール３６で発生させた負圧を燃料タンク１０側、またはキャニスタ２０側のいずれか一方へ付与することが可能となる。そして、この装置構成により、キャニスタ２０での燃料ベーパの吸着または脱離現象に起因して、負圧が付与された経路の実際の圧力と圧力計４４で検出した圧力Ｐ_実測値とが相違してしまうことを抑止することができる。従って、圧力計４４で検出した圧力Ｐ_実測値とリファレンス圧Ｐ_ＲＥＦとを比較することで、燃料タンク１０側またはキャニスタ２０側の漏れ判定を正確に行うことができる。
【００８６】
実施の形態４．
次に、本発明の実施の形態４について説明する。実施の形態４は蒸発燃料経路に正圧を付与して漏れ判定を行うものである。
【００８７】
実施の形態４にかかる蒸発燃料処理装置の構成は、図１に示す装置と同様であるが、実施の形態４では、ポンプモジュール３６から蒸発燃料経路に正圧を付与する点で実施の形態１〜３の装置と相違する。すなわち、実施の形態４のポンプモジュール３６では、ポンプ４２を作動させると、通路５４から切換弁４６へ向かう流れが発生する。従って、ポンプ側通路３８と通路５０とが接続されるように切換弁４６の状態を設定しておくことで、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、ポンプ側通路３８を含む経路に正圧が付与されることとなる。
【００８８】
漏れ判定を行う前提として、最初にリファレンス圧Ｐ_ＲＥＦを測定しておく。リファレンス圧Ｐ_ＲＥＦ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、ポンプ４２からオリフィス４８へ向かう流れが発生し、通路５２に正圧が付与される。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Ｐ_ＲＥＦを検出することができる。
【００８９】
漏れ判定を行う際には、ポンプ４２による正圧がポンプ通路３８側へ付与されるように切換弁４６の状態を設定する。そして、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、ポンプ側通路３８を含む経路に正圧を付与し、このときの通路５０での圧力Ｐ_実測値を圧力計４４で測定する。
【００９０】
ここで、ポンプ４２による正圧をポンプ通路３８側へ付与することで、ポンプモジュール３６からキャニスタ２０に向かって空気が流れる。この空気がキャニスタ２０を通過すると、キャニスタ２０で吸着されている燃料ベーパの一部がパージされる。従って、キャニスタ２０から燃料タンク１０に向かって空気とともに燃料ベーパが流れる。
【００９１】
これにより、燃料タンク１０内、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における圧力は、ポンプ側ポート２４、ポンプ通路３８、通路５０における圧力よりも高くなる。
【００９２】
そこで、本実施形態では、キャニスタ２０での燃料ベーパのパージを考慮して、リファレンス圧Ｐ_ＲＥＦを補正する。図１１は、リファレンス圧Ｐ_ＲＥＦを補正するための補正係数ｋを取得するためのマップを示す模式図である。キャニスタ２０からパージされる燃料ベーパの量は、ポンプモジュール３６からキャニスタ２０へ送られる空気の流量に応じて変動する。また、パージされる燃料ベーパの量は、キャニスタ２０での燃料ベーパの吸着量に応じて変動する。従って、図１１のマップでは、ポンプモジュール３６からキャニスタ２０へ送られた空気の流量及びキャニスタ２０における燃料ベーパの吸着量と、補正係数ｋとの関係を規定している。
【００９３】
図１１のマップによれば、キャニスタ２０へ送られた空気の流量と、キャニスタ２０における燃料ベーパの吸着量とに応じて、リファレンス圧Ｐ_ＲＥＦを補正するための補正係数ｋを取得することができる。なお、ポンプモジュール３６からキャニスタ２０へ送られた空気の流量は、ポンプ４２の諸元、および作動状態（ポンプ４２の前後の差圧）から求めることができる。また、キャニスタ温度センサ３４，３５でキャニスタ内部温度の変動を検出することで、活性炭３０と燃料ベーパの反応量を推定することができるため、キャニスタ２０における燃料ベーパの吸着量はキャニスタ内部温度から推定することができる。また、燃料ベーパの付着に伴ってキャニスタ２０の重量は増加するため、燃料ベーパの吸着が飽和状態にある場合のキャニスタ２０の重量と、燃料ベーパが殆ど吸着されていない場合のキャニスタ２０の重量を計測しておき、ロードセル等を用いてキャニスタ２０の重量を逐次検出することで燃料ベーパの吸着量を推定しても良い。
【００９４】
そして、実施の形態１と同様に、取得した補正係数ｋをリファレンス圧Ｐ_ＲＥＦに乗ずることでリファレンス圧Ｐ_ＲＥＦの補正値Ｐ’_ＲＥＦを算出することができ、補正値Ｐ’_ＲＥＦと圧力計４４で検出した圧力Ｐ_実測値とを比較して漏れ判定を行うことで、正圧を付与した場合のキャニスタ２０における燃料ベーパのパージを考慮した上で漏れ判定を行うことが可能となる。従って、燃料タンク１０内、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での漏れ判定を高い精度で行うことが可能となる。
【００９５】
図１２は、補正したリファレンス圧Ｐ’_ＲＥＦと、圧力計４４で測定された圧力Ｐ_実測値との関係を示す模式図である。図１２に示すように、ポンプ４２を作動させて、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に正圧を付与すると、圧力計４４で検出される圧力Ｐ_実測値は上昇し、一定時間を経過した後、定常状態に落ち着く。圧力計４４で検出された圧力Ｐ_実測値は、定常状態に落ち着いた後、リファレンス圧Ｐ_ＲＥＦの補正値Ｐ’_ＲＥＦと比較される。
【００９６】
図１２中に実線で示すように、圧力Ｐ_実測値が補正されたリファレンス圧Ｐ’_ＲＥＦより低い場合は、正圧を付与しているのにも関わらず、蒸発燃料経路の圧力がφ０．５ｍｍ相当の漏れ孔が生じている場合の圧力より低い圧力状態にあると判断できる。従って、この場合は、蒸発燃料経路にφ０．５より大きな漏れ孔が形成されていると判断できる。
【００９７】
一方、図１２中に破線で示すように、圧力Ｐが補正されたリファレンス圧Ｐ’_ＲＥＦより高い場合は、蒸発燃料経路の圧力が、φ０．５ｍｍ相当の漏れ孔が生じている場合の圧力より高い状態にあると判断できる。従って、この場合は、蒸発燃料経路の漏れ孔はφ０．５より小さいと判断できる。
【００９８】
以上説明したように実施の形態４によれば、蒸発燃料経路に正圧を付与した場合に、キャニスタ２０における燃料ベーパのパージを考慮して漏れ判定のリファレンス圧Ｐ_ＲＥＦを補正するようにしたため、蒸発燃料経路における漏れを高い精度で判定することが可能となる。
【００９９】
実施の形態５．
次に、本発明の実施の形態５について説明する。実施の形態５は、燃料タンク１０内での燃料蒸発による圧力影響分を考慮して漏れ判定を行うものであり、図１０（Ａ）で説明した、ポンプモジュール３６から付与した負圧を燃料タンク１０へ付与して漏れ判定を行う場合に適用して好適である。
【０１００】
実施の形態３の図１０（Ａ）で説明したように、燃料タンク１０の漏れ判定を行う場合、燃料タンク１０内に負圧を付与して圧力計４４での圧力Ｐ_実測値とリファレンス圧Ｐ_ＲＥＦとを比較する。この場合、燃料タンク１０内では燃料の蒸発により燃料ベーパが発生しているため、燃料タンク１０内に燃料ベーパが存在しない場合と比較すると、燃料蒸発に起因して燃料タンク１０内の圧力が高くなる。
【０１０１】
実施の形態５は、燃料タンク１０内での燃料の蒸発による燃料タンク１０内の圧力変動分を考慮して、燃料タンク１０内の漏れ判定を行うものである。この際、実施の形態５では、燃料タンク１０内の物理モデルを用いて、燃料蒸発に起因した圧力変動を求める。なお、実施の形態１，２では、燃料の蒸発による圧力変動分を含めた状態で図３、図６のマップが作成されているため、本実施形態にかかる手法で燃料の蒸発による燃料タンク１０内の圧力変動分を考慮する必要はない。本実施形態にかかる手法は、例えば実施の形態３の図１０（Ａ）の場合に適用して好適である。
【０１０２】
図１３は、実施の形態５にかかる蒸発燃料処理装置を示す模式図である。図１３に示すように、実施の形態５の装置は、燃料タンク１０とポンプモジュール３６を有して構成されている。ポンプモジュール３６の構成は実施の形態１と同様である。漏れ判定の際には、ポンプモジュール３６のポンプ４２を作動させて、燃料タンク１０から通路５４（大気ポート）へ向かう流れを生じさせる。これにより、燃料タンク１０内が負圧に設定される。
【０１０３】
図１３に示すように、燃料タンク１０にオリフィス７０（漏れ孔）が形成されている場合、オリフィス７０から燃料タンク１０内に空気が流入する。実施の形態５では、オリフィス７０から燃料タンク１０内に流入する空気量を求め、これに基づいてリファレンス圧Ｐ_ＲＥＦを補正する。
【０１０４】
最初に、実施の形態１と同様の方法で、ポンプモジュール３６に設けられたオリフィス４８を用いてリファレンス圧Ｐ_ＲＥＦを求める。リファレンス圧Ｐ_ＲＥＦが求まると、以下の（１）式からオリフィス４８における空気の流量Ｑ_ＲＥＦが求まる。
【０１０５】
【数１】

【０１０６】
（１）式はオリフィス４８の両側の圧力比（Ｐ_ＲＥＦ／Ｐ_０）、オリフィス４８の断面積Ａと、オリフィスの流量Ｑ_ＲＥＦとの関係を関数Φを用いて表した一般的なオリフィスの式である。（１）式において、Ｔはオリフィス４８の上流側の空気温度であって、大気温度を測定することで求まる。また、Ｒは気体定数、Ｍａは空気の分子量であって、それぞれ既知の値である。また、Ｐ_０は大気圧であって、圧力センサ等から求める。（１）式によれば、オリフィス４８における空気の流量Ｑ_ＲＥＦを算出できる。
【０１０７】
オリフィス４８における空気の流量Ｑ_ＲＥＦが求まると、図１４に示すように、リファレンス圧Ｐ_ＲＥＦ、流量Ｑ_ＲＥＦに基づいてポンプ特性ｆ（Ｐ_０−Ｐ）を決定することができる。図１４は、ポンプ特性７０（Ｐ−Ｑ特性）を示す特性図である。ポンプ特性の傾きは、ポンプ４２の諸元から決定され既知の値である。一方、ポンプ特性は、作動電圧等によって、特性７０ａ、特性７０ｂのように変動する。リファレンス圧Ｐ_ＲＥＦ及び流量Ｑ_ＲＥＦが求まると、図１４に示すように、（Ｐ_ＲＥＦ，Ｑ_ＲＥＦ）の点を通る特性としてポンプ特性７０を決定することができる。
【０１０８】
図１３に示すように、ポンプ４２を作動させて燃料タンク１０内へ負圧を付与すると、オリフィス７０から燃料タンク１０内に空気が流入する。また、燃料タンク１０内で燃料が蒸発することにより、燃料ベーパが発生する。そして、燃料タンク１０内では質量保存が成立するため、オリフィス７０から燃料タンク１０内へ流入した空気と、燃料タンク１０内での燃料の蒸発によって発生した燃料ベーパとが、ポンプ４２の作動により通路５４へ流れることとなる。
【０１０９】
ここで、燃料タンク１０内から通路５４へ流れる燃料ベーパ及び空気の総流量Ｑ_Ｐは、燃料タンク１０のタンク内圧Ｐｔｎｋを用いて、ポンプ特性７０から求めることができる。タンク内圧Ｐｔｎｋは、タンク内圧センサ１１による検出値を用いる。
【０１１０】
また、燃料タンク１０の内圧Ｐｔｎｋは、空気の分圧Ｐａと燃料ベーパの分圧Ｐｖとを合計した値となる。すなわち、Ｐｔｎｋ＝Ｐａ＋Ｐｖとなる。燃料タンク１０内へ流入する空気量Ｑ_Ｌは、空気の分圧Ｐａに対応した量であり、空気の分圧Ｐａと燃料ベーパの分圧Ｐｖとから求まる質量分率から求めることができる。従って、燃料タンク１０内から大気ポート５４へ流れる燃料ベーパ及び空気の総流量Ｑ_Ｐと、燃料タンク１０内における空気の質量分率とから、オリフィス７０から燃料タンク１０内へ流入する空気量Ｑ_Ｌを求めることができる。
【０１１１】
この際、燃料タンク１０内では、燃料ベーパが飽和状態にあると考えて良いため、燃料ベーパの分圧Ｐｖは燃料ベーパの飽和蒸気圧となる。飽和蒸気圧Ｐｖは以下の（２）式から算出することができる。
【０１１２】
【数２】

【０１１３】
（２）式において、温度Ｔｌは燃料ベーパの温度であって、タンク温度センサ１６による検出値（タンクベーパ温度Ｔｖａｐ）を用いる。また、ＲＶＰは燃料（ガソリン）の蒸発のし易さを示す係数である。（２）式から燃料ベーパの飽和蒸気圧Ｐｖを算出すると、空気の分圧Ｐａは、Ｐａ＝Ｐｔｎｋ−Ｐｖとして求められる。
【０１１４】
このようにして燃料ベーパの分圧Ｐｖ（＝飽和蒸気圧）と空気の分圧Ｐａとが求まると、燃料（ガソリン）の分子量Ｍｇと空気の分子量Ｍａとが既知の値であるため、燃料タンク１０内における空気の質量分率ａを求めることができる。空気の質量分率ａは以下の（３）式から算出することができる。
【０１１５】
【数３】

【０１１６】
従って、オリフィス７０から燃料タンク１０内へ流入する空気量Ｑ_Ｌは、燃料タンク１０内から大気ポート５４へ流れる燃料ベーパ及び空気の総流量Ｑ_Ｐに空気の質量分率ａを乗じて求めることができ、以下の（４）式から算出する。
【０１１７】
【数４】

【０１１８】
オリフィス７０から燃料タンク１０内へ流入する空気量Ｑ_Ｌが求まると、以下のオリフィスの式（（５）式）にＱ_Ｌを代入する。
【０１１９】
【数５】

【０１２０】
（５）式は、（１）式と同様に、オリフィス７０の両側の圧力比（Ｐ／Ｐ_０）、オリフィス７０の断面積Ａと、オリフィスの流量Ｑ_Ｌとの関係を関数Φを用いて表した一般的なオリフィスの式である。（５）式において、Ｔはオリフィス７０の上流側の空気温度であって、図示しない大気温度センサでの検出値を用いる。また、Ｐ_０は大気圧、Ｒは気体定数、Ｍａは空気の分子量であって、それぞれ既知の値である。
【０１２１】
（５）式において、断面積Ａをφ０．５ｍｍのオリフィスの断面積に設定すると、Ａ，Ｐ０，Ｒ，Ｍａ，Ｔが既に求められているため、（５）式からＰが求まる。ここで求まるＰは、オリフィス７０がφ０．５ｍｍの大きさの場合に、オリフィス７０から燃料タンク１０内へ流量Ｑ_Ｌの空気が流れた場合の燃料タンク１０の内圧であり、燃料タンク１０内での燃料蒸発による分圧を含むものである。従って、（５）式から算出された内圧Ｐと圧力計４４で検出した圧力Ｐ_測定値とを比較することで、燃料蒸発分を考慮した上でオリフィス７０がφ０．５ｍｍより小さいか否かを判定することができる。すなわち、（５）式から求められた燃料タンク１０の内圧は、燃料蒸発分を考慮したリファレンス圧の補正値Ｐ’_ＲＥＦに相当する。
【０１２２】
次に、図１５のフローチャートに基づいて、本実施形態の蒸発燃料処理装置における処理の手順を説明する。先ず、ステップＳ２１では、ポンプ４２を作動させる。次のステップＳ２２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Ｐ_ＲＥＦを検出する。
【０１２３】
次のステップＳ２３では、（１）式を用いて、リファレンス圧Ｐ_ＲＥＦからオリフィス４８における空気の流量Ｑ_ＲＥＦを算出し、ポンプ特性７０を求める。
【０１２４】
次のステップＳ２４では、ポンプ４２による負圧が燃料タンク１０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内に負圧を付与する。次のステップＳ２５では、燃料タンク１０内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。
【０１２５】
次のステップＳ２６では、タンク温度センサ１６によりタンクベーパ温度Ｔｖａｐを検出し、また、タンク内圧センサ１１によりタンク内圧Ｐｔｎｋを検出する。次のステップＳ２７では、（２）式を用いて、燃料ベーパの飽和蒸気圧Ｐｖを算出する。
【０１２６】
次のステップＳ２８では、タンク内圧Ｐｔｎｋと燃料ベーパの飽和蒸気圧Ｐｖとから空気の分圧Ｐａを求め、空気の質量分率を用いて（４）式からオリフィス７０における空気の流量Ｑ_Ｌを求める。
【０１２７】
次のステップＳ２９では、（５）式を用いて、断面積Ａをφ０．５ｍｍのオリフィスの断面積に設定して、オリフィス７０の大きさがφ０．５ｍｍの場合の圧力Ｐ、すなわちリファレンス圧の補正値Ｐ’_ＲＥＦを算出する。
【０１２８】
次のステップＳ３０では、ステップＳ２５で測定した圧力Ｐ_実測値と、ステップＳ２９で求めた補正値Ｐ’_ＲＥＦとの大小関係を比較する。すなわち、ここではＰ_実測値≦Ｐ’_ＲＥＦであるか否かを判定する。
【０１２９】
ステップＳ３０でＰ_実測値≦Ｐ’_ＲＥＦと判定された場合は、ステップＳ３１へ進み、蒸発燃料経路に形成された漏れ孔の大きさがφ０．５以下であると判定する。一方、ステップＳ３０でＰ_実測値＞Ｐ’_ＲＥＦと判定された場合は、ステップＳ３２へ進み、蒸発燃料経路にφ０．５よりも大きな漏れ孔が生じていると判定する。
【０１３０】
以上説明したように実施の形態５によれば、燃料タンク１０内の物理モデルに基づいて、燃料タンク１０内での燃料蒸発による圧力影響分を考慮してリファレンス圧Ｐ_ＲＥＦの補正値Ｐ’_ＲＥＦを算出するようにしたため、補正値Ｐ’_{ＲＥ Ｆ}に基づいて漏れ孔の判定を精度良く行うことが可能となる。
【０１３１】
【発明の効果】
第１の発明によれば、キャニスタで発生する蒸発燃料の吸着現象または脱離現象に基づいて、判定手段での判定基準を補正するようにしたため、蒸発燃料経路における漏れを高い精度で判定することが可能となる。
【０１３２】
第２の発明によれば、閉路空間に負圧を付与した場合に圧力検出手段で検出された圧力に基づいて、燃料タンクを含む閉路空間における漏れの状態を判定することが可能となる。
【０１３３】
第３の発明によれば、閉路空間に正圧を付与した場合に圧力検出手段で検出された圧力に基づいて、燃料タンクを含む閉路空間における漏れの状態を判定することが可能となる。
【０１３４】
第４の発明によれば、燃料タンク内での蒸発燃料の量に応じて判定基準を補正することで、キャニスタで吸着された蒸発燃料の量に応じて判定基準を補正することができ、判定基準を高精度に補正することが可能となる。
【０１３５】
第５の発明によれば、燃料タンク内の温度に応じて燃料タンク内での蒸発燃料の量が変動するため、燃料タンク内の温度に基づいて判定基準を補正することで、燃料タンク内での蒸発燃料の量に応じて判定基準を補正することができ、判定基準を高精度に補正することが可能となる。
【０１３６】
第６の発明によれば、燃料タンク内の温度及び燃料タンクの内圧に応じて燃料タンク内での蒸発燃料の量が変動するため、燃料タンク内の温度及び燃料タンクの内圧に基づいて判定基準を補正することで、燃料タンク内での蒸発燃料の量に応じて判定基準を補正することができ、判定基準を高精度に補正することが可能となる。
【０１３７】
第７の発明によれば、第１のマップから判定基準を補正するための補正係数を取得することができ、補正係数に基づいて判定手段での判定基準を補正することが可能となる。
【０１３８】
第８の発明によれば、キャニスタが飽和状態にあると判定された場合は、補正係数を第２のマップから取得するため、キャニスタが飽和状態にある場合であっても蒸発燃料経路における漏れを高い精度で判定することが可能となる。
【０１３９】
第９の発明によれば、ポンプからキャニスタへ送られた空気量と、キャニスタにおける蒸発燃料の吸着量とに応じて判定基準を補正するため、正圧を付与した場合のキャニスタでの蒸発燃料の脱離現象に応じて判定基準を補正することが可能となる。
【０１４０】
第１０の発明によれば、判定基準として基準圧力を設定し、判定基準を補正する際に基準圧力を補正するようにしたため、判定基準の補正を正確に行うことが可能となる。
【０１４１】
第１１の発明によれば、燃料タンク又はキャニスタのいずれか一方を含む閉路空間に所定の圧力を付与するようにしたため、キャニスタでの蒸発燃料の吸着または脱離現象に影響を受けることなく、燃料タンク又はキャニスタのいずれか一方を含む閉路空間の漏れ判定を正確に行うことが可能となる。
【０１４２】
第１２の発明によれば、蒸発燃料の発生に起因する燃料タンクの内圧の変動に基づいて、判定手段での判定基準を補正するようにしたため、燃料タンクにおける漏れを高い精度で判定することが可能となる。
【０１４３】
第１３の発明によれば、燃料タンクの漏れ孔から流入する流入空気量を算出し、漏れ判定のための基準孔にこの流入空気量の空気が流れた場合の燃料タンクの内圧を基準圧力として設定するようにしたため、基準圧力に蒸発燃料の発生に起因する圧力変動分が含まれることとなる。従って、基準圧力に基づいて漏れ判定を行うことで、燃料タンク又はキャニスタのいずれか一方を含む閉路空間の漏れ判定を正確に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 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。
【図２】 ポンプモジュールの構成を示す模式図である。
【図３】 タンクベーパ温度Ｔｖａｐと補正係数ｋとの関係を規定したマップを示す模式図である。
【図４】 実施の形態１において、補正したリファレンス圧Ｐ’_ＲＥＦと、圧力計で測定された圧力Ｐ_実測値との関係を示す模式図である。
【図５】 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。
【図６】 実施の形態２において、補正係数ｋを取得するためのマップを示す模式図である。
【図７】 キャニスタにおける燃料ベーパの吸着状態を示す模式図である。
【図８】 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。
【図９】 本発明の実施の形態３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。
【図１０】 燃料タンク側の漏れ判定を行う場合、キャニスタの漏れ判定を行う場合、および漏れ判定を行わない場合、のそれぞれにおける切換弁の設定を示す模式図である。
【図１１】 実施の形態４において、リファレンス圧Ｐ_ＲＥＦを補正するための補正係数ｋを取得するためのマップを示す模式図である。
【図１２】 実施の形態４において、補正したリファレンス圧Ｐ’_ＲＥＦと、圧力計で測定された圧力Ｐ_実測値との関係を示す模式図である。
【図１３】 実施の形態５にかかる蒸発燃料処理装置を示す模式図である。
【図１４】 ポンプ特性（Ｐ−Ｑ特性）を示す特性図である。
【図１５】 実施の形態５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。
【図１６】 蒸発燃料経路に圧力を付与して漏れ判定を行う場合の問題点を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１０ 燃料タンク
１１ タンク内圧センサ
１６ タンク温度センサ
２０ キャニスタ
３４，３５ キャニスタ温度センサ
４０ ＥＣＵ
４２ ポンプ
４４ 圧力計
４８ オリフィス

Claims (13)

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に所定の圧力を付与するポンプと、
   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された圧力に基づいて、前記燃料タンクを含む閉路空間における漏れの状態を判定する判定手段と、
   前記キャニスタでの前記蒸発燃料の吸着現象または脱離現象に基づいて、前記判定手段での判定基準を補正する判定基準補正手段と、
   を備えたことを特徴とする内燃機関の蒸発燃料処理装置。
2. 前記ポンプは、前記閉路空間に負圧を付与す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。
3. 前記ポンプは、前記閉路空間に正圧を付与す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。
4. 前記判定基準補正手段は、前記燃料タンク内での前記蒸発燃料の量に応じて前記判定基準を補正することを特徴とする請求項２記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。
5. 前記燃料タンク内の温度を検出する燃料タンク内温度検出手段を更に備え、
   前記判定基準補正手段は、前記燃料タンク内の温度に基づいて前記判定基準を補正することを特徴とする請求項４記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。
6. 前記燃料タンクの内圧を検出する燃料タンク内圧検出手段を更に備え、
   前記判定基準補正手段は、前記燃料タンク内の温度及び前記燃料タンクの内圧に基づいて前記判定基準を補正することを特徴とする請求項５記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。
7. 前記判定基準補正手段は、前記燃料タンク内の温度と前記判定基準を補正するための補正係数との関係を規定した第１のマップを備え、前記燃料タンク内の温度に応じた補正係数を前記第１のマップから取得し、当該補正係数に基づいて前記判定基準を補正することを特徴とする請求項５記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。
8. 前記キャニスタにおける前記蒸発燃料の吸着量が飽和状態にあるか否かを判定する吸着量飽和判定手段を更に備え、
   前記第１のマップは、前記飽和状態での前記燃料タンク内の温度と前記補正係数との関係を規定した第２のマップを含み、
   前記判定基準補正手段は、前記キャニスタが前記飽和状態にあると判定された場合は、前記補正係数を前記第２のマップから取得することを特徴とする請求項７記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。
9. 前記判定基準補正手段は、前記閉路空間に正圧を付与した場合に前記ポンプから前記キャニスタへ送られた空気量と、前記キャニスタにおける前記蒸発燃料の吸着量とに応じて前記判定基準を補正することを特徴とする請求項３記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。
10. 前記判定基準として基準圧力を設定する基準圧力設定手段を更に備え、
    前記判定手段は、前記圧力検出手段で検出された圧力と前記基準圧力とを比較した結果に基づいて、前記閉路空間における漏れの状態を判定し、
    前記判定基準補正手段は、前記判定基準を補正する際に、前記基準圧力を補正することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。
11. 燃料タンクと、
    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、
    前記燃料タンクと前記キャニスタの双方に接続され、前記燃料タンク又は前記キャニスタのいずれか一方を含む閉路空間に所定の圧力を付与するポンプと、
    前記閉路空間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された圧力に基づいて、前記閉路空間における漏れの状態を判定する判定手段と、
    を備えたことを特徴とする内燃機関の蒸発燃料処理装置。
12. 前記蒸発燃料の発生に起因する前記燃料タンクの内圧の変動に基づいて、前記判定手段での判定基準を補正する判定基準補正手段を更に備えたことを特徴とする請求項１１記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。
13. 前記判定基準補正手段は、
    前記ポンプを通過して前記燃料タンク内から前記燃料タンク外に流出する流出流量を算出する流出流量算出手段と、
    前記流出流量と、前記燃料タンク内での前記蒸発燃料と空気の圧力比とに基づいて、前記燃料タンクの漏れ孔から流入する流入空気量を算出する流入空気量算出手段と、
    前記流入空気量と漏れ判定のための基準孔の断面積とに基づいて、前記基準孔に前記流入空気量の空気が流れた場合の燃料タンクの内圧を算出し、当該燃料タンクの内圧を基準圧力として設定する基準圧力設定手段と、を備え、
    前記判定手段は、前記圧力検出手段で検出された圧力と前記基準圧力とを比較した結果に基づいて、前記閉路空間における漏れの状態を判定することを特徴とする請求項１２記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。

Images