JP4372510B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の制御装置に関し、詳しくは、発電機構が働かないエンジンの停止中に、蒸発燃料処理装置におけるリーク診断制御を行う制御装置に関する。

従来から、内燃機関の燃料を貯留する燃料タンクにて発生する燃料蒸気を捕集して処理する蒸発燃料処理装置において、燃料蒸気管路におけるリークの有無を診断する装置として、特許文献１に開示されるようなものがあった。
このものは、エンジン停止後に燃料蒸気管路をバルブで閉鎖し、該閉鎖空間内にエアポンプで空気を供給して加圧したときのエアポンプの駆動負荷に基づいて、燃料蒸気管路におけるリークの有無を診断する構成である。
特開２００３−０１３８１０号公報

ところで、前記リーク診断のための加圧中に燃料蒸気が発生すると、閉鎖空間内の圧力が前記燃料蒸気に影響され、診断精度が低下する。
このため、エンジン停止後から燃料蒸気の発生が収束するまで待ってから前記リーク診断を行わせることが好ましい。
しかし、エンジン停止中はエンジン駆動される発電機が停止しているため、リーク診断を開始させるまでの待機時間が長くなると、前記制御装置の待ち時間における消費電力によってバッテリが消耗し、次回のエンジン始動が困難になる惧れがあった。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、エンジン停止中のバッテリ消耗を回避しつつ、エンジン停止後から所定の待ち時間が経過した後に、前記リーク診断制御を行わせることができるようにすることを目的とする。

そのため請求項１記載の発明では、エンジンの停止から所定の待ち時間が経過した後に、蒸発燃料処理装置におけるエバポパージラインを閉鎖してエアポンプで加圧又は減圧したときの圧力に基づいて、前記エバポパージラインにおけるリークの有無を診断するリーク診断制御を行う車両の制御装置であって、
前記待ち時間において、ＣＰＵクロック周波数の低下、低消費電力モードへの移行、印加電圧の低下のうちの少なくとも１つを行うことで、前記制御装置の消費電力を低下させ、かつ、前記待ち時間を、エンジン停止時におけるエンジン温度，燃料温度，燃料タンク内の圧力，エバポパージライン内の圧力，燃料残量のいずれか、又は、エンジン停止前の運転履歴、又は、エンジン停止後のエンジン温度，燃料温度，燃料タンク内の圧力，エバポパージライン内の圧力のいずれかに基づいて、可変に設定する構成とした。

かかる構成によると、エンジン停止直後の燃料蒸発の影響を回避すべく、所定の待ち時間経過後にリーク診断を行わせるときに、長い待ち時間において電力が大きく消費されることがなく、バッテリの消耗を回避しつつ、精度良くリーク診断を行わせることができる。

また、燃料蒸気の発生がなくなって診断対象区間の圧力が安定する状態を、エンジン停止時におけるエンジン温度，燃料温度，燃料タンク内の圧力，エバポパージライン内の圧力，燃料残量のいずれか、又は、エンジン停止前の運転履歴、又は、エンジン停止後のエンジン温度，燃料温度，燃料タンク内の圧力，エバポパージライン内の圧力のいずれかに基づいて推定し、リーク診断を開始させるので、待ち時間を必要最小限に設定しつつ、リーク診断を精度良く行わせることができる。

図１は、実施形態における内燃機関のシステム構成図である。
この図１において、内燃機関（エンジン）１は、図示省略した車両に搭載されるガソリン機関である。
前記内燃機関１の吸気系には、スロットル弁２が設けられていて、これにより機関１の吸入空気量が制御される。

また、スロットル弁２下流の吸気管３のマニホールド部には、気筒毎に電磁式の燃料噴射弁４が設けられている。
前記燃料噴射弁４は、マイクロコンピュータを内蔵するコントロールユニット２０（制御装置）から、機関回転に同期して出力される噴射パルス信号により開弁して燃料噴射を行い、噴射された燃料は機関１の燃焼室内で燃焼する。

また、内燃機関１には、蒸発燃料処理装置が設けられている。
前記蒸発燃料処理装置は、燃料タンク５において発生した蒸発燃料を、蒸発燃料導入通路６を介してキャニスタ７に吸着捕集させ、該キャニスタ７に吸着捕集された蒸発燃料を機関１に供給して燃焼させるものである。
前記キャニスタ７は、容器内に活性炭などの吸着材８を充填したものである。

また、前記キャニスタ７には、新気導入口９が形成されると共に、パージ通路１０が導出されている。
前記パージ通路１０は、常閉型のパージ制御弁１１を介して、スロットル弁２下流の吸気管３に接続されている。
前記パージ制御弁１１は、前記コントロールユニット２０から出力されるパージ制御信号により開弁するようになっている。

機関１の運転中に所定のパージ許可条件が成立すると、パージ制御弁１１が開制御され、機関１の吸入負圧がキャニスタ７に作用する結果、新気導入口９から導入される新気によってキャニスタ７に吸着されていた蒸発燃料が脱離される。
そして、この脱離した蒸発燃料を含むパージガスがパージ通路１０を通って吸気管３内に吸入され、その後、機関１の燃焼室内で燃焼処理される。

前記コントロールユニット２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器及び入出力インターフェイス等を含んで構成されるマイクロコンピュータを備え、各種センサから信号が入力される。
前記各種センサとしては、機関１の回転に同期してクランク角信号を出力するクランク角センサ２１、機関１の吸入空気量を計測するエアフローメータ２２、車速を検出する車速センサ２３、燃料タンク内５の圧力を検出する圧力センサ２４、燃料タンク５内の燃料残量を検出するタンク残量センサ（燃料計）２５が設けられている。

また、図２に示すように、前記機関１によって駆動されるオルタネータ３１が設けられ、該オルタネータ３１は、車両の電気負荷に電力を供給すると共に、バッテリ３２を充電する。
前記コントロールユニット２０は、キースイッチ３３を介してバッテリ３２につながれると共に、自己遮断可能なリレー３４を介して電源供給されるようになっている。

ここで、前記コントロールユニット２０は、前記蒸発燃料処理装置における燃料蒸気管路（エバポパージライン）のリーク診断を機関１の停止後に行うようになっている。
前記リーク診断のために、前記新気導入口９を開閉する常開型電磁弁であるドレインカットバルブ１２が設けられると共に、蒸発燃料導入通路６内に空気を送り込んで加圧するためのエアポンプ１３が設けられている。

尚、エアポンプ１３によって燃料蒸気管路（エバポパージライン）を減圧してリーク診断を行わせる構成であっても良い。
前記エアポンプ１３の吐出口と前記蒸発燃料導入通路６とは、空気供給管１４を介して接続され、前記空気供給管１４の途中には、チェックバルブ１５が介装される。
また、前記エアポンプ１３の吸い込み口側には、エアクリーナ１７が設けられている。

前記コントロールユニット２０は、機関停止後に所定の診断条件が成立すると、前記パージ制御弁１１及びドレインカットバルブ１２を閉制御することで、燃料タンク５，蒸発燃料導入通路６，キャニスタ７，パージ制御弁１１下流のパージ通路１０を閉鎖空間とする。
次いで、前記閉鎖空間に対してエアポンプ１３で空気を供給することで加圧し、該加圧時におけるタンク内圧（又はポンプ駆動負荷）に基づいて、前記閉鎖空間におけるリークの有無を診断する。

尚、加圧時の圧力変化及び／又は閉鎖空間を加圧した後の圧力漏れからリークの有無を診断する構成であっても良く、リーク診断の詳細を上記構成に限定するものではない。
図３は、前記コントロールユニット２０によるリーク診断制御を示すものであり、ステップＳ１では、キー操作によって機関１が停止されたか否かを判別する。
機関１が停止されると、ステップＳ２へ進み、消費電力を低下させる処理を行う。

具体的には、コントロールユニット２０のＣＰＵクロック周波数を低下させる処理，コントロールユニット２０を通常モードから低消費電力モードへ移行させる処理，動作保証範囲内でコントロールユニット２０の印加電圧を低下させる処理のうちのすくなくとも１つを実行させる。
ステップＳ３では、前記コントロールユニット２０が低消費電力状態で、リーク診断開始までの待ち時間が経過したか否かを判別し、前記待ち時間の経過が判断されるまで、前記ステップＳ２による消費電力を低下させた状態を保持させる。

従って、リーク診断を開始させるまでの待ち時間が長い場合であっても、その間のコントロールユニット２０における消費電力が抑制されるから、バッテリ３２の消耗を回避でき、始動不良が発生することを未然に防止できる（図４参照）。
前記待ち時間は、機関停止前の運転履歴や機関１の停止時における機関１の温度，燃料温度，燃料タンク５又はエバポパージライン内の圧力，燃料残量等から可変に設定される時間とすることができ、また、機関１の停止後に機関１の温度，燃料温度，燃料タンク５又はエバポパージライン内の圧力等が所定条件になるまでを待ち時間とすることができる。

前記待ち時間が経過すると、ステップＳ４へ進み、前記ステップＳ２で行ったコントロールユニット２０の消費電力を低下させる処理をキャンセルし、通常の消費電力状態に戻す。
そして、次のステップＳ５では、リーク診断を実行する。
具体的には、前記パージ制御弁１１及びドレインカットバルブ１２を閉制御することで、燃料タンク５，蒸発燃料導入通路６，キャニスタ７，パージ制御弁１１下流のパージ通路１０を閉鎖空間とした後、該閉鎖空間に対するエアポンプ１３による空気の供給を開始させる。

そして、空気供給の開始から所定時間内にタンク内圧（又はポンプ駆動負荷）が所定以上になれば、リーク無しと判断し、所定時間内でタンク内圧（又はポンプ駆動負荷）が所定以上にならない場合には、リーク有りの診断を下す。
尚、タンク内圧（又はポンプ駆動負荷）が所定値に到達するか否かではなく、タンク内圧（又はポンプ駆動負荷）の上昇速度，上昇カーブから、リーク診断を行わせることができる。

更に、エアポンプ１３による加圧停止後から所定時間における圧力降下代や、所定圧力にまで降下するのに要した時間などからリーク診断を行う。
リーク診断が終了すると、ステップＳ６へ進み、前記リレー３４を制御することで、コントロールユニット２０は電源を自己遮断する。
図５は、リーク診断制御の参考例におけるハードウェア構成を示す。

尚、図１のシステム構成は、参考例においても共通に用いられる。
参考例では、計時機能をもつと共に、所定時間の経過を計測した時点で前記コントロールユニット２０を起動させる機能を有する、低消費電力マイコン又はタイマ等からなる計時装置３５を設けてある。
前記計時装置３５は、自己遮断可能なリレー３６を介してバッテリ電源が供給されると共に、前記コントロールユニット２０側のリレー３４を制御する機能を有し、更に、前記リレー３６はコントロールユニット２０によっても制御されるようになっている。

そして、参考例では、図６のフローチャートに示すようにして、リーク診断を行わせる。
図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１１では、キー操作によって機関１が停止されたか否かを判別する。
機関１が停止されると、ステップＳ１２では、コントロールユニット２０が前記リレー３６を制御して前記計時装置（低消費電力マイコン又はタイマ）３５を起動させると共に、待ち時間（計時時間）の設定を行う。

前記待ち時間は、前述のように、固定値であっても良いし、機関停止前の運転履歴や機関１の停止時における機関１の温度，燃料温度，燃料タンク５又はエバポパージライン内の圧力，燃料残量等から可変に設定される時間であっても良い。
更に、計時装置３５として低消費電力マイコンを用いる場合には、該低消費電力マイコンに、機関１の温度，燃料温度，燃料タンク５又はエバポパージライン内の圧力等の検出結果が読み込まれるようにすることで、機関１の停止後に機関１の温度，燃料温度，燃料タンク５又はエバポパージライン内の圧力等が所定条件になるまでを待ち時間とすることができる。

次いで、ステップＳ１３では、コントロールユニット２０が、前記リレー３４を制御することで電源を自己遮断する。
ステップＳ１４では、前記計時装置（低消費電力マイコン又はタイマ）３５により、機関１停止からの経過時間が前記待ち時間に達するまで待機させられる。
そして、前記待ち時間が経過すると、ステップＳ１５において、前記計時装置３５が前記リレー３４を制御して、コントロールユニット２０へ電源を再投入させ、コントロールユニット２０を再起動させる。

尚、計時装置３５を起動させ、また、計時装置３５によってコントロールユニット２０を再起動させる構成を、上記のリレー制御に限定するものではなく、待ち時間の経過をコントロールユニット２０以外で計時させ、待ち時間だけ経過した時点でコントロールユニット２０を再起動させることができればよい。
上記構成によると、機関１が停止してからリーク診断を開始するまでの間、コントロールユニット２０が停止され、代わりに、コントロールユニット２０に比べて消費電力が少ない低消費電力マイコン又はタイマ等からなる計時装置３５を作動させて待ち時間を計測させるので、前記リーク診断開始までの待ち時間における消費電力が低減され、待ち時間が長くなってもバッテリが消耗して始動性が低下することを回避できる。

尚、コントロールユニット２０を再起動させた後は、直ちに計時装置３５の電源を自己遮断させるようにするか、又は、コントロールユニット２０との協調制御によってリーク診断を行い、リーク診断後にコントロールユニット２０及び計時装置３５の電源が遮断される構成であっても良い。
更に、計時装置３５として低消費電力マイコンを用いる場合、待ち時間の計測及びリーク診断を低消費電力マイコンによって行わせ、機関停止後は消費電力が大きいコントロールユニット２０を用いない構成とすることも可能であり、係る構成とすれば、診断期間における消費電力も節約できる。

ステップＳ１５でコントロールユニット２０が起動されると、ステップＳ１６において、コントロールユニット２０が前記ステップＳ５と同様にしてリーク診断を行う。
リーク診断が終了すると、ステップＳ１７では、コントロールユニット２０が電源を自己遮断する。
尚、上記実施形態及び参考例では、待ち時間が経過した後のリーク診断においては、コントロールユニット２０を通常に動作させる構成としたが、例えば、リーク診断における圧力データのサンプリング周期の間で、コントロールユニット２０の消費電力を低消費電力モードへの移行などによって低下させるか、又は、前記計時装置３５を用いてコントロールユニット２０を一時的に停止させるようにすることができる。

実施形態における内燃機関のシステム構成図。 実施形態におけるコントロールユニットの回路図。 実施形態におけるリーク診断を示すフローチャート。 実施形態における消費電力特性を示すタイムチャート。 参考例におけるコントロールユニットの回路図。 参考例におけるリーク診断を示すフローチャート。

符号の説明

１…内燃機関，２…スロットル弁，３…吸気管，４…燃料噴射弁，５…燃料タンク，６…蒸発燃料導入通路，７…キャニスタ，８…吸着材，９…新気導入口，１０…パージ通路，１１…パージ制御弁，１２…ドレインカットバルブ，１３…エアポンプ，１４…空気供給管，１５…チェックバルブ，２０…コントロールユニット，２１…クランク角センサ，２２…エアフローメータ，２３…車速センサ，２４…圧力センサ，２５…タンク残量センサ，３１…オルタネータ，３２…バッテリ，３３…キースイッチ，３４，３６…リレー，３５…計時装置

Claims (1)

1. エンジンの停止から所定の待ち時間が経過した後に、蒸発燃料処理装置におけるエバポパージラインを閉鎖してエアポンプで加圧又は減圧したときの圧力に基づいて、前記エバポパージラインにおけるリークの有無を診断するリーク診断制御を行う車両の制御装置であって、
   前記待ち時間において、ＣＰＵクロック周波数の低下、低消費電力モードへの移行、印加電圧の低下のうちの少なくとも１つを行うことで、前記制御装置の消費電力を低下させ、かつ、前記待ち時間を、エンジン停止時におけるエンジン温度，燃料温度，燃料タンク内の圧力，エバポパージライン内の圧力，燃料残量のいずれか、又は、エンジン停止前の運転履歴、又は、エンジン停止後のエンジン温度，燃料温度，燃料タンク内の圧力，エバポパージライン内の圧力のいずれかに基づいて、可変に設定することを特徴とする車両の制御装置。

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