JP5660008B2 - リリーフ弁開弁判定装置及びパージ系リーク診断装置 - Google Patents

リリーフ弁開弁判定装置及びパージ系リーク診断装置 Download PDF

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Description

本発明は、電磁弁とリリーフ弁とを並列に備えて内燃機関の燃料タンクとキャニスタとの間を遮断する封鎖弁における前記リリーフ弁の開弁を判定するリリーフ弁開弁判定装置及びこれを用いたパージ系リーク診断装置に関する。
燃料タンク及びキャニスタを含む内燃機関の蒸発燃料処理機構に対するリーク診断として、内燃機関の停止中に蒸発燃料処理機構内部からキャニスタを介してポンプにより気体を排出して蒸発燃料処理機構内を減圧し、この減圧時における内圧変化に基づいてリーク有無を診断する手法が知られている。このようなリーク診断のためのポンプ減圧時には、キャニスタが燃料蒸気を十分に吸着できる状態となっている必要がある。キャニスタが飽和あるいはそれに近い吸着量であると、ポンプ減圧時にキャニスタをすり抜けて外部へ燃料蒸気が漏れ出るおそれがある。
このようなリーク診断時の燃料蒸気漏れを防止するために、給油時にキャニスタに吸着された燃料蒸気が、その後の内燃機関運転時にパージにより十分に吸気中に放出されたことを条件としてリーク診断を実行する手法が提案されている(例えば特許文献1参照)。
特にハイブリッド車両に搭載された内燃機関では頻繁に内燃機関が停止することから、パージ処理自体も短期間で実行停止を繰り返すことになる。このため1度の内燃機関運転でのパージ量を検出したのでは、キャニスタに吸着されている燃料蒸気が十分にパージされたか否かは判明できない。
このことに対処するため特許文献1では運転と停止とが繰り返される内燃機関において、その運転毎のパージ量を積算し、この積算パージ量に基づいてキャニスタの燃料蒸気吸着状態を判定している。この判定に基づいてキャニスタから十分に燃料蒸気が離脱した状態でリーク診断を実行するようにしている。
蒸発燃料処理機構には、キャニスタと燃料タンクとの間に、電磁弁とリリーフ弁とを並列に設けた封鎖弁を配置することで燃料タンクを密閉できるものが知られている(例えば特許文献2,3参照)。この封鎖弁は内燃機関停止時は閉弁されているが燃料タンク内圧が所定の開弁圧に達したら電磁弁が開かれて燃料タンク内の気体をキャニスタ側に排出する。電磁弁制御がなされていない状態で燃料タンク内圧が所定の圧力範囲を越えるとリリーフ弁が機械的に開弁して燃料タンク内の気体をキャニスタ側に排出する。このことで燃料タンク内圧が過剰な状態にならないようにしている。
したがってキャニスタに多量の燃料蒸気が導入される状況は給油時のみでなく、封鎖弁が開弁した場合も多量の燃料蒸気がキャニスタに導入される。
このため特許文献2では、パージフロー(燃料蒸気パージ量)検出の際にリリーフ弁が開くとガス通路の圧力の変動の影響によってパージフローを正確に検出することができなくなってしまうことから、リリーフ弁が開く可能性がある状態ではパージフロー検出を禁止している。
特許文献3では、電磁弁が強制的に開弁されたなどで燃料タンク内の蒸発燃料が直接的に吸気系に導入されてしまう状況では、パージ弁を閉弁して内燃機関運転の安定化を図っている。
特開2010−216287号公報(第8〜10頁、図2) 特開2005−256624号公報(第8頁、図2) 特開2006−118473号公報(第11頁、図3)
特許文献1では、リーク診断の前提としてキャニスタから燃料蒸気が十分に離脱した状態を積算パージ量に基づいて判定しているが、この積算パージ量は内燃機関運転時に吸気系に放出された燃料蒸気量のみを考慮したものである。このため、封鎖弁における電磁弁やリリーフ弁の開弁によりキャニスタに導入されて増加した吸着量については考慮していない。
特許文献2ではリリーフ弁開弁の可能性が高くなったことを燃料タンク内圧にて検出している。そして燃料タンク内圧が高くなったときには、リリーフ弁が開弁する可能性があることから、燃料蒸気パージ量の検出を禁止している。しかしこの特許文献2では、リリーフ弁の開弁により燃料タンクからキャニスタへ導入された燃料蒸気量については考慮していない。しかも単にリリーフ弁開弁圧の範囲に燃料タンク内圧が到達したことで、リリーフ弁開弁の可能性の高さを捉えている。このことから、リリーフ弁が実際に開弁したか否かについては正確に判定できず、実際に燃料タンクからキャニスタへ燃料蒸気の導入が生じたか否かは判定できない。
特許文献3では封鎖弁の電磁弁開弁時にパージ弁を閉弁するのみである。リリーフ弁開弁については判明しないので、リリーフ弁開弁有無に基づいて燃料タンクからキャニスタへ燃料蒸気の導入が生じたか否かは判定できない。
特許文献1〜3を全て組み合わせても、リリーフ弁開弁を高精度に判定することは不可能である。このことによりリリーフ弁開弁時に燃料タンクからキャニスタへ燃料蒸気導入が実際になされたのか否かを正確に判断できない。
したがってリリーフ弁開弁が実際に生じたことによりキャニスタに多量に燃料蒸気が導入されているにもかかわらず、積算パージ量のみにてキャニスタに十分に吸着能力が存在すると判断してリーク診断を実行してしまうおそれがある。
逆にリリーフ弁開弁が未だ実際には生じていないことによりキャニスタに十分な吸着能力が存在しているにもかかわらず、リリーフ弁が開弁している可能性があるとして、リーク診断のチャンスを逃してしまうおそれがある。
本発明は、封鎖弁に備えられたリリーフ弁の開弁を高精度に判定することを目的とし、更にこの高精度に判定したリリーフ弁開弁有無に基づいてリーク診断を適切に実行することを目的とするものである。
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用・効果について記載する。
請求項1に記載のリリーフ弁開弁判定装置では、電磁弁とリリーフ弁とを並列に備えて内燃機関の燃料タンクとキャニスタとの間を遮断する封鎖弁における前記リリーフ弁の開弁を判定するリリーフ弁開弁判定装置であって、前記燃料タンク内の圧力を検出するタンク内圧検出手段と、前記キャニスタ内の圧力を検出するキャニスタ内圧検出手段と、前記電磁弁の閉弁時において前記タンク内圧検出手段にて検出される前記燃料タンク内の圧力が大気圧よりも高圧側に変化すると、前記キャニスタを密閉するキャニスタ密閉手段と、前記キャニスタ密閉手段により前記キャニスタが密閉された後に、前記タンク内圧検出手段により検出される燃料タンク内の圧力が減少すると共に前記キャニスタ内圧検出手段により検出されるキャニスタ内の圧力が上昇した場合に、前記リリーフ弁が開弁したと判定するリリーフ弁開弁判定手段とを備えたことを特徴とする。
キャニスタ密閉手段は、燃料タンク内の圧力が大気圧よりも高圧側に変化したことによりリリーフ弁の開弁の可能性が生じるとキャニスタを密閉する。
このキャニスタ密閉後に、リリーフ弁開弁判定手段は、タンク内圧検出手段により検出される燃料タンク内の圧力が減少すると共にキャニスタ内圧検出手段により検出されるキャニスタ内の圧力が上昇した場合に、リリーフ弁が開弁したと判定している。
燃料タンク側の圧力が上昇したことにより、リリーフ弁が実際に開くと、キャニスタと燃料タンクとが共に密閉されていることから、その間に存在するリリーフ弁を介して、燃料タンク側からキャニスタ側へ気体が導入される。このためタンク内圧検出手段が検出する燃料タンク内の圧力は低下し、逆にキャニスタ内圧検出手段が検出するキャニスタ内の圧力は上昇する。
リリーフ弁が閉じたままであればこのような圧力変化は生じない。すなわち外気圧の変化による影響や外気温の影響は、燃料タンクとキャニスタとに同時に生じ、共に圧力は高くなったり低くなったりする。又、外気温の影響が偏ったとしても、一方の圧力が変化し他方の圧力は変化しない状態となるのみである。
このことによりリリーフ弁開弁判定手段が、燃料タンク内の圧力減少とキャニスタ内の圧力上昇とが共に生じた場合にリリーフ弁が開弁したと判定することにより、封鎖弁に備えられたリリーフ弁における実際の開弁を高精度に判定することができる。
このことにより、リリーフ弁開弁時に燃料タンクからキャニスタへ燃料蒸気導入が実際になされたのか否かを正確に判断することができるようになる。
請求項2に記載のリリーフ弁開弁判定装置では、請求項1に記載のリリーフ弁開弁判定装置において、前記キャニスタ密閉手段は、大気圧よりも高圧側に基準圧力値を設けて、この基準圧力値よりも前記タンク内圧検出手段が検出する燃料タンク内の圧力が高くなった場合に前記キャニスタを密閉することを特徴とする。
大気圧よりも高圧側に基準圧力値を設けることで、リリーフ弁の開弁可能性が高くなる燃料タンク内の圧力領域にてキャニスタを密閉するようにできる。
このことにより、より適切なタイミングでキャニスタを密閉でき、必要以上にキャニスタ密閉状態を継続することがない。
請求項3に記載のリリーフ弁開弁判定装置では、請求項1又は2に記載のリリーフ弁開弁判定装置において、前記キャニスタ密閉手段は、前記キャニスタを大気側に接続する通路に設けた大気開放弁と、前記キャニスタ内の燃料蒸気を内燃機関の吸気通路側へ放出するパージ通路に設けたパージ弁とを共に閉弁状態とすることで前記キャニスタを密閉することを特徴とする。
このようにキャニスタ密閉手段は、大気開放弁とパージ弁とを共に閉弁状態とすることでキャニスタを密閉することができる。
請求項4に記載のパージ系リーク診断装置では、内燃機関停止時に、燃料タンク及びキャニスタを含む内燃機関の蒸発燃料処理機構に気密状態の区画を形成し、この区画内から前記キャニスタを介して気体を排出することで、前記区画の内圧状態に基づいてリーク診断するパージ系リーク診断装置であって、請求項1〜3のいずれか一項に記載のリリーフ弁開弁判定装置と、前記キャニスタの燃料吸着状態を反映する物理量を検出するキャニスタ燃料吸着状態検出手段と、前記キャニスタ燃料吸着状態検出手段により前記物理量が検出されると、内燃機関停止中でのリーク診断回数を制限するカウント閾値を、前記物理量に基づいて設定するリーク診断カウント閾値設定手段と、前記リーク診断カウント閾値設定手段により前記カウント閾値が設定されると、このカウント閾値に基づいて制限される回数内でリーク診断を繰り返すリーク診断反復手段と、前記リリーフ弁開弁判定装置のリリーフ弁開弁判定手段にて前記リリーフ弁が開弁したと判定されると、前記リーク診断の回数制限を強める制限増強手段とを備えたことを特徴とする。
キャニスタ燃料吸着状態検出手段が検出した前記物理量は、キャニスタの燃料吸着状態を反映していることから、リーク診断カウント閾値設定手段は、その物理量に基づいて、内燃機関停止中でのリーク診断回数を制限するカウント閾値を設定できる。リーク診断反復手段は、カウント閾値に制限されるまでは、キャニスタを飽和状態にすることなくリーク診断を繰り返すことができる。
このため内燃機関停止が長期にわたる場合にも、キャニスタを飽和状態にせずにリーク診断の頻度を高くできる。
このような処理がなされている状態で、リリーフ弁開弁判定手段にてリリーフ弁が開弁したと判定される場合には、制限増強手段がリーク診断の回数制限を強めている。
すなわち燃料タンク内の圧力上昇により実際にリリーフ弁が開弁すると多量の燃料蒸気がキャニスタに導入されることから、リリーフ弁開弁を考慮しないカウント閾値に基づいて制限される回数内ではキャニスタを飽和状態にするおそれが高まる。したがって制限増強手段は、実際のリリーフ弁開弁を考慮してキャニスタに対するリーク診断回数の制限を強めている。
リリーフ弁開弁判定手段は前述したごとく封鎖弁に備えられたリリーフ弁開弁を高精度に判定することができることから、適切にリーク診断回数制限を強めることができる。したがって、内燃機関停止が長期にわたる場合のリーク診断についても、キャニスタからの燃料蒸気漏出を確実に防止しつつ、リーク診断のチャンスを生かしてリーク診断の頻度を高くすることができる。
請求項5に記載のパージ系リーク診断装置では、請求項4に記載のパージ系リーク診断装置において、前記リーク診断反復手段は、前記カウント閾値の設定毎に診断実行カウンタをクリアすると共に前記カウント閾値の設定後に実行されるリーク診断毎に前記診断実行カウンタに積算値を加算するカウント処理と、前記診断実行カウンタが前記カウント閾値より小さい間はリーク診断の繰り返し実行を許容するが小さくなくなるとリーク診断の繰り返し実行を禁止するリーク診断制限処理とを実行し、前記制限増強手段は、前記リリーフ弁開弁判定手段にて前記リリーフ弁が開弁したと判定されると、前記診断実行カウンタにリリーフ弁開弁時積算値を加算することにより前記リーク診断の回数制限を強めることを特徴とする。
リーク診断反復手段においては、前記カウンタ処理により算出される診断実行カウンタと、リーク診断カウント閾値設定手段にて設定されるカウント閾値とを、リーク診断制限処理にて上述のごとく比較する。このような比較により、カウント閾値に制限されるまでリーク診断は繰り返すことができる。
そして制限増強手段は、リリーフ弁開弁判定手段にてリリーフ弁が開弁したと判定されると、診断実行カウンタにリリーフ弁開弁時積算値を加算する。このことにより適切にリーク診断の回数制限を強めることができる。
したがって内燃機関停止が長期にわたる場合のリーク診断についても、キャニスタからの燃料蒸気漏出を確実に防止しつつ、リーク診断のチャンスを生かしてリーク診断の頻度を高くすることができる。
請求項6に記載のパージ系リーク診断装置では、請求項5に記載のパージ系リーク診断装置において、前記制限増強手段は、前記リリーフ弁開弁判定手段にて前記リリーフ弁が開弁したと判定された際の前記タンク内圧検出手段により検出された燃料タンク内の圧力減少量と前記キャニスタ内圧検出手段により検出されたキャニスタ内の圧力上昇量との一方又は両方に基づいて前記リリーフ弁開弁時積算値を設定することを特徴とする。
リリーフ弁開弁時にキャニスタに導入される燃料蒸気量は、リリーフ弁を介して燃料タンク側からキャニスタ側へ流れる気体量に対応する。このことから制限増強手段は、リリーフ弁が開弁したと判定された際に検出された燃料タンク内の圧力減少量とキャニスタ内の圧力上昇量との一方又は両方に基づいてリリーフ弁開弁時積算値を設定することで、高精度にリーク診断回数を制限できる。
実施の形態1のハイブリッド車両における駆動系を示すブロック図。 実施の形態1のECUが実行するリーク診断予備処理のフローチャート。 実施の形態1のECUが実行するリーク診断処理のフローチャート。 実施の形態1のECUが実行するリーク診断処理のフローチャート。 実施の形態1のECUが実行するリリーフ弁開弁判定処理のフローチャート。 タンク内圧が大気圧に近い場合のリーク診断処理の一例を示すタイミングチャート。 タンク内圧が大気圧から離れている場合のリーク診断処理の一例を示すタイミングチャート。 上記リーク診断処理で用いるパージ燃料濃度記憶値fpに基づいてカウント閾値Cmを設定するマップMAPcmの構成図。 実施の形態1の制御の一例を示すタイミングチャート。 実施の形態1の制御の一例を示すタイミングチャート。 実施の形態1の制御の一例を示すタイミングチャート。 実施の形態2で用いる圧力差ΔPに基づいてリリーフ弁開弁時積算値Dvを設定するマップMAPdvの構成図。 (A),(B)その他の実施の形態で用いるタンク内圧Ptfに基づいて積算値A,Bを設定するマップMAPa,MAPbの構成図。
[実施の形態1]
〈実施の形態1の構成〉図1は、上述した発明が適用されたハイブリッド車両における駆動系のブロック図である。この駆動系は、内燃機関2と、電動機(後述するモータジェネレータMG1,MG2)とを備えている。この内燃機関2はガソリンエンジンである。内燃機関2は燃料供給系4及び制御系6を備えている。
このハイブリッド車両はプラグイン型ハイブリッド車両である。したがって外部電源8から充電機構10を介してバッテリ12が充電可能とされている。このバッテリ12の電力が、電力制御ユニット14により、モータジェネレータMG2に供給されることにより、モータジェネレータMG2から回転駆動力が出力される。
内燃機関2及びモータジェネレータMG2からの回転駆動力は減速機構16により減速されて、駆動輪18に伝達される。
内燃機関2と減速機構16との間には、動力分割機構20が配置されており、内燃機関2の回転駆動力を、減速機構16側と、発電機としてのもう一つのモータジェネレータMG1側とに分割して供給可能としている。
尚、2つのモータジェネレータMG1,MG2は、それぞれ発電機としても電動モータとしても機能し、必要に応じてその間の機能を切り替えることができる。
内燃機関2の各気筒に対応する吸気ポート22にはそれぞれ燃料噴射弁24が配置されている。これらの燃料噴射弁24には、燃料タンク26内に貯留されている燃料が、燃料ポンプモジュール28により、燃料経路28bを介して圧送されて来る。そして燃料噴射制御により、燃料噴射弁24からは所定のタイミングで吸気中に燃料が噴射され、各気筒に吸入されて燃焼される。このことにより内燃機関2が運転される。
更に燃料ポンプモジュール28に付属する形で燃料温度センサ28aが配置されている。この燃料温度センサ28aにより燃料供給系4の燃料温度、ここでは特に燃料タンク26内の燃料温度Tfを検出している。
燃料供給系4は、蒸発燃料処理機構としても機能し、燃料タンク26、キャニスタ36、これらに付属する各種通路、各種弁及び各種ポンプなどから構成されている。
燃料タンク26内には、フロート30aにより燃料タンク26内の燃料液面レベルSGLを検出するためのフューエルセンダーゲージ30が設けられている。燃料タンク26の上部にはタンク内圧センサ32が設けられて、燃料タンク26の上部空間26a内の圧力(タンク内圧Ptf)を検出している。このタンク内圧Ptf(Pa)は実際には大気圧と上部空間26aとの差圧であるが、上部空間26aの絶対圧を検出するものであっても良い。
給油時における燃料タンク26内への燃料導入は、フューエルインレットパイプ34から行われる。燃料タンク26の上部空間26aは蒸発燃料通路35によりキャニスタ36に接続されている。蒸発燃料通路35の途中には、燃料タンク26を封鎖するための電磁弁38aとリリーフ弁38bとを並列に備えた封鎖弁38が設けられている。
電磁弁38aは、通電により開弁制御される電磁弁であり、給油時には、電磁弁38aが開弁状態に制御される。このことで燃料タンク26の上部空間26aとキャニスタ36内とが蒸発燃料通路35により連通する。このため給油時には、燃料タンク26の上部空間26aに発生している燃料蒸気はキャニスタ36側へ排出される。そしてキャニスタ36では内部に収納されている活性炭などの吸着材により、その燃料蒸気を吸着する。このことにより燃料蒸気が外部へ漏出しないようにしている。
電磁弁38aが閉弁状態にされている場合、すなわち蒸発燃料通路35が封鎖されて燃料タンク26が密閉されると、燃料タンク26の上部空間26aに発生している燃料蒸気は、リリーフ弁38bが開弁しない限り、キャニスタ36側へは排出されない。
キャニスタ36にはフューエルインレットパイプ34に設けられたフューエルインレットボックス34aに連通する大気通路40が接続されている。この大気通路40には途中にエアフィルタ40aが設けられている。更に大気通路40には、エアフィルタ40aよりもキャニスタ36側の位置に、リーク診断用のポンプモジュール42が設けられている。尚、このリーク診断用のポンプモジュール42に付属して、常開型電磁弁として構成されてキャニスタ36内を大気通路40を介して大気開放する大気開放弁42aと、キャニスタ36側の内圧Pcを検出する圧力センサ42bとが設けられている。
キャニスタ36は、パージ通路44により、内燃機関2の吸気通路46に接続されている。特に吸入空気量を調節するスロットルバルブ48よりも下流の位置で接続されている。パージ通路44の途中には常閉型電磁弁としてのパージ制御弁50が配置されている。
このパージ制御弁50と大気開放弁42aとが、内燃機関2の運転時に開弁状態とされることでパージが実行される。すなわち吸気通路46内の吸気負圧がパージ通路44側からキャニスタ36内に導入されることでキャニスタ36内の吸着材から燃料蒸気が離脱して、大気通路40側から導入される空気の気流中に放出される。そして燃料蒸気は、気流に乗ってパージ通路44からパージ制御弁50を通過して吸気通路46内を流れる吸気中に放出される。このとき、吸気中へのパージ率はパージ制御弁50の開度により調節される。そしてサージタンク52内に流れ込んだパージ燃料蒸気を含む吸気は、各気筒の吸気ポート22に分配され、燃料噴射弁24から噴射される燃料と共に、各気筒の燃焼室内に流れ込んで燃焼されることになる。
吸気通路46においては、エアフィルタ54とスロットルバルブ48との間にエアフロメータ56が設けられて、内燃機関2に供給される吸入空気量GA(g/sec)を検出している。
内燃機関2から燃焼後の排気を排出する排気通路58には空燃比センサ(あるいは酸素センサ)60が設けられ、空燃比フィードバック制御のために、排気成分から空燃比あるいは酸素濃度を検出している。
この他、車両ドライバーが操作するアクセルペダルに設けられてアクセル開度ACCPを検出するアクセル開度センサ62、内燃機関2のクランク軸の回転数NEを検出する機関回転数センサ64、IGSW(イグニションスイッチ)66、その他のセンサ・スイッチ類が設けられて、それぞれ信号を出力している。他の信号としては、例えば冷却水温、吸気温、車速などが挙げられる。
燃料温度センサ28a、フューエルセンダーゲージ30、スロットル開度センサ48a、エアフロメータ56、空燃比センサ60、アクセル開度センサ62、機関回転数センサ64、IGSW66などの検出信号は、マイクロコンピュータを中心として構成されているECU(電子制御回路)70に入力される。
そして、このような信号データや予め記憶されたり算出されたりするデータに基づいて、ECU70は演算処理を実行して、燃料噴射弁24からの燃料噴射量、スロットルバルブ48の開度TAなどを制御する。
更にECU70は、内燃機関2が運転されている期間においてパージ制御処理を実行する。このパージ制御処理は、給油に伴って電磁弁38aが開弁されることにより燃料タンク26側から蒸発燃料通路35を介してキャニスタ36側に吸着された燃料蒸気を、内燃機関運転中に吸気通路46に放出する処理である。
このパージ制御処理では、パージ制御弁50の開弁をデューティ制御することでパージ率を調節して、キャニスタ36に吸着されている燃料蒸気を、パージ通路44を介して吸気通路46へ放出する。尚、このときにパージされる燃料蒸気の濃度(パージ燃料濃度)は、ECU70が実行する空燃比フィードバック制御における空燃比の制御ずれ量に基づいて、周期的に行われる演算により学習値として求められている。
〈実施の形態1の作用〉次に本実施の形態の作用について、ECU70が実行するリーク診断予備処理(図2)、リーク診断処理(図3,4)及びリリーフ弁開弁判定処理(図5)に基づいて説明する。各処理は一定時間周期で繰り返し実行される。尚、個々の処理内容に対応するフローチャート中のステップを「S〜」で表す。
リーク診断予備処理(図2)を開始すると、まずレディオン(READY ON)か否かを判定する(S102)。レディオンは、キーオンが行われてハイブリッド車両が走行中も含めて走行準備が整った状態にあることを示している。
ここでレディオンでなければ(S102でNO)、このまま本処理を出る。したがって実質的な処理はなされない。
レディオンになると(S102でYES)、次に今回のレディオン状態において最初の処理か否かを判定する(S104)。最初であれば(S104でYES)、次にパージ燃料濃度更新履歴フラグをオフ(OFF)に設定する(S106)。
次にパージ制御が実施されているか否かを判定する(S108)。すなわち内燃機関2が運転され、パージ制御弁50の開度制御により吸気通路46内にキャニスタ36からの燃料蒸気のパージがなされているか否かを判定する。
内燃機関2が運転状態でなかったり、内燃機関2が運転されていてもパージ制御自体が実行されていなかったりした場合には(S108でNO)、このまま本処理を出る。
レディオン状態が継続していれば、次の実行周期ではステップS102にてYESとなるが、最初ではないので(S104でNO)、直ちにパージ制御が実施されているか否かを判定する(S108)。パージ制御が実施されていない状態が継続していれば(S108でNO)、このまま本処理を出る。
レディオン状態が継続しても、その間にパージ制御が全くなされずにレディオフになると、ステップS102でNOと判定される状態に戻る。
レディオン状態にてパージ制御が開始された場合には(S108でYES)、次にパージ燃料濃度更新履歴が有るか否かを判定する(S110)。
前述したごとくパージ燃料濃度は、ECU70が実行する空燃比フィードバック制御における空燃比の制御ずれ量に基づいて、周期的に行われる演算により学習値として求められている。このようにパージ燃料濃度は学習値として求められているため、今回のレディオン後に開始されたパージ制御において、新たなパージ燃料濃度を高精度な値として求めるには、或る程度の学習回数を要する。
したがってレディオン状態(S102でYES)でかつパージ制御実施中(S108でYES)であっても、高精度な学習値が算出されるまではパージ燃料濃度更新履歴が生じていないとされて(S110でNO)、ステップS112以下の処理はなされない。したがってこのままレディオフになるとステップS102でNOと判定される状態に戻る。
空燃比フィードバック制御での学習が繰り返されて高精度な学習値が算出されるとパージ燃料濃度が更新される。このことで更新履歴が生じたことになるので(S110でYES)、パージ燃料濃度更新履歴フラグをオン(ON)に設定する(S112)。そしてこの更新時のパージ燃料濃度をパージ燃料濃度記憶値fpとして記憶する(S114)。そして診断実行カウンタCxをクリアして(S116)、本処理を出る。
以後の実行周期において、レディオン状態でパージ制御が実施されてパージ燃料濃度更新が繰り返されると(S110でYES)、そのパージ燃料濃度更新毎にステップS112〜S116を実行し、このことによりパージ燃料濃度記憶値fpは常に最新のパージ燃料濃度を反映するものとなっている。
次にリーク診断処理(図3,4)について説明する。本処理が開始されると、まず、リーク診断条件が成立しているか否かを判定する(S136)。リーク診断条件としては、例えばレディオフ後に数時間程度の時間が経過している状態である。この他に、後述するリーク診断禁止がなされていないことなどが論理積条件として加えられている。更に、外気圧及び外気温が所定の範囲内にあることなどの条件が論理積条件として加えられても良い。
ここでリーク診断条件が成立していなければ(S136でNO)、このまま本処理を出るので、実質的な処理はなされない。
リーク診断条件が成立した場合には(S136でYES)、次にパージ燃料濃度更新履歴フラグの状態を判別する(S138)。これは今回のリーク診断条件成立が、パージ燃料濃度の更新直後であるか否かを判別するためである。
ここで、パージ燃料濃度更新履歴フラグ=ONである場合、すなわち今回のリーク診断条件成立がパージ燃料濃度の更新直後である場合には、次にパージ燃料濃度記憶値fpとして記憶されているパージ燃料濃度が基準濃度よりも高いか否かを判定する(S140)。この基準濃度は、この濃度以下ではキャニスタ36が燃料蒸気の吸着余裕が十分に存在する燃料吸着状態であって、リーク診断が可能であることを示す基準として設定されている。
ここでパージ燃料濃度記憶値fpが基準濃度よりも高い場合には(S140でYES)、リーク診断はできないことから、次のパージ燃料濃度更新までリーク診断禁止の設定をする(S142)。したがって以後、内燃機関2の運転が開始されて空燃比フィードバック制御により新たにパージ燃料濃度更新がなされるまで、ステップS136のリーク診断条件は不成立となる。
パージ燃料濃度記憶値fpが基準濃度以下である場合には(S140でNO)、次にタンク内圧センサ32にて大気圧との相対圧として検出されているタンク内圧Ptfが所定範囲内にあるか否かを判定する(S148)。この所定範囲は大気圧に対して差圧が小さい範囲を示している。具体的には式1に示すごとく、下限値L(Pa)(<0)と上限値H(Pa)(>0)との間に存在するか否かを判定する。
[式1] L≦Ptf≦H
電磁弁38aは、レディオフ状態では閉弁状態とされている。このような状態で、タンク内圧Ptfが下限値Lより低かったり上限値Hより高かったりする状態、すなわち前記式1が不成立の状態は、電磁弁38aにて密閉された区画である燃料タンク26にはリークが生じていないことを示している。
しかし前記式1が成立する状態は、燃料タンク26にリークは生じていないが燃料タンク26の温度により内部の燃料蒸気圧が前記式1を成立させている場合と、燃料タンク26にリークが生じていて内部の燃料蒸気圧が維持できない場合とがある。
ここで前記式1が成立しているとすると(S148でYES)、上述したごとく燃料タンク26にリークが存在する可能性があるので、キャニスタ36側のリーク診断処理(S150)と燃料タンク26側のリーク診断処理(S152)とを実行する。この2つのリーク診断処理(S150,S152)は図6に示すごとく実行する。図6のタイミングチャートは、リーク診断時に圧力センサ42bが検出する圧力変化の一例を示したものである。
まずキャニスタ36側のリーク診断処理を実行する(S150)。リーク診断条件成立時には大気開放弁42aは開弁状態あることから、当初、圧力センサ42bが検出しているのは大気開放されたキャニスタ36の内圧であり、リーク診断開始タイミングt0以前では大気圧と同じであることから0(kPa)である。
最初に、リーク診断用のポンプモジュール42内のポンプによりキャリブレーションとして、ポンプ内にある直径0.5mmの基準オリフィスを介して大気を吸引する。この吸引状態で、ポンプと基準オリフィスとの間の圧力を圧力センサ42bにて検出する(t0〜t1)。このことにより、これから吸引するキャニスタ36側に0.5mmのリーク孔が存在する場合と同等の内圧Pcを、φ0.5孔判定値Pref1として検出する。
次に切換弁(実際には大気開放弁42a自体が切換弁の機能を兼ねる)の切り換えにより、基準オリフィスを介さずにキャニスタ36から気体を大気側に排出する(t1〜t2)。この状態で実線のごとくキャニスタ36側の内圧Pcが圧力センサ42bにより検出される。
次に切換弁を元に戻してポンプにより再度キャリブレーションとして、基準オリフィスを介して大気を吸引する。この状態でポンプと基準オリフィスとの間の圧力を圧力センサ42bにて検出する(t3〜t4)。このことにより2回目のφ0.5孔判定値Pref2を検出する。
2回目に測定されたφ0.5孔判定値Pref2と1回目に測定されたφ0.5孔判定値Pref1との差が十分に小さいときには、φ0.5孔判定値Pref1,Pref2の精度が十分に確保されていると判断できる。したがって、2回目に測定されたφ0.5孔判定値Pref2と、その直前にキャニスタ36側を減圧して測定した内圧Pcの到達値(t2)との比較を行う。
実線に示すごとく、内圧Pcの到達値(t2)が2回目のφ0.5孔判定値Pref2より低ければ、キャニスタ36にリークは存在しないと判断する。
破線(t1〜t2)のごとく、ポンプ駆動時間が或る程度経過してもキャニスタ36側の内圧Pcが2回目のφ0.5孔判定値Pref2(あるいは1回目のφ0.5孔判定値Pref1でも良い)以上である場合にはリークが存在すると判断する。このようにリーク異常である場合には、処理を終了し、次の燃料タンク26側のリーク診断(S152)は実行しない。
尚、2回目に測定されたφ0.5孔判定値Pref2と1回目に測定されたφ0.5孔判定値Pref1との差が十分に小さくなかった場合にも、処理を終了し、次の燃料タンク26側のリーク診断(S152)は実行しない。
上述したキャニスタ36側のリーク診断により、キャニスタ36側ではリークは無いと判断した場合には、次に燃料タンク26側のリーク診断処理を実行する(S152)。
まず切換弁を切り換えてリーク診断用のポンプモジュール42内のポンプを、基準オリフィスを介さないでキャニスタ36側に接続し、更に電磁弁38aを開弁する(t4〜t5)。そしてキャニスタ36と電磁弁38aとを介して燃料タンク26側からポンプモジュール42内のポンプにより気体の排出を開始する(t5〜)。
この状態で、実線に示すごとく、圧力センサ42bにて内圧Pcを検出する(t5〜t6)。
次に切換弁を元に戻し、前述したごとくキャリブレーションとしてポンプにより基準オリフィスを介して大気を吸引し、ポンプと基準オリフィスとの間の圧力を圧力センサ42bにて検出する(t6〜t7)。このことにより3回目のφ0.5孔判定値Pref3を検出する。
この3回目に測定されたφ0.5孔判定値Pref3と直前に燃料タンク26側を減圧して測定した内圧Pcの到達値(t6)との比較を行う。
実線に示すごとく、内圧Pcの到達値(t6)が3回目のφ0.5孔判定値Pref3より低ければ、燃料タンク26にリークは存在しないと判断する。
破線(t5〜t6)のごとく、ポンプ駆動時間が或る程度経過しても燃料タンク26側の内圧Pcが3回目のφ0.5孔判定値Pref3以上である場合には燃料タンク26にリークが存在すると判断する。
このようにしてキャニスタ側リーク診断処理(S150)と燃料タンク側リーク診断処理(S152)とが終了すると、次にパージ燃料濃度更新履歴フラグの状態を判別する(S154)。すなわち今回のリーク診断処理が、パージ燃料濃度の更新後における初回のリーク診断か否かを判別する。
ここで初回のリーク診断処理であり、パージ燃料濃度更新履歴フラグ=ONであることから、このまま本処理を出る。以後は、新たにリーク診断条件が成立するまでは、ステップS136にてNOと判定されることになる。
ステップS148にてタンク内圧Ptf<L、あるいはタンク内圧Ptf>Hであった場合には(S148でNO)、前述したごとく燃料タンク26にリークが存在する可能性が無いので、燃料タンク26にはリークが無いと判定する(S172)。
次にキャニスタ36側のリーク診断処理を実行する(S174)。このキャニスタ側リーク診断処理は、図7に示すごとく、前述したステップS150でのキャニスタ側リーク診断処理と同じ処理を実行する。
すなわち、まずリーク診断用のポンプモジュール42内のポンプにより直径0.5mmの基準オリフィスを用いてキャリブレーションを実行し、ポンプと基準オリフィスとの間の圧力をφ0.5孔判定値Pref1として圧力センサ42bにて検出する(t10〜t11)。
次に切換弁の切り換えにより、基準オリフィスを介さずにキャニスタ36から気体を大気側に排出する(t11〜t12)。この状態で実線のごとくキャニスタ36側の内圧Pcが圧力センサ42bにより検出される。
次に切換弁を元に戻してポンプにより再度キャリブレーションとして、基準オリフィスを介して大気を吸引する。この状態でポンプと基準オリフィスとの間の圧力を圧力センサ42bにて検出する(t13〜t14)。このことにより2回目のφ0.5孔判定値Pref2を検出する。
2回目に測定されたφ0.5孔判定値Pref2と1回目に測定されたφ0.5孔判定値Pref1との差が十分に小さいときには、2回目に測定されたφ0.5孔判定値Pref2と直前にキャニスタ36側を減圧して測定した内圧Pcの到達値(t12)との比較を行う。
実線に示すごとく、内圧Pcの到達値(t12)が2回目のφ0.5孔判定値Pref2より低ければ、キャニスタ36にリークは存在しないと判断する。
破線(t11〜t12)のごとく、ポンプ駆動時間が或る程度経過してもキャニスタ36側の内圧Pcが2回目のφ0.5孔判定値Pref2以上である場合にはリークが存在すると判断する。このようにリーク異常である場合には、処理を終了し、次の封鎖弁固着判定処理(S176)は実行しない。
尚、2回目に測定されたφ0.5孔判定値Pref2と1回目に測定されたφ0.5孔判定値Pref1との差が十分に小さくない場合にも、処理を終了し、次の封鎖弁固着判定処理(S176)は実行しない。
キャニスタ36側にリークが無いと判断された場合には、次に封鎖弁固着判定処理を実行する(S176)。まずポンプ停止後にキャニスタ36内を大気圧とした後に大気開放弁42aを閉弁する(t14〜t15)。そして、閉弁状態であった電磁弁38aを開弁信号により開弁処理する(t15〜t16)。この状態で、圧力センサ42bにて内圧Pcを検出する(t15〜t16)。
ステップS148にてNOと判定されている状況下であることから、タンク内圧Ptfは、大気圧とは或る程度以上の差が存在する。このためECU70からの開弁信号により正常に電磁弁38aが開弁すれば、キャニスタ36の内圧Pcには実線のごとく上昇したり、あるいは破線のごとく下降したりする明確な変動が生じる。
明確な変動が生じなかった場合には、電磁弁38aが固着異常であると判定し、処理を終了し、次のパージ燃料濃度更新履歴フラグの状態判別(S178)は実行しない。
明確な変動が生じた場合には封鎖弁は固着異常ではないとして、次にパージ燃料濃度更新履歴フラグの状態を判別する(S178)。すなわち今回のリーク診断処理が、パージ燃料濃度の更新後における初回のリーク診断か否かを判定する。
ここではパージ燃料濃度更新履歴フラグ=ON、すなわち初回のリーク診断処理であるので、このまま本処理を出る。したがって以後は、新たにリーク診断条件が成立するまでは、ステップS136にてNOと判定されることになる。
上述したパージ燃料濃度更新後における初回のリーク診断ではリーク異常を検出せずに、再度、レディオン状態となったものとする。そして、このレディオン状態ではEV走行のみが実行され、内燃機関2が運転されずに、レディオフになったものとして説明する。
この場合、レディオン時には、リーク診断予備処理(図2)ではパージ燃料濃度更新履歴フラグはOFFとなるが(S106)、EV走行のみであることから、パージ制御はなされない。したがってパージ燃料濃度更新はなされることはなく、その履歴が生じないので、パージ燃料濃度更新履歴フラグ=OFFのままでレディオフとなる。
このためリーク診断条件が成立すると、リーク診断処理(図3,4)では、ステップS136にてYESと判定された後、ステップS138ではパージ燃料濃度更新履歴フラグ=OFFであることから、次にパージ燃料濃度記憶値fpに基づいてカウント閾値Cmを設定する(S144)。
具体的には図8に実線で示すごとくのマップMAPcmを用いて設定する。このマップMAPcmではパージ燃料濃度記憶値fp(g/l)が低いほどカウント閾値Cmが大きくされ、パージ燃料濃度記憶値fpが高いほどカウント閾値Cmが小さくされている。尚、パージ燃料濃度記憶値fp=0(g/l)ではカウント閾値Cmは最大値Cmmaxであり、限界値fpmax以上の高いパージ燃料濃度記憶値fpではカウント閾値Cm=0とされている。
次に診断実行カウンタCxがカウント閾値Cmより小さいか否かを判定する(S146)。この診断実行カウンタCxは後述するごとくリーク診断実行やリリーフ弁38bの開弁に伴って増加されるカウンタである。
以前のレディオン時にてパージ燃料濃度が更新された場合には前述したリーク診断予備処理(図2)にて診断実行カウンタCxはクリア(S116)されている状態である。このため診断実行カウンタCxはカウント閾値Cmよりも小さいのでステップS146ではYESとなり、前記図6,7のタイミングチャートにて説明したごとく、ステップS148以下のリーク診断処理を実行する。
ステップS148にてYESと判定された場合には、リーク診断処理(S150,S152)後にパージ燃料濃度更新履歴フラグの判別を行う(S154)。このときはパージ燃料濃度更新履歴フラグ=OFF、すなわちパージ燃料濃度の更新後における2回目以降のリーク診断処理であることから、次にステップS156を実行する。ここでは式2に示すごとく診断実行カウンタCxに対して積算値Aが加算される。
[式2] Cx←Cx+A
この積算値Aは、直前に実行した燃料タンク側リーク診断処理(S152)により、燃料タンク26側から気体をキャニスタ36を介して排出した際に、燃料タンク26の上部空間26aに存在した燃料蒸気を、キャニスタ36内の吸着材が吸着した量に対応した値である。定常的な状態で内燃機関2が数時間停止している際に、燃料タンク26の上部空間26aに存在する燃料蒸気圧と燃料タンク側リーク診断処理(S152)にかかる時間(図6:t5〜t6)とに基づいて、予め設定されている値である。
以後は、新たにリーク診断条件が成立するまでは、ステップS136にてNOと判定されることになる。
ステップS148にてNOと判定された場合には、燃料タンクリーク無し判定(S172)、キャニスタ側リーク診断処理(S174)及び封鎖弁固着判定処理(S176)の後に、ステップS178の判定を行う。この判定では、パージ燃料濃度更新履歴フラグ=OFF、すなわちパージ燃料濃度の更新後における2回目以降のリーク診断処理であることから、次に今回のステップS148での判定で、タンク内圧Ptf>上限値Hであったか否かが判定される(S180)。この状態では、ステップS148では、タンク内圧Ptf<下限値L、あるいはタンク内圧Ptf>上限値Hのいずれかである。
もしタンク内圧Ptf<下限値Lであった場合には、電磁弁38aの開弁によりキャニスタ36側から燃料タンク26側へ気体が移動することになるため、キャニスタ36内の燃料吸着量が増加することはない。しかしタンク内圧Ptf>上限値Hであった場合には、高圧の燃料蒸気が燃料タンク26側からキャニスタ36側へ導入されることになるため、キャニスタ36内の燃料吸着量が増加する。
したがってタンク内圧Ptf>上限値Hではない場合には(S180でNO)、このまま本処理を出て、以後は、新たにリーク診断条件が成立するまでは、ステップS136にてNOと判定されることになる。
タンク内圧Ptf>上限値Hであった場合には(S180でYES)、式3に示すごとく診断実行カウンタCxに対して積算値Bが加算される(S182)。
[式3] Cx←Cx+B
この積算値Bは、直前に実行した封鎖弁固着判定処理(S176)により、燃料蒸気が燃料タンク26側からキャニスタ36側へ導入された燃料蒸気量に対応して予め設定されている。尚、前述した積算値Aの方が積算値Bよりも大きい値が設定されている。
以後は、新たにリーク診断条件が成立するまでは、ステップS136にてNOと判定されることになる。
次に図5に示すリリーフ弁開弁判定処理について説明する。本処理が開始されると、まず、レディオンか否かを判定する(S191)。レディオンでなければ(S191でNO)、このまま本処理を出る。
レディオンとなると(S191でYES)、次に後述する圧力変化(タンク内圧Ptf減少及びキャニスタ内圧Pc上昇)の待機中ではないか否かを判定する(S192)。
ここで圧力変化待機中でない場合には(S192でYES)、次にタンク内圧Ptfが基準圧力値Pvo以上か否かを判定する(S193)。
この基準圧力値Pvoは、大気圧よりも高圧側に設定された基準圧力値である。この基準圧力値Pvoは、タンク内圧Ptfが高いことによりリリーフ弁38bが開弁する可能性のある圧力領域の最低レベルに基づいて設定したものであり、リリーフ弁38bの開弁圧のばらつきを考慮して前記最低レベルから更に低圧側に或る程度の余裕代を設けて設定した圧力値である。したがって、この基準圧力値Pvo未満では、リリーフ弁38bは、燃料タンク26側からキャニスタ36側へ気体を排出する状態で開く可能性は無く、基準圧力値Pvo以上において初めてリリーフ弁38bが燃料タンク26側からキャニスタ36側へ気体を排出する状態で開く可能性がある。
タンク内圧Ptf<基準圧力値Pvoであれば(S193でNO)、キャニスタ36を大気開放状態にして(S198)、本処理を出る。キャニスタ36の大気開放状態は大気開放弁42aを開弁することによりなされる。尚、キャニスタ36が既に大気開放状態であれば、ステップS198ではこの開放状態を維持することになる。
レディオン状態にて(S191でYES)、燃料タンク26の昇温や大気圧の低下などにより、タンク内圧Ptf≧基準圧力値Pvoとなった場合には(S193でYES)、次にキャニスタ36を密閉する処理を実行する(S194)。直前までは大気開放弁42aが開弁状態にあり、大気開放されているので、大気開放弁42aを閉弁する。パージ制御弁50についても閉じていない場合には、完全に閉弁状態とする。このことによりキャニスタ36を密閉する。
そして、このようにキャニスタ36を密閉した後における圧力変化、すなわち密閉状態にてタンク内圧Ptfが減少しかつキャニスタ内圧Pcが上昇したか否かを判定する(S195)。このタンク内圧Ptfの減少とキャニスタ内圧Pcの上昇とはそれぞれ変化量基準値を設けて、それ以上の変化が生じたか否かを判定する。
未だ上記圧力変化が生じていない場合には(S195でNO)、このまま本処理を出る。
レディオン状態が継続しているとして(S191でYES)、次の実行周期では、キャニスタ36を密閉したことにより圧力変化待機中となるので(S192でNO)、タンク内圧Ptfが減少し、かつキャニスタ内圧Pcが上昇したか否かを判定する(S195)。
このときも未だ上記圧力変化が生じていなければ(S195でNO)、このまま本処理を出る。
このような処理を繰り返した後に、圧力変化、すなわち密閉前よりもタンク内圧Ptfが減少しかつキャニスタ内圧Pcが上昇した場合には(S195でYES)、大気圧状態にあるキャニスタ36側と高圧化した燃料タンク26側との間の圧力差により、リリーフ弁38bが開弁したと判定する(S196)。
このリリーフ弁38bの開弁により、燃料タンク26の上部空間26aにある燃料蒸気は、リリーフ弁38bと蒸発燃料通路35とを介してキャニスタ36内に導入され、キャニスタ36内での燃料蒸気吸着量が増加する。すなわちキャニスタ36による燃料蒸気吸着能力が低下することになる。
したがって次に式4に示すごとく、診断実行カウンタCxに対してリリーフ弁開弁時積算値Dvが加算される(S197)。
[式4] Cx←Cx+Dv
このリリーフ弁開弁時積算値Dvは、リリーフ弁38bの開弁により、燃料蒸気が燃料タンク26側からキャニスタ36側へ導入された燃料蒸気量に対応して予め設定されている。こうして本処理を出る。
レディオン状態が継続しているとして(S191でYES)、次の実行周期では、圧力変化待機中ではないので(S192でYES)、タンク内圧Ptfが基準圧力値Pvo以上か否かを判定する処理(S193)を実行することになる。以後の処理については、上述したごとくである。
図9に本実施の形態による処理の一例を示す。車両がレディオン状態となり(t20)、その後、内燃機関2の運転が開始される(t21)。この内燃機関運転時にパージ制御が開始されて(t22)、空燃比フィードバック制御による学習が始まる。
この学習の繰り返しにより学習値が高精度な状態に達すると(t23)、パージ燃料濃度が更新されることでパージ燃料濃度更新履歴有りとなる(図2:S110でYES)。したがってパージ燃料濃度更新履歴フラグにONを設定し(S112)、パージ燃料濃度記憶値fpに新たに算出したパージ燃料濃度を設定し(S114)、診断実行カウンタCxをクリア(Cx=0)する(S116)。
その後、レディオフとなり内燃機関も停止する(t24)。この内燃機関停止時にリーク診断条件が成立すると(t25)、このときはパージ燃料濃度更新履歴フラグはONであるので、リーク診断処理(図3,4)ではパージ燃料濃度記憶値fpが基準濃度より高いか否かを判定する(S140)。パージ燃料濃度記憶値fp≦基準濃度であるとすると(S140でNO)、ステップS148以下の処理にて、図6又は図7にて説明したごとくのリーク診断処理が行われる(t25〜t26)。
このリーク診断処理は、パージ燃料濃度更新履歴フラグ=ONでの処理であるので、ステップS156やステップS182は実行されない。したがってリーク診断処理の終了時(t26)において診断実行カウンタCxはカウントアップされずCx=0のままである。
次にレディオン状態となり(t27)、パージ燃料濃度更新履歴フラグはOFFに戻る(S106)。このレディオン状態の期間(t27〜t29)にはEV走行のみで内燃機関は停止しており、パージ制御はなされない。このためパージ燃料濃度更新履歴フラグはOFFのままである。
このレディオン期間(t27〜t29)において、リリーフ弁開弁判定処理(図5)ではステップS195でYESと判定されることで、リリーフ弁38bが開弁されたと判定される(S196)。したがって燃料タンク26の上部空間26aからキャニスタ36内に燃料蒸気が導入されたことに対応して、前記式4により診断実行カウンタCxに対してリリーフ弁開弁時積算値Dv分のカウントアップを実行する(S197,t28)。
次にレディオフとなって(t29)、その後、リーク診断条件が成立する(t30)。このときパージ燃料濃度更新履歴フラグはOFFであるので、リーク診断処理(t30〜t31)では、タイミングt23で記憶されているパージ燃料濃度記憶値fpによりカウント閾値Cmを新たに算出する(S144)。そしてカウント閾値Cmと診断実行カウンタCxの値とを比較する(S146)。
先のタイミングt23では、それ以前に記憶しているパージ燃料濃度記憶値fpよりも高いパージ燃料濃度記憶値fpを記憶している。このためマップMAPcm(図8)の関係に基づき、タイミングt30で設定されるカウント閾値Cmは、それ以前よりも少し小さくなっている。
ここでは診断実行カウンタCx=Dvであるが、いまだCx<Cmであるので(S146でYES)、ステップS148以下の処理にて、図6又は図7にて説明したごとくのリーク診断処理を実行する(t30〜t31)。尚、このときには、前記式1が成立しており(S148でYES)、図6にて説明したリーク診断処理(S150,S152)を実行する。
このリーク診断処理後において、ステップS154ではパージ燃料濃度更新履歴フラグ=OFFであるので、前記式2により診断実行カウンタCxに対して積算値A分のカウントアップを実行する(S156,t31)。
次のレディオン状態の期間(t32〜t33)でもEV走行のみで内燃機関は停止していてパージ制御はなされない。このためパージ燃料濃度更新履歴フラグはOFFを維持し、ONに設定されることはない。
次にレディオフとなって(t33)、リーク診断条件が成立する(t34)。このときパージ燃料濃度更新履歴フラグはOFFであるので、リーク診断処理(t34〜t35)では、タイミングt23で記憶されているパージ燃料濃度記憶値fpによりカウント閾値Cmを算出する(S144)。そしてカウント閾値Cmと診断実行カウンタCxの値とを比較する(S146)。
ここでは、診断実行カウンタCx=Dv+Aであるが、まだCx<Cmであるので(S146でYES)、ステップS148以下の処理にて、図6又は図7にて説明したごとくのリーク診断処理を実行する(t34〜t35)。尚、このとき、タンク内圧Ptf>上限値Hであるとすると前記式1は不成立となる(S148でNO)。したがって図7にて説明したリーク診断処理(S174)と封鎖弁固着判定処理(S176)とを実行する。
この処理後においては、パージ燃料濃度更新履歴フラグ=OFFであり(S178)、タンク内圧Ptf>上限値Hであるので(S180でYES)、前記式3により診断実行カウンタCxに対して積算値B分のカウントアップを実行する(S182,t35)。
その後、レディオン状態となる(t36〜t40)。このレディオン時にはHV走行により内燃機関2の運転がなされる(t37〜t40)。この内燃機関運転時にパージ制御が開始し(t38)、空燃比フィードバック制御による学習が始まる。
この学習の繰り返しにより学習値が高精度な状態に達すると(t39)、パージ燃料濃度が更新されることでパージ燃料濃度更新履歴有りとなる(S110でYES)。したがってパージ燃料濃度更新履歴フラグにONを設定し(S112)、パージ燃料濃度記憶値fpに新たに算出したパージ燃料濃度を設定し(S114)、診断実行カウンタCxをクリア(Cx=0)する(S116)。
その後、レディオフとなり内燃機関も停止する(t40)。この内燃機関停止時にリーク診断条件が成立すると(t41)、このときはパージ燃料濃度更新履歴フラグはONであるので、リーク診断処理(図3,4)ではパージ燃料濃度記憶値fpが基準濃度より高いか否かを判定する(S140)。パージ燃料濃度記憶値fp≦基準濃度であるとすると(S140でNO)、ステップS148以下の処理にて、図6又は図7にて説明したごとくのリーク診断処理を実行する(t41〜t42)。
このリーク診断処理ではパージ燃料濃度更新履歴フラグ=ONであるので、ステップS156やステップS182は実行されない。したがってリーク診断処理の終了時(t42)に診断実行カウンタCxはカウントアップされず、Cx=0のままである。
次にレディオン状態となり(t43)、パージ燃料濃度更新履歴フラグはOFFに戻る(S106)。このレディオン状態の期間(t43〜t44)にはEV走行のみで内燃機関は停止していてパージ制御はなされない。このためパージ燃料濃度更新履歴フラグはOFFのままである。
次にレディオフとなって(t44)、リーク診断条件が成立する(t45)。このときパージ燃料濃度更新履歴フラグはOFFであるので、リーク診断処理(t45〜t46)では、タイミングt39で記憶されているパージ燃料濃度記憶値fpによりカウント閾値Cmを算出する(S144)。そしてカウント閾値Cmと診断実行カウンタCxの値とを比較して(S146)、実際にリーク診断処理(S148以下の処理)を実行するか否かを判定する。
図9の例において、タイミングt39では、前のタイミングt23で記憶しているパージ燃料濃度記憶値fpよりも低い値を、パージ燃料濃度記憶値fpに記憶している。このためマップMAPcm(図8)の関係に基づいてタイミングt45で設定されるカウント閾値Cmは、それ以前よりも少し大きくなっている。
以後も、パージ燃料濃度が更新される毎にその記憶値fpに応じてカウント閾値Cmが変化する。そしてパージ燃料濃度更新直後の初回のリーク診断を除いて、リーク診断時には、前記式2〜4に示したごとく加算処理されている診断実行カウンタCxとカウント閾値Cmとを比較して実際にリーク診断実行の有無を決定する。尚、図9の例では、Cx≧Cmとならないので、リーク診断は繰り返し実行されている。
図10はCx≧Cmとなった例を示している。タイミングt50〜t66までは図9のタイミングt20〜t36までと同じ状態で推移している。
タイミングt66にて車両がレディオン状態となるが、このレディオンの期間(t66〜t67)ではEV走行のみであり内燃機関2は停止したままである。したがってパージ制御はなされないのでパージ燃料濃度は更新されることはない。このためパージ燃料濃度更新履歴フラグはOFFのままであり、診断実行カウンタCxの値は維持される。
次にレディオフとなって(t67)、リーク診断条件が成立する(t68)。このときのリーク診断処理(t68〜t69)では、タイミングt53で記憶されているパージ燃料濃度記憶値fpによりカウント閾値Cmを算出し(S144)、このカウント閾値Cmと診断実行カウンタCxの値とを比較する(S146)。ここでは、まだ診断実行カウンタCx<Cmであるので(S146でYES)、ステップS148以下の処理にて、実際にリーク診断処理を実行する。
このときのリーク診断処理(t68〜t69)は、パージ燃料濃度更新履歴フラグ=OFFでの処理であるので、タンク内圧Ptfが下限値Lより小さい場合を除いて、診断実行カウンタCxのカウントアップ(S156、又はS182)を実行する。
図10の例では、ステップS156のカウントアップ処理を実行し、診断実行カウンタCxに対して積算値Aを加算している(t69)。この結果、Cx≧Cmとなる。
その後、車両がレディオン状態となる(t70)。このレディオンの期間(t70〜t71)でもEV走行のみであり内燃機関は停止したままである。したがってパージ制御はなされないのでパージ燃料濃度は更新されることはない。このためパージ燃料濃度更新履歴フラグはOFFのままであり、診断実行カウンタCxの値は維持される。
次にレディオフとなって(t71)、リーク診断条件が成立する(t72)。Cx<Cmであれば、破線で示すごとくリーク診断処理(t72〜t73)を実行するが、ここではCx≧Cmとなっているため(S146でNO)、ステップS148以下のリーク診断処理はなされない。
以後、図11に示すごとく、レディオン時にEV走行のみで内燃機関運転が行われない状態が継続する限り(t80〜t85)、Cx≧Cmの状態に変化は無いので、リーク診断条件が成立してもリーク診断処理は実行しない。
このようなCx≧Cmの状態が継続した後、レディオン状態となり(t86)、このレディオン期間(t86〜t90)に内燃機関運転(t87〜t90)が行われる。この内燃機関運転時に、空燃比フィードバック制御の学習(t88〜)によりパージ燃料濃度の更新がなされる(t89)。このためパージ燃料濃度更新履歴フラグをONに設定し(S112)、更新されたパージ燃料濃度をパージ燃料濃度記憶値fpとして記憶し(S114)、診断実行カウンタCxをクリアする(S116)。
そして直後のレディオフ期間(t90〜t93)に、新たなパージ燃料濃度記憶値fpが基準濃度以下であると(S140でNO)、ステップS148以下の処理にて、図6又は図7にて説明したごとくのリーク診断処理を実行する(t91〜t92)。
次のレディオン期間(t93〜t95)ではEV走行のみである。この期間において、リリーフ弁開弁判定処理(図5)ではステップS195でYESと判定されることで、リリーフ弁38bが開弁されたと判定され(S196)、前記式4により診断実行カウンタCxに対してリリーフ弁開弁時積算値Dv分のカウントアップを実行する(S197,t94)。
次のレディオフ時でのリーク診断処理(t96〜t97)では、タイミングt89で更新されたパージ燃料濃度記憶値fpに基づいてカウント閾値Cmを算出する(t96,S144)。
図11の例では、パージ燃料濃度記憶値fpが可成り高いレベルに更新されていることから、このことに対応してカウント閾値Cmは小さい値にされている(t96)。
そして、この状態でもCx<Cmであるので(S146でYES)、図6又は図7に示したリーク診断を実行する(t96〜t97)。
以後、パージ燃料濃度記憶値fpが更新されずにリーク診断条件が成立した場合には、パージ燃料濃度記憶値fpが同じであることから同じカウント閾値Cmに基づいて、前記式2〜4により加算される診断実行カウンタCxの大きさを判定することにより、リーク診断処理の実行有無を判断する。
〈実施の形態1と請求項との関係〉上述した構成において、タンク内圧センサ32、圧力センサ42b及びECU70が、リリーフ弁開弁判定装置及びパージ系リーク診断装置に相当する。タンク内圧センサ32がタンク内圧検出手段に、圧力センサ42bがキャニスタ内圧検出手段に相当する。ECU70が実行するリリーフ弁開弁判定処理(図5)のステップS193,S194がキャニスタ密閉手段としての処理に、ステップS195,S196がリリーフ弁開弁判定手段としての処理に、ステップS197が制限増強手段としての処理に相当する。ECU70が実行する空燃比フィードバック制御における空燃比の制御ずれ量からパージ燃料濃度を算出する処理がキャニスタ燃料吸着状態検出手段としての処理に、リーク診断予備処理(図2)及びリーク診断処理(図3,4)がリーク診断カウント閾値設定手段及びリーク診断反復手段としての処理に相当する。
〈実施の形態1の効果〉(1)リリーフ弁開弁判定処理(図5)では、タンク内圧Ptfが大気圧よりも高圧側に変化したことを、タンク内圧Ptf≧基準圧力値Pvoが成立したか否かにより判定している(S193)。そしてタンク内圧Ptf≧基準圧力値Pvoが成立すると(S193でYES)、封鎖弁38に設けられたリリーフ弁38bの開弁の可能性が生じることから、リリーフ弁38bの実際の開弁を高精度に検出するために、まず大気開放弁42aとパージ制御弁50とを共に閉弁状態としてキャニスタ36を密閉する(S194)。
このようなキャニスタ36の密閉後に、タンク内圧センサ32により検出されるタンク内圧Ptfが減少すると共にキャニスタ36に設けられた圧力センサ42bにより検出されるキャニスタ内圧Pcが上昇したか否かを判定する(S195)。
タンク内圧Ptfがリリーフ弁38bの開弁圧以上となってリリーフ弁38bが実際に開いた場合には、キャニスタ36と燃料タンク26とが共に密閉されていることから、その間に存在するリリーフ弁38bを介して、燃料タンク26側からキャニスタ36側に燃料蒸気を含んだ気体が導入される。このためタンク内圧Ptfは低下し、逆にキャニスタ内圧Pcは上昇することになる。
リリーフ弁38bが閉じたままであれば、このような圧力変化は生じない。すなわち外気圧の変化による影響や外気温の影響は、燃料タンク26とキャニスタ36とに同時に生じ、共に圧力は高くなったり低くなったりする。又、外気温の影響が偏ったとしても、一方の圧力が変化し他方の圧力は変化しない状態となるのみである。
したがってタンク内圧Ptfの減少とキャニスタ内圧Pcの上昇とが共に生じた場合に、リリーフ弁38bが開弁したと判定することにより、封鎖弁38に備えられたリリーフ弁38bにおける実際の開弁を高精度に判定することができる。
このことにより、リリーフ弁38bの開弁によって燃料タンク26からキャニスタ36へ燃料蒸気導入が実際になされたのか否かを正確に判断することができる。
(2)タンク内圧Ptfが大気圧よりも高圧側に変化した状態は、タンク内圧Ptf≧基準圧力値Pvoが成立したか否かにより判定している(S193)。このように大気圧よりも高圧側に基準圧力値Pvoを設けて、タンク内圧Ptfを判定しているので、リリーフ弁38bの開弁可能性が高いタンク内圧Ptf領域にてキャニスタ36を密閉するようにできる。
このことにより、より適切なタイミングでキャニスタ36を密閉でき、必要以上にキャニスタ36の密閉状態を継続することがない。
(3)前記リーク診断予備処理(図2)及びリーク診断処理(図3,4)により、キャニスタの燃料吸着状態を反映している物理量(ここではパージ燃料濃度)に基づいて、内燃機関停止中でのリーク診断回数を制限するカウント閾値Cmを設定していた。このことにより、診断実行カウンタCx<カウント閾値Cmの制限条件を満たしている間は、キャニスタ36を飽和状態にすることなくリーク診断を繰り返すことができた。
この診断実行カウンタCxは、リリーフ弁38bの開弁がタンク内圧Ptfの高圧化により生じた場合には、前記式4によりリリーフ弁開弁時積算値Dvが加算される(S197)。このことによりリーク診断の回数制限が強められる。
すなわちタンク内圧Ptf≧基準圧力値Pvoの状態でリリーフ弁38bが開弁すると多量の燃料蒸気がキャニスタ36に導入される。このことから前記式2,3のみにより算出される診断実行カウンタCxとカウント閾値Cmとに基づいて制限されるリーク診断回数内ではキャニスタ36を飽和状態にするおそれがある。したがって前記式4による診断実行カウンタCxへのリリーフ弁開弁時積算値Dvの加算により、キャニスタ36に対するリーク診断回数の制限を強めている。
しかも上述したごとくリリーフ弁開弁判定処理(図5)ではリリーフ弁38bの実際の開弁を高精度に判定することができることから、適切にリーク診断回数制限を強めることができる。したがって、内燃機関2の停止が長期にわたる場合のリーク診断についても、キャニスタ36からの燃料蒸気漏出を確実に防止しつつ、リーク診断のチャンスを生かしてリーク診断の頻度を高くすることができる。
[実施の形態2]
〈実施の形態2の構成〉本実施の形態では前記リリーフ弁開弁判定処理(図5)以外は、前記実施の形態1の構成と同じである。前記リリーフ弁開弁判定処理(図5)においては、ステップS197にて前記式4に示したごとく診断実行カウンタCxに加算されるリリーフ弁開弁時積算値Dvの値が、予め設定されている値ではなく、図12に示すマップMAPdvから求められている点が異なる。これ以外については前記図5にて説明したごとくである。
図12のマップMAPdvは、圧力差ΔPとリリーフ弁開弁時積算値Dvとの関係を示している。ここで圧力差ΔPは、キャニスタ36の密閉処理(S194)後に、タンク内圧Ptfが減少しかつキャニスタ内圧Pcが上昇した場合の、キャニスタ内圧Pcの圧力上昇量を示す値である。
尚、このキャニスタ内圧Pcの上昇分とリリーフ弁開弁時積算値Dvとの関係を表すマップMAPdvの代わりに、タンク内圧Ptfの減少分を圧力差ΔPとして、タンク内圧Ptfの圧力減少量とリリーフ弁開弁時積算値Dvとの関係を表すマップを用いても良い。
あるいはキャニスタ内圧Pcの圧力上昇量とリリーフ弁開弁時積算値Dvとの関係を表すマップMAPdv及びタンク内圧Ptfの圧力減少量とリリーフ弁開弁時積算値Dvとの関係を表すマップの両方を用いて、それぞれリリーフ弁開弁時積算値Dvを求めて両者の合計あるいは平均値を、診断実行カウンタCxに加算するようにしても良い。
あるいはキャニスタ内圧Pcの圧力上昇量及びタンク内圧Ptfの圧力減少量の両者とリリーフ弁開弁時積算値Dvとの関係を表すマップを用いて、リリーフ弁開弁時積算値Dvを求めても良い。
〈実施の形態2の作用〉このようなマップを用いることにより、リリーフ弁38bの開弁時に燃料タンク26からキャニスタ36に導入された燃料蒸気量を一層高精度に反映したリリーフ弁開弁時積算値Dvを得られる。そしてこのリリーフ弁開弁時積算値Dvを、ステップS197にて診断実行カウンタCxに加算することにより、より適切な診断実行カウンタCxが得られる。
〈実施の形態2と請求項との関係〉前記実施の形態1と同じである。
〈実施の形態2の効果〉(1)前記実施の形態1の効果にて述べたごとくであると共に、診断実行カウンタCxがより高精度なものとなるので、より適切にリーク診断回数制限を強めることができる。このため内燃機関2の停止が長期にわたる場合のリーク診断についても、キャニスタ36からの燃料蒸気漏出を確実に防止しつつ、リーク診断のチャンスを生かしてリーク診断の頻度を高くすることができる。
[その他の実施の形態]
・前記実施の形態2では圧力差ΔPからリリーフ弁開弁時積算値Dvを設定したが、燃料蒸気圧は温度に関係するので、燃料温度センサ28aにて検出される燃料温度Tfに基づいてリリーフ弁開弁時積算値Dvを設定しても良い。更に圧力差ΔPと燃料温度Tfとに基づいてリリーフ弁開弁時積算値Dvを設定しても良い。
・前記各実施の形態において、リーク診断処理(図3,4)のステップS156の積算値A、及びステップS182の積算値Bを、図13に示すごとくマップから求めても良い。図13の(A)にて示すマップMAPaは、燃料タンク側リーク診断処理直前のタンク内圧Ptfに基づいて積算値Aを求めるためのマップであり、下限値Lから上限値Hの範囲に設定されている。図13の(B)にて示すマップMAPbは、封鎖弁固着判定処理直前のタンク内圧Ptfに基づいて積算値Bを求めるためのマップであり、上限値Hより高い範囲に設定されている。
このことにより前記各実施の形態の効果を生じると共に、積算値A,BがマップMAPa,MAPbにより更に詳細に設定されることから、より高精度にリーク診断回数を制限できる。
2…内燃機関、4…燃料供給系、6…制御系、8…外部電源、10…充電機構、12…バッテリ、14…電力制御ユニット、16…減速機構、18…駆動輪、20…動力分割機構、22…吸気ポート、24…燃料噴射弁、26…燃料タンク、26a…上部空間、28…燃料ポンプモジュール、28a…燃料温度センサ、28b…燃料経路、30…フューエルセンダーゲージ、30a…フロート、32…タンク内圧センサ、34…フューエルインレットパイプ、34a…フューエルインレットボックス、35…蒸発燃料通路、36…キャニスタ、38…封鎖弁、38a…電磁弁、38b…リリーフ弁、40…大気通路、40a…エアフィルタ、42…ポンプモジュール、42a…大気開放弁、42b…圧力センサ、44…パージ通路、46…吸気通路、48…スロットルバルブ、48a…スロットル開度センサ、50…パージ制御弁、52…サージタンク、54…エアフィルタ、56…エアフロメータ、58…排気通路、60…空燃比センサ、62…アクセル開度センサ、64…機関回転数センサ、66…IGSW、70…ECU、MG1,MG2…モータジェネレータ。

Claims (6)

  1. 電磁弁とリリーフ弁とを並列に備えて内燃機関の燃料タンクとキャニスタとの間を遮断する封鎖弁における前記リリーフ弁の開弁を判定するリリーフ弁開弁判定装置であって、
    前記燃料タンク内の圧力を検出するタンク内圧検出手段と、
    前記キャニスタ内の圧力を検出するキャニスタ内圧検出手段と、
    前記電磁弁の閉弁時において前記タンク内圧検出手段にて検出される前記燃料タンク内の圧力が大気圧よりも高圧側に変化すると、前記キャニスタを密閉するキャニスタ密閉手段と、
    前記キャニスタ密閉手段により前記キャニスタが密閉された後に、前記タンク内圧検出手段により検出される燃料タンク内の圧力が減少すると共に前記キャニスタ内圧検出手段により検出されるキャニスタ内の圧力が上昇した場合に、前記リリーフ弁が開弁したと判定するリリーフ弁開弁判定手段と、
    を備えたことを特徴とするリリーフ弁開弁判定装置。
  2. 請求項1に記載のリリーフ弁開弁判定装置において、前記キャニスタ密閉手段は、大気圧よりも高圧側に基準圧力値を設けて、この基準圧力値よりも前記タンク内圧検出手段が検出する燃料タンク内の圧力が高くなった場合に前記キャニスタを密閉することを特徴とするリリーフ弁開弁判定装置。
  3. 請求項1又は2に記載のリリーフ弁開弁判定装置において、前記キャニスタ密閉手段は、前記キャニスタを大気側に接続する通路に設けた大気開放弁と、前記キャニスタ内の燃料蒸気を内燃機関の吸気通路側へ放出するパージ通路に設けたパージ弁とを共に閉弁状態とすることで前記キャニスタを密閉することを特徴とするリリーフ弁開弁判定装置。
  4. 内燃機関停止時に、燃料タンク及びキャニスタを含む内燃機関の蒸発燃料処理機構に気密状態の区画を形成し、この区画内から前記キャニスタを介して気体を排出することで、前記区画の内圧状態に基づいてリーク診断するパージ系リーク診断装置であって、
    請求項1〜3のいずれか一項に記載のリリーフ弁開弁判定装置と、
    前記キャニスタの燃料吸着状態を反映する物理量を検出するキャニスタ燃料吸着状態検出手段と、
    前記キャニスタ燃料吸着状態検出手段により前記物理量が検出されると、内燃機関停止中でのリーク診断回数を制限するカウント閾値を、前記物理量に基づいて設定するリーク診断カウント閾値設定手段と、
    前記リーク診断カウント閾値設定手段により前記カウント閾値が設定されると、このカウント閾値に基づいて制限される回数内でリーク診断を繰り返すリーク診断反復手段と、
    前記リリーフ弁開弁判定装置のリリーフ弁開弁判定手段にて前記リリーフ弁が開弁したと判定されると、前記リーク診断の回数制限を強める制限増強手段と、
    を備えたことを特徴とするパージ系リーク診断装置。
  5. 請求項4に記載のパージ系リーク診断装置において、前記リーク診断反復手段は、前記カウント閾値の設定毎に診断実行カウンタをクリアすると共に前記カウント閾値の設定後に実行されるリーク診断毎に前記診断実行カウンタに積算値を加算するカウント処理と、前記診断実行カウンタが前記カウント閾値より小さい間はリーク診断の繰り返し実行を許容するが小さくなくなるとリーク診断の繰り返し実行を禁止するリーク診断制限処理とを実行し、
    前記制限増強手段は、前記リリーフ弁開弁判定手段にて前記リリーフ弁が開弁したと判定されると、前記診断実行カウンタにリリーフ弁開弁時積算値を加算することにより前記リーク診断の回数制限を強めることを特徴とするパージ系リーク診断装置。
  6. 請求項5に記載のパージ系リーク診断装置において、前記制限増強手段は、前記リリーフ弁開弁判定手段にて前記リリーフ弁が開弁したと判定された際の前記タンク内圧検出手段により検出された燃料タンク内の圧力減少量と前記キャニスタ内圧検出手段により検出されたキャニスタ内の圧力上昇量との一方又は両方に基づいて前記リリーフ弁開弁時積算値を設定することを特徴とするパージ系リーク診断装置。
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