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
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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。
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。
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。
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。
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。
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。
〈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。
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。
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。
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。
〈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。
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)。
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)。
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。
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。
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。
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〜)。
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。
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(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。
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。
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。
[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。
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。
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)。
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)。
[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。
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。
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。
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)。
〈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)。
(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。
(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。
〈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。
〈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。
・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。
Claims (6)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。 - 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。 - 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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