JP5839131B2 - 蒸発燃料処理システムのリーク診断装置 - Google Patents
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Description
本発明は、蒸発燃料処理システムのリーク診断装置に関する。
従来、蒸発燃料処理システムのリーク診断装置として、燃料タンク内に配置されたキャニスタの液没部位におけるキャニスタ外部からキャニスタ内への燃料のリークを検出するリーク検出手段を備え、リーク検出手段が燃料のリークを検出したか否かによりリーク診断を行うものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
このリーク検出手段は、キャニスタケース内底部と活性炭との間の空間に配置され、かつ燃料のリークがない場合にキャニスタケース内底部に滞留する燃料を検出しないように、キャニスタケース内底部から所定量だけ上方に離隔して設けられている。
液没部位において燃料のリークが生じると、キャニスタケース内底部に滞留する燃料が増加し、リーク検出手段により検出されるようになる。リーク診断装置は、キャニスタケース内底部に滞留する燃料が所定量に達したことをリーク検出手段によって検出することで、液没部位において燃料のリークが生じていると診断する。
しかしながら、上述の蒸発燃料処理システムにおいては、燃料タンク内の温度が比較的低ければキャニスタケース内にリークした燃料が気化することはないが、燃料タンク内の温度が通常、20℃程度の所定温度に達するとリークした燃料が気化し始める。リークした燃料が気化すると、キャニスタケース内底部に滞留する燃料の量が減少する。
このため、従来のリーク診断装置では、リーク検出手段がキャニスタケース内底部から所定量だけ上方に離隔して設けられているため、燃料のリークが生じているにも関わらずリーク検出手段が燃料に浸らなくなり、リーク診断を行うことができないおそれがある。
このように、従来のリーク診断装置には、燃料タンク内の温度によってはリーク診断を行うことができない場合があるという課題があった。
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、燃料タンク内の温度によらずリーク診断を行うことができる蒸発燃料処理システムのリーク診断装置を提供することを目的とする。
本発明の蒸発燃料処理システムのリーク診断装置は、上記目的を達成するため、燃料タンク内に設置され、該燃料タンク内で発生する蒸発燃料を吸着する吸着器と、前記吸着器から蒸発燃料を含むパージガスを内燃機関の吸気管内へと導入するパージ配管とを備えた蒸発燃料処理システムに用いられるリーク診断装置であって、所定期間における前記パージ配管内のHC濃度の低下幅が所定のしきい値よりも小さいことを条件に、異常を報知する報知装置を作動させる構成を有する。
この構成により、本発明に係る蒸発燃料処理システムのリーク診断装置は、パージ配管内のHC濃度の低下幅が所定のしきい値よりも小さいことを条件に、異常を報知する報知装置を作動させるので、燃料タンク内の温度によらずリーク診断を行うことができる。
好ましくは、本発明に係る蒸発燃料処理システムのリーク診断装置は、前記所定期間における前記パージ配管内のHC濃度の低下幅が前記所定のしきい値よりも小さいか否かによって、前記吸着器にリークがあるか否かのリーク診断を行う構成を有する。
この構成により、本発明に係る蒸発燃料処理システムのリーク診断装置は、燃料のリークの有無によってHC濃度の低下幅が異なることを利用することにより、燃料タンク内の温度によらずリーク診断を行うことができる。
より好ましくは、本発明に係る蒸発燃料処理システムのリーク診断装置は、時間経過に伴う前記パージ配管内のHC濃度の低下量が前記吸着器にリークがないとした場合におけるHC濃度の低下量よりも小さいことを条件に、前記報知装置を作動させる構成を有する。
この構成により、本発明に係る蒸発燃料処理システムのリーク診断装置は、吸着器にクラック等が生じていると吸着器外部の燃料がクラック等を介して吸着器内部に進入し、これが原因でHC濃度が正常時と比べて高濃度となる現象を利用することで、燃料タンク内の温度によらずリーク診断を行うことができる。
より好ましくは、本発明に係る蒸発燃料処理システムのリーク診断装置は、前記吸着器の内部と前記吸気管の内部とを連通するよう前記パージ配管内に形成されたパージ通路に設けられ、前記吸気管内に導入される前記パージガス中のHC濃度を検出するHC濃度検出手段を備えた構成を有する。
この構成により、本発明に係る蒸発燃料処理システムのリーク診断装置は、パージガス中のHC濃度を直接検出するため、HC濃度の変化を正確に把握することができる。
より好ましくは、前記HC濃度は、前記内燃機関の排気側に設けられた空燃比センサの検出結果に基づき前記HC濃度が推定されることにより検出される構成を有する。
この構成により、本発明に係る蒸発燃料処理システムのリーク診断装置は、既存の空燃比センサを用いてHC濃度を推定することによりHC濃度を検出するので、専用のHC濃度センサ等を設けなくともリーク診断を行うことができる。したがって、部品点数を抑えることができ、コスト削減に寄与することができる。
より好ましくは、前記蒸発燃料処理システムは、前記燃料タンク内の蒸発燃料を前記吸着器に導入するための吸入口に設けられた開閉バルブを備え、前記リーク診断を行う際に前記開閉バルブを閉状態とする構成を有する。
この構成により、本発明に係る蒸発燃料処理システムのリーク診断装置は、リーク診断を行う際に開閉バルブを閉状態とするので、リーク発生以外にHC濃度上昇の要因となり得る蒸発燃料の吸入を排除することができ、リーク診断の精度を向上させることができる。
本発明によれば、燃料タンク内の温度によらずリーク診断を行うことができる蒸発燃料処理システムのリーク診断装置を提供することができる。
以下、本発明に係る蒸発燃料処理システムのリーク診断装置の実施の形態について、図面を用いて説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係る蒸発燃料処理システムを搭載した車両の要部構成、すなわち、走行駆動用の内燃機関とその燃料供給および燃料パージを行う燃料系システムの機構を示している。本実施の形態の内燃機関は、揮発性の高い燃料を使用するもので、図示しない車両に走行駆動用に搭載されている。
まず、構成について説明する。
図1に示すように、本実施の形態に係る車両1は、エンジン2と、燃料タンク31を有する燃料供給機構3と、蒸発燃料処理システムを構成する燃料パージシステム4とを含んで構成されている。
エンジン2は、火花点火式の多気筒内燃機関、例えば、4サイクルの直列4気筒エンジンによって構成されている。
エンジン2の4つの気筒2aの吸気ポート部分には、それぞれ燃料噴射弁としてのインジェクタ21が装着されており、複数のインジェクタ21は、デリバリーパイプ22に接続されている。なお、図1においては、4つの気筒2aのうち、1つの気筒2aのみを図示している。
デリバリーパイプ22には、燃料タンク31内の後述する燃料ポンプ32から、揮発性の高い例えばガソリンなどの燃料がエンジン2に要求される燃料圧力、すなわち燃圧に加圧されて供給されるようになっている。
また、エンジン2の吸気ポート部分には吸気管23が接続されており、この吸気管23には、吸気脈動や吸気干渉を抑える所定容積のサージタンク23aが設けられている。
吸気管23の内部には吸気通路23bが形成されており、吸気通路23b上には、スロットルアクチュエータ24aにより開度調整可能に駆動されるスロットルバルブ24が設けられている。このスロットルバルブ24は、吸気通路23bの開度を調整することにより、エンジン2に吸入される吸入空気量を調整するようになっている。
燃料供給機構3は、車両1に搭載された燃料タンク31と、この燃料タンク31内に設置された燃料ポンプ32と、デリバリーパイプ22および燃料ポンプ32を接続する燃料供給管33とを含んで構成されている。なお、図1において、燃料ポンプ32は、燃料タンク31の内部に収容されているが、本発明においては、燃料タンク31の内部に収容されている必要はない。
燃料タンク31は、車両1の車体の下部側に配置されており、エンジン2で消費される燃料を補給可能に貯留するようになっている。燃料タンク31の内部の所定位置には、フィードポンプとしての燃料ポンプ32が、図示しない支持機構によって支持されている。
燃料ポンプ32は、燃料タンク31内の燃料を汲み上げて所定のフィード燃圧以上に加圧することができる吐出量および吐出圧などの吐出能力を可変可能な吐出能力可変タイプのもので、例えば円周流ポンプによって構成されている。この燃料ポンプ32は、詳細な内部構成を図示しないが、ポンプ作動用の羽根車と、その羽根車を駆動する内蔵モータとを有している。
また、燃料ポンプ32には、燃料フィルタ32aが設けられている。燃料フィルタ32aは、燃料ポンプ32に吸入される燃料をろ過する公知のものである。
また、燃料ポンプ32は、内蔵モータの駆動電圧と負荷トルクとに応じてポンプ作動用の羽根車の回転速度および回転トルクのうち少なくとも一方を変化させることで、その単位時間当りの吐出能力を変化させることができるようになっている。
また、燃料供給管33は、燃料ポンプ32およびデリバリーパイプ22を相互に接続するよう、燃料タンク31内の一端からエンジン2の近傍の他端まで延びている。
なお、この燃料供給機構3は、その燃料ポンプ32が吐出量のみを可変し、燃料タンク31内に位置する燃料供給管33の一端側部分にフィード燃圧を一定に制御するプレッシャレギュレータが設けられた構成とすることもできる。
一方、燃料タンク31には、燃料タンク31から車両1の側方または後方側に延びるように、給油管34が突出して設けられている。給油管34の突出方向の先端には、給油口34aが形成されている。この給油口34aは、車両1の図示しないボディに設けられたフューエルインレットボックス35内に収容されている。
また、給油管34には、燃料タンク31の上部と給油管34内の上流部分とを連通させる循環配管36が設けられている。
フューエルインレットボックス35には、燃料の給油時に外部に対して開放されるフューエルリッド37が設けられている。燃料の給油時には、このフューエルリッド37を開放し、給油口34aに着脱可能に取り付けられたキャップ34bを取り外すことにより、給油口34aから燃料タンク31内に燃料を注入できるようになっている。
燃料パージシステム4は、燃料タンク31と吸気管23との間、詳しくは燃料タンク31とサージタンク23aとの間に介装されている。燃料パージシステム4は、燃料タンク31内で発生する蒸発燃料をエンジン2の吸気時に吸気通路23bに放出させて燃焼させることができるようになっている。
この燃料パージシステム4は、吸着器としてのキャニスタ41と、キャニスタ41から燃料を脱離させて吸気管23内に放出させるパージ機構42と、パージ機構42の動作を制御するパージ制御機構45とを含んで構成されている。本実施の形態におけるキャニスタ41は、本発明に係る吸着器を構成する。
本実施の形態では、キャニスタ41を燃料タンク31内に配置したインタンク式を採用している。これにより、例えば給油時等には、給油された比較的低温の燃料によってキャニスタ41の温度を低下させることができ、キャニスタ41の吸着性能を向上させることができる。一方、パージ動作の実行時には、燃料に液没したキャニスタ41が周囲の燃料によって暖められることにより、吸着燃料の脱離性能を向上させることができる。
キャニスタ41は、キャニスタケース41aの内部に活性炭等の吸着材41bを内蔵しており、燃料タンク31で発生する蒸発燃料を吸着するようエバポ配管48によって燃料タンク31に接続されている。このキャニスタ41の内部を構成する吸着材収納空間は、エバポ配管48および気液分離バルブ49を介して燃料タンク31内の上部空間に連通するようになっている。
エバポ配管48の先端部には、燃料タンク31内の蒸発燃料をキャニスタ41に導入するための吸入口48aが設けられている。気液分離バルブ49は、エバポ配管48の吸入口48aに設けられている。
キャニスタ41は、燃料タンク31内で燃料が蒸発し、燃料タンク31内の上部空間に蒸発燃料が溜まるとき、吸着材41bによって蒸発燃料を吸着することができる。また、燃料タンク31内の燃料の液面上昇や液面変動時には、逆止弁機能を有する気液分離バルブ49が浮上してエバポ配管48の先端部を閉止するようになっている。
パージ機構42は、キャニスタ41の内部を吸気管23の吸気通路23bのうちサージタンク23aの内部部分に連通させるパージ配管43と、キャニスタ41の内部を大気側、例えばフューエルインレットボックス35の内方の大気圧空間に開放させる大気配管44とを有している。パージ配管43の内部には、キャニスタ41の内部と吸気管23の内部の吸気通路23bとを連通するパージ通路43aが形成されている。パージ配管43は、キャニスタ41から蒸発燃料を含むパージガスをエンジン2の吸気管23内へと導入するための配管である。
このパージ機構42は、エンジン2の運転時にサージタンク23aの内部に負圧が発生するとき、キャニスタ41の内部の一端側にパージ配管43を通して負圧を導入させつつ、キャニスタ41の内部の他端側に大気配管44を通して大気を導入させることができる。
したがって、パージ機構42は、キャニスタ41の吸着材41bに吸着されてキャニスタ41内に保持されている燃料を、キャニスタ41から脱離、すなわち放出させてサージタンク23aの内部に吸入させることができる。
パージ制御機構45は、パージ用のバキュームソレノイドバルブ(以下、「パージ用VSV」という)46と、このパージ用VSV46を制御する電子制御ユニット(以下、「ECU」という)50と、を含んで構成されている。
パージ用VSV46は、パージ配管43の途中に設けられている。このパージ用VSV46は、パージ配管43の途中の開度を変化させることで、キャニスタ41から脱離させる燃料量を可変制御できるようになっている。
具体的には、パージ用VSV46は、その励磁電流がデューティ制御されることで開度を変化させることができ、そのデューティ比に応じたパージ率で、吸気管23内の吸気負圧によりキャニスタ41から脱離した燃料を空気と共にパージガスとしてサージタンク23a内に吸入させることができる。
ECU50には、後述するHC濃度計47や空燃比センサ52を含む各種センサ類や、燃料ポンプ32、スロットルアクチュエータ24aおよびパージ用VSV46等の各種アクチュエータ類が接続されている。
また、ECU50には、車両1の故障などの異常を報知する報知装置として警告灯(MIL:Malfunction Indicator Lamp)51が接続されている。警告灯(以下、「MIL」という)51は、例えば運転席近傍の図示しないインストルメントパネルに設置されている。ECU50は、後述するリーク診断処理を含む自己故障診断(OBD:On Board Diagnosis)の結果、故障などの異常を検出した際にMIL51を作動、すなわち点灯させるようになっている。なお、上述の報知装置としては、MIL51以外に、例えばカーナビゲーションシステム等の車内ディスプレイや、音声やブザー音等による報知を行う音声装置を用いることもできる。この場合、ECU50は、上述のような異常を検出した際には、カーナビゲーションシステム等の車内ディスプレイに異常を示す表示を行ったり、この表示と併せてあるいは別途、音声装置により音声やブザー音等による報知を行う。
ECU50は、各種センサ情報に基づいて、パージ用VSV46をデューティ制御することにより、パージ率を制御することができる。
このように、燃料パージシステム4は、燃料タンク31からエンジン2への燃料供給機構3、特に、燃料タンク31内で生じた蒸発燃料を吸着するキャニスタ41と、キャニスタ41に空気を通してキャニスタ41から脱離した燃料および空気を含むパージガスをエンジン2の吸気管23内に吸入させるパージ機構42と、パージガスの吸気管23内への吸入量を制御してエンジン2における空燃比の変動を抑制するパージ制御機構45と、を備えている。
燃料パージシステム4は、エンジン2が停止している状態であっても、燃料タンク31内で気化した蒸発燃料をキャニスタ41に吸着させることができる。また、燃料パージシステム4は、例えばエンジン2の所定の運転状態下でスロットルバルブ24の開度が予め設定された設定開度より小さい状態となるとき、パージ用VSV46を開弁させるようになっている。
次に、上述した自己故障診断(OBD)の一環として行われるリーク診断処理について、説明する。
本実施の形態に係るリーク診断処理は、ECU50により例えば給油終了後のパージ動作実行時に行われるようになっている。ECU50は、蒸発燃料処理システム中のHC濃度を検出し、検出したHC濃度の変化、すなわち低下幅に基づき、キャニスタ41にリークがあるか否かを判断するリーク診断を行うようになっている。
ここで、蒸発燃料処理システム中のHC濃度とは、キャニスタケース41a内や、パージ配管43内のHC濃度をいう。本実施の形態では、パージ通路43aを通過するパージガス中のHC濃度を蒸発燃料システム中のHC濃度として検出することとした。
具体的には、パージ通路43a上には、該パージ通路43aを通過するパージガス中に含まれるHCの濃度、すなわちパージ動作の実行により吸気管23内に導入されるパージガス中のHC濃度を検出するHC濃度計47が設けられている。HC濃度計47としては、例えば水素炎イオン化式センサ、すなわちFIDセンサで構成されたHCセンサを用いることができる。HC濃度計47は、パージガス中のHC濃度の検出値をECU50に送信するようになっている。本実施の形態におけるHC濃度計47は、本発明に係るHC濃度検出手段を構成する。
ここで、図2にパージガス中のHC濃度の時間的変化を示す。
図2に示すように、キャニスタ41内への燃料のリークがない正常状態では、パージ動作を開始すると、時間の経過とともにHC濃度が図中、実線で示すように低下してゆく。
これに対して、キャニスタ41内への燃料のリークがある異常状態では、パージ動作を開始しても、時間の経過とともにHC濃度が低下しないか、あるいは低下してもその低下幅が微小である。このため、上記異常状態では、図中破線で示すように、例えばパージ動作開始時のHC濃度、あるいはパージ動作開始時のHC濃度と同程度のHC濃度が維持される。これは、例えばキャニスタケース41aにクラック等が生じ、そのクラック等から燃料がキャニスタ41内にリークすることで、リークした燃料が常にパージガスに混じってパージ通路43aに導入されるからである。すなわち、キャニスタ41内への燃料のリークがある異常状態では、パージ動作を実行すると、パージ通路43aを通過するパージガス中に、キャニスタ41に吸着されていた蒸発燃料に加えてリークによる燃料が加わるため、HC濃度が一向に低下せず、あるいは低下してもその低下幅が微小であり、ある程度のHC濃度に維持されてしまう。
なお、こうした燃料のリークは、キャニスタ41が燃料タンク31内で燃料に液没している際に特に顕著となる。ところで、例えば燃料タンク31内の燃料量の減少によりキャニスタ41が燃料に液没していない状況下においては、燃料のリークが生じることはない。ところが、キャニスタ41が燃料に液没していない状況下においても、キャニスタケース41aに生じたクラック等から蒸発燃料がキャニスタ41内に導入されてしまう。このため、こうした状況下においても、クラック等から導入される蒸発燃料の影響によって、HC濃度が低下しないという事態が起こり得る。
本実施の形態では、こうしたHC濃度の時間的変化の特性を利用して、ECU50によりリーク診断を行うようにしている。
具体的には、ECU50は、HC濃度計47により検出されたHC濃度の時間的変化を監視し、HC濃度が時間の経過とともに減少するようであれば、キャニスタケース41aにクラック等がなく、そのためキャニスタ41内への燃料のリークもない正常状態であると判定するようになっている。
一方、ECU50は、HC濃度が時間の経過とともに減少しない、あるいは減少してもその減少が僅かである場合には、キャニスタケース41aにクラック等が生じており、そのためキャニスタ41内への燃料のリークがある異常状態であると判定するようになっている。
具体的には、ECU50は、図2に示すように、例えば時間t0〜時間t1までの所定期間におけるパージ配管43内のHC濃度の低下幅dHCが所定のしきい値よりも小さいことを条件に、キャニスタ41内への燃料のリークがある異常状態であると判定してMIL51を点灯させるようになっている。一方で、ECU50は、所定期間におけるパージ配管43内のHC濃度の低下幅dHCが所定のしきい値以上である場合には、キャニスタ41内への燃料のリークがない正常状態であると判定するようになっている。この場合、ECU50は、MIL51を点灯させることはない。
ここで、図2に示す時間t0は、例えばパージ動作開始時である。また、上述の所定のしきい値は、キャニスタ41にリークがないとした場合における最小のHC濃度の低下幅dHCに相当する値であって、予め実験的に求めてECU50のROMに記憶されている。なお、図2において異常時、つまりリークがある場合のHC濃度を示す破線は、所定期間におけるHC濃度の低下幅dHCが0のときを示している。
次に、図3を参照して、ECU50により実行されるリーク診断処理の一連の処理の流れについて説明する。このリーク診断処理は、キャニスタ41に対するOBDとして実行される。
図3に示すように、ECU50は、給油が終了し(ステップS1)、エンジン2がON、すなわち始動すると(ステップS2)、パージ動作を実行する(ステップS3)。具体的には、ECU50は、所定のパージ率となるようパージ用VSV46をデューティ制御し、吸気管23内の吸気負圧によりキャニスタ41から脱離した燃料を空気と共にパージガスとしてサージタンク23a内に吸入させる。このとき、キャニスタケース41a内は、負圧となっている。
次いで、ECU50は、上述のようにキャニスタ41に負圧をかけた状態でHC濃度計47を介してパージ通路43a中のHC濃度、すなわちパージガス中のHC濃度を測定する(ステップS4)。ここで、ECU50は、所定期間におけるパージ配管43内のHC濃度の低下幅dHCを測定する必要があることから、所定期間の始期として例えば図2に示す時間t0であるパージ動作開始時のHC濃度と、所定期間の終期として例えば図2に示す時間t1におけるHC濃度とを測定する。これにより、ECU50は、所定期間におけるパージ配管43内のHC濃度の低下幅dHCを得ることができる。
その後、ECU50は、ステップS4の処理で得られたHC濃度の低下幅dHCに基づき、HC濃度が低下したか否かを判定する(ステップS5)。ここで、HC濃度が低下したか否かの判定は、所定期間におけるパージ配管43内のHC濃度の低下幅dHCが所定のしきい値よりも小さいか否かによって判定するようになっている。このように、ECU50は、所定期間におけるパージ配管43内のHC濃度の低下幅dHCが所定のしきい値よりも小さいか否かによって、キャニスタ41にリークがあるか否かのリーク診断を行う。
ECU50は、HC濃度が低下したと判定した場合には、キャニスタ41内への燃料のリークがない正常状態であると判定して(ステップS6)、本処理を終了する。
一方、ECU50は、HC濃度が低下していないと判定した場合には、キャニスタ41内への燃料のリークがある異常状態であると判定して(ステップS7)、ステップS8に移行する。
ステップS8において、ECU50は、MIL51を点灯させて運転者等に、キャニスタ41内への燃料のリークによる異常を報知して(ステップS8)、本処理を終了する。
以上説明したように、本実施の形態に係る蒸発燃料処理システムのリーク診断装置は、蒸発燃料処理システム中のHC濃度の変化に基づき、キャニスタ41にリークがあるか否かを判断するリーク診断を行う。
例えばキャニスタケース41aにクラック等が生じた場合には、このクラックを介してキャニスタケース41a内に進入する燃料がHC濃度の変化に影響を与える。したがって、本実施の形態に係るリーク診断装置は、こうしたHC濃度の変化を把握することで燃料タンク31内の温度によらずキャニスタ41にリークがあるか否かを診断することができる。
また、本実施の形態に係る蒸発燃料処理システムのリーク診断装置は、パージ動作の実行中のHC濃度の変化に基づきリーク診断を行う。パージ動作を行うと、吸気負圧によりパージガスが吸気管23内に戻される。このとき、キャニスタ41にリークがなければ、時間の経過とともに次第に蒸発燃料処理システム中のHC成分が減少するため、HC濃度が低下傾向となる。
一方で、キャニスタ41にリークがある場合には、キャニスタケース41a内にリークする燃料のためにパージ動作を行っても一向に蒸発燃料処理システム中のHC成分が減少しない、あるいは減少しても僅かな減少にとどまる。
したがって、本実施の形態に係るリーク診断装置は、こうしたパージ動作実行時のHC濃度の変化、とりわけ所定期間におけるHC濃度の低下幅が所定のしきい値よりも小さいか否を判定することで、燃料タンク31内の温度によらずキャニスタ41にリークがあるか否かを診断することができる。
また、本実施の形態に係る蒸発燃料処理システムのリーク診断装置は、所定期間におけるHC濃度の低下幅が所定のしきい値よりも小さいことを条件に、キャニスタ41にリークがあると診断する。
キャニスタ41にクラック等が生じているとキャニスタケース41a外部の燃料がクラック等を介してキャニスタケース41a内に進入し、これが原因でHC濃度が正常時と比べて高濃度となる。本実施の形態に係るリーク診断装置は、こうした現象を利用することで、燃料タンク31内の温度によらずキャニスタ41にリークがあるか否かを診断することができる。
また、本実施の形態に係る蒸発燃料処理システムのリーク診断装置において、HC濃度計47は、パージ通路43aに設けられ、パージ動作の実行により吸気管23内に吸入させられるパージガス中のHC濃度を検出する。したがって、パージガス中のHC濃度を直接検出するため、HC濃度の変化を正確に把握することができる。
なお、本実施の形態では、HC濃度計47を用いて直接HC濃度を測定するようにしたが、これに限らず、例えばエンジン2の排気側に設けられた空燃比センサ52の検出結果に基づきECU50がHC濃度を推定することによりHC濃度を検出する構成としてもよい。なお、このような場合、HC濃度計47を設ける必要はない。
具体的には、ECU50は、パージ動作を実行した際に空燃比センサ52から得られる空燃比変化に基づきパージガス中のHC濃度を推定する。空燃比センサ52としては、例えば酸素センサやA/Fセンサ、あるいは双方を用いることができる。
この場合、既存の空燃比センサ52を用いてHC濃度を推定することによりHC濃度を検出するので、専用のHC濃度センサ(HC濃度計)等を設けなくともリーク診断を行うことができる。したがって、部品点数を抑えることができ、コスト削減に寄与することができる。
また、本実施の形態では、所定期間におけるパージ配管43内のHC濃度の低下幅dHCに基づきキャニスタ41内への燃料のリークがある異常状態であるか否かを判定するようにしたが、これに限らず、例えば以下のような方法によりキャニスタ41内への燃料のリークがある異常状態であるか否かを判定するようにしてもよい。
すなわち、ECU50は、時間経過に伴うHC濃度の低下量がキャニスタ41にリークがないとした場合におけるHC濃度の低下量よりも小さいときに、キャニスタ41にリークがあると診断する。つまり、ECU50は、基準となるHC濃度の減少度合いを予め設定しておき、実際のHC濃度の減少度合いがこの基準の減少度合いよりも小さい場合には、HC濃度が低下していないものと判断してキャニスタ41内への燃料のリークがある異常状態であると判定する。
一方で、ECU50は、実際のHC濃度の減少度合いが基準の減少度合いよりも大きい場合には、HC濃度が低下したものと判断してキャニスタ41内への燃料のリークがない正常状態であると判定する。
ここで、上述の減少度合いとは、例えば単位時間当たりのHC濃度の減少量、すなわち図2における傾きを意味しており、基準となるHC濃度の減少度合いは、リークがないとした場合における最小の減少度合いであり、この基準の減少度合いは予め実験的に求めてECU50のROMに記憶されている。また、基準の減少度合いと比較する実際の減少度合いも単位時間当たりの実際のHC濃度の減少量である。なお、図2において異常時、つまりリークがある場合のHC濃度を示す破線は、時間経過に伴うHC濃度の低下量が0、すなわち減少度合いが0のときを示している。
上述の方法によりキャニスタ41内への燃料のリークがある異常状態であるか否かを判定する場合には、本実施の形態の図3に示すリーク診断処理とは以下の点で異なる。すなわち、ステップS4において、ECU50は、リーク診断を行うにあたりHC濃度の時間的変化を把握する必要があることから、本ステップにおいて所定の時間間隔でHC濃度を測定する。これにより、ECU50は、HC濃度の時間的変化の特性を得ることができる。その後、ステップS5において、ECU50は、所定の時間間隔で測定したHC濃度の結果に基づき、HC濃度が時間の経過とともに低下したか否かを判定する。
また、本実施の形態では、気液分離バルブ49を燃料タンク31内の燃料の液面上昇や液面変動に応じて閉弁する逆止弁機能を有するバルブとしたが、気液分離バルブ49を逆止弁機能に加えて任意のタイミングで強制的に閉弁状態とすることが可能な電磁弁機能を持たせてもよい。この場合、気液分離バルブ49は、ECU50と電気的に接続されており、その閉弁動作がECU50により制御される。このような電磁弁機能を有する気液分離バルブ49は、本発明に係る開閉バルブを構成する。
また、上述のように構成した場合には、ECU50は、リーク診断処理を行う際に気液分離バルブ49を閉弁状態とするようになっている。
この場合、リーク診断時に、リーク発生以外にHC濃度上昇の要因となり得る蒸発燃料の吸入を排除することができ、リーク診断の精度を向上させることができる。
以上のように、本発明に係る蒸発燃料処理システムのリーク診断装置は、燃料タンク内の温度によらずリーク診断を行うことができ、特に燃料タンク内に吸着器を設置した蒸発燃料処理システムのリーク診断装置に有用である。
1...車両、2...エンジン、3...燃料供給機構、4...燃料パージシステム、23...吸気管、23a...サージタンク、23b...吸気通路、31...燃料タンク、41...キャニスタ、41a...キャニスタケース、41b...吸着材、42...パージ機構、43...パージ配管、44...大気配管、45...パージ制御機構、46...パージ用VSV、47...HC濃度計、48...エバポ配管、48a...吸入口、49...気液分離バルブ、50...ECU、51...MIL、52...空燃比センサ
Claims (6)
- 燃料タンク内に設置され、該燃料タンク内で発生する蒸発燃料を吸着する吸着器と、前記吸着器から蒸発燃料を含むパージガスを内燃機関の吸気管内へと導入するパージ配管とを備えた蒸発燃料処理システムに用いられるリーク診断装置であって、
所定期間における前記パージ配管内のHC濃度の低下幅が所定のしきい値よりも小さいことを条件に、異常を報知する報知装置を作動させることを特徴とする蒸発燃料処理システムのリーク診断装置。 - 前記所定期間における前記パージ配管内のHC濃度の低下幅が前記所定のしきい値よりも小さいか否かによって、前記吸着器にリークがあるか否かのリーク診断を行うことを特徴とする請求項1に記載の蒸発燃料処理システムのリーク診断装置。
- 時間経過に伴う前記パージ配管内のHC濃度の低下量が前記吸着器にリークがないとした場合におけるHC濃度の低下量よりも小さいことを条件に、前記報知装置を作動させることを特徴とする請求項1に記載の蒸発燃料処理システムのリーク診断装置。
- 前記吸着器の内部と前記吸気管の内部とを連通するよう前記パージ配管内に形成されたパージ通路に設けられ、前記吸気管内に導入される前記パージガス中のHC濃度を検出するHC濃度検出手段を備えたことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1の請求項に記載の蒸発燃料処理システムのリーク診断装置。
- 前記HC濃度は、前記内燃機関の排気側に設けられた空燃比センサの検出結果に基づき前記HC濃度が推定されることにより検出されることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1の請求項に記載の蒸発燃料処理システムのリーク診断装置。
- 前記蒸発燃料処理システムは、前記燃料タンク内の蒸発燃料を前記吸着器に導入するための吸入口に設けられた開閉バルブを備え、
前記リーク診断を行う際に前記開閉バルブを閉状態とすることを特徴とする請求項2ないし請求項5のいずれか1の請求項に記載の蒸発燃料処理システムのリーク診断装置。
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