JP7155983B2

JP7155983B2 - 蒸発燃料処理装置

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Publication number: JP7155983B2
Application number: JP2018233040A
Authority: JP
Inventors: 真兼子
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
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Description

本発明は、蒸発燃料処理装置に関する。

内燃機関の燃料タンク内で発生した蒸発燃料を処理する蒸発燃料処理装置において、燃料タンクを含む系の漏れ診断をする診断装置として、特許文献１に開示されたものが提案されている。
特許文献１に開示された蒸発燃料処理装置の診断装置は、燃料タンク及びキャニスタを含む診断対象系内を加圧した後に診断対象系の内圧の変化を調べることにより、診断対象系における漏れ診断をするように構成されている。そして、診断対象系の内圧の変化を検出するセンサとして燃料タンクに設けたタンク圧センサと、キャニスタに接続されたパージ通路に設けられたエバポ圧センサとを備えているとともに、燃料タンクとキャニスタとをつなぐ通路にタンク密閉弁を設けている。かかる構成により、診断対象系においてタンク密閉弁よりも燃料タンク側の領域と、キャニスタ側の領域のそれぞれの内圧を検出して、漏れ発生部位の特定しやすくしている。

特開２０１３－１８５５２８号公報

しかしながら、診断対象系内の圧力変化は、漏れ穴による影響だけでなく、燃料タンク内の燃料の気化・液化による状態変化の影響も含むものであるが、上記の漏れ診断装置においては、かかる燃料の状態変化の影響を全く考慮していないため、漏れ診断における精度向上に改善の余地がある。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、漏れ診断を高精度に行うことができる蒸発燃料処理装置を提供しようとするものである。

本発明の一態様は、内燃機関（１００）の燃料タンク（２）の蒸発燃料を回収する蒸発燃料処理装置（１）であって、
燃料を貯留する上記燃料タンク（２）と、
上記燃料タンクに発生する蒸発燃料を吸着するキャニスタ（３）と、
上記燃料タンクと上記キャニスタの間を連通と遮断とに切り替えるタンク密閉弁（４）と、
上記燃料タンクを含む診断対象系内と大気との差圧ΔPを特定する差圧特定部（５）と、
上記差圧ΔPが、予め定められた差圧目標値ΔP_targetとなるように、上記診断対象系内の圧力目標値P_checkを設定する圧力目標設定部（６）と、
上記診断対象系内を上記圧力目標値P_checkまで加圧又は減圧するポンプ（７）と、
上記診断対象系内の圧力変化に関係する圧力変化関係値Ｂと予め設定された漏れ診断閾値Ａとに基づいて、上記診断対象系における漏れ診断をする漏れ診断部（８）と、
上記燃料タンク内の気相部における特定成分のタンク内濃度d_Xを特定する濃度特定部（９）と、
上記燃料タンク内の絶対圧であるタンク絶対圧P_tankを特定するタンク絶対圧特定部（１０）と、
上記タンク内濃度d_Xと上記タンク絶対圧P_tankとから上記燃料タンク内の燃料蒸気の第１の分圧P_fuel1を推定する燃料分圧推定部（８０）と、
上記タンク絶対圧P_tankと上記第１の分圧P_fuel1との関係に基づいて、上記燃料タンク内を上記圧力目標値P_checkまで加圧又は減圧したときの上記燃料タンク内の燃料蒸気の第２の分圧P_fuel2を特定する対応分圧特定部（８１）と、
上記第１の分圧P_fuel1と上記第２の分圧P_fuel2とを比較する比較部（８２）と、
上記比較部の比較結果に基づいて、上記漏れ診断に利用される上記漏れ診断閾値Ａ又は上記圧力変化関係値Ｂを補正する補正部（８３）と、
を備える蒸発燃料処理装置にある。

上記蒸発燃料処理装置では、対応分圧特定部により、上記タンク絶対圧と燃料タンク内における蒸発燃料の分圧である第１の分圧との関係から、上記第２の分圧を特定している。そして、比較部により蒸発燃料の第１の分圧と第２の分圧とを比較して、補正部により当該比較結果に基づいて漏れ診断に利用される漏れ診断閾値Ａ又は圧力変化関係値Ｂを補正している。これにより、漏れ診断部は、燃料の状態変化の影響を抑制して漏れ診断を行うことができるため、漏れ診断の精度を向上することができる。

以上のごとく、本発明によれば、漏れ診断を高精度に行うことができる蒸発燃料処理装置を提供することができる。

なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

実施形態１における、蒸発燃料処理装置の構成を示す図。実施形態１における、漏れ診断のフロー図。実施形態１における、漏れ診断の他のフロー図。実施形態１における、タイミングチャートの図。実施形態２における、蒸発燃料処理装置の構成を示す図。実施形態２における、漏れ診断のフロー図。実施形態２における、漏れ診断の他のフロー図。

（実施形態１）
蒸発燃料処理装置に係る実施形態について、図１、図２を参照して説明する。
本実施形態の蒸発燃料処理装置１は、内燃機関１００の燃料タンク２の蒸発燃料を回収するものである。そして、蒸発燃料処理装置１は燃料タンク２と、キャニスタ３と、タンク密閉弁４と、差圧特定部５と、圧力目標設定部６と、ポンプ７と、漏れ診断部８と、濃度特定部９と、タンク絶対圧特定部１０と、燃料分圧推定部８０と、対応分圧特定部８１と、比較部８２と、補正部８３とを備える。

そして、燃料タンク２は、燃料を貯留する。
キャニスタ３は、燃料タンク２に発生する蒸発燃料を吸着する。
タンク密閉弁４は、燃料タンク２とキャニスタ３の間を連通と遮断とに切り替える。
差圧特定部５は、燃料タンク２を含む診断対象系内と大気との差圧ΔPを特定する。
圧力目標設定部６は、差圧ΔPが、予め定められた差圧目標値ΔP_targetとなるように、診断対象系内の圧力目標値P_checkを設定する。
ポンプ７は、燃料タンク２を含む診断対象系内の圧力を圧力目標値P_checkまで加圧又は減圧する。
漏れ診断部８は、診断対象系内の圧力変化に関係する圧力変化関係値Ｂと予め設定された漏れ診断閾値Ａとに基づいて診断対象系における漏れ診断をする。
濃度特定部９は、燃料タンク２内の気相部における特定成分のタンク内濃度d_Xを特定する。
タンク絶対圧特定部１０は、燃料タンク２内の気相部におけるタンク絶対圧P_tankを特定する。
燃料分圧推定部８０は、タンク内濃度d_Xとタンク絶対圧P_tankとから燃料タンク２内の燃料蒸気の第１の分圧P_fuel1を推定する。
対応分圧特定部８１は、タンク絶対圧P_tankと、第１の分圧P_fuel1との関係に基づいて、燃料タンク２内を圧力目標値P_checkまで加圧又は減圧したときの燃料タンク２内の燃料蒸気の第２の分圧P_fuel2を特定する。
比較部８２は、第１の分圧P_fuel1と第２の分圧P_fuel2とを比較する。
補正部８３は、比較部８２の比較結果に基づいて漏れ診断閾値Ａ又は圧力変化関係値Ｂを補正する。

以下、本実施形態の蒸発燃料処理装置１について、詳述する。
図１に示すように、燃料タンク２とキャニスタ３とは、蒸発燃料通路１２１を介して接続されている。すなわち、燃料タンク２の上部に接続された蒸発燃料通路１２１から、燃料タンク２内にて蒸発した蒸発燃料がキャニスタ３に到達するよう構成されている。蒸発燃料通路１２１にはタンク密閉弁４が設けられている。タンク密閉弁４の開閉状態は、内燃機関１００のＥＣＵ１０２によって制御されている。

図１に示すように、キャニスタ３には、パージ通路１２４が接続されている。パージ通路１２４は、キャニスタ３と内燃機関１００の吸気系１０１との間を連通している。パージ通路１２４には、パージバルブ４１が設けてある。このパージバルブ４１の開閉によって、キャニスタ３から吸気系１０１への蒸発燃料の供給の制御を行うことができるよう構成されている。

キャニスタ３には、大気を導入するためのベント通路１２２が接続されている。ベント通路１２２には、切替弁１２が設けてある。また、ベント通路１２２には、切替弁１２をバイパスするためのバイパス通路１２３が設けられている。バイパス通路１２３にはポンプ７及び図示しない逆止弁が設けられている。

差圧特定部５は、燃料タンク２を含む診断対象系内と大気との差圧ΔPを特定する。差圧特定部５は、大気圧P_atmと燃料タンク２内のタンク絶対圧P_tankとをそれぞれ検出して両者の差分を算出して差圧ΔPを特定したり、燃料タンク２内の圧力と大気圧P_atmの差圧ΔPを検出する相対圧センサにより差圧ΔPを特定したりすることができる。本実施形態では、差圧特定部５は、大気圧P_atmを取得する大気圧センサ５１を含んでおり、後述のタンク圧センサ１１０により取得されたタンク絶対圧P_tankとの差分を算出して差圧ΔPを特定する。そして、本実施形態では、大気圧センサ５１は少なくともポンプ７の停止中に大気圧P_atmを測定することができるよう構成されている。圧力目標設定部６は、診断対象系内と大気との差圧ΔPが予め定められた差圧目標値ΔP_targetとなるように、診断対象系内の圧力目標値P_checkを設定する。なお、差圧目標値ΔP_targetは、図示しないメモリからなる記憶部に予め記憶されている。

ポンプ７は、燃料タンク２を圧力目標値P_checkに到達するように減圧又は加圧するものである。ポンプ７は、加圧ポンプ及び減圧ポンプのいずれでもよく、本実施形態では、減圧ポンプを使用してキャニスタ３から大気側へガスを排出するよう構成されている。

図１に示すように、燃料タンク２には、濃度特定部９が設けられている。濃度特定部９の検出対象となる特定成分は、燃料タンク２に貯蔵された燃料の蒸発燃料に含まれた成分とすることができる。燃料としてガソリンを使用した場合には、特定成分として炭化水素などを例示でき、燃料としてアルコール燃料を使用した場合には、特定成分としてエタノール、メタノールなどを例示できる。また、濃度特定部９は、燃料タンク２内の酸素濃度を検出し、これに基づいて燃料タンク２内の空気の濃度を算出して、上記特定成分のタンク内濃度d_Xを検出するようにしてもよい。濃度特定部９は上記特定成分を検出可能なセンサを含む。本実施形態では、燃料としてガソリンを使用し、濃度特定部９は特定成分のタンク内濃度d_Xとして炭化水素の濃度d_HCを検出するＨＣセンサ９１を含む。なお、本実施形態ではＨＣセンサ９１は燃料タンク２に取付けられている。

また、図１に示すように、燃料タンク２には、タンク絶対圧特定部１０が設けられている。本実施形態では、タンク絶対圧特定部１０は、燃料タンク２内の絶対圧であるタンク絶対圧P_tankを検出するタンク圧センサ１１０を含む。これに替えて、タンク絶対圧特定部１０は、燃料タンク２内の圧力と大気圧P_atmの差圧を検出する相対圧センサと、大気圧P_atmを検出する大気圧センサ５１とを組合せて燃料タンク２のタンク絶対圧P_tankを特定してもよい。

そして、図１に示す燃料分圧推定部８０、対応分圧特定部８１、比較部８２、補正部８３はそれぞれの機能を果たすプログラムからなり、内燃機関１００のＥＣＵ１０２により実行される。

燃料分圧推定部８０は、濃度特定部９により特定された特定成分のタンク内濃度d_Xと、タンク絶対圧特定部１０により検出されたタンク絶対圧P_tankとから、燃料タンク２内の燃料蒸気の第１の分圧P_fuel1を推定する。当該推定方法は特に限定されず、公知の方法を採用できる。本実施形態では、密閉された燃料タンク２において成立する以下の関係式（１）によりの第１の分圧P_fuel1を推定する。なお、タンク内濃度d_XとしてＨＣ濃度d_HCを使用した。

図１に示す対応分圧特定部８１は、第１の分圧P_fuel1とタンク絶対圧P_tankとの関係に基づいて、圧力目標値P_checkから蒸発燃料の第２の分圧P_fuel2を特定する。例えば、第１の分圧P_fuel1が飽和蒸気圧に近い状態であり、減圧開始から圧力目標値P_checkに到達するまでにおける燃料の蒸発及び液化の流量がポンプ流量に対して十分小さく、減圧開始から圧力目標値P_checkに到達するまでにおける漏れ穴からの空気や蒸発燃料の入出流量がポンプ流量に対して十分小さいと仮定したとき、以下の関係式（２）が成立する。
P_tank：P_fuel1＝P_check：P_fuel2 …（２）
そして、本実施形態では、対応分圧特定部８１は、第１の分圧P_fuel1とタンク絶対圧P_tankとから当該関係式（２）に基づいて、第２の分圧P_fuel2を特定する。

図１に示す比較部８２は、第１の分圧P_fuel1と第２の分圧P_fuel2とを比較する。本実施形態では、比較部８２は、第１の分圧P_fuel1と第２の分圧P_fuel2との差分ΔP_evapを算出する。すなわち、ΔP_evap＝P_fuel1－P_fuel2の関係式（３）が成立する。差分ΔP_evapは、ポンプ７を作動させて燃料タンク２の内圧を圧力目標値P_checkにした後に燃料タンク２を密閉した直後から所定時間経過後までに、燃料タンク２内の燃料の蒸発に起因して変化しうるタンク内圧に相当する。

図１に示す補正部８３は、漏れ診断にあたり予め定められた漏れ診断閾値Ａ、又は燃料タンク２を含む診断対象系内の圧力変化に関係する圧力変化関係値Ｂを補正する。漏れ診断閾値Ａは図示しないメモリからなる記憶部に記憶されている。補正部８３における補正は、比較部８２による比較結果に基づいて行う。例えば、比較部８２による比較結果を補正値として、漏れ診断閾値Ａ又は圧力変化関係値Ｂに対して補正値を加えたり、差し引いたりして補正を行うことができる。

漏れ診断閾値Ａは予め定められた値であって、例えば、燃料タンク２を密閉した直後から所定時間経過後までの燃料タンク２内の圧力変化量ΔP_leakとしたり、燃料タンク２内の圧力変化量が所定値に到達するまでの時間T_leakとしたり、所定の燃料タンク２内の圧力変化速度dp/dt_leakとしたりすることができる。

漏れ診断閾値Ａを圧力変化量ΔP_leakとした場合は、燃料タンク２内の圧力変化量ΔP_result又はその絶対値を圧力変化関係値Ｂとするとともに、比較部８２の比較結果である差分ΔP_evapを補正値とする。そして、補正部８３により当該圧力変化関係値Ｂから当該補正値を差し引くことによって圧力変化関係値Ｂを補正することができ、又はこれに替えて、補正部８３により当該漏れ診断閾値Ａに当該補正値を加えることによって漏れ診断閾値Ａを補正することができる。なお、上記補正において、当該差分ΔP_evapに替えて差分ΔP_evapから導出した差分ΔP'_evapを修正補正値として用いて圧力変化関係値Ｂ又は漏れ診断閾値Ａを補正してもよい。修正補正値としての差分ΔP'_evapは、例えば、０＜Ｎ≦１を満たす所定の係数Ｎを差分ΔP_evapに乗算することで導出することができる。

また、漏れ診断閾値ＡをT_leakとした場合は、燃料タンク２内の圧力変化量が所定値に到達するまでの時間T_resultを圧力変化関係値Ｂとし、差分ΔP_evapに相当するタンク内圧の変化量に対応する変動時間T_evapを補正値とし、補正部８３により上述と同様に圧力変化関係値Ｂ又は漏れ診断閾値Ａを補正することができる。また、漏れ診断閾値Ａを圧力変化速度dp/dt_leakとした場合は、燃料タンク２内の圧力変化速度dp/dt_resultを圧力変化関係値Ｂとし、差分ΔP_evapに相当する燃料タンク２内の圧力変化速度dp/dt_evapを補正値とし、補正部８３により上述と同様に圧力変化関係値Ｂ又は漏れ診断閾値Ａを補正することができる。いずれの場合も、補正部８３は上述と同様に修正補正値を用いて圧力変化関係値Ｂ又は漏れ診断閾値Ａを補正してもよい。

漏れ診断部８は、ポンプ７によって診断対象系内を加圧又は減圧した後のタンク内圧の変化に関係する圧力変化関係値Ｂと予め定められた漏れ診断閾値Ａとに基づいて、診断対象系における漏れ診断をする。なお、補正部８３による補正が行われている場合は、漏れ診断部８は補正後の値に基づいて漏れ診断を行う。漏れ診断の方法は限定されないが、例えば、タンク内圧の変化に関係する圧力変化関係値Ｂと漏れ診断閾値Ａとを比較して、Ｂ＜Ａを満たすか否かを判定することにより漏れ診断を行うことができる。

図２、図３のフロー、及び図４のタイミングチャートを参照して、漏れ診断のフローについて説明する。
まず、図２に示すステップＳ１において、濃度特定部９としてのＨＣセンサ９１と、タンク絶対圧特定部１０としてのタンク圧センサ１１０とを作動する。そして、ステップＳ２において、タンク絶対圧特定部１０によりタンク内のタンク絶対圧P_tankを特定し、ステップＳ３において大気圧センサ５１により大気圧P_atmを検出する。続いてステップＳ４において濃度特定部９により、燃料タンク２内のＨＣ濃度d_HCを特定する。

その後、ステップＳ５において、燃料分圧推定部８０により、タンク絶対圧P_tank及びＨＣ濃度d_HCに基づいて、燃料タンク２内における蒸発燃料の第１の分圧P_fuel1を推定する。

そして、ステップＳ６において、圧力目標設定部６により大気圧P_atmとの差圧ΔPの目標値である差圧目標値ΔP_targetを読み込み、当該差圧目標値ΔP_targetと大気圧P_atmから圧力目標値P_checkを特定する。

次いで、ステップＳ７において、対応分圧特定部８１により、第１の分圧P_fuel1とタンク絶対圧P_tankとの関係に基づいて、圧力目標値P_checkまで減圧したときの蒸発燃料の第２の分圧P_fuel2を特定する。本実施形態では、上記式（２）P_tank：P_fuel1＝P_check：P_fuel2の関係式から、第２の分圧P_fuel2を特定する。

その後、ステップＳ８において、ΔP_evapを推定する。ΔP_evapの推定は、比較部８２により第１の分圧P_fuel1と第２の分圧P_fuel2とを比較することにより行う。本実施形態では、ΔP_evap＝P_fuel1－P_fuel2の関係式（３）に基づいて、補正値として差分ΔP_evapを算出する。なお、本実施形態における図２に示すステップＳ１～Ｓ８は、図４（ａ）においてIにて示す第I期間に相当する。そして、ステップＳ８の終了後、図３に示すステップＳ９に進む。

図３に示すステップＳ９において切替弁１２を閉弁し、ステップＳ１０においてポンプ７を作動させる。そして、ステップＳ１１においてタンク密閉弁４を開弁する。本実施形態では、ポンプ７は減圧ポンプであって、燃料タンク２を含む診断対象系内が減圧される。図３に示すステップＳ９～Ｓ１１は、図４（ａ）においてIIにて示す第II期間に相当する。

次いで、図３に示すステップＳ１２において、ステップＳ２で特定したタンク絶対圧P_tankが、ステップＳ６で特定した圧力目標値P_checkと同じであるか否か判定する。なお、当該判定はＥＣＵ１０２により所定のプログラムを実行して行う。タンク絶対圧P_tankが圧力目標値P_checkと同じではないと判定された場合は、ステップＳ１２のＮｏに進み、ステップＳ１３においてタンク密閉弁４の開弁から所定時間が経過したか否かを判定する。ステップＳ１３において所定時間経過していないと判定された場合は、ステップＳ１３のＮｏに進み、再度ステップＳ１２を行う。一方、ステップＳ１３において所定時間経過したと判定された場合は、ステップＳ１３のＹｅｓに進み、ステップＳ１４において、タンク密閉弁４が閉固着しているか又は燃料タンク２を含む診断対象系内に漏れありと判定し、制御フローを終了する。

一方、ステップＳ１２において、タンク絶対圧P_tankが圧力目標値P_checkと同じであると判定された場合は、ステップＳ１２のＹｅｓに進み、ステップＳ１５においてタンク密閉弁４を閉弁する。そして、ステップＳ１６においてポンプ７を停止する。図３に示すステップＳ１２～Ｓ１６は、図４（ａ）においてIIIにて示す第III期間に相当する。

その後、図３に示すステップＳ１７において、漏れ診断部８により、圧力変化関係値Ｂとしてポンプ７の停止から所定時間経過後の圧力変化量ΔP_resultを算出する。圧力変化量ΔP_resultは、圧力目標値P_checkとタンク絶対圧P_tankとの差分である。そして、ステップＳ１８において、補正部８３によって補正値としてのΔP_evapに基づいて、漏れ診断閾値Ａ又は圧力変化関係値Ｂを補正するとともに、漏れ診断部８において漏れ診断を行う。本実施形態では、補正部８３により圧力変化関係値Ｂとしての圧力変化量ΔP_resultの絶対値から補正値としてのΔP_evapを差し引くことにより圧力変化関係値Ｂを補正する。そし、漏れ診断部８によって補正後の圧力変化関係値Ｂが漏れ診断閾値ＡとしてのΔP_leakよりも小さいか否かを判定する。

そして、ステップＳ１８において、補正後の圧力変化関係値Ｂが漏れ診断閾値Ａより小さいと判定された場合、ステップＳ１８のＹｅｓに進み、ステップＳ１９において診断対象系内に漏れなしと判定する。例えば、図４（ｇ）に示すP_tankがP_t1の場合において、P_t1に対応するΔP_resultであるΔP_r1の補正後の値、すなわち｜ΔP_r1｜－ΔP_evapが漏れ診断閾値ＡとしてのΔP_leakより小さいと判定されれば、診断対象系内に漏れなしと判定する。そして、燃料タンク２に大きい漏れ穴がない場合には、燃料タンク２内のＨＣ濃度d_HCは、図４（ｈ）においてd_HC1で示すように、タンク密閉弁４を閉弁した直後のＨＣ濃度d_HC_startから時間経過に伴ってＨＣ飽和蒸気圧に相当する濃度d_HC_endまで徐々に上昇することとなる。

一方、ステップＳ１８において、補正後の圧力変化関係値Ｂが漏れ診断閾値Ａより小さくないと判定された場合、ステップＳ１８のＮｏに進み、ステップＳ２０において診断対象系内に漏れありと判定する。例えば、図４（ｇ）に示すP_tankがP_t2の場合において、P_t2に対応するΔP_resultであるΔP_r2の補正後の値、すなわち｜ΔP_r2｜－ΔP_evapが漏れ診断閾値ＡとしてのΔP_leak以上であると判定された場合、燃料タンク２に漏れありと判定する。そして、燃料タンク２に大きい漏れ穴がある場合には、燃料タンク内のＨＣ濃度d_HCは、図４（ｈ）においてd_HC2で示すように、燃料タンク２の漏れ穴から空気の流入に伴って徐々に減少することとなる。

そして、図３に示すように漏れ診断が終了後、ステップＳ２１に進んで切替弁１２を開弁し、ステップＳ２２においてタンク密閉弁４を開弁して診断対象系内を大気圧にした後、ステップＳ２３においてタンク密閉弁４を閉弁する。その後、ステップＳ２４において、タンク圧センサ１１０及びＨＣセンサ９１を停止して制御フローを終了する。図３に示すステップＳ１７～Ｓ２４は、図４（ａ）においてIVにて示す第IV期間、Vにて示す第V期間、VIにて示す第VI期間に相当する。

次に、本実施形態の作用効果について説明する。
本実施形態の蒸発燃料処理装置１では、対応分圧特定部８１により、タンク絶対圧P_tankと第１の分圧P_fuel1との関係から、燃料タンク２内を圧力目標値P_checkまで加圧又は減圧したときの燃料タンク２内における蒸発燃料の分圧である第２の分圧P_fuel2を特定する。そして、比較部８２により蒸発燃料の第１の分圧P_fuel1と第２の分圧P_fuel2とを比較して、補正部８３により比較結果に基づいて漏れ診断に利用される漏れ診断閾値Ａ又は圧力変化関係値Ｂを補正することができ、本実施形態では圧力変化関係値Ｂを補正する。これにより、漏れ診断部８は、補正後の値に基づいて、燃料の状態変化を考慮して漏れ診断を行うことができるため、漏れ診断の精度を向上することができる。なお、上記補正をするにあたって蒸発燃料等の温度を要しないため、温度検出手段が不要となり、装置の構成を簡略化することができるとともに製造コストを低減できる。

また、本実施形態では、差圧特定部５は大気圧P_atmを測定する大気圧センサ５１を含み、濃度特定部９はタンク内濃度d_Xとして炭化水素の濃度d_HCを測定するＨＣセンサ９１を含み、タンク絶対圧特定部１０はタンク絶対圧P_tankを測定するタンク圧センサ１１０を含む。そして、比較部８２は、比較結果として第１の分圧P_fuel1と第２の分圧P_fuel2との差分であるΔP_evapを算出する。これにより、圧力変化関係値ＢはΔP_evapに基づいて補正されることとなるため、燃料の状態変化が一層正確に反映されることから、高精度に漏れ診断を行うことができる。

また、本実施形態では、ポンプ７は診断対象系内を減圧する減圧ポンプであり、圧力目標設定部６は、差圧ΔPが所定値の差圧目標値ΔP_targetとなるように圧力目標値P_checkを設定する。そして、漏れ診断部８は、診断対象系内が圧力目標値P_checkまで減圧された状態でタンク密閉弁４が閉弁された後の所定時間における燃料タンク２内の圧力変化量ΔP_resultを圧力変化関係値Ｂとして算出し、当該圧力変化量ΔP_resultと漏れ診断閾値Ａとに基づいて漏れ診断を行う。これにより、差圧目標値ΔP_targetは所定値であって漏れ診断の都度に変化させないようにしており、圧力変化量ΔP_resultを当該圧力目標値P_checkまで減圧して燃料タンク２を密閉した時から所定時間経過後までの圧力変化量としている。そのため、漏れ診断閾値ＡとしてのΔP_leakを精度よく設定することができ、燃料タンク２の空き容量やポンプ性能のばらつきを受ける燃料タンク減圧中の圧力値を使わずに補正部８３による補正を行うことができるため、高精度に漏れ診断を行うことができる。

なお、本実施形態において、図３に示すステップＳ１５においてタンク密閉弁４を閉弁し、ステップＳ１６においてポンプ７を停止した後、図４（ｈ）にd_HC2で示すように、ＨＣ濃度が規定値以上減少した場合には、燃料タンク２に漏れ穴があり、当該漏れ穴から空気が流入している可能性が高い。そのため、図３に示すステップＳ１６の後のＨＣ濃度が、タンク密閉弁４を閉弁した直後のＨＣ濃度d_HC_startから規定値Ｃ４以上低下したとき、すなわち、d_HC≦d_HC_start－Ｃ４を満たすときには、通常状態のd_HC＞d_HC_start－Ｃ４となる場合の漏れ診断結果よりも重視して、車両の警告灯を点灯するように制御してもよい。

なお、本実施形態では、濃度特定部９がＨＣ濃度d_HCを検出するＨＣセンサ９１を備えることとしたが、これに替えて、又はこれとともに、エタノール濃度やメタノール濃度を検出可能なセンサを設けてもよい。この場合には、エタノールやメタノールの混合燃料を使用する場合にも、本実施形態の場合と同様に高精度に漏れ診断を行うことができる。

また、本実施形態では、漏れ診断閾値Ａとして所定時間における圧力変化量ΔP_leakを採用したが、これに替えて、漏れ診断閾値Ａとして、タンク内圧の変化量が所定値に到達するのに要した時間T_leakや燃料タンク２内の圧力変化速度dp/dt_leakを採用してもよい。この場合も本実施形態１の場合と同等の作用効果を奏する。

以上のごとく、本実施形態によれば、漏れ診断を高精度に行うことができる蒸発燃料処理装置を提供することができる。

（実施形態２）
図５に示すように、本実施形態の蒸発燃料処理装置は、図１に示す上記実施形態１の構成に加え、要否判定部８４、統計処理部８５、弁状態判定部８６、格納部８７を有する。要否判定部８４は、漏れ診断部８による診断の要否又は補正部８３による補正の要否を判定する。統計処理部８５は、漏れ診断の結果を統計処理する。弁状態判定部８６は、タンク密閉弁４の動作状態を判定する。統計処理部８５及び弁状態判定部８６は、ＥＣＵ１０２により実行される所定のプログラムからなる。格納部８７は、後述するリークフラグ情報を格納する。格納部８７は書き換え可能な不揮発性メモリからなる。

図６のフローを参照して、本実施形態の漏れ診断について説明する。
まず、図６に示すステップＳ１０１において、ＨＣセンサ９１と、タンク圧センサ１１０とを作動する。そして、ステップＳ１０２において、タンク圧センサ１１０によりタンク内のタンク絶対圧P_tankを特定し、ステップＳ１０３において大気圧センサ５１により大気圧P_atmを検出する。

続いてステップＳ１０４において、漏れ診断部８によりタンク絶対圧P_tankと大気圧P_atmとの差分の絶対値が、予め設定された規定値Ｃ１よりも大きいか否かを判定する。ステップＳ１０４において、タンク絶対圧P_tankと大気圧P_atmとの差分の絶対値が規定値Ｃ１よりも大きいと判定された場合は、ステップＳ１０４のＹｅｓに進み、ステップＳ１０５において漏れ診断部８によって漏れなしと判定する。その後、ステップＳ１０６において、ＨＣセンサ９１及びタンク圧センサ１１０を停止し、制御フローを終了する。

一方、ステップＳ１０４において、タンク絶対圧P_tankと大気圧P_atmとの差分の絶対値が規定値Ｃ１よりも大きくないと判定された場合は、ステップＳ１０４のＮｏに進み、ステップＳ１０７において、ＨＣセンサ９１によって燃料タンク２内のＨＣ濃度d_HCを特定する。

そして、ステップＳ１０８において、要否判定部８４は、ＨＣ濃度d_HCが規定値Ｃ２以上であるか否かを判定する。ステップＳ１０８において、ＨＣ濃度d_HCが図４（ｈ）においてd_HC3で示すように、規定値Ｃ２以上であると判定された場合は、ステップＳ１０８のＹｅｓに進む。そして、ステップＳ１０９において、要否判定部８４は、リークフラグをＯＮにし、リークフラグ情報として格納部８７に格納する。その後、ステップＳ１１０において、要否判定部８４は、比較部８２の比較結果である補正値ΔP_evapの値を０に設定して、補正部８３による補正を不要とする。その後、図７に示す後述のステップＳ１１６に進む。なお、図示しないがステップＳ１１０において、要否判定部８４はΔP_evapの値を０に設定することに替えて、漏れ診断部８による漏れ診断を中止すると判定してもよい。

一方、図６に示すステップＳ１０８において、ＨＣ濃度d_HCが図４（ｈ）においてd_HC1で示すように、規定値Ｃ２以上でないと判定された場合は、ステップＳ１０８のＮｏに進み、ステップＳ１１１において、燃料分圧推定部８０により、第１の分圧P_fuel1を推定する。その後、ステップＳ１１２において、要否判定部８４は、第１の分圧P_fuel1と大気圧P_atmとの差分の絶対値が予め定められた規定値Ｃ３以下であるか否かを判定する。ステップＳ１１２において、第１の分圧P_fuel1と大気圧P_atmとの差分の絶対値が規定値Ｃ３以下であると判定された場合は、ステップＳ１１２のＹｅｓに進み、上述のステップＳ１０９及びステップＳ１１０以降のフローを行う。

また、ステップＳ１１２において、第１の分圧P_fuel1と大気圧P_atmとの差分の絶対値が規定値Ｃ３以下でないと判定された場合は、ステップＳ１１２のＮｏに進む。そして、図２に示す実施形態１のステップＳ６～Ｓ８と同様に、ステップＳ１１３において予め設定された差圧目標値ΔP_targetを読み込み、その値と大気圧P_atmとから圧力目標値P_checkを特定し、ステップＳ１１４において蒸発燃料の第２の分圧P_fuel2を特定し、ステップＳ１１５において補正値のΔP_evapを推定する。その後、図７に示すステップＳ１１６に進む。

図７に示すステップＳ１１６～Ｓ１２０は、図３に示す実施形態１のステップＳ９～Ｓ１３と同様であって、ステップＳ１１６において切替弁１２を閉弁し、ステップＳ１１７においてポンプ７を作動させ、ステップＳ１１８においてタンク密閉弁４を開弁し、ステップＳ１１９においてタンク絶対圧P_tankの絶対値が圧力目標値P_checkと同じであるか否か判定する。ステップＳ１１９においてタンク絶対圧P_tankが圧力目標値P_checkと同じではないと判定された場合は、ステップＳ１２０において所定時間経過したか否か判定する。ステップＳ１２０において所定時間経過していないと判定された場合は、ステップＳ１２０のＮｏに進み、ステップＳ１１９に戻る。

一方、図７に示すステップＳ１２０において所定時間経過したと判定された場合は、ステップＳ１２０のＹｅｓに進み、ステップＳ１２１において、弁状態判定部８６によりタンク密閉弁４の動作状態が正常であるか否かの判定を開始する。当該判定は、例えば、ポンプ７を停止した状態でタンク密閉弁４が閉じた状態で燃料タンク２における内部と外部に差圧ができる状況になってからタンク密閉弁４を開放状態にする信号を送信した後の燃料タンク２の内圧変化の有無により判断することができる。具体的には、例えば、エンジン作動中にキャニスタパージ処理のためにパージバルブ４１を開いて切替弁１２を閉じた状態にし、タンク密閉弁４を開放状態にする信号を送信したときに燃料タンク２内が負圧になるか否かで判断することができる。

その後、ステップＳ１２２において、タンク密閉弁４が正常であったと判定された場合は、ステップＳ１２２のＹｅｓに進み、ステップＳ１２３において燃料タンク２に漏れありと判定し、ステップＳ１３４に進んでフローを終了する。

一方、ステップＳ１２２において、タンク密閉弁４が正常でなかったと判定された場合は、ステップＳ１２２のＮｏに進み、ステップＳ１２４において、タンク密閉弁４が開固着していたと判定し、ステップＳ１３４に進んでフローを終了する。

上述のステップＳ１１９において、タンク絶対圧P_tankが圧力目標値P_checkで同じであると判定された場合は、ステップＳ１１９のＹｅｓに進み、ステップＳ１２５においてタンク密閉弁４を閉弁した後、ステップＳ１２６においてポンプ７を停止する。

その後、ステップＳ１２７において、図３に示す実施形態１のステップＳ１７と同様に、漏れ診断部８により圧力変化関係値ＢとしてΔP_resultを特定する。そして、図７に示すステップＳ１２８において、補正部８３により｜ΔP_result｜－ΔP_evapを算出して圧力変化関係値Ｂを補正する。次いで、ステップＳ１２９において、統計処理部８５により、格納部８７に格納されたリークフラグがＯＮか否かを判定する。

ステップＳ１２９において、リークフラグがＯＮであると判定した場合、すなわち、補正値ΔP_evap＝０として圧力変化関係値Ｂの補正をしなかった場合は、ステップＳ１２９のＹｅｓに進む。そして、ステップＳ１３０において、補正部８３により、今回の結果である｜ΔP_result｜－ΔP_evapの値に所定の重みづけ処理を行う。当該重みづけ処理は、漏れ診断部８によって漏れありと判定されやすくすることができる。そして、ステップＳ１３１において、統計処理部８５により、これまでの漏れ情報を統計処理して統計結果を算出する。統計結果を算出するためのこれまでの漏れ情報としては、直近の一回の漏れ情報または直近の複数の漏れ情報などを採用できる。なお、本実施形態では、ステップＳ１２８において、漏れ診断部８により｜ΔP_result｜－ΔP_evapを算出したが、これに替えて、｜ΔP_result｜－ΔP_evap－ΔP_leakを算出することとしてもよい。この場合は、｜ΔP_result｜－ΔP_evap－ΔP_leak＜０となった際には、｜ΔP_result｜－ΔP_evap－ΔP_leak＝０として扱って統計処理をしてもよい。

図７に示すステップＳ１３１の後、ステップＳ１３２において、漏れ診断部８により、ステップＳ１３１で算出した統計結果が、予め定められた漏れ診断閾値Ａとしての漏れ基準値を超えているか判定する。ステップＳ１３２において、統計結果が漏れ基準値を超えていると判定された場合は、ステップＳ１３２のＹｅｓに進み、ステップＳ１３３において、燃料タンク２に漏れありと判定する。その後、ステップＳ１３４において終了ステップを行う。当該終了ステップは、図３に示す実施形態１におけるステップＳ２１～Ｓ２４と同等のステップである。また、ステップＳ１３２において、統計結果が漏れ基準値を超えていないと判定された場合は、ステップＳ１３２のＮｏに進み、上述のステップＳ１３４に進む。

一方、ステップＳ１２９において、リークフラグがＯＮでないと判定された場合、ステップＳ１３０を実施せずに、上述のステップＳ１３１以降を実施する。

本実施形態における作用効果について、以下に詳述する。
本実施形態において、要否判定部８４は、濃度特定部９により特定された濃度d_HCと予め設定された規定値Ｃ２とを比較した比較結果に基づいて、漏れ診断の要否又は補正の要否を判定する。ＨＣ濃度d_HCが１００％に近い場合は、燃料タンク２に漏れ穴があり当該漏れ穴から空気が押し出されて高濃度になっている可能性が高い。これにより、燃料ガスの分圧が漏れ診断時の燃料ガスの飽和蒸気圧に準ずる値でないことが懸念され、燃料蒸発の影響を正確に予測できない可能性がある。そのため、ＨＣ濃度d_HCと予め設定された規定値Ｃ２との比較結果に基づいて漏れ診断の要否又は補正の要否を判定することにより、漏れ診断の精度を向上することができる。

また、本実施形態では、要否判定部８４は、上記濃度d_HCが規定値Ｃ２以上である場合に、漏れ診断部８による漏れ診断を中止すると判定するか、又は補正部８３による補正を中止すると判定する。燃料タンク２を含む診断対象系が密閉状態に近い状態であれば、系内に必ず空気が存在するため、ＨＣ濃度d_HCが規定値以上にならないはずである。従って、濃度d_HCが規定値Ｃ２以上である場合には、漏れ診断部８による漏れ診断を中止すると判定するか、又は補正を中止すると判定することにより、漏れ診断の精度を向上することができる。本実施形態では、濃度d_HCが規定値Ｃ２以上である場合には、燃料タンク２に漏れありの可能性ありと判定して、リークフラグをＯＮにしている。

また、本実施形態では、要否判定部８４は、第１の分圧P_fuel1と大気圧P_atmとの差分ΔP_fuelと、予め設定された規定値Ｃ３とを比較した比較結果に基づいて、漏れ診断の要否又は補正の要否を判定する。燃料ガスの分圧がその時点の大気圧P_atmと同じ値や近い値であった場合は、燃料タンク２に漏れ穴があり、当該漏れ穴からタンク内圧が漏れている可能性が高い。これにより、燃料ガスの分圧P_fuelが漏れ診断時の燃料の飽和蒸気圧に準ずる値でないことが懸念され、燃料蒸発の影響を正確に予測できない可能性がある。そのため、上記差分ΔP_fuelと予め設定された規定値Ｃ３との比較結果に基づいて漏れ診断の要否又は補正の要否を判定することにより、漏れ診断の精度を向上することができる。

また、本実施形態では、要否判定部８４は、上記差分ΔP_fuelの絶対値が予め設定された規定値Ｃ３以下である場合、漏れ診断部８による漏れ診断を中止すると判定するか、又は補正部８３による補正を中止すると判定する。燃料タンク２内の蒸発燃料の分圧が大気圧P_atm以上になれる状態でも、燃料タンク２に漏れ穴があると大気圧以上になれないはずである。これにより、上記差分ΔP_fuelの絶対値が予め設定された規定値Ｃ３以下である場合には、漏れ診断又は補正を中止すると判定することにより、漏れ診断の精度を向上することができる。

なお、本実施形態２では、図６に示すステップＳ１１５及びＳ１１０の次に図７に示すステップＳ１１６に進むこととしたが、これに替えて、図６に示すステップＳ１１５及びＳ１１０の次に、実施形態１において図３に示すステップＳ９に進むこととしてもよい。この場合は、図６におけるステップＳ１０９は実施しないこととしてもよい。

本発明は上記実施形態及び変形形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。

１蒸発燃料処理装置
２燃料タンク
３キャニスタ
４タンク密閉弁
５差圧特定部
６圧力目標設定部
７ポンプ
８漏れ診断部
９濃度特定部
１０タンク絶対圧特定部
８０燃料分圧推定部
８１対応分圧特定部
８２比較部
８３補正部
８４要否判定部

Claims

内燃機関（１００）の燃料タンク（２）の蒸発燃料を回収する蒸発燃料処理装置（１）であって、
燃料を貯留する上記燃料タンク（２）と、
上記燃料タンクに発生する蒸発燃料を吸着するキャニスタ（３）と、
上記燃料タンクと上記キャニスタの間を連通と遮断とに切り替えるタンク密閉弁（４）と、
上記燃料タンクを含む診断対象系内と大気との差圧ΔPを特定する差圧特定部（５）と、
上記差圧ΔPが、予め定められた差圧目標値ΔP_targetとなるように、上記診断対象系内の圧力目標値P_checkを設定する圧力目標設定部（６）と、
上記診断対象系内を上記圧力目標値P_checkまで加圧又は減圧するポンプ（７）と、
上記診断対象系内の圧力変化に関係する圧力変化関係値Ｂと予め設定された漏れ診断閾値Ａとに基づいて、上記診断対象系における漏れ診断をする漏れ診断部（８）と、
上記燃料タンク内の気相部における特定成分のタンク内濃度d_Xを特定する濃度特定部（９）と、
上記燃料タンク内の絶対圧であるタンク絶対圧P_tankを特定するタンク絶対圧特定部（１０）と、
上記タンク内濃度d_Xと上記タンク絶対圧P_tankとから上記燃料タンク内の燃料蒸気の第１の分圧P_fuel1を推定する燃料分圧推定部（８０）と、
上記タンク絶対圧P_tankと上記第１の分圧P_fuel1との関係に基づいて、上記燃料タンク内を上記圧力目標値P_checkまで加圧又は減圧したときの上記燃料タンク内の燃料蒸気の第２の分圧P_fuel2を特定する対応分圧特定部（８１）と、
上記第１の分圧P_fuel1と上記第２の分圧P_fuel2とを比較する比較部（８２）と、
上記比較部の比較結果に基づいて、上記漏れ診断に利用される上記漏れ診断閾値Ａ又は圧力変化関係値Ｂを補正する補正部（８３）と、
を備える蒸発燃料処理装置。
上記差圧特定部は、大気圧P_atmを測定する大気圧センサ（５１）を含み、
上記濃度特定部は、上記タンク内濃度d_Xとして炭化水素の濃度d_HCを測定するＨＣセンサ（９１）を含み、
上記タンク絶対圧特定部は、上記タンク絶対圧P_tankを測定するタンク圧センサ（１１０）を含み、
上記比較部は、比較結果として上記第１の分圧P_fuel1と上記第２の分圧P_fuel2との差分ΔP_evapを算出する、請求項１に記載の蒸発燃料処理装置。
上記ポンプは、上記診断対象系内を減圧する減圧ポンプであり、
上記圧力目標設定部は、上記差圧ΔPが所定値の差圧目標値ΔP_targetとなるように、上記圧力目標値P_checkを設定し、
上記漏れ診断部は、上記圧力変化関係値Ｂとして上記診断対象系内が上記圧力目標値P_checkまで減圧された状態で上記タンク密閉弁が閉弁された後の所定時間における上記燃料タンク内の圧力変化量ΔP_resultを算出し、該圧力変化量ΔP_resultと上記漏れ診断閾値Ａとの比較結果に基づいて漏れ診断を行う、請求項１又は２に記載の蒸発燃料処理装置。
上記タンク内濃度d_Xと予め設定された規定値Ｃ２とを比較した比較結果に基づいて、上記漏れ診断の要否又は上記補正の要否を判定する要否判定部（８４）を有する、請求項３に記載の蒸発燃料処理装置。
上記要否判定部は、上記タンク内濃度d_Xが上記規定値Ｃ２以上である場合に、上記漏れ診断部による漏れ診断を中止すると判定するか、又は上記補正部による補正を中止すると判定する、請求項４に記載の蒸発燃料処理装置。
上記第１の分圧P_fuel1と大気圧P_atmとの差分ΔP_fuelと、予め設定された規定値Ｃ３とを比較した比較結果に基づいて、上記漏れ診断の要否又は上記補正の要否を判定する要否判定部（８４）を有する、請求項３に記載の蒸発燃料処理装置。
上記要否判定部は、上記差分ΔP_fuelの絶対値が予め設定された規定値Ｃ３以下である場合、上記漏れ診断部による漏れ診断を中止すると判定するか、又は上記補正部による補正を中止すると判定する、請求項６に記載の蒸発燃料処理装置。