JPH04503844A - タンク通気弁の制御能力を検査する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 タンク通気弁の制御能力を検査する方法及び装置従来の技術 本発明は請求の範囲第１項の前文に記載の診断方法に関する。

すでにタンク通気弁とアイドリングアクチュエータの制御能力が検査される診断 方法が知られている（ＤＥ　−ＰＳ３６２４４４１）。

タンク通気弁は、燃料タンクからの燃料蒸気を吸収する中間容器と内燃機関の吸 気領域とを接続する導管に配置される。中間容器は通常活性炭フィルタを有して いる。この活性炭フィルタは所定の最大充填度のみ許容する。すなわち燃料蒸気 となった最大燃料量のみを吸収することができる。

従って活性炭を規則的に洗うことが必要である。これは通常タンク通気弁を作動 させた後活性炭フィルタを介し空気を内燃機関の吸気領域に供給することにより 行なわれる。活性炭フィルタの充填度が大きければ大きいほど付加空気量には燃 料がそれだけ濃く充填されるので、付加空気量を供給することは内燃機関に供給 される空燃比を誤ったものにしてしまう。

これは制御回路により、いわゆるラムダ制御により補償しなければならない。ラ ムダ制御により行なわれる閉ループ制御動作は通常緩慢であるので、燃料供給に 対してあらかじめ定められた制御値を内燃機関の運転中改めて定める方法、すな わち適応学習する方法が導入されていた（ＤＥ　−０Ｓ３６３９９４６）。

その場合設けられているタンク通気弁が駆動されているか否かが調べられる。そ の際、駆動に従ってタンク通気弁が開放あるいは閉じることが前提となっている 。

ＤＥ　−ＰＳ３６２４４４１に記載されている診断方法を実施する場合、タンク 通気弁によりて供給される付加空気量には燃料蒸気が僅かしか充填されないので 、この付加空気量（Ｑ　ＴＥＶ）はアイドリングアクチュエータによって供給さ れる付加空気量（Ｑ　ＬＬＲ）と同じくらいであることが前提となっている。タ ンク通気弁とアイドリング制御器により制御されるアイドリングアクチュエータ を所定に駆動することによりアイドリング制御器とラムダ制御器を応答させてタ ンク通気弁とアイドリングアクチュエータの機能正常性を判断することができる 。

完璧を期するために述べてお（と、はぼ駆動装置の後段に接続された増幅段と電 気的な接続線からなる関連する制御装置の機能正常性についても同様に判断され ている。しかし以下では駆動装置については明確には説明は行なわれない。

発明の利点 これに対して請求の範囲第１項に記載の特徴部分を有する本発明の方法では、タ ンク通気弁を介して供給される付加空気量に燃料がどのくらい濃（充填されるか に無関係に機能するという利点が得られる。すなわち本診断方法はいつでも用い ることができ、活性炭フィルタに燃料が濃く充填されているときも、並びにそれ により供給される付加空気量に燃料が濃く充填されている場合にも用いることが できる。

これは例えば、内燃機関が長い時間運転されなかった時の場合である。しかしこ のようなときに特にタンク通気弁が駆動することができるかどうかを知ることが 重要になる。というのは内燃機関は冷えている状態では供給される空燃比がずれ ていると誤起動する傾向があるからである。さらに電気機械的に動作するタンク 通気弁は長い開作動されなかった後では正常に機能しない確率が特に大きくなる 。

空気と燃料の混合気がタンク通気弁を通過して流れたときに変化しかつタンク通 気弁において所定のセンサにより測定可能な量が診断方法に用いられるので、内 燃機関あるいはその一つの制御装置の応答を分析する必要性はない。このことは 、その機能正常性が本発明の診断方法の前提とはならないことを意味する。

尚、センサにより測定される量は、通常タンク通気弁の駆動前の時点並びに駆動 後の時点において測定される量の差だけを分析するだけで十分である。

図面 本発明の実施例が図面に図示されており、以下に詳細に説明する。

第１ａ図は、内燃機関の運転に用いられる電子的、電気的並びに電気機械的な閉 、開ループ制御素子並びにアクチュエータの実施形をブロック図で概略図示した ものである。特に同図には本診断方法の第１の実施例に必要なセンサを有するタ ンク通気領域が図示されている。

第１ｂ図は吸い込み管、吐き出し管並びに実施形に必要な差圧センサを有するタ ンク通気弁の拡大図である。

第２図は圧力測定を行なう診断方法のフローチャート図である。

第３図は流量測定を行なう診断方法のフローチャート図である。

第４図は差圧を測定する診断方法のフローチャート図である。

実施例の説明 本発明の基本的な考え方は、活性炭フィルタの再生ガス流の空燃比に無関係に、 真の物理的な応答が発生する自動車の運転時並びにエンジンの回転時にタンク通 気領域に対してアクチュエータの診断を実施することである。診断は、タンク通 気弁を作動させることにより活性炭フィルタを通過する付加空気量を内燃機関の 吸気領域に導き、この空気量の通過によりタンク通気弁の上流並びに下流におい てセンサにより測定される量が変化することに基づいている。それにより対応し た故障状態が検出される。

以下に本発明を説明する前に、以下のことに注意しておく。

第１図に図示したものは、ディスクリートな回路素子により示されたブロック図 を示すものであって本発明を限定するものではなく特に本発明の機能的な基本作 用を明らかにし実施形における具体的な機能の流れを示すのに用いられるもので ある。個々の素子並びにブロックはアナログ、デジタルあるいはハイブリッド技 術を用いて構成できるものである。さらに全体あるいは一部をまとめて例えばマ イクロコンピュータ、マイクロプロセッサ、デジタルあるいはアナログ論理回路 などのようなプログラム制御されるデジタル装置領域を設けるようにすることも 可能である。従つて以下で行なわれる説明は、単に機能的な全体並びに時間の流 れに関する好ましい実施例、それぞれ上述したブロックにより得られる機能の好 ましい実施例並びに個々の素子により得られる機能部分のそれぞれ箇々 弊関係に関する好ましい実施例として考えるべきものであり、より良く理解する ためにそれぞれの回路ブロックの説明が行なわれるものである。

第１図において、１０は内燃機関を、又１１は吸気領域を示し、この吸気領域に 絞り弁１１ａが回動自在に配置されている。

非動作位置からの変位が角度αで示されている。内燃機関の運転を確実にする他 の部材に関しては、それが本発明の理解に又基本となっている関係に必要である 場合にのみ説明が行なわれる。

通常マイクロプロセッサ、関連するメモリ、電源並びに周辺センサそれにアクチ ュエータを備えたマイクロコンピュータである電子制御ユニット１２には多数の 運転状態データ、具体的には以下のデータが入力される。

堰止め板、圧力センサ、熱線センサなどから構成されるエアフローメータ１３か ら得られる内燃機関１０の負荷Ｌ１回転数センサ１４からの回転数ｎ１ 排ガス管１６に配置されそれぞれの内燃機関の運転状態を介して、正確には排ガ スの酸素含有量を介して実際値データを検出するラムダセンサ１５の出力信号に よってめられる内燃機関に供給される空燃比、 などのデータが入力される。

これらのデータ並びに温度、気圧などの他の供給される複数の情報から電子制御 ユニット１２は高精度で計算された出力信号、すなわち燃料噴射装置の場合には 例えば１７で吸気領域で模式的に図示された噴射弁を駆動する噴射制御信号ｔｉ を発生する。

タンク通気に対しては明瞭にするために個別に図示した制御ユニット１８が設け られる。しかしこの制御ユニットは中央のマイクロコンピュータの一部とするこ ともでき、タンク通気弁を駆動するものである。このタンク通気弁は、燃料タン ク２１の蒸気を吸収する中間容器２０から内燃機関の吸気領域１１の箇所２２に 導かれる管に配置される。

更に、本発明の診断方法を実施するために診断部２３が設けられる。この診断部 は第１図では個別に図示されているが、中央のマイクロコンピュータの一部とす ることもできる。この診断部は信号線を介してタンク通気制御ユニット１８に信 号を出力し、それにより通常のタンク通気機能が遮断され本診断方法が導入され る。診断部には、 回転数ｎに関する回転数センサ１４の信号、絞り弁１１ａの変位αに関する信号 、 タンク通気弁１９の吸い込み管に配置されるセンサ２４の信号、 タンク通気弁１９の吐き出し管に配置されるセンサ２５の信号 が入力される。

センサ２４．２５は、空気と燃料の混合気がタンク通気弁１９に流れたときに変 化する量を検出するように構成されている。

さらに診断部２３には電子制御ユニット１２からの信号も入力することができ、 それにより診断方法がはじめて実施可能になる。さらに診断部２３には特にエア フローメータ１３が圧力センサとして形成される場合にはエアフローメータ１３ からの負荷りに関する信号が入力される。

診断部２３は、マイクロコンピュータの一部としてないしそのプログラムとして 構成されており、センサ２４．２５の測定値並びに診断の結果を格納することが できるメモリ並びに測定信号の必要な比較を行なうことができる比較手段を有す る。

診断部２３は、それぞれ診断の結果にしたがって例えば指示ランプを点灯させる 指示装置２６を駆動することもできる。この指示装置は基本的に任意の形で、文 字ディスプレとして実現することもでき、また診断の中間値を表示することもで きるものである。

内燃機関１０を運転することにより吸気領域１１には負圧、すなわち大気圧より 小さく、かつ例えば回転数ｎ、絞り弁１１ａの変位αなどの運転パラメータに関 係した圧力ｐＡが発生する。

本発明の第１の実施例では、センサ２４．２５はタンク通気弁される。診断方法 の流れを第２図を用いて説明する。

まず、例えば回転数ｎ並びに絞り弁１１ａの変位角αのような吸気領域１１の圧 力に関係する運転パラメータが測定される（ステップ１００）。これらの運転パ ラメータに基づいてステップ１０１において内燃機関１０の吸気領域１１の圧力 ｐＡが算出される。

又ステップ１００において、吸気領域１１の圧力ｐＡをそれに対して設けられた センサにより検出するように構成することもできる。このセンサにより出力され る信号は内燃機関の負荷状態を示す値として用いることもできる。

ｐＡがタンク通気弁１９の駆動後の圧力変化をセンサ２４．２５により測定する ことができるようにするために、ステップ１０２においてｐＡが最大に許容でき る最大許容圧力ｐＡＭＡＸと比較される。ｐＡがｐＡＭＡＸより大きいと診断処 理が中止される（１０３）。ｐＡがｐＡＭＡＸより小さいか等しいとステップ１ ０４において圧力ｐ１２４とｐ１２５の測定がセンサ２４ないし２５により行な われる。ステップ１０５においてこれらの値が格納され、続いて診断部２３によ り駆動信号ＡＳがタンク通気制御ユニット１８に出力される（１０６）。

ステップ１０７では改めて圧力ｐ２２４とｐ２２５がセンサ２４ないし２５によ り測定される。

ステップ１０８では、差を形成することにより、具体的には（１）　ｐ２４　＝ 　ｐ１２４−　ｐ２２４（２）ｐｚ５＝ｐ１２５−ｐ２２５ （３）ｐ＝　（ｐ１２５−ｐ１２４）−（ｐ２２５−ｐ２２４）により本来の分 析が行なわれる。

ステップ１０９では、式（１）〜（３）の少なくとも一つの式から得られる圧力 差と目標値が比較される。これらの圧力差の一つあるいは複数が対応する目標値 ＤＭＩＮより小さい場合には、ステップＩｌｌで故障状態と判別される。ＤＭＩ Ｎは、それぞれ式（１）〜（３）に関する最小値を意味する。

測定された圧力差が関連する最小値よりも大きい場合には、タンク通気弁１９が 駆動可能であると判断され（１１０）、ここでは「良好状態」と表示される。

診断の結果（１０３，１１０，１１１）は、それに対して設けられ診断部２３の 一部となっているメモリに格納され、かつ／又は表示装置２６により表示される 。

本診断方法の他の実施例では、センサ２４．２５は、タンク通気弁の吸い込み管 ないし吐き出し管を通過して流れる流量Ｑ。

通常空気と燃料の混合気の流量が測定できるように構成される。

流れを第３図を用いて説明する。その場合、診断方法の第１の実施例と同様に行 なわれるステップは同様に示されており、本方法の理解に必要な場合着のみ説明 が行なわれる。

本方法の開始時ステップ２００において変数に＝Ｏがセットされる。

ステップ１０２において、吸気領域の圧力が最大圧力ｐＡＭＡＸより小さいかあ るいは等しいと判断された場合には、センサ２４．２５によりタンク通気弁１９ の吸い込み管ないし吐き出し管の流量の測定が行なわれ、関連する値Ｑ１２４、 Ｑ１２５が格納される（ステップ２０４）　。

この流量が０と明かに異る値を有することが判別された場合には、少なくともタ ンク通気弁の吸い込み管あるいは吐き出し管に故障があるかあるいはタンク通気 弁自体に故障があり、タンク通気系が気密でないかあるいはタンク通気弁が開放 していることになる。正確に分析するために、ステップ２０５ａにおいて変数に ＝１がセットされ、続いてステップ１０６の処理に移る。

ステップ２０５で顕著な流量が検出されない場合には、Ｋ＝０となっており、ス テップ１０６の処理が行なわれる。

診断部２３によりタンク通気制御ユニット１８を駆動した後センサ２４ないし２ ５により流量Ｑ２２４及びＱ２２５が改めて測定された後、ステップ１０８にお いて差、好ましくは、（４）　Ｑ２４　＝　Ｑ２２４−　Ｑ１２４（５）　Ｑ２ ５　＝　Ｑ２２５−Ｑ１２５の計算が行なわれる。

ステップ２０９で変数に＝１であるかが判断される。イエスの場合には、すなわ ちＱ１２４及び／又はＱ１２５が０と等しくない値を有する場合には、ステップ １０９ａの処理が行なわれる。

その場合、（３）、（４）からの差が所定の最小値より小さいかが判別される。

イエスの場合には、タンク通気弁は駆動することができず、タンク通気系が気密 でなくかつ／又はタンク通気弁が開放していると判断される。

ステップ１０９ａの判断で差がＤＭＩＮより大きいかあるいは等しいとなると、 これはタンク通気弁は駆動することができるが、タンク通気系が気密でないこと を意味する。この気密でないことは、空気と燃料の混合気がタンク通気系外部か ら入っているか、あるいはタンク通気弁が駆動前完全に閉じていないことを意味 する。詳細には説明しないが、ステップ２１０においてセンサ２４．２５の出力 信号を選択的に分析することにより正確な診断を行なうことができる。

しかし、変数Ｋが１と等しくない場合には、ステップ１０９で式（４）と（５） の差が最小目標値ＤＭＩＮより小さいかの判断が行なわれる。「イエス」の場合 には、タンク通気弁は駆動することができず診断部２３による駆動の前後で閉じ ていたと判断される（１１１）。

ステップ１０９で「ノー」と判断されると、これは、センサ２４．２５により検 出される領域のタンク通気系が気密であり、タンク通気弁が駆動可能であること を意味する。すなわち、この診断方法の実施例で「良好状態」と判断される。

診断方法の第２の実施例でＤＭＩＮは式（４）と（５）の最小値を示す。

診断方法の得られた結果（１０３，１１０，１１１，２１０，２１１）は、それ に対して設けられ診断部２３の一部となつているメモリに格納され、かつ／又は 表示装置２６により表示される。

詳細には説明しないが、第２の実施例の変形例として、流量の代りに流量体積を 測定するセンサ２４．２５を用いるようにすることができる。

なお、これまで説明してきた本発明の診断方法の実施例を変形し、両センサ２４ ．２５の内一方を省略することもできる。

もちろんその場合、ステップ１０８で計算される差の数はそれに応じて減少され る。

診断方法の第３の実施例では、両センサ２４．２５の代りに単一のセンサ２７（ 第１ｂ図）が用いられる。このセンサはタンク通気弁１９の吸い込み管と吐き出 し管の差圧を表す出力信号を診断部２３に出力する。この診断方法の実施例の流 れを第４図を用いて説明する。診断方法の第１の実施例で行なわれるようなステ ップが第２図と同様に図示されている。これらに関しては、理解に必要と思われ る場合にのみ説明が行なわれる。

ステップ１０２において、ｐＡＭＡＸより小さいかあるいは等しい圧力ｐＡが測 定された場合には、ステップ３０４においてタンク通気弁１９の吸い込み管と吐 き出し管の差圧ｐ１２７が測定される。ステップ３０５において、この測定値が 格納され、続いて（１０６）診断部２３によりタンク通気弁を駆動する駆動信号 ＡＳがタンク通気制御ユニット１８に出力される。

ステップ３０７において、改めて値ｐ２２７の差圧が測定される。

ステップ１０８において、差、特に （６）　ｐ２７　＝　ｐ２２７−　ｐ１２７が計算され、続いて（１０９）この 差が許容最小差ＤＭＩＮより小さいかが判断される。但し、ＤＭＩＮは式（６） に関するものである。

「イエス」のときは、診断方法はタンク通気弁（１１１）の駆動系に欠陥状態が あると判断し、また他（ノー）の場合にはタンク通気弁は駆動信号に応答し、「 良好状態」が記録される。

続いて、１１０ないし１１１の結果が表示及び／又は格納される。

本発明の診断方法の核心は、流量がタンク通気弁を流れたとき変化する量をタン ク通気弁の領域で測定することによりタンク通気弁の制御能力を調べることにあ る。

その場合、好ましくはタンク通気弁の駆動前後のこれらの量の差が分析される。

必要な場合、例えば使用されるセンサ本発明の方法では、内燃機関の応答に無関 係に動作し流量の空燃比を制限する必要がない、という利点が得られる。

ＦＩＧ、２ 補正書の写しく翻訳文）提出書く特許法第１８４条の８）平成３年９月１９日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）燃料蒸気が充填された付加空気量をタンク通気弁を介し内燃機関の吸気領域 に供給することが可能なタンク通気弁の制御能力を検査する診断方法において、 タンク通気弁の吸い込み管及び／又は吐き出し管において測定することができか つ付加空気量がタンク通気弁を通過したとき変化する量を検出する少なくもと一 つのセンサからの出力信号が測定信号として用いられ、 タンク通気弁に関連して設けられた制御装置を駆動する駆動信号ＡＳが出力され たとき少なくとも一つの測定信号に従ってタンク通気弁の制御能力及び／又はタ ンク通気弁の吸い込み管及び／又は吐き出し管の気密性が判断されることを特徴 とするタンク通気弁の制御能力を検査する診断方法。 ２）駆動信号ＡＳが出力されたときの少なくとも一つの測定信号の他に駆動信号 ＡＳ出力前の少なくとも一つの測定信号が分析されることを特徴とする請求の範 囲第１項に記載の診断方法。 ３）駆動信号ＡＳ出力前と出力時の少なくとも一つの測定信号差が分析されるこ とを特徴とする請求の範囲第２項に記載の診断方法。 ４）測定信号を分析する前に、内燃機関の吸気領域に存在する圧力ｐＡが最大許 容値以下であるかが調べられることを特徴とする請求の範囲第１項から第３項ま でのいずれか１項に記載の診断方法。 ５）圧力ｐＡが内燃機関の運転パラメータ、少なくとも回転数と負荷により算出 されることを特徴とする請求の範囲第４項に記載の診断方法。。 ６）測定される量がタンク通気弁の吸い込み管及び／又は吐き出し管の圧力を表 すことを特徴とする請求の範囲第１項から第５項までのいずれか１項に記載の診 断方法。 ７）測定される量がタンク通気弁の吸い込み管及び／又は吐き出し管の流量を表 すことを特徴とする請求の範囲第１項から第５項までのいずれか１項に記載の診 断方法。 ８）測定される量がタンク通気弁の吸い込み管及び／又は吐き出し管の間の差圧 を表すことを特徴とする請求の範囲第１項から第５項までのいずれか１項に記載 の診断方法。 ９）タンク通気弁に関連して設けられた制御装置を駆動する駆動信号（ＡＳ）を 出力することができる手段と、タンク通気弁の吸い込み管及び／又は吐き出し管 において測定することができかつ付加空気量がタンク通気弁を通過したとき変化 する量を検出する少なくとも一つのセンサを有する手段と、 センサの出力信号の値を格納し、所定の値と比較し、それによりタンク通気弁の 制御装置の機能正常性を判断する手段と、 診断方法の結果を表示かつ／又は格納することができる手段とが設けられること を特徴とする、請求の範囲第１項から第８項までのいずれか１項に記載の診断方 法を実施する装置。