JPH0533729A

JPH0533729A - 蒸発燃料処理装置

Info

Publication number: JPH0533729A
Application number: JP19170991A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Handa; 利宏半田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1991-07-31
Filing date: 1991-07-31
Publication date: 1993-02-09
Anticipated expiration: 2016-02-05
Also published as: JP3131743B2

Abstract

(57)【要約】【目的】燃料タンクとキャニスタとの間に設けたバル
ブのばらつきに関わらずキャニスタにおけるパージ状態
を正確に検知する。【構成】燃料タンクとキャニスタとの間に所定値以上
の圧力差で開弁するバルブと、燃料タンク内の圧力を検
出する圧力センサとを設ける。そして、圧力センサ値Ｐ
が所定値α以上であり（Ｓ１０３）、かつ、Ｐが前回上
昇状態にあって（Ｓ１０４）、今回下降状態にある（Ｓ
１０５）ときに上記バルブが開状態にあると判定する
（Ｓ１０６）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両等の燃料タンク等
で発生した蒸発燃料を吸着し処理する蒸発燃料処理装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両の燃料タンク等で発生した蒸発燃料
は、そのまま大気中に放散されると大気汚染につながる
ことから、通常、活性炭等の吸着剤を備えたキャニスタ
に一旦導いて保持（トラップ）させ、車両走行中に吸気
管で発生した負圧によって該キャニスタから脱離（パー
ジ）させてエンジンで燃焼させるようにしている。そし
て、その場合、キャニスタから脱離された蒸発燃料を吸
気管に導くパージ通路の途中にはパージ制御弁を設け、
該制御弁をエンジンの運転状態に応じて制御することで
エンジンに供給される蒸発燃料の量を制御している。

【０００３】ところで、上記のように例えば燃料タンク
で発生した蒸発燃料をキャニスタに吸着させる際に、燃
料タンクの上部空間とキャニスタとを常時連通状態にし
ておいた場合には、蒸発燃料が絶えずキャニスタ内に導
入されるために、燃料タンクの温度が下がった時に自然
に液体燃料に戻るような蒸発燃料までキャニスタ内に導
入してしまって無駄があったり、また、キャニスタ内で
蒸発燃料がオーバーフローして大気ポートから外部に洩
れ出てしまうという不都合があった。そこで、このよう
な問題に対処するために、従来、例えば特開平１−１４
２２５８号公報に記載されているように、燃料タンク内
で発生した蒸発燃料をキャニスタに導く導入通路に燃料
タンク内の圧力が一定値以上になったときに開くバルブ
（一方向弁）を設けるようにしたものが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】キャニスタと吸気管と
を接続するパージ通路にパージ制御弁を設けてエンジン
に供給する蒸発燃料の量を制御するについては、キャニ
スタ内の蒸発燃料の保持状態を出来るだけ正確に検知し
て、キャニスタ内に蒸発燃料がある程度保持されている
状態でパージしてエンジンに入れるようにすることが必
要である。ところが、上記公報に記載のもののように、
蒸発燃料のキャニスタへの導入通路にバルブを設けたも
のでは、このバルブが開いている時間の積算が長けれ
ば、キャニスタに蒸発燃料がある程度保持されていると
言えるが、バルブにばらつきがあるために、単に燃料タ
ンク内の圧力を見ていても、バルブが実質的に開いてい
るかどうかを正確に判断することはできず、そのため、
キャニスタにおける保持状態が正確に検知できないとい
う問題があった。

【０００５】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であって、燃料タンクとキャニスタとの間に設けたバル
ブのばらつきに関わらずキャニスタにおけるパージ状態
を正確に検知することのできる蒸発燃料処理装置を得る
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明では、蒸発燃料処
理装置を、蒸発燃料を吸着するキャニスタと、燃料タン
ク内で発生した蒸発燃料をキャニスタに導く導入通路
と、キャニスタから脱離された蒸発燃料を吸気管に導く
パージ通路を備えた蒸発燃料処理装置において、燃料タ
ンク内の圧力を検出する圧力センサと、導入通路内に設
けられ所定値以上の圧力差によって開弁するバルブと、
圧力センサによって検出される圧力の変動幅が所定範囲
を越えた時バルブが開状態にあると判定するバルブ開状
態判定手段とを備えるよう構成している。

【０００７】上記バルブ開状態判定手段は、より具体的
には、圧力センサによって検出される圧力が所定幅以上
下降した時バルブが開状態にあると判定するものとする
か、あるいは、圧力センサによって検出される圧力が所
定値以上でかつ上昇状態から下降状態へ移行した時バル
ブが開状態にあると判定するものとするのが好ましい。

【０００８】また、エンジンに供給する蒸発燃料の量を
適正に制御するには、パージ通路に流量制御弁を設ける
とともに、この流量制御弁をバルブの開状態時に制御す
るようにするのがよい。

【０００９】

【作用】本発明においては、燃料タンク内の圧力が圧力
センサによって検出され、その検出された圧力の変動幅
が例えば所定幅以上下降して所定範囲を越えた時に、あ
るいは、上記圧力が所定値以上でかつ上昇状態から下降
状態へ移行した時に、蒸発燃料の導入通路に設けられた
バルブが開状態にあると判定される。したがって、バル
ブのばらつきに関わらずキャニスタの蒸発燃料保持状態
が正確に検出される。

【００１０】また、バルブが開状態に応じてパージ通路
に設けた流量制御弁を制御することにより、エンジンに
供給する蒸発燃料の量が適正に制御される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１２】図１は本発明の一実施例の全体システム図
である。

【００１３】この実施例において、エンジン１の吸気通
路２には、上流にエアクリーナ３が設けられ、該エアク
リーナ３の下流に吸入空気量を検出するエアフローメー
タ４，スロットル弁５および吸入空気の脈動を吸収する
サージタンク６が順次配列されている。また、エンジン
１の燃焼室７には吸気ポート８および排気ポート９が開
口し、これら吸気ポート８および排気ポート９を開閉す
る吸気弁１０および排気弁１１が設けられている。そし
て、吸気ポート８に近接して燃料噴射弁１２が設けられ
ている。また、上記燃焼室７には点火プラグ１３が設け
られ、該点火プラグ１３はディストリビュータ１４を介
してイグナイタ１５に接続されている。また、スロット
ル弁５の上流と下流の吸気通路２とを連結するバイパス
通路１６が設けられ、このバイパス通路１６の途中には
該通路１６を通過する空気量を制御するためのデューテ
ィソレノイド式のＩＳＣ（アイドルスピードコントロー
ル）バルブ１７が設けられている。また、排気ポート９
は排気通路１８に連通し、該排気通路１８には触媒コン
バータ１９が設けられ、該触媒コンバータ１９の上流に
位置して排気ガス中の酸素濃度を検出する空燃比センサ
２０が配設されている。また、上記ディストリビュータ
１４内にはクランク軸の回転に応じたパルス信号を発生
するエンジン回転数センサ２１が取り付けられている。

【００１４】また、ガソリン燃料を貯蔵する燃料タンク
２２が設けられ、該燃料タンク２２の上部空間は、導入
通路２３を介して活性炭等の吸着剤２４を備えたチャコ
ールキャニスタ２５の導入ポート２６に接続されてい
る。そして、この導入通路２３の途中には、所定値以上
の圧力差によって開弁するバルブ２７が設けられ、ま
た、該バルブ２７より燃料タンク２２側に位置して該燃
料タンク２２内の蒸発燃料の圧力を検出する圧力センサ
２８が設けられている。また、上記チャコールキャニス
タ２５のパージポート２９は、パージ通路３０を介して
サージタンク６に連通しており、このパージ通路３０の
途中には、該通路３０を通る蒸発燃料の流量を制御する
デューティソレノイド弁３１が配設されている。なお、
図において符号３２で示すのは、チャコールキャニスタ
２５の大気ポートである。

【００１５】燃料噴射弁１２，イグナイタ１５，ＩＳＣ
バルブ１７およびデューティソレノイド弁３１は、マイ
クロコンピュータで構成されたコントロールユニット３
３からの制御信号によって作動する。コントロールユニ
ット３３には、この制御信号の演算のための情報とし
て、エンジン回転数センサ２１からのエンジン回転数信
号，エアフローメータ４からの吸入空気量信号，空燃比
センサ２０からの酸素濃度信号，エアフローメータ４に
近接配置された吸気温センサ３４からの吸気温信号，エ
ンジン１の冷却水ジャケットに取り付けられた水温セン
サ３５からのエンジン水温信号，スロットル弁５に付設
されたスロットル開度センサ３６からのスロットル開度
信号および圧力センサ２８からの蒸発燃料の圧力信号等
が入力される。

【００１６】本実施例では、デューティソレノイド弁３
１を含むパージ系の故障判定制御を行う際に、その故障
判定条件（後述の故障判定条件）の一つとして、バル
ブ２７が開いているかどうかの判定を行うようにしてい
る。そして、コントロールユニット３３は、圧力センサ
２８からの圧力値（Ｐ）に基づいて、Ｐが所定値以上で
かつ圧力変動が上昇状態から下降状態に変化したときに
バルブ２７が開状態にあると判定する。

【００１７】図２はこのバルブ２７の開状態を判定する
ルーチンを示している。なお、Ｓ１０１〜Ｓ１０６は各
ステップである。このフローにおいて、スタートする
と、まず、圧力センサ２８の値Ｐを読み取り（Ｓ１０
１）、次いで、Ｐの変化量（ΔＰ）を計算する（Ｓ１０
２）。そして、Ｐが予め設定された所定値（α）以上に
なっているかどうかを見て（Ｓ１０３）、ＹＥＳの場合
には、次に、Ｐが前回上昇状態にあったかどうかを変化
量の前回値（ΔＰ（ｉ−１））が正であるかどうかによ
って判定し（Ｓ１０４）、ＹＥＳの場合には、次に、Ｐ
が今回下降状態にあるかどうかを変化量の今回値（ΔＰ
（ｉ））が負であるかどうかによって判定する（Ｓ１０
５）。そして、これらのＳ１０３〜Ｓ１０５の判定がす
べてＹＥＳの場合にはバルブ２７が実質的に開状態にあ
ると判定し（Ｓ１０６）、一方、これらＳ１０３〜Ｓ１
０５のいずれかの判定がＮＯの場合には元に戻る。

【００１８】図３はパージ系故障判定ルーチンを示して
いる。なお、Ｓ２０１〜Ｓ２１４は各ステップである。
このフローにおいて、スタートすると、まず、始動判定
を行い（Ｓ２０１）、次いで、触媒暖機タイマの作動に
よって触媒コンバータ１９を暖機する（Ｓ２０２）。そ
して、次に、故障判定条件が成立しているかどうかを
調べる（Ｓ２０３）。この故障判定条件成立の要件
は、エンジン水温が所定値以上となってパージ実行条件
が成立しており、アイドル運転時であり、かつ吸気温が
所定値以上のときとされる。

【００１９】Ｓ２０３の判定がＹＥＳの場合には、デュ
ーティソレノイド弁３１をオン作動して（Ｓ２０４）パ
ージ通路３０を開き、チャコールキャニスタ２５に吸着
された蒸発燃料をサージタンク６内に吸入させ、一方、
ＮＯの場合には再度Ｓ２０３の判定を行う。そして、次
のステップで、空燃比がリッチになったかどうかを判定
し（Ｓ２０５）、リッチになっていればパージ系が正常
に動作していると判定する（Ｓ２０６）。

【００２０】一方、Ｓ２０５の判定がＮＯの場合、すな
わち、空燃比のリッチ判定がなされないときには、次
に、燃料タンク２２の内圧が上昇する条件が成立してい
るかどうかを見る（Ｓ２０７）。ここで、タンク内圧上
昇条件が成立している場合とは、エンジン水温，吸気
温，エンジン回転数および吸気充填効率がそれぞれ所定
値以上になったときをいう。そして、Ｓ２０７の判定が
ＹＥＳの場合には、次に、圧力センサ２８によって検出
された蒸発燃料圧力が設定値以上であるかどうかを見る
（Ｓ２０８）。そして、Ｓ２０８の判定がＹＥＳであれ
ば、パージ系に故障が生じていることが明らかであるか
ら、警告燈を点燈して（Ｓ２０９）、元に戻る。また、
Ｓ２０８の判定がＮＯのとき、すなわち、圧力センサ２
８の検出圧力が設定値より低いときには、パージ系が実
際に故障しているか否かを調べるフラグＦを立て（Ｓ２
１０）、次のステップへ進む。

【００２１】次のステップでは、故障判定条件が成立
しているか否かを調べる（Ｓ２１１）。この故障判定条
件の成立の要件とは、上記Ｓ２０３における故障判定
条件に加えて、バルブ２７が開状態にあるという要件
と、チャコールキャニスタ２５内の蒸発燃料量の予測量
Ｘが、予め設定されたリッチ判定を可能にする最小吸着
量を越えているという要件である。ここで、チャコール
キャニスタ２５内の蒸発燃料量の予測量Ｘとは、燃料タ
ンク２２からチャコールキャニスタ２５へ供給される蒸
発燃料量Ｙから、チャコールキャニスタ２５から吸気系
へ供給される蒸発燃料量Ｚを減算した値の積分値として
算出される。上記蒸発燃料量Ｙはタンク内圧が一定値よ
り高い場合には所定値に設定され、その他の場合はゼロ
に設定される。また、上記蒸発燃料量Ｚは、吸気充填効
率とエンジン回転数とをパラメータとする蒸発燃料量Ｙ
のマップ値に、現在のデューティソレノイド弁３１のデ
ューティ比および補正係数を乗じた値として求められ
る。また、このようにして求められた予測量Ｘがチャコ
ールキャニスタ２５における最大吸着量より大きいと
き、またはチャコールキャニスタ２５における最小吸着
量より小さいときには、それぞれ上記最大吸着量または
最小吸着量の値をとるようにする。

【００２２】以上のようにして設定された故障判定条件
が成立していることがＳ２１１において判定された場合
には、次に、デューティソレノイド弁３１をオンにし
（Ｓ２１２）、次いで、空燃比がリッチになったか否か
を判定する（Ｓ２１３）。そして、Ｓ２１３の判定がＹ
ＥＳであれば、Ｓ２０６でパージ系が正常に動作してい
ると判定し、ＮＯであれば故障であると判定してＳ２０
９で警告燈を点燈する。

【００２３】また、Ｓ２１１の判定がＮＯのときには、
次に、フラグＦが立っているかどうかを見て（Ｓ２１
４）、立っていればＳ２１１へ戻り、立っていなければ
Ｓ２０７へ戻る。

【００２４】上記実施例では、パージ系の故障判定制御
に適用したものについて説明したが、上記バルブ２７の
開状態判定は、その他、例えばエンジンの運転状態に応
じてデューティソレノイド弁３１を制御するような実施
例に対して適用することも可能である。

【００２５】図４はこのような制御を実行するフローチ
ャートである。なお、Ｓ３０１〜Ｓ３０７は各ステップ
を示す。このフローにおいて、スタートすると、まず、
図２に示すフローによってバルブ２７が開状態にあるか
どうかを見て（Ｓ３０１）、開状態のときにはカウンタ
の値（Ｃ）を１ずつ増やしていく（Ｓ３０２）。そし
て、Ｃが所定値（Ａ）に達したかどうかを見て（Ｓ３０
３）、達していればチャコールキャニスタ２５に吸着さ
れた蒸発燃料の量が所定以上になったということで次の
ステップへ進み、達していなければＳ３０１へ戻る。ま
た、Ｓ３０１の判定においてバルブ２７が開状態でない
ときには、そのままＳ３０３へ進む。

【００２６】次のステップでは、吸気充填効率（Ｃｅ）
とエンジン回転数（Ｎｅ）とを読み込み（Ｓ３０４）、
次に、Ｃｅ，Ｎｅともに所定値以上であるかどうかを調
べることによってパージ領域にあるかどうかを判定する
（Ｓ３０５）。そして、パージ領域にあるときには、デ
ューティソレノイド弁３１をオン作動して（Ｓ３０
６）、チャコールキャニスタ２５内の蒸発燃料を吸気系
に供給し、次いで、カウンタ値Ｃを減算して（Ｓ３０
７）元に戻る。一方、Ｓ３０５の判定でパージ領域でな
いというときにはそのまま元に戻る。

【００２７】なお、上記各実施例においては、バルブ２
７の開状態の判定は、図２に示すようなフローに基づい
て、圧力センサ２８で検出された圧力値Ｐが所定値以上
でかつ圧力変動が上昇状態から下降状態に変化したとき
に行うようにしたが、この判定は、Ｐが所定幅以上下降
したときに行うようにしてもよい。

【００２８】図５はこのようなバルブ２７の開状態判定
ルーチンの変形例を示すフローチャートである。なお、
Ｓ４０１〜Ｓ４０５は各ステップを示す。このフローに
おいて、スタートすると、まず、圧力センサ２８の値Ｐ
を読み取り（Ｓ４０１）、次いで、Ｐの変化量（ΔＰ）
を計算する（Ｓ４０２）。そして、Ｐが下降状態にある
かどうかを変化量ΔＰが負の値であるかどうかによって
判定し（Ｓ４０３）、この判定がＹＥＳのときには、次
に、ΔＰの大きさ（絶対値）が所定値（β）以上である
かどうかを判定し（Ｓ４０４）、ＹＥＳの場合にバルブ
２７が開状態にあると判定する（Ｓ４０５）。一方、Ｓ
４０３，Ｓ４０４のいずれかの判定がＮＯの場合には元
に戻る。

【００２９】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、燃料タンクとキャニスタとの間に設けたバルブのば
らつきに関わらずキャニスタにおけるパージ状態を正確
に検知することができる。

【００３０】また、上記バルブが開状態にある時にパー
ジ通路に設けた流量制御弁を制御するようにすると、エ
ンジンに供給する蒸発燃料の量を適正に制御することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の全体システム図

【図２】同実施例におけるバルブの開状態判定のフロー
チャート

【図３】同実施例におけるパージ系故障判定のフローチ
ャート

【図４】本発明の他の実施例に係る制御のフローチャー
ト

【図５】バルブの開状態判定の変形例を示すフローチャ
ート

【符号の説明】

２２燃料タンク２３導入通路２５チャコールキャニスタ２７バルブ２８圧力センサ３０パージ通路３１デューティソレノイド弁３３コントロールユニット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】蒸発燃料を吸着するキャニスタと、燃料
タンク内で発生した蒸発燃料を前記キャニスタに導く導
入通路と、前記キャニスタから脱離された蒸発燃料を吸
気管に導くパージ通路を備えた蒸発燃料処理装置におい
て、前記燃料タンク内の圧力を検出する圧力センサと、
前記導入通路内に設けられ所定値以上の圧力差によって
開弁するバルブと、前記圧力センサによって検出される
圧力の変動幅が所定範囲を越えた時前記バルブが開状態
にあると判定するバルブ開状態判定手段とを備えたこと
を特徴とする蒸発燃料処理装置。
【請求項２】蒸発燃料を吸着するキャニスタと、燃料
タンク内で発生した蒸発燃料を前記キャニスタに導く導
入通路と、前記キャニスタから脱離された蒸発燃料を吸
気管に導くパージ通路を備えた蒸発燃料処理装置におい
て、前記燃料タンク内の圧力を検出する圧力センサと、
前記導入通路内に設けられ所定値以上の圧力差によって
開弁するバルブと、前記圧力センサによって検出される
圧力が所定幅以上下降した時前記バルブが開状態にある
と判定するバルブ開状態判定手段とを備えたことを特徴
とする蒸発燃料処理装置。
【請求項３】蒸発燃料を吸着するキャニスタと、燃料
タンク内で発生した蒸発燃料を前記キャニスタに導く導
入通路と、前記キャニスタから脱離された蒸発燃料を吸
気管に導くパージ通路を備えた蒸発燃料処理装置におい
て、前記燃料タンク内の圧力を検出する圧力センサと、
前記導入通路内に設けられ所定値以上の圧力差によって
開弁するバルブと、前記圧力センサによって検出される
圧力が所定値以上でかつ上昇状態から下降状態へ移行し
た時前記バルブが開状態にあると判定するバルブ開状態
判定手段とを備えたことを特徴とする蒸発燃料処理装
置。
【請求項４】パージ通路に流量制御弁が設けられると
ともに、該流量制御弁がバルブの開状態に応じて制御さ
れるものとされた請求項１，２または３記載の蒸発燃料
処理装置。