JPH06506751A - タンク通気装置の機能能力を検査する方法および装置 - 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】 タンク通気装置の機能能力を検査する方法および装置以下は、内燃機関を備えた 車両のタンク通気装置の機能能力を検査する方法および装置に関する。

技術の現状 ＤＥ　−Ａ　−４００３７５１から、タンク圧力センサを備えたタンクと、タン ク接続管を介してタンクと結合された吸着フィルタと、弁バイブを介して吸着フ ィルタと結合されたタンク通気弁とを有するタンク通気装置が知られており、こ のタンク通気装置において吸着フィルタは遮断弁により閉鎖可能な換気管を有し ている。このように構成されたタンク通気装置は、以下の処理により、即ち、 遮断弁を閉じタンク通気弁を開放後タンクに顕著な負圧を形成することができな い運転状態、例えば全負荷が存在するかを調べ、 このような状態が存在する場合には、処理を中止し、他の場合には、 遮断弁を閉じ、 タンク通気弁を開放し、 タンク内で増大する負圧を測定し、 所定の負圧に達しないときにはタンク通気装置が機能できないと判断するステッ プを行なうことにより、機能能力が検査されている。

先願に属し未公開の書類ＤＥ−Ａ−４１１１３６１には、遮断弁のないタンク通 気装置で動作し、以下の処理ステップ、即ち、タンク通気弁を開放し、 タンク内で増大する負圧の増大勾配をめ、増大勾配および／又は減少勾配をそれ ぞれ関連するしきい値と比較し、少なくとも一つの勾配と関連するしきい値が所 定の関係を満たすときには、装置が機能できると判断するステップを備えた方法 が開示されている。

他の先願に属し、同様に未公開の書類ＤＥ−Ａ−４１３２０５５には、今度は遮 断弁を備えたタンク通気装置で実施される同様な方法が記載されている。増大勾 配および減少勾配をめるための測定は、気化する燃料により測定が影響されない ことが確実なときにのみ欅行なわれる。このために、ラムダ閉ループ制御器を用 いた希薄補正検査が利用され、かつ／あるいは車両、従ってタンクの中身の移動 が予想されるかの検査が行なわれる。

２　ｍ　ｍ程度の極めて小さな漏れ口を検出できるようにするために、これまで の提案された公知の方法を改良しなければならないことが判明した。

発明の内容 冒頭に述べた種類のタンク通気装置の機能能力を検査する本発明の方法は、以下 のステップ、即ち、遮断弁を閉じ、 タンク通気弁を開放し、 タンク内で増大する負圧の増大勾配をめ、タンク通気弁を閉じ、 タンク内で減少する負圧の減少勾配をめ、結合により形成される判断量への液面 の影響が可能な限り少なくなるように、増大勾配と減少勾配を数学的に結合し、 この判断量の値をしきい値と比較し、この判断量の値としきい値が所定の関係を 満たすときには、装置を機能できないものと判断する、 各ステップを備えている。

本発明装置は、遮断弁とタンク通気弁を駆動するシーケンス制御装置と、上述し た勾配をめるための勾配測定装置と、上述した商を形成するための判断量形成装 置と、上述した比較と関連した判断を行なう比較／判断装置を有している。

ここで、以下で負圧増大あるいは負圧減少の勾配を説明するときには、殆ど常に 正の（絶対値となる）値が意味されることに注意しておく。第２ａ図と第２ｂ図 のみが符号を考慮した勾配を取り扱っている。

本発明方法により、タンクの液面により殆ど影響を受けない判断結果が得られる ことが判明した。タンクがほぼ一杯であると、両勾配はかなり大きく、一方タン クが殆ど空の場合には、両勾配ともかなり小さい。タンク液面に従った両勾配の 相対変化はほぼ同様に液面に関係するので、商を形成することにより液面が勾配 に及ぼす効果をほぼ相殺することができる。

好ましい実施例では、減少勾配／増大勾配の商が形成され、この商が所定のしき い値より大きいときには、装置は機能できないと判断される。装置に漏れ口があ ると、減少勾配は比較的大きく、また増大勾配は比較的小さいので、商はしきい 値以上に上昇する。装置が詰まっていると、増大勾配は極めて小さく、それに対 して減少勾配には顕著な作用を及ぼさないので、分母が小さいために商は同様に しきい値以上に上昇する。

車両が停止しており、かつ燃料のガス抜きが行なわれているときに、処理は理論 的に最も正確になる。燃料の蒸発は、温の１ 度の上昇によるもあっても、あるいはタンク中身の動きによるものであっても、 漏れ口と同様に勾配に影響をもたらすので、測定は誤ったものになる。負圧形成 時、内燃機関において処理がラムダ閉ループ制御器を用いて行なわれているとき には、燃料が気化しているかは、通常の希薄補正検査を用いて簡単に検出するこ とができる。希薄補正検査により蒸発が既に明瞭に確かめることができる場合に は、例えば補正により５〜１０％の範囲にあるときには、勾配測定自体は気化す る燃料により殆ど影響を受けないことが判明している。従って、本発明の検査処 理は、好ましくは、希薄補正検査が実施されるように行なわれ、限界希薄補正よ りも強い希薄補正を実施しなければならないときは、検査処理が中止される。

負圧の減少中では、タンク通気弁が閉じているので、希薄補正検査は不可能にな る。しかし、負圧増大の間希薄補正が必要でなく、かつ負圧が減少する間車側が 停止しているときには、燃料が気化していることは多分有り得ない。車両の停止 は、例えば速度あるいは加速度を測定するなど、対応する信号を直接測定するか 、あるいは例えば負荷信号あるいはクラッチ／トランスミッンヨン位置信号から 間接的に走行が推定できる。しかし、減少勾配をめるための最新の測定の直後タ ンク通気弁を再び開放し、希薄補正が必要であるかを調べることもできる。必要 でない場合には、減少勾配は気化する燃料によって影響を受けなかったと考えら れる。もちろん、揺れる燃料によって体積が増減することによりタンク圧が影響 を受けた可能性を排除することはできない。しかし、このような揺れは、時間平 均においては相殺されるので、減少勾配をめるために測定された圧力の時間平均 によって考慮することができる。

図面 第１図は、タンク内の負圧に関する減少勾配／増大勾配の商を評価することによ りタンク通気装置の機能能力を検査する装置を備えたタンク通気装置のブロック 図である。

第２ａ図と第２ｂ図は、種々のタンク液面に関係した負圧変化勾配ないし変化勾 配の商に関する線図である。

第３ａ図と第３ｂ図は、タンク通気装置の機能能力を検査する方法を説明する流 れ図である。

第４図と第５図は、第３図シーケンスの変形例に関する部分流れ図である。

実施例の説明 第１図等で図示されたタンク通気装置は、差圧測定器１１を備えたタンク１０と 、タンク接続管１２を介してタンクと結合され遮断弁ＡＶを設けた換気管１４を 有する吸着フィルタ１３と、吸着フィルタ１３を内燃機関１７の吸気管１６に結 合する弁バイブ１５に配置されたタンク通気弁ＴＥＶから構成されている。タン ク通気弁ＴＥＶおよび遮断弁ＡＶは、シーケンス制御ブロック１９から出力され る信号により駆動される。タンク通気弁ＴＥＶは、第１図には図示されていない が、内燃機関１７の運転状態に従っても駆動される。

内燃機関１７の排ガス路３０には触媒２０が配置されその前にはラムダセンサ２ １が設けられる。このセンサの信号がラムダ閉ループ制御ブロック２２に出力さ れ、このブロックは、吸気管１６の噴射装置２３の操作信号を決定し更に希薄補 正信号ＭＫを出力する。

タンク通気装置の機能能力の判断は、勾配測定ブロック２４、商計算ブロック２ ５並びに比較／判断ブロック２６を用いて行なわれる。

シーケンス制御装置１９は、エンジンの絞り弁２８と協働するアイドル信号発生 器２７がアイドリングを示しかつ適応段階が終了すると、タンク通気装置の機能 能力を検査するシーケンスを開始する。ラムダ閉ループ制御ブロック２２におい て学習過程を得るための適応段階と、タンク通気段階は交互する。

前者は通常１，５分、また後者は４分継続する。そのとき、シーケンス制御装置 は、通常のタンク通気の範囲で可能なように、遮断弁Ａ　ｖを閉じタンク通気弁 ＴＥＶを開放する。同時に、勾配測定ブロック２４により実施されるタンク１０ 内の負圧増大をめるシーケンスが開始される。この勾配がめられると、シーケン ス制御装置１９により、タンク通気弁ＴＥＶが閉じられ、勾配測定ブロック２４ によりタンク内の負圧の減少勾配がめられる。

両勾配がめられると、商計算ブロック２５において、減少勾配／増大勾配の商が 計算され、この商が比較／判断ブロック２６において商のしきい値Ｑ　ＳＷと比 較される。商がしきい値以上にあると、装置が機能できないことを示す判断信号 ＢＳが出力される。この信号は、検出された希薄補正が限界希薄補正よりも弱く かつ増大勾配がしきい値よりも小さいときにも出力される。

第２ａ図の線図には、２．５１の６気筒エンジンでアイドリング時８０　１の容 量のタンクにおいて種々の液面でタンク通気弁を５０％開放した場合に（約０　 、６　ｍ　／　ｈの流量）測定された負圧変化勾配が示されている。各液面に対 して、２対の測定値がそれぞれ短い線で図示されている。その場合、実線で示し た線は機能できるタンク通気装置に対する圧力減少勾配（上側）と圧力増大勾配 （下側）の測定に関するもので、点線の線は、直径２　ｍ　ｍの漏れ口のある装 置に対する対応する値を示している。第２ｂ図には、第２ａ図の各対の勾配に対 して減少勾配／増大勾配の商が示されている。

各図から以ぜｋとが理解できる。空のタンクでも装置が密閉されているときの増 大勾配は、タンクは一杯であるが直径２　ｍ　ｍの漏れ口がある場合の増大勾配 よりもなおかなり大きい。

従って、それよりも下回ると、少なくとも直径２　ｍ　ｍの漏れ口があることが 明らかになるしきい値ｐ＋ｓＷが設定される。

漏れ口が小さい場合には、更に第２ｂ図に図示した商が用いられる。これは、明 かなように、液面には殆ど関係しない。密閉した装置に対して得られる値は、直 径２　ｍ　ｍの漏れ口がある装置に対する値とかなり相違する。従って、商に対 してしきい値Ｑ　ＳＷが設定される。このしきい値は、密閉した装置に対して適 用される最小の商の可能な限り直下にあり、しがち密閉した装置と小さな漏れ口 のある装置を区別できるような値である。

上述したように、第１図のブロックと辱第２図の線図に基づきタンク通気装置の 機能能力を検査する方法を概略説明したので、以下第３図の流れ図を用いてその シーケンスを詳細に説明する。

第３図の処理は差圧センサ１１の信号を利用している。このセンサは、タンク通 気弁ＴＥＶが開放された後、吸気管１６に絶対値として大きな負圧が支配しかつ 内燃機関の燃料と空気のバランスに影響を与えてしまいラムダ閉ループ制御器２ ２により最早高速にしかも信頼性をもって補償できなくなるところまでタンク通 気弁が開放されるときのみかなりの負圧変化を示すことが可能である。この条件 は燃料の気化が少ないときで特にアイドリングにおいて貴たされる。更に、測定 中タンク内の燃料の気化が可能な限り少ないときに、以下に説明する処理により 良好な結果が得られることに注意してお（。これは、特にタンク内の燃料が殆ど 動かない場合である。このような動きがない確率は、内燃機関がアイドリングで 運転されるときに高くなる。

従って、以下に対しては、前もってアイドリング運転が検出されたときにのみ第 ３図の処理を開始することが前提にされる。更に車両の停止を条件にすることも できる。しかし、同様にタンク通気弁ＴＥＶを介したポンプ作用が存在する中域 負荷でのエンジンの運転も認めるようにし、例えば、電子サスペンンヨン制御の ある車両で得られる加速度センサの信号を評価するｔ÷ことによりタンクの中身 が余り動かないことの条件が満たされているかを調べるようにすることも可能で ある。

第３図の処理の開始時に遮断弁ＡＶが閉じられ（ステップｓ３゜１）、タンク圧 力と周囲圧力間のタンク差圧ｐＡが測定される（ステップｓ３．２）。続いて、 タンク通気弁ＴＥＶが開放され（ステップｓ３．３）、その後ステップ５３．４ から５３．６の時間測定ループが続く。ステップ８３．４において、希薄補正し きい値以上の希薄補正が必要かが調べられる。そうである場合には、以下に詳述 するマークＥからのシーケンスに達する。他の場合には、タンク通気弁を通過す るガス流量がめられる（ステップｓ３．５）。またタンク通気弁開放機所定の期 間Δｔが経過したかが調られる（ステップ：ｓ３．６）。この期間がまだ経過し ていない場合には、改めてステップ５３．４から３３．６が実行される。

そうでない場合には、タンクの圧力ｐが測定され（ステップｓ３゜７）、期間Δ ｔの初めと終りでの差圧ｐＡと９間の差Δｐ＝ｐＡ−ｐが計算される（ステップ ｓ３．８）。この圧力差は、規格化された圧力差Δｐ　ＮＯＲＭを得るために、 タンク通気弁の所定の流量に関して規格化される（同様にステップｓ３．８）。

ステップｓ３．５を繰り返して実行するときに加算されるガス流量が所定の流量 よりも小さい場合には、測定された圧力差は対応して増大され、そうでない場合 には、対応して減少される。これは、それぞれ測定された圧力差を所定の流量と 加算流量の商で乗算することにより行なわれる。ここで、単位時間当たりのガス 流量は、シーケンス制御装置１９により設定されるタンク通気弁のデユーティ− 比、吸気管１６の負圧並びに負圧、デユーティ−比とガス流量間の関係を記述す る特性マツプ値を用いて決められることに注意しておく。その場合、吸気管１６ の負圧は、対応するセンサにより測定されるかあるいはエンジン１７の回転数と 絞り弁２８の位置からめられる。

規格化された圧力差Δｐ　ＮＯＲＭを用いて負圧増大勾配Δｐ　ＮＯＲＭ／Δｔ がめられ（ステップｓ３．９）、その後しきい値ｐ＋　ＳＷとの比較が行なわれ る（ステップｓ３．１０）。しきい値に達しない場合には、ステップｓ３．＋１ において故障表示が出力され、故障ランプが点灯される。その後再びマークＥに 達する。

ステップｓ３．ｌｏによる増大勾配の比較では装置の機能能力に関する決定が不 可能な場合には、ステップｓ３．１２においてタンク通気弁が閉じられ、新たな 時間計測が開始される。タンク通気弁を閉じてから所定の期間Δｔが経過すると （ステップｓ３．１３）、タンク内の負圧ｐＥが測定され（ステップｓ３．１４ ）、タンク通気弁が開放され（ステップｓ３．１５）、それによりステップｓ３ ．４に対応する希薄補正検査が行なわれる（ステップｓ３゜１６）。この希薄補 正検査では、マークＥに達するか、あるいは必要な補正がしきい値以下のときに は処理が継続される。処理が継続される場合には、減少勾配ｐ−＝　（ｐ−ｐＥ ）　／Δｔがめられ（ステップｓ３．１７）、減少勾配／増大勾配の商が計算さ れる（ステップｓ３．１８）。この商と商のしきい値との比較により（ステップ ｓ３．１９）、しきい値を超えたことが判明した場合には、故障表示のステップ ｓ３．１１に対応するステップｓ３゜２０が行なわれる。他の場合には、既に何 回も述べたマークＥを介してステップｓ３．２１に達し、そこで遮断弁が開放さ れ、その後処理が終了される。

上記のように形成された商の代りに、この商の逆数を利用することもできる。そ の場合には、商がしきい値よりも小さいときに、装置が機能できないと判断され る。商の代りに、例えば（絶対値としての）勾配の差の絶対値も利用することが 可能である。他の変形例を第４図から第６図を参照して説明する。

第４図のシーケンスは、第３図シーケンスのマークＡとＢ間でそこの部分シーケ ンスの代りに実施されるものである。これを用いると、所定の期間の代りに可能 な限り短い期間で済むようになる。このために、ステップｓ４．１においてタン ク通気弁の開放後最大期間が経過したかが調べられる。この期間は、タンクが空 であっても装置が密閉している場合この期間内に例えば−１５ｈＰａの限界圧力 ｐ　ｓｗに達することができるように選ばれる。この期間が経過したことが判明 した場合には、ステップｓ３．１１に対応する故障表示ステップ８４．２が行な われる。他の場合には、ステップｓ４．３に続き、そこでステップ５３．５に対 応してガス流量がめられる。続いてタンク内の実際の差圧ｐが測定され（ステッ プｓ４゜４）、測定された値が上述したしきい値ｐ　ｓｗと比較される（ステッ プ５４５）。

このしきい値にまだ達しない場合には、改めてステップ８４．１からのシーケン スが続き、−万能の場合には、ステップ３４．６においてステップ８３．３にお けるタンク通気弁の開放開始以来の期間Δｔが検出される。その後ステップ５３ ．８からの第３図の処理が続く。

第５図の変形例では、減少勾配をめるための測定が可能であるかを明かにするた めに用いられるステップｓ３．Ｉ６の検査がいわゆるステップｓ５．１で置き換 えられる。このために、上記ステップ５５．１においてエンジン１７の負荷がし きい値以上にあるかが調べられる。そうである場合には、車両が動いていると考 えられる。それによりタンクの中身が動き従って気化していると推定され、検査 シーケンスを停止することが望ましい。従ってマークＥに至る。ステップ５５． ２から５５．４のステップとしてステップｓ３．１３からｓ３．１５に示したス テップが続（。その後ステップｓ３．１６が省略されるので、ステップｓ３．１ ７に続く。

故障表示のステップｓ３．１１を説明したとき、初めて故障を検出したときに故 障表示が行なわれることが示された。勿論、エンジン電子システムにおける故障 処理では通常、所定数の検査シーケンス内で何回も故障が発生したときに初めて 故障が出力されることが行なわれる。しかし、これに関する詳細は、ここでは問 題ではない。

ＦＩＧ、２ｂ 国際調査報告 ＤＥ　９３０００１９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）内燃機関を備えた車両のタンク通気装置であって、そのタンク通気装置は、 タンク圧力センサを備えたタンクと、タンク接続管を介してタンクと結合された 吸着フィルタと、弁パイプを介して吸着フィルタと結合されたタンク通気弁とを 有し、また前記タンク通気装置において吸着フィルタは遮断弁により閉鎖可能な 換気管を有するタンク通気装置の機能能力を検査する方法において、以下のステ ップ、即ち、遮断弁を閉じ、 タンク通気弁を開放し、 タンク内で増大する負圧の増大勾配（ｐ＋）を求め、タンク通気弁を閉じ、 タンク内で減少する負圧の減少勾配（ｐ−）を求め、結合により形成される判断 量（Ｑ）への液面の影響が可能な限り少なくなるように、増大勾配と減少勾配を 数学的に結合し、 この判断量の値をしきい値（Ｑ＿ＳＷ）と比較し、この判断量の値としきい値が 所定の関係を満たすときには、装置を機能できないものと判断する、 各ステップからなることを特徴とするタンク通気装置の機能能力を検査する方法 。 ２）判断量が増大勾配と減少勾配からなる商により形成されることを特徴とする 請求の範囲第１項に記載の方法。 ３）タンク通気弁が開放する期間において内燃機関と協働するラムダ閉ループ制 御器により限界希薄補正よりも強い希薄補正を実施する必要があるかが調べられ 、検出された希薄補正が限界希薄補正よりも強いときには、結果をまたず検査処 理が中断されることを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載の方法。 ４）タンク通気弁が開放する期間において内燃機関と協働するラムダ閉ループ制 御器により限界希薄補正よりも強い希薄補正を実施する必要があるかが調べられ 、検出された希薄補正が限界希薄補正よりも弱く、かつ増大勾配がしきい値より も小さいときには（Ｐ＋＜Ｐ＋＿ＳＷ）には、装置が密閉していないという結果 をもって検査処理が終了さ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項に記載の方法。 ５）減少勾配を求めるのに必要な最新の圧力測定後タンク通気弁が開放されて、 内燃機関と協働するラムダ閉ループ制御器により限界希薄補正よりも強い希薄補 正を実施する必要かあるかが調べられ、検出された希薄補正が限界希薄補正より も強いときには、結果をまたず検査処理が中断されることを特徴とする請求の範 囲第１項から第４項までのいずれか１項に記載の方法。 ６）タンク通気弁の閉じる時点から車両の少なくとも一つの運転パラメータで、 その測定値により車両、従ってタンクの中身が移動することが示される運転パラ メータが検査され、運転パラメータの測定値が所定のしきい値よりも大きいとき には（ステップｓ５．１）、結果を待たず検査処理が中断されることを特徴とす る請求の範囲第１項から第５項までのいずれか１項に記載の方法。 ７）タンク通気弁が開放される期間においてタンク通気弁を通過するガス流量が 求められ、増大勾配が所定のガス流量に関して規格化されることを特徴とする請 求の範囲第１項から第６項までのいずれか１項に記載の方法。 ８）内燃機関（１７）を備えた車両のタンク通気装置であって、そのタンク通気 装置は、タンク圧力センサ（１１）を備えたタンク（１０）と、タンク接続管を 介してタンクと結合された吸着フィルタ（１３）と、弁パイプ（１５）を介して 吸着フィルタと結合されたタンク通気弁（ＴＥＶ）とを有し、また前記タンク通 気装置において吸着フィルタは遮断弁（ＡＶ）により閉鎖可能な換気管を有し、 また遮断弁とタンク通気弁を枢動するシーケンス制御装置（１９）が設けられる 、タンク通気装置の機能能力を検査する装置において、 遮断弁を閉じタンク通気弁を開放したときタンク内で増大する負圧の増大勾配を 求め、またタンク通気弁を閉じたのちタンク内で減少する負圧の減少勾配を求め るための勾配測定装置（２４）と、 結合により形成される判断量（Ｑ）への液面の影響が可能な限り少なくなるよう に、増大勾配と減少勾配を数学的に結合するための判断量計算装置（２５）と、 この判断量の値をしきい値（Ｑ＿ＳＷ）と比較し、この判断量の値としきい値が 所定の関係を満たすときには、装置を機能できないものと判断し、 この判断量の値をしきい値と比較し、この判断量の値としきい値が所定の関係を 満たすときには、装置を機能できないものと判断する比較／判断装置（２６）と を備えたことを特徴とするタンク通気装置の機能能力を検査する装置。