JPH07139439A - エンジンの蒸発燃料処理装置におけるリーク診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】蒸発燃料処理装置におけるリーク診断を、蒸発
燃料供給系の圧力に基づいて高精度に行なわせる。 【構成】燃料タンク内の燃料温度が所定温度未満である
こと、燃料温度が上昇変化していないこと、低地走行状
態であること、大気圧変化がないこと、燃料タンク内の
燃料残量が所定範囲内であること、車両の急加減速運転
状態でないことを、リーク診断条件として判別させる
（Ｓ１〜Ｓ６）。そして、上記診断条件が成立している
場合には、蒸発燃料供給系にエンジンの吸入負圧を閉じ
込め（Ｓ８）、その後にエンジン吸入負圧の導入を遮断
して（Ｓ９）、蒸発燃料供給系内における圧力上昇ΔＰ
を検知させる（Ｓ10）。前記圧力上昇ΔＰが所定値以上
であれば、リーク発生を判定する（Ｓ12）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエンジンの蒸発燃料処理
装置におけるリーク診断装置に関し、詳しくは、蒸発燃
料供給系の圧力に基づいてリーク状態を診断する診断装
置において診断精度を向上させるための技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、燃料タンク内で発生した蒸発
燃料をキャニスタ（吸着手段）に一旦吸着捕集させた
後、該キャニスタに吸着捕集された蒸発燃料を、エンジ
ンの吸入負圧によって新気と共にエンジンの吸気系にパ
ージ（脱離）・吸引させてエンジンの吸気系に供給さ
せ、燃料タンク内における蒸発燃料の大気中への放散を
防ぐシステムが提案されている（特開昭６２−７９６２
号公報等参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な蒸発燃料処理装置において、蒸発燃料配管の途中に万
一亀裂が生じたり、蒸発燃料配管の接合部にシール不良
が生じると、前記リーク部分から蒸発燃料が大気中に放
散されることになってしまい、本来の放散防止効果を充
分に発揮させることができなくなってしまう。

【０００４】そこで、上記のような蒸発燃料のリーク発
生を診断させる装置の提供が望まれ、前記蒸発燃料配管
内における圧力状態が前記リークによって変化すること
を利用して前記リーク発生の有無を診断する装置を検討
した。即ち、キャニスタの大気導入孔を閉じた状態で、
蒸発燃料配管内にエンジンの吸入負圧を導入させれば蒸
発燃料配管内の圧力が低下し、次いで、吸入負圧の導入
を遮断させると、蒸発燃料配管内の圧力は徐々に上昇す
ることになるが、リークがあると前記リーク部分から大
気が導入されることによって前記上昇割合が正常時より
も大きくなるので、前記圧力上昇割合に基づいてリーク
発生の有無を診断できることになる。

【０００５】しかしながら、大気圧，蒸発燃料供給系の
容積，蒸発燃料の発生状態、更には、燃料タンク内にお
ける燃料液面の変化が前記圧力上昇割合に影響を与える
ため、車両の走行状態や燃料タンク内の燃料状態によっ
ては、前記圧力上昇割合に基づいてリーク発生が誤診断
される惧れがあった。本発明は上記問題点に鑑みなされ
たものであり、蒸発燃料供給系の圧力に基づいてリーク
発生の有無を診断させるに当たって、燃料タンク内の燃
料状態や大気圧状態によってリーク診断の信頼性が低下
することを回避できるようにすることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そのため本発明は、燃料
タンク内の蒸発燃料を吸着捕集する吸着手段を備え、該
吸着手段に吸着捕集された蒸発燃料をエンジンの吸入負
圧によって新気と共にエンジンの吸気系に脱離吸引させ
て処理するよう構成されたエンジンの蒸発燃料処理装置
におけるリーク診断装置であって、図１に示すように構
成される。

【０００７】図１において、負圧導入切り換え手段は、
前記吸着手段に対する新気の遮断・導入を切り換え制御
し、新気導入切り換え手段は、前記吸着手段に対する新
気の遮断・導入を切り換え制御する。また、圧力検出手
段は、前記燃料タンクから前記吸着手段を介してエンジ
ン吸気系に至る蒸発燃料供給系の圧力を検出する。

【０００８】そして、診断手段は、前記新気導入切り換
え手段により新気導入が遮断された状態の前記吸着手段
に対して前記負圧導入切り換え手段により吸入負圧の導
入・遮断を選択的に行なわせ、このときの前記圧力検出
手段による検出圧力に基づいて前記蒸発燃料供給系にお
けるリーク状態を診断する。一方、診断条件検出手段
は、前記燃料タンク内の燃料温度，前記燃料タンク内の
燃料量，大気圧，前記燃料タンクに加わる加速度のうち
の少なくとも１つを検出する。

【０００９】そして、診断条件判定手段は、前記診断条
件検出手段による検出結果が所定の診断許可条件に対応
するときにのみ前記診断手段によるリーク状態の診断を
許可する。

【００１０】

【作用】かかる構成によると、吸着手段に対する新気及
びエンジン吸入負圧の導入・遮断が切り換え制御される
ようになっており、吸着手段に対する新気の導入が遮断
されている状態で、エンジン吸入負圧の導入・遮断を選
択的に行なわせる。新気の遮断状態でエンジン吸入負圧
を導入させると、エンジン吸入負圧が蒸発燃料供給系内
に閉じ込められ、その後にエンジン吸入負圧を遮断する
と、蒸発燃料供給系における圧力は徐々に上昇するが、
リークがあると前記上昇割合が正常時よりも大きくなる
ため、前記上昇割合に基づいて蒸発燃料供給系における
リーク発生の有無を診断できるものである。

【００１１】一方、燃料タンク内の燃料温度，燃料タン
ク内の燃料量，大気圧，燃料タンクに加わる加速度のう
ちの少なくとも１つを診断条件として検出するようにな
っており、該検出された診断条件が所定の診断許可条件
に対応するときにのみ、前記圧力を用いたリーク診断が
許可される。燃料タンク内の燃料温度は蒸発燃料の発生
量に相関し、また、燃料タンク内の燃料量は蒸発燃料供
給系の容積に関与し、これらはいずれも前記圧力を用い
たリーク診断における検出圧力に影響を与えることにな
り、更に、大気圧も前記検出圧力に影響することにな
る。また、車両の加減速，旋回などによって燃料タンク
に加わる加速度は、燃料タンク内における燃料液面の変
動を来すことになり、該燃料液面の変動も前記検出圧力
に影響する。

【００１２】そこで、上記のように蒸発燃料供給系にお
ける圧力に影響を与える要因を診断条件として検出さ
せ、リーク以外の要因による圧力特性の変化に基づいて
リーク発生が誤診断されることを回避するようにした。

【００１３】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。図２は本
実施例のシステム構成を示す図である。この図２におい
て、エンジンへの供給燃料を貯留するための燃料タンク
１には、蒸発燃料配管２ａの一端が接続されており、該
蒸発燃料配管２ａの他端は燃料タンク１内で発生した蒸
発燃料を一時的に吸着捕集するキャニスタ３（吸着手
段）に接続される。

【００１４】前記蒸発燃料配管２ａは、途中で二股に分
岐した後に合流してキャニスタ３に至るよう形成されて
おり、前記分岐配管部分の一方にはチェックバルブ４
が、他方には電磁式のバイパスバルブ５が介装されてい
る。また、前記チェックバルブ４及びバイパスバルブ５
の上流側（燃料タンク１側）の蒸発燃料配管２ａには、
該配管２ａ内の圧力を検出する圧力センサ６（圧力検出
手段）が設けられている。

【００１５】前記キャニスタ３には、新気を導入するた
めのドレン管７が接続れており、このドレイ管７には新
気導入を選択的に遮断するための電磁式のドレンカット
バルブ８（新気導入切り換え手段）が介装されている。
一方、前記キャニスタ３に一時的に吸着捕集された蒸発
燃料を、吸気マニホールドの吸気コレクタ部９（スロッ
トル弁10下流側の吸気系）に供給するための蒸発燃料配
管２ｂが、キャニスタ３と吸気コレクタ部９との間に延
設されており、かかる蒸発燃料配管２ｂの途中には、電
磁式のパージカットバルブ11（負圧導入切り換え手段）
が介装されている。

【００１６】前記パージカットバルブ11及びドレンカッ
トバルブ８が開かれた状態では、蒸発燃料配管２ｂを介
してキャニスタ３にエンジン吸入負圧が導入され、ドレ
ン管７を介してキャニスタ３内に導入される新気と共
に、キャニスタ３から脱離（パージ）された蒸発燃料が
吸気コレクタ部９に吸引され、エンジンにおける燃焼に
供されることになる。

【００１７】前記バイパスバルブ５，ドレンカットバル
ブ８，パージカットバルブ11は、マイクロコンピュータ
を内蔵したコントロールユニット12によって開閉制御さ
れるようになっている。前記コントロールユニット12に
は、前記圧力センサ６による圧力信号の他、前記スロッ
トル弁10の開度ＴＶＯを検出するスロットルセンサ13か
らの開度信号、燃料タンク１内の燃料残量を検出する残
量センサ14からの燃料残量信号、燃料タンク１内の燃料
温度を検出する燃料温度センサ15からの燃料温度信号等
が入力される。

【００１８】そして、コントロールユニット12は、図３
のフローチャートに示すようにして、蒸発燃料配管２
ａ，２ｂの亀裂や配管接合部のシール不良などにより蒸
発燃料が大気中に放散されてしまう所謂リーク状態の有
無を診断する。尚、本実施例において、診断手段，診断
条件判定手段としての機能は、前記図３のフローチャー
トに示すようにコントロールユニット12がソフトウェア
的に備えている。また、本実施例において診断条件検出
手段は、前記圧力センサ６，スロットルセンサ13，残量
センサ14，燃料温度センサ15が相当する。

【００１９】図３のフローチャートに従って本実施例に
おけるリーク診断制御を詳細に説明する前に、基本的な
リーク診断の方法について以下に述べる。図２に示す構
成において、ドレンカットバルブ８を閉じてパージカッ
トバルブ11を開けると、キャニスタ３に対する新気の導
入がない状態でエンジンの吸入負圧が蒸発燃料配管２
ａ，２ｂに導入されることになるから、蒸発燃料配管２
ａ，２ｂ（燃料タンク１）内の圧力は徐々に低下するこ
とになる。

【００２０】一方、上記のようにして蒸発燃料配管２
ａ，２ｂ内にエンジンの吸入負圧を閉じ込めた状態で、
ドレンカットバルブ８を閉じたままパージカットバルブ
11を閉じてエンジン負圧導入を遮断すると、前記蒸発燃
料配管２ａ，２ｂの圧力は徐々に上昇することになる
が、亀裂やシール不良などがあると前記上昇割合が正常
時によりも大きくなり、以て、蒸発燃料供給系における
リークの発生を推定できることになる（図４参照）。

【００２１】かかるリーク診断を図３のフローチャート
に従って説明すると、まず、ステップ１（図中ではＳ１
としてある。以下同様）では、燃料温度センサ15で検出
された燃料温度が所定温度以上であるか否かを判別す
る。燃料タンク１内の燃料温度が高いと、蒸発燃料量が
多くなって、前記リーク診断における検出圧力に影響を
与えることになるため、燃料温度が所定温度以上である
と判別されたときには、リーク診断を行なうことなく、
ステップ14へ進み、バイパスバルブ５を閉制御し、ドレ
ンカットバルブ８及びパージカットバルブ11を開制御す
る。

【００２２】ステップ１で燃料温度が所定温度未満であ
ると判別されたときには、ステップ２へ進み、前記燃料
温度が所定以上の速度で上昇変化しているか否かを判別
する。即ち、燃料温度が所定温度以下であっても、燃料
温度の上昇変化中であれば、リーク診断実行中に多量の
蒸発燃料が発生する温度に達する惧れがあるから、この
場合も、ステップ14へ進んでリーク診断を行なわない。

【００２３】ステップ２で燃料温度が上昇変化していな
いと判別されると、ステップ３へ進み、今度は、高地走
行状態であるか（大気圧が所定以下である）か否かを判
別する。尚、前記高地判定は、リーク診断を行なわない
状態における圧力センサ６の検出圧力に基づいて判定で
きる。リーク診断における圧力上昇割合の判定は、低地
において適合する判定レベルを用いて行なわれることに
なるから、大気圧が低く前記圧力上昇割合に影響を与え
る高地ではリーク診断の精度が悪化することになる。そ
こで、高地判定された場合には、ステップ14へ進んでリ
ーク診断を行なわない。

【００２４】また、ステップ３で高地（所定以上の標
高）でないと判別された場合であっても、次のステップ
４で大気圧の変化があると判別された場合には、前記温
度上昇変化中の同様に、リーク診断中に診断精度を悪化
させる環境（高度）になる可能性があるので、この場合
もリーク診断を行なわない。一方、ステップ４で大気圧
変化がないと判別されると、ステップ５へ進み、燃料残
量センサ14で検出される燃料タンク１内の燃料残量が所
定範囲内であるか否かを判別する。

【００２５】燃料タンク１の空間及び蒸発燃料配管２
ａ，２ｂからなる蒸発燃料供給系の容積が変化すると、
リーク診断における圧力変化に影響を与えることにな
り、燃料タンク１内の空間は燃料残量をもって知ること
ができる。そこで、標準的な燃料残量に対して所定範囲
内にあることをリーク診断の条件とし、燃料タンク１内
の空間容積が大幅に異なる状態での診断を回避できるよ
うにした。

【００２６】ステップ５で燃料残量が所定範囲内にある
ことが判別されると、ステップ６へ進み、車両の急加減
速運転状態であるか否かを判別する。これは、車両が急
加減速運転されて車両前後方向の加速度が発生すると、
燃料タンク１内の燃料液面が波打ち、これが圧力センサ
６の検出圧力を変動させることになり、以て、リーク診
断における圧力上昇割合の判定を精度良く行なわせるこ
とが困難になるためである。

【００２７】本実施例では、スロットルセンサ13で検出
されるスロットル弁開度ＴＶＯの変化率の絶対値が所定
値以上である場合には、車両の急加減速運転状態である
と見做すようにしている。但し、車両の前後方向の加速
度をＧセンサなどによって検出させたり、車速の変化に
基づいて前後方向の加速度を検知させるようにしても良
く、更に、旋回などによる横方向の加速度についても検
出させる構成としても良い。

【００２８】ステップ６で急加減速運転状態でないと判
別されると、リーク診断の許可条件が成立しているもの
と判断し、ステップ７以降のリーク診断を実行させる。
即ち、燃料タンク１内の燃料温度が所定温度未満であ
ること、燃料温度が上昇変化していないこと、低地
走行状態であること、大気圧変化がないこと、燃料
タンク１内の燃料残量が所定範囲内であること、車両
の急加減速運転状態でないことの６条件を全て満足した
ときにのみ、リーク診断を実行させるようにしている。
これによって、圧力上昇割合に基づくリーク診断の信頼
性が低下する条件下で診断がなされ、誤った診断結果が
下されることを回避できるようになる。

【００２９】本実施例では、上記の６条件を全て満足す
ることを診断条件としたが、前記６条件の中で比較的診
断に対する影響が低いと予測されるもの（例えば大気圧
変化や燃料温度変化）を省略したりしても良く、前記６
条件に限定されるものではない。前記リーク診断のため
の６条件が成立していてステップ７へ進むと、圧力セン
サ６による検出圧力が、所定の負圧（20〜50mmHg) にな
っているか否かを判別する（図４参照）。

【００３０】検出圧力が所定負圧になっていない場合に
は、ステップ８へ進み、バイパスバルブ５及びパージカ
ットバルブ11を開くと共に、ドレンカットバルブ８を閉
じるようにする。バイパスバルブ５及びパージカットバ
ルブ11が開かれ、ドレンカットバルブ８が閉じられる状
態では、キャニスタ３に対する新気の導入が断たれた状
態でエンジン吸入負圧が導入されることになるから、蒸
発燃料配管２ｂ，キャニスタ３，蒸発燃料配管２ａ，燃
料タンク１からなる蒸発燃料供給系における圧力が低下
することになる。

【００３１】ステップ８でのバルブ開閉制御に伴って徐
々に検出圧力が低下して前記ステップ７における判定負
圧付近になると、ステップ９へ進み、バイパスカットバ
ルブ５を開状態、ドレンカットバルブ８を閉状態に保っ
たまま、パージカットバルブ11を閉制御して、エンジン
吸入負圧の導入を遮断する。そして、次のステップ10で
は、圧力センサ６で検出される圧力の上昇割合を算出す
る。

【００３２】即ち、蒸発燃料供給系内の圧力が所定負圧
になった状態で、エンジン吸入負圧の導入を遮断する
と、蒸発燃料供給系内の圧力は徐々に大気圧に向けて変
化することになり、かかる大気圧へ向けた圧力の変化割
合ΔＰをステップ10で算出させるものである（図４参
照）。ここで、蒸発燃料配管２ａ，２ｂに亀裂があった
り、蒸発燃料配管２ａ，２ｂの接合部におけるシール不
良があると、かかるリーク部分からの大気の導入によっ
て前記圧力上昇割合は、リークのない場合に比べて大き
くなる。

【００３３】そこで、ステップ11では、前記ステップ10
で算出された圧力上昇割合ΔＰと所定値とを比較して、
圧力上昇割合ΔＰがリークのない状態よりも大きいか否
かによってリーク発生の有無を診断させる。圧力上昇割
合ΔＰが所定値よりも大きい場合には、ステップ12へ進
み、リーク発生を判定する。また、圧力上昇割合ΔＰが
所定値以下である場合には、ステップ13へ進み、正常状
態（リーク発生がない状態）を判定する。

【００３４】尚、ステップ12でリーク発生が判定された
場合には、かかる判定結果を車両の運転席等に設けた警
告手段によって運転者に警告するよう構成すると良い。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によると、蒸
発燃料供給系の圧力に基づいてリーク発生の有無を診断
させるに診断装置において、燃料タンク内の燃料状態や
大気圧状態によってリーク診断の信頼性が低下すること
を未然に防止することができるようになり、前記リーク
診断の信頼性を向上させることができるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本構成を示すブロック図。

【図２】実施例のシステム構成図。

【図３】実施例のリーク診断を示すフローチャート。

【図４】リーク診断時の圧力変化の特性を示すタイムチ
ャート。

【符号の説明】

１ 燃料タンク ２ａ，２ｂ 蒸発燃料配管 ３ キャニスタ ４ チェックバルブ ５ バイパスバルブ ６ 圧力センサ ７ ドレン管 ８ ドレンカットバルブ ９ 吸気コレクタ部 10 スロットル弁 11 パージカットバルブ 12 コントロールユニット 13 スロットルセンサ 14 残量センサ 15 燃料温度センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料タンク内の蒸発燃料を吸着捕集する吸
   着手段を備え、該吸着手段に吸着捕集された蒸発燃料を
   エンジンの吸入負圧によって新気と共にエンジンの吸気
   系に脱離吸引させて処理するよう構成されたエンジンの
   蒸発燃料処理装置において、 前記吸着手段に対するエンジン吸入負圧の導入・遮断を
   切り換え制御する負圧導入切り換え手段と、 前記吸着手段に対する新気の遮断・導入を切り換え制御
   する新気導入切り換え手段と、 前記燃料タンクから前記吸着手段を介してエンジン吸気
   系に至る蒸発燃料供給系の圧力を検出する圧力検出手段
   と、 前記新気導入切り換え手段により新気導入が遮断された
   状態の前記吸着手段に対して前記負圧導入切り換え手段
   により吸入負圧の導入・遮断を選択的に行なわせ、この
   ときの前記圧力検出手段による検出圧力に基づいて前記
   蒸発燃料供給系におけるリーク状態を診断する診断手段
   と、 前記燃料タンク内の燃料温度，前記燃料タンク内の燃料
   量，大気圧，前記燃料タンクに加わる加速度のうちの少
   なくとも１つを検出する診断条件検出手段と、 該診断条件検出手段による検出結果が所定の診断許可条
   件に対応するときにのみ前記診断手段によるリーク状態
   の診断を許可する診断条件判定手段と、 を含んで構成されたことを特徴とするエンジンの蒸発燃
   料処理装置におけるリーク診断装置。