JPWO2014050085A1 - 蒸発燃料処理システムのリーク診断装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、燃料タンク内の温度によらずリーク診断を行うことができる蒸発燃料処理システムのリーク診断装置を提供することを課題とする。燃料タンク（３１）内に設置され、燃料タンク（３１）内で発生する蒸発燃料を吸着するキャニスタ（４１）と、キャニスタ（４１）から蒸発燃料を含むパージガスをエンジン（２）の吸気管（２３）内へと導入するパージ配管（４３）とを備えた蒸発燃料処理システムに用いられるリーク診断装置は、所定期間におけるパージ配管（４３）内のＨＣ濃度の低下幅が所定のしきい値よりも小さいことを条件に、異常を示す警告灯（５１）を点灯させる。

Description

本発明は、蒸発燃料処理システムのリーク診断装置に関する。

従来、蒸発燃料処理システムのリーク診断装置として、燃料タンク内に配置されたキャニスタの液没部位におけるキャニスタ外部からキャニスタ内への燃料のリークを検出するリーク検出手段を備え、リーク検出手段が燃料のリークを検出したか否かによりリーク診断を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このリーク検出手段は、キャニスタケース内底部と活性炭との間の空間に配置され、かつ燃料のリークがない場合にキャニスタケース内底部に滞留する燃料を検出しないように、キャニスタケース内底部から所定量だけ上方に離隔して設けられている。

液没部位において燃料のリークが生じると、キャニスタケース内底部に滞留する燃料が増加し、リーク検出手段により検出されるようになる。リーク診断装置は、キャニスタケース内底部に滞留する燃料が所定量に達したことをリーク検出手段によって検出することで、液没部位において燃料のリークが生じていると診断する。

特開２００４−１００５１２号公報

しかしながら、上述の蒸発燃料処理システムにおいては、燃料タンク内の温度が比較的低ければキャニスタケース内にリークした燃料が気化することはないが、燃料タンク内の温度が通常、２０℃程度の所定温度に達するとリークした燃料が気化し始める。リークした燃料が気化すると、キャニスタケース内底部に滞留する燃料の量が減少する。

このため、従来のリーク診断装置では、リーク検出手段がキャニスタケース内底部から所定量だけ上方に離隔して設けられているため、燃料のリークが生じているにも関わらずリーク検出手段が燃料に浸らなくなり、リーク診断を行うことができないおそれがある。

このように、従来のリーク診断装置には、燃料タンク内の温度によってはリーク診断を行うことができない場合があるという課題があった。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、燃料タンク内の温度によらずリーク診断を行うことができる蒸発燃料処理システムのリーク診断装置を提供することを目的とする。

本発明の蒸発燃料処理システムのリーク診断装置は、上記目的を達成するため、燃料タンク内に設置され、該燃料タンク内で発生する蒸発燃料を吸着する吸着器と、前記吸着器から蒸発燃料を含むパージガスを内燃機関の吸気管内へと導入するパージ配管とを備えた蒸発燃料処理システムに用いられるリーク診断装置であって、所定期間における前記パージ配管内のＨＣ濃度の低下幅が所定のしきい値よりも小さいことを条件に、異常を報知する報知装置を作動させる構成を有する。

この構成により、本発明に係る蒸発燃料処理システムのリーク診断装置は、パージ配管内のＨＣ濃度の低下幅が所定のしきい値よりも小さいことを条件に、異常を報知する報知装置を作動させるので、燃料タンク内の温度によらずリーク診断を行うことができる。

好ましくは、本発明に係る蒸発燃料処理システムのリーク診断装置は、前記所定期間における前記パージ配管内のＨＣ濃度の低下幅が前記所定のしきい値よりも小さいか否かによって、前記吸着器にリークがあるか否かのリーク診断を行う構成を有する。

この構成により、本発明に係る蒸発燃料処理システムのリーク診断装置は、燃料のリークの有無によってＨＣ濃度の低下幅が異なることを利用することにより、燃料タンク内の温度によらずリーク診断を行うことができる。

より好ましくは、本発明に係る蒸発燃料処理システムのリーク診断装置は、時間経過に伴う前記パージ配管内のＨＣ濃度の低下量が前記吸着器にリークがないとした場合におけるＨＣ濃度の低下量よりも小さいことを条件に、前記報知装置を作動させる構成を有する。

この構成により、本発明に係る蒸発燃料処理システムのリーク診断装置は、吸着器にクラック等が生じていると吸着器外部の燃料がクラック等を介して吸着器内部に進入し、これが原因でＨＣ濃度が正常時と比べて高濃度となる現象を利用することで、燃料タンク内の温度によらずリーク診断を行うことができる。

より好ましくは、本発明に係る蒸発燃料処理システムのリーク診断装置は、前記吸着器の内部と前記吸気管の内部とを連通するよう前記パージ配管内に形成されたパージ通路に設けられ、前記吸気管内に導入される前記パージガス中のＨＣ濃度を検出するＨＣ濃度検出手段を備えた構成を有する。

この構成により、本発明に係る蒸発燃料処理システムのリーク診断装置は、パージガス中のＨＣ濃度を直接検出するため、ＨＣ濃度の変化を正確に把握することができる。

より好ましくは、前記ＨＣ濃度は、前記内燃機関の排気側に設けられた空燃比センサの検出結果に基づき前記ＨＣ濃度が推定されることにより検出される構成を有する。

この構成により、本発明に係る蒸発燃料処理システムのリーク診断装置は、既存の空燃比センサを用いてＨＣ濃度を推定することによりＨＣ濃度を検出するので、専用のＨＣ濃度センサ等を設けなくともリーク診断を行うことができる。したがって、部品点数を抑えることができ、コスト削減に寄与することができる。

より好ましくは、前記蒸発燃料処理システムは、前記燃料タンク内の蒸発燃料を前記吸着器に導入するための吸入口に設けられた開閉バルブを備え、前記リーク診断を行う際に前記開閉バルブを閉状態とする構成を有する。

この構成により、本発明に係る蒸発燃料処理システムのリーク診断装置は、リーク診断を行う際に開閉バルブを閉状態とするので、リーク発生以外にＨＣ濃度上昇の要因となり得る蒸発燃料の吸入を排除することができ、リーク診断の精度を向上させることができる。

本発明によれば、燃料タンク内の温度によらずリーク診断を行うことができる蒸発燃料処理システムのリーク診断装置を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る蒸発燃料処理システムを搭載した車両における走行駆動用の内燃機関とその燃料系システムとを含む要部の概略構成図である。 本発明の実施の形態に係るパージ通路中のＨＣ濃度の時間的変化を示すグラフである。 本発明の実施の形態に係るＥＣＵにより実行されるリーク診断処理を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る蒸発燃料処理システムのリーク診断装置の実施の形態について、図面を用いて説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る蒸発燃料処理システムを搭載した車両の要部構成、すなわち、走行駆動用の内燃機関とその燃料供給および燃料パージを行う燃料系システムの機構を示している。本実施の形態の内燃機関は、揮発性の高い燃料を使用するもので、図示しない車両に走行駆動用に搭載されている。

まず、構成について説明する。

図１に示すように、本実施の形態に係る車両１は、エンジン２と、燃料タンク３１を有する燃料供給機構３と、蒸発燃料処理システムを構成する燃料パージシステム４とを含んで構成されている。

エンジン２は、火花点火式の多気筒内燃機関、例えば、４サイクルの直列４気筒エンジンによって構成されている。

エンジン２の４つの気筒２ａの吸気ポート部分には、それぞれ燃料噴射弁としてのインジェクタ２１が装着されており、複数のインジェクタ２１は、デリバリーパイプ２２に接続されている。なお、図１においては、４つの気筒２ａのうち、１つの気筒２ａのみを図示している。

デリバリーパイプ２２には、燃料タンク３１内の後述する燃料ポンプ３２から、揮発性の高い例えばガソリンなどの燃料がエンジン２に要求される燃料圧力、すなわち燃圧に加圧されて供給されるようになっている。

また、エンジン２の吸気ポート部分には吸気管２３が接続されており、この吸気管２３には、吸気脈動や吸気干渉を抑える所定容積のサージタンク２３ａが設けられている。

吸気管２３の内部には吸気通路２３ｂが形成されており、吸気通路２３ｂ上には、スロットルアクチュエータ２４ａにより開度調整可能に駆動されるスロットルバルブ２４が設けられている。このスロットルバルブ２４は、吸気通路２３ｂの開度を調整することにより、エンジン２に吸入される吸入空気量を調整するようになっている。

燃料供給機構３は、車両１に搭載された燃料タンク３１と、この燃料タンク３１内に設置された燃料ポンプ３２と、デリバリーパイプ２２および燃料ポンプ３２を接続する燃料供給管３３とを含んで構成されている。なお、図１において、燃料ポンプ３２は、燃料タンク３１の内部に収容されているが、本発明においては、燃料タンク３１の内部に収容されている必要はない。

燃料タンク３１は、車両１の車体の下部側に配置されており、エンジン２で消費される燃料を補給可能に貯留するようになっている。燃料タンク３１の内部の所定位置には、フィードポンプとしての燃料ポンプ３２が、図示しない支持機構によって支持されている。

燃料ポンプ３２は、燃料タンク３１内の燃料を汲み上げて所定のフィード燃圧以上に加圧することができる吐出量および吐出圧などの吐出能力を可変可能な吐出能力可変タイプのもので、例えば円周流ポンプによって構成されている。この燃料ポンプ３２は、詳細な内部構成を図示しないが、ポンプ作動用の羽根車と、その羽根車を駆動する内蔵モータとを有している。

また、燃料ポンプ３２には、燃料フィルタ３２ａが設けられている。燃料フィルタ３２ａは、燃料ポンプ３２に吸入される燃料をろ過する公知のものである。

また、燃料ポンプ３２は、内蔵モータの駆動電圧と負荷トルクとに応じてポンプ作動用の羽根車の回転速度および回転トルクのうち少なくとも一方を変化させることで、その単位時間当りの吐出能力を変化させることができるようになっている。

また、燃料供給管３３は、燃料ポンプ３２およびデリバリーパイプ２２を相互に接続するよう、燃料タンク３１内の一端からエンジン２の近傍の他端まで延びている。

なお、この燃料供給機構３は、その燃料ポンプ３２が吐出量のみを可変し、燃料タンク３１内に位置する燃料供給管３３の一端側部分にフィード燃圧を一定に制御するプレッシャレギュレータが設けられた構成とすることもできる。

一方、燃料タンク３１には、燃料タンク３１から車両１の側方または後方側に延びるように、給油管３４が突出して設けられている。給油管３４の突出方向の先端には、給油口３４ａが形成されている。この給油口３４ａは、車両１の図示しないボディに設けられたフューエルインレットボックス３５内に収容されている。

また、給油管３４には、燃料タンク３１の上部と給油管３４内の上流部分とを連通させる循環配管３６が設けられている。

フューエルインレットボックス３５には、燃料の給油時に外部に対して開放されるフューエルリッド３７が設けられている。燃料の給油時には、このフューエルリッド３７を開放し、給油口３４ａに着脱可能に取り付けられたキャップ３４ｂを取り外すことにより、給油口３４ａから燃料タンク３１内に燃料を注入できるようになっている。

燃料パージシステム４は、燃料タンク３１と吸気管２３との間、詳しくは燃料タンク３１とサージタンク２３ａとの間に介装されている。燃料パージシステム４は、燃料タンク３１内で発生する蒸発燃料をエンジン２の吸気時に吸気通路２３ｂに放出させて燃焼させることができるようになっている。

この燃料パージシステム４は、吸着器としてのキャニスタ４１と、キャニスタ４１から燃料を脱離させて吸気管２３内に放出させるパージ機構４２と、パージ機構４２の動作を制御するパージ制御機構４５とを含んで構成されている。本実施の形態におけるキャニスタ４１は、本発明に係る吸着器を構成する。

本実施の形態では、キャニスタ４１を燃料タンク３１内に配置したインタンク式を採用している。これにより、例えば給油時等には、給油された比較的低温の燃料によってキャニスタ４１の温度を低下させることができ、キャニスタ４１の吸着性能を向上させることができる。一方、パージ動作の実行時には、燃料に液没したキャニスタ４１が周囲の燃料によって暖められることにより、吸着燃料の脱離性能を向上させることができる。

キャニスタ４１は、キャニスタケース４１ａの内部に活性炭等の吸着材４１ｂを内蔵しており、燃料タンク３１で発生する蒸発燃料を吸着するようエバポ配管４８によって燃料タンク３１に接続されている。このキャニスタ４１の内部を構成する吸着材収納空間は、エバポ配管４８および気液分離バルブ４９を介して燃料タンク３１内の上部空間に連通するようになっている。

エバポ配管４８の先端部には、燃料タンク３１内の蒸発燃料をキャニスタ４１に導入するための吸入口４８ａが設けられている。気液分離バルブ４９は、エバポ配管４８の吸入口４８ａに設けられている。

キャニスタ４１は、燃料タンク３１内で燃料が蒸発し、燃料タンク３１内の上部空間に蒸発燃料が溜まるとき、吸着材４１ｂによって蒸発燃料を吸着することができる。また、燃料タンク３１内の燃料の液面上昇や液面変動時には、逆止弁機能を有する気液分離バルブ４９が浮上してエバポ配管４８の先端部を閉止するようになっている。

パージ機構４２は、キャニスタ４１の内部を吸気管２３の吸気通路２３ｂのうちサージタンク２３ａの内部部分に連通させるパージ配管４３と、キャニスタ４１の内部を大気側、例えばフューエルインレットボックス３５の内方の大気圧空間に開放させる大気配管４４とを有している。パージ配管４３の内部には、キャニスタ４１の内部と吸気管２３の内部の吸気通路２３ｂとを連通するパージ通路４３ａが形成されている。パージ配管４３は、キャニスタ４１から蒸発燃料を含むパージガスをエンジン２の吸気管２３内へと導入するための配管である。

このパージ機構４２は、エンジン２の運転時にサージタンク２３ａの内部に負圧が発生するとき、キャニスタ４１の内部の一端側にパージ配管４３を通して負圧を導入させつつ、キャニスタ４１の内部の他端側に大気配管４４を通して大気を導入させることができる。

したがって、パージ機構４２は、キャニスタ４１の吸着材４１ｂに吸着されてキャニスタ４１内に保持されている燃料を、キャニスタ４１から脱離、すなわち放出させてサージタンク２３ａの内部に吸入させることができる。

パージ制御機構４５は、パージ用のバキュームソレノイドバルブ（以下、「パージ用ＶＳＶ」という）４６と、このパージ用ＶＳＶ４６を制御する電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）５０と、を含んで構成されている。

パージ用ＶＳＶ４６は、パージ配管４３の途中に設けられている。このパージ用ＶＳＶ４６は、パージ配管４３の途中の開度を変化させることで、キャニスタ４１から脱離させる燃料量を可変制御できるようになっている。

具体的には、パージ用ＶＳＶ４６は、その励磁電流がデューティ制御されることで開度を変化させることができ、そのデューティ比に応じたパージ率で、吸気管２３内の吸気負圧によりキャニスタ４１から脱離した燃料を空気と共にパージガスとしてサージタンク２３ａ内に吸入させることができる。

ＥＣＵ５０には、後述するＨＣ濃度計４７や空燃比センサ５２を含む各種センサ類や、燃料ポンプ３２、スロットルアクチュエータ２４ａおよびパージ用ＶＳＶ４６等の各種アクチュエータ類が接続されている。

また、ＥＣＵ５０には、車両１の故障などの異常を報知する報知装置として警告灯（ＭＩＬ：Ｍａｌｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ Ｌａｍｐ）５１が接続されている。警告灯（以下、「ＭＩＬ」という）５１は、例えば運転席近傍の図示しないインストルメントパネルに設置されている。ＥＣＵ５０は、後述するリーク診断処理を含む自己故障診断（ＯＢＤ：Ｏｎ Ｂｏａｒｄ Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ）の結果、故障などの異常を検出した際にＭＩＬ５１を作動、すなわち点灯させるようになっている。なお、上述の報知装置としては、ＭＩＬ５１以外に、例えばカーナビゲーションシステム等の車内ディスプレイや、音声やブザー音等による報知を行う音声装置を用いることもできる。この場合、ＥＣＵ５０は、上述のような異常を検出した際には、カーナビゲーションシステム等の車内ディスプレイに異常を示す表示を行ったり、この表示と併せてあるいは別途、音声装置により音声やブザー音等による報知を行う。

ＥＣＵ５０は、各種センサ情報に基づいて、パージ用ＶＳＶ４６をデューティ制御することにより、パージ率を制御することができる。

このように、燃料パージシステム４は、燃料タンク３１からエンジン２への燃料供給機構３、特に、燃料タンク３１内で生じた蒸発燃料を吸着するキャニスタ４１と、キャニスタ４１に空気を通してキャニスタ４１から脱離した燃料および空気を含むパージガスをエンジン２の吸気管２３内に吸入させるパージ機構４２と、パージガスの吸気管２３内への吸入量を制御してエンジン２における空燃比の変動を抑制するパージ制御機構４５と、を備えている。

燃料パージシステム４は、エンジン２が停止している状態であっても、燃料タンク３１内で気化した蒸発燃料をキャニスタ４１に吸着させることができる。また、燃料パージシステム４は、例えばエンジン２の所定の運転状態下でスロットルバルブ２４の開度が予め設定された設定開度より小さい状態となるとき、パージ用ＶＳＶ４６を開弁させるようになっている。

次に、上述した自己故障診断（ＯＢＤ）の一環として行われるリーク診断処理について、説明する。

本実施の形態に係るリーク診断処理は、ＥＣＵ５０により例えば給油終了後のパージ動作実行時に行われるようになっている。ＥＣＵ５０は、蒸発燃料処理システム中のＨＣ濃度を検出し、検出したＨＣ濃度の変化、すなわち低下幅に基づき、キャニスタ４１にリークがあるか否かを判断するリーク診断を行うようになっている。

ここで、蒸発燃料処理システム中のＨＣ濃度とは、キャニスタケース４１ａ内や、パージ配管４３内のＨＣ濃度をいう。本実施の形態では、パージ通路４３ａを通過するパージガス中のＨＣ濃度を蒸発燃料システム中のＨＣ濃度として検出することとした。

具体的には、パージ通路４３ａ上には、該パージ通路４３ａを通過するパージガス中に含まれるＨＣの濃度、すなわちパージ動作の実行により吸気管２３内に導入されるパージガス中のＨＣ濃度を検出するＨＣ濃度計４７が設けられている。ＨＣ濃度計４７としては、例えば水素炎イオン化式センサ、すなわちＦＩＤセンサで構成されたＨＣセンサを用いることができる。ＨＣ濃度計４７は、パージガス中のＨＣ濃度の検出値をＥＣＵ５０に送信するようになっている。本実施の形態におけるＨＣ濃度計４７は、本発明に係るＨＣ濃度検出手段を構成する。

ここで、図２にパージガス中のＨＣ濃度の時間的変化を示す。

図２に示すように、キャニスタ４１内への燃料のリークがない正常状態では、パージ動作を開始すると、時間の経過とともにＨＣ濃度が図中、実線で示すように低下してゆく。

これに対して、キャニスタ４１内への燃料のリークがある異常状態では、パージ動作を開始しても、時間の経過とともにＨＣ濃度が低下しないか、あるいは低下してもその低下幅が微小である。このため、上記異常状態では、図中破線で示すように、例えばパージ動作開始時のＨＣ濃度、あるいはパージ動作開始時のＨＣ濃度と同程度のＨＣ濃度が維持される。これは、例えばキャニスタケース４１ａにクラック等が生じ、そのクラック等から燃料がキャニスタ４１内にリークすることで、リークした燃料が常にパージガスに混じってパージ通路４３ａに導入されるからである。すなわち、キャニスタ４１内への燃料のリークがある異常状態では、パージ動作を実行すると、パージ通路４３ａを通過するパージガス中に、キャニスタ４１に吸着されていた蒸発燃料に加えてリークによる燃料が加わるため、ＨＣ濃度が一向に低下せず、あるいは低下してもその低下幅が微小であり、ある程度のＨＣ濃度に維持されてしまう。

なお、こうした燃料のリークは、キャニスタ４１が燃料タンク３１内で燃料に液没している際に特に顕著となる。ところで、例えば燃料タンク３１内の燃料量の減少によりキャニスタ４１が燃料に液没していない状況下においては、燃料のリークが生じることはない。ところが、キャニスタ４１が燃料に液没していない状況下においても、キャニスタケース４１ａに生じたクラック等から蒸発燃料がキャニスタ４１内に導入されてしまう。このため、こうした状況下においても、クラック等から導入される蒸発燃料の影響によって、ＨＣ濃度が低下しないという事態が起こり得る。

本実施の形態では、こうしたＨＣ濃度の時間的変化の特性を利用して、ＥＣＵ５０によりリーク診断を行うようにしている。

具体的には、ＥＣＵ５０は、ＨＣ濃度計４７により検出されたＨＣ濃度の時間的変化を監視し、ＨＣ濃度が時間の経過とともに減少するようであれば、キャニスタケース４１ａにクラック等がなく、そのためキャニスタ４１内への燃料のリークもない正常状態であると判定するようになっている。

一方、ＥＣＵ５０は、ＨＣ濃度が時間の経過とともに減少しない、あるいは減少してもその減少が僅かである場合には、キャニスタケース４１ａにクラック等が生じており、そのためキャニスタ４１内への燃料のリークがある異常状態であると判定するようになっている。

具体的には、ＥＣＵ５０は、図２に示すように、例えば時間ｔ０〜時間ｔ１までの所定期間におけるパージ配管４３内のＨＣ濃度の低下幅ｄ_ＨＣが所定のしきい値よりも小さいことを条件に、キャニスタ４１内への燃料のリークがある異常状態であると判定してＭＩＬ５１を点灯させるようになっている。一方で、ＥＣＵ５０は、所定期間におけるパージ配管４３内のＨＣ濃度の低下幅ｄ_ＨＣが所定のしきい値以上である場合には、キャニスタ４１内への燃料のリークがない正常状態であると判定するようになっている。この場合、ＥＣＵ５０は、ＭＩＬ５１を点灯させることはない。

ここで、図２に示す時間ｔ０は、例えばパージ動作開始時である。また、上述の所定のしきい値は、キャニスタ４１にリークがないとした場合における最小のＨＣ濃度の低下幅ｄ_ＨＣに相当する値であって、予め実験的に求めてＥＣＵ５０のＲＯＭに記憶されている。なお、図２において異常時、つまりリークがある場合のＨＣ濃度を示す破線は、所定期間におけるＨＣ濃度の低下幅ｄ_ＨＣが０のときを示している。

次に、図３を参照して、ＥＣＵ５０により実行されるリーク診断処理の一連の処理の流れについて説明する。このリーク診断処理は、キャニスタ４１に対するＯＢＤとして実行される。

図３に示すように、ＥＣＵ５０は、給油が終了し（ステップＳ１）、エンジン２がＯＮ、すなわち始動すると（ステップＳ２）、パージ動作を実行する（ステップＳ３）。具体的には、ＥＣＵ５０は、所定のパージ率となるようパージ用ＶＳＶ４６をデューティ制御し、吸気管２３内の吸気負圧によりキャニスタ４１から脱離した燃料を空気と共にパージガスとしてサージタンク２３ａ内に吸入させる。このとき、キャニスタケース４１ａ内は、負圧となっている。

次いで、ＥＣＵ５０は、上述のようにキャニスタ４１に負圧をかけた状態でＨＣ濃度計４７を介してパージ通路４３ａ中のＨＣ濃度、すなわちパージガス中のＨＣ濃度を測定する（ステップＳ４）。ここで、ＥＣＵ５０は、所定期間におけるパージ配管４３内のＨＣ濃度の低下幅ｄ_ＨＣを測定する必要があることから、所定期間の始期として例えば図２に示す時間ｔ０であるパージ動作開始時のＨＣ濃度と、所定期間の終期として例えば図２に示す時間ｔ１におけるＨＣ濃度とを測定する。これにより、ＥＣＵ５０は、所定期間におけるパージ配管４３内のＨＣ濃度の低下幅ｄ_ＨＣを得ることができる。

その後、ＥＣＵ５０は、ステップＳ４の処理で得られたＨＣ濃度の低下幅ｄ_ＨＣに基づき、ＨＣ濃度が低下したか否かを判定する（ステップＳ５）。ここで、ＨＣ濃度が低下したか否かの判定は、所定期間におけるパージ配管４３内のＨＣ濃度の低下幅ｄ_ＨＣが所定のしきい値よりも小さいか否かによって判定するようになっている。このように、ＥＣＵ５０は、所定期間におけるパージ配管４３内のＨＣ濃度の低下幅ｄ_ＨＣが所定のしきい値よりも小さいか否かによって、キャニスタ４１にリークがあるか否かのリーク診断を行う。

ＥＣＵ５０は、ＨＣ濃度が低下したと判定した場合には、キャニスタ４１内への燃料のリークがない正常状態であると判定して（ステップＳ６）、本処理を終了する。

一方、ＥＣＵ５０は、ＨＣ濃度が低下していないと判定した場合には、キャニスタ４１内への燃料のリークがある異常状態であると判定して（ステップＳ７）、ステップＳ８に移行する。

ステップＳ８において、ＥＣＵ５０は、ＭＩＬ５１を点灯させて運転者等に、キャニスタ４１内への燃料のリークによる異常を報知して（ステップＳ８）、本処理を終了する。

以上説明したように、本実施の形態に係る蒸発燃料処理システムのリーク診断装置は、蒸発燃料処理システム中のＨＣ濃度の変化に基づき、キャニスタ４１にリークがあるか否かを判断するリーク診断を行う。

例えばキャニスタケース４１ａにクラック等が生じた場合には、このクラックを介してキャニスタケース４１ａ内に進入する燃料がＨＣ濃度の変化に影響を与える。したがって、本実施の形態に係るリーク診断装置は、こうしたＨＣ濃度の変化を把握することで燃料タンク３１内の温度によらずキャニスタ４１にリークがあるか否かを診断することができる。

また、本実施の形態に係る蒸発燃料処理システムのリーク診断装置は、パージ動作の実行中のＨＣ濃度の変化に基づきリーク診断を行う。パージ動作を行うと、吸気負圧によりパージガスが吸気管２３内に戻される。このとき、キャニスタ４１にリークがなければ、時間の経過とともに次第に蒸発燃料処理システム中のＨＣ成分が減少するため、ＨＣ濃度が低下傾向となる。

一方で、キャニスタ４１にリークがある場合には、キャニスタケース４１ａ内にリークする燃料のためにパージ動作を行っても一向に蒸発燃料処理システム中のＨＣ成分が減少しない、あるいは減少しても僅かな減少にとどまる。

したがって、本実施の形態に係るリーク診断装置は、こうしたパージ動作実行時のＨＣ濃度の変化、とりわけ所定期間におけるＨＣ濃度の低下幅が所定のしきい値よりも小さいか否を判定することで、燃料タンク３１内の温度によらずキャニスタ４１にリークがあるか否かを診断することができる。

また、本実施の形態に係る蒸発燃料処理システムのリーク診断装置は、所定期間におけるＨＣ濃度の低下幅が所定のしきい値よりも小さいことを条件に、キャニスタ４１にリークがあると診断する。

キャニスタ４１にクラック等が生じているとキャニスタケース４１ａ外部の燃料がクラック等を介してキャニスタケース４１ａ内に進入し、これが原因でＨＣ濃度が正常時と比べて高濃度となる。本実施の形態に係るリーク診断装置は、こうした現象を利用することで、燃料タンク３１内の温度によらずキャニスタ４１にリークがあるか否かを診断することができる。

また、本実施の形態に係る蒸発燃料処理システムのリーク診断装置において、ＨＣ濃度計４７は、パージ通路４３ａに設けられ、パージ動作の実行により吸気管２３内に吸入させられるパージガス中のＨＣ濃度を検出する。したがって、パージガス中のＨＣ濃度を直接検出するため、ＨＣ濃度の変化を正確に把握することができる。

なお、本実施の形態では、ＨＣ濃度計４７を用いて直接ＨＣ濃度を測定するようにしたが、これに限らず、例えばエンジン２の排気側に設けられた空燃比センサ５２の検出結果に基づきＥＣＵ５０がＨＣ濃度を推定することによりＨＣ濃度を検出する構成としてもよい。なお、このような場合、ＨＣ濃度計４７を設ける必要はない。

具体的には、ＥＣＵ５０は、パージ動作を実行した際に空燃比センサ５２から得られる空燃比変化に基づきパージガス中のＨＣ濃度を推定する。空燃比センサ５２としては、例えば酸素センサやＡ／Ｆセンサ、あるいは双方を用いることができる。

この場合、既存の空燃比センサ５２を用いてＨＣ濃度を推定することによりＨＣ濃度を検出するので、専用のＨＣ濃度センサ（ＨＣ濃度計）等を設けなくともリーク診断を行うことができる。したがって、部品点数を抑えることができ、コスト削減に寄与することができる。

また、本実施の形態では、所定期間におけるパージ配管４３内のＨＣ濃度の低下幅ｄ_ＨＣに基づきキャニスタ４１内への燃料のリークがある異常状態であるか否かを判定するようにしたが、これに限らず、例えば以下のような方法によりキャニスタ４１内への燃料のリークがある異常状態であるか否かを判定するようにしてもよい。

すなわち、ＥＣＵ５０は、時間経過に伴うＨＣ濃度の低下量がキャニスタ４１にリークがないとした場合におけるＨＣ濃度の低下量よりも小さいときに、キャニスタ４１にリークがあると診断する。つまり、ＥＣＵ５０は、基準となるＨＣ濃度の減少度合いを予め設定しておき、実際のＨＣ濃度の減少度合いがこの基準の減少度合いよりも小さい場合には、ＨＣ濃度が低下していないものと判断してキャニスタ４１内への燃料のリークがある異常状態であると判定する。

一方で、ＥＣＵ５０は、実際のＨＣ濃度の減少度合いが基準の減少度合いよりも大きい場合には、ＨＣ濃度が低下したものと判断してキャニスタ４１内への燃料のリークがない正常状態であると判定する。

ここで、上述の減少度合いとは、例えば単位時間当たりのＨＣ濃度の減少量、すなわち図２における傾きを意味しており、基準となるＨＣ濃度の減少度合いは、リークがないとした場合における最小の減少度合いであり、この基準の減少度合いは予め実験的に求めてＥＣＵ５０のＲＯＭに記憶されている。また、基準の減少度合いと比較する実際の減少度合いも単位時間当たりの実際のＨＣ濃度の減少量である。なお、図２において異常時、つまりリークがある場合のＨＣ濃度を示す破線は、時間経過に伴うＨＣ濃度の低下量が０、すなわち減少度合いが０のときを示している。

上述の方法によりキャニスタ４１内への燃料のリークがある異常状態であるか否かを判定する場合には、本実施の形態の図３に示すリーク診断処理とは以下の点で異なる。すなわち、ステップＳ４において、ＥＣＵ５０は、リーク診断を行うにあたりＨＣ濃度の時間的変化を把握する必要があることから、本ステップにおいて所定の時間間隔でＨＣ濃度を測定する。これにより、ＥＣＵ５０は、ＨＣ濃度の時間的変化の特性を得ることができる。その後、ステップＳ５において、ＥＣＵ５０は、所定の時間間隔で測定したＨＣ濃度の結果に基づき、ＨＣ濃度が時間の経過とともに低下したか否かを判定する。

また、本実施の形態では、気液分離バルブ４９を燃料タンク３１内の燃料の液面上昇や液面変動に応じて閉弁する逆止弁機能を有するバルブとしたが、気液分離バルブ４９を逆止弁機能に加えて任意のタイミングで強制的に閉弁状態とすることが可能な電磁弁機能を持たせてもよい。この場合、気液分離バルブ４９は、ＥＣＵ５０と電気的に接続されており、その閉弁動作がＥＣＵ５０により制御される。このような電磁弁機能を有する気液分離バルブ４９は、本発明に係る開閉バルブを構成する。

また、上述のように構成した場合には、ＥＣＵ５０は、リーク診断処理を行う際に気液分離バルブ４９を閉弁状態とするようになっている。

この場合、リーク診断時に、リーク発生以外にＨＣ濃度上昇の要因となり得る蒸発燃料の吸入を排除することができ、リーク診断の精度を向上させることができる。

以上のように、本発明に係る蒸発燃料処理システムのリーク診断装置は、燃料タンク内の温度によらずリーク診断を行うことができ、特に燃料タンク内に吸着器を設置した蒸発燃料処理システムのリーク診断装置に有用である。

１...車両、２...エンジン、３...燃料供給機構、４...燃料パージシステム、２３...吸気管、２３ａ...サージタンク、２３ｂ...吸気通路、３１...燃料タンク、４１...キャニスタ、４１ａ...キャニスタケース、４１ｂ...吸着材、４２...パージ機構、４３...パージ配管、４４...大気配管、４５...パージ制御機構、４６...パージ用ＶＳＶ、４７...ＨＣ濃度計、４８...エバポ配管、４８ａ...吸入口、４９...気液分離バルブ、５０...ＥＣＵ、５１...ＭＩＬ、５２...空燃比センサ

Claims (6)

1. 燃料タンク内に設置され、該燃料タンク内で発生する蒸発燃料を吸着する吸着器と、前記吸着器から蒸発燃料を含むパージガスを内燃機関の吸気管内へと導入するパージ配管とを備えた蒸発燃料処理システムに用いられるリーク診断装置であって、
   所定期間における前記パージ配管内のＨＣ濃度の低下幅が所定のしきい値よりも小さいことを条件に、異常を報知する報知装置を作動させることを特徴とする蒸発燃料処理システムのリーク診断装置。
2. 前記所定期間における前記パージ配管内のＨＣ濃度の低下幅が前記所定のしきい値よりも小さいか否かによって、前記吸着器にリークがあるか否かのリーク診断を行うことを特徴とする請求項１に記載の蒸発燃料処理システムのリーク診断装置。
3. 時間経過に伴う前記パージ配管内のＨＣ濃度の低下量が前記吸着器にリークがないとした場合におけるＨＣ濃度の低下量よりも小さいことを条件に、前記報知装置を作動させることを特徴とする請求項１に記載の蒸発燃料処理システムのリーク診断装置。
4. 前記吸着器の内部と前記吸気管の内部とを連通するよう前記パージ配管内に形成されたパージ通路に設けられ、前記吸気管内に導入される前記パージガス中のＨＣ濃度を検出するＨＣ濃度検出手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１の請求項に記載の蒸発燃料処理システムのリーク診断装置。
5. 前記ＨＣ濃度は、前記内燃機関の排気側に設けられた空燃比センサの検出結果に基づき前記ＨＣ濃度が推定されることにより検出されることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１の請求項に記載の蒸発燃料処理システムのリーク診断装置。
6. 前記蒸発燃料処理システムは、前記燃料タンク内の蒸発燃料を前記吸着器に導入するための吸入口に設けられた開閉バルブを備え、
   前記リーク診断を行う際に前記開閉バルブを閉状態とすることを特徴とする請求項２ないし請求項５のいずれか１の請求項に記載の蒸発燃料処理システムのリーク診断装置。
   

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