JP2004270501A - 内燃機関の蒸発燃料処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】運転性、排気エミッションを悪化させることなく蒸発燃料処理装置のリーク診断を行うと共に、リーク診断頻度を向上させる。
【解決手段】内燃機関の蒸発燃料処理装置において、キャニスタ2を迂回して燃料タンク3と吸気管6とを連通するバイパス通路8と、このバイパス通路8を開閉するバイパスバルブ13と、を設ける。そして、リーク診断を行うに際して、機関の運転条件に応じて、前記バイパス通路8から負圧を導入してリーク診断を行うか、パージ通路7から負圧を導入してリーク診断を行うか、を選択できるようにした。
【選択図】図1
【解決手段】内燃機関の蒸発燃料処理装置において、キャニスタ2を迂回して燃料タンク3と吸気管6とを連通するバイパス通路8と、このバイパス通路8を開閉するバイパスバルブ13と、を設ける。そして、リーク診断を行うに際して、機関の運転条件に応じて、前記バイパス通路8から負圧を導入してリーク診断を行うか、パージ通路7から負圧を導入してリーク診断を行うか、を選択できるようにした。
【選択図】図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の蒸発燃料処理装置に関し、特に吸気管内の負圧を導入してリーク診断を行う内燃機関の蒸発燃料処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
内燃機関の蒸発燃料処理装置は、燃料タンク内で発生した蒸発燃料をキャニスタに一時的に吸着させると共に、機関の運転条件に応じて吸入負圧を利用して吸着した蒸発燃料を脱離させ、この脱離した蒸発燃料を機関の吸気管に吸入させて燃焼処理する。そして、配管接合部のシール不良等によって蒸発燃料がそのまま大気中に放出されるのを防止するため、装置内におけるリークの有無を診断するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−161814号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特許文献1に記載されているような従来の蒸発燃料処理装置においては、キャニスタと吸気管とを連通するパージ通路に設けたパージコントロールバルブを開弁することによって、パージ通路から吸気管内の負圧を装置内に導入してリーク診断を行うようにしているため、以下のような問題がある。
【0005】
すなわち、負圧導入の際、装置内のガスが吸気管に吸引されることになるため、キャニスタに大量の蒸発燃料が吸着されている状態でリーク診断が行われると、濃い混合気が吸気管に吸引されて排気A/Fが大幅にずれてしまい、運転性、排気エミッションを悪化させてしまう。
【0006】
このため、機関停止後に燃料タンク内で発生した蒸発燃料を吸着し、キャニスタに大量の蒸発燃料が吸着されている可能性の高い冷機始動直後においては、吸着されている蒸発燃料をある程度脱離させてから(すなわち、パージ処理がある程度なされてから)リーク診断を行う必要があり、リーク診断の診断頻度の向上という点で障害となっていた。
【0007】
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであり、キャニスタに大量の蒸発燃料が吸着されている冷機始動時においても、運転性、排気エミッションを悪化させることなくリーク診断を行い、もって診断頻度を向上できる内燃機関の蒸発燃料処理装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る蒸発燃料処理装置は、キャニスタを迂回して燃料タンクと吸気管とを連通するバイパス通路と、このバイパス通路を開閉するバイパスバルブと、を設けると共に、ドレインカットバルブとパージコントロールバルブとが閉弁した状態でバイパスバルブを開弁することによってバイパス通路から吸気管内の負圧を導入してリーク診断を行う第1リーク診断手段と、ドレインカットバルブとバイパスバルブとが閉弁した状態でパージコントロールバルブを開弁することによってパージ通路から吸気管内の負圧を導入してリーク診断を行う第2リーク診断手段と、機関の運転条件に応じて第1リーク診断手段又は第2リーク診断手段のいずれかを選択する選択手段を備えて構成した。
【0009】
【発明の効果】
本発明に係る内燃機関の蒸発燃料処理装置によれば、リーク診断を行うに際して、機関の運転条件に応じて運転性・排気エミッションの影響を与えない方のリーク診断手段を選択してリーク診断を行うことができる。
【0010】
例えば、冷機始動時のように、キャニスタが大量の蒸発燃料を吸着している可能性の高く、燃料タンク内における蒸発燃料の発生が少ない場合には、第1リーク診断手段を選択してバイパス通路によって燃料タンク側から負圧を導入してリーク診断を行うようにする。一方、機関始動からある程度時間が経過すると、燃料タンク内における蒸発燃料の発生は多くなるが、キャニスタに吸着していた蒸発燃料はパージ処理されて減少する。このような場合には、第2リーク診断手段を選択して従来と同様にパージ通路によってキャニスタ側から負圧を導入してリーク診断を行うようする。このように、運転条件に応じてリーク診断を変更できるので、リーク診断時に濃い混合気が吸気管に吸引されることを防止でき、運転性、排気エミッションの悪化を抑制できる。また、従来、リーク診断を行えなかった冷機始動時においてもリーク診断が可能となり、診断頻度を向上させることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る内燃機関の蒸発燃料処理装置の概略構成図である。図に示すように、この蒸発燃料処理装置1は、キャニスタ2と、このキャニスタ2と燃料タンク3とを連通する蒸発燃料通路4と、キャニスタ2とスロットルバルブ5下流側の吸気管6とを連通するパージ通路7と、キャニスタ2を迂回して燃料タンク3と吸気管6とを連通するバイパス通路8と、を含んで構成される。
【0012】
キャニスタ2には、活性炭等の吸着剤が収容されており、燃料タンク3内で発生した蒸発燃料を蒸発燃料通路4により導いて一時的に吸着する。また、キャニスタ2に設けられた大気連通口には、水分離BOX9を介して大気と連通する大気連通路10が接続されており、この大気連通路10には、常開型の電磁弁で構成されるドレインカットバルブ11が設けられている。すなわち、このドレインカットバルブ11を開閉することによって、キャニスタ2の大気連通口が大気と連通し又は遮断されることになる。なお、ドレインカットバルブ11は、所定条件が成立したときに通電されて閉弁する。
【0013】
パージ通路7には、常閉型の電磁弁で構成されるパージコントロールバルブ12が設けられている。そして、このパージコントロールバルブ12が、通電されて開弁すると、吸気管6内の吸入負圧がキャニスタ2に作用して大気連通路10よりキャニスタ2内に大気が導入される。この導入された大気によってキャニスタ2に吸着されていた蒸発燃料は脱離され、脱離された蒸発燃料を含むパージガスがパージ通路7を通って吸気管6内へと吸入され、その後、機関の燃焼室内で燃焼処理される(パージ処理される)。
【0014】
また、本実施形態の特徴的な構成として、キャニスタ2を迂回して(経由することなく)燃料タンク3と吸気管6とを直接連通するバイパス通路8が設けられており、このバイパス通路8には、常閉型の電磁弁で構成されるバイパスバルブ13が設けられている。なお、この実施形態では、燃料タンク3の上面とパージコントロールバルブ12の吸気管6側のパージ通路7とを接続するバイパス通路8によって燃料タンク3と吸気管6とを連通させているが、燃料タンク3の上面とスロットルバルブ5下流側の吸気管6とを接続するバイパス通路によって連通させるよう構成してもよい。
【0015】
マイクロコンピュータを内蔵するコントロールユニット(C/U)20には、装置内(より具体的には、バイパスバルブ13〜燃料タンク3〜パージコントロールバルブ12)の圧力Pを検出する圧力センサ(圧力検出手段)21、燃料タンク3内の燃料温度Tfを検出する温度センサ(燃温検出手段)22、機関の冷却水温度Twを検出する水温センサ(水温検出手段)23の他、図示しない各種センサからの検出信号が入力されている。
【0016】
そして、C/U20は、機関に対する各種制御を行うと共に、機関の運転条件に応じてパージコントロールバルブ12を制御してキャニスタ2に吸着した蒸発燃料の処理を行う。また、ドレインカットバルブ11、パージコントロールバルブ12、バイパスバルブ13を制御して蒸発燃料処理装置1のリークの有無を診断するリーク診断を行う。
【0017】
ここで、C/U20によって実行される本実施形態におけるリーク診断について図2〜図4に示すフローチャートに従って説明する。なお、かかる診断フローは、所定時間毎(例えば、100ms毎)に実行される。
【0018】
ステップ1(図ではS1と記す。以下同じ)では、始動時の冷却水温度Twが所定温度(例えば30〜40℃で設定する)を下回っているか否かを判定し、所定温度を下回っていればステップ2に進む。このステップにより、燃料ポンプ3内で蒸発燃料が発生する可能性の高い停止直後の始動か、停止後しばらく時間が経過してからの始動か、を判定できる。
【0019】
ステップ2では、燃料タンク3内の燃料温度Tfが所定温度(例えば、20〜30℃で設定する)を下回っているか否かを判定し、所定温度を下回っていればステップ3に進む。このステップにより、燃料タンク3内における蒸発燃料の発生の有無(又は、発生量の多少)を判定できる。
【0020】
ステップ3では、機関始動からの経過時間が所定時間T1を下回っているか否かを判定し、所定時間T1を経過していなければステップ4に進む。このステップにより、始動後にほとんどパージ処理がなされていないこと、すなわち、キャニスタ2に多くの燃料が吸着されている可能性が高い状態を判定できる。
【0021】
上記ステップ1〜3が本発明に係る選択手段に相当し、ステップ1〜3の条件が成立した場合には、ステップ4以降にてバイパス通路8により吸入負圧を導入してリーク診断(第1リーク診断)を行う。
【0022】
なお、燃料温度そのものと同様に、燃料温度の上昇分も燃料タンク3内における蒸発燃料の発生及びその量に対する寄与が大きいことから、始動からの燃料温度の上昇(現在の燃温−始動時の燃温)が所定温度を下回ること、等の条件を更に追加するようにしてもよい。
【0023】
ステップ4では、ドレインカットバルブ11及びパージコントロールバルブ12を閉状態とする一方、バイパスバルブ13を開状態としてプルダウン(負圧導入)を開始する。これにより、吸気管6内の吸入負圧がバイパス通路8を介して導入され、装置内が負圧化される。なお、機関始動時は、通常、パージコントロールバルブ12は閉状態であるので、そのまま閉状態を継続すればよい。
【0024】
プルダウンを開始した後は、ステップ5において、あらかじめ設定した所定時間T2が経過したか否かを判定すると共に、ステップ6において、圧力センサ21により検出される装置内圧力Pが目標負圧に到達したか(目標負圧以下となったか)否かを判定する。そして、目標負圧に到達していなければプルダウンを継続し、目標圧力に到達したらステップ8に進む。なお、所定時間T2が経過するまでの間に、装置内圧力Pが目標負圧に到達しない場合には、ステップ7に進んで「リーク有り」と診断して本制御を終了する。
【0025】
ステップ8では、バイパスバルブ13を閉状態としリークダウンを開始する。バイパスバルブ13を閉じることで装置内は密閉される。従って、キャニスタ2、燃料タンク3及び配管等にリークが発生していない場合には、装置内の負圧は維持されるが、リークが発生している場合には、装置内の負圧は徐々に変化することになる。
【0026】
ステップ9では、リークダウン終了条件(例えば、リークダウン開始から所定時間T3が経過したこと)が成立したか否かを判定し、リークダウン終了条件が成立していれば、ステップ10及びステップ14に進む。
【0027】
ステップ10では、リーク診断用のパラメータとしてリークダウン開始からの経過時間に対する装置内圧力の変化ΔP、すなわち、リークダウン開始時の装置内圧力と所定時間T3経過時の装置内圧力との偏差を演算する。
【0028】
ステップ11では、演算したリーク診断用パラメータとあらかじめ設定した評価基準値(クライテリア)と比較する。そして、装置内圧力の変化ΔPが評価基準値よりも大きい場合には、ステップ12に進んで「リーク有り」と診断する。この場合、警告灯を点灯させることにより運転者にその旨を知らせる。一方、装置内圧力の変化ΔPが評価基準値以下である場合には、ステップ13に進んで「リーク無し」と診断する。以上のステップ4〜13までが、本発明に係る第1リーク診断手段に相当する。
【0029】
なお、ステップ14では、上記リーク診断と並行して、ドレインカットバルブ11及びパージコントロールバルブ12を開状態とし、通常のパージ制御に復帰させて本制御を終了する。
【0030】
図5は、以上説明した第1リーク診断のタイミングチャートである。
ドレインカットバルブ11及びパージコントロールバルブ12を閉じて、バイパスバルブ13を開くことによりプルダウンを開始し、装置内圧力が目標負圧(例えば、−20mmHg)となるまで減圧する。その後、バイパスバルブ13を閉じてリークダウンを開始する。リークが発生している場合には、図中破線で示すように、装置内圧力が上昇(負圧が減少)する一方、リークが発生していない場合には、装置内圧力がほとんど変化しないことから、上記のようにしてリーク診断を行っている。
【0031】
また、冷機始動時には、機関の停止後に燃料タンク3内で発生した蒸発燃料によって、キャニスタ2に蒸発燃料が大量に吸着されている可能性の高い一方で、燃料タンク3内には、ほとんど蒸発燃料が発生していない。このため、バイパス通路8によって燃料タンク3側からプルダウンを行うことで、プルダウン時の排気A/Fへの影響が、パージ通路7を介して行う場合、すなわち、後述する第2リーク診断(図中一点鎖線で示す)に比べて小さくできる。
【0032】
図2に戻って、上記ステップ1〜3の条件が成立しない場合には、ステップ15以降(図4)にてパージ通路7により吸入負圧を導入し、従来と同様のリーク診断(第2リーク診断)を行う。
【0033】
まず、ステップ15では、所定のリーク診断条件が成立しているか否かを判定し、リーク診断条件が成立していればステップ16に進み、成立していなければ本制御を終了する。なお、蒸発燃料の急激な発生等による誤診断を防止すべく機関回転速度が所定値以下であること、車速が所定速度以下であること、等をリーク診断条件とする。
【0034】
ステップ16では、ドレインカットバルブ11を閉状態とする一方、パージコントロールバルブ12を開状態としてプルダウン(負圧導入)を開始する。このとき、バイパスバルブ13は閉状態となっている。これにより、吸気管6内の吸入負圧がパージ通路7を介して導入され、上記第1リーク診断と同様、装置内が負圧化される。
【0035】
そして、プルダウンを開始した後のステップ17〜19は、上記ステップ5〜7と同様であり、圧力センサ21により検出される装置内圧力Pが目標負圧に到達したらステップ20に進む。
【0036】
ステップ20では、パージコントロールバルブ12を閉状態としリークダウンを開始する。
ステップ21〜26は、上記ステップ10〜14と同様であり、リークダウン終了条件が成立した場合には、リーク診断用のパラメータを演算してリーク診断を行うと共に、ドレインカットバルブ11及びパージコントロールバルブ12を開状態として通常のパージ制御に復帰させて本制御を終了する。
【0037】
以上のステップ15〜25までが、本発明に係る第2リーク診断手段に相当し、かかる第2リーク診断のタイミングチャートを図6に示す。
以上のように、本実施形態では、蒸発燃料処理装置に、キャニスタ2を経由せずに燃料タンク3と吸気管6とを接続するバイパス通路8と、このバイパス通路8を開閉するバイパスバルブ13と、を設け、冷機始動時には、バイパス通路8を介して装置内に吸入負圧を導入してリーク診断(第1リーク診断)を行い、それ以外の場合には、従来と同様に、パージ通路7を介して装置内に吸入負圧を導入することでリーク診断(第2リーク診断)を行うようにしている。
【0038】
すなわち、冷機始動時は、蒸発燃料が大量に吸着されているキャニスタ2を経由しないバイパス通路8によって、蒸発燃料がほとんど発生していない燃料タンク3側から吸気管6内の負圧を導入してリーク診断(第1リーク診断)を行うので、プルダウン時の排気A/Fへの影響を抑制でき、運転性・排気エミッションの悪化を防止できる。これにより、従来リーク診断が行えなかった冷機始動時においてもリーク診断を実行でき、診断頻度を大幅に向上させることができる。
【0039】
また、機関の冷却水温度Twが所定温度を下回るとき、燃料タンク3内の燃料温度Tfが所定温度を下回るとき、始動からの経過時間が所定時間T1を下回るときに、第1リーク診断を行うようにしたので、燃料タンク3内における蒸発燃料の発生が少ない状態を確認した上で第1リーク診断を行える。これにより、運転性・排気エミッションの悪化を更に効果的に防止できる。
【0040】
また、バイパス通路8は、燃料タンク3の上面に接続されているので、燃料の多少にかかわらず、バイパス通路12から吸気管5内の負圧を装置内に導入できる。
【0041】
また、第1リーク診断は、ドレインカットバルブ11とパージコントロールバルブ12とが閉弁した状態状態でバイパスバルブ13を開弁することによって吸気管6内の負圧を導入し、装置内圧力が所定圧力以下に低下したらバイパスバルブ13を閉弁して装置内を密閉するので、その後の圧力変化、すなわち、閉弁してからの経過時間に対する圧力変化に基づいてリークの有無を診断できる。
【0042】
更に、装置内への負圧導入の開始から所定時間T2が経過するまでに装置内圧力が所定圧力以下に低下しないときは、「リーク有り」と判定(診断)するので、早期にリーク診断を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る蒸発燃料処理装置の構成図である。
【図2】蒸発燃料処理装置のリーク診断処理を示すフローチャートである。
【図3】同じくリーク診断処理を示すフローチャートである。
【図4】同じくリーク診断処理を示すフローチャートである。
【図5】第1リーク診断のタイミングチャートである。
【図6】第2リーク診断のタイミングチャートである。
【符号の説明】
2…キャニスタ、3…燃料タンク、4…蒸発燃料通路、6…吸気管、7…パージ通路、8…バイパス通路、11…ドレインカットバルブ、12…パージコントロールバルブ、13…バイパスバルブ、20…コントロールユニット、21…圧力センサ、22…燃温センサ、23…水温センサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の蒸発燃料処理装置に関し、特に吸気管内の負圧を導入してリーク診断を行う内燃機関の蒸発燃料処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
内燃機関の蒸発燃料処理装置は、燃料タンク内で発生した蒸発燃料をキャニスタに一時的に吸着させると共に、機関の運転条件に応じて吸入負圧を利用して吸着した蒸発燃料を脱離させ、この脱離した蒸発燃料を機関の吸気管に吸入させて燃焼処理する。そして、配管接合部のシール不良等によって蒸発燃料がそのまま大気中に放出されるのを防止するため、装置内におけるリークの有無を診断するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−161814号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特許文献1に記載されているような従来の蒸発燃料処理装置においては、キャニスタと吸気管とを連通するパージ通路に設けたパージコントロールバルブを開弁することによって、パージ通路から吸気管内の負圧を装置内に導入してリーク診断を行うようにしているため、以下のような問題がある。
【0005】
すなわち、負圧導入の際、装置内のガスが吸気管に吸引されることになるため、キャニスタに大量の蒸発燃料が吸着されている状態でリーク診断が行われると、濃い混合気が吸気管に吸引されて排気A/Fが大幅にずれてしまい、運転性、排気エミッションを悪化させてしまう。
【0006】
このため、機関停止後に燃料タンク内で発生した蒸発燃料を吸着し、キャニスタに大量の蒸発燃料が吸着されている可能性の高い冷機始動直後においては、吸着されている蒸発燃料をある程度脱離させてから(すなわち、パージ処理がある程度なされてから)リーク診断を行う必要があり、リーク診断の診断頻度の向上という点で障害となっていた。
【0007】
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであり、キャニスタに大量の蒸発燃料が吸着されている冷機始動時においても、運転性、排気エミッションを悪化させることなくリーク診断を行い、もって診断頻度を向上できる内燃機関の蒸発燃料処理装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る蒸発燃料処理装置は、キャニスタを迂回して燃料タンクと吸気管とを連通するバイパス通路と、このバイパス通路を開閉するバイパスバルブと、を設けると共に、ドレインカットバルブとパージコントロールバルブとが閉弁した状態でバイパスバルブを開弁することによってバイパス通路から吸気管内の負圧を導入してリーク診断を行う第1リーク診断手段と、ドレインカットバルブとバイパスバルブとが閉弁した状態でパージコントロールバルブを開弁することによってパージ通路から吸気管内の負圧を導入してリーク診断を行う第2リーク診断手段と、機関の運転条件に応じて第1リーク診断手段又は第2リーク診断手段のいずれかを選択する選択手段を備えて構成した。
【0009】
【発明の効果】
本発明に係る内燃機関の蒸発燃料処理装置によれば、リーク診断を行うに際して、機関の運転条件に応じて運転性・排気エミッションの影響を与えない方のリーク診断手段を選択してリーク診断を行うことができる。
【0010】
例えば、冷機始動時のように、キャニスタが大量の蒸発燃料を吸着している可能性の高く、燃料タンク内における蒸発燃料の発生が少ない場合には、第1リーク診断手段を選択してバイパス通路によって燃料タンク側から負圧を導入してリーク診断を行うようにする。一方、機関始動からある程度時間が経過すると、燃料タンク内における蒸発燃料の発生は多くなるが、キャニスタに吸着していた蒸発燃料はパージ処理されて減少する。このような場合には、第2リーク診断手段を選択して従来と同様にパージ通路によってキャニスタ側から負圧を導入してリーク診断を行うようする。このように、運転条件に応じてリーク診断を変更できるので、リーク診断時に濃い混合気が吸気管に吸引されることを防止でき、運転性、排気エミッションの悪化を抑制できる。また、従来、リーク診断を行えなかった冷機始動時においてもリーク診断が可能となり、診断頻度を向上させることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る内燃機関の蒸発燃料処理装置の概略構成図である。図に示すように、この蒸発燃料処理装置1は、キャニスタ2と、このキャニスタ2と燃料タンク3とを連通する蒸発燃料通路4と、キャニスタ2とスロットルバルブ5下流側の吸気管6とを連通するパージ通路7と、キャニスタ2を迂回して燃料タンク3と吸気管6とを連通するバイパス通路8と、を含んで構成される。
【0012】
キャニスタ2には、活性炭等の吸着剤が収容されており、燃料タンク3内で発生した蒸発燃料を蒸発燃料通路4により導いて一時的に吸着する。また、キャニスタ2に設けられた大気連通口には、水分離BOX9を介して大気と連通する大気連通路10が接続されており、この大気連通路10には、常開型の電磁弁で構成されるドレインカットバルブ11が設けられている。すなわち、このドレインカットバルブ11を開閉することによって、キャニスタ2の大気連通口が大気と連通し又は遮断されることになる。なお、ドレインカットバルブ11は、所定条件が成立したときに通電されて閉弁する。
【0013】
パージ通路7には、常閉型の電磁弁で構成されるパージコントロールバルブ12が設けられている。そして、このパージコントロールバルブ12が、通電されて開弁すると、吸気管6内の吸入負圧がキャニスタ2に作用して大気連通路10よりキャニスタ2内に大気が導入される。この導入された大気によってキャニスタ2に吸着されていた蒸発燃料は脱離され、脱離された蒸発燃料を含むパージガスがパージ通路7を通って吸気管6内へと吸入され、その後、機関の燃焼室内で燃焼処理される(パージ処理される)。
【0014】
また、本実施形態の特徴的な構成として、キャニスタ2を迂回して(経由することなく)燃料タンク3と吸気管6とを直接連通するバイパス通路8が設けられており、このバイパス通路8には、常閉型の電磁弁で構成されるバイパスバルブ13が設けられている。なお、この実施形態では、燃料タンク3の上面とパージコントロールバルブ12の吸気管6側のパージ通路7とを接続するバイパス通路8によって燃料タンク3と吸気管6とを連通させているが、燃料タンク3の上面とスロットルバルブ5下流側の吸気管6とを接続するバイパス通路によって連通させるよう構成してもよい。
【0015】
マイクロコンピュータを内蔵するコントロールユニット(C/U)20には、装置内(より具体的には、バイパスバルブ13〜燃料タンク3〜パージコントロールバルブ12)の圧力Pを検出する圧力センサ(圧力検出手段)21、燃料タンク3内の燃料温度Tfを検出する温度センサ(燃温検出手段)22、機関の冷却水温度Twを検出する水温センサ(水温検出手段)23の他、図示しない各種センサからの検出信号が入力されている。
【0016】
そして、C/U20は、機関に対する各種制御を行うと共に、機関の運転条件に応じてパージコントロールバルブ12を制御してキャニスタ2に吸着した蒸発燃料の処理を行う。また、ドレインカットバルブ11、パージコントロールバルブ12、バイパスバルブ13を制御して蒸発燃料処理装置1のリークの有無を診断するリーク診断を行う。
【0017】
ここで、C/U20によって実行される本実施形態におけるリーク診断について図2〜図4に示すフローチャートに従って説明する。なお、かかる診断フローは、所定時間毎(例えば、100ms毎)に実行される。
【0018】
ステップ1(図ではS1と記す。以下同じ)では、始動時の冷却水温度Twが所定温度(例えば30〜40℃で設定する)を下回っているか否かを判定し、所定温度を下回っていればステップ2に進む。このステップにより、燃料ポンプ3内で蒸発燃料が発生する可能性の高い停止直後の始動か、停止後しばらく時間が経過してからの始動か、を判定できる。
【0019】
ステップ2では、燃料タンク3内の燃料温度Tfが所定温度(例えば、20〜30℃で設定する)を下回っているか否かを判定し、所定温度を下回っていればステップ3に進む。このステップにより、燃料タンク3内における蒸発燃料の発生の有無(又は、発生量の多少)を判定できる。
【0020】
ステップ3では、機関始動からの経過時間が所定時間T1を下回っているか否かを判定し、所定時間T1を経過していなければステップ4に進む。このステップにより、始動後にほとんどパージ処理がなされていないこと、すなわち、キャニスタ2に多くの燃料が吸着されている可能性が高い状態を判定できる。
【0021】
上記ステップ1〜3が本発明に係る選択手段に相当し、ステップ1〜3の条件が成立した場合には、ステップ4以降にてバイパス通路8により吸入負圧を導入してリーク診断(第1リーク診断)を行う。
【0022】
なお、燃料温度そのものと同様に、燃料温度の上昇分も燃料タンク3内における蒸発燃料の発生及びその量に対する寄与が大きいことから、始動からの燃料温度の上昇(現在の燃温−始動時の燃温)が所定温度を下回ること、等の条件を更に追加するようにしてもよい。
【0023】
ステップ4では、ドレインカットバルブ11及びパージコントロールバルブ12を閉状態とする一方、バイパスバルブ13を開状態としてプルダウン(負圧導入)を開始する。これにより、吸気管6内の吸入負圧がバイパス通路8を介して導入され、装置内が負圧化される。なお、機関始動時は、通常、パージコントロールバルブ12は閉状態であるので、そのまま閉状態を継続すればよい。
【0024】
プルダウンを開始した後は、ステップ5において、あらかじめ設定した所定時間T2が経過したか否かを判定すると共に、ステップ6において、圧力センサ21により検出される装置内圧力Pが目標負圧に到達したか(目標負圧以下となったか)否かを判定する。そして、目標負圧に到達していなければプルダウンを継続し、目標圧力に到達したらステップ8に進む。なお、所定時間T2が経過するまでの間に、装置内圧力Pが目標負圧に到達しない場合には、ステップ7に進んで「リーク有り」と診断して本制御を終了する。
【0025】
ステップ8では、バイパスバルブ13を閉状態としリークダウンを開始する。バイパスバルブ13を閉じることで装置内は密閉される。従って、キャニスタ2、燃料タンク3及び配管等にリークが発生していない場合には、装置内の負圧は維持されるが、リークが発生している場合には、装置内の負圧は徐々に変化することになる。
【0026】
ステップ9では、リークダウン終了条件(例えば、リークダウン開始から所定時間T3が経過したこと)が成立したか否かを判定し、リークダウン終了条件が成立していれば、ステップ10及びステップ14に進む。
【0027】
ステップ10では、リーク診断用のパラメータとしてリークダウン開始からの経過時間に対する装置内圧力の変化ΔP、すなわち、リークダウン開始時の装置内圧力と所定時間T3経過時の装置内圧力との偏差を演算する。
【0028】
ステップ11では、演算したリーク診断用パラメータとあらかじめ設定した評価基準値(クライテリア)と比較する。そして、装置内圧力の変化ΔPが評価基準値よりも大きい場合には、ステップ12に進んで「リーク有り」と診断する。この場合、警告灯を点灯させることにより運転者にその旨を知らせる。一方、装置内圧力の変化ΔPが評価基準値以下である場合には、ステップ13に進んで「リーク無し」と診断する。以上のステップ4〜13までが、本発明に係る第1リーク診断手段に相当する。
【0029】
なお、ステップ14では、上記リーク診断と並行して、ドレインカットバルブ11及びパージコントロールバルブ12を開状態とし、通常のパージ制御に復帰させて本制御を終了する。
【0030】
図5は、以上説明した第1リーク診断のタイミングチャートである。
ドレインカットバルブ11及びパージコントロールバルブ12を閉じて、バイパスバルブ13を開くことによりプルダウンを開始し、装置内圧力が目標負圧(例えば、−20mmHg)となるまで減圧する。その後、バイパスバルブ13を閉じてリークダウンを開始する。リークが発生している場合には、図中破線で示すように、装置内圧力が上昇(負圧が減少)する一方、リークが発生していない場合には、装置内圧力がほとんど変化しないことから、上記のようにしてリーク診断を行っている。
【0031】
また、冷機始動時には、機関の停止後に燃料タンク3内で発生した蒸発燃料によって、キャニスタ2に蒸発燃料が大量に吸着されている可能性の高い一方で、燃料タンク3内には、ほとんど蒸発燃料が発生していない。このため、バイパス通路8によって燃料タンク3側からプルダウンを行うことで、プルダウン時の排気A/Fへの影響が、パージ通路7を介して行う場合、すなわち、後述する第2リーク診断(図中一点鎖線で示す)に比べて小さくできる。
【0032】
図2に戻って、上記ステップ1〜3の条件が成立しない場合には、ステップ15以降(図4)にてパージ通路7により吸入負圧を導入し、従来と同様のリーク診断(第2リーク診断)を行う。
【0033】
まず、ステップ15では、所定のリーク診断条件が成立しているか否かを判定し、リーク診断条件が成立していればステップ16に進み、成立していなければ本制御を終了する。なお、蒸発燃料の急激な発生等による誤診断を防止すべく機関回転速度が所定値以下であること、車速が所定速度以下であること、等をリーク診断条件とする。
【0034】
ステップ16では、ドレインカットバルブ11を閉状態とする一方、パージコントロールバルブ12を開状態としてプルダウン(負圧導入)を開始する。このとき、バイパスバルブ13は閉状態となっている。これにより、吸気管6内の吸入負圧がパージ通路7を介して導入され、上記第1リーク診断と同様、装置内が負圧化される。
【0035】
そして、プルダウンを開始した後のステップ17〜19は、上記ステップ5〜7と同様であり、圧力センサ21により検出される装置内圧力Pが目標負圧に到達したらステップ20に進む。
【0036】
ステップ20では、パージコントロールバルブ12を閉状態としリークダウンを開始する。
ステップ21〜26は、上記ステップ10〜14と同様であり、リークダウン終了条件が成立した場合には、リーク診断用のパラメータを演算してリーク診断を行うと共に、ドレインカットバルブ11及びパージコントロールバルブ12を開状態として通常のパージ制御に復帰させて本制御を終了する。
【0037】
以上のステップ15〜25までが、本発明に係る第2リーク診断手段に相当し、かかる第2リーク診断のタイミングチャートを図6に示す。
以上のように、本実施形態では、蒸発燃料処理装置に、キャニスタ2を経由せずに燃料タンク3と吸気管6とを接続するバイパス通路8と、このバイパス通路8を開閉するバイパスバルブ13と、を設け、冷機始動時には、バイパス通路8を介して装置内に吸入負圧を導入してリーク診断(第1リーク診断)を行い、それ以外の場合には、従来と同様に、パージ通路7を介して装置内に吸入負圧を導入することでリーク診断(第2リーク診断)を行うようにしている。
【0038】
すなわち、冷機始動時は、蒸発燃料が大量に吸着されているキャニスタ2を経由しないバイパス通路8によって、蒸発燃料がほとんど発生していない燃料タンク3側から吸気管6内の負圧を導入してリーク診断(第1リーク診断)を行うので、プルダウン時の排気A/Fへの影響を抑制でき、運転性・排気エミッションの悪化を防止できる。これにより、従来リーク診断が行えなかった冷機始動時においてもリーク診断を実行でき、診断頻度を大幅に向上させることができる。
【0039】
また、機関の冷却水温度Twが所定温度を下回るとき、燃料タンク3内の燃料温度Tfが所定温度を下回るとき、始動からの経過時間が所定時間T1を下回るときに、第1リーク診断を行うようにしたので、燃料タンク3内における蒸発燃料の発生が少ない状態を確認した上で第1リーク診断を行える。これにより、運転性・排気エミッションの悪化を更に効果的に防止できる。
【0040】
また、バイパス通路8は、燃料タンク3の上面に接続されているので、燃料の多少にかかわらず、バイパス通路12から吸気管5内の負圧を装置内に導入できる。
【0041】
また、第1リーク診断は、ドレインカットバルブ11とパージコントロールバルブ12とが閉弁した状態状態でバイパスバルブ13を開弁することによって吸気管6内の負圧を導入し、装置内圧力が所定圧力以下に低下したらバイパスバルブ13を閉弁して装置内を密閉するので、その後の圧力変化、すなわち、閉弁してからの経過時間に対する圧力変化に基づいてリークの有無を診断できる。
【0042】
更に、装置内への負圧導入の開始から所定時間T2が経過するまでに装置内圧力が所定圧力以下に低下しないときは、「リーク有り」と判定(診断)するので、早期にリーク診断を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る蒸発燃料処理装置の構成図である。
【図2】蒸発燃料処理装置のリーク診断処理を示すフローチャートである。
【図3】同じくリーク診断処理を示すフローチャートである。
【図4】同じくリーク診断処理を示すフローチャートである。
【図5】第1リーク診断のタイミングチャートである。
【図6】第2リーク診断のタイミングチャートである。
【符号の説明】
2…キャニスタ、3…燃料タンク、4…蒸発燃料通路、6…吸気管、7…パージ通路、8…バイパス通路、11…ドレインカットバルブ、12…パージコントロールバルブ、13…バイパスバルブ、20…コントロールユニット、21…圧力センサ、22…燃温センサ、23…水温センサ
Claims (8)
- 大気連通口を有するキャニスタと、前記大気連通口を開閉するドレインカットバルブと、前記キャニスタと燃料タンクとを連通する蒸発燃料通路と、前記キャニスタと吸気管とを連通するパージ通路と、このパージ通路を開閉するパージコントロールバルブと、を有する内燃機関の蒸発燃料処理装置において、
前記キャニスタを迂回して前記燃料タンクと前記吸気管とを連通するバイパス通路と、
このバイパス通路を開閉するバイパスバルブと、を更に設け、
前記ドレインカットバルブと前記パージコントロールバルブとが閉弁した状態で前記バイパスバルブを開弁することによって、前記バイパス通路から前記吸気管内の負圧を導入してリークの有無を診断する第1リーク診断手段と、
前記ドレインカットバルブと前記バイパスバルブとが閉弁した状態で前記パージコントロールバルブを開弁することによって、前記パージ通路から前記吸気管内の負圧を導入してリークの有無を診断する第2リーク診断手段と、
機関の運転条件に応じて、前記第1リーク診断手段又は前記第2リーク診断手段のいずれかを選択する選択手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の蒸発燃料処理装置。 - 前記選択手段は、冷機始動時に前記第1リーク診断手段を選択することを特徴とする請求項1記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。
- 機関の冷却水温度を検出する水温検出手段を備え、
前記選択手段は、検出した冷却水温度が所定温度を下回るときに前記第1リーク診断手段を選択することを特徴とする請求項2記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。 - 燃料タンク内の燃料温度を検出する燃温検出手段を備え、
前記選択手段は、検出した燃料温度が所定温度を下回るときに前記第1リーク診断手段を選択することを特徴とする請求項2又は3記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。 - 前記選択手段は、機関の始動から所定時間経過するまでは前記第1リーク診断手段を選択することを特徴とする請求項2〜4のいずれか1つに記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。
- 前記バイパス通路は、前記燃料タンクの上面に接続されることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。
- 装置内の圧力を検出する圧力検出手段を備え、
前記第1リーク診断手段は、検出した圧力が所定圧力以下に低下したら前記バイパスバルブを閉弁し、閉弁してからの経過時間に対する圧力変化に基づいてリークの有無を診断することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1つに記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。 - 前記第1リーク診断手段は、前記バイパスバルブを開弁してから所定時間が経過するまでに装置内圧力が前記所定圧力以下に低下しないときにリーク有りと診断することを特徴とする請求項7記載の内燃機関の蒸発燃料処理装置。
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JP2011220258A (ja) * | 2010-04-12 | 2011-11-04 | Nippon Soken Inc | 燃料供給装置 |
WO2018049114A1 (en) * | 2016-09-08 | 2018-03-15 | Eaton Corporation | Fuel vapor generation and delivery |
CN113358362A (zh) * | 2021-06-22 | 2021-09-07 | 浙江吉利控股集团有限公司 | 一种负压检测装置、方法和含该装置的车辆 |
CN115434831A (zh) * | 2021-06-02 | 2022-12-06 | 爱三工业株式会社 | 蒸发燃料处理***的泄漏诊断装置 |
-
2003
- 2003-03-06 JP JP2003060321A patent/JP2004270501A/ja active Pending
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