JP6536476B2 - エバポリークチェックシステム、および、これを用いたエバポリークのチェック方法 - Google Patents

エバポリークチェックシステム、および、これを用いたエバポリークのチェック方法 Download PDF

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Description

本発明は、燃料タンクからの蒸発燃料(以下、「エバポ」という)のリークをチェックするエバポリークチェックシステム、および、これを用いたエバポリークのチェック方法に関する。
従来、近年、燃料タンクの内部から外部へリークするエバポの排出規制が厳しくなっている。特に米国環境保護庁(EPA)および米国カリフォルニア州大気資源局(CARB)の定める基準では、燃料タンクの微小な開口からのエバポのリークを検出することを要求している。特許文献1のエバポリークチェックシステムでは、ポンプによりオリフィスに空気を流したときの圧力を基準圧力として検出し、その後、ポンプにより燃料タンクを減圧または加圧したときの圧力と前記基準圧力とに基づき、エバポリークの有無をチェックする。
特開2006−37752号公報
ところで、さらなる環境保護等の観点から、今後、エバポの排出規制はさらに厳しくなる見込みである。また、米国以外の国においても、エバポの排出規制が開始される見込みである。
特許文献1のエバポリークチェックシステムでは、1つのオリフィスにより1つの基準圧力を検出する構成のため、エバポの排出規制の基準が変更された場合、オリフィスの穴径を基準に適合するよう変更する必要がある。また、複数の国または地域毎にエバポの排出規制の基準が異なる場合、それぞれの基準に適合するようオリフィスの穴径を変更する必要がある。したがって、複数の国および地域に亘り、同一のコンポーネントで対応するのが困難になるおそれがある。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、エバポの排出規制の基準に柔軟に対応可能なエバポリークチェックシステム、および、これを用いたエバポリークのチェック方法に関する。
本発明に係るエバポリークチェックシステムは、ポンプとポンプ通路部とタンク通路部と特定通路部と大気通路部と流路面積変更部と大気弁部と圧力検出部と制御部とを備えている。
ポンプ通路部は、一端がポンプの吸入口または吐出口に接続している。
タンク通路部は、一端が、燃料を貯留する燃料タンクに接続している。
特定通路部は、一端がポンプ通路部の他端に接続し、他端がタンク通路部の他端に接続している。
大気通路部は、一端がタンク通路部の他端または特定通路部の他端に接続し、他端が大気に開放されている。
流路面積変更部は、特定通路部の流路面積を、第1面積および第N面積(N≧2)を含む複数通りの面積に変更可能である。
大気弁部は、大気通路部の流路面積を変更可能である。
圧力検出部は、ポンプ通路部の内部の圧力を検出可能である。
制御部は、ポンプ、流路面積変更部および大気弁部の作動を制御可能である。
そして、本発明では、制御部は、演算部およびリークチェック部を有している。
演算部は、ポンプを作動させつつ流路面積変更部により特定通路部の流路面積を前記第1面積にした状態で圧力検出部により検出した圧力に対応する第1圧力、前記第1面積、ポンプを作動させつつ流路面積変更部により特定通路部の流路面積を前記第N面積に変更した状態で圧力検出部により検出した圧力に対応する第N圧力、前記第N面積、および、予め定められた所定の基準面積に基づき、燃料が気化した蒸発燃料のリークであるエバポリークの有無をチェックするための閾値であるリーク閾値を演算する。
リークチェック部は、ポンプを作動させつつ、大気弁部により大気通路部の流路面積を変更し大気通路部を閉塞し、タンク通路部とポンプ通路部との間が連通した状態で圧力検出部により検出した圧力であるチェック圧力と、前記リーク閾値と、に基づき、エバポリークの有無をチェックする。
演算部は、第1圧力、第1面積、第N圧力および第N面積に基づき、ポンプのPQ特性を推定可能である。そして、推定したポンプのPQ特性と所定の基準面積とからリーク閾値を演算可能である。このように、本発明では、第1面積および第N面積を含む少なくとも2通りの流路面積の特定通路部に空気を流すことで、ポンプのPQ特性を推定し、リーク閾値を演算する。ここで、基準面積を任意の値に設定した場合、基準面積に応じたリーク閾値を演算することができる。したがって、エバポの排出規制の基準が変更されたり、複数の国または地域毎にエバポの排出規制の基準が異なったりしても、基準に応じて基準面積の値を設定すれば、従来技術のようにオリフィスの穴径を変更すること等なしに、基準に対応したリーク閾値を演算することができる。よって、エバポの排出規制の基準に柔軟に対応することができる。
本発明の第1実施形態によるエバポリークチェックシステムを適用したエバポシステムを示す模式図。 本発明の第1実施形態によるエバポリークチェックシステムを示す模式図。 (A)は本発明の第1実施形態によるエバポリークチェックシステムのポンプを示す断面図、(B)は(A)のB−B線断面図。 本発明の第1実施形態によるエバポリークチェックシステムのポンプのPQ特性を示す図。 本発明の第1実施形態によるエバポリークチェックシステムによるエバポリークのチェック処理を示すフロー図。 本発明の第1実施形態によるエバポリークチェックシステムによるエバポリークのチェックの例を示すタイミングチャート。 本発明の第2実施形態によるエバポリークチェックシステムを示す模式図。 本発明の第3実施形態によるエバポリークチェックシステムを示す模式図。 本発明の第3実施形態によるエバポリークチェックシステムによるエバポリークのチェック処理を示すフロー図。 本発明の第4実施形態によるエバポリークチェックシステムを示す模式図。 本発明の第5実施形態によるエバポリークチェックシステムを示す模式図。 本発明の第6実施形態によるエバポリークチェックシステムを示す模式図であって、(A)は大気弁部がオフのときの図、(B)は大気弁部がオンのときの図。 本発明の第6実施形態によるエバポリークチェックシステムによるエバポリークのチェック処理を示すフロー図。 本発明の第6実施形態によるエバポリークチェックシステムによるエバポリークのチェックの例を示すタイミングチャート。 本発明の第7実施形態によるエバポリークチェックシステムを示す模式図。 本発明の第8実施形態によるエバポリークチェックシステムを示す模式図であって、(A)は大気弁部がオフのときの図、(B)は大気弁部がオンのときの図。 本発明の第9実施形態によるエバポリークチェックシステムを示す模式図。 本発明の第10実施形態によるエバポリークチェックシステムを示す模式図。 本発明の第11実施形態によるエバポリークチェックシステムを示す模式図。
以下、本発明の複数の実施形態によるエバポリークチェックシステムを図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において、実質的に同一の構成部位または構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態によるエバポリークチェックシステムを適用したエバポシステムを図1に示す。
エバポシステム1は、燃料タンク2、エバポリークチェックシステム10等を備えている。エバポシステム1は、図示しない内燃機関による駆動力で走行する車両に適用される。燃料タンク2には、内燃機関に供給するガソリン等の燃料が貯留される。よって、燃料タンク2内には、貯留されたガソリン等の燃料が気化したエバポ(蒸発燃料)が生じる。
燃料タンク2には、給油通路部3が接続している。給油通路部3の燃料タンク2とは反対側には、給油口4が形成されている。給油口4および給油通路部3を経由して燃料タンク2に燃料が供給される。
エバポリークチェックシステム10は、タンク通路部42、大気通路部44、チェックモジュール11、制御部としての電子制御ユニット(以下、「ECU」という)20等を備えている。
タンク通路部42は、一端がキャニスタ5を経由して燃料タンク2に接続され、他端がチェックモジュール11に接続されている。すなわち、キャニスタ5は、タンク通路部42の燃料タンク2とチェックモジュール11との間に設けられている。大気通路部44は、一端がチェックモジュール11に接続され、他端が大気に開放されている。
キャニスタ5は吸着材6を有している。吸着材6は、例えば活性炭などであり、燃料タンク2で発生したエバポを吸着する。キャニスタ5には、図示しない吸気管へ連通するパージ通路部7が接続されている。燃料タンク2で発生したエバポは、キャニスタ5を通過するとき、吸着材6に吸着される。そのため、キャニスタ5から流出する空気に含まれるエバポは所定の濃度以下となる。図示しない内燃機関に接続されている吸気管には、内部を流れる吸気流量を調整するスロットル弁が設けられている。また、パージ通路部7には、パージ弁8が設けられている。吸気管に吸気が流れているときパージ弁8を開くとパージ通路部7に負圧が生じ、吸着材6に吸着されていたエバポは、吸気管へパージされる。
図2に示すように、チェックモジュール11は、ポンプ30、ポンプ通路部41、特定通路部43、流路面積変更部50、大気弁部60、圧力検出部としての圧力センサ25等を有している。
図3に示すように、ポンプ30は、いわゆるベーンポンプであり、ケーシング31、ロータ37、ベーン39、モータ15等を有している。なお、図3では、図が煩雑になることを避けるため、断面を示すハッチングを省略している。
ケーシング31は、有底筒部32、蓋部33を有している。有底筒部32は、有底の円筒状に形成されている。蓋部33は、有底筒部32の開口を塞ぐようにして設けられ、有底筒部32との間に略円柱状のポンプ室34を形成している。有底筒部32の蓋部33側の端部には、ポンプ室34に連通する吸入口35および吐出口36が形成されている。
ロータ37は、略円柱状に形成され、ポンプ室34に収容されている。ここで、ロータ37は、ポンプ室34の中心から偏心するようにしてポンプ室34に収容されている。また、ロータ37は、ロータ37の軸に平行な方向の大きさである高さが有底筒部32の底部と蓋部33との距離よりもわずかに小さくなるよう形成されている。これにより、ロータ37とケーシング31との間にはクリアランスが形成されている。また、ロータ37の外周には、溝部38が形成されている。溝部38は、ロータ37の軸方向に延びるようにして形成されている。本実施形態では、溝部38は4つ形成されている。
ベーン39は、略矩形の板状に形成され、溝部38に収容されている。また、ベーン39の高さはロータ37の高さと概ね同じである。本実施形態では、ベーン39は、4つ設けられている。ベーン39は、ポンプ室34において、溝部38と摺動しながらロータ37の径方向に往復移動可能である。すなわち、ベーン39は、溝部38内でロータ37の径方向に往復移動可能に設けられている。
モータ15は、シャフト16を有している。モータ15は、通電により回転し、シャフト16からトルクを出力可能である。シャフト16は、ロータ37の中心に接続されている。そのため、ロータ37は、モータ15の回転により回転駆動する。ロータ37が回転すると、ベーン39は、遠心力によりロータ37の径方向外側へ飛び出し、有底筒部32の内壁に当接する。ロータ37は、ポンプ室34に対し偏心して設けられているため、ロータ37が回転するとき、ベーン39は、有底筒部32の内壁と摺動しながらロータ37の径方向に往復移動する。本実施形態では、有底筒部32のうちロータ37が回転することでポンプ室34のうち2つのベーン39に挟まれた空間が大きくなり始める位置に吸入口35が形成されている。一方、有底筒部32のうちロータ37が回転することでポンプ室34のうち2つのベーン39に挟まれた空間が小さくなり始める位置に吐出口36が形成されている。
上記構成により、ロータ37が回転すると、ポンプ30の外部の流体は、吸入口35を経由してポンプ室34に吸入される。ポンプ室34に吸入された流体は、ベーン39の回転により圧縮されながら移動し、吐出口36からポンプ30の外部へ吐出される。
図2に示すように、ポンプ通路部41は、一端がポンプ30の吸入口35に接続している。
特定通路部43は、例えば樹脂等により形成され、第1通路431および第2通路432を有している。第1通路431および第2通路432は、それぞれ、一端がポンプ通路部41の他端に接続し、他端がタンク通路部42の他端、すなわち、燃料タンク2とは反対側の端部に接続している。
大気通路部44は、一端が2つに分岐するよう分岐通路441および分岐通路442を有している。分岐通路441は、分岐通路442との分岐箇所とは反対側の端部が、タンク通路部42と特定通路部43との間に接続している。すなわち、大気通路部44は、一端がタンク通路部42の他端または特定通路部43の他端に接続している。分岐通路442は、分岐通路441との分岐箇所とは反対側の端部が、ポンプ30の吐出口36に接続している。大気通路部44の他端、すなわち、分岐通路441および分岐通路442とは反対側の端部は、大気に開放されている。なお、大気通路部44には、図示しないフィルタが設けられている。
図2では、ポンプ通路部41とタンク通路部42と特定通路部43と大気通路部44との境界を細い破線で示している。
上述のように、本実施形態では、ポンプ30は、吸入口35がポンプ通路部41の一端に接続するようにして設けられている。そのため、ポンプ30は、作動することにより、ポンプ通路部41、特定通路部43、タンク通路部42および燃料タンク2の内部を減圧可能である。
流路面積変更部50は、第1閉塞弁51、第2閉塞弁52を有している。
第1閉塞弁51は、第1通路431に設けられ、第1通路431を閉塞または開放可能である。第1閉塞弁51は、通常、第1通路431を閉塞しており、通電により第1通路431を開放する。すなわち、第1閉塞弁51は、ノーマリークローズタイプの弁である。
第2閉塞弁52は、第2通路432に設けられ、第2通路432を閉塞または開放可能である。第2閉塞弁52は、通常、第2通路432を閉塞しており、通電により第2通路432を開放する。すなわち、第2閉塞弁52は、第1閉塞弁51と同様、ノーマリークローズタイプの弁である。
本実施形態では、チェックモジュール11は、オリフィス部材としての第1オリフィス部材71および第2オリフィス部材72をさらに有している。
第1オリフィス部材71および第2オリフィス部材72は、例えばステンレス等の金属により形成されている。
第1オリフィス部材71は、第1通路431に設けられている。第1オリフィス部材71は、所定の面積A1の開口である第1開口711を有している。よって、特定通路部43の第1通路431の流路面積は、第1開口711の面積A1に相当する。
第2オリフィス部材72は、第2通路432に設けられている。第2オリフィス部材72は、所定の面積A2の開口である第2開口721を有している。よって、特定通路部43の第2通路432の流路面積は、第2開口721の面積A2に相当する。
上述のように、特定通路部43は樹脂により形成され、第1オリフィス部材71および第2オリフィス部材72はステンレスにより形成されている。そのため、第1オリフィス部材71および第2オリフィス部材72は、特定通路部43と比べ、「線膨張係数が小さいこと」、「吸水による寸法の変化の程度が小さいこと」、「燃料の暴露による寸法の変化の程度が小さいこと」、ならびに、「塩化マグネシウム溶液、塩化カルシウム溶液または塩化ナトリウム溶液の暴露による開口面積の変化の程度が小さいこと」の特性を有している。
流路面積変更部50の第1閉塞弁51および第2閉塞弁52が第1通路431および第2通路432を閉塞しているとき、特定通路部43の流路面積は、ゼロである。第1閉塞弁51が第1通路431を開放し、第2閉塞弁52が第2通路432を閉塞しているとき、特定通路部43の流路面積は、第1オリフィス部材71の第1開口711の面積A1である。第1閉塞弁51が第1通路431を閉塞し、第2閉塞弁52が第2通路432を開放しているとき、特定通路部43の流路面積は、第2オリフィス部材72の第2開口721の面積A2である。第1閉塞弁51が第1通路431を開放し、第2閉塞弁52が第2通路432を開放しているとき、特定通路部43の流路面積は、第1オリフィス部材71の第1開口711の面積A1と、第2オリフィス部材72の第2開口721の面積A2との合計の面積A3である。
このように、流路面積変更部50は、第1閉塞弁51および第2閉塞弁52の開弁状態により、特定通路部43の流路面積を、面積A1、A2、A3(=A1+A2)の3通りの面積に変更可能である。
大気弁部60は、閉塞弁61を有している。
閉塞弁61は、大気通路部44の分岐通路441に設けられ、分岐通路441を閉塞または開放可能である。閉塞弁61は、通常、分岐通路441を開放しており、通電により分岐通路441を閉塞する。すなわち、閉塞弁61は、ノーマリーオープンタイプの弁である。
大気弁部60の閉塞弁61が分岐通路441を開放しているとき、大気通路部44の流路面積は、分岐通路441の流路面積である。一方、大気弁部60の閉塞弁61が分岐通路441を閉塞しているとき、大気通路部44の流路面積は、ゼロである。すなわち、本実施形態では、大気弁部60の閉塞弁61は、大気通路部44の分岐通路441の流路面積を、分岐通路441の流路面積、または、ゼロに変更可能である。
圧力センサ25は、ポンプ通路部41に設けられている。圧力センサ25は、ポンプ通路部41の内部の圧力を検出し、検出した圧力に対応する信号をECU20に出力する。
圧力センサ25は、内燃機関の始動時にポンプ通路部41の内部の圧力を検出することにより、大気の圧力である大気圧を検出することができる。
また、内燃機関の始動後、所定時間が経過後は、第1閉塞弁51、第2閉塞弁52、大気弁部60の開閉状況に応じたポンプ通路部41内の圧力を検出することができる。
ECU20は、CPU、ROM、RAM、I/O等を有する小型のコンピュータであり、車両の各部に設けられたセンサからの信号等に基づき、ROMに格納されたプログラムに従い演算を行い、車両に搭載された内燃機関および各種機器等の作動を制御する。ECU20は、非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行する。このプログラムが実行されることで、プログラムに対応する方法が実行される。
ECU20は、ポンプ30のモータ15への通電を制御することにより、ポンプ30の作動を制御可能である。また、ECU20は、流路面積変更部50の第1閉塞弁51および第2閉塞弁52への通電を制御することにより、流路面積変更部50の作動を制御可能である。また、ECU20は、大気弁部60の閉塞弁61への通電を制御することにより、大気弁部60の作動を制御可能である。
また、ECU20は、圧力センサ25からの信号に基づき、ポンプ通路部41の内部の圧力を検知することができる。
ECU20は、プログラム(ソフトウェア)の実行により機能する機能部として、演算部21、リークチェック部22および異常判定部23を有している。
演算部21は、ポンプ30を作動させつつ流路面積変更部50により特定通路部43の流路面積を面積A1にした状態で圧力センサ25により検出した圧力に対応する第1圧力としての圧力P1、第1面積としての面積A1、ポンプ30を作動させつつ流路面積変更部50により特定通路部43の流路面積を面積A3に変更した状態で圧力センサ25により検出した圧力に対応する第2圧力としての圧力P3、第2面積としての面積A3、および、所定の面積である基準面積Arefに基づき、エバポリークの有無をチェックするための閾値であるリーク閾値Prefを演算する。
具体的には、演算部21は、ポンプ30を作動させていないときに圧力センサ25により検出した圧力を大気圧Paとして記憶する。
また、演算部21は、ポンプ30を作動(オン)させつつ第1閉塞弁51をオンにし第2閉塞弁52をオフにし特定通路部43の流路面積を面積A1にした状態で圧力センサ25により検出した圧力Pと大気圧Paとの差圧P−Paを第1圧力P1とする。
また、演算部21は、ポンプ30を作動(オン)させつつ第1閉塞弁51および第2閉塞弁52をオンにし特定通路部43の流路面積を面積A3にした状態で圧力センサ25により検出した圧力Pと大気圧Paとの差圧P−Paを第2圧力P3とする。
ここで、ポンプ30のポンプ出入口差圧、すなわち、大気圧と圧力センサ25の出力との差圧と、ポンプ流量との関係を表わすPQ特性は、C1、C2を定数とすると、下記式1のように一次曲線で近似できる。
Q=C1|P−Pa|+C2 ・・・式1
また、面積A相当の開口の流量は、ρaを空気密度とすると、下記式2で表される。
Q=A×√(|P−Pa|÷ρa) ・・・式2
本実施形態では、ポンプ通路部41における圧力発生源はポンプ30のみであり、式1および式2のQが等しいため、下記式3を導くことができる。
C1|P−Pa|+C2=A×√(|P−Pa|÷ρa) ・・・式3
ポンプ30およびポンプ通路部41の内部および周辺の温度変化や圧力変化が小さければ、例えば20+/−2℃、101.3+/−3.5kPa程度であれば、ρa=1.205+/−0.050のように、ρaは定数として扱える。そのため、AとPとの組み合わせが2つ以上あれば、C1およびC2を特定でき、ポンプ30のPQ特性は一意に決まる。
しかしながら、実際は製品の流路面積は、製造上の寸法ばらつき、温度変化および湿度変化による寸法ばらつきをもつため、流路面積の値を正確に求め、製品毎に正確な流路面積の値を予め設定しておくには膨大なコストや工数が掛かる。
そこで、本実施形態では、製品毎に正確な流路面積の値を予め設定せず、下記のとおり、製品毎のばらつきを考慮した流路面積の値(下限から上限までの範囲)を用いてエバポリークのチェックに関する演算を行う。
図4に、流路面積A1上限時の流路のPQ特性A1maxPQおよびA1下限時の流路のPQ特性A1minPQ、ならびに、流路面積A3上限時の流路のPQ特性A3maxPQおよびA3下限時の流路のPQ特性A3minPQを示す。ここで、上限A1maxPQおよび下限A1minPQは、それぞれ、第1オリフィス部材71の製造上の寸法ばらつき、温度変化および湿度変化による寸法ばらつきに基づき想定される第1面積A1の最大値(上限)または最小値(下限)を式2のAに代入したときの式に対応している。また、上限A3maxPQおよび下限A3minPQは、それぞれ、第1オリフィス部材71および第2オリフィス部材72の製造上の寸法ばらつき、温度変化および湿度変化による寸法ばらつきに基づき想定される第2面積A3の最大値(上限)または最小値(下限)を式2のAに代入したときの式に対応している。よって、流路面積がA1の流路のPQ特性は、上限A1maxPQと下限A1minPQとの間でばらつき、流路面積がA3の流路のPQ特性は、上限A3maxPQと下限A3minPQとの間でばらつくと考えられる。
また、図4に、第1圧力P1の上限P1maxおよび下限P1min、ならびに、第2圧力P3の上限P3maxおよび下限P3minを示す。ここで、上限P1maxおよび下限P1minは、それぞれ、圧力センサ25により同じ圧力を繰り返し検出したときに発生する検出値のばらつきである検出誤差に基づき想定される第1圧力P1の絶対値の最大値または最小値に対応している。また、上限P3maxおよび下限P3minは、それぞれ、圧力センサ25の検出誤差に基づき想定される第2圧力P3の絶対値の最大値または最小値に対応している。
本実施形態では、演算部21は、上限A1maxPQ、上限P1max、上限A3maxPQおよび上限P3maxに基づき、ポンプ30のPQ特性の上限PQmaxを推定する。上限PQmaxは、A1maxPQとP1maxとの交点、および、A3maxPQとP3maxとの交点を通る。
例えば、CARBおよびEPAの基準では、燃料タンクを含むエバポシステムからのエバポリークの検出精度としてφ0.5mm相当のエバポリークの検出が要求されている。そのため、本実施形態では、基準面積Arefは、例えばφ0.5mm相当の開口の面積に設定されている。よって、基準面積Arefは、具体的には約0.196mm2である。
図4に、流路面積がArefの流路のPQ特性の式ArefPQを示す。ここで、ArefPQは、基準面積Arefを式2のAに代入したときの式に対応している。
演算部21は、推定したポンプ30のPQ特性の上限PQmaxと式ArefPQとの交点からリーク閾値Prefを求める。
リークチェック部22は、ポンプ30を作動させつつ、大気弁部60により大気通路部44の流路面積を変更し大気通路部44を閉塞し、タンク通路部42とポンプ通路部41との間が連通した状態で圧力センサ25により検出した圧力に対応するチェック圧力Pcとリーク閾値Prefとに基づき、エバポリークの有無をチェックする。
具体的には、リークチェック部22は、ポンプ30を作動(オン)させつつ、大気弁部60の閉塞弁61をオンにし分岐通路441を閉塞し、流路面積変更部50の第1閉塞弁51および第2閉塞弁52をオンにし第1通路431および第2通路432を開放しタンク通路部42とポンプ通路部41との間が連通した状態で圧力センサ25により検出した圧力Pと大気圧Paとの差圧をチェック圧力Pcとする。
そして、リークチェック部22は、チェック圧力Pcの絶対値がリーク閾値Prefの絶対値より小さい場合、「エバポリークが発生している」と判定する。なお、ECU20は、リークチェック部22により「エバポリークが発生している」と判定した場合、例えば、車両の運転席前方に設けられた表示装置の警告灯を点灯させる等し、運転者に「エバポリークが発生している」ことを通知する。
なお、ポンプ30のPQ特性は、図4に示す2つの一点鎖線の間の範囲内でばらつくと考えられる。また、第1面積A1、第1圧力P1、第2面積A3および第2圧力P3の関係から限定されたポンプ30のPQ特性は、ポンプ30のPQ特性の上限PQmaxと下限PQminとの間でばらつくと考えられる。ここで、下限PQminは、A1maxPQとP1minとの交点、および、A3maxPQとP3minとの交点を通る。
異常判定部23は、第1圧力P1または第2圧力P3が、「ポンプ30の特性のばらつき、ならびに、第1面積A1および第2面積A3に基づき求めた範囲」の外となった場合、「エバポリークチェックシステム10に異常が生じている」と判定する。ここで、「ポンプ30の特性のばらつき、ならびに、第1面積A1および第2面積A3に基づき求めた範囲」は、図4に示すように、上限A1maxPQと下限A1minPQと上限P1maxと下限P1minとに囲まれた範囲T1、および、上限A3maxPQと下限A3minPQと上限P3maxと下限P3minとに囲まれた範囲T2に対応している。
本実施形態では、リークチェック部22は、異常判定部23により「エバポリークチェックシステム10に異常が生じている」と判定された場合、エバポリークの有無のチェックを中断する。より具体的には、演算部21は、異常判定部23により「エバポリークチェックシステム10に異常が生じている」と判定された場合、リーク閾値Prefの演算を中断する。
なお、ECU20は、異常判定部23により「エバポリークチェックシステム10に異常が生じている」と判定した場合、例えば、車両の運転席前方に設けられた表示装置の警告灯を点灯させる等し、運転者に「エバポリークチェックシステム10に異常が生じている」ことを通知する。
次に、本実施形態のエバポリークチェックシステム10によるエバポリークのチェック方法について、図5に基づき説明する。
エバポリークチェックシステム10のECU20は、図5に示す一連の処理S100を実行することにより、燃料タンク2からのエバポリークの有無をチェックする。
S100は、車両の内燃機関の運転が停止されて所定時間が経過すると開始される。この所定時間は、車両の温度が安定するために必要な時間に設定されている。
S101では、ECU20は、圧力センサ25をオンにし、圧力センサ25による圧力の検出を開始する。S101の後、処理はS102へ移行する。
S102では、ECU20は、圧力センサ25により検出した圧力を大気圧Paとして記憶する。S102の後、処理はS103へ移行する。
S103では、ポンプ30のモータ15に通電し、ポンプ30の作動を開始する。S103の後、処理はS104へ移行する。
S104では、ECU20は、第1閉塞弁51をオンにし、特定通路部43の第1通路431を開放する。これにより、特定通路部43の流路面積は、第1面積A1になる。S104の後、処理はS105へ移行する。
S105では、ECU20は、圧力センサ25により検出した圧力と大気圧Paとの差圧を第1圧力P1として記憶する。S105の後、処理はS106へ移行する。
S106では、ECU20は、第2閉塞弁52をオンにし、特定通路部43の第2通路432を開放する。これにより、特定通路部43の流路面積は、第2面積A3になる。S106の後、処理はS107へ移行する。
S107では、ECU20は、圧力センサ25により検出した圧力と大気圧Paとの差圧を第2圧力P3として記憶する。S107の後、処理はS108へ移行する。
S108では、ECU20は、記憶されている第1面積A1、第2面積A3、基準面積Arefを読み込む。ここで、第1面積A1および第2面積A3は、上述のように、ばらつきを考慮した最大値が設定されている。S108の後、処理はS109へ移行する。
S109では、ECU20は、第1圧力P1、第1面積A1、第2圧力P3、第2面積A3、および、基準面積Arefに基づき、エバポリークの有無をチェックするための閾値であるリーク閾値Prefを演算する。S109の後、処理はS110へ移行する。
S110では、ECU20は、大気弁部60の閉塞弁61をオンにし、大気通路部44の分岐通路441を閉塞する。そのため、ポンプ30により、ポンプ通路部41、特定通路部43およびタンク通路部42を経由して燃料タンク2の内部が減圧され始める。S110の後、処理はS111へ移行する。
S111では、ECU20は、「圧力センサ25により検出した圧力と大気圧Paとの差圧の絶対値がリーク閾値Prefの絶対値より大きいか否か」または「S110の後、所定時間が経過したか否か」を判断する。「圧力センサ25により検出した圧力と大気圧Paとの差圧の絶対値はリーク閾値Prefの絶対値より大きい」または「S110の後、所定時間が経過した」と判断した場合(S111:YES)、処理はS112へ移行する。一方、「圧力センサ25により検出した圧力と大気圧Paとの差圧の絶対値はリーク閾値Prefの絶対値以下である」または「S110の後、所定時間は経過していない」と判断した場合(S111:NO)、処理はS111に戻る。すなわち、S111がYESとなるまで、S111は繰り返し実行される。なお、S111での所定時間は、S110で燃料タンク2の減圧が開始されてから、燃料タンク2(ポンプ通路部41)の圧力が安定するまでに要する時間の想定値である。
S112では、ECU20は、圧力センサ25により検出した圧力と大気圧Paとの差圧をチェック圧力Pcとして記憶する。S112の後、処理はS113へ移行する。
S113では、ECU20は、チェック圧力Pcの絶対値がリーク閾値Prefの絶対値以上か否かを判断する。チェック圧力Pcの絶対値はリーク閾値Prefの絶対値以上であると判断した場合(S113:YES)、処理はS114へ移行する。一方、チェック圧力Pcの絶対値はリーク閾値Prefの絶対値より小さいと判断した場合(S113:NO)、処理はS131へ移行する。
S114では、ECU20は、「燃料タンク2にエバポリークは発生していない」と判定する。S114の後、処理はS115へ移行する。
S115では、ECU20は、大気弁部60の閉塞弁61をオフし、大気通路部44の分岐通路441を開放する。S115の後、処理はS116へ移行する。
S116では、ECU20は、流路面積変更部50の第1閉塞弁51および第2閉塞弁52をオフし、特定通路部43の第1通路431および第2通路432を閉塞する。S116の後、処理はS117へ移行する。
S117では、ECU20は、ポンプ30のモータ15への通電を停止し、ポンプ30の作動を停止(オフ)する。S117の後、処理はS118へ移行する。
S118では、ECU20は、圧力センサ25をオフし、圧力センサ25による圧力の検出を停止する。S118の後、処理は一連の処理S100を抜ける。
S131では、ECU20は、「燃料タンク2にエバポリークが発生している」と判定する。S131の後、処理はS132へ移行する。
S132では、ECU20は、車両の運転席前方に設けられた表示装置の警告灯を点灯させる。S132の後、処理はS115へ移行する。
上述のように、ECU20は、特にS109において演算部21として機能し、特にS113、114、131においてリークチェック部22として機能する。
次に、本実施形態のエバポリークチェックシステム10によるエバポリークのチェックの一例を、図6に基づき説明する。
ECU20は、時刻t0で圧力センサ25をオンにし、圧力センサ25による圧力の検出を開始する(S101)。
ECU20は、時刻t1で圧力センサ25により検出した圧力を大気圧Paとして記憶する(S102)。
ECU20は、時刻t2でポンプ30のモータ15に通電し、ポンプ30の作動を開始する(S103)。また、第1閉塞弁51をオンにし、特定通路部43の第1通路431を開放する(S104)。
ECU20は、時刻t3で圧力センサ25により検出した圧力と大気圧Paとの差圧を第1圧力P1として記憶する(S105)。
ECU20は、時刻t4で第2閉塞弁52をオンにし、特定通路部43の第2通路432を開放する(S106)。
ECU20は、時刻t5で圧力センサ25により検出した圧力と大気圧Paとの差圧を第2圧力P3として記憶する(S107)。
ECU20は、時刻t6で大気弁部60の閉塞弁61をオンにし、大気通路部44の分岐通路441を閉塞する(S110)。
時刻t6の後、燃料タンク2の内部は徐々に減圧され、図6に太い一点鎖線で示すように、燃料タンク2の内部の圧力と大気圧Paとの差圧の絶対値は、徐々に大きくなる。
時刻t7で燃料タンク2内の空気が引ききると、図6に太い実線で示すように、ポンプ通路部41の圧力、すなわち、圧力センサ25により検出される圧力と大気圧Paとの差圧の絶対値と、燃料タンク2の内部の圧力と大気圧Paとの差圧の絶対値とは、第2圧力P3の絶対値で一致する。時刻t7の後、圧力センサ25により検出される圧力と大気圧Paとの差圧の絶対値、および、燃料タンク2の内部の圧力と大気圧Paとの差圧の絶対値は、徐々に大きくなる。
燃料タンク2にエバポリークが発生していない場合、圧力センサ25により検出される圧力と大気圧Paとの差圧の絶対値は、時刻t9で一定になる。
一方、燃料タンク2にエバポリークが発生している場合、図6に太い破線で示すように、圧力センサ25により検出される圧力と大気圧Paとの差圧の絶対値は、時刻t8で一定になる。
ECU20は、時刻t10でチェック圧力Pcの絶対値がリーク閾値Prefの絶対値以上か否かを判断する(S113)。燃料タンク2にエバポリークが発生していない場合、チェック圧力Pcの絶対値はリーク閾値Prefの絶対値以上になるため、ECU20は、「燃料タンク2にエバポリークは発生していない」と判定する(S114)。一方、燃料タンク2にエバポリークが発生している場合、チェック圧力Pcの絶対値はリーク閾値Prefの絶対値より小さくなるため、ECU20は、「燃料タンク2にエバポリークが発生している」と判定する(S131)。
ECU20は、時刻t11で大気弁部60の閉塞弁61をオフし、大気通路部44の分岐通路441を開放する(S115)。これにより、圧力センサ25により検出される圧力と大気圧Paとの差圧の絶対値は、第2圧力P3の絶対値にまで低下する。また、燃料タンク2の内部の圧力と大気圧Paとの差圧の絶対値は、ゼロにまで低下する。
ECU20は、時刻t12で流路面積変更部50の第1閉塞弁51および第2閉塞弁52をオフし、特定通路部43の第1通路431および第2通路432を閉塞する(S116)。また、ポンプ30のモータ15への通電を停止し、ポンプ30の作動を停止(オフ)する(S117)。これにより、圧力センサ25により検出される圧力と大気圧Paとの差圧の絶対値は、ゼロにまで低下する。
ECU20は、時刻t13で圧力センサ25をオフし、圧力センサ25による圧力の検出を停止する(S118)。
以上説明したように、(1)本実施形態のエバポリークチェックシステム10は、ポンプ30とポンプ通路部41とタンク通路部42と特定通路部43と大気通路部44と流路面積変更部50と大気弁部60と圧力センサ25とECU20とを備えている。
ポンプ通路部41は、一端がポンプ30の吸入口35に接続している。
タンク通路部42は、一端が、燃料を貯留する燃料タンク2に接続している。
特定通路部43は、一端がポンプ通路部41の他端に接続し、他端がタンク通路部42の他端に接続している。
大気通路部44は、一端がタンク通路部42の他端または特定通路部43の他端に接続し、他端が大気に開放されている。
流路面積変更部50は、特定通路部43の流路面積を、第1面積A1および第2面積A3を含む3通りの面積に変更可能である。
大気弁部60は、大気通路部44の流路面積を変更可能である。
圧力センサ25は、ポンプ通路部41の内部の圧力を検出可能である。
ECU20は、ポンプ30、流路面積変更部50および大気弁部60の作動を制御可能である。
そして、本実施形態では、ECU20は、演算部21およびリークチェック部22を有している。
演算部21は、ポンプ30を作動させつつ流路面積変更部50により特定通路部43の流路面積を第1面積A1にした状態で圧力センサ25により検出した圧力に対応する第1圧力P1、第1面積A1、ポンプ30を作動させつつ流路面積変更部50により特定通路部43の流路面積を第2面積A3に変更した状態で圧力センサ25により検出した圧力に対応する第2圧力P3、第2面積A3、および、予め定められた所定の基準面積Arefに基づき、燃料が気化した蒸発燃料のリークであるエバポリークの有無をチェックするための閾値であるリーク閾値Prefを演算する。
リークチェック部22は、ポンプ30を作動させつつ、大気弁部60により大気通路部44の流路面積を変更し大気通路部44を閉塞し、タンク通路部42とポンプ通路部41との間が連通した状態で圧力センサ25により検出した圧力であるチェック圧力Pcと、リーク閾値Prefと、に基づき、エバポリークの有無をチェックする。
演算部21は、第1圧力P1、第1面積A1、第2圧力P3および第2面積A3に基づき、ポンプ30のPQ特性を推定可能である。そして、推定したポンプ30のPQ特性と所定の基準面積Arefとからリーク閾値Prefを演算可能である。このように、本実施形態では、第1面積A1および第2面積A3を含む少なくとも2通りの流路面積の特定通路部43に空気を流すことで、ポンプ30のPQ特性を推定し、リーク閾値Prefを演算する。ここで、基準面積Arefを任意の値に設定した場合、基準面積Arefに応じたリーク閾値Prefを演算することができる。したがって、エバポの排出規制の基準が変更されたり、複数の国または地域毎にエバポの排出規制の基準が異なったりしても、基準に応じて基準面積Arefの値を設定すれば、従来技術のようにオリフィスの穴径を変更すること等なしに、基準に対応したリーク閾値Prefを演算することができる。よって、エバポの排出規制の基準に柔軟に対応することができる。
また、(2)本実施形態では、リークチェック部22は、チェック圧力Pcの絶対値がリーク閾値Prefの絶対値より小さい場合、「エバポリークが発生している」と判定する。このように、本実施形態では、圧力の絶対値に基づき、エバポリークの有無をチェックする。そのため、ポンプ30により燃料タンク2およびポンプ通路部41を加圧する構成に変更しても、同様の方法により、エバポリークの有無をチェックすることができる。
また、(3)本実施形態では、演算部21は、第1面積A1および第2面積A3の製造上の寸法ばらつき、温度変化および湿度変化による寸法ばらつき、ならびに、第1圧力P1および第2圧力P3の検出誤差に基づき、リーク閾値Prefを演算する。
ところで、車両の出荷前に、ECU20等のメモリにA1およびA3の値を入力(記憶)しておく必要があるが、組み付け対象が決まってから、1台ずつ入力していくのは手間である。A1およびA3のばらつきであれば、本実施形態のように予め入力しておくことが可能で、車両の組み立て時に手間がかからない。また、リーク閾値Prefを、A1、A3等のばらつきを考慮した最大値に設定しておけば、エバポの排出規制に対しフェールネガティブなエラーの発生を防ぐことができる。
また、(6)本実施形態は、特定通路部43に設けられ、面積A1の開口を形成している第1オリフィス部材71、および、面積A2の開口を形成している第2オリフィス部材72をさらに備えている。
第1オリフィス部材71および第2オリフィス部材72は、特定通路部43を形成する部材と比べ、「線膨張係数が小さいこと」、「吸水による寸法の変化の程度が小さいこと」、「燃料の暴露による寸法の変化の程度が小さいこと」、ならびに、「塩化マグネシウム溶液、塩化カルシウム溶液または塩化ナトリウム溶液の暴露による開口面積の変化の程度が小さいこと」の特性のうち全ての特性を有している。そのため、第1オリフィス部材71および第2オリフィス部材72は、特定通路部43と比べ、熱による寸法変化が小さく、吸水による寸法変化が小さく、燃料の暴露による寸法変化が小さく、塩化マグネシウム溶液、塩化カルシウム溶液または塩化ナトリウム溶液の暴露による開口面積の変化の程度が小さい。これにより、経年変化や環境変化にかかわらず、A1およびA3が安定し、エバポリークの有無を高精度に判定することができる。
また、(9)本実施形態では、ECU20は、第1圧力P1または第2圧力P3が、「ポンプ30の特性のばらつき、ならびに、第1面積A1および第2面積A3に基づき求めた範囲」の外となった場合、「エバポリークチェックシステム10に異常が生じている」と判定する異常判定部23をさらに有している。
また、(10)本実施形態では、リークチェック部22は、異常判定部23により「エバポリークチェックシステム10に異常が生じている」と判定された場合、エバポリークの有無のチェックを中断する。
また、(11)本実施形態では、演算部21は、異常判定部23により「エバポリークチェックシステム10に異常が生じている」と判定された場合、リーク閾値Prefの演算を中断する。
このように、本実施形態では、異常判定部23により、エバポリークチェックシステム10が異常な状態でエバポリークの有無のチェックが行われるのを防ぐことができる。
また、(12)本実施形態では、ポンプ通路部41の一端は、ポンプ30の吸入口35に接続している。そのため、ポンプ30は、ポンプ通路部41内を減圧可能である。これにより、仮に燃料タンク2にエバポリークが発生する程度の開口が形成されていたとしても、エバポリークの有無のチェック時、すなわち、ポンプ30の作動時に、エバポが前記開口を経由して燃料タンク2の外に流出するのを防ぐことができる。
また、(13)本実施形態では、ポンプ30は、ケーシング31、ケーシング31内で回転可能に設けられ外壁に溝部38を有するロータ37、および、溝部38内でロータ37の径方向に往復移動可能に設けられる板状のベーン39を有するベーンポンプである。ベーンポンプは、開口面積のばらつきに対し圧力の変動が小さくなるようなPQ特性を示す。そのため、本実施形態では、エバポリークの有無を高精度に判定することができる。
また、(14)本実施形態は、上記エバポリークチェックシステム10を用いたエバポリークのチェック方法であって、下記第1〜8処理を含む。
第1処理としてのS101では、圧力センサ25による圧力の検出を開始する。
第2処理としてのS103では、ポンプ30の作動を開始する。
第3処理としてのS105では、特定通路部43の流路面積が第1面積A1の状態で、圧力センサ25により検出した圧力に対応する圧力を第1圧力P1として記憶する。
第4処理としてのS106では、流路面積変更部50により特定通路部43の流路面積を第2面積A3に変更する。
第5処理としてのS107では、特定通路部43の流路面積が第2面積A3の状態で、圧力センサ25により検出した圧力に対応する圧力を第2圧力P3として記憶する。
第6処理としてのS109では、第1圧力P1、第1面積A1、第2圧力P3、第2面積A3、および、予め定められた所定の基準面積Arefに基づき、燃料が気化した蒸発燃料のリークであるエバポリークの有無をチェックするための閾値であるリーク閾値Prefを演算する。
第7処理としてのS110では、大気弁部60により大気通路部44の流路面積を変更し大気通路部44を閉塞する。
第8処理としてのS113、S114、S131では,タンク通路部42とポンプ通路部41との間が連通した状態で第7処理から所定時間経過後に圧力センサ25により検出した圧力であるチェック圧力Pcと、リーク閾値Prefと、に基づき、エバポリークの有無をチェックする。
本実施形態のチェック方法では、エバポの排出規制の基準が変更されたり、複数の国または地域毎にエバポの排出規制の基準が異なったりしても、基準に応じて基準面積Arefの値を設定すれば、従来技術のようにオリフィスの穴径を変更すること等なしに、基準に対応したリーク閾値Prefを演算することができる。よって、エバポの排出規制の基準に柔軟に対応することができる。
また、(15)本実施形態は、第8処理としてのS113、S131では、チェック圧力Pcの絶対値がリーク閾値Prefの絶対値より小さい場合、「エバポリークが発生している」と判定する。このように、本実施形態では、圧力の絶対値に基づき、エバポリークの有無をチェックする。そのため、ポンプ30により燃料タンク2およびポンプ通路部41を加圧する構成に変更しても、同様の方法により、エバポリークの有無をチェックすることができる。
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態によるエバポリークチェックシステムを図7に示す。第2実施形態は、部材点数が少ない点で第1実施形態と異なる。
第2実施形態では、流路面積変更部50は、第1閉塞弁51を有していない。
上述した点以外の第2実施形態の物理的な構成は、第1実施形態と同じである。
第2実施形態では、第1実施形態で示した「第1閉塞弁51をオンにする処理」であるS104を省略することができる。
以上説明したように、第2実施形態は、第1実施形態と比べ、部材点数を削減するとともに、処理を簡単にすることができる。
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態によるエバポリークチェックシステムを図8に示す。
第3実施形態では、特定通路部43は、一端がポンプ通路部41の他端に接続し、他端がタンク通路部42の他端に接続している。
流路面積変更部50は、開度可変弁55を有している。開度可変弁55は、例えば、通電により回動する板状の弁を有するバタフライバルブである。開度可変弁55は、特定通路部43に設けられている。開度可変弁55は、通電により、特定通路部43の流路面積が変更されるよう開度を変更可能である。本実施形態では、流路面積変更部50は、開度可変弁55の開度を変更することで、特定通路部43の流路面積を、第1面積A1および第2面積A2を含む2通りの面積に変更可能である。
大気弁部60は、開度可変弁62を有している。開度可変弁62は、弁部621および駆動部622を有している。
弁部621は、大気通路部44の分岐通路441に設けられている。駆動部622は、例えば、通電により回転位置を多段階に制御可能なステッピングモータである。駆動部622は、駆動により分岐通路441における弁部621の位置、すなわち、開度可変弁62の開度を変更することができる。これにより、駆動部622は、大気通路部44の分岐通路441を開放または閉塞することができる。なお、開度可変弁62は、通常、分岐通路441を開放している。
また、本実施形態では、流路面積変更部50は、開度可変弁62を含む。すなわち、流路面積変更部50は、駆動部622により大気通路部44の分岐通路441の流路面積が変更されるよう大気弁部60の開度可変弁62の開度を変更可能であり、開度可変弁62の開度を変更することで、特定通路部43の実質的な流路面積を、第1面積A1および第2面積A2を含む2通りの面積に変更可能である。
次に、本実施形態のエバポリークチェックシステムによるエバポリークのチェック方法について、図9に基づき説明する。
エバポリークチェックシステムのECU20は、図9に示す一連の処理S200を実行することにより、燃料タンク2からのエバポリークの有無をチェックする。
S200は、車両の内燃機関の運転が停止されて所定時間が経過すると開始される。この所定時間は、車両の温度が安定するために必要な時間に設定されている。
S201では、ECU20は、圧力センサ25をオンにし、圧力センサ25による圧力の検出を開始する。S201の後、処理はS202へ移行する。
S202では、ECU20は、圧力センサ25により検出した圧力を大気圧Paとして記憶する。S202の後、処理はS203へ移行する。
S203では、ポンプ30のモータ15に通電し、ポンプ30の作動を開始する。S203の後、処理はS204へ移行する。
S204では、ECU20は、開度可変弁55の開度を第1面積A1相当にする。これにより、特定通路部43の流路面積は、第1面積A1になる。S204の後、処理はS205へ移行する。
S205では、ECU20は、圧力センサ25により検出した圧力と大気圧Paとの差圧を第1圧力P1として記憶する。S205の後、処理はS206へ移行する。
S206では、ECU20は、開度可変弁55の開度を第2面積A2相当にする。これにより、特定通路部43の流路面積は、第2面積A2になる。S206の後、処理はS207へ移行する。
S207では、ECU20は、圧力センサ25により検出した圧力と大気圧Paとの差圧を第2圧力P2として記憶する。S107の後、処理はS208へ移行する。
S208では、ECU20は、記憶されている第1面積A1、第2面積A2、基準面積Arefを読み込む。ここで、第1面積A1および第2面積A2は、第1実施形態のA1、A3と同様、ばらつきを考慮した最大値が設定されている。S208の後、処理はS209へ移行する。
S209では、ECU20は、第1圧力P1、第1面積A1、第2圧力P2、第2面積A2、および、基準面積Arefに基づき、エバポリークの有無をチェックするための閾値であるリーク閾値Prefを演算する。S209の後、処理はS210へ移行する。
S210では、ECU20は、大気弁部60の開度可変弁62を駆動し、大気通路部44の分岐通路441を閉塞する。そのため、ポンプ30により、ポンプ通路部41、特定通路部43およびタンク通路部42を経由して燃料タンク2の内部が減圧され始める。S210の後、処理はS211へ移行する。
S211では、ECU20は、「圧力センサ25により検出した圧力と大気圧Paとの差圧の絶対値がリーク閾値Prefの絶対値より大きいか否か」または「S210の後、所定時間が経過したか否か」を判断する。「圧力センサ25により検出した圧力と大気圧Paとの差圧の絶対値はリーク閾値Prefの絶対値より大きい」または「S210の後、所定時間が経過した」と判断した場合(S211:YES)、処理はS212へ移行する。一方、「圧力センサ25により検出した圧力と大気圧Paとの差圧の絶対値はリーク閾値Prefの絶対値以下である」または「S210の後、所定時間は経過していない」と判断した場合(S211:NO)、処理はS211に戻る。すなわち、S211がYESとなるまで、S211は繰り返し実行される。なお、S211での所定時間は、S210で燃料タンク2の減圧が開始されてから、燃料タンク2(ポンプ通路部41)の圧力が安定するまでに要する時間の想定値である。
S212では、ECU20は、圧力センサ25により検出した圧力と大気圧Paとの差圧をチェック圧力Pcとして記憶する。S212の後、処理はS213へ移行する。
S213では、ECU20は、チェック圧力Pcの絶対値がリーク閾値Prefの絶対値以上か否かを判断する。チェック圧力Pcの絶対値はリーク閾値Prefの絶対値以上であると判断した場合(S213:YES)、処理はS214へ移行する。一方、チェック圧力Pcの絶対値はリーク閾値Prefの絶対値より小さいと判断した場合(S213:NO)、処理はS231へ移行する。
S214では、ECU20は、「燃料タンク2にエバポリークは発生していない」と判定する。S214の後、処理はS215へ移行する。
S215では、ECU20は、大気弁部60の開度可変弁62を駆動し、大気通路部44の分岐通路441を開放する。S215の後、処理はS216へ移行する。
S216では、ECU20は、流路面積変更部50の開度可変弁55を駆動し、特定通路部43を閉塞する。S216の後、処理はS217へ移行する。
S217では、ECU20は、ポンプ30のモータ15への通電を停止し、ポンプ30の作動を停止(オフ)する。S217の後、処理はS218へ移行する。
S218では、ECU20は、圧力センサ25をオフし、圧力センサ25による圧力の検出を停止する。S218の後、処理は一連の処理S100を抜ける。
S231では、ECU20は、「燃料タンク2にエバポリークが発生している」と判定する。S231の後、処理はS232へ移行する。
S232では、ECU20は、車両の運転席前方に設けられた表示装置の警告灯を点灯させる。S232の後、処理はS215へ移行する。
なお、本実施形態では、例えば、流路面積変更部50の開度可変弁55を常に開放(全開)にしておき、S204で、大気弁部60の開度可変弁62の開度を第1面積A1相当にし、特定通路部43の実質的な流路面積を第1面積A1にすることとしてもよい。また、S206で、大気弁部60の開度可変弁62の開度を第2面積A2相当にし、特定通路部43の実質的な流路面積を第2面積A2にすることとしてもよい。
以上説明したように、(4)本実施形態では、流路面積変更部50は、特定通路部43の流路面積が変更されるよう開度を変更可能な開度可変弁55を有し、開度可変弁55の開度を変更することで、特定通路部43の流路面積を、第1面積A1および第2面積A2を含む2通りの面積に変更可能である。
また、(5)本実施形態では、流路面積変更部50は、大気通路部44の流路面積が変更されるよう大気弁部60の開度可変弁62の開度を変更可能であり、開度可変弁62の開度を変更することで、特定通路部43の実質的な流路面積を、第1面積A1および第2面積A2を含む2通りの面積に変更可能である。
本実施形態では、第1実施形態と比べ、特定通路部43の構成を簡単にし、第1オリフィス部材71や第2オリフィス部材72等のオリフィス部材を削減しつつ、第1実施形態と同様、エバポの排出規制の基準に柔軟に対応することができる。
(第4実施形態)
本発明の第4実施形態によるエバポリークチェックシステムを図10に示す。第4実施形態は、大気弁部60の構成が第3実施形態と異なる。
第4実施形態では、大気弁部60は、第3実施形態で示した開度可変弁62に代えて第1実施形態で示した閉塞弁61を有している。
上述した点以外の第4実施形態の物理的な構成は、第3実施形態と同じである。
第4実施形態では、第3実施形態で示したS200のS210をS110に置き換え、S215をS115に置き換えて実行することにより、第3実施形態と同様、エバポリークの有無をチェックすることができる。
第4実施形態は、第3実施形態と比べ、安価で簡単な構成にすることができる。
(第5実施形態)
本発明の第5実施形態によるエバポリークチェックシステムを図11に示す。第5実施形態は、物理的な構成が第3実施形態と異なる。
第5実施形態では、チェックモジュール11は、第3実施形態で示した開度可変弁55に代えて、オリフィス部材75を有している。
オリフィス部材75は、例えばステンレス等の金属により形成されている。
オリフィス部材75は、所定の面積A2の開口である開口751を有している。よって、特定通路部43の流路面積は、開口751の面積A2に相当する。
本実施形態では、流路面積変更部50は、開度可変弁62を含む。すなわち、流路面積変更部50は、駆動部622により大気通路部44の分岐通路441の流路面積が変更されるよう大気弁部60の開度可変弁62の開度を変更可能であり、開度可変弁62の開度を変更することで、特定通路部43の実質的な流路面積を、第1面積A1および第2面積A2を含む2通りの面積に変更可能である。
上述した点以外の第4実施形態の物理的な構成は、第3実施形態と同じである。
第5実施形態では、第3実施形態で示したS200のS204で大気弁部60の開度可変弁62の開度を第1面積A1相当にし、S206で開度可変弁62の開度を第2面積A2以上にすることにより、第3実施形態と同様、エバポリークの有無をチェックすることができる。
第5実施形態は、第3実施形態と比べ、安価で簡単な構成にすることができる。
(第6実施形態)
本発明の第6実施形態によるエバポリークチェックシステムを図12に示す。第6実施形態は、物理的な構成が第1実施形態と異なる。
第6実施形態では、流路面積変更部50は、第1閉塞弁51および第2閉塞弁52を有していない。また、大気弁部60は、第1実施形態で示した閉塞弁61に代えて、切替弁63を有している。
切替弁63は、弁部631および駆動部632を有している。
弁部631は、例えば樹脂等により形成されており、特定通路435および大気通路445を有している。本実施形態では、第2オリフィス部材72は、特定通路435に設けられている。よって、特定通路435の流路面積は、第2開口721の面積A2に相当する。弁部631は、特定通路部43の第2通路432と大気通路部44の分岐通路441の端部との間を往復移動可能に設けられている。
駆動部632は、例えばソレノイドであり、通電により弁部631の位置を変更可能である。例えば、図12(A)に示すように、駆動部632に通電されていない(オフ)とき、弁部631は、大気通路445が分岐通路441と第2通路432のタンク通路部42側の端部とを接続するよう、かつ、第2通路432を閉塞するような位置にある。このとき、特定通路部43の流路面積は、第1面積A1となる。
一方、図12(B)に示すように、駆動部632に通電されている(オン)とき、弁部631は、特定通路435により第2通路432が連通し、かつ、分岐通路441と第2通路432のタンク通路部42側の端部との間が遮断されるような位置にある。このとき、特定通路部43の流路面積は、面積A1と面積A2との合計である第2面積A3となる。
このように、切替弁63は、タンク通路部42と大気通路部44との間が連通し、かつ、タンク通路部42とポンプ通路部41との間が遮断された状態(図12(A)参照)と、タンク通路部42と大気通路部44との間が遮断され、かつ、タンク通路部42とポンプ通路部41との間が連通した状態(図12(B)参照)と、を切り替え可能である。
本実施形態では、流路面積変更部50は、切替弁63を含む。
次に、本実施形態のエバポリークチェックシステムによるエバポリークのチェック方法について、図13に基づき説明する。
エバポリークチェックシステムのECU20は、図13に示す一連の処理S300を実行することにより、燃料タンク2からのエバポリークの有無をチェックする。
S300は、車両の内燃機関の運転が停止されて所定時間が経過すると開始される。この所定時間は、車両の温度が安定するために必要な時間に設定されている。
S301では、ECU20は、圧力センサ25をオンにし、圧力センサ25による圧力の検出を開始する。S301の後、処理はS302へ移行する。
S302では、ECU20は、圧力センサ25により検出した圧力を大気圧Paとして記憶する。S302の後、処理はS303へ移行する。
S303では、ポンプ30のモータ15に通電し、ポンプ30の作動を開始する。S303の後、処理はS304へ移行する。
S304では、ECU20は、圧力センサ25により検出した圧力と大気圧Paとの差圧を第1圧力P1として記憶する。S304の後、処理はS305へ移行する。
S305では、ECU20は、切替弁63をオンにし、弁部631を図12(B)に示す位置に移動させる。これにより、特定通路部43の流路面積は、第2面積A3になる。S305の後、処理はS306へ移行する。なお、このとき、分岐通路441と第2通路432、第1通路431およびタンク通路部42との間は遮断されるため、ポンプ30により、ポンプ通路部41、特定通路部43、特定通路435およびタンク通路部42を経由して燃料タンク2の内部が減圧され始める。
S306では、ECU20は、圧力センサ25により検出した圧力と大気圧Paとの差圧を第2圧力P3として記憶する。S306の後、処理はS307へ移行する。
S307では、ECU20は、記憶されている第1面積A1、第2面積A3、基準面積Arefを読み込む。ここで、第1面積A1および第2面積A3は、ばらつきを考慮した最大値が設定されている。S307の後、処理はS308へ移行する。
S308では、ECU20は、第1圧力P1、第1面積A1、第2圧力P3、第2面積A3、および、基準面積Arefに基づき、エバポリークの有無をチェックするための閾値であるリーク閾値Prefを演算する。S308の後、処理はS309へ移行する。
S309では、ECU20は、「圧力センサ25により検出した圧力と大気圧Paとの差圧の絶対値がリーク閾値Prefの絶対値より大きいか否か」または「S305の後、所定時間が経過したか否か」を判断する。「圧力センサ25により検出した圧力と大気圧Paとの差圧の絶対値はリーク閾値Prefの絶対値より大きい」または「S305の後、所定時間が経過した」と判断した場合(S309:YES)、処理はS310へ移行する。一方、「圧力センサ25により検出した圧力と大気圧Paとの差圧の絶対値はリーク閾値Prefの絶対値以下である」または「S305の後、所定時間は経過していない」と判断した場合(S309:NO)、処理はS309に戻る。すなわち、S309がYESとなるまで、S309は繰り返し実行される。なお、S309での所定時間は、S305で燃料タンク2の減圧が開始されてから、燃料タンク2内の空気が引ききられるまでの時間より短い時間に設定されている。
S310では、ECU20は、圧力センサ25により検出した圧力と大気圧Paとの差圧をチェック圧力Pcとして記憶する。S310の後、処理はS311へ移行する。
S311では、ECU20は、チェック圧力Pcの絶対値がリーク閾値Prefの絶対値以上か否かを判断する。チェック圧力Pcの絶対値はリーク閾値Prefの絶対値以上であると判断した場合(S311:YES)、処理はS312へ移行する。一方、チェック圧力Pcの絶対値はリーク閾値Prefの絶対値より小さいと判断した場合(S311:NO)、処理はS331へ移行する。
S312では、ECU20は、「燃料タンク2にエバポリークは発生していない」と判定する。S312の後、処理はS313へ移行する。
S313では、ECU20は、切替弁63をオフにし、弁部631を図12(A)に示す位置に移動させる。これにより、分岐通路441と第2通路432、第1通路431およびタンク通路部42との間は、大気通路445により連通する。S313の後、処理はS314へ移行する。
S314では、ECU20は、ポンプ30のモータ15への通電を停止し、ポンプ30の作動を停止(オフ)する。S314の後、処理はS315へ移行する。
S315では、ECU20は、圧力センサ25をオフし、圧力センサ25による圧力の検出を停止する。S315の後、処理は一連の処理S100を抜ける。
S331では、ECU20は、「燃料タンク2にエバポリークが発生している」と判定する。S331の後、処理はS332へ移行する。
S332では、ECU20は、車両の運転席前方に設けられた表示装置の警告灯を点灯させる。S332の後、処理はS313へ移行する。
次に、本実施形態のエバポリークチェックシステム10によるエバポリークのチェックの一例を、図14に基づき説明する。
ECU20は、時刻t0で圧力センサ25をオンにし、圧力センサ25による圧力の検出を開始する(S301)。
ECU20は、時刻t1で圧力センサ25により検出した圧力を大気圧Paとして記憶する(S302)。
ECU20は、時刻t2でポンプ30のモータ15に通電し、ポンプ30の作動を開始する(S303)。
ECU20は、時刻t3で圧力センサ25により検出した圧力と大気圧Paとの差圧を第1圧力P1として記憶する(S304)。
ECU20は、時刻t4で切替弁63をオンにし、特定通路部43の流路面積を第2面積A3にするとともに、分岐通路441と第2通路432、第1通路431およびタンク通路部42との間を遮断する(S305)。
ECU20は、時刻t5で圧力センサ25により検出した圧力と大気圧Paとの差圧を第2圧力P3として記憶する(S306)。
なお、時刻t4の後、燃料タンク2の内部は徐々に減圧され、図14に太い一点鎖線で示すように、燃料タンク2の内部の圧力と大気圧Paとの差圧の絶対値は、徐々に大きくなる。
時刻t6で燃料タンク2内の空気が引ききると、図14に太い実線で示すように、ポンプ通路部41の圧力、すなわち、圧力センサ25により検出される圧力と大気圧Paとの差圧の絶対値と、燃料タンク2の内部の圧力と大気圧Paとの差圧の絶対値とは、第2圧力P3の絶対値で一致する。時刻t6の後、圧力センサ25により検出される圧力と大気圧Paとの差圧の絶対値、および、燃料タンク2の内部の圧力と大気圧Paとの差圧の絶対値は、徐々に大きくなる。
よって、上述のように、ECU20は、時刻t6で燃料タンク2内の空気が引ききる前(時刻t5)に、圧力センサ25により検出した圧力と大気圧Paとの差圧を第2圧力P3として記憶する。
燃料タンク2にエバポリークが発生していない場合、圧力センサ25により検出される圧力と大気圧Paとの差圧の絶対値は、時刻t8で一定になる。
一方、燃料タンク2にエバポリークが発生している場合、図14に太い破線で示すように、圧力センサ25により検出される圧力と大気圧Paとの差圧の絶対値は、時刻t7で一定になる。
ECU20は、時刻t9でチェック圧力Pcの絶対値がリーク閾値Prefの絶対値以上か否かを判断する(S311)。燃料タンク2にエバポリークが発生していない場合、チェック圧力Pcの絶対値はリーク閾値Prefの絶対値以上になるため、ECU20は、「燃料タンク2にエバポリークは発生していない」と判定する(S312)。一方、燃料タンク2にエバポリークが発生している場合、チェック圧力Pcの絶対値はリーク閾値Prefの絶対値より小さくなるため、ECU20は、「燃料タンク2にエバポリークが発生している」と判定する(S331)。
ECU20は、時刻t10で切替弁63をオフにし、分岐通路441と第2通路432、第1通路431およびタンク通路部42との間を、大気通路445により連通させる(S313)。これにより、圧力センサ25により検出される圧力と大気圧Paとの差圧の絶対値は、第1圧力P1の絶対値にまで低下する。また、燃料タンク2の内部の圧力と大気圧Paとの差圧の絶対値は、ゼロにまで低下する。
ECU20は、時刻t11でポンプ30のモータ15への通電を停止し、ポンプ30の作動を停止(オフ)する(S314)。これにより、圧力センサ25により検出される圧力と大気圧Paとの差圧の絶対値は、ゼロにまで低下する。
ECU20は、時刻t12で圧力センサ25をオフし、圧力センサ25による圧力の検出を停止する(S315)。
以上説明したように、(7)本実施形態では、大気弁部60は、タンク通路部42と大気通路部44との間が連通し、かつ、タンク通路部42とポンプ通路部41との間が遮断された状態(図12(A)参照)と、タンク通路部42と大気通路部44との間が遮断され、かつ、タンク通路部42とポンプ通路部41との間が連通した状態(図12(B)参照)と、を切り替え可能な切替弁63を有している。つまり、本実施形態は、第1実施形態と比べ、第1閉塞弁51および第2閉塞弁52を備えず、閉塞弁61に代えて切替弁63を備える構成であり、駆動弁の数を低減することができる。そのため、チェックモジュール11の体格を小さくできるとともに、コネクタのターミナル本数およびECU20の必要チャンネル数を減らすことができる。
また、(8)切替弁63は、少なくとも特定通路部43の一部(特定通路435)、および、当該特定通路部43の一部(特定通路435)に設けられた第2オリフィス部材72を含んでいる。そのため、特定通路部43の第2通路432の必要長さを短くすることができる。これにより、チェックモジュール11の体格を小さくできる。
(第7実施形態)
本発明の第7実施形態によるエバポリークチェックシステムを図15に示す。第7実施形態は、大気弁部60の構成が第6実施形態と異なる。
第7実施形態では、大気弁部60は、切替弁64を有している。
切替弁64は、弁部631および駆動部622を有している。弁部631は、第6実施形態で示したものと同様のものである。駆動部622は、第3実施形態で示したものと同様のものである。
例えば、駆動部622に通電されていない(オフ)とき、弁部631は、大気通路445が分岐通路441と第2通路432のタンク通路部42側の端部とを接続するよう、かつ、第2通路432を閉塞するような位置にある。このとき、特定通路部43の流路面積は、第1面積A1となる。
一方、駆動部622に通電されている(オン)とき、弁部631は、特定通路435により第2通路432が連通し、かつ、分岐通路441と第2通路432のタンク通路部42側の端部との間が遮断されるような位置にある。このとき、特定通路部43の流路面積は、A1とA2との合計である第2面積A3となる。
このように、切替弁64は、切替弁63と同様、タンク通路部42と大気通路部44との間が連通し、かつ、タンク通路部42とポンプ通路部41との間が遮断された状態と、タンク通路部42と大気通路部44との間が遮断され、かつ、タンク通路部42とポンプ通路部41との間が連通した状態と、を切り替え可能である。
(第8実施形態)
本発明の第8実施形態によるエバポリークチェックシステムを図16に示す。第8実施形態は、ポンプ30の配置が第6実施形態と異なる。
第8実施形態では、ポンプ30は、吸入口35が大気通路部44の分岐通路442に接続し、吐出口36がポンプ通路部41の一端、すなわち、特定通路部43とは反対側の端部に接続するようにして設けられている。そのため、ポンプ30は、作動することにより、ポンプ通路部41、特定通路部43、タンク通路部42および燃料タンク2の内部を加圧可能である。
上述した点以外の第8実施形態の物理的な構成は、第6実施形態と同じである。
以上説明したように、本実施形態では、ポンプ通路部41の一端は、ポンプ30の吐出口36に接続している。そのため、ポンプ30は、作動することにより、ポンプ通路部41、特定通路部43、タンク通路部42および燃料タンク2の内部を加圧可能である。
本実施形態では、第6実施形態で示したS300を実行することにより、第6実施形態と同様、エバポリークの有無をチェックすることができる。
(第9実施形態)
本発明の第9実施形態によるエバポリークチェックシステムを図17に示す。第9実施形態は、物理的な構成等が第1実施形態と異なる。
第9実施形態では、特定通路部43は、第1通路431、第2通路432、第3通路433を有している。第1通路431、第2通路432および第3通路433は、それぞれ、一端がポンプ通路部41の他端に接続し、他端がタンク通路部42の他端、すなわち、燃料タンク2とは反対側の端部に接続している。
大気通路部44の分岐通路441は、タンク通路部42の特定通路部43側の端部に接続している。
流路面積変更部50は、第2閉塞弁52および第3閉塞弁53を有している。
第2閉塞弁52は、第2通路432に設けられ、第2通路432を閉塞または開放可能である。第2閉塞弁52は、通常、第2通路432を閉塞しており、通電により第2通路432を開放する。
第3閉塞弁53は、第3通路433に設けられ、第3通路433を閉塞または開放可能である。第3閉塞弁53は、通常、第3通路433を閉塞しており、通電により第3通路433を開放する。すなわち、第3閉塞弁53は、第2閉塞弁52と同様、ノーマリークローズタイプの弁である。
本実施形態では、第1通路431、第2通路432および第3通路433の流路面積は、それぞれ、例えば所定の面積A1、A2、A3に設定されている。
例えば、第2閉塞弁52が第2通路432を閉塞し、第3閉塞弁53が第3通路433を閉塞しているとき、特定通路部43の流路面積は、面積A1となる。
また、例えば、第2閉塞弁52が第2通路432を開放し、第3閉塞弁53が第3通路433を閉塞しているとき、特定通路部43の流路面積は、面積A1と面積A2との合計の面積A4となる。
また、例えば、第2閉塞弁52が第2通路432を閉塞し、第3閉塞弁53が第3通路433を開放しているとき、特定通路部43の流路面積は、面積A1と面積A3との合計の面積A5となる。
また、例えば、第2閉塞弁52が第2通路432を開放し、第3閉塞弁53が第3通路433を開放しているとき、特定通路部43の流路面積は、面積A1と面積A2と面積A3との合計の面積A6となる。
このように、本実施形態では、流路面積変更部50は、第2閉塞弁52および第3閉塞弁53の開弁状態により、特定通路部43の流路面積を、面積A1、A4、A5、A6の4通りの面積に変更可能である。
本実施形態では、演算部21は、ポンプ30を作動させつつ流路面積変更部50により特定通路部43の流路面積を面積A1にした状態で圧力センサ25により検出した圧力に対応する第1圧力としての圧力P1、第1面積としての面積A1、ポンプ30を作動させつつ流路面積変更部50により特定通路部43の流路面積を面積A4に変更した状態で圧力センサ25により検出した圧力に対応する第2圧力としての圧力P4、第2面積としての面積A4、ポンプ30を作動させつつ流路面積変更部50により特定通路部43の流路面積を面積A5に変更した状態で圧力センサ25により検出した圧力に対応する第3圧力としての圧力P5、第3面積としての面積A5、ポンプ30を作動させつつ流路面積変更部50により特定通路部43の流路面積を面積A6に変更した状態で圧力センサ25により検出した圧力に対応する第4圧力としての圧力P6、第4面積としての面積A6、および、所定の面積である基準面積Arefに基づき、エバポリークの有無をチェックするための閾値であるリーク閾値Prefを演算する。
具体的には、演算部21は、例えば、流路面積上限時の流路のPQ特性である4つのPQ特性(A1maxPQ、A4maxPQ、A5maxPQ、A6maxPQ)の中から選択した2つのPQ特性に基づき、複数(2〜6つ)の上限PQmaxを推定する。演算部21は、これら複数の上限PQmaxとPQ特性の式ArefPQとから複数(2〜6つ)のリーク閾値Prefを求める。演算部21は、これら複数のリーク閾値Prefの平均をとり、最終的なリーク閾値Prefの値とする。
以上説明したように、(1)本実施形態では、流路面積変更部50は、特定通路部43の流路面積を、第1面積A1、第2面積A4、第3面積A5、第4面積A6を含む4通りの面積に変更可能である。そして、演算部21は、第1〜4圧力、および、第1〜4面積に基づき、リーク閾値Prefを演算する。そのため、第1、2圧力および第1、2面積に基づきリーク閾値Prefを演算する上述の実施形態と比べ、リーク閾値Prefをより正確に演算することができる。したがって、エバポの排出規制の基準に柔軟に対応できるとともに、エバポリークの有無を高精度に判定することができる。
(第10実施形態)
本発明の第10実施形態によるエバポリークチェックシステムを図18に示す。第10実施形態は、部材点数が多い点で第9実施形態と異なる。
第10実施形態では、チェックモジュール11は、第1オリフィス部材71、第2オリフィス部材72、第3オリフィス部材73を有している。
第1オリフィス部材71、第2オリフィス部材72および第3オリフィス部材73は、例えばステンレス等の金属により形成されている。
第1オリフィス部材71は、第1通路431に設けられている。第1オリフィス部材71は、所定の面積A1の開口である第1開口711を有している。よって、特定通路部43の第1通路431の流路面積は、第1開口711の面積A1に相当する。
第2オリフィス部材72は、第2通路432に設けられている。第2オリフィス部材72は、所定の面積A2の開口である第2開口721を有している。よって、特定通路部43の第2通路432の流路面積は、第2開口721の面積A2に相当する。
第3オリフィス部材73は、第3通路433に設けられている。第3オリフィス部材73は、所定の面積A3の開口である第3開口731を有している。よって、特定通路部43の第3通路433の流路面積は、第3開口731の面積A3に相当する。
上述した点以外の第10実施形態の構成は、第9実施形態と同じである。
以上説明したように、(6)本実施形態は、特定通路部43に設けられ、面積A1の開口を形成している第1オリフィス部材71、面積A2の開口を形成している第2オリフィス部材72、および、面積A3の開口を形成している第3オリフィス部材73を備えている。第1オリフィス部材71、第2オリフィス部材72および第3オリフィス部材73により、第1通路431、第2通路432、第3通路433の流路面積を高精度に設定することができる。したがって、エバポの排出規制の基準に柔軟に対応できるとともに、エバポリークの有無をより高精度に判定することができる。
(第11実施形態)
本発明の第11実施形態によるエバポリークチェックシステムを図19に示す。第11実施形態は、物理的な構成が第9実施形態と異なる。
第11実施形態では、チェックモジュール11は、第9実施形態で示した第2閉塞弁52、第3閉塞弁53および閉塞弁61を有していない。その代り、第11実施形態では、チェックモジュール11は、第1開度可変弁56、第2開度可変弁57、第3開度可変弁58、および、第3実施形態で示した開度可変弁62を有している。
第1開度可変弁56、第2開度可変弁57、第3開度可変弁58は、それぞれ、第3実施形態で示した開度可変弁55と同様、通電により回動する板状の弁を有するバタフライバルブである。
第1開度可変弁56は、特定通路部43の第1通路431に設けられている。流路面積変更部50は、第1開度可変弁56の開度を変更することで、第1通路431の流路面積を、ゼロ(閉塞)または面積A1に変更可能である。
第2開度可変弁57は、特定通路部43の第2通路432に設けられている。流路面積変更部50は、第2開度可変弁57の開度を変更することで、第2通路432の流路面積を、ゼロ(閉塞)または面積A2に変更可能である。
第3開度可変弁58は、特定通路部43の第3通路433に設けられている。流路面積変更部50は、第3開度可変弁58の開度を変更することで、第3通路433の流路面積を、ゼロ(閉塞)または面積A3に変更可能である。
例えば、第1開度可変弁56の開度が面積A1、第2開度可変弁57の開度がゼロ、第3開度可変弁58の開度がゼロのとき、特定通路部43の流路面積は、面積A1となる。
また、例えば、第1開度可変弁56の開度が面積A1、第2開度可変弁57の開度が面積A2、第3開度可変弁58の開度がゼロのとき、特定通路部43の流路面積は、面積A1と面積A2との合計の面積A4となる。
また、例えば、第1開度可変弁56の開度が面積A1、第2開度可変弁57の開度がゼロ、第3開度可変弁58の開度が面積A3のとき、特定通路部43の流路面積は、面積A1と面積A3との合計の面積A5となる。
また、例えば、第1開度可変弁56の開度が面積A1、第2開度可変弁57の開度が面積A2、第3開度可変弁58の開度が面積A3のとき、特定通路部43の流路面積は、面積A1と面積A2と面積A3との合計の面積A6となる。
このように、本実施形態では、流路面積変更部50は、第1開度可変弁56、第2開度可変弁57および第3開度可変弁58の開弁状態により、特定通路部43の流路面積を、少なくとも面積A1、A4、A5、A6の4通りの面積に変更可能である。
本実施形態では、演算部21は、第9実施形態で示した方法と同様の方法により、リーク閾値Prefを演算する。
以上説明したように、本実施形態では、第9実施形態と同様、流路面積変更部50は、特定通路部43の流路面積を、第1面積A1、第2面積A4、第3面積A5、第4面積A6を含む4通りの面積に変更可能である。そして、演算部21は、第1〜4圧力、および、第1〜4面積に基づき、リーク閾値Prefを演算する。したがって、エバポの排出規制の基準に柔軟に対応できるとともに、エバポリークの有無を高精度に判定することができる。
(他の実施形態)
上述の第1実施形態では、第1オリフィス部材71の第1開口711の面積A1と、第2オリフィス部材72の第2開口721の面積A2との大小関係は特に規定していない。本発明の他の実施形態では、面積A1と面積A2との大小関係はどのように設定してもよい。ただし、A1<A2とした場合、A1≧A2の場合と比べ、A1とA3(A1+A2)との差を大きくできるので、精度の向上を図ることができる。
また、上述の第9、10、11実施形態では、流路面積変更部50が、特定通路部43の流路面積を、第1面積A1、第2面積A4、第3面積A5、第4面積A6を含む4通りの面積に変更可能であり、演算部21が、第1〜4圧力、および、第1〜4面積に基づき、リーク閾値Prefを演算する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、演算部21は、第1〜4圧力と第1〜4面積との組み合わせのうち少なくとも2組に基づき、リーク閾値Prefを演算することとしてもよい。
また、上述の第3実施形態では、流路面積変更部50が、開度可変弁55の開度を変更することで、特定通路部43の流路面積を、第1面積A1および第2面積A2を含む2通りの面積に変更可能である例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、流路面積変更部50は、開度可変弁55の開度を変更することで、特定通路部43の流路面積を、第1面積および第N面積(N≧3)を含む複数通りの面積に変更可能であってもよい。この場合、演算部21は、第1圧力と第1面積、第N圧力と第N面積(N≧3)との組み合わせのうち少なくとも2組に基づき、リーク閾値Prefを演算することができる。なお、演算に用いる圧力と面積との組み合わせの数が多くなるほど、演算に要する時間は増大するものの、リーク閾値を演算する精度は向上する。
また、上述の実施形態では、基準面積Arefを、φ0.5mm相当の開口の面積に設定する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、基準面積Arefは、エバポの排出規制の基準に合わせ、どのような値を設定してもよい。本発明では、エバポの排出規制の基準が変更されても、基準面積Arefの値を変更することのみで、エバポリークチェックシステムの物理的な構成を変えることなく、基準の変更に対応することができる。
また、本発明の他の実施形態では、基準面積Arefは、特定通路部の流路面積に関係なく、どのような値を設定してもよい。
また、上述の第1実施形態のS108等では、ばらつきを考慮した流路面積である第1面積および第2面積の最大値として、予め設定しておいた「オリフィス部材の製造上の寸法ばらつき、温度変化および湿度変化による寸法ばらつきに基づき想定される最大値」を用いることを示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、ばらつきを考慮した第1面積および第2面積の最大値を、S108等演算時の温度または圧力の少なくとも一方から推定して求め、以降の演算に用いる値として設定することとしてもよい。本実施形態では、圧力センサ25を備えているため、圧力センサ25で検出した圧力に基づき、ばらつきを考慮した流路面積(第1面積、第2面積)の最大値を推定することが可能である。また、温度センサをさらに備える構成であれば、温度、または、温度および圧力に基づき、ばらつきを考慮した流路面積の最大値を推定することが可能である。
また、上述の実施形態では、オリフィス部材を、特定通路部を形成する材料とは別の材料により形成する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、オリフィス部材は、特定通路部を形成する材料と同じ材料により、特定通路部と一体に形成してもよい。
また、上述の第1〜7、9〜11実施形態では、ポンプ通路部の一端をポンプの吸入口に接続し、リークチェック時、ポンプ通路部を減圧する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、リークチェック時、ポンプを逆回転させることにより、ポンプ通路部を加圧することとしてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、ポンプは、ベーンポンプに限らず、ベーンポンプ以外の他のポンプであってもよい。
また、上述の複数の実施形態は、構成上の阻害要因がない限り、どのように組み合わせてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、制御部が実行する機能の一部または全部を、1つあるいは複数のIC等によりハードウェア的に構成してもよい。制御部が提供する機能は、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェアおよびそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいは、それらの組み合わせによって提供することができる。例えば、制御部がハードウェアである電子回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路またはアナログ回路によって提供することができる。
このように、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態に適用可能である。
2 燃料タンク、10 エバポリークチェックシステム、20 ECU(電子制御ユニット、制御部)、21 演算部、22 リークチェック部、25 圧力センサ(圧力検出部)、30 ポンプ、35 吸入口、36 吐出口、41 ポンプ通路部、42 タンク通路部、43 特定通路部、44 大気通路部、50 流路面積変更部、60 大気弁部

Claims (15)

  1. ポンプ(30)と、
    一端が前記ポンプの吸入口(35)または吐出口(36)に接続しているポンプ通路部(41)と、
    一端が、燃料を貯留する燃料タンク(2)に接続しているタンク通路部(42)と、
    一端が前記ポンプ通路部の他端に接続し、他端が前記タンク通路部の他端に接続している特定通路部(43)と、
    一端が前記タンク通路部の他端または前記特定通路部の他端に接続し、他端が大気に開放されている大気通路部(44)と、
    前記特定通路部の流路面積を、第1面積および第N面積(N≧2)を含む複数通りの面積に変更可能な流路面積変更部(50)と、
    前記大気通路部の流路面積を変更可能な大気弁部(60)と、
    前記ポンプ通路部の内部の圧力を検出可能な圧力検出部(25)と、
    前記ポンプ、前記流路面積変更部および前記大気弁部の作動を制御可能な制御部(20)と、を備え、
    前記制御部は、
    前記ポンプを作動させつつ前記流路面積変更部により前記特定通路部の流路面積を前記第1面積にした状態で前記圧力検出部により検出した圧力に対応する第1圧力、前記第1面積、前記ポンプを作動させつつ前記流路面積変更部により前記特定通路部の流路面積を前記第N面積に変更した状態で前記圧力検出部により検出した圧力に対応する第N圧力、前記第N面積、および、予め定められた所定の基準面積に基づき、燃料が気化した蒸発燃料のリークであるエバポリークの有無をチェックするための閾値であるリーク閾値を演算する演算部(21)、および、
    前記ポンプを作動させつつ、前記大気弁部により前記大気通路部の流路面積を変更し前記大気通路部を閉塞し、前記タンク通路部と前記ポンプ通路部との間が連通した状態で前記圧力検出部により検出した圧力であるチェック圧力と、前記リーク閾値と、に基づき、前記エバポリークの有無をチェックするリークチェック部(22)を有するエバポリークチェックシステム(10)。
  2. 前記リークチェック部は、前記チェック圧力の絶対値が前記リーク閾値の絶対値より小さい場合、「エバポリークが発生している」と判定する請求項1に記載のエバポリークチェックシステム。
  3. 前記演算部は、前記第1面積および前記第N面積の製造上の寸法ばらつき、温度変化および湿度変化による寸法ばらつき、ならびに、前記第1圧力および前記第N圧力の検出誤差に基づき、前記リーク閾値を演算する請求項1または2に記載のエバポリークチェックシステム。
  4. 前記流路面積変更部は、前記特定通路部の流路面積が変更されるよう開度を変更可能な開度可変弁(55、56、57、58)を有し、前記開度可変弁の開度を変更することで、前記特定通路部の流路面積を、前記第1面積および前記第N面積を含む複数通りの面積に変更可能である請求項1〜3のいずれか一項に記載のエバポリークチェックシステム。
  5. 前記流路面積変更部は、前記大気通路部の流路面積が変更されるよう前記大気弁部の開度を変更可能であり、前記大気弁部の開度を変更することで、前記特定通路部の実質的な流路面積を、前記第1面積および前記第N面積を含む複数通りの面積に変更可能である請求項1〜4のいずれか一項に記載のエバポリークチェックシステム。
  6. 前記特定通路部に設けられ、開口(711、721、731、751)を形成しているオリフィス部材(71、72、73、75)をさらに備え、
    前記オリフィス部材は、前記特定通路部を形成する部材と比べ、「線膨張係数が小さいこと」、「吸水による寸法の変化の程度が小さいこと」、「燃料の暴露による寸法の変化の程度が小さいこと」、ならびに、「塩化マグネシウム溶液、塩化カルシウム溶液または塩化ナトリウム溶液の暴露による開口面積の変化の程度が小さいこと」の特性のうち少なくとも1つの特性を有する請求項1〜3のいずれか一項に記載のエバポリークチェックシステム。
  7. 前記大気弁部は、前記タンク通路部と前記大気通路部との間が連通し、かつ、前記タンク通路部と前記ポンプ通路部との間が遮断された状態と、前記タンク通路部と前記大気通路部との間が遮断され、かつ、前記タンク通路部と前記ポンプ通路部との間が連通した状態と、を切り替え可能な切替弁(63、64)を有している請求項1〜6のいずれか一項に記載のエバポリークチェックシステム。
  8. 前記切替弁は、少なくとも前記特定通路部の一部、および、当該特定通路部の一部に設けられたオリフィス部材(72)を含んでいる請求項7に記載のエバポリークチェックシステム。
  9. 前記制御部は、前記第1圧力または前記第N圧力が、「前記ポンプの特性のばらつき、ならびに、前記第1面積および前記第N面積に基づき求めた範囲」の外となった場合、「エバポリークチェックシステムに異常が生じている」と判定する異常判定部(23)をさらに有する請求項1〜8のいずれか一項に記載のエバポリークチェックシステム。
  10. 前記リークチェック部は、前記異常判定部により「エバポリークチェックシステムに異常が生じている」と判定された場合、前記エバポリークの有無のチェックを中断する請求項9に記載のエバポリークチェックシステム。
  11. 前記演算部は、前記異常判定部により「エバポリークチェックシステムに異常が生じている」と判定された場合、前記リーク閾値の演算を中断する請求項10に記載のエバポリークチェックシステム。
  12. 前記ポンプ通路部の一端は、前記ポンプの前記吸入口に接続し、
    前記ポンプは、前記ポンプ通路部内を減圧可能である請求項1〜11のいずれか一項に記載のエバポリークチェックシステム。
  13. 前記ポンプは、ケーシング(31)、前記ケーシング内で回転可能に設けられ外壁に溝部(38)を有するロータ(37)、および、前記溝部内で前記ロータの径方向に往復移動可能に設けられる板状のベーン(39)を有するベーンポンプである請求項1〜12のいずれか一項に記載のエバポリークチェックシステム。
  14. ポンプ(30)と、
    一端が前記ポンプの吸入口(35)または吐出口(36)に接続しているポンプ通路部(41)と、
    一端が、燃料を貯留する燃料タンク(2)に接続しているタンク通路部(42)と、
    一端が前記ポンプ通路部の他端に接続し、他端が前記タンク通路部の他端に接続している特定通路部(43)と、
    一端が前記タンク通路部の他端または前記特定通路部の他端に接続し、他端が大気に開放されている大気通路部(44)と、
    前記特定通路部の流路面積を、第1面積および第N面積(N≧2)を含む複数通りの面積に変更可能な流路面積変更部(50)と、
    前記大気通路部の流路面積を変更可能な大気弁部(60)と、
    前記ポンプ通路部の内部の圧力を検出可能な圧力検出部(25)と、
    前記ポンプ、前記流路面積変更部および前記大気弁部の作動を制御可能な制御部(20)と、
    を備えるエバポリークチェックシステム(10)を用いたエバポリークのチェック方法(S100、S200、S300)であって、
    前記圧力検出部による圧力の検出を開始する第1処理(S101、S201、S301)と、
    前記ポンプの作動を開始する第2処理(S103、S203、S303)と、
    前記特定通路部の流路面積が前記第1面積の状態で、前記圧力検出部により検出した圧力に対応する圧力を第1圧力として記憶する第3処理(S105、S205、S304)と、
    前記流路面積変更部により前記特定通路部の流路面積を前記第N面積に変更する第4処理(S106、S206、S305)と、
    前記特定通路部の流路面積が前記第N面積の状態で、前記圧力検出部により検出した圧力に対応する圧力を第N圧力として記憶する第5処理(S107、S207、S306)と、
    前記第1圧力、前記第1面積、前記第N圧力、前記第N面積、および、予め定められた所定の基準面積に基づき、燃料が気化した蒸発燃料のリークであるエバポリークの有無をチェックするための閾値であるリーク閾値を演算する第6処理(S109、S209、S308)と、
    前記大気弁部により前記大気通路部の流路面積を変更し前記大気通路部を閉塞する第7処理(S110、S210、S305)と、
    前記タンク通路部と前記ポンプ通路部との間が連通した状態で前記圧力検出部により検出した圧力であるチェック圧力と、前記リーク閾値と、に基づき、前記エバポリークの有無をチェックする第8処理(S113、S114、S131、S213、S214、S231、S311、S312、S331)と、
    を含むエバポリークのチェック方法。
  15. 前記第8処理では、前記チェック圧力の絶対値が前記リーク閾値の絶対値より小さい場合、「エバポリークが発生している」と判定する請求項14に記載のエバポリークのチェック方法。
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