(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
燃料タンクと前記燃料タンクから発生する蒸発ガスを吸着するキャニスタとを連通する第1連通路と、前記キャニスタと内燃機関の吸気通路とを連通する第2連通路と、前記キャニスタに形成されて、前記キャニスタの内部と外部とを連通する連通孔と、前記連通孔を介して前記キャニスタ及び前記燃料タンクに負圧を発生させる負圧発生手段と、前記キャニスタの内圧を検出する圧力検出手段と、前記第1連通路に介装され、前記燃料タンクと前記キャニスタとの連通を開閉するタンク開封鎖手段と、前記第2連通路に介装され、前記吸気通路と前記キャニスタとの連通を開閉する連通路開閉手段と、を備え、前記圧力検出手段の検出値に基づいて前記キャニスタと前記燃料タンクとの漏れを判定する漏れ判定手段を有し、前記タンク開封鎖手段を開にすると共に前記連通路開閉手段を閉にして、前記負圧発生手段により前記燃料タンクと前記キャニスタとに負圧を発生させた状態で、前記キャニスタと前記燃料タンクの漏れ判定を実施する内燃機関の燃料蒸発ガス排出抑止装置であって、
前記漏れ判定手段は、前記キャニスタ及び前記燃料タンクの漏れ判定の実施により漏れありと判定された後、前記タンク開封鎖手段が開から閉にされるとともに前記連通路開閉手段を開として前記キャニスタと前記吸気通路とを連通した後に前記連通路開閉手段を閉とした状態で前記キャニスタの漏れ判定を実施することを特徴とする内燃機関の燃料蒸発ガス排出抑止装置。
前記漏れ判定手段による前記キャニスタ及び前記燃料タンクの漏れ判定は、前記圧力検出手段の検出値が所定値まで減少しなかった際に、漏れありと判定することを特徴とする、請求項1に記載の内燃機関の燃料蒸発ガス排出抑止装置。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図1は、本発明に係る内燃機関の燃料蒸発ガス排出抑止装置の概略構成図である。また、
図2は、エバポレーティブリークチェックモジュールの内部構成及び作動を示す図であり、図中(a)は、ベントバルブの非作動時を、図中(b)は、ベントバルブの作動時をそれぞれ示す。また、図中矢印は、空気の流れ方向を示す。以下、内燃機関の燃料蒸発ガス排出抑制装置の構成を説明する。
【0015】
本発明に係る内燃機関の燃料蒸発ガス排出抑制装置は、図示しない走行用モータ及びエンジン(内燃機関)を備え、どちらか一方或いは双方を用いて走行するハイブリット自動車に用いられるものである。
図1に示すように、本発明に係る内燃機関の燃料蒸発ガス排出抑制装置は、大きく車両に搭載されるエンジン10と、燃料を貯留する燃料貯留部20と、燃料貯留部20で蒸発した燃料の蒸発ガスを処理する燃料蒸発ガス処理部30と、車両の総合的な制御を行うための制御装置である電子コントロールユニット(以下、ECUという)(漏れ判定手段)40とで構成されている。
【0016】
エンジン10は、吸気通路噴射型(Multi Point Injection:MPI)の4サイクル直列4気筒型ガソリンエンジンである。エンジン10には、エンジン10の燃焼室内に空気を取り込む吸気通路11が設けられている。また、吸気通路11の下流には、エンジン10の吸気ポート内に燃料を噴射する燃料噴射弁12が設けられている。燃料噴射弁12には、燃料配管13が接続され、燃料を貯留する燃料タンク21から燃料が供給される。
【0017】
燃料貯留部20は、燃料タンク21と、燃料タンク21への燃料注入口である燃料給油口22と、燃料を燃料タンク21から燃料配管13を介して燃料噴射弁12に供給する燃料ポンプ23と、燃料タンク21内の圧力を検出する圧力センサ24と、燃料タンク21から燃料蒸発ガス処理部30への燃料の流出を防止する燃料カットオフバルブ25及び給油時に燃料タンク21内の液面を制御するレベリングバルブ26とで構成されている。また、燃料タンク21内で発生した燃料の蒸発ガスは、燃料カットオフバルブ25よりレベリングバルブ26を経由して、燃料蒸発ガス処理部30に排出される。
【0018】
燃料蒸発ガス処理部30は、キャニスタ31と、エバポレーティブリークチェックモジュール32と、タンク封鎖弁(タンク開封鎖手段)33と、パージソレノイドバルブ(連通路開閉手段)34と、ベーパ配管(第1連通路)35と、パージ配管(第2連通路)36とで構成されている。
キャニスタ31は、内部に活性炭を有している。また、キャニスタ31には、燃料タンク21内で発生した燃料蒸発ガス或いは活性炭に吸着した燃料蒸発ガスが流通可能なようにベーパ配管35と、パージ配管36とが接続されている。また、キャニスタ31には、活性炭に吸着した燃料蒸発ガスを放出するときに外気を吸入する大気孔(連通孔)31aが設けられている。
【0019】
図2に示すように、エバポレーティブリークチェックモジュール32には、キャニスタ31の大気孔31aに通じるキャニスタ側通路32aと、大気に通じる大気側通路32bとが設けられている。大気側通路32bには、負圧ポンプ(負圧発生手段)32cを備えるポンプ通路32dが連通している。エバポレーティブリークチェックモジュール32には、また、ベントバルブ32eとバイパス通路32fとが設けられている。ベントバルブ32eは、電磁ソレノイドを備え、当該電磁ソレノイドで駆動される。そして、ベントバルブ32eは、電磁ソレノイドが無通電の状態(OFF)でキャニスタ側通路32aと大気側通路32bとを連通させる(
図2(a))。また、ベントバルブ32eは、電磁ソレノイドに外部から駆動信号が供給され通電状態(ON)となるとキャニスタ側通路32aとポンプ通路32dとを連通させる(
図2(b))。バイパス通路32fは、常時キャニスタ側通路32aとポンプ通路32dとを導通させる通路である。そして、バイパス通路32fには、小径(例えば、直径0.5mm)の基準オリフィス32gが設けられている。また、ポンプ通路32dの負圧ポンプ32cとバイパス通路32fの基準オリフィス32gとの間には、ポンプ通路32d或いは基準オリフィス32g下流のバイパス通路32f内の圧力を検出する圧力センサ(圧力検出手段)32hが設けられている。
【0020】
タンク封鎖弁33は、ベーパ配管35の燃料タンク21とキャニスタ31との間に介装されている。そして、タンク封鎖弁33は、電磁ソレノイドを備え、当該電磁ソレノイドで駆動される。また、タンク封鎖弁33は、電磁ソレノイドが無通電の状態(OFF)で閉弁状態となり、電磁ソレノイドに外部から駆動信号が供給され通電の状態(ON)となると開弁状態となる常時閉タイプの電磁弁である。そして、タンク封鎖弁33は、電磁ソレノイドが無通電状態(OFF)で閉弁状態であるとベーパ配管35を封鎖し、電磁ソレノイドに外部から駆動信号が供給され通電状態(ON)で開弁状態であるとペーパ配管35を開放する。即ち、タンク封鎖弁33は、閉弁状態であれば燃料タンク21を密閉状態に封鎖し、燃料タンク21内で発生した燃料蒸発ガスのキャニスタ31への流出を不可とし、開弁状態であれば燃料蒸発ガスのキャニスタ31への流出を可能とする。
【0021】
パージソレノイドバルブ34は、パージ配管36の吸気通路11とキャニスタ31との間に介装されている。そして、パージソレノイドバルブ34は、電磁ソレノイドを備え、当該電磁ソレノイドで駆動される。また、パージソレノイドバルブ34は、電磁ソレノイドが無通電の状態(OFF)で閉弁し、電磁ソレノイドに外部から駆動信号が供給され通電の状態(ON)となると開弁状態となる常時閉タイプの電磁弁である。そして、パージソレノイドバルブ34は、電磁ソレノイドが無通電状態(OFF)で閉弁状態であるとパージ配管36を封鎖し、電磁ソレノイドに外部から駆動信号が供給され通電状態で開弁状態であるとパージ配管36を開放する。即ち、パージソレノイドバルブ34は、閉弁状態であればキャニスタ31よりエンジン10への燃料蒸発ガスの流出を不可とし、開弁状態であればキャニスタ31よりエンジン10へ燃料蒸発ガスの流出を可能とする。
【0022】
ECU40は、車両の総合的な制御を行うための制御装置であり、入出力装置、記憶装置(ROM、RAM、不揮発性RAM等)、中央演算処理装置(CPU)及びタイマ等を含んで構成される。
ECU40の入力側には、上記圧力センサ24及び圧力センサ32hが接続されており、これらのセンサ類からの検出情報が入力される。
【0023】
一方、ECU40の出力側には、上記燃料噴射弁12、燃料ポンプ23、負圧ポンプ32c、ベントバルブ32e、タンク封鎖弁33及びパージソレノイドバルブ34が接続されている。
ECU40は、各種センサ類からの検出情報に基づいて、負圧ポンプ32c、ベントバルブ32e、タンク封鎖弁33及びパージソレノイドバルブ34の開閉を制御し、燃料貯留部20及び燃料蒸発ガス処理部30の漏れを判定し漏れの有無を検出するものである。
[第1実施例]
以下、このように構成された本発明の第1実施例に係るECU40での燃料タンク21及びキャニスタ31の漏れ判定制御について説明する。
【0024】
図3は、ECU40が実行する漏れ判定制御のフローチャートである。また、
図4、5及び
図6は、タンク封鎖弁33、ベントバルブ32e、パージソレノイドバルブ34及び負圧ポンプ32cの作動とキャニスタ内圧とタンク内圧の推移の一例を時系列で示す図である。なお、
図6及び
図7中の二点鎖線は、燃料タンク21内の圧力が正圧である場合を示す。また、
図4、5、6及び
図7中の一点鎖線は、大気圧を示す。
図4は、初期の燃料タンク21の漏れ判定で暫定的に燃料タンク21に漏れの可能性ありと判定され、燃料タンク21とキャニスタ31の漏れ判定を実施し、燃料タンク21とキャニスタ31共に漏れがない場合を、
図5は、初期の燃料タンク21の漏れ判定で暫定的に燃料タンク21に漏れの可能性ありと判定され、燃料タンク21とキャニスタ31との漏れ判定を実施し、更にキャニスタ31に漏れなしと判定、即ち燃料タンク21に漏れがある場合を、
図6は、初期の燃料タンク21の漏れ判定で燃料タンク21に漏れなしと判定され、キャニスタ31の漏れ判定を実施した場合をそれぞれ示している。
【0025】
図3に示すように、ステップS10では、燃料タンク21の漏れ判定を実施する。詳しくは、
図4(a)、
図5(a)及び
図6(a)に示すように、まずベントバルブ32eの電磁ソレノイドに外部から駆動信号を供給し通電状態(ON)として、
図2(b)のようにキャニスタ側通路32aとポンプ通路32dとを連通させる。そして、次に
図4(b)、5(b)及び
図6(b)に示すように、タンク封鎖弁33の電磁ソレノイドに外部から駆動信号を供給し通電状態(ON)として開弁し、燃料タンク21をキャニスタ31へ開放する。この時に燃料タンク21に漏れがなくタンク封鎖弁33の開弁前に燃料タンク21内の圧力が正圧或いは負圧で保持されていれば、キャニスタ内圧がタンク封鎖弁33の開弁に伴い、
図6(b)のように正圧或いは負圧に変動する。一方、燃料タンク21に漏れがある場合や燃料タンク21に漏れがなく成り行きで燃料タンク21の圧力が大気圧となっていると、
図4(b)及び
図5(b)のようにキャニスタ内圧及びタンク内圧は変動しない。これらによって、
図6(b)のようにキャニスタ内圧及びタンク内圧に変動があれば、燃料タンク21の漏れなしと判定する。また、
図4(b)及び
図5(b)のようにキャニスタ内圧及びタンク内圧に変動が無ければ、暫定的に燃料タンク21に漏れの可能性ありと判定する。
【0026】
ステップS12では、燃料タンク21に漏れがあるか、否かを判別する。判別結果が真(Yes)でステップS10にて暫定的に燃料タンク21に漏れの可能性ありと判定されていれば、ステップS14に進む。また、判別結果が否(No)で燃料タンク21に漏れなしと判定されていれば、ステップS20に進む。
ステップS14では、燃料タンク21とキャニスタ31の漏れ判定を行う。詳しくは、
図4(d)及び
図5(c)に示すようにベントバルブ32eの電磁ソレノイドへの駆動信号の供給を停止し無通電状態(OFF)として、
図2(a)のようにキャニスタ側通路32aと大気側通路32bとを連通させる。また、
図4(d)に示すようにタンク封鎖弁33の電磁ソレノイドに外部から駆動信号の供給を停止し無通電状態(OFF)として閉弁し、燃料タンク21とキャニスタ31との間のベーパ配管35を封鎖し、更に負圧ポンプ32cを作動させる。なお、この時に負圧ポンプ32cと基準オリフィス32gとの間のバイパス通路32fに負圧を発生できれば良く、
図5(c)に示すようにタンク封鎖弁33の電磁ソレノイドに外部から駆動信号を供給し通電状態(OFF)として開弁し、燃料タンク21をキャニスタ31へ開放するようにしてもよい。そして圧力センサ32hにて圧力を検出し、基準圧(所定値)とする。次に
図4(e)及び
図5(d)に示すようにベントバルブ32eを作動させ、キャニスタ側通路32aとポンプ通路32dとを連通させる。そして、この時に圧力センサ32hにて圧力を検出する。次に
図4(f)及び
図5(e)に示すように、タンク封鎖弁33の電磁ソレノイドへの駆動信号の供給を停止し無通電状態(OFF)として閉弁し、燃料タンク21とキャニスタ31との間を封鎖する。また、パージソレノイドバルブ
34の電磁ソレノイドに外部から駆動信号を供給し通電状態として開弁し、キャニスタ31と吸気通路11とを連通する。次に
図4(g)及び
図5(f)に示すようにベントバルブ32eの電磁ソレノイドへの駆動信号の供給を停止し無通電状態(OFF)として、
図2(a)のようにキャニスタ側通路32aと大気側通路32bとを連通させる。またパージソレノイドバルブ
34の電磁ソレノイドへの駆動信号の供給を停止し無通電状態として閉弁し、キャニスタ31と吸気通路11との間のパージ配管36を封鎖する。この時に圧力センサ32hにて圧力を検出し、再度基準圧とする。そして、
図4のように
図4(e)で検出した圧力が
図4(g)にて再度検出した基準圧よりも小さければ、即ち基準圧よりも負圧が大きければ、燃料タンク21とキャニスタ31のいずれにも漏れなしと判定する。また、
図5のように
図5(d)で検出した圧力が
図5(f)にて再度検出した基準圧よりも大きければ、即ち基準圧よりも負圧が小さければ、基準オリフィス32gの内径よりも大きな穴があると判定する。したがって燃料タンク21とキャニスタ31のいずれかに漏れありと判定する。
【0027】
ステップS16では、燃料タンク21とキャニスタ31とのいずれかに漏れがあるか、否かを判別する。判別結果が真(Yes)でステップS14にて燃料タンク21とキャニスタ31のいずれかに漏れありと判定されていれば、ステップS18に進む。また、判別結果が否(No)で燃料タンク21とキャニスタ31のいずれにも漏れなしと判定されていれば、本ルーチンを抜ける。
【0028】
ステップS18では、キャニスタ31の漏れ判定を行う。詳しくは、
図5(g)に示すように、タンク封鎖弁33の電磁ソレノイドへの駆動信号の供給を停止し無通電状態(OFF)として閉弁し、燃料タンク21とキャニスタ31との間を封鎖する。またベントバルブ32eの電磁ソレノイドへの駆動信号の供給を停止し無通電状態(OFF)として、
図2(a)のようにキャニスタ側通路32aと大気側通路32bとを連通させる。またパージソレノイドバルブ
34の電磁ソレノイドへの駆動信号の供給を停止し無通電状態として閉弁し、キャニスタ31と吸気通路11との間を封鎖する。更に負圧ポンプ32cを停止させる。次に
図5(h)に示すようにベントバルブ32eを作動させ、キャニスタ側通路32aとポンプ通路32dとを連通させる。また負圧ポンプ32cを作動させる。そして、この時に圧力センサ32hにて圧力を検出する。次に
図5(i)に示すように、ベントバルブ32eの電磁ソレノイドへの駆動信号の供給を停止し無通電状態(OFF)として、
図2(a)のようにキャニスタ側通路32aと大気側通路32bとを連通させる。またパージソレノイドバルブ
34の電磁ソレノイドに外部から駆動信号を供給し通電状態として開弁し、キャニスタ31と吸気通路11とを連通する。次に
図5(j)に示すようにパージソレノイドバルブ
34の電磁ソレノイドへの駆動信号の供給を停止し無通電状態として閉弁し、キャニスタ31と吸気通路11との間を封鎖する。この時に圧力センサ32hにて圧力を検出し、再度基準圧とする。そして、
図5のように
図5(h)で検出した圧力が
図5(j)にて再度検出した基準圧よりも小さければ、即ち基準圧よりも負圧が大きければ、キャニスタ31に漏れなしと判定する。そして、ステップS14にて燃料タンク21とキャニスタ31とのいずれかに漏れありと判定されているので燃料タンク21に漏れありと判定する。また、基準圧より圧力センサ32hにて検出された圧力が大きければ、即ち基準圧よりも負圧が小さければ、基準オリフィス32gの内径よりも大きな穴があると判定する。したがってキャニスタ31に漏れありと判定する。そして、本ルーチンを抜ける。
【0029】
ステップS20では、キャニスタ31の漏れ判定を行う。詳しくは、
図6(c)に示すようにベントバルブ32eの電磁ソレノイドへの駆動信号の供給を停止し無通電状態(OFF)として、
図2(a)のようにキャニスタ側通路32aと大気側通路32bとを連通させる。また、タンク封鎖弁33の電磁ソレノイドへの駆動信号の供給を停止し無通電状態(OFF)として閉弁し、燃料タンク21とキャニスタ31との間を封鎖する。更に負圧ポンプ32cを作動させる。そして圧力センサ32hにて圧力を検出し、基準圧とする。次に
図6(d)に示すようにベントバルブ32eを作動させ、キャニスタ側通路32aとポンプ通路32dとを連通させる。そして、この時に圧力センサ32hにて圧力を検出する。次に
図6(e)に示すように、パージソレノイドバルブ
34の電磁ソレノイドに外部から駆動信号を供給し通電状態として開弁し、キャニスタ31と吸気通路11とを連通する。次に
図6(f)に示すように、ベントバルブ32eの電磁ソレノイドへの駆動信号の供給を停止し無通電状態(OFF)として、
図2(a)のようにキャニスタ側通路32aと大気側通路32bとを連通させる。また、パージソレノイドバルブ
34の電磁ソレノイドへの駆動信号の供給を停止し無通電状態して閉弁し、キャニスタ31と吸気通路11との間を封鎖する。この時に圧力センサ32hにて圧力を検出し、再度基準圧とする。そして、
図6(d)で検出した圧力が
図6(f)にて再度検出した基準圧よりも小さければ、即ち基準圧よりも負圧が大きければ、キャニスタ31に漏れなしと判定する。また、基準圧より圧力センサ32hにて検出された圧力が大きければ、即ち基準圧よりも負圧が小さければ、基準オリフィス32gの内径よりも大きな穴があると判定する。したがってキャニスタ31に漏れありと判定する。そして、本ルーチンを抜ける。
【0030】
このように、本発明の第1実施例に係る内燃機関の燃料蒸発ガス排出抑止装置では、
図4に示すように初期の燃料タンク21の漏れ判定で燃料タンク21の内圧が大気圧であり、燃料タンク21の漏れの有無が不明である場合には、
図4(d)以降において燃料タンク21とキャニスタ31の漏れを判定し、
図4(e)のようにキャニスタ内圧が基準圧よりも小さい、即ち基準圧よりも負圧が大きければ燃料タンク21とキャニスタ31共に漏れなしと判定する。また、
図5(d)にようにキャニスタ内圧が基準圧よりも大きい、即ち基準圧よりも負圧が小さければ燃料タンク21とキャニスタ31のいずれかに漏れありと判定する。そして、
図5(g)からのキャニスタ31単体での漏れ判定をして、
図5(h)にようにキャニスタ内圧が基準圧よりも小さい、即ち基準圧よりも負圧が大きければキャニスタ31に漏れなしと判定し、燃料タンク21に漏れありと判定するようにしている。
【0031】
従って、燃料タンク21とキャニスタ31の漏れ判定を行い、燃料タンク21及びキャニスタ31とに漏れがなければ、その後のキャニスタ31単体の漏れ判定を省略することができるので、漏れ検出期間を短縮することができる。ひいては、漏れ判定による負圧ポンプ32cの作動期間を短縮することができるので、車載バッテリの電力消費を抑えることができる。
【0032】
また、漏れ判定を基準圧に基づいて実施しているので、確実に漏れの有無を判定することができる。
また、漏れ判定の基準圧を基準オリフィス32gで発生させた圧力より設定しているので、大気圧が変動しても基準圧が変動することがないので、正確に漏れ判定を実施することができる。
[第2実施例]
以下、本発明の第2実施例に係る内燃機関の燃料蒸発ガス排出抑止装置について説明する。
【0033】
第2実施例では、上記第1実施例に対して、
図3に示すECU40が実行する漏れ判定制御のフローチャートのステップS10での燃料タンク21の漏れ判定方法において、ベントバルブ32eを開放している点が異なっており、以下にECU40での燃料タンク21の漏れ判定に付いて説明する。
図7は、タンク封鎖弁33、ベントバルブ32e、パージソレノイドバルブ34、及び負圧ポンプ32cの作動とキャニスタ内圧とタンク内圧の推移の一例を時系列で示す図である。なお、図中の二点鎖線は燃料タンク21内の圧力が正圧である場合を、一点鎖線は大気圧をそれぞれ示す。
【0034】
図3に示すように、ステップS10では、燃料タンク21の漏れ判定を実施する。詳しくは、
図7の(a’)に示すように、ベントバルブ32e、タンク封鎖弁33、パージソレノイドバルブ
34及び負圧ポンプ32cは、作動させない。次に
図7の(b’)に示すようにタンク封鎖弁33の電磁ソレノイドに外部から駆動信号を供給し通電状態(ON)として開弁し、燃料タンク21をキャニスタ31へ開放する。即ち、燃料タンク21内が大気に開放される。この時に燃料タンク21に漏れがなくタンク封鎖弁33の開弁前に燃料タンク21内の圧力が正圧或いは負圧で保持されていれば、タンク封鎖弁33の開弁に伴いタンク内圧が、
図7(b’)のように大気圧に変動する。一方、燃料タンク21に漏れがある場合や燃料タンク21に漏れがなく成り行きで燃料タンク21の圧力が大気圧であれば、第1実施例と同様にタンク内圧は変動しない。これらによって、タンク内圧に変動があれば、燃料タンク21の漏れなしと判定する。また、タンク内圧に変動が無ければ、暫定的に燃料タンク21の漏れありと判定する。
【0035】
このように、漏れ判定の初期にタンク封鎖弁33を作動させタンク内圧の変化によって燃料タンク21の漏れ判定を実施しているので、ベントバルブ32eを作動させる必要がなく第1実施例に対して一工程減らすことができるので、更に漏れ検出期間を短縮することができる。
以上で発明の実施形態の説明を終えるが、本発明の形態は上記実施形態に限定されるものではない。
【0036】
上記実施形態では、燃料タンク21の漏れを判定後にキャニスタ31或いは燃料タンク21とキャニスタ31の漏れ判定を行っているが、これに限定されるものではなく、始めに燃料タンク21とキャニスタ31の漏れ判定を行っても良い。
また、上記実施形態では、圧力センサ32hにて、基準オリフィス32gにて発生する圧力を検出し基準圧としているが、これに限定されるものではなく、例えば、予めECU40に所定値を記憶させておき、当該所定値と検出値を比較して漏れを判定するようにしても良い。