特許 7446972 蒸発燃料処理装置の漏れ診断装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-01

(45)【発行日】2024-03-11

(54)【発明の名称】蒸発燃料処理装置の漏れ診断装置

(51)【国際特許分類】

   F02M 25/08 20060101AFI20240304BHJP

   F02D 45/00 20060101ALI20240304BHJP

   F02M 37/00 20060101ALI20240304BHJP

【ＦＩ】

F02M25/08 Z

F02D45/00 345

F02M25/08 H

F02M37/00 301H

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2020173276

(22)【出願日】2020-10-14

(65)【公開番号】P2022064568

(43)【公開日】2022-04-26

【審査請求日】2023-02-06

(73)【特許権者】

【識別番号】000116574

【氏名又は名称】愛三工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000394

【氏名又は名称】弁理士法人岡田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】川瀬 真梨子

(72)【発明者】

【氏名】谷田 侑也

(72)【発明者】

【氏名】品川 昌慶

【審査官】小関 峰夫

(56)【参考文献】

【文献】特開平０６－２３５３５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１５７９１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０４８７３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０２９７０７１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｍ ２５／０８

Ｆ０２Ｍ ３７／００

Ｆ０２Ｄ ４５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料タンク内の蒸発燃料をキャニスタ内に吸着して捕捉し、捕捉された蒸発燃料を、エンジンに吸入させる、若しくは燃料タンクに環流させる蒸発燃料処理装置において、
燃料タンク及びキャニスタを含み蒸発燃料を大気に対して封じ込めるベーパ経路における蒸発燃料の漏れの有無を、前記ベーパ経路を封鎖空間とした状態で、前記ベーパ経路の内圧の変化に基づいて診断し、しかも内圧変化に対する燃料蒸気圧の影響を補正して前記ベーパ経路の漏れ診断を行う漏れ診断装置であって、
燃料タンク内における燃料の気化を促進する気化促進手段と、
燃料タンクの気層部における燃料蒸気が飽和状態に達したか否かを判定する飽和判定手段とを備え、
該飽和判定手段が飽和状態に達していないと判定すると、前記気化促進手段を作動させ、
前記飽和判定手段が飽和状態に達していると判定した後に、前記ベーパ経路の漏れ診断を行う
蒸発燃料処理装置の漏れ診断装置。

【請求項2】

請求項１において、
前記飽和判定手段は、燃料タンク内における燃料の気化の促進に伴って変化する物理量に基づいて飽和状態の判定を行う
蒸発燃料処理装置の漏れ診断装置。

【請求項3】

請求項２において、
燃料タンクの気層部の圧力を検出する圧力センサを備え、
前記飽和判定手段は、前記圧力センサによって検出される圧力の変化速度を目標圧力変化速度と比較し、両者の差が閾値以内の状態が所定時間以上継続したとき飽和状態にあると判定する
蒸発燃料処理装置の漏れ診断装置。

【請求項4】

請求項３において、
燃料タンクの気層部の燃料蒸気の温度を検出する温度センサを備え、
燃料蒸気圧の目標圧力変化速度は、燃料タンク内の燃料蒸気が飽和状態にあるときの温度変化に対する燃料蒸気圧変化を表す飽和蒸気圧特性と、前記温度センサによって検出される温度の変化とを用いて設定される
蒸発燃料処理装置の漏れ診断装置。

【請求項5】

請求項４において、
燃料タンクの燃料をエンジンに供給する燃料ポンプと、
該燃料ポンプからの燃料を、通路断面積を上流側及び下流側に比べて狭くされた狭隘流路に流速を速めて流して、その狭隘流路周りの減圧室にベンチュリ効果により負圧を発生するアスピレータとを備え、
飽和蒸気圧特性は、前記アスピレータの減圧室における内圧により取得される飽和状態の燃料蒸気圧と、前記温度センサによって検出される温度とを用いて推定される
蒸発燃料処理装置の漏れ診断装置。

【請求項6】

請求項４において、
飽和蒸気圧特性は、前記温度センサによって検出される温度、及び前記圧力センサによって検出される圧力を用いて、燃料タンクの気層部の燃料蒸気の温度変化に伴う圧力変化を、予め記憶されている複数の飽和蒸気圧特性と対比して推定される
蒸発燃料処理装置の漏れ診断装置。

【請求項7】

請求項１において、
前記飽和判定手段は、前記気化促進手段の作動時間が所定の判定時間が経過したか否かにより飽和状態に達したか否かを判定し、
前記判定時間は、前記気化促進手段の出力及び燃料タンクの気層部の容積に基づいて決定される
蒸発燃料処理装置の漏れ診断装置。

【請求項8】

請求項１～７のいずれかにおいて、
前記飽和判定手段により燃料蒸気が飽和状態にあると判定されて後、燃料タンク内における燃料の気化の状態によって変化する物理量に基づいて飽和状態が維持されているか否かを判定する飽和維持判定手段を備え、
該飽和維持判定手段により飽和状態が維持されていないと判定されると、前記気化促進手段が作動される
蒸発燃料処理装置の漏れ診断装置。

【請求項9】

請求項１～８のいずれかにおいて、
燃料タンクの燃料をエンジンに供給する燃料ポンプを備え、
前記気化促進手段は、前記燃料ポンプにより燃料タンクからエンジンに供給される燃料のうち、余剰となった燃料を燃料タンクに環流させるプレッシャレギュレータにより構成されている
蒸発燃料処理装置の漏れ診断装置。

【請求項10】

請求項１～８のいずれかにおいて、
燃料タンクの燃料をエンジンに供給する燃料ポンプを備え、
前記気化促進手段は、前記燃料ポンプにより燃料タンクからエンジンに供給される燃料を、通路断面積を上流側に比べて狭くされた狭隘流路に流速を速めて流して燃料タンクに環流させ、前記狭隘流路周りの減圧室にベンチュリ効果により負圧を発生するアスピレータにより構成されている
蒸発燃料処理装置の漏れ診断装置。

【請求項11】

請求項３～６のいずれかにおいて、
燃料蒸気が非飽和の状態で、且つ前記圧力センサによって検出される燃料蒸気圧の変化速度が一定値以下の状態が一定時間継続すると、前記ベーパ経路に蒸発燃料の漏れがあると判定する漏れ検知手段を備える
蒸発燃料処理装置の漏れ診断装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に開示の技術は、蒸発燃料処理装置の漏れ診断装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ガソリンエンジン車では、燃料タンクで発生する蒸発燃料をキャニスタ内に吸着して捕捉し、エンジン作動時にキャニスタで捕捉された蒸発燃料をパージする蒸発燃料処理装置を備える。一部の蒸発燃料処理装置は、蒸発燃料を閉じ込めるベーパ経路に蒸発燃料の漏れがないことを自動的に診断する漏れ診断装置を備える。例えば、蒸発燃料を閉じ込めるベーパ経路を所定の負圧にした状態で、ベーパ経路を外部空間に対して閉塞するための弁を閉じた状態とし、その後の圧力の上昇具合により漏れの有無を診断している。

【0003】

漏れ診断において、圧力の変化は、漏れの有無の他に、蒸発燃料の蒸気圧の変化によっても生じる。そこで、蒸発燃料の蒸気圧は、燃料温度や燃料の性状によって変化することを考慮して、燃料温度や燃料の性状に応じて漏れ診断の基準値を補正することが行われている（特許文献１、２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平６－２３５３５４号公報

【文献】特許第５３１８７９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、実際には、蒸発燃料の蒸気圧は、燃料蒸気の濃度によって変化し、燃料温度や燃料の性状のみで蒸気圧を精度良く推定することはできない。

【0006】

本明細書が開示する技術の課題は、蒸発燃料処理装置の漏れ診断時の燃料蒸気の濃度を飽和状態として濃度変化を抑制することにより、漏れ診断の精度を高めることにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために本明細書に開示の蒸発燃料処理装置の漏れ診断装置は、次の手段をとる。

【0008】

第１の手段は、燃料タンク内の蒸発燃料をキャニスタ内に吸着して捕捉し、捕捉された蒸発燃料を、エンジンに吸入させる、若しくは燃料タンクに環流させる蒸発燃料処理装置において、燃料タンク及びキャニスタを含み蒸発燃料を外気に対して封じ込めるベーパ経路における蒸発燃料の漏れの有無を、前記ベーパ経路を封鎖空間とした状態で、前記ベーパ経路の内圧の変化に基づいて診断し、しかも内圧変化に対する燃料蒸気圧の影響を補正して前記ベーパ経路の漏れ診断を行う漏れ診断装置であって、燃料タンク内における燃料の気化を促進する気化促進手段と、燃料タンクの気層部における燃料蒸気が飽和状態に達したか否かを判定する飽和判定手段とを備え、該飽和判定手段が飽和状態に達していないと判定すると、前記気化促進手段を作動させ、前記飽和判定手段が飽和状態に達していると判定した後に、前記ベーパ経路の漏れ診断を行う。

【0009】

上記第１の手段によれば、燃料蒸気が飽和状態に達したことを判定してからベーパ経路の漏れ診断を行うため、漏れ診断の精度を高めることができる。しかも、気化促進手段により燃料の気化を促進するため、飽和状態に達するまでの時間を短縮することができ、漏れ診断を早期に完了することができる。

【0010】

第２の手段は、上述した第１の手段において、前記飽和判定手段は、燃料タンク内における燃料の気化の促進に伴って変化する物理量に基づいて飽和状態の判定を行う。

【0011】

上記第２の手段において、物理量は、例えば、燃料蒸気圧、若しくは燃料蒸気の濃度である。

【0012】

上記第２の手段によれば、飽和判定手段における飽和状態の判定を簡単な構成で実現できる。

【0013】

第３の手段は、上述した第２の手段において、燃料タンクの気層部の圧力を検出する圧力センサを備え、前記飽和判定手段は、前記圧力センサによって検出される圧力の変化速度を目標圧力変化速度と比較し、両者の差が閾値以内の状態が所定時間以上継続したとき飽和状態にあると判定する。

【0014】

上記第３の手段によれば、他の用途にも使用される圧力センサの検出結果を利用して、飽和判定手段における飽和状態の判定を簡単な構成で精度よく実現できる。

【0015】

第４の手段は、上述した第３の手段において、燃料タンクの気層部の燃料蒸気の温度を検出する温度センサを備え、燃料蒸気圧の目標圧力変化速度は、燃料タンク内の燃料蒸気が飽和状態にあるときの温度変化に対する燃料蒸気圧変化を表す飽和蒸気圧特性と、前記温度センサによって検出される温度の変化とを用いて設定される。

【0016】

上記第４の手段によれば、他の用途にも使用される温度センサの検出結果を利用して、飽和判定手段における目標圧力変化速度を簡単な構成で設定できる。

【0017】

第５の手段は、上述した第４の手段において、燃料タンクの燃料をエンジンに供給する燃料ポンプと、該燃料ポンプからの燃料を、通路断面積を上流側に比べて狭くされた狭隘流路に流速を速めて流して、その狭隘流路周りの減圧室にベンチュリ効果により負圧を発生するアスピレータとを備え、飽和蒸気圧特性は、前記アスピレータの減圧室における内圧により取得される飽和状態の燃料蒸気圧と、前記温度センサによって検出される温度とを用いて推定される。

【0018】

上記第５の手段によれば、アスピレータの減圧室で飽和状態にある燃料蒸気圧を取得できるため、飽和状態にある燃料蒸気圧を簡単に取得することができる。

【0019】

第６の手段は、上述した第４の手段において、飽和蒸気圧特性は、前記温度センサによって検出される温度、及び前記圧力センサによって検出される圧力を用いて、燃料タンクの気層部の燃料蒸気の温度変化に伴う圧力変化を、予め記憶されている複数の飽和蒸気圧特性と対比して推定される。

【0020】

上記第６の手段によれば、温度センサと圧力センサの検出結果のみから飽和蒸気圧特性を推定することができ、アスピレータ等を用いることなく実現できる。

【0021】

第７の手段は、上述した第１の手段において、前記飽和判定手段は、前記気化促進手段の作動時間が所定の判定時間が経過したか否かにより飽和状態に達したか否かを判定し、前記判定時間は、前記気化促進手段の出力及び燃料タンクの気層部の容積に基づいて決定される。

【0022】

上記第７の手段によれば、時間のみによって燃料蒸気が飽和状態に達したか否かを判定するため、システム構成を簡素化できる。

【0023】

第８の手段は、上述した第１の手段～第７の手段のいずれかにおいて、前記飽和判定手段により燃料蒸気が飽和状態にあると判定されて後、燃料タンク内における燃料の気化の状態によって変化する物理量に基づいて飽和状態が維持されているか否かを判定する飽和維持判定手段を備え、該飽和維持判定手段により飽和状態が維持されていないと判定されると、前記気化促進手段が作動される。

【0024】

上記第８の手段において、物理量は、例えば、燃料蒸気圧、若しくは燃料蒸気の濃度である。

【0025】

上記第８の手段によれば、燃料蒸気が飽和状態に達した後、再び非飽和状態に戻ったとき、飽和維持判定手段により再び気化促進手段が作動されるため、ベーパ経路の漏れ診断を高精度に行うことができる。

【0026】

第９の手段は、上述した第１の手段～第８の手段のいずれかにおいて、燃料タンクの燃料をエンジンに供給する燃料ポンプを備え、前記気化促進手段は、前記燃料ポンプにより燃料タンクからエンジンに供給される燃料のうち、余剰となった燃料を燃料タンクに環流させるプレッシャレギュレータにより構成されている。

【0027】

上記第９の手段によれば、気化促進手段が既存のプレッシャレギュレータにより構成されるため、システム構成を複雑化しないで漏れ診断装置を構成することができる。

【0028】

第１０の手段は、上述した第１の手段～第８の手段のいずれかにおいて、燃料タンクの燃料をエンジンに供給する燃料ポンプを備え、前記気化促進手段は、前記燃料ポンプにより燃料タンクからエンジンに供給される燃料を、通路断面積を上流側及び下流側に比べて狭くされた狭隘流路に流速を速めて流して燃料タンクに環流させ、前記狭隘流路周りの減圧室にベンチュリ効果により負圧を発生するアスピレータにより構成されている。

【0029】

上記第１０の手段によれば、アスピレータにより効率的に気化促進を行うことができる。また、既にアスピレータを備えるシステムの場合は、システム構成を複雑化しないで漏れ診断装置を構成することができる。

【0030】

第１１の手段は、上述した第３の手段～第６の手段のいずれかにおいて、燃料蒸気が非飽和の状態で、且つ前記圧力センサによって検出される燃料蒸気圧の変化速度が一定値以下の状態が一定時間継続すると、前記ベーパ経路に蒸発燃料の漏れがあると判定する漏れ検知手段を備える。

【0031】

上記第１１の手段によれば、ベーパ経路に大きな孔による漏れがある場合、漏れ検知手段により漏れ診断を行うまでもなく漏れを検知でき、早期の漏れ診断を行うことができる。そのため、漏れ診断の機能を無駄に作動させることを回避できる。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】第１実施形態を示すシステム構成図である。

【図2】第１実施形態の制御回路のブロック図である。

【図3】アスピレータの拡大断面図である。

【図4】第１実施形態における制御ユニットの漏れ診断ルーチンの処理内容を示すフローチャートである。

【図5】第１実施形態における制御ユニットの気化促進・飽和判定ルーチンの処理内容を示すフローチャートである。

【図6】アスピレータの燃料流量に対する減圧室の圧力変化を示す特性図である。

【図7】飽和蒸気圧特性の推定法を説明する飽和蒸気圧特性図である。

【図8】飽和判定法を説明するタイムチャートであり、燃料タンクの気層温度が一定の場合を示す。

【図9】図８と同様のタイムチャートであり、燃料タンクの気層温度が漸次上昇する場合を示す。

【図10】第３実施形態における制御ユニットの制御内容を示すフローチャートであり、第１実施形態から変更される部分のみを示す。

【図11】第３実施形態の飽和蒸気圧特性の推定法を説明するための燃料タンクの気層温度の変化に対する気層圧力の変化を説明するグラフである。

【図12】第３実施形態の飽和蒸気圧特性の推定法を説明する飽和蒸気圧特性図である。

【図13】第４実施形態における制御ユニットの制御内容を示すフローチャートであり、第１実施形態から変更される部分のみを示す。

【発明を実施するための形態】

【0033】

＜第１実施形態のシステム構成＞
図１は、第１実施形態である蒸発燃料処理装置の漏れ診断装置のシステム構成を示す。第１実施形態は、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等のエンジンに適用した例である。

【0034】

図１において、燃料タンク２の気層には、上流側ベーパ通路３２が接続され、気層中の蒸発燃料をキャニスタ４の活性炭（図示略）に吸着し、捕捉するように構成されている。そのため、キャニスタ４には、上流側ベーパ通路３２と封鎖弁１２を介して連通する下流側ベーパ通路３４の他端が連通して接続されている。キャニスタ４には、一端が大気弁１６を介して大気中に開放された大気通路３６の他端が連通して接続されている。そのため、燃料タンク２の気層の燃料蒸気圧が大気圧より高くなり、封鎖弁１２及び大気弁１６が開放されていると、燃料タンク２中の蒸発燃料がキャニスタ４に流れて吸着され、捕捉される。キャニスタ４には、下流側ベーパ通路３４に隣接して上流側パージ通路３８が連通して接続されており、上流側パージ通路３８の他端は、パージ弁１４を介して下流側パージ通路３９に連通され、下流側パージ通路３９の他端は、エンジン（ＥＮＧ）６の吸気通路に連通して接続されている。そのため、エンジン６が作動して、パージ弁１４及び大気弁１６が開放されている状態では、キャニスタ４に吸着され、捕捉されていた蒸発燃料がエンジン６の吸気負圧に吸入されてエンジン６にて燃焼される。燃料タンク２、キャニスタ４、上流側ベーパ通路３２、下流側ベーパ通路３４、大気通路３６、上流側パージ通路３８、及び下流側パージ通路３９は、蒸発燃料が通流する経路（ベーパ経路）３０であり、漏れ診断では、ベーパ経路３０に大気への漏れがないか診断される。

【0035】

燃料タンク２の液層の底部には、燃料ポンプ（ＥＦＰ）８が固定されており、燃料タンク２内の燃料を燃料供給通路５６を介してエンジン６に供給可能としている。燃料ポンプ８には、プレッシャレギュレータ（ＰＲ）１０が設けられている。プレッシャレギュレータ１０は、燃料ポンプ８がエンジン６に供給した燃料のうち余剰となった燃料を燃料タンク２内に還流させる。燃料供給通路５６には、分岐通路５２が分岐接続されており、分岐通路５２には、途中分岐弁２０が介挿されている。分岐通路５２を介した燃料は、アスピレータ（ＡＳＰ）４０に供給されている。アスピレータ４０は、概ね燃料タンク２の気層内に位置するように固定されている。アスピレータ４０は、燃料を流すことによって負圧を発生させるものであり、発生された負圧は、吸引通路５４によって遮断弁１８を介してキャニスタ４の下流側ベーパ通路３４及び上流側パージ通路３８に隣接する位置に連通されている。吸引通路５４には、圧力センサ２６が設けられ、吸引通路５４の圧力を検出している。また、燃料タンク２の気層にも温度センサ２２及び圧力センサ２４が設けられ、気層の燃料蒸気の温度及び圧力を検出している。

【0036】

図２は、第１実施形態のシステムの制御回路を示す。図２において、デジタルコンピュータを含んで構成された制御ユニット６０には、温度センサ２２、圧力センサ２４、２６からの検出信号が入力されている。また、制御ユニット６０は、封鎖弁１２、パージ弁１４、大気弁１６、遮断弁１８、分岐弁２０、及び燃料ポンプ８に作動信号を出力して、それぞれの作動状態を制御している。更に、制御ユニット６０は、警告灯６２に作動信号を出力している。警告灯６２は、漏れ診断により漏れが検出されたときに点灯されて漏れがあることを運転者に警告する。

【0037】

図３は、アスピレータ４０の詳細構造を示す。図３のように、アスピレータ４０は、ベンチュリ部４３とノズル部４４の組合せから構成されている。ノズル部４４からベンチュリ部４３に向けて燃料を高速で流し、ベンチュリ部４３から燃料タンク２内に燃料を噴出する構成とされている。ベンチュリ部４３は、絞り４５と、絞り４５の燃料流動方向上流側に設けられた先窄まり状の減圧室４６と、絞り４５の燃料流動方向下流側に設けられた末拡がり状のディフューザ部４７と、減圧室４６に設けられた吸引ポート４２とを備えている。減圧室４６、絞り４５、およびディフューザ部４７は、それぞれ同軸に形成されている。絞り４５は、通路断面積を燃料流動方向の上流側及び下流側に比べて狭くされた狭隘流路を形成している。

【0038】

吸引ポート４２は、減圧室４６に連通形成され、吸引ポート４２には、吸引通路５４（図１参照）が連通されている。ノズル部４４は、ベンチュリ部４３の上流側に接合されている。ノズル部４４は、アスピレータ４０内に燃料を導入する導入ポート４１と、導入された燃料をベンチュリ部４３内に噴射するノズル本体４８とを備えている。ノズル本体４８は減圧室４６内に同軸収納されており、当該ノズル本体４８の噴射口４９は絞り４５に臨んでいる。

【0039】

燃料ポンプ８から吐出された燃料の一部は、燃料供給通路５６から分岐通路５２（図１参照）を通して導入ポート４１からアスピレータ４０内へ導入される。導入された燃料は、ノズル本体４８から噴射され、絞り４５及びディフューザ部４７の中央部を軸方向に高速で流動する。このとき、減圧室４６においては、ベンチュリ効果によって負圧が発生する。これにより、吸引ポート４２および吸引通路５４（図１参照）に吸引力が生じる。吸引通路５４を通して吸引ポート４２から吸引された気体（本実施形態１ではキャニスタ４からの蒸発燃料及び空気）は、ノズル本体４８から噴射された燃料と共にディフューザ部４７から燃料タンク２内に混合噴出される。

【0040】

＜蒸発燃料処理装置の漏れ診断機能＞
蒸発燃料処理装置のベーパ経路の漏れ診断には、いくつかの方式が知られている。例えば、次の方式がある（図１参照）。

【0041】

第１の方式は、封鎖弁１２を開き、大気弁１６を閉じた状態で、パージ弁１４を開いてエンジン６が発生する負圧を、キャニスタ４及び燃料タンク２を含むベーパ経路３０に導入する間に行う。ベーパ経路３０に負圧を導入中の圧力センサ２４により検出される圧力の低下具合が予め決められた速度よりも遅い場合に、漏れがあると診断される。

【0042】

第２の方式は、第１の方式と同様にベーパ経路３０に負圧を導入した後にパージ弁１４を閉じて、キャニスタ４及び燃料タンク２を含むベーパ経路３０を閉塞して行う。ベーパ経路３０を閉塞後の圧力センサ２４により検出される圧力の上昇具合が予め決められた速度よりも速い場合に、漏れがあると診断される。

【0043】

第３の方式は、大気弁１６及び封鎖弁１２を閉じた状態で、パージ弁１４及び分岐弁２０を開いて封鎖弁１２よりキャニスタ４側にエンジン６が発生する負圧を供給し、封鎖弁１２より燃料タンク２側にアスピレータ４０によって吸引される大気圧を燃料タンク２内に導入して漏れ診断を行う。この場合、封鎖弁１２よりキャニスタ４側の領域と封鎖弁１２より燃料タンク２側の領域に分けて漏れ診断を行う。また、燃料タンク２内に大気圧を供給するため、吸引通路５４はキャニスタ４に連通されず大気圧に開放されているものとする。漏れ診断は、封鎖弁１２よりキャニスタ４側の領域に封鎖された負圧が大気圧に向けて上昇する速度が予め決められた速度よりも速い場合に、漏れがあると診断される。また、封鎖弁１２より燃料タンク２側の領域に封鎖された正圧が大気圧に向けて低下する速度が予め決められた速度よりも速い場合に、漏れがあると診断される。

【0044】

その他の方式として、蒸発燃料の処理をエンジン６へのパージによって行わず、アスピレータ４０の吸引により行うパージレスエバポシステムを採用した場合のものがある。パージレスエバポシステムでは、キャニスタ４に捕捉された蒸発燃料をアスピレータ４０によって吸引して燃料タンク２内に環流させている。この方式では、アスピレータ４０の作動によって封鎖弁１２よりキャニスタ４側を負圧とし、封鎖弁１２より燃料タンク２側を正圧として第３の方式と同様に漏れ診断を行うものがある。

【0045】

＜第１実施形態のベーパ経路漏れ診断機能＞
第１実施形態の制御ユニット６０（図２参照）では、図４に示す漏れ診断ルーチンの処理フローに従ってベーパ経路３０（図１参照）の漏れ診断を行う。まず、ステップＳ２では、漏れ診断の診断基準が補正される。具体的には、燃料タンク２の気層部の燃料蒸気の飽和蒸気圧が高いほど診断基準は高くされる。補正は、飽和状態の燃料蒸気圧と補正値のマップに基づいて行われる。ステップＳ３では、上述のいずれかの方式により漏れ診断が行われる。

【0046】

＜気化促進、飽和判定機能の詳細＞
図５は、気化促進・飽和判定ルーチンの処理フローを示す。以下、図５の内容を図１～３を参照しながら説明する。まず、ステップＳ１１では後述のステップＳ３０が肯定判断されたことを記憶するフラグＦがリセット状態にある（記憶状態にない）か否かが判定される。初めは、フラグＦはリセット状態にあるため、ステップＳ１１は肯定判断され、ステップＳ１２において、アスピレータ（ＡＳＰ）４０を駆動する。ステップＳ１４では、アスピレータ４０の減圧室４６の圧力を圧力センサ２６によって検出して取り込む。ステップＳ１６では、温度センサ２２及び圧力センサ２４によって検出される燃料タンク２内の気層の温度及び圧力を取り込む。ステップＳ１８では、減圧室４６の圧力に基づいて燃料タンク２内の燃料の飽和蒸気圧特性を推定する。減圧室４６内は、アスピレータ４０の作動が安定した状態では、燃料蒸気が飽和状態となっている。そのため、図６のように、アスピレータ４０に対する燃料ポンプ８からの燃料供給量から算出される減圧室４６の負圧（吸引負圧）と、実際に圧力センサ２６によって検出される圧力（計測結果）との差から飽和蒸気圧（蒸気圧）を求めることができる。飽和蒸気圧特性の推定は、図７のように、燃料タンク２内の気層の温度及び飽和蒸気圧に基づいて予め記憶されている複数の飽和蒸気圧特性の中から、破線のように温度に対する蒸気圧が一致する特性が特定される。ここで、燃料タンク２の気層の温度の代わりに、減圧室４６の温度を用いることもできる。

【0047】

ステップＳ２０では、圧力センサ２４によって検出される燃料タンク２内の気層圧力の変化速度、及び燃料蒸気が飽和した状態にあるときの同じ気層圧力の目標圧力変化速度が算出される。目標圧力変化速度は、ステップＳ１８で推定された飽和蒸気圧特性と温度センサ２２によって検出される温度の変化とによって求められる。図８は、温度が変化しない場合の目標圧力変化速度を×印で示し、網目を施した範囲は目標圧力変化速度の幅（後述の閾値αに相当）を示す。図中、〇印は、燃料蒸気が非飽和で、気化が進んで圧力が徐々に高くなっている状態を示す。また、図９は、図８と同様の目標圧力変化速度を示し、温度が変化した場合である。この場合、温度の上昇と共に目標圧力変化速度も上昇している。図９で、△印は、ベーパ経路３０に大きな孔が開いていて圧力が上昇しない状態を示す。

【0048】

ステップＳ３０では、目標圧力変化速度と気層圧力の変化速度との差（絶対値）が閾値α以内か否か、且つ閾値α以内ならその状態が所定時間（例えば、１０秒程度）以上続いたか否かが判定される。即ち、気層圧力の変化速度が図８、９の網目を施した範囲に入っている時間が所定時間以上か否かが判定される。ステップＳ３０が肯定判断される場合は、ステップＳ３２においてアスピレータ４０の作動が停止される。この状態は、燃料タンク２の気層の燃料蒸気が飽和状態となって、それ以上の気化促進は不要としてアスピレータ４０を停止している。次のステップＳ３４では、ステップＳ３０が肯定判断されているためフラグＦをセットして気化促進・飽和判定ルーチンの処理を終了する。

【0049】

ステップＳ３０が否定判断された場合は、ステップＳ３６において、気層圧力の変化速度がゼロか否か、且つその状態が一定時間（例えば、５秒程度）以上継続しているか否かが判定される。気層圧力の変化速度が図８、９の網目を施した範囲に入っておらず、ゼロの状態で、図９の△印で示す状態にある場合は、ステップＳ３６が肯定判断され、ステップＳ３８において、ベーパ経路３０に大きな孔が開いて大量の漏れが発生していることが制御ユニット６０内のメモリに記録される。ステップＳ３６の判定は、気層圧力の変化速度がゼロを含む一定値以下か否かとされてもよい。

【0050】

ステップＳ３８の処理後は、気化促進・飽和判定ルーチンの処理を終了（エンド）する。ステップＳ３６が否定判断される場合は、燃料タンク２内の燃料の気化を促進するため、アスピレータ４０を駆動する。即ち、燃料ポンプ８を作動させ、且つ分岐弁２０を開いてアスピレータ４０に燃料を通流させる。ステップＳ２８の処理が終了すると、ステップＳ２０に戻って、圧力センサ２４によって検出される燃料タンク２内の気層圧力の変化速度、及び燃料蒸気が飽和した状態にあるときの同じ気層圧力の目標圧力変化速度が再び算出される。その後、ステップＳ３０以降の処理が繰り返される。

【0051】

ステップＳ１１が否定判断される場合、即ち、燃料タンク２の気層の燃料蒸気が飽和状態となってステップＳ３０が肯定判断され、フラグＦがセット状態にある場合は、ステップＳ２４において気層圧力が減少しているか否かが判定される。即ち、気層の燃料蒸気が飽和状態となって後、飽和状態が維持されずに圧力が低下したか否かを判定している。ステップＳ２４が肯定判断される場合は、飽和状態が維持されていないとして、ステップＳ２６でフラグＦをリセットし、次のステップＳ２８にてアスピレータ４０を駆動して、再び燃料タンク２内の気化を促進する。その後、ステップＳ２０以降の処理が繰り返される。ステップＳ２４が否定判断される場合は、燃料蒸気の飽和状態が維持されているため、気化促進・飽和判定ルーチンの処理を終了する。ステップＳ２４では、燃料蒸気の飽和状態が維持されているか否かの判定を気層圧力が減少しているか否かによって行うものとしたが、燃料蒸気の濃度が予め決められた濃度に維持されているか否かにより判定してもよい。

【0052】

以上のように図５の気化促進・飽和判定ルーチンの処理を実行することにより、アスピレータ４０を作動させて燃料タンク２内の燃料の気化を促進し、気層の燃料蒸気を早期に飽和状態とする。飽和状態とした後は、図４の漏れ診断ルーチンのステップＳ２で飽和蒸気圧に基づいて漏れ診断のための判定基準を補正して、ステップＳ３で漏れ診断を行う。そのため、燃料蒸気が飽和状態とならない非飽和状態で漏れ診断を行うことは回避でき、診断精度を高めることができる。飽和状態の判定を蒸気圧に基づいて行う代わりに燃料蒸気の濃度に基づいて行うこともできるが、後者の場合は濃度計が必要となるのに対し、第１実施形態では、蒸気圧に基づいて判定を行うため、濃度計を別途設ける必要がないメリットがある。また、飽和状態にあるか否かの判定を行う過程でもベーパ経路３０に大きな孔が開いている場合には、それを検出することができる。図５のステップＳ３８で大きな漏れが発生していると判定された場合、及び図４のステップＳ３で漏れがあると判定された場合、いずれの場合も、その後のエンジン６の作動時に警告灯６２（図２参照）が点灯してベーパ経路３０に漏れがあることを運転者に警告することができる。

【0053】

＜第２実施形態＞
第１実施形態では、アスピレータ４０を気化促進手段とした。それに対し、第２実施形態では、プレッシャレギュレータ１０を気化促進手段としている。プレッシャレギュレータ１０を気化促進手段として使用するためには、第１実施形態のアスピレータ４０と同様にプレッシャレギュレータ１０を作動させることが必要である。そのため、エンジン６が停止しているときも燃料ポンプ８を作動させる。また、エンジン６がアイドリング状態で燃料消費量が少ない場合でも、燃料消費量を上回る燃料を供給するように燃料ポンプ８を作動させる。従って、第２実施形態では、図５のステップＳ１２、Ｓ２８で燃料ポンプ８を作動（若しくは作動出力を大きく）させ、ステップＳ３２で燃料ポンプ８を作動停止（若しくは作動出力を小さく）する。

【0054】

＜第３実施形態＞
図１０は、第３実施形態の制御ユニット６０の制御内容を示すフローチャートであり、第１実施形態から変更された部分のみを示す。「気化促進・飽和判定ルーチン」においてステップＳ１２でアスピレータ４０が駆動され、ステップＳ１６で燃料タンク２の気層の圧力及び気層の温度が取り込まれる。次のステップＳ１９では、次のように飽和蒸気圧特性が推定される。

【0055】

まず、図１１のように、気層温度変化（Ｔ１からＴ２）に対する気層圧力変化（ΔＰ）を求める。それを受けて、図１２のように、気層温度変化（Ｔ１からＴ２）に対する気層圧力変化（ΔＰ）と、予め記憶されている複数の飽和蒸気圧曲線とを対比し、複数の飽和蒸気圧曲線の中で、気層温度変化（Ｔ１からＴ２）に対する気層圧力変化（ΔＰ）が一致するものがあるか判定する。一致するものがあれば、その飽和蒸気圧曲線の特性を飽和蒸気圧特性として特定する。一致するものがなければ、未だ飽和状態に至っていないと判断して、一致するものが特定されるまで、この処理を繰り返す。

【0056】

図１２の例示では、気層温度変化（Ｔ１からＴ２）に対する気層圧力変化ΔＰがＰ３からＰ４に変化する場合は、飽和蒸気圧特性ＲＶＰ１の曲線と一致するため、飽和蒸気圧特性はＲＶＰ１であると特定される。一方、気層温度変化（Ｔ１からＴ２）に対する気層圧力変化ΔＰがＰ１からＰ２に変化する場合は、飽和蒸気圧特性ＲＶＰ２の曲線と一致せず、この時点では飽和蒸気圧特性を特定することができない。

【0057】

第３実施形態によれば、第１実施形態に比べて、アスピレータ４０の減圧室４６の圧力を検出する必要がないため、圧力センサ２６を省略することができる。

【0058】

＜第４実施形態＞
図１３は、第４実施形態の制御ユニット６０の制御内容を示すフローチャートであり、第１実施形態から変更された部分のみを示す。ステップＳ２０の処理を終えると、ステップＳ３１では、「気化促進・飽和判定ルーチン」の処理が開始されて後、気化促進手段としてのアスピレータ４０の作動時間が所定の判定時間（例えば、３分間程度）以上経過したか否かが判定される。判定時間は、気化促進手段であるアスピレータ４０の作動出力と、燃料タンク２の気層部の容積とに基づいて決定される。なお、アスピレータ４０の作動出力は、燃料ポンプ８からアスピレータ４０に供給される燃料量により求められる。また、燃料タンク２の気層部の容積は、燃料タンク２の容量と燃料タンク２内の燃料残量との差により求められる。

【0059】

判定時間以上経過していれば、燃料蒸気が飽和状態に達したものとして、ステップＳ３１は肯定判断され、ステップＳ３２において、アスピレータ４０の作動を停止する。判定時間以上経過していない間は、ステップＳ３１は否定判断され、ステップＳ３６以降の処理を行う。

【0060】

第４実施形態によれば、第１実施形態に比べて、燃料蒸気が飽和状態に達したか否かの判定が簡単であり、プログラムを簡素化でき、処理速度を速くすることができる。

【0061】

図５、１３のフローチャートにおいて、ステップＳ３０、Ｓ３１の処理は、本明細書に開示の技術における飽和判定手段に相当し、ステップＳ２４の処理は、本明細書に開示の技術における飽和維持判定手段に相当し、ステップＳ３０、Ｓ３６の処理、並びにＳ３１、Ｓ３６の処理は、本明細書に開示の技術における漏れ検知手段に相当する。

【0062】

＜その他の実施形態＞
以上、本明細書に開示の技術を特定の実施形態について説明したが、その他各種の形態で実施可能なものである。例えば、第２実施形態、第３実施形態、及び第４実施形態は、それぞれ第１実施形態の一部を置換するものとしたが、第２実施形態、第３実施形態、及び第４実施形態を適宜組み合わせたものにより第１実施形態の一部を置換してもよい。

【符号の説明】

【0063】

２ 燃料タンク
４ キャニスタ
６ エンジン（ＥＮＧ）
８ 燃料ポンプ（ＥＦＰ）
１０ プレッシャレギュレータ（ＰＲ）
１２ 封鎖弁
１４ パージ弁
１６ 大気弁
１８ 遮断弁
２０ 分岐弁
２２ 温度センサ
２４、２６ 圧力センサ
３０ ベーパ経路
３２ 上流側ベーパ通路
３４ 下流側ベーパ通路
３６ 大気通路
３８ 上流側パージ通路
３９ 下流側パージ通路
４０ アスピレータ（ＡＳＰ）
４１ 導入ポート
４２ 吸引ポート
４３ ベンチュリ部
４４ ノズル部
４５ 絞り（狭隘流路）
４６ 減圧室
４７ ディフューザ部
４８ ノズル本体
４９ 噴射口
５２ 分岐通路
５４ 吸引通路
５６ 燃料供給通路
６０ 制御ユニット
６２ 警告灯

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】