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WO2016207964A1 - 蒸発燃料処理装置の診断装置 - Google Patents

蒸発燃料処理装置の診断装置 Download PDF

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WO2016207964A1
WO2016207964A1 PCT/JP2015/067948 JP2015067948W WO2016207964A1 WO 2016207964 A1 WO2016207964 A1 WO 2016207964A1 JP 2015067948 W JP2015067948 W JP 2015067948W WO 2016207964 A1 WO2016207964 A1 WO 2016207964A1
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WO
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fuel
leak diagnosis
pressure
fuel tank
canister
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Application number
PCT/JP2015/067948
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English (en)
French (fr)
Inventor
一央 渡辺
一樹 豊田
仁 大橋
季明 井上
Original Assignee
日産自動車株式会社
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Publication date
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Priority to EP15896286.0A priority patent/EP3315756B1/en
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Priority to JP2017524304A priority patent/JP6443548B2/ja
Priority to RU2017146139A priority patent/RU2666033C1/ru
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Definitions

  • the present invention relates to an evaporative fuel processing apparatus that processes evaporative fuel generated in a fuel tank during refueling using a canister, and more particularly to a diagnostic apparatus for diagnosing the presence or absence of the leak.
  • Patent Document 1 discloses an evaporative fuel processing apparatus that is provided with a blocking valve in a passage between a fuel tank and a canister so that evaporative fuel is adsorbed from the fuel tank to the canister basically only at the time of refueling.
  • the fuel tank is kept in a sealed state by the blocking valve when the vehicle is stopped other than at the time of refueling, and the system prevents the evaporative fuel from flowing out to the outside more reliably.
  • the evaporative fuel processing apparatus of patent document 1 is equipped with the diagnostic apparatus which diagnoses the presence or absence of the leak of each part.
  • the diagnostic device of Patent Document 1 includes a negative pressure pump connected to the drain port side of the canister, and at an appropriate time during vehicle stop, the system including the fuel tank and the canister is depressurized by the negative pressure pump. The presence or absence of leakage is determined based on the pressure change in the system at that time.
  • Patent Document 2 proposes that a leak diagnosis is performed without using a pump by utilizing a pressure change in a tank due to a difference between a fuel temperature after the engine is stopped and an outside air temperature.
  • the fuel tank in a sealed fuel tank used in an evaporative fuel processing apparatus equipped with a sealing valve, the fuel tank generally has a thick and strong structure, so that it is difficult to obtain fluctuations in fuel temperature due to the outside temperature.
  • a diagnostic apparatus for a fuel vapor processing apparatus comprises: In an evaporative fuel processing apparatus that adsorbs evaporative fuel generated in a fuel tank at the time of refueling with a canister and introduces it into an intake system of the internal combustion engine for processing during operation of the internal combustion engine.
  • a pump for pressurizing or depressurizing the system including the fuel tank and the canister; At least one pressure sensor for detecting pressure in the system; A fuel temperature sensor for detecting the temperature of the fuel in the fuel tank; With In response to the leak diagnosis request, based on the temperature difference between the fuel temperature at the start of operation and the fuel temperature after the operation, the first leak diagnosis using the positive pressure or the negative pressure existing in the fuel tank, and the forced by the pump The second leak diagnosis using a normal pressurization or decompression.
  • the fuel tank is considered to be positive or negative pressure, so leak diagnosis without operating the pump I do. For example, the presence or absence of a leak is detected by monitoring the pressure change in the system while the system is sealed.
  • the pump is operated and the system is set to positive or negative pressure, and then leak diagnosis is performed. For example, the presence or absence of a leak is detected by sealing the system in a state of positive pressure or negative pressure and monitoring the subsequent pressure change in the system.
  • the leak diagnosis is performed without depending on the pump, so that the operation frequency of the pump is reduced and the energy consumption can be suppressed.
  • FIG. 1 is a structural explanatory view showing an embodiment of an evaporated fuel processing apparatus according to the present invention.
  • a vehicle (not shown) is equipped with an internal combustion engine 1 and is provided with a sealed fuel tank 2, and a canister 3 is used to process evaporated fuel generated in the fuel tank 2 during refueling.
  • An evaporative fuel processing device is provided.
  • the fuel tank 2 includes a fuel supply pipe portion 5 in which a filler cap 4 is detachably attached to a fuel supply port 5a at the tip, and a fuel pump unit 7 that supplies fuel to the fuel injection device 6 of the internal combustion engine 1. Is contained in the fuel tank 2.
  • the fuel filler port 5a is covered with a fuel lid 8 that is electrically locked in order to limit the opening of the filler cap 4 when the pressure in the fuel tank 2 is high.
  • the fuel lid 8 is unlocked in a state where the pressure in the fuel tank 2 is lowered based on a signal from a lid open switch 9 provided in a driver's seat or the like. Instead of locking the fuel lid 8, the filler cap 4 itself may be locked.
  • the canister 3 has a U-turn channel formed by a synthetic resin case, and is filled with an adsorbent made of activated carbon or the like. At one end in the flow direction of the flow path having a U-turn shape, a charge port 13 serving as an inflow portion for evaporated fuel and a purge port 14 serving as an outflow portion for purge gas containing a fuel component are provided. A drain port 15 for taking in outside air at the time of purging is provided at the other end portion.
  • the charge port 13 is connected to the upper space of the fuel tank 2 through the evaporated fuel passage 16.
  • the tip of the fuel vapor passage 16 on the fuel tank 2 side is connected to the fuel tank via an FLV valve 20 that prevents liquid fuel from overflowing into the fuel vapor passage 16 when the fuel level is high. It communicates with the upper space of 2.
  • a blocking valve 21 for opening and closing the evaporated fuel passage 16 is provided in the middle of the evaporated fuel passage 16. This blocking valve 21 is used for shutting off the canister 3 and the fuel tank 2 and sealing the fuel tank 2 except when refueling, as a general rule, and is a normally closed electromagnetic that closes when no power is supplied. It consists of a valve.
  • the purge port 14 is connected to the intake system of the internal combustion engine 1, for example, the downstream side of the throttle valve 18 of the intake passage 17 via a purge passage 19.
  • the purge passage 19 is provided with a first purge control valve 23 for opening and closing the purge passage 19 in order to control the introduction of purge gas into the internal combustion engine 1.
  • the first purge control valve 23 is closed in order to prohibit the introduction of the purge gas under certain conditions such as when the engine is not warmed up or when the fuel is cut.
  • the first purge control valve 23 is also composed of a normally closed solenoid valve.
  • the drain port 15 is connected to a drain passage 25 whose tip is open to the atmosphere via a filter 24, and a drain cut valve 26 for opening and closing the drain passage 25 is provided in the drain passage 25.
  • the drain cut valve 26 is a normally open solenoid valve that is opened when the power is not supplied.
  • the drain cut valve 26 closes the system at the time of leak diagnosis, and can be closed when, for example, the breakthrough of the canister 3 is detected by some means. Is open.
  • the drain passage 25 is provided with a pressurizing pump 27 that feeds air toward the canister 3 in parallel with the drain cut valve 26.
  • the pressurization pump 27 is used for system leak diagnosis, and the pressurization pump 27 and the drain cut valve 26 are integrally configured as a leak diagnosis module 28.
  • a tank opening passage 31 that communicates both is provided.
  • a second purge control valve 32 for opening and closing the tank opening passage 31 is provided in the middle of the tank opening passage 31.
  • the second purge control valve 32 is a normally closed solenoid valve that is closed when not energized.
  • the second purge control valve 32 has a passage area smaller than the passage area of the blocking valve 21. Specifically, the diameter of the port opened and closed by the plunger is smaller in the second purge control valve 32 than in the blocking valve 21.
  • the blocking valve 21 has a sufficiently large passage area so as not to impair smooth lubrication.
  • the blocking valve 21, the first purge control valve 23, the second purge control valve 32, the drain cut valve 26, and the pressurizing pump 27 are various controls (for example, fuel injection amount control, injection timing control) of the internal combustion engine 1. , Ignition timing control, throttle valve 18 opening control, etc.) are appropriately controlled to reduce the pressure in the tank before opening the filler cap 4 during refueling, adsorption processing during refueling, during engine operation Purge processing, leakage diagnosis of each part of the system, and the like are executed.
  • a tank pressure sensor 36 is attached to the fuel tank 2, and an evaporation line pressure (hereinafter abbreviated as “evaporation line pressure”) sensor in the vicinity of the purge port 14 of the canister 3. 37 is attached.
  • the former tank pressure sensor 36 detects the pressure in the region on the fuel tank 2 side in the system (specifically, the pressure in the upper space of the fuel tank 2) defined by the blocking valve 21 and the second purge control valve 32.
  • the latter evaporation line pressure sensor 37 detects the pressure in the region including the canister 3 in the system surrounded by the blocking valve 21, the second purge control valve 32, the drain cut valve 26 and the first purge control valve 23.
  • the fuel tank 2 is provided with a fuel temperature sensor 39 for detecting the temperature of the internal fuel, and an outside air temperature sensor 40 for detecting the outside air temperature is provided at an appropriate position of the vehicle.
  • a bi-directional relief valve 38 that mechanically opens when the pressure in the fuel tank 2 becomes abnormally high and when the pressure in the fuel tank 2 becomes abnormally low is sealed in the evaporated fuel passage 16. It is provided in parallel with the valve 21.
  • the evaporated fuel processing apparatus of this embodiment is suitable for a hybrid vehicle capable of so-called EV traveling with the internal combustion engine 1 stopped. In this type of vehicle, there is an opportunity for purging the canister 3. Therefore, the adsorption of the evaporated fuel by the canister 3 is limited at the time of refueling.
  • the evaporated fuel generated in the fuel tank 2 with refueling is introduced into the canister 3 and adsorbed by the internal adsorbent.
  • the closing valve 21 is closed. Accordingly, the inside of the fuel tank 2 is kept in a sealed state separated from the canister 3, and the amount of adsorption of the canister 3 does not basically increase or decrease while the internal combustion engine 1 is stopped.
  • the first purge control valve 23 is appropriately opened while the blockade valve 21 is closed, and the fuel component from the canister 3 is opened. Purge is performed. That is, air is introduced from the drain port 15 due to a pressure difference with the intake system of the internal combustion engine 1, and the fuel component purged from the adsorbent 12 by this air passes through the first purge control valve 23 and the intake passage 17 of the internal combustion engine 1. Introduced into Therefore, the amount of adsorption of the canister 3 gradually decreases during the operation of the internal combustion engine 1.
  • the drain cut valve 26 is opened, the first purge control valve 23 and the second purge control valve 32 are closed, and the blocking valve 21 is closed, and the fuel tank 2 remains sealed. Left unattended.
  • a predetermined time for example, about 30 to 50 minutes
  • drain cut is basically performed in a state in which the positive pressure or the negative pressure existing in the fuel tank 2 or the pressurization by the pressurizing pump 27 is used to set the system to a positive pressure or a negative pressure.
  • the valve 26 is closed and the system is sealed.
  • the subsequent pressure change is monitored by the evaporation line pressure sensor 37 or the tank pressure sensor 36. If no pressure drop of a predetermined level is detected within a predetermined time, it is diagnosed that there is no leak.
  • the temperature difference between the fuel temperature at the start of operation of the vehicle and the fuel temperature after the operation, for example, at the end of the operation is obtained, and a predetermined magnitude (eg, ⁇ 1 ° C.) is obtained regardless of whether the temperature difference is positive or negative. If it is above, the 1st leak diagnosis which does not depend on the pump 27 for pressurization will be selected as what has produced the positive pressure or the negative pressure in the fuel tank 2. FIG. If the temperature difference is less than a predetermined magnitude, there is a possibility that sufficient positive pressure or negative pressure is not generated in the fuel tank 2, so the second leak diagnosis using the pressurizing pump 27 is selected. To do.
  • a predetermined magnitude eg, ⁇ 1 ° C.
  • FIG. 2 is a main flowchart of the entire leak diagnosis.
  • step 1 it is repeatedly determined whether or not there has been a request for the leak diagnosis.
  • the process proceeds to step 2 where the temperature difference ⁇ T between the fuel temperature at the start of operation of the vehicle and the fuel temperature at the end of operation is a threshold value (for example, ⁇ 1 ° C.) or higher. If the fuel temperature rises during operation, a positive pressure is generated in the fuel tank 2, and conversely if the fuel temperature falls, the inside of the fuel tank 2 becomes negative.
  • a threshold value for example, ⁇ 1 ° C.
  • step 3 the process proceeds to step 3 and promotes whether the relative relationship between the outside air temperature and the fuel temperature is a direction to reduce the temperature difference ⁇ T of the fuel temperature with time. Determine if the direction. In other words, assuming that the fuel temperature has risen somewhat during operation, if the outside air temperature when the vehicle is stopped is lower than the fuel temperature, the pressure in the system can drop regardless of the leak, so a misdiagnosis is made. In order to prevent this, the first leak diagnosis is prohibited. If the outside air temperature while the vehicle is stopped is higher than the fuel temperature when the fuel temperature is increasing during operation, the temperature difference ⁇ T is promoted, so the process proceeds to step 4 and exists in the fuel tank 2. Allow the first leak diagnosis using positive pressure.
  • the first leak diagnosis is prohibited in order to prevent erroneous diagnosis.
  • the fuel temperature is lowered during operation, if the outside air temperature when the vehicle is stopped is lower than the fuel temperature, the temperature difference ⁇ T is promoted, so the process proceeds to step 4 and exists in the fuel tank 2.
  • the first leak diagnosis using negative pressure is permitted.
  • step 2 or step 3 the process proceeds to step 5 and further to step 6. Based on the detection signal of the tank pressure sensor 36, it is determined whether or not the pressure in the fuel tank 2 is a positive pressure equal to or higher than a predetermined level. It is determined whether or not the negative pressure is higher than the level. If the positive pressure is not less than the predetermined level or the negative pressure is not less than the predetermined level, the process proceeds to step 7 and the second leak diagnosis using the pressurizing pump 27 is executed.
  • step 5 or step 6 If it is determined in step 5 or step 6 that the pressure in the fuel tank 2 is a positive pressure greater than a predetermined level or a negative pressure greater than a predetermined level, the process proceeds to step 8 or step 9 where the positive pressure in the fuel tank 2 or In order to eliminate the influence of the negative pressure, the pressure in the fuel tank 2 is released prior to the execution of the second leak diagnosis. Specifically, in a state where the drain cut valve 26 is open, first, the second purge control valve 32 is opened, and then the closing valve 21 is opened, so that the inside of the fuel tank 2 is brought to almost atmospheric pressure in advance. Then, after the inside of the fuel tank 2 is almost at atmospheric pressure in this way, the process proceeds to step 7 to execute the second leak diagnosis using the pressurizing pump 27.
  • the second purge control valve 32 Since the second purge control valve 32 has a smaller passage area or diameter than the blockade valve 21, the second purge control valve 32 is opened before the blockade valve 21 is opened as described above. The pressure fluctuations in the air are slow, and the generation of abnormal noise can be avoided.
  • FIG. 3 is a flowchart showing details of the first leak diagnosis in step 4.
  • the drain cut valve 26 is closed, the blocking valve 21 is opened, the first purge control valve 23 is closed, and the second purge control is performed.
  • the valve 32 be open. That is, the entire system is sealed as one space.
  • step 12 the system pressure at the time when the system is sealed is read from the detection signal of the tank pressure sensor 36 or the evaporation line pressure sensor 37, and the system pressure after a predetermined time (for example, 40 minutes) is read again. Thus, a difference between them, that is, a pressure change amount ⁇ P during a predetermined time is obtained.
  • this pressure change amount ⁇ P is compared with a predetermined threshold value ⁇ P1, and if there is no pressure change greater than the threshold value ⁇ P1 (a decrease in positive pressure or a decrease in negative pressure), the routine proceeds to step 14 where it is determined that there is no leak. .
  • step 15 If there is a pressure change equal to or greater than the threshold value ⁇ P1, the routine proceeds to step 15 where it is determined that there is a leak, and further to step 16 in order to specify whether the leak location is on the fuel tank 2 side or the canister 3 side. Going forward, the leak diagnosis (third leak diagnosis) of the area on the fuel tank 2 side is executed. After determining whether or not there is a leak, finally, in step 17, each valve such as the blocking valve 21 is returned to the initial state.
  • FIG. 4 is a flowchart showing details of the second leak diagnosis in step 7.
  • the drain cut valve 26 is closed, the blocking valve 21 is opened, the first purge control valve 23 is closed, and the second purge control is performed. Let the valve 32 be open. That is, the entire system is sealed as one space.
  • the pressurizing pump 27 is turned on to pressurize the system.
  • step 23 it is determined whether or not the system has reached a predetermined pressure required for diagnosis. When the predetermined pressure is reached, the routine proceeds to step 24 where the pressurizing pump 27 is turned off. As a result, the entire system is pressurized.
  • step 25 the internal pressure after a predetermined time (for example, 40 minutes) is read again, and the difference from the predetermined pressure when the pressurization pump 27 is stopped, that is, A pressure change amount ⁇ P during a predetermined time is obtained.
  • step 26 the pressure change amount ⁇ P is compared with a predetermined threshold value ⁇ P2, and if there is no pressure drop equal to or greater than the threshold value ⁇ P2, the process proceeds to step 27 to determine that there is no leak.
  • step 28 If there is a pressure drop equal to or greater than the threshold value ⁇ P2, the routine proceeds to step 28, where it is determined that there is a leak, and further to step 29 in order to identify whether the leak location is on the fuel tank 2 side or the canister 3 side. Going forward, the leak diagnosis (third leak diagnosis) of the area on the fuel tank 2 side is executed. After determining whether or not there is a leak, finally, in step 30, each valve such as the blocking valve 21 is returned to the initial state.
  • the detection pressure of the tank pressure sensor 36 and the detection pressure of the evaporation line pressure sensor 37 are compared with each other, thereby closing the valve. 21 can be diagnosed as being closed (including an abnormality with a small opening). That is, since the detected pressures of both should be substantially equal in the state where the blocking valve 21 is open, it is determined that the blocking valve 21 is closed and stuck when both are separated by a predetermined allowable range or more. be able to.
  • FIG. 5 is a flowchart of the third leak diagnosis in step 16 and step 29, that is, the leak diagnosis for the region closer to the fuel tank 2 than the blocking valve 21.
  • the pressurizing pump 27 is turned on to pressurize the entire system.
  • the block valve 21 is closed and the second purge control valve 32 is closed. Thereby, the area
  • step 35 the system pressure after a predetermined time (for example, 40 minutes) has been read again, and the difference from the predetermined pressure when the pressurizing pump 27 is stopped, that is, the pressure change ⁇ P during the predetermined time is obtained.
  • this pressure change amount ⁇ P is compared with a predetermined threshold value ⁇ P3, and if there is no pressure drop equal to or greater than the threshold value ⁇ P3, the routine proceeds to step 37, where it is determined that the leak location is an area on the canister 3 side. If there is a pressure drop equal to or greater than the threshold ⁇ P3, the routine proceeds to step 38, where it is determined that the leak location is an area on the fuel tank 2 side.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made.
  • the inside of the system is pressurized by the pressurizing pump 27, but it is also possible to perform a leak diagnosis by depressurizing using the depressurizing pump.

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Abstract

蒸発燃料処理装置は、燃料タンク（２）とキャニスタ（３）とを連通する蒸発燃料通路（１６）と、蒸発燃料通路（１６）を開閉する封鎖弁（２１）と、キャニスタ（３）と内燃機関（１）の吸気通路（１７）とを連通するパージ通路（１９）と、パージ通路（１９）を開閉する第１パージ制御弁（２３）と、ドレン通路（２５）を閉じるドレンカットバルブ（２６）と、系内を加圧する加圧用ポンプ（２７）と、を備える。運転開始時と運転後の燃料温度の差が閾値以上であれば、燃料タンク（２）内に存在する正圧もしくは負圧を利用してリーク診断を行い、燃料温度の差が閾値よりも小さければ、加圧用ポンプ（２７）を用いたリーク診断を行う。

Description

蒸発燃料処理装置の診断装置
　この発明は、給油時に燃料タンク内で発生する蒸発燃料をキャニスタを用いて処理する蒸発燃料処理装置に関し、特に、そのリークの有無を診断する診断装置に関する。
　車両の燃料タンクで発生する蒸発燃料が外部へ流出することがないように、活性炭等の吸着材を用いたキャニスタに一時的に吸着させ、その後、内燃機関の運転中に、新気の導入によりキャニスタから燃料成分をパージさせて内燃機関の吸気系に導入するようにした蒸発燃料処理装置が従来から広く用いられている。
　特許文献１には、燃料タンクとキャニスタとの間の通路に封鎖弁を備え、基本的に給油時にのみ燃料タンクからキャニスタへ蒸発燃料を吸着させるようにした蒸発燃料処理装置が開示されている。つまり、給油時以外の車両停車中は封鎖弁によって燃料タンクが密閉状態に維持され、蒸発燃料の外部への流出がより確実に防止されるシステムとなっている。
　そして、特許文献１の蒸発燃料処理装置は、各部のリークの有無を診断する診断装置を具備している。この特許文献１の診断装置は、キャニスタのドレンポート側に接続された負圧ポンプを備え、車両停止中の適当な時期に、燃料タンクおよびキャニスタを含む系内をこの負圧ポンプによって減圧し、そのときの系内の圧力変化に基づいてリークの有無を判別している。
　しかしながら、このようなポンプを利用したリーク診断では、ポンプの作動に伴うエネルギ消費が診断のたびに生じる。
　一方、特許文献２には、機関停止後の燃料温度と外気温との差によるタンク内の圧力変化を利用することで、ポンプを用いることなくリーク診断を行うことが提案されている。
　しかしながら、封鎖弁を備えた蒸発燃料処理装置に用いられる密閉型の燃料タンクでは、一般に燃料タンクが厚肉で強固な構成となるため、外気温による燃料温度の変動が得られにくい。
特許第４１０７０５３号公報 特許第４７１５４２６号公報
　この発明に係る蒸発燃料処理装置の診断装置は、
　給油時に燃料タンク内で発生した蒸発燃料をキャニスタで吸着し、内燃機関の運転中に該内燃機関の吸気系に導入して処理する蒸発燃料処理装置において、
　上記燃料タンクと上記キャニスタとを含む系内を加圧もしくは減圧するポンプと、
　系内の圧力を検出する少なくとも１つの圧力センサと、
　上記燃料タンクにおける燃料の温度を検出する燃温センサと、
　を備え、
　リーク診断要求に対し、運転開始時の燃料温度と運転後の燃料温度との温度差に基づき、燃料タンク内に存在する正圧もしくは負圧を用いた第１のリーク診断と、上記ポンプによる強制的な加圧もしくは減圧を用いた第２のリーク診断と、を選択する。
　運転開始時の燃料温度と運転後の燃料温度との間にある程度の温度差があれば、燃料タンク内が正圧もしくは負圧となっていると考えられるので、ポンプを作動させることなくリーク診断を行う。例えば、系を密閉した状態で、系内の圧力変化を監視することにより、リークの有無を検出する。
　上記の温度差が不十分な場合は、ポンプを作動させ、系内を正圧もしくは負圧とした上で、リーク診断を行う。例えば、正圧もしくは負圧とした状態で系を密閉し、その後の系内の圧力変化を監視することにより、リークの有無を検出する。
　このように、本発明では、運転中に自然に生じる圧力変動を利用できるときにはポンプに依存せずにリーク診断を行うので、ポンプの作動頻度が減少し、エネルギ消費を抑制することができる。
この発明に係る蒸発燃料処理装置の一実施例を示す構成説明図。 リーク診断のメインフローチャート。 第１のリーク診断のフローチャート。 第２のリーク診断のフローチャート。 燃料タンク側の領域のリーク診断のフローチャート。
　図１は、この発明に係る蒸発燃料処理装置の一実施例を示す構成説明図である。図示せぬ車両に、内燃機関１が搭載されているとともに、密閉型の燃料タンク２が設けられており、給油時に燃料タンク２内で発生した蒸発燃料を処理するために、キャニスタ３を用いた蒸発燃料処理装置が設けられている。上記燃料タンク２は、先端の給油口５ａにフィラーキャップ４が着脱可能に装着された給油管部５を備えており、また、内燃機関１の燃料噴射装置６へ燃料を供給する燃料ポンプユニット７が燃料タンク２内部に収容されている。上記給油口５ａは、燃料タンク２内の圧力が高い状態でのフィラーキャップ４の開放を制限するために、電気的にロックされるフューエルリッド８で覆われている。このフューエルリッド８は、運転席等に設けられたリッドオープンスイッチ９の信号に基づき、燃料タンク２内の圧力が低下した状態でロック解除される。なお、フューエルリッド８のロックに代えて、フィラーキャップ４自体をロックするようにしてもよい。
　上記キャニスタ３は、合成樹脂製のケースによってＵターン形状に流路が形成され、その内部に活性炭等からなる吸着材が充填されたものである。Ｕターン形状をなす流路の流れ方向の一端部に、蒸発燃料の流入部となるチャージポート１３と、燃料成分を含むパージガスの流出部となるパージポート１４と、が設けられており、流れ方向の他端部に、パージの際に外気を取り込むためのドレンポート１５が設けられている。
　上記チャージポート１３は、蒸発燃料通路１６を介して燃料タンク２の上部空間に接続されている。なお、この蒸発燃料通路１６の燃料タンク２側の先端部は、燃料液面が高い位置にあるときに液体燃料が蒸発燃料通路１６内に溢れ出ることを防止するＦＬＶバルブ２０を介して燃料タンク２の上部空間に連通している。そして、上記蒸発燃料通路１６の通路途中には、該蒸発燃料通路１６を開閉する封鎖弁２１が設けられている。この封鎖弁２１は、原則として給油時以外はキャニスタ３と燃料タンク２との間を遮断して燃料タンク２を密閉状態とするためのものであって、非通電時に閉となる常閉型電磁弁から構成されている。
　上記パージポート１４は、内燃機関１の吸気系、例えば吸気通路１７のスロットル弁１８下流側に、パージ通路１９を介して接続されている。上記パージ通路１９には、内燃機関１へのパージガスの導入を制御するために該パージ通路１９を開閉する第１パージ制御弁２３が設けられている。内燃機関１の停止時のほか、未暖機時やフューエルカット時など所定の条件のときには、パージガスの導入を禁止するために、第１パージ制御弁２３が閉となる。上記第１パージ制御弁２３は、やはり常閉型電磁弁から構成されている。
　上記ドレンポート１５には、フィルタ２４を介して先端が大気開放されたドレン通路２５が接続されており、かつこのドレン通路２５に、該ドレン通路２５を開閉するドレンカットバルブ２６が設けられている。このドレンカットバルブ２６は、非通電時に開となる常開型電磁弁から構成されている。このドレンカットバルブ２６は、リーク診断の際に系を閉じるほか、例えば、キャニスタ３の破過を何らかの手段で検知した場合などに閉じられ得るが、基本的には開状態となってドレン通路２５を開放している。また、上記ドレン通路２５には、上記ドレンカットバルブ２６と並列に、キャニスタ３へ向けて大気を圧送する加圧用ポンプ２７が設けられている。この加圧用ポンプ２７は系のリーク診断の際に用いられるもので、加圧用ポンプ２７と上記ドレンカットバルブ２６は、リーク診断モジュール２８として一体に構成されている。
　上記蒸発燃料通路１６と上記パージ通路１９との間、詳しくは、蒸発燃料通路１６の封鎖弁２１よりも燃料タンク２側の位置とパージ通路１９の第１パージ制御弁２３よりも上流側（つまりキャニスタ３側）の位置との間に、両者を連通するタンク開放通路３１が設けられている。そして、このタンク開放通路３１の通路途中には、該タンク開放通路３１を開閉する第２パージ制御弁３２が設けられている。この第２パージ制御弁３２は、非通電時に閉となる常閉型電磁弁から構成されている。ここで、第２パージ制御弁３２としては、その通路面積が封鎖弁２１の通路面積よりも小さなものが用いられる。具体的には、プランジャでもって開閉されるポートの口径が、封鎖弁２１に比較して第２パージ制御弁３２の方が小径となっている。なお、封鎖弁２１は、円滑な給油を損なわないように、十分に大きな通路面積を有している。
　上記の封鎖弁２１、第１パージ制御弁２３、第２パージ制御弁３２、ドレンカットバルブ２６、および加圧用ポンプ２７は、内燃機関１の種々の制御（例えば、燃料噴射量制御、噴射時期制御、点火時期制御、スロットル弁１８の開度制御など）を行うエンジンコントロールユニット３５によって適宜に制御され、給油に際してのフィラーキャップ４開放前のタンク内圧力の低減、給油時の吸着処理、機関運転中のパージ処理、系の各部のリーク診断、などが実行される。
　また、系内の圧力を検出する圧力センサとして、燃料タンク２にタンク圧センサ３６が取り付けられているとともに、キャニスタ３のパージポート１４近傍にエバポレーションライン圧（以下、エバポライン圧と略記する）センサ３７が取り付けられている。前者のタンク圧センサ３６は、封鎖弁２１および第２パージ制御弁３２により画成される系内の燃料タンク２側の領域の圧力（具体的には燃料タンク２の上部空間の圧力）を検出し、後者のエバポライン圧センサ３７は、封鎖弁２１と第２パージ制御弁３２とドレンカットバルブ２６と第１パージ制御弁２３とによって囲まれた系内のキャニスタ３を含む領域の圧力を検出する。さらに、燃料タンク２に、内部の燃料の温度を検出する燃温センサ３９が設けられており、車両の適宜位置には、外気温を検出する外気温センサ４０が設けられている。
　なお、燃料タンク２内の圧力が異常に高圧になったときならびに燃料タンク２内の圧力が異常に低圧になったときに機械的に開く双方向のリリーフ弁３８が、蒸発燃料通路１６に封鎖弁２１と並列に設けられている。
　上記のように構成された蒸発燃料処理装置は、基本的に、給油時に発生する蒸発燃料のみがキャニスタ３に吸着され、給油時以外は、キャニスタ３による蒸発燃料の吸着は行われない。すなわち、この実施例の蒸発燃料処理装置は、内燃機関１を停止させた状態でのいわゆるＥＶ走行が可能なハイブリッド車両に好適なものであり、この種の車両では、キャニスタ３のパージの機会が少なくなることから、キャニスタ３による蒸発燃料の吸着を給油時に限定している。
　給油中は、ドレンカットバルブ２６が開いている状態において、第１パージ制御弁２３および第２パージ制御弁３２が閉、封鎖弁２１が開、となり、燃料タンク２内とキャニスタ３のチャージポート１３とが連通状態となる。従って、給油に伴って燃料タンク２内で発生した蒸発燃料は、キャニスタ３に導入され、内部の吸着材に吸着される。
　そして、給油が終わると、封鎖弁２１が閉となる。従って、燃料タンク２内がキャニスタ３から分離した密閉状態に保たれ、内燃機関１の停止中は、キャニスタ３の吸着量は基本的に増減しない。
　その後、車両の運転が開始され、内燃機関１が所定の運転状態となると、封鎖弁２１を閉とした状態のまま、第１パージ制御弁２３が適宜に開かれ、キャニスタ３からの燃料成分のパージが行われる。つまり、内燃機関１の吸気系との圧力差によってドレンポート１５から大気が導入され、この大気により吸着材１２からパージされた燃料成分が、第１パージ制御弁２３を通して内燃機関１の吸気通路１７へと導入される。従って、内燃機関１の運転中に、キャニスタ３の吸着量は徐々に減少する。
　車両の運転停止後は、ドレンカットバルブ２６が開、第１パージ制御弁２３および第２パージ制御弁３２が閉、封鎖弁２１が閉、の状態に保持され、燃料タンク２が密閉されたまま放置される。そして、タイマにより所定時間（例えば３０分～５０分程度）経過したことを検出したときに、リーク診断が実行される。
　リーク診断は、基本的には、燃料タンク２内に存在する正圧もしくは負圧、あるいは加圧用ポンプ２７による加圧、を利用して系内を正圧もしくは負圧とした状態で、ドレンカットバルブ２６を閉じ、系内を密閉する。そして、エバポライン圧センサ３７もしくはタンク圧センサ３６によって、その後の圧力変化を監視する。所定時間内に所定レベルの圧力低下が検出されなければ、リークがないものと診断する。
　本実施例では、車両の運転開始時の燃料温度と運転後例えば運転終了時点の燃料温度との温度差を求め、この温度差が正負いずれであっても所定の大きさ（例えば±１℃）以上であれば、燃料タンク２内に正圧もしくは負圧が生じているものとして加圧用ポンプ２７に依存しない第１のリーク診断を選択する。そして、温度差が所定の大きさ未満であれば、燃料タンク２内に十分な正圧もしくは負圧が生じていない可能性があるため、加圧用ポンプ２７を利用した第２のリーク診断を選択する。
　従って、仮に車両の運転停止のたびにリーク診断を行うものとして、加圧用ポンプ２７の作動を伴うリーク診断の頻度が少なくなり、電力消費の抑制が図れる。
　以下、図２～図５のフローチャートに基づいて、車両停止後のリーク診断の処理を詳細に説明する。
　図２はリーク診断全体のメインフローチャートであって、ステップ１では、リーク診断の要求があったか否かを繰り返し判定する。車両停止後、所定時間が経過してリーク診断の要求が発生したときは、ステップ２へ進み、車両の運転開始時の燃料温度と運転終了時点の燃料温度との温度差ΔＴが閾値（例えば±１℃）以上であるか否かを判定する。運転中に燃料温度が上昇すれば燃料タンク２内に正圧が発生し、逆に燃料温度が低下すれば燃料タンク２内が負圧化する。
　温度差ΔＴが±１℃以上であれば、ステップ３へ進み、外気温と燃料温度との相対的な関係が、上記の燃料温度の温度差ΔＴを経時的に縮小する方向であるか助長する方向であるかを判別する。つまり、運転中に燃料温度が多少上昇していたと仮定して、車両停止状態における外気温が燃料温度よりも低い場合には、リークと無関係に系内の圧力が低下し得るので、誤診断を防止するために、第１のリーク診断を禁止する。運転中に燃料温度が上昇している場合に、車両停止中の外気温が燃料温度よりも高ければ、温度差ΔＴを助長する方向であるので、ステップ４へ進み、燃料タンク２内に存在する正圧を利用する第１のリーク診断を許可する。逆に、運転中に燃料温度が多少低下していたと仮定して、車両停止状態における外気温が燃料温度よりも高い場合には、リークと無関係に系内の圧力が上昇（負圧が減少）し得るので、やはり誤診断を防止するために、第１のリーク診断を禁止する。運転中に燃料温度が低下している場合に、車両停止中の外気温が燃料温度よりも低ければ、温度差ΔＴを助長する方向であるので、ステップ４へ進み、燃料タンク２内に存在する負圧を利用した第１のリーク診断を許可する。
　ステップ２あるいはステップ３でＮＯの場合は、ステップ５さらにはステップ６へ進み、タンク圧センサ３６の検出信号に基づき、燃料タンク２内の圧力が所定レベル以上の正圧であるか否か、所定レベル以上の負圧であるか否か、をそれぞれ判定する。所定レベル以上の正圧もしくは所定レベル以上の負圧でなければ、ステップ７へ進み、加圧用ポンプ２７を利用した第２のリーク診断を実行する。
　ステップ５あるいはステップ６において、燃料タンク２内が所定レベル以上の正圧もしくは所定レベル以上の負圧であると判定した場合には、ステップ８あるいはステップ９へ進み、燃料タンク２内の正圧もしくは負圧による影響を排除するために、第２のリーク診断の実行に先だって、燃料タンク２内の圧力の開放処理を行う。具体的には、ドレンカットバルブ２６が開いている状態において、まず第２パージ制御弁３２を開弁し、次いで封鎖弁２１を開弁して、燃料タンク２内を予めほぼ大気圧とする。そして、このように燃料タンク２内をほぼ大気圧とした上で、ステップ７へ進んで、加圧用ポンプ２７を利用した第２のリーク診断を実行する。第２パージ制御弁３２は封鎖弁２１に比較して通路面積ないし口径が小さいので、上記のように封鎖弁２１の開弁前に第２パージ制御弁３２を開くことで、圧力開放時の初期の圧力変動が緩慢となり、異音の発生を回避できる。
　図３は、ステップ４の第１のリーク診断の詳細を示すフローチャートであり、ステップ１１において、ドレンカットバルブ２６を閉、封鎖弁２１を開、第１パージ制御弁２３を閉、第２パージ制御弁３２を開、とする。つまり系内全体を１つの空間として密閉状態とする。封鎖弁２１を開くことによって、燃料タンク２内に存在していた正圧もしくは負圧が系内全体に拡がる。
　そして、ステップ１２では、系内を密閉した時点での系内圧力をタンク圧センサ３６もしくはエバポライン圧センサ３７の検出信号から読み込むとともに、所定時間（例えば４０分）経過後の系内圧力を再度読み込んで、両者の差つまり所定時間の間の圧力変化量ΔＰを求める。ステップ１３において、この圧力変化量ΔＰを所定の閾値ΔＰ１と比較し、閾値ΔＰ１以上の圧力変化（正圧の低下もしくは負圧の減少）がなければ、ステップ１４へ進んで、リーク無しと判定する。閾値ΔＰ１以上の圧力変化があれば、ステップ１５へ進んで、リーク有りと判定し、さらに、リークの箇所が燃料タンク２側であるかキャニスタ３側であるかを特定するために、ステップ１６へ進んで燃料タンク２側の領域のリーク診断（第３のリーク診断）を実行する。リークの有無を判定した後、最後にステップ１７において、封鎖弁２１等の各弁を初期状態に復帰させる。
　図４は、ステップ７の第２のリーク診断の詳細を示すフローチャートであり、ステップ２１において、ドレンカットバルブ２６を閉、封鎖弁２１を開、第１パージ制御弁２３を閉、第２パージ制御弁３２を開、とする。つまり系内全体を１つの空間として密閉状態とする。次に、ステップ２２において、加圧用ポンプ２７をＯＮとし、系内を加圧する。ステップ２３では、系内が診断に必要な所定圧力に達したか否かを判定し、所定圧力に達した段階で、ステップ２４へ進んで加圧用ポンプ２７をＯＦＦとする。これにより系内全体が加圧状態となる。
　以降は、第１のリーク診断と基本的に同様であり、ステップ２５において所定時間（例えば４０分）経過後の系内圧力を再度読み込んで、加圧用ポンプ２７停止時の所定圧力との差つまり所定時間の間の圧力変化量ΔＰを求める。ステップ２６において、この圧力変化量ΔＰを所定の閾値ΔＰ２と比較し、閾値ΔＰ２以上の圧力低下がなければ、ステップ２７へ進んで、リーク無しと判定する。閾値ΔＰ２以上の圧力低下があれば、ステップ２８へ進んで、リーク有りと判定し、さらに、リークの箇所が燃料タンク２側であるかキャニスタ３側であるかを特定するために、ステップ２９へ進んで燃料タンク２側の領域のリーク診断（第３のリーク診断）を実行する。リークの有無を判定した後、最後にステップ３０において、封鎖弁２１等の各弁を初期状態に復帰させる。
　なお、図３に示す第１のリーク診断もしくは図４に示す第２のリーク診断の際に、タンク圧センサ３６の検出圧力とエバポライン圧センサ３７の検出圧力とを互いに比較することで、封鎖弁２１の閉固着（開度が小さい異常を含む）の診断が可能である。つまり、封鎖弁２１が開いている状態では両者の検出圧力はほぼ等しいはずであるので、両者が所定の許容範囲以上に乖離している場合には、封鎖弁２１の閉固着であると判定することができる。
　図５は、ステップ１６およびステップ２９の第３のリーク診断つまり封鎖弁２１よりも燃料タンク２側の領域を対象としたリーク診断のフローチャートである。ステップ３１において、加圧用ポンプ２７をＯＮとし、系内全体を加圧する。ステップ３２では、タンク圧センサ３６の検出圧力が診断に必要な所定圧力に達したか否かを判定し、所定圧力に達した段階で、ステップ３３，３４へ進み、加圧用ポンプ２７をＯＦＦとするとともに、封鎖弁２１を閉、第２パージ制御弁３２を閉、とする。これにより、封鎖弁２１で区画される燃料タンク２側の領域が加圧かつ密閉された状態となる。ステップ３５において所定時間（例えば４０分）経過後の系内圧力を再度読み込んで、加圧用ポンプ２７停止時の所定圧力との差つまり所定時間の間の圧力変化量ΔＰを求める。ステップ３６において、この圧力変化量ΔＰを所定の閾値ΔＰ３と比較し、閾値ΔＰ３以上の圧力低下がなければ、ステップ３７へ進んで、リークの箇所がキャニスタ３側の領域であると判定する。閾値ΔＰ３以上の圧力低下があれば、ステップ３８へ進んで、リークの箇所が燃料タンク２側の領域であると判定する。
　以上、この発明の一実施例を説明したが、この発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、上記実施例では加圧用ポンプ２７により系内を加圧するようにしているが、減圧用ポンプを用いて減圧することでリーク診断を行うことも可能である。

Claims (5)

  1. 　給油時に燃料タンク内で発生した蒸発燃料をキャニスタで吸着し、内燃機関の運転中に該内燃機関の吸気系に導入して処理する蒸発燃料処理装置において、
    　上記燃料タンクと上記キャニスタとを含む系内を加圧もしくは減圧するポンプと、
    　系内の圧力を検出する少なくとも１つの圧力センサと、
    　上記燃料タンクにおける燃料の温度を検出する燃温センサと、
    　を備え、
    　リーク診断要求に対し、運転開始時の燃料温度と運転後の燃料温度との温度差に基づき、燃料タンク内に存在する正圧もしくは負圧を用いた第１のリーク診断と、上記ポンプによる強制的な加圧もしくは減圧を用いた第２のリーク診断と、を選択する、蒸発燃料処理装置の診断装置。
  2. 　リーク診断要求時における外気温と燃料温度との相対的な関係が、上記の燃料温度の温度差を経時的に縮小する方向にあるときは、上記第１のリーク診断を禁止する、請求項１に記載の蒸発燃料処理装置の診断装置。
  3. 　上記温度差に基づき上記第２のリーク診断を選択したときに、系内が所定レベル以上の正圧もしくは負圧にあれば、ポンプの作動に先行して系内の圧力開放処理を実行する、請求項１または２に記載の蒸発燃料処理装置の診断装置。
  4. 　上記燃料タンクから上記キャニスタに至る蒸発燃料通路に設けられた封鎖弁を備え、
    　上記第１のリーク診断もしくは上記第２のリーク診断によってリークを検出したときに、上記封鎖弁により区画される燃料タンク側の領域のリーク診断、または上記封鎖弁により区画されるキャニスタ側の領域のリーク診断を上記ポンプを用いて行う、請求項１～３のいずれかに記載の蒸発燃料処理装置の診断装置。
  5. 　上記燃料タンクから上記キャニスタに至る蒸発燃料通路に設けられた封鎖弁を備え、
    　上記圧力開放処理は、上記封鎖弁よりも通路面積の小さな電磁弁の開弁により燃料タンク内を大気圧に近付けてから上記封鎖弁を開弁する、請求項３に記載の蒸発燃料処理装置の診断装置。
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