JP2000282974A - 蒸発燃料処理装置の故障診断装置 - Google Patents

蒸発燃料処理装置の故障診断装置

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JP2000282974A
JP2000282974A JP11093892A JP9389299A JP2000282974A JP 2000282974 A JP2000282974 A JP 2000282974A JP 11093892 A JP11093892 A JP 11093892A JP 9389299 A JP9389299 A JP 9389299A JP 2000282974 A JP2000282974 A JP 2000282974A
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pressure
fuel
passage
failure diagnosis
diagnosis
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JP11093892A
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English (en)
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Shingo Shigihama
真悟 鴫浜
Katsuhiko Sakamoto
勝彦 坂本
Seiji Makimoto
成治 牧本
Tetsushi Hosogai
徹志 細貝
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 蒸発燃料処理装置の故障診断装置において、
リークが発生しているのに、フロートバルブが閉鎖した
ことによるものであると誤って診断するのを防止し、故
障診断装置による故障診断の精度を向上させること。 【解決手段】 燃料タンク内の液体燃料の残量を検出す
る燃料残量検出手段と、減圧による蒸発燃料処理装置内
の圧力の変化量が所定値以上で、かつ、上記燃料残量検
出手段により検出された燃料残量が所定量以上で、か
つ、減圧処理前における蒸発燃料処理装置内の圧力に関
するパラメータが所定値以上のときに、故障診断手段に
よる故障診断の実行を禁止または診断結果を無効にする
故障診断禁止手段を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料タンクで発生
した蒸発燃料をエンジンの所定の運転状況時に吸気系へ
放出することにより燃焼させる蒸発燃料処理装置の故障
を診断する故障診断装置に関し、該故障診断装置の改良
技術の分野に属する。
【0002】
【従来の技術】近年、ガソリン等の液体燃料を燃料とす
るエンジンが搭載された自動車等には、燃料タンク内で
発生した蒸発燃料を燃焼処理する蒸発燃料処理装置が備
えられるようになっている。この蒸発燃料処理装置に
は、図9に示すように、上記の蒸発燃料を蒸発燃料通路
Aを介して吸着保持するキャニスタBと、該キャニスタ
Bとエンジンの吸気系とを連通するパージ通路Cと、該
パージ通路Cを開閉するパージバルブDと、キャニスタ
Bを大気に開放する大気開放通路Eとが備えられてい
る。そして、エンジンの所定の運転状態の下で上記パー
ジバルブDが開弁されることにより、エンジンの吸気系
の負圧によって大気開放通路Eを介して大気中の空気が
キャニスタBに導入され、この空気とともにキャニスタ
B中の活性炭に吸着保持された燃料が該活性炭から離脱
して、上記パージ通路Cを介してエンジンの吸気系に放
出されることにより、燃料タンクFに発生した蒸発燃料
を燃焼処理するように構成されている。
【0003】また、この種の蒸発燃料処理装置には、特
開平9−291855号公報に開示されているように、
該処理装置におけるリークの発生を診断する故障診断装
置が設けられることがある。この診断装置には、上記大
気開放通路Eを開閉するドレンカットバルブGと、上記
蒸発燃料処理装置内の圧力を検出する圧力センサHとが
備えられる。そして、上記ドレンカットバルブGを閉弁
するとともにパージバルブDを開弁して上記処理装置内
を減圧し、そのあと上記パージバルブDを閉鎖して、該
バルブDの閉鎖時から所定時間経過後の圧力に基づいて
リークの発生を診断するようになっている。すなわち、
上記所定時間経過後の圧力が所定のリーク判定値より低
いときにはリークが発生していないものと判定する一
方、上記圧力がリーク判定値より高いときには、リーク
が発生しているものと判定し、該処理装置の故障を診断
するようになっている。
【0004】ところで、上記公報にも記載されているよ
うに、蒸発燃料通路Aが燃料タンクFに開口する部分に
は、燃料タンクFの燃料液面よりも上方に位置する部位
に複数のフロートバルブJ1〜J3が設けられる場合が
ある。このフロートバルブJ1〜J3は、車両の旋回等
により液体燃料中に浸ったときに閉鎖するようになって
いる。
【0005】その場合に、いくつかのフロートバルブが
液体燃料に浸って閉鎖しているときに上述したような故
障診断を行なったときには、故障診断開始後において上
記圧力センサHにより検出される圧力が、図10に示す
ように変化することになる。
【0006】すなわち、いくつかのフロートバルブが閉
鎖されたときには、該バルブがすべて開放されていると
きに比べて蒸発燃料通路Aの通気抵抗が大きくなる。そ
の場合に、上記圧力センサHが、上記キャニスタBと燃
料タンクFとの間(例えば蒸発燃料通路)に配設されて
いると、ドレンカットバルブGが閉鎖されたときに、上
記フロートバルブがすべて開放されている場合より短か
い時間で圧力が目標圧Ptgまで下がる(時刻T1)こ
とがある。しかし、この圧力低下は、大きな通気抵抗を
受けて圧力センサHの周辺の圧力が一時的に低下しただ
けで、燃料タンクF内には多くの蒸発燃料が残ってい
る。このため、パージバルブDの閉鎖後に、燃料タンク
F内に残っている蒸発燃料が圧力センサHの周辺に導入
されるため、圧力が上昇傾向に転じてパージバルブDの
閉鎖時から所定時間経過後(時刻T2)には、リーク判
定値Pjを超える圧力Pmまで復圧することになる。
【0007】このように、パージバルブDの閉鎖時から
所定時間経過後の圧力がリーク判定値より大きくなる
と、パージバルブDを閉鎖してから所定時間経過後の圧
力によりリークの発生を診断する故障診断によって、リ
ークが発生していないのにリークが発生しているものと
誤まって診断されることになる。
【0008】そこで、上記公報においては、上記圧力セ
ンサHにより検出される圧力が、ドレンカットバルブG
を閉鎖してから急に減少したときには、フロートバルブ
が閉鎖したことによるものと判断し、リークが発生して
いるものとは診断しないようになっている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで、リークが発
生している場合においても、上記と同様に圧力が短い時
間で目標圧Pmまで低下する場合がある。つまり、例え
ば、リーク穴の大きさや上記圧力センサHとリーク穴と
の位置関係等によっては、フロートバルブが閉鎖した場
合と同様な圧力変化を示す。このような場合に、上記公
報に記載されているように、減圧処理時における圧力勾
配だけでフロートバルブなどの蒸発燃料取入部の液浸状
態を判断すると、リークが発生しているのに、蒸発燃料
取入部が液浸したことによるものであると誤って診断す
る場合が生じることになる。
【0010】そこで、本発明は、蒸発燃料処理装置の故
障診断装置において、上記のような不具合を防止して、
故障診断の精度を向上させることを課題とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、上
記課題を解決するため、次のように構成したことを特徴
とする。
【0012】まず、本願の請求項1に記載の発明(以
下、「第1発明」という。)は、燃料タンク内部における
燃料液面の上方に位置して配置された複数の蒸発燃料取
入部を備えた蒸発燃料通路と、該蒸発燃料通路を介して
上記燃料タンク内に発生した蒸発燃料を吸着保持する吸
着保持手段と、該吸着保持手段とエンジンの吸気系とを
連通するパージ通路と、該パージ通路を開閉するパージ
弁と、上記吸着保持手段を大気に開放する大気開放通路
とを有し、該大気開放通路の開放状態で上記パージ通路
を開通することにより、上記吸着保持手段に吸着保持さ
れた燃料を、上記大気開放通路を介してキャニスタに導
入された空気とともにパージ通路を介してエンジンの吸
気系に放出する蒸発燃料処理装置に備えられ、該処理装
置内の圧力を検出する圧力検出手段と、上記大気開放通
路を閉鎖するとともに上記パージ通路を開通して上記処
理装置内を減圧したときに、上記圧力検出手段により検
出される圧力に基づいて上記処理装置の故障を診断する
故障診断手段とが設けられた蒸発燃料処理装置の故障診
断装置において、燃料タンク内の液体燃料の残量を検出
する燃料残量検出手段と、上記減圧処理時における上記
処理装置内の圧力の変化量が所定値以上で、かつ上記燃
料残量検出手段により検出された燃料残量が所定量以上
のときに、上記故障診断手段による診断動作を禁止し、
または該診断手段の診断結果を無効にする故障診断禁止
手段とを備えたことを特徴とする。
【0013】次に、同じく請求項2に記載の発明(以
下、「第2発明」という。)は燃料タンク内部における燃
料液面の上方に位置して配置された複数の蒸発燃料取入
部を備えた蒸発燃料通路と、該蒸発燃料通路を介して上
記燃料タンク内に発生した蒸発燃料を吸着保持する吸着
保持手段と、該吸着保持手段とエンジンの吸気系とを連
通するパージ通路と、該パージ通路を開閉するパージ弁
と、上記吸着保持手段を大気に開放する大気開放通路と
を有し、該大気開放通路の開放状態で上記パージ通路を
開通することにより、上記吸着保持手段に吸着保持され
た燃料を、上記大気開放通路を介してキャニスタに導入
された空気とともにパージ通路を介してエンジンの吸気
系に放出する蒸発燃料処理装置に備えられ、該処理装置
内の圧力を検出する圧力検出手段と、上記大気開放通路
を閉鎖するとともに上記パージ通路を開通して上記処理
装置内を減圧したときに、上記圧力検出手段により検出
される圧力に基づいて上記処理装置の故障を診断する故
障診断手段とが設けられた蒸発燃料処理装置の故障診断
装置において、上記減圧処理時における上記処理装置内
の圧力の変化量が所定値以上で、かつ減圧処理前におけ
る蒸発燃料処理装置内の圧力に関するパラメータが所定
値以上のときに、上記故障診断手段により診断動作を禁
止し、または該診断手段による診断結果を無効にする故
障診断禁止手段を備えたことを特徴とする。
【0014】また、請求項3に記載の発明(以下、「第
3発明」という。)は、上記第1発明または第2発明に
おいて、圧力検出手段を、燃料タンクとキャニスタとの
間に配設したことを特徴とする。
【0015】そして、請求項4に記載の発明(以下、
「第4発明」という。)は、第1発明から第3発明まで
のいずれかにおいて、故障診断禁止手段を、減圧処理時
における蒸発燃料処理装置内の圧力が所定圧まで低下す
る時間が所定時間以下のときに、故障診断手段による診
断動作を禁止し、または該診断手段の診断結果を無効に
するように構成したことを特徴とする。
【0016】次に、請求項5に記載の発明(以下、「第
5発明」という。)は、上記第1発明から第4発明のい
ずれかにおいて、故障診断手段を、圧力検出手段により
検出される圧力が所定圧に達したときにパージ通路を閉
鎖し、その閉鎖時から所定時間経過後の圧力に基づいて
故障診断を実行するように構成したことを特徴とする。
【0017】そして、請求項6に記載の発明(以下、
「第6発明」という。)は、上記第2発明において、蒸
発燃料処理装置内の圧力に関するパラメータとして、燃
料タンク内の燃料の温度もしくは上記処理装置内の圧力
のうち少なくともどちらか一方を用いたことを特徴とす
る。
【0018】上記第1〜第6発明の構成によれば、それ
ぞれ次のような作用が得られる。
【0019】まず、第1発明の蒸発燃料処理装置の故障
診断装置によれば、減圧処理時における上記処理装置内
の圧力の変化量が所定値以上で、かつ上記燃料残量検出
手段により検出された燃料残量が所定量以上のときに
は、複数あるうちの蒸発燃料取入部のいくつかが燃料タ
ンク内の液体燃料に沈んでいる蓋然性が高いので、誤診
断を防止するために上記故障診断手段による診断動作が
禁止され、または該診断手段による診断結果が無効にさ
れ、それ以外のときには故障診断手段による蒸発燃料処
理装置の故障診断が行われる。これにより、誤診断の可
能性が減り、その結果、上記故障診断の精度が向上する
ことになる。
【0020】次に、第2発明の蒸発燃料処理装置の故障
診断装置によれば、減圧処理時における上記処理装置内
の圧力の変化量が所定値以上で、かつ減圧処理前におけ
る蒸発燃料処理装置内の圧力に関するパラメータが所定
値以上のときには、タンク内圧の初期圧が高く通常なら
ば緩やかに減圧するべきところが、第1発明と同様に複
数あるうちの蒸発燃料取入部のいくつかが燃料タンク内
の液体燃料に沈んでいることで、通気抵抗によりタンク
内圧が過渡的に急速に減圧した蓋然性が高いので、誤診
断を防止するために上記故障診断手段による診断動作が
禁止され、または該診断手段による診断結果が無効にさ
れ、それ以外のときには故障診断手段による蒸発燃料処
理装置の故障診断が行われる。これにより、誤診断の可
能性が減り、その結果、上記故障診断の精度が向上する
ことになる。
【0021】また、第3発明の蒸発燃料処理装置の故障
診断装置によれば、圧力検出手段が燃料タンクとキャニ
スタとの間に配設されたものにおいて、上記第1発明も
しくは第2発明の作用が得られる。
【0022】そして、第4発明の蒸発燃料処理装置の故
障診断装置によれば、減圧処理による上記処理装置の圧
力の変化量が所定値以上であるという場合の一形態とし
て、減圧時における蒸発燃料処理装置の圧力が所定圧ま
で低下する時間が所定時間以下のときが考えられ、この
形態において、上記第1発明から第3発明の作用が得ら
れる。
【0023】次に、第5発明の蒸発燃料処理装置の故障
診断装置によれば、圧力検出手段により検出される圧力
が所定圧に達したときにパージ通路を閉鎖し、その閉鎖
時から所定時間経過後の圧力に基づいて故障診断を実行
するように構成されているものにおいて、上記第1発明
から第4発明の作用が得られる。
【0024】そして、第6発明の蒸発燃料処理装置の故
障診断装置によれば、蒸発燃料処理装置内の圧力に関す
るパラメータとして、燃料タンク内の燃料の温度もしく
は上記処理装置内の圧力のうち少なくともどちらか一方
を用いた場合に、燃料タンク内の燃料の温度、あるいは
上記処理装置内の圧力が高いときには、故障診断手段に
よるの診断動作が禁止され、または該診断手段の診断結
果が無効にされることになる。
【0025】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。
【0026】図1に示すように、エンジン1は、吸、排
気弁2,3を介してそれぞれ燃焼室4に通じる吸気通路
5及び排気通路6を有する。吸気通路5には、上流側か
らエアクリーナ7と、燃焼室4への吸気流量を検出する
エアフローセンサ8と、吸気流量ないしエンジン出力を
調整するスロットルバルブ9と、該バルブ9の開度を検
出するスロットル開度センサ10とが配備されていると
共に、燃焼室4に燃料を噴射供給する燃料噴射弁11
が、上記スロットルバルブ9の下流に設けられたサージ
タンク12の下流側に設置されている。
【0027】一方、上記排気通路6には、排気ガス浄化
用の触媒コンバータ14が設置されていると共に、該触
媒コンバータ14の上流側に排気ガス中の残存酸素濃度
を検出することにより燃焼室4内の混合気の空燃比を検
出するO2センサ15が設置されている。
【0028】このエンジン1には、上記燃料噴射弁11
に燃料を供給する燃料供給システムが備えられている。
この燃料供給システムは、燃料を貯留する燃料タンク1
6と、該タンク16内に設置された燃料ポンプ17と、
該ポンプ17から吐出された燃料を燃料噴射弁11に導
く燃料供給通路18と、燃料噴射弁11で噴射されなか
った余分な燃料を回収する燃料回収通路19とを有す
る。この燃料回収通路19には燃料噴射圧力を調整する
プレッシャレギュレータ20が設置されており、このプ
レッシャレギュレータ20に、上記吸気通路5における
サージタンク12から負圧通路21を介して吸気負圧が
導入されることにより、該負圧に応じて上記燃料噴射圧
力を調整するようになっている。
【0029】また、上記エンジン1には、燃料タンク1
6で発生した蒸発燃料を処理する蒸発燃料処理装置が備
えられている。この処理装置は、例えば、次のように構
成されている。
【0030】すなわち、上記燃料タンク16の上部に
は、該タンク16内で発生した蒸発燃料を収集してキャ
ニスタ22に導く蒸発燃料収集通路23が接続されてい
ると共に、該キャニスタ22に上流端側が接続されたパ
ージ通路24が、デューティ制御式のパージバルブ25
を介して吸気通路5における上記サージタンク12に接
続されている。上記キャニスタ22の下部には、該キャ
ニスタ22を大気に開放する大気開放通路26が接続さ
れていると共に、該大気開放通路26には、該通路26
を開閉するドレンカットバルブ27が配設されている。
そして、上記蒸発燃料収集通路23を介してキャニスタ
22に導かれた蒸発燃料が、該キャニスタ22に内蔵さ
れた活性炭に一旦吸着された上で、上記ドレンカットバ
ルブ27及びパージバルブ25が開弁しているときに上
記パージ通路24を介して吸気通路5に放出されるよう
になっている。
【0031】上記蒸発燃料収集通路23の燃料タンク1
6側の端部には、車両の旋回等により上記収集通路23
に燃料タンク16内の液体燃料が浸入するのを防止する
ために蒸発燃料取入部としてのフロートバルブ28〜3
0が配設されていると共に、上記液体燃料の油面レベル
を検出する油面レベルセンサ31が設けられている。
【0032】このエンジン1には、図2に示すように、
電子制御式のコントロールユニット32が備えられてい
る。このコントロールユニット32は、上記エアフロー
センサ8からの吸気流量信号と、上記スロットル開度セ
ンサ10からの開度信号と、上記O2センサ15からの
空燃比信号と、エンジン水温を検出する水温センサ33
からの水温信号と、エンジン回転数を検出するエンジン
回転数センサ34からのエンジン回転数信号とを入力し
て、これらの信号に基づいて燃料噴射弁11からの燃料
噴射制御と、上記パージバルブ25とドレンカットバル
ブ27とを用いた蒸発燃料のパージ制御とを行なうよう
になっている。
【0033】ここで、コントロールユニット32が行な
う燃料噴射制御とパージ制御とを概略的に説明すると、
前者の燃料噴射制御は次のように行なわれる。すなな
ち、コントロールユニット32は、エアフローセンサ8
からの信号が示す吸気流量Qとエンジン回転数センサ3
4からの信号が示すエンジン回転数Neとに基づいて吸
気充填効率Ce(1サイクルあたりに燃焼室4に吸入さ
れる吸入空気量)を演算して、その値に対応する基本噴
射量Ioを設定すると共に、所定のフィードバック条件
を満足するときに上記O2センサ15からの空燃比信号
に基づいてフィードバック補正量Ifbを演算する。つ
まり、コントロールユニット32は、例えば水温センサ
33からの信号が示すエンジン水温Twが所定水温より
も高く、エンジン回転数センサ34からの信号が示すエ
ンジン回転数Neと、エンジン負荷を代表する吸気充填
効率Ceとが,予めエンジン回転数と吸気充填効率とを
パラメータとして設定されたフィードバック領域に属す
ると判定したときにフィードバック条件が成立したと判
定して、O2センサ15からの信号が空燃比のリッチ状
態(燃料が過濃な状態)を示すときにはフィードバック
補正量を減量補正すると共に、該センサ15からの信号
が空燃比のリーン状態(燃料が希薄な状態)を示すとき
にフィードバック補正量をIfbを増量補正する。
【0034】また、コントロールユニット32は、水温
センサ33からの水温信号などに基づいてその他の補正
量Ieを演算すると共に、該補正量Ieと上記フィード
バック補正量Ifbと上記基本噴射量Ioと補正係数を
用いて最終噴射量Iを演算する。そして、この最終噴射
量Iに応じた燃料が噴射されるように駆動信号を燃料噴
射弁11に出力する。
【0035】また、後者のパージ制御は次のように行な
われる。すなわち、コントロールユニット32は、前述
の空燃比フィードバック条件が成立しているか否かを判
定し、該条件が成立していると判定したときに、上記ド
レンカットバルブ27を開弁すると共に、パージバルブ
25を所定の開度となるようにデューティ制御する。こ
れにより、開放状態の大気開放通路25を介してキャニ
スタ22に導入された空気により、該キャニスタ22の
活性炭に吸着された蒸発燃料が離脱した上で、その空気
とともに上記パージ通路24を介してエンジン1の吸気
通路5に放出されることになる。
【0036】なお、パージバルブ25に対するデューテ
ィ率(ON時間とOFF時間との和に対するON時間の
比率)が0のときにはパージバルブ25の全閉状態を示
すと共に、デューティ率が100%のときにはパージバ
ルブ25の全開状態を示し、デューティ率の値が両者の
中間状態であるときには、パージバルブ25はデューテ
ィ率に応じた実効開度に設定される。したがって、本明
細書においてパージバルブ開度Vpというときには、パ
ージバルブ25の実効開度をいうものとする。
【0037】また、上記コントロールユニット32は、
上記の信号に加えて、大気開放通路26に配備された大
気圧センサ35からの大気圧信号と、上記キャニスタ2
2と燃料タンク16との間に配備された圧力センサ36
からの圧力信号と、上記油面レベルセンサ31からのレ
ベル信号と、車速センサ37からの車速信号とを入力し
て、パージバルブ25とドレンカットバルブ27とを用
いた蒸発燃料処理装置の故障診断処理を行なうようにな
っている。
【0038】次に、本発明の特徴部分である蒸発燃料処
理装置の故障診断処理は、具体的には図3〜図6に示す
フローチャートに従って次のように行われる。
【0039】なお、以下に説明する故障診断処理は、リ
ーク径の比較的大きいラージリークと、リーク径の比較
的小さいスモールリークとを診断するようになってい
る。
【0040】すなわち、コントロールユニット32は、
ステップS1で始動後タイマTを0にセットし、ステッ
プS2で運転状態を検出する。そして、ステップS3で
エンジン1が始動しているか否かを判定し、エンジン1
が始動していないと判定したときにはステップS1に戻
ってステップS1〜S3のループ処理を実行すると共
に、エンジン1が始動していると判定したときに上記ル
ープ処理から抜け出してステップS4に進み、故障診断
の実行回数を制限するための再診断実行カウンタCを0
にセットする。
【0041】上記コントロールユニット32は、ステッ
プS4で再診断実行カウンタCを0にすると、ステップ
S5で減圧タイマTaをαにセットした上で、ステップ
S6,S7でスロットル開度Tvoと大気圧Patmと
を検出した後、大気圧Patmをパラメータとして基準
開度Tv1を算出する。ここで、基準開度Tv1は大気
圧Patmが高くなるほど大きくなる。そして、ステッ
プS8でスロットル開度Tvoが上記基準開度Tv1よ
り小さいか否かを判定し、小さいと判定したときにはス
テップS9に進んで始動後タイマTをカウントアップし
た後、ステップS10で、所定の診断実行条件が成立し
ているか否かを判定すると共に、上記ステップS8にお
いてスロットル開度Tvoが基準開度Tv1より大きい
かまたは等しいと判定した場合には、ステップS45で
ドレンカットバルブ27を開状態にしてステップS5に
戻る。
【0042】そして、コントロールユニット32は、上
記ステップ10において診断実行条件が成立していると
判定した場合、例えば吸気充填効率Ceが所定範囲内、
エンジン回転数Neが所定範囲内、車速Vが所定値以
上、燃料レベルの変動が所定値以下という複数の条件を
満足していると判定した場合にはステップS11に進
み、燃料タンク16内の減圧処理前の圧力(初期圧)P
1が記憶されている否かを判定して、初期圧P1が記憶
されていると判定したときにはステップS12に進んで
上記減圧タイマTaをカウントダウンし、初期圧P1が
記憶されていないと判定したときにはステップS46に
移り、圧力センサ35からの信号が示すタンク内圧Pを
初期圧P1として記憶して上記ステップS12に進む。
【0043】なお、コントロールユニット32は、上記
ステップS10において診断実行条件が成立していない
と判定した場合には、ステップS45でドレンカットバ
ルブ27を開状態にしてステップS5に戻る。
【0044】コントロールユニット32は、上記ステッ
プS12において減圧タイマTaをカウントダウンする
と、ステップS13,14でドレンカットバルブ27に
閉指令を出力するとともにパージバルブ25に開指令を
出力する。
【0045】次に、コントロールユニット32は、ステ
ップS15でタンク内圧Pがパージバルブ25の開度を
落とすための中間判定圧P2より低いか否かを判定す
る。つまり、タンク内圧Pが減圧目標圧P3の付近ま低
下しているかどうか判定するのである。そして、タンク
内圧Pが中間判定圧P2よりも低いと判定したときに
は、ステップS16に進んでパージバルブ開度Vpを中
間開度Vp2としたのち、ステップS17に進んでスロ
ットル開度Tvoが所定値aより小さいか否かを判定す
る。なお、パージバルブ開度Vpを一旦中間開度Vp2
に設定するのは、タンク内圧Pが減圧目標圧P3にまで
低下したときにパージバルブ25を全閉状態にすると、
タンク内圧Pが減圧目標圧P3よりも低下しすぎるおそ
れがあるからである。
【0046】一方、コントロールユニット32は、上記
ステップS15においてタンク内圧Pが上記中間判定圧
P2よりも低くないと判定したときにはステップS47
に移り、パージバルブ開度Vpが所定の上限開度Vpm
axよりも小さいか否かを判定する。つまり、パージバ
ルブ開度Vpを反映したパージ通路24を通過する蒸発
燃料流量が所定流量よりも少ないか否かを判定するので
ある。そして、コントロールユニット32は、パージバ
ルブ開度Vpが上限開度Vpmaxよりも小さいと判定
したときには、ステップS48に進んでパージバルブ開
度Vpを微少量vだけ増加させて、パージバルブ25の
実効開度を徐々に大きくする。これは、パージバルブ2
5を急速に開くと、エンジン1の吸気負圧により燃料タ
ンク16の内外に瞬間的に圧力差が生じて、燃料タンク
16が変形するおそれがあるからである。また、コント
ロールユニット32は、上記ステップS47においてパ
ージバルブ開度Vpが上限開度Vpmaxよりも小さく
ないと判定したときには、ステップS45をスキップし
てステップS17に進み、スロットル開度Tvoが所定
値aよりも小さいか否かを判定する。
【0047】コントロールユニット32は、ステップS
17における判定の結果、スロットル開度Tvoが所定
値aより小さいと判定したときにはステップS18に進
んで、燃料タンク内圧Pが減圧目標圧P3より低いか否
かを判定する。一方、スロットル開度Tvoが所定値a
より大きいかまたは等しいと判定したときにはステップ
S49に移り、スロットルディレータイマTtvdを計
測し、ステップS50で該タイマTtvdの値が所定値
Ttv1(例えば、1sec)よりも小さいか否かを判
定する。つまり、スロットル開度Tvoが実行条件範囲
を逸脱した後、短時間の間に再び実行条件範囲に復帰し
たかどうかを判定するのである。そして、コントロール
ユニット32は、スロットルディレータイマTtvdの
値が所定値Ttv1よりも小さいと判定したときには上
記ステップS18に進み、タンク内圧Pが減圧目標圧P
よりも低いか否かを判定するとともに、該ディレータイ
マTtvdの値が所定値Ttv1よりも大きいかまたは
等しいと判定したときにはステップS45でドレンカッ
トバルブ27を開状態にしてステップS5に戻る。
【0048】コントロールユニット32は、上記ステッ
プS18における判定の結果、タンク内圧Pが減圧目標
圧P3より小さいと判定したときにはステップS19に
進んで、減圧タイマTaのカウントダウンを開始したと
きからの経過時間tiを記憶する。一方、タンク内圧P
が減圧目標圧P3より小さくないと判定したときにはス
テップS51に移り、減圧タイマTaが0であるか否か
を判定して、減圧タイマTaが0である判定したときに
はステップS52でラージリークが生じていると判定し
て故障診断を終了し、減圧タイマTaが0でないときに
はステップS6に戻る。
【0049】コントロールユニット32は、上記ステッ
プS19で減圧タイマの経過時間tiを記憶すると、ス
テップS20で負圧保持タイマTbをセットし、ステッ
プS21で揺れ判定用のタンク内圧変動最大値Prma
xを0にして、ステップS22でパージバルブ25を全
閉状態にする。
【0050】コントロールユニット32は、ステップS
22でパージバルブ25を全閉状態にすると、ステップ
S23で第3タイマTcをセットし、ステップS24で
第3タイマTcをカウントダウンする。そして、コント
ロールユニット32は、ステップS25で第3タイマT
cの値が0であるか否かを判定し、第3タイマTcの値
が0でないと判定したときには、ステップS24で第3
タイマTcをカウントダウンし、第3タイマTcの値が
0であると判定した時点で、ステップS26に進んで当
該時点における燃料タンク内圧Pを第1リーク判定圧P
4として記憶する。すなわち、上記ステップS18にお
いてタンク内圧Pが減圧目標圧P3より小さいと判定し
たときから所定時間が経過したか否かを判定するのであ
る。
【0051】次に、コントロールユニット32は、ステ
ップS26で燃料タンク内圧Pを第1リーク判定圧P4
として記憶したのち、ステップS27,28で負圧導入
不良判定基準値Saと負圧導入不良判定閾値係数Kaと
を演算する。ここで、負圧導入不良判定基準値Saは始
動時のエンジン水温Twと大気圧Patmの関数として
求められ、負圧導入不良判定閾値係数Kaは始動後の経
過時間の関数として求められる。そして、コントロール
ユニット32は、ステップS29を実行して上記基準値
Saと閾値係数Kaとを用いて負圧導入不良判定閾値P
6を演算し、ステップS30で燃料残量Fを計測する。
【0052】次に、コントロールユニット32は、ステ
ップS31において、ステップS27で計測した燃料残
量flが所定量fα(例えば、50%)よりも多く、上
記経過時間tiが所定時間tα(例えば、3sec)よ
り短く、上記燃料タンク内初期圧P1が所定圧Pα(例
えば、−20mAq)より大きいか否かを判定する。そ
して、それらの条件をすべて満たすときには、ステップ
S32に進んで、始動後タイマTをカウントアップす
る。また、上記条件のうち1つでも満足しないときに
は、ステップS53で上記第1リーク判定圧P4が上記
負圧導入不良判定閾値P6より大きいか否かを判定し、
大きいと判定したときにはステップS32に進み、小さ
いかまたは等しいと判定ときにはステップS54でラー
ジリークが生じていると判定して、故障診断を終了す
る。
【0053】コントロールユニット32は、上記ステッ
プS32において始動後タイマTをカウントアップする
と、ステップS33で負圧保持タイマTbをカウントダ
ウンし、ステップS34で、油面レベルセンサ31によ
り検出された油面レベルの変動が大きいか否かを判定す
る。そして、その変動が大きくないと判定ときには、ス
テップS35に進んで揺れ判定用のタンク内圧Pを計測
する。一方、上記変動が大きいと判定したときには、燃
料タンク16に貯留された液体燃料が壁面に付着するこ
とにより蒸発面積が大きく変動し、それに伴ってタンク
内圧Pの変動量が大きくなることから、ステップS55
を実行して再診断実行カウンタCをカウントアップした
のち、ステップS56で該カウンタCが所定値Lより大
きいか否かを判定し、大きいと判定したときには故障診
断を終了する。これは、減圧処理を頻繁に繰り返すと燃
料タンク16の耐久性の面で好ましくないからである。
【0054】一方、コントロールユニット32は、上記
ステップS56において再診断実行カウンタCが所定値
Lより小さいかまたは等しいと判定したときにはステッ
プS45でドレンカットバルブ27を閉状態にしてステ
ップS5に戻る。
【0055】コントロールユニット32は、上記ステッ
プS35において揺れ判定用のタンク内圧Pを計測する
と、ステップS36で揺れ判定用のタンク内圧変動最大
値Prmaxを演算する。つまり、タンク内圧前回値
P’とタンク内圧今回値Pとの差分量と上記変動最大値
Prmaxとを比較し、大きい方の値をタンク内圧変動
最大値Prmaxとして更新するのである。
【0056】タンク内圧変動最大値Prmaxの演算処
理を終了すると、コントロールユニット32はステップ
S37で負圧保持タイマTbが0であるか否かを判定す
る。そして、上記負圧保持タイマTbが0であると判定
したときにはステップS38に進んでタンク内圧Pを第
2リーク判定圧P5として記憶し、負圧保持タイマTb
が0でないと判定したときにはステップS32まで戻
る。
【0057】コントロールユニット32は、ステップS
38において第2リーク判定圧P5を記憶すると、ステ
ップS39で上記タンク内圧変動最大値PmaxがA×
|P5−P4|より小さいか否かを判定し、小さいと判
定したときにはステップS40に進んで負圧保持不良判
定基準値Sbを演算し、大きいかまたは等しいと判定し
たときにはステップS55に進んで、再診断実行カウン
タCをカウントアップする。これは、燃料タンク16が
揺れてタンク内圧Pが大きく変動したときには、スモー
ルリークを正しく判定できないからである。
【0058】コントロールユニット32は、上記ステッ
プS40において負圧保持不良判定基準値Sbを演算す
ると、ステップS41で負圧保持不良判定閾値係数Kb
を演算し、ステップS42で、上記基準値Sbと閾値係
数Kbとを用いて負圧導入不良判定閾値P7を演算す
る。ここで、負圧保持不良判定基準値Sbは始動時のエ
ンジン水温Twと大気圧Patmの関数として求めら
れ、負圧保持不良判定閾値係数Kbは始動後の経過時間
の関数として求められる。そして、ステップS43にお
いて上記第1リーク判定圧P4と第2リーク判定圧P5
との差の絶対値が上記負圧導入不良判定閾値P7よりも
大きいか否かを判定し、大きいと判定したときにはステ
ップS44でスモールリークが生じているものと判定し
て故障診断を終了し、小さいかまたは等しいと判定した
ときにはステップS57で正常と判定して故障診断を終
了する。
【0059】次に、上述した故障診断処理を図7および
図8のタイムチャートを用いて説明する。
【0060】まず、図7に示すように、故障診断動作に
移行した時点t1で、減圧タイマTaがαに設定される
とともにドレンカットバルブ27が閉鎖される(ステッ
プS5参照)。次に、矢印アで示すようにタンク内圧P
が比較的速やかに低下し、所定の中間圧Pに到達する時
点t2にかけて、パージバルブ開度Vpが上限開度Vp
maxに達するまで上記パージバルブ開度Vpが初期開
度Vp1から増加され(ステップS48参照)、パージ
バルブ開度Vpが上限開度Vpmaxに達すると、パー
ジバルブ開度Vpが上限開度Vpmaxに保たれる。こ
れにより、燃料タンク内圧Pが矢印アに示すように変化
する。
【0061】圧力低下が更に進んで上記燃料タンク内圧
Pが減圧目標圧P3になると上記パージバルブ25の開
度Vpが中間開度Vp2に設定される(ステップS16
参照)。これにより、燃料タンク内圧Pが矢印イに示す
ように比較的緩やかに低下する。
【0062】そして、図のように減圧タイマTaがタイ
ムアップする前に燃料タンク内圧Pが目標圧P3にまで
低下したとすると、その時点t3で負圧保持タイマTb
がβに、第3タイマTcがγにそれぞれセットされる
(ステップS20,23参照)とともに、パージバルブ
25開度Vpが0にされて、パージバルブ25が全閉状
態にされる(ステップS22参照)。
【0063】次に、第3タイマTcがタイムアップする
所定時点t4において、第1リーク判定圧P4が記憶さ
れる(ステップS26参照)。その時点で、燃料残量f
lが所定量fαより少ないまたは等しいか、減圧タイマ
Taの経過時間ti(=t3−t1)が所定時間tαよ
り長いまたは等しいか、初期圧P1が所定圧Pαより低
いまたは等しいときには、上記第1リーク判定圧P4が
負圧導入不良判定閾値P6より高いか否かを判定(ステ
ップS53参照)し、第1リーク判定圧P4が上記閾値
P6より小さいかまたは等しいときはラージリークが生
じていると判定される(ステップS54参照)。
【0064】一方、燃料残量flが所定量fαより多
く、経過時間ti(=t3―t1)が所定時間tαより
短く、初期圧P1が所定圧Pαより高いときには、フロ
ートバルブ28〜30のいくつかが液浸しているものと
して、ラージリークの判定は行なわれず、減圧保持タイ
マTbがタイマアップした時点t5において、第2リー
ク判定圧P5が記憶されて、該判定圧P5と上記第1リ
ーク判定圧P4との差分量|P5―P4|が上記負圧保
持不良判定閾値P7と比較される。そして、上記差分量
|P5―P4|が閾値P7より大きいときには、スモー
ルリークが生じていると判定され(ステップS44参
照)、小さいかまたは等しいときには正常であると判定
される(ステップS57参照)。
【0065】このように、燃料残量flが所定量fαよ
り多く、上記経過時間tiが所定時間tαより短く、上
記タンク内初期圧P1が所定圧Pαより大きいときに
は、フロートバルブ28〜30のいくつかが確実に液浸
しているものとして、ラージリークの有無の診断を行な
わないようにしたから、誤診断が防止されて診断精度が
向上することになる。
【0066】一方、図8に示すように、減圧タイマTa
がタイムアップした時点t6において、図の矢印ウで示
すようにタンク内圧Pが減圧目標圧P3に達していない
ときには、ラージリークが生じているものと判定される
(ステップS52参照)。
【0067】なお、燃料残量flが所定量fαより多
く、上記経過時間tiが所定時間tαより短いときに、
ラージリークの有無の診断を行なわないようにしてもよ
く、また、上記経過時間tiが所定時間tαより短く、
上記タンク内初期圧P1が所定圧Pαより大きいとき
に、ラージリークの有無の診断を行なわないようにして
もよい。この場合にも、上記と同様に、誤まって診断す
ることが防止され、診断精度が向上することになる。
【0068】
【発明の効果】第1発明の蒸発燃料処理装置の故障診断
装置によれば、減圧処理時における上記処理装置内の圧
力の変化量が所定値以上で、かつ上記燃料残量検出手段
により検出された燃料残量が所定量以上のときには、複
数あるうちの蒸発燃料取入部のいくつかが燃料タンク内
の液体燃料に沈んでいる蓋然性が高いので、誤診断を防
止するために上記故障診断手段による診断動作が禁止さ
れ、または該診断手段による診断結果が無効にされ、そ
れ以外のときには故障診断手段による蒸発燃料処理装置
の故障診断が行われる。これにより、誤診断の可能性が
減り、その結果、上記故障診断の精度が向上することに
なる。
【0069】次に、第2発明の蒸発燃料処理装置の故障
診断装置によれば、減圧処理時における上記処理装置内
の圧力の変化量が所定値以上で、かつ減圧処理前におけ
る蒸発燃料処理装置内の圧力に関するパラメータが所定
値以上のときには、タンク内圧の初期圧が高く通常なら
ば緩やかに減圧するべきところが、第1発明と同様に複
数あるうちの蒸発燃料取入部のいくつかが燃料タンク内
の液体燃料に沈んでいることで、通気抵抗によりタンク
内圧が過渡的に急速に減圧した蓋然性が高いので、誤診
断を防止するために上記故障診断手段による診断動作が
禁止され、または該診断手段による診断結果が無効にさ
れ、それ以外のときには故障診断手段による蒸発燃料処
理装置の故障診断が行われる。これにより、誤診断の可
能性が減り、その結果、上記故障診断の精度が向上する
ことになる。
【0070】また、第3発明の蒸発燃料処理装置の故障
診断装置によれば、圧力検出手段が燃料タンクとキャニ
スタとの間に配設されたものにおいて、上記第1発明も
しくは第2発明の作用が得られる。
【0071】そして、第4発明の蒸発燃料処理装置の故
障診断装置によれば、減圧処理による上記処理装置の圧
力の変化量が所定値以上であるという場合の一形態とし
て、減圧時における蒸発燃料処理装置の圧力が所定圧ま
で低下する時間が所定時間以下のときが考えられ、この
形態において、上記第1発明から第3発明の作用が得ら
れる。
【0072】次に、第5発明の蒸発燃料処理装置の故障
診断装置によれば、圧力検出手段により検出される圧力
が所定圧に達したときにパージ通路を閉鎖し、その閉鎖
時から所定時間経過後の圧力に基づいて故障診断を実行
するように構成されているものにおいて、上記第1発明
から第4発明の作用が得られる。
【0073】そして、第6発明の蒸発燃料処理装置の故
障診断装置によれば、蒸発燃料処理装置内の圧力に関す
るパラメータとして、燃料タンク内の燃料の温度もしく
は上記処理装置内の圧力のうち少なくともどちらか一方
を用いた場合に、燃料タンク内の燃料の温度、あるいは
上記処理装置内の圧力が高いときには、故障診断手段に
よるの診断動作が禁止され、または該診断手段の診断結
果が無効にされることになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態に係る蒸発燃料処理装置
の故障診断装置のシステム構成図である。
【図2】 エンジンの制御システム図である。
【図3】 本発明の実施の形態に係る故障診断処理の一
部を示すフローチャート図である。
【図4】 同じく故障診断処理の一部を示すフローチャ
ート図である。
【図5】 同じく故障診断処理の一部を示すフローチャ
ート図である。
【図6】 同じく故障診断処理の一部を示すフローチャ
ート図である。
【図7】 故障診断を示すタイムチャート図である
【図8】 同じく故障診断を示すタイムチャート図であ
る。
【図9】 従来の蒸発燃料処理装置及び該装置の故障診
断装置の概略構成図である。
【図10】 故障診断装置により検出される圧力変化の
一例を示すタイムチャート図である。
【符号の説明】
1 エンジン 8 エアフローセンサ 9 スロットルバルブ 10 スロットル開度センサ 11 燃料噴射弁 16 燃料タンク 18 燃料供給通路 19 燃料回収通路 22 キャニスタ 23 蒸発燃料収集通路 24 パージ通路 25 パージバルブ 26 大気開放通路 27 ドレンカットバルブ 28〜30 フロートバルブ 31 油面レベルセンサ 32 コントロールユニット 35 大気圧センサ 36 圧力センサ 37 車速センサ
フロントページの続き (72)発明者 牧本 成治 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 細貝 徹志 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツダ 株式会社内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃料タンク内部における燃料液面の上方
    に位置して配置された複数の蒸発燃料取入部を備えた蒸
    発燃料通路と、該蒸発燃料通路を介して上記燃料タンク
    内に発生した蒸発燃料を吸着保持する吸着保持手段と、
    該吸着保持手段とエンジンの吸気系とを連通するパージ
    通路と、該パージ通路を開閉するパージ弁と、上記吸着
    保持手段を大気に開放する大気開放通路とを有し、該大
    気開放通路の開放状態で上記パージ通路を開通すること
    により、上記吸着保持手段に吸着保持された燃料を、上
    記大気開放通路を介してキャニスタに導入された空気と
    ともにパージ通路を介してエンジンの吸気系に放出する
    蒸発燃料処理装置に備えられ、該処理装置内の圧力を検
    出する圧力検出手段と、上記大気開放通路を閉鎖すると
    ともに上記パージ通路を開通して上記処理装置内を減圧
    したときに、上記圧力検出手段により検出される圧力に
    基づいて上記処理装置の故障を診断する故障診断手段と
    が設けられた蒸発燃料処理装置の故障診断装置であっ
    て、燃料タンク内の液体燃料の残量を検出する燃料残量
    検出手段と、上記減圧処理時における上記処理装置内の
    圧力の変化量が所定値以上で、かつ上記燃料残量検出手
    段により検出された燃料残量が所定量以上のときに、上
    記故障診断手段による診断動作を禁止し、または該診断
    手段の診断結果を無効にする故障診断禁止手段とが備え
    られていることを特徴とする蒸発燃料処理装置の故障診
    断装置。
  2. 【請求項2】 燃料タンク内部における燃料液面の上方
    に位置して配置された複数の蒸発燃料取入部を備えた蒸
    発燃料通路と、該蒸発燃料通路を介して上記燃料タンク
    内に発生した蒸発燃料を吸着保持する吸着保持手段と、
    該吸着保持手段とエンジンの吸気系とを連通するパージ
    通路と、該パージ通路を開閉するパージ弁と、上記吸着
    保持手段を大気に開放する大気開放通路とを有し、該大
    気開放通路の開放状態で上記パージ通路を開通すること
    により、上記吸着保持手段に吸着保持された燃料を、上
    記大気開放通路を介してキャニスタに導入された空気と
    ともにパージ通路を介してエンジンの吸気系に放出する
    蒸発燃料処理装置に備えられ、該処理装置内の圧力を検
    出する圧力検出手段と、上記大気開放通路を閉鎖すると
    ともに上記パージ通路を開通して上記処理装置内を減圧
    したときに、上記圧力検出手段により検出される圧力に
    基づいて上記処理装置の故障を診断する故障診断手段と
    が設けられた蒸発燃料処理装置の故障診断装置であっ
    て、上記減圧処理時における上記処理装置内の圧力の変
    化量が所定値以上で、かつ減圧処理前における蒸発燃料
    処理装置内の圧力に関するパラメータが所定値以上のと
    きに、上記故障診断手段により診断動作を禁止し、また
    は該診断手段による診断結果を無効にする故障診断禁止
    手段が備えられていることを特徴とする蒸発燃料処理装
    置の故障診断装置。
  3. 【請求項3】 圧力検出手段は、燃料タンクとキャニス
    タとの間に配設されていることを特徴とする請求項1ま
    たは請求項2に記載の蒸発燃料処理装置の故障診断装
    置。
  4. 【請求項4】 故障診断禁止手段は、減圧処理時におけ
    る蒸発燃料処理装置内の圧力が所定圧まで低下する時間
    が所定時間以下のときに、故障診断手段による診断動作
    を禁止し、または該診断手段の診断結果を無効にするよ
    うに構成されていることを特徴とする請求項1から請求
    項3までのいずれかに記載の蒸発燃料処理装置の故障診
    断装置。
  5. 【請求項5】 故障診断手段は、圧力検出手段により検
    出される圧力が所定圧に達したときにパージ通路を閉鎖
    し、その閉鎖時から所定時間経過後の圧力に基づいて故
    障診断を実行するように構成されていることを特徴とす
    る請求項1から請求項4までのいずれかに記載の蒸発燃
    料処理装置の故障診断装置。
  6. 【請求項6】 蒸発燃料処理装置内の圧力に関するパラ
    メータは、燃料タンク内の燃料温度もしくは上記処理装
    置内の圧力のうち少なくともどちらか一方であることを
    特徴とする請求項2に記載の蒸発燃料処理装置の故障診
    断装置。
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