JP2003097362A - エバポパージシステムの故障診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エバポパージシステム故障診断時間を短縮す
る。 【解決手段】 パージ制御弁１５を開弁してキャニスタ
１０、燃料タンク１１、パージ通路１４等から構成され
るパージ系に吸気通路１の負圧を導入した後、パージ制
御弁を閉弁して負圧密閉状態にし、圧力センサー３３に
より検出した燃料タンク内圧が所定圧力ＰＳに到達した
ときの系内の圧力上昇速度ΔＰＬを測定し、ΔＰＬを判
定値と比較することにより、パージ系に洩れなどの異常
が生じているか否かを判定する。負圧導入中の燃料タン
ク内圧低下速度ΔＰに基づいて定まる、ＰＳより高い閉
弁圧力まで燃料タンク内圧が低下したときにパージ制御
弁を閉弁することにより、パージ制御弁閉弁後に燃料タ
ンク内圧がＰＳより大幅に低下することが防止されるた
め、短時間でΔＰＬの測定を開始することができ、故障
診断に要する時間を短縮できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料タンクからの
蒸発燃料の大気への放出を防止する蒸発燃料排出抑制装
置（エバポパージシステム）に関し、詳細にはキャニス
タ、燃料タンク及びこれらの接続配管等を含むパージ系
の洩れ、穴あき等の異常を判定する、エバポパージシス
テムの故障診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】燃料タンクからの蒸発燃料が大気に放出
されることを防止する目的で、タンクからの蒸発燃料を
活性炭等の吸着剤を収納したキャニスタに導き、燃料蒸
気を吸着剤に吸着させて燃料蒸気の大気放出を防止する
エバポパージシステムが一般に知られている。エバポパ
ージシステムでは通常、機関の所定運転条件下でキャニ
スタ内にパージ空気を通過させ、吸着した蒸発燃料を吸
着剤から脱離させるとともに、パージ空気と脱離した蒸
発燃料との混合気（パージガス）を機関吸気通路に供給
して機関で燃焼させるようにしている。

【０００３】このようなエバポパージシステムでは、装
置の故障、特にキャニスタや燃料タンク、これらを接続
する配管を含むパージ系に洩れ、穴あきなどの故障が生
じ気密を維持できなくなると、燃料蒸気が機関に供給さ
れずに大気に放出されてしまい大気汚染の原因となる場
合が生じる。また、このようなエバポパージシステムの
故障が生じた場合でも機関の運転には何ら支障がないた
め、運転者は異常の発生に気づかずにそのまま機関運転
を継続する場合がある。

【０００４】上記問題を解決するため、エバポパージシ
ステムに故障が発生したことを検出し、運転者に故障発
生を報知するようにした故障検出装置が種々考案されて
いる。例えば、この種の装置の例としては特開平５−１
８００９３号公報に記載されたものがある。同公報の装
置は、パージ系内圧を大気圧より低い所定の圧力（負
圧）まで低下させた状態でパージ系を密閉し、この負圧
密閉状態でのパージ系圧力変化により、パージ系に洩
れ、穴等の故障が生じているか否かを判断する。すなわ
ち、同公報の装置では、機関運転中にキャニスタを大気
から遮断したままでパージ制御弁を開弁し、吸気通路の
負圧をパージ系に導入する。そして、負圧の導入により
パージ系内圧が所定の負圧になったときにパージ制御弁
を閉弁してパージ系を負圧密閉状態に保持するととも
に、この負圧密閉状態に置ける所定時間内のパージ系内
圧変化（上昇）に基づいて、パージ系の異常の有無を判
定するものである。

【０００５】すなわち、負圧密閉状態におけるパージ系
内圧上昇はパージ系に洩れ、穴あきなどがなければ燃料
タンク内の燃料の蒸発のみによって生じる。一方、パー
ジ系に洩れ、穴あきなどの異常が生じていた場合には、
洩れ、穴などを通じて大気がパージ系に侵入するため、
パージ系内圧上昇速度は燃料の蒸発のみによる場合に比
べて大きくなる。このため、上記負圧密閉状態における
パージ系の内圧上昇速度が予め定めた上限値より大きい
場合にはパージ系に洩れ、穴等の異常が生じていると判
定することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記特開平
５−１８００９３号公報の故障診断装置のように、パー
ジ制御弁を介して吸気系の負圧をパージ系に導入してパ
ージ系内圧を所定の負圧に調整した後のパージ系内圧変
化を測定する場合には故障診断に要する時間が長くなる
問題がある。

【０００７】通常、パージ系に負圧を導入する場合に
は、燃料タンクに設けた圧力センサで燃料タンク内圧を
検出し、検出した燃料タンク内圧が上記所定の負圧にな
ったときにパージ制御弁を閉弁してパージ系を密閉する
ようにしている。ところが、燃料タンクはベーパ通路、
キャニスタ、パージ通路及びパージ制御弁を介して機関
の吸気通路に接続されている。パージ系への負圧導入時
には燃料タンク内の気体が上記ベーパ通路からパージ制
御弁に至る流路を通って吸気通路に流入するため、上記
流路には圧損が生じる。このため、負圧導入中は上記流
路に燃料タンクから吸気通路に向けて圧力が低下する圧
力勾配が生じており、燃料タンク内圧は流路中で最も高
くなっている。特に、キャニスタと燃料タンクとを結ぶ
ベーパ通路には絞りが設けられている場合が多く、負圧
導入中には通常キャニスタ内圧は燃料タンク内圧よりか
なり低くなっている。

【０００８】このため、圧力センサで検出した燃料タン
ク内圧が所定の負圧になったときにパージ制御弁を閉弁
してパージ系を密閉すると、パージ系内圧は最終的には
燃料タンク内圧とキャニスタ内圧との間の圧力になり、
上記所定の負圧より低くなってしまう。

【０００９】すなわち、燃料タンクに設けた圧力センサ
で検出した燃料タンク内圧が所定の負圧まで低下したと
きにパージ制御弁を閉弁してパージ系を密閉すると、燃
料タンク内圧はその後更に低下することになる。前述し
たように、パージ系密閉後パージ系内圧は洩れがない場
合でも燃料タンク内の燃料蒸発により徐々に上昇する。
パージ系の洩れ検出のための圧力変化測定は、通常パー
ジ系内圧が上昇して上記所定負圧に到達したときに開始
されるが、パージ制御弁閉弁後の燃料タンク内圧の低下
幅が大きい場合には、一旦低下した燃料タンク内圧が上
記所定の負圧まで上昇するのに時間を要する場合があ
る。特に、パージ系に洩れがなく、しかも燃料タンク内
の燃料蒸発速度が小さい場合等は、パージ制御弁閉弁後
（すなわちパージ系への負圧導入を終了してパージ系を
密閉した後）洩れ検出のための圧力変化測定を開始する
までに長時間を要するようになり、故障診断にかかる時
間が長くなる場合がある。

【００１０】ところが、故障診断はパージ制御弁を閉弁
して、すなわちキャニスタのパージを中断して行う必要
があるため、上記のように故障診断に要する時間が長く
なるとパージ中断時間が長くなりキャニスタを充分にパ
ージできなくなりキャニスタ内の蒸発燃料吸着剤が吸着
した燃料で飽和しやすくなってしまう問題がある。本発
明は上記問題に鑑み、パージ系内に吸気通路の負圧を導
入してエバポパージシステムの故障診断を行う際に、故
障診断に要する時間を短縮しキャニスタのパージに与え
る影響を最小限にすることが可能なエバポパージシステ
ムの故障診断装置を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、内燃機関燃料タンク内の蒸発燃料を吸着するキ
ャニスタと、該キャニスタを大気に連通する大気導入弁
と、前記燃料タンク内の燃料液面上部空間を前記キャニ
スタに接続するベーパ通路と、前記キャニスタと機関吸
気通路とを接続するパージ通路と、該パージ通路に配置
されたパージ制御弁と、機関運転中に前記大気導入弁を
閉弁して前記パージ制御弁を開弁し、前記燃料タンクと
キャニスタとベーパ通路とパージ通路とを含むパージ系
に吸気通路負圧を導入することにより、前記パージ系の
内圧を低下させて前記パージ制御弁を閉弁することによ
り前記パージ系内圧を所定圧力以下の負圧状態で密閉す
る負圧密閉手段と、該負圧密閉状態のパージ系内圧が上
昇して前記所定圧力に到達した後のパージ系内圧変化に
基づいてエバポパージシステムの故障の有無を判定する
判定手段と、を備えたエバポパージシステムの故障診断
装置において、前記負圧密閉手段は、燃料タンク内圧を
検出する圧力検出手段と、前記圧力検出手段で検出した
燃料タンク内圧が、前記所定圧力より高い所定の閉弁圧
力まで低下したときに前記パージ制御弁を閉弁してパー
ジ系を密閉する負圧導入手段と、前記圧力検出手段で検
出した、前記吸気通路負圧導入中の燃料タンク内圧の低
下速度に基づいて前記閉弁圧力を設定する設定手段と、
を備えたエバポパージシステムの故障診断装置が提供さ
れる。

【００１２】すなわち請求項１の発明では、パージ系へ
の負圧導入時に検出した燃料タンク内圧が所定の圧力に
なってからパージ制御弁を閉弁するのではなく、燃料タ
ンク内圧が上記所定の圧力より高い圧力（閉弁圧力）に
なったときにパージ制御弁を閉弁してパージ系を密閉す
る。パージ制御弁閉弁時には燃料タンク内とパージ系の
キャニスタ側部分（以下、「キャニスタ部分」と言う）
との間には圧力差が生じているため、パージ系密閉後燃
料タンク内圧は更に低下して最終的には燃料タンク内圧
はパージ弁の上記閉弁圧力より低い圧力に到達する。パ
ージ制御弁の閉弁圧力と最終到達圧力との差は、燃料タ
ンク内とキャニスタ部分との圧力差が大きいほど大きく
なる。一方、燃料タンク内とキャニスタ部分との圧力差
は燃料タンクからキャニスタ部分に流出する気体流量が
大きいほど、すなわち燃料タンク内の圧力低下速度が大
きいほど大きくなる。このため、パージ制御弁の上記閉
弁圧力を燃料タンク内圧低下速度に応じて設定すること
により、燃料タンクの最終到達圧力を制御することがで
きる。例えば、燃料タンク内圧低下速度が大きいときに
は、パージ制御弁閉弁後最終到達圧力になるまでの燃料
タンク内圧低下幅が大きくなるため、パージ制御弁閉弁
圧力を高く設定することによりパージ制御弁閉弁後に燃
料タンク内圧が必要以上に低下することを抑制できる。
従って、燃料タンク内圧低下速度に基づいてパージ制御
弁閉弁圧力を設定することにより、閉弁後の燃料タンク
の最終到達圧力がパージ系内圧変化測定を開始する所定
圧力（以下、「測定開始圧力」という）近傍になるよう
に設定することが可能となり、燃料タンク内圧が測定開
始圧力になるまでの時間を短縮し、故障診断を短時間で
完了することが可能となる。

【００１３】請求項２に記載の発明によれば、内燃機関
燃料タンク内の蒸発燃料を吸着するキャニスタと、該キ
ャニスタを大気に連通する大気導入弁と、前記燃料タン
ク内の燃料液面上部空間を前記キャニスタに接続するベ
ーパ通路と、前記キャニスタと機関吸気通路とを接続す
るパージ通路と、該パージ通路に配置されたパージ制御
弁と、機関運転中に前記大気導入弁を閉弁して前記パー
ジ制御弁を開弁し、前記燃料タンクとキャニスタとベー
パ通路とパージ通路とを含むパージ系に吸気通路負圧を
導入することにより、前記パージ系の内圧を低下させて
前記パージ制御弁を閉弁することにより前記パージ系内
圧を所定圧力以下の負圧状態で密閉する負圧密閉手段
と、該負圧密閉状態のパージ系内圧が上昇して前記所定
圧力に到達した後のパージ系内圧変化に基づいてエバポ
パージシステムの故障の有無を判定する判定手段と、を
備えたエバポパージシステムの故障診断装置において、
前記負圧密閉手段は、燃料タンク内圧を検出する圧力検
出手段と、前記圧力検出手段で検出した燃料タンク内圧
が、前記所定圧力より高い所定の開弁圧力まで低下した
ときに前記大気導入弁を開弁し、前記パージ制御弁閉弁
後に前記大気導入弁を閉弁してパージ系を密閉する負圧
導入手段と、前記圧力検出手段で検出した、前記吸気通
路負圧導入中の燃料タンク内圧の低下速度に基づいて前
記開弁圧力を設定する設定手段と、を備えたエバポパー
ジシステムの故障診断装置が提供される。

【００１４】すなわち、請求項２の発明では、パージ系
に負圧を導入する際に燃料タンク内圧が上記所定圧力よ
り高い圧力（開弁圧力）になったときに大気導入弁を開
弁してキャニスタ内に大気を導入する。これにより、キ
ャニスタ内の圧力は上昇して、燃料タンクとキャニスタ
部分との圧力差は減少する。また、この状態でパージ制
御弁を閉弁しても、燃料タンクとキャニスタ部分とに圧
力差が生じている限り燃料タンク内圧は低下を続ける
が、燃料タンク内圧とキャニスタ部分との圧力差は減少
しているため、大気導入弁を閉弁してパージ系を密閉し
てもその後の燃料タンク内圧低下幅は小さくなる。この
ように、負圧導入時には大気導入弁を開弁するタイミン
グを変えることにより、燃料タンクとキャニスタ部分と
の圧力差を制御することができる。例えば、燃料タンク
とキャニスタ部分との圧力差が大きい場合には（すなわ
ち、負圧導入時の燃料タンク内圧低下速度が大きい場合
には）大気導入弁を早く開弁して（すなわち開弁圧を高
く設定して）上記圧力差を減少させることが可能であ
る。従って、負圧導入時の燃料タンク内圧低下速度に基
づいて大気導入弁の開弁圧力を設定することにより、パ
ージ系密閉時の燃料タンクとキャニスタ部分との圧力差
を減少させ、パージ系密閉後の燃料タンク内圧低下幅を
小さくすることが可能となる。このため、パージ系密閉
後短時間でパージ系内圧を測定開始圧力に到達させるこ
とができ、短時間で故障診断を完了することが可能とな
る。

【００１５】請求項３に記載の発明によれば、内燃機関
燃料タンク内の蒸発燃料を吸着するキャニスタと、該キ
ャニスタを大気に連通する大気導入弁と、前記燃料タン
ク内の燃料液面上部空間を前記キャニスタに接続するベ
ーパ通路と、前記キャニスタと機関吸気通路とを接続す
るパージ通路と、該パージ通路に配置されたパージ制御
弁と、機関運転中に前記大気導入弁を閉弁して前記パー
ジ制御弁を開弁し、前記燃料タンクとキャニスタとベー
パ通路とパージ通路とを含むパージ系に吸気通路負圧を
導入することにより、前記パージ系の内圧を低下させて
前記パージ制御弁を閉弁することにより前記パージ系内
圧を所定圧力以下の負圧状態で密閉する負圧密閉手段
と、該負圧密閉状態のパージ系内圧が上昇して前記所定
圧力に到達した後のパージ系内圧変化に基づいてエバポ
パージシステムの故障の有無を判定する判定手段と、を
備えたエバポパージシステムの故障診断装置において、
更に、前記キャニスタと燃料タンク内の液面上部空間を
接続する、前記ベーパ通路とは別のバイパス通路と、該
バイパス通路に配置され前記負圧密閉手段によるパージ
系への吸気通路負圧導入時のみ開弁する負圧導入弁とを
備え、前記負圧導入弁開弁時の前記バイパス通路の流路
抵抗を前記ベーパ通路の流路抵抗より小さく設定した、
エバポパージシステムの故障診断装置が提供される。

【００１６】すなわち、請求項３の発明ではベーパ通路
とは別個に燃料タンクとキャニスタとを接続するバイパ
ス通路が設けられており、バイパス通路に設けられた負
圧導入弁によりパージ系への負圧導入時のみバイパス通
路により燃料タンクとキャニスタとが連通するようにさ
れている。また、通常キャニスタと燃料タンクとを接続
するベーパ通路には絞りなどが設けられており流路抵抗
が比較的大きくなっているのに対して、バイパス通路に
は絞りなどは設けられておらず負圧導入弁開弁時のバイ
パス通路の流路抵抗はベーパ通路の流路抵抗より小さく
なるようにされている。このため、パージ系への負圧導
入時に負圧導入弁が開弁するとキャニスタと燃料タンク
とはベーパ通路に加えて、流路抵抗の小さいバイパス通
路により連通されるようになる。従って、燃料タンクか
らキャニスタに流れる気体の圧損が低下し、負圧導入時
の燃料タンクとキャニスタ部分との圧力差が小さくな
る。前述したように、パージ制御弁を閉弁してパージ系
を密閉した後の燃料タンクの最終到達圧力までの圧力低
下幅は、パージ制御弁閉弁時のキャニスタと燃料タンク
との圧力差が大きいほど大きくなるが、本発明では負圧
導入時のみに燃料タンクとキャニスタとを連通するパー
ジ通路を設けたために、パージ制御弁閉弁時のキャニス
タと燃料タンクとの圧力差は極めて小さくなり、パージ
制御弁閉弁後の燃料タンク内圧低下はほとんど生じな
い。すなわち、本発明によれば、負圧導入時にパージ制
御弁閉弁後極めて短時間で燃料タンク内圧が測定開始圧
力に到達し内圧変化測定を開始することができるため、
短時間で故障診断を完了することが可能となる。なお、
負圧導入弁としては負圧導入時にパージ制御弁と連動し
て作動する電磁遮断弁、或は負圧導入時のキャニスタと
燃料タンク内圧との差圧の大きさに応じて開弁するダイ
ヤフラム式遮断弁などが使用可能である。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を用いて本発明の
実施形態について説明する。図１は本発明を自動車用内
燃機関のエバポパージシステムに適用した実施例の概略
構成を示す図である。図１において、１００は内燃機関
本体、１は内燃機関１００の吸気通路、３は吸気通路１
に配置されたエアクリーナを示す。吸気通路１には運転
者のアクセルペダル（図示せず）の操作に応じた開度を
とるスロットル弁６が設けられている。

【００１８】図１に１１で示すのは機関の燃料タンクで
ある。タンク１１内の燃料油はフュエルポンプ７０によ
り昇圧され、フィード配管７１を介して機関１００の各
気筒の燃料噴射弁１０１に圧送される。燃料タンク１１
には、燃料タンク内液面上部空間の圧力を検出する圧力
センサ３３が設けられている。タンク１１の上部には、
後述するキャニスタ１０にタンク１１内の燃料油液面上
部空間を接続するブリーザー配管１３が接続されてい
る。

【００１９】ブリーザー配管１３とタンク１１との接続
部には、それぞれフロート弁からなるＣＯＶ（ＣＵＴ
ＯＦＦ ＶＡＬＶＥ）１３２とＲＯＶ（ＲＯＬＬ ＯＶ
ＥＲＶＡＬＶＥ）１３３とが設けられている。ＲＯＶ１
３３は、給油時の液面上昇により閉弁し、ブリーザ配管
１３と燃料タンク１１との接続を遮断する。また、ＲＯ
Ｖ１３３は、車両転倒時等にブリーザ配管１３とタンク
１１との接続部を閉鎖し、ブリーザー配管１３を介して
大量の燃料油が外部に洩れることを防止する機能を有し
ている。

【００２０】ＣＯＶ１３２はＲＯＶ１３３と並列に配置
されており、ＲＯＶ１３３より更に液面が上昇したとき
にブリーザ配管１３とタンク１１との連通を遮断する。
ＣＯＶ１３２は、給油時の液面上昇時にはＲＯＶ１３３
閉弁後も開弁してタンク１１とブリーザ配管１３とを連
通するが、車両旋回による液面の動揺等によりＣＯＶ１
３２位置まで液面が到達したような場合、及び車両転倒
時等には閉弁し、燃料油がブリーザー配管１３に侵入す
ることを防止する機能を有する。

【００２１】図１に１０で示すのは燃料タンク内の燃料
ベーパを吸着するキャニスタである。キャニスタ１０
は、内部に燃料ベーパを吸着する活性炭等の吸着剤５０
を収納し、給油弁１３１を介してブリーザ配管１３に接
続されている。給油弁１３１は、燃料タンク１１内圧が
大気圧よりわずかに高くなると開弁し、ブリーザー配管
１３を通してタンク１１内の蒸発燃料を含む空気をキャ
ニスタ１０に流すようにされている。

【００２２】キャニスタ１０は、更に、パージ配管１４
により吸気通路１と接続されており、パージ配管１４と
吸気通路１との接続部にはパージ制御弁１５が設けられ
ている。パージ制御弁１５はソレノイドアクチュエータ
などの適宜な形式のアクチュエータを備え、後述する電
子制御ユニット（ＥＣＵ）３０からの信号により開弁
し、キャニスタ１０と吸気通路１とを連通する。

【００２３】また、キャニスタ１０は、ＣＣＶ（ＣＡＮ
ＩＳＴＥＲ ＣＬＯＳＥ ＶＡＬＶＥ）１７を介して大
気連通管１８と接続されている。大気連通管１８はタン
ク１１の給油口近傍に開口しており、大気連通管１８上
にはエアフィルタ１９が設けられている。エアフィルタ
１９はパージ実行時に大気連通管１８からキャニスタ１
０内に流入する空気中の異物を除去するものである。Ｃ
ＣＶ１７は、ソレノイドアクチュエータなどの適宜な形
式のアクチュエータを備え、ＥＣＵ３０からの制御信号
に応じて大気連通管１８とキャニスタ１１との連通を遮
断するものである。

【００２４】機関停止中等のように吸気通路１にパージ
ガスを供給できない状態では、パージ制御弁１５は閉弁
され、キャニスタ１０のＣＣＶ１７は開弁状態に保持さ
れる。この場合には、キャニスタ１０はＣＣＶ１７によ
り大気に連通しており、キャニスタ１０内圧は大気圧と
なる。この状態では、燃料タンク内圧の変動は主に外気
温の変化によるタンク内燃料の蒸気圧の変化によるもの
となるため、タンク内圧の変動は比較的緩やかなものと
なる。また、給油弁１３１には、閉弁時にもブリーザ配
管１３とキャニスタ１０とを連通する小径の連通孔が設
けられている。このため、この状態ではタンク内圧は給
油弁１３１の連通孔を介してキャニスタ１０内圧と均圧
されるため、燃料タンク内圧は略大気圧に保たれる。

【００２５】次に、この状態で給油が行われると燃料タ
ンク内の液面上昇により燃料タンク１１の液面上部空間
の圧力が上昇する。燃料タンク１１内圧がキャニスタ１
０圧力より高くなると給油弁１３１が開弁し、燃料タン
ク１１とキャニスタ１０とは給油弁１３１を介して連通
する。

【００２６】これにより、燃料タンク１１の液面上部空
間からブリーザ配管１３を介して燃料蒸気と空気との混
合気がキャニスタ１０内に流入し、キャニスタ１０内の
吸着剤５０を通過してＣＣＶ１７から大気連通管１８に
流入する。混合気中の燃料ベーパは吸着剤５０を通過時
に吸着剤に吸着されるため、大気連通管１８からはキャ
ニスタ１０内の吸着剤５０により燃料蒸気を除去された
後の空気のみが放出されるようになる。従って、給油時
の燃料ベーパの大気放出が防止されるとともに、燃料タ
ンク１１内圧が上昇して給油が困難になることが防止さ
れる。

【００２７】吸着剤５０に吸着された燃料ベーパ量が増
大すると吸着剤５０が燃料ベーパで飽和してしまい、そ
れ以上蒸発を吸着できなくなるため、本実施形態では機
関運転中にパージを行い吸着剤５０から吸着した燃料ベ
ーパを脱離（パージ）させる。キャニスタ１０のパージ
は、機関１００の運転中にＣＣＶ１７とパージ制御弁１
５との両方を開弁し、空気をキャニスタ１０内に導入す
ることにより行う。すなわち、通常の機関では機関運転
中、吸気通路１のスロットル弁６下流側には負圧が発生
しているため、機関運転中にパージ制御弁１５を開弁す
るとキャニスタ１０内にはパージ配管１４を介して吸気
通路１の負圧が作用し、キャニスタ内圧は大気圧より低
くなる。

【００２８】このため、パージ制御弁１５が開弁する
と、ＣＣＶ１７を介して、大気連通管１８からフィルタ
１９により異物を除去された清浄な空気がキャニスタ１
０内に流入する。この空気はキャニスタ１０内の吸着剤
５０を通過時に燃料ベーパを吸着剤から離脱させ、燃料
ベーパと空気との混合ガス（パージガス）となってパー
ジ配管１４からパージ制御弁１５を通って機関吸気通路
１に流入する。これにより、パージガスは吸着剤５０か
らパージされて機関燃焼室で燃焼し、吸着剤５０が燃料
ベーパで飽和することが防止される。

【００２９】図１に３０で示すのは、機関の電子制御ユ
ニット（ＥＣＵ）である。ＥＣＵ３０は、ＲＯＭ（リー
ドオンリメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモ
リ）、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）及び入出力ポート
を互いに双方向性バスで接続した公知の構成のマイクロ
コンピュータからなり、機関運転中にパージ制御弁１５
とＣＣＶ１７とを制御して前述したキャニスタ１０のパ
ージを行う。また、本実施形態ではＥＣＵ３０は機関運
転中にパージ制御弁１５とＣＣＶ１７との開閉操作によ
り、パージ系を負圧状態で密閉し、内圧変化に基づいて
洩れ、穴等の異常の有無を判断する故障診断操作を行
う。

【００３０】上記制御のため、ＥＣＵ３０の出力ポート
は図示しない駆動回路を介してパージ制御弁１５のアク
チュエータとＣＣＶ１７のアクチュエータとにそれぞれ
接続され、これらの弁の作動を制御している。また、Ｅ
ＣＵ３０の入力ポートには、機関の回転数、機関吸入空
気量、機関冷却水温度等を表す信号が、それぞれ図示し
ないセンサから入力されている他、図示しないＡＤ変換
器を介して圧力センサ３３から燃料タンク１１内圧を表
す信号が入力されている。

【００３１】次に、本発明のエバポパージシステムの故
障診断操作について説明する。本発明では機関運転開始
後に所定のパージ実行条件が成立してパージが実行され
ているときに、パージ系を負圧密閉状態にして内圧上昇
速度を測定する。パージ実行中は、パージ制御弁１５が
開弁し、パージ通路１４を介してキャニスタ１０には吸
気通路１の負圧が作用している。しかし、ＣＣＶ１７が
開弁しているためキャニスタ１０内は大気連通管１８を
介して大気に連通しており、キャニスタ１０内の圧力は
吸気通路圧力とパージ制御弁１５開度により定まる圧力
に維持されている。この状態で、ＣＣＶ１７を閉弁する
と、大気連通管１８からの空気の流入が停止し、キャニ
スタ１０内の圧力は低下する。

【００３２】また、キャニスタ内の負圧は給油弁１３１
の連通孔を通じてブリーザ配管１３と燃料タンク１１と
に導入されるため、給油弁１３１を介してキャニスタ１
０と連通する燃料タンク１１、ブリーザ配管１３等のパ
ージ系内圧が低下する。そして、パージ系内圧が充分に
低下したところで、パージ制御弁１５を閉弁すると、パ
ージ系は負圧状態で密閉される。パージ系が密閉される
と、燃料タンク１１内の燃料の蒸発によりパージ系内圧
は上昇を開始するようになる。

【００３３】本発明では、上記のようにパージ系を負圧
密閉状態に維持した状態でパージ系内圧が圧力上昇によ
り所定の圧力（すなわち、測定開始圧力）（例えば７４
５ｍｍＨｇ程度の圧力）に到達した後所定の時間（例え
ば５秒程度）内のパージ系内圧変化（内圧上昇速度）Δ
Ｐを測定する。そして、測定したΔＰの値に基づいてパ
ージ系に洩れ、穴等の故障が生じているか否かを判定す
る。

【００３４】この状態でのパージ系内圧上昇速度は、パ
ージ系に洩れや穴あきがなければ燃料タンク１１内の燃
料の蒸発のみによるものとなるため、比較的緩やかなも
のとなるが、仮にパージ系に洩れや穴あきが生じていた
場合には、洩れ部分を通じて外部から空気が系内に侵入
し、圧力上昇速度は燃料の蒸発のみによる場合に較べて
大きくなる。

【００３５】従って、負圧密閉時のパージ系内圧上昇測
定（以下の説明では「洩れ検出」という）で測定された
内圧上昇速度ΔＰが大きい場合には、パージ系に洩れ等
の異常が生じている可能性があると判断できる。実際に
は洩れ検出時のパージ系内圧上昇速度は、パージ系に洩
れがなくても洩れ検出中の燃料蒸発速度が大きい場合に
は大きくなる。このため、単に洩れ検出時の内圧上昇速
度が大きかっただけでは、洩れにより内圧上昇速度が大
きくなったのか、燃料蒸発速度が大きいために内圧上昇
速度が大きくなったのかを判別することはできない。

【００３６】そこで、本実施形態では洩れ検出時にΔＰ
の値がある判定値より大きくなり異常判定がなされた場
合には、引続き燃料タンク内の燃料蒸発速度を検出し、
この異常判定が信頼できるものであるか否かを検証する
ようにしている。すなわち、この場合には洩れ検出終了
後にパージ制御弁１５を閉弁保持したままでＣＣＶ１７
を開弁してパージ系内に大気を導入し、パージ系内圧を
大気圧近傍まで上昇させる。そして、パージ系内圧が大
気圧近傍まで上昇したことを圧力センサ３３で検出する
と、ＣＣＶ１７を閉弁してパージ系内を大気圧に保持し
たまま密閉する。この大気圧密閉状態では、仮にパージ
系に洩れが生じていてもパージ系内圧と大気との差圧が
小さいため大気はパージ系内に侵入しない。

【００３７】このため、この大気圧密閉状態で生じるパ
ージ系内圧上昇は燃料タンク１１内の燃料の蒸発による
もののみとなる。従って、パージ系を大気圧密閉状態に
して所定時間内（例えば1５秒間程度）におけるパージ
系内圧の上昇幅を燃料タンク１１の圧力センサー３３で
検出することにより、燃料蒸発速度を測定することがで
きる。

【００３８】本実施形態では燃料蒸発速度の測定を行う
のは洩れ検出操作において内圧上昇が所定値以上であっ
た場合のみである。この場合、燃料蒸発速度が小さい場
合には、洩れ検出操作時の内圧上昇は実際にパージ系に
洩れが生じていたためと判定することができる。また、
燃料蒸発速度が大きい場合には洩れ検出時のパージ系内
圧上昇は、燃料蒸発速度が大きいために生じた可能性が
あるため、必ずしもパージ系に洩れが生じていると判定
することはできないため、洩れの有無の判定を保留して
異常診断を中止する。

【００３９】ところが、洩れ検出を実施するためにパー
ジ制御弁１５を通じて吸気通路の負圧をパージ系に導入
する場合に、圧力センサ３３で検出した圧力が洩れ検出
のための圧力上昇速度の測定を開始する圧力（測定開始
圧力）になったときにパージ制御弁１５を閉弁してパー
ジ系を密閉すると、密閉後実際に洩れ検出を開始できる
までの間に比較的長い時間を要する問題が生じる。

【００４０】すなわち、負圧導入時には燃料タンクを含
むパージ系内の気体（燃料蒸気と空気との混合気）はパ
ージ制御弁１５を通じて機関の吸気通路１に流入してい
る。このため、パージ系内には燃料タンク１１からベー
パ通路１３とキャニスタ１０、パージ配管１４を通って
吸気通路１に向う気体の流れが生じている。このため、
流路の圧力損失により燃料タンク１１より吸気通路１に
近いパージ系部分（キャニスタ部分）の圧力は燃料タン
ク１１内圧より低くなっている。従って、この状態でパ
ージ制御弁１５を閉弁してパージ系を密閉すると、最終
的にはパージ系内圧はキャニスタ部分の圧力と燃料タン
ク内圧との間の圧力に落着くことになる。つまり、燃料
タンク１１に設けた圧力センサ３３で検出した燃料タン
ク内圧が測定開始圧力になったときにパージ制御弁１５
を閉弁したのでは、パージ系内圧は更に低下して測定開
始圧力より更に低い圧力になってしまう。この、最終的
に到達するパージ系内圧（最終到達圧力）と測定開始圧
力との差は、パージ系閉弁時の燃料タンク内圧とキャニ
スタ部分内圧との差が大きいほど大きくなる。

【００４１】ところが、前述したようにキャニスタと燃
料タンクとの間のベーパ通路には負圧導入時には閉弁し
ている給油弁１３１が設けられており、負圧導入時には
キャニスタ１０とブリーザ配管１３とは給油弁の小径の
連通孔のみを介して連通している。このため、ブリーザ
配管１３の流路抵抗はかなり大きくなっており、負圧導
入時には燃料タンクとキャニスタ部分との間の圧力差も
それに応じて大きくなっている。

【００４２】従って、圧力センサ３３で検出した燃料タ
ンク内圧が測定開始圧力に低下したときにパージ制御弁
１５を閉弁すると、パージ系の最終到達圧力は測定開始
圧力より大幅に低くなってしまう。洩れ検出のための圧
力上昇速度の計測は、この状態から燃料タンク内圧が測
定開始圧力まで上昇したときに開始されるが、特に洩
れ、穴等がなく燃料タンク内圧上昇が燃料蒸発のみによ
る場合には圧力の上昇速度が小さいため、燃料タンク内
圧が最終到達圧力から測定開始圧力まで上昇するのに比
較的長い時間を要する問題がある。

【００４３】エバポパージシステムの故障診断はパージ
制御弁１５を閉弁した状態で行うため、故障診断中はキ
ャニスタ１０のパージを中断する必要がある。このた
め、燃料タンク内圧が測定開始圧力に上昇するまでの時
間が長くなると故障診断に要する時間が長くなり、キャ
ニスタ１０のパージが中断される時間が長くなり、キャ
ニスタのパージを十分に行うことができない問題が生じ
る。以下に説明する実施形態では、パージ制御弁１５閉
弁後パージ系内圧が測定開始圧力に到達する時間を短縮
することにより、故障診断を完了するまでの時間を短縮
している。

【００４４】（１）第１の実施形態 以下、本発明の第１の実施形態について説明する。本実
施形態では、負圧導入時に燃料タンク内圧が測定開始圧
力に到達したときにパージ制御弁１５を閉弁するのでは
なく、燃料タンク内圧が測定開始圧力より高い圧力（閉
弁圧力）まで低下したときにパージ制御弁１５を閉弁し
てパージ系を密閉する。

【００４５】前述したように、この状態ではキャニスタ
部分と燃料タンク内とには圧力差が生じているためパー
ジ制御弁１５を閉弁後も燃料タンク内圧は低下し、パー
ジ系内圧はパージ制御弁閉弁時のキャニスタ内圧と燃料
タンク内圧との間の最終到達圧力に均一化される。しか
し、本実施形態では燃料タンク内圧が測定開始圧より高
いときにパージ制御弁を閉弁するため、その後燃料タン
ク内圧低下があっても最終到達圧力自体は、燃料タンク
内圧が測定開始圧力になると同時にパージ制御弁を閉弁
した場合に較べて高くなり、最終到達圧力と測定開始圧
力との差が小さくなる。

【００４６】更に、本実施形態ではパージ制御弁の閉弁
圧力を負圧導入時の燃料タンク内圧の低下速度に基づい
て設定することにより、最終到達圧力と測定開始圧力と
の差が更に小さくなるようにしている。パージ制御弁閉
弁時の燃料タンク内圧から最終到達圧力までの燃料タン
ク内の圧力低下幅は、パージ制御弁閉弁時の燃料タンク
とキャニスタ部分との圧力差が大きいほど大きくなる。
一方、燃料タンクとキャニスタ部分との圧力差は、燃料
タンクから流出して吸気通路に流れる気体の流れの圧損
に等しくなるため、パージ系の諸元が一定であれば燃料
タンクから流出する気体の流量に対応したものになる。
燃料タンクから流出する気体の流量は燃料タンク内圧の
低下速度に対応しているため、結局、燃料タンク内圧低
下速度は燃料タンクとキャニスタとの圧力差に応じた値
になる。このため、燃料タンク内圧低下速度を測定する
ことによりパージ制御弁閉弁後の燃料タンク内圧低下幅
を知ることができるため、内圧低下速度に基づいてパー
ジ制御弁閉弁後の最終到達圧力が測定開始圧力付近にな
るようなパージ弁閉弁圧力を決定することが可能であ
る。

【００４７】本実施形態では、予め実際のパージ系を用
いて負圧導入中の燃料タンク内圧低下速度とパージ制御
弁閉弁後の燃料タンク内圧低下幅との関係を実験により
求めてあり、パージ弁閉弁後の最終到達圧力を測定開始
圧力よりやや低く（例えば数ｍｍＨｇ程度低く）するた
めに必要とされるパージ弁閉弁圧力（所要閉弁圧力）Ｐ
Ｃと燃料タンク内圧低下速度ΔＰとの関係を算出してあ
る。

【００４８】図２は、上記により求められた所要閉弁圧
力と燃料タンク内圧低下速度との関係の１例を示す図で
ある。図２に示すように、所要閉弁圧力ＰＣは内圧低下
速度ΔＰが小さいほど（すなわち、燃料タンクとキャニ
スタ側との圧力差が小さいほど）測定開始圧力に近づく
ようになる。このように、負圧導入時にパージ制御弁閉
弁圧力を燃料タンク内圧低下速度に応じて設定すること
により、パージ制御弁閉弁からパージ系内圧上昇速度測
定開始までの時間を大幅に短縮することが可能となり、
故障診断を短時間で完了することが可能となるためキャ
ニスタのパージ中断時間を低減することができる。

【００４９】図３は、上述した本実施形態のエバポパー
ジシステム故障診断操作を説明するフローチャートであ
る。本操作は、ＥＣＵ３０により実行される。図３の操
作では、まずステップ３０１で異常診断操作の実行条件
が成立しているか否かを判定する。ステップ３０１で判
断する異常検出操作実行条件は、ａ．機関始動後エバポ
パージシステムの故障診断がまだ完了していないこと、
ｂ．現在パージ実行中であること（パージ制御弁１５が
開弁していること）、ｃ．大気圧が所定値以上であるこ
と、ｄ．燃料タンク内の圧力変動が所定値以下であるこ
と（例えば、坂道走行、旋回、悪路走行などによりタン
ク内の液面が大きく揺れていないこと）などである。

【００５０】上記条件ａ．は、本故障診断操作はパージ
の中断を伴なうため、既に完了しているにもかかわらず
故障診断を繰り返してパージ中断期間が長くなることを
防止するためであり、上記条件ｂ．は、本故障診断操作
はパージ制御弁１５を開弁してパージ系内に負圧を導入
する必要があり、故障診断時にはキャニスタ内の蒸発燃
料が吸気通路に流入するため、パージを実行していない
ときに本故障診断を行うと機関運転状態に影響が生じる
場合があるからである。また、上記条件ｃ．及びｄ．は
測定結果にノイズが混入することを防止して信頼性の高
い故障診断を行うための条件である。

【００５１】ステップ３０１の条件が全て成立した場合
には、次にステップ３０３でパージを実行したまま（パ
ージ制御弁１５を開弁したまま）でＣＣＶ１７を閉弁す
る負圧導入操作を開始する。これにより、パージ系内に
吸気通路１内の負圧が導入され、キャニスタ１０、燃料
タンク１１などのパージ系内の圧力が低下する。また、
ステップ３０５では負圧導入中の所定時間内の燃料タン
ク内圧低下幅（すなわち燃料タンク内圧低下速度）ΔＰ
を燃料タンクの圧力センサ３３の検出値に基づいて算出
する。

【００５２】そして、ステップ３０７では、上記により
算出した燃料タンク内圧低下速度ΔＰを用いて、図２に
示した関係に基づいてパージ制御弁閉弁圧力ＰＣを算出
する。前述したように、ステップ３０７で算出される閉
弁圧力ΔＰは、パージ制御弁１５閉弁後の燃料タンク
（及びパージ系内圧）の最終到達圧力が洩れ検出のため
のパージ系内圧上昇速度測定開始圧力よりやや低くなる
圧力である。

【００５３】ステップ３０７でパージ制御弁閉弁圧力Ｐ
Ｃを算出後、ステップ３０９では燃料タンクの圧力セン
サ３３で検出した燃料タンク内圧ＰＴが低下して上記に
より算出した閉弁圧力ＰＣに到達するまで待機し、ＰＴ
が閉弁圧力ＰＣに到達したときにステップ３１１でパー
ジ制御弁１５を閉弁する。これにより、パージ系は密閉
され、キャニスタ側と燃料タンクの内圧は均一化される
ため、燃料タンク内圧ＰＴは低下を続ける。

【００５４】ステップ３１３とステップ３１５はパージ
系内圧が均一化されたか否か、すなわち燃料タンク内圧
ＰＴが最終到達圧力に到達したか否かの判定操作であ
る。すなわち、ステップ３１３では圧力センサ３３で検
出した燃料タンク内圧ＰＴの所定時間の変化量（低下速
度）ΔＰを再度算出し、ステップ３１５では算出したΔ
Ｐの値が正または０になっているか否かを判定する。

【００５５】ステップ３１３と３１５はステップ３１５
でΔＰ≧０になるまで、すなわち燃料タンク内の圧力の
低下が終了し、パージ系内圧が最終到達圧力にになるま
で繰返される。燃料タンク内圧が最終到達圧力まで低下
した後は、燃料タンク内圧（パージ系内圧）はタンク内
燃料の蒸発（及び、生じている場合にはパージ系の洩
れ）等により上昇を始める。

【００５６】ステップ３１７では、上記により上昇を開
始した燃料タンク内圧ＰＴが所定の測定開始圧力ＰＳ
（例えば７４５ｍｍＨｇ程度の圧力）に到達したときに
ステップ３１９でパージ系の洩れ検出を行う。すなわ
ち、ステップ３１９では系内圧力が所定の測定開始圧力
ＰＳに到達した時から計時を開始して、その後所定時間
内（例えば５秒程度）に圧力センサ３３で検出した圧力
上昇幅（燃料タンク内圧上昇速度）をΔＰＬとして採用
する。

【００５７】上記により、洩れ検出操作を完了した後、
ステップ３２１ではパージ系の異常の有無の仮判定が行
われる。ステップ３２１の仮判定では、洩れ検出操作で
測定された圧力上昇速度ΔＰＬが判定値ΔＰＬ₀以下か
否かによりパージ系の異常の有無を判定する。ここで、
ΔＰＬ≦ΔＰＬ₀の場合には、系内の圧力上昇は小さ
く、燃料蒸発速度にかかわらずパージ系の洩れが生じて
いないと判断できるため、ステップ３２３に進み、パー
ジ系は正常であるとの正常判定がなされる。本実施形態
では、ΔＰＬ₀は、数ｍｍＨｇ／５秒程度の値に設定さ
れる。

【００５８】なお、正常判定がなされると、パージ制御
弁１５とＣＣＶ１７とは直ちに開弁されてキャニスタ１
０のパージが再開される。

【００５９】一方、ステップ３２１でΔＰＬ＞ΔＰＬ₀
であった場合には、洩れ検出時の内圧上昇が大きく、実
際に洩れが生じている可能性があるため燃料蒸発速度の
大きさを判定する必要がある。そこで、この場合にはス
テップ３２５以下の燃料蒸発速度検出操作を行う。

【００６０】すなわち、ステップ３２５では、まずパー
ジ制御弁１５を閉弁したままでＣＣＶ１７を開弁し、パ
ージ系への大気導入を開始する。これにより、燃料タン
クを含むパージ系の内圧は上昇を開始する。ステップ３
２７では圧力センサ３３で検出した燃料タンク内圧ＰＴ
が大気圧ＰＡまで上昇するのを待ち、ＰＴ≧ＰＡになっ
たときにステップ３２９でＣＣＶ１７を閉弁してパージ
系を大気圧で密閉し、ステップ３３１では燃料蒸発速度
を測定する。すなわち、ステップ３３１では大気圧密閉
状態での所定時間（１５秒程度）の間のパージ系内圧上
昇幅（上昇速度）ΔＰＶを圧力センサ３３で測定する。
このΔＰＶの値は燃料蒸発速度ΔＰＶに対応した値とな
る。

【００６１】そして、ステップ３３３では、上記により
計測したΔＰＶを所定の判定値ΔＰＶ₀と比較し、ΔＰ
Ｖ≧ΔＰＶ₀であった場合には、洩れ検出時にパージ系
内圧上昇速度が大きかったのは燃料蒸発速度が多かった
ためである可能性があると判断する。従って、ステップ
３３３でΔＰＶ≧ΔＰＶ₀であった場合には、ステップ
３３５に進み判定を保留して異常診断を終了する。ΔＰ
Ｖ₀は、数ｍｍＨｇ程度の値である。

【００６２】また、ステップ３３３でΔＰＶ＜ΔＰＶ₀
であった場合には、燃料蒸発速度は小さく、ステップ３
２１でΔＰＬ＞ΔＰＬ₀であったのは実際にパージ系に
洩れが生じているためであると判定できる。従って、こ
の場合にはステップ３３７に進み、パージ系に異常が生
じているとして異常判定を行い診断操作を終了する。

【００６３】なお、ステップ３３７で異常判定がなされ
ると、ＥＣＵ３０により別途実行される操作により車両
運転席近傍に配置した警告灯が点灯され、運転者にパー
ジ系の異常が報知される。また、ステップ３３５で判定
が保留された場合、及びステップ３３７で異常判定がな
された場合にも、ＣＣＶ１７とパージ制御弁１５とは直
ちに開弁されキャニスタのパージが再開される。

【００６４】上述のように、本実施形態では負圧導入時
の燃料タンク内圧低下速度ΔＰに基づいて定めた閉弁圧
力ＰＣ（閉弁圧力ＰＣ＞測定開始圧力ＰＳ）まで燃料タ
ンク内圧ＰＴが低下したときに、パージ制御弁１５を閉
弁するようにしたことにより、パージ制御弁閉弁後短時
間で燃料タンクの洩れ検出のための燃料タンク内圧上昇
を開始することが可能となるため、全体として故障診断
に要する時間が大幅に短縮され、短時間でキャニスタの
パージを再開することが可能となっている。

【００６５】また、本実施形態ではステップ３２３で正
常判定がなされた場合には燃料蒸発速度の測定を行うこ
となく直ちにパージが再開される。実際には、ほとんど
の場合ステップ３２３で正常判定がなされ、燃料蒸発速
度の検出（ステップ３２５以下）が行われる頻度は少な
いため、本実施形態によれば診断毎に燃料蒸発速度を検
出する場合に較べて診断に要する時間を全体として短縮
することが可能となっている。

【００６６】（２）第２の実施形態 次に、エバポパージシステム故障診断操作の別の実施形
態について説明する。本実施形態においても、パージ制
御弁閉弁から燃料タンク内圧が測定開始圧力に到達する
までの時間を短縮することにより故障診断に要する時間
を低減するのは上述した第１の実施形態と同様である。
しかし、第１の実施形態では負圧導入時に燃料タンク内
圧が測定開始圧力まで低下する前にパージ制御弁１５を
閉弁することによりパージ制御弁閉弁から測定開始まで
の時間を短縮していたのに対して、本実施形態では負圧
導入時に測定開始圧力より高い所定の開弁圧力で大気導
入弁（ＣＣＶ１７）を開弁し、キャニスタ１０内に大気
を導入することによりパージ系の最終到達圧力が測定開
始圧力より大幅に低くなることを防止する点が第１の実
施形態と相違している。

【００６７】前述したように、パージ制御弁閉弁後の燃
料タンク内圧低下はパージ系のキャニスタ部分と燃料タ
ンク内とに圧力差があるために生じ、圧力差が大きいほ
どパージ制御弁閉弁後の燃料タンク内圧低下幅も大きく
なる。従って、パージ制御弁閉弁時のキャニスタ部分と
燃料タンク内との圧力差を変えることによりパージ制御
弁閉弁後の燃料タンク内圧低下幅を調節することが可能
となる。本実施形態では、負圧導入時に適切なタイミン
グでＣＣＶ１７を開弁することによりキャニスタ１０内
に大気を導入する。これにより、キャニスタ部分の圧力
は次第に上昇するため、キャニスタ部分と燃料タンク内
との圧力差は小さくなる。

【００６８】このため、例えば従来と同様に燃料タンク
内圧が測定開始圧力になったときにパージ制御弁を閉弁
した場合でもパージ制御弁閉弁時のキャニスタ部分と燃
料タンク内の圧力差は大幅に小さくなり、パージ制御弁
閉弁後の燃料タンク内圧低下幅、すなわち測定開始圧力
と最終到達圧力との差は従来より大幅に小さくなる。こ
れにより、パージ制御弁閉弁後一旦低下した燃料タンク
内圧が測定開始圧力に到達するまでの時間が大幅に短縮
されるようになる。

【００６９】一方、パージ制御弁閉弁時のキャニスタ部
分と燃料タンク内との圧力差はＣＣＶ１７開弁のタイミ
ングと開弁時のキャニスタ部分と燃料タンク内との圧力
差により定まる。例えばＣＣＶ１７の開弁タイミングが
同一であればそのときの圧力差が大きいほどパージ弁を
閉弁したときの圧力差も大きくなり、パージ弁閉弁後の
燃料タンク内圧低下幅も大きくなる。また、逆にＣＣＶ
１７閉弁時の圧力差が同一であればＣＣＶ１７の開弁タ
イミングが早いほど（ＣＣＶ１７開弁とパージ制御弁閉
弁との間の時間が長いほど）パージ弁を閉弁したときの
圧力差は小さくなり、パージ弁閉弁後の燃料タンク内圧
低下幅は小さくなる。

【００７０】従って、例えばパージ弁を閉弁する燃料タ
ンク内圧を測定開始圧力に固定した場合には、負圧導入
中に生じているキャニスタ部分と燃料タンク内との圧力
差が大きいほどＣＣＶ１７を早く、また圧力差が小さい
ほどＣＣＶ１７を遅く開弁することにより、パージ弁閉
弁時の圧力差を一定の値に維持することができる。

【００７１】一方、第１の実施形態で説明したようにキ
ャニスタ部分と燃料タンク内との間に生じている圧力差
は、負圧導入中の燃料タンク内圧低下速度に応じて変化
し、内圧低下速度が大きいほど圧力差は大きくなる。本
実施形態では、ＣＣＶ１７の開弁タイミングを負圧導入
中の燃料タンク内圧で表し、燃料タンク内圧が所定の開
弁圧力まで低下したときにＣＣＶ１７を開弁するととも
に、この開弁圧力を燃料タンク内圧低下速度に基づいて
決定することにより、パージ制御弁閉弁時（燃料タンク
内圧が測定開始圧力になったとき）のキャニスタ部分と
燃料タンク内との圧力差が所定の値になるようにしてい
る。

【００７２】図４は、本実施形態におけるＣＣＶ１７の
開弁圧力ＰＯと燃料タンク内圧低下速度ΔＰとの関係の
一例を示す図である。例えば燃料タンク内圧低下速度Δ
Ｐが大きい場合には、キャニスタ部分と燃料タンク内と
の圧力差が大きくなっており、燃料タンク内圧が測定開
始圧力（パージ制御弁を閉弁する圧力）になるより十分
に早いタイミングでＣＣＶ１７を開弁する必要がある。
また、内圧低下速度ΔＰが大きい場合には開弁圧力ＰＯ
を測定開始圧力より十分に高くとり内圧が測定開始圧力
まで低下するまでに十分な時間がとれるようにする必要
がある。このため、図４に示すように開弁圧力ＰＯは内
圧低下速度ΔＰが大きいほど高い圧力に設定される。

【００７３】図４に示す関係は、実際のパージ系を用い
てパージ制御弁閉弁時の圧力差が所定値になる燃料タン
クの圧力低下速度ΔＰとＣＣＶ開弁圧力ＰＯとの関係を
実測することにより求められる。なお、パージ制御弁閉
弁後もキャニスタ部分と燃料タンク内とには圧力差があ
るため燃料タンク内圧は低下を続けるが、ＣＣＶ１７か
ら流入する大気によりパージ制御弁閉弁後はキャニスタ
部分と燃料タンク内との圧力差は減少し、圧力差がゼロ
になると燃料タンク内圧の低下は止り、その後は燃料タ
ンク内圧は上昇を開始する。すなわち、パージ制御弁閉
弁後は燃料タンク内圧はある最低圧力に到達後上昇を始
める。本実施形態では、図４のパージ制御弁閉弁時の圧
力差は、上記パージ制御弁閉弁後の燃料タンク内圧が測
定開始圧力よりわずかに低くなるように設定されてい
る。

【００７４】更に、本実施形態では燃料タンク内圧が上
記最低圧力に到達したときにＣＣＶ１７を閉弁する。燃
料タンク内圧が最低圧力に到達した時点では、燃料タン
ク内圧低下速度がゼロになっているのであるから、キャ
ニスタ部分と燃料タンク内圧とは等しくなっている。こ
のため、燃料タンク内圧が最低圧力に到達したときにＣ
ＣＶ１７を閉弁することにより、パージ系を均一な圧力
（負圧）で密閉することができる。

【００７５】ＣＣＶ１７を閉弁してパージ系を密閉した
後は、洩れ等がなければその後のパージ系圧力上昇は燃
料蒸発速度によるもののみとなり、比較的小さな値とな
る。しかし、本実施形態ではＣＣＶ１７を閉弁する圧力
（上記最低圧力）は測定開始圧力よりわずかに低い圧力
に設定されているため、パージ系内圧は短時間で測定開
始圧力に到達するようになり、パージ制御弁閉弁後短時
間で燃料タンク内圧上昇速度の測定を開始することが可
能となる。

【００７６】図５は、本実施形態の上記エバポパージシ
ステム故障診断操作を説明するフローチャートである。
本操作はＥＣＵ３０により実行される。図５の操作で
は、まずステップ５０１で故障診断操作実行条件が成立
しているか否かを判定し、成立している場合にはステッ
プ５０３でパージ制御弁１５を開弁したままでＣＣＶ１
７を閉弁し、パージ系への負圧導入を開始する。また、
ステップ５０５では負圧導入中の燃料タンク内圧低下速
度ΔＰを測定する。ステップ５０１から５０５の操作
は、図３ステップ３０１から３０５の操作と同一の操作
である。

【００７７】次に、本実施形態ではステップ５０７で燃
料タンク内圧低下速度ΔＰに基づいて、図４の関係から
ＣＣＶ１７を開弁すべき燃料タンク内圧（開弁圧力）Ｐ
Ｏを算出する。そして、ステップ５０９では燃料タンク
内圧が開弁圧力ＰＯまで低下するのを待ち、ＰＯまで低
下したときにＣＣＶ１７を開弁する。ＣＣＶ１７の開弁
により、キャニスタ１０内にＣＣＶ１７から大気が導入
され、キャニスタと燃料タンク内との圧力差は減少す
る。燃料タンク内圧はこの後も低下を続けるが、ステッ
プ５１３では燃料タンク内圧ＰＴが低下して測定開始圧
力ＰＳになるのを待ち、ＰＴがＰＳに到達するとステッ
プ５１５でパージ制御弁１５を閉弁する。

【００７８】これにより、キャニスタと燃料タンクとの
圧力差は急激に減少するため燃料タンク内圧低下速度Δ
Ｐも低下し、最低圧力に到達すると低下速度ΔＰはゼロ
になる。本実施形態では、ステップ５１７、５１９で燃
料タンク内圧低下速度ΔＰがゼロになる（燃料タンク内
圧が最低圧力に到達する）まで待機し、ステップ５２１
ではΔＰ＝０になったときにＣＣＶ１７を閉弁してパー
ジ系を密閉する。ΔＰ＝０となった時点では、キャニス
タと燃料タンクとの圧力差はゼロになっているため、ス
テップ５２１でＣＣＶ１７が閉弁された状態では、キャ
ニスタと燃料タンクとの圧力差は無く、パージ系内圧は
均一な圧力となる。

【００７９】次に、ステップ５２３ではこの状態から燃
料タンク内圧ＰＴが上昇して測定開始圧力ＰＳに到達す
るまで待機し、ＰＴがＰＳに到達したときにステップ５
２５でパージ系内圧上昇速度ΔＰＬを測定する。そし
て、ステップ５２７では、ステップ５２５で測定したΔ
ＰＬの値を判定値ΔＰＬ₀と比較することによりパージ
系の異常の有無の仮判定を行い。ΔＰＬ≦ΔＰＬ₀の場
合にはステップ５２９で正常判定を行うとともに、ΔＰ
Ｌ＞ΔＰＬ₀の場合には、ステップ５３１以下の燃料蒸
発速度の検出を行う。ステップ５２５からステップ５４
３の各操作は、図３ステップ３２１からステップ３３７
の各操作とそれぞれ同一の操作である。

【００８０】（３）第３の実施形態 次に本発明の第３の実施形態について説明する。本実施
形態では、上述の第１と第２の実施形態とは異なり負圧
導入時にのみキャニスタと燃料タンクとを流路抵抗の小
さいバイパス通路で接続することにより、キャニスタ部
分と燃料タンク内圧との圧力差を低減する。前述したよ
うに、燃料タンクとキャニスタとを接続するブリーザ−
配管１３には、給油弁１３１と、給油弁をバイパスして
キャニスタとブリーザー配管１３とを接続する連通孔が
設けられている。パージ系への負圧導入時には給油弁１
３１は閉弁しており、ブリーザ配管１３とキャニスタ１
０とは小径の連通孔のみにより接続されている。このた
め、キャニスタ１０と燃料タンク１１とを接続するブリ
ーザー配管１３の流路抵抗は、連通孔の絞り抵抗により
かなり大きくなっている。

【００８１】負圧導入時のキャニスタ部分と燃料タンク
との圧力差は、燃料タンクからブリーザ配管を通ってキ
ャニスタに流入する気体の圧損により生じるため、ブリ
ーザ配管１３の流路抵抗が大きいと、キャニスタ部分と
燃料タンクとの圧力差もそれに応じて大きくなり、パー
ジ制御弁１５閉弁後の燃料タンク内圧低下幅も大きくな
る。

【００８２】従って、ブリーザー配管１３と給油弁１３
１（及び連通孔）をバイパスしてキャニスタ１０と燃料
タンク１１とを接続する、絞り等を有さないバイパス通
路を設け、負圧導入時のみこのバイパス通路でキャニス
タと燃料タンクとを連通し、負圧導入時の燃料タンクと
キャニスタとの間の流路抵抗を大幅に低減することによ
り、負圧導入時のキャニスタ部分と燃料タンクとの圧力
差を小さくすることが可能となる。

【００８３】負圧導入時にバイパス通路でキャニスタと
燃料タンクとを接続することにより、例えば、従来と同
様に燃料タンク内圧が測定開始圧力になったときにパー
ジ制御弁１５を閉弁した場合でも、パージ制御弁閉弁時
のキャニスタ部分と燃料タンク内との圧力差は極めて小
さくなるため、パージ制御弁閉弁後の燃料タンク内圧低
下幅は小さくなり、燃料タンク内圧は、パージ制御弁閉
弁後短時間で測定開始圧力に到達するようになる。

【００８４】図６は、バイパス通路及び負圧導入弁の概
略構成を説明する図である。図６において、図１と同じ
参照符号は図１と同一の要素を示している。図６では、
ブリーザ配管１３とは別に、ブリーザ配管１３と給油弁
１３１とをバイパスして、キャニスタ１０と燃料タンク
１１とを直接接続するバイパス通路６０１が設けられて
いる。また、バイパス通路６０１上には通常時は閉弁し
てバイパス通路６０１を閉塞するとともに、負圧導入時
には開弁してバイパス通路６０１によりキャニスタ１０
と燃料タンク１１とを連通する負圧導入弁６０３が設け
られている。

【００８５】負圧導入弁６０３は、例えば燃料タンク１
１に常時連通するタンク室６０３ｃと、ダイヤフラム弁
体６０３ａを介してタンク室６０３ｃと隔てられたダイ
ヤフラム室６０３ｂを備えている。また、ダイヤフラム
室６０３ｂは絞り６０７ａを有する連通配管６０７によ
りキャニスタ１０のパージ通路１４接続部近傍に接続さ
れている。ダイヤフラム弁体６０３ａは、ダイヤフラム
室６０３ｂ内の圧力がタンク室６０３ｃ内の圧力より所
定値だけ低くなるとダイヤフラム室６０３ｂ側に変位し
てバイパス通路６０１を開放して燃料タンク１１とキャ
ニスタ１０とを直接連通する。パージ系への負圧導入
中、キャニスタ１０の圧力が低下すると、キャニスタ１
０に連通配管６０７により接続されたダイヤフラム室６
０３ｂの圧力も低下する。一方、タンク室６０３ｃには
燃料タンク１１内圧が作用している。このため、キャニ
スタ１０内圧が低下して燃料タンク１１内圧との間に所
定の圧力差が生じるとダイヤフラム弁体６０３ａが開弁
し、キャニスタ１０と燃料タンク１１とはバイパス通路
６０１により直接連通する。バイパス通路６０１には給
油弁１３１の連通孔などのような絞りは設けられていな
いため流路抵抗は極めて小さくなっている。このため、
負圧導入弁６０３が開弁すると燃料タンク１１内の気体
はバイパス通路６０１を通ってキャニスタ１０に流入す
るようになり、キャニスタ１０と燃料タンク内との圧力
差は極めて小さくなる。

【００８６】キャニスタ１０と燃料タンク１１との圧力
差が小さくなり、ダイヤフラム弁体６０３ａの開弁圧力
を下回るとダイヤフラム弁体６０３ａは閉弁し、バイパ
ス通路６０１は閉塞されるため、キャニスタ１０と燃料
タンク１１とは再びブリーザ配管１３のみにより連通す
るようになる。ブリーザ配管１３の流路抵抗は比較的大
きいため、この状態では再びキャニスタ１０と燃料タン
ク１１との間に大きな圧力差が生じ、負圧導入弁６０３
の弁体６０３は再度開弁する。このため、負圧導入中は
負圧導入弁６０３は開閉を繰返すが、それによりキャニ
スタ１０と燃料タンク１１とには大きな圧力差は生じな
い。連通配管６０７の絞り６０７ａは、連通配管６０７
を通る流れを制限することにより負圧導入弁６０３のダ
イヤフラム室６０３ｂ内の圧力変動を減衰させ、ダイヤ
フラム弁体６０３ａの開弁時間を長くするために設けら
れている。

【００８７】このように、負圧導入時のみキャニスタ１
０と燃料タンク１１とを直接接続する流路抵抗の小さい
バイパス通路６０１を設けたことにより、パージ系への
負圧導入中キャニスタ１０と燃料タンク１１との圧力差
は常に小さな値に維持されるため、パージ制御弁閉弁後
の燃料タンク内圧低下幅は小さくなり、燃料タンク内圧
が測定開始圧力に到達するまでの時間は大幅に短縮され
る。

【００８８】なお、図６の例では負圧導入弁として、キ
ャニスタと燃料タンクとの圧力差に応じて開弁するダイ
ヤフラム式弁を用いたが負圧導入弁としては、負圧導入
中にのみ開弁させることができる形式の弁であれば他の
形式の弁も使用可能であり、例えばソレノイドなどのア
クチュエータにより開閉駆動される弁を使用してもよ
い。

【００８９】図７は、本実施形態のエバポパージシステ
ム故障診断操作を説明するフローチャートである。本操
作はＥＣＵ３０により実行される。図７の故障診断操作
は、従来と同一の操作である。すなわち、機関運転中に
故障診断実行条件が成立すると（ステップ７０１）、Ｃ
ＣＶ１７を閉弁してパージ系に吸気通路の負圧を導入し
（ステップ７０３）、燃料タンクの圧力センサ３３で検
出した燃料タンク内圧ＰＴが測定開始圧力ＰＳに到達し
た時点でパージ制御弁１５を閉弁してパージ系を密閉す
る（ステップ７０５、７０７）。

【００９０】そして、パージ系内圧が均一化した後（ス
テップ７０９、７１１）に燃料タンク内圧ＰＴが再び測
定開始圧力ＰＳになったときに（ステップ７１３）、パ
ージ系内圧上昇速度ΔＰＬを測定する（ステップ７１
５）。そして、ΔＰＬの値に基づいてエバポパージシス
テムの異常有無の仮判定を行い（ステップ７１７）、正
常判定（ステップ７１９）、または燃料蒸発速度ΔＰＶ
検出（ステップ７２１から７２７）とΔＰＶに基づく判
定（ステップ７２９かさ７３３）を行う。

【００９１】なお、ステップ７０１から７０３の操作は
図３のステップ３０１から３０３の操作と、また、ステ
ップ７０９から７３３の操作は図３のステップ３１３か
ら３３７の操作と、それぞれ同一の操作である。

【００９２】

【発明の効果】各請求項に記載の発明によれば、パージ
系内に吸気通路の負圧を導入してエバポパージシステム
の故障診断を行う際に、故障診断に要する時間を短縮し
キャニスタのパージに与える影響を最小限にすることが
可能となる共通の効果をそうする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を自動車用内燃機関のエバポパージシス
テムに適用した実施形態の概略構成を示す図である。

【図２】パージ制御弁閉弁圧力ＰＣの設定値と燃料タン
ク内圧低下速度ΔＰとの関係の一例を示す図である。

【図３】本発明の第１の実施形態におけるエバポパージ
システム故障診断操作を説明するフローチャートであ
る。

【図４】ＣＣＶの開弁圧力ＰＯの設定値と燃料タンク内
圧低下速度ΔＰとの関係の一例を示す図である。

【図５】本発明の第２の実施形態におけるエバポパージ
システム故障診断操作を説明するフローチャートであ
る。

【図６】本発明の第３の実施形態の概略構成を説明する
図である。

【図７】本発明の第３の実施形態におけるエバポパージ
システム故障診断操作を説明するフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１…吸気通路 １０…キャニスタ １１…燃料タンク １５…パージ制御弁 １７…ＣＣＶ ３０…電子制御ユニット（ＥＣＵ） ３３…圧力センサ １００…内燃機関本体 １３１…給油弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 尾崎 敏弘 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 2G087 AA19 BB25 CC11 EE21 FF23 3G044 BA22 DA02 DA03 DA04 EA18 EA32 EA53 EA55 FA04 FA38

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関燃料タンク内の蒸発燃料を吸着
   するキャニスタと、該キャニスタを大気に連通する大気
   導入弁と、前記燃料タンク内の燃料液面上部空間を前記
   キャニスタに接続するベーパ通路と、前記キャニスタと
   機関吸気通路とを接続するパージ通路と、該パージ通路
   に配置されたパージ制御弁と、 機関運転中に前記大気導入弁を閉弁して前記パージ制御
   弁を開弁し、前記燃料タンクとキャニスタとベーパ通路
   とパージ通路とを含むパージ系に吸気通路負圧を導入す
   ることにより、前記パージ系の内圧を低下させて前記パ
   ージ制御弁を閉弁することにより前記パージ系内圧を所
   定圧力以下の負圧状態で密閉する負圧密閉手段と、 該負圧密閉状態のパージ系内圧が上昇して前記所定圧力
   に到達した後のパージ系内圧変化に基づいてエバポパー
   ジシステムの故障の有無を判定する判定手段と、を備え
   たエバポパージシステムの故障診断装置において、 前記負圧密閉手段は、 燃料タンク内圧を検出する圧力検出手段と、 前記圧力検出手段で検出した燃料タンク内圧が、前記所
   定圧力より高い所定の閉弁圧力まで低下したときに前記
   パージ制御弁を閉弁してパージ系を密閉する負圧導入手
   段と、 前記圧力検出手段で検出した、前記吸気通路負圧導入中
   の燃料タンク内圧の低下速度に基づいて前記閉弁圧力を
   設定する設定手段と、 を備えたエバポパージシステムの故障診断装置。
2. 【請求項２】 内燃機関燃料タンク内の蒸発燃料を吸着
   するキャニスタと、該キャニスタを大気に連通する大気
   導入弁と、前記燃料タンク内の燃料液面上部空間を前記
   キャニスタに接続するベーパ通路と、前記キャニスタと
   機関吸気通路とを接続するパージ通路と、該パージ通路
   に配置されたパージ制御弁と、 機関運転中に前記大気導入弁を閉弁して前記パージ制御
   弁を開弁し、前記燃料タンクとキャニスタとベーパ通路
   とパージ通路とを含むパージ系に吸気通路負圧を導入す
   ることにより、前記パージ系の内圧を低下させて前記パ
   ージ制御弁を閉弁することにより前記パージ系内圧を所
   定圧力以下の負圧状態で密閉する負圧密閉手段と、 該負圧密閉状態のパージ系内圧が上昇して前記所定圧力
   に到達した後のパージ系内圧変化に基づいてエバポパー
   ジシステムの故障の有無を判定する判定手段と、を備え
   たエバポパージシステムの故障診断装置において、 前記負圧密閉手段は、 燃料タンク内圧を検出する圧力検出手段と、 前記圧力検出手段で検出した燃料タンク内圧が、前記所
   定圧力より高い所定の開弁圧力まで低下したときに前記
   大気導入弁を開弁し、前記パージ制御弁閉弁後に前記大
   気導入弁を閉弁してパージ系を密閉する負圧導入手段
   と、 前記圧力検出手段で検出した、前記吸気通路負圧導入中
   の燃料タンク内圧の低下速度に基づいて前記開弁圧力を
   設定する設定手段と、 を備えたエバポパージシステムの故障診断装置。
3. 【請求項３】 内燃機関燃料タンク内の蒸発燃料を吸着
   するキャニスタと、該キャニスタを大気に連通する大気
   導入弁と、前記燃料タンク内の燃料液面上部空間を前記
   キャニスタに接続するベーパ通路と、前記キャニスタと
   機関吸気通路とを接続するパージ通路と、該パージ通路
   に配置されたパージ制御弁と、 機関運転中に前記大気導入弁を閉弁して前記パージ制御
   弁を開弁し、前記燃料タンクとキャニスタとベーパ通路
   とパージ通路とを含むパージ系に吸気通路負圧を導入す
   ることにより、前記パージ系の内圧を低下させて前記パ
   ージ制御弁を閉弁することにより前記パージ系内圧を所
   定圧力以下の負圧状態で密閉する負圧密閉手段と、 該負圧密閉状態のパージ系内圧が上昇して前記所定圧力
   に到達した後のパージ系内圧変化に基づいてエバポパー
   ジシステムの故障の有無を判定する判定手段と、を備え
   たエバポパージシステムの故障診断装置において、 更に、前記キャニスタと燃料タンク内の液面上部空間を
   接続する、前記ベーパ通路とは別のバイパス通路と、該
   バイパス通路に配置され前記負圧密閉手段によるパージ
   系への吸気通路負圧導入時のみ開弁する負圧導入弁とを
   備え、前記負圧導入弁開弁時の前記バイパス通路の流路
   抵抗を前記ベーパ通路の流路抵抗より小さく設定した、
   エバポパージシステムの故障診断装置。