JP2003120434A - 蒸発燃料処理装置の故障診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蒸発燃料処理装置に比較的大きな漏れが有る
場合に、これをより迅速に検出することができる故障診
断装置を提供する。 【解決手段】 蒸発燃料処理装置４０の減圧を開始する
前に圧力センサ１５により検出されるタンク内圧ＰＴＡ
ＮＫに基づいて、減圧処理中の推定タンク内圧ＰＴＡＮ
ＫＥを算出し（Ｓ４１）、推定タンク内圧ＰＴＡＮＫＥ
が第１所定圧ＰＴＨ１より低くなった時点における検出
タンク内圧ＰＴＡＮＫが、第２所定圧ＰＴＨ２以上であ
るときは、蒸発燃料処理装置４０内の圧力を所定負圧ま
で減圧できない故障が発生していると判定する（Ｓ４
２，Ｓ４４，Ｓ４６）。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、燃料タンク内で発
生する蒸発燃料を一時的に貯蔵し、貯蔵した蒸発燃料を
内燃機関に供給する蒸発燃料処理装置の故障を診断する
故障診断装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】燃料タンク内で発生する蒸発燃料を一時
的に貯蔵し、貯蔵した蒸発燃料を内燃機関に供給する蒸
発燃料処理装置において、漏れが発生すると大気中に蒸
発燃料が放出されるため、種々の漏れ判定手法が提案さ
れている。例えば特許第２９０２８４５号公報には、内
燃機関の吸気管内の負圧を蒸発燃料処理装置内に導入す
る減圧処理を実行し、蒸発燃料処理装置内の圧力を所定
負圧まで減圧するのに要する時間が所定判定時間より長
いとき、漏れが有ると判定する手法が示されている。こ
の手法は、蒸発燃料処理装置に比較的大きな漏れがある
ときは、減圧に要する時間が長くなるかあるいは所定負
圧まで減圧できなくなる点に着目し、そのような比較的
大きな漏れを検出する手法である。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】減圧処理中の機関運転
状態の違い、燃料タンク内の気層容積の違いなどによ
り、所定負圧まで減圧するのに要する時間は変化するた
め、上記従来の手法で判定の閾値として用いる所定判定
時間は、最も減圧し難い条件の元で必要とされる減圧処
理時間より長く設定する必要がある。そのため、判定に
長時間を要するという課題があった。 【０００４】本発明はこの点に着目してなされたもので
あり、蒸発燃料処理装置に比較的大きな漏れが有る場合
に、これをより迅速に検出することができる故障診断装
置を提供することを目的とする。 【０００５】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１に記載の発明は、燃料タンクと、大気に連通す
る空気通路が接続され、前記燃料タンク内で発生する蒸
発燃料を吸着する吸着剤を有するキャニスタと、該キャ
ニスタと前記燃料タンクとを接続する第１の通路と、前
記キャニスタと内燃機関の吸気系とを接続する第２の通
路と、前記空気通路を開閉するベントシャット弁と、前
記第２の通路に設けられたパージ制御弁とを備えた蒸発
燃料処理装置の故障を診断する故障診断装置において、
前記蒸発燃料処理装置内の圧力を検出する圧力検出手段
と、前記パージ制御弁を開弁するとともに前記ベントシ
ャット弁を閉弁することにより、前記内燃機関の吸気管
内負圧を前記蒸発燃料処理装置内に導入し、前記蒸発燃
料処理装置内の圧力を減圧する減圧処理手段と、該減圧
処理手段の作動前に前記圧力検出手段により検出された
第１の圧力（図２，時刻ｔ２におけるＰＴＡＮＫ）に基
づいて、前記減圧処理手段の作動後の前記蒸発燃料処理
装置内の第２の圧力（ＰＴＡＮＫＥ）を推定する圧力推
定手段と、該圧力推定手段により推定された第２の圧力
（ＰＴＡＮＫＥ）が第１の所定圧力（ＰＴＨ１）を下回
った時点において、前記圧力検出手段により検出された
前記蒸発燃料処理装置内の第３の圧力（ＰＴＡＮＫ）が
第２の所定圧力（ＰＴＨ２）より高いときに、前記蒸発
燃料処理装置が故障したと判定する判定手段とを備える
ことを特徴とする。 【０００６】この構成によれば、減圧処理手段の作動前
に検出された第１の圧力に基づいて、減圧処理手段の作
動後の蒸発燃料処理装置内の第２の圧力が推定され、該
推定された第２の圧力が第１の所定圧力を下回った時点
において、圧力検出手段により検出された蒸発燃料処理
装置内の第３の圧力が、第２の所定圧力より高いとき
に、蒸発燃料処理装置が故障したと判定される。したが
って、従来の手法のように判定のために減圧処理を継続
する時間を長くする必要がなく、迅速に正確な判定を行
うことができる。 【０００７】前記圧力推定手段は、前記第１の圧力を初
期値として、微小時間経過後の圧力値を算出する処理を
繰り返すことにより、前記第２の圧力を算出することが
望ましい。また、前記圧力推定手段は、前記第１及び第
２の通路の直径（ｄ）及び通路長（Ｌ）と、前記微小時
間（Δｔ）前の吸気管内絶対圧（Ｐｉ）及び前記第２の
圧力（Ｐ１）に応じて前記パージ制御弁を通過する流体
の速度（ｑ２）を算出する流体速度算出手段と、前記燃
料タンク内の残燃料量を検出する燃料レベル検出手段
と、該燃料レベル検出手段の出力に応じて燃料タンク内
の気層容積を算出する気層容積算出手段とを備え、前記
流体速度算出手段により算出される流体速度（ｑ２）、
前記気層容積算出手段により算出される気層容積（Ｖ
０）、及び前記パージ制御弁の開弁デューティ（ＤＯＵ
ＴＰＧ）を用いて、前記第２の圧力（ＰＴＡＮＫＥ）を
算出することが望ましい。 【０００８】また、前記圧力推定手段は、前記第１及び
第２の通路の形状に応じた補正係数（α）及び前記パー
ジ制御弁の開弁デューティのオフセット量に対応する補
正変数（β）を用いて前記第２の圧力（ＰＴＡＮＫＥ）
を算出することが望ましい。 【０００９】 【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る
蒸発燃料処理装置及び内燃機関の制御装置の構成を示す
図である。同図において、１は例えば４気筒を有する内
燃機関（以下単に「エンジン」という）であり、エンジ
ン１の吸気管２の途中にはスロットル弁３が配されてい
る。また、スロットル弁３にはスロットル弁開度（ＴＨ
Ａ）センサ４が連結されており、当該スロットル弁３の
開度に応じた電気信号を出力して電子コントロールユニ
ット（以下「ＥＣＵ」という）５に供給する。 【００１０】燃料噴射弁６は、吸気管２の途中であって
エンジン１とスロットル弁３との間の図示しない吸気弁
の少し上流側に各気筒毎に設けられている。また、各燃
料噴射弁６は燃料供給管７を介して燃料タンク９に接続
されており、燃料供給管７の途中には燃料ポンプ８が設
けられている。燃料タンク９は給油のための給油口１０
を有しており、給油口１０にはフィラーキャップ１１が
取付けられている。燃料タンク９には、残燃料量を検出
する燃料レベルセンサ３９が設けられており、その検出
信号はＥＣＵ５に供給される。 【００１１】燃料噴射弁６はＥＣＵ５に電気的に接続さ
れ、該ＥＣＵ５からの信号によりその開弁時間が制御さ
れる。吸気管２のスロットル弁３の下流側には吸気管内
絶対圧ＰＢＡを検出する吸気管内絶対圧（ＰＢＡ）セン
サ１３、及び吸気温ＴＡを検出する吸気温（ＴＡ）セン
サ１４が装着されている。 【００１２】エンジン１の図示しないカム軸周囲又はク
ランク軸周囲にはエンジン回転数を検出するエンジン回
転数（ＮＥ）センサ１７が取付けられている。エンジン
回転数センサ１７はエンジン１のクランク軸の１８０度
回転毎に所定のクランク角度位置でパルス（ＴＤＣ信号
パルス）を出力する。エンジン１の冷却水温ＴＷを検出
するエンジン水温センサ１８及びエンジン１の排気中の
酸素濃度を検出する酸素濃度センサ（以下「ＬＡＦセン
サ」という）１９が設けれられており、これらのセンサ
１３〜１９の検出信号はＥＣＵ５に供給される。ＬＡＦ
センサ１９は、排気中の酸素濃度（エンジン１に供給さ
れる混合気の空燃比）にほぼ比例する信号を出力する広
域空燃比センサとして機能するものである。 【００１３】ＥＣＵ５にはさらに、大気圧ＰＡを検出す
る大気圧センサ４１が接続されており、大気圧センサ４
１の検出信号がＥＣＵ５に供給される。燃料タンク９
は、チャージ通路３１を介してキャニスタ３３に接続さ
れ、キャニスタ３３は、吸気管２のスロットル弁３の下
流側にパージ通路３２を介して接続されている。 【００１４】チャージ通路３１には、二方向弁３５が設
けられている。二方向弁３５は、燃料タンク９内の圧力
が大気圧より第１所定圧（例えば２．７ｋＰａ（２０ｍ
ｍＨｇ））以上高いとき開弁する正圧弁と、燃料タンク
９内の圧力がキャニスタ３３内の圧力より第２所定圧以
上低いとき開弁する負圧弁とからなる。 【００１５】二方向弁３５をバイパスするバイパス通路
３１ａが設けられており、バイパス通路３１ａには、バ
イバス弁（開閉弁）３６が設けられている。バイパス弁
３６は、通常は閉弁状態とされ、後述する故障診断実行
中開閉される電磁弁であり、その動作はＥＣＵ５により
制御される。 【００１６】チャージ通路３１には、二方向弁３５と燃
料タンク９との間に圧力センサ１５が設けられており、
その検出信号はＥＣＵ５に供給される。圧力センサ１５
の出力ＰＴＡＮＫは、キャニスタ３３及び燃料タンク９
内の圧力が安定している定常状態では、燃料タンク内の
圧力に等しくなるが、キャニスタ３３または燃料タンク
９内の圧力が変化しているとき、実際のタンク内圧とは
異なる圧力を示す。以下の説明では、圧力センサ１５の
出力を「タンク内圧ＰＴＡＮＫ」という。 【００１７】キャニスタ３３は、燃料タンク９内の蒸発
燃料を吸着するための活性炭を内蔵する。キャニスタ３
３には、空気通路３７が接続されており、キャニスタ３
３は空気通路３７を介して大気に連通可能となってい
る。空気通路３７の途中にはベントシャット弁（開閉
弁）３８が設けられている。ベントシャット弁３８は、
ＥＣＵ５によりその作動が制御される電磁弁であり、給
油時またはパージ実行中に開弁される。またベントシャ
ット弁３８は、後述する故障診断実行時に開閉される。
ベントシャット弁３８は、駆動信号が供給されないとき
は、開弁する常開型の電磁弁である。 【００１８】パージ通路３２のキャニスタ３３と吸気管
２との間には、パージ制御弁３４が設けられている。パ
ージ制御弁３４は、その制御信号のオン−オフデューテ
ィ比（制御弁の開度）を変更することにより流量を連続
的に制御することができるように構成された電磁弁であ
り、その作動はＥＣＵ５により制御される。 【００１９】燃料タンク９、チャージ通路３１、バイパ
ス通路３１ａ、キャニスタ３３、パージ通路３２、二方
向弁３５、バイパス弁３６、パージ制御弁３４、空気通
路３７、及びベントシャット弁３８により、蒸発燃料処
理装置４０が構成される。燃料タンク９の給油時に蒸発
燃料が大量に発生すると、二方向弁３５が開弁し、キャ
ニスタ３３に蒸発燃料が貯蔵される。エンジン１の所定
運転状態において、パージ制御弁３４のデューティ制御
が行われ、適量の蒸発燃料がキャニスタ３３から吸気管
２に供給される。 【００２０】ＥＣＵ５は各種センサ等からの入力信号波
形を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナロ
グ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する
入力回路、中央演算処理ユニット（以下「ＣＰＵ」とい
う）、ＣＰＵで実行される演算プログラム及び演算結果
等を記憶する記憶回路のほか、燃料噴射弁６、パージ制
御弁３４、バイパス弁３６及びベントシャット弁３８に
駆動信号を供給する出力回路等から構成される。 【００２１】ＥＣＵ５のＣＰＵは、エンジン回転数セン
サ１７、吸気管内絶対圧センサ１３、エンジン水温セン
サ１８などの各種センサの出力信号に応じてエンジン１
に供給する燃料量制御、パージ制御弁のデューティ制御
等を行う。 【００２２】図２は、本実施形態における蒸発燃料処理
装置４０の故障診断を説明するためのタイムチャートで
ある。同図において、ＢＰＶ、ＶＳＶ、及びＰＣＶは、
それぞれ、バイパス弁３６，ベントシャット弁３８及び
パージ制御弁３４である。なお、タンク内圧ＰＴＡＮＫ
は実際には絶対圧として検出されるが、図２では大気圧
を基準とした差圧で示されている。 【００２３】エンジン１の運転状態が蒸発燃料を吸気管
２に供給可能な状態となると（時刻ｔ１）、故障診断が
開始される。最初はパージ制御弁３４は閉弁されたまま
保持され、バイパス弁３６が開弁される。これにより、
蒸発燃料処理装置４０は大気に開放され、タンク内圧Ｐ
ＴＡＮＫは徐々に大気圧に近づく。時刻ｔ２において、
ベントシャット弁３８が閉弁されるとともにパージ制御
弁３４が開弁される。これにより、蒸発燃料処理装置４
０内に吸気管２の負圧が導入され、減圧がおこなわれ
る。図２には示していないが、このとき蒸発燃料処理装
置４０に大きな漏れがある場合（ベントシャット弁３８
が正常に閉弁しない故障が発生している場合を含む）、
あるいはパージ制御弁３４が正常に開弁しない故障が発
生している場合には、タンク内圧ＰＴＡＮＫの減少速度
が低くくなるので、後述する処理により、タンク内圧Ｐ
ＴＡＮＫの減少速度が低いことが検出されると、減圧不
可と判定され、診断処理が終了する。 【００２４】大きな漏れが無いときは、タンク内圧ＰＴ
ＡＮＫは、図２に示すように大気圧より２〜２．６ｋＰ
ａ程度低い圧力まで減圧される。時刻ｔ３ではパージ制
御弁３４が閉弁され、比較的小さな漏れを検出するため
のリークチェックが開始される。漏れがあるときは、図
２に実線で示すように、タンク内圧ＰＴＡＮＫの変化量
ΔＰ１が大きくなるが、漏れが無いときは、破線で示す
ようにタンク内圧ＰＴＡＮＫの変化量ΔＰ１は小さい。 【００２５】時刻ｔ４から補正チェックが行われる。す
なわち時刻ｔ４においてベントシャット弁３８が開弁さ
れ、蒸発燃料処理装置４０内の圧力が大気圧に戻され
る。ベントシャット弁３８は時刻ｔ５において閉弁され
る。時刻ｔ５からｔ６の期間中のタンク内圧ＰＴＡＮＫ
の変化量ΔＰ２が計測される。 【００２６】時刻ｔ６においてΔＰ２の計測が終了する
と、圧力変化量ΔＰ１，ΔＰ２及び時間Ｔ１，Ｔ２に基
づいて、漏れの判定が行われる。すなわち、下記式によ
り圧力変化率ＰＴＶＡＲＩＢ及びＰＴＶＡＲＩＡを算出
し、これらの圧力変化率の差（ＰＴＶＡＲＩＢ−ＰＴＶ
ＡＲＩＡ）が判定閾値ΔＰＴＨより大きいとき、漏れが
有ると判定される。 ＰＴＶＡＲＩＢ＝ΔＰ１／Ｔ１ ＰＴＶＡＲＩＡ＝ΔＰ２／Ｔ２ 【００２７】図３は、故障診断を実行する処理のフロー
チャートである。この処理はＥＣＵ５のＣＰＵにおいて
所定時間（例えば１００ミリ秒）毎に実行される。ステ
ップＳ１１では、蒸発燃料をキャニスタ３３から吸気管
２へパージすることが許可されたか否かを判別する。許
可されていないときは、直ちに本処理を終了する。蒸発
燃料のパージが許可されると、大気開放処理（ステップ
Ｓ１２）、減圧処理（ステップＳ１３）、リークチェッ
ク処理（ステップＳ１４）、補正チェック処理（ステッ
プＳ１５）、及び結果判定処理（ステップＳ１６）が順
次実行される。 【００２８】図４は、図３のステップＳ１２で実行され
る大気開放処理のフローチャートである。ステップＳ２
１では、大気開放終了フラグＦＰＡＴＭが「０」である
か否かを判別する。最初はこの答は肯定（ＹＥＳ）であ
るので、ステップＳ２２に進み、ベントシャット弁（Ｖ
ＳＶ）３８の開弁状態及びパージ制御弁（ＰＣＶ）３４
の閉弁状態を維持し、バイパス弁を開弁する（図２，時
刻ｔ２）。次いで、タンク内圧ＰＴＡＮＫが大気圧ＰＡ
の近傍の値となったか否か、具体的には、タンク内圧Ｐ
ＴＡＮＫと大気圧ＰＡとの差圧が所定差圧（例えば０．
６６ｋＰａ（５ｍｍＨｇ））以下となったか否かを判別
する（ステップＳ２４）。この答が否定（ＮＯ）である
ときは、直ちに本処理を終了する。その後タンク内圧Ｐ
ＴＡＮＫが大気圧ＰＡの近傍の値となったときは、大気
開放終了フラグＦＰＡＴＭを「１」に設定するととも
に、減圧許可フラグＦＴＫＤＥＣを「１」に設定する
（ステップＳ２５）。ステップＳ２５で大気開放終了フ
ラグＦＰＡＴＭが「１」に設定されると、ステップＳ２
１の答が否定（ＮＯ）となり、図４の処理は実質的に実
行されなくなる。 【００２９】図５は、図３のステップＳ１３で実行され
る減圧処理のフローチャートである。ステップＳ３１で
は、減圧許可フラグＦＴＫＤＥＣが「１」であるか否か
を判別し、ＦＴＫＤＥＣ＝０であるときは直ちに本処理
を終了する。減圧許可フラグＦＴＫＤＥＣが「１」に設
定されると、ベントシャット弁３８を閉弁するととも
に、パージ制御弁３４を開弁し、バイパス弁３６の開弁
状態を維持して（ステップＳ３２）、蒸発燃料処理装置
４０内の減圧を開始する（図２，時刻ｔ２）。続くステ
ップＳ３４では、図６に示す減圧終了判定処理を実行す
る。減圧終了判定処理では、減圧終了と判定したとき減
圧終了フラグＦＤＥＣＥＮＤが「１」に設定される。ま
た、所定負圧までの減圧ができないと判定されたとき
は、減圧ＮＧフラグＦＤＥＣＮＧが「１」に設定され
る。減圧ＮＧフラグが「１」に設定されるのは、蒸発燃
料処理装置４０に大きな漏れが有る場合（ベントシャッ
ト弁３８が正常に閉弁作動しない場合を含む）、または
パージ制御弁３４が正常に開弁作動しない場合である。 【００３０】ステップＳ３５では、減圧終了フラグＦＤ
ＥＣＥＮＤが「１」であるか否かを判別し、ＦＤＥＣＥ
ＮＤ＝０である間は直ちに本処理を終了する。ＦＤＥＣ
ＥＮＤ＝１となると、減圧ＮＧフラグＦＤＥＣＮＧが
「１」であるか否かを判別し（ステップＳ３６）、ＦＤ
ＥＣＮＧ＝０であるときは、減圧許可フラグＦＴＫＤＥ
Ｃを「０」に戻すとともに、リークチェック許可フラグ
ＦＴＫＬＫＣＨＫを「１」に設定する（ステップＳ３
７）。一方、ＦＤＥＣＮＧ＝１であって所定負圧までの
減圧ができないと判定されたときは、減圧許可フラグＦ
ＴＫＤＥＣを「０」に戻し、蒸発燃料処理装置が故障し
たと判定する（ステップＳ３８）。 【００３１】図６は、図５のステップＳ３４で実行され
る減圧終了判定処理のフローチャートである。ステップ
Ｓ４１では、推定タンク内圧ＰＴＡＮＫＥを算出する。
以下この推定タンク内圧ＰＴＡＮＫＥの算出手法を詳細
に説明する。 【００３２】漏れ部分から燃料タンク９に流入する空気
塊と、パージ制御弁３４を通過する空気塊に対してベル
ヌーイの定理を適用すると下記式（１）が成立する。 【数１】 ここで、ｑ１は燃料タンク部空気流速（ｍ／ｓ）、ｑ２
はパージ制御弁３４を通過する空気の流速（ｍ／ｓ）、
Ｐ１は現在のタンク内圧（Ｐａ）、Ｐｉは吸気管内絶対
圧（Ｐａ）、ρは空気密度（ｋｇ／ｍ³）、ｇｚ１及び
ｇｚ２は重力エネルギ項、ｈ１２はチャージ通路３１及
びパージ通路３２を一様な直管と仮定した場合の圧力損
失である。圧力損失ｈ１２は、圧力が低い方の辺に正の
値として加えられる。 【００３３】式（１）において重力エネルギ項ｇｚ１及
びｇｚ２は等しいとすると、下記式（２）が成立する。 【数２】 一方直径ｄ、管長Ｌの通路の圧力損失ｈは、平均流速Ｖ
ｍを用いると、下記式（３）で表される。 【数３】 【００３４】ここで、λは管摩擦係数、νは空気動粘度
（ｍ²／ｓ）である。チャージ通路３１及びパージ通路
３２の長さ方向にｘ軸を設定すると、チャージ通路３１
及びパージ通路３２の中央部の流速はｘの関数となり、
微小区間ｄｘ中の平均流速Ｖｍｄは、下記式（４）で与
えられる。したがって微小区間ｄｘ中の圧力損失ｄｈ
は、下記式（５）で与えられる。 【数４】 【００３５】ここで、ｘ＝０のときＶｍ＝ｑ２、ｘ＝Ｌ
のときＶｍ＝ｑ１とし、かつ平均流速Ｖｍは、ｘの一次
式で表されると仮定すると、下記式（６）が得られる。
式（６）で得られる平均流速Ｖｍを式（５）に適用し、
両辺をｘについて積分すると、下記式（７）が得られ
る。ただし、燃料タンク部空気流速ｑ１は「０」と仮定
している。 【数５】【００３６】式（７）により得られる圧力損失ｈ１２を
式（２）に適用すると、ｑ２に関する２次方程式が得ら
れ、それを解くと流速ｑ２は、下記式（８）で与えられ
る。 【数６】 【００３７】流速ｑ２を用いると、パージ制御弁３４か
ら時間Δｔ（秒）の間に流出する空気の体積Ｖｉ
（ｍ³）は下記式（９）で与えられる。 Ｖｉ＝ｑ２×Ａｉ×Δｔ×ＤＯＵＴＰＧ／１００ （９） ここで、Ａｉはパージ制御弁３４の開弁時の流路断面積
（ｍ²）、ＤＯＵＴＰＧはパージ制御弁３４の開弁デュ
ーティ（％）である。 【００３８】時間Δｔの間に燃料タンク内の気層容積Ｖ
０は変化しないとすると、時間Δｔ経過後の燃料タンク
内流体の体積は、（元の体積＋パージ制御弁３４から流
出した体積Ｖｉをタンク内体積Ｖｉ’に換算した値）で
求めることができる。タンク内体積Ｖｉ’はボイルの法
則を用いて下記式（１０）で与えられる。 Ｖｉ’＝Ｖｉ×Ｐｉ／Ｐ２ （１０） 【００３９】ここでＰ２は時間Δｔ経過後のタンク内圧
である。次に現在のタンク内圧Ｐ１及び流体体積Ｖ０
と、時間Δｔ経過後のタンク内圧Ｐ２及び流体体積（Ｖ
０＋Ｖｉ’）に対してボイルの法則を適用すると、下記
式（１１）が得られる。そして式（１１）をＰ２につい
て整理すると、下記式（１２）が得られる。ただし、実
際の演算には、補正係数α及び補正変数βを導入した下
記式（１３）を用いる。 【数７】 【００４０】式（１２）は、チャージ通路３１及びパー
ジ通路３２を一様な直管と仮定した場合の算出式である
が、実際には数カ所で直角に曲がっていたりするため、
圧力損失ｈ１２は、式（７）を用いた演算結果より確実
に増加する。式（７）から明らかなように、圧力損失ｈ
１２の増加は流速ｑ２の増加を意味する。そこで式（１
３）では、この増分を補正係数α（≧１）で補正してい
る。補正係数αは、実際のチャージ通路３１及びパージ
通路３２の形状に依存するため、機種毎に実験により決
定される。 【００４１】またパージ制御弁３４は、開弁デューティ
と流量の関係が完全にリニアであるわけではなく、オフ
セット量相当の開弁デューティより大きな範囲でほぼリ
ニアとなっている。補正変数βは、このオフセット量に
対応するものであり、実験により決定される。 【００４２】式（１３）のＰ１として、前回（図６の処
理の前回実行時における）の推定タンク内圧ＰＴＡＮＫ
Ｅを用いることにより、今回の推定タンク内圧ＰＴＡＮ
ＫＥがＰ２として算出される。したがって、減圧開始時
（図２，時刻ｔ２）のタンク内圧ＰＴＡＮＫ（ほぼ大気
圧に等しい）を初期値として、図６の処理を実行する毎
に逐次的に推定タンク内圧ＰＴＡＮＫＥが算出される。
なお、Ｐｉとしては、前回の吸気管内絶対圧ＰＢＡを用
い、Ｖ０としては、燃料レベルセンサ３９の出力に応じ
て予め設定されるＶ０テーブルを用いて算出される値を
用いる。Ｖ０テーブルは、燃料タンク９の形状及び燃料
レベルセンサ３９の特性に応じて設定される。 【００４３】図６に戻り、ステップＳ４２では、推定タ
ンク内圧ＰＴＡＮＫＥが第１所定圧ＰＴＨ１（例えば大
気圧−２．７ｋＰａ（２０ｍｍＨｇ））より低いか否か
を判別する。最初はこの答は否定（ＮＯ）であるので、
ダウンカウントタイマＴＭ１を所定時間ＴＤ（例えば５
秒）にセットしてスタートさせ（ステップＳ４３）、本
処理を終了する。推定タンク内圧ＰＴＡＮＫＥが第１所
定圧ＰＴＨ１を下回ると、圧力センサ１５により検出さ
れるタンク内圧ＰＴＡＮＫが、第１所定圧ＰＴＨ１より
高い第２所定圧ＰＴＨ２（例えば大気圧−２．０ｋＰａ
（１５ｍｍＨｇ））より低いか否かを判別する（ステッ
プＳ４４）。この答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、減
圧処理が正常に完了したと判定し、減圧終了フラグＦＤ
ＥＣＥＮＤを「１」に設定して（ステップＳ４７）、本
処理を終了する。 【００４４】ステップＳ４４でＰＴＡＮＫ≧ＰＴＨ２あ
るときは、ステップＳ４３でスタートしたタイマＴＭ１
の値が「０」であるか否かを判別する（ステップＳ４
５）。最初はこの答は否定（ＮＯ）であるので、直ちに
本処理を終了する。ＰＴＡＮＫ≧ＰＴＨ２である状態が
所定時間ＴＤ継続すると、ステップＳ４５からステップ
Ｓ４６に進み、減圧ＮＧフラグＦＤＥＣＮＧを「１」に
設定して、本処理を終了する。 【００４５】図７は図６の処理を説明するためのタイム
チャートであり、同図の実線は検出タンク内圧ＰＴＡＮ
Ｋを示し、破線は推定タンク内圧ＰＴＡＮＫＥを示す。
同図（ａ）に示すように、推定タンク内圧ＰＴＡＮＫＥ
が第１所定圧ＰＴＨ１まで低下した時点で、タンク内圧
ＰＴＡＮＫが第２所定圧ＰＴＨ２より低くなっていると
きは、減圧処理終了と判定される。一方同図（ｂ）に示
すように、推定タンク内圧ＰＴＡＮＫＥが第１所定圧Ｐ
ＴＨ１まで低下した時点で、タンク内圧ＰＴＡＮＫが第
２所定圧ＰＴＨ２より高く、その状態が所定時間ＴＤ継
続したとき、減圧不可との判定が行われる。 【００４６】以上のように図６の処理によれば、推定タ
ンク内圧ＰＴＡＮＫＥが第１所定圧ＰＴＨ１まで低下し
た時点における検出タンク内圧ＰＴＡＮＫに応じて、減
圧処理が正常に完了したか否かが判別されるので、従来
の手法に比べて迅速に判定することができ、故障診断に
要する時間を短縮することができる。また減圧処理が正
常に完了できない程度の比較的大きな漏れを迅速且つ正
確に検出することができる。 【００４７】図８は、図３のステップＳ１４で実行され
るリークチェック処理のフローチャートである。ステッ
プＳ５１では、リークチェック許可フラグＦＴＫＬＫＣ
ＨＫが「１」であるか否かを判別する。ＦＴＫＬＫＣＨ
Ｋ＝０であるときは、その時点のタンク内圧ＰＴＡＮＫ
を開始圧力値ＰＳ１として記憶する（ステップＳ５
２）。 【００４８】リークチェック許可フラグＦＴＫＬＫＣＨ
Ｋが「１」に設定されると、ベントシャット弁３８の閉
弁状態及びバイパス弁３６の開弁状態を維持し、パージ
制御弁３４を閉弁する（ステップＳ５３）。そして、パ
ージ制御弁の閉弁時点（図２，時刻ｔ３）から所定時間
Ｔ１（例えば３０秒）が経過したか否かを判別する（ス
テップＳ５５）。最初はこの答は否定（ＮＯ）であるの
で直ちに本処理を終了する。 【００４９】所定時間Ｔ１が経過すると、ステップＳ５
５からステップＳ５６に進み、その時点のタンク内圧Ｐ
ＴＡＮＫを終了圧力値ＰＳ２として記憶する（ステップ
Ｓ５６）。次いで、下記式により第１圧力変化率ＰＴＶ
ＡＲＩＢを算出する（ステップＳ５７）。 ＰＴＶＡＲＩＢ＝（ＰＳ２−ＰＳ１）／Ｔ１ 続くステップＳ５８では、リークチェック許可フラグＦ
ＴＫＬＫＣＨＫを「０」に戻し、補正チェック許可フラ
グＦＰＴＲＥＶを「１」に設定し、本処理を終了する。 【００５０】図９は、図３のステップＳ１５で実行され
る補正チェック処理のフローチャートである。ステップ
Ｓ６１では、補正チェック許可フラグＦＰＴＲＥＶが
「１」であるか否かを判別し、この答が否定（ＮＯ）で
あるときは、直ちに本処理を終了する。 【００５１】補正チェック許可フラグＦＰＴＲＥＶが
「１」に設定されると、圧力復帰フラグＦＲＥＶＩＮＩ
ＤＮが「１」であるか否かを判別する（ステップＳ６
２）。最初はこの答は否定（ＮＯ）であるので、ステッ
プＳ６３に進み、ベントシャット弁３８を開弁し、パー
ジ制御弁３４の閉弁状態及びバイパス弁３６の開弁状態
を維持する。次いでタンク内圧ＰＴＡＮＫが大気圧近傍
となったか否かを判別する（ステップＳ６４）。最初は
この答は否定（ＮＯ）であるので、ベントシャット弁３
８を開弁した時点から所定時間Ｔ３（例えば５秒）が経
過したか否かを判別する（ステップＳ６５）。この答が
否定（ＮＯ）であれば直ちに本処理を終了する。所定時
間Ｔ３内にタンク内圧ＰＴＡＮＫが大気圧近傍まで上昇
しないときは、ステップＳ６５からステップＳ６６に進
み、ベントシャット弁３８が故障していると判定し、補
正チェック許可フラグＦＰＴＲＥＶを「０」に戻す。ベ
ントシャット弁３８に開弁指令信号を供給しているにも
拘わらず，実際には開弁しない故障が発生していると考
えられるからである。 【００５２】所定時間Ｔ３内にタンク内圧ＰＴＡＮＫが
大気圧近傍まで上昇したときは、圧力復帰フラグＦＲＥ
ＶＩＮＩＤＮを「１」に設定し（ステップＳ６７）、そ
の時点のタンク内圧ＰＴＡＮＫを開始圧力値ＰＳ３とし
て記憶する（ステップＳ６８）。 【００５３】ステップＳ６７で圧力復帰フラグＦＲＥＶ
ＩＮＩＤＮが「１」に設定されると、ステップＳ６２か
らステップＳ６９に進み、ベントシャット弁３８を閉弁
し、パージ制御弁３４の閉弁状態及びバイパス弁３６の
開弁状態を維持する。次いで、ベントシャット弁３８の
閉弁時点（図２，時刻ｔ５）から所定時間Ｔ２（例えば
３０秒）が経過したか否かを判別する（ステップＳ７
０）。最初はこの答は否定（ＮＯ）であるので、直ちに
本処理を終了する。所定時間Ｔ２が経過すると（図２，
時刻ｔ６）、その時点のタンク内圧ＰＴＡＮＫを終了圧
力値ＰＳ４として記憶し（ステップＳ７１）、下記式に
より第２圧力変化率ＰＴＶＡＲＩＡを算出する（ステッ
プＳ７２）。 ＰＴＶＡＲＩＡ＝（ＰＳ４−ＰＳ３）／Ｔ２ 続くステップＳ７３では、補正チェック許可フラグＦＰ
ＴＲＥＶを「０」に戻すとともに、結果判定許可フラグ
ＦＶＡＰＣＨＫを「１」に設定し、本処理を終了する。 【００５４】図１０は、図３のステップＳ１６で実行さ
れる結果判定処理のフローチャートである。ステップＳ
８１では、結果判定許可フラグＦＶＡＰＣＨＫが「１」
であるか否かを判別し、ＦＶＡＰＣＨＫ＝０であるとき
は、直ちに本処理を終了する。結果判定許可フラグＦＶ
ＡＰＣＨＫが「１」に設定されると、図８の処理で算出
された第１圧力変化率ＰＴＶＡＲＩＢと、図９の処理で
算出された第２圧力変化率ＰＴＶＡＲＩＡとの差（ＰＴ
ＶＡＲＩＢ−ＰＴＶＡＲＩＡ）が、判定閾値ΔＰＴＨよ
り大きいか否かを判別する（ステップＳ８２）。その答
が否定（ＮＯ）であって、リークチェック時の圧力変化
が小さいとき、正常と判定する（ステップＳ８３）。一
方ステップＳ８２の答が肯定（ＹＥＳ）であって、リー
クチェック時の圧力変化が大きいときは、比較的小さな
漏れがあると判定する（ステップＳ８４）。その後結果
判定許可フラグＦＶＡＰＣＨＫを「０」に戻し（ステッ
プＳ８５）、本処理を終了する。 【００５５】本実施形態では、ＥＣＵ５が減圧処理手
段、圧力推定手段、及び判定手段を構成する。より具体
的には、図５の処理が減圧処理手段に相当し、図６のス
テップＳ４１が圧力推定手段に相当し、図６のステップ
Ｓ４２〜Ｓ４６が判定手段に相当する。 【００５６】なお本発明は上述した実施形態に限るもの
ではなく、種々の変形が可能である。例えば、上述した
実施形態では、圧力センサ１５はチャージ通路３１に設
けたが、燃料タンク９に設けるようにしてもよい。この
場合には、図６に示す減圧終了判定処理に代えて、図１
１に示す減圧終了判定処理が採用される。 【００５７】図１１の処理は、図６に示すステップＳ４
１〜Ｓ４７の実行順序を一部変更したものであり、ステ
ップＳ４１で推定タンク内圧ＰＴＡＮＫＥを算出し、次
に検出タンク内圧ＰＴＡＮＫが第２所定圧ＰＴＨ２より
低いか否かを判別する（ステップＳ４４）。その答が肯
定（ＹＥＳ）のときは、減圧終了と判定し、減圧終了フ
ラグＦＤＥＣＥＮＤを「１」に設定する（ステップＳ４
７）。 【００５８】ステップＳ４４でＰＴＡＮＫ≧ＰＴＨ２で
あるときは、推定タンク内圧ＰＴＡＮＫＥが第１所定圧
ＰＴＨ１より低いか否かを判別し（ステップＳ４２）、
その答が否定（ＮＯ）である間は、ダウンカウントタイ
マＴＭ１を所定時間ＴＤにセットしてスタートさせ（ス
テップＳ４３）、本処理を終了する。推定タンク内圧Ｐ
ＴＡＮＫＥが第１所定圧ＰＴＨ１を下回ると、ステップ
Ｓ４２からステップＳ４５に進み、ダウンカウントタイ
マＴＭ１の値が「０」であるか否かを判別する。その答
が否定（ＮＯ）であるある間は、直ちに本処理を終了
し、その状態が所定時間ＴＤ継続すると、減圧不可と判
定し、減圧ＮＧフラグＦＤＥＣＮＧを「１」に設定する
（ステップＳ４６）。 【００５９】 【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、減
圧処理手段の作動前に検出された第１の圧力に基づい
て、減圧処理手段の作動後の蒸発燃料処理装置内の第２
の圧力が推定され、該推定された第２の圧力が第１の所
定圧力を下回った時点において、圧力検出手段により検
出された蒸発燃料処理装置内の第３の圧力が、第２の所
定圧力より高いときに、蒸発燃料処理装置が故障したと
判定される。したがって、従来の手法のように判定のた
めに減圧処理を継続する時間を長くする必要がなく、迅
速に正確な判定を行うことができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施形態にかかる蒸発燃料処理装置
及び内燃機関の制御装置の構成を示す図である。 【図２】故障診断の概要を説明するためのタイムチャー
トである。 【図３】故障診断処理のフローチャートである。 【図４】大気開放処理のフローチャートである。 【図５】減圧処理のフローチャートである。 【図６】減圧終了判定処理のフローチャートである。 【図７】図６の処理を説明するためのタイムチャートで
ある。 【図８】リークチェック処理のフローチャートである。 【図９】補正チェック処理のフローチャートである。 【図１０】結果判定処理のフローチャートである。 【図１１】図６の処理の変形例を示すフローチャートで
ある。 【符号の説明】 １ 内燃機関 ２ 吸気管 ５ 電子コントロールユニット（減圧処理手段、圧力推
定手段、判定手段） ９ 燃料タンク １５ 圧力センサ（圧力検出手段） ３１ チャージ通路（第１の通路） ３２ パージ通路（第２の通路） ３３ キャニスタ ３４ パージ制御弁 ３７ 空気通路 ３８ ベントシャット弁 ３９ 燃料レベルセンサ ４０ 蒸発燃料処理装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 五所 栄作 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 3G044 BA22 DA02 DA04 EA19 EA53 EA55 FA04 FA38 FA39

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 燃料タンクと、大気に連通する空気通路
   が接続され、前記燃料タンク内で発生する蒸発燃料を吸
   着する吸着剤を有するキャニスタと、該キャニスタと前
   記燃料タンクとを接続する第１の通路と、前記キャニス
   タと内燃機関の吸気系とを接続する第２の通路と、前記
   空気通路を開閉するベントシャット弁と、前記第２の通
   路に設けられたパージ制御弁とを備えた蒸発燃料処理装
   置の故障を診断する故障診断装置において、 前記蒸発燃料処理装置内の圧力を検出する圧力検出手段
   と、 前記パージ制御弁を開弁するとともに前記ベントシャッ
   ト弁を閉弁することにより、前記内燃機関の吸気管内負
   圧を前記蒸発燃料処理装置内に導入し、前記蒸発燃料処
   理装置内の圧力を減圧する減圧処理手段と、 該減圧処理手段の作動前に前記圧力検出手段により検出
   された第１の圧力に基づいて、前記減圧処理手段の作動
   後の前記蒸発燃料処理装置内の第２の圧力を推定する圧
   力推定手段と、 該圧力推定手段により推定された第２の圧力が第１の所
   定圧力を下回った時点において、前記圧力検出手段によ
   り検出された前記蒸発燃料処理装置内の第３の圧力が第
   ２の所定圧力より高いときに、前記蒸発燃料処理装置が
   故障したと判定する判定手段とを備えることを特徴とす
   る故障診断装置。