JP2003269265A - 燃料蒸気パージシステムの故障診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】エバポ経路の漏れ故障の判定精度を向上するこ
とができる燃料蒸気パージシステムの故障診断装置を提
供する。 【解決手段】燃料蒸気の発生量の検出時間ＴＰｂにおい
て燃料蒸気の発生による圧力Ｐｂが検出される。次に、
基準孔を加圧する基準値検出期間ＴＰｒにおいて基準値
Ｐｒ０が算出される。そして、エバポ経路を加圧する比
較値検出期間ＴＰｆにおいて、基準値Ｐｒ０は燃料蒸気
の発生による圧力の影響を加えた値Ｐｒ１に補正され
る。この比較値検出時において、エバポ経路の圧力の比
較値Ｐｆが基準値Ｐｒ１よりも大きい値であるとエバポ
経路に穴なしの正常判定が行われ、比較値Ｐｆが基準値
Ｐｒ１以下の値であるとエバポ経路に穴ありの異常判定
が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料タンクで発生
した燃料蒸気を吸気系へパージする燃料蒸気パージシス
テムの故障診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に揮発性液体燃料のタンクを備えた
車輌には、いわゆる燃料蒸気パージシステムが採用され
ている。典型的なパージシステムによれば、燃料タンク
で発生する燃料蒸気はベーパ通路を通じてキャニスタ内
に導入して捕集され、捕集された燃料蒸気はパージ通路
を介して内燃機関の吸気通路にパージ（放出）される。

【０００３】このような燃料蒸気パージシステムの信頼
性を確保するために、多くのパージシステムには、エバ
ポ経路（燃料タンク、ベーパ通路、キャニスタ及びパー
ジ通路を含んで構成される。）の穴あきや裂傷等に起因
する漏れを発見するための故障診断装置が組み込まれて
いる。このような漏れの診断を行うには、エバポ経路の
内部と外部との間に差圧が設けられた後、その内圧の挙
動が検出される。そして、エバポ経路の漏れがない状態
での内圧判定レベルと、検出した内圧の挙動とを比較す
ることにより、エバポ経路の漏れ故障を診断することが
できる。

【０００４】このような燃料蒸気パージシステムの故障
診断装置として、特開平１０−９０１０７号公報に示す
ものが提案されている。この故障診断装置は、内燃機関
の停止状態において、電動ポンプによりエバポ経路に空
気を圧送することによりエバポ経路内を加圧し、その内
圧の挙動に基づいてエバポ経路の漏れ故障の有無を診断
するようになっている。エバポ経路の内圧に応じて電動
ポンプの機械的負荷は変化し、電動ポンプの消費電流も
変化することとなる。そのため、電動ポンプの消費電流
に基づいてエバポ経路の内圧を検出することができる。
すなわち、エバポ経路に漏れがあればエバポ経路の内圧
は変化しにくく、加圧開始時から電動ポンプの機械的負
荷は増加せず、電動ポンプの消費電流は小さいままとな
る。逆に、エバポ経路に漏れがなければ、エバポ経路が
加圧されるにしたがって電動ポンプの機械的負荷が増加
し、電動ポンプの消費電流は増加するようになる。よっ
て、加圧過程の電動ポンプの消費電流に基づいてエバポ
経路の漏れ故障の有無を診断することができる。

【０００５】なお、電動ポンプは経時劣化し、消費電流
に対して加圧能力が低下するため、エバポ経路の漏れ故
障の判定精度が低下する。そこで、この故障診断装置に
おいては、異常判定すべき穴の径を持つ基準孔に電動ポ
ンプを連通させて電動ポンプにより加圧し、そのときの
電動ポンプの消費電流を異常判定の判定レベルとして使
用するようにしている。この判定レベルと、エバポ経路
を加圧する時の電動ポンプの消費電流とを比較すること
により、判定精度の低下を防止することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載された故障診断装置は、漏れ故障の診断を行う
ときの電動ポンプの加圧経路と、基準孔を加圧するとき
の加圧経路とは異なっている。従って、燃料タンクで発
生する燃料蒸気による圧力変化は漏れ故障の診断を行う
ための内圧検出のときにのみ含まれており、基準孔を加
圧するときには燃料蒸気による圧力変化は含まれていな
い。すなわち、漏れ故障の診断を行う際の電動ポンプの
消費電流には燃料蒸気による圧力変化分に対応する電流
が含まれており、基準孔を加圧する際の電動ポンプの消
費電流（判定レベル）には燃料蒸気による圧力変化分に
対応する電流が含まれていない。そのため、エバポ経路
の漏れ故障の判定精度が低下し、正確な漏れ故障の判定
を行うことができない。

【０００７】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、エバポ経路の漏れ故障の判定精度
を向上することができる燃料蒸気パージシステムの故障
診断装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】以下、上記目的を達成す
るための手段及びその作用効果について記載する。請求
項１に記載の発明は、燃料タンク及びキャニスタを含ん
でエバポ経路を形成し、燃料タンクで発生する燃料蒸気
をキャニスタに捕集し、前記キャニスタに捕集された燃
料蒸気を内燃機関の吸気通路へパージする燃料蒸気パー
ジシステムであって、前記エバポ経路と外気との間に差
圧を付与するための差圧付与手段と、外気に通気する基
準孔に前記差圧付与手段を連通した場合の圧力状態と、
前記エバポ経路に前記差圧付与手段を連通した場合の圧
力状態とを比較することによりエバポ経路の故障を判定
する故障判定手段とを備える燃料蒸気パージシステムの
故障診断装置において、前記燃料タンク内で発生する燃
料蒸気による前記エバポ経路の故障判定への影響度合い
を検出する影響度検出手段を備え、前記故障判定手段
は、前記影響度合いを考慮して前記エバポ経路の故障判
定を行うことを特徴とする。

【０００９】エバポ経路の漏れ故障の診断を行う際、外
気に通気する基準孔に差圧付与手段を連通したときと、
エバポ経路に差圧付与手段を連通したときとでは、差圧
付与経路が互いに異なっている。燃料タンクで発生する
燃料蒸気による圧力変化はエバポ経路に差圧を付与する
ときにのみ含まれており、基準孔を有する経路に差圧を
付与するときには燃料蒸気による圧力変化は含まれてい
ない。従って、基準孔に差圧を付与した場合の圧力状態
と、エバポ経路に差圧を付与した場合の圧力状態との比
較に基づいてエバポ経路の漏れ故障を判定するようにす
ると、判定精度が低下し、正確な漏れ故障の判定を行う
ことができない。

【００１０】この点に関して、上記構成によれば、燃料
タンク内で発生する燃料蒸気による故障判定への影響度
合いを考慮してエバポ経路の故障判定を行うようにして
いるので、判定精度を向上して正確な漏れ故障の判定を
行うことができる。なお、基準孔に差圧を付与した場合
の圧力状態と、エバポ経路に差圧を付与した場合の圧力
状態との比較に基づいてエバポ経路の漏れ故障を判定す
るようにしているので、差圧付与手段の経時劣化による
漏れ故障の判定精度の低下を防止することができること
はいうまでもない。

【００１１】請求項２に記載の発明は、請求項１又は２
において、前記影響度検出手段は、前記エバポ経路と外
気との連通を遮断する遮断手段を備えることを特徴とす
る。この構成によれば、燃料タンクでの燃料蒸気発生量
を検出するときに、遮断手段によって圧力漏れを防止す
ることができる。

【００１２】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
のいずれかにおいて、前記キャニスタの新気導入口を、
大気開放口と前記差圧付与手段とに選択的に接続する切
換弁と、前記差圧付与手段から前記切換弁を迂回して前
記キャニスタの新気導入口に至り、かつ前記基準孔を有
するバイパス通路とを備え、前記差圧付与手段を動作さ
せるとともに、前記切換弁を大気開放口側に切換えて、
前記差圧付与手段による圧力を前記バイパス通路の基準
孔を経由させた後、前記切換弁を経て大気開放口より大
気に開放したときの圧力を基準値として算出する基準値
算出手段と、前記差圧付与手段を動作させるとともに、
前記切換弁を前記差圧付与手段側に切換えて、前記差圧
付与手段による圧力を前記切換弁を経て前記キャニスタ
の新気導入口より前記エバポ経路に供給したときの圧力
を比較値として算出する比較値算出手段とを備え、前記
故障判定手段は前記基準値と前記比較値とを比較するこ
とによりエバポ経路の故障を判定することを特徴とす
る。

【００１３】この構成によれば、差圧付与手段の差圧付
与能力は経時劣化するが、エバポ経路の漏れ故障の判定
のための圧力の基準値をその経時劣化を考慮した適確な
ものとすることができ、判定精度を向上することができ
る。

【００１４】請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の
いずれかにおいて、前記エバポ経路の圧力変化率に基づ
いて圧力変化が安定したことを判定する安定化判定手段
を備え、前記故障判定手段は前記安定化判定手段による
安定化判定結果に基づいて前記エバポ経路の故障判定時
期を決定することを特徴とする。

【００１５】特に、請求項５に記載の発明のように、前
記エバポ経路の差圧付与時間が所定時間未満のとき、前
記エバポ経路の圧力変化が安定したと判定されたとき、
前記エバポ経路の故障判定を行うようにするのがよい。

【００１６】差圧付与手段によってエバポ経路に差圧を
付与する際、燃料タンク内の燃料残量に応じてエバポ経
路内の圧力が安定するまでの時間が変化することとな
る。そのため、診断タイミングを固定する場合には、差
圧付与時間を燃料タンクが空の状態において所定圧力に
達するまでの長さに設定せざるを得ない。その場合、燃
料タンク内の燃料残量が多いときにはエバポ経路の圧力
は早期に所定圧力に達して安定化することになるため、
故障診断に要する時間を無駄に長く必要とすることにな
る。この構成によれば、圧力安定が判定された時点で、
故障診断を行うことで、故障診断に要する時間を短縮す
ることができるようになる。

【００１７】請求項６に記載の発明は、請求項４又は５
において、前記故障判定手段は、前記エバポ経路の差圧
付与時間が所定時間に達したとき、前記安定化判定結果
の有無に関わらず前記エバポ経路の故障判定を行うこと
を特徴とする。

【００１８】差圧付与手段によってエバポ経路に差圧を
付与する際、燃料タンク内の燃料残量、すなわち燃料タ
ンク内の空間の大きさによってエバポ経路内の圧力の変
化は異なるものとなる。この構成のように、燃料がほぼ
空の状態で差圧付与手段を所定時間作動させることによ
って、エバポ経路に漏れがなければ所定の大きさの比較
値（圧力）を得ることができる。よって、エバポ経路の
圧力変化の安定化判定の有無に関わらずエバポ経路の漏
れ故障の判定を行うことができるようになる。

【００１９】請求項７に記載の発明は、請求項３〜６の
いずれかにおいて、前記基準値算出手段及び前記比較値
算出手段は圧力センサを含み、該圧力センサは前記差圧
付与手段と前記エバポ経路及び前記基準孔との間に配設
されていることを特徴とする。

【００２０】この構成によれば、切換弁を切り換えるこ
とによって、１つの圧力センサによってエバポ経路の漏
れ故障の判定のための圧力の基準値及び圧力の比較値を
検出することができ、構成する部品点数の増加を抑制す
ることができる。

【００２１】請求項８に記載の発明は、請求項１〜７の
いずれかにおいて、前記差圧付与手段は空気の送出又は
吸引を行う電動式エアポンプであることを特徴とする。
この構成によれば、電動式エアポンプを作動させればエ
バポ経路と外気との間に差圧を付与することができるの
で、内燃機関の停止時においてもエバポ経路の漏れ故障
の判定を行うことができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下、本発明を
具体化した車両等に搭載される燃料蒸気パージシステム
の故障診断装置の第１実施形態を図１〜図５に従って説
明する。

【００２３】図１は、本実施形態に係る燃料蒸気パージ
システム及びその故障診断装置を示す概略構成図であ
る。図１に示されるように、内燃機関としてのエンジン
１０に吸入空気を導く吸気通路１１のサージタンク１２
上流には、スロットルバルブ１３が設けられている。吸
気通路１１にはスロットルバルブ１３の上流側にエアク
リーナ１４が設けられている。

【００２４】図１に示す燃料蒸気パージシステム２０
は、エンジンの一部を構成しており、燃料タンク２１内
に発生する燃料蒸気を吸着するキャニスタ２２と、燃料
タンク２１とキャニスタ２２を連通するエバポ通路２３
と、キャニスタ２２と吸気通路１１を連通するパージ通
路２４とを備える。また、同燃料蒸気パージシステム２
０は、大気をキャニスタ２２内に導入する大気導入通路
２５を備える。

【００２５】燃料タンク２１には、給油のための給油管
２６が取り付けられている。この給油管２６の給油口に
はキャップ２７が装着され、その出口には逆止弁２８が
設けられている。また、給油管２６には、循環路２９が
分岐して設けられており、同循環路２９の開口端は燃料
タンク２１内の上部空間に開口している。

【００２６】燃料タンク２１の上部壁には、循環路２９
の他に、エバポ通路２３の一端側が設けられている。同
一端側は２つの通路に分岐しており、一方の通路には、
フロート弁３１、液溜め部３２、及び絞り３３が同通路
の開口端側から順に設けられている。その他方の通路に
は、フロート弁３４及び液溜め部３５が同通路の開口端
側から順に設けられている。

【００２７】エバポ通路２３のキャニスタ２２近傍に
は、内圧弁３６と絞り３７とが設けられている。この内
圧弁３６と絞り３７は、燃料タンク２１内の圧力が内圧
弁３６の開弁圧より低い期間、内圧弁３６のダイアフラ
ムが閉弁位置にあって、燃料タンク２１とキャニスタ２
２は絞り３７を介して連通する。

【００２８】一方、燃料タンク２１内の圧力が内圧弁３
６の開弁圧に達すると、内圧弁３６のダイアフラムが付
勢力に抗して開弁位置に変位し、燃料タンク２１内に発
生した燃料蒸気が絞り３７を介さずにエバポ通路２３を
通ってキャニスタ２２に送られるようになっている。な
お、本実施形態では、内圧弁３６のダイアフラムは、図
示しないばねで付勢されているとともに、同ダイアフラ
ムに大気圧を作用させてある。こうした構成により、燃
料タンク２１内の圧力が内圧弁３６の開弁圧に達するま
では、燃料タンク２１内に発生する燃料蒸気は、エバポ
通路２３及び絞り３７を介してキャニスタ２２に送られ
る。

【００２９】キャニスタ２２は、その内部に吸着材を備
えており、燃料タンク２１からの燃料蒸気を吸着材に吸
着させて一時的に蓄えた後、負圧下におかれると、吸着
材に吸着された燃料蒸気が再離脱可能な構成となってい
る。キャニスタ２２の内部は仕切板４０によって２つの
吸着材室４１，４２に区画されている。両吸着材室４
１，４２は、吸着材でそれぞれ満たされているととも
に、通気性フィルタ４３を介して連通している。吸着材
室４１は、エバポ通路２３を介して燃料タンク２１と連
通しているとともに、パージ通路２４を介して吸気通路
１１のサージタンク１２と連通している。一方、吸着材
室４２は、大気導入通路２５と連通している。また、キ
ャニスタ２２には、燃料タンク２１より流入する燃料蒸
気が一旦は吸着材を通過した後にパージ通路２４に導入
されるように、ガイド部材４４が設けられている。

【００３０】パージ通路２４の通路途中には電磁弁から
なるパージ制御弁４６が設けられている。パージ制御弁
４６は常には閉弁されており、同制御弁４６が開弁され
ると、エンジン１０の運転中においてサージタンク１２
内に発生する吸気負圧がパージ通路２４を介してキャニ
スタ２２内に導入される。

【００３１】一方、大気導入通路２５は、図示しないフ
ューエルリッドで開閉される給油用開口部内に設けられ
たインレット口元４８と、キャニスタ２２の新気導入口
２２ａ（図２，３参照）との間を連通し、同口元４８か
ら入る大気がキャニスタ２２に導入される。大気導入通
路２５の途中には大気防塵フィルタ４９が設けられてい
る。この大気導入通路２５とキャニスタ２２の新気導入
口２２ａとの接続部には差圧付与手段を構成する電動ポ
ンプモジュール５０が設けられている。

【００３２】図２，３に示すように電動ポンプモジュー
ル５０は、前記大気導入通路２５から分岐する大気吸入
口２５ａに接続される電動式エアポンプ５１を備えてい
る。また、電動ポンプモジュール５０は前記キャニスタ
２２の新気導入口２２ａを、前記大気導入通路２５の大
気開放口２５ｂと、電動式エアポンプ５１の吐出口５１
ａとに選択的に接続する電磁式の切換弁５２を備えてい
る。また、電動式エアポンプ５１の吐出口５１ａから切
換弁５２をバイパスしてキャニスタ２２の新気導入口２
２ａに至るバイパス通路５３が設けられ、このバイパス
通路５３には基準口径（例えば０．５ｍｍ）を有する基
準孔５４が設けられる。なお、大気吸入口２５ａと、基
準孔５４の下流と、電動式エアポンプ５１の吐出口５１
ａとにはそれぞれエアフィルタ５５が設けられる。

【００３３】なお、切換弁５２はオフ状態で大気開放口
２５ｂ側、オン状態で電動式エアポンプ５１側に切換え
られるようになっており、通常はオフで大気開放口２５
ｂ側に切換えられ、キャニスタ２２の新気導入口２２ａ
を大気開放口２５ｂに連通させている。

【００３４】また、電動式エアポンプ５１の吐出口５１
ａにはバイパス通路５３の上流において遮断手段として
の逆止弁５６が設けられている。逆止弁５６は電動式エ
アポンプ５１の吐出口５１ａの圧力がエバポ経路の圧力
よりも高いときにのみ開弁して電動式エアポンプ５１か
らエバポ経路側への空気の流れ許容する。逆に電動式エ
アポンプ５１の吐出口５１ａの圧力がエバポ経路の圧力
よりも低いときには逆止弁５６は閉弁してエバポ経路と
外気との連通を遮断するようになっている。さらに、逆
止弁５６と切換弁５２との間において圧力を検出し、検
出した圧力に応じた電気信号を出力する圧力センサ５７
が設けられている。圧力センサ５７としては絶対圧セン
サが用いられている。

【００３５】このように構成された燃料蒸気パージシス
テム２０では、燃料タンク２１内に発生する燃料蒸気が
エバポ通路２３を通ってキャニスタ２２に送られてキャ
ニスタ２２に吸着される。パージ制御弁４６が開弁する
と、サージタンク１２内の負圧がパージ通路２４を介し
てキャニスタ２２に供給される。このとき、大気は、大
気導入通路２５、大気防塵フィルタ４９、大気開放口２
５ｂ、切換弁５２及び新気導入口２２ａを介してキャニ
スタ２２内に導入される。こうして大気が導入されるこ
とにより、吸着された燃料蒸気がキャニスタ２２からサ
ージタンク１２へパージ（放出）される。

【００３６】また、エンジン１０の停止中であってかつ
車両の停止において、パージ制御弁４６が閉弁された状
態で切換弁５２を電動式エアポンプ５１側に切り換える
と、燃料蒸気パージシステム２０内、すなわちエバポ経
路内が閉鎖された空間となる。ここで、燃料蒸気パージ
システム２０の「エバポ経路」とは、燃料タンク２１、
エバポ通路２３、キャニスタ２２、及びパージ通路２４
のうちの、キャニスタ２２とパージ制御弁４６の間の通
路部を含む経路である。こうして燃料蒸気パージシステ
ム２０の「エバポ経路」内を閉鎖空間にした状態で、後
述する故障診断処理を行う。

【００３７】このように構成されたエンジン、燃料蒸気
パージシステム２０及びその故障診断装置において、圧
力センサ５７等の各種センサの出力は、エンジンの制御
系として機能するとともに、故障診断装置として機能す
る電子制御装置（以下、ＥＣＵという）６０に対し入力
される。ＥＣＵ６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／
Ｄ変換器及び入出力インターフェイス等を含んで構成さ
れるマイクロコンピュータを備え、各種センサから信号
が入力されている。各種センサとしては、前記圧力セン
サ５７のほか、エンジン１０の回転に同期してクランク
角信号を出力しこれにより機関回転速度を検出可能なク
ランク角センサ、吸入空気量を計測するエアフローメー
タ、機関排気系にて空燃比を検出する空燃比センサ（酸
素センサ）、車速を検出する車速センサなどが設けられ
る。

【００３８】このＥＣＵ６０は、取り込まれる各種セン
サの出力に基づいて、燃料噴射制御等、エンジン１０の
運転に係る各種制御を実行するほか、パージ制御弁４
６、電動式エアポンプ５１、切換弁５２等を駆動制御す
ることによって燃料蒸気パージシステム２０のパージ制
御及び故障診断の処理を実行する。

【００３９】次に、燃料蒸気パージシステム２０のパー
ジ制御に係る動作態様について、その概要を説明する。
エンジンの運転中に燃料タンク２１内で発生した燃料蒸
気は、エバポ通路２３を通ってキャニスタ２２内へ流入
する。

【００４０】キャニスタ２２内に流入した燃料蒸気は、
同キャニスタ２２内に充填されている吸着材に一旦吸着
される。その後、ＥＣＵ６０からの制御信号によりパー
ジ制御弁４６が開弁されると、パージ通路２４を介して
サージタンク１２からキャニスタ２２内に吸気負圧が導
入されるとともに、大気防塵フィルタ４９及び大気開放
口２５ｂを介してキャニスタ２２内に大気が導入され
る。こうしてキャニスタ２２内に負圧及び大気が導入さ
れることにより、キャニスタ２２の吸着材に吸着されて
いる燃料蒸気が離脱し、該離脱した燃料蒸気がパージ通
路２４を介して吸気通路１１へパージされる。

【００４１】また、機関停止後において、ＥＣＵ６０が
起動されると、ＥＣＵ６０は、故障診断装置をなす電動
式エアポンプ５１及び切換弁５２の作動を制御して、燃
料蒸気パージシステム２０の漏れ故障の診断を行う。

【００４２】次に、ＥＣＵ６０が実行する燃料蒸気パー
ジシステムの故障診断処理について説明する。燃料蒸気
パージシステム２０の故障診断処理を実行する際には、
ＥＣＵ６０の制御指令により、パージ制御弁４６が閉弁
状態に維持される。そして、まず、図２に示すように、
切換弁５２は大気開放口２５ｂ側にある。すると、大気
開放口２５ｂ及び大気防塵フィルタ４９を介してキャニ
スタ２２内に大気が導入されることにより、燃料蒸気パ
ージシステム２０内の残圧（負圧）が除去され、燃料蒸
気パージシステム２０内は大気圧状態となる。

【００４３】次に、電動式エアポンプ５１の作動を停止
した状態で、図３に示すように切換弁５２がオンされて
電動式エアポンプ５１側に切り換えられる。すると、燃
料蒸気パージシステム２０内が密閉され、閉鎖空間が形
成される。このとき、燃料タンク２１で発生する燃料蒸
気によるエバポ経路内の圧力Ｐｂの変化が圧力センサ５
７によって検出される。この燃料蒸気の発生量の検出時
間ＴＰｂ（図４参照）は短い時間（例えば１分）に設定
されている。

【００４４】この後、図２に示すように切換弁５２がオ
フされて大気開放口２５ｂ側に切換えられた状態で、電
動式エアポンプ５１が作動される。このとき、電動式エ
アポンプ５１によって吸入吐出された空気がバイパス通
路５３（基準孔５４）を通った後、切換弁５２を逆流し
て大気開放口２５ｂより大気中に放出される。

【００４５】この状態において、電動式エアポンプ５１
から基準孔５４に至るバイパス通路５３の圧力が圧力セ
ンサ５７によって検出され、この検出圧力がエバポ経路
の漏れ故障を判定するための基準値Ｐｒ０（図４参照）
として求められる。すなわち、基準孔５４は燃料蒸気パ
ージシステム２０の検出すべき穴の大きさに設定されて
おり、エバポ経路に漏れ故障がある場合の電動式エアポ
ンプ５１の経時劣化に伴う加圧能力の低下を検出するこ
とができる。この部分が基準値算出手段に相当する。な
お、電動式エアポンプ５１から基準孔５４に至るバイパ
ス通路５３の長さは短くなっているため、電動式エアポ
ンプ５１の作動によるこの部分の圧力は極短時間で飽和
することとなるため、この基準値検出時における電動式
エアポンプ５１の所定の作動時間ＴＰｒ（図４参照）は
短くてよい。本実施形態において、電動式エアポンプ５
１の作動時間ＴＰｒは基準値検出期間と等しく設定され
ている。

【００４６】この後、図３に示すように切換弁５２がオ
ンされて電動式エアポンプ５１側に切換えられた状態
で、電動式エアポンプ５１が作動される。このとき、電
動式エアポンプ５１によって吸入吐出された空気が切換
弁５２を経てキャニスタ２２の新気導入口２２ａからキ
ャニスタ２２内を通り、燃料タンク２１からキャニスタ
２２を経てパージ制御弁４６に至るパージ通路２４内に
流入する。

【００４７】この状態で、エバポ経路の圧力が圧力セン
サ５７によって検出され、この検出圧力が燃料蒸気パー
ジシステム２０の比較値Ｐｆ（図４参照）として求めら
れる。この部分が比較値算出手段に相当する。なお、電
動式エアポンプ５１からキャニスタ２２及び燃料タンク
２１を含むエバポ経路の体積は燃料タンク２１内の燃料
残量によって変化する。そのため、この比較値検出時に
おける電動式エアポンプ５１の所定の作動時間ＴＰｆ
（図４参照）は、燃料タンク２１内の燃料がほぼ空の状
態で所定の比較圧力を得ることができる値に設定されて
いる。本実施形態において、電動式エアポンプ５１の作
動時間ＴＰｆは比較値検出期間と等しく設定されてい
る。

【００４８】この比較値検出期間ＴＰｆにおいて検出さ
れた最新の比較値Ｐｆと前記基準値Ｐｒ０とを比較する
ことにより燃料蒸気パージシステム２０の漏れ故障の判
定が行われる。この際、エバポ経路を加圧して比較値Ｐ
ｆを算出するときには燃料タンク２１で発生する燃料蒸
気による圧力変化が含まれており、基準孔５４を加圧し
て基準値Ｐｒ０を算出するときには燃料蒸気による圧力
変化は含まれていない。そのため、燃料タンク２１内で
発生する燃料蒸気による影響度合いを考慮して、基準値
Ｐｒ０は、燃料蒸気の発生による圧力の影響を加えた値
Ｐｒ１（図４参照）に補正される。なお、ここで加えら
れる燃料蒸気による圧力値（Ｐｒ１−Ｐｒ０）は、比較
値検出時における電動式エアポンプ５１の作動時間ＴＰ
ｆと燃料蒸気発生量の検出時間ＴＰｂとの比に応じて増
加される。

【００４９】この比較値検出時において、電動式エアポ
ンプ５１が所定時間ＴＰｆ作動されてエバポ経路が加圧
されている期間において、比較値Ｐｆが補正された基準
値Ｐｒ１より大きいと判定されたときは、エバポ経路は
正常（穴なし）と判定される。この部分が故障判定手段
に相当する。逆に、電動式エアポンプ５１が所定時間Ｔ
Ｐｆ作動されてエバポ経路が加圧されている期間におい
て、比較値Ｐｆが補正された基準値Ｐｒ１以下であると
判定されたときは、エバポ経路は異常（穴あり）と判定
される。

【００５０】図４は燃料タンク２１内での燃料蒸気の発
生がある場合における燃料蒸気パージシステム２０の故
障診断処理を示している。図４に示すように、燃料蒸気
の発生量の検出時間ＴＰｂにおいて燃料蒸気の発生によ
る圧力Ｐｂが検出される。次に、基準値検出期間ＴＰｒ
において基準値Ｐｒ０が算出される。

【００５１】そのため、比較値検出期間ＴＰｆにおい
て、基準値Ｐｒ０は燃料蒸気の発生による圧力の影響を
加えた値Ｐｒ１に補正される。この比較値検出期間ＴＰ
ｆにおいて、比較値Ｐｆが基準値Ｐｒ１よりも大きい値
であるとエバポ経路に穴なしの正常判定が行われ、比較
値検出期間ＴＰｆの最後で比較値Ｐｆが基準値Ｐｒ１以
下の値であるとエバポ経路に穴ありの異常判定が行われ
る。

【００５２】図５は燃料タンク２１内での燃料蒸気の発
生がない場合における燃料蒸気パージシステム２０の故
障診断処理を示している。図５に示すように、燃料蒸気
の発生量の検出時間ＴＰｂにおいて燃料蒸気の発生によ
る圧力Ｐｂは「０」である。

【００５３】そのため、比較値検出期間ＴＰｆにおい
て、基準値Ｐｒ０がそのまま基準値として用いられる。
なお、燃料蒸気の発生による圧力Ｐｂが「０」であるた
めに基準値Ｐｒ０は補正した後もそのままの値を維持し
ているにすぎない。この比較値検出期間ＴＰｆにおい
て、比較値Ｐｆが基準値Ｐｒ０よりも大きい値であると
エバポ経路に穴なしの正常判定が行われ、比較値検出期
間ＴＰｆの最後で比較値Ｐｆが基準値Ｐｒ０以下の値で
あるとエバポ経路に穴ありの異常判定が行われる。

【００５４】以上詳述した本実施形態によれば、以下の
作用効果を得ることができる。 （１） エバポ経路の漏れ故障の診断を行う際、燃料タ
ンク２１内で発生する燃料蒸気による故障判定への影響
度合いを考慮して算出された基準値Ｐｒ０を補正して漏
れ故障の判定のための基準値Ｐｒ１を算出し、この基準
値Ｐｒ１と比較値Ｐｆとに基づいてエバポ経路の故障判
定を行っている。そのため、発生した燃料蒸気による圧
力変化の影響を相殺することができ、判定精度を向上し
て正確な漏れ故障の判定を行うことができる。

【００５５】（２） また、基準孔５４を加圧した場合
の圧力の基準値Ｐｒ０と、エバポ経路を加圧した場合の
圧力の比較値Ｐｆとの比較に基づいてエバポ経路の漏れ
故障を判定するようにしている。そのため、エバポ経路
の漏れ故障の判定のための圧力の基準値を電動式エアポ
ンプ５１の経時劣化を考慮した適確なものとすることが
でき、漏れ故障の判定精度の低下を防止することができ
る。

【００５６】（３） 電動式エアポンプ５１の吐出口５
１ａには同吐出口５１ａの圧力がエバポ経路の圧力より
も低いときには閉弁してエバポ経路と外気との連通を遮
断する逆止弁５６を設けた。そのため、燃料タンク２１
での燃料蒸気発生量の検出時及びエバポ経路を加圧する
比較値検出時において、逆止弁５６によってエバポ経路
からの圧力漏れを防止することができる。

【００５７】（４） 圧力センサ５７は電動式エアポン
プ５１とエバポ経路及び基準孔５４との間に配設されて
いる。そのため、切換弁５２を切り換えることによっ
て、圧力センサ５７によってエバポ経路の漏れ故障の判
定のための圧力の基準値及び圧力の比較値を検出するこ
とができ、構成する部品点数の増加を抑制することがで
きる。

【００５８】（５） 差圧付与手段として空気の送出を
行う電動式エアポンプ５１を採用しているので、電動式
エアポンプ５１を作動させればエバポ経路を加圧するこ
とができ、エンジン１０の停止時においてもエバポ経路
の漏れ故障の判定を行うことができる。

【００５９】（第２実施形態）次に、本発明の第２実施
形態を図６〜図９に従って説明する。上記第１実施形態
においては、エバポ経路を加圧する比較値検出時には電
動式エアポンプ５１を燃料タンク２１内の燃料がほぼ空
の状態で所定の比較圧力を得ることができるように所定
時間ＴＰｆ作動させる場合について述べた。ところが、
エバポ経路を加圧する際にエバポ経路の内圧が前記所定
時間ＴＰｆ以内に前記基準値Ｐｒ１よりも小さな値に飽
和すればそれ以上エバポ経路の内圧が変化することはな
い。従って、その時点で比較値Ｐｆと基準値Ｐｒ１とを
比較してエバポ経路の漏れ故障を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。このと
き、電動式エアポンプ５１の作動を停止して不要なエネ
ルギー損失をなくすことができるとともに、電動式エア
ポンプ５１の無駄な作動をなくして長寿命化を図ること
ができる。

【００６０】そこで本実施形態では、エバポ経路の加圧
時においてその内圧が所定時間ＴＰｆ以内に前記基準値
Ｐｒ１より大きくなったり、前記所定時間ＴＰｆ以内に
前記基準値Ｐｒ１よりも小さな値に飽和したりしたとき
には、その時点をエバポ経路の漏れ故障の判定時期とし
て設定するようにしている。

【００６１】本実施形態において、エンジン１０及び燃
料蒸気パージシステム２０の構成は第１実施形態と同様
である。本実施形態のＥＣＵ６０が実行する漏れ故障の
判定処理を図６に示すフローチャートに従って説明す
る。図６のフローチャートは、燃料蒸気パージシステム
２０の故障診断処理のうち、エバポ経路を加圧する比較
値検出処理及び判定処理の部分のみを示している。この
処理に先立って、前記エバポ経路における燃料蒸気の発
生による圧力Ｐｂを検出する処理及び基準孔５４を加圧
して基準値Ｐｒ０を検出する処理が前記と同様にして行
われる。

【００６２】ＥＣＵ６０による処理がエバポ経路を加圧
する比較値検出処理に至ると、ステップ１０２におい
て、検出された比較値Ｐｆが基準値Ｐｒ１（燃料蒸気の
圧力により補正された値）より大きいかどうかが判定さ
れる。比較値Ｐｆが基準値Ｐｒ１より大きいと判定され
ると処理はステップ１０４に進み、比較値Ｐｆが基準値
Ｐｒ１以下であると判定されると処理はステップ１０６
に進む。

【００６３】ステップ１０４では比較値Ｐｆが前記基準
値Ｐｒ１より大きいため、比較値検出の継続時間が所定
時間ＴＰｆ以内であってもその時点で比較値と基準値と
を比較してエバポ経路は穴なしであると正常判定し、電
動式エアポンプ５１の作動を停止する。

【００６４】ステップ１０６では電動式エアポンプ５１
の作動によるエバポ経路の加圧時間が所定時間ＴＰｆ未
満かどうかが判定される。エバポ経路の加圧時間が所定
時間ＴＰｆ未満であると判定されると処理はステップ１
０８に進み、エバポ経路の加圧時間が所定時間ＴＰｆ以
上であると判定されると処理はステップ１１０に進む。

【００６５】ステップ１０６からステップ１１０に処理
が進んだ場合には、加圧時間が所定時間ＴＰｆに達して
いるため、その時点で比較値Ｐｆと基準値Ｐｒ１とを比
較してエバポ経路は穴ありと異常判定し、電動式エアポ
ンプ５１の作動を停止して本処理を終了する。

【００６６】ステップ１０８ではエバポ経路の圧力変化
が飽和状態であるかどうかが判定される。この判定は、
図７に示すように、エバポ経路を加圧する比較値検出時
において、電動式エアポンプ５１の作動による単位時間
当たりの圧力変化率、この場合、圧力変化量ΔＰ（ΔＰ
１，ΔＰ２，・・・）を算出する。そして、図８に示す
ように、圧力変化量ΔＰが所定値ΔＰｆ未満であると
き、圧力変化が飽和状態であると判定される。このよう
にエバポ経路の圧力変化が飽和すると、それ以上エバポ
経路の内圧が変化することはなく、エバポ経路の内圧は
前記基準値Ｐｒ１未満の低い値に安定化する。この部分
が圧力安定化判定手段に相当する。

【００６７】ステップ１０８において圧力変化が飽和状
態であると判定されると処理はステップ１１０に進み、
圧力変化が飽和状態でないと判定されると本処理は一旦
終了される。

【００６８】ステップ１０８からステップ１１０に処理
が進んだ場合には、エバポ経路の加圧時間が所定時間Ｔ
Ｐｆ未満であっても、エバポ経路の内圧が基準値Ｐｒ１
未満の低い値に安定化しているため、その時点でエバポ
経路は穴ありと異常判定し、電動式エアポンプ５１の作
動を停止して本処理を終了する。

【００６９】図９は本実施形態における燃料蒸気パージ
システム２０の故障診断処理を示している。まず、燃料
蒸気の発生量の検出時間ＴＰｂにおいて燃料蒸気の発生
による圧力Ｐｂが検出され、基準値検出期間ＴＰｒにお
いて基準値Ｐｒ０が算出される。

【００７０】そのため、比較値検出期間ＴＰｆにおい
て、基準値Ｐｒ０は燃料蒸気の発生による圧力の影響を
加えた値Ｐｒ１に補正される。この比較値検出時におい
て、鎖線で示すように比較値Ｐｆが基準値Ｐｒ１未満の
低い値にて安定化すると、その時点ｔｓでエバポ経路に
穴ありの異常判定が行われるとともに、電動式エアポン
プ５１の作動が停止される。この後、切換弁５２がオフ
状態に切り換えられてエバポ経路内の残圧（正圧）が除
去され、燃料蒸気パージシステム２０内は大気圧状態と
なる。

【００７１】また、この比較値検出時において、実線で
示すように比較値Ｐｆが基準値Ｐｒ１よりも大きい値で
あると、その時点でエバポ経路に穴なしの正常判定が行
われるとともに、電動式エアポンプ５１の作動が停止さ
れる。この後、切換弁５２がオフ状態、オン状態に交互
に切り換えられてエバポ経路内の残圧（正圧）が除去さ
れ、燃料蒸気パージシステム２０内は大気圧状態とな
る。

【００７２】このように構成された本実施形態によれ
ば、前記第１実施形態の（１）〜（５）の作用及び効果
に加えて、以下の効果が得られる。 （６） ＥＣＵ６０はエバポ経路の加圧時において、電
動式エアポンプ５１の作動時間が所定時間ＴＰｆ未満の
場合に、エバポ経路の圧力変化が安定したと判定される
と、その時点でエバポ経路の故障判定を行うようにして
いる。そのため、燃料蒸気パージシステム２０の故障診
断に要する時間を短縮することができる。また、エバポ
経路の圧力変化が安定すれば電動式エアポンプ５１の作
動を停止させて不要なエネルギー損失をなくすことがで
きるとともに、電動式エアポンプ５１の無駄な作動をな
くして長寿命化を図ることができる。

【００７３】なお、実施の形態は上記に限定されるもの
ではなく、次のように変更してもよく、その場合でも上
記各実施形態と同様の作用及び効果を得ることができ
る。 ・ 上記各実施形態では、電動式エアポンプ５１により
基準孔５４及びエバポ経路内を加圧して正圧を付与する
ようにしたが、電動式エアポンプ５１により空気を吸引
して基準孔５４及びエバポ経路内を減圧して負圧を付与
するようにしてもよい。

【００７４】・ 上記各実施形態では、基準孔５４を加
圧する際の圧力の基準値Ｐｒ０及びエバポ経路を加圧す
る際の圧力の比較値Ｐｆを圧力センサ５７によって検出
するようにしたが、これらの圧力を電動式エアポンプ５
１の作動電流値に基づいて算出するようにしてもよい。

【００７５】・ 上記各実施形態では、燃料タンク２１
内での燃料蒸気の発生量を圧力センサ５７によって検出
するようにしたが、燃料温度を検出する燃温センサの検
出結果に基づいて燃料蒸気の発生量を算出するようにし
てもよい。

【００７６】・ 上記各実施形態では、基準孔５４を加
圧する際の基準値Ｐｒ０に燃料蒸気による圧力Ｐｂを加
えることにより補正した基準値Ｐｒ１を算出し、この基
準値Ｐｒ１と比較値Ｐｆとの比較に基づいて故障判定を
行うようにした。これに代えて、比較値Ｐｆから燃料蒸
気による圧力Ｐｂを減ずることにより補正した比較値を
算出し、この補正した比較値と基準値Ｐｒ０との比較に
基づいて故障判定を行うようにしてもよい。

【００７７】・ 上記各実施形態では、大気導入通路２
５は、フューエルリッドで開閉される給油用開口部内に
設けられたインレット口元４８と、キャニスタ２２の新
気導入口２２ａとの間を連通し、同口元４８から入る大
気がキャニスタ２２に導入されるようにしているが、こ
うした構成に本発明は限定されない。キャニスタ２２に
導入する大気を、前記給油用開口部以外の場所から導入
するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態に係る燃料蒸気パージシステムの
故障診断装置を示す概略構成図。

【図２】大気圧導入時及び基準孔の加圧時の電動ポンプ
モジュールの状態を示す説明図。

【図３】燃料蒸気発生量の検出時及びエバポ経路の加圧
時の電動ポンプモジュールの状態を示す説明図。

【図４】燃料蒸気の発生がある場合の故障判定動作を示
すタイムチャート。

【図５】燃料蒸気の発生がない場合の故障判定動作を示
すタイムチャート。

【図６】第２実施形態の故障診断装置の動作を示すフロ
ーチャート。

【図７】エバポ経路に穴がある場合の内圧変化を示す説
明図。

【図８】同じく内圧変化の飽和状態の算出を示す説明
図。

【図９】第２実施形態の故障診断装置の動作を説明する
ためのタイミングチャート。

【符号の説明】

１０…エンジン（内燃機関）、１１…吸気通路、２１…
燃料タンク、２２…キャニスタ、２２ａ…新気導入口、
２５ｂ…大気開放口、５１…電動式エアポンプ（差圧付
与手段）、５２…切換弁、５３…バイパス通路、５４…
基準孔、５６…逆止弁（遮断手段）、５７…圧力セン
サ、６０…電子制御装置（ＥＣＵ）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 登喜司 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車 株式会社内 (72)発明者 花井 修一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車 株式会社内 (72)発明者 市川 彰 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 長崎 賢司 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 2G087 AA19 BB25 CC11 DD09 EE21 FF08 3G044 BA22 DA07 EA32 EA53 EA55 FA06 FA15 FA27 FA28 FA32 FA39

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃料タンク及びキャニスタを含んでエバポ
   経路を形成し、燃料タンクで発生する燃料蒸気をキャニ
   スタに捕集し、前記キャニスタに捕集された燃料蒸気を
   内燃機関の吸気通路へパージする燃料蒸気パージシステ
   ムであって、 前記エバポ経路と外気との間に差圧を付与するための差
   圧付与手段と、 外気に通気する基準孔に前記差圧付与手段を連通した場
   合の圧力状態と、前記エバポ経路に前記差圧付与手段を
   連通した場合の圧力状態とを比較することによりエバポ
   経路の故障を判定する故障判定手段とを備える燃料蒸気
   パージシステムの故障診断装置において、 前記燃料タンク内で発生する燃料蒸気による前記エバポ
   経路の故障判定への影響度合いを検出する影響度検出手
   段を備え、 前記故障判定手段は、前記影響度合いを考慮して前記エ
   バポ経路の故障判定を行うことを特徴とする燃料蒸気パ
   ージシステムの故障診断装置。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記影響度検出手段は、前記エバポ経路と外気との連通
   を遮断する遮断手段を備えることを特徴とする燃料蒸気
   パージシステムの故障診断装置。
3. 【請求項３】請求項１又は２のいずれかにおいて、 前記キャニスタの新気導入口を、大気開放口と前記差圧
   付与手段とに選択的に接続する切換弁と、 前記差圧付与手段から前記切換弁を迂回して前記キャニ
   スタの新気導入口に至り、かつ前記基準孔を有するバイ
   パス通路とを備え、 前記差圧付与手段を動作させるとともに、前記切換弁を
   大気開放口側に切換えて、前記差圧付与手段による圧力
   を前記バイパス通路の基準孔を経由させた後、前記切換
   弁を経て大気開放口より大気に開放したときの圧力を基
   準値として算出する基準値算出手段と、 前記差圧付与手段を動作させるとともに、前記切換弁を
   前記差圧付与手段側に切換えて、前記差圧付与手段によ
   る圧力を前記切換弁を経て前記キャニスタの新気導入口
   より前記エバポ経路に供給したときの圧力を比較値とし
   て算出する比較値算出手段とを備え、 前記故障判定手段は前記基準値と前記比較値とを比較す
   ることによりエバポ経路の故障を判定することを特徴と
   する燃料蒸気パージシステムの故障診断装置。
4. 【請求項４】請求項１〜３のいずれかにおいて、 前記エバポ経路の圧力変化率に基づいて圧力変化が安定
   したことを判定する安定化判定手段を備え、 前記故障判定手段は前記安定化判定手段による安定化判
   定結果に基づいて前記エバポ経路の故障判定時期を決定
   することを特徴とする燃料蒸気パージシステムの故障診
   断装置。
5. 【請求項５】請求項４において、 前記故障判定手段は、前記エバポ経路の差圧付与時間が
   所定時間未満のとき、前記エバポ経路の圧力変化が安定
   したと判定されたとき、前記エバポ経路の故障判定を行
   うことを特徴とする燃料蒸気パージシステムの故障診断
   装置。
6. 【請求項６】請求項４又は５において、 前記故障判定手段は、前記エバポ経路の差圧付与時間が
   所定時間に達したとき、前記安定化判定結果の有無に関
   わらず前記エバポ経路の故障判定を行うことを特徴とす
   る燃料蒸気パージシステムの故障診断装置。
7. 【請求項７】請求項３〜６のいずれかにおいて、 前記基準値算出手段及び前記比較値算出手段は圧力セン
   サを含み、該圧力センサは前記差圧付与手段と前記エバ
   ポ経路及び前記基準孔との間に配設されていることを特
   徴とする燃料蒸気パージシステムの故障診断装置。
8. 【請求項８】請求項１〜７のいずれかにおいて、 前記差圧付与手段は空気の送出又は吸引を行う電動式エ
   アポンプであることを特徴とする燃料蒸気パージシステ
   ムの故障診断装置。