JP2005163600A - 蒸発燃料処理装置の漏れ診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 外気温センサを設けることなく、外気温が蒸発燃料処理装置の漏れ診断に適した温度範囲にあることを判定し、正確な漏れ診断を行うことができる蒸発燃料処理装置の漏れ診断装置を提供する。
【解決手段】 車両走行中において、吸気温センサにより検出される吸気温ＴＡの低下量ΔＴＡに応じて、外気温が所定範囲内にあるという外気温条件が成立するか否かを判定する。エンジン始動時吸気温ＴＡＩＮＩ及び車速ＶＰに応じて、基準となる温度低下量が設定されたΔＴＡ１テーブルまたはΔＴＡ２テーブルが選択される。吸気温ＴＡに応じて温度低下量ΔＴＡ１またはΔＴＡ２が算出され、吸気温低下量ΔＴＡと温度低下量ΔＴＡ１またはΔＴＡ２との関係から、外気温条件が判定される（Ｓ１０４，Ｓ１０５，Ｓ１０９，Ｓ１１１，Ｓ１１２）。
【選択図】 図３

Description

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漏れを診断する漏れ診断装置に関し、特に内燃機関の停止後に漏れ診断を実行するものに関する。

内燃機関の停止後に蒸発燃料処理装置の漏れの有無を診断する漏れ診断装置は、例えば特許文献１に示されている。この装置によれば、機関停止後に蒸発燃料処理装置を閉じた状態（大気に連通していない状態）として、所定期間中の燃料タンク内圧の変化に基づいて漏れの有無が判定される。また、燃料タンク内の気層温度及び外気温がセンサにより検出され、気層温度と外気温との差が所定閾値以下であるときは、漏れの有無の判定が禁止される。

特開２００３−１１３７４３号公報

機関停止後の燃料タンク内圧力は、蒸発燃料処理装置の漏れの有無だけでなく、外気温の影響によっても変化する。したがって、漏れ診断を正確に行うためには、外気温が低すぎたり高すぎたりしないことを確認した上で漏れ診断を実行することが望ましい。その場合、特許文献１に示される装置ように、外気温センサにより外気温を検出することもできるが、コストアップの要因となる。内燃機関にはその吸気温度を検出する吸気温度センサが設けられることが多いので、吸気温度センサによる検出温度から外気温を推定し、蒸発燃料処理装置の漏れ診断に適した温度範囲内にあることが確認できることが望ましい。

本発明は、この点に着目してなされたものであり、外気温センサを設けることなく、外気温が蒸発燃料処理装置の漏れ診断に適した温度範囲にあることを判定し、正確な漏れ診断を行うことができる蒸発燃料処理装置の漏れ診断装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、内燃機関（１）の燃料を供給する燃料タンク（９）内で発生する蒸発燃料を一時的に貯蔵し、該貯蔵した蒸発燃料を前記機関（１）に供給する蒸発燃料処理装置（４０）の漏れの有無を判定する判定手段を備える、蒸発燃料処理装置の漏れ診断装置において、前記機関（１）に吸入される空気の温度である吸気温度（ＴＡ）を検出する吸気温度検出手段（１４）と、前記機関の運転中に検出される前記吸気温度（ＴＡ）の変化速度（ΔＴＡ）に応じて、外気温が所定範囲内にあるか否かを判定する外気温判定手段と、前記外気温が前記所定範囲内にあるとき、前記判定手段による判定を許可する判定許可手段とを備えることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、機関の運転中に検出される吸気温度の変化速度に応じて、外気温が所定範囲内にあるか否かが判定され、外気温が前記所定範囲内にあるとき、漏れの有無の判定が許可される。外気温が高いほど、機関運転中の吸気温度の変化速度は低くなる傾向があることが確認されており、吸気温度変化速度に応じて外気温が所定範囲内にあるか否かを、迅速に判定することできる。その結果、外気温センサを設けることなく、外気温条件を判定し、蒸発燃料処理装置の漏れ診断の実行頻度を高めることができる。

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（ＴＨＡ）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制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）５に供給する。

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。

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。

ＥＣＵ５にはさらに、イグニッションスイッチ４２、及びエンジン１により駆動される車両の走行速度（車速）ＶＰを検出する車速センサ４３が接続されており、イグニッションスイッチ４２の切替信号及び車速センサ４３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。
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（２０ｍｍＨｇ））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。

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、後述する漏れ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。

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。

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３３には、空気通路３７が接続されており、キャニスタ３３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、後述する漏れ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。

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。

燃料タンク９には、燃料タンク９内の燃料量を検出する燃料レベルセンサ（燃料レベル検出器）３９が設けられている。燃料レベルセンサ３９の検出信号は、ＥＣＵ５に供給される。
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。

本実施形態では、イグニッションスイッチ４２がオフされても、後述する漏れ診断を実行する期間中は、ＥＣＵ５、バイパス弁３６及びベントシャット弁３８には電源が供給される。なおパージ制御弁３４は、イグニッションスイッチ４２がオフされると、電源が供給されなくなり、閉弁状態を維持する。

燃料タンク９の給油時に蒸発燃料が大量に発生すると、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。

ＥＣＵ５は、入力回路、中央演算処理ユニット（以下「ＣＰＵ」という）、記憶回路、及び出力回路を備えている。入力回路は、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。記憶回路は、前記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。出力回路は、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。

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。ＥＣＵ５のＣＰＵは、以下に説明する蒸発燃料処理装置４０の漏れ診断処理を実行する。

図２は、本実施形態における外気温の推定手法を説明するための図である。同図（ａ）は、外気温ＴＡＭが４℃の環境でエンジン１のアイドリングを行い、吸気温ＴＡ（吸気温センサ１４の検出温度）が飽和した後に、車速ＶＰ＝１００ｋｍ／ｈで走行した場合ににおける吸気温ＴＡの推移を示し、同図（ｂ）は、外気温ＴＡＭが３５℃の環境でエンジン１のアイドリングを行い、吸気温ＴＡが飽和した後に、車速ＶＰ＝４０ｋｍ／ｈで走行した場合ににおける吸気温ＴＡの推移を示す。これらの図から明らかなように、外気温ＴＡＭが高いほど、車両走行時の吸気温低下速度が低くなる。そこで、本実施形態では、車両走行中の吸気温ＴＡの低下速度に基づいて、外気温ＴＡＭが、漏れ診断処理を実行できる所定範囲内（例えば５℃から３５℃の範囲内）にあるか否か（外気温条件が成立しているか否か）を判定している。外気温ＴＡＭが５℃より低いときは、キャニスタ３３の空気通路３７が雪によって閉塞するおそれがあること、あるいはベントシャット弁３８などが凍結により作動不良となるおそれがあることから、外気温条件不成立として、漏れ診断が禁止される。また外気温ＴＡＭが３５℃より高いときは、エンジン停止後のタンク内圧ＰＴＡＮＫの変化と、漏れの有無の相関関係が不鮮明となることから、外気温条件不成立として、漏れ診断が禁止される。

図３は、外気温条件判定処理のフローチャートであり、この処理は、エンジン１の作動中に、ＥＣＵ５のＣＰＵで所定時間（例えば８０ミリ秒）毎に実行される。
ステップＳ１００では、判定終了フラグＦＤＥＮＤが「１」であるか否かを判別する。判定終了フラグＦＤＥＮＤは、初期状態は「０」であり、ステップＳ１１１で「１」に設定される。ＦＤＥＮＤ＝１であって判定が終了しているときは、直ちに本処理を終了する。

ＦＤＥＮＤ＝０であるときは、ステップＳ１０１に進み、エンジン１の始動時に検出された吸気温（以下「始動時吸気温」という）ＴＡＩＮＩが第１温度Ｔ１（例えば５℃）以上でかつ第２温度Ｔ２（例えば１０℃）以下であるか否かを判別する。この答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、車速ＶＰが第１車速ＶＰ１（例えば１００ｋｍ／ｈ）以下であるか否かを判別する（ステップＳ１０２）。ＶＰ＞ＶＰ１であるときは、外気温条件の判定ができないので、直ちに本処理を終了する。

車速ＶＰが第１車速ＶＰ１以下であるときは、吸気温ＴＡに応じて図４（ａ）に示すΔＴＡ１テーブルを検索し、第１温度低下量ΔＴＡ１を算出する（ステップＳ１０３）。ΔＴＡ１テーブルには、吸気温ＴＡに対応して、図２（ａ）に示す吸気温変化特性の傾き（時間微分値）の絶対値である第１温度低下量ΔＴＡ１が設定されており、第１温度低下量ΔＴＡ１は、吸気温ＴＡが高くなるほど大きくなるように設定されている。

ステップＳ１０４では、吸気温の前回値ＴＡ（ｋ−１）と今回値ＴＡ（ｋ）との差（以下「吸気温低下量ΔＴＡ」という）が、第１温度低下量ΔＴＡ１より大きいか否かを判別する。この答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、外気温ＴＡＭが４℃の環境で１００ｋｍ／ｈで定常走行した状態よりも速く吸気温ＴＡが低下しており、外気温ＴＡＭが５℃より低い可能性が高い。したがって、漏れ診断を実行を許可する外気温条件は不成立と判定し、外気温条件フラグＦＴＡＭを「０」に設定するとともに、判定終了フラグＦＤＥＮＤを「１」に設定する（ステップＳ１１１）。

一方吸気温低下量ΔＴＡが第１温度低下量ΔＴＡ１以下であるときは、外気温条件が成立していると判定し、外気温条件フラグＦＴＡＭを「１」に設定する（ステップＳ１０５）。
ステップＳ１０１で、始動時吸気温ＴＡＩＮＩが第１温度Ｔ１より低いとき、または第２温度Ｔ２より高いときは、ステップＳ１０６に進み、始動時吸気温ＴＡＩＮＩが第３温度Ｔ３（例えば３０℃）以上でかつ第４温度（例えば３５℃）以下であるか否かを判別する（ステップＳ１０６）。この答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、車速ＶＰが第２車速ＶＰ２（例えば４０ｋｍ／ｈ）以上であるか否かを判別する（ステップＳ１０７）。車速ＶＰが第２車速ＶＰ２より低いときは、外気温条件の判定ができないので、直ちに本処理を終了する。

車速ＶＰが第２車速ＶＰ１以上であるときは、吸気温ＴＡに応じて図４（ｂ）に示すΔＴＡ２テーブルを検索し、第２温度低下量ΔＴＡ２を算出する（ステップＳ１０８）。ΔＴＡ２テーブルには、吸気温ＴＡに対応して、図２（ｂ）に示す吸気温変化特性の傾き（時間微分値）の絶対値である第２温度低下量ΔＴＡ２が設定されており、第２温度低下量ΔＴＡ２は、吸気温ＴＡが高くなるほど大きくなるように設定されている。また第２温度低下量ΔＴＡ２は、同一吸気温で比較すると、第１温度低下量ΔＴＡ２より小さな値に設定されている。

ステップＳ１０９では、吸気温低下量ΔＴＡが、第２温度低下量ΔＴＡ２より小さいか否かを判別する。この答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、外気温ＴＡＭが３５℃の環境で４０ｋｍ／ｈで定常走行した状態よりも遅く吸気温ＴＡが低下しており、外気温ＴＡＭが３５℃より高い可能性が高い。したがって、漏れ診断を実行を許可する外気温条件は不成立と判定し、ステップＳ１１１に進む。

一方吸気温低下量ΔＴＡ（ＴＡ（ｋ−１）−ＴＡ（ｋ））が第２温度低下量ΔＴＡ２以上であるときは、外気温条件が成立していると判定し、外気温条件フラグＦＴＡＭを「１」に設定する（ステップＳ１１２）。

またステップＳ１０６の答が否定（ＮＯ）であるとき、始動時吸気温ＴＡＩＮＩが第２温度Ｔ２より高く、かつ第３温度Ｔ３より低いか否かを判別する（ステップＳ１１０）。この答が否定（ＮＯ）、すなわち、始動時吸気温ＴＡＩＮＩが第１温度Ｔ１より低いとき、または第４温度Ｔ４より高いときは、直ちに本処理を終了する。
ステップＳ１１１の答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、外気温条件成立と判定し、前記ステップＳ１１２に進む。

図３の処理によれば、吸気温ＴＡの変化速度に対応する吸気温低下量ΔＴＡに応じて、外気温条件が判定されるので、外気温センサを設けることなく、外気温条件を迅速に判定し、蒸発燃料処理装置の漏れ診断の実行頻度を高めることができる。

図５は、漏れ診断の実行条件を判定する処理のフローチャートであり、この処理は、ＥＣＵ５のＣＰＵで所定時間（例えば８０ミリ秒）毎に実行される。
ステップＳ２０１では、エンジン１が停止しているか、すなわちイグニッションスイッチがオフされているか否かを判別する。エンジン１が停止しているときは、燃料タンク９に給油中であるか否かを判別し（ステップＳ２０２）、給油中でなければ、エンジン水温ＴＷが所定水温ＴＷ０（例えば７０℃）以上であるか否かを判別する（ステップＳ２０３）。エンジン水温ＴＷが所定水温ＴＷ０以上であるときは、外気温条件フラグＦＴＡＭが「１」であるか否かを判別し（ステップＳ２０４）、ＦＴＡＭ＝１であって外気温条件が成立しているときは、直前のエンジン運転における燃料消費量ＧＡＳＵＳＥＤが所定量ＧＡＳＪＤ（例えば１００ミリリットル）以上であるか否かを判別する（ステップＳ２０５）。ＧＡＳＵＳＥＤ≧ＧＡＳＪＤであるときは、直前のエンジン運転時間ＴＭＣＤＣが所定時間ＴＭＪＤ（例えば１５分）以上であるか否かを判別し（ステップＳ２０６）、ＴＭＣＤＣ≧ＴＭＪＤであるときは、直前のエンジン運転時の走行距離ＤＩＳＴが所定距離ＤＩＳＴＪＤ（例えば２０００ｍ）であるか否かを判別する（ステップＳ２０７）。ＤＩＳＴ≧ＤＩＳＪＤであるときは、漏れ診断実行条件成立と判定し、診断許可フラグＦＥＯＳＴを「１」に設定する（ステップＳ２０８）。燃料タンク９の温度上昇が不十分であるときは、蒸発燃料処理装置４０が正常であっても、エンジン停止後のタンク内圧ＰＴＡＮＫの変化が少ないため、誤判定し易い。ステップＳ２０５〜Ｓ２０７は、そのような場合に漏れ診断を禁止するために設けられている。

ステップＳ２０１，Ｓ２０３〜Ｓ２０７の何れかの答が否定（ＮＯ）またはステップＳ２０２の答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、漏れ診断実行条件不成立と判定し、診断許可フラグＦＥＯＳＴを「０」に設定する（ステップＳ２０９）。

図６は、本実施形態における蒸発燃料処理装置の漏れ診断手法を説明するためにタンク内圧ＰＴＡＮＫの推移を示すタイムチャートである。より具体的には、図６は、エンジン１の停止後、所定時間に亘ってベントシャット弁３８及びバイパス弁３６を開弁する大気開放処理を実行し、次にベントシャット弁３８を閉弁した時刻ｔ０からのタンク内圧ＰＴＡＮＫの推移を示す。同図（ａ）は蒸発燃料処理装置４０が正常な場合に対応し、同図（ｂ）は蒸発燃料処理装置４０に漏れがある場合に対応する。これらの図から明らかなように、蒸発燃料処理装置４０が正常であるときは、タンク内圧ＰＴＡＮＫはほぼ直線的に増加する一方、漏れがあるときは、タンク内圧ＰＴＡＮＫは、最初は比較的大きな変化率（傾き）で上昇し、徐々に変化率が減少する傾向を示す。したがって、この差を検知することにより、漏れの有無を判定することができる。すなわち、タンク内圧ＰＴＡＮＫの２回微分値に相当する判定パラメータを算出すると、正常時は判定パラメータはほぼ「０」となるのに対し、漏れがあるときは判定パラメータは、負の値となる。本実施形態では、判定パラメータの絶対値を判定閾値と比較し、判定パラメータの絶対値が判定閾値以上であるときは、漏れがあると判定するようにしている。

図７（ａ）は、一定時間毎にサンプリングされたタンク内圧ＰＴＡＮＫの実測データ例を示す。一定時間毎にサンプリングされるタンク内圧ＰＴＡＮＫの検出値を、ＰＴＡＮＫ（ｋ）と表すと、変化量ＤＰは下記式（１）で算出される。
ＤＰ＝ＰＴＡＮＫ（ｋ）−ＰＴＡＮＫ（ｋ−１） （１）
図７（ｂ）は、この変化量ＤＰの推移を示すタイムチャートであり、ばらつきはあるものの、徐々に減少する傾向が示されている。そこで、本実施形態では、最小二乗法により、変化量ＤＰの推移を示す回帰直線Ｌ１を求め、この傾きＡを判定パラメータとして使用することとしている。

ただし、燃料タンク内で発生する蒸発燃料の量が多く、ベントシャット弁３８を閉弁した後の圧力変化率が大きいときは、蒸発燃料処理装置４０が正常であっても、圧力変化量ＤＰは徐々に減少する傾向を示すことが、実験的に確認されている。そこで、本実施形態では、図８に示すように、ベントシャット弁３８を閉弁した時刻ｔ０後における、タンク内圧ＰＴＡＮＫの最大値ＰＴＡＮＫＭＡＸを検出し、時刻ｔ０から、タンク内圧ＰＴＡＮＫが最大となる時刻ｔ１までの期間中の平均変化率ＥＯＮＶＪＵＤＸを下記式（２）により算出し、平均変化率ＥＯＮＶＪＵＤＸに応じて、判定閾値ＡＴＨを設定するようにしている。
ＥＯＮＶＪＵＤＸ＝（ＰＴＡＮＫＭＡＸ−ＰＴＡＮＫ０）／ＴＰＭＡＸ
（２）

図９は、この平均変化率ＥＯＮＶＪＵＤＸを横軸とし、傾きＡの絶対値を縦軸とした座標平面を示し、この座標平面上に実測データがプロットされている。この図において、黒丸は正常な蒸発燃料処理装置の実測データに対応し、白丸は漏れがある蒸発燃料処理装置の実測データに対応する。この図から明らかなように、直線Ｌ２によって正常領域と、漏れ領域とを分けることができる。したがって、平均変化率ＥＯＮＶＪＵＤＸに対応する、直線Ｌ２上の傾きＡの絶対値を判定閾値ＡＴＨとすることにより、正確な漏れ判定を行うことができる。

図１０は、上述した漏れ診断手法を適用した、蒸発燃料処理装置４０の漏れ診断処理の要部のフローチャートである。漏れ診断処理は、ＥＣＵ５のＣＰＵで所定時間（例えば８０ミリ秒）毎に実行される。
ステップＳ１１では、図５の処理で設定される診断許可フラグＦＥＯＳＴが「１」であるか否かを判別する。ＦＥＯＳＴ＝０であって診断が許可されていないときは、アップカウントタイマＴＭ１の値を「０」に設定し（ステップＳ１４）、本処理を終了する。

ＦＥＯＳＴ＝１であって診断が許可されたときは、ステップＳ１１からステップＳ１２に進み、大気開放処理を実行する。すなわち、ベントシャット弁３８及びバイパス弁３６を開弁し、蒸発燃料処理装置４０内を大気に開放する。大気開放処理は、所定大気開放時間（例えば９０秒）に亘って実行される。

ステップＳ１３では、大気開放処理が終了したか否かを判別し、終了していないときは、前記ステップＳ１４に進む。大気開放処理が終了すると、タンク内圧ＰＴＡＮＫは、ほぼ大気圧ＰＡＴＭと等しくなる。このときのタンク内圧ＰＴＡＮＫが初期圧ＰＴＡＮＫ０として記憶される。

大気開放処理が終了すると、ステップＳ１５に進み、ベントシャット弁３８を閉弁する。次いで、タイマＴＭ１の値が所定判定時間ＴＣＨＫ（３００秒）を越えたか否かを判別する（ステップＳ１６）。最初はこの答は否定（ＮＯ）であるので、タンク内圧ＰＴＡＮＫが所定上限圧力ＰＬＭＨ（例えば初期圧ＰＴＡＮＫ０より２．７ｋＰａ（２０ｍｍＨｇ）程度高い圧力）より高いか否かを判別する（ステップＳ１７）。最初はこの答は否定（ＮＯ）であるので、ステップＳ１８に進み、図１１に示す傾きＡ算出処理を実行する。傾きＡ算出処理では、上述した回帰直線Ｌ１の傾きＡが算出される。

続くステップＳ１９では、タンク内圧ＰＴＡＮＫが最大圧力ＰＴＡＮＫＭＡＸより高いか否かを判別する。最大圧力ＰＴＡＮＫＭＡＸは、非常に小さい値（例えば「０」）に初期化されているので、最初はこの答が肯定（ＹＥＳ）となり、その時点のタンク内圧ＰＴＡＮＫが、最大圧力ＰＴＡＮＫＭＡＸとして記憶される（ステップＳ２０）とともに、その時点のタイマＴＭ１の値が、最大圧力検出時間ＴＰＭＡＸとして記憶される（ステップＳ２１）。

以後の処理で、タンク内圧ＰＴＡＮＫが最大圧力ＰＴＡＮＫＭＡＸを越えていれば、ステップＳ１９からステップＳ２０に進む。タンク内圧ＰＴＡＮＫが最大圧力ＰＴＡＮＫＭＡＸ以下であるときは、直ちに本処理を終了する。ステップＳ１９〜Ｓ２１により、漏れ診断実行中におけるタンク内圧ＰＴＡＮＫの最大値である最大圧力ＰＴＡＮＫＭＡＸと、さらに初期圧ＰＴＡＮＫ０から最大圧力ＰＴＡＮＫＭＡＸまでタンク内圧ＰＴＡＮＫが上昇するのに要した時間である最大圧力検出時間ＴＰＭＡＸとが得られる。

ステップＳ１７でタンク内圧ＰＴＡＮＫが所定上限圧力ＰＬＭＨを越えたときは、またはステップＳ１６でタイマＴＭ１の値が、所定判定時間ＴＣＨＫを越えたときは、ステップＳ２２に進み、前記式（２）により、平均変化率ＥＯＮＶＪＵＤＸを算出する。

ステップＳ２３では、平均変化率ＥＯＮＶＪＵＤＸに応じて判定閾値ＡＴＨを算出する。具体的には、図９に示す直線Ｌ２に相当するテーブルを検索し（あるいは直線Ｌ２に相当する数式を用いて）、判定閾値ＡＴＨが算出される。
ステップＳ２４では、傾きＡの絶対値が判定閾値ＡＴＨより小さいか否かを判別し、その答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、蒸発燃料処理装置４０は正常と判定し、漏れ診断を終了する（ステップＳ２５）。一方、｜Ａ｜≧ＡＴＨであるときは、蒸発燃料処理装置４０に漏れがあると判定し、漏れ診断を終了する（ステップＳ２６）。

図１１は、図１０のステップＳ１８で実行される傾きＡ算出処理のフローチャートである。
ステップＳ３１では、ベントシャット弁３８の閉弁時点から所定時間ＴＬＤＬＹ（例えば１秒）が経過したか否かを判別する。所定時間ＴＬＤＬＹが経過するまでは、ステップＳ３３に進み、アップカウントタイマＴＭＵの値を「０」に設定するとともに、ダウンカウントタイマＴＭＤを所定時間ＴＤＰ（例えば１秒）に設定してスタートさせる（ステップＳ３４）。次いで、圧力変化量ＤＰを算出するための初期圧Ｐ０をその時点のタンク内圧ＰＴＡＮＫに設定し（ステップＳ３５）、データ数をカウントするカウンタＣＤＡＴＡの値を「０」に設定して（ステップＳ３６）、本処理を終了する。

所定時間ＴＬＤＬＹが経過すると、ステップＳ３１からステップＳ３７に進み、ダウンカウントタイマＴＭＤの値が「０」であるか否かを判別する。最初はＴＭＤ＞０であるので、直ちに本処理を終了する。ＴＭＤ＝０となると、ステップＳ３８に進み、カウンタＣＤＡＴＡを「１」だけインクリメントする。次いで、その時点のタンク内圧ＰＴＡＮＫから初期圧Ｐ０を減算することにより、圧力変化量ＤＰ（ＰＴＡＮＫ−Ｐ０）を算出する（ステップＳ３９）。

ステップＳ４０では、下記式（３）により、アップカウントタイマＴＭＵの値の積算値ＳＩＧＭＡＸを算出する。
ＳＩＧＭＡＸ＝ＴＭＵ＋ＳＩＧＭＡＸ （３）
ここで、右辺のＳＩＧＭＡＸは、前回算出値である。

ステップＳ４１では、下記式（４）により、アップカウントタイマＴＭＵの値を２乗した値の積算値ＳＩＧＭＡＸ２を算出する。
ＳＩＧＭＡＸ２＝ＴＭＵ²＋ＳＩＧＭＡＸ２ （４）
ここで、右辺のＳＩＧＭＡＸ２は、前回算出値である。

ステップＳ４２では、下記式（５）により、アップカウントタイマＴＭＵの値と圧力変化量ＤＰの積の積算値ＳＩＧＭＡＸＹを算出する。
ＳＩＧＭＡＸＹ＝ＴＭＵ×ＤＰ＋ＳＩＧＭＡＸＹ （５）
ここで、右辺のＳＩＧＭＡＸＹは、前回算出値である。

ステップＳ４３では、下記式（６）により、圧力変化量ＤＰの積算値ＳＩＧＭＡＹを算出する。
ＳＩＧＭＡＹ＝ＤＰ＋ＳＩＧＭＡＹ （６）
ここで、右辺のＳＩＧＭＡＹは、前回算出値である。

ステップＳ４４では、初期圧Ｐ０をその時点のタンク内圧ＰＴＡＮＫに設定し、次いでダウンカウントタイマＴＭＤを所定時間ＴＤＰに設定してスタートさせる（ステップＳ４５）。ステップＳ４６では、下記式（７）にステップＳ４０〜Ｓ４３で算出される積算値ＳＩＧＭＡＸ，ＳＩＧＭＡＸ２，ＳＩＧＭＡＸＹ，及びＳＩＧＭＡＹ、並びにカウンタＣＤＡＴＡの値を適用し、回帰直線の傾きＡを算出する。式（７）は、最小二乗法により回帰直線の傾きを求めるための式として周知のものである。

ステップＳ３７及びＳ４５により、ステップＳ３８〜Ｓ４６は、所定時間ＴＤＰ毎に実行される。これにより、圧力変化量ＤＰの検出値に基づく回帰直線の傾きＡが算出される。

以上のように本実施形態では、圧力変化量ＤＰの変化特性の傾き（タンク内圧ＰＴＡＮＫの２回微分値に相当する判定パラメータ）に基づいて、漏れの有無を判定するようにしたので、簡単な構成でかつ迅速に、正確な漏れ診断を行うことができる。また圧力変化量ＤＰの検出値から回帰直線を求める統計手法を用いることにより、検出値のばらつきの影響を低減し、診断精度を向上させることができる。

本実施形態では、吸気温センサ１４が吸気温検出手段に相当し、ＥＣＵ５が判定手段、外気温判定手段、及び判定許可手段を構成する。より具体的には、図１０の処理が判定手段に相当し、図３の処理が外気温判定手段に相当し、図５の処理が判定許可手段に相当する。

なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、例えば、図３のステップＳ１０１，Ｓ１０６，Ｓ１１０では、エンジン始動時の吸気温ＴＡＩＮＩを用いたが、これに代えてエンジン始動時のエンジン水温ＴＷＩＮＩを用いてもよい。

また圧力センサ１５は、チャージ通路３１に設けられているが、これに限るものではなく、例えば燃料タンク９やキャニスタ３３に設けるようにしてもよい。
また本発明は、クランク軸を鉛直方向とした船外機などのような船舶推進機用エンジンに燃料を供給する燃料タンクを含む蒸発燃料処理装置の漏れ診断にも適用が可能である。

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。 外気温条件の判定手法を説明するための図である。 外気温条件判定処理のフローチャートである。 図３の処理で使用されるテーブルを示す図である。 漏れ診断処理の実行条件を判定する処理のフローチャートである。 蒸発燃料処理装置の漏れ診断を実行しているときのタンク内圧（ＰＴＡＮＫ）の推移を示すタイムチャートである。 タンク内圧（ＰＴＡＮＫ）の実測データを示すタイムチャート、及びその実測データに基づいて算出される回帰直線（Ｌ１）を示す図である。 漏れ診断を実行する期間における最大圧力（ＰＴＡＮＫＭＡＸ）の検出を説明するためのタイムチャートである。 回帰直線の傾き（Ａ）の絶対値の分布を示す図である。 蒸発燃料処理装置の漏れ診断処理のフローチャートである。 図１０の処理で実行される傾きＡの算出処理のフローチャートである。

符号の説明

１ 内燃機関
５ 電子制御ユニット（判定手段、外気温判定手段、判定許可手段）
９ 燃料タンク
１４ 吸気温センサ（吸気温検出手段）
１５ 圧力センサ
４０ 蒸発燃料処理装置

Claims (1)

1. 内燃機関の燃料を供給する燃料タンク内で発生する蒸発燃料を一時的に貯蔵し、該貯蔵した蒸発燃料を前記機関に供給する蒸発燃料処理装置の漏れの有無を判定する判定手段を備える、蒸発燃料処理装置の漏れ診断装置において、
   前記機関に吸入される空気の温度である吸気温度を検出する吸気温度検出手段と、
   前記機関の運転中に検出される前記吸気温度の変化速度に応じて、外気温が所定範囲内にあるか否かを判定する外気温判定手段と、
   前記外気温が前記所定範囲内にあるとき、前記判定手段による判定を許可する判定許可手段とを備えることを特徴とする蒸発燃料処理装置の漏れ故障診断装置。

Images