JP2009270494A - 蒸発燃料処理システムの診断装置及び診断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】蒸発燃料経路内をポンプで減圧して蒸発燃料の漏れを診断するに際し、車両傾斜時に生じるおそれのあるポンプによる液状燃料の吸い込みを抑えることのできる蒸発燃料処理システムの診断装置を提供する。
【解決手段】制御装置６０は、燃料タンク２１からキャニスタ３１を介してパージバルブ３５に至るまでの間の蒸発燃料経路内の圧力をポンプ４１で減圧し、その減圧時における蒸発燃料経路内の圧力変化に基づいて蒸発燃料経路からの蒸発燃料の漏れを診断する診断処理を実行する。さらに、その診断処理の実行可否を車両の傾斜角に基づいて判定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関に設けられる蒸発燃料処理システムの診断装置に関するものである。

車両に搭載される内燃機関には、燃料タンク内で発生した蒸発燃料が大気中に放出されることを抑えるために、蒸発燃料をキャニスタにて捕集するようにした蒸発燃料処理システムが設けられている。この蒸発燃料処理システムは、燃料タンクで発生した蒸発燃料を捕集するキャニスタと、キャニスタから脱離した蒸発燃料を内燃機関の吸気通路にパージするパージ通路と、そのパージ通路に設けられて蒸発燃料の流量を調整するパージバルブとで構成されている。こうした蒸発燃料処理システムでは、キャニスタによる蒸発燃料の捕集量に限界があるため、機関運転中にパージバルブを開弁してキャニスタから蒸発燃料を脱離させ、その脱離された蒸発燃料をパージ通路を介して吸気通路に導入して燃焼室で燃焼させる、いわゆるパージ処理が行われる。このようなパージ処理が行われることでキャニスタの蒸発燃料捕集性能は回復されるようになる。

ところで、上記蒸発燃料処理システムにあって、燃料タンクからキャニスタを介してパージバルブに至るまでの間の蒸発燃料経路の途中に孔が空いたり、シール不良などが生じたりすると、蒸発燃料が大気中に漏れてしまい、本来の機能を十分に発揮することができなくなる。

そこで、蒸発燃料経路からの蒸発燃料の漏れについてその有無を診断する装置が種々提案されている。例えば、特許文献１に記載の装置では、蒸発燃料経路内の圧力をポンプで加圧し、その加圧時にあって漏れの有無により変化する診断パラメータに基づいて蒸発燃料の漏れを診断するようにしている。また、同文献１に記載の装置では、蒸発燃料経路内を加圧したときの燃料タンク内の油面上昇により、給油口から燃料が漏れることを抑えるべく、車両の傾斜角に応じて漏れ診断の実行可否を判定するようにしている。
特開２００２−１８０９１６号公報

ところで、蒸発燃料経路からの蒸発燃料の漏れが実際に生じているときに、上記文献１に記載されるような漏れ診断を行うと、上記診断パラメータに基づいて漏れの発生が検出されるのであるが、その漏れ診断の実行中は蒸発燃料経路内が加圧されるため、漏れの発生部位からより多くの蒸発燃料が大気中に放出されるおそれがある。

そこで、漏れ診断の実行に際しては、ポンプで蒸発燃料経路内を加圧するのではなく、減圧するようにすれば、蒸発燃料経路内の圧力が、蒸発燃料経路外の圧力、すなわち大気圧よりも低くなるため、漏れ診断中における蒸発燃料経路からの蒸発燃料の漏れを抑えることができるようになる。

しかし、このように蒸発燃料経路内をポンプで減圧するようにした場合には、新たに次のような不都合の発生が懸念される。
即ち、漏れ診断の実行時に車両が傾斜していると、燃料タンク内の液状燃料が減圧用のポンプで吸引されて、キャニスタやポンプ自体に液状燃料が流れ込んでしまうおそれがある。このようにキャニスタに対して液状燃料が流れ込むと、本来は気体状態の燃料を捕集するために設けられたキャニスタの捕集性能が低下したり、場合によってはパージ処理によって液状燃料が吸気通路に導入されてしまう可能性がある。また、減圧用のポンプも、本来は気体状態の燃料を吸引するポンプであるため、こうしたポンプに対して液状燃料が流れ込むと、性能低下や故障などが生じる可能性がある。

ちなみに、燃料タンク等を、ポンプによる液状燃料の吸い込みが抑えられるような形状にするといったことも考えられるが、この場合には、対応可能な車両の傾斜角に限界があり、過度に大きな傾斜角にまで対応させることは困難である。

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、蒸発燃料経路内をポンプで減圧して蒸発燃料の漏れを診断するに際し、車両傾斜時に生じるおそれのあるポンプによる液状燃料の吸い込みを抑えることのできる蒸発燃料処理システムの診断装置を提供することにある。

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、燃料タンクで発生する蒸発燃料を捕集するキャニスタと、該キャニスタから脱離した蒸発燃料を内燃機関の吸気通路にパージするパージ通路と、該パージ通路に設けられて蒸発燃料の流量を調整するパージバルブとで構成される蒸発燃料処理システムの蒸発燃料の漏れを診断する装置であって、前記燃料タンクから前記キャニスタを介して前記パージバルブに至るまでの間の蒸発燃料経路内の圧力をポンプで減圧し、その減圧時における前記蒸発燃料経路内の圧力変化に基づいて同蒸発燃料経路からの蒸発燃料の漏れを診断する診断処理を実行するとともに、その診断処理の実行可否を車両の傾斜角に基づいて判定することをその要旨とする。

同構成では、上記蒸発燃料経路からの蒸発燃料の漏れを診断するに際し、その蒸発燃料経路内を減圧するようにしているため、漏れ診断の実行中における蒸発燃料経路内の圧力は、同蒸発燃料経路外の圧力、すなわち大気圧よりも低くなる。そのため、蒸発燃料経路からの蒸発燃料の漏れが実際に生じているときに漏れ診断を実行しても、その診断中における蒸発燃料経路からの蒸発燃料の漏れを抑制することができる。

さらに、同構成では、蒸発燃料の漏れを診断する診断処理についてその実行可否を車両の傾斜角に基づいて判定するようにしている。そのため、車両の傾斜により、燃料タンク内の液状燃料が減圧用のポンプで吸引されるおそれのあるときには、漏れ診断の実行を禁止することも可能になる。従って、同構成によれば、蒸発燃料経路内をポンプで減圧して蒸発燃料の漏れを診断するに際し、車両傾斜時に生じるおそれのあるポンプによる液状燃料の吸い込みを抑えることができるようになる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の蒸発燃料処理システムの診断装置において、前記燃料タンク内の燃料残量が少ないときほど、前記診断処理の実行を禁止する前記傾斜角が大きくされることをその要旨とする。

燃料タンクに設けられた蒸発燃料の吸入口は、気体状態の燃料を吸い込む必要があるため、燃料タンクの上方に設けられる。こうした吸入口に対して、車両が傾くと燃料タンク内の油面が近づいたり達したりすることにより、液状燃料がポンプに吸入される。ここで、燃料タンク内の燃料残量が少ないときほど、油面が吸入口に近づくときの傾斜角は大きくなり、燃料残量が多いときほど、より小さい傾斜角で油面は吸入口に近づくようになる。そのため、蒸発燃料の漏れ診断の実行を許可する傾斜角を一定値にする場合には、燃料タンクに規定量の燃料が満たされた状態を想定して、ある程度小さい傾斜角を設定することになる。従って、この場合には、車両の傾斜角がある程度小さいときにのみ、漏れ診断の実行が許可されることになり、そうした診断の実行機会が減少するおそれがある。

一方、燃料残量が少なくなるほど、油面が吸入口に近づくときの傾斜角は大きくなるため、燃料タンク内の燃料残量が少ないときほど、上記診断処理の実行を禁止する傾斜角を大きくすることも可能である。そこで、同構成では、燃料タンク内の燃料残量が少ないときほど、蒸発燃料の漏れを診断する処理についてその実行を禁止する車両の傾斜角を大きくするようにしている。このように漏れの診断処理についてその実行を禁止する傾斜角が可変とされることにより、診断処理の実行を許可する傾斜角を一定値にする場合と比較して、診断処理の実行機会を増大させることができるようになる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の蒸発燃料処理システムの診断装置において、前記傾斜角と予め設定された判定値とを比較し、前記傾斜角が前記判定値を超えるときに前記診断処理の実行を禁止するとともに、前記判定値は前記燃料残量が少ないときほど大きくなるように可変設定されることをその要旨とする。

同構成によれば、燃料残量が少ないときほど、診断処理の実行を禁止する判定値は大きくされる。従って、燃料残量が少ないときほど、診断処理の実行が許可される傾斜角の範囲は広くなり、これにより上記診断処理の実行機会を増大させることができるようになる。

請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の蒸発燃料処理システムの診断装置において、前記診断処理の実行可否を示すフラグの値を前記傾斜角に基づいて設定するマップを備え、前記燃料残量が少ないときほどより大きな前記傾斜角にて前記診断処理の実行を禁止するフラグ値が設定されるように前記マップは設定されていることをその要旨とする。

同構成によれば、燃料残量が少ないときほど、診断処理の実行を禁止するフラグ値がより大きな傾斜角にて設定されるようになる。従って、この場合にも、燃料残量が少ないときほど、診断処理の実行が許可される傾斜角の範囲は広くなり、こうした構成によっても、上記診断処理の実行機会を増大させることができるようになる。

上記診断処理の実行可否を判定するための上記傾斜角としては、請求項５に記載の発明によるように、車両のピッチ角及びロール角を検出する、といった構成を採用することができる。

（第１実施形態）
以下、この発明にかかる蒸発燃料処理システムの診断装置を具体化した第１実施形態について、図１〜図９を参照して説明する。

図１は、本実施形態にかかる診断装置が適用されるエンジン１０の概略構成を示している。
この図１に示すように、エンジン１０には、燃料タンク２１に接続された燃料供給経路を介して燃焼室１１に燃料を噴射供給する燃料噴射弁１２と、この噴射された燃料と吸入空気と混合体である混合気に点火を行う点火プラグ１３とがそれぞれ設けられている。また、燃焼室１１には、吸気系の一部を構成する吸気通路１４及び排気系の一部を構成する排気通路１５がそれぞれ接続されている。この吸気通路１４の途中には、サージタンク１６が設けられており、更にその上流側には、吸入空気量を調量するスロットルバルブ１７が設けられている。

エンジン１０には、燃料タンク２１内で発生した蒸発燃料（以下、ベーパという）の大気放出を抑える蒸発燃料処理システム３０が設けられている。この蒸発燃料処理システム３０には、蒸発燃料を捕集するキャニスタ３１が設けられており、このキャニスタ３１はベーパ通路３２を介して燃料タンク２１に接続されている。キャニスタ３１とサージタンク１６とはパージ通路３３で接続されており、そのパージ通路３３の途中にはパージバルブ３５が設けられている。キャニスタ３１の新気導入口と後述するポンプモジュール４０とは新気導入通路３６で接続されており、ポンプモジュール４０とエアフィルタ５０とは大気開放通路３７で接続されている。

燃料タンク２１内で発生したベーパは、燃料タンク２１からベーパ通路３２を通じてキャニスタ３１内に導入され、キャニスタ３１内に設けられた吸着材に一旦捕集される。また、パージバルブ３５が開かれてキャニスタ３１内に大気が導入されることにより、キャニスタ３１内に吸着されているベーパがパージ通路３３を通じてサージタンク１６内に導入される。こうしたパージ処理によって吸気系に導入されるベーパは、燃料噴射弁１２から噴射される燃料とともに燃焼室１１にて燃焼処理される。

図２に、上記ポンプモジュール４０の構造を模式的に示す。この図２に示すように、ポンプモジュール４０には、蒸発燃料処理システム３０内を減圧してその内圧を大気圧より低くするためのベーン式電動エアポンプ４１（以下、ポンプ４１という）が設けられており、その駆動は制御装置６０からの信号によって行われる。また、キャニスタ３１に接続された新気導入通路３６を、エアフィルタ５０に接続された大気開放通路３７と、ポンプ４１の吸入口通路４１Ａとに選択的に接続する電磁式の切替弁４２が設けられている。また、ポンプ４１の吸入口通路４１Ａから切替弁４２をバイパスして新気導入通路３６に至るバイパス通路３８が設けられており、このバイパス通路３８には、基準孔となるオリフィス３８Ａが設けられている。ポンプ４１の吐出口通路４１Ｂは、大気開放通路３７に接続されている。また、ポンプ４１の吸入口通路４１Ａには、蒸発燃料処理システム３０内の圧力（以下、システム内圧という）ＰＲを検出する圧力センサ４３が設けられている。なお、切替弁４２は通常オフ状態にされており、このオフ状態のときには、新気導入通路３６と大気開放通路３７とが連通される。また、切替弁４２がオン状態のときには、新気導入通路３６と吸入口通路４１Ａとが連通される。

上述したベーパの処理にかかる制御は、制御装置６０によって行われる。この制御装置６０は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、バックアップＲＡＭ、外部入力回路、及び外部出力回路等から構成されている。制御装置６０には、エンジン１０の運転状態等を検出する各種センサや、上記圧力センサ４３、車両の傾斜角を検出する傾斜角センサ５６、燃料タンク２１の燃料残量ＦＲを検出する燃料ゲージ５７、車両の運転者によって操作されるイグニッションスイッチ５８等が接続されている。そして、それらセンサやスイッチからの信号に基づいてベーパの処理にかかる制御、例えば上記パージバルブ３５の開度制御などが制御装置６０によって行われる。なお、本実施形態では、上記傾斜角センサ５６としてジャイロセンサを採用しており、そのセンサによって車両のピッチ角（車両の前後方向に対する傾斜角）Ｐ及びロール角（車両の左右方向に対する傾斜角）Ｒをそれぞれ検出するようにしている。

また、制御装置６０は、燃料タンク２１からキャニスタ３１を介してパージバルブ３５に至るまでの間の蒸発燃料経路におけるベーパ漏れの有無を判定する診断処理を行う。なお、本実施形態では、そうした漏れ診断を行うときに、蒸発燃料処理システム３０を構成する各部材について動作異常の有無を判定する診断処理も併せて行うようにしている。

以下、上記診断処理について説明する。図３に、診断処理の手順を示し、図４に、診断処理実行中の各種パラメータの変化を示す。また、図５〜図８に、診断処理実行中のポンプモジュール４０の動作を示す。

図３に示す診断処理が開始されると、まず、漏れ診断の実行条件が成立しているか否かが判定される（Ｓ１００）。ここでは、例えば以下の条件（Ａ）〜条件（Ｆ）が全て成立しているときに、漏れ診断の実行条件が成立していると判定され、実行条件が成立していないときには、本処理は一旦終了される。

条件（Ａ）：イグニッションスイッチ５８がオフである。この条件は、エンジン１０が停止中であって運転状態に影響されることなく安定した状態で漏れ診断を行うことができることを確認するために設定されている。

条件（Ｂ）：バッテリ電圧が所定値以上である。この条件は、エンジン停止中でも、ポンプ４１を駆動するのに必要な電力が確保されていることを確認するために設定されている。

条件（Ｃ）：吸気温と冷却水温とが所定範囲内である。この条件は、ポンプ４１が氷結して作動不良になることを防止するために設定されている。
条件（Ｄ）：エンジン１０が停止されてから所定時間以上経過している。この条件は、燃料の温度が高いと、ベーパの発生によるシステム内圧ＰＲの上昇によって漏れ診断の判定精度が悪化するおそれがあるため、燃料の温度が十分に低くなっており、安定していることを確認するために設定されている。

条件（Ｅ）：直前のエンジン運転中において十分にパージ処理が行われている。この条件は、ポンプ４１の駆動時において、燃料タンク２１内のベーパがキャニスタ３１に吸入・捕集されるため、その駆動時においても十分にベーパを捕集することができる程度にキャニスタ３１の捕集能力が回復されているかどうかを確認するために設定されている。

条件（Ｆ）：ポンプ４１の駆動を許可するポンプ作動許可フラグＰＦが「ＯＮ」にされている。この条件は、ポンプ４１を駆動するのに適した状態であるかどうかを確認するために設定されている。なお、ポンプ作動許可フラグＰＦの設定態様については後述する。

これら条件（Ａ）〜条件（Ｆ）が全て成立しているときには、以下の手順で漏れ診断が行われる。
まず、はじめに大気圧の測定が行われる（Ｓ１１０、図４の時刻ｔ０〜時刻ｔ１）。ここでは、図５に示すように、パージバルブ３５が閉状態にされるとともに、切替弁４２及びポンプ４１はともにオフ状態にされる。これにより、圧力センサ４３にて検出されるシステム内圧ＰＲが大気圧相当の圧力になり、その検出値が安定しているかどうかが判定される。この大気圧測定の期間内（時刻ｔ０〜時刻ｔ１）にあって図４に二点鎖線Ａで示すように、システム内圧ＰＲが不安定であったり、あるいは所定の範囲から外れている場合には、圧力センサ４３に異常有りと判定されて、診断処理は終了される。

一方、システム内圧ＰＲが安定しており、圧力センサ４３に異常無しと判定されると、次に、基準圧Ｐｒｅｆの測定が行われる（Ｓ１２０、図４の時刻ｔ１〜時刻ｔ２）。ここでは、図６に示すように、パージバルブ３５は閉状態に保持されるとともに、切替弁４２はオフ状態にされ、ポンプ４１はオフ状態からオン状態に変更される。これにより、バイパス通路３８内は減圧されて、基準穴相当の漏れが生じているときのシステム内圧ＰＲが圧力センサ４３にて検出され、その検出値が基準圧Ｐｒｅｆとして記憶される。この基準圧測定の期間内（時刻ｔ１〜時刻ｔ２）にあって図４に二点鎖線Ｂで示すように、システム内圧ＰＲが十分に低下しない場合には、ポンプ４１または切替弁４２の動作異常、あるいは基準穴の径が大きくなっており基準穴としての機能を果たさなくなっているといった不具合の発生が考えられる。そのため、ポンプモジュール４０に異常有りと判定されて、診断処理は終了される。また、基準圧測定の期間内（時刻ｔ１〜時刻ｔ２）にあって図４に二点鎖線Ｃで示すように、システム内圧ＰＲが過度に低下する場合には、基準穴の径が小さくなっており基準穴としての機能を果たさなくなっているといった不具合の発生が考えられるため、基準穴に異常有りと判定されて、診断処理は終了される。

一方、ステップＳ１２０にてシステム内圧ＰＲが所定の範囲内にあり、ポンプモジュール４０及び基準穴に異常無しと判定されると、次に、切替弁４２のオフ故障判定が実行される（Ｓ１３０、図４の時刻ｔ２〜時刻ｔ３）。ここでは、図７に示すように、パージバルブ３５が閉状態に保持されるとともに、切替弁４２はオフ状態からオン状態に変更され、ポンプ４１はオン状態に保持される。このように、切替弁４２がオフ状態からオン状態に変更された直後にあっては、それまで大気圧相当の圧力になっていたキャニスタ内の圧力が、圧力４３センサによって検出されるため、一時的にシステム内圧ＰＲは大気圧近傍にまで上昇する。このオフ故障判定の期間内（時刻ｔ２〜時刻ｔ３）にあって図４に二点鎖線Ｄで示すように、システム内圧ＰＲが上昇しない場合には、切替弁４２に対してオン状態になるように信号が出力されているにもかかわらず、オフ状態のままになっているといった不具合の発生が考えられるため、切替弁４２にオフ故障有りと判定されて、診断処理は終了される。

一方、ステップＳ１３０にてシステム内圧ＰＲが大気圧近傍にまで上昇しており、切替弁４２のオフ故障無しと判定されると、次に、ベーパの漏れ測定が実行される（Ｓ１４０、図４の時刻ｔ３〜時刻ｔ４）。ここでは、図７に示すように、パージバルブ３５が閉状態に保持されるとともに、切替弁４２及びポンプ４１はともにオン状態に保持される。このように、切替弁４２及びポンプ４１がともにオン状態に保持されることにより、大気圧近傍にまで一旦上昇したシステム内圧ＰＲが再び低下していき、最終的には上記蒸発燃料経路の気密度合に応じた値にまで低下する。そして、システム内圧ＰＲの変化が少なくなり、十分に安定したときの同システム内圧ＰＲが記憶される。この漏れ測定の期間内（時刻ｔ３〜時刻ｔ４）にあって、蒸発燃料経路に上記基準穴よりも大きな漏れ部位が存在する場合には、図４に二点鎖線Ｅで示すように、システム内圧ＰＲが上記基準圧Ｐｒｅｆよりも高くなる。

ステップＳ１４０にて、蒸発燃料経路内を減圧したときのシステム内圧ＰＲが記憶されると、次に、パージバルブ３５の閉固着判定が実行される（Ｓ１５０、図４の時刻ｔ４〜時刻ｔ５）。ここでは、図８に示すように、パージバルブ３５が閉状態から開状態に変更されるとともに、切替弁４２及びポンプ４１はともにオン状態に保持される。このように、パージバルブ３５が閉状態から開状態に変更されると、大気圧相当の圧力になっている吸気通路１４の内圧が圧力４３センサによって検出されるため、システム内圧ＰＲは大気圧近傍にまで上昇する。この閉固着判定の期間内（時刻ｔ４〜時刻ｔ５）にあって図４に二点鎖線Ｆで示すように、システム内圧ＰＲが十分に上昇しない場合には、パージバルブ３５に対して開状態になるように信号が出力されているにもかかわらず、閉状態のままになっているといった不具合の発生が考えられる。そのため、パージバルブ３５に閉固着の異常有りと判定されて、診断処理は終了される。

一方、ステップＳ１５０にてシステム内圧ＰＲが十分に上昇しており、パージバルブ３５の閉固着異常無しと判定されると、次に、２回目の基準圧Ｐｒｅｆの測定及び漏れ判定が実行される（Ｓ１６０、図４の時刻ｔ５〜時刻ｔ６）。ここでは、先の図６に示すように、パージバルブ３５が開状態から閉状態に変更されるとともに、切替弁４２はオン状態からオフ状態に変更され、ポンプ４１はオン状態に保持される。これにより、先のステップＳ１２０と同様にバイパス通路３８内が減圧されて、基準穴相当の漏れが生じているときのシステム内圧ＰＲが圧力センサ４３にて検出され、その検出値が２回目の基準圧Ｐｒｅｆとして設定される。この２回目の基準圧測定の期間内（時刻ｔ５〜時刻ｔ６）にあって図４に二点鎖線Ｇで示すように、システム内圧ＰＲが十分に低下しない場合、あるいは二点鎖線Ｈにて示すように、システム内圧ＰＲが過度に低下する場合には、ポンプ４１に異常有りと判定されて、診断処理は終了される。

一方、２回目に測定された基準圧Ｐｒｅｆと先のステップＳ１２０において１回目に測定された基準圧Ｐｒｅｆとの差が十分に小さいときには、基準圧Ｐｒｅｆの精度が十分に確保されていると判断され、２回目に測定された基準圧Ｐｒｅｆと先のステップＳ１４０における漏れ測定時に記憶されたシステム内圧ＰＲとが比較される。そして、２回目に測定された基準圧Ｐｒｅｆよりも漏れ測定時に記憶されたシステム内圧ＰＲの方が低い場合にはベーパの漏れ無しと判定され、２回目に測定された基準圧Ｐｒｅｆよりも漏れ測定時に記憶されたシステム内圧ＰＲの方が高い場合にはベーパの漏れ有りと判定される。

次に、２回目の大気圧測定が実行される（Ｓ１７０、図４の時刻ｔ６〜時刻ｔ７）。ここでは、先の図５に示すように、パージバルブ３５が閉状態に保持されるとともに、切替弁４２もオフ状態に保持され、ポンプ４１はオン状態からオフ状態に変更される。これにより、圧力センサ４３にて検出されるシステム内圧ＰＲが大気圧相当の圧力になる。この２回目の大気圧測定の期間内（時刻ｔ６〜時刻ｔ７）にあって図４に二点鎖線Ｉで示すように、２回目に測定された大気圧と先のステップＳ１１０において１回目に測定された大気圧との差が所定値以上である場合には、次のように処理される。すなわちステップＳ１１０以降ステップＳ１７０までの間で大気圧が変化しており、その間に測定されたシステム内圧ＰＲの信頼性が低いため、上記態様による各種判定結果を全て破棄して、本処理は終了される。

一方、２回目に測定された大気圧と先のステップＳ１１０において１回目に測定された大気圧との差が所定値未満である場合には、ステップＳ１１０以降ステップＳ１７０までの間で大気圧が安定しており、その間に測定されたシステム内圧ＰＲの信頼性が高いため、上記態様による各種判定結果が確定されて、本処理は終了される。

このように、本実施形態では、蒸発燃料経路からのベーパ漏れの診断や蒸発燃料処理システム３０を構成する各部材の異常診断を行うに際し、その蒸発燃料経路内をポンプ４１で減圧するようにしている。そのため、漏れ診断や異常診断の実行中における蒸発燃料経路内の圧力は、その蒸発燃料経路外の圧力、すなわち大気圧よりも低くなる。従って、蒸発燃料経路からのベーパ漏れが実際に生じているときに上述したような漏れ診断処理を実行しても、その診断中における蒸発燃料経路からのベーパ漏れを抑えることが可能になる。

ところで、上記診断処理の実行に際して蒸発燃料経路内を減圧するようにした場合、その診断処理の実行時に車両が傾斜していると、燃料タンク２１内の液状燃料が減圧用のポンプ４１で吸引されて、キャニスタ３１やポンプ４１自体に液状燃料が流れ込んでしまうおそれがある。このようにキャニスタ３１に対して液状燃料が流れ込むと、本来は気体状態の燃料を捕集するために設けられたキャニスタ３１の捕集性能が低下したり、場合によってはパージ処理によって液状の燃料が吸気通路１４に導入されてしまう可能性がある。また、ポンプ４１も、本来は気体状態の燃料を吸引するエアポンプであるため、こうしたポンプに対して液状燃料が流れ込むと、性能低下や故障などが生じる可能性がある。例えば、ベーン式のエアポンプであるポンプ４１の場合、回転軸に設けられた溝に対してベーンが出入りするのであるが、そうした溝に液状燃料が入り込むとベーンの出入りが阻害されてポンプとしての機能が低下してしまうといった不具合が生じる。

そこで、本実施形態では、ベーパ漏れ等を診断する上記診断処理についてその実行可否を車両の傾斜角に基づいて判定するようにもしている。より詳細には、上記診断処理におけるステップＳ１００では、漏れ診断の実行条件の１つとして、「条件（Ｆ）：ポンプ４１の駆動を許可するポンプ作動許可フラグＰＦが「ＯＮ」にされている」といった条件が設定されていたが、このポンプ作動許可フラグＰＦの値を車両の傾斜角に基づいて設定するようにしている。

以下、ポンプ作動許可フラグＰＦの値を初期値の「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に変更するフラグ設定処理について説明する。図９に、そのフラグ設定処理の手順を示す。なお、本処理も制御装置６０によって実行される。

本処理が開始されるとまず、イグニッションスイッチ５８がオフであるか否かが判定され（Ｓ２００）、オンである場合には（Ｓ２００：ＮＯ）、本処理は一旦終了される。一方、イグニッションスイッチ５８がオフである場合には（Ｓ２００：ＹＥＳ）、停車状態にある車両の傾斜角として、傾斜角センサ５６で検出されたピッチ角Ｐ及びロール角Ｒが読み込まれる（Ｓ２１０）。

そして、ピッチ角Ｐが予め設定されたピッチ判定角ＰＡ以下であるか否かの判定（Ｓ２２０）、及びロール角Ｒが予め設定されたロール判定角ＲＡ以下であるか否かの判定（Ｓ２３０）が実行される。

それらピッチ判定角ＰＡ及びロール判定角ＲＡは次の点を考慮した一定値として設定されている。すなわち、燃料タンク２１に接続されたベーパ通路３２の吸入口は、気体状態の燃料を吸い込む必要があるため、燃料タンク２１の上方に設けられている。こうした吸入口に対して、車両が傾くと燃料タンク２１内の油面が近づいたり達したりすることにより、液状燃料がポンプ４１に吸入される。ここで、燃料タンク２１内の燃料残量が少ないときほど、油面が吸入口に近づくときの傾斜角は大きくなり、燃料残量が多いときほど、より小さい傾斜角で油面は吸入口に近づくようになる。そのため、上記診断処理の実行を許可する傾斜角を一定値にする場合には、燃料タンク２１に規定量の燃料が満たされた状態を想定して、ある程度小さい傾斜角を設定する必要がある。そこで、上記ピッチ判定角ＰＡ及びロール判定角ＲＡには、燃料タンク２１が規定量の燃料で満たされている状態において、ベーパ通路３２の吸入口に油面が達しない程度の最大ピッチ角及び最大ロール角がそれぞれ設定されている。

そして、ピッチ角Ｐがピッチ判定角ＰＡを超えている場合（Ｓ２２０：ＮＯ）、あるいはロール角Ｒがロール判定角ＲＡを超えている場合には（Ｓ２３０：ＮＯ）、ポンプ４１を駆動すると液状燃料を吸い込むおそれがあると判断されて、本処理は一旦終了される。この場合には、ポンプ作動許可フラグＰＦの値が初期値の「ＯＦＦ」に保持されるため、上記診断処理のステップＳ１００では、漏れ診断の実行条件が不成立であると判定され、これにより漏れ診断の実行が禁止される。

一方、ピッチ角Ｐがピッチ判定角ＰＡ以下であって（Ｓ２２０：ＹＥＳ）、かつロール角Ｒがロール判定角ＲＡ以下である場合には（Ｓ２３０：ＹＥＳ）、ポンプ４１を駆動しても液状燃料を吸い込むおそれが無いため、ポンプ作動許可フラグＰＦが「ＯＮ」に設定されて（Ｓ２４０）、本処理は一旦終了される。この場合には、ポンプ作動許可フラグＰＦの値が初期値の「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に変更されるため、上記診断処理のステップＳ１００では、ポンプ４１の駆動可否にかかる条件（Ｆ）が成立し、他の条件（Ａ）〜条件（Ｅ）も成立した場合には、漏れ診断の実行が許可される。

以上説明した本実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
（１）燃料タンク２１からキャニスタ３１を介してパージバルブ３５に至るまでの間の蒸発燃料経路内の圧力をポンプ４１で減圧し、その減圧時における蒸発燃料経路内の圧力変化に基づき、その蒸発燃料経路からのベーパ漏れを診断するようにしている。そのため、蒸発燃料経路からのベーパ漏れが実際に生じているときにベーパ漏れ診断を実行しても、その診断中における蒸発燃料経路からのベーパ漏れを抑制することができるようになる。

（２）車両のピッチ角Ｐがピッチ判定角ＰＡを超えている場合、あるいはロール角Ｒがロール判定角ＲＡを超えている場合には、ベーパ漏れの診断処理を実行する条件の１つとして設定されているポンプ作動許可フラグＰＦの値を「ＯＦＦ」に保持することで、診断処理の実行を禁止するようにしている。このようにベーパ漏れの診断処理の実行可否を車両の傾斜角に基づいて判定するようにしているため、車両の傾斜により、燃料タンク２１内の液状燃料が減圧用のポンプ４１で吸引されるおそれのあるときには、漏れ診断の実行を禁止することが可能になる。従って、車両傾斜時に生じるおそれのある、ポンプ４１による液状燃料の吸い込みを抑えることができるようになる。
（第２実施形態）
次に、この発明にかかる蒸発燃料処理システムの診断装置を具体化した第２実施形態について、図１０〜図１２を参照して説明する。

第１実施形態では、ピッチ判定角ＰＡやロール判定角ＲＡを、燃料タンク２１が規定量の燃料で満たされている状態において、ベーパ通路３２の吸入口に油面が達しない程度の最大ピッチ角及び最大ロール角にそれぞれ設定するようにした。この場合には、ピッチ判定角ＰＡやロール判定角ＲＡとして、燃料タンク２１に規定量の燃料が満たされた状態を想定したある程度小さい傾斜角が設定されることになる。従って、車両の傾斜角がある程度小さいときにのみ、漏れ診断の実行が許可されることになり、そうした診断の実行機会が減少するおそれがある。

一方、燃料残量が少なくなるほど、油面がベーパ通路３２の吸入口に近づくときの傾斜角は大きくなるため、燃料タンク２１内の燃料残量が少ないときほど、上記診断処理の実行を禁止する傾斜角を大きくすることも可能である。そこで、本実施形態では、燃料タンク２１内の燃料残量が少ないときほど、上記診断処理の実行を禁止する車両の傾斜角を大きくするようにしている。そして、このように漏れの診断処理についてその実行を許可する傾斜角を可変とすることにより、第１実施形態のごとく診断処理の実行を許可する傾斜角を一定値にする場合と比較して、診断処理の実行機会を増大させるようにしている。

図１０に、本実施形態におけるポンプ作動許可フラグＰＦのフラグ設定処理についてその手順を示す。なお、本処理も制御装置６０によって実行される。
本処理が開始されるとまず、イグニッションスイッチ５８がオフであるか否かが判定され（Ｓ３００）、オンである場合には（Ｓ３００：ＮＯ）、本処理は一旦終了される。一方、イグニッションスイッチ５８がオフである場合には（Ｓ３００：ＹＥＳ）、停車状態にある車両の傾斜角として、傾斜角センサ５６で検出されたピッチ角Ｐ及びロール角Ｒが読み込まれる（Ｓ３１０）。

そして、ピッチ角Ｐが予め設定されたピッチ判定角ＰＡ以下であるか否かの判定（Ｓ２２０）、及びロール角Ｒが予め設定されたロール判定角ＲＡ以下であるか否かの判定（Ｓ２３０）が実行される。

次に、燃料タンク２１の燃料残量ＦＲが読み込まれる（Ｓ３２０）。
次に、ピッチ角Ｐ及び燃料残量ＦＲに基づき、ＲＯＭに記憶されたピッチ角判定マップを参照して第１禁止フラグＦ１が設定される（Ｓ３３０）。この第１禁止フラグＦ１は、上記診断処理の実行可否を示すフラグであって、診断処理の実行を禁止するときには「ＯＮ」に、診断処理の実行を許可するときには「ＯＦＦ」に設定される。また、ピッチ角判定マップは、図１１に示すように、燃料残量ＦＲが少ないときほどより大きなピッチ角Ｐにて第１禁止フラグＦ１の値が「ＯＮ」に設定されるように構成されている。こうしたマップ態様により、燃料残量ＦＲが少ないときほど、第１禁止フラグＦ１の値が「ＯＦＦ」に設定されるピッチ角Ｐの範囲、すなわち診断処理の実行が許可されるピッチ角Ｐの範囲は広くなり、上記診断処理の実行機会が増大される。

次に、ロール角Ｒ及び燃料残量ＦＲに基づき、ＲＯＭに記憶されたロール角判定マップを参照して第２禁止フラグＦ２が設定される（Ｓ３４０）。この第２禁止フラグＦ２も、上記診断処理の実行可否を示すフラグであって、診断処理の実行を禁止するときには「ＯＮ」に、診断処理の実行を許可するときには「ＯＦＦ」に設定される。また、ロール角判定マップは、図１２に示すように、燃料残量ＦＲが少ないときほどより大きなロール角Ｒにて第２禁止フラグＦ２の値が「ＯＮ」に設定されるように構成されている。こうしたマップ態様により、燃料残量ＦＲが少ないときほど、第２禁止フラグＦ２の値が「ＯＦＦ」に設定されるロール角Ｒの範囲、すなわち診断処理の実行が許可されるロール角Ｒの範囲は広くなり、上記診断処理の実行機会が増大される。

次に、第１禁止フラグＦ１または第２禁止フラグＦ２の少なくとも一方が「ＯＮ」に設定されているか否かが判定され（Ｓ３５０）、肯定判定される場合には（Ｓ３５０：ＹＥＳ）、ポンプ４１を駆動すると液状燃料を吸い込むおそれがあるため、ポンプ作動許可フラグＰＦの値が「ＯＦＦ」に設定されて（Ｓ３６０）、本処理は一旦終了される。この場合には、上記診断処理のステップＳ１００において、漏れ診断の実行条件が不成立であると判定されることにより、漏れ診断の実行が禁止される。

一方、第１禁止フラグＦ１及び第２禁止フラグＦ２がともに「ＯＦＦ」に設定されている場合には（Ｓ３５０：ＮＯ）、ポンプ４１を駆動しても液状燃料を吸い込むおそれが無いため、ポンプ作動許可フラグＰＦが「ＯＮ」に設定されて（Ｓ３７０）、本処理は一旦終了される。この場合には、ポンプ作動許可フラグＰＦの値が「ＯＮ」に設定されるため、上記診断処理のステップＳ１００では、ポンプ４１の駆動可否にかかる条件（Ｆ）が成立し、他の条件（Ａ）〜条件（Ｅ）も成立した場合には、漏れ診断の実行が許可される。

以上説明した本実施形態によれば、第１実施形態による上記効果に加え、さらに次のような効果を得ることができる。
（３）燃料タンク２１内の燃料残量ＦＲが少ないときほど、上記診断処理の実行を禁止する車両の傾斜角が大きくなるようにしている。このようにベーパ漏れの診断処理についてその実行を許可する傾斜角が可変とされることにより、診断処理の実行を許可する傾斜角を一定値にする場合と比較して、診断処理の実行機会を増大させることができるようになる。

（４）上記診断処理の実行可否を示す第１禁止フラグＦ１の値についてこれを傾斜角の１つであるピッチ角Ｐに基づいて設定するピッチ角判定マップを備えるようにしている。そして、第１禁止フラグＦ１について、診断処理の実行を禁止するフラグ値である「ＯＮ」といった値が、燃料残量ＦＲが少ないときほどより大きなピッチ角Ｐにて設定されるようにそのピッチ角判定マップを設定するようにしている。従って、燃料残量ＦＲが少ないときほど、診断処理の実行が許可されるピッチ角Ｐの範囲は広くなり、上記診断処理の実行機会を増大させることができるようになる。

同様に、上記診断処理の実行可否を示す第２禁止フラグＦ２の値についてこれを傾斜角の１つであるロール角Ｒに基づいて設定するロール角判定マップを備えるようにしている。そして、第２禁止フラグＦ２について、診断処理の実行を禁止するフラグ値である「ＯＮ」といった値が、燃料残量ＦＲが少ないときほどより大きなロール角Ｒにて設定されるようにそのロール角判定マップを設定するようにしている。従って、燃料残量ＦＲが少ないときほど、診断処理の実行が許可されるロール角Ｒの範囲は広くなり、上記診断処理の実行機会を増大させることができるようになる。

なお、上記各実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・第１実施形態では、ピッチ判定角ＰＡやロール判定角ＲＡを一定値にするようにした。この他、第２実施形態のごとく、燃料タンク２１内の燃料残量ＦＲが少ないときほど、上記診断処理の実行を禁止する車両の傾斜角が大きくなるようにそれらピッチ判定角ＰＡやロール判定角ＲＡといった判定値を可変設定するようにしてよい。この場合には、図１３に示すように、燃料残量ＦＲが多いときほどピッチ判定角ＰＡやロール判定角ＲＡが小さくなるように、逆にいえば、燃料残量ＦＲが少ないときほどピッチ判定角ＰＡやロール判定角ＲＡが大きくなるように、ピッチ判定角ＰＡやロール判定角ＲＡを可変設定する。これにより燃料残量ＦＲが少ないときほど、診断処理の実行が許可される傾斜角の範囲が広くなり、これにより第２実施形態に準ずる作用効果を得ることができる。

・第１実施形態では、車両の傾斜角に基づいたポンプ作動許可フラグＰＦの設定を通じて診断処理の実行可否を判定するようにしたが、車両の傾斜角に基づいて直接診断処理の実行可否を判定するようにしてもよい。例えば、先の図３に示したステップＳ１００において判定される条件（Ｆ）を省略する。そして、ピッチ角Ｐがピッチ判定角ＰＡを超えている場合（図９のＳ２２０：ＮＯ）、あるいはロール角Ｒがロール判定角ＲＡを超えている場合には（図９のＳ２３０：ＮＯ）、図３に示した診断処理に関する一連の手順についてその実行を禁止する。一方、ピッチ角Ｐがピッチ判定角ＰＡ以下であって（図９のＳ２２０：ＹＥＳ）、かつロール角Ｒがロール判定角ＲＡ以下である場合には（図９のＳ２３０：ＹＥＳ）、図３に示した診断処理に関する一連の手順についてその実行を許可するようにしてもよい。

・第２実施形態では、第１禁止フラグＦ１や第２禁止フラグＦ２の設定値に基づいてポンプ作動許可フラグＰＦの値を変更し、そのポンプ作動許可フラグＰＦの設定値によって診断処理の実行可否判定を行うようにしたが、第１禁止フラグＦ１や第２禁止フラグＦ２の設定値に基づいて直接診断処理の実行可否を判定するようにしてもよい。なお、この変形例にあっては、第１禁止フラグＦ１及び第２禁止フラグＦ２がともに「ＯＦＦ」に設定されている場合に診断処理の実行を許可し、第１禁止フラグＦ１または第２禁止フラグＦ２の少なくとも一方が「ＯＮ」に設定されている場合には診断処理の実行を禁止するといった実行可否判定を行えばよい。

・図３に示した診断処理では、燃料タンク２１からキャニスタ３１を介してパージバルブ３５に至るまでの間の蒸発燃料経路におけるベーパ漏れの有無を判定とともに、蒸発燃料処理システム３０を構成する各部材の動作異常の有無も判定するようにしたが、ベーパ漏れの有無を判定する処理のみを行うようにしてもよい。

・第１及び第２実施形態では、診断処理の実行可否を判定するための車両の傾斜角として、ピッチ角Ｐ及びロール角Ｒを検出するようにしたが、ピッチ角Ｐの検出及びピッチ角Ｐによる診断処理の実行可否判定のみを行うようにしてもよい。また、ロール角Ｒの検出及びロール角Ｒによる診断処理の実行可否判定のみを行うようにしてもよい。

・傾斜角センサ５６として、ジャイロセンサを使用するようにしたが、この他、車両の傾斜角を検出することができるものであれば、他のセンサを使用するようにしてもよい。また、車両の傾斜角を把握することのできるカーナビゲーションシステムを備える車両にあっては、そのカーナビゲーションシステムからの傾斜角情報を利用するようにしてもよい。

本発明にかかる蒸発燃料処理システムの診断装置の第１実施形態について、これが適用される内燃機関の構成を示す概略図。 同実施形態におけるポンプモジュールの構成を示す模式図。 同実施形態における診断処理の手順を示すフローチャート。 診断処理の実行時におけるパージバルブ、切替弁及びポンプの動作態様と、システム内圧の変化態様とを示すタイミングチャート。 診断処理の実行時におけるポンプモジュールの動作状態を示す模式図。 診断処理の実行時におけるポンプモジュールの動作状態を示す模式図。 診断処理の実行時におけるポンプモジュールの動作状態を示す模式図。 診断処理の実行時におけるポンプモジュールの動作状態を示す模式図。 同実施形態におけるポンプ作動許可フラグの設定処理についてその手順を示すフローチャート。 第２実施形態におけるポンプ作動許可フラグの設定処理についてその手順を示すフローチャート。 同実施形態におけるピッチ角判定マップの概念図。 同実施形態におけるロール角判定マップの概念図。 第１実施形態の変形例における燃料残量とピッチ角判定値及びロール角判定値と対応関係を示すグラフ。

符号の説明

１０…エンジン、１１…燃焼室、１２…燃料噴射弁、１３…点火プラグ、１４…吸気通路、１５…排気通路、１６…サージタンク、１７…スロットルバルブ、２１…燃料タンク、３０…蒸発燃料処理システム、３１…キャニスタ、３２…ベーパ通路、３３…パージ通路、３５…パージバルブ、３６…新気導入通路、３７…大気開放通路、３８…バイパス通路、３８Ａ…オリフィス、４０…ポンプモジュール、４１…ベーン式電動エアポンプ（ポンプ）、４１Ａ…吸入口通路、４１Ｂ…吐出口通路、４２…切替弁、４３…圧力センサ、５０…エアフィルタ、５６…傾斜角センサ、５７…燃料ゲージ、５８…イグニッションスイッチ、６０…制御装置。

Claims (5)

1. 燃料タンクで発生する蒸発燃料を捕集するキャニスタと、該キャニスタから脱離した蒸発燃料を内燃機関の吸気通路にパージするパージ通路と、該パージ通路に設けられて蒸発燃料の流量を調整するパージバルブとで構成される蒸発燃料処理システムの蒸発燃料の漏れを診断する装置であって、
   前記燃料タンクから前記キャニスタを介して前記パージバルブに至るまでの間の蒸発燃料経路内の圧力をポンプで減圧し、その減圧時における前記蒸発燃料経路内の圧力変化に基づいて同蒸発燃料経路からの蒸発燃料の漏れを診断する診断処理を実行するとともに、その診断処理の実行可否を車両の傾斜角に基づいて判定する
   ことを特徴とする蒸発燃料処理システムの診断装置。
2. 前記燃料タンク内の燃料残量が少ないときほど、前記診断処理の実行を禁止する前記傾斜角は大きくされる
   請求項１に記載の蒸発燃料処理システムの診断装置。
3. 前記傾斜角と予め設定された判定値とを比較し、前記傾斜角が前記判定値を超えるときに前記診断処理の実行を禁止するとともに、前記判定値は前記燃料残量が少ないときほど大きくなるように可変設定される
   請求項２に記載の蒸発燃料処理システムの診断装置。
4. 前記診断処理の実行可否を示すフラグの値を前記傾斜角に基づいて設定するマップを備え、前記燃料残量が少ないときほどより大きな前記傾斜角にて前記診断処理の実行を禁止するフラグ値が設定されるように前記マップは設定されている
   請求項２に記載の蒸発燃料処理システムの診断装置。
5. 前記傾斜角として、車両のピッチ角及びロール角を検出する
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の蒸発燃料処理システムの診断装置。

Images