JP2015075032A

JP2015075032A - 蒸発燃料処理装置の故障検出装置

Info

Publication number: JP2015075032A
Application number: JP2013211858A
Authority: JP
Inventors: 勝彦牧野; Katsuhiko Makino; 吉岡　衛; Mamoru Yoshioka; 衛吉岡; 昌慶品川; Masayoshi Shinagawa
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 2013-10-09
Filing date: 2013-10-09
Publication date: 2015-04-20

Abstract

【課題】キーオフ直後の燃温変化も有効利用しながら省電力で漏れ判定を行うことができる、蒸発燃料処理装置の故障検出装置を提供する。
【解決手段】燃料タンク１、キャニスタ３、及び燃料ポンプ２を備える蒸発燃料処理装置と、その処理系内の圧力を検知する圧力センサ１１と、処理系内を密閉状態にするＣＣＶ１５と、燃料ポンプ１の駆動を利用して圧力を印加するジェットポンプ８とを備え、車両停止中に処理系内を密閉状態して圧力変化量に基づいて蒸発燃料の漏れ判定を行う。車両停止直後の燃料温度変化に伴う圧力変化に基づいて、非圧力印加状態で漏れ判定を行う第１故障検出ステップにおいて漏れの判定を行えず判定保留とされた場合のみ、ジェットポンプ８によって処理系内へ圧力を印加した後の圧力変化に基づいて漏れ判定を行う第２故障診断ステップへ移行することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、蒸発燃料処理装置の処理系内を密閉状態に維持して、そのときの圧力変化量に基づいて蒸発燃料の漏れ判定を行う、蒸発燃料処理装置の故障検出装置に関する。

従来から、ガソリン等を燃料とする車両には、燃料タンクの内圧上昇に基づく破損を回避しながら、蒸発燃料が大気中へ放散されることを防止する蒸発燃料処理装置が搭載されている。しかし、蒸発燃料処理装置に亀裂や連結部のシール不良等の故障が存在していると、処理系内から蒸発燃料が漏れ出てしまう。このような蒸発燃料の漏れが生じていても、運転者は故障を直接認知することは出来ない。そこで、蒸発燃料処理装置の漏れの有無を判定（リーク判定）する故障検出装置が、例えば下記特許文献１に提案されている。

特許文献１では、キーオフした車両停止中に蒸発燃料処理装置の処理系内を密閉状態とし、燃料ポンプの駆動を利用して処理系内に圧力を印加し、燃料ポンプの駆動時間と燃料ポンプを停止した後の圧力変化とに基づいて漏れを判定している。

ＷＯ２００５／００１２７３公報

しかしながら、特許文献１では漏れを判定する場合は必ず燃料ポンプを駆動させて処理系内に圧力を印加する必要があるため、漏れ判定中は燃料ポンプが常時駆動していることになる。これでは、漏れ判定のための消費電力が多くなる。しかも、燃料ポンプを駆動する前の系内圧力変化量が大きいと漏れ判定を行わないよう設定されており、この場合は次回キーオフされるまで漏れ判定を行うことができない。

そこで、本発明は上記課題を解決するものであって、キーオフ直後の燃温変化も有効利用しながら省電力で漏れ判定を行うことができる、蒸発燃料処理装置の故障検出装置を提供することを目的とする。

そのための手段として、本発明は、燃料タンク、キャニスタ、及び燃料ポンプを備える蒸発燃料処理装置と、該蒸発燃料処理装置の処理系内の圧力を検知する圧力検知手段と、前記処理系内を密閉状態に維持する密閉手段と、前記燃料ポンプの駆動を利用して前記処理系内へ圧力を印加する圧力印加手段とを備え、キーオフした車両停止中に、前記処理系内を密閉状態にした際の圧力変化量に基づいて蒸発燃料の漏れ判定を行う、蒸発燃料処理装置の故障検出装置であって、第１故障検出ステップと、第２故障検出ステップとを有する。前記第１故障検出ステップでは、前記車両停止直後の燃料温度変化に伴う圧力変化に基づいて、非圧力印加状態で漏れ判定を行う。一方、前記第２故障検出ステップでは、前記圧力印加手段によって前記処理系内へ圧力を印加した後の圧力変化に基づいて漏れ判定を行う。そのうえで、前記第１故障検出ステップにおいて漏れの判定を行えず判定保留とされた場合のみ、前記第２故障診断ステップへ移行することを特徴とする。

一般的に、キーオフした車両停止直後（エンジン停止直後）は、エンジンからの廃熱等によって燃料タンク内の燃料温度が上昇する傾向にある。これに伴い燃料蒸気圧も上昇することで、処理系内の圧力も上昇する傾向にある。そこで本発明では、燃料ポンプを駆動して処理系内へ圧力を印加した状態で漏れを判定する前に、先ずは車両停止直後にエンジンからの廃熱に伴う圧力上昇を有効利用して、非圧力印加状態、すなわち燃料ポンプを駆動せずに漏れ判定を行うので、省電力化を図ることができる。

但し、キーオフした車両停止直後でも、燃料温度が然程上昇せず、処理系内の圧力変化量が小さい場合もある。この場合は、燃料温度変化に伴う圧力変化に基づいて漏れを的確に判定できない。そこで、第１故障検出ステップにおいて漏れの判定を行えず判定保留とされた場合にのみ、燃料ポンプを駆動して圧力を印加する前記第２故障診断ステップへ移行するようになっているので、確実に漏れを判定できるばかりか、本当に必要な場合にのみ燃料ポンプを駆動させることになるので、この点においても省電力化を図ることができる。

このとき、故障検出装置に、前記燃料タンク内に貯留されている燃料の温度を検知する燃料温度検知手段も設けて、前記第１故障検出ステップの後、単位時間当たりの前記燃料の温度変化量が所定値以下となったときに、前記第２故障検出ステップへ移行させることが好ましい。燃料の温度変化量が大きく処理系内の圧力が安定していない状態において圧力を印加しても、圧力が不安定な状態にあることに変わりはない。これでは、漏れ判定時に漏れが発生していることで圧力が変動しているのか、燃料温度の変化に伴う圧力変動なのかが判別できず、正確な漏れ判定はできない。そこで、単位時間当たりの燃料の温度変化量が所定値以下となったとき、すなわち処理系内の圧力が安定した後に第２故障検出ステップへ移行するようにしていれば、上記問題が生じることなく正確に漏れを判定できる。

なお、前記第１故障検出ステップ中または前記第２故障検出ステップ中に、給油されたことが検知されると漏れ判定が停止されるよう設定することが好ましい。給油が行われると燃料タンクを含めて処理系内の圧力が急激に上昇して漏れ判定を行うことができないため、その場合は確実に漏れ判定を終了させれば、無駄な電力消費を避けることができる。また、漏れ判定は処理系内を密閉して行うため、燃料タンクの破損防止にもなる。

本発明の蒸発燃料処理装置の故障検出装置によれば、キーオフ直後の燃温変化も有効利用しながら省電力で漏れ判定を行うことができる。

蒸発燃料処理装置および故障検出装置の模式図である。ジェットポンプの断面図である。ＣＣＶの断面図である。第１故障検出ステップにおける漏れ判定回路の起動タイミングと処理系内の圧力変化等を示すグラフである。フェイズ１−１のフロー図である。フェイズ１−２のフロー図である。フェイズ１−３のフロー図である。第２故障検出ステップにおける漏れ判定回路の起動タイミングと処理系内の圧力変化等を示すグラフである。フェイズ２−１のフロー図である。フェイズ２−２のフロー図である。フェイズ２−３のフロー図である。ＣＣＶの別例の断面図である。

以下、本発明の代表的な実施の形態について説明するが、これに限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。特に、故障（漏れ）の検出対象である蒸発燃料処理装置は、必須の構成要素である燃料タンクとキャニスタとを備える基本的構成を有する限り、キャニスタを加熱するヒータ、蒸発燃料を分離精製する分離膜、キャニスタへ負圧を作用させて蒸発燃料を積極的に脱離させる真空ポンプ等の吸引手段など、その他種々の構成要素を付加できる。蒸発燃料処理装置は、揮発性の高い燃料（例えばガソリンなど）を燃料とする、自動車などの車両へ好適に適用できる。

まず、機関吸気を利用したエバポパージシステムを採用した蒸発燃料処理装置に、本発明の漏れ診断装置を適用した実施形態について説明する。蒸発燃料処理装置は、図１に示すように、燃料Ｆを貯留する燃料タンク１、燃料タンク１内の燃料Ｆを内燃機関（エンジン）３０へ圧送供給する燃料ポンプ２、および燃料タンク１内で発生した蒸発燃料（ベーパ）を吸着するキャニスタ３などを有する。符号３１は、エンジン３０へ空気を吸入する吸気通路である。符号３２は、アクセルペダル（図示せず）の踏み込み量に応じて吸入空気量を制御するストッロルバルブである。燃料タンク１とキャニスタ３とは、ベーパ通路４を介して連通されている。キャニスタ３と吸気通路３１とは、パージ通路５を介して連通されている。なお、パージ通路５は、スロットルバルブ３２より下流において吸気通路３１と連結されている。吸気通路３１の先端（エンジン３０と反対側）は、エアフィルタ（図示せず）を介して大気開放されている。

燃料ポンプ２は燃料タンク１内に配され、燃料供給通路６を通してエンジン３０へ向けて燃料Ｆを圧送する。燃料供給通路６には、分岐通路７が分岐状に連結されており、その先端にジェットポンプ（アスピレータ）８が設けられている。ジェットポンプ８は、燃料供給通路６および分岐通路７を介して燃料ポンプ２と直接連通されている。ジェットポンプ８の減圧室（図２参照）４３には、その先端が大気開放された吸引通路９も連結されている。キャニスタ３にも、その先端が大気開放された大気通路１０が連結されている。吸引通路９及び大気通路１０の先端部には、エアフィルター１７が配されている。

燃料タンク１には、当該燃料タンク１を含めて処理系の内圧を検知する圧力センサ１１が設けられている。なお、圧力センサ１１は、処理系の内圧を検知可能な部位であれば、その設置位置は特に限定されない。例えば、燃料タンク１以外に、キャニスタ３、ベーパ通路４、またはパージ通路５に設けることもできる。圧力センサ１１が、本発明の圧力検知手段に相当する。また、燃料タンク１には、燃料Ｆの温度を検知する燃温センサ１２が設けられている。なお、燃温センサ１２は、燃料Ｆの温度を検知可能な部位であれば、その設置位置は特に限定されない。燃温センサ１２が、本発明の燃料温度検知手段に相当する。圧力センサ１１および燃温センサ１２による検知信号は、エンジン・コントロール・ユニット（ＥＣＵ）３５に入力される。ＥＣＵ３５は、中央処理装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などを有する。ＲＯＭには所定の制御プログラムが予め記憶されており、ＣＰＵが、制御プログラムに基づいて各構成要素を所定のタイミングで制御操作したり演算処理する。

キャニスタ３の内部には吸着材Ｃが充填されている。吸着材Ｃとしては、空気は通すが、蒸発燃料を吸着・脱離可能な活性炭等を使用できる。大気通路１０上には、当該大気通路１０の連通状態と遮断状態とを切り替えて処理系内を密閉状態とする密閉手段として、キャニスタクローズドバルブ（ＣＣＶ）１５が設けられている。また、パージ通路５上にも、当該パージ通路５の連通状態と遮断状態とを切り替えて処理系内を密閉状態とするもう１つの密閉手段として、パージ通路弁１３が設けられている。本実施形態では、燃料タンク１からパージ通路弁１３及びＣＣＶ１５に至る閉鎖可能な一連の空間、すなわち燃料タンク１、キャニスタ３、ベーパ通路４、パージ通路５、大気通路１０で構成される処理系の故障検出（漏れ判定）をすることになる。なお、大気通路１０上には、ＣＣＶ１５と並列して正負圧リリーフ弁１６が設けられている。また、分岐通路７上には、ジェットポンプ８への燃料導入と遮断とを切り替え可能な燃料遮断弁１４が設けられている。なお、燃料遮断弁１４は、分岐通路７上のほかに、ジェットポンプ８へ設けることもできる。例えば、ジェットポンプ８内に、ノズル本体４６（図２参照）からの燃料噴射タイミングを制御するニードル弁を設けることができる。吸引通路９上には、燃料Ｆや気体の逆流を防ぐ逆止弁１８が設けられている。

ジェットポンプ８は、図２に示すように、ベンチュリ部４１とノズル部４５とから構成されている。ベンチュリ部４１は、絞り４２と、絞り４２の燃料流動方向上流側に設けられた先窄まり状の減圧室４３と、絞り４２の燃料流動方向下流側に設けられた末拡がり状のディフューザ部４４と、吸引ポート４１ｐとを備えている。減圧室４３、絞り４２、およびディフューザ部４４は、それぞれ同軸に形成されている。吸引ポート４１ｐは、減圧室４３に連通形成されている。吸引ポート４１ｐに、吸引通路９が連結される。ノズル部４５は、ベンチュリ部４１の上流側に接合されている。ノズル部４５は、ジェットポンプ８内に燃料を導入する導入ポート４５ｐと、導入された燃料を噴射するノズル本体４６とを備えている。ノズル本体４６は減圧室４３内に同軸収納されており、当該ノズル本体４６の噴射口４６ｐは絞り４２に臨んでいる。

燃料遮断弁１４が開弁されている場合、燃料ポンプ２から吐出された燃料Ｆは、燃料供給通路６から分岐通路７を通して燃料導入ポート４５ｐからジェットポンプ８内へ導入される。すると、導入された燃料Ｆがノズル本体４６から噴射され、絞り４２及びディフューザ部４４の中央部を軸方向に高速で流動する。このとき、減圧室４３においては、ベンチュリ効果によって負圧が発生する。これにより、吸引ポート４１ｐおよび吸引通路９に吸引力が生じる。これにより、吸引通路９を通して大気（外気）が吸入され、当該吸入された大気は、ノズル本体４６から噴射された燃料Ｆと共にディフューザ部４４から燃料タンク１内へ排出され、燃料タンク１を含めて処理系内が加圧される。このように、ジェットポンプ８によれば、燃料ポンプ２の駆動を利用して処理系内へ正圧を印加することができ、本発明の圧力印加手段に相当する。

ＣＣＶ１５は、ＥＣＵ３５によって開閉タイミングが制御操作されるが、開弁状態と閉弁状態を切り替えるときのみ通電され、開弁状態と閉弁状態のいずれの状態も非通電状態で保持可能なステップモータ式バルブである。具体的には、図３に示すように、弁体５０がステップモータ５１によって開閉される。ステップモータ５１は、ステッパモータ、ステッピングモータ等とも称されるもので、下面開口状のモータハウジング５２を備えている。モータハウジング５２の下面開口部は、大気通路１０へ連結されている。モータハウジング５２内には、ボビン５３に励磁コイル５４を巻装してなるステータ５５が設けられている。ステータ５５内で回転する中空円筒状のロータ５６は、モータハウジング５２内において所定の高さ位置において垂直軸回りに回転可能に支持されている。ロータ５６の外周部には、永久磁石５７が配置されている。また、ロータ５６の上部内には、ナット部材５８が同心状に一体化されている。ナット部材５８の上端部は、モータハウジング５２に対して軸受５９を介して回転可能に支持されている。また、大気通路１０上には、筒状の軸受台６０が同心状に固定されている。軸受台６０の上部には、ロータ５６の下端部が軸受６１を介して回転可能に支持されている。

ナット部材５８の雌ねじ孔（符号省略）内には、作動軸６２の上部の雄ねじ（符号省略）が螺合されている。作動軸６２は、ステップモータ５１の出力軸となる。作動軸６２の下部は、軸受台６０内に対して軸回り方向に回り止めされた状態で、軸方向すなわち上下方向に移動可能に支持されている。したがって、ロータ５６の正逆回転によって作動軸６２が上下方向に往復移動される。作動軸６２の下端部は大気通路１０を貫通しており、作動軸６２の下端に、円板状の弁体５０が同心状に形成されている。そして、弁体５０が大気通路１０内に設けられた弁座１０ａに当接・離間することで、大気通路１０を図３の実線で示す開弁状態と、図３の仮想線で示す閉弁状態とに切り替え可能となっている。ステップモータ５１には、ターミナル６３を介して通電される。

詳しくは、例えば図３の仮想線で示す閉弁状態から図３の実線で示す開弁状態とに切り替える際は、ＥＣＵ３５によって正回転方向の信号がステップモータ５１へ通電されると、ロータ５６が正回転して弁体５０が弁座１０ａから離間することでＣＣＶ１５が開弁され、大気通路１０が連通状態となる。そして、ＣＣＶ１５が開弁されると、ステップモータ５１への通電が停止される。このとき、作動軸６２とナット部材５８との螺合によって弁体５０がその位置で保持されることで、ＣＣＶ１５は非通電状態でも開弁状態で保持される。一方、図３の実線で示す開弁状態から図３の仮想線で示す閉弁状態とに切り替える際は、これと逆であり、ＥＣＵ３５によって逆回転方向の信号がステップモータ５１へ通電されると、ロータ５６が逆回転して弁体５０が弁座１０ａに当接することで、ＣＣＶ１５が閉弁される。この場合も、作動軸６２とナット部材５８との螺合によって、ＣＣＶ１５は非通電状態でも閉弁状態で保持される。

パージ通路弁１３及び燃料遮断弁１４は、ＥＣＵ３５によって開閉タイミングが制御操作される常閉型の電磁弁である。なお、パージ通路弁１３及び燃料遮断弁１４にも、ＣＣＶ１５と同様にステップモータ式バルブを使用できる。リリーフ弁１６は、処理系内の圧力調整用のチェック弁であって、図１に示すように、系内方向へ常時バネ付勢された正圧リリーフ用の正圧リリーフ弁１６ａと、大気方向へ常時バネ付勢された負圧リリーフ用の負圧リリーフ弁１６ｂとからなる、機械式（バネ式）の弁である。処理系内が過度に正圧または負圧となると、対応する正圧リリーフ弁１６ａまたは負圧リリーフ弁１６ｂがバネの付勢力に抗して開弁することで、過度な圧力が開放（リリーフ）される。これにより、燃料タンク１等の破損が防止される。リリーフ弁１６の設定圧力は、バネの付勢力によって調整することができる。

次に、上記構成からなる蒸発燃料処理装置による蒸発燃料の処理機構について説明する。通常時（キーオフ時）は、ＣＣＶ１５は開弁しており、パージ通路弁１３及び燃料遮断弁１４は閉弁している。キーオフした車両停止時（駐車時）や給油時などにおいて蒸発燃料の発生や給油に伴い燃料タンク１の内圧が上昇すると、燃料タンク１内の気体（空気及び蒸発燃料）がベーパ通路４を通してキャニスタ３内に流入する。すると、キャニスタ３内の吸着材Ｃによって蒸発燃料が選択的に吸着保持される。残余の空気は吸着材Ｃを透過し、キャニスタ３から大気通路１０を通して大気中に放散される。これにより、大気汚染を回避しながら燃料タンク１が圧力開放され、燃料タンク１の破損が防止される。

一方、走行時には、パージ通路弁１３がＥＣＵ３５によって開弁される。ＣＣＶ１５は開弁したままであり、燃料遮断弁１４は閉弁したままである。すると、機関吸気に伴う負圧がパージ通路５を介してキャニスタ３に作用する。これにより、キャニスタ３内に吸着されている蒸発燃料が吸引脱離され、パージ通路５を通して吸気通路３１へパージされる。このとき、大気通路１０から大気も吸引され、蒸発燃料の脱離が促進される。

次に、蒸発燃料処理装置の故障検出（漏れ判定）について図４〜１１を参照しながら説明する。なお、図５〜７，９〜１１に示すフローにおいて、「Ｙ」はＹｅｓを、「Ｎ」はＮｏを意味する。漏れ判定は、蒸発燃料処理装置の処理系内を密閉して、そのときの内圧を圧力センサ１１によって検知し、その検知結果が所定の判定基準を満たしているか否をＥＣＵ３５で判定することで行われる。そのため、本実施形態では、処理系内を密閉可能な状態、すなわちキーオフした車両停止中に漏れ判定が行われる。

先ず、燃料ポンプ２を駆動して処理系内へ圧力を印加して漏れ判定を行う（後述の第２故障検出ステップ）前に、燃料ポンプ２を駆動させず、エンジンからの廃熱による燃料温度変化に伴う圧力変動を利用して漏れ判定を行う第１故障検出ステップを行う。第１故障検出ステップでは、先ず、漏れ判定を行う前に、漏れ判定を行うための故障検出条件が成立しているか否かを判定する。具体的には、図４，５のフェイズ１−１（Ｐ１−１）に示すように、車両がキーオフされて停止されると、パージ通路弁１３が閉弁される。なお、ＥＣＵ３５は起動したままの状態である。また、燃料遮断弁１４は閉弁されたままであり、ＣＣＶ１５も開弁したままである。したがって、処理系内は未だ大気開放状態（非密閉状態）なので、基本的に処理系内の圧力は安定している筈である。そこで、処理系内の圧力が安定していることが検知されると、故障検出条件が成立していると判定し、漏れ判定に移行する。一方、処理系内が大気開放状態であっても、急激な燃温変化等の影響により、圧力が安定していない場合もある。この場合、処理系内を密閉しても圧力は安定しないので、正確な漏れ判定は行えない。そこで、処理系内の圧力が安定しておらず、且つ所定時間経過しても圧力が安定していなければ、判定保留となる。これにより、無駄な電力消費を避けることができる。

検出条件判定フェイズ１−１において故障検出条件が成立していると判定されると、続いて漏れ判定フェイズに移行することになるが、その前に、図４，６のフェイズ１−２（Ｐ１−２）に示すように、予備的に漏れを判定するプレ判定が行われる。プレ判定フェイズ１−２では、ＣＣＶ１５が閉弁されて処理系内が密閉状態とされる。このとき、ＣＣＶ１５へは開閉操作するためだけに通電し、ＣＣＶ１５が閉弁されると通電が停止され、ＣＣＶ１５は非通電状態でも閉弁状態で保持される。パージ通路弁１３及び燃料遮断弁１４は閉弁されたままである。キーオフした車両停止直後は、エンジンからの廃熱等によって燃料Ｆの温度が上昇し易い状態にある。この状態においてＣＣＶ１５を閉弁して処理系内を密閉状態とすることで、処理系内の圧力は上昇していくことになる。そこで、処理系内の圧力が、予めＥＣＵ３５に設定した所定圧力範囲外、すなわち基準圧力以上となっていることが検知されれば、処理系内の気体が外部へ漏れていないことになるので、漏れ無しと判定される。このときの所定圧力範囲は特に制限されないが、大気圧±１ＫＰａ程度とすればよい。所定圧力範囲が大気圧と大きく離れて設定されると、漏れを的確に判定し難くなる。漏れ無しと判定されれば、ＣＣＶ１５を開弁して処理系内が通常の大気開放状態（非密閉状態）とされ、その後の漏れ判定は行われない。なお、このときもＣＣＶ１５へは開閉操作のためだけに通電し、ＣＣＶ１５が開弁されると通電が停止され、ＣＣＶ１５は非通電状態でも開弁状態で保持される。その後のＣＣＶ１５の開閉操作も同様である。

一方、ＣＣＶ１５を閉弁して処理系内を密閉したにもかかわらず、処理系内の圧力が所定の範囲内、すなわち基準圧力未満であれば、漏れの判定を行うことができない。このとき、エンジンからの廃熱量等が少量であれば、圧力の上昇には時間がかかる。しかし、所定時間が経過しても処理系内の圧力が所定範囲内であれば、一旦ＣＣＶ１５を開弁して大気開放し、再度ＣＣＶ１５を閉弁して処理系内の圧力を大気圧へリセットする。このとき、圧力変化量が予めＥＣＵ３５に設定した値以上であれば、漏れ無しと判定するが、所定値未満であれば、そのまま判定が保留される。

プレ判定フェイズ１−２にて判定保留されると、続いて本格的な漏れ判定フェイズへ移行することになる。但し、漏れ判定を長時間連続して行うと、消費電力が大きくなる。そこで、図１に示すように、ＥＣＵ３５はタイマー機能も有しており、図４に示すように、所定時間毎に漏れ判定回路を起動して漏れ判定を行い、各回の漏れ判定が終了すると漏れ判定回路が停止される、間欠的なタイマー式漏れ判定を行うように設定されている。間欠的な漏れ判定の時間は特に制限されないが、例えば１０〜３０分毎に１回あたり１０〜３０秒程度漏れ判定を５〜１５回程度行うよう設定することができる。このように、比較的長いスパンで漏れ判定を行っても、１回当たりの通電量は少ないので、高精度の漏れ判定を省電力で行うことができる。

漏れ判定フェイズ１−３（Ｐ１−３）では、図４に示すように、プレ判定フェイズ１−２にて一旦処理系内を大気開放したので、その後は燃料Ｆの温度が低下していくことに伴い処理系内の圧力も低下していく傾向となる。なお、燃料Ｆの温度が大気温度まで下がると、その後は大気温度に追従して燃料Ｆの温度も昇降し、これに伴い処理系内の圧力も昇降することになる。漏れ判定フェイズ１−３では、図７に示すように、キーオフされてから所定時間が経過すると、ＥＣＵ３５の漏れ判定回路が起動される。但し、プレ判定フェイズ１−２にて既に漏れ無しを判定されていれば、漏れ判定は行われず漏れ判定回路は停止される。キーオン中であれば、当然に漏れ判定は行われない。一方、プレ判定フェイズ１−２にて判定保留されていれば、ＣＣＶ１５が閉弁されており、且つ処理系内の圧力が安定していることを前提として、漏れ判定が行われる。圧力が安定していなければ判定が保留され、次回の漏れ判定へ移行することになる。また、ＣＣＶ１５が開弁されていれば閉弁されるが、この場合は所定時間が経過していないので漏れ判定を行うことができない。そこで、燃温センサ１２によって燃料Ｆの温度を検知し、その温度における密閉された処理系内の予想圧力がＥＣＵ３５において算出される。ＥＣＵ３５には、予め燃温−密閉圧力曲線が記憶されている。この予想密閉圧力の算出処理を、燃温ストア処理（ＴＯ）と称す。

漏れ判定を行うときは、処理系内の圧力が予めＥＣＵ３５で設定した所定圧力の範囲外であれば、漏れ無しと判定される。なお、このときの圧力が所定範囲外にあるとは、基本的には上述のように処理系内の圧力は低下傾向にあるため、基準圧力未満の場合が多いが、大気温度の上昇等に伴い処理系内の圧力が上昇することもあるので、基準圧力以上の場合も想定される。一方、処理系内の圧力が所定圧力範囲内にあれば、そのときの実圧力が燃温ストア処理において算出された予想密閉圧力と照らしあわされる。その結果、実圧力と予想密閉圧力との差が所定値以上であれば、漏れ有りと判定される。このとき、予め次回用の燃温ストア処理（Ｔ１）も行われている。漏れ判定フェイズ１−３にて漏れ有りまたは漏れ無しと判定されれば、次回以降の漏れ判定は行われない。一方、実圧力と今回の燃温ストア処理による予想密閉圧力との差が所定値未満であれば、前回の燃温ストア処理による予想密閉圧力と照らしあわされる。そして、実圧力と前回の燃料ストア処理による予想密閉圧力との差が所定値以上であれば、判定が保留されて次回の漏れ判定に移行される。このような漏れ判定フェイズ１−３が、ＥＣＵ３５のタイマー機能により定期的に複数回行われることになる。一方、実圧力と前回の燃料ストア処理による予想密閉圧力との差が所定値未満であれば、判定が保留されて第２故障検出ステップに移行される。

第２故障検出ステップでは、図８に示すように、燃料ポンプ２を駆動して処理系内へ積極的に圧力を印加して漏れを判定する。そのためには、先ず、第１故障検出ステップと同様に、漏れ判定を行うための故障検出条件が成立しているか否かを判定する。具体的には、図８，９のフェイズ２−１（Ｐ２−１）に示すように、ＣＣＶ１５が開弁されて一旦処理系内の圧力が大気圧にリセットされた状態で、車両がキーオフされてから所定時間が経過していることを前提として、ＥＣＵ３５の第２故障検出ステップ用の回路が起動する。そして、第１故障検出ステップにおける一連のフェイズ１が終了していることを確認したうえで、そのときの処理系内の圧力が安定していれば、故障検出条件が成立していると判定する。一方、圧力が不安定な状態が所定時間続けば、判定が保留される。

第２故障検出ステップの検出条件判定フェイズ２−１において故障検出条件が成立していると判定されると、続いて漏れ判定フェイズに移行することになるが、当該第２故障検出ステップでは、さらに検出実行条件が成立しているか否かも判定する。具体的には、図８，１０のフェイズ２−２（Ｐ２−２）に示すように、故障検出条件が成立していることを前提として、ＣＣＶ１５が閉弁されて処理系内が密閉空間とされる。そのうえで、処理系内の圧力が所定の範囲内であれば、検出実行条件が成立していると判定する。一方、処理系内の圧力が所定時間続けて所定の範囲外であれば、ＣＣＶ１５が開弁されて判定が保留される。

検出実行条件判定フェイズ２−２にて検出条件が成立していると判定されると、処理系内へ圧力が印加されて漏れが判定される。具体的には、図８，１１のフェイズ２−３に示すように、燃料遮断弁１４が開弁されると共に、燃料ポンプ２が駆動される。これにより、燃料ポンプ２から分岐通路７を通して燃料Ｆがジェットポンプ８へ導入され、これに伴いジェットポンプ８によって吸引通路９から大気が吸入されることで、処理系内へ正圧が印加される。このとき、所定時間経過しても処理系内の圧力が所定値に達しない場合は、漏れ有りと判定される。一方、処理系内の圧力が所定圧へ到達すると、燃料ポンプ２が停止されると共に燃料遮断弁１４が閉弁される。そして、そのまま加圧状態が所定時間維持されていれば最終的に漏れ無しと判定され、経時的に圧力が低下して所定値未満となれば、漏れ有りと判定される。これにて、漏れ判定（リーク判定）は終了となる。

なお、第１故障検出ステップ中または前記第２故障検出ステップ中に給油されたことが検知されると、漏れ判定は強制的に停止される。

以上、本発明の代表的な実施形態について説明したが、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、通電により開閉が切り替わり、開弁状態と閉弁状態のいずれの状態も非通電状態で保持可能なＣＣＶ１５としては、上記ステップモータ式のバルブに限らず、例えば磁石付き電磁弁や、ＤＣモータと減速ギアを用いたバルブを使用することもできる。磁石付き電磁弁７０は、電磁石錠とも称されるものであって、図１２に示すように、弁体７１が電磁石７２を利用して、図１２の実線で示す開弁状態と仮想線で示す閉弁状態とを切り替えるものである。詳しくは、大気通路１０に、例えば鉄等の磁性材料からなるハウジング７３が連結される。ハウジング７３内の上端部及び下端部には、それぞれ電磁石７２ａ・７２ｂが配されている。弁体７１は、大気通路１０内に設けられた弁座１０ａに当接・離間するバルブ部７１ａと、上下の電磁石７２ａ・７２ｂの間で昇降自在に配された操作部７１ｂと、バルブ部７１ａと操作部７１ｂとを連結する連結部７１ｃとからなる。操作部７１ｂは磁性材料からなるが、バルブ部７１ａは非磁性材料からなる。連結部７１ｃは、下方の電磁石７２ｂを貫通している。符号７４は、弁体７１を常時閉弁方向へ付勢する圧縮バネである。

上記構成のＣＣＶ１５において、例えば図１２の実線で示す開弁状態から仮想線で示す閉弁状態へ切り替える場合は、下方の電磁石７２ｂへ通電されることで磁界が発生し、これにより操作部７１ｂが電磁石７２ｂに引き寄せられることで、弁体７１が閉弁操作される。このとき、弁体７１が閉弁されると通電が停止されるが、操作部７１ｂ及びハウジング７３が磁性を帯びていることで、非通電状態でも弁体７１が閉弁位置で保持される。なお、圧縮バネ７４は、弁体７１と弁座１０ａとの密着性を向上するために配されている。一方、図１２の仮想線で示す閉弁状態から実線で示す開弁状態へ切り替える場合は、上方の電磁石７２ａへ通電されることで磁界が発生し、これにより操作部７１ｂが圧縮バネ７４の付勢力に抗して電磁石７２ａに引き寄せられることで、弁体７１が開弁操作される。このとき、弁体７１が開弁されると通電が停止されるが、操作部７１ｂ及びハウジング７３が磁性を帯びていることで、非通電状態でも弁体７１が閉弁位置で保持される。

また、上記実施形態では、正負圧リリーフ弁１６をＣＣＶ１５とは別ルートで並列に設けたが、図１２に示すように、大気通路１０内へＣＣＶ１５と共に組み込むこともできる。この場合も、ＣＣＶ１５と正負圧リリーフ弁１６とは実質的に並列関係にある。

１燃料タンク
２燃料ポンプ
３キャニスタ
４ベーパ通路
５パージ通路
８ジェットポンプ
９吸引通路
１０大気通路
１１圧力センサ
１２燃温センサ
１３パージ通路弁
１４燃料遮断弁
１５キャニスタクローズドバルブ（ＣＣＶ）
１６リリーフ弁
１８逆止弁
３１吸気通路
４１ベンチュリ部
４３減圧室
４４ディフューザ部
４５ノズル部
５０弁体
５１ステップモータ
７０磁石付き電磁弁
Ｃ吸着材
Ｆ燃料

Claims

燃料タンク、キャニスタ、及び燃料ポンプを備える蒸発燃料処理装置と、該蒸発燃料処理装置の処理系内の圧力を検知する圧力検知手段と、前記処理系内を密閉状態に維持する密閉手段と、前記燃料ポンプの駆動を利用して前記処理系内へ圧力を印加する圧力印加手段とを備え、キーオフした車両停止中に、前記処理系内を密閉状態にした際の圧力変化量に基づいて蒸発燃料の漏れ判定を行う、蒸発燃料処理装置の故障検出装置であって、
第１故障検出ステップと、第２故障検出ステップとを有し、
前記第１故障検出ステップでは、前記車両停止直後の燃料温度変化に伴う圧力変化に基づいて、非圧力印加状態で漏れ判定を行い、
前記第２故障検出ステップでは、前記圧力印加手段によって前記処理系内へ圧力を印加した後の圧力変化に基づいて漏れ判定を行い、
前記第１故障検出ステップにおいて漏れの判定を行えず判定保留とされた場合のみ、前記第２故障診断ステップへ移行することを特徴とする、蒸発燃料処理装置の故障検出装置。
前記燃料タンク内に貯留されている燃料の温度を検知する燃料温度検知手段を有し、
前記第１故障検出ステップの後、単位時間当たりの前記燃料の温度変化量が所定値以下となったときに、前記第２故障検出ステップへ移行する、請求項１に記載の蒸発燃料処理装置の故障検出装置。
前記第１故障検出ステップ中または前記第２故障検出ステップ中に、給油されたことが検知されると漏れ判定が停止される、請求項１または請求項２に記載の蒸発燃料処理装置の故障検出装置。