JP2016003575A - エバポガスパージシステムの異常診断装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】エバポガスパージシステムにおいてパージバルブの開固着異常を他の異常(リーク異常やパージバルブの閉固着異常)と区別して検出できるようにする。【解決手段】負圧ポンプ23により基準圧力検出部26内に負圧を導入して基準オリフィス25に対応した基準圧力を検出した後、パージバルブ16を閉弁制御した状態で負圧ポンプ23によりエバポ系内に圧力を導入したときのエバポ系内の圧力(以下「パージバルブ閉弁制御時圧力」という)を検出する。この後、パージバルブ16を開弁制御した状態で負圧ポンプ23によりエバポ系内に圧力を導入したときのエバポ系内の圧力(以下「パージバルブ開弁制御時圧力」という)を検出する。そして、基準圧力とパージバルブ閉弁制御時圧力とパージバルブ開弁制御時圧力との大小関係に基づいてエバポ系のリーク異常の有無を判定すると共にパージバルブ16の開固着異常の有無及び閉固着異常の有無を判定する。【選択図】図1
Description
本発明は、燃料タンク内の燃料が蒸発して生じたエバポガス(燃料蒸発ガス)を内燃機関の吸気系にパージ(放出)するエバポガスパージシステムの異常診断装置に関する発明である。
従来より、内燃機関を搭載した車両においては、燃料タンク内で発生するエバポガスが大気中に放出されることを防止するために、エバポガスパージシステムを採用したものがある。このエバポガスパージシステムでは、燃料タンク内で発生したエバポガスをキャニスタ内に吸着し、このキャニスタと内燃機関の吸気系とを連通するパージ通路に設けたパージバルブを開弁することで、吸気系の負圧(吸気管負圧)を利用してキャニスタ内に吸着されているエバポガスを吸気系へパージするようにしている。このエバポガスパージシステムから大気中にエバポガスが漏れる状態が放置されるのを防止するために、エバポガスのリーク(漏れ)を早期に検出する必要がある。
そこで、燃料タンクからパージバルブまでを含むエバポ系のリークを検出する技術として、例えば、特許文献1(特開2003−269265号公報)に記載されたものがある。このものは、エバポガスパージシステムのキャニスタに、圧力センサ、エアポンプ、基準孔を有する基準圧力検出部、通路切換弁等を備えたリークチェックモジュールを接続する。そして、エアポンプで基準圧力検出部内に圧力を導入して基準孔に対応した基準圧力を検出した後、通路切換弁で圧力導入経路を切り換えて、パージバルブを閉弁した状態でエバポ系内に圧力を導入してエバポ系内の圧力を検出し、基準圧力とエバポ系内の圧力とを比較してリーク異常(リーク孔から大気中にエバポガスが漏れる異常)の有無を判定する。その際、負圧導入方式の場合には、基準圧力<エバポ系内圧力となった場合に、リーク異常有りと判定する。また、エバポ系内の圧力を検出した後に、パージバルブを開弁制御したときに、エバポ系内の圧力が上昇しない場合に、パージバルブが閉じた状態で固着する閉固着異常有りと判定するようにしたものもある。
ところで、エバポガスパージシステムにおいては、リーク孔から大気中にエバポガスが漏れるリーク異常やパージバルブが閉じた状態で固着する閉固着異常以外に、パージバルブが多少でも開いた状態(完全閉弁ではない状態)で固着する開固着異常が発生する可能性もある。
しかし、上記特許文献1の技術では、例えば、負圧導入方式の場合に、パージバルブの開固着異常が発生すると、リーク診断時に基準圧力<エバポ系内圧力となるため、実際にはリーク異常が発生していなくても、リーク異常有りと誤判定してしまう可能性がある。また、パージバルブの開固着異常が発生すると、エバポ系内の圧力を検出した後に、パージバルブを開弁制御したときに、エバポ系内の圧力が上昇しないため、パージバルブの閉固着異常有りと誤判定してしまう可能性もある。このように従来の手法では、パージバルブの開固着異常を他の異常(リーク異常やパージバルブの閉固着異常)と区別して検出することができないという問題がある。尚、このような問題は、正圧導入方式の場合にも同様に起こり得る。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、パージバルブの開固着異常を他の異常と区別して検出することができるエバポガスパージシステムの異常診断装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、請求項1に係る発明は、燃料タンク(11)内の燃料が蒸発して生じたエバポガスを内燃機関の吸気系(14)にパージするためのパージ通路(15)を開閉するパージバルブ(16)を備えたエバポガスパージシステムにおいて、燃料タンク(11)からパージバルブ(16)までを含むエバポ系内に圧力を導入する圧力導入手段(23,30)と、エバポ系内の圧力を検出する圧力検出手段(27)と、所定孔径の基準孔(25)を有する基準圧力検出部(26)と、圧力導入手段(23,30)により基準圧力検出部(26)内に圧力を導入して基準孔(25)に対応した基準圧力を検出する処理と、パージバルブ(16)を閉弁制御した状態で圧力導入手段(23,30)によりエバポ系内に圧力を導入したときの該エバポ系内の圧力(以下「パージバルブ閉弁制御時圧力」という)を検出する処理と、パージバルブ(16)を開弁制御した状態で圧力導入手段(23,30)によりエバポ系内に圧力を導入したときの該エバポ系内の圧力(以下「パージバルブ開弁制御時圧力」という)を検出する処理とを実行し、基準圧力とパージバルブ閉弁制御時圧力とパージバルブ開弁制御時圧力との大小関係に基づいて、エバポ系のリーク異常の有無を判定すると共にパージバルブ(16)が開いた状態で固着する開固着異常の有無を判定する異常診断手段(29)とを備えた構成としたものである。
エバポガスパージシステムが正常な場合と、エバポ系のリーク異常(リーク孔から大気中にエバポガスが漏れる異常)有りの場合と、パージバルブの閉固着異常有りの場合と、パージバルブの開固着異常有りの場合とでは、基準圧力とパージバルブ閉弁制御時圧力とパージバルブ開弁制御時圧力との大小関係が異なってくる。従って、基準圧力とパージバルブ閉弁制御時圧力とパージバルブ開弁制御時圧力との大小関係を評価すれば、エバポ系のリーク異常の有無を判定することができると共にパージバルブの開固着異常の有無を判定することができる。これにより、パージバルブの開固着異常を他の異常(リーク異常やパージバルブの閉固着異常)と区別して検出することができる。
以下、本発明を実施するための形態を具体化した幾つかの実施例を説明する。
本発明の実施例1を図1乃至図9に基づいて説明する。
まず、図1に基づいてエバポガスパージシステムの概略構成を説明する。
燃料タンク11には、エバポ通路12を介してキャニスタ13が接続されている。このキャニスタ13内には、燃料タンク11内の燃料が蒸発して生じたエバポガス(燃料蒸発ガス)を吸着する活性炭等の吸着体13aが収容されている。
まず、図1に基づいてエバポガスパージシステムの概略構成を説明する。
燃料タンク11には、エバポ通路12を介してキャニスタ13が接続されている。このキャニスタ13内には、燃料タンク11内の燃料が蒸発して生じたエバポガス(燃料蒸発ガス)を吸着する活性炭等の吸着体13aが収容されている。
一方、キャニスタ13とエンジン(内燃機関)の吸気管14(吸気系)との間には、キャニスタ13内の吸着体13aに吸着されているエバポガスを吸気管14にパージ(放出)するためのパージ通路15が設けられ、このパージ通路15の途中に、パージ流量を調整するパージバルブ16が設けられている。このパージバルブ16は、例えば、常閉型の電磁弁により構成され、通電をデューティ制御することで、キャニスタ13から吸気管14へのエバポガスのパージ量を制御するようになっている。パージバルブ16は、例えば、通電デューティ0%で完全閉弁してパージ通路15を閉鎖状態にし、通電デューティ100%で完全開弁してパージ通路15を開放状態にする。また、通電デューティ0%と100%との間では通電デューティに応じてパージバルブ16の開度が変化し、それに応じてパージ通路15の開閉状態(開放度合)が変化してエバポガスのパージ量が変化する。
燃料タンク11からパージバルブ16までのエバポ系のリーク異常診断を行うために、キャニスタ13には、リークチェックモジュール17が取り付けられている。このリークチェックモジュール17は、キャニスタ13側に接続されたキャニスタ連通路18に、通路切換弁19を介して大気導入路20とポンプ圧導入路21とが接続されている。これらの大気導入路20とポンプ圧導入路21は、両方とも大気側に連通する大気連通路22に接続され、この大気連通路22の先端部には、外部からの異物(塵や埃)を除去するフィルタ28が取り付けられている。
ポンプ圧導入路21には、負圧ポンプ23(圧力導入手段)が設けられている。この負圧ポンプ23は、モータ等によって駆動される電動式のエアポンプである。この負圧ポンプ23は、エバポ系内に負圧(大気圧よりも低い圧力)を導入するように配置されている(つまりキャニスタ連通路18側から大気連通路22側に向かう方向へガスを送り出すように配置されている)。
通路切換弁19は、キャニスタ連通路18と大気導入路20とを接続する大気開放位置(図1及び図2に示す位置)と、キャニスタ連通路18とポンプ圧導入路21とを接続するポンプ圧導入位置(図3に示す位置)との間を切換動作可能な電磁弁により構成されている。この通路切換弁19は、例えば、通電OFF(オフ)時には、スプリング等の付勢手段19aにより大気開放位置に保持され、通電をON(オン)すると、ソレノイド19bの電磁駆動力によりポンプ圧導入位置に切り換えられるようになっている。
また、キャニスタ連通路18とポンプ圧導入路21との間には、通路切換弁19をバイパスするバイパス通路24が接続され、このバイパス通路24の途中に、基準オリフィス25(基準孔)が設けられている。この基準オリフィス25は、通路内径がバイパス通路24の他の部位の通路内径よりも大幅に絞られて基準リーク孔径(例えば直径0.5mm)になるように形成されている。この基準オリフィス25と、バイパス通路24のうちの基準オリフィス25からポンプ圧導入路21につながる通路24aとによって基準圧力検出部26が構成され、この基準圧力検出部26に、圧力センサ27(圧力検出手段)が設けられている。
図1に示すように、通常時(異常診断の非実行時)には、負圧ポンプ23がOFFされていると共に、通路切換弁19が大気開放位置に切り換えられている。これにより、バイパス通路24内(基準圧力検出部26内)が大気導入路20及び大気連通路22を介して大気に開放された状態となる。このとき、圧力センサ27により基準圧力検出部26内の圧力を検出することで大気圧を検出することができる。
図2に示すように、基準圧力検出時には、パージバルブ15が閉弁されると共に、通路切換弁19が大気開放位置に切り換えられた状態で、負圧ポンプ23がONされる。これにより、図2中に矢印で示す方向の流れが生じ、基準オリフィス25の存在により基準圧力検出部26内が負圧になる。このとき、圧力センサ27により基準圧力検出部26内の圧力を検出することで、基準オリフィス25の基準リーク孔径に対応した基準圧力(リファレンス圧力)を検出することができる。
図3に示すように、エバポ系内圧力検出時には、パージバルブ15が閉弁されると共に、通路切換弁19がポンプ圧導入位置に切り換えられる。これにより、エバポ系が密閉されて、基準圧力検出部26の圧力センサ27の周辺部分がポンプ圧導入路21やキャニスタ連通路18等を介してエバポ系内に連通した状態となる。このとき、圧力センサ27により基準圧力検出部26内の圧力を検出することで、エバポ系内の圧力を検出することができる。この状態で、負圧ポンプ23がONされると、図3中に矢印で示す方向の流れが生じ、エバポ系内のガスがキャニスタ13を通って大気側に排出されて、エバポ系内に負圧が導入される。
図1に示すように、圧力センサ27等の各種センサの出力は、電子制御ユニット(以下「ECU」と表記する)29に入力される。このECU29は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたROM(記憶媒体)に記憶された各種のエンジン制御用のプログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて、燃料噴射量、点火時期、スロットル開度(吸入空気量)等を制御すると共に、パージバルブ16を制御してパージ流量を制御するパージ制御を実行する。
ところで、エバポガスパージシステムにおいては、リーク孔から大気中にエバポガスが漏れるリーク異常やパージバルブ16が閉じた状態で固着する閉固着異常以外に、パージバルブ16が多少でも開いた状態(完全閉弁ではない状態)で固着する開固着異常が発生する可能性もある。
パージバルブ16の開固着異常を検出できない場合には、そのパージバルブ16の固着開度(パージバルブ16が固着している開度)に応じて次のような問題が発生する可能性がある。
パージバルブ16の固着開度が比較的小さい場合には、リーク異常を誤検出してエバポガスパージシステムの部品交換(例えばリークチェックモジュール17の交換)等の不要な部品交換を行う可能性がある。
パージバルブ16の固着開度が比較的大きい場合には、エンジン性能不良、エミッション悪化、異物や水の混入等によるリークチェックモジュール17の機能不良が発生する可能性がある。
また、パージバルブ16の固着開度の大きさによって、エンジン運転中のISC(アイドル回転速度制御)異常や燃料系異常で検出できるかどうかは不明であり、仮に検出できたとしても、その原因がパージバルブ16の固着によるものかどうかを特定することができない。
そこで、本実施例1では、ECU29により後述する図8及び図9の異常診断ルーチンを実行することで、エンジン停止中にエバポ系のリーク異常の有無を判定するリーク異常診断と、パージバルブ16の異常(開固着異常及び閉固着異常)の有無を判定するパージバルブ異常診断を、次のようにして行う。
まず、負圧ポンプ23により基準圧力検出部26内に負圧を導入して基準オリフィス25に対応した基準圧力を検出する基準圧力検出処理を実行する。この後、パージバルブ16を閉弁制御した状態で負圧ポンプ23によりエバポ系内に圧力を導入したときのエバポ系内の圧力(以下「パージバルブ閉弁制御時圧力」という)を検出する第1のエバポ系内圧力検出処理を実行する。この後、パージバルブ16を開弁制御した状態で負圧ポンプ23によりエバポ系内に圧力を導入したときのエバポ系内の圧力(以下「パージバルブ開弁制御時圧力」という)を検出する第2のエバポ系内圧力検出処理を実行する。この後、基準圧力とパージバルブ閉弁制御時圧力とパージバルブ開弁制御時圧力との大小関係に基づいて、エバポ系のリーク異常の有無を判定すると共にパージバルブ16の開固着異常の有無及びパージバルブ16の閉固着異常の有無を判定する。
エバポガスパージシステムが正常な場合と、エバポ系のリーク異常有りの場合と、パージバルブ16の閉固着異常有りの場合と、パージバルブ16の開固着異常有りの場合とでは、基準圧力とパージバルブ閉弁制御時圧力とパージバルブ開弁制御時圧力との大小関係が異なってくる。従って、基準圧力とパージバルブ閉弁制御時圧力とパージバルブ開弁制御時圧力との大小関係を評価すれば、エバポ系のリーク異常の有無を判定することができると共にパージバルブ16の開固着異常の有無及び閉固着異常の有無を判定することができる。
具体的には、図4に示すように、エンジン運転停止から所定時間(例えば3〜5時間)が経過した時点t0 で、診断許可条件が成立したか否かを判定する。この際(エンジン停止中)、パージバルブ16が閉弁状態に維持され、通路切換弁19が大気開放位置に維持され、負圧ポンプ23がOFFに維持されている。
その後、診断許可条件が成立してから所定時間T1 が経過した時点t1 で、圧力センサ27により検出される基準圧力検出部26内の圧力Pteを大気圧P1 として検出する。
大気圧P1 の検出後、基準圧力検出処理を開始する。この基準圧力検出処理では、パージバルブ16を閉弁状態に維持すると共に通路切換弁19を大気開放位置に維持したまま負圧ポンプ23をONして、基準圧力検出部26内に負圧を導入する。そして、基準圧力検出部26内への負圧導入開始から所定時間T2 が経過した時点t2 (又は基準圧力検出部26内の圧力が安定した時点)で、基準圧力検出部26内の負圧が基準オリフィス25に対応した基準圧力付近で安定したと判断して、圧力センサ27により検出される基準圧力検出部26内の圧力Pteを基準圧力P2 として検出する。
大気圧P1 の検出後、基準圧力検出処理を開始する。この基準圧力検出処理では、パージバルブ16を閉弁状態に維持すると共に通路切換弁19を大気開放位置に維持したまま負圧ポンプ23をONして、基準圧力検出部26内に負圧を導入する。そして、基準圧力検出部26内への負圧導入開始から所定時間T2 が経過した時点t2 (又は基準圧力検出部26内の圧力が安定した時点)で、基準圧力検出部26内の負圧が基準オリフィス25に対応した基準圧力付近で安定したと判断して、圧力センサ27により検出される基準圧力検出部26内の圧力Pteを基準圧力P2 として検出する。
基準圧力P2 の検出後、第1のエバポ系内圧力検出処理を開始する。この第1のエバポ系内圧力検出処理では、パージバルブ16を閉弁状態に維持すると共に負圧ポンプ23をON状態に維持したまま通路切換弁19をポンプ圧導入位置に切り換えて、負圧ポンプ23によりエバポ系内に負圧を導入する。この際、エバポガスパージシステムの正常時(図4参照)には、エバポ系内の圧力が短時間で基準圧力P2 よりも低くなる。そして、圧力センサ27により検出されるエバポ系内の圧力Pteが基準圧力P2 よりも所定圧力βだけ低い判定値(P2 −β)まで低下した時点t3 (又はエバポ系内への負圧導入開始から所定時間T3 が経過した時点)で、圧力センサ27により検出されるエバポ系内の圧力Pteをパージバルブ閉弁制御時圧力P3 として検出する。
パージバルブ閉弁制御時圧力P3 の検出後、第2のエバポ系内圧力検出処理を開始する。この第2のエバポ系内圧力検出処理では、通路切換弁19をポンプ圧導入位置に維持すると共に負圧ポンプ23をON状態に維持したままパージバルブ16を開弁状態に切り換える。この際、エバポガスパージシステムの正常時(図4参照)には、エバポ系内の圧力が短時間で大気圧付近(略0kPa)まで上昇する。そして、パージバルブ16を開弁状態に切り換えてから所定時間T4 が経過した時点t4 で、圧力センサ27により検出されるエバポ系内の圧力Pteをパージバルブ開弁制御時圧力P4 として検出する。
図4に示すように、エバポガスパージシステムの正常時には、基準圧力P2 よりもパージバルブ閉弁制御時圧力P3 の方が低くなる(P2 >P3 )。また、パージバルブ閉弁制御時圧力P3 よりもパージバルブ開弁制御時圧力P4 の方が高くなる(P3 <P4 )。
これに対して、図5に実線で示すように、エバポ系のリーク異常有り(基準リーク孔径よりも大きいリーク孔が有り)の場合には、第1のエバポ系内圧力検出処理時に、エバポ系内に負圧を導入しても、リーク孔から大気が導入されるため、エバポ系内の圧力の低下速度が遅く、エバポ系内の圧力が基準圧力P2 までは低下しない。このため、エバポ系内への負圧導入開始から所定時間T3 が経過した時点t3aで、圧力センサ27により検出されるエバポ系内の圧力Pteをパージバルブ閉弁制御時圧力P3 として検出し、基準圧力P2 よりもパージバルブ閉弁制御時圧力P3 の方が高くなる(P2 <P3 )。その後、第2のエバポ系内圧力検出処理時に、パージバルブ16を開弁状態に切り換えると、エバポ系内の圧力が大気圧付近(略0kPa)まで上昇する。このため、パージバルブ閉弁制御時圧力P3 よりもパージバルブ開弁制御時圧力P4 の方が高くなる(P3 <P4 )。
一方、図5に破線で示すように、パージバルブ16の閉固着異常有りの場合には、第1のエバポ系内圧力検出処理時に、エバポ系内に負圧を導入すると、正常時(図4参照)と同じように、エバポ系内の圧力が短時間で基準圧力P2 よりも低くなる。このため、基準圧力P2 よりもパージバルブ閉弁制御時圧力P3 の方が低くなる(P2 >P3 )。その後、第2のエバポ系内圧力検出処理時に、パージバルブ16を開弁状態に切り換えるように制御しても、パージバルブ16が閉じた状態で固着しているため、エバポ系内の圧力が低下し続ける(エバポ系内の圧力が上昇しない)。このため、パージバルブ閉弁制御時圧力P3 よりもパージバルブ開弁制御時圧力P4 の方が低くなる(P3 >P4 )。
また、図6に示すように、パージバルブ16の開固着異常有りの場合には、第1のエバポ系内圧力検出処理時に、エバポ系内に負圧を導入しても、パージバルブ16が開いた状態で固着して、そこから大気が導入されるため、エバポ系内の圧力の低下速度が遅く、エバポ系内の圧力が基準圧力P2 までは低下しない。このため、エバポ系内への負圧導入開始から所定時間T3 が経過した時点t3aで、圧力センサ27により検出されるエバポ系内の圧力Pteをパージバルブ閉弁制御時圧力P3 として検出し、基準圧力P2 よりもパージバルブ閉弁制御時圧力P3 の方が高くなる(P2 <P3 )。その後、第2のエバポ系内圧力検出処理時に、パージバルブ16を開弁状態に切り換えるように制御しても、その前からパージバルブ16が開いた状態で固着しているため、エバポ系内の圧力が低下し続ける(エバポ系内の圧力が上昇しない)。このため、パージバルブ閉弁制御時圧力P3 よりもパージバルブ開弁制御時圧力P4 の方が低くなる(P3 >P4 )。
以上説明した各モードにおける基準圧力P2 とパージバルブ閉弁制御時圧力P3 の大小関係及びパージバルブ閉弁制御時圧力P3 とパージバルブ開弁制御時圧力P4 の大小関係を考慮して、次のように判定する。
(1)パージバルブ閉弁制御時圧力P3 が基準圧力P2 以下で且つパージバルブ開弁制御時圧力P4 がパージバルブ閉弁制御時圧力P3 よりも高い場合[P2 ≧P3 且つP3 <P4 の場合(図4参照)]には、エバポガスパージシステムが正常であると判定する。
(2)パージバルブ閉弁制御時圧力P3 が基準圧力P2 よりも高く且つパージバルブ開弁制御時圧力P4 がパージバルブ閉弁制御時圧力P3 よりも高い場合[P2 <P3 且つP3 <P4 の場合(図5の実線参照)]には、エバポ系のリーク異常有りと判定する。
(3)パージバルブ閉弁制御時圧力P3 が基準圧力P2 以下で且つパージバルブ開弁制御時圧力P4 がパージバルブ閉弁制御時圧力P3 以下の場合[P2 ≧P3 且つP3 ≧P4 の場合(図5の破線参照)]には、パージバルブ16の閉固着異常有りと判定する。
(4)パージバルブ閉弁制御時圧力P3 が基準圧力P2 よりも高く且つパージバルブ開弁制御時圧力P4 がパージバルブ閉弁制御時圧力P3 以下の場合[P2 <P3 且つP3 ≧P4 の場合(図6参照)]には、パージバルブ16の開固着異常有りと判定する。
また、本実施例では、パージバルブ16の開固着異常有りと判定する場合に、大気圧P1 とパージバルブ開弁制御時圧力P4 とを比較してパージバルブ16の固着開度(パージバルブ16が固着している開度)を判定する。パージバルブ16の開固着異常が発生すると、そのときのパージバルブ16の固着開度によって大気圧P1 とパージバルブ開弁制御時圧力P4 との関係が異なってくる。従って、大気圧P1 とパージバルブ開弁制御時圧力P4 とを比較すれば、パージバルブ16の固着開度を判定することができる。これにより、パージバルブ16の開固着異常が発生した場合に、パージバルブ16の固着開度も特定することができる。
図6に示すように、パージバルブ16の開固着異常が発生すると、そのときのパージバルブ16の固着開度が小さいほどパージバルブ開弁制御時圧力P4 が低くなるため、パージバルブ16の固着開度が小さいほど大気圧P1 に対するパージバルブ開弁制御時圧力P4 の乖離が大きくなる。従って、大気圧P1 に対するパージバルブ開弁制御時圧力P4 の乖離が大きいほどパージバルブ16の固着開度が小さい(大気圧P1 に対するパージバルブ開弁制御時圧力P4 の乖離が小さいほどパージバルブ16の固着開度が大きい)と判定する。これにより、パージバルブ16の固着開度を精度良く判定することができる。
具体的には、図7に示すように、大気圧P1 に対するパージバルブ開弁制御時圧力P4 の乖離として、大気圧P1 とパージバルブ開弁制御時圧力P4 との偏差(P1 −P4 )を算出し、この偏差(P1 −P4 )を二つの判定閾値a,b(但しa>b)と比較する。その結果、偏差(P1 −P4 )が判定閾値aよりも大きい場合には、パージバルブ16の固着開度が小レベルであることを意味する「小固着」と判定する。また、偏差(P1 −P4 )が判定閾値a以下で判定閾値bよりも大きい場合には、パージバルブ16の固着開度が中レベルであることを意味する「中固着」と判定する。また、偏差(P1 −P4 )が判定閾値b以下の場合には、パージバルブ16の固着開度が大レベルであることを意味する「大固着」と判定する。
以下、本実施例1でECU29が実行する図8及び図9の異常診断ルーチンの処理内容を説明する。
図8及び図9に示す異常診断ルーチンは、例えばタイマ等によってエンジン停止から所定時間(例えば3〜5時間)が経過した後に所定の演算周期(例えば50ms周期)で実行され、特許請求の範囲でいう異常診断手段としての役割を果たす。
図8及び図9に示す異常診断ルーチンは、例えばタイマ等によってエンジン停止から所定時間(例えば3〜5時間)が経過した後に所定の演算周期(例えば50ms周期)で実行され、特許請求の範囲でいう異常診断手段としての役割を果たす。
本ルーチンが起動されると、まず、ステップ101で、診断許可条件が成立しているか否かを、例えば、冷却水温や吸気温等の温度条件や大気圧条件、IGスイッチ(イグニッションスイッチ)のOFF前のエンジン運転状態等の各種の条件が成立しているか否かによって判定する。
このステップ101で、診断許可条件が不成立であると判定された場合には、ステップ102に進み、計測カウンタcountのカウント値を初期値(例えば0)にリセットして、本ルーチンを終了する。
一方、上記ステップ101で、診断許可条件が成立していると判定された場合には、ステップ103以降の異常診断に関する処理を次のようにして実行する。まず、ステップ103で、大気圧P1 を検出済みであるか否かを判定する。
このステップ103で、大気圧P1 を検出済みではない(未検出である)と判定された場合には、ステップ104に進み、計測カウンタcountのカウント値が所定時間T1 に到達したか否か(つまり診断許可条件が成立してから所定時間T1 が経過したか否か)を判定する。この所定時間T1 は、圧力センサ27の暖機待ち時間として、例えば1〜2分程度に設定されている。
このステップ104で、計測カウンタcountのカウント値が所定時間T1 に到達していないと判定された場合には、図9のステップ131に進み、計測カウンタcountのカウント値を所定値Kだけカウントアップする。この所定値Kは、本ルーチンの演算周期と同じ値に設定されている。例えば、本ルーチンの演算周期が50msの場合には、所定値Kを50msに設定し、本ルーチンの演算周期が100msの場合には、所定値Kを100msに設定する。
その後、上記ステップ104で、計測カウンタcountのカウント値が所定時間T1 に到達したと判定された時点で、ステップ105に進み、圧力センサ27により検出される基準圧力検出部26内の圧力Pteを大気圧P1 として検出して記憶すると共に、計測カウンタcountのカウント値を初期値(例えば0)にリセットする。この後、基準圧力検出処理(ステップ106〜109の処理)を実行する。
一方、上記ステップ103で、大気圧P1 を検出済みと判定された場合には、上記ステップ104,105の処理を飛ばして、基準圧力検出処理(ステップ106〜109の処理)を実行する。
基準圧力検出処理では、まず、ステップ106で、パージバルブ16を閉弁状態に維持すると共に通路切換弁19を大気開放位置に維持したまま負圧ポンプ23をONして、基準圧力検出部26内に負圧を導入する。
この後、ステップ107に進み、基準圧力P2 を検出済みであるか否かを判定する。このステップ107で、基準圧力P2 を検出済みではない(未検出である)と判定された場合には、ステップ108に進み、計測カウンタcountのカウント値が所定時間T2 に到達したか否か(基準圧力検出部26内への負圧導入開始から所定時間T2 が経過したか否か)を判定する。この所定時間T2 は、負圧ポンプ23の暖機待ち時間として、例えば5〜6分程度に設定されている。
このステップ108で、計測カウンタcountのカウント値が所定時間T2 に到達していないと判定された場合には、図9のステップ131に進み、計測カウンタcountのカウント値を所定値Kだけカウントアップする。
その後、上記ステップ108で、計測カウンタcountのカウント値が所定時間T2 に到達したと判定された時点で、ステップ109に進み、圧力センサ27により検出される基準圧力検出部26内の圧力Pteを基準圧力P2 として検出して記憶すると共に、計測カウンタcountのカウント値を初期値(例えば0)にリセットした後、ステップ110に進む。
一方、上記ステップ107で、基準圧力P2 を検出済みと判定された場合には、上記ステップ108,109の処理を飛ばして、ステップ110に進む。
このステップ110では、検出した大気圧P1 と基準圧力P2 との関係を確認する。負圧ポンプ23の故障(非作動)や流量異常又は基準オリフィス25の基準リーク孔径異常等のリークチェックモジュール17の機能故障が生じていた場合には、この後に実施するリーク異常診断やパージバルブ異常診断を正しく行うことができない。従って、このステップ110で、大気圧P1 と基準圧力P2 との偏差(P1 −P2 )が所定の正常範囲内(α1 ≦P1 −P2 ≦α2 )であるか否かを判定する。ここで、正常範囲の下限値α1 は、負圧ポンプ23の流量が規格内の下限値で且つ基準オリフィス25の基準リーク孔径が規格内の上限値の場合(負圧が最も出にくい側の場合)に検出し得る基準圧力値を基準にして設定されている。一方、正常範囲の上限値α2 は、負圧ポンプ23の流量が規格内の上限値で且つ基準オリフィス25の基準リーク孔径が規格内の下限値の場合(負圧が最も出やすい側の場合)に検出し得る基準圧力値を基準にして設定されている。
このステップ110では、検出した大気圧P1 と基準圧力P2 との関係を確認する。負圧ポンプ23の故障(非作動)や流量異常又は基準オリフィス25の基準リーク孔径異常等のリークチェックモジュール17の機能故障が生じていた場合には、この後に実施するリーク異常診断やパージバルブ異常診断を正しく行うことができない。従って、このステップ110で、大気圧P1 と基準圧力P2 との偏差(P1 −P2 )が所定の正常範囲内(α1 ≦P1 −P2 ≦α2 )であるか否かを判定する。ここで、正常範囲の下限値α1 は、負圧ポンプ23の流量が規格内の下限値で且つ基準オリフィス25の基準リーク孔径が規格内の上限値の場合(負圧が最も出にくい側の場合)に検出し得る基準圧力値を基準にして設定されている。一方、正常範囲の上限値α2 は、負圧ポンプ23の流量が規格内の上限値で且つ基準オリフィス25の基準リーク孔径が規格内の下限値の場合(負圧が最も出やすい側の場合)に検出し得る基準圧力値を基準にして設定されている。
このステップ110で、大気圧P1 と基準圧力P2 との偏差(P1 −P2 )が正常範囲外(P1 −P2 <α1 又はα2 <P1 −P2 )であると判定された場合には、ステップ132に進み、リークチェックモジュール17の異常有りと判定して、本ルーチンを終了する。この場合、負圧ポンプ23をOFF、通路切換弁19を大気開放位置、パージバルブ16を閉弁状態にして、異常診断を終了する(診断許可条件を不成立にする)。
一方、上記ステップ110で、大気圧P1 と基準圧力P2 との偏差(P1 −P2 )が正常範囲内(α1 ≦P1 −P2 ≦α2 )であると判定された場合には、第1のエバポ系内圧力検出処理(ステップ111〜115の処理)を実行する。
この第1のエバポ系内圧力検出処理では、まず、ステップ111で、パージバルブ16を閉弁状態に維持すると共に負圧ポンプ23をON状態に維持したまま通路切換弁19をポンプ圧導入位置に切り換えて、負圧ポンプ23によりエバポ系内に負圧を導入する。
この後、ステップ112に進み、パージバルブ閉弁制御時圧力P3 を検出済みであるか否かを判定する。このステップ112で、パージバルブ閉弁制御時圧力P3 を検出済みではない(未検出である)と判定された場合には、ステップ113に進み、圧力センサ27により検出されるエバポ系内の圧力Pteが基準圧力P2 よりも所定圧力βだけ低い判定値(P2 −β)以下に低下したか否かを判定する。
このステップ113で、エバポ系内の圧力Pteが判定値(P2 −β)よりも高いと判定された場合には、ステップ114に進み、計測カウンタcountのカウント値が所定時間T3 に到達したか否か(つまりエバポ系内への負圧導入開始から所定時間T3 が経過したか否か)を判定する。この所定時間T3 は、正常状態において、燃料タンク容積や配管容積等のシステム構成品の組み合わせでエバポ系内の圧力を判定値(P2 −β)まで減圧するのに必要な減圧時間が最も長くなる状況下での減圧時間以上の値に設定されている。
このステップ114で、計測カウンタcountのカウント値が所定時間T3 に到達していないと判定された場合には、図9のステップ131に進み、計測カウンタcountのカウント値を所定値Kだけカウントアップする。
その後、上記ステップ113で、エバポ系内の圧力Pteが判定値(P2 −β)以下に低下したと判定された時点、又は、上記ステップ114で、計測カウンタcountのカウント値が所定時間T3 に到達したと判定された時点で、ステップ115に進む。このステップ115で、圧力センサ27により検出されるエバポ系内の圧力Pteをパージバルブ閉弁制御時圧力P3 として検出して記憶すると共に、計測カウンタcountのカウント値を初期値(例えば0)にリセットする。この後、第2のエバポ系内圧力検出処理(図9のステップ116〜119の処理)を実行する。
一方、上記ステップ112で、パージバルブ閉弁制御時圧力P3 を検出済みと判定された場合には、上記ステップ113〜115の処理を飛ばして、第2のエバポ系内圧力検出処理(図9のステップ116〜119の処理)を実行する。
この第2のエバポ系内圧力検出処理では、まず、ステップ116で、通路切換弁19をポンプ圧導入位置に維持すると共に負圧ポンプ23をON状態に維持したままパージバルブ16を開弁状態に切り換える。
この後、ステップ117に進み、パージバルブ開弁制御時圧力P4 を検出済みであるか否かを判定する。このステップ117で、パージバルブ開弁制御時圧力P4 を検出済みではない(未検出である)と判定された場合には、ステップ118に進み、計測カウンタcountのカウント値が所定時間T4 に到達したか否か(つまりパージバルブ16を開弁状態に切り換えてから所定時間T4 が経過したか否か)を判定する。この所定時間T4 は、エバポ系内の圧力が大気圧に戻るのに十分な時間として、例えば1〜2分程度に設定されている。
このステップ118で、計測カウンタcountのカウント値が所定時間T4 に到達していないと判定された場合には、ステップ131に進み、計測カウンタcountのカウント値を所定値Kだけカウントアップする。
その後、上記ステップ118で、計測カウンタcountのカウント値が所定時間T4 に到達したと判定された時点で、ステップ119に進み、圧力センサ27により検出されるエバポ系内の圧力Pteをパージバルブ開弁制御時圧力P4 として検出して記憶すると共に、計測カウンタcountのカウント値を初期値(例えば0)にリセットする。この後、異常診断処理(ステップ120〜130の処理)を実行する。
一方、上記ステップ117で、パージバルブ開弁制御時圧力P4 を検出済みと判定された場合には、上記ステップ118,119の処理を飛ばして、異常診断処理(ステップ120〜130の処理)を実行する。
異常診断処理では、まず、ステップ120で、パージバルブ開弁制御時圧力P4 がパージバルブ閉弁制御時圧力P3 よりも高い(P3 <P4 )か否か(パージバルブ16を開弁状態に切り換えたときにエバポ系内の圧力が上昇したか否か)を判定する。
このステップ120で、パージバルブ開弁制御時圧力P4 がパージバルブ閉弁制御時圧力P3 よりも高い(P3 <P4 )と判定された場合(パージバルブ16を開弁状態に切り換えたときにエバポ系内の圧力が上昇した場合)には、パージバルブ16の異常無し(パージバルブ16が正常動作している)と判断して、ステップ121に進む。このステップ121で、パージバルブ閉弁制御時圧力P3 が基準圧力P2 以下(P2 ≧P3 )であるか否かを判定する。
このステップ121で、パージバルブ閉弁制御時圧力P3 が基準圧力P2 以下(P2 ≧P3 )であると判定された場合には、エバポ系のリーク異常無し(基準リーク孔径よりも大きいリーク孔は無い)と判断して、ステップ125に進み、エバポガスパージシステムが正常であると判定して、本ルーチンを終了する。
これに対して、上記ステップ121で、パージバルブ閉弁制御時圧力P3 が基準圧力P2 よりも高い(P2 <P3 )と判定された場合には、ステップ126に進み、エバポ系のリーク異常有り(基準リーク孔径よりも大きいリーク孔が有る)と判定して、本ルーチンを終了する。
一方、上記ステップ120で、パージバルブ開弁制御時圧力P4 がパージバルブ閉弁制御時圧力P3 以下(P3 ≧P4 )であると判定された場合(パージバルブ16を開弁状態に切り換えたときにエバポ系内の圧力が上昇しない場合)には、パージバルブ16の異常有り(パージバルブ16が正常動作していない)と判断して、ステップ122に進む。このステップ122で、パージバルブ閉弁制御時圧力P3 が基準圧力P2 以下(P2 ≧P3 )であるか否かを判定する。
このステップ122で、パージバルブ閉弁制御時圧力P3 が基準圧力P2 以下(P2 ≧P3 )であると判定された場合には、パージバルブ16が閉じた状態で固着していると判断して、ステップ127に進み、パージバルブ16の閉固着異常有りと判定して、本ルーチンを終了する。
これに対して、上記ステップ122で、パージバルブ閉弁制御時圧力P3 が基準圧力P2 よりも高い(P2 <P3 )と判定された場合には、パージバルブ16が開いた状態で固着していると判断して、ステップ123に進む。このステップ123で、大気圧P1 とパージバルブ開弁制御時圧力P4 との偏差(P1 −P4 )が判定閾値aよりも大きい(P1 −P4 >a)か否かを判定する。
このステップ123で、偏差(P1 −P4 )が判定閾値aよりも大きい(P1 −P4 >a)と判定された場合には、ステップ128に進み、パージバルブ16の開固着異常有りで小固着(パージバルブ16の固着開度が小レベル)と判定して、本ルーチンを終了する。
これに対して、上記ステップ123で、偏差(P1 −P4 )が判定閾値a以下(P1 −P4 ≦a)であると判定された場合には、ステップ124に進み、偏差(P1 −P4 )が判定閾値bよりも大きい(P1 −P4 >b)か否かを判定する。
このステップ124で、偏差(P1 −P4 )が判定閾値bよりも大きい(P1 −P4 >b)と判定された場合には、ステップ129に進み、パージバルブ16の開固着異常有りで中固着(パージバルブ16の固着開度が中レベル)と判定して、本ルーチンを終了する。
これに対して、上記ステップ124で、偏差(P1 −P4 )が判定閾値b以下(P1 −P4 ≦b)であると判定された場合には、ステップ130に進み、パージバルブ16の開固着異常有りで大固着(パージバルブ16の固着開度が大レベル)と判定して、本ルーチンを終了する。
尚、上記ステップ125〜130のいずれかで判定(正常判定又は異常判定)した後は、負圧ポンプ23をOFF、通路切換弁19を大気開放位置、パージバルブ16を閉弁状態にして、異常診断を終了する(診断許可条件を不成立にする)。
以上説明した本実施例1では、基準圧力P2 とパージバルブ閉弁制御時圧力P3 とパージバルブ開弁制御時圧力P4 を検出する。上述したように、エバポガスパージシステムが正常な場合と、エバポ系のリーク異常有りの場合と、パージバルブ16の閉固着異常有りの場合と、パージバルブ16の開固着異常有りの場合とでは、基準圧力P2 とパージバルブ閉弁制御時圧力P3 とパージバルブ開弁制御時圧力P4 との大小関係が異なってくる。このような特性に着目して、基準圧力P2 とパージバルブ閉弁制御時圧力P3 とパージバルブ開弁制御時圧力P4 とを比較して、エバポ系のリーク異常の有無を判定すると共にパージバルブ16の開固着異常の有無及びパージバルブ16の閉固着異常の有無を判定するようにしている。これにより、パージバルブ16の開固着異常を他の異常(リーク異常やパージバルブ16の閉固着異常)と区別して検出することができる。このため、パージバルブの開固着異常が発生した場合に、リーク異常有りと誤判定したり、パージバルブ16の閉固着異常有りと誤判定したりすることを回避することができる。
また、パージバルブ16の開固着異常が発生すると、そのときのパージバルブ16の固着開度が小さいほど大気圧P1 に対するパージバルブ開弁制御時圧力P4 の乖離が大きくなる。このような特性に着目して、本実施例1では、大気圧P1 に対するパージバルブ開弁制御時圧力P4 の乖離として、大気圧P1 とパージバルブ開弁制御時圧力P4 との偏差(P1 −P4 )を算出し、この偏差(P1 −P4 )に応じてパージバルブ16の固着開度を判定するようにしている。これにより、パージバルブ16の開固着異常が発生した場合に、パージバルブ16の固着開度も特定することができる。
また、本実施例1では、負圧ポンプ23として、電動式のエアポンプを用いるようにしているので、エンジン停止中でも負圧ポンプ23による負圧を利用して異常診断(リーク異常診断やパージバルブ異常診断)を実行することができる。
次に、図10乃至図14を用いて本発明の実施例2を説明する。但し、前記実施例1と実質的に同一部分には同一符号を付して説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例1と異なる部分について説明する。
本実施例2では、図10に示すように、ポンプ圧導入路21に、正圧ポンプ30(圧力導入手段)が設けられている。この正圧ポンプ30は、モータ等によって駆動される電動式のエアポンプである。この正圧ポンプ30は、エバポ系内に正圧(大気圧よりも高い圧力)を導入するように配置されている(つまり大気連通路22側からキャニスタ連通路18側に向かう方向へガスを送り出すように配置されている)。その他のシステム構成は、前記実施例1と同じである。
また、本実施例2では、ECU29により後述する図13及び図14の異常診断ルーチンを実行することで、エンジン停止中にリーク異常診断とパージバルブ異常診断を、次のようにして行う。
図11に示すように、大気圧P1 の検出後、基準圧力検出処理を開始する。この基準圧力検出処理では、正圧ポンプ30をONして、基準圧力検出部26内に正圧を導入する。そして、基準圧力検出部26内への正圧導入開始から所定時間T2 が経過した時点t2 (又は基準圧力検出部26内の圧力が安定した時点)で、基準圧力検出部26内の正圧が基準オリフィス25に対応した基準圧力付近で安定したと判断して、圧力センサ27により検出される基準圧力検出部26内の圧力Pteを基準圧力P2 として検出する。
基準圧力P2 の検出後、第1のエバポ系内圧力検出処理を開始する。この第1のエバポ系内圧力検出処理では、通路切換弁19をポンプ圧導入位置に切り換えて、正圧ポンプ30によりエバポ系内に正圧を導入する。この際、エバポガスパージシステムの正常時(図11参照)には、エバポ系内の圧力が短時間で基準圧力P2 よりも高くなる。そして、圧力センサ27により検出されるエバポ系内の圧力Pteが基準圧力P2 よりも所定圧力βだけ高い判定値(P2 +β)まで上昇した時点t3 (又はエバポ系内への正圧導入開始から所定時間T3 が経過した時点)で、圧力センサ27により検出されるエバポ系内の圧力Pteをパージバルブ閉弁制御時圧力P3 として検出する。
パージバルブ閉弁制御時圧力P3 の検出後、第2のエバポ系内圧力検出処理を開始する。この第2のエバポ系内圧力検出処理では、パージバルブ16を開弁状態に切り換える。この際、エバポガスパージシステムの正常時(図11参照)には、エバポ系内の圧力が短時間で大気圧付近(略0kPa)まで低下する。そして、パージバルブ16を開弁状態に切り換えてから所定時間T4 が経過した時点t4 で、圧力センサ27により検出されるエバポ系内の圧力Pteをパージバルブ開弁制御時圧力P4 として検出する。
図11に示すように、エバポガスパージシステムの正常時には、基準圧力P2 よりもパージバルブ閉弁制御時圧力P3 の方が高くなる(P2 <P3 )。また、パージバルブ閉弁制御時圧力P3 よりもパージバルブ開弁制御時圧力P4 の方が低くなる(P3 >P4 )。
これに対して、エバポ系のリーク異常有りの場合には、第1のエバポ系内圧力検出処理時に、エバポ系内に正圧を導入しても、リーク孔から大気が導入されるため、エバポ系内の圧力の上昇速度が遅く、エバポ系内の圧力が基準圧力P2 までは上昇しない。このため、基準圧力P2 よりもパージバルブ閉弁制御時圧力P3 の方が低くなる(P2 >P3 )。その後、第2のエバポ系内圧力検出処理時に、パージバルブ16を開弁状態に切り換えると、エバポ系内の圧力が大気圧付近(略0kPa)まで低下する。このため、パージバルブ閉弁制御時圧力P3 よりもパージバルブ開弁制御時圧力P4 の方が低くなる(P3 >P4 )。
一方、パージバルブ16の閉固着異常有りの場合には、第1のエバポ系内圧力検出処理時に、エバポ系内に正圧を導入すると、正常時(図11参照)と同じように、エバポ系内の圧力が短時間で基準圧力P2 よりも高くなる。このため、基準圧力P2 よりもパージバルブ閉弁制御時圧力P3 の方が高くなる(P2 <P3 )。その後、第2のエバポ系内圧力検出処理時に、パージバルブ16を開弁状態に切り換えるように制御しても、パージバルブ16が閉じた状態で固着しているため、エバポ系内の圧力が上昇し続ける(エバポ系内の圧力が低下しない)。このため、パージバルブ閉弁制御時圧力P3 よりもパージバルブ開弁制御時圧力P4 の方が高くなる(P3 <P4 )。
また、図12に示すように、パージバルブ16の開固着異常有りの場合には、第1のエバポ系内圧力検出処理時に、エバポ系内に正圧を導入しても、パージバルブ16が開いた状態で固着して、そこから大気が導入されるため、エバポ系内の圧力の上昇速度が遅く、エバポ系内の圧力が基準圧力P2 までは上昇しない。このため、エバポ系内への正圧導入開始から所定時間T3 が経過した時点t3aで、パージバルブ閉弁制御時圧力P3 を検出し、基準圧力P2 よりもパージバルブ閉弁制御時圧力P3 の方が低くなる(P2 >P3 )。その後、第2のエバポ系内圧力検出処理時に、パージバルブ16を開弁状態に切り換えるように制御しても、その前からパージバルブ16が開いた状態で固着しているため、エバポ系内の圧力が上昇し続ける(エバポ系内の圧力が低下しない)。このため、パージバルブ閉弁制御時圧力P3 よりもパージバルブ開弁制御時圧力P4 の方が高くなる(P3 <P4 )。
以上説明した各モードにおける基準圧力P2 とパージバルブ閉弁制御時圧力P3 の大小関係及びパージバルブ閉弁制御時圧力P3 とパージバルブ開弁制御時圧力P4 の大小関係を考慮して、次のように判定する。
(1)パージバルブ閉弁制御時圧力P3 が基準圧力P2 以上で且つパージバルブ開弁制御時圧力P4 がパージバルブ閉弁制御時圧力P3 よりも低い場合[P2 ≦P3 且つP3 >P4 の場合(図11参照)]には、エバポガスパージシステムが正常であると判定する。
(2)パージバルブ閉弁制御時圧力P3 が基準圧力P2 よりも低く且つパージバルブ開弁制御時圧力P4 がパージバルブ閉弁制御時圧力P3 よりも低い場合[P2 >P3 且つP3 >P4 の場合には、エバポ系のリーク異常有りと判定する。
(3)パージバルブ閉弁制御時圧力P3 が基準圧力P2 以上で且つパージバルブ開弁制御時圧力P4 がパージバルブ閉弁制御時圧力P3 以上の場合[P2 ≦P3 且つP3 ≦P4 の場合]には、パージバルブ16の閉固着異常有りと判定する。
(4)パージバルブ閉弁制御時圧力P3 が基準圧力P2 よりも低く且つパージバルブ開弁制御時圧力P4 がパージバルブ閉弁制御時圧力P3 以上の場合[P2 >P3 且つP3 ≦P4 の場合(図12参照)]には、パージバルブ16の開固着異常有りと判定する。
また、パージバルブ16の開固着異常有りと判定する場合には、大気圧P1 に対するパージバルブ開弁制御時圧力P4 の乖離として、パージバルブ開弁制御時圧力P4 と大気圧P1 との偏差(P4 −P1 )を算出し、この偏差(P4 −P1 )を二つの判定閾値a,b(但しa>b)と比較する。その結果、偏差(P4 −P1 )が判定閾値aよりも大きい場合には、小固着と判定する。また、偏差(P4 −P1 )が判定閾値a以下で判定閾値bよりも大きい場合には、中固着と判定する。また、偏差(P4 −P1 )が判定閾値b以下の場合には、大固着と判定する。
以下、本実施例2でECU29が実行する図13及び図14の異常診断ルーチンの処理内容を説明する。
尚、本実施例2で実行する図13及び図14のルーチンは、前記実施例1で説明した図8及び図9のルーチンのステップ106,110,113,120〜124の処理を、それぞれステップ106a,110a,113a,120a〜124aの処理に変更したものであり、それ以外の各ステップの処理は図8及び図9と同じである。
尚、本実施例2で実行する図13及び図14のルーチンは、前記実施例1で説明した図8及び図9のルーチンのステップ106,110,113,120〜124の処理を、それぞれステップ106a,110a,113a,120a〜124aの処理に変更したものであり、それ以外の各ステップの処理は図8及び図9と同じである。
図13及び図14の異常診断ルーチンでは、ステップ101で、診断許可条件が成立していると判定された場合には、ステップ103で、大気圧P1 を検出済みであるか否かを判定し、大気圧P1 を検出済みではないと判定された場合には、ステップ104に進み、計測カウンタcountのカウント値が所定時間T1 に到達したか否かを判定する。
このステップ104で、計測カウンタcountのカウント値が所定時間T1 に到達したと判定された時点で、ステップ105に進み、圧力センサ27により検出される基準圧力検出部26内の圧力Pteを大気圧P1 として検出して記憶すると共に、計測カウンタcountのカウント値をリセットする。この後、基準圧力検出処理(ステップ106a〜109の処理)を実行する。一方、上記ステップ103で、大気圧P1 を検出済みと判定された場合には、上記ステップ104,105の処理を飛ばして、基準圧力検出処理(ステップ106a〜109の処理)を実行する。
基準圧力検出処理では、まず、ステップ106aで、パージバルブ16を閉弁状態に維持すると共に通路切換弁19を大気開放位置に維持したまま正圧ポンプ30をONして、基準圧力検出部26内に正圧を導入する。
この後、ステップ107に進み、基準圧力P2 を検出済みであるか否かを判定し、基準圧力P2 を検出済みではないと判定された場合には、ステップ108に進み、計測カウンタcountのカウント値が所定時間T2 に到達したか否かを判定する。
このステップ108で、計測カウンタcountのカウント値が所定時間T2 に到達したと判定された時点で、ステップ109に進み、圧力センサ27により検出される基準圧力検出部26内の圧力Pteを基準圧力P2 として検出して記憶すると共に、計測カウンタcountのカウント値をにリセットした後、ステップ110aに進む。一方、上記ステップ107で、基準圧力P2 を検出済みと判定された場合には、上記ステップ108,109の処理を飛ばして、ステップ110aに進む。
このステップ110aでは、基準圧力P2 と大気圧P1 との偏差(P2 −P1 )が所定の正常範囲内(α1 ≦P2 −P1 ≦α2 )であるか否かを判定する。
このステップ110aで、基準圧力P2 と大気圧P1 との偏差(P2 −P1 )が正常範囲外(P2 −P1 <α1 又はα2 <P2 −P1 )であると判定された場合には、ステップ132に進み、リークチェックモジュール17の異常有りと判定して、本ルーチンを終了する。この場合、正圧ポンプ23をOFF、通路切換弁19を大気開放位置、パージバルブ16を閉弁状態にして、異常診断を終了する(診断許可条件を不成立にする)。
このステップ110aで、基準圧力P2 と大気圧P1 との偏差(P2 −P1 )が正常範囲外(P2 −P1 <α1 又はα2 <P2 −P1 )であると判定された場合には、ステップ132に進み、リークチェックモジュール17の異常有りと判定して、本ルーチンを終了する。この場合、正圧ポンプ23をOFF、通路切換弁19を大気開放位置、パージバルブ16を閉弁状態にして、異常診断を終了する(診断許可条件を不成立にする)。
一方、上記ステップ110aで、基準圧力P2 と大気圧P1 との偏差(P2 −P1 )が正常範囲内(α1 ≦P2 −P1 ≦α2 )であると判定された場合には、第1のエバポ系内圧力検出処理(ステップ111〜115の処理)を実行する。
この第1のエバポ系内圧力検出処理では、まず、ステップ111で、パージバルブ16を閉弁状態に維持すると共に正圧ポンプ30をON状態に維持したまま通路切換弁19をポンプ圧導入位置に切り換えて、正圧ポンプ30によりエバポ系内に正圧を導入する。
この後、ステップ112に進み、パージバルブ閉弁制御時圧力P3 を検出済みであるか否かを判定する。このステップ112で、パージバルブ閉弁制御時圧力P3 を検出済みではないと判定された場合には、ステップ113aに進み、圧力センサ27により検出されるエバポ系内の圧力Pteが基準圧力P2 よりも所定圧力βだけ高い判定値(P2 +β)以上に上昇したか否かを判定する。このステップ113aで、エバポ系内の圧力Pteが判定値(P2 +β)よりも低いと判定された場合には、ステップ114に進み、計測カウンタcountのカウント値が所定時間T3 に到達したか否かを判定する。
その後、上記ステップ113で、エバポ系内の圧力Pteが判定値(P2 +β)以上に上昇したと判定された時点、又は、上記ステップ114で、計測カウンタcountのカウント値が所定時間T3 に到達したと判定された時点で、ステップ115に進む。このステップ115で、圧力センサ27により検出されるエバポ系内の圧力Pteをパージバルブ閉弁制御時圧力P3 として検出して記憶すると共に、計測カウンタcountのカウント値を初期値にリセットする。この後、第2のエバポ系内圧力検出処理(図14のステップ116〜119の処理)を実行する。一方、上記ステップ112で、パージバルブ閉弁制御時圧力P3 を検出済みと判定された場合には、上記ステップ113〜115の処理を飛ばして、第2のエバポ系内圧力検出処理(図14のステップ116〜119の処理)を実行する。
この第2のエバポ系内圧力検出処理では、まず、ステップ116で、通路切換弁19をポンプ圧導入位置に維持すると共に正圧ポンプ30をON状態に維持したままパージバルブ16を開弁状態に切り換える。
この後、ステップ117に進み、パージバルブ開弁制御時圧力P4 を検出済みであるか否かを判定し、パージバルブ開弁制御時圧力P4 を検出済みではないと判定された場合には、ステップ118に進み、計測カウンタcountのカウント値が所定時間T4 に到達したか否かを判定する。
このステップ118で、計測カウンタcountのカウント値が所定時間T4 に到達したと判定された時点で、ステップ119に進み、圧力センサ27により検出されるエバポ系内の圧力Pteをパージバルブ開弁制御時圧力P4 として検出して記憶すると共に、計測カウンタcountのカウント値をにリセットする。この後、異常診断処理(ステップ120a〜130の処理)を実行する。一方、上記ステップ117で、パージバルブ開弁制御時圧力P4 を検出済みと判定された場合には、上記ステップ118,119の処理を飛ばして、異常診断処理(ステップ120a〜130の処理)を実行する。
異常診断処理では、まず、ステップ120aで、パージバルブ開弁制御時圧力P4 がパージバルブ閉弁制御時圧力P3 よりも低い(P3 >P4 )か否か(パージバルブ16を開弁状態に切り換えたときにエバポ系内の圧力が低下したか否か)を判定する。
このステップ120aで、パージバルブ開弁制御時圧力P4 がパージバルブ閉弁制御時圧力P3 よりも低い(P3 >P4 )と判定された場合(パージバルブ16を開弁状態に切り換えたときにエバポ系内の圧力が低下した場合)には、パージバルブ16の異常無しと判断して、ステップ121aに進む。このステップ121aで、パージバルブ閉弁制御時圧力P3 が基準圧力P2 以上(P2 ≦P3 )であるか否かを判定する。
このステップ121aで、パージバルブ閉弁制御時圧力P3 が基準圧力P2 以上(P2 ≦P3 )であると判定された場合には、エバポ系のリーク異常無しと判断して、ステップ125に進み、エバポガスパージシステムが正常であると判定して、本ルーチンを終了する。
これに対して、上記ステップ121aで、パージバルブ閉弁制御時圧力P3 が基準圧力P2 よりも低い(P2 >P3 )と判定された場合には、ステップ126に進み、エバポ系のリーク異常有りと判定して、本ルーチンを終了する。
一方、上記ステップ120aで、パージバルブ開弁制御時圧力P4 がパージバルブ閉弁制御時圧力P3 以上(P3 ≦P4 )であると判定された場合(パージバルブ16を開弁状態に切り換えたときにエバポ系内の圧力が低下しない場合)には、パージバルブ16の異常有りと判断して、ステップ122aに進む。このステップ122aで、パージバルブ閉弁制御時圧力P3 が基準圧力P2 以上(P2 ≦P3 )であるか否かを判定する。
このステップ122aで、パージバルブ閉弁制御時圧力P3 が基準圧力P2 以上(P2 ≦P3 )であると判定された場合には、パージバルブ16が閉じた状態で固着していると判断して、ステップ127に進み、パージバルブ16の閉固着異常有りと判定して、本ルーチンを終了する。
これに対して、上記ステップ122aで、パージバルブ閉弁制御時圧力P3 が基準圧力P2 よりも低い(P2 >P3 )と判定された場合には、パージバルブ16が開いた状態で固着していると判断して、ステップ123aに進む。このステップ123aで、パージバルブ開弁制御時圧力P4 と大気圧P1 との偏差(P4 −P1 )が判定閾値aよりも大きい(P4 −P1 >a)か否かを判定する。
このステップ123aで、偏差(P4 −P1 )が判定閾値aよりも大きい(P4 −P1 >a)と判定された場合には、ステップ128に進み、パージバルブ16の開固着異常有りで小固着と判定して、本ルーチンを終了する。
これに対して、上記ステップ123aで、偏差(P4 −P1 )が判定閾値a以下(P4 −P1 ≦a)であると判定された場合には、ステップ124aに進み、偏差(P4 −P1 )が判定閾値bよりも大きい(P4 −P1 >b)か否かを判定する。
このステップ124aで、偏差(P4 −P1 )が判定閾値bよりも大きい(P4 −P1 >b)と判定された場合には、ステップ129に進み、パージバルブ16の開固着異常有りで中固着と判定して、本ルーチンを終了する。
これに対して、上記ステップ124aで、偏差(P4 −P1 )が判定閾値b以下(P4 −P1 ≦b)であると判定された場合には、ステップ130に進み、パージバルブ16の開固着異常有りで大固着と判定して、本ルーチンを終了する。
尚、上記ステップ125〜130のいずれかで判定(正常判定又は異常判定)した後は、正圧ポンプ30をOFF、通路切換弁19を大気開放位置、パージバルブ16を閉弁状態にして、異常診断を終了する(診断許可条件を不成立にする)。
以上説明した本実施例2においても、前記実施例1と同様の効果を得ることができる。
尚、上記各実施例1,2では、大気圧P1 に対するパージバルブ開弁制御時圧力P4 の乖離(偏差)に応じてパージバルブ16の固着開度を判定するようにしたが、これに限定されず、例えば、大気圧P1 とパージバルブ開弁制御時圧力P4 との比に応じてパージバルブ16の固着開度を判定するようにしても良い。
尚、上記各実施例1,2では、大気圧P1 に対するパージバルブ開弁制御時圧力P4 の乖離(偏差)に応じてパージバルブ16の固着開度を判定するようにしたが、これに限定されず、例えば、大気圧P1 とパージバルブ開弁制御時圧力P4 との比に応じてパージバルブ16の固着開度を判定するようにしても良い。
また、上記各実施例1,2では、大気圧情報とパージバルブ開弁制御時圧力P4 とを比較してパージバルブ16の固着開度を判定する際に、基準圧力検出処理の前に検出した大気圧P1 を大気圧情報として用いるようにしている。
しかし、これに限定されず、例えば、基準圧力P2 の検出後に通路切換弁19をポンプ圧導入位置に切り換えたときに、エバポ系内の圧力が大気圧付近(略0kPa)になるため、その際、圧力センサ27により検出されるエバポ系内の圧力Pteを大気圧情報として用いるようにしても良い。
或は、パージバルブ開弁制御時圧力P4 の検出後に、正圧ポンプ30をOFF、通路切換弁19を大気開放位置、パージバルブ16を閉弁状態にしたときに、エバポ系内の圧力が大気圧付近(略0kPa)になるため、その際、圧力センサ27により検出されるエバポ系内の圧力Pteを大気圧情報として用いるようにしても良い。
また、上記各実施例1,2では、パージバルブ16の固着開度を3段階で判定するようにしたが、これに限定されず、例えば、パージバルブ16の固着開度を2段階又は4段階以上で判定するようにしても良い。或は、パージバルブ16の固着開度を判定せずに、パージバルブ16の開固着異常の有無だけを判定するようにしても良い。
また、上記各実施例1,2では、圧力導入手段として電動式のエアポンプ(負圧ポンプ23又は正圧ポンプ30)を用いるようにしたが、これに限定されず、例えば、内燃機関の運転中に圧力(負圧又は正圧)を蓄圧する蓄圧タンクを設け、この蓄圧タンクを圧力導入手段として用いるようにしても良い。
その他、本発明は、エバポガスパージシステムやリークチェックモジュール等の構成を適宜変更しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。
11…燃料タンク、14…吸気管(吸気系)、15…パージ通路、16…パージバルブ、23…負圧ポンプ(圧力導入手段)、25…基準オリフィス(基準孔)、26…基準圧力検出部、27…圧力センサ(圧力検出手段)、29…ECU(異常診断手段)、30…正圧ポンプ(圧力導入手段)
Claims (4)
- 燃料タンク(11)内の燃料が蒸発して生じたエバポガスを内燃機関の吸気系(14)にパージするためのパージ通路(15)を開閉するパージバルブ(16)を備えたエバポガスパージシステムにおいて、
前記燃料タンク(11)から前記パージバルブ(16)までを含むエバポ系内に圧力を導入する圧力導入手段(23,30)と、
前記エバポ系内の圧力を検出する圧力検出手段(27)と、
所定孔径の基準孔(25)を有する基準圧力検出部(26)と、
前記圧力導入手段(23,30)により前記基準圧力検出部(26)内に圧力を導入して前記基準孔(25)に対応した基準圧力を検出する処理と、前記パージバルブ(16)を閉弁制御した状態で前記圧力導入手段(23,30)により前記エバポ系内に圧力を導入したときの該エバポ系内の圧力(以下「パージバルブ閉弁制御時圧力」という)を検出する処理と、前記パージバルブ(16)を開弁制御した状態で前記圧力導入手段(23,30)により前記エバポ系内に圧力を導入したときの該エバポ系内の圧力(以下「パージバルブ開弁制御時圧力」という)を検出する処理とを実行し、前記基準圧力と前記パージバルブ閉弁制御時圧力と前記パージバルブ開弁制御時圧力との大小関係に基づいて、前記エバポ系のリーク異常の有無を判定すると共に前記パージバルブ(16)が開いた状態で固着する開固着異常の有無を判定する異常診断手段(29)と
を備えていることを特徴とするエバポガスパージシステムの異常診断装置。 - 前記異常診断手段(29)は、前記パージバルブ(16)の開固着異常有りと判定する場合に、大気圧又はこれと相関関係を有する圧力(以下「大気圧情報」という)と前記パージバルブ開弁制御時圧力とを比較して前記パージバルブ(16)の固着開度を判定することを特徴とする請求項1に記載のエバポガスパージシステムの異常診断装置。
- 前記異常診断手段(29)は、前記大気圧情報に対する前記パージバルブ開弁制御時圧力の乖離が大きいほど前記パージバルブ(16)の固着開度が小さいと判定することを特徴とする請求項2に記載のエバポガスパージシステムの異常診断装置。
- 前記圧力導入手段(23,30)は、前記エバポ系内に負圧又は正圧を導入する電動式のエアポンプであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のエバポガスパージシステムの異常診断装置。
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