JP2016118174A - 燃料蒸発ガス排出抑止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高圧のタンク内圧に起因するキャニスタ開閉弁の開弁遅れを防止でき、適切なタイミングでキャニスタ開閉弁を開弁してリークモニタを実施できる燃料蒸発ガス排出抑止装置を提供する。【解決手段】パージ配管３１及びベーパ配管３２を対象としたリークテストを実行する際に、それに先だってバイパス弁３７の開弁状態を保ちながら閉弁中の密閉弁３５を開弁し（Ｓ６）、燃料タンク２１内の燃料蒸発ガスをキャニスタ３３側に流出させてタンク内圧Ｐtanを開弁保証判定値Ｐ0まで低下させ（Ｓ１０がＹes）、その後にバイパス弁３７を閉弁した上で（Ｓ１４）、リークテストを開始する。これによりリークテスト中のバイパス弁３７の開弁がタンク内圧Ｐtanを開弁保証判定値Ｐ0まで低下させた状況下で実行され、遅れを生じることなく適切なタイミングで開弁可能となる。【選択図】図４

Description

本発明は、燃料蒸発ガス排出抑止装置に係り、詳しくは、燃料蒸発ガス排出抑止装置の異常検出技術に関する。

従来、燃料タンク内で蒸発した燃料蒸発ガスの大気への放出を防止するために、燃料タンクと内燃機関の吸気通路とを連通する連通路に介装するキャニスタと、燃料タンクとキャニスタとを連通又は封鎖する密閉弁と、吸気通路とキャニスタとの間の連通路の連通と遮断とを行うパージ弁とからなる燃料蒸発ガス排出抑止装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。燃料蒸発ガス排出抑止装置は、給油時には密閉弁を開きパージ弁を閉じて、燃料タンク内の燃料蒸発ガスをキャニスタに流出するようにし、燃料蒸発ガスをキャニスタ内に配設された活性炭に吸着させている。そして、燃料蒸発ガス排出抑止装置は、内燃機関の作動時にパージ弁を開きキャニスタの活性炭に吸着させた燃料蒸発ガスを内燃機関の吸気通路に排出して燃料蒸発ガスを処理する。

ところで、このようなキャニスタを備えた燃料蒸発ガス排出抑止装置において、更に連通路とキャニスタとを開閉するキャニスタ開閉弁を備えたものもある。このキャニスタ開閉弁は、燃料蒸発ガス排出抑止装置を構成する燃料タンク、キャニスタ、連通路等のリークモニタに利用され、例えばキャニスタ開閉弁を閉弁して連通路の内圧の変化状況を計測し、その後にキャニスタ開閉弁を開弁してキャニスタ内圧の変化状況を計測し、それらの計測結果から連通路のリークの有無を判定している。

特許第４１０７０５３号明細書

しかしながら、上記したリークモニタは、燃料タンク内の圧力が高い場合には正常に実施できない場合があった。例えば車両を駐車させたソーク中に高温の外気により燃料タンクが温度上昇すると、タンク内圧が上昇して閉弁中のキャニスタ開閉弁に作用する。このような高いタンク内圧が作用した状態ではキャニスタ開閉弁に開弁遅れが発生し、適切なタイミングでキャニスタ開閉弁を開弁できなくなるため、結果としてリークモニタを正常に実施できなくなるという問題が生じた。

本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、高圧のタンク内圧に起因するキャニスタ開閉弁の開弁遅れを防止でき、適切なタイミングでキャニスタ開閉弁を開弁してリークモニタを実施することができる燃料蒸発ガス排出抑止装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明の燃料蒸発ガス排出抑止装置は、内燃機関の吸気通路と燃料タンクとを連通する連通路と、連通路に接続され連通路内の燃料蒸発ガスを吸着するキャニスタと、連通路とキャニスタとの連通を開閉するキャニスタ開閉弁と、吸気通路とキャニスタとの間の連通路を開閉するパージ弁と、燃料タンクと連通路との連通を開閉する密閉弁と、密閉弁を開弁させキャニスタ開閉弁を閉弁させ、その後にキャニスタ開閉弁を開弁する順序でリークテストを実行するリークテスト実行手段と、リークテスト実行手段によるリーク判定処理に先立ち、キャニスタ開閉弁を開弁状態に保ちつつ閉弁中の密閉弁を開弁して燃料タンクの内圧を予め設定された開弁保証判定値まで低下させ、その後にキャニスタ開閉弁を閉弁する圧力調整制御手段とを備えることを特徴とする（請求項１）。

その他の態様として、圧力調整制御手段が、燃料タンクの内圧が開弁保証判定値まで低下しなくても、予め設定された制限時間が経過した時点でキャニスタ開閉弁を閉弁することが好ましい（請求項２）。
また別の態様として、リークテスト実行手段が、リークテストとして、キャニスタ開閉弁の閉弁後に連通路の内圧変化を計測し、キャニスタ開閉弁の開弁後にキャニスタの内圧変化を計測し、これらの計測結果から連通路及び燃料タンクのリークの有無を判定することが好ましい（請求項３）。

また別の態様として、キャニスタ内を減圧する負圧ポンプをさらに備え、リークテスト実行手段が、負圧ポンプの暖機中に並行してリークテストを実行することが好ましい（請求項４）。
また別の態様として、リークテスト実行手段が、圧力調整制御手段により制限時間の経過に基づきキャニスタ開閉弁が閉弁された場合に、密閉弁、切替弁及びキャニスタ開閉弁をそれぞれ開弁した上で、パージ弁を開弁したときの燃料タンクの内圧変化を計測し、燃料タンクの内圧が低下した場合にキャニスタ開閉弁の閉固着の判定を下すことが好ましい（請求項５）。

また別の態様として、リークテスト実行手段が、圧力調整制御手段により制限時間の経過に基づきキャニスタ開閉弁が閉弁された場合に、密閉弁、切替弁及びキャニスタ開閉弁をそれぞれ開弁した上で、パージ弁を開弁したときの燃料タンクの内圧変化を計測し、燃料タンクの内圧が低下しない場合に密閉弁の閉固着の判定を下すことが好ましい（請求項６）。

本発明の燃料蒸発ガス排出抑止装置によれば、高圧のタンク内圧に起因するキャニスタ開閉弁の開弁遅れを防止でき、適切なタイミングでキャニスタ開閉弁を開弁してリークモニタを実施することができる。

本発明の一実施形態に係る燃料蒸発ガス排出抑止装置の概略構成図である。 エバポレーティブリークチェックモジュールの切替弁の非作動時における内部構成部品の作動を示す図である。 エバポレーティブリークチェックモジュールの切替弁の作動時における内部構成部品の作動を示す図である。 本実施形態のＥＣＵが実行するリークモニタの制御手順を示すフローチャートである。 システム全体が正常な場合のリークモニタの制御状況を示すタイムチャートである。 バイパス弁が閉固着している場合のリークモニタの制御状況を示すタイムチャートである。 密閉弁が閉固着している場合のリークモニタの制御状況を示すタイムチャートである。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る燃料蒸発ガス排出抑止装置１の概略構成図である。また、図２は、エバポレーティブリークチェックモジュール３４の切替弁３４ｅの非作動時における内部構成部品の作動を示す図であり、図３は、エバポレーティブリークチェックモジュール３４の切替弁３４ｅの作動時における内部構成部品の作動を示す図である。図２及び図３中の矢印は、図の状態でエバポレーティブリークチェックモジュール３４内の負圧ポンプ３４ｃを作動させた場合の空気の流れ方向を示す。なお、切替弁３４ｅは、図２の非作動時が開弁状態であり、図３の作動時が閉弁状態である。以下、燃料蒸発ガス排出抑止装置の構成を説明する。

本実施形態に係る燃料蒸発ガス排出抑止装置１は、図示しない走行用モータ及びエンジン１０（内燃機関）を備え、どちらか一方或いは双方を用いて走行するハイブリット車やプラグインハイブリッド車に用いられている。
図１に示すように、燃料蒸発ガス排出抑止装置１は、大きく車両に搭載されるエンジン１０と、燃料を貯留する燃料貯留部２０と、燃料貯留部２０で蒸発した燃料の蒸発ガスを処理する燃料蒸発ガス処理部３０と、車両の総合的な制御を行うための制御装置である電子コントロールユニット（以下、ＥＣＵという）４０とで構成されている。

エンジン１０は、吸気通路噴射型（Multi Point Injection：ＭＰＩ）のガソリンエンジンである。エンジン１０には、エンジン１０の燃焼室内に空気を取り込む吸気通路１１が設けられている。また、吸気通路１１の下流には、エンジン１０の吸気ポート内に燃料を噴射する燃料噴射弁１２が設けられている。燃料噴射弁１２には、燃料配管１３が接続され、燃料を貯留する燃料タンク２１から燃料が供給される。

エンジン１０の吸気通路１１には、吸入する空気の温度を検出する吸気温センサ１４が配設されている。また、エンジン１０には、エンジン１０を冷却する冷却水の温度を検出する水温センサ１５が配設されている。
燃料貯留部２０は、燃料タンク２１と、燃料タンク２１への燃料注入口である燃料給油口２２と、燃料を燃料タンク２１から燃料配管１３を介して燃料噴射弁１２に供給する燃料ポンプ２３と、燃料タンク２１から燃料蒸発ガス処理部３０への燃料の流出を防止する燃料カットオフバルブ２４及び給油時に燃料タンク２１内の液面を制御するレベリングバルブ２５とで構成されている。また、燃料タンク２１内で発生した燃料の蒸発ガスは、燃料カットオフバルブ２４よりレベリングバルブ２５を経由して、燃料蒸発ガス処理部３０に排出される。

燃料蒸発ガス処理部３０は、パージ配管３１（連通路）と、ベーパ配管３２（連通路）と、キャニスタ３３と、エバポレーティブリークチェックモジュール３４と、密閉弁３５と、パージ弁３６（パージ弁）と、バイパス弁３７（キャニスタ開閉弁）と、圧力センサ３８とで構成されている。
パージ配管３１は、エンジン１０の吸気通路１１とキャニスタ３３とを連通するように設けられている。

そして、ベーパ配管３２は、燃料タンク２１のレベリングバルブ２５とパージ配管３１とを連通するように設けられている。即ち、ベーパ配管３２は、燃料タンク２１とパージ配管３１とを連通するように設けられている。
キャニスタ３３は、内部に活性炭を有している。また、キャニスタ３３には、燃料タンク２１内で発生した燃料蒸発ガス或いは活性炭に吸着した燃料蒸発ガスが流通可能なようにパージ配管３１が接続されている。また、キャニスタ３３には、活性炭に吸着した燃料蒸発ガスをエンジン１０の吸気通路１１に放出するときに外気を吸入する大気孔３３ａが設けられている。

図２及び図３に示すように、エバポレーティブリークチェックモジュール３４には、キャニスタ３３の大気孔３３ａに通じるキャニスタ側通路３４ａと、大気に通じる大気側通路３４ｂとが設けられている。大気側通路３４ｂには、負圧ポンプ３４ｃを備えるポンプ通路３４ｄが連通している。また、エバポレーティブリークチェックモジュール３４には、切替弁３４ｅとバイパス通路３４ｆとが設けられている。そして、切替弁３４ｅは、電磁ソレノイドを備え、当該電磁ソレノイドで駆動される。切替弁３４ｅは、電磁ソレノイドが無通電の状態（ＯＦＦ）である時には、図２のように、キャニスタ側通路３４ａと大気側通路３４ｂとを連通させる（切替弁３４ｅの開弁状態に相当）。また、切替弁３４ｅは、電磁ソレノイドに外部から駆動信号が供給され通電の状態（ＯＮ）である時には、図３のように、キャニスタ側通路３４ａとポンプ通路３４ｄとを連通させる（切替弁３４ｅの閉弁状態に相当）。

バイパス通路３４ｆは、常時キャニスタ側通路３４ａとポンプ通路３４ｄとを導通させる通路であり、小径（例えば、直径０．４５ｍｍ）の基準オリフィス３４ｇが設けられている。また、ポンプ通路３４ｄの負圧ポンプ３４ｃとバイパス通路３４ｆの基準オリフィス３４ｇとの間には、キャニスタ内圧Ｐcanを検出する圧力センサ３４ｈが設けられている。この圧力センサ３４ｈの検出対象は切替弁３４ｅの開閉に応じて切り替えられ、切替弁３４ｅの開弁時には基準オリフィス３４ｇ下流のバイパス通路３４ｆ内の圧力をキャニスタ内圧Ｐcanとして検出し、切替弁３４ｅの閉弁時にはキャニスタ側通路３４ａを介してキャニスタ３３の内部の圧力をキャニスタ内圧Ｐcanとして検出する。

密閉弁３５は、燃料タンク２１とパージ配管３１との間のベーパ配管３２に介装されている。密閉弁３５は、電磁ソレノイドを備え、当該電磁ソレノイドで駆動される。密閉弁３５は、電磁ソレノイドが無通電の状態（ＯＦＦ）で閉弁状態となり、電磁ソレノイドに外部から駆動信号が供給され通電の状態（ＯＮ）となると開弁状態となる常時閉タイプの電磁弁である。密閉弁３５は、電磁ソレノイドが無通電の状態（ＯＦＦ）で閉弁状態であるとベーパ配管３２を封鎖し、電磁ソレノイドに外部から駆動信号が供給され通電の状態（ＯＮ）で開弁状態であるとベーパ配管３２を開放する。即ち、密閉弁３５は、閉弁状態であれば燃料タンク２１を密閉状態に封鎖し、燃料タンク２１内で発生した燃料蒸発ガスのキャニスタ３３或いはエンジン１０の吸気通路１１への流出を不可とし、開弁状態であれば燃料蒸発ガスのキャニスタ３３或いはエンジン１０の吸気通路１１への流出を可能とする。

パージ弁３６は、吸気通路１１とパージ配管３１のベーパ配管３２に対する接続部との間のパージ配管３１に介装されている。パージ弁３６は、電磁ソレノイドを備え、当該電磁ソレノイドで駆動される。パージ弁３６は、電磁ソレノイドが無通電の状態（ＯＦＦ）で閉弁状態となり、電磁ソレノイドに外部から駆動信号が供給され通電の状態（ＯＮ）となると開弁状態となる常時閉タイプの電磁弁である。そして、パージ弁３６は、電磁ソレノイドが無通電の状態（ＯＦＦ）で閉弁状態であるとパージ配管３１を封鎖し、電磁ソレノイドに外部から駆動信号が供給され通電の状態（ＯＮ）で開弁状態であるとパージ配管３１を開放する。即ち、パージ弁３６は、閉弁状態であればキャニスタ３３或いは燃料タンク２１よりエンジン１０の吸気通路１１への燃料蒸発ガスの流出を不可とし、開弁状態であればキャニスタ３３或いは燃料タンク２１よりエンジン１０の吸気通路１１へ燃料蒸発ガスの流出を可能とする。

バイパス弁３７は、パージ配管３１に対するベーパ配管３２の接続部とキャニスタ３３との間のパージ配管３１に介装されている。バイパス弁３７は、電磁ソレノイドを備え、当該電磁ソレノイドで駆動される。バイパス弁３７は、電磁ソレノイドが無通電の状態（ＯＦＦ）で開弁状態となり、電磁ソレノイドに外部から駆動信号が供給され通電の状態（ＯＮ）となると閉弁状態となる常時開タイプの電磁弁である。そして、バイパス弁３７は、電磁ソレノイドが無通電の状態（ＯＦＦ）で開弁状態であるとキャニスタ３３をパージ配管３１に開放し、電磁ソレノイドに外部から駆動信号が供給され通電の状態（ＯＮ）で閉弁状態であるとキャニスタ３３を封鎖する。即ち、バイパス弁３７は、閉弁状態であればキャニスタ３３を密閉し、キャニスタ３３への燃料蒸発ガスの流入或いはキャニスタ３３からの燃料蒸発ガスの流出を不可とする。そして、バイパス弁３７は、開弁状態であればキャニスタ３３への燃料蒸発ガスの流入或いはキャニスタ３３からの燃料蒸発ガスの流出を可能とする。

圧力センサ３８は、燃料タンク２１と密閉弁３５との間のベーパ配管３２に配設されている。そして、圧力センサ３８は、燃料タンク２１の内圧であるタンク内圧Ｐtanを検出するものである。なお、圧力センサ３８は、密閉弁３５が閉弁状態であって、燃料タンク２１が密閉されている時にのみ、燃料タンク２１のみの内圧を検出することができる。
ＥＣＵ４０は、車両の総合的な制御を行うための制御装置であり、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びタイマ等を含んで構成される。

ＥＣＵ４０の入力側には、上記吸気温センサ１４、水温センサ１５、圧力センサ３４ｈ及び圧力センサ３８が接続されており、これらのセンサ類からの検出情報が入力される。
一方、ＥＣＵ４０の出力側には、上記燃料噴射弁１２、燃料ポンプ２３、負圧ポンプ３４ｃ、切替弁３４ｅ、密閉弁３５、パージ弁３６及びバイパス弁３７が接続されている。
ＥＣＵ４０は、各種センサ類からの検出情報に基づいて、負圧ポンプ３４ｃの運転と、切替弁３４ｅ、密閉弁３５、パージ弁３６及びバイパス弁３７の開閉とを制御し、燃料タンク２１にて発生した燃料蒸発ガスのキャニスタ３３への吸着や、エンジン１０の運転時にキャニスタ３３に吸着した燃料蒸発ガスや燃料タンク２１にて発生した燃料蒸発ガスをエンジン１０の吸気通路１１へ排出するパージ処理（キャニスタパージ、タンクパージ）を可能としている。

キャニスタパージは、例えばエンジン始動直後に所定時間行われる。
ＥＣＵ４０は、キャニスタパージでは、エンジン運転中において、パージ弁３６及びバイパス弁３７を開弁する。なお、このとき、密閉弁３５は閉弁状態であり、切替弁３４ｅは開弁状態である。これにより、エンジン１０の吸気通路１１にパージ配管３１及びキャニスタ３３が連通するので、エンジン１０の作動により負圧となった吸気通路１１へ、キャニスタ３３の外気吸入口から大気がキャニスタ３３、パージ配管３１を通過して流入する。したがって、キャニスタ３３に吸着されている燃料蒸発ガスが吸気通路１１へ排出して処理される。

タンクパージは、エンジン１０運転中において、燃料タンク２１内の圧力が所定圧Ｐ1以上の高圧となった場合に低下するまで行われる。ＥＣＵ４０は、タンクパージとして、密閉弁３５及びパージ弁３６を開弁させ、バイパス弁３７を閉弁させる。これにより、エンジン１０の吸気通路１１にパージ配管３１、ベーパ配管３２を介して燃料タンク２１が連通するので、エンジン１０の作動により負圧となった吸気通路１１へ、燃料タンク２１からベーパ配管３２、パージ配管３１を通過して燃料蒸発ガスが流入する。したがって、燃料タンク２１内の燃料蒸発ガスが吸気通路１１へ排出して処理され、燃料タンク２１内の圧力が低下する。なお、タンクパージは、キャニスタパージより優先して行われる。したがって、エンジン始動直後に燃料タンク２１内の圧力が所定圧Ｐ1以上である場合には、タンクパージを行ってからキャニスタパージが行われる。

また、ＥＣＵ４０は、イグニションスイッチのOFF中に、燃料タンク２１、キャニスタ３３、パージ配管３１及びベーパ配管３２のリークの有無（合わせて密閉弁３５、切替弁３４ｅ、バイパス弁３７及びパージ弁３６の固着も）を判別するリークモニタを実行する（リークテスト実行手段）。
図４は、ＥＣＵ４０が実行するリークモニタの制御手順を示すフローチャートである。また、図５〜７は、リークモニタにおける各弁（密閉弁３５、切替弁３４ｅ、バイパス弁３７及びパージ弁３６）の駆動信号、負圧ポンプ３４ｃの駆動信号、キャニスタ内圧Ｐcan、及びタンク内圧Ｐtanの変化状況を示すタイムチャートである。図５は、燃料蒸発ガス排出抑止装置のシステム全体が正常な場合の制御状況（期間１〜６に細分化）を示し、図６は、バイパス弁３７が閉固着している場合の制御状況（期間１〜５Ａ）を示し、図７は、密閉弁３５が閉固着している場合の制御状況（期間１〜５Ａ）を示しており、各タイムチャート中の期間２でＥＣＵ４０により実行される処理（主に燃料タンク２１の内圧の低下処理）が、図４に示したものである。

図５〜７に示すように、リークモニタが開始された当初の期間１では、密閉弁３５が閉弁、切替弁３４ｅが開弁、バイパス弁３７が開弁、パージ弁３６が閉弁されている。この状態で期間２に移行して図４の処理がＥＣＵ４０により開始される。まずステップＳ２で暖機のために負圧ポンプ３４ｃの作動を開始し、続くステップＳ４で切替弁３４ｅ及び負圧ポンプ３４ｃの固着判定を行い、いずれかに固着有りと判定した場合にはルーチンを終了する。したがって、この時点でリークモニタは中止される。

また、ステップＳ４で切替弁３４ｅ及び負圧ポンプ３４ｃに共に固着無しと判定したときには、ステップＳ６で密閉弁３５を開弁する。続くステップＳ８ではタンク内圧Ｐtanの計測を開始すると共に、負圧ポンプ３４ｃの運転継続時間Ｔのカウントを開始する。その後にステップＳ１０でタンク内圧Ｐtanが開弁保証判定値Ｐ0以下か否かを判定し、判定がＮo（否定）のときにはステップＳ１２に移行して運転継続時間Ｔが制限時間Ｔlmt以上になったか否かを判定する。開弁保証判定値Ｐ0は、バイパス弁３７の開弁遅れが発生しない正の値であり、且つ、以下に述べるタンク内圧減圧量ΔＰ1及びキャニスタ内圧変化量ΔＰ2に基づくリーク判定の精度を確保可能な最低限のタンク内圧Ｐtanとして予め設定されたものである。また、制限時間Ｔlmtは、後述するバイパス弁３７や密閉弁３５の閉固着によりタンク内圧Ｐtanが低下しない場合に強制的に次の処理に移行するための条件として予め設定されたものである。

ステップＳ１０またはステップＳ１２のいずれかでＹes（肯定）の判定を下すと、ステップＳ１４に移行してバイパス弁３７を閉弁し、ステップＳ１６でタンク内圧減圧量ΔＰ1の計測を開始する。タンク内圧減圧量ΔＰ1は、バイパス弁３７を閉弁してからのタンク内圧Ｐtanの計時的な圧力低下量（換言すると、パージ配管３１及びベーパ配管３２の燃料タンク２１と連通する箇所の計時的な圧力低下量）として計測される。続くステップＳ１８では運転継続時間Ｔが予め設定された暖機時間Ｔwu（例えば、300sec）以上になったか否かを判定し、Ｙesの判定を下すとステップＳ２０に移行する。ステップＳ２０では負圧ポンプ３４ｃの脈動を検出し、続くステップＳ２２で検出した脈動に基づき負圧ポンプ３４ｃの故障の有無を判定し、故障有りのときにはルーチンを終了する。

また、負圧ポンプ３４ｃに故障無しと判定したときにはステップＳ２４に移行し、圧力センサ３４ｈにより検出される圧力の平均化処理を行う。このときの切替弁３４ｅは開弁されているため、基準オリフィス３４ｇ上流のバイパス通路３４ｆ内の空気が負圧ポンプ３４ｃにより基準オリフィス３４ｇを介して下流側に吸い出されて負圧を発生し、その負圧が圧力センサ３４ｈにより検出されて後述するようにリーク判定基準値ΔＰ3refとして設定される。続くステップＳ２６では平均化後のリーク判定基準値ΔＰ3refに基づき基準オリフィス３４ｇの異常の有無を判定し、異常有りのときにはルーチンを終了し、異常無しのときには、期間３に移行して引き続きリークモニタの処理を継続する。

以上のようにしてＥＣＵ４０によりリークモニタの期間２の処理が実行される。次に、この期間２を含めたリークモニタ全体の制御状況を、図５〜７に基づき順次説明する。
まず、燃料蒸発ガス排出抑止装置１のシステム全体が正常な場合、即ち、全ての弁（密閉弁３５、切替弁３４ｅ、バイパス弁３７及びパージ弁３６）が固着することなく正常に開閉し、燃料タンク２１、キャニスタ３３、パージ配管３１及びベーパ配管３２がリーク無しの場合には、図５に示すように制御が進行する。

上記したように期間１では、密閉弁３５が閉弁、切替弁３４ｅが開弁、バイパス弁３７が開弁、パージ弁３６が閉弁されており、キャニスタ内圧Ｐcanが大気圧に保持されている。また、燃料タンク２１は車両を駐車させたソーク中に高温の外気により温度上昇しており、そのタンク内圧Ｐtanは、［発明が解決しようとする課題］で述べたように、バイパス弁３７の開弁遅れが発生する程度の圧力まで上昇しているものとする。

期間１から期間２に移行すると、まず暖機のために負圧ポンプ３４ｃの作動が開始され（図４のステップＳ２）、基準オリフィス３４ｇ上流のバイパス通路３４ｆ内の空気が基準オリフィス３４ｇを介して下流側に吸い出されることにより、圧力センサ３４ｈが検出するキャニスタ内圧Ｐcanは大気圧よりもステップ的に低下する。
この負圧ポンプ３４ｃの暖機と並行して、パージ配管３１及びベーパ配管３２を対象としたリークテスト（本発明のリークテスト実行手段に相当）が実行されるが、それに先だって燃料タンク２１の内圧を低下させる操作（本発明の圧力調整制御手段に相当）が行われる。まず、密閉弁３５が開弁され（図４のステップＳ６）、燃料タンク２１内の燃料蒸発ガスがキャニスタ３３に流入して吸着され、吸着後の空気が切替弁３４ｅから大気に排出されることによりタンク内圧Ｐtanは次第に低下する。タンク内圧Ｐtanが開弁保証判定値Ｐ0まで低下すると（図４のステップＳ１０がＹes）、バイパス弁３７が閉弁される（図４のステップＳ１４）。

負圧ポンプ３４ｃの暖機は暖機時間Ｔwuだけ継続され、その間に並行してタンク内圧減圧量ΔＰ1が計測される（図４のステップＳ１６，１８）。燃料蒸発ガス排出抑止装置１のシステム全体が正常なため、パージ配管３１及びベーパ配管３２にリークは発生しておらず、タンク内圧Ｐtanは開弁保証判定値Ｐ0近傍に保持され続け、タンク内圧減圧量ΔＰ1としては０若しくは微小な値が計測される。

期間２から期間３に移行すると、負圧ポンプ３４ｃが停止され、基準オリフィス３４ｇによる負圧が消失してキャニスタ内圧Ｐcanは大気圧に戻される。その後、切替弁３４ｅが閉弁されてキャニスタ３３内が大気から遮断され、バイパス弁３７が開弁された上で、キャニスタ内圧Ｐcanの変化量ΔＰ2が計測される。バイパス弁３７の開弁はタンク内圧Ｐtanを開弁保証判定値Ｐ0まで低下させた状況下で実行されるため、遅れを生じることなく速やかにバイパス弁３７が開弁される。燃料蒸発ガス排出抑止装置１のシステム全体が正常なため、燃料タンク２１内の燃料蒸発ガスがベーパ配管３２を経てキャニスタ３３内に流入してキャニスタ内圧Ｐcanは急激に増加し、キャニスタ内圧変化量ΔＰ2として大きな値が計測される。なお、燃料タンク２１からの燃料蒸発ガスの流出によりタンク内圧Ｐtanは若干低下する。

結果として、期間２で計測したタンク内圧減圧量ΔＰ1が減圧判定値ΔＰ1ref未満となり、且つ期間３で計測したキャニスタ内圧変化量ΔＰ2が変化量判定値ΔＰ2refを超えることから、パージ配管３１及びベーパ配管３２にリーク無しと確定される。燃料タンク２１については、ソーク中に高圧が維持されていた時点でリーク無しが確定されているため、リークテストの対象をキャニスタ３３のみ（詳しくは、バイパス弁３７よりもキャニスタ３３側のパージ配管３１も含む）に絞った検出方法Ｂが選択される。

以上の検出方法の選択が終了すると期間３から期間４Ｂに移行し、検出方法Ｂによるリークテストが開始される。まず密閉弁３５が閉弁され、その後に切替弁３４ｅが開弁され、パージ弁３６が開弁される。キャニスタ３３は切替弁３４ｅを介して大気開放されると共に、バイパス弁３７及びパージ弁３６を介して大気開放され、燃料タンク２１からの燃料蒸発ガスの流入により急増したキャニスタ内圧Ｐcanが速やかに大気圧に戻される。これらの操作は検出方法Ｂによるリークテストのための下準備である。キャニスタ内圧Ｐcanの低下後にパージ弁３６は閉弁され、負圧ポンプ３４ｃの作動が開始され、基準オリフィス３４ｇにより生じた負圧でキャニスタ内圧Ｐcanは再びステップ的に低下する。

そして、期間４Ｂから期間５Ｂに移行すると、切替弁３４ｅが閉弁され、バイパス弁３７が閉弁される。結果として、全ての弁（密閉弁３５、切替弁３４ｅ、バイパス弁３７及びパージ弁３６）を閉弁した検出方法Ｂによるテスト条件が整う。切替弁３４ｅの閉弁によりセンサ３４ｈがキャニスタ３３内と連通し、キャニスタ内圧Ｐcanは一旦大気圧に戻された後、負圧ポンプ３４ｃの作動によりキャニスタ３３内の空気が大気に排出されるにしたがって次第に低下する。このようにキャニスタ３３が減圧されたときの大気圧からのキャニスタ内圧Ｐcanの低下量が、キャニスタ内圧低下量ΔＰ3として計測される。

その後に期間５Ｂから期間６に移行し、切替弁３４ｅが開弁され、バイパス弁３７が開弁される。基準オリフィス３４ｇにより生じた負圧でキャニスタ内圧Ｐcanは再びステップ的に低下する。このときのキャニスタ内圧Ｐcanは、基準オリフィス３４ｇ相当の孔によるリーク発生状態で負圧ポンプ３４ｃが作動している場合の検出値に相当し、この値がリーク判定基準値ΔＰ3refとして設定される。

そして、期間５Ｂで計測されたキャニスタ内圧低下量ΔＰ3と期間６で設定されたリーク判定基準値ΔＰ3refとが比較され、キャニスタ内圧低下量ΔＰ3がリーク判定基準値ΔＰ3refを超えているとき（キャニスタ内圧Ｐcanの低下が急激）には、キャニスタ３３にリーク無しと判定され、キャニスタ内圧低下量ΔＰ3がリーク判定基準値ΔＰ3ref以下のとき（キャニスタ内圧Ｐcanの低下が緩慢）には、キャニスタ３３にリーク有りと判定される。この場合には燃料蒸発ガス排出抑止装置１のシステム全体が正常なため、前者のリーク無しの判定が下される。

次に、図６に基づきバイパス弁３７が閉固着している場合について説明する。
期間１から期間２に移行して負圧ポンプ３４ｃの作動が開始され、その後に密閉弁３５が開弁されるまでは上記したシステム正常時と同様である。そして、この場合にはバイパス弁３７の閉固着により、燃料タンク２１内の空気がキャニスタ３３を経由して大気に排出されないため、タンク内圧Ｐtanは開弁保証判定値Ｐ0まで低下することなく当初の値（ソーク中の高圧値）に保持される。このため、運転継続時間Ｔが制限時間Ｔlmt以上になった時点で、タンク内圧Ｐtanとは関係なくバイパス弁３７の閉弁操作が行われる（実際は既に閉固着）。このようにシステムが正常であれば密閉弁３５の開弁により低下するはずのタンク内圧Ｐtanが低下しないことから、この時点で何らかの故障（具体的には、バイパス弁３７或いは密閉弁３５の閉固着）が発生しているものと推測でき、以降の処理により故障箇所の特定が行われる。

なお、このように負圧ポンプ３４ｃの作動開始からの運転継続時間Ｔに基づきバイパス弁３７を閉弁操作したが、これに代えて密閉弁３５を開弁してからの経過時間（即ち、実際に燃料タンク２１内から空気が排出される期間）が制限時間Ｔlmt以上になった時点で、バイパス弁３７を開弁操作してもよい。
その後、期間２から期間３に移行して、負圧ポンプ３４ｃの停止、切替弁３４ｅの閉弁、バイパス弁３７の開弁が順次行われる。バイパス弁３７が閉固着しているため、燃料タンク２１内の燃料蒸発ガスはキャニスタ３３内に流入せず、キャニスタ内圧Ｐcanが増加しないことからキャニスタ内圧変化量ΔＰ2として０が計測される。キャニスタ内圧変化量ΔＰ2が変化量判定値ΔＰ2ref以下であることから、燃料タンク２１、パージ配管３１及びベーパ配管３２のリークの有無が不明と判定され、リークテストの対象を燃料蒸発ガス排出抑止装置１のシステム全体とした検出方法Ａが選択される。

期間３から期間４Ａに移行すると、検出方法Ａによるリークテストが開始され、まず切替弁３４ｅが開弁され、パージ弁３６が開弁される。上記したシステム正常時とは相違してバイパス弁３７の閉固着によりキャニスタ内圧Ｐcanは元々大気圧であり、一方、検出方法Ａの選択により密閉弁３５が開弁されているため、パージ弁３６の開弁に伴ってタンク内圧Ｐtanは低下する（パージ弁３６の開弁時間に応じた低下量だけ）。

このときのタンク内圧Ｐtanの低下は密閉弁３５が正常に開弁されたことを意味するため、上記した期間２において密閉弁３５の開弁により低下すべきタンク内圧Ｐtanが低下しない要因は、開弁操作したはずのバイパス弁３７の閉弁にあると推定でき、この時点でバイパス弁３７が閉固着していると判定される（リークテスト実行手段）。その後、パージ弁３６が閉弁されてタンク内圧Ｐtanの低下が中断され、負圧ポンプ３４ｃの作動が開始され、基準オリフィス３４ｇにより生じた負圧でキャニスタ内圧Ｐcanが再びステップ的に低下し、このときのキャニスタ内圧Ｐcanがリーク判定基準値ΔＰ3refとして設定される。

期間４Ａから期間５Ａに移行すると、切替弁３４ｅが閉弁される。結果として、密閉弁３５を開弁、切替弁３４ｅを閉弁、バイパス弁３７を開弁、パージ弁３６を閉弁した検出方法Ａによる条件が整う。キャニスタ内圧Ｐcanは一旦大気圧に戻された後に負圧ポンプ３４ｃの作動により次第に低下し、このときのキャニスタ内圧Ｐcanの低下量ΔＰ3が計測される。キャニスタ内圧低下量ΔＰ3がリーク判定基準値ΔＰ3refを超えているときには、燃料タンク２１、キャニスタ３３、パージ配管３１及びベーパ配管３２にリーク無しと判定され、キャニスタ内圧低下量ΔＰ3がリーク判定基準値ΔＰ3ref以下のときには、燃料タンク２１、キャニスタ３３、パージ配管３１及びベーパ配管３２の何れかにリーク有りと判定される。

そして、このような期間５におけるキャニスタ内圧Ｐcanの低下中におけるタンク内圧Ｐtanの挙動は、バイパス弁３７の閉固着の有無に応じたものとなる。即ち、バイパス弁３７が正常に開弁されている場合には、パージ配管３１及びベーパ配管３２を介した燃料タンク２１とキャニスタ３３との連通により、キャニスタ内圧Ｐcanと共にタンク内圧Ｐtanも低下する。これに対してバイパス弁３７が閉固着している場合には燃料タンク２１とキャニスタ３３とが遮断されているため、キャニスタ内圧Ｐcanのみが低下し、図中に示すようにタンク内圧Ｐtanは低下することなく一定値に保持される。

したがって、キャニスタ内圧Ｐcanが急激に低下し（ΔＰ3＞ΔＰ3ref）、それと共にタンク内圧Ｐtanも急激に低下している場合には、バイパス弁３７が正常（閉固着無し）と見なせ、またキャニスタ内圧Ｐcanが急激に低下しているにも拘わらず、タンク内圧Ｐtanが低下しない若しくは低下が緩やかである場合には、バイパス弁３７が閉固着していると見なせ、この判断は、上記したバイパス弁３７の閉固着の判定結果と合致する。

次に、図７に基づき密閉弁３５が閉固着している場合について説明する。
期間２から期間３に移行して、負圧ポンプ３４ｃの停止、切替弁３４ｅの閉弁、バイパス弁３７の開弁が順次行われた時点までは上記したバイパス弁３７の閉固着時と同様である。この場合には密閉弁３５が閉固着しているため、バイパス弁３７を開弁しても燃料タンク２１内の燃料蒸発ガスはキャニスタ３３内に流入しないことから、キャニスタ内圧変化量ΔＰ2として０が計測される。よって、キャニスタ内圧変化量ΔＰ2が変化量判定値ΔＰ2ref以下であるとして、リークテストの対象を燃料蒸発ガス排出抑止装置１のシステム全体とした検出方法Ａが選択される。

期間３から期間４Ａに移行すると、検出方法Ａによるリークテストが開始され、まず切替弁３４ｅが開弁され、パージ弁３６が開弁される。検出方法Ａの選択により密閉弁３５が開弁操作されているが、実際には密閉弁３５は閉固着している。このため上記したバイパス弁３７の閉固着時とは相違し、タンク内圧Ｐtanは低下することなく一定値に保持される。即ち、タンク内圧Ｐtanが低下しないことを根拠として、この時点で密閉弁３５が閉固着していると判定される（リークテスト実行手段）。

その後は上記と同じくパージ弁３６が閉弁され、負圧ポンプ３４ｃの作動が開始され、基準オリフィス３４ｇにより生じた負圧でキャニスタ内圧Ｐcanが再びステップ的に低下してリーク判定基準値ΔＰ3refとして設定される。期間４Ａから期間５Ａに移行すると、切替弁３４ｅが閉弁されて検出方法Ａによるテスト条件が整い、負圧ポンプ３４ｃにより次第に低下するキャニスタ内圧Ｐcanの低下量ΔＰ3が計測される。キャニスタ内圧低下量ΔＰ3がリーク判定基準値ΔＰ3refを超えているときには、燃料タンク２１、キャニスタ３３、パージ配管３１及びベーパ配管３２にリーク無し、リーク判定基準値ΔＰ3ref以下のときには何れかにリーク有りと判定される点は、上記と同様である。

以上のように本実施形態の燃料蒸発ガス排出抑止装置１によれば、パージ配管３１及びベーパ配管３２を対象としたリークテストを実行する際に、それに先だってバイパス弁３７の開弁状態を保ちながら閉弁中の密閉弁３５を開弁し、これにより燃料タンク２１内の燃料蒸発ガスをキャニスタ３３側に流出させてタンク内圧Ｐtanを開弁保証判定値Ｐ0まで低下させ、その後にバイパス弁３７を閉弁した上でリークテストを開始している。このためリークテスト中において、バイパス弁３７の開弁はタンク内圧Ｐtanを開弁保証判定値Ｐ0まで低下させた状況下で実行され、遅れを生じることなく適切なタイミングでバイパス弁３７を開弁できる。

更に具体的に述べると、パージ配管３１及びベーパ配管３２のリークテストは、バイパス弁３７の閉弁後にタンク内圧減圧量ΔＰ1の計測、切替弁３４ｅの閉弁、バイパス弁３７の開弁、キャニスタ内圧変化量ΔＰ2の計測の順をおって実施され、これらの計測結果からリークの有無が判定される。このときのバイパス弁３７の開弁に遅れが生じると、パージ配管３１及びベーパ配管３２がリーク無しにも拘わらずキャニスタ内圧Ｐcanが急増しないため、キャニスタ内圧変化量ΔＰ2≦変化量判定値ΔＰ2refに基づきリーク有りと誤判定されてしまう。結果として、その後のリークテストの対象をシステム全体に拡大した検出方法Ａが誤って選択されてしまうが、このような事態を上記したタンク内圧Ｐtanの低下処理によって未然に防止することができる。

また、検出方法Ａ，Ｂによるリークテストでは、負圧ポンプ３４ｃを作動させてキャニスタ３３内を減圧したときのキャニスタ内圧低下量ΔＰ3に基づきリークの有無を判定しているが、これに先立つ負圧ポンプ３４ｃの暖機と並行して、パージ配管３１及びベーパ配管３２のリークテストを実行している。このように異なる２つの処理を並行して実施することから、リークモニタ全体の所要時間を大幅に短縮することができる。

また、バイパス弁３７や密閉弁３５の閉固着に起因してタンク内圧Ｐtanが開弁保証判定値Ｐ0まで低下しない場合には、運転継続時間Ｔが制限時間Ｔlmt以上になった時点で、タンク内圧Ｐtanとは関係なくバイパス弁３７を閉弁している（図４のステップＳ１２，１４）。よって、このような場合であっても続くステップＳ１８以降の処理を実行してリークモニタを完了できると共に、この時点でシステム異常を把握でき、それに応じた適切な検出方法Ａのリークテストを選択して確実に故障原因（バイパス弁３７或いは密閉弁３５の閉固着）を特定することができる。

そして、検出方法Ａによるリークテストでは、パージ弁３６を開弁したときのタンク内圧Ｐtanの挙動（低下するか否か）に基づき、故障原因がバイパス弁３７の閉固着にあるのか密閉弁３５の閉固着にあるのかを判定している。このような簡単な操作により故障原因を特定できることから、この要因も、リークモニタ全体の所要時間の短縮化に貢献する。

以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、車両をハイブリッド車両に搭載された燃料蒸発ガス排出抑止装置１として具体化したが、車種はこれに限定されるものではなく、例えばガソリン車両に適用してもよい。
また上記実施形態では、リークテスト実行手段が実行するリークテストとして、パージ配管３１及びベーパ配管３２を対象としたリークテストを実行したが、その内容はこれに限定されるものではなく、リークテスト中にキャニスタ開閉弁（バイパス弁３７）を閉弁から開弁に切り換えるものであれば任意に変更可能である。

１ 燃料蒸発ガス排出抑止装置
１０ エンジン（内燃機関）
１１ 吸気通路
２１ 燃料タンク
３１ パージ配管（連通路）
３２ ベーパ配管（連通路）
３３ キャニスタ
３４ｃ 負圧ポンプ
３５ 密閉弁
３６ パージ弁
３７ バイパス弁（キャニスタ開閉弁）
４０ ＥＣＵ（リークテスト実行手段、圧力調整制御手段）

Claims (6)

1. 内燃機関の吸気通路と燃料タンクとを連通する連通路と、
   前記連通路に接続され前記連通路内の燃料蒸発ガスを吸着するキャニスタと、
   前記連通路と前記キャニスタとの連通を開閉するキャニスタ開閉弁と、
   前記吸気通路と前記キャニスタとの間の前記連通路を開閉するパージ弁と、
   前記燃料タンクと前記連通路との連通を開閉する密閉弁と、
   前記密閉弁を開弁させ前記キャニスタ開閉弁を閉弁させ、その後に該キャニスタ開閉弁を開弁する順序でリークテストを実行するリークテスト実行手段と、
   前記リークテスト実行手段によるリーク判定処理に先立ち、前記キャニスタ開閉弁を開弁状態に保ちつつ閉弁中の前記密閉弁を開弁して前記燃料タンクの内圧を予め設定された開弁保証判定値まで低下させ、その後に前記キャニスタ開閉弁を閉弁する圧力調整制御手段と
   を備えることを特徴とする燃料蒸発ガス排出抑止装置。
2. 前記圧力調整制御手段は、前記燃料タンクの内圧が開弁保証判定値まで低下しなくても、予め設定された制限時間が経過した時点で前記キャニスタ開閉弁を閉弁する
   ことを特徴とする請求項１に記載の燃料蒸発ガス排出抑止装置。
3. 前記リークテスト実行手段は、前記リークテストとして、前記キャニスタ開閉弁の閉弁後に前記連通路の内圧変化を計測し、該キャニスタ開閉弁の開弁後に前記キャニスタの内圧変化を計測し、これらの計測結果から前記連通路及び燃料タンクのリークの有無を判定する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の燃料蒸発ガス排出抑止装置。
4. 前記キャニスタ内を減圧する負圧ポンプをさらに備え、
   前記リークテスト実行手段は、前記負圧ポンプの暖機中に並行して前記リークテストを実行する
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の燃料蒸発ガス排出抑止装置。
5. 前記リークテスト実行手段は、前記圧力調整制御手段により制限時間の経過に基づき前記キャニスタ開閉弁が閉弁された場合に、前記密閉弁、前記切替弁及び前記キャニスタ開閉弁をそれぞれ開弁した上で、前記パージ弁を開弁したときの前記燃料タンクの内圧変化を計測し、該燃料タンクの内圧が低下した場合に前記キャニスタ開閉弁の閉固着の判定を下す
   ことを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の燃料蒸発ガス排出抑止装置。
6. 前記リークテスト実行手段は、前記圧力調整制御手段により制限時間の経過に基づき前記キャニスタ開閉弁が閉弁された場合に、前記密閉弁、前記切替弁及び前記キャニスタ開閉弁をそれぞれ開弁した上で、前記パージ弁を開弁したときの前記燃料タンクの内圧変化を計測し、該燃料タンクの内圧が低下しない場合に前記密閉弁の閉固着の判定を下す
   ことを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の燃料蒸発ガス排出抑止装置。

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