JP2746016B2 - エバポパージシステムの故障診断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエバポパージシステムの
故障診断装置に係り、特に内燃機関の蒸発燃料（ベー
パ）をキャニスタ内の吸着剤に吸着させ、吸着された燃
料を所定運転条件下で内燃機関の吸気系へ放出（パー
ジ）して燃焼させるエバポパージシステムの故障を診断
する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】燃料タンク内で蒸発した燃料（ベーパ）
が大気へ放出されるのを防止するため、各部分を密閉す
ると共に、ベーパを一旦キャニスタ内の吸着剤に吸着さ
せ、車両の走行中に吸着した燃料を吸気通路に吸引させ
て燃焼させるエバポパージシステムを備えた内燃機関に
おいては、何らかの原因でベーパ通路が破損したり、配
管がはずれたりした場合にはベーパが大気に放出されて
しまい、また吸気系へのパージ通路が閉塞した場合に
は、キャニスタ内のベーパがオーバーフローし、キャニ
スタ大気導入口より大気にベーパが漏れてしまう。従っ
て、このようなエバポパージシステムの故障発生の有無
を診断することが必要とされる。

【０００３】そこで、本出願人はエバポパージシステム
の故障診断装置として、先に特願平４−２９６０５１号
にて、内燃機関の吸気通路の負圧を絞りを介して燃料タ
ンクまで所定時間導入して、キャニスタのベーパ導入孔
から燃料タンクまでのベーパ通路に設けられた圧力セン
サにより負圧を検出し、その検出負圧と判定値とを比較
して故障の有無を判定する装置において、診断開始時の
パージ流量に応じて上記判定値や負圧導入時間を可変し
たり、一定パージ流量以上の状態が一定時間以上継続す
るときのみ判定を行なうようにした故障診断装置を提案
した。

【０００４】かかる本出願人の提案になるエバポパージ
システムの故障診断装置によれば、内燃機関の運転条件
（吸気管負圧，吸入空気量など）やパージ用制御弁の開
度（デューティ比）によってパージ流量が変化し、それ
により燃料タンクにかかる負圧の最大レベルが変化して
も、パージ流量に応じて判定値や負圧導入時間を可変し
たり、一定パージ流量以上の状態が一定時間以上継続す
るときのみ判定を行なうようにしているため、誤検出の
可能性を大幅に低減することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記の本出
願人の提案になるエバポパージシステムの故障診断装置
によれば、判定値や負圧導入時間の設定の基となるパー
ジ流量が診断開始時の推定値であり、またパージ流量が
一定値以上であれば故障診断を行なうようにしているた
め、診断開始後にパージ流量が上記一定値以上で変化し
た場合は、設定負圧導入時間経過後の負圧値がばらつき
誤診断する可能性がある。

【０００６】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、負圧導入開始時のパージ流量と略同じパージ流量の
ときのみを選択して負圧を導入することにより、上記の
課題を解決したエバポパージシステムの故障診断装置を
提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】図１は上記目的を達成す
る本発明の原理構成図を示す。上記の目的は、請求項１
に記載する如く、燃料タンク１１からの蒸発燃料をベー
パ通路１２を通してキャニスタ１３内の吸着剤に吸着さ
せ、所定運転時に該キャニスタ１３内の吸着燃料をパー
ジ通路１４を通して内燃機関１０の吸気通路１０ａへパ
ージするエバポパージシステムの故障を診断する装置に
おいて、 前記パージ通路１４のパージ流量を実質的に検
出するパージ流量検出手段１６と、 前記パージ流量検出
手段１６により検出されるパージ流量が所定値以上のと
きに、前記吸気通路１０ａの負圧をエバポ経路１５へ導
入する圧力導入手段１７と、 前記エバポ経路１５への負
圧導入が開始された後の経過時間を計数する判定カウン
タ１８と、 前記パージ流量検出手段１６により検出され
るパージ流量が前記所定値未満となった際に前記判定カ
ウンタ１８の計数処理を中断させる計数中断手段１９ａ
と、 前記判定カウンタ１８の計数処理が中断された後、
前記パージ流量検出手段１６により検出されるパージ流
量が前記所定値以上に復帰した後に前記判定カウンタ１
８の計数処理を再開させる計数再開手段１９ｂと、 前記
判定カウンタ１８により所定時間が計数された時点で前
記エバポ経路１５内に生じていた圧力に基づいてエバポ
パージシステムの故障の有無を判定する判定手段２０
と、 を有するエバポパージシステムの故障診断装置によ
り達成される。

【０００８】また、上記の目的は、請求項２に記載する
如く、上記請求項１記載のエバポパージシステムの故障
診断装置において、 前記計数再開手段１９ｂが、前記判
定カウンタ１８の計数処理が中断された後、前記パージ
流量検出手段１６により検出されるパージ流量が前記所
定値以上であり、かつ、前記エバポ経路１５内の圧力が
前記判定カウンタ１８の計数処理が中断された時点の圧
力と一致する状態が形成された際に前記判定カウンタ１
８の計数処理を再開させるエバポパージシステムの故障
診断装置によっても達成される。

【０００９】

【００１０】

【作用】請求項１記載の発明において、エバポ経路１５
には、パージ流量が所定値を超える場合に負圧が導入さ
れ始める。負圧の導入が開始された後にパージ流量が減
少すると、エバポ経路１５に発生する圧力変化率が緩や
かになる。この場合、エバポ経路１５に洩れが生じてい
なくても、エパポ経路１５内に十分な負圧が導けないこ
とがある。 本発明において、判定手段２０は、判定カウ
ンタ１８に所定時間が計数された時点でエバポ経路１５
に生じていた圧力に基づいてエバポ経路１５の洩れ判定
を行う。判定カウンタ１８は、エバポ経路１５に負圧が
導入され始めた時点で計数を開始し、その後、パージ流
量が所定値に満たない値に減少するとその時点で計数処
理を中断する。そして、判定カウンタ１８は、パージ流
量が所定値以上に復帰した後に計数処理を再開する。 上
記の処理によれば、判定カウンタ１８には、所定値以上
のパージ流量を伴ってエバポ経路１５内に負圧が導入さ
れる時間が、すなわち、エバポ経路１５内に適正な圧力
変化率を伴って負圧が導入される時間が計数される。こ
の場合、判定カウンタ１８に所定時間が計数された時点
で、エバポ経路１５内に適正な負圧が導入されているか
否かに基づいて、エバポ経路１５に洩れが生じているか
否かを正確に判定することができる。

【００１１】請求項２記載の発明において、判定カウン
タ１８は、計数処理を中断した後、パージ流量が所定値
以上に復帰し、かつ、エバポ経路１５内の圧力が、計数
処理の中断された時点の圧力に復帰した時点で再開され
る。上記の処理によれば、判定カウンタに所定時間が計
数されるまでに、エバポ経路１５内に、所定値以上のパ
ージ流量を伴って所定時間継続して負圧を導入した場合
と同様の負圧を発生させることができる。この場合、判
定手段２０は、パージ流量の変動に影響されることな
く、エバポ経路１５に洩れが生じているか否かを正確に
判定することができる。

【００１２】

【実施例】まず、本発明のシステム構成の各実施例につ
き説明する。図２は本発明の第１実施例のシステム構成
図を示す。本実施例は内燃機関１０として自動車用エン
ジンに適用した例で、マイクロコンピュータ２１により
各部の動作が制御される。エアクリーナ２２により大気
中のほこり、塵埃等が除去された空気は吸気管２４内の
スロットルバルブ２５により、その流量が制御され、更
にサージタンク２６，インテークマニホルド２７（前記
吸気管２４と共に前記吸気通路１０ａを構成）及び吸気
弁２８を通して吸気弁２８の開の期間エンジン（内燃機
関１０に相当）の燃焼室２９に流入する。サージタンク
２６には吸気管圧力を検出するための圧力センサ２３が
取付けられている。

【００１３】燃料タンク３０は前記した燃料タンク１１
に相当し、燃料４２を収容している。３１は燃料タンク
内圧制御弁で、ベーパ通路３２ａと３２ｃ及び３２ｄと
の間を導通（開放）又は遮断するメカニカル制御弁であ
り、スプリング３１ａの設定圧よりタンク内圧が正圧方
向の値のときには、ダイヤフラム３１ｂが図示の如く位
置してベーパ通路３２ａと３２ｃ及び３２ｄとの間を連
通し、スプリング３１ａの設定圧よりタンク内圧が負圧
方向の値のときには、ダイヤフラム３１ｂがスプリング
３１のばね力に抗して下動してベーパ通路３２ａと３２
ｃ及び３２ｄとの間を遮断する。これにより、燃料タン
ク３０のタンク内圧は正圧に保持され、ベーパ発生量が
できるだけ低く抑えられる。なお、３１ｃは大気開放口
である。また、上記のベーパ通路３２ａの一端は、ベー
パ通路３２ｂと共にキャニスタ３３のベーパ導入ポート
３３ａに連通されている。このキャニスタ（前記キャニ
スタ１３に相当）はベーパ導入ポート３３ａとパージポ
ート３３ｂとが同一空間で連通されているタイプのもの
で、内部に吸着剤として活性炭３３ｃが充填されてお
り、また一部に大気導入孔３３ｄが設けられている。

【００１４】また、本実施例では故障診断時には燃料タ
ンク内圧制御弁３１によるタンク内圧制御を禁止し、燃
料タンク３０内に負圧を導入するために、燃料タンク内
圧制御弁３１の導入口及び導出口の間をベーパ通路３２
ｂ及び３２ｃを介して迂回すると共に、そのベーパ通路
３２ｂと３２ｃとの間を導通（開放）又は遮断するタン
ク内圧切換弁（ＶＳＶ）３４が設けられている。このタ
ンク内圧切換弁３４は、マイクロコンピュータ２１の出
力制御信号により、導通又は遮断される電磁弁である。

【００１５】また、ベーパ通路３２ｃには絞り（オリフ
ィス）３５が設けられている。更に、キャニスタ３３の
パージポート３３ｂはパージ通路３７を介してパージ側
ＶＳＶ３８に連通されている。パージ側ＶＳＶ３８は一
端が例えばサージタンク２６に連通されているパージ通
路３９の他端と上記パージ通路３７の他端とを、マイク
ロコンピュータ２１からの制御信号に基づき導通又は遮
断する制御弁である。圧力センサ４０はベーパ通路３２
ｄの途中に設けられ、ベーパ通路３２ｄの圧力を検出す
ることで、燃料タンク３０の内圧を実質的に検出するた
めに設けられている。ウォーニングランプ４１はマイク
ロコンピュータ２１が異常を検出したとき、その異常を
運転者に通知するために設けられている。

【００１６】また、エアクリーナ２２の近傍には吸気温
を検出する吸気温センサ４３が取り付けられている。ス
ロットルポジションセンサ４４はスロットルボデーに取
付けられ、スロットルバルブ２５の動きを各種接点によ
り検出する構造となっており、スロットルバルブ２５が
全閉状態（アイドル位置）のときにそのＩＤＬ接点がオ
ンとなる。また、スロットルバルブ２５を迂回し、エア
クリーナ２２の下流側の吸気管２４とサージタンク２６
とを連通するバイパス路４５が設けられている。

【００１７】更にバイパス路４５にはこのバイパス路４
５を流れる空気量を増減させるアイドル・スピード・コ
ントロール・バルブ（ＩＳＣＶ）４６が設けられてい
る。また、インテークマニホルド２７内に一部が突出す
るよう各気筒毎に燃料噴射弁４７が配設されている。こ
の燃料噴射弁４７はインテークマニホルド２７を通る空
気流中に燃料タンク３０内の燃料４２を、マイクロコン
ピュータ２１により指示された時間噴射する。

【００１８】マイクロコンピュータ２１は前記したパー
ジ流量検出手段１６、圧力導入手段１７、判定カウンタ
１８、計数中断手段１９ａ、計数再開手段１９ｂ及び判
定手段２０を前記ＶＳＶ３４，３８と共にソフトウェア
処理により実現する制御装置で、図３に示す如き公知の
ハードウェア構成を有している。同図中、図２と同一構
成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図３
において、マイクロコンピュータ２１は中央処理装置
（ＣＰＵ）５０，処理プログラムを格納したリード・オ
ンリ・メモリ（ＲＯＭ）５１，作業領域として使用され
るランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）５２，エンジ
ン停止後もデータを保持するバックアップＲＡＭ５３，
マルチプレクサ付き入力インタフェース回路５４，Ａ／
Ｄコンバータ５６及び入出力インタフェース回路５５な
どから構成されており、それらはバス５７を介して接続
されている。

【００１９】入力インターフェース回路５４はスロット
ルポジションセンサ４４からの検出信号、圧力センサ２
３及び４０からの各圧力検出信号、吸気温センサ４３の
出力検出信号などを順次切換えて時系列的に合成し、そ
の合成信号を単一のＡ／Ｄコンバータ５６に供給してア
ナログ・ディジタル変換させた後、バス５７へ順次送出
させる。

【００２０】入出力インタフェース回路５５はスロット
ルポジションセンサ４４からの検出信号などが入力さ
れ、それをバス５７を介してＣＰＵ５０へ入力する一
方、バス５７から入力された各信号を適宜処理して燃料
噴射弁４７，タンク内圧切換弁３４，パージ側ＶＳＶ３
８，ウォーニングランプ４１及びＩＳＣＶ４６へ選択的
に送出してそれらを制御する。

【００２１】次にかかるシステム構成のエバポパージ動
作について説明する。エバポパージはマイクロコンピュ
ータ２１によりパージ制御ルーチンに従って行なわれ
る。パージ制御ルーチンは例えばメインルーチンの一部
で実行され、暖機後であるか、空燃比フィードバック
（Ｆ／Ｂ）実行中であるか、スロットルポジションセン
サ４４の出力に基づきアイドル中でないかが判定され、
これらの各件の一つでも満たされないときはパージ側Ｖ
ＳＶ３８を遮断し、これらの条件のすべてを満足すると
きはパージ側ＶＳＶ３８を開放する。なお、タンク内圧
切換弁３４は常時遮断状態とされている。

【００２２】これにより、上記３つの条件をすべて満足
する運転状態とならない限り、パージは実行されず、３
つの条件をすべて満足する運転状態のときはパージ実行
可能状態となる。なお、故障診断中はパージは実行され
ない。

【００２３】すなわち、燃料タンク３０内のタンク内圧
はベーパ発生量に応じて増加するが、燃料タンク内圧制
御弁３１により設定された正圧以下のときは燃料タンク
内圧制御弁３１が遮断されているため、ベーパはキャニ
スタ３３には供給されない。燃料タンク３０内のベーパ
発生量が多量になり、燃料タンク内圧制御弁３１による
設定圧以上にタンク内圧が高くなると、燃料タンク内圧
制御弁３１が開放され、そのため燃料タンク内のベーパ
はベーパ通路３２ｄ，燃料タンク内圧制御弁３１及びベ
ーパ通路３２ａを介してキャニスタ３３に送り込まれ、
活性炭３３ｃに吸着されて大気への放出が防止される。

【００２４】ベーパのキャニスタ３３への送出により、
燃料タンク３０内のタンク内圧が燃料タンク内圧制御弁
３１の設定圧以下となると、燃料タンク内圧制御弁３１
は再び遮断状態となる。上記の動作が繰り返されること
により、燃料タンク３０内の圧力は燃料タンク内圧制御
弁３１の設定圧に保持される。

【００２５】一方、キャニスタ３３内の活性炭３３ｃに
吸着されたベーパは、前記所定運転状態における吸気系
の負圧がパージ通路３９，パージ側ＶＳＶ３８及びパー
ジ通路３７を通してキャニスタ３３へ導入され、それに
より大気導入孔３３ｄを通して大気がキャニスタ３３内
に送り込まれる。

【００２６】すると、活性炭３３ｃに吸着されていた燃
料が脱離され、その燃料がパージポート３３ｂからパー
ジ通路３７，パージ側ＶＳＶ３８及びパージ通路３９を
通してサージタンク２６内へ吸い込まれる。また、活性
炭３３ｃは上記の脱離により再生され、次のベーパの吸
着に備える。

【００２７】本実施例では、故障診断時はタンク内圧切
換弁３４を開放（開弁）し、かつ、パージ側ＶＳＶ３８
を開放（開弁）し、キャニスタ３３の通路抵抗分で発生
する吸気管負圧を、燃料タンク内圧制御弁３１をバイパ
スさせて燃料タンク３０にかける。

【００２８】図４は本発明の第２実施例のシステム構成
図を示す。同図中、図２と同一構成部分には同一符号を
付し、その説明を省略する。図４に示す第２実施例は、
ベーパ通路３２ｃをタンク内圧切換弁３４及びバイパス
通路６５を介してパージ通路３７に連通することによ
り、キャニスタ３３をバイパスすると共に、ベーパ通路
３２ｃの途中に絞り（オリフィス）６３を設けた点に特
徴を有する。

【００２９】本実施例では通常のパージ時にはタンク内
圧切換弁３４が遮断（閉弁）されるため、ベーパ通路３
２ｃとパージ通路３７とが連通することはなく夫々独立
しており、前記第１実施例と同一のエバポ経路が構成さ
れ、燃料タンク３０のタンク内圧は燃料タンク内圧制御
弁３１の設定圧に制御されると共に、燃料タンク３０で
発生したベーパはキャニスタ３３内の活性炭３３ｃに吸
着される。

【００３０】故障診断時にはタンク内圧切換弁３４が開
放されるため、ベーパ通路３２ｃがバイパス通路６５を
介してパージ通路３７に連通される。これにより、サー
ジタンク２６の負圧はパージ側ＶＳＶ３８の開弁時、パ
ージ通路３９、パージ側ＶＳＶ３８、パージ通路３７、
バイパス通路６５、タンク内圧切換弁３４、絞り６３、
ベーパ通路３２ｃ及び３２ｄを通って燃料タンク３０に
導入される。

【００３１】このとき、絞り６３の径はかなり小さく設
定されているため、その絞り６３の大なる通気抵抗によ
り、絞り６３の上流側（燃料タンク３０側）は略静的な
系となり、絞り６３の上流側のベーパ通路３２ｃ，３２
ｄに洩れが無いときは上記負圧が上記絞り６３の上流側
に導入されるのに対し、洩れが有るときには負圧が全く
印加されないようにでき、これにより圧力センサ４０に
よる検出精度を高めることができる。

【００３２】次にパージ流量検出手段１６について説明
する。パージ側ＶＳＶ３８を通るパージ通路３７，３９
の流量、すなわちパージ流量は、ＶＳＶ３８の通路面積
と前後の差圧で決まる。ＶＳＶ３８の通路面積はある差
圧をかけたときの流量特性として得られる。前後の差圧
は吸気管負圧と大気圧であるため、実質的には吸気管負
圧のみで決まる。

【００３３】パージ側ＶＳＶ３８が駆動パルスのデュー
ティ比に応じた期間の割合で開弁と閉弁が交互に繰り返
されることで全体の開度が決定されるデューティ制御の
タイプの場合、パージ流量は図５に示す如く、エンジン
吸気管負圧と上記駆動パルスのデューティ比とにより定
まる。図５からわかるように、パージ流量は一定吸気管
負圧の場合はデューティ比が大なるほど大であり、また
一定デューティ比では吸気管負圧が大なるほど多くな
る。

【００３４】また、パージ側ＶＳＶ３８が全開と全閉の
いずれか一方の開度しかないオン／オフ制御のタイプの
場合、パージ流量は図６に示す如く、エンジン吸気管負
圧に比例して増加する単調増加特性を示す。

【００３５】そこで、上記の図５又は図６の特性を用い
てパージ流量をエンジン吸気管負圧等から推定すること
ができる。本実施例では、パージ側ＶＳＶ３８がデュー
ティ制御のタイプであるものとして説明する。ここで、
デューティ制御のパージ側ＶＳＶ３８の駆動パルスが図
７（Ａ）にＩで示す如くステップ的に大きくなったとき
は、パージ流量はこのデューティ比にすぐに追従せず、
同図（Ｂ）に示す如く応答遅れが生じる。パージ側ＶＳ
Ｖ３８がオン／オフ制御の場合において、オフからオン
としたときも同様である。これは配管やキャニスタ３３
のボリューム及び通気抵抗により発生する。

【００３６】吸気管負圧も上記と同様に応答遅れが生じ
る。そこで、次に説明する図８のパージ流量算出ルーチ
ンは、デューティ比をなまし処理して図７（Ａ）にIIで
示す如くパージ流量の変化に対応したデューティ比を得
ると共に、吸気管負圧についても同様になまし処理して
実際の吸気管負圧の変化に近似した吸気管負圧を得るこ
とにより、正確にパージ流量を算出するものである。な
お、この図８に示すパージ流量算出ルーチン自体は本出
願人の前記提案装置のそれと同じである。

【００３７】図８に示すパージ流量算出ルーチンはマイ
クロコンピュータ２１により例えば所定周期毎に後述の
故障診断処理ルーチンで用いるサブルーチンとして起動
されると、まずＣＰＵ５０は現在のパージ側ＶＳＶ３８
の駆動パルスのデューティ比（以下単に「パージＶＳＶ
デューティ比」という）Ｄ_R を読み込み（ステップ１０
１）、続いて前回このルーチンでなまし処理したパージ
ＶＳＶデューティ比Ｄ _RNをＲＡＭ５２より読み込み（ス
テップ１０２）、更にそれらの差（Ｄ_R −Ｄ_RN）を算出
してデューティ比変化量ΔＤ_R を求める（ステップ１０
３）。

【００３８】続いて、現在のパージＶＳＶデューティ比
Ｄ_R と前回のパージＶＳＶデューティ比Ｄ_RNとが夫々等
しいか否か判定し（ステップ１０４）、等しくないとき
にはステップ１０５及び１０６でパージＶＳＶデューテ
ィ比Ｄ_R のなまし計算を行ない、等しいときは前回のな
まし処理値Ｄ_RNとの変化がなく、なまし処理は不要であ
るのでなまし処理は行なわれずステップ１０７へ進む。

【００３９】ステップ１０５では次式によりなまし処理
されたパージＶＳＶデューティ比Ｄ _RN（ＮＥＷ）を算出
する。

【００４０】

【数１】

【００４１】ただし、上式中、ｎは“４”，“１６”，
“３２”などの正の定数である。続くステップ１０６で
は算出したなまし処理値Ｄ_RN（ＮＥＷ）をＲＡＭ５２に
記憶した後ステップ１０７へ進む。

【００４２】ステップ１０７では圧力センサ２３により
検出した信号に基づき、現在の吸気管負圧ＭＶが読み込
まれる。そして、前回このルーチンでなまし処理して得
られた吸気管負圧ＭＶ_N をＲＡＭ５２より読み込み（ス
テップ１０８）、（ＭＶ−ＭＶ_N ）なる減算を行なって
吸気管負圧の変化量ΔＭＶを算出する（ステップ１０
９）。

【００４３】続いて、現在と前回の各吸気管負圧ＭＶ及
びＭＶ_N を比較し（ステップ１１０）、両者が等しくな
いときは後述のステップ１１３へ進み、他方両者が等し
いときにはステップ１１１及び１１２により吸気管負圧
ＭＶのなまし計算を行なう。ステップ１１１では次式に
よりなまし処理された吸気管負圧ＭＶ_N （ＮＥＷ）を算
出する。

【００４４】

【数２】

【００４５】そして、ステップ１１２ではこのなまし処
理値ＭＶ_N （ＮＥＷ）をＲＡＭ５２に記憶し、次のステ
ップ１１３へ進む。

【００４６】ステップ１１３ではＣＰＵ５０が予めＲＯ
Ｍ５１に格納されている前記図５に示したマップを参照
し、ステップ１０５で算出したパージＶＳＶデューティ
比のなまし処理値Ｄ_RN（ＮＥＷ）とステップ１１１で算
出した吸気管負圧のなまし処理値ＭＶ_N （ＮＥＷ）とよ
りパージ流量αを算出する。

【００４７】次に上記のようにして算出したパージ流量
αに基づいて、故障診断を行なう方法について説明す
る。本実施例では、故障診断のために燃料タンク３０に
吸気管負圧を導入するわけであるが、このときの燃料タ
ンク内圧力の時間に対する変化は例えば図９（Ｃ）に示
す如くになる。

【００４８】図９はキャニスタ３３の大気導入孔３３ｄ
は開放状態とし、キャニスタ３３のパージを実行しつ
つ、キャニスタ３３の通路抵抗によって発生するパージ
通路３７，３９の負圧を燃料タンク３０にかけたときの
エバポ経路に洩れがないときのパージ側ＶＳＶ３８の開
閉状態（同図（Ａ））、パージ流量（同図（Ｂ））、及
び燃料タンク３０のタンク内圧（同図（Ｃ））を夫々示
す。

【００４９】時刻ｔ₁ からｔ₂ までのパージ側ＶＳＶ３
８の開弁時において、図９（Ｂ）に実線で示す如くパー
ジ流量が所定値以上の一定の流量で負圧を導入すると、
タンク内圧は同図（Ｃ）に実線で示す如く、キャニスタ
３３の通路抵抗によって発生する負圧を燃料タンク３０
にかけているため、負圧のかけ始めの時刻ｔ₁ から時間
の経過と共に負圧側に高くなっていき、キャニスタ３３
の通路抵抗分の負圧（これは判定値βより負圧側の値）
で安定する。

【００５０】しかし、キャニスタ３３の通路抵抗が同じ
でも、元々のパージ流量が図９（Ｂ）に一点鎖線Ｉで示
す如く変化すると燃料タンク３０にかかる負圧レベルも
（同図（Ｃ）に一点鎖線IIで示す如く変化する。この変
化はパージ流量が少ないほど燃料タンク３０にかかる負
圧レベルの最大値が小さくなる。

【００５１】一方、パージ流量は一定とし、エバポ経路
に洩れ（リーク）があるときは、燃料タンク内圧力は図
９（Ｃ）に破線III で示す如く、負圧レベルの最大値が
判定値βより大気圧側の値となる。このときの燃料タン
ク３０にかかる負圧レベルの最大値は、エバポ経路の通
路の洩れ孔の径が大なるほど小となり、ある径以上では
燃料タンク内圧は大気圧のままで変化しない。

【００５２】従って、エバポ径に洩れがなくても例えば
図９（Ｂ）に一点鎖線Ｉで示す如く元々のパージ流量が
負圧導入開始時より小に変化してしまうと、燃料タンク
内圧も図９（Ｃ）に一点鎖線IIで示す如く判定値β以上
となることはなく、時刻ｔ₂におけるタンク内圧値がば
らつき、エバポ経路に洩れがある場合のタンク内圧（図
９（Ｃ）の破線III ）と区別ができず誤検出してしま
う。

【００５３】そこで、図１０に示す本発明の要部の故障
診断処理ルーチンの一実施例では、負圧導入時間を可変
とし、かつ、一旦パージ流量が低下し負圧レベルが所定
値未満に下がった場合、時間のカウントを中断すると共
に、その時のタンク内圧を記憶して、次にパージ流量が
増加し、基準パージ流量以上となり、更に前に記憶した
燃料タンク内圧に復帰してから時間のカウントを再開す
ることにより、上記の誤検出を防止するものである。

【００５４】次に図１０の故障診断処理ルーチンの一実
施例につき説明するに、この故障診断処理ルーチンがマ
イクロコンピュータ２１により例えば６５ms毎に１回の
割合で割り込み起動されると、まず実行フラグが“１”
にセットされているか否かみる（ステップ２０１）。こ
の実行フラグは後述のステップ２２４でのみ“１”にセ
ットされる故障診断実行済か否かを示すフラグで、イニ
シャルルーチンによって初期値は“０”とされているた
め、最初にこの故障診断処理ルーチンが起動されてステ
ップ２０１が実行されたときは実行フラグが“１”でな
いと判断してステップ２０２へ進む。

【００５５】ステップ２０２では実行条件（例えばキャ
ニスタ３３のパージが完了しているなど）が成立してい
るか否か判定し、成立していないときはこのルーチンを
一旦終了し、成立している場合はステップ２０３へ進
み、図８に示したパージ流量算出ルーチンによってなま
し処理によりパージ流量αを算出する。

【００５６】続いて、上記の算出パージ流量αが所定の
固定判定値βで判定が可能な燃料タンク内圧が得られる
所定値Ｙ以上であるか否か判定され（ステップ２０
４）、α≧Ｙのときはパージ側ＶＳＶ３８を開弁して
（このことを以下「負圧導入ＶＳＶ開放」ともいうもの
とする）、キャニスタ３３を介して燃料タンク３０まで
吸気管負圧の導入を開始する（ステップ２０５）。な
お、故障診断時はタンク内圧切換弁３４は常時開弁され
ている。

【００５７】その後、洩れ判定中フラグを“１”にセッ
トした後（ステップ２０６）、フラグＡが“１”である
か否かチェックする（ステップ２０７）。このフラグＡ
は後述のステップ２１６でのみセットされる負圧導入中
断中か否かを示すフラグで、初期値はイニシャルルーチ
ンによって“０”とされている。従って、最初にこのス
テップ２０７が実行されたときはフラグＡはセットされ
ていないからステップ２０８，２０９及び２１０をブラ
ンチしてステップ２１１へ進み洩れ判定タイマを所定値
加算する。

【００５８】そして、この加算後の洩れ判定タイマの値
が所定の負圧導入時間Ｘ秒以上の時間を示しているか否
か判定され（ステップ２１２）、Ｘ秒まだ経過していな
いときは一旦このルーチンを終了する。従って、時刻ｔ
₁ で実行条件が成立し、かつ、パージ流量が基準パージ
流量Ｙ以上となり、その状態がＸ秒未満の時刻ｔ₂ まで
継続すると、ステップ２０１〜２１２の処理が６５ms毎
に繰り返し実行されるため、洩れ判定タイマは図１１
（Ａ）に示す如く所定値ずつカウントアップしていき、
パージ側ＶＳＶ３８は同図（Ｂ）に示す如く開弁され、
燃料タンク３０のタンク内圧は同図（Ｄ）に示す如く負
圧方向に大となっていく。また洩れ判定中フラグは図１
１（Ｅ）に示す如く“１”、フラグＡは同図（Ｆ）に示
す如く“０”である。

【００５９】そして、負圧導入後Ｘ秒未満の時刻ｔ₂ で
図１１（Ｃ）に示す如くパージ流量が基準パージ流量Ｙ
未満に低下したとすると、図１０の故障診断処理ルーチ
ンはステップ２０４からステップ２１３に進み、負圧導
入ＶＳＶ（パージ側ＶＳＶ３８）が遮断され、その結
果、燃料タンク３０への負圧導入が中断され、その時点
の負圧がエバポ経路に密閉保持される。

【００６０】続いて、洩れ判定中フラグが“１”である
か否か判定され（ステップ２１４）、“０”のときはこ
のルーチンを終了するが、ここではステップ２０６によ
り洩れ判定中フラグは“１”にセットされているからス
テップ２１５に進んで、負圧導入中断時のタンク内圧を
前記圧力センサ４０の出力値から読み込み、それをＰ _E
に代入してＲＡＭ５２に一旦記憶した後、ステップ２１
６でフラグＡを“１”にセットし、かつ、洩れ判定中フ
ラグを“０”にクリアしてこのルーチンを抜ける。

【００６１】その後、パージ流量が図１１（Ｃ）に示す
如く時刻ｔ₃ で基準パージ流量Ｙ以上となるまで、ステ
ップ２０１〜２０４、２１３，２１４の処理が繰り返さ
れるため、洩れ判定タイマの歩進は中断される。そし
て、時刻ｔ₃ でパージ流量がＹ以上になると図１０の故
障診断処理ルーチンはステップ２０１〜２０４を経由し
てステップ２０５でパージ側ＶＳＶ３８を開弁して負圧
の導入を再開し、更にステップ２０６を経由してステッ
プ２０７に進み、フラグＡが“１”にセットされている
と判定する。これにより、ステップ２０８に進んで、そ
の時刻ｔ₃ でのタンク内圧を読み込んだ後、ステップ２
０９でその読み込んだタンク内圧が前記負圧導入中断時
のタンク内圧Ｐ_E 以上か否か判定する。

【００６２】負圧の導入再開時刻ｔ₃ よりタンク内圧は
負圧方向に上昇するが、負圧導入中断時間が極端に短い
場合を除いて通常は負圧導入再開時には、その時点のタ
ンク内圧はＰ_E 未満と判定され、この場合は一旦このル
ーチンを終了する。その後ステップ２０９でタンク内圧
が時刻ｔ₄ でＰ_E 以上と判定されると、フラグＡをクリ
アした後（ステップ２１０）、洩れ判定タイマを所定値
加算し（ステップ２１１）、その加算後の洩れ判定タイ
マの値がＸ秒以上の値を示しているか否か判定する（ス
テップ２１２）。従って、時刻ｔ₄ 以降図１１（Ａ）に
示す如く洩れ判定タイマの作動が再開され、また上記時
刻ｔ₃ 以降タンク内圧は図１１（Ｄ）に示す如く負圧導
入再開により負圧方向に上昇していく。

【００６３】以下、上記と同様の動作が繰り返され、ス
テップ２１２で洩れ判定タイマの値がＸ秒に相当する値
Ｃ₁ を示していると判定された時（このときの時刻をｔ
₅ とする）は、タンク内圧を圧力センサ４０の出力検出
値に基づき読み込み（ステップ２１７）、更にその読み
込んだタンク内圧が固定判定値β以上か否か判定する
（ステップ２１８）。図１１（Ｄ）に示すタンク内圧は
上記時刻ｔ₅ では固定判定値β以上であり、この場合は
エバポ経路に洩れがない正常であると判断してウォーニ
ングランプ４１を消灯し（ステップ２１９）、洩れ判定
故障フェイルコードをクリアする（ステップ２２０）。

【００６４】一方、ステップ２１８でタンク内圧が固定
判定値βより大気圧側の値であると判定されたときは、
エバポ経路に洩れがある異常であると判断してウォーニ
ングランプ４１を点灯して（ステップ２２１）、運転者
にエバポパージシステムの故障発生を通知し、更に洩れ
故障フェイルコードを例えばバックアップＲＡＭ５３に
記憶する（ステップ２２２）。この洩れ故障フェイルコ
ードはその後の修理の際にバックアップＲＡＭ５３から
読み出されて、エバポパージシステムの故障原因を知ら
せる。

【００６５】以上のようにしてエバポパージシステムの
故障の有無が判定されステップ２２０又は２２２の処理
が実行されると、続いて洩れ判定タイマをクリアし（ス
テップ２２３）、前記した実行フラグ“１”にセットし
て（ステップ２２４）故障診断処理を終了する。以後
は、このルーチンが起動されても図１０のステップ２０
１で実行フラグが“１”と判定されるので、以後再始動
されるまでこのルーチンが実行されることはない。

【００６６】このように、本実施例によれば、パージ流
量が基準パージ流量Ｙ以上でエバポ経路に吸気管負圧を
導入し、その導入途中でパージ流量が基準パージ流量未
満となったときはその時のタンク内圧を記憶してエバポ
経路の負圧を保持すると共に時間カウント（洩れ判定タ
イマの加算）を中断し、その後、パージ流量が基準パー
ジ流量以上になると吸気管負圧の導入を再開し、記憶タ
ンク内圧Ｐ_E にタンク内圧が復帰してから時間カウント
（洩れ判定タイマの加算）を行なうことを繰り返し、最
終的に所定時間Ｘ秒経過してからタンク内圧と判定値β
を比較するようにしたため、負圧導入途中でパージ流量
がＹ未満に低下したとしても、常に基準パージ流量Ｙ以
上のパージ流量の状態でＸ秒間負圧導入を継続したとき
と同様の条件にて判定が可能となり、誤診断を防止する
ことができる。

【００６７】また、本発明はタンク内圧切換弁３４の開
弁をせず、タンク内圧制御弁３４よりもキャニスタ３３
側の経路のみに負圧を導入して故障診断を終えてもよい
（燃料タンク３０まで負圧を導入しない）。この場合
は、タンク内圧切換弁３４に代えて３方向弁を設けると
共に、圧力センサ４０を３方向弁に接続する。

【００６８】この３方向弁はマイクロコンピュータ２１
により、圧力センサ４０とキャニスタ３３のベーパ導入
口３３ａとの間を連通するか、又は圧力センサ４０とベ
ーパ通路３２ｃとの間を連通するように切換え制御す
る。そして、ＶＳＶ３８を開弁し、かつ圧力センサ４０
とキャニスタ３３のベーパ導入口３３ａとが３方向弁を
介して連通しているときの圧力センサ４０の検出圧力値
が所定のしきい値より負圧側の値のときは正常と判定
し、そうでないときは異常と判定する。なお、この故障
診断時、キャニスタ３３の大気導入孔３３ｄを閉塞する
ための開閉弁も設けられる。圧力をエバポ経路内に保持
するためである。

【００６９】

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、エバポ経
路に吸気管負圧が導入されている途中でパージ流量が変
化しても、負圧導入開始時の状況を基に設定した条件で
エバポ経路の洩れ判定ができるため、誤診断を防止する
ことができる等の特長を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理構成図である。

【図２】本発明の第１実施例のシステム構成図である。

【図３】図２中のマイクロコンピュータのハードウェア
の一例の構成図である。

【図４】本発明の第２実施例のシステム構成図である。

【図５】パージ側ＶＳＶがデューティ制御のときの吸気
管負圧及びデューティ比とパージ流量との関係を示す図
である。

【図６】パージ側ＶＳＶがオン／オフ制御のときの吸気
管負圧とパージ流量との関係を示す図である。

【図７】パージ側ＶＳＶのデューティ比とパージ流量と
の関係を示す図である。

【図８】なまし処理によるパージ流量算出ルーチンの一
実施例を示すフローチャートである。

【図９】パージ流量と燃料タンク内圧力の変化を示す図
である。

【図１０】本発明の要部の故障診断処理ルーチンの一実
施例を示すフローチャートである。

【図１１】図１０の故障診断処理ルーチンの作動を説明
するタイムチャートである。

【符号の説明】

１０ 内燃機関 １１，３０ 燃料タンク １２，３２ａ〜３２ｄ ベーパ通路 １３，３３ キャニスタ １４，３７，３９ パージ通路 １５ エバポ経路 １６ パージ流量検出手段 １７ 圧力導入手段 １８ 負圧導入中断手段 １９ 圧力検出手段 ２０ 判定手段 ２１ マイクロコンピュータ ３１ 燃料タンク内圧制御弁 ３４ タンク内圧切換弁 ３５，６３ 絞り（オリフィス） ３８ パージ側ＶＳＶ（バキューム・スイッチング・バ
ルブ） ４１ ウォーニングランプ ４５，６５ バイパス通路 ４６ アイドル・スピード・コントロール・バルブ（Ｉ
ＳＣＶ） ４７ 燃料噴射弁

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料タンクからの蒸発燃料をベーパ通路
   を通してキャニスタ内の吸着剤に吸着させ、所定運転時
   に該キャニスタ内の吸着燃料をパージ通路を通して内燃
   機関の吸気通路へパージするエバポパージシステムの故
   障を診断する装置において、 前記パージ通路のパージ流量を実質的に検出するパージ
   流量検出手段と、 前記パージ流量検出手段により検出されるパージ流量が
   所定値以上のときに、前記吸気通路の負圧をエバポ経路
   へ導入する圧力導入手段と、前記エバポ経路への負圧導入が開始された後の経過時間
   を計数する判定カウンタと、 前記パージ流量検出手段により検出されるパージ流量が
   前記所定値未満となった際に前記判定カウンタの計数処
   理を中断させる計数中断手段と、 前記判定カウンタの計数処理が中断された後、前記パー
   ジ流量検出手段により検出されるパージ流量が前記所定
   値以上に復帰した後に前記判定カウンタの計数処理を再
   開させる計数再開手段と、 前記判定カウンタにより所定時間が計数された時点で前
   記エバポ経路内に生じていた圧力に基づいて エバポパー
   ジシステムの故障の有無を判定する判定手段と、 を有することを特徴とするエバポパージシステムの故障
   診断装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のエバポパージシステムの
   故障診断装置において、 前記計数再開手段が、前記判定カウンタの計数処理が中
   断された後、前記パージ流量検出手段により検出される
   パージ流量が前記所定値以上であり、かつ、前記エバポ
   経路内の圧力が前記判定カウンタの計数処理が中断され
   た時点の圧力と一致する状態が形成された際に前記判定
   カウンタの計数処理を再開させることを特徴とするエバ
   ポパージシステムの故障診断装置。