JP2751763B2 - 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３−３２３３６４号
によりキャニスタのベーパ導入孔とパージ通路との間に
バイパス通路を設け、そのバイパス通路に設けた制御弁
を故障診断時開弁することにより、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経路に設けら
れた圧力センサにより負圧を検出し、所定負圧に満たな
い場合故障と判断する装置を提案している。

【０００４】

【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
では、故障診断時に燃料タンクに導入される負圧のレベ
ルが燃料タンク内のベーパの発生量と、キャニスタ開放
端側の通気及び通路抵抗とパージ流量で決まるため、燃
料タンク内のベーパの発生量が少ないときは、キャニス
タ開放端側の抵抗を略一定とすると、パージ流量によっ
て燃料タンク内の負圧レベルが変わる。

【０００５】パージ流量は内燃機関の運転条件（吸気管
負圧，吸入空気量）やパージ用制御弁の開度（デューテ
ィ比）によって変化する。このため、上記の本出願人の
提案装置によれば、パージ用制御弁の開弁時の所定時間
の燃料タンクの負圧の変化から故障判断をする際に、パ
ージ流量が上記の機関運転条件やパージ用制御弁の開度
によって変化すると、燃料タンクにかかる負圧レベルが
変化し、上記所定時間後の負圧値がばらつき、誤検出し
てしまう。

【０００６】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、パージ流量をパラメータとして判定値又は負圧導入
時間を設定することにより、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
る請求項１記載の発明の原理構成図を示す。同図に示す
ように、本発明は燃料タンク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内の吸着剤を吸着さ
せ、所定運転時にキャニスタ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、パージ流量検出手段１６と、圧力導入手段１７
と、前記圧力を導入されたエバポ経路１５内の圧力を検
出する圧力検出手段１８と、判定手段１９と判定値可変
手段２０を有する構成としたものである。

【０００８】ここで、パージ流量検出手段１６はパージ
通路１４のパージ流量を実質的に検出する。圧力導入手
段１７は、吸気通路１０ａの負圧を診断対象となるエバ
ポ経路１５へ導入する。また、圧力検出手段１８はエバ
ポ経路１５内の圧力を検出する。

【０００９】また、判定手段１９は圧力導入手段１７に
よりエバポ経路１５に負圧を導入したときに、圧力検出
手段１８により検出された圧力値に基づき、エバポ経路
１５内の圧力の変化の度合いを測定し、その測定値と判
定値との比較結果からエバポパージシステムの故障の有
無を判定する。また、判定値可変手段２０はパージ流量
検出手段１６により検出されたパージ流量に応じて判定
手段１９の判定値を可変する。

【００１０】また、請求項２記載の発明では判定値可変
手段２０に代えて負圧導入時間可変手段を設け、この負
圧導入時間可変手段によりパージ流量検出手段１６によ
り検出されたパージ流量に応じて、エバポ経路１５に圧
力導入手段１７により導入される負圧の導入時間を可変
する。

【００１１】更に、請求項３記載の発明では、判定値可
変手段２０に代えて制御手段を設け、この制御手段によ
り上記パージ流量が所定値以下の状態を検出したとき
に、判定手段１９による判定を禁止する。

【００１２】

【作用】請求項１及び２記載の発明では、上記パージ流
量検出手段１６により検出されたパージ流量に応じて判
定手段１９の判定値又は圧力導入手段１７の圧力導入時
間を可変するようにしたため、パージ流量に左右される
ことなく略同一条件下での判定ができる。

【００１３】また、請求項３記載の発明では、制御手段
により判定手段１９で設定された判定値で判定が可能な
状況でのみ判定手段１９による判定を実行させることが
できる。

【００１４】

【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。

【００１５】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が下動してベ
ーパ通路３２ａと３２ｃ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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】キャニスタ３３の大気導入孔３３ｄは、大
気通路３５を介してキャニスタ大気孔バキューム・スイ
ッチング・バルブ（ＶＳＶ）３６に連通されている。キ
ャニスタ大気孔ＶＳＶ３６はマイクロコンピュータ２１
の制御信号に基づき、大気導入孔３６ａと大気通路３５
との間を導通又は遮断する制御弁である。

【００１９】また、キャニスタ３３のパージポート３３
ｂ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２
１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。

【００２０】圧力センサ４０はベーパ通路３２ｄ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
けられており、前記圧力検出手段１８を構成している。
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。

【００２１】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
フローメータ２３の下流側とサージタンク２６とを連通
するバイパス路４５が設けられている。

【００２２】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。

【００２３】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、判定手段１９
及び判定値可変手段２０を前記ＶＳＶ３４，３６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）５
２，エンジン停止後もデータを保持するバックアップＲ
ＡＭ５３，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。

【００２４】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。

【００２５】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，キャニスタ大気孔
ＶＳＶ３６，パージ側ＶＳＶ３８、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。

【００２６】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。

【００２７】続いて、キャニスタ大気孔ＶＳＶ３６が開
放される。なお、タンク内圧切換弁３４は常時遮断状態
とされている。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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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
より大気導入口３６ａからキャニスタ大気孔ＶＳＶ３
６，大気通路３５及び大気導入孔３３ｄを通して大気が
キャニスタ３３内に送り込まれる。

【００３１】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。

【００３２】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、
第１実施例のキャニスタ大気孔ＶＳＶ３６を削除し、か
つ、ベーパ通路３２ｃに絞り（オリフィス）６１を設け
た点に特徴を有する。

【００３３】図４に示す第２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の通気
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。

【００３４】図５は本発明の第３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５に示す第３実施例は、
前記第１実施例のキャニスタ大気孔ＶＳＶ３６を削除
し、かつ、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。

【００３５】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及び第２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３
３ｃに吸着される。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】図６は本発明の第４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。本実施例は図２の第１実施
例のキャニスタ大気孔ＶＳＶ３６とタンク内圧切換弁３
４とを夫々削除し、かつ、燃料タンク内圧制御弁３１の
上流側と下流側とを連通するバイパス通路６７を設ける
と共に、バイパス通路６７の途中に絞り（オリフィス）
６９を設けたものである。

【００３９】本実施例は基本的には図４の第２実施例と
同様の構成であるが、パージ側ＶＳＶ３８が開弁される
都度、サージタンク２６の負圧がパージ通路３９、パー
ジ側ＶＳＶ３８、パージ通路３７、キャニスタ３３、バ
イパス通路６７、絞り６９及びベーパ通路３２ｄを介し
て燃料タンク３０に導入される。

【００４０】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。

【００４１】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７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７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。

【００４２】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８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。

【００４３】そこで、上記の図７又は図８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
９（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。

【００４４】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１０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９（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。

【００４５】図１０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ＶＳＶ３
８の駆動パルスのデューティ比（以下単に「パージＶＳ
Ｖデューティ比」という）Ｄ_R を読み込み（ステップ１
０１）、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
１０３）。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】

【数１】

【００４９】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。

【００５０】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）。

【００５１】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（ＮＥＷ）を算出
する。

【００５２】

【数２】

【００５３】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。

【００５４】ステップ１１３ではＣＰＵ５０が予めＲＯ
Ｍ５１に格納されている前記図７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。

【００５５】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１１に示す如
くになる。

【００５６】図１１はキャニスタ３３の大気導入孔３３
ｄ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燃料タンク内圧力の変化
を示す。この場合、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
のかけ始めから時間の経過と共に負圧が負圧側に高くな
り、キャニスタ３３の通路抵抗分の負圧で安定する。

【００５７】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変化すると燃料タンク３０に
かかる負圧レベルも変化し、図１１に示すようにパージ
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。

【００５８】一方、パージ流量は一定とし、エバポ経路
に洩れを生じさせる小孔の径（リーク径）を変化させた
ときの燃料タンク内圧力は図１２に示す如き時間変化を
する。同図からわかるように、エバポ経路に洩れが無い
ときは、III で示す如く燃料タンク３０にかかる負圧レ
ベルの最大値は大きな値（負圧）が得られる。

【００５９】これに対し、リーク径が存在するとリーク
径が無いときに比し、燃料タンク３０にかかる負圧レベ
ルの最大値は小となり、またリーク径が大になるほど図
１２にＩＶ₁ ，ＩＶ₂ ，ＩＶ₃ で示す如く燃料タンク内
圧が小となり、あるリーク径以上になるとＩＶ₄ で示す
如く燃料タンク内圧が大気圧のままで変化しない。

【００６０】従って、一定のパージ流量が得られるなら
ば、エバポ経路に洩れが無いときの負圧レベルより、若
干大気圧側の値を判定値とすることにより、一定値以上
のリーク径が存在するか否かがわかる。しかし、図１１
に示したように、エバポ経路に洩れが無くても、パージ
流量によって燃料タンク３０にかかる負圧レベルの最大
値が変化するため、単純に一定の判定値と燃料タンク内
圧力とを大小比較して故障の有無を判定するようにする
と、パージ流量が小さくて判定値より負圧レベルが小
（大気圧側の値）であるのか、リーク径によって判定値
よりも負圧レベルが小であるかの区別ができず、誤検出
してしまう。

【００６１】そこで、図１３に示す故障診断処理ルーチ
ンの第１実施例では、パージ流量に応じて判定値を図１
１（ａ），（ｂ），（ｃ）で示す如くに可変し、また後
述の図１５に示す故障診断処理ルーチンの第２実施例で
は、パージ流量に応じて負圧導入時間を図１１に
（ｄ），（ｅ），（ｆ）に示す如く可変することによ
り、正確な故障診断を行なうものである。

【００６２】次に前記した圧力導入手段１７、圧力検出
手段１８、判定手段１９及び判定値可変手段２０（又は
請求項２記載の負圧導入時間可変手段又は請求項３記載
の制御手段）を実現する故障診断処理について詳細に説
明する。なお、故障診断処理は図２，図４，図５及び図
６に示したシステム構成毎に異なる。図２に示した第１
実施例のシステムでは故障診断時にエバポ経路に負圧を
導入後、エバポ経路内の負圧を所定時間密閉した後、そ
の密閉状態のエバポ経路の圧力変化度合いを測定する。
一方、図４及び図５に示した各実施例のシステムでは故
障診断時にタンク内圧切換弁３４及びパージ側ＶＳＶ３
８を所定期間開弁し、その一定期間エバポ経路に導入さ
れる負圧の変化度合いを圧力センサ４０で測定し、その
測定結果が所定値以上変化するとき正常と判断する。図
６に示した第４実施例のシステムはパージ側ＶＳＶ３８
を所定期間開弁し、上記と同様にしてエバポ経路の洩れ
の有無を判定する。

【００６３】上記の故障診断処理の詳細について図４乃
至図６のシステムに適用した場合について代表して説明
する。図１３は故障診断処理ルーチンの第１実施例のフ
ローチャートを示す。この故障診断処理ルーチンはマイ
クロコンピュータ２１により例えば６５msに１回の割合
で起動されると、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２１６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か“１”でないと判断して
ステップ２０２へ進む。

【００６４】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１０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。

【００６５】続いて、タンク内圧切換弁３４及びパージ
側ＶＳＶ３８を夫々開弁して燃料タンク３０に吸気管負
圧を導入する（ステップ２０４）。そして、洩れ判定タ
イマを所定値加算し（ステップ２０５）、洩れ判定タイ
マの値がＸ秒に相当する値かどうか判定し（ステップ２
０６）、Ｘ秒に相当する値となっていないときは一旦こ
のルーチンを終了し、Ｘ秒に相当する値に到達している
ときはステップ２０７に進む。

【００６６】ステップ２０７では燃料タンク３０に吸気
管負圧を導入してからＸ秒間経過するまでに６５ms毎に
ステップ２０３で算出された各パージ流量の平均パージ
流量を計算し、続いてステップ２０８で予めＲＯＭ５１
に格納されていた図１４示すマップを平均パージ流量で
参照して判定値βを算出する。この図１４に示すマップ
は平均パージ流量が大なるほど、判定値βが大となる２
次元マップである。これは、図１１に示したように、燃
料タンク３０にかかる負圧の最大レベルはパージ流量に
よって変化するため、最適な判定値も変化するからであ
る。

【００６７】再び図１３に戻って説明するに、続いて圧
力センサ４０の出力検出信号から実質的な燃料タンク内
圧を読み込んだ後（ステップ２０９）、その燃料タンク
内圧がステップ２０８で算出した判定値β以上であるか
否か判定する（ステップ２１０）。測定した燃料タンク
内圧が判定値β以上（負圧側の値）のときには、エバポ
経路に洩れがなく正常であると判定して、ウォーニング
ランプ４１を消灯し（ステップ２１１）、洩れ故障フェ
イルコードをクリアする（ステップ２１２）。一方、ス
テップ２１０で測定燃料タンク内圧が判定値β未満（大
気圧側の値）と判定されたときは、エバポ経路に洩れが
あり、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２１３）、運転者にエバポパージ
システムの故障発生を通知した後、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２１４）。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。

【００６８】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２１２又は２１４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２１５）、前記した実行フラグを“１”にセット
して（ステップ２１６）、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１３のステップ２
０１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。

【００６９】次に故障診断処理ルーチンの第２実施例に
ついて図１５及び図１６と共に説明する。図１５に示す
故障診断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回の割合で起動されると、ステップ３
０１〜３０３で図１３のステップ２０１〜２０３と同一
処理（実行フラグのセット判定、実行条件成立判定及び
パージ流量の算出）が行なわれた後、ステップ３０４で
タイマフラグが“１”であるか否か判定され、“０”の
ときはステップ３０５に進み、“１”のときはステップ
３０９に進む。

【００７０】このタイマフラグはイニシャルルーチンに
よってクリアされるため、ステップ３０４が最初に実行
されたときは必ずステップ３０５に進み故障検出が始ま
る。ステップ３０５では予めＲＯＭ５１に格納されてい
た図１６に示すマップをステップ３０３で算出したパー
ジ流量で参照して判定時間Ｔを算出する。この図１６に
示すマップはパージ流量が大なるほど、判定時間Ｔが小
になる２次元マップである。これは、図１１に示したよ
うに、予め設定した燃料タンク内圧力に達するまでの負
圧導入時間はパージ流量が小なるほど長くかかるためで
ある。

【００７１】再び図１５に戻って説明するに、ステップ
３０５で判定時間Ｔを算出すると、続けてステップ３０
６に進んでタンク内圧切換弁３４及びパージ側ＶＳＶ３
８を夫々開弁して吸気管負圧を燃料タンク３０までのエ
バポ経路に導入開始し、ステップ３０７で洩れ判定タイ
マに上記の判定時間Ｔをセットし、ステップ３０８でタ
イマフラグを“１”にセットした後、一旦このルーチン
を終了する。

【００７２】６５ms後に再びこの故障診断処理ルーチン
が起動されると、ステップ３０１〜３０３を経由してス
テップ３０４に進み、今度はタイマフラグが“１”と判
定される。すると、ステップ３０９に進み燃料タンク３
０への吸気管負圧の導入を継続し、ステップ３１０で洩
れ判定タイマを所定値減算し、ステップ３１１で洩れ判
定タイマが“０”であるか否か判定する。

【００７３】こうして、吸気管負圧のエバポ経路への導
入が上記判定時間Ｔ継続すると、ステップ３１１で洩れ
判定タイマの値が“０”と判定されるため、ステップ３
１２へ進み、その時点の燃料タンク内圧力を圧力センサ
４０の出力検出信号に基づき読み込んだ後、ステップ３
１２でこの読み込んだ燃料タンク内圧力が所定の固定判
定値γ以上（負圧側の値）であるか否か判定する。

【００７４】燃料タンク内圧力が固定判定値γ以上のと
きは正常と判定し、ウォーニングランプ４１の消灯及び
洩れ故障フェイルコードをクリアし（ステップ３１４，
３１５）、固定判定値γ未満のときは異常と判断し、ウ
ォーニングランプ４１の点灯及び洩れ故障フェイルコー
ドのバックアップＲＡＭ５３への記憶を行ない（ステッ
プ３１６，３１７）、その後タイマフラグをクリアし
（ステップ３１８）、実行フラグを“１”にセットして
（ステップ３１９）、このルーチンを終了する。本実施
例及び第１実施例ではパージ流量に応じて負圧導入時間
又は判定値を可変するようにしているため、パージ流量
に応じて図１１に示す如く燃料タンクにかかる負圧レベ
ルの最大値が変化しても最適な燃料タンク内圧力と判定
値との関係で判定ができるため誤診断を防止することが
できる。

【００７５】次に故障診断処理ルーチンの第３実施例に
ついて図１７と共に説明する。図１７中、図１３と同一
処理ステップには同一符号を付し、その説明を省略す
る。図１７の故障診断処理ルーチンにおいて、ステップ
２０３でなまし処理によるパージ流量の算出が終了する
と、そのパージ流量が所定の固定判定値γで判定が可能
な所定値Ｙ以上の値であるかどうか判定される（ステッ
プ４０１）。

【００７６】算出パージ流量が所定値Ｙ未満のときは信
頼性のある故障診断ができないと判断して、洩れ判定タ
イマをクリアし（ステップ４０２）、タンク内圧切換弁
（ＶＳＶ）３４を閉弁して（ステップ４０３）、このル
ーチンを一旦終了する。他方、ステップ４０１で算出し
たパージ流量が所定値Ｙ以上と判定されたときは、洩れ
故障診断を開始するためまず洩れ判定タイマが“０”で
あるか否か判定する（ステップ４０４）。

【００７７】洩れ判定タイマはイニシャルルーチンによ
ってクリアされているから、このステップ４０４が最初
に実行されたときは必ずステップ４０５に進んで燃料タ
ンク内圧力が所定値Ｐ₀ （これは大気圧又は所定の正圧
である）以上であるか否か判定され、燃料タンク内圧力
が所定値Ｐ₀ 未満のときは洩れ故障診断は行なわず、こ
のルーチンを一旦終了し、他方燃料タンク内圧力が所定
値Ｐ₀ 以上と判定されたときはステップ２０４に進んで
タンク内圧切換弁３４及びパージ側ＶＳＶ３８を夫々開
弁して燃料タンク３０まで吸気管負圧を導入する。

【００７８】これは図１１及び図１２にも示したよう
に、燃料タンク３０に吸気管負圧を導入する前の初期状
態では燃料タンク３０の圧力は大気圧付近の値であり負
圧がかかっていないはずであり、この状態から本実施例
では負圧導入後所定時間Ｘ秒経過したときに最適な判定
値γを燃料タンク内圧力と比較するようにしているが
（後述のステップ４０８，３１３）、負圧導入後所定時
間Ｘ秒経過する前に一度でもパージ流量がＹ未満となる
と洩れ判定タイマがクリアされるので（ステップ４０
１，４０２）、この場合はその後にパージ流量がＹ以上
に復帰したときは燃料タンク３０内に負圧がある程度残
っている状態から負圧がＸ秒間導入されることとなり、
判定値γが最適な値でなくなってしまうからである。

【００７９】そこで、ステップ４０５で最初に燃料タン
ク３０内に負圧が存在しないことを確認してからステッ
プ２０４以降の故障診断処理を実行するのである。従っ
て、負圧導入後Ｘ秒経過前にパージ流量がＹ未満に下が
ったときは、燃料タンク内圧力が元に戻るまで待ち、そ
の後に最初からやり直すこととなる。

【００８０】ステップ２０４で吸気管負圧を燃料タンク
３０にまで導入開始すると、続いて洩れ判定タイマを所
定値加算し（ステップ２０５）、洩れ判定タイマの値か
ら負圧導入後所定時間Ｘ秒経過したか否か判定し（ステ
ップ４０６）、Ｘ秒経過してから圧力センサ４０の出力
検出信号に基づき実質的な燃料タンク内圧力を読み込ん
だ後（ステップ４０７）、固定判定値γと大小比較して
エバポ経路の洩れの有無を判定する（ステップ４０
８）。

【００８１】その後、洩れ判定タイマをクリアした後
（ステップ２１５）、タンク内圧切換弁３４を閉弁する
（ステップ４０９）。なお、図１３及び図１５に示した
各ルーチンでも実行フラグのセットと共に、タンク内圧
切換弁３４を閉弁してもよい。本実施例によれば、固定
判定値γで正確な洩れ判定が可能なパージ流量及び負圧
導入時間でのみ洩れ判定を行なうようにしているため、
誤診断を防止することができる。

【００８２】また、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
路までに負圧を導入して故障診断を終えてもよい（この
場合は燃料タンク３０まで負圧は導入されない）。この
場合は図１８のシステム構成図に示すように、タンク内
圧切換弁３４に代えて３方向弁７１を設けると共に、圧
力センサ４０を３方向弁７１に接続する。

【００８３】３方向弁７１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され
る。そして、ＶＳＶ３８を開弁し、かつ、圧力センサ４
０とキャニスタ３３のベーパ導入口３３ａとが３方向弁
７１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。

【００８４】

【発明の効果】上述の如く、請求項１記載の発明によれ
ば、パージ流量に応じて判定値を最適な値に設定するよ
うにしたため誤診断を防止することができ、また請求項
２記載の発明によれば、パージ流量に応じて燃料タンク
にかかる負圧の最大レベルを予測して最適な負圧導入時
間を設定するようにしたため、誤診断を防止することが
できる。更に請求項３記載の発明によれば、設定された
判定値で最適な洩れ判定が可能なパージ流量及び負圧導
入時間の条件下でのみ洩れ判定を実行するようにしたた
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】請求項１記載の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】本発明の第３実施例のシステム構成図である。

【図６】本発明の第４実施例のシステム構成図である。

【図７】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８】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９】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１０】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１１】パージ流量を変化させたときの燃料タンク内
圧力の変化を示す図である。

【図１２】リーク径を変化させたときの燃料タンク内圧
力の変化を示す図である。

【図１３】本発明の要部の故障診断処理ルーチンの第１
実施例を示すフローチャートである。

【図１４】図１３のルーチン中で用いるマップの一例を
示す図である。

【図１５】本発明の要部の故障診断処理ルーチンの第２
実施例を示すフローチャートである。

【図１６】図１５のルーチン中で用いるマップの一例を
示す図である。

【図１７】本発明の要部の故障診断処理ルーチンの第３
実施例を示すフローチャートである。

【図１８】本発明の他の実施例のシステム構成図であ
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 圧力検出手段 １９ 判定手段 ２０ 判定値可変手段 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 ３６ キャニスタ大気孔ＶＳＶ（バキューム・スイッチ
ング・バルブ） 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 ４５，６５，６７ 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 ６１，６３，６９ 絞り（オリフィス） ７１ ３方向弁

Claims (3)

(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、 前記吸気通路の負圧を診断対象であるエバポ経路へ導入
   する圧力導入手段と、 前記エバポ経路内の圧力を検出する圧力検出手段と、 前記圧力検出手段により検出された圧力値に基づき、前
   記エバポ経路内の圧力の変化の度合いを測定し、その測
   定値と判定値との比較結果から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、 前記パージ流量検出手段により検出された、パージ流量
   に応じて前記判定手段の判定値を可変する判定値可変手
   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】 前記圧力導入手段により前記エバポ経路
   に導入される前記負圧の導入時間を、前記パージ流量検
   出手段により検出されたパージ流量に応じて可変する負
   圧導入時間可変手段を、前記判定値可変手段に代えて設
   けたことを特徴とする請求項１記載のエバポパージシス
   テムの故障診断装置。
3. 【請求項３】 前記パージ流量検出手段により検出され
   たパージ流量が所定値以下の状態を検出したときに、前
   記判定手段による判定を禁止する制御手段を、前記判定
   値可変手段に代えて設けたことを特徴とする請求項１記
   載のエバポパージシステムの故障診断装置。