JP3336891B2

JP3336891B2 - 車両用燃料タンクの故障診断装置

Info

Publication number: JP3336891B2
Application number: JP34733696A
Authority: JP
Inventors: 徹木所; 隆晟伊藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-12-26
Filing date: 1996-12-26
Publication date: 2002-10-21
Anticipated expiration: 2016-12-26
Also published as: JPH10184464A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車両用燃料タンクの
故障診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、燃料タンク内で発生した蒸発
燃料が大気中に放出されるのを阻止するために、燃料タ
ンクの上部空間内の蒸発燃料をチャコールキャニスタに
導いてチャコールキャニスタ内の活性炭に吸着させるよ
うにした内燃機関が知られている。この場合、チャコー
ルキャニスタに導かれる蒸発燃料量が多いとチャコール
キャニスタの容量を大きくしなければならず、したがっ
てチャコールキャニスタを小型化するためには燃料タン
ク内で発生する蒸発燃料量をできるだけ少なくする必要
がある。

【０００３】燃料タンク内で発生する蒸発燃料量を低減
するためには燃料タンクの上部空間の容積を低減すれば
よい。そこで、燃料タンクの上部空間内に燃料タンク内
の燃料量に応じて膨張収縮可能な燃料不透過性材料から
なるエアバッグを配置した車両用燃料タンクも知られて
いる。ところで、この燃料タンクにおいてエアバッグの
内部空間により画定される空気層は給油時に大気に連通
されており、したがって給油時に燃料タンク内の燃料量
が増大するのに伴い空気層内の空気が大気中に排出され
るようになっている。ところが、エアバッグが例えば劣
化してエアバッグに孔が開くと空気層内に蒸発燃料が含
まれるようになり、この場合給油が行われると空気層中
の蒸発燃料が大気中に放出されることになる。

【０００４】そこで、給油時に空気層から排出される空
気をチャコールキャニスタに導くようにした車両用燃料
タンクが公知である（特開平７−１３２７３８号公報参
照）。その結果、エアバッグに孔が開いたとしても蒸発
燃料が大気中に放出されるのが阻止される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにエアバッグに孔が開いてしまうとすなわち燃料室と
空気室とが互いに連通するともはや蒸発燃料の発生を抑
制することができない。したがって、このような燃料室
と空気室間の連通を検出する必要がある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に１番目の発明によれば、燃料タンクの内部空間を燃料
室と空気室とに密封的に分離する変形可能な分離膜を具
備し、燃料室に燃料注入管を接続して燃料注入管を介し
燃料室内に燃料を注入し、分離膜が燃料室内の燃料量に
応じて変形するようにした車両用燃料タンクにおいて、
空気室内の燃料を検出する燃料検出手段と、検出手段が
空気室内の燃料を検出したときに燃料室が空気室と連通
していると判断する判断手段とを具備している。すなわ
ち１番目の発明では、空気室内の燃料を検出することに
より燃料室と空気室間の連通が検出される。

【０００７】また、上記課題を解決するために２番目の
発明によれば１番目の発明において、上記検出手段が上
記空気室内に配置された燃料センサを具備している。す
なわち２番目の発明では、空気室内において空気室内の
燃料の有無が検出される。また、上記課題を解決するた
めに３番目の発明によれば１番目の発明において、給油
時において空気室に連通して空気室内の空気を燃料タン
クの外部に排出させる空気排出通路を具備し、上記検出
手段が空気排出通路内を流通した蒸発燃料を検出する蒸
発燃料検出手段を具備している。すなわち３番目の発明
では、空気室外部において空気室内の燃料の有無が検出
される。

【０００８】また、上記課題を解決するために４番目の
発明によれば３番目の発明において、上記空気排出通路
が蒸発燃料を一時的に蓄えるための貯蓄手段を介して車
両の内燃機関の吸気通路内に接続されており、機関運転
時に貯蓄手段内に蓄えられている蒸発燃料を吸気通路内
にパージすると共に給油時にパージ作用を停止するパー
ジ手段を具備し、上記蒸発燃料検出手段が機関排気通路
内に配置された空燃比センサと、パージ作用が行われた
ときに空燃比センサの出力に基づいて吸入空気中の蒸発
燃料濃度を算出する蒸発燃料濃度算出手段と、吸入空気
中の蒸発燃料濃度を給油の前後において比較することに
より空気排出通路内を流通した蒸発燃料を検出する比較
検出手段とを具備している。空気室内の空気に含まれる
蒸発燃料は給油時において空気室から排出されて貯蓄手
段に蓄えられる。次いで、機関運転が行われてパージ作
用が行われたときの吸入空気中の蒸発燃料濃度は給油前
と比べて、給油時に貯蓄手段に蓄えられた蒸発燃料量に
相当する分だけ増大する。すなわち、給油後に吸入空気
中の蒸発燃料濃度が増大したときには空気排出通路内を
蒸発燃料が流通したと判断することができる。そこで４
番目の発明では、吸入空気中の蒸発燃料濃度を給油の前
後において比較することにより空気排出通路内を流通し
た蒸発燃料を検出し、それによって燃料室と空気室間の
連通を検出するようにしている。

【０００９】上記課題を解決するために５番目の発明に
よれば、燃料タンクの内部空間を燃料室と空気室とに密
封的に分離する変形可能な分離膜を具備し、燃料室に燃
料注入管を接続して燃料注入管を介し燃料室内に燃料を
注入し、分離膜が燃料室内の燃料量に応じて変形するよ
うにした車両用燃料タンクにおいて、燃料室と空気室と
のうち少なくとも一方を一時的に密封する密封手段と、
密封されている燃料室内または空気室内の圧力変化を検
出する圧力変化検出手段と、圧力変化検出手段が圧力変
化を検出したときに燃料室が空気室と連通していると判
断する判断手段とを具備している。燃料室と空気室間の
連通が阻止されている限り密封されている室内の圧力は
ほとんど変化しない。しかしながら、燃料室と空気室間
が連通していると密封されている室内の圧力は他方の室
内の圧力に近づくよう変化する。そこで５番目の発明で
は、密封されている燃料室内または空気室内の圧力変化
を検出して圧力変化を検出したときに燃料室が空気室と
連通していると判断するようにしている。

【００１０】上記課題を解決するために６番目の発明に
よれば、上記密封手段が上記燃料室および上記空気室の
両方を、互いに異なる内圧でもって一時的に密封するよ
うにしている。すなわち６番目の発明では、燃料室およ
び空気室の両方が密封されるので圧力変化を検出すべき
ときにこれら燃料室および空気室の内圧の変動が抑制さ
れ、したがって故障診断が正確に行われる。

【００１１】また、上記課題を解決するために７番目の
発明によれば１番目または５番目の発明において、上記
判断手段が、上記燃料室が上記空気室と連通していると
判断したときにこの判断結果を車両運転者に知らせる警
報手段を具備している。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１を参照すると、車両用燃料タ
ンク１は例えば金属または合成樹脂材料からなる上側部
分２と下側部分３とを具備する。これら上側部分２およ
び下側部分３はそれぞれのフランジ部において互いに密
封的に連結される。上側部分２および下側部分３により
画定される内部空間４内には例えばポリエチレン、ナイ
ロンのように可撓性および燃料不透過性を備えた材料か
らなる分離膜５が配置される。この分離膜５は内部空間
４を上方の空気室６と下方の燃料室７とに分離する。

【００１３】分離膜５はその周縁部が固定部８において
燃料タンク１の内壁面に密封的に固定される。すなわ
ち、本実施態様では分離膜５の周縁部は全周にわたっ
て、上側部分２および下側部分３のフランジ部間に把持
されつつ固定されている。また、分離膜５にはほぼ同心
状に配置された複数の環状の折り目５ｂが形成される。
分離膜５はこれら折り目５ｂに沿って変形可能になって
おり、その結果後述するように分離膜５の中央部が燃料
室７内の燃料液面に密着して燃料液面と共に上下動可能
となっている。なお、本実施態様において折り目５ｂは
ほぼ等間隔で形成されている。

【００１４】図１に示されるように、空気室６は空気室
内圧制御弁９およびエアクリーナ１０を介して大気に連
通される。空気室内圧制御弁９は互いに並列配置された
正圧リリーフ弁１１および負圧リリーフ弁１２を具備す
る。正圧リリーフ弁１１は空気室６内の圧力が予め定め
られた正圧を越えて上昇したときに開弁し、一方負圧リ
リーフ弁１２は空気室６内の圧力が予め定められた負圧
を越えて低下したときに開弁する。したがって、空気室
６内の圧力は正圧リリーフ弁１１の開弁圧と負圧リリー
フ弁１２の開弁圧との間に維持されることになる。

【００１５】一方、燃料室７には燃料注入管１３が接続
される。燃料注入管１３の上端開口部には燃料キャップ
１４が着脱自在に取り付けられ、この上端開口部に隣接
する燃料注入管１３内には燃料キャップ１４の挿着時に
燃料キャップ１４の外周面と接触するシール部材１５
と、給油時に燃料注入管１３内に挿入される給油ノズル
の外周面と接触するシール部材１６と、通常ばね力によ
って燃料注入管１３を遮断している蒸発燃料遮断弁１７
とが配置される。

【００１６】燃料室７にはさらに、上側部分２のフラン
ジ部よりも外側に突出する下側部分３により画定される
燃料ポンプ室１８が接続される。この燃料ポンプ室１８
内には燃料ポンプ１９と、燃圧レギュレータ２０と、燃
料フィルタ２１とが配置されており、燃料ポンプ１９か
ら吐出された燃料は燃圧レギュレータ２０により調圧さ
れた後に燃料供給管２２を介して燃料噴射弁４４に供給
される。このように燃料室７に連通する燃料ポンプ室１
８内に燃圧レギュレータ２０を配置すると、燃料供給管
２２からの燃料を各燃料噴射弁４４に分配するための燃
料分配管から燃料タンク１まで延びる燃料戻し通路を設
ける必要がなくなり、しかもシリンダヘッド付近で加熱
されて蒸発燃料を含む燃料が燃料タンク１内に戻ること
がなくなるので燃料タンク１内における蒸発燃料の発生
が抑制される。また、燃料タンク１内に燃料ポンプ１９
を配置することにより燃料ポンプ１９の騒音を低減する
ことができる。

【００１７】さらに図１を参照すると、燃料注入管１３
の下端開口部よりも上方でありかつ固定部８の直下方の
燃料室７内に開口する循環管２３が燃料注入管１３の上
側部分に開口せしめられる。また、燃料ポンプ室１８の
上方空間１８ａは蒸発燃料管２４を介して循環管２３の
上端開口部よりも上方の燃料注入管１３に接続され、こ
の蒸発燃料管２４の上端開口部周りの燃料注入管１３は
蒸発燃料排出管２５を介してチャコールキャニスタ２６
に接続される。蒸発燃料排出管２５内には、燃料室７内
の燃料が蒸発燃料排出管２５を介して燃料室７外部に流
出するのを阻止するための燃料流出防止弁２７と、燃料
タンク１内の圧力を制御するためのタンク内圧制御弁２
８とが配置される。タンク内圧制御弁２８は互いに並列
配置されかつそれぞれ逆方向にのみ流通可能な一対の逆
止弁２９，３０からなる。

【００１８】チャコールキャニスタ２６は蒸発燃料を吸
着可能な活性炭層３１を具備する。活性炭層３１の一側
にはベーパ拡散室３２が形成され、活性炭層３１の他側
には空気室３３が形成される。ベーパ拡散室３２には蒸
発燃料排出管２５とパージ管３４とが接続され、空気室
３３はエアクリーナ３５を介して大気に連通されてい
る。したがって、燃料室７内、燃料注入管１３内、およ
び燃料ポンプ室１８内で発生した蒸発燃料は蒸発燃料管
２４および蒸発燃料排出管２５を介しチャコールキャニ
スタ２６に導かれて活性炭層３１に吸着され、斯くして
蒸発燃料が大気中に放出されるのが阻止される。

【００１９】さらに図１を参照すると、４０は車両の内
燃機関、４１は機関の吸気管、４２は機関の排気管、４
３は吸気管内に配置されたスロットル弁、４４は吸気管
内に配置された燃料噴射弁をそれぞれ示す。パージ管３
４はパージ制御弁４５を介してスロットル弁４３下流の
吸気管４１内に接続される。なお、燃料噴射弁４４およ
びパージ制御弁４５は電子制御ユニット５０からの出力
信号に基づいて制御される。

【００２０】活性炭層３１に吸着された蒸発燃料は機関
運転時に例えば機関負荷などの機関運転状態に応じて吸
気管４１内にパージされる。パージ作用を停止すべきと
きにはパージ制御弁４５が閉弁され、パージ作用を行う
べきときにはパージ制御弁４５が開弁される。パージ制
御弁４５が開弁されるとスロットル弁４３下流の吸気管
４１内の負圧がチャコールキャニスタ２６に作用し、そ
の結果エアクリーナ３５および空気室３３を介し流通し
た空気が活性炭層３１内を流通する。この空気は活性炭
層３１内に吸着されている蒸発燃料を離脱し、斯くして
蒸発燃料を含んだ空気、すなわちパージガスがパージ管
３４を介して吸気管４１内にパージされる。一方、給油
時を含む機関停止時にはパージ作用は停止され、すなわ
ちパージ制御弁４５が閉弁状態に維持される。

【００２１】電子制御ユニット（ＥＣＵ）５０はデジタ
ルコンピュータからなり、双方向性バス５１を介して相
互に接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）５２、Ｒ
ＡＭ（ランダムアクセスメモリ）５３、ＣＰＵ（マイク
ロプロセッサ）５４、バックアップＲＡＭ５５、入力ポ
ート５６、および出力ポート５７を具備する。燃料タン
ク１の空気室６内には分離膜５の中央部と共に上下動し
て分離膜５の高さ位置に比例した出力電圧を発生する燃
料量センサ５８が取り付けられ、この燃料量センサ５８
の出力電圧はＡＤ変換器５９を介して入力ポート５６に
入力される。ＣＰＵ５４では燃料センサ５８の出力電圧
に基づいて燃料室７内の燃料量ＦＡが算出される。ま
た、空気室６内の分離膜５の中央部には蒸発燃料または
液体燃料の有無を検出する燃料センサ６０が取り付けら
れ、この燃料センサ６０の出力電圧はＡＤ変換器６１を
介して入力ポート５６に入力される。一方、出力ポート
５７はそれぞれ対応する駆動回路６２を介して各燃料噴
射弁４４、パージ制御弁４５、および警報装置６３にそ
れぞれ接続される。なお、警報装置６３はランプのよう
に視覚に訴えるものやブザーのように聴覚に訴えるもの
などから構成することができる。

【００２２】ところで、給油をすべきときにはまず燃料
キャップ１４が燃料注入管１３の上端開口部から取り外
される。燃料キャップ１４が取り外されても蒸発燃料遮
断弁１７が閉弁状態に保持されているので燃料注入管１
３の上端開口部から蒸発燃料が大気に放出されるのが阻
止されている。次いで、図示しない給油ノズルが燃料注
入管１３の上端開口部に挿入され、給油ノズルの先端部
によりばね付勢に抗して蒸発燃料遮断弁１７が開弁され
る。この場合、給油ノズルの外周面にシール部材１５，
１６が接触しているのでこの場合にも燃料注入管１３の
上端開口部から蒸発燃料が大気に放出されるのが阻止さ
れている。次いで、給油が開始されると燃料が燃料注入
管１３を介して燃料室７内に注入される。

【００２３】燃料室７内の燃料量が増大するのに伴って
燃料液面が上昇し、この燃料液面の上昇に伴って分離膜
５も上昇する。この場合分離膜５は燃料液面に密着した
状態に保持され、すなわち燃料室７の燃料液面上方の容
積をほぼゼロにすることができ、したがって給油時に燃
料タンク１内で発生する蒸発燃料量を低減することがで
きる。一方、分離膜５が上昇するのに伴って空気室６の
容積が次第に小さくなり、その結果空気室６内の正圧が
次第に上昇する。この空気室６内の正圧は分離膜５を燃
料室７に向けて付勢し、斯くして分離膜５が燃料液面に
確実に密着せしめられる。なお、空気室６内の圧力が正
圧リリーフ弁１１の開弁圧を越えると正圧リリーフ弁が
開弁するので給油時に正圧リリーフ弁１１が一旦開弁し
た後は空気室６内の圧力は正圧リリーフ弁１１の開弁圧
にほぼ維持される。このときの燃料室７内の圧力は逆止
弁２９の開弁圧にほぼ維持される。

【００２４】通常の給油時には逆止弁２９は閉弁状態に
維持されている。ところが、例えば給油ノズルから供給
される燃料の温度が燃料室７内の燃料の温度よりも高い
ときには給油時に燃料室７内に多量の蒸発燃料が発生し
て燃料室７内の圧力が高くなる場合がある。図１に示す
例では、燃料室７内の圧力が正圧リリーフ弁１１の開弁
圧よりも低く定められた正圧よりも高くなると逆止弁２
９が開弁するようになっており、一方このときパージ制
御弁４５は閉弁されており、その結果燃料室７内の蒸発
燃料は燃料室７の外部に排出されてチャコールキャニス
タ２６の活性炭層３１に吸着される。したがって、給油
時に燃料室７の上部空間７ａの容積が増大するのが阻止
され、かつ分離膜５と燃料液面間の密着性が維持される
ので給油時に燃料室７内で発生する蒸発燃料量を低減す
ることができる。また、蒸発燃料が大気中に放出される
のも阻止される。

【００２５】給油時において燃料室７内の燃料液面が循
環管２３の下端開口部に達して循環管２３が遮断される
と給油ノズルの先端周りに発生している負圧が急激に増
大する。給油ノズルは給油ノズル周りの燃料注入管１３
内にこのような大きな負圧が発生すると給油作用を停止
するようになっており、このため燃料液面が高くなって
循環管２３が燃料により遮断されると給油が停止され
る。したがって、循環管２３の下端開口部の高さによっ
て燃料室７内に注入される燃料量が定められることにな
る。本実施態様では図１に示されるように、循環管２３
の下端開口部は固定部８に隣接配置されており、このた
め燃料液面がほぼ固定部８の高さになるまで給油が行わ
れる。

【００２６】なお、本実施態様では分離膜５の中心面が
ほぼ平坦になるまで給油が行われる。このようにすると
燃料タンク１の内部空間４のほぼすべてを燃料室７とす
ることができ、燃料タンク１内に多量の燃料を蓄えるこ
とができる。給油が完了して給油ノズルが引き抜かれる
と蒸発燃料遮断弁１７が再び閉弁される。次いで、燃料
キャップ１４が取り付けられる。

【００２７】機関の運転が開始されて燃料室７内の燃料
量が減少するとそれに伴って燃料室７内の燃料液面が次
第に低下する。その結果、分離膜５が燃料液面と共に下
降して分離膜５の中心面が燃料室７内に突出するように
なる。この場合、分離膜５は燃料液面に密着した状態に
保持されつつ下降し、したがって給油以外のときにも燃
料タンク１内で発生する蒸発燃料量が低減される。この
ように燃料タンク１において発生する蒸発燃料量を極め
て少なくすることができるとチャコールキャニスタを小
型化することができ、あるいはチャコールキャニスタを
設ける必要がなくなる。

【００２８】分離膜５が下降するのに伴って空気室６の
容積が次第に大きくなり、その結果空気室６内の圧力が
次第に低下する。しかしながら、空気室６内の圧力がさ
らに低くなると負圧リリーフ弁１２が開弁するので空気
室６内の圧力が負圧リリーフ弁１２の開弁圧により定ま
る負圧よりも低くなることはない。なお、機関運転時に
パージ作用が行われたときに、吸気管４１内の負圧と燃
料室７内の圧力差が逆止弁２９の開弁圧よりも大きくな
ると逆止弁２９が開弁して燃料室７内に負圧が導かれ
る。ところが、燃料室７内の燃料量が極めて少ないとき
に燃料室７内の負圧が過度に大きくなると分離膜５が異
常変形して分離膜５の耐久性が低下せしめられる。そこ
で図１の実施態様では、燃料室７内の負圧が負圧リリー
フ弁１２の設定負圧よりも大きな負圧を越えたときに開
弁する逆止弁３０を設け、燃料室７内の負圧が過度に大
きくなるのを阻止するようにしている。

【００２９】ところで、冒頭で述べたように、例えば分
離膜５に孔が開いたり分離膜５が燃料タンク１内壁面か
ら離脱することにより燃料室７と空気室６とが互いに連
通すると空気室６が燃料室７の上部空間７ａとして作用
するので蒸発燃料の発生を抑制することができなくな
る。また、図１の実施態様では給油が行われる毎に空気
室６内の空気が正圧リリーフ弁１１およびエアクリーナ
１０を介して大気に放出される。その結果、空気室６内
に漏れ出た燃料は次いで給油が行われると大気に放出さ
れることになる。したがって、燃料室７と空気室６間の
連通を速やかに検出して車両運転者に知らせる必要があ
る。

【００３０】そこで図１の実施態様では、空気室７内に
燃料センサ６０を配置して空気室７内の燃料の有無を検
出するようにしている。すなわち、燃料室７と空気室６
間が連通されない限り空気室６内に蒸発燃料または液体
燃料は存在しないので空気室６内の燃料の有無を検出す
れば燃料室７と空気室６間の連通を検出できることにな
る。この空気室６内の燃料の有無の検出は予め定められ
た設定時間毎に、或いは例えば機関始動時や停止直前な
ど予め定められた設定運転状態毎に行われる。燃料セン
サ６０が空気室６内の燃料を検出したときには警報装置
６３が作動せしめられ、斯くして故障が車両運転者に知
らされる。

【００３１】図１の実施態様では、空気室６内に配置さ
れた燃料センサ６０により空気室６内の燃料の有無を検
出しているので燃料室７と空気室６間の連通を精度よく
検出することができる。また、蒸発燃料または液体燃料
は空気よりも比重が大きいので図１に示されるように、
空気室６の最も下方に位置する分離膜５の中央部に燃料
センサ６０を配置することにより検出精度をさらに高め
ることができる。なお、燃料センサ６０を上側部分２内
壁面に取り付け、或いは燃料量センサ５８と一体的に形
成することもできる。

【００３２】図２に別の実施態様を示す。図２を参照す
ると、空気室６が空気室内圧制御弁９および空気排出管
７０を介しタンク内圧制御弁２９とチャコールキャニス
タ２６間の蒸発燃料排出管２５に接続されている。した
がって、給油時に空気室６から燃料タンク１の外部に排
出される空気は正圧リリーフ弁１１、空気排出管７０、
および蒸発燃料排出管２５を介してチャコールキャニス
タ２６に導かれ、活性炭層３１を通過した後大気に放出
される。また、燃料注入管１３内には給油時に燃料室７
内に注入される燃料の温度に比例した出力電圧を発生す
る温度センサ７１が取り付けられ、温度センサ７０の出
力電圧はＡＤ変換器７２を介して入力ポート５６に入力
される。さらに、内燃機関４０の排気管４２内には空燃
比を検出するための空燃比センサ７３が取り付けられ、
この空燃比センサ７３の出力電圧はＡＤ変換器７４を介
して入力ポート５６に入力される。

【００３３】上述したように、給油時において空気室６
内の空気は燃料タンク１の外部に排出される。そこで、
本実施態様では給油時に空気室６から排出される空気中
における燃料の有無を燃料タンク１の外部において検出
し、それによって燃料室７と空気室６ａ間の連通を検出
するようにしている。給油時に空気室６から排出される
空気中における燃料の有無を検出するために、例えば空
気排出管７０内に燃料センサを配置してもよいが、給油
時に電子制御ユニット５０を作動させなければならない
ので好ましくない。そこで、本実施態様ではパージ作用
が行われたときの吸入空気中の蒸発燃料濃度を給油前後
において比較することにより空気室６内の燃料の有無を
検出するようにしている。

【００３４】すなわち、本実施態様におけるように分離
膜５を備えた燃料タンク１では、給油時に燃料室７内で
発生する蒸発燃料量は低く維持されており、給油時に蒸
発燃料管２５および逆止弁２９を介して燃料タンク１か
らチャコールキャニスタ２６に導かれる蒸発燃料量はほ
とんどない。したがって、空気室６内の空気中に蒸発燃
料が含まれていなければ、パージ作用が行われたときの
吸入空気中の蒸発燃料濃度は給油の前後でほとんど変化
しない。これに対し、給油時に空気室６からチャコール
キャニスタ２６に導かれた空気中に蒸発燃料が含まれて
いるとこの蒸発燃料は活性炭層３１に吸着され、次いで
パージ作用が行われると吸気管４１内にパージされる。
したがって、この場合給油後における吸入空気中の蒸発
燃料濃度は給油時にチャコールキャニスタ２６に蓄えら
れた蒸発燃料量に相当する分だけ増大する。すなわち、
給油後に吸入空気中の蒸発燃料濃度が給油前よりも増大
したときには空気室６内に蒸発燃料が含まれていると判
断することができる。

【００３５】そこで、本実施態様では給油後の吸入空気
中の蒸発燃料濃度が給油前よりも増大しているときには
燃料室７と空気室６が連通していると判断して警報装置
６３を作動させるようにしている。次に、吸入空気中の
蒸発燃料濃度の算出方法について簡単に説明する。図２
の内燃機関では次式に基づいて燃料噴射時間ＴＡＵが算
出される。

【００３６】ＴＡＵ＝ＴＢ・（１＋ＫＧ＋ＦＡＦ＋ＦＰＲＧ）ここでＴＢは空燃比を目標空燃比、例えば理論空燃比に
するのに必要な基本燃料噴射時間であって、機関回転数
と吸入空気量との関数として予めＲＯＭ５２内に記憶さ
れている。ＫＧは空燃比学習補正係数や加速増量補正係
数などを一まとめにして表した補正係数である。ＦＡＦ
は空燃比センサ７３の出力信号に基づいて実際の空燃比
を理論空燃比にするためのフィードバック補正係数であ
る。目標空燃比が理論空燃比の場合空燃比センサ７３に
は、空燃比がリッチであると約０．９ボルトの出力電圧
を発生し、リーンであると約０．１ボルトの出力電圧を
発生するいわゆる酸素センサが用いられる。空燃比セン
サ７３により検出された空燃比がリッチのときにはフィ
ードバック補正係数ＦＡＦが一定値だけ減少せしめら
れ、リーンのときにはＦＡＦは一定値だけ増大せしめら
れ、斯くして実際の空燃比が理論空燃比に一致せしめら
れる。なお、このフィードバック補正係数ＦＡＦは１．
０を中心として変動する。

【００３７】ＦＰＲＧはパージ率ＰＲＧと、単位パージ
率当たりの吸入空気中の蒸発燃料濃度を表す蒸発燃料濃
度係数ＦＰＧとの積の負（ーＰＲＧ・ＦＰＧ）として表
されるパージ補正係数である。パージ率ＰＲＧは吸入空
気量に対するパージガス量の比であり、機関運転状態と
パージ制御弁４５の開弁割合とにより求めることができ
る。次に、単位パージ率当たりの吸入空気中の蒸発燃料
濃度を表す蒸発燃料濃度係数ＦＰＧについて説明する。

【００３８】パージ作用が開始されて実際の空燃比がリ
ッチとなると空燃比を理論空燃比とすべくフィードバッ
ク補正係数ＦＡＦが徐々に小さくなる。この場合吸入空
気中の蒸発燃料濃度が高いときほどフィードバック補正
係数ＦＡＦが小さくなり、したがってフィードバック補
正係数ＦＡＦの減少分から吸入空気中の蒸発燃料濃度が
わかることになる。一方、フィードバック補正係数ＦＡ
Ｆが１．０から大幅にずれているのは好ましくない。そ
こで、パージ作用が開始された後フィードバック補正係
数ＦＡＦがしきい値を越えて低下したときに蒸発燃料濃
度係数ＦＰＧを零から徐々に増大させると共に蒸発燃料
濃度係数ＦＰＧの増大分だけフィードバック補正係数Ｆ
ＡＦを増大させるようにしている。したがって、パージ
作用が開始された後フィードバック補正係数ＦＡＦが再
び１．０となったときに蒸発燃料濃度係数ＦＰＧは単位
パージ率当たりの吸入空気中の蒸発燃料濃度を正確に表
しており、パージ補正係数ＦＰＲＧ（−ＰＲＧ・ＦＰ
Ｇ）は吸入空気中の蒸発燃料濃度を正確に表しているこ
とになる。なお、吸入空気中の蒸発燃料濃度の詳細な算
出方法については例えば特開平５−52139 号公報を参照
されたい。

【００３９】このように本実施態様では、通常内燃機関
４０に設けられる空燃比センサ７３の出力信号に基づい
て故障診断を行うようにしており、したがって追加のセ
ンサを必要としない。次に、図３および図４に示される
ルーチンを参照して本実施態様をさらに詳細に説明す
る。

【００４０】図３は給油が行われたか否かを判定するた
めのルーチンを示している。このルーチンは内燃機関４
０が始動される度に１回ずつ実行される。図３を参照す
ると、まずステップ８０ではバックアップＲＡＭ５５内
に記憶されているＢＦＡがＦＡＢＳとして記憶される。
このＢＦＡは機関停止直前の燃料室７内の燃料量を表し
ている。続くステップ８１では現在の、すなわち機関始
動直後の燃料室７内の燃料量ＦＡがＦＡＡＳとして記憶
される。続くステップ８２では機関始動直後の燃料量Ｆ
ＡＡＳが機関停止直前の燃料量ＦＡＢＳよりも増大しか
つその増大分が予め定められた設定値ＦＡ１よりも大き
いか否かが判別される。すなわち、ＦＡＡＳ−ＦＡＢＳ
がＦＡ１よりも大きいか否かが判別される。ＦＡＡＳ−
ＦＡＢＳ＞ＦＡ１のときには前回の機関停止時に給油が
行われたと判断してステップ８３に進み、給油フラグを
セットする。これに対してＦＡＡＳ−ＦＡＢＳ≦ＦＡ１
のときには給油は行われていないと判断してステップ８
４に進み、給油フラグをリセットする。

【００４１】図４は故障診断を実行するためのルーチン
を示している。このルーチンは予め定められた設定時間
毎の割り込みによってそれぞれ実行される。図４を参照
すると、まずステップ９０では警報装置６３がすでに作
動されているか否かが判別される。警報装置６３を作動
すべきデータはバックアップＲＡＭ５５内に記憶されて
おり、したがって警報装置６３は一旦作動されると故障
の修理が行われない限り作動状態に維持される。警報装
置６３がすでに作動されているときには処理サイクルを
終了し、警報装置６３が未だ非作動のときには次いでス
テップ９１に進む。ステップ９１では故障であるか否か
の判別が完了したときまたは判別が不可能であるときに
セットされる判別フラグがセットされているか否かが判
別される。この判別フラグは機関始動が開始される毎に
リセットされるので機関始動後初めてステップ９１に進
んだときには次いでステップ９２に進む。判別フラグが
セットされているときには処理サイクルを終了する。

【００４２】ステップ９２では図３のルーチンでセット
またはリセットされる給油フラグがセットされているか
否かが判別される。給油フラグがセットされていると
き、すなわち給油が行われたときには次いでステップ９
３に進み、給油が行われていないときには次いでステッ
プ９９にジャンプする。ステップ９３では給油時に燃料
室７内に注入された燃料の温度ＴＦが予め定められた設
定温度Ｔ１よりも低いか否かが判別される。上述したよ
うに、給油時に燃料室内に注入される燃料の温度が高い
と燃料室７内に比較的多量の蒸発燃料が発生し、この蒸
発燃料は蒸発燃料排出管２５を介してチャコールキャニ
スタ２６に導かれ、活性炭層３１に吸着される。したが
って、この場合にも給油後の吸入空気中の蒸発燃料濃度
が給油前に比べて増大することになり、故障を正確に判
別することができない。そこで、燃料温度ＴＦが設定温
度Ｔ１以上のときには故障診断を禁止し、燃料温度ＴＦ
が設定温度Ｔ１よりも低いときのみ故障診断を行うよう
にしている。すなわち、ＴＦ＜Ｔ１のときにはステップ
９４に進み、ＴＦ≧Ｔ１のときにはステップ９９にジャ
ンプする。

【００４３】ステップ９４では吸入空気中の蒸発燃料濃
度の算出が完了したか否かが判別される。算出が未だ完
了していないときには次いでステップ９５に進み、バッ
クアップＲＡＭ５５に記憶されているＢＦＰＲＧの負値
（−ＢＦＰＲＧ）がＣＢＦとして記憶される。このＢＦ
ＰＲＧは給油が行われる直前に行われていたパージ作用
時において算出されたパージ補正係数である。次いで処
理サイクルを終了する。一方、給油後においてパージ作
用が開始され、上述したようにフィードバック補正係数
ＦＡＦが１となったときには吸入空気中の蒸発燃料濃度
の算出が完了したと判断してステップ９６に進み、この
ときのパージ補正係数ＦＰＲＧの負値（−ＦＰＲＧ）が
ＣＡＦとして記憶される。このＣＡＦは給油後における
吸入空気中の蒸発燃料濃度を表している。続くステップ
９７ではＣＡＦ−ＣＢＦが予め定められた設定濃度Ｃ１
よりも大きいか否かが判別される。ＣＡＦ−ＣＢＦ＞Ｃ
１のときには給油時に空気室６からチャコールキャニス
タ２６に送り込まれた空気中に蒸発燃料が含まれていた
と判断し、すなわち故障であると判断して次いでステッ
プ９８に進み、警報装置６３を作動させる。次いでステ
ップ１００に進む。

【００４４】ステップ９２において給油フラグがリセッ
トされているか或いはステップ９３においてＴＦ≧Ｔ１
であるときのように故障診断を行うことができないと
き、またはステップ９７においてＣＡＦ−ＣＢＦ≦Ｃ１
であるときのように故障でないと判断されたときは次い
でステップ９９に進んで警報装置６３を非作動状態に維
持し、次いでステップ１００に進む。ステップ１００で
は判別フラグをセットし、次いで処理サイクルを終了す
る。

【００４５】なお、本実施態様では給油時に空気排出管
７０をチャコールキャニスタ２６に接続して給油時に空
気室７内の蒸発燃料をチャコールキャニスタ２６に蓄え
るようにしている。しかしながら、空気排出管７０を、
チャコールキャニスタ２６を介することなく例えばパー
ジ制御弁４５よりもパージガス流れ上流のパージ管３４
に接続して空気室７内の蒸発燃料をパージ管３４内また
は空気排出管７０内に蓄えるようにしてもよい。或い
は、空気排出管７０内に大容積部を設けてこの大容積部
内に蒸発燃料を蓄えてもよく、この場合もチャコールキ
ャニスタ２６を必要としない。なお、その他の故障診断
装置の構成および作用は図１を参照して説明した実施態
様と同様であるので説明を省略する。

【００４６】図５に別の実施態様を示す。図５を参照す
ると、本実施態様は以下の点で図１の実施態様と異なっ
ている。すなわち、タンク内圧制御弁２８がチャコール
キャニスタ２６の空気室３３とエアクリーナ３５間に配
置される。また、蒸発燃料排出管２５内に圧力センサ１
１０が配置される。この圧力センサ１１０は燃料室７内
の圧力に比例した出力電圧を発生し、この出力電圧はＡ
Ｄ変換器１１１を介して入力ポート５６に入力される。
さらに、警報装置６３は燃料室７が空気室６と連通して
いる故障を検出したときに作動される警報装置６３ａ
と、燃料室７が大気と連通している故障を検出したとき
に作動される警報装置６３ｂとを具備し、これら警報装
置６３ａ，６３ｂはそれぞれ対応する駆動回路６２を介
して出力ポート５７に接続されている。

【００４７】本実施態様において、パージ作用が開始さ
れるとスロットル弁４３下流の吸気管４１内の負圧がチ
ャコールキャニスタ２６に導かれると共に燃料室７内に
も導かれる。燃料室７内の負圧が逆止弁３０の開弁圧よ
りも大きくなると逆止弁３０が開弁し、その結果パージ
作用時における燃料室７内は逆止弁３０の開弁圧により
定まる負圧Ｐ３０に維持されることになる。一方、空気
室６内の圧力は給油直後を除いて負圧リリーフ弁１２の
開弁圧に応じて定まる負圧Ｐ１２に維持される。なお、
本実施態様において負圧Ｐ１２は負圧Ｐ３０よりも小さ
く定められている。このようにすると圧力差Ｐ１２−Ｐ
３０によって分離膜５が燃料液面に付勢されて密着状態
が保持される。

【００４８】本実施態様では、燃料室７と空気室６間ま
たは大気間の連通を検出するためにパージ作用時にパー
ジ制御弁４５が一時的に閉弁状態に保持される。パージ
制御弁４５が閉弁されると、このとき逆止弁２９，３０
は閉弁状態に保持されるので燃料室７が密封状態に保持
されることになる。また、正圧リリーフ弁１１および負
圧リリーフ弁１２も閉弁状態に保持されるので空気室６
も密封状態に保持される。この場合、燃料室７が空気室
６または大気と連通しない限り、燃料室７内の圧力ＰＦ
は空気室６内の圧力Ｐ１２に向けて極めてゆっくりと上
昇する。しかしながら、例えば分離膜５に孔が開いて燃
料室７が空気室６と連通している場合には燃料室７内の
圧力ＰＦは空気室６内の圧力Ｐ１２まで速やかに上昇
し、例えば下側部分３に孔が開いて燃料室７が大気と連
通している場合には燃料室７内の圧力ＰＦは大気圧ＡＴ
Ｍまで速やかに上昇する。したがって、空気室６および
燃料室７を密封したときに燃料室７内の圧力上昇を検出
することによって、燃料室７と空気室６間の連通または
燃料室７と大気間の連通を検出することができることに
なる。

【００４９】図６は空気室６および燃料室７を密封した
ときの燃料室７内の圧力変化を示すタイムチャートであ
る。パージ作用が開始されると燃料室７内の圧力ＰＦが
速やかに低下し、パージ作用時はほぼＰ３０に維持され
る。次いで時間零においてパージ作用が停止されてパー
ジ制御弁４５が閉弁されると燃料室７が密封される。燃
料室７が空気室６および大気のいずれとも連通していな
いときには図６において曲線ＮＦでもって示されるよう
に燃料室７内の圧力ＰＦはそれほど変化せず、時間ａに
おいてしきい値ＰＸよりも低くなっている。これに対
し、燃料室７が空気室６か或いは大気と連通していると
きには図６において曲線ＯＡ，ＡＣでもってそれぞれ示
すように燃料室７内の圧力ＰＦは急激に上昇し、時間ａ
においてしきい値ＰＸを越えて上昇している。したがっ
て、時間ａにおいてＰＦ＞ＰＸであれば燃料室７が空気
室６または大気と連通しており、ＰＦ≦ＰＸであれば燃
料室７は空気室６および大気のいずれとも連通していな
いことがわかる。なお、しきい値ＰＸはＰ３０とＰ１２
の間で定められる。

【００５０】燃料室７が大気と連通している場合、燃料
室７内の圧力ＰＦは大気圧ＡＴＭに向けて上昇し、次い
で時間ｂではしきい値ＰＹよりも高くなっている（図６
の曲線ＯＡ）。これに対し、燃料室７が空気室６と連通
している場合にはＰＦはＰ１２に向けて上昇し、時間ｂ
においてしきい値ＰＹよりも低くなっている（図６の曲
線ＡＣ）。したがって、時間ｂにおいてＰＦ＞ＰＹであ
れば燃料室７が大気と連通しており、ＰＦ≦ＰＹであれ
ば燃料室７が空気室６と連通していることがわかる。Ｐ
Ｆ＞ＰＹのときには警報装置６３ｂが作動せしめられ、
ＰＦ≦ＰＹのときには警報装置６３ａが作動せしめられ
る。なお、しきい値ＰＹはＰ１２と大気圧ＡＴＭの間で
定められる。

【００５１】このような故障診断が完了するとパージ作
用が再開される。図７は本実施態様の故障診断を実行す
るためのルーチンを示している。このルーチンは予め定
められた設定時間毎の割り込みによってそれぞれ実行さ
れる。図７を参照すると、まずステップ１２０では警報
装置６３ａ，６３ｂのいずれかがすでに作動されている
か否かが判別される。警報装置６３ａ，６３ｂのいずれ
かがすでに作動されているときには処理サイクルを終了
し、警報装置６３ａ，６３ｂの両方が未だ非作動のとき
に次いでステップ１２１に進む。ステップ１２１では故
障であるか否かの判別が完了したときまたは判別が不可
能であるときにセットされる判別フラグがセットされて
いるか否かが判別される。この判別フラグは機関始動が
開始される毎にリセットされるので機関始動後初めてス
テップ１２１に進んだときには次いでステップ１２２に
進む。判別フラグがセットされているときには処理サイ
クルを終了する。

【００５２】ステップ１２２では故障であるか否かの判
別を行うための診断条件が成立しているか否かが判断さ
れる。大気圧が低く或いは大気温が高いときのように燃
料室７内で発生する蒸発燃料量が多いときには故障が生
じていなくても燃料室７内の圧力が上昇する。また、故
障診断を行うためにパージ作用を停止すべきときに燃料
室７内の圧力が大きく脈動していると故障を正確に検出
することができない。さらに、給油直後には空気室６内
の圧力がしきい値ＰＹよりも高くなっている場合があ
り、この場合も故障を正確に検出することができない。
そこで、本実施態様ではパージ作用が行われており、か
つ燃料室７内で発生する蒸発燃料量が少なく、かつパー
ジ作用開始後に燃料室７内および空気室６内の圧力がほ
ぼ一定となったときに診断条件が成立したと判断され
る。診断条件が成立しているときには次いでステップ１
２３に進み、不成立のときには処理サイクルを終了す
る。

【００５３】ステップ１２３ではパージ作用が停止され
る。すなわち、パージ制御弁４５が閉弁され、斯くして
燃料室７が密封される。続くステップ１２４ではパージ
作用が停止されてからの時間を表すカウント値ＣＯＵＮ
Ｔが１だけインクリメントされる。続くステップ１２５
ではカウント値ＣＯＵＮＴが予め定められた設定値Ａよ
りも大きいか否か、すなわちパージ作用が停止されてか
ら図６の時間ａだけ経過したか否かが判別される。ＣＯ
ＵＮＴ≦Ａのときには処理サイクルを終了する。ＣＯＵ
ＮＴ＞Ａのときには次いでステップ１２６に進み、現在
の燃料室７内の圧力ＰＦがＰＦａとして記憶される。続
くステップ１２７ではＰＦａがしきい値ＰＸよりも大き
いか否かが判別される。ＰＦａ≦ＰＸのときには燃料室
７は空気室６および大気のいずれとも連通していない、
すなわち故障していないと判断してステップ１２８に進
み、警報装置６３ａ，６３ｂを非作動状態に維持した後
に図８のステップ１３４にジャンプする。これに対し
て、ＰＦａ＞ＰＸのときには燃料室７は空気室６および
大気のいずれかと連通していると判断し、次いで図８の
ステップ１２９に進む。

【００５４】ステップ１２９ではカウント値ＣＯＵＮＴ
が設定値Ａよりも大きく定められた設定値Ｂよりも大き
いか否か、すなわちパージ作用が停止されてから図６の
時間ｂだけ経過したか否かが判別される。ＣＯＵＮＴ≦
Ｂのときには処理サイクルを終了する。ＣＯＵＮＴ＞Ｂ
のときには次いでステップ１３０に進み、現在の燃料室
７内の圧力ＰＦがＰＦｂとして記憶される。続くステッ
プ１３１ではＰＦｂがしきい値ＰＹよりも大きいか否か
が判別される。ＰＦｂ＞ＰＹのときいは燃料室７が大気
と連通していると判断してステップ１３２に進み、警報
装置６３ｂを作動させた後にステップ１３４に進む。こ
れに対し、ＰＦｂ≦ＰＹのときには燃料室７が空気室６
と連通していると判断してステップ１３３に進み、警報
装置６３ａを作動させた後にステップ１３４に進む。

【００５５】ステップ１３４では判別フラグがセットさ
れ、続くステップ１３５ではパージ作用が再開される。
次いで処理サイクルを終了する。なお、その他の故障診
断装置の構成および作用は上述の実施態様と同様である
ので説明を省略する。図９に別の実施態様を示す。図９
を参照すると、本実施態様は空気室６が空気室内圧制御
弁９と互いに並列配置された大気圧導入弁１４０を介し
て大気に連通され、上側部分２の燃料に接触し得ない位
置に圧力センサ１４１が取り付けられている点で図５に
示す実施態様と異なっている。通常閉弁状態に維持され
る大気導入弁１４０は電子制御ユニット５０からの出力
信号に基づいて制御され、駆動回路６２を介して出力ポ
ート５７に接続される。また、圧力センサ１４１は空気
室６内の圧力に比例した出力電圧を発生し、この出力電
圧はＡＤ変換器１４２を介して入力ポート５６に入力さ
れる。

【００５６】次に、図１０のタイムチャートを参照しつ
つ図１１および図１２のフローチャートを参照して本実
施態様における故障診断方法について説明する。図１１
を参照すると、ステップ１５０，１５１，１５２は図７
のステップ１２０，１２１，１２２とそれぞれ同様であ
るので説明を省略する。警報装置６３ａ，６３ｂが非作
動であり、かつ判別フラグがリセットされており、かつ
診断条件が成立したときには次いでステップ１５３に進
む。このとき、大気圧導入弁１４０は閉弁されており、
空気室６内の圧力ＰＡはほぼＰ１２に維持されている
（図１０の時間ｄ以前）。ステップ１５３では大気圧フ
ラグがセットリセットされているか否かが判別される。
本実施態様では後述するように故障診断を行うために、
空気室６内に一時的に大気圧を導入するようにしてお
り、このように空気室６内に大気圧が導入されたときに
大気圧フラグがセットされる。この大気圧フラグは機関
４０が始動される毎にリセットされるので機関始動後初
めてステップ１５３に進んだときには次いでステップ１
５４に進む。

【００５７】ステップ１５４では大気圧導入弁１４０が
開弁され、斯くして空気室６内に大気圧が導入される
（図１０の時間ｄ）。その結果、空気室６内の圧力ＰＡ
が速やかに大気圧ＡＴＭに向けて上昇する。続くステッ
プ１５５では空気室６内の圧力ＰＡと大気圧ＡＴＭ間の
偏差｜ＰＡ−ＡＴＭ｜が小さな一定値ｋよりも小さいか
否か、すなわち空気室６内の圧力ＰＡがほぼ大気圧ＡＴ
Ｍであるか否かが判別される。｜ＰＡ−ＡＴＭ｜≧ｋの
ときには大気圧導入弁１４０を開弁状態に維持して処理
サイクルを終了する。｜ＰＡ−ＡＴＭ｜＜ｋとなったと
きには次いでステップ１５６に進んでを閉弁する。続く
ステップ１５７ではパージ作用が停止され（図１０の時
間零）、斯くして空気室６および燃料室７が密封され
る。続くステップ１５８では大気圧フラグがセットされ
る。したがって一旦｜ＰＡ−ＡＴＭ｜＜ｋとなったとき
にはステップ１５３から図１２のステップ１５９にジャ
ンプすることになる。

【００５８】このとき、空気室６内の圧力ＰＡはほぼ大
気圧ＡＴＭであり、燃料室７内の圧力はほぼＰ３０であ
る。この状態において、燃料室７が空気室６および大気
のいずれとも連通していなければ空気室６内の圧力ＰＡ
は燃料室７内の圧力Ｐ１２に向けて極めてゆっくりと低
下する（図１０の曲線ＮＦ）。これに対し、燃料室７が
空気室６と連通している場合には空気室６内の圧力ＰＡ
は燃料室７内の圧力Ｐ１２に向けて急激に低下し（図１
０の曲線ＡＣ）、次いで時間ｃとなるとしきい値ＰＷよ
りも低くなっている。一方、燃料室７が大気と連通して
いる場合には燃料室７内の圧力が大気圧に向け急激に上
昇して燃料室７の容積が急激に増大し、それにより空気
室６の容積が急激に減少せしめられるので空気室６内の
圧力ＰＡが急激に上昇する（図１０の曲線ＯＡ）。次い
で時間ｃとなると空気室６内の圧力ＰＡはしきい値ＰＺ
よりも高くなっている。このため、空気室６および燃料
室７を密封してから、すなわちパージ作用を停止してか
ら時間ｃが経過したときにＰＡ＞ＰＺであれば燃料室７
と大気が連通しており、ＰＡ＜ＰＷであれば燃料室７が
空気室６と連通しており、ＰＷ≦ＰＡ≦ＰＺであれば燃
料室７は空気室６および大気のいずれとも連通していな
いと判断することがわかる。なお、燃料室７が空気室６
と連通して空気室６内の圧力ＰＡが低下しているときに
空気室６内の圧力ＰＡがＰ１２となると負圧リリーフ弁
１２が開弁するので空気室６内の圧力ＰＡがＰ１２を越
えて低くなることはない。また、燃料室７が大気と連通
して空気室６内の圧力ＰＡが上昇しているときに空気室
６内の圧力ＰＡが、正圧リリーフ弁１１の開弁圧により
定まる正圧Ｐ１１となると正圧リリーフ弁１１が開弁す
るので空気室６内の圧力ＰＡがＰ１１を越えて高くなる
ことはない。

【００５９】続くステップ１５９ではパージ作用が開始
されてからの時間を表すカウント値ＣＯＵＮＴが１だけ
インクリメントされる。続くステップ１６０ではカウン
ト値ＣＯＵＮＴが予め定められた設定値Ｃよりも大きい
か否か、すなわちパージ作用が停止されてから図１０の
時間ｃだけ経過したか否かが判別される。ＣＯＵＮＴ≦
Ｃのときには処理サイクルを終了する。ＣＯＵＮＴ＞Ｃ
のときには次いでステップ１６１に進み、空気室６内の
圧力ＰＡがしきい値ＰＺよりも大きいか否かが判別され
る。このしきい値ＰＺはＰ１１よりも低い正圧として予
め定められている。ＰＡ＞ＰＺのときには次いでステッ
プ１６２に進み、警報装置６３ｂを作動させ、次いでス
テップ１６７に進む。一方、ＰＡ≦ＰＺのときには次い
でステップ１６３に進み、空気室６内の圧力ＰＡがしき
い値ＰＷよりも低いか否かが判別される。このしきい値
ＰＷはＰ１２よりも高い負圧として予め定められてい
る。ＰＡ＜ＰＷのときには次いでステップ１６４に進
み、警報装置６３ａを作動させ、次いでステップ１６７
に進む。一方、ＰＡ≦ＰＺのときすなわちＰＷ≦ＰＡ≦
ＰＺのときには次いでステップ１６５に進んで警報装置
６３ａ，６３ｂを非作動状態に維持した後にステップ１
６７に進む。

【００６０】ステップ１６７では判別フラグがセットさ
れ、続くステップ１６８ではパージ作用が再開される。
次いで処理サイクルを終了する。このように本実施態様
では、燃料室７が空気室６に連通している場合と大気に
連通している場合とで圧力センサ１４１が検出すべき圧
力変化の向きが互いに異なっている。したがって、正確
に故障診断を行うことができる。

【００６１】ところで、図１０に示す例におけるように
燃料室７が空気室６と連通している場合に負圧リリーフ
弁１２が開弁し、燃料室７が大気と連通している場合に
正圧リリーフ弁１１が開弁するようにＰ１１，Ｐ１２を
定めておくと、空気室６および燃料室７を密封している
ときに正圧リリーフ弁１１または負圧リリーフ弁１２が
開弁したか否かを検出することによって故障診断を行う
ことができる。すなわち、正圧リリーフ弁１１および負
圧リリーフ弁１２が開弁したことを検出するスイッチを
それぞれ正圧リリーフ弁１１および負圧リリーフ弁１２
に取付け、これらスイッチからの出力信号に基づいて故
障診断を行うこともできる。なお、その他の故障診断装
置の構成および作用は上述の実施態様と同様であるので
説明を省略する。

【００６２】これまで述べてきた実施態様では、固定部
８を燃料タンク１の比較的上方に設けて燃料室７内の燃
料量が減少するのに伴い分離膜５の中心面が燃料室７内
に向け突出するようにしている。しかしながら、固定部
８を燃料タンク１の比較的下方に設けて燃料室７内の燃
料量が増大するのに伴い分離膜５の中心面が空気室６内
に向け突出するようにすることもできる。このようにす
ると、分離膜５がほぼ全面にわたって燃料液面に密着す
るので燃料室７内に形成される空気層の容積を極めて小
さくすることができ、したがって燃料室７内で発生する
蒸発燃料量を極めて少なくすることができる。

【００６３】また、分離膜５を膨張収縮可能な材料から
なる袋状に形成してこの袋の内部空間に空気室６を画定
し、袋の外部に位置する燃料タンク１の内部空間４に燃
料室７を画定することもできる。

【００６４】

【発明の効果】燃料室と空気室間の連通を検出すること
ができるので燃料タンク内で多量の蒸発燃料が発生する
のを阻止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】内燃機関の全体図である。

【図２】別の実施態様を示す内燃機関の全体図である。

【図３】給油判定を実行するためのフローチャートであ
る。

【図４】故障診断を実行するためのフローチャートであ
る。

【図５】別の実施態様を示す内燃機関の全体図である。

【図６】燃料室内の圧力変化を示すタイムチャートであ
る。

【図７】図５の実施態様において故障診断を実行するた
めのフローチャートである。

【図８】図５の実施態様において故障診断を実行するた
めのフローチャートである。

【図９】さらに別の実施態様を示す内燃機関の全体図で
ある。

【図１０】燃料室内の圧力変化を示すタイムチャートで
ある。

【図１１】図９の実施態様において故障診断を実行する
ためのフローチャートである。

【図１２】図９の実施態様において故障診断を実行する
ためのフローチャートである。

【符号の説明】

１…燃料タンク５…分離膜６…空気室７…燃料室１３…燃料注入管２５…蒸発燃料排出管２６…チャコールキャニスタ３４…パージ管４０…内燃機関４１…吸気管４２…排気管４５…パージ制御弁６０…燃料センサ６３…警報装置７０…空気排出管７３…空燃比センサ１１０，１４１…圧力センサ１４０…大気圧導入弁

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＦ０２Ｍ 37/00 ３０１Ｆ０２Ｍ 37/00 ３０１Ｇ３０１Ｍ３０１ＺＢ６０Ｋ 15/02 ＬＡ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02M 25/08 B60K 15/03 B60K 15/077 F02B 77/08 F02M 37/00 301

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料タンクの内部空間を燃料室と空気室
とに密封的に分離する変形可能な分離膜を具備し、燃料
室に燃料注入管を接続して該燃料注入管を介し該燃料室
内に燃料を注入し、分離膜が燃料室内の燃料量に応じて
変形するようにした車両用燃料タンクにおいて、空気室
内の燃料を検出する燃料検出手段と、該検出手段が空気
室内の燃料を検出したときに燃料室が空気室と連通して
いると判断する判断手段とを具備した故障診断装置。
【請求項２】上記検出手段が上記空気室内に配置され
た燃料センサを具備した請求項１に記載の故障診断装
置。
【請求項３】給油時において空気室に連通して該空気
室内の空気を燃料タンクの外部に排出させる空気排出通
路を具備し、上記検出手段が該空気排出通路内を流通し
た蒸発燃料を検出する蒸発燃料検出手段を具備した請求
項１に記載の故障診断装置。
【請求項４】上記空気排出通路が蒸発燃料を一時的に
蓄えるための貯蓄手段を介して車両の内燃機関の吸気通
路内に接続されており、機関運転時に貯蓄手段内に蓄え
られている蒸発燃料を吸気通路内にパージすると共に給
油時にパージ作用を停止するパージ手段を具備し、上記
蒸発燃料検出手段が機関排気通路内に配置された空燃比
センサと、パージ作用が行われたときに該空燃比センサ
の出力に基づいて吸入空気中の蒸発燃料濃度を算出する
蒸発燃料濃度算出手段と、吸入空気中の蒸発燃料濃度を
給油の前後において比較することにより空気排出通路内
を流通した蒸発燃料を検出する比較検出手段とを具備し
た請求項３に記載の故障診断装置。
【請求項５】燃料タンクの内部空間を燃料室と空気室
とに密封的に分離する変形可能な分離膜を具備し、燃料
室に燃料注入管を接続して該燃料注入管を介し該燃料室
内に燃料を注入し、分離膜が燃料室内の燃料量に応じて
変形するようにした車両用燃料タンクにおいて、燃料室
と空気室とのうち少なくとも一方を一時的に密封する密
封手段と、密封されている燃料室内または空気室内の圧
力変化を検出する圧力変化検出手段と、該圧力変化検出
手段が圧力変化を検出したときに燃料室が空気室と連通
していると判断する判断手段とを具備した故障診断装
置。
【請求項６】上記密封手段が上記燃料室および上記空
気室の両方を、互いに異なる内圧でもって一時的に密封
するようにした請求項５に記載の故障診断装置。
【請求項７】上記判断手段が、上記燃料室が上記空気
室と連通していると判断したときにこの判断結果を車両
運転者に知らせる警報手段を具備した請求項１または５
に記載の故障診断装置。