JP3411768B2

JP3411768B2 - エバポシステムの診断装置

Info

Publication number: JP3411768B2
Application number: JP33394996A
Authority: JP
Inventors: 豊高久; 俊夫石井; 一也河野
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-12-13
Filing date: 1996-12-13
Publication date: 2003-06-03
Anticipated expiration: 2016-12-13
Also published as: DE19755401C2; JPH10169516A; DE19755401A1; US6089080A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エバポシステムの
診断装置に関し、特に、燃料タンクで発生したエバポガ
ス(蒸発燃料)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システムのエバポガス
のリークを精度良く診断する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からエンジンのエバポシステムは、
エバポガスが大気に放出されるのを防ぐため、気密性を
確保した構造となっている。しかし何らかの原因で該エ
バポシステム内のエバポガスの通路等が破損したり、配
管が外れたりした場合にはキャニスタ内のエバポガスが
大気に放出されてしまう。また、エンジンの吸気管等に
連結されているパ−ジ通路がつまったような場合にも前
記エバポガスのパージに支障をきたすことになる。

【０００３】前記の如きエバポシステムの不具合に対処
するためには、エバポシステムの故障発生の有無を予め
診断しておくことが必要になる。特開平６−１９３５１
８号公報に記載の技術は、パージバルブを介してエバポ
システム内に吸気負圧を吸入作用させ、該エバポシステ
ムの圧力変化を圧力センサで検出し、該圧力変化に基づ
きエバポシステムの故障を検知して診断するものであ
る。

【０００４】また、特開平６−２４９０９５号公報に
は、燃料タンクの圧力を検出する圧力センサによる診断
について開示されている。燃料タンクの液量検査を実施
し、求められた燃料に基づいてタンク通気弁制御のデユ
−テイ比を決定する。その後決定されたデユ−テイ比で
通気弁を開放して遮断弁を閉じ、タンク内で減少する負
圧の負圧減少勾配からエバポガスのリ−ク診断を行うも
のである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来の
エバポシステムの診断の如く、エバポシステムに負圧を
導入してその圧力変化によりエバポシステムの診断を行
うものは、エバポシステム内の圧力変化が、燃料タンク
内の燃料の残量（空間容積に関係する）や、大気密度
（高度等により変化する）等の影響を受けて、検出に誤
差が生じる。本出願人は、前記影響を受けずに、精度良
く診断を行うエバポシステム内にゲージバルブを配置す
る診断装置を、既に提案している。これはゲージバルブ
を開閉して所定の通気面積のゲージバルブを開いた状態
のエバポシステム内の圧力変化と、ゲージバルブを閉じ
た状態のエバポシステム内の圧力変化とに変更させるこ
とにより、前記影響をキャンセルさせて、エバポシステ
ムの診断を精度良く行うものである。

【０００６】しかしながら、前記のようなゲージバルブ
を用いた診断装置においては、万一ゲージバルブに汚れ
等が付着して通気面積が減少してしまった場合には、診
断結果に誤差が生じてしまうと云う問題がある。また、
ゲージ管の開口部は、大気圧であることを想定している
が、例えば、ゲージ管をエンジンの吸気管に連通した場
合、エアクリーナに汚れ等が付着して圧損を生じるよう
な時には、やはり診断結果に誤差が生じてしまうと云う
問題がある。

【０００７】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであって、その目的とするところは、エバポシス
テムのゲージバルブ、吸入空気用のエアクリーナに汚れ
が付着したような場合であっても、該エバポシステムの
診断を精度良く行うことのできるエバポシステムの診断
装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成すべく、
本発明に係るエバポシステムの診断装置は、燃料タンク
と、該燃料タンクで発生するエバポガスをエバポ通管を
介して導入して該エバポガスを一時的に吸着する吸着剤
を内包したキャニスタと、吸着したエバポガスをエンジ
ン吸気管に放出するパージバルブを有する放出管と、前
記エバポ通管に配置した圧力センサと、該圧力センサの
圧力検出信号に基づいてエバポガスのリーク等の異常を
判定する手段を備えた制御装置とを配備し、前記エバポ
システムは、前記燃料タンクと前記パージバルブ間から
分岐して前記吸気管または大気に開口するゲージ管と、
該ゲージ管に配置されたゲージバルブとを更に備え、前
記制御装置は、前記ゲージバルブとゲージ管とからなる
ゲージ系の状態を検出する状態検出手段と該状態検出手
段の検出結果に基づき前記異常判定手段による診断結果
を補正する補正手段とを備えたことを特徴としている。

【０００９】また、本発明のエバポシステムの診断装置
の具体的態様としては、前記状態検出手段が、前記ゲー
ジバルブの通気面積を検出するものであり、かつ、前記
ゲージバルブ動作状態に対応した前記エバポシステム内
の圧力に基づいて前記ゲージバルブの通気面積を検出す
ることを特徴としている。更に、前記状態検出手段は、
前記ゲージ管の開口部圧力を検出するものでありかつ、
前記ゲージバルブ開状態における前記エバポシステム内
の圧力に基づいて前記ゲージ管の開口部圧力を検出する
ことを特徴としている。

【００１０】前述の如く構成された本発明に係るエバポ
システムの診断装置は、パージバルブ、バイパスバル
ブ、ドレインバルブ、及び、ゲージバルブを操作し、エ
バポシステム内の圧力を圧力計で検出し、異常判定手段
で、前記圧力とゲージオリフィスの断面積Agとからリー
ク面積を求めて、リーク面積が所定値（リーク判定しき
い値）以上ならば異常であると診断する。

【００１１】ゲージ系の状態検出手段での診断は、ドレ
インバルブ、ゲージバルブを閉じ、パージバルブを開い
てエバポシステムの圧力を所定値まで下げる。その後、
パージバルブを閉じて、圧力センサにて圧力の変化を計
測し、圧力変化が所定値以上と判定された場合には、エ
バポシステムに所定値以上のリークがあると判定する。
圧力変化が所定値以下と判定された場合には、ゲージバ
ルブを開いた後に圧力変化を計測する。パージバルブ、
バイパスバルブ、ドレインバルブ、及び、ゲージバルブ
を操作し、ゲージバルブを閉じた時に圧力変化の圧力
と、ゲージバルブを開いた時の圧力変化の圧力とを計測
する。この二つの圧力変化の圧力を使用して、ゲージオ
リフィスの断面積計算値Ag'を計算する。その後、計算
されたゲージオリフィス断面積計算値Ag'が所定範囲内
かどうかを判定し、所定範囲内であれば、通常のエバポ
システムの診断を行う。ゲージオリフィス断面積計算値
Ag'が所定範囲を越えて大きい、または、小さい場合に
はエバポシステムの診断に適さないのでエバポシステム
の診断を禁止する。

【００１２】次に、補正手段では、前記ゲージオリフィ
ス断面積計算値Ag'を前記ゲージオリフィスの断面積Ag
に代えて用いて、リーク面積を計算することで、ゲージ
バルブ等に汚れ等が付着したりして通気面積が減少した
場合であっても正しいリーク面積が得られる。このよう
に、本発明のエバポシステムの診断装置は、エバポシス
テムのゲージバルブ、吸入空気用のエアクリーナ等に汚
れが付着したような場合に、ゲージ系の状態検出手段で
その状態を検出し、該検出結果に基づき、補正手段で通
常のシステムの診断の結果を補正することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面により本発明のエンジ
ン制御装置の一実施形態について説明する。図１は、本
実施形態のエバポシステム２０の診断装置の全体構成を
示したものである。前記エバポシステム２０には、エン
ジン１に接続されている吸気管２、制御装置（ＥＣＵ）
１２、キャニスタ８、燃料タンク１３等が配置され、前
記エンジン１にはエアクリーナ６から吸入された空気が
吸気管２を介して供給されている。

【００１４】燃料タンク１３内の燃料１４から蒸発した
蒸発燃料（エバポガス）は、エバポ通管２１を通してキ
ャニスタ８内の吸着剤９に吸着され、吸着された燃料
は、放出管７を介してエンジン１のスロットルバルブ３
の下流側の吸気管２内にパージされ、前記吸入空気と一
緒に前記エンジン１に導かれて燃焼される。前記放出管
７には、パージバルブ４が設けられ、前記エバポガスの
パージのタイミングとパージの量を制御する。

【００１５】また、前記燃料タンク１３と、吸着剤９を
内蔵したキャニスタ８とは、圧力調整バルブ１６を介し
て接続されており、該圧力調整バルブ１６は、燃料タン
ク１３内の圧力が所定値以上になった時のみ、燃料タン
ク１３内に発生したエバポガスを前記吸着剤９に吸着さ
せるように開弁動作する。該圧力調整バルブ１６は、例
えば、大気圧との差圧で開閉動作するタイプと、圧力調
整バルブ１６の前後の差圧で開閉動作するタイプとがあ
り、燃料タンク１３の内圧が大気圧、あるいは、圧力調
整バルブ１６のキャニスタ８側の圧力に対して、所定値
（１０〜２０mmHg）以上になると開いて、燃料タンク１
３内に発生したエバポガスがキャニスタ８内の吸着剤９
に流れて行き吸着されるべく作動する。

【００１６】一方、前記圧力調整バルブ１６は、燃料タ
ンク１３の内圧が、大気圧、あるいは、前記圧力調整バ
ルブ１６のキャニスタ８側の圧力に対して、所定値以下
（−数mmHg）になると開いて、ドレインバルブ１０を介
して大気を燃料タンク１３内に流入させ、前記燃料タン
ク１３内が過度の負圧にならないようにしている。この
ように形成されたエバポシステム２０に対して、バイパ
スバルブ１５は、圧力調整バルブ１６をバイパスし、燃
料タンク１３とキャニスタ８を直接連結するべく開閉動
作をする。エバポ通管２１に設けられた圧力センサ１１
は、エバポシステム６の圧力を検出するものであり、キ
ャニスタ８のドレインバルブ１０は、該キャニスタ８の
新気導入口（ドレイン）部に設置され、ドレインからの
新気導入をカットするように動作する。放出管７から分
岐したゲージ管５は、ゲージオリフィス１９、ゲージバ
ルブ１７を介して放出管７と吸気管２とを連通させてい
る。

【００１７】前記ＥＣＵ１２は、異常判定手段、ゲージ
系状態検出手段、及び、補正手段とを備えており、パー
ジバルブ４、ゲージバルブ１７、ドレインバルブ１０、
バイパスバルブ１５を制御し、異常判定手段はエバポシ
ステム２０の圧力を圧力センサ１１により計測、処理す
ることによってエバポシステム２０を診断し、更に、ゲ
ージ系状態検出手段はゲージバルブ１７やエアクリーナ
６に汚れが付着した状態であるかどうかを検出し、補正
手段はその検出結果に基づきエバポシステム２０の前記
診断結果を補正する。

【００１８】前記実施形態のエバポシステムの診断装置
は、ゲージ管５を吸気管２のエアクリーナ１とエアフロ
ーセンサ２２の間に連通させているが、エアフローセン
サ２２の下流であってもよい。ただし、ゲージバルブ１
７に内包されたゲージオリフィス１９が、ブローバイガ
ス等により目詰まりを起こさぬように、ブローバイ吹き
出し口１８よりも上流に接続するのが良い。更に、ゲー
ジ管５の連通先は、フィルタを介して直接大気解放であ
っても良い。要は、ゲージ管５の連通先の圧力が大気圧
にほぼ等しいことが好ましい。

【００１９】また、前記実施形態では、ゲージ管５を放
出管７から分岐させているが、エバポシステム２０の構
成によっては、エバポ通管２１または、燃料タンク１３
から分岐させても良い。更に、圧力センサ１１の位置に
ついても、前記位置に限定するものではない。エンジン
１の通常の運転においては、ゲージバルブ１７とバイパ
スバルブ１５は閉じ、ドレインバルブ１０は開放してい
る。燃料タンク１３で発生するエバポガスの圧力が、所
定圧力以上になると圧力調整バルブ１６が開きエバポガ
スは、キャニスタ８内の吸着剤９に吸着される。エンジ
ン１の運転状態に応じて、パージバルブ４を開くと、吸
気管２内は負圧であるので、大気開放されたドレインバ
ルブ１０を介して前記キャニスタ８に流入する空気とと
もに、一度吸着されたエバポガスが吸着剤９から脱離し
て吸気管２へ前記放出管７を介して搬送されてエンジン
１で燃焼される。前記過程を経ることで、燃料タンク１
３で発生する燃料蒸気（エバポガス）が結果として大気
に放出しないようにされている。

【００２０】図２は、エバポシステム２０を診断するた
めの、各バルブの動作タイミング、及び、エバポシステ
ム２０内の圧力変化を示したものである。前記エバポシ
ステム２０を診断する場合は、まず、一旦パージバルブ
４を閉じ、バイパスバルブ１５を開き、ドレインバルブ
１０を閉じる。この状態で燃料タンク１３を含んだエバ
ポシステム６は、一つの閉空間となる。次にパージバル
ブ４を開くと吸気管内の圧力が負圧であるので、エバポ
システム６の系内は急速に減圧(プルダウン)される。圧
力センサ１１で大気圧Paとの差圧Ptを測定し、差圧Ptが
所定圧Pt0（−２０〜−３０mmHg程度に設定される）以
下となったらパージバルブ４を閉じ、差圧Pt11を測定す
る。

【００２１】これで、再びエバポシステム２０内が密封
されるのでリークがなければ圧力は一定に保たれるが、
エバポシステム２０内のどこかにリークがあると、圧力
はリークの大きさに応じて次第に大気圧に近づく。所定
時間Ｔ１ｍａｘ経過後、または、圧力変化が所定値以上
（Pt11からの変化量が所定値、または、PtそのものがPt
11とは異なる所定値になった場合のどちらかで規定され
る。以下、同様）となったら、差圧Pt12を測定する。そ
のときの所要時間をＴ１として記憶する。次にゲージバ
ルブ１７を開き、差圧Pt21を測定し、所定時間Ｔ２ｍａ
ｘ経過後または圧力変化が所定値以上となったら差圧Pt
22を測定し、所要時間をＴ２として記憶する。次にゲー
ジバルブ１７を閉じ、差圧Pt31を測定し、所定時間Ｔ３
ｍａｘ経過後または圧力変化が所定値以上となったら差
圧Pt32を測定し、所要時間をＴ３として記憶する。

【００２２】その後、バイパスバルブ１５を閉じ、ドレ
インバルブ１０を開いて、パージバルブ４を開く（通常
の制御状態に戻す）。以上の過程はＥＣＵ１２で実施さ
れ、さらに差圧Pt11、Pt12、Pt21、Pt22、Pt31、Pt32等
の測定値に基づいてエバポシステム２０のエバポガスの
リークが判定される。なお、前記診断プロセスの最初の
部分で、パージバルブ４を閉じて、バイパスバルブ１５
を開くまでの間に、所定時間間隔ｔ₁を置くと、圧力セ
ンサ１１にドレインバルブ１０を介して大気圧が印加さ
れるので、その時の圧力センサ１１の出力の大気圧から
のずれ（差圧センサの場合０からのずれ）を測定してお
き、その後の圧力の測定値を補正すれば、圧力センサ１
１の誤差を補正できる。

【００２３】図３、図４は、ＥＣＵ１２で、前記診断処
理を実行する際のフローチャートを示したものである。
ステップ１０１でパージバルブ４を閉じ、バイパスバル
ブ１５を開き、ドレインバルブ１０を閉じてエバポシス
テム２０を閉空間としてステップ１０２に進み、ステッ
プ１０２でパージバルブ４を開く。該パージバルブ４の
開により負圧である吸気管２にエバポシステム２０内の
気体が吸引されてエバポシステム２０内は急速に減圧さ
れる。

【００２４】所定圧Pt0に至ったところで、ステップ１
０４でパージバルブ４を閉じて、ステップ１０５でエバ
ポ通管２１内の圧力Pt11を測定する。所定時間経過後ま
たは圧力変化が所定値以上となったらステップ１０７で
圧力Pt12を測定し、この圧力Pt11、Pt12によって、リー
クによる圧力変化DP1=(Pt12-Pt11)/所要時間Ｔ１を計算
する。

【００２５】次に、ステップ１０８でゲージバルブ１７
を開き、ステップ１０９で圧力Pt21を測定する。所定時
間経過後または圧力変化が所定値以上となったらステッ
プ１１１で圧力Pt22を測定し、前記圧力Pt21、Pt22によ
ってリークとゲージオリフィス１９から流れ込みによる
圧力変化DP2=(Pt22-Pt21)/所要時間Ｔ２を計算する。更
にいま一度、ステップ１１２でゲージバルブ１７を閉
じ、ステップ１１３で圧力Pt31を測定する。所定時間経
過後または圧力変化が所定値以上となったらステップ１
１５で圧力Pt32を測定し、該圧力Pt31、Pt32によりリー
クによる圧力変化DP3=(Pt32-Pt31)/所要時間Ｔ３を計算
する。このとき、差圧Ptがほぼ0、即ち、ほぼ大気圧と
なるようにプログラム定数を設定しておく。このように
するとリークによる圧力変化が殆どなくなり、エバポガ
スによる圧力上昇が支配的になる。したがって、圧力変
化DP3は、エバポガスによる圧力変化を表していること
になる。以上のプロセスによりエバポガスのリークの
判定に必要な測定は終了するので、エバポシステム２０
を通常の状態に戻すため、ステップ１１６でバイパスバ
ルブ１５を閉じ、ドレインバルブ１０を開き、ステップ
１１７でパージバルブ４を開く（通常の制御状態に戻
す）。

【００２６】以上の測定結果を用い、ステップ１１８で
以下に示す演算式に従ってリーク面積Alを求める。ま
ず、密封されたエバポシステム２０内の圧力P（絶対
圧）は、Pa≧Pであれば基本的に式（１）で表される。

【００２７】

【数１】 dP/dt＝ (RT/V)〔A√[2ρ(Pa−P)] ＋ k(Ps−Pg)〕 … （１）

【００２８】ここで、A：リーク面積（ゲージバルブ１
７が開いている場合にはゲージオリフィス１９の断面積
を含む）、R：ガス定数、T：エバポシステム内ガス温
度、V：エバポシステム容積、ρ：大気密度、Pa：大気
圧力、Ps：飽和蒸気圧力、Pg：エバポガス分圧、k：蒸
発率をそれぞれ示す。なお、差圧はPt=P−Paである。こ
れらの内、エバポシステム容積Vは燃料タンク１３内の
燃料の残量、大気密度ρは高度（気圧）や気温、エバポ
ガスの蒸発速度分であるk(Ps−Pg)は燃料温度等によっ
て変化する状態パラメータであり、リーク判定のための
差圧等の測定結果は、これら状態パラメータの影響を受
ける。

【００２９】これらの状態パラメータの影響を排除する
ため、式（１）と前述したプロセスの測定結果である差
圧Pt11、Pt12、Pt21、Pt22および圧力変化率DP1、DP2、
Dp3から、リーク面積Alを式（２）に従って求める。こ
こで、Agはゲージオリフィス１９の断面積を示す。

【００３０】

【数２】 Al＝Ag／[(DP2−DP3)/(DP1−DP3)√(Pt1/Pt2)−１] …（２）但し、Pt1=(Pt11+Pt12)/2、Pt2=(Pt21+Pt22)/2 とし
た。

【００３１】リーク面積Alが所定値（リーク判定しきい
値）以上ならば、ステップ１２１で異常であると判定す
る。さらには運転者への警報や故障コード及び故障を検
出したときの運転状態等の記憶や、予め定めたプロセス
にしたがってフェイルセーフを行なうようにしてもよ
い。リーク面積Alが所定値未満ならば、ステップ１２０
で正常であると判定する。

【００３２】本実施形態においては、式（２）を式
（１）と比較すれば明らかなように、式（１）における
エバポシステム容積 V、大気密度ρについては式（２）
で消去される。従って、それらのパラメータを測定する
必要がなく、測定のために新たに測定手段を追加しなく
てすむ。また、測定に伴う誤差に、リーク判定結果が影
響されることもない。更に、燃料蒸発圧力分であるk(Ps
−Pg)についてもエバポパージシステム２０内の差圧が
ほぼ0の状態での圧力変化DP3を求め式（２）に適用する
だけでほとんど消去可能である。

【００３３】以上述べた実施形態において、本質的に重
要な点は、大気圧との差圧が生じている状態でゲージバ
ルブ１７が開いている場合と閉じている場合での圧力変
化を測定することである。また、エバポガスによる圧力
上昇の影響を検出するために大気圧との差圧がほとんど
ない状態での圧力変化を測定することである。したがっ
て、各バルブの開閉手順や、測定の順番や回数は、前記
実施形態に限定されるものではない。また、エバポシス
テム２０に負圧を導入して診断する方式に限定するもの
でもなく、例えば、ポンプ等により加圧して診断する方
式であってもよい。

【００３４】ここで、ゲージバルブ１７等に汚れ等が付
着して通気面積が減少した場合の影響についてまず述べ
る。通常、ゲージオリフィス１９の断面積Agによってゲ
ージバルブ１７、ゲージオリフィス１９及びゲージ管５
からなるゲージ系の通気面積が表される（ゲージバルブ
１７およびゲージ管５の通気面積はAgに対して十分大き
く設定すべきである。そのように設定できない場合に
は、ゲージ系全体の等価通気面積がAgということにな
る）。

【００３５】通気面積が変化する可能性としては、ゲー
ジバルブ１７、ゲージオリフィス１９またはゲージ管５
に汚れが付着したり、ゲージ管５がつぶれたりすること
が考えられる。これらによりゲージ系全体の等価通気面
積が変化すると、式（２）においてAgが設定値に対して
変化したことになるので、診断結果であるAlに誤差が生
じる。

【００３６】例えば、Agの設定値が１mm²として、汚れ
が付着したことによって、０．５mm²になったとする
と、本来Ag＝０．５mm²として計算されるべきところをA
g＝１mm²として計算してしまうので、Alは本来の値の２
倍になってしまうことになる。前記の如く、ゲージバル
ブ１７等に汚れ等が付着したりして通気面積が減少した
状態の検出手段の一例を図５のフローチャートに基づい
て説明する。

【００３７】ステップ５０１において、ゲージバルブ１
７とＥＣＵ１２を含めた制御系の電気的接続の状態を検
出し、異常のときには、ステップ５１１でエバポシステ
ム２０で診断を禁止する。電気的接続が正常の場合に
は、ステップ５０２にてバイパスバルブ１５、ドレイン
バルブ１０、ゲージバルブ１７を閉じ、パージバルブ４
を開いてエバポシステム２０の圧力を所定値（大気圧に
対して−２０〜−３０mmHg程度）まで下げる。

【００３８】その後、ステップ５０３で、パージバルブ
４を閉じて、圧力センサ１１にて圧力の変化Ｐ１’と平
均圧力Ｐ１を計測する。ステップ５０４で圧力変化Ｐ
１’が所定値以上と判定された場合には、ステップ５１
２でエバポシステム２０に所定値以上のリークがあると
判定し、リークＮＧを判定する。なお、この場合、ゲー
ジバルブ１７等の状態検出は中止し、図２、図３、図４
で説明したエバポシステム２０の診断も開始しない（異
常があることがすでに判定されたので、それ以降の診断
は行わない）。

【００３９】ステップ５０４において、Ｐ１’が所定値
以下と判定された場合には、ステップ５０５でゲージバ
ルブ１７を開き、圧力変化Ｐ２’を計測する。この様子
を図６に示す。図６の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び
（ｄ）のように、パージバルブ４、バイパスバルブ１
５、ドレインバルブ１０、及び、ゲージバルブ１７を操
作し、圧力（ｅ）の圧力変化Ｐ１’及び平均圧力Ｐ１、
圧力変化Ｐ２’及び平均圧力Ｐ２を計測する。これらの
値を使用して、図５のステップ５０７でゲージオリフィ
ス１９の断面積（ゲージ系全体の等価通気面積）計算値
Ag'を計算する。計算値Ag'は、例えば、次の式（３）に
より計算できる。

【００４０】

【数３】 Ag'＝K(P2'/√P2−P1'/√P1) …（３）

【００４１】ここで、Kはキャニスタ８等の体積や大気
の密度等により決定される値である（Ｋは大気の密度等
の影響を受けるので、大気圧、外気温度等大気の密度に
関する情報が得られる場合には、これらの情報によりＫ
を演算するようにすれば、さらに好ましい。また、逆に
大気圧、外気温度等が所定の範囲の場合にだけAg'を計
算するようにすることも可能である。）。

【００４２】ステップ５０８で計算されたゲージオリフ
ィス断面積計算値Ag'が所定範囲内かどうかを判定し、
所定範囲内であればステップ５０９にて次の診断（図
２、図３、図４で説明したエバポシステム２０の診断）
へと進む。ステップ５０８にてゲージオリフィス断面積
計算値Ag'が所定範囲を越えて大きい、または、小さい
場合にはエバポシステム２０の診断に適さないのでステ
ップ５１０でエバポシステム２０の診断を禁止する。

【００４３】この場合、さらにゲージ系の異常を示す故
障コードをＥＣＵ１２内の記憶装置に記憶したり、運転
者に故障を警告する警告灯を点灯するようにすることが
好ましい。Ag'が所定範囲内であれば、このゲージオリ
フィス断面積計算値Ag'を記憶して、このフローを終了
する。次に、補正手段について説明する。例えば、前記
のようにして記憶されたゲージオリフィス断面積計算値
Ag'を式（２）のAgに代えて用いてAlを計算すれば、ゲ
ージバルブ１７等に汚れ等が付着したりして通気面積が
減少した場合であっても正しいリーク面積Alが得られ
る。この場合、ゲージオリフィス断面積計算値Ag'その
ものが計算値であり、計算の度に多少の誤差を含むの
で、例えば、ゲージオリフィス断面積計算値Ag'にフィ
ルタをかけた値をAgに代えて用いることが好ましい。

【００４４】補正方法としては他にもあるが、要はゲー
ジオリフィス断面積計算値Ag'が小さいほどリーク面積A
l（式（２）により求まる）を小さくなるように補正す
ればよい。また、異常判定する際にAlと比較するしきい
値を、ゲージオリフィス断面積計算値Ag'が小さいとき
には大きくなるように補正しても異常か正常かの診断は
正しく行われる。

【００４５】次に、エンジン１の吸気系に設置されたエ
アクリーナ６に目詰まりが発生した場合について説明す
る。図１に示すようにエバポシステム２０の診断におい
て、リークチェックのためのゲージ管5をエアクリーナ
６下流に連通している。これは、エアクリーナ６の下流
に連通することで、大気中のゴミ等によるゲージ管の目
詰まりの防止や、ゲージバルブ17が開いた状態で動作不
能の故障が発生た場合にも、エバポガスを大気に放出す
ることなくエンジン１で燃焼できるよう配慮したもので
ある。

【００４６】そして、ゲージ管5の連通先は、エバポシ
ステム２０のリークを検出するために、本来、大気圧に
保たれていなければならない。しかしながら、エアクリ
ーナ６に目詰まりが発生した場合、その通気抵抗により
エアクリーナ６の下流の吸気管２が負圧になり、正確な
診断ができなくなる可能性がある。例えば、ゲージ管5
の連通先に５mmHgの負圧が発生していたとする。図２、
３で説明した診断を行った場合に、ゲージバルブ１７が
開いている間のエバポシステム２０内の圧力Ｐｔを１５
ｍｍＨｇとすると、ゲージオリフィス１９には、１５mm
Hgの差圧が加わっているとして式（２）は導出されてい
る。しかるに、実際には、１５−５＝１０mmHgしか差圧
が加わっていないので、ゲージオリフィス１９を流れる
気体の流速は、想定している値より小さいことになる。
結果的には、前記ゲージバルブ１７等に汚れ等が付着し
たりして通気面積が減少した場合と同様に、Alは実際よ
りも大きな値となってしまう。このため、エアクリーナ
６に目詰まりが発生した場合も、診断の禁止や診断結果
の補正が必要となる。

【００４７】エアクリーナ６の目詰まり発生状態の検出
の一実施形態を、図７の制御フローチャートにより説明
する。最初に、ステップ３０１で、エバポシステム２０
内に設置された圧力検出手段である圧力センサ11が正常
であるか否かの判定を行う。該圧力センサ11のチェック
方法は、センサ出力信号ラインの電気的な接続（機能）
チェック（短絡、または断線の検出）や、所定の運転状
態下でのエンジン吸気管内圧力（吸気管内圧力センサ検
出値、あるいは、エンジン吸入空気量、エンジン回転
数、吸気温、及び、スロットル開度等のエンジン状態パ
ラメータを少なくとも２つ以上利用して求めた吸気管内
圧力対応値）との比較による性能チェック、あるいは、
相対圧センサであればエバポシステム２０内のセンサの
センシング部分を所定の圧力（エンジン技術では一般に
大気圧または吸気管内負圧が用いられる）にしたときの
出力チェック等により行う。

【００４８】前記圧力センサ１１の異常時は、ステップ
３０８に進み、エバポシステム診断禁止処理、即ち、圧
力センサ１１の異常にともなう誤診断の防止や跳ね返り
対策処理を実行する。圧力センサ１１が正常なら、ステ
ップ３０２に進み、エアクリーナ６の目詰まり状態を判
定するのに適したエンジン運転領域にあるか否かのチェ
ックを行う。運転領域は、エンジン負荷、回転速度、ス
ロットル開度等のエンジン状態パラメータの大きさや変
化量により判断する。

【００４９】エアクリーナ６の目詰まりチェックに適し
たエンジン運転領域にあると判断されたならば、ステッ
プ３０３に進み、エアクリーナ６の目詰まり状態判定の
ために、エバポシステム２０内のバルブ類の操作を行
う。まず、パージバルブ４を閉じた後、バイパスバルブ
１５を閉じ、その後ドレインバルブ１０を閉じることに
より、エバポシステム２０を大気圧状態に密封する。そ
れぞれの動作間の待ち時間は運転状態やエンジン１、エ
バポシステム２０の違いにより異なる。

【００５０】次に、ステップ３０４にて、ゲージバルブ
１７を開いてステップ３０５に進む。ステップ３０５で
は、エバポシステム２０内の圧力を計測する。圧力の計
測は、ゲージバルブ１７を開いた後の所定期間における
圧力の大きさ、あるいは、変化量を検出する。そして、
ステップ３０６にて、計測した圧力と所定値とを比較す
ることで、エアクリーナ1の目詰まり状態を判断する。
計測圧力が所定値より大であれば（大気圧に対し所定値
以内の負圧であれば）、エアクリーナ６にエバポシステ
ム２０の診断に適さない程の目詰まりがなく、エバポシ
ステム２０の診断が正常に行なわれる状態にあると判断
して、ステップ３０７のエバポシステム２０の診断処理
を実行する。計測圧力が所定値以下であれば（大気圧に
対し所定値以上の負圧であれば）、エアクリーナ６にエ
バポシステム２０の診断に適さない程度の目詰まり状態
を検出したとして、ステップ３０８でエバポシステム診
断禁止処理（跳ね返り対策や異常報知等）を実行する。

【００５１】次に、補正手段について説明する。例え
ば、前記ステップ３０６にて計測した圧力値をPtg＝Pag
-Pa（ Pag：計測圧力絶対値、Pa：大気圧）とする。エ
アクリーナ６に目詰まりが発生していない状態では、Pt
gはほぼ０である。Ptgが０でないことを考慮した場合の
リーク面積Alを求める式は、次の式（４）となる。

【００５２】

【数４】 Al＝kAg／[(DP2−DP3)/(DP1−DP3)√(Pt1/Pt2)−１] …（４）但し、k=√[(Pt2−Ptg)／Pt2]である。

【００５３】したがって、計測圧力絶対値Ptgを記憶し
ておいて、Alの計算の時に式（２）の代りに、式（４）
を用いればよい。この場合も、要は、計測圧力絶対値Pt
gが大きいほどリーク面積Al（式（２）により求まる）
を小さくなるように補正すればよい。また、異常を判定
する際に、Alと比較するしきい値を計測圧力絶対値Ptg
が大きいときには大きくなるように補正しても異常か正
常かの診断は正しく行われる。

【００５４】なお、計測圧力絶対値Ptgを計測したとき
と、エバポシステム２０の診断を行うときの運転状態が
異なっているような場合、エアクリーナ６の下流に発生
する負圧が異なってしまう可能性がある。このような場
合、吸入空気量の二乗と発生負圧とがほぼ比例関係にあ
ることから、それぞれの運転状態における吸入空気量か
ら発生負圧を推定することも可能である。さらに、前記
ゲージオリフィス断面積計算値Ag'の計算についても、
エアクリーナ６の目詰まりの影響があるので補正するこ
とが好ましい。

【００５５】以上の説明は、ゲージ管５がエアクリーナ
６の下流に連通した場合についてであるが、別のフィル
タ等を介して大気開放した場合であっても同様である。
なお、エバポシステム２０の診断が加圧する方式の場
合、ゲージ管５の連通先に負圧が発生しているとゲージ
オリフィス１９に想定値以上の差圧が加わっていること
になるので、前述したのと逆方向の補正をすることにな
る。

【００５６】以上、本発明の一実施形態について説明し
たが、本発明は前記実施形態に限定されるものではな
く、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱す
ることなく設計において種々の変更ができるものであ
る。前記実施形態においては、ゲージバルブ１７等に汚
れ等が付着したりして通気面積が減少した状態の検出手
段と補正手段、及び、エアクリーナ６に目詰まりの発生
状態の検出手段と補正手段について説明したが、状態検
出手段により検出する内容、検出手段、及び、補正手段
を限定するものではない。エバポシステム２の診断に影
響する内容については可能な限り状態検出を行い、診断
結果を補正するようにすることが、診断のチャンスを増
やし、さらに診断の精度を高める意味で好ましい。

【００５７】

【発明の効果】エバポシステムの診断において、診断に
影響する種種の状態を検出し、診断結果を補正するの
で、精度良く診断を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の一実施形態のエバポシステムの診断装置
の全体構成図。

【図２】図１のエバポシステムの診断装置の各バルブの
動作タイミングとエバポ通管の圧力変化を示す図。

【図３】図１のエバポシステムの診断装置の診断処理の
前段フローチャート。

【図４】図１のエバポシステムの診断装置の診断処理の
後段フローチャート。

【図５】図１のエバポシステムの診断装置のゲージ系の
状態を検出するフローチャート。

【図６】図１のエバポシステムの診断装置のゲージ系の
状態を検出するための各バルブの動作タイミングとエバ
ポ通管の圧力変化を示す図。

【図７】図１のエバポシステムの診断装置のエアクリー
ナの目詰まりを検出するフローチャート。

【符号の説明】

１…エンジン、２・・・吸気管、４・・・パージバルブ、５…
ゲージ管、６・・・エアクリーナ、７・・・放出管、８・・・キ
ャニスタ、９・・・吸着材、１０・・・ドレインパイプ、１１
…圧力センサ、１２…ECU、１３・・・燃料タンク、１５・・
・バイパスバルブ、16・・・圧力調整バルブ、１７…ゲージ
バルブ、１９…ゲージオリフィス、２０・・・エバポシス
テム、２１・・・エバポ通管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者河野一也茨城県ひたちなか市大字高場2520番地株式会社日立製作所自動車機器事業部内 (56)参考文献特開平８−35452（ＪＰ，Ａ) 特開平６−17715（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02M 25/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料タンクと、該燃料タンクで発生する
エバポガスをエバポ通管を介して導入して該エバポガス
を一時的に吸着する吸着剤を内包したキャニスタと、吸
着したエバポガスをエンジン吸気管に放出するパージバ
ルブを有する放出管からなるエバポシステムと該エバポ
システム内の圧力を検出する圧力センサと該圧力センサ
の圧力検出信号に基づいて該エバポシステムのリーク等
の異常を判定する異常判定手段を備えた制御装置とを配
備したエバポシステムの診断装置において、前記エバポシステムは、前記燃料タンクと前記パージバ
ルブ間から分岐して前記吸気管または大気に開口するゲ
ージ管と、該ゲージ管に配置されたゲージバルブとを備
え、前記制御装置は、前記ゲージバルブとゲージ管とか
らなるゲージ系の状態を検出する状態検出手段と該状態
検出手段の検出結果に基づき前記異常判定手段による診
断結果を補正する補正手段とを備えたことを特徴とする
エバポシステムの診断装置。
【請求項２】前記状態検出手段は、前記ゲージバルブ
の通気面積を検出することを特徴とする請求項１に記載
のエバポシステムの診断装置。
【請求項３】前記状態検出手段は、前記ゲージ管の開
口部圧力を検出することを特徴とする請求項１に記載の
エバポシステムの診断装置。
【請求項４】前記状態検出手段は、前記ゲージバルブ
動作状態に対応した前記エバポシステム内の圧力に基づ
いて前記ゲージバルブの通気面積を検出することを特徴
とする請求項２に記載のエバポシステムの診断装置。
【請求項５】前記状態検出手段は、前記ゲージバルブ
開状態における前記エバポシステム内の圧力に基づいて
前記ゲージ管の開口部圧力を検出することを特徴とする
請求項３に記載のエバポシステムの診断装置。