JP3428510B2 - 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】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料タンクからの
燃料蒸気を吸気系へパージするエバポパージシステムの
故障診断装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車両等に搭載される装置とし
て、燃料タンクで発生する燃料蒸気（エバポ）をキャニ
スタに捕集し、その捕集された燃料蒸気を適宜キャニス
タから吸気通路へパージするようにしたエバポパージシ
ステムがある。こうしたエバポパージシステムは、通
常、燃料タンク内にて発生した燃料蒸気を捕集するキャ
ニスタと、燃料タンクとキャニスタとを連通するベーパ
通路と、キャニスタと吸気通路とを連通するパージ通路
とを備えるシステムとして構成される。また同システム
において、パージ通路の通路途中には開閉制御の可能な
パージ制御弁が、キャニスタには大気導入の可能な大気
導入弁が備えられる。

【０００３】また、上記のようなエバポパージシステム
について、そのエバポ経路の穴開きや裂傷等に起因する
漏れの有無を診断するエバポパージシステムの故障診断
装置がある。例えば特開平４−３６２２６４号公報に記
載されたエバポパージシステムの故障診断装置では、エ
バポ経路内の圧力を検出する圧力センサを設け、パージ
動作の開始に応じて一旦エバポ経路を負圧状態にし、同
経路内における内圧の経時変化を圧力センサによって検
出することによりエバポ経路の異常の有無を診断するよ
うにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このようなエバポパー
ジシステムの故障診断を行うための前提条件として、燃
料タンク内の圧力が安定していることが要求される。ま
た、エバポ経路の故障診断は、エンジンの冷却水温がパ
ージ許可水温になってパージが開始された後、燃料タン
ク内の圧力変化の小さいとき、すなわちエンジンの始動
時から所定時間以内に行う必要がある。

【０００５】燃料タンク内の圧力は、燃料蒸気（ベー
パ）の発生に基づく圧力上昇と、燃料消費に基づく圧力
低下とによって決まる。燃料タンク内の圧力が安定して
いることを検出するために、燃料タンク内の単位期間に
おける圧力変化量が所定範囲内に収まっており、しかも
これが連続した所定数の単位期間において満たされてい
ることが必要とされる。これは、エバポ経路の故障診断
を行う際にエバポ経路を負圧状態にして同経路内におけ
る内圧の経時変化を検出するのであるが、燃料タンク内
の圧力上昇量が大きい場合には、エバポ経路の穴開きや
裂傷等に起因して大気圧が導入されてエバポ経路内の内
圧が上昇したのか、燃料タンク内の圧力上昇量が大きい
ためにエバポ経路内の内圧が上昇したのかを診断するこ
とができないことによる。

【０００６】従って、燃料タンク内の単位期間における
圧力変化量が所定範囲内に収まっていない場合には、燃
料タンク内の圧力が安定していないと判定されてエバポ
経路の故障診断が実行されなくなる。

【０００７】しかしながら、エンジンの運転状態が変化
して燃料消費量が例えば急増した場合、燃料消費に基づ
く圧力低下が増大する。燃料タンク内の圧力低下の増大
に伴って燃料蒸気の発生量は若干増加するもののその量
は少なく、これによる圧力上昇も小さいものとなる。そ
のため、燃料タンク内の単位期間における圧力変化量が
前記所定範囲からはずれることとなり、この場合には燃
料タンク内の圧力が安定していないと判定されてエバポ
経路の故障診断が実行されなくなる。上記の判定は繰り
返し実行され、燃料タンク内の圧力が安定していると判
定されたとき、はじめてエバポ経路の故障診断が実行さ
れる。

【０００８】上記したように、エバポ経路の故障診断
は、燃料タンク内の圧力変化の小さいとき、すなわちエ
ンジンの始動時から所定時間以内に行う必要があるが、
燃料タンク内の圧力判定を繰り返すと、その分、エバポ
経路の故障診断を行うことができる期間が短くなって故
障診断の検出機会が少なくなり、よって故障診断の信頼
性も低下してしまう。

【０００９】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、エバポ経路の経路内圧力が安定し
ていることを早期に判定することができ、エバポ経路の
故障診断の検出機会を多くして、故障診断の信頼性を向
上することができるエバポパージシステムの故障診断装
置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】以下、上記目的を達成す
るための手段及びその作用効果について記載する。請求
項１に記載の発明は、燃料タンク内で発生する燃料蒸気
を同燃料タンクを含むエバポ経路を介してエンジンの吸
気通路へパージするエバポパージシステムと、前記エバ
ポ経路の経路内圧力の単位期間における圧力変化量が所
定範囲内に収まるとき、前記エバポ経路の経路内圧力の
変化度合いに基づいて当該エバポ経路の故障の有無を診
断する診断手段とを備えるエバポパージシステムの故障
診断装置において、前記診断手段は、前記単位期間にお
ける圧力変化量を燃料消費量に基づいて補正することに
より補正圧力変化量を算出する補正手段を備え、該診断
手段はその圧力変化量又は補正圧力変化量が前記所定範
囲内に収まるとき、前記エバポ経路の診断を行うことを
要旨とする。

【００１１】この構成によれば、燃料タンク内の圧力は
燃料消費量に対応して即座に変化（低下）するが、燃料
蒸気の圧力は徐々に変化（上昇）するため、単位期間に
おける圧力変化量が大きくなり、この圧力変化量が所定
範囲からはずれることがある。そのため、単位期間にお
ける圧力変化量を燃料消費量に基づいて補正して補正圧
力変化量を算出すれば、燃料消費に基づく圧力変化の影
響が除去される。よって、単位期間における圧力変化量
が所定範囲からはずれる場合にも、補正圧力変化量が所
定範囲内に収まる可能性が高くなり、エバポ経路の診断
が行われる可能性が高くなる。これにより、エバポ経路
の故障診断の検出期間が短くなるのを抑制して検出機会
を多くすることが可能になるため、故障診断の信頼性を
向上することができる。

【００１２】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のエバポパージシステムの故障診断装置において、前記
補正手段は、圧力変化量を算出している単位期間におけ
る燃料消費量と前記単位期間における圧力変化量が所定
範囲内に収まるときの燃料消費量との差に基づき、上記
算出した圧力変化量を補正して補正圧力変化量を算出す
ることを要旨とする。

【００１３】この構成によれば、補正圧力変化量は圧力
変化量を算出している単位期間における燃料消費量と圧
力変化量が所定範囲内に収まるときの燃料消費量との差
に基づいて圧力変化量を補正することにより算出される
ので、燃料消費に基づく圧力変化の影響が除去される。
よって、単位期間における圧力変化量が所定範囲からは
ずれる場合にも、補正圧力変化量が所定範囲内に収まる
可能性が高くなる。

【００１４】請求項３に記載の発明は、請求項１及び２
のいずれかに記載のエバポパージシステムの故障診断装
置において、前記補正手段は、前記単位期間における燃
料消費量を吸入空気量に基づいて算出することを要旨と
する。

【００１５】この構成によれば、空燃比制御が実施され
るエンジンにおいては、空気量検出手段によって検出さ
れる吸入空気量に基づいて燃料消費量を容易に算出でき
る。請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか
に記載のエバポパージシステムの故障診断装置におい
て、前記診断手段は、連続した所定数の単位期間におけ
る圧力変化量又は補正圧力変化量が所定範囲内に収まる
とき、前記エバポ経路の診断を行うことを要旨とする。

【００１６】この構成によれば、連続した所定数の単位
期間における圧力変化量又は補正圧力変化量が所定範囲
内に収まっていることに基づいて燃料タンク内の圧力が
安定していることを判定することが可能となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかるエバポパー
ジシステムの故障診断装置の一実施形態について、図面
を参照して説明する。

【００１８】図１は、本実施の形態にかかるエバポパー
ジシステム及びその故障診断装置を示す概略構成図であ
る。同図１に示すように、車載されたエンジン１０は、
燃焼室１１、吸気通路１２、及び排気通路１３を備えて
構成され、また実施の形態にかかるエバポパージシステ
ム２０は、大きくは、燃料タンク３０から発生する燃料
蒸気を捕集するキャニスタ４０や、その捕集された燃料
蒸気をエンジン１０の上記吸気通路１２にパージするパ
ージ通路７１等を備えて構成される。

【００１９】ちなみにエンジン１０の運転にあたって
は、まず燃料タンク３０内に備蓄された燃料が燃料ポン
プ３１によって汲み出され、燃料供給通路を通じてデリ
バリパイプ１２ａに送られた後、同デリバリパイプ１２
ａに装着された燃料噴射弁１２ｂによってエンジン１０
の吸気通路１２に噴射供給される。

【００２０】なお、この吸気通路１２において、その上
流には、図示しないアクセルペダルの踏み込み操作に基
づいて同吸気通路１２の流路面積を可変とするスロット
ルバルブ１２ｃが設けられており、更にその上流には、
吸入空気の浄化を行うためのエアクリーナ１２ｄ、及び
エンジン１０への吸入空気量を検出するためのエアフロ
ーメータ１２ｅがそれぞれ設けられている。

【００２１】さて、上記エバポパージシステム２０にあ
って、燃料タンク３０の天井壁には、圧力検出手段とし
ての圧力センサ３２が設けられるとともに、ブリーザ制
御弁３３が設けられている。圧力センサ３２は、燃料タ
ンク３０及び同タンク３０と連通する空間の圧力を測定
するためのものである。ブリーザ制御弁３３は、ダイア
フラム式の差圧弁であり、給油時等、燃料タンク３０内
の圧力がブリーザ通路３４内の圧力より所定圧以上高く
なるときのみ開弁して燃料蒸気をブリーザ通路３４に逃
がす仕組みとなっている。このブリーザ通路３４は、キ
ャニスタ４０に直接連通している。

【００２２】この他、燃料タンク３０内の空間は、ブリ
ーザ通路３４よりも通路の内径の小さなベーパ通路３５
にも連通している。このベーパ通路３５は、タンク内圧
制御弁６０を介してキャニスタ４０に連通している。タ
ンク内圧制御弁６０も、先のブリーザ制御弁３３とほぼ
同様の機能を有するダイアフラム式差圧弁である。同図
１において示すように、タンク内圧制御弁６０はその内
部に、ダイアフラム６１を備える。ダイアフラム６１
は、燃料タンク３０内の圧力がキャニスタ４０内の圧力
より所定圧以上高くなるときのみタンク内圧制御弁６０
を開弁させる仕組みとなっている。ちなみに上述したブ
リーザ制御弁３３もこのタンク内圧制御弁６０とほぼ同
一の構造を有する。

【００２３】キャニスタ４０は、その内部に吸着材（活
性炭）を備えており、燃料蒸気を該吸着材に吸着させて
一時的に蓄えた後、負圧下におかれることによってこの
吸着材に吸着させた燃料蒸気を再離脱させることが可能
な構成となっている。

【００２４】またキャニスタ４０は、上記ブリーザ通路
３４及びベーパ通路３５を介して燃料タンク３０と通じ
ている他、上記パージ通路７１に連通されるとともに、
大気弁７０を介して大気導入通路７２及び大気排出通路
７３にも連通している。

【００２５】ここで、上記パージ通路７１の通路途中に
は電磁弁からなるパージ制御弁７１ａが設けられてお
り、同通路の他端が上記吸気通路１２に連通している。
一方、大気導入通路７２の通路途中にも電磁弁からなる
大気導入弁７２ａが設けられていて、同通路の他端は上
記エアクリーナ１２ｄに連通している。

【００２６】大気弁７０は、その内部に、各々が異なる
弁機能を有するダイアフラムを２つ備える。まず、第１
のダイアフラム７４は、その背面側の空間７４ａがパー
ジ通路７１と連通しており、パージ通路７１が所定圧以
下の負圧状態になると開弁し、大気導入通路７２からキ
ャニスタ４０内への外気の流入を許容する。一方、第２
のダイアフラム７５は、キャニスタ４０内が所定圧以上
の正圧に達すると開弁し、キャニスタ４０内から大気排
出通路７３へ余分な空気を排出させる。

【００２７】キャニスタ４０の内部は仕切板４１によっ
て２つの吸着材室に区画されており、一方の吸着材室は
第１吸着材室４２、他方の吸着材室は第２吸着材室４３
とされている。両吸着材室４２，４３は吸着材（活性
炭）で満たされており、両吸着材室４２，４３はキャニ
スタ４０底部において通気性フィルタ４４を介して連通
している。上述した燃料タンク３０は、一方ではベーパ
通路３５及びタンク内圧制御弁６０を介して、他方では
ブリーザ通路３４及びブリーザ制御弁３３を介して第１
吸着材室４２に連通するようキャニスタ４０に連結され
ている。また、大気導入通路７２及び大気排出通路７３
は大気弁７０を介して第２吸着材室４３に連通するよう
キャニスタ４０に連結されている。そして、上記パージ
制御弁７１ａを備えるパージ通路７１は、キャニスタ４
０の上記第１吸着材室４２と吸気通路１２の上記スロッ
トルバルブ１２ｃ下流との間に連結されており、パージ
制御弁７１ａの開弁動作に応じてそれら第１吸着材室４
２とスロットルバルブ１２ｃ下流とを連通する。

【００２８】すなわち、ベーパ通路３５やブリーザ通路
３４から導入された燃料蒸気は、第１吸着材室４２内の
吸着材に一時的に吸着された後、パージ通路７１に運ば
れることとなる。また、大気弁７０内に備えれられた第
２のダイアフラム７５が開弁してキャニスタ４０内の余
分な空気を大気排出通路７３へ排出する場合にも、キャ
ニスタ４０内の気体中に残留する燃料蒸気は、第１吸着
材室４２及び第２吸着材室４３を通過する際にその内部
の吸着材に吸着され、燃料蒸気が外気に漏れることのな
いしくみとなっている。

【００２９】一方、負圧導入用通路８０が、タンク内圧
制御弁６０の内部及びキャニスタ４０の第２吸着材室４
３側を連絡するよう設けられている。この負圧導入用通
路８０の通路途中には、電磁弁からなる負圧導入制御弁
８０ａが設けられている。この負圧導入制御弁８０ａが
開弁することにより、負圧導入用通路８０はタンク内圧
制御弁６０の内部と第２吸着材室４３とを直接連通す
る。そして、特にパージ制御弁７１ａが開弁状態にあ
り、キャニスタ４０内に負圧が導入されている状態で負
圧導入制御弁８０ａを開弁すると、パージ通路７１内の
空間が、順次、第１吸着材室４２→通気性フィルタ４４
→第２吸着材室４３→負圧導入用通路８０→タンク内圧
制御弁６０→ベーパ通路３５→燃料タンク３０に連通す
ることとなる。また、ブリーザ通路３４内の空間も本来
第１吸着材室４２と連通しているため、パージ通路７１
と同一空間を共有することとなる。

【００３０】このように、キャニスタ４０内に負圧が導
入されている状態で負圧導入制御弁８０ａを開弁するこ
とで互いに連通するエバポパージシステム２０内の共有
空間が同システム２０におけるエバポ経路となる。本実
施の形態にかかるエバポパージシステムの故障診断装置
は、このエバポ経路の漏れの有無を判定することによっ
てその故障の有無を診断することとなる。また、本実施
形態において、エバポパージシステムの故障診断装置は
エバポ経路の故障診断の先立って燃料タンク３０内の圧
力安定等を含む前提条件が成立しているかどうかを判定
することとなる。

【００３１】こうしたエンジン１０と、このエンジン１
０の一部を構成するエバポパージシステム２０及びその
故障診断装置において、上記圧力センサ３２やエアフロ
ーメータ１２ｅをはじめとする各種センサの出力は、エ
ンジン１０及びエバポパージシステム２０の制御系及び
診断手段並びに補正手段としての役割を司る電子制御装
置（以下、ＥＣＵという）５０に対し入力される。この
ＥＣＵ５０は、燃料噴射弁１２ｂ、燃料ポンプ３１、パ
ージ制御弁７１ａ、大気導入弁７２ａ、及び負圧導入制
御弁８０ａ等を駆動制御して空燃比制御を実行するとと
もに、空燃比制御下においてパージ制御を実行する。ま
た、ＥＣＵ５０はパージ制御の実行に応じて上記エバポ
経路の漏れの有無に関する診断処理を実行する。

【００３２】図２は、このＥＣＵ５０のハードウエア構
成についてその概要を示したものであり、次に、この図
２を併せ参照して、同ＥＣＵ５０の内部構成を説明す
る。同図２に示すように、ＥＣＵ５０は、上記制御や診
断にかかる各種処理を実行するＣＰＵ５１ａ、読み出し
専用の記憶媒体であるＲＯＭ５１ｂ、読み出しと書き込
みが自由な揮発性の記憶媒体であるＲＡＭ５１ｃ、及び
読み込みと書き込みが自由で且つ、バッテリバックアッ
プされることによりエンジン１０の停止後も記憶内容が
保存される不揮発性の記憶媒体であるバックアップＲＡ
Ｍ５１ｄ等を備えるマイクロコンピュータ５１を中心に
構成される。

【００３３】このマイクロコンピュータ５１の入力ポー
トには、圧力センサ３２やエアフローメータ１２ｅのほ
か、回転数センサ、気筒判別センサ等、エンジン１０の
運転制御に必要な各種センサが接続されている。なお、
これらセンサのうち上記圧力センサ３２やエアフローメ
ータ１２ｅ等、Ａ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換の
必要なセンサの出力はＡ／Ｄ変換回路を介して同入力ポ
ートに取り込まれる。また、同マイクロコンピュータ５
１の出力ポートには、燃料噴射弁１２ｂ、燃料ポンプ３
１、パージ制御弁７１ａ、大気導入弁７２ａ、負圧導入
制御弁８０ａを駆動する各駆動回路等が接続されてい
る。ＥＣＵ５０は、マイクロコンピュータ５１に取り込
まれる各センサの出力に基づいて、燃料噴射制御や空燃
比制御、パージ制御等のエンジン１０の運転にかかる各
種制御を実行する。また、ＥＣＵ５０は、圧力センサ３
２からの出力信号を認識しつつ、パージ制御弁７１ａ、
大気導入弁７２ａ、及び負圧導入制御弁８０ａを開閉制
御することによってエバポパージシステムの故障診断を
実行する。

【００３４】次に、エバポパージシステム２０のパージ
制御にかかる動作態様について、その概要を説明する。
燃料タンク３０内の燃料から燃料蒸気が発生し、その蒸
気圧が所定圧以上に達すると、差圧弁からなるタンク内
圧制御弁６０が開弁して燃料タンク３０からキャニスタ
４０内への燃料蒸気の流入が許容される。また、例えば
燃料給油時のように、燃料蒸気の蒸気圧が燃料タンク３
０内で急激に高まるような場合には、差圧弁からなるブ
リーザ制御弁３３が開弁して、燃料タンク３０からキャ
ニスタ４０内へのより大量の燃料蒸気の流入が許容され
る。

【００３５】キャニスタ４０内に流入された燃料蒸気
は、同キャニスタ４０の内部に充填されている吸着材
（活性炭）に一旦吸着される。その後、図６に示すよう
に、エンジン１０が始動されて冷却水温が所定のパージ
許可水温（本実施形態では８０℃）以上になると、ＥＣ
Ｕ（電子制御装置）５０からの制御信号に基づいて適宜
パージ制御弁７１ａ及び大気導入弁７２ａが開弁され
る。これにより、パージ通路７１を介して吸気通路１２
からキャニスタ４０内に吸気負圧が導入されるととも
に、大気導入通路７２を通じてエアクリーナ１２ｄから
キャニスタ４０内に新気が導入される。これら負圧及び
新気の導入によって、上記吸着材に吸着されている燃料
蒸気が離脱し、該離脱した燃料蒸気がパージ通路７１を
介して吸気通路１２にパージされる。

【００３６】次に、上記ＥＣＵ５０が実行するエバポパ
ージシステムの故障診断についてその詳細を図６に基づ
いて説明する。エバポパージシステム２０のエバポ経路
の故障診断を実行するにあたっては、エンジン１０の冷
却水温がパージ許可水温に達してパージが開始され、燃
料タンク３０の圧力（以下、タンク内圧という）が安定
していることが前提条件となっており、これが成立して
いるかどうかが判定される。

【００３７】タンク内圧が安定していることの判断条件
は、単位期間としての所定時間（例えば１５秒間）のタ
ンク内圧の圧力変化量が所定範囲内に収まっており、こ
れが連続する所定数（本実施形態では３回）の単位期間
で測定されること、及びタンク内圧の圧力変動レベルΔ
ΔＰが｜ΔΔＰ｜＜ａ（なお、ａ＞０）であることを含
む。なお、圧力変動レベルΔΔＰは、圧力センサ３２を
通じて検出される圧力の所定の微小時間における変化量
の２階差分値であり、エバポパージシステム２０を搭載
した車両の旋回や加減速、揺動等による燃料蒸気圧の変
動を反映するパラメータである。

【００３８】本実施形態において、単位期間としての所
定時間（１５秒間）のタンク内圧の圧力変化量の判定時
には、圧力センサ３２を通じて検出された圧力変化量Δ
Ｐ１、又はこの圧力変化量ΔＰ１を補正した補正圧力変
化量ΔＰ１´が所定範囲内（｜ΔＰ１｜＜α、又は｜Δ
Ｐ１´｜＜α（例えばα＝０．７ｍｍＨｇ））に収まっ
ているかが判定される。すなわち、燃料タンク３０のタ
ンク内圧は、燃料消費に基づく圧力低下と燃料蒸気（ベ
ーパ）の発生に基づく圧力上昇とによって決まるが、タ
ンク内圧は燃料消費量に対応して即座に低下し、燃料蒸
気の圧力は徐々に上昇する。そのため、単位期間におけ
る圧力変化量ΔＰ１が大きくなり、前記所定範囲からは
ずれることがある。よって、本実施形態では、単位期間
における圧力変化量ΔＰ１を燃料消費量に基づいて補正
することにより燃料消費量に基づく圧力変化の影響を除
去した補正圧力変化量ΔＰ１´を算出し、この補正圧力
変化量ΔＰ１´が所定範囲内（｜ΔＰ１´｜＜α）に収
まっているかどうかを判定するようにしている。なお、
補正圧力変化量ΔＰ１´は、算出している圧力変化量Δ
Ｐ１から、その単位期間における燃料消費量と単位期間
における圧力変化量が所定範囲内に収まるときの燃料消
費量との差に基づいて図７を参照して求めた補正用の差
圧を減ずることにより算出している。また、本実施形態
においては、燃料消費量を直接求めるのではなく、エン
ジン１０の空燃比制御を実施していることから、エアフ
ローメータ１２ｅによって求められる吸入空気量に基づ
いて燃料消費量を間接的に求めている。

【００３９】そして、故障診断の前提条件が成立してい
ると、時刻ｔ０において、ＥＣＵ５０の制御指令によ
り、大気導入弁７２ａが閉弁されるとともに、パージ制
御弁７１ａ及び負圧導入制御弁８０ａが開弁される。こ
れらの動作により、キャニスタ４０内が大気から遮断さ
れるとともに、同キャニスタ４０に吸気通路１２からパ
ージ通路７１を介して負圧が導入される。また、負圧導
入制御弁８０ａの開弁により、前述のように燃料タンク
３０、キャニスタ４０、ブリーザ通路３４、ベーパ通路
３５、そしてパージ通路７１、すなわちエバポ経路内全
体が負圧状態となる。そして、このエバポ経路の経路内
圧は、燃料タンク３０の天井壁に設けられた圧力センサ
３２によって検出される。

【００４０】この状態で時刻ｔ１において一旦パージ制
御弁７１ａを閉弁すると、エバポ経路内が負圧状態のま
まで密閉される。このときエバポ経路に異常がなけれ
ば、燃料タンク３０内の燃料が蒸発することにより、エ
バポ経路内の圧力は、徐々に経路内に残った空気及び燃
料蒸気が平衡状態に達したときの圧力に近づいていくこ
ととなる。一方、エバポ経路に漏れがある場合には、エ
バポ経路内の圧力は急速に外気圧（大気圧）に近づいて
いくこととなる。そして、本実施形態ではこの圧力上昇
に基づき、エバポ経路内圧が再び所定負圧（−１５ｍｍ
Ｈｇ）に達した時刻ｔ２において、その圧力変化速度Δ
Ｐ（−１５）（ｍｍＨｇ／秒、またはｋＰａ／秒）を測
定する。そして、この測定した圧力変化速度ΔＰ（−１
５）に基づき、エバポ経路内に穴開き等の異常がある否
かを診断する。

【００４１】次に、エバポパージシステムの故障診断の
実際の手順について、図３，図４，図５に示すフローチ
ャートを参照して詳細に説明する。図３は、燃料タンク
３０内の圧力変化量が適正か否か、すなわち圧力変化量
が前記所定範囲内に収まるか否かを判定するための「圧
力変化量適正判定ルーチン」を示すフローチャートであ
る。本ルーチンは、ＥＣＵ５０により所定時間毎に周期
的に実行される。

【００４２】さて、処理がこのルーチンに移行すると、
ＥＣＵ５０はまずステップ１０１において、圧力変化量
ΔＰ１の算出時期かどうか、すなわち先の圧力変化量の
算出時から所定時間（本実施形態では１５秒）経過した
か否かを判断するとともに、圧力変動レベルΔΔＰが｜
ΔΔＰ｜＜ａか否かを判断する。そして、ＥＣＵ５０
は、肯定判断であるとその処理をステップ１０２に移行
し、圧力変化量ΔＰ１の算出時期でない又は圧力変動レ
ベルΔΔＰが｜ΔΔＰ｜≧ａであると判断すると、本ル
ーチンを一旦抜ける。

【００４３】ステップ１０２では、算出した圧力変化量
ΔＰ１の絶対値が所定値α未満、かつ前回の圧力変化量
ΔＰ１の算出時から所定時間（例えば６０秒）以内か否
かを判断する。同ステップ１０２において圧力変化量Δ
Ｐ１の絶対値が所定値α未満であり、かつ前回の圧力変
化量ΔＰ１の算出時から所定時間以内であると判断する
と、ＥＣＵ５０は、処理をステップ１０３に移行する。
ステップ１０３にてＥＣＵ５０は、マイクロコンピュー
タ５１内に備えられた圧力変化量適正カウンタを加算す
るとともに、マイクロコンピュータ５１内に備えられた
圧力変化量不適正カウンタをクリアして本ルーチンを終
了する。

【００４４】逆にステップ１０２で圧力変化量ΔＰ１の
絶対値が所定値α以上である、又は前回の圧力変化量Δ
Ｐ１の算出時から所定時間以上経過したと判断すると、
ＥＣＵ５０は、ステップ１０４に移行する。ステップ１
０４にてＥＣＵ５０は、圧力変化量適正カウンタをクリ
アするとともに、圧力変化量不適正カウンタを加算して
本ルーチンを終了する。

【００４５】図４は、燃料タンク３０内の補正圧力変化
量が適正か否か、すなわち補正圧力変化量が前記所定範
囲内に収まるか否かを判定するための「補正圧力変化量
適正判定ルーチン」を示すフローチャートである。本ル
ーチンは、ＥＣＵ５０により所定時間毎に周期的に実行
される。

【００４６】さて、処理がこのルーチンに移行すると、
ＥＣＵ５０はまずステップ２０１において、圧力変化量
ΔＰ１の算出時期かどうか、すなわち先の圧力変化量の
算出時から所定時間（本実施形態では１５秒）経過した
か否かを判断するとともに、圧力変動レベルΔΔＰが｜
ΔΔＰ｜＜ａか否かを判断する。そして、ＥＣＵ５０
は、肯定判断であるとその処理をステップ２０２に移行
し、圧力変化量ΔＰ１の算出時期でない又は圧力変動レ
ベルΔΔＰが｜ΔΔＰ｜≧ａであると判断すると、本ル
ーチンを一旦抜ける。

【００４７】ステップ２０２において、ＥＣＵ５０は、
算出した圧力変化量ΔＰ１を、その単位期間における燃
料消費量と、単位期間（１５秒間）における圧力変化量
が所定範囲内に収まるときの燃料消費量との差に基づい
て補正することにより補正圧力変化量ΔＰ１´を算出す
る。本実施形態では、補正圧力変化量ΔＰ１´は、その
単位期間における吸入空気量と単位期間における圧力変
化量が所定範囲内に収まるときの吸入空気量との差に基
づいて図７を参照して求められる補正用の差圧を圧力変
化量ΔＰ１から減ずることにより算出される。

【００４８】次のステップ２０３では、圧力変化量ΔＰ
１の絶対値が所定値α未満、又は補正圧力変化量ΔＰ１
´の絶対値が所定値α未満か否かを判断する。同ステッ
プ２０３において圧力変化量ΔＰ１の絶対値又は補正圧
力変化量ΔＰ１´の絶対値が所定値α未満であると判断
すると、ＥＣＵ５０は、処理をステップ２０４に移行す
る。同ステップ２０３において圧力変化量ΔＰ１の絶対
値及び補正圧力変化量ΔＰ１´の絶対値が所定値α以上
であると判断すると、ＥＣＵ５０は、処理をステップ２
０６に移行してマイクロコンピュータ５１内に備えられ
た補正圧力変化量適正カウンタをクリアして本ルーチン
を終了する。

【００４９】ステップ２０４では、前記圧力変化量不適
正カウンタの値が３未満であるか否かを判断する。同ス
テップ２０４において圧力変化量不適正カウンタの値が
３未満であると判断すると、ＥＣＵ５０は、処理をステ
ップ２０５に移行して補正圧力変化量適正カウンタを加
算して本ルーチンを終了する。逆にステップ２０４で圧
力変化量不適正カウンタの値が３以上であると判断する
と、ＥＣＵ５０は、前記ステップ２０６に移行して補正
圧力変化量適正カウンタをクリアして本ルーチンを終了
する。

【００５０】図５は、エバポパージシステム２０におけ
るエバポ経路の故障診断の前提条件が成立したか否かを
判定するための「前提条件判定ルーチン」を示すフロー
チャートである。本ルーチンは、ＥＣＵ５０により所定
時間毎に周期的に実行される。

【００５１】さて、処理がこのルーチンに移行すると、
ＥＣＵ５０はまずステップ３０１において、故障診断の
前提条件が成立しているか否かを判断する。具体的に
は、標高が所定高さ（例えば２４００ｍ）以下、すなわ
ち気圧が所定値以上であること、エンジン１０の始動時
の冷却水温が所定の範囲（例えば、−１０℃〜３５℃）
の範囲内にあること等である。ここですべての条件が全
て満たされているときにのみ前提条件が成立しているも
のとみなす。

【００５２】そしてＥＣＵ５０は、ステップ３０１です
べての条件が満たされていると判定すると、その処理を
ステップ３０２に移行し、１つでも満たされていないと
判定するとステップ３０７にて検出許可フラグをＯＦＦ
に設定して本ルーチンを終了する。

【００５３】ステップ３０２でＥＣＵ５０はエバポ経路
への負圧導入が完了しているか否かを判断する。同ステ
ップ３０２にて負圧導入が完了していると判断すると、
ＥＣＵ５０は処理をステップ３０３に移行し、負圧導入
が完了していないと判断すると、ＥＣＵ５０は処理をス
テップ３０５に移行する。

【００５４】ステップ３０５でＥＣＵ５０は車速が安定
しており、かつパージ条件が成立しており、かつタンク
内圧が安定しているか否かを判断する。同ステップ３０
５において車速が安定しており、かつパージ条件が成立
しており、かつタンク内圧が安定していると判断する
と、ＥＣＵ５０は、処理をステップ３０３に移行する。
逆にステップ３０５で車速が安定していない、またはパ
ージ条件が成立していない、もしくはタンク内圧が安定
していないと判断すると、ＥＣＵ５０は、処理を前記ス
テップ３０７に移行して検出許可フラグをＯＦＦに設定
して本ルーチンを終了する。

【００５５】ステップ３０３でＥＣＵ５０は前記圧力変
化量適正カウンタの値が３以上であるか否か、すなわち
圧力変化量ΔＰ１の絶対値が所定値α未満となることを
３回以上連続して検出したか否かを判断する。同ステッ
プ３０３において圧力変化量適正カウンタの値が３以上
であると判断すると、ＥＣＵ５０は、処理をステップ３
０４に移行して検出許可フラグをＯＮに設定して本ルー
チンを終了する。逆にステップ３０３で圧力変化量適正
カウンタの値が３未満であると判断すると、ＥＣＵ５０
は、処理をステップ３０６に移行する。

【００５６】ステップ３０６において、ＥＣＵ５０は前
記補正圧力変化量適正カウンタの値が２以上であるか否
か、すなわち圧力変化量ΔＰ１の絶対値又は補正圧力変
化量ΔＰ１´の絶対値が所定値α未満となることを３回
以上連続して検出したか否かを判断する。同ステップ３
０６において補正圧力変化量適正カウンタの値が２以上
であると判断すると、ＥＣＵ５０は、処理を前記ステッ
プ３０４に移行して検出許可フラグをＯＮに設定して本
ルーチンを終了する。逆にステップ３０６で補正圧力変
化量適正カウンタの値が２未満であると判断すると、Ｅ
ＣＵ５０は、処理を前記ステップ３０７に移行して検出
許可フラグをＯＦＦに設定して本ルーチンを終了する。

【００５７】上記の圧力変化量適正判定ルーチン、補正
圧力変化量適正判定ルーチン及び前提条件判定ルーチン
をより具体的に説明する。エンジン１０が始動されて冷
却水温が所定のパージ許可水温（本実施形態では８０
℃）以上になると、ＥＣＵ５０からの制御信号に基づい
て適宜パージ制御弁７１ａ及び大気導入弁７２ａが開弁
され、キャニスタ４０内で離脱した燃料蒸気がパージ通
路７１を介して吸気通路１２にパージされる。

【００５８】この後、エバポ経路の故障診断の前提条件
として燃料タンク３０内の圧力が安定しているかどうか
が判定される。今、図８に示すように、タンク内圧の圧
力変化量ΔＰ１の算出時期Ｔ１，Ｔ２においては、｜Δ
Ｐ１｜＜α（＝０．７ｍｍＨｇ）となり、算出時期Ｔ３
〜Ｔ６においては、｜ΔＰ１｜≧αとなっているとす
る。従って、圧力変化量ΔＰ１のみでタンク内圧が安定
しているかどうかを判定しようとすると、連続して｜Δ
Ｐ１｜＜αとなる回数は算出時期Ｔ１，Ｔ２の２回だけ
となる。従って、図８に示すようにタンク内圧が変化し
ているとタンク内圧が不安定であると判定され、前提条
件不成立となる。

【００５９】しかしながら、算出時期Ｔ３〜Ｔ６におけ
る圧力変化量ΔＰ１を補正した補正圧力変化量｜ΔＰ１
´｜＜αになったとする。すると、算出時期Ｔ４におい
て補正圧力変化量適正カウンタの値が「２」となり、検
出許可フラグがＯＮに設定され、前提条件が成立する。

【００６０】そして、検出許可フラグがＯＮにされる
と、ＥＣＵ５０によってパージ動作中において、ＥＣＵ
５０により図６に示されるようにエバポパージシステム
２０のエバポ経路の故障診断が実行されることとなる。

【００６１】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、以下のような効果が得られる。 ・ 燃料タンク３０内の単位期間における圧力変化量Δ
Ｐ１が所定範囲内に収まらない場合、補正圧力変化量Δ
Ｐ１を燃料消費量差に基づいて補正した補正圧力変化量
ΔＰ１´は燃料消費に基づく圧力変化の影響が除去され
たものとなり、補正圧力変化量ΔＰ１´が所定範囲内に
収まる可能性が高くなる。その結果、パージ開始後、早
期にタンク内圧が安定していると判定することができる
ようになり、エバポ経路の故障診断の検出期間が短くな
るのを抑制して検出機会を多くすることが可能になる。
よって、エバポ経路の故障診断の信頼性を向上すること
ができる。

【００６２】・ 本実施形態では単位期間（１５秒間）
における燃料消費量を吸入空気量に基づいて算出するよ
うにしたので、空燃比制御が実施されるエンジン１０に
おいては、エアフローメータ１２ｅによって検出される
吸入空気量に基づいて燃料消費量を容易かつほぼ正確に
算出できる。

【００６３】なお、実施の形態は上記に限定されるもの
ではなく、次のように変更してもよい。 ・ 上記実施の形態では、エバポパージシステム２０の
故障診断にあたり、負圧導入制御弁８０ａを開弁するこ
とによってエバポ経路全体を連通させるとともに、大気
導入弁７２ａを閉弁して外部からは閉鎖状態とし、パー
ジ制御弁７１ａを開弁して負圧を導入するという構成を
採った。これに対し、密閉状態のエバポ経路（空間）内
に負圧を導入して同空間内の減圧を行うことのできるエ
バポパージシステムであれば、如何なる構造のものであ
っても本発明の故障診断装置を適用することはできる。
この場合にも、上記実施形態と同様の作用及び効果を得
ることができる。

【００６４】・ 上記実施形態では、図７に示すように
圧力変化量ΔＰ１を算出している単位期間における吸入
空気量と、圧力変化量ΔＰ１が｜ΔＰ１｜＜αとなった
単位期間における吸入空気量との空気量差に基づいて補
正用の差圧を算出するようにしたが、異なる複数の単位
期間における燃料消費量を直接算出し、その燃料消費量
差に基づいて補正用の差圧を算出するようにしてもよ
い。

【００６５】・ 上記実施形態において、圧力変化量Δ
Ｐ１が｜ΔＰ１｜＜αとなった単位期間における吸入空
気量に代えて、単位期間について予め所定の吸入空気量
を設定し、圧力変化量ΔＰ１を算出している単位期間に
おける吸入空気量と所定の吸入空気量とのとの空気量差
に基づいて補正用の差圧を設定してもよい。

【００６６】この場合にも、上記実施形態とほぼ同様の
作用及び効果を得ることができる。 ・ 上記各実施の形態では、エバポ経路の故障診断は圧
力変化速度ΔＰ（−１５）という概念を基にして行われ
ることとしたが、変化率、あるいは特定の時間当たり圧
力変化量等、圧力の変化度合いに相当する如何なるパラ
メータも本発明にかかるエバポパージシステムの故障診
断に適用することはできる。

【００６７】次に、上記各実施形態から把握できる他の
技術的思想を、以下に記載する。 ・ 請求項２に記載のエバポパージシステムの故障診断
装置において、前記補正手段は、圧力変化量を算出して
いる単位期間における燃料消費量と前記単位期間につい
て予め定めた燃料消費量との差に基づき、上記算出した
圧力変化量を補正して補正圧力変化量を算出することを
特徴とするエバポパージシステムの故障診断装置。

【００６８】この場合にも、請求項２に記載の発明とほ
ぼ同様の作用及び効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるエバポパージシステムの故障診
断装置の一実施の形態を示す概略構成図。

【図２】同実施の形態に採用されるＥＣＵの電気的構成
を示すブロック図。

【図３】本実施形態にかかる圧力変化量適正判定手順を
示すフローチャート。

【図４】本実施形態にかかる補正圧力変化量適正判定手
順を示すフローチャート。

【図５】本実施形態にかかる前提条件設定手順を示すフ
ローチャート。

【図６】同実施の形態での故障診断態様を示すタイムチ
ャート。

【図７】圧力変化量の補正用差圧と空気量との関係を示
す線図。

【図８】故障診断の前提条件設定例を示すタイムチャー
ト。

【符号の説明】

１０…エンジン、１１…燃焼室、１２…吸気通路、１２
ａ…デリバリパイプ、１２ｂ…燃料噴射弁、１２ｄ…エ
アクリーナ、１３…排気通路、２０…エバポパージシス
テム、３０…燃料タンク、３１…燃料ポンプ、３２…圧
力センサ、３３…ブリーザ制御弁、３４…ブリーザ通
路、３５…ベーパ通路、４０…キャニスタ、５０…ＥＣ
Ｕ（電子制御装置）、５１…マイクロコンピュータ、５
１ａ…ＣＰＵ、５１ｂ…ＲＯＭ、５１ｃ…ＲＡＭ、５１
ｄ…バックアップＲＡＭ、６０…タンク内圧制御弁、７
１…パージ通路、７０…大気弁、７２…大気導入通路、
７２ａ…大気導入弁（電磁弁）、７３…大気排出通路、
７１ａ…パージ制御弁（電磁弁）、８０…負圧導入用通
路、８０ａ…負圧導入制御弁（電磁弁）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 花井 修一 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車 株式会社 内 (56)参考文献 特開 平10−299587（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02M 25/08 F02M 25/08 301 F02D 41/02 301 F02D 41/22 301 F02D 45/00 345

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料タンク内で発生する燃料蒸気を同燃
   料タンクを含むエバポ経路を介してエンジンの吸気通路
   へパージするエバポパージシステムと、 前記エバポ経路の経路内圧力の単位期間における圧力変
   化量が所定範囲内に収まるとき、前記エバポ経路の経路
   内圧力の変化度合いに基づいて当該エバポ経路の故障の
   有無を診断する診断手段とを備えるエバポパージシステ
   ムの故障診断装置において、 前記診断手段は、前記単位期間における圧力変化量を燃
   料消費量に基づいて補正することにより補正圧力変化量
   を算出する補正手段を備え、該診断手段はその圧力変化
   量又は補正圧力変化量が前記所定範囲内に収まるとき、
   前記エバポ経路の診断を行う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に記載のエバポパージシステム
   の故障診断装置において、 前記補正手段は、圧力変化量を算出している単位期間に
   おける燃料消費量と前記単位期間における圧力変化量が
   所定範囲内に収まるときの燃料消費量との差に基づき、
   上記算出した圧力変化量を補正して補正圧力変化量を算
   出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。
3. 【請求項３】 請求項１及び２のいずれかに記載のエバ
   ポパージシステムの故障診断装置において、 前記補正手段は、前記単位期間における燃料消費量を吸
   入空気量に基づいて算出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。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載のエバポ
   パージシステムの故障診断装置において、 前記診断手段は、連続した所定数の単位期間における圧
   力変化量又は補正圧力変化量が所定範囲内に収まると
   き、前記エバポ経路の診断を行う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。