JP3804158B2 - 蒸発燃料供給系の故障診断装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料タンクと吸気通路との間に構成される蒸発燃料供給系の漏れ故障を検出するための蒸発燃料供給系の故障診断装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エンジン、特に自動車用エンジンでは、燃料タンクからの蒸発燃料が外部へ漏れるのを防止するため、パ−ジ経路と呼ばれる蒸発燃料回収経路が構成される。この蒸発燃料回収経路は、燃料タンクとエンジン吸気通路との間を接続するパ−ジ通路の途中にキャニスタと呼ばれる蒸発燃料吸着器を設け、燃料タンクからの蒸発燃料をキャニスタに吸着させておく一方、エンジンの運転中に、吸気通路に発生する吸気負圧を利用して、キャニスタに吸着されている蒸発燃料を吸気通路へ吸引させるようにしている。
【０００３】
ところで、パ−ジ経路にリ−クつまり漏れが生じるということは、蒸発燃料を大気に漏らす原因となり、このリ−クを生じているか否かを発見することが望まれる。リ−ク発見のため、パ−ジ経路内を一旦所定負圧ににまで吸引した後、該パ−ジ経路を大気と遮断された密閉状態とし、この密閉状態とされたときのパ−ジ経路内の圧力上昇度合をみることにより、リ−クが生じているか否かを検出するようにしている（例えば特開平６−７４１０６号公報参照）。そして、上記公報には、蒸発燃料の発生量が多くなるような環境条件では、リ−クに起因する圧力上昇なのか、蒸発燃料の多量発生に起因する圧力上昇なのか判断しにくいということで、リ−ク判定を禁止することも開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
蒸発燃料の発生量つまり発生度合が多いか否かを直接的に検出することは事実上困難であり、実際には、蒸発燃料の発生量が多くなる状況というものを、検出可能な適宜のパラメ−タを利用して間接的に検出せざるを得ないことになる。したがって、この検出可能な蒸発燃料の発生量が多くなる状況というものをいかに設定するかが、リ−ク誤判定を防止する上で重要となり、またリ−ク判定を行う機会を十分に確保するようにするということも勘案する必要がある。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、リ−ク判定が行える機会を極力十分に確保しつつ、リ−ク誤判定を防止できるようにした蒸発燃料供給系の故障診断装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明はその第１の構成として次のようにしてある。すなわち、特許請求の範囲における請求項１に記載のように、
燃料タンクとエンジンの吸気通路とを接続する蒸発燃料のパ−ジ経路を所定負圧にまで圧力低下させた後、大気と遮断された密閉状態での該パ−ジ経路の圧力上昇度合に応じて該パ−ジ経路にリ−クが生じているか否かを判定するリ−ク判定を行うようにした蒸発燃料供給系の故障診断装置において、
エンジン運転に伴う燃料タンク内へのリタ−ン燃料によって該燃料タンク内で蒸発燃料の発生度合が多くなる状態までの所定期間を、少なくとも前記リ−ク判定を行う期間とされており、
燃料タンク内での蒸発燃料の発生度合に影響を与える外部環境に基づき、蒸発燃料の発生度合が多くなるようなときは前記所定期間が短くなる方向に変更されるように設定されている、
ような構成としてある。
【０００８】
上記構成を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項２、請求項３に記載のとおりである。
【０００９】
燃料タンクへ戻される燃料は、エンジンにより加温されており、また燃料タンク内の燃料を撹拌し、しかも蒸発しやすい気泡を発生させることになり、燃料タンク内への燃料戻りが多くなるにつれて、燃料タンク内において蒸発燃料の発生度合が多くなる。したがって、燃料タンクへの燃料の戻りに起因して蒸発燃料の発生度合が多くなる所定期間までをリ−ク判定を実行する期間として設定することにより、リ−ク判定の機会を極力十分に確保しつつ、リ−ク誤判定を防止することができる。
そして、燃料タンク内での蒸発燃料の発生度合に影響を与える外部環境に基づき、蒸発燃料の発生度合が多くなるようなときは前記所定期間が短くなる方向に変更されるように設定してあるので、リ−ク誤判定をより確実に防止することができる。
【００１０】
前記目的を達成するため、本発明はその第２の構成として次のようにしてある。すなわち、特許請求の範囲における請求項４に記載のように、
燃料タンクとエンジンの吸気通路とを接続する蒸発燃料のパ−ジ経路を所定負圧にまで圧力低下させた後、大気と遮断された密閉状態での該パ−ジ経路の圧力上昇度合に応じて該パ−ジ経路にリ−クが生じているか否かを判定するリ−ク判定を行うようにした蒸発燃料供給系の故障診断装置において、
エンジン運転に伴う燃料タンク内へのリタ−ン燃料によって該燃料タンク内で蒸発燃料の発生度合が多くなる状態までの所定期間を、少なくとも前記リ−ク判定を行う期間とされており、
前記リ−ク判定が、エンジン始動直後から行うように設定されており、
前記リ−ク判定が、前記圧力上昇度合が所定値以上のときにリ−クしていると判定するように設定され、
エンジン始動直後から前記所定期間よりも短い第２の期間経過後に、リ−クしていると判定しにくくなる方向に前記所定値が変更される、
ような構成としてある。
【００１１】
【発明の効果】
請求項１に記載された発明によれば、リ−ク判定の機会を極力十分に確保しつつ、リ−ク誤判定を防止することができる。特に、燃料タンク内での蒸発燃料の発生度合に影響を与える外部環境に基づき、蒸発燃料の発生度合が多くなるようなときは前記所定期間が短くなる方向に変更されるように設定してあるので、リ−ク誤判定をより確実に防止することができる。
【００１２】
請求項２に記載したような構成とすることにより、蒸発燃料の発生度合に影響を与える大気圧を加味して、リ−ク誤判定を防止することができる。
【００１３】
請求項３に記載したような構成とすることにより、エンジン始動直後からリ−ク判定を行うことにより、リ−ク判定の機会を十分に確保する上で好ましいものとなる。
【００１４】
請求項４に記載された発明によれば、エンジンの運転に伴って燃料タンク内の温度がリタ−ン燃料によって徐々に高温になっていくことを勘案してリ−ク判定用の所定値を変更することによって、リ−ク判定する期間を極力長く確保しつつリ−クしていると誤判定してしまう事態を防止する上で好ましいものとなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１において、１はエンジン本体、２は吸気通路であり、吸気通路２には、その上流側から下流側へ順次、エアクリ−ナ３、スロットル弁４、サ−ジタンク５が配設され、サ−ジタンク５からエンジン本体１までの間の吸気通路２は、各気筒毎に独立した独立吸気通路２ａとされている。そして、独立吸気通路２ａには、燃料噴射弁６が配設されている。
【００１６】
７は燃料タンクであり、燃料ポンプ８から汲み上げられた燃料タンク７内の燃料が、燃料供給通路９を介して燃料噴射弁６に供給され、余剰燃料は、リタ−ン通路１０を介して燃料噴射弁６から燃料タンク７へと戻される。なお、図中１１は、燃料供給通路９に接続された燃料フィルタ、１２はリタ−ン通路１０に接続されたプレッシャレギュレ−タである。
【００１７】
燃料タンク７内の蒸発燃料は、サ−ジタンク５に回収されるようになっている。このため、燃料タンク７とサ−ジタンク５とがパ−ジ通路２１によって接続され、このパ−ジ通路２１の途中には、蒸発燃料吸着手段（吸着器）としてのキャニスタ２２が接続されている。すなわち、パ−ジ通路２１のうち、燃料タンク７側の上流側パ−ジ通路２１ａによって燃料タンク７とキャニスタ２２とが接続され、下流側パ−ジ通路２１ａによって、キャニスタ２２とサ−ジタンク５とが接続されている。
【００１８】
前記上流側パ−ジ通路２１ａには、燃料タンク７側から順次、燃料タンク７内の圧力を検出する圧力検出手段として圧力センサ２３、および後述する制御弁２４が接続されている。また、前記下流側パ−ジ通路２１ｂには、パ−ジバルブ２５が接続されている。このパ−ジバルブ２５は、電磁式とされて、全閉および全開状態を選択的にとり得る他、例えばデュ−ティ制御によってその開度が連続可変式に変更可能とされている。前記キャニスタ２２は、大気解放通路２６を有し、この大気解放通路２６には、フィルタ２７、電磁式の開閉弁からなる大気解放弁２８が接続されている。なお、燃料タンク７に対するパ−ジ通路２１接続部には、転倒時にパ−ジ通路２１への燃料漏れを防止するためのロ−ルオ−ババルブ２９が接続され、このロ−ルオ−ババルブ２９は、全開時であっても絞り抵抗を有するものとなっている（全開開度が小）。
【００１９】
前記制御弁２４は、基本的には、上流側パ−ジ通路２１ａを全開とする状態と全閉とする状態との切換を行う他、全閉状態において、燃料タンク７内の圧力がキャニスタ２２側圧力よりも所定分低下すると、燃料タンク７側とキャニスタ２２側とを連通させる呼吸栓の機能をなす。
【００２０】
制御弁２４の一例が、図２に示される。この図２において、３１は上方に向けて開口された弁座、３２は弁座３１に離着座される可動弁体である。可動弁体３２は、有蓋筒状の可動鉄心ともなる筒状部材３３と、該筒状部材３３下端部に一体化されたゴム等の弾性部材３４とを有する。この弾性部材３４が弁座３１に離着座されるもので、この弾性部材３４には、左右一対のリップ状弁体３５Ａ、３５Ｂが一体形成されている。また、上記筒状部材３３には、その側面に連通用の小孔３６が形成されている。
【００２１】
前記筒状部材３３は、ダイヤフラム３７に一体的に保持されており、リタ−ンスプリング３８によって、下方つまり弾性部材３４が弁座３１に着座される方向に付勢されている。可動鉄心としての前記筒状部材３３の上方には、固定鉄心３９が配設され、この固定鉄心３９の周囲にはコイル４０が配設されている。
【００２２】
コイル４０を消磁した図２の状態では、リタ−ンスプリング３８によって、弾性部材３４が弁座３１に着座されている（閉状態）。この状態で、キャニスタ２２に負圧が作用、つまり、キャニスタ２２側の圧力が燃料タンク７側の圧力よりも低いときは、リップ状弁体３５Ａ、３５Ｂが閉じて、燃料タンク７内が大きな負圧になるのが防止される。逆に、燃料タンク７内の負圧が所定値以上になると、つまり、燃料タンク７内の圧力がキャニスタ２１側の圧力よりも所定分低くなると、リップ状弁体３５Ａ、３５Ｂが開いて、連通用小孔３６を介して燃料タンク７とキャニスタ２２とが連通されて、燃料タンク７内が大きな負圧になるのが防止される（呼吸機能）。ただし、小孔３６の有効開口面積は小さいものとされて、絞り抵抗を有するものとなっている。
【００２３】
図２の状態から、コイル４０を励磁すると、固定鉄心３９に可動鉄心としての筒状部材３３が引き寄せられて、弾性部材３４が弁座３１から大きく離間され、上流側パ−ジ通路２１ａが全開とされる（開度大で、絞り抵抗なし）。
【００２４】
燃料タンク７からの蒸発燃料は、制御弁２４（の小孔３６およびリップ状弁体３５Ａ、３５Ｂ）を通ってキャニスタ２２に吸着される。大気開放弁２８は通常は開かれており、エンジンの所定運転中パ−ジバルブ２５が開かれて、キャニスタ２２に吸着された燃料が、吸気通路２内に生じる吸気負圧によって、当該吸気通路２へ回収される（パ−ジ）。
【００２５】
図３において、Ｕはマイクロコンピュ−タを利用して構成された制御ユニットであり、既知のように、演算手段としてのＣＰＵ、記憶手段としてのＲＯＭおよびＲＡＭを有する。この制御ユニットＵには、前記圧力センサ２３からの信号の他、各種センサ（検出手段）Ｓ１〜Ｓ７からの信号が入力される。また、制御ユニットＵからは、前記制御弁２４、パ−ジバルブ２５、大気解放弁２８に対して制御信号が出力される他、ランプ、ブザ−等の警報器４１に対して出力される。
【００２６】
前記センサＳ１は、燃料タンク７内の燃料量つまり燃料残留量を検出するものである。センサＳ２は、大気圧を検出するものである。センサＳ３は、エンジン冷却水温度つまりエンジン温度を検出するものである。センサＳ４は、エンジン回転数を検出するものである。センサＳ５は、エンジン負荷例えばアクセル開度を検出するものである。センサＳ６は、車速を検出するものである。センサＳ７は、吸気温度を検出するものである。
【００２７】
制御ユニットＵは、燃料タンク７、パ−ジ通路２１、キャニスタ２２を含むパ−ジ経路に漏れがないか否かの故障判定つまりリ−ク判定を行うものであり、このリ−ク判定の基本的なやり方について、図４を参照しつつ説明する。まず、パ−ジバルブ２５が開いたパ−ジ中に、大気解放弁２８が閉じられ、かつ制御弁２４が開かれる（ｔ１時点）。これにより、パ−ジ通路２１を介して燃料タンク７内に吸気負圧が作用し、燃料タンク７内の負圧が徐々に高まる。
【００２８】
燃料タンク７内の負圧が、所定負圧例えば−２００ｍｍＡｑ（水位）になり（ｔ２時点）、これよりもさらに若干大きな負圧になった時点（ｔ３時点）において、パ−ジバルブ２５が閉じられる。このパ−ジバルブ２５が閉じられることにより、パ−ジ経路は、大気と遮断された密閉状態とされる。上記ｔ３時点より若干時間が経過すると、圧力センサ２３により検出される圧力が、上記所定負圧（例えば−２００ｍｍＡｑ）にまで上昇される（ｔ４時点で、ロ−ルオ−ババルブ２９の絞り抵抗の影響による燃料タンク７への吸気負圧伝達の遅れ解消）。
【００２９】
所定負圧となった上記ｔ４時点において、圧力センサ２３によって検出される負圧が第１検出負圧ＴＰ１とされる。ＴＰ１検出時点から、所定時間例えば３０秒経過した時点（ｔ５時点）において、圧力センサ２３によって検出される負圧が第２検出圧力ＴＰ２とされる。
【００３０】
リ−ク判定は、上記２つの検出圧力ＴＰ１とＴＰ２との偏差を所定の判定しきい値と比較することによって行われる。すなわち、ＴＰ１からＴＰ２になるまでの圧力上昇度合が大きいときは、パ−ジ経路に小孔が空いている等の漏れが考えられるときであり、このときは、リ−クされているという判定つまり故障判定がなされる。逆に、上記圧力上昇度合が小さいときは、リ−クしていないという判定となる。
【００３１】
ＴＰ１からＴＰ２へ圧力上昇度合は、燃料タンク７内での蒸発燃料発生量によって変化され、この蒸発燃料の発生量に応じて、リ−ク判定の判定条件が適宜変更されて、リ−ク判定される機会が極力が多く確保される。
【００３２】
次に、リ−ク判定条件の変更をも含めて、図５以下のフロ−チャ−トを参照しつつ、制御ユニットＵによるリ−ク判定の詳細について説明する。なお、以下の説明でＱはステップを示す。先ず、図５のＱ０において、エンジンが完爆したか否かが判別される（例えばエンジン回転数が５００ｒｐｍ以上となった時点で完爆と判定される）。このＱ０の判別でＮＯのときは、そのままＱ０の判別が繰り返される。Ｑ０の判別でＹＥＳのときは、Ｑ１において、始動直後のタイマのカウントがスタ−トされる（始動直後からの経過時間のカウント開始）。
【００３３】
Ｑ１の後、Ｑ２〜Ｑ１０によって、リ−ク判定を行う条件を満たしているか否かの判別が行われる。このリ−ク判定は、エンジン運転状態がパ−ジを行う条件を満たしていることを前提としているが、このパ−ジ実行条件が、Ｑ６でのエンジン回転数、Ｑ７でのエンジン負荷、Ｑ８での車速、Ｑ９での吸気温度に応じて設定されるている。また、Ｑ１０では、実際にパ−ジ実行中であることの確認がなされる。
【００３４】
Ｑ２〜Ｑ５は、リ−ク判定を行う条件を満たしているか否かの判別となる。すなわち、Ｑ２において燃料残留量が所定の下限値と上限値との間の所定範囲にあることが確認されたこと、Ｑ３において燃料タンク内圧が所定圧力以下であることが確認されたこと、Ｑ４において大気圧が所定圧力以上であることが確認されたこと、およびＱ５においてエンジン始動時のエンジン冷却水温度が所定温度範囲にあることが確認されたことを全て満たしていることを条件として、リ−ク判定が行われる。
【００３５】
Ｑ２において、燃料残留量に関する上限値は、燃料残留量が多すぎると蒸発燃料が多く発生し過ぎてリ−ク判定を誤判定し易いということで設定される。また、燃料残留量の下限値は、パ−ジ経路の空間部分の体積が大きすぎて、リ−ク判定のための圧力変化が少なすぎることを勘案して設定される。
【００３６】
Ｑ３において、タンク内圧に関する上限値は、種々の要因により、蒸発燃料の発生量が多すぎることの確認のために設定される。Ｑ５において、始動時の冷却水温度つまりエンジン温度に関する上限値は、リタ−ン通路１０から燃料タンク７へ戻される燃料が高温過ぎて、蒸発燃料の発生が多すぎる原因になるということから設定される。なお、始動時の冷却水温度の下限値は、吸気通路２への蒸発燃料のパ−ジが好ましくないということで設定される。
【００３７】
Ｑ２〜Ｑ１０の判別のいずれかでＮＯのときは、リ−ク判定を行うことなく、Ｑ２へ戻る。Ｑ２〜Ｑ１０の判別が全てＹＥＳのときは、図６のＱ２１へ移行する。Ｑ２１では、タンク内圧が−１００ｍｍＡｑよりも小さいか否かが判別され、このＱ２１の判別でＹＥＳのときは、Ｑ２２において、パ−ジバルブ２５の開度が小さくあるいは全閉とされることによりパ−ジ量が少なくされた後、Ｑ２１へ戻る。このＱ２２の処理は、燃料タンク７内の負圧が急激に大きくなり過ぎるのを防止するためになされる。
【００３８】
Ｑ２１の判別でＮＯのときは、Ｑ２３において、大気解放弁２８が閉じられる共に、制御弁２４が開かれる。これにより、燃料タンク７内が、吸気負圧によって吸引されて、負圧が徐々に大きくされていく。Ｑ２３の後、Ｑ２４において、タンク内圧が−１９０ｍｍＡｑよりも小さくなったか否かが判別される。このＱ２４の判別でＮＯのときは、Ｑ２５において、パ−ジ流量が１０リットル／分にというように比較的大きい値に設定されて、負圧を大きくいていく速度が早いものとされる。Ｑ２５の後は、Ｑ２６において、Ｑ２３時点から所定時間（実施例では２５秒）経過したか否かが判別される。このＱ２６の処理は、燃料タンク７内が所定負圧（実施例では−２００ｍｍＡｑ）にまで高まらないときに、強制的に次のステップへ移行させるために設定される。このＱ２６の判別でＮＯのときは、Ｑ２４に戻る。
【００３９】
前記Ｑ２４の判別でＹＥＳのときは、Ｑ２７において、タンク内圧が所定負圧としての−２００ｍｍＡｑよりも小さいか否かが判別される。このＱ２７の判別でＮＯのときは、Ｑ２８において、Ｑ２３時点から所定時間（実施例では２０秒）経過したか否かが判別される。このＱ２８の判別でＮＯのときは、所定負圧としての−２００ｍｍＡｑを通過する付近の状態となるが、Ｑ２６での所定時間までは余裕があるため、パ−ジ流量が５リットル／分というように比較的小さい値に設定された後、Ｑ２６へ移行する。また、Ｑ２８の判別でＹＥＳのときは、Ｑ２９において、Ｑ２６で設定される所定時間としての２５秒に近付いた状態なので、早期に所定負圧としての−２００ｍｍＡｑに到達させるべく、パ−ジ流量が１０リットル／分というように比較的大きい値とされる。
【００４０】
前記Ｑ２７の判別でＹＥＳのとき、あるいはＱ２６の判別でＹＥＳのときは、それぞれ、図７のＱ４１へ移行する。このＱ４１では、パ−ジバルブ２５が閉じられ、これにより、パ−ジ経路が、大気と遮断された密閉状態とされ、その圧力変化は、漏れがない限り、蒸発燃料の発生に応じた圧力変化にのみ依存する状態となる。
【００４１】
Ｑ４１の後、Ｑ４２において、Ｑ４１時点から短い所定時間（実施例では２秒）経過するほを待った後、Ｑ４３へ移行する。このＱ４２の処理は、図２におけるｔ３からｔ４へ移行する状態に相当する。
【００４２】
Ｑ４２の後、Ｑ４３において、大気圧と始動時水温とをパラメ−タとして設定されたマップから、しきい値ＳＰ１が設定される。このしきい値ＳＰ１は、標準状態では例えば−１３０ｍｍＡｑとして設定され、図９に示すように、大気圧が大きい（低地）ほど、またまた始動時水温が高いほど、負圧が小さくなる方向（大気圧に近付く方向）へ変更される。上記ＳＰ１は、所定負圧としての−２００ｍｍＡｑにまで吸引できない場合の確認であり、パ−ジ経路にリ−クがある場合の他、大気解放弁２８の開固着、パ−ジバルブ２５の閉固着が考えられる。
【００４３】
Ｑ４４においては、現在のタンク内圧が上記しきい値ＳＰ１よりも小さいか否かが判別される。このＱ４４の判別でＹＥＳのときは、Ｑ４５において、現在のタンク内圧がＴＰ１として記憶される（図４ｔ４時点）。この後、Ｑ４６において、Ｑ４１時点から所定時間（実施例では３０秒）経過するのを待って、つまり図４におけるｔ５時点になるのを待って、Ｑ４７に移行する。
【００４４】
Ｑ４７では、エンジン始動後の経過時間に応じてＳＰ２が設定される。この判定用しきい値としてのＳＰ２は、図４において、ｔ４時点でのタンク内圧ＴＰ１から、ｔ５時点までの間においてリ−クがないときに考えられる圧力上昇分の上限値であり、標準状態で例えば５０ｍｍＡｑ相当分とされる。このＳＰ２は、図９に示すように、リ−ク判定用の所定期間（例えばエンジン始動直後から６００秒）よりも短い第２の期間（例えばエンジン始動直後から３００秒）経過するまでは一定値とされるが（例えば上述のように５０ｍｍＡｑ）、当該第２の期間経過後は、リ−クしていると判定しにくくなるように時間の経過と共に徐々に大きい値へと変更される（最大で５０〜８０ｍｍＡｑを加算した値）。この判定用しきい値ＳＰ２は、エンジン始動直後からの経過時間に応じて上述のように基本値を設定する一方、後述するように、大気圧、始動時水温、燃料残留料に応じて基本値を補正することもできる。
【００４５】
Ｑ４７の後、Ｑ４８において、記憶されているタンク内圧ＴＰ１から現在のタンク内圧を差し引いた値が、上記しきい値ＳＰ２よりも小さいか否かが判別される。このＱ４８の判別でＹＥＳのときのときは、パ−ジ経路にリ−クがないと考えられるときであり、このときは、Ｑ４９において、ｔ４時点でのタンク内圧ＴＰ２が記憶される。
【００４６】
前記Ｑ４９の後は、図８のＱ５１に移行して、大気解放弁２８が開かれると共に、制御弁２４が閉じられる（図４のｔ５時点）。この後、Ｑ５２において、短い時間（実施例では３秒）経過するのを待った後、現在のタンク内圧から記憶されているタンク内圧ＴＰ２を差し引いた値が、所定値例えば５ｍｍＡｑよりも大きいか否かが判別される。このＱ５３の判別は、大気解放弁２８が閉状態のまま故障されているか否かの判別となる（大気解放弁２８が閉状態のまま固着されていると、図４のｔ５時点からの圧力上昇度合いが小さいものとなる）。
【００４７】
Ｑ５３の判別でＹＥＳのときは、Ｑ５４において、現在のタンク内圧からＴＰ２を差し引いた値が、所定値例えば１００ｍｍＡｑよりも小さいか否かが判別される。このＱ５４の判別は、制御弁２４が開故障しているか否かを判別するものとなる（閉じているはずの制御弁２４が開いていると、大気解放弁２８をとおして大気圧が圧力センサ２３に作用して、図４のｔ５時点から後の圧力上昇度合いが極めて大きいものとなる）。
【００４８】
Ｑ５４の判別でＹＥＳのときは、各弁２４、２８に故障がなく、しかもパ−ジ経路にリ−クのない正常状態であるとして、Ｑ５５において、通常のパ−ジ制御へ復帰される。
【００４９】
前記Ｑ４４の判別でＮＯのとき、あるいはＱ４８の判別でＮＯのときは、それぞれＱ５６に移行して、燃料タンク７の揺れが小さいか否かが判別される。この揺れが小さいか否かは、例えば、所定時間（例えば１０秒）中に検出される最大燃料残留量と最小燃料残留量との偏差が１０％以内であるときに、揺れが小さいとされる。燃料タンク７の揺れが大きいときは、燃料タンク７内で燃料が大きく撹拌されて、蒸発燃料の発生量が極めて大きくなるときであり、このような状態では、リ−クしているという判定を禁止するための処理とされる。燃料タンク７の揺れが小さいか否か（大きいか否か）は、この他、既知のように、悪路走行中であることの検出手法や、旋回時の検出手法を利用することもできる（悪路時や旋回時は、揺れが大）。
【００５０】
上記Ｑ５６の判別でＮＯのときは、そのままＱ１へ戻る。また、Ｑ５６の判別でＹＥＳのときは、Ｑ５７において、エンジン始動時から所定時間（請求項１における所定期間に対応し、例えば６００秒）経過したか否かが判別される。このＱ５７の判別でＮＯのときも、Ｑ１へ戻る（リ−クしているという判定の禁止）。Ｑ５７の判別でＹＥＳのときは、Ｑ５８において、２回連続して、Ｑ５７の判別でＹＥＳとされたか否かが判別、つまり、２回連続してＱ４４の判別でＮＯとされたとき、あるいはＱ４８の判別でＮＯとされたときであるか否かが判別される。このＱ５８の判別でＹＥＳのときは、Ｑ５９において、警報器４１を作動させて、リ−クがあることの警告がなされ、この後、Ｑ６０において、リ−クが検出されたことが故障コ−ドとして記憶される（整備時のダイアグチェック用）。
【００５１】
なお、Ｑ５８の処理によって、２回連続して（複数回連続して）リ−ク検出されたことを条件として、最終的にリ−クしているとの判定がなされるので、蒸発燃料の発生が多い環境においてもリ−ク判定を行う機会を増大させつつ、リ−クしていると誤判定してしまう事態を防止する上で好ましいものとなる。
【００５２】
以上実施例について説明したが、本発明はこれに限らず、例えば次のような場合をも含むものである。まず、大気圧等に応じて、リ−クしているか否かをみるときの判定しきい値の変更（補正）を行う場合、例えば図１１に示すマップから第１の補正係数（蒸発燃料の発生量の大小を示す係数）を決定し（大気圧が小さいほど、また始動時水温が高いほどリ−クしていると判定しにくい方向へ補正）、また図１２に示すような燃料残留量に応じた第２の補正係数を設定して、この補正係数をそれぞれ、標準的な判定しきい値（図９対応）に対して乗算して、補正後の判定しきい値を得るようにすることもできる。図１２において、Ｙ１は燃料タンク内の燃料残留量に対する圧力上昇割圧力を示す。また、Ｙ２は蒸発燃料量を考慮した補正係数であり、Ｙ３は燃料タンク内の空間容積を考慮した補正係数である。
【００５３】
リ−クの判定のための圧力上昇度合は、図４のｔ３時点からｔ４時点までの圧力変化に相当するので、この圧力変化をみることのできるものであれば適宜の判定しきい値を利用してみることができる。例えば、図４におけるｔ４時点でのタンク内圧ＴＰ１とｔ５時点でのタンク内圧との偏差を所定の判定しきい値と比較する場合の他、ＴＰ２のみを判定しきい値と比較する場合（ｔ３からｔ４までの時間が一定とする）や、所定値としてのＴＰ２となるまでの時間（ｔ３時点から所定圧力としてのＴＰ２になるまでの時間）を所定の判定しきい値と比較する場合等種々設定できる。
【００５４】
また、大気圧の低いとき等、蒸発燃料の発生量が多いときにリ−クしていると判定しにくくするには、上記各判定きい値を、圧力の場合は大気圧に近付く方向（圧力上昇度合が大きくなる方向）に変更すればよく、また判定しきい値を所定時間として設定する場合は、この所定時間を短くする方向に変更すればよい。
【００５５】
さらに、大気圧の低いとき等、蒸発燃料の発生量が多いときにリ−クしていると判定しにくくするには、図４において、ｔ３時点での所定負圧をより負圧が大きくなる方向に変更することにより行うこともできる（この場合は、例えば、負圧が大きくなる方向に変更された所定負圧とされてから所定時間経過したｔ５時点での検出圧力ＴＰ２を、所定の判定しきい値と比較してリ−ク判定すればよい）。
【００５６】
Ｑ５７に示す所定時間を、蒸発燃料の発生度合に影響を与える外部環境の状態に応じて変更（補正）するようにしてもよい。勿論、この変更の際は、外部環境の状態が、蒸発燃料の発生度合が多くなるようなときは、Ｑ５７での所定時間が短くなる方向に変更される。例えば、大気圧が低いときは高いときに比して、Ｑ５７で所定時間が短くされる。
【００５７】
Ｑ５７の処理を、Ｑ２〜Ｑ１０の処理と共に行うようにして、エンジン始動直後からＱ５７で設定される所定時間を経過しているときは、リ−ク判定を一切行わないようにしてもよい。また、実施例では、上記所定時間を経過したときは、リ−クしているという判定のみを禁止するようにしているが、この場合、上記所定時間を経過していない間においてリ−クしていないと判定されたことを条件として、所定時間経過後にリ−クしていないという判定を行うことが可能なように設定することもできる。
【００５８】
図７のＱ４７での判定しきい値ＳＰ２（図９R>９対応））は小さなリ−ク判定用となり、Ｑ４３での判定しきい値ＳＰ１は大きなリ−ク判定用となる。この大きなリ−ク判定用となるＳＰ１（の基本値）についても、ＳＰ２（の基本値）と同様に、図９に示すように所定期間よりも短い第２の期間経過後にはリ−クしていると判定しにくい方向へ変更するようにしてもよい。
【００５９】
図８のＱ５７に示す所定時間を、蒸発燃料の発生度合いが多い場合には短くなるように変更したが、蒸発燃料の発生度合による変更と図９に示すような時間の経過による変更と組み合わせるようにしてもよい。この場合、蒸発燃料の発生度合いが小さいときは、例えば図９に示すような設定とし、蒸発燃料の発生度合いが多い場合は例えば図１０に示すような設定とすればよい。すなわち、蒸発燃料の発生度合いが多いときは少ないときに比して、リ−ク判定の所定期間が短くされ（例えば６００秒から４００秒へ変更）、かつ第２の期間も短くされる（例えば３００秒から２００秒へ変更）。蒸発燃料の発生度合いに応じた図９および図１０に示すような傾向の変更は、ＳＰ１、ＳＰ２共に行うことができるが、この場合はＳＰ２の変更度合いをＳＰ１よりも大きくするのが好ましい。また、第２の期間経過後は、ＳＰ２のみ変更するようにすることもできる。
【００６０】
ガソリンエンジンで代表されるような火花点火式エンジンにおいて、燃料を直接気筒内に噴射して、空燃比を理論空燃比よりもはるかに大きくした超リーン運転することが可能な直接噴射式エンジンにおいては、アイドル運転あるいは低不可運転のときは、エンジンの温度つまり燃料タンクへリーンされるリーン燃料の温度が上昇しにくい（低い）ものとなる。したがって、中、高負荷運転した後であっても、アイドル運転あるいは低負荷運転が所定期間（所定時間）継続して行われたとき（リタ−ン燃料の温度が低下したと思われるとき）は、この所定期間経過直後から次の所定期間の間に、蒸発燃料のリ−ク判定を行うようにすることもできる（リ−ク判定を行う機会の増大）。
【００６１】
フロ−チャ−トに示される各ステップは、その機能に手段の名称を付して説明することができ、この機能の上位概念とされるものをも暗黙的に含むものである。
【００６２】
本発明の目的は、明示されたものに限らず、発明の効果に記載された内容や、実質的に好ましいあるいは利点とされた内容に対応したものを提供することをも暗黙的に含むものである。また、本発明は、装置発明としてばかりでなく、リ−ク検出方法としても把握することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すもので、エンジンに対するパ−ジ経路の構成例を示す全体系統図。
【図２】パ−ジ経路に接続された制御弁の一例を示す断面図。
【図３】本発明に用いる制御系統の一例を示す図。
【図４】本発明の制御例を示すタイムチャ−ト。
【図５】本発明の制御例を示すフロ−チャ−ト。
【図６】本発明の制御例を示すフロ−チャ−ト。
【図７】本発明の制御例を示すフロ−チャ−ト。
【図８】本発明の制御例を示すフロ−チャ−ト。
【図９】エンジン始動直後からの経過時間に基づくリ−ク判定しきい値の変更例を示す図。
【図１０】蒸発燃料の発生度合いが多い場合での図９に対応した図。
【図１１】大気圧、始動時水温と蒸発燃料量（補正係数）の関係を示す図。
【図１２】燃料残留量と圧力上昇割合（補正係数）との関係を示す図。
【符号の説明】
１：エンジン本体
２：吸気通路
５：サ−ジタンク
６：燃料噴射弁
７：燃料タンク
８：燃料ポンプ
９：燃料供給通路
１０：燃料リタ−ン通路
２１：パ−ジ通路
２２：キャニスタ
２３：圧力センサ
２４：制御弁
２５：パ−ジバルブ
２８：大気解放弁
４１：警報器
Ｕ：制御ユニット
Ｓ２：センサ（大気圧）
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料タンクと吸気通路との間に構成される蒸発燃料供給系の漏れ故障を検出するための蒸発燃料供給系の故障診断装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エンジン、特に自動車用エンジンでは、燃料タンクからの蒸発燃料が外部へ漏れるのを防止するため、パ−ジ経路と呼ばれる蒸発燃料回収経路が構成される。この蒸発燃料回収経路は、燃料タンクとエンジン吸気通路との間を接続するパ−ジ通路の途中にキャニスタと呼ばれる蒸発燃料吸着器を設け、燃料タンクからの蒸発燃料をキャニスタに吸着させておく一方、エンジンの運転中に、吸気通路に発生する吸気負圧を利用して、キャニスタに吸着されている蒸発燃料を吸気通路へ吸引させるようにしている。
【０００３】
ところで、パ−ジ経路にリ−クつまり漏れが生じるということは、蒸発燃料を大気に漏らす原因となり、このリ−クを生じているか否かを発見することが望まれる。リ−ク発見のため、パ−ジ経路内を一旦所定負圧ににまで吸引した後、該パ−ジ経路を大気と遮断された密閉状態とし、この密閉状態とされたときのパ−ジ経路内の圧力上昇度合をみることにより、リ−クが生じているか否かを検出するようにしている（例えば特開平６−７４１０６号公報参照）。そして、上記公報には、蒸発燃料の発生量が多くなるような環境条件では、リ−クに起因する圧力上昇なのか、蒸発燃料の多量発生に起因する圧力上昇なのか判断しにくいということで、リ−ク判定を禁止することも開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
蒸発燃料の発生量つまり発生度合が多いか否かを直接的に検出することは事実上困難であり、実際には、蒸発燃料の発生量が多くなる状況というものを、検出可能な適宜のパラメ−タを利用して間接的に検出せざるを得ないことになる。したがって、この検出可能な蒸発燃料の発生量が多くなる状況というものをいかに設定するかが、リ−ク誤判定を防止する上で重要となり、またリ−ク判定を行う機会を十分に確保するようにするということも勘案する必要がある。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、リ−ク判定が行える機会を極力十分に確保しつつ、リ−ク誤判定を防止できるようにした蒸発燃料供給系の故障診断装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明はその第１の構成として次のようにしてある。すなわち、特許請求の範囲における請求項１に記載のように、
燃料タンクとエンジンの吸気通路とを接続する蒸発燃料のパ−ジ経路を所定負圧にまで圧力低下させた後、大気と遮断された密閉状態での該パ−ジ経路の圧力上昇度合に応じて該パ−ジ経路にリ−クが生じているか否かを判定するリ−ク判定を行うようにした蒸発燃料供給系の故障診断装置において、
エンジン運転に伴う燃料タンク内へのリタ−ン燃料によって該燃料タンク内で蒸発燃料の発生度合が多くなる状態までの所定期間を、少なくとも前記リ−ク判定を行う期間とされており、
燃料タンク内での蒸発燃料の発生度合に影響を与える外部環境に基づき、蒸発燃料の発生度合が多くなるようなときは前記所定期間が短くなる方向に変更されるように設定されている、
ような構成としてある。
【０００８】
上記構成を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項２、請求項３に記載のとおりである。
【０００９】
燃料タンクへ戻される燃料は、エンジンにより加温されており、また燃料タンク内の燃料を撹拌し、しかも蒸発しやすい気泡を発生させることになり、燃料タンク内への燃料戻りが多くなるにつれて、燃料タンク内において蒸発燃料の発生度合が多くなる。したがって、燃料タンクへの燃料の戻りに起因して蒸発燃料の発生度合が多くなる所定期間までをリ−ク判定を実行する期間として設定することにより、リ−ク判定の機会を極力十分に確保しつつ、リ−ク誤判定を防止することができる。
そして、燃料タンク内での蒸発燃料の発生度合に影響を与える外部環境に基づき、蒸発燃料の発生度合が多くなるようなときは前記所定期間が短くなる方向に変更されるように設定してあるので、リ−ク誤判定をより確実に防止することができる。
【００１０】
前記目的を達成するため、本発明はその第２の構成として次のようにしてある。すなわち、特許請求の範囲における請求項４に記載のように、
燃料タンクとエンジンの吸気通路とを接続する蒸発燃料のパ−ジ経路を所定負圧にまで圧力低下させた後、大気と遮断された密閉状態での該パ−ジ経路の圧力上昇度合に応じて該パ−ジ経路にリ−クが生じているか否かを判定するリ−ク判定を行うようにした蒸発燃料供給系の故障診断装置において、
エンジン運転に伴う燃料タンク内へのリタ−ン燃料によって該燃料タンク内で蒸発燃料の発生度合が多くなる状態までの所定期間を、少なくとも前記リ−ク判定を行う期間とされており、
前記リ−ク判定が、エンジン始動直後から行うように設定されており、
前記リ−ク判定が、前記圧力上昇度合が所定値以上のときにリ−クしていると判定するように設定され、
エンジン始動直後から前記所定期間よりも短い第２の期間経過後に、リ−クしていると判定しにくくなる方向に前記所定値が変更される、
ような構成としてある。
【００１１】
【発明の効果】
請求項１に記載された発明によれば、リ−ク判定の機会を極力十分に確保しつつ、リ−ク誤判定を防止することができる。特に、燃料タンク内での蒸発燃料の発生度合に影響を与える外部環境に基づき、蒸発燃料の発生度合が多くなるようなときは前記所定期間が短くなる方向に変更されるように設定してあるので、リ−ク誤判定をより確実に防止することができる。
【００１２】
請求項２に記載したような構成とすることにより、蒸発燃料の発生度合に影響を与える大気圧を加味して、リ−ク誤判定を防止することができる。
【００１３】
請求項３に記載したような構成とすることにより、エンジン始動直後からリ−ク判定を行うことにより、リ−ク判定の機会を十分に確保する上で好ましいものとなる。
【００１４】
請求項４に記載された発明によれば、エンジンの運転に伴って燃料タンク内の温度がリタ−ン燃料によって徐々に高温になっていくことを勘案してリ−ク判定用の所定値を変更することによって、リ−ク判定する期間を極力長く確保しつつリ−クしていると誤判定してしまう事態を防止する上で好ましいものとなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１において、１はエンジン本体、２は吸気通路であり、吸気通路２には、その上流側から下流側へ順次、エアクリ−ナ３、スロットル弁４、サ−ジタンク５が配設され、サ−ジタンク５からエンジン本体１までの間の吸気通路２は、各気筒毎に独立した独立吸気通路２ａとされている。そして、独立吸気通路２ａには、燃料噴射弁６が配設されている。
【００１６】
７は燃料タンクであり、燃料ポンプ８から汲み上げられた燃料タンク７内の燃料が、燃料供給通路９を介して燃料噴射弁６に供給され、余剰燃料は、リタ−ン通路１０を介して燃料噴射弁６から燃料タンク７へと戻される。なお、図中１１は、燃料供給通路９に接続された燃料フィルタ、１２はリタ−ン通路１０に接続されたプレッシャレギュレ−タである。
【００１７】
燃料タンク７内の蒸発燃料は、サ−ジタンク５に回収されるようになっている。このため、燃料タンク７とサ−ジタンク５とがパ−ジ通路２１によって接続され、このパ−ジ通路２１の途中には、蒸発燃料吸着手段（吸着器）としてのキャニスタ２２が接続されている。すなわち、パ−ジ通路２１のうち、燃料タンク７側の上流側パ−ジ通路２１ａによって燃料タンク７とキャニスタ２２とが接続され、下流側パ−ジ通路２１ａによって、キャニスタ２２とサ−ジタンク５とが接続されている。
【００１８】
前記上流側パ−ジ通路２１ａには、燃料タンク７側から順次、燃料タンク７内の圧力を検出する圧力検出手段として圧力センサ２３、および後述する制御弁２４が接続されている。また、前記下流側パ−ジ通路２１ｂには、パ−ジバルブ２５が接続されている。このパ−ジバルブ２５は、電磁式とされて、全閉および全開状態を選択的にとり得る他、例えばデュ−ティ制御によってその開度が連続可変式に変更可能とされている。前記キャニスタ２２は、大気解放通路２６を有し、この大気解放通路２６には、フィルタ２７、電磁式の開閉弁からなる大気解放弁２８が接続されている。なお、燃料タンク７に対するパ−ジ通路２１接続部には、転倒時にパ−ジ通路２１への燃料漏れを防止するためのロ−ルオ−ババルブ２９が接続され、このロ−ルオ−ババルブ２９は、全開時であっても絞り抵抗を有するものとなっている（全開開度が小）。
【００１９】
前記制御弁２４は、基本的には、上流側パ−ジ通路２１ａを全開とする状態と全閉とする状態との切換を行う他、全閉状態において、燃料タンク７内の圧力がキャニスタ２２側圧力よりも所定分低下すると、燃料タンク７側とキャニスタ２２側とを連通させる呼吸栓の機能をなす。
【００２０】
制御弁２４の一例が、図２に示される。この図２において、３１は上方に向けて開口された弁座、３２は弁座３１に離着座される可動弁体である。可動弁体３２は、有蓋筒状の可動鉄心ともなる筒状部材３３と、該筒状部材３３下端部に一体化されたゴム等の弾性部材３４とを有する。この弾性部材３４が弁座３１に離着座されるもので、この弾性部材３４には、左右一対のリップ状弁体３５Ａ、３５Ｂが一体形成されている。また、上記筒状部材３３には、その側面に連通用の小孔３６が形成されている。
【００２１】
前記筒状部材３３は、ダイヤフラム３７に一体的に保持されており、リタ−ンスプリング３８によって、下方つまり弾性部材３４が弁座３１に着座される方向に付勢されている。可動鉄心としての前記筒状部材３３の上方には、固定鉄心３９が配設され、この固定鉄心３９の周囲にはコイル４０が配設されている。
【００２２】
コイル４０を消磁した図２の状態では、リタ−ンスプリング３８によって、弾性部材３４が弁座３１に着座されている（閉状態）。この状態で、キャニスタ２２に負圧が作用、つまり、キャニスタ２２側の圧力が燃料タンク７側の圧力よりも低いときは、リップ状弁体３５Ａ、３５Ｂが閉じて、燃料タンク７内が大きな負圧になるのが防止される。逆に、燃料タンク７内の負圧が所定値以上になると、つまり、燃料タンク７内の圧力がキャニスタ２１側の圧力よりも所定分低くなると、リップ状弁体３５Ａ、３５Ｂが開いて、連通用小孔３６を介して燃料タンク７とキャニスタ２２とが連通されて、燃料タンク７内が大きな負圧になるのが防止される（呼吸機能）。ただし、小孔３６の有効開口面積は小さいものとされて、絞り抵抗を有するものとなっている。
【００２３】
図２の状態から、コイル４０を励磁すると、固定鉄心３９に可動鉄心としての筒状部材３３が引き寄せられて、弾性部材３４が弁座３１から大きく離間され、上流側パ−ジ通路２１ａが全開とされる（開度大で、絞り抵抗なし）。
【００２４】
燃料タンク７からの蒸発燃料は、制御弁２４（の小孔３６およびリップ状弁体３５Ａ、３５Ｂ）を通ってキャニスタ２２に吸着される。大気開放弁２８は通常は開かれており、エンジンの所定運転中パ−ジバルブ２５が開かれて、キャニスタ２２に吸着された燃料が、吸気通路２内に生じる吸気負圧によって、当該吸気通路２へ回収される（パ−ジ）。
【００２５】
図３において、Ｕはマイクロコンピュ−タを利用して構成された制御ユニットであり、既知のように、演算手段としてのＣＰＵ、記憶手段としてのＲＯＭおよびＲＡＭを有する。この制御ユニットＵには、前記圧力センサ２３からの信号の他、各種センサ（検出手段）Ｓ１〜Ｓ７からの信号が入力される。また、制御ユニットＵからは、前記制御弁２４、パ−ジバルブ２５、大気解放弁２８に対して制御信号が出力される他、ランプ、ブザ−等の警報器４１に対して出力される。
【００２６】
前記センサＳ１は、燃料タンク７内の燃料量つまり燃料残留量を検出するものである。センサＳ２は、大気圧を検出するものである。センサＳ３は、エンジン冷却水温度つまりエンジン温度を検出するものである。センサＳ４は、エンジン回転数を検出するものである。センサＳ５は、エンジン負荷例えばアクセル開度を検出するものである。センサＳ６は、車速を検出するものである。センサＳ７は、吸気温度を検出するものである。
【００２７】
制御ユニットＵは、燃料タンク７、パ−ジ通路２１、キャニスタ２２を含むパ−ジ経路に漏れがないか否かの故障判定つまりリ−ク判定を行うものであり、このリ−ク判定の基本的なやり方について、図４を参照しつつ説明する。まず、パ−ジバルブ２５が開いたパ−ジ中に、大気解放弁２８が閉じられ、かつ制御弁２４が開かれる（ｔ１時点）。これにより、パ−ジ通路２１を介して燃料タンク７内に吸気負圧が作用し、燃料タンク７内の負圧が徐々に高まる。
【００２８】
燃料タンク７内の負圧が、所定負圧例えば−２００ｍｍＡｑ（水位）になり（ｔ２時点）、これよりもさらに若干大きな負圧になった時点（ｔ３時点）において、パ−ジバルブ２５が閉じられる。このパ−ジバルブ２５が閉じられることにより、パ−ジ経路は、大気と遮断された密閉状態とされる。上記ｔ３時点より若干時間が経過すると、圧力センサ２３により検出される圧力が、上記所定負圧（例えば−２００ｍｍＡｑ）にまで上昇される（ｔ４時点で、ロ−ルオ−ババルブ２９の絞り抵抗の影響による燃料タンク７への吸気負圧伝達の遅れ解消）。
【００２９】
所定負圧となった上記ｔ４時点において、圧力センサ２３によって検出される負圧が第１検出負圧ＴＰ１とされる。ＴＰ１検出時点から、所定時間例えば３０秒経過した時点（ｔ５時点）において、圧力センサ２３によって検出される負圧が第２検出圧力ＴＰ２とされる。
【００３０】
リ−ク判定は、上記２つの検出圧力ＴＰ１とＴＰ２との偏差を所定の判定しきい値と比較することによって行われる。すなわち、ＴＰ１からＴＰ２になるまでの圧力上昇度合が大きいときは、パ−ジ経路に小孔が空いている等の漏れが考えられるときであり、このときは、リ−クされているという判定つまり故障判定がなされる。逆に、上記圧力上昇度合が小さいときは、リ−クしていないという判定となる。
【００３１】
ＴＰ１からＴＰ２へ圧力上昇度合は、燃料タンク７内での蒸発燃料発生量によって変化され、この蒸発燃料の発生量に応じて、リ−ク判定の判定条件が適宜変更されて、リ−ク判定される機会が極力が多く確保される。
【００３２】
次に、リ−ク判定条件の変更をも含めて、図５以下のフロ−チャ−トを参照しつつ、制御ユニットＵによるリ−ク判定の詳細について説明する。なお、以下の説明でＱはステップを示す。先ず、図５のＱ０において、エンジンが完爆したか否かが判別される（例えばエンジン回転数が５００ｒｐｍ以上となった時点で完爆と判定される）。このＱ０の判別でＮＯのときは、そのままＱ０の判別が繰り返される。Ｑ０の判別でＹＥＳのときは、Ｑ１において、始動直後のタイマのカウントがスタ−トされる（始動直後からの経過時間のカウント開始）。
【００３３】
Ｑ１の後、Ｑ２〜Ｑ１０によって、リ−ク判定を行う条件を満たしているか否かの判別が行われる。このリ−ク判定は、エンジン運転状態がパ−ジを行う条件を満たしていることを前提としているが、このパ−ジ実行条件が、Ｑ６でのエンジン回転数、Ｑ７でのエンジン負荷、Ｑ８での車速、Ｑ９での吸気温度に応じて設定されるている。また、Ｑ１０では、実際にパ−ジ実行中であることの確認がなされる。
【００３４】
Ｑ２〜Ｑ５は、リ−ク判定を行う条件を満たしているか否かの判別となる。すなわち、Ｑ２において燃料残留量が所定の下限値と上限値との間の所定範囲にあることが確認されたこと、Ｑ３において燃料タンク内圧が所定圧力以下であることが確認されたこと、Ｑ４において大気圧が所定圧力以上であることが確認されたこと、およびＱ５においてエンジン始動時のエンジン冷却水温度が所定温度範囲にあることが確認されたことを全て満たしていることを条件として、リ−ク判定が行われる。
【００３５】
Ｑ２において、燃料残留量に関する上限値は、燃料残留量が多すぎると蒸発燃料が多く発生し過ぎてリ−ク判定を誤判定し易いということで設定される。また、燃料残留量の下限値は、パ−ジ経路の空間部分の体積が大きすぎて、リ−ク判定のための圧力変化が少なすぎることを勘案して設定される。
【００３６】
Ｑ３において、タンク内圧に関する上限値は、種々の要因により、蒸発燃料の発生量が多すぎることの確認のために設定される。Ｑ５において、始動時の冷却水温度つまりエンジン温度に関する上限値は、リタ−ン通路１０から燃料タンク７へ戻される燃料が高温過ぎて、蒸発燃料の発生が多すぎる原因になるということから設定される。なお、始動時の冷却水温度の下限値は、吸気通路２への蒸発燃料のパ−ジが好ましくないということで設定される。
【００３７】
Ｑ２〜Ｑ１０の判別のいずれかでＮＯのときは、リ−ク判定を行うことなく、Ｑ２へ戻る。Ｑ２〜Ｑ１０の判別が全てＹＥＳのときは、図６のＱ２１へ移行する。Ｑ２１では、タンク内圧が−１００ｍｍＡｑよりも小さいか否かが判別され、このＱ２１の判別でＹＥＳのときは、Ｑ２２において、パ−ジバルブ２５の開度が小さくあるいは全閉とされることによりパ−ジ量が少なくされた後、Ｑ２１へ戻る。このＱ２２の処理は、燃料タンク７内の負圧が急激に大きくなり過ぎるのを防止するためになされる。
【００３８】
Ｑ２１の判別でＮＯのときは、Ｑ２３において、大気解放弁２８が閉じられる共に、制御弁２４が開かれる。これにより、燃料タンク７内が、吸気負圧によって吸引されて、負圧が徐々に大きくされていく。Ｑ２３の後、Ｑ２４において、タンク内圧が−１９０ｍｍＡｑよりも小さくなったか否かが判別される。このＱ２４の判別でＮＯのときは、Ｑ２５において、パ−ジ流量が１０リットル／分にというように比較的大きい値に設定されて、負圧を大きくいていく速度が早いものとされる。Ｑ２５の後は、Ｑ２６において、Ｑ２３時点から所定時間（実施例では２５秒）経過したか否かが判別される。このＱ２６の処理は、燃料タンク７内が所定負圧（実施例では−２００ｍｍＡｑ）にまで高まらないときに、強制的に次のステップへ移行させるために設定される。このＱ２６の判別でＮＯのときは、Ｑ２４に戻る。
【００３９】
前記Ｑ２４の判別でＹＥＳのときは、Ｑ２７において、タンク内圧が所定負圧としての−２００ｍｍＡｑよりも小さいか否かが判別される。このＱ２７の判別でＮＯのときは、Ｑ２８において、Ｑ２３時点から所定時間（実施例では２０秒）経過したか否かが判別される。このＱ２８の判別でＮＯのときは、所定負圧としての−２００ｍｍＡｑを通過する付近の状態となるが、Ｑ２６での所定時間までは余裕があるため、パ−ジ流量が５リットル／分というように比較的小さい値に設定された後、Ｑ２６へ移行する。また、Ｑ２８の判別でＹＥＳのときは、Ｑ２９において、Ｑ２６で設定される所定時間としての２５秒に近付いた状態なので、早期に所定負圧としての−２００ｍｍＡｑに到達させるべく、パ−ジ流量が１０リットル／分というように比較的大きい値とされる。
【００４０】
前記Ｑ２７の判別でＹＥＳのとき、あるいはＱ２６の判別でＹＥＳのときは、それぞれ、図７のＱ４１へ移行する。このＱ４１では、パ−ジバルブ２５が閉じられ、これにより、パ−ジ経路が、大気と遮断された密閉状態とされ、その圧力変化は、漏れがない限り、蒸発燃料の発生に応じた圧力変化にのみ依存する状態となる。
【００４１】
Ｑ４１の後、Ｑ４２において、Ｑ４１時点から短い所定時間（実施例では２秒）経過するほを待った後、Ｑ４３へ移行する。このＱ４２の処理は、図２におけるｔ３からｔ４へ移行する状態に相当する。
【００４２】
Ｑ４２の後、Ｑ４３において、大気圧と始動時水温とをパラメ−タとして設定されたマップから、しきい値ＳＰ１が設定される。このしきい値ＳＰ１は、標準状態では例えば−１３０ｍｍＡｑとして設定され、図９に示すように、大気圧が大きい（低地）ほど、またまた始動時水温が高いほど、負圧が小さくなる方向（大気圧に近付く方向）へ変更される。上記ＳＰ１は、所定負圧としての−２００ｍｍＡｑにまで吸引できない場合の確認であり、パ−ジ経路にリ−クがある場合の他、大気解放弁２８の開固着、パ−ジバルブ２５の閉固着が考えられる。
【００４３】
Ｑ４４においては、現在のタンク内圧が上記しきい値ＳＰ１よりも小さいか否かが判別される。このＱ４４の判別でＹＥＳのときは、Ｑ４５において、現在のタンク内圧がＴＰ１として記憶される（図４ｔ４時点）。この後、Ｑ４６において、Ｑ４１時点から所定時間（実施例では３０秒）経過するのを待って、つまり図４におけるｔ５時点になるのを待って、Ｑ４７に移行する。
【００４４】
Ｑ４７では、エンジン始動後の経過時間に応じてＳＰ２が設定される。この判定用しきい値としてのＳＰ２は、図４において、ｔ４時点でのタンク内圧ＴＰ１から、ｔ５時点までの間においてリ−クがないときに考えられる圧力上昇分の上限値であり、標準状態で例えば５０ｍｍＡｑ相当分とされる。このＳＰ２は、図９に示すように、リ−ク判定用の所定期間（例えばエンジン始動直後から６００秒）よりも短い第２の期間（例えばエンジン始動直後から３００秒）経過するまでは一定値とされるが（例えば上述のように５０ｍｍＡｑ）、当該第２の期間経過後は、リ−クしていると判定しにくくなるように時間の経過と共に徐々に大きい値へと変更される（最大で５０〜８０ｍｍＡｑを加算した値）。この判定用しきい値ＳＰ２は、エンジン始動直後からの経過時間に応じて上述のように基本値を設定する一方、後述するように、大気圧、始動時水温、燃料残留料に応じて基本値を補正することもできる。
【００４５】
Ｑ４７の後、Ｑ４８において、記憶されているタンク内圧ＴＰ１から現在のタンク内圧を差し引いた値が、上記しきい値ＳＰ２よりも小さいか否かが判別される。このＱ４８の判別でＹＥＳのときのときは、パ−ジ経路にリ−クがないと考えられるときであり、このときは、Ｑ４９において、ｔ４時点でのタンク内圧ＴＰ２が記憶される。
【００４６】
前記Ｑ４９の後は、図８のＱ５１に移行して、大気解放弁２８が開かれると共に、制御弁２４が閉じられる（図４のｔ５時点）。この後、Ｑ５２において、短い時間（実施例では３秒）経過するのを待った後、現在のタンク内圧から記憶されているタンク内圧ＴＰ２を差し引いた値が、所定値例えば５ｍｍＡｑよりも大きいか否かが判別される。このＱ５３の判別は、大気解放弁２８が閉状態のまま故障されているか否かの判別となる（大気解放弁２８が閉状態のまま固着されていると、図４のｔ５時点からの圧力上昇度合いが小さいものとなる）。
【００４７】
Ｑ５３の判別でＹＥＳのときは、Ｑ５４において、現在のタンク内圧からＴＰ２を差し引いた値が、所定値例えば１００ｍｍＡｑよりも小さいか否かが判別される。このＱ５４の判別は、制御弁２４が開故障しているか否かを判別するものとなる（閉じているはずの制御弁２４が開いていると、大気解放弁２８をとおして大気圧が圧力センサ２３に作用して、図４のｔ５時点から後の圧力上昇度合いが極めて大きいものとなる）。
【００４８】
Ｑ５４の判別でＹＥＳのときは、各弁２４、２８に故障がなく、しかもパ−ジ経路にリ−クのない正常状態であるとして、Ｑ５５において、通常のパ−ジ制御へ復帰される。
【００４９】
前記Ｑ４４の判別でＮＯのとき、あるいはＱ４８の判別でＮＯのときは、それぞれＱ５６に移行して、燃料タンク７の揺れが小さいか否かが判別される。この揺れが小さいか否かは、例えば、所定時間（例えば１０秒）中に検出される最大燃料残留量と最小燃料残留量との偏差が１０％以内であるときに、揺れが小さいとされる。燃料タンク７の揺れが大きいときは、燃料タンク７内で燃料が大きく撹拌されて、蒸発燃料の発生量が極めて大きくなるときであり、このような状態では、リ−クしているという判定を禁止するための処理とされる。燃料タンク７の揺れが小さいか否か（大きいか否か）は、この他、既知のように、悪路走行中であることの検出手法や、旋回時の検出手法を利用することもできる（悪路時や旋回時は、揺れが大）。
【００５０】
上記Ｑ５６の判別でＮＯのときは、そのままＱ１へ戻る。また、Ｑ５６の判別でＹＥＳのときは、Ｑ５７において、エンジン始動時から所定時間（請求項１における所定期間に対応し、例えば６００秒）経過したか否かが判別される。このＱ５７の判別でＮＯのときも、Ｑ１へ戻る（リ−クしているという判定の禁止）。Ｑ５７の判別でＹＥＳのときは、Ｑ５８において、２回連続して、Ｑ５７の判別でＹＥＳとされたか否かが判別、つまり、２回連続してＱ４４の判別でＮＯとされたとき、あるいはＱ４８の判別でＮＯとされたときであるか否かが判別される。このＱ５８の判別でＹＥＳのときは、Ｑ５９において、警報器４１を作動させて、リ−クがあることの警告がなされ、この後、Ｑ６０において、リ−クが検出されたことが故障コ−ドとして記憶される（整備時のダイアグチェック用）。
【００５１】
なお、Ｑ５８の処理によって、２回連続して（複数回連続して）リ−ク検出されたことを条件として、最終的にリ−クしているとの判定がなされるので、蒸発燃料の発生が多い環境においてもリ−ク判定を行う機会を増大させつつ、リ−クしていると誤判定してしまう事態を防止する上で好ましいものとなる。
【００５２】
以上実施例について説明したが、本発明はこれに限らず、例えば次のような場合をも含むものである。まず、大気圧等に応じて、リ−クしているか否かをみるときの判定しきい値の変更（補正）を行う場合、例えば図１１に示すマップから第１の補正係数（蒸発燃料の発生量の大小を示す係数）を決定し（大気圧が小さいほど、また始動時水温が高いほどリ−クしていると判定しにくい方向へ補正）、また図１２に示すような燃料残留量に応じた第２の補正係数を設定して、この補正係数をそれぞれ、標準的な判定しきい値（図９対応）に対して乗算して、補正後の判定しきい値を得るようにすることもできる。図１２において、Ｙ１は燃料タンク内の燃料残留量に対する圧力上昇割圧力を示す。また、Ｙ２は蒸発燃料量を考慮した補正係数であり、Ｙ３は燃料タンク内の空間容積を考慮した補正係数である。
【００５３】
リ−クの判定のための圧力上昇度合は、図４のｔ３時点からｔ４時点までの圧力変化に相当するので、この圧力変化をみることのできるものであれば適宜の判定しきい値を利用してみることができる。例えば、図４におけるｔ４時点でのタンク内圧ＴＰ１とｔ５時点でのタンク内圧との偏差を所定の判定しきい値と比較する場合の他、ＴＰ２のみを判定しきい値と比較する場合（ｔ３からｔ４までの時間が一定とする）や、所定値としてのＴＰ２となるまでの時間（ｔ３時点から所定圧力としてのＴＰ２になるまでの時間）を所定の判定しきい値と比較する場合等種々設定できる。
【００５４】
また、大気圧の低いとき等、蒸発燃料の発生量が多いときにリ−クしていると判定しにくくするには、上記各判定きい値を、圧力の場合は大気圧に近付く方向（圧力上昇度合が大きくなる方向）に変更すればよく、また判定しきい値を所定時間として設定する場合は、この所定時間を短くする方向に変更すればよい。
【００５５】
さらに、大気圧の低いとき等、蒸発燃料の発生量が多いときにリ−クしていると判定しにくくするには、図４において、ｔ３時点での所定負圧をより負圧が大きくなる方向に変更することにより行うこともできる（この場合は、例えば、負圧が大きくなる方向に変更された所定負圧とされてから所定時間経過したｔ５時点での検出圧力ＴＰ２を、所定の判定しきい値と比較してリ−ク判定すればよい）。
【００５６】
Ｑ５７に示す所定時間を、蒸発燃料の発生度合に影響を与える外部環境の状態に応じて変更（補正）するようにしてもよい。勿論、この変更の際は、外部環境の状態が、蒸発燃料の発生度合が多くなるようなときは、Ｑ５７での所定時間が短くなる方向に変更される。例えば、大気圧が低いときは高いときに比して、Ｑ５７で所定時間が短くされる。
【００５７】
Ｑ５７の処理を、Ｑ２〜Ｑ１０の処理と共に行うようにして、エンジン始動直後からＱ５７で設定される所定時間を経過しているときは、リ−ク判定を一切行わないようにしてもよい。また、実施例では、上記所定時間を経過したときは、リ−クしているという判定のみを禁止するようにしているが、この場合、上記所定時間を経過していない間においてリ−クしていないと判定されたことを条件として、所定時間経過後にリ−クしていないという判定を行うことが可能なように設定することもできる。
【００５８】
図７のＱ４７での判定しきい値ＳＰ２（図９R>９対応））は小さなリ−ク判定用となり、Ｑ４３での判定しきい値ＳＰ１は大きなリ−ク判定用となる。この大きなリ−ク判定用となるＳＰ１（の基本値）についても、ＳＰ２（の基本値）と同様に、図９に示すように所定期間よりも短い第２の期間経過後にはリ−クしていると判定しにくい方向へ変更するようにしてもよい。
【００５９】
図８のＱ５７に示す所定時間を、蒸発燃料の発生度合いが多い場合には短くなるように変更したが、蒸発燃料の発生度合による変更と図９に示すような時間の経過による変更と組み合わせるようにしてもよい。この場合、蒸発燃料の発生度合いが小さいときは、例えば図９に示すような設定とし、蒸発燃料の発生度合いが多い場合は例えば図１０に示すような設定とすればよい。すなわち、蒸発燃料の発生度合いが多いときは少ないときに比して、リ−ク判定の所定期間が短くされ（例えば６００秒から４００秒へ変更）、かつ第２の期間も短くされる（例えば３００秒から２００秒へ変更）。蒸発燃料の発生度合いに応じた図９および図１０に示すような傾向の変更は、ＳＰ１、ＳＰ２共に行うことができるが、この場合はＳＰ２の変更度合いをＳＰ１よりも大きくするのが好ましい。また、第２の期間経過後は、ＳＰ２のみ変更するようにすることもできる。
【００６０】
ガソリンエンジンで代表されるような火花点火式エンジンにおいて、燃料を直接気筒内に噴射して、空燃比を理論空燃比よりもはるかに大きくした超リーン運転することが可能な直接噴射式エンジンにおいては、アイドル運転あるいは低不可運転のときは、エンジンの温度つまり燃料タンクへリーンされるリーン燃料の温度が上昇しにくい（低い）ものとなる。したがって、中、高負荷運転した後であっても、アイドル運転あるいは低負荷運転が所定期間（所定時間）継続して行われたとき（リタ−ン燃料の温度が低下したと思われるとき）は、この所定期間経過直後から次の所定期間の間に、蒸発燃料のリ−ク判定を行うようにすることもできる（リ−ク判定を行う機会の増大）。
【００６１】
フロ−チャ−トに示される各ステップは、その機能に手段の名称を付して説明することができ、この機能の上位概念とされるものをも暗黙的に含むものである。
【００６２】
本発明の目的は、明示されたものに限らず、発明の効果に記載された内容や、実質的に好ましいあるいは利点とされた内容に対応したものを提供することをも暗黙的に含むものである。また、本発明は、装置発明としてばかりでなく、リ−ク検出方法としても把握することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すもので、エンジンに対するパ−ジ経路の構成例を示す全体系統図。
【図２】パ−ジ経路に接続された制御弁の一例を示す断面図。
【図３】本発明に用いる制御系統の一例を示す図。
【図４】本発明の制御例を示すタイムチャ−ト。
【図５】本発明の制御例を示すフロ−チャ−ト。
【図６】本発明の制御例を示すフロ−チャ−ト。
【図７】本発明の制御例を示すフロ−チャ−ト。
【図８】本発明の制御例を示すフロ−チャ−ト。
【図９】エンジン始動直後からの経過時間に基づくリ−ク判定しきい値の変更例を示す図。
【図１０】蒸発燃料の発生度合いが多い場合での図９に対応した図。
【図１１】大気圧、始動時水温と蒸発燃料量（補正係数）の関係を示す図。
【図１２】燃料残留量と圧力上昇割合（補正係数）との関係を示す図。
【符号の説明】
１：エンジン本体
２：吸気通路
５：サ−ジタンク
６：燃料噴射弁
７：燃料タンク
８：燃料ポンプ
９：燃料供給通路
１０：燃料リタ−ン通路
２１：パ−ジ通路
２２：キャニスタ
２３：圧力センサ
２４：制御弁
２５：パ−ジバルブ
２８：大気解放弁
４１：警報器
Ｕ：制御ユニット
Ｓ２：センサ（大気圧）
Claims (4)
- 燃料タンクとエンジンの吸気通路とを接続する蒸発燃料のパ−ジ経路を所定負圧にまで圧力低下させた後、大気と遮断された密閉状態での該パ−ジ経路の圧力上昇度合に応じて該パ−ジ経路にリ−クが生じているか否かを判定するリ−ク判定を行うようにした蒸発燃料供給系の故障診断装置において、
エンジン運転に伴う燃料タンク内へのリタ−ン燃料によって該燃料タンク内で蒸発燃料の発生度合が多くなる状態までの所定期間を、少なくとも前記リ−ク判定を行う期間とされており、
燃料タンク内での蒸発燃料の発生度合に影響を与える外部環境に基づき、蒸発燃料の発生度合が多くなるようなときは前記所定期間が短くなる方向に変更されるように設定されている、
ことを特徴とする蒸発燃料供給系の故障診断装置。 - 請求項１において、
大気圧が低いときは高いときに比して、前記所定期間が短くなるように設定されている、ことを特徴とする蒸発燃料供給系の故障診断装置。 - 請求項１または請求項２において、
前記所定期間が、エンジン始動直後から所定時間経過するまでの期間として設定されている、ことを特徴とする蒸発燃料供給系の故障診断装置。 - 燃料タンクとエンジンの吸気通路とを接続する蒸発燃料のパ−ジ経路を所定負圧にまで圧力低下させた後、大気と遮断された密閉状態での該パ−ジ経路の圧力上昇度合に応じて該パ−ジ経路にリ−クが生じているか否かを判定するリ−ク判定を行うようにした蒸発燃料供給系の故障診断装置において、
エンジン運転に伴う燃料タンク内へのリタ−ン燃料によって該燃料タンク内で蒸発燃料の発生度合が多くなる状態までの所定期間を、少なくとも前記リ−ク判定を行う期間とされており、
前記リ−ク判定が、エンジン始動直後から行うように設定されており、
前記リ−ク判定が、前記圧力上昇度合が所定値以上のときにリ−クしていると判定するように設定され、
エンジン始動直後から前記所定期間よりも短い第２の期間経過後に、リ−クしていると判定しにくくなる方向に前記所定値が変更される、
ことを特徴とする蒸発燃料供給系の故障診断装置。
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-
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