JP3888287B2 - 燃料蒸気パージシステムの故障診断装置及び燃料蒸気パージシステムの故障診断方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料タンク内で発生する燃料蒸気をキャニスタに捕集し、キャニスタに捕集された燃料蒸気をパージ通路を介して内燃機関の吸気通路へパージする燃料蒸気パージシステムの故障診断装置及び燃料蒸気パージシステムの故障診断方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に揮発性液体燃料のタンクを備えた車輌には、いわゆる燃料蒸気パージシステムが採用されている。典型的なパージシステムによれば、燃料タンクで発生する燃料蒸気はベーパ通路を通じてキャニスタ内に導入して捕集され、捕集された燃料蒸気はパージ通路を介して内燃機関の吸気通路にパージ（放出）される。
【０００３】
このような燃料蒸気パージシステムの信頼性を確保するために、多くのパージシステムには、エバポ経路（燃料タンク、ベーパ通路、キャニスタ及びパージ通路を含んで構成される。）の穴あきや裂傷等に起因する漏れを発見するための故障診断装置が組み込まれている。このような漏れの診断を行うには、エバポ経路の内部と外部との間に差圧が設けられた後、その内圧の挙動が検出される。そして、エバポ経路の漏れがない状態での内圧判定レベルと、検出した内圧の挙動とを比較することにより、エバポ経路の漏れ故障を診断することができる。
【０００４】
一方、近年においては、燃料蒸気パージシステムとして、キャニスタを燃料タンク内に配置するようにしたインタンクキャニスタ式の燃料蒸気パージシステム（以下、インタンクキャニスタシステムという）が提案されている。これは、燃料タンク及びキャニスタ間の距離を短くすることにより配管削減等を行い、コスト低減を図ることができるとともに、配管の多くを燃料タンク内に配置してゴムホース部及び継ぎ手部等からの燃料蒸気の透過という問題を解決できる等のメリットがある。
【０００５】
このようなインタンクキャニスタシステムにおいても、エバポ経路の漏れ故障の診断を行う必要があり、特許文献１及び特許文献２に示される故障診断装置が提案されている。これらの故障診断装置は、燃料タンク内のキャニスタにチェック弁を介して燃料蒸気を導入するベーパ通路と、燃料タンク外からキャニスタ内に新気を導入する新気導入通路と、キャニスタ内の燃料蒸気を新気と共にパージ制御弁を介して内燃機関の吸気通路へパージするパージ通路とを備えている。さらに、パージ通路におけるキャニスタとパージ制御弁との間に、三方切換弁と、該三方切換弁から分岐して燃料タンク内の空間に連通する配管を設けている。そして、故障診断時において、三方切換弁を燃料タンク側に切り換えることにより、吸気通路と燃料タンク内の空間とをキャニスタを介することなく連通させ、キャニスタ内を略大気圧に保ったまま、燃料タンク内の空間に負圧を導入することができる。そのため、燃料タンク側に穴あきがある場合は、燃料タンクの負圧が漏れることにより、また、キャニスタ側に穴あきがある場合は、燃料タンクの負圧がキャニスタ側に漏れることにより、いずれの場合も燃料タンク内の圧力から漏れ故障の診断が可能となる。なお、キャニスタ内を略大気圧に保持できるのは、キャニスタ内は、新気導入通路により大気に開放されており、また、ベーパ通路のチェック弁の働きで燃料タンク側からキャニスタ内への負圧の導入が阻止されるからである。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−１１５９１５号公報
【特許文献２】
特開２００１−３１７４１７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１及び特許文献２に記載された故障診断装置は、燃料タンク及びキャニスタ間の配管削減等によりコスト削減を図るようにしたものであるにも関わらず、燃料タンク内へ負圧導入を導入する故障診断専用の通路を設ける必要があり、コストが高くなるという問題がある。
【０００８】
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、キャニスタ及び燃料タンクを含むエバポ経路の漏れ故障の診断を的確に行い、燃料タンク内に故障診断専用の通路を設けずに済み、コスト増加を抑制することができる燃料蒸気パージシステムの故障診断装置及び故障診断方法を提供することにある。
【０００９】
【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、燃料タンク内にキャニスタを配置し、燃料タンク及びキャニスタを含んでエバポ経路を形成し、前記燃料タンク内で発生する燃料蒸気を前記キャニスタに捕集し、前記キャニスタに捕集された燃料蒸気をパージ通路を介して内燃機関の吸気通路へパージする燃料蒸気パージシステムにおいて、前記エバポ経路からの燃料蒸気の漏れ故障を診断する燃料蒸気パージシステムの故障診断装置であって、前記エバポ経路の漏れ故障の診断に際して、前記燃料タンク及びキャニスタのいずれか一方に存在する気体を他方に送気する送気手段と、前記送気手段の作動に基づくキャニスタの内圧と燃料タンクの内圧との差圧に基づいて前記エバポ経路の漏れ故障を判定する判定手段とを備え、前記判定手段は、前記送気手段を所定時間作動させて送気したときの差圧が予め定められた所定値以上であるかどうかに基づいて前記エバポ経路の漏れ故障を判定することを特徴とする。
【００１０】
エバポ経路の漏れ故障は、エバポ経路の内部の圧力と外部の圧力との間に差圧を形成し、その差圧形成時における差圧の変化状態や差圧形成後の差圧の変化に基づいて診断することができる。燃料タンク内にキャニスタを配置して形成されたエバポ経路においては、キャニスタ内圧及び燃料タンク内圧を同一とし、外気との間に差圧を形成したとすると、燃料タンク側に穴あきが在れば差圧が減少するように変化し、エバポ経路に漏れ故障ありと診断することができる。しかしながら、キャニスタ側のみに穴あきがあったとしてもキャニスタ内圧及び燃料タンク内圧は同一圧力であるため、前記差圧は変化せず、エバポ経路に漏れ故障なしと判断される。そのため、燃料タンク内にキャニスタを配置して形成されたエバポ経路の漏れ故障を診断する際には、キャニスタ内圧と燃料タンク内圧との間に差圧を形成するとともに、燃料タンク内圧と外気圧との間に差圧を形成する必要がある。
【００１１】
この点に関して、上記の構成によれば、送気手段を作動させて燃料タンク及びキャニスタのいずれか一方に存在する気体を他方に送気することによって燃料タンクの内圧とキャニスタの内圧との間に容易に差圧を形成することができ、同時に燃料タンクの内圧と外気圧との間にも差圧が形成される。燃料タンクに穴あきが在れば、燃料タンクの内外で漏れが生じて燃料タンクの内圧と外気圧との差圧が変化し、燃料タンクの内圧とキャニスタの内圧との差圧も変化する。また、キャニスタに穴あきがあれば、キャニスタの内外で漏れが生じて燃料タンクの内圧とキャニスタの内圧との差圧が変化する。よって、キャニスタの内圧と燃料タンクの内圧との差圧に基づいてエバポ経路の漏れ故障を的確に判定することができる。
【００１２】
ちなみに、送気手段の作動による燃料タンクの内圧とキャニスタの内圧との間の差圧形成は、燃料タンク内の気体を吸引してキャニスタ内に送気することによって行われてもよいし、キャニスタ内の気体を吸引して燃料タンク内に送気することによって行われてもよい。
【００１３】
また、上記の構成では、キャニスタの内圧と燃料タンクの内圧との差圧を形成するための故障診断専用の通路を燃料タンク内に設けずに済み、コスト増加を抑制することができる。
【００１５】
さらに、上記の構成のように、送気手段を所定時間作動させれば、エバポ経路に漏れがない場合にはキャニスタの内圧と燃料タンクの内圧との間に所定の大きさの差圧を得ることができる。よって、送気手段を所定時間作動させて送気した後の差圧が予め定められた所定値以上であるかどうかに基づいてエバポ経路の漏れ故障を判定することができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、燃料タンク内にキャニスタを配置し、燃料タンク及びキャニスタを含んでエバポ経路を形成し、前記燃料タンク内で発生する燃料蒸気を前記キャニスタに捕集し、前記キャニスタに捕集された燃料蒸気をパージ通路を介して内燃機関の吸気通路へパージする燃料蒸気パージシステムにおいて、前記エバポ経路からの燃料蒸気の漏れ故障を診断する燃料蒸気パージシステムの故障診断装置であって、前記エバポ経路の漏れ故障の診断に際して、前記燃料タンク及びキャニスタのいずれか一方に存在する気体を他方に送気する送気手段と、前記送気手段の作動に基づくキャニスタの内圧と燃料タンクの内圧との差圧に基づいて前記エバポ経路の漏れ故障を判定する判定手段とを備え、前記判定手段は、前記差圧が所定値に達した後の前記差圧の変化状態に基づいて前記エバポ経路の漏れ故障を判定することを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の燃料蒸気パージシステムの故障診断装置において、前記判定手段は、前記差圧が所定値に達した後の前記差圧の変化状態に基づいて前記エバポ経路の漏れ故障を判定することを特徴とする。
【００１７】
エバポ経路に穴あきが存在していたとしても、漏れ故障の判定値の設定の仕方によっては、送気手段を所定時間作動させることによりキャニスタの内圧と燃料タンクの内圧との差圧は所定値以上になることがあり、この場合には漏れ故障の有無を確実に診断することができない。
【００１８】
この点に関して、上記の構成によれば、キャニスタの内圧と燃料タンクの内圧との差圧が所定値に達した後の差圧の変化状態を監視し、その差圧が変化すればエバポ経路の漏れ故障ありと判定し、その差圧にほとんど変化がなければエバポ経路の漏れ故障なしと判定することができる。
【００１９】
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燃料蒸気パージシステムの故障診断装置において、前記送気手段は、前記燃料タンク内で発生する燃料蒸気を前記キャニスタ内に導入するベーパ通路に設けられた電動式エアポンプであることを特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、電動式エアポンプを作動させればエバポ経路のキャニスタの内圧と燃料タンクの内圧との間に差圧を形成することができるので、内燃機関の停止時においてもエバポ経路の漏れ故障の診断を行うことができる。
【００２１】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の燃料蒸気パージシステムの故障診断装置において、さらに、前記エバポ経路の漏れ故障の診断に際して前記エバポ経路を外気から遮断して密閉する遮断手段を備えることを特徴とする。
【００２２】
特に、請求項６に記載の発明のように、遮断手段は、前記パージ通路を開閉するパージ制御弁と、前記キャニスタに大気を導入する大気導入通路を開閉する大気遮断弁とを含むものとすることができる。
【００２３】
この構成によれば、キャニスタの内圧と燃料タンクの内圧との間の差圧を形成する際、エバポ経路を外気から確実に遮断することができ、一方は送気されることにより加圧され、他方は気体が吸引されることにより減圧され、差圧が効率的に形成される。また、エバポ経路が密閉されることにより、この差圧形成に際して燃料蒸気の大気中への放出が防止される。
【００２４】
請求項７に記載の発明は、燃料タンク内にキャニスタを配置し、燃料タンク及びキャニスタを含んでエバポ経路を形成し、前記燃料タンク内で発生する燃料蒸気を前記キャニスタに捕集し、前記キャニスタに捕集された燃料蒸気をパージ通路を介して内燃機関の吸気通路へパージする燃料蒸気パージシステムにおいて、前記エバポ経路からの燃料蒸気の漏れ故障を診断する燃料蒸気パージシステムの故障診断方法であって、前記エバポ経路の漏れ故障の診断に際して、前記燃料タンク及びキャニスタのいずれか一方に存在する気体を他方に所定時間送気する工程と、前記送気に基づくキャニスタの内圧と燃料タンクの内圧との差圧が予め定められた所定値以上であるかどうかに基づいて前記エバポ経路の漏れ故障を判定する工程と、を備えることを特徴とする。
【００２５】
この構成によれば、請求項１の作用及び効果と同様に、燃料タンク及びキャニスタのいずれか一方に存在する気体を他方に送気することによって燃料タンクの内圧とキャニスタの内圧との間に容易に差圧を形成することができ、同時に燃料タンクの内圧と外気圧との間にも差圧が形成される。よって、キャニスタの内圧と燃料タンクの内圧との差圧に基づいてエバポ経路の漏れ故障を的確に判定することができる。また、この方法を採る場合には、燃料タンクの内圧とキャニスタの内圧との間の差圧形成は、燃料タンク内の気体を吸引してキャニスタ内に送気することによって行われてもよいし、キャニスタ内の気体を吸引して燃料タンク内に送気することによって行われてもよい。
さらに、上記の構成のように、所定時間送気すれば、エバポ経路に漏れがない場合にはキャニスタの内圧と燃料タンクの内圧との間に所定の大きさの差圧を得ることができる。よって、所定時間送気した後の差圧が予め定められた所定値以上であるかどうかに基づいてエバポ経路の漏れ故障を判定することができる。
請求項８に記載の発明は、燃料タンク内にキャニスタを配置し、燃料タンク及びキャニスタを含んでエバポ経路を形成し、前記燃料タンク内で発生する燃料蒸気を前記キャニスタに捕集し、前記キャニスタに捕集された燃料蒸気をパージ通路を介して内燃機関の吸気通路へパージする燃料蒸気パージシステムにおいて、前記エバポ経路からの燃料蒸気の漏れ故障を診断する燃料蒸気パージシステムの故障診断方法であって、前記エバポ経路の漏れ故障の診断に際して、前記燃料タンク及びキャニスタのいずれか一方に存在する気体を他方に送気する工程と、前記送気に基づくキャニスタの内圧と燃料タンクの内圧との差圧が所定値に達した後の前記差圧の変化状態に基づいて前記エバポ経路の漏れ故障を判定する工程と、を備えることを特徴とする。
請求項９に記載の発明は、請求項７に記載の燃料蒸気パージシステムの故障診断方法において、さらに、前記差圧が所定値に達した後の前記差圧の変化状態に基づいて前記エバポ経路の漏れ故障を判定する工程を備えることを特徴とする。
エバポ経路に穴あきが存在していたとしても、漏れ故障の判定値の設定の仕方によっては、所定時間送気することによりキャニスタの内圧と燃料タンクの内圧との差圧は所定値以上になることがあり、この場合には漏れ故障の有無を確実に診断することができない。
この点に関して、上記の構成によれば、キャニスタの内圧と燃料タンクの内圧との差圧が所定値に達した後の差圧の変化状態を監視し、その差圧が変化すればエバポ経路の漏れ故障ありと判定し、その差圧にほとんど変化がなければエバポ経路の漏れ故障なしと判定することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した車両等に搭載される燃料蒸気パージシステムの故障診断装置の第１実施形態を図１〜図３に従って説明する。
【００２７】
図１は、本実施形態に係る燃料蒸気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。
図１に示されるように、内燃機関としてのエンジン１０に吸入空気を導く吸気通路１１のサージタンク１２上流には、スロットルバルブ１３が設けられている。吸気通路１１にはスロットルバルブ１３の上流側にエアクリーナ１４が設けられている。
【００２８】
図１に示す燃料蒸気パージシステム２０は、エンジン１０の一部を構成しており、燃料タンク２１内には、その内部で発生する燃料蒸気を吸着するキャニスタ２２が収容配置されている。キャニスタ２２は燃料タンク２１内で発生する燃料蒸気を導入するためのベーパ通路２３を備えるとともに、パージ通路２４を介して前記サージタンク１２に接続されている。また、キャニスタ２２を前記吸気通路１１に連通する吸気通路１１とを連通するパージ通路２４とを備える。また、キャニスタ２２は新気を同キャニスタ２２内に導入する大気導入通路２５が接続されている。
【００２９】
燃料タンク２１には、給油のための給油管２６が取り付けられている。この給油管２６の給油口にはキャップ２７が装着され、その出口には逆止弁２８が設けられている。また、給油管２６には、循環路２９が分岐して設けられており、同循環路２９の開口端は燃料タンク２１内の上部空間Ｓに開口している。
【００３０】
キャニスタ２２のベーパ通路２３の一端側には、フロート弁３１、液溜め部３２、及び絞り３３が同通路の開口端側から順に設けられている。燃料タンク２１内に発生する燃料蒸気は、液溜め部３２及び絞り３３を介してキャニスタ２２に送られる。
【００３１】
キャニスタ２２は、その内部に吸着材を備えており、燃料タンク２１からの燃料蒸気を吸着材に吸着させて一時的に蓄えた後、その内部が負圧下におかれると、吸着材に吸着された燃料蒸気が再離脱可能な構成となっている。
【００３２】
キャニスタ２２の内部は仕切板４０によって２つの吸着材室４１，４２に区画されている。両吸着材室４１，４２は、吸着材でそれぞれ満たされるとともに、通気性フィルタ４３を介して連通している。吸着材室４１は、ベーパ通路２３を介して燃料タンク２１内部の上部空間Ｓと連通しているとともに、パージ通路２４を介して吸気通路１１のサージタンク１２と連通している。一方、吸着材室４２は大気導入通路２５と連通している。また、キャニスタ２２には、燃料タンク２１より流入する燃料蒸気が一旦は吸着材を通過した後にパージ通路２４に導入されるように、ガイド部材４４が設けられている。
【００３３】
さらに、キャニスタ２２には通気性フィルタ４３側の壁部に相対圧センサよりなる圧力センサ４５が設けられている。この圧力センサ４５はその両端部をそれぞれキャニスタ２２内及び燃料タンク２１内に臨ませており、キャニスタ２２の内圧と燃料タンク２１の内圧との差圧を検出し、検出した差圧に応じた電気信号を出力するように圧力センサ４５としては絶対圧センサが用いられている。
【００３４】
パージ通路２４の通路途中には電磁弁からなるパージ制御弁４６が設けられている。パージ制御弁４６は常には閉弁されており、同制御弁４６が開弁されると、エンジン１０の運転中においてサージタンク１２内に発生する吸気負圧がパージ通路２４を介してキャニスタ２２内に導入される。
【００３５】
一方、大気導入通路２５は、図示しないフューエルリッドで開閉される給油用開口部内に設けられたインレット口元４７に連通されている。大気導入通路２５の通路途中には遮断手段としての電磁弁からなる大気遮断弁４８が設けられている。大気遮断弁４８は常には開弁されており、インレット口元４７から入る新気が大気導入通路２５を介してキャニスタ２２に導入される。また、大気遮断弁４８が閉弁されると、大気導入通路２５を介した新気の導入が遮断され、キャニスタ２２は閉鎖される。なお、大気導入通路２５の途中には大気遮断弁４８の上流側において大気防塵フィルタ４９が設けられている。
【００３６】
そして、本実施形態においては、前記ベーパ通路２３とキャニスタ２２との接続部には送気手段としての電動式エアポンプ５０が設けられている。電動式エアポンプ５０は非作動時においては前記ベーパ通路２３とキャニスタ２２の新気導入口との間を連通している。電動式エアポンプ５０はその作動時において、燃料タンク２１内の燃料蒸気を吸引してキャニスタ２２内に送気することによって、燃料タンク２１の内圧とキャニスタ２２の内圧との間に差圧を形成するようになっている。
【００３７】
このように構成された燃料蒸気パージシステム２０では、燃料タンク２１内に発生する燃料蒸気がベーパ通路２３を通ってキャニスタ２２に送られてキャニスタ２２に吸着される。パージ制御弁４６が開弁すると、サージタンク１２内の負圧がパージ通路２４を介してキャニスタ２２に供給される。このとき、大気は、大気導入通路２５、大気防塵フィルタ４９、大気遮断弁４８を介してキャニスタ２２内に導入される。こうして大気が導入されることにより、吸着された燃料蒸気がキャニスタ２２からサージタンク１２へパージ（放出）される。
【００３８】
また、パージ制御弁４６が閉弁された状態で大気遮断弁４８も閉弁されると、燃料蒸気パージシステム２０内、すなわちエバポ経路内が閉鎖された空間となる。ここで、燃料蒸気パージシステム２０の「エバポ経路」とは、燃料タンク２１、ベーパ通路２３、キャニスタ２２、及びパージ通路２４のうちの、キャニスタ２２とパージ制御弁４６の間の通路部を含む経路である。こうして燃料蒸気パージシステム２０の「エバポ経路」内を閉鎖空間にした状態で、後述する故障診断処理を行う。
【００３９】
このように構成されたエンジン、燃料蒸気パージシステム２０及びその故障診断装置において、圧力センサ４５等の各種センサの出力は、エンジンの制御系として機能するとともに、故障診断装置として機能する電子制御装置（以下、ＥＣＵという）６０に対し入力される。ＥＣＵ６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器及び入出力インターフェイス等を含んで構成されるマイクロコンピュータを備え、各種センサから信号が入力されている。各種センサとしては、前記圧力センサ４５のほか、エンジン１０の回転に同期してクランク角信号を出力しこれにより機関回転速度を検出可能なクランク角センサ、吸入空気量を計測するエアフローメータ、機関排気系にて空燃比を検出する空燃比センサ（酸素センサ）、車速を検出する車速センサなどが設けられる。
【００４０】
このＥＣＵ６０は、取り込まれる各種センサの出力に基づいて、燃料噴射制御等、エンジン１０の運転に係る各種制御を実行するほか、パージ制御弁４６、大気遮断弁４８、電動式エアポンプ５０等を駆動制御することによって燃料蒸気パージシステム２０のパージ制御及び故障診断の処理を実行する。
【００４１】
次に、ＥＣＵ６０が実行する燃料蒸気パージシステム２０の故障診断の処理手順を図２に従って説明する。
まず、ステップ１００で診断条件が成立したかどうかが判定される。診断条件が成立していないと判定されると（ステップ１００；「ＮＯ」）、本処理は一旦終了される。一方、診断条件が成立していると判定されると（ステップ１００；「ＹＥＳ」）、ステップ１０５において、パージ制御弁４６が閉弁されるとともに、大気遮断弁４８が閉弁される。これにより、キャニスタ２２及び燃料タンク２１を含むエバポ経路は大気から遮断される。
【００４２】
キャニスタ２２及び燃料タンク２１を含むエバポ経路が大気から遮断されると、次のステップ１１０において、電動式エアポンプ５０の駆動が開始され、燃料タンク２１内の燃料蒸気が吸い込まれてキャニスタ２２に送気される。こうした電動式エアポンプ５０の作動によりキャニスタ２２の内圧は上昇し、燃料タンク２１の内圧は低下することとなり、両者間に差圧が形成される。
【００４３】
次に、ステップ１１５において、電動式エアポンプ５０の駆動開始時から所定時間Ｔ１経過したかどうかが判定される。電動式エアポンプ５０の作動時間が所定時間Ｔ１経過していないと判定されると（ステップ１１５で「ＮＯ」）、ステップ１１０に戻り、引き続き電動式エアポンプ５０が駆動される。
【００４４】
そして、ステップ１１５において、電動式エアポンプ５０の作動時間が所定時間Ｔ１経過したと判定されると（ステップ１１５で「ＹＥＳ」）、ステップ１２０で電動式エアポンプ５０の駆動が停止される。
【００４５】
次にステップ１２５において、キャニスタ２２の内圧と燃料タンク２１の内圧との差圧Ｐｃｔが所定値Ｐ１以上であるかどうかが判定される。エバポ経路に漏れがなければ、電動式エアポンプ５０を所定時間作動させることにより、キャニスタ２２の内圧と燃料タンク２１の内圧との間に所定値Ｐ１以上の差圧を形成することができる。ここで、差圧Ｐｃｔが所定値Ｐ１未満であると判定されると（ステップ１２５で「ＮＯ」）、ステップ１３５で漏れ故障ありとの異常判定がなされる。
【００４６】
また、差圧Ｐｃｔが所定値Ｐ１以上であると判定されると（ステップ１２５で「ＹＥＳ」）、ステップ１３０で漏れ故障なしとの正常判定がなされる。
図３は本実施形態における燃料蒸気パージシステム２０の故障診断処理における差圧形成時の差圧の推移を示している。ＣＡＳＥ１は、燃料タンク２１及びキャニスタ２２にともに穴が存在しない場合の差圧Ｐｃｔの変化を示しており、電動式エアポンプ５０を所定時間Ｔ１作動させた時刻ｔ１において、差圧Ｐｃｔは所定値Ｐ１以上となる。従って、ＣＡＳＥ１の場合にはエバポ経路に漏れ故障なしとの正常判定がなされる。
【００４７】
ＣＡＳＥ２は、燃料タンク２１にΦ０．５ｍｍの穴が存在し、キャニスタ２２には穴が存在しない場合の差圧Ｐｃｔの変化を示している。電動式エアポンプ５０を所定時間Ｔ１作動させた時刻ｔ１において、燃料タンク２１にΦ０．５ｍｍの穴が存在するために燃料タンク２１と外気との間において漏れが生じ、燃料タンク２１の減圧量は小さくなり、差圧Ｐｃｔは所定値Ｐ１未満となる。従って、ＣＡＳＥ２の場合にはエバポ経路に漏れ故障ありの異常判定がなされる。
【００４８】
ＣＡＳＥ３は、燃料タンク２１に穴が存在せず、キャニスタ２２にΦ０．５ｍｍの穴が存在する場合の差圧Ｐｃｔの変化を示している。電動式エアポンプ５０を所定時間Ｔ１作動させた時刻ｔ１において、キャニスタ２２にΦ０．５ｍｍの穴が存在するためにキャニスタ２２と燃料タンク２１との間において漏れが生じ、差圧Ｐｃｔは所定値Ｐ１と比較して小さい値になる。従って、ＣＡＳＥ３の場合においてもエバポ経路に漏れ故障ありの異常判定がなされる。なお、このＣＡＳＥ３の場合には、差圧Ｐｃｔが形成されるキャニスタ２２及び燃料タンク２１の間での漏れであるため、形成される差圧ＰｃｔはＣＡＳＥ２の場合よりも小さくなる。
【００４９】
ＣＡＳＥ４は、燃料タンク２１にΦ０．４ｍｍの穴が存在し、キャニスタ２２にΦ０．３ｍｍの穴が存在する場合の差圧Ｐｃｔの変化を示している。Φ０．４ｍｍの穴の面積とΦ０．３ｍｍの穴の面積との和は、Φ０．５ｍｍの穴の面積と等しくなり、Φ０．４ｍｍの穴とΦ０．３ｍｍの穴とが存在することはΦ０．５ｍｍの穴が存在することと等価である。電動式エアポンプ５０を所定時間Ｔ１作動させた時刻ｔ１において、燃料タンク２１と外気との間において漏れが生じるとともに、キャニスタ２２と燃料タンク２１との間においても漏れが生じ、差圧Ｐｃｔは所定値Ｐ１と比較して極めて小さい値になる。従って、ＣＡＳＥ４の場合においてもエバポ経路に漏れ故障ありの異常判定がなされる。なお、このＣＡＳＥ４の場合には、差圧Ｐｃｔが形成されるキャニスタ２２及び燃料タンク２１の間での漏れがあるとともに、燃料タンク２１の減圧量が小さくなるため、形成される差圧ＰｃｔはＣＡＳＥ３の場合よりも小さくなる。
【００５０】
さらに、ＣＡＳＥ５は、燃料タンク２１にΦ０．３ｍｍの穴が存在し、キャニスタ２２にΦ０．４ｍｍの穴が存在する場合の差圧Ｐｃｔの変化を示している。この場合にも、Φ０．４ｍｍの穴とΦ０．３ｍｍの穴とが存在することはΦ０．５ｍｍの穴が存在することと等価である。電動式エアポンプ５０を所定時間Ｔ１作動させた時刻ｔ１において、燃料タンク２１と外気との間において漏れが生じるとともに、キャニスタ２２と燃料タンク２１との間においても漏れが生じ、差圧Ｐｃｔは所定値Ｐ１と比較して極めて小さい値になる。従って、ＣＡＳＥ５の場合においてもエバポ経路に漏れ故障ありの異常判定がなされる。なお、このＣＡＳＥ５の場合には、キャニスタ２２の穴がＣＡＳＥ４の場合よりも大きいため、キャニスタ２２及び燃料タンク２１間での漏れが多くなるとともに、燃料タンク２１の減圧量が小さくなるため、形成される差圧ＰｃｔはＣＡＳＥ４の場合よりも小さくなる。
【００５１】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の作用効果を得ることができる。
（１） 燃料蒸気パージシステム２０の故障診断に際して、電動式エアポンプ５０を作動させて燃料タンク２１内の燃料蒸気をキャニスタ２２に送気することで燃料タンク２１及びキャニスタ２２間に容易に差圧Ｐｃｔを形成することができ、同時に燃料タンク２１の内圧と外気圧との間にも差圧を形成することができる。このとき、燃料タンク２１に穴あきが在れば、燃料タンク２１の内外で漏れが生じて燃料タンク２１の内圧と外気圧との差圧が変化し、燃料タンク２１の内圧とキャニスタ２２の内圧との差圧Ｐｃｔも変化する。また、キャニスタ２２に穴あきがあれば、キャニスタ２２の内外で漏れが生じて燃料タンク２１の内圧とキャニスタ２２の内圧との差圧Ｐｃｔが変化する。よって、キャニスタ２２の内圧と燃料タンク２１の内圧との差圧に基づいてエバポ経路の漏れ故障を的確に判定することができる。
【００５２】
（２） また、本実施形態によれば、電動式エアポンプ５０を作動させることによりキャニスタ２２の内圧と燃料タンク２１の内圧との差圧Ｐｃｔを形成することができ、例えば負圧を導入するための故障診断専用の通路を燃料タンク２１内に設けずに済み、コスト増加を抑制することができる。
【００５３】
（３） 本実施形態の故障診断装置では、電動式エアポンプ５０を所定時間Ｔ１作動させれば、エバポ経路に漏れがない場合にはキャニスタ２２の内圧と燃料タンク２１の内圧との間に所定値Ｐ１以上の大きさの差圧Ｐｃｔを得ることができる。よって、電動式エアポンプ５０を所定時間Ｔ１作動させて送気した後の差圧Ｐｃｔが予め定められた所定値Ｐ１以上であるかどうかに基づいてエバポ経路の漏れ故障を判定することができる。
【００５４】
（４） 本実施形態の故障診断装置では、キャニスタ２２の内圧と燃料タンク２１の内圧との間の差圧を形成する際、パージ通路２４のパージ制御弁４６を閉弁するとともに、大気導入通路２５の大気遮断弁４８を閉弁することによりエバポ経路を外気から確実に遮断することができる。そのため、電動式エアポンプ５０の作動に基づいて燃料タンク２１は燃料蒸気が吸引されることにより減圧され、キャニスタ２２は送気されることにより加圧され、両者間に差圧Ｐｃｔを効率的に形成することができる。また、故障診断時において、パージ制御弁４６及び大気遮断弁４８の閉弁によってエバポ経路が密閉されるため、この差圧形成に際して燃料蒸気の大気中への放出を防止することができる。
【００５５】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を図４，図５に従って説明する。
上記第１実施形態においては、電動式エアポンプ５０の作動を所定時間Ｔ１だけ行うことによって形成される差圧Ｐｃｔが所定値Ｐ１以上になるかどうかに基づいて、エバポ経路の漏れ故障の判定を行うようにした。そのために、判定のための所定値Ｐ１を、電動式エアポンプ５０の作動に基づく飽和差圧付近の値に設定するとともに、電動式エアポンプ５０の作動時間を所定値Ｐ１以上の差圧が得られる所定時間Ｔ１に設定している。
【００５６】
これに対し、本実施形態では、電動式エアポンプ５０を前記所定時間Ｔ１よりも短い所定時間Ｔ２だけ作動させて差圧Ｐｃｔが前記所定値Ｐ１よりも小さい所定値Ｐ２に達した後の差圧Ｐｃｔの変化状態に基づいてエバポ経路の漏れ故障を判定するようにしている。
【００５７】
上記のような故障診断を行うために、本実施形態の故障診断装置では、図１に示されるベーパ通路２３に対して例えば電動式エアポンプ５０の上流側にチェック弁（図示略）が設けられる。このチェック弁は、燃料タンク２１の内圧がキャニスタ２２の内圧よりも高い場合にはこのチェック弁によりベーパ通路２３を連通し、燃料タンク２１の内圧がキャニスタ２２の内圧よりも低い場合にはこのチェック弁によりベーパ通路２３を遮断するようになっている。
【００５８】
次に、このように構成された故障診断装置において、ＥＣＵ６０が実行する故障診断の処理手順を図４に従って説明する。
処理が本処理に移行すると、前記ステップ１００，１０５，１１０と同様のステップ２００，２０５及び２１０の処理が実行される。すなわち、ステップ２００において診断条件が成立していると判定されると（ステップ２００；「ＹＥＳ」）、ステップ２０５において、パージ制御弁４６が閉弁されるとともに、大気遮断弁４８が閉弁される。これにより、キャニスタ２２及び燃料タンク２１を含むエバポ経路は大気から遮断される。
【００５９】
キャニスタ２２及び燃料タンク２１を含むエバポ経路が大気から遮断されると、次のステップ２１０において、電動式エアポンプ５０の駆動が開始され、燃料タンク２１内の燃料蒸気がベーパ通路２３から吸い込まれてチェック弁を開弁してキャニスタ２２に送気される。この電動式エアポンプ５０の作動によりキャニスタ２２の内圧は上昇し、燃料タンク２１の内圧は低下することとなり、両者間に差圧が形成される。
【００６０】
次に、ステップ２１５において、電動式エアポンプ５０の駆動開始時から所定時間Ｔ２（＜Ｔ１）経過したかどうかが判定される。エバポ経路に漏れがなければ、電動式エアポンプ５０を所定時間Ｔ２作動させることにより、キャニスタ２２の内圧と燃料タンク２１の内圧との間に所定値Ｐ２（＜Ｐ１）以上の差圧を形成することができる。この電動式エアポンプ５０の作動時間が所定時間Ｔ２経過していないと判定されると（ステップ２１５で「ＮＯ」）、ステップ２１０に戻り、引き続き電動式エアポンプ５０が駆動される。
【００６１】
そして、ステップ２１５において、電動式エアポンプ５０の作動時間が所定時間Ｔ２経過したと判定されると（ステップ２１５で「ＹＥＳ」）、ステップ２２０で電動式エアポンプ５０の駆動が停止される。
【００６２】
次にステップ２２５において、キャニスタ２２の内圧と燃料タンク２１の内圧との差圧Ｐｃｔが所定値Ｐ２（＜Ｐ１）以上であるかどうかが判定される。ここで、差圧Ｐｃｔが所定値Ｐ２未満であると判定されると（ステップ２２５で「ＮＯ」）、ステップ２４５において漏れ故障ありとの異常判定がなされる。
【００６３】
また、差圧Ｐｃｔが所定値Ｐ２以上であると判定されると（ステップ２２５で「ＹＥＳ」）、ステップ２３０に進む。ステップ２３０では、電動式エアポンプ５０が駆動停止された後に所定時間Ｔ３経過したかどうかが判定される。
【００６４】
そして、ステップ２３０において、電動式エアポンプ５０の作動停止後所定時間Ｔ３経過したと判定されると（ステップ２３０で「ＹＥＳ」）、処理はステップ２３５に進む。
【００６５】
ステップ２３５では、電動式エアポンプ５０の停止後の差圧Ｐｃｔの変化量ΔＰｃｔが所定値ΔＰ０未満であるかどうかが判定される。エバポ経路に漏れがなければ、電動式エアポンプ５０の停止後において所定時間Ｔ３経過した後の差圧Ｐｃｔの変化量ΔＰｃｔは所定値ΔＰ０未満となる。この変化量ΔＰｃｔが所定値ΔＰ０以上であると判定されると（ステップ２３５で「ＮＯ」）、ステップ２４５において漏れ故障ありとの異常判定がなされる。
【００６６】
一方、差圧Ｐｃｔの変化量ΔＰｃｔが所定値ΔＰ０未満であると判定されると（ステップ２３５で「ＹＥＳ」）、ステップ２４０において漏れ故障なしとの正常判定がなされる。
【００６７】
図５は本実施形態における燃料蒸気パージシステム２０の故障診断処理における差圧形成時の差圧の推移を示している。なお、図５において、ＣＡＳＥ１〜ＣＡＳＥ５は燃料タンク２１及びキャニスタ２２に第１実施形態と同様の穴がある場合の差圧Ｐｃｔの推移である。
【００６８】
ＣＡＳＥ３，ＣＡＳＥ４，ＣＡＳＥ５の場合には、電動式エアポンプ５０を所定時間Ｔ２作動させた時刻ｔ２において、差圧Ｐｃｔは所定値Ｐ２未満となる。従って、ＣＡＳＥ３，ＣＡＳＥ４，ＣＡＳＥ５の場合には差圧Ｐｃｔの変化量ΔＰｃｔを検出するまでもなく、時刻ｔ２においてエバポ経路に漏れ故障ありの異常判定がなされる。
【００６９】
また、ＣＡＳＥ１及びＣＡＳＥ２の場合には、電動式エアポンプ５０を所定時間Ｔ２作動させた時刻ｔ２において、差圧Ｐｃｔは所定値Ｐ２以上となる。そのため、電動式エアポンプ５０の作動停止後の所定時間Ｔ３経過した時刻ｔ３における差圧Ｐｃｔの変化量ΔＰｃｔと所定値ΔＰ０との比較判定が行われる。
【００７０】
このとき、ＣＡＳＥ１の場合には、燃料タンク２１及びキャニスタ２２にともに穴が存在しないため、差圧Ｐｃｔの変化量ΔＰｃｔはほとんどなく、ΔＰｃｔ＜ΔＰ０となってエバポ経路に漏れ故障なしとの正常判定がなされる。
【００７１】
また、ＣＡＳＥ２の場合には、キャニスタ２２には穴が存在しないものの、燃料タンク２１にΦ０．５ｍｍの穴が存在している。そのため、燃料タンク２１と外気との間において漏れが生じ、差圧Ｐｃｔの変化量ΔＰｃｔ≧ΔＰ０となってエバポ経路に漏れ故障ありとの異常判定がなされる。
【００７２】
このように構成された本実施形態によれば、前記第１実施形態の（１）〜（４）の作用及び効果に加えて、以下の効果が得られる。
（５） キャニスタ２２の内圧と燃料タンク２１の内圧との差圧Ｐｃｔが所定値Ｐ２に達した後の差圧Ｐｃｔの変化量ΔＰｃｔを監視し、変化量ΔＰｃｔが所定値ΔＰ０以上であればエバポ経路の漏れ故障ありと判定し、変化量ΔＰｃｔが所定値ΔＰ０未満であればエバポ経路の漏れ故障なしと判定するようにしている。従って、漏れ故障を判定するための所定値Ｐ２を前記所定値Ｐ１よりも小さな値に設定するとともに、電動式エアポンプ５０を作動させる所定時間Ｔ２を前記所定時間Ｔ１よりも短く設定しても、漏れ故障の有無を確実に診断することができる。また、電動式エアポンプ５０を作動させる所定時間Ｔ２を短く設定することができるため、エネルギー消費を低減することができるとともに、電動式エアポンプ５０の無駄な作動をなくして長寿命化を図ることもできる。
【００７３】
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く、その場合でも上記各実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。
・ 上記実施形態では、電動式エアポンプ５０を燃料タンク２１内に設けたが、この電動式エアポンプ５０は燃料タンク２１の外部に設けてベーパ通路２３は燃料タンク２１内に配設するようにしてもよい。
【００７４】
・ 上記各実施形態では、電動式エアポンプ５０により燃料タンク２１内の燃料蒸気を吸引してキャニスタ２２内に送気することにより差圧Ｐｃｔを形成するようにしたが、キャニスタ２２内の気体を吸引して燃料タンク２１内に送気することにより差圧Ｐｃｔを形成するようにしてもよい。
【００７５】
・ 上記各実施形態では、燃料タンク２１の内圧とキャニスタ２２の内圧との間に差圧Ｐｃｔを形成する際、パージ制御弁４６及び大気遮断弁４８を閉弁してエバポ経路を密閉するようにした。しかしながら、パージ制御弁４６及び大気遮断弁４８の少なくとも１つを完全に閉弁しなくても、電動式エアポンプ５０を作動させることにより前記差圧Ｐｃｔを形成することができる。
【００７６】
・ 上記各実施形態では、大気導入通路２５は、フューエルリッドで開閉される給油用開口部内に設けられたインレット口元４７と、キャニスタ２２の新気導入口との間を連通し、同口元４７から入る大気がキャニスタ２２に導入されるようにしているが、こうした構成に本発明は限定されない。キャニスタ２２に導入する大気を、前記給油用開口部以外の場所から導入するようにしてもよい。
【００７７】
・ 上記各実施形態における燃料蒸気パージシステムの故障診断は、イグニションキーのオフに基づくエンジン１０の停止中の車両のソーク中において、ＥＣＵ６０を自動的に起動して大気遮断弁４８の作動を制御することにより行うようにしてもよい。このようにすれば、送気手段として電動式エアポンプ５０を採用しているので、電動式エアポンプ５０を作動させればエバポ経路を構成する燃料タンク２１及びキャニスタ２２の間に差圧を形成することができ、エンジン１０の停止時においてもエバポ経路の漏れ故障の判定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る燃料蒸気パージシステムの故障診断装置を示す概略構成図。
【図２】第１実施形態の故障診断装置の動作を示すフローチャート。
【図３】第１実施形態の差圧形成時の差圧の推移を示すタイムチャート。
【図４】第２実施形態の故障診断装置の動作を示すフローチャート。
【図５】第２実施形態の差圧形成時の差圧の推移を示すタイムチャート。
【符号の説明】
Ｐ１，Ｐ２…所定値、Ｐｃｔ…差圧、ΔＰｃｔ…変化量、ΔＰ０…所定値、Ｔ１，Ｔ２…所定時間、１０…エンジン（内燃機関）、１１…吸気通路、２０…燃料蒸気パージシステム、２１…燃料タンク、２２…キャニスタ、２３…ベーパ通路、２４…パージ通路、２５…大気導入通路、４５…圧力センサ、４６…遮断手段としてのパージ制御弁、４８…遮断手段としての大気遮断弁、５０…送気手段としての電動式エアポンプ、６０…判定手段としての電子制御装置（ＥＣＵ）。
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料タンク内で発生する燃料蒸気をキャニスタに捕集し、キャニスタに捕集された燃料蒸気をパージ通路を介して内燃機関の吸気通路へパージする燃料蒸気パージシステムの故障診断装置及び燃料蒸気パージシステムの故障診断方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に揮発性液体燃料のタンクを備えた車輌には、いわゆる燃料蒸気パージシステムが採用されている。典型的なパージシステムによれば、燃料タンクで発生する燃料蒸気はベーパ通路を通じてキャニスタ内に導入して捕集され、捕集された燃料蒸気はパージ通路を介して内燃機関の吸気通路にパージ（放出）される。
【０００３】
このような燃料蒸気パージシステムの信頼性を確保するために、多くのパージシステムには、エバポ経路（燃料タンク、ベーパ通路、キャニスタ及びパージ通路を含んで構成される。）の穴あきや裂傷等に起因する漏れを発見するための故障診断装置が組み込まれている。このような漏れの診断を行うには、エバポ経路の内部と外部との間に差圧が設けられた後、その内圧の挙動が検出される。そして、エバポ経路の漏れがない状態での内圧判定レベルと、検出した内圧の挙動とを比較することにより、エバポ経路の漏れ故障を診断することができる。
【０００４】
一方、近年においては、燃料蒸気パージシステムとして、キャニスタを燃料タンク内に配置するようにしたインタンクキャニスタ式の燃料蒸気パージシステム（以下、インタンクキャニスタシステムという）が提案されている。これは、燃料タンク及びキャニスタ間の距離を短くすることにより配管削減等を行い、コスト低減を図ることができるとともに、配管の多くを燃料タンク内に配置してゴムホース部及び継ぎ手部等からの燃料蒸気の透過という問題を解決できる等のメリットがある。
【０００５】
このようなインタンクキャニスタシステムにおいても、エバポ経路の漏れ故障の診断を行う必要があり、特許文献１及び特許文献２に示される故障診断装置が提案されている。これらの故障診断装置は、燃料タンク内のキャニスタにチェック弁を介して燃料蒸気を導入するベーパ通路と、燃料タンク外からキャニスタ内に新気を導入する新気導入通路と、キャニスタ内の燃料蒸気を新気と共にパージ制御弁を介して内燃機関の吸気通路へパージするパージ通路とを備えている。さらに、パージ通路におけるキャニスタとパージ制御弁との間に、三方切換弁と、該三方切換弁から分岐して燃料タンク内の空間に連通する配管を設けている。そして、故障診断時において、三方切換弁を燃料タンク側に切り換えることにより、吸気通路と燃料タンク内の空間とをキャニスタを介することなく連通させ、キャニスタ内を略大気圧に保ったまま、燃料タンク内の空間に負圧を導入することができる。そのため、燃料タンク側に穴あきがある場合は、燃料タンクの負圧が漏れることにより、また、キャニスタ側に穴あきがある場合は、燃料タンクの負圧がキャニスタ側に漏れることにより、いずれの場合も燃料タンク内の圧力から漏れ故障の診断が可能となる。なお、キャニスタ内を略大気圧に保持できるのは、キャニスタ内は、新気導入通路により大気に開放されており、また、ベーパ通路のチェック弁の働きで燃料タンク側からキャニスタ内への負圧の導入が阻止されるからである。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−１１５９１５号公報
【特許文献２】
特開２００１−３１７４１７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１及び特許文献２に記載された故障診断装置は、燃料タンク及びキャニスタ間の配管削減等によりコスト削減を図るようにしたものであるにも関わらず、燃料タンク内へ負圧導入を導入する故障診断専用の通路を設ける必要があり、コストが高くなるという問題がある。
【０００８】
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、キャニスタ及び燃料タンクを含むエバポ経路の漏れ故障の診断を的確に行い、燃料タンク内に故障診断専用の通路を設けずに済み、コスト増加を抑制することができる燃料蒸気パージシステムの故障診断装置及び故障診断方法を提供することにある。
【０００９】
【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、燃料タンク内にキャニスタを配置し、燃料タンク及びキャニスタを含んでエバポ経路を形成し、前記燃料タンク内で発生する燃料蒸気を前記キャニスタに捕集し、前記キャニスタに捕集された燃料蒸気をパージ通路を介して内燃機関の吸気通路へパージする燃料蒸気パージシステムにおいて、前記エバポ経路からの燃料蒸気の漏れ故障を診断する燃料蒸気パージシステムの故障診断装置であって、前記エバポ経路の漏れ故障の診断に際して、前記燃料タンク及びキャニスタのいずれか一方に存在する気体を他方に送気する送気手段と、前記送気手段の作動に基づくキャニスタの内圧と燃料タンクの内圧との差圧に基づいて前記エバポ経路の漏れ故障を判定する判定手段とを備え、前記判定手段は、前記送気手段を所定時間作動させて送気したときの差圧が予め定められた所定値以上であるかどうかに基づいて前記エバポ経路の漏れ故障を判定することを特徴とする。
【００１０】
エバポ経路の漏れ故障は、エバポ経路の内部の圧力と外部の圧力との間に差圧を形成し、その差圧形成時における差圧の変化状態や差圧形成後の差圧の変化に基づいて診断することができる。燃料タンク内にキャニスタを配置して形成されたエバポ経路においては、キャニスタ内圧及び燃料タンク内圧を同一とし、外気との間に差圧を形成したとすると、燃料タンク側に穴あきが在れば差圧が減少するように変化し、エバポ経路に漏れ故障ありと診断することができる。しかしながら、キャニスタ側のみに穴あきがあったとしてもキャニスタ内圧及び燃料タンク内圧は同一圧力であるため、前記差圧は変化せず、エバポ経路に漏れ故障なしと判断される。そのため、燃料タンク内にキャニスタを配置して形成されたエバポ経路の漏れ故障を診断する際には、キャニスタ内圧と燃料タンク内圧との間に差圧を形成するとともに、燃料タンク内圧と外気圧との間に差圧を形成する必要がある。
【００１１】
この点に関して、上記の構成によれば、送気手段を作動させて燃料タンク及びキャニスタのいずれか一方に存在する気体を他方に送気することによって燃料タンクの内圧とキャニスタの内圧との間に容易に差圧を形成することができ、同時に燃料タンクの内圧と外気圧との間にも差圧が形成される。燃料タンクに穴あきが在れば、燃料タンクの内外で漏れが生じて燃料タンクの内圧と外気圧との差圧が変化し、燃料タンクの内圧とキャニスタの内圧との差圧も変化する。また、キャニスタに穴あきがあれば、キャニスタの内外で漏れが生じて燃料タンクの内圧とキャニスタの内圧との差圧が変化する。よって、キャニスタの内圧と燃料タンクの内圧との差圧に基づいてエバポ経路の漏れ故障を的確に判定することができる。
【００１２】
ちなみに、送気手段の作動による燃料タンクの内圧とキャニスタの内圧との間の差圧形成は、燃料タンク内の気体を吸引してキャニスタ内に送気することによって行われてもよいし、キャニスタ内の気体を吸引して燃料タンク内に送気することによって行われてもよい。
【００１３】
また、上記の構成では、キャニスタの内圧と燃料タンクの内圧との差圧を形成するための故障診断専用の通路を燃料タンク内に設けずに済み、コスト増加を抑制することができる。
【００１５】
さらに、上記の構成のように、送気手段を所定時間作動させれば、エバポ経路に漏れがない場合にはキャニスタの内圧と燃料タンクの内圧との間に所定の大きさの差圧を得ることができる。よって、送気手段を所定時間作動させて送気した後の差圧が予め定められた所定値以上であるかどうかに基づいてエバポ経路の漏れ故障を判定することができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、燃料タンク内にキャニスタを配置し、燃料タンク及びキャニスタを含んでエバポ経路を形成し、前記燃料タンク内で発生する燃料蒸気を前記キャニスタに捕集し、前記キャニスタに捕集された燃料蒸気をパージ通路を介して内燃機関の吸気通路へパージする燃料蒸気パージシステムにおいて、前記エバポ経路からの燃料蒸気の漏れ故障を診断する燃料蒸気パージシステムの故障診断装置であって、前記エバポ経路の漏れ故障の診断に際して、前記燃料タンク及びキャニスタのいずれか一方に存在する気体を他方に送気する送気手段と、前記送気手段の作動に基づくキャニスタの内圧と燃料タンクの内圧との差圧に基づいて前記エバポ経路の漏れ故障を判定する判定手段とを備え、前記判定手段は、前記差圧が所定値に達した後の前記差圧の変化状態に基づいて前記エバポ経路の漏れ故障を判定することを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の燃料蒸気パージシステムの故障診断装置において、前記判定手段は、前記差圧が所定値に達した後の前記差圧の変化状態に基づいて前記エバポ経路の漏れ故障を判定することを特徴とする。
【００１７】
エバポ経路に穴あきが存在していたとしても、漏れ故障の判定値の設定の仕方によっては、送気手段を所定時間作動させることによりキャニスタの内圧と燃料タンクの内圧との差圧は所定値以上になることがあり、この場合には漏れ故障の有無を確実に診断することができない。
【００１８】
この点に関して、上記の構成によれば、キャニスタの内圧と燃料タンクの内圧との差圧が所定値に達した後の差圧の変化状態を監視し、その差圧が変化すればエバポ経路の漏れ故障ありと判定し、その差圧にほとんど変化がなければエバポ経路の漏れ故障なしと判定することができる。
【００１９】
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燃料蒸気パージシステムの故障診断装置において、前記送気手段は、前記燃料タンク内で発生する燃料蒸気を前記キャニスタ内に導入するベーパ通路に設けられた電動式エアポンプであることを特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、電動式エアポンプを作動させればエバポ経路のキャニスタの内圧と燃料タンクの内圧との間に差圧を形成することができるので、内燃機関の停止時においてもエバポ経路の漏れ故障の診断を行うことができる。
【００２１】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の燃料蒸気パージシステムの故障診断装置において、さらに、前記エバポ経路の漏れ故障の診断に際して前記エバポ経路を外気から遮断して密閉する遮断手段を備えることを特徴とする。
【００２２】
特に、請求項６に記載の発明のように、遮断手段は、前記パージ通路を開閉するパージ制御弁と、前記キャニスタに大気を導入する大気導入通路を開閉する大気遮断弁とを含むものとすることができる。
【００２３】
この構成によれば、キャニスタの内圧と燃料タンクの内圧との間の差圧を形成する際、エバポ経路を外気から確実に遮断することができ、一方は送気されることにより加圧され、他方は気体が吸引されることにより減圧され、差圧が効率的に形成される。また、エバポ経路が密閉されることにより、この差圧形成に際して燃料蒸気の大気中への放出が防止される。
【００２４】
請求項７に記載の発明は、燃料タンク内にキャニスタを配置し、燃料タンク及びキャニスタを含んでエバポ経路を形成し、前記燃料タンク内で発生する燃料蒸気を前記キャニスタに捕集し、前記キャニスタに捕集された燃料蒸気をパージ通路を介して内燃機関の吸気通路へパージする燃料蒸気パージシステムにおいて、前記エバポ経路からの燃料蒸気の漏れ故障を診断する燃料蒸気パージシステムの故障診断方法であって、前記エバポ経路の漏れ故障の診断に際して、前記燃料タンク及びキャニスタのいずれか一方に存在する気体を他方に所定時間送気する工程と、前記送気に基づくキャニスタの内圧と燃料タンクの内圧との差圧が予め定められた所定値以上であるかどうかに基づいて前記エバポ経路の漏れ故障を判定する工程と、を備えることを特徴とする。
【００２５】
この構成によれば、請求項１の作用及び効果と同様に、燃料タンク及びキャニスタのいずれか一方に存在する気体を他方に送気することによって燃料タンクの内圧とキャニスタの内圧との間に容易に差圧を形成することができ、同時に燃料タンクの内圧と外気圧との間にも差圧が形成される。よって、キャニスタの内圧と燃料タンクの内圧との差圧に基づいてエバポ経路の漏れ故障を的確に判定することができる。また、この方法を採る場合には、燃料タンクの内圧とキャニスタの内圧との間の差圧形成は、燃料タンク内の気体を吸引してキャニスタ内に送気することによって行われてもよいし、キャニスタ内の気体を吸引して燃料タンク内に送気することによって行われてもよい。
さらに、上記の構成のように、所定時間送気すれば、エバポ経路に漏れがない場合にはキャニスタの内圧と燃料タンクの内圧との間に所定の大きさの差圧を得ることができる。よって、所定時間送気した後の差圧が予め定められた所定値以上であるかどうかに基づいてエバポ経路の漏れ故障を判定することができる。
請求項８に記載の発明は、燃料タンク内にキャニスタを配置し、燃料タンク及びキャニスタを含んでエバポ経路を形成し、前記燃料タンク内で発生する燃料蒸気を前記キャニスタに捕集し、前記キャニスタに捕集された燃料蒸気をパージ通路を介して内燃機関の吸気通路へパージする燃料蒸気パージシステムにおいて、前記エバポ経路からの燃料蒸気の漏れ故障を診断する燃料蒸気パージシステムの故障診断方法であって、前記エバポ経路の漏れ故障の診断に際して、前記燃料タンク及びキャニスタのいずれか一方に存在する気体を他方に送気する工程と、前記送気に基づくキャニスタの内圧と燃料タンクの内圧との差圧が所定値に達した後の前記差圧の変化状態に基づいて前記エバポ経路の漏れ故障を判定する工程と、を備えることを特徴とする。
請求項９に記載の発明は、請求項７に記載の燃料蒸気パージシステムの故障診断方法において、さらに、前記差圧が所定値に達した後の前記差圧の変化状態に基づいて前記エバポ経路の漏れ故障を判定する工程を備えることを特徴とする。
エバポ経路に穴あきが存在していたとしても、漏れ故障の判定値の設定の仕方によっては、所定時間送気することによりキャニスタの内圧と燃料タンクの内圧との差圧は所定値以上になることがあり、この場合には漏れ故障の有無を確実に診断することができない。
この点に関して、上記の構成によれば、キャニスタの内圧と燃料タンクの内圧との差圧が所定値に達した後の差圧の変化状態を監視し、その差圧が変化すればエバポ経路の漏れ故障ありと判定し、その差圧にほとんど変化がなければエバポ経路の漏れ故障なしと判定することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した車両等に搭載される燃料蒸気パージシステムの故障診断装置の第１実施形態を図１〜図３に従って説明する。
【００２７】
図１は、本実施形態に係る燃料蒸気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。
図１に示されるように、内燃機関としてのエンジン１０に吸入空気を導く吸気通路１１のサージタンク１２上流には、スロットルバルブ１３が設けられている。吸気通路１１にはスロットルバルブ１３の上流側にエアクリーナ１４が設けられている。
【００２８】
図１に示す燃料蒸気パージシステム２０は、エンジン１０の一部を構成しており、燃料タンク２１内には、その内部で発生する燃料蒸気を吸着するキャニスタ２２が収容配置されている。キャニスタ２２は燃料タンク２１内で発生する燃料蒸気を導入するためのベーパ通路２３を備えるとともに、パージ通路２４を介して前記サージタンク１２に接続されている。また、キャニスタ２２を前記吸気通路１１に連通する吸気通路１１とを連通するパージ通路２４とを備える。また、キャニスタ２２は新気を同キャニスタ２２内に導入する大気導入通路２５が接続されている。
【００２９】
燃料タンク２１には、給油のための給油管２６が取り付けられている。この給油管２６の給油口にはキャップ２７が装着され、その出口には逆止弁２８が設けられている。また、給油管２６には、循環路２９が分岐して設けられており、同循環路２９の開口端は燃料タンク２１内の上部空間Ｓに開口している。
【００３０】
キャニスタ２２のベーパ通路２３の一端側には、フロート弁３１、液溜め部３２、及び絞り３３が同通路の開口端側から順に設けられている。燃料タンク２１内に発生する燃料蒸気は、液溜め部３２及び絞り３３を介してキャニスタ２２に送られる。
【００３１】
キャニスタ２２は、その内部に吸着材を備えており、燃料タンク２１からの燃料蒸気を吸着材に吸着させて一時的に蓄えた後、その内部が負圧下におかれると、吸着材に吸着された燃料蒸気が再離脱可能な構成となっている。
【００３２】
キャニスタ２２の内部は仕切板４０によって２つの吸着材室４１，４２に区画されている。両吸着材室４１，４２は、吸着材でそれぞれ満たされるとともに、通気性フィルタ４３を介して連通している。吸着材室４１は、ベーパ通路２３を介して燃料タンク２１内部の上部空間Ｓと連通しているとともに、パージ通路２４を介して吸気通路１１のサージタンク１２と連通している。一方、吸着材室４２は大気導入通路２５と連通している。また、キャニスタ２２には、燃料タンク２１より流入する燃料蒸気が一旦は吸着材を通過した後にパージ通路２４に導入されるように、ガイド部材４４が設けられている。
【００３３】
さらに、キャニスタ２２には通気性フィルタ４３側の壁部に相対圧センサよりなる圧力センサ４５が設けられている。この圧力センサ４５はその両端部をそれぞれキャニスタ２２内及び燃料タンク２１内に臨ませており、キャニスタ２２の内圧と燃料タンク２１の内圧との差圧を検出し、検出した差圧に応じた電気信号を出力するように圧力センサ４５としては絶対圧センサが用いられている。
【００３４】
パージ通路２４の通路途中には電磁弁からなるパージ制御弁４６が設けられている。パージ制御弁４６は常には閉弁されており、同制御弁４６が開弁されると、エンジン１０の運転中においてサージタンク１２内に発生する吸気負圧がパージ通路２４を介してキャニスタ２２内に導入される。
【００３５】
一方、大気導入通路２５は、図示しないフューエルリッドで開閉される給油用開口部内に設けられたインレット口元４７に連通されている。大気導入通路２５の通路途中には遮断手段としての電磁弁からなる大気遮断弁４８が設けられている。大気遮断弁４８は常には開弁されており、インレット口元４７から入る新気が大気導入通路２５を介してキャニスタ２２に導入される。また、大気遮断弁４８が閉弁されると、大気導入通路２５を介した新気の導入が遮断され、キャニスタ２２は閉鎖される。なお、大気導入通路２５の途中には大気遮断弁４８の上流側において大気防塵フィルタ４９が設けられている。
【００３６】
そして、本実施形態においては、前記ベーパ通路２３とキャニスタ２２との接続部には送気手段としての電動式エアポンプ５０が設けられている。電動式エアポンプ５０は非作動時においては前記ベーパ通路２３とキャニスタ２２の新気導入口との間を連通している。電動式エアポンプ５０はその作動時において、燃料タンク２１内の燃料蒸気を吸引してキャニスタ２２内に送気することによって、燃料タンク２１の内圧とキャニスタ２２の内圧との間に差圧を形成するようになっている。
【００３７】
このように構成された燃料蒸気パージシステム２０では、燃料タンク２１内に発生する燃料蒸気がベーパ通路２３を通ってキャニスタ２２に送られてキャニスタ２２に吸着される。パージ制御弁４６が開弁すると、サージタンク１２内の負圧がパージ通路２４を介してキャニスタ２２に供給される。このとき、大気は、大気導入通路２５、大気防塵フィルタ４９、大気遮断弁４８を介してキャニスタ２２内に導入される。こうして大気が導入されることにより、吸着された燃料蒸気がキャニスタ２２からサージタンク１２へパージ（放出）される。
【００３８】
また、パージ制御弁４６が閉弁された状態で大気遮断弁４８も閉弁されると、燃料蒸気パージシステム２０内、すなわちエバポ経路内が閉鎖された空間となる。ここで、燃料蒸気パージシステム２０の「エバポ経路」とは、燃料タンク２１、ベーパ通路２３、キャニスタ２２、及びパージ通路２４のうちの、キャニスタ２２とパージ制御弁４６の間の通路部を含む経路である。こうして燃料蒸気パージシステム２０の「エバポ経路」内を閉鎖空間にした状態で、後述する故障診断処理を行う。
【００３９】
このように構成されたエンジン、燃料蒸気パージシステム２０及びその故障診断装置において、圧力センサ４５等の各種センサの出力は、エンジンの制御系として機能するとともに、故障診断装置として機能する電子制御装置（以下、ＥＣＵという）６０に対し入力される。ＥＣＵ６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換器及び入出力インターフェイス等を含んで構成されるマイクロコンピュータを備え、各種センサから信号が入力されている。各種センサとしては、前記圧力センサ４５のほか、エンジン１０の回転に同期してクランク角信号を出力しこれにより機関回転速度を検出可能なクランク角センサ、吸入空気量を計測するエアフローメータ、機関排気系にて空燃比を検出する空燃比センサ（酸素センサ）、車速を検出する車速センサなどが設けられる。
【００４０】
このＥＣＵ６０は、取り込まれる各種センサの出力に基づいて、燃料噴射制御等、エンジン１０の運転に係る各種制御を実行するほか、パージ制御弁４６、大気遮断弁４８、電動式エアポンプ５０等を駆動制御することによって燃料蒸気パージシステム２０のパージ制御及び故障診断の処理を実行する。
【００４１】
次に、ＥＣＵ６０が実行する燃料蒸気パージシステム２０の故障診断の処理手順を図２に従って説明する。
まず、ステップ１００で診断条件が成立したかどうかが判定される。診断条件が成立していないと判定されると（ステップ１００；「ＮＯ」）、本処理は一旦終了される。一方、診断条件が成立していると判定されると（ステップ１００；「ＹＥＳ」）、ステップ１０５において、パージ制御弁４６が閉弁されるとともに、大気遮断弁４８が閉弁される。これにより、キャニスタ２２及び燃料タンク２１を含むエバポ経路は大気から遮断される。
【００４２】
キャニスタ２２及び燃料タンク２１を含むエバポ経路が大気から遮断されると、次のステップ１１０において、電動式エアポンプ５０の駆動が開始され、燃料タンク２１内の燃料蒸気が吸い込まれてキャニスタ２２に送気される。こうした電動式エアポンプ５０の作動によりキャニスタ２２の内圧は上昇し、燃料タンク２１の内圧は低下することとなり、両者間に差圧が形成される。
【００４３】
次に、ステップ１１５において、電動式エアポンプ５０の駆動開始時から所定時間Ｔ１経過したかどうかが判定される。電動式エアポンプ５０の作動時間が所定時間Ｔ１経過していないと判定されると（ステップ１１５で「ＮＯ」）、ステップ１１０に戻り、引き続き電動式エアポンプ５０が駆動される。
【００４４】
そして、ステップ１１５において、電動式エアポンプ５０の作動時間が所定時間Ｔ１経過したと判定されると（ステップ１１５で「ＹＥＳ」）、ステップ１２０で電動式エアポンプ５０の駆動が停止される。
【００４５】
次にステップ１２５において、キャニスタ２２の内圧と燃料タンク２１の内圧との差圧Ｐｃｔが所定値Ｐ１以上であるかどうかが判定される。エバポ経路に漏れがなければ、電動式エアポンプ５０を所定時間作動させることにより、キャニスタ２２の内圧と燃料タンク２１の内圧との間に所定値Ｐ１以上の差圧を形成することができる。ここで、差圧Ｐｃｔが所定値Ｐ１未満であると判定されると（ステップ１２５で「ＮＯ」）、ステップ１３５で漏れ故障ありとの異常判定がなされる。
【００４６】
また、差圧Ｐｃｔが所定値Ｐ１以上であると判定されると（ステップ１２５で「ＹＥＳ」）、ステップ１３０で漏れ故障なしとの正常判定がなされる。
図３は本実施形態における燃料蒸気パージシステム２０の故障診断処理における差圧形成時の差圧の推移を示している。ＣＡＳＥ１は、燃料タンク２１及びキャニスタ２２にともに穴が存在しない場合の差圧Ｐｃｔの変化を示しており、電動式エアポンプ５０を所定時間Ｔ１作動させた時刻ｔ１において、差圧Ｐｃｔは所定値Ｐ１以上となる。従って、ＣＡＳＥ１の場合にはエバポ経路に漏れ故障なしとの正常判定がなされる。
【００４７】
ＣＡＳＥ２は、燃料タンク２１にΦ０．５ｍｍの穴が存在し、キャニスタ２２には穴が存在しない場合の差圧Ｐｃｔの変化を示している。電動式エアポンプ５０を所定時間Ｔ１作動させた時刻ｔ１において、燃料タンク２１にΦ０．５ｍｍの穴が存在するために燃料タンク２１と外気との間において漏れが生じ、燃料タンク２１の減圧量は小さくなり、差圧Ｐｃｔは所定値Ｐ１未満となる。従って、ＣＡＳＥ２の場合にはエバポ経路に漏れ故障ありの異常判定がなされる。
【００４８】
ＣＡＳＥ３は、燃料タンク２１に穴が存在せず、キャニスタ２２にΦ０．５ｍｍの穴が存在する場合の差圧Ｐｃｔの変化を示している。電動式エアポンプ５０を所定時間Ｔ１作動させた時刻ｔ１において、キャニスタ２２にΦ０．５ｍｍの穴が存在するためにキャニスタ２２と燃料タンク２１との間において漏れが生じ、差圧Ｐｃｔは所定値Ｐ１と比較して小さい値になる。従って、ＣＡＳＥ３の場合においてもエバポ経路に漏れ故障ありの異常判定がなされる。なお、このＣＡＳＥ３の場合には、差圧Ｐｃｔが形成されるキャニスタ２２及び燃料タンク２１の間での漏れであるため、形成される差圧ＰｃｔはＣＡＳＥ２の場合よりも小さくなる。
【００４９】
ＣＡＳＥ４は、燃料タンク２１にΦ０．４ｍｍの穴が存在し、キャニスタ２２にΦ０．３ｍｍの穴が存在する場合の差圧Ｐｃｔの変化を示している。Φ０．４ｍｍの穴の面積とΦ０．３ｍｍの穴の面積との和は、Φ０．５ｍｍの穴の面積と等しくなり、Φ０．４ｍｍの穴とΦ０．３ｍｍの穴とが存在することはΦ０．５ｍｍの穴が存在することと等価である。電動式エアポンプ５０を所定時間Ｔ１作動させた時刻ｔ１において、燃料タンク２１と外気との間において漏れが生じるとともに、キャニスタ２２と燃料タンク２１との間においても漏れが生じ、差圧Ｐｃｔは所定値Ｐ１と比較して極めて小さい値になる。従って、ＣＡＳＥ４の場合においてもエバポ経路に漏れ故障ありの異常判定がなされる。なお、このＣＡＳＥ４の場合には、差圧Ｐｃｔが形成されるキャニスタ２２及び燃料タンク２１の間での漏れがあるとともに、燃料タンク２１の減圧量が小さくなるため、形成される差圧ＰｃｔはＣＡＳＥ３の場合よりも小さくなる。
【００５０】
さらに、ＣＡＳＥ５は、燃料タンク２１にΦ０．３ｍｍの穴が存在し、キャニスタ２２にΦ０．４ｍｍの穴が存在する場合の差圧Ｐｃｔの変化を示している。この場合にも、Φ０．４ｍｍの穴とΦ０．３ｍｍの穴とが存在することはΦ０．５ｍｍの穴が存在することと等価である。電動式エアポンプ５０を所定時間Ｔ１作動させた時刻ｔ１において、燃料タンク２１と外気との間において漏れが生じるとともに、キャニスタ２２と燃料タンク２１との間においても漏れが生じ、差圧Ｐｃｔは所定値Ｐ１と比較して極めて小さい値になる。従って、ＣＡＳＥ５の場合においてもエバポ経路に漏れ故障ありの異常判定がなされる。なお、このＣＡＳＥ５の場合には、キャニスタ２２の穴がＣＡＳＥ４の場合よりも大きいため、キャニスタ２２及び燃料タンク２１間での漏れが多くなるとともに、燃料タンク２１の減圧量が小さくなるため、形成される差圧ＰｃｔはＣＡＳＥ４の場合よりも小さくなる。
【００５１】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の作用効果を得ることができる。
（１） 燃料蒸気パージシステム２０の故障診断に際して、電動式エアポンプ５０を作動させて燃料タンク２１内の燃料蒸気をキャニスタ２２に送気することで燃料タンク２１及びキャニスタ２２間に容易に差圧Ｐｃｔを形成することができ、同時に燃料タンク２１の内圧と外気圧との間にも差圧を形成することができる。このとき、燃料タンク２１に穴あきが在れば、燃料タンク２１の内外で漏れが生じて燃料タンク２１の内圧と外気圧との差圧が変化し、燃料タンク２１の内圧とキャニスタ２２の内圧との差圧Ｐｃｔも変化する。また、キャニスタ２２に穴あきがあれば、キャニスタ２２の内外で漏れが生じて燃料タンク２１の内圧とキャニスタ２２の内圧との差圧Ｐｃｔが変化する。よって、キャニスタ２２の内圧と燃料タンク２１の内圧との差圧に基づいてエバポ経路の漏れ故障を的確に判定することができる。
【００５２】
（２） また、本実施形態によれば、電動式エアポンプ５０を作動させることによりキャニスタ２２の内圧と燃料タンク２１の内圧との差圧Ｐｃｔを形成することができ、例えば負圧を導入するための故障診断専用の通路を燃料タンク２１内に設けずに済み、コスト増加を抑制することができる。
【００５３】
（３） 本実施形態の故障診断装置では、電動式エアポンプ５０を所定時間Ｔ１作動させれば、エバポ経路に漏れがない場合にはキャニスタ２２の内圧と燃料タンク２１の内圧との間に所定値Ｐ１以上の大きさの差圧Ｐｃｔを得ることができる。よって、電動式エアポンプ５０を所定時間Ｔ１作動させて送気した後の差圧Ｐｃｔが予め定められた所定値Ｐ１以上であるかどうかに基づいてエバポ経路の漏れ故障を判定することができる。
【００５４】
（４） 本実施形態の故障診断装置では、キャニスタ２２の内圧と燃料タンク２１の内圧との間の差圧を形成する際、パージ通路２４のパージ制御弁４６を閉弁するとともに、大気導入通路２５の大気遮断弁４８を閉弁することによりエバポ経路を外気から確実に遮断することができる。そのため、電動式エアポンプ５０の作動に基づいて燃料タンク２１は燃料蒸気が吸引されることにより減圧され、キャニスタ２２は送気されることにより加圧され、両者間に差圧Ｐｃｔを効率的に形成することができる。また、故障診断時において、パージ制御弁４６及び大気遮断弁４８の閉弁によってエバポ経路が密閉されるため、この差圧形成に際して燃料蒸気の大気中への放出を防止することができる。
【００５５】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を図４，図５に従って説明する。
上記第１実施形態においては、電動式エアポンプ５０の作動を所定時間Ｔ１だけ行うことによって形成される差圧Ｐｃｔが所定値Ｐ１以上になるかどうかに基づいて、エバポ経路の漏れ故障の判定を行うようにした。そのために、判定のための所定値Ｐ１を、電動式エアポンプ５０の作動に基づく飽和差圧付近の値に設定するとともに、電動式エアポンプ５０の作動時間を所定値Ｐ１以上の差圧が得られる所定時間Ｔ１に設定している。
【００５６】
これに対し、本実施形態では、電動式エアポンプ５０を前記所定時間Ｔ１よりも短い所定時間Ｔ２だけ作動させて差圧Ｐｃｔが前記所定値Ｐ１よりも小さい所定値Ｐ２に達した後の差圧Ｐｃｔの変化状態に基づいてエバポ経路の漏れ故障を判定するようにしている。
【００５７】
上記のような故障診断を行うために、本実施形態の故障診断装置では、図１に示されるベーパ通路２３に対して例えば電動式エアポンプ５０の上流側にチェック弁（図示略）が設けられる。このチェック弁は、燃料タンク２１の内圧がキャニスタ２２の内圧よりも高い場合にはこのチェック弁によりベーパ通路２３を連通し、燃料タンク２１の内圧がキャニスタ２２の内圧よりも低い場合にはこのチェック弁によりベーパ通路２３を遮断するようになっている。
【００５８】
次に、このように構成された故障診断装置において、ＥＣＵ６０が実行する故障診断の処理手順を図４に従って説明する。
処理が本処理に移行すると、前記ステップ１００，１０５，１１０と同様のステップ２００，２０５及び２１０の処理が実行される。すなわち、ステップ２００において診断条件が成立していると判定されると（ステップ２００；「ＹＥＳ」）、ステップ２０５において、パージ制御弁４６が閉弁されるとともに、大気遮断弁４８が閉弁される。これにより、キャニスタ２２及び燃料タンク２１を含むエバポ経路は大気から遮断される。
【００５９】
キャニスタ２２及び燃料タンク２１を含むエバポ経路が大気から遮断されると、次のステップ２１０において、電動式エアポンプ５０の駆動が開始され、燃料タンク２１内の燃料蒸気がベーパ通路２３から吸い込まれてチェック弁を開弁してキャニスタ２２に送気される。この電動式エアポンプ５０の作動によりキャニスタ２２の内圧は上昇し、燃料タンク２１の内圧は低下することとなり、両者間に差圧が形成される。
【００６０】
次に、ステップ２１５において、電動式エアポンプ５０の駆動開始時から所定時間Ｔ２（＜Ｔ１）経過したかどうかが判定される。エバポ経路に漏れがなければ、電動式エアポンプ５０を所定時間Ｔ２作動させることにより、キャニスタ２２の内圧と燃料タンク２１の内圧との間に所定値Ｐ２（＜Ｐ１）以上の差圧を形成することができる。この電動式エアポンプ５０の作動時間が所定時間Ｔ２経過していないと判定されると（ステップ２１５で「ＮＯ」）、ステップ２１０に戻り、引き続き電動式エアポンプ５０が駆動される。
【００６１】
そして、ステップ２１５において、電動式エアポンプ５０の作動時間が所定時間Ｔ２経過したと判定されると（ステップ２１５で「ＹＥＳ」）、ステップ２２０で電動式エアポンプ５０の駆動が停止される。
【００６２】
次にステップ２２５において、キャニスタ２２の内圧と燃料タンク２１の内圧との差圧Ｐｃｔが所定値Ｐ２（＜Ｐ１）以上であるかどうかが判定される。ここで、差圧Ｐｃｔが所定値Ｐ２未満であると判定されると（ステップ２２５で「ＮＯ」）、ステップ２４５において漏れ故障ありとの異常判定がなされる。
【００６３】
また、差圧Ｐｃｔが所定値Ｐ２以上であると判定されると（ステップ２２５で「ＹＥＳ」）、ステップ２３０に進む。ステップ２３０では、電動式エアポンプ５０が駆動停止された後に所定時間Ｔ３経過したかどうかが判定される。
【００６４】
そして、ステップ２３０において、電動式エアポンプ５０の作動停止後所定時間Ｔ３経過したと判定されると（ステップ２３０で「ＹＥＳ」）、処理はステップ２３５に進む。
【００６５】
ステップ２３５では、電動式エアポンプ５０の停止後の差圧Ｐｃｔの変化量ΔＰｃｔが所定値ΔＰ０未満であるかどうかが判定される。エバポ経路に漏れがなければ、電動式エアポンプ５０の停止後において所定時間Ｔ３経過した後の差圧Ｐｃｔの変化量ΔＰｃｔは所定値ΔＰ０未満となる。この変化量ΔＰｃｔが所定値ΔＰ０以上であると判定されると（ステップ２３５で「ＮＯ」）、ステップ２４５において漏れ故障ありとの異常判定がなされる。
【００６６】
一方、差圧Ｐｃｔの変化量ΔＰｃｔが所定値ΔＰ０未満であると判定されると（ステップ２３５で「ＹＥＳ」）、ステップ２４０において漏れ故障なしとの正常判定がなされる。
【００６７】
図５は本実施形態における燃料蒸気パージシステム２０の故障診断処理における差圧形成時の差圧の推移を示している。なお、図５において、ＣＡＳＥ１〜ＣＡＳＥ５は燃料タンク２１及びキャニスタ２２に第１実施形態と同様の穴がある場合の差圧Ｐｃｔの推移である。
【００６８】
ＣＡＳＥ３，ＣＡＳＥ４，ＣＡＳＥ５の場合には、電動式エアポンプ５０を所定時間Ｔ２作動させた時刻ｔ２において、差圧Ｐｃｔは所定値Ｐ２未満となる。従って、ＣＡＳＥ３，ＣＡＳＥ４，ＣＡＳＥ５の場合には差圧Ｐｃｔの変化量ΔＰｃｔを検出するまでもなく、時刻ｔ２においてエバポ経路に漏れ故障ありの異常判定がなされる。
【００６９】
また、ＣＡＳＥ１及びＣＡＳＥ２の場合には、電動式エアポンプ５０を所定時間Ｔ２作動させた時刻ｔ２において、差圧Ｐｃｔは所定値Ｐ２以上となる。そのため、電動式エアポンプ５０の作動停止後の所定時間Ｔ３経過した時刻ｔ３における差圧Ｐｃｔの変化量ΔＰｃｔと所定値ΔＰ０との比較判定が行われる。
【００７０】
このとき、ＣＡＳＥ１の場合には、燃料タンク２１及びキャニスタ２２にともに穴が存在しないため、差圧Ｐｃｔの変化量ΔＰｃｔはほとんどなく、ΔＰｃｔ＜ΔＰ０となってエバポ経路に漏れ故障なしとの正常判定がなされる。
【００７１】
また、ＣＡＳＥ２の場合には、キャニスタ２２には穴が存在しないものの、燃料タンク２１にΦ０．５ｍｍの穴が存在している。そのため、燃料タンク２１と外気との間において漏れが生じ、差圧Ｐｃｔの変化量ΔＰｃｔ≧ΔＰ０となってエバポ経路に漏れ故障ありとの異常判定がなされる。
【００７２】
このように構成された本実施形態によれば、前記第１実施形態の（１）〜（４）の作用及び効果に加えて、以下の効果が得られる。
（５） キャニスタ２２の内圧と燃料タンク２１の内圧との差圧Ｐｃｔが所定値Ｐ２に達した後の差圧Ｐｃｔの変化量ΔＰｃｔを監視し、変化量ΔＰｃｔが所定値ΔＰ０以上であればエバポ経路の漏れ故障ありと判定し、変化量ΔＰｃｔが所定値ΔＰ０未満であればエバポ経路の漏れ故障なしと判定するようにしている。従って、漏れ故障を判定するための所定値Ｐ２を前記所定値Ｐ１よりも小さな値に設定するとともに、電動式エアポンプ５０を作動させる所定時間Ｔ２を前記所定時間Ｔ１よりも短く設定しても、漏れ故障の有無を確実に診断することができる。また、電動式エアポンプ５０を作動させる所定時間Ｔ２を短く設定することができるため、エネルギー消費を低減することができるとともに、電動式エアポンプ５０の無駄な作動をなくして長寿命化を図ることもできる。
【００７３】
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く、その場合でも上記各実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。
・ 上記実施形態では、電動式エアポンプ５０を燃料タンク２１内に設けたが、この電動式エアポンプ５０は燃料タンク２１の外部に設けてベーパ通路２３は燃料タンク２１内に配設するようにしてもよい。
【００７４】
・ 上記各実施形態では、電動式エアポンプ５０により燃料タンク２１内の燃料蒸気を吸引してキャニスタ２２内に送気することにより差圧Ｐｃｔを形成するようにしたが、キャニスタ２２内の気体を吸引して燃料タンク２１内に送気することにより差圧Ｐｃｔを形成するようにしてもよい。
【００７５】
・ 上記各実施形態では、燃料タンク２１の内圧とキャニスタ２２の内圧との間に差圧Ｐｃｔを形成する際、パージ制御弁４６及び大気遮断弁４８を閉弁してエバポ経路を密閉するようにした。しかしながら、パージ制御弁４６及び大気遮断弁４８の少なくとも１つを完全に閉弁しなくても、電動式エアポンプ５０を作動させることにより前記差圧Ｐｃｔを形成することができる。
【００７６】
・ 上記各実施形態では、大気導入通路２５は、フューエルリッドで開閉される給油用開口部内に設けられたインレット口元４７と、キャニスタ２２の新気導入口との間を連通し、同口元４７から入る大気がキャニスタ２２に導入されるようにしているが、こうした構成に本発明は限定されない。キャニスタ２２に導入する大気を、前記給油用開口部以外の場所から導入するようにしてもよい。
【００７７】
・ 上記各実施形態における燃料蒸気パージシステムの故障診断は、イグニションキーのオフに基づくエンジン１０の停止中の車両のソーク中において、ＥＣＵ６０を自動的に起動して大気遮断弁４８の作動を制御することにより行うようにしてもよい。このようにすれば、送気手段として電動式エアポンプ５０を採用しているので、電動式エアポンプ５０を作動させればエバポ経路を構成する燃料タンク２１及びキャニスタ２２の間に差圧を形成することができ、エンジン１０の停止時においてもエバポ経路の漏れ故障の判定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る燃料蒸気パージシステムの故障診断装置を示す概略構成図。
【図２】第１実施形態の故障診断装置の動作を示すフローチャート。
【図３】第１実施形態の差圧形成時の差圧の推移を示すタイムチャート。
【図４】第２実施形態の故障診断装置の動作を示すフローチャート。
【図５】第２実施形態の差圧形成時の差圧の推移を示すタイムチャート。
【符号の説明】
Ｐ１，Ｐ２…所定値、Ｐｃｔ…差圧、ΔＰｃｔ…変化量、ΔＰ０…所定値、Ｔ１，Ｔ２…所定時間、１０…エンジン（内燃機関）、１１…吸気通路、２０…燃料蒸気パージシステム、２１…燃料タンク、２２…キャニスタ、２３…ベーパ通路、２４…パージ通路、２５…大気導入通路、４５…圧力センサ、４６…遮断手段としてのパージ制御弁、４８…遮断手段としての大気遮断弁、５０…送気手段としての電動式エアポンプ、６０…判定手段としての電子制御装置（ＥＣＵ）。
Claims (9)
- 燃料タンク内にキャニスタを配置し、燃料タンク及びキャニスタを含んでエバポ経路を形成し、前記燃料タンク内で発生する燃料蒸気を前記キャニスタに捕集し、前記キャニスタに捕集された燃料蒸気をパージ通路を介して内燃機関の吸気通路へパージする燃料蒸気パージシステムにおいて、前記エバポ経路からの燃料蒸気の漏れ故障を診断する燃料蒸気パージシステムの故障診断装置であって、
前記エバポ経路の漏れ故障の診断に際して、前記燃料タンク及びキャニスタのいずれか一方に存在する気体を他方に送気する送気手段と、
前記送気手段の作動に基づくキャニスタの内圧と燃料タンクの内圧との差圧に基づいて前記エバポ経路の漏れ故障を判定する判定手段とを備え、
前記判定手段は、前記送気手段を所定時間作動させて送気したときの差圧が予め定められた所定値以上であるかどうかに基づいて前記エバポ経路の漏れ故障を判定する
ことを特徴とする燃料蒸気パージシステムの故障診断装置。 - 燃料タンク内にキャニスタを配置し、燃料タンク及びキャニスタを含んでエバポ経路を形成し、前記燃料タンク内で発生する燃料蒸気を前記キャニスタに捕集し、前記キャニスタに捕集された燃料蒸気をパージ通路を介して内燃機関の吸気通路へパージする燃料蒸気パージシステムにおいて、前記エバポ経路からの燃料蒸気の漏れ故障を診断する燃料蒸気パージシステムの故障診断装置であって、
前記エバポ経路の漏れ故障の診断に際して、前記燃料タンク及びキャニスタのいずれか一方に存在する気体を他方に送気する送気手段と、
前記送気手段の作動に基づくキャニスタの内圧と燃料タンクの内圧との差圧に基づいて前記エバポ経路の漏れ故障を判定する判定手段とを備え、
前記判定手段は、前記差圧が所定値に達した後の前記差圧の変化状態に基づいて前記エバポ経路の漏れ故障を判定する
ことを特徴とする燃料蒸気パージシステムの故障診断装置。 - 請求項１に記載の燃料蒸気パージシステムの故障診断装置において、
前記判定手段は、前記差圧が所定値に達した後の前記差圧の変化状態に基づいて前記エバポ経路の漏れ故障を判定する
ことを特徴とする燃料蒸気パージシステムの故障診断装置。 - 請求項１〜３のいずれかに記載の燃料蒸気パージシステムの故障診断装置において、
前記送気手段は、前記燃料タンク内で発生する燃料蒸気を前記キャニスタ内に導入するベーパ通路に設けられた電動式エアポンプである
ことを特徴とする燃料蒸気パージシステムの故障診断装置。 - 請求項１〜４のいずれかに記載の燃料蒸気パージシステムの故障診断装置において、
さらに、前記エバポ経路の漏れ故障の診断に際して前記エバポ経路を外気から遮断して密閉する遮断手段を備える
ことを特徴とする燃料蒸気パージシステムの故障診断装置。 - 請求項５に記載の燃料蒸気パージシステムの故障診断装置において、
前記遮断手段は、前記パージ通路を開閉するパージ制御弁と、前記キャニスタに大気を導入する大気導入通路を開閉する大気遮断弁とを含む
ことを特徴とする燃料蒸気パージシステムの故障診断装置。 - 燃料タンク内にキャニスタを配置し、燃料タンク及びキャニスタを含んでエバポ経路を形成し、前記燃料タンク内で発生する燃料蒸気を前記キャニスタに捕集し、前記キャニスタに捕集された燃料蒸気をパージ通路を介して内燃機関の吸気通路へパージする燃料蒸気パージシステムにおいて、前記エバポ経路からの燃料蒸気の漏れ故障を診断する燃料蒸気パージシステムの故障診断方法であって、
前記エバポ経路の漏れ故障の診断に際して、前記燃料タンク及びキャニスタのいずれか一方に存在する気体を他方に所定時間送気する工程と、
前記送気に基づくキャニスタの内圧と燃料タンクの内圧との差圧が予め定められた所定値以上であるかどうかに基づいて前記エバポ経路の漏れ故障を判定する工程と、
を備えることを特徴とする燃料蒸気パージシステムの故障診断方法。 - 燃料タンク内にキャニスタを配置し、燃料タンク及びキャニスタを含んでエバポ経路を形成し、前記燃料タンク内で発生する燃料蒸気を前記キャニスタに捕集し、前記キャニスタに捕集された燃料蒸気をパージ通路を介して内燃機関の吸気通路へパージする燃料蒸気パージシステムにおいて、前記エバポ経路からの燃料蒸気の漏れ故障を診断する燃料蒸気パージシステムの故障診断方法であって、
前記エバポ経路の漏れ故障の診断に際して、前記燃料タンク及びキャニスタのいずれか一方に存在する気体を他方に送気する工程と、
前記送気に基づくキャニスタの内圧と燃料タンクの内圧との差圧が所定値に達した後の前記差圧の変化状態に基づいて前記エバポ経路の漏れ故障を判定する工程と、
を備えることを特徴とする燃料蒸気パージシステムの故障診断方法。 - 請求項７に記載の燃料蒸気パージシステムの故障診断方法において、
さらに、前記差圧が所定値に達した後の前記差圧の変化状態に基づいて前記エバポ経路の漏れ故障を判定する工程を備える
ことを特徴とする燃料蒸気パージシステムの故障診断方法。
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